JPH0337120B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明はアルミニウムもしくはアルミニウム合
金よりなる板材、特にプレコートアルミニウムコ
イル材で形成されるアルミニウム製熱交換器の表
面処理方法に関するものである。

【従来技術】

従来、アルミニウム製熱交換器の表面処理とし
ては、白錆防止を目的として、陽極酸化皮膜並び
に樹脂皮膜処理などが行われているが、これらの
皮膜処理は水濡れ性がほとんどなく、むしろ撥水
性である。又、クロメート化成皮膜は皮膜形成初
期には水濡れ性を有するが、経時によつて新水性
面から疎水性面に変化する性質を有する。 一般的に熱交換器の多くは、放熱あるいは冷却
効果を向上させるために、放熱部および冷却部の
面積をできる限り大きくとるように設計されてお
り、しかも小型化を図るため、フインの間隙が極
めて狭い。このため熱交換器に大気中の水分がフ
イン間隙に凝集する。水の凝集は、冷房運転時に
は室内器に、暖房運転時には屋外器に生ずる。 このように凝集した水は、フイン表面が疎水性
面である程水滴になり易く、且つフイン間隙で目
詰まりを起こし、通風抵抗が増加して、熱交換効
率の低下を来す。 又、フイン間隙に溜つた水滴は熱交換器の送風
機によつて飛散し易くなり、熱交換器下部に設置
した水滴受皿からはみ出し易く熱交換器の近傍を
水で汚染することになる。 従つて、水滴がフイン間隙に残り、水滴による
目詰まりを起こさせないようにするため、アルミ
ニウム製フインの表面に親水性を付与して、水濡
れ性を向上させる処理が行われているが、耐食性
能及び親水性の持続性能が充分でなかつた。親水
性面を付与する表面は一般に、水によつて腐食し
易く、且つ流去し易くなり、従つて、熱交換器の
使用経時によつて、親水性面が損なわれる場合が
多かつた。 耐食性を有し、且つ親水性面を付与する表面処
理法は、アルミニウムコイル材を裁断、打抜成
型、及び溶接加工後のアルミニウム製熱交換器の
組立完成品を表面処理する場合と、アルミニウム
コイル材を予め表面処理を施した所謂プレコート
アルミニウムコイル材を裁断、打抜成型加工する
場合とがある。 これらの場合における表面処理法には一長一短
があり、前者の場合の一部には、塗装法などが用
いられるが、フイン間隙が狭いため、塗料の溜り
部分が発生したり、下部に塗料溜りなどが発生し
外観を損なう欠点がある。従つて、前述のような
外観不良を生じ難いクロメート化成法、ベーマイ
ト法などが塗装の代わりに用いられている。しか
しながら、クロメート化成法はクロム酸処理に伴
う作業衛生環境並びに排水処理に問題を有する。
又、ベーマイト法は生産性などに難点がある。 後者の場合に属するものとして例えばクロメー
ト化成並びに樹脂コーテングを施したプレコート
フインがある。 さらに親水性面を形成する方法として、シリカ
微粒子、ケイ酸塩、炭酸カルシウムなどの無機物
質を含有する樹脂を塗布するか、もしくは、シリ
カ微粒子、ケイ酸塩などをクロメート皮膜、樹脂
皮膜もしくは陽極酸化皮膜上に塗布する方法が考
えられるが、シリカ微粒子、ケイ酸塩、炭酸カル
シウムなどの無機質皮膜を有するプレコートアル
ミニウム板は裁断もしくはプレス打抜成型加工に
際し、工具の摩滅が無処理のアルミニウム板に比
べて著しく大きく、工具寿命を短くする欠点を有
している。

【発明の目的】

本発明はこれらの欠点を除去するためになされ
たものであつて、その目的はアルミニウム製熱交
換器におけるフイン表面の白錆防止と水濡れ性を
向上させると共に、裁断、プレス打抜加工時の工
具摩耗を低減したアルミニウム製熱交換器の表面
処理方法を提供しようとするものである。

【目的を達成するための手段】

前記目的を達成するための具体的手段として本
発明の処理方法は、表面に体質顔料を含有しない
樹脂皮膜を施した熱交換器用アルミニウムフイン
板材を裁断及びプレス打抜成型加工してフイン材
を形成し、該フイン材を組み立てて熱交換器を形
成し、該熱交換器を脱脂洗浄した後、シリカ微粒
子及び低分子ケイ酸塩を含む水溶液で処理し、そ
の表面に0.01〜５ｇ／m²のシリカ微粒子皮膜を形
成することを特徴とするアルミニウム製熱交換器
の表面処理方法、並びに表面にタンニン酸を含有
するウレタン樹脂溶液で皮膜に形成させた熱交換
器用アルミニウムフイン板材を裁断及びプレス打
抜成型加工してフイン材を形成し、該フイン材を
組み立てて熱交換器を形成し、該熱交換器を脱脂
洗浄した後、シリカ微粒子及び低分子ケイ酸塩を
含む水溶液で処理し、その表面に0.01〜５ｇ／m²
のシリカ微粒子皮膜を形成することを特徴とする
アルミニウム製熱交換器の表面処理方法である。 そして、シリカ微粒子に対する低分子ケイ酸塩
の配合比が５〜50％であり、又シリカ微粒子及び
低分子ケイ酸塩の塗布量が0.01〜５ｇ／m²である
ことを特定したアルミニウム熱交換器の表面処理
方法である。

【工程の説明】

本発明をアルミニウム製熱交換器の製造工程か
ら説明すると、樹脂コーテングを施したプレコー
ト材を裁断、プレス打抜成型加工した後、銅パイ
プなどを溶接した熱交換器の組立品をトリクレン
洗浄し、次いで水に浸漬して濡れテストを行う工
程において、水の代わりにシリカ微粒子を含有す
る水溶液を用い、その後の水切り乾燥工程で乾燥
することによつて、皮膜を形成させることが出来
る。

【組成の説明】 本発明の処理方法に用いるシリカ微粒子、ケイ
酸塩及び炭酸カルシウムなどの無機顔料を含有し
ない樹脂コーテング剤に用いる樹脂皮膜として
は、現在工業化市販されている有機高分子樹脂の
ほとんどが使用可能であり、酢酸ビニル、塩化ビ
ニル、塩化ビニリデンなどのビニル系及びその共
重合体、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸
エステル、メタクリル酸エステル、ヒドロキシア
クリル酸、ヒドロキシメタクリル酸などのアクリ
ル系及びその共重合体、アルキツド系、エポキシ
系、フツ素系、ウレタン系、ポリエステル系、ス
チレン系、オレフイン系、及びそれらの共重合
体、ブタジエンなどの合成ゴム系、及び天然高分
子系が用いられる。 有機高分子樹脂の分子量は1000以上が好まし
く、1000以下の場合には、皮膜形成時に酸化重合
或は架橋反応によつて水に不溶化の皮膜を形成す
るものを選択する必要がある。又、アルミニウム
製熱交換器の製造工程において、トリクレン洗浄
工程がある場合には、トリクレンに溶解し難い樹
脂を選ぶ必要がある。 又、本発明では、熱交換器に用いるためアルミ
ニウム及びその合金表面に対して、薄膜で耐食性
の良い樹脂皮膜を形成するものから選択する必要
がある。熱交換器に用いる皮膜厚はできる限り薄
い方が望ましく、通常は10ミクロン以下であり、
最適には２ミクロン以下が望ましい。 これらの要求に最も適した樹脂皮膜は、ウレタ
ン樹脂並びにエポキシ系樹脂であり、更にプレコ
ート処理の作業面から、水系ウレタン樹脂に反応
促進剤としてタンニン酸を添加した樹脂皮膜組成
液を使用することによつて、比較的低温で且つ短
時間で良好な皮膜を得ることが出来る。更に、シ
リカ微粒子及び低分子ケイ酸塩を含む水溶液を塗
布する場合においても、タンニン酸のため濡れ性
が良く、均一な皮膜を形成させることが出来る。 樹脂皮膜を着色する目的に際しては、カーボン
ブラツク、フタロシアニン系顔料など、アルミニ
ウム材の裁断、プレス加工時の工具摩耗に影響を
及ぼさない範囲で用いることが出来る。 又、裁断、プレス成型加工後に用いるシリカ微
粒子としては、水に溶解しない高分子量の無水ケ
イ酸粒子で、１〜100ミリミクロン程度の粒子径
を有するものが良好である。 シリカ微粒子及び低分子ケイ酸塩を含む水溶液
を塗布する方法は、粉末の状態で塗布する方法、
トリクレン浴槽に分散させ、トリクレン脱脂洗浄
と同時に付着させる方法、並びに樹脂などの貼着
効果を有するバインダーに分散させた溶液をスプ
レーなどで塗布する方法などがあるが、最適には
アルミニウム製熱交換器の水浸漬による漏水試験
槽の水の代わりに、水に分散させたシリカ微粒子
及び低分子ケイ酸塩を含む水溶液に、成型した熱
交換器を浸漬し、濡れテストと同時に、シリカ微
粒子及び低分子ケイ酸塩を含む水溶液を付着さ
せ、その後の水切り乾燥工程において乾燥させ強
固な親水性面を形成させる方法である。 シリカ微粒子及び低分子ケイ酸塩は、その表面
にシラノール基（−SiOH）を持つており、水中
では解離し、負荷電を持ち、安定状態に懸濁して
分散している。この懸濁水溶液を耐食性を有する
皮膜上に塗布し乾燥することによつてケイ酸粒子
が皮膜表面で固着したりケイ酸粒子が相互に会合
し、凝集して皮膜を形成する。一度固着もしくは
凝集したケイ酸粒子は再分散し難く、皮膜表面か
ら脱落しなくなり、従つて経時変化に対し、持続
性を有する皮膜が形成される。 シリカ微粒子と共に水溶液へ分散させる低分子
ケイ酸塩としては、例えばケイ酸ソーダ、ケイ酸
カリ、ケイ酸リチウムなどであつて、シリカ微粒
子に対して５〜50％を用いることによつてより良
好は皮膜を形成することが出来る。 本発明によるシリカ微粒子及び低分子ケイ酸塩
の塗布量は、親水性の要求度合いによつて異なる
が、0.01〜５ｇ／m²程度が良好である。シリカ微
粒子及び低分子ケイ酸塩の付着量が0.01ｇ／m²以
下であると充分な親水性面が得られ難く、５ｇ／
m²以上では経済的に不利である。

【実施例】

実施例 １ 脱脂、清浄したアルミニウム材（A1100、0.14
mm厚）に熱硬化性ウレタン樹脂（登録商標エラス
トロンＥ−37、第一工業製薬）100重量部、硬化
触媒（登録商法エラストロンキヤタリスト32、第
一工業製薬）３重量部、フタロシアニン系顔料
（登録商標EMブルー2G、東洋インキ製造）１重
量部を897重量部の脱イオン水で希釈調整した液
を約15ｇ／m²塗布した後、温風循環式オーブンで
160℃３分焼き付けし、約0.3〜0.4ｇ／m²の皮膜
厚のプレコートアルミニウム板を作成した。この
皮膜の耐アセトン払拭テストでは１〜３回で剥離
した。 このようにして形成したプレコートアルミニウ
ム板をプレス加工油を塗布し成型加工を行い、銅
パイプを組み込みアルミニウム製熱交換器を組み
立てた完成品をトリクレンにて脱脂清浄した後シ
リカ微粒子水溶液（登録商標スノーテツクスＣ、
日産化学）200重量部、並びにケイ酸カリ10重量
部を790重量部の水道水に希釈した浴槽に浸漬し、
アルミニウム製熱交換器の銅パイプ溶接部などの
漏れテストと同時に浸漬塗布し、熱風循環式オー
プンで130℃20分乾燥を行い、ケイ酸カリを含有
するシリカ皮膜約0.3〜0.4ｇ／m²を形成させた。
シリカ皮膜を形成させたアルミニウムフイン表面
は、先のプレス油とは全く無関係であるため、水
濡れ性に富み、水の接触角は10度以下であつた。
又、塩水噴霧試験に供した結果約240時間白錆の
発生が認められなかつた。 更に、使用１ケ月後に再度水の接触角を測定し
た結果、10度以下であり使用初期の水濡れ性を示
した。 実施例 ２ 前記実施例１の硬化触媒３重量部の代わりに、
タンニン酸を16重量部を用いた実施例１と同一の
素材、薬剤調整液並びに方法で作成した約0.3〜
0.4ｇ／m²の樹脂皮膜の耐アセトン払拭テストで、
皮膜が剥離するまで約30回を要し、実施例１で得
られる皮膜に比べて優れていた。 比較例 １ 前記実施例１と同様の素材、薬品並びに方法で
0.3〜0.4ｇ／m²のウレタン樹脂皮膜を形成させた
後、更にシリカ微粒子水溶液（登録商標スノーテ
ツクスＣ、日産化学）200重量部、ケイ酸カリ20
重量部を780重量部の水道水で希釈した処理液を
ロールコート法で塗布した後、熱風循環式オーブ
ンで130℃３分乾燥し、シリカ皮膜を約0.3〜0.4
ｇ／m²を形成させた後、プレス加工油を塗布しプ
レス成型加工を行つた結果、ダイス並びにポンチ
の工具摩耗が激しく、実施例１に比べ工具寿命が
約1/3〜1/4であつた。

【発明の効果】

以上説明したように、本発明に係るアルミニウ
ム製熱交換器の表面処理方法は、二層の皮膜を形
成するものであるが、まず表面に体質顔料を含有
しない樹脂皮膜を施した熱交換器用アルミニウム
フイン板材を裁断及びプレス打抜成型加工するこ
とで、加工性が容易になるばかりでなく、そのプ
レス打抜成型加工時には、無機の高分子シリカを
含有しないため、加工用工具の摩耗が著しく軽減
され、それら工具を長期に亘つて使用できると言
う優れた効果を奏する。 又、加工後にシリカ微粒子及び低分子ケイ酸塩
皮膜が形成され、その皮膜は樹脂とシリカとの混
合皮膜に比べて遥かに親水性に富むものであり、
実際の使用におけるフインの水濡れ性が著しく向
上すると言う優れた効果を奏する。 更に、表面に形成されるシリカ微粒子及び低分
子ケイ酸塩の皮膜は、低分子ケイ酸塩がシリカ微
粒子間の接着剤の役割を果たし、剥離し難い皮膜
を形成すると共に、シリカ微粒子を単独で使用す
るよりも水濡れ性に優れると言う効果も奏する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面に体質顔料を含有しない樹脂皮膜を施し
   た熱交換器用アルミニウムフイン板材を裁断及び
   プレス打抜成型加工してフイン材を形成し、該フ
   イン材を組み立てて熱交換器を形成し、該熱交換
   器を脱脂洗浄した後、シリカ微粒子及び低分子ケ
   イ酸塩を含む水溶液で処理し、その表面に0.01〜
   ５ｇ／m²のシリカ微粒子皮膜を形成することを特
   徴とするアルミニウム製熱交換器の表面処理方
   法。 ２ 表面にタンニン酸を含有するウレタン樹脂溶
   液で皮膜を形成させた熱交換器用アルミニウムフ
   イン板材を裁断及びプレス打抜成型加工してフイ
   ン材を形成し、該フイン材を組み立てて熱交換器
   を形成し、該熱交換器を脱脂洗浄した後、シリカ
   微粒子及び低分子ケイ酸塩を含む水溶液で処理
   し、その表面に0.01〜５ｇ／m²のシリカ微粒子皮
   膜を形成することを特徴とするアルミニウム製熱
   交換器の表面処理方法。 ３ シリカ微粒子に対する低分子ケイ酸塩の配合
   比が５〜50％である前記１及び２項記載のアルミ
   ニウム製熱交換器の表面処理方法。