JPH05223481A

JPH05223481A - 熱交換器用フィン材

Info

Publication number: JPH05223481A
Application number: JP3138783A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Tsuda; 善之津田
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-06-11
Filing date: 1991-06-11
Publication date: 1993-08-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】空気調和機等のフィンチューブ型熱交換器用
フィン材に関するもので、フィン表面に密着性に優れた
撥水性皮膜を形成し、ヒートポンプエアコン用熱交換器
の着霜によるフィン間の目詰まりを遅らせ、暖房能力の
低下を減少させることが可能な熱交換器用フィン材を提
供することを目的とする。【構成】化成皮膜処理を施した金属製基板上に、シリ
コーン系樹脂溶液と、前記溶液中の固形分に対し５〜６
０重量％の粒径が４μｍ以下である無機微粒子を添加し
た撥水性コーティング用組成物を塗布し、熱交換器用フ
ィン材を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基材表面に撥水性を付
与するための組成物を塗布した熱交換器用フィン材に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリコーン系樹脂化合物は、優れた撥水
性、潤滑性などを有しその特性を活かすためのコーティ
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。

【０００３】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、アルミニウム等の金属製フィンと、
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。

【０００４】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り除けば、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ー１１４１４号公報、実開昭
５１ー１５２６１号公報で提案されているような４フッ
化エチレン樹脂、塩化３フッ化エチレン樹脂などのコー
ティングが知られている。

【０００５】

【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２ｍｍ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２〜３ｍｍ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１ｍｍ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
風抵抗になったり、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。

【０００６】上記従来の欠点を解決するために本発明
は、ヒートポンプの冷暖房能力を低下させないようフィ
ン表面の凝縮水を常に取り除くことが可能なより高い撥
水性を付与しうる表面処理を施した高性能な熱交換器用
フィン材を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の熱交換器用フィン材は、金属薄板表面に化成
皮膜処理を施し、さらにシリコーン系樹脂化合物からな
る溶液と、粒径が４μｍ以下であり、前記溶液中の固形
分に対する構成比率が５〜６０重量％である無機粉体と
からなる撥水性コーティング用組成物を塗布したもので
ある。

【０００８】

【作用】上記の構成の熱交換器用フィン材に用いたコー
ティング皮膜は、シリコーン系樹脂の撥水効果に加え、
無機粉体により形成された表面の微細凹凸により、表面
と水滴との接触面積が小さくなるため著しく高い撥水性
を示すものであり、このコーティング用組成物を塗布し
た熱交換器用フィン材は、優れた撥水性を示すと共に、
表面に施した化成皮膜の効果により前記コーティング用
組成物を強固に密着することができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。実施
例１〜６及び、比較例２〜９は、シリコーン系樹脂コー
ティング剤（トーレシリコーン社製ＳＲ２４１１）に各
所定の粒子径を有する二酸化ケイ素粉をシリコーン樹脂
コーティング剤に対して、各所定量添加し、常温で撹拌
分散し、コーティング組成物を作成した後、厚さ０．５
ｍｍのアルミニウム板に浸漬塗布し、１００℃の熱風乾
燥炉中で６０分間乾燥硬化したものである。比較例１
は、シリコーン系樹脂コーティング剤のみを同様に、厚
さ０．５ｍｍのアルミニウム板に浸漬塗布し、１００℃
の熱風乾燥炉中で６０分間乾燥硬化したものである。尚
比較例１〜９は表面に化成皮膜を施していないアルミニ
ウム板を、実施例１〜６は表面に、あらかじめベーマイ
ト処理、リン酸アルコール処理、クロム酸塩系皮膜処理
を施したアルミニウム板を使用した。

【００１０】撥水性効果については、水に対する接触角
を測定することにより、評価した。尚、水に対する接触
角とは、第１図に示すように、基財１の試料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Ｄ
Ａ−Ｔ型で測定した。又、塗膜の密着性はＪＩＳ−Ｋ５
４００に準じた鉛筆引っ掻き試験により評価した。

【００１１】これらの結果を（表１）に示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】（表１）にその評価結果を示す。（表１）
でも判るように、実施例１〜６及び比較例３、４、５、
６、８、９、は、水に対する接触角が比較例１、２のシ
リコーン系樹脂コーティング剤のみの場合や二酸化ケイ
素粉の添加量が２重量％のもの、又比較例７の粒子径８
μの二酸化ケイ素粉を添加したものよりも、著しく接触
角が大きくなっている。すなわち、粒子径４μ以下の二
酸化ケイ素粉を５重量％以上添加することにより、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
脂に微細な粉体を添加すると、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、微小な粉体により表
面に形成される微細凹凸により、液滴の接触面積が小さ
くなり、液滴とフィン表面の付着力が大幅に低下し、撥
水性が高くなるものと考えられる。しかし二酸化ケイ素
粉を７０重量％以上添加した場合は撥水性は向上するも
のの塗膜自体が脆くなり、クラック発生により良好な塗
膜は得られない。又、粒子径が４μｍを越える場合、添
加量が５重量％未満になると有効な微細凹凸にならず、
撥水性の向上効果が少なくなると考えられる。

【００１４】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、表面に微細凹凸形状を形成
しうる粉体であれば、いずれも同様の効果を有するもの
と考える。

【００１５】一方、塗膜の密着性については比較例１〜
６から、二酸化ケイ素粉の添加量が多くなるほど劣る傾
向となる。これは、基板表面との密着に寄与するシリコ
ーン樹脂中に含まれるシラノール基等の反応基の一部
が、添加した無機シリカとの結合に消費されるため基板
表面での結合機会が減少するためと考えられる。これに
対し、実施例１〜６のようにあらかじめ基板に、ベーマ
イト処理、リン酸アルコール処理、クロム酸塩系皮膜処
理等化成皮膜処理を施すことにより、二酸化ケイ素粉を
添加しないものと同等の密着性に向上する。これは、化
成皮膜処理を行なうことにより、基板表面をより活性化
させることができ、基板表面での結合機会の減少を補う
ためと考えられる。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明では、金属薄板表面
に化成皮膜処理を施し、さらにシリコーン系樹脂化合物
からなる溶液と、粒径が４μｍ以下であり、前記溶液中
の固形分に対する構成比率が５〜６０重量％である無機
粉体とからなる撥水性コーティング用組成物を塗布した
熱交換器用フィン材であり、フィン材表面はは非常に高
い撥水性を示す。このフィンを使用し熱交換器を構成し
た場合、フィン間隔が２ｍｍ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
能を有する。したがって、ヒートポンプエアコンの熱交
換器の着霜によるフィン間の目詰まりを遅れさせること
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】

【図１】接触角について説明した図

【符号の説明】

１基材２試料３水滴 θ 接触角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属薄板表面に化成皮膜処理を施し、さ
らにシリコーン系樹脂化合物からなる溶液と、粒径が４
μｍ以下であり、前記溶液中の固形分に対する構成比率
が５〜６０重量％である無機粉体とからなる撥水性コー
ティング用組成物を塗布した熱交換器用フィン材。