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WO2025249322A1 - 親水化コーティング剤および親水化コーティング方法 - Google Patents

親水化コーティング剤および親水化コーティング方法

Info

Publication number
WO2025249322A1
WO2025249322A1 PCT/JP2025/018774 JP2025018774W WO2025249322A1 WO 2025249322 A1 WO2025249322 A1 WO 2025249322A1 JP 2025018774 W JP2025018774 W JP 2025018774W WO 2025249322 A1 WO2025249322 A1 WO 2025249322A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat transfer
hydrophilic coating
coating agent
transfer tubes
transfer tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2025/018774
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
直明 藤吉
高橋　邦広
正大 三好
和史 赤松
英雄 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Maintenance Engineering Co Ltd
Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Nihon Maintenance Engineering Co Ltd
Kurita Water Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nihon Maintenance Engineering Co Ltd, Kurita Water Industries Ltd filed Critical Nihon Maintenance Engineering Co Ltd
Publication of WO2025249322A1 publication Critical patent/WO2025249322A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C09D1/02—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances alkali metal silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D201/00—Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic

Definitions

  • the present invention relates to a hydrophilic coating agent and a hydrophilic coating method, and in particular to a hydrophilic coating agent and a hydrophilic coating method for forming a hydrophilic coating film on the surfaces of multiple heat transfer tubes that make up an air-cooled condenser or the like.
  • Air-cooled condensers do not increase the water temperature of rivers or oceans, and environmental assessments to evaluate their impact on ecosystems are relatively easy. This gives them the advantage of being able to complete the entire process from new power plant design to power generation operation in a short period of time, and they are often adopted regardless of the availability of cooling water resources.
  • air-cooled condensers generally have a dense structure with multiple layers of heat transfer tubes, each with fins. If dust or other foreign matter from the surrounding environment adheres to these tubes, the heat exchange efficiency of the air-cooled condenser can decrease, potentially disrupting the operation of the steam turbine plant.
  • Patent Document 1 describes an air-cooled condenser that includes a steam manifold to which exhaust steam from a steam turbine is supplied, multiple heat transfer tubes that branch off from the steam manifold and distribute and condense the exhaust steam, a condensate pipe that collects the multiple heat transfer tubes and supplies condensed water to the boiler, a blower mechanism that forcibly supplies cooling air to the heat transfer tubes, and a water supply device that supplies moisture to the outer surface of the heat transfer tubes, and in which a ceramic coating is formed on the outer surface of the heat transfer tubes.
  • Patent Document 1 claims that the air-cooled condenser can reduce dust adhesion by forming a hydrophilic ceramic layer made of silicon oxide or the like on the outer surface of the heat transfer tubes in particular.
  • Patent Document 2 describes a coating composition containing 0.5 to 99 wt% water, 0.1 to 20 wt% silica nanoparticles having an average particle size of 40 nm or less, 0 to 20 wt% silica nanoparticles having an average particle size of 50 nm or more, an acid having a pKa of ⁇ 3.5 in an amount sufficient to lower the pH to less than 5, and 0 to 20 wt% tetraalkoxysilane, with the silica nanoparticle concentration being 0.1 to 20 wt%.
  • Patent Document 3 describes a water-based paint obtained by mixing alumina sol, water-soluble acrylic resin, polyethylene glycol, and fluororesin particles as a coating agent for forming a ceramic layer on the surface of aluminum by baking, and describes a method in which this water-based paint is applied to the outer surface of a fin material or a heat transfer tube in a coating amount of 0.3 to 0.8 g/ m2 , and then heated and dried to obtain an antifouling, highly hydrophilic baked coating film, which is then washed with water or hot water to form an antifouling, highly hydrophilic baked coating film.
  • Patent Document 1 does not describe a means for forming a ceramic layer on the outer surface of the heat transfer tube, so it was necessary to form the ceramic layer using a known coating agent, such as that described in Patent Document 3.
  • silica-based coating agents generally take the form of a dispersion liquid in which nanosilica particles are dispersed in water.
  • heat transfer tubes are typically made of aluminum-based materials, and their outer surfaces have a dense fin structure with numerous aluminum fins formed on them. The surface of untreated aluminum fins, in particular, has poor hydrophilicity. Therefore, even if a coating agent whose main component is water is applied to the outer surface of a heat transfer tube, the water is repelled by surface tension and does not spread evenly, preventing the formation of a ceramic coating film with good adhesion. This results in areas on the outer surface of the heat transfer tube where the coating film is not formed, creating the problem of this.
  • the coating agent in Patent Document 2 is not a coating agent for heat transfer tubes made of aluminum-based materials, but a coating agent for non-metallic substrates such as PET or ceramic tiles. Because the surface properties of the substrates are different from those of heat transfer tubes, it was unclear whether an appropriate coating film could be formed even if the coating agent was applied to heat transfer tubes made of aluminum-based materials with a natural oxide film.
  • the multiple heat transfer tubes that make up an air-cooled condenser have a dense fin structure on the outer surface of each tube, with numerous aluminum fins densely arranged at intervals of just a few millimeters, making it difficult to distribute the coating agent throughout the narrow gaps between the aluminum fins.
  • the multiple heat transfer tubes that make up an air-cooled condenser are arranged in multiple rows in both the left-right and front-to-back directions to improve heat exchange efficiency, the problem arises that it becomes even more difficult to spread the coating agent over the outer surfaces of all of the heat transfer tubes, because the air-cooled condenser has a structure in which multiple heat transfer tubes are stacked on top of each other and a heat transfer tube arrangement structure with depth in the rear row direction.
  • the heat transfer tube to which the coating agent has been applied must be baked at a high temperature to prevent the coating film from peeling off from the outer surface of the heat transfer tube.
  • a useful conventional method for preventing the coating film from peeling off from the outer surface of a heat transfer tube is to apply the coating agent after chemically treating the surface of the heat transfer tube with a silane coupling agent.
  • the present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a hydrophilic coating agent and hydrophilic coating method that can form a sprayed, dried film containing silica nanoparticles with a hydrophilic surface over a wide area of the outer surface of a heat transfer tube, even when the heat transfer tube is still attached, thereby making it difficult for foreign matter such as dust to adhere.
  • the present inventors have conducted extensive research to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that by using a hydrophilic coating agent containing water, silica nanoparticles dispersed in the water, and a surfactant, and by setting the content of the surfactant in the range of more than 0.10 parts by mass and less than 2.50 parts by mass per 100 parts by mass of water, it is possible to form a sprayed and dried film containing silica nanoparticles with hydrophilic surfaces over a wide area of the outer surface of a heat transfer tube while the heat transfer tube is still attached, and have completed the present invention. That is, the gist of the present invention is as follows.
  • a hydrophilic coating agent that forms a hydrophilic coating film on the surfaces of multiple heat transfer tubes that make up an air-cooled condenser, the hydrophilic coating agent containing water, silica nanoparticles dispersed in the water, and a surfactant, the content of the surfactant being in the range of more than 0.10 parts by mass and less than 2.50 parts by mass per 100 parts by mass of water, and the hydrophilic coating film being a sprayed and dried film of the hydrophilic coating agent.
  • a hydrophilic coating method for forming a hydrophilic coating film on the surfaces of multiple heat transfer tubes that make up an air-cooled condenser including a spraying step for spraying the hydrophilic coating agent described in (1) above onto the outer surfaces of the heat transfer tubes.
  • the present invention provides a hydrophilic coating agent and hydrophilic coating method that can form a sprayed, dried film containing silica nanoparticles with a hydrophilic surface over a wide area of the outer surface of a heat transfer tube, even when the heat transfer tube is still attached, thereby making it difficult for foreign matter such as dust to adhere.
  • FIG. 1 is a graph showing the mass of carbon powder remaining on the surface of a heat transfer tube when eight types of coating agents, each containing a surfactant in an amount varying between 0.00 and 5.00 parts by mass relative to 100 parts by mass of water, were used to form coating films on heat transfer tubes by dip coating, and the coating films were then dried. Carbon powder, as foreign matter, was then placed on the coating films and the tubes were vibrated to remove the carbon powder.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the main part of an air-cooled condenser to which the hydrophilic coating agent of the present invention is sprayed.
  • 3A and 3B are diagrams showing an example of a heat transfer tube array composed of a plurality of heat transfer tubes, in which FIG.
  • FIG. 3A is a front view
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line II in FIG. 3A
  • FIG. 3C is a partially enlarged view showing a portion of a heat transfer tube constituting the heat transfer tube array.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the positional relationship between the coating agent discharge port and the heat transfer tube when the hydrophilic coating agent is sprayed onto the heat transfer tube in Examples 5 to 12 of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the positional relationship between the coating agent discharge port and the heat transfer tube when the hydrophilic coating agent is sprayed onto the heat transfer tube in Examples 5 to 12 of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing the mass of carbon powder remaining on the surface of each heat transfer tube (heat transfer tubes 2A, 2B, and 2C, from the side closest to the coating agent outlet) when the hydrophilic coating agent was sprayed onto the heat transfer tubes in rod form and mist form to form a hydrophilic coating film on a triple-ply heat transfer tube in Examples 11 and 12 of the present invention.
  • the hydrophilic coating agent according to the present invention forms a hydrophilic coating film on the surfaces of a plurality of heat transfer tubes constituting an air-cooled condenser.
  • the hydrophilic coating agent contains water, silica nanoparticles dispersed in the water, and a surfactant, the surfactant content being in the range of more than 0.10 parts by mass and less than 2.50 parts by mass per 100 parts by mass of water, and the hydrophilic coating film is a sprayed and dried film of the hydrophilic coating agent.
  • the hydrophilic coating agent of the present invention by adjusting the surfactant content to a range of more than 0.10 parts by mass and less than 2.50 parts by mass per 100 parts by mass of water, water is less likely to be repelled by surface tension, even on materials with poor surface hydrophilicity, such as aluminum, which is commonly used for heat transfer tubes and prone to forming oxide films.
  • This allows the hydrophilic coating agent to spread approximately evenly over the surface of the heat transfer tube, thereby forming a hydrophilic coating film over a wide area of the outer surface of the heat transfer tube, including the fins, even if the outer surface of the heat transfer tube is provided with fins.
  • the coating agent can be spread over the entire outer surface of the heat transfer tubes in the latter stages, thereby enabling the formation of a hydrophilic coating film on the outer surface of all heat transfer tubes.
  • the hydrophilic coating film consists of a sprayed and dried film of the hydrophilic coating agent
  • the hydrophilic coating film can be formed on the outer surface of the heat transfer tube simply by drying, without the need for high-temperature baking or chemical treatment of the heat transfer tube surface with a silane coupling agent, etc., eliminating the need to remove the heat transfer tube from an air-cooled condenser, etc. Therefore, the hydrophilic coating agent of the present invention can provide a hydrophilic coating agent and hydrophilic coating method that can form a hydrophilic coating film over a wide area of the outer surface of a heat transfer tube, even while the heat transfer tube is still attached to an air-cooled condenser, etc.
  • composition of hydrophilic coating agent contains water, silica nanoparticles dispersed in water, and a surfactant, i.e., the hydrophilic coating agent of the present invention is an aqueous dispersion of silica nanoparticles.
  • the surfactant contained in the hydrophilic coating agent not only stably disperses silica nanoparticles in water, but also increases the wettability between the heat transfer tube and the hydrophilic coating agent.
  • a hydrophilic coating agent containing a surfactant By spraying a hydrophilic coating agent containing a surfactant, the surface tension of the hydrophilic coating agent droplets can be reduced when the hydrophilic coating agent is applied to the surface of the heat transfer tube or fin, allowing the hydrophilic coating agent to be spread evenly over a wide area on the outer surface of the heat transfer tube or the surface of the fin.
  • the type of surfactant is not particularly limited as long as it is water-soluble, and at least one of cationic surfactants, anionic surfactants, nonionic surfactants, and amphoteric surfactants can be used.
  • nonionic surfactants are preferred for improving wettability to heat transfer tubes.
  • Nonionic surfactants can be further classified into three types: ethylene oxide condensation type, polyhydric alcohol ester type, and polyhydric alcohol condensation type.
  • Ethylene oxide condensation type nonionic surfactants are preferred for ease of handling and for improving wettability to heat transfer tubes.
  • polyoxyethylene alkyl ethers are preferred, for example, because they can contribute to wettability to heat transfer tubes even with a small amount.
  • the HLB value of the polyoxyethylene alkyl ether is preferably in the range of 8 to 15, as described below. Furthermore, branched polyoxyethylene alkyl ethers are preferred for use as polyoxyethylene alkyl ethers. In this case, it is more preferred that the carbon atoms attached to the branched side are linear, and it is even more preferred that the number of moles of carbon atoms is in the range of 4 to 6.
  • the HLB value of the surfactant, such as polyoxyethylene alkyl ether, contained in the hydrophilic coating agent is preferably 8 or higher, and more preferably 10 or higher, from the perspective of increasing the surfactant's solubility in water and improving wettability to the heat transfer tube.
  • the upper limit of the HLB value of the surfactant, such as polyoxyethylene alkyl ether, contained in the hydrophilic coating agent is preferably 15 or lower, from the perspective of achieving both high wettability and water solubility by suppressing a decrease in wettability to the heat transfer tube.
  • the surfactant content is in the range of more than 0.10 parts by mass and less than 2.50 parts by mass per 100 parts by mass of water.
  • the surfactant content is preferably 0.25 parts by mass or more per 100 parts by mass of water.
  • the surfactant content is less likely to remain in the sprayed and dried film of the hydrophilic coating agent, and the residual surfactant increases the wettability of the film to foreign matter, making it less likely for foreign matter to adhere to the film. Furthermore, by keeping the surfactant content below 2.50 parts by mass per 100 parts by mass of water, the COD components contained in the hydrophilic coating agent are reduced, thereby reducing the environmental impact caused by the excess chemical waste liquid that is generated when the hydrophilic coating agent is sprayed. Therefore, it is preferable that the surfactant content be 1.50 parts by mass or less per 100 parts by mass of water.
  • Figure 1 shows a graph showing the mass of carbon powder remaining on the surface of a heat transfer tube when a coating film was formed on an aluminum heat transfer tube by dip coating using eight different coating agents with surfactant contents varying between 0.00 and 5.00 parts by mass per 100 parts by mass of water, and then the coating film was dried. Then, carbon powder (powdered activated carbon, manufactured by Kurita Water Industries Ltd., model number: Krikol WD-712, 90% particle size: 0.075 mm or less) was placed on the coating film, and the same vibration was applied to shake off the carbon powder.
  • a hydrophilic coating film is obtained by applying a hydrophilic coating agent containing more than 0.10 parts by mass and less than 2.50 parts by mass of surfactant per 100 parts by mass of water to a heat transfer tube and drying it, even if carbon powder (a foreign substance) is placed on the surface, vibration can remove a large amount of the carbon powder, thereby reducing the amount of carbon powder (a foreign substance) remaining on the surface of the hydrophilic coating film.
  • a hydrophilic coating agent containing 0.10 parts by mass of surfactant per 100 parts by mass of water is used, a large amount of carbon powder remains on the surface even when the heat transfer tube with carbon powder on its surface is vibrated.
  • the silica nanoparticles contained in the hydrophilic coating agent are particles made of silica (SiO 2 ) and mainly composed of particles with a particle size of less than 1 ⁇ m.
  • a hydrophilic coating film made of silica can be formed on the outer surface of the heat transfer tube when the hydrophilic coating agent is sprayed and the silica nanoparticles are deposited on the outer surface of the heat transfer tube and dried.
  • the particle size of the silica nanoparticles is not particularly limited, but from the perspective of more stably dispersing the hydrophilic coating agent in water and reducing the clogging of nozzles and other discharge parts when spraying it onto the surfaces of heat transfer tubes and fins, the average particle size can be set to, for example, between 5 nm and 100 nm.
  • the average particle size of the silica nanoparticles can be set to 5 nm or more, the availability of silica nanoparticles can be increased.
  • the average particle size of the silica nanoparticles to 100 nm or less, clogging of nozzles and other discharge parts when spraying it onto the surfaces of heat transfer tubes and fins can be reduced.
  • silica nanoparticles one type of silica nanoparticles having an average particle size in the range of 5 nm to 100 nm can be used alone, or two or more types of these having the same or different average particle sizes can be used in combination.
  • the content of silica nanoparticles in the hydrophilic coating agent can be set in the range of, for example, 0.1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of water, from the viewpoints of preventing aggregation of silica nanoparticles and clogging of the discharge section when spraying the hydrophilic coating agent, and of making it easier to form a sprayed and dried film containing silica nanoparticles by spraying and drying an appropriate amount of hydrophilic coating agent.
  • Silica nanoparticles that can be used include, for example, the Snowtex series manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., the Quattron PL series manufactured by Fuso Chemical Co., Ltd., the SI series manufactured by JGC Catalysts and Chemicals Co., Ltd., the TCSOL800 manufactured by Tama Chemicals Co., Ltd., and the Adelite AT series manufactured by ADEKA Corporation, all of which have a particle size in the range of 5 nm to 100 nm.
  • Silica nanoparticles may be contained in the hydrophilic coating agent in the form of colloidal silica.
  • colloidal silica examples include water-dispersed silica sols such as sodium ion-stabilized, acidic sol, ammonium ion-stabilized, surface-alumina-coated, and lithium silicate; organosilica sols dispersed in a hydrophilic solvent; and silica-containing sols in which silica nanoparticles and other particles such as alumina particles are dispersed.
  • colloidal silica include water-dispersed silica sols such as sodium ion-stabilized, acidic sol, ammonium ion-stabilized, surface-alumina-coated, and lithium silicate; organosilica sols dispersed in a hydrophilic solvent; and silica-containing sols in which silica nanoparticles and other particles such as alumina particles are dispersed.
  • silica nanoparticles and other particles such as alumina particles are disper
  • the hydrophilic coating agent of the present invention can contain any conventionally known compound as an additional component in addition to those mentioned above.
  • the hydrophilic coating agent of the present invention can contain, as other components, sols such as alumina sol (such as the AS series manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) or zirconia sol (such as the ZR series or OZ series manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) dispersed in a hydrophilic solvent.
  • sols such as alumina sol (such as the AS series manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) or zirconia sol (such as the ZR series or OZ series manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) dispersed in a hydrophilic solvent.
  • the hydrophilic coating agent of the present invention can also contain emulsions such as acrylic emulsions, urethane emulsions, and modified epoxy emulsions. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in combination.
  • the hydrophilic coating agent of the present invention may also contain a thickener as another component.
  • thickeners include cellulose compounds such as carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose; ammonium salts or alkali metal salts of the above cellulose compounds; polycarboxylic acids such as poly(meth)acrylic acid and modified poly(meth)acrylic acid; alkali metal salts of the above polycarboxylic acids; polyvinyl alcohol (co)polymers such as polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, and ethylene-vinyl alcohol copolymers; and water-soluble polymers such as saponified copolymers of vinyl esters with unsaturated carboxylic acids such as (meth)acrylic acid, maleic acid, and fumaric acid.
  • alkali metal salts of carboxymethyl cellulose and alkali metal salts of poly(meth)acrylic acid are particularly preferred as thickeners.
  • the pH (hydrogen ion concentration) of the hydrophilic coating agent is not particularly limited, but can be set to a range of 10.0 or less, for example, from the perspective of obtaining a stable aqueous dispersion.
  • the pH of the hydrophilic coating agent may be set to 9.0 or less, from the perspective of reducing the risk of aluminum corrosion.
  • a pH of 7.0 or more and 8.5 or less, which is close to neutral is preferred, from the perspective of preventing the hydrophilic coating agent from scattering around the heat transfer tube and affecting surrounding equipment, thereby ensuring worker safety.
  • the lower limit of the pH of the hydrophilic coating agent is not particularly limited, but can be set to 5.0 or more, for example, from the perspective of obtaining a stable aqueous dispersion.
  • the pH of the hydrophilic coating agent can be adjusted, for example, by adjusting the blend of acidic colloidal silica and basic colloidal silica, or by bubbling an acidic gas such as carbon dioxide through basic colloidal silica.
  • the hydrophilic coating agent is sprayed onto the surfaces of the heat transfer tubes constituting the air-cooled condenser, thereby forming a hydrophilic coating film, which is a sprayed and dried film of the hydrophilic coating agent, while the heat transfer tubes remain attached to the air-cooled condenser.
  • Figure 2 is a structural diagram showing an example of an air-cooled condenser to which a hydrophilic coating agent is applied.
  • Figure 3 shows an example of a heat transfer tube array made up of multiple heat transfer tubes, where Figure 3(a) is a front view, Figure 3(b) is a cross-sectional view taken along line I-I in Figure 3(a), and Figure 3(c) is a partially enlarged view showing a portion of a heat transfer tube that makes up the heat transfer tube array.
  • the air-cooled condenser 1 to which the hydrophilic coating agent is applied condenses exhaust steam, consisting of water vapor and other components supplied from outside, into a liquid such as water.
  • steam consisting of water vapor and other components supplied from outside
  • a liquid such as water.
  • air-cooled condensers 1 are often installed outdoors, their structure means that the entire air-cooled condenser 1 is rarely washed away by rainwater, making it difficult to remove dirt that has adhered to the surface of the heat transfer tubes simply by applying a conventional hydrophilic coating.
  • an air-cooled condenser 1 includes a steam manifold 3 to which exhaust steam is supplied, a plurality of heat transfer tubes 2 that branch off from the steam manifold 3 and distribute the exhaust steam to condense it into liquid, and a condenser tube 4 that collects the heat transfer tubes 2 and supplies the condensed liquid to the outside.
  • the air-cooled condenser 1 may include a blower mechanism 6 having a fan 5.
  • the air-cooled condenser 1 may also include a mechanism for supplying cooling water to the plurality of heat transfer tubes 2 (not shown).
  • exhaust steam supplied from the outside is sent to the steam manifold 3, where it branches off from the steam manifold 3 and is distributed to the plurality of heat transfer tubes 2.
  • the exhaust steam condenses as it loses heat to the atmosphere outside the heat transfer tubes 2, and the condensed liquid is supplied to the outside through the condenser tube 4.
  • the fan 5 of the blower mechanism 6 is configured to generate an air current in the atmosphere outside the heat transfer tubes 2, and this air current impinges on the multiple heat transfer tubes 2 to remove heat from the surfaces of the heat transfer tubes 2.
  • the multiple heat transfer tubes 2 may form a heat transfer tube array 20, as shown in FIG. 3(a), for example.
  • the heat transfer tube array 20 preferably comprises multiple heat transfer tubes 2, a steam branching section 21 that branches the exhaust steam supplied from the steam manifold 3 and supplies it to the heat transfer tubes 2, and a liquid merging section 22 that merges the liquid condensed in the multiple heat transfer tubes 2 and supplies it to the condenser tube 4.
  • the heat transfer tube array 20 may also comprise a frame 23 that holds each of the multiple heat transfer tubes 2.
  • These heat transfer tubes 2 are connected to the steam manifold 3 and the condenser tube 4, respectively, and are configured so that their outsides are in contact with the atmosphere and so that the exhaust steam condenses inside to become a liquid.
  • the multiple heat transfer tubes 2 in the air-cooled condenser 1 are preferably spaced apart from one another. This allows the hydrophilic coating agent, when sprayed from one side, to flow around to the other side of the heat transfer tube 2, thereby forming a hydrophilic coating film over a wider area of the heat transfer tube 2.
  • the heat transfer tubes 2 are sometimes provided in the gaps between them to allow the airflow generated by the blower mechanism 6, such as the fan 5, to pass through. Therefore, with the hydrophilic coating agent of the present invention, it is possible to form a hydrophilic coating film over a wider area of the heat transfer tube 2 without removing the heat transfer tube 2, while the heat transfer tube 2 remains in its position in the air-cooled condenser 1.
  • the air-cooled condenser 1 preferably has a heat transfer tube arrangement structure in which multiple heat transfer tubes 2 are arranged in multiple stages in both the left-right and front-rear directions.
  • the hydrophilic coating agent of the present invention spreads over a wider area of the heat transfer tubes 2 with a smaller amount, so it is possible to form a hydrophilic coating film over a wider area of the heat transfer tubes 2 even when the heat transfer tubes 2 are arranged in multiple stages in both the left-right and front-rear directions of the air-cooled condenser 1.
  • the heat transfer tube 2 preferably comprises a tube section 2a through which exhaust steam and its condensed liquid flow, and fins 2b provided on the outer surface of the tube section 2a.
  • providing the heat transfer tube 2 with fins 2b can promote the transfer of heat from the exhaust steam to the outside of the heat transfer tube 2.
  • the heat transfer tube 2 comprises fins 2b
  • the fins 2b often form irregularities on the surface of the heat transfer tube 2.
  • the hydrophilic coating agent of the present invention the surface tension of the hydrophilic coating agent can be reduced on the surfaces of both the tube section 2a and the fins 2b. This allows the hydrophilic coating film to be formed over a wider area of the outer surface of the tube section 2a inside the irregularities, without leaving any surfactant in the resulting hydrophilic coating film.
  • the heat transfer tubes 2 and fins 2b are generally made of aluminum due to their corrosion resistance and heat transfer properties, and their surfaces have poor wettability to water. However, by forming a hydrophilic coating film using the hydrophilic coating agent of the present invention, their wettability can be improved.
  • the hydrophilic coating method according to the present invention is a method for forming a hydrophilic coating film on the surfaces of a plurality of heat transfer tubes 2 constituting an air-cooled condenser, and includes a spraying step of spraying the above-described hydrophilic coating agent onto the outer surfaces of the heat transfer tubes 2.
  • the hydrophilic coating agent spreads substantially uniformly over the surfaces of the heat transfer tubes 2 through the spraying step. Therefore, even if fins are provided on the outer surfaces of the heat transfer tubes 2, a sprayed dry film containing hydrophilic silica nanoparticles can be formed over a wide area of the outer surfaces of the heat transfer tubes 2, including the fins.
  • the increased adhesion between the hydrophilic coating agent and the outer surfaces of the heat transfer tubes 2 eliminates the need for high-temperature baking or chemical treatment of the heat transfer tube surfaces with a silane coupling agent or the like, eliminating the need to remove the heat transfer tubes from the air-cooled condenser or the like.
  • the hydrophilic coating agent is sprayed onto the outer surfaces of the heat transfer tubes 2.
  • spraying the hydrophilic coating agent is preferably done by spraying, as it allows for simultaneous application over a wide area.
  • the spraying conditions are preferably such that the hydrophilic coating agent is sprayed in chunks or rods rather than in a mist.
  • the hydrophilic coating agent can be spread over the surface of the tube portion 2a behind the fins 2b of the heat transfer tube 2.
  • spraying the hydrophilic coating agent in a "lump or rod-like" manner means spraying droplets while suppressing the spreading of the liquid. Intermittent spraying is referred to as “lump” spraying, and continuous spraying is referred to as "rod-like” spraying.
  • the droplets of the hydrophilic coating agent in a lump or rod-like manner the droplets can be sprayed onto the heat transfer tube 2 at a high density without dispersing.
  • the spray rate (discharge rate) of the hydrophilic coating agent onto the outer surface of the heat transfer tube 2 is not particularly limited, but is preferably in the range of 25 g/sec to 400 g/sec, more preferably 50 g/sec to 300 g/sec, and even more preferably 100 g/sec to 200 g/sec. If the heat transfer tube is small, the amount of hydrophilic coating agent sprayed (discharged) onto the outer surface of the heat transfer tube may be less than 25 g/sec, with a lower limit of, for example, 3.0 g/sec. It is also preferable to spray the hydrophilic coating agent onto the same location on the outer surface of the heat transfer tube 2 continuously for 10 seconds or more.
  • the angle at which the hydrophilic coating agent is spread from the nozzle or other outlet is preferably in the range of 0° to 5°, in order to spray the droplets onto the heat transfer tube 2 at a high density without dispersing them.
  • the flow rate of the hydrophilic coating agent flowing through the nozzle or other outlet is preferably a rate that does not deform or damage the fins or outlet on the surface of the heat transfer tube 2; more specifically, a flow rate of 1.20 m/s or less is preferred.
  • the lower limit of the flow rate of the hydrophilic coating agent flowing through the outlet is preferably 0.45 m/s or more, in order to more reliably distribute the hydrophilic coating agent over the surface of the tube portion 2a located behind the fins 2b of the heat transfer tube 2.
  • the hydrophilic coating agent can be sprayed in the spraying process using a general paint sprayer, but it is preferable to use equipment that exerts a stronger pressure to push out the hydrophilic coating agent, such as a high-pressure washer. This allows the hydrophilic coating agent to be spread over a wider area of the surface of the heat transfer tubes 2, even if the heat transfer tubes 2 have a heat transfer tube arrangement structure in which multiple rows are arranged in the left-right and front-back directions, or even if the heat transfer tubes 2 are equipped with fins 2b.
  • the hydrophilic coating agent sprayed onto the heat transfer tube 2 is dried to form a hydrophilic coating film.
  • the hydrophilic coating agent sprayed onto the heat transfer tube 2 in the spraying process can be dried alone to form a dried sprayed film containing hydrophilic silica nanoparticles on the outer surface of the heat transfer tube, without the need for high-temperature baking or chemical treatment of the heat transfer tube surface using a silane coupling agent, etc.
  • drying conditions in the drying process are not particularly limited, and drying by air drying at room temperature is also possible. Therefore, in the hydrophilic coating method of the present invention, it is possible to apply the hydrophilic coating agent and perform the drying process while the heat transfer tube is still attached to an air-cooled condenser or the like.
  • the heat transfer tube used was made of aluminum and had a diameter of 8.5 mm.
  • the tube sections 2a were arranged in parallel at 25 mm intervals along the width direction, and a plurality of 0.1 mm-thick fins 2b were provided on the outer surfaces of the tube sections 2a at intervals of 1.2 mm along the extension direction X of the tube sections 2a to connect the tube sections 2a.
  • This heat transfer tube was cut out from a tube used in a residential air conditioner outdoor unit and measured 120 mm in length along the extension direction X of the tube sections 2a and 120 mm in width. After cleaning and degreasing, the heat transfer tube's initial mass was measured using an electronic balance (Mettler Toledo, model number: ME5002T/00).
  • hydrophilic coating agent 100 parts by mass of water was mixed with the surfactant polyoxyethylene isodecyl ether (HLB value: 12.5) in the amount shown in Table 1, and silica nanoparticles with an average particle size of 5 nm and silica nanoparticles with an average particle size of 15 nm were dispersed in the total amount shown in Table 1 at a mass ratio of 1:0.152.
  • the pH (hydrogen ion concentration) of this hydrophilic coating agent was adjusted to be in the range of 7.0 to 8.5.
  • Examples 5 to 10 Three heat transfer tubes were used, each made of aluminum and having a diameter of 8.5 mm as shown in Fig. 4, each equipped with a plurality of tube sections 2a arranged in parallel at intervals of 25 mm along the width direction, and a plurality of fins 2b each having a thickness of 0.1 mm and provided on the outer surfaces of the plurality of tube sections 2a at intervals of 1.2 mm along the extension direction X of the tube sections 2a so as to connect the plurality of tube sections 2a, and these were designated as heat transfer tubes 2A, 2B, and 2C in order of proximity to the coating agent discharge port 7.
  • the heat transfer tubes 2A, 2B, and 2C had a length of 120 mm along the extension direction X of the tube sections 2a and a size of 120 mm in the width direction. These heat transfer tubes 2A-2C were cut from tubes used in outdoor units of residential air conditioners.
  • the outer surface of each tube portion 2a has a dense fin structure in which numerous fins 2b are densely arranged at a narrower spacing p than the heat transfer tubes constituting an air-cooled condenser. Therefore, it is more difficult to spread a coating agent by spraying than the heat transfer tubes constituting an air-cooled condenser. After cleaning and degreasing, these heat transfer tubes 2A-2C were arranged.
  • the heat transfer tubes 2A and 2C in the odd-numbered rows (the first and third rows) and the heat transfer tube 2B in the even-numbered row (the second row) were arranged so that the tube portions 2a were alternately arranged in the width direction, and were then bound together with cable ties and clamped to the stand, as shown in Fig. 4.
  • the distance between the coating agent outlet 7 and the heat transfer tube 2A was 20 mm.
  • the hydrophilic coating agent was prepared by mixing 0.25 parts by mass of the surfactant polyoxyethylene isodecyl ether (HLB value: 12.5) with 100 parts by mass of water, and dispersing 0.92 parts by mass of silica nanoparticles with an average particle size of 5 nm and silica nanoparticles with an average particle size of 15 nm in a mass ratio of 1:0.152.
  • the pH (hydrogen ion concentration) of this hydrophilic coating agent was adjusted to be in the range of 7.0 to 8.5.
  • this hydrophilic coating agent was sprayed from the coating agent outlet 7 from the heat transfer tube 2A side toward heat transfer tubes 2B and 2C (for Invention Examples 7 and 10, from one side of heat transfer tube 2A toward the other) using a spray method while the heat transfer tube 2 was still in place.
  • a handheld pesticide sprayer manufactured by Koshin Corporation, model number: GT-2D was used to spray the hydrophilic coating agent H.
  • hydrophilic coating agent H 110 g was sprayed from a 1 mm diameter hole (discharge port) in the nozzle of the handheld pesticide sprayer at a spray rate of 240 g to 400 g per minute (4.0 g to 6.7 g per second) in the spray pattern shown in Table 2, so that the hydrophilic coating agent H spread at the angle shown in Table 2.
  • the flow rate of the hydrophilic coating agent H flowing through the hole (discharge port) was in the range of 0.509 m/s or more and 0.853 m/s or less.
  • Example 9 of the present invention in which two stages of heat transfer tubes were arranged and the hydrophilic coating agent was sprayed in a mist, the amount of hydrophilic coating agent that passed through the two stages of heat transfer tubes was less than in Example 6, in which the hydrophilic coating agent was sprayed in a rod-like form.
  • Example 10 of the present invention in which three stages of heat transfer tubes were arranged and the hydrophilic coating agent was sprayed in a mist, the hydrophilic coating agent was unable to pass through the three stages of heat transfer tubes. Therefore, it can be seen that by spraying the hydrophilic coating agent in a rod-like shape, more of the hydrophilic coating agent can be distributed to the heat transfer tubes in the second and subsequent stages. Furthermore, by spraying the hydrophilic coating agent in a rod-like shape, the hydrophilic coating agent can pass through the second and third stages of heat transfer tubes, and therefore can be distributed to the third and fourth stages of heat transfer tubes as well.
  • FIG. 4 Three heat transfer tubes identical to those used in Examples 5 to 10 of the present invention were used, designated as heat transfer tubes 2A, 2B, and 2C in order of proximity to the coating agent outlet 7. After cleaning and degreasing, these heat transfer tubes 2A to 2C were measured for their initial mass using an electronic balance (Mettler Toledo, model number ME5002T/00). Next, as shown in FIG. 4 , the odd-numbered (first and third) heat transfer tubes 2A and 2C and the even-numbered (second) heat transfer tube 2B were alternately arranged in the width direction, and then bound together with cable ties and clamped to a stand. The distance between the coating agent outlet 7 and the heat transfer tube 2A was 20 mm.
  • the hydrophilic coating agent was prepared by mixing 0.25 parts by mass of the surfactant polyoxyethylene isodecyl ether (HLB value: 12.5) into 100 parts by mass of water, and dispersing 0.92 parts by mass of silica nanoparticles with an average particle size of 5 nm and silica nanoparticles with an average particle size of 15 nm in a mass ratio of 1:0.152.
  • the pH (hydrogen ion concentration) of this hydrophilic coating agent was adjusted to be in the range of 7.0 to 8.5.
  • this hydrophilic coating agent was sprayed from the coating agent outlet 7 from heat transfer tube 2A toward heat transfer tubes 2B and 2C using a spray method while heat transfer tube 2 was still in place.
  • the same handheld pesticide sprayer as used in Examples 5-10 was used to spray hydrophilic coating agent H.
  • 500 g of hydrophilic coating agent H was sprayed from a 1 mm diameter hole (outlet) in the nozzle of the handheld pesticide sprayer at a rate of 240 to 400 g per minute (4.0 to 6.7 g per second) in the spray pattern shown in Table 2, so that the hydrophilic coating agent H spread at the angle shown in Table 3.
  • the flow velocity of hydrophilic coating agent H flowing through the outlet was in the range of 0.509 m/s to 0.853 m/s.
  • the heat transfer tubes 2A-2C were air-dried at room temperature (25°C) to form a hydrophilic coating film on the outer surfaces of the heat transfer tubes 2A-2C.
  • the coated heat transfer tubes 2A-2C were removed from their stands, the three stacked tubes were untied, and the mass of each tube was measured using the electronic balance described above. The initial mass was calculated from the measured masses. 10 g of carbon powder (powdered activated carbon, manufactured by Kurita Water Industries Ltd., model number: Krikol WD-712, 90% particle size: 0.075 mm or less) was placed on the surface of each tube and spread evenly with a spatula. The tubes were then placed in the vibrating section of a Powder Tester PT-E (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) with the surface of the tube with the carbon powder spread evenly facing up and the opening of the tube facing forward.
  • a Powder Tester PT-E manufactured by Hosokawa Micron Corporation
  • Vibrations were applied at a frequency of 50 Hz and an intensity of 3 on the rheostat for 15 seconds to brush off the carbon powder.
  • the specimen was then turned over so that the opening at the front of the heat transfer tube was facing upward, and vibrations at a frequency of 50 Hz were applied for 15 seconds at an intensity of 3 on the rheostat to further remove the carbon powder.
  • the mass of each of the heat transfer tubes 2A-2C was measured using the electronic balance described above, and the amount of carbon powder adhering to each of the heat transfer tubes 2A-2C was calculated by subtracting the initial mass from the measured mass.
  • Figure 5 is a graph showing the mass of carbon powder remaining on the surfaces of the three stacked heat transfer tubes 2A-2C when the hydrophilic coating agent was sprayed in both rod and mist form to form a hydrophilic coating film on each.

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Abstract

伝熱管が取り付けられたままの状態であっても、伝熱管の外表面の広い範囲に、表面が親水性であるシリカナノ粒子を含有する散布乾燥膜を形成し、それにより、埃等の異物の付着を起こり難くすることが可能な、親水化コーティング剤および親水化コーティング方法を提供する。　親水化コーティング剤は、空冷復水器を構成する複数の伝熱管の表面に、親水性コーティング膜を形成するものであって、水と、水に分散した状態で存在するシリカナノ粒子と、界面活性剤と、を含有し、界面活性剤の含有量が、水１００質量部に対して、０．１０質量部超２．５０質量部未満の範囲であり、親水性コーティング膜が、親水化コーティング剤の散布乾燥膜である。

Description

親水化コーティング剤および親水化コーティング方法
　本発明は、親水化コーティング剤および親水化コーティング方法に関し、特に、空冷復水器などを構成する複数の伝熱管の表面に親水性コーティング膜を形成する、親水化コーティング剤および親水化コーティング方法に関する。
　蒸気タービンプラントにおける復水器の冷却媒体としては、海水、淡水、冷却塔水などの冷却水を用いたものが主流となっているが、冷却水資源の乏しい地域においては、空冷復水器が利用されている。空冷復水器は、河川や海洋の水温上昇を伴わず、生態系に及ぼす影響を評価する環境アセスメントが比較的容易であることから、発電所の新設計画から発電運転までが短期間に完了する利点があり、冷却水資源の多少にかかわらず採用される場合も多い。
　しかし、空冷復水器は、一般に伝熱管が多層に設けられている上に、伝熱管のそれぞれにフィンが形成されている緻密な構造になっており、ここに周辺環境からの埃等の異物が付着すると、空冷復水器の熱交換効率が低下して蒸気タービンプラントの運転に支障が出る可能性がある。
　そこで、特許文献１には、蒸気タービンの排気蒸気が供給される蒸気マニフォールドと、蒸気マニフォールドから分岐して排気蒸気を配流させ凝縮させる複数の伝熱管と、複数の伝熱管を集管しボイラへ凝縮水を給水する復水管と、伝熱管に冷却空気を強制的に供給する送風機構と、伝熱管の外表面に水分を供給する給水装置とを備え、かつ伝熱管の外表面にセラミックスから成る被膜を形成した空冷復水器が記載されている。特許文献１に記載の空冷復水器では、特に伝熱管の外表面に、酸化珪素などからなり、表面が親水性であるセラミックス層を形成することで、埃の付着を少なくできるとしている。
　他方で、基材の表面に、酸化珪素からなり、親水性の表面を有するセラミックス層を形成するためのコーティング剤として、例えば特許文献２に、コーティング組成物中、０．５～９９重量％の水と、０．１～２０重量％の、４０ｎｍ以下の平均粒径を有するシリカナノ粒子と、０～２０重量％の、５０ｎｍ以上の平均粒径を有するシリカナノ粒子と、ｐＨを５未満に低下させるのに十分な量の＜３．５のｐＫａを有する酸と、０～２０重量％のテトラアルコキシシランと、を含み、かつ、シリカナノ粒子の濃度が０．１～２０重量％であるコーティング組成物が記載されている。
　また、特許文献３に、アルミニウムの表面に焼付けによりセラミックス層を形成するコーティング剤として、アルミナゾルと水溶性アクリル樹脂とポリエチレングリコールとフッ素樹脂粒子を混合して得られる水系塗料が記載されており、この水系塗料をフィン材または伝熱管の外面に塗膜量０．３～０．８ｇ／ｍ２の範囲で塗布した後、加熱乾燥して防汚性高親水性焼付塗膜を得た後、水洗または湯洗することにより防汚性高親水性焼付塗膜を形成することが記載されている。
特開２００７－２４４１１号公報 特許第５５８７８７１号公報 特許第６９６４４８９号公報
　しかしながら、特許文献１には、伝熱管の外表面にセラミックス層を形成するための手段が記載されていないため、例えば特許文献３にあるような公知のコーティング剤を用いて、セラミックス層を形成する必要があった。
　これに関し、シリカ系のコーティング剤は、ナノシリカ粒子を水に分散させた分散液の形態を有するのが一般的であるが、伝熱管は、通常、アルミニウム系材料からなり、その外表面は、多数のアルミフィンが形成された緻密なフィン構造を有しており、特に無処理のアルミフィンの表面は、親水性が乏しいため、水を主成分とするコーティング剤を、伝熱管の外表面に塗布しても、水が表面張力によってはじかれて均一には濡れ広がらず、密着性のよいセラミックスのコーティング膜が形成できず、コーティング膜が形成されない部分が伝熱管の外表面に生じるという問題がある。
　また、特許文献２のコーティング剤は、アルミニウム系材料からなる伝熱管に対するコーティング剤ではなく、ＰＥＴやセラミックタイルなどの金属以外の基材に対するコーティング剤であり、基材の表面性状が伝熱管と異なるため、自然酸化膜を有するアルミニウム系材料からなる伝熱管に適用しても、適正なコーティング膜が形成できるかは不明であった。
　特に、空冷復水器を構成する複数の伝熱管は、各伝熱管の外表面には、多数のアルミフィンが数ｍｍ間隔で密に並んだ緻密なフィン構造を有しているため、アルミフィン同士の狭い隙間にコーティング剤を行き渡らせることは難しい。
　さらに、熱交換効率を向上させるため、空冷復水器を構成する複数の伝熱管を、左右方向と前後方向にそれぞれ複数段にわたって配設した場合、空冷復水器は、複数本の伝熱管が重なった構造や、後段方向に奥行きをもった伝熱管配列構造を有していることから、全ての伝熱管の外表面にコーティング剤を行き渡らせるのはさらに難しくなるという問題がある。
　さらにまた、特許文献３にあるようなコーティング剤を用いた場合、伝熱管の外表面からコーティング膜の剥離を防ぐために、コーティング剤を塗布した伝熱管に対して高温で焼付け処理を行なう必要がある。また、伝熱管の外表面からコーティング膜の剥離を防ぐための従来の手段としては、伝熱管の表面にシランカップリング剤を用いて化学処理を行なった後でコーティング剤を塗布することが有用である。
　しかしながら、これらの手段は、既設の空冷復水器に対して、伝熱管を取り外すことなく、焼付処理や化学処理を行うことは難しいという問題がある。
　本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたものであり、伝熱管が取り付けられたままの状態であっても、伝熱管の外表面の広い範囲に、表面が親水性であるシリカナノ粒子を含有する散布乾燥膜を形成し、それにより、埃等の異物の付着を起こり難くすることが可能な、親水化コーティング剤および親水化コーティング方法を提供することを課題とする。
　本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、水と、水に分散した状態で存在するシリカナノ粒子と、界面活性剤とを含有する親水化コーティング剤を用いるとともに、界面活性剤の含有量を、水１００質量部に対して、０．１０質量部超２．５０質量部未満の範囲にすることで、伝熱管が取り付けられたままの状態で、伝熱管の外表面の広い範囲に、表面が親水性であるシリカナノ粒子を含有する散布乾燥膜を形成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明の要旨は、以下のとおりである。
　（１）空冷復水器を構成する複数の伝熱管の表面に、親水性コーティング膜を形成する親水化コーティング剤であって、前記親水化コーティング剤が、水と、前記水に分散した状態で存在するシリカナノ粒子と、界面活性剤と、を含有し、前記界面活性剤の含有量が、水１００質量部に対して、０．１０質量部超２．５０質量部未満の範囲であり、前記親水性コーティング膜が、前記親水化コーティング剤の散布乾燥膜である、親水化コーティング剤。
　（２）空冷復水器を構成する複数の伝熱管の表面に、親水性コーティング膜を形成する親水化コーティング方法であって、上記（１）に記載の親水化コーティング剤を、前記伝熱管の外面に散布する散布工程を有する、親水化コーティング方法。
　（３）前記複数の伝熱管は、左右方向と前後方向にそれぞれ複数段にわたって配設された伝熱管配列構造を有し、前記伝熱管配列構造を構成する前記複数の伝熱管は、互いに離隔する隙間を有し、前記散布工程は、前記伝熱管配列構造を構成する最前段に位置する複数の伝熱管に向かって、前記親水化コーティング剤を塊状または棒状に散布する、上記（２）に記載の親水化コーティング方法。
　（４）前記散布工程後に、散布した前記親水化コーティング剤を乾燥させて親水性コーティング膜を形成する乾燥工程をさらに有する、上記（２）または（３）に記載の親水化コーティング方法。
　本発明によれば、伝熱管が取り付けられたままの状態であっても、伝熱管の外表面の広い範囲に、表面が親水性であるシリカナノ粒子を含有する散布乾燥膜を形成し、それにより、埃等の異物の付着を起こり難くすることが可能な、親水化コーティング剤および親水化コーティング方法を提供することができる。
図１は、水１００質量部に対する界面活性剤の含有量を０．００～５．００質量部の間で変化させた８種類のコーティング剤を用いて、ディップコーティング法によって伝熱管にそれぞれ塗布膜を形成した後、塗布膜を乾燥させて得られるコーティング膜の上に、異物である炭素粉を載せて、振動をかけて炭素粉を払い落したときの、伝熱管の表面に残留している炭素粉の質量を示すグラフである。 図２は、本発明の親水化コーティング剤を散布する空冷復水器の主要部の一例を示す概略斜視図である。 図３は、複数の伝熱管によって構成される伝熱管アレイの一例を示す図であり、図３（ａ）は正面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩ－Ｉ線位置で切断したときの断面図であり、図３（ｃ）は伝熱管アレイを構成する伝熱管の一部分を示す部分拡大図である。 図４は、本発明例５～１２において、親水化コーティング剤を伝熱管に散布する際の、コーティング剤吐出口と伝熱管の位置関係を示す模式図である。 図５は、本発明例１１、１２において、親水化コーティング剤を棒状および霧状に伝熱管に散布して、３枚重ねの伝熱管に親水性コーティング膜を形成したときの、それぞれの伝熱管（コーティング剤吐出口に近い側から、伝熱管２Ａ、２Ｂおよび２Ｃ）の表面に残留した炭素粉の質量を示すグラフである。
　以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
＜親水化コーティング剤＞
　本発明に従う親水化コーティング剤は、空冷復水器を構成する複数の伝熱管の表面に、親水性コーティング膜を形成するものである。ここで、この親水化コーティング剤は、水と、水に分散した状態で存在するシリカナノ粒子と、界面活性剤と、を含有し、界面活性剤の含有量が、水１００質量部に対して、０．１０質量部超２．５０質量部未満の範囲であり、親水性コーティング膜が、親水化コーティング剤の散布乾燥膜である。
　本発明の親水化コーティング剤では、界面活性剤の含有量を、水１００質量部に対して０．１０質量部超２．５０質量部未満の範囲にすることにより、伝熱管に一般に用いられるアルミニウムのように、酸化皮膜が形成されやすく、表面の親水性が乏しい材料に対しても、水が表面張力によって弾かれ難くなることで、親水化コーティング剤が伝熱管の表面に略均一に広がるようになるため、伝熱管の外表面にフィンが設けられている場合であっても、フィンを含む伝熱管の外表面の広い範囲に親水性のコーティング膜を形成することができる。また、界面活性剤の含有量を、水１００質量部に対して０．１０質量部超２．５０質量部未満の範囲にすることで、複数の伝熱管が、空冷復水器などにおいて、左右方向と前後方向にそれぞれ複数段にわたって配設された構造を有していたとしても、後段の伝熱管に対しても、その外表面全体にわたってコーティング剤を行き渡らせることができ、その結果、全ての伝熱管の外表面に親水性のコーティング膜を形成することが可能になる。さらに、親水性コーティング膜が、親水化コーティング剤の散布乾燥膜からなることで、高温での焼付け処理や、伝熱管の表面へのシランカップリング剤などによる化学処理を行なわなくても、乾燥のみで親水性コーティング膜を、伝熱管の外表面に形成することができるため、伝熱管を空冷復水器などから取り外す必要がない。したがって、本発明の親水化コーティング剤によることで、伝熱管が空冷復水器などに取り付けられたままの状態であっても、伝熱管の外表面の広い範囲に、表面が親水性であるコーティング膜を形成することが可能な、親水化コーティング剤および親水化コーティング方法を提供することができる。
　（親水化コーティング剤の組成）
　本発明の親水化コーティング剤は、水と、水に分散した状態で存在するシリカナノ粒子と、界面活性剤と、を含有する。すなわち、本発明の親水化コーティング剤は、シリカナノ粒子の水分散液である。
　親水化コーティング剤に含まれる界面活性剤は、シリカナノ粒子を水中に安定して分散させるとともに、伝熱管と親水化コーティング剤との濡れ性を高めることができる。界面活性剤を含有する親水化コーティング剤の散布によって、伝熱管やフィンの表面に親水化コーティング剤が被着したときに、親水化コーティング剤の液滴の表面張力を小さくすることができるため、伝熱管の外表面やフィンの表面の広い範囲に親水化コーティング剤を均一に広げることができる。
　ここで、界面活性剤の種類としては、水溶性を有するものであれば特に限定されず、カチオン型界面活性剤、アニオン型界面活性剤、非イオン型界面活性剤および両性界面活性剤のうち、少なくともいずれかを用いることができる。その中でも、伝熱管に対して濡れ性を向上させる観点では、非イオン型界面活性剤を用いることが好ましい。ここで、非イオン型界面活性剤はさらに、酸化エチレン縮合型、多価アルコールエステル型、多価アルコール縮合型の３種類に分類することができるが、取り扱いが容易であり、かつ伝熱管に対して濡れ性を高められる観点では、酸化エチレン縮合型の非イオン型界面活性剤を用いることが好ましい。酸化エチレン縮合型の非イオン型界面活性剤としては、より少量の含有であっても伝熱管に対する濡れ性に寄与することができる観点では、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテルを用いることが好ましい。ここで、ポリオキシエチレンアルキルエーテルのＨＬＢ値は、後述するように８以上１５以下の範囲であることが好ましい。さらに、ポリオキシエチレンアルキルエーテルとしては、分岐型のポリオキシエチレンアルキルエーテルを用いることが好ましく、このとき分岐側に付加される炭素原子は直鎖状であることがより好ましく、その炭素原子のモル数は４以上６以下の範囲であることがさらに好ましい。
　親水化コーティング剤に含まれる、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどの界面活性剤のＨＬＢ値は、界面活性剤の水への溶解性を高めるとともに、伝熱管に対する濡れ性を高める観点では、８以上であることが好ましく、１０以上であることがより好ましい。他方で、親水化コーティング剤に含まれる、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどの界面活性剤のＨＬＢ値の上限は、伝熱管に対する濡れ性の低下を抑えることで、高い濡れ性と水への溶解性を両立させる観点では、１５以下であることが好ましい。
　また、界面活性剤の含有量は、水１００質量部に対して、０．１０質量部超２．５０質量部未満の範囲である。特に、界面活性剤の含有量を、水１００質量部に対して０．１０質量部より多くすることで、伝熱管やフィンの表面に被着した親水化コーティング剤の表面張力が弱められるため、伝熱管やフィンの表面が親水性に乏しいアルミニウムからなる場合であっても、親水化コーティング剤の液滴を伝熱管やフィンの表面の広い範囲に広げることができる。そのため、界面活性剤の含有量は、水１００質量部に対して、０．２５質量部以上であることが好ましい。他方で、界面活性剤の含有量を、水１００質量部に対して２．５０質量部未満にすることで、親水化コーティング剤の散布乾燥膜に界面活性剤が残留し難くなるため、界面活性剤の残留によって異物に対する濡れ性が高まることによる、異物の付着を起こり難くすることができる。また、界面活性剤の含有量を、水１００質量部に対して２．５０質量部未満にすることで、親水化コーティング剤に含まれるＣＯＤ成分が減少するため、親水化コーティング剤を散布した際に余剰となる薬剤廃液による、環境負荷を低減することができる。そのため、界面活性剤の含有量は、水１００質量部に対して、１．５０質量部以下であることが好ましい。
　図１は、水１００質量部に対する界面活性剤の含有量を０．００～５．００質量部の間で変化させた８種類のコーティング剤を用いて、ディップコーティング法によってアルミニウムからなる伝熱管にそれぞれ塗布膜を形成した後、塗布膜を乾燥させて得られるコーティング膜の上に、異物である炭素粉（粉末活性炭、栗田工業株式会社製、型番：クリコールＷＤ－７１２、９０％粒子径：０．０７５ｍｍ以下）を載せて、同じ振動をかけて炭素粉を払い落したときの、伝熱管の表面に残留している炭素粉の質量を示すグラフである。
　ここで、図１によれば、界面活性剤の含有量が水１００質量部に対して０．１０質量部超２．５０質量部未満の範囲にある親水化コーティング剤を伝熱管に塗布し乾燥させて得られる親水性コーティング膜では、異物である炭素粉を表面に載せても、振動をかけることでより多くの炭素粉を落とすことができ、親水性コーティング膜の表面に残留する異物である炭素粉を少なくすることができる。他方で、界面活性剤の含有量が水１００質量部に対して０．１０質量部である親水化コーティング剤を用いた場合は、炭素粉を表面に載せた伝熱管に振動をかけても、多くの炭素粉が表面に残留した。また、界面活性剤の含有量が水１００質量部に対して２．５０質量部である親水化コーティング剤を伝熱管に塗布した場合についても、炭素粉を表面に載せた伝熱管に振動をかけても、多くの炭素粉が表面に残留した。
　親水化コーティング剤に含まれるシリカナノ粒子は、粒径が１μｍ未満の粒子によって主に構成される、シリカ（ＳｉＯ２）からなる粒子である。親水化コーティング剤がシリカナノ粒子を含有することで、親水化コーティング剤の散布によってシリカナノ粒子が伝熱管の外表面に被着して乾燥したときに、伝熱管の外表面にシリカからなる親水性コーティング膜を形成することができる。
　ここで、シリカナノ粒子の粒径は、特に限定されるものではないが、親水化コーティング剤をより安定して水に分散させるとともに、伝熱管やフィンの表面に散布する際の、ノズル等の吐出部のつまりを起こり難くする観点では、例えば平均粒子径を５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲にすることができる。特に、シリカナノ粒子の平均粒子径を５ｎｍ以上にすることで、シリカナノ粒子の入手性を高めることもできる。また、シリカナノ粒子の平均粒子径を１００ｎｍ以下にすることで、伝熱管やフィンの表面に散布する際の、ノズル等の吐出部のつまりを起こり難くすることができる。シリカナノ粒子としては、平均粒子径が５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲にあるもののうち１種を単独で用いてもよく、これらのうち同じまたは異なる平均粒子径を有する２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　また、親水化コーティング剤におけるシリカナノ粒子の含有量は、シリカナノ粒子の凝集や、親水化コーティング剤を散布する際の吐出部のつまりを起こり難くする観点や、親水化コーティング剤の適量の散布と乾燥によって、シリカナノ粒子を含有する散布乾燥膜を形成しやすくする観点では、水１００質量部に対して、例えば０．１質量部以上１０質量部以下の範囲にすることができる。
　シリカナノ粒子としては、例えば日産化学株式会社製のスノーテックスシリーズ、扶桑化学工業株式会社製のクォートロンＰＬシリーズ、日揮触媒化成株式会社製のＳＩシリーズ、多摩化学工業株式会社製のＴＣＳＯＬ８００、株式会社ＡＤＥＫＡ製のアデライトＡＴシリーズのうち、粒径が５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲にあるものを用いることもできる。
　シリカナノ粒子は、コロイダルシリカの形態で親水化コーティング剤に含有されてもよい。ここで、コロイダルシリカとしては、Ｎａイオン安定型、酸性ゾル、アンモニウムイオン安定型、表面アルミナ被覆型、ケイ酸リチウムなどの水分散型のシリカゾルや、親水性溶媒に分散されたオルガノシリカゾルのほか、シリカナノ粒子とアルミナ粒子などの他の粒子とが分散したシリカ含有ゾルであってもよい。これらのうち１種を単独で用いてもよく、これらのうち２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　本発明の親水化コーティング剤には、前記以外の他の成分として、従来公知の任意の化合物を配合することができる。
　より具体的に、本発明の親水化コーティング剤は、他の成分として、親水性溶媒に分散させたアルミナゾル（日産化学株式会社製、ＡＳシリーズなど）やジルコニアゾル（日産化学株式会社製、ＺＲシリーズ、ＯＺシリーズなど）などのゾルを含有することができる。また、本発明の親水化コーティング剤は、アクリルエマルジョンやウレタンエマルジョン、変性エポキシエマルジョンなどのエマルジョンを含有することができる。これらのうち１種を単独で用いてもよく、これらのうち２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　また、本発明の親水化コーティング剤は、他の成分として、増粘剤を含有してもよい。ここで、増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース化合物；上記セルロース化合物のアンモニウム塩又はアルカリ金属塩；ポリ（メタ）アクリル酸、変性ポリ（メタ）アクリル酸などのポリカルボン酸；上記ポリカルボン酸のアルカリ金属塩；ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、エチレン－ビニルアルコール共重合体などのポリビニルアルコール系（共）重合体；（メタ）アクリル酸、マレイン酸及びフマル酸などの不飽和カルボン酸と、ビニルエステルとの共重合体の鹸化物などの水溶性ポリマーを挙げることができる。その中でも特に、増粘剤として、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩や、ポリ（メタ）アクリル酸のアルカリ金属塩を含有することが好ましい。
　親水化コーティング剤のｐＨ（水素イオン濃度）は、特に限定されないが、安定な水分散液を得る観点から、例えば１０．０以下の範囲にすることができる。ここで、親水化コーティング剤をアルミニウムからなる伝熱管に散布する場合、アルミニウムの腐食を起こり難くする観点から、親水化コーティング剤のｐＨは９．０以下としてもよい。また、親水化コーティング剤を伝熱管に散布する場合、親水化コーティング剤の伝熱管の周囲への飛散による、周辺機材への影響を防止して作業者の安全性を確保する観点から、中性に近い範囲である７．０以上８．５以下の範囲にすることが好ましい。なお、親水化コーティング剤のｐＨの下限は、特に限定されないが、安定な水分散液を得る観点から、例えば５．０以上としてもよい。親水化コーティング剤のｐＨは、例えば酸性コロイダルシリカと塩基性コロイダルシリカの配合を調整する手法や、塩基性コロイダルシリカに二酸化炭素等の酸性ガスをバブリングする手法などを用いて調整することができる。
　（親水化コーティング剤を塗布する空冷復水器の構成）
　上述の親水化コーティング剤は、空冷復水器を構成する複数の伝熱管の表面に散布される。これにより、伝熱管が空冷復水器に取り付けられたままの状態で、親水化コーティング剤の散布乾燥膜である親水性コーティング膜を形成する。
　図２は、親水化コーティング剤を塗布する空冷復水器の一例を示す構成図である。また、図３は、複数の伝熱管によって構成される伝熱管アレイの一例を示す図であり、図３（ａ）は正面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩ－Ｉ線位置で切断したときの断面図であり、図３（ｃ）は伝熱管アレイを構成する伝熱管の一部分を示す部分拡大図である。
　ここで、親水化コーティング剤を塗布する空冷復水器１は、外部から供給される水蒸気などからなる排気蒸気を、水などの液体に凝縮するものである。空冷復水器１は、屋外に設置されることが多いものの、雨水によって空冷復水器１の全体が洗い流されることは構造上少なく、従来の親水性被膜付与のみによって伝熱管の表面に付着した汚れを除去することは困難であった。しかしながら、空冷復水器１の伝熱管の表面に、上述の親水化コーティング剤を散布することで、空冷復水器１の伝熱管の表面に帯電防止効果がもたらされるため、伝熱管の表面への汚れの付着を低減することができる。
　空冷復水器１の一例として、図２に示すように、排気蒸気が供給される蒸気マニフォールド３と、蒸気マニフォールド３から分岐して排気蒸気を配流して液体に凝縮させる複数の伝熱管２と、伝熱管２を集管して凝縮した液体を外部に供給する復水管４を備えたものを挙げることができる。さらに、空冷復水器１は、ファン５を有した送風機構６を備えてもよい。また、空冷復水器１は、複数の伝熱管２に冷却水を供給する機構を有していてもよい（図示せず）。この空冷復水器１では、外部から供給される排気蒸気が蒸気マニフォールド３に送られ、蒸気マニフォールド３から分岐して複数の伝熱管２に配流される。複数の伝熱管２において、排気蒸気が伝熱管２の外側の雰囲気に熱を奪われて凝縮し、凝縮した液体が復水管４を通って外部に供給される。特に空冷復水器１が送風機構６を備える場合、送風機構６のファン５が、伝熱管２の外側の雰囲気に気流を生じるとともに、その気流が複数の伝熱管２に当たって伝熱管２の表面の熱を奪うように構成される。
　ここで、複数の伝熱管２は、例えば図３（ａ）に示すように、複数の伝熱管２によって伝熱管アレイ２０を構成してもよい。伝熱管アレイ２０は、複数の伝熱管２と、蒸気マニフォールド３から供給される排気蒸気を分岐して伝熱管２にそれぞれ供給する蒸気分岐部２１と、複数の伝熱管２で凝縮された液体を合流して復水管４に供給する液体合流部２２と、を備えることが好ましい。また、複数の伝熱管２をそれぞれ保持するフレーム２３をさらに備えてもよい。これらの伝熱管２は、蒸気マニフォールド３と復水管４にそれぞれ繋がるように設けられ、外側が雰囲気に接するとともに、内側で排気蒸気が凝縮して液体になるように構成される。
　空冷復水器１に設けられる複数の伝熱管２は、互いに間隙をあけて設けられていることが好ましい。これにより、親水化コーティング剤を一方の側から散布した際に、親水化コーティング剤を伝熱管２の他方の側に回り込ませることができるため、伝熱管２のより広い範囲に親水性コーティング膜を形成することができる。特に、空冷復水器１では、ファン５などの送風機構６によって生じる気流を通すために、複数の伝熱管２の間にある間隙に設けていることもあるため、本発明の親水化コーティング剤では、伝熱管２を取り外すことなく、空冷復水器１に設けられたままの伝熱管２の配置で、伝熱管２のより広い範囲に親水性コーティング膜を形成することも可能である。
　また、図３（ｂ）に示すように、空冷復水器１は、複数の伝熱管２が、左右方向と前後方向にそれぞれ複数段にわたって配設された伝熱管配列構造を有することが好ましい。本発明の親水化コーティング剤は、より少ない量で伝熱管２の広い範囲に濡れ広がるため、伝熱管２を空冷復水器１に左右方向と前後方向にそれぞれ複数段にわたって配設する場合であっても、伝熱管２のより広い範囲に親水性コーティング膜を形成することが可能である。
　また、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、伝熱管２は、内部を排気蒸気およびその凝縮された液体が流通する管部２ａと、管部２ａの外表面に設けられたフィン２ｂを備えることが好ましい。特に、伝熱管２がフィン２ｂを備えることで、排気蒸気から伝熱管２の外側への熱の移動を促進することができる。また、伝熱管２がフィン２ｂを備える場合、伝熱管２の表面にはフィン２ｂによって凹凸が形成されることが多いが、本発明の親水化コーティング剤によることで、管部２ａおよびフィン２ｂの両方の表面において親水化コーティング剤の表面張力を小さくできるため、得られる親水性コーティング膜に界面活性剤を残すことなく、凹凸の内部にある管部２ａの外表面のより広い範囲に、親水性コーティング膜を形成することができる。
　伝熱管２およびフィン２ｂの材質は、耐食性と伝熱特性との観点からアルミニウムが一般に用いられており、その表面は水に対する濡れ性に乏しいが、本発明の親水化コーティング剤を用いて親水性コーティング膜を形成することで、その濡れ性を高めることができる。
＜親水化コーティング方法＞
　本発明に従う親水化コーティング方法は、空冷復水器を構成する複数の伝熱管２の表面に、親水性コーティング膜を形成する方法であって、上述の親水化コーティング剤を、伝熱管２の外面に散布する散布工程を有する。これにより、散布工程によって親水化コーティング剤が伝熱管２の表面に略均一に広がるようになるため、伝熱管２の外表面にフィンが設けられている場合であっても、フィンを含む伝熱管２の外表面の広い範囲に、親水性であるシリカナノ粒子を含有する散布乾燥膜を形成することができる。また、親水化コーティング剤と伝熱管２の外表面との付着力が高められることで、高温での焼付け処理や、伝熱管の表面へのシランカップリング剤などによる化学処理が不要になるため、伝熱管を空冷復水器などから取り外す必要がない。
　散布工程では、親水化コーティング剤を伝熱管２の外面に散布する。ここで、親水化コーティング剤の散布方法は、広い面積に同時に施工できる観点から、スプレー散布方式を用いることが好ましく、その際の散布条件としては、霧状よりも塊状や棒状になるように、親水化コーティング剤を散布することが好ましい。これにより、複数の伝熱管２が、左右方向と前後方向にそれぞれ複数段にわたって配設された伝熱管配列構造を有する場合であっても、伝熱管配列構造を構成する複数の伝熱管２が、互いに離隔する隙間を有していれば、伝熱管配列構造を構成する最前段に位置する複数の伝熱管に向かって、親水化コーティング剤を塊状または棒状に散布することで、親水化コーティング剤を複数の伝熱管２の隙間を通過させて、２段目以降の伝熱管に、親水化コーティング剤を行き渡らせることができ、かつ、親水化コーティング剤の作用によって、２段目以降の伝熱管により広い面積に親水性コーティング膜を形成することができる。また、伝熱管２がフィン２ｂを備える場合であっても、伝熱管２のフィン２ｂの奥にある管部２ａの表面に、親水化コーティング剤を行き渡らせることができる。本明細書において、親水化コーティング剤を「塊状または棒状」に散布するとは、液の広がりを抑えて液滴を散布する意であり、このうち、断続的に散布する態様を「塊状」に散布する態様とし、また、連続的に散布する態様を「棒状」に散布する態様とする。親水化コーティング剤の液滴を塊状または棒状に散布することで、液滴を分散させずに高い密度で、伝熱管２に散布することができる。ここで、伝熱管２の外面への親水化コーティング剤の散布量（吐出量）は、特に限定されるものではないが、例えば２５ｇ／秒以上４００ｇ／秒以下の範囲であることが好ましく、５０ｇ／秒以上３００ｇ／秒以下の範囲であることがより好ましく、１００ｇ／秒以上２００ｇ／秒以下の範囲であることがさらに好ましい。なお、伝熱管が小規模な場合は、伝熱管の外面への親水化コーティング剤の散布量（吐出量）は、２５ｇ／秒より少なくてもよく、例えば３．０ｇ／秒を下限としてもよい。また、親水化コーティング剤は、伝熱管２の外面の同じ箇所に１０秒以上連続して散布することが好ましい。
　ここで、親水化コーティング剤をスプレー散布方式により散布する際に、ノズルなどの吐出口から親水化コーティング剤を広げる角度は、液滴を分散させずに高い密度で、伝熱管２に散布させる観点から、０°以上５°以下の範囲にすることが好ましい。また、親水化コーティング剤をスプレー散布方式により散布する際に、ノズルなどの吐出口を流通する親水化コーティング剤の流速は、伝熱管２の表面にあるフィンや吐出口を変形または損傷させない速度であることが好ましく、より具体的には１．２０ｍ／ｓ以下の流速であることが好ましい。また、親水化コーティング剤を散布する際に、吐出口を流通する親水化コーティング剤の流速の下限は、伝熱管２のフィン２ｂの奥にある管部２ａの表面に、親水化コーティング剤をより確実に行き渡らせる観点から、０．４５ｍ／ｓ以上であることが好ましい。
　散布工程における親水化コーティング剤の散布は、一般的な塗料用の散布機であってもよいが、高圧洗浄機のように親水化コーティング剤を押し出す圧力がより強い機材を用いることが好ましい。これにより、伝熱管２が左右方向と前後方向にそれぞれ複数段にわたって配設された伝熱管配列構造を有する場合や、伝熱管２がフィン２ｂを備える場合であっても、伝熱管２の表面のより広い面積に、親水化コーティング剤を行き渡らせることができる。
　なお、散布工程では、親水化コーティング剤を散布した際に余剰となる薬剤廃液が出ることがあり、その薬剤廃液を回収して再利用してもよい。また、上述のように界面活性剤の含有量が水１００質量部に対して２．５０質量部未満であることで、薬剤廃液を処理する場合であっても、環境負荷を低減することができる。
　散布工程を行なった後、伝熱管２に散布された親水化コーティング剤を乾燥させて、親水性コーティング膜を形成する乾燥工程を行なうことが好ましい。散布工程で伝熱管２に散布された親水化コーティング剤は、高温での焼付け処理や、伝熱管の表面へのシランカップリング剤などによる化学処理を行なわなくても、乾燥のみで、親水性であるシリカナノ粒子を含有する散布乾燥膜を、伝熱管の外表面に形成することができる。
　ここで、乾燥工程における乾燥条件は、特に限定されず、常温での風乾による乾燥であってもよい。そのため、本発明の親水化コーティング方法では、伝熱管が空冷復水器などに取り付けられたままの状態で、親水化コーティング剤を形成し、乾燥させるまでの工程を行なうことが可能である。
　以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［本発明例１～４、比較例１～４］
　伝熱管として、直径が８．５ｍｍの管からなり、幅方向に沿って２５ｍｍの間隔をおいて並列に配設された複数の管部２ａと、これら複数の管部２ａの外表面に、これら複数の管部２ａを連結するように、管部２ａの延在方向Ｘに沿って１．２ｍｍの配設間隔ｐをおいて設けられた厚さ０．１ｍｍの複数のフィン２ｂと、を備えたアルミニウムからなるものを用いた。この伝熱管は、家庭用空調室外機に用いられるものを切り出したものであり、その大きさは、管部２ａの延在方向Ｘに沿った長さが１２０ｍｍであり、幅方向の大きさが１２０ｍｍであった。この伝熱管に対して洗浄および脱脂を行なった後で、電子天秤（メトラー・トレド社製、型番：ＭＥ５００２Ｔ／００）を用いて初期質量を測定した。
　他方で、親水化コーティング剤としては、１００質量部の水に、表１に記載される含有量で界面活性剤であるポリオキシエチレンイソデシルエーテル（ＨＬＢ値：１２．５）を混合し、かつ、平均粒子径が５ｎｍのシリカナノ粒子と、平均粒子径が１５ｎｍのシリカナノ粒子とを、質量比で１：０．１５２の割合になるように、表１に記載される合計含有量で分散させた。この親水化コーティング剤のｐＨ（水素イオン濃度）は、７．０～８．５の範囲になるように調製した。
　次いで、本発明例１～４および比較例１～３については、初期質量を測定した後の伝熱管を、この親水化コーティング剤に浸漬し、５０ｍｍ／ｓの速度で伝熱管を親水化コーティング剤から引き上げるディップコーティング法によって、伝熱管にそれぞれ塗布膜を形成した後、塗布膜を常温（気温２５℃）での風乾により乾燥させてコーティング膜を形成した。なお、比較例４は、初期質量を測定した後の伝熱管についてコーティング膜を形成しないブランクの例である。
　コーティング膜を形成した伝熱管の表面に、異物である１０ｇの炭素粉（粉末活性炭、栗田工業株式会社製、型番：クリコールＷＤ－７１２、９０％粒子径：０．０７５ｍｍ以下）を載せてスパーテルで敷き均した後、パウダーテスターＰＴ－Ｅ型（ホソカワミクロン株式会社製）の振動部に、炭素粉を敷き均した伝熱管の表面が上側に、伝熱管の管部の開口が手前側に来るように設置して、レオスタット目盛り３の強度で５０Ｈｚの周波数の振動を１５秒間与えて、炭素粉を払い落した。その後、供試体の伝熱管の手前側にある管部の開口が上側を通るように供試材を裏返して、さらにレオスタット目盛り３の強度で５０Ｈｚの周波数の振動を１５秒間与えて、さらに炭素粉を払い落した。炭素粉を払い落した後の伝熱管について、上述の電子天秤を用いて質量を測定し、測定された質量から初期質量を差し引くことで、炭素粉の付着量［ｇ］を求めた。結果を表１に示すとともに、これらの本発明例および比較例における伝熱管の表面に残留した炭素粉の質量を示すグラフを図１に示す。
　その結果、本発明例１～４で得られた親水性コーティング膜では、伝熱管の表面に残留した炭素粉の質量は０．１０ｇ以下であり、異物の付着が起こり難いものであった。他方で、比較例１～５で得られた親水性コーティング膜では、伝熱管の表面に残留した炭素粉の質量は０．１０ｇを超えており、異物の付着が起こり易いものであった。
［本発明例５～１０］
　伝熱管として、図４に示すような、直径が８．５ｍｍの管からなり、幅方向に沿って２５ｍｍの間隔をおいて並列に配設された複数の管部２ａと、これら複数の管部２ａの外表面に、これら複数の管部２ａを連結するように、管部２ａの延在方向Ｘに沿って１．２ｍｍの配設間隔ｐをおいて設けられた厚さ０．１ｍｍの複数のフィン２ｂと、を備えたアルミニウムからなるものを３枚用い、それらをコーティング剤吐出口７に近い順に、伝熱管２Ａ、２Ｂおよび２Ｃとした。伝熱管２Ａ、２Ｂおよび２Ｃの大きさは、管部２ａの延在方向Ｘに沿った長さが１２０ｍｍであり、幅方向の大きさが１２０ｍｍであった。これらの伝熱管２Ａ～２Ｃは、家庭用空調室外機に用いられるものを切り出したものであり、各管部２ａの外表面には、多数のフィン２ｂが、空冷復水器を構成する伝熱管よりも狭い配設間隔ｐで密に並んだ緻密なフィン構造を有しているため、空冷復水器を構成する伝熱管よりもコーティング剤を散布によって行き渡らせることが難しいものである。これらの伝熱管２Ａ～２Ｃは、洗浄および脱脂を行なった後、本発明例５、８については、図４に示される伝熱管２Ａ、２Ｂおよび２Ｃのうち伝熱管２Ａのみを配設して結束バンドを用いて結束するとともに、クランプで挟持してスタンドに固定した。また、本発明例６、９については、図４に示される伝熱管２Ａ、２Ｂおよび２Ｃのうち伝熱管２Ａおよび２Ｂのみを、管部２ａが幅方向について交互に配列されるように配設して結束バンドを用いて結束するとともに、クランプで挟持してスタンドに固定した。また、本発明例７、１０については、図４に示すように、奇数段目（１段目および３段目）にある伝熱管２Ａ、２Ｃと、偶数段目（２段目）にある伝熱管２Ｂが、管部２ａが幅方向について交互に配列されるように配設した状態で結束バンドを用いて結束するとともに、クランプで挟持してスタンドに固定した。ここで、コーティング剤吐出口７と伝熱管２Ａの間隔は、２０ｍｍとした。
　他方で、親水化コーティング剤としては、１００質量部の水に、０．２５質量部の界面活性剤であるポリオキシエチレンイソデシルエーテル（ＨＬＢ値：１２．５）を混合し、かつ、平均粒子径が５ｎｍのシリカナノ粒子と、平均粒子径が１５ｎｍのシリカナノ粒子とを、質量比で１：０．１５２の割合になるように、０．９２質量部の合計含有量で分散させた。この親水化コーティング剤のｐＨ（水素イオン濃度）は、７．０～８．５の範囲になるように調製した。
　この親水化コーティング剤を、図４の親水化コーティング剤Ｈに示すように、コーティング剤吐出口７から、伝熱管２Ａの側から伝熱管２Ｂおよび伝熱管２Ｃに向けて（本発明例７、１０については、伝熱管２Ａの一方の側から他方の側に向けて）、伝熱管２が配設されたままの状態で、スプレー散布方式により散布した。ここで、親水化コーティング剤Ｈの散布にはハンディ農薬散布機（株式会社工進製、型番：ＧＴ－２Ｄ）を用いて、ハンディ農薬散布機の噴口にある直径１ｍｍの穴（吐出口）から、表２に記載される角度で親水化コーティング剤Ｈが広がるように、１１０ｇの親水化コーティング剤Ｈを、毎分２４０ｇ～４００ｇ（毎秒４．０ｇ～６．７ｇ）の散布量で、表２に記載される散布形態で散布した。このとき、穴（吐出口）を流通する親水化コーティング剤Ｈの流速は、０．５０９ｍ／ｓ以上０．８５３ｍ／ｓ以下の範囲であった。所定量の親水化コーティング剤Ｈを散布したときに、配設された伝熱管２Ａ～２Ｃをすべて通過した親水化コーティング剤Ｈの量を計測した。この計測は３回行ない、３回の計測値の平均を測定値として表２に記載した。
　その結果、親水化コーティング剤を棒状に散布した本発明例５、６、７では、それぞれ、同じ構成の伝熱管に親水化コーティング剤を霧状に散布した本発明例８、９、１０と比べて、伝熱管を通過する親水化コーティング剤の割合を高めることができる。特に、２段または３段の伝熱管を配設して、親水化コーティング剤を棒状に散布した本発明例６、７では、親水化コーティング剤が、２段や３段の伝熱管を通過することもできた。他方で、２段の伝熱管を配設して親水化コーティング剤を霧状に散布した本発明例９では、２段の伝熱管を通過する親水化コーティング剤の量が、親水化コーティング剤を棒状に散布した本発明例６よりも少なくなり、また、３段の伝熱管を配設して親水化コーティング剤を霧状に散布した本発明例１０では、親水化コーティング剤が３段の伝熱管を通過することができなかった。したがって、親水化コーティング剤を棒状に散布することで、２段目以降の伝熱管により多くの親水化コーティング剤を行き渡らせられることがわかる。また、親水化コーティング剤を棒状に散布することで、２段目や３段目の伝熱管を親水化コーティング剤が通過することができるため、３段目や４段目の伝熱管にも親水化コーティング剤を行き渡らせられることがわかる。
［本発明例１１、１２］
　伝熱管として、本発明例５～１０と同じものを３枚用い、それらをコーティング剤吐出口７から近い順に、伝熱管２Ａ、２Ｂおよび２Ｃとした。これらの伝熱管２Ａ～２Ｃは、洗浄および脱脂を行なった後、電子天秤（メトラー・トレド社製、型番：ＭＥ５００２Ｔ／００）を用いて初期質量を測定した。次いで、図４に示すように、奇数段目（１段目および３段目）にある伝熱管２Ａ、２Ｃと、偶数段目（２段目）にある伝熱管２Ｂが、幅方向について交互に配列されるように配設した状態で結束バンドを用いて結束するとともに、クランプで挟持してスタンドに固定した。ここで、コーティング剤吐出口７と伝熱管２Ａの間隔は、２０ｍｍとした。
　他方で、親水化コーティング剤としては、１００質量部の水に、界面活性剤であるポリオキシエチレンイソデシルエーテル（ＨＬＢ値：１２．５）を０．２５質量部混合し、かつ平均粒子径が５ｎｍのシリカナノ粒子と、平均粒子径が１５ｎｍのシリカナノ粒子とを、質量比で１：０．１５２の割合になるように、０．９２質量部の合計含有量で分散させた。この親水化コーティング剤のｐＨ（水素イオン濃度）は、７．０～８．５の範囲になるように調製した。
　この親水化コーティング剤を、図４の親水化コーティング剤Ｈに示すように、コーティング剤吐出口７から、伝熱管２Ａの側から伝熱管２Ｂおよび伝熱管２Ｃに向けて、伝熱管２が配設されたままの状態で、スプレー散布方式により散布した。ここで、親水化コーティング剤Ｈの散布には本発明例５～１０と同じハンディ農薬散布機を用いて、ハンディ農薬散布機の噴口にある直径１ｍｍの穴（吐出口）から、表３に記載される角度で親水化コーティング剤Ｈが広がるように、５００ｇの親水化コーティング剤Ｈを、毎分２４０ｇ～４００ｇ（毎秒４．０ｇ～６．７ｇ）の散布量で、表２に記載される散布形態で散布した。このとき、穴（吐出口）を流通する親水化コーティング剤Ｈの流速は、０．５０９ｍ／ｓ以上０．８５３ｍ／ｓ以下の範囲であった。所定量の親水化コーティング剤Ｈを散布した後、伝熱管２Ａ～２Ｃを常温（気温２５℃）での風乾により乾燥させて、伝熱管２Ａ～２Ｃの外面に親水性コーティング膜を形成させた。
　コーティング膜を形成した伝熱管２Ａ～２Ｃをスタンドから取り外し、３枚重ねになっていた伝熱管の結束を解いて、伝熱管２Ａ～２Ｃのそれぞれの質量を上述の電子天秤を用いて測定し、測定された質量から初期質量を測定した。これらの表面に、異物である１０ｇの炭素粉（粉末活性炭、栗田工業株式会社製、型番：クリコールＷＤ－７１２、９０％粒子径：０．０７５ｍｍ以下）を載せてスパーテルで敷き均した後、パウダーテスターＰＴ－Ｅ型（ホソカワミクロン株式会社製）の振動部に、炭素粉を敷き均した伝熱管の表面が上側に、伝熱管の管部の開口が手前側に来るように設置して、レオスタット目盛り３の強度で５０Ｈｚの周波数の振動を１５秒間与えて、炭素粉を払い落した。その後、供試体の伝熱管の手前側にある管部の開口が上側を通るように供試材を裏返して、さらにレオスタット目盛り３の強度で５０Ｈｚの周波数の振動を１５秒間与えて、さらに炭素粉を払い落した。炭素粉を払い落した後、伝熱管２Ａ～２Ｃのそれぞれの質量を上述の電子天秤を用いて測定し、測定された質量から初期質量を差し引くことで、伝熱管２Ａ～２Ｃのそれぞれにおける炭素粉の付着量［ｇ］を求めた。結果を表３に示すとともに、親水化コーティング剤を棒状および霧状に散布して、３枚重ねの伝熱管２Ａ～２Ｃに親水性コーティング膜を形成したときの、それぞれの伝熱管２Ａ、２Ｂ、２Ｃの表面に残留した炭素粉の質量を示すグラフを図５に示す。
　その結果、親水化コーティング剤を棒状に散布した本発明例１１では、親水化コーティング剤を霧状に散布した本発明例１２と比べて、２段目および３段目の伝熱管に残留した炭素粉の質量が減少し、特に３段目の伝熱管に残留した炭素粉の質量が大きく減少した。したがって、親水化コーティング剤を棒状に散布することで、２段目以降の伝熱管に残留する炭素粉、特に３段目の伝熱管に残留する炭素粉を減少できることがわかる。
　１　　空冷復水器
　２、２Ａ～２Ｃ　　伝熱管
　２ａ　　管部
　２ｂ　　フィン
　２０　　伝熱管アレイ
　２１　　蒸気分岐部
　２２　　液体合流部
　２３　　フレーム
　３　　蒸気マニフォールド
　４　　復水管
　５　　ファン
　６　　送風機構
　７　　コーティング剤吐出口
　Ｈ　　親水化コーティング剤
　ｒ　　伝熱管の直径
　ｄ　　隣接する伝熱管の間における間隙の大きさ
　ｐ　　伝熱管の延在方向に沿ったフィンの配設間隔
　ｔ　　伝熱管の径方向に沿ったフィンの厚さ
　Ｘ　　伝熱管の延在方向

Claims (4)

  1. 　空冷復水器を構成する複数の伝熱管の表面に、親水性コーティング膜を形成する親水化コーティング剤であって、
    　前記親水化コーティング剤が、
    　水と、
    　前記水に分散した状態で存在するシリカナノ粒子と、
    　界面活性剤と、
    を含有し、
    　前記界面活性剤の含有量が、水１００質量部に対して、０．１０質量部超２．５０質量部未満の範囲であり、
    　前記親水性コーティング膜が、前記親水化コーティング剤の散布乾燥膜である、親水化コーティング剤。
  2. 　空冷復水器を構成する複数の伝熱管の表面に、親水性コーティング膜を形成する親水化コーティング方法であって、
    　請求項１に記載の親水化コーティング剤を、前記伝熱管の外面に散布する散布工程を有する、親水化コーティング方法。
  3. 　前記複数の伝熱管は、左右方向と前後方向にそれぞれ複数段にわたって配設された伝熱管配列構造を有し、
    　前記伝熱管配列構造を構成する前記複数の伝熱管は、互いに離隔する隙間を有し、
    　前記散布工程は、前記伝熱管配列構造を構成する最前段に位置する複数の伝熱管に向かって、前記親水化コーティング剤を塊状または棒状に散布する、請求項２に記載の親水化コーティング方法。
  4. 　前記散布工程後に、散布した前記親水化コーティング剤を乾燥させて親水性コーティング膜を形成する乾燥工程をさらに有する、請求項２または３に記載の親水化コーティング方法。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998003607A1 (en) * 1996-07-19 1998-01-29 Toto Ltd. Photocatalytic hydrophilic coating composition
JP2007024411A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Toshiba Corp 空冷復水器
JP2010138358A (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 Nippon Paint Co Ltd 防汚コーティング液、防汚コーティング層形成方法、および防汚コーティング層を有する窯業建材
JP2011012487A (ja) * 2009-07-03 2011-01-20 Toto Ltd 屋根材、および屋根用コーティング液
JP2011017157A (ja) * 2009-07-08 2011-01-27 Toto Ltd 雨樋、および雨樋用コーティング液
JP2011017156A (ja) * 2009-07-08 2011-01-27 Toto Ltd 外壁建材、および外壁用コーティング液
JP7366244B2 (ja) * 2020-04-08 2023-10-20 三菱電機株式会社 コーティング組成物、コーティング膜、物品、光学機器、照明機器、空気調和機およびコーティング膜の製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998003607A1 (en) * 1996-07-19 1998-01-29 Toto Ltd. Photocatalytic hydrophilic coating composition
JP2007024411A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Toshiba Corp 空冷復水器
JP2010138358A (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 Nippon Paint Co Ltd 防汚コーティング液、防汚コーティング層形成方法、および防汚コーティング層を有する窯業建材
JP2011012487A (ja) * 2009-07-03 2011-01-20 Toto Ltd 屋根材、および屋根用コーティング液
JP2011017157A (ja) * 2009-07-08 2011-01-27 Toto Ltd 雨樋、および雨樋用コーティング液
JP2011017156A (ja) * 2009-07-08 2011-01-27 Toto Ltd 外壁建材、および外壁用コーティング液
JP7366244B2 (ja) * 2020-04-08 2023-10-20 三菱電機株式会社 コーティング組成物、コーティング膜、物品、光学機器、照明機器、空気調和機およびコーティング膜の製造方法

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