JPH04148196A - アルミニウム製熱交換器の表面処理方法 - 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（本明細書で言うアルミニウムと
はアルミニウム合金を含む）装態交換器の表面処理方法
に関するものであり、特に自動車カーエアコン用蒸発器
に用いて好ましいものである。

［従来の技術］ 従来、蒸発器においては、その表面で凝縮水が発生する
ことによりフィン間に水滴がたまって、通風抵抗を増大
し、性能低下を来すとともに、上記水滴が蒸発器の空気
下流側に飛散するという問題があった。

また、フィン間に水滴がたまることによりフィンに錆が
発生しやすいという問題もあった。そこで、近時、アル
ミニウム製熱交換器をろう付けにより組み立てた後に、
耐食性に優れ、かつ親水性を有する表面処理を施すこと
が採用されている。

この表面処理の具体例を説明すると、フィンなどのアル
ミニウム母材の金属表面上に、耐食性を付与するクロム
酸、リン酸塩等の化成処理を施して、化成皮膜を形成し
、しかる後この化成皮膜の上に、親水性面を付与するシ
リカ微粒子ケイ酸塩等の無様物質をコーティングして、
無機物質の皮膜をＢ成している（特開昭５８−２５９６
号、特開昭（１−２５０４９５号、特開昭６２−２７２
０９’号、および特公平２〜２５６９２）。

ところが、上記無機物質は使用経時により脱−じやすく
、微粉末として飛散ｊるので、親水ｆｉｆｍ力の低下や
耐食性を招く。さらに、飛散微粒ｆｔ使用者の臭覚を刺
激し、不快感を与えるというｒ照点があった。

一方、これらの無機物質の飛散を嫌い、−〇トーＣＯＯ
Ｈ，−ＮＨ、−ＮＨ４などの親水基を有する高分子樹脂
皮膜を施す方法もあったが、礪水基を有する＾分子樹脂
による皮膜は樹脂が水に溶は易く皮膜の耐久性が低下し
、水に溶解し難い樹脂を用いて皮膜の耐久性を向上させ
ると、親水性が低下するので、耐久性と親水性が共に優
れた皮膜は臂られなかった。

又、親水性を有する高分子樹脂皮膜の場合であっても、
使用経時によって油分などが付着し、新水性が低下する
という欠点を有していた。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記点に鑑みてなされたもので、経時によって
も微粉末飛散が発生せず、アルミニウム母材の金属表面
の耐食性および親水性（水濡れ性）を向上できるアルミ
ニウム製熱交換器およびその製払を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するためアルミニウム製熱交
換器の金属表面に耐食性を有する化成皮膜を形成し、更
に、エポキシ変成ポリエチレンポリアミン樹脂と陽イオ
ン性に分散させたシリカ粒子並びにポリビニルピロリド
ン、ポリビニルアルコール、セルロース並びに澱粉の一
種もしくは二種以上を含有する水溶液を塗布し親水性皮
膜を形成する。

すなわち、本発明は、アルミニウム製熱交換器の金属表
面に化成皮膜処理を施した後、（ハ）　ジエチレンテト
ラミン、アジピン酸並びにエピクロルヒドリンから成る
エポキシ変成ポリエチレンポリアミン樹脂 ■　ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコル、セル
ロース並びに澱粉の群から選ばれる少くとも１１１、お
よび ０　カチオン性で分散するシリカ微粒子の混合水溶液を
塗布し、乾啼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を提供する。

本発明に用いることのできる化成処理方性は、アルミニ
ウムの表面処理方法として代表的なアルカリ−クロム酸
塩法、クロム酸塩法、リン酸クロム酸塩法、リン酸亜鉛
並びに最近一部で採用されているクロムを含有しない皮
膜化成性として、チタン、ジルコンのリンＩＩ塩皮膜化
成処理法並びにクロム酸を含有する樹脂皮膜処ｐ７１注
などである。

本発明は種々のアルミニウム製熱交換器に適用可能なも
のであるが、特に自動車搭載用としての熱交！！！器は
風量が大きく、かつ小型化並びに計量化、熱交換効率に
要求されている品質が厳しく、また使用されるＩＷｔＭ
も厳しい。従って、耐食性能の優れた皮膜を形成し、且
つ複雑な形状をした熱交換器の内部までできるだ番ブ均
賀な処理をｆｊうことができる方法が要求されるため、
主としてクロム酸を含有する皮膜化成性が最も適してい
る。

上記に示した化成皮膜をアルミニウム製熱交換器の表面
に施した後、ジエチレンテトラミン、アジピン酸並びに
エピクロルヒドリンから成るエポキシ変性のポリＪチレ
ンボリアミン樹脂から成る有機高分子樹脂溶液を塗布し
、高分子樹脂皮膜を形成する。

本発明の混合成分（ハ）のエポキシ変性ポリ１チレンボ
リアミン樹脂は次の構造式を有する＃ｌ脂である。

上記樹脂の平均分子量は２．０００〜１００゜ＯＯＯで
ある。本発明のエポキシ変性ポリエチレンアミン樹脂は
、従来のポリアミド樹脂を用いた場合に比較し、経時に
よる親水性の維持および微粉末飛散の回避等の耐久性が
一層改善されるという大きい特徴を有する。

本発明の混合成分＜８）はポリビニルピロリドン、ポリ
ビニルアルコール、セルロース並びに澱粉の群から選ば
れる少くとも１種である。ポリビニルピロリドンの平均
分子量は１０００〜５０，０００、ポリビニルアルコー
ルの平均分子量は２，０００〜１００，０００である。

本発明の混合成分０のカチオン性で分散するシリカ微粒
子は、粒径１〜１００ｍμを有するコロイダルシリカで
ある。

上記（ハ）、（へ）および（０の混合割合は次のとあり
である。すなわち、（ハ）成分１００重量部に対しＳ）
成分は１０〜３０重示部で、好ましくは１０〜２０重量
部である。また（ハ）およびＳ）の両成分の和１００重
１部に対して（Ｃ）成分は１〜１００重量部、好ましく
は１０〜３０重量部である。

アルミニウム製熱交換器の金属表面上の化成皮膜処理後
の咎、■および（Ｃ）の混合水溶液の塗布方法は、浸漬
塗布による。

本発明における上記処理液の熱球温度は、常温〜８０℃
であり、通常は常温（１０〜４０℃）に定めるが、作業
性向上などの目的で浴温を加温して実施することも可能
である。８０℃以上では、水の蒸発が早く、処理液濃度
の変化が起こり易く不利である。また、熱交換器は凝縮
水が付着している高温度の状態では微生物を発生し易く
、且つ熱交換器のような複雑な形状では空気中の埃りも
付着し易く、微生物と埃により異臭が発生することがあ
る。それ故、高温度状態での熱交換器内の微生物の発生
を抑えて、異臭の発生を防ぐ方法として、該、＾分子樹
脂皮膜中に、防カビ剤を添加することが好ましい。

上記塗布後の乾燥条件は６０〜１８０℃で１０分〜２Ｆ
Ｒ間である。

上記表面処理により最終的に得られる皮膜の形成量は、
５０ＩＩｇ／ＴｒＬ２〜３ｇ／ＴｒＬ２テアル。

ｓ１脂は水溶液中では無機酸もしくは有機酸によって、
−ＮＨＲ２として陽イオン性を呈し、水溶液中に溶解も
しくは分散する。陽イオン性を早し水溶液に溶解もしく
は分散した樹脂はイオン性化合物によってその荷電を失
い沈降もしくは不溶化し析出する性質を有する。又、多
価金属イオンによって、樹脂が会合し、不溶化し析出す
る性質をも有する。従って、亜鉛、クロム、アルミニウ
ムなどの多価金属イオン並びにリン酸イオン、り０ム酸
イオンなどの陰イオンからなる化成皮膜上に陽イオン性
を呈する有機＾分子ＩｉＡ脂皮躾を形成した場合、腐食
環境下において、母材金属もしくは化成皮膜が溶解した
際に、これらの多価金属並びに陰イオンが樹脂と結合し
、拡散し難くなる傾向を示す。

また、本発明による該、高分子樹脂溶液中に均一に分散
することのぐきる陽イオン性荷電を有するコロイダルシ
リカを含有する樹脂皮膜は、樹脂単独皮膜より耐食性並
びに親水性を向上せしめることができる。

また、使用Ｉｌｌによって空気中の汚染物質、特に親水
性能を低下せしめる油分の吸着を低減せしめる方法とし
た。親水性を有する水に可溶なポリビニルピロリドン、
ポリビニルアルコール水溶性セルロース及び澱粉などを
含有することによってこれらの物質が水に溶解して表面
汚染物質と共に順次流去され、皮膜表面を汚染から保護
せしめ、親木性能を維持することが出来る。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を比較例とともに説明する。

実施例１ アルミニウム製熱交換器の金属表面をアルカリ性脱脂洗
浄剤（商品名ファインクリーナー４３０６、日本パー力
うイジング製）、濃度２０　ｇ／ｆ、温度６０℃で２分
間浸漬した後、水洗し、清浄にした。

次いで、金属表面に耐食性を付与する目的で、アルミニ
ウム用クロム酸クロメート皮膜化成処理剤（登録商標、
アルクロム７１３、日本バー力うイジング製＞７２ｙ／
ｊ！・の割合で水に希釈し、この水溶液を５０℃に維持
し、この水溶液中に前述の洗浄工程によりあらかじめ清
浄にしだ熱交！Ｉ！器組器体立体２分間浸漬して、クロ
ム付着量として約１００ＩＩＩ／ＴｒＬ２のクロム酸ク
ロメート化成皮膜を形成する。

その後親水性皮膜を付与する処理液としてエポキシ変性
ポリエチレンポリアミン樹脂（分子量５００００）を２
０ｇ／Ｉ、ポリビニルピロリドン（商品名ルビスコール
に１７、ＢＡＳＦジャパン分子１１９０００）を１０ｇ
／Ｉ並びに、カチオン性で分散させたコロイダルシリカ
（登録商標スノーテックスＡＫ日産化学＞２ｆｉ／１の
３０℃の水溶液で浸漬塗布した後、約１３０℃で２０分
乾燥し約５００ｊＩ９／ＴｒＬ２の皮膜を形成させた。

アルミニウム製熱交換器の主なる品質について性能確認
を行った結果を第１表に示した。第１表に示すように、
耐食性はＪ　ｌ５−Ｚ−２３７１に基く塩水噴霧テスト
５００時間後の結果は白錆の発生は、はとんどなく、実
用上問題がない値であった。

また、蒸発器においての凝縮水による通風抵抗の目安と
して、表面の水の接触角を測定した結果、５度以下で良
好な結果を示した。

又、皮膜の耐久性の評価として、水道水を０．５１７■
ｉｎ流した水槽に被処理物を４８時間浸漬した後、１３
０℃で２０分乾燥した後再度、水の接触角を測定した結
果、約２０度であり、良好な値を示した。

更に、該被処理品を実際の車に装置し、使用可能な状態
にした後、エアコン作動時初期の風の臭いを嗅いだ結果
、不快な臭いを感じた人はいなかった。なお、試験は大
人５名で行った。

以上の結果から、熱交換器に求められている主要性能、
■耐食性、■初期接触角、■耐久性、■臭気の４項目を
満したアルミニウム製熱交換器の表面処理法を完成させ
た。

実施例２ 実施例１に用いた親水性皮膜を付与する処理液組成を変
えて、実施例１と同様に処理し、性能を確認した結果第
１表に示す如く。良好な結果を示した。

実施例３ 親水性皮膜を付与する処理液として、エポキシ変性ポリ
エチレンポリアミン樹脂、分子１５００００を２０ｇ／
１１ポリビニルアルコール、分子１３０００を１０９／
７．カチオン性で分散させたコロイダルシリカ２ｇ／ｌ
の３０℃の水溶液を用い、他は、実施例１と同様に処理
し、性能を確認した結果、第１表に示すように、良好な
結果を示した。

実施例４ 親水性皮膜を付与する処理液として、エポキシ変性ポリ
エチレンポリアミン樹脂、分子ｌ５００００を２０ｇ／
！可溶性デンプン（和光純薬）１０ｇ／ｌ、カチオン性
で分散させたコロイダルシリカ２ｇ／ｌの３０℃の水溶
液を用い、他は実施例１と同様に処理し、性能を確認し
た結果、第１表に示すように良好な結果を示した。

実施例５ 親水性皮膜を付与する処理液として、エポキシ変性ポリ
エチレンポリアミン樹脂分子齢約２０００を２０　’ｊ
／Ｉ　、並びに実施例１で用いたポリビニルピロリドン
２０９／１コロイダルシリカ２９／Ｉの３０℃の水溶液
を用い、他は実施例１と同様に処理し、性能を確認した
結果第１表に示すように、良好な結果をボした。

実施例６ 実施例１に用いた親水性皮膜を付与する処理液組成で、
カチオン性で分散したシリカの社を１０ｇ／ｌに増加し
た３０℃の水溶液で、他は実施例１と同様の方法で処理
し、性能をｉ１認した結果■耐食法、■初期接触角、■
耐久性は、実施例１とほぼ同等の性能であったが、臭気
においては、５泡中１名が粉の白墨の様な臭いを感じた
。しかし、特に不快というものではなく、実用上は問題
とならないものであった。

実施例７ 実施例１で用いたクロム酸クロメート皮膜化成処理剤の
代わりに、リン酸クロメート皮膜化成処理剤（登録商標
、アルクロム７０１、日本バー力ライジング）を用いて
クロム皮！！聞約１００■／ｍ２の淡緑色のリン酸り０
メート皮膜を形成させた。他は実施例１と同様の方法、
並びに親水性付与処理液を用いて処理し性能を！！認し
た結果、第１表に示す結果を得た。

耐食性並びに臭気性は実施例１〜５に較べ、若干劣った
が、実用上は問題とならないものであった。

実施例８ 実施例７と同様のリン酸クロメートを施した後、親水性
を付与する処理液として第１表に示す処理液を用い、他
は実施例１と同様に処理し、性能を確認した結果第１表
に示す如く、実用上は問題とならないものであった。以
下に比較例を示し、更に本発明の実施例と比較する。

比較例１ 実施例１および７に対し、耐食性皮膜を施さない例を示
した。他は全て、実施例１と同様に処理し、性能を確認
した結果を第１表に示した。本発明に比較し、耐食性の
点で劣る。

比較例２〜６ 親水性付与する処理液組成を第１表に示した処理液を用
い、他は実施例１と同様に処理し、性能を確認した結果
を示した。本発明に比較し、臭気性および臭気の経時変
化において劣り、比較例３〜５では経時による親水性の
保持も劣る。

比較例７ 親水性付与する処理を行なわない例を示した。

他は全て、実施例１と同様に処理して、性能確認を行っ
た結果を第１表に示した。本発明に比較し親水性、臭気
性および経時によるそれらの性質についても劣る。

比較例８ 本発明の咎成分の代りにポリアミド樹脂を用いた。この
比較例８では本発明より臭気性の経時変化の点で劣る結
果となった。

（注） １）エポキシ変性ポリエチレンポリアミン樹脂Ａ：エポ
キシ変性ポリエチレンポリアミン樹脂、分子量　５０，
０００ Ｂ：エポキシ変性ポリエチレンポリアミン樹脂、分子１
１　　２．０００ 被処理品性能評ｆｌＩ基準 ２）　耐食性 ＪＩＳ−２２３７１に基く塩水鴫霧試験５００時ｍ後の
白錆発生率 ◎：異常なし ○：５％以内の白錆 Ｘ：全面白錆 ３）、　４）接触角 協和科学製接触角計により、水の静止接触角測定 実用上問題ない接触角　　　４０度以下好ましい接触角
　　　　　　２０度以下水飛びの起り実用上問題が生じ
る ４０度以上 ５）Ｑ気 実用車に搭載し、大人５名でエアコン始動時の空気の臭
いを嗅ぎ、評価 Ｏ全０不快臭なし Δ５名中１〜２名異臭を感じる ×３〜４名以上　不快臭を感じる ｆ全員　　　不快臭を感じる ［発明の効果］ 本発明の表面処理方法によって得られたアルミニウム製
熱交換器の表面皮膜は、耐食性、親水性および臭気性の
全ての点ですぐれ、特にＩ！時による親水性の保持およ
び臭気性の変化（微粉末飛散の回避）において従来品よ
り一層改善されている。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム製熱交換器の金属表面に化成皮膜処
   理を施した後、 （Ａ）ジエチレンテトラミン、アジピン酸並びにエピク
   ロルヒドリンから成るエポキシ変性ポリエチレンポリア
   ミン樹脂 （Ｂ）ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、
   セルロース並びに澱粉の群から選ばれる少くとも１種、
   および （Ｃ）カチオン性で分散するシリカ微粒子 の混合水溶液を塗布し、乾燥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. （２）前記混合水溶液のｐＨが２〜７である請求項１記
   載の方法。