KR20000038510A

KR20000038510A - 항균및항곰팡이성이뛰어난알루미늄합금제핀재및그것을구비한에어컨용열교환기

Info

Publication number: KR20000038510A
Application number: KR1019980053527A
Authority: KR
Inventors: 윤백; 박현연; 하마무라 카즈나리; 모리타 료우지; 다나카 카즈야
Original assignee: 사또미 유따까; 니혼 파커라이징 가부시키가이샤; 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2000-07-05
Also published as: CN1171072C; KR100301262B1; US6571864B1; CN1256395A

Abstract

본 발명은 에어컨에 사용되는 알루미늄 합금제 핀재 및 열교환기에 관한 것이며, 더 자세하게는 항균 및 항곰팡이성이 뛰어난 핀재 및 그것을 구비한 에어컨용 열교환기에 관한 것이다.

본 발명은 비스(2-피리딜티오)-딩크-1, 1' -디옥사이드("Z-Pt")를 이용해서 고레벨로 친수성과 항균 및 항곰팡이성을 양립할 수 있는 알루미늄 합금제 핀재를 제공하여, 사전에 Z-Pt를 분산시킨 수성수지도료를 이용해서 알루미늄합금제핀 표면에 수성수지피막을 형성한 후, 친수화코팅 처리액에 의해 친수성피막을 형성하는 것에 의해, 친수성과 항균 및 항곰팡이성을 장기에 걸쳐 유지할 수 있다. 즉 Z-Pt는 불용성의 입자이고, 그 입자경이 수성수지피막의 두께에 친수화 코팅의 두께를 합한 것보다도 크게 하면, 친수화 코팅과 Z-Pt가 표면상에 공존하게 되어 친수성과 항균 및 항곰팡이성을 장기에 걸쳐 유지할 수 있다.

Description

항균 및 항곰팡이성이 뛰어난 알루미늄 합금제 핀재 및 그것을 구비한 에어컨용 열교환기.

본 발명은, 에어컨에 사용되는 알루미늄 합금제 핀재 및 열교환기에 관한 것이며, 더 자세하게는 항균 및 항곰팡이성이 뛰어난 핀재 및 그것을 구비한 에어컨 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨의 열교환기에는 핀(fin)관(管)식 열교환기가 널리 이용되고 있다. 핀관식 열교환기는 주로 원형동관(이하 "동관"이라 한다.)과 알루미늄핀(이하 "핀"이라 한다.) 으로 구성되어 있고, 핀과 밀착하는 동관내에는 냉매가 흐르고, 냉매의 유동 방향과 직각 방향으로 공기가 핀 사이를 흐른다. 이러한 열교환기가 증발기(실내기)로서 사용되는 경우, 동관내에는 8℃정도로 냉각된 냉매가 흐르고 있고, 20℃이상의 공기가 유입하면 핀 사이의 상대습도가 높아진다. 즉, 핀표면의 온도는 10℃정도로 유지되지만, 핀 표면온도가 유입공기의 노점보다 낮아져 핀 표면에 물방울이 맺히게 된다. 열교환기의 핀재 표면적은 매우 크고, 여기에 습기가 항상 잔류하므로, 세균 및 곰팡이가 서식하기 좋은 상태가 된다. 이러한 이유에서, 에어컨을 운전하면, 곰팡이의 악취가 발생하는 경우가 있어 문제시되고 있다.

한편으로, 열교환기의 성능은 통과하는 공기유량에 의해 결정된다. 열교환기가 증발기로서 작용할 때에는, 상술한 바와 같이 핀표면에 이슬이 맺히게 되고, 수분의 체류에 의해 핀사이의 통풍저항이 증가해서 통과하는 공기의 양이 감소한다. 그 결과 열교환기의 성능은 나빠지고, 나아가서는 에어컨의 성능도 저하된다. 따라서, 열교환기의 통풍저항을 감소시키는 것이 에어컨의 성능에 있어서 중요하고, 일반적으로 증발기의 통풍저항을 감소할 목적으로 핀에 친수화코팅을 한다. 이러한 친수성핀을 사용하면, 체류수분이 균일한 수막이 되고, 코팅하지 않은 핀보다 통풍저항이 적어지게 된다. 따라서 친수화성을 장기에 걸쳐 지속하는 것이 에어컨 성능향상과 밀접한 관계가 있다. 또, 그것에 따라서, 핀 표면의 내식성도 장기에 걸쳐 친수성을 유지할 정도가 되어야 한다.

이상에 언급한 바와 같이, 친수화핀을 적용한 열교환기를 구비한 에어컨에 있어서, 본 발명의 목적인 항균 및 항곰팡이성을 부여하기 위하여 친수지속성 및 내식성을 어떻게 유지하는가가 중요하다.

항균 및 항곰팡이성을 부여하기 위해서는, 기존의 친수화 코팅 시스템에 항균 및 항곰팡이제를 첨가하는 방법이 취해졌으며, 예를 들면 일본 특허평 1-240688호는 A1합금판 표면에 내식성 처리피막을 설비하고 그 위에 벤즈이미다졸계 화합물 함유 친수피막을 형성하는 것에 의해 얻어지는 표면에 곰팡이가 발생하지 않는 열 교환기용 A1핀재에 대해서 개시하고 있고, 또 일본 특허평 2-101395호는 친수성피막에 속효성(速效性)을 가지는 제1항균제를, 내식성 피막에 지효성(遲效性)을 가지는 제2항균제를 각각 포함시키는 것에 의해 얻어지는, 물이 부착하여 곰팡이가 발생하기 시작하는 때에 곧 항균효과를 발휘시켜 곧 효과를 장기로 지속시킬 수 있는 A1핀재에 대해서 개시하고 있다. 상기 기술은 모두 친수성을 부여하고 핀표면의 결로수가 수막이 되기 쉬운 상태를 유지해가면서 항균 및 항곰팡이 효과도 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.

이들 종래기술은, 모두 어떠한 형태든 항균 및 항곰팡이제를 핀표면처리피막중에 존재시키는 방법을 취하고 있지만, 일본 특개평 1-240688호와 같이 친수성피막중에 항균 및 항곰팡이제를 함유시킨 경우, 고레벨로 친수성 또는 항균 및 항곰팡이성을 장기에 걸쳐 유지하는 것이 어렵다. 즉 소수성(疏水性)이 큰 항균 및 항곰팡이제를 첨가한 경우 친수성의 열화는 피할 수 없고, 친수성이 큰 항균 및 항곰팡이제를 첨가한 경우는 결로수중에 용출되어 항균 및 항곰팡이성을 조기에 잃어버리기 쉽다. 또, 일본 특개평 2-101395호는 이 점을 개선하여, 친수성피막이 함유하는 항균 및 항곰팡이제가 결로수중에 용출한 뒤에도 내식성피막이 함유하는 지효성의 제2항균제가 효과를 발휘하기 시작하기 때문에 항균 및 항곰팡성의 장기에 걸친 유지가 가능하게 되었지만, 제2항균제가 효과를 발휘하기 시작한 때에는 친수성피막의 대부분이 흘러없어진 상태가 되고, 따라서 고레벨로 친수성을 장기에 걸쳐 유지할 수가 없었다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 알루미늄합금의 표면에 특정의 방법에 의해 피막을 형성하고, 고레벨로 친수성과 항균 및 항곰팡이성을 장기에 걸쳐 유지할 수 있는 항균 및 항곰팡이성이 뛰어난 알루미늄 합금제핀재 및 그것을 구비한 에어컨용 열교환기를 제공하기 위한 것이다.

도1은 핀표면의 확대 단면도이다.

본 발명자들은 상술한 문제를 해결하기 위해, 먼저 최적의 항균 및 항곰팡이제를 선정했다. 열교환기용 프레코드핀의 제조공정은 핀코일의 상태로 내식 및 친수화 코팅을 행하는 경우 열을 가해 건조하는 공정이 있기 때문에, 가열하는 경우에도 안정하고 잘 분해 또는 변질되지 않는 항균 및 항곰팡이제를 선정할 필요가 있고, 또 핀표면에 존재해도 인체에 대해서 안전한 즉, 에어컨용 열교환기핀에 접촉한 공기는 직접 실내에 유입되기 때문에 그것과 접촉한 공기가 인체에 직접 닿아도 무해한 항균 및 항곰팡이제를 선정할 필요가 있다. 이러한 항균 및 항곰팡이제를 넓은 범위에 걸쳐 탐색한 결과, 비스(2-피리딜티오)-아연-1, 1' -디옥사이드(이하 Z-Pt라고 약기한다)를 이용하는 것이 유효하다는 것이 판명됐다. 즉 Z-Pt의 인체에 대한 안정성이 사람용 세발제등에 쓰여지고 있는 것에서도 판단할 수 있듯이 높은 것이고, 또한 친수성피막 형성시에 베이킹 건조를 상정한 230℃, 30초의 분위기 온도하에서도 1할이하의 중량감소율인 것에서도 판단할 수 있듯이, 내가열안정성도 역시 높은 것에 착안해서 선정한 것이다.

다음으로 본 발명자들은, Z-Pt를 이용해서 높은 레벨로 친수성과 항균 및 항곰팡이성을 양립할 수 있는 알루미늄 합금제 핀재를 얻는 방법에 대해서 연구하여, 사전에 Z-Pt를 분산시킨 수성수지도료를 이용해서 알루미늄합금제핀재 표면에 수성수지피막을 형성한 후, 친수화코팅 처리액에 의해 친수성피막을 형성하는 것에 의해, 친수성과 항균 및 항곰팡이성을 장기에 걸쳐 유지할 수 있는 것을 알아냈다. 즉 Z-Pt는 불용성의 입자이고, 그 입자경이 수성수지피막의 두께에 친수화 코팅의 두께를 합한 것보다도 크게 하면, 도 1에 나타나는 바와 같은 단면구조를 형성할수 있고, 친수화 코팅과 Z-Pt가 표면상에 공존하게 되어 친수성과 항균 및 항곰팡이성을 장기에 걸쳐 유지할 수 있다고 생각되는 것이다.

본 발명자들은 이상에서 언급한 생각에 근거해 연구를 거듭한 결과, 특정의 입경범위의 입자를 함유하는 Z-Pt입자(A)를 전체 고형분 중에서 1∼30중량%의 범위내에서 함유하는 수성수지도료(1)를 이용해서, 알루미늄 합금판재표면에 평균건조피막 두께가 0.8∼2.2㎛가 되도록 수지피막을 형성한 뒤에 친수성 코팅제를 평균 건조피막 두께가 0.1∼0.6㎛가 되도록 형성하는 것에 의해, 친수성과 항균 및 항곰팡이성을 장기에 걸쳐 유지할 수 있는 것을 알아냈다. 여기에서 수성수지도료 및 친수화 코팅제를 이용해서 형성하는 피막의 평균 두께에 대해서는, 그 목적하는 바가 핀의 표면용도이므로 그 합계가 3㎛미만이 되도록 규정하고, Z-Pt 입자의 그 일부가 표면에 적당히 노출되도록 규정했다.

또한, 본 발명자들은 상기 친수화 코팅제의 조성을 특정하는 것에 의해 높은 레벨의 친수성과 높은 레벨의 항균 및 항곰팡성을 장기에 걸쳐 유지할 수 있는 것을 발명하여, 본 발명을 완성하는 데 이르렀다.

즉 본 발명은, 입경 1∼10㎛의 입자를 40용량% 이상 함유하는 비스(2-피리딜티오)-아연-1, 1' -디옥사이드 입자(A)를 전체 고형분 중에서 1∼30중량%의 범위내에서 함유하는 수성수지도료(1)를 이용해서, 알루미늄 합금제 판재표면에 평균건조피막 두께가 0.8∼2.2㎛이 되도록 피막을 형성한 뒤에,

2급 알콜 구조를 가지는 비닐수지 및, 또는 그 수용성 유도체(P1)과;

술폰산기 및, 또는 그 염을 가지는 수용성 아크릴계 수지(P2)와;

수성 블록 이소시아네이트 화합물(B)을;

고형분 중량비로 (P1) : (P2) = 1 : 8 내지 8 : 1의 범위내, 동시에 ( (P1) + (P2) ) : (B) = 94 : 6 내지 86 : 14의 범위내에서 함유하는 혼합수용액(Ⅱ)을 이용해서, 평균건조피막두께가 0.1∼0.6㎛가 되도록 피막형성되는 것을 특징으로 하는, 항균 및 항곰팡이성이 뛰어난 알루미늄 합금제 핀재, 및 이 수용액(Ⅱ)에, 또 그것과 혼합가능한 항곰팡이제를 함유한 것인 항균 및 항곰팡이성에 뛰어난 알루미늄 합금제핀, 및 그 알루미늄 합금제핀재를 구비한 것을 특징으로 하는 항균 및 항곰팡이성이 뛰어난 에어컨용 열교환기에 관한 것이다. 이하에 내용을 상세하게 설명한다.

본 발명에 사용되는 Z-Pt의 예로서는, 예를 들면 Olin제「Zinc Omazine」 등을 들 수 있고, 이것을 물에 분산시키거나 혹은 이미 수분산체로서 시판되고 있는 것을 사용하는 것도 가능하지만, 입경 1∼10㎛의 범위내의 입자를 40용량% 이상 함유하는 것이 필요하다. 이 조건을 충족하지 않는 Z-Pt를 사용한 경우, 피막표면에 Z-Pt입자의 노출정도가 부적절하게 된다. 즉, 1㎛보다도 작은 입자의 경우, 피막중에 매몰해 버려서 효과가 없어지고, 10㎛보다도 큰 입자의 경우는 피막으로부터 탈락하기 쉽게 되어 항균 및 항곰팡이 효과의 지속성이 적어지기 때문에 입경 1∼10㎛의 범위내의 입자를 40용량% 이상 함유하는 것이 필요한 것이다.

또, 수성수지도료(1)이 함유한 Z-Pt가, 전체 고형분 중에서 1∼30중량%의 범위인 것이 필요하다. 함유량이 1중량%미만의 경우, 항균 및 항곰팡이 효과가 불충분하게 되어 바람직하지 않고, 또 30중량%를 초과하는 경우는 Z-Pt의 표면존재비율이 높아지게 되어 친수성이 열화하는 등의 문제가 생겨나거나, 내식성이 열화하기 때문에 역시 바람직하지 않다. 보다 바람직한 범위는 3∼20중량%이다. 또, 수성수지도료(I)의 수지성분은, 피막형성 전후를 통해서 Z-Pt입자와 혼화가능한 수성수지를 사용하는 것이 가능하고, 구체적으로는 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 폴리에틸렌계등의 수성 에멀젼 또는 디스판션이 사용된다. 또, 그것들을 가교가능한 멜라민계, 에폭시계, 이소시아네이트계의 가교제, 더욱이는 균일도포성 향상을 목적으로 한 계면활성제, 고비점용제를 첨가하는 것도 가능하다.

또한, 이상 설명한 수성수지도료(I)를 이용해서 형성한 피막의 평균두께가 0.8∼2.2㎛의 범위내인 것이 필요하다. 평균두께가 0.8㎛미만의 경우, 내식성이 불충분하게 되거나 Z-Pt가 탈락하기 쉽게 되므로 바람직하지 않고, 2.2㎛를 초과하는 경우는 핀재의 열교환효율이 열화되기 때문에 역시 바람직하지 않다. 보다 바람직한 범위는 1.0∼1.8㎛이다.

다음으로 본발명에 이용되는 혼합수용액 (Ⅱ)에 대해서 설명한다.

2급 알콜구조를 갖는 비닐수지 및, 또는 그 수용성 도체(P1)는, 일반식

- 〔CH₂-CH(OH)〕_m-〔CH₂-C(R₁)X〕_n-

으로 표시할 수 있는 중합체로, 통상, 초산비닐 또는 그 공중합체, 또는 이것들을 다시 반응시켜서 얻어지는 수용성 중합체이다. 여기에서 R₁은 H 혹은 CH₃이다. X에 대해서는 후술하겠지만, 각종 이온성 치환기를 나타내고, 1종에 한하지 않고 2종이상이라도 좋다. 더욱이 m+n=100의 경우 m=50∼100, 바람직하게는 m=60∼100, 보다 바람직하게는 m=70∼100이다.

상기 일반식으로 나타낸 수용성 고분자로서는, 먼저 초산비닐의 호모폴리머의 가수분해물이고, 일반적으로 PVA로서 시판되어지고 있는 것을 들 수가 있다. 즉,

- 〔CH₂-CH(OH)〕_m-〔CH₂-CH(OCOCH₃)〕_n-

으로 나타나는 중합체이고, 그 가수분해의 정도에 의해

m=99∼100 완전 켄화물

m=90∼99 비완전 켄화물

m=70이하 부분 켄화물

등으로 불리고 있다.

PVA의 유도체로서는 일반적으로 음이온변성PVA, 양이온변성PVA, 활성메틸렌변성PVA등이 알려져 있지만, 중요한 것은 상술의 일반식의 범위에서 P2, B와 함께 수용성의 것이 있으면 사용가능하다는 것이다. 예를 들면 음이온변성의 것으로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 비닐술폰산, 메타크릴옥시에틸포스페이트, 아크릴산에스테르 등, 카르보실르기, 술폰산기, 포스폰산기를 포함하던가 또는 가수분해해서 이들 기로 전환해서 얻어지는 중합성 모노마와 초산비닐의 공중합체의 가수분해물과 PVA의 술폰산 에스테르, 인산에스테르화물등을 들 수 있다. 활성메틸렌변성 PVA으로서는 PVA와 디케텐의 반응물등이 알려져 있다. 물론, 상기 모노마 이외에 스티렌, 아크릴로니트릴, 비닐에테르, 그 외 노니오닉의 중합성 모노마도 수용성을 해치지 않는 정도로 공중합 사용하는 것도 가능하고, 또, 상술의 여러종류의 중합성 모노마의 2종 이상과 초산비닐과의 공중합체의 사용도 가능하다. (P1)의 분자량은 5,000이상이 바람직하고, 5,000이하의 경우, 특히 친수성이 높은 경우에는 비수용성이기 때문에 가교제 비율을 높일 필요가 있다.

다음으로 발명에 이용되는 술폰산기 및, 혹은 그 염을 가지는 수용액 아크릴계수지 (P2)에 대해서 설명한다. 술폰산기를 함유하는 모노마로서는 예를 들면, 비닐술폰산 술포에틸아크릴레이트, 술포에틸레메타크릴레이트, N-메틸렌술폰산아크릴아미드, 2-아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, 스티렌술폰산등 혹은 이것들의 염이고, 수용성 아크릴계 수지(P2)에는 이들 모노마의 중합체, 공중합체가 사용가능하다. 공중합제의 경우에 본 발명의 목적을 실현하기 위해서는 노니오닉모노마, 예를 들면 스티렌, (메타)아크릴산에스테르, 초산비닐등의 공중합량은 40몰%이하, 바람직하게는 20%이하인 것이 바람직하다. 또, 산할라이드, 예를 들면(메타)아크릴산클로라이드중합체와 같은 뒤에 가수분해해서 폴리(메타)아크릴산을 주는 것과 같은 모노마의 사용도 가능하다. (P2)의 분자량은 1,000이상, 바람직하게는 3,000이상의 것이 사용된다.

다음으로 본 발명에 사용되는 수성 블록 시아네이트화합물(B)로서는, NaHSO₃로 블록화한 폴리이소시아네이트등을 사용할 수가 있고, 그 사용량은 골격구조에 따라 다르지만, 일반적으로 말하자면, 사용하는 PVA계 폴리마(P1)의 100중량부에 대해서 1∼400부, 바람직하게는 5∼200중량부, 보다 바람직하게는 10∼100중량부 정도가 사용된다.

혼합수용액(Ⅱ)을 이용해서 피막형성할 때, 그 건조피막 두께가 0.1∼0.6㎛이 되도록 하는 것이 필요하다. 이 두께가 0.1㎛미만의 경우는 친수성이 불충분하게 되어 바람직하지 않고, 또 0.6㎛를 넘는 경우는 수용수지피막의 두께합에 의해서 핀재의 열교환효율의 열화를 초래하기 쉬우므로 바람직하지 않다. 보다 바람직한 범위는 0.2 ∼ 0.5㎛이다.

또한, 혼합수용액(Ⅱ)에는, Z-Pt입자의 항곰팡이효과를 증강하는 목적으로 그것과 혼화가능한 공지의 항곰팡이제를 첨가하는 것도 가능하다.

본 발명의 알루미늄 합금성핀재의 제조방법에 대해서 설명한다. 용제계 세정제, 아크릴 혹은 산성의 수계(水系)세정제에 의해 세척된 알루미늄 합금제 핀재 표면에 본 발명의 수성수지도료 (I) 및 혼합수용액(Ⅱ)을 이용해서 순차로 스프레이, 딥, 롤코트, 샤워코트 등의 방법으로 처리한다. 또 필요에 따라서, 내식성, 밀착성, 가공밀착성 등을 증강할 목적으로, 공지의 클로메이트, 인산아연, 인산티탄, 인산지르콘 등의 하지(下地)처리를 행한 알루미늄 합금제 핀재 표면에 처리를 해도 관계없다.

수용수지도료(I)에 의해 처리할 때, 그것이 불용성의 Z-Pt입자를 포함하는 것이기 때문에, 액교반을 동반해서 하면 Z-Pt는 균일하게 분산시킨 상태를 유지할수가 있고, 보다 항균 및 항곰팡이성 효과를 발휘하기 쉬워져 바람직하다. 또, 그 가열에 따른 핀재 온도를 230℃이하로 하는 것이 Z-Pt의 열안정성의 점에서 바람직하다. 마찬가지의 이유에 의해서, 혼합수용액(Ⅱ)에 의한 처리의 경우에도 그 가열에 따른 핀재 온도를 230℃이하로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 작용은, 알루미늄 합금제 핀재는 표면에 노출해 있는 Z-Pt입자의 효과에 의해 뛰어난 항균 및 항곰팡이성 효과를 나타내고, 또 해당 입자를 수성수지피막이 지지하고 있기 때문에 결로수등에 의해 잘 손실되지 않아서, 장기간에 걸쳐 그 효과를 계속 발휘하는 것이 가능하다. 또, Z-Pt입자의 함유량이 특정되어 친수화 코팅의 표면점유비율이 확보되기 때문에, 높은 레벨로 친수성도 장기에 걸쳐 유지할 수 있다.

이하 실시예를 비교예와 함께 들어, 본 발명의 내용을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위는 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예, 비교예에 있어서 시험법은 다음과 같다.

1. 수성수지도료(I) 및 혼합수용액(Ⅱ)

표 1에 실시예 및 비교예로 이용한 수성수지도료(I)의 내용을 나타내었다. 일본 파카라이징(주)(PARKERIZING CO. LTD)의 「파르토프TD208D」(아크릴알킬에스테르스틸렌공중 합수지계도료, 26.5wt%)를 베이스로 하고, 표1에 나타낸 각 조건에서 항균 및 항곰팡제를 첨가했다.

표1

표1의 설명

(*1)…일본 파이카라이징(주)의「파르토프 TD208D」를 사용했다.

(*2)…Olin제「Zinc Omazine」(1∼10㎛의 범위내의 입자;약50용량%(*3))

(*3)…입자경 및 그 분포는, HORIBA제 Paricle size analyzer LA-700에 의해 측정했다.

또, 표2에 실시예 및 비교예로 사용한 혼합수용액(Ⅱ)의 내용을 나타낸다.

표2

표2의 설명

P1 - a : 켄화도 90m01%의 폴리비닐알콜, 분자량 약 10만

P1 - b : 디케텐처리 폴리비닐알콜, 분자량 약 5만

P1 - c : 술폰산기 3mo1%함유 폴리비닐알콜, 분자량 약 2만

P2 - a : 20mo1%의 술폰에틸아크릴레이트·아크릴산 공중합체, 분자량 약 0.4만

P2 - b : 30mo1%의 술폰에틸아크릴레이트·아크릴산 공중합체, 분자량 약 8만

P2 - c : 40mo1%의 술폰에틸아크릴레이트·아크릴산 공중합체, 분자량 약 8만

PAA : 폴리아크릴산, 분자량 약 5만

B : 아연산염블록·폴리에티르계 이소시아네이트프리폴리머(NCO:약5%) 항곰팡이제 : 2-메틸 4-이소티안린-3-온

2. 핀재에서의 피막형성방법

1) 시험체와 하지(下地)처리

시판하는 JIS-A1100알루미늄 합금제 테스트시편(핀두께 0.11mm)을, 이하에 나타낸 방법으로 하지 처리한다.

A) 탈지(脫脂)와 건조

① 탈지; 일본 파카라이징(주)의 「핀 클리너 4498SK」를 사용하고, 55℃에서 10 초간 스프레이 탈지를 한다.

② 물세척; 수도물을 사용하여, 15초간 스프레이 물세척를 한다.

③ 건조; 80℃에서 5분간 전기 오븐으로 물기를 빼고 건조를 한다.

B) 탈지, 클로메이트 및 건조

① 탈지; 일본 파카라이징(주)의 「핀 클리너4498SK」를 사용해서, 55℃에서 10초간 스프레이 탈지를 한다.

② 물세척; 수도물을 사용해서 15초간 스프레이 물세척를 한다.

③ 클로메이트처리; 일본 파카라이징(주)의 「아르크롬 K-702」를 사용해서, 55℃에서 7초간 스프레이 처리를 하고, 표면Cr부착량15±5mg/m²의 클로메이트처리를 한다.

④ 건조; 80℃에서 5분간, 전기 오븐에서 물기를 빼고 건조를 한다.

2) 피막형성방법

표1에 나타낸 수성수지 도료(I) 및 표2에 나타낸 혼합수용액(Ⅱ)을 이용해서, 상기 하지 처리한 시험체(A 혹은 B)에 이하의 방법에 의해 실시했다. 사용한 시험체종, 수성소지도료(I)종과 평균건조피막두께, 혼합수용액(Ⅱ)종과 평균건조피막두께에 대해서는 표3에 나타낸다.

표3

① 수용성수지도료(I)도포: 롤 코팅방식에 의해, 소정의 평균건조피막두께가 되도록 도포했다.

② 베이킹건조: 전기오븐을 이용해서 200℃에서 1분간 베이킹했다.

③ 냉각: 시험체를 40℃이하가 될 때까지 냉각했다.

④ 혼합수용액(Ⅱ)도포: 롤 코팅방식에 의해, 소정의 평균건조피막두께가 되도록 도포했다.

⑤ 베이킹건조: 전기오븐을 이용해서 230℃에서 1분간 베이킹했다.

⑥ 냉각: 시험체를 40℃이하가 될 때까지 냉각했다.

3. 시험방법

1) 친수지속성시험

실온에서 유수(流水)중에 8시간 침적(沈積) 후, 16시간동안 80℃에서 건조하는 처리를 1싸이클로 하여, 5싸이클 후 대수접촉각(對水接觸角)으로 나타낸다. 접촉각은 FACE접촉각계(接觸角計) CA-X형(협화계면과학제(協和界面科學製))를 사용해서 측정했다

2) 항균성시험

각 시험체를 3×3cm로 절단하고, 멸균샬레 중앙부근에 두고, 시험체 위에 시험체와 같은 크기로 절단하고, 건열멸균(120℃×3hrs)한 흡수지를 넓어, 균액(菌液)을 1.0ml 흡수지 위에 접종하고 24시간, 28±2℃로 조정한 고온관내에서 배양하고, 생균수의 증멸을 계측했다. 균액은 Escherichiacoli 및 Staphylococcus aureus를 육즙배양액(육엑기스 5g, 베푸톤 10g, 염화나트륨 5g을 1L의 증류수에 용해시킨후, 121℃×15분의 오토 클레이브로 멸균한 것)중에 배양시켜, 생리식염수를 이용해서 균수 약10⁶〔個/ml〕로 조정한 것을 이용했다. 생균수의 측정은 시료를 생리식염수를 사용해서 10, 10²∼10⁴배까지 순차희석하고, 샬레에 1ml씩 나누어 주사한 후에, 육즙한천배지(肉汁寒天培地)(육엑기스 3g, 베푸톤 10g, 염화나트륨 5g, 한천 15g을 1L의 증류수에 용해시킨 후, 121℃×15분의 오토 클레이브로 멸균한 것)을 첨가하여 좋게 교반한 후 배치하고, 배지가 고화한 뒤 샬레를 교반해서 28±2℃로 조정한 항온조에 넣어, 2일간 배양한 후에 균의 콜로니 수를 세었다.

3) 항곰팡이성시험

시험체를 무기염 평판배지(질산나트륨 2g, 인산칼륨 0.7g, 인산2 칼륨 0.3g, 황산마그네슘 7수화물 0.5g, 염화칼슘 0.5g, 황산제1철 7수화물 0.01g, 포도당 30g, 한천 20g을 1L의 증류수에 용해시킨 후, 121℃×15분의 오토 클레이브에서 멸균한 것)의 중앙에 장착하고, 혼합포자 현탁액(질산나트륨 2g, 인산칼륨 0.7g, 인산2 칼륨 0.3g, 황산마그네슘 7수화물 0.5g, 염화칼륨 0.5g, 황산 제1철수화물 0.01g, 포도당 30g, 증류수 1L로 되는 조성액을 삼각 플라스크 100ml로 121℃×15분의 오토클레이브로 멸균한 후, Aspergillus niger, Chaetomium globosum, Paecilomyces variotii, Penicillium funiculosum, Trichoderma viride의 각각의 포자를 1백균 더해서 충분하게 분산시키고, 건조멸균한 한지로 여과한 것)을 표면에 균일하게 1ml 감아서, 염을 해서 28±2℃로 조정한 항온조에 넣어, 4주간 배양한 곰팡이의 발육상태를 다음의 판정기중에 근거해서 판정했다.

0…50배의 실체현미경으로 육안으로 관찰해서도 시료표면에 곰팡이가 인지되지 않는다.

1…시료표면에 육안으로 관찰해서 곰팡이의 생육이 인지되지 않는다.

2…시료표면의 25%이하에서 곰팡이의 생육이 인지되지 않는다.

3…시료표면의 25%이상 50%미만에서 곰팡이의 생육이 인지되지 않는다.

4…시료표면의 50%이상 100%미만에서 곰팡이의 생육이 인지되지 않는다.

5…곰팡이의 생육이 시료전면에 걸쳐, 덮여있다.

이상의 시험순서로 평가를 한 결과를 표4로 나타내었다.

표4

표4의 결과에서 명확한 바와 같이, 본 발명의 표면처리 핀재인 실시예1∼8은, 친수지속성, 항균 및 항곰팡성에서 뛰어나고, 이것을 구비한 에어컨을 높은 레벨로 친수성과 항균 및 항곰팡이성을 장기에 걸쳐 유지할 수 있는 것을 나타내고 있다.

이것에 대해서 비교예 1은 특허청구의 범위를 벗어난 것 즉 Z-Pt입자를 분쇄하는 것에 의해 1∼10㎛의 입자가 30용량%가 된 것이고, 1㎛미만의 입자가 많이 피막중에 매몰하기 때문에 항균성 및 항곰팡이성이 불충분한 예이다. 또, 비교예 2는 Z-Pt를 가용화(可溶化)해서 첨가하기 때문에 역시 피막중에 매몰하여, 항균성 및 항곰팡이성이 불충분한 예이다. 비교예 3은 Z-Pt입자를 1중량% 이하로 첨가한 예이고, 역시 항균 및 항곰팡이성이 불충분한 예이다. 비교예 4는 Z-Pt입자를 30중량%를 상회해서 첨가한 예이고, 항균성 및 항곰팡이성은 양호하지만, 친수지속성에 약한 예이다. 비교예 5는 혼합수용액(Ⅱ)에 P1를 첨가하지 않은 경우이고, 친수화피막이 흘러가기 때문에 친수지속성이 현저히 떨어지는 예이다. 비교예 6은 혼합수용액(Ⅱ)에 P2를 첨가하지 않았기 때문에, 친수지속성이 떨어지는 예이다. 비교예 7은 수성블록이소시아네이트화합물(B)를 첨가하지 않았기 때문에, 친수화피막이 흘러가 친수지속성이 현저히 떨어진 예이다. 비교예 8은 P2를 술폰기를 갖지 않는 폴리아크릴산으로 치환한 예이고, 친수지속성이 떨어진 예이다. 비교예 9는 수성수지도료(I)의 평균건조피막 두께가 0.8㎛이하인 예이고, 항균 및 항곰팡이성이 불충분한 예이다.

본 발명의 알루미늄 합금제 핀재는 수성수지피막중에 존재하고 일부가 표면으로 노출해 있는 Z-Pt입자에 의해 양호한 항균 및 항곰팡이성을 나타낸다. 또, 특정조성의 혼합수용액(Ⅱ)에 의한 친수화 코팅에 의해 양호한 친수지속성도 나타낸다.

Z-Pt는 불용성입자의 형태로 존재하기 때문에, 친수화코팅과 균일하게 섞이고, 따라서 친수지속성을 열화시키지 않는다. 또, 일부가 수성수지피막중에 고정되어져 있기 때문에 잘 탈락되지 않으며, 에어컨의 실사용환경하에 핀재표면에 부착하는 결로수 중에 확산하지 않기 때문에, 양호한 항균 및 항곰팡이성을 장기에 걸쳐 지속하는 것이 가능한 뛰어난 특징을 가진다.

Claims

입경1∼10㎛의 입자를 40용량%이상 함유하는 비스(2-피리딜티오)-아연-1, 1' -디옥사이드 입자(A)를 전체 고형분 중에서 1∼30중량%의 범위내에서 함유하는 수성수지도료(I)를 사용해서, 알루미늄합금제 핀재표면에 평균건조피막 두께가 0.8∼2.2㎛가 되도록 피막을 형성한 후,

2급 알콜 구조를 가지는 비닐 수지 및, 혹은 그 수용성 유도체(P1)와;

술폰산기 및, 또는 그 염을 가지는 수용성 아크릴계 수지(P2)와 수성 블록이소시아네이트 화합물(B)을;

고형분 중량비로 (P1) : (P2) = 1 : 8 내지 8 : 1의 범위내 또한 ( (P1) + (P2) ) : (B) = 94 : 6 내지 86 : 14 의 범위내에서 함유하는 혼합수용액(Ⅱ)을 사용해서, 평균건조피막 두께가 0.1∼0.6㎛가 되도록 피막형성되는 것을 특징으로 하는 항균 및 항곰팡이성이 뛰어난 알루미늄 합금제 핀재.
제 1항에 있어서,

상기 수용액(Ⅱ)에 추가로 그것과 혼합가능한 항곰팡이제를 함유한 것을 특징으로 하는 항균 및 항곰팡이성이 뛰어난 알루미늄 합금제 핀재.
제 1항의 알루미늄 합금제 핀재를 구비하는 것을 특징으로 하는 항균 및 항곰팡이성이 뛰어난 에어컨용 열교환기.
핀재와,

상기 핀재 표면에 도포된 수성수지도료피막과,

상기 도료피막상에 도포된 친수성피막과,

상기 수성수지도료피막 및 상기 친수성피막에 의해 고정된 향균 및 항곰팡이성 분말을 포함하되, 상기 항균 및 항곰팡이성 분말 각각은 전체크기의 절반 이하가 상기 친수성피막 밖으로 노출되도록 고정되어 장시간에 걸쳐 향균 및 항곰팡이성과 친수성을 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀재.
제 4항에 있어서,

상기 향균 및 항곰팡이성 분말은 비스(2-피리딜티오)-아연-1,1' -디옥사이드인 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀재.