研究開発された技術紹介

本研究開発の目的は、今後も世界市場で拡大が予想される空調機の消エネ化に貢献可能な、湿式処理で蓮の葉と同様の撥水性を付与するナノレベル凹凸を金属表面に形成できる独自開発の超撥水処理の量産技術確立にある。上記目的を達成するために、当該処理実施時の処理表面の経時変化を、高度解析装置であるFE－SEM、ESCA、ラマン分光装置、分光光度計等を用い凹凸形成メカニズムを究明し、接触角150度以上の達成を図る。

・空調用熱交換器向け新規湿式表面処理法（Carbon-nanotube Added Surface Treatment　以降 CASTという）開発
-結露水との濡れ性を制御可能　且つ空気抵抗を増加させることなく熱伝達率の向上が図れる被膜構造の確立
-CAST用処理液に使用するカーボンナノチューブ(CNT)の最適化
-CAST用処理液用の分散剤の最適化
-量産時ばらつき提言用の量産条件の最適化

・蓮の葉構造形成メカニズムの解明
本事業に導入した山一ハガネの独自技術であるCAST(CNT Added Surface Treatment)により、ナノレベルの蓮の葉構造が形成されるメカニズムを解明し、JSEMAに下記論文(※)を投稿し掲載された。(※)Fabrication of Aluminum/Single-Walled Carbon Nanotube Oxidation Films through CNT-Added Surface Treatment. J. of Surface Engineered Materials and Advanced Technology Vol.12 No.1, 1-13.　(2022）
・空調用熱交換器向け処理法開発
本研究開発により、熱交換フィン表面への結露、着霜防止するための結露水を滑落させる接触角150度以上で、動滑落角20度以下となる当初の目標値を達成する超撥水性を示した上に、熱交換器フィン自体で熱交換性向上が可能な空気への熱伝達率11％向上が図れ、且つ使用する処理液の99.8%が水であるために安価な湿式処理を開発し、熱交換フィン用圧延板の高度化を実現した。

出願状況
・出願番号:PCT/JP2020/034385
・出願番号:PCT/JP2021/007930
・出願番号:PCT/JP2022/010343
3件とも、米、中、日、タイ、ベトナム、インド、インドネシアに移行

結露着霜抑制技術のニーズがある。また、圧力損失低減、気化特性、液化特性に大きなニーズがある。両者ともに解決法はなく本技術が産業的価値を得られる可能性が有る。

2025年の事業化を目指す。派生技術に関しては、すでに事業化に向けた共同開発が大手白物家電メーカーとスタート。
従来のエアコンにおける熱交換フィンの親水から撥水への変更の影響について、派生技術の量産試作中で開発部から事業部への移管が完了した時点で、共同研究を開始する。本研究で判明した問題点を解消することで、2025年度からの事業化を目指す。

熱交換機の性能向上により、空調機における省エネ化につながる。

本開発で進める撥水処理では、事業化に時間がかかると判断できた。本研究の派生技術である親水処理技術の開発も進め、2022年2月に本研究の派生技術に対して中国大手白物家電と事業化に向けた共同開発契約を締結し、派生技術における事業化の道筋をつけた。

量産試作用の整流器における量産試作の実施。超小型とはいえ、量産試作可能な工程を確立したものの量産機での実績が不足。