热交换器用铝散热片材的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种具有空调机的室内机等所适用的防臭效果的亲水性的热交换器用铝散热片材。热交换器用散热片材(10)的特征在于，依次具备：由铝构成的基板(1)、通过化成处理形成于基板(1)表面的底层处理皮膜(2)、厚度分别为0.05～2μm的第一亲水性树脂层(3)和第二亲水性树脂层(4)，第一亲水性树脂层(3)由从聚乙烯醇系树脂、丙烯酸系树脂、磺酸系树脂中选择的至少一种亲水性树脂构成，第二亲水性树脂层(4)由含有聚乙烯醇系树脂和聚氧化乙烯系树脂的亲水性的树脂粘结剂(41)、以及规定量的担载有Zn的TiO2微粒(42)构成。
【专利说明】热交换器用铝散热片材
【技术领域】
[0001]本发明涉及空调机的室内机等所使用的热交换器用铝散热片材。
【背景技术】
[0002]热交换器作为室内空调、组合式空调、冷柜、冷藏库、油冷器和散热器等，被利用于各种领域。在热交换器中，若制冷运转时的冷凝水滞留在散热片之间，则会成为送风时的阻抗而使热交换器性能降低。对于热交换器的散热片而言，一般来说从热传导性和加工性优异的角度出发，使用的是铝或铝合金(以下，统称为铝)。对于这种由铝构成的散热片而言，为了赋予耐腐蚀性、以及为了赋予亲水性或疏水性以使得冷凝水不会滞留在散热片表面，而对散热片的成形前的板材(以下称为散热片材)实施了涂膜等表面处理。即，根据热交换器的用途等而进行如下选择:使散热片表面呈亲水性而提高冷凝水的流动性，或使散热片表面呈疏水性而使冷凝水的水滴不会变大而落下。例如，对搭载于室内空调等空调机的室内机的热交换器来说，与呈现出冷凝水容易飞散的疏水性相比，更适合在散热片表面呈现出使水均匀扩散的亲水性。
[0003]由铝构成的散热片在被长期用于空调机的热交换器时，有可能产生铝的腐蚀异味，进而在使表面呈现为亲水性时，从空调机停止运转起的一定程度的时间内，空调机的表面为润湿状态，因此霉或杂菌进行繁殖，有可能产生因这些霉或杂菌而导致的恶臭。另外，关于由亲水性树脂等形成了涂膜的散热片，在被用于室内机的热交换器而吸入室内的空气时，室内的异味(环境异味)将被涂膜吸附而蓄积。如果环境异味例如是香烟异味，则作为异味成分而含有乙醒、氨、醋酸。在运转空调机时，散热片中的上述异味与空气一起被输送到室内。为了抑制这种由散热片产生的异味，对于亲水性的散热片而言，需要铝的耐腐蚀性和防霉性等，并且还需要不输送环`境异味。为此，开发了在亲水性树脂涂料中混合具有除臭、消臭效果的材料而形成有皮膜的散热片材(例如专利文献I~3)。
[0004]在专利文献I中公开了应用了吸附性优异的碳黑的铝散热片材。另外，在专利文献2中公开了应用了氧化钛等光催化剂的铝散热片材。在专利文献3中公开了应用了钛磷灰石(★夕> 夕4卜)而作为兼具吸附作用和光催化剂作用的材料的散热片。
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2009-214017号公报
[0007]专利文献2:日本专利第3093953号公报
[0008]专利文献3:日本特开2005-214469号公报
【发明内容】
[0009]发明所要解决的技术问题
[0010]对于如上述现有技术的专利文献1、3那样使涂膜吸附异味成分的散热片而言，由于空调机的长期运转，从而导致随着异味成分在散热片表面蓄积，吸附性能下降，最终达到吸附饱和，而丧失除臭效果，反而有可能成为异味的发生源。另外，对于如专利文献2、3那样利用光催化剂的散热片而言，为了显现消臭性能而需要用紫外线等进行光照射，但在搭载于室内机时，即使设置导光用窗口，有时也会由于设置位置而使得外部光线无法充分进行照射，而内置光源等又会在室内机的设计上产生制约。
[0011]本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种即使长期运转也能够保持防臭效果的、适用于空调机的室内机等的热交换器用铝散热片材。
[0012]解决问题的手段
[0013]为了解决上述课题，本发明人们实现了如下的思想:为了形成抑制异味的吸附并具有消臭效果的亲水性涂膜，而在亲水性树脂中，将酸、碱中的任一种气体都不易吸附的较中性的树脂作为基材，且混合具有消臭功能的催化剂。
[0014]即本发明的热交换器用铝散热片材依次具备由铝或铝合金构成的基板；形成于该基板表面的化成处理皮膜；各自厚度为0.05?2 μ m的第一的亲水性树脂层和第二的亲水性树脂层，上述第一的亲水性树脂层由从聚乙烯醇系树脂、丙烯酸系树脂、磺酸系树脂中选出的至少一种亲水性树脂构成，上述第二的亲水性树脂层由含有聚乙烯醇系树脂和聚氧化乙烯系树脂的亲水性混合树脂，和担载有锌的钛氧化物微粒构成，上述钛氧化物微粒的附着量换算成TiO2则为0.1?100mg/m2。
[0015]如此，通过在最表面形成以中性聚乙烯醇系树脂和具有润滑性的聚氧化乙烯系树脂的混合树脂为基材的第二亲水性树脂层，从而可使酸、碱中任一种气体均不易吸附，另外还对表面赋予润滑性，从而可得到用于散热片成形的加工性，此外，通过混合担载有锌的钛氧化物微粒，从而能够得到基于氧化反应而带来的消臭效果。另外，通过在基板表面形成化成处理皮膜和由规定树脂材料构成的第一亲水性树脂层，从而能够得到基板(铝)的耐腐蚀性和与第二亲水性树脂层的密合性。
[0016]发明效果
[0017]利用本发明的热交换器用铝散热片材，可很好地成形为散热片，能够制成不使冷凝水滞留的热交换器而作为空调机的室内机等，另外，即使长期运转也能够保持消臭效果。另外，因为能够在成形前制成形成有皮膜的预涂覆材料，所以作业性优异。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是说明本发明的热交换器用铝散热片材的结构的放大剖面图。
[0019]符号说明
[0020]10、热交换器用散热片材(热交换器用铝散热片材)
[0021]1、基板
[0022]2、底层处理皮膜(化成处理皮膜)
[0023]3、第一亲水性树脂层(第一的亲水性树脂层)
[0024]4、第二亲水性树脂层(第二的亲水性树脂层)
[0025]41、树脂粘结剂(亲水性混合树脂)
[0026]42、担载有Zn的TiO2微粒(担载有锌的钛氧化物微粒)
【具体实施方式】
[0027][热交换器用铝散热材][0028]以下，参照附图，对用于实现本发明的热交换器用铝散热片材(以下，称为热交换器用散热片材)的方式进行说明。
[0029]本发明的热交换器用散热片材10是成形为散热片之前的板材，如图1所示，其具备:基板1、形成于基板1的单面或双面的底层处理皮膜(化成处理皮膜)2、形成在底层处理皮膜2上的第一亲水性树脂层(第一的亲水性树脂层)3、形成在第一亲水性树脂层3上并层叠于最表面的第二亲水性树脂层(第二的亲水性树脂层)4。对于形成有底层处理皮膜2和第一、第二亲水性树脂层3、4的基板1的面而言，可以是单面，也可以是双面，至少形成于组装成热交换器时有可能与冷凝水接触一侧的面，对于除此以外的面，例如可仅形成例如底层处理皮膜2。以下，将形成有底层处理皮膜2和第一、第二亲水性树脂层3、4的基板1的面简称为基板1的表面。
[0030](基板)
[0031]基板I由通常的热交换器用散热片材所适用的铝或铝合金(以下，统称为铝)形成，从导热性和加工性的观点出发，优选使用Jis H4000规定的1000系的铝，更优选使用合金编号1070、1050、1200的铝。这些材料通过铸造、热轧、冷轧、调质等公知的方法被制造成所需厚度的板材。基板I的厚度没有特别规定，只要为符合所制造的热交换器的规格等且能够对应所需要的导热性、强度以及耐腐蚀性等的厚度即可，具体地说，优选使用板厚
0.07~0.25mm左右的板材。
[0032](底层处理皮膜)
[0033]底层处理皮膜2是用于对由铝构成的基板1(热交换器用散热片材10)赋予耐腐蚀性、并且使基板1与第一亲水性树脂层3的密合性提高的层，由含有铬(Cr)、锆(Zr)或钛(Ti)作为无机物的无机氧化物或有机-无机复合化合物构成。只要底层处理皮膜2赋予基板1耐腐蚀性，则成分和膜厚等便没有特别限定，结合使用目的等适当加以设定即可，但优选单位面积的附着量以金属(Cr、Zr、Ti)换算而为1~100mg/m2的范围,优选膜厚为
1~1OOnm0
[0034]对于适用于底层处理皮膜2的无机氧化物皮膜而言，是对基板I实施磷酸铬酸盐处理、磷酸锆处理、氧化锆处理、铬酸铬酸盐处理、磷酸锌处理或磷酸钛酸处理这样的化成处理而形成于表面的。另外，有机-无机复合化合物皮膜是通过对基板I进行涂布型铬酸盐处理或涂布型锆处理而形成的，可以举出丙烯酸-锆复合体(日文:7 ^ U — -二々△複合体)等。在形成这些底层处理皮膜2之前，优选用碱性脱脂液对基板I的表面进行预脱脂，由此，可提高化成处理的反应性，进而可提高所形成的底层处理皮膜2的密合性。
[0035](第一亲水性树脂层)
[0036]第一亲水性树脂层3是用于与底层处理皮膜2 —起提高热交换器用散热片材10的耐腐蚀性、并提高与第二亲水性树脂层4的密合性的层，第一亲水性树脂层3由从聚乙烯醇系树脂(PVA)、丙烯酸系树脂、磺酸系树脂中选出的至少一种亲水性树脂构成。这些树脂成膜性良好，容易形成连续的皮膜，另外，由于耐湿性高，从而具有提高热交换器用散热片材10的耐腐蚀性的效果，对由磷酸铬酸盐皮膜等构成的底层处理皮膜2的密合性优异，另外，与第二亲水性树脂层4的密合性也优异。另外，通过使作为第二亲水性树脂层4的底层的第一亲水性树脂层3为亲水性，而能够使第二亲水性树脂层4很好地显现出亲水性。若第二亲水性树脂层4的底层为环氧系树脂、丙烯酸系疏水树脂这样的疎水性，则第二亲水性树脂层4的亲水性显著下降。
[0037]第一亲水性树脂层3是通过辊涂法等公知的方法，将该第一亲水性树脂层3的树脂材料(涂料)涂布于形成有底层处理皮膜2的基板I的表面，并实施烘烤处理而形成的。对于第一亲水性树脂层3的厚度而言，可以形成为均匀的涂膜，达到能够得到充分的耐腐蚀性的0.05 μ m以上，优选为0.3 μ m以上。另一方面，即使第一亲水性树脂层3超过2 μ m而形成得很厚，也得不到耐腐蚀性和密合性进一步提高的效果，除了成本提高，还会使热交换器用散热片材10的加工性下降，所以厚度为2μπι以下，优选为I μπι以下。
[0038](第二亲水性树脂层)
[0039]第二亲水性树脂层4形成于热交换器用散热片材10的最表面，该层用于使热交换器用散热片材10的表面呈现亲水性而改善湿润性，另外，对表面赋予润滑性而使加工性提高，进而使散热片材不会吸附所接触到的异味而进行消臭。第二亲水性树脂层4是以含有聚乙烯醇系树脂(PVA)和聚氧化乙烯系树脂(PEO)的树脂粘结剂(亲水性混合树脂)41为基材，混合担载有Zn的TiO2微粒(担载有锌的钛氧化物微粒)42而制成的。
[0040]如上所述，由于聚乙烯醇系树脂的成膜性良好，并且亲水性高，所以使热交换器用散热片材10的表面具有充分的亲水性。另外，由于聚乙烯醇系树脂在酸性、碱性中任一侧均不显示高的倾向，所以，对于醋酸这样的酸性气体和氨这样的碱性气体中的任一种气体而言，即使其与热交换器用散热片材10表面接触，也难以发生吸附。聚氧化乙烯系树脂与聚乙烯醇系树脂同样，在酸性、碱性中任一侧均不显示高的倾向，而且还有赋予润滑性的效果，其可提高热交换器用散热片材10表面的润滑性，使加工性提高。在树脂粘结剂41中，优选聚乙烯醇系树脂的质量比率超过50 %且在95 %以下，进一步优选为75 %以上。
[0041]担载有Zn的TiO2微粒42是使由Ti氧化物(氧化钛、TiO2)构成的微粒(TiO2微粒)担载于锌(Zn)而形成的微粒，通过氧化反应将所接触的异味成分分解而进行消臭，另夕卜，通过作为抗菌成分的Zn，来抑制杂菌的繁殖。作为担体的TiO2微粒大小没有限定，但为了适于分散在树脂粘结剂41中，优选平均粒径为0.5?30nm左右的范围。作为这种担载有Zn的TiO2微粒42，可以应用例如作为催化剂型消臭剂而市售的日挥催化剂化成公司制ATOMY BALL (注册商标)。而且，为了得到充分的消臭性能，担载有Zn的TiO2微粒42优选以如下方式被包含在第二亲水性树脂层4中，S卩，使热交换器用散热片材10的附着量换算成TiO2而为0.lmg/m2以上，优选为lmg/m2以上，进一步优选换算成ZnO而为0.lmg/m2以上。另一方面，若担载有Zn的TiO2微粒42过多，则第二亲水性树脂层4变硬，热交换器用散热片材10的加工性下降，因此，担载有Zn的TiO2微粒42以如下方式被包含在第二亲水性树脂层4中，S卩，使热交换器用散热片材10的附着量换算成TiO2而为lOOmg/m2以下，优选为50mg/m2以下。担载有Zn的TiO2微粒42被换算成ZnO的附着量的上限没有特别限定，但根据所述被换算成TiO2的附着量的上限，优选为30mg/m2以下。需要说明的是，所谓担载有Zn的TiO2微粒42被换算成TiO2的附着量是指第二亲水性树脂层4的单位面积中的仅TiO2微粒的质量。另外，所谓担载有Zn的TiO2微粒42被换算成ZnO的附着量是指将担载有Zn的TiO2微粒42所担载的Zn视为以氧化物(ZnO)的形式而存在的、在第二亲水性树脂层4的单位面积中所含有的该ZnO的质量。S卩，是指以Zn元素的个数为基准，将含有氧化物的Zn化合物、金属Zn的全部换算成ZnO的质量。
[0042]对于第二亲水性树脂层4而言，与第一亲水性树脂层3的形成相同，是通过辊涂法等公知的方法将该第二亲水性树脂层4的树脂材料(涂料)涂布在形成于基板I上的第一亲水性树脂层3的表面，并实施烘烤处理而形成的。该涂料是将聚乙烯醇系树脂和聚氧化乙烯系树脂各个树脂材料进行烘烤后，以所需的质量比进行配合，再使担载有Zn的TiO2微粒42混合、分散而得到的。对于第二亲水性树脂层4的厚度，与第一亲水性树脂层3相同，可以形成为均匀的涂膜，并达到能够得到使异味到达不了第一亲水性树脂层3这样的充分的遮蔽效果的0.05 μ m以上，优选为0.3 μ m以上。另一方面，即使第二亲水性树脂层4超过
2μ m而形成得很厚，也得不到遮蔽性进一步提高的效果，除了成本提高，还会使热交换器用散热片材10的加工性下降，所以将厚度设为2μπι以下，优选为I μπι以下。
[0043]本发明的热交换器用散热片材10以如下方式制造:在其制造中，以卷状的铝板材为基板I，通过化成处理在其表面形成底层处理皮膜2，调整第一、第二亲水性树脂层3、4各自的涂料，通过涂布和烘烤处理形成第一亲水性树脂层3，进而通过涂布和烘烤处理形成第二亲水性树脂层4。进而，热交换器用散热片材10被切断为规定尺寸，并通过冲压加工而成形，从而制造成热交换器用散热片。
[0044][实施例]
[0045]以上，对用于实施本发明的方式进行了阐述，以下，将确认了本发明的效果的实施例与不满足本发明的要件的比较例进行比较，从而具体地进行说明。需要说明的是，本发明不受该实施例限定。
[0046][试样的制作]
[0047](基板，底层处理皮膜)
[0048]作为热交换器用散热片材的试样的基板，应用的是厚度0.1mm的JIS1200铝板。用碱性试剂(SURFCLEANER (注册商标)EC370，NIPP0NPAINT公司制)对该基板进行脱脂后，实施磷酸铬酸盐处理而形成底层处理皮膜。化成处理液使用的是日本NIPPON PAINT公司制ALSURF (注册商标)401/45、磷酸和铬酸的混合液。以荧光X射线法测得的底层处理皮膜的Cr换算值为30mg/m2。
[0049](第一亲水性树脂层)
[0050]作为树脂材料，应用的是聚乙烯醇系树脂(表I表述为PVA，以下O内相同)、丙烯酸系树脂(丙烯酸)、磺酸系树脂(SA)。进而还应用了混合树脂，即以固体成分形式将上述树脂材料的两种或三种按以下的调配方式进行混合而得的树脂。即，应用的是由10质量份的聚乙烯醇系树脂和I质量份的丙烯酸系树脂构成的混合树脂(PVA+丙烯酸)；由10质量份的聚乙烯醇系树脂和2质量份的磺酸系树脂构成的混合树脂(PVA+SA);由10质量份的丙烯酸系树脂和5质量份的磺酸系树脂构成的混合树脂(丙烯酸+SA);由10质量份的聚乙烯醇系树脂、2质量份的丙烯酸系树脂和5质量份的磺酸系树脂构成的混合树脂(PVA+丙烯酸+SA)。另外，作为本发明的范围外的亲水性树脂材料，应用的是聚乙二醇树脂(PEG)；作为非亲水性树脂(疏水性树脂)材料，应用的是通过添加交联剂而使丙烯酸系树脂疏水化而得的材料(疏水性丙烯酸)。在烘烤后，利用棒涂机，将利用这些树脂材料加以调整而得的涂料以达到表I所示的膜厚的方式涂布在基板上的底层处理皮膜的表面，用热风干燥炉在基板到达温度约200°C下进行烘烤，形成第一亲水性树脂层。需要说明的是，关于试样N0.24，如表I所示，与后述的第二亲水性树脂层一样，混合有担载有Zn的TiO2微粒。
[0051 ](第二亲水性树脂层)[0052]作为树脂材料，适用的是:以固体成分计，将聚乙烯醇系树脂(表1表述为PVA，以下O内相同)和聚氧化乙烯系树脂(PEO)，按照使PVA达到10质量份、PEO达到3质量份的方式混合而得的(PVA+PE0)。另外，作为本发明的范围外的亲水性树脂材料，应用的是纤维素系树脂(纤维素)，作为非亲水性树脂(疏水性树脂)材料，应用的是聚丙烯酸钠(PAANa)。在这些树脂材料中，以使担载有Zn的TiO2微粒(ZnO相对于TiO2的质量比为10~20% )的配合加以改变的方式，混合该担载有Zn的TiO2微粒，从而调整涂料。在烘烤后，利用棒涂机，以达到表1所示的膜厚的方式，将经调整的涂料涂布在基板上的第一亲水性树脂层的表面(对于没有形成第一亲水性树脂层的比较例的试样而言，则为底层处理皮膜的表面)，用热风干燥炉，在基板到达温度约200°C下进行烘烤，形成第二亲水性树脂层，从而制成热交换器用散热片材的试样。对于所得到的试样，以突光X射线法，对形成于表面的皮膜(第二亲水性树脂层)所含有的钛(Ti)进行定量分析，换算成TiO2，作为担载有Zn的TiO2微粒(表1表述:Ti02粒子)的附着量在表1中示出。
[0053](评价)
[0054](密合性)
[0055]用々Λ 7 4:/ (注册商标)擦拭干试样的表面和用水润湿试样的表面，各反复摩擦10次后，目视观察表面。将合格标准设为基板没有露出，将合格设为“〇”，即使第二亲水性树脂层等涂膜只有一部分剥离而可见基板露出，也设为不合格，并用“ X ”在表1中示出。
[0056](加工性)
[0057]利用实 机散热片冲压对试样实施DOLORES加工(日文:卜'' 口一 > >加工)，从而评价钻孔口(日文:力9一)成形性。将没有出现超过曲缘部(日文:'」7 > 7部)的、大的钻孔口裂纹(日文:力^ 一割Λ )的情况设为合格，在表1中，将完全没有裂纹等的情况设为优异并以“〇”表示，将仅在曲缘部产生钻孔口裂纹的情况以“Λ”表示，将超过了曲缘部的钻孔口裂纹设为不合格并以“ X ”表示。
[0058](亲水性)
[0059]将试样浸溃在流水中240小时后，对经干燥的试样滴加纯水，用测角器测量接触角。将合格标准设为接触角为30°以下，在表1中，由“O”表示合格，由“ X ”表示不合格。
[0060](耐腐蚀性)
[0061]对于耐腐蚀性而言，在进行了依照JIS Ζ237的中性盐水喷雾试验240小时后，根据试样的腐蚀的程度进行评价。作为喷雾液，使用的是5质量％的氯化钠水溶液，将喷雾环境温度设为35°C，将喷雾量设为在面积SOcm2中每I小时1.5毫升。遵照根据腐蚀面积率而将腐蚀的程度定量化的分级法使之数值化，在表1中，将等级为9.5以上的情况设为合格并由“〇”表示，将低于9.5的情况设为不合格并由“ X ”表示。
[0062](异味成分的脱离性)
[0063]为了评价异味成分的难吸附性和分解的程度，而使试样暴露在异味中，然后测量从试样中产生的异味成分。将试样切成面积0.8m2而作为试验片,将其在作为异味成分而注入有氨气IOOppm和醋酸气体20ppm的干燥器容器内(25°C )曝露24小时。将该试验片与I升大气一起封入容量3升的除臭试验用袋中，在40°C下放置2小时后，测量除臭试验用袋内的醋酸气体浓度。合格标准为氨气浓度低于40ppm且醋酸气体浓度低于lOppm，在表1中，对于各种气体浓度，将满足所述标准的情况以“ O ”表示，将不合格的情况以“ X ”表示。[0064]【表1】
[0065]
【权利要求】
1.一种热交换器用铝散热片材，其特征在于，具备由铝或铝合金构成的基板、形成于所述基板表面的化成处理皮膜、形成于所述化成处理皮膜上的厚度0.05?2 μ m的第一的亲水性树脂层、和形成于所述第一的亲水性树脂层上的厚度0.05?2 μ m的第二的亲水性树脂层， 所述第一的亲水性树脂层由从聚乙烯醇系树脂、丙烯酸系树脂、磺酸系树脂中选择的至少一种亲水性树脂构成， 所述第二的亲水性树脂层由含有聚乙烯醇系树脂和聚氧化乙烯系树脂的亲水性混合树脂、和担载有锌的钛氧化物微粒构成，所述钛氧化物微粒的附着量换算成TiO2则为.0.1 ?100mg/m2。
【文档编号】F28F19/02GK103673738SQ201210344879
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月17日 优先权日:2012年9月17日
【发明者】清水高宏, 馆山庆太 申请人:株式会社神户制钢所