樹(shù)脂被覆金屬板及由其構(gòu)成的換熱器用翅片材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在金屬板的表面形成有親水性優(yōu)異的樹(shù)脂被覆層的樹(shù)脂被覆金屬板。 此外，本發(fā)明涉及能夠長(zhǎng)期地持續(xù)結(jié)露水等容易潤(rùn)濕的表面性狀的換熱器用翅片材。
【背景技術(shù)】
[0002] 在空調(diào)機(jī)的換熱器中，從導(dǎo)熱性、加工性、耐蝕性等優(yōu)異的方面出發(fā)，廣泛使用鋁 材，為了有效地進(jìn)行換熱，此外，為了將空間抑制得緊湊，成為以狹窄的間隔并列設(shè)置鋁制 翅片材的結(jié)構(gòu)。因此，在空調(diào)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若翅片材表面的溫度達(dá)到空氣的露點(diǎn)以下，則附 著在翅片材表面的結(jié)露水凝結(jié)，有時(shí)使鄰接的翅片彼此間閉塞。此時(shí)，在鋁制翅片材表面的 親水性低的情況下，由于與水的接觸角變大，所以所附著的結(jié)露水成為半球狀，使翅片的閉 塞狀態(tài)進(jìn)一步惡化。其結(jié)果是，一直以來(lái)已知引起換熱功能受到阻礙，或因風(fēng)壓而使結(jié)露水 飛散到空調(diào)機(jī)外等問(wèn)題。
[0003] 為了改善上述的結(jié)露水的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了通過(guò)對(duì)鋁板自身的表面進(jìn)行親水化處理， 從而在加工成翅片材使用時(shí)，結(jié)露水不會(huì)停留在翅片表面而容易被除去?排出的技術(shù)。例 如在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了將合成二氧化硅與水性涂料并用的技術(shù)。
[0004] 然而，若使用合成二氧化硅則由于所得到的涂膜變硬，所以存在在翅片材的成形 加工時(shí)工具、模具等的磨損劇烈的問(wèn)題。此外，還存在二氧化硅獨(dú)特的水泥臭或塵埃臭、推 測(cè)起因于吸附在二氧化硅上的物質(zhì)或二氧化硅微粒的飛散的臭氣給人體造成不適感的問(wèn) 題。因此，例如在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了使用氧化鋁溶膠來(lái)替換二氧化硅的高親水性涂料。就 該技術(shù)而言，雖然與應(yīng)用二氧化硅時(shí)相比減輕但依然觀測(cè)到臭氣，而且若長(zhǎng)時(shí)間使用則臭 氣逐漸增大，所以從抑制臭氣的方面而言還不充分。
[0005] 另一方面，專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了為了抑制附著在翅片材表面的結(jié)露水長(zhǎng)時(shí)間滯留 而誘發(fā)水合反應(yīng)、腐蝕反應(yīng)，使用以羧甲基纖維素的鹽和N-羥甲基丙烯酰胺作為主成分的 表面處理劑的技術(shù)。此外，專利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了為了對(duì)翅片材賦予耐蝕性和親水性，使用以 聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮作為主成分的表面處理劑是有效的。在專利文獻(xiàn)3、4的技術(shù) 中，由于沒(méi)有使用二氧化硅等，所以不會(huì)引起臭氣、模具的磨損這樣的問(wèn)題。
[0006] 但是，有機(jī)系的親水性樹(shù)脂皮膜若長(zhǎng)時(shí)間與水接觸，則由于皮膜慢慢地溶出，所以 存在親水性經(jīng)時(shí)地降低的問(wèn)題。因此，難以長(zhǎng)期地維持翅片材表面的親水性，存在改善的余 地。
[0007] 此外，專利文獻(xiàn)5中公開(kāi)了作為金屬表面處理劑使用由在聚乙烯醇上接枝聚合乙 烯基吡咯烷酮而得到的聚合物及作為交聯(lián)劑的嵌段化異氰酸酯組成的組合物，通過(guò)將該組 合物涂布到金屬材料的表面，能夠得到良好的親水性。
[0008] 上述專利文獻(xiàn)5中記載的金屬板即使在反復(fù)進(jìn)行多次淹沒(méi)和干燥（以下，也稱為 反復(fù)淹沒(méi)）的情況下，也能夠抑制皮膜的溶出，也基本沒(méi)有金屬板的相對(duì)于水的接觸角（以 下，稱為水接觸角）的變化，對(duì)于該水接觸角值，本申請(qǐng)發(fā)明者們進(jìn)行了追加試驗(yàn)，結(jié)果獲 知，從初期階段起大大超過(guò)40°并居高不下，所以無(wú)論如何也不能說(shuō)滿足作為換熱器用翅 片材所需的親水特性，改善的余地仍很大。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)昭55-164264號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)平10-168381號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)平2-258874號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)平5-302042號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)5 :日本特開(kāi)2009-108111號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 發(fā)明所要解決的課題
[0017] 本發(fā)明中，還考慮了由于地球變暖、資源高漲問(wèn)題等的明顯化，導(dǎo)致空調(diào)機(jī)的高效 率化、小型化等性能改善的要求正在提高，其課題是提供可長(zhǎng)期地維持優(yōu)異的親水性的樹(shù) 脂被覆金屬板及使用其的換熱器用翅片材。
[0018] 用于解決課題的方案
[0019] 本發(fā)明為在金屬板的表面被覆樹(shù)脂被覆層而成的樹(shù)脂被覆金屬板，其特征在于， 上述樹(shù)脂被覆層由樹(shù)脂被覆層形成用組合物獲得，所述樹(shù)脂被覆層形成用組合物包含：在 聚乙烯醇上接枝聚合乙烯基吡咯烷酮而得到的接枝聚合物（A)、包含磺酸（鹽）及羧酸 (鹽）中的至少一者作為聚合成分的陰離子性聚合物（B)、以及上述接枝聚合物及上述陰離 子性聚合物中的至少一者的交聯(lián)劑（C)。
[0020] 上述樹(shù)脂組合物優(yōu)選進(jìn)一步包含選自由聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、羧甲基纖 維素鹽、甲基纖維素、羥丙基纖維素、海藻酸鹽、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、及它們的改性物組 成的組中的1種以上。
[0021] 上述金屬板優(yōu)選為鋁板或鋁合金板。
[0022] 此外，本發(fā)明中，還包含由上述樹(shù)脂被覆金屬板構(gòu)成的換熱器用翅片材。
[0023] 發(fā)明效果
[0024] 本發(fā)明的樹(shù)脂被覆金屬板能夠長(zhǎng)期地維持表面的親水性。此外，通過(guò)使用由本發(fā) 明的樹(shù)脂被覆金屬板構(gòu)成的換熱器用翅片材，能夠減少因結(jié)露水所導(dǎo)致的翅片材彼此間的 閉塞等不良情況，能夠提供可有效地進(jìn)彳丁換熱的換熱器。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 本發(fā)明的樹(shù)脂被覆金屬板是金屬板的表面被規(guī)定的樹(shù)脂被覆層形成用組合物被 覆而成的。
[0026] [金屬板]
[0027] 本發(fā)明的樹(shù)脂被覆金屬板中使用的金屬板例如可列舉出鋁板、鋁合金板、鋼板、鍍 鋼板、銅板、鈦板等。它們中，優(yōu)選鋁板或鋁合金板，從導(dǎo)熱性及加工性優(yōu)異的方面出發(fā)，使 用JISH4000中規(guī)定的1000系的鋁，優(yōu)選合金編號(hào)為1200的鋁。板厚優(yōu)選為0. 08~0. 3mm 左右。
[0028] [樹(shù)脂被覆層形成用組合物]
[0029] 樹(shù)脂被覆層形成用組合物（以下，稱為樹(shù)脂組合物）包含在聚乙烯醇上接枝聚合 乙烯基吡咯烷酮而得到的接枝聚合物（A)、包含磺酸（鹽）及羧酸（鹽）中的至少一者作為 聚合成分的陰離子性聚合物（B)、以及上述接枝聚合物及上述陰離子性聚合物中的至少一 者的交聯(lián)劑（C)。
[0030] 在聚乙烯醇上接枝聚合乙烯基吡咯烷酮（N-乙烯基-2-吡咯烷酮）而得到的接枝 聚合物（以下，稱為接枝聚合物（A))為非離子性的水溶性高分子。
[0031] 上述接枝聚合物（A)的制造只要適用公知的技術(shù)即可，在例如專利文獻(xiàn)5(日本特 開(kāi)2009-108111號(hào)公報(bào)）中有記載。
[0032] 用于制造上述接枝聚合物（A)的聚乙烯醇優(yōu)選聚合度為100~4000,更優(yōu)選為 100~3000。若聚合度低于100,則有可能樹(shù)脂被覆層的強(qiáng)度變得不充分，若超過(guò)4000,則 變成高粘度，有可能操作性降低。
[0033] 聚乙烯醇的皂化度優(yōu)選為70~lOOmol%。若皂化度低于70mol%，則有可能樹(shù)脂 被覆層的強(qiáng)度變?nèi)酢?br>[0034] 接枝聚合物的K值優(yōu)選為12~150。所謂K值是由德國(guó)的化學(xué)者Fikentscher提 出的表示聚合度的常數(shù)，若K值低于12,則樹(shù)脂被覆層的強(qiáng)度變?nèi)酰舫^(guò)150,則成為高粘 度，有可能操作性降低。
[0035] 用于制造上述接枝聚合物（A)的乙烯基吡咯烷酮的量?jī)?yōu)選相對(duì)于聚乙烯醇為5~ 900質(zhì)量％。若低于5質(zhì)量％，則得不到充分的親水性，若超過(guò)900質(zhì)量％，則有可能樹(shù)脂被 覆層的強(qiáng)度降低。
[0036] 以聚乙烯醇作為主鏈的接枝聚合物即上述接枝聚合物（A)例如可以通過(guò)在聚合 反應(yīng)器中，在聚乙烯醇溶液中配合乙烯基吡咯烷酮，使用公知的自由基聚合引發(fā)劑在聚乙 烯醇鏈上接枝聚合乙烯基吡咯烷酮的制造方法而獲得。
[0037] 作為聚合引發(fā)劑，可以使用通常用于自由基聚合的過(guò)氧化氫、有機(jī)過(guò)氧化物、偶氮 系引發(fā)劑等。作為有機(jī)過(guò)氧化物的例子，可列舉出叔丁基氫過(guò)氧化物、二叔丁基過(guò)氧化物、 苯甲酰過(guò)氧化物等。作為偶氮化合物，可列舉出2, 2'-偶氮雙異丁腈、2, 2'-偶氮雙（2-甲 基丁腈）、2, 2'-偶?xì)怆p（2，4-二甲基戊腈）、2，2'-偶?xì)怆p（4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈） 等。反應(yīng)方法及反應(yīng)條件只要根據(jù)一般的自由基聚合的例子選擇即可。
[0038] 包含磺酸（鹽）及羧酸（鹽）中的至少一者作為聚合成分的陰離子性聚合物（B) (以下，也稱為陰離子性聚合物（B))為陰離子性的水溶性高分子。另外，所謂磺酸（鹽）是 磺酸或其鹽，所謂羧酸（鹽）是羧酸或其鹽。
[0039] 作為磺酸（鹽），例如可列舉出烯丙基磺酸或其鹽、甲基丙烯基磺酸或其鹽、乙烯 基磺酸或其鹽、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或其鹽、日本特開(kāi)2012-122052號(hào)公報(bào)中記載的 3 -稀丙氧基-2_羥基-1-丙橫酸或其鹽等。
[0040] 作為羧酸（鹽），例如可列舉出（甲基）丙烯酸或其堿金屬鹽、衣康酸或其堿金屬 鹽等。
[0041] 上述陰離子性聚合物（B)可以是由選自磺酸（鹽）或羧酸（鹽）中的1種構(gòu)成的 聚合物，也可以是選自磺酸（鹽）及羧酸（鹽）中的2種以上的共聚物，還可以是它們的改 性物。上述陰離子性聚合物⑶優(yōu)選為磺酸（鹽）與（甲基）丙烯酸（鹽）的共聚物。
[0042] 上述接枝聚合物（A)與上述陰離子性聚合物（B)的優(yōu)選的配合比率以質(zhì)量比率 計(jì)為（A) : (B) = 10 : 90~90 : 10。由于上述接枝聚合物（A)與上述陰離子性聚合物 (B)相比過(guò)多而成為上述范圍外時(shí)，雖然因反復(fù)淹沒(méi)所導(dǎo)致的水接觸角的增大幅度小，但有 可能初期的水接觸角變大。此外，由于上述陰離子性聚合物（B)與上述接枝聚合物（A)相 比過(guò)多而成為上述范圍外時(shí)，雖然初期的水接觸角小，但有可能因反復(fù)淹沒(méi)而導(dǎo)致水接觸 角增大。
[0043] 作為上述接枝聚合物及上述陰離子性聚合物中的至少一者的交聯(lián)劑（以下，稱為 交聯(lián)劑（C))，只要是能夠?qū)⑸鲜鼋又酆衔铮ˋ)中的聚乙烯醇部分的羥基彼此進(jìn)行交聯(lián)的 化合物、能夠?qū)⑸鲜鲫庪x子性聚合物（B)中的羧酸部分的羧基進(jìn)行交聯(lián)的化合物、或能夠 形成上述陰離子性聚合物（B)的締合體（離子絡(luò)合體）的化合物即可。通過(guò)使用上述交聯(lián) 劑（C)進(jìn)行交聯(lián)，能夠提高樹(shù)脂被覆金屬板的耐水性。
[0044] 作為能夠?qū)⑸鲜鼋又酆衔铮ˋ)中的聚乙烯醇部分的羥基彼此進(jìn)行交聯(lián)的交聯(lián) 劑，可列舉出縮水甘油醚化合物、異氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物、醛化合物、丁烷四羧酸 二酐、具有多個(gè)官能團(tuán)的胺化合物、硼酸?硼砂等硼酸系化合物、具有選自Ti、Zr、Al中的1 種或2種以上的金屬元素的金屬醇鹽等。作為能夠?qū)⑸鲜鲫庪x子性聚合物（B)中的羧酸部 分的羧基進(jìn)行交聯(lián)的交聯(lián)劑，可列舉出縮水甘油醚化合物、異氰酸酯化合物、具有多個(gè)官能 團(tuán)的胺化合物、噁唑啉化合物、碳二亞胺化合物等。進(jìn)而，作為能夠與上述陰離子性聚合物 (B)形成聚離子絡(luò)合體的交聯(lián)劑，可列舉出殼聚糖化合物等聚陽(yáng)離子化合物。作為能夠體現(xiàn) 更低的水接觸角的優(yōu)選的交聯(lián)劑（C)，優(yōu)選適用縮水甘油醚化合物或噁唑啉化合物等。
[0045] 上述交聯(lián)劑（C)的優(yōu)選的配合比率相對(duì)于上述接枝聚合物（A)與上述陰離子性聚 合物（B)的合計(jì)100質(zhì)量份為5~50質(zhì)量份，更優(yōu)選為10~40質(zhì)量份。若低于5質(zhì)量 份，則得不到充分的耐水性，有可能在淹沒(méi)時(shí)樹(shù)脂被覆層較多地溶出，若超過(guò)50質(zhì)量份，則 有時(shí)親水性降低。
[0046] 具備由包含上述（A)~（C)的樹(shù)脂被覆層形成用組合物得到