JPH0340320B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 この発明は、熱交換器用アルミニウム製フイン
材に関する。 この明細書において、アルミニウムとは、アル
ミニウムおよびアルミニウム合金を含むものとす
る。 従来の技術 一般に、熱交換器、とくに空気調和機の蒸発器
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する。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。これは熱
交換器の性能向上と小形化のためにフインピツチ
を狭くした場合とくに顕著に現われる。熱交換効
率はフイン表面の水のヌレ性が大きく影響するも
のであり、フイン表面のヌレ性が良いと付着した
水が水滴となりにくゝ、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が増大す
る。このようなフイン表面のヌレ性を改良するた
めに、従来アルミニウム製熱交換器用アルミニウ
ム材の表面に高分子樹脂皮膜を形成させた後、シ
リカ微粒子を塗布することによつて親水性面を与
える表面処理法が開発された（特開昭58−2596号
公報参照）。しかしながら、このような従来の方
法によれば親水性表面処理後のプレス成形加工の
さいに使用するプレス油によつてシリカ微粒子塗
布層表面の親水性が劣化し、水のヌレ性が悪くな
つて、熱交換効率が低下するという問題があつ
た。 発明の目的 この発明の目的は、上記の問題を解決し、すぐ
れた親水性、耐食性および成形性を有し、しかも
成形時にプレス油によつて汚染されることがな
く、すぐれた親水性を維持し得て、熱交換効率の
低下を防止し得る熱交換器用アルミニウム製フイ
ン材を提供しようとするにある。 発明の構成 この発明は、上記の目的を達成するために、ア
ルミニウム板の表面に、有機高分子樹脂よりなる
耐食性被覆層が形成され、この耐食性被覆層の表
面に親水性無機材料と耐油汚染性親水性物質とよ
りなる親水性被覆層が形成されており、上記耐油
汚染性親水性物質が、ビニルスルホン酸、ビニル
ホスホン酸およびエチレン性不飽和カルボン酸の
単独重合体およびこれらの共重合体、並びに該単
独重合体および共重合体の塩、並びにビニルスル
ホン酸、ビニルホスホン酸およびエチレン性不飽
和カルボン酸と、不飽和低級アルコールまたは不
飽和低級アルコールの硫酸エステルもしくはリン
酸エステルとの共重合体よりなる群の中から選ば
れた１つの物質である熱交換器用アルミニウム製
フイン材を要旨としている。 上記において、アルミニウム板は、所要長さを
有する平板の状態で処理および加工をすることが
できるが、とくにコイル状の状態で連続的に処理
および加工をするのが好適である。 アルミニウム板の表面に形成された耐食性被覆
層は有機高分子樹脂皮膜よりなるものである。 ここで、有機高分子樹脂皮膜は、具体的にはつ
ぎのような樹脂から形成されるものである。 アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系
樹脂、たとえばポリ塩化ビニル−酢酸ビニル、ポ
リエチレン、ポリプロピレンのようなビニル系樹
脂、スチロール系樹脂、フエノール系樹脂、フツ
素系樹脂、ケイ素系樹脂、ジアリルフタレート系
樹脂、ポリカーボネイト系樹脂、ポリアミド系樹
脂、アルキツド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ユ
リアメラミン系樹脂、ポリアセタール系樹脂およ
び繊維素系樹脂など。 このような有機高分子樹脂よりなる被覆層の厚
みは、たとえば１〜50μｍであるのが好ましい。
ここで、被覆層の厚みが1μｍより薄い場合には
耐食性に問題があり、逆に50μｍを越えるとアル
ミニウム製フインの熱伝導が阻害されるととも
に、成形性が悪くなる。 親水性被覆層に含まれる親水性無機材料として
は、ケイ酸、ケイ酸塩、シリカゾルおよびアルミ
ナゾルがあげられる。またケイ酸塩としては、ケ
イ酸ナトリウム、ケイ酸カリウムおよび水ガラス
が一般的である。 親水性無機材料は、水または溶剤分散型で使用
される。ここで、これらの無機材料は下地樹脂へ
の吸着力を強めるため、溶剤分散型で使用するの
が望ましい。 無機材料がケイ酸ないしその塩である場合、溶
液中のこれらの濃度は、0.001〜20重量％、とり
わけ0.05〜７重量％が好ましい。 ここで、ケイ酸ないしその塩の濃度が0.001重
量％未満では、満足すべき親水性が得られず、20
重量％を越えると、溶液中に沈澱物が生じる。 無機材料がシリカゾルまたはアルミナゾルであ
る場合、溶液中のこれらの濃度は、0.001〜40重
量％が好ましく、その理由はケイ酸などの場合と
同じであり、とりわけ0.05〜７重量％が好まし
い。 また上記親水性被覆層に含まれる耐油汚染性親
水性物質はつぎの（）〜（）よりなるもので
ある。 () ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸およ
びエチレン性不飽和カルボン酸の単独重合体、
並びにこれらの共重合体。 ここで、エチレン性不飽和カルボン酸として
は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、
フマル酸および桂皮酸などのように、炭素数３
〜９を有するものを使用する。 () 上記（）の単独重合体および共重合体の
塩。 ここで、塩としては、ナトリウム塩、カリウ
ム塩等があげられる。 () ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸およ
びエチレン性不飽和カルボン酸と、アリルアル
コールもしくはビニルアルコール等の不飽和低
級アルコールとの共重合体。 () ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸およ
びエチレン性不飽和カルボン酸と、上記不飽和
低級アルコールの硫酸エステルもしくはリン酸
エステルとの共重合体。 上記（）〜（）の親水性物質は、１種もし
くは２種以上混合して使用される。 上記親水性物質の濃度は、0.001〜20重量％、
とりわけ0.01〜５重量％が好ましい。 ここで、親水性物質の濃度が0.001重量％未満
では親水性と耐油汚染性を向上させる効果がな
く、20重量％を越えると、もはや耐油汚染性の増
大は期待できない。 親水性被覆層を形成する処理は、浸漬、噴霧ま
たは塗布によつて行なわれる。 溶液のPHは、２〜13が好ましい。 溶液による処理時間は、溶液濃度との関係で決
定せられるが、10秒〜10分が好ましい。処理時間
が10秒未満では、満足すべき親水性被覆層が得ら
れず、10分を越えても10分で処理する以上の親水
性の増大はみられない。 有機高分子樹脂よりなる耐食性被覆層の表面に
親水性被覆層を形成するには、つぎの３つの方法
がある。 (イ) 有機高分子樹脂皮膜が完全に硬化後に親水性
無機材料と耐油汚染性親水性物質の溶液を塗布
して、これの皮膜を形成する。 (ロ) 有機高分子樹脂皮膜が完全硬化後、これと同
じ樹脂と耐油汚染性親水性物質の溶液を薄くコ
ートし、ついでただちに親水性無機材料の溶液
を塗布して、これらを完全硬化させる。 (ハ) 有機高分子樹脂皮膜が半硬化の状態において
親水性無機材料と耐油汚染性親水性物質の溶液
を塗布し、これらを完全に硬化させる。 上記(ロ)および(ハ)の場合には、シリカゾル粒子等
の無機材料の一部が有機高分子樹脂皮膜に埋め込
まれることになる。 耐油汚染性親水性物質は、通常親水性無機材料
と混合物の形で使用されるが、先に形成された親
水性無機材料の皮膜の表面にあとから塗布されて
もよい。 上記のような親水性物質を使用すると、耐油汚
染性が向上しフインの親水性の経時劣化が少なく
なるのは、親水性無機材料と共に使用される親水
性物質がそれ自体高い親水性を有していて、しか
もこれが親水性無機材料の表面に吸着するためで
あると思われる。 なお、アルミニウム板の表面に耐食性被覆層と
親水性被覆層を形成する処理は、熱交換器に組み
立てる前のコイル状のアルミニウム板に対して行
なわれ、このようにして製造されたフイン材はそ
の後所定の金型により成形され、所定の形状を有
する熱交換器用フインとなされるものである。 またフイン材の親水性被覆層の表面に、さらに
ワツクスとポリビニルアルコール等の水溶性高分
子化合物よりなる被覆層を形成し、フイン材を所
定の形状に成形するさいの金型の摩耗をより一層
少なくするようにするのが好ましい。このような
ワツクスと水溶性高分子化合物の使用について
は、特開昭59−118450号に詳しく述べられてい
る。 この発明によるフイン材を用いてつくられた熱
交換器においては、フインに付着した水滴は、た
ちまちその形を崩してフインの表面に膜状となつ
て広がり、これより流下してほとんど除去せられ
る。表面張力によりフインに残存した水も薄い膜
状となるため、これは通風の妨げにならない。し
たがつて、水滴付着によつて通風抵抗が増大する
ようなことがなく、熱交換効率のよい熱交換器が
得られる。 実施例 つぎに、この発明の実施例を比較例とともに説
明する。 アルミニウム板として、厚さ１mm、巾50mmおよ
び長さ100mmのJISA−1100H24アルミニウム板を
用いた。 このアルミニウム板の表面に、下記の有機高分
子樹脂よりなる耐食性被覆層を形成し、さらにこ
の耐食性被覆層の表面に親水性被覆層を形成し
た。 実施例１では、アルミニウム板の表面に厚さ
1μｍのポリ塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂皮膜を
形成して、これを半硬化させ、ついでこれの表面
に100ｇ／m²の割合でシリカゾルとポリアクリル
酸ソーダの等量混合物をコートし、完全に硬化さ
せた。 実施例２では、上記実施例１のフインの表面に
ポリエチレンオキサイドとモンタンワツクスの
２：３の割合の混合物よりなるワツクスを200
ｇ／m²の割合で塗布した。 また比較のために、比較例１では、アルミニウ
ム板の表面に厚さ1μｍのアクリル樹脂皮膜を形
成して、これを完全に硬化させたのち、これの表
面に100ｇ／m²の割合のシリカゾル皮膜を形成し
た。 比較例２では、アルミニウム板の表面に厚さ
1μｍのエポキシ樹脂皮膜を形成して、これを完
全に硬化させたのち、これの表面に同エポキシ樹
脂をコートして極薄層を形成し、ついでただちに
この極薄層の表面に100ｇ／m²の割合でシリカゾ
ルをコートし、完全に硬化させた。 比較例３では、アルミニウム板の表面に厚さ
1μｍのウレタン樹脂皮膜を形成し、これを半硬
化させ、ついでこれの表面に100ｇ／m²の割合で
シリカゾルをコートし、完全に硬化させた。 また比較例４のフイン材はアルミニウム板の表
面にクロメート皮膜を形成したものであり、比較
例５のフイン材はクロメート皮膜の表面にさらに
シリカゾルよりなる親水性層が形成されたもので
ある。 評価試験 上記のようにして得られたフインの性能を評価
するために、親水性、耐食性、成形性および金型
摩耗性を測定し、得られた結果を下表に示した。 ここで、親水性は、フインの水の接触角を測る
ことにより測定した。 耐食性は、塩水噴霧試験20日後におけるフイン
の表面状態を測定した。 成形性は、上記フイン材にバーリング加工を施
し、その屈曲部にクラツクを生じるか否かで測定
した。 金型摩耗性は、上記フイン材を金型を用いて一
定の形状に成形したさい、所定枚数のフインを成
形したときの金型の摩耗状態を測定した。なお、
金型の摩耗の少ないものを良好とした。 耐油汚染性は、上記フイン材の表面にプレス油
を塗布し、その状態でプレス加工機によりプレス
成形をし、ついで溶剤でプレス油を洗浄して除去
したのち、フイン表面の水滴の接触角を測ること
により親水性維持の状態を測定した。 なお、ワツクスを使用する実施例２において
は、上記親水性と耐食性はワツクス除去後のフイ
ンについて測定したものである。 ここで、これらの試験の評価は、つぎのとおり
とした。 ◎：非常に良好、○：良好、△：やや不良、
×：不良。

【表】 上記表から明らかなように、この発明によるフ
インは、比較例のフインに比べて、非常にすぐれ
た成形性と金型摩耗性、並びに耐油汚染性を有す
るものである。 なお、この発明によるアルミニウム製フイン
は、カークーラおよびルームクーラの蒸発器ある
いはその他の熱交換器に適用可能である。 発明の効果 この発明による熱交換器用フルミニウム製フイ
ン材は、上述のように、アルミニウム板の表面
に、有機高分子樹脂よりなる耐食性被覆層が形成
され、この耐食性被覆層の表面に親水性無機材料
と耐油汚染性親水性物質とよりなる親水性被覆層
が形成されており、上記耐油汚染性親水性物質
が、ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸および
エチレン性不飽和カルボン酸の単独重合体および
これらの共重合体、並びに該単独重合体および共
重合体の塩、並びにビニルスルホン酸、ビニルホ
スホン酸およびエチレン性不飽和カルボン酸と、
不飽和低級アルコールまたは不飽和低級アルコー
ルの硫酸エステルもしくはリン酸エステルとの共
重合体よりなる群の中から選ばれた１つの物質で
あるもので、耐食性被覆層が軟質の有機高分子樹
脂より構成されているものであるから、いわゆる
延性が良好であり、フインの成形のさいにクラツ
クが生じたりすることなく、成形性にすぐれてお
り、かつ成形時における金型の摩耗が非常に少な
く、またフインは充分な耐食性を有している。そ
して耐食性被覆層の表面に耐油汚染性親水性物質
を含む親水性被覆層が形成されているため、フイ
ンは充分な親水性を有しているばかりか、成形時
にプレス油によつて汚染されることがなく、すぐ
れた親水性を維持し得て、熱交換効率の低下を防
止し得るという効果を奏する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミニウム板の表面に、有機高分子樹脂よ
   りなる耐食性被覆層が形成され、この耐食性被覆
   層の表面に親水性無機材料と耐油汚染性親水性物
   質とよりなる親水性被覆層が形成されており、上
   記耐油汚染性親水性物質が、ビニルスルホン酸、
   ビニルホスホン酸およびエチレン性不飽和カルボ
   ン酸の単独重合体およびこれらの共重合体、並び
   に該単独重合体および共重合体の塩、並びにビニ
   ルスルホン酸、ビニルホスホン酸およびエチレン
   性不飽和カルボン酸と、不飽和低級アルコールま
   たは不飽和低級アルコールの硫酸エステルもしく
   はリン酸エステルとの共重合体よりなる群の中か
   ら選ばれた１つの物質である熱交換器用アルミニ
   ウム製フイン材。