JPH01299877A - 熱交換器アルミフィン用の表面処理剤および処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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熱交換器フィン材の表面処理に関
するものでさらに詳しくは、アルミニウム表面を親水化
し」水滴の発生を抑制もしくは防止するに有効である表
面処理剤および処理方法に関する。

［従来の技術］ 空調機の熱交換器は冷房時に発生する凝縮水の結露によ
って起る不具合、例えば通風抵抗の増大による電力の損
失、騒音の発生、水滴の飛散などを防止する対策として
、アルミニウムフィン材の表面親水化処理が施されてい
る。かかる処理を行う方法として、アルミニウム材を成
型加工してフィンを作成し、このものを組立てた後に、
表面処理剤を浸漬塗布する方法がある。この方法で実用
化されているものとして例えば、無機皮膜を形成させる
方法として、クロメート膜〜アルカリケイ酸塩処理（特
開昭５９−１３０７８号公報）、有機皮膜を形成させる
方法としてクロメート膜〜ポリアミド樹脂膜形成（特開
昭６１−２５０４９５号公報）等が挙げられる。前者の
ケイ酸塩系の処理では、親木性は良好で水との接触角も
２０°以下を保つが、特有の臭気があり、さらに、皮膜
の分解による微粉末の飛散があり、また細菌、カビが発
育し易く、これらによる異臭を発生しやすいといった問
題がある。一方、後者のポリアミド樹脂膜の形成による
方法では、臭気の問題は少いが、耐水性が十分でなく、
またコスト高であるという問題がある。

［発明が解決しようとする課題］ 空調機は近年小型軽量化が進んでおり、熱交換器もコン
パクト設計の為フィン間隔が小さくなり、より高い親水
性を要求され、水との接触角３０°以下であることが必
須となってきている。

また快適居住空間の提供を目的とする為、最近は臭気の
発生が問題視されている。前述のように現在実用化され
ている浸漬型処理剤ではかかる要請に十分応えられるも
のでない、従って、本発明は、臭気の点で有利な有機樹
脂系であって、かつより親水性に優れた表面処理剤およ
び浸漬による表面処理方法を開発することを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、ポリビニルアルコール、水溶性ポリア
ミドおよび尿素樹脂を含有する表面処理剤により、熱交
換器を浸漬、焼付処理することにより、親水性の優れた
皮膜をアルミニウム表面に形成できる。

すなわち、本発明は、完全ケン化タイプのポリビニルア
ルコール、水溶性ポリアミド樹脂、尿素樹脂および水を
含有する熱交換器アルミフィン用の表面処理剤、および
上記表面処理剤を固形分濃度２〜１０重量％とした浴に
てアルミフィンを浸漬塗装することを特徴とする熱交換
器アルミフィンの表面処理方法を提供するものである。

本発明における表面処理剤の成分の一つであるポリビニ
ルアルコール（以下、ｒＰＶＡＪと略記する。）は造膜
成分として主要な役割を果たすとともに分子中に二級水
酸基が多量に存在するため水との親和性に富み、さらに
この水酸基と他の構成４分との相互作用により耐水性と
親木持続性を維持する作用を示す、かかる目的に適合す
るのは一般にケン化度９８％以上である完全ケン化タイ
プのＰＶＡである。この材料は常温下における水に対す
る溶解度が低く、室温度以下で使用される熱交換器アル
ミニウム材に形成する皮膜として好ましい性質を示す、
またＰＶＡの重合度は５００以上のものが、後述のポリ
アミド樹脂との分子的絡み合いによる親水性の持続、及
び耐水性の点から好ましい。

本発明処理剤の他の構成４分である水溶性ポリアミド樹
脂は本発明における親水性の付与に重要な役割を果たす
、前記のＰＶＡは、単独では加熱により部分結晶化が起
こり疎水性を示すものであるが、適切な第２成分の添加
により、加熱による結晶化が抑制され、親水性を維持す
ることができる。そのような役割を果す成分として本発
明者は水溶性ポリアミド樹脂が最適であることを見出し
た。さらにＰＶＡとポリアミド樹脂の混合比率が１：０
．５〜２の範囲で、高い親水性を付与し、かつ耐水性も
維持できることを見出した。この目的に使用される水溶
性ポリアミド樹脂は、ナイロン−６を水及び／又はアル
コールに可溶性にしたものであって、市販の樹脂、例え
ばＡＱナイロンＡ−９０、Ａ−７０、Ｐ−７０、など（
東し■製）を好適に使用することができる。水溶性ポリ
アミド樹脂単独では親水性の優れた皮膜を形成するもの
の水に再溶解する。なおポリアミド樹脂の安定溶解のた
め、適量の中和剤（リン酸等）、もしくはアルコール系
溶剤を加えることが好ましい。

上記ＰＶＡとポリアミド樹脂のみでもかなり耐水性の良
い親水性皮膜を形成できるが、さらに耐水性、親木持続
性を向上させるため１本発明においては架橋剤として尿
素樹脂を使用する一通常架橋剤としてよく使用される水
溶性メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等は
骨格中の非極性成分の影響で、親水性を著しく損う、こ
れに対し尿素樹脂は骨格が極性に富み親水性を阻害する
程度が小さい。尿素樹脂は一般に尿素とホルマリンとの
付加縮合物であるが、付加縮合反応が充分に行なわれず
低分子量のメチロール尿素が多く存在する場合、および
反応時のホルマリンの量が少なく不溶性メチレン尿素が
多く存在する場合には水溶性ないしは水分散性が劣り沈
澱を生じるため好ましくない。本発明における尿素樹脂
は水溶性ないしは水分散性である必要があり、特に、尿
素とホルマリンとの付加縮合反応時に低級アルコール（
例えばメタノール、エタノール等）を添加し、メチロー
ル基の一部ないしは全部をアルキルエーテル化したもの
は水溶性に優れ希釈安定性も良好であり好ましい、一般
に１０重量％以下の、固形分濃度の低いところで使用す
る浸漬処理においては、希釈安定性の点などから尿素樹
脂として上記アルキルエーテル化尿素樹脂を使用するこ
とが特に好ましい。

尿素樹脂の配合比は固形分重量比で、 ＰＶＡ：尿素樹脂が１　：０．Ｏｆ〜０．５．さらには
ｌ：０．１〜０．３の範囲であることが好ましい。

水は前記のＰＶＡ、水溶性ポリアミド樹脂および尿素樹
脂を溶解ないしは分散、希釈するため用いられる。

本発明に従った熱交換器アルミフィン用の表面処・理剤
は前記した必須成分に加えて、顔料、界面活性剤、消泡
剤、アルコール系溶剤、ｐＨ調整剤（酸、アルカ１月な
どの汎用の任意成分を含むことができる。

本発明に従った表面処理剤は特に浸漬塗装に対して優れ
た適性を示すものであるが、処理剤の濃度を適当に調整
することによりロールコート、スプレーコートにも適用
可能である。

浸漬塗装する場合には、処理剤の固形分濃度を通常２〜
ｌＯ重量％の範囲に調整した浴とし、この浴にてアルミ
フィンを浸漬塗装する。浸漬塗装するアルミフィンは通
常、予め成型、組立てられた熱交換器アルミフィンであ
り、このものを洛中に浸漬し、引上げた後、適当な焼付
条件、例えば１５０〜２００℃で１０〜３０分間焼付け
ることによって塗布量０．２〜５μ層、好ましくは０．
５〜３μＩの親水性皮膜を得ることができる。

本発明に従った表面処理剤は脱脂、洗浄されたアルミフ
ィン無処理材へ塗布することによっても実用的な親水性
皮膜を形成するが、アルミフィン材としてリン酸クロメ
ート処理又はクロム酸クロメート処理等の化成処理を施
した化成処理アルミフィン材を使用し、このものに本発
明表面処理剤を塗布し親水性皮膜を形成することが耐食
□性等の点から好ましい。

実施例 以下、実施例および比較例にて本発明を具体的に説明す
る。以下、１％」は「重量％」を意味する。

実施例１〜７および比較例１〜４ 試験用のアルミニウム基材として厚さ０．　１龍、幅７
０＋ｕ＋、長さ１５０關のＡＡ３００３薄扱を用い、こ
のものを４０℃の温水で湯洗、さらに４０℃の２％苛性
ソーダ水溶液に２分間浸漬し脱脂・洗浄を行なった後、
水洗を行なった。

このものを、第１表に示したように、■化成処理せずに
無処理のままで使用、■リン酸クロメート処理（日本パ
ーカー社製［アルクロム３７０１Ｊ）をＣｒ付着量が約
１００ｍｇ／ｒｒ？となるように施して使用、または■
クロム酸クロ方法を用いた。

ついで、上記無処理扱又は化成処理板を第１表に示した
配合の表面処理剤洛中に浸漬塗装し、ついで熱風乾燥炉
で１５０℃で３０分間焼付けを行ない、皮膜重量的１　
ｇ／ｒｎ’の親水性皮膜を形成した。

得られた表面処理板の試験結果を第１表に示す。

なお、第１表に示した配合中の（註）は以下のとおりで
ある。

＊１．　　ｚ気化学工業■製、完全ケン化（〉９８％）
ポバール（１００％固形分） ＊２．　電気化学工業■製、部分ケン化（８８〜９％）
ポバール（１００％固形分） 本３．４東し■製、水溶性ポリアミド樹脂（１００％固
形分） ＊５．　大日本インキ化学工業■製、水溶性メチルエー
テル化尿素樹脂（７０％固形分）＊６．　三井東圧化学
■製、水溶性メチルエーテル化尿素樹脂（６５％固形分
） 第１表における試験方法および評価方法は下記のとおり
である。

［試験および評価方法］ 水濡性：水濡性は試験板を水道水に３０秒間浸漬、引上
げた時の水濡面積率で評価した。

０：水濡面積率　１００％ Ｏ：　　　ｌ／　　　　９０〜１００％未満Δ：　　〃
　　　５０〜９０％未満 Ｘ：　　　／／　　　　　　　　５０％未満接触角：試
験板に約０．０３ｃｃの脱イオン水の水滴を形成し、２
０℃にて水滴の接触角を協和科学■製コンタククンゲル
メーターＤＣＡＡ型にて測定した。なお水濡性および接
触角は、初期試験板および水道水流水中に５００時間浸
漬し、引上げ後、２０℃、７５％Ｒ，Ｈの環境下に２４
時間放置した流水浸漬試験板についても行なった。

耐水溶解性＝２４時間、約１５℃の水道水に浸漬前後の
重量差から計算した。

水溶解重（％）＝（（初期皮膜重量− ２４時間浸漬後の皮膜重量） ／初期皮膜重量）Ｘ１００ Ｏ：水溶解重　　　　　５％未満 ○：　〃　　　　５〜ｌＯ％未満 △：　〃　　　１０〜２０％未満 Ｘ：／／　　　　　　　２０％以上 耐食性：ＪＩＳ　　Ｚ　　２３７１塩水噴霧試験３００
時間後の平面部における白錆発生の面積率で評価した。

０：白錆発生面積率　　０〜１　％未満Ｑ　：　　　　
／ｌ　　　　　　ｌ　−ｗ　ｌ　０％未満処理液の安定
性：表面処理剤をガラス容器に取りふたをして室温にｌ
Ｏ日間放置後、凝集、沈降物の有無等の変化を評価した
。

０：変化なし ○：わずかに濁りが認められる ［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明に従った表面処理剤を熱交換
器アルミフィンに適用した場合、初期親水性及び流水浸
漬後の親木持続性がともに良好であり、かつ耐水溶解性
も良好な皮膜が得られる。

また化成処理の併用により優れた耐食性の親水化処理板
が得られる。更に本発明に係る表面処理剤は珪酸塩を含
まないため悪臭等の不快感がなく、また、希釈安定性に
も優れているため、低濃度で使用する浸漬塗装の処理剤
としても優れた適応性を示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）完全ケン化タイプのポリビニルアルコール、水溶性
   ポリアミド樹脂、尿素樹脂およ び水を含有する熱交換器アルミフィン用の 表面処理剤。 ２）ポリビニルアルコール：ポリアミド樹脂：尿素樹脂
   が固形分重量比で、１：０．５〜 ２：０．０１〜０．５である請求項１記載 の表面処理剤。 ３）完全ケン化タイプのポリビニルアルコール、水溶性
   ポリアミド樹脂、尿素樹脂およ び水を含有する固形分濃度２〜１０重量％ の表面処理剤浴にてアルミフィンを浸漬塗 装することを特徴とする熱交換器アルミ フィンの表面処理方法。 ４）浸漬塗装するアルミフィンが予めリン酸クロメート
   又はクロム酸クロメートで処理さ れたものである請求項３記載の表面処理方 法。