JP5806805B2 - Aluminum fin material for heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、エアコン等の熱交換器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 in a heat exchanger such as 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、オイルクーラおよびラジエータ等の様々な分野に用いられている。熱交換器の熱交換率（熱交換効率）の向上策としては、熱交換器用アルミニウムフィンに親水性を付与することが行われている。 Heat exchangers are used in various fields such as room air conditioners, packaged air conditioners, refrigeration showcases, refrigerators, oil coolers, and radiators. As a measure for improving the heat exchange rate (heat exchange efficiency) of the heat exchanger, imparting hydrophilicity to the aluminum fin for heat exchanger has been performed.
これは、熱交換器においては、水蒸気が液化して水になる状態での凝縮運転時に、フィン表面に水滴が付着してフィン間にブリッジが形成されたり、さらには、使用環境によっては、霜が形成されフィン間に目詰まりを起こしたりして、通風抵抗値が上昇し、熱交換効率が低下する。また、アルミニウムフィンは本来耐食性に優れているが、凝縮水がフィン表面に長期間滞留すると酸素濃淡電池を形成したり、大気中の汚染物質が付着、濃縮されて水和反応が生じたりして腐食が促進される。これを解消するために、フィン表面に親水性塗膜を付与し、凝縮水を水膜として流下させ、水滴付着や霜形成を抑制しようとするものである。 This is because in a heat exchanger, during condensation operation in a state where water vapor is liquefied to form water, water droplets adhere to the fin surface and bridges are formed between the fins. Is formed, causing clogging between the fins, increasing the ventilation resistance value and lowering the heat exchange efficiency. In addition, aluminum fins are inherently excellent in corrosion resistance, but if condensed water stays on the fin surface for a long time, an oxygen concentration cell is formed, or pollutants in the atmosphere adhere and concentrate to cause a hydration reaction. Corrosion is promoted. In order to solve this problem, a hydrophilic coating film is applied to the fin surface to cause the condensed water to flow down as a water film to suppress water droplet adhesion and frost formation.
このような親水性塗膜の形成にあたっては、フィンに加工した後にアルミニウム材に親水性塗料の塗装、焼付けを行ってもよいが、工程の簡略化や塗膜の均一性の観点から、フィンに加工前のアルミニウム材に塗装、焼付けを施し、これをフィンに加工するプレコート法が行われている。このプレコート法に使用されるアルミニウムフィン材には、加工性（潤滑性）が要求される。 In the formation of such a hydrophilic coating film, the aluminum material may be coated with a hydrophilic paint and baked after being processed into a fin, but from the viewpoint of simplification of the process and uniformity of the coating film, There is a pre-coating method in which an aluminum material before processing is painted and baked and then processed into fins. The aluminum fin material used in this precoat method is required to have workability (lubricity).
一方、熱交換器の伝熱管として使用される銅管においては、蟻の巣状腐食と呼ばれる特殊な形態の腐食が、銅管の肉厚方向に進行し、場合によっては、銅管に穴があくといった問題が起こることがある。このような銅管の蟻の巣状腐食の原因物質としては、蟻酸、酢酸等の有機酸であることが知られている。そして、熱交換器の製造においては、アルミニウムフィン材を加工する際に加工油（炭化水素系）を使用し、最終的に脱脂するために、加熱脱脂を実施する。この加熱脱脂では、加工油の種類によっては、加工油が熱分解して有機酸が生成する。また、近年、有機酸だけでなく、アルミニウムフィン材に親水性および加工性を付与するために塗布された表面処理剤の熱分解によって生成する物質も、銅管の蟻の巣状腐食の原因物質となることがわかってきた。 On the other hand, in copper pipes used as heat exchanger tubes of heat exchangers, a special form of corrosion called ant nest corrosion progresses in the thickness direction of the copper pipe, and in some cases there are holes in the copper pipe. Problems such as persecution may occur. As a causative substance of such ant nest corrosion of a copper pipe, it is known that it is organic acids, such as formic acid and acetic acid. And in manufacture of a heat exchanger, when processing an aluminum fin material, processing oil (hydrocarbon type) is used, and in order to finally degrease, heat degreasing is implemented. In this heat degreasing, depending on the type of processing oil, the processing oil is thermally decomposed to produce an organic acid. In recent years, not only organic acids but also substances generated by thermal decomposition of surface treatment agents applied to impart hydrophilicity and workability to aluminum fin materials are also causative agents for copper tube ant nest corrosion. It has been found that
従来、前記の銅管の蟻の巣状腐食を防止するための塗膜が形成されたアルミニウムフィン材または銅管として、以下のような構成のアルミニウムフィン材または銅管が提案されている。特許文献１では、ニトリル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基およびアルキル基を有する単量体とから構成された４元共重合体の酸基がアルカリ金属の水酸化物で部分中和されてなる親水性樹脂と、１，３−ジオキサン環を２個以上有する複素環系有機化合物からなる塗料組成物を含有する塗料で表面に塗膜が形成されたアルミニウムフィン材が提案されている。そして、銅管の蟻の巣状腐食の原因物質として、アンモニア、有機アミン化合物を挙げている。
Conventionally, an aluminum fin material or a copper tube having the following configuration has been proposed as an aluminum fin material or a copper tube on which a coating film for preventing the above-mentioned ant nest corrosion of the copper tube is formed. In
特許文献２では、糊化澱粉を主鎖とし、アルキル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ニトリル基およびスルホン酸基を有する単量体とから構成された５元共重合体をグラフト鎖とする糊化澱粉グラフト共重合体の酸基がアルカリ金属の水酸化物で部分中和されてなる親水性樹脂と、１，３−ジオキサン環を２個以上有する複素環系有機化合物からなる塗料組成物を含有する塗料で表面に塗膜が形成されたアルミニウムフィン材が提案されている。そして、銅管の蟻の巣状腐食の原因物質として、アンモニア、有機アミン化合物を挙げている。
In
特許文献３では、親水性基を有するアクリル樹脂等のフィルム形成剤とイオン交換性材料とを含む塗料で銅管の表面に塗膜が形成された銅管が提案されている。 Patent Document 3 proposes a copper tube in which a coating film is formed on the surface of a copper tube with a paint containing a film forming agent such as an acrylic resin having a hydrophilic group and an ion exchange material.
また、耐汚染性の向上を目的として、特許文献４では、グルコピラノシル基、ニトリル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基およびアルキル基を有する単量体とから構成された５元共重合体の酸基が塩基性化合物で部分中和されてなる親水性樹脂と、１，３−ジオキサン環を２個以上有する複素環系有機化合物と、グルコピラノシル基を有する複素環系有機化合物と、カルボキシメチルセルロース塩とからなる塗料組成物を含有する塗料で表面に塗膜が形成されたアルミニウムフィン材が提案されている。
For the purpose of improving stain resistance, in
しかしながら、近年、銅管の蟻の巣状腐食の原因物質である有機酸が、加工油の熱分解によって生成するだけではなく、アルミニウムフィン材に親水性および加工性を付与するために塗布された表面処理剤の熱分解によっても生成することがわかってきた。そして、特許文献１〜４に示されているアルミニウムフィン材または銅管では、アルミニウムフィン材の表面処理塗膜の熱分解による有機酸の生成を抑制することができず、銅管の蟻の巣状腐食の発生を十分に抑制することができないという問題がある。また、蟻の巣状腐食の原因物質である有機酸の抑制が十分でないと、アルミニウムフィン材または銅管から熱交換器のドレンパンに有機酸が流れ出し、そのドレンパンを構成するプラスチックにクレージングを発生させるという問題もある。 However, in recent years, organic acids, which are causative agents for copper tube ant nest corrosion, are not only generated by thermal decomposition of processing oil but also applied to impart hydrophilicity and workability to aluminum fin materials. It has been found that it is also generated by thermal decomposition of the surface treatment agent. And in the aluminum fin material or the copper pipe shown by patent documents 1-4, the production | generation of the organic acid by the thermal decomposition of the surface treatment coating film of an aluminum fin material cannot be suppressed, and the ant nest of a copper pipe There is a problem that the occurrence of corrosive corrosion cannot be sufficiently suppressed. In addition, if the organic acid that is the cause of ant nest corrosion is not sufficiently suppressed, the organic acid flows out from the aluminum fin material or the copper tube to the drain pan of the heat exchanger, and crazing occurs in the plastic constituting the drain pan. There is also a problem.
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、親水性および加工性に優れ、かつ、銅管の蟻の巣状腐食の発生を防止すると共に、耐クレージング性に優れた熱交換器用アルミニウムフィン材を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is excellent in hydrophilicity and workability, and prevents the occurrence of ant nest corrosion of a copper tube and is excellent in crazing resistance. Another object is to provide an aluminum fin material for a heat exchanger.
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、前記基板の上に最表層となるように形成された水溶性樹脂塗膜からなる親水潤滑層とを備える熱交換器用アルミニウムフィン材において、前記親水潤滑層の膜厚は、塗布量換算で５０〜１０００ｍｇ／ｍ２であって、前記水溶性樹脂塗膜は、固形分換算で分子量５０００〜５００００の水溶性ポリエーテルを７５〜９９．９質量％、熱分解抑制剤を０．１〜２５質量％含み、前記水溶性ポリエーテルは、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールアリールエーテルの１種又は２種以上よりなり、前記熱分解抑制剤が、カルバジド化合物、カルバジド化合物とイオウ系の熱分解抑制剤との混合物、または、カルバジド化合物とフェノール系の熱分解抑制剤との混合物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 comprises a substrate made of aluminum or an aluminum alloy, and a water-soluble resin coating film formed on the substrate so as to be an outermost layer. In the aluminum fin material for a heat exchanger provided with a hydrophilic lubricating layer, the thickness of the hydrophilic lubricating layer is 50 to 1000 mg / m 2 in terms of coating amount, and the water-soluble resin coating film has a molecular weight in terms of solid content. 75 to 99.9% by mass of 5000 to 50000 water-soluble polyether, 0.1 to 25% by mass of thermal decomposition inhibitor, and the water-soluble polyether includes polyalkylene glycol, polyalkylene glycol alkyl ether, polyalkylene Ri Na from one or more glycol aryl ethers, the thermal decomposition inhibitor, carbazide compounds, Karubaji It is characterized by being a mixture of a hydrogen compound and a sulfur-based thermal decomposition inhibitor, or a mixture of a carbazide compound and a phenol-based thermal decomposition inhibitor .
前記構成によれば、所定厚の親水潤滑層を構成する水溶性樹脂塗膜が、所定分子量を有する所定種の水溶性ポリエーテルを所定量含有することによって、アルミニウムフィン材の親水性および潤滑性（加工性）が向上する。そして、水溶性樹脂塗膜が、所定量の熱分解抑制剤を含有することによって、アルミニウムフィン材の加工の際、加工油および水溶性ポリエーテルの熱分解を抑制し、銅管の蟻の巣状腐食の原因物質（銅管腐食原因物質）、および、プラスチックのクレージングの原因物質（クレージング劣化原因物質）となる有機酸の生成量を少なくできる。また、熱分解抑制剤は、水溶性ポリエーテルの熱分解を抑制することによって、有機酸だけでなく、低分子量のポリアルキレングリコール等のクレージング劣化原因物質の生成量も少なくできる。また、熱分解抑制剤がカルバジド化合物等であることによって、親水潤滑層（水溶性樹脂塗膜）の親水性および潤滑性（加工性）を低下させることなく、加工油および水溶性ポリエーテルの熱分解を抑制し、銅管腐食原因物質およびクレージング劣化原因物質の生成量を少なくできる。 According to the above configuration, the water-soluble resin coating film constituting the hydrophilic lubricating layer having a predetermined thickness contains a predetermined amount of a predetermined type of water-soluble polyether having a predetermined molecular weight, whereby the hydrophilicity and lubricity of the aluminum fin material. (Processability) is improved. The water-soluble resin coating contains a predetermined amount of a thermal decomposition inhibitor, thereby suppressing the thermal decomposition of the processing oil and the water-soluble polyether during the processing of the aluminum fin material. It is possible to reduce the amount of organic acid that becomes a causative substance of copper corrosion (caustic substance of copper pipe corrosion) and a causative substance of crazing of plastic (crazing degradation causative substance). Moreover, the thermal decomposition inhibitor can reduce not only the organic acid but also the amount of crazing degradation-causing substances such as low molecular weight polyalkylene glycols by suppressing the thermal decomposition of the water-soluble polyether. Further, since the thermal decomposition inhibitor is a carbazide compound or the like, the heat of the processing oil and water-soluble polyether can be reduced without degrading the hydrophilicity and lubricity (workability) of the hydrophilic lubricating layer (water-soluble resin coating film). Decomposition is suppressed, and the amount of copper pipe corrosion-causing substances and crazing degradation-causing substances can be reduced.
本発明に係る熱交換器用アルミニウムフィン材によれば、親水性および加工性に優れ、かつ、銅管の蟻の巣状腐食の発生を防止すると共に、耐クレージング性に優れる。 According to the aluminum fin material for a heat exchanger according to the present invention, it is excellent in hydrophilicity and processability, prevents the occurrence of ant nest corrosion of a copper pipe, and is excellent in crazing resistance.
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１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）１は、基板２と、基板２の上に最表層となるように形成された親水潤滑層３とを備える。ここで、基板２の上とは、基板２の片面または両面（図示せず）を意味する。また、最表層とは、環境に晒される層を意味し、基板２の上に親水潤滑層３以外の他の層を形成する場合には、基板２と親水潤滑層３との間に形成することを意味する（図２〜図４参照）。以下、各構成について説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an aluminum fin material for heat exchanger (hereinafter referred to as “fin material”) 1 includes a
＜基板＞
基板２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる板材であって、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、好ましくは合金番号１２００のアルミニウムが使用される。なお、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。
<Board>
The
＜親水潤滑層＞
親水潤滑層３は、膜厚が塗布量換算で５０〜１０００ｍｇ／ｍ２であって、水溶性樹脂塗膜からなる。そして、水溶性樹脂塗膜は、分子量５０００〜５００００の水溶性ポリエーテルと熱分解抑制剤からなる。また、水溶性樹脂塗膜は、固形分換算で水溶性ポリエーテルを７５〜９９．９質量％、熱分解抑制剤を０．１〜２５質量％含む。さらに、水溶性ポリエーテルは、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールアリールエーテルの１種又は２種以上よりなる。こうような親水潤滑層３を備えることによって、親水性および加工性に優れ、かつ、銅管の蟻の巣状腐食の発生、および、ドレンパンのクレージングの発生を抑制できる。なお、親水潤滑層３の形成は、例えば、水溶性樹脂塗料をスプレー、ロールコート等で塗布、焼付けすることによって行われる。
<Hydrophilic lubrication layer>
The hydrophilic lubricating layer 3 has a film thickness of 50 to 1000 mg / m 2 in terms of coating amount and is made of a water-soluble resin coating film. The water-soluble resin coating film is composed of a water-soluble polyether having a molecular weight of 5000 to 50000 and a thermal decomposition inhibitor. Moreover, a water-soluble resin coating film contains 75-99.9 mass% of water-soluble polyether and 0.1-25 mass% of thermal decomposition inhibitors in conversion of solid content. Further, the water-soluble polyether is composed of one or more of polyalkylene glycol, polyalkylene glycol alkyl ether, and polyalkylene glycol aryl ether. By providing such a hydrophilic lubricating layer 3, it is excellent in hydrophilicity and workability, and it is possible to suppress the occurrence of ant nest corrosion of a copper tube and the occurrence of crazing of a drain pan. The hydrophilic lubricating layer 3 is formed by, for example, applying and baking a water-soluble resin paint by spraying, roll coating or the like.
（親水潤滑層の膜厚）
親水潤滑層３の膜厚が塗布量換算で５０ｍｇ／ｍ２未満であると、親水潤滑層３が薄膜になりすぎて、フィン材１の潤滑性が不足する。その結果、フィン材１の加工の際、すなわち、フィン材１に伝熱管である銅管（図示せず）を組み付けるための貫通孔をドローレス加工等のプレス成形で形成した際に、カラー部に割れ等の成形不良が生じたり、プレス金型内の工具摩耗が生じたりする。すなわち、フィン材１の加工性が劣る。また、膜厚が１０００ｍｇ／ｍ２を超えると、親水潤滑層３が厚膜になりすぎて、親水潤滑層がプレス金型に粘着しやすくなって成形不良、工具摩耗が生じる。すなわち、フィン材１の加工性が劣る。また、親水潤滑層３を構成する水溶性樹脂の塗布量が増加してコストアップになる。なお、塗布量は蛍光ｘ線、赤外膜厚計、塗膜剥離による重量測定等で測定する。
(Hydrophilic lubrication layer thickness)
When the film thickness of the hydrophilic lubricating layer 3 is less than 50 mg / m 2 in terms of coating amount, the hydrophilic lubricating layer 3 becomes too thin and the
（水溶性ポリエーテルの分子量）
水溶性ポリエーテルの分子量が５０００未満であると、フィン材１の加工性が劣ると共に、水溶性ポリエーテルが熱分解しやすいため、銅管腐食原因物質およびクレージング劣化原因物質が生成し、銅管の蟻の巣腐食の発生、および、ドレンパンにクレージングが発生する。また、分子量が５００００を超えると、フィン材１の親水性が劣ると共に、水溶性樹脂塗料の塗装粘度が高くなり、親水潤滑層３の塗装性が劣る。なお、本発明において、分子量は質量平均分子量を意味する。
(Molecular weight of water-soluble polyether)
When the molecular weight of the water-soluble polyether is less than 5000, the workability of the
（水溶性ポリエーテルの種類）
水溶性ポリエーテルが、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールアリールエーテルの１種又は２種以上よりなることによって、フィン材１（親水潤滑層３）の親水性および加工性が優れる。
(Types of water-soluble polyether)
When the water-soluble polyether is composed of one or more of polyalkylene glycol, polyalkylene glycol alkyl ether, and polyalkylene glycol aryl ether, the hydrophilicity and workability of the fin material 1 (hydrophilic lubricating layer 3) are excellent. .
（水溶性ポリエーテルおよび熱分解抑制剤の含有量）
固形分換算で、水溶性ポリエーテル：７５質量％未満、または、熱分解抑制剤：２５質量％超えると、水溶性ポリエーテルの熱分解を抑制することはできるが、親水潤滑層３の親水性が劣る。水溶性ポリエーテル：９９．９質量％超え、または、熱分解抑制剤が０．１質量％未満であると、水溶性ポリエーテルの熱分解が発生しやすいため、銅管腐食原因物質およびクレージング劣化原因物質が生成し、銅管の蟻の巣腐食の発生、および、ドレンパンにクレージングが発生する。
(Contents of water-soluble polyether and thermal decomposition inhibitor)
If the water-soluble polyether is less than 75% by mass or the thermal decomposition inhibitor is more than 25% by mass in terms of solid content, the thermal decomposition of the water-soluble polyether can be suppressed, but the hydrophilicity of the hydrophilic lubricating layer 3 Is inferior. Water-soluble polyether: If it exceeds 99.9% by mass or the thermal decomposition inhibitor is less than 0.1% by mass, thermal decomposition of the water-soluble polyether is likely to occur. Causative substances are generated, ant nest corrosion of copper pipes occurs, and crazing occurs in the drain pan.
本発明に係るフィン材は、熱分解抑制剤が、イオウ系、フェノール系またはカルバジド化合物であることが好ましく、これら２種以上で構成してもよい。このような熱分解抑制剤を選定することによって、親水潤滑層（水溶性樹脂）の親水性および潤滑性（加工性）を低下させることなく、加工油および水溶性ポリエーテルの熱分解を抑制し、銅管腐食原因物質およびクレージング劣化原因物質の生成量をさらに少なくできる。その結果、銅管の蟻の巣状腐食の発生、およびドレンパンのクレージングの発生をさらに抑制できる。 In the fin material according to the present invention, the thermal decomposition inhibitor is preferably a sulfur-based, phenol-based or carbazide compound, and may be composed of two or more of these. By selecting such thermal decomposition inhibitors, thermal degradation of processing oil and water-soluble polyether is suppressed without degrading the hydrophilicity and lubricity (workability) of the hydrophilic lubricating layer (water-soluble resin). In addition, the amount of copper pipe corrosion-causing substances and crazing deterioration-causing substances can be further reduced. As a result, it is possible to further suppress the occurrence of ant nest corrosion of the copper tube and the occurrence of crazing of the drain pan.
イオウ系の熱分解抑制剤としては、ジフェニルモノスルフィド、ジフェニルジスルフィド等が挙げられる。フェノール系の熱分解抑制剤は、フェノール骨格を有するものであり、このような熱分解抑制剤としては、ＢＨＴ（ジブチルヒドロキシトルエン）等が挙げられる。 Examples of sulfur-based thermal decomposition inhibitors include diphenyl monosulfide and diphenyl disulfide. The phenol-based thermal decomposition inhibitor has a phenol skeleton, and examples of such a thermal decomposition inhibitor include BHT (dibutylhydroxytoluene).
次に、本発明に係るフィン材の他の実施形態について、図面を参照して説明する。
図２〜図４に示すように、フィン材１は、基板２と親水潤滑層３との間に、下地処理層４、耐食層５および親水層６の少なくとも１層をさらに備える。なお、図３および図４に示すように、下地処理層４または耐食層５、および、親水層６を備える場合には、下地処理層４または耐食層５を基板２側に、親水層６を親水潤滑層３側に形成することが好ましい。フィン材１がこのような層構成であることによって、親水性および耐食性がさらに向上する。ここで、耐食性とは、前記した銅管の蟻の巣状腐食を含む一般的な腐食を抑制することを意味する。
Next, another embodiment of the fin material according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 2 to 4, the
＜下地処理層＞
下地処理層４は、耐食性を奏する層であって、無機酸化物または有機−無機複合化合物よりなる。無機酸化物としては、主成分としてクロム（Ｃｒ）またはジルコニウム（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、耐食性を奏する層であれば、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下地処理層４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。
<Base treatment layer>
The
下地処理層４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、下地処理層４の膜厚としては、１０〜１０００Åとするのが好ましい。この下地処理層４は、フィン材１に耐食性を付与すると共に、基板２と下地処理層４の上に形成される親水潤滑層３等の他層との密着性を向上させる機能も有する。
The
＜耐食層＞
耐食層５は、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリアクリル酸系樹脂のうちの少なくとも１種よりなる疎水性樹脂からなる。このような耐食層５の形成により、酸性雰囲気などにおける苛酷な多湿環境においても、親水潤滑層３等の他層を浸透してきた凝縮水が基板２と接触するのを抑制できる。それにより、基板２の腐食（酸化）が抑制され、フィン材１に耐食性が付与される。なお、耐食層５の形成は、例えば、疎水性樹脂の水系溶液をスプレー、ロールコート等で塗布、焼付けすることによって行われる。
<Corrosion resistant layer>
The corrosion-
耐食層５の膜厚は０．１〜１０μｍであることが好ましい。膜厚が０．１μｍ未満であると、親水潤滑層３等の他層からの凝縮水の浸透を防止できず、フィン材１の耐食性が低下しやすい。また、耐食層５の膜厚が１０μｍを超えると、耐食層５による銅管との接触熱抵抗が大きくなり、伝熱性能が低下してしまうことが推定される。また経済的にも１０μｍを超える膜厚は好ましくない。なお、耐食層５のより好ましい膜厚は０．５〜２μｍである。このような膜厚により、フィン材１の耐食性がより一層高くなる。
The film thickness of the corrosion-
（親水層）
親水層６は、フィン材１の親水性をさらに向上させるための層であって、親水性樹脂よりなる。また、親水性樹脂は、カルボキシル基、水酸基、スルホン酸基、アミド結合およびそれらの塩のうち少なくとも１種を有するものであることが好ましい。ここで、カルボキシル基を有するものとしてはポリアクリル酸、水酸基を有するものとしてはポリビニルアルコールやカルボキシメチルセルロース、アミド結合を有するものとしてポリアクリルアミド、スルホン酸基を有するものとしてスルホエチルアクリレートとアクリル酸の共重合体等が好ましい。なお、親水層６の形成は、例えば、親水性樹脂の水系溶液をスプレー、ロールコート等で塗布、焼付けすることによって行われる。
(Hydrophilic layer)
The
親水層６の膜厚は０．１〜１０μｍが好ましい。膜厚が０．１μｍ未満であると、フィン材１の親水性が低下しやすい。膜厚が１０μｍを超えると、親水性のさらなる向上は認められず、コストアップにつながりやすい。なお、親水層６のさらに好ましい膜厚は０．１〜５μｍ、最適な膜厚は０．１〜１μｍである。
The thickness of the
次に、本発明に係るフィン材１の製造方法について説明する。フィン材１は以下の方法で製造される。
アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基板２の上に、水溶性ポリエーテルと熱分解抑制剤からなる水溶性樹脂塗料を塗布した後、焼付けを行い、親水潤滑層３を形成する。塗布方法は、スプレー、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、５０〜１０００ｍｇ／ｍ２とする。焼付け温度（基板２の到達温度）は、塗布する水溶性樹脂塗料によって、適宜設定するが、一般的に１００〜２００℃の範囲で行う。
Next, the manufacturing method of the
A water-soluble resin paint made of a water-soluble polyether and a thermal decomposition inhibitor is applied on the
なお、フィン材１が、下地処理層４、耐食層５および親水層６をさらに備える場合には、以下のようにして行う。
下地処理層４の形成は、リン酸クロメート処理、リン酸ジルコニウム処理等の化成処理液を基板２にスプレー等により塗布することで行われる。また、下地処理層４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ことが好ましい。脱脂により基板２と下地処理層４との密着性が向上する。そして、耐食層５、親水層６の形成は、前記した親水潤滑層３と同様に、耐食層５は疎水性樹脂塗料、親水層６は親水性樹脂塗料をスプレー、バーコータ、ロールコータ等で塗布した後、焼付けすることで行われる。
In addition, when the
The formation of the
以上、本発明を実施するため形態について述べてきたが、以下に、本発明の効果を確認した実施例について説明する。
ＪＩＳ Ｈ４０００に規定する合金番号１２００のアルミニウムよりなる板厚０．１ｍｍの基板に、表１に示す水溶性樹脂塗料を塗布、焼付けして親水潤滑層を形成し試料（フィン材）１〜２６とした。
The embodiment for carrying out the present invention has been described above, but an embodiment in which the effect of the present invention has been confirmed will be described below.
A water-soluble resin paint shown in Table 1 is applied and baked on a 0.1 mm-thick aluminum substrate of alloy number 1200 specified in JIS H4000 to form a hydrophilic lubricating layer, and samples (fin materials) 1 to 26 did.
なお、焼付け温度は基板の到達温度で１５０℃となるように実施した。また、親水潤滑層の膜厚は、水溶性樹脂塗料の塗布量換算で行い、塗布量は蛍光ｘ線測定により、事前に作成した検量線を用いて測定した。表１において、熱分解抑制剤の欄のイオウ系は関東化学社製ジフェニルジスルフィド、カルバジド化合物は明成化学工業製「ＭＳ３０００」、フェノール系は関東化学社製ジブチルヒドロキシトルエンを使用したことを意味する。 The baking temperature was 150 ° C. at the substrate temperature. The film thickness of the hydrophilic lubricating layer was calculated in terms of the coating amount of the water-soluble resin paint, and the coating amount was measured using a calibration curve prepared in advance by fluorescent x-ray measurement. In Table 1, the sulfur type in the column of the thermal decomposition inhibitor means that diphenyl disulfide manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., the carbazide compound used “MS3000” manufactured by Meisei Chemical Industry, and the phenol type means dibutylhydroxytoluene manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.
作製した試料１〜２６を用いて、親水性、加工性、耐蟻の巣状腐食性の代用特性としての熱分解抑制性、耐クレージング性を以下の方法で評価し、その結果を表２に示す。また、耐蟻の巣状腐食性についても以下の方法で評価し、その結果を表２に示す。
Using the
（親水性評価）
親水性評価は、試料にプレス油塗油し、１６０℃で１０分加熱脱脂後の純水滴下時の接触角をゴニオメータにて測定することにより評価した。測定された接触角が２０°以下である場合（表において「○」）を合格とし、接触角が２０°を超える場合（表において「×」）を不合格とした。
(Hydrophilicity evaluation)
The hydrophilicity was evaluated by applying a press oil to a sample and measuring the contact angle at the time of dropping pure water after heating and degreasing at 160 ° C. for 10 minutes with a goniometer. A case where the measured contact angle was 20 ° or less (“◯” in the table) was accepted, and a case where the contact angle exceeded 20 ° (“×” in the table) was rejected.
（加工性評価）
加工性評価は、実機フィンプレスにて、ドローレス加工を実施した際のカラー成形性およびプレス金型内の工具磨耗状況を目視評価した。成形後のカラーに大きな割れ等がなく、著しい工具磨耗もなく良好である場合（表において「○」）を合格とし、大きなカラー割れおよび著しい工具磨耗が認められた場合（表において「×」）を不合格とした。
(Processability evaluation)
The workability evaluation was performed by visually evaluating the color formability and the tool wear state in the press die when drawless processing was performed with an actual fin press. When the collar after molding has no large cracks and is good without significant tool wear (“○” in the table), it is accepted, and when large color cracks and significant tool wear are observed (“×” in the table) Was rejected.
（熱分解抑制性評価）
熱分解抑制性評価は、１６０℃で１０分加熱した際の親水潤滑層（皮膜）の重量変化率で評価した。具体的には、溶出皮膜量総量に対する重量減少量を測定し、重量減少率とした。重量減少率が、２５％未満（表において「○」）の場合を合格とし、２５％以上の場合（表において「×」）を不合格とした。
(Evaluation of thermal decomposition inhibition)
The thermal decomposition inhibitory evaluation was evaluated by the weight change rate of the hydrophilic lubricating layer (film) when heated at 160 ° C. for 10 minutes. Specifically, the amount of weight reduction with respect to the total amount of the eluted film was measured and used as the weight reduction rate. The case where the weight reduction rate was less than 25% (“◯” in the table) was accepted, and the case of 25% or more (“x” in the table) was rejected.
（耐クレージング性評価）
耐クレージング性評価は、試料（表面処理面の総面積２．５ｍ２）を１６０℃で１０分加熱した後、イオン交換水（１００ｍｌ）で抽出し、ポリスチレン製のドレンパンに抽出液を入れ、５０℃で７２ｈ放置後のドレンパンの割れ有無を確認した。割れがない場合（表において「○」）を合格とし、割れがある場合（表において「×」）を不合格とした。
(Evaluation of crazing resistance)
The crazing resistance evaluation was carried out by heating a sample (total surface treated surface area 2.5 m 2 ) at 160 ° C. for 10 minutes, extracting with ion-exchanged water (100 ml), putting the extract into a polystyrene drain pan, It was confirmed whether or not the drain pan had cracked after being left at 72 ° C. for 72 hours. The case where there was no crack (“◯” in the table) was accepted, and the case where there was a crack (“×” in the table) was rejected.
（耐蟻の巣状腐食性評価）
耐蟻の巣状腐食性評価は、まず、各試料をプレス加工、銅管挿入、拡管し、熱交換器を作製した。この熱交換器より切り出したサンプルを用い、容積１Ｌの容器に１％のギ酸水溶液１００ｍｌと共に入れ、密閉し、恒温槽に入れた。５０℃で１２時間、２５℃で１２時間保持するサイクルを繰り返し、６０日後に銅管を切り出し、蟻の巣状腐食発生の有無を調査した。蟻の巣状腐食の発生がない場合（表において「○」）を合格とし、蟻の巣状腐食の発生がある場合（表において「×」）を不合格とした。
(Anti-nest corrosion resistance evaluation)
For the evaluation of ant nest-like corrosion resistance, first, each sample was pressed, inserted into a copper tube, and expanded to produce a heat exchanger. Using the sample cut out from this heat exchanger, it was put together with 100 ml of 1% formic acid aqueous solution in a 1 L volume container, sealed, and placed in a thermostatic bath. The cycle of holding at 50 ° C. for 12 hours and at 25 ° C. for 12 hours was repeated, and after 60 days, the copper tube was cut out and examined for the occurrence of ant nest corrosion. The case where no ant nest-like corrosion occurred (“◯” in the table) was accepted, and the case where ant nest-like corrosion occurred (“x” in the table) was rejected.
表２の結果から、本発明の要件を満足する試料１〜４、６、８〜１７（参考例）、試料５、７、１８、１９（実施例）は、親水性、加工性、熱分解抑制性、耐クレージング性および耐蟻の巣状腐食性のいずれにおいても合格であった。
From the results of Table 2 , Samples 1-4, 6, 8-17 (reference examples) and
これに対し、本発明の要件を満足しない試料２０〜２６（比較例）は、親水性、加工性、熱分解抑制性、耐クレージング性および耐蟻の巣状腐食性のいずれかが不合格であった。具体的には、試料２０（比較例）は、水溶性樹脂塗料が熱分解抑制剤を含有していないため、熱分解抑制性、耐クレージング性および耐蟻の巣状腐食性が不合格であった。試料２１（比較例）は、熱分解抑制剤の含有量が下限値未満、すなわち、水溶性ポリエーテルの含有量が上限値を超えるため、熱分解抑制性、耐クレージング性および耐蟻の巣状腐食性が不合格であった。 On the other hand, samples 20 to 26 (comparative examples) that do not satisfy the requirements of the present invention fail any of hydrophilicity, workability, thermal decomposition inhibition, crazing resistance, and ant nest corrosion resistance. there were. Specifically, since Sample 20 (Comparative Example) does not contain a thermal decomposition inhibitor, the water-soluble resin paint has failed in thermal decomposition suppression, crazing resistance, and ant nest corrosion resistance. It was. In Sample 21 (Comparative Example), the content of the thermal decomposition inhibitor is less than the lower limit value, that is, the content of the water-soluble polyether exceeds the upper limit value. Corrosion was rejected.
試料２２（比較例）は、親水潤滑層の膜厚（塗布量）が下限値未満であるため、加工性が不合格であった。試料２３（比較例）は、親水潤滑層の膜厚（塗布量）が上限値を超えるため、加工性が不合格であった。 Since Sample 22 (Comparative Example) had a film thickness (coating amount) of the hydrophilic lubricating layer that was less than the lower limit, the workability was unacceptable. In Sample 23 (Comparative Example), since the film thickness (coating amount) of the hydrophilic lubricating layer exceeded the upper limit value, the workability was unacceptable.
試料２４（比較例）は、水溶性樹脂塗料が水溶性ポリエーテルを含有していないため、加工性が不合格であった。試料２５（比較例）は、水溶性ポリエーテルの分子量が下限値未満であるため、加工性、熱分解抑制性、耐クレージング性および耐蟻の巣状腐食性が不合格であった。試料２６（比較例）は、熱分解抑制剤の含有量が上限値を超える、すなわち、水溶性ポリエーテルの含有量が下限値未満であるため、親水性が不合格であった。 Sample 24 (Comparative Example) failed in workability because the water-soluble resin paint did not contain a water-soluble polyether. In Sample 25 (Comparative Example), the molecular weight of the water-soluble polyether was less than the lower limit value, so that the processability, thermal decomposition inhibitory property, crazing resistance, and ant nest corrosion resistance were unacceptable. In Sample 26 (Comparative Example), the content of the thermal decomposition inhibitor exceeded the upper limit value, that is, the content of the water-soluble polyether was less than the lower limit value.
１ フィン材
２ 基板
３ 親水潤滑層
４ 下地処理層
５ 耐食層
６ 親水層
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記親水潤滑層の膜厚は、塗布量換算で５０〜１０００ｍｇ／ｍ２であって、
前記水溶性樹脂塗膜は、固形分換算で分子量５０００〜５００００の水溶性ポリエーテルを７５〜９９．９質量％、熱分解抑制剤を０．１〜２５質量％含み、
前記水溶性ポリエーテルは、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールアリールエーテルの１種又は２種以上よりなり、
前記熱分解抑制剤は、カルバジド化合物、カルバジド化合物とイオウ系の熱分解抑制剤との混合物、または、カルバジド化合物とフェノール系の熱分解抑制剤との混合物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。 In an aluminum fin material for a heat exchanger comprising a substrate made of aluminum or an aluminum alloy, and a hydrophilic lubricating layer made of a water-soluble resin coating film formed to be the outermost layer on the substrate,
The thickness of the hydrophilic lubricating layer is 50 to 1000 mg / m 2 in terms of coating amount,
The water-soluble resin coating film contains 75 to 99.9% by mass of a water-soluble polyether having a molecular weight of 5000 to 50000 in terms of solid content and 0.1 to 25% by mass of a thermal decomposition inhibitor.
The water-soluble polyethers, polyalkylene glycols, polyalkylene glycol alkyl ethers, one or Ri name from two or more polyalkylene glycol aryl ethers,
The thermal decomposition inhibitor is a carbazide compound, a mixture of a carbazide compound and a sulfur-based thermal decomposition inhibitor, or a mixture of a carbazide compound and a phenol-based thermal decomposition inhibitor. Fin material.
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