JPS608422B2 - 太陽熱集熱板の製造方法 - Google Patents

太陽熱集熱板の製造方法

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JPS608422B2
JPS608422B2 JP9668480A JP9668480A JPS608422B2 JP S608422 B2 JPS608422 B2 JP S608422B2 JP 9668480 A JP9668480 A JP 9668480A JP 9668480 A JP9668480 A JP 9668480A JP S608422 B2 JPS608422 B2 JP S608422B2
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film
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aluminum foil
selective absorption
manufacturing
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JP9668480A
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隆 清末
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Altemira Co Ltd
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Showa Aluminum Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

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  • Electrochemical Coating By Surface Reaction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は太陽熱集熱板の製造方法に関する。
太陽熱集熱板としてアルミニウム又はその合金を基板と
したものは、軽量にして熱伝導性「成形性が良好で、し
かも電解着色性により表面に優れた選択吸収性、耐久性
を有する太陽熱選択吸収膜を形成せしめうろこと等の利
点を有することにより、広く一般に用にられている。し
かるにこれに更に希望される一層の要請事項としては、
コストダウンをはかること「強度・耐久性を増大するこ
とト更には吸熱管へ伝達する実質吸熱効率の向上をはか
ること等が挙げられる。この発明は、このような諸要請
に対応しうるべき太陽熱集熱板の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
而して、この発明はアルミニウム材をL専ら表面に良好
な選択吸収膜を形成せしめるための手段として利用し、
コストダウンし強度、耐久性、実質吸熱効率の向上等の
諸要請を満足するために、上記アルミニウム材に上記要
請に対応した異種金属を接着剤により貼り合わせて合わ
せ板とすることを主旨とするものである。
即ちこの発明はコイル状のアルミニウム箔(アルミニウ
ム合金箔を含む)を陽極酸化処理した後、金属塩を含む
水溶液中で電解処理して表面に太陽熱エネルギーの選択
吸収膜を形成する工程と、この選択吸収膜を備えたアル
ミニウム箔を、鉄鋼等の異種金属板に接着剤により貼り
合わせて両者を一体化する工程とよりなる太陽熱集熱板
の製造方法を要旨とするものである。この発明に材料と
して用いるアルミニウム箔は、厚さ5〜5001程度の
ものを用いるのが好ましい。
これが5山未満である場合は、コイルによる連続的な電
解着色処理が困難であり、逆に500仏を超えるような
厚さでは、この発明の所期するメリットを期待し難い。
特に好ましくは100仏程度の厚さのものを用いるのが
よい。このアルミニウム箔に連続的に電解着色処理を施
して表面に太陽熱ェネルギ−の選択吸収膜を形成せしめ
たのち、これを貼り合わせるベースの異種金属板の種類
は、得ようとする太陽熱集熱板に主として要求される要
請事項に対応して選択されるものであり「一般的には鉄
、および銅を挙げることができる。
鉄を用いる場合は、経済性、強度向上を主眼とする場合
に有利であり、また銅を用いる場合には、実質吸熱率の
向上、即ち一体的に組合わされる吸熱管(一般的には耐
食性の良い銅製である)への伝熱効率の向上トおよび吸
熱管との溶接の容易性に基づく作業陣の向上を主眼とす
る場合に有利である。。かっこの異種金属板の厚さは1
00仏〜1柳程度とするのが好適である。この板厚を1
00仏未満の薄いものとすることは〜 この発明の所期
するりメットを期待し驚くt逆に1柳を超える厚さにす
ることはt重量が重くなりコストアップを招くだけでそ
れを凌駕する格別のメリットを期待し得ない。特に好ま
しくは600山程度の厚さのものを用いるべきである。
アルミニウム箔に対する上記異種金属板の接着剤による
貼り合わせを「太陽熱選択吸収膜の生成処理後において
行うのは、異種金属を貼り合わせた合わせ板に電解着色
処理を施す場合には、電解溶液中に異種金属が港出して
「アルミニウム面に良好な選択吸収膜を生成せしめるこ
とが困難であることに基づく、これを避けるためには〜
異種金属板面を予めマスキングして電解処理を施せば良
いが、操作がいささか面倒になる欠点が派生する。
もっともアルミニウム面上に形成される選択吸収膜は「
極めて薄くかつ強度的にも弱いものであるから、異種金
属板の接着剤による粘り合わせ工程およびこの後の取吸
工程において傷がつき易い。これを防ぐためには〜アル
ミニウム箔を電解着色処理したのち〜上記貼り合わせを
行う前にトコィル状の例えばポリエチレンもポリプロピ
レン等の合成樹脂保護フィルムを選択吸収膜面上にゴム
製圧着ロール等により適当な圧力をもって剥離可能な状
態に連続的に貼り合わせるものとすることが望ましい。
ところで「コイル状のアルミニウム箔に対して行う陽極
酸化処理および金属塩電解処理の各電解処理条件は、こ
の発明において特に限定されるものではない。
しかしながら「 この工程は前述のようにコイル材によ
り連続処理するものであることから、可及的短時間で処
理できるものとすることが望ましいことはいうまでもな
い。かかる要請に基づき、種々実験と研究の結果から見
出したところによれば、選択吸収膜生成のための上記各
工程の電解処理として、第1工程の陽極酸化処理は、こ
れを特に「液濃度50タノ〆以上のリン酸水溶液中で、
かつ液温度を35〜80ご0に保持して行うものとし、
また皮膜黒色化のための第2工程の金属塩処理は「電解
液中の金属塩の濃度が従来の常法の該電解処理に用も、
られる液濃度よりも相対的に高濃度の、たとえばニッケ
ル塩において50〜200タノそ、コバルト塩において
50〜200夕/そ、節塩において15〜10Mノク、
錫塩において5〜50夕/夕、鉄塩において5〜50タ
ノその濃度の金属塩水溶液中で、しかも液温を高温の3
5〜85oC‘こ保持して行うものとすることが好まし
い。このような処理条件によれば「両工程の合計処理時
間を1〜5分程度で「 しかも膜厚t=1仏以下「吸収
率技=0.9以上、放射率2=0.1以下の優れた選択
吸収性能を有する太陽熱選択吸収膜を生成せしめること
ができる。
陽極酸化処理工程の電解液として、特にリン酸水溶液を
用いるのが好ましい理由は、硫酸やシュウ酸等の水溶液
を用いる場合に較べて「生成しうる皮膜厚さが薄く〜
しかもその微細孔の孔雀の大きいものが得られ〜結果的
に金属の析出量を大として一層良好な選択吸収膜を得る
ことができることに基づく。
リン酸水溶液を用いる陽極酸化処理の従来の一般的な処
理条件は〜液濃度20〜30多ノぐち液溢20〜300
0「 電流密度0.2〜0.4Aノd協Q。Cであり「
その処理時間は既ね15分間程度であった。このよう
な従来の一般的な処理条件に較べても上記の液濃度およ
び液温は「かなり高い値に設定されるものである。当該
液濃度の上限はト経済性もおよび皮膜の良好な生成状態
を考慮した場合「一応8002ノ〆程度と考えられる。
一方50タノそ未満の濃度では、必要とする皮膜厚さを
得るのに長時間を要し「短時間では安定した皮膜が得ら
れない。かかる事項から「特に好適な濃度範囲は80〜
3002ノそである。また「液温度は、液濃度との相対
関係で決められるものであるが「35℃未満では必要と
する酸化皮膜厚さを得るのに長時間を要しへ安定した皮
膜が得られず「逆に80ooを超える場合は、皮膜の溶
解作用が大となるため〜必要な皮膜厚さを得ることが困
難になり「又パウダー状の乳白色皮膜となる不都合が派
生する。液濃度と温度との関係で相対的な好適範囲を示
せば、濃度70タノ夕〜150夕/夕に対し〜液溢45
〜55oo程度の範囲が好ましい。また「皮膜黒色化の
ための金属塩処理において、金属塩を含む水溶液の濃度
および液温を前記範囲に設定するのは「 いずれもそれ
らが下限未満であると、良好な選択吸収膜を生成せしめ
るのに長時間を要する欠点があり、また濃度が上限値を
超えるとコスト高になると共に、着色性が悪くなって良
好な選択吸収膜の生成が困難になり、また温度が上限値
を超えると皮膜の溶解作用が大きくなってやはり良好な
選択吸収膜が得られないことに基づくものである。
特に好ましい濃度範囲は、ニッケル塩において80〜1
30夕/Z、コバルト塩において80〜130タノそ、
銅塩において30〜5Gタノそ、錫塩において15〜3
0多/夕、鉄塩において60〜10M/その範囲であり
、また温度は特に40〜60午0の範囲が好適である。
この発明の方法を更に図示実施態様に基づいて説明すれ
ば、1はコイル状のアルミニウム箔であり、これを連続
的に糠出して先ず前処理部2に導き「所定の脱脂等の前
処理を施す。
次いでこれを次位の陽極酸化処理部3に導き、硫酸、シ
ュウ酸、リン酸等の水溶液を電解液として陽極酸化処理
を施し、アルミニウム箔の表面に多孔性陽極酸化皮膜を
形成する。続いてこの酸化皮膜を形成したアルミニウム
箔を次位の電解着色処理部4に導き、ここで、ニッケル
塩、銅塩、錫塩、コバルト海、鉄塩等の一種以上の金属
塩を含む水溶液を電解液として電解処理を施し、前記酸
化皮膜の微細孔中に金属を析出充填せしめてアルミニウ
ム簿表面に黒色化された所期する太陽熱エネルギーの選
択吸収膜を形成する。次にこれをある程度乾燥せしめた
のち、アルミニウム箔を更に次位に配置した接着剤塗布
用のナチュラルロールコーターに導き、これによって接
着剤を塗布する。
ロールコータ−は60〜15疎蚤程度のグラビアロール
を用いるのが好適であり、また接着剤としては2000
0以上の耐熱性をもつ樹脂系のものが好ましく、例えば
シリコン樹脂、シリコンゴム系、ポリアミド樹脂系、ア
クリル樹脂系のものが最適である。接着剤を塗布したア
ルミニウム箔は、接着剤がドライ接着タイプのものであ
る場合には「次にこれを図示しない乾燥ゾーンに導いて
乾燥させ、ウェット凝着タイプのものである場合には、
上記乾燥工程を省略してそのまま次位の1対のゴム製圧
着ロール5,5間に連続的に導くと共に、別途コイル状
に形成した鉄、銅等の異種金属板6を繰出して同時に上
記圧着ロールに導き、これをアルミニウム箔の裏面に重
ねて貼り合わせ、一体の合わせ板となされた所期する太
陽熱集熱板7を得るものである。上記貼り合わせ後、使
用した接着剤がキュアタィプのものである場合には、こ
れを更に乾燥ゾーンに導いてキュァリングする。接着剤
が常温乾燥タイプのものである場合には、もちろんかか
るキュアリング工程は必要としない。なお、このように
して製造された太陽熱集熱板は、これに吸熱管の取付け
等のための所定の加工・成形を施し、所定寸法に切断し
て最終製品となされるものである。この発明によれば上
述の次第で、太陽熱集熱板の基材がアルミニウム箔を貼
り合わせた鉄、銅等の異種金属板で構成されることにな
るものであるから当該異種金属板の種類の選択により、
アルミニウム材のみを基材とする太陽熱集熱板に較べ「
より経済性、強度、耐久性、実質吸熱効率、加工性等に
優れた太陽熱集熱板を任意に得ることが可能になる。
しかも選択吸収膜はコイル状のアルミニウム箔単体の電
解処理によって形成するものであるから、選択吸収性能
の優れた良好な選択吸収膜を連続的に高能率に形成せし
めることができ、かっこの電解表面処理後におし、アル
ミニウム箔を異種金属板に貼り合わせてそれと一体化せ
しめるので、優れた太陽熱エネルギーの選択吸収性を有
しつつ強度的にも何ら遜色のあい太陽熱集熱板を高能率
に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の実施態様を例示するブロック図である
。 1…・・・アルミニウム箔、3・…・・陽極酸化処理部
、4…・・・電解着色処理部、5・・・・・・圧着ロー
ル、6…・・・異種金属板、7…・・・太陽熱集熱板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 コイル状のアルミニウム箔を陽極酸化処理した後、
    金属塩を含む水溶液中で電解処理して表面に太陽熱エネ
    ルギーの選択吸収膜を形成する工程と、この選択吸収膜
    を備えたアルミニウム箔を、鉄、銅等の異種金属板に貼
    り合わせて両者を一体化する工程とよりなる太陽熱集熱
    板の製造方法。
JP9668480A 1980-07-14 1980-07-14 太陽熱集熱板の製造方法 Expired JPS608422B2 (ja)

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