JP2567359B2 - 熱交換器用フィン材 - Google Patents

熱交換器用フィン材

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JP2567359B2
JP2567359B2 JP63049403A JP4940388A JP2567359B2 JP 2567359 B2 JP2567359 B2 JP 2567359B2 JP 63049403 A JP63049403 A JP 63049403A JP 4940388 A JP4940388 A JP 4940388A JP 2567359 B2 JP2567359 B2 JP 2567359B2
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雄三 横田
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、その表面上に凝縮水が溜まらないようにし
た熱交換器用フィン材に関し、特に防カビ性及び防虫性
に優れた熱交換器用フィン材に関するものである。
【従来の技術】
熱交換器には、熱交換効率を向上させるために伝熱性
に優れたアルミニウム製のフィンが取り付けられている
ものがある。この熱交換器を用いて冷房を行う場合、フ
ィン間で温かい空気を冷やすわけであるが、この際フィ
ンの表面上に凝縮水が付着することがある。この付着し
滞留した凝縮水によりフィン間の風路が狭められて通風
量が低下したり、或いは騒音が発生したりすることがあ
った。更に、この凝縮水が通風方向へ飛散し冷房装置の
各所や家屋の各所を汚すこともあった。 これらの欠点を防止することを目的としてなされた特
願昭62−124366号に係る発明は、フィン材本体表面にあ
る特定の珪素化合物を含有する皮膜を形成させて、凝縮
水をフィンの表面層中に吸収させようとするものであ
る。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法は、凝縮水を吸収したフィン
の表面層が長期間湿った状態となるため、フィンの表面
にカビが発生したり、或いはダニ等の害虫が発生したり
することがあった。カビの発生中により家屋内に異臭が
生じたり、ダニ等の発生により居住者が痒みを覚えたり
更に伝染病に罹ったりすることがあった。 そこで、本発明は、フィンの表面層としてある特定の
構成を採用することにより、フィンの表面に生じる凝縮
水を速やかに吸収し、且つ表面層が湿った状態となって
いてもカビやダニ等の発生を有効に抑制しようとするも
のである。
【課題を解決するための手段】
即ち本発明は、フィン材本体表面に、下記一般式
(I)で表される珪素化合物と遠赤外線放射特性に優れ
たセラミックス粉末と、更に好ましくは高吸水性樹脂粉
末とを含有する皮膜が形成されていることを特徴とする
熱交換器用フィン材に関するものである。 一般式(I); (式中、R1はメチル基,エチル基及びβ−メトキシ−エ
チル基よりなる群から選ばれた基を表し、R2はメチル基
又はOR1基を表し、Aはビニル基,β−(3,4−エポキシ
シクロヘキシル)−エチル基,γ−グリシドキシプロピ
ル基,γ−メタクリロキシプロピル基,N−β(アミノエ
チル)−γ−アミノプロピル基,γ−アミノプロピル
基,γ−クロロプロピル基及びγ−メルカプトプロピル
基よりなる群から選ばれた基を表す。) フィン材本体としては、伝熱性の良好なものであれば
どのような材質のものでも用いうるが、特に、伝熱性に
優れている点、各種の成型加工がし易い点、重量が軽い
点からアルミニウム薄板がもっとも好ましい。 皮膜を形成させるために用いる皮膜形成性物質として
は、アクリル酸系樹脂,メラミン樹脂,エポキシ樹脂,
フェノール樹脂,ポリアミド樹脂等従来公知の樹脂が用
いられる。これらの中でもアルミニウム製フィン材本体
との密着力に優れているアクリル酸系樹脂が好ましい。 また皮膜形成性物質として、水溶性メラミン樹脂と、
該水溶性メラミン樹脂の硬化触媒と、ポリビニルアルコ
ールと、該ポリビニルアルコールに配位されてキレート
化合物を生成する金属化合物とよりなる混合物(以下、
「皮膜形成性組成物」という。)を用いるのも好まし
い。これは、皮膜の強度が向上すると共に皮膜自体の親
水性も向上するからである。 ここで、この皮膜形成性組成物について若干詳細に説
明すると以下のとおりである。 水溶性メラミン樹脂は市販の単量体樹脂、及び重縮合
度がある程度進んだダイマー型樹脂等の多量体樹脂のい
ずれを使用しても良い。水溶性メラミン樹脂の硬化触媒
としては塩化アンモニウム,第二燐酸アンモニウム,ス
ルファミン酸アンモニウム等のアンモニウム塩系触媒、
誘起アミノアルコールの塩酸又はスルファミン酸塩,そ
の他ジメチルアニリン塩酸塩,ピリジン−塩酸系,ピコ
リン−モノクロル酢酸などの有機アミン塩系触媒、塩化
マグネシウム,塩化亜鉛,硫酸亜鉛等の無機金属系触媒
を挙げることができる。中でも有機アミン塩系触媒の使
用が好ましい。水溶性メラミン樹脂は、その硬化触媒に
よって三次元網状高分子となり、フィン材本体表面に形
成された皮膜の主体をなすものである。 ポリビニルアルコールとしては、市販の完全鹸化型,
中間鹸化型,部分鹸化型のいずれも使用可能であるが、
印刷における支持体としての性能を再現よく製造する目
的では完全鹸化型を用いることが好ましい。ポリビニル
アルコールは、該ポリビニルアルコールに配位されてキ
レート化合物を生成する金属化合物によって不溶化され
る。この金属化合物としては一般的に硝酸ジルコニウム
が用いられるが、その他のジルコニウム塩等も用いるこ
とができる。ポリビニルアルコールは主に皮膜の親水性
を向上させるものである。 この皮膜形成性組成物の各成分の量的割合は以下のと
おりであるのが好ましい。ポリビニルアルコールの量
は、水溶性メラミン樹脂100重量部に対して50〜200重量
部程度、好ましくは80〜180重量部適度である。ポリビ
ニルアルコールが50重量部より少ないと表面層の親水性
が不足する傾向となるし、また200重量部を超えると表
面層が溶け出して印刷汚れを惹起する恐れがある。ま
た、ポリビニルアルコールに配位されてキレート化合物
を生成する金属化合物の量は、ポリビニルアルコール10
0重量部に対して2〜10重量部程度、好ましくは4〜7
重量部程度である。金属化合物が2重量部より少ないと
ポリビニルアルコールの不溶化が不完全となる傾向とな
り、また10重量部を超えると皮膜の親水性が向上しない
傾向となる。更に、水溶性メラミン樹脂の硬化触媒の量
は、水溶性メラミン樹脂を硬化させるのに充分な量であ
ればよく、例えば水溶性メラミン樹脂100重量部に対し
て0.1〜5重量部程度である。 本発明に用いる親水化剤である珪素化合物は上記の一
般式(I)で表されるものである。具体的には、ビニル
トルエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシ−エ
トキシ)シラン,β−(3,4−エポキシシクロヘキシ
ル)−エチルトリ−メトキシシラン,γ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン,γ−メタクリロキシプロ
ピルトリメトキシシラン,N−β(アミノエチル)−γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン,N−(βアミノエチ
ル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン,γ
−アミノプロピルトリエトキシシラン,γ−クロロプロ
ピルトリメトキシシラン,γ−メルカプトプロピルトリ
メトキシシラン等が挙げられる。この中でも特に、N−
β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シランを用いるのが好ましい。 遠赤外線放射特性に優れたセラミックス粉末として
は、アルミナ、シリカ、ジルコンを主成分として、チタ
ン、コバルト、クロム、ニッケル、マンガン、鉄、マグ
ネシウム等の酸化物を配合して、焼成して得られたセラ
ミックス粉末が用いられる。粉末の大きさは、溶液中に
均一に分散し易い程度がよく、具体的には粒径1μ〜0.
05μ程度が好ましい。 高吸水性樹脂とは、自重の100倍以上の水を吸水,保
持する高分子重合体であって、例えば澱粉−アクリロニ
トリルグラフト重合体,澱粉−アクリル酸塩グラフト重
合体,ポリアクリル酸塩の自己架橋物,アクリル酸−ア
クリロニトリル共重合体,ポリアクリル酸塩の架橋物等
が挙げられる。特にポリアクリル酸塩を主体とする重合
体の架橋物は、吸水性に優れており好適である。 フィン材本体表面に皮膜を形成するには、水又は有機
溶剤中に皮膜形成性物質と珪素化合物と遠赤外線放射特
性に優れたセラミックス粉末と所望により高吸水性樹脂
粉末とを溶解させた溶液をフィン材本体表面に塗布した
後、乾燥して水又は有機溶剤を蒸発させればよい。な
お、高吸水性樹脂粉末を用いる場合には、溶媒として水
を使用すると高吸水性樹脂粉末が膨潤若しくは溶解して
しまうので、有機溶剤を使用する必要がある。有機溶剤
としては、ベンゼン,トルエン,キシレン,エチルベン
ゼン,エチレングリコール,プロピレングリコール,ジ
エチレングリコール,ジメチルホルムアミド等が用いら
れる。 皮膜形成性物質と他の物質との混合割合は以下のとお
りであるのが好ましい。 皮膜形成性物質と珪素化合物との混合割合は、皮膜形
成性物質100重量部に対して珪素化合物10〜40重量部程
度であるのが好ましい。珪素化合物の量が10重量部未満
であると形成された皮膜の親水性の程度が低い傾向とな
り、また40重量部を超えると皮膜の強度が低下する傾向
となって皮膜にクラックが生じたり或いは皮膜が剥離し
たりする傾向が生じる。 皮膜形成性物質と遠赤外線特性に優れたセラミックス
粉末との混合割合は、皮膜形成性物質100重量部に対し
てセラミックス粉末1〜30重量部程度であるのが好まし
い。セラミックス粉末の量が1重量部未満であると、放
射する遠赤外線の量が少なくカビや害虫の発生を抑制す
る作用が低下する傾向となる。また、30重量部を超える
と皮膜の強度が低下する傾向となって皮膜にクラックが
生じたり或いは皮膜が剥離したりする傾向が生じる。 高吸水性樹脂粉末を含有させる場合において、皮膜形
成性物質と高吸水性樹脂粉末との混合割合は、皮膜形成
性物質100重量部に対して高吸水性樹脂粉末10〜100重量
部であるのが好ましい。高吸水性樹脂粉末の量が10重量
部未満であると吸水能力が充分発揮できない傾向とな
り、また100重量部を超えると皮膜形成性物質の量が相
対的に低下し、皮膜の強度が低下する傾向となる。 なお、本発明に用いる皮膜形成性物質等の各物質を水
又は有機溶剤に溶解させて溶液を作成する際には、水又
は有機溶剤100重量部に対して皮膜形成性物質等の各物
質を合計で1〜5重量部程度溶解させるのが一般的であ
る。
【作用】
本発明において、皮膜中の珪素化合物はフィンの表面
に生じる凝縮水を吸水し、その表面から凝縮水を排除す
る。高吸水性樹脂粉末も、フィンの表面に生じる凝縮水
を吸収するものである。また、遠赤外線放射特性に優れ
たセラミックス粉末は、選択的に遠赤外線を放射するも
のであり、皮膜形成性物質や珪素化合物や高吸水性樹脂
粉末に遠赤外線を放射して殺菌作用を発揮する。皮膜形
成性物質は、珪素化合物や遠赤外線放射特性に優れたセ
ラミックス粉末や高吸水性樹脂粉末をフィン材本体の表
面に固着するためのものである。
【実施例】
実施例1 まず、下記組成の溶液を調製した。 ポリメタクリル酸メチル 2重量部 N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメト
キシシラン 0.5重量部 遠赤外線放射特性に優れたセラミックス粉末 0.3重量部 キシレン 100重量部 なお、遠赤外線放射特性に優れたセラミックス粉末
は、ジルコン65重量部、酸化チタン15重量部、二酸化マ
ンガン13重量部、酸化第二鉄5重量部、酸化クロム2重
量部を混合して焼成して得られたもので、粒径は0.1μ
である。 そして、上記の溶液を20cm×30cmのアルミニウム薄板
表面に塗布し、その後150℃で乾燥してフィン材を得
た。 このフィン材の表面の親水性を評価するため、水との
接触角(ゴニオメーターによる測定)を測定した。その
結果、接触角は20度であった。また、6ケ月経過後もフ
ィン材の表面にカビの発生がなく且つダニ等の虫の発生
も見られなかった。 実施例2 まず、下記組成の溶液を調製した。 水溶性メラミン樹脂 1重量部 スルファミン酸グアニジン 0.005重量部 ポリビニルアルコール 1重量部 硝酸ジルコニウム 0.06重量部 N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメト
キシシラン 0.5重量部 実施例1で用いた遠赤外線放射特性に優れたセラミック
ス粉末 0.4重量部 水 100重量部 この溶液を20cm×30cmのアルミニウム薄板表面に塗布
し、その後100℃で乾燥してフィン材を得た。 このフィン材の表面の親水性を評価するため、水との
接触角(ゴニオメーターによる測定)を測定した。その
結果、接触角は15度であった。また、6ケ月経過後もフ
ィン材の表面にカビの発生がなく且つダニ等の虫の発生
も見られなかった。 実施例3 N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシランに代えてγ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシランを用いる以外は実施例2と同様の方法でフ
ィン材を得、同様の方法で親水性を評価したところ、接
触角は18度であった。また、6ケ月経過後もフィン材の
表面にカビの発生がなく且つダニ等の虫の発生も見られ
なかった。 実施例4 実施例1で調整した溶液中に高吸水性樹脂粉末(住友
化学(株)製、商品名スミカゲル)1重量部を混合分散
し、この溶液を用いて実施例1と同様の方法でフィン材
を得た。このフィン材の親水性を同様の方法で評価した
ところ、接触角は7度であった。また、6ケ月経過後も
フィン材の表面にカビの発生がなく且つダニ等の虫の発
生も見られなかった。 比較例1〜4 遠赤外線放射特性に優れたセラミックス粉末を用いな
い以外は、実施例1〜4と同様の方法で調整した溶液を
用いて、各実施例と同一の方法でフィン材を得た。この
ようにして得られた比較例に係るフィン材の親水性は、
実施例に係るフィン材と同一であったが、6ケ月経過後
フィン材の表面に黒カビの発生が見られた。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る熱交換器用フィン
材は、凝縮水をその表面に滞留させることなく、凝縮水
を表面層(皮膜)中に吸収し、凝縮水を表面から排除す
る。従って、凝縮水の影響によってフィン間の風路が狭
められ通風量が低下したり、騒音が発生したりするのを
防止することができる。更に、凝縮水が通風方向へ飛散
することも防止しうるので、冷房装置や家屋を汚すこと
も防止できる。 また、皮膜中に高吸水性樹脂粉末を混入すると、凝縮
水の吸水力が増大し、多量の凝縮水が生じても、それを
有効に表面から排除することができる。従って、前記し
た効果がより増長する。 そして、セラミックス粉末が皮膜形成性物質や珪素化
合物や高吸水性樹脂粉末に対して遠赤外線を放射するの
で、遠赤外線の殺菌作用により、珪素化合物や高吸水性
樹脂粉末等にカビやダニ等が発生するのを防止すること
ができる。 従って、本発明に係る熱交換器用フィン材を用いれ
ば、フィンの表面に生じる凝縮水の悪影響を排除しうる
と共に冷房装置や家屋を清潔に保つことができるという
効果を奏する。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フィン材本体表面に、下記一般式(I)で
    表される珪素化合物と遠赤外線放射特性に優れたセラミ
    ックス粉末とを含有する皮膜が形成されていることを特
    徴とする熱交換器用フィン材。 一般式(I); (式中、R1はメチル基,エチル基及びβ−メトキシ−エ
    チル基よりなる群から選ばれた基を表し、R2はメチル基
    又はOR1基を表し、Aはビニル基,β−(3,4−エポキシ
    シクロヘキシル)−エチル基,γ−グリシドキシプロピ
    ル基,γ−メタクリロキシプロピル基,N−β(アミノエ
    チル)−γ−アミノプロピル基,γ−アミノプロピル
    基,γ−クロロプロピル基及びγ−メルカプトプロピル
    基よりなる群から選ばれた基を表す。)
  2. 【請求項2】請求項(1)に記載された皮膜中に更に高
    吸水性樹脂粉末が含有されていることを特徴とする熱交
    換器用フィン材。
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