JP2011163715A - Aluminum fin material for heat exchanger - Google Patents

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陽介 太田
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高宏 清水
Keita Tateyama
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Yusuke Toyoda
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aluminum fin material for a heat exchanger suitably used in an outdoor unit of an air conditioner and the like having superior water repellency and corrosion resistance as a thinned precoating material. <P>SOLUTION: This aluminum fin material 1 for the heat exchanger includes a base 2 made of aluminum or aluminum alloy, a backing treatment layer 3 formed on a surface of the base 2 and made of a hydrophobic resin, and a water-repellent layer 4 formed on a surface of the backing treatment layer 3 and made of hydrophobic porous fine particles 4a having an average particle diameter of 0.1-10 μm and a pore diameter of 1-50 nm. An attachment amount of the hydrophobic porous fine particles 4a in the water-repellent layer 4 is 10-10,000 mg/m<SP>2</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、空調機の室外機等に使用される熱交換器用アルミニウムフィン材に関する。   The present invention relates to an aluminum fin material for a heat exchanger used for an outdoor unit or the like of an air conditioner.

熱交換器は、ルームエアコン、パッケージエアコン、冷凍ショーケース、冷蔵庫、オイルクーラー、およびラジエータ等の様々な分野に利用されている。そして、熱交換器は、銅管等からなる伝熱管と、この伝熱管に所定間隔で立設された多数のフィンとを備える。熱交換器においては、冷房運転時の結露水がフィンの間に溜まると、送風時の抵抗となって熱交換器特性を低下させる。熱交換器のフィンの成形前の板材（以下、フィン材という）には、一般的に、熱伝導性および加工性が優れることからアルミニウムまたはアルミニウム合金（以下、総称してアルミニウムという）が使用されている。   Heat exchangers are used in various fields such as room air conditioners, packaged air conditioners, refrigeration showcases, refrigerators, oil coolers, and radiators. And a heat exchanger is provided with the heat exchanger tube which consists of copper pipes, etc., and many fins standing by this heat exchanger tube at predetermined intervals. In the heat exchanger, if the dew condensation water during the cooling operation is accumulated between the fins, it becomes a resistance during blowing and deteriorates the heat exchanger characteristics. Generally, aluminum or an aluminum alloy (hereinafter collectively referred to as aluminum) is used as a plate material (hereinafter referred to as fin material) before forming fins of a heat exchanger because of its excellent thermal conductivity and workability. ing.

このようなアルミニウムからなるフィン材では、耐食性だけでなく、フィンの間に結露水が溜まらないように親水性または撥水性を付与するため、塗膜等の表面処理が施されている。すなわち、フィン材表面を親水性として結露水の流動性を高くするか、撥水性として結露水の水滴が大きくならないうちに落下させるものである。特に、冷暖房兼用型のルームエアコン等においては、冬季に暖房運転を行ったとき、蒸発器となる室外機の熱交換器ではフィン表面で水分が氷結して霜が付着し、送風時の抵抗となる。このような熱交換器においては、表面に一様に結露水が広がる親水性が付与されたフィンよりも撥水性が付与されたフィンを使用した方が霜が付着し難い。   In such a fin material made of aluminum, not only corrosion resistance but also surface treatment such as a coating film is applied to impart hydrophilicity or water repellency so that condensed water does not accumulate between the fins. That is, the surface of the fin material is made hydrophilic to increase the fluidity of the dew condensation water, or the water repellent is dropped before the water droplets of the dew condensation water become large. In particular, in a room air conditioner that is used for both air conditioning and heating, when heating operation is performed in winter, in the heat exchanger of the outdoor unit serving as an evaporator, moisture freezes on the fin surface and frost adheres to it. Become. In such a heat exchanger, it is more difficult for frost to adhere to a fin provided with water repellency than a fin provided with hydrophilicity in which condensed water spreads uniformly on the surface.

アルミニウム等の金属基板に撥水性を付与する技術として、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂を撥水化成分として用いた塗膜が知られており、これに水滴との接触面積を小さくするように表面に微細な凹凸を形成して撥水性をさらに向上させた塗膜が多く開示されている。   As a technology for imparting water repellency to a metal substrate such as aluminum, a coating film using a fluorine-based resin or a silicone-based resin as a water-repellent component is known, and the surface is made to reduce the contact area with water droplets. Many coating films in which fine irregularities are formed to further improve the water repellency are disclosed.

塗膜表面に凹凸を形成する方法としては、特に、微粒子等の固形物を混合した塗料によるものが多い。例えば、特許文献１〜３には、フッ素系、シリコーン系等の有機系樹脂溶液に微粒子を混合して凹凸のある塗膜を形成するコーティング材が開示されている。
また、特許文献４、５には、表面に凹凸を形成する微粉末としてアルミナやジルコニアを用いることにより、水分が氷結し難いアルミニウムフィン材が開示されている。そして、特許文献４では、バインダーとしてアルミナゾルを適用し、前記微粉末との混合物を塗布した上にフッ素系撥水化剤等が塗布されている。また、特許文献５では、バインダーとしてアクリル系樹脂等の熱硬化性樹脂を適用し、さらにフッ素系またはシリコーン系の塗料からなる撥水化剤も混合して、単層の塗膜としている。
また、特許文献６には、有機塗料内に添加したフッ素系化合物で塗膜表面を撥水性にし、同時に塗料に添加した大きさの異なる２種以上のフィラーで塗膜表面を大きさの異なる凹凸構造からなるフラクタルな形状として、表面積を限りなく大きくした塗膜が開示されている。 As a method for forming irregularities on the surface of the coating film, in particular, there are many methods using a paint mixed with solids such as fine particles. For example, Patent Documents 1 to 3 disclose a coating material that forms an uneven coating film by mixing fine particles in a fluorine-based or silicone-based organic resin solution.
Patent Documents 4 and 5 disclose an aluminum fin material in which moisture hardly freezes by using alumina or zirconia as a fine powder for forming irregularities on the surface. In Patent Document 4, alumina sol is applied as a binder, a mixture with the fine powder is applied, and a fluorine-based water repellent is applied. In Patent Document 5, a thermosetting resin such as an acrylic resin is applied as a binder, and a water repellent made of a fluorine-based or silicone-based paint is also mixed to form a single-layer coating film.
Patent Document 6 discloses that the surface of a coating film is made water-repellent with a fluorine-based compound added in an organic paint, and at the same time, the surface of the coating film is uneven with two or more kinds of fillers having different sizes. As a fractal shape composed of a structure, a coating film having an extremely large surface area is disclosed.

塗膜表面に凹凸を形成する別の方法としては、金属基板を粗面化してから塗膜を形成する方法がある。例えば、特許文献７には、アルミニウムからなる基板を塩酸水溶液等でエッチングすることで表面に微細な凹凸を形成し、さらにその表面に水和酸化物を形成して複合的な凹凸構造として、フルオロアルコキシシラン化合物を吸着させて、疎水基である前記化合物のパーフルオロ基を表面に配向させたフィン材が開示されている。
また、特許文献８には、アルミニウム基板の表面をショットブラスト等で所定表面粗さに粗面化し、クロメート処理等で耐食性皮膜を、さらに塗装と焼付けにて微細な凹凸表面の水ガラス皮膜を形成し、フッ素系またはシリコーン系の撥水塗料からなる撥水性皮膜を表面に形成したフィン材が開示されている。 As another method of forming irregularities on the surface of the coating film, there is a method of forming a coating film after roughening the metal substrate. For example, in Patent Document 7, a substrate made of aluminum is etched with a hydrochloric acid aqueous solution or the like to form fine irregularities on the surface, and further, a hydrated oxide is formed on the surface to form a complex irregular structure. A fin material is disclosed in which an alkoxysilane compound is adsorbed and the perfluoro group of the compound, which is a hydrophobic group, is oriented on the surface.
In Patent Document 8, the surface of an aluminum substrate is roughened to a predetermined surface roughness by shot blasting, etc., a corrosion resistant film is formed by chromate treatment, and a water glass film having a fine uneven surface is formed by painting and baking. And the fin material which formed the water-repellent film which consists of a fluorine-type or silicone type water-repellent coating on the surface is disclosed.

塗膜表面に凹凸を形成するさらに別の方法としては、特許文献９に、基板にフッ素系ポリマーやシリコーン系樹脂等の塗着により撥水性のコーティング層を形成してから、プラズマ照射することでコーティング層表面をエッチングして、表面に凹凸を形成したフィン材が開示されている。   As another method for forming irregularities on the surface of the coating film, it is disclosed in Patent Document 9 that a water-repellent coating layer is formed on a substrate by applying a fluorine-based polymer or a silicone-based resin, and then irradiated with plasma. A fin material in which the coating layer surface is etched to form irregularities on the surface is disclosed.

さらに熱交換器用に限られず、撥水性を付与する皮膜における撥水化成分として、前記特許文献１〜９に記載されたフッ素系樹脂およびシリコーン系樹脂以外に、疎水性シリカを適用した皮膜の技術が開示されている。例えば、特許文献１０〜１２には、表面改質により疎水化されたシリカの微粒子を樹脂中に分散させた塗膜が開示されている。
また、特許文献１３には、ポリシラザンの塗膜を形成し、その表面に疎水性オルガノシランまたは疎水性ポリオルガノシロキサンを塗布して、加熱することで、ポリシラザンの塗膜表層を疎水性シリカに転化した塗膜が開示されている。 Furthermore, not only for heat exchangers, but as a water repellent component in a film that imparts water repellency, in addition to the fluorine-based resin and the silicone-based resin described in Patent Documents 1 to 9, a film technology that applies hydrophobic silica Is disclosed. For example, Patent Documents 10 to 12 disclose a coating film in which silica fine particles hydrophobized by surface modification are dispersed in a resin.
Also, in Patent Document 13, a polysilazane coating film is formed, and a hydrophobic organosilane or hydrophobic polyorganosiloxane is applied to the surface and heated to convert the polysilazane coating surface layer to hydrophobic silica. A coated film is disclosed.

特開平５−１１７６３７号公報（段落０００８〜００１１）Japanese Patent Laid-Open No. 5-117737 (paragraphs 0008 to 0011) 特開平５−２２２３３９号公報（段落０００７〜０００８）JP-A-5-222339 (paragraphs 0007 to 0008) 特開平８−３２３２８５号公報（段落００１６〜００２１）JP-A-8-323285 (paragraphs 0016 to 0021) 特開平６−３０６６３６号公報（段落００１２〜００２３）JP-A-6-306636 (paragraphs 0012 to 0023) 特開平８−２８５４９１号公報（段落００１０〜００１９）JP-A-8-285491 (paragraphs 0010 to 0019) 特開平９−２７９０５６号公報（段落０００３〜０００７，００８７〜００８８）JP-A-9-279056 (paragraphs 0003-0007, 0087-0088) 特開平１０−２８１６９０号公報（段落００２１〜００２３）JP-A-10-281690 (paragraphs 0021 to 0023) 特開平１１−４３７７７号公報（段落００１６〜００３２）Japanese Patent Laid-Open No. 11-43777 (paragraphs 0016 to 0032) 特開２００２−９００８４号公報（請求項２、段落００３５〜００３８）JP 2002-90084 (Claim 2, paragraphs 0035 to 0038) 特開２００３−１１９３８４号公報（請求項１）JP 2003-119384 A (Claim 1) 特開２００６−２３２８７０号公報（請求項６）JP 2006-232870 A (Claim 6) 特開２００７−２３８９３１号公報（請求項４、段落００３２〜００３３）JP 2007-238931 A (Claim 4, paragraphs 0032 to 0033) 特開２００８−２３７９５７号公報（請求項１、段落００３５〜００３８）JP 2008-237957 A (Claim 1, paragraphs 0035 to 0038)

しかしながら、特許文献１〜３、６および９のように塗膜で表面に凹凸を形成したフィン材の場合、近年の熱交換器の軽量化に伴い薄肉化されたフィン材においては、フィンの形状に成形する前に板材に塗膜を形成したプレコート材とすると、成形時のプレス加工（しごき加工）によって塗膜表面の凹凸を潰したり、微粒子を欠落させて、局所的に撥水性の劣化した部位が発生し、撥水性が低下するという問題がある。   However, in the case of fin materials in which unevenness is formed on the surface with a coating film as in Patent Documents 1 to 3, 6 and 9, in the fin material thinned with the recent weight reduction of the heat exchanger, the shape of the fin If a pre-coating material is formed on the plate material before being molded into a sheet, the surface of the coating film is crushed by pressing (squeezing) during molding, or fine particles are lost, resulting in local degradation of water repellency. There exists a problem that a site | part generate | occur | produces and water repellency falls.

また、特許文献４、５のようなアルミナ等の硬質な微粒子は変形し難いが、成形時のプレス加工等で微粒子に押圧されて基板が破断する虞があり、結果的に撥水性が低下するという問題がある。さらに特許文献４は、アルミナゾルからなる同じく硬質な塗膜を備えるため、表面の凹凸は保持できても、プレス加工において塗膜割れ等の欠陥を生じ易く、結果的に撥水性が低下し、しかもフィン成形に高度な制御を要するという問題もある。   Further, hard fine particles such as alumina as disclosed in Patent Documents 4 and 5 are not easily deformed, but there is a possibility that the substrate may be broken by being pressed by the fine particles during press forming or the like, resulting in a decrease in water repellency. There is a problem. Furthermore, since Patent Document 4 includes the same hard coating film made of alumina sol, even if the surface irregularities can be maintained, defects such as coating film cracking are likely to occur in press processing, resulting in a decrease in water repellency, and as a result. There is also a problem that high control is required for fin forming.

また、特許文献７、８のように、アルミニウム等の基板を粗面化した場合、前記のような薄肉化されたフィン材では、成形時に破断する等、加工性や強度が低下する虞があり、結果的に撥水性が低下するという問題がある。さらに、成形時に、塗膜が表面形状の変形だけでなく、剥離、欠落して、基板が局所的に露出した場合には、基板の耐食性も保持できなくなるという問題もある。   Also, as in Patent Documents 7 and 8, when a substrate such as aluminum is roughened, the thinned fin material as described above may be deteriorated in workability and strength, such as being broken during molding. As a result, there is a problem that water repellency is lowered. Furthermore, there is a problem in that the corrosion resistance of the substrate cannot be maintained when the substrate is exposed not only in the deformation of the surface shape but also peeled off or missing during molding.

一方、塗膜の表面形状を保持するためにフィンに成形してから塗膜を形成しようとすると、例えば成形されたフィンの表面を脱脂して、ディップコート法で塗膜材料（微粒子を混合した有機系塗料等）を塗布する方法が考えられる。しかし、形状の複雑なフィンに均一な塗膜を形成することは困難であり、さらにフィンの隙間に塗膜材料の目詰り等が生じる虞もあって、作業性が著しく低下する。   On the other hand, if an attempt is made to form a coating film after forming it into fins in order to maintain the surface shape of the coating film, for example, the surface of the molded fin is degreased and the coating material (mixed with fine particles) is prepared by a dip coating method. A method of applying an organic paint or the like) is conceivable. However, it is difficult to form a uniform coating film on a fin having a complicated shape, and the coating material may be clogged in the gaps between the fins.

また、特許文献１、３〜９においては、塗膜の撥水化成分としてフッ素系樹脂を適用しているが、フッ素系樹脂は３００〜４００℃程度で熱分解を開始して、各種の分解生成物を発生させる。この分解生成物には程度の差はあるが毒性を有するガスも含まれる。空調機の室外機等の熱交換器に組み立てる場合、フィンを銅管にろう付けする際に６００〜７００℃程度に加熱される。このとき、フィンにも相当な熱が伝わるため、組み立て前にフッ素系樹脂皮膜を被覆したフィン材（フィン）とすると、高温で皮膜が熱分解して有毒ガスが発生する虞があるため、換気設備、さらには排ガス処理設備等が組み立て工程に必要となるという問題がある。   Moreover, in patent documents 1, 3-9, although fluorine resin is applied as a water-repellent component of a coating film, fluorine resin starts thermal decomposition at about 300-400 degreeC, and various decomposition | disassembly is carried out. A product is generated. This decomposition product includes toxic gases to varying degrees. When assembling into a heat exchanger such as an outdoor unit of an air conditioner, the fin is heated to about 600 to 700 ° C. when brazing the copper pipe. At this time, since considerable heat is also transmitted to the fin, if the fin material (fin) is coated with a fluororesin film before assembly, the film may be thermally decomposed at a high temperature to generate toxic gas. There is a problem that equipment, further exhaust gas treatment equipment, etc. are required for the assembly process.

一方、特許文献１０〜１３に記載された撥水化成分として疎水性シリカを適用した皮膜は、塗膜表面に凹凸を設けなくとも高い撥水性を付与することができるが、基板への密着性に劣るためプレス加工時に基板から剥離し易く、結果的に撥水性が低下するという問題があり、フィン材への適用は困難である。   On the other hand, the film to which hydrophobic silica is applied as the water repellent component described in Patent Documents 10 to 13 can provide high water repellency without providing unevenness on the coating film surface, but the adhesion to the substrate. Therefore, it tends to be peeled off from the substrate at the time of press working, resulting in a problem that water repellency is lowered, and it is difficult to apply to the fin material.

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、薄肉化したプレコート材としても、優れた撥水性および耐食性を有する空調機の室外機等に好適な熱交換器用アルミニウムフィン材を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides an aluminum fin material for a heat exchanger suitable for an outdoor unit or the like of an air conditioner having excellent water repellency and corrosion resistance even as a thin precoat material. For the purpose.

前記課題を解決するために、本発明に係る熱交換器用アルミニウムフィン材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基板と、前記基板の表面に形成され、疎水性樹脂からなる下地処理層と、前記下地処理層の表面に形成され、平均粒径が０．１〜１０μｍでありかつ細孔直径が１〜５０ｎｍである疎水化されたシリカ系多孔体微粒子からなる撥水処理層とを備え、前記撥水処理層において、前記疎水化されたシリカ系多孔体微粒子の付着量が１０〜１００００ｍｇ／ｍ２であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an aluminum fin material for a heat exchanger according to the present invention includes a substrate made of aluminum or an aluminum alloy, a base treatment layer formed on the surface of the substrate and made of a hydrophobic resin, and the base treatment. A water-repellent treatment layer formed of hydrophobic silica-based porous fine particles having an average particle diameter of 0.1 to 10 μm and a pore diameter of 1 to 50 nm formed on the surface of the layer, The treatment layer is characterized in that the hydrophobic silica-based porous fine particles are attached in an amount of 10 to 10,000 mg / m 2 .

前記構成によれば、疎水性樹脂からなる下地処理層を備えることによって、撥水処理層の結露水が基板へ浸透するのを防止できるため耐食性が向上すると共に、基板と撥水処理層との密着性が増大するため撥水性が持続される。また、所定の平均粒径、細孔直径および付着量の疎水化されたシリカ系多孔体微粒子からなる撥水処理層を備えることによって、撥水性が付与される。特に、ナノサイズの非常に小さな細孔直径を有するため、多孔体微粒子の比表面積が大きくなり撥水性が高くなる。そして、その大きな比表面積によって、撥水処理層の下地処理層へのアンカー作用が大きくなり、撥水処理層の下地処理層からの剥離が抑制される。さらに、多孔体微粒子はそれ自体が強固な構造を有しているため、プレス加工による撥水処理層の剥離、損傷が抑制され、プレス加工後においても高い撥水性が維持される。   According to the above configuration, by providing the base treatment layer made of a hydrophobic resin, it is possible to prevent the dew condensation water of the water repellent treatment layer from penetrating into the substrate, so that the corrosion resistance is improved and the substrate and the water repellent treatment layer are provided. The water repellency is maintained because of increased adhesion. Moreover, water repellency is imparted by providing a water-repellent treatment layer composed of silica-based porous fine particles having a predetermined average particle diameter, pore diameter, and adhesion amount that have been hydrophobized. Particularly, since the nano-sized pore diameter is very small, the specific surface area of the porous fine particles is increased and the water repellency is increased. The large specific surface area increases the anchoring action of the water-repellent treatment layer to the base treatment layer and suppresses peeling of the water-repellent treatment layer from the base treatment layer. Furthermore, since the porous fine particles themselves have a strong structure, peeling and damage of the water-repellent layer due to press working are suppressed, and high water repellency is maintained even after press working.

本発明に係る熱交換器用アルミニウムフィン材は、前記撥水処理層が前記疎水化されたシリカ系多孔体微粒子と撥水性樹脂の混合物を含む塗膜で構成され、前記撥水性樹脂の含有量が前記疎水化されたシリカ系多孔体微粒子の付着量の２倍以下であることを特徴とする。   The aluminum fin material for a heat exchanger according to the present invention is configured such that the water repellent treatment layer is a coating film containing a mixture of the hydrophobic porous silica fine particles and a water repellent resin, and the water repellent resin content is It is characterized in that it is not more than twice the adhesion amount of the hydrophobized silica-based porous fine particles.

前記構成によれば、撥水処理層に所定量の撥水性樹脂が含有されていることによって、シリカ系多孔体微粒子が撥水処理層において強く保持（固定）されると共に、撥水処理層と下地処理層との密着性が増大する。その結果、プレス加工による撥水処理層の剥離、損傷がさらに抑制され、プレス加工後においても高い撥水性が維持される。   According to the above configuration, since the water-repellent treatment layer contains a predetermined amount of the water-repellent resin, the silica-based porous fine particles are strongly held (fixed) in the water-repellent treatment layer, Adhesion with the base treatment layer is increased. As a result, peeling and damage of the water-repellent treatment layer due to press working are further suppressed, and high water repellency is maintained even after press working.

本発明に係る熱交換器用アルミニウムフィン材は、前記基板と前記下地処理層との間に、無機酸化物または有機−無機複合化合物からなる耐食性皮膜をさらに備えることを特徴とする。   The aluminum fin material for a heat exchanger according to the present invention further includes a corrosion-resistant film made of an inorganic oxide or an organic-inorganic composite compound between the substrate and the base treatment layer.

前記構成によれば、基板と下地処理層との間に耐食性皮膜を備えることによって、撥水処理層の結露水が基板へ浸透するのをさらに防止できるため耐食性が向上する。   According to the said structure, by providing a corrosion-resistant film | membrane between a board | substrate and a base treatment layer, since it can further prevent that the dew condensation water of a water repellent treatment layer osmose | permeates a board | substrate, corrosion resistance improves.

本発明によれば、薄肉化したプレコート材としても、プレス加工等に対する耐久性を有することによって、フッ素系樹脂を用いずに優れた撥水性および耐食性を有する熱交換器用アルミニウムフィン材を提供できる。また、フッ素系化合物を一切含有しないので、熱交換器に組み立てる際のろう付け加熱等において有害物質が発生しないので安全性が向上する。さらに、成形前に皮膜を形成したプレコート材とすることができるので、作業性に優れている。
そして、このようなフィン材を用いることによって、空調機の室外機等として着霜防止性に優れた熱交換器とすることができる。また、フィン材は薄肉化したアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる板材を基板とすることができるので、熱交換器の軽量化が可能である。 According to the present invention, an aluminum fin material for a heat exchanger that has excellent water repellency and corrosion resistance without using a fluororesin can be provided by having durability against press working or the like as a thin precoat material. In addition, since it does not contain any fluorine-based compound, no harmful substances are generated during brazing heating when assembling into a heat exchanger, so safety is improved. Furthermore, since it can be set as the precoat material which formed the film | membrane before shaping | molding, it is excellent in workability | operativity.
And by using such a fin material, it can be set as the heat exchanger excellent in frost prevention property as an outdoor unit etc. of an air conditioner. Moreover, since the fin material can use a thin plate of aluminum or an aluminum alloy as a substrate, the heat exchanger can be reduced in weight.

（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る熱交換器用アルミニウムフィン材の構成を示す模式図である。(A)-(c) is a schematic diagram which shows the structure of the aluminum fin material for heat exchangers which concerns on this invention. ドローレス加工の工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of drawless processing. ドロー加工の工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of a draw process.

本発明に係る熱交換器用アルミニウムフィン材について、図面を参照して説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、熱交換器用アルミニウムフィン材（以下、フィン材と称する場合がある）１は、基板２と、基板２の表面に形成された下地処理層３と、下地処理層３の表面に形成された撥水処理層４とを備える。また、基板２と下地処理層３との間に耐食性皮膜５をさらに備えてもよい。 The aluminum fin material for heat exchangers according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1A to 1C, an aluminum fin material for heat exchanger (hereinafter sometimes referred to as a fin material) 1 includes a substrate 2 and a base treatment layer 3 formed on the surface of the substrate 2. And a water repellent treatment layer 4 formed on the surface of the base treatment layer 3. Further, a corrosion-resistant film 5 may be further provided between the substrate 2 and the base treatment layer 3.

本発明において、表面とは片面および両面の両者を意味し、少なくとも熱交換器に組み立てたときに着霜する虞のある側となる面をいう。図１（ａ）〜（ｃ）では、基板２の片面に下地処理層３および撥水処理層４を形成する場合を記載したが、基板２の両面に下地処理層３および撥水処理層４を形成する場合でも、その構成は片面の場合と同じである。以下、各構成について説明する。   In the present invention, the surface means both one side and both sides, and means at least a side that may be frosted when assembled in a heat exchanger. In FIGS. 1A to 1C, the case where the base treatment layer 3 and the water repellent treatment layer 4 are formed on one side of the substrate 2 is described, but the base treatment layer 3 and the water repellent treatment layer 4 are provided on both sides of the substrate 2. Even in the case of forming, the configuration is the same as the case of one side. Each configuration will be described below.

（基板）
基板２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる板材であって、熱伝導性および加工性が優れることから、ＪＩＳ Ｈ４０００規定の１０００系のアルミニウムが好適に用いられ、より好ましくは、合金番号１０５０、１２００のアルミニウムが使用される。なお、基板２は、熱交換器用アルミニウムフィン材１においては、強度、熱伝導性および加工性等を考慮して、板厚０．０８〜０．３ｍｍ程度のものが使用される。そして、基板２は、鋳造、熱間圧延、冷間圧延、調質等の公知の方法で所望の厚さの板材に製造される。 (substrate)
The substrate 2 is a plate material made of aluminum or an aluminum alloy, and is excellent in thermal conductivity and workability. Therefore, 1000 series aluminum specified in JIS H4000 is preferably used, and more preferably, alloy numbers 1050 and 1200 are used. Aluminum is used. In addition, as for the board | substrate 2, in the aluminum fin material 1 for heat exchangers, the board | substrate thickness of about 0.08-0.3 mm is used in consideration of an intensity | strength, heat conductivity, workability, etc. And the board | substrate 2 is manufactured to a board | plate material of desired thickness by well-known methods, such as casting, hot rolling, cold rolling, and tempering.

（下地処理層）
下地処理層３は、基板２に撥水処理層４を固定すると共に、フィン材１に耐食性を付与するためのものである。この下地処理層３は、撥水性を有する材料から構成する必要はない。一方で、特にフィン材１をプレス加工する際に下地処理層３にひび割れ等の欠陥が生じると、その表面に形成された撥水処理層４も欠損して撥水性が大きく低下するだけでなく、基板２すなわちアルミニウムが露出して腐食起因となる。したがって、下地処理層３は、プレス加工に追随できるように破断伸度が高い塗膜を形成する材料で構成する必要がある。また、撥水処理層４から浸透してくる結露水と基板２との接触を防止できる材料で構成する必要もある。したがって、下地処理層３は、疎水性樹脂からなるものとする。 (Undercoat layer)
The ground treatment layer 3 is for fixing the water repellent treatment layer 4 to the substrate 2 and imparting corrosion resistance to the fin material 1. The base treatment layer 3 need not be made of a material having water repellency. On the other hand, when a defect such as a crack occurs in the ground treatment layer 3 particularly when the fin material 1 is pressed, not only the water repellent treatment layer 4 formed on the surface thereof is lost but also the water repellency is greatly reduced. Then, the substrate 2, that is, aluminum is exposed to cause corrosion. Accordingly, the base treatment layer 3 needs to be made of a material that forms a coating film having a high elongation at break so that it can follow the press working. In addition, it is also necessary to form the material which can prevent the contact between the dew condensation water permeating from the water repellent treatment layer 4 and the substrate 2. Accordingly, the base treatment layer 3 is made of a hydrophobic resin.

疎水性樹脂としては、一定の加工性および密着性を有するものとしてウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、シリコーン系樹脂およびポリアクリル酸系樹脂等が挙げられる。そして、下地処理層３の形成は、例えば、このような疎水性樹脂を主成分とする市販の有機系塗料を基板２または後記する耐食性皮膜５の表面に塗布、焼付けすることによって行われる。   Examples of hydrophobic resins include urethane resins, epoxy resins, polyester resins, polyethylene resins, silicone resins, and polyacrylic acid resins that have a certain workability and adhesion. The base treatment layer 3 is formed, for example, by applying and baking a commercially available organic paint mainly composed of such a hydrophobic resin on the surface of the substrate 2 or the corrosion-resistant film 5 described later.

下地処理層３の厚さとしては、０．１μｍ以上が好ましい。このような下地処理層３を形成するため、有機系塗料の乾燥、焼付け等による硬化後の面積あたりの塗膜の質量が０．１ｇ／ｍ２以上になるように塗布する。塗膜の質量が０．１ｇ／ｍ２未満では、耐食性が不足し易い。一方、塗膜が過剰に厚くなると、フィン材１の熱伝導特性が低下し易いため、下地処理層３の厚さとしては、１０μｍ程度以下が好ましい。このような塗膜とするため、塗膜の面積あたりの質量は１０ｇ／ｍ２以下とすることが好ましい。 The thickness of the base treatment layer 3 is preferably 0.1 μm or more. In order to form such a base treatment layer 3, coating is performed so that the mass of the coating film per area after curing by drying, baking, or the like of the organic coating becomes 0.1 g / m 2 or more. If the mass of the coating film is less than 0.1 g / m 2 , the corrosion resistance tends to be insufficient. On the other hand, if the coating film becomes excessively thick, the heat conduction characteristics of the fin material 1 are likely to be lowered. Therefore, the thickness of the base treatment layer 3 is preferably about 10 μm or less. In order to obtain such a coating film, the mass per area of the coating film is preferably 10 g / m 2 or less.

（撥水処理層）
撥水処理層４は、平均粒径が０．１〜１０μｍでありかつ細孔直径が１〜５０ｎｍである疎水化されたシリカ系多孔体微粒子（以下、疎水性多孔体微粒子と称す）４ａからなり、撥水処理層４における疎水性多孔体微粒子４ａの付着量は１０〜１００００ｍｇ／ｍ２である。このような疎水性多孔体微粒子からなることによって、フィン材１に撥水性および着霜防止性が付与される。なお、撥水処理層４の形成は、疎水性多孔体微粒子を水系溶液に分散させて水分散液（塗料）とし、この塗料を下地処理層３に塗布、焼付けすることによって行われる。 (Water repellent treatment layer)
The water repellent treatment layer 4 is made of hydrophobic silica-based porous fine particles (hereinafter referred to as hydrophobic porous fine particles) 4a having an average particle diameter of 0.1 to 10 μm and a pore diameter of 1 to 50 nm. Thus, the adhesion amount of the hydrophobic porous fine particles 4a in the water repellent treatment layer 4 is 10 to 10,000 mg / m 2 . By comprising such hydrophobic porous fine particles, the fin material 1 is provided with water repellency and anti-frosting properties. The water-repellent treatment layer 4 is formed by dispersing hydrophobic porous fine particles in an aqueous solution to form an aqueous dispersion (paint), and applying and baking this paint on the base treatment layer 3.

ここで、疎水性多孔体微粒子４ａの原料となるシリカ系多孔体微粒子は、例えば特許第３４１０６３４号に記載された製造方法で製造され、これを各種粉砕機によって粉砕することによって所定の平均粒径としたものである。   Here, the silica-based porous fine particles used as the raw material for the hydrophobic porous fine particles 4a are manufactured by, for example, a manufacturing method described in Japanese Patent No. 3410634, and are pulverized by various pulverizers to obtain a predetermined average particle diameter. It is what.

シリカ系多孔体微粒子としては，純粋なシリカよりなるもの以外にも，シリカにアルミニウム（Ａｌ），チタニウム（Ｔｉ），マグネシウム（Ｍｇ），ジルコニウム（Ｚｒ），ガリウム（Ｇａ），ベリリウム（Ｂｅ），イットリウム（Ｙ），スズ（Ｓｎ），バナジウム（Ｖ），ホウ素（Ｂ）等が混ざったものを挙げることができる。但し、これらはシリカ系多孔体を製造するときに不可避的に混入することを主として想定しており、これらを積極的に混合させても特別な効果が得られるものではない。   As silica-based porous fine particles, in addition to those made of pure silica, silica (aluminum (Al), titanium (Ti), magnesium (Mg), zirconium (Zr), gallium (Ga), beryllium (Be), Examples include yttrium (Y), tin (Sn), vanadium (V), boron (B) and the like. However, these are mainly assumed to be inevitably mixed when producing a silica-based porous body, and even if they are actively mixed, no special effect is obtained.

疎水性多孔体微粒子４ａは、シリカ系多孔体微粒子を、例えば、特公平５−８７０９９号に記載された疎水化手法を用いて、具体的にはヘキサメチルジシラザン等のシリル化剤によって表面のＯＨ基を接触反応させて改質するべく加熱処理することによって作製することができる。   Hydrophobic porous fine particles 4a are obtained by using silica-based porous fine particles, for example, by using a hydrophobizing technique described in JP-B-5-87099, specifically, by using a silylating agent such as hexamethyldisilazane. It can be produced by heat-treating to modify the OH group by contact reaction.

疎水性多孔体微粒子４ａの平均粒径、細孔直径および撥水処理層４における付着量の数値限定理由は以下のとおりである。   Reasons for limiting the numerical values of the average particle diameter, the pore diameter, and the adhesion amount in the water-repellent treatment layer 4 of the hydrophobic porous fine particles 4a are as follows.

疎水性多孔体微粒子４ａの平均粒径が１０μｍを超える場合には、下地処理層３の表面に均一な撥水処理層４を形成することができない。これは、撥水処理層４の形成に用いられる水分散液（塗料）中で疎水性多孔体微粒子４ａが沈降してしまうため、下地処理層３の表面に均一に塗布することができないためである。また、平均粒径が０．１μｍ未満の場合には、塗料の調製の際に大気中に飛散する。一般論として０．１μｍ未満の粒子は粒子の種類によらず安全性が懸念されるとの議論があるため、実用化できない。また、平均粒径は、前記したように各種粉砕機で粉砕する際に適宜調整される。なお、平均粒径は、疎水性多孔体微粒子４ａを水系溶媒に分散させた状態で、レーザー回折式粒度分布測定器等で測定した積算体積５０％粒子径とすることができ、光学顕微鏡写真や電子顕微鏡写真等を用いて測定することもできる。   When the average particle diameter of the hydrophobic porous fine particles 4a exceeds 10 μm, the uniform water repellent treatment layer 4 cannot be formed on the surface of the base treatment layer 3. This is because the hydrophobic porous fine particles 4a settle in the aqueous dispersion (paint) used to form the water repellent treatment layer 4, and thus cannot be uniformly applied to the surface of the base treatment layer 3. is there. Further, when the average particle size is less than 0.1 μm, it is scattered in the atmosphere during the preparation of the paint. In general, particles having a size of less than 0.1 μm cannot be put to practical use because there is an argument that safety is a concern regardless of the type of particles. The average particle diameter is appropriately adjusted when pulverizing with various pulverizers as described above. The average particle diameter can be an integrated volume 50% particle diameter measured with a laser diffraction particle size distribution measuring instrument in a state where the hydrophobic porous fine particles 4a are dispersed in an aqueous solvent. It can also be measured using an electron micrograph or the like.

疎水性多孔体微粒子４ａの細孔直径が１ｎｍ未満の場合には、製造することが技術的に不可能である。また、細孔直径が５０ｎｍを超える場合には、多孔体とは言えないものとなり、十分な効果が得られなくなる。すなわち、優れた撥水性および着霜防止性が得られない。なお、細孔直径は、細孔径分布曲線における最大ピークを示す細孔直径を意味する。そして、細孔径分布曲線は、窒素等の気体の吸着等温線から、例えばＣｒａｎｓｔｏｎ−Ｉｎｋｌａｙ法、Ｄｏｌｌｉｍｏｒｅ−Ｈｅａｌ法等の計算法を用いて導くことができる。   If the pore diameter of the hydrophobic porous fine particles 4a is less than 1 nm, it is technically impossible to produce the particles. On the other hand, when the pore diameter exceeds 50 nm, it cannot be said to be a porous body, and a sufficient effect cannot be obtained. That is, excellent water repellency and anti-frosting properties cannot be obtained. The pore diameter means the pore diameter that shows the maximum peak in the pore diameter distribution curve. The pore size distribution curve can be derived from an adsorption isotherm of a gas such as nitrogen by using a calculation method such as Cranston-Inklay method or Dollimore-Heal method.

疎水性多孔体微粒子４ａの付着量が１０ｍｇ／ｍ２未満の場合には、撥水処理層４が薄膜となり、優れた撥水性が得られないことから、優れた着霜防止性も得らない。また、付着量が１００００ｍｇ／ｍ２を超える場合には、撥水処理層４が厚膜となり、外観不良（ムラ）が発生し、加工性（工具磨耗性）が劣り、結果的に優れた撥水性および着霜防止性が得られない。また、付着量は、水分散液中に含まれる疎水性多孔体微粒子４ａの含有量と、下地処理層３に塗布する際の塗布量とによって、適宜調整される。なお、付着量は、蛍光Ｘ線によってＳｉの強度を測定することによって定量する。 When the adhesion amount of the hydrophobic porous fine particles 4a is less than 10 mg / m 2 , the water-repellent treatment layer 4 becomes a thin film and excellent water repellency cannot be obtained, so that excellent anti-frosting property is not obtained. . On the other hand, when the adhesion amount exceeds 10,000 mg / m 2 , the water-repellent treatment layer 4 becomes a thick film, resulting in poor appearance (unevenness), inferior workability (tool wearability), and excellent repellent properties. Aqueous and anti-frosting properties cannot be obtained. Further, the adhesion amount is appropriately adjusted depending on the content of the hydrophobic porous fine particles 4 a contained in the aqueous dispersion and the application amount when applied to the base treatment layer 3. The amount of adhesion is quantified by measuring the intensity of Si with fluorescent X-rays.

撥水処理層４は、疎水性多孔体微粒子４ａと撥水性樹脂４ｂの混合物を含む塗膜で構成されていることが好ましい。これにより、疎水性多孔体微粒子４ａが撥水処理層４において強く保持（固定）されると共に、撥水処理層４と下地処理層３との密着性が増大し、プレス加工後のフィン材１においても高い撥水性が維持される。また、撥水処理層４は、疎水性多孔体微粒子４ａと撥水性樹脂４ｂの混合物に加えて、塗膜中に塗装性や外観等その他付加的な特性を付与するための薬剤を含有してもよい。塗装性を付与する薬剤としては、アセチレングリコール等の界面活性剤があり、例えば、日信化学工業（株）製のサーフィノール（登録商標）等が挙げられる。その他付加的な特性を付与する薬剤としては、着色して意匠性を付与する顔料があり、例えば、大日精化工業（株）製のアクアファインカラー（ＡＦブルーＥ−２Ｂ）等が挙げられる。   The water repellent treatment layer 4 is preferably composed of a coating film containing a mixture of the hydrophobic porous fine particles 4a and the water repellent resin 4b. Thereby, the hydrophobic porous fine particles 4a are strongly held (fixed) in the water-repellent treatment layer 4, and the adhesion between the water-repellent treatment layer 4 and the base treatment layer 3 is increased, and the fin material 1 after press working is increased. High water repellency is maintained even at. In addition to the mixture of the hydrophobic porous fine particles 4a and the water-repellent resin 4b, the water-repellent treatment layer 4 contains a chemical agent for imparting other additional properties such as paintability and appearance to the coating film. Also good. Examples of the agent imparting paintability include surfactants such as acetylene glycol, and examples thereof include Surfinol (registered trademark) manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd. Other agents that impart additional properties include pigments that are colored to impart design properties, such as Aqua Fine Color (AF Blue E-2B) manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.

撥水性樹脂４ｂとは、それ単独でアルミ基板に塗装したときの表面の親水性が乏しく、霧吹きによってアトマイズしたときに表面の濡れ面積が５０％以下となるようなものを指すものとする。このような撥水性樹脂としては、ポリウレタン系樹脂やシリコーン系樹脂、およびポリエチレン系樹脂などが挙げられ、具体的にはウレタン変性樹脂エマルション、シリコーン系樹脂エマルションである。   The water-repellent resin 4b refers to a resin having poor surface hydrophilicity when coated on an aluminum substrate alone and having a wetted surface area of 50% or less when atomized by spraying. Examples of such water-repellent resins include polyurethane-based resins, silicone-based resins, and polyethylene-based resins. Specific examples include urethane-modified resin emulsions and silicone-based resin emulsions.

撥水処理層４における撥水性樹脂４ｂの含有量は、前記した疎水性多孔体微粒子４ａの付着量の２倍以下であることが好ましい。含有量が２倍を超える場合には、撥水性樹脂４ｂの塗膜中に疎水性多孔体微粒子４ａが埋没して撥水性が低下する虞がある。なお、撥水処理層４の形成の際には、疎水性多孔体微粒子４ａの水分散液に所定量の撥水性樹脂４ｂを添加して塗料化し、この塗料を下地処理層３に塗布、焼付けすることによって行われる。   The content of the water-repellent resin 4b in the water-repellent treatment layer 4 is preferably not more than twice the adhesion amount of the hydrophobic porous fine particles 4a. If the content exceeds twice, the hydrophobic porous fine particles 4a may be buried in the coating film of the water-repellent resin 4b and the water repellency may be lowered. In forming the water repellent layer 4, a predetermined amount of the water repellent resin 4b is added to the aqueous dispersion of the hydrophobic porous fine particles 4a to form a paint, and this paint is applied to the base treatment layer 3 and baked. Is done by doing.

（耐食性皮膜）
耐食性皮膜５は、無機酸化物または有機−無機複合化合物からなる。この耐食性皮膜５の形成により、基板２と下地処理層３との密着性が向上すると共に、フィン材１に耐食性が付与される。無機酸化物としては、主成分として、ＣｒまたはＺｒを含むものが好ましく、例えば、リン酸クロメート処理、リン酸ジルコニウム処理、クロム酸クロメート処理を行うことにより形成されたものである。しかし、本発明においては、耐食性を奏するものであれば、これに限定されず、例えば、リン酸亜鉛処理、リン酸チタン酸処理を行うことによっても耐食性皮膜５を形成することができる。また、有機−無機複合化合物としては、塗布型クロメート処理または塗布型ジルコニウム処理を行なうことにより形成されたもので、アクリル−ジルコニウム複合体等が挙げられる。この耐食性皮膜５は、ＣｒまたはＺｒを１〜１００ｍｇ／ｍ２の範囲で含有するものが好ましく、また、膜厚としては、１０〜１０００Åとするのが好ましいが、使用目的等に合わせて適宜変更が可能であることはいうまでもない。なお、耐食性皮膜５の形成は、例えば、化成処理液を基板２にスプレー等で塗布することによって行われる。 (Corrosion resistant coating)
The corrosion-resistant film 5 is made of an inorganic oxide or an organic-inorganic composite compound. The formation of the corrosion-resistant film 5 improves the adhesion between the substrate 2 and the base treatment layer 3 and imparts corrosion resistance to the fin material 1. The inorganic oxide preferably contains Cr or Zr as a main component, and is formed by, for example, phosphoric acid chromate treatment, zirconium phosphate treatment, or chromate chromate treatment. However, the present invention is not limited to this as long as it exhibits corrosion resistance. For example, the corrosion-resistant film 5 can also be formed by performing zinc phosphate treatment or phosphate titanate treatment. The organic-inorganic composite compound is formed by performing a coating type chromate treatment or a coating type zirconium treatment, and examples thereof include an acryl-zirconium composite. The corrosion-resistant film 5 preferably contains Cr or Zr in the range of 1 to 100 mg / m 2 , and the film thickness is preferably 10 to 1000 mm, but is appropriately changed according to the purpose of use and the like. Needless to say, this is possible. In addition, formation of the corrosion-resistant film | membrane 5 is performed by apply | coating the chemical conversion liquid to the board | substrate 2 with a spray etc., for example.

次に、熱交換器用アルミニウムフィン材の製造方法の一例について説明する。以下では、図１（ｃ）に示された熱交換器用アルミニウムフィン材１の製造方法について説明する。
（１）アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基板２の表面に、リン酸クロメート処理、リン酸ジルコニウム処理等を施すことにより、無機酸化物または有機−無機複合化合物よりなる耐食性皮膜５を形成する。ここで、リン酸クロメート処理、リン酸ジルコニウム処理等は、基板２に化成処理液をスプレー等により塗布することで行われる。その塗布量としては、ＣｒまたはＺｒ換算で１〜１００ｍｇ／ｍ２の範囲で塗布するのが好ましく、形成される膜厚としては、１０〜１０００Åとするのが好ましい。また、耐食性皮膜５を形成する前に、基板２の表面にアルカリ水溶液をスプレー等して、基板２の表面を予め脱脂するのが好ましい。脱脂により基板２と耐食性皮膜５との密着性が向上する。なお、図１（ａ）に示されるフィン材１の場合には、耐食性皮膜５の形成は行わない。 Next, an example of the manufacturing method of the aluminum fin material for heat exchangers will be described. Below, the manufacturing method of the aluminum fin material 1 for heat exchangers shown by FIG.1 (c) is demonstrated.
(1) The surface of the substrate 2 made of aluminum or an aluminum alloy is subjected to a phosphoric acid chromate treatment, a zirconium phosphate treatment, or the like, thereby forming a corrosion-resistant film 5 made of an inorganic oxide or an organic-inorganic composite compound. Here, the phosphoric acid chromate treatment, the zirconium phosphate treatment, and the like are performed by applying a chemical conversion treatment solution to the substrate 2 by spraying or the like. The coating amount is preferably 1 to 100 mg / m 2 in terms of Cr or Zr, and the formed film thickness is preferably 10 to 1000 mm. In addition, before forming the corrosion-resistant film 5, it is preferable to degrease the surface of the substrate 2 in advance by spraying an alkaline aqueous solution onto the surface of the substrate 2. The adhesion between the substrate 2 and the corrosion-resistant film 5 is improved by degreasing. In the case of the fin material 1 shown in FIG. 1A, the corrosion-resistant film 5 is not formed.

（２）形成された耐食性皮膜５の表面に、疎水性樹脂の水系溶液を塗布した後、焼付けを行い、下地処理層３を形成する。塗布方法は、バーコータ、ロールコータ等の従来公知の塗布方法で行い、塗布量は、下地処理層３の膜厚が０．１〜１０μｍ（塗膜の質量が０．１〜１０ｍｇ／ｍ２）となるように適宜設定（調製）する。焼付け温度（アルミニウム板の到達温度）は、塗布する疎水性樹脂によって、適宜設定するが、一般的に２００℃〜３００℃の範囲で行う。 (2) An aqueous solution of a hydrophobic resin is applied to the surface of the formed corrosion-resistant film 5 and then baked to form the base treatment layer 3. The coating method is performed by a conventionally known coating method such as a bar coater or a roll coater. The coating amount is 0.1 to 10 μm (the coating film mass is 0.1 to 10 mg / m 2 ). Set (preparation) as appropriate. The baking temperature (the temperature reached by the aluminum plate) is appropriately set depending on the hydrophobic resin to be applied, but is generally in the range of 200 ° C to 300 ° C.

（３）形成された下地処理層３の表面に、平均粒径が０．１〜１０μｍでありかつ細孔直径が１〜５０ｎｍである疎水性多孔体微粒子４ａの水分散液を塗布した後、焼付けを行い、撥水処理層４を形成してフィン材１とする。塗布方法は、バーコータ、ロールコータ等の従来公知の塗布方法で行い、塗布量は、撥水処理層４における疎水性多孔体微粒子４ａの付着量が１０〜１００００ｍｇ／ｍ２となるように適宜設定（調製）する。焼付け温度（アルミニウム板の到達温度）は、塗布する水分散液によって、適宜設定するが、一般的に２００〜３００℃の範囲で行う。なお、図１（ｂ）に示されたフィン材１の場合には、疎水性多孔体微粒子４ａを分散させた水分散液に撥水性樹脂４ｂを添加した塗料を下地処理層３の表面に塗布、焼付けする。この場合、撥水性樹脂４ｂの添加量（含有量）は、疎水性多孔体微粒子４ａの付着量の２倍以下とする。 (3) After applying an aqueous dispersion of hydrophobic porous fine particles 4a having an average particle diameter of 0.1 to 10 μm and a pore diameter of 1 to 50 nm on the surface of the formed base treatment layer 3, Baking is performed to form the water repellent treatment layer 4 to obtain the fin material 1. The coating method is performed by a conventionally known coating method such as a bar coater or a roll coater, and the coating amount is appropriately set so that the adhesion amount of the hydrophobic porous fine particles 4a in the water repellent treatment layer 4 is 10 to 10,000 mg / m 2. (Preparation) The baking temperature (the temperature reached by the aluminum plate) is appropriately set depending on the aqueous dispersion to be applied, but is generally in the range of 200 to 300 ° C. In the case of the fin material 1 shown in FIG. 1 (b), a paint in which the water-repellent resin 4 b is added to the aqueous dispersion in which the hydrophobic porous fine particles 4 a are dispersed is applied to the surface of the base treatment layer 3. Baked. In this case, the addition amount (content) of the water-repellent resin 4b is set to not more than twice the adhesion amount of the hydrophobic porous fine particles 4a.

なお、前記した製造方法で作製されたフィン材を、熱交換器用アルミニウムフィンとして用いる際には、図２、図３に示すように、フィン材１の板厚方向に銅管等からなる伝熱管（図示せず）を通す貫通孔１０ｂを成形加工してフィン１０とする。そして、成形加工方法としては、例えば、ドローレス加工、ドロー加工等が用いられる。   When the fin material produced by the above-described manufacturing method is used as an aluminum fin for a heat exchanger, as shown in FIGS. 2 and 3, a heat transfer tube made of a copper tube or the like in the thickness direction of the fin material 1 is used. A through-hole 10 b through which (not shown) passes is formed into a fin 10. And as a shaping | molding processing method, a draw-less process, a draw process, etc. are used, for example.

図２に示すように、ドローレス加工は、ドロー加工に比べて少ない工程で伝熱管を通す貫通孔１０ｂを有するカラー部１０ａを成形加工できるもので、ピアスバーリング工程、第１アイアニング工程、第２アイアニング工程、フレアリング工程の４工程でフィン材１にカラー部１０ａ（貫通孔１０ｂ）を成形加工する。   As shown in FIG. 2, the drawless process can form the collar portion 10 a having the through hole 10 b through which the heat transfer tube passes with fewer processes than the draw process, and includes a pierce burring process, a first ironing process, and a second ironing process. The collar portion 10a (through hole 10b) is formed on the fin material 1 in four steps, a step and a flaring step.

図３に示すように、ドロー加工は、従来から行われている最も一般的な成形加工方法で、第１ドローリング工程、第２ドローリング工程、第３ドローリング工程、第４ドローリング工程、ピアスバーリング工程、フレアリング工程の６工程でフィン材１にカラー部１０ａ（貫通孔１０ｂ）を成形加工する。   As shown in FIG. 3, the drawing process is the most common molding method that has been conventionally performed. The first drawing process, the second drawing process, the third drawing process, the fourth drawing process, The collar portion 10a (through hole 10b) is formed on the fin material 1 in six steps including a piercing burring step and a flaring step.

前記に本発明に係る熱交換器用アルミニウムフィン材１の製造方法について説明したが、熱交換器用アルミニウムフィン材１は、フィン１０の成形の際、通常、所定の寸法に切断されて前記のプレス加工を施される。この切断面すなわちフィン１０の端面には、撥水処理層４が被覆されていないため、基板２が露出していることになる。このようなフィン１０を用いた熱交換器においては、空調機の室外機として使用される環境が非常に厳しい場合、具体的には雰囲気温度が低くて湿度が高い場合は、フィン１０の端面に沿って霜が付着し易くなることが考えられる。したがって、フィン１０の端面にのみ、後処理として塗装等により撥水性の皮膜を被覆することが好ましい。なお、フィン１０の端面の塗装（塗布、乾燥、焼付け）を実施する場合は、熱交換器として組み立てた後に行うことが、作業性の点で好ましい。この場合の塗膜材料は、撥水処理層４のように疎水性多孔体微粒子４ａを撥水化成分とすることもできるが、熱交換器として組み立てた以降はろう付け等の高温加熱工程がないので、フッ素系の撥水化剤等を適用してもよい。   Although the manufacturing method of the aluminum fin material 1 for heat exchangers according to the present invention has been described above, the aluminum fin material 1 for heat exchangers is usually cut into a predetermined size when the fins 10 are formed, and the above press working is performed. Is given. Since the cut surface, that is, the end surface of the fin 10 is not covered with the water repellent treatment layer 4, the substrate 2 is exposed. In such a heat exchanger using the fin 10, when the environment used as the outdoor unit of the air conditioner is very severe, specifically, when the ambient temperature is low and the humidity is high, the end face of the fin 10 is used. It is considered that frost easily adheres along the surface. Therefore, it is preferable to coat only the end face of the fin 10 with a water-repellent film by painting or the like as a post-treatment. In addition, when performing the coating (application | coating, drying, baking) of the end surface of the fin 10, performing after assembling as a heat exchanger is preferable at the point of workability | operativity. In this case, the coating material can be composed of the hydrophobic porous fine particles 4a as the water repellent component as in the case of the water repellent treatment layer 4, but after the assembly as a heat exchanger, a high temperature heating process such as brazing is performed. Therefore, a fluorine-based water repellent may be applied.

次に、本発明の効果を確認した実施例を、本発明の要件を満たさない比較例と比較して具体的に説明する。   Next, an example in which the effect of the present invention has been confirmed will be specifically described in comparison with a comparative example that does not satisfy the requirements of the present invention.

以下の方法により、フィン材を作製した。基板としては、いずれもＪＩＳ Ｈ４０００に規定する合金番号１２００のアルミニウムからなる板厚０．１ｍｍのアルミニウム板を適用した。   The fin material was produced by the following method. As the substrate, an aluminum plate having a thickness of 0.1 mm made of aluminum of alloy number 1200 specified in JIS H4000 was applied.

このアルミニウム板の片面に、耐食性皮膜を形成した。耐食性皮膜の形成は、アルミニウム板にリン酸クロメート処理を施すことによって行った。化成処理液は、日本ペイント（株）製アルサーフ（登録商標）４０１／４５、リン酸、およびクロム酸の混合液を使用した。膜厚は約４００Åとした。また、蛍光Ｘ線法で測定した耐食性皮膜のＣｒ換算値は２０ｍｇ／ｍ2であった。また、耐食性皮膜を形成しないもの（試料Ｎｏ．１、２、６、８、１３）も作製した。 A corrosion-resistant film was formed on one side of this aluminum plate. The corrosion-resistant film was formed by subjecting an aluminum plate to a phosphoric acid chromate treatment. As a chemical conversion treatment solution, a mixed solution of Alsurf (registered trademark) 401/45 manufactured by Nippon Paint Co., Ltd., phosphoric acid, and chromic acid was used. The film thickness was about 400 mm. Moreover, the Cr conversion value of the corrosion-resistant film measured by the fluorescent X-ray method was 20 mg / m 2 . Moreover, what does not form a corrosion-resistant film (sample No. 1, 2, 6, 8, 13) was also produced.

この耐食性皮膜またはアルミニウム板の片面に、下地処理層を形成した。下地処理層の形成は、有機系塗料としてのウレタン変性樹脂エマルションである東邦化学工業（株）製ハイテックＳ−６２５４を塗布し、焼付けを実施することによって行った。なお、この有機系塗料は、アルミニウム板または耐食性皮膜の表面に、焼付け後に質量１ｇ／ｍ２となるように塗布した。焼付け温度はアルミニウム板の到達温度で２００℃となるように実施した。また、この下地処理層を形成しないもの（試料Ｎｏ．８、１５）も作製した。 A base treatment layer was formed on one side of the corrosion-resistant film or aluminum plate. The formation of the ground treatment layer was performed by applying Hitech S-6254 manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd., which is a urethane-modified resin emulsion as an organic coating, and baking. This organic paint was applied to the surface of an aluminum plate or a corrosion-resistant film so that the mass became 1 g / m 2 after baking. The baking temperature was 200 ° C. at the ultimate temperature of the aluminum plate. In addition, samples (samples Nos. 8 and 15) in which this base treatment layer was not formed were also produced.

この下地処理層（試料Ｎｏ．１〜７、９〜１３）またはアルミニウム板（試料Ｎｏ．８）の片面に、撥水処理層を形成してフィン材とした。撥水処理層の形成は、表１に示す平均粒径および細孔直径の疎水性多孔体微粒子をイソプロピルアルコールに固形分濃度５質量％溶液として分散させた水分散液、または、この水分散液に所定量（表１参照）のウレタン変性樹脂エマルションである東邦化学工業（株）製ハイテックＳ−６２５４、シリコーン系樹脂のエマルションである東レ・ダウコーニング（株）製ＢＹ ２２−８５６ ＳＲを添加した塗料を、疎水性多孔体微粒子の付着量が表１に示す量となるように塗布、焼付けることによって行った。なお、焼付け温度は、アルミニウム板の到達温度で２００℃となるように実施した。また、疎水性多孔体微粒子の平均粒径については、光学顕微鏡写真で測定した。また、疎水性多孔体微粒子の細孔直径については、窒素吸着等温線からＣｒａｎｓｔｏｎ−Ｉｎｋｌｅｙ法により導き出した細孔径分布曲線から算出した最大ピークを示す細孔直径を用いた。さらに、疎水性多孔体微粒子の付着量は蛍光Ｘ線によるＳｉ強度によって測定した。   A water-repellent treatment layer was formed on one surface of the base treatment layer (Sample Nos. 1 to 7, 9 to 13) or an aluminum plate (Sample No. 8) to obtain a fin material. The water repellent layer is formed by dispersing an aqueous dispersion in which hydrophobic fine particles having an average particle diameter and pore diameter shown in Table 1 are dispersed in isopropyl alcohol as a solid content concentration of 5% by mass, or this aqueous dispersion A predetermined amount (see Table 1) of urethane-modified resin emulsion, Toho Chemical Industry Co., Ltd. Hitech S-6254, and silicone resin emulsion, Toray Dow Corning Co., Ltd. BY 22-856 SR, were added. The paint was applied and baked so that the amount of the hydrophobic porous fine particles adhered was as shown in Table 1. The baking temperature was 200 ° C. at the ultimate temperature of the aluminum plate. The average particle size of the hydrophobic porous fine particles was measured with an optical micrograph. As the pore diameter of the hydrophobic porous fine particles, the pore diameter showing the maximum peak calculated from the pore diameter distribution curve derived from the nitrogen adsorption isotherm by the Cranston-Inkley method was used. Furthermore, the adhesion amount of the hydrophobic porous fine particles was measured by the Si intensity by fluorescent X-rays.

疎水性多孔体微粒子は、シリカ系多孔体微粒子（富士シリシア株式会社製 サイリシア（登録商標）４２０）をヘキサメチルジシラザンによって表面のＯＨ基を接触反応させて改質するべく加熱処理をすることにより作製した。   Hydrophobic porous fine particles can be obtained by heat-treating silica-based porous fine particles (Silicia (registered trademark) 420 manufactured by Fuji Silysia Co., Ltd.) with hexamethyldisilazane through contact reaction with OH groups on the surface. Produced.

また、撥水性樹脂の代わりにポリアクリル酸を使用して撥水処理層を形成したフィン材（試料Ｎｏ．１４）も作製した。さらに、疎水性多孔体微粒子の代わりに多孔性でない疎水性シリカを使用して撥水処理層を形成したフィン材（試料Ｎｏ．１５）も作製した。具体的には、試料Ｎｏ．１５は、特許文献１２に相当する撥水処理層用塗料を用いた例で、疎水性シリカ（株式会社トクヤマ製のレオロシール（登録商標）ＨＭ−３０Ｓ、一次粒子の平均粒径７ｎｍ）を４．０質量％と、エステル系ポリウレタン樹脂エマルジョンである日華化学（株）製のネオステッカー（登録商標）１２００を１．０質量％とを、エタノールに混合、分散させて塗料とした。この塗料を、疎水性シリカの付着量が１０００ｍｇ／ｍ２となるようにアルミニウム板（耐食性皮膜）の片面に塗布し、アルミニウム板の到達温度で２００℃となるように焼付けを行った。 Further, a fin material (sample No. 14) in which a water-repellent treatment layer was formed using polyacrylic acid instead of the water-repellent resin was also produced. Further, a fin material (sample No. 15) in which a water-repellent treatment layer was formed using hydrophobic silica that was not porous instead of the hydrophobic porous fine particles was also produced. Specifically, Sample No. 15 is an example using a water-repellent treatment layer coating corresponding to Patent Document 12, which is hydrophobic silica (Reorosil (registered trademark) HM-30S manufactured by Tokuyama Corporation, average particle diameter of primary particles: 7 nm). 0% by mass and 1.0% by mass of Nikka Chemical Co., Ltd. Neosticker (registered trademark) 1200, which is an ester polyurethane resin emulsion, were mixed and dispersed in ethanol to obtain a paint. This paint was applied to one side of an aluminum plate (corrosion resistant film) so that the amount of hydrophobic silica deposited was 1000 mg / m 2 and baked to reach 200 ° C. at the ultimate temperature of the aluminum plate.

作製したフィン材について、以下の方法により、加工後の撥水性および耐食性を評価した。その結果を表１に示す。   The produced fin material was evaluated for water repellency and corrosion resistance after processing by the following methods. The results are shown in Table 1.

＜加工後の撥水性＞
撥水性は、フィン材１にドローレス加工（図２参照）およびドロー加工（図３参照）を施してフィン１０を作製し、連続１万ショットを実施後のフィン１０について評価した。 <Water repellency after processing>
For water repellency, the fin material 1 was subjected to drawless processing (see FIG. 2) and draw processing (see FIG. 3) to produce the fin 10, and the fin 10 after continuous 10,000 shots was evaluated.

加工後のフィンを、その長手方向を略鉛直に固定し、表面（撥水処理層の表面）に霧吹きにてイオン交換水を噴霧し、表面の水濡れ状態を目視にて観察し、また、表面に付着した水の質量（付着水量）を測定した。表面に水濡れ状態が見られないものを合格とし、特に水滴のない、付着水量０ｍｇを撥水性が優れているとして「◎」、極小の水滴のみがわずかに付着しているもの（付着水量１００ｍｇ以下）を良好として「○」と評価した。一方、付着水量１００ｍｇを超え、表面の一部が水濡れ状態であり水滴が付着しているものを「×」と評価し不合格とした。   The processed fin, the longitudinal direction of which is fixed substantially vertically, the surface (the surface of the water-repellent treatment layer) is sprayed with ion-exchange water by spraying, the surface wetness of the surface is visually observed, The mass of water adhering to the surface (the amount of adhering water) was measured. If the surface does not show water wetting, it is accepted. Especially, there is no water droplets, and the amount of adhering water is 0mg, and the water repellency is excellent. The following) was evaluated as “good”. On the other hand, a case where the amount of adhering water exceeded 100 mg, a part of the surface was wet, and water droplets were attached was evaluated as “x” and rejected.

＜耐食性＞
耐食性は、ＪＩＳ Ｚ ２３７１に準じ、塩水噴霧試験をフィン材に２００時間実施した際の腐食面積率に応じたレイティングナンバーにて評価した。
レイティングナンバーが９．５以上の場合を合格（○）とし、レイティングナンバーが９．５未満の場合を不合格（×）とした。 <Corrosion resistance>
Corrosion resistance was evaluated in accordance with JIS Z 2371 by a rating number corresponding to the corrosion area ratio when the salt spray test was performed on the fin material for 200 hours.
A case where the rating number was 9.5 or higher was evaluated as pass (◯), and a case where the rating number was less than 9.5 was determined as reject (x).

Figure 2011163715
Figure 2011163715

表１に示すように、本発明の要件を満たす実施例（試料Ｎｏ．１〜６）は、アルミニウムからなる基板を用いても、プレス加工によって撥水処理層が剥離することなく、また表面形状が変形しても優れた撥水性を保持できると共に、優れた耐食性を示した。   As shown in Table 1, in Examples (Sample Nos. 1 to 6) that satisfy the requirements of the present invention, even when a substrate made of aluminum was used, the water-repellent treatment layer was not peeled off by pressing, and the surface shape Even if it deforms, it can maintain excellent water repellency and exhibits excellent corrosion resistance.

これに対して、比較例（Ｎｏ．７）は、疎水性多孔体微粒子の細孔直径が上限値を超えるため、十分な比表面積が得られず、結果として十分な撥水性が得られなかった。比較例（Ｎｏ．８）は、下地処理層を有していないため、耐久性がなく、結果として十分な撥水性、耐食性が共に得られなかった。比較例（Ｎｏ．９）は、疎水性多孔体微粒子の平均粒径が下限値未満であるため、安全性の懸念があり実用的でなかった。   On the other hand, in Comparative Example (No. 7), since the pore diameter of the hydrophobic porous fine particles exceeds the upper limit, a sufficient specific surface area cannot be obtained, and as a result, sufficient water repellency cannot be obtained. . Since the comparative example (No. 8) did not have the base treatment layer, it was not durable, and as a result, sufficient water repellency and corrosion resistance were not obtained. In Comparative Example (No. 9), since the average particle size of the hydrophobic porous fine particles was less than the lower limit, there was a concern about safety and it was not practical.

比較例（Ｎｏ．１０）は、疎水性多孔体微粒子の平均粒径が上限値を超えるため、撥水処理層用塗料が調整できず実用的でなかった。比較例（Ｎｏ．１１）は、疎水性多孔体微粒子の付着量が下限値未満であるため、十分な撥水性が得られなかった。比較例（試料Ｎｏ．１２）は、疎水性多孔体微粒子の付着量が上限値を超えるため、特にドローレス加工時においてカラー部の損傷が激しくなり、結果として十分な撥水性が得られなかった。   In Comparative Example (No. 10), since the average particle size of the hydrophobic porous fine particles exceeded the upper limit value, the water-repellent treatment layer coating material could not be adjusted and was not practical. In Comparative Example (No. 11), the amount of hydrophobic porous fine particles adhered was less than the lower limit value, so that sufficient water repellency was not obtained. In the comparative example (sample No. 12), the adhesion amount of the hydrophobic porous fine particles exceeded the upper limit value, so that the color portion was particularly damaged during the drawless processing, and as a result, sufficient water repellency was not obtained.

比較例（Ｎｏ．１３）は、撥水処理層に添加している撥水性樹脂の添加量が上限値を超えるため、疎水性多孔体微粒子が埋もれてしまい、十分な撥水性が得られなかった。比較例（Ｎｏ．１４）は、撥水処理層に撥水性でない樹脂を添加しているため、十分な撥水性が得られなかった。比較例（Ｎｏ．１５）は、多孔性ではない疎水性シリカを使用しているため、十分な撥水性が得られなかった。   In Comparative Example (No. 13), since the amount of the water-repellent resin added to the water-repellent treatment layer exceeds the upper limit value, the hydrophobic porous fine particles were buried, and sufficient water repellency was not obtained. . In Comparative Example (No. 14), since a non-water-repellent resin was added to the water-repellent treatment layer, sufficient water repellency was not obtained. Since Comparative Example (No. 15) uses hydrophobic silica that is not porous, sufficient water repellency could not be obtained.

以上、本発明に係る熱交換器用アルミニウムフィン材について、実施の形態および実施例を示して詳細に説明したが、本発明の趣旨は前記した内容に限定されることなく、特許請求の範囲の記載に基づいて改変・変更等することができることはいうまでもない。   As mentioned above, although the aluminum fin material for heat exchangers according to the present invention has been described in detail with reference to the embodiments and examples, the gist of the present invention is not limited to the above-described contents, and the description of the scope of claims. Needless to say, modifications and changes can be made based on the above.

１ 熱交換器用アルミニウムフィン材（フィン材）
２ 基板
３ 下地処理層
４ 撥水処理層
４ａ 疎水性多孔体微粒子
４ｂ 撥水性樹脂
５ 耐食性皮膜 1 Aluminum fin material for heat exchanger (fin material)
2 Substrate 3 Base treatment layer 4 Water repellent treatment layer 4a Hydrophobic porous fine particles 4b Water repellent resin 5 Corrosion resistant coating

Claims (3)

アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基板と、
前記基板の表面に形成され、疎水性樹脂からなる下地処理層と、
前記下地処理層の表面に形成され、平均粒径が０．１〜１０μｍでありかつ細孔直径が１〜５０ｎｍである疎水化されたシリカ系多孔体微粒子からなる撥水処理層とを備え、
前記撥水処理層において、前記疎水化されたシリカ系多孔体微粒子の付着量が１０〜１００００ｍｇ／ｍ２であることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。 A substrate made of aluminum or an aluminum alloy;
A base treatment layer formed on the surface of the substrate and made of a hydrophobic resin;
A water repellent treatment layer comprising hydrophobic silica-based porous fine particles having an average particle diameter of 0.1 to 10 μm and a pore diameter of 1 to 50 nm formed on the surface of the base treatment layer,
The aluminum fin material for heat exchangers, wherein in the water repellent layer, the amount of the hydrophobic silica-based porous fine particles attached is 10 to 10,000 mg / m 2 . 前記撥水処理層が前記疎水化されたシリカ系多孔体微粒子と撥水性樹脂の混合物を含む塗膜で構成され、前記撥水性樹脂の含有量が前記疎水化されたシリカ系多孔体微粒子の付着量の2倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器用アルミニウムフィン材。   The water-repellent treatment layer is composed of a coating film containing a mixture of the hydrophobic silica-based porous fine particles and the water-repellent resin, and the water-repellent resin content adheres to the hydrophobic porous silica-based fine particles. The aluminum fin material for a heat exchanger according to claim 1, wherein the amount is less than twice the amount. 前記基板と前記下地処理層との間に、無機酸化物または有機−無機複合化合物からなる耐食性皮膜をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器用アルミニウムフィン材。   The aluminum fin material for a heat exchanger according to claim 1 or 2, further comprising a corrosion-resistant film made of an inorganic oxide or an organic-inorganic composite compound between the substrate and the base treatment layer.
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