JPH04178472A - 撥水性コーティング用組成物及び撥水性コーティング用組成物を塗布した熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、撥水性を付与する目的で基材表面にコーティ
ングするための組成物及び、空調機器、冷凍冷蔵機器な
どの冷却システムに使用される熱交換器に関するもので
ある。

従来の技術 シリコーン系、フッ素樹脂系塗料など塗装乾燥硬化後の
塗膜表面の水接触角が９０度以上となるような化合物は
、その塗膜が優れた撥水性、潤滑性などを有するため、
その特性を活かすだめのコーティング材料、表面処理剤
として多くの分野で、実用化されている。例えば、空気
調和機の熱交換器の表面処理としても有効である。

そして、空気調和機における、空気熱源ヒートポンプ式
空気調和機（以下単にヒートポンプと呼ぶ）のしめる割
合は急増してきており、家庭用ルームエアコン、業務用
ルームエアコン等については、半数以上を占めている。

又、これらヒートポンプに用いられる熱交換器の大部分
は、アルミフィンと、またこれに直行する冷媒管から構
成されているフィンチューブ型熱交換器である。ヒート
ポンプにおいて、冷房時には室内側熱交換器のフィン表
面に水分の凝縮が起こり、フィン間における凝縮水のブ
リッジ現象により、熱交換器通過風量の低下を招き、ひ
いては、冷房能力の低下の原因となる。一方、暖房時に
は、室外側熱交換器において、前述した冷房時、室内側
熱交換器と同様な現象が起こる。熱交換器に、着霜した
場合は、通風抵抗が増加し、暖房能力の低下の原因とな
り、更に進むと、着霜によるフィンの目詰まりを生じ、
その場合暖房運転を一時停止し、除霜を行なう必要があ
るため、暖房の快適性を損なう原因にもなる。したがっ
て前記冷房能力、暖房能力の低下を減少させるために及
び、暖房時における、室外側熱交換器の着霜を減少し、
除霜回数を減らし、快適性を向上させるためには、室内
機及び、室外機の熱交換器のフィン表面の凝縮水を常に
取シ除けば、良いわけである。その方法としてフィン表
面を撥水化して凝縮水を転がり落とす方法があり、実開
昭４８−１１４１４号公報、実開昭５１−１５２６１号
公報で提案されているような４フツ化エチレン樹脂、塩
化３フツ化エチレン樹脂などのコーティングが知られて
いる。

発明が解決しようとする課題 前記撥水性に優れた樹脂を塗布したフィン材表面におい
ては、直径２１１１１＋１以上の比較的大きな凝縮水を
フィン表面から転がり落とすことが可能であり、熱交換
器用フィン材として、ある程度の効果が期待できる。し
かし、最近の熱交換器は、高能力化を目的とし、フィン
総表面積を増やすためにフィン間隔が狭くなる傾向にあ
る。現在の熱交換器のフィン間隔は、約２〜３鰭が一般
的でありこれからますます狭められていくと考えられる
。そこで、前記の撥水性に優れた樹脂を塗布する方法で
は、直径１１Ｉ２Ｉ＋程度の微細な水滴をフィン表面か
ら落とすことはできない。そこで、フィン表面に残存し
た水滴が、フィン間に溜るため、通風抵抗になったシ、
そのまま氷結し霜となるなどその撥水効果は不十分であ
った。

本発明は上記の欠点に鑑み、ヒートポンプの冷暖房能力
を低下させないよう７．４２表面の凝縮水を常に取シ除
くことが可能な高性能な熱交換器用フィン材及び、よシ
高い撥水性を付与しうるコーティング材料を提供するも
のである。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の撥水性コーティング
用組成物は、塗装乾燥硬化後の塗膜表面の水接触角が９
０度以上となるような樹脂化合物からなる溶液と、前記
溶液中に分散され、塗膜硬化後表面に凸部ピーク間の間
隔りが０．２μ以上でありかつ深さＤとＬの関係がＤｌ
ｏ、ｓＬ≧０．６である微細凹凸を付与しうる無機また
は有機系微粒子とで構成されたものである。

作　　用 上記の構成の撥水性コーティング組成物を施した基材表
面は、塗膜自身の撥水効果に加え、無機または、有機微
粒子により形成された表面の微細凹凸によ９１表面と水
滴との接触面積が小さくなシ、撥水性が著しく高くなる
。

実施例 以下本発明の一実施例について説明する。

実施例１〜４及び比較例１〜３は、塗料乾燥硬化後の水
に対する接触角が９０度以上を示すシリコーン系樹脂コ
ーティング剤に対し、塗装乾燥硬化後所定の凹凸形状と
なるよう各種の無機系微粒子を各コーティング剤中の固
形分に対して、所定量添加して、常温で撹拌分散し、コ
ーティング組成物を作成し、厚さ０．５ｍのアルミニウ
ム板に浸漬塗布し、１００”Ｃの熱風乾燥炉中で６０分
間乾燥硬化したものである。また、比較例４は同じく水
に対する接触角が９０度未満のアクリル系樹脂系のコー
ティング剤を同様に、厚さ０，５■のアルミニウム板に
浸漬塗布し、１００°Ｃの熱風乾燥炉中で３０分間乾燥
硬化したものである。塗膜の評価は撥水性効果及び撥水
性効果持続性により行なった。撥水性については、水に
対する接触角を測定することにより、評価した。尚、水
に対する接接触角とは、第１図に示すように、試料２表
面に形成した水滴３と試料２表面が作る角度θで表わさ
れ、接触角θが大きい程、撥水性が高いといえる。水に
対する接触角は、協和界面科学製コンタクトアングルメ
ータＤＡ−Ｔ型で測定した。又撥水性効果持続性は塗膜
表面の結露−乾燥サイクルｉ３０回繰り返した後の水に
対する接触角の劣化度合いで評価し、これらの評価結果
を表に示す。

（以　下　余　白） 表−ベーヌ樹脂の種類及び表面凹凸形状と水接触角の関
係Ｈ：凸部ピーク間の間隔 Ｄ：凹凸の深さ 表でも判るように、実施例１〜４は、水に対する接触角
が比較例１の凹凸のＤｌｏ、５Ｈ（ｏ、ｓのものや比較
例４の水接触角９０度未満のアクリル系塗料に微粒子を
添加したものと比較し、水接触角が大幅に向上している
。すなわち、本実施例において、大幅に撥水性が向上し
ていることを示す。

これは、撥水性樹脂に、微粒子を添加すると、撥水性樹
脂により、表面が撥水性になっていることに加えて、微
粒子を添加することにより、表面に微細な凹凸が形成さ
れる。従って水滴と、表面の接触面積が小さくなり、表
面上における水滴の付着力が大幅に低下し、撥水性が高
くなると考えられる。

微細な凹凸を有する表面上の水滴の模式図にて、さらに
説明する。第１図は水に対する接触角が９０度以上であ
る表面に凹凸を設けた場合の表面上の水滴の模式図を示
し、また第２図は水に対する接触角が９０度未満である
表面に凹凸を設けた場合の表面上の水滴の模式図を示す
。ここで、１は試料表面、２は水滴を示す。尚、試料表
面自身の水に対する接触角をθで表わし、これを真接触
角と呼ぶ。また、水平面の水に対する接触角をθ′で表
わし、これを見かけの接触角と呼ぶ。第１図、第２図か
ら判るように水に対する接触角が９０度以上である表面
に凹凸を設けた場合の表面上の水滴の見かけの接触角θ
′は真接触角θに比べ、大幅に大きくなっている。すな
わち表面と水滴との接触面積が大幅に減少し、撥水性が
向上する。逆に、水に対する接触角が９０度未満である
表面に凹凸を設けた場合の表面上の水滴の見かけの接触
角θ′は直接触角θに比べ、大幅に小さくなっている。

すなわち表面と水滴との接触面積が大幅に増加し、親水
性が向上する。

又、実施例１〜４は凹凸の間隔りが０．２μ未満の比較
例１〜３に比べ撥水性の効果持続性が優れていることが
判る。これは、水が塗膜表面に結露する際、微細凹凸の
凹部に潜り込み、凹凸の間隔が小さい場合、−旦潜り込
んだ水滴が通常の乾燥程度では蒸発せず、その箇所の撥
水性が低下するものと考えられる。

従って今回の結果よシ、塗装乾燥硬化後の塗膜表面の水
接触角が９０度以上となるような樹脂化合物からなる溶
液と、前記溶液中に分散され、塗膜硬化後表面に凸部ピ
ーク間の間隔りが０．２μ以上でありかつ深さＤとＬの
関係がＤｌｏ、ｓＬ≧０．５である微細凹凸を付与しう
る無機または有機系微粒子とで構成された撥水性コーテ
ィング剤を塗布した表面は従来の撥水性コーティング剤
に比べ、非常に高い撥水性を示すとともに、その撥水性
効果の持続性にも優れたものとなる。

尚、添加する粉体としては、本実施例では、無機シリカ
を用いたがこれに限られるわけではなく、表面に微細な
凹凸を付与し得る無機または、有機微粒子であれば、い
ずれも同様の効果を有するものと考える。

発明の効果 以上のように本発明では塗装乾燥硬化後の塗膜表面の水
接触角が９０度以上となるような樹脂化合物からなる溶
液と、前記溶液中に分散され、塗膜硬化後表面に凸部ピ
ーク間の間隔りが０．２μ以上でありかつ深さＤとＬの
関係がＤｌｏ、ｓＬ≧０．６である微細凹凸を付与しう
る無機または有機系粒子とで構成されたものであり、こ
の撥水性コーティング用組成物を塗布した基材は非常に
高い撥水性及び優れた撥水性効果の持続性と示す。この
撥水性コーティング用組成物を熱交換器用フィン材に塗
布し、熱交換器を構成した場合、フィン間隔が２１程度
と狭い場合でも、フィン表面に凝縮した水滴を、転がり
落とすために有効な性能を長期開存する。したがって、
ヒートポンプエアコンの熱交換器の着霜によりフィン間
の目詰ま！ｌｌを遅れさせることにより、ヒートポンプ
として、冷房能力、暖房能力の低下を減少させるととも
に、暖房時室外機熱交換器の除霜間隔を延長することが
でき、快適性を向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は接触角について説明した模式図、第２図は水に
対する接触角が９０度以上である表面に凹凸を設けた場
合の表面上の水滴の模式図、第３図は水に対する接触角
が９０度未満である表面に凹凸を設けた場合の表面上の
水滴の模式図である。 １・・・・・・基材、２・・・・・・試料、３・・・・
・・水滴、θ・・・・・・接触角。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　　明　ほか２名第２図 第３図 人

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）塗装乾燥硬化後の塗膜表面の水接触角が９０度以
   上となるような樹脂化合物からなる溶液と、前記溶液中
   に分散され、塗膜硬化後表面に凸部ピーク間の間隔Ｌが
   ０．２μ以上であれかつ深さＤとＬの関係がＤ／０．５
   Ｌ≧０．５である微細凹凸を付与しうる無機または有機
   系微粒子とで構成された撥水性コーティング用組成物。
2. （２）一定間隔で多数平行に並べられ、その間を気流が
   流動する板状フィンと、この板状フィンに直角に挿通さ
   れた伝熱管とからなり、さらに、塗装乾燥硬化後の塗膜
   表面の水接触角が９０度以上となるような樹脂化合物か
   らなる溶液と、前記溶液中に分散され、塗膜硬化後表面
   に凸部ピーク間の間隔Ｌが０．２μ以上でありかつ深さ
   ＤとＬの関係がＤ／０．５Ｌ≧０．５である微細凹凸を
   付与しうる無機または有機系微粒子とで構成された撥水
   性コーティング用組成物を塗布した熱交換器。