JPH0628768B2 - 熱交換器材料及び熱交換器製造法 - Google Patents

熱交換器材料及び熱交換器製造法

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JPH0628768B2
JPH0628768B2 JP6178085A JP6178085A JPH0628768B2 JP H0628768 B2 JPH0628768 B2 JP H0628768B2 JP 6178085 A JP6178085 A JP 6178085A JP 6178085 A JP6178085 A JP 6178085A JP H0628768 B2 JPH0628768 B2 JP H0628768B2
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哲治 岩間
堅 勝又
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば自動車等の熱交換器あるいは家電用冷
熱機器に使用される熱交換器材料及び熱交換器製造法に
関するものである。
〔従来技術とその問題点〕
アルミニウム又はアルミニウム合金(以下単にアルミニ
ウム)製の熱交換器は、例えばアルミニウム材表面に無
機質、有機質又はこれら複合系の親水性(水濡れ性の良
い)皮膜を形成し、この親水性皮膜の形成されたアルミ
ニウム材をプレス加工して熱交換器用フィンを形成し、
そしてその後プレス加工工程で表面に付着したプレス油
を中性若しくは弱アルカリ性洗剤水溶液又は非水系溶剤
(例えばパークロルエチレン、トリクロルエチレン、ト
リクロルエタン)で脱脂し、そしてこれを組み立てるこ
とによって作られている。
ところで、熱交換器の熱交換効率の向上及び小型化の為
に、フィンピッチは縮少する傾向にあり、このような場
合エバポレーターにおいては大気中の水分のフィンへの
凝縮によって通風抵抗の増大、騒音の発生、凝縮水の室
内への吹き出しが生じ、又、冬期においては室外におけ
る除霜エネルギーの増大の問題が大きく起きてくること
より、フィン表面の水濡れ性を良くしておくことが極め
て重要である。
本発明者は、上記のような点を満足する技術手段を開発
し、先に提案(特開昭58−106396号)したのであるが、
この技術手段にあっても多少の問題点が残されていた。
すなわち、特開昭58−106396号公報提案のプレコートフ
ィン材をプレス成形加工後トリクロルエチレン等の有機
溶剤で洗浄し、組み立ててエバポレーターとした所、脱
脂条件、表面酸化皮膜の形態及び性状によっては良好な
親水性の得られにくいことがわかってきた。
〔発明の開示〕
本発明者は、前記問題点の研究を行なった結果、この問
題点発生の原因は、アルミニウム材表面の無機系皮膜の
多孔性によって洗浄時に微細孔中に侵入かつ吸着したプ
レス油の除去が不充分となり、この為無機系皮膜自身の
良好なる親水性が阻害される為であることを究明し、そ
してさらに研究を続けた結果、アルミニウム材表面に水
濡れ性の良い無機系皮膜を形成し、該無機系皮膜表面に
無機リン酸化合物を介在させておくと、洗浄条件、皮膜
の形態及び性状によらず皮膜自身の親水性が阻害され
ず、前記問題点がほとんど解決されることを見い出し
た。
尚、ここで水濡れ性良好な無機系皮膜とは、例えば陽極
酸化皮膜、ベーマイト系皮膜、ベーマイト処理又は陽極
酸化処理後ケイ酸塩処理した皮膜、若しくはシリカゾル
処理した皮膜、クロメート処理後ケイ酸塩処理した皮
膜、ケイ酸塩塗布皮膜、シリカゾル水溶液による皮膜、
あるいは特開昭58−106397号開示のような酸化剤を添加
した浴で生成した酸化皮膜等があり、これらの無機質系
皮膜は、例えば陽極酸化皮膜の場合にあっては約100〜2
00Åの孔径を、ベーマイト系皮膜の場合にあっては約50
0〜1000Åの孔径を、ケイ酸塩処理した皮膜の場合にあ
っては約3000〜10000Åの孔径を有しているといったよ
うに微細孔を有する多孔性のものであり、そして無機質
系皮膜の厚みは約2〜10mg/dm2のものであることが特に
望ましいものである。
又、上記無機系皮膜表面に介在させられる無機リン酸化
合物は、例えば無機リン酸塩を含有する溶液で処理して
乾燥することによって形成される。
尚、上記処理は、例えばK、Na、Ca等のリン酸塩を脱イ
オン水、上水、工業用水等の水に溶かし、このリン酸塩
水溶液を用いて浸漬手段、塗布手段あるいはシャワー手
段等によって行なえば良い。
尚、ここで無機リン酸塩としては、例えば次亜リン酸
塩、オルト亜リン酸塩、ピロ亜リン酸塩、メタ亜リン酸
塩、次リン酸塩、オルトリン酸塩、メタリン酸塩、モノ
ペルオキシリン酸塩、ペルオキシ2リン酸塩、トリポリ
リン酸塩、テトラポリリン酸塩、ピロリン酸塩等1種又
は2種以上の適宜なものが用いられる。
そして、この際無機リン酸塩溶液としては約50ppm〜溶
解度限、望ましくは約1〜5%の濃度のものを用いて、
温度約10℃〜沸騰温度、望ましくは約約20〜80℃で、時
間約1秒〜10分、望ましくは約5〜20秒で、pH約2〜1
2、望ましくは約4〜9、より一層望ましくは約6〜8
で行なえば良い。尚、pH調整は、リン酸塩の塩基性度又
は酸性度を考慮して、リン酸、NaOH、KOH、Ca(OH)2等の
塩基性化合物を添加して行えば良い。
そして、例えば上記のような処理によって無機系皮膜層
表面に形成される無機リン酸化合物層は、この無機リン
酸化合物層による効果を大きく発揮させる為にはある程
度の厚みがあることが必要であり、この厚みはP付着量
に換算して例えば1mg/m2以上、さらに望ましくは約5
〜150mg/m2あることが望ましい。
そして、上記のように水濡れ性の良い無機系皮膜及びこ
の無機系皮膜の表面に無機リン酸化合物層の形成された
アルミニウム材より熱交換器を作るには、上記プレコー
ト処理されたアルミニウム材をドローレスプレス加工、
ドロープレス加工、その他打抜き又はフレアー等適宜な
加工が行なわれて所定形状のフィンに成形し、このプレ
ス加工後に付着しているプレス油を中性又は弱アルカリ
洗剤水溶液若しくはトリクロルエチレン等の有機溶剤で
洗浄除去することによって作られ得る。
そして、このようにして製造される熱交換器は、無機系
皮膜の表面に無機リン酸化合物層のある素材が用いられ
たものであることより、微細孔表面の極性が変性され、
プレス油が洗浄中に吸着しにくいものとなっていて、無
機系皮膜表面の水濡れ性があまり低下しておらず、従っ
て熱交換効率の良いものである。又、プレス油除去の為
の煩雑な工程を要しないことより、製造能率よく低コス
トで熱交換器を提供できるようになる。
〔実施例1〕 JIS1200-H26アルミニウム材(巾800mm、長さ8000m、厚
さ0.115mm)を次亜塩素酸ナトリウム水溶液(NaOCl濃度
200ppm、pH10.5)中に約85℃の温度下で浸漬し、次いで
pH11.4の1.5%の水ガラス溶液中に約60℃の温度下で浸
漬し、その後シャワー水洗工程を経て表面に約7mg/dm2
厚の水濡れ性良好な無機系の酸化皮膜を形成する。
次に、上記酸化皮膜の形成されたアルミニウム材表面
に、温度25〜30℃、濃度1000ppmのトリポリリン酸ナト
リウム水溶液を塗布し、その後150℃で10秒間熱風乾燥
を行ない、P付着量としてい10mg/m2厚の無機リン酸化
合物を付着させる。
そして、上記無機リン酸化合物の付いたアルミニウム材
にしごき加工を中心としたドローレスプレス加工を施し
てフィンを製造し、その後トリクロルエチレンで脱脂処
理(85℃、1分間)を行ない、そして熱交換器に組み立
てる。
〔実施例2〕 実施例1における水濡れ性良好な無機系の酸化皮膜形成
工程と同様な工程を経て同様な酸化皮膜を形成した後、
温度50℃、濃度2000ppmのピロリン酸カリウム及び3000p
pmのテトラポリリン酸カリウムを含有した水溶液を塗布
し、その後150℃で10秒間熱風乾燥を行ない、P付着量
として20mg/m2厚の無機リン酸化合物を付着させる。
そして、上記無機リン酸化合物の付いたアルミニウム材
にドローレスプレス加工を施してフィンを製造し、その
後トリクロルエチレンで脱脂処理(50℃→30℃→70℃、
各1分間浸漬)を行ない、そして熱交換器に組み立て
る。
〔実施例3〕 実施例1と同様なアルミニウム材を弱アルカリエッチン
グした後水洗乾燥し、次いでケイ酸ソーダ水溶液(SiO2
/Na2O=5、SiO2濃度55g/)に60℃で1分間浸漬塗布
後、200℃で60秒間乾燥し、表面に約8mg/dm2厚の水濡
れ性良好な無機系の酸化皮膜を形成する。
次に、上記酸化皮膜の形成されたアルミニウム材表面
に、次亜リン酸ナトリウム、オルトリン酸ナトリウム、
テトラポリリン酸ナトリウムを各々2000ppm含有した水
溶液を塗布し、その後120℃で20秒間熱風乾燥を行な
い、P付着量として50mg/m2厚の無機リン酸化合物を付
着させる。
そして、上記無機リン酸化合物の付いたアルミニウム材
にドローレスプレス加工を施してフィンを製造し、その
後トリクロルエチレンで脱脂処理(60℃→30℃→80℃、
各1分間浸漬)を行ない、そして熱交換器に組み立て
る。
〔実施例4〕 実施例1と同様なアルミニウム材を弱アルカリエッチン
グした後水洗乾燥し、次いでトリエタノールアミン0.5
%を含む水溶液中に90℃で60秒間浸漬してベーマイト処
理を行ない、表面に約4mg/dm2厚の水濡れ性良好な無機
系の酸化皮膜を形成する。
次に、上記酸化皮膜の形成されたアルミニウム材表面
に、次リン酸ナトリウム、ピロ亜リン酸カルシウム、モ
ノペルオキシリン酸カリウム、ペルオキシ2リン酸ナト
リウム、オルトリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウ
ムを各々3000ppm含有した水溶液を塗布した後、80℃で2
0秒間の熱風乾燥を行ない、P付着量として80mg/m2厚の
無機リン酸化合物を付着させる。
そして、上記無機リン酸化合物の付いたアルミニウム材
にドローレスプレス加工を施してフィンを製造し、その
後トリクロルエチレンで脱脂処理(40℃→30℃→ベーパ
ー、各1分間)を行ない、そして熱交換器に組み立て
る。
〔実施例5〕 JIS1050−H22アルミニウム材(巾1100mm,長さ5000m、
厚さ0.120mm)にクロメート2%水溶液(日本ペイント
(株)製アロジン#1200)を35℃で20秒間スプレー処理
し、次いで2%シリカゾル水溶液中に35℃で2分間浸漬
し、表面に約5mg/dm2厚の水濡れ性良好な無機系皮膜を
形成する。
次に、上記皮膜の形成されたアルミニウム材表面に、ピ
ロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウムを各々
25000ppm含有した水溶液を塗布した後、250℃で10秒間
の熱風乾燥を行ない、P付着量として150mg/m2厚の無機
リン酸化合物を付着させる。
そして、上記無機リン酸化合物の付いたアルミニウム材
にドロープレス加工を施してフィンを製造し、その後ト
リクロルエタンで脱脂処理(50℃→30℃→70℃、各1分
間浸漬)を行ない、そして熱交換器に組み立てる。
〔比較例1〜5〕 実施例1〜5において、無機リン酸塩溶液による処理を
省略し、同様にして熱交換器を得る。
〔比較例6〕 実施例1において、酸化皮膜形成工程を省略して同様に
行ない、熱交換器を得る。
〔比較例7〕 実施例1において、無機リン酸塩溶液の代りに有機系の
リン酸エステル(トリドデシルホスフェイト)5%溶液
を用いて同様に行ない、熱交換器を得る。
〔特性〕
上記のようにして得た熱交換器のフィンについて、その
水濡れ性(親水性接触角)を調べると表に示す通りであ
る。
この表からわかるように、本実施例のものは水濡れ性の
良好なものであり。特にプレス加工後に行なう脱脂処理
が行なわれても水濡れ性は良好であり、かつ脱脂処理後
に行なう流水洗浄500時間後の親水性接触角の値からも
わかるように水濡れ性の耐久性も良いものであるのに対
し、無機リン酸塩溶液による処理を省略した比較例1〜
5、酸化皮膜形成工程を省略した比較例6及びリン酸塩
処理であってもこのリン酸塩が有機系のものである比較
例7のものではプレス加工後に行なう脱脂処理によって
水濡れ性は悪くなり、又、この水濡れ性の耐久性も悪い
ものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 金属表面技術協会編「金属表面技術便 覧」(昭和52−12−25)日刊工業新聞社発 行 P.733〜735

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルミニウム又はアルミニウム合金材表面
    に水濡れ性の良い無機系皮膜を形成し、該無機系皮膜の
    表面に無機系リン酸化合物を介在させたことを特徴とす
    る熱交換器材料。
  2. 【請求項2】アルミニウム又はアルミニウム合金材表面
    に水濡れ性の良い無機系皮膜を形成した後、該無機系皮
    膜を無機系リン酸塩溶液で処理乾燥することにより無機
    系皮膜の表面に無機系リン酸化合物を介在せしめ、その
    後所定の成形加工を施し、この成形加工されたものを組
    み立てることを特徴とする熱交換器製造法。
JP6178085A 1985-03-28 1985-03-28 熱交換器材料及び熱交換器製造法 Expired - Lifetime JPH0628768B2 (ja)

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