(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩型カルボキシル基を２．５〜１０．０ｍｅｑ／ｇ含有し、且つヒドラジン系化合物による架橋が施され、難燃性を有する高吸放湿性高分子化合物を主な構成要素としてなり、複数の気体貫通路を備え、吸湿水の除去に要する再生温度が１１０℃以下であることを特徴とする低温再生型吸湿素子。
【請求項２】
高吸放湿性高分子化合物が、繊維状であることを特徴とする請求項１に記載の低温再生型吸湿素子。
【請求項３】
請求項２における繊維状の高吸放湿性高分子化合物が、植毛加工されていることを特徴とする低温再生型吸湿素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水蒸気を含む気体の除湿，乾燥を目的とした装置の、除湿，乾燥を担う吸湿素子に関する。更に詳しくは、吸湿性能に優れ、低温での吸湿水の除去を容易に行うことが可能で、再生により繰り返し使用の可能な吸湿素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水蒸気を含む気体の除湿，乾燥をする際に、吸湿材を用いる場合、複数の気体貫通路の貫通路面に吸湿材を担持した素子が一般に使用されている。そして吸湿素子の形成方法としては、アルミニウムのような金属の板、あるいは、無機繊維の紙または不織布等を積層して複数の気体貫通路を有するハニカム形状に成形し、この工程の前または後に、吸湿材としてシリカゲル，合成ゼオライト，活性炭、あるいは塩化リチウム，塩化カルシウム等のような潮解性物質から選択した、いずれかを担持させる方法によるものである。
【０００３】
従来の技術で使用されている吸湿材は、主にシリカゲルであり吸湿率はせいぜい４０重量％であり、ゼオライト，活性炭も２５重量％程度の吸湿率である。ここでいう吸湿率とは、試料を完全乾燥させた状態での重量に対して、２０℃６５％ＲＨで平衡吸湿したときの吸湿水の重量の割合をいう。これらの材料を素子に浸透させて吸湿素子にするにあたっては、結合剤の使用が必要であるため、吸湿素子とした場合の吸湿特性は低いものとなる。したがって実用上の吸湿効率を上げるためには吸湿素子を大型化しなければならないのが現状である。
【０００４】
また、一旦吸湿素子に吸湿した水分を除去する際には、加熱空気を送り込む，素子の中に通した電熱線により加熱する等の方法をとる。以下この温度を再生温度と呼ぶ。従来の吸湿素子を再生時間３０分程度とした場合には、再生温度は１２０℃以上となってしまう。これは、吸湿素子に吸着した水分の放出性が悪いためであり、再生時に多量の再生空気を必要とし、しかも温度が高いという事は、エネルギーの点で好ましくない。特に、塩化リチウム，塩化カルシウム等のような潮解性物質を吸湿材として担持させた場合には、再生温度が高く，再生時間が長いという問題が顕著となる。また、再生温度が高いと安全性、エネルギー等の面から家庭用の除湿，乾燥用途としては適していない。家庭用としても使用する事ができるようにするには、再生温度は１１０℃以下好ましくは８０℃以下が必要となる。従来の吸湿素子をこのような温度で再生しようとした場合、再生に必要な時間が非常に長くなり、吸湿素子本来の機能としての気体の除湿，乾燥に使用し得る時間が少なくなってしまう。
【０００５】
このような問題点から、家庭用の除湿器には吸湿素子は用いられなかった。また、従来の家庭用除湿機は冷凍式のものであるが、ドレン水が出てその都度捨てなければならない、据え置き型のため室内の場所がとられてしまう等の問題がある。
【０００６】
このようなことから、高い吸湿性能を有し、かつ、１１０℃以下で吸湿水の除去を容易に行うことが可能で、窓，壁，床，天井等にも設置できるような除湿，乾燥を行える装置であって、ドレン水をその都度捨てる必要のないものが要望されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の問題を解消したものであり、１１０℃以下での再生が可能で、高い吸放湿性を持った、吸放湿速度が速い低温再生型吸湿素子を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、再生温度が７０℃程度であり、高い吸放湿性を持った素材について鋭意研究を続けてきた。その結果、塩型カルボキシル基を含有する高吸放湿性高分子化合物を主な構成物質として吸湿素子を形成することで、課題を解決することが出来ることを見出し本発明を完成させるに到った。即ち、本発明は塩型カルボキシル基を２．５〜１０．０ｍｅｑ／ｇ含有し、且つヒドラジン系化合物による架橋が施され、難燃性を有する高吸放湿性高分子化合物を主な構成要素としてなり、複数の気体貫通路を備え、吸湿水の除去に要する再生温度が１１０℃以下である低温再生型吸湿素子である。さらに本発明は、該高分子化合物が繊維状である特徴を有する吸湿素子を含む及び／又は、繊維状の高吸放湿性高分子化合物が、植毛加工されていることを特徴とする低温再生型吸湿素子も含む。
【０００９】
以下、本発明を詳述する。
本発明に適用される塩型カルボキシル基を含有する高吸放湿性高分子化合物とは、塩型カルボキシル基を２．５〜１０．０ｍｅｑ／ｇ含有する高分子化合物であれば、特に限定されない。高吸放湿性高分子化合物に含有する塩型カルボキシル基が２．５ｍｅｑ／ｇ未満の場合は、吸湿能力が少なすぎて素子を大型化する必要があり、再生に要する送風機も大型化しエネルギーが多くなる等の問題点がある。また、塩型カルボキシル基の量が１０．０ｍｅｑ／ｇを越えた場合には、高吸放湿性高分子化合物自体の形態を保つことができなくなり、吸湿素子に加工できたとしても再使用できるものとならない。また、塩型カルボキシル基の量は、吸湿能力や形態安定性を考えると４．０〜８．５ｍｅｑ／ｇであることが好ましい。この高吸放湿性高分子化合物を主な構成要素とした、複数の気体貫通路を備えた吸湿素子は、高い吸放湿性を持ち、かつ１１０℃以下で容易に再生ができ、吸放湿速度が速い低温再生型吸湿素子となる。
【００１０】
ここでいう主な構成要素とは、吸湿素子全体の重量のうち高吸放湿性高分子化合物が占める重量が５０重量％以上である場合をいうが、７０重量％以上であれば、より好ましい。これは高吸放湿性高分子化合物としての特性を有効に使えるためである。他の構成要素としては、何を選択しても構わないが、吸湿特性を持つ素材を選択する事が好ましい。このような素材としては、パルプ、レーヨン、羊毛、ナイロン、木綿、デンプン、ポリビニルアルコール等が例示される。
【００１１】
高吸放湿性高分子化合物を得る方法としては、塩型カルボキシル基を有する単量体を単独重合又は共重合可能な他の単量体と共重合することによって重合体を得る方法、カルボキシル基を有する重合体を得た後に塩型に変える方法、化学変性によりカルボキシル基を導入する方法等が挙げられる。
【００１２】
また、不織布、紙、スポンジなどに塩型カルボキシル基を有する単量体を含浸させた後に重合し高吸放湿性高分子化合物を得る方法、カルボキシル基を含有する単量体を含浸させた後に重合しその後で塩型に変えて高吸放湿性高分子化合物を得る方法、化学変性によりカルボキシル基を導入する事が可能な単量体を含浸し重合し化学変性を行いカルボキシル基を導入し塩型とし高吸放湿性高分子化合物を得る方法等も挙げられる。
【００１３】
この他にも、不織布、紙、スポンジなどに塩型カルボキシル基を含む高分子化合物を含浸し高吸放湿性高分子化合物を得る方法、カルボキシル基を含有する高分子化合物を含浸し塩型に変えて高吸放湿性高分子化合物を得る方法、化学変性によりカルボキシル基を導入する事が可能な高分子化合物を含浸し化学変性を行いカルボキシル基を導入し塩型として高吸放湿性高分子化合物を得る方法等も挙げられる。
【００１４】
しかしながら、塩型カルボキシル基を２．５〜１０．０ｍｅｑ／ｇ含有する高分子化合物を得る方法であれば、高吸放湿性高分子化合物を得る方法は上記の方法には限定されない。
【００１５】
塩型カルボキシル基を有する単量体を重合して高吸放湿性高分子化合物を得る方法としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ビニルプロピオン酸等のカルボキシル基を含有するビニル及び／又はビニリデン系の塩型単量体の単独重合体、あるいは２種以上からなる共重合体、また、共重合可能な他の単量体との共重合により共重合体を得る方法がある。カルボキシル基の塩型としては、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ等のアルカリ土類金属、アンモニア，アミン等の有機の陽イオンを挙げることができる。
【００１６】
また、カルボキシル基を有する重合体を得た後に塩型に変える方法とは、例えば、先に述べたようなカルボキシル基を含有するビニル及び／又はビニリデン系単量体の単独重合体、あるいは２種以上からなる共重合体、また、共重合可能な他の単量体との共重合体を重合により得た後、塩型に変える方法である。カルボキシル基を塩型にする方法としては、得られた高分子化合物をＬｉ，Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属の水酸化物、あるいはＢｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ等のアルカリ土類金属の水酸化物、またはアンモニア，アミン等の塩基性物質と中和させる方法、得られた高分子化合物にアルカリ金属，アルカリ土類金属の陽イオン、ＮＨ4 ，アミン等有機陽イオンを大量に含む溶液を作用させてイオン交換を行う等の方法を挙げることができる。
【００１７】
化学変性によりカルボキシル基を導入する方法としては、例えば、変性処理すればカルボキシル基を得られるような単量体を含む重合体を得た後に、加水分解によってカルボキシル基に変性し、塩型でない場合は上記のような方法で塩型にする方法が挙げられる。このような方法をとることのできる単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアノ基を有する単量体；アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ビニルプロピオン酸等の無水物，その誘導体、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ノルマルプロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ノルマルブチル、アクリル酸ノルマルオクチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、ヒドロキシルエチルメタクリレート等のエステル、アクリルアミド、モノメタクリロアミド、ジメチルアクリルアミド、モノエチルアクリルアミド、ノルマル−ｔ−ブチルアクリルアミド、メタクリロアミド、モノメチルメタクリロアミド、ジメチルメタクリロアミド等のアミド等が例示できる。化学変性によりカルボキシル基を導入する他の方法として、アルケン，ハロゲン化アルキル，アルコール，アルデヒド等の酸化等も例示できる。
【００１８】
今まで述べてきた単量体と共重合可能な他の単量体としては、塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル化合物；塩化ビニリデン、臭化ビニリデン、フッ化ビニリデン等のビニリデン系単量体；蟻酸ビニル、酢酸ビニル、モノクロロ酢酸ビニル、ジクロロ酢酸ビニル、トリクロロ酢酸ビニル、モノフルオロ酢酸ビニル、ジフルオロ酢酸ビニル、トリフルオロ酢酸ビニル等のビニルエステル類；ｐ−スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、スルホプロピルメタクリレート、ビニルステアリン酸、ビニルスルフィン酸等のビニル基含有酸化合物、またはその塩，その無水物，その誘導体；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニルエーテル；メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、フェニルビニルケトン等のビニルケトン類；Ｎ−ビニルフタルイミド、Ｎ−ビニルサクシノイミド等のビニルイミド類；Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカルバゾール、ビニルフラン、ビニルピリジン類等が例示できる。また、ジビニルベンゼン、メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコ−ルジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等の多官能性単量体等も例示できる。ビニリデン系単量体としては塩化ビニリデン、臭化ビニリデン、フッ化ビニリデン等を例示する事ができる。
【００１９】
吸湿素子の構造としては、塩型カルボキシル基を２．５〜１０．０ｍｅｑ／ｇ含有する高吸放湿性高分子化合物を主な構成要素とした複数の気体貫通路を備えた吸湿素子であれば特に限定されない。しかし、吸湿素子としての能力を最大限利用する為に、水蒸気を含む気体を素子に送り込む際の気体抵抗が大きすぎないこと、気体に接触する面積を大きくすること等の吸湿素子への水蒸気の吸着が促進されるような構造にすることが好ましい。また、必要に応じて吸湿素子の両端、あるいは周囲を樹脂加工する等して補強しても構わない。
【００２０】
このような吸湿素子の構造を例示すると、コルゲート加工を行った後に、図１のように円筒状に積層する方法、図２のような形に積層する方法等がある。この他には、気体貫通路を有する織物、不織布、紙等を図３のように何枚か重ねたり、図４の様な気体貫通路を備えた構造にする方法等があるが、ここに示した形状に限定されるものではない。また、このような構造を作る際に使用する結合剤としては、でんぷん系、ポリビニルアルコール系等の親水性のものが好ましいが、特に限定されない。
【００２１】
吸湿素子を構成するための高吸放湿性高分子化合物は、適度な架橋構造を有していることが必要である。適度な架橋構造とは、高吸放湿性高分子化合物が吸湿した際に、吸湿素子としての形態保持ができる程度の架橋が好ましく、水膨潤度が１５倍以下、できれば５倍以下である事が好ましい。ここでいう水膨潤度とは、完全乾燥された高吸放湿性高分子化合物を水に浸漬したときに、完全乾燥状態の重量に対して何倍量の重さの水を保持する事ができるかをいう。
【００２２】
このように適度な架橋を導入するための理由としては前述の如く、吸湿素子が吸湿した時に、溶解したり、極度の膨潤がないようにするためである。架橋を導入せずに、溶解や極度な膨潤が生じてしまうと、高吸放湿性高分子化合物中の吸湿に関与する官能基を十分に水蒸気を含有する気体と接触させることができない。また膨潤により気体貫通路が狭くなり吸湿や吸湿水の除去が効率的に行えないからである。
【００２３】
架橋を導入する方法としては、多官能性単量体を共重合する方法、重合体に架橋を施してから化学変成を行う方法、カルボキシル基を導入した後で架橋を行う方法等が例として挙げることが出来る。また、本発明の塩型カルボキシル基量を含有した化合物の水膨潤度が１５倍以下とする事が出来る手法、例えば、ポリビニルアルコール等のゲルの中でカルボキシル基を含有する単量体を重合する等他の高分子網目によって疑似的に塩型カルボキシル基を固定する等の疑似架橋であっても構わない。また、架橋構造を導入するのは、素子形態に加工する前であっても、後であっても、またカルボキシル基を導入する前であっても後であっても構わない。
【００２４】
架橋構造として最も適する構造としては、架橋構造そのものが吸湿特性を有することである。このような架橋構造として本発明において、ヒドラジン系化合物を用いることが必要である。ここに使用するヒドラジン系化合物としては、水加ヒドラジン、硫酸ヒドラジン、塩酸ヒドラジン、硝酸ヒドラジン、臭素酸ヒドラジン、ヒドラジンカーボネート等、この他にエチレンジアミン、硫酸グアニジン、塩酸グアニジン、硝酸グアニジン、リン酸グアニジン、メラミン等の多アミノ化合物も含む。また、ヒドラジン系化合物による架橋を施すことによって難燃性を有する高吸放湿性高分子化合物にすることができるため、家庭用に使用しても安全性の高い吸湿素子を提供することができる。
【００２５】
ここでいう難燃性を有する高吸放湿性高分子化合物とは、ＪＩＳ−Ｋ７２０１のＬＯＩが２０を越えるもの、あるいは、ＪＩＳ−Ｄ−１２０１の測定で自消性（自己消火性）と評価されるものをいう。
【００２６】
また、ヒドラジン系化合物により架橋構造を導入する際の架橋の度合いは、難燃性、塩型カルボキシル基の量、水膨潤度等を考慮に入れると、窒素含有量の増加が１．０〜１０．０重量％である事が好ましい。
【００２７】
高吸放湿性高分子化合物の形態は、複数の気体貫通路を備えた素子に加工できれば、スポンジ状、繊維状、フィルム状、板状等どのような形態であっても構わない。しかし、高吸放湿性高分子化合物が繊維形態であれば、その形態、強度、伸度等の特徴から多種多様な加工を施す事が可能となる。高吸放湿性高分子化合物が繊維形態であれば、織物、不織布、紙、フロッキー加工のような植毛加工品、起毛加工品等の状態としてから、吸湿素子に加工することが可能となる。
【００２８】
吸湿素子への水蒸気吸着が促進されるような構造にする方法として、水蒸気が吸湿素子と接触する面積を大きくする方法がある。この方法の例としては、素子を構成する高吸放湿性高分子化合物に繊維を用いている場合、繊維を非常に細くする、繊維長を非常に短くする、得られた繊維をフィブリル化する等があげられる。繊維が中空状であったり、ボイドを多く有するものであっても効果は大きいものとなる。当然、装置の圧損に問題の無い限り気体貫通路を小さくして、高吸放湿性高分子化合物をより多く接触させる方法も有効である。また、織物、不織布、紙等吸湿素子を構成する材料の密度を下げることも有効である。
【００２９】
中でも、繊維状の高吸放湿性高分子化合物を用いて、植毛加工を行った場合には、繊維の先端以外が容易に水蒸気と接触できる構造となるので、紙，不織布に比べ繊維状の高吸放湿性高分子化合物の能力を極めて有効に使う事ができる。また、このような植毛加工品を吸湿素子にしたものについては、吸湿に要する時間，再生に要する時間が非常に短くて済む。つまり、時間当たりの吸湿，再生のサイクル数の増減、１サイクル当たりの吸湿時間や再生時間の増減により、容易に湿度のコントロ−ルができる。
【００３０】
これまで、本発明の低温再生型吸湿素子を家庭でも使用できるものとして説明してきたが、空気中の水蒸気を除湿，乾燥できるばかりではなく、種々の気体を除湿，乾燥する用途にも適用できる。例えば、メタンガス、エタンガス、プロパンガス、ブタンガス、エチレンガス、アセチレンガス等の炭化水素ガス、水素、炭酸ガス、一酸化炭素、ヘリウム、窒素、酸素、アルゴン、硫化水素、窒素酸化物、アンモニアガス等があげられるが、ここに例示されたものに限らない。
【００３１】
本発明の吸湿素子は、１１０℃以下という低温で再生できる吸湿素子であり、とくに８０℃以下においても効果がある。ここでいう再生温度とは、吸湿素子が吸湿した後に再使用する為に、吸湿水を除去するのに要する温度をいうが、さらに詳しくは、吸湿素子に吸湿した水分のうち８０重量％以上を３０分で除去できる温度をいう。また、本発明の吸湿素子は、３０分を越える時間、例えば、数時間で再生を行う場合には５０℃程度といった非常に低温においても再生することが可能である。このようなことから、短時間では１２０℃以上でないと再生できない従来の吸湿素子と対比すると、安全性、エネルギー等の面で本発明の低温再生型吸湿素子は非常に優れている。
【００３２】
また、本発明の吸湿素子は、高吸放湿性高分子化合物を主な構成要素としてなるため、金属板、セラミックスを使用する様な吸湿素子に比べ、非常に重量が軽くなる。そのため、装置にかかる重さの負担が軽減され、壁や天井等に設置することが容易となる。
【００３３】
【作用】
本発明は、吸湿素子構成要素として高吸放湿性を有する塩型カルボキシル基を２．５〜１０．０ｍｅｑ／ｇ含有する高分子化合物を使用することで、従来の吸湿素子が吸湿可能な水分量に比較して大幅に向上する。本発明に係る高吸放湿性高分子化合物が高吸湿性を備える理由は、十分に解明するに至っていないが、概ね次のように考えられる。一般に、塩型カルボキシル基は吸湿性を有するが、このような高分子化合物を主な構成要素として、水蒸気と接触する面積を大きくしているために高吸湿性を有する吸湿素子となっていると考えられる。
【００３４】
本発明の吸湿素子が高放湿性であり、１１０℃以下という低温でも再生することができるという作用機構自体は明らかでないが、吸湿素子の主な構成要素とする高吸放湿性高分子化合物の中を水蒸気が動く速度が従来の吸湿材に比べて速いと推定する。
【００３５】
高吸放湿性高分子化合物が、ヒドラジン系化合物により架橋構造が施された場合、架橋構造に窒素が含有される。この窒素は強い極性を示し、水との親和性が塩型カルボキシル基のみの場合より更に高まり、高吸放湿性を与えるものと考えられる。また、架橋構造が施されるがためにカルボキシル基の水素結合が阻害されて、吸湿に対して効果的に働くとも推定される。
【００３６】
ヒドラジン系化合物による架橋を施すことによって、難燃性を有する高吸放湿性高分子化合物となる理由は明らかでない。しかしながら、このような架橋を施すことによって窒素含有量が増加すること、また、カルボキシル基が塩型であることによって難燃性となると推定する。
【００３７】
高吸放湿性高分子化合物が繊維形態であれば、その形態、強度、伸度等の特徴から多種多様な加工を施す事が可能となり、複数の気体貫通路を備えた素子の形態も様々なものを作ることが出来るようになる。
【００３８】
繊維状の高吸放湿性高分子化合物が、植毛加工されている場合には、水蒸気との接触面積が非常に大きな構造となる為、吸湿或いは再生に要する時間が短くなると思われる。
【００３９】
【実施例】
以下、本発明の理解を容易にする為の実施例を示す。しかし、これらはあくまで例示的なものであり、本発明の要旨はこれにより限定されるものではない。なお、実施例及び比較例において部及び百分率は、断りのない限り重量規準で示す。
【００４０】
なお、塩型カルボキシル基量（ｍｅｑ／ｇ）、高吸放湿性高分子化合物の吸湿率（％）、素子吸湿特性（％）、素子再生特性（％）、難燃性（ＬＯＩ）、燃焼性、再生温度特性は以下の方法により求めたものである。
【００４１】
（１）塩型カルボキシル基量（ｍｅｑ／ｇ）
十分乾燥した高吸放湿性高分子化合物約１ｇを精秤し（Ｘｇ）、これに２００ｍｌの水を加えた後、５０℃に加温しながら１Ｎ塩酸水溶液を添加してｐＨ２とし、次いで０．１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液で常法に従って滴定曲線を求める。該滴定曲線からカルボキシル基に消費された水酸化ナトリウム水溶液消費量（Ｙｍｌ）を求め、次式によってカルボキシル基量を算出する。
（カルボキシル基量）＝０．１Ｙ／Ｘ
【００４２】
別途、上述のカルボキシル基量測定操作中の１Ｎ塩酸水溶液の添加によるｐＨ２への調整をすることなく同様に滴定曲線を求めカルボン酸量を求める。これらの結果から次式により算出する。
（塩型カルボキシル基量）＝（カルボキシル基量）−（カルボン酸量）
【００４３】
（２）高吸放湿性高分子化合物の吸湿率（％）
試料とする高吸放湿性高分子化合物約５．０ｇを１０５℃の熱風乾燥機の中で完全に乾燥して重量を測定する（Ｗ１ｇ）。次にその試料を２０℃，６５％ＲＨの恒温恒湿槽中で平衡に達するまで入れておく。このようにして吸湿した試料の重量を測定する（Ｗ２ｇ）。
以上の測定結果から、次式によって算出する。
（吸湿率）＝（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１  ×１００
【００４４】
（３）素子吸湿特性（％）
試料とする吸湿素子を７０℃の真空乾燥機に１６時間入れ、重量を測定し、この重さを素子７０℃乾燥重量とする（Ｗ３）。この素子を２７℃，一定湿度の恒温恒湿槽に入れ、吸湿平衡に達した時の重量を素子平衡吸湿重量（Ｗ４）として、次式によって算出する。
（素子吸湿特性）＝（Ｗ４−Ｗ３）／Ｗ３  ×１００
【００４５】
（４）素子再生特性（％）
試料とする吸湿素子の素子吸湿特性を２７℃，６０％ＲＨで測定した後に、素子と直行する方向に、７０℃の熱風を送風したときの時間経過毎の素子の重量を素子吸湿特性の式のＷ４として求めたものを素子再生特性（％）とする。
【００４６】
（５）難燃性  ＬＯＩ
ＪＩＳ−Ｋ７２０１の最低酸素指数の測定に従う。
【００４７】
（６）燃焼性
ＪＩＳ−Ｄ−１２０１の測定方法に従う。
【００４８】
（７）再生温度特性（％）
試料の吸湿率（％）を測定した後の平衡吸湿試料に、各温度に設定した熱風を３０分間送風し、この時の試料の重量（Ｗ５）を測定する。
次式によって算出する。
（再生温度特性）＝（Ｗ２−Ｗ５）／（Ｗ２−Ｗ１）  ×１００
【００４９】
参考例１
２ｄのビニロン繊維とビニロン系熱融着繊維からなる目付け１５０ｇ，厚さ７００μｍとなる不織布を作成した。この他に、アクリル酸ナトリウムの重量１００に対して過硫酸アンモニウムの重量が１となるような単量体濃厚水溶液を作成した。そして表１に示した条件で不織布に含浸させる濃厚水溶液の量を選び、７０℃の部屋で重合させながら乾燥を行った。このようにして得た不織布試料Ｎｏ．１〜３の特性値を試験した結果を表１に併示する。また、得られた不織布試料Ｎｏ．１〜３を使用し、この他に、若干のでんぷん系の接着剤を使用して図１に示すような素子形態に加工し、素子Ｎｏ．Ａ〜Ｃを作成し、素子吸湿特性、素子再生特性を調べた結果を図５に、また、燃焼性を調べた結果を表１に併示した。
【００５０】
【表１】
0003997438.tif 000002
【００５１】
表１からわかるように不織布試料Ｎｏ．１、２は吸湿率が高いことがわかる。図５より、本発明例の素子Ｎｏ．Ａ、Ｂは、素子吸湿特性が非常に高いのにも係わらず、７０℃という低温乾燥であっても約２０分で殆ど乾燥できてしまうが、難燃性は有していないことがわかる。
【００５２】
これに対し、塩型カルボキシル基含量の少ない不織布試料Ｎｏ．３を用いて作成した比較例の素子Ｎｏ．Ｃは、本発明例の素子Ｎｏ．Ａ、Ｂと再生時間が殆ど変わらないのに、吸湿量が少ないため本発明レベルの吸湿量とするには素子を大型化しなければならないことがわかる。
【００５３】
実施例  ２
アクリロニトリル（以下、ＡＮという）９０％とアクリル酸メチル（以下、ＭＡという）１０％からなるＡＮ系重合体１０部を、４８％チオシアン酸ナトリウム水溶液９０部に溶解し７０℃の高分子溶液とし、０℃，１５％のチオシアン酸ナトリウム水溶液中にフィルム状に展開したゲルを作成し、このゲルを徐々に昇温した温水中で縦方向，横方向ともに徐々に延伸，水洗をしながら、縦方向，横方向ともに５倍延伸したゲルフィルムを得た。このフィルムを緊張状態で乾燥ローラーを通しながら巻き取り、厚さ５０μｍのフィルムを得た。このようにして得たアクリル系フィルムを巻き取った状態のまま反応槽の中に入れ、表２に示したような条件で水加ヒドラジン処理を行い、水洗後、水酸化ナトリウム水溶液で処理、水洗を行った後に反応槽から取り出し、絞りローラーにて水分を絞り出し、乾燥ローラーにて乾燥し、フィルム試料Ｎｏ．４〜７を得た。得られたフィルム試料の特性を調べた結果を表２に併示した。また、これらのフィルム試料を使用し、若干のポリビニルアルコール系の接着剤を用いて図２のような素子の形態に加工し、素子Ｎｏ．Ｄ〜Ｇを得た。これらの素子吸湿特性、素子再生特性を図６に示した。燃焼性は表２に併示した。
【００５４】
【表２】
0003997438.tif 000003
【００５５】
表２からわかるように本発明例の素子として採用されるフィルム試料Ｎｏ．４、５は吸湿率が高く、しかも難燃性が高い。これらを素子構成要素として作成した本発明例の素子Ｎｏ．Ｄ、Ｅは、吸湿特性が非常に高いのにも係わらず、７０℃という低温乾燥であっても約２０分で殆ど乾燥できてしまうことがわかる（図６）。
【００５６】
これに対し、比較例のフィルム試料Ｎｏ．６は塩型カルボキシル基含量が非常に高く、吸湿率が高いもののフィルムとしての強度が殆ど無いため、素子として加工することもできない（素子Ｎｏ．Ｆ）。また表２と図６からわかるように、比較例のフィルム試料Ｎｏ．７は、カルボキシル基含量が低すぎるため吸湿能力が乏しく、この試料から作成した素子Ｎｏ．Ｇは大型化する必要がある。
【００５７】
ヒドラジン架橋を施し、本発明の塩型カルボキシル基量を有するフィルムを使用した本発明例の素子Ｎｏ．Ｄ、Ｅとも、自消性を持つことが表２からわかる。ヒドラジン架橋を施した場合、安全性が高い低温再生型吸湿素子となることがわかる。
【００５８】
実施例  ３
０．８ｄのアクリル系繊維のトウを反応槽の中に入れ、表３に示したような条件で水加ヒドラジン処理を行い、水洗後、水酸化ナトリウム水溶液で処理し、水洗を行った後に、反応槽から取り出し、脱水、カットを行い、繊維試料Ｎｏ．８〜１０を得た。得られた繊維試料の特性を表３に併示する。このようにして得られた繊維試料Ｎｏ．８〜１０を８０重量％と、２ｄ，５ｍｍのポリエステル系熱融着繊維２０重量％という混率からなる目付け１２０ｇ／ｍ2 ，厚さ２００μｍの紙を作成し、図２のような素子形態に加工し素子Ｎｏ．Ｈ〜Ｊを得た。素子吸湿特性、素子再生特性を図７に示した。燃焼性を表３に併示した。
【００５９】
【表３】
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【００６０】
表３からわかるように本発明例の素子の主な構成材料として採用される繊維試料Ｎｏ．８、９は吸湿率が高く、しかも難燃性が高い。これらを、易燃性の繊維のポリエステル系熱融着繊維と混ぜて作成した本発明例の素子Ｎｏ．Ｈ，Ｉとも自消性を示す事がわかる。つまりヒドラジン架橋して本発明量の塩型カルボキシル基を含有するものは、安全性の高い紙に加工することができ、素子に容易に加工できる。また高吸放湿性高分子化合物が繊維形態であるため、紙ばかりでなく、不織布、編み物、織物等、様々な加工ができるという事が容易に類推できる。また、吸湿特性が非常に高いのにも係わらず、７０℃という低温乾燥であっても約２０分で殆ど乾燥できてしまうことがわかる（図７）。
【００６１】
これに対し、比較例の繊維試料Ｎｏ．１０は、Ｎａ型カルボキシル基量が少なく、吸湿率が低い事がわかる。また、図７から、この繊維を用いた比較例の吸湿素子Ｎｏ．Ｊは吸湿能力が本発明例の吸湿素子Ｎｏ．Ｈ、Ｉより低く、大型化する必要があることがわかる。
【００６２】
実施例  ４
実施例３の本発明例の素子Ｎｏ．Ｈを用いて、繰り返し使用時の特性を調べた結果を図８に示す。これは、７０℃で素子を乾燥した状態から２７℃，６０％ＲＨの恒温恒湿の空気を素子に３０分間送風し、再度７０℃の熱風を２０分間送風し、また２７℃，６０％ＲＨの空気を素子に３０分間送風するという事を繰り返し行った時の結果を表している。
【００６３】
図８より、本発明例の素子Ｎｏ．Ｈは高吸放湿性で低温再生型の吸湿素子である事がわかる。また、再生、吸湿を繰り返し行っても性能の低下が無い事がわかる。本実施例は素子Ｎｏ．Ｈの例ではあるが、本発明の吸湿素子は図８と類似の特性を示す。
【００６４】
実施例  ５
実施例３の表３に示す本発明例の繊維試料Ｎｏ．８の０．５ｍｍ長のものを植毛加工した実施例を示す。
まず、難燃性フィルムの両面に難燃性接着剤を付与した後に、片面の目付が８０ｇ／ｍ2 となるようにして、上記のカット繊維を両面に植毛加工し、これを図２のような素子形態に加工した素子Ｎｏ．Ｋを作成した。素子吸湿特性、素子再生特性を図９に、実施例４と同様の方法で繰り返し使用時の特性を調べた結果を図１０に示す。また、２７℃，６０％ＲＨでの素子の吸湿を１５分間，７０℃での再生を１０分間というように、繰り返し時間を短縮した時の結果を図１１に示す。
【００６５】
図９より吸湿特性が非常に高いにも係わらず、植毛加工品は７０℃という低温であっても約１０分で殆ど乾燥できてしまうことがわかる。この結果は、本発明例を示した図７の素子Ｎｏ．Ｈ，Ｉよりも更に優れた能力を有している事を示している。また、図１０からは、本発明例の素子Ｎｏ．Ｋのように植毛加工を施したものは、吸湿平衡に到達する時間も速いことが分かる。図１０と図１１との比較から、同じ吸湿素子であるにもかかわらず、５０分当たりの素子の吸湿量が図２の方が確実に多いことがわかる。このことから、植毛加工を用い、吸湿，再生の繰り返し時間を適当に短縮することによって、除湿を効率良く行うことができることがわかる。また、本発明例の素子Ｎｏ．Ｋは自消性であった。
【００６６】
実施例  ６
実施例３の本発明例の素子Ｎｏ．Ｈ、Ｉに使用した紙（図中ではそれぞれ１、２で示す）、及び比較例としてシリカゲル（同じく３で示す）を用い、再生温度特性を調べた結果を図１２に示す。
【００６７】
本発明の素子に使用する材料は、１１０℃で再生温度特性が１００％に達していること、及び７０℃でも８０％以上に達していることがわかる。５０℃としてもシリカゲルを約９０℃で再生する効果に相当することがわかる。また、比較例のシリカゲルは１１０℃ではこの評価のような短時間では再生温度特性が１００％に達しないことがわかる。このようなことからも、従来の吸湿素子に使用している材料では低温再生型の吸湿素子の材料には適していないことがわかる。
なお、本発明の素子に使用する材料を吸湿素子に加工しても、再生特性の示す曲線は、大幅に変わらないため、低温再生型吸湿素子となる。また、フロッキ−加工を採用した場合には更に高効率の再生温度特性を示す。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の吸湿素子は、吸放湿性能に優れ、従来の吸湿素子では適応できなかったような低温で吸湿水の除去を容易に行う事が可能である。このような事から、小型で高効率の省エネルギー型の吸湿素子の提供が可能となり、工業用、商業用ばかりでなく家庭用の除湿，乾燥用途などに使用することが可能となる。また、本発明の低温再生型吸湿素子は、空気中の水蒸気を除湿，乾燥ができるばかりではなく、種々の気体を除湿，乾燥する用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数の気体貫通路を備えた円筒状の素子形態の説明図である。
【図２】複数の気体貫通路を備えたブロック状の素子形態の説明図である。
【図３】メッシュ状の複数の気体貫通路を備えた素子形態の説明図である。
【図４】ハニカム状の複数の気体貫通路を備えた素子形態の説明図である。
【図５】実施例１の素子吸湿特性と素子再生特性を示した図である。
【図６】実施例２の素子吸湿特性と素子再生特性を示した図である。
【図７】実施例３の素子吸湿特性と素子再生特性を示した図である。
【図８】吸湿素子を繰り返し使用した特性を示す実施例４の説明図である。
【図９】実施例５の素子吸湿特性と素子再生特性を示した図である。
【図１０】吸湿素子を繰り返し使用した特性を示す実施例５の説明図である。
【図１１】吸湿素子を短時間で繰り返し使用した特性を示す実施例５の説明図である。
【図１２】実施例６の再生温度特性を説明する図である。
【符号の説明】
１  本発明の素子Ｎｏ．Ｈに使用した紙
２  本発明の素子Ｎｏ．Ｉに使用した紙
３  シリカゲル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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