JP2018091556A - 熱交換器、及び熱交換器の親水化処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アルミニウム製の基材の表面に親水性皮膜を有する熱交換器であって、前記親水性皮膜が、エチレン鎖を有するポリビニルアルコール(A)を38〜40質量%と、カルボン酸を有するラジカル重合性モノマー(B1)を22〜24質量%と、下記一般式(1)で表されるラジカル重合性モノマー(B2)を15〜17質量%と、ポリエチレングリコール(C)を22〜24質量%と、を含む樹脂(D)を90質量%以上含み、且つ、バナジウム化合物(E)をバナジウム元素換算で0.8〜1.8質量%含む親水化処理剤を用いて形成される。
【選択図】なし
Description
[式(1)中、R1は、H又はCH3を表わす。R2は、H又はCH3を表わす。mは、1〜200の整数を表わす。]
本実施形態に係る熱交換器には、アルミニウム製の基材の表面に親水化処理剤によって皮膜が形成される。なお、本明細書において、アルミニウム製の基材とは、アルミニウム又はアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金製の基材をいう。
NB法で用いるフラックスとしては、リチウムイオンと難溶性の塩を形成するアニオンで構成される塩を含むフラックスであれば特に限定されず、NB法で用いる通常のハロゲン系のフラックスを用いることができる。ハロゲン系のフラックスとしては、KAlF4、K2AlF5、K3AlF6、CsAlF4、Cs3AlF6及びCs2AlF5、並びに、これらのうち2種以上の混合物が挙げられる。
本実施形態に係る樹脂(D)は、ポリビニルアルコール(以下、「EVOH」ともいう)(A)と、ラジカル重合体(B)と、ポリエチレングリコール(C)と、を含む。
[式(1)中、R1は、H又はCH3を表わす。R2は、H又はCH3を表わす。mは、1〜200の整数を表わす。]
共重合体の種類としては、ランダム共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体を問わない。
[式(2)中、R3は、H又はCH3を表わす。nは、2〜100,000の整数を表わす。]
なお、本実施形態の樹脂(D)は、煙草に対する高い防臭性を備えることを阻害しない範囲内において、溶剤等の各種添加剤等を含有していてもよい。
本実施形態の熱交換器の皮膜中には、樹脂(D)の他、バナジウム化合物(E)が含まれる。これにより、樹脂(D)は、高い親水性を備えると共に、高い防錆性を備える。バナジウム化合物(E)としては硫酸バナジル、硝酸バナジル、リン酸バナジル、メタバナジン酸、メタバナジン酸アンモニウム、メタバナジン酸ナトリウム、メタバナジン酸カリウム、五参加バナジウム、オキシ三塩化バナジウム、酸化バナジウム、二酸化バナジウム、バナジウムオキシアセチルアセトネート、塩化バナジウムが挙げられる。
本実施形態に係る樹脂(D)の製造方法では、EVOH(A)を含む溶解液中で(共)重合反応を行うことで、ラジカル重合体(B)を得る工程を含んでいてよい。また、EVOH(A)及びポリエチレングリコール(C)を含む溶解液中で、(共)重合反応を行うことで、ラジカル重合体(B)を得る工程が含まれることが好ましい。
ラジカル重合法は、従来公知の方法が用いられ、ラジカル重合開始剤も、従来公知のものが用いられる。
先ず、ペレット状のEVOH(A)に対し、水とメタノールの混合溶液を適量添加する。添加後、EVOHのガラス転移点以上、溶媒の沸点以下の温度で加熱し、所定時間撹拌することでEVOH(A)の溶解液を得る。
本実施形態に係る熱交換器の親水化処理方法の一例について説明する。
本実施形態に係る熱交換器の親水化処理方法は、塗布工程と、乾燥工程と、を含む。また、塗布工程に先駆けて、基材表面調整工程と、化成皮膜形成工程と、プライマー形成工程と、水洗工程とが行われてもよい。
本実施形態の化成皮膜形成工程に先駆けてアルミニウム製の基材の表面調整を行うことができる。基材表面調整工程では、アルミニウム製の基材表面に存在する汚れ、不均一なアルミニウム酸化膜、フラックス等を取り除き、後工程の化成皮膜の形成に適した清浄な表面が得られる。
塗布工程は、親水化処理剤を、前記熱交換器の表面に塗布する塗布工程である。この塗布工程では、乾燥後の付着量が0.5〜2.0g/m2となるように、親水化処理剤が熱交換器の表面に塗布される。
塗布方法としては、浸漬法、スプレー法、等が挙げられる。
乾燥工程は、熱交換器を乾燥させることで親水性皮膜を形成する工程である。この乾燥工程では、親水化処理剤が塗布された熱交換器を140〜170℃の温度で乾燥させる。焼付け温度が120℃未満であると、充分な造膜性が得られず、流体にも溶けにくい皮膜が得られない。170℃を超えると、樹脂が分解し、親水性が高い被膜が得られない。
乾燥時間は、およそ1分〜60分間の範囲で行われることが好ましい。
[実施例1]
撹拌機、冷却器、温度制御器及び滴下漏斗(2本)を備えたフラスコに、ペレット状のEVOH(A)60質量部と、これに対し、9倍質量部の水とメタノールの混合溶液(質量比で水:メタノール=1:1)を仕込み、75℃に加熱して1時間以上強撹拌することでEVOH(A)溶解液を得た。
その後、冷却して濾過することで、EVOH(A)を40質量部と、カルボン酸系モノマー(B1)を23質量部と、エチレンオキシド系モノマー(B2)を15質量部と、ポリエチレングリコール(C)を22質量部と、を含む、合計100質量部の樹脂(D)を得た。
実施例2〜実施例7、比較例1〜4についても、実施例1と同様の手順で、表1に示した配合でEVOH(A)及びポリエチレングリコール(C)を混合溶解し、カルボン酸系モノマー(B1)としてのアクリル酸又はメタクリル酸と、エチレンオキシド系モノマー(B2)とを混合し、これと過硫酸アンモニウム水溶液とを個別に同時に滴下して重合させ、酸を当量のアンモニア水で中和後、メタノールを水で置換した後に冷却、濾過することで樹脂(D)を得た。なお、比較例1のみ、エチレンオキシド系モノマー(B2)及びポリエチレングリコール(C)を配合せずに樹脂(D)を得た。
各実施例、比較例で得られた樹脂と、メタバナジン酸アンモニウム(NH4VO3)とを、表1に示す配合量(含有量)となるように混合することにより、各実施例、比較例の親水化処理剤を調製した。なお、メタバナジン酸アンモニウムの分子量を117とし、バナジウムの原子量を51として算出されるバナジウム元素換算でのバナジウムの含有量を表1に示した。
試験熱交換器として、1000系アルミニウム材を用いて、自動車エアコン用のアルミニウム製の熱交換器(NB熱交換器)を作製した。その後、試験熱交換器に対して下記の処理条件により試験熱交換器の表面処理を行った。
試験熱交換器表面を湯洗した後、水洗した。次いで、各実施例、比較例で得られた親水化処理剤を固形分5%に調製し、これを上記試験熱交換器の表面に浸漬塗布し、この熱交換器を160℃の温度環境下に30分間設置して、試験熱交換器の表面に化成皮膜を形成した。
試験熱交換器を含むエアコンを稼働させ、熱交換器のコンプレッサーのON−OFFを繰り返した。表1に示すそれぞれのタイミングにおける初期臭気を下記の評価基準で評価した。評価は、モニター4人により行われた。評価基準の平均値を表1に示した。
なお、評価基準値が1.5を下回れば、初期臭気に対する防臭性が良好であると考えられた。
(評価基準)
5:強烈な臭い
4:強い臭い
3:楽に感知できる臭い
2:何の臭いであるかが判る弱い臭い(認知閾値)
1:やっと感知できる臭い(検知閾値)
0:無臭
煙草を3本吸った後に試験熱交換器を含むエアコンを稼働させ、試験熱交換器に煙草の煙を付着させた。その後、上記の臭気評価試験と同様に、熱交換器のコンプレッサーのON−OFFを繰り返し、煙草臭気を下記の評価基準で評価した。評価は、モニター4人により行われた。評価基準の平均値を表1に示した。
なお、評価基準値が1.5を下回れば、煙草に対する防臭性が良好であると考えられた。
(評価基準)
5:強烈な臭い
4:強い臭い
3:楽に感知できる臭い
2:何の臭いであるかが判る弱い臭い(認知閾値)
1:やっと感知できる臭い(検知閾値)
0:無臭
Claims (5)
- アルミニウム製の基材の表面に親水性皮膜を有する熱交換器であって、
前記親水性皮膜が、エチレン鎖を有するポリビニルアルコール(A)を38〜40質量%と、
カルボン酸を有するラジカル重合性モノマー(B1)を22〜24質量%と、
下記一般式(1)で表されるラジカル重合性モノマー(B2)を15〜17質量%と、
ポリエチレングリコール(C)を22〜24質量%と、
を含む樹脂(D)を90質量%以上含み、且つ、
バナジウム化合物(E)をバナジウム元素換算で0.8〜1.8質量%含む親水化処理剤を用いて形成された熱交換器。
CH2=C(R1)CO−(OCH2CH2)m−OR2 ・・・ (1)
[式(1)中、R1は、H又はCH3を表わす。R2は、H又はCH3を表わす。mは、1〜200の整数を表わす。] - 前記親水性皮膜の付着量が、0.5〜2.0g/m2である請求項1に記載の熱交換器。
- 前記親水化処理剤を、前記熱交換器の表面に塗布する塗布工程と、
前記塗布後の熱交換器を乾燥させることで親水性皮膜を形成する乾燥工程と、を有する請求項1又は2に記載の熱交換器の親水化処理方法。 - 前記塗布工程では、乾燥後の付着量が0.5〜2.0g/m2となるように前記親水化処理剤を前記熱交換器の表面に塗布する請求項3に記載の親水化処理方法。
- 前記乾燥工程では、前記塗布後の熱交換器を140〜170℃で乾燥させる請求項3又は4に記載の親水化処理方法。
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