JPS6281232A - 熱交換媒体製造法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば自動車等の熱交換器や家電用冷熱機器
に使用されるアルミニウム又はアルミニウム合金製熱交
換器用フィンといった熱交換媒体の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）被熱交換器用フィンは、例えばアルミニウム表面
に有ｎ質、無機質又はこれらの複合系の氷島れ性の良い
皮膜を形成し、この親水性の皮膜の形成されたアルミニ
ウムをプレス成形してフィンを形成し、その後プレス加
工工程で表面に付着したプレス油等の潤滑油を中性又は
弱アルカリ性洗剤水溶液で脱脂するといった工程を経て
製造されている。

そして、近年、熱交換効率の向上及び小型化の為にフィ
ンピッチを縮小する傾向があり、このような場合エバポ
レータにふ・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
吹き出し等が生じ、又、冬期においては室外における除
霜エネルギーの増大が生ずる為、フィン表面の水濡れ性
及び耐油汚染性の良いことが極めて重要となってきてい
る。

又、さらには、フィン表面に、密着性が悪くて剥離しゃ
すい白錆が発生しないよう耐白錆性の良いことも重要で
ある。

このような観点より、本発明者は、先に約２〜１０ｑ７
ｄ、（の表面酸化皮膜を形成した後成形加工することに
支って熱交換媒体を製造する方法（特開昭５８−１０６
３９６号）を提案したのであるが、この提案で完全に満
足できるものでもなかった。

すなわち、前記提案のようにプレコートフィン材をプレ
ス成形加工した後、加工時に付与した表面の潤滑油等を
トリクロルエチレン等の有機溶剤で脱脂洗浄し、エバポ
レークとして組み立てた結果、脱脂浴温度、脱脂浴中の
油濃度等の脱脂条件及び陽極酸化皮膜、ベーマイト系皮
膜、水利酸化皮膜、ＭＢＶ皮膜等の無機質系皮膜の表面
形態及び性状等によっては、良好な水濃れ性、耐油汚染
性が得られないこともあることがわかってきた。

又、通常、フィン材は、加工性向上の為に、冷間圧延に
よって得た所定の板厚の冷間圧延のままの、いわゆるＨ
１ｎ材を調質焼鈍して所定の機械的性質としたＨ２ｎ材
又は０材となしている。

この為、調質焼鈍時に表面に付着している冷間圧延油の
うちの気化蒸発されない残油成分が焼き付くことになり
、従ってこの部分においては水和酸化皮膜等の皮膜生成
が不均一なものとなり易く、従って水尋れ性及び耐白錆
性が良いものが必ずしも得られないこともわかってきた
。

〔発明の開示〕

本発明者は、前記の問題点を解決する為に種々の研究を
行なった結果、冷間圧延のままのアルミニウム、いわめ
るＢｉｎ（ｎは例えば２．４．６又は８）材の表面に無
機質系皮膜を形成し、該無機質系皮膜をリン系化合物を
含む溶液で処理して該無機質系皮膜にリン系化合物を介
在させ、その後調質焼鈍して該Ｈ１ｎ材を所定の機械的
性質としたＨ２ｎ（ｎは例えば２．４．６又は８）材又
はＯ材にし、その後所定の成形加工を行なって得た熱交
換媒体は、成形加工後に施される脱脂処理の条件によら
ず無機質系皮膜表面の氷島れ性は良（、しかも水毘れ性
の良い均一な無機質系皮膜が形成されており、さらには
水ｉ矩れ性及び耐白錆性の良好な熱交換媒体であって、
かつ加工性も良好であって、製造歩留りも良く、又、製
造もスムーズなものであることを見い出した。

尚、本発明で言うＨ，ｌｎ材の表面に形成される無機質
系皮膜には、例えば陽極酸化皮膜、水和酸化処理皮膜（
沸騰純水中に浸漬することによって形成されるベーマイ
ト系皮膜、トリエタノールアミン、アンモニア及び苛性
ソーダ等各種の塩基性物質によってｐＨ９〜１２に調整
された純水系溶液で処理したベーマイト系皮膜、特開昭
５９−２１１５７８号で開示されている酸化剤を添加し
たｐＨ９〜１２の塩基性溶液で処理して生成する皮膜等
）、前記水利酸化処理皮膜上にケイ酸化合物を生成した
皮膜（例えば濃度０．０５〜１０％、望ましくは０．５
〜５％の水ガラス、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム
、シリカゾル等の水溶液又は懸濁液を用いて処理し、水
利酸化処理皮膜上にケイ酸化合物がケイ素換算で約ｏ、
ｏ　Ｏ５〜０．１５　ｇ／　＝付いたもの）、陽極酸化
処理又は水和酸化処理後ケイ酸塩処理又はシリカゾル処
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５９−２１５７８号開示のような酸化剤を添
加した浴で生成した水和酸化皮膜等があり、これら水音
れ性の良い無機質系皮膜は、例えば陽極酸化皮膜の場合
にあっては約１００〜２００人の孔径を、水利酸化処理
皮膜の場合にあっては約５００〜１０００　Ａ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、そしてこの水筒れ性の良
い無機質系皮膜の厚みは約２〜１・Ｏ■／ａ　、、ｊ、
より一層好ましくは約５〜８■／　ａ　！のものである
ことが望ましい。

尚、上記無機質系皮膜の中でも、水和酸化処理皮膜及び
水和酸化処理皮膜シテケイ酸化合物を生成した皮膜が、
その表面性状及び多孔性状等から後述のリン系化合物が
均一かつ密着性良く介在することになるので特に望まし
いものである。

又、無機質系皮膜表面に介在させられるリン系化合物は
、リン系゛化合物を含有する水溶液で処理し、乾燥する
ことによって容易に形成できる。

例えば、濃度が５０ｐｐｍ以上となるよう、望ましくは
約１〜２０％となるようリン系化合物を脱イオン水、上
水又は工業用水等の水に溶かし、かつｐＨ２〜１２、望
ましくはｐＨ６〜８に調整されたリン系化合物の水溶液
を用いて、温度１０〜１００℃で、１秒〜１０分間、望
ましくは５〜２０秒間浸漬、塗布又はシャワ一手段等を
講じることで容易に形成できる。尚、この水溶液のｐＨ
調整は、リン系化合物のｐＨを考慮して、適宜リン酸、
クエン酸、酢酸、ＮａＯＨ，ＫＯＨ，Ｃａ（ＯＨ）２、
トリエタノールアミン、アンモニア等を用いて行なえば
良い。

そして、上記リン系化合物を含む溶液で処理することに
よって無機質系皮膜上に介在させるリン系化合物は、水
＾れ性及び加工性の観点から、リン換算して約０．００
５〜０．１５　ｇ　／　ｍ”であることが望ましい。

尚、リン系化合物としては、例えば次亜リン酸塩、オル
ト亜リン酸塩、ビロリン酸塩、メタ亜リン酸塩、次リン
酸塩、オルトリン酸塩、メタリン酸に１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、ビロリン酸塩等の無機リン酸塩、
ミオ−イノシトールシリン酸エステル、ミオ−イノシト
ールトリリン酸エステル、ミオ−イノシトールテトラリ
ン酸エステル、ミオ−イノシトールペンタリン酸エステ
ル、ミオ−イノシトールヘキサリン酸エステル等のミオ
−イノシトールの結合リン酸エステルといった無機リン
酸エステル、あるいは該結合リン酸エステルの水素基が
例えばＮａ、　Ｋ、　Ｌ　ｉ、　Ｍｇ、Ｃａ等で置換さ
れた該無機リン酸エステルの水溶ｔｌ、１−ヒドロキシ
プロパン−１，１−ジホスホン酸、１−ヒドロキシ−１
−フェニルメタン−１゜１−ジホスホン酸、１−ヒドロ
キシエタン−１，１−ジホスホン酸、１−アミノエタン
−１，１−ジホスホン酸、ジメチルアミノブタン−１，
１−ジホスホン酸、アミノトリメチレンホスホン酸、エ
チレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ホスホンコ
ハク酸、１−ホスホン−１−メチルコハク酸等のホスホ
ン酸化合物、又はこれらのホスホン酸化合物のナトリウ
ム、カリウム、アンモニウム又はアルカノールアミン塩
等の水溶性塩を１種又は２種以上用いることが出来る。

そして、リン系化合物溶液による処理に際しては、この
溶液中に例えば０．１〜２％といったように少量の非イ
オン系界面活性剤を加えたもので処理すると一層好まし
くなる。すなわち、無機質系皮膜に介在させられるもの
がリン系化合物だけでなく、非イオン系界面活性剤も介
在させられていると、調質焼鈍後に行なわれるプレス加
工に際して、プレス加工性が著しく向上したのである。

尚、非イオン系界面活性剤としては、例えばポリオキシ
エチレンアルキルアリルエーテル型（ポリオキシエチレ
ンノニルフェニルエーテル、ホリオキシエチレンオクチ
ルフェニルエーテル）、アルキルエーテル型（ポリオキ
シエチレンラウリルエーテル）、アルキルエステル型（
ポリオキシエチレンオレエート）、アルキルアミン型（
ホリオキシエチレンラウリルアミン）、ソルビタン誘導
エステル型（ソルビタンラウレート、ソルビタンパルミ
テート）、ソルビタン誘導複合型（ポリオキシエチレン
ソルビクンラウレート、ポリオキシエチレンツルとタン
ステアレート）等を１種又は２種以上用いれば良い。

そして、上記のようにして処理されて冷間圧延のままの
Ｈ１ｎ１表面に無機質系皮膜が形成され、この無機質系
皮膜にリン系化合物が、そして必要に応じて望ましくは
非イオン系界面活性剤が介在させられた材料を、例えば
２００〜３６０℃で３〜２０時間の調質焼鈍を行ない、
冷間圧延のままのアルミニウムＨ１ｎ　材の機械的性質
を所定のもの、すなわちＨ２ｎ材又はＯ材にする。

この工程において、アルミニウム材は、冷間圧延の一層
まの状態で、表面処理がされていることより、従来のよ
うに残油成分が焼き付くことなく、表面外観性は良いも
のであり、従って水濡れ性及び耐白錆性の良い皮膜が形
成されたＨ２ｎ材又は０材が得られるようになる。

そして、このようにして水濡れ性及び耐白錆性の良い皮
膜が形成されたＨ２ｎ材又はＯ材を基にしてドローレス
プレス加工又はドロープレス加工等所定の成形加工を行
ない、その後表面に付いているプレス油等の潤滑剤を中
性又は弱アルカリ性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し、所定のフィンを得ること）
てなる。

そして、このようにして得られた熱交換媒体は、無機質
系皮膜の表面にリン系化合物が介在したものであるから
、無機質系皮膜の微細孔が変性されたものとなっており
、プレス油が吸着しにくいものとなっていて無機質系皮
膜の水濡れ性が低下しにくいようになり、又、調質焼鈍
後における耐白錆発生防止効果が向上しており、そして
プレス油除去の為の煩雑な工程が要らなくなり、水濡れ
性（熱交換効率）及び防錆性に優れたものであって、し
かも生産性良く得られるものである。

〔実施例１〕 ＪＩＳ１２００、Ｈ１８アルミニウム材（中８００朋、
長さ８０００　ｍ、厚さ０．１１５ｍｍ）を弱アルカリ
エツチング脱脂後、次亜塩素酸ナトリウム水溶液（Ｎａ
０（、を濃度２００ｐｐｍ％ｐＨ１０，５）中に約８５
℃の温度下で浸漬し、約０．６ｇ／ｍ　　の水和酸化皮
膜を形成する。

次いで、１．５％水ガラス溶液中（ｐＨ１１，４）に約
６０℃の温度下で浸漬し、シャワー水洗工程を経てアル
ミニウム材表面にケイ素換算で約０．０２５　ｇ／ｍの
ケイ酸化合物を設ける。

その後、２５〜３０℃の条件下で、２％トリポリリン酸
ナトリウム及び０．５％ポリオキシエチレンノニルフェ
ニルエーテル（ＨＬＢ価１４）水溶液を塗布し、そして
１５０℃で１０秒間の熱風乾燥を行ない、リン換算で約
０．０１５　ｇ／　ｍの無機リン酸塩及び非イオン系界
面活性剤を水ガラス処理された水和酸化皮膜表面に介在
させる。

そして、これを２６０℃の大気炉中で加熱焼鈍してＨ２
６材相当のものにする。

その後、このＨ２６材にドローレスプレス加工を施して
フィンを形成し、その後約８０℃に加温したトリクロル
エチレンに１努間浸漬して脱脂処理を行ない、熱交換器
に組み立てる。

〔実施例２〕 実施例１において、トリポリリン酸ナトリウム及ヒポリ
オキシエチレンノニルフェニルエーテルによる処理の代
りに、温度５０℃の条件下で、濃度５％に各々調整した
１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸及びアミ
ノトリメチレンホスホン酸の５Ｎａ塩及び１％に調整し
たポリオキシエチレンオレーートの水溶液中に浸漬処理
を行ない、その後同様な熱風乾燥を行なってリン換算で
０．０８ｇ／ｍのホスホン酸化合物及び非イオン系界面
活性剤を水ガラス処理された水和酸化皮膜表面に介在さ
せる。

そして、その後実施例１と同様な調質焼鈍を行ない、そ
して調質焼鈍で得たＨ２６材にドローレスプレス加工を
施してフィンを成形し、その後トリクロルエチレンで脱
脂処理（５０℃→３０℃→７０℃で各１分間浸漬）を行
ない、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ツチン
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０．４ｇ／ｍ厚の水濡れ性良
好な無機質系の水和酸化皮膜を形成し、その後２５〜３
０℃の温度下で、濃度２％に調整したミオ−イノシトー
ルヘキサリン酸エステル及び０．５％に調整したポリオ
キシエチレンソルビタンラウレート（ＨＬＢ価１５．４
）水溶液を塗布し、次いで１５０℃゛で１０秒間の熱風
乾燥を行ない、リン換算で０．０３ｇ／ｍのミオーイノ
シ　トールの結合リン酸エステル及び非イオン系界面活
性剤を水和酸化皮膜上に介在させる。

その後、これを３００℃の非酸化性炉中で８時間加熱焼
鈍して０材相当のものにする。

その後、これにドロープレス加工を施してフィンを成形
し、次いで実施例２と同様にして脱脂処理を行ない、そ
して熱交換器に組み立てる。

〔比較例１〜３〕 実施例１〜３において、リン系化合物及び非イオン系界
面活性剤含有水溶液による処理を省略し、その他は同様
に行なう。

〔比較例４〕 実施例１において、水利酸化皮膜形成工程を省略し、そ
の他は同様に行なう。

〔比較例５〕 実施例１と同じアルミニウム材を調質焼鈍してＴ（２６
材相当のものとした後、実施例１と同様な表面処理工程
を行ない、その後ドローレスプレス加工してフィンを成
形し、そして脱脂処理を行ない、熱交換器に組み立てる
。

〔特性〕

上記のようにして得られたアルミニウム製熱交換器用フ
ィンについて、皮膜均一性、熱交換器に組み立て後の水
濡れ性（親水性接触角）、プレス加工性及び耐白錆性を
調べると、表に示す通りである。

表 これかられかるように、本実施例のフィンは皮膜均一性
、親水性接触角（水濡れ性）、プレス加工性、耐白錆性
いずれにおいても優れており、熱交換効率及び耐久性に
富むものが製造歩留り良く得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルミニウム又はアルミニウム合金の冷間圧延材の表面
   に無機質系皮膜を形成し、該無機質系皮膜をリン系化合
   物を含む溶液で処理して該無機質系皮膜にリン系化合物
   を介在させ、その後調質焼鈍した後該アルミニウム又は
   アルミニウム合金材に所定の成形加工を行なうことを特
   徴とする熱交換媒体製造法。