JP7409895B2 - Aluminum fin material, heat exchanger, and method for manufacturing aluminum fin material - Google Patents

Aluminum fin material, heat exchanger, and method for manufacturing aluminum fin material Download PDF

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Description

本発明は、アルミニウムフィン材、熱交換器、および、アルミニウムフィン材の製造方法に関する。 The present invention relates to an aluminum fin material, a heat exchanger, and a method for manufacturing the aluminum fin material.

熱交換器は、ルームエアコン、パッケージエアコン、冷凍ショーケース、冷蔵庫、オイルクーラ、ラジエータなどの様々な分野の製品に用いられている。
そして、これらの熱交換器のフィンとして使用されるアルミニウムフィン材は、通風抵抗の低減、水飛びの防止の観点から、表面には親水性皮膜が形成されている。
Heat exchangers are used in products in a variety of fields, including room air conditioners, package air conditioners, refrigeration showcases, refrigerators, oil coolers, and radiators.
The aluminum fin materials used as the fins of these heat exchangers have a hydrophilic film formed on their surfaces in order to reduce ventilation resistance and prevent water splashing.

しかしながら、長年にわたって熱交換器を駆動させると、アルミニウムフィン材の親水性皮膜の表面に、大気中に浮遊している塵埃が付着してしまう。その結果、通風抵抗の増加、付着した塵埃を起点するカビの発生、熱交換器が居住環境に設置される場合は快適性の低下といった様々な問題が生じる可能性がある。 However, if the heat exchanger is operated for many years, dust floating in the atmosphere will adhere to the surface of the hydrophilic film of the aluminum fin material. As a result, various problems may occur, such as an increase in ventilation resistance, the growth of mold caused by attached dust, and a decrease in comfort when the heat exchanger is installed in a residential environment.

そこで、アルミニウムフィン材に関して、塵埃の付着を防止する観点から、以下のような技術が提案されている。
例えば、特許文献1には、フッ素樹脂粒子を焼付塗膜(親水性皮膜)中に含有させたアルミニウムフィン材が開示されている。
Therefore, with respect to aluminum fin materials, the following techniques have been proposed from the viewpoint of preventing dust from adhering.
For example, Patent Document 1 discloses an aluminum fin material in which fluororesin particles are contained in a baked coating (hydrophilic coating).

特開2016-90105号公報JP 2016-90105 Publication

特許文献1に係る技術は、焼付塗膜(親水性皮膜)にフッ素樹脂粒子を含有させる構成であるが、このような構成とすると、フッ素樹脂粒子自体の疎水性によって、親水性皮膜の親水性が低下してしまい、高いレベルの親水性を確保することは困難である。 The technology according to Patent Document 1 has a structure in which fluororesin particles are contained in a baked coating film (hydrophilic film), but with such a structure, the hydrophilic property of the hydrophilic film is decreases, making it difficult to ensure a high level of hydrophilicity.

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、優れた親水性と防汚性とを発揮するアルミニウムフィン材、熱交換器、および、アルミニウムフィン材の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an aluminum fin material, a heat exchanger, and a method for manufacturing the aluminum fin material that exhibit excellent hydrophilicity and antifouling properties. do.

本発明に係るアルミニウムフィン材は、アルミニウム板と、前記アルミニウム板の表面に形成された疎水性皮膜層と、前記疎水性皮膜層の表面に形成された親水性皮膜層と、を備え、前記疎水性皮膜層は、アクリル樹脂とポリテトラフルオロエチレン粒子とを含み、前記ポリテトラフルオロエチレン粒子の少なくとも一部が、前記親水性皮膜層の表面から突出している。
また、本発明に係る熱交換器は、本発明に係るアルミニウムフィン材からなるフィンを備える。
また、本発明に係るアルミニウムフィン材の製造方法は、アクリル樹脂とポリテトラフルオロエチレン粒子とを含む疎水性皮膜層をアルミニウム板の表面に形成する工程と、前記疎水性皮膜層の表面に親水性皮膜層を形成する工程と、を含み、前記親水性皮膜層を形成する工程において、前記ポリテトラフルオロエチレン粒子の少なくとも一部が前記親水性皮膜層の表面から突出した状態とする。
The aluminum fin material according to the present invention includes an aluminum plate, a hydrophobic film layer formed on the surface of the aluminum plate, and a hydrophilic film layer formed on the surface of the hydrophobic film layer, The hydrophilic film layer includes an acrylic resin and polytetrafluoroethylene particles, and at least a portion of the polytetrafluoroethylene particles protrude from the surface of the hydrophilic film layer.
Moreover, the heat exchanger according to the present invention includes fins made of the aluminum fin material according to the present invention.
Further, the method for manufacturing an aluminum fin material according to the present invention includes a step of forming a hydrophobic film layer containing an acrylic resin and polytetrafluoroethylene particles on the surface of an aluminum plate, and a step of forming a hydrophilic film layer on the surface of the hydrophobic film layer. forming a film layer, and in the step of forming the hydrophilic film layer, at least a portion of the polytetrafluoroethylene particles protrude from the surface of the hydrophilic film layer.

本発明に係るアルミニウムフィン材、および、熱交換器は、優れた親水性と防汚性とを発揮できる。
また、本発明に係るアルミニウムフィン材の製造方法は、優れた親水性と防汚性とを発揮できるアルミニウムフィン材を製造することができる。
The aluminum fin material and heat exchanger according to the present invention can exhibit excellent hydrophilicity and antifouling properties.
Furthermore, the method for producing an aluminum fin material according to the present invention can produce an aluminum fin material that can exhibit excellent hydrophilicity and antifouling properties.

アルミニウム板の表面に下地処理層が形成された状態のアルミニウムフィン材の断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an aluminum fin material with a base treatment layer formed on the surface of the aluminum plate. 下地処理層の表面に疎水性皮膜層が形成された状態のアルミニウムフィン材の断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an aluminum fin material with a hydrophobic film layer formed on the surface of a base treatment layer. 疎水性皮膜層の表面に親水性皮膜層が形成された状態のアルミニウムフィン材の断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an aluminum fin material in which a hydrophilic film layer is formed on the surface of a hydrophobic film layer. 親水性皮膜層の表面に潤滑性皮膜層が形成された状態のアルミニウムフィン材の断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an aluminum fin material in which a lubricating film layer is formed on the surface of a hydrophilic film layer. 走査電子顕微鏡を用いて得られたアルミニウムフィン材(試験材)の表面の画像である。It is an image of the surface of an aluminum fin material (test material) obtained using a scanning electron microscope. 親水性評価における接触角の測定方法を説明するための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a method of measuring a contact angle in hydrophilicity evaluation.

以下、本発明に係るアルミニウムフィン材(以下、適宜「フィン材」という)、熱交換器、アルミニウムフィン材の製造方法を実施するための形態について、詳細に説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for carrying out the manufacturing method of the aluminum fin material (hereinafter suitably referred to as "fin material"), the heat exchanger, and the aluminum fin material according to the present invention will be described in detail.

[アルミニウムフィン材]
図1Dに示すように、本実施形態に係るフィン材10は、アルミニウム板1と、アルミニウム板1の表面に形成された疎水性皮膜層3と、疎水性皮膜層3の表面に形成された親水性皮膜層4と、を備える。また、本実施形態に係るフィン材10は、親水性皮膜層4の表面に形成された潤滑性皮膜層5をさらに備えていてもよい。また、本実施形態に係るフィン材10は、アルミニウム板1と疎水性皮膜層3との間に下地処理層2をさらに備えていてもよい。
そして、本実施形態に係るフィン材10の疎水性皮膜層3は、ポリテトラフルオロエチレン粒子(以下、適宜「PTFE粒子」とする)3aを含んでいる。このPTFE粒子3aの少なくとも一部は、図2の走査電子顕微鏡の画像から明らかなように、親水性皮膜層4および潤滑性皮膜層5の表面から突出している。つまり、図1に示すように、疎水性皮膜層3は、PTFE粒子3aとアクリル樹脂3bとを含んだ起伏のある層からなると推測される。そして、PTFE粒子3aの少なくとも一部が突出するように、この疎水性皮膜層3の上に親水性皮膜層4が形成されていると考えられる。言い換えると、PTFE粒子3aの少なくとも一部は、疎水性皮膜層3に存在しつつも親水性皮膜層4を貫通していると考えられる。
なお、本実施形態に係るフィン材10の各皮膜層は、通常、アルミニウム板10の両面側に形成されているが、一部または全部の皮膜層がアルミニウム板10の片面側にのみ形成されていてもよい。
以下、各構成について詳細に説明する。
[Aluminum fin material]
As shown in FIG. 1D, the fin material 10 according to the present embodiment includes an aluminum plate 1, a hydrophobic film layer 3 formed on the surface of the aluminum plate 1, and a hydrophilic film layer 3 formed on the surface of the hydrophobic film layer 3. and a sexual film layer 4. Furthermore, the fin material 10 according to the present embodiment may further include a lubricating film layer 5 formed on the surface of the hydrophilic film layer 4. Furthermore, the fin material 10 according to the present embodiment may further include a base treatment layer 2 between the aluminum plate 1 and the hydrophobic film layer 3.
The hydrophobic film layer 3 of the fin material 10 according to this embodiment includes polytetrafluoroethylene particles (hereinafter referred to as "PTFE particles" as appropriate) 3a. At least a portion of the PTFE particles 3a protrude from the surfaces of the hydrophilic film layer 4 and the lubricant film layer 5, as is clear from the scanning electron microscope image in FIG. That is, as shown in FIG. 1, the hydrophobic film layer 3 is presumed to be composed of an undulating layer containing PTFE particles 3a and acrylic resin 3b. It is considered that the hydrophilic film layer 4 is formed on the hydrophobic film layer 3 so that at least a portion of the PTFE particles 3a protrudes. In other words, it is considered that at least a portion of the PTFE particles 3 a penetrate through the hydrophilic film layer 4 while existing in the hydrophobic film layer 3 .
Each film layer of the fin material 10 according to the present embodiment is normally formed on both sides of the aluminum plate 10, but some or all of the film layers may be formed only on one side of the aluminum plate 10. You can.
Each configuration will be explained in detail below.

[アルミニウム板]
アルミニウム板は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。そして、アルミニウム板としては、熱伝導性および加工性の観点から、JIS H 4000:2014に規定されている1000系のアルミニウムを好適に用いることができる。より具体的には、アルミニウム板として合金番号1050、1070、1200のアルミニウムが好ましく用いられる。
ただし、アルミニウム板として、適宜、2000系ないし9000系のアルミニウム合金を用いてもよい。
[Aluminum plate]
The aluminum plate is made of pure aluminum or aluminum alloy. As the aluminum plate, 1000 series aluminum specified in JIS H 4000:2014 can be suitably used from the viewpoint of thermal conductivity and workability. More specifically, aluminum with alloy numbers 1050, 1070, and 1200 is preferably used as the aluminum plate.
However, as the aluminum plate, a 2000 series to 9000 series aluminum alloy may be used as appropriate.

アルミニウム板の板厚は、フィン材の用途や仕様などに応じて適宜決定すればよい。具体的には、アルミニウム板の板厚は、フィンへの加工性、フィンの強度、熱伝導性などを適切に確保する観点から、0.08mm以上0.3mm以下とするのが好ましい。アルミニウム板の板厚が0.08mm以上であれば、一般的なフィン材に求められる程度の強度を確保することができる。一方、アルミニウム板の板厚が0.3mm以下であれば、フィンへの加工性を確保することができる。 The thickness of the aluminum plate may be appropriately determined depending on the use and specifications of the fin material. Specifically, the thickness of the aluminum plate is preferably 0.08 mm or more and 0.3 mm or less from the viewpoint of ensuring appropriate workability into fins, fin strength, thermal conductivity, etc. If the thickness of the aluminum plate is 0.08 mm or more, it is possible to secure the strength required for a general fin material. On the other hand, if the thickness of the aluminum plate is 0.3 mm or less, workability into fins can be ensured.

[疎水性皮膜層]
疎水性皮膜層は、フィン材の疎水性を高め、防汚性を発揮させるための層である。また、疎水性皮膜層は、水分(結露水など)、酸素、塩化物イオンをはじめとするイオン種などのアルミニウム板側への浸入を予防し、アルミニウム板の腐食や臭気を発生するアルミ酸化物の生成などを抑制するという役割を果たす層である。
そして、疎水性皮膜層は、アクリル樹脂とPTFE粒子とを含む。
[Hydrophobic film layer]
The hydrophobic film layer is a layer for increasing the hydrophobicity of the fin material and exhibiting antifouling properties. In addition, the hydrophobic film layer prevents moisture (such as condensed water), oxygen, and ionic species such as chloride ions from entering the aluminum plate, and prevents aluminum oxide from corroding the aluminum plate and causing odor. This layer plays the role of suppressing the production of.
The hydrophobic film layer includes an acrylic resin and PTFE particles.

(疎水性皮膜層:アクリル樹脂)
疎水性皮膜層に含まれるアクリル樹脂とは、アクリル酸・メタクリル酸、および、これらの誘導体を重合させたものである。
疎水性皮膜層は、後記するPTFE粒子を除くと主にアクリル樹脂によって構成される。そして、疎水性皮膜層におけるアクリル樹脂の含有量は、例えば、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましい。
(Hydrophobic film layer: acrylic resin)
The acrylic resin contained in the hydrophobic film layer is one obtained by polymerizing acrylic acid, methacrylic acid, and derivatives thereof.
The hydrophobic film layer is mainly composed of acrylic resin except for PTFE particles described later. The content of the acrylic resin in the hydrophobic film layer is, for example, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more.

(疎水性皮膜層:PTFE粒子)
疎水性皮膜層に含まれるPTFE粒子(polytetrafluoroethylene粒子)とは、テトラフルオロエチレンの重合体の樹脂からなる粒子である。
そして、このPTFE粒子は、少なくとも一部が後記する親水性皮膜層の表面から突出するような状態となっている。
(Hydrophobic film layer: PTFE particles)
The PTFE particles (polytetrafluoroethylene particles) contained in the hydrophobic film layer are particles made of a tetrafluoroethylene polymer resin.
At least a portion of these PTFE particles protrudes from the surface of the hydrophilic film layer, which will be described later.

(疎水性皮膜層:PTFE粒子の突出状態)
図1Cに示すように、PTFE粒子3aの少なくとも一部が親水性皮膜層4の表面から突出するような状態となっていることによって、この突出部分がフィン材10に対する塵埃の付着を防止し、優れた防汚性を発揮することができる。
なお、図1Dに示すように、親水性皮膜層4の表面だけでなく潤滑性皮膜層5の表面からもPTFE粒子3aが突出するような状態となっていてもよいが、フィン(熱交換器)として使用される際には、潤滑性皮膜層5は除去されている。よって、少なくとも親水性皮膜層4の表面からPTFE粒子3aが突出している状態となっていれば、優れた防汚性は十分に確保される。
(Hydrophobic film layer: protruding state of PTFE particles)
As shown in FIG. 1C, at least a portion of the PTFE particles 3a protrudes from the surface of the hydrophilic film layer 4, so that this protruding portion prevents dust from adhering to the fin material 10, It can exhibit excellent stain resistance.
As shown in FIG. 1D, the PTFE particles 3a may protrude not only from the surface of the hydrophilic film layer 4 but also from the surface of the lubricating film layer 5. ), the lubricating film layer 5 is removed. Therefore, as long as the PTFE particles 3a protrude from at least the surface of the hydrophilic film layer 4, excellent antifouling properties can be sufficiently ensured.

(疎水性皮膜層:PTFE粒子の突出面積の割合)
親水性皮膜層から突出しているPTFE粒子の突出面積の比率(親水性皮膜層表面の上面視においてPTFE粒子が突出している部分の面積の比率)、より具体的には、「PTFE粒子の突出面積/親水性皮膜層の表面の面積×100」は、0.1%以上が好ましく、0.3%以上、0.8%以上、1.0%以上、1.2%以上がより好ましい。PTFE粒子の突出面積の比率が所定値以上であることによって、防汚性を向上させることができる。
また、PTFE粒子の突出面積の比率は、30.0%以下が好ましく、29.0%以下、25.0%以下、20.0%以下、15.0%以下、14.0%以下がより好ましい。PTFE粒子の突出面積の比率が所定値以下であることによって、親水性の低下を回避することができる。
なお、PTFE粒子の突出面積は、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて測定することができる。そして、PTFE粒子の突出面積の割合は、その突出面積と、測定対象とした親水性皮膜層の全面積に基づいて算出することができる。
(Hydrophobic film layer: ratio of protruding area of PTFE particles)
The ratio of the protruding area of the PTFE particles protruding from the hydrophilic film layer (the ratio of the area of the part where the PTFE particles protrude when viewed from above on the surface of the hydrophilic film layer), more specifically, the "protruding area of PTFE particles" /surface area of the hydrophilic film layer x 100'' is preferably 0.1% or more, more preferably 0.3% or more, 0.8% or more, 1.0% or more, or 1.2% or more. When the ratio of the protruding area of the PTFE particles is at least a predetermined value, antifouling properties can be improved.
Further, the ratio of the protruding area of the PTFE particles is preferably 30.0% or less, more preferably 29.0% or less, 25.0% or less, 20.0% or less, 15.0% or less, and 14.0% or less. preferable. By setting the ratio of the protruding area of the PTFE particles to a predetermined value or less, a decrease in hydrophilicity can be avoided.
Note that the protruding area of the PTFE particles can be measured using a scanning electron microscope (SEM). Then, the ratio of the protruding area of the PTFE particles can be calculated based on the protruding area and the total area of the hydrophilic film layer that is the measurement target.

(疎水性皮膜層:PTFE粒子の含有量)
疎水性皮膜層におけるPTFE粒子の含有量は、0.05質量%以上が好ましく、0.10質量%以上、0.25質量%以上、0.30質量%以上がより好ましい。PTFE粒子の含有量が所定値以上であることによって、優れた防汚性を発揮することができる。
また、疎水性皮膜層におけるPTFE粒子の含有量は、10.00質量%以下が好ましく、8.00質量%以下、6.00質量%以下、4.00質量%以下、2.50質量%以下、1.50質量%以下が好ましい。PTFE粒子の含有量が所定値を超えると、PTFE粒子に基づく疎水性が向上し過ぎてしまい、親水性が低下してしまうおそれがある。
(Hydrophobic film layer: PTFE particle content)
The content of PTFE particles in the hydrophobic film layer is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.10% by mass or more, 0.25% by mass or more, and more preferably 0.30% by mass or more. When the content of PTFE particles is at least a predetermined value, excellent antifouling properties can be exhibited.
Further, the content of PTFE particles in the hydrophobic film layer is preferably 10.00% by mass or less, 8.00% by mass or less, 6.00% by mass or less, 4.00% by mass or less, 2.50% by mass or less , preferably 1.50% by mass or less. If the content of PTFE particles exceeds a predetermined value, the hydrophobicity based on the PTFE particles may be improved too much, and the hydrophilicity may be reduced.

PTFE粒子の平均粒子径(粒子径は面積円相当径)は、特に限定されないものの、例えば、0.1μm以上5μm以下であるのが好ましく、0.5μm以上3μm以下であるのがより好ましい。
なお、PTFE粒子の粒子径は、走査電子顕微鏡(SEM)や電子線マイクロアナライザ(EPMA)によって測定することができる。
Although the average particle diameter (particle diameter is a diameter equivalent to an area circle) of the PTFE particles is not particularly limited, it is, for example, preferably 0.1 μm or more and 5 μm or less, and more preferably 0.5 μm or more and 3 μm or less.
Note that the particle diameter of the PTFE particles can be measured using a scanning electron microscope (SEM) or an electron beam microanalyzer (EPMA).

(疎水性皮膜層:皮膜量)
疎水性皮膜層の皮膜量は、0.05mg/dm以上が好ましく、0.08mg/dm以上、0.10mg/dm以上がより好ましい。疎水性皮膜層の皮膜量が所定値以上であることによって、より優れた防汚性を発揮することができる。
また、疎水性皮膜層の皮膜量は、8.00mg/dm以下が好ましく、6.00mg/dm以下、5.00mg/dm以下がより好ましい。疎水性皮膜層の皮膜量が所定値を超えると、親水性が低下するおそれがあり、高いレベルの親水性を確保できなくなる可能性がある。
なお、疎水性皮膜層の大半が前記したアクリル樹脂とPTFE粒子で構成されることから、疎水性皮膜層の皮膜量とは、アクリル樹脂とPTFE粒子の形成量と言い換えることもできる。
(Hydrophobic film layer: film amount)
The coating amount of the hydrophobic coating layer is preferably 0.05 mg/dm 2 or more, more preferably 0.08 mg/dm 2 or more, and more preferably 0.10 mg/dm 2 or more. When the amount of the hydrophobic film layer is at least a predetermined value, more excellent antifouling properties can be exhibited.
Further, the coating amount of the hydrophobic coating layer is preferably 8.00 mg/dm 2 or less, more preferably 6.00 mg/dm 2 or less, and more preferably 5.00 mg/dm 2 or less. If the amount of the hydrophobic coating layer exceeds a predetermined value, the hydrophilicity may decrease, and a high level of hydrophilicity may not be ensured.
Note that since most of the hydrophobic film layer is composed of the above-mentioned acrylic resin and PTFE particles, the amount of the hydrophobic film layer can also be translated as the amount of the acrylic resin and PTFE particles formed.

疎水性皮膜層の皮膜量は、疎水性皮膜層の成膜に用いる塗料組成物の濃度や、成膜に用いるバーコーターNo.の選択などによって調整することができる。また、疎水性皮膜層の皮膜量は、蛍光X線、赤外膜厚計、皮膜剥離による質量測定などで測定することが可能である。
なお、後記する親水性皮膜層および潤滑性皮膜層の皮膜量の調整方法、ならびに、測定方法は、前記した疎水性皮膜層と同様である。
The amount of the hydrophobic film layer depends on the concentration of the coating composition used for forming the hydrophobic film layer and the bar coater No. used for film formation. It can be adjusted by selecting. Further, the amount of the hydrophobic film layer can be measured by fluorescent X-rays, infrared film thickness meter, mass measurement by peeling the film, or the like.
The method for adjusting and measuring the amount of the hydrophilic film layer and the lubricating film layer, which will be described later, is the same as that for the hydrophobic film layer described above.

[親水性皮膜層]
親水性皮膜層は、フィン材の親水性を高めるための層である。親水性皮膜層が設けられることによって、フィン材の表面に付着する結露水の接触角が小さくなり、熱交換器の熱交換効率が悪化し難くなる。また、親水性が高められることによって、フィン材の表面に付着した結露水の流動性も高くなる。よって、フィン材の表面に汚染物質が付着したとしても、結露水によって容易に洗い落とされるようになり、汚染物質の除去性も向上する。
そして、親水性皮膜層は、アクリル樹脂を含むのが好ましい。
[Hydrophilic film layer]
The hydrophilic film layer is a layer for increasing the hydrophilicity of the fin material. By providing the hydrophilic film layer, the contact angle of dew condensation water adhering to the surface of the fin material becomes small, making it difficult for the heat exchange efficiency of the heat exchanger to deteriorate. In addition, by increasing the hydrophilicity, the fluidity of condensed water adhering to the surface of the fin material also increases. Therefore, even if a contaminant adheres to the surface of the fin material, it can be easily washed off by the dew condensation water, and the removability of the contaminant is also improved.
The hydrophilic film layer preferably contains an acrylic resin.

(親水性皮膜層:アクリル樹脂)
親水性皮膜層に含まれるアクリル樹脂とは、疎水性皮膜層のアクリル樹脂と同様、アクリル酸・メタクリル酸、および、これらの誘導体を重合させたものである。
親水性皮膜層は、主にアクリル樹脂によって構成される。そして、親水性皮膜層におけるアクリル樹脂の含有量は、例えば、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましい。
(Hydrophilic film layer: acrylic resin)
The acrylic resin contained in the hydrophilic film layer is a polymer of acrylic acid, methacrylic acid, and derivatives thereof, similar to the acrylic resin in the hydrophobic film layer.
The hydrophilic film layer is mainly composed of acrylic resin. The content of the acrylic resin in the hydrophilic film layer is, for example, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more.

(親水性皮膜層:皮膜量)
親水性皮膜層の皮膜量は、0.5mg/dm以上が好ましく、1mg/dm以上、2mg/dm以上、3mg/dm以上がより好ましい。親水性皮膜層の皮膜量が所定値以上であることによって、良好な親水性を確保することができる。
また、親水性皮膜層の皮膜量は、10mg/dm以下が好ましく、8mg/dm以下、6mg/dm以下がより好ましい。親水性皮膜層の皮膜量が所定値以下であることによって、成膜性が良く、割れなどの欠陥が低減されるとともに、伝熱抵抗が低く抑えられるのでフィンの熱交換効率が損なわれ難い。
なお、親水性皮膜層の大半がアクリル樹脂で構成されることから、親水性皮膜層の皮膜量とは、アクリル樹脂の皮膜量(形成量)と言い換えることもできる。
(Hydrophilic film layer: film amount)
The coating amount of the hydrophilic coating layer is preferably 0.5 mg/dm 2 or more, more preferably 1 mg/dm 2 or more, 2 mg/dm 2 or more, or 3 mg/dm 2 or more. When the coating amount of the hydrophilic coating layer is at least a predetermined value, good hydrophilicity can be ensured.
Further, the coating amount of the hydrophilic coating layer is preferably 10 mg/dm 2 or less, more preferably 8 mg/dm 2 or less, and more preferably 6 mg/dm 2 or less. When the amount of the hydrophilic film layer is less than or equal to a predetermined value, film formability is good, defects such as cracks are reduced, and heat transfer resistance is kept low, so that the heat exchange efficiency of the fins is not easily impaired.
Note that, since most of the hydrophilic film layer is composed of acrylic resin, the amount of the hydrophilic film layer can also be referred to as the amount of film (formation amount) of the acrylic resin.

[潤滑性皮膜層]
潤滑性皮膜層は、フィン材の表面の潤滑性を高めるための層である。潤滑性皮膜層が設けられることによって、フィン材の表面の摩擦係数が低減され、フィン材をフィンに加工するときのプレス成形性などが向上する。
[Lubricating film layer]
The lubricating film layer is a layer for increasing the lubricity of the surface of the fin material. By providing the lubricating film layer, the coefficient of friction on the surface of the fin material is reduced, and press formability when processing the fin material into fins is improved.

潤滑性皮膜層は、ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩からなる群より選択される1種以上を含む樹脂組成物からなる。ただし、潤滑性皮膜層に用いる樹脂としては、これらに限定されるものではない。カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩などが挙げられる。これらの樹脂は、他の単量体との共重合などにより、ウレタン変性、アルキル変性などの公知の改質が施されていてもよい。これらの中でも特に好ましい樹脂は、ポリエチレングリコールとカルボキシメチルセルロースナトリウムとの混成の樹脂である。ポリエチレングリコールとカルボキシメチルセルロースナトリウムとの質量比は、5:5から9:1の範囲とすることが好ましい。このような組成の樹脂によると、成膜性や潤滑性が一層良好となる。 The lubricating film layer is made of a resin composition containing one or more selected from the group consisting of polyethylene glycol, carboxymethyl cellulose, and alkali metal salts of carboxymethyl cellulose. However, the resin used for the lubricating film layer is not limited to these. Examples of the alkali metal salts of carboxymethylcellulose include sodium salts, potassium salts, calcium salts, and the like. These resins may be subjected to known modifications such as urethane modification and alkyl modification by copolymerization with other monomers. Among these, a particularly preferred resin is a hybrid resin of polyethylene glycol and carboxymethyl cellulose sodium. The mass ratio of polyethylene glycol to sodium carboxymethyl cellulose is preferably in the range of 5:5 to 9:1. A resin having such a composition provides even better film-forming properties and lubricity.

(潤滑性皮膜層:皮膜量)
潤滑性皮膜層の皮膜量は、0.1mg/dm以上が好ましく、0.3mg/dm以上、0.5mg/dm以上、0.8mg/dm以上が好ましい。潤滑性皮膜層の皮膜量が所定値以上であることによって、良好な潤滑性が得られる。
また、潤滑性皮膜層の皮膜量は、5mg/dm以下が好ましく、3mg/dm以下、2mg/dm以下、1.5mg/dm以下が好ましい。潤滑性皮膜層の皮膜量が所定値以下であることによって、伝熱抵抗を低く抑えることができる。
(Lubricating film layer: film amount)
The coating amount of the lubricating coating layer is preferably 0.1 mg/dm 2 or more, preferably 0.3 mg/dm 2 or more, 0.5 mg/dm 2 or more, or 0.8 mg/dm 2 or more. Good lubricity can be obtained when the amount of the lubricating film layer is at least a predetermined value.
Further, the coating amount of the lubricating coating layer is preferably 5 mg/dm 2 or less, preferably 3 mg/dm 2 or less, 2 mg/dm 2 or less, or 1.5 mg/dm 2 or less. By setting the film amount of the lubricating film layer to a predetermined value or less, heat transfer resistance can be kept low.

[下地処理層]
下地処理層は、無機酸化物または無機-有機複合化合物からなる。アルミニウム板上に下地処理層が設けられることによって、アルミニウム板の耐食性が高められる。また、アルミニウム板と外側に配される皮膜層との密着性が良くなる。
[Surface treatment layer]
The base treatment layer is made of an inorganic oxide or an inorganic-organic composite compound. By providing the base treatment layer on the aluminum plate, the corrosion resistance of the aluminum plate is enhanced. Furthermore, the adhesion between the aluminum plate and the outer coating layer is improved.

無機酸化物としては、主成分としてクロム(Cr)またはジルコニウム(Zr)を含むものが好ましい。このような無機酸化物の具体例としては、リン酸クロメート処理、リン酸ジルコニウム処理、クロム酸クロメート処理、リン酸亜鉛処理、リン酸チタン酸処理などによって形成されるものが挙げられる。ただし、無機酸化物の種類は、これらの処理で形成されるものに限定されない。 The inorganic oxide preferably contains chromium (Cr) or zirconium (Zr) as a main component. Specific examples of such inorganic oxides include those formed by chromate phosphate treatment, zirconium phosphate treatment, chromate chromate treatment, zinc phosphate treatment, titanate phosphate treatment, and the like. However, the type of inorganic oxide is not limited to those formed by these treatments.

無機-有機複合化合物としては、例えば、塗布型クロメート処理や、塗布型ジルコニウム処理などによって形成されるものが挙げられる。このような無機-有機複合化合物の具体例としては、例えば、アクリル-ジルコニウム複合体などが挙げられる。 Examples of the inorganic-organic composite compound include those formed by coating-type chromate treatment, coating-type zirconium treatment, and the like. Specific examples of such inorganic-organic composite compounds include, for example, acrylic-zirconium composites.

下地処理層の付着量(CrやZrなどの金属元素の質量に換算した付着量)は、1mg/m以上が好ましく、5mg/m以上がより好ましい。下地処理層の付着量が所定値以上であることによって、良好な耐食性を発揮することができる。また、下地処理層の付着量は、100mg/m以下が好ましく、80mg/m以下がより好ましい。
なお、下地処理層の厚さは、フィン材の用途などに応じて適宜の厚さにしてよいが、1nm以上100nm以下とすることが好ましい。
The amount of adhesion of the base treatment layer (the amount of adhesion converted to the mass of metal elements such as Cr and Zr) is preferably 1 mg/m 2 or more, more preferably 5 mg/m 2 or more. When the amount of the base treatment layer is equal to or greater than a predetermined value, good corrosion resistance can be exhibited. Moreover, the amount of adhesion of the base treatment layer is preferably 100 mg/m 2 or less, more preferably 80 mg/m 2 or less.
The thickness of the base treatment layer may be set as appropriate depending on the use of the fin material, but it is preferably 1 nm or more and 100 nm or less.

下地処理層の付着量は、下地処理層の成膜に用いる化成処理液の濃度や、成膜処理時間を調節することによって調整することができる。また、下地処理層の付着量や厚さは、蛍光X線、赤外膜厚計、溶出による質量測定などで測定することが可能である。 The adhesion amount of the base treatment layer can be adjusted by adjusting the concentration of the chemical conversion treatment liquid used for forming the base treatment layer and the film formation time. Further, the adhesion amount and thickness of the base treatment layer can be measured using fluorescent X-rays, an infrared film thickness meter, mass measurement by elution, and the like.

[熱交換器]
本実施形態に係る熱交換器は、前記したフィン材からなるフィンを備える。そして、本実施形態に係る熱交換器は、例えば、ルームエアコン、パッケージエアコン、冷凍ショーケース、冷蔵庫、オイルクーラ、ラジエータなどに適用することができる。
なお、本実施形態に係る熱交換器のフィン以外の構成は、前記の各製品に対応した構成であって、従来公知の熱交換器と同様の構成であればよい。
[Heat exchanger]
The heat exchanger according to this embodiment includes fins made of the fin material described above. The heat exchanger according to this embodiment can be applied to, for example, a room air conditioner, a package air conditioner, a freezer showcase, a refrigerator, an oil cooler, a radiator, and the like.
Note that the configuration of the heat exchanger according to the present embodiment other than the fins may be a configuration corresponding to each of the above-mentioned products and the same configuration as a conventionally known heat exchanger.

[アルミニウムフィン材の製造方法]
次に、本実施形態に係るアルミニウムフィン材の製造方法について説明する。
本実施形態に係るアルミニウムフィン材の製造方法は、基板製造工程と、皮膜層形成工程と、を含む。
[Method for manufacturing aluminum fin material]
Next, a method for manufacturing an aluminum fin material according to this embodiment will be described.
The method for manufacturing an aluminum fin material according to this embodiment includes a substrate manufacturing process and a film layer forming process.

(基板製造工程)
基板製造工程では、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム板を製造する。例えば、地金を溶解し、溶湯を任意形状に凝固させて、Alなどの化学成分を所定量含有する鋳塊を得る。そして、鋳塊を必要に応じて面削し、熱間圧延や冷間圧延を施すことによってアルミニウム板を得る。なお、アルミニウム板を製造するにあたっては、鋳塊に均質化熱処理を施してもよいし、圧延時に中間焼鈍を行ってもよい。また、圧延された板材に、溶体化熱処理、調質などを施してもよい。
(Substrate manufacturing process)
In the substrate manufacturing process, an aluminum plate made of aluminum or an aluminum alloy is manufactured. For example, a base metal is melted and the molten metal is solidified into an arbitrary shape to obtain an ingot containing a predetermined amount of chemical components such as Al. Then, an aluminum plate is obtained by subjecting the ingot to face cutting as necessary and subjecting it to hot rolling or cold rolling. In addition, in manufacturing an aluminum plate, the ingot may be subjected to homogenization heat treatment, or intermediate annealing may be performed during rolling. Further, the rolled plate material may be subjected to solution heat treatment, thermal refining, etc.

(皮膜層形成工程)
皮膜層形成工程では、アルミニウム板の表面に皮膜層を形成する。詳細には、アルミニウム板の表面に必要に応じて洗浄や脱脂を施した後、清浄なアルミニウム板の表面に、下地処理層、疎水性皮膜層、親水性皮膜層、潤滑性皮膜層などの各皮膜層を順に成膜する。
なお、図1A~1Dは、皮膜層形成工程の流れを示しており、図1Aは、アルミニウム板1の表面に下地処理層2を形成した状態、図1Bは、下地処理層2の表面に疎水性皮膜層3を形成した状態、図1Cは、疎水性皮膜層3の表面に親水性皮膜層4を形成した状態、図1Dは、親水性皮膜層4の表面に潤滑性皮膜層5を形成した状態である。
(Film layer formation process)
In the film layer forming step, a film layer is formed on the surface of the aluminum plate. In detail, after cleaning and degreasing the surface of the aluminum plate as necessary, various layers such as a base treatment layer, a hydrophobic film layer, a hydrophilic film layer, and a lubricating film layer are applied to the surface of the clean aluminum plate. The film layers are deposited in sequence.
Note that FIGS. 1A to 1D show the flow of the film layer forming process, and FIG. 1A shows a state in which a base treatment layer 2 is formed on the surface of an aluminum plate 1, and FIG. 1B shows a state in which a hydrophobic layer is formed on the surface of the base treatment layer 2. FIG. 1C shows a state in which a hydrophilic film layer 4 is formed on the surface of the hydrophobic film layer 3, and FIG. 1D shows a state in which a lubricating film layer 5 is formed on the surface of the hydrophilic film layer 4. The situation is as follows.

そして、図1Bから図1Cの工程は、親水性皮膜層4を形成する工程を示しているが、この工程において、ポリテトラフルオロエチレン粒子3aの少なくとも一部が親水性皮膜層4の表面から突出した状態とすることとなる。
ここで、「ポリテトラフルオロエチレン粒子3aの少なくとも一部が親水性皮膜層4の表面から突出した状態とする」態様としては、図1Cに示す状態となるように親水性皮膜層4の形成量を事前に調整して塗料組成物を塗布する態様だけでなく、親水性皮膜層4を形成した後に事後的に図1Cに示す状態とする態様も挙げられる。つまり、この親水性皮膜層4を形成する工程では、最終的に、図1Cに示すような状態(ポリテトラフルオロエチレン粒子3aの少なくとも一部が親水性皮膜層4の表面から突出した状態)となっていればよい。
The steps from FIG. 1B to FIG. 1C show the step of forming the hydrophilic film layer 4, and in this step, at least a part of the polytetrafluoroethylene particles 3a protrude from the surface of the hydrophilic film layer 4. The situation will be as follows.
Here, as an embodiment in which "at least a portion of the polytetrafluoroethylene particles 3a protrudes from the surface of the hydrophilic film layer 4", the amount of the hydrophilic film layer 4 formed is such that the state shown in FIG. 1C is achieved. In addition to an embodiment in which the coating composition is applied after adjusting the coating composition in advance, there is also an embodiment in which the state shown in FIG. 1C is obtained after the formation of the hydrophilic film layer 4. That is, in the step of forming this hydrophilic film layer 4, the final state is as shown in FIG. It is fine as long as it is.

下地処理層は、化成処理液をスプレーなどで塗布したり、化成処理液にアルミニウム板を浸漬させたりした後、加熱乾燥させることによって形成することができる。
また、疎水性皮膜層、親水性皮膜層、潤滑性皮膜層は、各皮膜層用の樹脂等を溶媒に分散させて塗料組成物を得た後、その塗料組成物を、バーコーター、ロールコーターなどの塗布装置を用いて塗布し、焼付けを行うことにより成膜することができる。なお、前記した構成のアルミニウムフィン材を製造するため、疎水性皮膜層用の塗料組成物にはPTFE粒子を含有させる一方、親水性皮膜層用の塗料組成物にはPTFE粒子を含有させない。
そして、各皮膜層の塗装焼付け温度は、通常、100℃以上300℃以下の範囲で行えばよいが、疎水性皮膜層用の塗料組成物にはPTFE粒子を配合させていることから、PTFE粒子が分解しない塗装焼付け温度(例えば、100℃以上280℃以下)が好ましい。
The base treatment layer can be formed by applying a chemical conversion treatment liquid by spraying or the like, or by immersing an aluminum plate in the chemical conversion treatment liquid and then heating and drying it.
In addition, for the hydrophobic film layer, hydrophilic film layer, and lubricating film layer, the resin etc. for each film layer are dispersed in a solvent to obtain a coating composition, and then the coating composition is applied to a bar coater, a roll coater, etc. The film can be formed by coating using a coating device such as the following and baking. In order to manufacture the aluminum fin material having the above-mentioned structure, the coating composition for the hydrophobic film layer contains PTFE particles, while the coating composition for the hydrophilic film layer does not contain PTFE particles.
The coating baking temperature for each film layer should normally be in the range of 100°C or more and 300°C or less, but since the coating composition for the hydrophobic film layer contains PTFE particles, the PTFE particles It is preferable to set the coating baking temperature at which the paint does not decompose (for example, 100° C. or higher and 280° C. or lower).

なお、皮膜層形成工程において使用する各皮膜を形成するための塗料組成物は、それぞれ前記した樹脂や粒子等のみに限られず、塗装性や作業性や塗膜物性等を考慮し、各種の水系溶媒や塗料添加物を添加してもよく、例えば、水溶性有機溶剤、架橋剤、界面活性剤、表面調整剤、湿潤分散剤、沈降防止剤、酸化防止剤、消泡剤、防錆剤、抗菌剤、防カビ剤等の各種の溶剤や添加剤を、単独でまたは複合して配合してもよい。
以上の工程を経ることにより、本実施形態に係るアルミニウムフィン材を製造することが可能である。
The coating composition for forming each film used in the film layer forming process is not limited to the above-mentioned resins and particles, but also various water-based paint compositions, taking into consideration paintability, workability, physical properties of the film, etc. Solvents and paint additives may be added, such as water-soluble organic solvents, crosslinking agents, surfactants, surface conditioners, wetting and dispersing agents, antisettling agents, antioxidants, antifoaming agents, rust inhibitors, Various solvents and additives such as antibacterial agents and antifungal agents may be added alone or in combination.
Through the above steps, it is possible to manufacture the aluminum fin material according to this embodiment.

次に、本発明に係るアルミニウムフィン材について、本発明の要件を満たす実施例と本発明の要件を満たさない比較例とを比較して具体的に説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。 Next, the aluminum fin material according to the present invention will be specifically described by comparing examples that meet the requirements of the present invention and comparative examples that do not meet the requirements of the present invention. Note that the present invention is not limited to this example.

[試験材の作製]
アルミニウム板として、JIS H 4000:2014に規定されている合金番号1070の規格であって、厚さが0.1mmのアルミニウム板を使用した。このアルミニウム板の表面にリン酸クロメート処理を施して、下地処理層を形成した。なお、下地処理層の付着量は30mg/mであった。
そして、下地処理層の表面に疎水性皮膜層、親水性皮膜層、潤滑性皮膜層を、この順に形成させた。
[Preparation of test material]
As the aluminum plate, an aluminum plate having alloy number 1070 specified in JIS H 4000:2014 and having a thickness of 0.1 mm was used. The surface of this aluminum plate was subjected to phosphoric acid chromate treatment to form a base treatment layer. In addition, the amount of adhesion of the base treatment layer was 30 mg/m 2 .
Then, a hydrophobic film layer, a hydrophilic film layer, and a lubricating film layer were formed in this order on the surface of the base treatment layer.

疎水性皮膜層は、塗料組成物を下地処理層の表面にバーコーターで塗布し、250℃以下で焼き付けることによって、皮膜量が1mg/dmの層を形成させた。
なお、試験材No.1~3、5~7の塗料組成物としては、溶媒に対して、アクリル樹脂と、層形成後の含有量が表に示す値となるように各フッ素樹脂粒子(平均粒子径:約0.1~1.0μm)と、を混合させたものを使用した。一方、試験材No.4、8の塗料組成物は、試験材No.1~3、5~7の塗料組成物と比較すると、フッ素樹脂粒子を含有させていない点のみ異なっていた。
The hydrophobic film layer was formed by coating the coating composition on the surface of the base treatment layer with a bar coater and baking it at 250° C. or lower to form a layer having a film amount of 1 mg/dm 2 .
In addition, test material No. For the coating compositions 1 to 3 and 5 to 7, the acrylic resin and each fluororesin particle (average particle diameter: about 0.05 mm) were added to the solvent so that the content after layer formation would be the value shown in the table. 1 to 1.0 μm) was used. On the other hand, test material No. The coating compositions Nos. 4 and 8 were tested as test material No. When compared with coating compositions 1 to 3 and 5 to 7, the only difference was that they did not contain fluororesin particles.

親水性皮膜層は、塗料組成物を疎水性皮膜層の表面にバーコーターで塗布し、250℃で焼き付けることによって、皮膜量が4mg/dmの層を形成させた。
なお、試験材No.1~7の塗料組成物としては、溶媒に対して、アクリル樹脂を混合させたものを使用した。一方、試験材No.8の塗料組成物は、試験材No.1~7の塗料組成物と比較すると、層形成後の含有量が0.35wt%となるようにPTFE粒子(平均粒子径:約0.1~1.0μm)を含有させた点のみ異なっていた。
The hydrophilic film layer was formed by coating the coating composition on the surface of the hydrophobic film layer with a bar coater and baking it at 250°C to form a layer with a film weight of 4 mg/dm 2 .
In addition, test material No. The coating compositions Nos. 1 to 7 were prepared by mixing an acrylic resin with a solvent. On the other hand, test material No. The coating composition of No. 8 was the test material No. 8. Compared to coating compositions 1 to 7, the only difference is that PTFE particles (average particle diameter: about 0.1 to 1.0 μm) were included so that the content after layer formation was 0.35 wt%. Ta.

潤滑性皮膜層は、塗料組成物を親水性皮膜層の表面にバーコーターで塗布し、250℃で焼き付けることによって、皮膜量が1mg/dmの層を形成させた。
なお、試験材No.1~8の塗料組成物としては、溶媒に対して、ポリエチレングリコールを含有する樹脂を混合させたものを使用した。
The lubricating film layer was formed by coating the coating composition on the surface of the hydrophilic film layer with a bar coater and baking it at 250°C to form a layer with a film weight of 1 mg/dm 2 .
In addition, test material No. Coating compositions Nos. 1 to 8 were prepared by mixing a resin containing polyethylene glycol with a solvent.

次に、作製した試験材について、以下の測定を実施した。
[突出面積の比率の測定]
走査電子顕微鏡(SEM)で図2に示すような試験材の表面の画像を取得し、この画像に基づいて、フッ素樹脂粒子の突出面積を求めた。そして、「画像におけるフッ素樹脂粒子の突出面積/画像全体の面積×100」によって、親水性皮膜層から突出しているフッ素樹脂粒子の突出面積の比率を算出した。
ここで、試験材は潤滑性皮膜層を備えることから、厳密には、潤滑性皮膜層から突出しているフッ素樹脂粒子の突出面積の比率を算出している。しかしながら、潤滑性皮膜層は極めて薄いため、潤滑性皮膜層から突出しているフッ素樹脂粒子の突出面積の比率と、親水性皮膜層から突出しているフッ素樹脂粒子の突出面積の比率とは、略同じ値となる。
なお、試験材No.8は、そもそも疎水性皮膜層にフッ素樹脂粒子を含有させなかったことから、突出面積の比率の測定を実施しなかった。
Next, the following measurements were performed on the prepared test material.
[Measurement of protruding area ratio]
An image of the surface of the test material as shown in FIG. 2 was obtained using a scanning electron microscope (SEM), and the protruding area of the fluororesin particles was determined based on this image. Then, the ratio of the protruding area of the fluororesin particles protruding from the hydrophilic film layer was calculated by "protruding area of the fluororesin particles in the image/area of the entire image x 100".
Here, since the test material includes a lubricating film layer, strictly speaking, the ratio of the protruding area of the fluororesin particles protruding from the lubricating film layer is calculated. However, since the lubricating film layer is extremely thin, the ratio of the protruding area of the fluororesin particles protruding from the lubricating film layer and the ratio of the protruding area of the fluororesin particles protruding from the hydrophilic film layer are approximately the same. value.
In addition, test material No. In Sample No. 8, since the hydrophobic film layer did not contain fluororesin particles in the first place, the protrusion area ratio was not measured.

次に、作製した試験材について、以下の評価を実施した。
[親水性評価]
作製した試験材について、流量0.1L/分の水道水でオーバーフローさせている水槽に8時間浸漬させた後、80℃で16時間乾燥させる操作を1サイクルとし、このサイクルを計14サイクル繰り返した。そして、試験材を室温に戻した後、評価面が上方を向くように水平に設置し、評価面に約0.5μLの純水を滴下し、接触角測定器(協和界面科学社製:CA-05型)を用いて接触角を測定した。
なお、図3に示すように、接触角θとは、試験材Tと水滴Wとのなす角である。
そして、下記の評価基準にしたがって親水性を判定した。
Next, the following evaluations were performed on the prepared test materials.
[Hydrophilicity evaluation]
One cycle of the prepared test material was immersing it in a water tank overflowing with tap water at a flow rate of 0.1 L/min for 8 hours, followed by drying it at 80°C for 16 hours, and this cycle was repeated for a total of 14 cycles. . After returning the test material to room temperature, it was placed horizontally with the evaluation surface facing upward, and about 0.5 μL of pure water was dropped onto the evaluation surface, and a contact angle measuring device (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.: CA -05 type) was used to measure the contact angle.
Note that, as shown in FIG. 3, the contact angle θ is the angle between the test material T and the water droplet W.
Then, hydrophilicity was determined according to the following evaluation criteria.

(親水性:評価基準)
〇 良好 :接触角が40°以下である。
△ 概ね良好 :接触角が40°を超え60°未満である。
× 不良 :接触角が60°以上である。
(Hydrophilicity: evaluation criteria)
〇 Good: Contact angle is 40° or less.
△ Generally good: Contact angle is more than 40° and less than 60°.
× Poor: Contact angle is 60° or more.

[防汚性評価]
作製した試験材の表面に対して、JISZ8901:2006で規定されている試験用粉体11種(関東ローム)、12種(カーボンブラック)のそれぞれを付着させた。
各粉体を試験材の表面に付着させた後、各試験材の表面の画像を撮影し、得られた画像に基づいて、関東ロームとカーボンブラックとの付着量の評価を5段階(5点:付着量が非常に多い、1点:付着量が非常に少ない)で実施した。
そして、防汚性については、カーボンブラックに関する点数と関東ロームに関する点数が、いずれも3点以下のものを良好(〇)と判断し、それ以外のものを不良(×)と判断した。
[Fouling resistance evaluation]
Test powders of 11 types (Kanto loam) and 12 types (carbon black) specified in JIS Z8901:2006 were adhered to the surface of the prepared test material.
After adhering each powder to the surface of the test material, an image of the surface of each test material was taken, and based on the obtained image, the amount of adhesion between Kanto loam and carbon black was evaluated in five stages (5 points). : The amount of adhesion is very large; 1 point: The amount of adhesion is very small).
Regarding antifouling properties, those with a score of 3 or less for both carbon black and Kanto loam were judged to be good (○), and anything else was judged to be poor (x).

表1に作製した試験材の構成、各評価結果を示す。
なお、前記した各皮膜層の皮膜量は、蛍光X線によって測定した値である。また、表1に示したフッ素樹脂粒子の含有量は、各皮膜層用の塗料組成物に用いたアクリル樹脂とフッ素樹脂粒子の添加量から算出した値である。また、使用したフッ素樹脂粒子の粒径は、SEMによって測定した値である。
Table 1 shows the configuration of the test material prepared and the results of each evaluation.
Incidentally, the coating amount of each coating layer described above is a value measured by fluorescent X-rays. Furthermore, the content of fluororesin particles shown in Table 1 is a value calculated from the amounts of the acrylic resin and fluororesin particles added to the coating composition for each film layer. Moreover, the particle size of the fluororesin particles used is a value measured by SEM.

Figure 0007409895000001
Figure 0007409895000001

試験材No.1、5~7については、本発明の規定する要件を満たしていた。よって、試験材No.1、5~7は、「親水性」と「防汚性」との両方について好ましい結果が得られた。その中でも、試験材No.1、5~6は、「親水性」と「防汚性」との両方について非常に好ましい結果が得られた。 Test material No. 1, 5 to 7 met the requirements stipulated by the present invention. Therefore, test material No. Samples 1, 5 to 7 gave favorable results in both "hydrophilicity" and "antifouling property". Among them, test material No. 1, 5 and 6, very favorable results were obtained in both "hydrophilicity" and "antifouling property".

一方、試験材No.2~4、8については、本発明の規定する要件を満たさないことから、親水性および防汚性の少なくとも一方について好ましくない結果が得られた。 On the other hand, test material No. Regarding samples 2 to 4 and 8, unfavorable results were obtained with respect to at least one of hydrophilicity and antifouling property because they did not meet the requirements stipulated by the present invention.

試験材No.2は、疎水性皮膜層に含まれるフッ素樹脂粒子が所定のものでなく、親水性皮膜層からフッ素樹脂粒子が突出しなかったことから、防汚性が不良という結果となった。
試験材No.3は、疎水性皮膜層に含まれるフッ素樹脂粒子が所定のものでなく、親水性皮膜層からフッ素樹脂粒子が突出しなかったことから、防汚性が不良という結果となった。
試験材No.4は、疎水性皮膜層に所定のフッ素樹脂粒子を含んでいなかったことから、防汚性が不良という結果となった。
試験材No.8は、親水性皮膜層に所定のフッ素樹脂粒子を含有していたものの、疎水性皮膜層に所定のフッ素樹脂粒子を含有していなかったことから、言い換えると、表層に近い親水性皮膜層にフッ素樹脂粒子を含有していたことから、親水性が不良という結果となった。
Test material No. Sample No. 2 had poor stain resistance because the fluororesin particles contained in the hydrophobic coating layer were not as specified and the fluororesin particles did not protrude from the hydrophilic coating layer.
Test material No. Sample No. 3 had poor stain resistance because the fluororesin particles contained in the hydrophobic coating layer were not as specified and the fluororesin particles did not protrude from the hydrophilic coating layer.
Test material No. Sample No. 4 had poor antifouling properties because the hydrophobic film layer did not contain the specified fluororesin particles.
Test material No. No. 8 contained the prescribed fluororesin particles in the hydrophilic coating layer, but did not contain the prescribed fluororesin particles in the hydrophobic coating layer. In other words, the hydrophilic coating layer near the surface layer Since it contained fluororesin particles, the result was poor hydrophilicity.

そして、試験材No.1~3の結果を比較すると、以下の技術的事項が推察される。
試験材No.1は、疎水性皮膜層として「アクリル樹脂」と「PTFE粒子」とを含有させたことによって、このPTFE粒子が適度に凝集し、比較的大きなサイズの凝集粒子となったと推察する。その結果、図1に示すような大きなサイズのPTFE粒子3a(凝集粒子)となり、このPTFE粒子3aが親水性皮膜層4および潤滑性皮膜層5の表面から突出する状態(具体的には、図2に示すような状態)となったと推察する。
一方、試験材No.2、3は、疎水性皮膜層として「アクリル樹脂」と「ポリフッ化ビニリデン」または「アクリル樹脂複合化-ポリフッ化ビニリデン」を用いたが、これらのフッ素樹脂粒子は、PTFE粒子と異なり、凝集することなく小さなサイズのままであったと推察する。その結果、試験材No.2、3における各フッ素樹脂粒子は、親水性皮膜層および潤滑性皮膜層から突出することなく、表1に示すように突出面積が0%という結果となったと推察する。
つまり、試験材No.1~3の結果に基づくと、疎水性皮膜層の構成として「アクリル樹脂」と「PTFE粒子」との組み合わせが、本発明の効果(特に、優れた防汚性)を発揮する点において、非常に重要であることが確認できた。
And test material No. Comparing the results of 1 to 3, the following technical points can be inferred.
Test material No. In No. 1, it is presumed that by containing the "acrylic resin" and "PTFE particles" as a hydrophobic film layer, the PTFE particles were moderately aggregated and became aggregated particles of relatively large size. As a result, large-sized PTFE particles 3a (agglomerated particles) as shown in FIG. It is inferred that the situation was as shown in 2).
On the other hand, test material No. 2 and 3 used "acrylic resin" and "polyvinylidene fluoride" or "acrylic resin composite-polyvinylidene fluoride" as the hydrophobic film layer, but these fluororesin particles, unlike PTFE particles, aggregate. It is assumed that the size remained small without any problems. As a result, test material No. It is inferred that each of the fluororesin particles in Examples 2 and 3 did not protrude from the hydrophilic film layer and the lubricating film layer, resulting in a protrusion area of 0% as shown in Table 1.
In other words, test material No. Based on the results of 1 to 3, the combination of "acrylic resin" and "PTFE particles" as the composition of the hydrophobic film layer is extremely effective in exerting the effects of the present invention (especially excellent antifouling properties). was confirmed to be important.

1 アルミニウム板
2 下地処理層
3 疎水性皮膜層
3a ポリテトラフルオロエチレン粒子(PTFE粒子)
3b アクリル樹脂
4 親水性皮膜層
5 潤滑性皮膜層
10 フィン材
1 Aluminum plate 2 Base treatment layer 3 Hydrophobic film layer 3a Polytetrafluoroethylene particles (PTFE particles)
3b Acrylic resin 4 Hydrophilic film layer 5 Lubricating film layer 10 Fin material

Claims (7)

アルミニウム板と、前記アルミニウム板の表面に形成された疎水性皮膜層と、前記疎水性皮膜層の表面に形成された親水性皮膜層と、を備え、
前記疎水性皮膜層は、アクリル樹脂とポリテトラフルオロエチレン粒子とを含み、
前記疎水性皮膜層に含まれる前記ポリテトラフルオロエチレン粒子の少なくとも一部が、前記疎水性皮膜層に存在しつつも前記親水性皮膜層を貫通し、前記親水性皮膜層の表面から突出していることを特徴とするアルミニウムフィン材。
An aluminum plate, a hydrophobic film layer formed on the surface of the aluminum plate, and a hydrophilic film layer formed on the surface of the hydrophobic film layer,
The hydrophobic film layer includes an acrylic resin and polytetrafluoroethylene particles,
At least a portion of the polytetrafluoroethylene particles contained in the hydrophobic film layer penetrate through the hydrophilic film layer and protrude from the surface of the hydrophilic film layer while existing in the hydrophobic film layer. An aluminum fin material characterized by:
前記親水性皮膜層から突出している前記ポリテトラフルオロエチレン粒子の突出面積の比率(=前記突出面積/前記親水性皮膜層の表面の面積×100)は、0.1~30.0%であることを特徴とする請求項1に記載のアルミニウムフィン材。 The ratio of the protruding area of the polytetrafluoroethylene particles protruding from the hydrophilic film layer (=protruding area/surface area of the hydrophilic film layer x 100) is 0.1 to 30.0%. The aluminum fin material according to claim 1, characterized in that: 前記親水性皮膜層は、アクリル樹脂を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアルミニウムフィン材。 The aluminum fin material according to claim 1 or 2, wherein the hydrophilic film layer contains an acrylic resin. 前記親水性皮膜層の表面に形成された潤滑性皮膜層をさらに備え、
前記潤滑性皮膜層は、ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩からなる群より選択される1種以上を含む樹脂組成物からなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアルミニウムフィン材。
Further comprising a lubricating film layer formed on the surface of the hydrophilic film layer,
3. The lubricating film layer is made of a resin composition containing one or more selected from the group consisting of polyethylene glycol, carboxymethylcellulose, and an alkali metal salt of carboxymethylcellulose. Aluminum fin material.
前記アルミニウム板と前記疎水性皮膜層との間に下地処理層をさらに備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアルミニウムフィン材。 The aluminum fin material according to claim 1 or 2, further comprising a base treatment layer between the aluminum plate and the hydrophobic coating layer. 請求項1または請求項2に記載のアルミニウムフィン材からなるフィンを備えることを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger comprising fins made of the aluminum fin material according to claim 1 or 2. アクリル樹脂とポリテトラフルオロエチレン粒子とを含む疎水性皮膜層をアルミニウム板の表面に形成する工程と、
前記疎水性皮膜層の表面に親水性皮膜層を形成する工程と、を含み、
前記親水性皮膜層を形成する工程において、前記ポリテトラフルオロエチレン粒子の少なくとも一部が前記親水性皮膜層の表面から突出した状態とすることを特徴とするアルミニウムフィン材の製造方法。
forming a hydrophobic film layer containing acrylic resin and polytetrafluoroethylene particles on the surface of the aluminum plate;
forming a hydrophilic film layer on the surface of the hydrophobic film layer,
A method for producing an aluminum fin material, characterized in that in the step of forming the hydrophilic film layer, at least a portion of the polytetrafluoroethylene particles protrude from the surface of the hydrophilic film layer.
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