CN104169674B - 热交换器用铝翅片材 - Google Patents
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Abstract
本发明课题在于,提供一种亲水持续性优异,并且,即使在湿润环境下,仍显示出良好的密接性的热交换器用铝翅片材。一种热交换器用铝翅片材,其特征在于,具备基板(2)、形成于所述基板(2)的表面,由耐腐蚀性皮膜(3a)和疏水性涂膜层(3b)的至少一层构成的基层处理层(3)、形成于所述基层处理层(3)的表面,由含有规定的二氧化硅系多孔体微粒(4a)和含羧基高分子(4b)和含羟基高分子(4b)的混合物的涂膜构成的亲水处理层(4),所述二氧化硅系多孔体微粒(4a)的附着量为规定量,所述二氧化硅系多孔体微粒(4a)的固体成分重量相对于所述含羧基高分子(4b)和所述含羟基高分子(4b)的合计的固体成分重量的比率为1.0~3.5,所述含羧基高分子(4b)的固体成分重量相对于所述含羟基高分子(4b)的固体成分重量的比率为0.1~10.0。
Description
技术领域
本发明涉及热交换器用的翅片材,特别是涉及具备由铝或铝合金构成的基板的热交换器用铝翅片材。
背景技术
热交换器被用于房间空调器、组合式空调器、冷冻陈列柜、冰箱、油冷却器和散热器等各种领域的制品。
该热交换器,在驱动时(冷凝运转时),使空气中的水蒸气液化(冷凝),由此,因液化而发生的水滴便附着于热交换器的翅片表面。其结果是,在翅片间形成水滴的架桥,或进一步由于使用环境而形成霜,在翅片间发生堵塞,通风阻力值上升,使热交换器的热交换率(热交换效率)降低。
以防止由于这样的水滴和霜造成的热交换器的热交换效率的降低为目的,为了使翅片表面的水滴作为水膜流下,进行的是使翅片的亲水性提高这样的方法。
作为该使翅片的亲水性提高的方法,广泛进行的有如下方法:对翅片材的表面设置各种基层处理层后,通过涂布、烘烤,形成以水玻璃和硅胶等的硅酸或硅酸盐为主的无机系亲水皮膜的方法;通过涂布、烘烤,形成使用了聚乙二醇等的亲水性树脂的树脂系亲水性皮膜的方法(例如,参照专利文献1~3)。
但是,在所述这样的方法中,由于翅片材的表面的粗糙化不充分,亲水性无法维持而降低,存在除霜性和防再结霜性还不充分这样的问题。
作为解决这一问题的技术,在专利文献4中公开有如下技术。
即,在专利文献4中公开有一种热交换器用铝翅片材,在其基材表面具备含有二氧化硅系多孔体微粒和含羧基高分子的亲水处理层,并且将该二氧化硅系多孔体微粒的附着量和该含羧基高分子的含有比率限制在规定的范围。
于是,专利文献4的技术,通过具有所述这样的特征,能够使亲水持续性提高,并且也能够提高除霜性和防再结霜性。
先行技术文献
专利文献
专利文献1:日本特公平3-77440号公报
专利文献2:日本专利第3191307号公报
专利文献3:日本特开平9-14888号公报
专利文献4:日本特开2011-163714号公报
但是,专利文献4的技术,是没有考虑湿润环境下的密接性(详细地说,就是基层处理层和亲水处理层的密接性)的技术,因此梅雨时期等的湿润环境下,翅片材在冲压加工时,涂膜有可能剥离。其结果是,在翅片材的冲压加工时剥离的涂膜堆积在金属模具中,从而有招致翅片的生产性和加工性的降低的可能性。另外,由于涂膜剥离的部分的亲水性降低,也有除霜性和防再结霜性降低的可能性。
此外,翅片材也要求大体上没有色斑的美丽外观。在翅片材中,如果涂膜被均匀地涂装,成为不容易发生变色的美丽的外观,则也会成为性能的保障和技术实力的诉求,也能够获得对制品的信赖性。
但是,专利文献4的技术,被认为并不是考虑到外观的设计性的技术,因此二氧化硅系多孔体微粒的附着量多,外观呈白色。在白色的外观下,二氧化硅系多孔体微粒的水分的吸湿和翅片压型油的附着导致色斑发生。而且,白色的外观只要稍有涂膜不均匀就会形成色斑,容易醒目。
即,专利文献4的技术,关于湿润环境下的密接性仍存在提高的余地,在防止伴随着湿润环境下的密接性不充分而来的生产性、加工性、除霜性和防再结霜性的降低方面,也存在余地,而且,也存在使外观的外观性提高的余地。
发明内容
因此,本发明其课题在于,提供一种亲水持续性优异,并且在湿润环境下仍显示出良好的密接性的热交换器用铝翅片材。
另外,本发明其课题在于,提供一种亲水持续性优异,并且在湿润环境下仍显示出良好的密接性,外观性优异的热交换器用铝翅片材。
本发明者们,为了解决所述课题而进行了锐意研究,其结果发现,通过在基材表面具备含有二氧化硅系多孔体微粒、含羧基高分子和含羟基高分子的亲水处理层,并且将该亲水处理层的各构成物质的比率等限制在规定的范围,能够解决所述课题,从而完成了本发明。
即,本发明的热交换器用铝翅片材,其特征在于,具备:由铝或铝合金构成的基板;基层处理层,其形成于所述基板的表面,由无机氧化物或无机-有机复合化合物所构成的耐腐蚀性皮膜,和由疏水性树脂所构成的疏水性涂膜层中的至少一层构成;亲水处理层,其形成于所述基层处理层的表面,由含有平均粒径为0.1~10.0μm,并且细孔直径为1~50nm的二氧化硅系多孔体微粒、水溶性的含羧基高分子和水溶性的含羟基高分子的混合物的涂膜构成,所述亲水处理层的所述二氧化硅系多孔体微粒的附着量为10~10000mg/m2,所述二氧化硅系多孔体微粒的固体成分重量相对于所述含羧基高分子和所述含羟基高分子的合计的固体成分重量的比率(即,所述二氧化硅系多孔体微粒的固体成分重量/所述含羧基高分子和所述含羟基高分子的合计的固体成分重量)为1.0~3.5,所述含羧基高分子的固体成分重量相对于所述含羟基高分子的固体成分重量的比率(即,所述含羧基高分子的固体成分重量/所述含羟基高分子的固体成分重量)为0.1~10.0。
如此,本发明的热交换器用铝翅片材,由于具备由耐腐蚀性皮膜和疏水性涂膜层的至少一层构成的基层处理层,从而能够防止浸透了亲水处理层的冷凝水与基板接触,因此耐腐蚀性提高。
另外,本发明的热交换器用铝翅片材,通过在亲水处理层中含有规定的平均粒径和细孔直径的二氧化硅系多孔体微粒,并且规定其附着量,从而可以使亲水性显著提高。
这是源于如下协同效果,即,由于在二氧化硅系多孔体微粒的表面形成细孔,导致该粒子的比表面积增加,并且由于该粒子是微粒,致使亲水处理层的表面的细孔的露出比例高。于是,由于亲水处理层的表面的比表面积增加,导致水接触的面积增加,从而亲水性提高。
其结果是,附着的冷凝水成为膜厚薄的水膜而容易从翅片材表面流下,因此难以生成霜。另外,二氧化硅系多孔体微粒之中的冷凝水存在于狭窄的空间中,也具有难以冻结这样的特征。因此,作为热交换器使用时,在伴随暖气设备运转时的结除霜循环中,仅仅利用亲水性优异,便很容易将冷凝水作为水膜除去,而除了这一特性以外,因为细孔内部的冷凝水难以冻结,所以还具有的特性是,能够抑制伴随着冻结时的冷凝水的体积增加而来的涂膜的损伤。即,即使在结除霜循环后,亲水性也难以劣化,进而有助于结霜抑制效果。
此外,本发明的热交换器用铝翅片材,亲水处理层含有含羧基高分子和含羟基高分子而构成,由此,二氧化硅系多孔体微粒被亲水处理层保持,并且基层处理层和亲水处理层的密接性提高。其结果是,可防止二氧化硅系多孔体微粒因冷凝水而流失,亲水持续性提高。而且,无机系的二氧化硅系多孔体微粒具有的性质是,在对于翅片材进行成形加工时容易粘着在金属模具上,但利用含羧基高分子和含羟基高分子,可防止二氧化硅系多孔体微粒对金属模具的粘着,因此加工性提高。
而且,本发明的热交换器用铝翅片材,相对于含羟基高分子而含有规定的重量比率的含羧基高分子来构成亲水处理层,由此该含羟基高分子与含羧基高分子发生反应(缩合反应),即使在湿润环境下也不会损害亲水性,能够确保基层处理层和亲水处理层的密接性。
还有,通过确保湿润环境下的基层处理层和亲水处理层的密接性,能够防止湿润环境下在翅片材的冲压加工时的涂膜(基层处理层、亲水处理层等)的剥离,其结果是,还能够防止生产率、加工性、除霜性和防再结霜性的降低。
另外,本发明的热交换器用铝翅片材,其特征在于,具备:由铝或铝合金构成的基板;基层处理层,其形成于所述基板的表面,由无机氧化物或无机-有机复合化合物所构成的耐腐蚀性皮膜,和疏水性树脂所构成的疏水性涂膜层中的至少一层构成;亲水处理层,其形成于所述基层处理层的表面,由含有平均粒径为0.1~10.0μm且细孔直径为1~50nm的二氧化硅系多孔体微粒、水溶性的含羧基高分子和水溶性的含羟基高分子的混合物的涂膜构成,所述亲水处理层中的所述二氧化硅系多孔体微粒的附着量为1~100mg/m2,所述二氧化硅系多孔体微粒的固体成分重量相对于所述含羧基高分子和所述含羟基高分子的合计的固体成分重量的比率(即,所述二氧化硅系多孔体微粒的固体成分重量/所述含羧基高分子和所述含羟基高分子的合计的固体成分重量)在0.05以上、低于1.0,所述含羧基高分子的固体成分重量相对于所述含羟基高分子的固体成分重量的比率(即,所述含羧基高分子的固体成分重量/所述含羟基高分子的固体成分重量)为0.1~10.0。
如此,本发明的热交换器用铝翅片材,通过具备由耐腐蚀性皮膜和疏水性涂膜层的至少一层构成的基层处理层,能够防止浸透了亲水处理层的冷凝水与基板接触,因此耐腐蚀性提高。
另外,本发明的热交换器用铝翅片材,通过在亲水处理层含有规定的平均粒径和细孔直径的二氧化硅系多孔体微粒,从而可以使亲水性提高。
这是源于如下协同效果,即,由于在二氧化硅系多孔体微粒的表面形成细孔,该粒子的比表面积增加,并且由于该粒子是微粒,致使亲水处理层的表面的细孔的露出比例高。而且,由于亲水处理层的表面的比表面积增加,水接触的面积增加,亲水性提高。
其结果是,附着的冷凝水成为膜厚薄的水膜而容易从翅片材表面流下,因此难以生成霜。另外,二氧化硅系多孔体微粒之中的冷凝水存在于狭窄的空间中,也具有难以冻结这样的特征。因此,作为热交换器使用时,在伴随暖气设备运转时的结除霜循环中,仅仅利用亲水性优异,便很容易将冷凝水作为水膜除去,而除了这一特性以外,因为细孔内部的冷凝水难以冻结,所以还具有的特性是,能够抑制伴随着冻结时的冷凝水的体积增加而来的涂膜的损伤。即,即使在结除霜循环后,亲水性也难以劣化,进而有助于结霜抑制效果。
此外,本发明的热交换器用铝翅片材,通过规定亲水处理层中的二氧化硅系多孔体微粒的附着量,从而使外观接近透明,抑制因涂装不均匀和水分的吸湿造成的变色等的色斑,使外观性提高。
而且,本发明的热交换器用铝翅片材,亲水处理层含有含羧基高分子和含羟基高分子而构成,由此,二氧化硅系多孔体微粒被亲水处理层保持,并且基层处理层和亲水处理层的密接性提高。其结果是,可防止二氧化硅系多孔体微粒因冷凝水而流失,亲水持续性提高。而且,无机系的二氧化硅系多孔体微粒具有的性质是,在对于翅片材进行成形加工时容易粘着在金属模具上,但利用含羧基高分子和含羟基高分子,可防止二氧化硅系多孔体微粒对金属模具的粘着,因此加工性提高。
而且,本发明的热交换器用铝翅片材,相对于含羟基高分子而含有规定的重量比率的含羧基高分子来构成亲水处理层,由此该含羟基高分子与含羧基高分子发生反应(缩合反应),从而即使在湿润环境下也不会损害亲水性,能够确保基层处理层和亲水处理层的密接性。
还有,通过确保湿润环境下的基层处理层和亲水处理层的密接性,能够防止湿润环境下在翅片材的冲压加工时的涂膜(基层处理层、亲水处理层等)的剥离,其结果是,还能够防止生产率、加工性、除霜性和防再结霜性的降低。
另外,本发明的热交换器用铝翅片材,优选所述亲水处理层以190~300℃的烘烤温度烘烤形成。
如此,本发明的热用换气用的铝翅片材,通过将亲水处理层的烘烤温度限制在规定的范围,能够使密接性提高这样的效果确实。
另外,本发明的热交换器用铝翅片材,优选在所述亲水处理层的表面,还具备由在水中溶出的树脂构成的润滑处理层。
如此,本发明的热交换器用铝翅片材,通过具备润滑处理层,对于翅片材进行成形加工时,能够防止无机系化合物为主的亲水处理层粘着到金属模具上,加工性进一步提高。另外,由于润滑处理层由在水中溶出的树脂构成,从而残存于翅片材表面的加工油等被冷凝水冲洗掉,因此可防止由加工油等引起的亲水性的降低,亲水持续性进一步提高。
另外,本发明的热交换器用铝翅片材,优选在所述亲水处理层含有润滑成分。
如此,本发明的热交换器用铝翅片材,通过在亲水处理层中含有润滑成分,对于翅片材进行成形加工时的加工性进一步提高。
本发明的热交换器用铝翅片材,由于在基材表面具备含有二氧化硅系多孔体微粒、含羧基高分子和含羟基高分子的亲水处理层,并且将该亲水处理层的各构成物质的比率等限制在规定的范围,从而亲水持续性优异,并且即使在湿润环境下仍显示出良好的密接性。
另外,本发明的热交换器用铝翅片材,由于在湿润环境下仍显示出良好的密接性,所以能够防止翅片材在挤压加工时的涂膜(基层处理层、亲水处理层等)的剥离,其结果是,也能够防止生产率、加工性、除霜性和防再结霜性的降低。
另外,本发明的热交换器用铝翅片材,通过规定亲水处理层中的二氧化硅系多孔体微粒的附着量,从而使外观接近透明,抑制因涂装不均匀和水分的吸湿造成的变色等的色斑,显示出优异的外观性。
附图说明
图1(a)~(d)是表示本发明的热交换器用铝翅片材的构成的剖面模式图。
图2是说明压延加工的工序的图。
图3是说明拉伸加工的工序的图。
具体实施方式
以下,适宜参照附图,就用于实施本发明的热交换器用铝翅片材的方式(实施方式)进行说明。
还有,在说明第二实施方式、第三实施方式、第四实施方式时,对于与已经说明过的实施方式共同的构成,则省略说明,以不同的构成为中心进行说明。
[第一实施方式]
<热交换器用铝翅片材>
如图1(a)所示,第一实施方式的热交换器用铝翅片材(以下,适宜称为翅片材)1A,具备基板2、形成于基板2的表面的耐腐蚀性皮膜3a(基层处理层3)、形成于耐腐蚀性皮膜3a的表面的亲水处理层4。
(基板)
基板2是由铝或铝合金构成的板材,由于导热性和加工性优异,所以适合使用JIS H4000规定的1000系的铝,更优选使用合金编号1050、1070、1200的铝。还有,基板2,在热交换器用铝翅片材1中,考虑到强度、导热性和加工性等,使用板厚0.08~0.3mm左右的。另外,基板2,以铸造、热轧、冷轧、调质等的公知的方法制造成期望厚度的板材。
(基层处理层)
基层处理层3,由无机氧化物或无机-有机复合化合物所形成的耐腐蚀性皮膜3a构成。
作为无机氧化物,优选含有Cr或Zr作为主要成分,例如,通过进行磷酸铬酸盐处理、磷酸锆处理、铬酸盐处理形成。但是,在本发明中,只要发挥耐腐蚀性,则并不限定于此,例如,通过进行磷酸锌处理、磷酸钛酸处理,也能够形成耐腐蚀性皮膜3a。另外,作为无机-有机复合化合物,通过进行涂布型铬酸盐处理或涂布型锆处理形成的,可列举丙烯酸-锆复合体等。还有,耐腐蚀性皮膜3a的形成,例如,通过对基板2上以喷雾等涂布化成处理液而进行。
耐腐蚀性皮膜3a,优选在1~100mg/m2的范围内含有Cr或Zr,另外,作为基层处理层3的膜厚,优选为,但是,当然也可以配合使用目的等而适宜变更。通过该耐腐蚀性皮膜3a的形成,基板2和亲水处理层4的密接性提高,并且冷凝水对基板2的接触得到抑制,可赋予翅片材1以耐腐蚀性。
(亲水处理层)
亲水处理层4,由含有二氧化硅系多孔体微粒4a、水溶性的含羧基高分子4b和水溶性的含羟基高分子4b的混合物的涂膜构成。通过该亲水处理层4的形成,可赋予翅片材1以亲水持续性、加工性、湿润环境下的密接性。
还有,亲水处理层4的形成,其进行是通过使二氧化硅系多孔体微粒4a分散在水溶性的含羧基高分子4b和水溶性的含羟基高分子4b的水系溶液中而使之涂料化,将该涂料涂布在基层处理层3上并进行烘烤。
亲水处理层4,除了二氧化硅系多孔体微粒4a、水溶性的含羧基高分子4b和水溶性的含羟基高分子4b的混合物以外,在涂膜中也可以含有用于赋予润滑性和涂装性以及外观等其他附加的特性的药剂。
作为赋予润滑性的药剂(润滑成分)有内含蜡(インナーワックス),例如,可列举羊毛脂等的动物蜡、巴西棕榈蜡等的植物蜡、聚乙烯蜡等的合成蜡和石油蜡等,也可以选择使用其中一种或两种以上。
作为赋予涂装性的药剂,有炔二醇(アセチレングリコール)等的界面活性剂,例如,可列举日信化学工业(株)制的サーフィノール(注册商标)等。作为赋予其他附加的特性的药剂,有上色而赋予外观性的颜料,例如,可列举大日精化工业(株)制的アクアファインカラー(Aquafinecolor)(AF蓝E-2B)等。
二氧化硅系多孔体微粒4a,例如以日本专利第3410634号所述的制造方法制造,利用各种粉碎机将其粉碎,平均粒径为0.1~10.0μm且细孔直径为1~50nm。而且,亲水处理层4中的二氧化硅系多孔体微粒4a的附着量为10~10000mg/m2。
作为二氧化硅系多孔体微粒4a,除了由纯粹的二氧化硅构成的以外,还能够列举在二氧化硅中混合有铝(Al)、钛(Ti)、镁(Mg)、锆(Zr)、镓(Ga)、铍(Be)、钇(Y)、锡(Sn)、钒(V)、硼(B)等的。但是,它们主要假定为是在制造二氧化硅系多孔体微粒4a时不可免避地混入,即使积极地使其混合,也得不到特别的效果。
二氧化硅系多孔体微粒4a的平均粒径、细孔直径和亲水处理层4中的附着量的数值限定理由如下。
二氧化硅系多孔体微粒4a的平均粒径超过10.0μm时,即使想使其涂料化,也会因为涂料中有二氧化硅系多孔体微粒4a沉降,而不能均匀地涂布在基层处理层3上,不能实用化。另一方面,平均粒径低于0.1μm时,涂料的调制时在大气中飞散。此外,一般来地说低于0.1μm的粒子不论粒子的种类,都有安全性值得讨论的悬念,因此不能实用化。
还有,二氧化硅系多孔体微粒4a的平均粒径,如前述,在以各种粉碎机进行粉碎时适宜调整。然后,平均粒径能够是在使二氧化硅系多孔体微粒4a分散在水系溶剂的状态下,以激光衍射式粒度分布测量仪等测量的累计体积50%的粒子直径,也能够是使用光学显微镜照片和电子显微镜照片等测量的。
另外,亲水处理层4的二氧化硅系多孔体微粒4a的附着量,能够为1~100mg/m2。
二氧化硅系多孔体微粒4a的附着量低于1mg/m2时,亲水处理层4为薄膜,得不到优异的亲水持续性,由此也得不到优异的除霜性和防再结霜性。另一方面,附着量超过100mg/m2时,亲水处理层4为厚膜,涂装后的亲水处理层4的外观变白,在此容易发生色斑和变色。
还有,二氧化硅系多孔体微粒4a的附着量,为了使亲水维持性的提高确实而优选为10mg/m2以上,为了使色斑发生的抑制确实,还优选为80mg/m2以下。
二氧化硅系多孔体微粒4a的细孔直径低于1nm时,在技术上不能进行制造。另一方面,细孔直径超过50nm时,称不上是多孔体,得不到充分的效果。即,得不到优异的亲水持续性、除霜性和防再结霜性。
还有,细孔直径,意思是表示细孔径分布曲线中的最大峰值的细孔直径。而后,细孔径分布曲线,根据氮等的气体的吸附等温线,例如能够运用Cranston-Inklay法、Dollimore-Heal法等的计算法导出。
二氧化硅系多孔体微粒4a的附着量低于10mg/m2时,亲水处理层4为薄膜,得不到优异的亲水持续性,因此也得不到优异的除霜性和防再结霜性。另一方面,附着量超过10000mg/m2时,亲水处理层4为厚膜,涂装后的亲水处理层4发生外观不良(不均匀),加工性(工具磨损性)差。
还有,二氧化硅系多孔体微粒4a的附着量,为了使亲水维持性的提高确实而优选为50mg/m2以上,由于加工性的确保和亲水维持性的提高的效果饱和,所以还优选为1000mg/m2以下。
二氧化硅系多孔体微粒4a的附着量,根据涂料中所含的二氧化硅系多孔体微粒4a的含量,和涂布于基层处理层3时的涂料的涂布量适宜调整。还有,二氧化硅系多孔体微粒4a的附着量,通过利用荧光X射线计测Si的强度进行测量。
二氧化硅系多孔体微粒4a,通过具有规定范围的细孔直径,从而具有在其细孔内部摄取冷凝水的机能。而且,因为细孔内部是狭小的空间,所以摄取到细孔内部的冷凝水难以冻结。因此,在作为热交换器使用时的伴随暖气设备运转时的结除霜循环中,亲水处理层4,仅仅利用二氧化硅系多孔体微粒4a的亲水性,便很容易将冷凝水作为水膜除去,而除了这一特性以外,因为细孔内部的冷凝水难以冻结,所以还具有的特性是,能够抑制伴随着冻结时的冷凝水的体积增加而来的亲水处理层4的损伤。即,即使在结除霜循环后,亲水处理层4的亲水性也难以劣化。
水溶性的含羧基高分子4b,是使从丙烯酸、甲基丙烯酸和衣康酸中选择的一种或两种以上的含羧基单体自聚合或共聚而得到的同聚体或共聚体,或者,是使这一种或两种以上的含羧基单体与其他的可以共聚的单体共聚而得到的共聚体。
水溶性的含羟基高分子4b,是使从乙烯醇、乙二醇和丙二醇中选择的一种或两种以上的含羟基单体自聚合或共聚而得到的同聚体或共聚体,或者,是使这一种或两种以上的含羟基单体与其他的可以共聚的单体共聚而得到的共聚体。
水溶性的含羧基高分子4b和水溶性的含羟基高分子4b,作为在亲水处理层4中一边保持二氧化硅系多孔体微粒4a,一边不损害亲水性的粘合剂发挥功能。
然后,通过烘烤形成涂膜后,因为含羧基高分子4b和含羟基高分子4b不会在水中溶出,所以能够确保亲水处理层4和基层处理层3的密接性,例如,在运转中发生的冷凝水作用下,二氧化硅系多孔体微粒4a流失很少。因此,能够得到优异的亲水持续性。
此外,亲水处理层4,不仅含有含羧基高分子4b,而且含有含羟基高分子4b而构成,由此,通过含羟基高分子4b与含羧基高分子4b反应(缩合反应),即使在湿润环境下也不会损害亲水性,能够确保基层处理层3和亲水处理层4的密接性。
因此,例如,在梅雨时期等的湿润环境下对翅片材1进行冲压加工时,涂膜(基层处理层3、亲水处理层4等)剥离的可能性也很低,能够避免因剥离的涂膜堆积在金属模具中,而导致翅片的生产率和加工性降低这样的局面。另外,因涂膜剥离的部分的亲水性降低,导致除霜性和防再结霜性降低这样的可能性也减小。
亲水处理层4,优选以190~300℃的烘烤温度(板的到达温度)进行烘烤而形成。
若烘烤温度低于190℃,则不能充分确保亲水处理层4和基层处理层3的密接性。另一方面,若烘烤温度超过300℃,则不仅不能充分确保亲水处理层4和基层处理层3的密接性,而且对于加工性也不能充分确保。
(亲水处理层的各构成物质的固体成分重量比率)
在二氧化硅系多孔体微粒4a的附着量为10~10000mg/m2的亲水处理层4中,二氧化硅系多孔体微粒4a的固体成分重量相对于含羧基高分子4b和含羟基高分子4b的合计的固体成分重量的比率(即,二氧化硅系多孔体微粒4a的固体成分重量/含羧基高分子4b和含羟基高分子4b的合计的固体成分重量)为1.0~3.5。
若该固体成分重量比率低于1.0,则二氧化硅系多孔体微粒4a的含有比率过低,从而不能充分地取得该微粒4a发挥的亲水持续性的提高这一效果,其结果是,亲水持续性降低。另一方面,若该固体成分重量比率超过3.5,则二氧化硅系多孔体微粒4a的含有比率过高,即,树脂的含有比率低,由此导致湿润环境下的密接性降低。
另外,在二氧化硅系多孔体微粒4a的附着量为1~100mg/m2的亲水处理层4中,二氧化硅系多孔体微粒4a的固体成分重量相对于含羧基高分子4b和含羟基高分子4b的合计的固体成分重量的比率(即,二氧化硅系多孔体微粒4a的固体成分重量/含羧基高分子4b和含羟基高分子4b的合计的固体成分重量)在0.05以上、低于1.0。
若该固体成分重量比率低于0.05,则二氧化硅系多孔体微粒4a的含有比率过低,从而不能充分取得该微粒4a发挥的亲水持续性的提高这一效果,其结果是,亲水持续性降低。另一方面,若该固体成分重量比率为1.0以上,则二氧化硅系多孔体微粒4a的含有比率过高,也就是树脂的含有比率低,由此导致湿润环境下的密接性和耐腐蚀性容易降低。
在亲水处理层4中,含羧基高分子4b的固体成分重量相对于含羟基高分子4b的固体成分重量的比率(即,含羧基高分子4b的固体成分重量/含羟基高分子4b的固体成分重量)为0.1~10.0。
若该固体成分重量比率低于0.1,则含羧基高分子4b的含有比例过低,由此导致湿润环境下的密接性降低。同样,若该固体成分重量比率超过10.0,则含羟基高分子4b的含有比例过低,导致湿润环境下的密接性降低。
即,通过将亲水处理层4中的含羧基高分子4b和含羟基高分子4b的含有比率限制在规定的范围,两高分子适当地反应(缩合反应),其结果是能够确保湿润环境下的密接性。
[第二实施方式]
<热交换器用铝翅片材>
如图1(b)所示,第二实施方式的热交换器用铝翅片材1B,具备基板2、形成于基板2的表面的疏水性涂膜层3b(基层处理层3)、形成于疏水性涂膜层3b的表面的亲水处理层4。
(基层处理层)
基层处理层3,由疏水性涂膜层3b构成,疏水性涂膜层3b由聚氨酯系树脂、环氧系树脂、聚酯系树脂和聚丙烯酸系树脂之中的至少一种所形成的疏水性树脂构成。
通过这样的疏水性涂膜层3b的形成,即使在酸性气氛等严酷的多湿环境下,也能够抑制浸透亲水处理层4的冷凝水与基板2接触。由此,基板2的腐蚀(氧化)造成的铝氧化物的发生得到抑制,翅片材1被赋予耐腐蚀性。还有,疏水性涂膜层3b的形成,例如,通过对基板2涂布疏水性树脂的水系溶液,并进行烘烤来进行。
疏水性涂膜层3b的膜厚优选为0.1~10μm。若膜厚低于0.1μm,则不能防止来自亲水处理层4的冷凝水的浸透,翅片材1的耐腐蚀性容易降低。另外,在一般的热交换器中,贯穿翅片材1而构成的传热管大多使用铜管,若疏水性涂膜层3b的膜厚超过10μm,则推定疏水性涂膜层3b造成的与铜管的接触热阻变大,传热性能降低。另外从经济性上,超过10μm的膜厚也不为优选。还有,疏水性涂膜层3b的更优选的膜厚为0.5~2μm。利用这样的膜厚,翅片材1的耐腐蚀性进一步提高。
[第三实施方式]
<热交换器用铝翅片材>
如图1(c)所示,第三实施方式的热交换器用铝翅片材1C,具备基板2、形成于基板2的表面的耐腐蚀性皮膜3a(基层处理层3)、形成于耐腐蚀性皮膜3a的表面的疏水性涂膜层3b(基层处理层3)、形成于疏水性涂膜层3b的表面的亲水处理层4。
还有,由耐腐蚀性皮膜3a和疏水性涂膜层3b构成基层处理层3时,如图1(c)所示,优选在基板2侧形成耐腐蚀性皮膜3a。
[第四实施方式]
<热交换器用铝翅片材>
如图1(d)所示,第四实施方式的热交换器用铝翅片材1D,具备基板2、形成于基板2的表面的基层处理层3、形成于基层处理层3的表面的亲水处理层4、形成于亲水处理层4的表面的润滑处理层5。
还有,基层处理层3,可以由耐腐蚀性皮膜3a构成,也可以由疏水性涂膜层3b构成,也可以由耐腐蚀性皮膜3a和疏水性涂膜层3b构成。
(润滑处理层)
润滑处理层5,由在水中溶出的树脂,例如,聚乙二醇、改性聚乙二醇、聚乙烯醇构成,以膜厚0.01~1μm形成。该润滑处理层5的形成,通过将在水中溶出的树脂的水系溶液涂布于亲水处理层4并进行烘烤而进行。
润滑处理层5,在热交换器的运转时,能够在附着于翅片表面的冷凝水中溶出,由冷凝水冲洗掉残存于翅片材表面的成形加工油等。由此,因成形加工油等引起的亲水持续性的降低得到抑制。另外,亲水处理层4由无机系化合物构成,因此在对于翅片材1成形加工时,亲水处理层4会与金属模具粘着,能够润滑处理层5的形成以,能够抑制该粘着。其结果是,加工性提高。
润滑处理层5的膜厚低于0.01μm时,在翅片材1的成形加工时,不能抑制亲水处理层4对金属模具的粘着,难以取得优异的加工性(工具磨损性)。另外,膜厚超过1μm时,在润滑处理层5自身的吸湿效果下,润滑处理层5的表面成为粘着质,在翅片材1的成形加工时卷入(粘住)金属模具,不能很好地进行加工。
还有,使用图1(a)~(d),说明了在基板2的一面形成基层处理层3、亲水处理层4和润滑处理层5的情况,但也可以在基板2的两面都形成各层。
[热交换器用铝翅片材的制造方法]
其次,对于热交换器用铝翅片材的制造方法的一例进行说明。
以下,对于图1(c)所示的热交换器用铝翅片材1C的制造方法进行说明。
(1)对于由铝或铝合金构成的基板2的表面,实施磷酸铬酸盐处理、磷酸锆处理等,从而形成由无机氧化物或无机-有机复合化合物构成的耐腐蚀性皮膜3a。在此,磷酸铬酸盐处理、磷酸锆处理等,通过由喷雾等向基板2涂布化成处理液进行。作为其涂布量,优选以Cr或Zr换算在1~100mg/m2的范围内涂布,作为所形成的膜厚,优选为另外,在形成耐腐蚀性皮膜3a之前,优选向基板2的表面喷雾碱水溶液等,预先对基板2的表面进行脱脂。经过脱脂,基板2和基层处理层3的密接性提高。
(2)在所形成的耐腐蚀性皮膜3a的表面,涂布疏水性树脂的水系溶液后,进行烘烤,形成疏水性涂膜层3b。涂布方法以刮棒涂布机、辊涂机等的现有公知的涂布方法进行,涂布量是使疏水性涂膜层3b的膜厚为0.1~10μm而适宜设定(调制)。烘烤温度(铝板的到达温度),根据涂布的疏水性树脂适宜设定,但一般在150~300℃的范围进行。
(3)在形成的疏水性涂膜层3b的表面,涂布由平均粒径为0.1~10μm且细孔直径为1~50nm的二氧化硅系多孔体微粒4a和水溶性的含羧基高分子4b和水溶性的含羟基高分子4b的混合物构成的水分散液后,进行烘烤,形成亲水处理层4而作为翅片材1。涂布方法以刮棒涂布机、棍涂机等的现有公知的涂布方法进行。
二氧化硅系多孔体微粒4a的固体成分重量相对于含羧基高分子4b和含羟基高分子4b的合计的固体成分重量的比率为1.0~3.5时的涂布量,以使亲水处理层4的二氧化硅系多孔体微粒4a附着10mg/m2~10000mg/m2的方式适宜设定(调制)。另外,二氧化硅系多孔体微粒4a的固体成分重量相对于含羧基高分子4b和含羟基高分子4b的合计的固体成分重量的比率在0.05以上、低于1.0时的涂布量,以使亲水处理层4的二氧化硅系多孔体微粒4a附着1mg/m2~100mg/m2的方式适宜设定(调制)。烘烤温度(铝板的到达温度),根据涂布的水分散液适宜设定,但如前述,优选在190~300℃的范围进行。
另外,制造图1(d)所示的翅片材1D时,进行所述(1)~(3)之后,再进行以下的(4)。
(4)在形成的亲水处理层4的表面,涂布在水中溶出的树脂(水溶性树脂)的水系溶液后,进行烘烤,形成润滑处理层5。涂布方法以刮棒涂布机、棍涂机等的现有公知的涂布方法进行,涂布量以使润滑处理层5的膜厚为0.01~1μm方式适宜设定(调制)。烘烤温度(铝板的到达温度),根据涂布的水系溶液适宜设定,但一般在100℃~200℃的范围进行。
还有,将通过所述的制造方法制作的翅片材作为热交换器用铝翅片使用时,如图2、图3所示,在翅片材1的板厚方向上,成形加工出让铜管等所构成的传热管(未图示)通过的贯通孔10b而作为翅片10。然后,作为成形加工方法,例如,使用压延加工、拉伸加工等。
如图2所示,压延加工与拉伸加工相比,能够以较少的工序成形加工出具有使传热管通过的贯通孔10b的卡圈部10a,经冲翻孔(pierceburring)工序、第一引缩工序、第二引缩工序、扩口工序这4个工序而在翅片材1上成形加工出卡圈部10a(贯通孔10b)。
如图3所示,拉伸加工是迄今为止所进行的最普通的成形加工方法,以第一拉拔工序、第二拉拔工序、第三拉拔工序、第四拉拔工序、冲翻孔工序、扩口工序的6工序,在翅片材1上形成加工卡圈部10a(贯通孔10b)。
实施例
一边展示第一实施例和第一比较例,一边具体地说明本发明。
根据以下的方法,制作翅片材。作为基板,均使用JIS H4000规定的合金编号1200的铝所构成的板厚0.1mm的铝板。
在该铝板的一面,进行用于形成耐腐蚀性皮膜的磷酸铬酸盐处理。作为化成处理液,使用日本ペイント株式会社制アルサーフ(注册商标)401/45、磷酸、铬酸。这时的耐腐蚀性皮膜的膜厚为(以荧光X射线法测量的Cr换算值为20mg/m2)。
还制作在该耐腐蚀性皮膜或铝板的一面上形成有疏水性涂膜层(膜厚1.0μm)的试样。疏水性涂膜层的形成,是通过涂布聚氨酯系树脂涂料(东邦化学社制,聚氨酯变性树脂乳液,ハイテック(注册商标)S-6254),实施烘烤而进行。使烘烤温度以铝板的到达温度计达到160℃的方式实施。如此制作的耐腐蚀性皮膜和疏水性涂膜层共同作为基层处理层。
在该基层处理层的一面上涂布表1所示的用于使平均粒径和细孔直径的二氧化硅系多孔体微粒(富士シリシア株式会社制,サイリシア(注册商标)420)和水溶性的含羧基高分子和水溶性的含羟基高分子的混合物附着的水分散液(涂料),实施烘烤,形成二氧化硅系多孔体微粒的附着量如表1的亲水处理层。
还有,烘烤以表1所述的烘烤温度(最高到达温度:PMT)进行。
作为水溶性的含羧基高分子,使用聚丙烯酸(东亚合成制,ジュリマー(注册商标)AC-10H)。
作为水溶性的含羟基高分子,使用聚乙烯醇(日本合成化学工业株式会社制,ゴーセノール(注册商标)NL-05)。
另外,还制成如下试料:作为含羧基高分子/含羟基高分子的组合,替换所述物质,使用聚丙烯酸/PEG(聚乙二醇)的组合而形成亲水处理层(试料No.9),使用甲基丙烯酸/PVA(聚乙烯醇)的组合而形成亲水处理层(试料No.10),作为赋予润滑性的药剂(润滑成分)添加聚乙烯蜡,形成亲水处理层(试料No.13),不使用树脂而形成亲水处理层(试料No.21),使用环氧树脂而形成亲水处理层(试料No.26)。
另外,还制作使用没有细孔的二氧化硅微粒(日产化学工业(株)制,スノーテックス(注册商标)XL:粒子径40~60nm)形成亲水处理层的试料(试料No.27),涂布不使用二氧化硅系微粒,由硅酸盐化合物和聚丙烯酸构成的亲水处理层(膜厚0.05μm),通过烘烤(烘烤温度以铝板的到达温度计为200℃)形成的试料(试料No.28)。
还有,关于二氧化硅系多孔体微粒的平均粒径,以光学显微镜照片进行测量。另外,关于二氧化硅系多孔体微粒的细孔直径,使用的是根据氮吸附等温线以Cranston-Inkley法导出细孔径分布曲线,表示据此细孔径分布曲线计算出的最大峰值的细孔直径。此外,二氧化硅系多孔体微粒的附着量由基于荧光X射线的Si强度进行测量。
然后,在亲水处理层的一面形成润滑处理层,制造翅片材。
还有,润滑处理层的形成,是在亲水处理层的一面涂布聚乙烯醇的水系溶液,实施烘烤,成为表1所示的膜厚。使烘烤温度以铝板的到达温度计达到200℃的方式实施。
对于制作的翅片材(试料No.1~28),根据以下的方法,评价亲水持续性、除霜性、防再结霜性、密接性、加工性和耐腐蚀性。
<亲水性(结除霜循环后)>
关于亲水持续性、除霜性和防再结霜性,通过亲水性(结除霜循环后)评价。
亲水性(结除霜循环后),是通过在-10℃的冷却的箱表面粘贴、保持翅片材1小时,而使翅片材表面形成霜,其后,在50℃进行10分钟融化,将以上处理作为1个循环,对翅片材实施15个循环后,以量角器测量纯水滴下时的接触角,据此进行评价。
测量的接触角低于10°时为非常优选的状态(○),接触角为10°以上、低于30°时为优选的状态(△),30°以上时是不为优选的状态(×),(○)和(△)的状态为合格。
<密接性>
密接性,是将2片注入有离子交换水1ml的キムワイプ(注册商标)S200,缠在2磅铁锤的前端,对翅片材表面实施往返100次的摩擦试验后,通过荧光X射线计测Si的强度,计测纵长方向的摩擦试验实施之处和未实施之处的皮膜量(亲水处理层的量),计算皮膜的残存率而进行评价。
计算出的皮膜的残存率在90%以上时为非常优选的状态(○),皮膜的残存率为70%以上、低于90%时为优选的状态(△),皮膜的残存率低于70%时为不为优选的状态(×),(○)和(△)的状态为合格。
<加工性>
加工性,是对于翅片材1实施压延加工(参照图2)和拉伸加工(参照图3)而制作翅片10,以目视确认连续实施1万次冲击后的翅片10的卡圈部10a的成形性,据此进行评价。
成形后的翅片10的卡圈部10a的内面没有确认到发热粘着等的成形问题时为合格(○),确认到成形问题时为不合格(×)。还有,压延加工和拉延加工的至少一方为合格(○)时,加工性才合格(○)。
<耐腐蚀性>
耐腐蚀性,是依据JIS Z 2371,以对于翅片材实施200小时盐水喷雾试验时的腐蚀面积率所对应的分级值进行评价。
分级值在9.5以上时为合格(○),分级值低于9.5时为不合格(×)。
关于翅片材(试料No.1~28),亲水性(结除霜循环后)、密接性、加工性和耐腐蚀性的评价结果显示在表1中。
还有,表1中的下划线,表示不满足本发明所规定的要件。
[表1]
※注1:形成由Na2O·2SiO2的组成构成的硅酸盐化合物为80%和聚丙烯酸20%所构成的亲水处理层
如表1所示,第一实施例(试料No.1~13),因为满足本发明的要件,所以作为亲水持续性、除霜性和防再结霜性的指标的亲水性(结除霜循环后)合格,并且,密接性、加工性和耐腐蚀性也合格。还有,以下,将“亲水性(结除霜循环后)”称为“亲水性”。
还有,在不具备润滑处理层的第一实施例(试料No.3)、二氧化硅系多孔体微粒的附着量接近上限值的第一实施例(试料No.5)中,在压延加工的引缩工序中,可确认到伴随润滑不足而来的成形问题,但在拉伸加工中未确认到成形问题,因此加工性为合格。
另外,亲水处理层的烘烤温度,低于本发明规定的范围的第一实施例(试料No.11),为任意一个项目都合格这样的评价,但关于密接性不是○,而是停留在△这样的评价。
相对于此,第一比较例(试料No.14~28),因为不满足本发明的某一个要件,所以在亲水性、密接性、加工性和耐腐蚀性之中的至少1个评价项目中为不合格的结果。
具体来说,第一比较例(试料No.14),因为不具备基层处理层,所以耐腐蚀性不合格。第一比较例(试料No.15),因为二氧化硅系多孔体微粒的细孔直径低于下限值,所以不能制造多孔体微粒而无法实用。第一比较例(试料No.16),因为二氧化硅系多孔体微粒的细孔直径超过上限值,所以亲水性不合格。第一比较例(试料No.17),因为二氧化硅系多孔体微粒的平均粒径低于下限值,所以有安全性的悬念而无法实用。第一比较例(试料No.18),因为二氧化硅系多孔体微粒的平均粒径超过上限值,所以亲水处理层用涂料不能调制而无法实用。
第一比较例(试料No.19),因为二氧化硅系多孔体微粒的附着量低于下限值,所以亲水性不合格。第一比较例(试料No.20),因为二氧化硅系多孔体微粒的附着量超过上限值,所以加工性不合格。第一比较例(试料No.21),因为亲水处理层中没有适用含羧基高分子和含羟基高分子,所以密接性、加工性不合格。
第一比较例(试料No.22),因为亲水处理层的二氧化硅系多孔体微粒的固体成分重量比率超过上限值,所以密接性不合格。第一比较例(试料No.23),因为亲水处理层的二氧化硅系多孔体微粒的固体成分重量比率低于下限值,所以亲水性不合格。第一比较例(试料No.24),亲水处理层的含羧基高分子对于含羟基高分子的固体成分重量比率低于下限值,所以密接性不合格。第一比较例(试料No.25),因为亲水处理层的含羧基高分子对于含羟基高分子的固体成分重量比率超过上限值,所以密接性不合格。
第一比较例(试料No.26),因为亲水处理层应用了疏水性树脂,所以亲水性不合格。第一比较例(试料No.27),因为应用了没有细孔的微粒,所以亲水性不合格。第一比较例(试料No.28),因为亲水处理层的构成与本发明规定的不同,所以亲水性不合格。
还有,第一比较例(试料No.28),除了具备基层处理层以外,与专利文献2所述的翅片材为相同构成。
此外,一边展示第二实施例和第二比较例,一边具体地说明本发明。
根据以下的方法制作翅片材。作为基板,均使用JIS H4000规定的合金编号1200的铝所构成的板厚0.1mm的铝板。
在该铝板的一面上进行用于形成耐腐蚀性皮膜的磷酸铬酸盐处理。作为化成处理液,使用日本ペイント株式会社制アルサーフ(注册商标)401/45、磷酸、铬酸。这时的耐腐蚀性皮膜的膜厚为(以荧光X射线法测量的Cr换算值是20mg/m2)。
也制作在该耐腐蚀性皮膜或铝板的一面上形成有疏水性涂膜层(膜厚1.0μm)的试样。疏水性涂膜层的形成,通过涂布聚氨酯系树脂涂料(东邦化学社制,聚氨酯改性树脂乳液,ハイテック(注册商标)S-6254),并实施烘烤而进行。使烘烤温度以铝板的到达温度计达到160℃的方式实施。如此制作的耐腐蚀性皮膜和疏水性涂膜层共同作为基层处理层。
在该基层处理层的一面上涂布用于使表2所示的平均粒径和细孔直径的二氧化硅系多孔体微粒(富士シリシア株式会社制,サイリシア(注册商标)420)和水溶性的含羧基高分子和水溶性的含羟基高分子的混合物附着的水分散液(涂料),实施烘烤,形成二氧化硅系多孔体微粒的附着量如表2的亲水处理层。
还有,烘烤以表2所述的烘烤温度(最高到达温度:PMT)进行。
作为水溶性的含羧基高分子,使用聚丙烯酸(东亚合成制,ジュリマー(注册商标)AC-10H)。
作为水溶性的含羟基高分子,使用聚乙烯醇(日本合成化学工业株式会社制,ゴーセノール(注册商标)NL-05)。
另外,还制作如下试料:作为含羧基高分子/含羟基高分子的组合,替换所述物质,使用聚丙烯酸/PEG(聚乙二醇)的组合而形成亲水处理层(试料No.59),使用甲基丙烯酸/PVA(聚乙烯醇)的组合而形成亲水处理层(试料No.60),作为赋予润滑性的药剂(润滑成分)而添加聚乙烯蜡,形成亲水处理层(试料No.63),不使用树脂而形成亲水处理层(试料No.72),使用环氧树脂而形成亲水处理层(试料No.77)。
另外,还制作使用没有细孔的二氧化硅微粒(日产化学工业(株)制,スノーテックス(注册商标)XL:粒子径40~60nm)而形成亲水处理层的试料(试料No.78),涂布不使用二氧化硅系微粒而由硅酸盐化合物和聚丙烯酸构成的亲水处理层(膜厚0.05μm),通过烘烤(烘烤温度以铝板的到达温度计为200℃)形成的试料(试料No.79)。
还有,关于二氧化硅系多孔体微粒的平均粒径,以光学显微镜照片测量。另外,关于二氧化硅系多孔体微粒的细孔直径,使用的是根据氮吸附等温线以Cranston-Inkley法导出细孔径分布曲线,表示据此细孔径分布曲线计算出的最大峰值的细孔直径。此外,二氧化硅系多孔体微粒的附着量由基于荧光X射线的Si强度进行测量。
其后,在亲水处理层的一面形成润滑处理层,制造翅片材。
还有,润滑处理层的形成是在亲水处理层的一面上涂布聚乙烯醇的水系溶液,并实施烘烤,成为表2所示的膜厚。使烘烤温度以铝板的到达温度计达到200℃的方式实施。
对于制作的翅片材(试料No.51~79),通过以下的方法,评价亲水持续性、除霜性、防再结霜性、密接性、加工性、耐腐蚀性和外观性。
<亲水性(结除霜循环后)>
关于亲水持续性、除霜性和防再结霜性,通过亲水性(结除霜循环后)进行评价。
亲水性(结除霜循环后),是通过在-10℃的冷却的箱表面上粘贴、保持翅片材1小时,而使翅片材表面形成霜,其后,在50℃进行10分钟融化,将以上处理作为1个循环,对翅片材实施15个循环后,使用表面张力计,将在纯水中浸渍时的表面张力换算成前进接触角而进行评价。浸渍反复3次,第二次和第三次的测量值判断为正确的测量值,由2个测量值计算平均值。
作为平均值计算出的接触角低于10°时为非常优选的状态(○),接触角在10°以上、低于30°时为优选的状态(△),30°以上时是不为优选的状态(×),(○)和(△)的状态为合格。
<密接性>
密接性,是将2片注入有离子交换水1ml的キムワイプ(注册商标)S200缠在2磅铁锤的前端,对翅片材表面实施往返100次的摩擦试验后,通过荧光X射线计测Si的强度,由此计测纵长方向的摩擦试验实施之处和未实施之处的皮膜量(亲水处理层的量),计算皮膜的残存率而进行评价。
计算出的皮膜的残存率在90%以上时为非常优选的状态(○),皮膜的残存率为70%以上、低于90%时为优选的状态(△),皮膜的残存率低于70%时是不为优选的状态(×),(○)和(△)的状态为合格。
<加工性>
加工性是对于翅片材1实施压延加工(参照图2)和拉伸加工(参照图3)而制作翅片10,以目视确认连续实施1万次冲击后的翅片10的卡圈10a部的成形性,据此进行评价。
成形后的翅片10的卡圈部10a的内面未确认到发热粘着等的成形问题时为合格(○),确认到成形问题时为不合格(×)。还有,压延加工和拉伸加工的至少一方为合格(○)时,加工性才合格(○)。
<耐腐蚀性>
耐腐蚀性,是依据JIS Z 2371,以对于翅片材实施200小时盐水喷雾试验时的腐蚀面积率所对应的分级值进行评价。
分级值在9.8以上时为(○),分级值在在9.8以上、低于9.5时为(△),分级值低于9.5时为(×)。(○)和(△)的状态为合格。
<外观性>
关于外观性(色斑性),利用分光测色计(コニカミノルタ株式会社制),以SCE方式求得翅片材的淹没前和紧接淹没之后的亮度L值而进行评价。还有,翅片材的淹没时间是1分钟。
淹没前后L值的差(淹没前-淹没后=ΔL)低于1时为(○),1以上、低于3时为(△),3以上时为(×),(○)和(△)的状态为合格。
关于翅片材(试料No.51~79),亲水性(结除霜循环后)、密接性、加工性、耐腐蚀性和外观性的评价结果显示在表2中。
还有,表2中的下划线,表示不满足本发明所规定的要件。
[表2]
如表2所示,第二实施例(试料No.51~63),因为满足本发明的要件,所以作为亲水持续性、除霜性和防再结霜性的指标的亲水性(结除霜循环后)合格,并且,密接性、加工性、耐腐蚀性和外观性也合格。还有,以下,将“亲水性(结除霜循环后)”称为“亲水性”。
还有,不具备润滑处理层的第二实施例(试料No.53),在烘烤温度超过本发明的规定范围的第二实施例(试料No.62)中,在压延加工的引缩工序中,确认到伴随润滑不足而来的成形问题,但在拉伸加工中未确认到成形问题,因此加工性合格。
另外,亲水处理层的烘烤温度,低于本发明规定的范围的第二实施例(试料No.61),任意一个项目均为合格的评价,但关于密接性和耐腐蚀性不是○,而是△的评价。
相对于此,第二比较例(试料No.64~79),因为不满足本发明的某一要件,所以在亲水性、密接性、加工性、耐腐蚀性和外观性之中的至少1个评价项目中为不合格的结果。
具体来说,第二比较例(试料No.64),因为不具备基层处理层,所以耐腐蚀性不合格。第二比较例(试料No.65),因为二氧化硅系多孔体微粒的细孔直径低于下限值,所以不能制造多孔体微粒而无法实用。第二比较例(试料No.66),因为二氧化硅系多孔体微粒的细孔直径超过上限值,所以亲水性不合格。第二比较例(试料No.67),因为二氧化硅系多孔体微粒的平均粒径低于下限值,所以有安全性的悬念而无法实用。第二比较例(试料No.68),因为二氧化硅系多孔体微粒的平均粒径超过上限值,所以亲水处理层用涂料不能调制而无法实用。
第二比较例(试料No.69),因为二氧化硅系多孔体微粒的附着量低于下限值,所以亲水性不合格。第二比较例(试料No.70)和(试料No.71),因为二氧化硅系多孔体微粒的附着量超过上限值,所以外观性不合格。在第二比较例(试料No.71)中,因为二氧化硅系多孔体微粒的附着量大大超过上限值,所以不仅外观性不合格,加工性也不合格。第二比较例(试料No.72),因为亲水处理层中没有适用含羧基高分子和含羟基高分子,所以亲水性、密接性不合格。
第二比较例(试料No.73),因为亲水处理层的二氧化硅系多孔体微粒的固体成分重量比率超过上限值,所以密接性不合格。第二比较例(试料No.74),因为亲水处理层的二氧化硅系多孔体微粒的固体成分重量比率低于下限值,所以亲水性不合格。第二比较例(试料No.75),因为亲水处理层的含羧基高分子对于含羟基高分子的固体成分重量比率低于下限值,所以密接性不合格。第二比较例(试料No.76),因为亲水处理层的含羧基高分子对于含羟基高分子的固体成分重量比率超过上限值,所以密接性不合格。
第二比较例(试料No.77),因为亲水处理层应用了疏水性树脂,所以亲水性不合格。第二比较例(试料No.78),因为应用了没有细孔的微粒,所以亲水性不合格。第二比较例(试料No.79),因为亲水处理层的构成与本发明规定的不同,所以亲水性不合格。
还有,第二比较例(试料No.79),除了具备基层处理层以外,均与专利文献2所述的翅片材为相同构成。
以上,对于本发明的热交换器用铝翅片材,展示实施的方式和实施例而详细地说明,但本发明的宗旨不受所述内容限定,当然能够基于专利权利要求的范围的记述而进行改变、变更等。
符号说明
1 热交换器用铝翅片材(翅片材)
1A 第一实施方式的热交换器用铝翅片材(翅片材)
1B 第二实施方式的热交换器用铝翅片材(翅片材)
1C 第三实施方式的热交换器用铝翅片材(翅片材)
1D 第四实施方式的热交换器用铝翅片材(翅片材)
2 基板
3 基层处理层
3a 耐腐蚀性皮膜
3b 疏水性涂膜层
4 亲水处理层
4a 二氧化硅系多孔体微粒
4b 含羧基高分子和含羟基高分子(含羧基高分子、含羟基高分子和润滑成分)
5 润滑处理层
Claims (5)
1.一种热交换器用铝翅片材,其特征在于,具备:
由铝或铝合金构成的基板;
基层处理层,其形成于所述基板的表面,由无机氧化物或无机-有机复合化合物所构成的耐腐蚀性皮膜和疏水性树脂所构成的疏水性涂膜层中的至少一层构成;
亲水处理层,其形成于所述基层处理层的表面,由含有平均粒径为0.1~10.0μm且细孔直径为1~50nm的二氧化硅系多孔体微粒、水溶性的含羧基高分子和水溶性的含羟基高分子的混合物的涂膜构成,
所述亲水处理层中的所述二氧化硅系多孔体微粒的附着量为10~10000mg/m2,
所述二氧化硅系多孔体微粒的固体成分重量相对于所述含羧基高分子和所述含羟基高分子的合计的固体成分重量的比率为1.0~3.5,
所述含羧基高分子的固体成分重量相对于所述含羟基高分子的固体成分重量的比率为0.1~10.0。
2.一种热交换器用铝翅片材,其特征在于,具备:
由铝或铝合金构成的基板;
基层处理层,其形成于所述基板的表面,由无机氧化物或无机-有机复合化合物所构成的耐腐蚀性皮膜和疏水性树脂所构成的疏水性涂膜层中的至少一层构成;
亲水处理层,其形成于所述基层处理层的表面,由含有平均粒径为0.1~10.0μm且细孔直径为1~50nm的二氧化硅系多孔体微粒、水溶性的含羧基高分子和水溶性的含羟基高分子的混合物的涂膜构成,
所述亲水处理层中的所述二氧化硅系多孔体微粒的附着量为1~100mg/m2,
所述二氧化硅系多孔体微粒的固体成分重量相对于所述含羧基高分子和所述含羟基高分子的合计的固体成分重量的比率为0.05以上但低于1.0,
所述含羧基高分子的固体成分重量相对于所述含羟基高分子的固体成分重量的比率为0.1~10.0。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的热交换器用铝翅片材,其特征在于,所述亲水处理层是在190~300℃的烘烤温度烘烤而形成。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的热交换器用铝翅片材,其特征在于,在所述亲水处理层的表面上还具备由在水中溶出的树脂构成的润滑处理层。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的热交换器用铝翅片材,其特征在于,所述亲水处理层还含有润滑成分。
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