CN110573826B - 形成有防污覆盖膜的热交换器 - Google Patents
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Abstract
本发明的热交换器在作为防污对象的表面形成有防污覆盖膜,上述防污覆盖膜至少由纳米颗粒构成,上述防污覆盖膜的表面具有算术平均粗糙度Ra在2.5~100nm的范围内的凹凸。由此,能够提供至少能够有效地抑制或防止干性污垢的附着的热交换器。
Description
技术领域
本发明涉及形成有防污覆盖膜的热交换器。尤其涉及能够有效地抑制或防止干性污垢的附着的热交换器。
背景技术
制冷循环广泛用于空气调节装置(空气调节器)、冷藏库、冷冻展示柜、自动销售机等各种的冷冻机的领域。制冷循环为了从低温热源进行吸热向高温热源排热而具有热交换器。各种物质作为“污垢”容易附着于该热交换器。
例如,空气调节装置为了利用热交换器对所吸引的空气进行热交换,空气中所包含的各种的物质作为“污垢”容易附着于热交换器。如果这样的污垢附着于热交换器,则不仅热交换器的性能降低,而且有可能因霉菌或细菌等微生物繁殖而产生卫生上的问题。
于是,例如在专利文献1中公开了,为了抑制在空气调节机的热交换器上附着亲水性的污垢和亲油性(疏水性)的污垢两者,包含具有15nm以下的平均粒径的二氧化硅超微小颗粒和氟树脂颗粒,将它们以规定的质量比配合的涂层组成物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2008/087877号
发明内容
如专利文献1所示,作为附着于物品的污垢,存在亲水性的污垢(湿的污垢)和亲油性的污垢(油性污垢)。这些污垢都是以水或者油等“液体”为介质(溶剂或者分散剂等)的“湿性”污垢。附着于物品的污垢不仅具有这种“湿性”污垢的方面,而且也具有尘埃等“干性”污垢的方面。在上述专利文献1公开的技术中,仅基于“湿性”方面探讨了附着于物品的污垢的抑制,所以难以充分防止或者抑制干性污垢的附着。
本发明者们深刻探讨的结果,关于“干性”污垢,最好区分为比重相对较大且硬的污垢和比重相对较小且软的污垢这两种来进行探讨。为了说明的方便,将前者的“干性”污垢称为“大比重硬直型”,将后者的“干性”污垢称为“小比重柔软型”。不论是作为亲油性的污垢的碳还是作为亲水性的污垢的粉尘,视作“干性”污垢时都是“大比重硬直型”的污垢。
在此,在专利文献1中,作为亲油性(疏水性)的污垢例示了油烟、香烟的烟油子、碳等,作为亲水性的污垢例示了粉尘。而且,专利文献1的实施例中,作为该“亲水性的污垢”的“粉尘”,列举了关东壤土粉尘和炭黑,利用空气将上述粉尘吹附到涂层膜来评价其附着性。即,在专利文献1中,将“大比重硬直型”的“干性”污垢视作“亲水性的污垢”来评价其附着性,所以可以判断为在该专利文献1中,对于“大比重硬直型”的“干性”污垢并没有作出充分的评价。
另一方面,作为“小比重柔软型”的污垢例如,可列举线屑或棉尘那样的纤维类尘埃、或者小麦粉、生淀粉那样的食品粉末类尘埃。在专利文献1中,对于这种“小比重柔软型”的“干性”污垢没有任何评价。因此,在专利文献1公开的涂层组成物中,对“干性”污垢的防止未做充分研讨。
本发明是为了解决这样的课题而完成的,其目的在于提供能够至少有效抑制或防止干性污垢的附着的热交换器。
本发明的热交换器,为了解决上述的课题,提供一种热交换器,其在作为防污对象的表面形成有防污覆盖膜,上述防污覆盖膜至少由纳米颗粒构成,上述防污覆盖膜的表面具有算术平均粗糙度Ra在2.5~100nm的范围内的凹凸。
根据上述结构,在作为热交换器的防污对象的表面形成由纳米颗粒构成的具有微细的表面凹凸的防污覆盖膜。由此,能够有效地抑制或者防止干性污垢附着于热交换器的表面。
在本发明中,根据以上的结构,起到能够提供能够至少有效抑制或防止干性污垢的附着的热交换器的效果。
附图说明
图1是表示作为本发明的实施方式的热交换器的一例的翅片管型热交换器的结构的示意性的截面图。
图2是表示作为本发明的实施方式的热交换器的一例的板层叠型热交换器的结构的示意性的截面图。
具体实施方式
本发明的热交换器在作为防污对象的表面形成有防污覆盖膜热交换器,上述防污覆盖膜至少由纳米颗粒构成,上述防污覆盖膜的表面具有算术平均粗糙度Ra在2.5~100nm的范围内的凹凸。
根据上述结构,在作为热交换器的防污对象的表面形成由纳米颗粒构成的具有微细的表面凹凸的防污覆盖膜。由此,能够有效地抑制或者防止干性污垢附着于热交换器的表面。
在上述结构的热交换器中,上述纳米颗粒的平均粒径可以在5~100nm的范围内。
根据上述结构,当纳米颗粒的平均粒径在上述的范围内时,能够更好地实现微细的表面凹凸。
另外,在上述结构的热交换器中,上述纳米颗粒可以是选自金属纳米颗粒、无机氧化物纳米颗粒、无机氮化物纳米颗粒、无机硫族化物纳米颗粒、(甲基)丙烯酸类树脂纳米颗粒、氟树脂纳米颗粒的至少一种。
根据上述结构,纳米颗粒为由上述组的至少任一材质构成的颗粒,能够形成良好的防污覆盖膜。
另外,在上述结构的热交换器中,上述防污覆盖膜的膜厚可以为500nm以下。
根据上述结构,能够良好地减轻防污覆盖膜的带电性,能够良好抑制或者防止干性污垢的附着。
另外,在上述结构的热交换器中,上述防污覆盖膜除了上述纳米颗粒之外,还可以包含至少由与上述纳米颗粒具有亲和性的材料构成的粘接成分。
根据上述结构,能够提高防污覆盖膜的强度或者耐久性,并且容易维持表面的微细的凹凸,能够提高抑制或防止干性污垢的附着的效果。
另外,在上述结构的热交换器中,将由有机类的模拟尘埃和无机类的模拟尘埃混合而成的混合模拟尘埃撒上晃落之后,对由光学显微镜拍摄的图像进行二值化处理,将由此计算出的残留的上述混合模拟尘埃的面积比率作为尘埃附着面积,将上述防污覆盖膜上的尘埃附着面积相对于没有形成上述防污覆盖膜的上述表面上的尘埃附着面积的比率作为尘埃附着率时,上述防污覆盖膜的尘埃附着率可以为15%以下。
根据上述结构,防污覆盖膜的尘埃附着率在15%以下,所以能够尤其良好地抑制或者避免干性污垢的附着。
另外,在上述结构的热交换器中,上述防污覆盖膜的表面电阻率可以为1013Ω/□以下。
根据上述结构,能够良好地减轻防污覆盖膜的带电性,能够良好抑制或者防止干性污垢的附着。
以下,对本发明的代表的结构例进行具体说明。
[防污覆盖膜]
形成于本发明的热交换器的防污覆盖膜至少由纳米颗粒构成,具有其表面的算术平均粗糙度Ra在2.5~100nm的范围内的凹凸的膜。构成防污覆盖膜的纳米颗粒无特别限定,但是,代表性地能够列举金属纳米颗粒、无机氧化物纳米颗粒、无机氮化物纳米颗粒、无机硫族化物纳米颗粒(除了无机氧化物纳米颗粒)、(甲基)丙烯酸类树脂纳米颗粒、氟树脂纳米颗粒等。
具体而言,例如,作为金属纳米颗粒能够列举金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铁铂(FePt)等周期表第11族元素或其合金;镍(Ni,第10族元素)、锡(Sn,第14族元素)等周期表第11族元素以外的镀敷用金属元素等。另外,作为无机氧化物纳米颗粒能够列举二氧化硅(氧化硅、SiO2)、氧化钇(Y2O3)、钛酸钡(BaTiO3)、锑掺杂氧化锡(ATO)、氧化钛(TiO2)、氧化铟(In2O3)等。作为无机氮化物纳米颗粒能够列举氮化镓(GaN)等。作为无机硫族化物纳米颗粒能够列举硒化镉(CdSe)等。作为(甲基)丙烯酸类树脂纳米颗粒能够列举聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。作为氟树脂纳米颗粒能够列举聚四氟乙烯(PTFE)等。
上述纳米颗粒基本上仅由一种构成防污覆盖膜,但是也能够由多种组合构成防污覆盖膜。在上述之中,根据通用性、成本、平均粒径的调整的容易度等,尤其优选使用二氧化硅纳米颗粒。另外,防污覆盖膜基本上仅由纳米颗粒构成,但是只要不妨碍防污覆盖膜的防污性能也可以包含纳米颗粒以外的成分。例如,防污覆盖膜除了纳米颗粒之外还包含带电防止剂。
纳米颗粒的粒径为纳米级(小于1μm)时无特别限定,在本发明中,优选为100nm以下,更优选为5~100nm的范围内。另外,作为平均粒径的更优选的范围,能够列举大于15nm小于100nm的范围内、或者20nm~100nm的范围内。
当纳米颗粒的粒径在100nm以下时,容易在防污覆盖膜的表面实现纳米级的凹凸结构。另外,虽然取决于防污覆盖膜的具体结构,当纳米颗粒的粒径在5~100nm的范围内时,能够容易将纳米级的凹凸结构调整为更适合的范围内。并且,在防污覆盖膜如后文所述包含粘接成分的情况下,通过将纳米颗粒的粒径设定在大于15nm小于100nm的范围内、或者20~100nm的范围内,能够容易将纳米级的凹凸结构调整在更适合的范围内。
此外,虽然取决于防污覆盖膜的具体的成分、防污覆盖膜的形成方法、作为包覆对象物的热交换器的表面状态等的各种条件,纳米颗粒的粒径存在过小的倾向。当使纳米颗粒的粒径过小时,存在纳米颗粒彼此凝聚而粗大化的倾向。由此,在得到的防污覆盖膜中,其表面的凹凸大幅会超过规定的算术平均粗糙度Ra的范围内。在该情况下,干性污垢容易挂在表面的大的凹凸,结果是干性污垢容易附着。
防污覆盖膜的表面的算术平均粗糙度Ra只要在2.5~100nm的范围内即可。如果算术平均粗糙度Ra在该范围内时,则通过在作为包覆对象物的热交换器上形成这样的防污覆盖膜,至少能够有效地抑制或者防止干性污垢的附着。
另外,防污覆盖膜如上所述,至少由纳米颗粒构成,表面的算术平均粗糙度Ra在上述的范围内即可,其他以外的具体结构无特别限定。例如,防污覆盖膜的膜厚无特别限定,但是一般来讲,小于1μm(1,000nm)即可,优选为500nm以下,更优选在20~500nm的范围内。
当防污覆盖膜的膜小于1μm即纳米级时,膜厚相对较小(薄),所以能够良好地减轻防污覆盖膜的带电性,能够良好地抑制或者防止干性污垢的附着,并且能够提高防污覆盖膜的透明性。另外,虽然取决于各种条件,当膜厚在500nm以下时,能够进一步良好地减轻防污覆盖膜的带电性并且能够进一步提高透明性。并且,虽然取决于各种条件,当膜厚在20~500nm的范围内时,能够实现透明性的提高和带电性的进一步减轻,能够进一步良好地抑制或者防止干性污垢的附着。
尤其是,当膜厚为500nm以下(或20~500nm的范围内)时,作为包覆对象物的热交换器基本上由金属构成,所以即使防污覆盖膜带电也能够通过热交换器的导电性而实现接地。因此,能够避免实质上的带电。由此,能够进一步有效地抑制或者防止干性污垢的附着。另外,当防污覆盖膜的膜厚变大(厚)时,上述防污覆盖膜以纳米颗粒为主成分而容易产生裂缝,但是当膜厚在500nm以下时,能够实质上避免裂缝的产生。
防污覆盖膜的表面特性也无特别限定,但表面电阻率在1013Ω/□以下即可。由此,能够良好地减轻防污覆盖膜的带电性,所以能够良好地抑制或者防止干性污垢的附着。另外,防污覆盖膜的水接触角小于15°即可,虽然取决于各种条件,可以为10°以下。如上所述,当防污覆盖膜的水接触角小时,该表面的亲水性提高。因此,即使干性污垢沉积于防污覆盖膜的表面,也能够通过水洗将沉积的干性污垢容易地除去。
此外,纳米颗粒的粒径的测量方法无特别限定,能够适合使用公知的方法(扩散法、惯性法、沉降法、显微镜法、光散射衍射法等)。在本实施的计值中,由公知的方法测量的粒径为纳米级时即可。另外,防污覆盖膜的算术平均粗糙度Ra的测量(评价)方法无特别限定,例如使用激光显微镜或者原子间力显微镜(AFM)测量(评价)算术平均粗糙度Ra,基于JIS B0601计算即可。并且,防污覆盖膜的膜厚的测量方法也无特别限定,在本实施方式中,如在后述的实施例中说明的那样,利用电子显微镜观察包覆截面,计算根据多个观察图像测量的膜厚的平均值。另外,防污覆盖膜的水接触角的测量(评价)方法也无特别限定,例如使用协和界面科学(株)制接触角仪、产品名:DMo-501进行测量(评价)即可。
防污覆盖膜的具体的形成方法(制造方法)无特别限定,能够形成由纳米颗粒形成的微细的凹凸时,能够使用公知的各种方法。作为代表的形成方法,能够列举调制包含纳米颗粒的涂敷液(涂层剂)并对其进行涂敷的公知的涂敷法、溶胶-凝胶法、纳米压印、使用阳极氧化模具的转印、喷砂法、陶瓷的自组织化等。
防污覆盖膜如上所述,至少由纳米颗粒构成即可,但是还可以包含至少由具有与该纳米颗粒的亲和性的材料构成的粘接成分。作为粘接成分的功能,具有使纳米颗粒彼此粘接的功能并且使纳米颗粒与作为包覆对象物的热交换器的表面粘接的功能即可。因此,只要至少对纳米颗粒具有亲和性的材料成为主成分即可。
防污覆盖膜含有粘接成分,能够提高由纳米颗粒构成的防污覆盖膜的强度或者耐久性。另外,纳米颗粒由防污覆盖膜的表面良好地维持,所以表面的微细的凹凸容易维持,能够提高抑制或者防止干性污垢的附着的效果。
具体的粘接成分的组成无特别限定,只要对纳米颗粒具有亲和性即可。例如,如果纳米颗粒为二氧化硅纳米颗粒,则能够使用具有与二氧化硅的亲和性的材料作为粘接成分。作为具有与二氧化硅的亲和性的材料,能够列举四甲氧基硅烷或者四乙氧基硅烷等硅烷化合物、丙烯酸树脂、氟树脂等。另外,粘接成分除了上述材料之外还可以包含公知的添加剂。因此,在本发明的热交换器中,防污覆盖膜至少由纳米颗粒构成即可,但是也可以为除了纳米颗粒之外还含有粘接成分的结构,也可以为除了纳米颗粒和粘接成分之外还含有公知的添加剂的结构。
在防污覆盖膜含有粘接成分的情况下,该含有量(含有率)无特别限定,例如,在设防污覆盖膜的全重量为100重量%时,作为优选的范围能够列举5~60重量%的范围内,作为更优选的范围能够列举10~50重量%的范围内。虽然取决于各种条件,当粘接成分超过60重量%时,粘接成分的量相对于纳米颗粒过多,存在防污覆盖膜的表面的算术平均粗糙度Ra偏离规定范围的问题。另外,当粘接成分小于5重量%时,存在无法充分获得与粘接成分的含有量相称的强度或者耐久性的提高等效果的问题。
[防污覆盖膜的尘埃附着率]
上述结构的防污覆盖膜该尘埃附着率为15%以下。在此,本发明的尘埃附着率,作为形成了防污覆盖膜的热交换器的表面(由防污覆盖膜构成的包覆表面)的模拟尘埃的附着量相对于没有形成防污覆盖膜的热交换器(包覆对象物)的表面(包覆前表面)的模拟尘埃的附着量被计算。
如上所述,“干性”污垢存在比重相对较大且硬的“大比重硬直型”的污垢和比重相对较小且柔软的“小比重柔软型”的污垢。在本发明中,尘埃附着率的计算所使用的模拟尘埃,适合使用将“大比重硬直型”的模拟尘埃和“小比重柔软型”的模拟尘埃混合而成的混合模拟尘埃。一般来讲,“大比重硬直型”的模拟尘埃是由无机类材料构成的尘埃,“小比重柔软型”的模拟尘埃是由有机类材料构成的模拟尘埃。
“大比重硬直型”的模拟尘埃和“小比重柔软型”的模拟尘埃的具体种类无特别限定,能够适当选择使用JIS(日本工业标准)等的各种标准中规定的试验用粉体等中的、相当于“大比重硬直型”或者“小比重柔软型”的材料。另外,“大比重硬直型”的模拟尘埃和“小比重柔软型”的模拟尘埃都是一种,但是优选将两种以上组合使用。
在本发明中,如后述的实施例所示,作为“大比重硬直型”的模拟尘埃使用作为无机类材料的2种的硅砂,并且,作为“小比重柔软型”的模拟尘埃使用作为有机材材料的棉短绒和玉米淀粉。作为具体的硅砂能够使用JIS Z 8901中规定的一种硅砂和3种硅砂的2种。
作为棉短绒,能够使用由公益社团法人日本空气清净协会(JACA)作为试验用粉体的一种销售的材料。玉米淀粉是市场销售的材料。硅砂用于评价“大比重硬直型”的附着,棉短绒用于评价“小比重柔软型”中的纤维类尘埃的附着,玉米淀粉用于评价“小比重柔软型”中的食品粉末类尘埃的附着。因此,作为“大比重硬直型”的模拟尘埃和“小比重柔软型”的模拟尘埃的混合尘埃的适合的一例,能够列举将有机类的模拟尘埃和无机类的模拟尘埃混合而成的混合模拟尘埃。
在专利文献1的实施例和比较例中,作为模拟尘埃各自单独使用关东壤土粉尘或者炭黑,评价尘埃的附着性(防污性能)。但是,通常,存在于生活空间的尘埃混合存在多种多样的尘埃,所以如本发明的方式,在评价干性污垢的防污性能方面,即使各自使用单独种类的的尘埃评价附着性(防污性能),也无法获得充分的评价结果。另外,关东壤土粉尘用于亲水性的污垢的评价用,炭黑用于亲油性的污垢的评价用,但是它们都是“大比重硬直型”的“干性”的污垢。在专利文献1中,如纤维类尘埃或者食品粉末类尘埃等那样,对“小比重柔软型”的“干性”的污垢没有任何评价。
对此,在本发明中,作为干性污垢,不使用单独的模拟尘埃,而是将存在于生活空间的实际的尘埃模型化,使用将“大比重硬直型”的模拟尘埃和“小比重柔软型”的模拟尘埃混合而成的混合模拟尘埃。因此,能够良好地评价干性污垢的防污性能。另外,在作为干性污垢的粉体类尘埃中,包含如关东壤土粉尘那样呈亲水性的尘埃,但是在本发明的混合模拟尘埃中,除了作为纤维系的模拟尘埃的棉短绒之外,作为食品粉末类的模拟尘埃使用具有亲水性的玉米淀粉。玉米淀粉在干燥状态下作为干性污垢动作,但是当存在湿气时,吸水而作为亲水性的污垢动作。作为模拟尘埃使用具有这样的特性的玉米淀粉,能够良好地评价对于实际的尘埃的防污性能。
尘埃附着率,如上所述,定义为由防污覆盖膜构成的包覆表面上的混合模拟尘埃的附着量相对于热交换器中的防污覆盖膜的包覆前表面上的混合模拟尘埃的附着量的比率。在本发明中,包覆前表面或者包覆表面中的混合模拟尘埃的附着量,作为通过对由光学显微镜拍摄的图像进行二值化处理来计算的、残留的混合模拟尘埃的面积比率计算。此外,将该面积比率作为尘埃附着面积。设包覆前表面的尘埃附着面积为A0,包覆表面的尘埃附着面积为A1时,尘埃附着率AR能够通过下面式(1)计算。
[式1]
防污覆盖膜的尘埃附着率在15%以下即可,但是优选在10%以下,更优选在5%以下,尤其优选在2%以下。当尘埃附着率在15%以下时,目视的尘埃的附着不显著,所以能够判断为获得充分的防污性能。
在计算尘埃附着率时,例如在使热交换器的表面的一部分或者热交换器的一部分断片化的部分形成防污覆盖膜,能够将其用作评价用样本。在评价用样本中,使形成有防污覆盖膜的表面为“包覆表面”时,混合模拟尘埃附着于该包覆表面,但是在使混合模拟尘埃附着前,优选对评价用样本进行除电。
另外,使混合模拟尘埃附着于评价用样本的方法、以及将附着的混合模拟尘埃晃落的方法也无特别限定,能够适合使用各种的方法。例如,在后述的实施例中,使混合模拟尘埃在包覆表面沉积规定量,使评价用样本垂直地倾斜落下,由此将混合模拟尘埃晃落。另外,光学显微镜的包覆表面的图像拍摄也无特别限定,只要能够观察混合模拟尘埃的倍率拍摄多个图像即可。所拍摄的图像的二值化处理也无特别限定,使用公知的图像处理软件等即可。
[热交换器]
本发明的热交换器使上述结构的防污覆盖膜形成于作为防污对象的表面即可。在此,作为防污对象的表面,可以为热交换器的表面中的一部分,可以为热交换器的表面中的多个部分,也可以为热交换器的表面的整个面。
本发明的热交换器的结构、即作为防污覆盖膜的包覆对象物的热交换器的具体结构无特别限定,只要是能够用于制冷循环等的结构即可。具体而言,例如,能够列举空气调节装置(空气调节器)、冷藏库、冷冻展示柜、自动销售机等使用的结构。
在本实施方式中,作为代表的热交换器,例示空气调节装置使用的热交换器进行说明。空气调节装置使用的热交换器的具体结构无特别限定,采用公知的结构即可,代表性地能够列举图1示意地表示的翅片管型热交换器10A或者图2示意地表示的板层叠型热交换器10B等。
如图1所示,翅片管型热交换器10A代表性地具有层叠多个平板状的翅片11,以贯通上述翅片11的方式,设置有具有多个的折返部分的制冷剂管12的结构。制冷剂管12形成制冷剂流路,例如如图中块箭头所示的方向,制冷剂在制冷剂管12内流通,制冷剂和外部空气经由制冷剂管12和翅片11进行热交换。
如图2所示,板层叠型热交换器10B代表性地具有将长方形状的传热板13多个层叠,由此形成大致长方体状(四棱柱状)的板层叠结构14,在板层叠结构14的两端各自设置制冷剂罐15的结构。制冷剂罐15与构成板层叠结构14的各自的传热板13的内部连通。在各自的传热板13中,例如如图中块箭头所示的方向,制冷剂从一个制冷剂罐15向另一个制冷剂罐15流通,由此,制冷剂和外部空气经由传热板13进行热交换。
本发明的热交换器无论是翅片管型还是板层叠型,都在其表面的至少一部分形成上述结构的防污覆盖膜。由此,即使热交换器的表面(尤其是翅片的表面或者传热板的表面等)与干性污垢(尘埃等)接触,也能够有效地抑制或防止因防污覆盖膜的表面的微细的凹凸而干性污垢附着于表面。
尤其是,通过限定防污覆盖膜的膜厚,能够使表面电阻率相对降低,所以通过表面的微细的凹凸和的协同效应,能够进一步有效地抑制或防止干性污垢的附着。而且,如果作为纳米颗粒使用二氧化硅颗粒等的亲水性的颗粒,则能够通过对热交换器进行水洗而将沉积的干性污垢容易地除去。
如上所述,本发明的热交换器至少由纳米颗粒构成,具有其表面的算术平均粗糙度Ra在2.5~100nm的范围内的凹凸的防污覆盖膜,形成于作为防污对象的表面。由此,能够有效地抑制或者防止干性污垢附着于热交换器的表面。
(实施例)
基于实施例和比较例对本发明更具体地进行说明,但本发明不限于此。本领域技术人员不脱离本发明的范围,能够进行各种的变更、修正和改变。
(混合模拟尘埃)
作为“大比重硬直型”的模拟尘埃,使用由JIS Z 8901规定的1种硅砂和3种硅砂,并且,作为“小比重柔软型”的模拟尘埃,作为“小比重柔软型”的模拟尘埃使用由公益社团法人日本空气清净协会(JACA)作为试验用粉体销售的棉短绒和市场销售的玉米淀粉。进行称量使上述4种模拟尘埃为相等重量进行充分混合而形成混合模拟尘埃。
(防污覆盖膜的算术平均粗糙度Ra)
使用扫描型探测显微镜(株式会社日立ハイテクサイエンス制、产品名:AFM5300)测量算术平均粗糙度Ra,基于JIS B0601计算。
(尘埃附着率的评价)
在对评价用样本进行了除电的基础上,在上述评价用样本上将混合模拟粉末撒上晃落,之后,用光学显微镜拍摄评价用样本的表面,对拍摄图像进行二值化处理,来测量表面的尘埃附着面积。以评价用样本的表面中的、没有形成防污覆盖膜的表面为基准面,以形成了防污覆盖膜的面为评价面时,将评价面上的尘埃附着面积相对于基准面上的尘埃附着面积的比率作为尘埃附着率。当尘埃附着面积在5%以下时,将尘埃附着率评价为“◎”,当超过5%在15%以下时评价为“○”,当超过15%时评价为“×”。
(实施例1)
准备铝制金属板作为热交换器的一部分断片化的部件。利用公知的方法调制通过pH调节使平均粒径20nm的二氧化硅颗粒充分分散到作为分散剂的乙醇而得到的涂敷液,在铝制金属板的表面的大约一半涂敷上述涂敷液并使其干燥,由此,制作出实施例1的形成有防污覆盖膜的评价用样本。在该评价用样本中,其表面的一半形成防污覆盖膜,剩余的一半没有形成防污覆盖膜。对于该评价用样本,形成的防污覆盖膜的表面具有算术平均粗糙度Ra为10nm的凹凸。另外,该评价用样本的尘埃附着率为“◎”。
(实施例2)
作为二氧化硅颗粒,使用平均粒径为100nm的颗粒,与实施例1同样,制作了实施例2的形成有防污覆盖膜的评价用样本。对于该评价用样本,形成的防污覆盖膜的表面具有算术平均粗糙度Ra为40nm的凹凸。另外,该评价用样本的尘埃附着率为“○”。
(比较例1)
作为二氧化硅颗粒,使用平均粒径为100nm的颗粒,但不使上述二氧化硅颗粒充分分散地调制了涂敷液,除此以外与实施例1同样,制作了比较例1的形成有防污覆盖膜的评价用样本。对于该评价用样本,形成的防污覆盖膜的表面具有算术平均粗糙度Ra为140nm的凹凸。另外,该评价用样本的尘埃附着率为“×”。
(比较例2)
作为二氧化硅颗粒,使用平均粒径为250nm的颗粒,但不使上述二氧化硅颗粒充分分散地调制了涂敷液,除此以外与实施例1同样,制作了比较例2的形成有防污覆盖膜的评价用样本。对于该评价用样本,形成的防污覆盖膜的表面具有算术平均粗糙度Ra为130nm的凹凸。另外,该评价用样本的尘埃附着率为“×”。
(实施例和比较例的对比)
根据实施例1和2的结果明确可知,防污覆盖膜由纳米颗粒构成,具有其表面的算术平均粗糙度Ra在2.5~100nm的范围内的凹凸时,能够将尘埃附着率抑制在15%以下,在热交换器中,能够良好地抑制干性污垢的附着。与之相对,可知如比较例1或者2的方式,防污覆盖膜由纳米颗粒构成,防污覆盖膜的表面的凹凸超过算术平均粗糙度Ra的上限100nm时,尘埃附着率超过15%,无法良好地抑制干性污垢的附着。
此外,本发明不限于上述实施方式的记载,在申请的范围所示的范围内能够进行各种变更,在不同的实施方式或在多个变形例适当组合各个发明的技术的方案而得到的实施方式也包含于本发明的技术的范围。
工业上的可利用性
本发明能够广泛适用于尤其期望防止干性污垢的附着的热交换器的领域。
附图标记说明
10A 翅片管型热交换器(热交换器)
10B 板层叠型热交换器(热交换器)
11 翅片
12 制冷剂管
13 传热板
14 板层叠结构
15 制冷剂罐。
Claims (5)
1.一种热交换器,其在作为防污对象的金属表面形成有能够有效抑制或防止干性污垢的附着的防污覆盖膜,所述热交换器的特征在于:
所述防污覆盖膜至少由纳米颗粒构成,所述防污覆盖膜的表面具有算术平均粗糙度Ra在2.5~100nm的范围内的凹凸,所述防污覆盖膜的表面电阻率为1013Ω/□以下,
将由有机类的模拟尘埃和无机类的模拟尘埃混合而成的混合模拟尘埃撒上晃落之后,对由光学显微镜拍摄的图像进行二值化处理,将由此计算出的残留的所述混合模拟尘埃的面积比率作为尘埃附着面积,
将所述防污覆盖膜上的尘埃附着面积相对于没有形成所述防污覆盖膜的所述金属表面上的尘埃附着面积的比率作为尘埃附着率时,
所述防污覆盖膜的尘埃附着率为15%以下。
2.如权利要求1所述的热交换器,其特征在于:
所述纳米颗粒的平均粒径在5~100nm的范围内。
3.如权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于:
所述纳米颗粒是选自金属纳米颗粒、无机氧化物纳米颗粒、无机氮化物纳米颗粒、无机硫族化物纳米颗粒、(甲基)丙烯酸类树脂纳米颗粒、氟树脂纳米颗粒的至少一种。
4.如权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于:
所述防污覆盖膜的膜厚为500nm以下。
5.如权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于:
所述防污覆盖膜除了所述纳米颗粒之外,还包含至少由与所述纳米颗粒具有亲和性的材料构成的粘接成分。
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