JP2018115836A - Air-conditioning fin material for indoor equipment featuring low odors and water contents, and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エアコンディショナーなどの室内機向け空調用フィン材に適用されて低臭気、低含水機能を有したフィン材とその製造方法に関する。 The present invention relates to a fin material that is applied to an air conditioning fin material for an indoor unit such as an air conditioner and has a low odor and low water content and a method for manufacturing the same.
家庭用エアコンディショナーなどの室内機用熱交換器は、通常、並列配置されたアルミニウム合金製の複数のフィン材とこれらのフィン材を貫通する銅管などの複数のチューブを有し、各チューブを拡管することでフィン材とチューブが一体化されている。
熱交換器において、結露水が凝集して水滴となり、隣り合うフィン間に水滴のブリッジが形成されると、空気の通路が狭くなって通風抵抗が増大し、熱交換効率が低下するおそれがある。また、凝集した水滴はアルミニウム材の腐食を誘発し、フィンの表面にアルミ水和酸化物等の白色粉末を付着させる原因にもなる。
このため、チューブとフィン材からなる熱交換器では、アルミニウムフィン材として、親水性皮膜を設けたフィン材が用いられている。
A heat exchanger for an indoor unit such as a home air conditioner usually has a plurality of aluminum alloy fins arranged in parallel and a plurality of tubes such as copper pipes penetrating these fins. The fin material and the tube are integrated by expanding the tube.
In a heat exchanger, when condensed water aggregates into water droplets and a water droplet bridge is formed between adjacent fins, the air passage is narrowed and ventilation resistance increases, which may reduce heat exchange efficiency. . Aggregated water droplets also induce corrosion of the aluminum material and cause white powder such as aluminum hydrated oxide to adhere to the surface of the fin.
For this reason, in the heat exchanger which consists of a tube and a fin material, the fin material which provided the hydrophilic membrane | film | coat is used as an aluminum fin material.
現在、一般的な室内機向け空調用アルミニウムフィン材は、アルミニウム芯材の表面にクロメート皮膜を形成した上に親水性塗膜を1コート被覆した構成が主流となっている。しかし、1コート構成の親水性塗膜を有するフィン材では、塗膜に水を含んだ場合にクロメート層が腐食することによる臭気発生が問題となっている。また、アルミニウムフィン材では、アルカリ液で洗浄を受けると親水性塗膜がダメージを受ける場合があり、塗膜のダメージが原因となって臭気が発生する問題もある。更に、親水性塗膜自体に若干ではあるが水を含むことがあり、この塗膜中の含水が蒸発する際に独特の渇き臭が発生する問題がある。
これらの問題を回避する手段の1つとして、アルミニウム芯材上に耐食性の下地層に加えて低含水性の親水層を備える2層構造(2コート構成)が必要と思われるが、2コート構成であっても親水性は現状性能を維持する必要がある。ところが、耐食性の下地層と低含水性の親水層を備えた2コート構成の塗膜では耐食性塗膜の成分の一部が表層の親水塗膜側に溶け込むブリード現象を生じる問題があり、親水性塗膜の接触角が高くなり、低含水性と親水性能の両方を満たす構成が得られていない課題があった。
Currently, a general air-conditioning aluminum fin material for indoor units has a structure in which a chromate film is formed on the surface of an aluminum core material and a hydrophilic coating film is coated. However, in the fin material having a hydrophilic coating film having a one-coat structure, generation of odor due to corrosion of the chromate layer when water is contained in the coating film is a problem. In addition, when the aluminum fin material is washed with an alkaline solution, the hydrophilic coating film may be damaged, and there is a problem that odor is generated due to the damage of the coating film. Furthermore, the hydrophilic coating film itself may contain a small amount of water, and there is a problem that a unique thirst odor is generated when the water content in the coating film evaporates.
As one means for avoiding these problems, a two-layer structure (two-coat structure) that includes a low-hydrophilic hydrophilic layer in addition to a corrosion-resistant underlayer on an aluminum core is considered necessary. Even so, the hydrophilicity needs to maintain the current performance. However, in a coating film having a two-coat structure provided with a corrosion-resistant undercoat layer and a low water content hydrophilic layer, there is a problem that a part of the corrosion-resistant coating film dissolves into the hydrophilic coating side of the surface layer, resulting in a hydrophilic phenomenon. There was a problem that the contact angle of the coating film was high, and a configuration satisfying both low water content and hydrophilic performance was not obtained.
例えば、2コート構成の塗膜を有するフィン材として、以下の特許文献1に記載の如くアルミニウム基材の表面にクロメート処理層を介し樹脂耐食層と親水層を積層した構成であり、親水層表面の接触角を50度以下、親水層表面の含水量を400mg/dm2以下としたフィン材が知られている。
For example, as a fin material having a coating film having a two-coat structure, a resin corrosion-resistant layer and a hydrophilic layer are laminated on the surface of an aluminum substrate via a chromate treatment layer as described in
前述の1コート構成の塗膜構造では親水性と耐食性の両立を図ることが難しいため、前述の2コート構成の塗膜であって、樹脂耐食層と親水層の組み合わせにより臭気抑制と親水性確保の両方を狙った2コート構成の塗膜構造が提案されている。
特許文献1に記載の塗膜構造において親水層の性質として単に含水量の低いものを採用するとフィン表面における親水能も低減するため、熱交換器のフィン表面において凝集水がはじかれてしまい、室内側に凝集水の飛散が生じ、フィン間の通風抵抗が増大する問題があるため、親水層の含水量を下げすぎることは親水性能の面では問題があり、親水層の含有量は60mg/dm2以上は必要であると記載されている。
Since it is difficult to achieve both hydrophilicity and corrosion resistance in the coating structure of the above-mentioned one-coat configuration, the coating film has the above-mentioned two-coat configuration, and the combination of the resin corrosion-resistant layer and the hydrophilic layer suppresses odor and ensures hydrophilicity. A coating film structure having a two-coat structure targeting both of these has been proposed.
In the coating film structure described in
しかし、2コート構成の従来の塗膜について本発明者が種々研究したところではフィン材からの臭気発生を良好に抑制できている訳ではなく、更なる臭気性の面での改善と親水性能の確保が必要であると思われる。
このような背景の元、本発明者らが2コート構成の塗膜について種々研究したところ、親水層の含水量を著しく低下させることができる方法を開発するとともに、この方法で処理した親水層においては極めて低い含水量であっても良好な親水性を確保できることを知見し、本願発明に到達した。
However, the present inventor has made various studies on the conventional coating film having a two-coat configuration, and it does not mean that odor generation from the fin material can be satisfactorily suppressed, and further improvement in odor characteristics and hydrophilic performance. It seems necessary to secure it.
Under these backgrounds, the present inventors have made various studies on the two-coat film, and developed a method that can significantly reduce the water content of the hydrophilic layer. In the hydrophilic layer treated by this method, Has found that good hydrophilicity can be secured even with a very low water content, and has reached the present invention.
本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、含水量が極めて低いために臭気が発生し難く、また、高い親水性を確保できる2コート構成の塗膜を備えた空調用フィン材とその製造方法の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve these problems, and since it has an extremely low water content, it is difficult to generate odors, and it has a two-coat coating film that can ensure high hydrophilicity. An object is to provide a fin material and a manufacturing method thereof.
本発明は、かかる知見に基づきなされたものであって、以下の構成を有する。
本発明の低臭気、低含水機能を有した室内機向け空調用フィン材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる芯材と、該芯材の表裏面のうち、少なくとも一方に形成されたウレタン樹脂の耐食層とアクリル系樹脂の親水層とを具備し、前記耐食層がポリエステル骨格を有するアニオン性のウレタン樹脂からなり、前記親水層がポリオキシエチレン鎖を主成分とする高分子を含有したアクリル系樹脂からなり、前記親水層の含水量が0.01mg/dm2以上、0.2mg/dm2以下であることを特徴とする。
This invention is made | formed based on this knowledge, Comprising: It has the following structures.
The fin material for air conditioning for indoor units having a low odor and low water content of the present invention is a corrosion resistance of urethane resin formed on at least one of a core material made of aluminum or an aluminum alloy and the front and back surfaces of the core material. An acrylic resin comprising a layer and a hydrophilic layer of an acrylic resin, wherein the corrosion-resistant layer is made of an anionic urethane resin having a polyester skeleton, and the hydrophilic layer contains a polymer mainly composed of polyoxyethylene chains The water content of the hydrophilic layer is 0.01 mg / dm 2 or more and 0.2 mg / dm 2 or less.
本発明において、前記耐食層が粒径0.01μm以上、0.1μm以下のウレタン樹脂粒子を含む高分子プライマーの焼成物からなることが好ましい。
本発明において、前記耐食層の塗膜量が0.1g/cm2以上、1.0g/cm2以下であることが好ましい。
In the present invention, the corrosion-resistant layer is preferably made of a fired product of a polymer primer containing urethane resin particles having a particle size of 0.01 μm or more and 0.1 μm or less.
In the present invention, the coating amount of the corrosion-resistant layer is preferably 0.1 g / cm 2 or more and 1.0 g / cm 2 or less.
本発明に係る室内機向け空調用フィン材の製造方法は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる芯材の表裏面のうち、少なくとも一方に、ポリエステル骨格を有するアニオン性のウレタン樹脂からなる耐食基層を形成し、この耐食基層を80℃以上、200℃以下の温度で焼き付けて耐食層を形成し、この耐食層上にポリオキシエチレン鎖を主成分とする高分子を含有したアクリル系樹脂からなる親水基層を積層して積層塗膜を得た後、水洗または湯洗することにより前記親水基層の表面部分を一部除去し、一部除去後の残留部分を含水量0.01mg/dm2以上、0.2mg/dm2以下に調整した親水層とすることを特徴とする。 In the method for manufacturing an air conditioning fin material for indoor units according to the present invention, a corrosion-resistant base layer made of an anionic urethane resin having a polyester skeleton is formed on at least one of the front and back surfaces of a core material made of aluminum or an aluminum alloy. The corrosion-resistant base layer is baked at a temperature of 80 ° C. or more and 200 ° C. or less to form a corrosion-resistant layer, and a hydrophilic base layer made of an acrylic resin containing a polymer mainly composed of polyoxyethylene chains is formed on the corrosion-resistant layer. After laminating to obtain a laminated coating film, the surface portion of the hydrophilic base layer is partially removed by washing with water or hot water, and the remaining portion after partial removal is a water content of 0.01 mg / dm 2 or more, 0. The hydrophilic layer is adjusted to 2 mg / dm 2 or less.
本発明に係る室内機向け空調用フィン材の製造方法において、前記水洗後または湯洗後の膜残存量を前記水洗前または湯洗前に対し重量差で40%以上、70%以下とすることにより含水量0.01mg/dm2以上、0.2mg/dm2以下の親水層を得ることができる。 In the method for manufacturing an air conditioning fin material for an indoor unit according to the present invention, the remaining amount of the film after the water washing or after the hot water washing is 40% or more and 70% or less by weight difference with respect to the water washing or before the water washing. Thus, a hydrophilic layer having a water content of 0.01 mg / dm 2 or more and 0.2 mg / dm 2 or less can be obtained.
本発明の空調用フィン材によれば、芯材上に耐食層と親水層という2つの層を備えた構成であり、下地のアニオン性のウレタン樹脂から耐食層を形成し、上地のポリオキシエチレン鎖を主成分とする高分子含有型の含水量0.01mg/dm2以上、0.2mg/dm2以下のアクリル系樹脂から親水層を形成することにより、優れた密着性と耐食性を有し、優れた親水性を保持した上で臭気を発生しない空調用フィン材を提供できる。
耐食層が粒径0.01μm以上、0.1μm以下のウレタン樹脂粒子を含む高分子プライマーの焼成物からなることで芯材に対する良好な密着性を得ることができる。
According to the fin material for air conditioning of the present invention, the core material is provided with two layers, a corrosion-resistant layer and a hydrophilic layer. The corrosion-resistant layer is formed from the anionic urethane resin of the base, and the polyoxy By forming a hydrophilic layer from an acrylic resin with a water content of 0.01 mg / dm 2 or more and 0.2 mg / dm 2 or less of a polymer-containing type mainly composed of ethylene chains, it has excellent adhesion and corrosion resistance. And the fin material for an air conditioning which does not generate | occur | produce an odor, while maintaining the outstanding hydrophilic property can be provided.
Good adhesion to the core material can be obtained when the corrosion-resistant layer is made of a fired product of a polymer primer containing urethane resin particles having a particle size of 0.01 μm or more and 0.1 μm or less.
次に、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
本実施形態の熱交換器用フィン材1は、図1に断面構造を示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材2と、該基材2の表面と裏面に被覆された化成皮膜(クロメート皮膜)3と、化成皮膜3の表面を覆うように被覆形成された耐食層4と、耐食層4の表面を覆うように被覆形性された親水層5を主体として構成されている。
Next, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the heat exchanger
基材2を構成するアルミニウム又はアルミニウム合金としては、特に限定されず、一般的に熱交換器用の基材に適用されている組成のアルミニウム材を適宜用いて良い。なお、例示するならばJIS規定A1050、A1100、A1200、A3003等が挙げられる。
It does not specifically limit as aluminum or aluminum alloy which comprises the
化成皮膜3としてクロメート処理された薄いクロメート皮膜などを適用することができる。
リン酸クロメート皮膜は、基材2をリン酸塩を含むクロム酸または重クロム酸の水溶液に浸漬することによって、該基材2の表裏面に化学的に生成した化成皮膜である。
このリン酸クロメート皮膜は、基材2に耐食性を付与し、熱交換器使用時のフィン材の表裏面での腐食生成物の発生を抑えるとともに、その上に設けられる耐食層4の塗装密着性を高める機能を有する。
As the chemical conversion film 3, a thin chromate film subjected to chromate treatment or the like can be applied.
The phosphoric acid chromate film is a chemical film chemically formed on the front and back surfaces of the
This phosphoric acid chromate film imparts corrosion resistance to the
耐食層4は、イオン性がアニオンであり、樹脂骨格がポリエステル骨格を有するウレタン系樹脂を主体として構成されている。このエステル系ウレタン樹脂からなる耐食層4をリン酸クロメート皮膜2の上に形成すると、フィン材1に優れた耐食性を付与できる。
また、エステル系ウレタン樹脂は、直射日光に晒されても変質し難く、耐候性に優れている。このため、エステル系ウレタン樹脂によって耐食層4を構成することにより、熱交換器の設置環境を問わず、その耐食性能を確実に維持することができる。
耐食層4は、例えば、粒径0.01μm以上、0.1μm以下の微細なウレタン樹脂の粒子を含む高分子プライマーからなる樹脂塗料を化成皮膜3が形成された基材2の表面にバーコーターやロールコーターなどの塗布装置により必要厚さ塗布して耐食基層を形成し、この耐食基層を後述するように焼付けて形成できる。
The corrosion-
In addition, ester urethane resins are not easily altered even when exposed to direct sunlight, and are excellent in weather resistance. For this reason, by comprising the corrosion-
For example, the corrosion-
耐食層4を構成するための高分子プライマーは、粒径0.01μm以上0.1μm以下の微細なウレタン樹脂の粒子と溶媒(例えば、水道水、イオン水など)からなる。
The polymer primer for constituting the corrosion-
ここで、樹脂塗料100重量部に対してウレタン樹脂粒子を27.5〜33.6重量部含有したものが好ましい。このような濃度の樹脂塗料は適度の粘性を有するため、化成皮膜3の外面に、耐食層4を形成するための耐食基層を適正な被着量で容易に形成することができる。
耐食性のウレタン樹脂高分子プライマーは有機物であり、後述する焼き付けを行う温度を高く設定しすぎると分解するので80℃以上、200℃以下の範囲で焼き付けることが望ましい。また、この耐食層4のイオン性はアニオンであり、その上に他の層として親水層5を積層した場合であっても、ブリードが生じ難い特徴を有する。
耐食層4の焼付け後の塗膜量は0.1g/cm2以上、1.0g/cm2以下の範囲であることが望ましい。耐食層4の焼付け後の塗膜厚が0.1g/cm2未満では、臭気が発生するおそれと耐食性が不良となるおそれがあり、1.0g/cm2を超える塗膜厚では製造コストの上昇が見込まれる。
ここで表示する塗膜量は耐食層4の焼付け後の付着量であり、焼付けを行う前の耐食基層の塗工量とほぼ等しい。
Here, what contains 27.5-33.6 weight part of urethane resin particles with respect to 100 weight part of resin coating materials is preferable. Since the resin paint having such a concentration has an appropriate viscosity, a corrosion-resistant base layer for forming the corrosion-
The corrosion-resistant urethane resin polymer primer is an organic substance, and is decomposed if the temperature for baking, which will be described later, is set too high. Moreover, the ionicity of this corrosion-
The coating amount after baking of the corrosion-
The coating amount displayed here is the adhesion amount after baking of the corrosion-
親水層5はポリオキシエチレン鎖を主成分とする高分子を含有したアクリル系樹脂層からなる。親水層5の形成に用いられる塗料は、HO−(CH2−CH2−O)n−Hで表される高分子化合物を含有してなる。
HO−(CH2−CH2−O)n−Hで表される高分子化合物としては、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイドが挙げられる。HO−(CH2−CH2−O)n−Hで表される高分子化合物の重量平均分子量(Mw)は特に制限されないが、重量平均分子量(Mw)が4000以上であることが好ましく、4000〜300000の範囲とすることがより好ましい。重量平均分子量(Mw)を4000以上とすることにより、焼付け時に充分な塗膜密着性を得ることが出来る。また、重量平均分子量(Mw)が300000を超えると、塗料が著しく粘度が上昇し塗装が難しくなるおそれがある。
HO−(CH2−CH2−O)n−Hで表される高分子化合物は、分子量の異なる2種以上を混合して用いても構わない。
親水性成分としては、水酸基、カルボキシル基、エステル基、エーテル基、スルホン酸基のうち、1種又は2種以上などの親水性官能基を有する樹脂を例示することができる。より具体的には、ポリアクリル酸を主成分としたアクリル系樹脂を例示することができるがこれに限るものではない。親水性樹脂は微粒子からなるものを用いるのが好ましい。
親水層5を形成するための塗料にはHO−(CH2−CH2−O)n−Hで表される高分子化合物を10〜40重量部含有していることが好ましい。この範囲を選択することで焼付け時の塗膜の硬化反応を充分に促進することができ、形成される親水層5の塗膜密着性を向上できる。
The
Examples of the polymer compound represented by HO— (CH 2 —CH 2 —O) n —H include polyethylene glycol and polyethylene oxide. The weight average molecular weight (Mw) of the polymer compound represented by HO— (CH 2 —CH 2 —O) n —H is not particularly limited, but the weight average molecular weight (Mw) is preferably 4000 or more. More preferably, it is in the range of ˜300000. By setting the weight average molecular weight (Mw) to 4000 or more, sufficient coating film adhesion can be obtained during baking. Moreover, when a weight average molecular weight (Mw) exceeds 300000, there exists a possibility that a coating material may raise a viscosity remarkably and may become difficult to paint.
As the polymer compound represented by HO— (CH 2 —CH 2 —O) n —H, two or more kinds having different molecular weights may be mixed and used.
Examples of the hydrophilic component include resins having one or more hydrophilic functional groups among a hydroxyl group, a carboxyl group, an ester group, an ether group, and a sulfonic acid group. More specifically, an acrylic resin mainly composed of polyacrylic acid can be exemplified, but is not limited thereto. It is preferable to use a hydrophilic resin composed of fine particles.
The coating material for forming the
化成皮膜3を形成した基材2の表裏面に耐食層4を形成するためのウレタン樹脂の高分子プライマーからなる塗料を塗布して耐食基層を形成し、この耐食基層を80℃以上、200℃以下の温度で焼き付け、更に、その上にアクリル系親水層5を形成するための塗料を塗布して親水基層を形成し、更に120℃〜220℃で焼き付け、その後に焼き付けた親水基層の表面部分を水洗または湯洗により一部除去することで図1に示す断面構造であり、基材2の表裏面に化成皮膜3と耐食層4と親水層5を備えたフィン材1を得ることができる。
水洗または湯洗を行うことにより、親水層中の潤滑成分を除去することができ、この潤滑成分中に水が多く含まれているので、親水層5の含水量を小さくすることができる。
A coating made of a polymer primer of a urethane resin for forming the corrosion-
By performing water washing or hot water washing, the lubricating component in the hydrophilic layer can be removed, and since a large amount of water is contained in this lubricating component, the water content of the
焼き付けた直後の親水層5の表面には潤滑成分が存在している。この表面に存在する潤滑成分は水分を吸着しているが、塗膜形状を形成するためには必須な部分であり、塗膜形状を形成しないと親水層5の親水性に悪影響が出る。このため、焼付け後に塗膜表面の潤滑成分を多く含む層を水洗または湯洗により40〜70質量%除去することで、焼付け後の塗膜表面に存在している水分を多く含む潤滑成分を含む層を除去できる。なお、親水層5における潤滑成分を含む表面層についてはフィン材をコルゲート形状に加工したり、プレート型フィンとして穴あけ加工するなどの場合に有効な潤滑層として必要となる。
水洗または湯洗により塗膜を除去する量が40質量%未満では水を多く含む表面層の除去に不足であり、含水量が増加する。70質量%を超える塗膜を除去すると、親水層そのものの不足を招くおそれがある。
焼き付けは耐食層4の密着性を確保するために必要であり、焼き付け温度を80℃未満とすると、密着性不良となり易く、200℃を超える温度で焼き付けると耐食層4を構成する樹脂が分解するおそれが高い。
A lubricating component is present on the surface of the
If the amount of the coating film removed by washing with water or hot water is less than 40% by mass, it is insufficient for removing the surface layer containing a large amount of water, and the water content increases. If the coating film exceeding 70% by mass is removed, the hydrophilic layer itself may be insufficient.
Baking is necessary to ensure the adhesion of the corrosion-
水洗または湯洗の方法としては、常温の水または加温した水(湯)を用いることができる。ここで、本発明の明細書および特許請求の範囲において、「水洗または湯洗」とは、液体状のH2Oを使用した洗浄を意味し、如何なる温度のH2Oも用いることができる。また、洗浄に用いる水は、不純物や少量(例えば、1重量%以下)の界面活性剤が含まれていてもよく、pH10以下のアルカリ性水溶液であってもよい。
また、洗浄の方法としては、高圧水を用いてスプレーで洗浄する、水洗槽(水槽)の中を潜らせること(浸漬)により洗浄するなど、種々の方法を用いることができる。なお、水に浸漬することにより洗浄を行う場合、水洗槽中に洗浄により親水基層から除去された物質が多量に溶解した状態になると、水洗中のフィン材1に再付着してしまうおそれがあるため、洗浄中は、必要に応じて新水を水洗槽に補給するなどの措置を行い、水質を保つことが望ましい。
As a method of washing with water or hot water, normal temperature water or warm water (hot water) can be used. Here, in the specification and claims of the present invention, the term "washing or hot water" refers to washed using liquid H 2 O, may also be used of H 2 O any temperature. Moreover, the water used for washing | cleaning may contain the impurity and a small amount (for example, 1 weight% or less) surfactant, and may be alkaline aqueous solution of pH 10 or less.
Moreover, as a washing | cleaning method, various methods can be used, such as washing by spraying using high-pressure water, and washing by immersing (immersion) in a washing tank (water tank). In addition, when washing | cleaning by immersing in water, when the substance removed from the hydrophilic base layer by washing | cleaning will be in the state melt | dissolved in large quantities in a washing tank, there exists a possibility of reattaching to the
洗浄の方法、水温、時間などの条件は、洗浄するフィン材1の塗膜の組成、厚さなどにより、適宜調整すればよい。例えば、高圧水を用いてスプレーで洗浄する場合、水圧を0.1〜0.5MPaとし、水温は室温〜80℃で1秒〜10秒程度洗浄することができる。また、水洗槽へ塗膜が形成されたフィン材を浸漬することにより洗浄する場合は、水温は室温〜80℃で1秒〜10秒程度の浸漬を行うことができる。このような条件で洗浄することにより、塗膜の厚さの30〜60%を除去することができ、塗膜の表面部分に存在していた含水量の多い表面部分を除去することができ、水洗または湯洗後に残った塗膜から極めて低い含水量の親水層5を得ることができる。
What is necessary is just to adjust conditions, such as a washing | cleaning method, water temperature, time, suitably according to a composition, thickness, etc. of the coating film of the
親水層5は、水に対する接触角を低減する作用を有する。これにより、熱交換器のフィン材表面に付着した結露水は、容易に濡れ広がって流れ落ち凝集し難くなる。このため、本実施形態に係るフィン材1とチューブを備えた熱交換器は、結露が生じ易い条件で使用された場合でも、通風抵抗が小さく保たれ、高い熱交換効率を維持できる。
親水層5の含水量は0.01mg/dm2以上、0.2mg/dm2以下に調整されている。親水層5において含水量が0.2mg/dm2を超えるようでは、室内機のフィン材とした場合に臭気発生のおそれが高くなる。含水量を0.01mg/dm2未満とするには潤滑剤を更に除去する必要があるが、潤滑剤を無くするとプレス成形性に影響を与えるため、含水量の下限を0.01mg/dm2とした。
含水量とは、親水層5の表面1dm2に対応する厚み部分(表面と耐食層との間の部分)に保持させることが可能な水分の重量のことであり、十分に乾燥しているフィン材について、前記湯洗または水洗後の重量を初期重量として所定深さの水に全体を16時間浸漬後に測定した重量との差をもって含水量と定義する。
The
The water content of the
The water content is the weight of moisture that can be held in the thickness portion corresponding to the
本実施形態では、水洗または湯洗による洗浄後の親水層5の被着量を0.4g/m2以上、0.7g/m2の範囲とすることが好ましい。
親水層5の被着量が、前記範囲より少ない場合には、親水層5を設ける効果が十分得られず、熱交換器表面の水に対する接触角が大きくなる(濡れ性が低くなる)。その結果、結露水が凝集し易くなり、凝集した結露水がフィン材間にブリッジを形成することによって通風抵抗が増大するおそれがある。また、被着量を前記範囲より多くしても、それ以上の効果は得られず、材料コストが無駄に増大する他、接合品の各箇所で塗膜が過剰に付着する塗料溜まりが発生し、フィン材同士の間隔が狭くなる。これにより、熱交換器の通風抵抗が増大し、熱交換効率が低下するおそれがあるので、親水層5の被着量を必要以上に増加することは望ましくない。
In this embodiment, it is preferable that the amount of adhesion of the
When the deposition amount of the
また、耐食層3は、基材2の腐食を抑える機能を有する。これにより、基材2の腐食が抑えられ、基材2の腐食に伴う極性物質(アルミ水和酸化物等)の生成も抑えられるとともに、極性の高い基材2が表面に露出せず、熱交換器の表面が極性の低い状態になる。ここで、臭気成分は極性の高い表面に付着し易く、付着した臭気成分の放出が臭気発生の原因となるが、本実施形態のフィン材1を備えた熱交換器は、上述のように表面の極性が低いため、臭気成分が付着し難く、臭気の発生を抑制できる。
Further, the corrosion resistant layer 3 has a function of suppressing the corrosion of the
また、本実施形態のフィン材1を備えた熱交換器を家庭用エアコンディショナーの熱交換器に適用した場合、前述のように臭気が発生し難く、親水性に優れるため、結露水の凝集による通風抵抗の増大が抑えられ、臭気発生の無い快適な室内環境を実現できる。
Moreover, when the heat exchanger provided with the
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
リン酸クロメート処理済みのフィン材(22mm×0.1mm×45mm:片面クラッド材(ろう材A4343、芯材A3003)を用意するとともに、以下に示す塗料とバーコーターを用いて表1に示す塗工量で耐食層の元となる塗膜を形成し、各塗膜について表1に示す温度で焼き付けた。
その後、以下の表1に示す樹脂を用いて親水層の元となる塗料を塗工量1g/m2で被覆形成し、120〜22℃で焼き付けて親水層の元となる塗膜を形成した。
この塗膜を形成したフィン材に対し60℃の温水で10秒間洗浄する湯洗あるいは15℃の水で10秒洗浄する水洗を行い、耐食層と親水層で覆われたフィン材を得た。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
Preparation of phosphorous chromate-treated fin material (22 mm x 0.1 mm x 45 mm: single-sided clad material (brazing material A4343, core material A3003) and coating shown in Table 1 using the paint and bar coater shown below A coating film serving as a base of the corrosion-resistant layer was formed in an amount, and each coating film was baked at the temperature shown in Table 1.
Then, the coating material used as the origin of a hydrophilic layer was formed by coating the coating material used as the origin of a hydrophilic layer with the coating amount of 1 g / m < 2 > using the resin shown in Table 1 below, and baked at 120-22 degreeC. .
The fin material on which the coating film was formed was washed with hot water at 60 ° C. for 10 seconds or with water at 15 ° C. for 10 seconds to obtain a fin material covered with a corrosion-resistant layer and a hydrophilic layer.
<評価>
各実施例及び各比較例で作製したフィン材試料について、含水量、親水性、臭気(初期)、臭気(湿潤試験後)、耐食性、密着性、残存量を評価した。評価の条件を以下に示す。
「含水量」:得られたフィン材を15cm×15cmサイズに切断し、この切断片を用いて含水量の測定を行った。含水量の測定は、乾燥時と含水時の重量差により求めた。含水量が0.01mg/dm2以上、0.2mg/dm2以下の範囲の試料は○印、0.01mg/dm2より少ない含水量、あるいは、0.2mg/dm2より多い含水量の試料は×印を表2に示す。
乾燥時とは前述の湯洗あるいは水洗後、乾燥炉にて80℃×20分乾燥後の条件で測定した重量であり、含水時とは前述の湯洗あるいは水洗後の切断片の重量である。
<Evaluation>
About the fin material sample produced by each Example and each comparative example, water content, hydrophilicity, odor (initial stage), odor (after a wet test), corrosion resistance, adhesiveness, and residual amount were evaluated. The conditions for evaluation are shown below.
“Water content”: The obtained fin material was cut into a size of 15 cm × 15 cm, and the water content was measured using this cut piece. The water content was measured by the difference in weight between dry and wet water. Samples with a water content in the range of 0.01 mg / dm 2 or more and 0.2 mg / dm 2 or less have a circle mark, a water content less than 0.01 mg / dm 2 , or a water content greater than 0.2 mg / dm 2. The samples are shown in Table 2 with x marks.
The time of drying is the weight measured under the conditions after the above-mentioned hot water washing or water washing and after drying at 80 ° C. for 20 minutes in a drying furnace, and the water content is the weight of the cut piece after the above water washing or water washing. .
「親水性」:得られたフィン材に対し、乾燥サイクル14サイクル後(80℃×8時間保持する乾燥状態と流水に16時間浸漬する状態を繰り返す乾湿サイクルによる)の接触角を測定した。表2において接触角40゜以下のフィン材に○印を付し、接触角40゜以上のフィン材に×印を付した。 “Hydrophilicity”: The contact angle of the obtained fin material was measured after 14 cycles of drying cycle (by a dry and wet cycle in which a dry state maintained at 80 ° C. for 8 hours and a state immersed in running water for 16 hours). In Table 2, fins with a contact angle of 40 ° or less are marked with “○”, and fins with a contact angle of 40 ° or more are marked with “x”.
「臭気(初期)」:得られたフィン材に対し、高温恒湿槽において40℃に1時間放置後、常温乾燥2分後の臭気を測定し、臭気無しの試料に○印、臭気有りの試料に×印を付した。
「臭気(湿潤試験後)」:得られたフィン材に対し、JIS4001に規定する湿潤試験後の臭気を測定し、臭気無しの試料に○印、臭気有りの試料に×印を付した。
「耐食性」:得られたフィン材に対し、JISZ2731に準拠する塩水噴霧試験を行いレーティングナンバー(R.N)を求め、表2に示すようにR.N9.5以上のフィン材に○印を付し、R.N9.5未満のフィン材に×印を付した。
「密着性」:得られたフィン材に対し、DRY,WETラビング試験を行い剥離のないフィン材に表2に示すように○印を付し、剥離を生じたフィン材に×印を付した。DRY,WETラビング試験は、1ポンドハンマーにキムタオルを付け、フィン材の上を10往復した場合の剥離結果を示す。
「残存量」:得られたフィン材に対し、水洗または湯洗前後の重量差を百分率に換算し、重量差40%〜70%のフィン材について表2に○印を付し、重量差40%未満あるいは重量差70%を超えるフィン材について×印を付した。
“Odor (initial)”: The obtained fin material was left in a high temperature and humidity chamber at 40 ° C. for 1 hour, and then measured for odor after 2 minutes at room temperature drying. A cross was marked on the sample.
“Odor (after wet test)”: The odor after the wet test specified in JIS4001 was measured for the obtained fin material, and a mark with no odor and a mark with odor were given to the sample with odor.
“Corrosion resistance”: The obtained fin material was subjected to a salt spray test in accordance with JISZ2731, to obtain a rating number (RN). A check mark is given to a fin material of N9.5 or higher. An X mark was given to a fin material of less than N9.5.
“Adhesiveness”: DRY and WET rubbing tests were performed on the obtained fin material, and a non-peeled fin material was marked with a circle as shown in Table 2, and a peeled-off fin material was marked with an X mark. . The DRY and WET rubbing tests show the peeling results when a 1-pound hammer is attached with a Kim towel and reciprocated 10 times on the fin material.
“Remaining amount”: For the obtained fin material, the weight difference before and after washing with water or hot water is converted into percentage, and the fin material having a weight difference of 40% to 70% is marked with ○ in Table 2 and the weight difference of 40 The fin material was marked with “x” for less than% or more than 70% weight difference.
以下の表1に、耐食層の塗工量と焼き付け温度と耐食層の種類と親水層の種類を示す。
以下の表2に、含水量測定結果と親水性の試験結果と臭気(初期)測定結果と臭気(湿潤試験後)測定結果と耐食性測定結果と密着性測定結果と残存量測定結果を示す。
Table 1 below shows the coating amount of the corrosion-resistant layer, the baking temperature, the type of the corrosion-resistant layer, and the type of the hydrophilic layer.
Table 2 below shows water content measurement results, hydrophilicity test results, odor (initial) measurement results, odor (after wet test) measurement results, corrosion resistance measurement results, adhesion measurement results, and residual amount measurement results.
表1に示す試料No.1〜7のウレタンエステル系樹脂皮膜は、n−メチル2ピロリドン10〜15%含み、樹脂骨格はエステル、イオン性はアニオンのウレタン系樹脂皮膜を用いた。
表1に示す試料No.8のエポキシ系皮膜は、n−ブチルアルコール5〜10%、エチレングリコールモノブチルエーテル5〜10%含む水生エポキシ樹脂を用いた。
表1に示す試料No.9のウレタンエーテルエステル系樹脂皮膜は、nメチル2−ピロリドン5〜10%含む水性ウレタンエーテルエステル系樹脂を用いた。
表1に示す試料No.10のアクリル系樹脂皮膜は、エポキシ変性アクリレート樹脂24〜28%エチレングリコールモノブチルエーテル4〜6%含むアクリル系樹脂皮膜を用いた。
表1に示す試料No.11のエポキシ系樹脂皮膜は、n−ブチルアルコール5〜10%、エチレングリコールモノブチルエーテル5〜10%含む水性エポキシ樹脂を用いた。
表1に示す試料No.12のウレタンエーテルエステル系樹脂皮膜は、nメチル2−ピロリドン5〜10%含む水性ウレタンエーテルエステル系樹脂を用いた。
表1に示す試料No.13のアクリル系樹脂皮膜は、アクリル酸・アクリルアミド・メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合物を用いた水性アクリル樹脂皮膜を用いた。
表1に示す試料No.15〜19のウレタンエステル系樹脂皮膜は、n−メチル2ピロリドン10〜15%含み、樹脂骨格はエステル、イオン性はアニオンのウレタン系樹脂皮膜を用いた。
The urethane ester-based resin films of Sample Nos. 1 to 7 shown in Table 1 contain 10 to 15% of n-methyl-2-pyrrolidone, the resin skeleton is an ester, and the ionic property is an anionic urethane-based resin film.
The epoxy film of sample No. 8 shown in Table 1 was an aquatic epoxy resin containing 5 to 10% n-butyl alcohol and 5 to 10% ethylene glycol monobutyl ether.
As the urethane ether ester resin film of Sample No. 9 shown in Table 1, an aqueous urethane ether ester resin containing 5 to 10% of n-methyl 2-pyrrolidone was used.
As the acrylic resin film of Sample No. 10 shown in Table 1, an acrylic resin film containing 24 to 28% of epoxy-modified acrylate resin and 4 to 6% of ethylene glycol monobutyl ether was used.
The epoxy resin film of Sample No. 11 shown in Table 1 was an aqueous epoxy resin containing 5 to 10% n-butyl alcohol and 5 to 10% ethylene glycol monobutyl ether.
For the urethane ether ester resin film of Sample No. 12 shown in Table 1, an aqueous urethane ether ester resin containing 5 to 10% of n-methyl 2-pyrrolidone was used.
As the acrylic resin film of sample No. 13 shown in Table 1, an aqueous acrylic resin film using acrylic acid / acrylamide / 2-hydroxyethyl methacrylate copolymer was used.
The urethane ester resin films of Sample Nos. 15 to 19 shown in Table 1 contain 10 to 15% of n-methyl-2-pyrrolidone, the resin skeleton is an ester, and the anionic urethane resin film is used for ionicity.
表1に示す試料No.1〜11のポリオキシエチレン鎖を主成分とする高分子含有皮膜は、ポリオキシアルキレン鎖が10%以上のウレタンエステル系樹脂皮膜を用いた。
表1に示す試料No.11〜13のアクリル系親水皮膜は、アクリル酸・アクリルアミド・メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合物を用いた水性アクリル樹脂皮膜を用いた。
表1に示す試料No.14〜18のポリオキシエチレン鎖を主成分とする高分子含有皮膜は、ポリオキシアルキレン鎖が10%以上のウレタンエステル系樹脂皮膜を用いた。
As the polymer-containing film mainly composed of polyoxyethylene chains of Sample Nos. 1 to 11 shown in Table 1, a urethane ester resin film having a polyoxyalkylene chain of 10% or more was used.
As the acrylic hydrophilic films of Sample Nos. 11 to 13 shown in Table 1, an aqueous acrylic resin film using an acrylic acid / acrylamide / 2-hydroxyethyl methacrylate copolymer was used.
As the polymer-containing film mainly composed of polyoxyethylene chains of Sample Nos. 14 to 18 shown in Table 1, a urethane ester resin film having a polyoxyalkylene chain of 10% or more was used.
表1、表2に示す如く耐食層の塗工量を0.1〜1.0g/m2に設定し、耐食層の焼付温度を80℃〜200℃に設定し、耐食層としてウレタンエステル系樹脂を用い、親水層としてポリオキシエチレン鎖を主成分とする高分子を含有したアクリル系樹脂を用い、湯洗または水洗した実施例1〜7のフィン材試料は、含水量が少なく、臭気が少なく、耐食性、密着性にも優れていることがわかる。 As shown in Tables 1 and 2, the coating amount of the corrosion-resistant layer is set to 0.1 to 1.0 g / m 2 , the baking temperature of the corrosion-resistant layer is set to 80 ° C. to 200 ° C., and the urethane ester type is used as the corrosion-resistant layer. The fin material samples of Examples 1 to 7 that were washed with water or washed with water using an acrylic resin containing a polymer mainly composed of a polyoxyethylene chain as a hydrophilic layer had a low water content and had an odor. There are few, and it turns out that it is excellent also in corrosion resistance and adhesiveness.
これらのフィン材試料に対し、比較例8〜13の試料のように耐食層を焼き付ける場合の温度を200℃より高い温度に設定し、ウレタンエステル系樹脂ではない耐食層を設けると、表2に示すいずれかの特性が劣る結果となった。
比較例16〜19ウレタンエステル系樹脂の耐食層を用いたが、焼付け温度が低すぎるか高すぎるか、親水層を設けていない試料であるが、含水量、親水性、臭気、耐食性、密着性、残存量のいずれかの面で問題を生じた。
For these fin material samples, the temperature when baking the corrosion-resistant layer as in the samples of Comparative Examples 8 to 13 is set to a temperature higher than 200 ° C., and a corrosion-resistant layer that is not a urethane ester resin is provided in Table 2. One of the characteristics shown was inferior.
Comparative Examples 16-19 A corrosion-resistant layer of urethane ester resin was used, but the baking temperature was too low or too high, or a sample without a hydrophilic layer, but water content, hydrophilicity, odor, corrosion resistance, adhesion Posed problems in either aspect of the remaining amount.
1…フィン材、2…基材、3…化成皮膜、4…耐食層、5…親水層。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記耐食層がポリエステル骨格を有するアニオン性のウレタン樹脂からなり、
前記親水層がポリオキシエチレン鎖を主成分とする高分子を含有したアクリル系樹脂からなり、前記親水層の含水量が0.01mg/dm2以上、0.2mg/dm2以下であることを特徴とする低臭気、低含水機能を有した室内機向け空調用フィン材。 A core material made of aluminum or an aluminum alloy, and a urethane resin corrosion-resistant layer and a hydrophilic layer formed on at least one of the front and back surfaces of the core material,
The corrosion-resistant layer is made of an anionic urethane resin having a polyester skeleton,
The hydrophilic layer is made of an acrylic resin containing a polymer mainly composed of polyoxyethylene chains, and the water content of the hydrophilic layer is 0.01 mg / dm 2 or more and 0.2 mg / dm 2 or less. A fin material for air conditioning for indoor units that has low odor and low water content.
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