(57)【要約】【課題】基材に吸着材層を設けることなく、臭気成分を効率よく分解することができる空気清浄機能を有する熱交換器およびその製造方法を提供する。【解決手段】基材７１で形成され、内部を流通する流体と外部を流通する空気との間で熱交換を行うコア部５と、基材７１の少なくとも一部を覆うように配置され、水分と接触すると活性酸素が発生するポリアニリンを含有するポリアニリン含有被膜７２と、ポリアニリン含有被膜７２に形成され、直径１ｎｍ〜５００μｍの孔７３とを備える。【選択図】図２
2010164220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材（７１）で形成され、内部を流通する流体と外部を流通する空気との間で熱交換を行う熱交換部（５）と、
前記基材（７１）の少なくとも一部を覆うように配置され、水分と接触すると活性酸素が発生するポリアニリンを含有するポリアニリン含有被膜（７２）と、
前記ポリアニリン含有被膜（７２）に形成され、直径１ｎｍ〜５００μｍの孔（７３）とを備えることを特徴とする空気清浄機能を有する熱交換器。
【請求項２】
基材（７１）で形成され、内部を流通する流体と外部を流通する空気との間で熱交換を行う熱交換部（５）と、
前記基材（７１）の少なくとも一部を覆うように配置され、水分と接触すると活性酸素が発生するポリアニリンを含有するポリアニリン含有被膜（７２）とを備える空気清浄機能を有する熱交換器の製造方法であって、
ポリアニリンを溶媒に溶解させたポリアニリン溶液（８１）に、昇華性を有する昇華性微粒子（８２）を混合して膜材料（８３）を生成する工程と、
前記膜材料（８３）を前記基材（７１）に塗布する塗布工程と、
前記膜材料（８１）が塗布された前記基材（７１）を前記昇華性微粒子（８２）の昇華温度まで加熱することにより、前記基材（７１）の表面に前記ポリアニリン含有被膜（７１）を形成するとともに、前記ポリアニリン含有被膜（７２）に直径１ｎｍ〜５００μｍの孔（７３）を形成する工程とを備えることを特徴とする空気清浄機能を有する熱交換器の製造方法。
【請求項３】
前記ポリアニリン溶液（８１）の前記溶媒には、水が含まれており、
前記昇華性微粒子（８２）の昇華温度が、前記溶媒中の水が蒸発する温度である１００℃以下となっていることを特徴とする請求項２に記載の空気清浄機能を有する熱交換器の製造方法。
【請求項４】
前記昇華性微粒子（８２）は、安息香酸で構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の空気清浄機能を有する熱交換器の製造方法。
【請求項５】
基材（７１）で形成され、内部を流通する流体と外部を流通する空気との間で熱交換を行う熱交換部（５）と、
前記基材（７１）の少なくとも一部を覆うように配置され、水分と接触すると活性酸素が発生するポリアニリンを含有するポリアニリン含有被膜（７２）とを備える空気清浄機能を有する熱交換器の製造方法であって、
ポリアニリンを溶媒に溶解させたポリアニリン溶液（８１）に、塩（８４）を混合して膜材料（８３ａ）を生成する工程と、
前記膜材料（８３ａ）を前記基材（７１）に塗布する工程と、
前記膜材料（８３ａ）が塗布された前記基材（７１）を加熱した後、前記基材（７１）を流水洗浄することにより、前記基材（７１）の表面に前記ポリアニリン含有被膜（７２）を形成するとともに、前記ポリアニリン含有被膜（７２）に直径１ｎｍ〜５００μｍの孔（７３）を形成する工程とを備えることを特徴とする空気清浄機能を有する熱交換器の製造方法。
【請求項６】
前記塩（８４）は、前記ポリアニリン溶液（８１）と反応して気体が発生するものであることを特徴とする請求項５に記載の空気清浄機能を有する熱交換器の製造方法。
【請求項７】
前記塩（８４）は、水に溶解した場合に塩基性を示すとともに炭酸イオンが生成されるものであることを特徴とする請求項５または６に記載の空気清浄機能を有する熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気清浄機能を有する熱交換器に関し、特に空調装置用熱交換器に好適に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調装置において、空調装置を通して発生する臭気を低減するために、空調装置用熱交換器の表面に、水分と接触すると活性酸素が発生するポリアニリンを含有するポリアニリン含有被膜（以下、分解膜ともいう）を塗布し、空気中の臭気成分を酸化分解する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような手法では、分解膜の表面に発生する活性酸素と、熱交換器を通過する臭気成分が接触することによって、臭気成分が酸化分解される。このため、効率良く臭気成分を酸化分解するためには、臭気成分に対し大過剰の活性酸素が分解膜の表面に存在し、臭気成分との接触機会を増加させる必要がある。
【０００４】
分解膜から大過剰の活性酸素を発生させるには、多量の分解膜成分を熱交換器に塗布しなくてはならない。しかしながら、分解膜の厚さが増加すると、通風抵抗が増大し、空調装置本来の機能が低下するという問題があった。
【０００５】
これに対し、熱交換器の基材に活性炭等の吸着材層を設け、吸着材層に臭気成分を吸着させるとともに、吸着材層に担持した触媒にポリアニリンから発生した活性酸素を作用させ、酸化力のより強い活性酸素を発生させることで、臭気成分を効率的に分解する手法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−７１２９６号公報
【特許文献２】特開２００５−３３１１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２に記載の手法では、熱交換器の基材にポリアニリン層および吸着材層を被覆し、多層構造とする必要があるため、加工に手間とコストがかかってしまう。さらに、各層間の熱抵抗が増大するため、空調装置の空調性能が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、基材に吸着材層を設けることなく、臭気成分を効率よく分解することができる空気清浄機能を有する熱交換器およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、基材（７１）で形成され、内部を流通する流体と外部を流通する空気との間で熱交換を行う熱交換部（５）と、基材（７１）の少なくとも一部を覆うように配置され、水分と接触すると活性酸素が発生するポリアニリンを含有するポリアニリン含有被膜（７２）と、ポリアニリン含有被膜（７２）に形成され、直径１ｎｍ〜５００μｍの孔（７３）とを備えることを特徴としている。
【００１０】
これによれば、ポリアニリン含有被膜（７２）を活性炭様構造とすることができるので、ポリアニリン含有被膜（７２）に形成された孔（７３）に臭気成分を吸着させることができる。したがって、基材（７１）に吸着材層を設けることなく、臭気成分を効率よく分解することが可能となる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明では、ポリアニリンを溶媒に溶解させたポリアニリン溶液（８１）に、昇華性を有する昇華性微粒子（８２）を混合して膜材料（８３）を生成する工程と、膜材料（８３）を基材（７１）に塗布する塗布工程と、膜材料（８１）が塗布された基材（７１）を昇華性微粒子（８２）の昇華温度まで加熱することにより、基材（７１）の表面にポリアニリン含有被膜（７１）を形成するとともに、ポリアニリン含有被膜（７２）に直径１ｎｍ〜５００μｍの孔（７３）を形成する工程とを備えることを特徴としている。
【００１２】
これによれば、孔（７３）を有する、すなわち活性炭様構造のポリアニリン含有被膜（７２）を基材（７１）の表面に形成することができるので、ポリアニリン含有被膜（７２）に形成された孔（７３）に臭気成分を吸着させることができる。したがって、基材（７１）に吸着材層を設けることなく、臭気成分を効率よく分解できる空気清浄機能を有する熱交換器を製造することが可能となる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明では、ポリアニリン溶液（８１）の溶媒には、水が含まれており、昇華性微粒子（８２）の昇華温度が、溶媒中の水が蒸発する温度である１００℃以下となっていることを特徴としている。
【００１４】
ポリアニリン溶液（８１）の溶媒中の水が蒸発することにより、基材（７１）の表面にポリアニリン含有被膜（７２）が形成される。このため、昇華性微粒子（８２）の昇華温度を、溶媒中の水が蒸発する温度である１００℃以下、すなわち、ポリアニリン含有被膜（７２）が形成される温度（以下、膜形成温度という）以下とすることで、基材（７１）を膜形成温度以上に加熱することなく、昇華性微粒子（８２）を昇華させることができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明のように、昇華性微粒子（８２）は、安息香酸で構成されていてもよい。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明では、ポリアニリンを溶媒に溶解させたポリアニリン溶液（８１）に、塩（８４）を混合して膜材料（８３ａ）を生成する工程と、膜材料（８３ａ）を基材（７１）に塗布する工程と、膜材料（８３ａ）が塗布された基材（７１）を加熱した後、基材（７１）を流水洗浄することにより、基材（７１）の表面にポリアニリン含有被膜（７２）を形成するとともに、ポリアニリン含有被膜（７２）に直径１ｎｍ〜５００μｍの孔（７３）を形成する工程とを備えることを特徴としている。
【００１７】
これによれば、孔（７３）を有する、すなわち活性炭様構造のポリアニリン含有被膜（７２）を基材（７１）の表面に形成することができるので、ポリアニリン含有被膜（７２）に形成された孔（７３）に臭気成分を吸着させることができる。したがって、基材（７１）に吸着材層を設けることなく、臭気成分を効率よく分解できる空気清浄機能を有する熱交換器を製造することが可能となる。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明では、塩（８４）は、ポリアニリン溶液（８１）と反応して気体が発生するものであることを特徴としている。
【００１９】
これによれば、塩（８４）とポリアニリン溶液（８１）とが反応することで発生した気体により、ポリアニリン含有被膜（７２）に孔（７３）を形成することができるので、基材（７１）を流水洗浄する工程を廃止することができる。したがって、簡易な方法で、基材（７１）に吸着材層を設けることなく、臭気成分を効率よく分解できる空気清浄機能を有する熱交換器を製造することが可能となる。
【００２０】
また、請求項７に記載の発明のように、塩（８４）は、水に溶解した場合に塩基性を示すとともに炭酸イオンが生成されるものであってもよい。
【００２１】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る蒸発器を示す正面図である。
【図２】第１実施形態におけるコア部５を示す拡大断面図である。
【図３】第１実施形態における被膜７２の製造工程を示す模式図である。
【図４】実施例１で得られた被膜を示すＳＥＭ写真である。
【図５】図４の一部（後述する凹部）を拡大したＳＥＭ写真である。
【図６】従来の方法で得られた被膜のＳＥＭ写真である。
【図７】第２実施形態における被膜７２の製造工程を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図６に基づいて説明する。本実施形態は、車両用空調装置の蒸発器に本発明の空気清浄機能を有する熱交換器を適用したものである。
【００２５】
図１は、本第１実施形態に係る蒸発器を示す正面図である。図１に示すように、蒸発器は、冷媒が流れる複数本のチューブ１と、チューブ１の長手方向両端側にて複数本のチューブ１に連通するヘッダタンク２、３と、チューブ１の外表面に接合されて蒸発器に流入する空調用空気との伝熱面積を増大させるフィン４とを備えている。以下、チューブ１およびフィン４等からなる熱交換部をコア部５という。
【００２６】
コア部５の端部には、コア部５を補強するサイドプレート６が配置されている。また、２つのヘッダタンク２、３のうち、コア部５の上方側に配置される流入側タンク２には、冷媒が流入する流入ジョイント２ａが設けられており、コア部５の下方側に配置される流出側タンク３には、冷媒が流出する流出ジョイント３ａが設けられている。本実施形態ではチューブ１やヘッダタンク２、３等の構成部品をアルミニウム合金製とするとともに、これらをろう付けして一体接合している。
【００２７】
図２は、本第１実施形態におけるコア部５を示す拡大断面図である。図２に示すように、コア部５を構成するチューブ１およびフィン４は、アルミニウム合金製の基材７１で形成されている。そして、基材７１の表面には、ポリアニリンを含有するポリアニリン含有被膜（以下、被膜という）７２が形成されている。
【００２８】
被膜７２には、ミクロ孔〜マクロ孔、すなわち直径１ｎｍ〜５００μｍの孔７３が複数形成されている。このため、被膜７２は、活性炭様構造、すなわち多孔質構造となっている。被膜７２の孔７３に入った臭気成分は、分子間力により孔７３内に留まるようになっている。これにより、被膜７２の孔７３に臭気成分を吸着させることができる。
【００２９】
次に、上記構成の被膜７２の製造方法について説明する。図３は、本第１実施形態における被膜７２の製造工程を示す模式図である。
【００３０】
まず、図３（ａ）に示すように、ポリアニリンを溶媒に溶解させたポリアニリン溶液８１に昇華性を有する昇華性微粒子８２を分散させ、膜材料溶液８３を生成する。本実施形態では、溶媒として、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）と水の混合溶媒を用いている。
【００３１】
次に、図３（ｂ）に示すように、膜材料溶液８３を基材７１の表面に塗布する。続いて、この基材７１を加熱すると、図３（ｃ）に示すように、ポリアニリン溶液の溶媒に含まれる水が蒸発して、基材７１の表面に被膜７２が形成される。このとき、基材７１を昇華性微粒子８２の昇華温度以上に加熱すると、昇華性微粒子８２が昇華（気化）して、被膜７２から気泡となって出ていく。その結果、被膜７２の表面に孔７３が形成される。
【００３２】
以上説明したように、孔７３を有する、すなわち活性炭様構造の被膜７２を基材７１の表面に形成することができるので、被膜７２に形成された孔７３に臭気成分を吸着させることができる。したがって、基材７１に吸着材層を設けることなく、臭気成分を効率よく分解できる空気清浄機能を有する熱交換器を製造することが可能となる。
【００３３】
次に、本発明を限定するものではないが、本発明の実施例１について、より具体的に説明する。
【００３４】
（実施例１）
本例は、昇華性微粒子として安息香酸を用いた例である。まず、ポリアニリンをＮＭＰと水の混合溶媒に溶解させてポリアニリン溶液を生成する。このポリアニリン溶液に対して、飽和安息香酸水溶液を、体積比にして１：１の割合で混合し、膜材料溶液を作成する。
【００３５】
次に、この膜材料溶液を基材の表面に任意の方法で一様に塗布する。そして、膜材料溶液が塗布された基材を、８０℃で１〜５分程度乾燥させた後、１００℃で１時間加熱する。
【００３６】
このとき、ポリアニリンは溶媒の一部である水が蒸発することで、基材表面に被膜を形成する。それと同時に、大気圧、９０℃において安息香酸は徐々に昇華していくため、小さな孔が被膜の表面上に形成される。
【００３７】
続いて、この被膜の表面を電子走査顕微鏡（ＳＥＭ）で観察する。
【００３８】
図４は実施例１で得られた被膜を示すＳＥＭ写真、図５は図４の一部（後述する凹部）を拡大したＳＥＭ写真である。なお、図４は斜め方向から見た写真で、図５は被膜表面に垂直な方向から見た写真である。また、比較のため、従来の方法、すなわちポリアニリン溶液のみを基材に塗布した後、成膜する方法で得られた被膜のＳＥＭ写真（斜め方向から見た写真）を図６に示す。
【００３９】
図６に示すように、従来の方法で得られた被膜は、表面に多少の凹凸があるものの、ほぼ平坦に形成されている。これに対し、図４に示すように、実施例１で得られた被膜の表面には、従来の方法で得られた被膜と比較して、細かい凹部が多数形成されていることが確認できる。さらに、図５に示すように、実施例１で得られた被膜７２の表面に形成された凹部には、直径５０ｎｍ以上のマクロ孔７３ａおよび直径２〜５０ｎｍのメソ孔７３ｂが存在しているのが確認できる。
【００４０】
本実施例１のように、昇華性微粒子として、その昇華温度が溶媒中の水が蒸発する温度（１００℃）以下、すなわち膜形成温度以下である安息香酸を用いることで、基材を膜形成温度以上に加熱することなく、昇華性微粒子を昇華させて、被膜に孔を形成することができる。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７に基づいて説明する。本実施形態は、上記第１実施形態と比較して、被膜７２の製造方法が異なっている。
【００４２】
本実施形態における被膜７２の製造方法について説明する。図７は、本第２実施形態における被膜７２の製造工程を示す模式図である。
【００４３】
まず、図７（ａ）に示すように、ポリアニリンを溶媒に溶解させたポリアニリン溶液８１に成膜を妨げない塩８４を分散させ、膜材料溶液８３ａを生成する。本実施形態では、溶媒として、ＮＭＰと水の混合溶媒を用いている。
【００４４】
次に、図７（ｂ）に示すように、膜材料溶液８３ａを基材７１の表面に塗布する。続いて、この基材７１を加熱すると、図７（ｃ）に示すように、基材７１の表面に被膜７２が形成されるとともに、塩８４が析出する。
【００４５】
続いて、この基材７１を流水に曝して流水洗浄することで、図７（ｄ）に示すように、塩８４が被膜７２から溶け出し、取り除かれる。その結果、被膜７２に孔７３が形成される。
【００４６】
本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様に、孔７３を有する、すなわち活性炭様構造の被膜７２を基材７１の表面に形成することができるので、被膜７２に形成された孔７３に臭気成分を吸着させることができる。したがって、基材７１に吸着材層を設けることなく、臭気成分を効率よく分解できる空気清浄機能を有する熱交換器を製造することが可能となる。
【００４７】
次に、本発明を限定するものではないが、本発明の実施例２について、より具体的に説明する。
【００４８】
（実施例２）
本例は、塩として炭酸ナトリウム塩を用いた例である。まず、ポリアニリンをＮＭＰと水の混合溶媒に溶解させて、ポリアニリン溶液を作成する。そして、このポリアニリン溶液を、基材の表面に任意の方法で一様に塗布する。
【００４９】
次に、基材に塗布したポリアニリン溶液に、飽和炭酸ナトリウム溶液をポリアニリン溶液の２．５倍量滴下塗布した後、この基材を８０℃で１〜５分程度乾燥させ、その後、１２０℃で１５分加熱する。
【００５０】
このとき、ポリアニリンは溶媒の一部である水が蒸発することで、基材表面に被膜を形成する。また、炭酸ナトリウムはポリアニリン溶液の溶媒中に存在する酸性成分と反応し、炭酸ガスを発生させながら被膜の表面上に炭酸ナトリウム塩を形成する。このとき、被膜表面は、炭酸ナトリウム塩が存在しているので白色になる。
【００５１】
次に、得られた基材を１〜２時間、流水に曝すことで、被膜表面に存在する白色の炭酸ナトリウム塩が取り除かれる。このため、被膜表面は、ポリアニリン由来の黒色になる。このとき、被膜上には、炭酸ガスの気泡により形成された孔、および炭酸ナトリウム塩が取り除かれたことにより生じた孔が形成される。
【００５２】
本実施例２のように、塩として、ポリアニリン溶液と反応して気体（炭酸ガス）が発生する炭酸ナトリウム塩を用いることで、塩とポリアニリン溶液とが反応することで発生した気体により、被膜に孔を形成することができる。
【００５３】
（他の実施形態）
なお、上記第２実施例では、被膜が形成された基材を流水洗浄する工程を有しているが、塩としてポリアニリン溶液と反応して気体が発生するものを用いた場合は、塩とポリアニリン溶液とが反応することで発生した気体により被膜に孔を形成することができるので、基材を流水洗浄する工程を廃止してもよい。これにより、簡易な方法で、基材に吸着材層を設けることなく、臭気成分を効率よく分解できる空気清浄機能を有する熱交換器を製造することが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
５    コア部（熱交換部）
７１  基材
７２  被膜（ポリアニリン含有被膜）
７３  孔
８１  ポリアニリン溶液
８２  昇華性微粒子
８３  膜材料
８４  塩
【図１】
2010164220.tif 000003
【図２】
2010164220.tif 000004
【図３】
2010164220.tif 000005
【図７】
2010164220.tif 000006
【図４】
2010164220.tif 000007
【図５】
2010164220.tif 000008
【図６】
2010164220.tif 000009