KR20220091951A - 발수 및 항균/항곰팡이 기능을 갖는 열교환기 핀의 표면처리방법 - Google Patents

발수 및 항균/항곰팡이 기능을 갖는 열교환기 핀의 표면처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 열교환기 핀의 발수 및 항균/항곰팡이 표면처리방법은, 열교환기 핀의 표면에 잔류된 유기물을 분해하는 탈지단계; 유기물이 제거된 열교환기 핀의 표면에 잔류된 이물질을 제거하는 에칭단계; 이물질이 제거된 열교환기 핀의 표면에 잔류하는 스머트(smut)를 제거하는 디스머트 단계; 디스머트 처리된 열교환기 핀 표면을 양극산화시키는 양극산화단계; 산화된 열교환기 핀의 다공질 기공내에 산화아연을 침적시키는 봉공처리(SEALING)단계; 봉공처리(SEALING)된 열교환기 핀의 다공질 기공내의 산화아연을 시드로 하여 나노사이즈의 나노로드를 성장시키는 나노로드 성장단계(S6);가 순차적으로 진행되는 것을 요지로 한다.

Description

발수 및 항균/항곰팡이 기능을 갖는 열교환기 핀의 표면처리방법 {Surface treatment method of heat exchanger fins with water repellency and antibacterial function}
본 발명은 열교환기 핀의 표면처리방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 열교환기 핀의 표면에 산화아연으로 나노사이즈의 나노로드를 생성시켜 발수기능 및 항균 및 항곰팡이 기능을 구현하는 열교환기 핀의 표면처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 에어컨의 열교환기는 핀관식이 널리 이용되고 있다. 핀관식 열교환기는 주로 원형 동관과 알루미늄 핀으로 구성되어 있고, 열교환기 핀과 밀착하는 동관내에는 냉매가 흐르고, 냉매의 유동 방향과 직각 방향으로 공기가 핀 사이를 흐른다.
이러한 열교환기가 증발기로 사용되는 경우, 동관 내에는 8℃정도로 냉각된 냉매가 흐르고 있고, 20℃이상의 공기가 유입하면 열교환기 핀 사이의 상대습도가 높아진다. 열교환기 핀 표면의 온도는 10℃정도로 유지 되지만, 열교환기 핀 표면온도가 유입공기의 노점보다 낮아져 열교환기 핀 표면에 응축수가 맺히게 된다. 열교환기의 핀 표면적은 매우 크고, 여기에 습기가 항상 잔류하므로, 세균 및 곰팡이가 서식하기 좋은 상태가 된다.
이러한 이유에서, 에어컨을 운전하면, 곰팡이의 악취가 발생과 응축수와 외부에서 유입된 먼지등이 오염원들이 뭉쳐 열교환기 핀의 표면에 층을 형성하며 열교환 성능 저하시키는 경우가 있어 문제시되고 있다.
이상 언급한 바와 같이 에어컨의 증발기에 있어서 기술개발 목적인 발수기능과 항균 및 항곰팡이성을 부여하기 위하여 지속성 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 Al합금판 표면에 내식성 처리피막을 형성하고 그 위에 벤즈이미다졸계 화합물 함유 친수피막을 형성하는 것에 의해 얻어지는 표면에 곰팡이가 발생하지 않는 열교환기용 Al핀재에 대해서 개시하고 있다.
일본 특허평 2-101395호는 친수성 피막에 속효성(速效性)을 가지는 제1항균제를, 내식성 피막에 지효성(遲效成)을 가지는 제2항균제를 각각 포함시키는 것에 의해 얻어지는, 물이 부착하여 곰팡이가 발생하기 시작하는 때에 항균효과를 발휘시키는 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 핀표면처리 피막 중에 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 결로수 중에 용출되어 항균 및 항곰팡이성을 조기에 잃어버리기 쉽다.
일본 특개평 2-101395호는 이 점을 개선하여, 친수성 피막이 함유하는 항균 및 항곰팡이제가 결로수 중에 용출한 뒤에도 내식성 피막이 함유하는 지효성의 제2항균제가 효과를 발휘하기 시작하기 때문에 항균 및 항곰팡성의 장기에 걸친 유지가 가능하게 되었지만, 제2항균제가 효과를 발휘하기 시작한 때에는 친수성 피막의 대부분이 흘러없어진 상태가 되고, 따라서 장기에 걸쳐 유지할 수가 없었다.
일본 특개평 1-240688호(1989.09.26. 공개) 일본 특개평 2-101395호(1990.04.13. 공개)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열교환기 핀의 표면에 산화아연의 나노로드를 형성시켜 발수기능 및 항균/항곰팡이 기능을 갖는 열교환기 핀의 표면처리방법을 제공하고자 함이다.
본 발명의 열교환기 핀의 발수 및 항균/항곰팡이 표면처리방법은, 열교환기 핀의 표면에 잔류된 유기물을 분해하는 탈지단계; 유기물이 제거된 열교환기 핀의 표면에 잔류된 이물질을 제거하는 에칭단계; 이물질이 제거된 열교환기 핀의 표면에 잔류하는 스머트(smut)를 제거하는 디스머트 단계; 디스머트 처리된 열교환기 핀 표면을 양극산화시키는 양극산화단계; 산화된 열교환기 핀의 다공질 기공내에 산화아연을 침적시키는 봉공처리(SEALING)단계; 봉공처리(SEALING)된 열교환기 핀의 다공질 기공내의 산화아연을 시드로 하여 나노사이즈의 산화아연 나노로드를 성장시키는 나노로드 성장단계(S6);가 순차적으로 진행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탈지단계는, 가성소다(NaOH) 10~15중량부, 비이온성 계면활성제(Polysorbate 60) 5 ~ 10중량부, 물 75 ~ 85중량부의 용액을 40 ~ 50℃ 온도에서 5분 동안 침적 후 수세를 수행하여 탈지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에칭단계는, 상기 에칭단계는, 가성소다(NaOH) 10~30중량부, 물 70~90중량부의 용액에서 5분 동안 침적시켜 열교환기 핀 표면을 화학연마 후 수세하여 에칭하는 것을 특징으로 한다.
또한, 디스머트(Desmut)단계는, 질산(HNO3) 10 ~ 15중량부, 물 85 ~ 90중량부의 혼합물을 25℃ 또는 상온에서 30초 ~ 5분 동안 침적 세정 후 수세하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 양극산화단계는, 황산(H2SO4)액 70 ~ 80중량부, 옥실산(H2C2O4) 10 ~ 30중량부, 황산알루미늄칼륨(KAl(SO4)2) 8 ~ 12중량부가 혼합된 혼합액을 사용하여 40 ~ 60℃에서 15 ~ 30분간 정전압 10 ~ 25V에서 양극산화시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 활성화단계는, 황산(H2SO4)액 30 ~ 35중량부, 황산망간(MnSO4) 1 ~ 5중량부, 질산철(Fe(NO3)2) 60 ~ 65 중량부, 황산구리(CuSO) 1 ~ 3중량부가 혼합된 혼합액을 사용하여 40 ~ 60℃에서 5 ~ 15분간 정전압 10v에서 활성화시키는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 봉공처리(SEALING)단계에서 봉공에 침적되는 산화아연은 산화아연 25 ~ 30중량부, 첨가제 1 ~ 5중량부, 계면활성제 1 ~ 5중량부, 분산제 1 ~ 5중량부를 용매인 물 55 ~ 67중량부에 투입하여 30분이상 교반하여 액상의 용매에 산화아연을 적신후, 상온에서 1 ~ 2시간 균질화시켜 분산처리된 산화아연용액인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 봉공처리(SEALING)단계에서 봉공처리액은, 상기 분산처리된 산화아연용액 20 ~ 50중량부, 구연산 1 ~ 2중량부, 초산나트륨 1 ~ 5중량부, 계면활성제 2 ~ 8중량부를 용매인 물에 투입시킨 봉공처리액인 것을 특징으로 한다.
또한, 나노로드 성장단계(S6)는 용매로서 에탄올 12중량부와, 메탄올 64중량부, 이소프로필알코올 20중량부를 사용하고, 산화아연을 활성화시키기 위해 염산수용액 0.37중량부, 메틸에틸케톤 1중량부, 글리세롤 1중량부를 사용하고, 나노로드 생성의 방향성을 위해 다이메틸포름아마이드 2중량부를 혼합한 나노로드 조성액에 봉공처리된 열교환기 핀을 침적하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 열교환기 핀 표면에 존재하고 일부가 표면으로 노출해 있는 나노사이즈의 산화아연 나노로드에 의해 양호한 항균 및 항곰팡이성을 나타낸다.
또한 본 발명에 의한 표면처리에 의해 생성된 산화아연 나노로드가 불용성입자의 형태로 존재하기 때문에 응축수에 용해되지 않고 발수기능을 유지할 수 있다.
또한 에어컨 증발기의 실사용 환경하에 열교환기 핀 표면에 응축수 부착되지 않기 때문에, 양호한 항균 및 항곰팡이성과 발수기능이 장기에 결쳐 지속하는 것이 가능한 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 핀의 표면처리방법 순서를 나타나내는 순서도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 핀의 형태를 예시로 나타낸 사진
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 양극산화단계 후 열교환기 핀에 형성된 상태의 현미경 사진으로 열교환기 핀에 다공질 기공이 균일하게 형성된 상태를 나타낸 사진
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 산화아연분말을 분산시킨 후의 산화아연의 입도분포를 나타낸 그래프
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 산화아연을 분산시켜 입도가 작아진 산화아연이 양극산화시 형성된 다공질 기공내에 채워지는 봉공(SEALING) 상태를 나타내는 이미지 및 성분분석 스펙트럼
도 6은 봉공되어 열교환기 핀의 다공질 기공에 채워진 산화아연이 나노사이즈의 크기로 나노로드 상태로 성장한 상태를 나타내는 사진
도 7은 나노로드 상태로 성장한 열교환기 핀의 항균시험데이터
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.
그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
이하에서 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 핀의 표면처리방법을 나타내는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 핀의 형태를 예시로 나타낸 사진이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 양극산화단계 후 열교환기 핀에 다공질 기공이 균일하게 형성된 상태를 나타낸 현미경 사진이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 산화아연분말을 분산시킨 후의 산화아연의 입도분포를 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 산화아연을 분산시켜 입도가 작아진 산화아연이 양극산화시 형성된 다공질 기공내에 채워지는 봉공처리(SEALING) 상태를 나타내는 이미지 및 성분분석 스펙트럼이고, 도 6은 봉공처리되어 열교환기 핀의 다공질 기공에 채워진 산화아연이 나노사이즈의 나노로드 상태로 성장한 상태를 나타내는 사진이다.
도 1 내지 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 열교환기 핀의 표면처리기술을 통하여, 산화아연을 나노사이즈의 나노로드로 성장시켜 성장된 나노로드에 의해 발수 기능이 발현되고, 나노로드를 이루는 산화아연으로 인하여 항균 및 항곰팡이 기능을 갖도록 하는 열교환기 핀의 표면처리방법에 관한 것으로, 탈지 단계와, 에칭 단계와, 디스머트단계와, 양극산화단계와, 봉공처리 단계와, 나노로드 성장단계와, 건조단계를 포함한다.
본 발명의 열교환기 핀의 소재로는 내식성, 표면처리성이 우수한 성질을 갖는 알루미늄 순도 99% 이상의 1000계를 사용한다.
본 발명의 일실시예에서의 탈지 단계(S1)는 열교환기 핀 표면의 묻어 있는 각종 유분 및 오염물을 제거하는 단계로 가성소다(NaOH) 10 ~ 15중량부, 비이온성 계면활성제(Polysorbate 60) 5 ~ 10중량부, 물 75 ~ 85중량부의 용액을 40 ~ 50℃ 온도에서 5분간 동안 침적 후 2회 수세를 수행하여 열교환기 핀 표면 유분 및 이물질을 제거한다.
다음 에칭단계(S2)는 열교환기 핀 표면에 존재하는 이물질, 스크레치 등의 표면 불순물을 제거하기 위한 단계로 가성소다(NaOH) 10 ~ 30중량부, 물 70 ~ 90중량부의 용액에서 5분간 침적시켜 열교환기 핀 표면을 화학연마 후 2회 수세하여 열교환기 핀 표면에 존재하는 이물질, 스크레치 등의 표면 불순물을 제거한다.
아래는 에칭단계에서의 반응과정을 나타낸 것이다.
2Al + 2NaOH + H2O -> 2NaAlO2 + 2H2
2NaAlO2 + 4H2O -> 2NaOH + 2Al(OH)3
2Al(OH)3 -> Al2O3·3H2O
다음 디스머트단계(S3)는 상기 에칭 후 열교환기 핀 표면에 생성된 산화물인 스머트(smut)를 제거하기 위한 단계로서, 질산 또는 과산화수소 혼합물을 이용하여 열교환기 핀 표면을 세정하는 방법으로 수행된다. 디스머트 세정액은 질산(HNO3) 10 ~ 15중량부, 물 85 ~ 90중량부의 혼합물을 25℃ 또는 상온에서 30초 ~ 5분간 침적 세정 후 2회 수세하여 열교환기 핀 표면에 생성된 산화물인 스머트(smut)를 제거한다.
상기와 같이 탈지단계(S1), 에칭단계(S2), 디스머트단계(S3) 순으로 진행되는 이물질 제거단계는 반드시 진행되어야 하는 것은 아니며, 필요에 따라 선택적으로 진행할 수 있다. 또한 각 단계별 약품농도, 온도, 침적시간은 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
상기와 같이 열교환기 핀 표면의 이물질을 제거한 후 양극산화(Anodizing)기법을 활용한 산화피막 및 다공질 표면을 형성하기 위한 양극산화단계(S4)를 수행한다.
상기 양극산화단계(S4)의 용매는 물이며, 용질인 황산(H2SO4) 70~80중량부, 옥살산(H2C2O4) 10~30중량부, 황산알루미늄칼륨(KAl(SO4)2) 8~12중량부를 용매인 물에 혼합하여 전해액을 제조하고, 전해액을 40 ~ 60℃에서 열교환기 핀을 양극으로 하고, 흑연을 음극으로 배치하며, 10~25V의 정전압을 15~30분간 통전하여 0.8~2.5A/dm2의 전류밀도로 아노다이징하여 양극은 산화반응(dAl → Al3+ + 3e-), 음극은 환원반응(H20 → O2- + H2)을 일으킴으로써 Al3+와 O2-가 반응하여 열교환기 핀의 표면에 절연성을 갖는 산화물 층이 형성된다.
상기 전해액은 바람직하게는 45 ~ 55℃ 이다.
양극산화단계에서의 반응은 아래와 같고,
Al2O3 + H20 -> 2AlO(OH) + Al2O3·H2O (1)
상기 반응식(1)에서 생성된 표면은 Al2O3의 산화물 상태이고, 다공질 기공내는 2AlO(OH)로 불안정한 상태이다.
본 발명에서의 열교환기 핀 표면의 산화피막 두께는 10~30um, 다공질 기공의 직경은 500nm 이하이다.
용질로서 상기 황산의 사용은 산화피막의 두께를 충분히 높이기 위함이며, 80중량부 초과시 산화피막을 충분히 높이기 어렵다.
용질로서 상기 옥살산의 사용은 산화피막의 형성속도 높이기 위함으로 10중량부 미만시 속도가 저하되고 30중량부 초과시에도 산화피막의 형성속도가 저하될 수 있다.
용질로서 상기 황산알루미늄칼륨의 사용은, 산회피막의 내식성과 내전압성을 향상시킨다. 전류와 전압 상황에 따라 보충 첨가할 수 있으며, 보충시 0.5중량% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기와 양극산화단계(S4)에서 표면처리된 열교환기 핀은 다공질 기공을 갖는다. 이 다공질 기공은 그대로 방치해 두면, 공기속의 가스 등을 흡착하여 결국은 불활성(오염상태로)이 되기 때문에 안정된 산화피막을 얻기 위해 봉공처리(SEALING)한다.
본 발명에서 표면처리된 열교환기 핀에 항균 및 항곰팡이, 발수 기능에 부여하기 위하여 내식성이 우수하고 잘 분해 또는 변질되지 않고, 핀 표면에 존재해도 인체에 대한 안정적이며, 살균물질로 등록되고 인체에 무해하여 화장품 재료로 사용되고 있는 산화아연(CAS NO001314-13-2)을 봉공처리단계에서 침적한다.
시중에서 구입되는 산화아연 입자는 1 ~ 3㎛의 입자크기인 반면, 표면처리된 열교환기 핀은 다공질 기공 500nm 이하이므로, 구입된 산화아연을 바로 사용할 수 없다.
따라서 산화아연의 크기를 표면처리된 열교환기 핀의 다공질 기공 500nm 내에 침적될 수 있는 크기로 분산하여야 한다.
본 발명에 의한 산화아연의 분산방법은 산화아연 25~30중량부, 첨가제 1 ~ 5중량부, 계면활성제 1 ~ 5중량부, 분산제 1 ~ 5중량부를 용매인 물 55 ~ 67중량부에 투입하여 30분이상 교반하여 액상의 용매에 산화아연을 적신후, 상온에서 1 ~ 2시간 균질화시켜 추후 진행되는 봉공처리에 적합한 사이즈로 분산시킨다.
본 발명에서는 첨가제로서 카르복시메틸세루로오스나트륨(sodium carboxymethyl cellulose)을 사용할 수 있고, 계면활성제로서 Tween80을 사용할 수있으며, 분산제로서 BYK-Disper190를 사용할 수 있다.
상기 산화아연 분산시 투입되는 산화아연은 25중량부 미만은 추후 진행된 봉공처리시 요구되는 산화아연의 량으로서는 부족하고, 산화아연은 30중량부 초과는 원하는 크기로의 분산이 어렵다.
상기 분산방법에 의한 분산 후 산화아연 입자 크기는 40 ~ 400nm 범위를 나타내는 것을 도 4에 의해 확인할 수 있다.
상기 분산방법에 의해 분산된 산화아연이 열교환기 핀의 다공질 기공에 침적시 산화아연이 활성화된 열교환기 핀의 기공내에서 원활하게 침적되도록 봉공처리액을 제조한다.
본 발명에 의한 봉공처리액은 상기 분산처리된 산화아연용액 20 ~ 50중량부, pH 조절용 구연산 1 ~ 2중량부, 초산나트륨 1 ~ 5중량부, 계면활성제 2 ~ 8중량부를 용매인 물에 투입하여 봉공처리액을 제조한다. 봉공처리액은 40℃에서 200rpm으로 20분간 교반하며, pH 3.5 ~ 4.8 를 유지한다.
봉공처리액에서 계면활성제로 Polysorbate 80와 Polysorbate 60을 사용할 수 있다.
상기 봉공처리단계(S5)는, 제조된 봉공처리액 80 ~ 100℃, pH3.5 ~ 4.8 상태에서 양극산화처리된 열교환기 핀을 투입하여 5 ~ 15분 동안 침지한다.
양극산화처리된 아노다이징 피막은 다공질 기공은 2AlO(OH)와 같이 불안정한 상태을 갖으며 다공질 기공은 흡착성이 있는데 봉공처리액 내의 나노사이즈를 갖는 산화아연이 상기 다공질 기공의 2AlO(OH)와 이온결합의 느슨한 결합을 하면서 기공을 채우게 된다. 이때 다공질 기공의 2AlO(OH)와 산화아연이 결합되면서 체적이 팽창해서 미세 다공질 기공을 채우게 된다.
상기 봉공처리(SEALING)단계에서 얻어진 열교환기 핀의 다공질 기공내에 침적된 산화아연을 시드로 하여 기공주위 표면에 부착되어 있는 주변의 산화아연은 나노로드로 성장시키기 위한 산화아연의 공급역할을 한다.
도 5에는 본 발명의 봉공처리(SEALING)단계를 수행한 후, 현미경이미지와 스펙트럼 분석을 통해 확인한 산소, 아연, 알루미늄이 검출되었다는 것을 확인할 수 있다.
이후 봉공처리(SEALING)된 열교관기 핀을 봉공처리액에서 분리하여 산화아연을 나노사이즈로 성장시켜 나노로드를 생성하기 위한 나노로드 성장단계(S6)를 진행한다.
나노로드 성장단계(S6)는 나노로드 조성액에 봉공처리(SEALING)된 열교관기 핀을 침지시켜 진행하는데, 나노로드 조성액은 용매로서 에탄올 12중량부와, 메탄올 64중량부, 이소프로필알코올 20중량부를 사용하고, 산화아연을 활성화시키기 위해 염산수용액 0.37중량부, 메틸에틸케톤 1중량부, 글리세롤 1중량부를 사용하고, 나노로드 생성의 방향성을 위해 다이메틸포름아마이드 2중량부를 혼합한 나노로드 조성액을 제조한다. 상기 나노로드 조성액을 상온에서 4시간 교반 후 60℃ 로 승온시켜 봉공처리(SEALING)된 열교관기 핀을 2시간동안 침적시켜 나노로드가 생성되도록 반응시킨다.
도 6은 본 발명의 나노로드 성장단계에서 성장시킨 산화아연의 나노로드의 현미경 사진으로 다수의 나노로드가 성장되어 돌기를 형성함으로써, 연꽃잎과 같은 발수 기능을 수행할 수 있음을 확인할 수 있다.
도 7은 나노로드 상태로 성장한 열교환기 핀의 항균시험데이터이다. 상기 시험데이터는 산화아연이 나노로드 상태로 성장한 열교환기 핀의 항균시험결과 99.9% 항균처리되었음을 알 수 있다.
이상, 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함이 명백하다. 또한, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (5)

  1. 열교환기 핀의 표면에 잔류된 유기물을 분해하는 탈지단계;
    유기물이 제거된 열교환기 핀의 표면에 잔류된 이물질을 제거하는 에칭단계;
    이물질이 제거된 열교환기 핀의 표면에 잔류하는 스머트(smut)를 제거하는 디스머트 단계;
    디스머트 처리된 열교환기 핀 표면을 양극산화시키는 양극산화단계;
    산화된 열교환기 핀의 다공질 기공내에 산화아연을 침적시키는 봉공처리(SEALING)단계;
    봉공처리(SEALING)된 열교환기 핀의 다공질 기공내의 산화아연을 시드로 하여 나노사이즈의 산화아연 나노로드를 성장시키는 나노로드 성장단계(S6);를 포함하는 열교환기 핀의 발수 및 항균/항곰팡이 표면처리방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 양극산화단계는, 황산(H2SO4)액 70 ~ 80중량부, 옥실산(H2C2O4) 10~30중량부, 황산알루미늄칼륨(KAl(SO4)2) 8~12중량부가 혼합된 혼합액을 사용하여 40 ~ 60℃에서 15~30분간 정전압 10~25V에서 양극산화시키는 것을 특징으로 하는 열교환기 핀의 발수 및 항균/항곰팡이 표면처리방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 봉공처리(SEALING)단계에서 봉공에 침적되는 산화아연은 산화아연 25~30중량부, 첨가제 1~5중량부, 계면활성제 1~5중량부, 분산제 1~5중량부를 용매인 물 55~67중량부에 투입하여 30분이상 교반하여 액상의 용매에 산화아연을 적신후, 상온에서 1 ~ 2시간 균질화시켜 분산처리된 산화아연용액인 것을 특징으로 하는 열교환기 핀의 발수 및 항균/항곰팡이 표면처리방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 봉공처리(SEALING)단계에서 봉공처리액은, 상기 분산처리된 산화아연용액 20~50중량부, 구연산 1~2중량부, 초산나트륨 1~5중량부, 계면활성제 2~8중량부를 용매인 물에 투입된 봉공처리액인 것을 특징으로 하는 열교환기 핀의 발수 및 항균/항곰팡이 표면처리방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    나노로드 성장단계(S6)는 용매로서 에탄올 12중량부와, 메탄올 64중량부, 이소프로필알코올 20중량부를 사용하고, 산화아연을 활성화시키기 위해 염산수용액 0.37중량부, 메틸에틸케톤 1중량부, 글리세롤 1중량부를 사용하고, 나노로드 생성의 방향성을 위해 다이메틸포름아마이드 2중량부를 혼합한 나노로드 조성액에 봉공처리된 열교환기 핀을 침적하는 것을 특징으로 하는 열교환기 핀의 발수 및 항균/항곰팡이 표면처리방법.
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