铝制翅片材的制作方法
【专利摘要】一种在铝(合金)板的表面按顺序具备耐腐蚀性皮膜层和亲水性皮膜层的铝制翅片材，其特征在于，所述耐腐蚀性皮膜层包含如下的树脂组合物，所述树脂组合物含有一种以上的耐腐蚀性树脂和一种以上的交联剂，且交联剂的固体成分比率为0.2％以上，所述亲水性皮膜层包含如下的树脂组合物，所述树脂组合物包含由具有羧基的单体构成的聚合物、含有具有羧基的单体的共聚物，或它们的混合物。
【专利说明】f吕制翅片材
【技术领域】
[0001]本发明涉及由在其表面形成有皮膜层的铝或铝合金所构成的铝制翅片材，特别是涉及适合在空调机等的热交换器上使用的热交换器用铝制翅片材。
【背景技术】
[0002]由于近年来的全球变暖和资源价格急剧上涨问题等的显著化，对空调机的高效率化和小型化等性能提升的要求正在提高。在反映出这样的要求的空调机的热交换器中，广泛使用着导热性、加工性、耐腐蚀性等优异的铝板(以下适宜含有铝合金板)。另外，空调机的热交换器为了减小体积，而形成翅片以狭窄间隔并排设置的构造。于是，若在空调机的运转时翅片表面的温度达到空气的露点以下，则在翅片表面凝结附着结露水，因此热交换器的热交换功能下降，翅片容易堵塞。这时，若翅片表面的亲水性低，则水的接触角变大，因此附着的结露水成为半球状，翅片更容易堵塞。此外，若结露水的凝结进行而结露水变大，则在狭窄的间隔中并排设置的邻接的翅片表面的结露水合而为一等，致使邻接的翅片之间堵塞。翅片如此堵塞的结果是历来已知的问题，即，热交换器的热交换功能进一步受到阻碍、通过鼓风机的风压结露水向空调机外飞散等。
[0003]为了解决所述结露水的问题，在专利文献I中公开有一种技术，其为了抑制附着在翅片表面的结露水长时间滞留，从而诱发水合反应和腐蚀反应，而使用了以羧甲基纤维素的盐和N-羟甲基丙烯酰胺为主成分的表面处理剂。在专利文献2中公开了如下的内容，为了对翅片材赋予耐腐蚀性和亲水性，有效的是使用以聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮为主成分的表面处理剂。在专利文献3中公开有一种具备由聚乙二醇和聚丙二醇等构成的亲水性皮膜的翅片材。在专利文献4和专利文献5中公开了一种被覆有含有羧基、羟基、磺酸基等的树脂的翅片材。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利第2520308号公报
[0007]专利文献2:日本专利第2574197号公报
[0008]专利文献3:日本专利第4164049号公报
[0009]专利文献4:日本专利第4456551号公报
[0010]专利文献5:日本特开2008-224204号公报
[0011]但是，所述专利文献的发明中，若亲水性树脂皮膜与水接触，则亲水性均会随时间而降低，难以长期维持翅片表面的亲水性。即，随着长期使用，附着在翅片上的结露水会容易成为半球状，其结果是变得容易堵塞翅片。据此，很难说热交换器的热交换功能受到阻碍等的问题得到了解决。
【发明内容】
[0012]发明所要解决的课题[0013]本发明鉴于所述问题而形成，其课题在于，提供一种翅片材表面的亲水性长期持续的招制翅片材。
[0014]用于解决技术课题的方法
[0015]即，本发明的铝制翅片材，是在铝板或铝合金板的表面按顺序具备耐腐蚀性皮膜层和亲水性皮膜层的铝制翅片材，所述耐腐蚀性皮膜层包含如下的树脂组合物，所述树脂组合物含有选自聚酯系树脂、聚烯烃系树脂、环氧系树脂、丙烯酸系树脂以及聚氨酯系树脂中的一种以上的耐腐蚀性树脂，以及选自水溶性环氧树脂、水溶性碳化二亚胺化合物、水分散性碳化二亚胺化合物以及水溶性含噁唑啉基的树脂中的一种以上的第一交联剂，且在所述耐腐蚀性树脂和所述第一交联剂的合计固体成分中，第一交联剂的固体成分所占的比率为0.2%以上；所述亲水性皮膜层包含如下的树脂组合物:仅由具有羧基的单体构成的聚合物，含有具有羧基的单体的共聚物，或者含有它们的混合物。
[0016]根据这样的构成,可以保持由耐腐蚀性树脂带来的耐腐蚀性，同时利用使耐腐蚀性皮膜层中含有因结露水等的水分而容易溶出的亲水性树脂的交联剂，与耐腐蚀性皮膜层牢固结合而使亲水性持续。
[0017]另外，铝制翅 片材在所述亲水性皮膜层上还具备润滑性皮膜层，优选所述润滑性皮膜层包含如下的树脂组合物，所述树脂组合物含有选自聚乙二醇、羧甲基纤维素和羧甲基纤维素的碱金属盐中的一种以上的润滑性树脂。
[0018]根据这样的构成，可以维持由亲水性皮膜层所带来的亲水性，同时赋予翅片材以润滑性。
[0019]此外，铝制翅片材优选所述润滑性皮膜层包含如下组合物，所述组合物还含有选自水溶性环氧树脂、水溶性碳化二亚胺化合物、水分散性碳化二亚胺化合物、以及水溶性含噁唑啉基的树脂中的一种以上的第二交联剂。
[0020]根据这样的构成，通过使润滑性皮膜层还含有交联剂，即使利用作为上层的润滑性皮膜层也能够将与所述耐腐蚀性皮膜层牢固结合的亲水性皮膜层加以固定。由此，可以防止结露水等的水分所造成的亲水性树脂的溶出，并且，因为亲水性皮膜层对于耐腐蚀性皮膜层的密接性提高，所以可以使翅片材的亲水性更进一步持续。
[0021]另外，铝制翅片材在所述铝板或所述铝合金板与所述耐腐蚀性皮膜层之间还具备化成处理皮膜层，优选所述化成处理皮膜层包含无机氧化物或有机-无机复合化合物。
[0022]根据这样的构成，通过具备化成处理皮膜层，铝制翅片材的耐腐蚀性提高，并且耐腐蚀性皮膜层对于铝板的密接性也提高，既能够维持亲水性，又能够耐受更长期的使用。
[0023]技术效果
[0024]本发明的铝制翅片材，能够取得翅片材表面的亲水性长期持续这样的效果。由此，能够得到这样的效果，即，在空调机的使用时，热交换器的翅片难以被结露水堵塞，翅片表面的结露水难以向空调机外飞散。另外，还能够得到翅片表面的亲水性长期持续这样的效果O
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明的铝制翅片材的剖面的示意图。
[0026]图2是本发明的另一实施方式的铝制翅片材的剖面的示意图。[0027]图3是本发明的另一实施方式的铝制翅片材的剖面的示意图。
[0028]图4是本发明的另一实施方式的铝制翅片材的剖面的示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面适宜参照附图，对于本发明的铝制翅片材的实施方式详细地加以说明。
[0030][第一实施方式]
[0031]〈翅片材〉
[0032]如图1所示，本发明的翅片材10按顺序具备铝板或铝合金板(以下称为铝板I)、形成于铝板I的表面的耐腐蚀性皮膜层2和亲水性皮膜层3。而且，耐腐蚀性皮膜层2包含耐腐蚀性树脂和第一交联剂6，耐腐蚀性树脂和交联剂6的合计固体成分中第一交联剂6的固体成分所占的比率为0.2%以上，亲水性皮膜层3包含具有羧基的聚合物等。以下，对于各构成进行说明。
[0033](铝板)
[0034]本发明所用的铝板I是由铝或铝合金构成的板材。作为此铝或铝合金没有特别限定，但作为例子，由于导热性和加工性优异，所以适合使用JISH4000规定的合金种类1000系的铝，特别是合金编号1200的铝。铝板I的板厚优选为0.06?0.3mm。铝板I的板厚低于0.06mm时，不能确保作为翅片材10所需要的强度。另一方面，若板厚超过0.3mm,则作为翅片材10的加工性降低。
[0035](耐腐蚀性皮膜层)
[0036]耐腐蚀性皮膜层2提高翅片材10的耐腐蚀性。另外，也是保持与后述的亲水性皮膜层3交联的交联剂6的层。耐腐蚀性皮膜层2由含有耐腐蚀性树脂和交联剂6的树脂组合物(耐腐蚀性树脂组合物)构成。该耐腐蚀性树脂由选自聚酯系树脂、聚烯烃系树脂、环氧系树脂、丙烯酸系树脂以及聚氨酯系树脂中的一种以上构成。交联剂6由选自水溶性环氧树脂、水溶性碳化二亚胺化合物、水分散性碳化二亚胺化合物以及水溶性含噁唑啉基的树脂中的一种以上构成。
[0037]作为这些树脂的例子，可列举作为聚酯系树脂的东洋纺织制“VYL0NAL(注册商标)MD-1200”，作为聚烯烃系树脂的三井化学制“CHEMIPEARL(注册商标)”、和东邦化学工业制“HIGH TECH (注册商标)S3148",作为环氧系树脂可列举DIC制“EPICL0N840 (注册商标)”，作为丙烯酸系树脂的楠本化成制“NE0CRYL (注册商标)A-614”，作为聚氨酯系树脂的楠本化成制“NeoRez (注册商标)R-9660”。
[0038]另外，作为水溶性环氧系交联剂，可列举DIC制“CR-5L”，作为水分散性碳化二亚胺系交联剂，可列举日清纺化学制“CARB0DILITE (注册商标)E-02”，作为水溶性噁唑啉系交联剂，可列举日本触媒制“EP0CR0S (注册商标)WS700”。
[0039]因耐腐蚀性皮膜层2所含有的耐腐蚀性树脂而铝板I的腐蚀(氧化)得到抑制，翅片材10被赋予耐腐蚀性。另外，因为耐腐蚀性皮膜层2为疏水性，所以能够抑制水浸透到铝板I而导致皮膜层下腐蚀发生难闻的异味。此外，耐腐蚀性皮膜层2所含有的交联剂6，在后述的亲水性皮膜层3的形成时与亲水性树脂含有的羧基交联，能够保持亲水性皮膜层3。
[0040]构成耐腐蚀性皮膜层2的树脂组合物中的耐腐蚀性树脂和交联剂6的合计固体成分中，交联剂6的固体成分所占的比率为0.2%以上。交联剂6的固体成分比率低于0.2%时，由交联剂6与上层的亲水性皮膜层3交联带来的使翅片材10的亲水性的持续性提高的效果降低。另外，交联剂6的固体成分比率为70%以上时，耐腐蚀性皮膜层2中的耐腐蚀性树脂的比率相对减少，耐腐蚀性树脂的密度降低，因此赋予翅片材的耐腐蚀性降低。因此，优选交联剂的固体成分比率为0.2%以上且低于70%。更优选的交联剂的固体成分比率为1%以上且40%以下。
[0041]耐腐蚀性皮膜层2的厚度(皮膜量)优选为0.01?8.0g/m2。若耐腐蚀性皮膜层2的厚度低于0.01g/m2，则不能确保翅片材10的耐腐蚀性和与亲水性皮膜层3的密接性。另一方面，若耐腐蚀性皮膜层2的厚度超过8.0g/m2，则耐腐蚀性皮膜层2成为绝热层，使热交换的效率变差。更优选的耐腐蚀性皮膜层2的厚度为0.03?5.0g/m2。
[0042]关于本发明的翅片材10的耐腐蚀性皮膜层2的树脂组合物，除了所述耐腐蚀性树月旨、第一交联剂以外，为了改善涂装性、操作性等、皮膜(涂膜)物性等，也可以添加各种的水系溶剂和涂料添加物。例如，也可以单独或者组合多个配合水溶性有机溶剂、界面活性齐U、表面调整剂、湿润分散剂、抗沉降剂、抗氧化剂、消泡剂、防锈剂、抗菌剂、防霉剂等的各种溶剂和添加剂。
[0043](亲水性皮膜层)
[0044]亲水性皮膜层3形成于耐腐蚀性皮膜层2的表面，使翅片材10的亲水性提高。亲水性皮膜层3包含如下树脂组合物(亲水性树脂组合物)，所述树脂组合物含有仅由具有羧基的单体构成的聚合物、含有具有羧基的单体的共聚物、或它们的混合物，只要包含至少含有羧基的单体，则其种类不受限定。
[0045]作为含有具有羧基的单体的共聚物和可共聚的单体，可列举具有磺酸基的单体、具有磺酸基衍生物的单体、具有羧基衍生物的单体、具有羟基的单体、具有羟基衍生物的单体等的具有亲水性官能团的单体。
[0046]作为仅由具有羧基的单体构成的聚合物的例子，可列举东亚合成制“ JURYMER(注册商标)AC_10S”(聚丙烯酸)。作为含有具有羧基的单体的共聚物的例子，可列举作为丙烯酸和含磺酸基单体的共聚物的日本触媒制“AQUALIC(注册商标)GL”。作为所述亲水性树脂组合物的例子，可列举所述JURYMER(注册商标)的单独组成、所述AQUALIC(注册商标)的单独组成、所述JURYMER(注册商标)或所述AQUALIC(注册商标)与可乐丽制“Kuraraypoval PVA105”的混合物，以及所述AQUALIC(注册商标)和日本触媒制“EP0CR0S (注册商标)WS700”的混合物。
[0047]亲水性皮膜层3所含有的单体的羧基在形成亲水性皮膜层3时与耐腐蚀性皮膜层2所含有的第一交联剂6交联。由此，耐腐蚀性皮膜层2和亲水性皮膜层3的密接性更进一步提闻，可以使本发明的翅片材10的未水性的耐久性提闻。
[0048]优选亲水性皮膜层3的膜厚为0.02?10g/m2。膜厚低于0.02g/m2时，翅片材的亲水性容易降低。另一方面，膜厚超过10g/m2时，并没有确认到亲水性的进一步提高。另外，超过10g/m2而形成亲水性皮膜层3，在经济性上也不优选。更优选的亲水性皮膜层3的膜厚为0.08?2g/m2。根据这样的膜厚，使翅片材10的亲水性更进一步提高而不会损害经济性。还有，亲水性皮膜层3的膜厚并不特别限定在这些范围内。
[0049]亲水性皮膜层3的树脂组合物，除了所述聚合物、共聚物或它们的混合物以外，为了改善涂装性、操作性或涂膜物性等，也可以添加各种的水系溶剂和涂料添加物。例如，水溶性有机溶剂、界面活性剂、表面调整剂、湿润分散剂、交联剂、抗沉降剂、抗氧化剂、消泡齐U、防锈剂、抗菌剂、防霉剂等各种的溶剂或添加剂，其可以单独或多种组合添加。通过还在亲水性皮膜层3中添加交联剂，能够使翅片材10的亲水性更进一步提高。
[0050][第二实施方式]
[0051]如图2所示，优选翅片材10在亲水性皮膜层3上还具备由含有润滑性树脂的树脂组合物(润滑性树脂组合物)构成的润滑性皮膜层4。
[0052](润滑性皮膜层)
[0053]优选在亲水性皮膜层3的表面形成润滑性皮膜层4。由此，可降低翅片材10的摩擦系数，其结果是，加工成热交换器的翅片时的冲压成形性进一步提高。作为润滑性树脂，优选含有选自聚乙二醇(PEG)、羧甲基纤维素(CMC)及其碱金属盐(CMC碱金属盐)中的一种以上。其中，更优选并用聚乙二醇和羧甲基纤维素钠。由此，造膜性和润滑性(冲压成形性)变得更良好。聚乙二醇与羧甲基纤维素钠的质量比优选为聚乙二醇:羧甲基纤维素钠=5: 5至9:1左右。
[0054]还有，即使润滑性皮膜层4形成于亲水性皮膜层3的表面，构成润滑性皮膜层4的润滑性树脂也具有亲水性，因此亲水性皮膜层3所表现出的翅片材10的亲水性的提高、亲水性的长期维持等的功能不会降低。
[0055][第三实施方式]
[0056]如图3所示，在亲水性皮膜层3上优选具备润滑性皮膜层4a，所述润滑性皮膜层4a由还含有第二交联剂7的润滑性树脂组合物构成。
[0057]第二交联剂7更优选为选自水溶性环氧树脂、水溶性碳化二亚胺化合物、水分散性碳化二亚胺化合物和水溶性含噁唑啉基的树脂中的一种以上。通过使润滑性皮膜层4a中含有第二交联剂7，该第二交联剂7与形成作为衬底层的亲水性皮膜层3的亲水性树脂的构造中的羧基交联，使亲水性皮膜层3对铝板I的密接性进一步提高。由此，翅片材10的亲水性进一步提高。同时，该润滑性皮膜层4a保护亲水性皮膜层3，由此可以使热交换器的亲水性的耐久性进一步提高。
[0058]润滑性皮膜层4a所含的交联剂7相对于润滑性树脂和交联剂7的合计固体成分的含有率优选为0.2?70%。润滑性皮膜层4a所含的交联剂7相对于润滑性树脂和交联剂7的合计固体成分的含有率低于0.2%时，交联剂7使润滑性皮膜层4a与下层的亲水性皮膜层3交联，使翅片材10的亲水性的持续性提高的效果降低。另一方面，若润滑性皮膜层4a所含的交联剂7的含有率超过70%，则构成润滑性皮膜层4a的润滑性树脂的含有率降低，摩擦系数变高，其结果是，翅片材10的冲压加工性降低。更优选的交联剂7的含有率为I?50%。
[0059][第四实施方式]
[0060]如图4所示，翅片材10也可以在铝板I与耐腐蚀性皮膜层2之间进一步具备化成处理膜层5。
[0061](化成处理皮膜层)
[0062]在铝板I和耐腐蚀性皮膜层2之间也可以形成化成处理皮膜层5。在该化成处理皮膜层5之上存在耐腐蚀性皮膜层2，由此耐腐蚀性皮膜层2对于铝板I的密接性进一步提高。另外，使用翅片材10加工热交换器的翅片时能够进一步提高耐腐蚀性皮膜层2的密接性。另外，能够进一步抑制因空调机等的设置环境所造成的翅片材10的腐蚀。
[0063]化成处理皮膜层5优选通过实施磷酸铬酸盐处理、或者实施涂布型锆处理等的无机氧化物处理或由有机-无机复合化合物所进行的处理等的公知的化成处理而形成。化成处理皮膜层2的附着量，优选以Cr换算计为I~100mg/m2。
[0064]〈翅片材的制造方法〉
[0065]作为本发明的翅片材10的制造方法，例如，可以使用刮棒涂布机或辊涂机装置等，对铝板I或在表面形成有化成处理皮膜层5的铝板I将耐腐蚀性树脂组合物和亲水性树脂组合物反复进行涂布、干燥，从而形成耐腐蚀性皮膜层2和亲水性皮膜层3。同样，可以使用润滑性树脂组合物形成润滑性皮膜层4。无论使用刮棒涂布机或辊涂机装置中的哪一个，都能够制造具有同等的性能的翅片材10，但从生产率的观点出发，对于卷状的铝板I等来说，优选适用辊涂机 装置等连续地进行脱脂、涂装、加热和卷绕等。还有，翅片材的制造方法不限于这些方法。
[0066]以上，对于本发明的铝制翅片材而言，亲水性皮膜层与铝板密接，并且亲水性提高，因此使用于热交换器时，结露水容易流过翅片表面，结露水对于邻接的翅片间的堵塞也大幅减少。其结果是，热交换器的热交换功能比以往提高，并且可以使热交换器小型化而提高翅片的集成度。另外，在风压下翅片表面的结露水向热交换机外飞散的情况也减少。此外，本发明的铝制翅片材因为亲水性皮膜层的耐久性也有所提高，所以可以长期地维持翅片表面的亲水性，也能够得到热交换器和空调机的长寿命化这样的效果。
[0067]以下，对于这些确认到本发明的效果的实施例进行说明。还有，本发明不受此实施例限定。
[0068]【实施例】
[0069](供试材的制作方法)
[0070]首先，根据以下的方法，制作翅片材。根据历来公知的制造方法，制造由纯铝系的A1200(JISH4000)构成的铝板(板厚0.10mm)。其次，将铝板浸溃到碱性试剂(日本涂料社制“SURFCLEANER (注册商标)360”)中，由此进行5秒钟脱脂。另外，浸溃到磷酸铬酸盐液中，将以Cr换算为30mg/m2的磷酸铬酸盐的皮膜形成于铝板表面。然后，对于该实施了磷酸铬酸盐处理的铝板，用刮棒涂布机涂布表1所示的耐腐蚀性涂料，使之达到耐腐蚀性皮膜层的皮膜厚度并进行烘烤后，以刮棒涂布机涂布表2所示的亲水性涂料，使之达到亲水性皮膜层的厚度并进行烘烤。根据需要，在涂装有耐腐蚀性皮膜层和亲水性皮膜层铝板上以刮棒涂布机涂布表3所示的润滑性涂料，使之达到润滑性皮膜层的厚度并进行烘烤。
[0071]【表1】
[0072]
【权利要求】
1.一种铝制翅片材，其特征在于，所述翅片材在铝板或铝合金板的表面按顺序具备耐腐蚀性皮膜层和亲水性皮膜层， 所述耐腐蚀性皮膜层包含如下的树脂组合物，所述树脂组合物含有: 选自聚酯系树脂、聚烯烃系树脂、环氧系树脂、丙烯酸系树脂和聚氨酯系树脂中的一种以上的耐腐蚀性树脂，以及 选自水溶性环氧树脂、水溶性碳化二亚胺化合物、水分散性碳化二亚胺化合物和水溶性含噁唑啉基的树脂中的一种以上的第一交联剂， 且所述耐腐蚀性树脂和所述第一交联剂的合计固体成分中第一交联剂的固体成分所占的比率为0.2%以上； 所述亲水性皮膜层包括如下的树脂组合物，所述树脂组合物包含仅由具有羧基的单体构成的聚合物、和含有具有羧基的单体的共聚物、或它们的混合物。
2.根据权利要求1所述的铝制翅片材，其特征在于， 在所述亲水性皮膜层上，还具备润滑性皮膜层， 所述润滑性皮 膜层包含如下的树脂组合物，所述树脂组合物含有选自聚乙二醇、羧甲基纤维素和羧甲基纤维素的碱金属盐中的一种以上的润滑性树脂。
3.根据权利要求2所述的铝制翅片材，其特征在于，所述润滑性皮膜层包含如下的树脂组合物，所述树脂组合物还含有选自水溶性环氧树脂、水溶性碳化二亚胺化合物、水分散性碳化二亚胺化合物和水溶性含噁唑啉基的树脂中的一种以上的第二交联剂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的铝制翅片材，其特征在于，在所述铝板或所述铝合金板与所述耐腐蚀性皮膜层之间还具备化成处理皮膜层，所述化成处理皮膜层包含无机氧化物或有机-无机复合化合物。
【文档编号】F28F13/18GK104024781SQ201380004475
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2012年3月14日
【发明者】馆山庆太, 太田阳介 申请人:株式会社神户制钢所