JPH11201674A - 熱交換器用フィン材およびその表面処理剤 - Google Patents

熱交換器用フィン材およびその表面処理剤

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JPH11201674A
JPH11201674A JP10005280A JP528098A JPH11201674A JP H11201674 A JPH11201674 A JP H11201674A JP 10005280 A JP10005280 A JP 10005280A JP 528098 A JP528098 A JP 528098A JP H11201674 A JPH11201674 A JP H11201674A
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清高 斉藤
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys

Abstract

(57)【要約】 【課題】 親水性に優れ、かつ耐水密着性に優れた熱交
換器用フィン材を得る。 【解決手段】 ビニルアルコール単位、エポキシ基含有
ビニル単位、脂肪族ビニルエステル単位を含有するポリ
ビニルアルコールを含有した表面処理剤は優れた耐水密
着性を有する。該表面処理剤の水溶性重合体をアルミニ
ウム製フィンの表面に塗布し、乾燥してなる皮膜を有す
るアルミニウム製熱交換器用フィン材はフィン間で凝縮
した水のブリッジ現象(フィン間が凝縮水で封鎖され
る)を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エアコンに用いら
れるアルミニウム製熱交換器用フィンに関するものであ
る。さらに詳しく述べるならば、アルミニウム表面に優
れた親水性を付与して水滴の生成を防止することを特徴
とする、水溶性重合体を主成分とする表面処理剤およ
び、該水溶性重合体でフィンの表面を被覆された熱交換
器用フィン材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】空調機の熱交換器用フィンは、熱伝導性
に優れたアルミニウム薄板を使用しているが、冷房時に
水分の凝縮により発生する凝縮水がフィン表面に付着し
フィン間が凝縮水により封鎖される、所謂ブリッジ現象
が発生する。このため通風抵抗が増大し、電力の損失、
騒音の発生、水滴の室内への飛散等の問題が発生してい
た。また、最近の熱交換器の小型化に伴いフィン間隔が
著しく狭くなってきたため上記問題がより顕著になって
きた。
【0003】これら問題を解決するため、熱交換器用フ
ィン材に親水性を有する皮膜を形成し水滴の付着を防止
する方法が検討されてきた。フィン表面を親水化する方
法としては、水ガラス等の親水性無機化合物や界面活性
剤や水溶性樹脂等の有機化合物を使用する方法が種々提
案されている。
【0004】アルミニウム製フィンに親水性を有する皮
膜を形成する方法としては、アルカリ珪酸塩とカルボニ
ル基を有する低分子有機化合物からなる親水性皮膜形成
剤を使用する方法(特開昭60−101156号公
報)、水溶性樹脂と吸水性樹脂からなる有機系化合物に
界面活性剤を配合してなる親水性塗料(特開昭62−1
29366号公報)等が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
アルカリ珪酸塩を使用する方法は、プレス加工する際に
金型の摩耗が発生する問題があり、有機系化合物に界面
活性剤を配合する方法では金型の摩耗は改善されるもの
の、界面活性剤や親水性の有機系化合物が皮膜より流出
することによる親水性の低下が起こる問題があった。本
発明はかかる問題を解決するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究を進めてきた結果、アルミニウム
薄板の両面に特定の組成の樹脂組成物の皮膜を形成させ
ることにより、親水性に優れ、かつシリカ成分を含まな
いために皮膜が軟質となりアルミニウム薄板のの成型時
に金型の摩耗が改善されることを見いだした。
【0007】すなわち、本発明は、ビニルアルコール単
位、エポキシ基含有ビニル単位、脂肪族ビニルエステル
単位を含有するポリビニルアルコールを含有したアルミ
ニウム製熱交換器用フィン材の表面処理剤であって、該
ポリビニルアルコールの重合度が300〜3300、ケ
ン化度が90%以上、エポキシ基含有ビニル単位が0.
2〜12モル%である、アルミニウム製熱交換器用フィ
ン材の表面処理剤であり、また、該表面処理剤の水溶性
重合体をアルミニウム製フィン材の表面に塗布し、乾燥
してアルミニウム製熱交換器用フィン材の表面に被膜を
形成する方法であり、アルミニウム製熱交換器用フィン
材であって、該フィン材の表面にポリビニルアルコール
を含有する被膜を有し、該ポリビニルアルコールがビニ
ルアルコール単位、エポキシ基含有ビニル単位、脂肪族
ビニルエステル単位を含有し、重合度が300〜330
0、ケン化度が90%以上、エポキシ基含有ビニル単位
が0.2〜12モル%であるアルミニウム製熱交換器用
フィン材である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明のポリビニルアルコール
は、エポキシ基含有ビニル単位が0.2〜12モル%含
有するものが好ましく、更に好ましくは0.5〜10モ
ル%である。エポキシ基含有ビニル単位が低いと親水性
及び耐水性が十分でなく、高いと水溶液での安定性が低
下するので前述の範囲が好ましい。
【0009】ポリビニルアルコールの重合度は300〜
3300、好ましくは500〜2400である。重合度
が低いと皮膜の耐水密着性が低下することとなり、逆に
高くなると水溶液の粘度が高くなり作業性が低下し膜厚
の調整が難しくなるので前述の範囲が好ましい。
【0010】ポリビニルアルコールのケン化度は90%
以上であり、95%以上であることが好ましい。ケン化
度が低いと、水に対する溶解性が高く、アルミニウム薄
板に形成された皮膜が溶解する欠点があるため、前述の
範囲が好ましい。
【0011】本発明のポリビニルアルコールは、公知の
方法で製造される。すなわち(1)脂肪族ビニルエステ
ルとエポキシ基含有不飽和ビニル化合物を共重合し、ケ
ン化することにより得る方法、(2)通常のポリビニル
アルコールにエポキシ基含有飽和ビニル化合物を混合す
る方法等があげられる。(1)の方法で使用される脂肪
族ビニルエステルとしては、例えば蟻酸ビニル、酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニル、トリフロロ酢酸ビニル等の
脂肪族ビニルエステルを溶液重合、乳化重合、懸濁重
合、塊状重合等の公知の重合方法によりエポキシ基含有
不飽和ビニル化合物と共重合し、得られた重合体をメタ
ノール等のアルコールに溶解しアルカリ触媒を添加して
ケン化し、乾燥して得ることが出来る。エポキシ基含有
不飽和ビニル化合物としては、アリルグリシジルエーテ
ル、メタアリルグリシジルエーテル、1−アリルオキシ
−3,4−エポキシ−4−メチルブタン、1−アリルオ
キシ−4,5−エポキシ−5−メチルペンタン、メタア
リル−メチルグリシジルエーテル等があげられる。
(2)の方法で使用されるエポキシ基含有飽和ビニル化
合物としては、ネオペンチルグリコールジグリシジルエ
ーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グ
リセリンジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコ
ールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパント
リグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリ
シジルエーテル、ポリエチレングリコールモノブチルグ
リシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル
等があげられる。
【0012】ポリビニルアルコールからなる水溶性重合
体は、硬化剤としてチタン、ジルコニウム、バナジウム
等の金属のキレート化合物を使用することが出来る。ま
た、アルミニウム薄板は公知の方法で表面処理を行なっ
ていたものを使用する。表面処理方法としては、例えば
クロメート処理、チタネート処理、ジルコネート処理、
ベーマイト処理等があげられる。
【0013】アルミニウム薄板への水溶性重合体の塗装
は、浸漬、ロール塗装、スプレー等が使用される。塗膜
の乾燥条件は特に限定されるものではないが、一般的に
90〜250℃で15秒〜30分で行なわれる。
【0014】従来の熱交換器用フィン材は親水性の持続
時間が短かったり長時間水分にさらされると親水性塗膜
が溶出し親水性を維持できなくなるものであったが、エ
ポキシ基含有ビニル単位をポリビニルアルコールに組み
込むことにより親水性の向上とアルミニウム薄板との耐
水密着性を著しく改善することが出来る。
【0015】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。なお、「部」および「%」は重量基準による
ものとする。
【0016】実施例1 酢酸ビニルとアリルグリシジルエーテルを共重合しケン
化して得られた、エポキシ基単位5モル%、ケン化度9
6%、重合度1800のポリビニルアルコール(表1
a)20部を60℃に加熱した純水380部中に添加、
溶解し、固形分5%のポリビニルアルコール水溶液を4
00部を得た。得られたポリビニルアルコール水溶液に
炭酸ジルコニウムアンモニウムを0.5部混合し水溶性
重合体溶液を得た。0.1mmのアルミニウム薄板を脱
脂後、クロメート処理し、その表面に水溶性重合体溶液
を膜厚約1ミクロンになるように塗布した。乾燥温度2
00℃で1分間乾燥し試験板を得た。得られた試験板に
ついて初期親水性、100時間流水に浸漬後の親水性お
よび塗膜の耐水密着性を測定した。結果を表2に示す。
【0017】実施例2、3 表1のb、cに示すポリビニルアルコールを用いて実施
例1と同様にして水溶性重合体溶液を作成し、初期親水
性、100時間流水に浸漬後の親水性および塗膜の耐水
密着性を実施例1と同様に測定した。結果を表2に示
す。
【0018】実施例4〜6 ケン化度96%、重合度1700のポリビニルアルコー
ルにグリセリンポリグリシジルエーテルを混合し、エポ
キシ基単位5モル%含有したポリビニルアルコール(表
1d)を得た。実施例1と同様にして水溶性重合体溶液
を作成し、初期親水性、100時間流水に浸漬後の親水
性および塗膜の耐水密着性を実施例1と同様に測定し
た。結果を表2に示す。
【0019】比較例1〜3 表1のg〜iに示すポリビニルアルコールを用いて実施
例1と同様にして水溶性重合体溶液を作成し、初期親水
性、100時間流水に浸漬後の親水性および塗膜の耐水
密着性を実施例1と同様に測定した。結果を表2に示
す。
【0020】(測定方法)初期親水性:ダイナミックコ
ンタクトアングル・アブソープションテスター(FIB
RO system ab社製)を用いて、試験板に1
0μl の純水を滴下し20秒後の塗膜上の水滴の接触角
及び水滴直径を測定した。流水浸漬後の親水性:試験板
を流水中に100時間浸漬後乾燥して初期親水性の測定
と同様に塗膜上の水滴の接触角及び水滴直径を測定し
た。耐水密着性:流水浸漬後の試験板の塗膜をテープ剥
離試験を実施し外観変化(剥離程度)を観察した。
【0021】 (判定方法) 親水性の水濡性 ○:水滴直径が7mm以上 △:水滴直径が6mm以上7mm未満 ×:水滴直径が6mm未満 耐水密着性 ○:外観変化なし △:わずかに剥離あり ×:剥離あり
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【発明の効果】本発明は、ビニルアルコール単位にエポ
キシ基含有不飽和ビニル単量体を共重合又はエポキシ基
含有飽和ビニル単量体を混合してなるポリビニルアルコ
ールからなる水溶性重合体をアルミニウム製フィンの表
面に塗布、乾燥してなる皮膜を形成させることを特徴と
するもので、ポリビニルアルコール被膜の親水性を向上
させるとともに、アルミニウム薄板との耐水密着性がき
わめて良好となる。したがって親水性皮膜を流水に長時
間さらしても親水性皮膜が剥がれたり溶出することがな
い。また、親水性皮膜が柔らかいためアルミニウムフィ
ンをプレス加工する際に金型の摩耗が少ない熱交換器用
フィン材である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビニルアルコール単位、エポキシ基含有
    ビニル単位、脂肪族ビニルエステル単位を含有するポリ
    ビニルアルコールを含有したアルミニウム製熱交換器用
    フィン材の表面処理剤であって、該ポリビニルアルコー
    ルの重合度が300〜3300、ケン化度が90%以
    上、エポキシ基含有ビニル単位が0.2〜12モル%で
    ある、アルミニウム製熱交換器用フィン材の表面処理
    剤。
  2. 【請求項2】 請求項1の表面処理剤の水溶性重合体を
    アルミニウム製フィン材の表面に塗布し、乾燥してアル
    ミニウム製熱交換器用フィン材の表面に被膜を形成する
    方法。
  3. 【請求項3】 アルミニウム製熱交換器用フィン材であ
    って、該フィン材の表面にポリビニルアルコールを含有
    する被膜を有し、該ポリビニルアルコールがビニルアル
    コール単位、エポキシ基含有ビニル単位、脂肪族ビニル
    エステル単位を含有し、重合度が300〜3300、ケ
    ン化度が90%以上、エポキシ基含有ビニル単位が0.
    2〜12モル%であるアルミニウム製熱交換器用フィン
    材。
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