特許 6528097 除湿装置及び除湿方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6528097

(24)【登録日】2019年5月24日

(45)【発行日】2019年6月12日

(54)【発明の名称】除湿装置及び除湿方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/26 20060101AFI20190531BHJP

   B01D 53/28 20060101ALI20190531BHJP

   B01J 20/28 20060101ALI20190531BHJP

   B01J 20/26 20060101ALI20190531BHJP

   B01J 20/34 20060101ALI20190531BHJP

   F24F 3/14 20060101ALI20190531BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/26 220

   B01D53/28

   B01J20/28 Z

   B01J20/26 A

   B01J20/34 E

   F24F3/14

【請求項の数】7

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2015-109253(P2015-109253)

(22)【出願日】2015年5月29日

(65)【公開番号】特開2016-221445(P2016-221445A)

(43)【公開日】2016年12月28日

【審査請求日】2018年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(74)【代理人】

【識別番号】100160783

【弁理士】

【氏名又は名称】堅田 裕之

(73)【特許権者】

【識別番号】399030060

【氏名又は名称】学校法人 関西大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】崎川 伸基

(72)【発明者】

【氏名】宮田 隆志

(72)【発明者】

【氏名】松本 和也

【審査官】 松井 一泰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０６９２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０５７９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２０４８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５１７６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００５６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５１１２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−３２２７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−００９７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５３０８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−２００９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０２６０２３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ５３／２６− ５３／２８

Ｂ０１Ｄ ５３／０２− ５３／１２

Ｂ０１Ｊ ２０／００− ２０／２８

Ｂ０１Ｊ ２０／３０− ２０／３４

Ｆ２４Ｆ ３／００− ３／１６

Ｂ０１Ｂ １／００− １／０８

Ｂ０１Ｄ １／００− ８／００

Ｂ０１Ｄ １５／００− １５／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

刺激応答性高分子吸湿材、もしくは刺激応答性高分子吸湿材を含有する高分子吸湿材と、
前記高分子吸湿材に外部刺激を付与する刺激付与部と、
前記高分子吸湿材に接触する転写部と、
を備えていることを特徴とする除湿装置。

【請求項2】

前記転写部は、吸水性を有さない材質で形成されることを特徴とする請求項１に記載の除湿装置。

【請求項3】

前記転写部は、吸水性を有する材質で形成されることを特徴とする請求項１に記載の除湿装置。

【請求項4】

前記転写部に接触する水滴除去部を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の除湿装置。

【請求項5】

前記高分子吸湿材を円盤状の基材上に形成して吸湿ユニットと成し、
前記刺激付与部が刺激を与える前記吸湿ユニットの部分に、
前記転写部を対峙して配置したことを特徴とする請求項１から４に記載の除湿装置。

【請求項6】

前記高分子吸湿材を円筒状の基材側面上に形成して吸湿ユニットと成し、
前記転写部を円筒状に形成して、
前記刺激付与部が刺激を与える前記吸湿ユニットの部分に、
前記転写部の側面が接触する位置で設置したことを特徴とする請求項１から４に記載の除湿装置。

【請求項7】

刺激応答性高分子吸湿材、もしくは刺激応答性高分子吸湿材を含有する高分子吸湿材に、空気中の水を吸湿させる工程と、
前記高分子吸湿材に、外部刺激を付与して水との親和性を低下させる工程と、
水との親和性が低下した前記高分子吸湿材の表面に転写部を接触させる工程と、
を含むことを特徴とする、除湿方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高分子吸湿材を利用した除湿装置および除湿方法に関する。

【背景技術】

【0002】

除湿装置又は調湿装置としては、冷凍サイクル式と、吸湿剤式との２タイプが一般的である。冷凍サイクル式は、コンプレッサ（圧縮機）を内蔵し、エバポレータ（蒸発器）で室内空気を冷却することにより空気内の湿分を結露させて除湿する方式である（例えば、特許文献１等参照）。吸湿剤式とは、吸湿剤等の吸湿性多孔質材料をローター状に加工したものを利用し、一旦、室内の空気の水分を当該ローターに吸湿させ、吸湿させたローターに電気ヒーターで発生させた高温の温風を当て、ローター内の水分を高温高湿の空気として取り出し、その空気を室内空気で冷却することにより高温高湿の空気内の湿度を結露させ除湿する方式である（例えば、特許文献２、３等参照）。また、両方式の特徴を合わせた方式も用いられている（例えば、特許文献４等参照）。

【0003】

しかしながら、冷凍サイクル式では、環境破壊につながるハロゲン系ガスを使ったり、コンプレッサを搭載するために除湿装置又は調湿装置が大型化しがちであったり、騒音が大きかったりなどといった問題が存在する。一方、吸湿剤式においては、２００℃以上の再生熱が必要で効率が悪い。

【0004】

これらを融合したハイブリッドタイプはコンプレッサの圧縮熱を吸湿剤ローターの再生に一部利用するなど改善されており、吸湿剤式の利用範囲を広げることができるが、複雑な空気経路や機構が必要になり、大型化は避けられない。また、吸着するなどして集めた水蒸気を過飽和冷却することで凝縮させることには変わりない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２−３１０４８５号公報（２００２年１０月２３日公開）

【特許文献2】特開２００１−２５９３４９号公報（２００１年９月２５日公開）

【特許文献3】特開２００３−１４４８３３号公報（２００３年５月２０日公開）

【特許文献4】特開２００５−３４８３８号公報（２００５年２月１０日公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

吸湿剤を利用する除湿機において、吸湿剤として刺激応答性高分子を含有する高分子吸湿材を使用すると、外部から刺激を加えることで吸湿した水分を排出することが出来るが、空気中の水を吸湿させた吸湿材から効率よく水を取り出すことは困難を伴う。

【0007】

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、刺激応答性高分子を含有する高分子吸湿材から、吸湿させた水を効率的に取り出すことができる除湿装置及び除湿方法を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る除湿装置は、前記課題を解決するために、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を含有する高分子吸湿材と、前記高分子吸湿材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、水との親和性が低下した高分子吸湿材から排出された水を転写するための転写部とを備えていることを特徴としている。

【0009】

また、本発明に係る除湿装置は、高分子吸湿材から排出された水を転写した転写部から水を強制的に離脱させる水滴除去部を備えることを特徴としている。

【0010】

また、本発明に係る除湿装置は、高分子吸湿材から排出された水を転写する転写部として、吸水性の有さない材質から形成された転写部を使用することを特徴としている。

【0011】

また、本発明に係る除湿装置は、高分子吸湿材から排出された水を転写する転写部として、吸水性を有する材質から形成された転写部を使用することを特徴としている。

【0012】

また、本発明に係る除湿装置は、高分子吸湿材から排出された水を濃縮する濃縮部をさらに備え、濃縮部から排出した水滴を転写部に転写して滴下させることを特徴としている。

【0013】

本発明に係る除湿方法は、前記課題を解決するために、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を含有する高分子吸湿材であって、空気中の水を吸湿させた高分子吸湿材に外部刺激を付与して、水との親和性を低下させる工程と、水との親和性が低下した高分子吸湿材から排出された水を転写する工程と、転写部に転写された水を排出する工程と、を含むことを特徴としている。

【発明の効果】

【0014】

前記の構成によれば、刺激応答性高分子を含有する高分子吸湿材に吸湿させた水を転写部に転写した後に滴下させて排水タンクに集積するので、高分子吸湿材が放出した水を効率的に集積することができる除湿装置及び除湿方法を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に基づく各実施の形態において、刺激応答性高分子を含有する多孔質の高分子吸湿材を用いた場合の、空気中の水（水蒸気）の吸湿および放出の様子を示す概念図である。

【図2】本発明に基づく実施の形態１に係る除湿装置の縦断面図である。

【図3】図２中のＡ−Ａ線で切断した除湿装置の断面図である。

【図4】本発明に基づく実施の形態１において、吸湿ユニットの回転により放出エリアに移動した素子の様子を示す図である。

【図5】本発明に基づく実施の形態１において、吸湿ユニットの回転により放出エリアに移動した後、加熱によって水が滲出してきた素子の様子を示す図である。

【図6】本発明に基づく実施の形態１において、水が滲出してきた高分子吸湿材の表面に転写部が接触している様子を示す図である。

【図7】本発明に基づく実施の形態１において、素子から放出された水が転写部の表面に取り出される様子を示す図である。

【図8】本発明に基づく実施の形態２に係る除湿装置の水滴除去部の動作を説明する図である。

【図9】本発明に基づく実施の形態３に係る除湿装置の水滴除去部の動作を説明する図である。

【図10】本発明に基づく実施の形態１〜３に係る除湿装置の転写部の表面形状例を説明する図である。

【図11】本発明に基づく実施の形態４に係る除湿装置の縦断面図である。

【図12】図１１中のＢ−Ｂ線で切断した除湿装置の断面図である。

【図13】本発明に基づく実施の形態４において、吸湿ユニットの回転により放出エリアに移動した素子の様子を示す図である。

【図14】本発明に基づく実施の形態４において、吸湿ユニットの回転により放出エリアに移動した後、加熱によって水が滲出した素子の様子を示す図である。

【図15】本発明に基づく実施の形態４において、吸湿ユニットの除湿素子から放出された水が円筒型の転写部の表面に取り出される様子を示す図である。

【図16】本発明に基づく実施の形態５において、水滴除去部の動作を説明する図である。

【図17】本発明に基づく実施の形態６に係る除湿装置の縦断面図である。

【図18】図１７中のＣ−Ｃ線で切断した除湿装置の横断面図である。

【図19】本発明に基づく実施の形態６において、吸湿ユニットの除湿素子から放出された水が円筒型の転写部に吸収される様子を示す図である。

【図20】本発明に基づく実施の形態６において、転写部に吸水された水が、水滴除去部により押し出される様子を示す図である。

【図21】本発明に基づく実施の形態７に係る除湿装置の縦断面図である。

【図22】図２１中のＤ−Ｄ線で切断した除湿装置の横断面図である。

【図23】本発明に基づく実施の形態７において、吸湿ユニットの除湿素子から放出された水が円筒型の転写部に吸収される様子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

〔実施の形態１〕
以下、本発明の一実施形態について説明する。図１は本発明に基づく各実施の形態において、刺激応答性高分子を含有する高分子吸湿材を用いた場合の、空気中の水、即ち水蒸気を吸湿および放出する様子を示す概念図である。図２は本発明の実施の形態１に係る除湿装置１０１を側方から見た縦断面図を示す。図３は、図２中のＡ−Ａ線で切断し矢印方向から見た断面図を示す。

【0017】

除湿装置１０１は、直方体形状の筐体を備え、この筐体には、上部の一側面に形成された吸気口５と、上部の当該側面に対向する側面に形成された排気口７と、排気口７側の下部に形成され、排水タンク９を収容するタンク収容部とが備えられている。吸気口５の、除湿装置１０１の内部側には吸気フィルター６が備えられている。

【0018】

除湿装置１０１の、吸気口５と排気口７との間には、空気流通壁２３が設けられている。吸気口５から取り込まれた空気は、図１中の矢印で示されるように、空気流通壁２３によって限られた空間を流通する。空気流通路には、空気の入り口側から順に、吸気口５、吸気フィルター６、送風ファン８、吸湿ユニット１、及び排気口７が設けられている。

【0019】

吸湿ユニット１は、刺激応答性高分子を含有する高分子吸湿材２と平板状の加熱ヒーター４が、基板３上に積層して形成された素子の集合体である。各素子は、四角形板状の基材３の一面上に刺激応答性高分子を含有する高分子吸湿材２が積層され、基材３の他面側に基材３に接するように板状の加熱ヒーター４が設けられてなる。このような素子が、円盤状の台座の上に複数個、放射状に固定された状態で、回転可能に支持されている。

【0020】

図３は、除湿装置１０１を、高分子吸湿材２の表面が見える位置で切断した断面図である。図２および図３に示すように、吸湿ユニット１は、除湿装置１０１の筐体の、吸気口５が形成されている側面及び排気口７が形成されている側面と平行な面上にあり、各素子が、吸気口５側から排気口７側に向かって、順に、高分子吸湿材２、基材３、加熱ヒーター４となるように配置されている。

【0021】

吸湿ユニット１を構成する各素子は、ステッピングモーター１０の回転軸を中心とする円の円周上に、放射状に、等間隔で配置されており、当該回転軸のまわりを、図３中に矢印で示す方向（反時計回り）に回転可能となっている。吸湿ユニット１は、図示しない制御部によって制御されるステッピングモーター１０によって駆動され回転するようになっている。なお、回転に掛ける時間または回転速度は、高分子吸湿材の吸湿特性および排水特性によって適切に決定される。吸湿ユニット１の回転は、所定の時間ごとに各素子単位で吸湿エリア２５から放出エリア２４へ送り出す制御であってもよく、連続して緩やかに回転し放出エリア２４へ送り出す制御であってもよい。

【0022】

本実施の形態では、高分子吸湿材２として、熱に応答して水との親和性が可逆的に変化する温度応答性高分子を用いる。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。）を持つ高分子である。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。

【0023】

高分子吸湿材２は多孔質であることがより好ましいが、必ずしも多孔質でなくてもよい。また、高分子吸湿材２は、刺激応答性高分子を含有する高分子吸湿材または刺激応答性高分子で形成される。なお、高分子吸湿材２の具体例については、後述する。

【0024】

図３に示すように、吸湿ユニット１が回転する領域は、除湿装置１０１の上部に位置する吸湿エリア２５と、除湿装置１０１の下部に位置する放出エリア２４とに区分されており、吸湿ユニット１が、所定の時間で一度回転する毎に、前記各素子の１つが吸湿エリア２５から放出エリア２４に移動し、前記各素子の１つが放出エリア２４から吸湿エリア２５に移動する。本実施の形態では、除湿装置１０１の下部に位置する３個の素子が、放出エリア２４内にある。放出エリア２４では、放出エリア２４内に移動した直後の素子および最下部にある素子の加熱ヒーター４のヒーター電極と接触して通電できる位置に、図示しないヒーター用固定電極がそれぞれ配置されている。

【0025】

これにより、吸湿ユニット１の前記各素子が、ステッピングモーター１０で駆動回転されることにより、ヒーター用固定電極が配置されているこれらの位置に到達すると、これらの各素子の加熱ヒーター４がそれぞれ通電により作動するようになっている。本実施形態では、放出エリア２４内から吸湿エリア２５に移動する直前の素子の加熱ヒーター４は作動しないように構成されているので、加熱された高分子吸湿材２が自然冷却される。

【0026】

放出エリア２４では、さらに、前記各素子から滲み出る水滴を転写するための転写部１５が備えられている。吸湿ユニット１の高分子吸湿材２に滲み出てきた水滴を、図示しない制御部によって転写部１５が接触させられて転写する。

【0027】

転写部１５は吸湿ユニット１の回転方向に移動可能に支持されている。転写部１５が接触している前記各素子が、放出エリア２４から吸湿エリア２５に移動する直前に接触状態を解除するように制御される。この時に、転写部１５の表面には高分子吸湿材２が吐き出した水滴が転写される。本実施形態では、吸湿ユニット１の各素子の表面に水が滲出した後に、転写部１５を接触させるように構成しているが、前記各素子が放出エリア２４に移動した時点ですぐに転写部１５が接触するように構成してもよい。

【0028】

本実施形態では転写部１５は、吸水性を有さない材質で板状に形成されており、表面に転写した水滴が重力によって落下する。転写部１５の形状は、各素子の形状に合わせて無駄なく滲み出た水滴を転写できるようにしておくのが好ましいが、これに限定されない。

【0029】

なお、吸気口５から取り込まれた空気は、空気流通壁２３によって、吸湿エリア２５のみを流通し、放出エリア２４には流通しないようになっている。放出エリア２４の下部には、滴下口が設けられており、当該滴下口の下部に設けた排水タンク９に集積されて排水されるようになっている。

【0030】

次に除湿装置１０１による除湿方法について、図１〜７を参照して説明する。まず、除湿装置１０１が運転されると、除湿装置１０１内の送風ファン８が作動されて、吸気口５から空気（湿り空気１２）が、吸気フィルター６を介して、除湿装置１０１内に取り込まれる。吸湿ユニット１は、ステッピングモーター１０によって駆動されて、ステッピングモーター１０の回転軸のまわりを所定の時間または回転速度で駆動されて回転する。回転は、所定の時間ごとに各素子単位で吸湿エリア２５から放出エリア２４へ送り出す制御であってもよく、連続して緩やかに回転し放出エリア２４へ送り出す制御であってもよい。

【0031】

除湿装置１０１に取り込まれた空気（湿り空気１２）は、吸湿エリア２５を通過するときに、吸湿ユニット１の高分子吸湿材２と接触する。吸湿エリア２５では、加熱ヒーター４が作動しないため、室温において親水性である高分子吸湿材２は、空気（湿り空気１２）中の水分を吸湿する。これによって、吸湿エリア２５を通過する湿り空気１２は除湿され、除湿された空気（乾燥空気１３）が排気口７から排気される。

【0032】

空気（湿り空気１２）中の水分を吸湿した吸湿ユニット１の前記各素子は、ステッピングモーター１０によって駆動されて、順に吸湿エリア２５から放出エリア２４内へと移動する。放出エリア２４内では、前記各素子の加熱ヒーター４のヒーター電極がヒーター用固定電極と接触して通電することにより、各高分子吸湿材２が加熱ヒーター４により加熱される。さらに、所定のタイミングで、転写部１５が前記各素子の高分子吸湿材２に接触させられる。

【0033】

加熱ヒーター４により、基材３と、基材３を介して高分子吸湿材２とが加熱されることにより、高分子吸湿材２はＬＣＳＴ以上となり、水との親和性が低下して疎水性となる。その結果、高分子吸湿材２に吸湿された水分は、液体の水として高分子吸湿材２から放出される。ここで、高分子吸湿材２のバルク部分２６から放出された水は、高分子吸湿材２内部の孔部分２７に留まるか又はわずかに滲み出る。このように、高分子吸湿材２から放出された微量の水を取り出すことは難しい。

【0034】

本発明では、転写部１５を用いて、放出された微量の水を取り出す。図４は、吸湿ユニット１の回転により吸湿した素子が放出エリア24に移動した後、転写部１５が吸湿ユニット１の表面に接触する前の様子を示す図である。この段階では、高分子吸湿材２から放出された水は、まだ高分子吸湿材２の表面に取り出されていない。図５は、素子の温度がＬＣＳＴ以上となって高分子吸湿材２の表面に水滴となって滲み出てきた様子を表す。

【0035】

図６は、吸湿ユニット１に転写部１５が接触した様子を示す図である。図７は、所定時間後に転写部１５が吸湿ユニット１から離された状態を表す。高分子吸湿材２から滲み出た水滴が転写部１５の表面に移動し、転写部１５の表面を流れ落ちた水は、滴下水１４として排水タンク９に排出される。

【0036】

特に、高分子吸湿材２が多孔質である場合には、より多くの水を高速で吸湿させることができるが、吸湿させた水を回収することが非常に困難である。図１は、多孔質の高分子吸湿材２を用いた場合の、空気中の水（水蒸気）の吸湿および放出の様子を模式的に示す図である。多孔質の高分子吸湿材では、高分子吸湿材のバルク部分２６の間に多数の孔部分２７が形成されている。

【0037】

図１のＡは、高分子吸湿材が親水性である状態を示す図である。かかる状態では、空気中の水は高分子吸湿材に吸湿されて、図中ドットで示すように高分子吸湿材のバルク部分２６内に存在する。水を吸湿させた高分子吸湿材が外部刺激に応答して水との親和性が低下して疎水性になると、図１のＢに示すように水を放出し、放出された水は、高分子吸湿材のバルク部分２６から滲み出て、孔部分２７の中にとどまる。さらに外部刺激を加えて、図１のＣに示すように、孔部分２７の中にとどまっている水を高分子吸湿材の外部に取り出すことができる。本発明では、多孔質の高分子吸湿材表面に転写部を接触させることにより、高分子吸湿材表面に滲出した水を素早く除去するとともに、バルク部分や孔部分にとどまっている水が放出されやすくする。

【0038】

さらに、高分子吸湿材２として、そのＬＣＳＴが、室温を超える程度の温度、例えば４０℃以上の比較的低温の温度、例えば４０℃〜１００℃、より好ましくは４０℃〜７０℃の応答性高分子を用いる。このような構成とすることで、調湿装置に用いた時に、従来の調湿装置のように、過冷却や大きな熱量を用いずに、高分子吸湿材がＬＣＳＴ以上となるように加熱するだけで吸収した水分を液体状態で直接取り出すことができる。

【0039】

本実施の形態では、高分子吸湿材２を含む複数の素子が放射状に配置されて、回転する仕組みとなっているので、吸湿エリア２５内にある複数の素子を吸湿に用いつつ、放出エリア２４内にある残りの複数の素子において刺激を与えて水を取り出すことができる。すなわち、吸湿と放出とを並行して行なうことができる。

【0040】

基材３は、加熱ヒーター４の熱を、当該基材３を介して高分子吸湿材２に伝えることができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属をより好適に用いることができる。また、基材３の材料は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオレフィン、ポリアクリレート等の樹脂、シリカ、セラミック等であってもよい。

【0041】

基材３の材料として、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等を用いる場合は、基材３の表面に、カーボンブラック、酸化鉄粒子等の光熱変換材、または、酸化鉄系セラミック粒子、マグネタイトナノ粒子等の磁気熱変換材を塗布したものであることがより好ましい。これにより、光照射や変動磁場等の投入によって、基材３を加熱することができ、よって、高分子吸湿材２を加熱することができる。

【0042】

基材３への高分子吸湿材２の積層方法も特に限定されるものではないが、例えば、バインダー、シランカップリング剤等により積層する方法を用いることができる。

【0043】

また、上述した例では、板状の基材３の片面上に高分子吸湿材２が積層され、基材３の他面側に、基材３に接するように板状の加熱ヒーター４が設けられているが、加熱ヒーター４は、基材３の片面上に高分子吸湿材２が積層されている、高分子吸湿材２側に設けられていてもよい。この場合は、輻射熱で高分子吸湿材２が加熱され、基材３での熱損失が削減される。

【0044】

上述した例では、除湿装置１０１は、筐体、吸気口５、吸気フィルター６、送風ファン８、排気口７、及び排水タンク９を備えている。かかる除湿装置１０１は、それ自体で調湿装置としても利用することができる。しかし、除湿装置１０１は、これらを除いた除湿部のみで構成されていてもよい。すなわち、除湿装置１０１は、吸湿ユニット１と、ステッピングモーター１０と、転写部１５とを少なくとも備えた装置であってもよい。かかる場合は、除湿装置１０１は、部品として、調湿装置に組み込むことができる。

【0045】

上述した例では、高分子吸湿材２に効率的に熱刺激を付与するために、板状の加熱ヒーター４を用いているが、加熱ヒーター４の形状は板状に限定されるものではなく、高分子吸湿材２に沿って配置することができるものであればよい。また、高分子吸湿材２に熱による刺激を与えることができれば、加熱ヒーター４以外の加熱装置を用いてもよい。かかる加熱装置としては、例えば、ハロゲンランプ、赤外線ランプ、キセノンランプ等を挙げることができる。

【0046】

また、上述した例では、高分子吸湿材２として、板状または層状の高分子吸湿材を用いているが、高分子吸湿材２の形状も、これに限定されるものではなく、例えば粒子状であってもよい。このような場合には、各粒子が加熱できるように網状伝熱構造や温風による加熱構造を備えることが好ましい。

【0047】

また、上述した例では、吸湿ユニット１は、１２個の前記素子を備えているが、前記素子の数はこれに限定されるものではない。また、上述した例では、放出エリア２４に３個の素子が存在し、吸湿エリア２５に９個の素子が存在しているが、その割合もこれに限定されるものではなく、適宜変更することができる。

【0048】

また、上述した例では、吸湿ユニット１は、ステッピングモーター１０によって駆動され、所定の時間で回転するようになっているが、ユーザーからの指示に応じて回転するようにしてもよく、吸湿エリア２５内の空気流通路に吸湿量を検知するセンサーを設け、当該吸湿量が所定値以上になったときに回転するようにしてもよい。

【0049】

また、ヒーター用固定電極は、放出エリア２４内に存在する素子の一部又は放出エリア２４内に存在する単一の素子の加熱ヒーター４と接触する位置に配置されていてもよい。例えば、ヒーター用固定電極は、吸湿ユニット１素子が最下部に到達したときに、当該素子の加熱ヒーター４と接触する位置に配置されていてもよい。或いは、放出エリア２４内に存在する素子の一部の加熱ヒーター４と接触する位置にヒーター用固定電極が配置されていてもよい。

【0050】

また、上述した例では、高分子吸湿材２としては、ＬＣＳＴを持つ温度応答性高分子を含有する高分子吸湿材を用いているが、温度応答性高分子であればＬＣＳＴ型ではない温度応答性高分子を含む高分子吸湿材であってもよい。また、他の刺激に応答する刺激応答性高分子を含有する高分子吸湿材を用いることもできる。他の刺激に応答する刺激応答性高分子を含有する高分子吸湿材を用いる場合は、加熱ヒーター４の代わりに、刺激付与部として、赤外線、紫外線、可視光等の光、電場、磁場等、対応する刺激を与える装置を用いればよい。

【0051】

また、吸湿ユニット１に含まれる前記素子の形状、前記各素子間の間隔、空気流通壁２３の形状、排水タンク９の位置、筐体の形状等は、図２及び図３に示されるものに限定されるものではなく、適宜変更することができる。

【0052】

〔実施の形態２〕
以下、本発明の他の一実施形態について詳細に説明する。本実施形態は、実施の形態１で説明した除湿装置１０１の転写部１５に転写した水滴をより確実に滴下させるために、水滴除去部１６を追加したものである。この概念を図８に示す。その他の部分は実施の形態１で説明した除湿装置１０１と同じであり、同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

【0053】

水滴除去部１６は、放出エリア２４内部に設けられ、表示しない制御部によって制御される。吸湿ユニット１に設けた高分子吸湿材２から滲出した水滴は転写部１５によって転写されるが、水滴が十分大きくないと重力だけで滴下できない。このような場合に、水滴除去部１６が効果を発揮する。水滴除去部１６は、板状の部材で形成され、吸湿ユニット１と転写部１５との間に位置し、図８の上から下へ転写部１５の表面に接触するように移動して水滴を除去する。水滴除去部１６を移動させる機構は、リンク、レバーやカムなど公知の方法を用いることが出来る。

【0054】

なお、本実施形態において水滴除去部１６を板状の部材としたが、形状は特に限定しない。棒状であっても良くローラー状であってもよい。材質は特に限定しないが、弾性を有する樹脂やゴムが好ましい。

【0055】

〔実施の形態３〕
以下、本発明の他の一実施形態について詳細に説明する。本実施形態は、実施の形態２で説明した除湿装置１０１の水滴除去部１６に空気力を用いる非接触型としたものである。この概念を図９に示す。その他の部分は実施の形態１で説明した除湿装置１０１と同じであり、同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

【0056】

本実施形態の水滴除去部１６は、放出エリア２４内部に設けられ、表示しないエアポンプで送風して開口部から空気を噴出する。エアポンプは表示していない制御部によって制御される。水滴除去部１６は、吸湿ユニット1と転写部１５との中間の位置で転写部１５の移動を妨げない位置に設けられる。なお、水滴除去部１６は固定式である必要はなく、転写部１５の表面に沿って移動可能な構成としてもよい。水滴除去部１６を移動させる機構は、リンク、レバーやカムなど公知の方法を用いることが出来る。

【0057】

吸湿ユニット１に設けた高分子吸湿材２から滲出した水滴は転写部１５に転写され、水滴除去部１６が噴出する空気によって下方に移動もしくは吹き飛ばされる。水滴除去部１６は、先端を封止した管状の部材で形成され、空気を噴出させる開口を管側面に有する。

【0058】

このような構成とすることで、水滴除去部１６が転写部１５の表面に接触することなく水滴を除去できる。また、水滴除去部１６は空気を吹き出す噴射式だけでなく、空気を吸い込む真空式であってもよい。真空式である場合は、転写部１５の表面に沿って移動するのが好ましい。吸い込んだ水は別途配管で排水タンクに排水される。なお、水滴除去部１６が固定式であれば、移動によって吸湿ユニット１の高分子吸湿材２を損傷することも抑制できる。

【0059】

実施の形態１〜実施の形態３において転写部１５は単に平板であってもよいが、水滴の滴下を促進するように溝や文様を表面に設けてもよい。図１０にそのような文様を例示する。文様１５ｂは、転写部１５の表面１５ａに線刻による溝もしくは極わずかに突出するリブであってもよい。

【0060】

〔実施の形態４〕
以下、本発明のさらなる一実施形態について詳細に説明する。本実施形態では、実施の形態１〜３と異なって、吸湿ユニット１および転写部１５が各々円筒形状に構成されている。

【0061】

なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

【0062】

図１１は本発明の実施の形態４に係る除湿装置１０２の縦断面図を示し、図１２は図１１中のＢ−Ｂ線で切断した除湿装置１０２の断面図を示す。

【0063】

本実施の形態では、送風ファン８が排気口側に配置されている。よって、空気流通路には、空気の入り口側から順に、吸気口５、吸気フィルター６、吸湿ユニット１、送風ファン８、及び排気口７が設けられている。

【0064】

また、吸湿ユニット１は、図１１及び図１２に示すように、基材３の第１面上に高分子吸湿材２が積層され、基材３の第２面に接するように加熱ヒーター４が設けられた積層構造の素子が、複数個、円筒の側面上に、固定された部材である。前記円筒は、除湿装置１０２内で、吸気口５が形成されている筐体の側面に対して垂直な方向に延びるステッピングモーター１０の回転軸を中心軸とする円筒である。各素子は、前記円筒の側面上に、等間隔に相互に隣り合うように並べて配置されている。

【0065】

吸湿ユニット１は、ステッピングモーター１０の回転軸を回転軸として、図１２中に矢印で示す方向（反時計回り）に回転可能となっている。吸湿ユニット１の回転は、ステッピングモーター１０によって所定の時間で回転するように駆動される。吸湿ユニット１は、所定時間ごとに各素子単位で吸湿エリア２５から放出エリア２４へ回転移動するように制御してもよく、緩やかに連続回転して吸湿エリア２５から放出エリア２４へ回転移動するように制御してもよい。所定の時間は高分子吸湿材の吸放湿特性によって異なるため適切に決定される。

【0066】

本実施の形態では、吸湿ユニット１の各素子は、前記円筒の側面上に、近接して並べて配置した場合に、全体として円筒形を形成するように、横断面が円弧状の形状を有している。すなわち、基材３、高分子吸湿材２および加熱ヒーター４は、横断面が円弧状に曲がった板状の形状を有する。このとき、吸湿ユニット１の各素子は、高分子吸湿材２が円弧の外側に、加熱ヒーター４が円弧の内側に配置されるように配置されている。

【0067】

図１２に示すように、吸湿ユニット１が回転する領域は、除湿装置１０２の上部に位置する吸湿エリア２５と、除湿装置１０２の下部に位置する放出エリア２４とに区分されており、吸湿ユニット１が、所定の時間で一度回転する毎に、前記各素子の１つが吸湿エリア２５から放出エリア２４に移動し、前記各素子の１つが放出エリア２４から吸湿エリア２５に移動する。本実施の形態では、除湿装置１０２の下部に位置する３個の素子が、放出エリア２４内にある。

【0068】

放出エリア２４では、放出エリア２４内にある素子の加熱ヒーター４のヒーター電極と接触して加熱ヒーター４を通電できる位置に、図示しないヒーター用固定電極が配置されている。これにより、吸湿ユニット１の前記各素子が、放出エリア２４に到達すると、各素子の加熱ヒーター４がそれぞれ通電により作動するようになっている。

【0069】

放出エリア２４では、さらに、吸湿ユニット１と接するように転写部１５が吸湿ユニット１の下部に設けられる。転写部１５は実施の形態１で採用した転写部を円筒形に形成した部材である。転写部１５は、高分子吸湿材２の表面と転写部１５の表面とが接触する状態で設置されて、吸湿ユニット１の回転により回転伝達される。

【0070】

放出エリア２４に吸湿ユニット１の前記各素子が回転によって移動したときに、加熱ヒーター４によって高分子吸湿材２がＬＣＳＴ以上に加熱される。これにより高分子吸湿材２から水滴が滲出して、転写部１５に水滴が転写されるようになっている。

【0071】

なお、吸気口５から取り込まれた空気は、空気流通壁２３によって、吸湿エリア２５のみを流通し、放出エリア２４には流通しないようになっている。

【0072】

放出エリア２４の下部には、滴下口が設けられており、当該滴下口の下部に排水タンク９が設置されている。排水タンク９は排気の方向に引き出すことが出来、集積した水が排水されるようになっている。

【0073】

次に除湿装置１０２による除湿方法について、図１１〜１５を参照して説明する。まず、除湿装置１０２が運転されると、除湿装置１０２内の送風ファン８が動作されて、吸気口５から空気（湿り空気１２）が、吸気フィルターを介して、除湿装置１０２内に取り込まれる。吸湿ユニット１は、ステッピングモーター１０によって駆動されて、ステッピングモーター１０の回転軸のまわりを所定の回転速度で回転する。

【0074】

除湿装置１０２に取り込まれた空気（湿り空気１２）は、吸湿エリア２５を通過するときに、吸湿ユニット１の高分子吸湿材２と接触する。吸湿エリア２５では、加熱ヒーター４が作動しないため、室温において親水性である高分子吸湿材２は、空気（湿り空気１２）中の水分を吸湿する。これによって、吸湿エリア２５を通過する湿り空気は除湿され、除湿された空気（乾燥空気１３）が排気口７から排気される。

【0075】

空気（湿り空気１２）中の水分を吸湿した吸湿ユニット１の前記各素子は、ステッピングモーター１０によって駆動されて図中の矢印方向に回転し、順に吸湿エリア２５から放出エリア２４内へと移動する。放出エリア２４内では、各素子の加熱ヒーター４のヒーター電極が図示しないヒーター用固定電極と接触して通電することにより、高分子吸湿材２が加熱ヒーター４により加熱される。

【0076】

加熱ヒーター４により、基材３と、基材３を介して高分子吸湿材２とが加熱されることにより、高分子吸湿材２はＬＣＳＴ以上となり、水との親和性が低下して疎水性となる。その結果、高分子吸湿材２に吸湿された水分は、液体の水として高分子吸湿材２から放出される。

【0077】

図１３は、吸湿ユニット１の回転により最下部に移動した素子の様子を示す図である。この段階では、高分子吸湿材２から放出された水は、まだ高分子吸湿材２の表面に取り出されていない。図１４は、吸湿ユニット１の回転により除湿装置１０２の最下部に移動した後、高分子吸湿材２から水滴が滲出して転写部１５に接触している様子を示す図である。さらに、図１５は放出された水が転写部１５の表面に移動し、水滴が表面上を流れ落ちる様子を示す図である。このようにして排出された水は、滴下水１４として排水タンク９に集積される。

【0078】

本実施の形態における、空気中の水を吸湿させた高分子吸湿材に外部刺激を付与して水を滲出させる効果、水との親和性が低下した高分子吸湿材の表面に転写部を接触させることによる効果が、実施の形態１と同様に得ることが出来る。

【0079】

また、基材３の材料、吸湿ユニット１の回転方法は実施の形態１と同じである。高分子吸湿材２に含有される刺激応答性高分子、刺激付与部、加熱ヒーター４の形状および種類、高分子吸湿材２の形状、並びに、刺激付与部の構成については、実施の形態１と同様に変更可能である。

【0080】

なお、上述した例では、吸湿ユニット１は、高分子吸湿材２が円弧の外側に、加熱ヒーター４が円弧の内側に配置されるように構成されているが、これとは逆に、吸湿ユニット１は、高分子吸湿材２が円弧の内側に、加熱ヒーター４が円弧の外側に配置されるように構成されていてもよい。かかる場合は、ヒーター用固定電極は、吸湿ユニット１の外側に配置される。

【0081】

なお、本実施の形態では、除湿装置１０２の下部に位置する３個の素子が、放出エリア２４内にある。放出エリア２４では、放出エリア２４内に移動した直後の素子と、放出エリア２４の最下点にある素子との各々の加熱ヒーター４のヒーター電極と接触して通電できる位置に、図示しないヒーター用固定電極が配置されている。吸湿ユニット１の前記各素子が、回転によって放出エリア２４から完全に吸湿エリア２５に移動する前に、各々の素子の通電が終了するようになっているのが好ましい。

【0082】

〔実施の形態５〕
本実施形態は、実施の形態４に水滴除去部１６を追加したものである。その他の構成や動作は実施の形態４と同じであるので説明は省略する。

【0083】

図１６に本実施の形態に係る水滴除去部１６について示す。水滴除去部１６は、転写部１５の下部で、かつ外周に接するように設置される。吸湿ユニット１および転写部１５は、図中に示す矢印の方向に各々回転する。

【0084】

空気中の水分を吸着した吸湿ユニット１の回転により、前記各素子は放出エリア２４内に移動した後、高分子吸湿材２が加熱ヒーター４により加熱されて水を放出し、転写部１５の表面に取り出される。そして、放出された水が転写部１５の表面を垂れ落ちて最下部に移動する。このとき、多くの水滴が滴下して排水タンク９に集積される。また、この時に滴下しなかった水滴が水滴除去部１６によって強制的に転写部１５の表面から離脱させられて排水タンク９に集積される。

【0085】

このようにして、吸湿ユニット１の回転により、吸湿ユニット１を形成する円筒の最下部に移動する前記素子から取り出された水が、転写部１５を経由して排水タンク９へと順次移動する。これにより、吸湿ユニット１の各素子による空気中の水の吸湿、放出が連続的に繰り返される。

【0086】

本実施の形態において、水滴除去部１６は、転写部１５の下方で最下点よりも転写部１５の回転方向の後方に偏倚した位置に設置するとしたが、もちろん最下点位置であっても良いし、転写部１５の回転方向の前方に偏倚した位置であってもよい。回転方向の後方であれば、転写部１５の表面が水滴除去部１６の接触部から回転方向に離れる様に移動するので接触が滑らかに行われる。

【0087】

また、水滴除去部１６は板状もしくは棒状の構造体であるが、転写部１５の表面に接触することが出来れば特に形状を限定するものではない。また、好ましくは柔軟性を有し吸水性を有さない材質で形成されるのが良い。

【0088】

また、水滴除去部１６を実施の形態３で採用した非接触型としてもよい。水滴除去部１６は、転写部１５の円周部近傍のいずれの箇所にも設置可能である。さらに、転写部１５が回転することで水滴除去部１６を移動させる必要が無いので、より構造が簡素化できる。

【0089】

また、実施の形態４または５において、転写部１５の表面に水滴除去を促進する文様を設けてもよい。文様は転写部１５の表面に線刻で形成した溝、もしくは極わずかに突出するリブであってもよい。水滴除去を促進することが出来れば特に形状を限定するものではない。文様は図１０を参照されたい。

【0090】

〔実施の形態６〕
以下、本発明のさらなる一実施形態について詳細に説明する。

【0091】

なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

【0092】

図１７は本発明の実施の形態６に係る除湿装置１０３の縦断面図を示し、図１８は図１７中のＣ−Ｃ線で切断した除湿装置１０３の断面図を示す。

【0093】

本実施の形態は、実施の形態４の変形であり、実施の形態４とは、放出エリア２４の構成のみが異なっている。即ち、本実施の形態では、図１７及び図１８に示すように、放出エリア２４に、複数の素子が固定された吸湿ユニット１の円筒の側面に接する円筒形の転写部１５と、転写部１５の円筒の側面に接する円筒形の水滴除去部１６が設けられている。転写部１５は、円筒形の回転体上に吸水材を固定して形成されており、互いに接触することで吸湿ユニット１の回転とともに、回転するようになっている。

【0094】

また、転写部１５の吸水材は、吸水性を有するスポンジや不織布等の材料からなる。転写部１５の下部には、転写部１５の円筒形の側面に接する円筒形の水滴除去部１６が設けられている。水滴除去部１６は、吸水性を有さない材質で円筒形に形成された部材である。水滴除去部１６は、水滴除去部モーター２８により駆動されて、転写部１５の回転とともに、回転するようになっている。

【0095】

図１９は、吸湿ユニット１の回転により最下部に移動した素子の様子を示す図である。当該素子は、高分子吸湿材２が加熱ヒーター４により加熱され、高分子吸湿材２から放出された水が、高分子吸湿材２の表面に滲出る。

【0096】

高分子吸湿材２の表面に滲出した水が、当該素子と接する転写部１５の吸水材に吸水される。転写部１５は図中矢印で示す方向に吸湿ユニット１と接触して回転するので、各素子が放出した水滴が順次吸い取られて、転写部１５の吸水材に蓄積される。

【0097】

図２０に示すように、転写部１５の下部には水滴除去部１６が、転写部１５と円筒の側面を接触する状態で設置されており、転写部１５の吸水材は常に圧縮されるような位置関係に保たれている。転写部１５に蓄積された水滴が、転写部１５の吸水材が圧縮された状態で有する保水量を上回る程度に蓄積された時に、水滴除去部１６によって吸水材から押し出され滴下する。滴下した水は排水タンク９に集積されて排水される。

【0098】

このようにして、吸湿ユニット１の回転により、吸湿ユニット１を形成する円筒の最下部に移動する各素子から、転写部１５の吸水材に、当該素子から取り出された水が、順次移動する。これにより、吸湿ユニット１の各素子による空気中の水の吸湿、放出が連続的に繰り返される。

【0099】

〔実施の形態７〕
以下、本発明のさらなる一実施形態について詳細に説明する。

【0100】

なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

【0101】

図２１は本発明の実施の形態７に係る除湿装置１０４の縦断面図を示し、図２２は図２１中のＤ−Ｄ線で切断した除湿装置１０５の断面図を示す。

【0102】

本実施の形態は、実施の形態６の変形であり、実施の形態６で採用した吸水型転写部１５に代わって、濃縮部１７が設けられる点で異なっている。本実施の形態では、図２１及び図２２に示すように、放出エリア２４に円筒形の濃縮部１７が設けられている。濃縮部１７の側面は、吸湿ユニット１の複数の素子が固定された円筒の側面に接する。

【0103】

濃縮部１７は、吸湿ユニット１と同様の構造を有している。即ち、基材１９の片面に高分子吸湿材１８を、他の面に加熱ヒーター２０を設けて形成した素子を、円筒形の回転体上に配設した部材であり、吸湿ユニット１と接触することで、回転するようになっている。本実施の形態では、濃縮部１７には６枚の素子が貼り付けられている。高分子吸湿材１８は高分子吸湿材２と同じか、または高いＬＣＳＴを有する物質であることが好ましい。

【0104】

濃縮部１７の下部には、濃縮部１７の円筒の側面に接する側面を有する円筒形の転写部１５が設けられている。転写部１５は、転写部モーター２９により駆動されて、濃縮部１７の回転とともに、回転するようになっている。

【0105】

図２３は、本実施形態における水の集積の様子を示す。吸湿ユニット１の各素子が回転により最下部に移動した後、加熱ヒーター４によって高分子吸湿材２が加熱され、水が高分子吸湿材２の表面に滲出する。次に、濃縮部１７の表面にある高分子吸湿材１８が、吸湿ユニット１の高分子吸湿材２の表面に滲出した水を吸水する。この時点では、吸湿ユニット１と接触している濃縮部１７の素子は加熱されていないので、親水性を有している。

【0106】

吸湿ユニット１が回転して、十分に吸水した濃縮部１７の素子が最下点に来た時に、加熱ヒーター２０が図示していないヒーター用固定電極から給電されて基材１９及び高分子吸湿材１８を加熱する。加熱によって高分子吸湿材１８の表面に取り出された水が、転写部１５に転写されて水滴として排出される。

【0107】

このようにして、吸湿ユニット１の回転により、吸湿ユニット１を形成する円筒の最下部に移動する各素子から、濃縮部１７の高分子吸湿材１８に、さらに高分子吸湿材１８から転写部１５へと取り出された水が、順次移動する。これにより、吸湿ユニット１の各素子による空気中の水の吸湿、放出、および、濃縮部１７からの水の吸湿、放出と、転写部１５への転写が連続的に繰り返される。

【0108】

本実施の形態では、吸湿ユニット１が有する高分子吸湿材２の量が、濃縮部１７が有する高分子吸湿材１８の量の４倍に設定されている。そのため、吸湿ユニット１が１回転する間に、濃縮部１７は４回転するので、各素子に蓄積された水が４倍の濃度で蓄積されることになる。図２３に示されるように、濃縮部１７の高分子吸湿材１８に溜められた水は、適当なタイミングで加熱ヒーター２０に通電し加熱することで効率よく水を排出できる。また、高分子吸湿材１８の表面に出てきた水は、転写部１５により効率的に滴下させ集積することができる。

【0109】

本実施の形態において、転写部１５を省いて濃縮部１７の高分子吸湿材１８表面から水滴として直接滴下させてもよい。

【0110】

本発明の実施の形態１〜７において、吸湿ユニットは基材の片面に高分子吸湿材を設け、他の面に加熱ヒーターを設けた素子の集合体として構成としたが、各素子に加熱ヒーターが一体に設けられることは必然ではない。例えば、加熱ヒーターを放湿エリア内に別構造として設け、吸湿ユニットが回転して吸湿した素子が放湿エリア内に移動してきた状態で、加熱ヒーターが吸湿ユニットに接触するように構成してもよい。

【0111】

このような構成とすることで、各素子が電気部品を含まない構成となり、高分子吸湿材を基材上に形成する工程が容易になるとともに、素子自体及び除湿装置の安全性が向上する。

【0112】

〔高分子吸湿材の詳細〕
以下に、上述した各実施形態で用いられる、刺激応答性高分子を含有する高分子吸湿材の詳細について説明する。なお、本明細書においては、「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。

【0113】

上述した各実施形態では、刺激応答性高分子の乾燥体を含む高分子吸湿材を用いる。特に、刺激応答性高分子が架橋体である場合は、高分子が架橋されて形成された３次元の網目構造が、水、有機溶媒等の溶媒を吸収して膨潤した高分子ゲルを形成することが多い。かかる場合、上述した各実施形態では、高分子ゲルの乾燥体を用いる。

【0114】

ここで、高分子ゲルの乾燥体とは、高分子ゲルを乾燥することによって溶媒を除去したものをいう。なお、本発明において、高分子ゲルの乾燥体は、高分子ゲルから溶媒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、溶媒または水を含んでいてもよい。したがって、前記高分子ゲルの乾燥体の含水率は、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、４０重量％以下であることがより好ましい。なお、ここで含水率とは、高分子ゲルの乾燥重量に対する水分の割合をいう。

【0115】

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。本発明においては、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を用いる。

【0116】

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、磁場、ｐＨ等を挙げることができる。

【0117】

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、外部刺激を与えられた高分子が、外部刺激に応答して、親水性と疎水性との間で可逆的に変化することをいう。

【0118】

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（水蒸気）の吸湿と、吸湿した水分の放出と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る。

【0119】

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、およびこれらの高分子の共重合体を挙げることができる。

【0120】

また、温度応答性高分子は、これらの高分子の架橋体であってもよい。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。

【0121】

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。

【0122】

また、温度応答性高分子にカーボンや酸化鉄などの不溶性粒子を混合して使用することが出来る。このようにすると、カーボンや酸化鉄などが磁場変動によって発熱するために外部刺激を磁場とすることが出来る。

【0123】

また、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。

【0124】

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。

【0125】

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。

【0126】

また、刺激応答性高分子は、上述した刺激応答性高分子の誘導体であってもよいし、他のモノマーとの共重合体であってもよい。なお、他のモノマーとしては、特に限定されるものではなく、どのようなモノマーであってもよい。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好適に用いることができる。

【0127】

或いは、刺激応答性高分子は、他の架橋された高分子又は架橋されていない高分子と、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を形成してなる高分子であってもよい。

【0128】

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。

【0129】

前記刺激応答性高分子の製造方法も特に限定されるものではなく、従来公知の方法を適宜選択して用いることができる。また、多孔質の前記刺激応答性高分子の製造方法も特に限定されるものではないが、例えば、凍結乾燥、真空乾燥等により、前記刺激応答性高分子を、乾燥させることにより、製造することができる。

【0130】

なお、高分子の乾燥体に、空気中の水分（水蒸気）が吸着され、且つ、吸収されることを、学術的には収着と称する。しかし、本発明においては、該乾燥体の内部に吸収された水分を、外部刺激を与えることにより放出することを主眼としているため、該乾燥体の内部に空気中の水分が吸収される現象を「吸湿」と称し、外部刺激を与えることにより液体の水を水滴として放出する現象を、「水（水分）の放出」と称する。

【0131】

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る除湿装置は、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を含有する高分子吸湿材と、前記高分子吸湿材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、前記高分子吸湿材が放出した水滴を転写するための転写部とを備えている。

【0132】

本発明の態様１に係る除湿装置では、高分子吸湿材と、刺激付与部とを基板上に形成して単位となる素子を形成し、前記素子を複数組み合わせて円盤状の吸湿ユニットを構成する。さらに、前記高分子吸湿材が放出した水滴を転写するための平板状の転写部を備えている。

【0133】

前記の構成によれば、高分子吸湿材から放出された水を効率的に集積することができるという効果を奏する。

【0134】

本発明の態様２に係る除湿装置は、前記態様１に加えて、前記転写部に転写された水滴を迅速に除去するための接触型の水滴除去部を備える。

【0135】

前記の構成によれば、高分子吸湿材から放出された水を転写した転写部から水滴を除去するので、効率的に集積することができるという効果を奏する。

【0136】

本発明の態様３に係る除湿装置は、前記態様１に加えて、前記転写部に転写された水滴を迅速に除去するための非接触型の水滴除去部を備える。

【0137】

前記の構成によれば、高分子吸湿材から放出された水を転写した転写部から水滴を除去するので、効率的に集積することができるという効果を奏する。また、高分子吸湿材および転写部に直接接触しないので損耗が抑制できる。

【0138】

本発明の態様４に係る除湿装置は、前記態様１〜３において平板型であった吸湿ユニットおよび転写部を各々円筒形とした。

【0139】

前記の構成によれば、高分子吸湿材の水滴放出と水滴除去の動作が連続して行える。高分子吸湿材から放出された水を効率的に除去し、排水タンクに集積することができるという効果を奏する。

【0140】

本発明の態様５に係る除湿装置は、前記態様４において、円筒形の転写部に接する水滴除去部を設けた。

【0141】

前記の構成によれば、転写部からの水滴除去が迅速に行われ放出された水を効率的に集積することができるという効果を奏する。

【0142】

本発明の態様６に係る除湿装置は、前記態様５において、円筒形の転写部表面に吸水材を施したので、吸湿ユニットからの水滴除去が迅速に行われ、放出された水を効率的に集積することができるという効果を奏する。

【0143】

前記の構成によれば、高分子吸湿材からの転写部への水移動が吸水材によって補助される。転写部への水滴転写が吸水材の吸水力によって迅速に行われ、放出された水を効率的に集積することができるという効果を奏する。

【0144】

本発明の態様７に係る除湿装置は、前記態様６における転写部に代わって、高分子吸湿材を使用した濃縮部を設けた。

【0145】

前記の構成によれば、吸湿ユニットから滲出した水を濃縮部で高分子吸湿材が吸水するとともに濃縮した後に、濃縮部を加熱して排水するので、加熱効率が良く水を効率的に集積することができるという効果を奏する。

【0146】

本発明に係る除湿方法は、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を含有する高分子吸湿材を使用する除湿方法であって、空気中の水を吸湿させた高分子吸湿材に、外部刺激を付与して水との親和性を低下させる工程と、水との親和性が低下した高分子吸湿材に転写部を接触させて、高分子吸湿材から放出された水を転写部に転写する工程とを含む。

【0147】

前記の構成によれば、高分子吸湿材から放出された水を効率的に転写部に移動させ、排水タンクに集積することができるという効果を奏する。

【0148】

また、本発明に係る調湿装置は、前記除湿装置を備えている。

【0149】

前記の構成によれば、過冷却や大きな熱量を用いずに効率よく調湿することができるという効果を奏する。

【産業上の利用可能性】

【0150】

本発明に係る除湿装置及び除湿方法によれば、刺激応答性高分子を含有する高分子吸湿材から放出された水を効率的に集積することができるので、調湿装置に用いた場合に過冷却や大きな熱量を用いずに効率よく除湿することができる。

【0151】

それゆえ、本発明に係る除湿装置及び除湿方法は、非常に有用であり、調湿装置に好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0152】

１ 吸湿ユニット
２、１８ 高分子吸湿材
３、１９ 基材
４、２０ 加熱ヒーター（刺激付与部）
５ 吸気口
６ 吸気フィルター
７ 排気口
８ 送風ファン
９ 排水タンク
１０ ステッピングモーター
１２ 湿り空気
１３ 乾燥空気
１４ 滴下水
１５ 転写部
１６ 水滴除去部
１７ 濃縮部
２３ 空気流通壁
２４ 放出エリア
２５ 吸湿エリア
２６ 高分子吸湿材のバルク部分
２７ 高分子吸湿材の孔部分
２８ 水滴除去部モーター
２９ 転写部モーター

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】