JP5358087B2 - Aluminum fin material for heat exchanger and heat exchanger using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器用アルミニウムフィン材及びそれを用いた熱交換器に関する。なお、本明細書中の「アルミニウム」は、アルミニウムを主体とする金属及び合金の総称であり、純アルミニウム及びアルミニウム合金を含む概念である。 The present invention relates to an aluminum fin material for a heat exchanger and a heat exchanger using the same. In the present specification, “aluminum” is a general term for metals and alloys mainly composed of aluminum, and is a concept including pure aluminum and aluminum alloys.
空調機や冷蔵庫における熱交換器としては、多数のプレートフィンとチューブとを組み合わせて構成されるプレートフィンチューブ熱交換器が多用されている。
従来、上記プレートフィンには、軽量で熱伝導性及び加工性に優れていることからアルミニウムが使用されている。上記プレートフィンは、アルミニウム板よりなる熱交換器用フィン材に、上記チューブを挿通して固定するための１〜４ｍｍ程度の高さのフィンカラー部をプレス加工して作製する。このクロスフィンチューブ熱交換器を構成するクロスフィンチューブは、空気側のアルミニウムからなるフィン材と、冷媒側の銅または銅合金からなる冷媒配管とから構成されている。
As a heat exchanger in an air conditioner or a refrigerator, a plate fin tube heat exchanger configured by combining a large number of plate fins and tubes is frequently used.
Conventionally, aluminum is used for the plate fin because it is lightweight and excellent in thermal conductivity and workability. The plate fin is manufactured by pressing a fin collar portion having a height of about 1 to 4 mm for inserting and fixing the tube into a heat exchanger fin material made of an aluminum plate. The cross fin tube constituting the cross fin tube heat exchanger is composed of a fin material made of aluminum on the air side and a refrigerant pipe made of copper or a copper alloy on the refrigerant side.
上記プレートフィンチューブ熱交換器のフィン表面は結露状態となる。そのため、アルミニウム板よりなる上記熱交換器用フィン材の表面には、結露水を均一な水膜とし、円滑に落下、排出させ、結露水による通風抵抗（空気がフィン間を通過する際の抵抗）を低くし、熱交換器の性能を維持するために親水性塗膜が形成されている。 The fin surface of the said plate fin tube heat exchanger will be in a dew condensation state. Therefore, on the surface of the fin material for heat exchanger made of aluminum plate, the condensed water is made into a uniform water film, and it smoothly falls and discharges, and the ventilation resistance by the condensed water (resistance when air passes between the fins) The hydrophilic coating film is formed in order to lower the temperature and maintain the performance of the heat exchanger.
また、家庭内エアコンの室内機に用いられる熱交換器において、空気中に浮遊しているホコリ、チリ等で代表される汚染物質がフィンの表面に付着すると、結露水などの影響でフィン表面が湿潤状態となり、汚染物質を栄養源とする細菌が繁殖しやすい。
そのため、エアコンの運転に伴い、細菌のコロニー等が空気中に飛散し、また、部屋に不快臭がすることもあり、衛生面において問題が生じてきた。それ故、熱交換器用フィン材には抗菌性が必要となった。
このような問題を解決するために、熱交換器用のフィン材について、有機系の抗菌性を有する物質を塗膜中に含有させた発明（特許文献１〜８）が多く報告されているが、有機系抗菌剤は熱に弱いことから、焼き付けや熱交換器作製時の加熱によって一部が変質するおそれがある。
Also, in a heat exchanger used in an indoor unit of a domestic air conditioner, if contaminants such as dust and dust floating in the air adhere to the surface of the fin, the surface of the fin is affected by the influence of condensed water. It becomes wet and bacteria that use pollutants as nutrients tend to propagate.
Therefore, with the operation of the air conditioner, bacterial colonies and the like are scattered in the air, and the room may have an unpleasant odor, which has caused problems in hygiene. Therefore, anti-bacterial properties are required for the heat exchanger fin material.
In order to solve such problems, a lot of inventions (
また、最近、特に家庭用エアコンの室内機においては、使用者の熱交換器の清掃のわずらわしさを解消するために、メンテナンスが長期間不要であることの要求が高まってきた。それに伴い、フィン材の抗菌性も長期にわたって持続するよう、要求度が格段に上がってきた。従来の発明では、近年の長年に亘る持続性の要求に十分に応えるものはなく、このような特性を有したフィン材の開発が渇望されていた。 Recently, particularly in an indoor unit of a home air conditioner, there has been an increasing demand for no maintenance for a long period of time in order to eliminate the troublesomeness of cleaning the heat exchanger of the user. Along with this, the degree of demand has increased dramatically so that the antibacterial properties of the fin material can be maintained over a long period of time. None of the conventional inventions sufficiently satisfy the demand for sustainability over the years, and there has been a strong demand for the development of fin materials having such characteristics.
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、焼き付けや熱交換器作製時の加熱によって変質することなく、優れた親水性及び抗菌性を発揮する熱交換器用アルミニウムフィン材及びそれを用いた熱交換器を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an aluminum fin material for a heat exchanger that exhibits excellent hydrophilicity and antibacterial properties without deterioration due to baking or heating during heat exchanger production, and the same It is intended to provide a heat exchanger using
第１の発明は、チューブを挿通して固定するための円筒状カラー部を、プレス金型を用いてプレス成形して用いられ、アルミニウムよりなる基板と、該基板の表面に形成した親水性塗膜とからなる熱交換器用アルミニウムフィン材であって、
上記親水性塗膜は、抗菌性を有し、銀イオンもしくは銀化合物を含有し、かつ上記プレス金型よりも硬度の低いアパタイト系担持体を主成分とする物質（以下、抗菌剤という）を含有すると共に、膜厚が０．５〜２μｍであり、
上記抗菌剤の含有量は、親水性塗膜全体の重量を１００重量部とすると、１〜１５重量部であり、
上記抗菌剤は、平均粒径が上記親水性塗膜の膜厚以下であることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材にある（請求項１）。
According to a first aspect of the present invention, a cylindrical collar portion for inserting and fixing a tube is press-molded using a press die, and a substrate made of aluminum and a hydrophilic coating formed on the surface of the substrate are used. An aluminum fin material for a heat exchanger comprising a membrane,
The hydrophilic coating film has an antibacterial property, contains a silver ion or a silver compound, and a substance (hereinafter referred to as an antibacterial agent) mainly composed of an apatite-based carrier having a hardness lower than that of the press mold. While containing, the film thickness is 0.5-2 μm,
The content of the antibacterial agent is 1 to 15 parts by weight when the weight of the entire hydrophilic coating film is 100 parts by weight,
The antibacterial agent is in an aluminum fin material for heat exchangers having an average particle size equal to or less than the film thickness of the hydrophilic coating film (Claim 1).
上記熱交換器用アルミニウムフィン材の親水性塗膜は、上述したように、抗菌剤を含有すること、膜厚が０．５〜２μｍであること、親水性塗膜全体の重量を１００重量部とすると、抗菌剤の含有量は１〜１５重量部であること、上記抗菌剤は、銀を含有すると共に、平均粒径が上記親水性塗膜の膜厚以下であることが必須である。上記熱交換器用アルミニウムフィン材は、上述の複数の必須要件を満たした親水性塗膜を有することによって、焼き付けや熱交換器作製時の加熱によって変質することなく、優れた親水性及び抗菌性を発揮する熱交換器用アルミニウムフィン材となる。 As described above, the hydrophilic coating film of the aluminum fin material for a heat exchanger contains an antibacterial agent, the film thickness is 0.5 to 2 μm, and the weight of the entire hydrophilic coating film is 100 parts by weight. Then, it is essential that the content of the antibacterial agent is 1 to 15 parts by weight, and that the antibacterial agent contains silver and that the average particle size is equal to or less than the film thickness of the hydrophilic coating film. The aluminum fin material for heat exchanger has excellent hydrophilicity and antibacterial properties by having a hydrophilic coating film that satisfies the above-mentioned plurality of essential requirements, without being deteriorated by baking or heating during heat exchanger preparation. It becomes the aluminum fin material for heat exchangers to exhibit.
すなわち、上記熱交換器用アルミニウムフィン材は、上記親水性塗膜を設けることにより、フィン材の表面で結露水を均一な水膜とし、円滑に落下、排出させ、結露水による通風抵抗を低くし、熱交換器の性能を維持するための優れた親水性を有することができる。 That is, the aluminum fin material for heat exchanger is provided with the hydrophilic coating film so that the condensed water is uniformly formed on the surface of the fin material, and smoothly falls and discharges to reduce the ventilation resistance due to the condensed water. It can have excellent hydrophilicity for maintaining the performance of the heat exchanger.
そして、上記親水性塗膜中における抗菌剤の種類、平均粒径及び含有量を限定することにより、熱交換器アルミニウムフィン材の表面が結露状態となった初期の時点から、抗菌剤による抗菌性を、塗膜の親水性を阻害することなく発揮させることができ、また、抗菌性の効果を持続させることができる。 And by limiting the type, average particle size and content of the antibacterial agent in the hydrophilic coating film, the antibacterial property of the antibacterial agent from the initial point when the surface of the heat exchanger aluminum fin material is in a dew condensation state. Can be exhibited without inhibiting the hydrophilicity of the coating film, and the antibacterial effect can be maintained.
上記抗菌剤は、銀を含有するものであるが、銀は、抗菌効果が高く、微量濃度で抗菌効果を発揮することができる金属である。そのため、親水性を阻害することがない含有量で十分な抗菌効果（抗菌効果の速効性及び持続性）を得ることができる。
また、上記銀自身の耐熱性が高いため、有機系抗菌剤のように２００℃前後で分解する恐れがなく、焼き付けや熱交換器作製時の加熱によって抗菌性を失う心配がない。
The antibacterial agent contains silver, but silver is a metal that has a high antibacterial effect and can exhibit the antibacterial effect at a minute concentration. Therefore, a sufficient antibacterial effect (rapid and sustained antibacterial effect) can be obtained with a content that does not inhibit hydrophilicity.
In addition, since the silver itself has high heat resistance, there is no fear of decomposing at around 200 ° C. unlike an organic antibacterial agent, and there is no fear of losing antibacterial properties by baking or heating at the time of manufacturing a heat exchanger.
また、銀は、比較的広範囲の種類の細菌に対して抗菌効果を発揮し、少なくとも生活環境で普通に存在している細菌については確実に効果を持っている。さらに、銀は、人間等の大動物にとって非常に毒性が低く、極めて安全性が高い。そのため、家庭用エアコンの室内機にも好適に用いることができる。
このように、本発明によれば、焼き付けや熱交換器作製時の加熱によって変質することなく、優れた親水性及び抗菌性を発揮する熱交換器用アルミニウムフィン材を提供することができる。
In addition, silver exhibits an antibacterial effect against a relatively wide variety of bacteria, and at least has an effect on bacteria normally present in the living environment. Furthermore, silver is extremely low in toxicity and extremely safe for large animals such as humans. Therefore, it can be suitably used for an indoor unit of a home air conditioner.
Thus, according to the present invention, it is possible to provide an aluminum fin material for a heat exchanger that exhibits excellent hydrophilicity and antibacterial properties without being deteriorated by baking or heating during heat exchanger production.
第２の発明は、銅合金からなる冷媒配管を、アルミニウムからなるフィンに設けられた円筒状のカラー部内に挿入配設することにより上記冷媒配管と上記フィンとを一体的に組み付けてなるクロスフィンチューブからなる熱交換器であって、
上記フィンは、第１の発明の熱交換器用アルミニウムフィン材を用いて形成されていることを特徴とする熱交換器にある（請求項９）。
According to a second aspect of the present invention, a cross fin formed by integrally assembling the refrigerant pipe and the fin by inserting a refrigerant pipe made of a copper alloy into a cylindrical collar portion provided on a fin made of aluminum. A heat exchanger composed of tubes,
The fin is in heat exchanger, characterized in that it is formed by using a heat exchanger of aluminum fin material of the first invention (claim 9).
本発明の熱交換器は、上述したごとく、焼き付けや熱交換器作製時の加熱によって変質することなく、優れた親水性及び抗菌性を発揮する第１の発明の熱交換器用アルミニウムフィン材を用いている。そのため、焼き付けや熱交換器作製時の加熱によって、上記抗菌剤の抗菌性を失うことがなく、また、熱交換器使用時には、優れた親水性を有すると共に、抗菌性の速効性と持続性を兼ね備え、近年の長年に亘る持続性の要求に応えることが可能な熱交換器を得ることができる。
なお、上記「銅合金」は、銅を主体とする金属及び合金の総称であり、純銅、及び銅合金を含む概念である。
As described above, the heat exchanger according to the present invention uses the aluminum fin material for a heat exchanger according to the first invention that exhibits excellent hydrophilicity and antibacterial properties without being deteriorated by baking or heating during heat exchanger preparation. ing. Therefore, the antibacterial property of the antibacterial agent is not lost by baking or heating at the time of manufacturing the heat exchanger, and when using the heat exchanger, it has excellent hydrophilicity and has an antibacterial quick action and sustainability. In addition, it is possible to obtain a heat exchanger that can meet the demand for sustainability for many years in recent years.
The “copper alloy” is a general term for metals and alloys mainly composed of copper, and is a concept including pure copper and copper alloys.
第１の発明の熱交換器用アルミニウムフィン材の親水性塗膜は、上述したように、抗菌剤を含有すると共に、膜厚が０．５〜２μｍである。
上記親水性塗膜は、例えば、上記抗菌剤と、親水性樹脂と、溶媒とを混合した塗料を、上記基板の表面に塗布し焼き付けることにより形成することができる。
As described above, the hydrophilic coating film of the aluminum fin material for a heat exchanger of the first invention contains an antibacterial agent and has a film thickness of 0.5 to 2 μm.
The hydrophilic coating film can be formed, for example, by applying and baking a paint obtained by mixing the antibacterial agent, the hydrophilic resin, and a solvent onto the surface of the substrate.
上記親水性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂（ポリビニルアルコールとその誘導体）、ポリアクリルアミド系樹脂（ポリアクリルアミドとその誘導体）、ポリアクリル酸系樹脂（ポリアクリル酸とその誘導体）、セルロース系樹脂（カルボキシメチルセルロースナトリウム、カルボキシメチルセルロース系アンモニウム等）、ポリエチレングリコール系樹脂（ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド等）等が挙げられる。
また、上記親水性塗膜は、水分散性シリカ（コロイダルシリカ）、アルカリケイ酸塩（水ガラス）等を含んでも良い。
Examples of the hydrophilic resin include polyvinyl alcohol resins (polyvinyl alcohol and derivatives thereof), polyacrylamide resins (polyacrylamide and derivatives thereof), polyacrylic resins (polyacrylic acid and derivatives thereof), and cellulose resins. (Sodium carboxymethylcellulose, carboxymethylcellulose ammonium, etc.), polyethylene glycol resins (polyethylene glycol, polyethylene oxide, etc.) and the like.
The hydrophilic coating film may contain water-dispersible silica (colloidal silica), alkali silicate (water glass), and the like.
上記親水性塗膜の膜厚が０．５μｍ未満の場合には、親水性の効果を発揮することができないという問題や、抗菌性の持続性が十分でないという問題がある。一方、上記親水性塗膜の膜厚が２μｍを超える場合には、熱交換器用アルミニウムフィン材の伝熱性を低下させるという問題がある。 When the film thickness of the hydrophilic coating film is less than 0.5 μm, there are problems that the hydrophilic effect cannot be exhibited and that the antibacterial durability is not sufficient. On the other hand, when the film thickness of the hydrophilic coating film exceeds 2 μm, there is a problem that the heat transfer property of the aluminum fin material for heat exchanger is lowered.
また、上記抗菌剤の含有量は、親水性塗膜全体の重量を１００重量部とすると、１〜１５重量部である。
上記抗菌剤の含有量が１重量部未満の場合には、抗菌剤による抗菌効果、特に、抗菌性の持続性を得ることができない。上記抗菌剤の含有量が多いほど抗菌性の持続性が向上するが、含有量が１５重量部を超える場合には、親水性塗膜の親水性を阻害するおそれがある。
Moreover, content of the said antibacterial agent is 1-15 weight part, when the weight of the whole hydrophilic coating film is 100 weight part.
When the content of the antibacterial agent is less than 1 part by weight, the antibacterial effect by the antibacterial agent, in particular, the antibacterial durability cannot be obtained. As the content of the antibacterial agent is increased, the antibacterial durability is improved, but when the content exceeds 15 parts by weight, the hydrophilicity of the hydrophilic coating film may be inhibited.
また、上記抗菌剤は、銀を含有する。
銀を含有する抗菌剤としては、例えば、銀イオンもしくは酸化銀（ＡｇＯ）等の銀化合物を含有する担持体等が挙げられる。
また、上記担持体としては、アパタイト（リン酸亜鉛カルシウム）系、ゼオライト系、リン酸ジルコニウム、ガラス系等の担持体より選択することができる。
The antibacterial agent contains silver.
Examples of the antibacterial agent containing silver include a carrier containing a silver compound such as silver ions or silver oxide (AgO).
The carrier can be selected from apatite (zinc calcium phosphate), zeolite, zirconium phosphate, glass and other carriers.
また、上記銀イオンもしくは銀化合物を含有する担持体は、有機系抗菌剤と比較すると、塗膜に固定され、結露水への溶出過程で抗菌剤の粒径が小さくなって滑落することがなく、抗菌持続性を得ることができる。
また、上記担持体自身の耐熱性も高いため、焼き付けや熱交換器作製時の加熱によって抗菌性を失う心配がない。
In addition, the carrier containing the silver ion or silver compound is fixed to the coating film compared to the organic antibacterial agent, and the particle size of the antibacterial agent is reduced in the process of elution into the condensed water, and does not slide down. , Antibacterial persistence can be obtained.
In addition, since the carrier itself has high heat resistance, there is no fear of losing antibacterial properties by baking or heating at the time of manufacturing the heat exchanger.
また、銀イオンを含有する担持体を用いる場合には、銀イオンが担持体に結合して安定した状態になるため、周囲のイオンにほとんど影響されず、抗菌効果を極めて長期間持続させることができる。 In addition, when using a carrier containing silver ions, the silver ions bind to the carrier and become stable, so that the antibacterial effect can be maintained for a very long time without being influenced by surrounding ions. it can.
また、上記抗菌剤は、平均粒径が上記親水性塗膜の膜厚以下である。
上記抗菌剤の上記平均粒径が上記親水性塗膜の膜厚を超える場合には、抗菌剤が親水性塗膜から脱落し、抗菌効果の速効性を得難いという問題や、親水性塗膜を形成することが困難になるという問題がある。また、上記抗菌剤が上記親水性塗膜より突出することを防止できず、プレス成型時に金型を磨耗させるおそれがある。
In addition, the antibacterial agent has an average particle size that is less than or equal to the film thickness of the hydrophilic coating film.
When the average particle size of the antibacterial agent exceeds the film thickness of the hydrophilic coating film, the antibacterial agent drops off from the hydrophilic coating film, and it is difficult to obtain the immediate effect of the antibacterial effect. There is a problem that it is difficult to form. Moreover, it cannot prevent that the said antibacterial agent protrudes from the said hydrophilic coating film, and there exists a possibility that a metal mold | die may be worn at the time of press molding.
さらに、上記のような抗菌剤の突出を防止するために、上記抗菌剤の平均粒径は、上記親水性塗膜の膜厚と比較して小さいものを選択することが好ましく、上記親水性塗膜の膜厚の１／２程度の平均粒径の抗菌剤を用いることがより好ましい。 Furthermore, in order to prevent the antibacterial agent from protruding as described above, it is preferable to select an average particle size of the antibacterial agent that is smaller than the film thickness of the hydrophilic coating film. It is more preferable to use an antibacterial agent having an average particle diameter of about ½ of the film thickness.
また、上記熱交換器用フィン材において、上記抗菌剤は、銀イオンもしくは銀化合物を含有するアパタイト系担持体を主成分とすることが好ましい。
上記熱交換器用アルミニウムフィン材を、実際にクロスフィンチューブ型熱交換器に組み付ける際には、フィン材に対して円筒状カラー部をプレス成形する。そのプレス成形に用いられるＳＫＤ１１に代表される工具鋼等のプレス金型の材質と比較すると、上記アパタイト系担持体は硬度が低い。そのため、繰り返しプレス成形によって金型を磨耗させることが少ないという利点がある。
In the fin material for a heat exchanger, the antibacterial agent preferably contains an apatite-based carrier containing silver ions or a silver compound as a main component .
When the aluminum fin material for a heat exchanger is actually assembled to a cross fin tube heat exchanger, a cylindrical collar portion is press-molded with respect to the fin material. Compared with the material of a press die such as tool steel typified by SKD11 used for the press molding, the apatite support has a low hardness. Therefore, there is an advantage that the mold is hardly worn by repeated press molding.
また、本発明では、上述したように抗菌剤の平均粒径を親水性塗膜の膜厚以下として、できるだけ抗菌剤が親水性塗膜の表面から突出しないようするが、抗菌剤として、上記銀イオンもしくは銀化合物を含有するアパタイト系担持体を主成分とする抗菌剤を用いる場合には、たとえ表面から突出した抗菌剤があっても、硬度の低い担持体であるため、プレス金型の磨耗を引き起こすことは少ない。 In the present invention, as described above, the average particle diameter of the antibacterial agent is set to be equal to or less than the film thickness of the hydrophilic coating film so that the antibacterial agent does not protrude as much as possible from the surface of the hydrophilic coating film. When using an antibacterial agent whose main component is an apatite-based carrier containing ions or silver compounds, even if there is an antibacterial agent protruding from the surface, it is a carrier with low hardness, so wear of the press mold Is less likely to cause
また、上記親水性塗膜は、さらに、界面活性剤を含有することが好ましい（請求項２）。
この場合には、親水性塗膜中の上記抗菌剤を均一に分散させることができ、凝集を防止することができるため、さらに優れた親水性、抗菌性の持続性効果を得ることができる。
上記界面活性剤としては、例えば、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等が挙げられる。
Moreover, it is preferable that the said hydrophilic coating film contains surfactant further (Claim 2 ).
In this case, since the antibacterial agent in the hydrophilic coating film can be uniformly dispersed and aggregation can be prevented, a further excellent hydrophilic and antibacterial sustaining effect can be obtained.
Examples of the surfactant include nonionic surfactants and anionic surfactants.
上記ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のアルキルエーテル型、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のアルキルエーテル型、ポリオキシエチレンラウレート等のアルキルエステル型、ポリオキシエチレンラウリルアミン等のアルキルアミン型、ポリオキシエチレンソルビタンラウレート等のソルビタン誘導体等が挙げられる。 Examples of the nonionic surfactant include alkyl ether types such as polyoxyethylene nonylphenyl ether, alkyl ether types such as polyoxyethylene lauryl ether, alkyl ester types such as polyoxyethylene laurate, and polyoxyethylene laurylamine. And the like, and sorbitan derivatives such as polyoxyethylene sorbitan laurate.
また、上記アニオン系界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸アンモニウム等のスルホネート型、Ｎａジアルキルスルホサクシネート等のサクシネート系、Ｎａポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルサルフェート等のサルフェート系、アルキルホスフェート等のホスフェート系等が挙げられる。 Examples of the anionic surfactant include a sulfonate type such as ammonium alkylbenzene sulfonate, a succinate type such as Na dialkyl sulfosuccinate, a sulfate type such as Na polyoxyethylene nonylphenyl ether sulfate, and a phosphate such as alkyl phosphate. And the like.
また、上記親水性塗膜は、さらに、架橋剤やワックスを含有してもよい。
上記架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、メラミン系架橋剤等が挙げられる。
また、上記ワックスとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン分散体、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。
Moreover, the said hydrophilic coating film may contain a crosslinking agent and wax further.
As said crosslinking agent, an isocyanate type crosslinking agent, an epoxy-type crosslinking agent, a melamine type crosslinking agent etc. are mentioned, for example.
Examples of the wax include polyethylene, polypropylene dispersion, polytetrafluoroethylene, and the like.
また、上記親水性塗膜は、さらに、ポリエチレングリコールを含有することが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記熱交換器用アルミニウムフィン材を、フィンにプレス加工する際に、優れたプレス加工性を有することができる。
Moreover, it is preferable that the said hydrophilic coating film contains polyethyleneglycol further (Claim 3 ).
In this case, when the aluminum fin material for a heat exchanger is pressed into a fin, it can have excellent press workability.
また、上記熱交換器用アルミニウムフィン材は、上記基板と上記親水性塗膜の間に、さらに、耐食性塗膜を形成することが好ましい（請求項４）。
上記銀を含有する抗菌剤は、使用条件によってはアルミニウムフィンの腐食を促進する場合がある。そのため、上記基板と上記親水性塗膜との間に耐食性塗膜を形成することによって、アルミニウムフィンの耐食性を向上させることができる。
Moreover, it is preferable that the said aluminum fin material for heat exchangers forms a corrosion-resistant coating film further between the said board | substrate and the said hydrophilic coating film (Claim 4 ).
The antibacterial agent containing silver may promote corrosion of aluminum fins depending on use conditions. Therefore, the corrosion resistance of the aluminum fin can be improved by forming a corrosion-resistant coating film between the substrate and the hydrophilic coating film.
上記耐食性塗膜は、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂等を用いて形成することができる。
そして、上記耐食性塗膜は、上記基板との密着性及び耐アルカリ性に優れるウレタン系樹脂からなると共に、膜厚が０．５〜１０μｍであることが好ましい（請求項５）。
The corrosion-resistant coating film can be formed using a urethane resin, an epoxy resin, a polyester resin, a vinyl chloride resin, or the like.
And while the said corrosion-resistant coating film consists of urethane type resin excellent in the adhesiveness and alkali resistance with the said board | substrate, it is preferable that a film thickness is 0.5-10 micrometers (Claim 5 ).
上記ウレタン系樹脂からなる耐食性塗膜の膜厚が０．５μｍ未満の場合には、耐食性向上効果が十分でないおそれがあり、一方、上記膜厚が１０μｍを超える場合には、熱交換器用アルミニウムフィン材の伝熱性が劣るおそれがある。また、上記膜厚は、コスト、伝熱性の観点から０．５〜２μｍであることがより好ましい。 When the film thickness of the corrosion-resistant coating film made of the urethane resin is less than 0.5 μm, the effect of improving the corrosion resistance may not be sufficient. On the other hand, when the film thickness exceeds 10 μm, the aluminum fin for heat exchanger There is a possibility that the heat conductivity of the material is inferior. The film thickness is more preferably 0.5 to 2 μm from the viewpoints of cost and heat conductivity.
また、上記耐食性塗膜は、上記抗菌剤を耐食性を阻害しない範囲で含有させても良い。
この場合には、さらに抗菌性の持続性を向上させることができる。
Moreover, the said corrosion-resistant coating film may contain the said antibacterial agent in the range which does not inhibit corrosion resistance.
In this case, the antibacterial durability can be further improved.
また、上記耐食性塗膜は、界面活性剤を含有することが好ましい（請求項６）。
この場合には、上記耐食性塗膜が抗菌剤を含有している場合には、該抗菌剤を均一に分散させることができ、凝集を防止することができるため、さらに優れた抗菌性の持続性効果を得ることができる。
上記界面活性剤としては、上述の界面活性剤と同様のものを用いることができる。
Further, the corrosion resistance coating preferably contains a surfactant (Claim 6).
In this case, when the corrosion-resistant coating film contains an antibacterial agent, the antibacterial agent can be uniformly dispersed and aggregation can be prevented. An effect can be obtained.
As the surfactant, the same surfactants as those described above can be used.
また、耐食性塗膜は、さらに、架橋剤やワックスを含有してもよい。
上記架橋剤及びワックスとしては、上述した架橋剤及びワックスと同様のものを用いることができる。
Moreover, the corrosion-resistant coating film may further contain a crosslinking agent or a wax.
As said crosslinking agent and wax, the thing similar to the crosslinking agent and wax mentioned above can be used.
また、上記熱交換器用アルミニウムフィン材は、上記親水性塗膜の表面に、ポリエチレングリコールからなる第３塗膜が形成されていることが好ましい（請求項７）。
この場合にも、上記熱交換器用アルミニウムフィン材を、フィンにプレス加工する際に、優れたプレス加工性を有することができる。
Moreover, it is preferable that the said aluminum fin material for heat exchangers has the 3rd coating film which consists of polyethyleneglycol formed in the surface of the said hydrophilic coating film (Claim 7 ).
Even in this case, when the aluminum fin material for heat exchanger is pressed into a fin, excellent press workability can be obtained.
また、上記基板の表面には、下地処理層が形成されていることが好ましい（請求項８）。
この場合には、上記基板と、上記親水性塗膜又は耐食性塗膜との密着性を向上することができる。
The surface of the substrate, it is preferable that surface treatment layer is formed (claim 8).
In this case, the adhesion between the substrate and the hydrophilic coating or the corrosion-resistant coating can be improved.
上記下地処理層としては、リン酸クロメート、クロム酸クロメート等のクロメート処理、また、クロム化合物以外のリン酸チタン、リン酸ジルコニウム、リン酸モリブデン、リン酸亜鉛、酸化チタン、酸化ジルコニウム等のノンクロメート処理等の化学皮膜処理（化成処理）により得られる皮膜がある。化学皮膜処理方法には、反応型及び塗布型があるが、本発明においては、いずれの手法が採用されてもよい。 Chromate treatment such as phosphate chromate, chromate chromate, etc., and non-chromate such as titanium phosphate, zirconium phosphate, molybdenum phosphate, zinc phosphate, titanium oxide, zirconium oxide, etc. There are films obtained by chemical film treatment (chemical conversion treatment) such as treatment. The chemical film treatment method includes a reaction type and a coating type, and any method may be employed in the present invention.
（実施例１）
本例は、本発明の熱交換器用アルミニウムフィン材にかかる実施例について、図１を用いて説明する。
本例では、本発明の実施例として、表１に示す４種類の熱交換器用アルミニウムフィン材１（試料Ｅ１〜試料Ｅ４）を作製し、比較例として、表２に示す２種類の熱交換器用アルミニウムフィン材（試料Ｃ１、試料Ｃ２）を作製し、各種性能の比較試験を行った。
Example 1
In this example, an example of the aluminum fin material for a heat exchanger according to the present invention will be described with reference to FIG.
In this example, as an example of the present invention, four types of heat exchanger aluminum fin materials 1 (sample E1 to sample E4) shown in Table 1 were prepared, and as a comparative example, for two types of heat exchangers shown in Table 2. Aluminum fin materials (Sample C1, Sample C2) were prepared and subjected to comparative tests for various performances.
本例の熱交換器用アルミニウムフィン材１（試料Ｅ１〜試料Ｅ４）は、図１に示すごとく、アルミニウムよりなる基板２と、該基板２の表面に形成した親水性塗膜３とからなる。
上記親水性塗膜３は、抗菌剤３１を含有すると共に、膜厚が０．５〜２μｍである。また、上記抗菌剤３１の含有量は、親水性塗膜３全体の重量を１００重量部とすると、１〜１５重量部であり、上記抗菌剤３１は、銀を含有すると共に、平均粒径が上記親水性塗膜３の膜厚以下である。
以下、これを詳説する。
The
The
This will be described in detail below.
まず、基板２として、ＪＩＳ Ａ １０５０−Ｈ２６、厚み０．１ｍｍのアルミニウム合金板を準備した。
また、親水性塗膜３を構成する樹脂として、ポリビニルアルコールを準備した。
また、抗菌剤３１として、銀を含有するアパタイト系担持体である、新東Ｖセラックス株式会社製のモース硬度５の抗菌セラ・コートＣ１３（抗菌剤の平均粒径が０．４μｍ）、及び抗菌セラ・コートＣ８１（抗菌剤の平均粒径が１．０μｍ）の２種類を用意した。
First, as the
Moreover, polyvinyl alcohol was prepared as resin which comprises the
As
そして、表１に示す粒径の抗菌剤３１と、上記樹脂とを、親水性塗膜形成後の抗菌剤３１の含有量が表１に示す値となるように配合した親水性塗膜用塗料を作製した。
And the coating material for hydrophilic coating films which mix | blended the
次に、上記基板２に対して、リン酸クロメートを浸漬処理することにより、基板２の表面に化成被膜４を形成した。
その後、形成される親水性塗膜３の膜厚が表１に示す値となるように、上記親水性塗膜用塗料をバーコーターを用いて上記化成被膜４の表面に塗布し、２００〜２５０℃で１０秒程度焼付けて、親水性塗膜３を形成し、熱交換器用アルミニウムフィン材１を作製した。
Next, the
Then, the said coating film for hydrophilic coatings is apply | coated to the surface of the said
表１より知られるごとく、実施例としての試料Ｅ１〜試料Ｅ４は、親水性塗膜中の抗菌剤は銀を含有し、抗菌剤の平均粒径、含有量、親水性塗膜の膜厚は本発明の範囲内である。 As is known from Table 1, in the samples E1 to E4 as examples, the antibacterial agent in the hydrophilic coating film contains silver, and the average particle diameter, content of the antibacterial agent, and the film thickness of the hydrophilic coating film are as follows. It is within the scope of the present invention.
次に、得られた熱交換器用アルミニウムフィン材１（試料Ｅ１〜試料Ｅ４、及び試料Ｃ１、２）を５Ｌ／の流水にさらし、流水開始から１時間後、流水開始から２４時間後、流水開始から９６時間後の試料について、抗菌性試験を行った。また、流水開始から９６時間後の試料については、親水性試験も行った。
Next, the obtained
流水開始から１時間後の試料に対しては、抗菌性の速効性を評価するために抗菌性試験を行った。
流水開始から２４時間後及び９６時間後の試料に対しては、抗菌性の持続性を評価するために抗菌性試験を行った。
流水開始から９６時間後の試料に対しては、親水性を評価するために親水性試験を行った。
An antibacterial test was conducted on the sample one hour after the start of running water in order to evaluate the antibacterial quick action.
An antibacterial test was performed on the samples 24 hours and 96 hours after the start of running water in order to evaluate the antibacterial durability.
For the sample 96 hours after the start of running water, a hydrophilicity test was performed in order to evaluate hydrophilicity.
＜抗菌性試験＞
抗菌性試験は、ＪＩＳ Ｚ ２８０１：２０００（抗菌加工製品−抗菌性試験方法・抗菌効果）に準拠して行った。
まず、菌として、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＮＢＲＣ３９７２）及び黄色状ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ ＮＢＲＣ１２７３２）を準備した。
<Antimicrobial test>
The antibacterial test was conducted according to JIS Z 2801: 2000 (antibacterial processed product-antibacterial test method / antibacterial effect).
First, Escherichia coli NBRC3972 and Staphylococcus aureus NBRC12732 were prepared as bacteria.
前培養として、上記大腸菌及び黄色ブドウ球菌を、それぞれ、普通ブイヨン寒天培地で前培養し、精製水で５００倍に希釈した普通ブイヨン培地に、上記前培養１白金耳の試験菌体を分散させ、菌数２．５〜１０×１０5個／ｍｌの試験菌液を調製した。 As a preculture, the above Escherichia coli and Staphylococcus aureus were each precultured in a normal bouillon agar medium and dispersed in a normal bouillon medium diluted 500 times with purified water. A test bacterial solution having 2.5 to 10 × 10 5 bacteria / ml was prepared.
横５０ｍｍ、長さ５０ｍｍに切断した各試料片の試験面を上にして滅菌済シャーレ内に置き、試験菌液を０．４ｍｌ滴下し、４０ｍｍ角正方形の滅菌済みフィルムをかぶせ、試験菌液がフィルム全体に行きわたるように軽く押さえ、シャーレのふたをして、恒温恒湿器（３５±１℃、Ｒｈ９０％以上）にて２４時間培養した。各試験片は３個ずつ試験を実施した。 Place the test piece of each sample piece cut to 50 mm in width and 50 mm in length in a sterilized petri dish, drop 0.4 ml of the test bacterial solution, and cover the 40 mm square square sterilized film. The film was lightly pressed so as to reach the entire film, covered with a petri dish, and cultured in a thermo-hygrostat (35 ± 1 ° C., Rh 90% or more) for 24 hours. Each test piece was tested in triplicate.
培養後のシャーレにＳＣＤＬＰ培地１０ｍｌを加え、試験片とフィルムから試験菌をよく洗い出し、この洗い出し液の生菌数を寒天平板培養法にて測定し、その平均値を求めた。試験前の生菌数と試験後の生菌数から、抗菌活性値を求めた。
抗菌活性値は、以下の式に基づいて算出した。
抗菌活性値＝Ｌｏｇ（Ｙ／Ｘ）・・・（Ｉ）
（上記式中、Ｘは、抗菌加工試験片の生菌個数平均値を、Ｙは、比較対照用の抗菌剤無添加の無加工試験片の生菌個数平均値を表す）
10 ml of SCDLP medium was added to the petri dish after culturing, the test bacteria were thoroughly washed from the test piece and the film, and the viable count of this washing solution was measured by the agar plate culture method, and the average value was obtained. The antibacterial activity value was determined from the viable cell count before the test and the viable cell count after the test.
The antibacterial activity value was calculated based on the following formula.
Antibacterial activity value = Log (Y / X) (I)
(In the above formula, X represents the average number of viable bacteria of the antibacterial processed test piece, and Y represents the average number of viable bacteria of the unprocessed test piece with no antibacterial agent added for comparison)
抗菌性の評価は、抗菌活性値が２．０以上である場合は合格であるとして評価を○とし、抗菌活性値が２．０未満である場合は不合格であるとして評価を×とした。結果を表１に示す。 When the antibacterial activity value was 2.0 or more, the evaluation of antibacterial property was evaluated as ◯, and when the antibacterial activity value was less than 2.0, the evaluation was evaluated as x. The results are shown in Table 1.
なお、流水開始から１時間後の試料が合格の場合には、抗菌性の初期効果を確認することができ、流水開始から２４時間後の試料が合格の場合には、抗菌性の持続性の効果を確認することができ、流水開始から９６時間後の試料が合格の場合には、長年に亘る抗菌性の持続性を有していることが確認できる。 In addition, when the sample after 1 hour from running water passes, the antibacterial initial effect can be confirmed, and when the sample after 24 hours from running water passes, the antibacterial durability can be confirmed. The effect can be confirmed, and if the sample after 96 hours from the start of running water passes, it can be confirmed that the sample has antimicrobial persistence for many years.
＜親水性試験＞
親水性試験は、接触角計を用いて液滴法により測定した。親水性試験は、上述したように、流水開始から９６時間後の試料について行った。
接触角が２０°以下の場合は評価を◎とし、接触角が２０°超え４０°以下の場合は評価を○とし、接触角が４０°超えの場合は評価を×とした。親水性は、評価が◎及び○の場合を合格とし、評価が×の場合を不合格とした。
<Hydrophilicity test>
The hydrophilicity test was measured by a droplet method using a contact angle meter. As described above, the hydrophilicity test was performed on a sample 96 hours after the start of running water.
When the contact angle was 20 ° or less, the evaluation was “◎”, when the contact angle was more than 20 ° and 40 ° or less, the evaluation was “good”, and when the contact angle was more than 40 °, the evaluation was “poor”. The hydrophilicity was evaluated as acceptable when the evaluation was ◎ and ○, and was rejected when the evaluation was ×.
また、総合評価は、評価を行った項目が全て合格である場合は合格として評価を○とし、いずれか１つでも不合格がある場合には不合格であるとして評価を×とする。結果を表１に示す。 In addition, in the comprehensive evaluation, when all the evaluated items are acceptable, the evaluation is “good”, and when any one is unsuccessful, the evaluation is “bad”. The results are shown in Table 1.
表１から知られるように、実施例としての試料Ｅ１〜試料Ｅ４は、流水開始から１時間、２４時間後、９６時間後の抗菌性、親水性のいずれの評価においても良好な結果を示した。
これにより、本発明によれば、焼き付けや熱交換器作製時の加熱によって変質することなく、優れた親水性及び抗菌性を発揮する熱交換器用アルミニウムフィン材を提供することができることがわかる。
As can be seen from Table 1, Samples E1 to E4 as examples showed good results in both antibacterial and hydrophilic evaluations after 1 hour, 24 hours and 96 hours from the start of running water. .
Thereby, according to this invention, it turns out that the aluminum fin material for heat exchangers which exhibits the outstanding hydrophilic property and antimicrobial property can be provided, without changing in quality by baking and the heat at the time of heat exchanger preparation.
また、表１から知られるように、比較例としての試料Ｃ１は、親水性塗膜の膜厚が本発明の下限を下回るため、流水開始から９６時間後試料の黄色ブドウ球菌に対する抗菌性（抗菌性の持続性）が十分でなく、また、親水性の効果も発揮できず、不合格であった。
また、比較例としての試料Ｃ２は、親水性塗膜における抗菌剤の含有量が本発明の下限を下回るため、流水開始から９６時間後の試料の大腸菌及び黄色ブドウ球菌に対する抗菌性（抗菌性の持続性）が十分でなく、不合格であった。
Further, as can be seen from Table 1, the sample C1 as a comparative example has an antibacterial (antibacterial) property against Staphylococcus aureus 96 hours after the start of running water because the film thickness of the hydrophilic coating film is lower than the lower limit of the present invention. The sustainability of the property was not sufficient, and the hydrophilic effect could not be exhibited.
In addition, since the content of the antibacterial agent in the hydrophilic coating film is lower than the lower limit of the present invention, the sample C2 as a comparative example is antibacterial (antibacterial) against Escherichia coli and Staphylococcus aureus after 96 hours from the start of running water Sustainability) was not sufficient and it was rejected.
（実施例２）
本例は、図２に示すように、上述の実施例１の構成において、さらに、基板２と親水性塗膜３の間に耐食性塗膜５を設けた熱交換器用アルミニウムフィン材１２（試料Ｅ５）を作製した例である。その他は実施例１と同様にして行った。
耐食性塗膜５を構成するための樹脂として、ウレタン樹脂（第一工業製薬株式会社性の芳香族イソシアネート系エステル系ウレタン樹脂スーパーフレックス１５０）を準備した。
(Example 2)
In this example, as shown in FIG. 2, in the configuration of Example 1 described above, an
As a resin for constituting the corrosion-resistant coating film 5, a urethane resin (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. aromatic isocyanate ester urethane resin Superflex 150) was prepared.
実施例１と同様の方法で基板２に化成被膜４を形成した後、該化成被膜４の表面に、上記ウレタン樹脂をバーコーターを用いて塗布し、２００〜２５０℃で１０秒間焼き付けを行い、空冷し、耐食性塗膜５を形成した。耐食性塗膜４の膜厚は、１．０μｍであった。
その後、上記耐食性塗膜５の表面に、実施例１と同様の方法で親水性塗膜３を形成することにより、熱交換器用アルミニウムフィン材１２を作製した。
After forming the
Then, the
また、得られた熱交換器用アルミニウムフィン材１２についても、実施例１と同様の評価試験を行った。
表２に、耐食性塗膜の膜厚、親水性塗膜中の抗菌剤の平均粒径、含有量、親水性塗膜の膜厚、及び評価結果を示す。
Moreover, the obtained
In Table 2, the film thickness of a corrosion-resistant coating film, the average particle diameter of antibacterial agent in a hydrophilic coating film, content, the film thickness of a hydrophilic coating film, and an evaluation result are shown.
表２より知られるごとく、上記試料Ｅ５は、耐食性塗膜の膜厚が本発明の好ましい範囲内であり、上記親水性塗膜中の抗菌剤は銀を含有し、抗菌剤の平均粒径、含有量、親水性塗膜の膜厚は本発明の範囲内である。
そして、試料Ｅ５は、流水開始から１時間後、２４時間後、９６時間後の抗菌性、及び親水性の全ての項目において良好な結果を示した。
As known from Table 2, the sample E5 has a corrosion-resistant coating film thickness within the preferred range of the present invention, the antibacterial agent in the hydrophilic coating film contains silver, the average particle size of the antibacterial agent, The content and the film thickness of the hydrophilic coating film are within the scope of the present invention.
Sample E5 showed good results in all items of antibacterial properties and hydrophilic properties after 1 hour, 24 hours, and 96 hours from the start of running water.
（実施例３）
本例は、図３及び図４に示すごとく、銅合金からなる冷媒配管７を、アルミニウムからなるフィン１１に設けられた円筒状のカラー部１３内に挿入配設することにより上記冷媒配管７と上記フィン１１とを一体的に組み付けてなるクロスフィンチューブ６１からなる熱交換器６である。
上記フィン１１は、本発明の熱交換器用アルミニウムフィン材を用いて形成されている。
(Example 3)
In this example, as shown in FIGS. 3 and 4, the
The said
熱交換器６を作製するにあたっては、具体的には、まず、熱交換器用アルミニウムフィン材に円筒状のカラー部１２をプレス成形し、フィン１１とした。そして、フィン１１に設けられた円筒状のカラー部１２内に上記冷媒配管７を挿入した。次いで、冷媒配管７を拡張し、フィン１１と冷媒配管７とを固着することによりクロスフィンチューブ６１を作製した。
熱交換器用アルミウムフィン材としては、上記実施例１の試料Ｅ１を用いた。冷媒配管７に用いる銅合金としては、φ６．３５ｍｍの内面溝付き管を用いた。
In producing the
As the aluminum fin material for a heat exchanger, the sample E1 of Example 1 was used. As a copper alloy used for the
１ 熱交換器用アルミニウムフィン材
２ 基板
３ 親水性塗膜
３１ 抗菌剤
1 Aluminum fin material for
Claims (9)
上記親水性塗膜は、抗菌性を有し、銀イオンもしくは銀化合物を含有し、かつ上記プレス金型よりも硬度の低いアパタイト系担持体を主成分とする物質（以下、抗菌剤という）を含有すると共に、膜厚が０．５〜２μｍであり、
上記抗菌剤の含有量は、親水性塗膜全体の重量を１００重量部とすると、１〜１５重量部であり、
上記抗菌剤は、平均粒径が上記親水性塗膜の膜厚以下であることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。 A cylindrical collar for inserting and fixing a tube is press-molded using a press die, and heat exchange consists of a substrate made of aluminum and a hydrophilic coating formed on the surface of the substrate. A dexterous aluminum fin material,
The hydrophilic coating film has an antibacterial property, contains a silver ion or a silver compound, and a substance (hereinafter referred to as an antibacterial agent) mainly composed of an apatite-based carrier having a hardness lower than that of the press mold. While containing, the film thickness is 0.5-2 μm,
The content of the antibacterial agent is 1 to 15 parts by weight when the weight of the entire hydrophilic coating film is 100 parts by weight,
The antibacterial agent has an average particle size equal to or less than the film thickness of the hydrophilic coating film.
上記フィンは、請求項１〜８のいずれか１項に記載の熱交換器用アルミニウムフィン材を用いて形成されていることを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger comprising a cross fin tube in which the refrigerant pipe and the fin are assembled together by inserting a refrigerant pipe made of a copper alloy into a cylindrical collar portion provided on a fin made of aluminum. Because
The said fin is formed using the aluminum fin material for heat exchangers of any one of Claims 1-8, The heat exchanger characterized by the above-mentioned.
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