JP4654612B2 - 防菌防黴性樹脂成形体およびそれを用いた空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、冷房時の結露水にカビや細菌が発生することを長期に亘って抑制することができる空気調和機用熱交換器フィンコーティング皮膜などとしての用途を有する薄膜形成能の高い防菌防黴性樹脂成形体およびカビや細菌によるフィンの汚れや臭い発生がない空気調和機に関するものである。

空気調和機を冷房運転すると、機内に導入された空気は、熱交換器により冷却されるとともに、空気に含まれていた湿分は、熱交換器の表面にて凝縮する。凝縮した水（ドレン水）は、熱交換器の下方に配設されたドレン皿に一時的に貯留されドレンホースによって系外に排出される。熱交換器表面は冷房運転中だけでなく停止後も水滴が残存しこの水分にホコリなどの栄養源が加わって微生物が繁殖することがある。熱交換器表面に発生した微生物は空気調和機運転時のかび臭い悪臭の原因となる。

このような問題の解決方法として、熱交換器表面に防カビ剤や抗菌剤を混合した処理剤を塗布するものが提案されている。しかしながら防カビ剤や抗菌剤を混合した処理層をフィン表面に配設する場合、処理層内に担持された薬剤の結露水中への溶出速度が遅い。そのため結果として防菌防カビ剤の結露水中での濃度が充分ではなく、抗菌性を発揮できないという問題があった。

そこで、重合性ビニル基含有水性シリカ分散体と防菌防カビ剤を含む反応物を熱交換器フィンに塗布して親水性を良化させフィン上での水分の保持性を向上させることにより防菌防カビ性をもたせる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−８０８５２号公報

しかしながら上記方法をもってしても、防菌防カビ剤の溶出性は充分ではなく、また、シリカを添加することはセメント臭を発生するという問題があった。

そこで本発明は、熱交換器結露水にカビや細菌が発生することを長期に亘って抑制することができる空気調和機用熱交換器フィン上に形成する空気調和機用樹脂成形体およびカビや菌による悪臭発生がない空気調和機を提供することを目的とする。

本発明は、上記の点に鑑みて種々の検討を行った結果、防菌防黴剤の水に対する溶解度が低く、かつ、粒子径が細かいものを原材料として用いることで、多量の防菌防黴剤を水中に溶出することが可能となり、よって、熱交換器にカビや細菌が発生することを長期に亘って抑制することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の防菌防黴性樹脂成形体は、防菌防黴剤と親水性樹脂とを原材料とした防菌防黴樹脂組成体層と、前記防菌防黴樹脂組成体層上に形成された水溶性樹脂膜とからなり、前記防菌防黴剤の２０℃の水に対する溶解度が１０ｍｇ／１００ｍｌ以下で、かつ、粒子径が０．５μｍ以下であり、防菌防黴性樹脂成形体の厚みが０．１〜４μｍであることを特徴とするものである。

本発明によれば、保管、運搬時に空気調和機用熱交換器フィンの親水性が低下することを防止できるとともに、熱交換器結露水にカビや細菌が発生することを長期に亘って抑制することができる空気調和機用熱交換器フィン上に形成する空気調和機用樹脂成形体およびカビや細菌による悪臭発生がない空気調和機を提供することができる。

第１の発明は、防菌防黴剤と親水性樹脂とを原材料とした防菌防黴樹脂組成体層と、前記防菌防黴樹脂組成体層上に形成された水溶性樹脂膜とからなり、前記防菌防黴剤の２０℃の水に対する溶解度が１０ｍｇ／１００ｍｌ以下で、かつ、粒子径が０．５μｍ以下であり、防菌防黴性樹脂成形体の厚みが０．１〜４μｍであることを特徴とするものである。

第２の発明は、０．１〜４μｍの厚みで、熱交換器のフィン上に形成されてなるものである。

第３の発明は、親水性樹脂が吸湿性を有することを特徴とするものである。

第４の発明は、親水性樹脂が、ポリビニルアルコール、ナイロン、アクリル樹脂のうち、いずれかひとつを含有することを特徴とするものである。

第５の発明は、防菌防黴剤が、ジンクピリチオンであることを特徴とするものである。

第６の発明は、防菌防黴剤と親水性樹脂との混合比が、１：９〜５：５である混合物を原材料として用いたことを特徴とするものである。

第７の発明は、上記請求項１〜６のいずれか１項に記載の防菌防黴性樹脂成形体を有する空気調和機である。

（実施の形態１）
本発明の防菌防黴樹脂成形体を、例えば空気調和機用熱交換器フィンとして用いる場合、結露水にカビや細菌が発生することを抑制するための有効成分となる防菌防黴剤としては、２０℃の水に対する溶解度が１０ｍｇ／１００ｍｌ以下であり、なお、かつ粒子径が１μｍ以下であることが望ましい。このような防菌防黴剤を用いることで、有効成分が長期に亘り結露水へ溶解しつづける。家庭用空調機では熱交換器に平均して２００ｍｌ／ｈのドレン水が流れる。溶解度が１０ｍｇより大きいと、最大で２０ｍｇ／ｈ以上の防菌防黴剤が流れてしまい、防菌防黴剤の寿命が充分に保てなくなる。

水に対する溶解度が、１０ｍｇ／ｍｌ以下である防菌防黴剤として、ジンクピリチオン、カッパーピリチオン、２，４，４’−トリクロロ−２’−ヒドロキシジフェニルエーテル、２−（４−チアゾリル）ベンズイミダゾール、２，３，５，６−テトラクロロ−４−（メチルスルホニル）ピリジン、１，１’−ヘキサメチレンビス［５−（４−クロロフェニル）ビグアニド］ジヒドロクロリド、１，１’−ヘキサメチレンビス［５−（４−クロロフェニル）ビグアニド］、２−ベンズイミダゾリルカルバミン酸メチル、２，４，５，６−テトラクロロイソフタロニトリル、Ｎ−フルオロジクロロメチルチオフタルイミドなどの薬剤を用いることができる。

なお、防菌防黴剤は、単独で用いてもよいし、二種類以上を混合して用いてもよい。中でも防菌防黴性に優れるとともに水への溶解性が低いジンクピリチオンを好適に用いることができる。

また、粒子径を１μｍ以下にすることで、防菌防黴粒子は熱交換器のフィンに塗布する際の塗料中にコロイドとなって良好な分散が得られるため、フィン上に均一に塗布することができて好ましい。

また、分解温度が２００℃以上の有機系防菌防黴剤を用いることが望ましい。このような防菌防黴剤を用いることで、熱交換器フィンの防菌防黴樹脂の焼きつけ時の高温による
防菌防黴剤の分解を防ぐことができる。分解温度が２００℃以上の有機系防菌防黴剤としては、ジンクピリチオン、カッパーピリチオン、２，４，４’−トリクロロ−２’−ヒドロキシジフェニルエーテル、２−（４−チアゾリル）ベンズイミダゾール、２−ベンゾイミダゾールカルバミン酸メチルなどが挙げられる。

本発明の防菌防黴樹脂成形体は、空気調和機用熱交換器フィン上に０．１〜４μｍの厚みで形成される。この防菌防黴樹脂成形体は０．１μｍより小さいと熱交換器フィン表面の親水性を保持することができず、また、４μｍより大きいと生産性が低下し熱交換器フィンのコストアップとなり好ましくない。

本発明の防菌防黴樹脂成形体は、防菌防黴剤と親水性樹脂とを用いることにより、空気調和機用熱交換器に必要な親水性および防菌防黴性を確保することができる。ここで親水性樹脂とは、水分となじみ性のよい樹脂を示し、親水性樹脂をアルミフィンの表面にコートすることで、熱交換器に結露した水分が重力によって容易にドレンパンに向けて流れていく。表面の水の接触角を低下させるとともに吸水性を有している樹脂が好ましい。

本発明の親水性樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、アクリル樹脂、ナイロン、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレンオキサイドなどの材料を一種または複数種組み合わせて使用することができる。これらのうち、ポリビニルアルコール、ナイロン、アクリル樹脂は、特に親水性を長期に亘って保つことができ好ましい。

本発明の防菌防黴樹脂成形体は、親水性樹脂を水に溶かした状態で防菌防黴剤を均一分散させて防菌防黴剤分散塗料を調製し、熱交換器フィン上に塗布形成することで製造される。防菌防黴剤と親水性樹脂との混合比は、１：９〜５：５であることが望ましい。親水性樹脂に対して防黴剤の混合比が高すぎる場合は、親水性樹脂の膜形成能が損なわれてしまう一方、親水性樹脂に対して防菌防黴剤の混合比が低すぎる場合は、防菌防黴剤の結露水への溶出量が減って防菌防黴剤の濃度が低くなり、防菌防黴効果に悪影響を及ぼす恐れがあるからである。

また、本発明の防菌防黴剤を用いて防菌防黴剤分散塗料を調製した場合、親水性樹脂以外の公知の成分を添加しても添加しても構わない。たとえば分散性向上剤、界面活性剤などを用いることができる。

こうして製造された本発明の防菌防黴性樹脂成形体は、防菌防黴性と成形性に優れたものであるので、例えば、熱交換器の結露水に対してカビや細菌を長期に亘って抑制するための空気調和機用フィン上の樹脂成形体として用いることができる。本発明の防菌防黴樹脂成形体の用途は、空気調和機用樹脂成形体として限定されるものではなく防菌防黴性を必要とする各種用途に用いることができる。

図１は、本発明の防菌防黴樹脂組成体を熱交換器のアルミニウムフィン上に形成した、空気調和機の一態様の断面図である。機内を通る空気の流れは、送風ファン１により起こされ、吸入グリル２から機内に導入された空気は、本発明の防菌防黴樹脂組成体をフィン上に形成した熱交換器３により冷却され、送風ファン１、吹き出しフラップ４を通って機外へ放出される。

機内に導入された空気に含まれていた湿分は、熱交換器３の表面にて凝縮しドレン水となって、熱交換器３の下方に配設されたドレン皿５に一時的に貯留され、図略のドレンポンプとドレンホースによって系外に排出される。防菌防黴剤は、熱交換器３の表面で凝縮した結露水との接触により、本発明の防菌防黴樹脂組成体から円滑かつ長期間溶出するので、熱交換器３の表面およびドレン皿５の表面に細菌やカビが発生することを長期に亘っ
て抑制することができる。

図２は、熱交換器用アルミニウムフィンの断面の模式図である。熱交換器用アルミニウムフィンはアルミニウムよりなる基板６上に無機酸化物からなる耐食皮膜７を形成し、さらにその上に、０．１〜４μｍの厚みの親水性を有する防菌防黴性樹脂組成体層８を形成し、さらにその防菌防黴樹脂組成体層８上に保管、運搬時の親水性の低下を防ぐために０．１〜４μｍの厚みのポリビニルアルコールなどの水溶性樹脂膜９を形成する。

耐食皮膜７は、リン酸クロメートやクロム酸クロメートを使用したクロメート皮膜やジルコニウム皮膜などが使用できる。耐食皮膜７の厚みに関しては特に制限はないが、厚すぎると加工性が低下するため、耐食性が取れる範囲で薄くするべきである。

また、水溶性樹脂膜９は、水溶性樹脂であればポリビニルアルコールにこだわらない。この水溶性樹脂膜９は、冷房運転初期に熱交換器に結露した水とともに流れていく。水溶性樹脂膜９が流出したあとは、防菌防黴性樹脂組成体層８が熱交換器フィンの最表面層となる。

以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定して解釈されるものではない。実施例では評価のため熱交換器完成を用いて樹脂層をアフターコートしているが、アルミニウム板に耐食層を形成するのに続いて防菌防黴樹脂組成体層を塗布乾燥したのち型抜きして銅管と組み合わせ熱交換器を形成する方が生産性が高く好ましい。

実施例：防菌防黴剤を分散させた熱交換器フィンの製造
（実施例１）
中心粒径０．３μｍで篩にかけ０．５μｍ以下に微粒子化したジンクピリチオン３０重量％、ポリアクリル酸ナトリウム５０重量％、カルボキシメチルセルロース１９重量％、ポリビニルアルコール１重量％を水中に投入して混合した。この混合液中にリン酸クロメート処理の行われた幅２３ｍｍ、長さ３００ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのアルミニウム板を１ｍｍ間隔で銅管に対して７００枚積層した熱交換器部品を５分間浸漬したのち取り出して２００℃で１分間加熱乾燥した。膜厚は２μｍであった。次にポリビニルアルコール水溶液中に５分間浸漬したのち取り出して、１５０℃で１分間乾燥した。膜厚は２μｍであった。

（実施例２）
中心粒径０．３μｍで篩にかけ０．５μｍ以下に微粒子化したジンクピリチオン１０重量％、同じく中心粒径０．３μｍで０．５で篩にかけ０．５μｍ以下に微粒子化した２−ベンゾイミダゾールカルバミン酸メチル１０重量％。ポリアクリル酸ナトリウム６０重量％、カルボキシメチルセルロース１９重量％、ポリビニルアルコール１重量％を水中に投入して混合した。

この混合液中にリン酸クロメート処理の行われた幅２３ｍｍ、長さ３００ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのアルミニウム板を、１ｍｍ間隔で銅管に対して７００枚積層した熱交換器部品を５分間浸漬したのち取り出して２００℃で１分間加熱乾燥した。膜厚は２μｍであった。

次にポリビニルアルコール水溶液中に５分間浸漬したのち取り出して１５０℃で１分間乾燥した。膜厚は２μｍであった。

試験例：防菌防黴剤を分散させた空気調和機用熱交換器フィンの効果
直径９ｃｍのペトリ皿に標準寒天培地（ＮＡ培地）を注入し、その中央に実施例１および２で製造した微粒子防菌防黴剤を分散させた空気調和機用熱交換器から切り出した１０ｍｍ×１０ｍｍの試験片を載置した。スライムが発生したドレン水からスライムを採取し、これを滅菌水に溶解したものを、標準寒天培地の表面に１ｍＬ散布して３２℃で１日放置した。

その結果、実験例１および２のどちらの試験片の周辺近傍にもスライムが発生しなかったが、その他の部分にはスライムが発生し、ハロー現象が観察された。よって、実施例で製造したジンクピリチオンなどの微粒子防菌防黴剤を分散させた空気調和機用熱交換器フィンは、ジンクピリチオンなどの防菌防黴成分を円滑に水中に溶出させることでスライムの発生を効果的に抑制すること、本発明で用いた防菌防黴成分は水への溶解性が低いので、ジンクピリチオンなどの防菌防黴剤を多量に分散させた熱交換器の効果は長期に亘ることがわかった。

本発明は、熱交換器およびドレン水の流通経路にスライムが発生することを長期に亘って抑制することができるので、空気調和機熱交換器用フィン材などに、フィンコーティング皮膜などとして採用するのに特に有用である。

本発明の防菌防黴樹脂組成体を空気調和機のアルミニウムフィン上に形成した空気調和機の一態様の断面図 本発明の熱交換器用アルミニウムフィンの断面の模式図

１ 送風ファン
２ 吸入グリル
３ 熱交換器
４ 吹き出しフラップ
５ ドレン皿
６ アルミニウムよりなる基板
７ 耐食皮膜
８ 防菌防黴性樹脂組成体層
９ 水溶性樹脂膜

Claims (6)

1. 防菌防黴剤と親水性樹脂とを原材料とした防菌防黴樹脂組成体層と、前記防菌防黴樹脂組成体層上に形成された水溶性樹脂膜とからなり、前記防菌防黴剤の２０℃の水に対する溶解度が１０ｍｇ／１００ｍｌ以下で、かつ、粒子径が０．５μｍ以下である防菌防黴性樹脂成形体であって、
   前記防菌防黴性樹脂成形体の厚みは、０．１〜４μｍである、防菌防黴性樹脂成形体。
2. 親水性樹脂が吸湿性を有することを特徴とする請求項１記載の防菌防黴性樹脂成形体。
3. 親水性樹脂が、ポリビニルアルコール、ナイロン、アクリル樹脂のうち、いずれかひとつを含有することを特徴とする請求項２記載の防菌防黴性樹脂成形体。
4. 防菌防黴剤が、ジンクピリチオンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の防菌防黴性樹脂成形体。
5. 防菌防黴剤と親水性樹脂との混合比が、１：９〜５：５である混合物を原材料として用いたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の防菌防黴性樹脂成形体。
6. 上記請求項１〜５のいずれか１項に記載の防菌防黴性樹脂成形体を有する空気調和機。

Images