JP7601731B2 - Aluminum fin material - Google Patents
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Description
本発明は、アルミニウム製フィン材に関し、特に、空調機等の熱交換器に好適に用いられるアルミニウム製フィン材に関する。 The present invention relates to aluminum fin materials, and in particular to aluminum fin materials suitable for use in heat exchangers such as air conditioners.
熱交換器は、ルームエアコン、パッケージエアコン、冷凍ショーケース、冷蔵庫、オイルクーラ、ラジエータなどの様々な分野の製品に用いられている。熱交換器のフィンの材料としては、熱伝導性、加工性、耐食性などに優れるアルミニウムやアルミニウム合金が一般的である。プレートフィン式やプレートアンドチューブ式の熱交換器は、フィン材が狭い間隔で並列した構造を有している。 Heat exchangers are used in a variety of products, including room air conditioners, packaged air conditioners, freezer showcases, refrigerators, oil coolers, and radiators. Aluminum and aluminum alloys, which have excellent thermal conductivity, workability, and corrosion resistance, are commonly used as materials for heat exchanger fins. Plate fin and plate-and-tube heat exchangers have a structure in which the fin material is arranged in parallel with narrow intervals.
熱交換器のフィン材は、表面温度が露点以下になると結露水が付着した状態になる。フィン材の表面の親水性が低い場合には、付着した結露水の接触角が大きくなるため、水飛びと呼ばれる生活環境中における飛散が生ずる。また、かかる結露水が合わさって大きくなると、隣接するフィン材間にブリッジを形成し、フィン材間の通風路を閉塞し、通風抵抗が増大する。
このような水飛びの防止や通風抵抗の低減を目的として、例えば特許文献１には、フィン材の表面に親水性皮膜を塗布、形成する技術が提案されている。
When the surface temperature of the fin material of a heat exchanger falls below the dew point, condensed water adheres to it. If the surface of the fin material is not hydrophilic, the contact angle of the condensed water increases, causing it to splash around in the living environment, a phenomenon known as water splashing. When the condensed water combines and grows large, it forms a bridge between adjacent fin materials, blocking the ventilation passage between the fin materials and increasing ventilation resistance.
For the purpose of preventing such water splashing and reducing ventilation resistance, for example,
一方で、空調機を暖房運転した場合等には、熱交換器の表面温度が氷点以下となり、フィン材の表面に付着した結露水は霜や氷となり、着氷霜状態となる。親水性を高め過ぎると、上記着氷霜がかえって生じやすくなる。着氷霜により、フィン材間が閉塞されると熱交換器の熱交換効率が大幅に低下するため、除霜運転等が必要となる。 On the other hand, when the air conditioner is operated in heating mode, the surface temperature of the heat exchanger drops below the freezing point, and the condensed water on the surface of the fin material turns into frost or ice, resulting in frost formation. If the hydrophilicity is made too high, the frost formation described above is more likely to occur. If the fin material becomes clogged with frost formation, the heat exchange efficiency of the heat exchanger will decrease significantly, making defrosting operation necessary.
そこでフィン材への着氷霜を抑制するための技術が種々検討されている。例えば特許文献２では、空気側伝熱面表面に臨界表面張力が２０ｄｙｎ／ｃｍ以下のフルオロアルコキシシランを化学吸着させて、最表面にＣＦ３基を配向させた構造を有する被膜を形成することで、高い撥水性を付与し、着霜現象を起こり難くすることが開示されている。また、特許文献３には、表面に撥水性皮膜を形成すると共に、その表面平均粗さＲａを２０μｍ以上とすることで、水滴（雪、氷）の面積を小さくし、その付着力を減少させることが開示されている。
Therefore, various techniques for suppressing frost formation on fin materials have been studied. For example,
しかしながら、上記では、経時変化に伴う撥水性の劣化や、表面平均粗さＲａを大きくした場合の撥水性皮膜の強度低下による耐久性の低下が懸念される。
そこで、特許文献４では、伝熱部として第一層と第一層よりも空気側に位置する第二層を有し、上記第二層が複数のポリマー鎖を有するポリマー層から構成され、隣り合うポリマー鎖における主鎖の第一層側の根本が、金属酸化物のネットワーク構造を有して相互に結合されている熱交換器が開示されている。これによれば、第二層のポリマー鎖を第一層に対して垂直方向に高密度に結合させることができるので、伝熱部の表面の親水性を確実に向上でき、伝熱部の表面で凝縮水が発生した場合においても、霜が成長することを十分に遅延させることができるとされている。
However, there are concerns that the water repellency may deteriorate over time, and that the durability may decrease due to a decrease in the strength of the water repellent coating when the average surface roughness Ra is increased.
Therefore, Patent Document 4 discloses a heat exchanger having a first layer and a second layer located closer to the air than the first layer as a heat transfer part, the second layer being composed of a polymer layer having a plurality of polymer chains, and the roots of the main chains of adjacent polymer chains on the first layer side being bonded to each other with a metal oxide network structure. According to this, the polymer chains of the second layer can be bonded at high density in the direction perpendicular to the first layer, so that the hydrophilicity of the surface of the heat transfer part can be reliably improved, and even if condensed water occurs on the surface of the heat transfer part, the growth of frost can be sufficiently delayed.
しかしながら、特許文献４における熱交換器について、具体的な着氷霜抑制に関する検討はなされていない。また、親水性が向上すれば着氷霜の抑制も向上するとは必ずしも言えず、着氷霜の抑制に関して別途試験することが必要である。 However, no specific consideration has been given to the suppression of frost formation for the heat exchanger in Patent Document 4. In addition, it cannot necessarily be said that improved hydrophilicity will improve the suppression of frost formation, and separate testing is required to suppress frost formation.
これに対し、着氷霜抑制皮膜層について本発明者らが鋭意検討したところ、両性ポリアクリルアミド系樹脂を用いることで、着氷霜の抑制効果に優れることが分かった。そしてさらに検討を進めた結果、工業的な観点から重要とされるフィン材の加工性に相当する潤滑性と、着氷霜抑制性との両立が難しいことが示唆された。 In response to this, the inventors conducted extensive research into the anti-icing/frosting coating layer and found that the use of amphoteric polyacrylamide resins provides excellent anti-icing/frosting effects. Further research suggested that it is difficult to achieve both lubricity, which corresponds to the workability of fin materials and is important from an industrial perspective, and anti-icing/frosting properties.
そこで本発明では、着氷霜の抑制効果に優れ、かつ、潤滑性にも優れた着氷霜抑制皮膜層を有するアルミニウム製フィン材の提供を目的とする。 The present invention aims to provide an aluminum fin material that has an anti-frost coating layer that is highly effective at suppressing frost formation and also has excellent lubricity.
本発明は、以下の［１］～［３］に係るものである。
［１］ アルミニウム板と前記アルミニウム板の表面上に形成された皮膜層とを有し、前記皮膜層が、両性ポリアクリルアミド系樹脂及びポリエチレングリコールを含む着氷霜抑制皮膜層を備える、アルミニウム製フィン材。
［２］ 前記アルミニウム板と前記皮膜層との間に下地処理層をさらに備える、前記［１］に記載のアルミニウム製フィン材。
［３］ 前記皮膜層が前記アルミニウム板の両表面上に形成された、前記［１］又は［２］に記載のアルミニウム製フィン材。
The present invention relates to the following [1] to [3].
[1] An aluminum fin material having an aluminum plate and a coating layer formed on a surface of the aluminum plate, the coating layer comprising an anti-frost coating layer containing an amphoteric polyacrylamide resin and polyethylene glycol.
[2] The aluminum fin material described in [1], further comprising a base treatment layer between the aluminum plate and the coating layer.
[3] The aluminum fin material according to [1] or [2], wherein the coating layer is formed on both surfaces of the aluminum plate.
本発明によれば、フィン材表面に付着した結露水と着氷霜抑制皮膜層との相互作用により、氷核形成を抑制できる。その結果、結露水の凍結が遅延し、表面における着氷霜が好適に抑制される。この着氷霜抑制性と良好な潤滑性とは、互いに効果を阻害することなく両立できる。そのため、工業化にも有利で、かつ着氷霜が抑制されたアルミニウム製フィン材を提供できる。 According to the present invention, the interaction between the condensed water adhering to the fin material surface and the frost-preventing coating layer can suppress ice nucleation. As a result, the freezing of the condensed water is delayed, and frost formation on the surface is effectively suppressed. This frost-prevention property and good lubricity can be achieved without interfering with each other's effects. Therefore, it is possible to provide an aluminum fin material that is advantageous for industrialization and suppresses frost formation.
以下、本発明に係るアルミニウム製フィン材を実施するための形態について、詳細に説明する。なお数値範囲を示す「～」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。 The following is a detailed description of an embodiment of the aluminum fin material according to the present invention. Note that the use of "to" to indicate a range of values means that the values before and after the range are included as the lower and upper limits.
＜アルミニウム製フィン材＞
本実施形態に係るアルミニウム製フィン材１０（以下、単に「フィン材」と称することがある。）は、図１に示すように、アルミニウム板１と、アルミニウム板１の表面に形成された皮膜層２とを有する。また、皮膜層２は、両性ポリアクリルアミド系樹脂及びポリエチレングリコールを含む着氷霜抑制皮膜層２ａを備える。
<Aluminum fin material>
As shown in Fig. 1, the aluminum fin material 10 (hereinafter, sometimes simply referred to as "fin material") according to this embodiment has an
皮膜層２は、耐食性皮膜層及び親水性皮膜層の少なくとも一方の皮膜層をさらに備えていてもよい。その際の着氷霜抑制皮膜層２ａの位置は特に限定されないが、得られる着氷霜抑制性及び潤滑性をより好適に発現する観点から、着氷霜抑制皮膜層２ａが最外層となることが好ましく、図２に示すように、アルミニウム板１側から順に、耐食性皮膜層２ｂ、親水性皮膜層２ｃ及び着氷霜抑制皮膜層２ａの順で備えることがより好ましい。
The
また、図２では、潤滑性皮膜層が図示されていないが、これは、着氷霜抑制皮膜層が良好な潤滑性も実現できることから、別途潤滑性皮膜層を備える必要がないためである。 In addition, the lubricating coating layer is not shown in Figure 2 because the frost-prevention coating layer also provides good lubricity, making it unnecessary to provide a separate lubricating coating layer.
また、着氷霜抑制皮膜層２ａが親水性皮膜層２ｃの役割を兼ねてもよい。詳細は後述するが、例えば、着氷霜抑制皮膜層２ａにおけるポリエチレングリコールの含有量を調整したり、他の添加成分をさらに含むこと等により、親水性の効果がより好適に得られ、親水性皮膜層の機能も兼ね備えた着氷霜抑制皮膜層とできる。
In addition, the ice/frost-suppressing
アルミニウム板１と皮膜層２との間には、下地処理層をさらに備えていてもよい。
また、アルミニウム板１の少なくとも一方の表面上に上記皮膜層が形成されていればよいが、実際には、アルミニウム板１の両表面上に上記皮膜層が形成されていることが好ましい。また、アルミニウム板１の両表面上に上記皮膜層が形成されている場合、それら皮膜層は同じ態様である必要はない。
A base treatment layer may further be provided between the
Furthermore, it is sufficient that the coating layer is formed on at least one surface of the
（着氷霜抑制皮膜層）
着氷霜抑制皮膜層２ａは、両性ポリアクリルアミド系樹脂及びポリエチレングリコールを含む。両性ポリアクリルアミド系樹脂とは、カチオン性基とアニオン性基とを有する両性高分子である。両性ポリアクリルアミド系樹脂は、１種のみを用いても、２種以上を用いてもよい。
(Ice and frost prevention coating layer)
The frost-suppressing
両性ポリアクリルアミド系樹脂は、分子中に正の電荷を帯びるカチオン性基と、負の電荷を帯びるアニオン性基とから構成される。 Amphoteric polyacrylamide resins are composed of cationic groups that carry a positive charge in the molecule and anionic groups that carry a negative charge.
両性ポリアクリルアミド系樹脂のカチオン性基における極性基部分は、－ＮＲ３ ＋で表され、１級アミノ基、２級アミノ基、３級アミノ基、又は４級アンモニウム塩類の構造を挙げることができる。なお、Ｒは水素原子、炭素数１～５の直鎖状又は分岐状のアルキル基、塩等が挙げられる。 The polar group portion of the cationic group of the amphoteric polyacrylamide resin is represented by -NR 3 +, and examples of the structure include a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, and a quaternary ammonium salt, where R is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a salt, etc.
両性ポリアクリルアミド系樹脂のアニオン性基における極性基部分は、不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、不飽和トリカルボン酸、不飽和テトラカルボン酸、不飽和スルホン酸、不飽和ホスホン酸およびそれらの塩類等が挙げられる。 The polar group portion of the anionic group of the amphoteric polyacrylamide resin includes unsaturated monocarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acids, unsaturated tricarboxylic acids, unsaturated tetracarboxylic acids, unsaturated sulfonic acids, unsaturated phosphonic acids, and salts thereof.
両性ポリアクリルアミド系樹脂の製法は特に限定されず、従来公知の方法を適用できる。例えば、アクリルアミドと、カチオン性基を有するカチオン性モノマーとアニオン性基を有するアニオン性モノマーとの重合反応により得ることができる。また、必要に応じてその他のモノマーを添加してもよい。
これら重合反応は、例えば開始剤の添加により開始でき、必要により連鎖移動剤等を添加してもよい。また、両性ポリアクリルアミド系樹脂は市販のものを用いてもよい。
The method for producing the amphoteric polyacrylamide resin is not particularly limited, and a conventionally known method can be applied. For example, it can be obtained by a polymerization reaction of acrylamide with a cationic monomer having a cationic group and an anionic monomer having an anionic group. In addition, other monomers may be added as necessary.
These polymerization reactions can be initiated, for example, by the addition of an initiator, and if necessary, a chain transfer agent, etc. may be added. Furthermore, the amphoteric polyacrylamide resin may be a commercially available product.
着氷霜抑制皮膜層は、両性ポリアクリルアミド系樹脂に加えて、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含有しているため、加工性に寄与する潤滑性が良好となる。なお、本明細書におけるポリエチレングリコールには、その変性化合物である変性ポリエチレングリコールも含まれる。変性ポリエチレングリコールとは、例えばウレタン結合の導入や、グリシジルエーテルなどによる末端基の置換により得られる、１種以上の官能基を構造中に有するポリエチレングリコールである。中でも、親水性向上の点から、官能基を有さないポリエチレングリコールが好ましい。
ポリエチレングリコールは、１種のみを用いても、２種以上を用いてもよい。
The anti-frost coating layer contains polyethylene glycol (PEG) in addition to the amphoteric polyacrylamide resin, and therefore has good lubricity, which contributes to processability. In this specification, the polyethylene glycol also includes modified polyethylene glycol, which is a modified compound of the polyethylene glycol. Modified polyethylene glycol is polyethylene glycol having one or more functional groups in its structure, which is obtained by, for example, introducing a urethane bond or substituting a terminal group with a glycidyl ether. Among them, polyethylene glycol having no functional group is preferable from the viewpoint of improving hydrophilicity.
The polyethylene glycol may be used alone or in combination of two or more kinds.
着氷霜抑制皮膜層は、ポリエチレングリコールを含有しているため、親水性も高めることができる。すなわち、着氷霜抑制性、潤滑性及び親水性のいずれも良好なものとする点から、両性ポリアクリルアミド系樹脂１００質量部に対するポリエチレングリコールの含有量は１質量部以上が好ましく、５質量部以上がより好ましく、１０質量部以上がさらに好ましい。また、ポリエチレングリコールの含有量の上限は、１００質量部以下が好ましく、４０質量部以下がより好ましく、２５質量部以下がさらに好ましい。
着氷霜抑制皮膜層が十分な親水性を有する場合には、親水性皮膜層の役割を兼ねることもできるため、必ずしも、別途親水性皮膜層を設ける必要はない。
The anti-frost coating layer contains polyethylene glycol, so that it can also enhance hydrophilicity. That is, in order to obtain good anti-frost properties, lubricity, and hydrophilicity, the content of polyethylene glycol per 100 parts by mass of amphoteric polyacrylamide resin is preferably 1 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and even more preferably 10 parts by mass or more. The upper limit of the content of polyethylene glycol is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, and even more preferably 25 parts by mass or less.
When the icing/frost suppression coating layer has sufficient hydrophilicity, it can also function as the hydrophilic coating layer, so that it is not necessarily necessary to provide a separate hydrophilic coating layer.
着氷霜抑制皮膜層は、本発明の効果を損なわない範囲において、他の任意成分を含んでいてもよい。他の任意成分として、例えば架橋剤が挙げられる。架橋剤をさらに含有することにより、親水性をより高めることができる。
架橋剤は従来公知のものを使用できるが、例えば、オキサゾリン基、オキシラニル基（１，２－エポキシ構造）、オキセタニル基（１，３－エポキシ構造）、イソシアネート基、ブロックされたイソシアネート基等を含む架橋剤が挙げられる。中でも、オキサゾリン基、オキシラニル基がより好ましい。
The anti-frost coating layer may contain other optional components as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the optional components include a crosslinking agent. By further containing a crosslinking agent, hydrophilicity can be further increased.
Any known crosslinking agent can be used, and examples of such crosslinking agents include crosslinkers containing an oxazoline group, an oxiranyl group (1,2-epoxy structure), an oxetanyl group (1,3-epoxy structure), an isocyanate group, a blocked isocyanate group, etc. Among these, an oxazoline group or an oxiranyl group is more preferred.
着氷霜抑制皮膜層は、他の任意成分として、例えば界面活性剤をさらに含有することも、親水性をより高める点から好ましい。界面活性剤を含有することにより、加工性と親水性とをより好ましく両立できる。これは、界面活性剤の表出作用によるものだと考えられる。 It is also preferable for the anti-frost coating layer to further contain, as an optional component, a surfactant, for example, in order to further enhance hydrophilicity. By containing a surfactant, both processability and hydrophilicity can be more favorably achieved. This is thought to be due to the exposing action of the surfactant.
界面活性剤はアニオン型、カチオン型、ノニオン型のいずれも適用可能であるが、着氷霜抑制皮膜層中での分散のしやすさの観点からノニオン型界面活性剤が好ましい。 Any of anionic, cationic, or nonionic surfactants can be used, but nonionic surfactants are preferred from the viewpoint of ease of dispersion in the anti-frost coating layer.
アニオン型界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー等が挙げられる。 Examples of anionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, polyoxyethylene alkyl sulfosuccinates, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers, etc.
ノニオン型界面活性剤としては、例えばエチレンジアミンポリオキシプロピレン－ポリオキシエチレン縮合物、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート等が挙げられる。 Examples of nonionic surfactants include ethylenediamine polyoxypropylene-polyoxyethylene condensates, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene polyoxypropylene block polymers, polyoxyethylene sorbitan monostearate, etc.
着氷霜抑制皮膜層は、他の任意成分として、例えば無機系材料をさらに含有することも、親水性をより高める点から好ましい。無機系材料は、ケイ素を含む化合物、チタンを含む化合物、例えばコロイダルシリカ、ケイ酸ナトリウム、シリコーンオリゴマー、シランカップリング剤、チタンアルコキシド、酸化チタン等が挙げられる。 The frost-preventing coating layer may preferably further contain, as an optional component, an inorganic material, for example, in order to further enhance hydrophilicity. Examples of inorganic materials include compounds containing silicon and compounds containing titanium, such as colloidal silica, sodium silicate, silicone oligomers, silane coupling agents, titanium alkoxides, and titanium oxide.
着氷霜抑制皮膜層は、両性ポリアクリルアミド系樹脂及びポリエチレングリコールを含有する塗料組成物を、着氷霜抑制皮膜層を形成するアルミニウム板又は層の上に、塗布、乾燥し、焼き付ける等により固化することで形成できる。
着氷霜抑制皮膜層における両性ポリアクリルアミド系樹脂の含有量は、固形分構成比で、５０質量％以上が好ましく、７０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上がさらに好ましい。また、両性ポリアクリルアミド系樹脂の含有量は、９９質量％以下が好ましく、９５質量％以下がより好ましく、９０質量％以下がさらに好ましい。
The icing/frost-suppressing coating layer can be formed by applying a paint composition containing an amphoteric polyacrylamide resin and polyethylene glycol onto an aluminum plate or layer on which the icing/frost-suppressing coating layer is to be formed, drying the composition, and solidifying the composition by baking or the like.
The content of the amphoteric polyacrylamide resin in the frost-suppressing coating layer is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 80% by mass or more, in terms of solid content ratio, and is preferably 99% by mass or less, more preferably 95% by mass or less, and even more preferably 90% by mass or less.
着氷霜抑制皮膜層におけるポリエチレングリコールの含有量は、固形分構成比で、１質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましく、１０質量％以上がさらに好ましい。また、ポリエチレングリコールの含有量は、５０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましく、２０質量％以下がさらに好ましい。 The content of polyethylene glycol in the frost-preventing coating layer is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and even more preferably 10% by mass or more, in terms of solid content ratio. The content of polyethylene glycol is preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or less.
着氷霜抑制皮膜層が架橋剤を含有する場合、両性ポリアクリルアミド系樹脂１００質量部に対する架橋剤の含有量は、固形分構成比で１質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましく、また、２０質量部以下が好ましく、１０質量部以下がより好ましい。 When the anti-frost coating layer contains a crosslinking agent, the content of the crosslinking agent per 100 parts by mass of amphoteric polyacrylamide resin is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, and is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, in terms of solid content composition ratio.
着氷霜抑制皮膜層が界面活性剤を含有する場合、両性ポリアクリルアミド系樹脂１００質量部に対する界面活性剤の含有量は、固形分構成比で０．１質量部以上が好ましく、０．５質量部以上がより好ましく、また、２質量部以下が好ましく、１．５質量部以下がより好ましい。 When the anti-frost coating layer contains a surfactant, the content of the surfactant per 100 parts by mass of amphoteric polyacrylamide resin is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, and is preferably 2 parts by mass or less, more preferably 1.5 parts by mass or less, in terms of solid content composition ratio.
着氷霜抑制皮膜層が無機系材料を含有する場合、両性ポリアクリルアミド系樹脂１００質量部に対する無機系材料の含有量は、固形分構成比で１質量部以上が好ましく、５質量部以上がより好ましく、また、３５質量部以下が好ましく、３０質量部以下がより好ましい。 When the anti-frost coating layer contains an inorganic material, the content of the inorganic material per 100 parts by mass of amphoteric polyacrylamide resin is preferably 1 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and is preferably 35 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, in terms of solid content composition ratio.
着氷霜抑制皮膜層の皮膜量は、十分な着氷霜抑制効果及び潤滑性を得る観点から、０．１ｍｇ／ｄｍ２以上が好ましく、０．５ｍｇ／ｄｍ２以上がより好ましく、１ｍｇ／ｄｍ２以上がさらに好ましい。また、上限は特に限定されないが、着氷霜抑制皮膜層の皮膜量は５０ｍｇ／ｄｍ２以下が好ましく、３０ｍｇ／ｄｍ２以下がより好ましい。 From the viewpoint of obtaining a sufficient icing/frost suppression effect and lubricity, the coating amount of the icing/frost suppression coating layer is preferably 0.1 mg/dm2 or more , more preferably 0.5 mg/dm2 or more , and even more preferably 1 mg/dm2 or more . Although there is no particular upper limit, the coating amount of the icing/frost suppression coating layer is preferably 50 mg/dm2 or less , and more preferably 30 mg/dm2 or less .
着氷霜抑制皮膜層は、本発明の効果を損なわない範囲で、他の任意成分を含有させてもよい。他の任意成分としては、例えば塗装性、作業性、皮膜層の物性などを改善するための各種の水系溶媒や塗料添加物等が挙げられる。
塗料添加物としては、例えば、水溶性有機溶剤、表面調整剤、湿潤分散剤、沈降防止剤、酸化防止剤、消泡剤、防錆剤、抗菌剤、防カビ剤等が挙げられる。これらの塗料添加物は、１種が含まれていても、２種以上が含まれていてもよい。
The anti-frost coating layer may contain other optional components within the scope of the present invention, such as various water-based solvents and paint additives for improving the paintability, workability, and physical properties of the coating layer.
Examples of paint additives include water-soluble organic solvents, surface conditioners, wetting and dispersing agents, anti-settling agents, antioxidants, defoamers, rust inhibitors, antibacterial agents, anti-fungal agents, etc. These paint additives may be contained alone or in combination of two or more.
着氷霜抑制皮膜層の厚さは特に限定されないが、着氷霜抑制皮膜層の密度を１ｇ／ｃｍ３と仮定すると、良好な着氷霜抑制性及び潤滑性を得る点から厚さは０．０１μｍ以上が好ましく、０．０５μｍ以上がより好ましく、０．１μｍ以上がさらに好ましい。また、上限は特に限定されないが、５μｍ以下が好ましく、３μｍ以下がより好ましい。
着氷霜抑制皮膜層の厚みは、着氷霜抑制皮膜層の形成に用いる塗料組成物の濃度やバーコーターＮｏ．の選択などによって調整することができる。
The thickness of the anti-icing/frosting coating layer is not particularly limited, but assuming that the density of the anti-icing/frosting coating layer is 1 g/cm 3 , the thickness is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.05 μm or more, and even more preferably 0.1 μm or more in terms of obtaining good anti-icing/frosting properties and lubricity. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 5 μm or less, and more preferably 3 μm or less.
The thickness of the anti-icing/frosting coating layer can be adjusted by the concentration of the coating composition used to form the anti-icing/frosting coating layer, the selection of the bar coater number, and the like.
（アルミニウム板）
アルミニウム板は、アルミニウムからなる板と、アルミニウム合金からなる板とを含む概念であり、アルミニウム製フィン材に従来用いられているアルミニウム板を用いることができる。
アルミニウム板としては、熱伝導性及び加工性に優れることから、ＪＩＳ Ｈ ４０００：２０１４に規定されている１０００系のアルミニウムが好ましい。より具体的には、アルミニウム板として合金番号１０５０、１０７０、１２００のアルミニウムがより好ましい。但し上記記載は、アルミニウム板として、２０００系ないし９０００系のアルミニウム合金や、その他のアルミニウム板を用いることを何ら排除するものではない。
(Aluminum plate)
The aluminum plate is a concept that includes a plate made of aluminum and a plate made of an aluminum alloy, and an aluminum plate that has been conventionally used for aluminum fin materials can be used.
As the aluminum plate, 1000 series aluminum as specified in JIS H 4000: 2014 is preferable because of its excellent thermal conductivity and workability. More specifically, aluminum having alloy numbers 1050, 1070, and 1200 is more preferable as the aluminum plate. However, the above description does not exclude the use of 2000 series to 9000 series aluminum alloys or other aluminum plates as the aluminum plate.
アルミニウム板は、フィン材の用途や仕様などに応じて適宜所望する厚さとする。熱交換器用のフィン材については、フィンの強度等の点から、厚さは０．０８ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。一方、フィンへの加工性や熱交換効率等の点から、厚さは０．３ｍｍ以下が好ましく、０．２ｍｍ以下がより好ましい。 The aluminum plate is of a desired thickness depending on the application and specifications of the fin material. For fin materials for heat exchangers, the thickness is preferably 0.08 mm or more, and more preferably 0.1 mm or more, from the standpoint of fin strength, etc. On the other hand, the thickness is preferably 0.3 mm or less, and more preferably 0.2 mm or less, from the standpoint of workability into fins and heat exchange efficiency, etc.
（耐食性皮膜層）
耐食性皮膜層は、主として、アルミニウム板の耐食性を高めるために、アルミニウム板の上に形成してもよく、疎水性樹脂を含有することが好ましい。
アルミニウム板の表面に下地処理層が形成されている場合には、耐食性皮膜層は下地処理層の上に形成される。また、着氷霜抑制皮膜層は最外層となることが好ましいことを鑑みると、アルミニウム板又は下地処理層の上に耐食性皮膜層が形成されることが好ましい。
耐食性皮膜層は、例えば疎水性樹脂を含有する塗料組成物をアルミニウム板上又は層上に塗布、乾燥し、焼き付けること等により形成できる。
(Corrosion-resistant coating layer)
The corrosion-resistant coating layer may be formed on the aluminum plate mainly for the purpose of enhancing the corrosion resistance of the aluminum plate, and preferably contains a hydrophobic resin.
In the case where a base treatment layer is formed on the surface of the aluminum plate, the corrosion-resistant coating layer is formed on the base treatment layer. In addition, considering that the anti-icing/frosting coating layer is preferably the outermost layer, it is preferable that the corrosion-resistant coating layer is formed on the aluminum plate or the base treatment layer.
The corrosion-resistant coating layer can be formed, for example, by applying a coating composition containing a hydrophobic resin onto an aluminum plate or layer, drying and baking the coating.
耐食性皮膜層によって、結露水などの水分、酸素、塩化物イオンをはじめとするイオン種などがアルミニウム板に浸入し難くなり、アルミニウム板の腐食や臭気を発生するアルミ酸化物の生成などが抑制される。 The corrosion-resistant coating layer makes it difficult for moisture such as condensation water, oxygen, chloride ions and other ionic species to penetrate the aluminum plate, suppressing corrosion of the aluminum plate and the formation of odor-causing aluminum oxides.
耐食性皮膜層における疎水性樹脂は、従来公知の物を用いることができる。例えば、ポリエステル系、ポリオレフィン系、メラミン系、エポキシ系、ウレタン系、アクリル系の各種樹脂が挙げられ、これらの１種または２種以上を混合したものを適用できる。 The hydrophobic resin in the corrosion-resistant coating layer can be any known resin. Examples include polyester, polyolefin, melamine, epoxy, urethane, and acrylic resins, and one or a mixture of two or more of these resins can be used.
耐食性皮膜層には、上記の他に、本発明の効果を損なわない範囲において、他の任意成分を含有させてもよい。任意成分としては、例えば塗装性、作業性、皮膜の物性などを改善するための各種の水系溶媒や塗料添加物等が挙げられる。
塗料添加物としては、例えば、水溶性有機溶剤、架橋剤、界面活性剤、表面調整剤、湿潤分散剤、沈降防止剤、酸化防止剤、消泡剤、防錆剤、抗菌剤、防カビ剤等が挙げられる。これらの塗料添加物は、１種が含まれていても、２種以上が含まれていてもよい。
In addition to the above, the corrosion-resistant coating layer may contain other optional components within the range that does not impair the effects of the present invention. Examples of optional components include various water-based solvents and paint additives for improving the paintability, workability, and physical properties of the coating.
Examples of paint additives include water-soluble organic solvents, crosslinking agents, surfactants, surface conditioners, wetting and dispersing agents, anti-settling agents, antioxidants, defoamers, rust inhibitors, antibacterial agents, anti-fungal agents, etc. These paint additives may be contained alone or in combination of two or more.
耐食性皮膜層の皮膜量は特に限定されないが、アルミニウム板に十分な耐食性を付与する観点から、０．５ｍｇ／ｄｍ２以上が好ましく、２ｍｇ／ｄｍ２以上がより好ましい。一方、フィンの熱交換効率の低下を抑制する観点から、耐食性皮膜層の皮膜量は１５０ｍｇ／ｄｍ２以下が好ましく、５０ｍｇ／ｄｍ２以下がより好ましい。 The coating amount of the corrosion-resistant coating layer is not particularly limited, but from the viewpoint of imparting sufficient corrosion resistance to the aluminum plate, it is preferably 0.5 mg/dm2 or more , and more preferably 2 mg/dm2 or more . On the other hand, from the viewpoint of suppressing a decrease in the heat exchange efficiency of the fin, the coating amount of the corrosion-resistant coating layer is preferably 150 mg/dm2 or less , and more preferably 50 mg/dm2 or less .
耐食性皮膜層の厚みは、良好な耐食性を得る観点から０．０５μｍ以上が好ましい。また、成膜性が良く、割れなどの欠陥が低減されると共に、耐食性皮膜層の伝熱抵抗が低く抑えられ、良好なフィンの熱交換効率が得られるという観点から１５μｍ以下が好ましい。
なお、耐食性皮膜層の厚みや疎水性樹脂の付着量は、耐食性皮膜層の成膜に用いる塗料組成物の濃度やバーコーターＮｏ．の選択などによって調整することができる。
The thickness of the corrosion-resistant coating layer is preferably 0.05 μm or more from the viewpoint of obtaining good corrosion resistance, and is preferably 15 μm or less from the viewpoints of good film-forming properties, reduced defects such as cracks, low heat transfer resistance of the corrosion-resistant coating layer, and good heat exchange efficiency of the fin.
The thickness of the corrosion-resistant film layer and the amount of the hydrophobic resin attached can be adjusted by the concentration of the coating composition used to form the corrosion-resistant film layer and the selection of the bar coater number.
（親水性皮膜層）
親水性皮膜層はフィン材の表面に親水性を付与する皮膜層であり、従来公知の親水性樹脂を含有する。
親水性樹脂は、親水基を有していればよく、１種の樹脂を含有しても、２種以上の樹脂を含有してもよい。親水基としては、例えば水酸基（ヒドロキシ基）、カルボキシル基、スルホン酸基、ポリエーテル基等が挙げられる。ただし、着氷霜抑制皮膜層が十分な親水性を有し、親水性皮膜層の役割も兼ねられる場合には、親水性皮膜層はなくてもよい。また、着氷霜抑制皮膜層が十分な親水性を有する場合であっても、さらなる親水性や、親水性の耐久性を目的として、親水性皮膜層を設けてもよい。
(Hydrophilic Coating Layer)
The hydrophilic coating layer is a coating layer that imparts hydrophilicity to the surface of the fin material, and contains a conventionally known hydrophilic resin.
The hydrophilic resin may contain one type of resin as long as it has a hydrophilic group, and may contain two or more types of resin. Examples of hydrophilic groups include hydroxyl groups (hydroxy groups), carboxyl groups, sulfonic acid groups, polyether groups, etc. However, if the anti-frost coating layer has sufficient hydrophilicity and can also function as a hydrophilic coating layer, the hydrophilic coating layer may not be necessary. Even if the anti-frost coating layer has sufficient hydrophilicity, a hydrophilic coating layer may be provided for the purpose of further hydrophilicity or durability of hydrophilicity.
水酸基を有するものとしては、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等が挙げられる。カルボキシル基を有するものとしては、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）等が挙げられる。ヒドロキシ基とカルボキシル基を有するものとしては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等が挙げられる。スルホン酸基を有するものとしては、スルホエチルアクリレート等が挙げられる。ポリエーテル基を有するものとしては、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）や、その変性化合物等が挙げられる。 Examples of those having a hydroxyl group include polyethylene glycol (PEG) and polyvinyl alcohol (PVA). Examples of those having a carboxyl group include polyacrylic acid (PAA). Examples of those having both a hydroxyl group and a carboxyl group include carboxymethyl cellulose (CMC). Examples of those having a sulfonic acid group include sulfoethyl acrylate. Examples of those having a polyether group include polyethylene glycol (PEG) and modified compounds thereof.
中でも、親水性皮膜層の表面に着氷霜抑制皮膜層が形成されていても所望する親水性をより好適に発現する観点から、親水性樹脂は、スルホン酸基を含むもの、ポリエーテル基、すなわちエーテル結合を含むものが好ましく、スルホン酸基及びエーテル結合を含むものがより好ましく、スルホン酸基及びエーテル結合を含むアクリル酸樹脂が特に好ましい。 Among these, from the viewpoint of more suitably expressing the desired hydrophilicity even when an anti-frost coating layer is formed on the surface of the hydrophilic coating layer, the hydrophilic resin is preferably one containing a sulfonic acid group or a polyether group, i.e., one containing an ether bond, more preferably one containing a sulfonic acid group and an ether bond, and particularly preferably an acrylic acid resin containing a sulfonic acid group and an ether bond.
スルホン酸及びエーテル結合を含むアクリル酸樹脂とは、不飽和二重結合基とスルホン酸基を含有するアクリル酸樹脂であり、例えばポリビニルエーテル－スルホン酸アクリル共重合物、ベンジルエーテル－スルホン酸アクリル共重合物等が挙げられる。なお、スルホン酸及びエーテル結合を含むアクリル酸樹脂はこれらに限定されるものではない。 An acrylic acid resin containing sulfonic acid and an ether bond is an acrylic acid resin that contains an unsaturated double bond group and a sulfonic acid group, and examples thereof include polyvinyl ether-sulfonic acid acrylic copolymer, benzyl ether-sulfonic acid acrylic copolymer, etc. However, the acrylic acid resin containing sulfonic acid and an ether bond is not limited to these.
親水性樹脂は、上記の他に、親水基を有する単量体の２種以上の共重合体も使用できる。例えばアクリル酸とスルホエチルアクリレートの共重合体が挙げられる。共重合体は、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体、ランダム共重合体等、単量体の配列方法には特に限定されない。 In addition to the above, the hydrophilic resin may be a copolymer of two or more types of monomers having hydrophilic groups. For example, a copolymer of acrylic acid and sulfoethyl acrylate may be used. The copolymer may be an alternating copolymer, a block copolymer, a graft copolymer, a random copolymer, etc., and there is no particular limitation on the arrangement of the monomers.
親水性皮膜層は、親水性樹脂に加えて、さらに界面活性剤を含有することが好ましい。これにより、親水性皮膜層上に着氷霜抑制皮膜層が形成されていても、それら皮膜層による効果と、より良好な親水性とを両立できる。これは、界面活性剤の表出作用によるものだと考えられる。 It is preferable that the hydrophilic coating layer further contains a surfactant in addition to the hydrophilic resin. This makes it possible to achieve both the effects of the coating layers and better hydrophilicity even if an anti-frost coating layer is formed on the hydrophilic coating layer. This is thought to be due to the exposing action of the surfactant.
界面活性剤はアニオン型、カチオン型、ノニオン型のいずれも適用可能であるが、親水性皮膜層中での分散のしやすさの観点からノニオン型界面活性剤が好ましい。 Any of anionic, cationic, and nonionic surfactants can be used, but nonionic surfactants are preferred from the viewpoint of ease of dispersion in the hydrophilic coating layer.
ノニオン型界面活性剤としては、例えばエチレンジアミンポリオキシプロピレン－ポリオキシエチレン縮合物、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート等が挙げられる。 Examples of nonionic surfactants include ethylenediamine polyoxypropylene-polyoxyethylene condensates, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene polyoxypropylene block polymers, polyoxyethylene sorbitan monostearate, etc.
親水性皮膜層は、親水性樹脂を含有する塗料組成物を、アルミニウム板、下地処理層又は耐食性皮膜層の上に、塗布、乾燥し、焼き付ける等により固化することで形成できる。また、着氷霜抑制皮膜層は最外層となることが好ましいことを鑑みると、アルミニウム板、下地処理層又は耐食性皮膜層の上に親水性皮膜層が形成されることが好ましい。 The hydrophilic coating layer can be formed by applying a coating composition containing a hydrophilic resin onto an aluminum plate, a base treatment layer, or a corrosion-resistant coating layer, drying it, and solidifying it by baking or the like. In addition, considering that the anti-frost coating layer is preferably the outermost layer, it is preferable that the hydrophilic coating layer is formed on the aluminum plate, a base treatment layer, or a corrosion-resistant coating layer.
親水性皮膜の皮膜量は、十分な親水性を得る観点から０．１ｍｇ／ｄｍ２以上が好ましく、０．５ｍｇ／ｄｍ２以上がより好ましく、１ｍｇ／ｄｍ２以上がさらに好ましい。また、フィン材の表面が水に濡れた際に親水性樹脂が溶出して、着氷霜抑制皮膜層による効果が阻害されるのを防ぐ観点から、親水性皮膜層の皮膜量は５０ｍｇ／ｄｍ２以下が好ましく、３０ｍｇ／ｄｍ２以下がより好ましく、１０ｍｇ／ｄｍ２以下がさらに好ましい。 The amount of the hydrophilic coating is preferably 0.1 mg/dm2 or more from the viewpoint of obtaining sufficient hydrophilicity, more preferably 0.5 mg/dm2 or more , and even more preferably 1 mg/dm2 or more . In addition, from the viewpoint of preventing the hydrophilic resin from eluting when the surface of the fin material is wetted with water, thereby inhibiting the effect of the frost-preventing coating layer, the amount of the hydrophilic coating layer is preferably 50 mg/dm2 or less , more preferably 30 mg/dm2 or less , and even more preferably 10 mg/dm2 or less .
親水性皮膜層には、親水性樹脂や界面活性剤の他に、本発明の効果を損なわない範囲において、他の任意成分を含有させてもよい。任意成分としては、例えば塗装性、作業性、皮膜層の物性などを改善するための各種の水系溶媒や塗料添加物等が挙げられる。
塗料添加物としては、例えば、水溶性有機溶剤、架橋剤、表面調整剤、湿潤分散剤、沈降防止剤、酸化防止剤、消泡剤、防錆剤、抗菌剤、防カビ剤等が挙げられる。これらの塗料添加物は、１種が含まれていても、２種以上が含まれていてもよい。
In addition to the hydrophilic resin and surfactant, the hydrophilic coating layer may contain other optional components within the range that does not impair the effects of the present invention. Examples of the optional components include various water-based solvents and paint additives for improving the coatability, workability, and physical properties of the coating layer.
Examples of paint additives include water-soluble organic solvents, crosslinking agents, surface conditioners, wetting and dispersing agents, antisettling agents, antioxidants, defoamers, rust inhibitors, antibacterial agents, antifungal agents, etc. These paint additives may be contained alone or in combination of two or more.
親水性皮膜層の厚さは特に限定されないが、親水性皮膜層の密度を１ｇ／ｃｍ３と仮定すると、良好な親水性を得る点から厚さは０．０１μｍ以上が好ましく、０．０５μｍ以上がより好ましく、０．１μｍ以上がさらに好ましい。また、上限は特に限定されないが、５μｍ以下が好ましく、３μｍ以下がより好ましく、１μｍ以下がさらに好ましい。
親水性皮膜層の厚みは、親水性皮膜層の形成に用いる塗料組成物の濃度やバーコーターＮｏ．の選択などによって調整することができる。
The thickness of the hydrophilic coating layer is not particularly limited, but assuming that the density of the hydrophilic coating layer is 1 g/ cm3 , the thickness is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.05 μm or more, and even more preferably 0.1 μm or more in terms of obtaining good hydrophilicity. In addition, the upper limit is not particularly limited, but is preferably 5 μm or less, more preferably 3 μm or less, and even more preferably 1 μm or less.
The thickness of the hydrophilic coating layer can be adjusted by the concentration of the coating composition used to form the hydrophilic coating layer, the selection of the bar coater number, etc.
なお、フィン材の皮膜層の合計の膜厚は、フィン材の熱交換効率の低下を抑制する観点から、５μｍ以下が好ましい。なお、皮膜層とは、着氷霜抑制皮膜層、並びに、任意である耐食性皮膜層、親水性皮膜層である。 In addition, the total thickness of the coating layers of the fin material is preferably 5 μm or less from the viewpoint of suppressing a decrease in the heat exchange efficiency of the fin material. In addition, the coating layers include an anti-frost coating layer, as well as an optional corrosion-resistant coating layer and a hydrophilic coating layer.
（下地処理層）
下地処理層は、所望により、アルミニウム板の上に備えることができる。
下地処理層を備えることにより、アルミニウム板の耐食性を高めることができ、また、さらに耐食性皮膜層を備える場合には、アルミニウム板と耐食性皮膜層との密着性を高めることができる。
(Base treatment layer)
A primer layer may optionally be provided on the aluminum plate.
By providing a base treatment layer, the corrosion resistance of the aluminum plate can be increased, and when a corrosion-resistant coating layer is further provided, the adhesion between the aluminum plate and the corrosion-resistant coating layer can be increased.
下地処理層は、アルミニウム板に耐食性を付与できればよく、従来公知のものを用いることができる。例えば、無機酸化物又は無機－有機複合化合物からなる層を用いることができる。
無機酸化物や無機－有機複合化合物を構成する無機材料としては、主成分としてクロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）又はチタン（Ｔｉ）が好ましい。
The undercoat treatment layer may be any layer that can impart corrosion resistance to the aluminum plate, and may be any layer known in the art, such as a layer made of an inorganic oxide or an inorganic-organic composite compound.
As the inorganic material constituting the inorganic oxide or inorganic-organic composite compound, chromium (Cr), zirconium (Zr) or titanium (Ti) is preferred as the main component.
下地処理層となる無機酸化物からなる層は、例えば、アルミニウム板にリン酸クロメート処理、リン酸ジルコニウム処理、酸化ジルコニウム処理、クロム酸クロメート処理、リン酸亜鉛処理、リン酸チタン酸処理等を行うことによって形成できる。但し、無機酸化物の種類は、これらの処理で形成されるものに限定されない。 The layer made of inorganic oxide that serves as the undercoat treatment layer can be formed, for example, by subjecting an aluminum plate to chromate phosphate treatment, zirconium phosphate treatment, zirconium oxide treatment, chromate chromate treatment, zinc phosphate treatment, titanic acid phosphate treatment, etc. However, the type of inorganic oxide is not limited to those formed by these treatments.
下地処理層となる無機－有機複合化合物からなる層は、例えば、アルミニウム板に塗布型クロメート処理や、塗布型ジルコニウム処理等を行うことによって形成できる。このような無機－有機複合化合物の具体例としては、例えば、アクリル－ジルコニウム複合体などが挙げられる。 The layer made of an inorganic-organic composite compound that serves as the undercoat treatment layer can be formed, for example, by subjecting an aluminum plate to a coating type chromate treatment or a coating type zirconium treatment. Specific examples of such inorganic-organic composite compounds include acrylic-zirconium composites.
下地処理層の膜厚等は特に限定されず、適宜設定すればよいが、単位面積あたりの付着量が金属（Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ）換算で１～１００ｍｇ／ｍ２となるように形成されることが好ましく、膜厚は１～１００ｎｍが好ましい。
下地処理層の付着量や膜厚は、下地処理層の成膜に用いる化成処理液の濃度や、成膜処理時間を調節することによって調整することができる。
The thickness of the undercoat treatment layer is not particularly limited and may be set appropriately, but it is preferable that the deposition amount per unit area is 1 to 100 mg/ m2 in terms of metal (Cr, Zr, Ti), and the thickness is preferably 1 to 100 nm.
The deposition amount and film thickness of the undercoat treatment layer can be adjusted by adjusting the concentration of the chemical conversion treatment solution used in forming the undercoat treatment layer and the film formation treatment time.
下地処理層を形成する前に、アルミニウム板の表面をアルカリ性脱脂液を用いて予め脱脂してもよく、これにより下地処理の反応性が向上し、さらに、形成された下地処理層の密着性も向上する。 Before forming the base treatment layer, the surface of the aluminum plate may be degreased in advance using an alkaline degreasing solution, which improves the reactivity of the base treatment and also improves the adhesion of the formed base treatment layer.
（アルミニウム製フィン材の特性）
本実施形態に係るアルミニウム製フィン材は、その表面に結露水が付着した場合でも、結露水と着氷霜抑制皮膜層と相互作用により、氷核形成を抑制できる。その結果、結露水の凍結が遅延し、フィン材の表面における着氷霜を好適に抑制できる。その上、着氷霜抑制性を阻害することなく、良好な潤滑性も両立できる。
(Characteristics of aluminum fin material)
The aluminum fin material according to this embodiment can suppress ice nucleation even when condensation water adheres to its surface due to the interaction between the condensation water and the anti-frost coating layer. As a result, the freezing of the condensation water is delayed, and the formation of frost on the surface of the fin material can be suppressed. In addition, good lubricity can be achieved without impairing the anti-frost property.
フィン材の着氷霜抑制効果は、下記方法により評価できる。
アクリル製の筒の内側上部に、冷媒流路、ペルティエ素子及び空気流路を備える銅板を配設し、この装置を温度１０℃、相対湿度５５％の環境下に配設する。銅板上であって上記筒内部の空気と接する位置に、フィン材を例えば３５ｍｍ×５７ｍｍに切り出すことにより形成した試験材を配設する。次いで、上記筒内部に１．５ｍ／秒の風速で送風する。
上記工程後、上記筒内部への送風を同じ風速で続けながら、上記銅板を冷却し、表面温度を－７．５℃とし、意図的に試験材の表面に結露水を付着させる。
試験材の結露水が付着する側にデジタルマイクロスコープを設置し、試験材表面の結露水及び霜の様子を観察する。冷却を開始してから霜が形成され始めるまでの時間を「着氷霜遅延時間」として計測し、着氷霜抑制効果の評価を行う。
上記方法による着氷霜遅延時間は３分以上が好ましく、５分以上がより好ましい。なお、上限は特に限定されず、長いほど好ましい。
The frost suppression effect of the fin material can be evaluated by the following method.
A copper plate equipped with a refrigerant flow path, a Peltier element, and an air flow path is disposed in the upper inside part of an acrylic cylinder, and the device is placed in an environment of a temperature of 10° C. and a relative humidity of 55%. A test material formed by cutting a fin material to, for example, 35 mm×57 mm is placed on the copper plate at a position in contact with the air inside the cylinder. Then, air is blown into the cylinder at a speed of 1.5 m/s.
After the above process, the copper plate is cooled while continuing to blow air into the cylinder at the same air speed, the surface temperature is set to -7.5°C, and condensation water is intentionally formed on the surface of the test material.
A digital microscope is placed on the side of the test material where the condensation water adheres, and the state of condensation water and frost on the surface of the test material is observed. The time from the start of cooling to the start of frost formation is measured as the "frost formation delay time" and the frost formation suppression effect is evaluated.
The frost formation delay time according to the above method is preferably 3 minutes or more, more preferably 5 minutes or more. There is no particular upper limit, and the longer the better.
フィン材の潤滑性の効果は、下記方法により評価できる。
アルミニウム製フィン材の表面に対してバウデン試験機を用いて荷重２００ｇ、２５℃の条件で摩擦係数を測定し、潤滑性の評価を行う。
上記方法で得られる摩擦係数は０．１５以下が好ましく、０．１２以下がより好ましい。なお、下限は特に限定されないが、通常０．０５以上である。
The lubricating effect of the fin material can be evaluated by the following method.
The friction coefficient of the surface of the aluminum fin material is measured using a Bowden tester under conditions of a load of 200 g and 25° C., and lubricity is evaluated.
The coefficient of friction obtained by the above method is preferably 0.15 or less, more preferably 0.12 or less. Although there is no particular lower limit, it is usually 0.05 or more.
フィン材を熱交換器に用いる上で、親水性も重要なパラメータである。そのため、フィン材の親水性を、フィン材の表面に純水を滴下した際の接触角により評価できる。
具体的には、室温において、フィン材の表面に約２μＬの純水を滴下し、その液滴（純水）の接触角を、接触角測定器を用いて測定する。液滴（純水）の接触角は、３０°以下が好ましく、２０°以下がより好ましい。なお、下限は特に限定されないが、通常５°以上である。
When using a fin material in a heat exchanger, hydrophilicity is also an important parameter. Therefore, the hydrophilicity of the fin material can be evaluated by the contact angle when pure water is dropped on the surface of the fin material.
Specifically, about 2 μL of pure water is dropped onto the surface of the fin material at room temperature, and the contact angle of the droplet (pure water) is measured using a contact angle meter. The contact angle of the droplet (pure water) is preferably 30° or less, more preferably 20° or less. The lower limit is not particularly limited, but is usually 5° or more.
＜アルミニウム製フィン材の製造方法＞
本実施形態に係るアルミニウム製フィン材の製造方法の一例について説明するが、かかる態様に限定されず、本実施形態の効果を妨げない範囲において、他の製造方法により製造することもできる。
また、下記一例は、アルミニウム板の表面に、下地処理層、耐食性皮膜層、及び着氷霜抑制皮膜層をこの順に形成する場合についての説明であるが、下地処理層及び耐食性皮膜層の形成は任意である。また、親水性皮膜層をさらに形成してもよい。その際は、従来公知の方法により、親水性皮膜層を形成できる。なお着氷霜抑制皮膜層を形成する位置は任意であるが、最外層に形成することが好ましい。
<Method of manufacturing aluminum fin material>
An example of a manufacturing method for the aluminum fin material according to this embodiment will be described, but the present invention is not limited to this embodiment, and other manufacturing methods can also be used as long as they do not interfere with the effects of this embodiment.
The following example describes a case where a base treatment layer, a corrosion-resistant film layer, and an anti-icing/frosting film layer are formed in this order on the surface of an aluminum plate, but the formation of the base treatment layer and the corrosion-resistant film layer is optional. A hydrophilic film layer may also be formed. In this case, the hydrophilic film layer can be formed by a conventionally known method. The anti-icing/frosting film layer may be formed at any position, but it is preferable to form it on the outermost layer.
アルミニウム板の表面上に下地処理層を公知の方法により形成する。その表面上に耐食性皮膜層を公知の方法により形成する。
次いで、耐食性皮膜層上に、両性ポリアクリルアミド系樹脂及びポリエチレングリコールを含む塗料組成物を塗布、乾燥し、焼き付けることにより着氷霜抑制皮膜層を形成する。
両性ポリアクリルアミド系樹脂及びポリエチレングリコールを含有する塗料組成物には、架橋剤や界面活性剤、無機系材料等、その他の成分を含んでいてもよい。
A base treatment layer is formed on the surface of an aluminum plate by a known method, and a corrosion-resistant coating layer is formed on the surface by a known method.
Next, a coating composition containing an amphoteric polyacrylamide resin and polyethylene glycol is applied onto the corrosion-resistant coating layer, dried, and baked to form an anti-icing/frosting coating layer.
The coating composition containing the amphoteric polyacrylamide resin and polyethylene glycol may contain other components such as a crosslinking agent, a surfactant, and an inorganic material.
両性ポリアクリル系樹脂及びポリエチレングリコールを含有する塗料組成物の溶媒は特に限定されないが、例えば水、アルコール、脂肪族ケトン類等が挙げられる。中でも、水やアルコールが好ましく、アルコールとしては、ブタノール、エタノール等が好ましい。
溶媒は１種を用いても、２種以上を混合して用いてもよく、例えば、水とアルコールとの混合溶媒とする場合には、水１００質量部に対して、アルコールは１～２０質量部とすることが基材への塗工性の点から好ましい。
The solvent of the coating composition containing an amphoteric polyacrylic resin and polyethylene glycol is not particularly limited, and examples thereof include water, alcohol, aliphatic ketones, etc. Among these, water and alcohol are preferred, and as the alcohol, butanol, ethanol, etc. are preferred.
The solvent may be used alone or in combination of two or more. For example, in the case of a mixed solvent of water and alcohol, it is preferable from the viewpoint of coatability onto a substrate that the amount of alcohol is 1 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of water.
両性ポリアクリル系樹脂及びポリエチレングリコールを含有する塗料組成物における固形分濃度は、基材への塗工性の点から０．５質量％以上が好ましく、１．０質量％以上がより好ましく、５．０質量％以上がさらに好ましい。また、固形分濃度は、基材への塗工性の点から２０質量％以下が好ましく、１５質量％以下がより好ましく、１０質量％以下がさらに好ましい。 The solids concentration in the coating composition containing the amphoteric polyacrylic resin and polyethylene glycol is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more, and even more preferably 5.0% by mass or more, from the viewpoint of coatability on the substrate. In addition, the solids concentration is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or less, from the viewpoint of coatability on the substrate.
両性ポリアクリル系樹脂及びポリエチレングリコールを含有する塗料組成物を塗布した際の膜厚は、基材への塗工性の点から１μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がより好ましい。また、膜厚は溶媒の揮発性の点から４０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がより好ましい。なお、ここでの膜厚は、乾燥前の膜厚であり、例えばバーコーターを用いて塗料組成物を塗布する場合には、バーコーターＮｏ．の選択等により調整できる。 When a coating composition containing an amphoteric polyacrylic resin and polyethylene glycol is applied, the film thickness is preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, from the viewpoint of coatability on a substrate. In addition, the film thickness is preferably 40 μm or less, more preferably 20 μm or less, from the viewpoint of the volatility of the solvent. Note that the film thickness here is the film thickness before drying, and when the coating composition is applied using a bar coater, for example, the film thickness can be adjusted by selecting the bar coater number, etc.
耐食性皮膜層、親水性皮膜層、及び着氷霜抑制皮膜層の塗布は、バーコーターやロールコート法等により行う。特に、アルミニウム板がコイル状であれば、ロールコート装置等を適用して、連続的に、脱脂、塗装、加熱、巻取り等を行うことが生産性上好ましい。また、耐食性皮膜層、親水性皮膜層及び着氷霜抑制皮膜層の焼き付け温度は、それぞれ用いる樹脂等の成分に応じて設定すればよく、例えば、１２０～２７０℃の範囲とすることが好ましい。 The application of the corrosion-resistant coating layer, hydrophilic coating layer, and anti-icing/frosting coating layer is carried out by a bar coater, roll coating method, or the like. In particular, if the aluminum plate is in a coil shape, it is preferable from the viewpoint of productivity to use a roll coater or the like to continuously carry out degreasing, painting, heating, winding, etc. Furthermore, the baking temperatures for the corrosion-resistant coating layer, hydrophilic coating layer, and anti-icing/frosting coating layer may be set according to the components of the resin, etc., used, and are preferably in the range of, for example, 120 to 270°C.
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、その趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention will be explained in more detail below with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples, and can be modified within the scope of the invention, and all such modifications are within the technical scope of the present invention.
（実施例１）
アルミニウム板として、厚さが０．０９５ｍｍのＪＩＳ Ｈ ４０００：２０１４に規定されている合金番号１０７０の規格を用い、アルミニウム板上に下地処理層としてリン酸クロメート処理を行った。
次いで、水を溶媒として、両性ポリアクリルアミド系樹脂（星光ＰＭＣ株式会社製、Ｔ－ＭＰ１８３）及びポリエチレングリコール（三洋化成工業株式会社製、ＰＥＧ２００００）を含む塗料組成物を調製し、下地処理が施されたアルミニウム板の表面上に、バーコーターを用いて塗布した。その後乾燥させて焼き付けることによって着氷霜抑制皮膜層を形成し、アルミニウム製フィン材を得た。両性ポリアクリルアミド系樹脂とポリエチレングリコールの固形分構成比は表１に記載のとおりである。また、着氷霜抑制皮膜層の皮膜量は３．７ｍｇ／ｄｍ２であった。
Example 1
An aluminum plate having a thickness of 0.095 mm and conforming to the alloy number 1070 standard specified in JIS H 4000:2014 was used, and a phosphate chromate treatment was performed on the aluminum plate as a base treatment layer.
Next, a coating composition containing amphoteric polyacrylamide resin (T-MP183, manufactured by Seiko PMC Corporation) and polyethylene glycol (PEG20000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) was prepared using water as a solvent, and applied to the surface of the aluminum plate that had been subjected to a primer treatment using a bar coater. The coating was then dried and baked to form an ice/frost suppression coating layer, thereby obtaining an aluminum fin material. The solid content ratio of the amphoteric polyacrylamide resin and polyethylene glycol is as shown in Table 1. The coating amount of the ice/frost suppression coating layer was 3.7 mg/ dm2 .
（実施例２）
実施例１と同様にアルミニウム板上に下地処理層を形成した後、変性ウレタン樹脂を含む塗料組成物をバーコーターで塗布し、乾燥させて焼き付けることで耐食性皮膜層を形成した。耐食性皮膜層の皮膜量は１０ｍｇ／ｄｍ２であった。
次に、耐食性皮膜層の表面上に、実施例１と同様にして、皮膜量が３．７ｍｇ／ｄｍ２である着氷霜抑制皮膜層を形成し、アルミニウム製フィン材を得た。
Example 2
After forming a base treatment layer on an aluminum plate in the same manner as in Example 1, a coating composition containing a modified urethane resin was applied with a bar coater, dried and baked to form a corrosion-resistant coating layer. The coating amount of the corrosion-resistant coating layer was 10 mg/ dm2 .
Next, an anti-frost coating layer having a coating weight of 3.7 mg/ dm2 was formed on the surface of the corrosion-resistant coating layer in the same manner as in Example 1, thereby obtaining an aluminum fin material.
（比較例１）
着氷霜抑制皮膜層に用いる塗料組成物を、実施例１と同様の両性ポリアクリルアミド系樹脂のみを含み、ポリエチレングリコールを含まないものにした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム製フィン材を得た。着氷霜抑制皮膜層の皮膜量は３．１ｍｇ／ｄｍ２であった。
(Comparative Example 1)
An aluminum fin material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the coating composition used for the anti-icing and anti-frosting coating layer contained only the same amphoteric polyacrylamide resin as in Example 1 and did not contain polyethylene glycol. The coating amount of the anti-icing and anti-frosting coating layer was 3.1 mg/ dm2 .
（比較例２）
比較例１で得られた着氷霜抑制皮膜層の表面上に、さらにポリエチレングリコールを含む塗料組成物を塗布し、焼き付けることで機能層を形成し、アルミニウム製フィン材を得た。ポリエチレングリコールによる機能層の皮膜量は０．６ｍｇ／ｄｍ２であった。
(Comparative Example 2)
A coating composition containing polyethylene glycol was further applied to the surface of the anti-frost coating layer obtained in Comparative Example 1, and baked to form a functional layer, thereby obtaining an aluminum fin material. The coating amount of the functional layer made of polyethylene glycol was 0.6 mg/ dm2 .
（比較例３）
実施例１と同様にアルミニウム板上に下地処理層を形成した後、シリカを含む塗料組成物を塗布し、焼き付けることで機能層を形成し、アルミニウム製フィン材を得た。シリカによる機能層の皮膜量は２００ｍｇ／ｄｍ２であった。
(Comparative Example 3)
In the same manner as in Example 1, a base treatment layer was formed on an aluminum plate, and then a coating composition containing silica was applied and baked to form a functional layer, thereby obtaining an aluminum fin material. The amount of the coating of the functional layer made of silica was 200 mg/ dm2 .
（比較例４）
着氷霜抑制皮膜層に用いる塗料組成物を、両性ポリアクリルアミド系樹脂及びオキサゾリン系架橋剤（株式会社日本触媒製、エポクロス（登録商標）ＷＳ７００）を含む塗料組成物にし、それらの固形分構成比を表１に記載のとおりにした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム製フィン材を得た。着氷霜抑制皮膜層の皮膜量は３．２ｍｇ／ｄｍ２であった。
(Comparative Example 4)
The coating composition used for the anti-frost coating layer was a coating composition containing an amphoteric polyacrylamide resin and an oxazoline crosslinking agent (Epocross (registered trademark) WS700, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.), and the solid content ratios thereof were as shown in Table 1. An aluminum fin material was obtained in the same manner as in Example 1. The coating amount of the anti-frost coating layer was 3.2 mg/ dm2 .
（比較例５）
着氷霜抑制皮膜層に用いる塗料組成物を、両性ポリアクリルアミド系樹脂及び炭酸ジルコニルアンモニウムを含む塗料組成物にし、それらの固形分構成比を表１に記載のとおりにした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム製フィン材を得た。着氷霜抑制皮膜層の皮膜量は３．２ｍｇ／ｄｍ２であった。
(Comparative Example 5)
An aluminum fin material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the coating composition used for the anti-icing and frosting coating layer was a coating composition containing an amphoteric polyacrylamide resin and ammonium zirconyl carbonate, and the solid content ratio thereof was as shown in Table 1. The coating amount of the anti-icing and frosting coating layer was 3.2 mg/ dm2 .
（比較例６）
着氷霜抑制皮膜層に用いる塗料組成物を、両性ポリアクリルアミド系樹脂及び界面活性剤Ａを含む塗料組成物にし、それらの固形分構成比を表１に記載のとおりにした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム製フィン材を得た。着氷霜抑制皮膜層の皮膜量は３．２ｍｇ／ｄｍ２であった。
(Comparative Example 6)
An aluminum fin material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the coating composition used for the anti-icing and frosting coating layer was a coating composition containing an amphoteric polyacrylamide resin and surfactant A, and the solid content ratios thereof were as shown in Table 1. The coating amount of the anti-icing and frosting coating layer was 3.2 mg/ dm2 .
（比較例７）
着氷霜抑制皮膜層に用いる塗料組成物を、両性ポリアクリルアミド系樹脂及び界面活性剤Ｂを含む塗料組成物にし、それらの固形分構成比を表１に記載のとおりにした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム製フィン材を得た。着氷霜抑制皮膜層の皮膜量は３．２ｍｇ／ｄｍ２であった。
(Comparative Example 7)
An aluminum fin material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the coating composition used for the anti-icing and frosting coating layer was a coating composition containing an amphoteric polyacrylamide resin and surfactant B, and the solid content ratios thereof were as shown in Table 1. The coating amount of the anti-icing and frosting coating layer was 3.2 mg/ dm2 .
（比較例８）
着氷霜抑制皮膜層に用いる塗料組成物を、両性ポリアクリルアミド系樹脂及びカルボキシメチルセルロース（第一工業製薬株式会社製、セロゲンＰＲ）を含む塗料組成物にし、それらの固形分構成比を表１に記載のとおりにした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム製フィン材を得た。着氷霜抑制皮膜層の皮膜量は３．２ｍｇ／ｄｍ２であった。
(Comparative Example 8)
An aluminum fin material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the coating composition used for the anti-icing and frosting coating layer was a coating composition containing an amphoteric polyacrylamide resin and carboxymethyl cellulose (Cerogen PR, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and the solid content composition ratio thereof was as shown in Table 1. The coating amount of the anti-icing and frosting coating layer was 3.2 mg/ dm2 .
（比較例９）
着氷霜抑制皮膜層に用いる塗料組成物を、両性ポリアクリルアミド系樹脂及び親水性樹脂を含む塗料組成物にし、それらの固形分構成比を表１に記載のとおりにした以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム製フィン材を得た。着氷霜抑制皮膜層の皮膜量は３．７ｍｇ／ｄｍ２であった。
(Comparative Example 9)
An aluminum fin material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the coating composition used for the anti-icing and frosting coating layer was a coating composition containing an amphoteric polyacrylamide resin and a hydrophilic resin, and the solid content ratio thereof was set as shown in Table 1. The coating amount of the anti-icing and frosting coating layer was 3.7 mg/ dm2 .
（比較例１０）
実施例２と同様に、アルミニウム板上に下地処理層を形成し、さらに変性ウレタン樹脂を含む塗料組成物をバーコーターで塗布し、焼き付けることで耐食性皮膜層を形成した。耐食性皮膜層の皮膜量は１０ｍｇ／ｄｍ２であった。
次に、耐食性皮膜層の表面上に、比較例１と同様にして、両性ポリアクリルアミド系樹脂を含み、ポリエチレングリコールは含まない塗料組成物を用いて、皮膜量が３．１ｍｇ／ｄｍ２である着氷霜抑制皮膜層を形成し、アルミニウム製フィン材を得た。
(Comparative Example 10)
In the same manner as in Example 2, a base treatment layer was formed on an aluminum plate, and a coating composition containing a modified urethane resin was applied with a bar coater and baked to form a corrosion-resistant coating layer. The coating amount of the corrosion-resistant coating layer was 10 mg/ dm2 .
Next, on the surface of the corrosion-resistant coating layer, an anti-frost coating layer with a coating weight of 3.1 mg/ dm2 was formed using a paint composition containing an amphoteric polyacrylamide resin but not containing polyethylene glycol, in the same manner as in Comparative Example 1, to obtain an aluminum fin material.
（評価：着氷霜抑制性）
アクリル製の筒の内側上部に、冷媒流路、ペルティエ素子及び空気流路を備える銅板を配設し、この装置を温度１０℃、相対湿度５５％の環境下に配設した。銅板上であって上記筒内部の空気と接する位置に、アルミニウム製フィン材を３５ｍｍ×５７ｍｍに切り出すことにより形成した試験材を配設した。次いで、上記筒内部に１．５ｍ／秒の風速で送風した。
上記工程後、上記筒内部への送風を同じ風速で続けながら、上記銅板を冷却し、表面温度を－７．５℃とし、意図的にフィン材の表面に結露水を付着させた。
試験材の結露水が付着する側にデジタルマイクロスコープを設置し、試験材表面の結露水及び霜の様子を観察した。冷却を開始してから霜が形成され始めるまでの時間を「着氷霜遅延時間」として計測し、着氷霜抑制性の評価を行った。
評価基準は下記のとおりであり、結果を表２の「着氷霜抑制性」に示す。なお、表２中、「－」は未測定であることを示す。
Ａ 良好（合格）：着氷霜遅延時間が３分以上
Ｂ 不良（不合格）：着氷霜遅延時間が３分未満
(Evaluation: frost suppression)
A copper plate equipped with a refrigerant flow path, a Peltier element, and an air flow path was placed in the upper part of the inside of an acrylic cylinder, and the device was placed in an environment of a temperature of 10° C. and a relative humidity of 55%. A test material formed by cutting an aluminum fin material to 35 mm×57 mm was placed on the copper plate at a position in contact with the air inside the cylinder. Then, air was blown into the cylinder at a speed of 1.5 m/s.
After the above process, the copper plate was cooled while continuing to blow air into the inside of the tube at the same air speed, the surface temperature was set to −7.5° C., and condensed water was intentionally allowed to adhere to the surface of the fin material.
A digital microscope was placed on the side of the test material where the condensation water was attached, and the state of the condensation water and frost on the surface of the test material was observed. The time from the start of cooling to the start of frost formation was measured as the "frost formation delay time" and the frost formation suppression ability was evaluated.
The evaluation criteria are as follows, and the results are shown in "Ice and frost suppression" in Table 2. In Table 2, "-" indicates that the measurement was not performed.
A Good (passed): The frost formation delay time is 3 minutes or more. B Poor (failed): The frost formation delay time is less than 3 minutes.
（評価：潤滑性）
アルミニウム製フィン材の表面に対してバウデン試験機（協和界面科学社製、ＴＳ５０２）を用いて荷重２００ｇ、２５℃の条件で摩擦係数を測定し、潤滑性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、結果を表２の「潤滑性」に示す。なお、表２中「－」は未測定であることを意味する。
Ａ 良好（合格）：摩擦係数が０．１５以下
Ｂ 不良（不合格）：摩擦係数が０．１５超
(Evaluation: Lubricity)
The friction coefficient was measured on the surface of the aluminum fin material using a Bowden tester (TS502, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) under conditions of a load of 200 g and 25° C., and lubricity was evaluated. The evaluation criteria are as follows, and the results are shown in "Lubricity" in Table 2. In Table 2, "-" means that the measurement was not performed.
A Good (pass): Friction coefficient is 0.15 or less B Poor (fail): Friction coefficient is more than 0.15
（評価：親水性）
室温において、アルミニウム製フィン材の表面に約２μＬの純水を滴下し、液滴（純水）の接触角を、接触角測定器（協和界面科学社製、ＣＡ－０５型）を用いて測定した。評価基準は下記のとおりであり、結果を表２の「親水性」に示す。なお、表２中、「－」は未測定であることを示す。
Ａ 良好（合格）：接触角が３０°以下
Ｂ 不良（不合格）：接触角が３０°超
(Evaluation: Hydrophilicity)
At room temperature, about 2 μL of pure water was dropped onto the surface of the aluminum fin material, and the contact angle of the droplet (pure water) was measured using a contact angle meter (Model CA-05, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). The evaluation criteria are as follows, and the results are shown in "hydrophilicity" in Table 2. In Table 2, "-" indicates that the measurement was not performed.
A Good (pass): Contact angle is 30° or less B Poor (fail): Contact angle is more than 30°
上記結果から、アルミニウム製フィン材が両性ポリアクリルアミド系樹脂及びポリエチレングリコールを含む着氷霜抑制皮膜層を備えることにより、非常に良好な着氷霜抑制性及び潤滑性を実現できることが分かった。また、親水性も非常に良好であった。 The above results show that by providing an aluminum fin material with an anti-icing/frosting coating layer containing an amphoteric polyacrylamide resin and polyethylene glycol, it is possible to achieve very good anti-icing/frosting properties and lubricity. The hydrophilicity was also very good.
他方、比較例１のようにポリエチレングリコールを含まない着氷霜抑制皮膜層とした場合には良好な着氷霜抑制性は得られたが、潤滑性が劣った。また、比較例２のように、両性ポリアクリルアミド系樹脂による着氷霜抑制皮膜層とポリエチレングリコールによる皮膜層とを別々に設けた場合には、良好な潤滑性は得られたものの、着氷霜抑制性が劣った。このように、両性ポリアクリルアミド系樹脂及びポリエチレングリコールを共に含む着氷霜抑制皮膜層を設けることが、着氷霜抑制の効果と良好な潤滑性の両立には必須であることが分かった。 On the other hand, when the icing and frost suppression coating layer did not contain polyethylene glycol as in Comparative Example 1, good icing and frost suppression was obtained, but the lubricity was poor. Also, when the icing and frost suppression coating layer made of amphoteric polyacrylamide resin and the coating layer made of polyethylene glycol were separately provided as in Comparative Example 2, good lubricity was obtained, but the icing and frost suppression was poor. Thus, it was found that providing an icing and frost suppression coating layer containing both amphoteric polyacrylamide resin and polyethylene glycol is essential for achieving both the icing and frost suppression effect and good lubricity.
１ アルミニウム板
２ 皮膜層
２ａ 着氷霜抑制皮膜層
２ｂ 耐食性皮膜層
２ｃ 親水性皮膜層
１０ アルミニウム製フィン材
Claims (3)
前記皮膜層が、両性ポリアクリルアミド系樹脂及びポリエチレングリコールを含む着氷霜抑制皮膜層を備え、
前記着氷霜抑制皮膜層における前記両性ポリアクリルアミド系樹脂の含有量は、固形分構成比で５０質量％以上９９質量％以下であり、
前記着氷霜抑制皮膜層における前記ポリエチレングリコールの含有量は、固形分構成比で１質量％以上５０質量％以下である、アルミニウム製フィン材。 The coating layer includes an aluminum plate and a coating layer formed on a surface of the aluminum plate.
The coating layer comprises an anti-frost coating layer containing an amphoteric polyacrylamide resin and polyethylene glycol ,
The content of the amphoteric polyacrylamide resin in the frost-suppressing coating layer is 50% by mass or more and 99% by mass or less in terms of solid content ratio,
The content of the polyethylene glycol in the frost-preventing coating layer is 1% by mass or more and 50% by mass or less in terms of solid content ratio .
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