CN100406836C - 铝翅片材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的铝翅片材料具有由铝或铝合金构成的基材,在基材上形成的由无机氧化物或有机-无机配位化合物构成的防腐蚀涂层,在防腐蚀涂层上形成的涂层厚度为0.5至10μm的防腐蚀树脂涂层,和在防腐蚀树脂涂层上形成的涂层厚度为0.1至10μm的由亲水性树脂构成的亲水性涂层,其中防腐蚀树脂涂层是由氨基甲酸乙酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂和氯乙烯树脂中的至少一种构成的树脂,并且对于100重量份的所述的一种树脂,包含0.1至100重量份的平均粒子直径为0.01至1.0μm的2-巯基吡啶氧化锌。
Description
技术领域
本发明涉及一种由铝或铝合金构成的铝翅片材料,其中在其表面上形成涂层,具体地,涉及一种用于热交换器的铝翅片材料,其在真菌和细菌繁殖的抑制方面是优异的,并且适合这种室内空调的热交换器翅片的这种应用。
背景技术
热交换器用于各种领域,以室内空调、整装空调(package aircon)、冷藏陈列橱、油冷器和散热器作为代表。于是,在这种室内空调和整装空调的热交换器中,将铝材料用于其翅片中,因为该材料具有优异的导热性和可加工性。
为了防止腐蚀的发生,在热交换器翅片的表面上进行防腐蚀处理。此外,为了防止冷凝水在冷却操作中停留在翅片之间,在该表面上进行改善亲水性的表面处理,所述的亲水性提高了粒状微滴的下滴性能。
如果在铝材料表面上进行提高亲水性的表面处理,能够减小附着于由铝材料构成的翅片的微滴的接触角。图2是显示平面上的微滴的接触角的示意图;图3是显示热交换器的热交换部件的示意性透视图。如图2中所示,接触角θ是指由平面10和从在微滴W表面上的点A处的平面10出现的微滴W的切线11之间形成的角;接触角θ越小,水膜(微滴)变得越薄;并且亲水性变得越好。在图3中所示的这种热交换器的热交换部件中,虽然由于制冷剂在铜管7内部的箭头符号所示的方向流动,好像穿过了翅片6,但是微滴在翅片6的表面上冷凝,微滴的下滴性能在良好亲水性的情况下变得更好。结果,能够防止由于附着在翅片6的水膜和微滴而造成的吹风阻力变高,并且得到优异的热交换器特性。
图4A至4C是分别显示在翅片表面上的微滴附着状态的示意图。图4A中,向下箭头符号长度是与固定的时间内的微滴下滴的距离成正比。如图4A中所示,在亲水性良好的翅片6a的情况下,因为接触角更小,微滴W容易沿着翅片6a下滴。结果,因为微滴W没有妨碍气流,气流阻力下降。另一方面,如图4B中所示,在其翅片亲水性差的热交换器中,微滴W停留在翅片6b上;并且如图4C中所示,微滴W与相邻的翅片6c接触和停留;因此,微滴W妨碍气流并且气流阻力明显提高。
这里,如果在使用空调的环境中存在的各种污染物,例如增塑剂例如邻苯二甲二异辛酯和用于塑料的润滑剂例如棕榈酸、硬脂酸和链烷烃类附着到翅片,则其亲水性倾向于恶化。因此,优选亲水性表面处理(亲水性涂层),其即使污染物附着也不恶化。此外,在亲水性涂层中存在无机微粒例如二氧化硅的情况下,因为在形成和工作翅片中倾向于出现工具磨损,并且导致对二氧化硅涂层所特有的不正常气味出现,优选通过有机树脂涂层进行亲水性处理。
作为解决所有问题的一种手段,在日本专利No.3383914(权利要求1,第00035段,和图4)中,描述了一种在附着污染物下具有优异的亲水性持久性的热交换器用铝翅片:其中在由铝或铝合金构成的基材上形成由无机氧化物或有机-无机配位化合物构成的防腐蚀涂层;在防腐蚀涂层上形成由含有其分子内含有羟基的水溶性树脂的聚丙烯酸或聚丙烯酸盐构成的亲水性涂层;并且还在亲水性涂层上,形成在其分子内含有羟基的水溶性树脂涂层。
另一方面,在冷却空调时,因为冷凝在热交换器中发生,由此室内空气调节机内部长期保持在高湿度的气氛中,并且真菌倾向于繁殖(参见Fungal Contamination of Air Conditioners,Nobuo HAMADA和AkioYAMADA,Bokin Bobai,Vol.21,No.7,第385至389页,1993)。此外,据指出在室内空气调节机内部繁殖的真菌狍子从空气调节机中被排出(参见Fungal Index and Contamination in Air Conditioners When cooled,KeikoABE,Journal of Society of Indoor Environment Japan,Vol.1,No.1,第41至50页,1998)。据指出真菌狍子从室内空气调节机的排出具有导致变态反应可能性(参见Enumeration of Airbome Micro-Organisms in WorkEnvironments,B.Crook and J.Jacey,Environ.Technol.Lett.Vol.9,第515至520页(1988);Molds in house environments and the health problem,Kosuke TAKATORI,J.Natl.Inst.Public Health,Vol.47,第13至18页,1988),并且存在的问题在于,使用空调时的舒适性受到破坏。此外,据报道衍生自微生物的挥发性有机化合物由于真菌繁殖而出现,这可能是不正常气味的一个原因(Study on Chemical Substance Derived From True FungusWithin Air Conditioner,PAKU Shunshaku,Koichi IKEDA和Shuji FUJII,Collected Lecture Papers at Academic Lecture Presentation of AirConditioning and Sanitary Engineering Academic Society,第1273至1276页,2001)。
关于上述问题,在日本专利No.2934917(权利要求1,第0024和0049段,和图3)中描述了一种热交换器翅片材料,其中提供包含锌物质的粉末和抗细菌剂的亲水性涂层,由此赋予抗真菌和抗细菌活性。此外,在日本专利公开出版物No.2000-171191(第0009至0013段,图1)中描述一种铝合金翅片,其中在形成包含抗真菌和抗细菌剂之一的粒子直径为1至10μm的双(2-吡啶基硫代)-锌-1,1’-二氧化物(所谓的2-巯基吡啶氧化锌)的水溶性树脂涂层后,在水溶性树脂涂层的表面上形成亲水性涂层。
但是,如日本专利No.2934917中所述的,在亲水性涂层中包含抗真菌和抗细菌剂的情况下,因为在通常赋予更好亲水性的情况下,亲水性涂层溶于水中,尽管微量,但是该试剂由于在冷却操作中出现的冷凝水而倾向于流出,从而存在的问题在于抗真菌和抗细菌活性不持久。此外,在为了抑制流出而毅然加入某种硬化剂的情况下,存在的问题在于,作为空调翅片材料的重要性能的亲水性倾向于恶化。这是因为通常,在这种可以在涂层中保持的抗真菌和抗细菌剂中在水中的溶解度非常小,由此对亲水性的不良影响变大。
此外,在日本专利公开出版物No.2000-171191中的翅片材料中,因为2-巯基吡啶氧化锌的粒子直径较大,存在的问题在于,由于长期冷却操作,2-巯基吡啶氧化锌倾向于从翅片材料的表面上以原来的粒子状态掉落,并且抗真菌和抗细菌活性不持久。此外,由于在形成(涂布和烘培)亲水性涂层中的热量,促进了2-巯基吡啶氧化锌的热分解,并且抗真菌和抗细菌活性倾向于降低,而且热量成为从热分解产物本身中产生不正常气味缺陷的一个原因。
因此,强烈地需要其中亲水性和抗真菌和抗细菌活性持续很长时间的铝翅片材料。
发明内容
作为本发明的发明人他们深入研究的结果,他们发现以下是有效的:选择2-巯基吡啶氧化锌作为抗真菌和抗细菌剂,不使2-巯基吡啶氧化锌包含在亲水性涂层中,而是提供含有2-巯基吡啶氧化锌的涂层,然后独立地提供亲水性涂层。
换言之,本发明涉及的铝翅片材料包含:由铝或铝合金构成的基材;在基材上形成的由无机氧化物或有机-无机配位化合物构成的防腐蚀涂层;在防腐蚀涂层上形成的涂层厚度为0.5至10μm的防腐蚀树脂涂层;和在防腐蚀树脂涂层上形成的涂层厚度为0.1至10μm的由亲水性树脂构成的亲水性涂层,其中防腐蚀树脂涂层是由氨基甲酸乙酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂和氯乙烯树脂中的至少一种构成的树脂,并且对于100重量份的所述的一种树脂,包含0.1至100重量份的平均粒子直径为0.01至1.0μm的2-巯基吡啶氧化锌。
根据该构成,由于形成了包含2-巯基吡啶氧化锌的防腐蚀树脂涂层,改善了翅片材料的抗真菌和抗细菌活性。由于在防腐蚀树脂涂层上形成了亲水性涂层,即使在铝翅片材料的表面上形成了冷凝水,2-巯基吡啶氧化锌也不容易流出,并且长期保持在防腐蚀树脂涂层的内部,亲水性涂层变为独立于防腐蚀树脂涂层,由此可以防止2-巯基吡啶氧化锌对亲水性涂层的亲水性产生不良影响。由于将防腐蚀树脂涂层的涂层厚度和2-巯基吡啶氧化锌含量规定在预定的范围内,平均粒子直径为0.01至1.0μm的2-巯基吡啶氧化锌不会暴露于涂层厚度为0.5至10μm的防腐蚀树脂涂层表面,并且倾向于在涂层表面附近富集。这通过形成亲水性涂层量的热量得到促进。通过构成不具有预定亲水性的树脂的防腐蚀树脂涂层,逐渐排出在树脂中包含的2-巯基吡啶氧化锌。通过将2-巯基吡啶氧化锌的平均粒子直径规定在预定的范围内,防止了由形成防腐蚀树脂涂层中的热量而导致的2-巯基吡啶氧化锌的分解和升华,使得2-巯基吡啶氧化锌在长期冷却操作中难以以原来的粒子状态中从防腐蚀树脂涂层掉落,由此可以逐渐溶解2-巯基吡啶氧化锌。通过在基材和防腐蚀树脂涂层之间形成防腐蚀涂层,改善了它们之间的接触,还进一步防止2-巯基吡啶氧化锌以其静止的粒子状态掉落,并且赋予翅片材料防腐蚀性能。通过在翅片材料的最外表面上形成预定涂层厚度的亲水性涂层,赋予翅片亲水性。
此外,在本发明涉及的铝翅片材料中,亲水性涂层包含羧基、羟基、磺酸基、酰胺键、醚键和它们的盐中的至少一种。根据该构成,进一步改善了翅片材料的亲水性。
此外,本发明涉及的铝翅片材料还包含在亲水性涂层上形成的涂层厚度为0.1至10μm的水溶性涂层,并且所述的水溶性涂层由在其分子内含有羟基的水溶性树脂构成。根据该构成,因为水溶性涂层在冷却操作中逐渐溶解于冷凝物,制作翅片时压力加工中翅片表面上保留的加工油被冲洗掉。因此,进一步改善了翅片材料的亲水性。此外,通过亲水性涂层吸收水分,在压力加工中可以抑制金属压模和翅片材料(亲水性涂层)相互附着的缺陷。
附图说明
图1A是示意性显示本发明涉及的一种铝翅片材料的剖面的剖面图;图1B是另一种铝翅片材料的剖面图。
图2是显示平面上的微滴的接触角的示意图。
图3是示意性显示热交换器的热交换部件的透视图。
图4A至4C是分别显示翅片表面上微滴附着状态的示意图。
具体实施方式
这里将描述本发明的实施方案。
如图1A所示,铝翅片材料(以下称为翅片材料)1包含基材2、在基材2上形成的防腐蚀涂层3、在防腐蚀涂层3上形成的防腐蚀树脂涂层4和在防腐蚀树脂涂层4上形成的亲水性涂层5。此外,如图1B所示,翅片材料1’还包含在亲水性涂层5上形成的亲水性涂层8。这里,“在基材2上”是指一面和两面中的任何一种(未显示)。以下将描述每种构成。
<基材>
基材2是由铝或铝合金构成的片材,并且由于具有优异的导热性和可加工性,因此使用JIS H4000中规定的1000系列铝,优选铝合金No.1200。同时,在用于热交换器的铝翅片材料片中,考虑到这样的强度、导热性和可加工性,使用片材厚度约为0.08至0.3mm的片材。
<防腐蚀涂层>
防腐蚀涂层3由无机氧化物或有机-无机配位化合物构成。优选无机氧化物包含作为主要组分的铬(Cr)和锆(Zr),并且例如通过磷酸盐-铬酸盐处理、磷酸盐-锆处理、铬酸盐-铬酸盐处理中任何一种来形成防腐蚀涂层3;但是,在本发明中,如果任何涂层带来防腐蚀性,防腐蚀涂层3不限于此,并且还可以例如通过磷酸盐-锌处理和磷酸盐-钛酸盐处理来形成。此外,作为有机-无机配位化合物,可以举出例如丙烯酰基-锆复合材料,并且通过涂布型铬酸盐处理或涂布型锆处理来形成由这种丙烯酰基-锆复合材料构成的防腐蚀涂层3。
虽然优选防腐蚀涂层3包含1至100mg/m2的Cr或Zr,并且其涂层厚度优选为10至1,000但是不用说这些是可以适宜地改变的,从而与某种使用目的相匹配。由于防腐蚀涂层3的形成,改善了基材2和树脂涂层3以及涂层3和防腐蚀树脂涂层4之间的接触,防止2-巯基吡啶氧化锌从树脂涂层4中掉落,并且翅片材料1,1’的抗真菌和抗细菌活性持久。与此一起,赋予翅片材料1,1’防腐蚀性。
<防腐蚀树脂涂层>
防腐蚀树脂涂层4由氨基甲酸乙酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂和氯乙烯树脂中的至少一种构成;其涂层厚度为0.5至10μm,包含平均粒子直径为0.01至1.0μm的2-巯基吡啶氧化锌,对于100重量份的所述一种树脂,2-巯基吡啶氧化锌的量为0.1至100重量份。由于防腐蚀树脂涂层4的形成,赋予翅片材料1,1’抗真菌和抗细菌活性。
通过防腐蚀树脂涂层4由不具有亲水性的氨基甲酸乙酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂和氯乙烯树脂中的至少一种构成,例如由氨基甲酸乙酯树脂、环氧树脂,或环氧树脂和聚酯树脂的混合物构成,导致稍后描述的2-巯基吡啶氧化锌粒子J从涂层4逐渐排放至亲水性涂层5。
2-巯基吡啶氧化锌是具有广谱抗细菌性的抗细菌剂并且对细菌和真菌中任何一种有效(参见Cosmetic and Drug Preservation Principles andPractice,Cosmetic Science and Technology Series;第93至104页(1990);原文编辑John J.CABARA;译者Koichi YOSHIMURA和HirofumiTAKIGAWA;出版商Fragrance Journal)。
规定2-巯基吡啶氧化锌粒子J的平均直径为0.1至1.0μm的原因如下:如果直径小于0.1μm,制造2-巯基吡啶氧化锌自身困难,并且2-巯基吡啶氧化锌缺乏实用性;如果直径超过1.0μm,由热量造成的热分解倾向于在形成亲水性涂层5(涂布、烘焙)时提高,并且导致2-巯基吡啶氧化锌粒子J本身升华,特别是在2-巯基吡啶氧化锌粒子J含量提高的情况下,它变得显著。这不仅引起抗真菌和抗细菌活性下降,而且还成为因防腐蚀树脂涂层4中保留的产物而从热分解产物自身产生不正常气味的一个原因。此外,如果平均粒子直径更大,2-巯基吡啶氧化锌粒子J在长期冷却操作中从翅片材料(防腐蚀树脂涂层4)1,1’掉落,并且导致翅片材料1,1’的抗真菌和抗细菌活性不持久。
规定2-巯基吡啶氧化锌粒子J对于100重量份的氨基甲酸乙酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂和氯乙烯树脂中的至少一种为0.1至100重量份的原因如下:如果该含量低于0.1重量份,它太少,并且翅片材料1,1’的抗真菌和抗细菌活性下降;虽然如果该含量超过100重量份,2-巯基吡啶氧化锌粒子J在水中的溶解度极低,但是它们影响在防腐蚀树脂涂层4上形成的亲水性涂层5的亲水性,并且翅片材料1,1’的亲水性下降。此外,因为2-巯基吡啶氧化锌粒子J本身昂贵,生产成本变得更高。此外,防腐蚀树脂涂层4的涂层形成性也下降。同时,2-巯基吡啶氧化锌粒子J的优选含量为0.1至50重量份;更优选含量为0.1至25重量份。根据这种含量,翅片材料1,1’的亲水性和抗真菌和抗细菌活性得到进一步提高。
防腐蚀树脂涂层4的涂层厚度规定为0.5至10μm的原因如下:如果该涂层厚度低于0.5μm,在防腐蚀树脂涂层4中的2-巯基吡啶氧化锌粒子J的存在含量变小,翅片材料1,1’的抗真菌和抗细菌活性下降;此外,平均粒子直径为0.01至1.0μm的2-巯基吡啶氧化锌粒子J倾向于从防腐蚀树脂涂层4的表面暴露;由此,在长期的冷却操作中,2-巯基吡啶氧化锌粒子J倾向于从防腐蚀树脂涂层4中以原来的粒子状态掉落,并且导致翅片材料1,1’的抗真菌和抗细菌活性不持久。如果该涂层厚度超过10μm,那么2-巯基吡啶氧化锌粒子J浸没在防腐蚀树脂涂层4中,并且粒子J难以在其表面上富集。由此2-巯基吡啶氧化锌粒子J进入亲水性涂层5的排放量下降,并且翅片材料1,1’的抗真菌和抗细菌活性下降。同时,防腐蚀树脂涂层4的优选涂层厚度为0.5至5μm;更优选厚度为0.8至3μm。根据这种涂层厚度,翅片材料1,1’的抗真菌和抗细菌活性得到进一步提高。
<亲水性涂层>
亲水性涂层5由亲水性树脂构成,其涂层厚度为0.1至10μm。此外,优选亲水性树脂包含羧基、羟基、磺酸基、酰胺键、醚键和它们的盐中的至少一种。这里,优选的是含有羧基的聚丙烯酸;含有羟基的聚乙烯醇和羧基甲基纤维素;含有磺酸基的丙烯酸磺乙酯和丙烯酸的共聚物;含有酰胺键的聚丙烯酸酰胺;和含有醚键基团的聚乙二醇。此外,为了改善与防腐蚀树脂涂层4的接触并且还在污染物例如增塑剂和塑料用润滑剂附着的情况下防止亲水性恶化,优选亲水性树脂含有羧基。由于亲水性涂层5的形成,赋予翅片材料1,1’亲水性。
规定亲水性涂层5的涂层厚度为0.1至10μm的原因如下:如果涂层厚度低于0.1μm,翅片材料1,1’的亲水性下降;如果厚度超过10μm,亲水性的进一步改善没有得到认可,并且导致包含在防腐蚀树脂涂层4内的2-巯基吡啶氧化锌粒子J没有通过亲水性涂层5排放。同时,亲水性涂层5的优选涂层厚度为0.1至5μm;更优选厚度为0.1至1μm。根据这种涂层厚度,翅片材料1,1’的亲水性和抗真菌和抗细菌活性得到进一步提高。
<水溶性涂层>
水溶性涂层8由在其分子内含有羟基的水溶性树脂构成,并且其涂层厚度为0.1至10μm。此外,不特别限制水溶性树脂,只要它在其分子内含有羟基;例如,可以列举如这样的羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇和聚乙二醇。此外,本发明的水溶性涂层是指这样的涂层,其不低于95质量%在浸渍于自来水中后24小时内溶解。因此,即使水溶性树脂在其分子内含有羟基,也不优选它含有这样的官能团,例如,通过形成涂层8中的这种涂布和烘焙,在稍后描述的水溶性涂层8中形成桥结构的异氰酸酯基团和环氧基中的任何一种。这是因为如果水溶性树脂含有所述的官能团,水溶性涂层8的溶解度由于桥结构而下降。此外,在水溶性树脂中,可以单独使用上述的树脂或可以将超过一种的树脂进行混合。
优选水溶性涂层8的涂层厚度为0.1至10μm。如果涂层厚度低于0.1μm,在冷却操作(冷凝)中的水溶性涂层8的溶解度在通过这种压力加工制成的翅片中下降,难以冲洗掉附着在翅片表面的加工油,翅片材料1’在压力加工中附着于金属模具,并且可加工性倾向于下降;如果厚度超过10μm,翅片材料1’的涂布容易性在涂布和烘焙中下降。
接着将描述翅片材料1,1’的制备方法。根据下面方法制备翅片材料1,1’:
(1)通过在由铝或铝合金构成的基材2的一面或两面(未显示)上进行磷酸盐-铬酸盐处理或磷酸盐-锆处理,形成由无机氧化物或有机-无机氧化物构成的防腐蚀涂层3。这里,通过这种喷射在基材2上涂布转化处理液体,进行这种磷酸盐-铬酸盐处理或磷酸盐-锆处理。优选其涂布量按转化为Cr或Zr计为1至100mg/m2;优选形成的涂层厚度为10至1,000此外,在形成防腐蚀涂层3之前,优选在基材2的表面上进行这种喷射碱性水溶液,并且将其事先脱脂。通过脱脂,改善了基材2和防腐蚀涂层3之间的接触。
(2)在形成的防腐蚀涂层3上涂布和烘焙氨基甲酸乙酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂和氯乙烯树脂中的至少一种的树脂溶液,由此在防腐蚀涂层3上形成防腐蚀树脂涂层4。这里,根据传统已知涂布方法例如棒涂机和辊涂机进行涂布,并且适当设置涂布量,以便防腐蚀树脂涂层4的厚度变为0.5至10μm。虽然根据所涂布的树脂溶液来适当地设置烘焙温度,但是在其中2-巯基吡啶氧化锌粒子J不分解的温度下进行烘焙。此外,在形成防腐蚀树脂涂层4之前,优选在防腐蚀涂层3的表面上进行这种喷射碱性水溶液,并且对其事先脱脂。通过脱脂,改善了防腐蚀涂层3和防腐蚀涂层4之间的接触。
(3)在所形成的防腐蚀树脂涂层4的表面上涂布和烘焙亲水性树脂的树脂溶液,在涂层4上形成亲水性涂层5,并且制成翅片材料1。这里,根据传统已知涂布方法例如棒涂机和辊涂机进行涂布,并且适当设置涂布量,以便亲水性涂层5的厚度变为0.1至10μm。通过在比防腐蚀树脂涂层4的焙烘温度高的温度下烘焙亲水性涂层5,2-巯基吡啶氧化锌粒子J进入防腐蚀树脂涂层4表面的浓度得到提高。同时,在亲水性涂层5的表面侧富集的2-巯基吡啶氧化锌粒子J通过这里排放,赋予翅片材料1抗真菌和抗细菌活性。此外,虽然要求根据所涂布的(亲水性)树脂溶液适当设置烘焙温度,但是在2-巯基吡啶氧化锌粒子J不分解的温度下进行烘焙。
此外,在具有水溶性涂层8的翅片材料1’的情况下,在形成亲水性涂层5之后进行下面的(4):
(4)在形成的亲水性涂层5的表面上涂布和烘焙水溶性树脂的树脂溶液,并且在涂层5上形成水溶性涂层8。这里,根据常规已知的涂布方法如绕线棒刮涂器和辊涂机方法进行涂布,并且适宜地设置涂布量,使得水溶性涂层8的厚度为0.1至10μm。此外,优选在尽可能低的温度下烘焙水溶性涂层8。这是因为如果烘焙温度较高,水溶性涂层8(水溶性树脂)和亲水性涂层5(亲水性树脂)发生缩合反应,并且使涂层8变得难以在冷却操作(冷凝)中溶解。因此,优选烘焙温度不超过200摄氏度。
[实施例]
尽管由此描述了实施本发明的最佳方式,但是这里将描述本发明的效果已经受到检查的实施例。
为了检查实施例1至5的效果,制备图1A和1B中所示的翅片材料1,1’。此外,作为基材2,各自使用的是由JIS H4000中规定的铝合金No.1200构成的、片材厚度为0.1mm的铝片材。
在铝片材的表面上,进行用于形成防腐蚀涂层3的磷酸盐-铬酸盐处理。作为转化处理液体,使用的是由NIPPON PAINT Co.Ltd.制造的Alsurf(注册商标)401/45、磷酸和铬酸。此时,使防腐蚀涂层3的涂层厚度为400(由荧光X射线方法测量的Cr转化值为20mg/m2)。
然后,使用氨基甲酸乙酯树脂油漆(由TOHO Chemical Industry Co.LTD.制造的氨基甲酸乙酯改性的树脂乳液Hightech(注册商标)S-6254)作为用于防腐蚀涂层的油漆,并且在防腐蚀涂层3上,涂布预定量的氨基甲酸乙酯树脂油漆,其中含有表1中所示重量份的2-巯基吡啶氧化锌(平均粒子直径0.37μm),然后进行烘焙,使得铝片材的温度达到160摄氏度。同时,使用水作为分散液体,并且使用螺旋分散作为分散方法,由激光衍射/散射粒度分布分析仪(SEISHIN ENTERPRISE Co.Ltd.SK LASERMICRON SIZER LMS)测量2-巯基吡啶氧化锌的平均粒子直径。因此,形成表1中所示涂层厚度的每种防腐蚀树脂涂层4。
然后,在防腐蚀树脂涂层4上,涂布预定量的树脂水溶液,其中将聚丙烯酸(分子量100,000)作为含有羧基的树脂,聚乙二醇(分子量6,000)作为含有醚键的树脂和聚乙烯醇(皂化度98%)作为含有羟基的树脂混合(聚丙烯酸,30质量%;聚乙二醇,30质量%;聚乙烯醇,40质量%),然后进行烘焙,使得铝片材的温度达到240摄氏度。因此,形成了表1中所示的涂层厚度的每种亲水性涂层5。
此外,对于实施例4和5,在各自的亲水性涂层5上,涂布预定量的树脂水溶液,其羧甲基纤维素钠(分子量100,000)作为含有羟基的树脂和聚乙二醇(分子量6,000)分别按50质量%混合,然后进行烘焙,使得每个铝片材的温度达到150摄氏度。因此,形成了表1中所示的涂层厚度的每种水溶性涂层8。同时,水溶性涂层8在浸渍于自来水中后24小时的溶解度不低于99质量%。
同时,作为与实施例1至5的对比,也制造比较例1至6的翅片材料。类似于实施例1至5的那些翅片材料制备比较例1至4的翅片材料,不同之处在于,分别使比较例1和2、比较例3和比较例4的防腐蚀树脂涂层4的涂层厚度、2-巯基吡啶氧化锌的含量(重量份)和亲水性涂层5的涂层厚度不满足本发明所要求的范围。此外,在比较例5中,使其翅片材料类似于实施例1至5的那些翅片材料,不同之处在于,不在防腐蚀树脂涂层4中而在亲水性涂层5中含有2-巯基吡啶氧化锌。另外,在比较例6中,使其翅片材料类似于实施例1至5的那些翅片材料,不同之处在于,使用超过1μm的平均粒子直径(4μm)的2-巯基吡啶氧化锌。
接着,在将实施例1至5的翅片材料和比较例1至6的翅片材料浸渍于流动的自来水(1000cc/min)240小时,即假定的长期冷却操作之后,根据下面所示的方法评估亲水性以及抗真菌和抗细菌活性。其结果示于表1中。此外,对于在浸渍于流动的自来水之前的翅片材料,根据下面所示的方法检查加工性和初始气味的存在与否;其结果示于表1中。
<亲水性>
将1μl的纯水滴加在浸渍后的每个翅片材料上,并且由量角仪(由Kyowa Interface Science Co.LTD.制造的CA-X250型)测量接触角θ,如果接触角不超过30°,认为其良好。
<抗真菌和抗细菌活性>
根据在“A Rapid and Simple Assay Antifungal Properties of SolidMaterials by Using a Glass Ring Culture,Sadako YAMADA等,Bokin Bobai,Vol.31,No.11,第711至717页(2003)”中描述的玻璃环方法评估抗真菌和抗细菌活性。同时,作为所使用的真菌,将三种真菌:黑曲霉(Aspegillusniger)、产毒青霉(Penicillium chrysogenum)和Cladosporium cladosporioides混合。根据表2所示的六种等级评估活性。
<加工性>
通过使用无拉伸模(drawless mold)(由HIDAKA ENGINEERING CO.LTD.制造)进行压制试验,检查在操作中发生成形缺陷的压制成形速度。压制成形速度越高(spm:每分钟的冲程),加工性越好;通常约200spm是足够的。
<初始气味>
通过由Japan Association on Odor Environment规定的嗅觉试验的专家小组,基于是否可以从每个制备的翅片材料觉察到气味的感官评估进行判断,从而检查气味的存在与否。
表2
抗真菌和抗细菌活性的评估 | 生长和发育状态 |
1 | 在几乎整个表面上产生孢子。 |
2 | 在1和3之间。 |
3 | 轻微看到孢子的出现。 |
4 | 尽管没有产生孢子,但在几乎整个表面上看到真菌菌丝的生长和发育。 |
5 | 尽管没有产生孢子,但轻微看到真菌菌丝的生长和发育。 |
6 | 没有看到真菌菌丝的生长和发育。 |
根据表1的结果,由于实施例1至5的翅片材料1,1’满足所要求的范围,它们在亲水性、抗真菌和抗细菌活性、加工性和初始气味所有方面都是优异的。此外,由于实施例4的翅片材料1’在亲水性涂层5上形成了满足预定范围的涂层厚度的水溶性涂层8,所以压制成形速度得到了改善,并且翅片材料1’具有更优异的加工性。同时,因为尽管实施例5的翅片材料1’形成了水溶性涂层8,但是其涂层厚度低于预定的范围,没有看到压制成形速度的改善。
另一方面,在比较例1和2的翅片材料中,由于防腐蚀树脂涂层4各自的涂层厚度在所要求的范围之外,尽管它们具有良好的亲水性、加工性和初始气味,但是抗真菌和抗细菌活性差。在比较例3的翅片材料中,由于2-巯基吡啶氧化锌的含量低于所要求范围的下限值,尽管翅片材料的亲水性、加工性和初始气味良好,但是其抗真菌和抗细菌活性差。在比较例4的翅片材料中,由于亲水性涂层5的涂层厚度低于所要求范围的下限值,尽管翅片材料的加工性、抗真菌和抗细菌活性和初始气味良好,但是其亲水性差。在比较例5的翅片材料中,由于2-巯基吡啶氧化锌被包含在亲水性涂层5中,尽管翅片材料的加工性和初始气味良好,但是其亲水性和抗真菌和抗细菌活性都差。在比较例6的翅片材料中,由于2-巯基吡啶氧化锌的粒子直径超过1μm,除了加工性外,翅片材料的亲水性、抗真菌和抗细菌活性和初始气味都差。
Claims (3)
1.一种铝翅片材料,其包含:
由铝或铝合金构成的基材;
在基材上形成的由无机氧化物或有机-无机配位化合物构成的防腐蚀涂层;
在防腐蚀涂层上形成的涂层厚度为0.5至10μm的防腐蚀树脂涂层;和
在防腐蚀树脂涂层上形成的涂层厚度为0.1至10μm的由亲水性树脂构成的亲水性涂层,
其中所述的防腐蚀树脂涂层是由氨基甲酸乙酯树脂、环氧树脂、除氨基甲酸乙酯树脂外的聚酯树脂和氯乙烯树脂中的至少一种构成的树脂,并且对于100重量份的所述的构成的树脂,包含0.1至100重量份的平均粒子直径为0.01至1.0μm的2-巯基吡啶氧化锌。
2.根据权利要求1所述的铝翅片材料,其中所述的亲水性涂层的材料中包含羧基、羟基、磺酸基、酰胺键、醚键和羧基、磺酸基、酰胺键的盐中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的铝翅片材料,其还包含在亲水性涂层上形成的涂层厚度为0.1至10μm的水溶性涂层,其中所述的水溶性涂层由在其分子内含有羟基的水溶性树脂构成。
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