JPH08313191A - 熱交換器用アルミニウムフィン材 - Google Patents
熱交換器用アルミニウムフィン材Info
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- JPH08313191A JPH08313191A JP6083596A JP6083596A JPH08313191A JP H08313191 A JPH08313191 A JP H08313191A JP 6083596 A JP6083596 A JP 6083596A JP 6083596 A JP6083596 A JP 6083596A JP H08313191 A JPH08313191 A JP H08313191A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 親水性(親水持続性)、耐食性(特に耐アル
カリ性)及び加工性に優れる熱交換器用アルミニウムフ
ィン材を提供する。 【解決手段】 アルミニウムまたはアルミニウム合金薄
板の表面に耐食性皮膜が形成され、その皮膜の上層にポ
リビニルピロリドン、架橋剤及び硬化促進剤を含有する
上塗り処理剤を塗布乾燥して得られる耐食性親水化被覆
層が形成されている熱交換器用アルミニウムフィン材。
カリ性)及び加工性に優れる熱交換器用アルミニウムフ
ィン材を提供する。 【解決手段】 アルミニウムまたはアルミニウム合金薄
板の表面に耐食性皮膜が形成され、その皮膜の上層にポ
リビニルピロリドン、架橋剤及び硬化促進剤を含有する
上塗り処理剤を塗布乾燥して得られる耐食性親水化被覆
層が形成されている熱交換器用アルミニウムフィン材。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアルミニウムまたは
アルミニウム合金からなる熱交換器用アルミニウムフィ
ン材に関するものであり、さらに詳しくは特に耐熱親水
性などの親水性、残油分除去性、また耐アルカリ性など
の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウムフィン材に関
する。
アルミニウム合金からなる熱交換器用アルミニウムフィ
ン材に関するものであり、さらに詳しくは特に耐熱親水
性などの親水性、残油分除去性、また耐アルカリ性など
の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウムフィン材に関
する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウムやその合金は軽量で且つ優
れた加工性及び熱伝導性を有し、熱交換器に広く利用さ
れている。空調システムの普及に伴って冷房、除湿及び
冷暖房兼用型空調機が増加しこれらの空調機の熱交換部
には一般にアルミニウムまたはアルミニウム合金製フィ
ンが使用されている。しかし、空調機の冷房運転時に空
気中の水分はフィン表面に凝縮水として付着する傾向が
あるため、材料の腐食と通風抵抗の増大という問題があ
った。フィン表面が撥水性であると凝縮水はフィン上に
半球状に付着したり、フィン間にブリッジ状に存在する
ことになり空気のスムーズな流れを妨げ、通風抵抗を増
大させ熱交換効率を低下させるのでフィン表面は親水性
を有する必要がある。
れた加工性及び熱伝導性を有し、熱交換器に広く利用さ
れている。空調システムの普及に伴って冷房、除湿及び
冷暖房兼用型空調機が増加しこれらの空調機の熱交換部
には一般にアルミニウムまたはアルミニウム合金製フィ
ンが使用されている。しかし、空調機の冷房運転時に空
気中の水分はフィン表面に凝縮水として付着する傾向が
あるため、材料の腐食と通風抵抗の増大という問題があ
った。フィン表面が撥水性であると凝縮水はフィン上に
半球状に付着したり、フィン間にブリッジ状に存在する
ことになり空気のスムーズな流れを妨げ、通風抵抗を増
大させ熱交換効率を低下させるのでフィン表面は親水性
を有する必要がある。
【0003】よって、フィン材としては耐食性が有りか
つ親水性の有ることが要求され、いろいろな表面処理被
覆をしたフィン材が用いられるようになった。この表面
処理は、フィンを成形した後に行う方法(ポストコート
法)とフィン成形前のアルミニウム板に行う方法(プレ
コート法)とがあるが、熱交換器製造工程の簡略化、表
面処理皮膜の均一性の観点からプレコート法が採用され
るようになった。一方、プレコートフィン材には加工作
業性の向上及びフィン表面保護の目的で成形にあたって
潤滑油が塗布される場合があり、この潤滑油を除去する
ためにアルカリ脱脂剤等が使用されるため、耐食性の内
でも特に耐アルカリ性も必要とされる。
つ親水性の有ることが要求され、いろいろな表面処理被
覆をしたフィン材が用いられるようになった。この表面
処理は、フィンを成形した後に行う方法(ポストコート
法)とフィン成形前のアルミニウム板に行う方法(プレ
コート法)とがあるが、熱交換器製造工程の簡略化、表
面処理皮膜の均一性の観点からプレコート法が採用され
るようになった。一方、プレコートフィン材には加工作
業性の向上及びフィン表面保護の目的で成形にあたって
潤滑油が塗布される場合があり、この潤滑油を除去する
ためにアルカリ脱脂剤等が使用されるため、耐食性の内
でも特に耐アルカリ性も必要とされる。
【0004】こうした要求に対して従来から耐食性付与
のため無機質皮膜であるクロメート処理皮膜、ジルコニ
ウム皮膜、チタニウム皮膜、陽極酸化皮膜、ベーマイト
皮膜などが使用されている。また、親水性付与のため無
機質皮膜であるベーマイト皮膜やシリカ、水ガラス、ア
ルミナなどの無機物質と有機物質の混合皮膜や有機樹脂
を用いた親水性処理皮膜などが使用されている。しか
し、クロメート処理皮膜、ジルコニウム皮膜、チタニウ
ム皮膜などの無機質皮膜は、耐食性には優れているが親
水性は不十分であり、陽極酸化皮膜、ベーマイト皮膜は
親水性は良好なものの耐薬品性に劣るという問題があ
る。また、これらの無機質皮膜は十分な耐食性を得るた
めには膜厚を厚くする必要があり、これがフィン成形加
工時の工具摩耗を促進するという問題があった。
のため無機質皮膜であるクロメート処理皮膜、ジルコニ
ウム皮膜、チタニウム皮膜、陽極酸化皮膜、ベーマイト
皮膜などが使用されている。また、親水性付与のため無
機質皮膜であるベーマイト皮膜やシリカ、水ガラス、ア
ルミナなどの無機物質と有機物質の混合皮膜や有機樹脂
を用いた親水性処理皮膜などが使用されている。しか
し、クロメート処理皮膜、ジルコニウム皮膜、チタニウ
ム皮膜などの無機質皮膜は、耐食性には優れているが親
水性は不十分であり、陽極酸化皮膜、ベーマイト皮膜は
親水性は良好なものの耐薬品性に劣るという問題があ
る。また、これらの無機質皮膜は十分な耐食性を得るた
めには膜厚を厚くする必要があり、これがフィン成形加
工時の工具摩耗を促進するという問題があった。
【0005】シリカ、水ガラス、アルミナなどの無機物
質を有機樹脂に混合した処理皮膜としては、例えば特開
昭55−99976号公報や特開昭60−101156
号公報などに記述されているが、このような混合皮膜は
親水性に優れているものの連続成形性に難があり成形加
工工具の摩耗の問題がある。有機樹脂を用いた親水化処
理皮膜としては、例えば特公平6−57810号公報や
特公平6−79841号公報に記述されているセルロー
スもしくはポリビニルアルコールの1種又は2種からな
る水溶性ポリマーに架橋剤、界面活性剤等を含有させた
有機樹脂皮膜が挙げられるが、このような有機樹脂皮膜
は連続成形性に優れるものの親水性に劣るという問題が
ある。また、親水性が良好な皮膜は水を透過し易いため
に耐食性に劣り、耐食性に良好な皮膜は水をはじき易く
親水性に劣る。このように相反する機能の親水性と耐食
性を一つの皮膜で得ることは非常に困難であり、親水性
を有し且つ耐食性、連続成形性、耐薬品性の全てに優れ
た皮膜を得ようとすれば多層皮膜とならざるを得ない。
そこで、耐食性のある前記のクロメート処理皮膜などの
無機質皮膜を下層とし、上層に親水性の樹脂と架橋成分
とからなる有機皮膜をもうけ、耐食性と親水性を両立さ
せることが考えられている。
質を有機樹脂に混合した処理皮膜としては、例えば特開
昭55−99976号公報や特開昭60−101156
号公報などに記述されているが、このような混合皮膜は
親水性に優れているものの連続成形性に難があり成形加
工工具の摩耗の問題がある。有機樹脂を用いた親水化処
理皮膜としては、例えば特公平6−57810号公報や
特公平6−79841号公報に記述されているセルロー
スもしくはポリビニルアルコールの1種又は2種からな
る水溶性ポリマーに架橋剤、界面活性剤等を含有させた
有機樹脂皮膜が挙げられるが、このような有機樹脂皮膜
は連続成形性に優れるものの親水性に劣るという問題が
ある。また、親水性が良好な皮膜は水を透過し易いため
に耐食性に劣り、耐食性に良好な皮膜は水をはじき易く
親水性に劣る。このように相反する機能の親水性と耐食
性を一つの皮膜で得ることは非常に困難であり、親水性
を有し且つ耐食性、連続成形性、耐薬品性の全てに優れ
た皮膜を得ようとすれば多層皮膜とならざるを得ない。
そこで、耐食性のある前記のクロメート処理皮膜などの
無機質皮膜を下層とし、上層に親水性の樹脂と架橋成分
とからなる有機皮膜をもうけ、耐食性と親水性を両立さ
せることが考えられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記2層構造の場合、
各層に必要な特性として下層は耐食性、上層は親水性と
耐食性が重要な必要特性である。下層についてはクロメ
ート処理皮膜などの無機質皮膜で十分であるが、上層皮
膜を形成する上塗り処理剤については、優れた親水性を
示す水溶性樹脂と架橋剤との構成で親水性及び耐食性の
両立をはかるように設計される。つまり、カルボキシル
基や水酸基のような官能基で親水性を発現させる水溶性
樹脂ベースの場合、架橋成分と各官能基との架橋反応に
よる3次元構造化によって耐食性を発現させる。しか
し、この場合耐食性を発現するには親水性の官能基を減
少させることになり親水性と耐食性の両立は満足いくも
のではない。また、エーテル基のような非反応性の基で
親水性を発現させる水溶性樹脂ベースの場合、架橋成分
の架橋による絡み合いにより耐食性を発現させるわけで
あるが、この絡み合いのみでは線状高分子等は長時間水
浸漬下にあると、網の目から水に抽出され親水性セグメ
ントの保持が不十分となり、親水持続性及び耐水性等の
信頼性が劣る。
各層に必要な特性として下層は耐食性、上層は親水性と
耐食性が重要な必要特性である。下層についてはクロメ
ート処理皮膜などの無機質皮膜で十分であるが、上層皮
膜を形成する上塗り処理剤については、優れた親水性を
示す水溶性樹脂と架橋剤との構成で親水性及び耐食性の
両立をはかるように設計される。つまり、カルボキシル
基や水酸基のような官能基で親水性を発現させる水溶性
樹脂ベースの場合、架橋成分と各官能基との架橋反応に
よる3次元構造化によって耐食性を発現させる。しか
し、この場合耐食性を発現するには親水性の官能基を減
少させることになり親水性と耐食性の両立は満足いくも
のではない。また、エーテル基のような非反応性の基で
親水性を発現させる水溶性樹脂ベースの場合、架橋成分
の架橋による絡み合いにより耐食性を発現させるわけで
あるが、この絡み合いのみでは線状高分子等は長時間水
浸漬下にあると、網の目から水に抽出され親水性セグメ
ントの保持が不十分となり、親水持続性及び耐水性等の
信頼性が劣る。
【0007】また、近年フロン規制の高まりや塩素系溶
剤の環境への影響が深刻な問題となり、トリクロロエタ
ン等の溶剤による脱脂が不要な揮発性プレス油が開発さ
れ使用されるようになってきている。この揮発性プレス
油は、従来の鉱物油系の潤滑油が4〜10cStの粘度
であるのに対し、1〜3cStと低粘度で、24時間以
内に90%以上のプレス油成分が揮発し、従って脱脂が
不要となるというものである。揮発性プレス油は、室温
放置でも殆どが揮発するが、残油量の低減、熱交換器の
生産性の向上などの理由から、通常プレス後に強制乾燥
により揮発油分が除去されるものであり、このような揮
発性プレス油を用いることは、従来の脱脂の代替手段と
されている。揮発性プレス油によれば、このように溶剤
脱脂を必要としないため、脱塩素系溶剤の手段として広
く採用されてきている。しかしながら、揮発性プレス油
には次のような問題もある。一つは低粘度化による加工
性の低下であり、もう一つは親水性の低下である。前述
したように、近年熱交換器においては水切れ性の向上の
ために親水化処理を行うことが一般的になってきている
が、このような揮発性プレス油を用い脱脂を行わない場
合、揮発せず表面に残った油分により水滴の広がりが悪
く接触角が高くなったり、水はじきが発生するなど、親
水性が低下するという問題がある。特に従来の親水性有
機樹脂皮膜は、揮発性プレス油塗装後の強制乾燥時に受
ける熱によって親水性が低下する問題があり、またプレ
ス後放置された場合には、大気中の水分の影響や皮膜中
への油分の浸透、低沸点成分の揮発による揮発特性の変
化などにより親水性が低下する傾向がある。さらに、従
来の親水性有機樹脂皮膜では、銅管とのロウ付けの際に
生じるアルミニウムフィン材の黄変部の親水性が大幅に
低下する傾向があった。
剤の環境への影響が深刻な問題となり、トリクロロエタ
ン等の溶剤による脱脂が不要な揮発性プレス油が開発さ
れ使用されるようになってきている。この揮発性プレス
油は、従来の鉱物油系の潤滑油が4〜10cStの粘度
であるのに対し、1〜3cStと低粘度で、24時間以
内に90%以上のプレス油成分が揮発し、従って脱脂が
不要となるというものである。揮発性プレス油は、室温
放置でも殆どが揮発するが、残油量の低減、熱交換器の
生産性の向上などの理由から、通常プレス後に強制乾燥
により揮発油分が除去されるものであり、このような揮
発性プレス油を用いることは、従来の脱脂の代替手段と
されている。揮発性プレス油によれば、このように溶剤
脱脂を必要としないため、脱塩素系溶剤の手段として広
く採用されてきている。しかしながら、揮発性プレス油
には次のような問題もある。一つは低粘度化による加工
性の低下であり、もう一つは親水性の低下である。前述
したように、近年熱交換器においては水切れ性の向上の
ために親水化処理を行うことが一般的になってきている
が、このような揮発性プレス油を用い脱脂を行わない場
合、揮発せず表面に残った油分により水滴の広がりが悪
く接触角が高くなったり、水はじきが発生するなど、親
水性が低下するという問題がある。特に従来の親水性有
機樹脂皮膜は、揮発性プレス油塗装後の強制乾燥時に受
ける熱によって親水性が低下する問題があり、またプレ
ス後放置された場合には、大気中の水分の影響や皮膜中
への油分の浸透、低沸点成分の揮発による揮発特性の変
化などにより親水性が低下する傾向がある。さらに、従
来の親水性有機樹脂皮膜では、銅管とのロウ付けの際に
生じるアルミニウムフィン材の黄変部の親水性が大幅に
低下する傾向があった。
【0008】したがって、本発明の目的は親水持続性、
耐熱親水性、及び耐食性、特に耐アルカリ性に優れた皮
膜を被覆した熱交換器用アルミニウムフィン材を提供す
ることを目的とする。
耐熱親水性、及び耐食性、特に耐アルカリ性に優れた皮
膜を被覆した熱交換器用アルミニウムフィン材を提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく鋭
意研究を行った結果、本発明者らはアルミニウム又はア
ルミニウム合金薄板に化学皮膜処理した上で、その上に
親水成分にはポリビニルピロリドンを使用し且つ架橋成
分には末端をブロックされたイソシアネート化合物を使
用した上塗り処理剤を塗布焼付けすることにより親水性
(親水持続性)と耐食性、特に耐アルカリ性に優れた皮
膜を形成することができることを発見し、この知見に基
づき本発明を完成した。
意研究を行った結果、本発明者らはアルミニウム又はア
ルミニウム合金薄板に化学皮膜処理した上で、その上に
親水成分にはポリビニルピロリドンを使用し且つ架橋成
分には末端をブロックされたイソシアネート化合物を使
用した上塗り処理剤を塗布焼付けすることにより親水性
(親水持続性)と耐食性、特に耐アルカリ性に優れた皮
膜を形成することができることを発見し、この知見に基
づき本発明を完成した。
【0010】すなわち、本発明は(1)アルミニウムま
たはアルミニウム合金薄板の表面に耐食性皮膜が形成さ
れ、その皮膜の上層にポリビニルピロリドン及び架橋剤
を含有する上塗り処理剤を塗布乾燥して得られる耐食性
親水化被覆層が形成されていることを特徴とする熱交換
器用アルミニウムフィン材、(2)前記架橋剤がブロッ
ク化イソシアネート化合物であり、前記上塗り処理剤の
ポリビニルピロリドン(A)と架橋剤(B)との配合比
率(A/B)が固形分重量比で40/60〜90/10
であることを特徴とする(1)項記載の熱交換器用アル
ミニウムフィン材、(3)前記上塗り処理剤が、前記ポ
リビニルピロリドンおよび架橋剤の固形分総量100重
量部に対して固形分換算で5〜50重量部のポリスチレ
ンスルホン酸またはその塩を含有することを特徴とする
(1)または(2)項記載の熱交換器用アルミニウムフ
ィン材、(4)前記上塗り処理剤が、前記ポリビニルピ
ロリドンおよび架橋剤の固形分総量100重量部に対し
て固形分換算で10〜30重量部の分子量2万〜100
万のポリエチレングリコールを含有することを特徴とす
る(1)、(2)または(3)項記載の熱交換器用アル
ミニウムフィン材、及び(5)前記上塗り処理剤が、前
記ポリビニルピロリドンおよび架橋剤の固形分総量10
0重量部に対して固形分換算で1〜30重量部の平均粒
径が0.5〜3μmである水分散性ワックスを含有する
ことを特徴とする(1)、(2)、(3)または(4)
項記載の熱交換器用アルミニウムフィン材を提供するも
のである。
たはアルミニウム合金薄板の表面に耐食性皮膜が形成さ
れ、その皮膜の上層にポリビニルピロリドン及び架橋剤
を含有する上塗り処理剤を塗布乾燥して得られる耐食性
親水化被覆層が形成されていることを特徴とする熱交換
器用アルミニウムフィン材、(2)前記架橋剤がブロッ
ク化イソシアネート化合物であり、前記上塗り処理剤の
ポリビニルピロリドン(A)と架橋剤(B)との配合比
率(A/B)が固形分重量比で40/60〜90/10
であることを特徴とする(1)項記載の熱交換器用アル
ミニウムフィン材、(3)前記上塗り処理剤が、前記ポ
リビニルピロリドンおよび架橋剤の固形分総量100重
量部に対して固形分換算で5〜50重量部のポリスチレ
ンスルホン酸またはその塩を含有することを特徴とする
(1)または(2)項記載の熱交換器用アルミニウムフ
ィン材、(4)前記上塗り処理剤が、前記ポリビニルピ
ロリドンおよび架橋剤の固形分総量100重量部に対し
て固形分換算で10〜30重量部の分子量2万〜100
万のポリエチレングリコールを含有することを特徴とす
る(1)、(2)または(3)項記載の熱交換器用アル
ミニウムフィン材、及び(5)前記上塗り処理剤が、前
記ポリビニルピロリドンおよび架橋剤の固形分総量10
0重量部に対して固形分換算で1〜30重量部の平均粒
径が0.5〜3μmである水分散性ワックスを含有する
ことを特徴とする(1)、(2)、(3)または(4)
項記載の熱交換器用アルミニウムフィン材を提供するも
のである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明をさらに詳細に説明
する。
する。
【0012】本発明に使用するアルミニウム又はアルミ
ニウム合金薄板は、アルミニウムフィン材として使用さ
れるものである。このアルミニウム又はアルミニウム合
金薄板の表面に形成する耐食性皮膜は、リン酸クロメー
ト皮膜やクロム酸クロメート皮膜等のクロメート皮膜が
望ましいが、ジルコニウム処理皮膜、チタニウム処理皮
膜、ベーマイト皮膜、陽極酸化皮膜あるいは水ガラス処
理皮膜も使用することができる。この耐食性皮膜の厚さ
は従来のものと特に異ならない。例えば、Cr量では5
〜50mg/m2 が好ましい。
ニウム合金薄板は、アルミニウムフィン材として使用さ
れるものである。このアルミニウム又はアルミニウム合
金薄板の表面に形成する耐食性皮膜は、リン酸クロメー
ト皮膜やクロム酸クロメート皮膜等のクロメート皮膜が
望ましいが、ジルコニウム処理皮膜、チタニウム処理皮
膜、ベーマイト皮膜、陽極酸化皮膜あるいは水ガラス処
理皮膜も使用することができる。この耐食性皮膜の厚さ
は従来のものと特に異ならない。例えば、Cr量では5
〜50mg/m2 が好ましい。
【0013】本発明において上層を構成する耐食性親水
化被覆層は上記A、Bを含有する上塗り処理剤を塗布、
焼付けしてなるものである。親水性成分のポリビニルピ
ロリドン(A)については、重量平均分子量を1万から
50万とするのが好ましい。ここで非反応性の親水成分
としてポリビニルピロリドンを使用したことが本発明の
特徴とするところである。ポリビニルピロリドンは親水
性を発現する部分が環状の窒素含有5員環であるためそ
の立体障害性のため3次元網目構造の広がった状態にお
いても塗膜から水に抽出されにくくその結果良好な親水
持続性を示すと考えられる。そこで重量平均分子量があ
まり低分子量物であるとこの立体障害の効果が十分発揮
されず親水成分が塗膜中から脱離し、親水持続性が低下
する場合がある。また重量平均分子量が大きすぎると塗
装時の塗膜状態が非常に悪くなる場合があり、これは量
産製造上好ましくない。ポリビニルピロリドンは市販品
(例えばルビスコールK12〜K90(BASFジャパ
ン(株)社製、商品名)等)を用いればよく、水で希釈
し、水溶液として用いることができる。
化被覆層は上記A、Bを含有する上塗り処理剤を塗布、
焼付けしてなるものである。親水性成分のポリビニルピ
ロリドン(A)については、重量平均分子量を1万から
50万とするのが好ましい。ここで非反応性の親水成分
としてポリビニルピロリドンを使用したことが本発明の
特徴とするところである。ポリビニルピロリドンは親水
性を発現する部分が環状の窒素含有5員環であるためそ
の立体障害性のため3次元網目構造の広がった状態にお
いても塗膜から水に抽出されにくくその結果良好な親水
持続性を示すと考えられる。そこで重量平均分子量があ
まり低分子量物であるとこの立体障害の効果が十分発揮
されず親水成分が塗膜中から脱離し、親水持続性が低下
する場合がある。また重量平均分子量が大きすぎると塗
装時の塗膜状態が非常に悪くなる場合があり、これは量
産製造上好ましくない。ポリビニルピロリドンは市販品
(例えばルビスコールK12〜K90(BASFジャパ
ン(株)社製、商品名)等)を用いればよく、水で希釈
し、水溶液として用いることができる。
【0014】架橋剤(B)として使用できるものとして
は、ブロック化イソシアネート化合物、フェノール樹
脂、メラミン樹脂がある。使用に際しては、反応性の点
から、ブロック化イソシアネート化合物が好ましい。こ
こでブロック化イソシアネート化合物のイソシアネート
成分としては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどを用いる
ことができ、ブロック成分としては、低級アルコール
(エチルアルコール等)、フェノールなどを用いること
ができる。このようなブロック化イソシアネート化合物
の具体例としては市販品のエラストロンBNシリーズ
(第一工業製薬(株)社製、商品名)等がある。本発明
に係る上塗り処理剤には硬化促進剤を添加してもよく、
硬化促進剤として、例えばエラストロンキャタリスト6
4(第一工業製薬(株)社製、商品名)等が挙げられ
る。硬化促進剤としては特に制限はなく、上記の他通常
用いられるウレタン解離促進剤、例えばトリエチルアミ
ンのような第3級アミン類、ジブチルスズジラウレート
のような有機スズ化合物、テトラブトキシチタネート等
の有機チタン化合物が特性を低下させない範囲で使用で
きる。
は、ブロック化イソシアネート化合物、フェノール樹
脂、メラミン樹脂がある。使用に際しては、反応性の点
から、ブロック化イソシアネート化合物が好ましい。こ
こでブロック化イソシアネート化合物のイソシアネート
成分としては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどを用いる
ことができ、ブロック成分としては、低級アルコール
(エチルアルコール等)、フェノールなどを用いること
ができる。このようなブロック化イソシアネート化合物
の具体例としては市販品のエラストロンBNシリーズ
(第一工業製薬(株)社製、商品名)等がある。本発明
に係る上塗り処理剤には硬化促進剤を添加してもよく、
硬化促進剤として、例えばエラストロンキャタリスト6
4(第一工業製薬(株)社製、商品名)等が挙げられ
る。硬化促進剤としては特に制限はなく、上記の他通常
用いられるウレタン解離促進剤、例えばトリエチルアミ
ンのような第3級アミン類、ジブチルスズジラウレート
のような有機スズ化合物、テトラブトキシチタネート等
の有機チタン化合物が特性を低下させない範囲で使用で
きる。
【0015】上記上塗り処理剤の配合比(A/B)は所
望の耐食性親水化被覆層に合わせて、また架橋剤の種類
に応じて適宜定められるが、架橋剤がブロック化イソシ
アネート化合物の場合固形分重量比で40/60〜90
/10が好ましい。配合比(A/B)におけるA成分の
割合が少なすぎると架橋密度が高すぎかつ親水成分が少
ないためその親水性の効果が不十分となることがある。
配合比(A/B)におけるA成分の割合が多すぎると架
橋密度が低すぎて親水持続性が低下することがある。
望の耐食性親水化被覆層に合わせて、また架橋剤の種類
に応じて適宜定められるが、架橋剤がブロック化イソシ
アネート化合物の場合固形分重量比で40/60〜90
/10が好ましい。配合比(A/B)におけるA成分の
割合が少なすぎると架橋密度が高すぎかつ親水成分が少
ないためその親水性の効果が不十分となることがある。
配合比(A/B)におけるA成分の割合が多すぎると架
橋密度が低すぎて親水持続性が低下することがある。
【0016】前記上塗り処理剤には、さらにポリスチレ
ンスルホン酸もしくはその塩、ポリエチレングリコー
ル、及び/又は水分散性ワックスを添加してもよい。ポ
リスチレンスルホン酸またはその塩は、揮発性プレス油
を用いてプレス加工を行いその後放置された場合や、プ
レス後加熱乾燥を行っても残ってしまった油分を除去す
る働きがある。ポリスチレンスルホン酸またはその塩と
しては、例えばナトリウム塩であるポリナスPS−50
(東ソー製、商品名)が使用できる。その配合量につい
ては、前記上塗り処理剤のポリビニルピロリドン(A)
および架橋剤(B)からなる樹脂の総量100重量部に
対して固形分換算で5〜50重量部含有とすることが好
ましい。含有量が5重量部より少ないとプレス油洗浄性
の効果が得られず、また含有量が50重量部よりも多い
と親水持続性が悪くなる。
ンスルホン酸もしくはその塩、ポリエチレングリコー
ル、及び/又は水分散性ワックスを添加してもよい。ポ
リスチレンスルホン酸またはその塩は、揮発性プレス油
を用いてプレス加工を行いその後放置された場合や、プ
レス後加熱乾燥を行っても残ってしまった油分を除去す
る働きがある。ポリスチレンスルホン酸またはその塩と
しては、例えばナトリウム塩であるポリナスPS−50
(東ソー製、商品名)が使用できる。その配合量につい
ては、前記上塗り処理剤のポリビニルピロリドン(A)
および架橋剤(B)からなる樹脂の総量100重量部に
対して固形分換算で5〜50重量部含有とすることが好
ましい。含有量が5重量部より少ないとプレス油洗浄性
の効果が得られず、また含有量が50重量部よりも多い
と親水持続性が悪くなる。
【0017】ポリエチレングリコールは分子量が2万〜
100万のものを用い、その量は、前記上塗り処理剤の
ポリビニルピロリドン(A)および架橋剤(B)からな
る樹脂の総量100重量部に対して固形分換算で10〜
30重量部含有とすることが好ましい。分子量が低すぎ
ると水に解け易くなるため初期の親水性は良いものの親
水持続性が悪くなる。また、分子量が高すぎると水に溶
けにくくなるため疎水効果が親水効果を上回り、親水性
が悪くなる。また、含有量が10重量部より少ないと親
水性は良いものの親水持続性が悪くなり、含有量が30
重量部を越えると親水性が悪くなる。なお、ポリエチレ
ングリコールの高分子量のものはポリエチレンオキサイ
ドと呼ばれることがある。水分散性ワックスは、平均粒
径が0.5〜3μmであり、その量は前記上塗り処理剤
のポリビニルピロリドン(A)および架橋剤(B)から
なる樹脂の総量100重量部に対して固形分換算で1〜
30重量部含有とすることが好ましい。このような水分
散性ワックスの具体例としては、市販品のアマイドAP
−1(商品名、日本化成製)などが挙げられる。粒径が
0.5μmより小さいと潤滑性が悪くなり加工性が劣化
する。一方、粒径が3μmを越えると加工性は良いもの
の親水性が悪くなる。また、含有量が5重量部より少な
いと潤滑性が悪くなり加工性が劣化し、含有量が30重
量部を越えると加工性は良いものの親水性が悪くなる。
100万のものを用い、その量は、前記上塗り処理剤の
ポリビニルピロリドン(A)および架橋剤(B)からな
る樹脂の総量100重量部に対して固形分換算で10〜
30重量部含有とすることが好ましい。分子量が低すぎ
ると水に解け易くなるため初期の親水性は良いものの親
水持続性が悪くなる。また、分子量が高すぎると水に溶
けにくくなるため疎水効果が親水効果を上回り、親水性
が悪くなる。また、含有量が10重量部より少ないと親
水性は良いものの親水持続性が悪くなり、含有量が30
重量部を越えると親水性が悪くなる。なお、ポリエチレ
ングリコールの高分子量のものはポリエチレンオキサイ
ドと呼ばれることがある。水分散性ワックスは、平均粒
径が0.5〜3μmであり、その量は前記上塗り処理剤
のポリビニルピロリドン(A)および架橋剤(B)から
なる樹脂の総量100重量部に対して固形分換算で1〜
30重量部含有とすることが好ましい。このような水分
散性ワックスの具体例としては、市販品のアマイドAP
−1(商品名、日本化成製)などが挙げられる。粒径が
0.5μmより小さいと潤滑性が悪くなり加工性が劣化
する。一方、粒径が3μmを越えると加工性は良いもの
の親水性が悪くなる。また、含有量が5重量部より少な
いと潤滑性が悪くなり加工性が劣化し、含有量が30重
量部を越えると加工性は良いものの親水性が悪くなる。
【0018】本発明で用いられる親水化のための上塗り
処理剤には、必要に応じて防カビ剤等の抗菌剤を配合し
ても良い。防カビ剤としては、イミダゾール、ベンゾチ
アゾール、チオベンダゾール(TBZ)、ジンクピリチ
オン(ZPT)等、公知の各種のものが用いられる。ま
たその添加量は親水性を劣化させない程度であればよ
く、好ましくは前記(A)及び(B)からなる樹脂の総
量100重量部に対して固形分換算で1〜10重量部と
する。本発明において耐食性親水化被覆層の形成は、ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金薄板の片面でも両面
であってもよい。その厚さは適宜に定めることができる
が、通常0.2g/m2 以上、好ましくは0.3〜1g
/m2 である。
処理剤には、必要に応じて防カビ剤等の抗菌剤を配合し
ても良い。防カビ剤としては、イミダゾール、ベンゾチ
アゾール、チオベンダゾール(TBZ)、ジンクピリチ
オン(ZPT)等、公知の各種のものが用いられる。ま
たその添加量は親水性を劣化させない程度であればよ
く、好ましくは前記(A)及び(B)からなる樹脂の総
量100重量部に対して固形分換算で1〜10重量部と
する。本発明において耐食性親水化被覆層の形成は、ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金薄板の片面でも両面
であってもよい。その厚さは適宜に定めることができる
が、通常0.2g/m2 以上、好ましくは0.3〜1g
/m2 である。
【0019】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。
る。
【0020】実施例1、2 アルミニウムフィン材(0.11mm×200mm×3
00mm)を市販の弱アルカリ系脱脂剤を用いて脱脂・
洗浄した。次いでリン酸クロメート系化成溶液(商品名
アロジン401/45、日本ペイント(株)社製)に浸
漬してリン酸クロメート皮膜からなる耐食性化学皮膜を
形成した後、水洗乾燥させた。なおこの時リン酸クロメ
ート系化成溶液により得られた耐食性皮膜の厚さはCr
量で30mg/m2 であった。次いでこの耐食性皮膜の
上に表1に示す配合処方の上塗り処理剤をロールコータ
ー法で塗布し、熱風乾燥炉で温度200℃、時間20秒
で焼付けした。なおこの上塗り処理剤による皮膜量は
0.5g/m2 であった。また、上塗り処理剤は表1に
示す配合比で配合されているポリビニルピロリドンとブ
ロック化イソシアネートの固形分10%の水分散溶液を
使用した。
00mm)を市販の弱アルカリ系脱脂剤を用いて脱脂・
洗浄した。次いでリン酸クロメート系化成溶液(商品名
アロジン401/45、日本ペイント(株)社製)に浸
漬してリン酸クロメート皮膜からなる耐食性化学皮膜を
形成した後、水洗乾燥させた。なおこの時リン酸クロメ
ート系化成溶液により得られた耐食性皮膜の厚さはCr
量で30mg/m2 であった。次いでこの耐食性皮膜の
上に表1に示す配合処方の上塗り処理剤をロールコータ
ー法で塗布し、熱風乾燥炉で温度200℃、時間20秒
で焼付けした。なおこの上塗り処理剤による皮膜量は
0.5g/m2 であった。また、上塗り処理剤は表1に
示す配合比で配合されているポリビニルピロリドンとブ
ロック化イソシアネートの固形分10%の水分散溶液を
使用した。
【0021】実施例3、4 表1に示す処理剤を用い、表2に示す下地処理とした以
外は実施例1、2と全く同様にしてアルミニウムフィン
材を作成した。
外は実施例1、2と全く同様にしてアルミニウムフィン
材を作成した。
【0022】実施例5〜19 アルミニウムフィン材(0.11mm×200mm×3
00mm)を市販の弱アルカリ系脱脂剤を用いて脱脂・
洗浄し、次いで表2に示す下地処理を行った。なおこの
時得られた下地皮膜は表2に示した通りの厚さであっ
た。次いで、この皮膜の上に表1に示す配合処方の上塗
り処理剤をバーコータで塗布し、熱風乾燥炉で温度23
0℃、時間20秒で焼付けた。なおこの上塗り処理剤に
よる皮膜量は0.9g/m2 であった。また、上塗り処
理剤は表1に示す配合比で配合されているポリビニルピ
ロリドンとブロック化イソシアネートの固形分8%の水
分散溶液を使用した。
00mm)を市販の弱アルカリ系脱脂剤を用いて脱脂・
洗浄し、次いで表2に示す下地処理を行った。なおこの
時得られた下地皮膜は表2に示した通りの厚さであっ
た。次いで、この皮膜の上に表1に示す配合処方の上塗
り処理剤をバーコータで塗布し、熱風乾燥炉で温度23
0℃、時間20秒で焼付けた。なおこの上塗り処理剤に
よる皮膜量は0.9g/m2 であった。また、上塗り処
理剤は表1に示す配合比で配合されているポリビニルピ
ロリドンとブロック化イソシアネートの固形分8%の水
分散溶液を使用した。
【0023】上記で得られたアルミニウムフィン材を試
験片としその皮膜の親水性、耐食性、耐アルカリ性及び
加工性を下記の方法で試験し評価し、その結果を表3に
示した。
験片としその皮膜の親水性、耐食性、耐アルカリ性及び
加工性を下記の方法で試験し評価し、その結果を表3に
示した。
【0024】(1)親水性 水接触角試験を行い、親水性を評価した。まず、揮発性
プレス油浸漬前に水との接触角を測定し、この値を初期
値とした。次に、揮発性プレス油に5分間浸漬した後室
温で24時間放置し、180℃で5分間加熱乾燥後、水
との接触角を測定し、この値を揮発性プレス油乾燥後の
値とした。この試験片にさらにサイクル試験を行った。
乾湿サイクルは、試験片を流水中に8時間浸漬し、80
℃で16時間乾燥することを1サイクルとして5サイク
ル繰り返した後で水との接触角を測定した。この値を親
水持続性の値とした。耐熱親水性は、揮発性プレス油に
5分間浸漬した後室温で24時間放置し、180℃×1
20分間加熱後、水との接触角を測定した。以上の親水
性評価において、評価基準は以下の通りとした。◎:接
触角20°未満、○:接触角20°以上30°未満、
△:接触角30°以上40°未満、×:接触角40°以
上とした。
プレス油浸漬前に水との接触角を測定し、この値を初期
値とした。次に、揮発性プレス油に5分間浸漬した後室
温で24時間放置し、180℃で5分間加熱乾燥後、水
との接触角を測定し、この値を揮発性プレス油乾燥後の
値とした。この試験片にさらにサイクル試験を行った。
乾湿サイクルは、試験片を流水中に8時間浸漬し、80
℃で16時間乾燥することを1サイクルとして5サイク
ル繰り返した後で水との接触角を測定した。この値を親
水持続性の値とした。耐熱親水性は、揮発性プレス油に
5分間浸漬した後室温で24時間放置し、180℃×1
20分間加熱後、水との接触角を測定した。以上の親水
性評価において、評価基準は以下の通りとした。◎:接
触角20°未満、○:接触角20°以上30°未満、
△:接触角30°以上40°未満、×:接触角40°以
上とした。
【0025】(2)耐食性 塩水噴霧試験温度50°で500時間後のフィンの表面
状態を観察し、錆発生面積で評価した。○:10%未
満、×:10%以上。
状態を観察し、錆発生面積で評価した。○:10%未
満、×:10%以上。
【0026】(3)耐アルカリ性 試験片をアルカリ洗浄剤としてサーフクリーナー53
(日本ペイント(株)社製、商品名)脱脂液に60℃で
1分間浸漬し、水道水で10秒間洗浄した後、浸漬前後
の皮膜を観察比較した。◎:全く膨潤しない、○:ほと
んど膨潤しない(膨潤面積5%未満)、△:かなり膨潤
している(膨潤面積5%以上)、×:全面に膨潤してい
る又は部分的に膨潤している
(日本ペイント(株)社製、商品名)脱脂液に60℃で
1分間浸漬し、水道水で10秒間洗浄した後、浸漬前後
の皮膜を観察比較した。◎:全く膨潤しない、○:ほと
んど膨潤しない(膨潤面積5%未満)、△:かなり膨潤
している(膨潤面積5%以上)、×:全面に膨潤してい
る又は部分的に膨潤している
【0027】(4)加工性 ドローレス単発成形時のしごき飛び不良率で評価した。
○:10%未満、×:10%以上。
○:10%未満、×:10%以上。
【0028】比較例 アルミニウムフィン材上に耐食性の下地皮膜を形成しな
いで、直接、表1に示す配合処方の上塗り処理剤を塗布
し焼付けた。得られた皮膜の特性を実施例と同様に調
べ、その結果を表3に併せて示した。
いで、直接、表1に示す配合処方の上塗り処理剤を塗布
し焼付けた。得られた皮膜の特性を実施例と同様に調
べ、その結果を表3に併せて示した。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】
【表3】
【0032】
【表4】
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明の構成による
アルミニウムフィン材は、親水性(親水持続性)、耐食
性及び耐アルカリ性に優れており、熱交換器用として非
常に有用である。なお、本発明の構成によるアルミニウ
ムフィン材は、揮発性プレス油を使用し加熱乾燥した場
合でも、親水性、加工性に優れており、その使用が環境
問題を引き起こす塩素系溶剤による脱脂を行わなくても
製造することができるため、環境問題の解決手段として
非常に有効である。
アルミニウムフィン材は、親水性(親水持続性)、耐食
性及び耐アルカリ性に優れており、熱交換器用として非
常に有用である。なお、本発明の構成によるアルミニウ
ムフィン材は、揮発性プレス油を使用し加熱乾燥した場
合でも、親水性、加工性に優れており、その使用が環境
問題を引き起こす塩素系溶剤による脱脂を行わなくても
製造することができるため、環境問題の解決手段として
非常に有効である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B05D 7/24 302 B05D 7/24 302F B32B 15/08 B32B 15/08 E C09D 139/06 PGL C09D 139/06 PGL C22C 21/00 C22C 21/00 J C23C 22/00 C23C 22/00 Z C25D 11/18 312 C25D 11/18 312 F28F 19/04 F28F 19/04 Z
Claims (5)
- 【請求項1】 アルミニウムまたはアルミニウム合金薄
板の表面に耐食性皮膜が形成され、その皮膜の上層にポ
リビニルピロリドン及び架橋剤を含有する上塗り処理剤
を塗布乾燥して得られる耐食性親水化被覆層が形成され
ていることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン
材。 - 【請求項2】 前記架橋剤がブロック化イソシアネート
化合物であり、前記上塗り処理剤のポリビニルピロリド
ン(A)と架橋剤(B)との配合比率(A/B)が固形
分重量比で40/60〜90/10であることを特徴と
する請求項1記載の熱交換器用アルミニウムフィン材。 - 【請求項3】 前記上塗り処理剤が、前記ポリビニルピ
ロリドンおよび架橋剤の固形分総量100重量部に対し
て固形分換算で5〜50重量部のポリスチレンスルホン
酸またはその塩を含有することを特徴とする請求項1ま
たは2記載の熱交換器用アルミニウムフィン材。 - 【請求項4】 前記上塗り処理剤が、前記ポリビニルピ
ロリドンおよび架橋剤の固形分総量100重量部に対し
て固形分換算で10〜30重量部の分子量2万〜100
万のポリエチレングリコールを含有することを特徴とす
る請求項1、2または3記載の熱交換器用アルミニウム
フィン材。 - 【請求項5】 前記上塗り処理剤が、前記ポリビニルピ
ロリドンおよび架橋剤の固形分総量100重量部に対し
て固形分換算で1〜30重量部の平均粒径が0.5〜3
μmである水分散性ワックスを含有することを特徴とす
る請求項1、2、3または4記載の熱交換器用アルミニ
ウムフィン材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6083596A JPH08313191A (ja) | 1995-03-16 | 1996-03-18 | 熱交換器用アルミニウムフィン材 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-83504 | 1995-03-16 | ||
| JP8350495 | 1995-03-16 | ||
| JP6083596A JPH08313191A (ja) | 1995-03-16 | 1996-03-18 | 熱交換器用アルミニウムフィン材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08313191A true JPH08313191A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=26401890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6083596A Pending JPH08313191A (ja) | 1995-03-16 | 1996-03-18 | 熱交換器用アルミニウムフィン材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08313191A (ja) |
Cited By (20)
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-
1996
- 1996-03-18 JP JP6083596A patent/JPH08313191A/ja active Pending
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