JPS6280494A - Fin material for heat exchanger - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a fin material which is hard to crack and of which surface is sufficiently hydrophilic, by applying a specified polyacrylic acid polymer to a fin body. CONSTITUTION:A polyacrylic acid polymer of which molecular formula is shown is applied on a fin material. In the formula, 'Q' is a residual group of polyhydric alcohol, 'R1' is low alkyl group, 'R2', 'R3', and 'R4' are 'H' or low alkyl group, respectively, and m:n=1:0-1, (m+n):k:1=1:0.05-3.0:0.05-2.0. The average molecular weight of the polymer is 50,000-400,000. This polyacrylic acid polymer is highly hydrophilic in nature, so that it is not necessary to use any inorganic compound such as water glass in order to add a hydrophilic property to a fin material. As a result, the coated film on the fin material is prevented from cracking when the fin material is drilled or bent in the process of manufacturing, and the durability of coating film and also that of the fin material itself can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、熱交換器用フィン材に関し、特にその表面に
凝縮水が溜らないようにした熱交換器用フィン材に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to a fin material for a heat exchanger, and more particularly to a fin material for a heat exchanger that prevents condensed water from accumulating on its surface.

（ロ）従来の技術 熱交換器には、熱交換効率を向上させるために伝熱性に
優れたアルミニウム製のフィンが取り付けられているも
のがある。この熱交換器を用いて冷房を行う鳩舎、フィ
ン間で温かい空気を冷やすわけであるが、この際フィン
に凝縮水が付着することがある。この付着し滞留した凝
縮水によりフィン間の風路が狭められて通風量が低下し
たり、或いは騒音が発生したりすることがあった。更に
、この凝縮水が通風方向へ飛散し冷房装置の各所や家屋
の各所を汚すこともあった。(b) Conventional technology Some heat exchangers are equipped with aluminum fins that have excellent heat conductivity in order to improve heat exchange efficiency. This heat exchanger is used to cool the warm air between the pigeon coop and fins, but at this time condensed water may adhere to the fins. This adhering and stagnant condensed water may narrow the air passage between the fins, reducing the amount of ventilation or causing noise. Furthermore, this condensed water sometimes scatters in the direction of ventilation, staining various parts of the air conditioner and the house.

このため、フィンの表面を親水化して凝縮水を薄い水膜
として流下させる方法が従来より行われている。親水化
の方法としては、例えばフィンの表面にアクリル酸樹脂
を塗布する方法又はアクリル酸樹脂と水ガラスとの混合
物を塗布する方法が知られている。For this reason, a method has conventionally been used in which the surface of the fin is made hydrophilic so that the condensed water flows down as a thin water film. As a method for making the fin hydrophilic, for example, a method of applying an acrylic acid resin to the surface of the fin or a method of applying a mixture of an acrylic acid resin and water glass is known.

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかし、前者の方法は未だ親水化が十分でないという欠
点がある。又、後者の方法は親水化の点は一応満足しう
るが、フィンに穿孔加工や曲げ加工を施す際クラックが
発生し塗膜が剥がれ易いという欠点があった。これはア
クリル酸樹脂に無機系の化合物が混合されているためと
思われる。(c) Problems to be Solved by the Invention However, the former method still has the drawback that hydrophilization is not sufficient. Further, although the latter method is somewhat satisfactory in terms of making the fin hydrophilic, it has the disadvantage that cracks occur when the fin is perforated or bent, and the coating film is likely to peel off. This seems to be because an inorganic compound is mixed with the acrylic acid resin.

そこで本発明者等はこの点を解決すべく鋭意検討した結
果、アクリル酸樹脂を多価アルコール化合物で変性する
ことにより、従来技術の場合と同様アクリル酸系の重合
体を用いながら、クラックが発生せず且つ十分な親水性
の表面を持つフィン材が得られることを見出し本発明に
至ったのである。As a result of intensive studies to solve this problem, the present inventors found that by modifying acrylic acid resin with a polyhydric alcohol compound, cracks could occur while using an acrylic acid-based polymer as in the case of the conventional technology. They discovered that it is possible to obtain a fin material with a sufficiently hydrophilic surface without any hydrophilic hydrophilic properties, leading to the present invention.

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用即ち本発明
は、フィン材本体に、一般式：％式％ 〔式中、Ｑは多価アルコール残基を示し、Ｒ２は低級ア
ルキル基を示し、Ｒ，、Ｒ，、Ｒ，は各々Ｉ−１又は低
級アルキル基を示す。ｍ：ｎ＝１：Ｏ〜１を示し、（ｍ
４−　ｎ）　　：　ｋ　：　Ｉ　＝　１　：０．０５〜
３．０：０．０５〜２．０を示す。〕で表される平均分
子ｉｔ　５００００〜４０００００のポリアクリル酸系
重合体を塗布してなることを特徴とする熱交換器用フィ
ン材に係るものである。(d) Means and action for solving the problem, that is, the present invention provides a fin material main body with a general formula: % formula % [wherein Q represents a polyhydric alcohol residue and R2 represents a lower alkyl group] , R, , R, , R, each represents I-1 or a lower alkyl group. m:n=1:O~1, (m
4-n): k: I = 1: 0.05~
3.0: indicates 0.05 to 2.0. This invention relates to a fin material for a heat exchanger characterized by being coated with a polyacrylic acid polymer having an average molecular weight of 50,000 to 400,000.

フィン材本体としては、伝熱性の良好なものであればど
のような材質のものでも用いうるが、特に、伝熱性に優
れている点、各種の成型加工がし易い点、重量が軽い点
からアルミニウム薄板が最も好ましい。Any material can be used for the fin body as long as it has good heat conductivity, but it is particularly suitable for its excellent heat conductivity, ease of various molding processes, and light weight. Aluminum sheet is most preferred.

フィン材本体には一般式： ％式％ 〔式中、Ｑは多価アルコール残基を示し、Ｒ７は低級ア
ルキル基を示し、Ｒユ、　Ｒ３，Ｒ，は各々Ｈ又は低級
アルキル基を示す。ｍ：ｎ＝１：Ｏ〜１を示し、（ｍ＋
ｎ）　　：　ｋ　：　Ｉ　＝　１　：０．０５〜３．０
：０．０５〜２．０を示す。〕で表されるポリアクリル
酸系重合体が塗布される。この重合体は、公知のアクリ
ル酸樹脂に用いられている、例えばスチレンから誘導さ
れた形の構造単位（以下「スチレン単位」という。）と
例えばメチルメタアクリレートから誘導された形の構造
単位（以下「アクリレート単位」という。）とアクリル
酸から誘導された形の構造単位（以下「アクリル酸単位
」という。）以外に、アクリル酸と多価アルコールのエ
ステル化物から誘導された形の構造単位（以下［アクリ
ル酸エステル単位」という。）を含有している。アクリ
ル酸エステル単位の具体例としては、代表的には下記に
示すものが用いられる。The fin material body has a general formula: % Formula % [In the formula, Q represents a polyhydric alcohol residue, R7 represents a lower alkyl group, R, R, and R each represent H or a lower alkyl group. m:n=1:O~1, (m+
n): k: I = 1: 0.05-3.0
: Indicates 0.05 to 2.0. ] is applied. This polymer is composed of structural units derived from styrene (hereinafter referred to as "styrene units") and structural units derived from methyl methacrylate (hereinafter referred to as "styrene units"), which are used in known acrylic acid resins. In addition to structural units derived from acrylic acid (hereinafter referred to as "acrylate units") and structural units derived from acrylic acid (hereinafter referred to as "acrylic acid units"), structural units derived from esters of acrylic acid and polyhydric alcohols (hereinafter referred to as [referred to as "acrylic acid ester unit"]. As specific examples of the acrylic acid ester unit, those shown below are typically used.

（ｉ）　　−←ＣＨよ−ＣＨ← ＣＯＯＣＲ，ＯＨ （ｉｉ）　　−千ＣＨニーＣＨ← ＣＯＯＣＨ，ＣＲ２０Ｈ （ｉｉｉ　）　　−÷ＣＨニーＣＨ← 「 Ｃ００ＣＨよＣＨＣＨユ○Ｈ 昌 アクリル酸単位はアクリル酸エステル単位１モルに対し
て０〜１のモル数であることが必要である。アクリル酸
単位が１モルを超えると相対的にアクリル酸エステルの
量が少なくなりアクリル酸系重合体の親水性が小さくな
って、凝縮水を流下させるという作用が小さくなり好ま
しくない。(i) -←CHyo-CH← COOCR,OH (ii) -1000CHneeCH←COOCH,CR20H (iii) -÷CHneeCH← "C00CHyoCHCHyu○H Chang acrylic acid unit is acrylic acid ester unit It is necessary that the number of moles is 0 to 1 per mole.If the number of acrylic acid units exceeds 1 mole, the amount of acrylic ester will be relatively small and the hydrophilicity of the acrylic acid polymer will be reduced. Therefore, the effect of causing the condensed water to flow down becomes smaller, which is not preferable.

本発明に用いるアクリル酸系重合体は、例えばスチレン
単位とアクリレート単位とアクリル酸単位とからなる公
知の三元共重合体（アクリル酸樹脂）と多価アルコール
を酸触媒の存在下でエステル化（脱水）させる方法によ
り製造することができる。酸触媒としては狭義の酸であ
る塩酸、硫酸等は勿論、電子対受容体という意味での広
義の酸（いわゆるルイス酸）も用いられる。The acrylic acid polymer used in the present invention is, for example, a known ternary copolymer (acrylic acid resin) consisting of styrene units, acrylate units, and acrylic acid units, and a polyhydric alcohol that is esterified in the presence of an acid catalyst ( It can be produced by a method of dehydration. As acid catalysts, not only acids in the narrow sense such as hydrochloric acid and sulfuric acid, but also acids in the broader sense of electron pair acceptors (so-called Lewis acids) can be used.

又、スチレン単位に相当するモノマー（例えばスチレン
２　α−メチルスチレン、ビニルトルエン等）とアクリ
レート単位に相当するモノマー（例えばメチルアクリレ
ート、メチルメタクリレ−１−等）とアクリル酸単位に
相当する七ツマ−（アクリル酸）とアクリル酸エステル
単位に相当するモノマー（例えばヒドロキシメチルアク
リレート、β−ヒドロキシエチルアクリレート等）とを
共重合させて、若しくは上記四成分のうちアクリル酸単
位に相当するモノマーを用いずに共重合させて、本発明
に用いるアクリル酸系重合体を製造することもできる。In addition, monomers corresponding to styrene units (for example, styrene 2 α-methylstyrene, vinyltoluene, etc.), monomers corresponding to acrylate units (for example, methyl acrylate, methyl methacrylate-1-, etc.), and monomers corresponding to acrylic acid units. - (acrylic acid) and a monomer corresponding to an acrylic acid ester unit (for example, hydroxymethyl acrylate, β-hydroxyethyl acrylate, etc.), or by copolymerizing a monomer corresponding to an acrylic acid unit among the above four components. The acrylic acid-based polymer used in the present invention can also be produced by copolymerizing.

（ホ）実施例及び比較例 アクリル酸４０モル％とメチルアクリレート４０モル％
とスチレン２０モル％とからなる平均分子量２００００
０のアクリル酸樹脂１００ｇを水３０００　ｇに分散さ
せた後、塩酸０．８ｇを加え、次いでエチレングリコー
ルを添加し、温度４０℃２反応時間１時間の条件で反応
させた。エチレングリコールの添加量を種々変化させて
ポリアクリル酸系重合体を得た結集１表 第２表 果を第１表に示す。(E) Examples and Comparative Examples Acrylic acid 40 mol% and methyl acrylate 40 mol%
and 20 mol% of styrene with an average molecular weight of 20,000
After dispersing 100 g of No. 0 acrylic acid resin in 3000 g of water, 0.8 g of hydrochloric acid was added, then ethylene glycol was added, and the mixture was reacted at a temperature of 40° C. and a reaction time of 1 hour. Table 1 shows the results of polyacrylic acid polymers obtained by varying the amount of ethylene glycol added.

次に試料Ｎｏ１〜６　（試料Ｎｏ１〜３は比較例、試料
４〜６は実施例）のポリアクリル酸系重含体をベンゼン
に溶解させて溶液状として、２０ｃｍ　Ｘ　３０（２）
のアルミニウム薄板に塗布してフィン材を得た。Next, the polyacrylic acid-based heavy content of Samples Nos. 1 to 6 (Samples Nos. 1 to 3 are comparative examples, Samples 4 to 6 are examples) were dissolved in benzene to form a solution, and a 20 cm x 30 (2)
A fin material was obtained by coating it on a thin aluminum plate.

このフィン材の表面の親水性を評価するため、水との接
触角を測定した。その結果を第２表に示す。In order to evaluate the hydrophilicity of the surface of this fin material, the contact angle with water was measured. The results are shown in Table 2.

以上から明らかなように、アクリル酸樹脂中のアクリル
酸単位を全くエステル化していない試料Ｎｏｔ及びエス
テル化が十分でない試料２．３は親水性が十分でなく、
水をはじく傾向が大きい。これに対し、アクリル酸単位
のカルボキシル基をエステル化した本発明の実施例に係
るポリアクリル酸系重合体（試料Ｎｏ３〜Ｇ）は耐水性
も良好で且つ接触角が小さく親水性が大きいことが判る
。As is clear from the above, sample Not, in which the acrylic acid units in the acrylic acid resin were not esterified at all, and sample 2.3, in which esterification was insufficient, did not have sufficient hydrophilicity.
It has a strong tendency to repel water. On the other hand, the polyacrylic acid polymers (Samples No. 3 to G) according to the examples of the present invention in which the carboxyl group of the acrylic acid unit was esterified had good water resistance, a small contact angle, and high hydrophilicity. I understand.

（へ）発明の効果 本発明に係るフィン材の表面に塗布されているポリアク
リル酸系重合体は、従来と同様アクリル酸系の重合体で
ありながら、親水性に非常に優れている。従って、フィ
ン材の親水性の向上を図るために水ガラス等の無機系化
合物を用いることなく、ポリアクリル酸系重合体単独で
フィン材の表面に用いることができる。その結果フィン
材の穿孔加工や曲げ加工の際フィン材の塗膜にクラ・ツ
クが発生するのを防止でき、塗膜の耐久性ひいてはフィ
ン材の耐久性を向トさせることができる。(f) Effects of the Invention The polyacrylic acid polymer coated on the surface of the fin material according to the present invention is an acrylic acid polymer as in the prior art, but has excellent hydrophilicity. Therefore, the polyacrylic acid polymer alone can be used on the surface of the fin material without using an inorganic compound such as water glass to improve the hydrophilicity of the fin material. As a result, it is possible to prevent cracks and scratches from occurring in the coating film of the fin material during drilling and bending of the fin material, and the durability of the coating film and, in turn, the durability of the fin material can be improved.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 フィン材本体に、一般式： ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｑは多価アルコール残基を示し、Ｒ＿１は低級
アルキル基を示し、Ｒ＿２、Ｒ＿３、Ｒ＿４は各々Ｈ又
は低級アルキル基を示す。ｍ：ｎ＝１：０〜１を示し、
（ｍ＋ｎ）：ｋ：ｌ＝１：０．０５〜３．０：０．０５
〜２．０を示す。〕で表される平均分子量５００００〜
４０００００のポリアクリル酸系重合体を塗布してなる
ことを特徴とする熱交換器用フィン材。[Claims] The fin material body has a general formula: ▲Mathematical formula, chemical formula, table, etc.▼ [In the formula, Q represents a polyhydric alcohol residue, R_1 represents a lower alkyl group, R_2, R_3, R_4 each represents H or a lower alkyl group. m: n = 1:0 to 1;
(m+n):k:l=1:0.05~3.0:0.05
~2.0 is shown. ] Average molecular weight 50,000~
A fin material for a heat exchanger, characterized in that it is coated with a polyacrylic acid polymer of 400,000%.