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CN111050883A - 吸湿材料 - Google Patents

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CN111050883A
CN111050883A CN201880052362.1A CN201880052362A CN111050883A CN 111050883 A CN111050883 A CN 111050883A CN 201880052362 A CN201880052362 A CN 201880052362A CN 111050883 A CN111050883 A CN 111050883A
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CN
China
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polymer
moisture
hygroscopic
stimulus
ligand
Prior art date
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Pending
Application number
CN201880052362.1A
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English (en)
Inventor
崎川伸基
宫田隆志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Kansai University
Original Assignee
Sharp Corp
Kansai University
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
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Abstract

在包含潮解性无机盐的情况下，防止潮解液的漏出并且实现吸湿性更优异的吸湿材料。使用包含吸湿性高分子材料的吸湿材料，所述吸湿性高分子材料含有亲水性高分子，并与对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体键合。

Description

吸湿材料
技术领域
本发明涉及一种吸湿材料。
背景技术
以往，使用氯化钙、氯化镁、氯化铝等潮解性无机盐作为吸湿性材料。潮解性无机盐的吸湿性优异，但存在有在吸湿后容易液状化且液状物漏出而污染损坏周围等问题。作为解决该问题的吸湿材料，已知有包含潮解性无机盐和作为胶凝剂的非离子性纤维素衍生物的干燥材料(参照专利文献1)、由潮解性无机盐类、亲水性聚合物、纤维素粉末构成的除湿组合物(参照专利文献2)等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开专利公报“日本特开2010-194497号公报”
专利文献2：日本公开专利公报“日本特开2000-5553号公报”
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而，如上所述的现有技术在包含潮解性无机盐的情况下能够以某种程度防止潮解液的漏出，但在吸湿性方面尚不充分。
本发明是鉴于上述问题点而成的，其目的在于在包含潮解性无机盐的情况下能够防止潮解液的漏出并且实现吸湿性更优异的吸湿材料。
解决问题的方案
本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料是为了解决所述课题而含有吸湿性高分子材料的吸湿材，其特征在于，所述吸湿性高分子材料含有亲水性高分子，在所述吸湿性高分子材料中键合有对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体。
发明效果
本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料如上所述地为含有吸湿性高分子材料的吸湿材料，且其具备如下构成：所述吸湿性高分子材料含有亲水性高分子，在所述吸湿性高分子材料中键合有对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体，因此可起到如下效果：能够捕捉具有较高的吸湿性的所述金属离子的盐，能够防止源自该盐的潮解液的漏出并且实现吸湿性更优异的吸湿材料。
附图说明
图1为示出在本发明的实施例中，对吸湿材料的吸湿特性进行评价的结果的图。
图2为示出在本发明的实施例中，对吸湿材料的吸湿特性进行评价的结果的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式详细地进行说明。但是，本发明并不限定于此，可在所叙述的范围内进行各种变更，对不同的实施方式分别公开的技术手段进行适当组合而获得的实施方式也包含于本发明的技术范围中。另外，只要在本说明书中没有特别说明，表示数值范围的“A～B”是指“A以上且B以下”。此外，“质量”和“重量”可视作同义词。此外，在表示“丙烯酰基”或“甲基丙烯酰基”中的任一者的情况下标记为“(甲基)丙烯酰基”。
[第一实施方式：吸湿材料]
本发明人们鉴于所述课题进行了深刻研究，结果发现含有亲水性高分子并在所述吸湿性高分子材料中键合有对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体的吸湿材料能够捕捉具有较高的吸湿性的所述金属离子的盐，能够防止源自该盐的潮解液的漏出并且实现吸湿性更优异的吸湿材料，从而完成本发明。
即，本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料是含有吸湿性高分子材料的吸湿材料，其具备如下构成：所述吸湿性高分子材料含有亲水性高分子，在所述吸湿性高分子材料中键合有对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体。
本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料含有吸湿性高分子材料，在该吸湿性高分子材料中键合有对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体。所述配体对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性，因此能够捕捉一价、二价、或三价的金属离子。故此，可使所述吸湿性高分子材料捕捉具有较高的吸湿性的所述金属离子的盐，能够提高所述吸湿性高分子材料的吸湿性。包含潮解性无机盐和作为胶凝剂的聚合物的现有的吸湿材料是将潮解性无机盐与作为胶凝剂的聚合物混合而成者。与该现有的吸湿材料相比而言，本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料具有更高的吸湿性。认为其理由是能够在所述吸湿性高分子材料中均匀地分散所述配体，由此能够使所述金属离子的盐更均匀地分散，因此能够实现更高效的吸湿。
在本发明中，“键合有配体”的记载中的“键合”并不限定于此，但优选为例如经由共价键、离子键、配位键等化学键来进行键合，更优选为经由共价键进行键合。由此，配体稳定地固定在吸湿性高分子材料内。更具体而言，向配体导入反应性官能团，使该反应性官能团与吸湿性高分子材料反应，由此使配体适宜地与吸湿性高分子材料键合。另外，所谓与吸湿性高分子材料键合，与吸湿性高分子材料所包含的任意高分子键合即可。
(I)对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体
作为所述一价的金属离子，例如可列举出Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+等。作为所述二价的金属离子，例如可列举出Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+等。作为所述三价的金属离子，例如可列举出Al3+、Y3 +、In3+、Sc3+、镧系元素离子群等。
在本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料中，所述配体优选为形成包合物的主体分子、螯合剂、或具有与所述金属离子离子键的官能团的分子。该主体分子通过包接金属离子，使该螯合剂对金属离子进行配位，以及具有与该金属离子进行离子键合的官能团的分子和金属离子离子键合，从而能够捕捉所述金属离子。
在本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料中，所述主体分子优选为选自由环糊精、冠状化合物、环芬、氮杂环芬、杯芳烃、卟啉、酞菁、席夫碱、以及它们的衍生物所构成的群中的至少一种以上的分子。这些主体分子具有环结构，并能够识别并包接与环结构的内孔的大小、体积、以及形状相应的特定的所述金属离子。通过将所述金属离子包接在吸湿性高分子材料中，能够使所述吸湿性高分子材料捕捉具有较高的吸湿性的所述金属离子的盐，能够提高所述吸湿性高分子材料的吸湿性。
作为所述冠状化合物，并不特别限定，例如可列举出冠醚、苯并冠醚、二苯并冠醚、氮杂冠醚等。
作为所述冠醚，也不特别限定，例如可列举出12-冠-4、15-冠-5、18-冠-6等。为了获得15-冠-5与所述吸湿性高分子材料键合而成的吸湿剂，例如可使用具有与吸湿性高分子材料反应的反应性官能团的15-冠-5。作为具有与吸湿性高分子材料反应的反应性官能团的15-冠-5，例如可列举出2-羟甲基-15-冠-5、2-氨基甲基-15-冠-5、1-氮杂-15-冠-5等。此外，为了获得18-冠-6与所述吸湿性高分子材料键合而成的吸湿剂，例如可使用具有与吸湿性高分子材料反应的反应性官能团的18-冠-6。作为具有与吸湿性高分子材料反应的反应性官能团的18-冠-6，例如可列举出2-羟甲基-18-冠-6、2-氨基甲基-18-冠-6、(+)-(18-冠-6)-2,11,12-四羧酸、1-氮杂-18-冠-6等。
作为所述苯并冠醚，并不特别限定，例如可列举出苯并-18-冠-6、苯并-21-冠-7、苯并-24-冠-8等。
作为所述二苯并冠醚，例如可列举出二苯并-18-冠-6等。
作为所述氮杂冠醚，例如可列举出氮杂-12-冠-4、氮杂-15-冠-5、氮杂-18-冠-6等。作为氮杂-15-冠-5，例如可列举出能够与所述吸湿性高分子材料键合的1-氮杂-15-冠-5等。作为氮杂-18-冠-6，例如可列举出能够与所述吸湿性高分子材料键合的1-氮杂-18-冠-6等。
作为所述冠状化合物，优选根据所要捕捉的金属离子的大小而适当选择来使用。具体而言，例如在包接Li离子以及Ca离子的情况下，所述冠醚优选为15-冠-5或氮杂-15-冠-5。此外，在包接K离子以及Na离子的情况下，所述冠醚优选为18-冠-6或氮杂-18-冠-6。
在本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料中，所述螯合剂优选为选自由聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚四亚甲基二醇、乙二醇以及丙二醇的共聚物等聚烷撑二醇、乙二胺、联吡啶、乙二胺四乙酸、菲咯啉、以及它们的衍生物所构成的群中的至少一种以上的分子。
在本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料中，所述具有官能团的分子优选为选自由羧酸、磷酸、磺酸、以及胺类所构成的群中的至少一种以上的分子。作为该分子，例如可列举出聚(甲基)丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚烯丙胺等。
本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料优选为更包含一价、二价、或三价的金属离子的盐。作为所述盐，并不特别限定，例如可列举出氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙、氯化铝等。其中，所述盐更优选为潮解性的盐。这些盐可以单独使用，此外也可以组合两种以上来使用。通过使吸湿材料更包含所述金属离子的盐，可提高该吸湿材料的吸湿量以及吸湿速度。
(II)吸湿性高分子材料
在本发明的一实施方式中，吸湿性高分子材料含有亲水性高分子即可。作为所述吸湿性高分子材料，例如可列举出亲水性高分子、含有亲水性高分子的混合物、含有亲水性高分子的共聚物、含有亲水性高分子的相互浸入高分子网状结构物、含有亲水性高分子的半相互浸入高分子网状结构物等。吸湿性高分子材料通过含有亲水性高分子，从而能够对空气中的水分进行吸湿。本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料含有所述吸湿性高分子材料。即，本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料也可以由所述吸湿性高分子材料构成，也可以在不会对本发明的效果造成不良影响的范围内包含其他成分。
在本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料中，所述吸湿性高分子材料更优选为下述(a)～(e)中的任一者：
(a)亲水性高分子；
(b)响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子和亲水性高分子的混合物；
(c)响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子和亲水性高分子的共聚物；
(d)响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子和亲水性高分子的相互浸入高分子网状结构物；以及
(e)响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子和亲水性高分子的半相互浸入高分子网状结构物。
(亲水性高分子)
作为所述亲水性高分子，例如可列举出在侧链或主链中具有羟基、羧基、磺酸基、磷酸基、氨基等亲水性基的高分子。作为所述亲水性高分子的更具体的一个示例，例如可列举出海藻酸、透明质酸等多糖类；壳聚糖；羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素等纤维素衍生物；聚(甲基)丙烯酸、聚马来酸、聚乙烯基磺酸、聚乙烯基苯磺酸、聚丙烯酰胺烷基磺酸、聚二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、它们与(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸烷基酯等的聚合物，聚二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺与聚乙烯醇的复合物、聚乙烯醇与聚(甲基)丙烯酸的复合物、聚(甲基)丙烯腈、聚烯丙胺、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚(甲基)丙烯酰胺、聚N,N'-二甲基(甲基)丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸2-羟乙酯、聚(甲基)丙烯酸烷基酯、聚二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、聚(甲基)丙烯腈、以及上述聚合物的共聚物等。此外，亲水性高分子更优选为它们的交联物。
在亲水性高分子为交联物的情况下，作为该交联物，例如可列举出在交联剂的存在下使如下单体聚合而获得的高分子：(甲基)丙烯酸、烯丙胺、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酰胺、N,N'-二甲基(甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸烷基酯、马来酸、乙烯基磺酸、乙烯基苯磺酸、丙烯酰胺烷基磺酸、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、以及(甲基)丙烯腈等单体。
作为所述交联剂，适当选择以往公知的交联剂使用即可，例如优选使用乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、N,N'-亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、甲苯二异氰酸酯、二乙烯基苯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等具有聚合性官能团的交联性单体；戊二醛；多元醇；多胺；多元羧酸；钙离子、锌离子等金属离子等。这些交联剂可以单独使用，此外也可以组合两种以上来使用。
(响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子)
刺激响应性高分子是指其性质响应外部刺激而可逆地变化的高分子。
作为所述外部刺激，并不特别限定，例如可列举出热、光、电场、pH等。
此外，响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化是指响应外部刺激而暴露于该外部刺激的高分子在亲水性与疏水性之间可逆地变化。
其中，响应热而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子，即温度响应性高分子通过使用简单的加热装置来改变温度，从而可逆地进行空气中的水分的吸收和所吸收的水分的释放。根据该情况，温度响应性高分子可特别适宜地用于调湿器中。
该温度响应性高分子如果是具有下限极限溶液温度(LCST(Lower CriticalSolution Temperature)，以下，在本说明书中有时称作“LCST”)的高分子则并不特别限定。具有LCST的高分子在低温下具有亲水性，但在成为LCST以上时具有疏水性。另外，此处，所谓LCST是指在使高分子溶解于水时，在低温下为亲水性而溶解于水中，但在成为某种温度以上时成为疏水性而不溶化的情况下，成为其分界的温度。
作为所述温度响应性高分子，更具体而言，例如可列举出聚(N-异丙基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-正丙基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-甲基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-乙基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-正丁基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-异丁基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺)等聚(N-烷基(甲基)丙烯酰胺)；聚(N-乙烯基异丙基酰胺)、聚(N-乙烯基正丙基酰胺)、聚(N-乙烯基正丁基酰胺)、聚(N-乙烯基异丁酰胺)、聚(N-乙烯基叔丁基酰胺)等聚(N-乙烯基烷基酰胺)；聚(N-乙烯基吡咯烷酮)、聚(2-乙基-2-噁唑啉)、聚(2-异丙基-2-噁唑啉)、聚(2-正丙基-2-噁唑啉)等聚(2-烷基-2-噁唑啉)；聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基乙基醚等聚乙烯基烷基醚；聚环氧乙烷和聚环氧丙烷的共聚物；聚(氧乙烯乙烯基醚)；甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等纤维素衍生物等，以及所述聚合物的共聚物。在将纤维素衍生物用作所述温度响应性高分子的情况下，由于无需进行聚合而使吸湿材料的制造变容易。此外，纤维素衍生物安全且具有生物降解性，因此具有环境负荷小的优点。在使用羟丙基纤维素作为纤维素衍生物的情况下，羟丙基纤维素的优选的平均分子量为2,000～2000,000，同样地优选的取代度为1～3。温度响应性高分子更优选为这些高分子的交联物。
另外，在本发明的一实施方式中，在刺激响应性高分子与亲水性高分子形成相互浸入高分子网状结构的情况下，刺激响应性高分子以及亲水性高分子均为交联物。此外，在本发明的一实施方式中，在刺激响应性高分子与亲水性高分子形成半相互浸入高分子网状结构的情况下，刺激响应性高分子以及亲水性高分子中的任意一方为交联物。
在温度响应性高分子为交联物的情况下，作为该交联物，例如可列举出在交联剂的存在下使下述单体或这些单体的两种以上聚合而获得的高分子：N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丙基(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁基(甲基)丙烯酰胺、N-异丁基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺等N-烷基(甲基)丙烯酰胺；N-乙烯基异丙基酰胺、N-乙烯基正丙基酰胺、N-乙烯基正丁基酰胺、N-乙烯基异丁基酰胺、N-乙烯基叔丁基酰胺等N-乙烯基烷基酰胺；乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚等乙烯基烷基醚；环氧乙烷和环氧丙烷；2-乙基-2-噁唑啉、2-异丙基-2-噁唑啉、2-正丙基-2-噁唑啉等2-烷基-2-噁唑啉等。
作为所述交联剂，只要适当选择以往公知的交联剂来使用即可，例如可适宜地使用乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、N,N'-亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、甲苯二异氰酸酯、二乙烯基苯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等具有聚合性官能团的交联性单体；戊二醛；多元醇；多胺；多元羧酸；钙离子、锌离子等金属离子等。这些交联剂可以单独使用，此外也可以组合两种以上来使用。
或者，在温度响应性高分子为交联物的情况下，该交联物也可以是使未交联的温度响应性高分子、例如所述例示的温度响应性高分子与所述交联剂反应而形成网状结构从而获得的交联物。
作为响应光而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子，可列举出偶氮苯衍生物、螺吡喃衍生物等通过光而使亲水性或极性变化的光响应性高分子、它们与温度响应性高分子以及pH响应性高分子中的至少任一者的共聚物、所述光响应性高分子的交联物、或所述共聚物的交联物。
此外，作为响应电场而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子，可列举出具有羧基、磺酸基、磷酸基、氨基等解离基团的高分子、含羧基高分子与含氨基高分子的复合物那样的通过静电相互作用、氢键等而形成复合物的高分子、或它们的交联物。
此外，作为响应pH而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子，可列举出具有羧基、磺酸基、磷酸基、氨基等解离基团的高分子、含羧基高分子与含氨基高分子的复合物那样的通过静电相互作用、氢键等而形成复合物的高分子、或它们的交联物。
所述刺激响应性高分子的分子量也并不特别限定，优选为由凝胶渗透色谱法(GPC)确定的数量平均分子量为3000以上。
((a)：亲水性高分子)
作为所述吸湿性高分子材料，能够单一地使用所述亲水性高分子、或混合所述亲水性高分子的两种以上来使用。在这种情况下，对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体与亲水性高分子键合。
所述亲水性高分子自身为亲水性，除了能够对空气中的水分进行吸湿以外，通过所述配体进行键合，从而能够捕捉具有较高的吸湿性的所述金属离子的盐，能够提高所述吸湿性高分子材料的吸湿性。而且，即使与使用不含所述配体的亲水性高分子而仅与所述金属离子的盐混合的情况相比较，也可以通过使配体均匀地分散而使所述金属离子的盐均匀地分散，因此能够提高吸湿性。
所述配体与所述亲水性高分子键合所带来的所述效果是在包含亲水性高分子的任意吸湿性高分子材料中均可获得的效果。因此，在以下说明的(b)～(e)的情况下，也能够获得同样的效果。
((b)：响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子与亲水性高分子的混合物)
作为所述吸湿性高分子材料，能够使用响应所述外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子或两种以上的刺激响应性高分子的混合物、与所述的(a)的混合物。在这种情况下，对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体与所述刺激响应性高分子以及所述亲水性高分子中的至少任一者键合。
通过使用所述混合物，所述吸湿性高分子材料由于所述刺激响应性高分子的响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的性质，例如使用简单的加热装置来改变温度，由此能够可逆地进行空气中的水分的吸收和所吸收的水分的释放。此外，通过使所述配体与所述吸湿性高分子材料键合，能够捕捉具有较高的吸湿性的所述金属离子的盐，能够提高所述吸湿性高分子材料的吸湿性。而且，与使用不含所述配体的吸湿性高分子材料而仅混合所述金属离子的盐的情况相比较，也能够使配体均匀地分散从而使所述金属离子的盐均匀地分散，因此能够提高吸湿性。
除此以外，在使用不含所述配体的吸湿性高分子材料而仅混合所述金属离子的盐的情况下，存在有在包含刺激响应性高分子的吸湿性高分子材料释放所吸收的水分时，所述金属离子的盐与被释放的水分一起漏出的问题。由于所述金属离子的盐漏出，因此在反复进行空气中的水分的吸收与所吸收的水分的释放的期间，吸湿材料的吸湿性下降。与此相对，通过使所述配体与所述吸湿性高分子材料键合，所述配体保持所述金属离子，因此能够防止所述金属离子的盐与释放的水一起漏出。另外，在吸湿性高分子材料内，金属离子被电离并且保持供体电位势垒，因此能够有效地抑制金属离子的盐的漏出。
所述吸湿性高分子材料包含刺激响应性高分子所带来的所述效果是在包含刺激响应性高分子的任意的吸湿性高分子材料中均可获得的效果。由此，在以下说明的(c)～(e)的情况下，也能够获得同样的效果。
所述吸湿性高分子材料所含的所述刺激响应性高分子与所述亲水性高分子的比率并不特别限定，以去除了交联剂的重量之后的重量的比率计，相对于所述刺激响应性高分子而言，所述亲水性高分子更优选包含5重量％以上，进一步优选包含20重量％以上，此外，更优选包含1000重量％以下，进一步优选包含700重量％以下。
((c)：响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子和亲水性高分子的共聚物)
作为所述吸湿性高分子材料，可使用所述响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子或两种以上的刺激响应性高分子的混合物、与所述的(a)的共聚物。在这种情况下，对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体与所述刺激响应性高分子以及所述亲水性高分子中的至少任一者键合。另外，此处，共聚物如果是包含构成刺激响应性高分子的结构单元和构成亲水性高分子的结构单元的聚合物，则并不特别限定。
所述吸湿性高分子材料所含的构成所述刺激响应性高分子的结构单元与构成所述亲水性高分子的结构单元相对于所有结构单元的比率，并不特别限定，但相对于构成所述刺激响应性高分子的结构单元而言，构成所述亲水性高分子的结构单元更优选包含30摩尔％以上，进一步优选包含40摩尔％以上，此外，更优选包含80摩尔％以下，进一步优选包含50摩尔％以下。
((d)：响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子和亲水性高分子的相互浸入高分子网状结构物)
作为所述吸湿性高分子材料，能够使用所述刺激响应性高分子或两种以上的刺激响应性高分子的混合物、和所述(a)的相互浸入高分子网状结构物。此处，所谓相互浸入高分子网状结构是指不同的种类的高分子均为交联高分子，各个高分子的交联网络在不化学性地键合而独立地存在的状态下相互缠绕的结构。即，所述相互浸入高分子网状结构物是指所述亲水性高分子与所述刺激响应性高分子均为交联高分子，所述亲水性高分子的交联网络与所述刺激响应性高分子的交联网络在不化学性地键合而独立地存在的状态下相互缠绕的结构物。在所述亲水性高分子或所述刺激响应性高分子为混合物的情况下，混合物中的至少一个亲水性高分子与刺激响应性高分子只要形成相互浸入高分子网状结构物即可。通过使用所述相互浸入高分子网状结构物，与使用所述亲水性高分子与所述刺激响应性高分子的混合物或共聚物的情况相比而言，响应外部刺激而与水的亲和性更明确且可逆地变化。故此，通过赋予外部刺激，能够更高效地进行空气中的水分的吸收与所吸收的水分的释放，因此可特别适宜地用于调湿器中。
所述吸湿性高分子材料所含的所述刺激响应性高分子与所述亲水性高分子的比率并不特别限定，以去除了交联剂的重量之后的重量的比率计，相对于所述刺激响应性高分子而言，所述亲水性高分子更优选包含5重量％以上，进一步优选包含20重量％以上，此外，更优选包含1000重量％以下，进一步优选包含700重量％以下。
((e)：响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子与亲水性高分子的半相互浸入高分子网状结构物)
作为所述吸湿性高分子材料，可使用所述的刺激响应性高分子或两种以上的刺激响应性高分子的混合物、与所述的(a)的半相互浸入高分子网状结构物。此处，半相互浸入高分子网状结构是指不同的种类的高分子的一方为交联高分子，另一方为直链状高分子或非交联高分子，各个高分子在不化学性地键合而独立地存在的状态下相互缠绕的结构。即所述的刺激响应性高分子或两种以上的刺激响应性高分子的混合物、与所述亲水性高分子的半相互浸入高分子网状结构物是指所述亲水性高分子以及刺激响应性高分子中的任一者为交联高分子，另一方为非交联高分子，所述刺激响应性高分子与亲水性高分子在不化学性地键合而独立地存在的状态下相互缠绕的结构物。在所述亲水性高分子或所述刺激响应性高分子为混合物的情况下，只要混合物中的至少一种亲水性高分子与刺激响应性高分子形成半相互浸入高分子网状结构物即可。通过使用所述半相互浸入高分子网状结构物，与使用所述亲水性高分子和所述刺激响应性高分子的混合物或共聚物的情况相比而言，响应外部刺激而与水的亲和性更明确且可逆地变化。故此，通过赋予外部刺激，可更高效地进行空气中的水分的吸收与所吸收的水分的释放，因此可特别适宜地用于调湿器中。
所述吸湿性高分子材料所含的所述刺激响应性高分子与所述亲水性高分子的比率并不特别限定，以去除了交联剂的重量之后的重量的比率计，相对于所述刺激响应性高分子而言，所述亲水性高分子更优选包含5重量％以上，进一步优选包含20重量％以上，此外，更优选包含1000重量％以下，进一步优选包含700重量％以下。
(III)吸湿材料
本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料中，所述吸湿性高分子材料所含的所述配体相对于所述吸湿性高分子材料所含的高分子的总结构单元的比率优选为10摩尔％～80摩尔％，更优选为30摩尔％～80摩尔％，进一步优选为40摩尔％～70摩尔％。如果所述配体的比率为40摩尔％以上，则吸湿材料所含的金属离子的比率也变高，因此提高了吸湿性而优选。如果所述配体的比率为70摩尔％以下，则在使用所述刺激响应性高分子的情况下，不会对所吸收的水分的释放造成影响，因此是优选的。另外，此处，包含于所述吸湿性高分子材料是指存在于所述吸湿性高分子材料内，无论是否与所述吸湿性高分子材料键合均可。
在本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料中，所述配体的至少一部分与所述吸湿性高分子材料键合。与所述吸湿性高分子材料键合的所述配体相对于所述吸湿性高分子材料所含的高分子的总结构单元的比率更优选为10摩尔％～80摩尔％，进一步优选为40摩尔％～70摩尔％。如果所述配体的比率为40摩尔％以上，则吸湿材料所含的金属离子的比率也变高，因此提高了吸湿性而优选。如果所述配体的比率为70摩尔％以下，则在使用所述刺激响应性高分子的情况下，不会对所吸收的水分的释放造成影响，因此是优选的。
本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料的形状并不特别限定，也可以是板状、片状、膜状，也可以是粒子状。粒子状的吸湿材料的形状也并不特别限定，例如为大致球状、板状等形状。此外，本发明所涉及的吸湿材料的大小也并不特别限定，在用于调湿器的情况下，根据调湿器的结构进行适当选择即可。
所述吸湿性高分子材料例如优选为通过减压(真空)干燥、热干燥、自然干燥、以及它们的组合等而进行了干燥的干燥体，更优选为通过减压干燥或热干燥而进行了干燥的干燥体。吸湿性高分子材料在通过减压干燥或热干燥使用于聚合的溶剂升华到外部时会产生微细的孔，能够形成具有较密的网状结构的吸湿性高分子材料的干燥体。具有较密的网状结构的吸湿性高分子材料与空气接触的面积较大，因此对空气中的水分进行吸湿的量的比率变高。此外，具有较密的网状结构的吸湿性高分子材料能够通过分子链彼此接近的缠绕，抑制金属离子的盐的漏出。而且，具有较密的网状结构的吸湿性高分子材料无论是在空气中的水分的吸湿时还是在通过加热等刺激而释放水时，由于未与配体键合的吸湿性高分子材料的官能团的存在而保持吸湿性高分子材料内的电中和，因此能够在金属离子的盐与释放水一起被释放后维持平衡状态。
通过所述减压干燥而进行干燥的情况下的减压度优选为10Pa～100Pa，更优选为20Pa～50Pa。
所述减压干燥进一步优选为在对吸湿性高分子材料进行冷冻之后进行的冷冻干燥。通过将所述吸湿性高分子材料冷冻后进行减压干燥，使吸湿性高分子材料在用于聚合的溶剂升华而到外部时产生微细的孔，可形成具有更密的网状结构的吸湿性高分子材料的干燥体。冷冻温度优选为-60℃～-20℃，更优选为-60℃～-30℃。此外，干燥时间还取决于试样的量，优选为20小时以上，更优选为30小时以上。干燥时间的上限优选为50小时的程度。
另外，在本发明的一实施方式中，吸湿性高分子材料的干燥体无需从吸湿性高分子材料中完全去除水分，如果能够吸收空气中的水分，则也可以包含水分。因而，对于所述吸湿性高分子材料的干燥体的含水率，如果该干燥体能够吸收空气中的水分，则并不特别限定，例如优选为10重量％～30重量％，更优选为20重量％～25重量％。另外，此处，所谓含水率是指水分相对于吸湿性高分子材料的干燥重量的比率。
与所述干燥体相关的说明和吸湿性高分子材料有关，关于吸湿材料也同样如此。
[第二实施方式：吸湿材料的制造方法]
本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料的制造方法是制造如下吸湿材料的方法：所述吸湿材料含有吸湿性高分子材料，且所述吸湿性高分子材料含有亲水性高分子，在所述吸湿性高分子材料中键合有对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体。
本发明的一实施方式中的吸湿材料的制造方法至少包含如下工序即可：制造如下吸湿性高分子材料的吸湿性高分子材料制造工序，所述吸湿性高分子材料含有亲水性高分子，且在所述吸湿性高分子材料中键合有对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体；以及干燥工序，对通过所述吸湿性高分子材料制造工序而获得的吸湿性高分子材料进行干燥。而且，还可以包含粉碎工序，对通过所述干燥工序进行了干燥的吸湿性高分子材料进行粉碎。
以下，对构成本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料的制造方法的各工序进行说明。但是，关于与上述吸湿材料中说明的内容重复的内容，省略其说明。
(吸湿性高分子材料制造工序)
吸湿性高分子材料制造工序如果是能够制造所述吸湿性高分子材料的工序则并不特别限定，所述吸湿性高分子材料例如可通过以下的方法来进行制造。
[1]包含如下工序的方法：使构成所述亲水性高分子的单体与所述配体反应，使所述配体的至少一部分与构成所述亲水性高分子的单体键合的工序(i)；以及使通过所述工序(i)获得的键合有所述配体的单体聚合的工序(ii)。
[2]包含如下工序的方法：使构成所述亲水性高分子的单体聚合而合成所述亲水性高分子、或准备市售的所述亲水性高分子的工序(i)；以及使所述亲水性高分子与所述配体反应，使所述配体的至少一部分与所述亲水性高分子键合的工序(ii)。
[3]包含如下工序的方法：使构成所述刺激响应性高分子的单体与所述配体反应，使所述配体的至少一部分与构成所述刺激响应性高分子的单体键合的工序(i)；使通过所述工序(i)获得的键合有所述配体的单体聚合，从而合成键合有所述配体的所述刺激响应性高分子的工序(ii)；以及将通过所述工序(ii)获得的刺激响应性高分子与通过[1]或[2]的方法获得的亲水性高分子加以混合的工序(iii)。
[4]包含如下工序的方法：对构成所述刺激响应性高分子的单体进行聚合而合成所述刺激响应性高分子、或准备市售的刺激响应性高分子的工序(i)；使所述刺激响应性高分子与所述配体反应，使所述配体的至少一部分与所述刺激响应性高分子键合，由此获得键合有所述配体的所述刺激响应性高分子的工序(ii)；以及将通过所述工序(ii)获得的刺激响应性高分子与通过[1]或[2]的方法获得的亲水性高分子加以混合的工序(iii)。
[5]包含如下工序的方法：使构成所述亲水性高分子的单体、构成所述刺激响应性高分子的单体、所述配体反应，使所述配体的至少一部分分别与构成亲水性高分子的单体和/或构成刺激响应性高分子的单体键合的工序(i)；以及使通过所述工序(i)获得的构成所述亲水性高分子的单体与构成所述刺激响应性高分子的单体共聚的工序(ii)。
[6]包含如下工序的方法：对构成所述亲水性高分子的单体与构成所述刺激响应性高分子的单体进行共聚而获得共聚物的工序(i)；以及使通过所述工序(i)获得的共聚物与所述配体反应，使所述配体的至少一部分与所述共聚物键合的工序(ii)。
[7]包含如下工序的方法：使构成所述刺激响应性高分子的单体与所述配体反应，使所述配体的至少一部分与构成所述刺激响应性高分子的单体键合的工序(i)；对通过所述工序(i)获得的构成所述刺激响应性高分子的单体进行聚合以及交联，由此形成所述刺激响应性高分子的交联物的交联网络(a)的工序(ii)；
使构成所述亲水性高分子的单体与所述配体反应，使所述配体的至少一部分与构成所述亲水性高分子的单体键合的工序(iii)；在交联网络(a)的存在下，对通过所述工序(iii)获得的构成所述亲水性高分子的单体进行聚合以及交联，由此形成由交联网络(a)和所述亲水性高分子的交联物的交联网络(b)构成的相互浸入高分子网状结构的工序(iv)。
[8]包含如下工序的方法：通过对构成所述刺激响应性高分子的单体进行聚合以及交联，从而形成所述刺激响应性高分子的交联物的交联网络(a)的工序(i)；
在交联网络(a)的存在下，通过对构成所述亲水性高分子的单体进行聚合以及交联，从而形成由交联网络(a)和所述亲水性高分子的交联物的交联网络(b)构成的相互浸入高分子网状结构的工序(ii)；以及使通过所述工序(ii)获得的形成有所述相互浸入高分子网状结构的吸湿性高分子材料与所述配体反应，使所述配体的至少一部分与所述吸湿性高分子材料键合的工序(iii)。
[9]包含如下工序的方法：使构成所述刺激响应性高分子的单体与所述配体反应，使所述配体的至少一部分与构成所述刺激响应性高分子的单体键合的工序(i)；对通过所述工序(i)获得的构成所述刺激响应性高分子的单体进行聚合以及交联，形成所述刺激响应性高分子的交联物的交联网络(a)的工序(ii)；
使构成所述亲水性高分子的单体与所述配体反应，使所述配体的至少一部分与构成所述亲水性高分子的单体键合的工序(iii)；在交联网络(a)的存在下，对通过所述工序(iii)获得的构成所述亲水性高分子的单体进行聚合，由此形成由交联网络(a)和非交联的所述亲水性高分子构成的半相互浸入高分子网状结构的工序(iv)。
[10]包含如下工序的方法：通过对构成所述刺激响应性高分子的单体进行聚合以及交联，形成所述刺激响应性高分子的交联物的交联网络(a)的工序(i)；
在交联网络(a)的存在下，对构成所述亲水性高分子的单体进行聚合，从而形成由交联网络(a)和非交联的所述亲水性高分子构成的半相互浸入高分子网状结构的工序(ii)；以及使通过所述工序(ii)获得的形成有所述半相互浸入高分子网状结构的吸湿性高分子材料与所述配体反应，使所述配体的至少一部分与所述吸湿性高分子材料键合的工序(iii)。
[11]包含如下工序的方法：使构成所述刺激响应性高分子的单体与所述配体反应，使所述配体的至少一部分与构成所述刺激响应性高分子的单体键合的工序(i)；对通过所述工序(i)获得的构成所述刺激响应性高分子的单体进行聚合，由此制造非交联的所述刺激响应性高分子的工序(ii)；
使构成所述亲水性高分子的单体与所述配体反应，使所述配体的至少一部分与构成所述亲水性高分子的单体键合的工序(iii)；在非交联的所述刺激响应性高分子的存在下，对通过所述工序(ii)获得的构成所述亲水性高分子的单体进行聚合以及交联，由此形成由非交联的所述刺激响应性高分子和所述亲水性高分子的交联物的交联网络(b)构成的半相互浸入高分子网状结构的工序(iv)。
[12]包含如下工序的方法：对构成所述刺激响应性高分子的单体进行聚合，由此制造非交联的所述刺激响应性高分子的工序(i)；在通过工序(i)获得的非交联的所述刺激响应性高分子的存在下，对构成所述亲水性高分子的单体进行聚合以及交联，由此形成由非交联的所述刺激响应性高分子和所述亲水性高分子的交联物的交联网络(b)构成的半相互浸入高分子网状结构的工序(ii)；以及使通过所述工序(ii)获得的形成有所述半相互浸入高分子网状结构的吸湿性高分子材料与所述配体反应，使所述配体的至少一部分与所述吸湿性高分子材料键合的工序(iii)。
另外，在所述[3]、[4]的方法中，键合有所述配体的亲水性高分子与键合有所述配体的刺激响应性高分子混合，但作为亲水性高分子与刺激响应性高分子中的任意一方，也可以使用未键合有所述配体的高分子。
此外，在所述[7]的方法中，形成了键合有所述配体的亲水性高分子与键合有所述配体的刺激响应性高分子的相互浸入高分子网状结构，但作为亲水性高分子与刺激响应性高分子中的任意一方，也可以使用未键合有所述配体的高分子。
在所述[1]～[12]的方法中，作为用以使单体聚合的聚合方法，并不特别限定，可适宜地使用自由基聚合、离子聚合、缩聚、开环聚合等。此外，作为用于聚合的溶剂，也是根据单体而适当选择即可，例如可适宜使用水、磷酸缓冲液、Tris缓冲液、乙酸缓冲液、甲醇、乙醇等。
作为聚合引发剂，也并不特别限定，例如可适宜使用过硫酸铵、过硫酸钠等过硫酸盐；过氧化氢；叔丁基过氧化氢、枯烯过氧化氢等过氧化物类；偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰等。这些聚合引发剂中，特别是如过硫酸盐、过氧化物等那样显示氧化性的引发剂，也可以用作与例如亚硫酸氢钠、N,N,N',N'-四甲基乙二胺等的氧化还原引发剂。或者也可以将光、放射线等用作引发剂。
此外，聚合温度并不特别限定，通常为5℃～80℃。此外，聚合时间也并不特别限定，通常为4小时～48小时。
聚合时的单体、交联剂等的浓度如果是获得所述刺激响应性高分子、所述亲水性高分子或它们的交联物的浓度则并不特别限定。此外，所述聚合引发剂的浓度也并不特别限定，只要适当选择即可。
在所述[7]～[12]的方法中，通过对单体进行聚合以及交联而形成所述刺激响应性高分子或所述亲水性高分子的交联物的交联网络的方法也可以是在交联剂的存在下对单体进行聚合的方法，也可以是在对单体进行聚合而形成高分子后通过交联剂进行交联的方法。
在所述[7]、[9]以及[11]的工序(iv)中，适当选择在通过工序(ii)形成的高分子或其交联物之间并不形成交联的聚合条件或交联条件即可。此外，在所述[8]、[10]以及[12]的工序(iii)中，适当选择在通过工序(i)形成的高分子或其交联物之间并不形成交联的聚合条件或交联条件即可。
在所述[1]～[12]的方法中，对于构成所述刺激响应性高分子的单体、构成所述亲水性高分子的单体、以及交联剂，如所述(I)中说明那样。
此外，在所述[7]～[12]的方法中，在所述刺激响应性高分子或所述亲水性高分子从最初例如为纤维素衍生物、多糖类等高分子的情况下，“对构成所述刺激响应性高分子的单体进行聚合以及交联”被改写为“对所述刺激响应性高分子进行交联”，“对构成所述亲水性高分子的单体进行聚合以及交联”被改写为“对所述亲水性高分子进行交联”。
此外，在所述[7]～[12]的方法中，在制造了所述刺激响应性高分子或其交联物之后，在所获得的所述刺激响应性高分子或其交联物的存在下，制造所述亲水性高分子或其交联物，但也可以在制造了所述亲水性高分子或其交联物之后，在所获得的所述亲水性高分子或其交联物的存在下，制造所述刺激响应性高分子或其交联物。
此外，在所述[7]～[12]的方法中，对于相互浸入高分子网状结构或半相互浸入高分子网状结构通过如下的两个阶段的工序进行制造：在制造了所述刺激响应性高分子或其交联物之后，在所获得的所述刺激响应性高分子或其交联物的存在下，制造所述亲水性高分子或其交联物；但针对所述刺激响应性高分子或其交联物与所述亲水性高分子或其交联物，如果选择在所述刺激响应性高分子或其交联物与所述亲水性高分子或其交联物之间并不形成交联的聚合条件或交联条件，则能够在一个阶段同时进行。例如，如果在所述亲水性高分子或其交联物的制造中所使用的聚合方法与交联剂、在所述亲水性高分子或其交联物的制造中所使用的聚合方法与交联剂使用不同的组合，则能够通过一个阶段的工序来制造所述吸湿性高分子材料。
(干燥工序)
在干燥工序中，对通过所述吸湿性高分子材料制造工序获得的吸湿性高分子材料进行干燥，获得吸湿性高分子材料的干燥体。
对吸湿性高分子材料进行干燥的方法并不特别限定，可适当使用以往公知的方法。作为对吸湿性高分子材料进行干燥的方法，例如可列举出通过加热进行的干燥、减压下的干燥、冷冻干燥、溶剂置换法等。
(粉碎工序)
通过干燥工序获得的所述吸湿性高分子材料的干燥体视需要在粉碎工序中进行粉碎。
作为粉碎的方法，也并不特别限定，例如可使用转子等机械式粉碎机、球磨机、气流式粉碎机等对所述吸湿性高分子材料的干燥体进行粉碎，并视需要进一步进行分级而制成粒子状的吸湿材料。
此外，粒子状的吸湿材料也可以通过如下方法而制造：在吸湿性高分子材料制造工序中，通过使用乳化聚合而合成吸湿性高分子材料微粒子。
[第三实施方式：调湿器]
本发明所涉及的吸湿材料、特别是包含所述亲水性高分子以及所述刺激响应性高分子的吸湿材料能够可逆地进行空气中的水分的吸收和所吸收的水分的释放，因此特别适合用于调湿器中，通过使用了该吸湿材料的调湿器，能够不使用过冷却或较大的热量而高效地进行调湿。故此，利用了本发明的一实施方式所涉及的吸湿材料的调湿器也包含于本发明中。以下，对本发明的一实施方式所涉及的调湿器进行说明。本发明的一实施方式所涉及的调湿器具备：吸湿材料，其含有吸湿性高分子材料，所述吸湿性高分子材料含有亲水性高分子和刺激响应性高分子，且在所述吸湿性高分子材料中键合有对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体；以及刺激赋予部，其赋予用于使所述刺激响应性高分子与水的亲和性下降的外部刺激。此处，所述吸湿材料优选更包含一价、二价、或三价的金属离子的盐。对于所述吸湿材料，关于与[第一实施方式]中说明的内容重复的内容，省略其说明。
本发明的一实施方式所涉及的调湿器具备具有吸气口和排气口的调湿器主体。在调湿器主体的内部具备：多个调湿单元，其承载有本发明的吸湿材料；调湿区域，其为调湿单元吸收空气中的水分的区域；脱水区域，其为供吸收了空气中的水分的调湿单元将所吸收的水分作为水释放出去的区域；排水箱，其对所释放的水进行贮水；以及送风扇，其用于从吸气口吸入需要被吸湿的空气，并从排气口排出已经被吸湿的空气。另外，在本实施方式中，作为调湿材料使用如下调湿材料：所述调湿材料含有吸湿性高分子材料，所述吸湿性高分子材料含有亲水性高分子和响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子，并在所述吸湿性高分子材料中键合有对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体。
多个调湿单元能够在调湿区域与脱水区域之间移动。在所述脱水区域具备刺激赋予部，所述刺激赋予部赋予用于使所述刺激响应性高分子与水的亲和性下降的外部刺激。在所述刺激响应性高分子例如为温度响应性高分子的情况下，刺激赋予部例如为加热器。
被调湿器吸引的空气(潮湿的空气)在穿过调湿区域时与调湿单元的吸湿材料接触。在室温下为亲水性的吸湿材料吸收空气(潮湿的空气)中的水分，由此在穿过调湿区域时潮湿的空气被吸湿，已经被吸湿的空气(干燥空气)从排气口排出。
吸收了空气(潮湿的空气)中的水分的调湿单元从调湿区域向脱水区域内移动。在脱水区域内，移动到脱水区域的调湿单元通过刺激赋予部对吸湿材料赋予外部刺激，从而使吸湿材料成为疏水性。其结果，吸湿材料所吸收的水分作为水而从吸湿材料释放出。并且，所释放出的水被排出至排水箱。
此时，在本发明的一实施方式所涉及的调湿器中，通过在所述吸湿材料的吸湿性高分子材料中键合有所述配体，所述配体对所述金属离子进行保持，因此能够防止所述金属离子的盐与所释放的水一起漏出。故此，在通过使所述调湿单元在调湿区域与脱水区域之间反复移动，反复进行利用吸湿材料进行的空气中的水分的吸收和所吸收的水分的释放的情况下，也能够抑制吸湿材料的吸湿性的下降。
本发明并不限定于上述各实施方式，可以在权利要求所示的范围内进行各种变更，对不同的实施方式所分别公开的技术手段进行适当组合而获得的实施方式也包含于本发明的技术范围中。而且，通过对各实施方式所分别公开的技术手段加以组合，可形成新的技术特征。
[总结]
本发明的第一方式所涉及的吸湿材料是含有吸湿性高分子材料的吸湿材料，其具备如下构成：所述吸湿性高分子材料含有亲水性高分子，在所述吸湿性高分子材料中键合有对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体。
根据上述构成，可起到如下效果：能够捕捉具有较高的吸湿性的所述金属离子的盐，能够防止源自该盐的潮解液的漏出并且实现吸湿性更优异的吸湿材料。
本发明的第二方式所涉及的吸湿材料在所述第一方式的基础上具备如下构成：所述配体为形成包合物的主体分子、螯合剂、或具有与所述金属离子进行离子键合的官能团的分子。
根据上述构成，能够使所述吸湿性高分子材料捕捉具有较高的吸湿性的所述金属离子的盐，能够提高所述吸湿性高分子材料的吸湿性。
本发明的第三方式所涉及的吸湿材料在所述第二方式的基础上具备如下构成：所述主体分子为选自由环糊精、冠状化合物、环芬、氮杂环芬、杯芳烃、卟啉、酞菁、席夫碱、以及它们的衍生物所构成的群中的至少一种以上的分子。
根据上述构成，能够使所述吸湿性高分子材料捕捉具有较高的吸湿性的所述金属离子的盐，能够提高所述吸湿性高分子材料的吸湿性。
本发明的第四方式所涉及的吸湿材料在所述第二方式的基础上具备如下构成：所述螯合剂为选自由聚烷撑二醇、乙二胺、联吡啶、乙二胺四乙酸、菲咯啉、以及它们的衍生物所构成的群中的至少一种以上的分子。
根据上述构成，能够使所述吸湿性高分子材料捕捉具有较高的吸湿性的所述金属离子的盐，能够提高所述吸湿性高分子材料的吸湿性。
本发明的第五方式所涉及的吸湿材料在所述第二方式的基础上具备如下构成：所述具有官能团的分子为选自由羧酸、磷酸、磺酸、以及胺类所构成的群中的至少一种以上的分子。
根据上述构成，能够使所述吸湿性高分子材料捕捉具有较高的吸湿性的所述金属离子的盐，能够提高所述吸湿性高分子材料的吸湿性。
本发明的第六方式所涉及的吸湿材料在所述第一方式～第五方式的任一者的基础上具备如下构成：所述吸湿性高分子材料为下述(a)～(e)中的任一者：
(a)亲水性高分子；
(b)响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子和亲水性高分子的混合物；
(c)响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子和亲水性高分子的共聚物；
(d)响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子和亲水性高分子的相互浸入高分子网状结构物；以及
(e)响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子和亲水性高分子的半相互浸入高分子网状结构物。
根据上述构成(a)，所述亲水性高分子为自身亲水性且能够对空气中的水分进行吸湿，除此以外还键合有所述配体，由此能够捕捉具有较高的吸湿性的所述金属离子的盐，能够提高所述吸湿性高分子材料的吸湿性。而且，与使用不含所述配体的亲水性高分子而仅混合所述金属离子的盐的情况相比较，还能够通过使配体均匀地分散而使所述金属离子的盐均匀地分散，因此能够提高吸湿性。
根据上述构成(b)～(e)，除此以外，在使用不含所述配体的刺激响应性高分子而仅混合所述金属离子的盐的情况下，存在有在释放刺激响应性高分子所吸收的水分时，所述金属离子的盐与释放水分一起漏出的问题。由于所述金属离子的盐漏出，因此在反复进行空气中的水分的吸收和所吸收的水分的释放的期间，吸湿材料的吸湿性下降。与此相对，通过使所述刺激响应性高分子与所述配体键合，所述配体对所述金属离子进行保持，因此能够防止所述金属离子的盐与释放的水一起漏出。
本发明的第七方式所涉及的吸湿材料在所述第一方式～第六方式的任一者的基础上具备如下构成：所述吸湿性高分子材料所含的所述配体相对于所述吸湿性高分子材料所含的高分子的总结构单元的比率为10摩尔％～80摩尔％。
根据上述构成，可提高吸湿材料的吸湿性而优选，此外在使用所述刺激响应性高分子的情况下，不会对所吸收水分的释放造成影响而优选。
本发明的第八方式所涉及的吸湿材料在所述第一方式～第八方式的任一者的基础上具备如下构成：更包含一价、二价、或三价的金属离子的盐。
根据上述构成，可提高吸湿材料的吸湿性而优选。
[实施例1～3、比较例1]
<实施例1：Alg-PEG(CaCl2/LiCl)/HPC半相互浸入高分子网状结构物的合成>
将海藻酸(Alg)钠100mg和相对于Alg为10wt％的聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDE)溶解于超纯水100ml中。在70℃下对所获得的水溶液加热11小时。使加热后的水溶液与羟丙基纤维素(HPC)水溶液(将HPC(和光纯药工业株式会社，羟丙基纤维素150～400cP))溶解于超纯水100ml中而成的水溶液)混合。向所获得的混合液中添加各自浓度为0.5M的CaCl2/LiCl水溶液200ml并静置24小时，由此获得在键合有聚乙二醇(PEG)的海藻酸与HPC的半相互浸入高分子网状结构物中捕捉有CaCl2/LiCl的高分子凝胶(Alg-PEG(CaCl2/LiCl)/HPC半相互浸入高分子网状结构物)。在-30℃下对获得的高分子凝胶进行冷冻，并在20Pa的减压条件下使其干燥36小时，获得在Alg-PEG/HPC半相互浸入高分子网状结构物中捕捉有CaCl2/LiCl的高分子凝胶的干燥体(吸湿材料1)。配体相对于吸湿材料1所含的高分子的总结构单元的比率约为5摩尔％。
<实施例2>
将向海藻酸(Alg)钠中添加的PEGDE的量设为相对于Alg为20wt％，除此以外与实施例1同样地进行而获得在Alg-PEG/HPC半相互浸入高分子网状结构物中捕捉有CaCl2/LiCl的高分子凝胶的干燥体(吸湿材料2)。配体相对于吸湿材料2所包含的高分子的总结构单元的比率约为10摩尔％。
<实施例3>
将向海藻酸(Alg)钠中添加的PEGDE的量设为相对于Alg为30wt％，除此以外与实施例1同样地进行而获得在Alg-PEG/HPC半相互浸入高分子网状结构物中捕捉有CaCl2/LiCl的高分子凝胶的干燥体(吸湿材料3)。配体相对于吸湿材料3所包含的高分子的总结构单元的比率约为15摩尔％。
<比较例1：Alg/HPC半相互浸入高分子网状结构物的合成>
将向海藻酸(Alg)钠中添加的PEGDE的量设为0，除此以外与实施例1同样地进行而获得Alg/HPC半相互浸入高分子网状结构物的干燥体与CaCl2/LiCl的混合物(比较吸湿材料1)。
<Alg/HPC半相互浸入高分子网状结构物以及Alg-PEG(CaCl2/LiCl)/HPC半相互浸入高分子网状结构物的吸湿特性>
在温度25℃、湿度80％RH的恒温恒湿条件下静置吸湿材料1～3以及比较吸湿材料1，并经时地测量重量变化，由此对它们的吸湿特性进行研究。
图1中示出时间-吸湿率。在图1中，纵轴表示含水率(图1中，记载为“Amount ofmoisture absorption(吸湿量)”。所谓含水率，换言之为空气中所吸湿的水分的量。单位：g/g-干燥体(图1中，记载为“g/g-dried polymer(g/g-干燥聚合物)”))，横轴表示时间(单位：分钟)。如图1所示，与Alg键合的PEG的比率越高，吸湿率越提高。其原因在于：若PEG的量较多，则所配位的Ca离子以及Li离子的量也变多。
[实施例4、比较例2]
<实施例4：Alg-CE(CaCl2/LiCl)的合成>
将海藻酸(Alg)钠1g溶解于超纯水100ml中。在所获得的Alg水溶液中，添加二氯乙烷(EDC)735mg和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)437mg并搅拌30分钟以使其与Alg中的50摩尔％的羧基反应，从而制备EDC/NHS活性化Alg水溶液。接着，将使2-氨基甲基-15-冠-5(CE)690mg溶解于超纯水10ml中而成的CE水溶液滴加至EDC/NHS活性化Alg水溶液中并搅拌8小时，获得包含Alg-CE的水溶液。该包含Alg-CE的水溶液通过如下方式进行纯化：使用纤维素透析膜将其透析到超纯水中，并通过无源扩散去除溶液中的小于截留分子量的低分子。其后，将纯化的Alg-CE溶解于超纯水中，制备Alg-CE水溶液。向该Alg-CE水溶液添加各自浓度为0.5M的CaCl2/LiCl水溶液200ml并静置20小时，获得在键合有CE的海藻酸中捕捉有CaCl2/LiCl的高分子凝胶(Alg-CE(CaCl2/LiCl))。在-30℃下对所获得的高分子凝胶进行冷冻，在20Pa的减压条件下干燥36小时，获得干燥体(吸湿材料4)。配体相对于吸湿材料4所包含的高分子的总结构单元的比率约为50摩尔％。
<比较例2>
将海藻酸(Alg)钠1g溶解于超纯水100ml中。向所获得的Alg水溶液中添加各自浓度为0.5M的CaCl2/LiCl水溶液200ml并静置30小时，获得作为Alg与CaCl2/LiCl的混合物的高分子凝胶。在-30℃下对获得的高分子凝胶进行冷冻，在20Pa的减压条件下干燥36小时，获得作为Alg与CaCl2/LiCl的混合物的高分子凝胶的干燥体(比较吸湿材料2)。
<Alg以及Alg-CE(CaCl2/LiCl)的吸湿特性>
在温度25℃、湿度80％RH的恒温恒湿条件下静置吸湿材料4以及比较吸湿材料2，并经时地测量重量变化，由此对它们的吸湿特性进行了研究。
图2中示出时间－吸湿率。图2中，纵轴表示含水率(图2中，记载为“Amount ofmoisture absorption”。所谓含水率，换而言之为空气中所吸湿的水分的量。单位：g/g-干燥体(图2中，记载为“g/g-dried polymer”))，横轴表示时间(单位：分钟)。如图2所示，Alg与CE键合的吸湿材料4和Alg未与CE键合的比较吸湿材料2相比，吸湿率得以提高。其原因在于：对CECa离子以及Li离子进行包接。
产业上的可利用性
本发明所涉及的吸湿材料作为吸湿、脱水材料是非常有用，可适宜地用于调湿器中。

Claims (8)

1.一种吸湿材料，其含有吸湿性高分子材料，其特征在于，
所述吸湿性高分子材料含有亲水性高分子，
在所述吸湿性高分子材料中键合有对一价、二价、或三价的金属离子具有亲和性的配体。
2.根据权利要求1所述的吸湿材料，其特征在于，
所述配体为形成包合物的主体分子、螯合剂、或具有与所述金属离子进行离子键合的官能团的分子。
3.根据权利要求2所述的吸湿材料，其特征在于，
所述主体分子为选自由环糊精、冠状化合物、环芬、氮杂环芬、杯芳烃、卟啉、酞菁、席夫碱、以及它们的衍生物所构成的群中的至少一种以上的分子。
4.根据权利要求2所述的吸湿材料，其特征在于，
所述螯合剂为选自由聚烷撑二醇、乙二胺、联吡啶、乙二胺四乙酸、菲咯啉、以及它们的衍生物所构成的群中的至少一种以上的分子。
5.根据权利要求2所述的吸湿材料，其特征在于，
所述具有官能团的分子为选自由羧酸、磷酸、磺酸、以及胺类所构成的群中的至少一种以上的分子。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的吸湿材料，其特征在于，
所述吸湿性高分子材料为下述(a)～(e)中的任一者：
(a)亲水性高分子；
(b)响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子和亲水性高分子的混合物；
(c)响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子和亲水性高分子的共聚物；
(d)响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子和亲水性高分子的相互浸入高分子网状结构物；以及
(e)响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子和亲水性高分子的半相互浸入高分子网状结构物。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的吸湿材料，其特征在于，
所述吸湿性高分子材料所包含的所述配体相对于所述吸湿性高分子材料所包含的高分子的总结构单元的比率为10摩尔％～80摩尔％。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的吸湿材料，其特征在于，
还包含一价、二价、或三价的金属离子的盐。
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