JP2008292069A - Blower fan and its coating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機等に用いられる送風ファン、および送風ファンのコーティング方法に関するものである。 The present invention relates to a blower fan used in an air conditioner and the like, and a coating method for the blower fan.
従来技術において、空気調和機（以下ルームエアコンと記載）の室内機内部の主要な３部品である送風ファン、熱交換器、フィルタのうち、熱交換器、フィルタには、ホコリ、カビ、タバコ等のほかに結露、水滴付着を防止するために親水あるいは撥水コーティングが施されている。 In the prior art, among air blowers, heat exchangers, and filters, which are the main three components inside an indoor unit of an air conditioner (hereinafter referred to as a room air conditioner), the heat exchanger, the filter includes dust, mold, tobacco, etc. In addition, a hydrophilic or water-repellent coating is applied to prevent condensation and water droplet adhesion.
例えば、下記特許文献１を参照して、撥水性処理を施した熱交換器について説明する。まず、アルミニウムまたはアルミニウム合金材の表面を予め平面粗さ０．２μm以上となるように粗面化した後、耐食性被膜を形成する。次に、１００mg／m2以上の厚さで微細凹凸を有する水ガラス被膜を設け、この水ガラス皮膜の上に０．１〜２０mg／dm2の厚さでフッ素系、シリコン系またはそれらの混合物からなる撥水性被膜を設ける。このように撥水性処理を施すことによって、撥水性及び水滴の落下性が優れ、着霜防止性が優れたフィンを備えた熱交換器が得られる。 For example, a heat exchanger that has been subjected to water repellency will be described with reference to Patent Document 1 below. First, the surface of the aluminum or aluminum alloy material is roughened in advance to have a planar roughness of 0.2 μm or more, and then a corrosion-resistant film is formed. Next, a water glass film having fine irregularities with a thickness of 100 mg / m 2 or more is provided, and a fluorine-based, silicon-based or a mixture thereof with a thickness of 0.1 to 20 mg / dm 2 is formed on the water glass film. A water-repellent coating made of By performing the water repellency treatment in this way, a heat exchanger provided with fins having excellent water repellency and water drop dropping properties and excellent frosting prevention properties can be obtained.
次に、下記特許文献２を参照して、表面にコーティングを施したフィルタについて説明する。まず、フィルタ網はポリプロピレン、ABS等の合成樹脂を用いて支持枠と一体に平面に成形される。次にフィルタ網の表面に起毛を施し、さらにシリコン樹脂またはフッ素樹脂をコーティングする。このようなコーティングを施すことによって、水洗いが可能となり清掃性が向上し、さらに集塵効果に優れるフィルタが得られる。
Next, a filter having a surface coated will be described with reference to
しかしながら、特許文献１に記載の熱交換器および特許文献２に記載のフィルタは、いずれも付着水、ホコリ等の除去を目的としたものであるが、熱交換器とエアフィルタの２部品にコーティングを施すだけではルームエアコン全体としては十分な効果を得ることができない。
However, both the heat exchanger described in Patent Document 1 and the filter described in
特に、近年住環境の変化で、フローリング仕様の洋間が増加し、細かいホコリが舞い易くルームエアコン内部にまで入りやすくなっている。また、キッチンやダイニングと一体になったリビングルームが増え、油汚れのホコリがルームエアコン内部に付きやすくなる等、ルームエアコン内部が一層汚れやすくなっている。このため、細かいホコリ（油粒子を含む）等は、フィルタや熱交換器を通過し奥まで進入し、送風ファンに付着するという問題があった。また、冷房運転時に結露した凝縮水等が送風ファンに付着したりすることで、カビや菌の繁殖母胎になるという問題があった。また、これらの汚れに伴い、暖房・冷房性能を低下させるという問題があった。 In particular, due to changes in the living environment in recent years, the number of flooring specification rooms has increased, making it easier for fine dust to fly into the room air conditioner. In addition, the living room integrated with the kitchen and dining area has increased, and the dust inside the room air conditioner is more likely to get inside the room air conditioner. For this reason, there has been a problem that fine dust (including oil particles) or the like passes through a filter or a heat exchanger and enters deeply and adheres to the blower fan. Further, there is a problem that condensed water or the like condensed during the cooling operation adheres to the blower fan, resulting in a breeding mother's mold or fungus. In addition, there is a problem that the heating / cooling performance is lowered due to the contamination.
そこで本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、防汚性能および耐久性に優れたコーティング膜を形成した送風ファンを得ることを目的としている。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to obtain a blower fan on which a coating film having excellent antifouling performance and durability is formed.
本発明における送風ファンは、空気調和機等に用いられる送風ファンであって、平均粒径が２〜１０nmのシリカ微粒子と、平均粒径が５０〜５００nmのフッ素樹脂微粒子とを含有する親疎水性水系コーティング材を表面に塗布し、さらに送風ファンの陽圧面端部に撥水性コーティング材を施したことを特徴とする。 The blower fan in the present invention is a blower fan used in an air conditioner or the like, and is a hydrophilic / hydrophobic aqueous system containing silica fine particles having an average particle diameter of 2 to 10 nm and fluororesin fine particles having an average particle diameter of 50 to 500 nm. A coating material is applied to the surface, and a water repellent coating material is further applied to the positive pressure surface end of the blower fan.
請求項１に記載のように、送風ファンに親・疎水性のコーティングを施すことによって、室内におけるタバコのヤニ、ホコリ等様々な汚れの付着を防止することがきる。また、様々な汚れに起因する空気調和機の性能低下も防止できる。さらに、本発明によれば、撥水コーティング材を水が付着しやすいファン端部にコーティングを施すことで、最小限の塗布量でホコリ、付着水を除去し、微少水滴のままで排除することができる。これによりファン上で液滴成長させない、また乾燥させないため、防カビ抑制も得られる。さらに微粒化した抗菌剤を添加することで、長期間にわたって抗菌性および抗カビ性を維持することも可能になる。 As described in claim 1, by applying a hydrophilic / hydrophobic coating to the blower fan, it is possible to prevent various dirt such as cigarette dust and dust in the room. Moreover, the performance degradation of the air conditioner resulting from various dirt can also be prevented. Furthermore, according to the present invention, the water-repellent coating material is coated on the end of the fan where the water easily adheres, so that dust and adhering water can be removed with a minimum amount of application, and the water droplets can be removed as fine water droplets. Can do. As a result, no droplet growth occurs on the fan and no drying occurs, so that mold prevention is also obtained. Further, by adding an atomized antibacterial agent, it becomes possible to maintain antibacterial and antifungal properties over a long period of time.
［実施の形態１］
図１は、本発明の送風ファン３が搭載されたルームエアコン１０の概略外観図である。また、図２は、送風ファン３の概略外観図である。以下にルーエアコン１０の構成について説明する。ルームエアコン１０は、室内機４と、室外機（図示せず）で構成されており、室内機４は、筐体５と外箱を形成する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic external view of a
外箱内部には、吸引した室内の空気中に含まれるホコリ等を除塵するフィルタ１、室内の空気を冷却／加熱する熱交換器２、フィルタ１および熱交換器２の奥に設置され、吸引した室内の空気を冷却／加熱して再び室内に循環させる送風ファン３とを備えている。
Inside the outer box, a filter 1 that removes dust and the like contained in the sucked indoor air, a
送風ファン３には、フィルタ１や熱交換器２を通過して吸い込んだハウスダストやタバコのヤニなどが原因で汚れが付着することが考えられ、一般的に汚れを除去するときは、専門業者によってルームエアコン１０を分解して掃除する必要がある。そこで、本発明の実施の形態１における送風ファン３の特徴は、表面に親・疎水性のコーティング処理を施し、ホコリや油などの汚れの付着を防止する点である。このコーティング材は、シリカ微粒子とフッ素樹脂微粒子とを含有し、防汚性および耐久性を有する親・疎水性の水系コーティング材である。さらに、水が付着しやすいファン端部に撥水性コーティング層を備えている。
It is conceivable that dirt is attached to the blower fan 3 due to house dust sucked through the filter 1 or the
次に、送風ファン３の表面にコーティングするシリカ微粒子とフッ素樹脂微粒子とを含有したコーティング材について説明する。本実施の形態で用いられるシリカ微粒子の平均粒径は、光散乱法により測定した場合、１０nm以下、好ましくは２nm〜１０nmである。かかる範囲の平均粒径を有するシリカ微粒子を水系コーティング組成物に含有させることで、水系コーティング組成物中で平衡して溶存するシリカ成分が増えるため、バインダーとしての効果が大きくなるとともに、高強度で緻密化されたコーティング膜を得ることができる。ここで、平均粒径が１０nmを超える場合は、得られたコーティング膜に十分な強度が得られない。一方、平均粒径が２nm未満の場合は、水系コーティング液組成物として流動性や得られる膜特性の安定性が低くなってしまう恐れがある。 Next, a coating material containing silica fine particles and fluororesin fine particles to be coated on the surface of the blower fan 3 will be described. The average particle diameter of the silica fine particles used in the present embodiment is 10 nm or less, preferably 2 nm to 10 nm, when measured by a light scattering method. By including silica fine particles having an average particle diameter in such a range in the aqueous coating composition, the silica component dissolved in equilibrium in the aqueous coating composition increases, so that the effect as a binder is increased and the strength is increased. A densified coating film can be obtained. Here, when the average particle diameter exceeds 10 nm, sufficient strength cannot be obtained in the obtained coating film. On the other hand, when the average particle size is less than 2 nm, the fluidity and stability of the obtained film properties may be lowered as the aqueous coating liquid composition.
また、水系コーティング組成物におけるシリカ微粒子の含有量は、０．１〜５質量パーセント（以下質量％と記載）であり、好ましくは０．３〜２．５質量％である。かかる範囲の含有量であれば、送風ファン３表面の色や風合いを損なうことなく均一で薄いコーティング膜を形成することができる。ここで、シリカ微粒子の含有量が０．１質量％未満の場合、室温でコーティング膜が形成し難くなる。一方、シリカ微粒子の含有量が５質量％を超える場合、コーティング膜が不均一な白濁膜となり、クラックが入り剥離しやすくなる。 The content of the silica fine particles in the aqueous coating composition is 0.1 to 5 mass percent (hereinafter referred to as “mass%”), and preferably 0.3 to 2.5 mass%. If it is content of this range, a uniform and thin coating film can be formed, without impairing the color and texture of the ventilation fan 3 surface. Here, when the content of silica fine particles is less than 0.1% by mass, it is difficult to form a coating film at room temperature. On the other hand, when the content of the silica fine particles exceeds 5% by mass, the coating film becomes a non-uniform white turbid film, and cracks are easily formed and peeled off.
本実施の形態で用いられるフッ素樹脂微粒子の平均粒径は、特に制限されることはないが、光錯乱法により測定した場合、好ましくは５０nm〜５００nm、より好ましくは１００nm〜２５０nmである。ここで、平均粒径が５００nmを超える場合、得られるコーティング膜において疎水性部分の領域が大きくなりすぎたり、コーティング膜の凹凸が大きくなりすぎたりして所望の防汚性能が得られないことがある。一方、平均粒径が５０nm未満の場合は、水系コーティング組成物の安定性が得られず、安定してコーティングすることができないことがある。 The average particle diameter of the fluororesin fine particles used in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 50 nm to 500 nm, more preferably 100 nm to 250 nm, when measured by a light confusion method. Here, when the average particle diameter exceeds 500 nm, the region of the hydrophobic portion in the resulting coating film becomes too large, or the unevenness of the coating film becomes too large, and the desired antifouling performance may not be obtained. is there. On the other hand, when the average particle size is less than 50 nm, the stability of the aqueous coating composition cannot be obtained, and it may not be possible to coat stably.
本実施の形態における水系コーティング材に含有するシリカ微粒子とフッ素樹脂微粒子との質量比は、４０：６０〜９５：５であり、好ましくは５０：５０〜９０：１０である。この範囲の質量比であれば、シリカ微粒子に起因する親水部と、フッ素樹脂微粒子に起因する疎水部とがバランスよく混在したコーティング膜が常温での乾燥により得られ、良好な防汚性を得ることができる。フッ素樹脂微粒子の比率が４０：６０の割合よりも高いと、コーティング膜が常温での乾燥だけでは固化し難くなる。また、例え加熱して固化させても、コーティング膜が白濁して物品表面の色や風合いを損なったり、所望の強度を有するコーティング膜が得られなかったりする。一方、フッ素樹脂微粒子の比率が９５：５の割合よりも低いと、フッ素樹脂微粒子を含有させることによる効果が十分に得られず、所望の防汚性能が得られない。 The mass ratio of the silica fine particles and the fluororesin fine particles contained in the aqueous coating material in the present embodiment is 40:60 to 95: 5, preferably 50:50 to 90:10. When the mass ratio is within this range, a coating film in which a hydrophilic portion caused by silica fine particles and a hydrophobic portion caused by fluororesin fine particles are mixed in a well-balanced manner can be obtained by drying at room temperature, thereby obtaining good antifouling properties. be able to. When the ratio of the fluororesin fine particles is higher than the ratio of 40:60, the coating film is hardly solidified only by drying at room temperature. Moreover, even if heated and solidified, the coating film becomes cloudy and the color and texture of the surface of the article is impaired, or a coating film having a desired strength cannot be obtained. On the other hand, when the ratio of the fluororesin fine particles is lower than 95: 5, the effect due to the inclusion of the fluororesin fine particles cannot be sufficiently obtained, and the desired antifouling performance cannot be obtained.
本実施の形態における水系コーティング材に含まれる水としては、特に制限されることはない。また、水の含有量も特に制限されることはなく、コーティング方法などにあわせて適宜調整すればよいが、一般に３０〜９９．５質量％である。また、水液コーティング組成物としての安定性、塗布性、乾燥性を調整するために有機溶剤等が混合されていてもよい。 The water contained in the aqueous coating material in the present embodiment is not particularly limited. Further, the content of water is not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the coating method or the like, but is generally 30 to 99.5% by mass. In addition, an organic solvent or the like may be mixed in order to adjust the stability, coating property, and drying property of the aqueous liquid coating composition.
次に、本実施の形態の水系コーティング材の他の構成として、２０nm〜１０μmの平均粒径を有するシリカ微粒子をさらに含むことができる。この範囲の平均粒径を有するシリカ微粒子を含有させることにより、得られるコーティング膜の表面に微少な凹凸を形成させて親水性を向上することができる。ここで、シリカ微粒子の粒径が２０nm未満の場合、コーティング膜の表面に所望の大きさの凹凸が形成されず、シリカ微粒子を添加した効果が得られないことがある。一方、シリカ微粒子の粒径が１０μmを超える場合、コーティング膜の表面の凹凸が大きくなりすぎ、膜強度が低下することがあり好ましくない。 Next, as another configuration of the aqueous coating material of the present embodiment, silica fine particles having an average particle diameter of 20 nm to 10 μm can be further included. By including silica fine particles having an average particle diameter in this range, it is possible to improve the hydrophilicity by forming minute irregularities on the surface of the resulting coating film. Here, when the particle diameter of the silica fine particles is less than 20 nm, irregularities having a desired size are not formed on the surface of the coating film, and the effect of adding the silica fine particles may not be obtained. On the other hand, when the particle size of the silica fine particles exceeds 10 μm, the unevenness on the surface of the coating film becomes too large, and the film strength may be lowered, which is not preferable.
水系コーティング材がこのシリカ微粒子を含有する場合、コーティング材におけるシリカ微粒子の含有量は、０．０１〜３質量％であることが好ましい。この範囲の含有量のシリカ微粒子を含有させることにより、得られるコーティング膜の表面に微少な凹凸を形成させて親水性を向上することができる。ここで、シリカ微粒子の含有量が０．０１質量％未満であると、シリカ微粒子を含有させることによる親水性向上効果が得られないことがある。一方、かかるシリカ微粒子の含有量が３質量％を超えると、コーティング膜の強度が低下してしまうことがある。 When the aqueous coating material contains the silica fine particles, the content of the silica fine particles in the coating material is preferably 0.01 to 3% by mass. By containing silica fine particles with a content in this range, it is possible to improve the hydrophilicity by forming minute irregularities on the surface of the resulting coating film. Here, when the content of the silica fine particles is less than 0.01% by mass, the effect of improving the hydrophilicity due to the inclusion of the silica fine particles may not be obtained. On the other hand, when the content of the silica fine particles exceeds 3% by mass, the strength of the coating film may be lowered.
また、本実施の形態の水系コーティング材は、コーティング組成物の濡れ性やコーティング膜の密着性を向上させる観点から、界面活性剤や有機溶剤等を含有してもよい。また、カップリング材やシラン化合物を含有してもよく、これらを添加した場合には、上述のコーティング組成物の濡れ性やコーティング膜の密着性を向上する効果のほか、コーティング膜の透明性向上や膜強度向上、さらには、コーティング膜の親水性調整の効果が得られる。 Moreover, the water-based coating material of this Embodiment may contain surfactant, an organic solvent, etc. from a viewpoint of improving the wettability of a coating composition, and the adhesiveness of a coating film. Also, it may contain a coupling material or silane compound. When these are added, in addition to the effect of improving the wettability of the coating composition and the adhesion of the coating film, the transparency of the coating film is improved. In addition, the effect of improving the film strength and adjusting the hydrophilicity of the coating film can be obtained.
使用可能な界面活性剤としては、各種のアニオン系またはノニオン系の界面活性剤が挙げられる。ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンブロックポリマーやポリカルボン酸型アニオン系界面活性剤等の起泡性の低い界面活性剤は使用しやすく好ましい。有機溶剤としては、アルコール系、グリコール系、エステル系、エーテル系等の各種のものが挙げられる。カップリング剤としては、3-（2-アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ系、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のエポキシ系、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等のメタクリロキシ系やメルカプト系、スルフィド系、ビニル系、ウレイド系等、シラン化合物としては、トリフルオロプロピルトリメトキシランやメチルトリクロロシラン等のハロゲン含有物、ジメチルジメトキシシランやメチルトリメトキシシラン等のアルキル基含有物、1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン等のシラザン化合物、メチルメトキシシロキサン等のオリゴマー等が挙げられる。 Usable surfactants include various anionic or nonionic surfactants. Surfactants with low foaming properties such as polyoxypropylene-polyoxyethylene block polymers and polycarboxylic acid type anionic surfactants are preferred because they are easy to use. Examples of the organic solvent include various solvents such as alcohols, glycols, esters, and ethers. Coupling agents include amino-based compounds such as 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, epoxy-based compounds such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and methacryloxy-based compounds such as 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane. As a silane compound, such as trifluoropropyltrimethoxylane and methyltrichlorosilane, alkyl group-containing materials such as dimethyldimethoxysilane and methyltrimethoxysilane, Examples thereof include silazane compounds such as 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane and oligomers such as methylmethoxysiloxane.
これら成分の含有量は、本実施の形態の水系コーティング材の特性を損なわない範囲であれば特に制限されることはなく、選択した成分にあわせて適宜調整すればよい。 The content of these components is not particularly limited as long as it does not impair the characteristics of the aqueous coating material of the present embodiment, and may be appropriately adjusted according to the selected components.
次に、本実施の形態の水系コーティング材の製造方法について説明する。水系コーティング材の製造方法は、特に制限されることはないが、例えば、シリカ微粒子の分散液と、フッ素樹脂微粒子の分散液とを混合することによって製造することができる。 Next, the manufacturing method of the water-system coating material of this Embodiment is demonstrated. The method for producing the aqueous coating material is not particularly limited, and for example, it can be produced by mixing a dispersion of silica fine particles and a dispersion of fluororesin fine particles.
ここで、シリカ微粒子の分散液は、１０nm以下の平均粒径を有するシリカ微粒子が水等の極性溶媒中に分散されたもので、例えば、市販のクロイダルシリカを用いることができる。かかる分散液では、シリカ微粒子の体積比率が、２０％以下であることが好ましい。この体積比率が２０％を超えると、分散液の安定性が低下してしまうことがあるので好ましくない。 Here, the dispersion of silica fine particles is a dispersion of silica fine particles having an average particle diameter of 10 nm or less in a polar solvent such as water. For example, commercially available cloidal silica can be used. In such a dispersion, the volume ratio of silica fine particles is preferably 20% or less. If the volume ratio exceeds 20%, the stability of the dispersion may be lowered, which is not preferable.
また、フッ素樹脂微粒子の分散液は、フッ素樹脂微粒子が水に分散されたものを用いることが好ましい。なお、かかる分散液では、フッ素樹脂微粒子を均一に分散させるために界面活性剤等を用いてもよい。 Further, it is preferable to use a fluororesin fine particle dispersion in which fluororesin fine particles are dispersed in water. In such a dispersion, a surfactant or the like may be used to uniformly disperse the fluororesin fine particles.
また、シリカ微粒子の分散液と、フッ素樹脂微粒子の分散液とを混合する際には、シリカ微粒子が凝集するのを防止する観点から、両者の分散液のpHを同程度にすることが好ましい。 Further, when mixing the dispersion of silica fine particles and the dispersion of fluororesin fine particles, it is preferable to make the pH of both dispersions approximately the same from the viewpoint of preventing the silica fine particles from aggregating.
このようにして製造された水系コーティング材を送風ファン３にコーティングする方法としては、特に制限されることはない。具体的には、スプレー塗布や浸漬してコーティング膜を形成させることもできる。また、送風ファン３にコーティングを施す際に、水系コーティング材の濡れ性やコーティング膜の密着性を向上させる観点から、コロナ処理、UV処理等の前処理を物品表面に施してもよい。 The method for coating the blower fan 3 with the water-based coating material thus manufactured is not particularly limited. Specifically, the coating film can be formed by spray coating or dipping. Further, when coating the blower fan 3, from the viewpoint of improving the wettability of the aqueous coating material and the adhesion of the coating film, pretreatment such as corona treatment and UV treatment may be applied to the article surface.
このようなコーティング方法は、シリカ微粒子が乾燥のみで固化するため、加熱等を必要とせず、フッ素系微粒子をコーティング膜表面に固着することが可能となる。 In such a coating method, since the silica fine particles are solidified only by drying, heating and the like are not required, and the fluorine-based fine particles can be fixed to the coating film surface.
本実施の形態の水系コーティング材およびコーティング方法を用いて形成されたコーティング膜は、シリカ微粒子をベースとするシリカ薄膜であるので帯電防止効果を有するとともに、フッ素樹脂微粒子を含むため油性汚れに対する防汚性能に優れている。 The coating film formed by using the water-based coating material and the coating method of the present embodiment is a silica thin film based on silica fine particles, so that it has an antistatic effect and contains fluorine resin fine particles, so that it prevents antifouling against oily dirt. Excellent performance.
かかるコーティング膜は、親水性のシリカ部分と疎水性のフッ素樹脂部分とがサブミクロンレベルで分布した親・疎水性の表面を有している。かかるシリカ部分では、親水性であるシリカ微粒子が積層して形成されているため、シリカそのものによる親水性のほか、微少な表面の凹凸による親水性の増強効果もあって親水性が非常に高くなる。一方、フッ素樹脂部分では、疎水性であるフッ素樹脂微粒子がサブミクロンの微少部分としてコーティング膜に含まれており、フッ素樹脂そのものによる撥水・撥油性によって疎水性が非常に高くなる。 Such a coating film has a hydrophilic / hydrophobic surface in which hydrophilic silica portions and hydrophobic fluororesin portions are distributed at a submicron level. In such a silica portion, since the silica fine particles having hydrophilicity are laminated and formed, the hydrophilicity becomes very high due to the hydrophilicity enhancement effect due to the minute surface irregularities in addition to the hydrophilicity due to the silica itself. . On the other hand, in the fluororesin portion, hydrophobic fluororesin fine particles are contained in the coating film as submicron minute portions, and the hydrophobicity becomes very high due to the water / oil repellency due to the fluororesin itself.
また、フッ素樹脂微粒子の粒径がシリカ微粒子の粒径より大きいので、撥水性のフッ素樹脂の粒子がシリカが結合した親水性のマトリクスから表面に突出した膜となりやすい。このようにサブミクロン〜ミクロンサイズの疎水性の突出部分が分布する表面によって撥水性が良好となると考えられる。また、フッ素樹脂に対するシリカの割合を多くすると、親水性のシリカのマトリクス部分が増えて、全体として親水性と疎水性の両特性を備えた膜となる。よって、かかるコーティング膜は、サブミクロンレベルで親水性と疎水性とがそれぞれ非常に高いため、コーティング材全体で見ても、防汚性能が大きくなる。 Further, since the particle diameter of the fluororesin fine particles is larger than the particle diameter of the silica fine particles, the water-repellent fluororesin particles tend to be a film protruding from the hydrophilic matrix to which silica is bonded. Thus, it is considered that the water repellency is improved by the surface on which the hydrophobic protrusions of sub-micron to micron size are distributed. Moreover, when the ratio of the silica with respect to a fluororesin is increased, the matrix part of hydrophilic silica will increase, and it will become a film | membrane provided with both hydrophilic property and hydrophobic property as a whole. Therefore, since such a coating film has very high hydrophilicity and hydrophobicity at the submicron level, the antifouling performance is increased even when viewed from the whole coating material.
本実施の形態におけるコーティング膜は、水系コーティング材におけるシリカ微粒子とフッ素樹脂微粒子との質量比率を変化させることによってマクロ的な特性を調整することができる。すなわち、親水性であるシリカ微粒子の量に対して、疎水性であるフッ素樹脂微粒子の量を多くすれば、マクロ的に疎水性の高いコーティング膜が得られる。逆に、親水性であるシリカ微粒子の量に対して、疎水性であるフッ素樹脂微粒子の量を少なくすれば、マクロ的に親水性の高いコーティング膜が得られる。また、一般に、マクロ的に疎水性の高い通常のコーティング膜では、帯電等の影響によりホコリ等の汚れが付着しやすくなるものの、本実施の形態のように水系コーティング組成物により形成したコーティング膜では、シリカ微粒子をベースとするシリカ薄膜なので、マクロ的に疎水性が高い場合でも帯電などが生じず、防汚性能が高い。 The coating film in the present embodiment can adjust the macroscopic characteristics by changing the mass ratio of the silica fine particles and the fluororesin fine particles in the aqueous coating material. That is, if the amount of the fluororesin fine particles that are hydrophobic is increased with respect to the amount of the silica fine particles that are hydrophilic, a coating film that is macroscopically highly hydrophobic can be obtained. On the other hand, if the amount of the fluororesin fine particles that are hydrophobic is reduced with respect to the amount of the silica fine particles that are hydrophilic, a coating film having a macroscopically high hydrophilic property can be obtained. In general, a normal coating film having high macroscopic hydrophobicity tends to adhere dirt such as dust due to the influence of charging or the like, but in a coating film formed by an aqueous coating composition as in this embodiment, Since the silica thin film is based on silica fine particles, charging is not caused even when the macroscopic hydrophobicity is high, and the antifouling performance is high.
以下、本実施の形態における製造方法により形成した水系コーティング膜の実施例を用いて本実施の形態の詳細を説明する。純水に対して、表１に示す組成割合で平均粒径６nmのシリカ微粒子を含むコロイダルシリカ（触媒化成工業株式会社製、pH１０）と、平均粒径１５０nmのフッ素樹脂微粒子を含むフッ素樹脂ディスパージョン（旭硝子株式会社製、pH１０）を攪拌しながら添加した後、非イオン系界面活性剤（ポリオキシエチレンラウリルエステル）０．１質量％をさらに加えることにより水系コーティング材を調製する。このコーティング材に送風ファン３を浸漬し、コーティング膜を形成させた後、コーティング膜の性状、接触角、ならびに防汚性能（粉塵付着性および着色性）を評価する。その結果を表２に示す。 Hereinafter, details of the present embodiment will be described using an example of a water-based coating film formed by the manufacturing method according to the present embodiment. Colloidal silica containing silica fine particles with an average particle size of 6 nm (pH 10) with a composition ratio shown in Table 1 with respect to pure water, and fluororesin dispersion containing fluororesin fine particles with an average particle size of 150 nm (Asahi Glass Co., Ltd., pH 10) was added with stirring, and then a non-ionic surfactant (polyoxyethylene lauryl ester) 0.1 mass% was further added to prepare an aqueous coating material. After the blower fan 3 is immersed in this coating material to form a coating film, the properties, contact angle, and antifouling performance (dust adhesion and colorability) of the coating film are evaluated. The results are shown in Table 2.
ここで、コーティング膜の性状は、目視観察により評価した。接触角は、接触角計（協和界面化学株式会社製DM１００）で測定した。粉塵付着性は、カーボンブラックをエアーでコーティング表面に吹き付けることによりカーボンブラックの付着による着色を目視観察にて５段階評価した。この評価において、カーボンブラックの付着がほとんどないものを１とし、カーボンブラックの付着が多いものを５と表記する。着色性は、コーティング膜を有する基材をタバコの煙中に２時間放置することにより、着色の度合いを目視観察にて５段階評価した。この評価において、着色がほとんどないものを１とし、着色が著しいものを５と表記する。 Here, the properties of the coating film were evaluated by visual observation. The contact angle was measured with a contact angle meter (DM100 manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd.). The dust adhesion was evaluated on a five-point scale by visually observing the coloration due to adhesion of carbon black by spraying carbon black on the coating surface with air. In this evaluation, 1 indicates that carbon black is hardly adhered, and 5 indicates that carbon black is largely adhered. The colorability was evaluated in five stages by visual observation of the degree of coloring by leaving the substrate having a coating film in tobacco smoke for 2 hours. In this evaluation, 1 indicates that there is almost no coloring, and 5 indicates that coloring is remarkable.
表２に示されているように、実施例１，２の水系コーティング材から得られたコーティング膜は、比較例としてコーティング無しの場合に比べて、粉塵付着性および着色性の評価値が低く、防汚性能が良好であった。 As shown in Table 2, the coating films obtained from the aqueous coating materials of Examples 1 and 2 have low evaluation values of dust adhesion and colorability as compared with the case of no coating as a comparative example. Antifouling performance was good.
また、実施例１，２の水系コーティング組成物から得られたコーティング膜の接触角評価結果に示されているように、シリカ微粒子とフッ素樹脂微粒子との含有量（質量比率）により、コーティング膜のマクロ的な特性（親水性または疎水性）を調整することができることがわかる。 Further, as shown in the contact angle evaluation results of the coating films obtained from the aqueous coating compositions of Examples 1 and 2, the content (mass ratio) of the silica fine particles and the fluororesin fine particles, It can be seen that the macroscopic properties (hydrophilic or hydrophobic) can be adjusted.
以上説明したように、本発明の水系コーティング材は、容易にコーティングすることができると共に、防汚性能および耐久性に優れたコーティング膜を得ることができる。 As described above, the aqueous coating material of the present invention can be easily coated, and a coating film excellent in antifouling performance and durability can be obtained.
図３は、送風ファン３の陽圧面（凹面側）端部に、撥水コーティング材をコーティングした送風ファン３の一部である。コーティングパターンは、端部に１〜２mm程度の幅で全面あるいは一部にコーティングしても効果は得られるが、図に示すパターン６でのコーティングにより、パターン６に沿って微水滴が滑落し、さらなる効果を得ることができる。
FIG. 3 shows a part of the blower fan 3 in which the positive pressure surface (concave surface side) end of the blower fan 3 is coated with a water repellent coating material. Even if the coating pattern is coated on the entire surface or a part of the width of about 1 to 2 mm at the end portion, the effect can be obtained, but by coating with the
本実施の形態の撥水コーティング材で用いられる撥水性樹脂としては特に制限されず、公知の様々な撥水性樹脂を用いることができる。このような撥水性樹脂としては、各種のシリコン樹脂、ポリオレフィン類、主鎖又は側鎖にハロゲン原子を有する各種の高分子が挙げられる。具体的には、様々なフッ化アルキル（メタ）アクリレートの各種重合体、４フッ化エチレン共重合体、６フッ化プロピレン共重合体、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、２フッ化ビニリデン単独重合体及び共重合体、３フッ化エチレン重合体、１フッ化エチレン重合体、塩化３フッ化エチレン重合体等を単独又は組み合わせて用いることができる。 The water repellent resin used in the water repellent coating material of the present embodiment is not particularly limited, and various known water repellent resins can be used. Examples of such water-repellent resins include various silicon resins, polyolefins, and various polymers having halogen atoms in the main chain or side chain. Specifically, various polymers of various fluorinated alkyl (meth) acrylates, tetrafluoroethylene copolymers, hexafluoropropylene copolymers, perfluoroalkyl vinyl ether copolymers, vinylidene fluoride homopolymers In addition, a copolymer, a trifluorinated ethylene polymer, a monofluorinated ethylene polymer, a chloroethylene trifluoride polymer, or the like can be used alone or in combination.
一例として、フッ素樹脂を２％含む撥水性樹脂PCH−００４VC（株式会社エヌアイマテリアル製）１０ccにトリメチルシリル基で表面処理した平均粒径１２nmの疎水性シリカAEROSIL RX２００（日本エアロジル製）０．２gを混合攪拌し、撥水コーティング材を調製した。フッ素樹脂はフッ素系溶剤に２〜１０質量％含まれていることが望ましく、２質量％以下の場合は十分な疎水性が得られず、１０質量％以上の場合は分散不良で凝集する可能性がある。また、疎水性シリカの平均粒径は７〜４０nmが望ましい。平均粒径が７nm以下の場合は、コーティング膜の表面に所望の大きさの凹凸が形成されず、また４０nm以上の場合は、分散が不十分で膜強度の劣化を招く可能性がある。 As an example, water-repellent resin PCH-004VC containing 2% fluororesin PCH-004VC (manufactured by NI Material Co., Ltd.) 0.2 cc of hydrophobic silica AEROSIL RX200 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) having an average particle size of 12 nm and surface-treated with trimethylsilyl groups The mixture was stirred to prepare a water repellent coating material. It is desirable that the fluororesin is contained in the fluorinated solvent in an amount of 2 to 10% by mass. When the amount is 2% by mass or less, sufficient hydrophobicity cannot be obtained. There is. The average particle size of the hydrophobic silica is desirably 7 to 40 nm. When the average particle size is 7 nm or less, unevenness of a desired size is not formed on the surface of the coating film. When the average particle size is 40 nm or more, the dispersion is insufficient and the film strength may be deteriorated.
このコーティング材を基材（たとえばガラス繊維入りAS樹脂板）上にコーティング膜を形成させた。密着性改善を目的に、基材への塗布前にコロナ放電や表面処理を施すことにより、より密着性を向上させることができる。 A coating film of this coating material was formed on a substrate (for example, an AS resin plate containing glass fibers). For the purpose of improving adhesion, the adhesion can be further improved by applying corona discharge or surface treatment before application to the substrate.
このように、一度基材に付着した汚れ（例えば水）が流れ易くするため、図に示すパターン６をもとに、送風フィン３の中で最も汚れが付きやすい先端部に筆塗りした。これにより、最小限の塗布量でホコリ、付着水を除去することができる。また、微少水滴のままで排除でき、送風ファン３上で液滴成長させない。また、乾燥させないことにより、防カビ抑制も可能になる。
Thus, in order to make it easy for the dirt (for example, water) once attached to the base material to flow, the tip of the blower fin 3 that is most likely to get dirt is brush-painted based on the
［実施の形態２］
本実施の形態の特徴は、実施の形態１で用いた撥水コーティング材に抗菌剤を添加してコーティング材を調製した点である。抗菌剤としてキャプタンを用い、THFに溶解して５％の抗菌剤溶液を調製した。撥水性樹脂溶液として市販の撥水性樹脂コーティング材PCH−００２（株式会社エヌアイマテリアル製）を用いた。市販の撥水性樹脂コーティング材１００mlに対して、抗菌剤溶液１０mlを混合してコーティング組成物を調製した。
[Embodiment 2]
A feature of this embodiment is that a coating material is prepared by adding an antibacterial agent to the water-repellent coating material used in the first embodiment. Captan was used as an antibacterial agent and dissolved in THF to prepare a 5% antibacterial solution. As the water repellent resin solution, a commercially available water repellent resin coating material PCH-002 (manufactured by NI Material Co., Ltd.) was used. A coating composition was prepared by mixing 10 ml of an antibacterial agent solution with 100 ml of a commercially available water-repellent resin coating material.
コーティング材は白濁した液となり、抗菌剤の粒子経は平均粒径１．２μmとなった。このコーティング材を用いて、１０cm角のガラス板上にスプレーにて塗布し、室温で乾燥させた後、形成されたコーティング膜を流水で洗浄した。かかるコーティング膜は、白濁した透明膜であり、水の接触角が１４０°の撥水膜であった。 The coating material became a cloudy liquid, and the particle size of the antibacterial agent was 1.2 μm in average particle size. Using this coating material, a 10 cm square glass plate was applied by spraying and dried at room temperature, and then the formed coating film was washed with running water. Such a coating film was a cloudy transparent film and a water repellent film having a water contact angle of 140 °.
次に、コーティング膜が形成されたガラス板を１０mlのエタノールに浸漬させ、フィルムバック中で１時間密閉した。１時間密閉後のエタノール中におけるキャプタン濃度は２ppmであった。次に、このガラス板をナイロン不織布で３回擦った後のキャプタン濃度は２６０ppmであった。ここで、キャプタン濃度は、液体クロマトグラフィーで測定した。従って、かかるコーティング膜は、通常の状態では抗菌剤は溶出せず、コーティング膜の表面に物理的刺激が加わることで抗菌剤が溶出する膜であると考えられる。 Next, the glass plate on which the coating film was formed was immersed in 10 ml of ethanol and sealed in a film bag for 1 hour. The captan concentration in ethanol after sealing for 1 hour was 2 ppm. Next, the captan concentration after this glass plate was rubbed three times with a nylon nonwoven fabric was 260 ppm. Here, the captan concentration was measured by liquid chromatography. Therefore, such a coating film is considered to be a film in which the antibacterial agent does not elute under normal conditions and the antibacterial agent elutes when a physical stimulus is applied to the surface of the coating film.
以上のことから、抗菌剤が微粒化されて撥水性樹脂に内包された状態となり、表面に露出していないため、長期間にわたって抗菌性および抗カビ性を維持することができる。 From the above, since the antibacterial agent is atomized and encapsulated in the water-repellent resin and is not exposed on the surface, the antibacterial and antifungal properties can be maintained over a long period of time.
１ フィルタ、２ 熱交換器、３ 送風ファン、４ 室内機、５ 筐体、６ パターン、１０ ルームエアコン。 1 filter, 2 heat exchanger, 3 blower fan, 4 indoor unit, 5 housing, 6 patterns, 10 room air conditioner.
Claims (5)
前記送風ファンの表面にシリカ微粒子とフッ素樹脂微粒子とを含有する親疎水コーティング膜を備え、さらに前記送風ファンの陽圧面端部に撥水性コーティング材を施したことを特徴とする送風ファン。 A blower fan used in an air conditioner or the like,
A blower fan comprising: a hydrophilic / hydrophobic coating film containing silica fine particles and fluororesin fine particles on a surface of the blower fan; and a water repellent coating material applied to a positive pressure surface end of the blower fan.
前記送風ファンの表面にシリカ微粒子とフッ素樹脂微粒子とを含有する水系コーティング材を塗布した後に、さらに前記送風ファンの陽圧面端部に撥水膜を形成することを特徴とする送風ファンのコーティング方法。 A method of coating a blower fan used in an air conditioner or the like,
A method of coating a blower fan, wherein a water-repellent film is further formed on a positive pressure surface end of the blower fan after applying a water-based coating material containing silica fine particles and fluororesin fine particles to the surface of the blower fan. .
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