CN1946478A - 湿度调节剂以及使用该湿度调节剂调节湿度的方法 - Google Patents

湿度调节剂以及使用该湿度调节剂调节湿度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明为具有其中将一种或多种水溶性聚合物引入由一种或多种交联的吸水性聚合物所形成的三维骨架中的结构的湿度调节剂。这里,对于吸水性聚合物来说,可以使用聚丙烯酸盐或者一种或多种聚丙烯酸盐-聚乙烯醇的共聚物。对于水溶性聚合物来说,可以使用聚乙烯醇和聚异丙基丙烯酰胺中的一种或两种。

Description

湿度调节剂以及使用该湿度调节剂调节湿度的方法
技术领域
本发明涉及具有吸收水和排出水的可逆作用的湿度调节剂,以及使用该湿度调节剂调节湿度的方法。
背景技术
一般而言,众所周知的湿度调节剂是应用化学特征的干燥剂(吸收性材料)和增湿性材料。
吸收性材料通常使用以二氧化硅凝胶和沸石为代表的无机物质或使用木炭而制备。这些材料被放置在容器中并使用,以便在低湿度氛围中稳定地储存例如加工食品、磁带以及木制建筑材料。此外,近年来使用吸水聚合物的吸收性材料在用于纸尿裤和月经卫生产品的吸收性材料上持续获得普及。
另一方面,对于增湿性材料,甘油水溶液及类似物被用来作为保水性物质,它们被凝胶化并包装,以用于在充分被增湿的氛围中保持食品的湿度,稳定地储存例如易腐食品。
专利文献1:日本专利公开申请第2002-292771号
专利文献2:日本专利公开申请第2000-176022号
发明内容
[本发明要解决的问题]
大多数湿度调节剂如上述的吸收性材料以及增湿性材料具有使用后不能恢复原始状态的不可逆的化学特性。特别是由于该不可逆的特性而使得所述吸收性材料在用途上有一些限制。因此,上述吸收性材料需要在使用一段时间后用新的吸收性材料替换,由此导致每一次替换时的成本增加。
此外,在接触相对较大量水的情况下,例如,在用水滴直接覆盖吸收性材料时,常规的吸收性材料存在迅速失去吸湿作用的特性。因而存在改进这些吸收剂,以使其能够在某种程度上响应环境变化的需要。
对于这些问题,研究人员已经开发了一种通过机械方式吸收和保留水分,可逆地调节环境大气湿度的技术(参见日本专利公开申请第2000-346537号和第2000-274924号)。然而实际上讲,使用这种技术代替上述湿度调节剂会导致成本的急剧增加。此外,在空间和/或重量方面还存在着限制,因而难以实施这项技术。
本发明的实现正是基于上述问题,并且目的在于以相对低的成本提供一种湿度调节剂,其通过进行优异的水吸收和排出作用而实现充分的湿度调节,并且在使用后还可以重复使用。而且,本发明目的还在于提供使用这种湿度调节剂来调节湿度的方法。
[解决问题的方法以及发明效果]
为了解决上述问题,本发明为一种具有将其中一种或多种水溶性聚合物引入由一种或多种交联的吸水性聚合物所形成的三维骨架中的结构的湿度调节剂。
具体来说,所述吸水性聚合物可以包括聚丙烯酸盐或者一种或多种聚丙烯酸盐-聚乙烯醇的共聚物。
所述水溶性聚合物由聚乙烯醇和聚异丙基丙烯酰胺中的一种或两种构成。
此外,本发明为一种湿度调节方法,该方法使用具有将其中聚乙烯醇引入由一种或多种吸水性聚合物所构成三维骨架中的结构的湿度调节剂。所述湿度调节方法包括以下步骤:使湿度调节剂吸收水;然后通过将浓度为不小于0.01M但又不大于3M的氯化钠溶液加入吸水的湿度调节剂中而建立的渗透压梯度来调节排水。
而且,本发明为一种湿度调节方法,该方法使用具有将其中由聚乙烯醇构成的一种或多种水溶性聚合物引入由一种或多种吸水性聚合物构成的三维骨架中的结构的湿度调节剂。所述湿度调节方法包括以下步骤:使湿度调节剂吸收水;然后通过使所述水溶性聚合物随着水进入所述骨架中的溶胀来调节水的排出,并由此将吸收的水排出到骨架外面。
而且,本发明为一种湿度调节方法,该方法使用具有将其中由聚异丙基丙烯酰胺构成的一种或多种水溶性聚合物引入由一种或多种吸水性聚合物构成的三维骨架中的结构的湿度调节剂。所述湿度调节方法包括以下步骤:使湿度调节剂吸收水;然后通过热处理使聚异丙基丙烯酰胺脱水而调节排水。
如上所述,本发明的湿度调节剂具有将水溶性聚合物引入由吸水性聚合物如聚丙烯酸钠所构成的三维骨架中的结构。因而,当水被吸收时,进入到骨架中的水与所述骨架中存在的水溶性聚合物相接触。水溶性聚合物随后溶胀,并由此将水分成小的水团,或将其吸收进水溶性聚合物内部以形成水合凝胶。
这里,在吸收水时形成上述小水团的情况下时,与由不包含水溶性聚合物的吸水性聚合物构成的传统吸收性材料的情况相比,所述水团的尺寸有所减小。尺寸减小导致了表面张力的减小。由于当表面张力较大时水的蒸发较小,因此,骨架中立体构架之间的小水团倾向于蒸发。此外,由于尺寸的减小促进了水团从骨架的立体构架之间的空间移到外部,并且因为由水溶性聚合物的溶胀而导致的压力使得水团被有效地排放到骨架的外面。根据这种基本原理,本发明的湿度调节剂表现出一种排水功能。聚乙烯醇就是这样一种具有上述排水功能的水溶性聚合物。
当处于水吸收状态下的水溶性聚合物变成水合凝胶的情况下,可以通过对所述水溶性聚合物进行热处理使水排出到骨架的外部而加速排水。化学热敏的水溶性聚合物具有这种功效,其中的一个实例为聚异丙基丙烯酰胺。
由此,通过使用吸水性聚合物作为湿度调节剂,并且形成将其中水溶性聚合物(聚乙烯醇或聚异丙基丙烯酰胺)引入由吸水性聚合物分子构成的三维骨架中所存在的空腔内的结构,从而实现了本发明的水吸收和排放的可逆作用。由于所述湿度调节剂能够通过在干燥状态下起吸收性材料的作用、在吸收水的状态下起增湿性材料的作用来充分调节湿度,因此不像传统方法,不需要同时使用吸收性材料和增湿剂。而且,通过重复进行吸水后相应的排水处理,本发明的湿度调节剂被制成可重复使用的,从而导致成本降低。此外,本发明的湿度调节剂可以在传统湿度调节剂不太适用的高湿度环境下有效地使用。
用于本发明的湿度调节剂的材料可以以相对低的价格得到,因此可以在限制成本的同时实现本发明。此外,本发明能够通过使用上述可逆并快速的水吸收和释放作用,而使具有良好回弹性的湿度调节片的制造得以实现。
附图说明
图1A和1B所示为本发明第一实施方案的湿度调节片1的构造;
图2所示为湿度调节剂(PA/PVA)的分子结构;
图3所示为当吸收了水时湿度调节剂状态的示意图;
图4所示为湿度调节剂的排水机制的示意图;
图5所示为另一种湿度调节剂(PA/P-NIPAM)的分子结构;
图6所示为湿度调节剂的排水机制的示意图;
图7所示为从第一试验得到的、样品A~E的重量随时间变化(g)的测量数据;
图8所示为从所述第一试验得到的、样品A~E的重量随时间变化的量(g)的测量数据;
图9所示为从第二试验得到的、过滤后的实施例和比较例X和Y的重量随时间变化(g)的测量数据;
图10所示为从所述第二试验得到的、过滤后的实施例和比较例X和Y的重量随时间变化的量(g)的测量数据;
图11所示为关于脱水作用的、实施例和比较例X和Y的重量随时间变化(g)的测量数据;
图12所示为关于脱水作用的、实施例和比较例X和Y的重量随时间变化的量(g)的测量数据;
图13所示为关于脱水作用的、干燥35小时后实施例和比较例X和Y的再吸收水量的测量数据;
图14所示为关于脱水作用的、干燥1周后实施例和比较例X和Y的再吸收水量的测量数据;
图15所示为关于脱水作用的、干燥1个月后实施例和比较例X和Y的再吸收水量的测量数据;
图16所示为关于湿度调节剂脱水能力的、样品a~e的重量随时间变化(g)的测量数据;
图17所示为关于湿度调节剂脱水能力的、样品a~e的重量随时间变化的量(g)的测量数据;
图18所示为关于湿度调节剂的再吸收能力及随后的保水能力、样品a~e的再吸收水以及重量随时间变化的量(g)的测量数据;
图19所示为关于湿度调节剂在再吸水后的保水能力、样品a~e的重量随时间变化的量(g)的测量数据;
图20所示为贴附有本发明第二实施方案的湿度调节片的外套的构造;
图21所示为按照本发明第三实施方案的育苗罐的构造;
图22所示为按照本发明第四实施方案的湿度调节玻璃的构造;
图23所示为按照本发明第五实施方案的湿度调节榻榻米垫子的构造;
图24所示为按照本发明第六实施方案的折叠式容器的构造;
图25所示为按照本发明第七实施方案的包含湿度调节片的箱子的构造;以及
图26所示为传统湿度调节剂在吸水时状态的示意图。
具体实施方式
1.第一实施方案
1.1湿度调节片的构造
图1A和1B所示为按照本发明第一实施方案的湿度调节片1的构造。图1A为湿度调节片1的外部视图,图1B为湿度调节片1沿着线X-X′的断面视图。
湿度调节片1具有将其中颗粒形式的湿度调节剂10填充在两个长方形外部片状部件2(2a和2b)之间的构造,并且所述外部片状部件2a和2b的边缘是密封的。所述湿度调节片1的尺寸为例如10cm×6cm×1mm。
每个厚度为例如大约200μm的外部片状部件2a和2b由具有优异的水渗透性以及一定机械强度的材料如纤维素纤维或脂肪族烃纤维的无纺布构成,或由通过处理聚合物材料而制备的微孔薄膜构成。或者,可以选择选自这些材料中的若干材料,并进行层的堆积以形成层状结构。外部片状部件2a和2b的边缘通过例如热压粘合而粘接在一起,使得颗粒状湿度调节剂10被外部片状部件2a和2b所封装。
举例来说,湿度调节剂10的每个颗粒以圆形或椭圆形的形状、或者与这些形状相似的形状形成,其平均粒径为2μm。具体地说,如图1B中所示,湿度调节剂10以恒定的密度填充在外部片状部件2a和2b之间。在这一点上,优选调整颗粒湿度调节剂10的填充密度,以便在粒子之间提供一些空间,从而使得外面的空气可以充分地流经外部片状部件2a和2b。如下面所详细描述的,颗粒状湿度调节剂10可逆地改变其形态,从吸水时的水合凝胶变化到排水后的原始颗粒状态。
这里,第一实施方案的显著特征在于使用具有可逆的吸收和排出水功能的材料作为颗粒状湿度调节剂10。由此可以实现按照惯例不能实现的湿度调节,并且湿度调节片1还可以重复使用。以下将具体描述颗粒状湿度调节剂10。
1.2湿度调节剂的结构
图2所示为颗粒状湿度调节剂10分子结构的示意图。
如图中所示,颗粒状湿度调节剂10材料具有将其中水溶性聚合物实例的聚乙烯醇(PVA)120引入三维骨架50的空腔11内的结构。在此三维骨架50中,由聚丙烯酸钠(PA)100构成的主链通过交联部分101(PA/PVA结构)而交联。空腔11主要是由吸水时多个PA100羧酸盐离子(氧原子的负电荷)的静电推斥所造成的。PA100提供了一种维持湿度调节剂1在吸水后处于保水状态一段时间的作用。
三维骨架50以立方格子的结构(吸水时)由多个交联部分101和组成主链的PA 100形成。在骨架50内部,两个相邻的交联部分101之间的距离为例如约20nm。该距离相当于晶格结构中单独的立方骨架的一个边110,并且在每个边110上聚合有约一百个丙烯酸钠单体分子。
应注意这里“立方”晶格结构只是三维骨架50的理想结构部分。实际上,在交联部分101的位置中存在着变异,因此在所述三维骨架50中包括表现出稍微改变了的晶格结构的一些部分。
PA 100是一种具有优异吸水性的聚合物材料。按照化学结构,羧酸盐离子作为亲水基团,因此PA 100的特征在于吸水功能,其中在与水接触时,PA 100能够吸收数百倍于其自身重量的水。在吸水之后PA 100将颗粒状湿度调节剂10的吸水状态保持一段时间。
另一方面,除了具有高的水溶性外,虽然没有达到PA 100的程度,PVA 120在水溶液中还表现出高的吸水能力,并具有在吸水时的溶胀性能。PVA 120由大约一百个聚合的聚乙烯醇单体分子组成。在保持线性或弯曲构象的同时,PVA 120以自身缠绕的方法围绕在由PA100构成的三维骨架50的立方结构周围。当与进入空腔11中的水接触时,PVA 120将水分割成相对小的水团。由此,PVA 120降低了水团的表面张力并且促进排水作用。
在保水一段时间后,颗粒状湿度调节剂10产生排水作用。这里,排水作用发生的时间选择可以通过例如相对于PA 100所加入的PVA120的量来调节。
这种PA 100和PVA 120是市场上能够大量得到的材料,因此本发明可以在比较低的价格下实现。
关于三维骨架50的材料,可以使用其中在主链内部包括PVA 120的PA-PVA共聚物。此外,PA 100不限于钠盐,其也可以是其它种类的盐。
本发明的水溶性聚合物并不只限于PVA 120或下文中所描述的P-NIPAM 130中的任一种,也可以使用PVA 120和P-NIPAM 130的混合物来替代,其中每种不少于混合物的10%但又不多于混合物的90%。此外,如果所要使用的聚合物具有水溶性,那么其它的组成也是可适用的。
用于制备这种湿度调节剂的方法的实例包括:
<制备方法的实施例>
(A)通过以1%的交联比、使用商业上可得到的PA 100(举例来说,Nippon Shokubai Co.,Ltd.的“AQUALIC DL系列”)进行交联反应形成由PA 100构成的三维骨架50。或者,可以使用另一种商业上可得到的PA 100(举例来说,Nihon Junyaku Co.,Ltd.的“RHEOGIC 250H和252L”),以1%的交联比进行交联反应。
注意交联比并不是只固定于1%,可以在不少于0.5%并且不超过5%的范围内改变。
(B)制备包括由PA 100构成的三维骨架50的水溶液,并且将具有大约4400分子量(相当于约一百个单体乙烯醇分子)的PVA 120溶解在所述水溶液中。本发明的发明人揭示,在他们的试验中,通过将PVA 120设定为上述分子量,可以将PVA 120很好地引入每个边110宽度为20nm的立方结构中的空腔11的内部。适用于本发明的PVA的分子量在500和20000的范围内。
(C)制备其中PA 100和PVA 120都混合的水溶液,然后在环境温度下或在加热条件下将其静置1-10小时,由此将PVA 120引入三维骨架50中的空腔11内部。满意的是将待引入的PVA 120的量设定在不少于不含水的颗粒状湿度调节剂10总质量的1%,但又不超过其总质量的30%。
(D)将水从包括PA 100和PVA 120的混合水溶液中去除以干燥并由此得到粉末。将粉末压成具有一定尺寸的颗粒(粒状的粉末),以得到颗粒状湿度调节剂10。
应注意的是,粉末形式的颗粒状湿度调节剂10可以填充在外部片状部件2a和2b中。然而,在这种情况下,需要调整外部片状部件2a和2b的孔隙率和孔径大小,以使粉末不会溢出到外面。
1.3使用湿度调节剂调节湿度的方法及其有利的效果
对于使用具有上述构造的颗粒状湿度调节剂10的湿度调节片1来说,用户应该在即将使用的时候将湿度调节片1安装在潮湿空气中(举例来说,在希望保持在干燥氛围中的谷物仓库内)。在安装的时候,按照安装位置和所要求的除湿程度来调整所述片1的数目。
在这种潮湿空气中,安装湿度调节片1后,大气中的水蒸气通过外部片状部件接触到颗粒状湿度调节剂10。由此,水蒸气进入颗粒状湿度调节剂10的内部。此时,颗粒状湿度调节剂10与所吸收的水量成比例地溶胀,三维骨架50变为水合凝胶并改变成立方结构。
图3为当吸水时表现出立方结构的颗粒状湿度调节剂10的示意性构造。如图中所示,一旦被吸收进空腔11中,水蒸气分子就冷凝形成液态水。正如下文所述直到水被排出,颗粒状湿度调节剂10就一直保持在吸水状态下,从而使湿度调节片1起到保水的作用。
在吸水一段时间之后,液态水与PVA 120接触,PVA 120因此溶胀。于是,在空腔内由于PVA 120的溶胀而引起的压力使得液态水被分割成多个小水团,这就是本发明的特征。由于液态水被分成这样的小水团,颗粒状湿度调节剂10得以实现排水的作用。图13中所示为这里作为比较例的使用传统吸水性聚合物(聚丙烯酸钠)的吸收性材料的三维骨架(吸水时)。
通常,液态水具有与表面积成比例的表面张力。当表面张力大时,即使水团接触立方骨架,水团的弹性变形也小。结果,对水团来说很难转移到外部,因而水团被保留在如图13A和13B中所示的立方骨架中。此外,虽然PA 100从根本上来说具有高的吸水能力,但是PA100并没有内在的排水能力。因而,水吸收作用实际上是不可逆的。
然而,按照本发明,通过随PA 100引入PVA 120来构造颗粒状湿度调节剂10,可以实现除吸水作用外的排水作用。具体地说,如图3中所示,进入到内部的水与PVA 120接触,然后被分割成立方骨架内的小水团200。结果,每个水团200的表面张力减少到较低的程度。因此,如图4中所示,当接触立方骨架时,水团200会经受相当大的弹性变形,从而推动水团200排放到外部。
除所述机理外,由于PVA 120在与水接触时溶胀,溶胀的PVA 120就起到了将水团200推出立方骨架的作用。因此,由于小水团200已经变得在立方骨架之间相对易于滑移穿过,所以当受到如上所述来自PVA 120的压力时,小水团200将很容易地被排出。然后,排掉水后的颗粒湿度调节剂10在使用之前进一步脱水以返回到原始状态。由此,颗粒状湿度调节剂10能够实现通常不可能的吸水和排水机制之间可逆运转。进行排水作用的时间选择可以通过减少上述被PVA 120所加速的排放作用而延迟(即归因于PVA 120溶胀的小水团200的分割程度以及将水团200推出去的作用)。因此,通过注意这一点,能够达成充分的湿度调节。
这里首次公开了通过将随PA 100引入PVA 120而达成的吸水和排水的可逆作用,这归因于本申请的发明人所进行的研究。换句话说,虽然吸水性聚合物如PA 100的吸水作用过去在某种程度上已经得到了研究,但是只有少量的研究是关于对吸水作用来说起相反作用的排水作用。针对这一背景,本申请的发明人通过在聚合物性能以及水的表面张力方面对排水作用进行的深层次研究而完成了本发明。具有吸水和排水的可逆作用是本发明的颗粒湿度调节剂10与简单的单纯由PA 100及类似物作为主要材料而制备的传统吸收性材料(见图13)的显著差别。
将吸收性材料放置在干燥条件下,在某种程度上能够降低采用通常由众所周知的PA构成的吸水性聚合物的吸收性材料的含水量。然而,这种含水量的减少源于主要发生在吸收性材料表面附近很少的干燥。与通过本发明的颗粒湿度调节剂10的排水作用而实现的含水量的减少相比,这种吸收性材料含水量的减少是相当小的,因此很难说这种吸收性材料具有有效的排水作用。
应注意的是,对于颗粒湿度调节剂10来说,将吸收的水排放到外面的速率可以通过控制进入空腔11中的PVA 120的量而调节。
<其它调节水的排出的方法>
除了上述实例所示使用由PVA 120的分裂作用而形成小水团200的调节排水的方法之外,还有其它用于调节排水的方法。下面描述的是一种通过使用氯化钠(NaCl)溶液的处理而调节排水的方法。
即,当颗粒状湿度调节剂10处于吸水状态(图3中所示的状态)时,将氯化钠溶液加入湿度调节片1中。这里,氯化钠溶液的浓度应该设置在不低于0.01M而又不高于3M,更优选不低于0.1M而又不高于1M。在为实现本发明显著效果的试验中已经展示了这些表示数量的数值。
这样,由于反渗透的作用,加入氯化钠溶液的NaCl溶液处理使得排水迅速。即,通过将氯化钠加入在吸水方面处于水合凝胶形式的颗粒湿度调节剂10中,在立方骨架内部发生脱水现象,从而使颗粒状湿度调节剂10恢复到干燥的状态。此外,由于PA 100包括钠组分,因此颗粒状湿度调节剂10不会受到来自氯化钠的反作用。
应注意的是,如果重复进行这种排水调节,那么包括在湿度调节片1中的氯化钠组分的浓度自然会增加。如果氯化钠的浓度变得太高,那么就会影响例如湿度调节剂10吸水时的离子平衡(PA 100的羧酸盐离子和钠离子之间的平衡)。因此,满意的是通过用淡水漂洗而相应去掉盐分来维护湿度调节片1。
1.4水溶性聚合物的变体
就上述颗粒状湿度调节剂10的构造而言,提供的是其中将PVA120用作水溶性聚合物的实例。然而,本发明并不只限于PVA 120,可以使用不同类型的水溶性聚合物聚异丙基丙烯酰胺(P-NIPAM)。
图5中所示为使用P-NIPAM 130的颗粒湿度调节剂10的示意性结构。当三维骨架由PA 100组成时,将P-NIPAM 130(举例来说,分子量约12000)分子引入所述三维骨架内的空腔11中,并将其排列使之围绕骨架自身缠绕。满意的是设定待引入的P-NIPAM 130的量为不少于不含水颗粒湿度调节剂10质量的1%,并且不多于其质量的30%,对于PVA 120来说也是这样。
P-NIPAM 130是一种表现出随温度变化从水溶性转变到水不溶性状态的热敏型水溶性聚合物。虽然在25℃的环境温度下P-NIPAM为白色粉末的形式,但当吸水时P-NIPAM就会变为混浊并且转变成水合凝胶。如果P-NIPAM是纯的,那么当加热到至多约60℃时,所述水合凝胶P-NIPAM 130就会表现出排水作用。图6示意性地说明了在这一点上的排水方式。通过加热,水团200很容易地从P-NIPAM130排放到外面。其后可通过将温度降低到约10℃而将P-NIPAM 130恢复到其原始状态。
应注意的是,适合于本发明的P-NIPAM的分子量为不小于1000,且不大于30000。
产生排水作用的温度范围可以通过例如部分替换P-NIPAM 130的取代基或将P-NIPAM 130与其它类型的乙烯基聚合物部分共聚而改变P-NIPAM 130的分子结构来进行调整。
因而,当热敏型P-NIPAM 130用作本发明的颗粒湿度调节剂10的水溶性聚合物时,吸水后的排水作用可以只通过进行温度处理来实现。这将带来能够很容易地再利用颗粒状湿度调节剂10的巨大好处。
1.5实施例和性能测试试验
虽然聚丙烯酸钠内在地具有优异的吸水和保水能力,但是作为通常使用的吸水性聚合物,聚丙烯酸钠却具有较差的排水能力。相反,本发明通过将聚乙烯醇引入由聚丙烯酸钠构成的骨架中而改进了其排水能力。
以下描述了在本发明的湿度调节剂以及用作湿度调节剂的各种材料上所进行的性能测试试验,并且陈述了对其性能的评价。
所使用的材料如下:
*水:自来水(Kyotanabe城市用水)
这种水不是所谓的硬水,并以其作为一种除钠之外基本上不含碱金属、并且不含碱土金属的水的实例。
*粉状吸水性聚合物(聚丙烯酸钠(PA)):由Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.生产的吸水性聚合物“Sunfresh ST-250”。
*粉状PVA:由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产。详细资料如下:
样品1(PKK7651):平均聚合度-500;
样品2(PKP0052):平均聚合度-1500;
样品3(PKE1780):平均聚合度-2000;
样品4(ASH2008):平均聚合度-500(完全皂化400-600);
样品5(ASH2009):平均聚合度-1000(完全皂化900-1100);
样品6(ASM7302):平均聚合度-1000(部分皂化900-1100);以及
样品7(ASZ1312):平均聚合度-3500(部分皂化3100-3900)。
1.5.1PVA的水溶性
按照以下方法研究PVA的水溶性。
首先,制备上述每个PVA样品1~7的水溶液,将指定量的吸水性聚合物(聚丙烯酸钠)加入每个溶液中以形成混合的悬浮液,并将悬浮液静置足够长的时间。随后,将悬浮液过滤,然后测量吸水前与吸水后(PVA+PA)的重量变化。
应注意的是,进行热处理时,将加热温度设定在约80℃。
<结果>
*样品1:在加热条件下,1.0g PVA样品很好地溶解在10ml水中;
*样品2:在加热条件下,0.14g PVA样品溶解在5ml水中;
*样品3:在加热条件下,0.11g PVA样品溶解在5ml水中;
*样品4:在环境温度下,0.10g PVA样品溶解在5ml水中:
*样品5:在加热条件下,0.10g PVA样品溶解在10ml水中;
*样品6:在加热条件下,0.10g PVA样品溶解在10ml水中;和
*样品7:在加热条件下,0.10g PVA样品溶解在10ml水中。
通过该试验,计算溶解1g每种PVA样品所需的吸水量如下:
*样品1:10ml;
*样品2:35.71ml;
*样品3:45.45ml;
*样品4:50ml;
*样品5:100ml;
*样品6:100ml;及
*样品7:100ml。
1.5.2PA的吸水量
按照下面描述的方法考察上述吸水性聚合物(PA)的吸水量,并得到下面的结果。
*当20ml水加入0.21g PA样品中时,产物变成没有流动性的凝胶状态。
*当100ml水加入0.10g PA样品中时,产物由于过量的水而依然保持在流动状态。然后,将另外0.10g PA样品加入产物中,得到没有流动性的凝胶状态。
通过试验,可以认为所述PA的吸水量的上限是其自身重量的500~1000倍。
1.5.3PA的排水作用
接下来,按照下面的方法研究上述吸水聚合物由氯化钠所实现的排水作用。
首先,将20ml水加入0.21g PA样品中而制备水合凝胶。
然后,将1ml包含0.11g氯化钠的水溶液加入所述水合凝胶中。
然而,在这段时期,没有观察到变化。
随后,当再加入1.02g氯化钠时,产物表现出流动性,观察到了脱水作用。
通过试验可以很明显地看出,在100ml水被1g PA吸收的情况下,可以通过加入1.13g氯化钠而达成脱水处理。
另一方面,在容器中将100ml水加入0.20g PA样品中而制备水合凝胶。
当将0.52g氯化钠加入所述水合凝胶中时,凝胶中排放出水,随后得到了凝胶在被排放水中漂浮的状态。
按照上述试验,很显然在水合凝胶由每1g PA中加入500ml水而制备的情况下,可以通过加入0.52g氯化钠而实现脱水,因而促进过滤。
1.5.4保水性能的测量(第一试验)
接下来,准备5种样品A~E,在温度18℃~22℃的环境中使用样品对本发明湿度调节片(PA/PVA)的保水能力进行第一试验。
*样品A:[0.1g PA+不加入PVA+100ml水];
*样品B:[0.1g PA+0.1g PVA样品1+100ml水];
*样品C:[0.1g PA+0.05g PVA样品1+100ml水];
*样品D:[0.1g PA+0.1g PVA样品6+100ml水];及
*样品E:[0.1g PA+0.1g PVA样品7+100ml水]。
将每种样品A~E过滤,过滤后立即测量在大约7.5天的时间段中样品重量的变化。
结果如图7中所示。图7中的“皮重”以及随后的数字参考的是湿度调节片的外部片状部件。
此外,图8中所示为仅表示基于图7中所示数据计算得出的重量的量(g)随时间变化的结果。
<讨论>
正如图7和8的表中所表明的,加入PVA的样品B~E表现出基本上相似的吸水能力,与未加入PVA样品A的相反。对于吸水后重量随时间的变化量来说,至少在吸水后183小时内所有样品都观察到了等同的保水性能。
可以认为所述结果表明,本发明的湿度调节片具有相当于使用常规PA的吸水性材料的吸水能力。
1.5.5保水性能的测量(第二试验)
接下来,进行关于第一实施方案的湿度调节片(PA/PVA)的保水能力的第二试验,以便考察当加入就PA来说相对大量的PVA时湿度调节片的行为。
具体地说,通过将200ml水与[0.3g PA+20g PVA样品1(即PA/PVA=0.015)]混合而制备悬浮液,以作为这里的实施例X。
另一方面,通过将200ml水与[0.3g PA+不加PVA]混合而制备另一种悬浮液,以作为比较例Y。
然后,将每种悬浮液过滤,随后考察重量随时间的变化。
结果如图9和10所示。
<讨论>
虽然与样品A~E相比实施例X分别具有3倍和200倍于PA和PVA的量,但是实施例X的吸水量却甚至连两倍也很难达到。因而,可以假设不能充分地将水保持在由PA构成的三维骨架中,除非充分控制所使用的PV与PVA之比。
应注意的是,由于大量PVA溶胀,所以实施例X表现出与比较例Y相比更高的保水能力。
1.5.6脱水作用的测量
这里,为了测量第一实施方案的湿度调节片(PA/PVA)的脱水作用,将100ml与[0.15g PA+10g PVA样品1]混合而制备作为实施例X的悬浮液。
另一方面,将100ml水与[0.15gPA+不加PVA]混合而制备作为比较例Y的另一种悬浮液。
在制备悬浮液6小时后,将2.5g氯化钠加入实施例X和Y的每一个中。然后,将产物过滤以考察随后重量的变化。试验温度在18℃~23℃的范围内。
试验结果如图11和12中所示。
<讨论>
与比较例Y相比,由于PA中加入了PVA,因此实施例X表现出较低的吸水量。
加入氯化钠之后,比较例Y表现出比实施例X更高的排水作用。可以认为这归因于所加入的氯化钠的量。即,对实施例X来说,氯化钠的添加量不足以导致充分的排水,因而保水能力由PVA维持。
接下来,为每个实施例和比较例X和Y制备多种悬浮液,并在吸水后进行干燥35小时、1星期或1个月。
然后,进行再吸收过程以使干燥的悬浮液再次吸水,并且对每个悬浮液考察此时的吸水能力。
结果如图13~15中所示。
<讨论>
按照图13中所示的结果,实施例X在吸水35小时后变得又可以吸水。尽管比较例Y由于没有加入PVA而在一段短的时间内完全吸收一定量指定的水,但因为PVA是逐渐溶胀的,从而使实施例X没有立刻吸收所有的水,所以其随时间而保持吸水功能。
在开始再吸水1小时后,实施例X和Y都恢复到最初吸水能力的约90%或更多。然而,与实施例X不同的是,比较例Y没有表现出逐渐吸水的作用。此外,试验者的目测观察表明,与比较例Y相比,实施例X表现出随着水的吸收较小的体积膨胀。这些结果表明,比较例Y具有特殊的用于吸水作用的结构。
从由这里而向前的结果来看,很明显实施例X具有比较例Y所缺少的延时吸水作用以及吸水后的保水作用。
根据图14和15中所示的结果可以看出,对于吸水作用来说,实施例和比较例X和Y即使在它们吸过一次水后,在1个星期或更长时间后也都会几乎恢复到其最初的吸水能力。在随后的时间里,实施例X的吸水速率会减慢到某一程度,然而可以认为减慢的程度在实际使用中不会是一个问题。
1.5.7湿度调节剂的脱水能力
接下来,通过减少实施例X中所使用的PVA的量而制备6种样品(a、b、c、c′、d和e),然后在温度18℃~22℃的环境中使用样品对第一实施方案的湿度调节剂(PA/PVA)进行脱水能力的以下试验。
*样品a:(0.1g PA+不加PVA+20ml水);
*样品b:(0.1g PA+1.0g PVA样品2+20ml水);
*样品c:(0.1g PA+1.0g PVA样品4+20ml水);
*样品c′:(0.1g PA+1.0g PVA样品4+20ml水);
*样品d:(0.1g PA+1.0g PVA样品6+20ml水);以及
*样品e:(0.1g PA+1.0g PVA样品7+20ml水)。
在静置样品3小时后,在每个样品中加入1.0g氯化钠。然后,将样品过滤,过滤后立即测量重量随时间的变化。
结果如图16和17中所示。
<讨论>
可以理解的是,其中PVA的用量少于实施例X中用量的样品b~e具有等于或稍慢于其中不加PVA的样品a的排水速率。
此外,很明显就PVA的平均聚合度和皂化度而言的特性变化等方面存在着很小的影响。
随后,将其上进行了吸水过程并加入氯化钠的样品a~e干燥35小时,然后使每个样品再次吸水。测量此时的吸水量以及随后吸水的量随时间流逝的变化。
结果如图18和19中所示。
<讨论>
通过图18和19中所示数据可以看出,虽然再次加入水时的吸水量为最初吸水量的50%和70%,但是事实上样品通过干燥处理后变得又可以重复使用了。
按照图7~19所示表中的数据,以下步骤可以被作为用于制备本发明湿度调节剂的示范性方法:
(1)在10ml水中溶解1g具有相对较低分子量的PVA以制备溶液,此时如果需要可加热所述溶液;
(2)将0.15g PA加入(1)中,并且在约2个小时内使产物溶胀;(在此阶段PVA被引入PA骨架中);
(3)将1.0g氯化钠加入(2)中,并充分搅拌混合物;
(4)过滤(3)并收回吸过水的PA/PVA;以及
(5)干燥(4)一天。
由此可制备本发明的湿度调节剂。
2.第二实施方案
图20中所示为将第一实施方案的湿度调节片1用于衣物(工作服外套)300的实例。在第二实施方案中,将湿度调节片1以可拆开的方法从里面贴在工作服外套300的腋下部位310R和310L。为了以可拆开的方式使用湿度调节片1,可以使用钩环扣(举例来说,Kuraray有限公司生产的“魔术胶带”)。或者,可以使用双面胶带将湿度调节片1贴在外部片状部件2a和2b的表面。湿度调节片1也可以设置在除腋下部位外的其它部位(例如领口和腰部周围)。
在湿度调节片1以干燥状态使用的情况下,这种结构可以吸收穿着所述工作服外套300的使用者的汗水。由此,在保持衣物透气性的同时能够持续为使用者提供以舒适。此外,可以在使用后通过将湿度调节片1从工作服外套300上拆开,并通过例如使用如上所述由PVA120产生水团200的干燥处理、NaCl溶液处理或在使用P-NIPAM 130时的热处理将水从处于吸水状态的湿度调节片1脱去而重复利用。
应注意的是,虽然湿度调节片1不一定必须是可从工作服外套300上拆开的,但是将它们做成可拆除的具有避免对湿度调节片1不经意损伤的好处,因为工作服外套300可以分开来洗涤。
这里,将湿度调节片1应用于工作服外套(衣物)300给出了湿度调节片1用途的一个实例。然而,湿度调节片1或颗粒状湿度调节剂10也可以被放置在帽子和头盔中。这是所希望的,因为这样可以减少穿戴者头部所形成的湿热,从而为穿戴者提供舒适。
3.第三实施方案
图21中所示为被模制成育苗罐形状的湿度调节片1的部分截面视图,其为第一实施方案湿度调节片1的用途实例。图中所示的育苗罐400实际上具有与以上所述湿度调节片1相同的结构。即,将颗粒状的湿度调节剂402封装在罐形外部片状部件401的内部。例如,育苗罐400的尺寸为直径5cm,高平均8cm。育苗罐400被设计成以土壤450固定幼苗451。为了模制育苗罐400,可以使用通常使用的挤出模塑法。
具有这种结构的育苗罐400能够例如通过将育苗罐400先使其吸水而设定在吸水状态以便能够维持保水能力,从而在一段时期内保护幼苗451防止干燥。具体地说,在颗粒状湿度调节剂402由PA/PVA构成的情况下,减少所要加入的PVA 120的量。另一方面,在颗粒状湿度调节剂402由PA/P-NIPAM构成的情况下,当调节剂402在室温下使用时,其能够维持保水能力。因此,通过使用育苗罐400,就可以提高例如在干燥土壤环境中的种植成功率,因而育苗罐400能够有效地应用于温室行业等。特别是在沙漠,有时候实际上白天的时候温度上升至高达50℃,相反在夜间时温度急剧下降至低至冰点或冰点以下。在这样的低温下,地表附近形成厚的水蒸气。在如此的环境中使用本发明的育苗罐400可以通过使育苗罐400在夜间时吸收水蒸气,以维持白天时候的保水状态。这样就能够防止种植在育苗罐400中的幼苗451变干,从而使幼苗451能够茁壮生长。
除此以外,预期也可以通过使用便携式的育苗罐400而实现促进飞机大量空中播种以及幼苗种植的效果。
在幼苗451不喜欢高湿度条件的情况下,可以通过事先将育苗罐400设定在干燥状态下以便能够保持吸水能力,从而保护幼苗451免受高湿度条件的伤害。具体地说,在颗粒状的湿度调节剂402是由PA/PVA构成的情况下,增加所要加入的PVA 120的量。另一方面,在颗粒状的湿度调节剂402是由PA/P-NIPAM构成的情况下,通过调整取代基而改变P-NIPAM 130的分子结构,以便在某些环境条件下促进排水。
4.第四实施方案
图22所示为湿度调节玻璃500,即应用本发明湿度调节剂的建筑材料结构的截面视图。图中所示的能够用作通用建筑材料的湿度调节玻璃500包括一侧(或可以是两侧)上形成湿度调节层的钠钙玻璃550。湿度调节层由可渗透水的树脂薄膜501和颗粒状湿度调节剂502构成,其中颗粒状湿度调节剂502由透水的树脂薄膜501封装。湿度调节剂501可以由与上述湿度调节剂10相同的材料制备。
通过安装具有面向室内的湿度调节层的湿度调节玻璃500,这种结构使得能够重复进行室内空气的湿度调节(即在高湿度下吸收水,在干燥条件下排水)。为了充分地进行湿度调节,优选使用由上述PA/PVA构成的湿度调节剂502。由此,在骨架50中形成小水团200,从而加速了上述的排水作用。
在涂敷由上述PA/P-NIPAM构成的湿度调节剂502的情况下,湿度调节玻璃500能够实现着色玻璃的效果。即,虽然通常为透明,但是P-NIPAM 130具有吸水后变为混浊并胶凝化的特性。由于该特性,将湿度调节玻璃500布置在使其湿度调节层面向户外。由此,当下雨或下雪时,玻璃表面由于吸水而变为混浊,湿度调节玻璃500从而变成毛玻璃。在其它的天气情况下,湿度调节剂502处于干燥状态,因此湿度调节玻璃500呈现透明的外观。此外,在玻璃550的两面都形成湿度调节层的情况下,可以得到既调节室内的湿度又形成着色玻璃的效果。
5.第五实施方案
榻榻米垫子被用作传统的日本地面覆盖物,本发明也可适用于这种地板材料。图23中所示为应用本发明湿度调节剂的建筑材料,即湿度调节型榻榻米垫子600的结构的截面视图。图中所示的湿度调节榻榻米垫子600具有将湿度调节片610放置在表面601和内填充物602之间而固定于普通榻榻米垫子中的结构。这里的湿度调节片610具有与第一实施方案的湿度调节片1几乎相同的结构。湿度调节榻榻米垫子600的尺寸为例如95.5cm(长度)×1910cm(宽度)×5.5cm(高度)。
表面601可以由天然的灯芯草编织而成,或者可以由人造纤维、纸浆或类似物制成。用于第五实施方案的湿度调节榻榻米垫子600的表面601优选通过编织纤维状材料而制成,以确保湿度调节片610的透气性。在使用用于柔道地板及类似物的榻榻米垫子表面材料的情况下,出于相同的原因,希望通过处理榻榻米表面以使其具有多孔结构,从而确保透气性。
对应于榻榻米垫子芯体的榻榻米填充物602由稻草或者如泡沫聚苯乙烯以及隔绝板(用于防止振动的板)的材料构成。
湿度调节片610具有与湿度调节片1相同的结构,其包含用外部片状部件611封装的颗粒状湿度调节剂612。所述湿度调节片610可以具有与湿度调节片1相同的尺寸。然而在这种情况下,每个榻榻米垫子需要多个湿度调节片铺设在一起,因此,考虑到劳动效率,可以将湿度调节片610按照湿度调节榻榻米垫子600的平面尺寸制成较大的尺寸。
当具有这种结构的湿度调节榻榻米垫子600用于正常的或高的湿度环境中时,水分进入湿度调节剂612中,从而导致水分的充分脱除。这样就可以实现优异的室内空气的湿度调节作用。这里,如果使用PA/PVA作为湿度调节剂612的材料,那么湿度调节片610可以通过加速水的排放以便恢复到初始状态而制成可重复使用的。这可以通过例如在使用一段时间后将湿度调节片610暴露于干燥环境下,或进行上述的NaCl溶液处理来实现。另一方面,在PA/P-NIPAM用作湿度调节剂612的情况下,湿度调节片610可以通过吸水后的热处理而加速水的排放,借助于使其恢复到初始状态而制成可重复使用的。
在室内空气基本上处于干燥环境的情况下,可以通过事先将湿度调节片610设定为吸水状态而使空气在一段时间内维持在保水环境中。在此情况下,水分在一段延长的时间内从湿度调节剂612中通过外部片状部件611和表面601释放到室内。因此,希望表面601尤其是由耐水材料如人造纤维制成。
6.第六实施方案
图11中所示为使用本发明湿度调节片的湿度调节容器的结构。图11A为整体结构,图11B为湿度调节容器折叠时的外观。
如图11A中所示,湿度调节容器700使用矩形棱柱体状的可折叠容器705,湿度调节片715被布置在折叠式容器705的内部。折叠式容器705包括框体701、边板710和711、折叠式边板712和714(714没有标出)以及底部716。
分别使用合页将边板710和711连接在底部716上,并且所述边板分别带有接头710a和711a(710a没有标出)。正常状态下,边板710和711垂直竖立,接头710a和711a分别与框体701上所提供的接头(接头片)702和703(703没有标出)插在一起。接头702、703、710a和711a可以是每个以钩状形成的凸出物,或者可以是钩和环的紧固件。当容器如图11B中所示折叠时,边板710和711通过使用接头702而折叠在容器内部。
在可折叠的边板712和714上,合页713a、713b、714a和714b(714a和714b没有标出)被布置在沿板712和714纵向方向的中间部位。如图11B中所示,当容器折叠时,通过从外部以每个合页的臂向内关闭的方式折叠合页713a、713b、714a和714b,使折叠式边板712和714向容器内部折叠。
将以矩形形状形成的框体701用盖720插入,容器内部由此而被密封。
应注意的是,虽然在这里示范给出了折叠式容器的结构,然而也可以使用非折叠(即固定的形状)的容器。
具有这种结构的湿度调节容器700可以作为运输手段来储存例如易腐食品。即,可以通过事先将湿度调节片715设定在吸水状态并由此保持容器内部处于潮湿的条件下,从而保持易腐烂食品的高新鲜度。然后,当容器使用后折叠时,取出湿度调节片715。在湿度调节剂由PA/PVA构成的情况下通过干燥或NaCl溶液处理,或者在湿度调节剂由PA/P-NIPAM构成的情况下,通过热处理而使其恢复到原始状态,从而将湿度调节片715制成可重复使用的。
另一方面,通过将湿度调节片715设定在干燥状态,可以令人满意地保存对湿度敏感的产品例如磁带、半导体产品以及加工食品如爆米花。
7.第七实施方案
图25中所示为包含本发明第七实施方案的湿度调节片的箱子的结构。
如图25A中所示包含湿度调节片的箱子800具有将第一实施方案的湿度调节片1存放在金字塔形状的塑料外壳801和底盖803之间的结构。
外壳801上所提供的是与外壳801内部相连通的条形切口802a~802n。应注意的是外壳和切口的形状并不限于此。
在底盖803的上表面形成了平台部分803a,该平台部分可以与外壳801镶嵌。
这里,将湿度调节片1以沿宽度方向逐渐弯曲的形状存放在外壳801的内部。然而,它也可以以它的主平面垂直放置的形式存放。
具有这种结构、包含湿度调节片的箱子800使得对于调节湿度来说湿度调节片1的大面积是有效的,并且因此可以达到提高的湿度调节效果。这是由于在使用过程中湿度调节片1的两侧(即主平面)完全暴露在从切口802a~802n流经外壳801内部的外界空气中。换句话说,通过事先将湿度调节片1设定在保水状态,实际上外界空气是被增湿了的。另一方面,也可以通过事先将湿度调节片1设定在干燥状态而快速地吸收来自外界空气的水分。
具有这种作用的包含湿度调节片的箱子800可以存放在家中,或者在例如商用冷藏柜中以调节冷藏柜内的湿度。因此,在储藏易腐烂食品的情况下,可以通过将湿度调节片1设定在保水状态而在充分增湿的条件下很好地保存这种食品。另一方面,在储藏对水敏感的加工食品的情况下,可以通过将湿度调节片1设定在干燥状态来储藏食品防止受潮。
此外,第七实施方案能够很容易地通过调整安装在冷藏柜中的包含湿度调节片的箱子800中湿度调节片的数目而微调湿度调节的程度(或湿度调节速度)。
通过提供多个处于外壳内部的湿度调节片,能够在节省空间的同时达成进一步有效的湿度调节。包含如图25B中所示湿度调节片的箱子900具有其中在外壳901的内部以及底盖903表面分别配有夹具910和911的结构,以便能够将多个湿度调节片1牢固地固定在垂直位置上。在外壳901上配有类似于切口802a~802n的切口。从而,通过使用这种创造性的结构设计,第七实施方案能够在节省空间的同时实现提高的湿度调节效果。
8.相关材料
除了上述实施方案外,本发明的湿度调节剂还可以用作用于木制建筑材料的增强填充树脂材料。更具体地说,从建筑材料的表面到内部钻孔,然后将包含本发明的湿度调节剂的树脂材料填充在孔中。由此,可以在提高建筑材料强度的同时实现调节湿度的作用。
工业实用性
本发明的湿度调节剂可以作为用于例如易腐食品和磁带的辅助长期储存的湿度调节片。此外,所述湿度调节剂可用于育苗罐、建筑材料、衣物以及类似物。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种湿度调节剂,其具有其中将一种或多种水溶性聚合物引入由一种或多种交联的吸水性聚合物形成的三维骨架中的结构,其中:
所述吸水性聚合物包括聚丙烯酸盐或者一种或多种聚丙烯酸盐-聚乙烯醇的共聚物,并且
所述水溶性聚合物由聚乙烯醇和聚异丙基丙烯酰胺中的一种或两种构成。
2.权利要求1的湿度调节剂,其中:
所述聚乙烯醇的分子量为不小于500,但是不大于20000,
所述聚异丙基丙烯酰胺的分子量为不小于1000,但是不大于30000,并且
被引入所述吸水性聚合物中的水溶性聚合物的量为不少于湿度调节剂总质量的1%,但是不多于所述总质量的30%。
3.权利要求1的湿度调节剂,其中:
所述吸水性聚合物的交联比为不小于0.5%,但是不大于5%。
4.一种湿度调节片,其具有将权利要求1的湿度调节剂用一个或多个可渗透水的片状部件封装的结构。
5.权利要求1的湿度调节剂,其中:
所述聚乙烯醇被部分皂化,其中不少于900但不多于1100个单体单元被皂化。
6.权利要求1的湿度调节剂,其中:
所述聚乙烯醇:(i)平均聚合度为1000,并且被部分皂化,其中不少于900但不多于1100个单体单元被皂化,或者(ii)平均聚合度为500。
7.权利要求1的湿度调节剂,其被设置在选自以下组中的一种之中:衣物、帽子和头盔。
8.权利要求7的湿度调节剂,其中:
所述衣物为工作服外套,并且
所述湿度调节剂是用一个或多个可渗透水的片状部件封装的湿度调节片,并且以可拆开的方式使用钩和环的紧固件设置在所述工作服外套中。
9.权利要求1的湿度调节剂,其被设置在建筑材料中。
10.权利要求9的湿度调节剂,其中:
所述建筑材料为湿度调节玻璃,其中具有由可渗透水的树脂薄膜封装的水溶性聚合物的湿度调节层被设置在玻璃表面上,所述水溶性聚合物由聚异丙基丙烯酰胺构成。
11.权利要求9的湿度调节剂,其中:
所述建筑材料为湿度调节塌塌米垫子,其中具有用可渗透水的树脂薄膜封装的水溶性聚合物的湿度调节层被设置在垫子表面和内部填充物之间。
12.权利要求9的湿度调节剂,其中:
所述建筑材料是木制的建筑材料,其内部填充所述湿度调节剂。
13.一种湿度调节方法,其使用具有将其中聚乙烯醇引入由一种或多种吸水性聚合物构成的三维骨架中的结构的湿度调节剂,该湿度调节方法包括以下步骤:
使所述湿度调节剂吸收水;并且
通过将浓度不低于0.01M、但是不高于3M的氯化钠溶液加入经吸水的湿度调节剂中而建立的渗透压梯度来调节排水。
14.权利要求13的湿度调节方法,其中:
添加所述氯化钠溶液,以使氯化钠与引入的聚乙烯醇的重量比基本上为1∶1。
15.权利要求13的湿度调节方法,其中:
所述吸水性聚合物由聚丙烯酸钠或者一种或多种聚丙烯酸钠-聚乙烯醇的共聚物构成。
16.一种湿度调节方法,其使用具有将其中由聚乙烯醇构成的一种或多种水溶性聚合物引入由一种或多种吸水性聚合物构成的三维骨架中的结构的湿度调节剂,该湿度调节方法包括以下步骤:
使所述湿度调节剂吸收水;并且
通过进入所述骨架中的水使所述水溶性聚合物溶胀,从而将吸收的水排放到骨架外部来调节排水。
17.权利要求16的湿度调节方法,其中:
所述吸水性聚合物由聚丙烯酸钠或者一种或多种聚丙烯酸钠-聚乙烯醇的共聚物构成。

Claims (12)

1.一种湿度调节剂,其具有其中将一种或多种水溶性聚合物引入由一种或多种交联的吸水性聚合物形成的三维骨架中的结构。
2.权利要求1的湿度调节剂,其中:
所述吸水性聚合物包括聚丙烯酸盐或者一种或多种聚丙烯酸盐-聚乙烯醇的共聚物。
3.权利要求1的湿度调节剂,其中:
所述水溶性聚合物由聚乙烯醇和聚异丙基丙烯酰胺中的一种或两种构成。
4.权利要求3的湿度调节剂,其中:
所述聚乙烯醇的分子量为不小于500,但是不大于20000,
所述聚异丙基丙烯酰胺的分子量为不小于1000,但是不大于30000,并且
被引入所述吸水性聚合物中的水溶性聚合物的量为不少于湿度调节剂总质量的1%,但是不多于所述总质量的30%。
5.权利要求1的湿度调节剂,其中:
所述吸水性聚合物的交联比为不小于0.5%,但是不大于5%。
6.一种湿度调节片,其具有将权利要求1的湿度调节剂用一个或多个可渗透水的片状部件封装的结构。
7.一种湿度调节方法,其使用具有将其中聚乙烯醇引入由一种或多种吸水性聚合物构成的三维骨架中的结构的湿度调节剂,该湿度调节方法包括以下步骤:
使所述湿度调节剂吸收水;并且
通过将浓度为不低于0.01M、但是不高于3M的氯化钠溶液加入经吸水的湿度调节剂中而建立的渗透压梯度来调节排水。
8.权利要求7的湿度调节方法,其中:
所述吸水性聚合物由聚丙烯酸钠或者一种或多种聚丙烯酸钠-聚乙烯醇的共聚物构成。
9.一种湿度调节方法,其使用具有将其中由聚乙烯醇构成的一种或多种水溶性聚合物引入由一种或多种吸水性聚合物构成的三维骨架中的结构的湿度调节剂,该湿度调节方法包括以下步骤:
使所述湿度调节剂吸收水;并且
通过进入所述骨架中的水使所述水溶性聚合物溶胀,从而将吸收的水排放到骨架外部来调节排水。
10.权利要求9的湿度调节方法,其中:
所述吸水性聚合物由聚丙烯酸钠或者一种或多种聚丙烯酸钠-聚乙烯醇的共聚物构成。
11.一种湿度调节方法,其使用具有将其中由聚异丙基丙烯酰胺构成的一种或多种水溶性聚合物引入由一种或多种吸水性聚合物构成的三维骨架中的结构的湿度调节剂,该方法包括以下步骤:
使湿度调节剂吸收水;并且
通过热处理使聚异丙基丙烯酰胺脱水来调节排水。
12.权利要求11的湿度调节方法,其中:
所述吸水性聚合物由聚丙烯酸钠或者一种或多种聚丙烯酸钠-聚乙烯醇的共聚物构成。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111971181A (zh) * 2018-03-27 2020-11-20 精工爱普生株式会社 油墨吸收材料、油墨吸收器以及液滴喷出装置
CN111452509B (zh) * 2019-01-18 2021-08-10 精工爱普生株式会社 液体吸收体、油墨吸收器以及液滴喷出装置
CN114057947A (zh) * 2021-10-22 2022-02-18 大连工业大学 一种双向快速光热响应PVA-PNIPAM/MxWO3复合水凝胶及其制备方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102504341B (zh) * 2011-08-24 2013-11-20 杭州泛林科技有限公司 一种智能型复合调湿剂的制造方法
JP5453490B2 (ja) 2011-12-21 2014-03-26 財團法人工業技術研究院 除湿と離脱装置及びシステム
JP5996226B2 (ja) * 2012-03-23 2016-09-21 国立大学法人北海道大学 使用済み高吸水性ポリマーの再生方法
US9440187B2 (en) * 2013-07-21 2016-09-13 The Petroleum Institute Device for water collection from atmospheric moisture

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3072569A (en) * 1960-08-15 1963-01-08 American Cyanamid Co Drilling fluid compositions
US3477970A (en) * 1962-09-04 1969-11-11 Du Pont Pigmented paper coating and adhesive compositions containing a polyvinyl alcohol binder and a modifier therefor
US3563244A (en) * 1968-03-15 1971-02-16 Hajime Moribe Condoms
US4272470A (en) * 1978-12-20 1981-06-09 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Cross-linked polyvinyl alcohol and method of making same
US4828701A (en) * 1983-08-25 1989-05-09 Regents Of The University Of Minnesota Temperature-sensitive method of size-selective extraction from solution
PH26954A (en) * 1985-05-15 1992-12-03 Procter & Gamble Disposable absorbent articles
CA1329800C (en) * 1987-12-29 1994-05-24 Hiroaki Takayanagi Composite separating agent
US4988344A (en) * 1988-05-24 1991-01-29 The Procter & Gamble Company Absorbent articles with multiple layer absorbent layers
JP2597337B2 (ja) * 1988-10-03 1997-04-02 株式会社タナカホームズ 床構造および床施工法
DE4020780C1 (zh) * 1990-06-29 1991-08-29 Chemische Fabrik Stockhausen Gmbh, 4150 Krefeld, De
US5245707A (en) * 1992-03-31 1993-09-21 Green Janis Y Suite & blouse saver dress shield device
GB9300188D0 (en) * 1993-01-06 1993-03-03 Dexter Speciality Materials Fibrous bonded sheet material
US5534186A (en) * 1993-12-15 1996-07-09 Gel Sciences, Inc. Gel-based vapor extractor and methods
US5849405A (en) * 1994-08-31 1998-12-15 The Procter & Gamble Company Absorbent materials having improved absorbent property and methods for making the same
US5997961A (en) * 1998-03-06 1999-12-07 Battelle Memorial Institute Method of bonding functional surface materials to substrates and applications in microtechnology and antifouling
DE19909653A1 (de) * 1999-03-05 2000-09-07 Stockhausen Chem Fab Gmbh Pulverförmige, vernetzte, wässrige Flüssigkeiten sowie Blut absorbierende Polymere, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
US6618859B1 (en) * 2002-12-06 2003-09-16 Jack Kadymir Perspiration pad for sleeveless garment

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111971181A (zh) * 2018-03-27 2020-11-20 精工爱普生株式会社 油墨吸收材料、油墨吸收器以及液滴喷出装置
CN111452509B (zh) * 2019-01-18 2021-08-10 精工爱普生株式会社 液体吸收体、油墨吸收器以及液滴喷出装置
CN114057947A (zh) * 2021-10-22 2022-02-18 大连工业大学 一种双向快速光热响应PVA-PNIPAM/MxWO3复合水凝胶及其制备方法
CN114057947B (zh) * 2021-10-22 2023-09-01 大连工业大学 一种双向快速光热响应PVA-PNIPAM/MxWO3复合水凝胶及其制备方法

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