(57)【要約】【課題】簡易な装置により、優れた外観特性及び防汚特性を有する防汚コーティング膜を、熱交換体表面にムラなく均一に形成することができる熱交換体の表面処理方法及び熱交換体の表面処理装置を得る。【解決手段】伝熱管（１１）及び金属製フィン（１２）を備えた熱交換体（１）にコーティング膜を形成するための熱交換体の表面処理方法において、熱交換体にコーティング液（４）を供給する上側多孔質樹脂（２）を熱交換体の上側端面に接触させるとともに、熱交換体内のコーティング液の余剰分を吸収する下側多孔質樹脂（３）を熱交換体の下側端面に接触させて、コーティング液を熱交換体に塗布する塗布工程と、上側多孔質樹脂を熱交換体の上側端面から取り除くとともに、下側多孔質樹脂を熱交換体の下側端面に接触させた状態を維持して熱交換体内のコーティング液を液切りする液切工程とを有する。【選択図】図１
2014152934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝熱管及び金属製フィンを備えた熱交換体にコーティング膜を形成するための熱交換体の表面処理方法において、
前記熱交換体にコーティング液を供給する上側多孔質樹脂を前記熱交換体の上側端面に接触させるとともに、前記熱交換体内の前記コーティング液の余剰分を吸収する下側多孔質樹脂を前記熱交換体の下側端面に接触させて、前記コーティング液を前記熱交換体に塗布する塗布工程と、
前記上側多孔質樹脂を前記熱交換体の上側端面から取り除くとともに、前記下側多孔質樹脂を前記熱交換体の下側端面に接触させた状態を維持して前記熱交換体内の前記コーティング液を液切りする液切工程と
を有する熱交換体の表面処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換体の表面処理方法において、
前記塗布工程において、前記熱交換体と接する面において前記上側多孔質樹脂を複数の領域に分け、それぞれの前記領域毎に、異なる種類のコーティング液を散布することにより、前記複数の領域に応じて前記異なる種類のコーティング液を前記熱交換体に塗布する
熱交換体の表面処理方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱交換体の表面処理方法において、
前記液切工程の後に、前記熱交換体内の前記コーティング液の余剰分を乾燥除去する乾燥工程を更に有する
熱交換体の表面処理方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換体の表面処理方法において、
前記上側多孔質樹脂及び前記下側多孔質樹脂は、
気孔率が６０％以上９０％以下であり、
かつ、平均孔径が５０μｍ以上２００μｍ以下である
熱交換体の表面処理方法。
【請求項５】
請求項２に記載の熱交換体の表面処理方法において、
前記コーティング膜を、前記金属製フィン配列に対して平行に、第１のコーティング膜部分、第２のコーティング膜部分、及び第３のコーティング膜部分に塗り分けて形成する
熱交換体の表面処理方法。
【請求項６】
請求項３に記載の熱交換体の表面処理方法において、
前記乾燥工程において、６０℃以上８０℃以下の乾燥媒体を用いる
熱交換体の表面処理方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の熱交換体の表面処理方法において、
前記コーティング液は、
平均粒径が１５ｎｍ以下のシリカ微粒子と、
平均粒径が１００〜５００ｎｍのフッ素樹脂粒子と、
塩化ジルコニウムまたは塩化ジルコニルと
を含有する水系コーティング組成物を含む
熱交換体の表面処理方法。
【請求項８】
伝熱管及び金属製フィンを備えた熱交換体にコーティング膜を形成するための熱交換体の表面処理装置であって、
前記熱交換体の上側端面に接触させてコーティング液を前記熱交換体に供給する上側多孔質樹脂と、
前記熱交換体の下側端面に接触させて前記上側多孔質樹脂から前記熱交換体に供給された前記コーティング液の余剰分を吸収するとともに、前記上側多孔質樹脂を取り除いた後に前記熱交換体の下側端面に接触させた状態を維持することで前記熱交換体内の前記コーティング液を液切りする下側多孔質樹脂と
を備える熱交換体の表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡易な装置により、優れた外観特性及び防汚特性を有する防汚コーティング膜を、熱交換体表面にムラなく均一に形成することができる熱交換体の表面処理方法及び熱交換体の表面処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両及び施設に設置される空調機等の熱交換体のうち、特に、溶接や切断等の金属の加工現場、金属粉塵を扱う事業所等の各種建築物、及び、自動車、鉄道等の車両や関連施設等の、汚れや菌に晒される環境で使用される熱交換体においては、メンテナンスの負荷を軽減するための、熱交換体の汚れや菌の付着を防止する防汚コーティングが有効である。
【０００３】
このような、防汚コーティングのためのコーティング液としては、親水性、疎水性の両方の付与が求められるため、水性溶媒比が高いものが用いられる。
【０００４】
しかしながら、熱交換体を構成する伝熱管及び金属製フィンは、一般に、形状及び構造が複雑である。したがって、熱交換体に防汚コーティング膜をムラなく均一に形成するためには、コーティング液を塗り残しがないように、狭い伝熱管及び金属フィンの隙間に回り込ませるように供給する塗布工程と、コーティング液の成分を適切に残して吸収する液切工程及び乾燥工程が重要となる。
【０００５】
上記の課題を解決するための従来技術としては、遠心分離機を用いて液切工程を行うことにより、処理液の濃度を一定に保ってコーティング膜の厚さを均一化し、品質を向上させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１では、被処理物をハンガーに吊り下げ、ハンガー着脱コンベアを用いて主コンベアから副コンベアへと移送し、遠心分離機を用いて前工程で付着した余分な液の液切りを行っている。この結果、被処理物を副コンベアから主コンベアへと復帰させて次の処理を行う際に、前工程での余分な付着液が次工程に持ち込まれることを防止している。
【０００７】
また、別の従来技術として、熱交換体組立て体を、遠心分離機の回転バスケット内に、チューブ長さ方向を半径線方向に一致させる態様によって配置した上で、遠心分離を行うことにより、保有した液を十分にムラなく能率的に液切りさせる方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
更に、別の従来技術として、浸漬による親水性処理中に熱交換体を上下に揺動するとともに、熱交換体を薬液槽から引き上げてエアブローによる液切れ処理を行うまでの間に、熱交換体を空中で上下に揺動することにより、コーティング液を十分にムラなく塗布及び液切りさせる方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−１０１５０号公報
【特許文献２】特開平６−２９７１４０号公報
【特許文献３】特開２００５−３２１１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
上記のような従来の遠心分離機を用いる方法、或いは上下に振動させる方法では、熱交換体が大型で、形状及び構造が複雑な場合には、十分に液切れさせることが困難であった。
【００１１】
この結果、コーティング液の余剰分が堆積したままの状態でコーティング膜が形成され、膜ムラや凹凸が生じて不均一な膜が形成されてしまうという課題があった。また、設備が大掛かりになってしまうというコスト上の課題があった。
【００１２】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡易な装置により、優れた外観特性及び防汚特性を有する防汚コーティング膜を、熱交換体表面にムラなく均一に形成することができる熱交換体の表面処理方法及び熱交換体の表面処理装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る熱交換体の表面処理方法は、伝熱管及び金属製フィンを備えた熱交換体にコーティング膜を形成するための熱交換体の表面処理方法において、熱交換体にコーティング液を供給する上側多孔質樹脂を熱交換体の上側端面に接触させるとともに、熱交換体内のコーティング液の余剰分を吸収する下側多孔質樹脂を熱交換体の下側端面に接触させて、コーティング液を熱交換体に塗布する塗布工程と、上側多孔質樹脂を熱交換体の上側端面から取り除くとともに、下側多孔質樹脂を熱交換体の下側端面に接触させた状態を維持して熱交換体内のコーティング液を液切りする液切工程とを有するものである。
【００１４】
本発明に係る熱交換体の表面処理装置は、伝熱管及び金属製フィンを備えた熱交換体にコーティング膜を形成するための熱交換体の表面処理装置であって、熱交換体の上側端面に接触させてコーティング液を熱交換体に供給する上側多孔質樹脂と、熱交換体の下側端面に接触させて上側多孔質樹脂から熱交換体に供給されたコーティング液の余剰分を吸収するとともに、上側多孔質樹脂を取り除いた後に熱交換体の下側端面に接触させた状態を維持することで熱交換体内のコーティング液を液切りする下側多孔質樹脂とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、熱交換体表面に防汚コーティング膜を形成する際に、熱交換体にコーティング液を供給する上側多孔質樹脂を熱交換体の上側端面に接触させるとともに、熱交換体内のコーティング液の余剰分を吸収する下側多孔質樹脂を熱交換体の下側端面に接触させてコーティング液を熱交換体に塗布する塗布工程と、上側多孔質樹脂を熱交換体の上側端面から取り除くとともに、下側多孔質樹脂を熱交換体の下側端面に接触させた状態を維持して熱交換体内のコーティング液を液切りする液切工程とを有することにより、簡易な装置により、優れた外観特性及び防汚特性を有する防汚コーティング膜を、熱交換体の表面にムラなく均一に形成することができる熱交換体の表面処理方法及び熱交換体の表面処理装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１における、コーティング液の塗布工程の概略を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１における、コーティング液の液切工程の概略を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１における、熱交換体の表面処理方法のフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２における、コーティング液の乾燥工程の概略を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２における、複数の領域に塗り分けられて形成されたコーティング膜の例示図である。
【図６】本発明の実施の形態２における、熱交換体の表面処理方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明における、熱交換体の表面処理方法及び熱交換体の表面処理装置の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【００１８】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における、コーティング液の塗布工程の概略を示す説明図である。図１に示す熱交換体１の表面処理装置は、上側多孔質樹脂２及び下側多孔質樹脂３を備えて構成される。このとき、熱交換体１に塗布されるコーティング液４は、上側多孔質樹脂２から供給され、熱交換体１内のコーティング液４の余剰分は、下側多孔質樹脂３によって吸収される。
【００１９】
また、本発明の実施の形態１における熱交換体の表面処理方法及び熱交換体の表面処理装置の適用対象となる熱交換体１は、伝熱管１１及び金属製フィン１２を備えて構成される。
【００２０】
ここで、伝熱管１１は、熱交換体１と熱源との間で冷媒を循環させるためのものである。また、金属製フィン１２は、冷媒の熱を放出させるためのものであり、通常は、放熱効率を高めるために、金属製のフィン（放熱板）を一定の間隔で積み重ねた配列構造となっている。
【００２１】
なお、伝熱管１１及び金属製フィン１２は、熱伝導性が高い銅製またはアルミ製であることが好ましい。以下の説明では、銅製の伝熱管１１及びアルミ製の金属製フィン１２を仮定するが、本発明の適用対象となる伝熱管１１及び金属製フィン１２は、銅製及びアルミ製に限定されるものではない。例えば、熱伝導率の高い他の金属、合金、及びセラミック部材を用いることもできる。
【００２２】
先に述べたように、熱交換体１に防汚コーティング膜をムラなく均一に形成するためには、コーティング液４を塗り残しがないように、狭い伝熱管１１及び金属製フィン１２の隙間に回り込ませるように供給する塗布工程と、コーティング液４の成分を適切に残して吸収乾燥する液切工程及び乾燥工程が重要となる。
【００２３】
例えば、熱交換体１の表面にコーティング膜を形成させる際に、伝熱管１１周辺にコーティング液４の余剰分が堆積したままの状態でエアブローにより乾燥されると、膜ムラや凹凸が生じて不均一な膜が形成される。特に、車冷用など多数の伝熱管１１が連なる大型の熱交換体１のコーティングでは、このコーティング液４の余剰分が生じやすい。
【００２４】
そこで、本実施の形態１における熱交換体の表面処理方法では、図１に示すように、熱交換体１の上下端面に、それぞれ上側多孔質樹脂２及び下側多孔質樹脂３を接触させることにより、熱交換体１に対するコーティング液４の塗布工程を実施する。
【００２５】
具体的には、予めコーティング液４で飽和状態にした上側多孔質樹脂２を、熱交換体１の上側端面に接触させ、飽和したコーティング液４を、金属製フィン１２表面を伝って拡散させることにより、熱交換体１の表面にコーティング液４を塗り残しがないように塗布する。
【００２６】
このとき、上側多孔質樹脂２に接触している金属製フィン１２は、高い親水性を有するため、コーティング液４が金属製フィン１２の上方側から下方側へと均一に塗布される。この結果、コーティング液４の未塗布部分の発生や塗布ムラの抑制が実現できる。
【００２７】
なお、コーティング液４は、予め上側多孔質樹脂２に飽和状態にしておく代わりに、上側多孔質樹脂２を熱交換体１に接触させた後に散布してもよい。この場合でも同等の効果が得られる。
【００２８】
更に、塗布時間を短縮するためには、上側多孔質樹脂２の全面を一定の圧力で押圧してもよい。但し、上側多孔質樹脂２の全面に接触して一定の圧力で押圧できる金属板やプラスチック板を用いることが好ましい。
【００２９】
このように、コーティング液４を供給する上側多孔質樹脂２を、熱交換体１の上側端面に接触させることにより、金属製フィン１２表面にコーティング液４を効率よく塗布することができる。また、コーティング液４の塗布量を管理することができる。
【００３０】
図２は、本発明の実施の形態１における、コーティング液４の液切工程の概略を示す説明図である。この図２は、先の図１に示す熱交換体の表面処理装置の塗布工程から、上側多孔質樹脂２を取り除いたものに相当する。
【００３１】
本実施の形態１における熱交換体の表面処理方法では、図２に示すように、下側多孔質樹脂３を熱交換体１の下側端面に接触させることにより、金属製フィン１２表面に多量に存在するコーティング液４の余剰分を、効率よく吸収して液切りする。
【００３２】
この結果、コーティング液４は、自重により金属製フィン１２表面を上方側から下方側へ流れ、下側多孔質樹脂３は、熱交換体１内に多量に存在するコーティング液４の余剰分を吸収して液切りすることができる。
【００３３】
また、金属製フィン１２間でブリッジングが生じても、下側多孔質樹脂３によって吸収される。これにより、コーティング液４が溜まりやすい伝熱管１１周りや端面などにも薄く均一に存在する状態が達成され、乾燥後に形成されたコーティング膜は均一で薄膜になり、品質が安定する。
【００３４】
更に、この方法では、従来技術でのエアブローや上下振動により生じていたコーティング液４の飛散がないため、清掃や装置メンテ等に労力を要しないという利点もある。また、大型のエアブローや遠心分離機が必要ないため、簡易な装置構成となり、低コストで実現できる。
【００３５】
このように、コーティング液４を吸収する下側多孔質樹脂３を、熱交換体１の下側端面に接触させることにより、コーティング液４が均一に存在する状態になり、厚さが均一なコーティング膜が形成され、品質が安定する。
【００３６】
なお、多孔質樹脂の気孔率は、６０％以上９０％以下であることが好ましい。６０％未満の気孔率では多孔質樹脂の吸水性能が低下し、コーティング液４が十分吸収されず残留するなどの不具合が生じるため好ましくない。一方、９０％を超える気孔率の多孔質樹脂は製造が困難であるため、材料コストが上昇し好ましくない。
【００３７】
また、多孔質樹脂の平均孔径は、５０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。５０μｍ未満の平均孔径では十分な吸収性能が得られないため好ましくない。一方、２００μｍを超える平均孔径の多孔質樹脂は、孔径にばらつきが生じて製造が困難になるため好ましくない。
【００３８】
また、多孔質樹脂の厚みは、５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であることが好ましい。５０ｍｍ未満の厚みではコーティング液４を吸収した際に、多孔質樹脂の硬度が低下して、多孔質樹脂が変形しやすくなるため好ましくない。一方、１５０ｍｍを超える厚みでは吸水性が劣ることになる。また、製造コストが上昇する点からも好ましくない。
【００３９】
また、多孔質樹脂の材質としては、例えば、吸水性高分子繊維、コットン、再生セルロース繊維、ポリエステル、ＰＶＡ等が使用できる。特に、表面のぬれ性・吸水性に優れるポリウレタンが、より好ましい。ポリウレタンは、高硬度品の作製も可能であり、また、導電性を付与したものも、作製可能である。
【００４０】
ポリウレタンは、他の材料に比べて製造コストが高くなるが、樹脂自体に親水性が付与されているため、劣化が生じにくい。また、耐薬品性は、ポリエステルなどと比較して劣るが、耐熱性（１３０℃）及び耐加水分解性が、実使用に耐えうるという好ましい性能を有している。
【００４１】
このように、上側多孔質樹脂２及び下側多孔質樹脂３として、例えば、気孔率が６０％以上９０％以下であり、かつ、平均孔径が５０μｍ以上２００μｍ以下の多孔質樹脂を使用することにより、効率的なコーティング液４の散布及び液切吸収が可能となる。
【００４２】
図３は、本発明の実施の形態１における、熱交換体１の表面処理方法のフローチャートである。以下、図３のフローチャートを用いて、本実施の形態１における熱交換体１の表面処理方法を説明する。
【００４３】
まず、ステップＳ１０１の塗布工程において、予めコーティング液４で飽和状態にした上側多孔質樹脂２を、熱交換体１の上側端面に接触させ、飽和したコーティング液４を、金属製フィン１２表面を伝って拡散させる。同時に、下側多孔質樹脂３を熱交換体１の下側端面に接触させ、熱交換体１内のコーティング液４の余剰分を吸収する。
【００４４】
次に、ステップＳ１０２の液切工程において、上側多孔質樹脂２を取り除き、熱交換体１の下側端面に接触させた下側多孔質樹脂３によって、金属製フィン１２表面に多量に存在するコーティング液４の余剰分を、効率よく吸収して液切りする。
【００４５】
以上のように、実施の形態１では、熱交換体表面に防汚コーティング膜を形成する際に、熱交換体にコーティング液を供給する上側多孔質樹脂を熱交換体の上側端面に接触させるとともに、熱交換体内のコーティング液の余剰分を吸収する下側多孔質樹脂を熱交換体の下側端面に接触させて、コーティング液を熱交換体に塗布する塗布工程を有している。また、上側多孔質樹脂を熱交換体の上側端面から取り除くとともに、下側多孔質樹脂を熱交換体の下側端面に接触させた状態を維持して熱交換体内のコーティング液を液切りする液切工程を有している。この結果、簡易な装置により、優れた外観特性及び防汚特性を有する防汚コーティング膜を、熱交換体の表面にムラなく均一に形成することができる熱交換体の表面処理方法及び熱交換体の表面処理装置を得ることができる。
【００４６】
実施の形態２．
本実施の形態２では、先の実施の形態１で説明したコーティング液４の液切工程の後に、更に乾燥工程を加えることにより、熱交換体１の表面に、よりムラのない均一な防汚コーティング膜を形成する方法を説明する。また、熱交換体１のコーティング膜を複数の領域に塗り分ける方法を説明する。
【００４７】
図４は、本発明の実施の形態２における、コーティング液４の乾燥工程の概略を示す説明図である。本実施の形態２における熱交換体の表面処理方法では、液切工程の後に乾燥工程を設け、図４に示すように、ブロア装置５を用いてエア等の乾燥媒体６を送風することより、熱交換体１の下側端面等に残留したコーティング液４の余剰分を乾燥除去する。
【００４８】
また、図２に示す乾燥工程は、熱交換体１内のコーティング液４の余剰分を乾燥除去する他にも、特に、コーティング液４が親水性粒子を含む場合において、コーティング液４中の親水性粒子と金属製フィン１２とを強固に密着させる効果もある。また、水性媒体の残留による臭いの吸着及びカビ発生を防止する効果もある。
【００４９】
なお、乾燥媒体６の温度は、６０℃以上８０℃以下であることが好ましい。６０℃未満の温度では、熱交換体１内のコーティング液４の余剰分が完全に乾燥除去されずに残留してしまう。一方、８０℃を超える温度では、コーティング液４が熱交換体１表面から吹き飛ぶ前に乾燥してしまい、膜厚にムラが生じる。更に、形成したコーティング膜の性能を低下させる恐れがある。
【００５０】
乾燥媒体６の風速は、２０ｍ／ｓ以上４０ｍ／ｓ以下であることが好ましく、２５ｍ／ｓ以上３５ｍ／ｓ以下であることがより好ましい。また、乾燥媒体６は、エアの他にも、窒素やアルゴン等の気体を用いてもよい。更に、温風、赤外線、加熱炉を用いることも可能である。
【００５１】
このように、液切工程の後に乾燥工程を設けて、乾燥媒体６を送風することによって、熱交換体１の表面に、更にムラなく均一に防汚コーティング膜を形成することができる。更に、乾燥時間の短縮ができる。また、更に、コーティング膜の密着性を向上する効果もある。
【００５２】
図５は、本発明の実施の形態２における、複数の領域に塗り分けられて形成されたコーティング膜の例示図である。図５に示す熱交換体１のコーティング膜は、金属製フィン１２の配列に対して平行な方向に（各金属製フィン１２平面に垂直な方向に）均等に３つのコーティング膜部分１３ａ〜１３ｃに塗り分けられて形成されている。
【００５３】
ルームエアコンなどにおいては、金属製フィン１２の配列に対して平行な方向に、粉塵の種類が変化するような場合が多く、かつ、中央部と両端部で粉塵の種類が違う場合が多い。このような場合は、均等に３つの膜部分に塗り分けすることで高い防汚効果が得られる。
【００５４】
熱交換体１のコーティング膜を、図５に示すように塗り分けるためには、上側多孔質樹脂２に予め散布するコーティング液４を、コーティング膜部分１３ａ〜１３ｃの各領域毎に、異なる種類のコーティング液４を用いるようにして、塗布工程を実施すればよい。
【００５５】
或いは、上側多孔質樹脂２を３つに分割し、それぞれの上側多孔質樹脂２ａ〜２ｃに散布するコーティング液４の種類を変えてもよい。また、各コーティング膜部分１３ａ〜１３ｃを、異なる種類のコーティング液４を用いるようにして、順番に、１領域ずつ作成することもできる。
【００５６】
なお、コーティング膜部分１３ａ〜１３ｃの塗りわけの領域数は必ずしも３つである必要はなく、また、各領域の面積も必ずしも均等である必要はない。例えば、熱交換体１の左右でのみ汚れの粒子径や種類が異なる環境においては、領域を２つに分ければよい。また、更に、汚れの粒子径や種類が連続的に変化するような環境においては、コーティング膜も、汚れの種類に応じて連続的に変化させて形成させればよい。
【００５７】
このように、熱交換体１のコーティング膜を、想定される汚れの種類に応じて、最適な領域数及び面積に塗り分けることにより、様々な汚れ環境に対して高い防汚効果が得られる。
【００５８】
本発明に用いるコーティング液４は、シリカ微粒子、フッ素樹脂粒子、並びに塩化ジルコニウム若しくは塩化ジルコニルを含有する水系コーティング組成物である。この水系コーティング液４は、物品表面に塗布し乾燥することで、親水性、防汚性に優れる無機微粒子膜を形成することができる。
【００５９】
形成される無機微粒子膜は、親水性のシリカ薄膜上に疎水性のフッ素樹脂粒子が点在する表面を有する。このような表面は、疎水性部分が存在するものの親水性部分が連続した構成となっているため、水滴付着時にはこれが拡がりやすく、膜全体として見た場合には高い親水性を有することになる。
【００６０】
また、形成される無機微粒子膜は、親水性と疎水性が微細に入り混じった構成であるため、親水性の粉塵、または疎水性の粉塵いずれかが無機微粒子膜に付着しようとしても、相反する性質の表面に接することになり安定に付着することができない。この結果、形成されるコーティング膜は、幅広い粉塵汚染に対し高い防汚特性を示すことになる。
【００６１】
また、塩化ジルコニウム或いは塩化ジルコニルを含有することにより、金属イオンによる反応や腐食による固着に対して、高い耐久性や防汚特性を示すことができる。この結果、金属粒子等が付着しやすい環境においても優れた性能が得られる。更に、塩化ジルコニウム或いは塩化ジルコニルは、シリカ表面の水酸基等と結合を形成するなどして、形成される被膜の表面を保護する効果がある。
【００６２】
また、金属粒子から発生する鉄イオン等の金属イオンは、シリカ表面の水酸基と結合することで、着色や金属粒子の固着を引き起こすが、添加したジルコニウム化合物が保護基として働くことで、このような現象を抑制できると考えられる。
【００６３】
シリカ微粒子としては、コロイダルシリカが好ましい。特に、平均粒径が１５ｎｍ以下のシリカ微粒子であれば、コーティング膜により反射する光の散乱が小さくなるため、コーティング膜の透明性が向上する。この結果、被コーティング物の色調や風合いの変化を抑え、被コーティング物の色調や風合いを損なわないようにすることができる。ここで、「平均粒径」とは、レーザー光散乱式または動的光散乱式の粒度分布計で測定した時の無機微粒子の一次粒子の平均粒径の値を意味する。
【００６４】
コロイダルシリカの濃度は、０．０５質量％以上５質量％以下であることが好ましく、０．１質量％以上２．５質量％以下であることがより好ましい。５質量％を超える濃度では、形成された表面の凹凸が大きくなり、粉塵等が引っ掛かりやすくなる。この結果、防汚特性が劣ることになりやすい。一方、０．０５質量％未満では、無機微粒子膜が薄くなりすぎ、十分な親水性、粉塵付着抑制効果が得られない。
【００６５】
また、本発明に用いるフッ素樹脂粒子は、粒径が１００〜５００ｎｍのものである。このようなフッ素樹脂粒子としては、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体）、ＥＣＴＦＥ（エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、フルオロエチレン・ビニルエーテル共重合体、フルオロエチレン・ビニルエステル共重合体、これらの共重合体及び混合物、並びにこれらのフッ素樹脂に他の樹脂を混合したもの等から形成されたフッ素樹脂粒子が挙げられる。
【００６６】
フッ素樹脂粒子の濃度は、特に限定されないが、無機微粒子とフッ素樹脂粒子の質量比は、５０：５０〜９０：１０であることが好ましく、７０：３０〜８５：１５であることがより好ましい。フッ素樹脂粒子の質量比が上記範囲よりも大きすぎると、無機微粒子膜の親水性が低くなりすぎることがある。この結果、フッ素樹脂粒子に起因する疎水性部分が表面に多く露出してしまい、親油性汚れが付着し易くなることがある。
【００６７】
一方、フッ素樹脂粒子の質量比が上記範囲よりも小さすぎると、フッ素樹脂粒子に起因する疎水性部分が無機微粒子膜の表面に十分に露出せず、親水性汚れが付着し易くなり、所望の防汚特性が得られないことがある。なお、ここでの粒子の質量比は、分散液を乾燥し、１２０℃で乾燥して水分を除去して測定した値を示している。
【００６８】
塩化ジルコニウム或いは塩化ジルコニルの添加量は、無機微粒子の固形分重量に対し、重量比で、１％以上８０％以下であることが好ましく、５％以上５０％以下であることがより好ましい。１％未満の添加量では、金属粉末の影響抑制効果が十分に得られない。一方、８０％を超える添加量では、形成される無機微粒子膜が混入するジルコニウムの影響で緻密になりすぎ、防汚特性が低下する恐れがあるため好ましくない。
【００６９】
熱交換体１に形成される無機微粒子膜の厚さは、特に限定されないが、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましい。０．０５μｍ未満の厚さでは、所望の粉塵付着抑制効果が得られないことがある。一方、０．５μｍを超える厚さでは、膜にクラックやボイドなどの欠陥が生じ易く、汚れが捕捉され易い凹凸が表面に形成される。この結果、所望の粉塵付着抑制効果が得られないことがある。
【００７０】
このような、コーティング液４の組成内容とすることにより、親水性のシリカをベースとし、疎水性のフッ素樹脂を含むため、鉄粉を含む親水性、疎水性の多様な粉塵付着を抑制できる。また、塩化ジルコニウム或いは塩化ジルコニルを少量添加することで、鉄粉が付着し腐食した場合においても、その固着を抑制することできる。
【００７１】
更に、塩化ジルコニウム或いは塩化ジルコニルは、被膜中での高い反応性を有しながら、水溶液中での安定性に優れるため、コーティング液４としての安定性も確保できる（塩化ジルコニウムは水溶液中で塩化ジルコニルとなる）。
【００７２】
図６は、本発明の実施の形態２における、熱交換体１の表面処理方法のフローチャートである。以下、図６のフローチャートを用いて、本実施の形態２における熱交換体１の表面処理方法を説明する。
【００７３】
まず、ステップＳ２０１において、先の実施の形態１の図３におけるステップＳ１０１と同様の手順にて、コーティング液４の塗布工程を実施する。ここで、熱交換体１のコーティング膜を複数の領域に塗り分ける場合は、例えば、上側多孔質樹脂２を３つに分割し、それぞれの上側多孔質樹脂２ａ〜２ｃに散布するコーティング液４の種類を変化させて塗布工程を実施すればよい。
【００７４】
次に、ステップＳ２０２において、先の実施の形態１の図３におけるステップＳ１０２と同様の手順にて、コーティング液４の液切工程を実施する。
【００７５】
次に、ステップＳ２０３の乾燥工程において、熱交換体１の下側端面等に残留したコーティング液４を、ブロア装置５からの乾燥媒体６により乾燥除去する。
【００７６】
以上のように、実施の形態２では、熱交換体表面に防汚コーティング膜を形成する際に、熱交換体にコーティング液を供給する上側多孔質樹脂を熱交換体の上側端面に接触させるとともに、熱交換体内のコーティング液の余剰分を吸収する下側多孔質樹脂を熱交換体の下側端面に接触させて、コーティング液を熱交換体に塗布する塗布工程を有している。また、上側多孔質樹脂を熱交換体の上側端面から取り除くとともに、下側多孔質樹脂を熱交換体の下側端面に接触させた状態を維持して熱交換体内のコーティング液を液切りする液切工程を有している。また、熱交換体内のコーティング液の余剰分を乾燥除去する乾燥工程を有している。また、更に、上側多孔質樹脂に散布するコーティング液の種類を変えることにより、コーティング膜を複数のコーティング膜部分に塗り分けて形成している。この結果、簡易な装置により、更に優れた外観特性及び様々な環境における防汚特性を有する防汚コーティング膜を、熱交換体の表面にムラなく均一に形成することができる熱交換体の表面処理方法及び熱交換体の表面処理装置を得ることができる。
【実施例】
【００７７】
ここからは、具体的な実施例、比較例、及びこれらの評価結果を示すことにより本発明の効果を明らかにする。特に、本発明に係る熱交換体の表面処理方法及び熱交換体の表面処理装置を用いることによって、優れた外観特性及び様々な環境における防汚特性を有する防汚コーティング膜が、熱交換体１の表面にムラなく均一に形成できることを示す。
【００７８】
以下に示す実施例１〜４及び比較例１〜２では、熱交換体１として、多数の伝熱管１１を有するアルミニウム製の車冷用熱交換体１を使用した。また、上側多孔質樹脂２及び下側多孔質樹脂３のための多孔質樹脂と、コーティング液４のための水系コーティング組成物として、下記のものを使用した。また、ブロア装置５として（ＢＯＳＣＨ社製）を使用し、乾燥媒体６としてエアを用いた。
第１の多孔質樹脂：気孔率８０％  イノアックコーポレーション社製ＭＡＰＳ−ＡＱＬ
第２の多孔質樹脂：気孔率３０％  旭化成ケミカル社製サンファインＡＱ
第１の水系コーティング組成物：以下に示す３種の材料を純水に溶かして撹拌混合した後、更に非イオン系界面活性剤（ポリオキシエチレンラウリルアルキルエステル）を０．１質量％加えて撹拌混合することにより調製した。
・材料１：平均粒径５ｎｍのシリカ微粒子を含むコロイダルシリカ（日産化学工業株式会社製カタロイドＳＩ−５５０）  ２．０質量％
・材料２：平均粒径２５０ｎｍのＰＴＦＥディスパージョン  ２．０質量％
・材料３：塩化ジルコニウム  ０．２質量％
第２の水系コーティング組成物：以下に示す４種の材料を純水に溶かして撹拌混合した後、更に非イオン系界面活性剤（ポリオキシエチレンラウリルアルキルエステル）を０．１質量％加えて撹拌混合することにより調製した。
・材料１〜３：第１の水系コーティング組成物と同じ。
・材料４：平均粒径２５ｎｍのシリカ微粒子を含むコロイダルシリカ（日産化学工業株式会社製カタロイドＳＩ−５０）  １．０質量％
【００７９】
次に、実施例１〜４及び比較例１〜２における、実施方法の詳細を示す。
【００８０】
実施例１．
まず、図１に示す塗布工程を下記の条件で実施して１分間保持した。次に、上側多孔質樹脂２を取り除いて、図２に示す液切工程を下記の条件で実施して１０分間保持した。更に、ブロア装置５を用い、エアの風速を２５ｍ／ｓ、温度を６０℃として、図４に示す乾燥工程を実施した。
・上側多孔質樹脂２及び下側多孔質樹脂３：第１の多孔質樹脂
・コーティング液４：第１の水系コーティング組成物
【００８１】
実施例２．
まず、上側多孔質樹脂２を、金属製フィン１２の配列に対して平行な方向に（各金属製フィン１２平面に垂直な方向に）、順に、上側多孔質樹脂２ａ〜２ｃとして均等に３分割し、塗布工程を下記の条件で実施して１分間保持した。次に、液切工程と乾燥工程を実施例１と同じ条件で実施した。
・上側多孔質樹脂２ａ〜２ｃ及び下側多孔質樹脂３：第１の多孔質樹脂
・上側多孔質樹脂２ａに散布するコーティング液４：第２の水系コーティング組成物
・上側多孔質樹脂２ｂに散布するコーティング液４：第１の水系コーティング組成物
・上側多孔質樹脂２ｃに散布するコーティング液４：第２の水系コーティング組成物
【００８２】
実施例３．
まず、塗布工程と液切工程を実施例１と同じ条件で実施した。次に、ブロア装置５を用い、エアの風速を２５ｍ／ｓ、温度を４５℃として、乾燥工程を実施した。
【００８３】
実施例４．
まず、塗布工程を、実施例１で用いた第１の多孔質樹脂の代わりに第２の多孔質樹脂を用いて実施して１分間保持した。次に、上側多孔質樹脂２を取り除いて、図２に示す液切工程を実施して１０分間保持した。更に、乾燥工程を実施例１と同じ条件で実施した。
【００８４】
比較例１．
まず、塗布工程を、上側多孔質樹脂２及び下側多孔質樹脂３を用いずに、スプレーを用いて、第１の水系コーティング組成物を散布することにより実施した。次に、液切工程を、下側多孔質樹脂３を用いずに実施して１０分間保持した。更に、ブロア装置５を用い、エアの風速を２５ｍ／ｓ、温度を８０℃として、乾燥工程を実施した。
【００８５】
比較例２．
まず、塗布工程を、下側多孔質樹脂３を用いずに、下記の条件で実施して１分間保持した。次に、液切工程と乾燥工程を比較例１と同じ条件で実施した。
・上側多孔質樹脂２：第１の多孔質樹脂
・コーティング液４：第１の水系コーティング組成物
【００８６】
実施例１〜４及び比較例１〜２における、実施条件の概略を表１に纏めた。また、その評価結果を表２に纏めた。
【００８７】
【表１】
2014152934.tif 000003
【００８８】
【表２】
2014152934.tif 000004
【００８９】
表２に示すコーティング膜の外観特性は目視によって評価した。また、防汚特性はカーボンブラック粉塵及び鉄粉のコーティング膜に対する付着性を以下のようにして評価した。
【００９０】
評価は、熱交換体１にコーティング膜を形成してから１日放置後に実施した。まず、カーボンブラック粉塵または鉄粉を、エアにより熱交換体１に吹き付けた後、金属製フィン１２端面付近に付着した粉塵をメンディングテープ（住友スリーエム株式会社製）により採取した。
【００９１】
採取は、熱交換体１に形成されたコーティング膜の左側、中央、右側と３箇所（実施例２では、コーティング膜部分１３ａ〜１３ｃの各領域に相当する）で行い、これを、分光光度計（島津製作所株式会社製ＵＶ−３１００ＰＣ）を用いて吸光度（波長５５０ｎｍ）を測定した。そして、測定された吸光度の値の平均値を算出し、以下のように５段階評価した。
１：吸光度が０．１未満のもの
２：吸光度が０．１以上０．２未満のもの
３：吸光度が０．２以上０．３未満のもの
４：吸光度が０．３以上０．４未満のもの
５：吸光度が０．４以上のもの
【００９２】
実施例１では、図６に示すフローチャートに従って、コーティング液４の塗布工程、液切工程、及び乾燥工程を実施し、熱交換体１にコーティング膜を塗り分けずに形成した。この結果、優れた外観特性及び防汚特性を有する防汚コーティング膜が、熱交換体１表面にムラなく均一に形成されていることが確認できた。
【００９３】
実施例２では、同様に図６に示すフローチャートに従って、コーティング液４の塗布工程、液切工程、及び乾燥工程を実施し、熱交換体１にコーティング膜を３つの領域に塗り分けて形成した。この結果、より優れた防汚特性を有する防汚コーティング膜が、熱交換体１表面にムラなく均一に形成されていることが確認できた。
【００９４】
更に、実施例２でのコーティング膜の外観特性は、目視でも透明な膜であり、汚れ付着防止も最も良好であることを確認できた。このことから、熱交換体１のコーティング膜を複数の領域に塗り分けることが効果的であることが分かる。
【００９５】
実施例３では、エアの温度を、実施例１の６０℃と比較して４６℃と低くした。この結果、乾燥工程において、コーティング液４の余剰分を乾燥しきれずに、粉塵付着が僅かに多くなる結果となった。このことから、乾燥工程において、適切な温度の乾燥媒体６を用いることが重要であることが分かる。
【００９６】
実施例４では、下側多孔質樹脂３の気孔率を、実施例１の８０％と比較して３０％と低くした。この結果、乾燥工程によりコーティング液４を定着させた際に、液切工程において液切れできずに残留した不均一な部位が微白濁膜になった。また、防汚特性にも劣る結果となっている。このことから、適切な気孔率を有する多孔質樹脂を用いることが重要であることが分かる。
【００９７】
比較例１では、塗布工程を、上側多孔質樹脂２及び下側多孔質樹脂３を用いずに、スプレーを用いることによって実施した。この結果、コーティング液４が多量に残留した状態で乾燥工程を実施することになり、残留した箇所が厚膜になり白浮きのある白濁膜となってしまった。膜ムラでカーボンブラックや関東ローム等が引っ掛かりやすくなるため付着防止性も確保できないと思われる。
【００９８】
比較例２では、上側多孔質樹脂２は設置したが、下側多孔質樹脂３は設置しなかった。この結果、液切工程における液切が十分でなかったため、外観特性にも防汚特性にも劣る結果となった。このことから、優れた外観特性及び防汚特性を有する防汚コーティング膜を得るためには、下側多孔質樹脂３を設置して液切工程を実施することが重要であることが分かる。
【符号の説明】
【００９９】
１  熱交換体、２、２ａ〜２ｃ  上側多孔質樹脂、３  下側多孔質樹脂、４  コーティング液、５  ブロア装置、６  乾燥媒体、１１  伝熱管、１２  金属製フィン、１３ａ〜１３ｃ  コーティング膜部分。
【図１】
2014152934.tif 000005
【図２】
2014152934.tif 000006
【図３】
2014152934.tif 000007
【図４】
2014152934.tif 000008
【図５】
2014152934.tif 000009
【図６】
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