吸濕性聚合物顆粒、以及具有該顆粒的片、元件和全熱交換器的制造方法
【專利摘要】在現(xiàn)有的包含有機高分子系吸濕劑的涂膜中，試圖制作不具有由溶脹收縮導(dǎo)致的裂紋的涂膜時，有機高分子系吸濕劑的含有率變低，作為其結(jié)果，存在所得到的吸濕性涂膜的吸濕性能變低的問題。本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀而構(gòu)想的，其目的在于提供自身具有成膜性的有機高分子系吸濕劑、以及具有該吸濕劑的片和元件、進(jìn)而使用上述元件的全熱交換器。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在具有羧基的吸濕性聚合物顆粒中采用在顆粒的中心部與表層部具有不同交聯(lián)密度的結(jié)構(gòu)，從而能夠得到成膜性優(yōu)異的吸濕性聚合物顆粒，進(jìn)而，通過使用上述吸濕性聚合物顆粒，能夠得到即使是高含有率也不產(chǎn)生龜裂的吸濕性涂膜。
【專利說明】
吸濕性聚合物顆粒、從及具有該顆粒的片、元件和全熱交換器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及成膜性優(yōu)異的吸濕性聚合物顆粒、W及具有該顆粒的片、元件和全熱 交換器。
【背景技術(shù)】
[0002] -直W來，作為吸濕性物質(zhì)，已知有氯化巧、氯化裡、五氧化二憐等無機鹽、硅膠、 沸石、活性氧化侶、活性碳等無機系吸濕劑。另外，還已知有機高分子系吸濕劑，該吸濕劑利 用結(jié)構(gòu)內(nèi)所含的鹽型簇基吸附水。另外，由于內(nèi)部交聯(lián)結(jié)構(gòu)而具有通過吸放濕進(jìn)行溶脹、收 縮的柔軟的結(jié)構(gòu)，因此能夠吸附大量的水而不會潮解。
[0003] 運些吸濕劑可W作為空氣的干燥劑而單獨使用，還可W W承載于基材的加工品的 形式來使用。作為在紙等基材片上承載吸濕劑而成的加工品的例子，可列舉出全熱交換元 件。全熱交換元件是全熱交換器的主要構(gòu)件，為了降低換氣時產(chǎn)生的空調(diào)負(fù)荷，在從外部向 室內(nèi)引入的空氣與從室內(nèi)向外部排出的空氣間交換顯熱和潛熱。
[0004] 所述全熱交換元件的形狀有轉(zhuǎn)子形和塊形。塊形的全熱交換元件成為用隔板隔開 供氣與排氣的各流路的結(jié)構(gòu)，因此具有排出的臟空氣與供給的新鮮空氣難W交匯的特征。 此處，對于隔開各流路的隔板所使用的片，要求用于提高顯熱的交換效率的傳熱性和用于 潛熱交換的透濕性，進(jìn)而要求使供氣與排氣不會經(jīng)由片而交匯的空氣阻隔性。
[0005] 為了提高前述塊形全熱交換元件的潛熱交換效率，提出了含有吸濕劑的片。專利 文獻(xiàn)1中記載了作為吸濕劑添加堿金屬鹽，另外，專利文獻(xiàn)2中記載了使用氯化巧。專利文獻(xiàn) 3中使用了配混有硅膠和氨氧化侶的吸濕劑來代替堿金屬、氯化巧等具有潮解性的無機鹽。 堿金屬鹽、氯化巧那樣的無機鹽的吸濕劑具有吸濕量多的特征，因吸濕而發(fā)生潮解，因此在 水分多時吸濕劑溶出，而且難W維持元件的形狀。進(jìn)而，還產(chǎn)生在加工時片發(fā)生粘連之類的 問題。另一方面，硅膠、沸石等具有多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)的吸濕劑具有惡臭成分向孔內(nèi)蓄積、因反復(fù) 進(jìn)行水的吸放濕而使多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞所導(dǎo)致的吸濕性能降低之類的問題。
[0006] 專利文獻(xiàn)4中記載的有機高分子系吸濕劑顯示出高吸濕性能，而不具有無機系吸 濕劑那樣的問題，因此認(rèn)為是對于吸濕性片而言有效的材料。然而，所述有機高分子系吸濕 劑的成膜性低，而且具有溶脹收縮的特性，因此由該吸濕劑構(gòu)成的吸濕性涂膜容易產(chǎn)生裂 紋，在達(dá)成全熱交換元件所需的空氣阻隔性的方面成為問題。為了防止裂紋，可W考慮使用 能夠吸收由該吸濕劑的溶脹收縮造成的體積變化的粘結(jié)劑，但有機高分子系吸濕劑的含有 率變低，而且吸濕劑被粘結(jié)劑覆蓋，因此產(chǎn)生潛熱交換效率降低的新問題。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [000引專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-148892號公報
[0010] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2007-119969號公報
[0011] 專利文獻(xiàn)3:日本特開平10-212691號公報
[0012] 專利文獻(xiàn)4:日本特開平8-225610號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[001引發(fā)明要解決的問題
[0014]如上所述，對于包含有機高分子系吸濕劑的涂膜而言，難W W高含有率制作有機 高分子系吸濕劑涂膜，想要制作不會因溶脹收縮而產(chǎn)生裂紋的涂膜時，存在有機高分子系 吸濕劑的含有率變低，結(jié)果所得到的吸濕性涂膜的吸濕性能降低之類的問題。本發(fā)明是鑒 于上述現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀而做出的，其目的在于，提供自身具有成膜性的有機高分子系吸濕 劑、W及具有該吸濕劑的片和元件、進(jìn)而使用所述元件的全熱交換器。
[00巧]用于解決問題的方案
[0016] 本發(fā)明人等進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使具有簇基的吸濕性聚合物顆粒成 為在顆粒的中屯、部與表層部具有不同交聯(lián)密度的結(jié)構(gòu)，能得到成膜性優(yōu)異的吸濕性聚合物 顆粒，進(jìn)而，通過使用所述吸濕性聚合物顆粒，能得到即使為高含有率也不產(chǎn)生龜裂的吸濕 性涂膜，從而完成了本發(fā)明。
[0017] 目P，本發(fā)明通過W下的手段而達(dá)成。
[0018] [ 1 ] -種吸濕性聚合物顆粒，其特征在于，具有簇基和交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使該簇基全部成 為H型時的簇基量為3~lOmmol/g，并且該聚合物顆粒具有成膜性，W10重量％的含有率將 該顆粒水分散時的粘度為SOOmPa ? S W下。
[0019] [2]根據(jù)[1]所述的吸濕性聚合物顆粒，其特征在于，水分散時的粒徑是使顆粒中 的簇基全部成為H型后水分散時的粒徑的4倍W上。
[0020] [3]根據(jù)[1]或[2]所述的吸濕性聚合物顆粒，其特征在于，其是使進(jìn)行包含交聯(lián)單 體的第一單體組的聚合、接著添加第二單體組并進(jìn)行聚合而得到的顆粒水解而得到的，所 述第二單體組不含交聯(lián)單體且包含具有能通過水解而轉(zhuǎn)化為簇基的官能團(tuán)的單體。
[0021] [4]根據(jù)[3]所述的吸濕性聚合物顆粒，其特征在于，相對于總單體重量，第一單體 組的比例為1~70重量％。
[0022] [5]根據(jù)[3]或[4]所述的吸濕性聚合物顆粒，其特征在于，第一單體組中的交聯(lián)單 體的比例為20重量％ W上。
[0023] [6]-種吸濕性片，其在基材片上承載有吸濕性涂膜，所述吸濕性涂膜含有40重 量％ W上的[1]~[引中任一項所述的吸濕性聚合物顆粒。
[0024] [7]根據(jù)[6]所述的吸濕性片，其特征在于，作為前述吸濕性涂膜的構(gòu)成成分，含有 用于使吸濕性聚合物顆粒間交聯(lián)的交聯(lián)劑。
[0025] [引根據(jù)[6]或[7]所述的吸濕性片，其特征在于，前述基材片為多孔質(zhì)，吸濕性涂 膜的吸濕率在20°C、65%畑下為20重量％^上，且吸濕性片的透氣度為2皿/(化? s)W下。
[0026] [9]-種吸放濕性元件，其將[6]~[引中任一項所述的吸濕性片作為構(gòu)成材料。
[0027] [10]-種全熱交換元件，其將[6]~[引中任一項所述的吸濕性片作為構(gòu)成材料。
[0028] [11]-種全熱交換器，其具有[10]所述的全熱交換元件。
[0029] 發(fā)明的效果
[0030] 通過使用本發(fā)明的吸濕性聚合物顆粒，能夠形成具有高吸濕性能的吸濕性涂膜而 不產(chǎn)生龜裂。由此，能夠在基材片上均勻地承載吸濕性涂膜，所得到的吸濕性片兼具透濕性 和空氣阻隔性。由所述吸濕性片加工而成的吸放濕性元件可W適宜地用于除濕空調(diào)、全熱 交換器等。
【附圖說明】
[0031] 圖1為示出本發(fā)明的全熱交換元件的一例的圖。
【具體實施方式】
[0032] ?關(guān)于吸濕性聚合物顆粒
[0033] 本發(fā)明中采用的吸濕性聚合物顆粒具有簇基和交聯(lián)結(jié)構(gòu)。吸濕性聚合物顆粒中存 在的簇基具有化學(xué)性吸附空氣中的水分的特性。簇基優(yōu)選為鹽型（W下也稱為鹽型簇基）， 另外，對于成對的陽離子沒有特別限定，例如可列舉出Li、化、K、Rb、Cs等堿金屬、Be、Mg、Ca、 Sr、Ba等堿±金屬、加、211、41、111、4邑少6、(：〇、化等其它金屬、畑4、胺等有機陽離子等。其中， 從吸放濕速度的觀點出發(fā)優(yōu)選為堿金屬、堿±金屬的陽離子。
[0034] 作為該吸濕性聚合物顆粒中所含的簇基量，優(yōu)選為3~lOmmol/g、更優(yōu)選為5~ lOmmol/g。簇基量不足3mmol/g時，有時得不到充分的吸放濕性能，超過lOmmol/g時，使用吸 濕性聚合物顆粒而形成的涂膜對于水的溶脹變大，耐久性變得不充分。此處，簇基量表示： 使該吸濕性聚合物顆粒所具有的簇基全部成為H型時（W下也稱為H型簇基）的相當(dāng)于吸濕 性聚合物顆粒重量的簇基的mol量。
[0035] 該吸濕性聚合物顆粒的交聯(lián)結(jié)構(gòu)主要形成在顆粒的中屯、部，是通過使包含分子中 具有雙鍵的交聯(lián)單體的單體組聚合等而形成的。本發(fā)明的吸濕性聚合物顆粒通過所述交聯(lián) 結(jié)構(gòu)從而在水解后也能保持顆粒狀態(tài)而不會溶解，能夠期待有利于耐水性。
[0036] 本發(fā)明的成膜性是指，將包含吸濕性聚合物顆粒的涂覆液干燥時能夠形成薄膜， 若該薄膜能形成而不產(chǎn)生龜裂，則判斷為成膜性良好。
[0037] 為了得到良好的成膜性，理想的是，吸濕性聚合物顆粒具有在該顆粒表層部幾乎 不具備交聯(lián)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)中，在水中等簇基發(fā)生了解離時，位于顆粒表層部的聚合 物鏈因簇酸根離子的電排斥而大幅擴展，粒徑也變大。即，可W認(rèn)為，能夠使聚合物鏈=維 地擴展，從而吸濕性聚合物顆粒間的聚合物鏈的糾纏變得牢固，因此容易表現(xiàn)出良好的成 膜性。具體而言，通過后述方法測定的吸濕性聚合物顆粒的粒徑與使該顆粒的全部簇基為H 型簇基的狀態(tài)下的粒徑相比，優(yōu)選為4倍W上、更優(yōu)選為5倍W上時，顆粒表層部的聚合物鏈 充分?jǐn)U展，能夠判斷具有良好的成膜性。此外，從得到均勻的吸濕性涂膜的觀點出發(fā)，作為 本發(fā)明的吸濕性聚合物顆粒的粒徑，優(yōu)選不足如m、更優(yōu)選不足化m、進(jìn)一步優(yōu)選不足1皿。
[0038] 進(jìn)而，吸濕性聚合物顆粒通過在顆粒表層部不具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而顆粒表層部不 易成為捕獲水而成的凝膠狀態(tài)。因此，與在顆粒表層部也具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的吸濕性聚合物顆 粒相比，水分散體的粘度變低。可W認(rèn)為，粘度低時，在后述涂膜化時在吸濕性聚合物顆粒 間顆粒表層部的聚合物鏈變得容易糾纏，容易得到優(yōu)異的成膜性。具體而言，WlO重量％將 吸濕性聚合物顆粒分散于水時的粘度優(yōu)選為SOOmPa ? sW下、更優(yōu)選為300mPa ? sW下。
[0039] 作為獲得如上所述的主要在顆粒中屯、部具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)、在顆粒表層部幾乎不具有 交聯(lián)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的吸濕性聚合物顆粒的方法，可W例示出如下的方法。
[0040] (1)進(jìn)行包含交聯(lián)單體的第一單體組的聚合，接著添加不含交聯(lián)單體且包含具有 能通過水解而轉(zhuǎn)化為簇基的官能團(tuán)的單體的第二單體組并進(jìn)行聚合后，通過水解將前述官 能團(tuán)轉(zhuǎn)化為簇基的方法。
[0041] (2)投入包含交聯(lián)單體的第一單體組的全部量，接著一邊緩慢添加不含交聯(lián)單體 且包含具有能通過水解而轉(zhuǎn)化為簇基的官能團(tuán)的單體的第二單體組一邊進(jìn)行聚合后，通過 水解將前述官能團(tuán)轉(zhuǎn)化為簇基的方法。
[0042] (3)將包含用于形成能水解的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)單體的單體組聚合，得到聚合物顆 粒，將該聚合物顆粒的表層部分水解，從而形成簇基的方法。
[0043] (1)和(2)的方法中的包含交聯(lián)單體的第一單體組的比例相對于所使用的全部單 體量優(yōu)選為1~70重量％、更優(yōu)選為5~70重量％。第一單體組的比例低時，通過水解而得到 的聚合物的親水性變得過強，結(jié)果有時成為水溶性聚合物。反之，過多時，吸濕性聚合物顆 粒表層部的聚合物鏈的擴展變得不充分，有時難W得到成膜性。另外，關(guān)于第一單體組中的 交聯(lián)單體的比例，從耐水性的觀點出發(fā)優(yōu)選為20重量％ W上。
[0044] (1)和(2)的方法中，作為具有能通過水解而轉(zhuǎn)化為簇基的官能團(tuán)的單體，可列舉 出丙締臘、甲基丙締臘等具有臘基的單體;丙締酸、甲基丙締酸、馬來酸、衣康酸、乙締基丙 酸等具有簇酸基的單體的酢、醋衍生物、酷胺衍生物等。運些單體所具有的官能團(tuán)受到水解 而轉(zhuǎn)化為簇基。
[0045] 關(guān)于（1)和(2)的方法中的交聯(lián)單體，只要是分子中具有2個W上雙鍵的單體就沒 有特別限定，例如可列舉出甲基丙締酸縮水甘油醋、異氯脈酸=締丙醋、氯脈酸=締丙醋、 二乙締基苯、二乙二醇二（甲基）丙締酸醋、S乙二醇二（甲基）丙締酸醋、S徑甲基丙烷S (甲基)丙締酸醋、亞甲基雙丙締酷胺等交聯(lián)性乙締基化合物。其中，可W適宜地使用異氯脈 酸=締丙醋、氯脈酸=締丙醋、二乙締基苯等形成不會水解的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)單體。
[0046] (3)的方法中，作為用于形成能水解的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)單體，可列舉出甲基丙締酸 縮水甘油醋、二乙二醇二（甲基）丙締酸醋、=乙二醇二（甲基）丙締酸醋、=徑甲基丙烷= (甲基)丙締酸醋，使用它們進(jìn)行聚合時所形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)受到水解而被破壞，能夠改變顆 粒的表層部分的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0047] 另外，（1)~（3)的任意方法中，均可W在各單體組中包含除如上所述的單體W外 的單體而進(jìn)行聚合。作為所述單體，只要能夠與如上所述的單體共聚，就可W使用任意的單 體。
[0048] 另外，關(guān)于水解的方法，可W采用將通過聚合得到的前體顆粒在氨氧化鋼、氨氧化 鐘、碳酸鋼等堿金屬氨氧化物、氨等堿性水溶液中進(jìn)行加熱處理的方法等。此處，通過水解 生成的簇基與對應(yīng)于水解所使用的試劑的陽離子形成鹽，因此理想的是，也考慮到期望的 鹽類型來選擇水解所使用的試劑。需要說明的是，經(jīng)過在水解后利用酸進(jìn)行處理、利用金屬 鹽水溶液進(jìn)行處理，也能夠改變簇基的鹽類型。
[0049] ?關(guān)于吸濕性涂膜
[0050] 本發(fā)明的吸濕性涂膜是指，涂膜構(gòu)成成分中包含本發(fā)明的吸濕性聚合物顆粒的涂 膜。本發(fā)明的吸濕性聚合物顆粒也可W通過制成水分散液等并涂布而單獨地形成吸濕性涂 膜，但是通過作為除吸濕性聚合物顆粒W外的構(gòu)成成分而添加用于使吸濕性聚合物顆粒間 交聯(lián)的交聯(lián)劑，能夠得到具有更優(yōu)異的耐水性的吸濕性涂膜。
[0051] 作為所述交聯(lián)劑，可列舉出具有能與簇基反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物，例如有乙二醇 二縮水甘油酸、甘油多縮水甘油酸、山梨糖醇多縮水甘油酸等具有環(huán)氧基的化合物、 EPOCROS(日本觸媒株式會社制造)等具有嗯挫林基的化合物、CHEMITITE(日本觸媒株式會 社制造)等具有氮丙晚基的化合物、CARBODIUTE(Nisshinbo化emical Inc.制造)等具有 碳二亞胺基的化合物等。此外，還可列舉出基于金屬離子的交聯(lián)劑等。
[0052] 交聯(lián)劑的添加量相對于吸濕性聚合物顆粒100重量份優(yōu)選為1~50重量份、特別優(yōu) 選為5~30重量份。交聯(lián)劑的添加量少時，吸濕性聚合物顆粒間的交聯(lián)無法充分進(jìn)行，有時 得不到提高耐水性的效果。另一方面，添加量過多時，吸濕性聚合物顆粒內(nèi)的吸濕性部位即 簇基大多被與交聯(lián)劑的反應(yīng)消耗，有時得不到充分的吸濕性。
[0053] 另外，為了改變吸濕性涂膜的硬度、強度等物性，也可W根據(jù)需要添加樹脂系乳液 (氨基甲酸醋系、丙締酸類、乙酸乙締醋系、乙締系等）、聚乙締醇、聚-1-甲基乙締醇、聚締丙 醇、乙締-乙締醇共聚物、聚(丙締酸徑基烷基醋）、聚（甲基丙締酸徑基烷基醋）、水溶性的多 糖類等具有徑基的聚合物等。進(jìn)而，也可W根據(jù)目的而進(jìn)行抗菌/防霉劑、阻燃劑的添加。
[0054] ?關(guān)于吸濕性片
[0055] 本發(fā)明的吸濕性片在基材片上承載有上述吸濕性涂膜。作為基材片，可列舉出包 含有機纖維、無機纖維的紙基材、侶板、鐵板、不誘鋼板、銅板等金屬板等。作為在基材片上 承載吸濕性涂膜的方法，可列舉出：制作包含吸濕性聚合物顆粒的涂覆液，將所述涂覆液浸 滲于基材片的方法;使用棒涂機、刮刀等將所述涂覆液涂布于基材片的方法;或者，將所述 涂覆液噴霧于基材片的方法等。吸濕性涂膜向基材片上的承載量沒有特別限定，為了形成 涂膜，優(yōu)選為l〇g/m2W上、更優(yōu)選為30g/m2W上。
[0056] 本發(fā)明的吸濕性片可W進(jìn)行立體加工而用于吸放濕性元件。作為本發(fā)明的吸放濕 性元件，優(yōu)選具有如下結(jié)構(gòu):具有氣體通道，為了高效利用片上承載的吸濕性聚合物顆粒， 能夠盡可能地擴大與通過的空氣接觸的片的面積的結(jié)構(gòu)。
[0057] 作為具體例，有被稱為蜂窩結(jié)構(gòu)的吸放濕性元件，例如可列舉出六角型、OX型、彎 曲型、對開型、羽毛(feather)型（W下稱為波紋型）等。其中，加工容易且加工速度快、成本 方面也有利的波紋型的吸放濕性元件是優(yōu)選的。另外，關(guān)于氣體通道的大小、長度等特性， 可W根據(jù)壓力損失（空氣阻力）等所要求的性能而適當(dāng)選擇。作為吸放濕性元件的外觀形 狀，可W根據(jù)用途而自由地設(shè)定。作為用途，可列舉出除濕空調(diào)機、全熱交換器等。
[0058] 基材片為紙基材那樣的多孔質(zhì)時，本發(fā)明的吸濕性片可W適宜地用作全熱交換元 件的構(gòu)成材料。本發(fā)明的全熱交換元件只要具備具有將前述吸濕性片作為隔板而隔開的2 種流路、且能夠使?fàn)顟B(tài)不同的巧巾空氣分別通過而不會交匯的結(jié)構(gòu)，則形狀沒有特別限定。
[0059] 例如，可列舉出圖1那樣的具有將平板狀的吸濕性片與由波狀片構(gòu)成的波紋紙W 正交的方式交替層疊而成的結(jié)構(gòu)的全熱交換元件。通過該結(jié)構(gòu)，能夠確保獨立的巧巾流路， 通過各流路的空氣不會交匯，經(jīng)由被分隔的吸濕性片交換溫度和濕度。
[0060] 為了提高全熱交換元件的潛熱交換效率，需要提高吸濕性片的透濕性。因此，理想 的是，吸濕性片所承載的吸濕性涂膜的吸濕率在20°C、65%畑下優(yōu)選為20重量％^上、更優(yōu) 選為30重量％ ^上。通過具有所述吸濕率，在一個流路中流通的空氣的水分容易移動到在 另一流路中流通的空氣，能夠表現(xiàn)出優(yōu)異的透濕性。此處，為了得到所述吸濕率，優(yōu)選將吸 濕性涂膜中的吸濕性聚合物顆粒的含有率設(shè)為40重量％ ^上、更優(yōu)選為設(shè)為50重量％ W 上。需要說明的是，對于吸濕性涂膜的吸濕率的上限沒有特別限定，在20°C、65%畑的氣氛 下超過60重量％時，需要注意由吸濕造成的變形、耐水性的降低等。
[0061] 進(jìn)而，本發(fā)明的吸濕性聚合物顆粒由于成膜性優(yōu)異，因此形成于基材片的吸濕性 涂膜不會產(chǎn)生龜裂等，能夠使所得到的吸濕性片的透氣度為2皿/(化? s)W下、優(yōu)選為1皿/ (化? s)W下運樣的低水平，表現(xiàn)出空氣阻隔性。
[0062] 如上所述，本發(fā)明的吸濕性片能夠兼顧優(yōu)異的透濕性和空氣阻隔性，作為在被隔 開的2個流路間僅進(jìn)行顯熱交換和潛熱交換而不使空氣交匯的全熱交換器用的材料是有效 的。
[0063] 實施例
[0064] W下，利用實施例具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限定于W下的實施例。需要說明的 是，實施例中的份和百分率在沒有說明的情況下W重量基準(zhǔn)表示。首先，說明各特性的評價 方法和評價結(jié)果的表述方法。
[00化][平均粒徑]
[0066] 使用大塚電子株式會社制造的粒徑測定系統(tǒng)巧LSZ-2"，W水作為分散介質(zhì)進(jìn)行測 定，將測得的結(jié)果用散射光強度分布來表示，取其中值粒徑作為平均粒徑。
[0067] [粘度]
[006引制作含有10重量％試樣顆粒的水分散體，使用BROOKFIELD制造的B型粘度計DV-II +，在液溫30°C、60RPM的條件下測定所述水分散體的粘度。
[0069] [簇基量]
[0070] 精確稱量充分干燥的試樣lg(x[g])，在其中加入200ml的水后，一邊加熱至50°C - 邊添加IN鹽酸水溶液，制成pH2，從而使試樣中所含的簇基全部成為H型簇基，接著，用0.1 N 化OH水溶液按照常規(guī)方法求出滴定曲線。由該滴定曲線求出被H型簇基消耗的化OH水溶液 消耗量(Y[ml])，利用下述式算出試樣中所含的簇基量。
[0071] 簇基量[臟 oi/g] =0.1Y/X
[0072] [吸濕性涂膜的吸濕率]
[0073] 將包含試樣顆粒的涂覆液在12(TC下干燥1小時并測定重量(Wds[g])。接著，將使 涂覆液干燥而得到的試樣在調(diào)整至溫度20°C且相對濕度65%畑的恒溫恒濕器中放置16小 時，測定進(jìn)行了吸濕的試樣的重量(Wws[g])?；赪上的結(jié)果，利用下述式算出吸濕率。
[0074] 吸濕性涂膜的吸濕率(重量％ ) = (Wws-WdsVWds X 100 [007引[成膜性]
[0076] 在侶板上滴加試樣顆粒的10 %水分散體3g，使其干燥而得到涂膜，目視確認(rèn)涂膜 狀態(tài)，按照3個階段來評價該狀態(tài)。
[0077] O :成為一體而未產(chǎn)生龜裂的涂膜
[0078] A :存在龜裂但成為一體的涂膜
[0079] X :因涂膜裂紋而無法保持成為一體的涂膜狀態(tài)
[0080] [透濕度]
[0081] 關(guān)于各片的透濕度，根據(jù)JIS Z 0208在20°C、65%RH條件下將透濕面積設(shè)為 41 .Scm2而實施測定，求出每24小時的透濕度(g/(m2 ? 24小時））。制成全熱交換元件的材料 時，所述透濕度為SOOgAm2 ? 24小時）W上是理想的。
[00劇[透氣度]
[008引吸濕性片的透氣度如下所述地測定。使用Porous Materials , Inc .制造的 巧nvelope Su計ace Area Analyzer",在吸濕性片中流通氮氣，測定通過吸濕性片前后的 壓力差。此時，由通過壓力差處于1000~3000化的范圍的片的氣體流量(mL/s)的平均值求 出透氣度(皿/(化? S))。該值越低，片的透氣性越低，可W判斷使用該片的全熱交換元件的 2個流路間的空氣交匯越少。
[0084][實施例。
[00化]在反應(yīng)槽中加入水440重量份和化EMIM)L M0N-7(S洋化成工業(yè)株式會社制造)4 重量份、W及由甲基丙締酸甲醋3重量份、二乙締基苯15重量份組成的單體組1，升溫至60 °C。接著，向同一反應(yīng)槽中用2小時添加由丙締酸甲醋196重量份、甲基丙締酸2重量份組成 的單體組2和1.3重量％焦亞硫酸鋼水溶液70重量份、及1.5重量％過硫酸錠水溶液70重量 份，進(jìn)行聚合，得到吸濕性聚合物顆粒A的前體乳液。相對于所得到的前體乳液的固體成分 100重量份，加入氨氧化鐘38重量份、水782重量份，在90°C下加熱16小時，實施水解反應(yīng)，得 到吸濕性聚合物顆粒A的水分散體。將吸濕性聚合物顆粒A的評價結(jié)果示于表1。所得到的吸 濕性聚合物顆粒A的平均粒徑為930nm，使簇基全部成為H型時成為120nm，顆粒溶脹倍率為 大至7.8的值。另一方面，10重量％水分散體的粘度低至200mPa ? S，成膜性也良好。
[0086] [實施例2]
[0087] 相對于實施例1中得到的前體乳液的固體成分100重量份，加入氨氧化鋼27重量 份、水720重量份，在90°C下加熱16小時，實施水解反應(yīng)，得到吸濕性聚合物顆粒B的水分散 體。如表1所示，所得到的吸濕性聚合物顆粒B的成膜性良好。
[008引[實施例引
[0089] 在反應(yīng)槽中加入水435重量份和化EMIM)L M0N-7(S洋化成工業(yè)株式會社制造)9 重量份，升溫至60°C。接著，一邊用1.5小時添加由甲基丙締酸甲醋6重量份、二乙締基苯30 重量份、丙締酸甲醋102重量份組成的單體組1和1.3重量％焦亞硫酸鋼水溶液45重量份、及 1.5重量％過硫酸錠水溶液45重量份，一邊進(jìn)行聚合。前述添加結(jié)束后，一邊向同一反應(yīng)槽 中進(jìn)一步用1小時添加由丙締酸甲醋76重量份、甲基丙締酸2重量份組成的單體組2和1.3重 量％焦亞硫酸鋼水溶液25重量份、及1.5重量％過硫酸錠水溶液25重量份，一邊進(jìn)行聚合， 得到平均粒徑160nm的吸濕性聚合物顆粒C的前體乳液。相對于所得到的前體乳液的固體成 分100重量份，加入氨氧化鐘38重量份、水782重量份，在90°C下加熱16小時，實施水解反應(yīng)， 得到吸濕性聚合物顆粒C的水分散體。如表1所示，所得到的吸濕性聚合物顆粒C的顆粒增大 倍率小于單體組1的比例少的實施例1、2,但成膜性良好。
[0090] [比較例1]
[0091] W與實施例1同樣的單體組成，將全部單體W單階段進(jìn)行聚合。在聚合槽中加入水 440重量份和ELEMIN0L M0N-7(S洋化成工業(yè)株式會社制造)4重量份，升溫至60°C。接著，用 2小時添加由甲基丙締酸甲醋3重量份、二乙締基苯15重量份、丙締酸甲醋196重量份、甲基 丙締酸2重量份組成的單體組和1.3重量％焦亞硫酸鋼水溶液70重量份、及1.5重量％過硫 酸錠水溶液70重量份，進(jìn)行聚合，得到水解前的前體乳液。相對于所得到的前體乳液的固體 成分100重量份，加入氨氧化鐘38重量份、水782重量份，在90°C下加熱16小時，實施水解反 應(yīng)，結(jié)果無法保持顆粒狀態(tài)，而成為水溶性聚合物。因此，未進(jìn)行一部分評價。
[0092] [比較例2]
[0093] 在反應(yīng)槽中加入水435重量份和化EMIM)L M0N-7(S洋化成工業(yè)株式會社制造)9 重量份，升溫至60°C。接著，一邊用1.5小時添加由甲基丙締酸甲醋6重量份、二乙締基苯33 重量份、丙締酸甲醋115重量份組成的單體組1和1.3重量％焦亞硫酸鋼水溶液50重量份、及 1.5重量％過硫酸錠水溶液50重量份，一邊進(jìn)行聚合。前述添加結(jié)束后，一邊向同一反應(yīng)槽 中進(jìn)一步用1小時添加由丙締酸甲醋60重量份、甲基丙締酸2重量份組成的單體組2和1.3重 量％焦亞硫酸鋼水溶液20重量份、及1.5重量％過硫酸錠水溶液20重量份，一邊進(jìn)行聚合， 得到吸濕性聚合物顆粒D的前體乳液。相對于所得到的前體乳液的固體成分100重量份，加 入氨氧化鐘38重量份、水782重量份，在90°C下加熱16小時，實施水解反應(yīng)，得到吸濕性聚合 物顆粒D的水分散體。如表1所示，所得到的吸濕性聚合物顆粒D與實施例3的吸濕性聚合物 顆粒討目比，單體組1的比例稍高，顆粒增大倍率為小于吸濕性聚合物顆粒C的值，但10重 量％水分散體的粘度為高20倍W上的值。暗示了吸濕性聚合物顆粒D成為在顆粒表層部捕 獲水而成的凝膠狀態(tài)，也無法得到成膜性。
[0094][比較例3]
[00巧]在反應(yīng)槽中加入水435重量份和化EMIM)L M0N-7(S洋化成工業(yè)株式會社制造)9 重量份，升溫至60°C。接著，用2小時添加由甲基丙締酸甲醋4重量份、二乙締基苯25重量份、 丙締酸甲醋185重量份、甲基丙締酸2重量份組成的單體組1和1.3重量％焦亞硫酸鋼水溶液 70重量份、及1.5重量％過硫酸錠水溶液70重量份，進(jìn)行聚合，得到吸濕性聚合物顆粒E的前 體乳液。相對于所得到的前體乳液的固體成分100重量份，加入氨氧化鐘57重量份、水1810 重量份，在90°C下加熱16小時，實施水解反應(yīng)，得到吸濕性聚合物顆粒E的水分散體。如表1 所示，吸濕性聚合物顆粒E的顆粒增大倍率與實施例3的吸濕性聚合物顆粒C類似，為4.9，但 10重量％水分散體的粘度非常高，達(dá)到1000 OmPa ? sW上，也得不到成膜性。
[0096] [比較例4]
[0097] 在反應(yīng)槽中加入水436重量份和化EMIM)L M0N-7(S洋化成工業(yè)株式會社制造)8 重量份，升溫至60°C。接著，用2小時添加由甲基丙締酸甲醋7重量份、二乙締基苯43重量份、 丙締酸甲醋166重量份組成的單體組1和1.3重量％焦亞硫酸鋼水溶液70重量份、及1.5重 量％過硫酸錠水溶液70重量份，進(jìn)行聚合，得到吸濕性聚合物顆粒F的前體乳液。相對于所 得到的前體乳液的固體成分100重量份，加入氨氧化鐘50重量份、水850重量份，在90°C下加 熱16小時，進(jìn)行水解反應(yīng)后，使用離子交換樹脂去除殘留的氨氧化鐘，得到吸濕性聚合物顆 粒F的水分散體。如表1所示，吸濕性聚合物顆粒F的顆粒增大倍率低，10重量％水分散體的 粘度也低至20mPa ? S，推測吸濕性聚合物顆粒F中整體構(gòu)筑了充分的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，但得不到該 吸濕性聚合物顆粒的成膜性。
[009引「表1l
[0099]
[0100] L頭她1列4」
[0101] 對于單位面積重量25g/m2、透氣度5720wii/(Pa ? s)的W玻璃纖維為主成分的多孔 質(zhì)片，將實施例1中得到的吸濕性聚合物顆粒A的15重量％水分散體進(jìn)行浸滲涂覆，得到吸 濕性涂膜的承載量為60g/m2的吸濕性片。所得到的吸濕性片如表2所示，盡管透氣性為較低 的值，但表現(xiàn)出高透濕性。
[0102] [實施例引
[0103] 在實施例1中得到的吸濕性聚合物顆粒A的15重量％水分散體1000重量份中混合 乙二醇二縮水甘油酸7.5重量份，調(diào)配涂覆液。除了使用所得到的涂覆液之外，與實施例4同 樣地操作，制作吸濕性涂膜的承載量為60g/m2的吸濕性片。所得到的吸濕性片如表2所示， 透氣性和透濕性與實施例4的吸濕性片為同等水平。另外，與實施例4的吸濕性片不同地，即 使在高濕度條件下也不會令人感到吸濕性涂膜的粘著，確認(rèn)到通過添加交聯(lián)劑而提高了耐 水性。
[0104] [實施例6]
[0105] 在實施例1中得到的吸濕性聚合物顆粒A的15重量％水分散體1000重量份中混合 聚氨醋樹脂的45重量％水分散體即Super Fle巧00M(第一工業(yè)制藥株式會社制造)317重量 份、乙二醇二縮水甘油酸7.5重量份，調(diào)配涂覆液。除了使用所得到的涂覆液之外，按照與實 施例4同樣的配方制作吸濕性涂膜的承載量為60g/m2的吸濕性片。所得到的吸濕性片如表2 所示，吸濕性涂膜的吸濕率雖然因與聚氨醋樹脂的添加而相應(yīng)地降低，但仍有20重量％ W 上，維持了透濕性。
[0106] [比較例5]
[0107] 不使用吸濕性聚合物顆粒，使用實施例6中使用的聚氨醋樹脂和與實施例4相同的 多孔質(zhì)片，制作涂膜的承載量為60g/m2的片。如表2所示，不含吸濕性聚合物顆粒的片的透 濕性低，確認(rèn)到吸濕性聚合物顆粒的存在有利于表現(xiàn)出透濕性。
[010引[比較例6]
[0109] 在實施例1中得到的吸濕性聚合物顆粒A的15重量％水分散體200重量份中混合聚 氨醋樹脂的45重量％水分散體即Super Fle巧00M(第一工業(yè)制藥株式會社制造重量 份、乙二醇二縮水甘油酸1.5重量份，調(diào)配涂覆液。除了使用所得到的涂覆液之外，按照與實 施例4同樣的配方制作吸濕性涂膜的承載量為60g/m2的吸濕性片。如表2所示確認(rèn)到：吸濕 性聚合物顆粒的含有率低，因此吸濕性涂膜的吸濕率低，此外與實施例4~6的吸濕性片相 比，透濕性也大幅降低。
[0110] [比較例7]
[0111] 在比較例4中得到的吸濕性聚合物顆粒F的15重量％水分散體1000重量份中混合 聚氨醋樹脂的45重量％水分散體即Super Fle巧00M(第一工業(yè)制藥株式會社制造)317重量 份、乙二醇二縮水甘油酸7.5重量份，調(diào)配涂覆液。除了使用所得到的涂覆液之外，按照與實 施例4同樣的配方制作吸濕性涂膜的承載量為60g/m2的吸濕性片。所得到的吸濕性片如表2 所示，盡管吸濕性涂膜的吸濕率與實施例6的吸濕性片為同等水平，但透濕性大幅降低。認(rèn) 為運是因為，本發(fā)明的具有成膜性的吸濕性聚合物顆粒中，在顆粒表層部，具有吸濕部位即 簇基的聚合物鏈擴展，從而吸濕性涂膜中的吸濕性聚合物顆粒的含有率為50 %左右的水平 時也在所形成的涂膜整體構(gòu)筑親水性網(wǎng)絡(luò)，能夠維持透濕性，而吸濕性聚合物顆粒F中，顆 粒整體具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)，無法使具有簇基的聚合物鏈在涂膜中伸展，僅涂膜的有限部分能夠 透濕。另外，可W認(rèn)為，吸濕性聚合物顆粒F由于交聯(lián)結(jié)構(gòu)牢固，因此與聚氨醋樹脂的界面處 的親和性變低，透氣性也表現(xiàn)出較高的值。
[0112][表 2] 「01131 10114」附閣標(biāo)記說明
[0115] 1:平板狀的吸濕性片
[0116] 2:波狀的片
[0117] 3:在一個流路中流通的空氣的流動 [〇11引4:在另一流路中流通的至氣的流動
【主權(quán)項】
1. 一種吸濕性聚合物顆粒，其特征在于，具有羧基和交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使該羧基全部成為H型 時的羧基量為3~lOmmol/g，并且該聚合物顆粒具有成膜性，以10重量％的含有率將該顆粒 水分散時的粘度為500mPa · s以下。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濕性聚合物顆粒，其特征在于，水分散時的粒徑是使顆粒中 的羧基全部成為H型后水分散時的粒徑的4倍以上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸濕性聚合物顆粒，其特征在于，其是使進(jìn)行包含交聯(lián)單 體的第一單體組的聚合、接著添加第二單體組并進(jìn)行聚合而得到的顆粒水解而得到的，所 述第二單體組不含交聯(lián)單體且包含具有能通過水解而轉(zhuǎn)化為羧基的官能團(tuán)的單體。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的吸濕性聚合物顆粒，其特征在于，相對于總單體重量，第一單 體組的比例為1~70重量％。5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的吸濕性聚合物顆粒，其特征在于，第一單體組中的交聯(lián)單 體的比例為20重量％以上。6. -種吸濕性片，其在基材片上承載有吸濕性涂膜，所述吸濕性涂膜含有40重量％以 上權(quán)利要求1~5中任一項所述的吸濕性聚合物顆粒。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的吸濕性片，其特征在于，作為所述吸濕性涂膜的構(gòu)成成分，含 有用于使吸濕性聚合物顆粒間交聯(lián)的交聯(lián)劑。8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的吸濕性片，其特征在于，所述基材片為多孔質(zhì)，吸濕性涂膜 的吸濕率在20°C、65%RH下為20重量％以上，且吸濕性片的透氣度為2ym/(Pa · s)以下。9. 一種吸放濕性元件，其將權(quán)利要求6~8中任一項所述的吸濕性片作為構(gòu)成材料。10. -種全熱交換元件，其將權(quán)利要求6~8中任一項所述的吸濕性片作為構(gòu)成材料。11. 一種全熱交換器，其具有權(quán)利要求10所述的全熱交換元件。
【文檔編號】B01D53/26GK105916569SQ201580004107
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年1月21日
【發(fā)明人】竹下悠史
【申請人】日本愛克蘭工業(yè)株式會社