JP2000239895A - Aluminum surface treated material excellent in water repellent property and its production - Google Patents
Aluminum surface treated material excellent in water repellent property and its productionInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【技術分野】本発明は、撥水性に優れたアルミニウム表
面処理材及びその製造方法に係り、特に、難着霜性熱交
換器フィンとして好適に用いられ得るアルミニウム表面
処理材と、それを有利に製造する方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum surface treatment material having excellent water repellency and a method for producing the same, and more particularly to an aluminum surface treatment material which can be suitably used as a frost resistant heat exchanger fin, and an advantageous use of the same. It relates to a manufacturing method.
【０００２】[0002]
【背景技術】従来から、空調機等の熱交換器において
は、その軽量化や熱効率の向上、更にはコンパクト化等
の要請に応えるために、各種のアルミニウム材料からな
るアルミニウムフィンが用いられてきており、また、そ
のようなフィンの間隔を出来るだけ狭くする設計が取り
入れられて来ているが、例えば、空気調和器の蒸発器に
おいては、フィンの表面温度が大気の露点以下となるた
めに、フィンの表面に水滴が付着し、そのために、フィ
ン間の空気の流れを妨げ、通風抵抗を増大させて、熱交
換効率を著しく低下させる原因となっているのであり、
また暖房運転時の室外機では、大気温度が低いために、
表面の水滴が霜となって凍りつき、通風抵抗が増大し、
且つ風量が減少して、熱交換効率が低下する問題を内在
するものであった。2. Description of the Related Art Conventionally, in a heat exchanger such as an air conditioner, aluminum fins made of various aluminum materials have been used in order to meet the demands for weight reduction, improvement of thermal efficiency, and further downsizing. In addition, a design has been adopted to make the interval between such fins as narrow as possible.For example, in an evaporator of an air conditioner, the surface temperature of the fins is lower than the dew point of the atmosphere. Water droplets adhere to the surface of the fins, thereby hindering the flow of air between the fins, increasing ventilation resistance, and significantly reducing heat exchange efficiency.
In outdoor units during heating operation, the atmospheric temperature is low,
Water droplets on the surface become frost and freeze, increasing ventilation resistance,
In addition, there is an inherent problem that the air flow is reduced and the heat exchange efficiency is reduced.
【０００３】このため、その解決策として、現状では、
フィン表面に対して親水化の塗装を施し、フィン表面に
付着する水滴を流れ落とすようにしているが、フィン表
面に形成される親水性の塗膜が経時的に劣化し、その劣
化と共に、水滴の除去性能も低下することとなるため
に、耐久性において問題を有するものであった。[0003] Therefore, as a solution, at present,
The surface of the fin is coated with a hydrophilic coating so that water droplets adhering to the fin surface flow down.However, the hydrophilic coating film formed on the fin surface deteriorates over time, Therefore, there is a problem in the durability because the performance of removing the resin is also reduced.
【０００４】一方、そのような親水性化の塗装に代わる
他の対策として、「National Technical Report 」Vol.
３８、Ｎo.１（Feb. 1992 ）、ｐ．１０８〜１１３等に
は、フィン表面を超撥水性化処理することにより、着霜
時間を長くすることが検討されてはいるが、未だ撥水性
が充分でなく、また耐久性にも問題があり、実用化に至
っていないのが、実情である。[0004] On the other hand, as another countermeasure in place of such a hydrophilic coating, "National Technical Report" Vol.
38, No. 1 (Feb. 1992), p. In 108-113, etc., it has been studied to extend the frosting time by performing a super-water-repellent treatment on the fin surface, but there is still insufficient water repellency, and there is also a problem in durability. The fact is that it has not yet been put to practical use.
【０００５】また、そのような超撥水性特性を与える超
撥水性塗料には、スプレー塗装用にフッ素粒子を含む塗
料が多く用いられているのであるが、それら塗料では、
塗膜厚さが６０μｍ以上と厚いものが殆どであって
〔「表面技術」 Vol. ４７、Ｎo.７（1996）、ｐ．５５
８〜５６１〕、そのために、熱伝達効率が低く、フィン
用材料としては不適当なものとなるのであり、また耐久
性に問題があるものも多いことが認められている。[0005] Further, as a super water-repellent paint that provides such super water-repellent properties, a paint containing fluorine particles is often used for spray coating.
In most cases, the film thickness is as thick as 60 μm or more [“Surface Technology” Vol. 47, No. 7 (1996), p. 55
8 to 561]. Therefore, it has been recognized that the heat transfer efficiency is low, which makes the material unsuitable as a material for fins, and that many materials have a problem in durability.
【０００６】さらに、前記した公知文献には、そのよう
な超撥水表面を得るためには、撥水性がある表面に凹凸
を付けて、表面積を増加させることが良いことが明らか
にされているが、そこでは、そのような凹凸の付与のた
めに、撥水性コーティング剤を基材として、無機微粒子
を均一に分散してなる複合塗料が用いられており、その
ために、塗膜の耐久性と共に、熱伝達効率が悪くなる等
という問題が内在している。Further, the above-mentioned known literature discloses that in order to obtain such a super-water-repellent surface, it is preferable to increase the surface area by forming irregularities on the surface having water repellency. However, in order to provide such irregularities, a composite paint is used, in which inorganic fine particles are uniformly dispersed using a water-repellent coating agent as a base material. However, there is a problem that heat transfer efficiency is deteriorated.
【０００７】[0007]
【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景にして為されたものであって、その解決課題とすると
ころは、熱伝達効率に優れた、耐久性のある撥水特性を
有するアルミニウム表面処理材と、それを工業的に有利
に製造する方法を提供することにあり、また、他の課題
とするところは、熱交換器の難着霜性フィン材等として
好適に用いられ得る、撥水性に優れたアルミニウム表面
処理材及びその工業的製法を提供することにある。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an aluminum having excellent heat transfer efficiency and durable water repellency. Surface treatment material, and it is to provide a method for manufacturing it industrially advantageously, and another object is that it can be suitably used as a frost-resistant fin material or the like of a heat exchanger, An object of the present invention is to provide an aluminum surface treatment material excellent in water repellency and an industrial production method thereof.
【０００８】[0008]
【解決手段】そして、本発明にあっては、かかる課題の
解決のために、アルミニウム材料の表面を、ピット中に
小さなピットが形成されてなる高次ピット構造に粗面化
してなると共に、かかる粗面化表面に、フルオロアルキ
ル基を有するオルガノシラン化合物若しくはオルガノハ
ロシラン化合物からなる撥水性皮膜を形成せしめたこと
を特徴とする撥水性に優れたアルミニウム表面処理材
を、その要旨とするものである。According to the present invention, in order to solve such a problem, the surface of an aluminum material is roughened into a high-order pit structure in which small pits are formed in pits, and the aluminum material is roughened. An aluminum surface treatment material with excellent water repellency, characterized in that a water repellent film made of an organosilane compound or an organohalosilane compound having a fluoroalkyl group is formed on the roughened surface. is there.
【０００９】要するに、かくの如き本発明に従うアルミ
ニウム表面処理材にあっては、アルミニウム材料の表面
に対して、高次ピット構造の粗面化表面と、撥水性に優
れた特定化合物からなる撥水剤の吸着等によって形成さ
れる極薄の撥水性皮膜との相乗作用によって、極めて優
れた撥水特性、所謂超撥水性が付与されると共に、かか
る撥水性皮膜の耐久性が効果的に高められ得たのであ
り、また、アルミニウム材料の粗面化表面に、薄い撥水
性皮膜が設けられただけのものであるところから、アル
ミニウム材料の熱伝達効率に対する影響も殆ど顧慮する
必要がなくなったのである。In short, in the aluminum surface treatment material according to the present invention as described above, the surface of the aluminum material is roughened with a high-order pit structure, and the water repellent is made of a specific compound having excellent water repellency. Synergistic action with an ultra-thin water-repellent film formed by adsorption of an agent, etc., imparts extremely excellent water-repellent properties, so-called super water repellency, and effectively enhances the durability of such a water-repellent film. In addition, since only a thin water-repellent coating was provided on the roughened surface of the aluminum material, there was almost no need to consider the effect on the heat transfer efficiency of the aluminum material. .
【００１０】なお、かかる本発明に従うアルミニウム表
面処理材の好ましい態様によれば、前記高次ピット構造
は、０．１〜１０μｍφのピット径を有する大きさのピ
ットにて構成されていることが望ましく、これによっ
て、より有効な撥水特性が発現されることとなるのであ
り、また、その粗面化表面には、有利には、酸根が表面
イオン種として導入されることとなる。According to a preferred aspect of the aluminum surface treatment material according to the present invention, it is preferable that the high-order pit structure is constituted by pits having a pit diameter of 0.1 to 10 μmφ. Thereby, more effective water-repellent properties are exhibited, and an acid radical is advantageously introduced as a surface ionic species into the roughened surface.
【００１１】また、本発明は、上述の如きアルミニウム
表面処理材を工業的に有利に製造するために、（ａ）ア
ルミニウム材料の表面を、ピット中に小さなピットが形
成されてなる高次ピット構造となるように粗面化処理す
る工程と、（ｂ）かかる粗面化処理されたアルミニウム
材料を、フルオロアルキル基を有するオルガノシラン化
合物若しくはオルガノハロシラン化合物からなる撥水剤
にて処理して、該アルミニウム材料の粗面化表面に、撥
水性皮膜を形成せしめる工程と、を含むことを特徴とす
る撥水性に優れたアルミニウム表面処理材の製造方法を
も、その要旨とするものである。The present invention also relates to a method for producing the above-mentioned aluminum surface-treated material in an industrially advantageous manner, comprising the steps of: (a) forming a high-order pit structure in which small pits are formed in pits on the surface of an aluminum material; (B) treating the surface-roughened aluminum material with a water-repellent agent comprising an organosilane compound having a fluoroalkyl group or an organohalosilane compound; A method for producing an aluminum surface treatment material having excellent water repellency, comprising the step of forming a water repellent film on the roughened surface of the aluminum material.
【００１２】特に、このような本発明に従う製造方法に
よれば、アルミニウム材料の表面に高次ピット構造を現
出する粗面化処理として、アルミニウム材料の表面処理
として従来から常用されている各種の手法が採用され得
るものであるところから、その工業化が容易に実現され
得るものであり、しかもそのような粗面化表面に対し
て、所定の撥水剤からなる有効な撥水性皮膜の形成も容
易に為され得て、アルミニウム材料に対して、目的とす
る性能を工業的に有利に付与し得るのである。In particular, according to such a manufacturing method according to the present invention, various kinds of conventionally used surface treatments of aluminum materials are used as a surface roughening treatment for producing a high-order pit structure on the surface of an aluminum material. Since the method can be adopted, its industrialization can be easily realized, and the formation of an effective water-repellent film composed of a predetermined water-repellent agent on such a roughened surface is also required. This can be easily performed, and the desired performance can be industrially advantageously imparted to the aluminum material.
【００１３】なお、この本発明に従うアルミニウム表面
処理材の製造方法においても、有利には、前記粗面化処
理工程において、アルミニウム材料の表面に０．１〜１
０μｍφのピット径を有するピットにて構成される高次
ピット構造が形成され、これによって、本発明の目的が
より一層有利に達成され得るのである。In the method for producing an aluminum surface-treated material according to the present invention, preferably, the surface of the aluminum material is 0.1 to 1 in the surface roughening step.
A higher-order pit structure composed of pits having a pit diameter of 0 μmφ is formed, whereby the object of the present invention can be achieved even more advantageously.
【００１４】また、かかる本発明に従うアルミニウム表
面処理材の製造方法の好ましい態様の一つによれば、前
記アルミニウム材料の粗面化処理によって、同時に、酸
根が表面イオン種として導入されることとなる。このよ
うな酸根の導入によって、前記した特定化合物からなる
撥水剤による撥水性皮膜の形成が、効果的に為され得る
のである。なお、そのような酸根としては、リン酸イオ
ン及び／又は硫酸イオンが有利に選択されることとな
る。Further, according to one preferred embodiment of the method for producing an aluminum surface-treated material according to the present invention, an acid radical is simultaneously introduced as a surface ionic species by the surface roughening treatment of the aluminum material. . By the introduction of such an acid group, the formation of a water-repellent film by the water-repellent agent comprising the specific compound can be effectively performed. In addition, as such an acid radical, a phosphate ion and / or a sulfate ion are advantageously selected.
【００１５】さらに、本発明にあっては、アルミニウム
材料の表面の粗面化処理として、有利には、電解エッチ
ング又は陽極酸化処理が採用される。そのような電解エ
ッチング操作では、１〜３μｍφ程度のピット径のもの
が有利に形成され、また陽極酸化処理では、１μｍφよ
りも小さなピット径のものが有利に形成されるのであ
り、それ故に、本発明にあっては、特に、かかる電解エ
ッチングとそれに続く陽極酸化処理の組合せにおいて、
前記した粗面化処理が実施されることが望ましいのであ
る。Furthermore, in the present invention, electrolytic etching or anodic oxidation is advantageously employed as the surface roughening treatment of the aluminum material. In such an electrolytic etching operation, a pit having a pit diameter of about 1 to 3 μm φ is advantageously formed, and a pit having a pit diameter smaller than 1 μm φ is advantageously formed in the anodizing treatment. In the invention, in particular, in the combination of such electrolytic etching and subsequent anodizing treatment,
It is desirable that the above-mentioned roughening treatment is performed.
【００１６】なお、そのような粗面化処理に先立って、
前記アルミニウム材料に対して酸若しくはアルカリエッ
チング処理を施すことも出来、それによって比較的大き
なピット径のピットをアルミニウム材料の表面に形成す
ることが出来るのである。Prior to such a roughening treatment,
The aluminum material can be subjected to an acid or alkali etching treatment, whereby pits having a relatively large pit diameter can be formed on the surface of the aluminum material.
【００１７】また、本発明に従うアルミニウム表面処理
材の製造方法の他の望ましい態様によれば、前記撥水剤
がアルコール溶液において用いられ、該撥水剤のアルコ
ール溶液中に、前記粗面化アルミニウム材料が浸漬処理
されることにより、目的とする撥水性皮膜がより効果的
に形成され、以て処理の迅速化、更には撥水性の向上が
達成されることとなるのである。According to another preferred embodiment of the method for producing an aluminum surface-treated material according to the present invention, the water repellent is used in an alcohol solution, and the water repellent is contained in the alcohol solution. By subjecting the material to the immersion treatment, the intended water-repellent film is formed more effectively, whereby the treatment can be speeded up and the water repellency can be improved.
【００１８】さらに、かかる本発明方法にあっては、前
記撥水性皮膜を形成した後、更に熱処理を施すことが望
ましく、これによって、撥水性皮膜の付着強度が効果的
に高められ得ることとなるのであり、以て耐久性の向上
を有利に図り得る。Further, in the method of the present invention, it is desirable to further perform a heat treatment after the formation of the water-repellent film, whereby the adhesion strength of the water-repellent film can be effectively increased. Therefore, the durability can be advantageously improved.
【００１９】加えて、本発明にあっては、有利には、前
記撥水剤が溶液形態において粗面化アルミニウム材料に
対して適用される際に、該溶液中に、硝酸が添加せしめ
られ、これによって撥水性皮膜の形成時間が効果的に短
縮せしめられるのである。In addition, in the present invention, advantageously, nitric acid is added to the solution when the water repellent is applied to the roughened aluminum material in the form of a solution, This effectively shortens the time required to form the water-repellent film.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】ところで、本発明は、特に、熱交
換器のフィン材等として好適に用いられ得る撥水性に優
れたアルミニウム表面処理材を提供することを、その主
たる目的として完成されたものであるところから、アル
ミニウム材料としては、そのようなフィン材として用い
られている、従来から公知の各種のアルミニウム若しく
はその合金からなる薄板材が、有利に、その対象とされ
るものであるが、また、その他のアルミニウム若しくは
アルミニウム合金からなる、各種形状のアルミニウム材
料に対しても、同様に適用され、本発明に従う優れた特
性を付与し得るものであることは、言うまでもないとこ
ろである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention has been completed with a main object of providing an aluminum surface treatment material having excellent water repellency which can be suitably used particularly as a fin material of a heat exchanger. Because of this, as the aluminum material, a thin plate made of various types of aluminum or an alloy thereof conventionally known, which is used as such a fin material, is advantageously targeted. It goes without saying that the present invention is similarly applied to aluminum materials of various shapes made of other aluminum or aluminum alloys, and can impart excellent properties according to the present invention.
【００２１】そして、本発明にあっては、かくの如きア
ルミニウム材料を用いて、その表面を、ピット中に小さ
なピットが形成されてなる二次以上の高次ピット構造に
粗面化するものであるが、そのような高次ピット構造
は、例えば、図１に二次ピット構造として示されるよう
に、アルミニウム材料２の表面に形成された所定深さの
一次ピット４内において、更に、所定深さの二次ピット
６が形成されてなるように、大きなピットから小さなピ
ットへ、順次、それぞれの内部にピットが形成されてな
る形態を呈するものであり、このような高次ピット構造
が撥水性の付与されるべきアルミニウム材料の表面に形
成されて、有効な粗面化が行なわれることとなるのであ
る。In the present invention, the surface of the aluminum material is roughened to a secondary or higher order pit structure having small pits formed in the pits by using such an aluminum material. However, such a higher-order pit structure further includes a predetermined depth within a primary pit 4 having a predetermined depth formed on the surface of the aluminum material 2 as shown as a secondary pit structure in FIG. Pits are formed sequentially from large pits to small pits so that the secondary pits 6 are formed. Is formed on the surface of the aluminum material to be imparted, and effective surface roughening is performed.
【００２２】なお、かかる高次ピット構造を与えるピッ
ト４、６の大きさは、適宜に決定されることとなるが、
本発明の目的を最大限に発揮する上において、０．１〜
１０μｍφのピット径を有するピット形状であることが
望ましい。そのようなピット径は、それぞれのピット
４、６の平面形態における入口部の大きさを示すもので
あって、略円形形状であれば、その直径がピット径とさ
れる一方、図２の（ａ）や（ｂ）に示される楕円形や多
角形の入口部形状にあっては、それぞれの形状の最大外
接円の直径（ｒ1 ）と最小内接円の直径（ｒ2 ）との和
の平均値〔＝（ｒ 1 ＋ｒ2 ）／２〕が、ピット径（ｒ）
として採用されることとなる。Note that the pitch for providing such a higher-order pit structure is
The size of the points 4 and 6 will be determined appropriately,
In order to maximize the purpose of the present invention, 0.1 to
A pit shape having a pit diameter of 10 μmφ
desirable. Such a pit diameter depends on each pit.
It shows the size of the entrance part in the plane form of 4 and 6.
If the shape is almost circular, the diameter is the pit diameter.
On the other hand, the elliptical shape shown in (a) and (b) of FIG.
In the case of the square entrance shape, the maximum
The diameter of the tangent (r1) And the diameter of the smallest inscribed circle (rTwo) And sum
Average value of [= (r 1+ RTwo) / 2] is the pit diameter (r)
It will be adopted as.
【００２３】また、アルミニウム材料の所定の表面を、
上述の如き高次ピット構造の粗面化表面とするには、従
来から公知の各種の粗面化手法が適宜に採用され得るも
のであるが、アルミニウム材料に対して最も効果的な粗
面化を行ない、所定の高次ピット構造を工業的に有利に
現出する方法として、本発明にあっては、電解エッチン
グ又は陽極酸化処理が、有利に採用されることとなる。
かかる電解エッチング操作は、従来と同様にして、硫
酸、硝酸、リン酸等の酸水溶液中において電解処理を行
なうことにより、エッチングして、表面を凹凸と為すも
のであって、ピット径は、そのような電解エッチング処
理条件にて種々異なるものとなるが、一般に、１〜３μ
ｍφ程度のピット径のものが形成されることとなる。ま
た、陽極酸化処理にあっても、それは、従来から公知の
各種の手法に従って、例えば硫酸、リン酸、しゅう酸、
クロム酸、その他の有機酸等の電解液を用いて、従来と
同様にして実施されるものであり、この場合において
も、その陽極酸化処理条件の如何によって、各種ピット
径のピットが形成されることとなるが、一般に、１μｍ
φ以下、０．２〜１μｍφ程度のピット径のものが形成
されることとなる。Further, a predetermined surface of the aluminum material is
In order to obtain a roughened surface having a higher-order pit structure as described above, various conventionally known roughening methods can be appropriately employed, but the most effective roughening method for aluminum material is used. In the present invention, electrolytic etching or anodic oxidation treatment is advantageously employed as a method for industrially producing a predetermined higher-order pit structure by performing the following.
Such an electrolytic etching operation is performed in the same manner as in the prior art by performing an electrolytic treatment in an aqueous acid solution of sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, etc., thereby etching the surface to make the surface uneven. Such electrolytic etching conditions will vary depending on the conditions.
A pit having a diameter of about mφ is formed. In addition, even in the anodizing treatment, according to various conventionally known methods, for example, sulfuric acid, phosphoric acid, oxalic acid,
It is carried out in the same manner as in the past using an electrolytic solution such as chromic acid and other organic acids. In this case, pits having various pit diameters are formed depending on the anodizing conditions. In general, 1 μm
A pit diameter of φ or less and about 0.2 to 1 μmφ is formed.
【００２４】このように、本発明において採用される粗
面化処理において、電解エッチング操作では比較的大き
なピット径のピットが形成される一方、陽極酸化処理で
は比較的小さなピット径のピットが形成されるものであ
るところから、本発明においては、そのような粗面化処
理を、比較的大きなピット径のピットが形成される電解
エッチング操作を先ず実施し、その後、陽極酸化処理を
行なうことからなる、二段の処理操作の組合せにて、実
施することが望ましく、これによって、図１に示される
如き高次ピット構造が、効果的に形成されることとな
る。As described above, in the surface roughening treatment employed in the present invention, pits having a relatively large pit diameter are formed by the electrolytic etching operation, while pits having a relatively small pit diameter are formed by the anodizing treatment. Therefore, in the present invention, such a surface roughening process is performed by first performing an electrolytic etching operation in which pits having a relatively large pit diameter are formed, and then performing an anodizing process. , In a combination of two-stage processing operations, which effectively forms a higher-order pit structure as shown in FIG.
【００２５】さらに、本発明にあっては、かくの如き粗
面化処理に先立って、良く知られているように、酸若し
くはアルカリ溶液を用いて、浸漬法やスプレー法等の手
法によってアルミニウム材料をエッチングすることから
なる、酸若しくはアルカリエッチング処理が、目的とす
るアルミニウム材料に対して施されることが望ましい。
けだし、そのような酸若しくはアルカリエッチング処理
によって、より大きなピット径のピットが、アルミニウ
ム材料の表面に形成されることとなるからである。Further, in the present invention, prior to the surface roughening treatment as described above, as is well known, an aluminum or aluminum material is immersed or sprayed with an acid or alkali solution. It is preferable that an acid or alkali etching treatment is performed on the target aluminum material.
However, pits having a larger pit diameter are formed on the surface of the aluminum material by such an acid or alkali etching treatment.
【００２６】そして、かくの如き粗面化処理によって、
アルミニウム材料の粗面化された表面には、同時に、酸
根が表面イオン種として導入せしめられるようにされる
のである。この粗面化表面に存在する表面イオン種とし
ての酸根は、後述する特定化合物からなる撥水剤による
処理によって、目的とする撥水性皮膜を形成するに際し
て、表面に付着した撥水剤の吸着、水和を促進し、以て
目的とする撥水性皮膜が効果的に形成されることとな
る。なお、そのような特徴を発揮する酸根としては、リ
ン酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン等の各種の酸基を
挙げることが出来るが、中でも、リン酸イオン及び／又
は硫酸イオンが有利に用いられることとなる。Then, by such a roughening treatment,
On the roughened surface of the aluminum material, acid radicals are simultaneously introduced as surface ionic species. The acid radicals as surface ionic species present on the roughened surface are treated with a water repellent composed of a specific compound described later to form a target water repellent film, thereby adsorbing the water repellent attached to the surface. The hydration is promoted, so that the intended water-repellent film is effectively formed. In addition, examples of the acid group exhibiting such characteristics include various acid groups such as a phosphate ion, a sulfate ion, and a nitrate ion. Among them, a phosphate ion and / or a sulfate ion are preferably used. It will be.
【００２７】また、このようにしてアルミニウム材料に
形成された粗面化表面に対して、本発明に従って、目的
とする撥水性皮膜を形成するには、フルオロアルキル基
を有するオルガノシラン化合物若しくはオルガノハロシ
ラン化合物からなる撥水剤を用いる必要がある。この撥
水剤の有するフルオロアルキル基によって、優れた撥水
性能を有する皮膜となり、凹凸表面の形状効果と相俟っ
て、目的とする超撥水特性が効果的に現出されるのであ
る。In order to form a desired water-repellent film on the roughened surface formed on the aluminum material according to the present invention, an organosilane compound having a fluoroalkyl group or an organohalo compound is used. It is necessary to use a water repellent composed of a silane compound. The fluoroalkyl group of the water repellent results in a film having excellent water repellency, and the desired super water repellency is effectively exhibited in combination with the shape effect of the uneven surface.
【００２８】そして、この撥水性皮膜を形成する撥水剤
を与えるフルオロアルキル基を有するオルガノシラン化
合物若しくはオルガノハロシラン化合物としては、各種
のフルオロアルキル基と共に、各種アルキル基、アルコ
キシ基、ハロゲン（塩素等）等にて置換された公知のシ
ラン化合物の何れもが、適宜に選択、使用されることと
なるが、一般に、本発明にあっては、トリフルオロメチ
ルトリメチルシラン、（３，３，３−トリフルオロプロ
ピル）トリメトキシシラン、（３，３，３−トリフルオ
ロプロピル）ジメチルクロロシラン、（３，３，３−ト
リフルオロプロピル）メチルジクロロシラン、（３，
３，３−トリフルオロプロピル）トリクロロシラン、ジ
メトキシメチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシ
ラン、（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラ
ヒドロデシル）ジメチルクロロシラン、（ヘプタデカフ
ルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）メチル
ジクロロシラン、（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，
２−テトラヒドロデシル）トリクロロシラン、（ヘプタ
デカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）
トリエトキシシラン、３，３，４，４，５，５，６，６
−ノナフルオロヘキシルメチルジクロロシラン、３，
３，４，４，５，５，６，６−ノナフルオロヘキシルト
リクロロシラン、（トリデカフルオロ−１，１，２，２
−テトラヒドロオクチル）ジメチルクロロシラン、（ト
リデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチ
ル）メチルジクロロシラン、（トリデカフルオロ−１，
１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリクロロシラ
ン、（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒド
ロオクチル）トリエトキシシラン等が、有利に用いられ
ることとなる。As the organosilane compound or organohalosilane compound having a fluoroalkyl group that provides a water repellent for forming the water repellent film, various alkyl groups, alkoxy groups, halogen (chlorine) Any of the known silane compounds substituted by, for example,) can be appropriately selected and used. In general, in the present invention, trifluoromethyltrimethylsilane, (3,3,3) -Trifluoropropyl) trimethoxysilane, (3,3,3-trifluoropropyl) dimethylchlorosilane, (3,3,3-trifluoropropyl) methyldichlorosilane, (3
3,3-trifluoropropyl) trichlorosilane, dimethoxymethyl-3,3,3-trifluoropropylsilane, (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) dimethylchlorosilane, (heptadecafluoro-1) , 1,2,2-tetrahydrodecyl) methyldichlorosilane, (heptadecafluoro-1,1,2,2
(2-tetrahydrodecyl) trichlorosilane, (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl)
Triethoxysilane, 3,3,4,4,5,5,6,6
Nonafluorohexylmethyldichlorosilane, 3,
3,4,4,5,5,6,6-nonafluorohexyltrichlorosilane, (tridecafluoro-1,1,2,2
-Tetrahydrooctyl) dimethylchlorosilane, (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) methyldichlorosilane, (tridecafluoro-1,
(1,2,2-tetrahydrooctyl) trichlorosilane, (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) triethoxysilane and the like will be advantageously used.
【００２９】また、かかるフルオロアルキル基を有する
オルガノシラン化合物若しくはオルガノハロシラン化合
物からなる撥水剤は、通常の有機溶媒に溶解せしめられ
て、一般に、１０％程度までの濃度の溶液として、アル
ミニウム材料の粗面化表面に対して適用されることとな
るのであって、具体的には、そのような撥水剤の溶液中
にアルミニウム材料を浸漬せしめることにより、その粗
面化表面に目的とする撥水性皮膜が形成されるようにさ
れるのである。なお、その浸漬時間は適宜に選定され、
例えば、数分〜数十時間の間、アルミニウムが撥水剤溶
液中に浸漬せしめられることとなる。The water repellent comprising an organosilane compound or an organohalosilane compound having a fluoroalkyl group is dissolved in a usual organic solvent, and is generally used as a solution having a concentration of up to about 10%. It is intended to be applied to the roughened surface, and specifically, by immersing the aluminum material in a solution of such a water repellent, the intended purpose is applied to the roughened surface That is, a water-repellent film is formed. In addition, the immersion time is appropriately selected,
For example, aluminum is immersed in the water repellent solution for several minutes to several tens of hours.
【００３０】そして、このような特定の撥水剤による処
理、即ち、フルオロアルキル基を有するオルガノシラン
化合物やフルオロアルキル基を有するオルガノハロシラ
ン化合物による処理によって、アルミニウム材料の粗面
化表面には、そのような特定の化合物が吸着され、その
表面に存在するＯＨ基等の活性基との反応によって、か
かる特定の化合物との間において、Ｓｉ−Ｏ結合が形成
され、また隣接位置するＳｉ原子間においても、Ｏを介
してのＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合が形成されることにより、化
学的に結合した強固で且つ高密度に配向された極めて薄
い単分子膜が形成されるようになるのであり、そして、
その単分子膜の表面には、フルオロアルキル基が存在す
るようになって、撥水効果が効果的に発揮されるものと
考えられるのであり、また、そのような単分子膜からな
る撥水性皮膜は、アルミニウム材料の表面に強固に固着
することとなって、その耐久性も効果的に向上せしめら
れ得るのである。By the treatment with such a specific water repellent, that is, the treatment with an organosilane compound having a fluoroalkyl group or an organohalosilane compound having a fluoroalkyl group, the roughened surface of the aluminum material has Such a specific compound is adsorbed and reacts with an active group such as an OH group present on the surface to form a Si—O bond between the specific compound and an adjacent Si atom. Also in the above, the formation of the Si—O—Si bond via O results in the formation of a chemically bonded strong and densely oriented extremely thin monomolecular film, And
It is thought that a fluoroalkyl group is present on the surface of the monomolecular film, so that the water-repellent effect is effectively exerted. Is firmly fixed to the surface of the aluminum material, and its durability can be effectively improved.
【００３１】なお、このような特定化合物からなる撥水
剤を用いた撥水性皮膜の形成に際して、そのような撥水
剤を、溶媒として、メチルアルコール、エチルアルコー
ル、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブ
チルアルコール、イソブチルアルコール等のアルコール
を用いて、かかる撥水剤のアルコール溶液と為し、その
溶液中に、先の粗面化アルミニウム材料を浸漬処理する
ようにすれば、かかる溶媒としてのアルコールの作用に
て、前記した撥水剤を与える特定化合物の粗面化表面に
対する吸着、更には、その結合反応の反応性が効果的に
向上せしめられ得、以て目的とする撥水性皮膜が形成さ
れ易くなって、撥水性の向上を効果的に図り得る他、処
理時間の短縮を図って、生産性の向上にも、多いに寄与
せしめ得るのである。In forming a water-repellent film using a water-repellent comprising such a specific compound, such a water-repellent is used as a solvent in methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol. If an alcohol solution such as isobutyl alcohol is used to form an alcohol solution of the water repellent, and the surface-roughened aluminum material is immersed in the solution, the action of the alcohol as the solvent can be reduced. Thus, the adsorption of the specific compound that gives the water repellent to the roughened surface, and furthermore, the reactivity of the binding reaction can be effectively improved, whereby the desired water repellent film is easily formed. Therefore, in addition to being able to effectively improve water repellency, the processing time can be shortened, which can greatly contribute to the improvement of productivity. .
【００３２】また、本発明にあっては、上述した撥水剤
の溶液中に、硝酸が有利に添加せしめられる。この硝酸
添加によって、撥水処理時間、換言すれば撥水性皮膜の
形成時間が効果的に短縮され得るのである。In the present invention, nitric acid is advantageously added to the above-mentioned solution of the water repellent. By the addition of nitric acid, the time required for the water-repellent treatment, in other words, the time required for forming the water-repellent film can be effectively reduced.
【００３３】さらに、かくの如くして、粗面化表面に目
的とする撥水性皮膜が形成されてなるアルミニウム材料
には、更に熱処理が施されることが望ましい。この熱処
理によって、撥水性皮膜の付着が更に堅固なものとな
り、また膜強度も効果的に高められ得て、後の各種用途
における使用、特に、熱交換器のフィン材としての利用
において、その耐久性の向上がより一層効果的に図られ
得るのである。なお、この熱処理の温度及び時間につい
ては、目的とする皮膜特性に応じて適宜に決定されるこ
ととなるが、加熱温度としては、一般に、１２０〜３０
０℃程度が採用されることとなる。Further, it is desirable that the aluminum material having the desired water-repellent film formed on the roughened surface is further subjected to a heat treatment. By this heat treatment, the adhesion of the water-repellent film is further strengthened, and the film strength can be effectively increased, so that the film is durable for use in various applications later, particularly as a fin material for a heat exchanger. The improvement of the performance can be achieved more effectively. The temperature and time of this heat treatment are appropriately determined according to the desired film properties, but the heating temperature is generally 120 to 30.
About 0 ° C. will be adopted.
【００３４】かくして得られたアルミニウム表面処理材
にあっては、その表面に、所定の高次ピット構造が形成
されて、粗面化されていると共に、そのような粗面化表
面には、特定化合物からなる撥水剤にて形成される極め
て薄い単分子膜或いはそれに相当するような皮膜が形成
され、その表面に存在するフルオロアルキル基による撥
水性能と共に、高次ピット構造からなる粗面化表面に
て、極めて高度の撥水機能が発現され、以て、所謂超撥
水特性が実現されることとなったのである。In the aluminum surface-treated material thus obtained, a predetermined high-order pit structure is formed on the surface, and the surface is roughened. An extremely thin monomolecular film or a film equivalent to it is formed with a water repellent made of a compound, and the surface is made rough with a higher-order pit structure, together with the water repellency due to the fluoroalkyl group present on the surface. An extremely high level of water repellency was developed on the surface, and so-called super water repellency was realized.
【００３５】[0035]
【実施例】以下に、本発明の実施例を示し、本発明を更
に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、その
ような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるも
のでないことは、言うまでもないところである。また、
本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した発
明の実施の形態における具体的記述以外にも、本発明の
趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づい
て種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであるこ
とが、理解されるべきである。なお、実施例中の百分率
は、特に断りのない限り、重量基準にて示されるもので
ある。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below to clarify the present invention more specifically. However, the present invention is not limited by the description of such examples. Not that, of course. Also,
The present invention may be variously modified based on the knowledge of those skilled in the art, in addition to the following examples, and in addition to the specific descriptions in the above-described embodiments of the present invention, unless departing from the spirit of the present invention. It should be understood that changes, modifications, improvements and the like can be made. The percentages in the examples are given on a weight basis unless otherwise specified.
【００３６】実施例 １〜１２ 先ず、アルミニウム材料として、厚さが０．１１０ｍｍ
のアルミニウム板材（材質：ＪＩＳ−Ａ−１２００）を
用い、これを、市販の強アルカリ脱脂剤（日本パーカラ
イジング株式会社製ファインクリーナー４４９８ＳＫ）
の２％溶液中に、６０℃の温度で５０秒間浸漬した後、
水道水にて水洗し、更に、１５％硝酸中に室温で６０秒
間浸漬することにより、デスマットを行ない、その後、
水道水にて再び水洗した。Examples 1 to 12 First, as an aluminum material, the thickness was 0.110 mm.
Aluminum plate material (material: JIS-A-1200), which is commercially available strong alkaline degreasing agent (Nippon Parkerizing Co., Ltd. Fine Cleaner 4498SK)
After immersion in a 2% solution of
Rinse with tap water and further immerse in 15% nitric acid at room temperature for 60 seconds to perform desmutting.
It was washed again with tap water.
【００３７】次いで、かかる前処理の施されたアルミニ
ウム板材に対して、更に、下記表１〜表４に示される各
種の粗面化処理を実施した。具体的には、それら粗面化
処理のうち、（ａ）電解エッチング処理は、交流正弦波
を用いて、電流密度：４０Ａ／ｄｍ2 、温度：５０℃に
て、１．５％硝酸中において、１０秒間電解処理し、更
に３０％硫酸中に７０℃で６０秒間浸漬することからな
るデスマット処理を行なうことによって、実施した。ま
た、（ｂ）リン酸陽極酸化処理は、４％リン酸中で、電
圧：８０Ｖ、温度：４０℃にて、２０秒間、陽極酸化を
行なうことにより、実施した。更に、（ｃ）硫酸陽極酸
化処理は、４％硫酸中で、電圧：４０Ｖ、温度：４０℃
で、２０秒間、陽極酸化することにより、行なった。ま
た、（ｄ）硝酸エッチングは、５０％硝酸中に、９０℃
×３分浸漬することにより、行ない、更にまた、（ｅ）
機械研磨は、アルカリ脱脂（前処理）に先立って、常法
に従って実施した。なお、複数の粗面化処理は、各表に
記載の順序に従って順次実施した。そして、このような
粗面化処理によって、アルミニウム材料の表面には、二
次或いはそれ以上の高次のピット構造が形成されている
ことを、表面の電子顕微鏡観察によって認めた。また、
この粗面化処理によって、各アルミニウム板材の表面に
は、同時に、その処理浴中に存在する酸から、或いはデ
スマット処理のための硫酸浴から、主たる所定の酸根が
導入された。Next, various roughening treatments shown in the following Tables 1 to 4 were further performed on the pretreated aluminum plate material. Specifically, of the surface roughening treatments, (a) the electrolytic etching treatment is performed by using an AC sine wave at a current density of 40 A / dm 2 and a temperature of 50 ° C. in 1.5% nitric acid. This was carried out by performing an electrolytic treatment for 10 seconds, and further performing a desmutting treatment comprising dipping in 30% sulfuric acid at 70 ° C. for 60 seconds. Further, (b) phosphoric acid anodic oxidation treatment was performed by performing anodic oxidation in 4% phosphoric acid at a voltage of 80 V and a temperature of 40 ° C. for 20 seconds. Further, (c) sulfuric acid anodic oxidation treatment is performed in 4% sulfuric acid at a voltage of 40 V and a temperature of 40 ° C.
And by anodizing for 20 seconds. Also, (d) nitric acid etching is performed at 90 ° C. in 50% nitric acid.
Performed by immersion for 3 minutes, and (e)
The mechanical polishing was performed according to a conventional method prior to alkali degreasing (pretreatment). The plurality of roughening treatments were sequentially performed according to the order described in each table. By electron microscopic observation of the surface, it was confirmed that a secondary or higher-order pit structure was formed on the surface of the aluminum material by such a roughening treatment. Also,
As a result of this surface roughening treatment, a major predetermined acid radical was simultaneously introduced from the acid present in the treatment bath or from the sulfuric acid bath for desmut treatment to the surface of each aluminum plate.
【００３８】このように、粗面化処理を単独で若しくは
組み合わせて、アルミニウム板材の表面を粗面化した
後、水道水にて水洗し、更に、脱イオン水（電導度：
０．２μＳ／ｃｍ）でスプレー水洗した後、冷風にて水
切り乾燥した。As described above, the surface of the aluminum plate is roughened by using the surface roughening treatment alone or in combination, washed with tap water, and further deionized water (conductivity:
(0.2 μS / cm), and then washed with cold air and dried.
【００３９】かくして得られた各種の粗面化処理表面を
有するアルミニウム板材に対して、下記表１〜４に示さ
れる各種撥水処理剤：ＦＡＳ−１〜ＦＡＳ−５を用い
て、撥水化処理をそれぞれ施した。なお、撥水処理剤と
してのＦＡＳ−１は、撥水剤たる（ヘプタデカフルオロ
−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）トリクロロシ
ランの１％シクロヘキサン溶液であり、またＦＡＳ−２
は、同じく撥水剤たる（トリデカフルオロ−１，１，
２，２−テトラヒドロオクチル）トリエトキシシランの
１％シクロヘキサン溶液であり、更に、ＦＡＳ−３は、
撥水剤：（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリメ
トキシシランの１％シクロヘキサン溶液であり、更にま
た、ＦＡＳ−４は、撥水剤：（トリデカフルオロ−１，
１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリエトキシシラ
ンの１％イソプロピルアルコール溶液である。加えて、
ＦＡＳ−５は、撥水剤：（トリデカフルオロ−１，１，
２，２−テトラヒドロオクチル）トリエキシシランの１
％イソプロピルアルコール溶液に硝酸を０．１％添加し
たものである。The thus obtained aluminum plate having various surface-roughened surfaces was treated with various water-repellent agents shown in the following Tables 1 to 4 by using water-repellent agents FAS-1 to FAS-5. Each treatment was applied. FAS-1 as a water-repellent agent is a 1% cyclohexane solution of (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) trichlorosilane, which is a water-repellent agent.
Is also a water repellent (Tridecafluoro-1,1,1)
2,2-tetrahydrooctyl) triethoxysilane in 1% cyclohexane, and FAS-3
Water repellent: 1% cyclohexane solution of (3,3,3-trifluoropropyl) trimethoxysilane. FAS-4 further comprises water repellent: (tridecafluoro-1,
1,2,2-tetrahydrooctyl) triethoxysilane in 1% isopropyl alcohol. in addition,
FAS-5 is a water-repellent agent: (Tridecafluoro-1,1,1,
2,2-tetrahydrooctyl) triethoxysilane 1
A solution obtained by adding 0.1% of nitric acid to a isopropyl alcohol solution.
【００４０】そして、かかる撥水処理剤を用いた撥水処
理においては、そのような撥水処理剤の溶液中に、試験
片たる前記各種の粗面化処理アルミニウム板材をそれぞ
れ浸漬し、常温下において、１７時間保持することによ
り、実施した。なお、実施例１２については、浸漬し、
室温で１０分間保持することにより実施した。In the water-repellent treatment using such a water-repellent treatment agent, the various surface-roughened aluminum plate materials as test pieces are immersed in a solution of the water-repellent treatment agent at room temperature. , By holding for 17 hours. In Example 12, immersion was performed.
Performed by holding at room temperature for 10 minutes.
【００４１】その後、かかる撥水化処理された各々のア
ルミニウム板材に対して、シクロヘキサン（ＦＡＳ−４
及びＦＡＳ−５を用いた場合においては、イソプロピル
アルコール）を用いて、洗浄し、そして室温で放置する
ことにより、乾燥せしめて、目的とする撥水性皮膜が形
成された各種のアルミニウム表面処理材を得た。また、
実施例５及び１０で得られたアルミニウム表面処理材に
対しては、更に、それぞれ１５０℃×１０分の熱処理及
び２００℃×５分の熱処理を実施した。Thereafter, cyclohexane (FAS-4) was applied to each of the water-repellent aluminum plates.
And in the case of using FAS-5, washing with isopropyl alcohol) and leaving it at room temperature to dry it, thereby drying various aluminum surface treatment materials on which the desired water-repellent film is formed. Obtained. Also,
The aluminum surface-treated materials obtained in Examples 5 and 10 were further subjected to a heat treatment at 150 ° C. × 10 minutes and a heat treatment at 200 ° C. × 5 minutes, respectively.
【００４２】かくして得られた各種のアルミニウム表面
処理材について、それぞれ、耐久試験前の初期の接触角
及び転落角、並びに耐久試験を行なった後（耐久後）の
接触角と転落角を測定して、その結果を、下記表１〜４
に併せ示した。なお、耐久試験は、試験片を水道水の流
水中に７時間浸漬した後、８０℃の温度で１７時間乾燥
する工程を１サイクルとして、その７サイクルを繰り返
して実施することにより、行なった。なお、接触角は、
従来と同様にして測定されたものであって、試験片と水
滴との接点における接線と試験片の面との為す角度にて
表されるものであり、また転落角は、試験片上に載せた
水滴が、試験片を傾斜させたときに落下し始める、試験
片と水平面との為す角度である。For the various aluminum surface-treated materials thus obtained, the initial contact angle and the falling angle before the durability test, and the contact angle and the falling angle after the durability test (after the durability test) were measured. The results are shown in Tables 1-4 below.
Are also shown. The durability test was carried out by immersing the test piece in running tap water for 7 hours and then drying the test piece at a temperature of 80 ° C. for 17 hours as one cycle, and repeating the seven cycles. The contact angle is
It was measured in the same manner as before, and was expressed by the angle between the tangent at the contact point between the test piece and the water drop and the surface of the test piece, and the falling angle was placed on the test piece. This is the angle between the test piece and the horizontal plane at which the water drop begins to fall when the test piece is tilted.
【００４３】また、下記表１〜４には、それぞれのアル
ミニウム表面処理材の高次ピット構造における一次ピッ
トのピット径も、併せ示されている。なお、そのような
ピット径は、粗面化処理後のアルミニウム板材の表面を
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察することによっ
て、求められたものである。Tables 1 to 4 below also show the pit diameter of the primary pits in the high-order pit structure of each aluminum surface-treated material. The pit diameter is determined by observing the surface of the aluminum plate material after the surface roughening treatment with a scanning electron microscope (SEM).
【００４４】[0044]
【表１】 [Table 1]
【００４５】[0045]
【表２】 [Table 2]
【００４６】[0046]
【表３】 [Table 3]
【００４７】[0047]
【表４】 [Table 4]
【００４８】かかる表１〜４の結果から明らかなよう
に、実施例１〜１２の条件下において得られたアルミニ
ウム表面処理材にあっては、何れも、ピット径が０．０
５〜１０μｍの高次ピット構造において粗面化された表
面に、更に、フルオロアルキル基を有するオルガノシラ
ン化合物若しくはオルガノハロシラン化合物からなる撥
水剤の薄い撥水性皮膜が形成されていることによって、
耐久試験前は勿論のこと、耐久試験後においても、接触
角は１５０度以上あり、所謂超撥水特性を有する表面と
なっているのであり、また、そのような表面に付いた水
滴も、効果的に転落せしめられ得るものであることを認
めた。また、実施例４と実施例６の結果の対比からも明
らかなように、撥水剤の溶媒としてイソプロピルアルコ
ールを用いた実施例６にあっては、接触角及び転落角の
結果においても、優れた特徴を示し、撥水性能のより優
れたものであると共に、耐久性においても、より優れた
ものであることを認めた。更に、撥水性皮膜の形成後に
熱処理を加えた実施例５、１０にあっては、それぞれ熱
処理しなかった場合（実施例４、９）よりも、耐久試験
後の接触角や転落角において優れた結果を示した。更
に、撥水剤中に硝酸を添加した実施例１２においては、
１０分という短時間でも、添加しなかった場合（実施例
７）と同等の接触角や転落角を示した。As is clear from the results of Tables 1 to 4, all of the aluminum surface-treated materials obtained under the conditions of Examples 1 to 12 have a pit diameter of 0.0
By forming a thin water-repellent film of a water-repellent agent composed of an organosilane compound or an organohalosilane compound having a fluoroalkyl group on the surface roughened in the high-order pit structure of 5 to 10 μm,
Not only before the endurance test, but also after the endurance test, the contact angle is 150 degrees or more, and the surface has a so-called super water-repellent property, and water droplets attached to such a surface are also effective. Admitted that it could be dropped. Further, as is clear from the comparison between the results of Example 4 and Example 6, in Example 6 using isopropyl alcohol as the solvent of the water repellent, the results of the contact angle and the falling angle were excellent. It was confirmed that the material had better water repellency and also had better durability. Furthermore, in Examples 5 and 10 in which heat treatment was applied after the formation of the water-repellent film, the contact angle and the falling angle after the durability test were superior to the cases in which heat treatment was not performed (Examples 4 and 9). The results are shown. Further, in Example 12 in which nitric acid was added to the water repellent,
Even for a short time of 10 minutes, the same contact angle and falling angle as in the case where no compound was added (Example 7) were exhibited.
【００４９】比較例 １〜６ 先の実施例１〜１２の場合と同様にしてアルカリ脱脂処
理されたアルミニウム板材を用いて、下記表５、６に示
される各種の粗面化処理をそれぞれ施し、更に、先の実
施例と同様にして、水洗、純水洗、及び乾燥を行なっ
た。なお、かかる粗面化処理における電解エッチング及
び硫酸陽極酸化処理は、何れも、先の実施例と同様な条
件を採用して、実施され、また、リン酸陽極酸化処理
は、電圧を２０Ｖ、処理時間を１０時間とする以外は、
先の実施例と同様な条件を採用した。そして、比較例３
においては、粗面化処理を行なわず、アルカリ脱脂され
たアルミニウム板材をそのまま用い、更に機械研磨は、
常法に従って実施した。また、水ガラス塗膜は、アルカ
リケイ酸塩と共に、ポリアクリル酸、ジルコニウム塩を
含む市販品（日本ペイント株式会社製サーフコート）を
用いて、塗膜厚さ：１００ｍｇＳｉ／ｍ2 の条件にて塗
布し、次いで２００℃×３０秒で焼き付けることによ
り、形成した。Comparative Examples 1 to 6 Using an aluminum plate material subjected to alkali degreasing treatment in the same manner as in Examples 1 to 12, various surface roughening treatments shown in Tables 5 and 6 below were performed, respectively. Further, in the same manner as in the previous example, washing with water, washing with pure water, and drying were performed. The electrolytic etching and the sulfuric acid anodic oxidation treatment in the surface roughening treatment are both performed under the same conditions as those in the above-described embodiment. Except that the time is 10 hours,
The same conditions as in the previous example were adopted. And Comparative Example 3
In, without performing the surface roughening treatment, using the aluminum plate material that has been alkali degreased as it is, further mechanical polishing,
This was performed according to a conventional method. The water glass coating film was formed using a commercial product (Surfcoat manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) containing polyacrylic acid and zirconium salt together with an alkali silicate under the conditions of a coating film thickness of 100 mg Si / m 2 . It was formed by applying and then baking at 200 ° C. for 30 seconds.
【００５０】次いで、かかる粗面化された各種のアルミ
ニウム板材に対して、先の実施例と同様な撥水処理剤又
はシロキサン液（ポリジメチルシロキサンの１％シクロ
ヘキサン溶液）を用いて、先の実施例と同様にして、１
７時間の浸漬、シクロヘキサン洗浄、更に室温乾燥を行
なうことにより、それぞれの粗面化表面に、所定の撥水
性皮膜を形成せしめた。Next, the same water-repellent agent or siloxane solution (1% cyclohexane solution of polydimethylsiloxane) as in the previous embodiment was applied to the various surface-roughened aluminum plate materials. As in the example, 1
By performing immersion for 7 hours, washing with cyclohexane, and drying at room temperature, a predetermined water-repellent film was formed on each of the roughened surfaces.
【００５１】そして、このようにして得られた各種のア
ルミニウム表面処理材について、その接触角及び転落角
について、先の実施例と同様に測定して、その結果を、
下記表５、６に併せ示した。Then, with respect to the various aluminum surface-treated materials thus obtained, their contact angles and falling angles were measured in the same manner as in the previous example, and the results were obtained as follows.
The results are shown in Tables 5 and 6 below.
【００５２】[0052]
【表５】 （註） ×：水滴が転落せず[Table 5] (Note) ×: Water droplet does not fall
【００５３】[0053]
【表６】 （註） ×：水滴が転落せず[Table 6] (Note) ×: Water droplet does not fall
【００５４】かかる表５及び表６の結果から明らかなよ
うに、比較例１及び２においては、陽極酸化処理によっ
て生成したピットの径が小さく、そのために粗面化の効
果が充分に現れず、また比較例３においては、アルカリ
脱脂のみの処理で、微細なピットが生成せず、超撥水特
性を付与することが出来なかった。また、比較例４にお
いては、水ガラス塗膜により、０．５μｍ程度のピット
が形成されたが、表面に硫酸イオンやリン酸イオン等の
酸根が存在せず、そのために、撥水剤の吸着力が弱く、
接触角を充分に高め得ない問題があり、更に、比較例５
においては、撥水剤として用いたポリジメチルシロキサ
ンには、フルオロアルキル基が含まれないところから、
撥水効果の低いものとなっている。更にまた、比較例６
にあっては、機械研磨のみにより、表面の凹凸が作製さ
れているところから、ピット径が大きく、そのために、
接触角が高くならず、撥水特性においても劣るものであ
った。As is clear from the results of Tables 5 and 6, in Comparative Examples 1 and 2, the diameter of the pits formed by the anodic oxidation treatment was small, so that the effect of roughening was not sufficiently exhibited. Further, in Comparative Example 3, fine pits were not generated by only the treatment of alkali degreasing, and super water repellency could not be imparted. Further, in Comparative Example 4, pits of about 0.5 μm were formed by the water glass coating film, but no acid radicals such as sulfate ions and phosphate ions were present on the surface. Power is weak,
There is a problem that the contact angle cannot be sufficiently increased, and Comparative Example 5
In the polydimethylsiloxane used as the water repellent does not contain a fluoroalkyl group,
It has low water repellency. Comparative Example 6
In, the pit diameter is large from the place where the unevenness of the surface is created only by mechanical polishing,
The contact angle was not high and the water repellency was poor.
【００５５】[0055]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、耐久性に優れた超撥水特性を有するアルミニ
ウム表面処理材が提供され、それによって、熱交換器の
フィン材等として、具体的には、熱交換器における室外
機のフィン材等として好適に用いられ得、以て空調効
率、特に暖房効率を効果的に向上せしめ得ることとなっ
たのである。また、本発明に従う製造方法によれば、そ
のような優れた特徴を有するアルミニウム表面処理材
を、工業的に有利に製造することが出来るのであり、そ
れによって、その生産性を高め、ひいては製造コストの
低減に、大きく寄与し得るのである。As is apparent from the above description, according to the present invention, there is provided an aluminum surface treatment material having excellent durability and super water repellency, thereby providing a fin material for a heat exchanger. Specifically, it can be suitably used as a fin material or the like of an outdoor unit in a heat exchanger, and thus air-conditioning efficiency, particularly heating efficiency, can be effectively improved. Further, according to the production method according to the present invention, an aluminum surface-treated material having such excellent characteristics can be produced industrially advantageously, thereby increasing its productivity and consequently producing cost. Can greatly contribute to the reduction of
【図１】本発明に従うアルミニウム表面処理材の二次ピ
ット構造の一例を概念的に示す断面説明図である。FIG. 1 is an explanatory sectional view conceptually showing an example of a secondary pit structure of an aluminum surface-treated material according to the present invention.
【図２】本発明に従うアルミニウム表面処理材の粗面化
処理における高次ピット構造を与えるピットのピット径
の算出方法を示す説明図であって、（ａ）は楕円形ピッ
トの場合、（ｂ）は多角形ピットの場合をそれぞれ示し
ている。FIG. 2 is an explanatory view showing a method of calculating a pit diameter of a pit giving a higher-order pit structure in the surface roughening treatment of an aluminum surface-treated material according to the present invention. ) Shows the case of polygonal pits.
２ アルミニウム材料 ４ 一次ピット ６ 二次ピット 2 Aluminum material 4 Primary pit 6 Secondary pit
Claims (13)
小さなピットが形成されてなる高次ピット構造に粗面化
してなると共に、かかる粗面化表面に、フルオロアルキ
ル基を有するオルガノシラン化合物若しくはオルガノハ
ロシラン化合物からなる撥水性皮膜を形成せしめたこと
を特徴とする撥水性に優れたアルミニウム表面処理材。The surface of an aluminum material is roughened to a high-order pit structure in which small pits are formed in pits, and an organosilane compound or an organosilane having a fluoroalkyl group is formed on the roughened surface. An aluminum surface treatment material excellent in water repellency, wherein a water repellent film made of a halosilane compound is formed.
ｍφのピット径を有するピットにて構成されている請求
項１記載のアルミニウム表面処理材。2. The high-order pit structure has a size of 0.1 to 10 μm.
2. The aluminum surface treatment material according to claim 1, wherein the aluminum surface treatment material is composed of pits having a pit diameter of mφ.
として導入されている請求項１又は請求項２記載のアル
ミニウム表面処理材。3. The aluminum surface treatment material according to claim 1, wherein an acid radical is introduced as a surface ionic species on the roughened surface.
小さなピットが形成されてなる高次ピット構造となるよ
うに粗面化処理する工程と、 その粗面化処理されたアルミニウム材料を、フルオロア
ルキル基を有するオルガノシラン化合物若しくはオルガ
ノハロシラン化合物からなる撥水剤にて処理して、該ア
ルミニウム材料の粗面化表面に、撥水性皮膜を形成せし
める工程と、を含むことを特徴とする撥水性に優れたア
ルミニウム表面処理材の製造方法。4. A step of roughening the surface of the aluminum material so as to have a higher-order pit structure in which small pits are formed in the pits; Treating with a water-repellent agent comprising an organosilane compound or an organohalosilane compound having a group to form a water-repellent film on the roughened surface of the aluminum material. Method of manufacturing aluminum surface treatment material excellent in quality.
ミニウム材料の表面に０．１〜１０μｍφのピット径を
有するピットにて構成される高次ピット構造が形成され
る請求項４記載のアルミニウム表面処理材の製造方法。5. The aluminum surface according to claim 4, wherein in the surface roughening step, a high-order pit structure composed of pits having a pit diameter of 0.1 to 10 μm is formed on the surface of the aluminum material. Manufacturing method of processing material.
って、同時に、酸根が表面イオン種として導入される請
求項４又は請求項５記載のアルミニウム表面処理材の製
造方法。6. The method for producing an aluminum surface-treated material according to claim 4, wherein an acid radical is simultaneously introduced as a surface ionic species by the surface roughening treatment of the aluminum material.
酸イオンである請求項４乃至請求項６の何れかに記載の
アルミニウム表面処理材の製造方法。7. The method for producing an aluminum surface treatment material according to claim 4, wherein the acid radical is a phosphate ion and / or a sulfate ion.
陽極酸化処理である請求項４乃至請求項７の何れかに記
載のアルミニウム表面処理材の製造方法。8. The method for producing an aluminum surface treatment material according to claim 4, wherein said surface roughening treatment is electrolytic etching or anodic oxidation treatment.
れに続く陽極酸化処理の組合せにおいて実施される請求
項４乃至請求項７の何れかに記載のアルミニウム表面処
理材の製造方法。9. The method for producing an aluminum surface treatment material according to claim 4, wherein the surface roughening treatment is performed in a combination of electrolytic etching and subsequent anodic oxidation treatment.
ミニウム材料に対して酸若しくはアルカリエッチング処
理が施される請求項４乃至請求項９の何れかに記載のア
ルミニウム表面処理材の製造方法。10. The method for producing an aluminum surface treatment material according to claim 4, wherein an acid or alkali etching treatment is performed on the aluminum material prior to the surface roughening treatment.
用いられ、該撥水剤のアルコール溶液中に、前記粗面化
アルミニウム材料が浸漬処理されることにより、前記撥
水性皮膜が形成される請求項４乃至請求項１０の何れか
に記載のアルミニウム表面処理材の製造方法。11. The water-repellent film is formed by using the water-repellent agent in an alcohol solution and immersing the roughened aluminum material in the alcohol solution of the water-repellent agent. The method for producing an aluminum surface-treated material according to any one of claims 4 to 10.
処理を施すことからなる請求項４乃至請求項１１の何れ
かに記載のアルミニウム表面処理材の製造方法。12. The method for producing an aluminum surface treatment material according to claim 4, further comprising performing a heat treatment after forming the water-repellent film.
アルミニウム材料に対して適用される際に、該溶液中
に、硝酸が添加せしめられる請求項４乃至請求項１２の
何れかに記載のアルミニウム表面処理材の製造方法。13. The method according to claim 4, wherein when the water repellent is applied to the roughened aluminum material in the form of a solution, nitric acid is added to the solution. Manufacturing method of aluminum surface treatment material.
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