ES2384387T3 - Partícula ultrafina capaz de absorber y desorber humedad y producto que utiliza la partícula ultrafina - Google Patents

Partícula ultrafina capaz de absorber y desorber humedad y producto que utiliza la partícula ultrafina Download PDF

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Abstract

Partículas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad, caracterizadas porque, dichas partículas consisten en un polímero reticulado que contiene 1,0 a 10,0 meq/g de un grupo carboxilo de tipo sal y 0,1 a 2,0 meq/g del grupo de ácido sulfónico y/o grupo de ácido sulfónico de tipo sal como grupos polares en los que un tamaño de partícula primario promedio es no más que 0,1 μm cuando se mide como una dispersión en agua; y relaciones de absorción de la humedad saturada a 65% de HR y 90% de HR a 20ºC no son menos que 20% en peso y no menos que 40% en peso, respectivamente.

Description

Particula ultrafina capaz de absorber y desorber humedad y producto que utiliza la particula ultrafina.
Campo tecnico de la invencian
La presente invenci6n se refiere a particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad, que tienen buenas propiedades de absorci6n de humedad y desorci6n de humedad y que tienen, particularmente, una excelente velocidad de absorci6n de la humedad y, tambien, a un producto que usa dichas particulas ultrafinas.
Antecedentes de la tecnica
Para eliminar la humedad en el aire, se han usado medios de absorci6n de la humedad con mucha capacidad de absorci6n de la humedad y gran velocidad de absorci6n de la humedad tal como cloruro de litio, cloruro de calcio, cloruro de magnesio y pent6xido de f6sforo. Sin embargo, como los absorbedores de la humedad tienen delicuescencia, existe la desventaja de que se licuan despues de la absorci6n de la humedad, contaminan a otros y corroen los metales, tienen malas caracteristicas para mantener la forma siendo dificiles de transformar en un producto moldeado, tienen una caracteristica de absorci6n de la humedad demasiado potente siendo mediocre su caracteristica de desorci6n de la humedad y no pueden usarse de forma repetida.
En el caso de absorbedores de la humedad tal como gel de silice, zeolita, sulfato de sodio, alumina activa y carb6n activo, pueden usarse de forma repetida porque tienen la caracteristica de desorci6n de la humedad ademas de la caracteristica de absorci6n de la humedad por lo que se ha resuelto una parte de los problemas anteriormente mencionados. Sin embargo, en eso existen desventajas como que tienen poca capacidad de absorci6n de la humedad, requieren mucha temperatura para la regeneraci6n, se trituran y pulverizan por las repetidas absorci6n y desorci6n de la humedad y tienen un gran peso especifico dando como resultado dificultades para mezclar con resina.
Aparte de las inorganicas como tal, hay algunos casos en los que las resinas de absorci6n de agua representadas por el tipo poliacrilato se usan como absorbedores de la humedad de tipo inorganico. Sin embargo, en el caso de una resina de absorci6n de agua, aunque la capacidad de absorci6n de agua para agua liquida es muy buena, su capacidad de absorci6n de la humedad para la humedad que esta en forma de gas es baja y es inferior a los absorbedores de la humedad inorganicos anteriormente mencionados. Los problemas especificos son que la caracteristica de retener agua es buena siendo dificil la desorci6n de la humedad, que la capacidad de absorci6n de la humedad es buena a una humedad relativa casi saturada mientras la capacidad de absorci6n de humedad a una humedad relativa menor que esa es muy baja, que se observa pegajosidad como resultado de la absorci6n de la humedad, que tiene lugar un gran cambio en volumen por absorci6n de la humedad o por absorci6n de agua y que, tomado como un problema en la actualidad, la velocidad de absorci6n de la humedad es muy baja. Se deberan a las siguientes razones, que los fen6menos de "absorci6n de agua" y de "absorci6n de la humedad" muestran un comportamiento completamente diferente aunque el objeto sea el mismo, "el agua", y que, en las resinas de absorci6n de agua convencionales, sus estructuras quimicas estan disenadas con el objeto de absorber agua por lo que no se logra completamente la caracteristica de absorci6n de la humedad. Mas adelante se ilustrara una diferencia de este tipo entre "absorci6n de agua" y "absorci6n de la humedad".
Con relaci6n a los problemas anteriormente mencionados, en los ultimos anos se ha propuesto una tecnica en la que un objetivo es el fen6meno de "absorci6n de la humedad". En la patente japonesa abierta a consulta por el publico nO 05/132.858, se ha propuesto una fibra muy absorbente y desorbente de la humedad que consiste en un polimero organico mientras, en la patente abierta a consulta por el publico nO 08/225.610, tambien se han propuesto particulas ultrafinas organicas absorbentes y desorbentes de humedad y dan soluci6n al problema de la caracteristica de absorci6n de la humedad muy saturada. Sin embargo, no mejora la caracteristica de absorci6n de la humedad en un corto espacio de tiempo y se ha senalado como un problema la baja velocidad de absorci6n de la humedad,
Con relaci6n a la velocidad de absorci6n de la humedad, se propone un metodo en el que se combinan el poliacrilato y la sal inorganica delicuescente, por ejemplo, en la invenci6n de la patente japonesa abierta a consulta por el publico nO 05/105.704. Se ha mencionado que, de acuerdo con dicho metodo, se prepara un producto que tiene una mejorada capacidad de absorci6n de la humedad a baja humedad y que tiene una elevada capacidad de absorci6n de la humedad sin goteo de liquido. Sin embargo, con relaci6n a la velocidad de absorci6n de la humedad, el tiempo requerido para absorber la humedad es del orden de horas (en los Ejemplos, se dispone de un significativo incremento de la cantidad de absorci6n de la humedad durante 10 horas) y un metodo de ese tipo no es satisfactorio para su uso cuando se requiere una velocidad de absorci6n de la humedad del orden de minutos o segundos tal como en el caso de un deshumidificador rotatorio.
Para incrementar la velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad, es normalmente eficaz incrementar la superficie especifica y, con este objeto, se usa generalmente un metodo en el que se prepara algo poroso, haciendose pequeno el tamano de particula. Sin embargo, cuando el tamano de particula se hace pequeno en un material convencional con propiedades absorbentes y desorbentes de humedad, se usa sobre todo un metodo
mediante pulverizaci6n mecanica. Sin embargo a la vista de la capacidad de pulverizar o a la eficiencia de atrapar en la transformaci6n de polvo ultrafino, los productos que pueden prepararse a escala industrial se limitan a los que tienen un tamano medio de particula primario del orden de 1 μm. Aunque hay ejemplos de 0,4 μm y 0,3 μm para el tamano de particula primario en las patentes japonesas abiertas a consulta por el publico nO 2000/17.101 y 10/237.126, respectivamente, no pueden tomarse en la forma de particulas primarias como estan sino que s6lo pueden tomarse como particulas donde se funden y se aglomeran por lo que, como resultado, la superficie especifica de cada uno de ellos no funciona de forma eficaz. Hay otro problema que, como s6lo se preparan agregados que tienen un tamano de particulas de varias decimas, no es posible fabricar pelicula delgada.
Ademas, es normal que, cuando un tamano de particula se hace mas pequeno, la fuerza cohesiva entre particulas debida a la presi6n capilar se hace mas grande por lo que tiene lugar la fusi6n entre las particulas y, como resultado, se bloquea la superficie de la particula y se hace mas pequena la superficie especifica como agregado. Por ejemplo, cuando se aplica una emulsi6n que tiene un tamano de particula primario no mayor que submicr6metros y se seca, se obtiene una pelicula muy densa debido a un tamano de particula muy pequeno. Cuando se mide la superficie especifica de la pelicula, es normalmente menor que 1 m2/g. Por eso, existe un problema, que la ventaja debida a la superficie especifica (calculada no menor que 50 m2/g) basada en el tamano de particula no mayor que submicr6metros se bloquea por fusi6n y no puede lograrse por lo que no contribuyen a la mejora de la velocidad de absorci6n de la humedad.
En la patente japonesa abierta a consulta por el publico nO 2001/11.320 hay una descripci6n para un polimero absorbentes y desorbentes de humedad que tiene un grupo carboxilo de un tipo de sal de potasio y que muestra una excelente velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad y, aunque se observan algunas mejoras en la velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad, su tamano de particula es aproximadamente de unos μm a la mas pequena y no tiene suficiente capacidad para los de gran nivel que se solicitan en la practica. En la patente japonesa abierta a consulta por el publico nO 2003/231.863 hay tambien una descripci6n que ejemplifica el material en el que para pintar se anaden las particulas finas absorbentes y desorbentes de humedad pero su principal material constituyente es pintura y las particulas finas absorbentes y desorbentes de humedad se anaden s6lo como aditivo. Por lo tanto, las particulas finas absorbentes y desorbentes de humedad se cubren con la pintura por lo que se perturba su contacto directo con la humedad o el aire para su regeneraci6n y es dificil lograr una caracteristica de gran absorci6n y de desorci6n de la humedad.
Descripcian de la invencian
Problemas que la invencian va a resolver
Un objeto de la presente invenci6n es proporcionar particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad que tienen buenas caracteristicas de absorci6n de la humedad y de desorci6n de la humedad y pudiendo lograr la caracteristica de absorci6n y de desorci6n de la humedad dentro de un corto espacio de tiempo o, en otras palabras, que tengan excelente velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad y que proporcionen tambien un producto que usa dichas particulas ultrafinas.
Medios para resolver los problemas
Los autores de la presente invenci6n tienen unos estudios intensivos continuados que concentran su atenci6n en la caracteristica de absorci6n y de desorci6n de la humedad, particularmente la velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad, de materiales absorbentes y desorbentes de humedad. Como resultado, pusieron su atenci6n en el hecho de que el tamano de particula de los materiales absorbentes y desorbentes de humedad afecta en gran medida a la velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad y encontraron que ahora se logra un polimero organico con excelente velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad que todavia no ha estado disponible cuando el tamano de particula se hace menor que un valor especifico y cuando se introduce la reticulaci6n que impide la fusi6n por la fuerza agresiva que perturba la expresi6n de las funciones superficiales con la que han logrado la presente invenci6n.
Asi, puede lograrse el objeto de la presente invenci6n anteriormente mencionado mediante particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad que son particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad que consisten en un polimero reticulado que contiene 1,0 a 10,0 meq./g de un grupo carboxilo de tipo sal como un grupo polar en el que un tamano de particula primario medio no es mas que 0,2 μm y las proporciones de absorci6n de la humedad saturada a 65% de HR y 90% de HR a 20OC no son menores que 20% en peso y no menor que 40% en peso, respectivamente.
Las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad como tal se usan en los campos en los que la velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad se solicita en la forma de una lamina absorbente y desorbente de humedad donde dichas particulas se fijan sobre un sustrato, como un elemento absorbente y desorbente de humedad en el que dicha lamina esta estratificada y como un aparato humidificador y deshumidificador en el que dicho elemento es uno de los elementos constituyentes.
Ventajas de la invencian
Cuando se usan las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad de la presente invenci6n y tambien cuando se usa un producto en el que se usan dichas particulas ultrafinas, la rapida velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad del presente material contribuye en dispositivos, instrumentos y sistemas en los que la deshumidificaci6n se lleva a cabo por repetida absorci6n y de desorci6n de la humedad por lo que puede mejorarse una caracteristica deshumidificadora y, como resultado, se ha logrado la ventaja de que la eficiencia se incrementa o que es posible hacer pequeno el tamano del dispositivo. Ademas, como resultado de la mejora de la caracteristica, aquellos en los que hasta ahora se necesita mucha energia para la de desorci6n de la humedad y la regeneraci6n puede lograr ahora la misma capacidad de antes con menos energia por lo que ahora tambien es posible lograr el efecto de conservaci6n de la energia.
Breve descripcian de los dibujos
La Fig. 1 una lamina corrugada por una cara que comprende la lamina absorbente y desorbente de humedad de la presente invenci6n.
La Fig. 2 es un elemento absorbente y desorbente de humedad de tipo panal de miel que comprende la lamina absorbente y desorbente de humedad de la presente invenci6n.
La Fig. 3 es un rotor absorbente y desorbente de humedad que se forma a partir de un elemento absorbente y desorbente de humedad con forma corrugada que comprende la lamina absorbente y desorbente de humedad de la presente invenci6n.
La Fig. 4 es un aparato humidificador/deshumidificador que usa el rotor absorbente y desorbente de humedad que comprende la lamina absorbente y desorbente de humedad de la presente invenci6n.
La Fig. 5 es un elemento absorbente y desorbente de humedad en el que la lamina corrugada por una cara que comprende la lamina absorbente y desorbente de humedad de la presente invenci6n esta estratificada de tal manera que la direcci6n de ventilaci6n es la misma.
La Fig. 6 es un elemento absorbente y desorbente de humedad en el que la lamina corrugada por una cara que comprende la lamina absorbente y desorbente de humedad de la presente invenci6n esta estratificada de tal manera que la direcci6n de ventilaci6n es diferente.
La Fig. 7 es un aparato de humidificaci6n/deshumidificaci6n de tipo de cambio por lotes que usa el elemento absorbente y desorbente de humedad de la presente invenci6n que esta estratificado de tal manera que la direcci6n de ventilaci6n es la misma.
Explicacian de los numeros de referencia en los dibujos
1
lamina absorbente y desorbente de humedad
2
rotor absorbente y desorbente de humedad
3
motor
4
gas muy humedo que va a ser deshumidificado
5
gas despues de ser deshumidificado
6
gas ligeramente humedo que va a ser humidificado
7
gas despues de ser humidificado
8
fuente de calor tal como un calefactor
9
ventilador
10
junta que esta contenida entre las zonas de deshumidificaci6n y humidificaci6n
11
columna en la que se rellenan los elementos absorbentes y desorbentes de humedad
12
valvula de tres vias
Mejor modo de realizar la invencian
La presente invenci6n se ilustrara ahora con todo detalle a continuaci6n.
En primer lugar, es necesario que las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad de la presente invenci6n contengan 1,0 a 10,0 meq/g de un grupo carboxilo de tipo sal y consistan en un polimero reticulado o, en otras palabras, un polimero con estructura reticulante. Debido a la existencia de una apropiada estructura reticulante en la presente invenci6n, se utilizan eficazmente las ventajas de la caracteristica de amplia superficie especifica debido a las particulas ultrafinas. De forma accidental, la existencia de la estructura reticulante puede confirmarse por solubilidad en agua. Un grupo carboxilo de tipo sal es un grupo polar que tiene un gran caracter hidr6filo para lograr una caracteristica de absorci6n de la humedad y, cuando se consigue una gran caracteristica de absorci6n de la humedad se prefiere contener dicho grupo tanto como sea posible. Sin embargo, para hacer elevadas tanto la velocidad de absorci6n de la humedad como tambien la cantidad de absorci6n de la humedad, es necesario un apropiado equilibrio por lo que se refiere a la proporci6n con la estructura reticulante. Por eso, para ser mas especificos, cuando la cantidad de grupo carboxilo de tipo sal es demasiada, es decir, cuando es mas que 10,0 meq/g, han resultado problemas que la proporci6n de estructura reticulante que pueda introducirse se hace demasiado pequena y ese caracter de la resina de absorci6n de agua se hace fuerte por lo que la pegajosidad resulta como ya se ha mencionado o que tiene lugar la disminuci6n de la velocidad de absorci6n de la humedad. Por eso, no puede lograrse un objetivo de la presente invenci6n. A la vista de lo anterior, la cantidad de grupo carboxilo de tipo sal que da un resultado preferido para la prevenci6n de hinchamiento y que transforma la pelicula es 9,0 meq/g o menos.
Por otra parte, cuando la cantidad de grupo carboxilo tipo sal es pequena, disminuye la capacidad de absorci6n de la humedad y, especialmente, cuando es menor que 1,0 meq/g, la caracteristica de absorci6n de la humedad resultante es incluso inferior a la de los absorbedores de la humedad de tipo inorganico anteriormente mencionados por lo que se pierde el valor practico de los mismos. Cuando la cantidad de grupo carboxilo de tipo sal es de 3,0 meq/g o mas, la predominancia de la caracteristica de absorci6n de la humedad comparada con los otros materiales absorbentes de la humedad actualmente disponibles es significativa por lo que hay muchos casos de dar mejor resultado.
Con relaci6n al tipo de la sal del grupo carboxilo de tipo sal, no hay una limitaci6n particular por lo que forma una estructura salina con un grupo carboxilo y sus ejemplos son metal alcalino tal como Li, Na, K, Rb y Cs, metal alcalinoterreo tal como Be, Mg, Ca, Sr y Ba, otros metales tal como Cu, Zn, Al, Mn, Ag, Fe, Co y Ni y cati6n inorganico tal como NH4
/ y compuesto amina. Entre ellos, el K, que es particularmente eficaz para mejorar la velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad, es el mas preferido. Tambien es posible usar juntas dos o mas de las sales anteriormente mencionadas.
No hay una limitaci6n particular para el metodo de introducir el grupo carboxilo de tipo sal y sus ejemplos son un metodo en el que un mon6mero que tiene un grupo carboxilo de tipo sal se somete a una homopolimerizaci6n o a una copolimerizaci6n con otro mon6mero que es capaz de copolimerizar (metodo 1), un metodo en el que se prepara un polimero que tiene un grupo carboxilo y despues se cambia a un tipo sal (metodo 2), un metodo en el que se polimeriza un mon6mero que tiene un grupo funcional que puede inducirse a un grupo carboxilo y dicho grupo funcional en el polimero resultante se transforma en un grupo carboxilo por medio de una modificaci6n quimica seguido por adicional transformaci6n en un tipo sal (metodo 3) y un metodo en el que los tres metodos anteriormente mencionados se llevan a cabo por medio de una polimerizaci6n por injerto.
Ejemplos del metodo 1 anteriormente mencionado en el que se polimeriza un mon6mero que tiene un grupo carboxilo de tipo sal son un metodo en el que se polimeriza un mon6mero de tipo sal que se corresponde con un mon6mero que contiene un grupo carboxilo tal como acido acrilico, acido metacrilico, acido maleico, acido itac6nico y acido vinilpropi6nico bien en solitario se polimerizan conjuntamente o dos o mas de los mismos , un metodo en el que se polimeriza una mezcla de ellos en las mismas especies en que uno es un tipo de acido carboxilico y el otro es el tipo sal correspondiente y un metodo en el que puede copolimerizarse un mon6mero de este tipo con otro mon6mero que pueda copolimerizarse con ellos.
El metodo 2 en el que se prepara un polimero que tiene un grupo carboxilico y despues se transforma en un tipo sal es, por ejemplo, el metodo en el que un homopolimero de un mon6mero de tipo acido que contiene un grupo carboxilo, un copolimero que consiste en dos o mas de los mismos o un copolimero con otro mon6mero que puede copolimerizar se prepara por medio de polimerizaci6n como se ha mencionado antes y despues se transforma en un tipo sal. No hay una limitaci6n particular para la transformaci6n de un grupo carboxilo en uno de tipo sal y es posible transformarlo por acci6n de una soluci6n que contiene un ion de metal alcalino tal como Li, Na, K, Rb o Cs, un ion de un metal alcalinoterreo tal como Be, Mg, Ca, Sr o Ba, otro ion metalico tal como Cu, Zn, Al, Mn, Ag, Fe, Co o Ni o un cati6n organico tal como NH4
/ o un compuesto amina al polimero de tipo acido resultante anteriormente mencionado de manera que se lleva a cabo un intercambio de iones.
Con relaci6n al metodo 3 en el que un grupo carboxilo es inducido por un metodo de modificaci6n quimica, hay un metodo en el que un homopolimero de un mon6mero, se polimeriza un copolimero que consiste en dos o mas de los mismos o un copolimero con otro mon6mero que pueda copolimerizarse que contenga un grupo funcional que pueda modificarse con un grupo carboxilo mediante un tratamiento de modificaci6n quimica y el polimero resultante se somete a hidr6lisis de manera que se lleva a cabo la modificaci6n a un grupo carboxilo. Cuando el resultante no es un tipo sal, el metodo anteriormente mencionado para transformarse en un de tipo sal se aplica al grupo carboxilo modificado. Ejemplos del mon6mero para el que puede aplicarse un metodo de este tipo son un mon6mero que tiene un grupo nitrilo tal como acrilonitrilo y metacrilonitrilo; y anhidrido, derivado de ester, derivado de amida, derivado de ester que tenga una caracteristica reticulante, de un mon6mero que tenga un grupo de acido carboxilico tal como acido acrilico, acido metacrilico, acido maleico, acido itac6nico y acido vinilpropi6nico.
Ejemplos del anhidrido son anhidrido maleico, anhidrido acrilico, anhidrido metacrilico, anhidrido itac6nico, anhidrido ftalico, N-fenilmaleimida y N-ciclomaleimida.
Ejemplos del derivado de ester son un derivado de ester de un alquilo tal como metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, laurilo, pentadecilo, cetilo, estearilo, behenilo, 2-etilhexilo, isodecilo e isoamilo; un derivado ester de eter de alquilo tal como metoxietilenglicol, etoxietilenglicol, metoxi-poli(etilenglicol), epoxi-poli(etilenglicol), poli(etilenglicol), metoxipropilenglicol, propilenglicol, metoxi-poli(propilenglicol), poli(propilenglicol), metoxipoli(tetraetilenglicol), poli(tetraetilenglicol), poli(etilenglicol)-poli(propilenglicol), poli(etilenglicol)-poli(tetraetilenglicol), poli(propilenglicol)-poli(tetraetilenglicol) y butoxietilo; unos derivados de ester de un compuesto ciclico tal como ciclohexilo, tetrahidrofurfurilo, bencilo, fenoxietilo, fenoxi-poli(etilenglicol), isobornilo y benzoato de neopentilglicol; un derivado de ester hidroxiaquilo tal como hidroxietilo, hidroxipropilo, hidroxibutilo, hidroxifenoxipropilo, hidroxipropilftaloiletilo y cloro-hidroxipropilo; un derivado de ester de aminoalquilo tal como dimetilaminoetilo, dietilaminoetilo, y trimetilaminoetilo; un derivado de ester de alquilo de carboxilato tal como succinato de (met)acriloiloxietilo y hexahidroftalato de (met)acriloiloxietilo; un derivado de ester de alquilo que contenga grupo de acido fosf6rico o grupo fosfato tal como fosfato de acido de (met)acriloiloxietilo y fosfato acido de (met)acriloiloxietilo;
un ester de alquilo, reticulante, tal como di(met)acrilato de etilenglicol, di(met)acrilato de poli(etilenglicol), di(met)acrilato de 1,4-butanodiol, di(met)acrilato de 1,3-butanodiol, (met)acrilato de 1,6-hexanodiol, di(met)acrilato de 1,9-nonanodiol, tri(met)acrilato de trimetilolpropano, tetra(met)acrilato de pentaeritritol, hexa(met)acrilato de dipentaeritritol, di(met)acrilato de glicerol, (met)acrilato de 2-hidroxi-3-acriloiloxipropilo, di(met)acrilato de un aducto de bisfenol A con 6xido de etileno, di(met)acrilato de un aducto de bisfenol A con 6xido de propileno, di(met)acrilato de neopentilglicol, di(met)acrilato de 1,10-decanodiol, di(met)acrilato de dimetiloltriciclodecano, y tri(met)acrilato de trimetilolpropano modificado con 6xido de etileno; y un derivado de ester de alquilo fluorado tal como trifluoroetilo, tetrafluoropropilo, hexafluorobutilo y perfluorooctiletilo.
Ejemplos del derivado amida son un compuesto de amida tal como (met)acrilamida, dimetil-(met)acrilamida, monoetil-(met)acrilamida, n-butil-(met)acrilamida, y tert-butil-(met)acrilamida. En cuanto a otro metodo para la introducci6n de un grupo carboxilo mediante una modificaci6n quimica, pueden listarse la oxidaci6n de alqueno, de haluro de alquilo, de alcohol y de aldehido.
Con relaci6n a la introducci6n de un grupo carboxilo tipo sal mediante reacci6n de hidr6lisis de un polimero en el metodo 3 anteriormente mencionado, tampoco hay una limitaci6n particular sino que pueden utilizarse condiciones hidroliticas conocido. Por ejemplo, puede haber listado un metodo en el que se polimeriza el mon6mero anteriormente mencionado y se introduce un grupo carboxilo tipo sal en el polimero reticulado usando una soluci6n acuosa basica de hidr6xido de metal alcalino tal como hidr6xido de sodio, hidr6xido de litio e hidr6xido de potasio o amoniaco y un metodo en el que se prepara un grupo de acido carboxilico por reacci6n con un acido mineral tal como acido nitrico, acido sulfurico y acido clorhidrico o un acido organico tal como acido f6rmico y acido acetico seguido de mezclado con una sal de metal alcalino tal que se introduce un grupo carboxilo de tipo sal por medio de intercambio i6nico. Entre ellos, se prefiere un metodo de hidr6lisis que usa hidr6xido de potasio por el que se prepara facilmente un grupo carboxilo de un tipo de sal de potasio que tenga una excelente velocidad de absorci6n de la humedad. La condici6n por la que se logra 1,0 a 10,0 meq/g puede decidirse aclarando la relaci6n entre la cantidad del grupo carboxilo de tipo sal que va a ser introducido y el factor de reacci6n tal como temperatura de reacci6n, concentraci6n y tiempo a modo de experimentos.
No hay una limitaci6n particular para otro mon6mero que sea capaz de copolimerizar con el mon6mero anteriormente mencionado que se indica en los metodos anteriormente mencionados para la polimerizaci6n y sus ejemplos son compuestos de haluro de vinilo tal como cloruro de vinilo, bromuro de vinilo, y fluoruro de vinilo; mon6mero de vinilideno tal como cloruro de vinilideno, bromuro de vinilideno y fluoruro de vinilideno; cetonas insaturadas tal como metilvinilcetona, etilvinilcetona, fenilvinilcetona, metilisobutenilcetona y metilisopropenilcetona; esteres de vinilo tal como formiato de vinilo, acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, benzoato de vinilo, monocloroacetato de vinilo, dicloroacetato de vinilo, tricloroacetato de vinilo, monofluoroacetato de vinilo, difluoroacetato de vinilo y trifluoroacetato de vinilo; eteres de vinilo tal como metilvinileter y etilvinileter; acrilamida y sus derivados del alquilo sustituido; compuestos de acido que contienen vinilo tal como acido vinilsulf6nico, acido alilsulf6nico, acido metalilsulf6nico; acido estirensulf6nico, acido 2-acrilamida-2-metilpropanosulf6nico, metacrilato de sulfopropilo, acido vinilestearico y acido vinilsulfinico y sales, anhidridos y derivados de los mismos; derivados de
estireno y derivados sustituidos por alquilo o sustituidos por hal6geno tal como estireno, metilestireno y cloroestireno; alcohol alilico o esteres o eteres de los mismos; vinilimidas tal como N-vinilftalimida y Nvinilsuccinoimida; compuestos basicos de vinilo tal como vinilpiridina, vinilimidazol, metacrilato de dimetilaminoetilo, N-vinilpirrolidona, N-vinilcarbazol y vinilpiridina; aldehidos insaturados tal como acroleina y metacroleina; y compuestos de vinilo reticulantes tal como metacrilato de glicidilo, N-metilolacrilamida, metacrilato de hidroxietilo, isocianurato de trialilo, cianurato de trialilo y divinilbenceno.
Para lograr una alta velocidad de absorci6n de la humedad y mantener una estabilidad de forma durante la absorci6n de la humedad en la presente invenci6n, es necesario que las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad sean un polimero reticulante que tenga una estructura reticulante. No hay una limitaci6n particular para la estructura reticulante en lo que no afecta a la caracteristica de absorci6n y de desorci6n de la humedad que es un objeto de la presente invenci6n y no afecte a las caracteristicas del producto en las que se utiliza dicha caracteristica. Asi, puede usarse cualquier estructura reticulante debida a enlace covalente, reticulaci6n i6nica, interacci6n entre moleculas de polimero o reticulaci6n debida a estructura cristalina. Tampoco hay una limitaci6n particular para un metodo de introducci6n de ligadura transversal y ejemplos del mismo son un metodo en el que la ligadura transversal se introduce por copolimerizaci6n de un mon6mero reticulante en una etapa de polimerizaci6n de un conocido mon6mero usado y un metodo posreticulante en el que primeramente se polimeriza un conocido mon6mero y, despues de eso, se introduce la estructura reticulante por medio de reacci6n quimica o energia fisica. Entre ellos, se prefiere particularmente un metodo en el que se usa un mon6mero reticulante durante la etapa de polimerizaci6n de mon6mero o un metodo en el que se lleva a cabo una reticulaci6n quimica despues de la preparaci6n de un polimero a la vista del hecho de que un metodo de este tipo puede introducirse una fuerte ligadura transversal por enlace covalente y se ve poco afectado por modificaciones fisicas y quimicas como un resultado de absorci6n y de desorci6n de la humedad.
En el metodo en que se usa un mon6mero reticulante durante una etapa de polimerizaci6n de un mon6mero, es posible preparar un polimero reticulante que tenga una estructura reticulante basada en un enlace covalente por copolimerizaci6n de un conocido compuesto vinilico reticulante con un mon6mero que tenga un grupo carboxilo o que pueda transformarse en un grupo carboxilo. En ese caso sin embargo, es necesario que el mon6mero reticulante sea uno tal que no se vea afectado o que se vea poco afectado por las condiciones acidas mostradas por el acido acrilico que es un mon6mero o por la influencia quimica (tal como hidr6lisis) despues de la transformaci6n en un grupo carboxilo en el polimero.
Ejemplos de mon6mero reticulante que puede usarse en el metodo en el que se usa un mon6mero reticulante durante una etapa de polimerizaci6n de un mon6mero son compuestos de vinilo reticulantes tal como metacrilato de glicidilo, N-metilolacrilamida, isocianurato de trialilo, cianurato de trialilo, divinilbenceno, metacrilato de hidroxietilo, di(met)acrilato de dietilenglicol, di(met)acrilato de trietilenglicol, tri(met)acrilato de trimetilolpropano, y mutilen-bisacrilamida. Entre ellos, la estructura reticulante por isocianurato de trialilo, cianurato de trialilo, divinilbenceno, y metilen-bis-acrilamida sea quimicamente estable incluso, por ejemplo, en la etapa de hidr6lisis para la introducci6n de grupo carboxilo que se aplica al polimero reticulante que contiene la estructura reticulante y se prefiere.
Ademas, no hay una limitaci6n particular para un metodo por medio de una posreticulaci6n y su ejemplo es un metodo de posreticulaci6n en el que se hace reaccionar un compuesto hidrazina o formaldehido con grupo nitrilo en un polimero de nitrilo en el que el contenido de mon6mero de vinilo que contiene grupo nitrilo es 50% en peso o mas. En particular, un metodo que usa un compuesto de hidrazina es bastante bueno porque es posible introducir una fuerte ligadura transversal que sea estable a acidos y alcalis, contribuye a mejorar la caracteristica de absorci6n de la humedad debida a la hidrofilicidad de la estructura reticulante formada per se y pueda mantener la forma tal como una forma porosa aplicada al polimero. De forma accidental, con relaci6n a la estructura reticulante obtenida por dicha reacci6n, sus detalles no han sido identificados todavia aunque se presume que se basan en un anillo triazol o un anillo tetrazol.
No hay una limitaci6n particular para el mon6mero de vinilo que tenga un grupo nitrilo por lo que el mon6mero tiene grupo nitrilo y sus ejemplos especificos son acrilonitrilo, metacrilonitrilo, etacrilonitrilo, α-cloroacrilo-nitrilo, αfluoroacrilo-nitrilo y cianato de vinilideno. Entre ellos, el mas preferido es el acrilonitrilo que es ventajoso a la vista del coste y tiene mucha cantidad de grupo nitrilo por unidad de peso.
No hay una limitaci6n particular para un metodo de introducci6n de una ligadura transversal por la reacci6n con un compuesto de hidrazina por lo que se obtiene la estructura reticulante apuntada y el metodo puede seleccionarse apropiadamente segun la necesidad tal como concentraciones de polimero acrilonitrilo y el compuesto de hidrazina durante la reacci6n, disolvente usado, tiempo de reacci6n y temperatura de reacci6n. Con relaci6n a la temperatura de reacci6n entre ellas, cuando es demasiado baja, la velocidad de reacci6n se vuelve baja dando como resultado un largo tiempo de reacci6n mientras, cuando es demasiado alta tiene lugar la plastificaci6n del polimero acrilonitrilo de partida por lo que la forma aplicada al polimero puede ser destruida. Por tanto, la temperatura de reacci6n preferida es 50-150OC o, mas preferiblemente, es 80-120OC. Tampoco hay una limitaci6n particular para la parte de polimero de acrilonitrilo que va a hacerse reaccionar con el compuesto de hidrazina pero el polimero puede seleccionarse apropiadamente dependiendo del uso y de la forma de dicho polimero. Para ser mas especificos,
pueden seleccionarse apropiadamente que la reacci6n se lleve a cabo s6lo sobre la superficie del polimero, que la reacci6n se lleve a cabo en toda el area central y que la reacci6n se lleve a cabo limitandose a la superficie especifica,. Ejemplos del compuesto de hidrazina usado aqui son hidrato de hidrazina; sales de hidrazina tal como sulfato de hidrazina, hidrocloruro de hidrazina, nitrato de hidrazina, hidrobromuro de hidrazina y carbonato de hidrazina; y derivado de hidrazina tal como etilendiamina, sulfato de guanidina, hidrocloruro de guanidina, nitrato de guanidina, fosfato de guanidina y melamina.
Como una condici6n esencial para realzar la velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad en la presente invenci6n, es necesario que un tamano de particula primario medio de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad es 0,2 μm o mas pequeno. El termino que lee un tamano de particula primario medio usado aqui es un valor medio de tamano de particula en un estado en el que las particulas ultrafinas de absorci6n y de desorci6n no estan asociadas ni agregadas (particulas primarias). Cuando dichas particulas ultrafinas estan presentes en un disolvente en un estado finamente disperso o en la forma de emulsi6n, se dispersan completamente en agua y se usa el valor medido como un tamano de particula promedio de las mismas.
El caso en que el tamano de particula es mas que 0,2 μm no se prefiere a la vista de los siguientes dos puntos. (1) La superficie especifica se hace pequena y disminuye la cantidad de absorci6n en la superficie que es el factor que mas contribuye para realzar la velocidad de absorci6n de la humedad. (2) Como el radio se hace grande, el tiempo para el movimiento de las moleculas de agua hasta la parte central de la particula se hace larga. Por tanto, las moleculas no pueden moverse a la parte central de la particula dentro de muy corto tiempo, la parte central no contribuye a la velocidad de absorci6n de la humedad y no puede lograrse la capacidad de absorci6n de agua inherente.
Aunque no hay una relaci6n proporcional completa entre la proporci6n de absorci6n de la humedad saturada y la cantidad de absorci6n de la humedad dentro de un tiempo o velocidad de absorci6n de la humedad cortos, es necesario lograr la excelente velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad y la caracteristica de absorci6n y de desorci6n de la humedad que son objetos de las particulas ultrafinas de la presente invenci6n que las relaciones de absorci6n de la humedad saturada bajo 65% de HR (humedad relativa) y 90% de HR a 20OC no son menores que 20% en peso y no menos que 40% en peso, respectivamente. Cuando las proporciones de absorci6n de la humedad saturada bajo la humedad relativa anteriormente mencionada son menores que 20% en peso y no menores que 40% en peso, respectivamente, la caracteristica fundamental resultante es que la capacidad de absorci6n de la humedad es baja y, como resultado, la capacidad de desorci6n de la humedad es inferior tambien por lo que no puede lograrse el objeto de la presente invenci6n . De forma accidental, el termino que lee una proporci6n de absorci6n de la humedad saturada usada aqui significa una proporci6n de absorci6n de la humedad bajo un estado saturado a una temperatura y humedad predeterminadas.
No hay una limitaci6n particular para el hecho de que, en las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad de la presente invenci6n, un grupo polar que es distinto del grupo carboxilo de tipo sal anteriormente mencionado esta tambien contenido en dicho lugar. Por supuesto, no s6lo un grupo de acido carboxilico que no sea un tipo sal sino tambien pueden estar contenidos juntos en dicho lugar un grupo polar tal como un grupo de acido sulf6nico, un grupo de acido sulf6nico de tipo sal, un grupo amino, un grupo de acido fosf6rico, un grupo de acido fosf6rico de tipo sal, un grupo hidroxilo, un grupo nitro, un grupo aldehido, un grupo amido, un grupo nitrilo, y un grupo mercapto. Entre ellos, el grupo acido sulf6nico y/o un grupo acido sulf6nico de tipo sal (en adelante, denominado grupo acido sulf6nico/sulfonato) son o es particularmente preferidos o preferido porque contribuyen o contribuye a una producci6n estable o a la presencia de particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad en un sistema acuoso y son grupos o es un grupo muy hidr6filos o muy hidr6filo que se prefieren o se prefiere tambien a la vista de caracteristica de absorci6n de la humedad. De forma accidental, el grupo acido sulf6nico/sulfonato mencionado en la presente invenci6n incluye un sulfato monosustituido y una sal del mismo (-0-S03H (o M: sal)).
Aunque no hay una limitaci6n particular para la cantidad del grupo sulfonato/acido sulf6nico que esta contenido junto con el grupo carboxilo de tipo sal, se prefiere que la cantidad sea de 0,1 a 2,0 meq/g. Cuando la cantidad de dicho grupo sea menor que 0,1 meq/g, la repulsi6n i6nica por la carga electrica de las particulas ultrafinas en un sistema acuoso se hace pequena y, por tanto, puede haber casos en los que las particulas ultrafinas no esten preparadas y tambien puede darse el caso en el que sea dificil que las particulas ultrafinas pasen a estar presentes de forma estable. Por otra parte, cuando la cantidad del grupo sulfonato/acido sulf6nico sea mas que 2,0 meq/g, el grado de hidrofilicidad como polimero se hace demasiado elevado dando como resultado el mismo estado que la resina de absorci6n de la humedad por lo que pueden darse como resultado los problemas anteriormente mencionados. Ademas, el grupo sulfonato/acido sulf6nico tiene menos cantidad de absorci6n de la humedad por unidad de peso comparado con un grupo carboxilo de tipo sal y, por tanto, hay un problema con que el grupo carboxilo de tipo sal disminuya mientras el grupo de acido sulf6nico/sulfonato aumente por lo que disminuya la propia capacidad de absorci6n de la humedad.
Tampoco hay una limitaci6n particular para el tipo de sal del grupo del acido sulf6nico por lo que forma una estructura salina con un grupo de acido sulf6nico y ejemplos de los mismos son metal alcalino tal como Li, Na, K, Rb
y Cs, metal alcalinoterreo tal como Be, Mg, Ca, Sr y Ba, otro metal tal como Cu, Zn, Al, Mn, Ag, Fe, Co y Ni y cati6n organico tal como NH4/ y compuesto amina. Entre ellos, el mas preferido es el tipo potasio que puede coexistir con un grupo carboxilo de tipo potasio que es particularmente eficaz para realzar la velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad. Tambien es posible usar una o mas de las sales anteriormente mencionadas al mismo tiempo.
Tampoco hay una limitaci6n particular para un metodo de introducci6n del grupo sulfonato/acido sulf6nico y ejemplos de los mismos son un metodo en el que se copolimeriza un mon6mero que contiene un grupo sulfonato/acido sulf6nico, un metodo en el que se introduce un grupo sulfonato/acido sulf6nico en un polimero terminal usando un iniciador o un agente de transferencia de cadena y un metodo en el que se lleva a cabo la polimerizaci6n usando un emulsionante reactivo que tenga un grupo sulfonato/acido sulf6nico de manera que se introduce un grupo acido sulf6nico/sulfonato en un polimero.
Ejemplos del mon6mero que puede usarse para un metodo de copolimerizaci6n con un mon6mero que tiene un grupo acido sulf6nico/sulfonato, acido vinilsulf6nico/sulfonato, acido (met)alilsulf6nico/sulfonato, acido estirensulf6nico/sulfonato y (met)acrilato de 4-sulfobutilo, y una sal de los mismos, acido (met)aliloxibencensulf6nico/sulfonato, acido aliloxibencensulf6nico/sulfonato, acido 2-acrilamido-2-metilpropano-sulf6nico/sulfonato y (met)acrilato de 2-sulfoetilo.
0tro metodo es que se use un iniciador que pueda generar un radical sulfonato/acido sulf6nico y el radical se introduce como un iniciador terminal. Ejemplos del iniciador son el de un tipo de descomposici6n termica tal como persulfato que incluye persulfato am6nico, persulfato de potasio. Con relaci6n a un iniciador de tipo redox puede haberse listado un iniciador de una combinaci6n en la que pueda generarse un radical acido sulf6nico/sulfonato entre las combinaciones de un agente oxidante tal como persulfato, perclorato, sal de plata, sal de cobre y sal de hierro (III) con un agente reductor tal como sulfito, sulfito de hidr6geno, hiposulfito, pirosulfito, trietanolamina y sal de hierro (II). Con relaci6n al agente de transferencia de cadena, puede ponerse como ejemplo acido tioglicolsulf6nico/sulfonato
En un metodo que usa un emulsionante reactivo que tiene un grupo sulfonato/acido sulf6nico, no hay una limitaci6n particular para el emulsionante reactivo que pueda usarse para ello y ejemplos del mismo son acido 4-nonil-2-(1propenil)fenoxi-polietoxietilsulf6nico y una sal del mismo, sulfo(sal)-succinato de alquilo-alquenilo, sulfo(sal)succinato de alquilo-aliloxi-(hidroxi)propilo y sulfo(sal)-(met)acrilato de alquil-fenoxi-(hidroxi)propilo.
No hay una limitaci6n particular para un metodo de preparar las particulas ultrafinas de la presente invenci6n que tiene la caracteristica de absorci6n y de desorci6n de la humedad pero puede usarse cualquier metodo por lo que pueden prepararse las particulas ultrafinas que tengan las caracteristicas anteriormente mencionadas. Por ejemplo, como un metodo para la preparaci6n de particulas ultrafinas de polimero, pueden usarse metodos de polimerizaci6n como polimerizaci6n en emulsi6n, polimerizaci6n por precipitaci6n, y polimerizaci6n en microemulsi6n y, con relaci6n a la forma de polimerizaci6n, puede ser tanto polimerizaci6n en fase normal como polimerizaci6n en fase inversa. Entre los anteriores, la polimerizaci6n en emulsi6n da buenos resultados en los que la amplitud para la selecci6n del tipo y cantidad de emulsionantes e iniciadores es grande por lo que pueden prepararse tipos mas diversos de particulas ultrafinas de polimero.
Para dar la caracteristica de absorci6n o de desorci6n de la humedad, un metodo de acuerdo con la polimerizaci6n en fase inversa pueda polimerizar directamente el mon6mero anteriormente mencionado que tenga un grupo carboxilo para dar particulas ultrafinas que tengan la caracteristica de absorci6n y de desorci6n de la humedad por lo que tiene una ventaja de simplificar los procesos. Por otra parte, en un metodo en el que la polimerizaci6n se lleva a cabo mediante una fase normal que usa un mon6mero que tiene un grupo funcional que pueda introducir un grupo carboxilo mediante una modificaci6n quimica y despues se introduce un grupo carboxilo de tipo sal mediante, por ejemplo, hidr6lisis en las particulas ultrafinas resultantes, hay ventajas como que es amable con el medioambiente y la operaci6n es facil porque se usa agua como disolvente.
No hay una limitaci6n particulas con relaci6n a un metodo para el uso de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad de la presente invenci6n. Por ejemplo, puede listarse un metodo en el que dichas particulas se secan directamente al pulverizar; un metodo en el que se fijan a un sustrato apropiado tal como papel, pelicula y se usa una lamina como lamina absorbente y desorbente de humedad; y un metodo en el que se usan despues de amasar con resina, fibra y pintura. Entre ellos, un metodo en el que se usan como una lamina absorbente y desorbente de humedad puede hacer la superficie especifica como un producto moldeado de gran absorci6n y de desorci6n de la humedad y, por tanto, el metodo es eficaz para acelerar la velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad. Tambien es ventajoso un metodo en el que se fijan a un sustrato o se amasan con el porque puede evitarse tambien el problema de desestabilizaci6n causado por cambios en el volumen debido a la absorci6n y a la desorci6n de la humedad de particulas ultrafinas.
El termino "fijar" usado aqui significa que las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad se fijan en un sustrato y no hay una limitaci6n particular para la resistencia de la fijaci6n y para el metodo de fijaci6n sino que
pueden adoptarse varios metodos tales como la fijaci6n por medios fisicos y la fijaci6n por enlace quimico. Entre ellos, es ventajoso en cuanto a durabilidad un ejemplo en el que las particulas ultrafinas de absorci6n y de desorci6n estan directamente unidas a un sustrato o enlazadas quimicamente a un sustrato mediante algunos compuestos ,dando un resultado preferido .
No hay una limitaci6n particular para la cantidad de particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad que se fijaran al sustrato sino que puede seleccionarse y fijarse apropiadamente una cantidad una cantidad que depende del uso real. Sin embargo, cuando la cantidad es demasiada si se compara con la cantidad de sustrato, a veces no se prefiere porque la resistencia del sustrato no es durable ya que, cuando es demasiado pequena, hay algunos casos en los que no se logra completamente la caracteristica de absorci6n y de desorci6n de la humedad que es un objetivo inherente. Una cantidad fijada especificamente preferida es 5 g/m2 a 300 g/m2.
Tampoco hay una particular limitaci6n para la proporci6n de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad frente a sustancias distintas del sustrato en el area fijada. Sin embargo, como se prefiere que la caracteristica de absorci6n y de desorci6n de la humedad se realce lo mas posible, se prefiere que la relaci6n anterior sea lo mas alta posible. Sin embargo, en las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad de la presente invenci6n, su hidrofilicidad es muy alta y, cuando las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad se fijan unicamente a un sustrato, puede darse el caso de que la caracteristica impermeable no sea suficiente en algunos usos. Por tanto, es necesario fijar de una manera mas fuerte, si es necesario usando el metodo que se mencionara a continuaci6n. Incluso en tal caso, se prefiere con vistas a dar una excelente caracteristica de absorci6n y de desorci6n de la humedad que la proporci6n de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad en el area fijada sea mas que 80%.
No hay una limitaci6n particular para que el sustrato se fije pero puede seleccionarse y usarse apropiadamente dependiendo del uso real. Son ejemplos de los mismos los que tienen una forma tal como papel, tejido no tejido, textil, tejido de punto, fibra, pelicula y lamina moldeados y el material para los mismos es uno organico o inorganico para el que no hay una limitaci6n particular. Entre ellos, la forma tal como papel, tejido no tejido o lamina porosa tiene apropiadamente poros y tambien tiene superficies irregulares por lo que puede fijar facilmente las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad y tambien puede realzar la superficie especifica por unidad de volumen del area fijada y, en consecuencia, es adecuado para realzar la velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad.
Cuando se fijan las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad tambien puede usarse una sustancia porosa junto con las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad con el objeto de realzar la velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad como una lamina absorbente y desorbente de humedad. Con relaci6n a la sustancia porosa como tal, puede usarse lo que se ha usado normalmente y son ejemplos de un tipo inorganico el carb6n activo, negro de carbono, grafito, fibra de carbono, carb6n vitreo celular, carb6n vegetal, carb6n, carburo de silicio, gel de silice, alumina, sustancia porosa de tipo arcilla, vidrio poroso, ceramica porosa, metal sinterizado, Alundum, hormig6n alveolar, perlita, vermiculita, shirasu (un tipo de ceniza volcanica gris claro), magnesia, fibra de vidrio y fibra de ceramica. Son ejemplos de un tipo organico unos esponjosos o alveolares fabricados de materiales como poliestireno, poli(cloruro de vinilo), polietileno, polipropileno, poli(alcohol vinilico), poliuretano, polifenol, poliurea, poliepoxi, caucho natural, neopreno, caucho de neopreno-butileno, caucho de estireno-butadieno, resina de silicona, poliester y resina acrilica; unos sinterizados que consisten en poli(acrilonitrilo), resina acrilica, poliestireno y 6xido de polifenileno; y sustancias porosas naturales de alto peso molecular tal como madera, paja, palmera de canamo y esponja. Entre ellos, gel de silice, zeolita, carb6n activo, estan disponibles en varias dimensiones, tamano de particula, porosidades, tamano de poros finos, y son ventajosos debido a su gran adaptabilidad.
Tampoco hay una limitaci6n particular para un metodo de fijar las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad sino que puede usarse apropiadamente un metodo normalmente usado. Normalmente, se ha usado un metodo en el que una soluci6n que contiene particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad se une a,
o se impregna con, un sustrato y despues un disolvente, se eliminan por secado. El disolvente para dicha soluci6n que contiene las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad puede ser agua o un disolvente organico y tambien puede usarse una mezcla de los mismos. Tampoco hay una limitaci6n particular para un metodo en el que se una la dispersi6n que contiene las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad sino que puede utilizarse un metodo de revestimiento normalmente usado. Un metodo de revestimiento por medio de impregnaci6n es particularmente preferido como un metodo en el que la dispersi6n pueda unirse a ambos lados al mismo tiempo y seguramente en el area central del sustrato.
Tampoco hay una limitaci6n particular para la resistencia de la fijaci6n. Sin embargo, en un uso normal de la lamina absorbente y desorbente de humedad en la que se fijan las particulas absorbentes y desorbentes de humedad, hay muchos casos en los que se usa de forma continua durante largo tiempo repitiendo la absorci6n y la desorci6n de la humedad y, ademas, hay algunos casos en los que las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad fijadas se exponen al agua debido, por ejemplo, a la condensaci6n en el punto de rocio y se prefiere que la funci6n de absorci6n y de desorci6n de la humedad pueda lograrse sin separaci6n incluso en tales condiciones de uso. En
vista de lo anterior, se prefiere usar un articulo que se enlace quimicamente al sustrato, que se enlace quimicamente mediante cualquier compuesto, que las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad se enlacen entre si o que el enlazado como tal se enlace quimicamente al sustrato frente a un articulo en que las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad se fijan mediante un simple medio fisico.
Los autores de la presente invenci6n han encontrado tambien que, en la fijaci6n como tal, se logra otro efecto mediante la transformaci6n en particulas ultrafinas. Por eso, cuando cada una de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad que tienen un gran tamano de particula y las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad de acuerdo con la presente invenci6n se fijan al sustrato, se ha encontrado que, si se compara con los que tienen un gran tamano de particula, los de la presente invenci6n pueden fijarse fuertemente en una pequena cantidad de un aglutinante (una sustancia para unirse al sustrato) por lo que la durabilidad puede realzarse. Como resultado de fabricar la pequena cantidad de aglutinante como tal en el caso de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad, ahora es posible que la proporci6n del material absorbente y desorbente de humedad que ocupa el area fijada se hace elevada y se logra esa mayor caracteristica de absorci6n y de desorci6n de la humedad. Las razones para los anteriores fen6menos seran que, debido a la ultrafinura de las particulas, las particulas despues de la formaci6n de una capa pueden rellenarse de forma compacta y se incrementan los numeros de los puntos de contacto de las particulas por unidad de peso.
Tampoco hay una limitaci6n particular para un metodo de uni6n quimica de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad al sustrato sino que pueden adoptarse metodos usados normalmente. Entre ellos, particularmente, se prefiere adoptar un metodo en el que las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad se unen al sustrato usando un compuesto reticulante (que incluye un polimero) con dos o mas grupos funcionales que tienen una caracteristica reticulante en una molecula, un metodo en el que las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad se unen entre si usando el compuesto reticulante o un metodo de uni6n quimica en el que se combinan los medios anteriormente mencionados. Con relaci6n al grupo funcional que tiene una caracteristica reticulante usada aqui, pueden listarse grupo epoxi, grupo carboxilo, grupo hidroxilo, grupo metilol, grupo oxazolino, grupo amino, grupo aziridino, grupo isocianato y grupo isocianato bloqueado. Entre ellos, son particularmente preferidos el grupo epoxi, el grupo aziridino y el grupo oxazolino ya que su reactividad es elevada y su manipulaci6n es facil. Ejemplos de un compuesto reticulante que tiene un grupo de este tipo son un compuesto de di-o tri-glicidilo tal como diglicidil-eter, glicerol-diglicidil-eter, glicerol-triglicidil-eter, etilenglicol-diglicidil-eter, propilenglicol-diglicidil-eter y polietilenglicol-diglicidil-eter; un compuesto de glicol tal como etilenglicol, propilenglicol, polietilenglicol y glicerol; un compuesto que contiene un grupo hidroxilo tal como alcohol glicidilo, trimetilolpropano, poli(alcohol vinilico) y pentaeritritol; y etanolamina, etilendiamina, propilendiamina, trimetilolmelamina, polietilenimina, urea, polimero reactivo de tipo oxazolino y compuesto aziridino multifuncional. Con relaci6n a un compuesto reticulante de otro tipo, tambien puede usarse sal de metal multivalente tal como magnesio, cinc, cromo y calcio. Puede usarse solamente un compuesto reticulante de este tipo o pueden usarse conjuntamente tipos plurales de los mismos. Aunque no hay una limitaci6n particular para la cantidad de compuesto reticulante usado, se prefiere usar una cantidad lo mas pequena posible ya que el compuesto tiende a inhibir la capacidad de absorci6n o de desorci6n de la humedad. De manera practica, es apropiado usar 0,1 a 20,0% en peso o, mas preferiblemente, 1,0 a 10,0% en peso de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad.
En cuanto a otro metodo para una uni6n quimica de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad a un sustrato, tambien da un buen resultado un metodo en el que se usa y se polimeriza un compuesto polimerizante para que se una al sustrato. Se cree que en este metodo la uni6n covalente enlaza fuertemente el sustrato y las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad por medio de una polimerizaci6n por injerto en la que un sustrato es un punto de partida o por medio de una polimerizaci6n por injerto en la que las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad son puntos de partida. Incluso cuando no hay una uni6n directa entre el sustrato y las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad, el sustrato y las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad o las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad entre si, pueden ser fuertemente atrapadas por una red formada por polimerizaci6n despues de que tenga lugar la fijaci6n al sustrato.
Con relaci6n a un metodo real para la fijaci6n que usa el compuesto polimerizante, puede ponerse como ejemplo un metodo en el que una mezcla de particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad, el compuesto polimerizante y el iniciador de polimerizaci6n se aplica a un sustrato y el compuesto polimerizante se polimeriza y se fija despues de eliminar el disolvente, por ejemplo, por secado; un metodo en el que un disolvente se elimina una vez despues de la aplicaci6n y despues de que se polimerice un compuesto polimerizante; y un metodo combinado en el que se realiza una uni6n quimica usando el compuesto reticulante anteriormente mencionado y despues se polimeriza un compuesto polimerizante. De forma accidental, para llevar a cabo esos metodos, la sustancia porosa anteriormente mencionada puede usarse al mismo tiempo.
Ejemplos del compuesto polimerizante que puede usarse para los metodos como tal son un mon6mero usado para la introducci6n de un grupo carboxilo y un mon6mero que era ejemplificado previamente como un mon6mero que pueda copolimerizarse o un mon6mero reticulante. Entre ellos, es particularmente preferido el que tiene un grupo funcional con una gran afinidad, o con reactividad, con particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad
tal como grupo epoxi, grupo carboxilo y grupo hidroxilo. Aunque no hay una limitaci6n particular para la cantidad de compuesto polimerizante usado, se prefiere el uso de una cantidad lo mas pequena posible ya que el compuesto tiende a inhibir la capacidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad. De forma practica, es apropiado usar 0,1 a 20,0% en peso o, mas preferiblemente, 1,0 a 10,0% en peso de las particulas absorbentes y desorbentes de humedad.
Con relaci6n a un metodo para la polimerizaci6n de un compuesto polimerizante, no hay una limitaci6n particular sino que puede usarse un metodo de polimerizaci6n que pueda usarse normalmente. Entre ellos, da buen resultado un metodo en el que un iniciador de un tipo de descomposici6n termica en el que el calor durante el secado de una lamina ya aplicada puede utilizarse eficazmente o un iniciador de un tipo redox se usa para la polimerizaci6n y un metodo en el que se usa un rayo de energia tal como un rayo electr6nico y un rayo ultravioleta.
Ejemplos del iniciador del tipo de descomposici6n termica son un iniciador de tipo per6xido y un persulfato del mismo tal como per6xido de benzoilo, per6xido de di-ter-butilo, peroxidicarbonato de diisopropilo, per6xido de 2,4diclorobenzoilo, per6xido de lauroilo, per6xido de ciclohexanona, perbenzoato de ter-butilo, per6xido de dicumilo, per6xido de diterbutilo, hidroper6xido de p-mentano, hidroper6xido de pinano, hidroper6xido de cumeno, per6xido de acetilo, persulfato de potasio y persulfato de amonio; y un iniciador de tipo azo tal como azo-bis-isobutironitrilo, azobis-isobutirato de metilo, azo-bis-2,4-dimetilvaleronitrilo, azo-bis-ciclohexano-carbonitrilo, hidrocloruro de azo-bis-isobutilamidina y acido 4,4'-azo-bis-4-cianovalerico.
Ejemplos de iniciador de tipo redox son combinaciones de hidroper6xido de cumeno o per6xido de dialquilo con amina, poliamina o sal de hierro; per6xido de hidr6geno con amoniaco, etilamina o sal de hierro; persulfato de potasio o persulfato de amonio con sulfito de sodio, hidrogenosulfito de sodio, trietanolamina o sal de hierro; perclorato de sodio con sulfito de sodio; y sulfato de cerio con alcohol, amina o almid6n.
En un metodo en el que se usa un rayo de energia tal como un rayo electr6nico o una rayo ultravioleta, puede usarse un activador normalmente usado. Sus ejemplos son un compuesto carbonilo tal como acetona, biacetilo, bencildimetilcetal, benzoina, benzantrona, benzofenona, ciclohexanona, y acetilacetona; un compuesto de azufre tal como tiofenol, tiocresol, 2-mercaptobenzimidazol, mercaptobenzoxazol, mercaptobenzotiazol, ditiocarbamato de metilo, sulfuro de difenilo, disulfuro de difenilo, disulfuro de dibenzoilo, disulfuro de dibenzotiazoilo, sulfuro de tetraalquiltiuram, disulfuro de tetraalquiltiuram, tioxantona, 2-isopropiltioxantona y 2,4-dietiltioxantona; un compuesto de hal6geno tal como bromopropano, clorociclohexano y clorometilnaftaleno; un compuesto amino tal como trietilamina, dietilamina, dietanolamina, etanolamina, acido dimetilaminobenzoico y dimetilaminobenzoato de metilo; un per6xido o un compuesto azo-bis conocido; y un activador de tipo colorante tal como rodamina, eritrosina, acrilflavina, riboflavina, eosina, fluoresceina, isociano, haluro de pinacianol y criptocianina. Si es necesario, el iniciador de tipo de descomposici6n termica o el de un tipo redox anteriormente mencionados pueden ser combinados con eso.
En el metodo de fijaci6n anteriormente mencionado puede usarse, si es necesario, un aditivo con tal de que la caracteristica de absorci6n y de desorci6n de la humedad de la presente invenci6n que es un objeto de la presente invenci6n no se vea disminuida de forma significativa. Por eso, pueden seleccionarse y usarse apropiadamente varios tipos de inhibidor de polimerizaci6n termica, agente de igualaci6n, espesante, agente disminuidor de la viscosidad, agente de aporte de tixotropia, inhibidor de halaci6n, agente deslustrante, pigmento colorante, diluyente, carga, agente de enriquecimiento y resina termoplastica.
No hay una limitaci6n particular para la forma de la lamina absorbente y desorbente de humedad usada pero es posible usar una forma de lamina como tal o para usar despues de someter a un proceso de moldeo. Entre ellos, da un buen resultado un metodo en el que un elemento absorbente y desorbente de humedad preparado por estratificaci6n de laminas absorbentes y desorbentes de humedad como un metodo en el que puede utilizarse una alta velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad que sea caracteristica de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad. Con relaci6n a la forma de dicha estratificaci6n, es posible adoptar un moldeo por el que un area de contacto con vapor que participa en la absorci6n y de desorci6n de la humedad puede hacerse amplia y una perdida de presi6n tambien puede hacerse baja y que sea ventajosa tambien en la practica. Aqui, el termino "estratificaci6n" significa un estado en el que las laminas absorbentes y desorbentes de humedad a medida de que se moldean o despues de serlo se estratifican en tal estado que haya muchos poros que puedan dejar pasar gas tal como vapor que es un objetivo de la absorci6n y de la desorci6n de la humedad o aire que es un medio. El ejemplo en el que un material distinto de la lamina absorbente y desorbente de humedad esta contenido bien en una forma de lamina o en una forma moldeada durante dicha estratificaci6n es abarcado tambien dentro del termino "estratificaci6n" de la presente invenci6n.
Ejemplos especificos de la estratificaci6n son una forma corrugada (forma ondulada) que comprende las laminas absorbentes y desorbentes de humedad que se ejemplifica en la Fig. 1, un tipo de panal de miel (tetragono, hexagono, octagono) como que se ejemplifica en la Fig. 2 y un tipo de nucleo laminado (forma pseudo-circular). En una forma corrugada, su producci6n es de tal manera que una lamina absorbente y desorbente de humedad esta curvada de forma continua preparando una lamina que tiene muchos picos y valles sucesivos y despues los fondos
de los valles de la lamina curva anteriormente mencionada se adhieren o se funden sobre la superficie de otra lamina plana. La lamina resultante corrugada por una cara se estratifica o se enrolla adicionalmente en forma de rodillo despues de lo cual se prepara y se usa un producto moldeado que tiene muchos poros. Con relaci6n a la lamina a curvar y la lamina plana, anteriormente mencionadas, ambas pueden ser laminas absorbentes y desorbentes de humedad o solo una de ellas puede ser una lamina absorbente y desorbente de humedad.
El tamano de la onda de dicho producto corrugado puede seleccionarse apropiadamente en vista de la relaci6n con la caracteristica de absorci6n y de desorci6n de la humedad y la perdida de presi6n que depende del uso real. En cuanto al tamano normal, a menudo se usa ese en el que la altura es 10 mm o menos y la anchura es 20 mm o menos. Cuando se solicita una caracteristica mayor de absorci6n y de desorci6n de la humedad, a menudo da buen resultado ese en el que se prefiere que el tamano de las ondas sea pequeno y un producto en el que la altura sea 0,5 a 5 mm y la anchura sea 0,5 a 10 mm.
No hay una limitaci6n particular para los ejemplos reales de uso del elemento absorbente y desorbente de humedad que comprende las laminas absorbentes y desorbentes de humedad de la presente invenci6n y puede usarse, por ejemplo, un aparato para la deshumidificaci6n y humidificaci6n utilizando de forma activa la caracteristica de absorci6n y de desorci6n de la humedad y una bomba de calor que utiliza la generaci6n de calor como resultado de la humidificaci6n y la absorci6n de calor como resultado de la deshumidificaci6n. Con relaci6n al aparato de humidificaci6n y deshumidificaci6n (aparato humidificante/deshumidificante), tiene un elemento absorbente y desorbente de humedad que comprende el producto estratificado anteriormente mencionado como uno de los elementos constitutivos y un ejemplo del presente aparato es un aparato que tiene la denominada funci6n de ajuste de la humedad en la que se usa un rotor para la humidificaci6n y deshumidificaci6n que comprende las laminas anteriormente mencionadas absorbentes y desorbentes de humedad como se muestra en la Fig. 3, un sistema como se muestra en la Fig. 4 que comprende un motor quehace girar dicho rotor, un medio soplante y succionador de aire que comprende un ventilador y un conducto para el soplado o la succi6n del aire hasta dicho rotor y se usan una fuente de calor para la regeneraci6n o una fuente de aire de baja humedad para la deshumidificaci6n o humidificaci6n mediante la misma estructura que antes con los que puede mantenerse un lugar a una humedad constante.
0tros ejemplos especificos son un elemento absorbente y desorbente de humedad en el que estan dispuestas las laminas de una cara anteriormente mencionadas en la misma direcci6n que se muestra en la Fig. 5 y aquel en el que estan estratificadas en direcciones diferentes a las que se muestran en la Fig. 6. En el caso anterior, es un aparato en el que la humidificaci6n y la deshumidificaci6n se llevan a cabo una despues de la otra por un sistema por lotes como se muestra en la Fig. 7 por lo que el ajuste de la humedad se lleva a cabo por medio de humidificaci6n y deshumidificaci6n. En el ultimo caso, es un aparato en el que materiales gaseosos que tienen diferente humedad sen pasan desde una direcci6n diferente de cada poro por lo que la humidificaci6n y deshumidificaci6n tienen lugar en cada una de las laminas de elementos absorbentes y desorbentes de humedad y la transferencia de la humedad o, en otras palabras, tiene lugar la reacci6n del calor latente y, como resultado, puede llevarse a cabo la humidificaci6n o deshumidificaci6n.
Ejemplos
La presente invenci6n se ilustrara ahora especificamente por medio de los siguientes ejemplos. A menos que se indique lo contrario, los terminos "parte (o partes)" y "%" usados en los Ejemplos se dan en peso. En primer lugar, el metodo para evaluar las caracteristicas y la manera de expresar el resultado evaluado sera ilustrado.
Primeramente, la evaluaci6n de la capacidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad se lleva a cabo en cuanto a proporci6n de absorci6n de la humedad saturada y una cantidad de absorci6n de la humedad de dos minutos que significa una velocidad de absorci6n de la humedad. La proporci6n de absorci6n de la humedad saturada es un valor obtenido mediante el metodo siguiente. Las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad en forma de emulsi6n se aplican por impregnaci6n con un papel sustrato y se secan por aire caliente a 105OC y la lamina resultante se usa como una muestra para la medida de una capacidad de absorci6n de la humedad. Para llevar a cabo la medida, en primer lugar se seca aproximadamente 1,0 g de dicha lamina con un secador por aire caliente a 105OC durante 16 horas y se mide el peso de la muestra (Wds (g), peso de la muestra seca). Despues la muestra se deja reposar durante 24 horas en una camara de la temperatura constante y de humedad constante donde se ajusta la temperatura a 20OC y la humedad relativa se ajusta a 65% de HR o a 90% de HR y se mide el peso de la muestra con humedad absorbida (Wws (g), peso de la muestra humeda). Las mismas operaciones se llevan a cabo tambien para el papel que es un sustrato para impregnaci6n y los pesos resultantes se denominan Pds y Pws. Tomando como base los resultados anteriores, de la siguiente f6rmula se calcula la proporci6n de absorci6n de la humedad saturada:
Proporci6n de absorci6n de la humedad saturada (% en peso) = { [ (Wws - Wds) - (Pws-Pds) 1 / (Wds-Pds) } x 100
Con relaci6n a la proporci6n de absorci6n de la humedad saturada de las propias particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad, las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad, absolutamente secas, se
pulverizan finamente usando un mortero y el polvo fino seco resultante se usa como una muestra para la medida. Dicho polvo (aproximadamente 1,0 g) se seca mediante un secador de aire caliente a 105OC durante 30 minutos y su peso se mide (Wd (g)). Despues, la muestra se deja reposar durante 16 horas en una camara de la temperatura constante y humedad constante donde la temperatura se ajusta a 20OC y la humedad relativa se ajusta a 65% de HR
o a 90% de HR y se mide el peso de la muestra con humedad absorbida (Ww (g)). Tomando como base el valor anterior, se realiza el calculo mediante la siguiente f6rmula:
Proporci6n de absorci6n de la humedad saturada (% en peso) = { (Ww -Wd) / (Wd) } x 100 El metodo para la medida de la cantidad de absorci6n de la humedad en dos minutos es como sigue. En primer lugar, mediante el metodo siguiente se prepara una muestra que va a ser medida. Una soluci6n de emulsi6n que contiene aproximadamente 10% en peso de particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad se aplica al papel con un espesor de aproximadamente 200 μm por medio de un metodo de aplicaci6n de impregnaci6n para elaborar las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad aproximadamente 50 g/m2 y despues se seca con aire caliente a 120OC para preparar el papel que tiene capacidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad. Despues de eso, dicho papel se somete a un proceso de corrugado por una cara bajo la condici6n de 3,4 mm de anchura de paso de celda y 1,7 mm de altura de celda, el producto corrugado resultante se enrolla en una forma cilindrica en la que el diametro de la apertura es de 38 mm y la longitud de 200 mm de manera que el aire circula en la direcci6n longitudinal y el producto moldeado resultante se usa como una muestra para la medida. Despues, con relaci6n a la medida de dicha muestra, se somete en primer lugar a un tratamiento de secado bajo las condiciones de 65OC y una humedad absoluta de 14 g/kg de aire seco. Cuando se confirma que no hay mas cambio en el peso bajo dichas condiciones, finaliza el tratamiento de secado y el peso en ese momento se define como peso seco (Wd1 (g)). Despues de eso, se lleva acabo la humidificaci6n de tal manera que el aire de 27OC con una humedad absoluta de 11 g/kg de aire seco se pasa a traves del papel corrugado en la direcci6n longitudinal del papel corrugado a una velocidad de aire en la superficie de 2 m/s en la secci6n transversal (38 mm de diametro) de la abertura del producto moldeado. La operaci6n de absorci6n de la humedad se realiza durante 2 minutos y se mide el peso despues de dichos 2 minutos y se define como peso humedo (Ww1 (g)). La diferencia entre el peso humedo resultante (Ww1 (g)) y el peso seco (Wd1 (g)) se define como cantidad de absorci6n de la humedad a los dos minutos.
Por otra parte, la velocidad de desorci6n de la humedad se evalua mediante la cantidad de desorci6n de la humedad durante dos minutos. Asi, se lleva a cabo un tratamiento de absorci6n de la humedad bajo las condiciones de 27OC y una humedad absoluta de 11 g/kg de aire seco. Cuando se confirma que no hay mas cambio en el peso en dichas condiciones en la absorci6n de la humedad saturada, finaliza el tratamiento de absorci6n de la humedad y el peso en ese momento se define como peso humedo (Ww2 (g)). Despues de eso, se lleva a cabo el secado de tal manera que el aire de 65OC con una humedad absoluta de 14 g/kg de aire seco se pasa a traves de papel corrugado en al direcci6n longitudinal del papel corrugado a una velocidad de aire en la superficie de 2 m/s en la secci6n transversal (38 mm de diametro) de la abertura del producto moldeado. El tratamiento de secado se realiza durante 2 minutos y se mide el peso despues de dichos 2 minutos y se define como peso seco (Wd2 (g)). La diferencia entre el peso seco resultante (Wd2 (g)) y el peso humedo (Ww2 (g)) se define como cantidad de absorci6n de la humedad a los dos minutos. En los dos casos de velocidades de absorci6n y de desorci6n de la humedad, a mayores cantidades de absorci6n y de desorci6n a los dos minutos, mayores seran las velocidades de absorci6n y de desorci6n de la humedad.
El tamano medio de particula de las particulas se mide con agua como medio dispersante usando una distribuci6n del tamano de particula que mide el dispositivo de un tipo de difracci6n de laser (ELS-800 fabricado por 0tsuka Electronics).
Con relaci6n a la cantidad de un grupo carboxilo de tipo sal, 1 g de una muestra bien secada se pesa con exactitud (X (g)), a ello se anaden 200 ml de agua, se anade bajo calentamiento a 50OC una soluci6n acuosa 1N de acido hidrocl6rico para ajustar a pH 2 de manera que todos los grupos carboxilo contenidos en la muestra se transformen en los de tipo H y despues se determina la curva de titulaci6n de acuerdo con un metodo convencional que usa una soluci6n acuosa de Na0H 0,1N. A partir de dicha curva de titulaci6n, se determina la cantidad de soluci6n de Na0H (Y (ml)) consumida por los grupos carboxilo de un tipo H y despues se calcula la cantidad total de grupos carboxilo contenido en la muestra mediante la siguiente f6rmula:
(Cantidad total de grupos carboxilo, meq/g) = 0,1 Y/X
Mientras tanto, se determina de forma similar una curva de titulaci6n sin ajustar a pH 2 anadiendo una soluci6n acuosa 1N de acido hidrocl6rico durante la operaci6n anteriormente mencionada para la medida de la cantidad de grupo carboxilo total y se mide la cantidad de grupo carboxilo de tipo H contenido en la muestra. De los resultados, se calcula la cantidad de grupo carboxilo de tipo sal mediante la siguiente f6rmula:
(Cantidad del grupo carboxilo de tipo sal, meq/g) = (cantidad total de grupo carboxilo) -(cantidad de grupo carboxilo de tipo H)
Con relaci6n a una determinaci6n cuantitativa del grupo sulf6nico, la concentraci6n de azufre se cuantifica por analisis elemental, calculandose a partir del mismo resultado la cantidad del grupo acido sulf6nico.
La proporci6n que se separa debido al agua corriente se mide como sigue. Una lamina absorbente y desorbente de humedad en un tamano de 9 cm x 21 cm a la que se aplica el material absorbente y desorbente de humedad se seca a 105OC durante 30 minutos y despues se mide el peso seco. Despues dicha lamina se cuelga en un recipiente de 10 litros completamente lleno de agua y se hacen circular 2 litros/minuto de agua en el recipiente durante 1 hora y se hace rebosar despues de lo cual la lamina absorbente y desorbente de humedad se expone a agua corriente. Despues de 1 hora, la lamina despues del tratamiento con agua corriente se seca a 105OC durante 30 minutos y se mide su peso. El porcentaje del valor calculado dividiendo la diferencia entre los pesos antes y despues del tratamiento entre el peso antes del tratamiento se define como el porcentaje que se separa debido al agua corriente. Este valor es una cifra que muestra la caracteristica impermeable de la lamina absorbente y desorbente de humedad y se estima que, cuando el valor es mas pequeno, la caracteristica impermeable es superior.
Ejemplo 1
En un autoclave de 2000 ml se cargaron 400 partes de Acrilonitrilo (AN), 40 partes de acrilato de metilo (MA), 100 partes de divinilbenceno (DVB), 26 partes de p-estirensulfonato de sodio (SPSS) y 1181 partes de agua, despues se anadi6 per6xido de di-ter-butilo como iniciador de polimerizaci6n en una cantidad de 0,5% de la cantidad total de mon6meros y, despues de ser cerrado hermeticamente, la mezcla se polimeriz6 con agitaci6n a 160OC durante 10 minutos. Despues de terminar la reacci6n, la mezcla se enfri6 a temperatura ambiente con agitaci6n continua y el producto polimerizado se extrajo del autoclave. El producto era un polimero de tipo poli(acrilonitrilo) en forma de emulsi6n con un tamano de particula muy fino en el que el tamano medio de particula era de 0,06 μm y la concentraci6n del polimero era de 27%.
A 370 partes de polimero de tipo poli(acrilonitrilo) resultante en forma de emulsi6n se anadieron 45 partes de hidr6xido de potasio y 590 partes de agua y la reacci6n se llev6 a cabo a 95OC durante 36 horas por lo que el grupo nitrilo y el grupo ester de metilo se hidrolizaron para transformar el grupo de acido carboxilico (tipo de sal potasica en la etapa en que la reacci6n de hidr6lisis se daba por finalizaba). La soluci6n hidrolizada resultante se coloc6 en una membrana semipermeable de celulosa y se sumergi6 en agua desionizada para desalar dando las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad de la presente invenci6n en forma de emulsi6n. Las caracteristicas de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad resultantes son las que se muestran en la Tabla 1 y la proporci6n de absorci6n de la humedad saturada era tan buena que era 55% a 20OC x 65% de HR y 92% a 20OC x 90% de HR. Tambien se confirm6 que la cantidad de absorci6n y la cantidad de desorci6n de la humedad a los dos minutos era tan alta como 1,4 y 1,5, respectivamente (gran velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad).
Ejemplo 2
Las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad de la presente invenci6n se prepararon mediante la misma formulaci6n que en el Ejemplo 1 excepto que el tiempo de reacci6n para hidr6lisis se cambi6 a 4 horas. Las caracteristicas de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad resultantes son las que se muestran en la Tabla 1 y, comparada con el Ejemplo 1, la proporci6n de absorci6n de la humedad saturada era un poco baja probablemente debido al hecho de que la cantidad del grupo carboxilo de tipo sal era tan baja como 4,5 meq/g. Sin embargo, raramente se registraba una disminuci6n en las cantidades de absorci6n y de desorci6n de la humedad a los dos minutos y se lograba una excelente velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad.
Ejemplo 3
Las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad de la presente invenci6n de un tipo de sal de sodio se prepar6 mediante la misma formulaci6n que en el Ejemplo 1 excepto que la reacci6n de hidr6lisis se realiz6 usando hidr6xido de sodio en lugar de hidr6xido de potasio. La proporci6n de absorci6n de la humedad saturada era mayor que en el Ejemplo 1 con una gran capacidad de absorci6n de la humedad. Sin embargo, las cantidades de absorci6n y de desorci6n de la humedad a los dos minutos eran bajas comparadas con el Ejemplo 1. Esto se debe probablemente al hecho de que el tipo de sal del acido carboxilico era s6dica.
Ejemplo 4
En un autoclave de 2000 ml se cargaron 450 partes de Acrilonitrilo (AN), 40 partes de acrilato de metilo (MA), 45 partes de p-estirensulfonato de sodio (SPSS) y 1181 partes de agua, despues se anadi6 per6xido de di-ter-butilo como iniciador de la polimerizaci6n en una cantidad de 0,5% para la cantidad total de mon6meros y, despues de ser cerrado hermeticamente, la mezcla se polimeriz6 con agitaci6n a 160OC durante 10 minutos. Despues de terminar la reacci6n, la mezcla se enfri6 a temperatura ambiente con agitaci6n continua y el producto polimerizado se extrajo del autoclave. El producto era un polimero de tipo poli(acrilonitrilo) en forma de emulsi6n con un tamano de particula muy fino en donde el tamano medio de particula era de 0,04 μm y la concentraci6n del polimero era del 28%.
370 partes del polimero de tipo poli(acrilonitrilo) resultante en forma de emulsi6n se mezclaron con 50 partes de hidrazina al 60% y 850 partes de agua y se someti6 a un tratamiento con hidrazina a 90OC durante 16 horas para introducir un ligadura transversal. Adicionalmente, a ello se anadieron 100 partes de hidr6xido de potasio y la reacci6n se llev6 a cabo a 95OC durante 36 horas despues de lo cual el grupo nitrilo residual se hidroliz6 para transformarse en grupo acido carboxilico (tipo de sal potasica en la etapa en que la hidr6lisis se daba por finalizada). La soluci6n hidrolizada resultante se coloc6 en una membrana semipermeable de celulosa y se sumergi6 en agua desionizada para desalar hasta dar las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad de la presente invenci6n por un metodo de posreticulaci6n en una forma de emulsi6n. Las caracteristicas de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad resultantes se muestran en la Tabla 1. Debido a la posreticulaci6n, se us6 el grupo nitrilo que es el origen del grupo carboxilo y, por lo tanto, la cantidad de grupo carboxilo era un poco baja aunque eran suficientes la proporci6n de absorci6n de la humedad saturada y la velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad.
Ejemplo 5
En un recipiente de reacci6n se colocaron 1 parte de laurilsulfato de sodio, 3 partes de persulfato de amonio y 350 partes de agua desionizada, el recipiente de reacci6n se calent6 a 70OC y alli dentro se anadieron gota a gota 35 partes de acrilato de metilo (denominado MA), 40 partes de acrilato de butilo, 15 partes de divinilbenceno, 5 partes de acido metacrilico, 5 partes de p-estirensulfonato de sodio, 3 partes de monoacrilato de poli(etilenglicol) (23 mol) y 50 partes de agua desionizada manteniendo la temperatura a 70OC con agitaci6n para empezar la polimerizaci6n. La velocidad de goteo se ajust6 de manera que el goteo de los mon6meros termin6 dentro de 30 minutos y la polimerizaci6n se llev6 a cabo manteniendo la misma condici6n durante 2 horas despues de terminar el goteo. La emulsi6n de polimero resultante era muy fina donde el contenido de s6lidos era de 21% y un tamano medio de particula era 0,03 μm.
A 480 partes de la emulsi6n de polimero resultante se anadi6 una soluci6n en la que 45 partes de hidr6xido de potasio se disolvian en 475 partes de agua desionizada y la mezcla se sometia a una reacci6n de hidr6lisis a 95OC durante 48 horas y en condiciones de reflujo durante 8 horas mas. La soluci6n mezclada despues de la hidr6lisis se coloc6 en una membrana semipermeable de celulosa y se sumergi6 en agua desionizada para desalar hasta dar las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad de la presente invenci6n en una forma de emulsi6n por medio de un metodo para la introducci6n del acido carboxilico por hidr6lisis del ester. Las caracteristicas de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad resultantes son las que se muestran en la Tabla 1. Asi, un tamano medio de particula era tan pequenisimo como 0,04 μm y eran excelentes la capacidad de absorci6n de la humedad saturada y la velocidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad.
Ejemplo Comparativo 1
Se llev6 a cabo el mismo metodo que en el Ejemplo 1 excepto que para preparar las particulas ultrafinas se cambiaron las condiciones de hidr6lisis a 70OC durante 4 horas. Las caracteristicas de las particulas ultrafinas resultantes se muestran en la Tabla 2. Como las condiciones de hidr6lisis eran suaves, el contenido del grupo acido carboxilico era muy pequeno. Como resultado, la capacidad de absorci6n de la humedad saturada era baja y la cantidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad a los dos minutos era muy pequena por lo que el producto no se podia usar de forma practica.
Ejemplo Comparativo 2
En un autoclave de 2000 ml se cargaron 550 partes de Acrilonitrilo (AN), 40 partes de acrilato de metilo (MA), 20 partes de divinilbenceno (DVB), 26 partes de p-estirensulfonato de sodio (SPSS) y 1181 partes de agua, despues se anadi6 per6xido de di-ter-butilo como iniciador de polimerizaci6n en una cantidad de 0,5% de la cantidad total de mon6meros y, despues de ser cerrado hermeticamente, la mezcla se polimeriz6 con agitaci6n a 160OC durante 10 minutos. Despues de terminar la reacci6n, la mezcla se enfri6 a 90OC con agitaci6n continua y el producto polimerizado se extrajo del autoclave. El producto era un polimero de tipo poli(acrilonitrilo) en forma de emulsi6n con un tamano de particula muy fino en el que el tamano medio de particula era de 0,05 μm y la concentraci6n del polimero era del 29%.
A 370 partes del polimero de tipo poli(acrilonitrilo) resultante en forma de emulsi6n se anadieron 45 partes de hidr6xido de sodio y 590 partes de agua y la reacci6n se llev6 a cabo a 95OC durante 36 horas despues de lo cual el grupo nitrilo y el grupo ester de metilo se hidrolizaron para transformarse en grupo acido carboxilico (tipo de sal de sodio en la etapa de terminaci6n de la reacci6n de hidr6lisis). Como el producto obtenido despues de la reacci6n estaba en estado gel, se anadieron adicionalmente 500 partes de agua para transformarlo en un estado en suspensi6n del gel. El producto resultante en estado de suspensi6n se coloc6 en una membrana semipermeable de celulosa y se sumergi6 en agua desionizada para desalar. El resultado de la evaluaci6n de las caracteristicas del producto se muestra en la Tabla 1. Asi, aunque la caracteristica de absorci6n de la humedad en alta humedad era elevada, la caracteristica de absorci6n de la humedad a 20OC y 65% de HR era baja y la cantidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad a los dos minutos era tambien muy pequena por lo que el producto no podia ser usado de forma practica. Ademas, debido a su estado de gel la medida correcta de su tamano medio de particula no era posible.
5 Ejemplo Comparativo 3
Las particulas finas absorbentes y desorbentes de humedad se preparaban por el mismo metodo que en el Ejemplo 1 excepto que la cantidad de p-estirensulfonato de sodio (SPSS) se cambi6 a 16 partes. Las caracteristicas de las particulas finas resultantes son las que se muestran en la Tabla 1 y el tamano medio de particula era de 0,4 μm y
10 era mayor que el de la presente invenci6n. Una proporci6n de absorci6n de la humedad saturada mostr6 un elevado valor y, cuando se aplicaba mucho tiempo, la capacidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad era buena. Sin embargo, la cantidad de absorci6n y de desorci6n de la humedad a los dos minutos era baja comparada con el producto del Ejemplo 1 y la caracteristica de absorci6n y de desorci6n de la humedad era inferior por lo que esa no era una caracteristica suficiente cuando se consideraba su uso en la practica.
Ejemplo 6
A 100 partes de la emulsi6n que contiene 10% en peso de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad preparadas en el Ejemplo 1 se anaden 0,5 partes de diglicicidileter de etilenglicol y se mezclaron con agitaci6n a temperatura ambiente. Se us6 dicha soluci6n mezclada y se aplic6 por impregnaci6n con papel como sustrato con un peso base de 45 g/m2 y se sec6 a 120OC para dar la lamina absorbente y desorbente de humedad de la presente invenci6n a la que se fij6 el componente absorbente y desorbente de humedad de 70 g/m2 en cuanto a los s6lidos. Las caracteristicas de dicha lamina se muestran en la Tabla 2. Aunque la proporci6n de absorci6n de la humedad saturada era algo menor que la de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad de partida, el producto mantenia todavia una elevada caracteristica y tambien era excelente su caracteristica impermeable estimada de la proporci6n que se separa debida al agua corriente.
Ejemplo 7
A 100 partes de la emulsi6n que contiene 10% en peso de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad preparadas en el Ejemplo 1 se anaden 0,5 partes de acido acrilico y 0,02 partes de persulfato am6nico, y se mezclaron con agitaci6n a temperatura ambiente. Se us6 dicha soluci6n mezclada y se aplic6 por impregnaci6n con papel como sustrato con un peso base de 45 g/m2 y se sec6 a 120OC para dar la lamina absorbente y desorbente de humedad de la presente invenci6n a la que se fij6 el componente absorbente y desorbente de humedad de 68 g/m2 en cuanto a los s6lidos. Las caracteristicas de dicha lamina se muestran en la Tabla 2. La proporci6n de absorci6n de la humedad saturada era tal alta como las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad de partida, la proporci6n debida al agua corriente no era tan grande, y el producto tenia la caracteristica durable en la practica.
Ejemplo 8
La lamina absorbente y desorbente de humedad de la presente invenci6n se prepar6 por el mismo metodo que en el Ejemplo 6 excepto que se usaron 1,8 partes de diglicidileter de etilenglicol. Las caracteristicas de dicha lamina se muestran en la Tabla 2. Asi, la proporci6n que se separa debida al agua corriente era muy baja y la caracteristica de impermeable era particularmente excelente. Sin embargo, probablemente debido al hecho de que el sitio de absorci6n y de desorci6n de la humedad se usaba para reticulaci6n, aunque su proporci6n de absorci6n de la humedad saturada estaba en un nivel durable en la practica, era baja comparada con la de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad de partida.
Ejemplo Comparativo 4
Una lamina absorbente y desorbente de humedad se prepar6 por el mismo metodo que en el Ejemplo 6 excepto que se usaron particulas absorbentes y desorbentes de humedad con un gran tamano de particula preparadas en el Ejemplo 3. Las caracteristicas de la lamina resultante se muestran en la Tabla 2 y, aunque la capacidad de absorci6n de la humedad saturada era alta, la proporci6n que se separa debida al agua corriente era tan muy grande como 76% por lo que el resultado era que mas de la mitad del material absorbente y desorbente de humedad era separado por agua y la caracteristica impermeable era insuficiente. En consecuencia, el producto no se podia usar en la practica.
abla 2
Ejemplo 6 Ejemplo 7 Ejemplo 8 Ejemplo Comparativo 4
Proporci6n deabsorci6n dehumedad saturada
20OCx65% de HR [%1 48 54 36 50
20OCx90% de HR
[%1 90 97 83 93
Proporci6n que se separa debido al agua corriente
[%1 5 12 1 76

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad, caracterizadas porque, dichas particulas consisten en un polimero reticulado que contiene 1,0 a 10,0 meq/g de un grupo carboxilo de tipo sal y 0,1 a 2,0 meq/g del grupo de acido sulf6nico y/o grupo de acido sulf6nico de tipo sal como grupos polares en los que un
    5 tamano de particula primario promedio es no mas que 0,1 μm cuando se mide como una dispersi6n en agua; y relaciones de absorci6n de la humedad saturada a 65% de HR y 90% de HR a 20OC no son menos que 20% en peso y no menos que 40% en peso, respectivamente.
  2. 2.-Las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad de acuerdo con la reivindicaci6n 1, caracterizadas porque, el tipo de sal del grupo carboxilo o el tipo de la sal de ambos grupos polares es de tipo
    10 potasio.
  3. 3.-La lamina absorbentes y desorbentes de humedad, caracterizada porque las particulas absorbentes y desorbentes de humedad de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2 se fijan a un sustrato.
  4. 4.-La lamina absorbentes y desorbentes de humedad de acuerdo con la reivindicaci6n 3, caracterizada porque la relaci6n de las particulas ultrafinas absorbentes y desorbentes de humedad en el area fijada sobre el sustrato es
    15 mas que 80% en peso.
  5. 5.-La lamina absorbentes y desorbentes de humedad de acuerdo con la reivindicaci6n 3 6 4, caracterizada porque la fijaci6n se ha llevado a cabo por una reacci6n de un compuesto reticulante.
  6. 6.-La lamina absorbentes y desorbentes de humedad de acuerdo con la reivindicaci6n 3 6 4, caracterizada porque la fijaci6n se ha llevado a cabo por una polimerizaci6n de un compuesto polimerizante.
    20 7.-Un elemento absorbentes y desorbentes de humedad, caracterizado porque la lamina absorbentes y desorbentes de humedad de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3-6 esta estratificada.
  7. 8.-Un aparato humidificante/deshumidificante, caracterizado porque tiene el elemento absorbentes y desorbentes de humedad de acuerdo con la reivindicaci6n 7 como uno de los elementos constituyentes.
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