JPH0312151B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0312151B2 JPH0312151B2 JP9296080A JP9296080A JPH0312151B2 JP H0312151 B2 JPH0312151 B2 JP H0312151B2 JP 9296080 A JP9296080 A JP 9296080A JP 9296080 A JP9296080 A JP 9296080A JP H0312151 B2 JPH0312151 B2 JP H0312151B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- transfer surface
- aluminum
- treatment liquid
- mol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Electrochemical Coating By Surface Reaction (AREA)
Description
この発明は、アルミニウム製熱交換器の凝縮伝
熱面（この明細書で単に「伝熱面」とは凝縮伝熱
面をいう）における親水性付与方法に関する。 この明細書において、「アルミニウム」という
用語は、純アルミニウム、少量の不純物を含む市
販のアルミニウムおよびアルミニウムがその大部
分を占めるアルミニウム合金を含むものとする。 一般にアルミニウム製熱交換器の凝縮伝熱面、
たとえば凝縮器として用いられる熱交換器の媒体
流通管の内面において、凝縮を伴う熱交換性能を
高めるには、凝縮により生じた液の層を通して未
凝縮蒸気のエネルギーを奪う必要があることか
ら、上記凝縮液の層をできるだけ薄くする必要が
ある。そのためこのような凝縮面は液との親水
性、すなわちヌレ性の良好なものであることが要
望せられる。また他の凝縮伝熱面、すなわちカ
ー・クーラー、ルーム・クーラー等の空気調和機
の蒸発器として用いられる熱交換器のフイン表面
においては、フインの表面温度が大気の露点以下
となるためフインの表面に水滴が付着し、このよ
うな水滴の付着により通風抵抗が増大し、かつ風
量が減少して熱交換効率が低下する。これは蒸発
器の性能向上と小型化のためにフインピツチを狭
くした場合にとくに顕著に現われる。熱交換効率
はフインのヌレ性、すなわち親水性が大きく影響
するものであり、フイン方面のヌレ性が良いと付
着した水が水滴となりにくく、このため通風抵抗
が小さくなり、風量も多くなつて熱交換効率も向
上する。このような観点から、従来より機械的な
いし化学的に凝縮伝熱面を粗面化したり、種々の
形状に加工したり、さらには焼結合金層を形成し
たりする工夫がなされているが、これらはいずれ
も熱交換性能、品質の安全性および製造コストの
点に難点があり、さらに腐食の点でも問題がある
上に、水との反応による水素ガスの発生のために
熱伝達性能が低下するものであつたため、未だ工
業的に実用化されるに到つていない。 この発明は、アルミニウム製熱交換器の凝縮伝
熱面に優れた親水性を簡単に付与することのでき
る方法を提供することを目的とする すなわち、この発明の方法は、アルカリ金属、
アルカリ土類金属またはそれらの塩を１または２
種以上と、シリカゾルとを含有する処理液でアル
ミニウム製熱交換器の凝縮伝熱面を化成処理する
ことを特徴とする、アルミニウム製熱交換器の凝
縮伝熱面における親水性付与方法である。 上記化成処理によつてアルミニウム材表面に形
成された化成皮膜が伝熱面を構成する。 アルカリ金属およびアルカリ土類金属は、周期
律表中のいずれの金属であつてもよい。特にリチ
ウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カ
ルシウム、ストロンチウムが好ましい。塩の形態
も特に限定されないが、通常は塩化物、ヨウ化物
などのハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、
シユウ酸塩などがよく用いられる。上記金属およ
びそれらの塩はアルミニウム表面に化成皮膜を形
成するための必須成分である。そしてこれは単独
で、または数種類を併用して用いられる。後者の
場合には特に均一でかつ厚い皮膜を形成すること
ができる。処理液における上記金属またはそれら
の塩の濃度は0.005〜２モル／の範囲にある。
その理由は、濃度が0.005モル／未満の場合に
は、皮膜の形成が十分に進まず、また２モル／
を越えても、皮膜形成能はことさら向上せず、か
えつて処理液中に金属水酸化物が沈澱して液の安
定性が悪くなるからである。蒸発伝熱面を形成す
る場合には、表面の粗面化が必要であることか
ら、塩の濃度は比較的高目の方がよく、特に0.1
〜１モル／が好ましい。また凝縮伝熱面を形成
する場合には、皮膜は蒸発伝熱面の場合より薄い
方がよく、そのため濃度は0.01〜0.2モル／が
好ましい。 シリカゾルは、形成された伝熱面の耐食性を向
上する作用をなす。シリカゾルの濃度はSiO2と
して0.0001〜0.5％の範囲にある。その理由は濃
度が0.0001％未満では耐食性が乏しく、0.5％を
越えると皮膜の生成が阻害されるからである。特
に好ましい濃度は0.003〜0.3モル／である。 また、処理液には、アルミン酸ナトリウム、ア
ルミン酸カリウムなどのアルミン酸塩を添加する
こともある。アルミン酸塩は、皮膜形成を促進す
るとともに皮膜の凝集力を向上して均一な皮膜を
得るのに寄与する。アルミン酸塩の濃度は0.001
〜1.0モル／の範囲にある。その理由は、濃度
が0.001モル／未満ではアルミン酸塩による上
記効果が発揮されず、1.0モルを越えると沈澱物
が生じるからである。特に好ましい濃度は0.01〜
0.3モル／である。 さらに、処理液にはトリエタノールアミンのよ
うなアミン類を添加することもある。アミン類は
処理液の安定性を向上して金属水酸化物の沈澱を
防ぐ作用を果す。 処理液の温度は40℃以上が好ましい。温度が40
℃未満では皮膜形成が十分になされない。処理液
のPHは６〜13が好ましい。PHが６未満では皮膜の
形成よりもアルミニウムの溶解の方がより進行し
てしまい、皮膜が生成しにくくなる。 処理液の調製に用いられる建浴水は、脱イオン
水、蒸溜水のほか水道水、地下水のように種々の
イオンを含有する水であつてもよい。 処理時間は、処理液の濃度とも関連するが、通
常１〜60分である。これ以上長くても皮膜形成効
果は特に向上しない。蒸発伝熱面を形成するに
は、高濃度の処理液を用いて、比較的長時間処理
を行う。他方凝縮伝熱面を形成するには、低濃度
の処理液を用いて、比較的短時間処理を行う。 なお、この発明による伝熱面の形成方法は、エ
ツチング、ブラストなどの化学的ないし機械的処
理によるアルミニウム表面の粗面化や、ローレツ
ト加工、切削加工などの溝形成加工の後に行う
と、一層効果的である。 以上の次第で、この発明によれば、アルミニウ
ム材表面の粗面化により伝熱面積が大きくかつ耐
食性に優れた伝熱面を形成することができる。か
くして、ち密でかつ液体とのヌレ性の良好な酸化
物ないし水和酸化物層を形成することができる。
さらにこの発明によれば、従来処理の困難であつ
た管内面に対しても容易に処理を施すことがで
き、したがつて管の内外面を同時に処理すること
ができて極めて作業性が良い。しかも処理は１段
階でなされるためこの点でも作業性が良い。 実施例 １〜５ 熱交換器の凝縮伝熱面のアルミニウム材として
JISA1100−H24製のもの（大きさ１mm×50mm×
100mm）を用い、これを以下の条件で処理液に浸
漬した。
熱面（この明細書で単に「伝熱面」とは凝縮伝熱
面をいう）における親水性付与方法に関する。 この明細書において、「アルミニウム」という
用語は、純アルミニウム、少量の不純物を含む市
販のアルミニウムおよびアルミニウムがその大部
分を占めるアルミニウム合金を含むものとする。 一般にアルミニウム製熱交換器の凝縮伝熱面、
たとえば凝縮器として用いられる熱交換器の媒体
流通管の内面において、凝縮を伴う熱交換性能を
高めるには、凝縮により生じた液の層を通して未
凝縮蒸気のエネルギーを奪う必要があることか
ら、上記凝縮液の層をできるだけ薄くする必要が
ある。そのためこのような凝縮面は液との親水
性、すなわちヌレ性の良好なものであることが要
望せられる。また他の凝縮伝熱面、すなわちカ
ー・クーラー、ルーム・クーラー等の空気調和機
の蒸発器として用いられる熱交換器のフイン表面
においては、フインの表面温度が大気の露点以下
となるためフインの表面に水滴が付着し、このよ
うな水滴の付着により通風抵抗が増大し、かつ風
量が減少して熱交換効率が低下する。これは蒸発
器の性能向上と小型化のためにフインピツチを狭
くした場合にとくに顕著に現われる。熱交換効率
はフインのヌレ性、すなわち親水性が大きく影響
するものであり、フイン方面のヌレ性が良いと付
着した水が水滴となりにくく、このため通風抵抗
が小さくなり、風量も多くなつて熱交換効率も向
上する。このような観点から、従来より機械的な
いし化学的に凝縮伝熱面を粗面化したり、種々の
形状に加工したり、さらには焼結合金層を形成し
たりする工夫がなされているが、これらはいずれ
も熱交換性能、品質の安全性および製造コストの
点に難点があり、さらに腐食の点でも問題がある
上に、水との反応による水素ガスの発生のために
熱伝達性能が低下するものであつたため、未だ工
業的に実用化されるに到つていない。 この発明は、アルミニウム製熱交換器の凝縮伝
熱面に優れた親水性を簡単に付与することのでき
る方法を提供することを目的とする すなわち、この発明の方法は、アルカリ金属、
アルカリ土類金属またはそれらの塩を１または２
種以上と、シリカゾルとを含有する処理液でアル
ミニウム製熱交換器の凝縮伝熱面を化成処理する
ことを特徴とする、アルミニウム製熱交換器の凝
縮伝熱面における親水性付与方法である。 上記化成処理によつてアルミニウム材表面に形
成された化成皮膜が伝熱面を構成する。 アルカリ金属およびアルカリ土類金属は、周期
律表中のいずれの金属であつてもよい。特にリチ
ウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カ
ルシウム、ストロンチウムが好ましい。塩の形態
も特に限定されないが、通常は塩化物、ヨウ化物
などのハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、
シユウ酸塩などがよく用いられる。上記金属およ
びそれらの塩はアルミニウム表面に化成皮膜を形
成するための必須成分である。そしてこれは単独
で、または数種類を併用して用いられる。後者の
場合には特に均一でかつ厚い皮膜を形成すること
ができる。処理液における上記金属またはそれら
の塩の濃度は0.005〜２モル／の範囲にある。
その理由は、濃度が0.005モル／未満の場合に
は、皮膜の形成が十分に進まず、また２モル／
を越えても、皮膜形成能はことさら向上せず、か
えつて処理液中に金属水酸化物が沈澱して液の安
定性が悪くなるからである。蒸発伝熱面を形成す
る場合には、表面の粗面化が必要であることか
ら、塩の濃度は比較的高目の方がよく、特に0.1
〜１モル／が好ましい。また凝縮伝熱面を形成
する場合には、皮膜は蒸発伝熱面の場合より薄い
方がよく、そのため濃度は0.01〜0.2モル／が
好ましい。 シリカゾルは、形成された伝熱面の耐食性を向
上する作用をなす。シリカゾルの濃度はSiO2と
して0.0001〜0.5％の範囲にある。その理由は濃
度が0.0001％未満では耐食性が乏しく、0.5％を
越えると皮膜の生成が阻害されるからである。特
に好ましい濃度は0.003〜0.3モル／である。 また、処理液には、アルミン酸ナトリウム、ア
ルミン酸カリウムなどのアルミン酸塩を添加する
こともある。アルミン酸塩は、皮膜形成を促進す
るとともに皮膜の凝集力を向上して均一な皮膜を
得るのに寄与する。アルミン酸塩の濃度は0.001
〜1.0モル／の範囲にある。その理由は、濃度
が0.001モル／未満ではアルミン酸塩による上
記効果が発揮されず、1.0モルを越えると沈澱物
が生じるからである。特に好ましい濃度は0.01〜
0.3モル／である。 さらに、処理液にはトリエタノールアミンのよ
うなアミン類を添加することもある。アミン類は
処理液の安定性を向上して金属水酸化物の沈澱を
防ぐ作用を果す。 処理液の温度は40℃以上が好ましい。温度が40
℃未満では皮膜形成が十分になされない。処理液
のPHは６〜13が好ましい。PHが６未満では皮膜の
形成よりもアルミニウムの溶解の方がより進行し
てしまい、皮膜が生成しにくくなる。 処理液の調製に用いられる建浴水は、脱イオン
水、蒸溜水のほか水道水、地下水のように種々の
イオンを含有する水であつてもよい。 処理時間は、処理液の濃度とも関連するが、通
常１〜60分である。これ以上長くても皮膜形成効
果は特に向上しない。蒸発伝熱面を形成するに
は、高濃度の処理液を用いて、比較的長時間処理
を行う。他方凝縮伝熱面を形成するには、低濃度
の処理液を用いて、比較的短時間処理を行う。 なお、この発明による伝熱面の形成方法は、エ
ツチング、ブラストなどの化学的ないし機械的処
理によるアルミニウム表面の粗面化や、ローレツ
ト加工、切削加工などの溝形成加工の後に行う
と、一層効果的である。 以上の次第で、この発明によれば、アルミニウ
ム材表面の粗面化により伝熱面積が大きくかつ耐
食性に優れた伝熱面を形成することができる。か
くして、ち密でかつ液体とのヌレ性の良好な酸化
物ないし水和酸化物層を形成することができる。
さらにこの発明によれば、従来処理の困難であつ
た管内面に対しても容易に処理を施すことがで
き、したがつて管の内外面を同時に処理すること
ができて極めて作業性が良い。しかも処理は１段
階でなされるためこの点でも作業性が良い。 実施例 １〜５ 熱交換器の凝縮伝熱面のアルミニウム材として
JISA1100−H24製のもの（大きさ１mm×50mm×
100mm）を用い、これを以下の条件で処理液に浸
漬した。
【表】
【表】
こうして形成した伝熱面について、経過日数と
接触角の関係を求めた。結果を図面に示す。また
比較のために、上記アルミニウム材と同じ材料を
30℃にて２分間クロメート処理したもの（比較例
１）、同アルミニウム材を５％NaOH溶液で50℃
にて３分間処理し、30％HNO3で脱脂したもの
（比較例２）、同アルミニウム材を陽極酸化処理し
蒸気処理したもの（比較例３）についても上記関
係を求めた。これら結果を同図に示す。図からわ
かるように、実施例により形成した伝熱面は、比
較例により形成したものに比べて接触角が小さ
く、したがつて優れたヌレ性を有する。しかもこ
のヌレ性は長期にわたつて劣化することがない。
接触角の関係を求めた。結果を図面に示す。また
比較のために、上記アルミニウム材と同じ材料を
30℃にて２分間クロメート処理したもの（比較例
１）、同アルミニウム材を５％NaOH溶液で50℃
にて３分間処理し、30％HNO3で脱脂したもの
（比較例２）、同アルミニウム材を陽極酸化処理し
蒸気処理したもの（比較例３）についても上記関
係を求めた。これら結果を同図に示す。図からわ
かるように、実施例により形成した伝熱面は、比
較例により形成したものに比べて接触角が小さ
く、したがつて優れたヌレ性を有する。しかもこ
のヌレ性は長期にわたつて劣化することがない。
図面は経過日数と接触角の関係を示すグラフで
ある。
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルカリ金属、アルカリ土類金属またはそれ
らの塩を１または２種以上と、シリカゾルとを含
有する処理液でアルミニウム製熱交換器の凝縮伝
熱面を化成処理することを特徴とする、アルミニ
ウム製熱交換器の凝縮伝熱面における親水性付与
方法。 ２ 処理液がさらにアルミン酸塩を含む特許請求
の範囲第１項記載の方法。 ３ 処理液がさらにアミン類を含む特許請求の範
囲第１項または第２項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9296080A JPS5719397A (en) | 1980-07-07 | 1980-07-07 | Formation of heating surface on aluminum material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9296080A JPS5719397A (en) | 1980-07-07 | 1980-07-07 | Formation of heating surface on aluminum material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5719397A JPS5719397A (en) | 1982-02-01 |
| JPH0312151B2 true JPH0312151B2 (ja) | 1991-02-19 |
Family
ID=14069001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9296080A Granted JPS5719397A (en) | 1980-07-07 | 1980-07-07 | Formation of heating surface on aluminum material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5719397A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3077193B2 (ja) * | 1990-11-23 | 2000-08-14 | 株式会社デンソー | アルミニウム表面に耐食性化成皮膜を形成する方法 |
| JP5083578B2 (ja) * | 2010-09-15 | 2012-11-28 | 株式会社イネックス | 遠赤外線高放射皮膜により冷却効果を高めたアルミニウム基材及びその製造法 |
-
1980
- 1980-07-07 JP JP9296080A patent/JPS5719397A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5719397A (en) | 1982-02-01 |
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