JP2017155973A - Fin material for heat exchanger and heat exchanger - Google Patents

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Yoshiya Seko
佳也 世古
幹根 笹崎
Mikine Sasazaki
幹根 笹崎
上田 薫
Kaoru Ueda
薫 上田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fin material for a heat exchanger showing a superior hydrophilic property and capable of restricting adsorption of higher alcohol type contaminant and provide a heat exchanger using the fin material.SOLUTION: This invention relates to a base plate 2 made of aluminum and a coated film 3 made of one layer or two layers or more films formed on it and a heat exchanger using them. The coated film 3 has a hydrophilic film 31 at its outermost surface. A solid surface tensile force polarity component of the hydrophilic film 31 calculated by Fowkes expansion formula expressed by the following equation [I]. γmN/m and a solid surface tension hydrogen bond component γmN/m satisfy a relation of 35≤γ≤100 and γ+γ≥60.γ(1+cosθ)=2(γ×γ)+2(γ×γ)+2 (γ×γ)***(I)SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、熱交換器に用いられるフィン材、及びこれを用いた熱交換器に関する。   The present invention relates to a fin material used in a heat exchanger and a heat exchanger using the same.

近年、空調機器用熱交換器は、熱交換効率の向上とコンパクト化が求められ、フィン間隔の短縮により、同一体積あたりの伝熱面積の増大化が図られている。たとえば、冷房運転中の室内機では、金属材料からなるフィンの表面に接触する空気中の水分が露点以下にまで冷やされると、結露水としてフィンの表面に付着する。ここで、金属材料の表面は一般には親水性に乏しいため、この結露水はフィン表面に半円形あるいはフィン間にブリッジ状となり滞留する。これにより、通風抵抗、すなわちフィン間を通過する気流の抵抗値が増加し、その結果、熱交換効率の低下を招いてしまう。そのため、フィン表面には結露水を迅速に排水する表面処理が求められる。   In recent years, heat exchangers for air conditioners are required to improve heat exchange efficiency and be compact, and the heat transfer area per volume is increased by shortening the fin interval. For example, in an indoor unit during cooling operation, when moisture in the air that contacts the surface of the fin made of a metal material is cooled to a dew point or less, it adheres to the surface of the fin as condensed water. Here, since the surface of the metal material is generally poor in hydrophilicity, the condensed water stays on the fin surface in a semicircular shape or as a bridge between the fins. As a result, the ventilation resistance, that is, the resistance value of the airflow passing between the fins increases, and as a result, the heat exchange efficiency decreases. Therefore, the fin surface is required to have a surface treatment for quickly draining condensed water.

この解決法として、フィン表面に親水性皮膜を形成し、結露水を厚みが均一かつ薄い水膜にすることで、排水性を向上させ、結露水による通風抵抗の増加を抑制し、熱交換性能を維持する手法が取り入れられる。例えばフィンの表面にクロメート処理を施し、水ガラスやコロイダルシリカなどのシリカを含む無機系皮膜、あるいはセルロース樹脂やアクリル系樹脂などの親水性高分子を含む有機系皮膜を形成する手法が提案されている。   As a solution to this, by forming a hydrophilic film on the fin surface and making the condensed water a uniform and thin water film, the drainage is improved, the increase in ventilation resistance due to the condensed water is suppressed, and the heat exchange performance The technique to maintain is adopted. For example, a method has been proposed in which chromate treatment is applied to the fin surface to form an inorganic film containing silica such as water glass or colloidal silica, or an organic film containing a hydrophilic polymer such as cellulose resin or acrylic resin. Yes.

一方、最近では、エアコン等の室内機の運転中に、吹き出し口より水滴が飛散する水飛び現象(露飛び現象ともいう)が問題となっている。これは、室内空間中に浮遊している汚染物質がフィン表面に付着し、表面を撥水化するために起こると考えられている。このような撥水化を引き起こす汚染物質の例としては、ヘキサデカノール、オクタデカノール等の高級アルコールが挙げられる。高級アルコールは、機械のナットやボルトの潤滑剤、保湿クリーム等の化粧品にも含まれているため、美容室や女性従業員の多いオフィスなどで水飛び現象が多く発生していると言われている。このような水飛び現象を防止するため、高級アルコール系の汚染物質の付着抑制効果を有するアルミニウムフィン材が開発されている(特許文献1及び2参照)。   On the other hand, recently, during the operation of an indoor unit such as an air conditioner, a water splash phenomenon (also referred to as a “dew jump phenomenon”) in which water droplets scatter from the air outlet has become a problem. This is considered to occur because contaminants floating in the indoor space adhere to the fin surface and make the surface water repellent. Examples of contaminants that cause such water repellency include higher alcohols such as hexadecanol and octadecanol. Higher alcohol is also included in cosmetics such as lubricants for machine nuts and bolts, moisturizing creams, etc., so it is said that a lot of water splashing occurs in beauty salons and offices with many female employees. Yes. In order to prevent such a water jump phenomenon, an aluminum fin material having an effect of suppressing the adhesion of higher alcohol-based contaminants has been developed (see Patent Documents 1 and 2).

例えば特許文献1のアルミニウムフィン材では、ポリビニルアルコール系樹脂を所定量以上含有する親水性塗膜により、高級アルコール系汚染物質の付着を抑え、耐露飛び性を実現している。また、特許文献2のアルミニウムフィン材では、ポリアクリル酸などの親水性樹脂とシリコーン系化合物とを含有する親水性皮膜により、耐露飛び性を実現している。   For example, in the aluminum fin material of Patent Document 1, the hydrophilic coating film containing a predetermined amount or more of a polyvinyl alcohol-based resin suppresses adhesion of higher alcohol-based pollutants and realizes anti-dew resistance. Further, in the aluminum fin material of Patent Document 2, dew resistance is realized by a hydrophilic film containing a hydrophilic resin such as polyacrylic acid and a silicone compound.

特開2011−94873号公報JP 2011-94873 A 特開2013−210144号公報JP 2013-210144 A

しかしながら、特許文献1のフィン材は、高級アルコール系汚染物質の付着を抑制できるものの、更なる改良が望まれている。特許文献1においては、親水性塗膜に極性の低いポリビニルアルコール系樹脂が用いられ、さらにそのケン化度が0.9以上であるため、親水性に更なる改良の余地がある。また、特許文献2のフィン材において、ポリアクリル酸などの極性の高い親水性樹脂と、無極性のシリコーン系化合物とを含有する親水性皮膜は、固体表面張力が著しく低下する。そのため、汚染物質の付着抑制と親水性との両立が困難である。したがって、従来のフィン材を熱交換器のフィンに用いると、水飛び現象が起こるおそれがある。また、フィン間に結露した水滴がブリッジし、通風抵抗が増加してしまうおそれがある。   However, although the fin material of Patent Document 1 can suppress adhesion of higher alcohol-based contaminants, further improvement is desired. In Patent Document 1, since a low-polarity polyvinyl alcohol-based resin is used for the hydrophilic coating film and the degree of saponification is 0.9 or more, there is room for further improvement in hydrophilicity. In addition, in the fin material of Patent Document 2, a hydrophilic film containing a highly polar hydrophilic resin such as polyacrylic acid and a nonpolar silicone compound has a significantly reduced solid surface tension. Therefore, it is difficult to achieve both the suppression of contaminant adhesion and hydrophilicity. Therefore, when the conventional fin material is used for the fins of the heat exchanger, there is a possibility that a water splash phenomenon may occur. In addition, water droplets condensed between the fins may bridge and increase the ventilation resistance.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、親水性に優れると共に、高級アルコール系汚染物質の吸着を抑制することができる熱交換器用フィン材、及びこれを用いた熱交換器を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such problems, and provides a fin material for a heat exchanger that is excellent in hydrophilicity and can suppress adsorption of higher alcohol-based contaminants, and a heat exchanger using the same. It is something to try.

本発明の一態様は、アルミニウムからなる基板と、
該基板上に形成された1層又は2層以上の皮膜からなる塗膜と、を有し
該塗膜は、最表面に親水性皮膜を有し、
下記の式(I)で表されるFowkes拡張式より算出される上記親水性皮膜の固体表面張力極性成分γS pmN/m及び固体表面張力水素結合成分γS hmN/mが、35≦γS p≦100、かつγS p+γS h≧60の関係を満足する、熱交換器用フィン材にある。
γL(1+cosθL)=2(γs d×γL d1/2+2(γs p×γL p1/2+2(γs h×γL h1/2・・・(I)
γL:接触媒体の表面張力
γL d:接触媒体の表面張力分散成分
γL p:接触媒体の表面張力極性成分
γL h:接触媒体の表面張力水素結合成分
γs d:固体表面張力分散成分
γs p:固体表面張力極性成分
γs h:固体表面張力水素結合成分
One embodiment of the present invention is a substrate made of aluminum;
A coating formed of one or two or more layers formed on the substrate, and the coating has a hydrophilic coating on the outermost surface,
The solid surface tension polar component γ S p mN / m and the solid surface tension hydrogen bonding component γ S h mN / m of the hydrophilic film calculated from the Fowkes expansion formula represented by the following formula (I) are 35 ≦ The heat exchanger fin material satisfies the relationship of γ S p ≦ 100 and γ S p + γ S h ≧ 60.
γ L (1 + cos θ L ) = 2 (γ s d × γ L d ) 1/2 +2 (γ s p × γ L p ) 1/2 +2 (γ s h × γ L h ) 1/2. I)
γ L : surface tension of contact medium γ L d : surface tension dispersion component of contact medium γ L p : surface tension polar component of contact medium γ L h : surface tension hydrogen bond component of contact medium γ s d : solid surface tension dispersion Component γ s p : Solid surface tension polar component γ s h : Solid surface tension hydrogen bonding component

本発明の他の態様は、上記フィン材からなるフィンを備えた、熱交換器にある。   Another aspect of the present invention is a heat exchanger provided with fins made of the fin material.

上記フィン材は、最表面に形成された親水性皮膜の固体表面張力極性成分γS p[単位:mN/m]及び固体表面張力水素結合成分γS h[単位:mN/m]が、35≦γS p≦100、かつγS p+γS h≧60の関係を満足する。すなわち、親水性皮膜の成分γS pを選択的に所定値以下に低下させることにより、親水性皮膜表面の極性度を低下させている。そのため、高級アルコールの吸着を十分に抑制させることが可能となる。さらに、親水性皮膜表面に高級アルコールが付着しても、皮膜と高級アルコールとの結合間に結露水が入りやすく、結露水により高級アルコールが洗い流されやすい。そのため、皮膜表面の撥水化を防ぐことができる。さらに、成分γS pと成分γS hとの和、及び成分γS pが上記所定値以上に調整されているため、高い親水性が得られる。 The fin material has a solid surface tension polar component γ S p [unit: mN / m] and a solid surface tension hydrogen bond component γ S h [unit: mN / m] of the hydrophilic film formed on the outermost surface of 35. ≦ γ S p ≦ 100 and γ S p + γ S h ≧ 60 are satisfied. That is, by reducing the component gamma S p of the hydrophilic film selectively below a predetermined value, and reduces the polarity of the hydrophilic film surface. Therefore, it becomes possible to sufficiently suppress the adsorption of the higher alcohol. Furthermore, even if higher alcohol adheres to the surface of the hydrophilic film, condensed water easily enters between the bond between the film and the higher alcohol, and the higher alcohol is easily washed away by the condensed water. Therefore, water repellency on the surface of the film can be prevented. Furthermore, since the sum of the component γ S p and the component γ S h and the component γ S p are adjusted to the predetermined value or more, high hydrophilicity can be obtained.

このように、上記フィン材は、高級アルコールの吸着抑制効果と優れた親水性とを兼ね備える。したがって、このようなフィン材を備えた熱交換器は、水飛び現象を防止することができる。さらに、親水性皮膜上における結露水の水膜の厚みが小さくなり、かつ均一になるため、付着した高級アルコールの除去性を高めることができると共に、結露水のフィン間のブリッジ形成を十分に抑制することができる。   As described above, the fin material has both a higher alcohol adsorption suppressing effect and excellent hydrophilicity. Therefore, the heat exchanger provided with such a fin material can prevent the water jumping phenomenon. Furthermore, the thickness of the water film on the dew condensation water on the hydrophilic film is reduced and uniform, so it is possible to improve the removal of adhering higher alcohols and to sufficiently suppress the formation of bridges between the fins of the dew condensation water. can do.

実施例における基板と親水性皮膜とを有するフィン材の断面図。Sectional drawing of the fin material which has a board | substrate and a hydrophilic membrane | film | coat in an Example. 実施例1における基板と耐食性皮膜と親水性皮膜とを有するフィン材の断面図。Sectional drawing of the fin material which has a board | substrate in Example 1, a corrosion-resistant film | membrane, and a hydrophilic film | membrane. 実施例1における耐汚染性の評価装置の構成を示す概略図。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a contamination resistance evaluation apparatus in Embodiment 1. FIG. 実施例2における熱交換器の概略図。FIG. 3 is a schematic diagram of a heat exchanger in Embodiment 2.

フィン材及びこれを用いた熱交換器の実施形態について説明する。
フィン材は、アルミニウムからなる基板を有する。本明細書において、「アルミニウム」は、アルミニウムを主体とする金属及び合金の総称であり、純アルミニウム及びアルミニウム合金を含む概念である。
An embodiment of a fin material and a heat exchanger using the same will be described.
The fin material has a substrate made of aluminum. In this specification, “aluminum” is a generic term for metals and alloys mainly composed of aluminum, and is a concept including pure aluminum and aluminum alloys.

基板上に形成された塗膜は、1層又は2層以上の皮膜を有する。同一種類の塗料を一回塗布して形成した塗膜は1層であるが、さらに成分組成が同一の塗料を複数回重ね塗りして形成した塗膜も1層である。塗膜は最表面に親水性皮膜を有する。   The coating film formed on the substrate has one layer or two or more layers. The coating film formed by applying the same type of coating material once is one layer, but the coating film formed by repeatedly applying the coating material having the same component composition a plurality of times is also one layer. The coating film has a hydrophilic film on the outermost surface.

親水性皮膜においては、固体表面張力の極性成分γS pmN/mと水素結合成分γS hmN/mとが、35≦γS p≦100かつγS p+γS h≧60の関係を満足する。これらの関係を満足することにより、親水性皮膜の極性の上昇を抑制しつつ、親水性を高めることができる。その結果、親水性皮膜は、高級アルコールの吸着抑制効果と親水性とを高いレベルで両立させることが可能になる。吸着抑制効果をより向上させるという観点からは、γS p≦90が好ましく、γS p≦85がより好ましい。親水性をより向上させるという観点からは、γS p≧45が好ましく、γS p≧50がより好ましい。また、γS p+γS hについても、親水性をより向上させるという観点から、γS p+γS h≧90が好ましく、γS p+γS h≧100がより好ましい。親水性と吸着抑制効果とをより高いレベルで両立させるという観点からは、さらに、γS pとγS hが近い値を取ることが好ましく、γS p−γS h≦50の関係を満足することがより好ましく、γS p−γS h≦30の関係を満足することがさらに好ましい。 In the hydrophilic film, the polar component γ S p mN / m of the solid surface tension and the hydrogen bonding component γ S h mN / m satisfy the relationship of 35 ≦ γ S p ≦ 100 and γ S p + γ S h ≧ 60. Satisfied. By satisfying these relationships, hydrophilicity can be enhanced while suppressing an increase in the polarity of the hydrophilic film. As a result, the hydrophilic film can achieve both a higher alcohol adsorption suppressing effect and hydrophilicity at a high level. From the viewpoint of further improving the adsorption suppression effect, γ S p ≦ 90 is preferable, and γ S p ≦ 85 is more preferable. From the viewpoint of further improving the hydrophilicity, γ S p ≧ 45 is preferable, and γ S p ≧ 50 is more preferable. As for the γ S p + γ S h, from the viewpoint of further improving the hydrophilicity, preferably γ S p + γ S h ≧ 90, γ S p + γ S h ≧ 100 it is more preferable. From the viewpoint of achieving both hydrophilicity and adsorption suppression effect at a higher level, γ S p and γ S h are preferably close to each other, and the relationship of γ S p −γ S h ≦ 50 is satisfied. It is more preferable that the relationship of γ S p −γ S h ≦ 30 is satisfied.

γS p<35、又はγS p+γS h<60の場合には、親水性が不十分になるおそれがあり、γS p>100の場合には、高級アルコールが吸着し易くなるおそれがある。親水性皮膜のγS p、γS p+γS hは、例えば皮膜の組成等を調整することより制御することができる。 When γ S p <35 or γ S p + γ S h <60, hydrophilicity may be insufficient, and when γ S p > 100, higher alcohol may be easily adsorbed. is there. Γ S p and γ S p + γ S h of the hydrophilic film can be controlled by adjusting the composition of the film, for example.

上記式(I)で表されるFowkes拡張式において、固体表面張力の分散成分γs d、極性成分γs p、水素結合成分γs hは、接触媒体の表面張力γL、分散成分γL d、極性成分γL p、水素結合成分γL hの値が既知の媒体である(a)水、(b)エチレングリコール、(c)ジヨードメタンを、親水性皮膜の表面にそれぞれ所定量滴下して、接触角を測定することにより算出できる。各媒体の表面張力の各値(γL、γL d、γL p、γL h)は下記の通りである。これらの単位はいずれもmN/mである。
(a)水:γL/γL d/γL p/γL h=72.8/29.1/1.3/42.4
(b)エチレングリコール:γL/γL d/γL p/γL h=47.7/30.1/0/17.6
(c)ジヨードメタン:γL/γL d/γL p/γL h=50.8/46.8/4.0/0
In Fowkes expandable represented by the above formula (I), the solid surface tension of the dispersion ingredients gamma s d, a polar component gamma s p, the hydrogen bond component gamma s h, contact media surface tension gamma L, variance components gamma L d , (a) water, (b) ethylene glycol, and (c) diiodomethane, which are media having known values of the polar component γ L p and the hydrogen bond component γ L h , are respectively dropped onto the surface of the hydrophilic film. And can be calculated by measuring the contact angle. Each value (γ L , γ L d , γ L p , γ L h ) of the surface tension of each medium is as follows. These units are all mN / m.
(A) Water: γ L / γ L d / γ L p / γ L h = 72.8 / 29.1 / 1.3 / 42.4
(B) Ethylene glycol: γ L / γ L d / γ L p / γ L h = 47.7 / 30.1 / 0 / 17.6
(C) Diiodomethane: γ L / γ L d / γ L p / γ L h = 50.8 / 46.8 / 4.0 / 0

高級アルコールの除去性をより向上させ、フィン間における結露水によるブリッジ形成をより抑制するという観点から、親水性皮膜の水接触角は、30°以下が好ましく、25°以下がより好ましく、15°以下がさらに好ましい。   From the viewpoint of further improving the removal of higher alcohol and further suppressing bridge formation due to dew condensation water between the fins, the water contact angle of the hydrophilic film is preferably 30 ° or less, more preferably 25 ° or less, and 15 °. The following is more preferable.

親水性皮膜は、水酸基を有するモノマー由来の構造単位を主成分とする親水性樹脂を含有することができる。このような親水性樹脂としては、例えば下記式(1)で表される構造単位を有するポリビニルアルコール等のビニルアルコール系樹脂、下記式(2)で表される構造単位を有するカルボキシメチルセルロース等のセルロース系樹脂、下記式(3)で表される構造単位を有するシラノール系樹脂が好ましい。なお、式(1)〜(3)におけるnは、入手可能な各樹脂の分子量などに応じて適宜決定される任意の自然数である。また、式(2)におけるR1〜R3は、それぞれ独立にOH又はCH2COOHを表し、式(3)におけるR1は、H又はCH3を表す。 The hydrophilic film can contain a hydrophilic resin whose main component is a structural unit derived from a monomer having a hydroxyl group. Examples of such hydrophilic resins include vinyl alcohol resins such as polyvinyl alcohol having a structural unit represented by the following formula (1), and celluloses such as carboxymethyl cellulose having a structural unit represented by the following formula (2). Of these, a silanol resin having a structural unit represented by the following formula (3) is preferred. Note that n in the formulas (1) to (3) is an arbitrary natural number appropriately determined according to the molecular weight of each available resin. Further, R 1 to R 3 in Formula (2) each independently represent OH or CH 2 COOH, R 1 in the formula (3) represents H or CH 3.

Figure 2017155973
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Figure 2017155973
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Figure 2017155973
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親水性皮膜は、ビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、及びシラノール系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種類の親水性樹脂(A)を固形分質量比率で70%以上含有し、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物(B)を固形分質量比率で0.6〜5%含有することが好ましい。この場合には、上述の35≦γS p≦100、かつγS p+γS h≧60の関係を満足する親水性皮膜を容易に得ることができる。具体的には、極性成分の低い上述の親水性樹脂(A)の存在比率を上記所定値以上に高くすることにより、固体表面張力の極性成分γS pと水素結合成分γS hとの総和の低下を抑えつつ、固体表面張力に占める極性成分γS pの比率を低下させることができる。さらに、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物を上記所定範囲内の質量比で加えることにより、極性成分γS pと水素結合成分γS hとの総和の低下を抑えつつ、極性成分γS pを選択的に低下させることができる。その結果、上記関係を満足する親水性皮膜を容易に得ることができる。なお、親水性樹脂(A)の固形分質量比率が高い程、極性成分γS pが低くなる傾向にある。 The hydrophilic film contains at least one hydrophilic resin (A) selected from the group consisting of a vinyl alcohol resin, a cellulose resin, and a silanol resin in a solid content mass ratio of 70% or more, and has a perfluoroalkyl group. It is preferable to contain 0.6 to 5% of the fluorine-based compound (B) having a solid content mass ratio. In this case, a hydrophilic film satisfying the above-described relationship of 35 ≦ γ S p ≦ 100 and γ S p + γ S h ≧ 60 can be easily obtained. Specifically, the sum of the polar component γ S p and the hydrogen bonding component γ S h of the solid surface tension is increased by increasing the abundance ratio of the hydrophilic resin (A) having a low polar component above the predetermined value. It is possible to reduce the ratio of the polar component γ S p to the solid surface tension while suppressing the decrease in. Further, by adding a fluorine compound having a perfluoroalkyl group in a weight ratio within the predetermined range, while suppressing the decrease in the sum of the polar component gamma S p and hydrogen bond component gamma S h, polar component gamma S p Can be selectively reduced. As a result, a hydrophilic film satisfying the above relationship can be easily obtained. Incidentally, the higher the solid content mass ratio of the hydrophilic resin (A), the polar component gamma S p tends to be low.

ポリビニルアルコールなどのビニルアルコール系樹脂のケン化度は0.9以上が好ましく、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース系樹脂のエーテル化度は0.6以上が好ましい。これらの場合には、ビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂が結露水などに溶け込むことを抑制できる。そのため、親水性皮膜の耐久性をより向上させることができる。   The saponification degree of a vinyl alcohol resin such as polyvinyl alcohol is preferably 0.9 or more, and the etherification degree of a cellulose resin such as carboxymethyl cellulose is preferably 0.6 or more. In these cases, it is possible to suppress the vinyl alcohol resin and the cellulose resin from being dissolved in the condensed water. Therefore, the durability of the hydrophilic film can be further improved.

親水性皮膜が、さらにポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、及びポリエチレングリコール系樹脂からなる群より得られる少なくとも1種を含有することが好ましい。ポリアクリル酸及びポリアクリル酸塩の少なくとも一方を含有する場合には、親水性をより向上させることができる。ポリエチレングリコール系樹脂を含有する場合には、潤滑性をより向上させることができる。ポリエチレングリコール系樹脂としては、例えばポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド等がある。ポリアクリル酸、およびポリアクリル酸塩は、例えば下記の式(4)で表される構造単位を有し、式(4)中R1は、H、Na、およびNH2を表す。また、ポリエチレングルコール系樹脂は例えば下記の式(5)で表される。なお、式(4)及び(5)におけるnは、入手可能な各樹脂の分子量などに応じて適宜決定される任意の自然数である。 It is preferable that the hydrophilic film further contains at least one kind obtained from the group consisting of polyacrylic acid, polyacrylate, and polyethylene glycol resin. When at least one of polyacrylic acid and polyacrylate is contained, the hydrophilicity can be further improved. When the polyethylene glycol resin is contained, the lubricity can be further improved. Examples of the polyethylene glycol-based resin include polyethylene glycol and polyethylene oxide. For example, polyacrylic acid and polyacrylate have a structural unit represented by the following formula (4), and R 1 in the formula (4) represents H, Na, and NH 2 . The polyethylene glycol resin is represented by, for example, the following formula (5). Note that n in the formulas (4) and (5) is an arbitrary natural number that is appropriately determined according to the molecular weight of each available resin.

Figure 2017155973
Figure 2017155973

Figure 2017155973
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上記親水性皮膜がブロック化イソシアネート化合物及びメラミン樹脂の少なくとも一方からなる架橋剤を含有することが好ましい。この場合にも、上述の5≦γS p≦100、かつγS p+γS h≧60の関係を満足する親水性皮膜を容易に得ることができる。さらに、この場合には、塗膜の硬化が促進され、耐食性および耐湿性が向上し、アルミニウム板の腐食を抑制する効果が得られる。 The hydrophilic film preferably contains a crosslinking agent comprising at least one of a blocked isocyanate compound and a melamine resin. Also in this case, a hydrophilic film satisfying the relationship of 5 ≦ γ S p ≦ 100 and γ S p + γ S h ≧ 60 can be easily obtained. Further, in this case, curing of the coating film is accelerated, corrosion resistance and moisture resistance are improved, and an effect of suppressing corrosion of the aluminum plate is obtained.

親水性皮膜の厚みは、適宜調整可能であるが、例えば0.5〜2μmにすることができる。親水性皮膜が抗菌剤及び抗カビ剤の少なくとも一方を含有することが好ましい。この場合には、この場合には、親水性皮膜の抗菌性や防カビ性を向上させることができる。   Although the thickness of a hydrophilic membrane | film | coat can be adjusted suitably, it can be 0.5-2 micrometers, for example. It is preferable that the hydrophilic film contains at least one of an antibacterial agent and an antifungal agent. In this case, in this case, the antibacterial and antifungal properties of the hydrophilic film can be improved.

塗膜は、親水性皮膜と基板との間に、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、エステル系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂を含有する耐食性皮膜を有することが好ましい。この場合には、フィン材の耐食性をより向上させることができる。耐食性皮膜の厚みは、例えば0.3〜5μmの範囲に調整することができる。耐食性皮膜の厚みが小さすぎると、耐食性が十分に確保できなくなる恐れがあり、厚みが大きくなりすぎると、フィン材の伝熱性能が低下するおそれがある。   The coating film preferably has a corrosion-resistant film containing at least one resin selected from the group consisting of an acrylic resin, an epoxy resin, a urethane resin, and an ester resin between the hydrophilic film and the substrate. . In this case, the corrosion resistance of the fin material can be further improved. The thickness of the corrosion resistant film can be adjusted to a range of 0.3 to 5 μm, for example. If the thickness of the corrosion-resistant film is too small, the corrosion resistance may not be sufficiently secured, and if the thickness is too large, the heat transfer performance of the fin material may be reduced.

塗膜と基板との間には、化成皮膜から成る下地処理層を設けることができる。この場合には、塗膜と基板との密着性を向上させることができる。さらに、フィン材の耐食性を向上させることができ、水、塩素化合物などの腐食性物質が基板の表面に浸透した際に惹起される皮膜下腐食が抑制され、皮膜割れや皮膜剥離を防止することができる。   A base treatment layer made of a chemical conversion film can be provided between the coating film and the substrate. In this case, the adhesion between the coating film and the substrate can be improved. Furthermore, the corrosion resistance of the fin material can be improved, and the under-film corrosion caused when corrosive substances such as water and chlorine compounds permeate the surface of the substrate is suppressed to prevent film cracking and film peeling. Can do.

化成皮膜としては、例えば、リン酸クロメート、クロム酸クロメートなどのクロメート処理、クロム化合物以外のリン酸チタンやリン酸ジルコニウム、リン酸モリブデン、リン酸亜鉛、酸化ジルコニウムなどによるノンクロメート処理などの化学皮膜処理、いわゆる化成処理により得られる皮膜を採用することができる。なお、クロメート処理やノンクロメート処理などの化成処理方法には、反応型および塗布型があるが、いずれの手法でもよい。下地処理層は100mg/m2以下で形成することができる。 Examples of chemical coatings include chemical coatings such as chromate treatment such as phosphate chromate and chromate chromate, and non-chromate treatment using titanium phosphate, zirconium phosphate, molybdenum phosphate, zinc phosphate, zirconium oxide, etc. other than chromium compounds. A film obtained by treatment, so-called chemical conversion treatment, can be employed. The chemical conversion treatment methods such as chromate treatment and non-chromate treatment include a reaction type and a coating type, and any method may be used. The base treatment layer can be formed at 100 mg / m 2 or less.

親水性皮膜の水接触角は、30°以下であることが好ましい。この場合には、フィン材の表面が十分に優れた親水性を示すことができる。また、親水性皮膜の表面における水接触角は、フィン材の製造直後においても、後述の耐汚染性の評価試験のように、高級アルコールを表面に吸着させ、水洗した後においても、上述のごとく30°以下であることが好ましい。より好ましくは25°以下である。   The water contact angle of the hydrophilic film is preferably 30 ° or less. In this case, the surface of the fin material can exhibit sufficiently excellent hydrophilicity. In addition, the water contact angle on the surface of the hydrophilic film is as described above even immediately after the production of the fin material, even after the higher alcohol is adsorbed on the surface and washed with water, as in the later-described contamination resistance evaluation test. It is preferable that it is 30 degrees or less. More preferably, it is 25 ° or less.

フィン材は、例えば以下のようにして熱交換器の製造に用いられる。具体的には、まず、コイル状のフィン材が所定の寸法に切断され、複数の板状のフィンを得る。次いで、プレス機によって、フィンにスリット加工、ルーバー成型、カラー加工を施す。次いで、所定の位置に配置した金属管をフィンに設けた孔に通しながら、複数のフィンを互いに所定の間隔を空けた状態で積層配置する。その後、金属管内に拡管プラグを挿入して金属管の外径を拡大させることにより、金属管とフィンを密着させる。このようにして、熱交換器を得ることができる。熱交換器は、例えば空調機の室内機、室外機に用いることができ、特に室内機に好適である。   The fin material is used for manufacturing a heat exchanger as follows, for example. Specifically, first, a coil-shaped fin material is cut into a predetermined size to obtain a plurality of plate-shaped fins. Next, the press machine performs slit processing, louver molding, and color processing on the fin. Next, a plurality of fins are stacked and arranged in a state of being spaced apart from each other while passing the metal tube arranged at a predetermined position through a hole provided in the fin. Thereafter, the metal tube and the fin are brought into close contact with each other by inserting a tube expansion plug into the metal tube to increase the outer diameter of the metal tube. In this way, a heat exchanger can be obtained. A heat exchanger can be used for an indoor unit and an outdoor unit of an air conditioner, for example, and is particularly suitable for an indoor unit.

(実施例1)
本例は、本発明の実施例にかかるフィン材(試料E1〜試料E18)および比較例にかかるフィン材(試料R1〜試料R6)を作製し、これらの特性を評価する例である。図1に示すごとく、試料E1〜試料E14のフィン材1(試料E1〜試料E14)は、アルミニウムよりなる基板2と、その表面に形成された塗膜3とを有する。塗膜3は、親水性皮膜31からなる。基板2と塗膜3との間には化成皮膜4が形成されている。試料R1〜試料R6の皮膜の積層構成は試料E1〜試料E14と同様である。
Example 1
In this example, fin materials (sample E1 to sample E18) according to an example of the present invention and fin materials (sample R1 to sample R6) according to a comparative example are manufactured and their characteristics are evaluated. As shown in FIG. 1, the fin material 1 (sample E1 to sample E14) of sample E1 to sample E14 has a substrate 2 made of aluminum and a coating film 3 formed on the surface thereof. The coating film 3 is composed of a hydrophilic film 31. A chemical conversion film 4 is formed between the substrate 2 and the coating film 3. The laminated structure of the films of Samples R1 to R6 is the same as Samples E1 to E14.

また、試料E15〜試料E18のフィン材1は、図2に示すごとく、塗膜3として、親水性皮膜31と耐食性皮膜32とを有し、最外層が親水性皮膜31からなる。その他の構成は試料E1〜試料E14と同様である。すなわち、試料E15〜試料E18のフィン材1は、基板2と、基板2上に形成された化成皮膜4と、化成皮膜4上に形成された耐食性皮膜32と、耐食性皮膜32上に形成された親水性皮膜31とを有する。   In addition, as shown in FIG. 2, the fin material 1 of the samples E15 to E18 has a hydrophilic film 31 and a corrosion-resistant film 32 as the coating film 3, and the outermost layer is made of the hydrophilic film 31. Other configurations are the same as those of the samples E1 to E14. That is, the fin material 1 of the sample E15 to the sample E18 was formed on the substrate 2, the chemical conversion film 4 formed on the substrate 2, the corrosion resistant film 32 formed on the chemical conversion film 4, and the corrosion resistant film 32. A hydrophilic film 31.

試料E1〜試料E18及び試料R1〜試料R6は、後述の表1及び表2に示すごとく親水性皮膜31の構成成分が互いに異なり、親水性皮膜31の固体表面張力極性成分γS p及び固体表面張力水素結合成分γS hが互いに異なる。 Sample E1~ Sample E18 and Sample R1~ samples R6 is different constituents of the hydrophilic film 31 as shown in Tables 1 and 2 below each other, the solid surface tension polar component gamma S p and the solid surface of the hydrophilic film 31 The tensile hydrogen bonding components γ S h are different from each other.

以下、フィン材(試料E1〜試料E14)の製造方法について説明する。まず、基板2として、JIS A 1050−H26、板厚0.1mmのアルミニウム板を準備した。この基板2に対して化成処理を行うことにより、基板2の表面にリン酸クロメートよりなる化成皮膜4を形成した。   Hereinafter, the manufacturing method of fin material (sample E1-sample E14) is demonstrated. First, an aluminum plate having JIS A 1050-H26 and a plate thickness of 0.1 mm was prepared as the substrate 2. By performing a chemical conversion treatment on the substrate 2, a chemical conversion film 4 made of phosphate chromate was formed on the surface of the substrate 2.

次に、化成皮膜4上に、バーコーターを用いて所定組成(表1参照)の塗料を塗布し、温度225℃で10秒間加熱することにより、膜厚1μmの親水性皮膜31よりなる塗膜3を形成した。このようにして、図1に示すごとくフィン材1を得た。各試料E1〜試料E14は、親水性皮膜を形成するための塗料の組成が異なる点を除いては、上記と同様の方法により製造される。試料R1〜試料R6についても同様である。   Next, a coating having a predetermined composition (see Table 1) is applied onto the chemical conversion film 4 using a bar coater, and heated at a temperature of 225 ° C. for 10 seconds, thereby forming a coating film made of a hydrophilic film 31 having a thickness of 1 μm. 3 was formed. Thus, the fin material 1 was obtained as shown in FIG. Each of the samples E1 to E14 is manufactured by the same method as described above except that the composition of the paint for forming the hydrophilic film is different. The same applies to the samples R1 to R6.

また、試料E15〜E18のフィン材は、次のようにして製造した。まず、試料E1〜試料E14と同様にして、基板2上に化成皮膜4を形成した。次に、化成皮膜4上に所定の樹脂成分を含有する塗料(表1参照)を塗布し、温度225℃で10秒間加熱することで、膜厚1μmの耐食性皮膜32を形成した。空冷後、バーコーターを用いて、耐食性皮膜32の上に所定組成(表1参照)の塗料を塗布し、温度225℃で10秒間加熱することにより、膜厚1μmの親水性皮膜31を形成した。このようにして、図2に示すごとくフィン材1を得た。   Further, the fin materials of Samples E15 to E18 were manufactured as follows. First, the chemical conversion film 4 was formed on the substrate 2 in the same manner as the samples E1 to E14. Next, a coating containing a predetermined resin component (see Table 1) was applied on the chemical conversion film 4 and heated at a temperature of 225 ° C. for 10 seconds to form a corrosion-resistant film 32 having a thickness of 1 μm. After air cooling, a coating having a predetermined composition (see Table 1) was applied onto the corrosion-resistant film 32 using a bar coater, and heated at a temperature of 225 ° C. for 10 seconds to form a hydrophilic film 31 having a thickness of 1 μm. . Thus, the fin material 1 was obtained as shown in FIG.

なお、表1おいて、親水性皮膜の構成成分および耐食性皮膜の樹脂の種類は、略号で示されており、各略号の意味は下記の通りである。
(1)親水性樹脂A
A1:ポリビニルアルコール(デンカ(株)製のK−50)
A2:シラノール樹脂(三菱化学(株)製のMS51)
A3:カルボキシメチルセルロース(第一工業製薬(株)製のセロゲン7A)
In Table 1, the constituent components of the hydrophilic film and the type of resin of the corrosion-resistant film are indicated by abbreviations, and the meaning of each abbreviation is as follows.
(1) Hydrophilic resin A
A1: Polyvinyl alcohol (K-50 manufactured by Denka Co., Ltd.)
A2: Silanol resin (MS51 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
A3: Carboxymethylcellulose (Serogen 7A manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)

(2)化合物B
B1:フッ素系化合物;パーフルオロアルキルアクリレート((株)フロロテクノロジー製のF−6130)
B2:シリコーン系化合物(信越化学製のx−52−2162)
(2) Compound B
B1: Fluorine compound; perfluoroalkyl acrylate (F-6130 manufactured by Fluoro Technology Co., Ltd.)
B2: Silicone compound (x-52-2162 manufactured by Shin-Etsu Chemical)

(3)樹脂C
C1:ポリアクリル酸(三井化学(株)製のSY31−5A)
C2:ポリエチレングリコール(三洋化成工業(株)製のPEG200000)
C3:ポリエチレンオキシド(住友精化(株)製のPEO−27P)
(3) Resin C
C1: Polyacrylic acid (SY31-5A manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
C2: Polyethylene glycol (PEG200000 manufactured by Sanyo Chemical Industries)
C3: Polyethylene oxide (PEO-27P manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.)

(4)添加剤D
D1:架橋剤;メラミン樹脂(三井化学(株)製のサイメル350)
D2:抗菌剤;ジンクピリジオン(日本曹達(株)製のDP−2479)
(4) Additive D
D1: Cross-linking agent; melamine resin (Symel 350 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
D2: antibacterial agent; zinc pyridione (DP-2479 manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.)

(5)耐食性樹脂P
P1:アクリル系樹脂(東亞合成(株)製のジュリマー)
P2:アクリル変性エポキシ系樹脂(荒川工業(株)製のモデピクス−304)
P3:ウレタン系樹脂((株)ADEKA製のアデカボンタイターHUX−370)
P4:エステル系樹脂(日本合成化学工業(株)製の水分散型ポリエスターWR−960)
(5) Corrosion resistant resin P
P1: Acrylic resin (Jurimer manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
P2: Acrylic modified epoxy resin (MODEPICS-304 manufactured by Arakawa Industry Co., Ltd.)
P3: Urethane resin (Adekabon titer HUX-370 manufactured by ADEKA Corporation)
P4: Ester resin (water dispersion type polyester WR-960 manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)

次に、各試料のフィン材の表面張力を測定した。具体的には、まず、各フィン材を50mm×100mmに切断して供試板を作製した。次いで供試板の親水性皮膜上に、水、エチレングリコール、およびジヨードメタンをそれぞれ1μl滴下し、滴下15秒後の接触角をθ/2法により測定した。測定には、協和界面科学(株)製の自動接触角計DM−701を用いた。接触角の測定値に基づいて、以下の式(I)で表されるFowkes拡張式により表面張力を求めた。その結果を表1に示す。
γL(1+cosθL)=2(γs d×γL d1/2+2(γs p×γL p1/2+2(γs h×γL h1/2・・・(I)
γL:接触媒体の表面張力
γL d:接触媒体の表面張力分散成分
γL p:接触媒体の表面張力極性成分
γL h:接触媒体の表面張力水素結合成分
γs d:固体表面張力分散成分
γs p:固体表面張力極性成分
γs h:固体表面張力水素結合成分
Next, the surface tension of the fin material of each sample was measured. Specifically, first, each fin material was cut into 50 mm × 100 mm to prepare test plates. Next, 1 μl each of water, ethylene glycol, and diiodomethane was dropped on the hydrophilic film of the test plate, and the contact angle 15 seconds after the dropping was measured by the θ / 2 method. For the measurement, an automatic contact angle meter DM-701 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. was used. Based on the measured value of the contact angle, the surface tension was determined by the Fowkes expansion formula represented by the following formula (I). The results are shown in Table 1.
γ L (1 + cos θ L ) = 2 (γ s d × γ L d ) 1/2 +2 (γ s p × γ L p ) 1/2 +2 (γ s h × γ L h ) 1/2. I)
γ L : surface tension of contact medium γ L d : surface tension dispersion component of contact medium γ L p : surface tension polar component of contact medium γ L h : surface tension hydrogen bond component of contact medium γ s d : solid surface tension dispersion Component γ s p : Solid surface tension polar component γ s h : Solid surface tension hydrogen bonding component

Figure 2017155973
Figure 2017155973

次に、以下の手順にて各試料のフィン材の耐汚染性と親水性の評価を実施した。その結果を表2に示す。   Next, the stain resistance and hydrophilicity of the fin material of each sample were evaluated in the following procedure. The results are shown in Table 2.

<耐汚染性>
耐汚染性の評価は、各試料の親水性皮膜に吸着した高級アルコール(具体的にはヘキサデカノール)の占有率を測定することにより行った。具体的には、まず、各試料を50mm×100mmに切断して供試板を作製した。次いで、温度25℃、流速5L/時間の流水中に供試板を1時間浸漬した後、十分に乾燥させた。
<Contamination resistance>
The contamination resistance was evaluated by measuring the occupation ratio of higher alcohol (specifically hexadecanol) adsorbed on the hydrophilic film of each sample. Specifically, first, each sample was cut into 50 mm × 100 mm to prepare a test plate. Next, the test plate was immersed in flowing water at a temperature of 25 ° C. and a flow rate of 5 L / hour for 1 hour, and then sufficiently dried.

次に、図3に示すごとく、容積5Lの蓋付きの密閉瓶60を準備し、ヘキサデカノール3gを入れたアルミカップ61を密閉瓶60の底に配置した。さらに密閉瓶上部に、その直径方向にのびる針金62を張り、さらにこの針金62から密閉瓶の底部方向に針金63を垂らした。そして、針金63の端部に、各供試板1を取り付けた。次に、温度80℃に加熱したオーブン内に密閉瓶60を入れて16時間加熱することにより、ヘキサデカノールを供試板の表面に付着させた(操作a)。次に、密閉瓶60から取り出した供試板1を、温度25℃、流速5L/時間の流水中に8時間浸漬させた後、十分に乾燥させた(操作b)。また、参照試験として、80℃のオーブンで各供試板を16時間加熱した(操作c)。操作a、操作b、操作cの後の各供試板について、親水性皮膜の表面における水接触角をそれぞれ測定した。水接触角の測定方法は、上述の表面張力の測定時における水の接触角と同様である。   Next, as shown in FIG. 3, a sealed bottle 60 with a volume of 5 L was prepared, and an aluminum cup 61 containing 3 g of hexadecanol was placed at the bottom of the sealed bottle 60. Further, a wire 62 extending in the diametrical direction was stretched on the top of the closed bottle, and a wire 63 was hung from the wire 62 toward the bottom of the closed bottle. Then, each test plate 1 was attached to the end of the wire 63. Next, the sealed bottle 60 was placed in an oven heated to a temperature of 80 ° C. and heated for 16 hours to adhere hexadecanol to the surface of the test plate (operation a). Next, the test plate 1 taken out from the sealed bottle 60 was immersed in running water at a temperature of 25 ° C. and a flow rate of 5 L / hour for 8 hours, and then sufficiently dried (operation b). As a reference test, each test plate was heated in an oven at 80 ° C. for 16 hours (operation c). About each test plate after operation a, operation b, and operation c, the water contact angle in the surface of a hydrophilic membrane | film | coat was each measured. The method for measuring the water contact angle is the same as the water contact angle at the time of measuring the surface tension.

次に、下記の式(II)、(III)で表されるCassieの式よりヘキサデカノールの付着面積の占有率を算出した。なお、式(II)においては、操作a後の水接触角がθ汚染、操作c後の水接触角がθ加熱、ヘキサデカノールの固体表面接触角がθHD(θHD=65°)であり、x汚染が操作a後、すなわち、ヘキサデカノールによる汚染後の親水性皮膜表面におけるヘキサデカノールの占有比である。また、式(III)においては、操作b後の水接触角がθ水洗、操作c後の水接触角がθ加熱、ヘキサデカノールの固体表面接触角がθHD(θHD=65°)であり、x水洗が操作b後、すなわち、水洗後の親水性皮膜表面におけるヘキサデカノールの占有比である。その結果を表2に示す。なお、表2においては、占有比を百分率に換算した値、すなわち占有率(単位:%)を示してある。
cosθ汚染=xcosθHD+(1−x汚染)cosθ加熱 ・・・(II)
cosθ水洗=xcosθHD+(1−x水洗)cosθ加熱 ・・・(III)
Next, the occupation ratio of the adhesion area of hexadecanol was calculated from the Cassie's formula represented by the following formulas (II) and (III). In Formula (II), the water contact angle after operation a is θ contamination , the water contact angle after operation c is θ heating , and the solid surface contact angle of hexadecanol is θ HDHD = 65 °). Yes, x contamination is the occupation ratio of hexadecanol on the surface of the hydrophilic film after operation a, that is, after contamination with hexadecanol. In formula (III), the water contact angle after operation b is θ water washing , the water contact angle after operation c is θ heating , and the solid surface contact angle of hexadecanol is θ HDHD = 65 °). Yes, x water washing is the occupation ratio of hexadecanol after the operation b, that is, the hydrophilic film surface after water washing. The results are shown in Table 2. In Table 2, a value obtained by converting the occupation ratio into a percentage, that is, the occupation ratio (unit:%) is shown.
cos θ contamination = x cos θ HD + (1−x contamination ) cos θ heating (II)
cos θ water washing = x cos θ HD + (1−x water washing ) cos θ heating (III)

<親水性>
協和界面科学(株)製の自動接触角計DM−701を用いて、θ/2法により水接触角を測定した。具体的には、各フィン材を50mm×100mmに切断して供試板を作製した。次いで、各供試板の親水性皮膜上に純水2μlを滴下し、滴下後30秒後の水の接触角を測定した。これを初期の水接触角とする(表2参照)。また、耐汚染性の評価試験における操作b後の供試板の親水性皮膜の表面の水接触角を測定した。これを汚染試験後の水接触角とする(表2参照)。
<Hydrophilicity>
The water contact angle was measured by the θ / 2 method using an automatic contact angle meter DM-701 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. Specifically, each fin material was cut into 50 mm × 100 mm to prepare test plates. Subsequently, 2 μl of pure water was dropped on the hydrophilic film of each test plate, and the contact angle of water 30 seconds after the dropping was measured. This is the initial water contact angle (see Table 2). Further, the water contact angle of the surface of the hydrophilic film of the test plate after the operation b in the contamination resistance evaluation test was measured. This is the water contact angle after the contamination test (see Table 2).

Figure 2017155973
Figure 2017155973

表1及び表2より知られるように、親水性皮膜の固体表面張力極性成分γS pmN/m及び固体表面張力水素結合成分γS hmN/mが、35≦γS p≦100、かつγS p+γS h≧60の関係を満足する試料E1〜試料E18のフィン材は、親水性に優れ、かつ高級アルコール系汚染物質の吸着抑制効果に優れている。 As known from Tables 1 and 2, the solid surface tension polar component γ S p mN / m and the solid surface tension hydrogen bonding component γ S h mN / m of the hydrophilic film are 35 ≦ γ S p ≦ 100, and The fin materials of Sample E1 to Sample E18 that satisfy the relationship of γ S p + γ S h ≧ 60 are excellent in hydrophilicity and excellent in the effect of suppressing the adsorption of higher alcohol-based contaminants.

例えば試料E1〜E4と試料R1、試料R2との比較より、γS pを100mN/m以下にすることにより、親水性皮膜に高級アルコール系汚染物質が吸着し難くなり、耐汚染性に優れることが確認される。また、例えば試料E12〜E14と、試料R3、試料R4との比較より、γS pを35mN/m以上にし、γS pとγS hとの和を60mN/m以上にすることにより、親水性皮膜の水濡れ性が良くなり、親水性に優れることが確認される。試料E3と、試料R5、R6との比較より、シリコーン系化合物を用いると、γS pが100を超えて高くなり、耐汚染性が不十分になる。 For example the sample E1~E4 and the sample R1, from comparison with the sample R2, by the gamma S p below 100 mN / m, higher alcohol contaminants hydrophilic film is not easily absorbed, it is excellent in stain resistance Is confirmed. Further, for example, by comparing the samples E12 to E14 with the samples R3 and R4, the γ S p is set to 35 mN / m or more, and the sum of γ S p and γ S h is set to 60 mN / m or more, It is confirmed that the wettability of the adhesive film is improved and the hydrophilicity is excellent. A sample E3, from the comparison of the sample R5, R6, the use of silicone-based compound, gamma S p becomes higher than 100, stain resistance becomes insufficient.

以上のように、表面張力極性成分γS p(mN/m)及び固体表面張力水素結合成分γS h(mN/m)が、35≦γS p≦100、γS pS h≧60の関係を満たす親水性皮膜を有するフィン材(試料E1〜E18)は、親水性に優れ、ヘキサデカノール等の高級アルコール系汚染物質の吸着を抑制できることがわかる。 As described above, the surface tension polar component γ S p (mN / m) and the solid surface tension hydrogen bonding component γ S h (mN / m) are 35 ≦ γ S p ≦ 100, γ S p + γ S h ≧ It can be seen that fin materials (samples E1 to E18) having a hydrophilic film satisfying the relationship of 60 have excellent hydrophilicity and can suppress adsorption of higher alcohol-based contaminants such as hexadecanol.

(実施例2)
本例は、実施例1のフィン材からなるフィンを備えた熱交換器の例である。図4に示すごとく、熱交換器7は、クロスフィンチューブ型であり、フィン材1からなる多数の板状のフィン8と、これらを貫通する伝熱用の金属管9とを有する。各フィン8は、所定の間隔を明けて平行に配置されている。フィン8の幅は例えば25.4mm、高さは例えば290mm、フィン8の積層ピッチは例えば1.4mm、熱交換器1の全体の幅は例えば300mmである。フィン8の高さ方向が基板の圧延平行方向である。フィン8の幅における金属管7を2列とし、フィン8の高さにおける金属管9の段数を14段とした。なお、図5においては、図面作成の便宜のため、金属管9の数を省略している。また、金属管9は、内面にらせん溝を有する銅管である。金属管の寸法は、外径:7.0mm、底肉厚:0.45mm、フィン高さ:0.20mm、フィン頂角:15.0°、らせん角:10.0°である。
(Example 2)
The present example is an example of a heat exchanger provided with fins made of the fin material of the first embodiment. As shown in FIG. 4, the heat exchanger 7 is a cross fin tube type, and includes a large number of plate-like fins 8 made of the fin material 1 and a metal tube 9 for heat transfer that passes through these fins. The fins 8 are arranged in parallel at a predetermined interval. The width of the fins 8 is, for example, 25.4 mm, the height is, for example, 290 mm, the lamination pitch of the fins 8 is, for example, 1.4 mm, and the overall width of the heat exchanger 1 is, for example, 300 mm. The height direction of the fin 8 is the rolling parallel direction of the substrate. The metal pipes 7 at the width of the fins 8 are arranged in two rows, and the number of stages of the metal pipes 9 at the height of the fins 8 is 14 stages. In FIG. 5, the number of metal pipes 9 is omitted for the convenience of drawing. The metal tube 9 is a copper tube having a spiral groove on the inner surface. The dimensions of the metal tube are as follows: outer diameter: 7.0 mm, bottom wall thickness: 0.45 mm, fin height: 0.20 mm, fin apex angle: 15.0 °, helical angle: 10.0 °.

熱交換器7は、次のようにし作製した。まず、フィン材1からなるフィン8に、金属管8を挿通して固定するための高さ1〜4mmのフィンカラー部を有する組み付け孔(図示略)をプレス加工により形成した。フィン8を積層した後に、組み付け孔の内部に、別途作製した金属管7を挿通させた。金属管9としては、転造加工等によって内面に溝加工を施すと共に、定尺切断・ヘアピン曲げ加工を施した銅管を用いた。次に、金属管9の一端から拡管プラグを挿入し、金属管9の外径を広げることにより、金属管9をフィン8に固着させた。拡管プラグを抜いた後、Uベント管を金属管9にろう付け接合することにより、熱交換器7を得た。   The heat exchanger 7 was produced as follows. First, an assembly hole (not shown) having a fin collar portion having a height of 1 to 4 mm for inserting and fixing the metal tube 8 into the fin 8 made of the fin material 1 was formed by press working. After laminating the fins 8, a separately produced metal tube 7 was inserted into the assembly hole. As the metal tube 9, a copper tube was used which was subjected to grooving on the inner surface by rolling or the like, and was subjected to regular cutting and hairpin bending. Next, a tube expansion plug was inserted from one end of the metal tube 9, and the metal tube 9 was fixed to the fin 8 by expanding the outer diameter of the metal tube 9. After removing the tube expansion plug, the U vent tube was brazed to the metal tube 9 to obtain the heat exchanger 7.

フィン材1として、実施例1における試料E1〜E18を用いることにより、熱交換器7は、フィン8が親水性に優れ、さらに高級アルコール系汚染物質の吸着を抑制できる。よって、熱交換器8は、水飛び現象を防止することができる。また、熱交換器8においては、フィン8間に結露した水滴がブリッジすることを防止できるため、通風抵抗の増加を防止することができる。   By using the samples E <b> 1 to E <b> 18 in Example 1 as the fin material 1, the heat exchanger 7 is excellent in hydrophilicity of the fins 8 and can further suppress the adsorption of higher alcohol-based contaminants. Therefore, the heat exchanger 8 can prevent the water splash phenomenon. Further, in the heat exchanger 8, since water droplets condensed between the fins 8 can be prevented from bridging, an increase in ventilation resistance can be prevented.

1 フィン材
2 基板
3 塗膜
31 親水性皮膜
7 熱交換器
8 フィン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fin material 2 Substrate 3 Coating film 31 Hydrophilic film 7 Heat exchanger 8 Fin

Claims (8)

アルミニウムからなる基板と、
該基板上に形成された1層又は2層以上の皮膜からなる塗膜と、を有し
該塗膜は、最表面に親水性皮膜を有し、
下記式(I)で表されるFowkes拡張式より算出される上記親水性皮膜の固体表面張力極性成分γS pmN/m及び固体表面張力水素結合成分γS hmN/mが、35≦γS p≦100、かつγS p+γS h≧60の関係を満足する、熱交換器用フィン材。
γL(1+cosθL)=2(γs d×γL d1/2+2(γs p×γL p1/2+2(γs h×γL h1/2・・・(I)
γL:接触媒体の表面張力
γL d:接触媒体の表面張力分散成分
γL p:接触媒体の表面張力極性成分
γL h:接触媒体の表面張力水素結合成分
γs d:固体表面張力分散成分
γs p:固体表面張力極性成分
γs h:固体表面張力水素結合成分
A substrate made of aluminum;
A coating formed of one or two or more layers formed on the substrate, and the coating has a hydrophilic coating on the outermost surface,
The solid surface tension polar component γ S p mN / m and the solid surface tension hydrogen bonding component γ S h mN / m of the hydrophilic film calculated from the Fowkes expansion formula represented by the following formula (I) are 35 ≦ γ A fin material for a heat exchanger that satisfies the relationship of S p ≦ 100 and γ S p + γ S h ≧ 60.
γ L (1 + cos θ L ) = 2 (γ s d × γ L d ) 1/2 +2 (γ s p × γ L p ) 1/2 +2 (γ s h × γ L h ) 1/2. I)
γ L : surface tension of contact medium γ L d : surface tension dispersion component of contact medium γ L p : surface tension polar component of contact medium γ L h : surface tension hydrogen bond component of contact medium γ s d : solid surface tension dispersion Component γ s p : Solid surface tension polar component γ s h : Solid surface tension hydrogen bonding component
上記親水性皮膜は、水接触角が30°以下である、請求項1に記載の熱交換器用フィン材。   The said hydrophilic membrane | film | coat is a fin material for heat exchangers of Claim 1 whose water contact angle is 30 degrees or less. 上記親水性皮膜は、ビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、及びシラノール系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種類の親水性樹脂(A)を固形分質量比率で70%以上含有し、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物を固形分質量比率で0.6〜5%含有する、請求項1又は2に記載の熱交換器用フィン材。   The hydrophilic film contains at least one hydrophilic resin (A) selected from the group consisting of vinyl alcohol resins, cellulose resins, and silanol resins in a solid content mass ratio of 70% or more, and is a perfluoroalkyl. The fin material for heat exchangers according to claim 1 or 2, which contains a fluorine-based compound having a group in a solid content mass ratio of 0.6 to 5%. 上記親水性皮膜が、さらにポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、及びポリエチレングリコール系樹脂からなる群より得られる少なくとも1種を含有する、請求項3に記載の熱交換器用フィン材。   The fin material for a heat exchanger according to claim 3, wherein the hydrophilic film further contains at least one kind obtained from the group consisting of polyacrylic acid, polyacrylate, and polyethylene glycol resin. 上記親水性皮膜がブロック化イソシアネート化合物及びメラミン樹脂の少なくとも一方からなる架橋剤を含有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱交換器用フィン材。   The fin material for heat exchangers according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydrophilic film contains a crosslinking agent comprising at least one of a blocked isocyanate compound and a melamine resin. 上記親水性皮膜が抗菌剤及び防カビ剤の少なくとも一方を含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱交換器用フィン材。   The fin material for a heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, wherein the hydrophilic film contains at least one of an antibacterial agent and an antifungal agent. 上記塗膜は、上記親水性皮膜と上記基板との間に、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、エステル系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂を含有する耐食性皮膜を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱交換器用フィン材。   The coating film has a corrosion-resistant film containing at least one resin selected from the group consisting of an acrylic resin, an epoxy resin, a urethane resin, and an ester resin between the hydrophilic film and the substrate. The fin material for heat exchangers according to any one of claims 1 to 6. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の熱交換器用フィン材からなるフィンを備えた、熱交換器。   The heat exchanger provided with the fin which consists of a fin material for heat exchangers of any one of Claims 1-7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108007258A (en) * 2017-10-18 2018-05-08 衢州学院 The heat transfer of metal-containing polymer combined type micro-structure heat exchanger and forming method
WO2019208171A1 (en) * 2018-04-26 2019-10-31 東芝キヤリア株式会社 Indoor unit for air conditioner

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