JPS5817869A - 熱交換器用アルミニウム製フインの製造方法 - 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】 この発明は、熱交換器用アルミニウム製フィンの製造方
法に関する。

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。

一般に、熱交換器、とくに空気調和機の蒸発器において
は、フィンの表面温度が大気の露点以下となるためフィ
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
性能向上と小型化のためにフィンピッチを狭くした場合
にとくに顕著に現われる。熱交換効率はフィン表面の水
のヌレ性が大きく影響するものであり、フィン表面のヌ
レ性が良いと付着した水が水滴となりにく＼、このため
通風抵抗が小なくなり、風量も多くなって熱交換効率が
増大する。このようなフィン表面のヌレ性を改良するた
めに従来フィンとチューブを組み合わせて熱交換器を構
成した後に、これを溶液中に浸漬することにより表面処
理を行ない、フィンの表面に水ヌレ性の良い皮膜を形成
するという方法が開発された。しかしながら、このよう
に熱交換器に組み立てた後に表面処理を行なうと、作業
が非常に面倒であるとともに、非能率的であり、さらに
複雑な形状の場合、ツイーン全面に均一な皮膜を形成す
ることが困難であり、性能にバラツキが生じるという問
題があった。

そこで、熱交換器に組み立てる前の状態、すなわち、ア
ルミニウム製フィンの素材であるコイル材の状態で水ヌ
レ性の良好な皮膜を形成しておくことが考えられるが、
この場合には一皮膜の形成後、コイル材にチューブ挿通
孔をあけたり、この孔の周縁に筒形立上がり壁を形成し
たり、コイル材を所定のフィン長さに切断したりするプ
レス加工を行なう必要があり、その際プレス加工油とし
て一般に使用されている鉱油系の潤滑剤を使用すると、
潤滑剤が先の工程でコイル材の表面に形成した水ヌレ性
の良好な皮膜に浸透して水ヌレ性を劣化させるという問
題が起こり、このため従来は熱交換器に組み立てる前の
アルミニウム材に水ヌレ性を付与する処理を行なうこと
は実施されていなかった。

本出願人は、上記の点に鑑み、熱交換器に組み立てる前
のアルミニウム材に水ヌレ性を付与する処理を行なうと
ともに、処理後のプレス加工において水ヌレ性が劣化す
ることがない潤滑剤を使用して熱交換器用アルミニウム
製フィンを製造する方法を開発し、本出願と同時に特許
出願している。

この発明は、上記方法よりさらに進んで、板状アルミニ
ウム材の表面に、潤滑性と水ヌレ性の両方に優れた皮膜
を予め形成しておき、この皮膜を備えたアルミニウム材
をプレス加工することにより、短縮された工程で生産性
良く、しかも水ヌレ性の良好な熱交換器用フィンを製造
することができる方法を提供しようとするものである。

この発明は、板状アルミニウム材の表面に、界面活性剤
を含有する溶液または界面活性剤とこれに対してリン系
極圧添加剤、ワックス、高級脂肪酸エステル、石油樹脂
およびポリエチレングリコールのうちの少なくとも１種
の物質０１〜５０重量％とを含有する溶液を塗布する工
程と、この溶液が付着したアルミニウム材を乾燥してア
ルミニウム材の表面に皮膜を形成する工程と、この皮膜
付きアルミニウム材をプレス加工する工程とよりなる熱
交換器用アルミニウム製フィンの製造方法を要旨とする
ものである。

以下、この発明の方法の工程を順に詳しく説明する。

（Ｉｌ　　潤滑剤・水ヌレ性皮膜形成工程アルミニウム
材は、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、と（にコイル材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。

アルミニウム材の表面に塗布する溶液は、界面活性剤を
含有する溶液、または界面活性剤にリン系極圧添加剤等
の物質を所定の割合で添加した溶液である。

界面活性剤は、アルミニウム材の表面に潤滑性と水ヌレ
性の良い皮膜を形成するためのものであって、これには
アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ノニオン界
面活性剤および両性界面活性剤を使用する。

ここで、アニオン界面活性剤としては、たとえばオレイ
ン酸ナトリウム、ナフテン酸ナトリウム、ロジン酸ナト
リウムのような脂肪酸金属石鹸、ラウジルアルコール硫
酸エステルナトリウム、ラウジルエーテル硫酸エステル
塩、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等をλ用す
る。

カチオン界面活性剤としては、たとえばジシロキシエチ
ルステアリルアミン、トリエタノールアミンモノステア
レート、２−へプタデセニリメチルアンモニウムクロラ
イド等を使用する。

ノニオン界面活性剤としては、たとえばポリオキシエチ
レンラノリン脂肪酸エステル、ホリオキシエチレンラウ
リルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエー
テル、牛脂脂肪酸エチレンオキシド付加物、ポリオキシ
エチレンステアリルエステル等を使用する。

両性界面活性剤としては、ステアリルジメチルベタイン
、ラウリルアミノプロピオン酸メチル等を使用する。

また溶媒としては、たとえば水、白灯油、ミネラルスピ
リット、ベンゼン、トルエン、キシレン、石油ナフサ等
を使用する。

溶液中における界面活性剤の含有量は、溶液を乾燥して
形成せしめる皮膜厚さにより変わるもので、皮膜厚さが
薄い場合には界面活性剤の含有量を少なく、逆に皮膜厚
さが厚い場・にはその含有量を多くする必要がある。し
たがってこれを−概には決定することができないが、皮
膜の水ヌレ性と潤滑性の両面より考慮すると、溶液中の
界面活性剤の含有量は１〜５０重量％程度であるのが好
ましい。ここで界面活性剤が１重量％未満であれば、潤
滑性と水ヌレ性の良い皮膜を形成することが難しく、ま
た５０重量％をこえると、いわゆるブロッキング現象が
生じたり、プレス加工時に金型に付着したりする問題が
生じるので好ましくない。

界面活性剤を含有する溶液には、場合によってさらにリ
ン系極圧添加剤、ワックス、高級脂肪酸エステル、石油
樹脂およびポリエチレングリコールのうちの少なくとも
１種の物質が界面活性剤に対して０．１〜５０重量％の
割合で添加される。これらの物質は、潤滑性と皮膜形成
性を向上するために添加されるものである。

ここで、リン系極圧添加剤としては、たとえば炭素数１
０〜１８を有するジアルキルノ〜イドロゼンホスファイ
トおよびアルキルホスファイト等を使用する。

ワックスとしては、オクタデシルアルコールのポリビニ
ルエーテル、モンタンワックスおよびカルナバワックス
等を使用する。

高級脂肪酸エステルとしては、たとえば炭素数１０〜２
０を有するラウリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、牛
脂脂肪酸、アルケニル無水コハク酸、およびステアリン
酸等の脂肪酸と、炭素数ｌ〜１８のアルコールとのエス
テルを使用する。

石油樹脂としては、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹
脂、ジシクロペンタジェン系石油樹脂を使用する。

そしてこれらのリン系極圧添加剤等の物質が０１重量％
未満であれば、潤滑性および皮膜形成性を向上すること
ができず、また１５０重量％を越えると、皮膜の水ヌレ
性に悪影響を与えるので好ましくない。

板状アルミニウム材の表面に、上記溶液を塗布した後、
乾燥することにより、潤滑性と水ヌレ性を併わせ有する
皮膜が形成される。

ＩＩ［１プレス加工工程 潤滑性と水ヌレ性の良い皮膜を有する工程＋１１からの
アルミニウム材をプレス加工することにより熱交換器用
フィンをつくる。ここで、プレス加工とは、アルミニウ
ム材より板状フィンを形成するための加工であって、こ
れにはたとえば張出し加工、絞り加□工、打抜き加工、
カーリング加工、およびチューブ挿通孔周縁の筒形立上
がり壁をしごいて高くするしごき加工等が含まれる。ま
たアルミニウム材がコイル材である場合には、これらの
加工の後につづいて行なうアルミニウム材を所定の長さ
に切断するせん断加工も含まれる。アルミニウム材の表
面には上記のような潤滑性の良い皮膜が形成されている
ので、きわめて円滑にプレス加工を行なうことができ、
熱交換器用フィンをつくることができる。

なお、しごき加工等の過酷な条件下においてアルミニウ
ム材をプレス加工する場合には、潤滑性を増大しかつ上
記皮膜の水ヌレ性を阻害せず、しかも洗浄性の優れた潤
滑剤をさらに使用することもあ３゜ この発明による熱交換器用アルミニウム製フィンの製造
方法は、上述のように、板状アルミニウム材の表面に、
界面活性剤を含有する溶液または界面活性剤とこれに対
してリン系極圧添加剤、ワックス、高級脂肪酸エステル
、石油樹脂およびポリエチレングリコールのうちの少な
くとも１種の物質０．１〜５０重量％とを含有する溶液
を塗布する工程と、この溶液が付着したアルミニウム材
を乾燥してアルミニウム材の表面に皮膜を形成する工程
と、この皮膜付きアルミニウム材をプレス加工する工程
とよりなるもので、熱交換器用フィンをきわめて円滑に
製造することができ、しかも得られたフィンはヌレ性の
良い皮膜を有するものであるから、このフィンを用いて
組み立てられた熱交換器は、フィン表面に付着した水が
水滴となりにくいため、通風抵抗が小さくなり、風量が
多くなって熱交換効率が大きくなる。しかも熱交換器に
組み立てる前のフィンにヌレ性を付与する処理を行なう
ものであるから、非常に作業性が良い。さらにアルミニ
ウム材に対して水ヌレ性を付与する処理と潤滑剤を塗布
する処理とを同時に行なうことができるので、工程を短
縮することができる。またプレス加工時に潤滑剤を塗布
する必要がないので、フィンの生産性が向上するという
効果を奏する。

つぎに、この発明の詳細な説明する。

実施例 つぎの工程を順次実施することにより熱交換器用フィン
を製造した。

（１１潤滑性・水ヌレ性皮膜形成工程 厚み０．１５ｓ＋ｓ（Ｄフルミニラム（ＡＩ２００）製
コイル材を脱脂後、これに下表に示す組成の溶液を塗布
したのち、これを８０℃で１分間乾燥して、潤滑性と水
ヌレ性の良好な皮膜を約２００■／ｒＩｔの量となるよ
うに形成した。

＋１１１プレス加工工程 上記皮膜を有する工程（りからのコイル材を打抜きある
いは抜き絞り加工するとともに、所定長さに切断するこ
とによりプレート状フィンをつくった。

評価試験 上記実施例により製造した熱交換器用フィンについて水
ヌレによる接触角を測定し、得られた結果を下表にまと
めた。また比較のために、同じアルミニウム製コイル材
を用いてこれに従来の鉱油系潤滑剤を使用塗布し、プレ
ス加工後潤滑剤をトリクレンで洗浄することにより製造
した熱交換器用フィンについても接触角を測定し、得ら
れた結果を同表に示した。

なお、フィンの素材であるアルミニウム製の元コイル材
の水ヌレによる接触角を測定したところこれは６０°で
あり、また脱脂後のコイル材の接触角は４５°であった
・ （以下余白） 上記表から明らかなように、本発明によるフィンは、比
較例のフィンに比べて接触角が非常に小さく、シたがっ
て優れた水ヌレ性を有し、しかもこの水ヌレ性は長期に
わたって劣化することがない。またプレス加工工程番ご
おいてフィンに割れが発生せず、潤滑性もきわめて良好
であった。

以　　上 特許出願人　　大同化学工業株式会社 同　　　　　昭和アルミニウム株式会社昭和５６年１２
月２４　　日 特許庁長官　島　１）春　樹　　殿 ｌ・　事件の大小　　　　昭和５６年特許願　第１１２
６０５　　号２、発明の名称　　　熱交換器用アルミニ
ウム製フィンの製造方法３　補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 ４、代　理　人 外４名 ５　補ＩＥ命令の日付　　　昭和　　年　　月　　日６
　補圧により増加する発明の数 ７　補正＋７）　対ｌ　　　明細書の発明の詳細な説明
の欄。

８、補正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 板状アルミニウム材の表面に、界面活性剤を含有する溶
   液または界面活性剤とこれに対してリン系極圧添加剤、
   ワックス、高級脂肪酸エステル、石油樹脂およびポリエ
   チレングリコールのうちの少なくとも１種の物質０．１
   〜５０重量％とを含有する溶液を塗布する工程と、この
   溶液が付着したアルミニウム材を乾燥してアルミニつム
   材の表面に皮膜を形成する工程と、この皮膜付きアルミ
   ニウム材をプレス加工する工程とよりなる熱交換器用ア
   ルミニウム製フィンの製造方法。