JPH04254196A - アルミニウム製熱交換器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カーエアコンおよび
ルームエアコンのエバポレータ等として使用されるアル
ミニウム製熱交換器に関するものである。

【０００２】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
。

【０００３】

【従来の技術】従来、カーエアコンおよびルームエアコ
ン等のエバポレータの表面には、耐食性を付与するため
、樹脂またはクロメート等の化成処理皮膜が形成され、
その上に親水性皮膜が形成される。このような親水性皮
膜を設けることにより、エバポレータ表面の水のヌレ性
を良くし、水滴の付着による通風抵抗の増大を防止して
、熱交換効率の向上を図るものである。親水性皮膜とし
ては、アルカリケイ酸塩（水ガラス）が使用されてきた
が、このアルカリケイ酸塩が臭気、とくにほこり臭の発
生原因となるため、最近では、樹脂皮膜が多く用いられ
るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
カーエアコンを運転使用すると、親水性皮膜の素材とは
関係なく、エバポレータの表面に付着あるいは吸着した
不快臭物質（とくに低級脂肪酸）が揮発、飛散すること
により、不快臭が発生し、居住環境を悪化させるという
問題があった。

【０００５】この発明の目的は、上記の従来技術の問題
を解決し、親水性皮膜を有するアルミニウム製熱交換器
について、カーエアコン等の運転時における低級脂肪酸
などの不快臭物質の揮発、飛散を抑制することができて
、不快臭の発生を抑制することができ、居住環境の悪化
を有効に防止し得る、アルミニウム製熱交換器を提供し
ようとするにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、表面に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、水酸
化亜鉛〔Ｚｎ（ＯＨ）２　〕、および金属亜鉛（Ｚｎ）
よりなる群の中から選ばれた少なくとも１つの物質（以
下、亜鉛物質という）の粉末を含む親水性皮膜が設けら
れている、アルミニウム製熱交換器を要旨としている。

【０００７】ところで、カーエアコン等の運転時に、エ
バポレータ等のアルミニウム製熱交換器の表面に設けら
れた親水性皮膜に起因して不快臭が発生するが、これは
熱交換器の表面に不快臭物質、とくに酢酸、プロピオン
酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル
酸等の炭素数２〜８の低級脂肪酸が付着あるいは吸着す
ることが原因であると考えられる。

【０００８】すなわち、人体から出る汗には有機物質が
含まれており、この有機物質が微生物により分解され、
酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸等の炭素数２〜５の
低級脂肪酸ができる。そして、このような低級脂肪酸が
熱交換器の表面に付着あるいは吸着するには、３つの経
路がある。第１に、室内に存在する汗の成分がエバポレ
ータの表面に付着し、エバポレータ表面で、これが微生
物により分解されて低級脂肪酸が発生するものであり、
第２に、人体表面で汗の成分が微生物により分解されて
低級脂肪酸が発生し、それが揮散してエバポレータに付
着する。第３に、エバポレータ表面に付着した汚れや微
生物が分解して低級脂肪酸となる。

【０００９】この発明によれば、エバポレータ等のアル
ミニウム製熱交換器の表面に設けられた親水性皮膜中に
、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、および金属亜鉛よりなる群の
中から選ばれた少なくとも１つの亜鉛物質の粉末を含有
せしめることにより、不快臭の発生を抑制し得ることが
判明した。

【００１０】すなわち、上記酸化亜鉛、水酸化亜鉛、ま
たは金属亜鉛よりなる亜鉛物質は、低級脂肪酸と結合し
やすく、揮発性の低級脂肪酸が亜鉛塩となることにより
、不揮発性となる。この性質を利用して、エバポレータ
表面に付着した低級脂肪酸を、親水性皮膜中に添加した
上記亜鉛物質の粉末と反応させ、低級脂肪酸を不揮発性
として、カーエアコン等の運転時における低級脂肪酸の
揮発、飛散を抑制して、不快臭の発生を抑制するもので
ある。

【００１１】このような亜鉛物質を含む親水性皮膜は、
アルミニウム製熱交換器の表面に亜鉛物質の量が、０．
０１〜１０ｇ／ｍ２　、好ましくは０．０５〜２ｇ／ｍ
２　となるように形成される。

【００１２】ここで、上記亜鉛物質の量が０．０１ｇ／
ｍ２　未満であれば、臭気抑制効果が少なく、とくに亜
鉛物質の量は、０．０５ｇ／ｍ２　以上とするのが好ま
しい。

【００１３】また、上記亜鉛物質の量が１０ｇ／ｍ２　
を越えると、不快臭物質の臭気抑制効果が飽和状態とな
り、かえって酸化亜鉛のほこり臭等の臭気が生じるので
、好ましくない。

【００１４】ここで、低級脂肪酸と、親水性皮膜中に添
加した亜鉛物質の粉末との反応は、つぎのようになる。

【００１５】 　　ＲＣＯＯＨ＋ＺｎＯ　　　　　　　　→（ＲＣＯＯ
）２　Ｚｎ＋Ｈ２　Ｏ　　ＲＣＯＯＨ＋Ｚｎ（ＯＨ）２
　→（ＲＣＯＯ）２　Ｚｎ＋２Ｈ２　Ｏ　　ＲＣＯＯＨ
＋Ｚｎ　　　　　　　　　　→（ＲＣＯＯ）２　Ｚｎ＋
Ｈ２　なお、アルミニウム製熱交換器の表面に形成され
る親水性皮膜には、大別して、親水性合成樹脂の皮膜と
、親水性無機物質および親水性有機物質の混合物よりな
る皮膜とがあげられる。

【００１６】前者の親水性合成樹脂の皮膜としては、例
えばポリアミド系、ビニル系、アクリル系、ウレタン系
、これらの共重合体などの親水性合成樹脂の皮膜があげ
られる。

【００１７】また後者の混合皮膜としては、ケイ酸ナト
リウム、ケイ酸カリウムなどのアルカリケイ酸塩よりな
る親水性無機物質と、特定の親水性有機物質との混合物
よりなる皮膜、あるいはまたアルカリケイ酸塩（Ａ）と
、カルボニル基を有する低分子有機化合物（Ｂ）と、場
合によっては水溶性有機高分子化合物（Ｃ）との混合物
よりなる皮膜などがあげられる。このような親水性混合
皮膜としては、具体的には、本出願人の提案によるアル
カリケイ酸塩と、カルボニル基を有する低分子有機化合
物とを含んでなるもの（特開昭６０−１０１１５６　号
公報参照）、アルカリケイ酸塩と、無機硬化剤と、水溶
性有機高分子化合物とを含んでなるもの（特開昭６２−
２３５４７７　号公報）、および親水性ポリマーと、カ
ルボニル基を有する低分子有機化合物（架橋剤）とを含
んでなるもの（特開昭６２−２７３８４号公報参照）な
どが適当である。

【００１８】熱交換器の表面に亜鉛物質の粉末を含む親
水性皮膜を形成するには、親水性皮膜形成用の表面処理
液に、上記の亜鉛物質の粉末を、１種または２種以上添
加し、分散して、亜鉛物質の粉末が含まれた表面処理液
を熱交換器に塗布するか、あるいは亜鉛物質の粉末が含
まれた表面処理液に熱交換器を浸漬したのち、乾燥する
ことにより、亜鉛物質の粉末を含む親水性皮膜を形成す
ればよい。

【００１９】アルミニウム製熱交換器の表面には、上記
亜鉛物質の粉末を含む親水性皮膜を設ける前に、予め親
水性と耐食性を有する下地皮膜を設けておくのが望まし
い。

【００２０】すなわち、熱交換器の表面に、酸化亜鉛等
の亜鉛物質の粉末を含む親水性皮膜を設ける態様には、
つぎの３通りがある。

【００２１】図１〜図３を参照すると、まず第１に、例
えば熱交換器のフィン（３）　のアルミニウム基板（１
０）の表面に、最初にクロメート皮膜等の化学皮膜より
なる耐食性皮膜（１１）を設けておき、その上に上記亜
鉛物質の粉末（１４）を含む親水性皮膜（１２）を設け
る場合。

【００２２】第２に、熱交換器のフィン（３）　のアル
ミニウム基板（１０）の表面に、最初に親水性合成樹脂
よりなる耐食性皮膜（１３）を設けておき、その上に上
記亜鉛物質の粉末（１４）を含む親水性皮膜（１２）を
設ける場合。

【００２３】第３に、熱交換器のフィン（３）　のアル
ミニウム基板（１０）の表面に、上記亜鉛物質の粉末（
１４）を含む親水性皮膜（１２）を直接設ける場合。

【００２４】ここで、下地皮膜が化学皮膜（１１）であ
る場合に、フィン（３）　のアルミニウム基板（１０）
の表面にこのような化学皮膜（１１）を形成するには、
常法によればよいがなかでも酸系溶液もしくは４０℃〜
沸騰温度の脱イオン水による浸漬ないし噴霧処理または
水蒸気処理によるのが適当である。

【００２５】なお、脱イオン水にはトリエタノ―ルアミ
ンのようなアミン類を含有させておくのが好ましい。酸
系溶液としては、クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩
またはクロム酸・リン酸を含む溶液が好ましい。

【００２６】上記のようにしてフィン（３）　のアルミ
ニウム基板（１０）の表面に形成されたクロメート皮膜
等の化学皮膜（１１）は、つぎの親水性皮膜の形成に良
好な下地を提供するうえに、親水性と優れた耐食性を付
与するものである。

【００２７】また、下地皮膜が親水性合成樹脂よりなる
皮膜（１３）である場合には、親水性合成樹脂としては
、水溶性アクリル樹脂、水溶性ポリウレタン樹脂および
その共重合体、水溶性アルキッド樹脂、水溶性ポリエス
テル樹脂、並びに水溶性アミノ樹脂の少なくとも１種を
使用する。ここで、アミノ樹脂は、アミノ基を含む化合
物とアルデヒドとの縮合反応によって得られる樹脂をい
い、具体的にはメラミン樹脂、尿素樹脂およびアニリン
アミノ樹脂等が含まれる。

【００２８】上記水溶性合成樹脂は、水に完全に溶解し
て溶液となるものおよび水に一部溶解して分散状の溶液
となるものが含まれる。

【００２９】アルミニウム製熱交換器のフィン（３）　
の表面に、親水性合成樹脂よりなる耐食性皮膜（１３）
を形成する処理は、上記親水性合成樹脂を含む溶液を用
いて、浸漬、噴霧または塗布により行なう。このように
して形成された皮膜（１３）は、親水性とともにすぐれ
た耐食性を有している。

【００３０】上記のような耐食性下地皮膜としての化学
皮膜（１１）、あるいは親水性合成樹脂皮膜（１３）の
厚みは、例えば０．０５〜２０μｍであるのが好ましい
。

【００３１】ここで、下地皮膜の厚みが薄い場合には耐
食性に問題があり、逆に厚くなるとアルミニウム製熱交
換器の熱伝導が阻害されるとともに、成形性が悪くなる
。

【００３２】なお、アルミニウム製熱交換器の表面に、
上記のような耐食性を有する化学皮膜（１１）または親
水性合成樹脂皮膜（１３）と、親水性皮膜（１２）とを
形成する処理は、熱交換器に組み立てる前のコイル状の
アルミニウム製フィン材に対して行なってもよいし（プ
レコート）、あるいはアルミニウム製のフィンとチュー
ブを熱交換器に組み立てた後に、熱交換器全体を所定の
処理溶液に浸漬することなどにより行なってもよい（ポ
ストコート）。

【００３３】

【作用】上記において、この発明によれば、エバポレー
タ等のアルミニウム製熱交換器の表面に設けられた親水
性皮膜中に、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、および金属亜鉛よ
りなる群の中から選ばれた少なくとも１つの亜鉛物質の
粉末が含有せしめられているもので、熱交換器の親水性
皮膜の表面に付着した低級脂肪酸は、同皮膜中の亜鉛物
質と反応して、不揮発性物質となり、親水性皮膜に固定
される。これによってカーエアコン等の運転時における
低級脂肪酸の揮発、飛散が抑制され、不快臭の発生が抑
制されるものである。

【００３４】

【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。

【００３５】実施例１と２ 図１と図４を参照すると、コルゲート型エアコン用エバ
ポレータを構成するアルミニウム製熱交換器（１）　は
、多数の冷媒通路を有する蛇行状偏平熱交換管（２）　
と、これの直管部（２ａ）同志の間に介在されたコルゲ
―ト・フィン（３）　とによって構成されており、熱交
換管（２）　の両端には入口ヘッダ（４）　と出口ヘッ
ダ（５）　がそれぞれ取り付けられている。

【００３６】熱交換管（２）　に取り付けられたフィン
（３）　のアルミニウム基板（１０）の表面にはクロメ
―ト皮膜（１１）が形成され、その上に酸化亜鉛粉末（
１４）を含む親水性皮膜（１２）が形成されている。

【００３７】そして、実施例１においては、上記親水性
皮膜（１２）として、ポリアミド樹脂を用い、これに粒
径０．１μｍの酸化亜鉛の粉末（１４）を、エバポレー
タ（１）　の表面に酸化亜鉛の粉末（１４）の量が０．
５ｇ／ｍ２　となるように添加した。

【００３８】また実施例２においては、親水性皮膜（１
２）として、ポリビニルアルコール、ポリアミド樹脂お
よびアミノ樹脂よりなる混合樹脂を用い、これに粒径０
．１μｍの酸化亜鉛の粉末（１４）を上記実施例１の場
合と同様に添加した。

【００３９】また比較のために、親水性皮膜の構成樹脂
は上記実施例１および２の場合と同じであるが、酸化亜
鉛の粉末を全く含まないエバポレータを用意した（比較
例１および２）。

【００４０】つぎに、これら４種のエバポレータの脱臭
性能を評価するために、下記の実験を行なった。すなわ
ち、約２００リットルの密閉容器中に、低級脂肪酸の混
合液５０ミリリットルを入れた小容器と、４種のエバポ
レータを収めた。ここで低級脂肪酸の混合液には、酢酸
１０００ｍｇ／リットル、プロピオン酸１０００ｍｇ／
リットル、ｎ−酪酸５００ｍｇ／リットル、およびｎ−
吉草酸５００ｍｇ／リットルが含まれている。そして、
低級脂肪酸の混合液と４種のエバポレータを入れた密閉
容器を、２５℃で２４時間放置し、エバポレータ表面に
低級脂肪酸を付着ないしは吸着させた。

【００４１】その後、密閉容器から４種のエバポレータ
を取り出し、室内に１週間放置後、各エバポレータにつ
いて不快臭が生じるか、否かを、５名の審査員の平均値
で判定した。

【００４２】臭気の評価は、６段階の臭気強度表示法と
、９段階の快・不快度表示法とに基づいて行ない、得ら
れた結果を下記の表１にまとめて示した。

【００４３】 ６段階臭気強度表示法 ０：無臭 １：やっと感知できるにおい ２：何のにおいであるかが分かる弱いにおい３：やっと
感知できるにおい ４：強いにおい ５：強烈なにおい ９段階の快・不快度表示法 −４：極端に不快 −３：非常に不快 −２：不快 −１：やや不快 ０：快でも不快でもない １：やや快 ２：快 ３：非常に快 ４：極端に快

【００４４】

【表１】

【００４５】上記表１から明らかなように、この発明に
よれば、エバポレータの表面の親水性皮膜中に含まれる
酸化亜鉛が低級脂肪酸と反応して、低級脂肪酸が不揮発
性の亜鉛塩となるため、カーエアコンの運転時における
低級脂肪酸の揮発、飛散を抑制することができて、不快
臭の発生を抑制し得るものである。

【００４６】これに対し、比較例のエバポレータでは、
これの表面に形成された親水性皮膜中に酸化亜鉛の粉末
が含まれていないので、不快臭の発生を抑制することは
できなかった。

【００４７】なお、上記実施例においては、この発明に
よるアルミニウム製熱交換器（１）　を、コルゲート型
エアコン用エバポレータに適用した場合を示したが、こ
の発明を積層型エアコン用エバポレータ（ラミネート型
エバポレータ）に適用した場合にも、全く同様の結果が
得られた。

【００４８】

【発明の効果】この発明によるアルミニウム製熱交換器
は、上述のように、表面に、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、お
よび金属亜鉛よりなる群の中から選ばれた少なくとも１
つの物質の粉末をを含む親水性皮膜が設けられているも
ので、カーエアコン等の運転時に熱交換器表面の親水性
皮膜に付着ないしは吸着した、とくに酢酸、プロピオン
酸、酪酸、吉草酸等の低級脂肪酸よりなる不快臭物質を
、親水性皮膜中に添加した上記亜鉛物質の粉末と反応さ
せ、低級脂肪酸を不揮発性塩として親水性皮膜に固定す
ることができ、これによってカーエアコン等の運転時に
おける低級脂肪酸の揮発、飛散を抑制して、不快臭の発
生を抑制することができ、居住環境の悪化を有効に防止
し得る、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の具体例を示す熱交換器のフィン部分
の要部拡大断面図である。

【図２】同いま１つの具体例を示す熱交換器のフィン部
分の要拡大断面図である。

【図３】同他の具体例を示す熱交換器のフィン部分の要
拡大断面図である。

【図４】この発明によるアルミニウム製熱交換器の概略
斜視図である。

【符号の説明】

１　　　　熱交換器 ２　　　　熱交換管 ３　　　　フィン １０　　　　アルミニウム基板 １１　　　　耐食性化学皮膜 １２　　　　親水性皮膜 １３　　　　耐食性合成樹脂皮膜 １４　　　　亜鉛物質の粉末

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　表面に、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、およ
   び金属亜鉛よりなる群の中から選ばれた少なくとも１つ
   の物質の粉末を含む親水性皮膜が設けられているアルミ
   ニウム製熱交換器。