专利名称：热交换器用翅片材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及空气调和机中使用的热交换器用翅片(fin)材料。
背景技术：
在空气调和机等热交换器用翅片中，铝由于导热性和加工性优良而通常被采用。
目前在这种热交换器用翅片材料的表面上形成了防腐蚀保护膜作为衬底处理层，以防止发生腐蚀。此外，为了使翅片表面产生的冷凝水顺畅地滑落、排出，形成了亲水性膜作为翅片材料的表面处理层。为了使翅片表面即使被污染也能够维持这种优良的亲水性，近年来开发使用了耐污染性优良的亲水性膜(参阅例如专利文献1、专利文献2和非专利文献1)。于是还有进一步形成水溶性树脂保护膜作为其上的表面处理层，以提高翅片压制加工时的润滑性(参阅例如专利文献2)。
例如，专利文献1的铝翅片材料是亲水性优良的树脂类铝翅片材料，其特征在于在铝和铝合金上具有树脂类保护膜，该保护膜含有溶解度参数为7～9[cal/cm3]0.5的高分子化合物和溶解度参数为12～16[cal/cm3]0.5的高分子化合物作为必要成分，且表面形态为微细粗糙化。此外，专利文献2的铝翅片材料形成无机氧化物或有机-无机复合化合物的任一种构成的耐腐蚀保护膜17作为第1层，并且在第1层上形成厚度为0.1～10μm的含有聚丙烯酸或聚丙烯酸盐的任一种和分子内具有羟基的水溶性树脂的亲水性膜作为第2层，进而在第2层上形成厚度为0.1～10μm的分子内具有羟基的水溶性树脂保护膜19作为第3层。此外，在非专利文献1中，对亲水化处理剂的保护膜特性与亲水性、污染性之间的关系进行了研究，结果表明作为处理剂组成的特性，要求溶解度参数与污染物质有很大的不同，吸水率要高，溶出到水中的量要少。
日本专利第2967855号公报[专利文献2]日本专利第3383914号公报 村田正博等著，“耐污染性优良的铝翅片用亲水化处理剂”，《(涂料研究》，No.138，2002年7月，60～65页。
发明内容
但是，在上述现有的结构中，和未表面处理的铝翅片材料一样，当在高温多湿气氛中，特别是在尘埃多的环境中使用时，存在霉菌和细菌以附着在翅片表面的尘埃作为营养源进行繁殖并产生令人不快气味的问题。
本发明的目的是为了解决上述现有技术的问题，提供具有良好亲水性及其持续性，并具有可以抑制霉菌和细菌在翅片表面繁殖的防菌防霉性的铝翅片材料。
为了解决上述现有技术的问题，本发明的铝翅片材料形成亲水性膜作为至少一层表面处理层，上述亲水性膜通过在具有亲水性的有机高分子物质与无机化合物的复合化合物中或者在亲水性树脂中混合对于20℃的水的溶解度为10mg/100ml或以下的防菌防霉剂而形成。
这样，当热交换器用作为蒸发器时，通过使防菌防霉剂从亲水性膜中缓慢溶出到翅片表面所生成的冷凝水中，可以在长时间内发挥良好的防菌防霉作用。
此外，本发明的铝翅片材料所形成的亲水性膜厚度为0.1～10μm，防菌防霉剂的粒径比亲水性膜的厚度小，且为1μm或以下。
这样，由于防菌防霉剂几乎埋没在亲水性膜中，因而不太会损害亲水保护膜的亲水性。此外，由于防菌防霉剂的粒径为1μm或以下而非常小，因而每单位重量的表面积非常大，与粒径大的防菌防霉剂相比，即使是少量的防菌防霉剂也能够得到相同的溶出速度，因而是比较经济的。
当热交换器用作蒸发器时，本发明的铝翅片材料通过使防菌防霉剂从亲水性膜中缓慢溶出到翅片表面上生成的冷凝水中，可以在长时间内发挥良好的防菌防霉作用。
附图的简要说明
图1为本发明实施例的铝翅片材料的剖面图。
附图标记100 铝翅片材料
101 铝基板102 耐腐蚀保护膜103 亲水性膜104 水溶性树脂保护膜具体实施方式
第1发明的热交换器用翅片材料是在由铝或铝合金形成的基板上，形成亲水性膜作为至少一层表面处理层，上述亲水性膜通过在具有亲水性的有机高分子物质和无机化合物的复合化合物中或者在亲水性树脂中，混合对于20℃水的溶解度为10mg/100ml或以下的防菌防霉剂而形成。因此，当热交换器用作蒸发器时，通过利用亲水性使翅片表面所生成的冷凝水迅速地流下排出，同时通过使防菌防霉剂从亲水性膜中缓慢溶出到冷凝水中，能够长时间地发挥良好的防菌防霉作用。
第2发明特别为在第1发明的热交换器用翅片材料中，形成耐腐蚀保护膜作为亲水性膜的衬底表面处理层，上述耐腐蚀保护膜由无机氧化物、有机-无机复合物、或者有机高分子化合物形成。因此，可以提高翅片材料的耐腐蚀性。
第3发明特别为在第1发明的热交换器用翅片材料中，形成水溶性树脂保护膜作为上述亲水性膜的上层表面处理层，所形成的上述水溶性树脂保护膜厚度为0.1～10μm。因此，当使被覆水溶性树脂保护膜的铝翅片材料形成盘管形状时可以防止板之间粘合的麻烦，并可防止翅片加工时与模具相粘附的麻烦等。此外，水溶性树脂保护膜由于与下层的亲水性膜反应，几乎都随着制冷运行时生成的冷凝水流出，仅有少量残留，因而具有提高污染物附着时的亲水持续性的效果和作用。如果水溶性树脂保护膜的厚度不足0.1μm或以上，就不具备足够的上述效果，此外，从涂装时的操作性和经济性的观点出发，希望其厚度为10μm或以下。
第4发明特别为在第1发明的热交换器用翅片材料中，所形成的亲水性膜的厚度为0.1～10μm。因此，能够经济地得到良好的亲水性和防菌防霉性。作为保护膜厚度的上限，从其功能的观点考虑并没有特别的限制，但是如果从涂装时的操作性考虑，希望为10μm或以下。
第5发明特别为在第1发明的热交换器用翅片材料中，亲水性膜具有吸湿性。因此，即使不是在作为蒸发器使用时，翅片表面也可以吸附空气中的水份而形成薄水膜。由于这样的水膜难以附着污染物，因而具有保持良好亲水性的效果，同时防菌防霉剂缓慢地溶出到该水膜中，因而即使在不用作蒸发器使用时也能够发挥防菌防霉性。
第6发明特别为在第1发明的热交换器用翅片材料中，亲水性膜含有溶解度参数为7～9[cal/cm3]0.5的高分子化合物和溶解度参数为12～16[cal/cm3]0.5的高分子化合物作为必要成分。因此，在保护膜形成时的烘焙工序中，保护膜中溶解度参数差别大的2种或以上的成分发生层分离现象，因而能够使烘焙干燥后的表面形态细微地粗糙化，从而利用形态效果进一步提高亲水性。此外，选择与附着在热交换器翅片表面上的污染物溶解度参数差别大的成分。因此，能够防止污染物的附着，保持良好的亲水性。
第7发明特别为在第1发明的热交换器用翅片材料中，亲水性膜含有聚乙烯醇、尼龙或丙烯酸树脂中的1种或以上。因此，能够以使亲水性优良的树脂与防菌防霉剂易于混合的物质作为原材料使用，能够具有良好的亲水性和防菌防霉性。
第8发明特别为在第1发明的热交换器用翅片材料中，亲水性膜含有分子内具有羟基的水溶性树脂。因此，由于形成具有牢固粘合性的亲水保护膜层，因而能够抑制含有羟基的水溶性树脂的流出，使其具有亲水持续性。此外，难以粘附污染物，因而不会降低亲水持续性。
第9发明特别为在第3发明的热交换器用翅片材料中，水溶性树脂保护膜为分子内具有羟基的保护膜。因此，由于该水溶性树脂保护膜的羟基与作为下层保护膜的亲水性膜的高分子树脂反应，几乎都随着制冷运行时所生成的冷凝水流出，仅有少量残留，因而具有进一步提高污染物附着时的亲水持续性的效果。
第10发明特别为在第1发明的热交换器用翅片材料中，防菌防霉剂的粒径比亲水性膜的膜厚小，且为1μm或以下。因此，由于防菌防霉剂基本上埋没在亲水保护膜中，所以不太会损害亲水保护膜的亲水性。此外，由于防菌防霉剂的粒径为1μm或以下而非常小，因而每单位重量的表面积非常大，与粒径大的防菌防霉剂相比，即使少量的防菌防霉剂也能够得到相同的溶出速度，因而是比较经济的。
第11发明特别为在第1发明的热交换器用翅片材料中，防菌防霉剂与上述复合化合物或亲水性树脂的混合比例为1∶9～5∶5。因此，能够确保长时间发挥防菌防霉效果所必需的防菌防霉剂的重量。
第12发明特别为在第1发明的热交换器用翅片材料中，防菌防霉剂为巯氧吡啶锌(ジンクピリチオン)。因此，能够长时间地发挥良好的防菌防霉性。
实施例下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。但是，本发明并不限于这些图1为显示本发明实施例的铝翅片材料的剖面图。
使用图1，对热交换器用翅片材料100的结构说明如下。
在由铝或铝合金形成的基板101上，形成作为衬底表面处理层的耐腐蚀保护膜102，耐腐蚀保护膜102由无机氧化物、有机-无机复合化合物或有机高分子化合物形成。
然后，形成亲水性膜103作为耐腐蚀保护膜102的上层表面处理层，亲水性膜103通过在具有亲水性的有机高分子物质与无机化合物的复合化合物中或者在亲水性树脂中混合对于20℃水的溶解度为10mg/100ml或以下的防菌防霉剂而形成。
进而，形成水溶性树脂保护膜104作为亲水性膜103的上层表面处理层，所形成的水溶性树脂保护膜104的厚度为0.1～10μm。
所形成的亲水性膜103的厚度为0.1～10μm。
亲水性膜103具有吸湿性。
亲水性膜103含有溶解度参数为7～9[cal/cm3]0.5的高分子化合物和溶解度参数为12～16[cal/cm3]0.5的高分子化合物作为必要成分。
亲水性膜103含有聚乙烯醇、尼龙或丙烯酸树脂中的1种或以上。
亲水性膜103含有分子内具有羟基的水溶性树脂。
水溶性树脂保护膜104分子内具有羟基。
防菌防霉剂的粒径比亲水性膜103的膜厚小，且为1μm或以下。
亲水性膜103中防菌防霉剂与复合化合物或亲水性树脂的混合比为1∶9～5∶5。
亲水性膜103中混合的防菌防霉剂可以使用各种市售的防菌防霉剂等，优选使用巯氧吡啶锌。
针对如上构成的铝翅片材料100，对其动作、作用进行如下说明。
在由铝或铝合金形成的基板101上，形成作为衬底表面处理层的耐腐蚀保护膜102，通过使用无机氧化物、有机-无机复合化合物或有机高分子化合物形成耐腐蚀保护膜102，能够提高翅片材料的耐腐蚀性。
通过在具有亲水性的有机高分子物质与无机化合物的复合化合物中或者在亲水性树脂中混合对于20℃水的溶解度为10mg/100ml或以下的防菌防霉剂形成亲水性膜103，在热交换器用作蒸发器时，利用亲水性使翅片表面所生成的冷凝水迅速地流下排出，同时通过使防菌防霉剂从亲水性膜103中缓慢溶出到冷凝水中，能够长时间地发挥良好的防菌防霉作用。
进而，通过形成水溶性树脂保护膜104作为亲水性膜103的上层表面处理层，使所形成的水溶性树脂保护膜104的厚度为0.1～10μm，在被覆水溶性树脂保护膜104的铝翅片材料形成盘管形状时能够防止板之间粘附的麻烦，并且可以防止翅片加工时与模具相粘附的麻烦等。此外，由于水溶性树脂保护膜104与下层的亲水性膜103反应，在制冷运行时几乎都随着所生成的冷凝水流出，仅有少量残留，因而具有提高污染物附着时的亲水持续性的效果和作用。如果水溶性树脂保护膜104的厚度不为1μm或以上，就不具有足够的上述效果，此外，从涂刷时的操作性与经济性的观点出发，优选为10μm或以下。
通过以0.1～10μm的厚度形成亲水性膜103，能够经济地获得良好的亲水性和防菌防霉特性。作为保护膜厚度的上限，从其功能的观点考虑并没有特别的限制，但是如果从涂装时的操作性考虑，希望为10μm或以下。
利用亲水性膜103具有吸湿性，即使不作为蒸发器使用时，翅片表面也能够吸附空气中的水份而形成薄水膜。由于这样的水膜难以附着污染物，因而具有保持良好亲水性的效果，同时由于防菌防霉剂缓慢地溶出到该水膜中，因而即使不作为蒸发器使用时也能够发挥防菌防霉性。
通过使亲水性膜103含有溶解度参数为7～9[cal/cm3]0.5的高分子化合物和溶解度参数为12～16[cal/cm3]0.5的高分子化合物作为必要成分，在保护膜形成时的烘焙工序中，由于保护膜中溶解度参数差别大的2种或以上的成分发生层分离现象，因而能够使烘焙干燥后的表面形态细微地粗糙化，从而利用形态效果进一步提高亲水性。此外，通过选择与附着在热交换器翅片表面上的污染物溶解度参数差别大的成分，能够防止污染物的附着，从而保持良好的亲水性。
通过使亲水性膜103含有聚乙烯醇、尼龙、或丙烯酸树脂中的1种或以上，能够使用亲水性优良的树脂与防菌防霉剂易于混合的物质作为原材料，能够具有良好的亲水性和防菌防霉性。
通过使亲水性膜103含有分子内具有羟基的水溶性树脂，由于形成具有牢固粘合性的亲水保护膜层，因而能够防止含有羟基的水溶性树脂的流出，使其具有亲水持续性。此外，污染物难以粘附，因而亲水持续性不容易下降。
通过使水溶性树脂保护膜104分子内具有羟基，由于该水溶性树脂保护膜104的羟基与作为下层保护膜的亲水性膜103的高分子树脂反应，在制冷运行时几乎都随着所生成的冷凝水流出，仅有少量残留，因而具有进一步提高污染物附着时的亲水持续性的效果。
通过使防菌防霉剂的粒径比亲水性膜103的膜厚小，且为1μm或以下，由于防菌防霉剂几乎都埋没在亲水保护膜中，所以不太会损害亲水保护膜103的亲水性。此外，由于防菌防霉剂的粒径为1μm或以下而非常小，因而每单位重量的表面积非常大，与粒径大的防菌防霉剂相比，即使少量的防菌防霉剂也能够得到相同的溶出速度，因而是比较经济的。
通过使亲水性膜103的防菌防霉剂与复合化合物或亲水性树脂的混合比为1∶9～5∶5，能够确保长时间发挥防菌防霉效果所必需的防菌防霉剂的重量。
亲水性膜103的防菌防霉剂只要是具有防菌性或防霉性的任一者或其两者的物质即可。其中，为了保持持续性，优选对于20℃水的溶解度为10mg/100ml或以下，且由于表面处理保护膜形成时包括烘焙干燥工序和翅片材料的压制成型工序，优选具有耐热性和加工性的有机类或无机类防菌防霉剂。这些防菌防霉剂可单独添加，也可多种混合添加。具体来说，在有机类防菌防霉剂中，可以列举包含异噻唑啉类、醛类、苯并咪唑类、脂肪酸甘油酯类、卤素类、羧酸类、喹啉类、硫化物类、磺酰胺类、噻唑类、三唑类、扁柏酚类、乙内酰脲类、吡啶类、酚类、邻苯二甲酰亚胺类、环烷酸类、谷氨酸类、季铵盐类、天然物质类等作为主成分的抗菌防霉剂。另外，作为无机类防菌防霉剂，可以列举以在无机类载体上负载Ag、Cu、Zn等抗菌性金属作为主要成分的物质。此外，作为其载体，可以列举沸石类、硅胶类、玻璃类、磷酸钙类、磷酸锆类、硅酸盐类、氧化钛类、晶须类、粘土矿物等，特别地，有机类防菌防霉材料吡啶类的巯氧吡啶锌耐热性和加工性优良，水中的溶解性低，能够长时间可靠地发挥良好的防菌防霉性。
如上所述，本发明的铝翅片材料由于能够抑制翅片材料表面的细菌、霉菌的繁殖，因而不仅适用于空气调和机的热交换器，也适用于建筑用铝材料。此外，基板不仅可以用于铝，而且可以用于其他金属或塑料的表面处理。
权利要求
1.热交换器用翅片材料，是用于空调器的热交换器用翅片材料，其特征在于在由铝或铝合金形成的基板上，形成亲水性膜作为至少一层表面处理层，上述亲水性膜是通过在具有亲水性的有机高分子物质与无机化合物的复合化合物中或者在亲水性树脂中，混合对于20℃水的溶解度为10mg/100ml或以下的防菌防霉剂而形成的。
2.如权利要求1所述的热交换器用翅片材料，其特征在于形成耐腐蚀保护膜作为上述亲水性膜的衬底表面处理层，所述耐腐蚀保护膜由无机氧化物、有机-无机复合化合物、或者有机高分子化合物形成。
3.如权利要求1所述的热交换器用翅片材料，其特征在于形成水溶性树脂保护膜作为上述亲水性膜的上层的表面处理层，所形成的上述水溶性树脂保护膜的厚度为0.1～10μm。
4.如权利要求1所述的热交换器用翅片材料，其特征在于所形成的上述亲水性膜的厚度为0.1～10μm。
5.如权利要求1所述的热交换器用翅片材料，其特征在于上述亲水性膜具有吸湿性。
6.如权利要求1所述的热交换器用翅片材料，其特征在于上述亲水性膜包含溶解度参数为7～9[cal/cm3]0.5的高分子化合物和溶解度参数为12～16[cal/cm3]0.5的高分子化合物作为必须成分。
7.如权利要求1所述的热交换器用翅片材料，其特征在于上述亲水性膜含有聚乙烯醇、尼龙或者丙烯酸树脂中的1种或以上。
8.如权利要求1所述的热交换器用翅片材料，其特征在于上述亲水性膜含有分子内具有羟基的水溶性树脂。
9.如权利要求3所述的热交换器用翅片材料，其特征在于上述水溶性树脂保护膜分子内具有羟基。
10.如权利要求1所述的热交换器用翅片材料，其特征在于上述防菌防霉剂的粒径小于上述亲水性膜的膜厚，且为1μm或以下。
11.如权利要求1所述的热交换器用翅片材料，其特征在于上述防菌防霉剂与上述复合化合物或上述亲水性树脂的混合比为1∶9～5∶5。
12.如权利要求1所述的热交换器用翅片材料，其特征在于上述防菌防霉剂为巯氧吡啶锌。
全文摘要
本发明提供具有良好防菌防霉性和亲水性、其持续性也良好的铝翅片材料。通过形成亲水性膜作为至少一层表面处理层，亲水性膜通过在具有亲水性的有机－无机复合化合物或者亲水性树脂中混合对于20℃水的溶解度为10mg/100ml或以下的防菌防霉剂而形成，利用亲水性使翅片表面所生成的冷凝水快速流下排出，同时防菌防霉剂从亲水性膜中缓慢溶出到冷凝水中，从而能够长时间地发挥良好的防菌防霉作用。
文档编号F28F13/18GK1769831SQ20051013154
公开日2006年5月10日 申请日期2005年9月13日 优先权日2004年9月13日
发明者横山昭一, 佐藤成广, 山口成人, 清水努 申请人:松下电器产业株式会社