JPH05115845A - 撥水性コーテイング用組成物及び撥水性コーテイング用組成物を塗布した熱交換器とその塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は撥水性コーティング用組成物に関す
るもので、基材表面に従来より大幅に優れた撥水性皮膜
を形成することを目的とする。本組成物をヒートポンプ
エアコン用熱交換器に適用した場合、熱交換器の着霜に
よるフィン間の目詰まりを遅らせ、暖房能力の低下を減
少させることが可能となる。 【構成】 塗装乾燥後の塗膜表面の水接触角が９０度以
上を示す樹脂化合物からなる溶液に、表面に凹凸形状を
有する微粒子、又は一次粒子が凝集して形成された、表
面に凹凸形状を有する二次凝集粒子を添加し、撥水性コ
ーティング用組成物を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撥水性を付与する目的
で基材表面にコーティングするための組成物と、空調機
器、冷凍冷蔵機器などの冷却システムに使用される熱交
換器及び塗装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等は、
優れた撥水性を有しその特性を活かすためのコーティン
グ材料は、表面処理剤として多くの分野で、実用化され
ている。例えば、空気調和機の熱交換器の表面処理とし
ても有効である。

【０００３】そして、空気調和機における空気熱源ヒー
トポンプ式空気調和機（以下ヒートポンプと呼ぶ）のし
める割合は急増してきており、家庭用ルームエアコン、
業務用ルームエアコン等については、半数以上を占めて
いる。又、これらヒートポンプに用いられる熱交換器の
大部分は、アルミフィンと、またこれに直行する冷媒管
から構成されているフィンチューブ型熱交換器である。
ヒートポンプにおいて、冷房時には室内側熱交換器のフ
ィン表面に水分の凝縮が起こり、フィン間における凝縮
水のブリッジ現象により、熱交換器通過風量の低下を招
き、ひいては、冷房能力の低下の原因となる。一方、暖
房時には、室外側熱交換器において、前述した冷房時、
室内側熱交換器と同様な現象が起こる。

【０００４】熱交換器に、着霜した場合は、通風抵抗が
増加し、暖房能力の低下の原因となり、更に進むと、着
霜によるフィンの目詰まりが生じ、その場合暖房運転を
一時停止し、除霜を行なう必要があるため、暖房の快適
性を損なう原因にもなる。したがって冷房能力、暖房能
力の低下を減少させるためや、暖房時における室外側熱
交換器の着霜を減少し、除霜回数を減らし、快適性を向
上させるためには、室内機及び、室外機の熱交換器のフ
ィン表面の凝縮水を常に取り除けば、良いわけである。
その方法としてフィン表面を撥水化して凝縮水を転がり
落とす方法があり、実開昭４８ー１１４１４号公報、実
開昭５１ー１５２６１号公報で提案されているような４
フッ化エチレン樹脂、塩化３フッ化エチレン樹脂などの
コーティングが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記撥水性に優れた樹
脂を塗布したフィン材表面においては、直径２ｍｍ以上
の比較的大きな凝縮水をフィン表面から転がり落とすこ
とが可能であり、熱交換器用フィン材として、ある程度
の効果が期待できる。

【０００６】しかし、最近の熱交換器は、高能力化を目
的とし、フィン総表面積を増やすためにフィン間隔が狭
くなる傾向にある。現在の熱交換器のフィン間隔は、約
２〜３ｍｍが一般的でありこれからますます狭められて
いくと考えられる。そこで、前記の撥水性に優れた樹脂
を塗布する方法では、直径１ｍｍ程度の微細な水滴をフ
ィン表面から落とすことはできない。そこで、フィン表
面に残存した水滴が、フィン間に溜るため、通風抵抗に
なったり、そのまま氷結し霜となるなどその撥水効果は
不十分であった。

【０００７】したがって、ヒートポンプの冷暖房能力を
低下させないようフィン表面の凝縮水を常に取り除くこ
とが可能な高性能な熱交換器用フィン材が望まれ、より
高い撥水性を付与しうるコーティング材料が必要とな
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の撥水性コーティング用組成物は、塗装乾燥硬
化後の塗膜表面の水接触角が９０度以上となる樹脂化合
物からなる溶液と、表面に凹凸形状を有する微粒子又は
一次粒子が凝集して形成された、表面に凹凸形状を有す
る二次凝集粒子とを主成分とするものである。

【０００９】又、本発明の熱交換器は、一定間隔で多数
平行に並べられ、その間を気流が流動する板状フィン
と、この板状フィンに直角に挿通された伝熱管とからな
り、前記板状フィンの表面に、塗装乾燥硬化後の塗膜表
面の水接触角が９０度以上となる樹脂化合物からなる溶
液と、表面に凹凸形状を有する微粒子又は一次粒子が凝
集して形成された、表面に凹凸形状を有する二次凝集粒
子とを主成分とする撥水性コーティング用組成物を塗布
したものである。

【００１０】更に、本発明の塗装方法は、塗装乾燥硬化
後の塗膜表面の水接触角が９０度以上となる樹脂化合物
からなる溶液と、表面に凹凸形状を有する微粒子又は一
次粒子が凝集して形成された、表面に凹凸形状を有する
二次凝集粒子とを主成分とする撥水性コーティング用組
成物を浸漬槽内で撹拌しながら又は被塗物を浸漬する直
前まで浸漬槽内で撹拌する方法である。

【００１１】

【作用】上記の構成の撥水性コーティング組成物を施し
た基材表面は、ベースとなる樹脂化合物の撥水効果に加
え、微粒子により形成された表面の微細凹凸により、表
面と水滴との接触面積が小さくなり、撥水性が著しく高
くなる。従って熱交換器の表面に撥水性コーティング組
成物を施すことによりフィン上に凝縮した水滴を速やか
に落下させることができる。又、撥水性コーティング組
成物を、浸漬槽内で撹拌しながら又は被塗物を浸漬する
直前まで浸漬槽内で撹拌し、浸漬塗装を行なうことによ
り均一な性能を有した撥水性塗膜が形成できる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の一実施例について（表１）を参
照して説明する。

【００１３】

【表１】

【００１４】（表１）において実施例１〜８は、塗料乾
燥硬化後において水接触角が９０度以上を示すシリコー
ン系及びフッ素系コーティング剤に対し、表面に凹凸形
状を有する微粒子、又は一次粒子が凝集して形成され
た、表面に凹凸形状を有する二次凝集粒子を各コーティ
ング剤中の固形分に対し所定量添加して、常温で撹拌分
散し、コーティング組成物を作成し、厚さ０．５ｍｍの
アルミニウム板に浸漬塗布し、１００℃の熱風乾燥炉中
で６０分間乾燥硬化したものである。また、比較例２、
３、５、６、はフッ素系及びシリコーン系樹脂コーティ
ング剤に対し、球状の無機微粒子を各コーティング剤中
の固形分に対して、所定量添加して、常温で撹拌分散
し、コーティング組成物を作成し、実施例１〜８と同様
に厚さ０．５ｍｍのアルミニウム板に浸漬塗布し、１０
０℃の熱風乾燥炉中で６０分間乾燥硬化したものであ
る。

【００１５】又、比較例１、４はフッ素系樹脂、シリコ
ーン系樹脂コーティング剤のみを、同じく厚さ０．５ｍ
ｍのアルミニウム板に浸漬塗布し、１００℃の熱風乾燥
炉中で６０分間乾燥硬化した。比較例７は接触角が９０
度未満のアクリル系樹脂コーティング剤のみを、比較例
８〜１３はアクリル系樹脂コーティング剤に対し、表面
に凹凸形状を有する微粒子、一次粒子が凝集して形成さ
れた、表面に凹凸形状を有する二次凝集粒子または球状
の無機微粒子を各コーティング剤中の固形分に対し所定
量添加して、常温で撹拌分散し、コーティング組成物を
作成し、厚さ０．５ｍｍのアルミニウム板に浸漬塗布
し、１００℃の熱風乾燥炉中で３０分間乾燥硬化したも
のである。

【００１６】塗膜の評価は塗膜の撥水性により行なっ
た。撥水性については、水に対する接触角を測定するこ
とにより、評価した。尚、水に対する接触角とは、図１
に示すように、基材１の試料２表面に形成した水滴３と
試料２表面が作る角度θで表わされ、接触角θが大きい
程、撥水性が高いといえる。水に対する接触角は、協和
界面科学製コンタクトアングルメータＤＡ−Ｔ型で測定
した。

【００１７】又、（表１）でも判るように、実施例１〜
８は、水に対する接触角が比較例１、４のフッ素系、シ
リコーン系樹脂のみの場合や比較例２、３、５、６の球
状微粒子を添加したもの、又比較例７〜１３の水に対す
る接触角が９０度未満のアクリル系樹脂コーティング剤
をベースとしたものより、著しく接触角が大きくなって
いる。すなわち、水接触角が９０度以上を示すシリコー
ン系及びフッ素系コーティング剤に対し、表面に凹凸形
状を有する微粒子、又は一次粒子が凝集して形成され
た、表面に凹凸形状を有する二次凝集粒子を添加するこ
とにより、大幅に撥水性が向上していることを示す。こ
れは、撥水性樹脂により、表面が撥水性になっているこ
とに加えて、微粒子を添加することにより、塗膜表面に
鋭角的で微細な凹凸が形成される。従って水滴と、表面
の接触面積が小さくなり、表面上における水滴の付着力
が大幅に低下し、撥水性が高くなると考えられる（モル
フォロジカル効果）。

【００１８】しかし、球状の微粒子を添加した場合は滑
らかな凹凸となり撥水性向上の効果は少ない。

【００１９】尚、添加する微粒子としては、本実施例で
は、表面に凹凸形状を有する微粒子として一次粒子径２
μｍの無機シリカ、一次粒子が凝集して形成された、表
面に凹凸形状を有する二次凝集粒子として一次粒子径４
０ｎｍの無機シリカを用いたが、表面に凹凸を有するも
の、表面に凹凸形状を有する二次凝集粒子であればいず
れも同様の効果が得られる。

【００２０】以上、今回の結果より、塗装乾燥硬化後の
塗膜表面の水接触角が９０度以上となる樹脂化合物から
なる溶液と、表面に凹凸形状を有する微粒子又は一次粒
子が凝集して形成され、表面に凹凸形状を有する二次凝
集粒子とを主成分とすることにより撥水性に優れたコー
ティング組成物を提供することができる。

【００２１】尚、本発明のコーティング剤を浸漬塗装す
る場合は樹脂成分と添加微粒子とが均一に分散した状態
での塗装が望ましく、浸漬槽内でコーティング剤を撹拌
しながら又は被塗物を浸漬する直前まで浸漬槽内でコー
ティング剤を撹拌し、浸漬塗装を行なうことにより均一
な性能を有した撥水性塗膜が形成できる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明は、塗装乾燥硬化後
の塗膜表面の水接触角が９０度以上となる樹脂化合物か
らなる溶液と、表面に凹凸形状を有する微粒子又は一次
粒子が凝集して形成され、表面に凹凸形状を有する二次
凝集粒子とを主成分とする撥水性コーティング用組成物
であり、この撥水性コーティング用組成物を塗布した基
材は非常に高い撥水性を示す。

【００２３】この撥水性コーティング用組成物を熱交換
器用フィン材に塗布し、熱交換器を構成した場合、フィ
ン間隔が２ｍｍ程度と狭い場合でも、フィン表面に凝縮
した水滴を、転がり落とすために有効な性能を有する。
したがって、ヒートポンプエアコンの熱交換器の着霜に
よるフィン間の目詰まりを遅れさせることにより、ヒー
トポンプとして、冷房能力、暖房能力の低下を減少させ
るとともに、暖房時室外機熱交換器の除霜間隔を延長す
ることができ、快適性を向上させることが可能である。

【００２４】又、本発明の塗装方法は浸漬槽内でコーテ
ィング材を撹拌しながら、又は被塗物を浸漬する直前ま
で浸漬槽内でコーティング材を撹拌し、浸漬塗装を行な
うことにより樹脂成分と添加微粒子とが均一に分散した
状態での塗装が可能となり、均一な性能を有した撥水性
塗膜を形成することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】接触角について説明した図

【符号の説明】

１ 基材 ２ 試料 ３ 水滴 θ 接触角

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗装乾燥硬化後の塗膜表面の水接触角が
   ９０度以上となる樹脂化合物からなる溶液と、表面に凹
   凸形状を有する微粒子又は一次粒子が凝集して形成され
   た、表面に凹凸形状を有する二次凝集粒子とを主成分と
   する撥水性コーティング用組成物。
2. 【請求項２】 一定間隔で多数平行に並べられ、その間
   を気流が流動する板状フィンと、この板状フィンに直角
   に挿通された伝熱管とからなり、前記板状フィンの表面
   に、塗装乾燥硬化後の塗膜表面の水接触角が９０度以上
   となる樹脂化合物からなる溶液と、表面に凹凸形状を有
   する微粒子又は一次粒子が凝集して形成された、表面に
   凹凸形状を有する二次凝集粒子とを主成分とする撥水性
   コーティング用組成物を塗布した熱交換器。
3. 【請求項３】 塗装乾燥硬化後の塗膜表面の水接触角が
   ９０度以上となる樹脂化合物からなる溶液と、表面に凹
   凸形状を有する微粒子又は一次粒子が凝集して形成され
   た、表面に凹凸形状を有する二次凝集粒子とを主成分と
   する撥水性コーティング用組成物を浸漬槽内で撹拌しな
   がら又は被塗物を浸漬する直前まで浸漬槽内で撹拌し、
   浸漬塗装を行なう塗装方法。