JP5599763B2 - 水溶性樹脂、これを用いた熱交換器用フィン材、および熱交換器 - Google Patents
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Description
本発明者らは、VOC等の汚れ物質が付着しても結露水によって洗い落とされる様にするためには、フィン材等の対象部材の表面に形成させる塗膜が、(1)VOC等の汚れ物質と親和性が低く、(2)水との親和性が高い(親水性が高い)ものであると共に、(3)塗膜自体の透水性が高いものであることが要件となると考えた。
詳細には、次のとおりである。まず、図1(a)に示すように、VOC等の汚れ物質11と親和性が低い塗膜(親水性塗膜)2の表面では、VOC等の汚れ物質11は化学的に結合することができず、塗膜2の表面に単に乗っている状態となる。そして、(b)に示すように塗膜2の表面に結露水12が付着すると、塗膜2は透水性が高く親水性が高いため、(c)で示すように結露水12が塗膜2内を通り、塗膜2の表面とVOC等の汚れ物質11との界面に到達する。その結果、(d)に示すように、結露水12が塗膜2表面からVOC等の汚れ物質11を剥がし、塗膜2表面から結露水12と共にVOC等の汚れ物質11を洗い落とすこととなる。
以下、本発明を詳細に説明する。
加えて、本発明に係る水溶性樹脂は、前記物質を使用していることにより、アンモニアやアミン類を用いる必要がない。
また、本発明に係る熱交換器用フィン材または熱交換器は、VOC等の汚れ物質の付着による通風抵抗の増加を回避することができるため、熱交換器としての能力低下を長期にわたって防止することができる。
本発明に係る水溶性樹脂は、熱交換器または熱交換器用部材をコーティングするための塗料組成物に用いられる水溶性樹脂である。そして、3−アリロキシ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸(HAPS)またはその塩と、アクリル酸またはその塩との共重合体から構成される。
つまり、HAPSとアクリル酸との共重合体であってもよいし、HAPSとアクリル酸の塩との共重合体であってもよいし、HAPSの塩とアクリル酸との共重合体であってもよいし、HAPSの塩とアクリル酸の塩との共重合体であってもよい。
さらに、本発明に係る水溶性樹脂は、アクリル酸またはその塩を含有することにより、この水溶性樹脂を含有した塗料組成物からなる塗膜をフィン材等の対象部材表面に形成させた場合、塗膜密着性を向上させるという効果を奏する。
なお、生産性の観点より35モル%以下であることが好ましい。
なお、生産性の観点より20万以下であることが好ましい。
<重量平均分子量の測定条件>
測定装置:昭和電工株式会社製「Shodex SYSTEM−21」
カラム:昭和電工株式会社製「Asahipak GF−710 HQ」および「Asahipak GF−310 HQ」をこの順で接続したもの
溶離液:0.1N酢酸ナトリウム/アセトニトリル=7/3(体積比)
流速:0.5mL/分
温度:40℃
検量線:ポリアクリル酸標準サンプル(創和科学株式会社製)を用いて作成
検出器:RI
ここで、本発明に係る水溶性樹脂は、非常に優れた親水性を有するものであるため、その他の親水性樹脂などを少量含有して用いても問題ない。
また、塗料の塗装性を向上させるための各種界面活性剤や、密着性を付与するための架橋剤、また場合によっては脱臭性を付与するための機能性微粒子を付与することも可能である。
本発明に係る熱交換器用フィン材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材1と、当該基材1上(表面)に形成された親水性塗膜2とを備える熱交換器用フィン材10であって、前記親水性塗膜2は、前記水溶性樹脂を含む塗料組成物からなることを特徴とする。
アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材1としては、例えば、JIS規格の合金番号で1100、1200、1050、3003、7072等のアルミニウムが用いられる。
なお、基材1の板厚は0.06〜0.3mm程度のものが好ましい。板厚が0.06mm未満では、基材1に必要とされる強度を確保することができず、一方、0.3mmを超えるとフィン材としての加工性が低下するからである。
基材1の表面には、前記水溶性樹脂を含んだ塗料組成物からなる親水性塗膜2が形成される(図2(a)参照)。
また、図2に示すフィン材10は、基板1の片面にのみ親水性塗膜2等が形成されているが、基板1の両面に親水性塗膜2等が形成されていてもよい。
なお、親水性塗膜2は、熱交換器用フィン材10を成形する前に塗布等してもよいし(プレコート)、熱交換器用フィン材10を成形した後に塗布等してもよい(ポストコート)。
熱交換器の構成は特に限定されず、前記熱交換器用フィン材を用いたものであれば、従来公知の構成の熱交換器でよい。また、熱交換器の製造方法についても、特に限定されない。
[供試材の製造方法]
従来公知の製造方法により、純アルミニウム系のA1200(JIS H4000)からなるアルミニウム板(板厚0.10mm)を製造した。このアルミニウム板を、アルカリ性薬剤(日本ペイント社製「サーフクリーナー(登録商標)360」)で脱脂し、リン酸クロメート処理を行った。化成皮膜の付着量は、Cr換算で30mg/m2とした。
評価項目としては、以下の塗膜密着性、および親水性(VOC除去性)とし、結果を表1に併記した。
なお、表1の分子量(MW)は、前記した重量平均分子量の測定条件により測定した値であり、表1のMH×MWは、MH、MWについて前記した端数処理(四捨五入)を行ってから算出した値である。
イオン交換水に塗装済みのアルミニウム板を浸漬して1分放置した際に、塗膜の残存量が50%以上のものを○(良好)、50%未満のものを×(不良)とした。なお、この塗膜の残存量は溶出後の板の重量減を基に算出した。
予めイオン交換水に1時間程度浸漬して塗装されたアルミ板の溶出分を除去後、パルミチン酸、ステアリン酸、ステアリルアルコール、フタル酸ジオクチルの混合物とともにデシケーター中に封入し、100℃環境で16時間曝露を実施した(4種混合汚染曝露試験)。この4種混合汚染曝露試験前後のアトマイズ時の水濡れ面積率が80%以上のものを○(良好)、50%を超えて80%未満のものを△(普通)、50%以下のものを×(不良)とした。
また、表1には記載しないが、前記リン酸クロメート処理後のアルミニウム板に下地処理として有機耐食性皮膜を形成させ、その後、水溶性樹脂(実施例1〜3と同じ組成のもの)を純水で固形分濃度5%に希釈した塗料組成物を前記方法で焼付けた供試材を作製(実施例1´、2´、3´とする)し、前記性能評価をおこなった。実施例1´〜3´に係るフィン材は、塗膜密着性、VOC除去性のいずれも良好という結果(実施例1〜3と同じ結果)となった。
なお、この下地処理とは、ウレタン系樹脂塗料(東邦化学社製、ウレタン変性樹脂エマルジョン、ハイテック(登録商標)S−6254)を乾燥後の塗膜厚が1μmとなるよう塗布し、その後焼付を行うというものであった。焼付温度はアルミニウム板の到達温度で160℃となるように実施した。
比較例7、8に係るフィン材は、スルホン酸の種類がHAPSではなかったため、VOC暴露後の親水性が良好な結果とはならなかった。
2 親水性塗膜(塗膜)
3 化成皮膜
4 有機耐食性皮膜
10 熱交換器用フィン材(フィン材)
11 VOC等の汚れ物質
12 結露水
Claims (3)
- 熱交換器または熱交換器用部材をコーティングするための塗料組成物に用いられる水溶性樹脂であって、
3−アリロキシ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸(HAPS)またはその塩と、アクリル酸またはその塩との共重合体であり、
当該共重合体における全単量体の構成単位100モル%に対するHAPSまたはその塩の構成単位の比率が23モル%以上、かつ当該共重合体の平均分子量が10万以上であり、前記比率と前記平均分子量との積が3,000,000以上5,000,000以下であることを特徴とする水溶性樹脂。 - アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材と、当該基材上に形成された親水性塗膜とを備える熱交換器用フィン材であって、
前記親水性塗膜は、請求項1に記載の水溶性樹脂を含む塗料組成物からなることを特徴とする熱交換器用フィン材。 - 請求項2に記載の熱交換器用フィン材を用いたことを特徴とする熱交換器。
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