JP2017133706A - Porous water absorption evaporation material - Google Patents

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幸生 佐藤
Yukio Sato
幸生 佐藤
将人 藤田
Masato Fujita
将人 藤田
正和 魚谷
Masakazu Uotani
正和 魚谷
腰山 博史
Hiroshi Koshiyama
博史 腰山
武志 神谷
Takeshi Kamiya
武志 神谷
常俊 本田
Tsunetoshi Honda
常俊 本田
大輔 ▲高▼野
大輔 ▲高▼野
Daisuke Takano
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a porous water absorption evaporation material that can maintain water suction performance for a long time and suck water from a water-oil mixture where oil is contaminated in water even when being used under such an environment as a kitchen and a food factory where oil mist is generated.SOLUTION: The porous water absorption evaporation material includes a porous body having a continuous pore. In the porous water absorption evaporation material, a fluorine-based compound having an oil-repellency-imparting group and a hydrophilicity-imparting group is present on at least part of a surface of the continuous pore.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、毛細管現象を利用して水を吸い上げて、その吸い上げた水を蒸発させるための多孔質吸水蒸発材に関するものである。   The present invention relates to a porous water-absorbing and evaporating material for sucking up water using a capillary phenomenon and evaporating the sucked-up water.

水を吸い上げて、その吸い上げた水を蒸発させる構造物として、多孔質吸水蒸発材が知られている。多孔質吸水蒸発材は連続気孔を有する多孔質体からなり、連続気孔の毛細管現象を利用して、水を吸い上げる。多孔質吸水蒸発材は、例えば、冷蔵庫のドレン水の蒸発除去、加湿器の水蒸気の生成などの用途に利用されている。また、多孔質吸水蒸発材は、窓ガラスに結露し、窓枠の下に流れ落ちた結露水を一時的に吸水して蒸発させるための結露水蒸発シートとしても利用されている。   As a structure that sucks up water and evaporates the sucked-up water, a porous water-absorbing and evaporating material is known. The porous water-absorbing evaporating material is composed of a porous body having continuous pores, and sucks up water by utilizing the capillary phenomenon of the continuous pores. The porous water-absorbing evaporating material is used for applications such as evaporative removal of drain water in a refrigerator and generation of water vapor in a humidifier. The porous water-absorbing evaporating material is also used as a condensed water evaporation sheet for temporarily absorbing and evaporating the condensed water that has condensed on the window glass and has flowed down under the window frame.

特許文献1には、ドレン排水装置用の多孔質吸水蒸発材として、レーヨン繊維、ポリノジック繊維、キュプラ繊維、麻、絹、羊毛またはこれらの混綿繊維である吸水性繊維25〜70重量%と、熱融着性繊維25〜45重量%、耐熱性繊維0〜35重量%とを含有するフェルトからなり、カーディングおよびニードルパンチによって全体を一体化し、熱融着性繊維を全部または部分的に溶融させる熱処理の後に140〜180℃の熱プレスによって薄いシート状に成形し、熱プレス後の目付は250〜650g/mであり、水中に垂直に立設すると膨潤したり座屈せず、その垂直状態を安定維持する蒸発シートが開示されている。 In Patent Document 1, as a porous water-absorbing evaporating material for a drainage drainage device, water-absorbing fibers of 25 to 70% by weight, which are rayon fiber, polynosic fiber, cupra fiber, hemp, silk, wool, or a mixed cotton fiber thereof, It consists of a felt containing 25 to 45% by weight of a fusible fiber and 0 to 35% by weight of a heat-resistant fiber. The whole is integrated by carding and needle punching to melt all or part of the heat-fusible fiber. After heat treatment, it is formed into a thin sheet by hot pressing at 140 to 180 ° C., and the basis weight after hot pressing is 250 to 650 g / m 2 , and when it stands vertically in water, it does not swell or buckle, and its vertical state An evaporating sheet that stably maintains the temperature is disclosed.

また、特許文献2には、凝縮水蒸発装置用の多孔質吸水蒸発材として、ポリエステル系親水化剤で表面処理されたポリエステル系繊維の不織布シートが開示されている。この特許文献2には、ポリエステル系親水処理剤として、ポリエステル系繊維の分子構造とほぼ同じ構造を持ち、更にポリオキシエチレン基、スルホン酸基等の親水基を持つ共重合体の水分散液が記載されている。   Patent Document 2 discloses a non-woven sheet of polyester fiber surface-treated with a polyester-based hydrophilizing agent as a porous water-absorbing and evaporating material for a condensed water evaporation device. In Patent Document 2, as a polyester-based hydrophilic treatment agent, there is an aqueous dispersion of a copolymer having substantially the same structure as the molecular structure of a polyester-based fiber and further having a hydrophilic group such as a polyoxyethylene group or a sulfonic acid group. Have been described.

さらに、特許文献3には、比表面積0.4m/g以上の繊維を30重量%以上含有する、嵩密度0.1g/cm以上、目付30g/m以上、吸い上げ高さ200mm以上、吸い上げ速度40mm/60秒以上、かつ蒸発速度90g/m・時間以上である吸水性及び蒸発性を有する繊維構造体が開示されている。 Furthermore, Patent Document 3 contains 30% by weight or more of fibers having a specific surface area of 0.4 m 2 / g or more, a bulk density of 0.1 g / cm 3 or more, a basis weight of 30 g / m 2 or more, a suction height of 200 mm or more, A fiber structure having water absorption and evaporating properties with a suction speed of 40 mm / 60 seconds or more and an evaporation speed of 90 g / m 2 · hour or more is disclosed.

特許第5232256号公報Japanese Patent No. 5232256 特許第3446134号公報Japanese Patent No. 3446134 特開2000−73265号公報JP 2000-73265 A

多孔質吸水蒸発材は種々の環境下において、安定して水を吸い上げることができるものであることが望ましい。
しかしながら、上記特許文献1〜3に記載されているような従来の多孔質吸水蒸発材は、厨房や食品工場などのオイルミストが発生しやすい環境下にて使用すると、水の吸い上げ能力が低下することがあるという問題があった。また、オイルミストが発生する環境下では、冷蔵庫のドレン水や加湿器の水蒸気生成用の水に油が混入することがあるが、従来の多孔質吸水蒸発材では、油と水の混合液からでは、水をほとんど吸い上げることができない場合があった。
It is desirable that the porous water-absorbing evaporating material can absorb water stably in various environments.
However, when the conventional porous water-absorbing evaporating material as described in Patent Documents 1 to 3 is used in an environment where oil mist is likely to occur, such as a kitchen or a food factory, the ability to suck up water decreases. There was a problem that there was something. In an environment where oil mist is generated, oil may be mixed into the drain water of the refrigerator or the water for steam generation of the humidifier. In some cases, water could hardly be sucked up.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、厨房や食品工場などのオイルミストが発生する環境下で使用しても、水を吸い上げる能力が長期間にわたって維持でき、水に油が混入した油と水の混合液からでも水を吸い上げることができる多孔質吸水蒸発材を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and even when used in an environment where oil mist is generated such as in a kitchen or a food factory, the ability to suck up water can be maintained over a long period of time. It is an object of the present invention to provide a porous water-absorbing evaporating material capable of sucking water even from a mixed oil and water mixture.

本願の発明者らが鋭意検討した結果、連続気孔を有する多孔質体を用いた多孔質吸水蒸発材については、連続気孔の少なくとも一部の表面に撥油性付与基および親水性付与基を有するフッ素系化合物を存在させることによって、水に油が混入した油と水の混合液からでも水を吸い上げることが可能となり、またオイルミストが発生する環境で使用しても、水を吸い上げる能力を長期間にわたって安定に維持できることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies by the inventors of the present application, as for a porous water-absorbing and evaporating material using a porous body having continuous pores, fluorine having an oil repellency imparting group and a hydrophilicity imparting group on at least a part of the surface of the continuous pores. The presence of water-based compounds makes it possible to absorb water even from a mixture of oil and water mixed with water, and even when used in an environment where oil mist is generated, the ability to absorb water for a long time The present invention has been completed.

すなわち、本発明の多孔質吸水蒸発材は、以下の構成を有する。
[1]連続気孔を有する多孔質体を含む多孔質吸水蒸発材であって、前記連続気孔の少なくとも一部の表面に撥油性付与基および親水性付与基を有するフッ素系化合物が存在していることを特徴する。
That is, the porous water-absorbing and evaporating material of the present invention has the following configuration.
[1] A porous water-absorbing and evaporating material including a porous body having continuous pores, wherein a fluorine-based compound having an oil repellency-imparting group and a hydrophilicity-imparting group is present on at least a part of the surface of the continuous pores. It is characterized by that.

[2]前記フッ素系化合物が、下記の式(1)〜(4)のうちのいずれか1つで示される一種又は二種以上の含窒素フッ素系化合物であることを特徴する。   [2] The fluorine compound is one or more nitrogen-containing fluorine compounds represented by any one of the following formulas (1) to (4).

Figure 2017133706
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上記式(1)及び(2)中、Rf、Rfは、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数1〜6であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキル基であり、Rfは、炭素数1〜6であって、直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である。
上記式(3)及び(4)中、Rf、Rf及びRfはそれぞれ同一または互いに異なる、炭素数1〜6であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基であり、Zは、酸素原子、窒素原子、CF基及びCF基のいずれかを含む。
また、上記式(2)及び(4)中、Rは、2価の有機基である連結基である。
また、上記式(1)〜(4)中、Xは、アニオン型、カチオン型及び両性型からなる群から選択されるいずれか1の親水性賦与基である。
In the above formulas (1) and (2), Rf 1 and Rf 2 are the same or different, each having 1 to 6 carbon atoms and a linear or branched perfluoroalkyl group, and Rf 3 is carbon It is number 1-6, Comprising: It is a linear or branched perfluoroalkylene group.
In the above formulas (3) and (4), Rf 4 , Rf 5 and Rf 6 are the same or different, each having 1 to 6 carbon atoms and a linear or branched perfluoroalkylene group, and Z is One of an oxygen atom, a nitrogen atom, a CF 2 group and a CF group is included.
Moreover, in said formula (2) and (4), R is a coupling group which is a bivalent organic group.
Moreover, in said formula (1)-(4), X is any one hydrophilicity imparting group selected from the group which consists of an anionic type, a cationic type, and an amphoteric type.

[3]前記フッ素系化合物は、有機結合剤又は無機結合剤の一方又は両方によって、前記多孔質体に結合されていることを特徴する。   [3] The fluorine compound is bonded to the porous body by one or both of an organic binder and an inorganic binder.

[4]前記有機結合剤が、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂及びUV硬化性樹脂のいずれかを含む。   [4] The organic binder includes any one of a thermoplastic resin, a thermoplastic elastomer, a thermosetting resin, and a UV curable resin.

[5]前記多孔質体が、繊維の集合体、発泡樹脂成型体またはセラミックの焼結体であることを特徴する。
[6]上記繊維の集合体が、有機物繊維の集合体であることを特徴とする。
[7]上記有機物繊維が、合成繊維、天然繊維またはセルロース系繊維であることを特徴とする。
[5] The porous body is an aggregate of fibers, a foamed resin molded body, or a ceramic sintered body.
[6] The aggregate of fibers is an aggregate of organic fibers.
[7] The organic fiber is a synthetic fiber, natural fiber or cellulosic fiber.

[8]前記多孔質体が、平板状、波板状、筒状、柱状、またはハニカム状に成形されていることを特徴する。   [8] The porous body is formed into a flat plate shape, a corrugated plate shape, a cylindrical shape, a columnar shape, or a honeycomb shape.

本発明の多孔質吸水蒸発材によれば、厨房や食品工場などのオイルミストが発生する環境で使用しても、水を吸い上げる能力が長期間にわたって維持でき、油と水の混合液からでも水を吸い上げることが可能となる。   According to the porous water-absorbing evaporating material of the present invention, even when used in an environment where oil mist is generated, such as in a kitchen or a food factory, the ability to suck up water can be maintained for a long period of time. Can be sucked up.

一実施形態における多孔質吸水蒸発材の使用例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the usage example of the porous water absorption evaporating material in one Embodiment.

以下、本発明を適用した一実施形態である多孔質吸水蒸発材について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。   Hereinafter, a porous water-absorbing and evaporating material as an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. The following embodiments are specifically described for better understanding of the gist of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features of the present invention easier to understand, there is a case where a main part is shown in an enlarged manner for convenience, and the dimensional ratio of each component is the same as the actual one. Not necessarily.

図1は、一実施形態における多孔質吸水蒸発材の使用例を示す模式図である。
図1において、多孔質吸水蒸発材1は平板状であり、複数個の多孔質吸水蒸発材1が固定具2によって、間隔をあけて並列した状態で支持固定されたユニットを形成している。固定具2には所定の間隔で凹部3が設けられていて、多孔質吸水蒸発材1は、その凹部3にはめ込まれている。
Drawing 1 is a mimetic diagram showing the example of use of the porous water absorption evaporation material in one embodiment.
In FIG. 1, the porous water-absorbing and evaporating material 1 has a flat plate shape, and a plurality of porous water-absorbing and evaporating materials 1 are supported and fixed by a fixture 2 in a state of being parallel and spaced apart. The fixture 2 is provided with recesses 3 at a predetermined interval, and the porous water-absorbing and evaporating material 1 is fitted into the recesses 3.

多孔質吸水蒸発材1は、連続気孔(図示せず)を有する多孔質体からなり、下部に水を接触させると、連続気孔の毛細管現象によって水を吸い上げ、その水を蒸発させるように構成されている。本実施形態の多孔質吸水蒸発材1では、連続気孔の少なくとも一部の表面に撥油性付与基および親水性付与基を有するフッ素系化合物が存在している。この親水性と撥油性とを有するフッ素系化合物(以下、親水撥油剤ということがある)が連続気孔の表面に存在することによって、連続気孔の内壁と水との親和性が高くなり、水の吸い上げ能力が向上する。また、親水撥油剤が連続気孔の表面に存在することによって、連続気孔内に油の侵入しにくくなるので、油と水との混合液からでも水を吸い上げることが可能となり、オイルミストが発生する環境で使用しても、水を吸い上げる能力が長期間にわたって維持される。親水撥油剤は、連続気孔の表面全体に存在していることが好ましい。   The porous water-absorbing evaporating material 1 is composed of a porous body having continuous pores (not shown), and is configured so that when water is brought into contact with the lower portion, the water is sucked up by capillary action of the continuous pores and the water is evaporated. ing. In the porous water-absorbing and evaporating material 1 of the present embodiment, a fluorine-based compound having an oil repellency imparting group and a hydrophilicity imparting group is present on at least a part of the surface of the continuous pores. The presence of the fluorine-based compound having hydrophilicity and oil repellency (hereinafter sometimes referred to as a hydrophilic oil repellent) on the surface of the continuous pores increases the affinity between the inner walls of the continuous pores and water. Suction capacity is improved. In addition, the presence of the hydrophilic oil repellent on the surface of the continuous pores makes it difficult for the oil to enter the continuous pores, so that water can be sucked up even from a mixture of oil and water, and oil mist is generated. Even when used in the environment, the ability to absorb water is maintained over a long period of time. The hydrophilic oil repellent agent is preferably present on the entire surface of the continuous pores.

<多孔質体>
多孔質吸水蒸発材1の基材である多孔質体は、毛細管現象によって水を吸い上げることができる連続気孔を有するものである。連続気孔の開口径は0.1μm以上180μm以下の範囲にあることが好ましい。多孔質体の連続気孔の開口径が上記範囲内であると、油が連続気孔内に侵入しにくくなるので、油と水との混合液から水を吸い上げる能力が高くなる。多孔質体は、繊維の集合体、発泡樹脂成型体(スポンジ)またはセラミックの焼結体であることが好ましい。繊維の集合体および発泡樹脂成型体は、セラミックの焼結体と比較して弾性が高いので、任意の形状に加工しやすい。セラミックの焼結体は、繊維の集合体および発泡樹脂成型体と比較して耐熱性が高いので、加熱により水の蒸発速度を速めることができる。
<Porous body>
The porous body which is the base material of the porous water-absorbing evaporating material 1 has continuous pores that can suck up water by capillary action. The opening diameter of the continuous pores is preferably in the range of 0.1 μm to 180 μm. When the opening diameter of the continuous pores of the porous body is within the above range, the oil is less likely to enter the continuous pores, so that the ability to suck water from the mixed liquid of oil and water is enhanced. The porous body is preferably a fiber aggregate, a foamed resin molded body (sponge), or a ceramic sintered body. The fiber aggregate and the foamed resin molded body have high elasticity compared to the ceramic sintered body, and are thus easily processed into an arbitrary shape. Ceramic sintered bodies have higher heat resistance than fiber aggregates and foamed resin molded bodies, so that the evaporation rate of water can be increased by heating.

繊維の集合体としては、不織布、織布、編布あるいはそれらの積層シートを用いることができる。繊維の集合体は、連続気孔(水の流路)を塞がない範囲で、繊維同士を接着もしくは融着してもよい。繊維の集合体を構成する繊維は、有機物繊維であってもよいし、無機物繊維であってもよい。有機物繊維の例としては合成繊維、天然繊維、セルロース系繊維が挙げられる。合成繊維の具体例としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、ポリビニルアルコールが挙げられる。天然繊維の具体例としては、綿、麻、パルプが挙げられる。セルロース系繊維の具体例としては、レーヨン、アセテートが挙げられる。無機物繊維の例としては、金属繊維、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維が挙げられる。これらの繊維は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を混合もしくは混紡して使用してもよい。   As the fiber assembly, a nonwoven fabric, a woven fabric, a knitted fabric, or a laminate sheet thereof can be used. The fiber aggregate may adhere or fuse the fibers to each other within a range that does not block the continuous pores (water flow paths). The fibers constituting the fiber assembly may be organic fibers or inorganic fibers. Examples of organic fibers include synthetic fibers, natural fibers, and cellulosic fibers. Specific examples of the synthetic fiber include polyester, polyamide, polyimide, polyacrylonitrile, polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), and polyvinyl alcohol. Specific examples of natural fibers include cotton, hemp, and pulp. Specific examples of cellulosic fibers include rayon and acetate. Examples of inorganic fibers include metal fibers, carbon fibers, glass fibers, and ceramic fibers. These fibers may be used alone or in combination of two or more.

発泡樹脂成型体(スポンジ)の材料の例としては、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコールを挙げることができる。
セラミックの焼結体の例としては、シリカ、アルミナ、マグネシア、ジルコアなどの酸化物の焼結体、窒化ケイ素、窒化アルミニウムなどの窒化物の焼結体を挙げることができる。
Examples of the material of the foamed resin molded body (sponge) include polyurethane, polystyrene, polyethylene, polypropylene, and polyvinyl alcohol.
Examples of ceramic sintered bodies include sintered bodies of oxides such as silica, alumina, magnesia, and zir core, and sintered bodies of nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride.

多孔質材の形状については、特に制限はない。多孔質材は、平板状、波板状(プリーツ状)、筒状、柱状、またはハニカム状などの任意の形状とすることができる。多孔質材は、表面に凹凸を有していてもよい。表面に凹凸を有することによって、外気との接触面積が広くなり、水の蒸発速度が早くなる。   There is no restriction | limiting in particular about the shape of a porous material. The porous material can have any shape such as a flat plate shape, a corrugated plate shape (pleated shape), a tubular shape, a columnar shape, or a honeycomb shape. The porous material may have irregularities on the surface. By having irregularities on the surface, the contact area with the outside air is increased, and the evaporation rate of water is increased.

<親水撥油剤>
多孔質吸水蒸発材1の連続気孔に存在させる親水撥油剤としては、下記の式(1)〜(4)のうちのいずれか1つで示される一種又は二種以上の含窒素フッ素系化合物を用いることが好ましい。下記の含窒素フッ素系化合物は、含窒素ペルフルオロ化合物に親水性付与基を付加した構造を有するので、高い親水性と撥油性とを有する。
<Hydrophilic oil repellent>
As the hydrophilic oil repellent that is present in the continuous pores of the porous water-absorbing evaporating material 1, one or more nitrogen-containing fluorine-based compounds represented by any one of the following formulas (1) to (4) are used. It is preferable to use it. The following nitrogen-containing fluorine-based compound has a structure in which a hydrophilicity-imparting group is added to a nitrogen-containing perfluoro compound, and thus has high hydrophilicity and oil repellency.

Figure 2017133706
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上記式(1)及び(2)中、Rf、Rfは、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数1〜6であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキル基である。また、Rfは、炭素数1〜6であって、直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である。Rf及びRfは、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数1〜4であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキル基であることが好ましい。また、Rfは、炭素数1〜4であって、直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基であることが好ましい。 In the above formulas (1) and (2), Rf 1 and Rf 2 are the same or different from each other, each having 1 to 6 carbon atoms and a linear or branched perfluoroalkyl group. Rf 3 is a linear or branched perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Rf 1 and Rf 2 are each preferably the same or different from each other and each having 1 to 4 carbon atoms and is a linear or branched perfluoroalkyl group. Rf 3 has 1 to 4 carbon atoms, and is preferably a linear or branched perfluoroalkylene group.

上記式(3)及び(4)中、Rf、Rf及びRfは、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数1〜6であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である。Zは、酸素原子、窒素原子、CF基又はCF基のいずれかを含む。また、Zが窒素原子又はCF基を含む場合、Zから分岐したペルフルオロアルキル基が当該Zに結合していてもよい。Rf、Rf及びRfは、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数1〜4であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基であることが好ましい。 In the above formulas (3) and (4), Rf 4 , Rf 5, and Rf 6 are the same or different from each other, each having 1 to 6 carbon atoms and a linear or branched perfluoroalkylene group. Z includes an oxygen atom, a nitrogen atom, a CF 2 group, or a CF group. When Z contains a nitrogen atom or a CF group, a perfluoroalkyl group branched from Z may be bonded to Z. Rf 4 , Rf 5 and Rf 6 are each preferably the same or different from each other and each having 1 to 4 carbon atoms and a linear or branched perfluoroalkylene group.

また、上記式(2)及び(4)中、Rは、2価の有機基である連結基である。ここで、Rは、直鎖状又は分岐状の有機基であってもよい。   Moreover, in said formula (2) and (4), R is a coupling group which is a bivalent organic group. Here, R may be a linear or branched organic group.

また、上記式(1)〜(4)中、Xは、アニオン型、カチオン型及び両性型からなる群から選択されるいずれか1の親水性賦与基である。   Moreover, in said formula (1)-(4), X is any one hydrophilicity imparting group selected from the group which consists of an anionic type, a cationic type, and an amphoteric type.

[直鎖状又は分岐状の含窒素フッ素系化合物]
上記式(1)又は上記式(2)に示す、直鎖状又は分岐状の含窒素フッ素系化合物では、RfとRfからなる含窒素ペルフルオロアルキル基およびRfからなる含窒素ペルフルオロアルキレン基が、撥油性賦与基を構成する。
また、上記式(1)又は上記式(2)に示す含窒素フッ素系化合物では、上記撥油性賦与基であるRf〜Rf中の、フッ素が結合した炭素数の合計が4〜18個の範囲であることが好ましい。フッ素が結合した炭素数が4未満であると、撥油効果が不十分であるために好ましくない。
[Linear or branched nitrogen-containing fluorine-based compound]
In the linear or branched nitrogen-containing fluorine-based compound represented by the above formula (1) or (2), a nitrogen-containing perfluoroalkyl group composed of Rf 1 and Rf 2 and a nitrogen-containing perfluoroalkylene group composed of Rf 3 Constitutes an oil repellency-imparting group.
Further, in the above formula (1) or the formula nitrogen-containing fluorine compound shown in (2), in Rf 1 ~Rf 3 is the oil repellent imparts group, the total carbon number of fluorine is bonded is 4 to 18 pieces It is preferable that it is the range of these. If the number of carbons to which fluorine is bonded is less than 4, it is not preferable because the oil repellent effect is insufficient.

ここで、上記式(2)中、Rは、分子鎖中において撥油性付与基と親水性付与基とを繋ぐ連結基である。連結基Rの構造は、2価の有機基であれば特に限定されるものではない。連結基Rとしては、具体的には、例えば、酸素原子[−O−]、カルボニル基[−C(=O)−]、イミノ基[−NH−]、スルホニル基[−S(=O)−]、−OP(=O)(O)O−基、炭素数1〜20の炭化水素基及びこれらの組合せを挙げることができる。また、連結基Rは、ポリオキシアルキレン基及びエポキシ基から選択される1種以上を含んでいてもよい。炭化水素基は、飽和炭化水素基であってもよいし不飽和炭化水素基であってもよい。また、炭化水素基は鎖状炭化水素基であってもよいし、環状炭化水素基であってもよい。鎖状炭化水素基は、直鎖状であってもよいし分岐状であってもよい。炭化水素基の例としては、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基を挙げることができる。イミノ基及び炭化水素基は置換基を有していてもよい。 Here, in the above formula (2), R is a linking group that connects the oil repellency-imparting group and the hydrophilicity-imparting group in the molecular chain. The structure of the linking group R is not particularly limited as long as it is a divalent organic group. Specific examples of the linking group R include, for example, an oxygen atom [—O—], a carbonyl group [—C (═O) —], an imino group [—NH—], and a sulfonyl group [—S (═O). 2— ], —OP (═O) (O ) O— group, hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and combinations thereof. The linking group R may contain one or more selected from a polyoxyalkylene group and an epoxy group. The hydrocarbon group may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group. The hydrocarbon group may be a chain hydrocarbon group or a cyclic hydrocarbon group. The chain hydrocarbon group may be linear or branched. Examples of the hydrocarbon group include an alkylene group, an alkenylene group, and an arylene group. The imino group and the hydrocarbon group may have a substituent.

また、連結基Rは、分子鎖中にエーテル結合、エステル結合、アミド結合及びウレタン結合から選択される1種以上の結合を含んでいてもよいし、含まなくてもよい。アミド結合は、カルボン酸アミド結合及びスルホンアミド結合を含む。エステル結合は、カルボン酸エステル結合、スルホン酸エステル結合及びリン酸エステル結合を含む。   The linking group R may or may not contain one or more types of bonds selected from ether bonds, ester bonds, amide bonds and urethane bonds in the molecular chain. The amide bond includes a carboxylic acid amide bond and a sulfonamide bond. The ester bond includes a carboxylic acid ester bond, a sulfonic acid ester bond, and a phosphate ester bond.

なお、連結基Rは、含窒素フッ素系化合物に付与したい特性に応じて、適宜選択して導入することが好ましい。具体的には、例えば、水や有機溶媒などの溶媒への溶解性を調整したい場合、基材(多孔質体)との密着性を改善して耐久性を向上させたい場合等が挙げられる。その方法としては、分子間相互作用に影響を及ぼす極性基の有無や種類を調整する、直鎖状又は分岐構造とした炭化水素基の鎖長を調整する、基材に含まれる化学構造の一部と類似の構造を導入する、などがある。   In addition, it is preferable to select and introduce the linking group R as appropriate depending on the characteristics to be imparted to the nitrogen-containing fluorine-based compound. Specifically, for example, when it is desired to adjust the solubility in a solvent such as water or an organic solvent, or when it is desired to improve the durability by improving the adhesion to the base material (porous body). The method includes adjusting the chain length of a linear or branched hydrocarbon group that adjusts the presence or type of polar groups that affect the intermolecular interaction, and the chemical structure included in the substrate. Introducing a structure similar to the part.

また、上記式(1)又は上記式(2)中、Xは、アニオン型、カチオン型及び両性型からなる群から選択されるいずれか1の親水性賦与基である。
以下、親水性賦与基Xを場合分けして、親水撥油剤の構造を説明する。
Moreover, in said formula (1) or said formula (2), X is any one hydrophilicity imparting group selected from the group which consists of an anionic type, a cationic type, and an amphoteric type.
Hereinafter, the structure of the hydrophilic lube repellant will be described by dividing the hydrophilic imparting group X into cases.

(アニオン型)
親水性賦与基Xがアニオン型である場合、上記Xは、末端に「−CO」、「−SO」、「−OSO」、「−OP(OH)O」、「−OPO 」、「=OPO」又は「−PO(OH)(OM2−y」(Mは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、Mg、Al、R;R〜Rは水素原子またはそれぞれ独立した炭素数1〜20まで、好ましくは炭素数1〜10までの直鎖もしくは分岐状のアルキル基)を有する。なお、上記Mが2価の金属(アルカリ土類金属、Mg)である場合、上記Mに同一のアニオンが2個結合していてもよいし、異なる2種のアニオンが結合していてもよい。また、上記M1がアルミニウムである場合、上記M1に同一のアニオンが3個結合していてもよいし、異なる2種もしくは3種のアニオンが結合していてもよい。
(Anion type)
When the hydrophilic imparting group X is an anionic type, the above-mentioned X is “—CO 2 M 1 ”, “—SO 3 M 1 ”, “—OSO 2 M 1 ”, “—OP (OH) O 2 at the terminal. “M 1 ”, “—OPO 3 M 1 2 ”, “═O 2 PO 2 M 1 ” or “—PO (OH) y (OM 1 ) 2 -y ” (M 1 is an alkali metal or alkaline earth metal) , Mg, Al, R 1 R 2 R 3 R 4 N + ; R 1 to R 4 are each a hydrogen atom or an independent straight chain or branched chain having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms. Alkyl group). When M 1 is a divalent metal (alkaline earth metal, Mg), two identical anions may be bonded to M 1 or two different anions are bonded. Also good. When M1 is aluminum, three identical anions may be bonded to M1, or two or three different anions may be bonded.

アルカリ金属としては、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、セシウム(Cs)が挙げられる。また、アルカリ土類金属しては、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)が挙げられる。   Examples of the alkali metal include lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), and cesium (Cs). Examples of the alkaline earth metal include calcium (Ca), strontium (Sr), and barium (Ba).

また、第4級アンモニウム塩(R)としては、R〜Rが水素原子またはそれぞれ独立した炭素数1〜20まで、好ましくは炭素数1〜10までの直鎖もしくは分岐状のアルキル基であれば、特に限定されるものではない。ここで、上記アルキル基の炭素数が20以下であれば、親水撥油性を損なうことがないために好ましい。より具体的には、Rが全て同じ化合物としては、例えば、(CH、(C、(C、(C、(C11、(C13、(C15、(C17、(C19、(C1021等が挙げられる。また、Rが全てメチル基の場合としては、例えば、Rが(C)、(C13)、(C17)、(C19)、(C1021)、(C1225)、(C1429)、(C1633)、(C1837)等の化合物が挙げられる。さらに、Rが全てメチル基の場合としては、例えば、Rが全て(C17)、(C1021)、(C1225)、(C1429)、(C1633)、(C1837)等の化合物が挙げられる。更にまた、Rがメチル基の場合としては、例えば、Rが全て(C)、(C17)等の化合物が挙げられる。 As the quaternary ammonium salt (R 1 R 2 R 3 R 4 N +), up R 1 to R 4 is from 1 to 20 carbon atoms which independently hydrogen atom or each, preferably up to 10 carbon atoms There is no particular limitation as long as it is a linear or branched alkyl group. Here, it is preferable that the alkyl group has 20 or less carbon atoms because the hydrophilic oil repellency is not impaired. More specifically, examples of the compound in which R 1 R 2 R 3 R 4 are all the same include (CH 3 ) 4 N + , (C 2 H 5 ) 4 N + , and (C 3 H 7 ) 4 N +. , (C 4 H 9 ) 4 N + , (C 5 H 11 ) 4 N + , (C 6 H 13 ) 4 N + , (C 7 H 15 ) 4 N + , (C 8 H 17 ) 4 N + , (C 9 H 19 ) 4 N + , (C 10 H 21 ) 4 N + and the like. In addition, when R 1 R 2 R 3 is all a methyl group, for example, R 4 is (C 2 H 5 ), (C 6 H 13 ), (C 8 H 17 ), (C 9 H 19 ), Examples of the compound include (C 10 H 21 ), (C 12 H 25 ), (C 14 H 29 ), (C 16 H 33 ), and (C 18 H 37 ). Further, when all of R 1 R 2 are methyl groups, for example, all of R 3 R 4 are (C 8 H 17 ), (C 10 H 21 ), (C 12 H 25 ), (C 14 H 29 ). , (C 16 H 33 ), (C 18 H 37 ) and the like. Furthermore, examples of the case where R 1 is a methyl group include compounds in which R 2 R 3 R 4 are all (C 4 H 9 ), (C 8 H 17 ), and the like.

ところで、多孔質吸水蒸発材のように、水と接触させて使用するような用途においては、親水撥油剤は水に対する耐久性や親水撥油効果の持続性を有することが望まれる。上記観点から、本実施形態で用いる含窒素フッ素系化合物は、水への溶解性が低い難溶性化合物であることが望ましい。すなわち、親水性賦与基Xがアニオン型である場合、対イオンである上記Mは、アルカリ土類金属やMg、Alであることが好ましく、特にCa、Ba、Mgが親水撥油性に優れ、水への溶解度が低いことから好ましい。 By the way, it is desired that the hydrophilic oil repellent has durability against water and the durability of the hydrophilic oil repellent effect in uses such as a porous water-absorbing evaporating material that is used in contact with water. From the above viewpoint, the nitrogen-containing fluorine-based compound used in the present embodiment is desirably a hardly soluble compound having low solubility in water. That is, when the hydrophilic imparting group X is an anion type, the counter ion M 1 is preferably an alkaline earth metal, Mg, Al, and Ca, Ba, Mg are particularly excellent in hydrophilic oil repellency, It is preferable because of its low solubility in water.

(カチオン型)
親水性賦与基Xがカチオン型である場合、上記Xは、末端に「−N・Cl」、「−N・Br」、「−N・I」、「−N・CHSO 」、「−N・RSO 」、「−N・NO 」、「(−NCO 2−」又は「(−NSO 2−」(R〜Rは水素原子またはそれぞれ独立した炭素数1〜20まで、好ましくは炭素数1〜10までの直鎖もしくは分岐状のアルキル基)を有する。ここで、炭素数が20以下であれば、親水撥油性を損なうことがないために好ましい。
(Cation type)
When the hydrophilic imparting group X is a cation type, the above X has “—N + R 5 R 6 R 7 • Cl ”, “—N + R 5 R 6 R 7 • Br ”, “— N + R 5 R 6 R 7 · I - "" - N + R 5 R 6 R 7 · CH 3 SO 3 - , "" - N + R 5 R 6 R 7 · R 7 SO 4 - "," -N + R 5 R 6 R 7 · NO 3 - "," (- N + R 5 R 6 R 7) 2 CO 3 2- "or" (-N + R 5 R 6 R 7) 2 SO 4 2 ”(R 5 to R 7 are each a hydrogen atom or an independent linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms). Here, it is preferable that the number of carbon atoms is 20 or less because the hydrophilic oil repellency is not impaired.

(両性型)
親水性賦与基Xが両性型である場合、上記Xは、末端に、カルボキシベタイン型の「−N(CHCO 」、スルホベタイン型の「−N(CHSO 」、アミンオキシド型の「−N」又はホスホベタイン型の「−OPO (CH10」もしくは「―N(CHOPO 11」(nは1〜5の整数、R、R、R10は水素原子またはそれぞれ独立した炭素数1〜12の直鎖もしくは分岐状のアルキル基、R11は炭素数1〜12の直鎖もしくは分岐状のアルキル基)を有する。ここで、炭素数が12以下であれば、親水撥油性を損なうことがないために好ましい。
(Bisexual)
In the case where the hydrophilic imparting group X is an amphoteric type, the above-mentioned X is at the end of the carboxybetaine type “—N + R 8 R 9 (CH 2 ) n CO 2 ”, and the sulfobetaine type “—N + R”. 8 R 9 (CH 2 ) n SO 3 ”, amine oxide type“ —N + R 8 R 9 O ”, or phosphobetaine type“ —OPO 3 (CH 2 ) n N + R 8 R 9 R ”. 10 "or" -N + R 8 R 9 (CH 2) n OPO 3 - R 11 "(n is an integer of from 1 to 5, R 8, R 9, R 10 is a hydrogen atom or independent 1 carbon atoms 12 linear or branched alkyl groups, and R 11 is a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Here, it is preferable that the number of carbon atoms is 12 or less because the hydrophilic oil repellency is not impaired.

[環状の含窒素フッ素系化合物]
上記式(3)又は上記式(4)に示す、環状の含窒素フッ素系化合物では、Rf、RfおよびRfからなる含窒素ペルフルオロアルキレン基、さらにはZが、撥油性賦与基を構成する。
また、上記式(3)又は上記式(4)に示す含窒素フッ素系化合物では、上記撥油性賦与基であるRf〜Rf及びZ中の、フッ素が結合した炭素数の合計が4〜18個の範囲であることが好ましく、5〜12個の範囲であることが好ましい。フッ素が結合した炭素数が4未満であると、撥油効果が不十分であるために好ましくない。
[Cyclic nitrogen-containing fluorine compound]
In the cyclic nitrogen-containing fluorine-based compound represented by the above formula (3) or the above formula (4), a nitrogen-containing perfluoroalkylene group composed of Rf 4 , Rf 5 and Rf 6 and further Z constitutes an oil repellency-imparting group. To do.
Further, in the nitrogen-containing fluorine-based compound represented by the above formula (3) or the above formula (4), the total number of carbons bonded with fluorine in Rf 4 to Rf 6 and Z which are the oil repellency-imparting groups is 4 to 4. A range of 18 is preferable, and a range of 5 to 12 is preferable. If the number of carbons to which fluorine is bonded is less than 4, it is not preferable because the oil repellent effect is insufficient.

ここで、上記式(4)中、Rは、分子鎖中において撥油性付与基と親水性付与基とを繋ぐ連結基である。連結基Rの構造は、2価の有機基であれば特に限定されるものではない。連結基Rとしては、具体的には、例えば、酸素原子[−O−]、カルボニル基[−C(=O)−]、イミノ基[−NH−]、スルホニル基[−S(=O)−]、−OP(=O)(O)O−基、炭素数1〜20の炭化水素基及びこれらの組合せを挙げることができる。また、連結基Rは、ポリオキシアルキレン基及びエポキシ基から選択される1種以上を含んでいてもよい。炭化水素基は、飽和炭化水素基であってもよいし不飽和炭化水素基であってもよい。また、炭化水素基は鎖状炭化水素基であってもよいし、環状炭化水素基であってもよい。鎖状炭化水素基は、直鎖状であってもよいし分岐状であってもよい。炭化水素基の例としては、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基を挙げることができる。イミノ基及び炭化水素基は置換基を有していてもよい。 Here, in the above formula (4), R is a linking group that connects the oil repellency-imparting group and the hydrophilicity-imparting group in the molecular chain. The structure of the linking group R is not particularly limited as long as it is a divalent organic group. Specific examples of the linking group R include, for example, an oxygen atom [—O—], a carbonyl group [—C (═O) —], an imino group [—NH—], and a sulfonyl group [—S (═O). 2— ], —OP (═O) (O ) O— group, hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and combinations thereof. The linking group R may contain one or more selected from a polyoxyalkylene group and an epoxy group. The hydrocarbon group may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group. The hydrocarbon group may be a chain hydrocarbon group or a cyclic hydrocarbon group. The chain hydrocarbon group may be linear or branched. Examples of the hydrocarbon group include an alkylene group, an alkenylene group, and an arylene group. The imino group and the hydrocarbon group may have a substituent.

また、連結基Rは、分子鎖中にエーテル結合、エステル結合、アミド結合及びウレタン結合から選択される1種以上の結合を含んでいてもよいし、含まなくてもよい。アミド結合は、カルボン酸アミド結合及びスルホンアミド結合を含む。エステル結合は、カルボン酸エステル結合、スルホン酸エステル結合及びリン酸エステル結合を含む。   The linking group R may or may not contain one or more types of bonds selected from ether bonds, ester bonds, amide bonds and urethane bonds in the molecular chain. The amide bond includes a carboxylic acid amide bond and a sulfonamide bond. The ester bond includes a carboxylic acid ester bond, a sulfonic acid ester bond, and a phosphate ester bond.

また、上記式(3)又は上記式(4)中、Xは、アニオン型、カチオン型及び両性型からなる群から選択されるいずれか1の親水性賦与基である。
アニオン型、カチオン型及び両性型の親水性賦与基の例は、直鎖状(又は分岐状)の含窒素フッ素系化合物で例示したものと同じである。
Moreover, in said formula (3) or said formula (4), X is any one hydrophilicity imparting group selected from the group which consists of an anionic type, a cationic type, and an amphoteric type.
Examples of the anionic, cationic, and amphoteric hydrophilic imparting groups are the same as those exemplified for the linear (or branched) nitrogen-containing fluorine-based compound.

<結合剤>
本実施形態の多孔質吸水蒸発材1では、連続気孔の表面に親水撥油剤を安定に存在させるために、結合剤によって親水撥油剤を多孔質体に結合してもよい。結合剤としては、有機結合剤又は無機結合剤の一方又は両方を用いることができる。
<Binder>
In the porous water-absorbing and evaporating material 1 of the present embodiment, the hydrophilic oil-repellent agent may be bound to the porous body with a binder in order to make the hydrophilic oil-repellent agent stably exist on the surface of the continuous pores. As the binder, one or both of an organic binder and an inorganic binder can be used.

有機結合剤(樹脂)としては、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂、UV硬化性樹脂等を用いることができる。有機結合剤の具体例としては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、シリコーン樹脂、ポリビニルアセタール、ポリビニルアルコール、アクリルポリオール系樹脂、ポリエステルポリオール系樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、熱可塑性アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。   As the organic binder (resin), a thermoplastic resin, a thermoplastic elastomer, a thermosetting resin, a UV curable resin, or the like can be used. Specific examples of the organic binder include polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polyester, polystyrene, silicone resin, polyvinyl acetal, polyvinyl alcohol, acrylic polyol resin, polyester polyol resin, urethane resin, fluororesin, and thermoplastic resin. Thermosetting resins such as thermoplastic resins such as acrylic resins, epoxy resins, phenol resins, thermosetting acrylic resins, and the like can be given.

また、有機結合剤として、親水性ポリマーを用いることができる。親水性ポリマーとしては、ヒドロキシル基を含有しているものが好ましい。親水性ポリマーの具体例としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、セルロースなどの多糖およびその誘導体が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。親水性ポリマーは、架橋剤により架橋させてもよい。親水性ポリマー(有機結合剤)を架橋させることによって、親水撥油剤と多孔質体との結合が強くなる。   A hydrophilic polymer can be used as the organic binder. As the hydrophilic polymer, those containing a hydroxyl group are preferred. Specific examples of the hydrophilic polymer include polysaccharides such as polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, cellulose, and derivatives thereof. These may be used alone or in combination of two or more. The hydrophilic polymer may be crosslinked with a crosslinking agent. By crosslinking the hydrophilic polymer (organic binder), the bond between the hydrophilic oil repellent and the porous body is strengthened.

架橋剤としては、特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜選択することができる。架橋剤の具体例としては、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、アルデヒド化合物、紫外線架橋型化合物、脱離基含有化合物、カルボン酸化合物、ウレア化合物などが挙げられる。   The crosslinking agent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Specific examples of the crosslinking agent include epoxy compounds, isocyanate compounds, aldehyde compounds, ultraviolet crosslinking compounds, leaving group-containing compounds, carboxylic acid compounds, urea compounds, and the like.

無機結合剤(無機ガラス)としては、具体的には、例えば、化学式[R14Si(OR15]で示されるトリアルコキシシラン、化学式[Si(OR16](R14〜R16はそれぞれ独立した炭素数1〜6までのアルキル基)で示されるテトラアルコキシシラン等のシラン化合物や、水ガラス等が挙げられる。これらの中でも、水ガラスは、耐久性の向上効果が高いために好ましい。 Specifically, as the inorganic binder (inorganic glass), for example, trialkoxysilane represented by the chemical formula [R 14 Si (OR 15 ) 3 ], chemical formula [Si (OR 16 ) 4 ] (R 14 to R 16 And silane compounds such as tetraalkoxysilane, water glass and the like, each of which is an independent alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Among these, water glass is preferable because the effect of improving durability is high.

親水撥油剤と結合剤との質量組成比は、0.2〜99.9対99.8〜0.1の範囲であることが好ましく、より好ましくは2〜98対98〜2、さらに好ましくは10〜90対90〜10である。ここで、親水撥油剤の質量組成比が0.2以上であると、親水撥油性が充分得られるために好ましい。多孔質体との結合性や親水撥油剤の耐久性を加味すると、10〜90対90〜10が特に好ましい。   The mass composition ratio of the hydrophilic oil repellent and the binder is preferably in the range of 0.2 to 99.9 to 99.8 to 0.1, more preferably 2 to 98 to 98 to 2, and even more preferably. 10-90 vs. 90-10. Here, it is preferable that the mass composition ratio of the hydrophilic oil repellent agent is 0.2 or more because hydrophilic oil repellency can be sufficiently obtained. In consideration of the binding property to the porous body and the durability of the hydrophilic oil repellent, 10 to 90 to 90 to 10 is particularly preferable.

多孔質吸水蒸発材1は、防カビ剤、抗菌剤、殺菌剤などの薬剤を含んでいてもよい。これらの薬剤は、多孔質吸水蒸発材1の基材である多孔質体に添加されていてもよいし、親水撥油剤に添加されていてもよい。   The porous water-absorbing evaporating material 1 may contain chemicals such as a fungicide, an antibacterial agent and a bactericidal agent. These chemicals may be added to the porous body that is the base material of the porous water-absorbing and evaporating material 1, or may be added to the hydrophilic oil repellent.

<多孔質吸水蒸発材の製造方法>
多孔質吸水蒸発材1は、例えば、基材である多孔質体の表面に、親水撥油剤を含む塗布液を塗布し、乾燥することによって製造することができる。
<Method for producing porous water-evaporating material>
The porous water-absorbing evaporating material 1 can be produced, for example, by applying a coating liquid containing a hydrophilic oil repellent to the surface of a porous body that is a base material and drying it.

塗布液としては、親水撥油剤を溶媒に溶解させた溶液または分散させた分散液を用いることができる。塗布液は、前述の結合剤を含んでいることが好ましい。塗布液の溶媒としては、水、有機溶媒又は水と有機溶媒との混合物を用いることができる。有機溶媒の例としては、メタノール、エタノール、IPA、テトラヒドロフラン、ヘキサン、クロロホルム、トルエン、酢酸エチル、DMSO、DMF、アセトン、フッ素系溶剤などが挙げられる。特に、乾燥が容易で使用しやすく、また環境影響等の観点から、水やメタノール、エタノール、IPAなどのアルコール類、又は水とアルコール類との混合物が好ましい。塗布液の親水撥油剤と水または有機溶媒との質量組成比は、0.2〜50.0対99.8〜50.0が好ましく、より好ましくは1.0〜30.0対99.0〜70.0である。塗布液中の親水撥油剤の質量組成比が0.2未満であると、基材全体が充分親水撥油化できない恐れがあるために好ましくない。一方、塗布液中の親水撥油剤の質量組成比が50.0を超えると、表面被覆材の溶液分散安定性が損なわれ易いために好ましくない。塗布性や生成物の耐久性を加味すると、1.0〜30.0対99.0〜70.0が好ましい。   As the coating liquid, a solution in which a hydrophilic oil repellent is dissolved in a solvent or a dispersion in which the hydrophilic oil repellent is dispersed can be used. The coating solution preferably contains the above-described binder. As a solvent for the coating solution, water, an organic solvent, or a mixture of water and an organic solvent can be used. Examples of the organic solvent include methanol, ethanol, IPA, tetrahydrofuran, hexane, chloroform, toluene, ethyl acetate, DMSO, DMF, acetone, a fluorine-based solvent, and the like. In particular, water, alcohols such as methanol, ethanol, and IPA, or a mixture of water and alcohols are preferable from the viewpoint of easy drying and use, and environmental impact. The mass composition ratio of the hydrophilic oil repellent and water or the organic solvent in the coating solution is preferably 0.2 to 50.0 to 99.8 to 50.0, more preferably 1.0 to 30.0 to 99.0. ~ 70.0. If the mass composition ratio of the hydrophilic oil repellent in the coating solution is less than 0.2, the entire substrate may not be sufficiently hydrophilic and oil repellent, which is not preferable. On the other hand, if the mass composition ratio of the hydrophilic oil repellent in the coating solution exceeds 50.0, it is not preferable because the solution dispersion stability of the surface coating material is easily impaired. In consideration of applicability and durability of the product, 1.0 to 30.0 is preferably 99.0 to 70.0.

多孔質体の表面に塗布液を塗布する方法としては、浸漬法、スプレー法、印刷法、ローラ法などの方法を用いることができる。塗布液に防カビ剤、抗菌剤、殺菌剤などの薬剤を添加して、多孔質体に親水撥油性を付与すると共に、抗カビ性や抗細菌性を付与してもよい。   As a method for applying the coating liquid to the surface of the porous body, a method such as a dipping method, a spray method, a printing method, a roller method, or the like can be used. Agents such as fungicides, antibacterial agents, and bactericides may be added to the coating solution to impart hydrophilic oil repellency to the porous body, and to impart antifungal and antibacterial properties.

<多孔質吸水蒸発材の用途>
多孔質吸水蒸発材1は、例えば、冷蔵庫のドレン水の蒸発除去材、加湿器の水蒸気の生成材として利用することができる。冷蔵庫のドレン水の蒸発除去材として利用する場合には、多孔質吸水蒸発材1を、その下部が冷蔵庫のドレン水タンク内の水に接触するように配置する。加湿器の水蒸気の生成材として利用する場合には、多孔質吸水蒸発材1を、その下部が加湿器の加湿用水のタンク内の水に接触するように配置する。多孔質吸水蒸発材1は、毛細管現象を利用して水を吸い上げるので、水との接触時間に関わらず、水の吸い上げ速度はほぼ一定となる。このため、多孔質吸水蒸発材1を、水を入れた容器に設置して室内に配置することによって、容器に水が存在する間は、その室内を安定して保湿することができる。
<Use of porous water-absorbing evaporation material>
The porous water-absorbing evaporating material 1 can be used as, for example, an evaporating / removing material for drain water of a refrigerator and a water vapor generating material for a humidifier. When using as a drain water evaporation removal material of a refrigerator, the porous water-absorbing evaporation material 1 is disposed so that the lower portion thereof is in contact with the water in the drain water tank of the refrigerator. When used as a material for generating water vapor in the humidifier, the porous water-absorbing evaporating material 1 is arranged so that the lower part thereof is in contact with the water in the humidifying water tank of the humidifier. Since the porous water-absorbing evaporating material 1 sucks up water using the capillary phenomenon, the speed of sucking up water becomes almost constant regardless of the contact time with water. For this reason, by installing the porous water-absorbing evaporating material 1 in a container containing water and arranging it in the room, the room can be stably moisturized while water is present in the container.

なお、図1では、複数個の多孔質吸水蒸発材1がユニットを形成しているが、1個の多孔質吸水蒸発材1を単独で使用することもできる。例えば、多孔質吸水蒸発材1は窓枠の下方に貼り付けて、窓ガラスに結露して、流れ落ちた結露水の蒸発シートとしても利用することができる。さらに、多孔質吸水蒸発材1は、ガソリンタンク、軽油タンク、灯油タンク、オイルタンクなどの油分タンクの底部に溜まった水を吸い上げるための吸水材としても利用できる。   In FIG. 1, a plurality of porous water-absorbing and evaporating materials 1 form a unit, but one porous water-absorbing and evaporating material 1 can be used alone. For example, the porous water-absorbing evaporating material 1 can be used as an evaporating sheet of condensed water that has been adhered to the lower side of the window frame and condensed on the window glass to flow down. Furthermore, the porous water-absorbing evaporating material 1 can also be used as a water-absorbing material for sucking up water accumulated at the bottom of an oil tank such as a gasoline tank, a light oil tank, a kerosene tank, or an oil tank.

(合成例1)
「3−[3−[[ペルフルオロ(2−メチル−3−ジブチルアミノプロパノイル)]アミノ]プロピル−ジメチル−アンモニウム]プロパンスルホネートの合成」
2−メチル−3−ジブチルアミノプロピオン酸メチルの電解フッ素化により得られたペルフルオロ(2−メチル−3−ジブチルアミノプロピオン酸)フルオリド120gを、ジメチルアミノプロピルアミン39gをIPE溶媒500mlに溶解した溶液に、氷浴下滴下した。室温で2時間撹拌した後にろ過を行い、ろ液のIPE層をNaHCO水溶液と、NaCl水溶液とで洗浄処理し、分液した後に水洗を行った。その後、IPEを留去し、さらに蒸留して粗生成物として、(CNCFCF(CF)CONHCN(CHを64g得た(収率47%)。
(Synthesis Example 1)
“Synthesis of 3- [3-[[perfluoro (2-methyl-3-dibutylaminopropanoyl)] amino] propyl-dimethyl-ammonium] propanesulfonate”
120 g of perfluoro (2-methyl-3-dibutylaminopropionic acid) fluoride obtained by electrolytic fluorination of methyl 2-methyl-3-dibutylaminopropionate was dissolved in a solution of 39 g of dimethylaminopropylamine in 500 ml of IPE solvent. The solution was added dropwise in an ice bath. After stirring at room temperature for 2 hours, filtration was performed, and the IPE layer of the filtrate was washed with an aqueous NaHCO 3 solution and an aqueous NaCl solution, separated, and then washed with water. Thereafter, IPE was distilled off, and further distilled to obtain 64 g of (C 4 F 9 ) 2 NCF 2 CF (CF 3 ) CONHC 3 H 6 N (CH 3 ) 2 as a crude product (yield 47%). ).

次いで、得られた(CNCFCF(CF)CONHCN(CHを1.5g、アセトニトリル中で撹拌下、1,3−プロパンスルトンと23時間還流させた後、フッ素系溶剤AK225(旭硝子(株)製)とIPE混合溶剤中で再沈殿を行い、下記式(5)に示すスルホベタイン体を1.3g得た(収率75%)。 Subsequently, 1.5 g of the obtained (C 4 F 9 ) 2 NCF 2 CF (CF 3 ) CONHC 3 H 6 N (CH 3 ) 2 was stirred in acetonitrile and refluxed with 1,3-propane sultone for 23 hours. Then, reprecipitation was performed in a mixed solvent of fluorinated solvent AK225 (Asahi Glass Co., Ltd.) and IPE to obtain 1.3 g of a sulfobetaine compound represented by the following formula (5) (yield 75%).

Figure 2017133706
Figure 2017133706

(合成例2)
「3−[3−[[ペルフルオロ(2−メチル−3−ジブチルアミノプロパノイル)]アミノ]プロピル−ジメチル−アンモニウム]2−ヒドロキシプロパン−1−スルホネートの合成」
2−メチル−3−ジブチルアミノプロピオン酸メチルの電解フッ素化により得られたペルフルオロ(2−メチル−3−ジブチルアミノプロピオン酸)フルオリド120gを、ジメチルアミノプロピルアミン39gをIPE溶媒500mlに溶解した溶液に、氷浴下滴下した。室温で2時間撹拌した後にろ過を行い、ろ液のIPE層をNaHCO水溶液と、NaCl水溶液とで洗浄処理し、分液した後に水洗を行った。その後、IPEを留去し、さらに蒸留して粗生成物として、(CNCFCF(CF)CONHCN(CHを64g得た(収率47%)。
(Synthesis Example 2)
“Synthesis of 3- [3-[[perfluoro (2-methyl-3-dibutylaminopropanoyl)] amino] propyl-dimethyl-ammonium] 2-hydroxypropane-1-sulfonate”
120 g of perfluoro (2-methyl-3-dibutylaminopropionic acid) fluoride obtained by electrolytic fluorination of methyl 2-methyl-3-dibutylaminopropionate was dissolved in a solution of 39 g of dimethylaminopropylamine in 500 ml of IPE solvent. The solution was added dropwise in an ice bath. After stirring at room temperature for 2 hours, filtration was performed, and the IPE layer of the filtrate was washed with an aqueous NaHCO 3 solution and an aqueous NaCl solution, separated, and then washed with water. Thereafter, IPE was distilled off, and further distilled to obtain 64 g of (C 4 F 9 ) 2 NCF 2 CF (CF 3 ) CONHC 3 H 6 N (CH 3 ) 2 as a crude product (yield 47%). ).

次いで、得られた(CNCFCF(CF)CONHCN(CHを5.0g、3−クロロ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム2.0g、エタノール10ml、水2.1gを混合し20時間還流させた。その後、炭酸ナトリウム0.7gを添加しさらに4時間還流させた。反応終了後、反応液を水に投入し、析出した固体をフッ素系溶剤AK225(旭硝子(株)製)とIPE混合溶剤中で再沈殿を行い、下記式(6)に示すスルホベタイン体を3.5g得た(収率59%)。 Next, 5.0 g of the obtained (C 4 F 9 ) 2 NCF 2 CF (CF 3 ) CONHC 3 H 6 N (CH 3 ) 2 , 2.0 g of sodium 3-chloro-2-hydroxypropanesulfonate, ethanol 10 ml and 2.1 g of water were mixed and refluxed for 20 hours. Thereafter, 0.7 g of sodium carbonate was added and the mixture was further refluxed for 4 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water, and the precipitated solid was reprecipitated in a fluorine solvent AK225 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) and an IPE mixed solvent to obtain a sulfobetaine compound represented by the following formula (6). 0.5 g was obtained (yield 59%).

Figure 2017133706
Figure 2017133706

(合成例3)
「2−[3−[[ペルフルオロ(2−メチル−3−モルホリノプロパノイル)]アミノ]プロピル−ジメチル−アンモニウム]アセテートの合成」
2−メチル−3−モルホリノプロピオン酸メチルの電解フッ素化により得られたペルフルオロ(3−メチル−3−モルホリノプロピオン酸)フルオリド21gを、ジメチルアミノプロピルアミン10gをIPE溶媒100mlに溶解した溶液に氷浴下で滴下した。その後、室温下で2時間撹拌した後にろ過を行い、ろ液のIPE層をNaHCO水溶液と、NaCl水溶液で洗浄処理し、分液した後に水洗を行った後、IPEを留去したところ、粗生成物として、O(CFCFNCFCF(CF)CONHCN(CHを22g得た(粗収率88%)。
(Synthesis Example 3)
“Synthesis of 2- [3-[[perfluoro (2-methyl-3-morpholinopropanoyl)] amino] propyl-dimethyl-ammonium] acetate”
An ice bath was used in a solution of 21 g of perfluoro (3-methyl-3-morpholinopropionic acid) fluoride obtained by electrofluorination of methyl 2-methyl-3-morpholinopropionate and 10 g of dimethylaminopropylamine dissolved in 100 ml of IPE solvent. It was dripped under. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature for 2 hours and then filtered, and the IPE layer of the filtrate was washed with an aqueous NaHCO 3 solution and an aqueous NaCl solution, separated and washed with water, and then the IPE was distilled off. As a product, 22 g of O (CF 2 CF 2 ) 2 NCF 2 CF (CF 3 ) CONHC 3 H 6 N (CH 3 ) 2 was obtained (crude yield 88%).

得られた粗成生物O(CFCFNCFCF(CF)CONHCN(CHを10g、エタノール中で撹拌下、モノクロル酢酸ナトリウム3gと一晩還流させて、下記式(7)に示すカルボキシベタイン体を11g得た(収率99%)。 The obtained crude product O (CF 2 CF 2 ) 2 NCF 2 CF (CF 3 ) CONHC 3 H 6 N (CH 3 ) 2 was refluxed overnight with 3 g of sodium monochloroacetate under stirring in ethanol. 11 g of a carboxybetaine compound represented by the following formula (7) was obtained (yield 99%).

Figure 2017133706
Figure 2017133706

(合成例4)
「2−[3−[[ペルフルオロ(2−メチル−3−ジブチルアミノプロパノイル)]アミノ]プロピル−ジメチル−アンモニウム]アセテートの合成」
2−メチル−3−ジブチルアミノプロピオン酸メチルの電解フッ素化により得られたペルフルオロ(2−メチル−3−ジブチルアミノプロピオン酸)フルオリド120gを、ジメチルアミノプロピルアミン39gをIPE溶媒500mlに溶解した溶液に、氷浴下滴下した。室温で2時間撹拌した後にろ過を行い、ろ液のIPE層をNaHCO水溶液と、NaCl水溶液とで洗浄処理し、分液した後に水洗を行った。その後、IPEを留去し、さらに蒸留して粗生成物として、(CNCFCF(CF)CONHCN(CHを64g得た(収率47%)。
(Synthesis Example 4)
“Synthesis of 2- [3-[[perfluoro (2-methyl-3-dibutylaminopropanoyl)] amino] propyl-dimethyl-ammonium] acetate”
120 g of perfluoro (2-methyl-3-dibutylaminopropionic acid) fluoride obtained by electrolytic fluorination of methyl 2-methyl-3-dibutylaminopropionate was dissolved in a solution of 39 g of dimethylaminopropylamine in 500 ml of IPE solvent. The solution was added dropwise in an ice bath. After stirring at room temperature for 2 hours, filtration was performed, and the IPE layer of the filtrate was washed with an aqueous NaHCO 3 solution and an aqueous NaCl solution, separated, and then washed with water. Thereafter, IPE was distilled off, and further distilled to obtain 64 g of (C 4 F 9 ) 2 NCF 2 CF (CF 3 ) CONHC 3 H 6 N (CH 3 ) 2 as a crude product (yield 47%). ).

次いで、得られた(CNCFCF(CF)CONHCN(CHを8g、エタノール中で撹拌下モノクロル酢酸ナトリウムと一晩還流させ、ろ過、濃縮後、下記の式(8)で示されるカルボキシベタイン体を9g得た(収率99%)。 Subsequently, 8 g of the obtained (C 4 F 9 ) 2 NCF 2 CF (CF 3 ) CONHC 3 H 6 N (CH 3 ) 2 was refluxed with sodium monochloroacetate in ethanol overnight with stirring, filtered and concentrated. 9 g of a carboxybetaine compound represented by the following formula (8) was obtained (yield 99%).

Figure 2017133706
Figure 2017133706

(実施例1〜5)
市販のポリエステル不織布A(目付:80g/m、厚み:0.40mm)、ポリエステル不織布B(目付:122g/m、厚み:0.55mm)、ポリプロピレン不織布(目付:59g/m、厚み:0.34mm)を、それぞれ幅25mm、長さ180mmの短冊状にカットして短冊状基材を作製した。また、親水撥油剤として合成例1〜3にて合成した含窒素フッ素系化合物とエタノールとを混合して、含窒素フッ素系化合物の濃度が2質量%の塗布液を調製した。
(Examples 1-5)
Commercially available polyester nonwoven fabric A (weight: 80 g / m 2 , thickness: 0.40 mm), polyester nonwoven fabric B (weight: 122 g / m 2 , thickness: 0.55 mm), polypropylene nonwoven fabric (weight: 59 g / m 2 , thickness: 0.34 mm) was cut into strips each having a width of 25 mm and a length of 180 mm to produce a strip-shaped substrate. Moreover, the nitrogen-containing fluorine-type compound synthesize | combined in the synthesis examples 1-3 as a hydrophilic oil repellent and ethanol were mixed, and the coating liquid whose density | concentration of a nitrogen-containing fluorine-type compound is 2 mass% was prepared.

上記の短冊状基材を上記の塗布液に浸漬処理し、引き揚げて風乾した後に120℃で2時間乾燥して、短冊状基材を親水撥油処理した。このようにして、実施例1〜5の親水撥油処理吸水試験片を作製した。   The strip-shaped substrate was dipped in the above coating solution, pulled up and air-dried, and then dried at 120 ° C. for 2 hours, whereby the strip-shaped substrate was subjected to a hydrophilic oil-repellent treatment. Thus, the hydrophilic oil-repellent treatment water absorption test piece of Examples 1-5 was produced.

実施例1〜5について、下記の表1の「基材」の欄に使用した基材の種類を、「親水撥油剤」の欄に塗布液に溶解させた含窒素フッ素系化合物の合成例の番号を、「乾燥後増量」の欄に塗布液を乾燥して作製した親水撥油処理吸水試験片の目付けの増加量を、それぞれ示す。   About Examples 1-5, the kind of the base material used for the column of "base material" of the following Table 1 is the synthesis example of the nitrogen-containing fluorine-type compound dissolved in the coating liquid in the column of "hydrophilic oil repellent". The number is shown in the column “Increase After Drying”, and the amount of increase in the basis weight of the hydrophilic oil-repellent treated water-absorbing test piece prepared by drying the coating solution is shown.

(吸水性評価)
実施例1〜5の親水撥油処理吸水試験片および各々の親水撥油処理をしていない同寸法にカットした短冊状試験片(比較例1〜3)の上端を水平棒にテープで止め、試験片を垂直に吊り下げた。水道水を入れたステンレス製バットをジャッキに載せ、試験片の下端が5mmだけ水に浸かるようにジャッキを操作してバットを上昇させた。浸漬30分後に毛細管現象により水が上昇した高さを測定した。その結果を、「水上昇高さ」として表1に示す。
(Water absorption evaluation)
The upper ends of the hydrophilic oil-repellent treated water-absorbing test pieces of Examples 1 to 5 and the respective strip-shaped test pieces (Comparative Examples 1 to 3) cut to the same size that have not been subjected to the hydrophilic oil-repellent treatment are fixed to a horizontal bar with tape, The specimen was suspended vertically. A stainless steel bat containing tap water was placed on the jack, and the bat was raised by operating the jack so that the lower end of the test piece was immersed in water by 5 mm. The height at which the water rose by capillary action after 30 minutes of immersion was measured. The results are shown in Table 1 as “water rising height”.

Figure 2017133706
Figure 2017133706

表1の結果から、含窒素フッ素系化合物で親水撥油処理された親水撥油処理吸水試験片(実施例1〜5)はいずれも、親水撥油処理されていない短冊状試験片(比較例1〜3)と比較して、水上昇高さが明らかに高くなっていることから、吸水性能が顕著に向上していることがわかる。   From the results of Table 1, all of the hydrophilic oil-repellent treated water-absorbing test pieces (Examples 1 to 5) that were hydrophilic and oil-repellent treated with a nitrogen-containing fluorine-based compound (Examples 1 to 5) were not strip-shaped test pieces (Comparative Example). 1 to 3), the water rising height is clearly higher, which indicates that the water absorption performance is remarkably improved.

(実施例6)
ポリエステル不織布B(目付:122g/m、厚さ:0.55mm)を、幅15mm、長さ150mmの短冊状にカットして短冊状基材を作製した。また、親水撥油剤として合成例2にて合成した含窒素フッ素系化合物を0.8質量部、無機化合物としてシリカゾル(日産化学社製、オルガノシリカゾルIPA−ST)を0.4質量部(SiOとして)、結合剤としてポリビニルブチラール(積水化学工業株式会社製、エスレックBL−1)を1.6質量部、混合溶媒(ヘキサフルオロキシレン57質量%、エタノール38質量%、n−ブタノール5質量%)を96.3質量部の割合にて混合して塗布液を調製した。
(Example 6)
Polyester nonwoven fabric B (weight per unit area: 122 g / m 2 , thickness: 0.55 mm) was cut into a strip shape having a width of 15 mm and a length of 150 mm to produce a strip-shaped substrate. Further, 0.8 parts by mass of the nitrogen-containing fluorine-based compound synthesized in Synthesis Example 2 as a hydrophilic oil repellent, and 0.4 parts by mass (SiO 2 ) of silica sol (manufactured by Nissan Chemical Co., organosilica sol IPA-ST) as an inorganic compound. As a binder, 1.6 parts by mass of polyvinyl butyral (Sekisui Chemical Co., Ltd., ESREC BL-1) as a binder, mixed solvent (hexafluoroxylene 57% by mass, ethanol 38% by mass, n-butanol 5% by mass) Were mixed at a ratio of 96.3 parts by mass to prepare a coating solution.

上記の短冊状基材を、上記の塗布液に浸漬処理し、引き揚げて風乾した後に120℃で2時間乾燥して、実施例6の親水撥油処理吸水試験片を作製した。   The strip-shaped substrate was immersed in the coating solution, pulled up and air-dried, and then dried at 120 ° C. for 2 hours to prepare a hydrophilic oil-repellent water absorption test piece of Example 6.

(実施例7)
短冊状基材としてポリエステル不織布C(目付:247g/m、厚さ:0.85mm)を短冊状にカットした短冊状基材を使用し、親水撥油剤として合成例4にて合成した含窒素フッ素系化合物を使用したこと以外は、実施例6と同様にして、実施例7の親水撥油処理吸水試験片を作製した。
(Example 7)
A nitrogen-containing material synthesized in Synthesis Example 4 as a hydrophilic oil-repellent agent using a strip-shaped substrate obtained by cutting a polyester nonwoven fabric C (weight: 247 g / m 2 , thickness: 0.85 mm) into a strip shape as a strip-shaped substrate. A hydrophilic oil-repellent treated water-absorbing test piece of Example 7 was produced in the same manner as Example 6 except that a fluorine-based compound was used.

(実施例8)
短冊状基材としてポリプロピレン不織布(目付:59g/m、厚さ:0.34mm)を短冊状にカットした短冊状基材を使用したこと以外は、実施例6と同様にして、実施例8の親水撥油処理吸水試験片を作製した。
(Example 8)
Example 8 was carried out in the same manner as in Example 6 except that a strip-shaped base material obtained by cutting a polypropylene nonwoven fabric (weight per unit: 59 g / m 2 , thickness: 0.34 mm) into a strip shape was used as the strip-shaped substrate. A hydrophilic oil-repellent treated water absorption test piece was prepared.

(実施例9)
短冊状基材としてポリプロピレン不織布(目付:59g/m、厚さ:0.34mm)を短冊状にカットした短冊状基材を使用し、親水撥油剤として合成例4にて合成した含窒素フッ素系化合物を使用したこと以外は、実施例6と同様にして、実施例9の親水撥油処理吸水試験片とした。
Example 9
Nitrogen-containing fluorine synthesized in Synthesis Example 4 as a hydrophilic oil repellent using a strip-shaped substrate obtained by cutting a polypropylene nonwoven fabric (weight: 59 g / m 2 , thickness: 0.34 mm) into a strip shape as a strip-shaped substrate A hydrophilic oil-repellent treated water-absorbing test piece of Example 9 was obtained in the same manner as Example 6 except that the system compound was used.

実施例6〜9について、下記の表2の「基材」の欄に使用した基材の種類を、「親水撥油剤」の欄に塗布液に溶解させた含窒素フッ素系化合物の合成例の番号を、「乾燥後増量」の欄に塗布液を乾燥して作製した親水撥油処理吸水試験片の目付けの増加量を、それぞれ示す。   About Examples 6-9, the kind of the base material used for the column of "Substrate" in Table 2 below is a synthesis example of the nitrogen-containing fluorine-based compound dissolved in the coating solution in the column of "Hydrophilic oil repellent" The number is shown in the column “Increase After Drying”, and the amount of increase in the basis weight of the hydrophilic oil-repellent treated water-absorbing test piece prepared by drying the coating solution is shown.

(油水混合液での吸水撥油性試験)
容量50mlのメスシリンダーに、水5mlとn−ヘキサデカンとを入れて全量を40mlとした油水混合液を調製した。油水混合液は、下層の水層と、上層のn−ヘキサデカン層の二層に分離し、その液深は115mmであった。
この油水混合液中に、実施例6〜9の親水撥油処理吸水試験片および各々の親水撥油処理をしていない幅15mm、長さ150mmの短冊状試験片(比較例4〜6)を、それぞれ各試験片の下端がメスシリンダーの底に接するまで浸漬し、その状態を保持した。親水撥油処理吸水試験片は浸漬開始直後から水を吸い上げた。15分経過後の水/n−ヘキサデカン界面上からの水吸い上げ高さを測定した。一方、親水撥油処理をしていない試験片は浸漬開始直後からn−ヘキサデカンを吸収したが、15分経過後も水は上昇していなかった。その結果を、「水上昇高さ」として表2に示す。
(Water absorption / oil repellency test with oil / water mixture)
An oil-water mixture was prepared by adding 5 ml of water and n-hexadecane to a graduated cylinder with a capacity of 50 ml to make the total amount 40 ml. The oil / water mixture was separated into two layers, a lower aqueous layer and an upper n-hexadecane layer, and the liquid depth was 115 mm.
In this oil / water mixture, the hydrophilic oil-repellent treated water-absorbing test pieces of Examples 6 to 9 and the respective strip-shaped test pieces having a width of 15 mm and a length of 150 mm (Comparative Examples 4 to 6) not subjected to the hydrophilic oil-repellent treatment. The test pieces were immersed until the lower end of each test piece was in contact with the bottom of the graduated cylinder, and the state was maintained. The hydrophilic oil-repellent treated water absorption test piece sucked up water immediately after the start of immersion. The height of water uptake from the water / n-hexadecane interface after 15 minutes was measured. On the other hand, the test piece not subjected to hydrophilic oil repellent treatment absorbed n-hexadecane immediately after the start of immersion, but water did not rise even after 15 minutes. The results are shown in Table 2 as “water rising height”.

Figure 2017133706
Figure 2017133706

表2の結果から、親水撥油処理した親水撥油処理吸水試験片(実施例6〜9)は、n−ヘキサデカンの存在下においても、吸水性能を発現することが確認された。一方、親水撥油処理されていない短冊状試験片(比較例4〜6)はいずれも、n−ヘキサデカンが存在下では水を吸い上げることができなかった。   From the results in Table 2, it was confirmed that the hydrophilic oil-repellent treated water-absorbing test pieces (Examples 6 to 9) subjected to hydrophilic oil-repellent treatment exhibited water absorbing performance even in the presence of n-hexadecane. On the other hand, none of the strip-shaped test pieces (Comparative Examples 4 to 6) not subjected to hydrophilic oil-repellent treatment was able to absorb water in the presence of n-hexadecane.

また、実施例6〜9の親水撥油処理吸水試験片について、更に油水混合液に水を加えて再試験したところ、n−ヘキサデカンは吸い上げられずに水のみが吸い上げられることが確認された。再試験時の吸水速度は、1回目と同様の値であり、吸水蒸発材として繰返し使用できることが観察された。なお、実施例6〜9の親水撥油処理吸水試験片のいずれについても、初期(油水混合液中への浸漬開始直後の状態)と終期(油水混合液中の水が殆ど吸い上げられた状態)とで吸水速度はほぼ一定であった。   Moreover, about the hydrophilic oil-repellent treatment water absorption test piece of Examples 6-9, when water was further added to the oil-water mixture and it retested, it was confirmed that n-hexadecane is not sucked up but only water is sucked up. It was observed that the water absorption rate at the time of the retest was the same value as the first time, and it could be used repeatedly as a water absorption evaporating material. In addition, in any of the hydrophilic oil-repellent treatment water absorption test pieces of Examples 6 to 9, the initial stage (a state immediately after the start of immersion in the oil / water mixture) and the final stage (a state in which almost all the water in the oil / water mixture has been sucked up) The water absorption rate was almost constant.

(吸水撥油蒸発試験)
(実施例10)
容量30mlのビーカーに、水10.0gとn−ヘキサデカン15.2gとを入れて油水混合液を調製した。油水混合液は、下層の水層と、上層のn−ヘキサデカン層の二層に分離していた。
ビーカーを、温度20〜24℃、湿度42〜45%に保たれた室内に静置した。このビーカー内の油水混合液中に、実施例6の親水撥油処理吸水試験片(重量0.32g)を、試験片の下端がビーカーの底に接するように浸漬し、その状態を保持した。油水混合液の液面から露出している試験片の長さ(以下、露出長という)は120mmであった。24時間浸漬後、ビーカー内の水分が減少し、試験片の露出長は126mmになっていた。
油水混合液中から試験片を取り出して、その重量を測定したところ、0.92gであった。また、ビーカー内の油水混合液中の水層をスポイトで吸い取って秤量したところ、2.58gの水が残留していた。試験片の平均露出面積当たり(浸漬直後の試験片露出面積と24時間浸漬後の試験片露出面積の平均の値)の水の蒸発速度は154g/m・時間であった。
(Water absorption and oil repellency test)
(Example 10)
In a beaker having a capacity of 30 ml, 10.0 g of water and 15.2 g of n-hexadecane were added to prepare an oil / water mixture. The oil / water mixture was separated into two layers, a lower aqueous layer and an upper n-hexadecane layer.
The beaker was left in a room maintained at a temperature of 20 to 24 ° C. and a humidity of 42 to 45%. The hydrophilic / oil-repellent-treated water-absorbing test piece (weight 0.32 g) of Example 6 was immersed in the oil / water mixture in the beaker so that the lower end of the test piece was in contact with the bottom of the beaker, and the state was maintained. The length of the test piece exposed from the liquid surface of the oil / water mixture (hereinafter referred to as the exposed length) was 120 mm. After immersion for 24 hours, the moisture in the beaker decreased, and the exposed length of the test piece was 126 mm.
The test piece was taken out from the oil / water mixture and its weight was measured to find 0.92 g. Further, when the water layer in the oil / water mixture in the beaker was sucked with a dropper and weighed, 2.58 g of water remained. The evaporation rate of water per average exposed area of the test piece (the average value of the exposed area of the test piece immediately after immersion and the exposed area of the test piece after 24 hours of immersion) was 154 g / m 2 · hour.

(実施例11)
30mlビーカーに水10.0gとn−ヘキサデカン15.0gとを入れて油水混合液を調製し、実施例7の親水撥油処理吸水試験片(重量0.66g)を使用した他は、実施例10と同様にして吸水撥油蒸発試験を行った。24時間浸漬後、試験片の露出長は126mmになっていた。また、試験片の重量は1.57gであった。ビーカー内の水分をスポイトで吸い取り秤量したところ、3.13gの水が残留していた。試験片の平均露出面積当たりの水の蒸発速度は135g/m・時間であった。
(Example 11)
An oil / water mixture was prepared by putting 10.0 g of water and 15.0 g of n-hexadecane into a 30 ml beaker, and the hydrophilic oil-repellent water absorption test piece (weight 0.66 g) of Example 7 was used. The water absorption and oil repellency evaporation test was conducted in the same manner as in No. 10. After immersion for 24 hours, the exposed length of the test piece was 126 mm. The weight of the test piece was 1.57 g. Water in the beaker was sucked with a dropper and weighed, and 3.13 g of water remained. The evaporation rate of water per average exposed area of the test piece was 135 g / m 2 · hour.

1 多孔質吸水蒸発材
2 固定具
3 凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Porous water absorption evaporating material 2 Fixing tool 3 Recessed part

Claims (8)

連続気孔を有する多孔質体を含む多孔質吸水蒸発材であって、前記連続気孔の少なくとも一部の表面に撥油性付与基および親水性付与基を有するフッ素系化合物が存在していることを特徴とする多孔質吸水蒸発材。   A porous water-absorbing and evaporating material comprising a porous body having continuous pores, wherein a fluorine-based compound having an oil repellency-imparting group and a hydrophilicity-imparting group is present on at least a part of the surface of the continuous pores. Porous water-absorbing evaporating material. 前記フッ素系化合物が、下記の式(1)〜(4)のうちのいずれか1つで示される一種又は二種以上の含窒素フッ素系化合物であることを特徴とする請求項1に記載の多孔質吸水蒸発材:
Figure 2017133706
Figure 2017133706
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上記式(1)及び(2)中、Rf、Rfは、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数1〜6であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキル基であり、Rfは、炭素数1〜6であって、直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である;
上記式(3)及び(4)中、Rf、Rf及びRfはそれぞれ同一または互いに異なる、炭素数1〜6であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基であり、Zは、酸素原子、窒素原子、CF基及びCF基のいずれかを含む;
また、上記式(2)及び(4)中、Rは、2価の有機基である連結基である;
また、上記式(1)〜(4)中、Xは、アニオン型、カチオン型及び両性型からなる群から選択されるいずれか1の親水性賦与基である。
The said fluorine-type compound is 1 type, or 2 or more types of nitrogen-containing fluorine-type compounds shown by any one of following formula (1)-(4), It is characterized by the above-mentioned. Porous water-absorbing evaporation material:
Figure 2017133706
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Figure 2017133706
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In the above formulas (1) and (2), Rf 1 and Rf 2 are the same or different, each having 1 to 6 carbon atoms and a linear or branched perfluoroalkyl group, and Rf 3 is carbon A number 1-6, which is a linear or branched perfluoroalkylene group;
In the above formulas (3) and (4), Rf 4 , Rf 5 and Rf 6 are the same or different, each having 1 to 6 carbon atoms and a linear or branched perfluoroalkylene group, and Z is Any one of an oxygen atom, a nitrogen atom, a CF 2 group and a CF group;
In the above formulas (2) and (4), R is a linking group that is a divalent organic group;
Moreover, in said formula (1)-(4), X is any one hydrophilicity imparting group selected from the group which consists of an anionic type, a cationic type, and an amphoteric type.
前記フッ素系化合物は、有機結合剤又は無機結合剤の一方又は両方によって、前記多孔質体に結合されていることを特徴とする請求項1または2記載の多孔質吸水蒸発材。   The porous water-evaporating material according to claim 1 or 2, wherein the fluorine-based compound is bonded to the porous body by one or both of an organic binder and an inorganic binder. 前記有機結合剤が、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂及びUV硬化性樹脂のいずれかを含むことを特徴とする請求項3に記載の多孔質吸水蒸発材。   The porous water-absorbing and evaporating material according to claim 3, wherein the organic binder includes any one of a thermoplastic resin, a thermoplastic elastomer, a thermosetting resin, and a UV curable resin. 前記多孔質体が、繊維の集合体、発泡樹脂成型体またはセラミックの焼結体であることを特徴とする請求項1乃至4のうちのいずれか一項に記載の多孔質吸水蒸発材。   The porous water-absorbing and evaporating material according to any one of claims 1 to 4, wherein the porous body is a fiber aggregate, a foamed resin molded body, or a ceramic sintered body. 繊維の集合体が、有機物繊維の集合体であることを特徴とする請求項5に記載の多孔質吸水蒸発材。   6. The porous water-absorbing and evaporating material according to claim 5, wherein the aggregate of fibers is an aggregate of organic fibers. 有機物繊維が、合成繊維、天然繊維またはセルロース系繊維であることを特徴とする請求項6に記載の多孔質吸水蒸発材。   The porous water-absorbing material according to claim 6, wherein the organic fiber is a synthetic fiber, a natural fiber or a cellulosic fiber. 前記多孔質体が、平板状、波板状、筒状、柱状、またはハニカム状に成形されていることを特徴とする請求項1乃至7のうちのいずれかの一項に記載の多孔質吸水蒸発材。
The porous water absorption according to any one of claims 1 to 7, wherein the porous body is formed into a flat plate shape, a corrugated plate shape, a cylindrical shape, a column shape, or a honeycomb shape. Evaporating material.
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