铝制翅片材的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种长时间保持翅片材表面的亲水性的铝制翅片材。铝制翅片材(10A)在铝板(1)的表面按顺序具备亲水性皮膜层(2)和润滑性皮膜层(3)，亲水性皮膜层(2)包含含有如下的亲水性树脂的树脂，所述亲水性树脂为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；润滑性皮膜层(3)包含如下的树脂组合物，所述树脂组合物含有润滑性树脂和交联剂(6)，且交联剂(6)的固体成分比率为0.2～70质量％，所述润滑性树脂选自聚乙二醇、羧甲基纤维素和羧甲基纤维素的碱金属盐中的一种以上，所述交联剂(6)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。
【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构成的铝制翅片材，特别涉及适合用于空调机等的热交换器的热交换器用铝制翅片材。
【背景技术】
[0002]由于近年来的全球温暖化、资源价格急剧上涨问题等的显著化，空调机的高效率化、小型化等性能提高的要求日益提高。在反映出这样的要求的空调机的热交换器中广泛使用导热性、加工性、耐腐蚀性等优异的铝板(以下适宜包含铝合金板)。另外，为了使空调机的热交换器的体积减小，而形成翅片以狭窄间隔并排设置的构造。
[0003]但是，在空调机的运转时，若翅片表面的温度达到空气的露点以下，则在翅片表面凝结并附着结露水，因此热交换器的热交换功能降低，翅片变得容易堵塞。此时，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，进一步促进翅片变得容易堵塞。还有，若结露水的凝结进行而结露水变大，则由于在狭窄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问题。
[0004]为了解决所述结露水的问题，在专利文献I中公开了如下技术，为了抑制附着于翅片表面的结露水长时间滞留，从而诱发水合反应、腐蚀反应，使用羧甲基纤维素的盐和N-羟甲基丙烯酰胺为主要成分的表面处理剂。在专利文献2中公开了如下内容，为了对翅片材赋予耐腐蚀性和亲水性，有效的是使用聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮为主要成分的表面处理剂。在专利文献3中公开了具备由聚乙二醇、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中公开了被覆有含有羧基、羟基、磺酸基等的树脂的翅片材。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利第2520308号公报
[0008]专利文献2:日本专利第2574197号公报
[0009]专利文献3:日本专利第4164049号公报
[0010]专利文献4:日本专利第4456551号公报
[0011]专利文献5:日本特开2008-224204号公报
[0012]但是，在所述专利文献的发明中，若亲水性树脂皮膜与水接触，则亲水性均随着时间而降低，难以在长期保持翅片表面的亲水性。即，根据长期使用，附着于翅片的结露水容易成为半球状，其结果是变得容易堵塞翅片。由此，很难说热交换器的热交换功能被阻碍等问题得到了解决。
【发明内容】
[0013]发明所要解决的课题[0014]本发明是鉴于所述问题完成的，其课题在于提供翅片材表面的亲水性长期持续的铝制翅片材。
[0015]用于解决课题的方法
[0016]即，本发明的铝制翅片材的特征在于，其是在铝板或铝合金板的表面按顺序具备亲水性皮膜层和润滑性皮膜层的铝制翅片材，所述亲水性皮膜层包含具有亲水性树脂的树脂组合物，所述亲水性树脂为仅由具有羧基的单体构成的聚合物、包含具有羧基的单体的共聚物、或它们的混合物，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润滑性树脂和交联剂，且所述润滑性树脂和所述交联剂的合计固体成分中交联剂的固体成分所占的比率为0.2~70质量％，，所述润滑性树脂选自聚乙二醇、羧甲基纤维素和羧甲基纤维素的碱金属盐中的一种以上，所述交联剂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。
[0017]根据这样的构成，通过在亲水性皮膜层之上具备润滑性皮膜层，由此从上层固定亲水性皮膜层，所述润滑性皮膜层包含含有润滑性树脂和交联剂，且该交联剂的固体成分比率为规定范围的树脂组合物。其结果是将由于结露水等水分而容易溶出的亲水性皮膜层的亲水性树脂，通过润滑性皮膜层的交联剂与亲水性皮膜层牢固结合，因此亲水性皮膜层和润滑性皮膜层的密接性提高，耐久性提高。由此能够保持亲水性。另外，根据润滑性皮膜层的润滑性树脂，能够向翅片材赋予润滑性。
[0018]另外，铝制翅片材优选在所述铝板或所述铝合金板和所述亲水性皮膜层之间还具备耐腐蚀性皮膜层，所述耐腐蚀性皮膜层包含含有耐腐蚀性树脂的树脂组合物，所述耐腐蚀性树脂选自聚酯系树脂、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。
[0019]根据这样的构成，通过形成耐腐蚀性皮膜层而对翅片材赋予耐腐蚀性，并且亲水性皮膜层对铝板或铝合金板的密接性提高，能够进一步使亲水性持续。另外，通过形成疏水性的耐腐蚀性皮膜层，抑制水向铝板或铝合金板浸透。由此，能够抑制由于铝板或铝合金板的腐蚀而产生难闻的气味的情况的发生。
[0020]另外，铝制翅片材优选在所述铝板或所述铝合金板与所述亲水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。
[0021]根据这样的构成，通过具备化成处理皮膜层，翅片材的耐腐蚀性提高，并且亲水性皮膜层对于铝板或铝合金板的密接性也提高，保持亲水性并且能够耐受更长期的使用。
[0022]另外，铝制翅片材优选在所述化成处理皮膜层与所述亲水性皮膜层之间还具备耐腐蚀性皮膜层，所述耐腐蚀性皮膜层包含含有耐腐蚀性树脂的树脂组合物，所述耐腐蚀性树脂选自聚酯系树脂、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。
[0023]根据这样的构成，通过形成耐腐蚀性皮膜层，亲水性皮膜层对于化成处理皮膜层的密接性提高，能够使亲水性进一步持续。
[0024]发明效果
[0025]本发明的铝制翅片材能够得到长期保持翅片材表面的亲水性的效果。由此，在使用空调机时，热交换器的翅片难以被结露水堵塞，不会使热交换功能降低。另外，能够抑制在室内等居住环境使用空调机时，特别是冷气设备运转时，在翅片表面产生的结露水向室内(空调机外)飞散这一使用上的不良状况。还有，能够得到对热交换器的翅片进行加工时的冲压加工性提高的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本发明的实施方式的铝制翅片材的剖面的示意图。
[0027]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。
[0028]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。
[0029]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】
[0030]接着，适当参照图面，对本发明的铝制翅片材的实施方式进行详细说明。
[0031][第I实施方式]
[0032]<翅片材>
[0033]如图1所示，本发明的铝制翅片材(以下称为翅片材)IOA按顺序具备:铝板或铝合金板(以下称为铝板)1、形成于铝板I的表面的亲水性皮膜层2和润滑性皮膜层3。并且，润滑性皮膜层3包含含有润滑性树脂和交联剂6的树脂组合物，润滑性树脂和交联剂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?70质量％，亲水性皮膜层2包含含有具有羧基的聚合物等的树脂组合物。下面对各构成进行说明。
[0034](铝板)
[0035]本发明中使用的铝板I是由铝或铝合金构成的板材。作为这些铝或铝合金没有特别的限定，作为例子，由于导热性和加工性优异，优选使用Jis H4000中规定的合金品种1000系的铝，特别是合金编号1200的铝。优选铝板I的板厚是0.06?0.3mm的铝板。若铝板I的板厚小于0.06mm，难以确保作为翅片材10所必需的强度。另一方面，若板厚超过0.3mm，则作为翅片材IOA的加工性降低。
[0036](亲水性皮膜层)
[0037]亲水性皮膜层2是形成于铝板I的表面的层，使翅片材IOA的亲水性提高。亲水性皮膜层2包含如下:含有仅由具有羧基的单体构成的聚合物的树脂组合物(亲水性树脂组合物)，或包含含有具有羧基的单体的共聚物的树脂组合物，或含有所述聚合物和所述共聚物的混合物的树脂组合物。并且，所述聚合物和所述共聚物的种类只要包含至少具有羧基的单体，并没有限定。
[0038]作为与具有羧基的单体共聚的单体，可以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具有亲水性官能团的单体。
[0039]作为仅由具有羧基的单体构成的聚合物的例子，可以列举东亚合成制造“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，可以列举丙烯酸和含磺酸基的单体的共聚物的日本触媒制造“AQUALIC(注册商标)GL”等。另夕卜，作为所述亲水性树脂组合物的例子，可以列举所述JURYMER的单独组成、所述AQUALIC的单独组成、所述JURYMER或所述AQUALIC与KURARAY制造“KURARAY POVAL PVA105”的混合物、所述AQUALIC和作为后述的交联剂6之一的日本触媒制造“EP0CR0S (注册商标)WS700”的混合物等。还有，通过在亲水性皮膜层2中也添加后述的交联剂6，能够使翅片材IOA的未水性进一步提闻。
[0040]在亲水性皮膜层2中含有的单体的羧基，在形成后述的润滑性皮膜层3时，与润滑性皮膜层3中含有的交联剂6交联。由此，进一步提高润滑性皮膜层3和亲水性皮膜层2的密接性，能够使本发明的翅片材IOA的亲水性的耐久性提高。
[0041]亲水性皮膜层2的树脂组合物中，除所述聚合物、共聚物或它们的混合物以外，为了改善涂覆性、操作性或涂膜物性等，可以添加各种水系溶剂、涂料添加物。可以单独或多种组合添加例如水溶性有机溶剂、表面活性剂、表面调整剂、润湿分散剂、交联剂、抗沉降齐?、抗氧化剂、消泡剂、防锈剂、抗菌剂、防霉剂等各种溶剂、添加剂。
[0042]优选亲水性皮膜层2的膜厚为0.02~10g/m2。膜厚低于0.02g/m2时，翅片材IOA的亲水性容易降低。另一方面，膜厚超过10g/m2时，不能够确认亲水性进一步提高。另外，超过10g/m2而形成亲水性皮膜层2，在经济上也不优选。更优选亲水性皮膜层2的膜厚为0.08~2g/m2。根据这样的膜厚，不损害经济性，并且翅片材IOA的亲水性进一步提高。还有，亲水性皮膜层2的膜厚并非特别限定于该范围。
[0043](润滑性皮膜层)
[0044]润滑性皮膜层3是形成于亲水性皮膜层2的表面(与铝板I相反侧的表面)的层，使翅片材IOA的亲水性提高。另外，润滑性皮膜层3因构成皮膜层的润滑性树脂而摩擦系数降低，因此使热交换器的翅片制造时的冲压加工性提高。润滑性皮膜层3包含含有润滑性树脂和交联剂的树脂组合物(润滑性树脂组合物)。
[0045]作为润滑性树脂包含选自聚乙二醇(PEG)、羧甲基纤维素(CMC)和羧甲基纤维素的碱金属盐(CMC碱金属盐)中的一种以上。另外，润滑性树脂也可以单独使用聚乙二醇，也可以单独使用羧甲基纤维素，还可以单独使用羧甲基纤维素的碱金属盐，但优选将它们混合使用。例如，优选将聚乙二醇和羧甲基纤维素钠混合使用。由此，成膜性和润滑性(冲压成形性)变得更良好。优选聚乙二醇与羧甲基纤维素钠的质量比为聚乙二醇:羧甲基纤维素钠=5: 5~9:1左右。
[0046]另外，交联剂6包含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。可以列举作为水溶性环氧系交联剂的DIC制造“CR-5L”，作为水分散性碳化二亚胺系交联剂的日清纺化学制造“CARBODILITE (注册商标)E-02”，作为水溶性噁唑啉系交联剂的日本触媒制造“EP0CR0S (注册商标)WS700”，也可以将所述交联剂的2种、3种组合使用。通过使润滑性皮膜层3含有交联剂6，该交联剂6与作为衬底层的亲水性皮膜层2的亲水性树脂的结构中的羧基进行交联，使亲水性皮膜层2的密接性提高。其结果是有助于提高翅片材IOA的亲水性的耐久性。
[0047] 对于润滑性皮膜层3中的交联剂6的含量而言，润滑性树脂和交联剂6的合计固体成分中交联剂6的固体成分所占的比率为0.2~70质量％。交联剂6的固体成分比率小于0.2质量％时，交联剂6通过与下层的亲水性皮膜层2交联而提高翅片材IOA的亲水性的持续性的效果降低。另外，交联剂6的固体成分比率超过70质量％时，润滑性皮膜层3中的润滑性树脂的比率相对减少，翅片材IOA的摩擦系数变高而冲压加工性降低。交联剂6的固体成分比率优选为I~50质量％，更优选为I~20质量％。[0048]还有，即使润滑性皮膜层3形成于亲水性皮膜层2的表面，由于构成润滑性皮膜层3的润滑性树脂也具有亲水性，因此通过亲水性皮膜层2表现出的提高翅片材IOA的亲水性、长期保持亲水性等功能不会降低。另外，优选润滑性皮膜层3的膜厚为0.01?1.0g/m2。
[0049][第2实施方式]
[0050]如图2所示，翅片材IOB优选在铝板I和亲水性皮膜层2之间还具备包含含有耐腐蚀性树脂的树脂组合物(耐腐蚀性树脂组合物)的耐腐蚀性皮膜层5。
[0051](耐腐蚀性皮膜层)
[0052]耐腐蚀性皮膜层5使翅片材IOB的耐腐蚀性提高，并且使亲水性皮膜层2的密接性提高。另外，由于该耐腐蚀性皮膜层5为疏水性，因此能够抑制由于水浸透至铝板I使皮膜下腐蚀(铝板I的腐蚀)而产生难闻的气味。
[0053]构成耐腐蚀性皮膜层5的耐腐蚀性树脂包含选自聚酯系树脂、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。可以列举作为聚酯系树脂的东洋纺织制造“VYL0NAL(注册商标)MD-1200”，作为聚烯烃系树脂的三井化学制造“ CHEMIPEARL (注册商标)”和东邦化学工业制造“HIGH TECH (注册商标)S3148 ”，作为环氧系树脂的DIC制造“EPICL0N(注册商标)840”，作为丙烯酸系树脂的楠本化成制造“NE0CRYL(注册商标)A-614”，作为聚氨酯系树脂的楠本化成制造“NeoRez (注册商标)R-9660”，也可以将所述树脂的2种、3种组合使用。
[0054]耐腐蚀性皮膜层5的树脂组合物中，除所述耐腐蚀性树脂以外，为了改善涂覆性、操作性或皮膜(涂膜)物性等也可以添加各种水系溶剂、涂料添加物。可以单独或多种组合添加例如水溶性有机溶剂、表面活性剂、表面调整剂、润湿分散剂、抗沉降剂、抗氧化剂、消泡剂、防锈剂、抗菌剂、防霉剂等各种溶剂、添加剂。
[0055]优选耐腐蚀性皮膜层5的厚度(皮膜量)为0.01?8.0g/m2。若耐腐蚀性皮膜层5的厚度小于0.01g/m2，则不能够确保翅片材IOB的耐腐蚀性和与亲水性皮膜层2的密接性。另一方面，若耐腐蚀性皮膜层5的厚度超过8.0g/m2,则耐腐蚀性皮膜层5成为绝热层，使热交换的效率变差。更优选耐腐蚀性皮膜层5的厚度为0.03?5.0g/m2。
[0056][第3实施方式]
[0057]如图3所示，翅片材10C优选在铝板I和亲水性皮膜层2之间具备化成处理皮膜层4。
[0058](化成处理皮膜层)
[0059]通过存在化成处理皮膜层4，翅片材10C的耐腐蚀性提高，并且亲水性皮膜层2对于铝板I的密接性进一步提高。因此，能够提高热交换器的耐久性。并且，化成处理皮膜层4是通过在形成亲水性皮膜层2之前对铝板I的表面进行化成处理而形成的。
[0060]化成处理皮膜层4优选通过实施磷酸铬酸盐处理或涂布型锆处理等无机氧化物处理，或者基于有机-无机复合化合物处理等已知的化成处理而形成。优选化成处理皮膜层4的附着量按Cr换算计为I?100mg/m2。
[0061][第4实施方式]
[0062]如图4所示，翅片材10D也可以在化成处理皮膜层4和亲水性皮膜层2之间具备所述耐腐蚀性皮膜层5。由此，提高翅片材10D的耐腐蚀性，并且使化成处理皮膜层4和亲水性皮膜层2的密接性提高。
[0063]本发明的翅片材不限定于仅在铝板I的一面具备亲水性皮膜层2、润滑性皮膜层3等的构成(参照图1~4)，也可以是在铝板I的两面具备亲水性皮膜2、润滑性皮膜层3等的构成(未图示)。
[0064]〈翅片材的制造方法〉
[0065]作为翅片材的制造方法，依据图1~图4中示出的层构成，例如，对铝板I或在表面形成有化成处理皮膜层4的铝板1，通过使用刮棒涂布机或辊涂机装置等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，形成耐腐蚀性皮膜层5和亲水性皮膜层2。并且同样地，使用润滑性树脂组合物在亲水性皮膜层2的表面形成润滑性皮膜层3。使用刮棒涂布机或辊涂机装置的任意一种均可以制作具有同样性能的翅片材，但从生产性的观点出发，优选对卷状的铝板I等适用辊涂机装置等，连续地进行脱脂、涂覆、加热和卷绕等。需要说明的是，翅片材的制造方法并不限定于这些方法。
[0066]以上，对于在图1~图4中示出的翅片材IOA~IOD而言，亲水性皮膜层2对于水的接触角，或者以在亲水性皮膜层2之上形成有润滑性皮膜层3的状态对于水的接触角小，在初期状态下为10°以下，实施了后述的亲水性循环试验后为40°以下。使用现有的耐腐蚀性皮膜层的情况下，存在若与水接触则接触角逐渐增大(亲水性降低)的倾向，在长期使用后，形成于其表面的亲水性皮膜层所发挥的亲水性容易降低。相对于此，在本发明的翅片材IOA~IOD中，通过润滑性 皮膜层3含有交联剂6，与作为衬底层的亲水性皮膜层2中的亲水性树脂进行交联，亲水性皮膜层2的密接性提高。因此，亲水性皮膜层2变得难以流失，其结果是能够经过长期(例如数年)保持优异的亲水性。
[0067]实施例
[0068]下面，对确认本发明的效果的实施例进行说明。需要说明的是，本发明并不限定于该实施例。
[0069](供试材的制作方法)
[0070]首先，通过以下的方法制作翅片材。
[0071]通过现有已知的制造方法，制造由纯铝系的A1200(JIS H4000)构成的铝板(板厚0.1Omm)。接着，将铝板浸溃于碱性试剂(日本涂料社制造“SURFCLEANER (注册商标)360”)，由此进行5秒钟的脱脂。另外，浸溃于磷酸铬酸盐液而在铝板表面形成磷酸铬酸盐的皮膜(以Cr换算计为30mg/m2)。并且，用刮棒涂布机对该实施了磷酸铬酸盐处理的铝板涂布在表1中不出的耐腐蚀性涂料并供烤后，用刮棒涂布机涂布在表2中不出的未水性涂料并供烤。接着，在亲水性皮膜层的表面，用刮棒涂布机涂布在表3中示出的润滑性涂料并烘烤。
[0072]【表1】
[0073]
【权利要求】
1.一种铝制翅片材，其特征在于，所述铝制翅片材在铝板或铝合金板的表面按顺序具备亲水性皮膜层和润滑性皮膜层， 所述亲水性皮膜层包含含有亲水性树脂的树脂组合物，所述亲水性树脂为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； 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润滑性树脂和交联剂，且所述润滑性树脂和所述交联剂的合计固体成分中交联剂的固体成分所占的比率为0.2~70质量％，所述润滑性树脂选自聚乙二醇、羧甲基纤维素和羧甲基纤维素的碱金属盐中的一种以上，所述交联剂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。
2.根据权利要求1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亲水性皮膜层之间还具备耐腐蚀性皮膜层，所述耐腐蚀性皮膜层包含含有耐腐蚀性树脂的树脂组合物，所述耐腐蚀性树脂选自聚酯系树脂、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。
3.根据权利要求1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和与所述亲水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。
4.根据权利要求3所述的铝制翅片材，其特征在于，在所述化成处理皮膜层和所述亲水性皮膜层之间还具备耐腐蚀性皮膜层，所述耐腐蚀性皮膜层包含含有耐腐蚀性树脂的树脂组合物，所述耐腐蚀性树脂选自聚酯系树脂、聚烯烃系树脂、环氧系树脂、丙烯酸系树脂和聚氣酷系树脂中的一 种以上。
【文档编号】C10N40/00GK104024784SQ201380004491
【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28日
【发明者】馆山庆太, 太田阳介 申请人:株式会社神户制钢所