JPH03267379A - 撥水性に優れたアルミニウム材料及その製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、アルミニウム材料の表面に凝縮水の付着を防
止する撥水性に優れたアルミニウム材料とその製造方法
に関し、特に熱交換器フィンに使用したとき、熱交換器
の性能を向上することができるアルミニウム材料及びそ
の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 最近の空調機熱交換器は、軽量化のために、熱効率の向
上とコンパクト化が要求され、フィン間隔をでき得る限
り狭くする設計が取り入れられてきた。空調機用熱交換
器は、冷房運転中に空気中の水分がアルミニウムフィン
の表面に凝縮水となって付着する。金属材料の表面は、
第１図に示すようにフィン表面に半円形もしくはフィン
間にブリッジ状になって存在することになる。これはフ
ィン間の空気の流れを妨げ、通風抵抗を増大させ、熱交
換効率を著しく低下させる原因となっていた。熱交換器
の効率を向上させるには、フィン表面の凝縮水を迅速に
排除することが必要である。

この解決法として、 （１）アルミニウム合金フィン表面に高親水性皮膜を形
成し、凝縮水を薄い水膜として流下せしめる方法 （２）アルミニウム合金フィン表面に撥水性皮膜を形成
し、凝縮水を表面に付着させないようにする方法 の二通りの方法が考えられる。

（１）の親水性を付与する方法については、いろいろ提
案・実用化されている。しかし、（２）の撥水性を付与
する方法は、現時点では適正な処理方法がないのが実状
である。

［発明が解決しようとする課題］ 熱交換器の熱効率を向上させるために従来提案・実施さ
れている親水性を付与する方法は、処理方法が煩雑であ
ること、親水性皮膜がフィン加工工具の寿命を低下させ
ること、皮膜の親水性性能の持続が十分でないことなど
の欠点があった。

一方、撥水性の付与については、現時点では適正な処理
方法がないのが実状である（たとえば、礒山永三「水と
も油とも仲良くしたい一エアコン用フィン材表面の親水
化技術−Ｊ　ＢＯＵＮＤＡＲＹ　１９８８年２月号、ｐ
、５３〜５８、特に図７）。

そこで本発明の目的は、アルミニウム材料の表面に凝縮
水の付着を防止する皮膜を有する撥水性に優れたアルミ
ニウム材料と、その製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するためアルミニウム材料の表面処理方
法を種々検討した結果、陽極酸化処理あるいはベーマイ
ト処理により、表面にアルミニウム水酸基（１−ＯＨ）
を生成させた後、アルコール処理することによって、ア
ルミニウム表面に疎水性基を含有する酸化物を生成させ
ることにより、優れた撥水性が発現することを見いだし
、本発明を完成した。

その要旨とするところは、アルミニウム母材の上に酸化
層と、更に該酸化層の上にそれに化学的に結合した疎水
性基を含有する層からなる皮膜を有する撥水性アルミニ
ウム材料を第１の発明とし、更にアルミニウム板材を陽
極酸化処理した後、炭素数３以上のアルコールに浸漬・
乾燥することにより撥水性アルミニウム材料の製造方法
を第２の発明とするものである。

［作　用］ 本発明の撥水性が発現する処理方法について述べる。

陽極酸化処理・ベーマイト処理 陽極酸化処理は、アルミニウム材料表面に酸化皮膜を生
成させ、その後の工程で行われるアルコールとの反応に
必要なアルミニウム水酸基（ｊ’ｌ−０Ｈ）を、多数生
成させる効果がある。

陽極酸化処理の電解液として、燐酸及び硫酸を使用する
と、短時間処理か可能であり、好ましい。

ベーマイト処理は、脱イオン水あるいは脱イオン水にア
ミンなどの添加物を加えた高温水中に、アルミニウム材
料を浸漬し、アルミニウム材料表面にアルミニウム水酸
基を生成させる効果がある。

アルコール処理 アルコール処理は、陽極酸化処理又はベーマイト処理で
得られたアルミニウム水酸基とアルコールとを有機溶剤
を使用して［アルコールが室温（２０℃）で固体の場合
は、有機溶剤（例えば四塩化炭素、クロロホルム）に溶
かして使用する。］あるいは使用せずに、下記式のよう
に反応させｌ　−ＯＲを生成させることにより、アルミ
ニウム材料表面に撥水性と耐食性を付与する効果がある
。

（Ａｉ）−ＯＨ）＋　（Ｒ−ＯＨ） アルミニウム水酸基　アルコール →（Ａｊｌｌ　−０Ｒ）　　　　＋Ｈ２０アルミニウム
表面に残存 上記アルコールＲ−ＯＨにおけるＲは、アルミニウム表
面に撥水性を付与し得る疎水性基であればいずれのもの
でもよく、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキ
ル等の置換もしくは非置換の炭化水素基から選択するこ
とができる。しかし、好ましいのは炭素数３〜２０、更
に好ましくは６〜１２のアルキル基である。具体例を挙
げればヘキサノール、オクタツール、ドデカノールなど
である。

上記の反応が進むにつれ、アルコール中の水分が増加し
、反応が抑制されるため、これを防止するため五酸化二
燐を添加するのが好ましい。

上記の各処理は、アルミニウム板材、フィン成形後、お
よび熱交換器に組み込んだ後のいずれの段階においても
実施することができる。

なお、本発明においてアルミニウム材料としては、純ア
ルミニウム材の他各種のアルミニウム合金を使用するこ
とができる。

［実施例］ 実施例１ 厚さが０．１２＋ｕの工業用純アルミウム板材（ＪＩＳ
　Ａ１０５０−Ｈ２２材）を、脱脂剤（日本ペイント社
製リドリン３２２Ｎ−８の２ｗｔ％の水溶液）を温度６
５℃で７秒間スプレー処理した後、水洗し、第１表に示
す陽極酸化処理とアルコール処理を行い、試験片を得た
。

撥水性の試験は、水滴を試験片に落下させ、接触角の大
きさを、投影機で測定した。

耐食性の試験は、塩水噴霧試験（ＪＩＳ　Ｚ　２３７１
）による方法に基づいて、３００時間の腐食面積を測定
した。

アルミニウム材料表面のアルキル基の検出は、ＦＴＩＲ
で行った。それらの結果を第１表に示す。

これらの測定に用いた装置は、フーリエ変換赤外分光光
度計で、ＦＴ−ＩＲ反射スペクトルの測定には角度可変
型反射測定装置を付設した。

発明例のＮｏ、１〜１７は、水滴の接触角が９１°以上
であり、水滴の落下性に優れ、腐食面積率が０．０２％
以下であり耐食性にも優れている。

比較例の魔１８〜２０は、陽極酸化処理をせずにアルコ
ール処理のみを行ったものであるが、水滴の接触角が小
さく、水滴の落下性に劣り、腐食面積率が大きく、耐食
性にも劣るものである。

Ｎｏ、２１．２３．２５は、アルコール処理をしなかっ
たものであるが、接触角が５°以下で撥水性に劣り、腐
食面積も０．０２％を越え、耐食性も低下するものであ
る。

Ｎα２２．２４．２６は、アルコール処理を炭素数２の
エタノールで行ったものであるが、接触角が７０″以下
で撥水性に劣り、腐食面積も０．０５％以上となり、耐
食性も低下するものである。

Ｎｏ、２７は脱脂、水洗したＡＩ板であるが、水滴の接
触角が５″以下と小さく、撥水性に劣り、腐食面積が大
きく、耐食性に劣るものである。

実施例２ 実施例１と同じ工程で脱脂・水洗したアルミニウム材料
を第２表に示すベーマイト処理とアルコール処理をおこ
ない、試験片を得た。以下、実施例１と同様な試験を行
い、その結果を第２表に示す。

発明例のＮｏ、２８〜３２は水滴の接触角が１０３゜以
上であり、水滴の落下性に優れ、腐食面積率が０．０２
％以下であり、耐食性にも優れている。

比較例のＮｏ、３３．３４及び３６はベーマイト処理後
炭素数２のエタノールでアルコール処理を行ったもので
あるが、水滴の接触角が７０″以下で撥水性に劣り、腐
食面積も　１，０５以上となり、耐食性も低下するもの
である。

又、Ｎｏ、３５はベーマイト処理後アルコール処理をし
なかったものであるが、水滴の接触角が５″以下で撥水
性に劣り、腐食面積も　１．０％以上を越え、耐食性も
低下するものである。

［発明の効果］ 以上のように、アルミニウム材料を陽極酸化処理または
ベーマイト処理した後、炭素数３以上のアルコールで処
理することにより、撥水性に優れたアルミニウム材料を
提供することができ、又、アルミニウムフィン材や熱交
換器に組み込んだアルミニウム材料に撥水性を付与する
ことが可能となり、熱交換器の熱効率を高めるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の熱交換器のフィン間に水滴が付着する
状態を説明する図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム材料表面に酸化層及び該酸化層の上
   に化学的に結合した炭素数３以上の疎水性基を含有する
   層からなる皮膜を有することを特徴とする撥水性に優れ
   たアルミニウム材料。
2. （２）アルミニウム材料表面を陽極酸化処理又はベーマ
   イト処理した後、炭素数３以上のアルコールに浸漬・乾
   燥することを特徴とする撥水性に優れたアルミニウム材
   料の製造方法。