JP7471081B2 - Heat exchanger - Google Patents

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Description

この発明は、金属製の伝熱層に樹脂製の熱融着層が積層されたラミネートシート等のラミネート材を用いて製作される熱交換器およびその外包ラミネート材に関する。 This invention relates to a heat exchanger manufactured using a laminate material such as a laminate sheet in which a resin heat-sealing layer is laminated to a metal heat-transfer layer, and to the outer laminate material of the heat exchanger.

スマートフォンやパーソナルコンピュータ等の電子機器における小型高性能化に伴い、電子機器のCPU回りの発熱対策も重要となり、機種によっては水冷式冷却器やヒートパイプを組み込んで、CPU等の電子部品に対する熱負荷を軽減するとともに、筐体内に熱をこもらせないようにして、熱による悪影響を回避する技術が従来より提案されている。 As electronic devices such as smartphones and personal computers become smaller and more powerful, measures to prevent heat generation around the CPU of the electronic device have become important. Some models incorporate water-cooled coolers and heat pipes to reduce the thermal load on electronic components such as the CPU and prevent heat from building up inside the housing, and technologies have been proposed to avoid the adverse effects of heat.

また電気自動車やハイブリッド車に搭載される電池モジュールは、充電と放電とを繰り返し行うために電池パックの発熱が大きくなる。このため電池モジュールにおいても上記の電子機器と同様に、水冷式冷却器やヒートパイプを組み込んで、熱による悪影響を回避する技術が提案されている。 In addition, the battery modules installed in electric and hybrid vehicles generate a lot of heat in the battery packs due to repeated charging and discharging. For this reason, technology has been proposed to incorporate water-cooled coolers and heat pipes into battery modules, just like the electronic devices mentioned above, to avoid the adverse effects of heat.

さらにシリコンカーバイト(SiC)製等のパワーモジュールも発熱対策として冷却板やヒートシンクを組み付ける等の対策が提案されている。 In addition, measures such as installing cooling plates or heat sinks have been proposed to prevent heat generation in power modules made of silicon carbide (SiC) and other materials.

ところで、上記のスマートフォンやパーソナルコンピュータのような電子機器では筐体が薄く、その薄い筐体内における限られたスペースに多数の電子部品や冷却器が組み込まれるため、冷却器自体も薄型のものが用いられることになる。 However, electronic devices such as the above-mentioned smartphones and personal computers have thin housings, and many electronic components and coolers are installed in the limited space inside the thin housing, so the coolers themselves are also thin.

従来において、小型の電子機器に組み込まれるヒートパイプ等の薄型の冷却器は一般的に、アルミニウム等の伝熱性が高い金属を加工して得られた複数の金属加工部品をろう付けや拡散接合等で接合することにより製作するようにしている(特許文献1~3等)。 Conventionally, thin coolers such as heat pipes incorporated into small electronic devices are generally manufactured by joining multiple metal parts obtained by processing metals with high thermal conductivity such as aluminum by brazing or diffusion bonding (Patent Documents 1 to 3, etc.).

特開2015-59693号公報JP 2015-59693 A 特開2015-141002号公報JP 2015-141002 A 特開2016-189415号公報JP 2016-189415 A

しかしながら、上記従来の小型電子機器用冷却器は、各構成部品が、鋳造や鍛造等の塑性加工や、切削等の除去加工等の金属加工(機械加工)によって製作されているが、このような金属加工は、面倒で制約も厳しいため、薄型化に限界があり、現行以上に薄型化を図ることが困難であるという課題があった。 However, in the conventional small electronic device coolers described above, each component part is manufactured by metal processing (machining), such as plastic processing, such as casting or forging, or removal processing, such as cutting. This type of metal processing is tedious and has strict restrictions, so there is a limit to how thin the device can be made, and there is an issue that it is difficult to make the device thinner than it currently is.

また従来の小型電子機器用冷却器は、各構成部品を接合する際に難易度の高いろう付けや拡散接合等の金属加工(金属間接合)を用いて製作する必要があり、製作が困難であるばかりか、生産効率が低下してコストも増大するという課題があった。 In addition, conventional coolers for small electronic devices require difficult metalworking (metal-to-metal joining) such as brazing or diffusion bonding to join the various components, making them difficult to manufacture and reducing production efficiency and increasing costs.

その上さらに、従来の冷却器は、制約のある金属加工を用いて製作するため、形状や大きさを簡単に変更することができず、設計の自由度に乏しく、汎用性に欠けるという課題も抱えている。 Furthermore, conventional coolers are manufactured using restrictive metal processing techniques, which means that their shape and size cannot be easily altered, resulting in limited freedom in design and a lack of versatility.

この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、十分な薄型化を図ることができるとともに、設計の自由度が高く汎用性に優れる上さらに、効率良く簡単に製作できてコストも削減することができる熱交換器およびその外包ラミネート材を提供することを目的とする。 This invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a heat exchanger and its outer laminate material that can be made sufficiently thin, has a high degree of design freedom and is highly versatile, and can be manufactured efficiently and easily, thereby reducing costs.

上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を備えるものである。 To solve the above problems, the present invention provides the following:

[1]入口および出口が設けられた外包体と、前記外包体内に設けられ、かつ凹凸部を有するインナーフィンとを備え、前記入口から流入した熱交換媒体が前記外包体内のインナーフィン設置部を通って前記出口から流出するようにした熱交換器であって、
前記外包体が、金属製の伝熱層の内面側に樹脂製の熱融着層が設けられ、かつ前記伝熱層の外面側に樹脂製の保護層が設けられた外包ラミネート材によって構成され、
前記外包ラミネート材の外面に、親水性を有する層が設けられていることを特徴とする熱交換器。
[1] A heat exchanger comprising an outer envelope having an inlet and an outlet, and an inner fin provided within the outer envelope and having an uneven portion, wherein a heat exchange medium flowing in from the inlet passes through an inner fin installation portion within the outer envelope and flows out from the outlet,
The outer envelope is made of an outer envelope laminate material having a resin heat-sealing layer on the inner surface side of a metal heat transfer layer and a resin protective layer on the outer surface side of the heat transfer layer,
A heat exchanger comprising: an outer surface of the outer laminate material having a hydrophilic layer.

[2]熱交換媒体が流通する中空状の熱交換流路が設けられ、かつ厚さ方向のスペーサとしての機能を有する流路形成シートと、
流路形成シートの両面にそれぞれ接合一体化された両側の被覆シートと、
前記熱交換流路に対し熱交換媒体を流出入させるための出入口とを備え、
前記被覆シートが、金属製の伝熱層の内面側に樹脂製の熱融着層が設けられ、かつ外面側に樹脂製の保護層が設けられた外包ラミネート材によって構成され、
前記外包ラミネート材の外面に、親水性を有する層が設けられていることを特徴とする熱交換器。
[2] A flow path forming sheet having a hollow heat exchange flow path through which a heat exchange medium flows and functioning as a spacer in the thickness direction;
Covering sheets on both sides are joined and integrated to both sides of the flow passage forming sheet, respectively;
an inlet/outlet for allowing a heat exchange medium to flow in and out of the heat exchange flow path;
The covering sheet is constituted by an outer lamination material having a resin heat fusion layer provided on the inner surface side of a metal heat transfer layer and a resin protective layer provided on the outer surface side,
A heat exchanger comprising: an outer surface of the outer laminate material having a hydrophilic layer.

[3]親水性を有する層は、純水に対する接触角が40°以下である前項1または2に記載の熱交換器。 [3] A heat exchanger according to paragraphs 1 or 2 above, in which the hydrophilic layer has a contact angle with pure water of 40° or less.

[4]前記外包ラミネート材の親水性を有する層は、前記保護層上に設けられた親水層によって構成されている前項1~3のいずれか1項に記載の熱交換器。 [4] A heat exchanger according to any one of the preceding paragraphs 1 to 3, in which the hydrophilic layer of the outer laminate material is constituted by a hydrophilic layer provided on the protective layer.

[5]前記親水層は、親水基を主鎖あるいは側鎖の末端基に持つ有機ポリマーが含有されている前項4に記載の熱交換器。 [5] The heat exchanger according to the preceding paragraph 4, in which the hydrophilic layer contains an organic polymer having a hydrophilic group at the end group of the main chain or side chain.

[6]前記外包ラミネート材の親水性を有する層は、親水性微粒子が含有された前記保護層によって構成されている前項1~3のいずれか1項に記載の熱交換器。 [6] A heat exchanger according to any one of the preceding paragraphs 1 to 3, in which the hydrophilic layer of the outer laminate material is constituted by the protective layer containing hydrophilic fine particles.

[7]前記外包ラミネート材の親水性を有する層は、親水性添加剤が含有された前記保護層によって構成されている前項1~3のいずれか1項に記載の熱交換器。 [7] A heat exchanger according to any one of the preceding paragraphs 1 to 3, in which the hydrophilic layer of the outer laminate material is constituted by the protective layer containing a hydrophilic additive.

[8]前記外包体は、前記インナーフィンを介して重ね合わされた2枚の前記外包ラミネート材の外周縁部同士が接合一体化されて形成されている前項1に記載の熱交換器。 [8] The heat exchanger described in the preceding paragraph 1, in which the outer envelope is formed by bonding and integrating the outer peripheral edges of two sheets of the outer envelope laminate material that are stacked with the inner fin interposed therebetween.

[9]前記外包体は、中間領域に設けられ凹陥部に前記インナーフィンが収容されるトレイ部材と、そのトレイ部材における前記凹陥部の開口部を閉塞するカバー部材とを備えている前項1に記載の熱交換器。 [9] The heat exchanger according to paragraph 1, wherein the outer envelope includes a tray member provided in the middle region and having a recess in which the inner fin is housed, and a cover member that closes the opening of the recess in the tray member.

[10]入口および出口が設けられた外包体と、前記外包体内に設けられ、かつ凹凸部を有するインナーフィンとを備え、前記入口から流入した熱交換媒体が前記外包体内のインナーフィン設置部を通って前記出口から流出するようにした熱交換器における前記外包体を形成するための外包ラミネート材であって、
金属製の伝熱層と、
前記伝熱層の内面側に設けられた樹脂製の熱融着層と、
前記伝熱層の外面側に設けられた樹脂製の保護層とを備え、
前記外包ラミネート材の外面に、親水性を有する層が設けられていることを特徴とする熱交換器の外包ラミネート材。
[10] An outer envelope laminate material for forming an outer envelope in a heat exchanger, comprising an outer envelope having an inlet and an outlet, and an inner fin provided within the outer envelope and having an uneven portion, such that a heat exchange medium flowing in from the inlet passes through an inner fin installation portion within the outer envelope and flows out from the outlet,
A metal heat transfer layer;
A resin heat fusion layer provided on the inner surface side of the heat transfer layer;
A resin protective layer is provided on the outer surface side of the heat transfer layer,
1. An outer laminate material for a heat exchanger, comprising: an outer surface of said outer laminate material having a hydrophilic layer.

[11]熱交換媒体が流通する中空状の熱交換流路が設けられ、かつ厚さ方向のスペーサとしての機能を有する流路形成シートと、流路形成シートの両面にそれぞれ接合一体化された両側の被覆シートと、前記熱交換流路に対し熱交換媒体を流出入させるための出入口とを備えた熱交換器における前記被覆シートを形成するための外包ラミネート材であって、
金属製の伝熱層と、
前記伝熱層の内面側に設けられた樹脂製の熱融着層と、
前記伝熱層の外面側に設けられた樹脂製の保護層とを備え、
前記外包ラミネート材の外面に、親水性を有する層が設けられていることを特徴とする熱交換器の外包ラミネート材。
[11] An outer laminate material for forming the covering sheet in a heat exchanger, the outer laminate material comprising a flow path forming sheet having a hollow heat exchange flow path through which a heat exchange medium flows and a function as a spacer in the thickness direction, covering sheets on both sides of the flow path forming sheet, respectively joined and integrated with both sides of the flow path forming sheet, and an inlet/outlet for allowing the heat exchange medium to flow in and out of the heat exchange flow path,
A metal heat transfer layer;
A resin heat fusion layer provided on the inner surface side of the heat transfer layer;
A resin protective layer is provided on the outer surface side of the heat transfer layer,
1. An outer laminate material for a heat exchanger, comprising: an outer surface of said outer laminate material having a hydrophilic layer.

発明[1]~[3]の熱交換器によれば、外包ラミネート材の外表面に、親水性を有する層が設けられているため、電池等の熱交換対象部材の冷却器として使用する場合、外表面に結露による水滴の発生を抑制し、水滴による液だれが要因となる悪影響を抑制することができ、長期的に安定した冷却性能を得ることができる。また本発明の熱交換器においては、ラミネート材等を熱融着して製作するものであるため、面倒な金属加工を用いる必要がなく、効率良く簡単に製作できてコストを削減できるとともに、十分な薄型化を図ることができる。さらに本発明の熱交換器において、ラミネート材等はその形状や大きさを簡単に変更できるため、設計の自由度が増して、汎用性を向上させることができる。 According to the heat exchangers of inventions [1] to [3], since a hydrophilic layer is provided on the outer surface of the outer laminate material, when the heat exchanger is used as a cooler for a heat exchange target component such as a battery, the generation of water droplets due to condensation on the outer surface can be suppressed, and adverse effects caused by dripping due to water droplets can be suppressed, and stable cooling performance can be obtained over the long term. In addition, since the heat exchanger of the present invention is manufactured by heat fusing the laminate material, there is no need to use troublesome metal processing, and it can be manufactured efficiently and simply, reducing costs and achieving a sufficiently thin shape. Furthermore, in the heat exchanger of the present invention, the shape and size of the laminate material can be easily changed, increasing the degree of freedom in design and improving versatility.

発明[4]~[9]の熱交換器によれば、上記の効果をより一層確実に得ることができる。 The heat exchangers of inventions [4] to [9] can achieve the above effects even more reliably.

発明[10][11]の熱交換器の外包ラミネート材によれば、外表面に親水性を有する層が設けられているため、この外包ラミネート材を用いて熱交換器を製作することによって、上記発明の熱交換器と同様の効果を奏する熱交換器を確実に製作することができる。 The outer laminate material of the heat exchanger of inventions [10] and [11] has a hydrophilic layer on the outer surface, so by using this outer laminate material to manufacture a heat exchanger, it is possible to reliably manufacture a heat exchanger that has the same effect as the heat exchanger of the above invention.

図1はこの発明の第1実施形態である熱交換器を示す図であって、図(a)は平面図、図(b)は図(a)のB-B線断面に相当する側面断面図、図(c)は図(a)のC-C線断面に相当する正面断面図である。FIG. 1 is a diagram showing a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1(a) is a plan view, FIG. 1(b) is a side cross-sectional view corresponding to the cross section taken along line B-B in FIG. 1(a), and FIG. 1(c) is a front cross-sectional view corresponding to the cross section taken along line C-C in FIG. 1(a). 図2Aは第1実施形態の熱交換器に採用された外包体用の外包ラミネート材の一例を説明するための断面図である。FIG. 2A is a cross-sectional view for explaining an example of an outer envelope laminate material for an outer envelope used in the heat exchanger of the first embodiment. 図2Bは第1実施形態の熱交換器に採用された外包体用の外包ラミネート材の他の例を説明するための断面図である。FIG. 2B is a cross-sectional view for explaining another example of an outer envelope laminate material for an outer envelope used in the heat exchanger of the first embodiment. 図2Cこの発明の第1実施形態の熱交換器に採用されたインナーフィン用の内芯ラミネート材を説明するための断面図である。FIG. 2C is a cross-sectional view for explaining an inner core laminate material for an inner fin employed in the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention. 図3はこの発明の第2実施形態である熱交換器を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention. 図4は第2実施形態の熱交換器を示す図であって、図(a)は平面図、図(b)は図(a)のB-B線断面に相当する側面断面図である。FIG. 4 shows a heat exchanger of the second embodiment, where FIG. 4(a) is a plan view and FIG. 4(b) is a side cross-sectional view corresponding to the cross section taken along line BB in FIG. 図5は第2実施形態の熱交換器を分解して示す斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view of the heat exchanger according to the second embodiment. 図6はこの発明の第3実施形態である熱交換器としての熱交換パネルを示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a heat exchange panel as a heat exchanger according to a third embodiment of the present invention. 図7は第3実施形態の熱交換パネルを分解して示す斜視図である。FIG. 7 is an exploded perspective view showing a heat exchange panel according to the third embodiment. 図8は図6のA-A線断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 図9は第3実施形態の熱交換パネルにおいてジョイントパイプが取り付けられた状態を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a state in which a joint pipe is attached to a heat exchange panel of the third embodiment.

<第1実施形態>
図1はこの発明の第1実施形態である熱交換器を示す図である。以下の説明においては発明の理解を容易にするため、図1(a)の上下方向を「前後方向」として説明し、さらに図1(c)の上下方向を「上下方向(厚さ方向)」として説明する。
First Embodiment
Fig. 1 is a diagram showing a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention. In the following description, in order to facilitate understanding of the invention, the vertical direction in Fig. 1(a) will be referred to as the "front-rear direction", and the vertical direction in Fig. 1(c) will be referred to as the "vertical direction (thickness direction)".

図1に示すように、本第1実施形態の熱交換器は、伝熱パネルや伝熱チューブ等として用いられるものであり、ケーシング(容器)としての袋状の外包体1と、外包体1の内部に収容されるインナーフィン(内芯材)2とを備え、外包体1の前端および後端に、出入口16,16が設けられている。 As shown in FIG. 1, the heat exchanger of the first embodiment is used as a heat transfer panel or a heat transfer tube, and includes a bag-shaped outer envelope 1 as a casing (container) and an inner fin (inner core material) 2 housed inside the outer envelope 1, with inlets 16, 16 provided at the front and rear ends of the outer envelope 1.

外包体1は、柔軟性および可撓性を有するラミネートシートである外包ラミネート材L1によって構成されている。 The outer envelope 1 is made of an outer envelope laminate material L1, which is a laminate sheet that has flexibility and suppleness.

図2Aに示すように外包ラミネート材L1は、金属(金属箔)製の伝熱層51と、その伝熱層51の一面(内面)に接着剤を介して積層された熱融着性の樹脂フィルムないし熱融着性の樹脂シート製の熱融着層52と、伝熱層51の他面(外面)に接着剤を介して積層された耐熱性の樹脂フィルムないし耐熱性の樹脂シート製の保護層(耐熱層)53と、保護層53の外面に積層された親水層54とを備えている。 As shown in FIG. 2A, the outer laminate material L1 includes a heat transfer layer 51 made of metal (metal foil), a heat fusion layer 52 made of a heat fusion resin film or a heat fusion resin sheet laminated on one side (inner surface) of the heat transfer layer 51 via an adhesive, a protective layer (heat resistant layer) 53 made of a heat resistant resin film or a heat resistant resin sheet laminated on the other side (outer surface) of the heat transfer layer 51 via an adhesive, and a hydrophilic layer 54 laminated on the outer surface of the protective layer 53.

また本実施形態において、「箔」という用語は、フィルム、薄板、シートも含む意味で用いられている。 In this embodiment, the term "foil" is used to include films, thin plates, and sheets.

本実施形態の外包体1は、後述するように矩形状に形成された2枚の外包ラミネート材L1、L1が上下に重ね合わされて、外周縁部の熱融着層52同士が熱接着(熱融着)によって接合一体化されることにより、袋状に形成されている。 In this embodiment, the outer envelope 1 is formed into a bag shape by stacking two rectangular outer envelope laminate materials L1, L1 one on top of the other, and bonding the heat-sealing layers 52 at the outer periphery together by thermal adhesion (thermal fusion), as described below.

また外包体1における出入口16,16にはジョイントパイプ33,33が設けられる。本実施形態においてジョイントパイプ33,33は例えば、合成樹脂の一体成形品によって構成されており、その少なくとも表面の樹脂が熱融着層として構成されるものである。 In addition, joint pipes 33, 33 are provided at the inlets 16, 16 of the outer envelope 1. In this embodiment, the joint pipes 33, 33 are made of, for example, a single piece of synthetic resin, and at least the resin on the surface is configured as a heat-sealing layer.

このジョイントパイプ33,33は、外包体1を構成する2枚の外包ラミネート材L1の前端部間および後端部間に挟み込まれるように配置されて、各ジョイントパイプ33,33の外周面(熱融着層)が、それに対応する外包ラミネート材L1の熱融着層52に熱融着によって接合一体化されている。これによりジョイントパイプ33,33が外包体1の出入口16,16の位置において外包体1の前端部および後端部を貫通した状態で外包体1に固定されている。この状態では、ジョイントパイプ33,33の外周面全域と外包ラミネート材L1の熱融着層52との間は熱融着によって封止されている。さらに各ジョイントパイプ33,33の一端側は外包体1の外部に配置されるとともに、他端側は外包体1の内部に配置されており、冷媒等の熱交換媒体を一方のジョイントパイプ33を介して外包体1の内部に導入できるとともに、外包体1の内部の熱交換媒体を他方のジョイントパイプ33を介して外部に導出できるようになっている。 The joint pipes 33, 33 are arranged so as to be sandwiched between the front and rear ends of the two outer laminate materials L1 that constitute the outer envelope 1, and the outer peripheral surface (thermal fusion layer) of each joint pipe 33, 33 is joined and integrated by thermal fusion to the thermal fusion layer 52 of the corresponding outer laminate material L1. As a result, the joint pipes 33, 33 are fixed to the outer envelope 1 in a state in which they penetrate the front and rear ends of the outer envelope 1 at the positions of the inlets 16, 16 of the outer envelope 1. In this state, the entire outer peripheral surface of the joint pipes 33, 33 and the thermal fusion layer 52 of the outer laminate material L1 are sealed by thermal fusion. Furthermore, one end of each joint pipe 33, 33 is arranged outside the outer envelope 1, and the other end is arranged inside the outer envelope 1, so that a heat exchange medium such as a refrigerant can be introduced into the inside of the outer envelope 1 through one joint pipe 33, and the heat exchange medium inside the outer envelope 1 can be discharged to the outside through the other joint pipe 33.

ここで本実施形態においては、一対の出入口16,16のうち、一方の出入口16が入口として構成され、他方の出入口16が出口として構成されている。 In this embodiment, one of the pair of entrances 16, 16 is configured as an entrance, and the other entrance 16 is configured as an exit.

外包ラミネート材L1における伝熱層51としては、銅箔、アルミニウム箔、ステンレス箔、ニッケル箔、ニッケルメッキ加工した銅箔、ニッケルと銅箔からなるクラッドメタル等を好適に用いることができる。なお本実施形態において、「銅」「アルミニウム」「ニッケル」「チタン」という用語は、それらの合金も含む意味で用いられている。 As the heat transfer layer 51 in the outer laminate material L1, copper foil, aluminum foil, stainless steel foil, nickel foil, nickel-plated copper foil, clad metal made of nickel and copper foil, etc. can be suitably used. In this embodiment, the terms "copper," "aluminum," "nickel," and "titanium" are used to include their alloys.

伝熱層51は、集熱層とも称されるものであり、厚みが8μm~300μmのものを用いるのが良く、より好ましくは100μm以下のものを用いるのが良い。 The heat transfer layer 51 is also called a heat collection layer, and is preferably 8 μm to 300 μm thick, more preferably 100 μm or less.

また伝熱層51は、化成処理等の表面処理を施しておくことにより、伝熱層51の腐食防止や、樹脂との接着性の向上など、より一層耐久性を向上させることができる。 In addition, by subjecting the heat transfer layer 51 to a surface treatment such as chemical conversion treatment, the durability of the heat transfer layer 51 can be further improved, such as by preventing corrosion of the heat transfer layer 51 and improving adhesion to the resin.

化成処理は、例えば次のような処理を施す。即ち、脱脂処理を行った金属箔の表面に、下記の1)~3)のうちのいずれかの水溶液を塗工した後、乾燥することにより、化成処理を施す。 For example, the chemical conversion treatment is carried out as follows. That is, the surface of the metal foil that has been degreased is coated with an aqueous solution of any one of the following solutions 1) to 3), and then dried to carry out the chemical conversion treatment.

1)リン酸と、クロム酸と、フッ化物の金属塩及びフッ化物の非金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、を含む混合物の水溶液。 1) An aqueous solution of a mixture containing phosphoric acid, chromic acid, and at least one compound selected from the group consisting of metal salts of fluorides and non-metal salts of fluorides.

2)リン酸と、アクリル系樹脂、キトサン誘導体樹脂及びフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、クロム酸及びクロム(III)塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、を含む混合物の水溶液。 2) An aqueous solution of a mixture containing phosphoric acid, at least one resin selected from the group consisting of acrylic resins, chitosan derivative resins, and phenolic resins, and at least one compound selected from the group consisting of chromic acid and chromium (III) salts.

3)リン酸と、アクリル系樹脂、キトサン誘導体樹脂及びフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、クロム酸及びクロム(III)塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、フッ化物の金属塩及びフッ化物の非金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、を含む混合物の水溶液。 3) An aqueous solution of a mixture containing phosphoric acid, at least one resin selected from the group consisting of acrylic resins, chitosan derivative resins, and phenolic resins, at least one compound selected from the group consisting of chromate and chromium (III) salts, and at least one compound selected from the group consisting of metal salts of fluorides and nonmetal salts of fluorides.

上記化成皮膜は、クロム付着量(片面当たり)として0.1mg/m~50mg/mに設定するのが好ましく、特に2mg/m~20mg/mに設定するのがより一層好ましい。 The chemical conversion coating preferably has a chromium coating amount (per side) of 0.1 mg/m 2 to 50 mg/m 2 , and even more preferably 2 mg/m 2 to 20 mg/m 2 .

熱融着層52としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂またはそれらの変性樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル樹脂等によって構成されるフィルムないしシートを好適に用いることができる。中でも特に、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)によって構成されるフィルムないしシートを用いるのが好ましい。 As the heat-sealing layer 52, a film or sheet made of a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene, or a modified resin thereof, a fluorine-based resin, a polyester resin, a vinyl chloride resin, or the like can be suitably used. Among these, it is particularly preferable to use a film or sheet made of linear low-density polyethylene (LLDPE).

なお、熱融着層52としては、厚みが20μm~5000μmのものを用いるのが良く、より好ましくは20μm~1000μmのものを用いるのが良い。 The thermal adhesive layer 52 should preferably have a thickness of 20 μm to 5000 μm, and more preferably 20 μm to 1000 μm.

また保護層53としては、耐熱性樹脂であるポリエステル樹脂(PET)、ポリアミド樹脂(ONY)等によって構成されるフィルムないしシートを好適に用いることができる。 The protective layer 53 can be preferably a film or sheet made of heat-resistant resin such as polyester resin (PET) or polyamide resin (ONY).

さらに保護層53としては、厚みが6μm~100μmのものを用いるのが良く、より好ましくは6μm~80μmのものを用いるのが良い。 Furthermore, the protective layer 53 should preferably have a thickness of 6 μm to 100 μm, and more preferably 6 μm to 80 μm.

また外包ラミネート材L1を構成する伝熱層51、熱融着層52および保護層53の各間を接着するための接着剤としては、2液硬化型ウレタン系接着剤、オレフィン系接着剤等を好適に用いることができる。接着剤の厚みは1μm~10μmに設定するのが良く、より好ましくは2μm~7μmに設定するのが良い。 As an adhesive for bonding the heat transfer layer 51, heat fusion layer 52, and protective layer 53 that constitute the outer laminate material L1, a two-component curing urethane adhesive, an olefin adhesive, or the like can be suitably used. The thickness of the adhesive is preferably set to 1 μm to 10 μm, and more preferably set to 2 μm to 7 μm.

親水層54は例えば、保護層53に親水性コート剤を塗布して形成する。親水性コート剤は、コート層の最表面に親水基(水酸基、カルボキシル基、アミノ基、スルホン酸基等)が配向するので、水との親和性が増大し、薄い水膜を均一に形成することができる。 The hydrophilic layer 54 is formed, for example, by applying a hydrophilic coating agent to the protective layer 53. The hydrophilic coating agent orients hydrophilic groups (hydroxyl groups, carboxyl groups, amino groups, sulfonic acid groups, etc.) on the outermost surface of the coating layer, increasing the affinity with water and allowing a thin water film to be formed uniformly.

親水性コート剤は、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、スルホン酸基の少なくとも1つの親水基を主鎖あるいは側鎖の末端基に持つ有機ポリマーを含み、その有機ポリマーと、そのポリマーと組み合わせ可能な成分とが混合された以下の混合物等が含まれている。 The hydrophilic coating agent includes an organic polymer that has at least one hydrophilic group, such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, or a sulfonic acid group, at the end group of the main chain or side chain, and includes the following mixtures in which the organic polymer is mixed with a component that can be combined with the polymer.

・上記親水性有機ポリマーと低分子有機化合物の混合物
・上記親水性有機ポリマーと低分子有機化合物とアルカリケイ酸塩の混合物
・上記親水性有機ポリマーと低分子有機化合物と有機ケイ素化合物の混合物
上記の親水性コート剤は、200℃以下の温度で、数秒~数十秒の短時間で乾燥させるのが好ましい。
- A mixture of the above-mentioned hydrophilic organic polymer and a low molecular weight organic compound - A mixture of the above-mentioned hydrophilic organic polymer, a low molecular weight organic compound, and an alkali silicate - A mixture of the above-mentioned hydrophilic organic polymer, a low molecular weight organic compound, and an organosilicon compound It is preferable to dry the above-mentioned hydrophilic coating agent at a temperature of 200°C or less for a short period of time of several seconds to several tens of seconds.

以下の(1)~(3)に親水性コート剤による親水層54の事例を示す。 The following (1) to (3) show examples of hydrophilic layers 54 made from hydrophilic coating agents.

(1)アルカリケイ酸塩と有機化合物によるコート剤
SiO/MO(M:リチウム、ナトリウム、カリウム等)=2~5のアルカリケイ酸塩、アクリルアミド含有率40%~80%のアクリル酸-アクリルアミド共重合体、カルボニル基を有する低分子有機化合物(アルデヒド類等)、シランカップリング剤からなる親水性コート剤。
(1) Coating agent made of alkali silicate and organic compound A hydrophilic coating agent consisting of an alkali silicate with SiO2 / M2O (M: lithium, sodium, potassium, etc.) = 2 to 5, an acrylic acid-acrylamide copolymer with an acrylamide content of 40% to 80%, a low molecular weight organic compound with a carbonyl group (aldehydes, etc.), and a silane coupling agent.

上記コート剤を、グラビアコートにて樹脂表面に塗布・乾燥(150℃~180℃×30秒~60秒、塗布量0.5g/m~3.0g/m)することで良好な親水性の親水層54が得られる。 The coating agent is applied to the resin surface by gravure coating and dried (150° C. to 180° C.×30 to 60 seconds, coating amount 0.5 g/m 2 to 3.0 g/m 2 ), thereby obtaining a hydrophilic layer 54 with good hydrophilicity.

(2)親水性ポリマーとカルボニル基を有する低分子有機化合物によるコート剤
親水性ポリマー(アクリル酸―アクリルアミド共重合体等):カルボニル基を有する低分子有機化合物よりなる架橋剤=1:0.5~2(重量比)の割合で配合した親水性コート剤。
(2) Coating agent made of hydrophilic polymer and low molecular weight organic compound having carbonyl group. Hydrophilic coating agent in which hydrophilic polymer (acrylic acid-acrylamide copolymer, etc.): crosslinking agent made of low molecular weight organic compound having carbonyl group is mixed in a ratio of 1:0.5-2 (by weight).

上記コート剤を、グラビアコートにて樹脂表面に塗布・乾燥(150℃~180℃×30秒~60秒、塗布量0.5g/m~3.0g/m)することで良好な親水性の親水層54が得られる。 The coating agent is applied to the resin surface by gravure coating and dried (150° C. to 180° C.×30 to 60 seconds, coating amount 0.5 g/m 2 to 3.0 g/m 2 ), thereby obtaining a hydrophilic layer 54 with good hydrophilicity.

(3)親水性ポリマーへコロイダルシリカを添加したコート剤
親水性ポリマー(アクリル酸―アクリルアミド共重合体)と、架橋剤(カルボニル基を有する低分子有機化合物)を1:0.6の割合で配合し、上記配合液に、有機溶媒にナノレベルのコロイダルシリカを安定的に分散させたコロイド溶液(商品名「オルガノシリカゾル」)を添加したコート剤。
(3) Coating agent with colloidal silica added to hydrophilic polymer A coating agent in which a hydrophilic polymer (acrylic acid-acrylamide copolymer) and a crosslinking agent (a low molecular weight organic compound having a carbonyl group) are mixed in a ratio of 1:0.6, and a colloidal solution (product name "organosilica sol") in which nano-level colloidal silica is stably dispersed in an organic solvent is added to the above mixture.

本コート剤を用いて、樹脂表面に、塗布・乾燥することで、親水層54が得られる。 The hydrophilic layer 54 is obtained by applying and drying this coating agent to the resin surface.

一方、本実施形態においては、伝熱層51の外面に接着剤を介して、保護層と親水層とを兼用する親水性保護層55を形成することもできる。すなわち図2Bに示すように、伝熱層51の外面に、保護層を構成する樹脂に、親水性を有する微粒子や添加剤を添加する等の方法によって、親水性保護層55を形成するようにしても良い。 On the other hand, in this embodiment, a hydrophilic protective layer 55 that serves as both a protective layer and a hydrophilic layer can be formed on the outer surface of the heat transfer layer 51 via an adhesive. That is, as shown in FIG. 2B, the hydrophilic protective layer 55 can be formed on the outer surface of the heat transfer layer 51 by a method such as adding hydrophilic particles or additives to the resin that constitutes the protective layer.

親水化処理の対象となる親水性微粒子としては、酸化物系(酸化ベリリウム、ケイ酸カルシウム、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、タルク、マイカ等)、窒化物系(窒化ホウ素、窒化アルミニウム等)、炭化物系(炭化ケイ素等)、水酸化物系(水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等)の微粒子が使用可能である。 Hydrophilic particles that can be used for hydrophilic treatment include oxide-based particles (beryllium oxide, calcium silicate, silica, alumina, calcium carbonate, calcium sulfate, magnesium oxide, magnesium carbonate, barium sulfate, talc, mica, etc.), nitride-based particles (boron nitride, aluminum nitride, etc.), carbide-based particles (silicon carbide, etc.), and hydroxide-based particles (aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, etc.).

保護層用樹脂へ添加する微粒子としては、親水化処理が可能であり、熱伝導率が良好であることが好ましく、このような微粒子としては、有機系微粒子よりも、無機系微粒子の方が好ましい。 The fine particles to be added to the resin for the protective layer are preferably capable of being hydrophilized and have good thermal conductivity, and inorganic fine particles are more preferable than organic fine particles.

さらに平均粒子径、樹脂フィルムのアンチブロッキング剤としての実績を考慮すると、アルミナ、シリカ、炭酸カルシウム、タルク等を親水化処理して用いるのが好ましい。 Furthermore, taking into consideration the average particle size and track record as an anti-blocking agent for resin films, it is preferable to use alumina, silica, calcium carbonate, talc, etc. after hydrophilization.

保護層用樹脂に親水性微粒子を添加する場合、親水性微粒子は、保護層用樹脂の熱伝導率(PET:0.16W/m・k、ONY:0.4W/m・k)よりも、大きい熱伝導率(0.5W/m・k以上)を有するものを用いるのが好ましい。 When hydrophilic particles are added to the resin for the protective layer, it is preferable to use hydrophilic particles that have a thermal conductivity (0.5 W/m·k or more) greater than that of the resin for the protective layer (PET: 0.16 W/m·k, ONY: 0.4 W/m·k).

親水性微粒子としてのAlは熱伝導率が30W/m・k、SiOは10W/m・k、タルクは1~2W/m・k、CaCOは0.5~1W/m・kである。 The thermal conductivity of hydrophilic fine particles is 30 W/m·k for Al 2 O 3 , 10 W/m·k for SiO 2 , 1 to 2 W/m·k for talc, and 0.5 to 1 W/m·k for CaCO 3 .

保護層用樹脂に添加する親水性微粒子は、保護層55の厚さよりも平均粒子径が小さいものを添加できるが、親水性保護層55として、樹脂フィルムを採用する場合には、添加する親水性微粒子は、平均粒子径10μm以下のものが好ましい。 The hydrophilic fine particles added to the resin for the protective layer can have an average particle diameter smaller than the thickness of the protective layer 55, but if a resin film is used as the hydrophilic protective layer 55, it is preferable that the hydrophilic fine particles added have an average particle diameter of 10 μm or less.

Alは平均粒子径が1μm~5μm、SiOは1μm~5μm、タルクは3μm~5μm、CaCOは1μm~5μmである。 Al2O3 has an average particle size of 1 μm to 5 μm, SiO2 has an average particle size of 1 μm to 5 μm, talc has an average particle size of 3 μm to 5 μm, and CaCO3 has an average particle size of 1 μm to 5 μm.

保護層用の樹脂への親水性微粒子の添加量は、0.05wt%~5wt%に設定するのが良く、より好ましくは0.1wt%~3wt%に設定するのが良い。すなわち微粒子添加量が多過ぎる場合には、フィッシュアイが発生しやすくなり、保護層の外観に悪影響を与えることがある。少な過ぎる場合には、十分な親水性を得ることが困難になるおそれがある。 The amount of hydrophilic microparticles added to the resin for the protective layer should be set at 0.05 wt% to 5 wt%, and more preferably at 0.1 wt% to 3 wt%. In other words, if too much microparticles are added, fish eyes are more likely to occur, which can have a negative effect on the appearance of the protective layer. If too little is added, it may be difficult to achieve sufficient hydrophilicity.

親水性微粒子(無機微粒子)の親水化処理には、シランカップリング剤やチタンカップリング剤を用いた表面処理を適用でき、湿式処理法と乾式処理法のどちらでも適用可能である。 To make hydrophilic particles (inorganic particles) hydrophilic, surface treatment using a silane coupling agent or a titanium coupling agent can be applied, and both wet and dry treatment methods can be used.

本実施形態では、均一処理の点で有利である湿式処理を用いた、無機微粒子の親水化処理の例を以下の(1)(2)に示す。 In this embodiment, examples of hydrophilization treatment of inorganic fine particles using wet treatment, which is advantageous in terms of uniform treatment, are shown below in (1) and (2).

(1)チタンカップリング剤(商品名「オルガチックスTC-510」)の50wt%水溶液に、アルミナ(平均粒子径1μm~5μm)を加え、撹拌機に投入し、攪拌した。この溶液から、遠心分離機により、アルミナを回収し、100℃乾燥後に、親水性アルミナを作製した。 (1) Alumina (average particle size 1 μm to 5 μm) was added to a 50 wt % aqueous solution of a titanium coupling agent (product name "Orgatix TC-510"), and the solution was placed in a stirrer and stirred. The alumina was recovered from this solution using a centrifuge, and after drying at 100°C, hydrophilic alumina was produced.

(2)シリカ(平均粒子径1μm~5μm)にエタノールを加え、撹拌機に投入し、攪拌した。さらに、メトキシシラン(商品名「KP-913」)を2wt%添加して、攪拌した。この溶液から、ろ過により、シリカを回収し、100℃乾燥後に、親水性シリカを作製した。 (2) Ethanol was added to silica (average particle size 1 μm to 5 μm), and the mixture was placed in a stirrer and stirred. Furthermore, 2 wt% of methoxysilane (product name "KP-913") was added and stirred. Silica was recovered from this solution by filtration, and after drying at 100°C, hydrophilic silica was produced.

次に親水化処理した微粒子の、保護層用の樹脂への添加・分散方法を以下に示す。 Next, the method for adding and dispersing the hydrophilically treated particles into the resin for the protective layer is shown below.

親水化微粒子は、まず、ポリマーであるプラスチックや樹脂に混合し、樹脂と微粒子を練り込んだペレットを作製し、その後、このペレットを用いて樹脂フィルムを成膜した方が、微粒子の分散状態が良いフィルムが得られる。 The hydrophilic microparticles are first mixed with a polymer such as plastic or resin, and pellets are made by kneading the resin and microparticles together. These pellets are then used to form a resin film, which results in a film with better dispersion of the microparticles.

ペレットを作製する加工は、一般的に混練またはコンパウンディングと称されており、この混練り方法として、以下の3つの方法(1)~(3)が多く用いられている。 The process for making pellets is generally called kneading or compounding, and the following three methods (1) to (3) are commonly used for this kneading method.

(1)ロールを使う方法
ゴムで多用される方法の一つであり、二つの回転させているロールの間にゴムをシート状にして押しつぶしながら、添加剤を投入して練りこんでいく方法である。
(1) Method using rolls This is one of the methods commonly used for rubber, in which the rubber is crushed into a sheet between two rotating rolls while additives are added and kneaded into the material.

(2)ニーダーを使う方法
ゴムで使用される他、樹脂でもPPやPVCで使用されており、加圧ニーダーを使って、添加剤と母材となる材料を混練し、飴状に溶けたものを取り出し、これを押し出し機でペレット状態にする方法である。こうして形成されたペレットはその中で添加剤と樹脂が混ざり合っている。
(2) Method using a kneader This method is used for rubber, as well as for resins such as PP and PVC, in which additives and base materials are kneaded using a pressure kneader, the melted candy-like substance is taken out, and this is then made into pellets using an extruder. The pellets thus formed contain the additives and resin mixed together.

(3)押し出し機を使う方法
専用の連続混練機を使うもので、ホッパーから樹脂材料と添加剤をまぜて投入し、機械の中で混ぜ合わされ先端から出てきた細長い飴状のものをカットしてペレット状態にする方法である。投入口となるホッパーは、添加剤側と、樹脂側とで別々になっている場合もある。大量生産が前提となる場面で良く使用されている。
(3) Method using an extruder This method uses a dedicated continuous mixer, mixes the resin material and additives and feeds them from a hopper, and the long, thin, candy-like material that comes out of the end of the machine is cut into pellets. The hopper that serves as the feed port may be separate for the additives side and the resin side. This method is often used in situations where mass production is a given.

また本実施形態においては、保護層用の樹脂に親水性添加剤を添加して、親水性保護層55を形成することも可能である。 In this embodiment, it is also possible to form a hydrophilic protective layer 55 by adding a hydrophilic additive to the resin for the protective layer.

保護層用樹脂へ添加する親水性添加剤としては、非イオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤等があり、これら界面活性剤を樹脂へ練り込み、成膜すると、界面活性剤の親水基は空気中に向けて外側に、親油基は内側に向けて配向し連続皮膜を形成して存在する。この外側に位置する親水基が空気中の水分を吸収し、親水性、帯電防止効果を発現させる。 Hydrophilic additives that can be added to the resin for the protective layer include nonionic surfactants, anionic surfactants, and cationic surfactants. When these surfactants are kneaded into the resin and a film is formed, the hydrophilic groups of the surfactant are oriented outward toward the air, and the lipophilic groups are oriented inward, forming a continuous film. These hydrophilic groups positioned on the outside absorb moisture in the air, exerting hydrophilic and antistatic effects.

また、親水性、帯電防止性の効果は、カチオン>両性>アニオン>非イオン性の順になり、カチオン系界面活性剤を用いるのが、樹脂表面の親水化に好ましい。 The order of hydrophilicity and antistatic effects is cationic > amphoteric > anionic > nonionic, so cationic surfactants are preferred for hydrophilizing the resin surface.

但し、界面活性剤を利用した樹脂フィルム(保護層)への親水性付与は、安価で簡易である利点から、広く用いられているが、フィルム表面にブリードアウトした界面活性剤が、反復摩擦や水洗い等により、付与した親水性、帯電防止効果が消失することがある。 However, while the use of surfactants to impart hydrophilicity to resin films (protective layers) is widely used due to its advantages of being inexpensive and simple, the surfactants that bleed out onto the film surface can cause the imparted hydrophilicity and antistatic effect to disappear due to repeated friction or washing with water, etc.

上記の欠点に対処するためには、高分子型界面活性剤を用いるのが好ましい。高分子型界面活性剤としては、ポリエチレンオキサイド鎖を有する非イオン界面活性剤(ポリエーテルエステルアミド型、エチレンオキシド-エピクロルヒドリン型、ポリエーテルエステル型)、ポリスチレンスルホン酸型アニオン界面活性剤、第4級アンモニウム塩基含有アクリレート重合体型カチオン界面活性剤等を例示することができる。この高分子型界面活性剤を用いて、保護層用の樹脂へ練り込み、成膜することで、樹脂表面の親水性を長期間持続させることができる。 In order to address the above drawbacks, it is preferable to use a polymeric surfactant. Examples of polymeric surfactants include nonionic surfactants having polyethylene oxide chains (polyether ester amide type, ethylene oxide-epichlorohydrin type, polyether ester type), polystyrene sulfonate type anionic surfactants, and quaternary ammonium base-containing acrylate polymer type cationic surfactants. By using this polymeric surfactant and kneading it into the resin for the protective layer to form a film, the hydrophilicity of the resin surface can be maintained for a long period of time.

高分子型界面活性剤の保護層用樹脂への添加量は、0.1wt%~10wt%に設定するのが好ましく、より好ましくは0.5wt%~5wt%に設定するのが良い。 The amount of polymeric surfactant added to the resin for the protective layer is preferably set to 0.1 wt% to 10 wt%, and more preferably 0.5 wt% to 5 wt%.

以上のように構成された本実施形態の外包体外表面の親水層54や親水性保護層55は、JIS R 3257(1999)に基づく、静滴法によって得られた純水に対する接触角(濡れ性)で40°以下の性能を有するものを採用するのが好ましい。 The hydrophilic layer 54 and hydrophilic protective layer 55 on the outer surface of the outer envelope of this embodiment configured as described above are preferably those that have a contact angle (wettability) of 40° or less with pure water obtained by the sessile drop method based on JIS R 3257 (1999).

なお本実施形態においては、親水層54(図2A参照)または親水性保護層55(図2B参照)が親水性を有する層として構成されるものである。 In this embodiment, the hydrophilic layer 54 (see FIG. 2A) or the hydrophilic protective layer 55 (see FIG. 2B) is configured as a layer having hydrophilic properties.

一方、図1に示すように外包体1の内部に収容されるインナーフィン2は、柔軟性ないし可撓性を有するラミネートシートである内芯ラミネート材L2によって構成されている。 On the other hand, as shown in FIG. 1, the inner fin 2 housed inside the outer envelope 1 is made of an inner core laminate material L2, which is a laminate sheet having flexibility or suppleness.

内芯ラミネート材L2は、図2Cに示すように金属箔製の伝熱層61と、伝熱層61の両面に接着剤を介してそれぞれ積層された樹脂フィルムないし樹脂シート製の熱融着層62,62とを備えている。 As shown in FIG. 2C, the inner core laminate material L2 includes a heat transfer layer 61 made of metal foil and heat-sealing layers 62, 62 made of a resin film or resin sheet laminated on both sides of the heat transfer layer 61 with an adhesive.

内芯ラミネート材L2における伝熱層61および熱融着層62としては、上記外包ラミネート材L1における伝熱層51および熱融着層52と同様の構成のものを好適に採用することができる。 The heat transfer layer 61 and heat fusion layer 62 in the inner core laminate material L2 can be preferably configured similarly to the heat transfer layer 51 and heat fusion layer 52 in the outer laminate material L1.

さらに内芯ラミネート材L2を構成する伝熱層61および両側の熱融着層62の各間を接着するための接着剤としても、上記外包ラミネート材L1の各層51~53間に設けられる接着剤と同様の構成のものを好適に採用することができる。 Furthermore, as an adhesive for bonding between the heat transfer layer 61 and the heat fusion layers 62 on both sides that constitute the inner core laminate material L2, an adhesive having a similar configuration to the adhesive provided between the layers 51 to 53 of the outer laminate material L1 can be suitably used.

またインナーフィン2の加工方法は、切削加工、射出成型、シート成形(真空成形、圧空成形等)の他、コルゲート加工やエンボス加工を用いることができる。なお言うまでもなく、インナーフィン2の加工方法は限定されるものではない。 The inner fin 2 can be processed by cutting, injection molding, sheet molding (vacuum forming, compressed air forming, etc.), corrugating, or embossing. Needless to say, the processing method of the inner fin 2 is not limited.

インナーフィン2は、円弧状の凹部25および凸部26が交互に連続して形成された一般的な波形状(正弦波形状)、いわゆるアナログ信号波形に形成されている。 The inner fin 2 is formed into a typical wave shape (sine wave shape) in which arc-shaped recesses 25 and protrusions 26 are alternately and continuously formed, a so-called analog signal waveform.

また本実施形態において、インナーフィン2のフィン高さを0.1mm~50mmに設定するのが好ましい。 In this embodiment, it is preferable to set the fin height of the inner fin 2 to 0.1 mm to 50 mm.

ジョイントパイプ33は、外包ラミネート材L1や内芯ラミネート材L2の熱融着層52,62と同種の樹脂、すなわちポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、またはそれらの変性樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル樹脂等によって構成されている。本実施形態においてジョイントパイプ33は例えば、射出成型等によって形成することができる。 The joint pipe 33 is made of the same type of resin as the heat-sealing layers 52, 62 of the outer laminate material L1 and the inner core laminate material L2, i.e., polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, or modified resins thereof, fluororesin, polyester resin, polyvinyl chloride resin, etc. In this embodiment, the joint pipe 33 can be formed, for example, by injection molding, etc.

この第1実施形態の熱交換器の製造手順は特に限定されるものではないが例えば、一方(下側)の外包ラミネート材L1の中間領域に、インナーフィン2を設置し、さらに外包ラミネート材L1の外周縁部における前端縁部および後端縁部にジョイントパイプ33,33を設置する。 The manufacturing procedure for the heat exchanger of this first embodiment is not particularly limited, but for example, an inner fin 2 is installed in the middle region of one (lower) outer laminate material L1, and joint pipes 33, 33 are installed at the front and rear edges of the outer periphery of the outer laminate material L1.

続いて他方(上側)の外包ラミネート材L1を、インナーフィン2およびジョイントパイプ33,33を覆うようにして、下側の外包ラミネート材L1上に配置する。こうして上下の外包ラミネート材L1の外周縁部における互いの熱融着層52同士を重ね合わせて、その重ね合わせ部を一対の加熱シール型によって挟み込みながら加熱して、当該重ね合わせ部の熱融着層52同士を熱融着して接合一体化する(外包体融着工程)。なおジョイントパイプ33,33の部分は、ジョイントパイプ33,33の外周面を上下の外包ラミネート材L1の外周縁部における熱融着層52に熱融着して接合一体化する。 Then, the other (upper) outer laminate material L1 is placed on the lower outer laminate material L1 so as to cover the inner fin 2 and the joint pipes 33, 33. In this way, the heat-sealed layers 52 at the outer peripheral edges of the upper and lower outer laminate materials L1 are overlapped, and the overlapped portion is heated while being sandwiched between a pair of heat seal dies, and the heat-sealed layers 52 at the overlapped portion are heat-sealed to be joined together (outer envelope fusion process). Note that the joint pipes 33, 33 are joined together by heat-sealing the outer peripheral surfaces of the joint pipes 33, 33 to the heat-sealed layers 52 at the outer peripheral edges of the upper and lower outer laminate materials L1.

さらに外包体1の一対の外包ラミネート材L1,L1の中間領域(フィン設置位置)を上下一対の加熱板によって挟み込みながら加熱する。これによりインナーフィン2の山頂部および谷底部の熱融着層62を、一対のラミネート材L1の熱融着層52に熱融着により接合一体化する(フィン融着工程)。 Furthermore, the intermediate region (fin installation position) of the pair of outer envelope laminate materials L1, L1 of the outer envelope 1 is heated while being sandwiched between a pair of upper and lower heating plates. As a result, the heat-sealed layers 62 at the peaks and valley bottoms of the inner fin 2 are bonded and integrated with the heat-sealed layers 52 of the pair of laminate materials L1 by heat fusion (fin fusion process).

こうして本実施形態の熱交換器が製造される。なお本実施形態において外包体融着工程と、フィン融着工程とを別々に行っても良いし、同時に行っても良い。 In this manner, the heat exchanger of this embodiment is manufactured. Note that in this embodiment, the outer envelope fusing process and the fin fusing process may be performed separately or simultaneously.

融着工程(溶着工程)において、溶着温度は、140℃~250℃に設定するのが良く、より好ましくは、160℃~200℃に設定するのが良い。さらに溶着圧力は、0.1MPa~0.5MPaに設定するのが良く、より好ましくは0.15MPa~0.4MPaに設定するのが良い。さらに溶着時間は、2秒~10秒に設定するのが良く、より好ましくは、3秒~7秒に設定するのが良い。 In the fusion process (welding process), the welding temperature is preferably set to 140°C to 250°C, and more preferably to 160°C to 200°C. Furthermore, the welding pressure is preferably set to 0.1 MPa to 0.5 MPa, and more preferably to 0.15 MPa to 0.4 MPa. Furthermore, the welding time is preferably set to 2 seconds to 10 seconds, and more preferably to 3 seconds to 7 seconds.

この実施形態の熱交換器においては、一方のジョイントパイプ33から冷却液等の熱交換媒体を外包体1内に流入させて、他方のジョイントパイプ33から流出させることにより、冷却液を外包体1内に循環させるとともに、循環する冷却液と、外包体1の外表面に接触させた熱交換対象部材との間で熱交換させて、熱交換対象部材を冷却するものである。 In this embodiment of the heat exchanger, a heat exchange medium such as a cooling liquid is introduced into the envelope 1 through one joint pipe 33 and then discharged from the other joint pipe 33, thereby circulating the cooling liquid within the envelope 1 and exchanging heat between the circulating cooling liquid and the heat exchange target material that is in contact with the outer surface of the envelope 1, thereby cooling the heat exchange target material.

本実施形態の熱交換器は、その使用形態は特に限定されるものではなく、1つだけで使用することもできるし、2つ以上で使用することもできる。1つでの使用は、既述した通り、熱交換器の上下面に熱交換対象部材を接触させて使用するものである。2つで使用する場合には、例えば2つの熱交換器によって熱交換対象部材を挟み込むように配置して使用することができる。さらに2つ以上で使用する場合、熱交換器と熱交換対象部材とを交互に重ね合わせるように配置して使用することもできる。 The heat exchanger of this embodiment is not particularly limited in the manner of use, and may be used alone or in combination of two or more. When using one, as described above, the heat exchanger is used by contacting the upper and lower surfaces of the heat exchanger with the heat exchange target material. When using two, for example, the two heat exchangers may be arranged to sandwich the heat exchange target material. Furthermore, when using two or more, the heat exchangers and the heat exchange target material may be arranged to overlap each other.

なおインナーフィン2は、その山筋方向および谷筋方向がトレイ部材10の前後方向に一致するように配置される。これにより、インナーフィン2の山筋部および谷筋部によって形成されるトンネル部および溝部が、熱交換流路として構成されている。この熱交換流路は、外包体1の前後方向に沿うように配置され、かつ幅方向(左右方向)に並列に複数配置されており、熱交換媒体(熱媒体)が各熱交換流路を通って均等に分散しながら外包体1の前後方向一端側から他端側に向けてスムーズに流通できるように構成されている。 The inner fins 2 are arranged so that the ridge and valley directions are aligned with the front-rear direction of the tray member 10. As a result, the tunnels and grooves formed by the ridges and valleys of the inner fins 2 are configured as heat exchange flow paths. These heat exchange flow paths are arranged along the front-rear direction of the outer envelope 1, and multiple paths are arranged in parallel in the width direction (left-right direction), so that the heat exchange medium (heat medium) can flow smoothly from one end of the outer envelope 1 to the other end in the front-rear direction while being evenly distributed through each heat exchange flow path.

以上のように本第1実施形態の熱交換器によれば、外包体1の外表面に、親水性を有する親水層54または親水性保護層55が設けられているため、電池等の熱交換対象部材の冷却器として使用する場合、外包体1の外表面に結露による水滴の発生を抑制し、水滴による液だれが要因となる悪影響を抑制することができる。例えば電池等の端子部における、結露水の液だれによる短絡を防止でき、電池の損傷を防止しつつ、長期的に安定した冷却性能を得ることができる。 As described above, according to the heat exchanger of the first embodiment, the hydrophilic layer 54 or hydrophilic protective layer 55 is provided on the outer surface of the outer envelope 1, so that when used as a cooler for a heat exchange target component such as a battery, the generation of water droplets due to condensation on the outer surface of the outer envelope 1 can be suppressed, and adverse effects caused by dripping of water droplets can be suppressed. For example, short circuits due to dripping of condensed water at the terminals of a battery or the like can be prevented, and stable cooling performance can be obtained over the long term while preventing damage to the battery.

また本実施形態の熱交換器によれば、構成部材としての外包体1、インナーフィン2およびヘッダー3が合成樹脂を基に製作されているため、各構成部材を適宜熱融着するだけで簡単に製作することができる。このため本実施形態の熱交換器は、ろう付け接合等の難易度が高くて面倒な接合加工によって製作する従来の金属製の熱交換器に比べて、コストの削減および生産性の向上を図ることができる。 In addition, according to the heat exchanger of this embodiment, the components of the outer envelope 1, inner fins 2, and header 3 are made from synthetic resin, so they can be easily manufactured by simply heat fusing the components together as appropriate. Therefore, the heat exchanger of this embodiment can reduce costs and improve productivity compared to conventional metal heat exchangers that are manufactured using difficult and tedious joining processes such as brazing.

さらに本実施形態の熱交換器は、金属の塑性加工や切削加工等の面倒かつ制約のある金属加工を用いる場合と異なり、より一層生産効率の向上およびコストの削減を図ることができる。 Furthermore, the heat exchanger of this embodiment can further improve production efficiency and reduce costs, unlike those that use tedious and restrictive metal processing such as metal plastic processing and cutting.

また本実施形態の熱交換器は、薄型のラミネート材L1を貼り合わせて形成するものであるため、十分な薄肉化および軽量化を確実に図ることができる。 In addition, the heat exchanger of this embodiment is formed by bonding together thin laminate material L1, so it can be reliably made sufficiently thin and lightweight.

また本実施形態の熱交換器によれば、外包体1の内部にインナーフィン2を配置して、外包体1の内部に冷媒流通用空間(熱交換流路)を確保するものであるため、内圧および外圧のいずれの圧力に対しても高い強度を確保でき、動作信頼性を向上させることができる。 In addition, according to the heat exchanger of this embodiment, the inner fins 2 are arranged inside the outer envelope 1, and a space for refrigerant circulation (heat exchange flow path) is secured inside the outer envelope 1, so that high strength can be secured against both internal and external pressure, and operational reliability can be improved.

さらに本実施形態の熱交換器は、外包体1がラミネート材L1であるため、熱交換器自体の形状や大きさを簡単に変更できるとともに、既述した通り、厚みや強度、熱交換性能等も簡単に変更できるので、熱交換器取付位置等に合わせて適切な構成に簡単に仕上げることができ、設計の自由度が増し、汎用性も向上させることができる。 Furthermore, in the heat exchanger of this embodiment, since the outer casing 1 is made of laminate material L1, the shape and size of the heat exchanger itself can be easily changed, and as mentioned above, the thickness, strength, heat exchange performance, etc. can also be easily changed, so that the heat exchanger can be easily finished into an appropriate configuration according to the installation position, etc., which increases the freedom of design and improves versatility.

<第2実施形態>
図3~図5はこの発明の第2実施形態である熱交換器を示す図である。これらの図に示すように、本第2実施形態の熱交換器は、ケーシング(容器)としての外包体1と、外包体1の内部に収容されるインナーフィン(内芯材)2と、外包体1の両端部内に収容される一対(両側)のヘッダー(ジョイント部材)3,3とを備えている。
Second Embodiment
3 to 5 are diagrams showing a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention. As shown in these figures, the heat exchanger according to the second embodiment includes an outer envelope 1 as a casing (container), an inner fin (inner core material) 2 housed inside the outer envelope 1, and a pair (on both sides) of headers (joint members) 3, 3 housed within both ends of the outer envelope 1.

外包体1は、平面視矩形状のトレイ部材10と、平面視矩形状のカバー部材15とによって構成されている。 The outer packaging body 1 is composed of a tray member 10 that is rectangular in plan view and a cover member 15 that is rectangular in plan view.

トレイ部材10は、外包ラミネート材L1の成形品によって構成されており、外周縁部を除く中間領域全域が下方に深絞り成形や、押出成型等の冷間成形の手法を用いて凹陥形成されて、平面視矩形状の凹陥部11が形成されるとともに、凹陥部11の開口縁部外周に外方に突出するフランジ部12が一体に形成されている。 The tray member 10 is made of a molded product of the outer laminate material L1, and the entire middle region except for the outer periphery is recessed downward using a cold forming method such as deep drawing or extrusion molding to form a recess 11 that is rectangular in plan view, and a flange portion 12 that protrudes outward is integrally formed on the outer periphery of the opening edge of the recess 11.

またカバー部材15は、トレイ部材10における凹陥部11の前後両端部に対応して一対の出入口16,16が形成されている。言うまでもなく本実施形態においては、一対の出入口16のうち、一方の出入口16が入口として構成され、他方の出入口16が出口として構成されている。 The cover member 15 also has a pair of openings 16, 16 formed in correspondence with the front and rear ends of the recessed portion 11 in the tray member 10. Needless to say, in this embodiment, one of the pair of openings 16 is configured as an entrance, and the other opening 16 is configured as an exit.

トレイ部材10およびカバー部材15は、上記第1実施形態と同様の外包ラミネート材L1によって構成されている。 The tray member 10 and the cover member 15 are made of the same outer laminate material L1 as in the first embodiment.

さらに第2実施形態において、外包体1の中空部(凹陥部)11内に収容されるインナーフィン2は、上記第1実施形態と同様の内芯ラミネート材L2によって構成されており、同様の形状を有している。 Furthermore, in the second embodiment, the inner fin 2 housed in the hollow portion (recessed portion) 11 of the outer envelope 1 is made of the same inner core laminate material L2 as in the first embodiment described above, and has the same shape.

このインナーフィン2が、トレイ部材10の凹陥部11内に収容される。この場合、インナーフィン2は、トレイ部材10の凹陥部11における前後両端部を除いた中間部に収容される。さらにインナーフィン2は、その山筋方向および谷筋方向がトレイ部材10の前後方向(図5の左右方向)に一致するように配置される。これにより、インナーフィン2の山筋部および谷筋部によって形成されるトンネル部および溝部が、熱交換流路として構成されている。この熱交換流路は、トレイ部材10の前後方向に沿うように配置され、かつ幅方向(左右方向)に並列に複数配置されており、熱交換媒体(熱媒体)が各熱交換流路を通って均等に分散しながら外包体1の前後方向一端側から他端側に向けてスムーズに流通できるように構成されている。 The inner fin 2 is accommodated in the recess 11 of the tray member 10. In this case, the inner fin 2 is accommodated in the middle part of the recess 11 of the tray member 10, excluding both front and rear ends. Furthermore, the inner fin 2 is arranged so that its ridge and valley directions coincide with the front-rear direction of the tray member 10 (left-right direction in FIG. 5). As a result, the tunnel and groove parts formed by the ridge and valley parts of the inner fin 2 are configured as heat exchange channels. These heat exchange channels are arranged along the front-rear direction of the tray member 10, and multiple channels are arranged in parallel in the width direction (left-right direction), so that the heat exchange medium (heat medium) can flow smoothly from one end side to the other end side in the front-rear direction of the outer envelope 1 while being evenly distributed through each heat exchange channel.

一方図4および図5に示すように、外包体1の両端部に配置される一対のヘッダー3,3は、合成樹脂の成形品によって構成されている。 On the other hand, as shown in Figures 4 and 5, a pair of headers 3, 3 arranged at both ends of the outer envelope 1 are made of molded synthetic resin.

ヘッダー3を構成する樹脂としては、上記第1実施形態のジョイントパイプ33を構成する樹脂と同種の樹脂が用いられている。 The resin used to make up the header 3 is the same type of resin as that used to make up the joint pipe 33 in the first embodiment.

ヘッダー3は、一側面に開口部32を有する箱状の取付箱部31と、取付箱部31の上壁に設けられたパイプ部33とを備えている。パイプ部33は取付箱部31内に連通しており、パイプ部33の内部と取付箱部31の内部との間で熱交換媒体が往来できるように構成されている。 The header 3 comprises a box-shaped mounting box 31 having an opening 32 on one side, and a pipe section 33 provided on the upper wall of the mounting box 31. The pipe section 33 is connected to the inside of the mounting box 31, and is configured so that a heat exchange medium can pass between the inside of the pipe section 33 and the inside of the mounting box 31.

このヘッダー3の取付箱部31がトレイ部材10の凹陥部11におけるインナーフィン2の両側に配置される。さらにヘッダー3のパイプ部33が上向き配置されるとともに、取付箱部31の開口部32が内側に向けて、つまりインナーフィン2に対向して配置される。 The mounting box portion 31 of the header 3 is disposed on both sides of the inner fin 2 in the recessed portion 11 of the tray member 10. Furthermore, the pipe portion 33 of the header 3 is disposed facing upward, and the opening portion 32 of the mounting box portion 31 is disposed facing inward, i.e., facing the inner fin 2.

こうしてヘッダー3,3をトレイ部材10内に収容して、カバー部材15をトレイ部材10にその開口部を閉塞するように配置する。この場合、カバー部材15の出入口16内に、ヘッダー3,3の上向きのパイプ部33,33を挿通配置する。 In this way, the headers 3, 3 are housed in the tray member 10, and the cover member 15 is placed on the tray member 10 so as to close its opening. In this case, the upward pipe portions 33, 33 of the headers 3, 3 are inserted and placed inside the entrance/exit 16 of the cover member 15.

こうして仮組された熱交換器を上記実施形態と同様に加熱することによって、接触し合う部材同士を熱融着して接合一体化する。 The heat exchanger thus provisionally assembled is heated in the same manner as in the above embodiment, whereby the contacting parts are thermally fused together to form an integrated unit.

すなわち、外包体1におけるトレイ部材10のフランジ部12と、カバー部材15の外周縁部との重ね合わせ部分を、上下一対の加熱シール型によって挟み込みながら加熱する(外包体融着工程)。これにより、トレイ部材10のフランジ部12と、カバー部材15の外周縁部との熱融着層52同士を熱融着(熱接着)して、外包体1の中空部を気密ないし液密状態に封止する。 That is, the overlapping portion of the flange portion 12 of the tray member 10 and the outer peripheral edge portion of the cover member 15 in the outer envelope 1 is heated while being sandwiched between a pair of upper and lower heat seal dies (outer envelope fusion process). This causes the heat fusion layers 52 of the flange portion 12 of the tray member 10 and the outer peripheral edge portion of the cover member 15 to be heat fused (thermally bonded) together, sealing the hollow portion of the outer envelope 1 in an airtight or liquid-tight state.

続いて、外周縁部を熱溶着した外包体1の中間領域(下壁111および上壁151)を上下一対の加熱板によって挟み込みながら加熱する。これにより、インナーフィン2の山頂部および谷底部の熱融着層62と、トレイ部材10の底壁111およびカバー部材15の中間領域(上壁)151の熱融着層52とを熱接着(熱融着)により接合一体化して、液密ないし気密状態に封止する(フィン融着工程)。さらにこのフィン融着工程においては、ヘッダー3,3の取付箱部31,31の外周面と、それに対応するトレイ部材10およびカバー部材15の熱融着層52とを熱融着(熱接着)により接合一体化して、液密ないし気密状態に封止する。 Next, the middle region (lower wall 111 and upper wall 151) of the outer casing 1 with its outer periphery heat-sealed is heated while being sandwiched between a pair of upper and lower heating plates. As a result, the heat-sealed layers 62 at the peaks and valleys of the inner fin 2 and the heat-sealed layers 52 at the bottom wall 111 of the tray member 10 and the middle region (upper wall) 151 of the cover member 15 are bonded together by heat adhesion (thermal fusion) to form a liquid-tight or airtight seal (fin fusion process). Furthermore, in this fin fusion process, the outer periphery of the mounting box portions 31, 31 of the headers 3, 3 and the heat-sealed layers 52 of the corresponding tray member 10 and cover member 15 are bonded together by heat adhesion (thermal adhesion) to form a liquid-tight or airtight seal.

なお本実施形態においても外包体融着工程と、フィン融着工程とを別々に行っても良いし、同時に行っても良い。 In this embodiment, the outer envelope fusing process and the fin fusing process may be performed separately or simultaneously.

こうして組み付けられた熱交換器は、外包体1における両端部の上壁(カバー部材15)からヘッダー3,3のパイプ部33,33が上方に突出するように配置されている。 The heat exchanger thus assembled is positioned so that the pipe sections 33, 33 of the headers 3, 3 protrude upward from the upper walls (cover members 15) at both ends of the outer envelope 1.

この第2実施形態の熱交換器においても、外包体1を構成する外包ラミネート材L1として、上記第1実施形態と同様の外包ラミネート材L1が使用されており、外包ラミネート材L1における伝熱層51の外面側に、親水層53(図2A参照)または親水性保護層(図2B参照)が設けられている。 In the heat exchanger of this second embodiment, the same outer laminate material L1 as in the first embodiment is used as the outer laminate material L1 constituting the outer envelope 1, and a hydrophilic layer 53 (see FIG. 2A) or a hydrophilic protective layer (see FIG. 2B) is provided on the outer surface side of the heat transfer layer 51 in the outer laminate material L1.

この第2実施形態の熱交換器においては、一方のヘッダー3のパイプ部33から冷却液等の熱交換媒体を外包体1内に流入させて、インナーフィン2の部分を通過させた後、他方のヘッダー3のパイプ部33から流入させることにより、冷却液を外包体1内に循環させるとともに、その循環する冷却液と、外包体1の外表面に接触させた熱交換対象部材との間で熱交換させて、熱交換対象部材を冷却するものである。 In the heat exchanger of the second embodiment, a heat exchange medium such as a cooling liquid is introduced into the outer envelope 1 from the pipe section 33 of one header 3, passed through the inner fin 2, and then introduced into the outer envelope 1 from the pipe section 33 of the other header 3, thereby circulating the cooling liquid within the outer envelope 1 and exchanging heat between the circulating cooling liquid and the heat exchange target material that is in contact with the outer surface of the outer envelope 1, thereby cooling the heat exchange target material.

この第2実施形態の熱交換器において、他の構成は上記第1実施形態の熱交換器と実質的に同様であるため、同一または相当部分に同一符号を付して重複説明は省略する。 The other configurations of the heat exchanger of this second embodiment are substantially similar to those of the heat exchanger of the first embodiment described above, so the same or corresponding parts are given the same reference numerals and duplicate explanations are omitted.

以上の構成の第2実施形態の熱交換器においても、上記第1実施形態の熱交換器と同様の効果を得ることができる。 The heat exchanger of the second embodiment configured as described above can also achieve the same effects as the heat exchanger of the first embodiment.

<第3実施形態>
図6はこの発明の第3実施形態である熱交換器としての熱交換パネルPを示す斜視図、図7は第3実施形態の熱交換パネルPを分解して示す斜視図、図8は図6のA-A線断面図である。なお本実施形態においては、発明の理解を容易にするため、図6の奥行き方向を「縦方向」とし、図6の左右方向を「横方向」とし、図6の上下方向を「厚さ方向」として説明する。さらに図6~図8においては、発明の理解を容易にするため、厚さ方向の寸法を縦横方向の寸法と比較して誇張して示している。
Third Embodiment
Fig. 6 is a perspective view showing a heat exchange panel P as a heat exchanger according to a third embodiment of the present invention, Fig. 7 is an exploded perspective view showing the heat exchange panel P of the third embodiment, and Fig. 8 is a cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 6. In this embodiment, in order to facilitate understanding of the invention, the depth direction in Fig. 6 is defined as the "vertical direction", the left-right direction in Fig. 6 is defined as the "horizontal direction", and the up-down direction in Fig. 6 is defined as the "thickness direction". Furthermore, in Figs. 6 to 8, the dimensions in the thickness direction are exaggerated compared to the dimensions in the vertical and horizontal directions in order to facilitate understanding of the invention.

図6~図8に示すように本実施形態の熱交換パネルPは、平面視矩形状の流路形成シート1bと、流路形成シート1bの表裏面に積層される表裏両側の被覆シート1aとを備えている。なお本実施形態においては、図6の上側を表側とし、下側を裏側として説明する。もっとも本発明においては、表側および裏側は、特に区別されるものではなく、いずれを表側または裏側としても良い。例えば図6および図7の上側を表側、下側を裏側としても良いし、下側を表側、上側を裏側としても良い。 As shown in Figures 6 to 8, the heat exchange panel P of this embodiment includes a flow path forming sheet 1b that is rectangular in plan view, and covering sheets 1a on both the front and back sides that are laminated on the front and back sides of the flow path forming sheet 1b. In this embodiment, the upper side of Figure 6 will be described as the front side, and the lower side as the back side. However, in the present invention, the front side and the back side are not particularly distinguished, and either side may be the front side or the back side. For example, the upper side of Figures 6 and 7 may be the front side and the lower side the back side, or the lower side may be the front side and the upper side the back side.

流路形成シート1bは、レーザ加工等によって、表裏に貫通するようにU字状にくり抜かれて、中空状の熱交換流路20が形成されている。 The flow passage forming sheet 1b is hollowed out in a U-shape by laser processing or the like, penetrating from the front to the back, to form a hollow heat exchange flow passage 20.

流路形成シート1bは、厚さ方向のスペーサとしての機能を備えており、熱交換パネルPにおける厚さ方向への収縮変形や膨張変形等を防止して、所定の厚みを確保できるようになっている。 The flow path forming sheet 1b functions as a spacer in the thickness direction, preventing shrinkage deformation, expansion deformation, etc. in the thickness direction of the heat exchange panel P, thereby ensuring a specified thickness.

流路形成シート1bは、その少なくとも表裏面が熱融着性の樹脂によって構成されている。 At least the front and back surfaces of the flow path forming sheet 1b are made of a heat-sealable resin.

流路形成シート1bとしては例えば、合成樹脂シート、金属ラミネート材、樹脂コート金属材等を用いることができる。金属ラミネート材とは、金属シートないし金属フィルムの両面に合成樹脂シートないし合成樹脂フィルムを接着積層したものである。樹脂コート金属材とは、金属ラミネート材、金属シートないし金属フィルムの両面に合成樹脂をコートしたものである。合成樹脂シートとしては、上記第1実施形態の外包ラミネート材L1の熱融着層52を構成する樹脂と同種の樹脂を好適に用いることができる。金属ラミネート材としては、アルミニウムシートないしアルミニウムフィルムの両面に、上記第1実施形態の外包ラミネート材L1の熱融着層52を構成する樹脂と同種の樹脂例えば、LLDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)フィルムないしシートが接着剤によって貼り付けられたものを例示することができる。樹脂コート金属材としては、アルミニウムシートないしアルミニウムフィルムの両面に、上記第1実施形態の外包ラミネート材L1の熱融着層52を構成する樹脂と同種の樹脂、例えばポリエチレン樹脂がコーティングされたもの等を例示することができる。 For example, a synthetic resin sheet, a metal laminate material, a resin-coated metal material, etc. can be used as the flow path forming sheet 1b. The metal laminate material is a synthetic resin sheet or a synthetic resin film laminated on both sides of a metal sheet or a metal film. The resin-coated metal material is a metal laminate material, a metal sheet or a metal film coated on both sides with a synthetic resin. The synthetic resin sheet can be preferably made of the same type of resin as that constituting the heat-sealing layer 52 of the outer wrapping laminate material L1 of the first embodiment. An example of a metal laminate material is an aluminum sheet or aluminum film on both sides of which a resin of the same type as that constituting the heat-sealing layer 52 of the outer wrapping laminate material L1 of the first embodiment, such as an LLDPE (linear low density polyethylene) film or sheet, is attached by adhesive. An example of a resin-coated metal material is an aluminum sheet or aluminum film on both sides of which a resin of the same type as that constituting the heat-sealing layer 52 of the outer wrapping laminate material L1 of the first embodiment, such as a polyethylene resin, is coated.

流路形成シート1bとしては、厚さが0.1mm~5mmのもの、好ましくは0.1mm~2mmのものを好適に用いることができる。 The flow path forming sheet 1b may be one having a thickness of 0.1 mm to 5 mm, preferably 0.1 mm to 2 mm.

被覆シート1aは、外包ラミネート材(ラミネートシート)L1によって構成されている。本実施形態においてこのラミネート材L1としては、上記第1実施形態の熱交換器における外包体1を構成する外包ラミネート材L1と同様の構成を備えており(図2Aまたは図2B参照)、外面側には親水層54または親水性保護層55が設けられている。 The covering sheet 1a is composed of an outer laminate material (laminate sheet) L1. In this embodiment, the laminate material L1 has a similar structure to the outer laminate material L1 constituting the outer body 1 in the heat exchanger of the first embodiment (see FIG. 2A or FIG. 2B), and a hydrophilic layer 54 or a hydrophilic protective layer 55 is provided on the outer surface side.

以上の構成の2枚の被覆シート1aの各内面側の熱融着層52(図2Aまたは図2B参照)が、流路形成シート1bの表面および裏面に積層された状態で、熱融着によって、融着層52と、流路形成シート1bの表裏を構成する樹脂とが接合一体化されて、図6に示すように熱交換パネルPが組み付けられる。この熱交換パネルPにおいては、流路形成シート1bにおける熱交換流路20の表裏両面側の開口面が、表裏両側の被覆シート1aによって閉塞されることによって、熱交換流路20が扁平チューブ状に形成される。 The heat-sealing layers 52 (see FIG. 2A or FIG. 2B) on the inner surfaces of the two covering sheets 1a configured as described above are laminated on the front and back surfaces of the flow path forming sheet 1b, and the sealing layers 52 and the resin constituting the front and back surfaces of the flow path forming sheet 1b are joined together by heat sealing to form a heat exchange panel P as shown in FIG. 6. In this heat exchange panel P, the openings on both the front and back sides of the heat exchange flow path 20 in the flow path forming sheet 1b are blocked by the covering sheets 1a on both the front and back sides, so that the heat exchange flow path 20 is formed into a flattened tube shape.

なお表裏両側の被覆シート1aのうち、表側の被覆シート1aにおける熱交換流路20の両端部に対応する部分には、表裏方向に貫通する2つの円形の出入口16が形成されている。 In addition, of the covering sheets 1a on both sides, two circular inlets 16 that penetrate from front to back are formed in the portions of the covering sheet 1a on the front side that correspond to both ends of the heat exchange flow path 20.

また本実施形態においては図9に示すように、熱交換パネルPの一対の出入口16にそれぞれジョイントパイプ33を取り付けるようにしても良い。 In this embodiment, as shown in FIG. 9, a joint pipe 33 may be attached to each of a pair of inlets 16 of the heat exchange panel P.

ジョイントパイプ33は、硬質合成樹脂の成形品によって構成されている。このジョイントパイプ33の端部が、熱交換パネルPの被覆シート1aの外面に熱融着等によって接着されることにより、ジョイントパイプ33が熱交換パネルPに取り付けられる。 The joint pipe 33 is made of a molded hard synthetic resin. The end of the joint pipe 33 is attached to the heat exchange panel P by bonding the outer surface of the covering sheet 1a of the heat exchange panel P by heat fusion or the like.

以上の構成の熱交換パネルPは、上記第1および第2実施形態の熱交換器と同様、電池等を冷却対象部材(熱交換対象部材)として冷却する冷却器として用いられる。すなわち一方の出入口16から流入管等を介して冷却液(冷却水、不凍液等)を流入して、その冷却液を熱交換パネルPの熱交換流路20に流通させて、他方の出入口16から流出管等を介して流出させる。これにより、熱交換パネルP内を循環する冷却液と電池との間で被覆シート1aを介して熱交換することにより、電池を冷却するものである。 The heat exchange panel P having the above configuration is used as a cooler for cooling batteries or the like as cooling target members (heat exchange target members) in the same manner as the heat exchangers of the first and second embodiments. That is, a cooling liquid (cooling water, antifreeze liquid, etc.) flows in from one inlet/outlet 16 through an inlet pipe or the like, and the cooling liquid flows through the heat exchange flow path 20 of the heat exchange panel P, and flows out from the other inlet/outlet 16 through an outlet pipe or the like. In this way, the battery is cooled by heat exchange between the cooling liquid circulating inside the heat exchange panel P and the battery through the covering sheet 1a.

この第3実施形態の熱交換器において、他の構成は上記第1および第2実施形態の熱交換器と実質的に同様であるため、同一または相当部分に同一符号を付して重複説明は省略する。 In the heat exchanger of this third embodiment, other configurations are substantially similar to those of the heat exchangers of the first and second embodiments described above, so the same or corresponding parts are given the same reference numerals and duplicate explanations are omitted.

以上の構成の第3実施形態の熱交換器(熱交換パネルP)においても、上記第1実施形態の熱交換器と同様の効果を得ることができる。 The heat exchanger (heat exchange panel P) of the third embodiment configured as described above can also achieve the same effects as the heat exchanger of the first embodiment.

<実施例1>
外包ラミネート材:親水層/PET12/接着剤/AL120/接着剤/LLDPE40
内芯ラミネート材:LLDPE40/接着剤/AL120/接着剤/LLPPE40
外包ラミネート材L1として、厚さ120μmのAl箔からなる伝熱層51と、その伝熱層51の内面側に接着剤を介して積層され、かつ厚さ40μmのLLDPEフィルムからなる熱融着層52と、伝熱層51の外面側に接着剤を介して積層され、かつ厚さ12μmのPETフィルムからなる保護層53と、保護層53の外面側に積層された親水層(親水コート剤層)54とを備えたものを準備した。
Example 1
Outer packaging laminate material: Hydrophilic layer/PET12/Adhesive/AL120/Adhesive/LLDPE40
Inner core laminate material: LLDPE40/adhesive/AL120/adhesive/LLPPE40
The outer laminate material L1 was prepared to include a heat transfer layer 51 made of Al foil having a thickness of 120 μm, a heat-sealing layer 52 made of an LLDPE film having a thickness of 40 μm laminated to the inner side of the heat transfer layer 51 via an adhesive, a protective layer 53 made of a PET film having a thickness of 12 μm laminated to the outer side of the heat transfer layer 51 via an adhesive, and a hydrophilic layer (hydrophilic coating agent layer) 54 laminated to the outer side of the protective layer 53.

実施例1の親水層54は、アルカリケイ酸塩と有機化合物によるコート剤層である。すなわちSiO/NaO=3のアルカリケイ酸塩、アクリルアミド含有率60%のアクリル酸―アクリルアミド共重合体、カルボニル基を有する低分子有機化合物(グリオキザール)、シランカップリング剤(γ-アミノプロピルトリエトキシシラン)からなる親水性コート剤を用いた。 The hydrophilic layer 54 in Example 1 is a coating agent layer made of an alkali silicate and an organic compound. That is, a hydrophilic coating agent made of an alkali silicate of SiO2 / Na2O =3, an acrylic acid-acrylamide copolymer with an acrylamide content of 60%, a low molecular weight organic compound (glyoxal) having a carbonyl group, and a silane coupling agent (γ-aminopropyltriethoxysilane) was used.

上記コート剤を、グラビアコートにて、PETフィルム(保護層)表面に塗布し、180℃、30秒乾燥して、塗布量1.0g/mの親水性コート層(親水層)54を作製した。この親水層54の純水の接触角は5°であった。 The above coating agent was applied to the surface of a PET film (protective layer) by gravure coating and dried at 180° C. for 30 seconds to prepare a hydrophilic coating layer (hydrophilic layer) 54 with a coating amount of 1.0 g/m 2. The contact angle of pure water of this hydrophilic layer 54 was 5°.

内芯ラミネート材L2として、厚さ120μmのAl箔からなる伝熱層61と、その伝熱層61の両面側に接着剤を介して積層され、かつ厚さ40μmのLLDPEフィルムからなる熱融着層62とを備えたものを準備した。 The inner core laminate material L2 was prepared with a heat transfer layer 61 made of Al foil with a thickness of 120 μm and a heat fusion layer 62 made of an LLDPE film with a thickness of 40 μm laminated on both sides of the heat transfer layer 61 with an adhesive.

上記外包ラミネート材L1を用いて、図3~図5に示す第2実施形態に対応するトレイ部材10およびカバー部材15を作製した。すなわち上記実施例および比較例の各外包ラミネート材L1に対し深絞り成形を行って、深さ4mm×幅90mm×長さ140mmの凹陥部11を有し、凹陥部11の開口縁部全周に幅10mmのフランジ部12が形成されたトレイ部材10を作製した。 The above outer laminate material L1 was used to produce a tray member 10 and a cover member 15 corresponding to the second embodiment shown in Figures 3 to 5. That is, deep drawing was performed on each of the outer laminate materials L1 of the above examples and comparative examples to produce a tray member 10 having a recessed portion 11 of 4 mm depth x 90 mm width x 140 mm length, and a flange portion 12 of 10 mm width formed around the entire periphery of the opening edge of the recessed portion 11.

上記各外包ラミネート材L1を長さ160mm×幅110mmにカットしてカバー部材15を作製した。 Each of the outer laminate materials L1 was cut to a length of 160 mm and a width of 110 mm to produce the cover member 15.

さらに上記内芯ラミネート材L2を用いて、図4および図5に示す第2実施形態のインナーフィン2を作製した。すなわち内芯ラミネート材L2に対しコルゲート加工を行って、高さ4.2mm×幅90mm×長さ100mmの波形のインナーフィン2を作製した。 Furthermore, the inner fin 2 of the second embodiment shown in Figures 4 and 5 was produced using the above-mentioned inner core laminate material L2. That is, the inner core laminate material L2 was corrugated to produce a corrugated inner fin 2 having a height of 4.2 mm, a width of 90 mm, and a length of 100 mm.

さらに図4および図5に示すように長さ90mm×横20mm×高さ4mmの取付箱部31に、内径φ10mm、外径φ12mm、長さ3mmのパイプ部33が一体に形成されたヘッダー3を射出成型によって作製した。 Furthermore, as shown in Figures 4 and 5, a header 3 was produced by injection molding, in which a pipe section 33 with an inner diameter of φ10 mm, an outer diameter of φ12 mm, and a length of 3 mm was integrally formed with a mounting box section 31 with a length of 90 mm, width of 20 mm, and height of 4 mm.

続いて、上記トレイ部材10の凹陥部11における両端部にヘッダー3,3を、各パイプ部33が上方に向くようにして収容した。さらに凹陥部11内におけるヘッダー3,3間にインナーフィン2を収容した。 Next, the headers 3, 3 were placed in both ends of the recess 11 of the tray member 10 with the pipes 33 facing upward. Furthermore, the inner fins 2 were placed between the headers 3, 3 in the recess 11.

さらにトレイ部材10の凹陥部11を上から閉塞するようにカバー部材15を配置した。この際、カバー部材15の出入口16,16に、ヘッダー3,3のパイプ部33,33を挿通してカバー部材15の上方に突出させた。 The cover member 15 was then placed so as to close the recessed portion 11 of the tray member 10 from above. At this time, the pipe portions 33, 33 of the headers 3, 3 were inserted through the entrances 16, 16 of the cover member 15 and protruded above the cover member 15.

こうして非接合状態の熱交換器仮組品を作製し、その仮組品をヒートシール機によって、180℃×0.3MPa×7秒の熱融着条件で熱融着処理を行い、各部品間を熱接着(熱融着)することにより、実施例1の熱交換器を作製した。 In this way, a heat exchanger mock-up was made in an unbonded state, and the mock-up was heat-sealed using a heat sealer under heat-sealing conditions of 180°C x 0.3 MPa x 7 seconds to thermally bond (thermally seal) each part together, thereby producing the heat exchanger of Example 1.

<実施例2>
外包ラミネート材:親水性アルミナ添加PET12/接着剤/AL120/接着剤/LLDPE40
外包ラミネート材として、厚さ120μmのAl箔からなる伝熱層51と、その伝熱層51の内面側に接着剤を介して積層され、かつ厚さ40μmのLLDPEフィルムからなる熱融着層52と、伝熱層51の外面側に接着剤を介して積層され、かつ厚さ12μmの親水性アルミナが添加されたPETフィルムからなる親水性保護層55とを備えたものを準備した。
Example 2
Outer laminate material: Hydrophilic alumina-added PET12/adhesive/AL120/adhesive/LLDPE40
The outer laminate material prepared was provided with a heat transfer layer 51 made of Al foil having a thickness of 120 μm, a heat-sealing layer 52 made of an LLDPE film having a thickness of 40 μm laminated to the inner surface side of the heat transfer layer 51 via an adhesive, and a hydrophilic protective layer 55 made of a PET film having hydrophilic alumina added thereto having a thickness of 12 μm laminated to the outer surface side of the heat transfer layer 51 via an adhesive.

実施例2において、親水性アルミナの作製方法は以下の通りである。すなわちチタンカップリング剤(商品名「オルガチックスTC-510」)の50wt%水溶液に、アルミナ(平均粒子径1μm~5μm)を加え、撹拌機に投入し、攪拌した。この溶液から、遠心分離機により、アルミナを回収し、100℃乾燥後に親水性アルミナを作製した。 In Example 2, the hydrophilic alumina was prepared as follows. Alumina (average particle size 1 μm to 5 μm) was added to a 50 wt % aqueous solution of a titanium coupling agent (product name "Orgatix TC-510"), and the solution was placed in a stirrer and stirred. Alumina was recovered from this solution using a centrifuge, and dried at 100°C to produce hydrophilic alumina.

この親水性アルミナを3wt%添加した、厚さ12μmのPETフィルムを成膜し、ドライラミネートにて、親水性アルミナが添加されたPETフィルム(親水性保護層55)が外面に積層された外包ラミネート材L1を作製した。この親水性保護層55の接触角は30°であった。 A 12 μm-thick PET film was formed with 3 wt% of this hydrophilic alumina added, and then dry laminated to produce an outer laminate material L1 in which the PET film with hydrophilic alumina added (hydrophilic protective layer 55) was laminated on the outer surface. The contact angle of this hydrophilic protective layer 55 was 30°.

この外包ラミネート材L1を用いた以外は、上記実施例1と同様に、熱交換器を作製した。 A heat exchanger was fabricated in the same manner as in Example 1 above, except that this outer laminate material L1 was used.

<比較例1>
親水層54が設けられていない点を除いて上記実施例1と同様の外包ラミネート材(PET12/接着剤/AL120/接着剤/LLDPE40)L1を準備した。この外包ラミネート材L1における厚さ12μmのPETフィルム(保護層53)の純水の接触角は70°であった。
<Comparative Example 1>
An outer package laminate material L1 (PET12/adhesive/AL120/adhesive/LLDPE40) was prepared similarly to Example 1 above, except that it did not have a hydrophilic layer 54. The contact angle of pure water with the 12 μm-thick PET film (protective layer 53) in this outer package laminate material L1 was 70°.

この外包ラミネート材L1を用いた以外は、上記実施例1と同様に熱交換器を作製した。 A heat exchanger was fabricated in the same manner as in Example 1 above, except that this outer laminate material L1 was used.

<実施例3>
外包ラミネート材:親水層/PET12/接着剤/AL120/接着剤/LLDPE40
流路形成シート材:LLDPE製の中空状流路形成シート(厚さ200μm)
外包ラミネート材L1として、厚さ120μmのAl箔からなる伝熱層51と、その伝熱層51の内面側に接着剤を介して積層され、かつ厚さ40μmのLLDPEフィルムからなる熱融着層52と、伝熱層51の外面側に接着剤を介して積層され、かつ厚さ12μmのPETフィルムからなる保護層53と、保護層53の外面側に積層された親水層(親水コート層)54とを備えたものを準備した。
Example 3
Outer packaging laminate material: Hydrophilic layer/PET12/Adhesive/AL120/Adhesive/LLDPE40
Channel-forming sheet material: Hollow channel-forming sheet made of LLDPE (thickness 200 μm)
The outer laminate material L1 was prepared to include a heat transfer layer 51 made of Al foil having a thickness of 120 μm, a heat-sealing layer 52 made of an LLDPE film having a thickness of 40 μm laminated to the inner side of the heat transfer layer 51 via an adhesive, a protective layer 53 made of a PET film having a thickness of 12 μm laminated to the outer side of the heat transfer layer 51 via an adhesive, and a hydrophilic layer (hydrophilic coating layer) 54 laminated to the outer side of the protective layer 53.

実施例3の親水層54は、親水性ポリマーとカルボニル基を有する低分子有機化合物によるコート剤である。すなわちアクリル酸-アクリルアミド共重合体:グリオキザール(架橋剤)=1:0.7(重量比)の割合で配合した親水性コート剤を作製した。 The hydrophilic layer 54 in Example 3 is a coating agent made of a hydrophilic polymer and a low molecular weight organic compound having a carbonyl group. That is, a hydrophilic coating agent was prepared by mixing acrylic acid-acrylamide copolymer:glyoxal (crosslinking agent) in a ratio of 1:0.7 (weight ratio).

上記コート剤を、グラビアコートにて、PETフィルム(保護層)表面に塗布し、160℃、30秒乾燥して、塗布量0.6g/mの親水性コート層(親水層)54を作製した。この親水層54の純水の接触角は15°であった。 The above coating agent was applied to the surface of a PET film (protective layer) by gravure coating and dried at 160° C. for 30 seconds to prepare a hydrophilic coating layer (hydrophilic layer) 54 with a coating amount of 0.6 g/m 2. The contact angle of pure water of this hydrophilic layer 54 was 15°.

この構成の外包ラミネート材L1を用いて、図6および図7に示す第3実施形態に対応する被覆シート1aを作製した。すなわち外包ラミネート材L1を、縦120mm×横90mmに切断して、表裏2枚の被覆シートを作製した。さらに一方に被覆シート(表側被覆シート)における縦方向の端部に、横方向に並設するように直径φ8mmの円形の孔を形成して、一対の出入口16を形成した。 Using the outer laminate material L1 with this configuration, a covering sheet 1a corresponding to the third embodiment shown in Figures 6 and 7 was produced. That is, the outer laminate material L1 was cut to a length of 120 mm x width of 90 mm to produce two covering sheets, one on the front and one on the back. Furthermore, circular holes with a diameter of φ8 mm were formed side by side in the horizontal direction at the vertical end of one of the covering sheets (the front covering sheet) to form a pair of entrances 16.

一方、流路形成シート用の材料(流路形成シート材)として、厚さ200μmのLLDPEシートを準備した。このLLDPEシート(縦120mm×横90mm)を3枚重ね合わせて、160℃×0.2MPa×10秒の溶着条件で接合し、その積層シートにファイバーレーザー機を用いて、U字状の熱交換流路20を表裏間で貫通するように形成し、流路形成シート1bを作製した(図7等参照)。 On the other hand, a 200 μm thick LLDPE sheet was prepared as the material for the flow path forming sheet (flow path forming sheet material). Three of these LLDPE sheets (120 mm long x 90 mm wide) were stacked and bonded under welding conditions of 160°C x 0.2 MPa x 10 seconds, and a fiber laser machine was used to form a U-shaped heat exchange flow path 20 that penetrates from the front to the back of the laminated sheet, producing flow path forming sheet 1b (see Figure 7, etc.).

続いて、この流路形成シート1bの表面側および裏面側に、上記被覆シート1aをその内面側の熱融着層52を重ね合わせるように配置して、未接着の積層体を作製した。この際、一対の出入口3,3を有する表側被覆シート1aは、その出入口16を流路形成シート1bの熱交換流路20における両端部に対応して配置した。そして、この積層体を180℃×0.3MPa×10秒の条件でヒートシールして、図6および図7に示すような熱交換器(熱交換パネルP)を作製した。 Then, the above-mentioned covering sheet 1a was placed on the front and back sides of the flow path forming sheet 1b so that the heat fusion layer 52 on the inner side was overlapped to produce an unbonded laminate. At this time, the front covering sheet 1a having a pair of inlets 3, 3 was placed so that its inlets 16 corresponded to both ends of the heat exchange flow path 20 of the flow path forming sheet 1b. Then, this laminate was heat sealed under the conditions of 180°C x 0.3 MPa x 10 seconds to produce a heat exchanger (heat exchange panel P) as shown in Figures 6 and 7.

続けて、内径φ6mm、外径φ8mm、長さ10mmのポリエチレンチューブによって構成されるジョイントパイプ(フランジ部無し)33の一端側をバーナーで炙り、溶融したことを確認してから、その溶融側端部を表側被覆シート1aにおける一対の出入口16,16に押し付けて熱融着して、実施例3のジョイントパイプ付き熱交換パネルを作製した。 Next, one end of the joint pipe (without flange) 33, which is made of a polyethylene tube with an inner diameter of φ6 mm, an outer diameter of φ8 mm, and a length of 10 mm, is heated with a burner, and after confirming that it is melted, the melted end is pressed against a pair of inlets 16, 16 in the front covering sheet 1a and heat-sealed to produce the heat exchange panel with joint pipe of Example 3.

<実施例4>
外包ラミネート材:親水性シリカ添加PET12/接着剤/AL120/接着剤/LLDPE40
外包ラミネート材L1として、厚さ120μmのAl箔からなる伝熱層51と、その伝熱層51の内面側に接着剤を介して積層され、かつ厚さ40μmのLLDPEフィルムからなる熱融着層52と、伝熱層51の外面側に接着剤を介して積層され、かつ厚さ12μmの親水性シリカが添加されたPETフィルムからなる親水性保護層55とを備えたものを準備した。
Example 4
Outer packaging laminate material: Hydrophilic silica-added PET12/adhesive/AL120/adhesive/LLDPE40
The outer laminate material L1 was prepared to include a heat transfer layer 51 made of Al foil having a thickness of 120 μm, a heat-sealing layer 52 made of an LLDPE film having a thickness of 40 μm laminated to the inner side of the heat transfer layer 51 via an adhesive, and a hydrophilic protective layer 55 made of a PET film having hydrophilic silica added thereto having a thickness of 12 μm laminated to the outer side of the heat transfer layer 51 via an adhesive.

実施例4の親水性シリカの製作方法は以下の通りである。すなわちシリカ(平均粒子径1μm~5μm)にメタノールを加え、撹拌機に投入し、攪拌した。さらに、メトキシシラン(商品名「KP-913」)を2wt%添加して、攪拌した。この溶液から、ろ過により、シリカを回収し、100℃乾燥後に、親水性シリカを作製した。 The method for producing hydrophilic silica in Example 4 is as follows. Specifically, methanol was added to silica (average particle size 1 μm to 5 μm), and the mixture was placed in a stirrer and stirred. Furthermore, 2 wt% of methoxysilane (product name "KP-913") was added and stirred. Silica was recovered from this solution by filtration, and after drying at 100°C, hydrophilic silica was produced.

上記の親水性シリカを3wt%添加した、厚さ12μmのPETフィルムを成膜し、ドライラミネートにて、親水性シリカが添加されたPETフィルム(親水性保護層55)が外面に積層された外包ラミネート材L1を作製した。この親水性保護層55の純水の接触角は30°であった。 A 12 μm thick PET film was formed with 3 wt % of the above hydrophilic silica added, and the PET film with hydrophilic silica added (hydrophilic protective layer 55) was laminated on the outer surface by dry lamination to produce an outer laminate material L1. The contact angle of pure water with this hydrophilic protective layer 55 was 30°.

この外包ラミネート材L1を用いた以外は、上記実施例3と同様に、熱交換器を作製した。 A heat exchanger was fabricated in the same manner as in Example 3 above, except that this outer laminate material L1 was used.

<実施例5>
外包ラミネート材:カチオン界面活性剤2wt%添加PET12/接着剤/AL120/接着剤/LLDPE40
第4級アンモニウム塩基含有アクリレート重合体型カチオン界面活性剤を、2wt%添加して、PETフィルムを成膜し、ドライラミネートにて、カチオン界面活性剤が添加されたPETフィルム(親水性保護層55)が外面に積層された外包ラミネート材L1を作製した。この親水性保護層55の純水の接触角は35°であった。
Example 5
Outer packaging laminate material: PET12 with 2wt% cationic surfactant/adhesive/AL120/adhesive/LLDPE40
A 2 wt% quaternary ammonium base-containing acrylate polymer-type cationic surfactant was added to form a PET film, and the cationic surfactant-added PET film (hydrophilic protective layer 55) was laminated on the outer surface by dry lamination to produce an outer laminate material L1. The contact angle of pure water with this hydrophilic protective layer 55 was 35°.

この外包ラミネート材L1を用いた以外は、上記実施例3と同様に、熱交換器を作製した。 A heat exchanger was fabricated in the same manner as in Example 3 above, except that this outer laminate material L1 was used.

<比較例2>
親水層54が設けられていない点を除いて上記実施例3と同様の外包ラミネート材(PET12/接着剤/AL120/接着剤/LLDPE40)L1を準備した。この外包ラミネート材L1における厚さ12μmのPETフィルム(保護層53)の純水の接触角は70°であった。
<Comparative Example 2>
An outer package laminate material L1 (PET12/adhesive/AL120/adhesive/LLDPE40) was prepared similarly to that in Example 3, except that it did not have a hydrophilic layer 54. The contact angle of pure water with the 12 μm-thick PET film (protective layer 53) in this outer package laminate material L1 was 70°.

この外包ラミネート材L1を用いた以外は、上記実施例3と同様に熱交換器(熱交換パネルP)を作製した。 A heat exchanger (heat exchange panel P) was produced in the same manner as in Example 3 above, except that this outer laminate material L1 was used.

<熱交換性能および結露状態の評価>
恒温恒湿機内を、25℃×90%RH雰囲気に設定し、その中に実施例1~5および比較例1,2の各熱交換器を垂直に設置して、各熱交換器の長さ方向の中央部付近において、各熱交換器の最外面に、下記の模擬セルを接触させて設置できる試験装置を作製した。
<Evaluation of heat exchange performance and condensation state>
The inside of a thermo-hygrostat was set to an atmosphere of 25°C x 90% RH, and each of the heat exchangers of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 was vertically installed therein. A test device was prepared in which the following simulated cell could be installed in contact with the outermost surface of each heat exchanger near the center of the heat exchanger in the longitudinal direction.

上記模擬セルとしてアルミブロック(縦100mm×横90mm厚さ20mm)を恒温槽で80℃に加熱した後、上記試験装置内の各熱交換器の中央部に設置した。 As the simulation cell, an aluminum block (length 100 mm x width 90 mm x thickness 20 mm) was heated to 80°C in a thermostatic chamber and then placed in the center of each heat exchanger in the test device.

続いて、各熱交換器に水温21℃の水道水を流量0.25L/minで循環させて、各熱交換器毎に、模擬セルにおける上面中央温度を所定の経過時間毎に測定した。その結果を表1および表2に示す。 Next, tap water at a temperature of 21°C was circulated through each heat exchanger at a flow rate of 0.25 L/min, and the upper surface center temperature of the simulated cell was measured for each heat exchanger at predetermined intervals. The results are shown in Tables 1 and 2.

さらに水道水の通水(循環)が3分経過した後に、各熱交換器を試験装置から取り出して、各熱交換器の外面にろ紙を貼り付け、水(結露水)が転写した面積を測定した。この結果を表1および表2に併せて示す。 After three minutes of running tap water (circulating), each heat exchanger was removed from the test device, filter paper was attached to the outer surface of each heat exchanger, and the area onto which water (condensed water) was transferred was measured. The results are shown in Tables 1 and 2.

なお表1において、純粋の接触角(°)は、親水層54また親水性保護層55の最表面の接触角度を測定した。さらに結露状態の評価においては、既述した通り、熱交換性能の評価試験後に各熱交換器外面の水滴をろ紙に転写させ、転写した水の面積の熱交換器表面に対する比率を測定した。この熱交換器の結露状態が、熱交換器表面の30%未満の場合には、良好「○」と評価し、30%以上~60%未満の場合には、やや不良「△」と評価し、60%以上の場合には、不良「×」として評価した。 In Table 1, the pure contact angle (°) was measured for the outermost surface of the hydrophilic layer 54 or the hydrophilic protective layer 55. Furthermore, as described above, in the evaluation of the condensation state, after the heat exchange performance evaluation test, water droplets on the outer surface of each heat exchanger were transferred to filter paper, and the ratio of the area of the transferred water to the heat exchanger surface was measured. If the condensation state of this heat exchanger was less than 30% of the heat exchanger surface, it was evaluated as good (○); if it was 30% or more but less than 60%, it was evaluated as slightly poor (△); and if it was 60% or more, it was evaluated as poor (×).

Figure 0007471081000001
Figure 0007471081000001

Figure 0007471081000002
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表1および表2から明らかなように、外表面に親水層、親水性保護層が設けられた実施例1~5の熱交換器は、冷却運転による結露が少なく結露状態が良好であり、模擬セルの温度低下も速く、良好な熱交換性能を備えているのが判る。これに対し、外表面に親水性が付与されていない比較例1,2の熱交換器は、冷却運転による結露が多く結露状態が不良であり、模擬セルの温度低下も遅く、実施例の熱交換器に比べて、熱交換性能がやや劣っていた。 As is clear from Tables 1 and 2, the heat exchangers of Examples 1 to 5, which have a hydrophilic layer and a hydrophilic protective layer on the outer surface, have little condensation during cooling operation, good condensation conditions, and the temperature drop in the simulated cells is also fast, and they have good heat exchange performance. In contrast, the heat exchangers of Comparative Examples 1 and 2, which do not have a hydrophilic outer surface, have a lot of condensation during cooling operation, poor condensation conditions, and the temperature drop in the simulated cells is also slow, and their heat exchange performance is slightly inferior to that of the heat exchangers of the Examples.

この発明の熱交換器は、スマートフォンやパーソナルコンピュータのCPU回り、電池回りの発熱対策、液晶テレビ、有機ELテレビ、プラズマテレビのディスプレイ回りの発熱対策、自動車のパワーモジュール回り、電池回りの発熱対策に用いられる冷却器(冷却装置)の他、床暖房、除雪に用いられる加熱器(加熱装置)として利用することができる。 The heat exchanger of this invention can be used as a cooler (cooling device) used to counter heat generation around the CPU and batteries of smartphones and personal computers, around the displays of LCD TVs, OLED TVs, and plasma TVs, around the power modules and batteries of automobiles, and as a heater (heating device) used for floor heating and snow removal.

1:外包体
1a:被覆シート
1b:流路形成シート
10:トレイ部材
11:凹陥部
15:カバー部材
16:出入口(入口、出口)
2:インナーフィン
20:熱交換流路
25:凹部
26:凸部
51:伝熱層
52:熱融着層
53:保護層
54:親水層
55:親水性保護層
L1:外包ラミネート材
1: Outer cover 1a: Cover sheet 1b: Flow path forming sheet 10: Tray member 11: Recessed portion 15: Cover member 16: Port (inlet, outlet)
2: Inner fin 20: Heat exchange flow path 25: Recess 26: Protrusion 51: Heat transfer layer 52: Thermal fusion layer 53: Protective layer 54: Hydrophilic layer 55: Hydrophilic protective layer L1: Outer laminate material

Claims (8)

電子機器または電池を冷却する熱交換器において、
入口および出口が設けられた外包体と、前記外包体内に設けられ、かつ凹凸部を有するインナーフィンとを備え、前記入口から流入した熱交換媒体が前記外包体内のインナーフィン設置部を通って前記出口から流出するように構成され、
前記外包体が、金属製の伝熱層の内面側に接着剤を介して樹脂製の熱融着層が設けられ、かつ前記伝熱層の外面側に接着剤を介して耐熱性樹脂製の保護層が設けられた外包ラミネート材によって構成され、
前記外包体は、2枚の前記外包ラミネートが重ね合わされて、互いの外周縁部の熱融着層同士が熱接着によって接合一体化されて形成され、
前記外包ラミネート材の外面に、親水性を有する層が設けられていることを特徴とする熱交換器。
In a heat exchanger for cooling an electronic device or a battery,
The heat exchange medium is provided with an outer envelope having an inlet and an outlet, and an inner fin provided in the outer envelope and having an uneven portion, and is configured so that the heat exchange medium flowing in from the inlet passes through the inner fin installation portion in the outer envelope and flows out from the outlet,
The outer envelope is made of an outer envelope laminate material having a resin heat-sealing layer provided on the inner surface side of a metal heat transfer layer via an adhesive, and a heat-resistant resin protective layer provided on the outer surface side of the heat transfer layer via an adhesive,
The outer envelope is formed by stacking two sheets of the outer envelope laminate material and bonding the heat-sealing layers of the outer periphery of each sheet together by thermal adhesion,
A heat exchanger comprising: an outer surface of the outer laminate material having a hydrophilic layer.
電子機器または電池を冷却する熱交換器であって、
熱交換媒体が流通する中空状の熱交換流路が設けられ、かつ厚さ方向のスペーサとしての機能を有する流路形成シートと、
被覆シートと、
前記熱交換流路に対し熱交換媒体を流出入させるための出入口とを備え、
前記流路形成シートの両面が熱融着性樹脂によって構成され、
前記被覆シートが、金属製の伝熱層の内面側に接着剤を介して樹脂製の熱融着層が設けられ、かつ外面側に接着剤を介して耐熱性樹脂製の保護層が設けられた外包ラミネート材によって構成され、
前記被覆シートの熱融着層と、前記流路形成シートの両面を構成する熱融着性樹脂が同種の樹脂によって構成され、
2枚の前記被覆シートの各内面側の熱融着層が、前記流路形成シートの両面に積層された状態で、熱融着によって、前記熱融着層と、前記流路形成シートの両面を構成する樹脂とが接合一体化され、
前記外包ラミネート材の外面に、親水性を有する層が設けられていることを特徴とする熱交換器。
A heat exchanger for cooling an electronic device or a battery, comprising:
a flow passage forming sheet having a hollow heat exchange flow passage through which a heat exchange medium flows and functioning as a spacer in a thickness direction;
A covering sheet;
an inlet/outlet for allowing a heat exchange medium to flow in and out of the heat exchange flow path;
Both surfaces of the flow path forming sheet are made of a heat fusion resin,
The covering sheet is constituted by an outer lamination material having a resin heat fusion layer provided on the inner surface side of a metal heat transfer layer via an adhesive, and a heat resistant resin protective layer provided on the outer surface side via an adhesive,
the heat-sealing layer of the covering sheet and the heat-sealing resin constituting both sides of the flow path-forming sheet are made of the same type of resin;
In a state where the heat-sealing layers on the inner surfaces of the two covering sheets are laminated on both sides of the flow path forming sheet, the heat-sealing layers and the resin constituting both sides of the flow path forming sheet are joined and integrated by heat fusion,
A heat exchanger comprising: an outer surface of the outer laminate material having a hydrophilic layer.
親水性を有する層は、純水に対する接触角が40°以下である請求項1または2に記載の熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the hydrophilic layer has a contact angle with pure water of 40° or less. 前記外包ラミネート材の親水性を有する層は、前記保護層上に設けられた親水層によって構成されている請求項1~3のいずれか1項に記載の熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydrophilic layer of the outer laminate material is composed of a hydrophilic layer provided on the protective layer. 前記親水層は、親水基を主鎖あるいは側鎖の末端基に持つ有機ポリマーが含有されている請求項4に記載の熱交換器。 The heat exchanger according to claim 4, wherein the hydrophilic layer contains an organic polymer having a hydrophilic group at the end group of the main chain or side chain. 前記外包ラミネート材の親水性を有する層は、親水性微粒子が含有された前記保護層によって構成されている請求項1~3のいずれか1項に記載の熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydrophilic layer of the outer laminate material is constituted by the protective layer containing hydrophilic fine particles. 前記外包ラミネート材の親水性を有する層は、親水性添加剤が含有された前記保護層によって構成されている請求項1~3のいずれか1項に記載の熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydrophilic layer of the outer laminate material is constituted by the protective layer containing a hydrophilic additive. 前記外包体は、中間領域に凹陥部が設けられ、かつその凹陥部に前記インナーフィンが収容されるトレイ部材と、そのトレイ部材における前記凹陥部の開口部を閉塞するカバー部材とを備えている請求項1に記載の熱交換器。
2. The heat exchanger as described in claim 1, wherein the outer casing comprises a tray member having a recess in an intermediate region in which the inner fin is housed, and a cover member that closes an opening of the recess in the tray member.
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