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JP7460066B2 - Moisture absorbent - Google Patents
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JP7460066B2 - Moisture absorbent - Google Patents

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Description

本発明は吸湿材に関する。 The present invention relates to a moisture absorbent material.

従来、吸湿性材料として、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化アルミニウム等の潮解性無機塩が使用されている。潮解性無機塩は吸湿性に優れるが、吸湿後液状化しやすく、液状物が漏出して周囲を汚損する等の問題があった。かかる問題を解決する吸湿材として、潮解性無機塩とゲル化剤としての非イオン性セルロース誘導体とを含む乾燥材(特許文献1参照)、潮解性無機塩類と親水性ポリマーとセルロースパウダーよりなる除湿組成物(特許文献2参照)等が知られている。 Conventionally, deliquescent inorganic salts such as calcium chloride, magnesium chloride, and aluminum chloride have been used as hygroscopic materials. Although deliquescent inorganic salts have excellent hygroscopicity, they tend to liquefy after absorbing moisture, causing problems such as the liquid material leaking out and staining the surrounding area. As moisture absorbing materials that solve this problem, there are desiccant materials containing deliquescent inorganic salts and nonionic cellulose derivatives as gelling agents (see Patent Document 1), and dehumidifying materials made of deliquescent inorganic salts, hydrophilic polymers, and cellulose powder. Compositions (see Patent Document 2) and the like are known.

日本国公開特許公報「特開2010-194497号公報」Japanese Patent Publication “Unexamined Japanese Patent Publication No. 2010-194497” 日本国公開特許公報「特開2000-5553号公報」Japanese Patent Publication “Unexamined Japanese Patent Publication No. 2000-5553”

しかしながら、上述のような従来技術は、潮解性無機塩を含む場合に潮解液の漏出をある程度防ぐことはできるが、吸湿性の点で未だ十分ではない。However, while the above-mentioned conventional techniques can prevent leakage of the deliquescent liquid to some extent when it contains deliquescent inorganic salts, they are still insufficient in terms of hygroscopicity.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、潮解性無機塩を含む場合に潮解液の漏出を防ぐとともに、吸湿性により優れた吸湿材を実現することにある。The present invention has been made in consideration of the above problems, and its purpose is to prevent leakage of the deliquescent liquid when it contains a deliquescent inorganic salt, while also realizing a moisture-absorbing material with excellent moisture absorption properties.

本発明の一実施形態に係る吸湿材は、前記課題を解決するために、吸湿性高分子材料を含有する吸湿材であって、前記吸湿材は、潮解性無機塩の潮解液の漏出を防ぐ吸湿材であり、前記吸湿性高分子材料は、親水性高分子を含有し、前記吸湿性高分子材料に、前記潮解性無機塩を構成する1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するリガンドが結合しており、前記リガンドは、包接化合物を形成するホスト分子、又は、キレート剤であり、前記ホスト分子は、クラウン化合物、シクロファン、アザシクロファン、カリックスアレーン、ポルフィリン、フタロシアニン、サレン、およびそれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種類以上の分子であり、前記キレート剤は、ポリアルキレングリコール、ビピリジン、フェナントロリン、およびそれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種類以上の分子であり、前記1価の金属イオンは、Li、Na、K、Rb、またはCsであり、前記2価の金属イオンは、Mg2+、Ca2+、Sr2+、またはBa2+であり、前記3価の金属イオンは、Al3+、Y3+、In3+、Sc3+、またはランタノイドイオン群であり、前記リガンドは前記金属イオンを捕捉ることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a moisture absorbent according to one embodiment of the present invention is a moisture absorbent containing a moisture absorbent polymer material, which prevents leakage of a deliquescent liquid of a deliquescent inorganic salt, the moisture absorbent containing a hydrophilic polymer, and a ligand having an affinity for a monovalent, divalent, or trivalent metal ion constituting the deliquescent inorganic salt is bound to the moisture absorbent polymer material, the ligand being a host molecule forming an inclusion compound or a chelating agent, the host molecule being at least one type of molecule selected from the group consisting of crown compounds, cyclophanes, azacyclophanes, calixarenes, porphyrins, phthalocyanines, salens, and derivatives thereof, the chelating agent being at least one type of molecule selected from the group consisting of polyalkylene glycols, bipyridines, phenanthrolines, and derivatives thereof, the monovalent metal ion being Li + , Na + , K + , Rb + , or Cs + , and the divalent metal ion being Mg 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ , or Ba 2+ , the trivalent metal ion is Al 3+ , Y 3+ , In 3+ , Sc 3+ , or a lanthanoid ion group, and the ligand captures the metal ion.

本発明の一実施形態に係る吸湿材は、以上のように、吸湿性高分子材料を含有する吸湿材であって、前記吸湿性高分子材料は、親水性高分子を含有し、前記吸湿性高分子材料に、1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するリガンドが結合している構成を備えているので、高い吸湿性を有する、前記金属イオンの塩を捕捉することができ、当該塩に由来する潮解液の漏出を防ぐとともに、吸湿性により優れた吸湿材を実現することができるという効果を奏する。As described above, the moisture-absorbing material according to one embodiment of the present invention is a moisture-absorbing material containing a moisture-absorbing polymer material, and the moisture-absorbing polymer material contains a hydrophilic polymer and has a configuration in which a ligand having an affinity for monovalent, divalent, or trivalent metal ions is bonded to the moisture-absorbing polymer material. Therefore, it is possible to capture salts of the metal ions, which have high moisture absorption properties, and it is possible to prevent leakage of the deliquescent liquid derived from the salt and to realize a moisture-absorbing material with excellent moisture absorption properties.

本発明の実施例において、吸湿材の吸湿挙動を評価した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of evaluating the moisture absorption behavior of the moisture absorption material in the Example of this invention. 本発明の実施例において、吸湿材の吸湿挙動を評価した結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the results of evaluating the moisture absorption behavior of a moisture absorbent in an example of the present invention.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、記述した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。なお、本明細書においては特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上、B以下」を意味する。また、「質量」と「重量」は同義語であると見なす。また、「アクリル」または「メタアクリル」のいずれをも意味する場合「(メタ)アクリル」と表記する。 The following describes in detail the embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to these, and various modifications are possible within the scope described. The technical scope of the present invention also includes embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. In this specification, unless otherwise specified, "A to B" representing a numerical range means "A or more, B or less." Furthermore, "mass" and "weight" are considered to be synonymous. Furthermore, when referring to either "acrylic" or "methacrylic," the term "(meth)acrylic" is used.

〔実施の形態1:吸湿材〕
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、親水性高分子を含有し、前記吸湿性高分子材料に、1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するリガンドが結合している吸湿材は、高い吸湿性を有する、前記金属イオンの塩を捕捉することができ、当該塩に由来する潮解液の漏出を防ぐとともに、吸湿性により優れた吸湿材を実現できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
[Embodiment 1: Moisture absorbent]
As a result of intensive research in consideration of the above-mentioned problems, the inventors have found that a moisture-absorbing material containing a hydrophilic polymer, in which a ligand having an affinity for monovalent, divalent, or trivalent metal ions is bound to the moisture-absorbing polymer material, is capable of capturing a salt of the metal ion with high moisture absorption properties, prevents leakage of deliquescent liquid derived from the salt, and realizes a moisture-absorbing material with excellent moisture absorption properties, thereby completing the present invention.

すなわち、本発明の一実施形態に係る吸湿材は、吸湿性高分子材料を含有する吸湿材であって、前記吸湿性高分子材料は、親水性高分子を含有し、前記吸湿性高分子材料に、1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するリガンドが結合している構成を備えている。In other words, the moisture-absorbing material according to one embodiment of the present invention is a moisture-absorbing material containing a moisture-absorbing polymer material, the moisture-absorbing polymer material containing a hydrophilic polymer, and a ligand having an affinity for monovalent, divalent, or trivalent metal ions is bonded to the moisture-absorbing polymer material.

本発明の一実施形態に係る吸湿材は、吸湿性高分子材料を含有し、当該吸湿性高分子材料に、1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するリガンドが結合している。前記リガンドは、1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するため、1価、2価、または3価の金属イオンを捕捉することができる。それゆえ、前記吸湿性高分子材料に高い吸湿性を有する、前記金属イオンの塩を捕捉することができ、前記吸湿性高分子材料の吸湿性を高めることができる。潮解性無機塩とゲル化剤としてのポリマーを含む従来の吸湿材は、潮解性無機塩とゲル化剤としてのポリマーを混合したものであった。かかる従来の吸湿材と比べて、本発明の一実施形態に係る吸湿材は、より高い吸湿性を有する。その理由としては、前記吸湿性高分子材料に、前記リガンドを均一に分散できることにより、前記金属イオンの塩をより均一に分散することができ、そのため、より効率的な吸湿が可能となるためであると考えられる。 A hygroscopic material according to an embodiment of the present invention contains a hygroscopic polymeric material, and a ligand having an affinity for monovalent, divalent, or trivalent metal ions is bound to the hygroscopic polymeric material. ing. The ligand has an affinity for monovalent, divalent, or trivalent metal ions, and therefore can capture monovalent, divalent, or trivalent metal ions. Therefore, the salt of the metal ion having high hygroscopicity can be trapped in the hygroscopic polymeric material, and the hygroscopicity of the hygroscopic polymeric material can be increased. Conventional moisture absorption materials containing a deliquescent inorganic salt and a polymer as a gelling agent have been a mixture of a deliquescent inorganic salt and a polymer as a gelling agent. Compared to such conventional hygroscopic materials, the hygroscopic material according to one embodiment of the present invention has higher hygroscopicity. The reason for this is that by uniformly dispersing the ligand in the hygroscopic polymer material, the metal ion salt can be more uniformly dispersed, and therefore more efficient moisture absorption is possible. It is believed that there is.

本発明において、「リガンドが結合している」との記載における「結合」とは、これに限定されるものではないが、例えば、共有結合、イオン結合、配位結合等の化学結合を介して結合されていることが好ましく、共有結合を介して結合されていることがより好ましい。これにより、リガンドが、吸湿性高分子材料内に安定して固定される。より具体的には、リガンドに、反応性官能基を導入し、かかる反応性官能基を、吸湿性高分子材料と反応させることにより、リガンドを好適に吸湿性高分子材料に結合させることができる。なお、吸湿性高分子材料に結合しているとは、吸湿性高分子材料に含まれるいずれかの高分子に結合していればよい。In the present invention, the term "bond" in the description "ligand is bonded" is not limited to this, but is preferably bonded via a chemical bond such as a covalent bond, an ionic bond, or a coordinate bond, and is more preferably bonded via a covalent bond. This allows the ligand to be stably fixed within the hygroscopic polymer material. More specifically, the ligand can be suitably bonded to the hygroscopic polymer material by introducing a reactive functional group into the ligand and reacting the reactive functional group with the hygroscopic polymer material. Note that "bonded to the hygroscopic polymer material" means that the ligand is bonded to any polymer contained in the hygroscopic polymer material.

(I)1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するリガンド
前記1価の金属イオンとしては、例えば、Li、Na、K、Rb、Cs等を挙げることができる。前記2価の金属イオンとしては、例えば、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+等を挙げることができる。前記3価の金属イオンとしては、例えば、Al3+、Y3+、In3+、Sc3+、ランタノイドイオン群等を挙げることができる。
(I) Ligand having affinity for monovalent, divalent, or trivalent metal ions Examples of the monovalent metal ions include Li + , Na + , K + , Rb + , Cs + , etc. Can be done. Examples of the divalent metal ions include Mg 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ , and the like. Examples of the trivalent metal ions include Al 3+ , Y 3+ , In 3+ , Sc 3+ , lanthanoid ions, and the like.

本発明の一実施形態に係る吸湿材では、前記リガンドは、包接化合物を形成するホスト分子、キレート剤、又は、前記金属イオンとイオン結合する官能基を有する分子であることが好ましい。当該ホスト分子は金属イオンを包接することにより、当該キレート剤は金属イオンを配位させることにより、および当該金属イオンとイオン結合する官能基を有する分子は金属イオンとイオン結合することにより、前記金属イオンを捕捉することができる。In the moisture absorbent according to one embodiment of the present invention, the ligand is preferably a host molecule that forms an inclusion compound, a chelating agent, or a molecule having a functional group that forms an ionic bond with the metal ion. The host molecule can capture the metal ion by including the metal ion, the chelating agent can capture the metal ion by coordinating the metal ion, and the molecule having a functional group that forms an ionic bond with the metal ion can capture the metal ion by forming an ionic bond with the metal ion.

本発明の一実施形態に係る吸湿材では、前記ホスト分子は、シクロデキストリン、クラウン化合物、シクロファン、アザシクロファン、カリックスアレーン、ポルフィリン、フタロシアニン、サレン、およびそれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種類以上の分子であることが好ましい。これらのホスト分子は、環構造を有し、環構造の内孔の大きさ、体積、および形状に応じて特定の前記金属イオンを認識し包接することができる。前記金属イオンを吸湿性高分子材料の中で包接することにより、前記吸湿性高分子材料に高い吸湿性を有する、前記金属イオンの塩を捕捉することができ、前記吸湿性高分子材料の吸湿性を高めることができる。In one embodiment of the present invention, the host molecule is preferably at least one type of molecule selected from the group consisting of cyclodextrin, crown compounds, cyclophanes, azacyclophanes, calixarenes, porphyrins, phthalocyanines, salens, and derivatives thereof. These host molecules have a ring structure and can recognize and include a specific metal ion according to the size, volume, and shape of the inner hole of the ring structure. By including the metal ion in the hygroscopic polymer material, it is possible to capture a salt of the metal ion that has high hygroscopicity in the hygroscopic polymer material, thereby increasing the hygroscopicity of the hygroscopic polymer material.

前記クラウン化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、クラウンエーテル、ベンゾクラウンエーテル、ジベンゾクラウンエーテル、アザクラウンエーテル等を挙げることができる。The crown compounds are not particularly limited, but examples thereof include crown ethers, benzocrown ethers, dibenzocrown ethers, azacrown ethers, etc.

前記クラウンエーテルとしても、特に限定されるものではないが、例えば、12-クラウン-4、15-クラウン-5、18-クラウン-6等を挙げることができる。15-クラウン-5が前記吸湿性高分子材料に結合している吸湿剤を得るためには、例えば、吸湿性高分子材料と反応する反応性官能基を有する15-クラウン-5を用いることができる。吸湿性高分子材料と反応する反応性官能基を有する15-クラウン-5としては、例えば、2-ヒドロキシメチル-15-クラウン-5、2-アミノメチル-15-クラウン-5、1-アザ-15-クラウン-5等を挙げることができる。また、18-クラウン-6が前記吸湿性高分子材料に結合している吸湿剤を得るためには、例えば、吸湿性高分子材料と反応する反応性官能基を有する18-クラウン-6を用いることができる。吸湿性高分子材料と反応する反応性官能基を有する18-クラウン-6としては、例えば、2-ヒドロキシメチル-18-クラウン-6、2-アミノメチル-18-クラウン-6、(+)-(18-クラウン-6)-2,11,12-テトラカルボン酸、1-アザ-18-クラウン-6等を挙げることができる。 The crown ether is not particularly limited, but examples include 12-crown-4, 15-crown-5, 18-crown-6, and the like. In order to obtain a hygroscopic agent in which 15-crown-5 is bonded to the hygroscopic polymeric material, for example, 15-crown-5 having a reactive functional group that reacts with the hygroscopic polymeric material can be used. can. Examples of 15-crown-5 having a reactive functional group that reacts with a hygroscopic polymer material include 2-hydroxymethyl-15-crown-5, 2-aminomethyl-15-crown-5, 1-aza- Examples include 15-crown-5. Furthermore, in order to obtain a hygroscopic agent in which 18-crown-6 is bonded to the hygroscopic polymeric material, for example, 18-crown-6 having a reactive functional group that reacts with the hygroscopic polymeric material is used. be able to. Examples of the 18-crown-6 having a reactive functional group that reacts with a hygroscopic polymeric material include 2-hydroxymethyl-18-crown-6, 2-aminomethyl-18-crown-6, (+)- Examples include (18-crown-6)-2,11,12-tetracarboxylic acid and 1-aza-18-crown-6.

前記ベンゾクラウンエーテルとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ベンゾ-18-クラウン-6、ベンゾ-21-クラウン-7、ベンゾ-24-クラウン-8等を挙げることができる。 The benzo crown ether is not particularly limited, and examples thereof include benzo-18-crown-6, benzo-21-crown-7, benzo-24-crown-8, and the like.

前記ジベンゾクラウンエーテルとしては、例えば、ジベンゾ-18-クラウン-6等を挙げることができる。 Examples of the dibenzo crown ether include dibenzo-18-crown-6.

前記アザクラウンエーテルとしては、例えば、アザ-12-クラウン-4、アザ-15-クラウン-5、アザ-18-クラウン-6等を挙げることができる。アザ-15-クラウン-5としては、例えば、前記吸湿性高分子材料に結合させることができる、1-アザ-15-クラウン-5等を挙げることができる。アザ-18-クラウン-6としては、例えば、前記吸湿性高分子材料に結合させることができる、1-アザ-18-クラウン-6等を挙げることができる。 Examples of the azacrown ether include aza-12-crown-4, aza-15-crown-5, aza-18-crown-6, etc. Examples of the aza-15-crown-5 include 1-aza-15-crown-5, etc., which can be bound to the hygroscopic polymeric material. Examples of the aza-18-crown-6 include 1-aza-18-crown-6, etc., which can be bound to the hygroscopic polymeric material.

前記クラウン化合物としては、捕捉する金属イオンの大きさによって適宜選択して用いることが好ましい。具体的には、例えば、LiイオンおよびCaイオンを包接する場合、前記クラウンエーテルは、15-クラウン-5またはアザ-15-クラウン-5であることが好ましい。また、KイオンおよびNaイオンを包接する場合、前記クラウンエーテルは、18-クラウン-6またはアザ-18-クラウン-6であることが好ましい。 The crown compound is preferably selected and used as appropriate depending on the size of the metal ion to be captured. Specifically, for example, when including Li ions and Ca ions, the crown ether is preferably 15-crown-5 or aza-15-crown-5. Further, when K ions and Na ions are included, the crown ether is preferably 18-crown-6 or aza-18-crown-6.

本発明の一実施形態に係る吸湿材では、前記キレート剤は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、エチレングリコールおよびプロピレングリコールの共重合体等のポリアルキレングリコール、エチレンジアミン、ビピリジン、エチレンジアミン四酢酸、フェナントロリン、ならびにそれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種類以上の分子であることが好ましい。In one embodiment of the moisture-absorbing material according to the present invention, the chelating agent is preferably at least one type of molecule selected from the group consisting of polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol, polytetramethylene glycol, copolymers of ethylene glycol and propylene glycol, ethylenediamine, bipyridine, ethylenediaminetetraacetic acid, phenanthroline, and derivatives thereof.

本発明の一実施形態に係る吸湿材では、前記官能基を有する分子は、カルボン酸、リン酸、スルホン酸、およびアミン類からなる群より選択される少なくとも1種類以上の分子であることが好ましい。かかる分子としては、例えば、ポリ(メタ)クリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルアミン等を挙げることができる。In the moisture absorbent according to one embodiment of the present invention, the molecule having the functional group is preferably at least one type of molecule selected from the group consisting of carboxylic acid, phosphoric acid, sulfonic acid, and amines. Examples of such molecules include poly(meth)acrylic acid, polystyrene sulfonic acid, and polyallylamine.

本発明の一実施形態に係る吸湿材は、1価、2価、または3価の金属イオンの塩をさらに含むことが好ましい。前記塩としては、特に限定されないが、例えば、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化アルミニウム等を挙げることができる。中でも、前記塩は、潮解性の塩であることがより好ましい。これらの塩は単独で用いてもよく、また2種類以上を組み合わせて用いてもよい。吸湿材が前記金属イオンの塩をさらに含むことにより、当該吸湿材の吸湿量および吸湿速度を向上することができる。 It is preferable that the moisture absorbent material according to one embodiment of the present invention further contains a salt of a monovalent, divalent, or trivalent metal ion. Examples of the salt include, but are not limited to, lithium chloride, sodium chloride, potassium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, aluminum chloride, and the like. Among these, it is more preferable that the salt is a deliquescent salt. These salts may be used alone or in combination of two or more. When the hygroscopic material further contains a salt of the metal ion, the amount and rate of moisture absorption of the hygroscopic material can be improved.

(II)吸湿性高分子材料
本発明の一実施形態において、吸湿性高分子材料とは、親水性高分子を含有していればよい。前記吸湿性高分子材料としては、例えば、親水性高分子、親水性高分子を含有する混合物、親水性高分子を含有する共重合体、親水性高分子を含有する相互浸入高分子網目構造体、親水性高分子を含有するセミ相互浸入高分子網目構造体等を挙げることができる。吸湿性高分子材料は、親水性高分子を含有していることにより、空気中の水分を吸湿することができる。本発明の一実施形態に係る吸湿材は、前記吸湿性高分子材料を含有している。即ち、本発明の一実施形態に係る吸湿材は、前記吸湿性高分子材料からなるものであってもよいし、本発明の効果に悪影響を及ぼさない範囲で、他の成分を含んでいてもよい。
(II) Hygroscopic polymer material In one embodiment of the present invention, the hygroscopic polymer material may contain a hydrophilic polymer. Examples of the hygroscopic polymer material include hydrophilic polymers, mixtures containing hydrophilic polymers, copolymers containing hydrophilic polymers, interpenetrating polymer networks containing hydrophilic polymers, and semi-interpenetrating polymer networks containing hydrophilic polymers. The hygroscopic polymer material can absorb moisture in the air by containing a hydrophilic polymer. The hygroscopic material according to one embodiment of the present invention contains the hygroscopic polymer material. That is, the hygroscopic material according to one embodiment of the present invention may be made of the hygroscopic polymer material, or may contain other components within a range that does not adversely affect the effects of the present invention.

本発明の一実施形態に係る吸湿材では、前記吸湿性高分子材料は、下記(a)~(e)のいずれかであることがより好ましい。
(a) 親水性高分子
(b) 外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子との混合物
(c) 外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子との共重合体
(d) 外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子との相互浸入高分子網目構造体
(e) 外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子とのセミ相互浸入高分子網目構造体
(親水性高分子)
前記親水性高分子としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ基等の親水性基を側鎖または主鎖に有する高分子を挙げることができる。前記親水性高分子のより具体的な一例としては、例えば、アルギン酸、ヒアルロン酸等の多糖類;キトサン;カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体;ポリ(メタ)アクリル酸、ポリマレイン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリビニルベンゼンスルホン酸、ポリアクリルアミドアルキルスルホン酸、ポリジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、これらと(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸アルキルエステル等との共重合体、ポリジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドとポリビニルアルコールとの複合体、ポリビニルアルコールとポリ(メタ)アクリル酸との複合体、ポリ(メタ)アクリロニトリル、ポリアリルアミン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリ-N,N’-ジメチル(メタ)アクリルアミド、ポリ-2-ヒドロキシエチルメタクリレート、ポリ-アルキル(メタ)アクリレート、ポリジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ポリ(メタ)アクリロニトリルおよび前記ポリマーの共重合体等を挙げることができる。また、親水性高分子は、これらの架橋体であることがより好ましい。
In the hygroscopic material according to an embodiment of the present invention, it is more preferable that the hygroscopic polymeric material is one of the following (a) to (e).
(a) Hydrophilic polymer (b) A mixture of a stimulus-responsive polymer and a hydrophilic polymer whose affinity for water changes reversibly in response to an external stimulus (c) Water in response to an external stimulus Copolymer of a stimulus-responsive polymer and a hydrophilic polymer whose affinity for water reversibly changes (d) A stimulus-responsive polymer whose affinity for water reversibly changes in response to external stimuli (e) Semi-interpenetrating polymer network structure of a stimulus-responsive polymer and a hydrophilic polymer whose affinity for water reversibly changes in response to external stimuli Molecular network structure (hydrophilic polymer)
Examples of the hydrophilic polymer include polymers having a hydrophilic group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, or an amino group in a side chain or main chain. More specific examples of the hydrophilic polymers include polysaccharides such as alginic acid and hyaluronic acid; chitosan; cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, ethylcellulose, and hydroxyethylcellulose; poly(meth)acrylic acid and polymaleic acid. , polyvinylsulfonic acid, polyvinylbenzenesulfonic acid, polyacrylamide alkylsulfonic acid, polydimethylaminopropyl (meth)acrylamide, combinations of these with (meth)acrylamide, hydroxyethyl (meth)acrylate, (meth)acrylic acid alkyl ester, etc. Polymer, complex of polydimethylaminopropyl (meth)acrylamide and polyvinyl alcohol, complex of polyvinyl alcohol and poly(meth)acrylic acid, poly(meth)acrylonitrile, polyallylamine, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycol , poly(meth)acrylamide, poly-N,N'-dimethyl(meth)acrylamide, poly-2-hydroxyethyl methacrylate, poly-alkyl(meth)acrylate, polydimethylaminopropyl(meth)acrylamide, poly(meth)acrylonitrile and copolymers of the above polymers. Moreover, it is more preferable that the hydrophilic polymer is a crosslinked product of these.

親水性高分子が架橋体である場合、かかる架橋体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、アリルアミン、酢酸ビニル、(メタ)アクリルアミド、N,N’-ジメチル(メタ)アクリルアミド、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、アルキル(メタ)アクリレート、マレイン酸、ビニルスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸、アクリルアミドアルキルスルホン酸、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル等のモノマーを、架橋剤の存在下で重合して得られる高分子を挙げることができる。When the hydrophilic polymer is a crosslinked polymer, examples of such crosslinked polymers include polymers obtained by polymerizing monomers such as (meth)acrylic acid, allylamine, vinyl acetate, (meth)acrylamide, N,N'-dimethyl(meth)acrylamide, 2-hydroxyethyl methacrylate, alkyl(meth)acrylate, maleic acid, vinyl sulfonic acid, vinylbenzenesulfonic acid, acrylamidoalkylsulfonic acid, dimethylaminopropyl(meth)acrylamide, and (meth)acrylonitrile in the presence of a crosslinking agent.

前記架橋剤としては、従来公知のものを適宜選択して用いればよいが、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、N,N’-メチレンビス(メタ)アクリルアミド、トリレンジイソシアネート、ジビニルベンゼン、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の重合性官能基を有する架橋性モノマー;グルタールアルデヒド;多価アルコール;多価アミン;多価カルボン酸;カルシウムイオン、亜鉛イオン等の金属イオン等を好適に用いることができる。これらの架橋剤は単独で用いてもよく、また2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 As the crosslinking agent, conventionally known ones may be appropriately selected and used, and examples thereof include ethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, N,N'-methylenebis(meth)acrylamide, and tri-ethylene glycol di(meth)acrylate. Crosslinkable monomers with polymerizable functional groups such as diisocyanate, divinylbenzene, and polyethylene glycol di(meth)acrylate; glutaraldehyde; polyhydric alcohols; polyhydric amines; polycarboxylic acids; metals such as calcium ions and zinc ions Ions etc. can be suitably used. These crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.

(外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子)
刺激応答性高分子とは、外部刺激に応答して、その性質を可逆的に変化させる高分子をいう。
(Stimulus-responsive polymers that reversibly change their affinity for water in response to external stimuli)
A stimuli-responsive polymer is a polymer that reversibly changes its properties in response to an external stimulus.

前記外部刺激としては、特に限定されるものではないが、例えば、熱、光、電場、pH等を挙げることができる。 The external stimuli are not particularly limited, but may include, for example, heat, light, an electric field, pH, etc.

また、外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化するとは、外部刺激に応答して、その外部刺激に晒された高分子が、親水性と疎水性との間で可逆的に変化することをいう。 In addition, a reversible change in affinity for water in response to an external stimulus means that a polymer exposed to an external stimulus reversibly changes between hydrophilic and hydrophobic properties in response to the external stimulus.

中でも、熱に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子、すなわち、温度応答性高分子は、簡易な加熱装置を用いて温度を変化させることにより、空気中の水分の吸収と吸収した水分の放出を可逆的に行える。このことから、温度応答性高分子は、調湿機に特に好適に用いることができる。 Among them, stimulus-responsive polymers whose affinity for water reversibly changes in response to heat, that is, temperature-responsive polymers, can be used to increase the amount of water in the air by changing the temperature using a simple heating device. It can reversibly absorb moisture and release absorbed moisture. For this reason, temperature-responsive polymers can be particularly suitably used in humidity controllers.

かかる温度応答性高分子は、下限臨界溶液温度(LCST(Lower Critical Solution Temperature)、以下、本明細書において「LCST」と称することがある。)を持つ高分子であれば特に限定されるものではない。LCSTを持つ高分子は低温では親水性であるが、LCST以上になると疎水性となる。なお、ここで、LCSTとは、高分子を水に溶解したときに、低温では親水性で水に溶解するが、ある温度以上になると疎水性となって不溶化する場合の、その境となる温度をいう。Such a temperature-responsive polymer is not particularly limited as long as it has a lower critical solution temperature (LCST (Lower Critical Solution Temperature), hereinafter sometimes referred to as "LCST" in this specification). A polymer with an LCST is hydrophilic at low temperatures, but becomes hydrophobic at or above the LCST. Note that LCST here refers to the temperature at which, when a polymer is dissolved in water, it is hydrophilic and soluble in water at low temperatures, but becomes hydrophobic and insoluble at or above a certain temperature.

前記温度応答性高分子としては、より具体的には、例えば、ポリ(N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド)、ポリ(N-ノルマルプロピル(メタ)アクリルアミド)、ポリ(N-メチル(メタ)アクリルアミド)、ポリ(N-エチル(メタ)アクリルアミド)、ポリ(N-ノルマルブチル(メタ)アクリルアミド)、ポリ(N-イソブチル(メタ)アクリルアミド)、ポリ(N-t-ブチル(メタ)アクリルアミド)等のポリ(N-アルキル(メタ)アクリルアミド);ポリ(N-ビニルイソプロピルアミド)、ポリ(N-ビニルノルマルプロピルアミド)、ポリ(N-ビニルノルマルブチルアミド)、ポリ(N-ビニルイソブチルアミド)、ポリ(N-ビニル-t-ブチルアミド)等のポリ(N-ビニルアルキルアミド);ポリ(N-ビニルピロリドン);ポリ(2-エチル-2-オキサゾリン)、ポリ(2-イソプロピル-2-オキサゾリン)、ポリ(2-ノルマルプロピル-2-オキサゾリン)等のポリ(2-アルキル-2-オキサゾリン);ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル等のポリビニルアルキルエーテル;ポリエチレンオキサイドとポリプロピレンオキサイドの共重合体;ポリ(オキシエチレンビニルエーテル);メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロース誘導体等、および前記のポリマーの共重合体を挙げることができる。セルロース誘導体を前記温度応答性高分子として用いる場合には、重合を行う必要がないため吸湿材の製造が容易である。また、セルロース誘導体は、安全で且つ生分解性を有するため、環境負荷が小さいという利点がある。セルロース誘導体としてヒドロキシプロピルセルロースを用いる場合には、ヒドロキシプロピルセルロースの好ましい平均分子量は2,000~2000,000、同様に好ましい置換度は1~3である。温度応答性高分子は、これらの高分子の架橋体であることがより好ましい。More specifically, the temperature-responsive polymer may be, for example, poly(N-alkyl(meth)acrylamides) such as poly(N-isopropyl(meth)acrylamide), poly(N-normal propyl(meth)acrylamide), poly(N-methyl(meth)acrylamide), poly(N-ethyl(meth)acrylamide), poly(N-normal butyl(meth)acrylamide), poly(N-isobutyl(meth)acrylamide), and poly(N-t-butyl(meth)acrylamide); poly(N-vinyl isopropylamide), poly(N-vinyl normal propylamide), poly(N-vinyl normal butylamide), poly(N-vinyl isobutylamide), and poly(N-vinyl-t-butyl(meth)acrylamide). Examples of suitable temperature-responsive polymers include poly(N-vinyl alkylamides) such as poly(N-vinylpyrrolidone); poly(2-alkyl-2-oxazolines) such as poly(2-ethyl-2-oxazoline), poly(2-isopropyl-2-oxazoline), and poly(2-normal propyl-2-oxazoline); polyvinyl alkyl ethers such as polyvinyl methyl ether and polyvinyl ethyl ether; copolymers of polyethylene oxide and polypropylene oxide; poly(oxyethylene vinyl ether); cellulose derivatives such as methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, and hydroxypropyl methyl cellulose, and copolymers of the above polymers. When a cellulose derivative is used as the temperature-responsive polymer, it is easy to manufacture the moisture absorbent because no polymerization is required. In addition, cellulose derivatives have the advantage of being safe and biodegradable, and therefore have a small environmental impact. When hydroxypropyl cellulose is used as the cellulose derivative, the preferred average molecular weight of hydroxypropyl cellulose is 2,000 to 2,000,000, and the preferred degree of substitution is 1 to 3. It is more preferable that the temperature-responsive polymer is a crosslinked product of these polymers.

なお、本発明の一実施形態において、刺激応答性高分子と親水性高分子とが相互浸入高分子網目構造を形成する場合、刺激応答性高分子および親水性高分子はいずれも架橋体である。また、本発明の一実施形態において、刺激応答性高分子と親水性高分子とがセミ相互浸入高分子網目構造を形成する場合、刺激応答性高分子および親水性高分子の何れか一方が架橋体である。 In one embodiment of the present invention, when the stimulus-responsive polymer and the hydrophilic polymer form an interpenetrating polymer network structure, both the stimulus-responsive polymer and the hydrophilic polymer are crosslinked. . In one embodiment of the present invention, when the stimulus-responsive polymer and the hydrophilic polymer form a semi-interpenetrating polymer network structure, either the stimulus-responsive polymer or the hydrophilic polymer is cross-linked. It is the body.

温度応答性高分子が架橋体である場合、かかる架橋体としては、例えば、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-ノルマルプロピル(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-ノルマルブチル(メタ)アクリルアミド、N-イソブチル(メタ)アクリルアミド、N-t-ブチル(メタ)アクリルアミド等のN-アルキル(メタ)アクリルアミド;N-ビニルイソプロピルアミド、N-ビニルノルマルプロピルアミド、N-ビニルノルマルブチルアミド、N-ビニルイソブチルアミド、N-ビニル-t-ブチルアミド等のN-ビニルアルキルアミド;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルアルキルエーテル;エチレンオキサイドとプロピレンオキサイド;2-エチル-2-オキサゾリン、2-イソプロピル-2-オキサゾリン、2-ノルマルプロピル-2-オキサゾリン等の2-アルキル-2-オキサゾリン等のモノマーまたはこれらのモノマーの2種類以上を、架橋剤の存在下で重合して得られる高分子を挙げることができる。 When the temperature-responsive polymer is a crosslinked product, examples of the crosslinked product include N-isopropyl(meth)acrylamide, N-normalpropyl(meth)acrylamide, N-methyl(meth)acrylamide, and N-ethyl(meth)acrylamide. ) Acrylamide, N-alkyl (meth)acrylamide such as N-normal butyl (meth)acrylamide, N-isobutyl (meth)acrylamide, N-t-butyl (meth)acrylamide; N-vinylisopropylamide, N-vinyl normal propyl N-vinyl alkylamides such as amide, N-vinyl normal butyramide, N-vinyl isobutyramide, and N-vinyl-t-butyramide; vinyl alkyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl ethyl ether; ethylene oxide and propylene oxide; 2 - Monomers such as 2-alkyl-2-oxazolines such as ethyl-2-oxazoline, 2-isopropyl-2-oxazoline, and 2-n-n-propyl-2-oxazoline, or two or more of these monomers, in the presence of a crosslinking agent. Polymers obtained by polymerization can be mentioned.

前記架橋剤としては、従来公知のものを適宜選択して用いればよいが、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、N,N’-メチレンビス(メタ)アクリルアミド、トリレンジイソシアネート、ジビニルベンゼン、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の重合性官能基を有する架橋性モノマー;グルタールアルデヒド;多価アルコール;多価アミン;多価カルボン酸;カルシウムイオン、亜鉛イオン等の金属イオン等を好適に用いることができる。これらの架橋剤は単独で用いてもよく、また2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 As the crosslinking agent, conventionally known ones may be appropriately selected and used, and examples thereof include ethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, N,N'-methylenebis(meth)acrylamide, and tri-ethylene glycol di(meth)acrylate. Crosslinkable monomers with polymerizable functional groups such as diisocyanate, divinylbenzene, and polyethylene glycol di(meth)acrylate; glutaraldehyde; polyhydric alcohols; polyhydric amines; polycarboxylic acids; metals such as calcium ions and zinc ions Ions etc. can be suitably used. These crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.

或いは、温度応答性高分子が架橋体である場合、かかる架橋体は、架橋されていない温度応答性高分子、例えば前記で例示した温度応答性高分子を、前記架橋剤と反応させて網目構造を形成させることによって得られた架橋体であってもよい。 Alternatively, when the temperature-responsive polymer is a crosslinked product, such a crosslinked product can be formed by reacting a non-crosslinked temperature-responsive polymer, for example, the temperature-responsive polymer exemplified above, with the crosslinking agent to form a network structure. It may also be a crosslinked product obtained by forming.

光に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子としては、アゾベンゼン誘導体、スピロピラン誘導体等の、光により親水性または極性が変化する光応答性高分子、それらと温度応答性高分子およびpH応答性高分子の少なくともいずれかとの共重合体、前記光応答性高分子の架橋体、または、前記共重合体の架橋体を挙げることができる。 Stimulus-responsive polymers whose affinity for water changes reversibly in response to light include photoresponsive polymers whose hydrophilicity or polarity changes in response to light, such as azobenzene derivatives and spiropyran derivatives; Examples include a copolymer with at least one of a responsive polymer and a pH-responsive polymer, a crosslinked product of the photoresponsive polymer, or a crosslinked product of the copolymer.

また、電場に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ基等の解離基を有する高分子、カルボキシル基含有高分子とアミノ基含有高分子との複合体のような静電相互作用や水素結合などによって複合体を形成した高分子、または、これらの架橋体を挙げることができる。 In addition, stimuli-responsive polymers whose affinity for water reversibly changes in response to an electric field include polymers with dissociative groups such as carboxyl groups, sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, and amino groups; Examples include polymers formed into complexes by electrostatic interaction, hydrogen bonding, etc., such as a complex between a polymer containing a polymer and an amino group-containing polymer, or crosslinked products thereof.

また、pHに応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ基等の解離基を有する高分子、カルボキシル基含有高分子とアミノ基含有高分子との複合体のような静電相互作用や水素結合などによって複合体を形成した高分子、または、これらの架橋体を挙げることができる。 Examples of stimuli-responsive polymers whose affinity for water changes reversibly in response to pH include polymers having dissociable groups such as carboxyl groups, sulfonic acid groups, phosphate groups, and amino groups, polymers that form complexes through electrostatic interactions or hydrogen bonds, such as complexes between carboxyl group-containing polymers and amino group-containing polymers, and crosslinked products of these.

前記刺激応答性高分子の分子量も特に限定されるものではないが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により決定された数平均分子量が3000以上であることが好ましい。 Although the molecular weight of the stimulus-responsive polymer is not particularly limited, it is preferable that the number average molecular weight determined by gel permeation chromatography (GPC) is 3000 or more.

((a):親水性高分子)
前記吸湿性高分子材料としては、前述した親水性高分子を単一で、または前述した親水性高分子の2種類以上を混合して用いることができる。かかる場合、1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するリガンドは、親水性高分子に結合している。
((a): Hydrophilic polymer)
As the hygroscopic polymer material, the aforementioned hydrophilic polymers may be used alone, or two or more of the aforementioned hydrophilic polymers may be used as a mixture. In such cases, a ligand that has an affinity for monovalent, divalent, or trivalent metal ions is bound to a hydrophilic polymer.

前記親水性高分子は、自体親水性であり、空気中の水分を吸湿することができることに加え、前記リガンドが結合していることにより、高い吸湿性を有する、前記金属イオンの塩を捕捉することができ、前記吸湿性高分子材料の吸湿性を高めることができる。さらに、前記リガンドを含まない親水性高分子を用いて前記金属イオンの塩を単に混合する場合と比較しても、リガンドを均一に分散させることにより前記金属イオンの塩を均一に分散させることができるので、吸湿性を高めることができる。The hydrophilic polymer is itself hydrophilic and can absorb moisture in the air. In addition, the ligand is bound to the hydrophilic polymer, so that the hydrophilic polymer can capture the highly hygroscopic salt of the metal ion, thereby enhancing the hygroscopicity of the hygroscopic polymer material. Furthermore, compared to the case where the salt of the metal ion is simply mixed with a hydrophilic polymer that does not contain the ligand, the salt of the metal ion can be uniformly dispersed by uniformly dispersing the ligand, thereby enhancing the hygroscopicity.

前記親水性高分子に前記リガンドが結合していることによる前記効果は、親水性高分子を含むいずれの吸湿性高分子材料においても得られる効果である。従って、以下に説明する(b)~(e)の場合にも、同様の効果を得ることができる。 The effect due to the ligand binding to the hydrophilic polymer is an effect that can be obtained with any hygroscopic polymer material containing a hydrophilic polymer. Therefore, similar effects can be obtained in cases (b) to (e) described below.

((b):外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子との混合物)
前記吸湿性高分子材料としては、前述した外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子又は2種類以上の刺激応答性高分子の混合物と、前述した(a)との混合物を用いることができる。かかる場合、1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するリガンドは、前記刺激応答性高分子および前記親水性高分子の少なくともいずれかに結合している。
((b): A mixture of a stimulus-responsive polymer and a hydrophilic polymer whose affinity for water reversibly changes in response to external stimuli)
The hygroscopic polymer material may include a stimulus-responsive polymer or a mixture of two or more types of stimulus-responsive polymers whose affinity for water reversibly changes in response to the external stimulus described above, and the aforementioned ( Mixtures with a) can be used. In such a case, a ligand having an affinity for monovalent, divalent, or trivalent metal ions is bound to at least one of the stimulus-responsive polymer and the hydrophilic polymer.

前記混合物を用いることにより、前記吸湿性高分子材料は、前記刺激応答性高分子の、外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する性質により、例えば簡易な加熱装置を用いて温度を変化させることにより、空気中の水分の吸収と吸収した水分の放出を可逆的に行うことができる。また、前記吸湿性高分子材料に前記リガンドが結合していることにより、高い吸湿性を有する、前記金属イオンの塩を捕捉することができ、前記吸湿性高分子材料の吸湿性を高めることができる。さらに、前記リガンドを含まない吸湿性高分子材料を用いて前記金属イオンの塩を単に混合する場合と比較しても、リガンドを均一に分散させることにより前記金属イオンの塩を均一に分散させることができるので、吸湿性を高めることができる。 By using the mixture, the hygroscopic polymer material can reversibly absorb moisture in the air and release the absorbed moisture by changing the temperature, for example, using a simple heating device, due to the property of the stimuli-responsive polymer that reversibly changes its affinity for water in response to an external stimulus. In addition, since the ligand is bound to the hygroscopic polymer material, the salt of the metal ion, which has high hygroscopicity, can be captured, and the hygroscopicity of the hygroscopic polymer material can be increased. Furthermore, compared to the case where the salt of the metal ion is simply mixed with a hygroscopic polymer material that does not contain the ligand, the salt of the metal ion can be uniformly dispersed by uniformly dispersing the ligand, thereby increasing the hygroscopicity.

加えて、前記リガンドを含まない吸湿性高分子材料を用いて前記金属イオンの塩を単に混合する場合は、刺激応答性高分子を含む吸湿性高分子材料が吸収した水分を放出するときに、放出される水分とともに、前記金属イオンの塩が漏出してしまうという問題があった。前記金属イオンの塩が漏出してしまうことにより、空気中の水分の吸収と吸収した水分の放出を繰り返す間に、吸湿材の吸湿性が低下してしまう。これに対し、前記吸湿性高分子材料に前記リガンドが結合していることにより、前記リガンドが前記金属イオンを保持するので、放出される水とともに、前記金属イオンの塩が漏出することを防ぐことができる。なお、吸湿性高分子材料内では、金属イオンが電離していながらも、ドナー電位障壁が保たれているため、金属イオンの塩の漏出を効果的に抑制することができる。In addition, when the salt of the metal ion is simply mixed with a hygroscopic polymer material that does not contain the ligand, there is a problem that when the hygroscopic polymer material containing a stimuli-responsive polymer releases the moisture absorbed, the salt of the metal ion leaks out along with the released moisture. The leakage of the salt of the metal ion causes the hygroscopicity of the hygroscopic material to decrease while repeatedly absorbing moisture in the air and releasing the absorbed moisture. In contrast, since the ligand is bound to the hygroscopic polymer material, the ligand holds the metal ion, so that the salt of the metal ion can be prevented from leaking out along with the released water. In addition, since the donor potential barrier is maintained even though the metal ion is ionized in the hygroscopic polymer material, the leakage of the salt of the metal ion can be effectively suppressed.

前記吸湿性高分子材料が刺激応答性高分子を含んでいることによる前記効果は、刺激応答性高分子を含むいずれの吸湿性高分子材料においても得られる効果である。従って、以下に説明する(c)~(e)の場合にも、同様の効果を得ることができる。The above-mentioned effect due to the inclusion of a stimuli-responsive polymer in the hygroscopic polymer material is an effect that can be obtained in any hygroscopic polymer material that includes a stimuli-responsive polymer. Therefore, the same effect can be obtained in the cases (c) to (e) described below.

前記吸湿性高分子材料に含まれる、前記刺激応答性高分子と前記親水性高分子との割合は特に限定されるものではないが、架橋剤の重量を除いた重量の割合で、前記刺激応答性高分子に対して、前記親水性高分子は、より好ましくは5重量%以上含まれ、さらに好ましくは20重量%以上含まれ、また、より好ましくは1000重量%以下含まれ、さらに好ましくは700重量%以下含まれる。The ratio of the stimuli-responsive polymer to the hydrophilic polymer contained in the hygroscopic polymer material is not particularly limited, but the hydrophilic polymer is more preferably contained in an amount of 5% by weight or more, even more preferably 20% by weight or more, and even more preferably 1000% by weight or less, and even more preferably 700% by weight or less, relative to the stimuli-responsive polymer, in terms of weight ratio excluding the weight of the crosslinking agent.

((c):外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子との共重合体)
前記吸湿性高分子材料としては、前述した外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子又は2種類以上の刺激応答性高分子の混合物と、前述した(a)との共重合体を用いることができる。かかる場合、1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するリガンドは、前記刺激応答性高分子および前記親水性高分子の少なくともいずれかに結合している。なお、ここで、共重合体とは、刺激応答性高分子を構成する構成単位と、親水性高分子を構成する構成単位とを含む重合体であれば特に限定されるものではない。
((c): Copolymer of stimulus-responsive polymer and hydrophilic polymer whose affinity for water reversibly changes in response to external stimuli)
The hygroscopic polymer material may include a stimulus-responsive polymer or a mixture of two or more types of stimulus-responsive polymers whose affinity for water reversibly changes in response to the external stimulus described above, and the aforementioned ( Copolymers with a) can be used. In such a case, a ligand having an affinity for monovalent, divalent, or trivalent metal ions is bound to at least one of the stimulus-responsive polymer and the hydrophilic polymer. Note that the copolymer herein is not particularly limited as long as it is a polymer containing a structural unit constituting a stimulus-responsive polymer and a structural unit constituting a hydrophilic polymer.

前記吸湿性高分子材料に含まれる、総構成単位に対する、前記刺激応答性高分子を構成する構成単位と前記親水性高分子を構成する構成単位との割合は特に限定されるものではないが、前記刺激応答性高分子を構成する構成単位に対して、前記親水性高分子を構成する構成単位は、より好ましくは30モル%以上含まれ、さらに好ましくは40モル%以上含まれ、また、より好ましくは80モル%以下含まれ、さらに好ましくは50モル%以下含まれる。 Although the ratio of the structural units constituting the stimulus-responsive polymer and the structural units constituting the hydrophilic polymer to the total constitutional units contained in the hygroscopic polymeric material is not particularly limited, With respect to the structural units forming the stimulus-responsive polymer, the structural units forming the hydrophilic polymer are more preferably contained in an amount of 30 mol% or more, still more preferably 40 mol% or more, and more preferably The content is preferably 80 mol% or less, more preferably 50 mol% or less.

((d):外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子との相互浸入高分子網目構造体)
前記吸湿性高分子材料としては、前述した刺激応答性高分子又は2種類以上の刺激応答性高分子の混合物と、前述した(a)との相互浸入高分子網目構造体を用いることができる。ここで、相互浸入高分子網目構造とは、異なる種類の高分子が、いずれも架橋高分子であり、それぞれの高分子の架橋網目が化学的に結合することなく独立に存在する状態で相互に絡み合った構造をいう。即ち、前記相互浸入高分子網目構造体とは、前記親水性高分子と、前記刺激応答性高分子とが、いずれも架橋高分子であり、前記親水性高分子の架橋網目と、前記刺激応答性高分子の架橋網目とが、化学的に結合することなく独立に存在する状態で相互に絡み合った構造体をいう。前記親水性高分子または前記刺激応答性高分子が混合物である場合は、混合物中の少なくとも1つの親水性高分子と刺激応答性高分子とが、相互浸入高分子網目構造体を形成していればよい。前記相互浸入高分子網目構造体を用いることにより、前記親水性高分子と前記刺激応答性高分子との混合物又は共重合体を用いる場合よりも、外部刺激に応答して水との親和性がより明確に可逆的に変化する。それゆえ、外部刺激を与えることにより、空気中の水分の吸収と吸収した水分の放出をより効率的に行えることから、調湿機に特に好適に用いることができる。
((d): Interpenetrating polymer network structure of a stimulus-responsive polymer and a hydrophilic polymer whose affinity for water reversibly changes in response to external stimuli)
As the hygroscopic polymer material, an interpenetrating polymer network structure of the above-mentioned stimulus-responsive polymer or a mixture of two or more kinds of stimulus-responsive polymers and the above-mentioned (a) can be used. Here, an interpenetrating polymer network structure is one in which different types of polymers are all crosslinked polymers, and the crosslinked networks of each polymer exist independently without being chemically bonded to each other. It refers to an intertwined structure. That is, the interpenetrating polymer network structure is such that the hydrophilic polymer and the stimulus-responsive polymer are both crosslinked polymers, and the crosslinked network of the hydrophilic polymer and the stimulus-responsive polymer are crosslinked polymers. It refers to a structure in which crosslinked polymer networks are intertwined with each other in a state where they exist independently without being chemically bonded. When the hydrophilic polymer or the stimulus-responsive polymer is a mixture, at least one hydrophilic polymer and the stimulus-responsive polymer in the mixture may form an interpenetrating polymer network structure. Bye. By using the interpenetrating polymer network structure, the affinity for water increases in response to an external stimulus, compared to when a mixture or copolymer of the hydrophilic polymer and the stimulus-responsive polymer is used. Changes are more clearly reversible. Therefore, by applying an external stimulus, moisture in the air can be absorbed and the absorbed moisture can be released more efficiently, so that it can be particularly suitably used in a humidity conditioner.

前記吸湿性高分子材料に含まれる、前記刺激応答性高分子と前記親水性高分子との割合は特に限定されるものではないが、架橋剤の重量を除いた重量の割合で、前記刺激応答性高分子に対して、前記親水性高分子は、より好ましくは5重量%以上含まれ、さらに好ましくは20重量%以上含まれ、また、より好ましくは1000重量%以下含まれ、さらに好ましくは700重量%以下含まれる。The ratio of the stimuli-responsive polymer to the hydrophilic polymer contained in the hygroscopic polymer material is not particularly limited, but the hydrophilic polymer is more preferably contained in an amount of 5% by weight or more, even more preferably 20% by weight or more, and even more preferably 1000% by weight or less, and even more preferably 700% by weight or less, relative to the stimuli-responsive polymer, in terms of weight ratio excluding the weight of the crosslinking agent.

((e):外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子とのセミ相互浸入高分子網目構造体)
前記吸湿性高分子材料としては、前述した刺激応答性高分子又は2種類以上の刺激応答性高分子の混合物と、前述した(a)とのセミ相互浸入高分子網目構造体を用いることができる。ここで、セミ相互浸入高分子網目構造とは、異なる種類の高分子の一方が架橋高分子であり、他方が直鎖状高分子又は非架橋高分子であり、それぞれの高分子が化学的に結合することなく、独立に存在する状態で相互に絡み合った構造をいう。即ち、前述した刺激応答性高分子又は2種類以上の刺激応答性高分子の混合物と、前記親水性高分子とのセミ相互浸入高分子網目構造体とは、前記親水性高分子および刺激応答性高分子の何れかが架橋高分子であり、他方が非架橋高分子であり、前記刺激応答性高分子と、親水性高分子とが、化学的に結合することなく、独立に存在する状態で相互に絡み合った構造体をいう。前記親水性高分子または前記刺激応答性高分子が混合物である場合は、混合物中の少なくとも1つの親水性高分子と刺激応答性高分子とが、セミ相互浸入高分子網目構造体を形成していればよい。前記セミ相互浸入高分子網目構造体を用いることにより、前記親水性高分子と前記刺激応答性高分子との混合物又は共重合体を用いる場合よりも、外部刺激に応答して水との親和性がより明確に可逆的に変化する。それゆえ、外部刺激を与えることにより、空気中の水分の吸収と吸収した水分の放出をより効率的に行えることから、調湿機に特に好適に用いることができる。
((e): Semi-interpenetrating polymer network structure of a stimulus-responsive polymer and a hydrophilic polymer whose affinity for water reversibly changes in response to external stimuli)
As the hygroscopic polymer material, a semi-interpenetrating polymer network structure of the above-mentioned stimulus-responsive polymer or a mixture of two or more types of stimulus-responsive polymers and the above-mentioned (a) can be used. . Here, a semi-interpenetrating polymer network structure is one in which one of different types of polymers is a crosslinked polymer and the other is a linear polymer or a non-crosslinked polymer, and each polymer is chemically Structures that are intertwined with each other and exist independently without being combined. That is, the semi-interpenetrating polymer network structure of the above-mentioned stimulus-responsive polymer or a mixture of two or more types of stimulus-responsive polymers and the hydrophilic polymer is defined as One of the polymers is a crosslinked polymer and the other is a non-crosslinked polymer, and the stimulus-responsive polymer and the hydrophilic polymer exist independently without being chemically bonded. A structure that is intertwined with each other. When the hydrophilic polymer or the stimulus-responsive polymer is a mixture, at least one hydrophilic polymer and the stimulus-responsive polymer in the mixture form a semi-interpenetrating polymer network structure. That's fine. By using the semi-interpenetrating polymer network structure, the affinity for water in response to an external stimulus is higher than when using a mixture or copolymer of the hydrophilic polymer and the stimulus-responsive polymer. changes more clearly and reversibly. Therefore, by applying an external stimulus, moisture in the air can be absorbed and the absorbed moisture can be released more efficiently, so that it can be particularly suitably used in a humidity conditioner.

前記吸湿性高分子材料に含まれる、前記刺激応答性高分子と前記親水性高分子との割合は特に限定されるものではないが、架橋剤の重量を除いた重量の割合で、前記刺激応答性高分子に対して、前記親水性高分子は、より好ましくは5重量%以上含まれ、さらに好ましくは20重量%以上含まれ、また、より好ましくは1000重量%以下含まれ、さらに好ましくは700重量%以下含まれる。 The ratio of the stimulus-responsive polymer to the hydrophilic polymer contained in the hygroscopic polymer material is not particularly limited, but the ratio of the stimulus-responsive polymer to the hydrophilic polymer, excluding the weight of the crosslinking agent, The content of the hydrophilic polymer is more preferably 5% by weight or more, even more preferably 20% by weight or more, and even more preferably 1000% by weight or less, still more preferably 700% by weight or less. Contains less than % by weight.

(III)吸湿材
本発明の一実施形態に係る吸湿材では、前記吸湿性高分子材料に含まれる高分子の総構成単位に対する、前記吸湿性高分子材料に含まれる前記リガンドの割合は、10モル%~80モル%であることが好ましく、30モル%~80モル%であることがより好ましく、40モル%~70モル%であることがさらに好ましい。前記リガンドの割合が40モル%以上であれば、吸湿材に含まれる金属イオンの割合も高くなるため、吸湿性が向上するため好ましい。前記リガンドの割合が70モル%以下であれば、前記刺激応答性高分子を用いる場合に、吸収した水分の放出に影響を与えないため好ましい。なお、ここで、前記吸湿性高分子材料に含まれるとは、前記吸湿性高分子材料内に存在することを意味し、前記吸湿性高分子材料に結合しているかどうかを問わない。
(III) Moisture absorbent In the moisture absorbent according to one embodiment of the present invention, the ratio of the ligand contained in the moisture absorbent polymer material to the total structural units of the polymer contained in the moisture absorbent polymer material is preferably 10 mol% to 80 mol%, more preferably 30 mol% to 80 mol%, and even more preferably 40 mol% to 70 mol%. If the ratio of the ligand is 40 mol% or more, the ratio of metal ions contained in the moisture absorbent material is also high, which is preferable because the moisture absorption is improved. If the ratio of the ligand is 70 mol% or less, it is preferable because it does not affect the release of absorbed moisture when the stimuli-responsive polymer is used. Here, "contained in the moisture absorbent polymer material" means that it is present in the moisture absorbent polymer material, regardless of whether it is bound to the moisture absorbent polymer material.

本発明の一実施形態に係る吸湿材では、前記リガンドの少なくとも一部が前記吸湿性高分子材料に結合している。前記吸湿性高分子材料に含まれる高分子の総構成単位に対する、前記吸湿性高分子材料に結合している前記リガンドの割合は、10モル%~80モル%であることがより好ましく、40モル%~70モル%であることがさらに好ましい。前記リガンドの割合が40モル%以上であれば、吸湿材に含まれる金属イオンの割合も高くなるため、吸湿性が向上するため好ましい。前記リガンドの割合が70モル%以下であれば、前記刺激応答性高分子を用いる場合に、吸収した水分の放出に影響を与えないため好ましい。 In the hygroscopic material according to one embodiment of the present invention, at least a portion of the ligand is bonded to the hygroscopic polymer material. The ratio of the ligand bonded to the hygroscopic polymer material to the total structural units of the polymer contained in the hygroscopic polymer material is more preferably 10 mol% to 80 mol%, and 40 mol%. % to 70 mol % is more preferable. If the proportion of the ligand is 40 mol % or more, the proportion of metal ions contained in the moisture absorbent material will also be high, which improves the hygroscopicity, which is preferable. It is preferable that the proportion of the ligand is 70 mol % or less, since this does not affect the release of absorbed water when the stimulus-responsive polymer is used.

本発明の一実施形態に係る吸湿材の形状は特に限定されるものではなく、板状、シート状、フィルム状でもよいし、粒子状でもよい。粒子状の吸湿材の形状も特に限定されるものではないが、例えば、略球状、板状等の形状であり得る。また、本発明に係る吸湿材の大きさも特に限定されるものではなく、調湿機に用いる場合、調湿機の構成に応じて適宜選択すればよい。 The shape of the moisture absorbent material according to one embodiment of the present invention is not particularly limited, and may be plate-like, sheet-like, film-like, or particle-like. The shape of the particulate moisture absorbent material is not particularly limited either, but may be, for example, approximately spherical, plate-like, or the like. Further, the size of the moisture absorbing material according to the present invention is not particularly limited, and when used in a humidity controller, it may be appropriately selected depending on the configuration of the humidity controller.

前記吸湿性高分子材料は、例えば、減圧(真空)乾燥、熱乾燥、自然乾燥、およびそれらの組み合わせ等により乾燥させた乾燥体であることが好ましく、減圧乾燥または熱乾燥により乾燥させた乾燥体であることがより好ましい。減圧乾燥または熱乾燥によって、吸湿性高分子材料は、重合に用いられる溶媒が昇華して外部に出る際に微細な孔を生じ、密な網目構造を有する吸湿性高分子材料の乾燥体を形成することができる。密な網目構造を有する吸湿性高分子材料は、空気と接触する面積が大きいため、空気中の水分を吸湿する量の割合が高くなる。また、密な網目構造を有する吸湿性高分子材料は、分子鎖同士の近接した絡み合いにより、金属イオンの塩の漏出を抑えることができる。さらに、密な網目構造を有する吸湿性高分子材料は、空気中の水分の吸湿の際であっても加熱等の刺激による放水の際であっても、リガンドと結合していない吸湿性高分子材料の官能基の存在により、吸湿性高分子材料内の電気的中和が保たれるため、金属イオンの塩が放水と共に放出された後は平衡状態を維持することができる。The hygroscopic polymer material is preferably a dried body dried by, for example, reduced pressure (vacuum) drying, heat drying, natural drying, or a combination thereof, and more preferably a dried body dried by reduced pressure drying or heat drying. By reduced pressure drying or heat drying, the hygroscopic polymer material can form fine holes when the solvent used in polymerization is sublimated and released to the outside, forming a dried body of the hygroscopic polymer material having a dense mesh structure. The hygroscopic polymer material having a dense mesh structure has a large area in contact with the air, so that the proportion of the amount of moisture absorbed in the air is high. In addition, the hygroscopic polymer material having a dense mesh structure can suppress leakage of the salt of the metal ion due to the close entanglement of the molecular chains. Furthermore, the hygroscopic polymer material having a dense mesh structure can maintain an equilibrium state after the salt of the metal ion is released with the release of water, because the functional groups of the hygroscopic polymer material that are not bound to the ligands maintain electrical neutrality in the hygroscopic polymer material, whether it is absorbing moisture in the air or releasing water due to a stimulus such as heating.

前記減圧乾燥により乾燥させる場合の減圧度は、10Pa~100Paであることが好ましく、20Pa~50Paであることがより好ましい。 The degree of reduced pressure in the case of drying by the reduced pressure drying is preferably 10 Pa to 100 Pa, more preferably 20 Pa to 50 Pa.

前記減圧乾燥は、吸湿性高分子材料を凍結させてから行う、凍結乾燥であることがさらに好ましい。前記吸湿性高分子材料を凍結後に減圧乾燥することによって、吸湿性高分子材料は、重合に用いられる溶媒が昇華して外部に出る際に微細な孔を生じ、さらに密な網目構造を有する吸湿性高分子材料の乾燥体を形成することができる。凍結温度は、-60℃~-20℃であることが好ましく、-60℃~-30℃であることがより好ましい。また、乾燥時間は試料の量にもよるが、20時間以上であることが好ましく、30時間以上であることがより好ましい。乾燥時間の上限は、50時間程度であることが好ましい。 It is more preferable that the vacuum drying is freeze-drying, which is performed after freezing the hygroscopic polymer material. By drying the hygroscopic polymer material under reduced pressure after freezing, the hygroscopic polymer material produces fine pores when the solvent used for polymerization sublimes and exits to the outside, and the hygroscopic polymer material has a dense network structure. A dry body of the polymeric material can be formed. The freezing temperature is preferably -60°C to -20°C, more preferably -60°C to -30°C. Although the drying time depends on the amount of sample, it is preferably 20 hours or more, more preferably 30 hours or more. The upper limit of the drying time is preferably about 50 hours.

なお、本発明の一実施形態において、吸湿性高分子材料の乾燥体は、吸湿性高分子材料から水分が完全に除去されている必要はなく、空気中の水分を吸収することができれば、水分を含んでいてもよい。したがって、前記吸湿性高分子材料の乾燥体の含水率は、当該乾燥体が空気中の水分を吸収することができれば、特に限定されるものではないが、例えば、10重量%~30重量%であることが好ましく、20重量%~25重量%であることがより好ましい。なお、ここで含水率とは、吸湿性高分子材料の乾燥重量に対する水分の割合をいう。 In one embodiment of the present invention, the dry body of the hygroscopic polymeric material does not need to have moisture completely removed from the hygroscopic polymeric material, but as long as it can absorb moisture in the air, May contain. Therefore, the moisture content of the dry body of the hygroscopic polymeric material is not particularly limited as long as the dry body can absorb moisture in the air, but is, for example, 10% to 30% by weight. It is preferably 20% to 25% by weight, more preferably 20% to 25% by weight. Note that the moisture content herein refers to the ratio of moisture to the dry weight of the hygroscopic polymer material.

前記乾燥体に関する説明は、吸湿性高分子材料に関するが、吸湿材についても同様である。 The above explanation of the dried body relates to hygroscopic polymeric materials, but the same applies to hygroscopic materials.

〔実施の形態2:吸湿材の製造方法〕
本発明の一実施形態に係る吸湿材の製造方法は、吸湿性高分子材料を含有する吸湿材であって、前記吸湿性高分子材料は、親水性高分子を含有し、前記吸湿性高分子材料に、1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するリガンドが結合している吸湿材を製造する方法である。
[Embodiment 2: Method for manufacturing moisture absorbent material]
A method for producing a hygroscopic material according to an embodiment of the present invention is a hygroscopic material containing a hygroscopic polymeric material, wherein the hygroscopic polymeric material contains a hydrophilic polymer, and the hygroscopic polymeric material contains a hydrophilic polymer. This is a method for producing a moisture absorbent material in which a ligand having an affinity for monovalent, divalent, or trivalent metal ions is bound to the material.

本発明の一実施形態における吸湿材の製造方法は、親水性高分子を含有する吸湿性高分子材料であって、前記吸湿性高分子材料に、1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するリガンドが結合している吸湿性高分子材料を製造する吸湿性高分子材料製造工程と、前記吸湿性高分子材料製造工程で得られた吸湿性高分子材料を乾燥する乾燥工程とを少なくとも含んでいればよい。さらに、前記乾燥工程で乾燥した吸湿性高分子材料を粉砕する粉砕工程を含んでいてもよい。 In one embodiment of the present invention, a method for producing a hygroscopic material includes a hygroscopic polymeric material containing a hydrophilic polymer, wherein monovalent, divalent, or trivalent metal ions are added to the hygroscopic polymeric material. A hygroscopic polymeric material manufacturing step for manufacturing a hygroscopic polymeric material to which a ligand having an affinity is bound, and a drying step for drying the hygroscopic polymeric material obtained in the hygroscopic polymeric material manufacturing step. It is sufficient if it includes at least the following. Furthermore, the method may include a pulverizing step of pulverizing the hygroscopic polymer material dried in the drying step.

以下、本発明の一実施形態に係る吸湿材の製造方法を構成する各工程に関して説明する。但し、上述した吸湿材において説明した内容と重複する内容に関しては、その説明を省略する。Below, we will explain each step that constitutes the manufacturing method of the moisture-absorbent material according to one embodiment of the present invention. However, we will omit the explanation of the contents that overlap with the contents explained in the moisture-absorbent material mentioned above.

(吸湿性高分子材料製造工程)
吸湿性高分子材料製造工程は、前記吸湿性高分子材料を製造することができる工程であれば特に限定されるものではないが、前記吸湿性高分子材料は、例えば、以下の方法により製造することができる。
(Hygroscopic polymer material manufacturing process)
The hygroscopic polymer material manufacturing process is not particularly limited as long as it is a process that can manufacture the hygroscopic polymer material, but the hygroscopic polymer material can be manufactured, for example, by the following method. be able to.

〔1〕前記親水性高分子を構成するモノマーと前記リガンドとを反応させて、前記リガンドの少なくとも一部を、前記親水性高分子を構成するモノマーに結合させる工程(i)と、前記工程(i)で得られた、前記リガンドを結合させたモノマーを重合する工程(ii)とを含む方法。 [1] A step (i) of reacting a monomer constituting the hydrophilic polymer with the ligand to bond at least a portion of the ligand to the monomer constituting the hydrophilic polymer; A method comprising a step (ii) of polymerizing the monomer to which the ligand is bound obtained in step i).

〔2〕前記親水性高分子を構成するモノマーを重合して前記親水性高分子を合成するか、又は、市販の前記親水性高分子を準備する工程(i)と、前記親水性高分子と前記リガンドとを反応させて、前記リガンドの少なくとも一部を前記親水性高分子に結合させる工程(ii)とを含む方法。 [2] Step (i) of synthesizing the hydrophilic polymer by polymerizing monomers constituting the hydrophilic polymer or preparing the commercially available hydrophilic polymer; A method comprising the step (ii) of reacting with the ligand to bind at least a portion of the ligand to the hydrophilic polymer.

〔3〕前記刺激応答性高分子を構成するモノマーと前記リガンドとを反応させて、前記リガンドの少なくとも一部を、前記刺激応答性高分子を構成するモノマーに結合させる工程(i)と、前記工程(i)で得られた、前記リガンドを結合させた前記モノマーを重合することにより、前記リガンドが結合している前記刺激応答性高分子を合成する工程(ii)と、前記工程(ii)で得られた刺激応答性高分子を、〔1〕又は〔2〕の方法によって得られた親水性高分子と混合する工程(iii)とを含む方法。 [3] Step (i) of reacting the monomer constituting the stimulus-responsive polymer with the ligand to bind at least a portion of the ligand to the monomer constituting the stimulus-responsive polymer; a step (ii) of synthesizing the stimulus-responsive polymer to which the ligand is bound by polymerizing the monomer to which the ligand is bound obtained in step (i); and step (ii) A method comprising a step (iii) of mixing the stimulus-responsive polymer obtained in [1] or [2] with the hydrophilic polymer obtained by the method [2].

〔4〕前記刺激応答性高分子を構成するモノマーを重合して前記刺激応答性高分子を合成するか、市販の刺激応答性高分子を準備する工程(i)と、前記刺激応答性高分子と前記リガンドとを反応させて、前記リガンドの少なくとも一部を前記刺激応答性高分子に結合させることにより、前記リガンドが結合している前記刺激応答性高分子を得る工程(ii)と、前記工程(ii)で得られた刺激応答性高分子を、〔1〕又は〔2〕の方法によって得られた親水性高分子と混合する工程(iii)とを含む方法。[4] A method comprising the steps of: (i) synthesizing the stimuli-responsive polymer by polymerizing monomers constituting the stimuli-responsive polymer, or preparing a commercially available stimuli-responsive polymer; (ii) reacting the stimuli-responsive polymer with the ligand to bind at least a portion of the ligand to the stimuli-responsive polymer, thereby obtaining the stimuli-responsive polymer to which the ligand is bound; and (iii) mixing the stimuli-responsive polymer obtained in the step (ii) with a hydrophilic polymer obtained by the method of [1] or [2].

〔5〕前記親水性高分子を構成するモノマーと前記刺激応答性高分子を構成するモノマーと前記リガンドとを反応させて、前記リガンドの少なくとも一部を、親水性高分子を構成するモノマーおよび/または刺激応答性高分子を構成するモノマーにそれぞれ結合させる工程(i)と、前記工程(i)で得られた、前記親水性高分子を構成するモノマーと前記刺激応答性高分子を構成するモノマーとを共重合する工程(ii)とを含む方法。 [5] The monomers constituting the hydrophilic polymer, the monomers constituting the stimulus-responsive polymer, and the ligand are reacted to convert at least a portion of the ligand into monomers constituting the hydrophilic polymer and/or or a step (i) of respectively bonding the monomers constituting the stimulus-responsive polymer, and the monomers constituting the hydrophilic polymer and the monomers constituting the stimulus-responsive polymer obtained in step (i). A method comprising a step (ii) of copolymerizing.

〔6〕前記親水性高分子を構成するモノマーと前記刺激応答性高分子を構成するモノマーとを共重合して共重合体を得る工程(i)と、前記工程(i)で得られた共重合体と前記リガンドとを反応させて、前記リガンドの少なくとも一部を前記共重合体に結合させる工程(ii)とを含む方法。[6] A method comprising: a step (i) of copolymerizing a monomer constituting the hydrophilic polymer with a monomer constituting the stimuli-responsive polymer to obtain a copolymer; and a step (ii) of reacting the copolymer obtained in the step (i) with the ligand to bind at least a portion of the ligand to the copolymer.

〔7〕前記刺激応答性高分子を構成するモノマーと前記リガンドとを反応させて、前記リガンドの少なくとも一部を前記刺激応答性高分子を構成するモノマーに結合させる工程(i)と、前記工程(i)で得られた、前記刺激応答性高分子を構成するモノマーを重合および架橋することにより、前記刺激応答性高分子の架橋体の架橋網目(a)を形成する工程(ii)と、
前記親水性高分子を構成するモノマーと前記リガンドとを反応させて、前記リガンドの少なくとも一部を、前記親水性高分子を構成するモノマーに結合させる工程(iii)と、架橋網目(a)の存在下で、前記工程(iii)で得られた、前記親水性高分子を構成するモノマーを重合および架橋することにより、架橋網目(a)と、前記親水性高分子の架橋体の架橋網目(b)とからなる相互浸入高分子網目構造を形成する工程(iv)とを含む方法。
[7] Step (i) of reacting a monomer constituting the stimulus-responsive polymer with the ligand to bind at least a portion of the ligand to the monomer constituting the stimulus-responsive polymer; and the step Step (ii) of forming a crosslinked network (a) of the crosslinked product of the stimulus-responsive polymer by polymerizing and crosslinking the monomers forming the stimulus-responsive polymer obtained in (i);
a step (iii) of reacting a monomer constituting the hydrophilic polymer with the ligand to bond at least a portion of the ligand to the monomer constituting the hydrophilic polymer; By polymerizing and crosslinking the monomers constituting the hydrophilic polymer obtained in step (iii) in the presence of the hydrophilic polymer, a crosslinked network (a) and a crosslinked network ( b) and step (iv) of forming an interpenetrating polymer network structure.

〔8〕前記刺激応答性高分子を構成するモノマーを重合および架橋することにより、前記刺激応答性高分子の架橋体の架橋網目(a)を形成する工程(i)と、
架橋網目(a)の存在下で、前記親水性高分子を構成するモノマーを重合および架橋することにより、架橋網目(a)と、前記親水性高分子の架橋体の架橋網目(b)とからなる相互浸入高分子網目構造を形成する工程(ii)と、前記工程(ii)で得られた、前記相互浸入高分子網目構造を形成した吸湿性高分子材料と前記リガンドとを反応させて、前記リガンドの少なくとも一部を前記吸湿性高分子材料に結合させる工程(iii)とを含む方法。
[8] Step (i) of forming a crosslinked network (a) of a crosslinked product of the stimulus-responsive polymer by polymerizing and crosslinking monomers constituting the stimulus-responsive polymer;
By polymerizing and crosslinking the monomers constituting the hydrophilic polymer in the presence of the crosslinked network (a), a crosslinked network (b) of the crosslinked product of the hydrophilic polymer is formed from the crosslinked network (a) and the crosslinked network (b) of the crosslinked product of the hydrophilic polymer. Step (ii) of forming an interpenetrating polymer network structure, and reacting the hygroscopic polymer material obtained in step (ii) and forming the interpenetrating polymer network structure with the ligand, (iii) binding at least a portion of the ligand to the hygroscopic polymeric material.

〔9〕前記刺激応答性高分子を構成するモノマーと前記リガンドとを反応させて、前記リガンドの少なくとも一部を、前記刺激応答性高分子を構成するモノマーに結合させる工程(i)と、前記工程(i)で得られた、前記刺激応答性高分子を構成するモノマーを重合および架橋することにより、前記刺激応答性高分子の架橋体の架橋網目(a)を形成する工程(ii)と、
前記親水性高分子を構成するモノマーと前記リガンドとを反応させて、前記リガンドの少なくとも一部を、前記親水性高分子を構成するモノマーに結合させる工程(iii)と、架橋網目(a)の存在下で、前記工程(iii)で得られた、前記親水性高分子を構成するモノマーを重合することにより、架橋網目(a)と、非架橋の前記親水性高分子とからなるセミ相互浸入高分子網目構造を形成する工程(iv)とを含む方法。
[9] A process (i) of reacting a monomer constituting the stimuli-responsive polymer with the ligand to bond at least a part of the ligand to the monomer constituting the stimuli-responsive polymer, and a process (ii) of polymerizing and crosslinking the monomer constituting the stimuli-responsive polymer obtained in the process (i) to form a crosslinked network (a) of the crosslinked body of the stimuli-responsive polymer;
The method includes the steps of: (iii) reacting a monomer constituting the hydrophilic polymer with the ligand to bond at least a portion of the ligand to the monomer constituting the hydrophilic polymer; and (iv) polymerizing the monomer constituting the hydrophilic polymer obtained in the step (iii) in the presence of a crosslinked network (a) to form a semi-interpenetrating polymer network structure composed of the crosslinked network (a) and a non-crosslinked hydrophilic polymer.

〔10〕前記刺激応答性高分子を構成するモノマーを重合および架橋することにより、前記刺激応答性高分子の架橋体の架橋網目(a)を形成する工程(i)と、
架橋網目(a)の存在下で、前記親水性高分子を構成するモノマーを重合することにより、架橋網目(a)と、非架橋の前記親水性高分子とからなるセミ相互浸入高分子網目構造を形成する工程(ii)と、前記工程(ii)で得られた、前記セミ相互浸入高分子網目構造を形成した吸湿性高分子材料と前記リガンドとを反応させて、前記リガンドの少なくとも一部を前記吸湿性高分子材料に結合させる工程(iii)とを含む方法。
[10] Step (i) of forming a crosslinked network (a) of a crosslinked product of the stimulus-responsive polymer by polymerizing and crosslinking monomers constituting the stimulus-responsive polymer;
By polymerizing monomers constituting the hydrophilic polymer in the presence of the crosslinked network (a), a semi-interpenetrating polymer network structure consisting of the crosslinked network (a) and the non-crosslinked hydrophilic polymer is obtained. and reacting the hygroscopic polymer material obtained in step (ii) and forming the semi-interpenetrating polymer network structure with the ligand to form at least a portion of the ligand. (iii) of bonding the hygroscopic polymeric material to the hygroscopic polymeric material.

〔11〕前記刺激応答性高分子を構成するモノマーと前記リガンドとを反応させ、前記リガンドの少なくとも一部を前記刺激応答性高分子を構成するモノマーに結合させる工程(i)と、前記工程(i)で得られた、前記刺激応答性高分子を構成するモノマーを重合することにより、非架橋の前記刺激応答性高分子を製造する工程(ii)と、
前記親水性高分子を構成するモノマーと前記リガンドとを反応させて、前記リガンドの少なくとも一部を、前記親水性高分子を構成するモノマーに結合させる工程(iii)と、非架橋の前記刺激応答性高分子の存在下で、前記工程(ii)で得られた、前記親水性高分子を構成するモノマーを重合および架橋することにより、非架橋の前記刺激応答性高分子と、前記親水性高分子の架橋体の架橋網目(b)とからなるセミ相互浸入高分子網目構造を形成する工程(iv)とを含む方法。
[11] A step (i) of reacting a monomer constituting the stimulus-responsive polymer with the ligand and binding at least a portion of the ligand to the monomer constituting the stimulus-responsive polymer; step (ii) of producing the non-crosslinked stimulus-responsive polymer by polymerizing the monomers forming the stimulus-responsive polymer obtained in i);
a step (iii) of reacting a monomer constituting the hydrophilic polymer with the ligand to bond at least a portion of the ligand to the monomer constituting the hydrophilic polymer; and a step (iii) of the non-crosslinking stimulus response. By polymerizing and crosslinking the monomers constituting the hydrophilic polymer obtained in step (ii) in the presence of the hydrophilic polymer, the non-crosslinked stimuli-responsive polymer and the hydrophilic polymer are combined. (iv) forming a semi-interpenetrating polymeric network structure consisting of a crosslinked network (b) of crosslinked molecules.

〔12〕前記刺激応答性高分子を構成するモノマーを重合することにより、非架橋の前記刺激応答性高分子を製造する工程(i)と、
工程(i)で得られた非架橋の前記刺激応答性高分子の存在下で、前記親水性高分子を構成するモノマーを重合および架橋することにより、非架橋の前記刺激応答性高分子と、前記親水性高分子の架橋体の架橋網目(b)とからなるセミ相互浸入高分子網目構造を形成する工程(ii)と、前記工程(ii)で得られた、前記セミ相互浸入高分子網目構造を形成した吸湿性高分子材料と前記リガンドとを反応させて、前記リガンドの少なくとも一部を前記吸湿性高分子材料に結合させる工程(iii)とを含む方法。
[12] Step (i) of producing the non-crosslinked stimulus-responsive polymer by polymerizing monomers constituting the stimulus-responsive polymer;
By polymerizing and crosslinking monomers constituting the hydrophilic polymer in the presence of the non-crosslinked stimulus-responsive polymer obtained in step (i), the non-crosslinked stimulus-responsive polymer and a step (ii) of forming a semi-interpenetrating polymer network structure consisting of a crosslinked network (b) of the crosslinked product of the hydrophilic polymer, and the semi-interpenetrating polymer network obtained in the step (ii). A method comprising the step (iii) of reacting the structured hygroscopic polymeric material with the ligand to bind at least a portion of the ligand to the hygroscopic polymeric material.

なお、前記〔3〕、〔4〕の方法では、前記リガンドが結合している親水性高分子と、前記リガンドが結合している刺激応答性高分子と、を混合しているが、親水性高分子と刺激応答性高分子とのいずれか一方として、前記リガンドが結合していないものを用いてもよい。In the methods [3] and [4] above, a hydrophilic polymer to which the ligand is bound and a stimuli-responsive polymer to which the ligand is bound are mixed, but either the hydrophilic polymer or the stimuli-responsive polymer may be one to which the ligand is not bound.

また、前記〔7〕の方法では、前記リガンドが結合している親水性高分子と、前記リガンドが結合している刺激応答性高分子との相互浸入高分子網目構造を形成しているが、親水性高分子と刺激応答性高分子とのいずれか一方として、前記リガンドが結合していないものを用いてもよい。In addition, in the method of [7], an interpenetrating polymer network structure is formed between the hydrophilic polymer to which the ligand is bound and the stimuli-responsive polymer to which the ligand is bound, but either the hydrophilic polymer or the stimuli-responsive polymer may be one to which the ligand is not bound.

前記〔1〕~〔12〕の方法において、モノマーを重合するための重合方法としては、特に限定されるものではなく、ラジカル重合、イオン重合、重縮合、開環重合等を好適に用いることができる。また、重合に用いられる溶媒としても、モノマーに応じて適宜選択すればよいが、例えば、水、リン酸緩衝液、Tris緩衝液、酢酸緩衝液、メタノール、エタノール等を好適に用いることができる。In the above methods [1] to [12], the polymerization method for polymerizing the monomer is not particularly limited, and radical polymerization, ionic polymerization, polycondensation, ring-opening polymerization, etc. can be suitably used. The solvent used in the polymerization can also be appropriately selected depending on the monomer, and for example, water, phosphate buffer, Tris buffer, acetate buffer, methanol, ethanol, etc. can be suitably used.

重合開始剤としても、特に限定されるものではなく、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩;過酸化水素;t-ブチルハイドロパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド等のパーオキシド類、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル等を好適に使用することができる。これらの重合開始剤の中でも、特に、過硫酸塩やパーオキシド類等のような酸化性を示す開始剤は、例えば、亜硫酸水素ナトリウム、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン等とのレドックス開始剤としても用いることができる。あるいは、光、放射線等を開始剤として用いてもよい。 The polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include persulfates such as ammonium persulfate and sodium persulfate; hydrogen peroxide; peroxides such as t-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide; Isobutyronitrile, benzoyl peroxide, and the like can be suitably used. Among these polymerization initiators, initiators showing oxidizing properties such as persulfates and peroxides are particularly suitable for combinations with sodium bisulfite, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, etc. It can also be used as a redox initiator. Alternatively, light, radiation, etc. may be used as an initiator.

また、重合温度は特に限定されるものではないが、通常5℃~80℃である。また、重合時間も、特に限定されるものではないが、通常4時間~48時間である。The polymerization temperature is not particularly limited, but is usually 5°C to 80°C. The polymerization time is not particularly limited, but is usually 4 hours to 48 hours.

重合の際の、モノマー、架橋剤等の濃度は、前記刺激応答性高分子、前記親水性高分子またはこれらの架橋体が得られる濃度であれば特に限定されるものではない。また、前記重合開始剤の濃度も特に限定されるものではなく適宜選択すればよい。The concentrations of the monomer, crosslinking agent, etc. during polymerization are not particularly limited as long as they are concentrations that can produce the stimuli-responsive polymer, the hydrophilic polymer, or crosslinked products thereof. The concentration of the polymerization initiator is also not particularly limited and may be selected appropriately.

前記〔7〕~〔12〕の方法において、モノマーを重合および架橋することにより、前記刺激応答性高分子または前記親水性高分子の架橋体の架橋網目を形成する方法とは、モノマーを架橋剤の存在下で重合する方法であってもよいし、モノマーを重合して高分子とした後に架橋剤により架橋する方法であってもよい。 In the methods [7] to [12] above, the method of forming a crosslinked network of the stimulus-responsive polymer or the crosslinked product of the hydrophilic polymer by polymerizing and crosslinking monomers refers to It may be a method of polymerizing in the presence of a polymer, or a method of polymerizing monomers to form a polymer and then crosslinking with a crosslinking agent.

前記〔7〕〔9〕および〔11〕の工程(iv)では、工程(ii)で形成された高分子またはその架橋体との間に、架橋が形成されないような重合条件または架橋条件を適宜選択すればよい。また、前記〔8〕〔10〕および〔12〕の工程(iii)では、工程(i)で形成された高分子またはその架橋体との間に、架橋が形成されないような重合条件または架橋条件を適宜選択すればよい。In step (iv) of the above [7], [9] and [11], polymerization conditions or crosslinking conditions may be appropriately selected so that crosslinking is not formed between the polymer or its crosslinked product formed in step (ii). In step (iii) of the above [8], [10] and [12], polymerization conditions or crosslinking conditions may be appropriately selected so that crosslinking is not formed between the polymer or its crosslinked product formed in step (i).

前記〔1〕~〔12〕の方法において、前記刺激応答性高分子を構成するモノマー、前記親水性高分子を構成するモノマー、および架橋剤については、前記(I)で説明したとおりである。 In the methods [1] to [12] above, the monomers constituting the stimulus-responsive polymer, the monomers constituting the hydrophilic polymer, and the crosslinking agent are as described in (I) above.

また、前記〔7〕~〔12〕の方法において、前記刺激応答性高分子または前記親水性高分子が、最初から、例えばセルロース誘導体、多糖類等の高分子である場合は、「前記刺激応答性高分子を構成するモノマーを重合および架橋する」は、「前記刺激応答性高分子を架橋する」に、「前記親水性高分子を構成するモノマーを重合および架橋する」は、「前記親水性高分子を架橋する」に、読み替えるものとする。In addition, in the methods [7] to [12] above, when the stimuli-responsive polymer or the hydrophilic polymer is, from the beginning, a polymer such as a cellulose derivative or a polysaccharide, "polymerizing and crosslinking the monomers constituting the stimuli-responsive polymer" shall be read as "crosslinking the stimuli-responsive polymer," and "polymerizing and crosslinking the monomers constituting the hydrophilic polymer" shall be read as "crosslinking the hydrophilic polymer."

また、前記〔7〕~〔12〕の方法においては、前記刺激応答性高分子またはその架橋体を製造した後に、得られた前記刺激応答性高分子またはその架橋体の存在下で、前記親水性高分子またはその架橋体を製造しているが、前記親水性高分子またはその架橋体を製造した後に、得られた前記親水性高分子またはその架橋体の存在下で、前記刺激応答性高分子またはその架橋体を製造してもよい。 In addition, in the methods [7] to [12] above, after producing the stimulus-responsive polymer or a crosslinked product thereof, the hydrophilic polymer is After producing the hydrophilic polymer or the crosslinked product, in the presence of the obtained hydrophilic polymer or the crosslinked product, the stimulus-responsive polymer is produced. Molecules or crosslinks thereof may also be produced.

また、前記〔7〕~〔12〕の方法においては、相互浸入高分子網目構造またはセミ相互浸入高分子網目構造は、前記刺激応答性高分子またはその架橋体を製造した後に、得られた前記刺激応答性高分子またはその架橋体の存在下で、前記親水性高分子またはその架橋体を製造する2段階の工程で製造しているが、前記刺激応答性高分子またはその架橋体と、前記親水性高分子またはその架橋体を、前記刺激応答性高分子またはその架橋体と、前記親水性高分子またはその架橋体との間に架橋が形成されないような重合条件または架橋条件を選択すれば、1段階で同時に行うこともできる。例えば、前記親水性高分子またはその架橋体の製造に用いる重合方法と架橋剤と、前記親水性高分子またはその架橋体の製造に用いる重合方法と架橋剤とが、異なるような組合せを用いれば、前記吸湿性高分子材料を1段階の工程により製造することができる。 Further, in the methods [7] to [12], the interpenetrating polymer network structure or the semi-interpenetrating polymer network structure is obtained after producing the stimulus-responsive polymer or its crosslinked product. The hydrophilic polymer or its crosslinked product is produced in a two-step process in the presence of the stimulus-responsive polymer or its crosslinked product, and the stimulus-responsive polymer or its crosslinked product is If the hydrophilic polymer or its crosslinked product is polymerized or crosslinked by selecting polymerization conditions or crosslinking conditions such that no crosslink is formed between the stimulus-responsive polymer or its crosslinked product and the hydrophilic polymer or its crosslinked product. , can also be performed simultaneously in one step. For example, if a combination is used in which the polymerization method and crosslinking agent used to produce the hydrophilic polymer or its crosslinked product are different from the polymerization method and crosslinking agent used to produce the hydrophilic polymer or its crosslinked product, , the hygroscopic polymeric material can be manufactured in a one-step process.

(乾燥工程)
乾燥工程では、前記吸湿性高分子材料製造工程で得られた吸湿性高分子材料を乾燥して、吸湿性高分子材料の乾燥体を得る。
(Drying process)
In the drying step, the hygroscopic polymer material obtained in the hygroscopic polymer material production step is dried to obtain a dried body of the hygroscopic polymer material.

吸湿性高分子材料を乾燥する方法は特に限定されるものではなく、従来公知の方法を適宜用いることができる。吸湿性高分子材料を乾燥する方法としては、例えば、加熱による乾燥、減圧下での乾燥、凍結乾燥、溶媒置換法等を挙げることができる。The method for drying the hygroscopic polymer material is not particularly limited, and any conventionally known method can be used as appropriate. Examples of methods for drying the hygroscopic polymer material include drying by heating, drying under reduced pressure, freeze-drying, and solvent replacement.

(粉砕工程)
乾燥工程によって得られた、前記吸湿性高分子材料の乾燥体は、必要に応じて、粉砕工程において、粉砕する。
(Crushing process)
The dried body of the hygroscopic polymer material obtained by the drying step is pulverized in the pulverizing step, if necessary.

粉砕の方法としても、特に限定されるものではないが、例えば、ローター等の機械式粉砕機、ボールミル、気流式粉砕機等を用いて前記吸湿性高分子材料の乾燥体を粉砕し、必要に応じてさらに分級して粒子状の吸湿材とすることができる。The method of grinding is not particularly limited, but for example, the dried body of the moisture-absorbing polymer material can be ground using a mechanical grinder such as a rotor, a ball mill, an airflow grinder, etc., and further classified as necessary to obtain a particulate moisture absorbent.

また、粒子状の吸湿材は、吸湿性高分子材料製造工程において、乳化重合を用いることにより、吸湿性高分子材料微粒子を合成することによっても製造することができる。 Further, the particulate hygroscopic material can also be manufactured by synthesizing fine particles of hygroscopic polymeric material using emulsion polymerization in the hygroscopic polymeric material manufacturing process.

〔実施の形態3:調湿機〕
本発明に係る吸湿材、特に前記親水性高分子および前記刺激応答性高分子を含む吸湿材は、空気中の水分の吸収と吸収した水分の放出を可逆的に行えることから、調湿機に特に好適に用いることができ、該吸湿材を用いた調湿機によれば、過冷却や大きな熱量を用いずに効率よく調湿を行うことができる。それゆえ、本発明の一実施形態に係る吸湿材を利用した調湿機も本発明に含まれる。以下、本発明の一実施形態に係る調湿機について説明する。本発明の一実施形態に係る調湿機は、吸湿性高分子材料を含有する吸湿材であって、前記吸湿性高分子材料は、親水性高分子と刺激応答性高分子を含有し、前記吸湿性高分子材料に、1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するリガンドが結合している吸湿材と、前記刺激応答性高分子の水との親和性を低下させるための外部刺激を付与する刺激付与部とを備えている。ここで、前記吸湿材は、1価、2価、または3価の金属イオンの塩をさらに含んでいることが好ましい。前記吸湿材については、〔実施の形態1〕において説明した内容と重複する内容に関しては、その説明を省略する。
[Embodiment 3: Humidity controller]
The hygroscopic material according to the present invention, particularly the hygroscopic material containing the hydrophilic polymer and the stimulus-responsive polymer, can absorb moisture in the air and release the absorbed moisture reversibly, so it can be used in a humidity conditioner. It can be used particularly preferably, and a humidity controller using the moisture absorbing material can efficiently control humidity without supercooling or using a large amount of heat. Therefore, the present invention also includes a humidity controller using a moisture absorbent material according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a humidity controller according to an embodiment of the present invention will be described. A humidity controller according to an embodiment of the present invention is a hygroscopic material containing a hygroscopic polymer material, the hygroscopic polymer material containing a hydrophilic polymer and a stimulus-responsive polymer, and the hygroscopic material containing a hygroscopic polymer material. A hygroscopic material in which a ligand having an affinity for monovalent, divalent, or trivalent metal ions is bound to a hygroscopic polymer material, and for reducing the affinity of the stimulus-responsive polymer with water. and a stimulation applying section that applies an external stimulation. Here, it is preferable that the moisture absorbent material further contains a salt of a monovalent, divalent, or trivalent metal ion. Regarding the moisture absorbing material, descriptions of the same contents as those described in [Embodiment 1] will be omitted.

本発明の一実施形態に係る調湿機は、吸気口と、排気口とを有する調湿機本体が備えられている。調湿機本体の内部には、本発明の吸湿材を担持した複数の調湿ユニットと、調湿ユニットが空気中の水分を吸収する領域である調湿エリアと、空気中の水分を吸収した調湿ユニットが吸収した水分を水として放出する領域である脱水エリアと、放出された水を貯水する排水タンクと、吸湿される空気を吸気口から取り込み、吸湿された空気を排気口から排出するための送風ファンとが備えられている。なお、本実施の形態では、調湿材としては、吸湿性高分子材料を含有する調湿材であって、前記吸湿性高分子材料は、親水性高分子と外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子とを含有し、1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するリガンドが前記吸湿性高分子材料に結合している調湿材を用いている。The humidity conditioner according to one embodiment of the present invention is provided with a humidity conditioner body having an intake port and an exhaust port. Inside the humidity conditioner body, there are provided a plurality of humidity conditioner units carrying the moisture-absorbing material of the present invention, a humidity conditioner area in which the humidity conditioner units absorb moisture in the air, a dehydration area in which the moisture conditioner units absorb moisture in the air and release the absorbed moisture as water, a drainage tank for storing the released water, and a blower fan for taking in the air to be absorbed through the intake port and discharging the absorbed air through the exhaust port. In this embodiment, the humidity conditioner is a humidity conditioner containing a moisture-absorbing polymer material, which contains a hydrophilic polymer and a stimuli-responsive polymer whose affinity with water changes reversibly in response to an external stimulus, and a ligand having an affinity for monovalent, divalent, or trivalent metal ions is bonded to the moisture-absorbing polymer material.

複数の調湿ユニットは、調湿エリアと、脱水エリアとの間を移動可能となっている。前記脱水エリアには、前記刺激応答性高分子の水との親和性を低下させるための外部刺激を付与する刺激付与部が備えられている。前記刺激応答性高分子が例えば温度応答性高分子である場合、刺激付与部は、例えば加熱ヒーターである。 The plurality of humidity control units are movable between the humidity control area and the dehydration area. The dehydration area is provided with a stimulus applying section that applies an external stimulus to reduce the affinity of the stimulus-responsive polymer with water. When the stimulus-responsive polymer is, for example, a temperature-responsive polymer, the stimulus applying section is, for example, a heater.

調湿機に吸気された空気(湿り空気)は、調湿エリアを通過するときに、調湿ユニットの吸湿材と接触する。室温において親水性である吸湿材は、空気(湿り空気)中の水分を吸収し、これによって、調湿エリアを通過するときに湿り空気は吸湿され、吸湿された空気(乾燥空気)が排気口から排気される。 The air (humid air) taken into the humidity control machine comes into contact with the moisture absorbing material of the humidity control unit when passing through the humidity control area. Moisture-absorbing materials that are hydrophilic at room temperature absorb moisture in the air (humid air), thereby absorbing moisture from the humid air as it passes through the humidity control area, and discharging the absorbed air (dry air) through the exhaust outlet. is exhausted from.

空気(湿り空気)中の水分を吸収した調湿ユニットは、調湿エリアから脱水エリア内へと移動する。脱水エリア内で、脱水エリアへと移動した調湿ユニットは、刺激付与部により吸湿材に外部刺激が与えられることにより、吸湿材は疎水性となる。その結果、吸湿材が吸収した水分は、水として吸湿材から放出される。そして、放出された水は排水タンクに排出される。 The humidity control unit that has absorbed moisture in the air (humid air) moves from the humidity control area to the dehydration area. In the humidity control unit that has been moved to the dehydration area within the dehydration area, an external stimulus is applied to the hygroscopic material by the stimulation applying section, so that the hygroscopic material becomes hydrophobic. As a result, the moisture absorbed by the hygroscopic material is released from the hygroscopic material as water. The released water is then drained into a drainage tank.

このとき、本発明の一実施形態に係る調湿機では、前記吸湿材の吸湿性高分子材料に前記リガンドが結合していることにより、前記リガンドが前記金属イオンを保持するので、放出される水とともに、前記金属イオンの塩が漏出することを防ぐことができる。それゆえ、前記調湿ユニットが調湿エリアと脱水エリアとの間を繰り返し移動することによって、吸湿材による、空気中の水分の吸収と、吸収した水分の放出とが、繰り返される場合にも、吸湿材の吸湿性の低下を抑制することができる。 At this time, in the humidity conditioner according to an embodiment of the present invention, since the ligand is bonded to the hygroscopic polymer material of the moisture absorbing material, the ligand holds the metal ion, so that the metal ion is released. It is possible to prevent the salt of the metal ion from leaking out together with water. Therefore, even when the humidity control unit repeatedly moves between the humidity control area and the dehydration area, the absorption of moisture in the air by the moisture absorbing material and the release of the absorbed moisture are repeated. A decrease in the hygroscopicity of the hygroscopic material can be suppressed.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. The technical scope of the present invention also includes embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in the respective embodiments.

〔まとめ〕
本発明の態様1に係る吸湿材は、吸湿性高分子材料を含有する吸湿材であって、前記吸湿性高分子材料は、親水性高分子を含有し、前記吸湿性高分子材料に、1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するリガンドが結合している構成を備えている。
〔summary〕
The hygroscopic material according to aspect 1 of the present invention is a hygroscopic material containing a hygroscopic polymeric material, wherein the hygroscopic polymeric material contains a hydrophilic polymer, and the hygroscopic polymeric material contains 1 It has a structure in which a ligand having an affinity for a valent, divalent, or trivalent metal ion is bound.

上記の構成によれば、高い吸湿性を有する、前記金属イオンの塩を捕捉することができ、当該塩に由来する潮解液の漏出を防ぐとともに、吸湿性により優れた吸湿材を実現することができるという効果を奏する。 According to the above configuration, it is possible to capture the salt of the metal ion, which has high hygroscopicity, thereby preventing leakage of the deliquescent liquid derived from the salt and realizing a hygroscopic material with excellent hygroscopicity.

本発明の態様2に係る吸湿材は、上記態様1において、前記リガンドが、包接化合物を形成するホスト分子、キレート剤、又は、前記金属イオンとイオン結合する官能基を有する分子である構成を備えている。 A moisture absorbent material according to Aspect 2 of the present invention has a structure in which the ligand is a host molecule forming an clathrate compound, a chelating agent, or a molecule having a functional group that ionically bonds with the metal ion. We are prepared.

上記の構成によれば、前記吸湿性高分子材料に高い吸湿性を有する、前記金属イオンの塩を捕捉することができ、前記吸湿性高分子材料の吸湿性を高めることができる。 According to the above configuration, the salt of the metal ion having high hygroscopicity can be captured in the hygroscopic polymer material, and the hygroscopicity of the hygroscopic polymer material can be increased.

本発明の態様3に係る吸湿材は、上記態様2において、前記ホスト分子は、シクロデキストリン、クラウン化合物、シクロファン、アザシクロファン、カリックスアレーン、ポルフィリン、フタロシアニン、サレン、およびそれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種類以上の分子である構成を備えている。 In the moisture absorbing material according to aspect 3 of the present invention, in the above aspect 2, the host molecule is a group consisting of cyclodextrin, crown compound, cyclophane, azacyclophane, calixarene, porphyrin, phthalocyanine, salen, and derivatives thereof. The composition includes at least one type of molecule selected from the following.

上記の構成によれば、前記吸湿性高分子材料に高い吸湿性を有する、前記金属イオンの塩を捕捉することができ、前記吸湿性高分子材料の吸湿性を高めることができる。 According to the above configuration, the salt of the metal ion having high hygroscopicity can be captured in the hygroscopic polymer material, and the hygroscopicity of the hygroscopic polymer material can be increased.

本発明の態様4に係る吸湿材は、上記態様2において、前記キレート剤は、ポリアルキレングリコール、エチレンジアミン、ビピリジン、エチレンジアミン四酢酸、フェナントロリン、およびそれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種類以上の分子である構成を備えている。 In the moisture absorbing material according to Aspect 4 of the present invention, in Aspect 2, the chelating agent is at least one selected from the group consisting of polyalkylene glycol, ethylenediamine, bipyridine, ethylenediaminetetraacetic acid, phenanthroline, and derivatives thereof. It has a composition that is a molecule of.

上記の構成によれば、前記吸湿性高分子材料に高い吸湿性を有する、前記金属イオンの塩を捕捉することができ、前記吸湿性高分子材料の吸湿性を高めることができる。According to the above configuration, the salt of the metal ion, which has high hygroscopicity, can be captured in the hygroscopic polymer material, thereby increasing the hygroscopicity of the hygroscopic polymer material.

本発明の態様5に係る吸湿材は、上記態様2において、前記官能基を有する分子は、カルボン酸、リン酸、スルホン酸、およびアミン類からなる群より選択される少なくとも1種類以上の分子である構成を備えている。The moisture-absorbing material of aspect 5 of the present invention has a configuration similar to that of aspect 2 above, in which the molecule having the functional group is at least one type of molecule selected from the group consisting of carboxylic acids, phosphoric acids, sulfonic acids, and amines.

上記の構成によれば、前記吸湿性高分子材料に高い吸湿性を有する、前記金属イオンの塩を捕捉することができ、前記吸湿性高分子材料の吸湿性を高めることができる。According to the above configuration, the salt of the metal ion, which has high hygroscopicity, can be captured in the hygroscopic polymer material, thereby increasing the hygroscopicity of the hygroscopic polymer material.

本発明の態様6に係る吸湿材は、上記態様1~5のいずれかにおいて、前記吸湿性高分子材料は、下記(a)~(e)のいずれかである構成を備えている。
(a) 親水性高分子
(b) 外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子との混合物
(c) 外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子との共重合体
(d) 外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子との相互浸入高分子網目構造体
(e) 外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子とのセミ相互浸入高分子網目構造体
上記の構成(a)によれば、前記親水性高分子は、自体親水性であり、空気中の水分を吸湿することができることに加え、前記リガンドが結合していることにより、高い吸湿性を有する、前記金属イオンの塩を捕捉することができ、前記吸湿性高分子材料の吸湿性を高めることができる。さらに、前記リガンドを含まない親水性高分子を用いて前記金属イオンの塩を単に混合する場合と比較しても、リガンドを均一に分散させることにより前記金属イオンの塩を均一に分散させることができるので、吸湿性を高めることができる。
A hygroscopic material according to aspect 6 of the present invention has a configuration in which the hygroscopic polymer material has any of the following (a) to (e) in any one of aspects 1 to 5 above.
(a) Hydrophilic polymer (b) A mixture of a stimulus-responsive polymer and a hydrophilic polymer whose affinity for water changes reversibly in response to an external stimulus (c) Water in response to an external stimulus Copolymer of a stimulus-responsive polymer and a hydrophilic polymer whose affinity for water reversibly changes (d) A stimulus-responsive polymer whose affinity for water reversibly changes in response to external stimuli (e) Semi-interpenetrating polymer network structure of a stimulus-responsive polymer and a hydrophilic polymer whose affinity for water reversibly changes in response to external stimuli Molecular Network Structure According to the above configuration (a), the hydrophilic polymer is hydrophilic in itself and can absorb moisture in the air, and in addition to the fact that the ligand is bonded to the hydrophilic polymer, The salt of the metal ion having high hygroscopicity can be captured, and the hygroscopicity of the hygroscopic polymer material can be increased. Furthermore, even when compared to simply mixing the salt of the metal ion using a hydrophilic polymer that does not contain the ligand, it is possible to uniformly disperse the salt of the metal ion by uniformly dispersing the ligand. As a result, hygroscopicity can be increased.

上記の構成(b)~(e)によれば、加えて、前記リガンドを含まない刺激応答性高分子を用いて前記金属イオンの塩を単に混合する場合は、刺激応答性高分子が吸収した水分を放出するときに、放出される水分とともに、前記金属イオンの塩が漏出してしまうという問題があった。前記金属イオンの塩が漏出してしまうことにより、空気中の水分の吸収と吸収した水分の放出を繰り返す間に、吸湿材の吸湿性が低下してしまう。これに対し、前記刺激応答性高分子に前記リガンドが結合していることにより、前記リガンドが前記金属イオンを保持するので、放出される水とともに、前記金属イオンの塩が漏出することを防ぐことができる。 According to the above configurations (b) to (e), in addition, when the salt of the metal ion is simply mixed with a stimuli-responsive polymer that does not contain the ligand, there is a problem that when the stimuli-responsive polymer releases the moisture absorbed by the polymer, the salt of the metal ion leaks out along with the released moisture. The leakage of the salt of the metal ion causes the moisture absorption of the moisture absorbent to decrease as the absorbent repeatedly absorbs moisture from the air and releases the absorbed moisture. In contrast, by binding the ligand to the stimuli-responsive polymer, the ligand holds the metal ion, so that it is possible to prevent the salt of the metal ion from leaking out along with the released water.

本発明の態様7に係る吸湿材は、上記態様1~6のいずれかにおいて、前記吸湿性高分子材料に含まれる高分子の総構成単位に対する、前記吸湿性高分子材料に結合する前記リガンドの割合は、10モル%~80モル%である構成を備えている。 The hygroscopic material according to Aspect 7 of the present invention is characterized in that, in any one of Aspects 1 to 6 above, the amount of the ligand bonded to the hygroscopic polymer material relative to the total structural unit of the polymer contained in the hygroscopic polymer material is The proportion is comprised between 10 mol% and 80 mol%.

上記の構成によれば、吸湿材の吸湿性が向上するため好ましく、また前記刺激応答性高分子を用いる場合に、吸収した水分の放出に影響を与えないため好ましい。 The above structure is preferable because it improves the hygroscopicity of the hygroscopic material, and when the stimulus-responsive polymer is used, it is preferable because it does not affect the release of absorbed moisture.

本発明の態様8に係る吸湿材は、上記態様1~7のいずれかにおいて、1価、2価、または3価の金属イオンの塩をさらに含む構成を備えている。The moisture-absorbing material according to aspect 8 of the present invention has a configuration in which, in any one of aspects 1 to 7 above, it further contains a salt of a monovalent, divalent, or trivalent metal ion.

上記の構成によれば、吸湿材の吸湿性が向上するため好ましい。 The above configuration is preferable because the hygroscopicity of the hygroscopic material is improved.

〔実施例1~3、比較例1〕
<実施例1:Alg-PEG(CaCl/LiCl)/HPC セミ相互浸入高分子網目構造体の合成>
アルギン酸(Alg)ナトリウム100mgと、Algに対して10wt%のポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(PEGDE)とを超純水100mlに溶解した。得られた水溶液を70℃で11時間加熱した。加熱後の水溶液を、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)水溶液(HPC(和光純薬工業株式会社、ヒドロキシプロピルセルロース150~400cP))を超純水100mlに溶解してなる水溶液)と混合した。得られた混合液に、それぞれの濃度が0.5MのCaCl/LiCl水溶液200mlを加えて24時間静置することにより、ポリエチレングリコール(PEG)が結合したアルギン酸と、HPCとのセミ相互浸入高分子網目構造体に、CaCl/LiClが捕捉された、高分子ゲル(Alg-PEG(CaCl/LiCl)/HPC セミ相互浸入高分子網目構造体)を得た。得られた高分子ゲルを-30℃で凍結し、20Paの減圧条件下で36時間乾燥させて、Alg-PEG/HPC セミ相互浸入高分子網目構造体に、CaCl/LiClが捕捉された、高分子ゲルの乾燥体(吸湿材1)を得た。吸湿材1に含まれる高分子の総構成単位に対する、リガンドの割合は、約5モル%であった。
[Examples 1 to 3, Comparative Example 1]
Example 1: Synthesis of Alg-PEG(CaCl 2 /LiCl)/HPC semi-interpenetrating polymer network
100 mg of sodium alginate (Alg) and 10 wt % polyethylene glycol diglycidyl ether (PEGDE) based on Alg were dissolved in 100 ml of ultrapure water. The resulting aqueous solution was heated at 70° C. for 11 hours. The heated aqueous solution was mixed with an aqueous solution of hydroxypropyl cellulose (HPC) (an aqueous solution obtained by dissolving HPC (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., hydroxypropyl cellulose 150-400 cP)) in 100 ml of ultrapure water). 200 ml of an aqueous solution of CaCl 2 /LiCl, each having a concentration of 0.5 M, was added to the resulting mixture and allowed to stand for 24 hours to obtain a polymer gel (Alg-PEG (CaCl 2 /LiCl)/HPC semi-interpenetrating polymer network structure) in which CaCl 2 /LiCl was captured in the semi-interpenetrating polymer network structure of alginic acid bound to polyethylene glycol (PEG) and HPC. The obtained polymer gel was frozen at -30°C and dried for 36 hours under reduced pressure of 20 Pa to obtain a dried polymer gel (moisture absorbent 1) in which CaCl 2 /LiCl was trapped in the Alg-PEG/HPC semi-interpenetrating polymer network structure. The ratio of the ligand to the total structural units of the polymer contained in moisture absorbent 1 was approximately 5 mol %.

<実施例2>
アルギン酸(Alg)ナトリウムに添加するPEGDEの量を、Algに対して20wt%とした以外は実施例1と同様にして、Alg-PEG/HPC セミ相互浸入高分子網目構造体に、CaCl/LiClが捕捉された、高分子ゲルの乾燥体(吸湿材2)を得た。吸湿材2に含まれる高分子の総構成単位に対する、リガンドの割合は、約10モル%であった。
<Example 2>
CaCl 2 /LiCl was added to the Alg-PEG/HPC semi-interpenetrating polymer network structure in the same manner as in Example 1, except that the amount of PEGDE added to sodium alginate (Alg) was 20 wt% with respect to Alg. A dried polymer gel (hygroscopic material 2) in which was captured was obtained. The ratio of the ligand to the total structural units of the polymer contained in the moisture absorbent material 2 was about 10 mol%.

<実施例3>
アルギン酸(Alg)ナトリウムに添加するPEGDEの量を、Algに対して30wt%とした以外は実施例1と同様にして、Alg-PEG/HPC セミ相互浸入高分子網目構造体に、CaCl/LiClが捕捉された、高分子ゲルの乾燥体(吸湿材3)を得た。吸湿材3に含まれる高分子の総構成単位に対する、リガンドの割合は、約15モル%であった。
Example 3
A dried polymer gel (moisture absorbent 3) was obtained in which CaCl 2 /LiCl was trapped in the Alg-PEG/HPC semi-interpenetrating polymer network structure in the same manner as in Example 1, except that the amount of PEGDE added to sodium alginate (Alg) was 30 wt % relative to Alg. The ratio of the ligand to the total structural units of the polymer contained in moisture absorbent 3 was about 15 mol %.

<比較例1:Alg/HPC セミ相互浸入高分子網目構造体の合成>
アルギン酸(Alg)ナトリウムに添加するPEGDEの量を0とした以外は実施例1と同様にして、Alg/HPC セミ相互浸入高分子網目構造体の乾燥体とCaCl/LiClとの混合物(比較吸湿材1)を得た。
Comparative Example 1: Synthesis of Alg/HPC semi-interpenetrating polymer network structure
A mixture of a dried Alg/HPC semi-interpenetrating polymer network structure and CaCl 2 /LiCl (comparative moisture absorbent 1) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of PEGDE added to sodium alginate (Alg) was 0.

<Alg/HPC セミ相互浸入高分子網目構造体およびAlg-PEG(CaCl/LiCl)/HPC セミ相互浸入高分子網目構造体の吸湿挙動>
吸湿材1~3および比較吸湿材1を、温度25℃、湿度80%RHの恒温恒湿条件下で静置し、重量変化を経時的に測定することにより、これらの吸湿挙動について検討した。
<Moisture absorption behavior of Alg/HPC semi-interpenetrating polymer network structure and Alg-PEG (CaCl 2 /LiCl)/HPC semi-interpenetrating polymer network structure>
Hygroscopic materials 1 to 3 and comparative hygroscopic material 1 were left to stand under constant temperature and humidity conditions of a temperature of 25° C. and a humidity of 80% RH, and their moisture absorption behavior was investigated by measuring changes in weight over time.

図1に時間-吸湿率を示す。図1中、縦軸は含水率(図1中、「Amount of moisture absorption」と記載。含水率は、言い換えれば、気中で吸湿した水分の量である。単位:g/g-乾燥体(図1中、「g/g-dried polymer」と記載。))を示し、横軸は時間(単位:時間)を示す。図1に示されるように、Algに結合されたPEGの割合が高くなるほど、吸湿率が向上した。PEGの量が多いと配位するCaイオンおよびLiイオンの量も多くなるためである。Figure 1 shows the moisture absorption rate versus time. In Figure 1, the vertical axis shows the moisture content (labeled "Amount of moisture absorption" in Figure 1. In other words, moisture content is the amount of moisture absorbed in the air. Unit: g/g-dried polymer (labeled "g/g-dried polymer" in Figure 1)), and the horizontal axis shows time (unit: hours). As shown in Figure 1, the higher the proportion of PEG bound to Alg, the higher the moisture absorption rate. This is because a larger amount of PEG also results in a larger amount of coordinated Ca ions and Li ions.

〔実施例4、比較例2〕
<実施例4:Alg-CE(CaCl/LiCl)の合成>
アルギン酸(Alg)ナトリウム1gを超純水100mlに溶解した。得られたAlg水溶液に、Alg中の50モル%のカルボキシル基を反応させるため、エチレンジクロリド(EDC)735mgとNヒドロキシスクシンイミド(NHS)437mgとを加えて30分撹拌し、EDC/NHS活性化Alg水溶液を調製した。次に、2-アミノメチル-15-クラウン-5(CE)690mgを超純水10mlに溶解したCE水溶液をEDC/NHS活性化Alg水溶液に滴下して8時間撹拌し、Alg-CEを含む水溶液を得た。当該Alg-CEを含む水溶液は、セルロース透析膜を用いて超純水に透析し、受動的な拡散により、溶液中の分画分子量未満の低分子を除去することで精製した。その後、精製したAlg-CEを超純水に溶解し、Alg-CE水溶液を調製した。当該Alg-CE水溶液にそれぞれの濃度が0.5MのCaCl/LiCl水溶液200mlを加えて20時間静置し、CEが結合したアルギン酸に、CaCl/LiClが捕捉された高分子ゲル(Alg-CE(CaCl/LiCl))を得た。得られた高分子ゲルを-30℃で凍結し、20Paの減圧条件下で36時間乾燥させて乾燥体(吸湿材4)を得た。吸湿材4に含まれる高分子の総構成単位に対する、リガンドの割合は、約50モル%であった。
[Example 4, Comparative Example 2]
Example 4: Synthesis of Alg-CE (CaCl 2 /LiCl)
1 g of sodium alginate (Alg) was dissolved in 100 ml of ultrapure water. In order to react 50 mol% of the carboxyl groups in Alg to the obtained Alg aqueous solution, 735 mg of ethylene dichloride (EDC) and 437 mg of N-hydroxysuccinimide (NHS) were added and stirred for 30 minutes to prepare an EDC/NHS-activated Alg aqueous solution. Next, a CE aqueous solution in which 690 mg of 2-aminomethyl-15-crown-5 (CE) was dissolved in 10 ml of ultrapure water was dropped into the EDC/NHS-activated Alg aqueous solution and stirred for 8 hours to obtain an aqueous solution containing Alg-CE. The aqueous solution containing Alg-CE was purified by dialyzing it against ultrapure water using a cellulose dialysis membrane and removing small molecules less than the molecular weight cutoff in the solution by passive diffusion. Thereafter, the purified Alg-CE was dissolved in ultrapure water to prepare an Alg-CE aqueous solution. 200 ml of a 0.5 M CaCl 2 /LiCl aqueous solution was added to the Alg-CE aqueous solution and allowed to stand for 20 hours to obtain a polymer gel (Alg-CE(CaCl 2 /LiCl)) in which CaCl 2 /LiCl was captured by alginic acid bound to CE. The obtained polymer gel was frozen at -30°C and dried under reduced pressure of 20 Pa for 36 hours to obtain a dried body (moisture absorbent 4). The ratio of the ligand to the total structural units of the polymer contained in moisture absorbent 4 was approximately 50 mol %.

<比較例2>
アルギン酸(Alg)ナトリウム1gを超純水100mlに溶解した。得られたAlg水溶液に、それぞれの濃度が0.5MのCaCl/LiCl水溶液200mlを加えて30時間静置し、AlgとCaCl/LiClとの混合物である高分子ゲルを得た。得られた高分子ゲルを-30℃で凍結し、20Paの減圧条件下で36時間乾燥させて、AlgとCaCl/LiClとの混合物である高分子ゲルの乾燥体(比較吸湿材2)を得た。
<Comparative Example 2>
1 g of sodium alginate (Alg) was dissolved in 100 ml of ultrapure water. 200 ml of a CaCl 2 /LiCl aqueous solution, each with a concentration of 0.5 M, was added to the resulting Alg aqueous solution and allowed to stand for 30 hours to obtain a polymer gel that was a mixture of Alg and CaCl 2 /LiCl. The resulting polymer gel was frozen at -30°C and dried under reduced pressure conditions of 20 Pa for 36 hours to obtain a dried polymer gel that was a mixture of Alg and CaCl 2 /LiCl (comparative moisture absorbent 2).

<AlgおよびAlg-CE(CaCl/LiCl)の吸湿挙動>
吸湿材4および比較吸湿材2を、温度25℃、湿度80%RHの恒温恒湿条件下で静置し、重量変化を経時的に測定することにより、これらの吸湿挙動について検討した。
<Moisture absorption behavior of Alg and Alg-CE (CaCl 2 /LiCl)>
Moisture absorption behavior of Moisture Absorbent Material 4 and Comparative Moisture Absorption Material 2 was studied by allowing them to stand under constant temperature and humidity conditions of 25° C. and humidity of 80% RH, and measuring changes in weight over time.

図2に時間-吸湿率を示す。図2中、縦軸は含水率(図2中、「Amount of moisture absorption」と記載。含水率は、言い換えれば、気中で吸湿した水分の量である。単位:g/g-乾燥体(図2中、「g/g-dried polymer」と記載。))を示し、横軸は時間(単位:時間)を示す。図2に示されるように、AlgにCEが結合している吸湿材4は、AlgにCEが結合していない比較吸湿材2よりも吸湿率が向上した。CEはCaイオンおよびLiイオンを包接するためである。Figure 2 shows moisture absorption rate versus time. In Figure 2, the vertical axis shows moisture content (labeled "Amount of moisture absorption" in Figure 2. In other words, moisture content is the amount of moisture absorbed in the air. Unit: g/g-dried polymer (labeled "g/g-dried polymer" in Figure 2)), and the horizontal axis shows time (unit: hours). As shown in Figure 2, moisture absorbent 4, in which CE is bound to Alg, has a higher moisture absorption rate than comparative moisture absorbent 2, in which CE is not bound to Alg. This is because CE encapsulates Ca ions and Li ions.

本発明に係る吸湿材は、吸湿・脱水材として非常に有用であり、調湿機に好適に用いることができる。 The hygroscopic material according to the present invention is very useful as a hygroscopic/dehydrating material and can be suitably used in a humidity controller.

Claims (4)

吸湿性高分子材料を含有する吸湿材であって、
前記吸湿材は、潮解性無機塩の潮解液の漏出を防ぐ吸湿材であり、
前記吸湿性高分子材料は、親水性高分子を含有し、
前記吸湿性高分子材料に、前記潮解性無機塩を構成する1価、2価、または3価の金属イオンに親和性を有するリガンドが結合しており、
前記リガンドは、包接化合物を形成するホスト分子、又は、キレート剤であり、
前記ホスト分子は、クラウン化合物、シクロファン、アザシクロファン、カリックスアレーン、ポルフィリン、フタロシアニン、サレン、およびそれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種類以上の分子であり、
前記キレート剤は、ポリアルキレングリコール、ビピリジン、フェナントロリン、およびそれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種類以上の分子であり、
前記1価の金属イオンは、Li、Na、K、Rb、またはCsであり、
前記2価の金属イオンは、Mg2+、Ca2+、Sr2+、またはBa2+であり、
前記3価の金属イオンは、Al3+、Y3+、In3+、Sc3+、またはランタノイドイオン群であり、前記リガンドは前記金属イオンを捕捉することを特徴とする、吸湿材。
A hygroscopic material containing a hygroscopic polymeric material,
The moisture absorbing material is a moisture absorbing material that prevents leakage of deliquescent liquid of the deliquescent inorganic salt,
The hygroscopic polymer material contains a hydrophilic polymer,
A ligand having an affinity for monovalent, divalent, or trivalent metal ions constituting the deliquescent inorganic salt is bound to the hygroscopic polymer material,
The ligand is a host molecule that forms an inclusion compound or a chelating agent,
The host molecule is at least one type of molecule selected from the group consisting of crown compounds, cyclophanes, azacyclophanes, calixarenes, porphyrins, phthalocyanines, salens, and derivatives thereof,
The chelating agent is at least one molecule selected from the group consisting of polyalkylene glycol, bipyridine, phenanthroline, and derivatives thereof,
The monovalent metal ion is Li + , Na + , K + , Rb + , or Cs + ,
The divalent metal ion is Mg 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ , or Ba 2+ ,
The moisture absorbent material, wherein the trivalent metal ion is Al 3+ , Y 3+ , In 3+ , Sc 3+ , or a lanthanoid ion group, and the ligand captures the metal ion.
前記吸湿性高分子材料は、下記(a)~(e)のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の吸湿材。
(a) 親水性高分子
(b) 外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子との混合物
(c) 外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子との共重合体
(d) 外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子との相互浸入高分子網目構造体
(e) 外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子と親水性高分子とのセミ相互浸入高分子網目構造体
2. The moisture-absorbing material according to claim 1, wherein the moisture-absorbing polymer material is any one of the following (a) to (e).
(a) a hydrophilic polymer; (b) a mixture of a stimuli-responsive polymer, the affinity for water of which reversibly changes in response to an external stimulus, and a hydrophilic polymer; (c) a copolymer of a stimuli-responsive polymer, the affinity for water of which reversibly changes in response to an external stimulus, and a hydrophilic polymer; (d) an interpenetrating polymer network structure of a stimuli-responsive polymer, the affinity for water of which reversibly changes in response to an external stimulus, and a hydrophilic polymer; (e) a semi-interpenetrating polymer network structure of a stimuli-responsive polymer, the affinity for water of which reversibly changes in response to an external stimulus, and a hydrophilic polymer.
前記吸湿性高分子材料に含まれる高分子の総構成単位に対する、前記吸湿性高分子材料に含まれる前記リガンドの割合は、10モル%~80モル%であることを特徴とする請求項1または2に記載の吸湿材。 The moisture-absorbing material according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of the ligand contained in the moisture-absorbing polymer material to the total polymer structural units contained in the moisture-absorbing polymer material is 10 mol % to 80 mol %. 前記潮解性無機塩を含むことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の吸湿材。 4. The moisture absorbent according to claim 1 , further comprising the deliquescent inorganic salt .
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