WO2006082906A1 - 熱交換器、冷凍サイクル装置及びそれらに用いる親水性塗料 - Google Patents

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heat exchanger
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Makio Takeuchi
Kanji Akai
Teruo Kido
Hideo Ohya
Takayuki Hyoudou
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Daikin Industries, Ltd.
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    • F28F2245/00—Coatings; Surface treatments
    • F28F2245/02—Coatings; Surface treatments hydrophilic

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger, a refrigeration cycle apparatus, and a hydrophilic paint used for them.
  • a hydrophilic coating is provided on the surface of a fin for a heat exchanger by a hydrophilic coating containing a functional group switching agent, and the heat exchanger provided with the fin is used.
  • the present invention relates to a refrigeration cycle apparatus.
  • Fins used in indoor heat exchangers have been subjected to a ground treatment for preventing corrosion of the fin base material.
  • the surface of the fin substrate is subjected to a lyophilic treatment to prevent the condensed water generated during cooling from forming water droplets and reducing the heat exchange performance. ing.
  • the condensed water becomes water droplets, the water droplets from the fins scatter, and when the water droplets form a bridge, the air ventilation path is narrowed and the ventilation resistance increases, resulting in problems such as power loss and noise generation. Will occur.
  • the fin base material aluminum or aluminum alloy having excellent lightness, workability, and thermal conductivity is generally used. Further, as a base treatment for preventing corrosion of the fin base material, chemical conversion treatment with chromate is generally performed.
  • V A polymer such as a polyacrylic acid polymer and a polymer such as polyethylene oxide and polyvinyl pyrrolidone capable of forming a polymer complex by hydrogen bonding with this polymer.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-275650
  • An object of the present invention is to eliminate the problem that dust and dirt are easily attached to the refrigeration cycle apparatus using the heat exchanger fin having the coating film.
  • the present inventors have found that the problem is that the surface of the fin becomes hydrophilic during operation and the surface of the fin becomes repellent during operation stop. If a coating film that changes to water can be developed, the inventors have reached the idea that the above problem can be solved while achieving the original purpose of providing a hydrophilic coating film. In addition, as a result of various investigations on the method of obtaining a coating film that exhibits different characteristics during operation and when the operation is stopped, the present inventors include a functional group switching agent in the coating film. As a result, the inventors have found that the object can be achieved, and have completed the present invention.
  • the coating film contains a functional group switching agent. Speak.
  • the heat exchanger when the heat exchanger is operated as an evaporator! / When it is operated (when the cooling operation is performed), the coating film becomes wet due to the condensed water generated,
  • the functional group switching agent contained is also hydrophilic and does not impair the hydrophilicity of the coating film.
  • the operation of the heat exchanger ⁇ when the operation of the heat exchanger ⁇ is stopped, the supply of condensed water is stopped, so that the coating in a wet state is stopped.
  • the membrane dries.
  • the functional group switching agent contained in the coating film exhibits water repellency, and the coating film surface also exhibits water repellency.
  • dust and dirt having affinity with the water-repellent coating film surface adhere to the coating film surface.
  • the functional group switching agent has a hydrophilic functional group and a water-repellent functional group.
  • the functional group switching agent When the surrounding environment is in a wet state, the functional group switching agent is hydrophilic so as to be compatible with the surrounding environment. Functional groups appear on the surface and are hydrophilic. In the dry state where the surrounding environment is not wet, water-repellent functional groups appear on the surface so as to be compatible with the surrounding environment.
  • it is a material whose surface performance can change to hydrophilicity and water repellency.
  • Preferable specific examples include silicone polymer materials.
  • the coating film includes a polyacrylic acid-based coating film, a polybulal alcohol-based coating film, an epoxy-based coating film, an acrylic cellulose-based coating film, an acrylamide-based coating film, and a resin that forms the coating film. Any of these can be formed by a coating film containing two or more types of rosin.
  • the fin surface of the heat exchanger using the coating film shows hydrophilicity when the fin surface is wet during cooling operation or the like, and when the fin surface is dry during stoppage. Shows water repellency. This also works for refrigeration cycle equipment using the relevant heat exchanger.
  • a coating for coating the fin surface contains a functional group switching agent.
  • the composition of the paint is the same as that of the coating film described above.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a refrigeration cycle apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the overall configuration of the heat exchanger of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a partial sectional view showing a sectional structure of an aluminum fin.
  • the refrigeration cycle apparatus 10 includes a heat exchanger 11 (evaporator), a compressor 12, a switching valve 13, an expansion valve 14, and a fan 15.
  • the surroundings are cooled via the aluminum fins 16 of the heat exchanger 11 by evaporating the refrigerant in the heat exchanger 11.
  • the refrigeration cycle apparatus 10 is used in various refrigerators such as air conditioners, containers, and showcases.
  • the heat exchanger 11 is a cross fin coil heat exchanger, and is configured by stacking a plurality of fins 16.
  • a heat transfer tube 18 for circulating the refrigerant is disposed inside the heat exchanger 11.
  • the fin 16 includes a fin base material 16a, and a coating film 20 is formed on the surface of the fin base material 16a.
  • the coating film 20 includes a corrosion-resistant coating film 20b and a hydrophilic coating film 20a.
  • the fin is formed by forming a corrosion-resistant coating 20b on the surface of a fin base made of aluminum or an aluminum alloy by a treatment for improving corrosion resistance, for example, chromate treatment.
  • the surface of the corrosion-resistant coating 20b is hydrophilic.
  • a hydrophilic coating film 20a is provided by applying a paint.
  • the hydrophilic coating film or paint is the same as the hydrophilic coating film or paint conventionally provided on the heat exchange fin except that it contains a functional group switching agent.
  • hydrophilic coating film for example,
  • An organic resin-based coating film comprising a hydrophilic organic resin as a main component, and optionally combined with a crosslinking agent,
  • Water glass-based coating film which is a mixture of the main component alkali silicate and a char-on or non-one hydrophilic organic resin
  • organic resin-based coatings (1) organic resin-colloidal silica-based coatings (2) are preferred because of their moldability and odor resistance (1) Is more preferable.
  • the hydrophilic organic resin used to form the organic resin-based coating film (1) contains a functional group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group in the molecule, or as it is or By neutralizing the functional group with an acid or a base, a water-soluble resin or a resin capable of being dispersed in water can be listed.
  • hydrophilic organic resin examples include, for example, polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol (for example, acrylamide, unsaturated carboxylic acid, sulfonic acid group-containing monomer, cationic monomer, unsaturated silane monomer, etc.
  • Copolymers such as polybutyl alcohol resin, polyacrylic acid, carboxyl group-containing acrylic resin, ethylene-acrylic acid copolymer ionomer, etc., acrylic resin, epoxy resin and ammine Synthetic hydrophilic resin such as epoxy resin, acrylamide resin, polyethylene glycol, carboxyl group-containing polyester resin; natural polysaccharides such as starch, cellulose, algin; oxidized starch, dextrin, propylene glycol alginate , Carboxymethyl starch, carboxymethyl Examples thereof include derivatives of natural polysaccharides such as cellulose, hydroxymethyl starch, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and acrylic cellulose-based resin.
  • an acrylic acid-based resin, a polybulal alcohol-based resin, an epoxy-based resin, an acrylic cellulose-based resin, an acrylamide-based resin, or a resin containing two or more of the above resins is hydrophilic. Further, it is more preferable to use a mixture of polyacrylic acid-based resin and polybulal alcohol-based resin, which have both strength and water resistance and cost.
  • Examples of the crosslinking agent used as necessary in the organic resin-based coating film (1) include melamine resin, urea resin, phenol resin, polyepoxy compound, and blocked polyisocyanate compound. And metal chelate compounds.
  • the cross-linking agent is generally water-soluble or water-dispersible, so that a uniform coating film can be easily formed.
  • cross-linking agent examples include, for example, methyl etherified melamine resin, butyl etherified melamine resin, methylbutyl mixed etherified melamine resin, methyl ether urine resin, methyl ether benzoguanamine.
  • Fatty acid, polyphenols or aliphatic polyhydric alcohol di- or polyglycidyl ether, amine-modified epoxy resin, hexamethy Examples include blocked products of triisocyanurate form of diisocyanate; metal chelate compounds of metal elements such as titanium (Ti), zirconium (Zr), and aluminum (A1).
  • the metal chelate compound preferably has two or more metal alkoxide bonds in one molecule.
  • the hydrophilic organic resin used to form the organic resin / colloidal silica-based coating film (2) is the same as the hydrophilic organic resin used to form the organic resin-based coating film (1). Things can be used.
  • the colloidal silica used to form the organic resin 'colloidal silica-based coating film (2) is so-called silica sol or finely divided silica, and usually has a particle size of 5 ⁇ ! ⁇ 10 m, preferably 5 ⁇ ! ⁇ 1 ⁇ m, which is usually supplied as an aqueous dispersion, can be used as it is, or finely divided silica can be dispersed in water.
  • the ion-based or non-ionic hydrophilic organic resin used for forming the water glass-based coating film (3) it is used for forming the organic resin-based coating film (1).
  • the hydrophilic organic resins er-on or non-one organic resins can be used.
  • the hydrophobic group such as methyl group is inverted and exists inside, and conversely, if there is no water etc. on the surface of the coating film, the hydrophobic group such as methyl group is oriented on the surface .
  • Examples of the functional group switching agent include silicone polymer materials such as dimethyl silicone, methyl phenol silicone, and methyl hydrogen silicone.
  • the functional group switching agent may be liquid or solid such as fine powder. However, a liquid form is preferable because it can be easily mixed with the material used for forming the coating film, and functional group switching easily occurs in a dry state and a wet state even after the coating film is formed. [0031] Further, the functional group switching agent may be used as a milky dispersion after being mixed with a resin forming a hydrophilic coating film.
  • the amount of the functional group switching agent contained in the hydrophilic coating film is 0.05% by weight or more, more preferably 0.35% by weight or more in terms of solid content with respect to the hydrophilic coating film. It is preferable from the viewpoint that it can uniformly disperse and orient on the surface of the coating film, and can give performance, and it is 10% by weight or less, more preferably 4% by weight or less, and the coating film is easily formed, and Also, the point power that can maintain the coating performance for a longer period is also preferred.
  • a dimethyl silicone compound when used as a functional group switching agent, its content is preferably at least 0.06% by weight, more preferably at least 0.13% by weight based on the hydrophilic coating film. It is preferably 10% by weight or less, more preferably 1.5% by weight or less.
  • the hydrophilic coating material of the present invention is used, and the use ratio of each component in the coating material is the same as that of the coating film.
  • the only difference between a paint and a paint film is in its form, the paint is liquid, and the paint film is a solidified paint.
  • heat exchanger fin used in the present invention for example, an aluminum fin for a heat exchanger and a manufacturing method thereof will be described.
  • the aluminum fin for heat exchanger used in the present invention is obtained by forming a coating for improving corrosion resistance on the surface of a fin base made of aluminum or an aluminum alloy and then providing the hydrophilic coating.
  • fin base material a fin base material used in conventional heat exchange can be used as it is.
  • the corrosion-resistant film formed on the fin base material may be formed by a known processing method, for example, a coating method such as dip coating, shower coating, spray coating, roll coating, or electrodeposition coating. it can.
  • the drying condition when the coating is applied by coating is usually such that the maximum temperature reached by the substrate is about 60 to 250 ° C., and the drying is performed for about 2 seconds for about 30 minutes.
  • This processing can be performed even before or after the plurality of fin base members are assembled with the heat exchanger.
  • the film thickness after drying is usually in the range of 0.001 to 10 ⁇ m, particularly 0.1 to 3 ⁇ m. preferable.
  • the film thickness is less than 0.001 m, the performance such as corrosion resistance and water resistance tends to be inferior.
  • the film thickness exceeds 10 m the formed film tends to be broken or the hydrophilicity tends to be inferior.
  • a hydrophilic coating containing the functional group switching agent is applied to the fin base material provided with the corrosion-resistant coating with a known coating method such as dip coating, shower coating, spray coating, roll coating, Fins are manufactured by painting and drying by electrodeposition coating.
  • Formation of the hydrophilic coating film on each fin base material can be performed either before or after the heat exchanger is assembled from a plurality of fin base materials.
  • the thickness of the hydrophilic coating film is not particularly limited, but is usually in the range of 0.3 to 5 ⁇ m, preferably 0.5 to 3; ⁇ ⁇ .
  • the formation conditions (drying conditions) of the hydrophilic coating can be appropriately set according to the type of organic resin used, the thickness of the coating, etc. It is preferable to dry for about 30 minutes at about 80-250 ° C for about 5 seconds.
  • the heat exchanger fin manufactured in this way has a hydrophilic coating film on the surface thereof, and is used in a heat exchanger (evaporator).
  • the manufactured heat exchanger is used for refrigeration cycle equipment.
  • the hydrophilic coating film becomes wet due to the generated condensed water, and the contained functional group switching agent is also hydrophilic. Thus, the properties of the hydrophilic coating film are not impaired.
  • the operation of the heat exchanger as a evaporator is stopped, the supply of condensed water is stopped, so that the hydrophilic coating film in a wet state is dried.
  • the functional group switching agent contained in the coating film exhibits water repellency, and the coating film surface also exhibits water repellency. As a result, during operation stop, dust and dirt having affinity with the water-repellent coating surface adhere to the coating surface.
  • the paint listed in Table 1 was applied on the aluminum fin base material on which the corrosion-resistant coating was formed by chromating the surface to a dry film thickness of 0.5 m, and 200-2 20 ° C And dried under the conditions of 30 seconds to obtain two kinds of coated products of Example 1 and Conventional Example 1.
  • a plurality of aluminum fins were manufactured from each of the obtained coatings.
  • a heat exchanger was manufactured in which half of the number of fins forming the heat exchange was aluminum fin coated with the paint of Example 1, and the other half was aluminum fin coated with the paint of Conventional Example 1.
  • an air conditioner of the ceiling type multi-flow cassette type Conventional paint 1 does not contain dimethyl silicone as a functional group switching agent.
  • the obtained air conditioner was installed in the office, and air-conditioning operation was carried out for 10 hours Z days for three power months from July to September. After three months, remove the aluminum fins from the air conditioner and divide the part into the part where the paint of Example 1 was applied and the part where the paint of the conventional example 1 was applied. Each part (width 12mm, length 200mm) 30 bundles) were ultrasonically washed with water. After that, the washing water was filtered and the filter paper was observed. The washing water filter paper in the implementation part was not stained white, but the washing water filter paper in the conventional part was darkened.
  • the aluminum fin used in the present invention has a hydrophilic coating film that is easily removed even if dust or dirt is attached during operation stoppage.
  • Example 1 Conventional example 1 Paint composition Hydrophilic paint (Polyvinyl 1 0 0 1 0 0 (parts by weight, solid content) alcohol)

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Abstract

　冷凍サイクル装置の熱交換器用フィンに付着する埃・ゴミを少なくするため、フィンの表面に親水性塗膜が設けられ、その親水性塗膜中に官能基スイッチング剤を含有させている。冷凍サイクル装置の運転時には、フィンの表面の塗膜が凝縮水によって親水性になり、運転停止中は塗膜が乾燥して、フィンの表面が撥水性に変わる。

Description

明 細 書
熱交換器、冷凍サイクル装置及びそれらに用いる親水性塗料
技術分野
[0001] 本発明は、熱交^^、冷凍サイクル装置及びそれらに用いる親水性塗料に関する
。また、本発明は、官能基スイッチング剤を含有した親水性塗料によって、熱交換器 用フィンの表面に親水性塗膜が設けられ、そのフィンを備えた熱交換器、該熱交換 器を使用した冷凍サイクル装置に関する。
背景技術
[0002] 室内用熱交換器に使用されるフィンには、フィン基材の腐食を防止するための下地 処理が施されている。その下地処理にカ卩え、フィン基材の表面には、冷房時に発生 する凝縮水が水滴状となって熱交^^の性能を低下させることを防止するための親 水化処理が施されている。前記凝縮水が水滴になると、フィンからの水滴の飛散が生 じ、更に水滴がブリッジを形成すると、空気の通風路を狭められて通風抵抗が大きく なり、電力の損失、騒音の発生等の問題が生ずる。
[0003] 前記フィン基材としては、軽量性、加工性、熱伝導性に優れたアルミニウムまたはァ ルミ-ゥム合金が一般に使用されている。又、前記フィン基材の腐食を防止するため の下地処理として、一般にクロメートによる化成処理が行われている。
[0004] 一方、前記フィン基材表面の親水化処理としては、例えば
(i)有機樹脂に、シリカ、水ガラス、水酸ィ匕アルミニウム、炭酸カルシウム、チタ-ァ等 を混合した塗料、又は、これらの成分に更に界面活性剤を含有させた塗料を塗布す る方法、
(ii)ポリビニルアルコールと特定の水溶性ポリマーとを組合せて用いる方法、
(iii)特定の親水性モノマーからなる親水性重合体部分と疎水性重合体部分とからな るブロック共重合体と、金属キレート型架橋剤とを組合せて用いる方法、
(iv)ポリアクリルアミド系榭脂を用いる方法、
(V)ポリアクリル酸ポリマー等の高分子と、この高分子と水素結合によるポリマーコン プレックスを形成し得るポリエチレンオキサイドやポリビニルピロリドン等の高分子とを 組合せて用いる方法
等の有機材料を主成分として使用する方法が知られており、
(vi)水ガラスを塗布する方法
等の無機材料を主成分として使用する方法が知られている (特許文献 1参照)。 特許文献 1：特開 2002— 275650号公報
発明の開示
[0005] 前記熱交換器用フィンの表面に親水性塗膜を設けた場合、冷房時に発生する凝 縮水が水滴状となること、さらに該水滴がブリッジを形成することによる不具合を改善 することはできる。しかし、運転停止中も塗膜表面が親水性を示し、これに親和性を 有する埃'ゴミが付き易い。これらの埃ゃゴミは、親水性表面に対する親和性を有す るため、その後の冷房運転の再開により発生する凝縮水によっても、取れ難いという 問題がある。しかし、このような問題を解決するための有効な方法がないというのが実 情である。
[0006] 本発明の目的は、前記塗膜を有する熱交換器用フィンを用いた冷凍サイクル装置 において、埃'ゴミが付き易ぐ取れ難いという問題を解消することにある。
[0007] 本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、前記の問題は 、運転中にはフィンの表面が親水性になり、運転停止中はフィンの表面が撥水性に 変わる塗膜を開発することができれば、親水性の塗膜を設ける本来の目的を達成し ながら、前記問題を解決することができるのではないかとの考えに到達した。また、本 発明者らは、前記のごとき運転時と運転停止中で相異なる特性を示す塗膜を得る方 法について、種々検討を重ねた結果、前記塗膜に官能基スイッチング剤を含有させ ること〖こより目的を達成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
[0008] 本発明の第一に態様によれば、表面に塗膜が設けられた熱交換器用フィンを使用 した熱交換器にお ヽて、前記塗膜中に官能基スイッチング剤が含有されて ヽる。
[0009] 本発明にお ヽて、熱交換器を蒸発器として運転して!/ヽる場合 (冷房運転をして 、る 場合）には、発生する凝縮水により塗膜が湿潤状態となり、含有される官能基スィッチ ング剤も親水性となり、塗膜の親水性を損なうことがない。一方、熱交^^の蒸発器 としての運転を止めた場合には、凝縮水の供給が止まるため、湿潤状態にあった塗 膜が乾燥する。塗膜が乾燥すると、該塗膜中に含まれる官能基スイッチング剤が撥 水性を呈し、塗膜表面も撥水性を呈する。この結果、運転停止中には、撥水性の塗 膜表面と親和性を有する埃'ゴミが塗膜表面に付着する。
[0010] 冷房運転の再開により凝縮水が生成されると、官能基スイッチング剤は親水性を呈 するようになり、塗膜表面が親水性に変化する。この結果、先に塗膜表面に付着して いた埃'ゴミは、凝縮水で洗い流され易くなり、塗膜表面の埃'ゴミの付着量は少なく なると考免られる。
[0011] 前記官能基スイッチング剤とは、親水性の官能基と撥水性の官能基とを有し、周囲 の環境が湿潤状態にある場合には、周囲の環境に適合するように親水性の官能基 が表面に出て、親水性を呈する。周囲の環境が湿潤状態でなぐ乾燥状態の場合に は、周囲の環境に適合するように撥水性の官能基が表面に出て、撥水性を呈する材 料であり、例えば、水の存在の有無に応じて、親水性及び撥水性に表面性能が変化 し得る材料のことである。好ましい具体例としては、シリコーンポリマー系材料等が挙 げられる。
[0012] また、前記塗膜は、ポリアクリル酸系塗膜、ポリビュルアルコール系塗膜、エポキシ 系塗膜、アクリルセルロース系塗膜、アクリルアミド系塗膜、前記塗膜を形成する榭脂 のうちのいずれか 2種以上の榭脂を含む塗膜によって形成することができる。
[0013] 前記塗膜を用いた熱交換器のフィン表面は、冷房運転時等においてフィン表面が 湿った状態のときには、親水性を示し、停止中においてフィン表面が乾いた状態のと きには、撥水性を示す。これは、該当する熱交換器を使用した冷凍サイクル装置に ついても、同様に作用する。
本発明の第二の態様によれば、フィン表面を塗装する塗料が提供され、その塗料 に官能基スイッチング剤が含有されて!、る。塗料の組成は前述した塗膜の組成と同 一である。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本実施形態の冷凍サイクル装置の概略構成を示すブロック図。
[図 2]本実施形態の熱交換器の全体構成を示す斜視図。
[図 3]アルミニウムフィンの断面構造を示す部分断面図。 発明を実施するための最良の形態
[0015] 本発明の一実施形態について図 1〜図 3を参照して説明する。
[0016] 図 1に示すように、冷凍サイクル装置 10は、熱交翻11 (蒸発器)、圧縮機 12、切 換弁 13、膨張弁 14、及びファン 15を備えている。冷凍サイクル装置 10では、冷媒を 熱交^^ 11の内部で蒸発させることにより、熱交^^ 11のアルミニウムフィン 16を介 してその周囲が冷却される。冷凍サイクル装置 10は、空気調和器や、コンテナ用、シ ョーケース用等の各種の冷蔵庫に用いられる。
[0017] 図 2に示すように、熱交換器 11は、クロスフィンコイル型熱交換器であり、複数枚の フィン 16を重ね合わせることにより構成されている。また、熱交^^ 11の内部には、 冷媒を流通させるための伝熱管 18が配設されている。図 3に示すように、フィン 16は フィン基材 16aを備え、そのフィン基材 16aの表面には塗膜 20が形成されている。そ の塗膜 20は耐食性被膜 20b及び親水性塗膜 20aからなる。
[0018] 前記フィンは、アルミニウムまたはアルミニウム合金製のフィン基材表面に、耐食性 向上のための処理、例えばクロメート処理によって耐食性被膜 20bを形成したもので あり、その耐食性被膜 20bの表面に、親水性塗料を塗布することにより、親水性塗膜 20aが設けられている。
[0019] 前記親水性塗膜又は塗料は、官能基スイッチング剤を含有して ヽること以外、従来 力 熱交翻用フィンに設けられている親水性塗膜又は塗料と同じものである。
[0020] 前記親水性塗膜の代表例としては、例えば
(1)親水性有機榭脂を主成分とし、必要に応じて架橋剤を組合せてなる有機榭脂系 塗膜、
(2)親水性有機樹脂とコロイダルシリカを主成分とし、必要に応じて架橋剤を組合せ てなる有機榭脂 'コロイダルシリカ系塗膜、
(3)主成分のアルカリ珪酸塩とァ-オン系又はノ-オン系親水性有機樹脂との混合 物である水ガラス系塗膜
等を挙げることができる。なかでも、有機榭脂系塗膜 (1)、有機榭脂 'コロイダルシリカ 系塗膜 (2)が成形加工性及び耐臭気性の点カゝら好ましぐ有機榭脂系塗膜 (1)がさ らに好ましい。 [0021] 前記有機榭脂系塗膜 (1)の形成に使用する親水性有機榭脂としては、分子内に水 酸基、カルボキシル基又はアミノ基等の官能基を含有し、そのままで、又は前記官能 基を酸又は塩基で中和することにより、水溶ィ匕ないしは水分散化可能となる榭脂を挙 げることができる。
[0022] 前記親水性有機樹脂の具体例としては、例えばポリビニルアルコール、変性ポリビ -ルアルコール（例えばアクリルアミド、不飽和カルボン酸、スルホン酸基含有モノマ 一、カチオン性モノマー、不飽和シランモノマー等との共重合物）等のポリビュルアル コール系榭脂、ポリアクリル酸、カルボキシル基含有アクリル榭脂、エチレンとアクリル 酸との共重合体アイオノマー等のアクリル酸系榭脂、エポキシ榭脂とァミンとの付カロ 物等のエポキシ系榭脂、アクリルアミド系榭脂、ポリエチレングリコール、カルボキシ ル基含有ポリエステル榭脂等の合成親水性榭脂；デンプン、セルロース、アルギン等 の天然多糖類；酸化デンプン、デキストリン、アルギン酸プロピレングリコール、カルボ キシメチルデンプン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルデンプン、ヒドロ キシメチルセルロース、ヒドロキシェチルセルロース、アクリルセルロース系榭脂等の 天然多糖類の誘導体等を挙げることができる。これらの内では、例えばアクリル酸系 榭脂、ポリビュルアルコール系榭脂、エポキシ系榭脂、アクリルセルロース系榭脂、ァ クリルアミド系榭脂又は前記樹脂のうちの 2種以上を含む樹脂が親水性と耐水性の 両立及びコスト等の点力 好ましぐポリアクリル酸系榭脂とポリビュルアルコール系 榭脂とを混合したものが、更に好ましい。
[0023] 前記有機榭脂系塗膜（1)において必要に応じて使用される架橋剤としては、例え ばメラミン榭脂、尿素樹脂、フエノール榭脂、ポリエポキシ化合物、ブロック化ポリイソ シァネートイ匕合物、金属キレートイ匕合物等を挙げることができる。該架橋剤は一般に 水溶性又は水分散性を有して ヽることが、均一な塗膜が形成され易!、点カゝら好まし い。
[0024] 前記架橋剤の具体例としては、例えばメチルエーテル化メラミン榭脂、ブチルエー テル化メラミン榭脂、メチルブチル混合エーテル化メラミン榭脂、メチルエーテルィ匕尿 素榭脂、メチルエーテルィ匕べンゾグアナミン榭脂、ポリフエノール類又は脂肪族多価 アルコールのジ一又はポリグリシジルエーテル、ァミン変性エポキシ榭脂、へキサメチ レンジイソシァネートのトリイソシァヌレート体のブロック化物；チタン（Ti)、ジルコ-ゥ ム（Zr)、アルミニウム (A1)等の金属元素の金属キレートイ匕合物等を挙げることができ る。該金属キレート化合物は、一分子中に 2個以上の金属アルコキシド結合を有する ものが好ましい。
[0025] 前記有機榭脂 'コロイダルシリカ系塗膜 (2)の形成に用いる親水性有機榭脂として は、前記有機榭脂系塗膜 (1)の形成に使用する親水性有機樹脂と同様のものを使 用することができる。
[0026] また、前記有機榭脂 'コロイダルシリカ系塗膜 (2)の形成に使用されるコロイダルシ リカは、いわゆるシリカゾル又は微粉状シリカであって、通常、粒子径が 5ηπ！〜 10 m程度、好ましくは 5ηπ！〜 1 μ mで、通常、水分散液として供給されているものをその まま使用するか、又は微粉状シリカを水に分散させて使用することができる。有機榭 脂 'コロイダルシリカ系塗膜 (2)を形成する際に、有機榭脂及びコロイダルシリカは単 に混合したものであってもよ 、し、有機榭脂及びコロイダルシリカをアルコキシシラン の存在下で反応させ複合ィ匕させたものであってもよ 、。
[0027] 前記水ガラス系塗膜 (3)の形成に使用するァ-オン系又はノ-オン系親水性有機 榭脂としては、前記有機榭脂系塗膜 (1)の形成に使用される親水性有機樹脂のうち 、ァ-オン系又はノ-オン系有機榭脂を使用することができる。
[0028] 本発明にお ヽて、前記塗膜中に含有される官能基スイッチング剤では、塗膜表面 が水等で覆われた場合、親水性であるシロキサン結合や水酸基等を持った部分が 表面に配向され、メチル基等の疎水性基が反転して内部に存在することになり、逆に 、塗膜表面の水等がなくなれば、メチル基等の疎水性基が表面に配向される。
[0029] 前記官能基スイッチング剤の例としては、例えばシリコーンポリマー系材料であるジ メチルシリコーン、メチルフエ-ルシリコーン、メチルハイドロジェンシリコーン等が挙 げられる。
[0030] 前記官能基スイッチング剤は、液状であってもよぐ微粉末状等の固形であってもよ い。しかし、液状であれば、前記塗膜の形成に使用する材料との混合が容易であり、 また、塗膜形成後も乾燥状態及び湿潤状態での官能基スイッチングが起こりやす 、 ことから、好ましい。 [0031] また、前記官能基スイッチング剤は、親水性塗膜を形成する榭脂と混合した後、乳 ィ匕 '分散物として使用することもできる。
[0032] 前記親水性塗膜に含有される官能基スイッチング剤の量は、親水性塗膜に対して 固形分換算で 0. 05重量％以上、さらには 0. 35重量％以上であるのが、塗膜表面 に均一に分散及び配向し、性能を出し得る点から好ましぐまた、 10重量％以下、さ らには 4重量％以下であるのが、塗膜が形成され易い点、及び、塗膜性能をより長期 間持続することができる点力も好まし 、。例えば官能基スイッチング剤としてジメチル シリコーン系化合物を使用する場合、その含有量は、親水性塗膜に対して 0. 06重 量％以上、さらには 0. 13重量％以上であるのが好ましぐ 10重量％以下、さらには 1. 5重量％以下であるのが好ましい。
[0033] 前記親水性塗膜の形成には、本発明の親水性塗料が使用され、その塗料中の各 成分の使用割合は、塗膜の場合と同様である。塗料と塗膜との違いは、その形態の みであり、塗料は液状であり、塗膜は塗料が固化されたものである。
[0034] 次に、本発明に使用される熱交換器用フィン、例えば熱交換器用アルミフィン及び その製造方法にっ 、て説明する。
[0035] 本発明に使用する熱交換器用アルミニウムフィンは、アルミニウム又はアルミニウム 合金製のフィン基材表面に耐食性向上のための被膜を形成した上に、前記親水性 塗膜を設けたものである。
[0036] 前記フィン基材としては、従来の熱交^^に使用されているフィン基材をそのまま 使用することができる。
[0037] 前記フィン基材上に形成される耐食性の被膜は、既知の処理方法、例えば浸漬塗 装、シャワー塗装、スプレー塗装、ロール塗装、電着塗装等の塗装方法等によって形 成することができる。前記被膜が塗装による場合の乾燥条件は、通常、基材到達最 高温度が約 60〜250°Cとなる条件で、約 2秒力も約 30分間乾燥させることにより行わ れる。
[0038] この処理は、複数のフィン基材カも熱交換器を組立てた後であっても、前であって も実施可能である。
[0039] また、乾燥後の膜厚としては、通常、 0. 001-10 μ m、特に 0. 1〜3 μ mの範囲が 好ましい。膜厚が 0. 001 m未満になると、耐食性、耐水性等の性能が劣る傾向が 生じ、一方、 10 mを超えると、形成した被膜が割れたり、親水性が劣る傾向が生じ る。
[0040] 次に、前記耐食性被膜を設けたフィン基材上に前記官能基スイッチング剤を含有 する親水性塗料を、既知の塗装方法、例えば、浸漬塗装、シャワー塗装、スプレー塗 装、ロール塗装、電着塗装等の方法により塗装して乾燥させることによって、フィンが 製造される。
[0041] 各フィン基材に対する親水性塗膜の形成は、複数のフィン基材から熱交換器を組 立てた後であっても、前であっても実施可能である。
[0042] 前記親水性塗膜の膜厚には特に限定はないが、通常、 0. 3〜5 μ m、好ましくは 0 . 5〜3 ;ζ ΐηの範囲内である。又、親水性塗膜の形成条件 (乾燥条件）は用いる有機 榭脂の種類、塗膜の厚さ等に応じて適宜設定することができるが、通常、アルミ-ゥ ムフィン材の到達最高温度が約 80〜250°Cとなる条件で、約 5秒力も約 30分間乾燥 させるのが好ましい。
[0043] このようにして製造された熱交 用フィンは、その表面に親水性塗膜を有し、熱 交換器 (蒸発器)に使用される。製造された熱交換器は、冷凍サイクル装置に使用さ れる。
熱交換器を蒸発器として運転している場合、すなわち、冷房運転をしている場合に は、発生する凝縮水により親水性塗膜が湿潤状態となり、含有される官能基スィッチ ング剤も親水性となり、親水性塗膜の特性を損なうことがない。一方、熱交^^の蒸 発器としての運転を止めた場合には、凝縮水の供給が止まるため、湿潤状態にあつ た親水性塗膜が乾燥する。親水性塗膜が乾燥すると、該塗膜中に含まれる官能基ス イッチング剤が撥水性を呈し、塗膜表面も撥水性を呈する。この結果、運転停止中に は、撥水性塗膜表面と親和性を有する埃'ゴミが塗膜表面に付着する。
[0044] 冷房運転の再開により凝縮水が生成されると、官能基スイッチング剤は親水性を呈 するようになり、塗膜表面が親水性に変化する。この結果、先に塗膜表面に付着して いた埃'ゴミは、凝縮水で洗い流され易くなり、塗膜表面の埃'ゴミの付着量は少なく なる 実施例
[0045] 次に、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに 限定されるものではない。
[実施例 1及び従来例 1]
表面をクロメート処理することによって耐食性被膜を形成したアルミニウム製のフィ ン基材上に、表 1に記載の塗料を乾燥膜厚が 0. 5 mになるように塗布し、 200-2 20°Cで 30秒の条件で乾燥させ、実施例 1及び従来例 1の 2種類の塗装物を得た。得 られた各塗装物から複数枚のアルミニウムフィンを製造した。熱交 を形成するフ インの束の枚数の半分を、実施例 1の塗料を塗装したアルミニウムフィンとし、残りの 半分を従来例 1の塗料を塗装したアルミニウムフィンとした熱交換器を製造し、次い で、天井埋め込み型のマルチフローカセットタイプのエアーコンディショナーを製造し た。従来例 1の塗料には官能基スイッチング剤としてのジメチルシリコーンが含まれて いない。
[0046] 得られたエアーコンディショナーを事務所に設置し、 7〜9月の 3力月間、 10時間 Z 日、冷房運転をした。 3力月後、エアーコンディショナーからアルミフィンを取り外し、 実施例 1の塗料を塗装した実施部分と、従来例 1の塗料を塗装した従来部分とに分 け、それぞれの部分（幅 12mm、長さ 200mm、 30枚の束）を超音波水洗浄した。そ の後、洗浄水を濾過し、濾紙を観察したところ、実施部分の洗浄水の濾紙は白ぐ汚 れがなかったが、従来部分の洗浄水の濾紙は黒ずんで ヽた。
[0047] 前記の結果から、本発明に使用するアルミニウムフィンの場合、運転停止中に埃 · ゴミが付!ヽても、除去され易!ヽ親水性塗膜を有することが判る。
[0048] [表 1] 実施例 1 従来例 1 塗料組成 親水性塗料 （ポリビニー 1 0 0 1 0 0 (重量部、 固形分） ルアルコール系）
ジメチノレシリ コーン 0 . 5 一

Claims

請求の範囲
[1] 表面に塗膜が設けられたフィンを使用した熱交換器において、前記塗膜中に官能 基スイッチング剤が含有されていることを特徴とする熱交換器。
[2] 前記官能基スイッチング剤は、水の存在の有無に応じて、前記塗膜の表面性能を 親水性及び撥水性のいずれかに変化させる材料であることを特徴とする請求項 1記 載の熱交換器。
[3] 前記官能基スイッチング剤が、シリコーンポリマー系材料であることを特徴とする請 求項 1又は 2記載の熱交換器。
[4] 前記塗膜が、ポリアクリル酸系塗膜、ポリビニルアルコール系塗膜、エポキシ系塗膜
、アクリルセルロース系塗膜、アクリルアミド系塗膜及びこれら塗膜を形成する榭脂の うちのいずれか 2種以上の榭脂を含む塗膜であることを特徴とする請求項 1〜3のい ずれ力 1項に記載の熱交^^。
[5] 請求項 1〜4のいずれか 1項に記載の熱交 を使用したことを特徴とする冷凍サ イタル装置。
[6] フィン表面を塗装する塗料であって、その塗料に官能基スイッチング剤が含有され て!、ることを特徴とする親水性塗料。
[7] 前記官能基スイッチング剤は、水の存在の有無に応じて、前記塗料を親水性及び 撥水性のいずれかに変化させる材料であることを特徴とする請求項 6記載の親水性 塗料。
[8] 前記官能基スイッチング剤が、シリコーンポリマー系材料であることを特徴とする請 求項 6又は 7記載の親水性塗料。
[9] 前記塗料が、ポリアクリル酸系塗料、ポリビニルアルコール系塗料、エポキシ系塗料
、アクリルセルロース系塗料、アクリルアミド系塗料及びこれら塗料を形成する榭脂の うちのいずれか 2種以上の榭脂を含む塗料であることを特徴とする請求項 6〜8のい ずれか 1項に記載の親水性塗料。
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