JP2000039292A - アルミニウム系金属製熱交換器の防錆・防食表面処理方法 - Google Patents
アルミニウム系金属製熱交換器の防錆・防食表面処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コストが低く、アルミニウム系金属に対する
防錆・防食効果が高く、熱伝導性をできるだけ阻害しな
い、複雑な形状のものであっても均一な防錆・防食処理
ができるアルミニウム系金属製熱交換器の防錆・防食表
面処理法の提供。 【解決手段】 アルミニウム系金属製熱交換器を組み立
てた後、一般式（１） 【化１】 （ただし、Ｒ1 はアルキレン基、Ｒ2 はアルキル基、Ｒ
3 はアルキル基、Ｒ4 はアルキレン基または−Ｒ5 −Ｍ
−（ＯＲ2 ）3 であり、Ｒ5 はアルキレン基を示す。Ｍ
はＳｉ、ＴｉまたはＺｒ、ｘ，ｙ及びｚは０または１を
表す。）で示されるトリカルボニル化合物を含む溶液に
浸漬し、１００〜２００℃で１０分間以上熱処理し、フ
ィン材の表面に５ミクロン以下の厚さのトリカルボニル
化合物で被覆した防錆・防食性アルミニウム系金属製熱
交換器。
防錆・防食効果が高く、熱伝導性をできるだけ阻害しな
い、複雑な形状のものであっても均一な防錆・防食処理
ができるアルミニウム系金属製熱交換器の防錆・防食表
面処理法の提供。 【解決手段】 アルミニウム系金属製熱交換器を組み立
てた後、一般式（１） 【化１】 （ただし、Ｒ1 はアルキレン基、Ｒ2 はアルキル基、Ｒ
3 はアルキル基、Ｒ4 はアルキレン基または−Ｒ5 −Ｍ
−（ＯＲ2 ）3 であり、Ｒ5 はアルキレン基を示す。Ｍ
はＳｉ、ＴｉまたはＺｒ、ｘ，ｙ及びｚは０または１を
表す。）で示されるトリカルボニル化合物を含む溶液に
浸漬し、１００〜２００℃で１０分間以上熱処理し、フ
ィン材の表面に５ミクロン以下の厚さのトリカルボニル
化合物で被覆した防錆・防食性アルミニウム系金属製熱
交換器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用エンジン
や自動車並びに家庭用などの小型冷暖房用エアコンディ
ショナーに使用されているアルミニウム系金属製熱交換
器（コンデンサーまたはエバポレーター）の耐食表面処
理法において、熱交換能力を高く維持し、かつ６価クロ
ムの発生のない耐食性ある表面処理方法に関する。
や自動車並びに家庭用などの小型冷暖房用エアコンディ
ショナーに使用されているアルミニウム系金属製熱交換
器（コンデンサーまたはエバポレーター）の耐食表面処
理法において、熱交換能力を高く維持し、かつ６価クロ
ムの発生のない耐食性ある表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】比較的に安価であり、安定な供給が保証
され、軽量性、加工容易性に優れ、高い熱伝導率を有し
ているアルミニウム系金属（本発明においてはアルミニ
ウム及びアルミニウム合金を指す。）は、自動車の熱交
換器や家庭用などの小型冷暖房用エアコンディショナー
用熱交換器の本体及びそのフィン材に広く利用されてい
る。これらのアルミニウム系金属製フィン材は熱交換器
として長期間使用するために通常は耐食性処理をしたも
のを使用する。この耐食処理としては、従来はフィン材
表面に皮膜厚さが薄くとも防錆・防食効果の高いクロメ
ート皮膜を形成させることにより行われてきた。しかし
このクロメート処理は、使用するクロム酸化物を含有す
る化成液の処理のみならず、近年皮膜中に含有されてい
る環境汚染及び人体に対する有害性のある６価クロムが
滲出することがわかり、クロムをまったく使用しないア
ルミニウム系金属の防錆・防食処理法の開発が必要とな
ってきた。
され、軽量性、加工容易性に優れ、高い熱伝導率を有し
ているアルミニウム系金属（本発明においてはアルミニ
ウム及びアルミニウム合金を指す。）は、自動車の熱交
換器や家庭用などの小型冷暖房用エアコンディショナー
用熱交換器の本体及びそのフィン材に広く利用されてい
る。これらのアルミニウム系金属製フィン材は熱交換器
として長期間使用するために通常は耐食性処理をしたも
のを使用する。この耐食処理としては、従来はフィン材
表面に皮膜厚さが薄くとも防錆・防食効果の高いクロメ
ート皮膜を形成させることにより行われてきた。しかし
このクロメート処理は、使用するクロム酸化物を含有す
る化成液の処理のみならず、近年皮膜中に含有されてい
る環境汚染及び人体に対する有害性のある６価クロムが
滲出することがわかり、クロムをまったく使用しないア
ルミニウム系金属の防錆・防食処理法の開発が必要とな
ってきた。
【０００３】アルミニウム系金属のノンクロム防錆・防
食処理には、アルミニウム系金属表面を電気化学的に処
理して酸化皮膜を形成する方法、及び化学的に化成液を
使用して、アルミニウムの酸化物とクロムの酸化物の皮
膜を形成する方法（クロマイト加工）、りん酸−クロム
酸系またはりん酸−亜鉛系の化成液を使用する方法、あ
るいは水和酸化皮膜を形成するベーマイト加工などの方
法がある。この他に効果がある方法としてアルミニウム
系金属表面を高分子化合物で被覆する塗装方法（有機系
表面処理）などがある。これまで熱交換器用フィン材の
アルミニウム系金属の表面処理としてクロメート処理が
行われてきたのは、その簡易性と、コストが低く防錆・
防食効果が高いことと、フィン材としての熱伝導性の低
下が極めて少ない点で優れていたことによる。これに対
し、フィン材の防錆・防食処理として上記以外の方法、
例えばモリブデン処理などの方法を試みたが、上記方法
も含め塗装法以外の方法では複雑な形状に対する適用性
が欠けたり、コストの面、あるいは防錆・防食効果の面
で不十分であり、塗装法がこれを置き換え可能な方法か
と思われた。
食処理には、アルミニウム系金属表面を電気化学的に処
理して酸化皮膜を形成する方法、及び化学的に化成液を
使用して、アルミニウムの酸化物とクロムの酸化物の皮
膜を形成する方法（クロマイト加工）、りん酸−クロム
酸系またはりん酸−亜鉛系の化成液を使用する方法、あ
るいは水和酸化皮膜を形成するベーマイト加工などの方
法がある。この他に効果がある方法としてアルミニウム
系金属表面を高分子化合物で被覆する塗装方法（有機系
表面処理）などがある。これまで熱交換器用フィン材の
アルミニウム系金属の表面処理としてクロメート処理が
行われてきたのは、その簡易性と、コストが低く防錆・
防食効果が高いことと、フィン材としての熱伝導性の低
下が極めて少ない点で優れていたことによる。これに対
し、フィン材の防錆・防食処理として上記以外の方法、
例えばモリブデン処理などの方法を試みたが、上記方法
も含め塗装法以外の方法では複雑な形状に対する適用性
が欠けたり、コストの面、あるいは防錆・防食効果の面
で不十分であり、塗装法がこれを置き換え可能な方法か
と思われた。
【０００４】有機系表面処理として主に使用されている
塗料の種類は、熱可塑性アクリル系樹脂、熱硬化性アク
リル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシポリアミド
樹脂フッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂など多くの種類が
あり、その有する物性を利用し、目的に合わせて樹脂を
選択して使用されており、性能的に一長一短があるとし
てもその限りおいては極めて防錆・防食性に優れた表面
処理方法である。しかし、防錆・防食効果を十分に発揮
させようとする時は塗装膜厚は少なくとも７ミクロン、
好ましくは１０ミクロン程度の厚みが必要となる。これ
は熱交換を目的とするフィン材としては、その表面に熱
伝導性の低い高分子化合物の厚い皮膜を塗布することは
好ましくないことである。
塗料の種類は、熱可塑性アクリル系樹脂、熱硬化性アク
リル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシポリアミド
樹脂フッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂など多くの種類が
あり、その有する物性を利用し、目的に合わせて樹脂を
選択して使用されており、性能的に一長一短があるとし
てもその限りおいては極めて防錆・防食性に優れた表面
処理方法である。しかし、防錆・防食効果を十分に発揮
させようとする時は塗装膜厚は少なくとも７ミクロン、
好ましくは１０ミクロン程度の厚みが必要となる。これ
は熱交換を目的とするフィン材としては、その表面に熱
伝導性の低い高分子化合物の厚い皮膜を塗布することは
好ましくないことである。
【０００５】またアルミニウム系金属製熱交換器用フィ
ン材、は防錆・防食処理をした後で熱交換器に組み立て
る時、熱伝導性を高く維持するためにできるだけ薄く被
覆されている防錆・防食皮膜は傷を受け易いので、でき
れば該防錆・防食処理は熱交換器を組み立てた後に行い
たい。このため表面処理を受ける組み立てられた熱交換
器の形状は複雑になるなどの問題があり、これらの要件
をすべて満たすアルミニウム系金属製熱交換器のための
新しい表面処理法の開発が求められていた。
ン材、は防錆・防食処理をした後で熱交換器に組み立て
る時、熱伝導性を高く維持するためにできるだけ薄く被
覆されている防錆・防食皮膜は傷を受け易いので、でき
れば該防錆・防食処理は熱交換器を組み立てた後に行い
たい。このため表面処理を受ける組み立てられた熱交換
器の形状は複雑になるなどの問題があり、これらの要件
をすべて満たすアルミニウム系金属製熱交換器のための
新しい表面処理法の開発が求められていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、環境や人体
に問題がないことを前提とし、コストが低く、アルミニ
ウム系金属に対する防錆・防食効果が高く、熱交換器用
フィン材の熱伝導性をできるだけ阻害しない、複雑な形
状のものであっても均一な防錆・防食処理ができるアル
ミニウム系金属製熱交換器の防錆・防食表面処理法の開
発を目的とする。
に問題がないことを前提とし、コストが低く、アルミニ
ウム系金属に対する防錆・防食効果が高く、熱交換器用
フィン材の熱伝導性をできるだけ阻害しない、複雑な形
状のものであっても均一な防錆・防食処理ができるアル
ミニウム系金属製熱交換器の防錆・防食表面処理法の開
発を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、［１］ フィ
ン材の表面を０．１〜５ミクロンの厚さの、一般式
（１）で示されるトリカルボニル化合物
ン材の表面を０．１〜５ミクロンの厚さの、一般式
（１）で示されるトリカルボニル化合物
【化２】 （ただし、Ｒ1 は炭素数２ないし１０のアルキレン基、
Ｒ2 は炭素数１ないし５のアルキル基、Ｒ3 は炭素数１
ないし１０のアルキル基、Ｒ4 は炭素数１ないし１０の
アルキレン基または−Ｒ5 −Ｍ−（ＯＲ2 ）3 であり、
Ｒ5 は炭素数２ないし１０のアルキレン基を示す。Ｍは
Ｓｉ、ＴｉまたはＺｒ、ｘ，ｙ及びｚは０または１を表
す。）で被覆した防錆・防食性アルミニウム系金属製熱
交換器、
Ｒ2 は炭素数１ないし５のアルキル基、Ｒ3 は炭素数１
ないし１０のアルキル基、Ｒ4 は炭素数１ないし１０の
アルキレン基または−Ｒ5 −Ｍ−（ＯＲ2 ）3 であり、
Ｒ5 は炭素数２ないし１０のアルキレン基を示す。Ｍは
Ｓｉ、ＴｉまたはＺｒ、ｘ，ｙ及びｚは０または１を表
す。）で被覆した防錆・防食性アルミニウム系金属製熱
交換器、
【０００８】［２］ アルミニウム系金属製熱交換器を
組み立てた後、一般式（１）で示されるトリカルボニル
化合物を含む溶液に浸漬し、１００〜２００℃で１０分
間以上熱処理することを特徴とするアルミニウム系金属
製熱交換器の防錆・防食表面処理方法、［３］ 一般式
（１）で示されるトリカルボニル化合物が、トリカルボ
ニルシランである時、アルミニウム系金属製熱交換器表
面にシラノール基が消失出する条件で熱処理する上記
［２］記載のアルミニウム系金属製熱交換器の防錆・防
食表面処理方法、及び［４］ トリカルボニル化合物を
含む溶液が、１〜５％の水溶液またはアルコール溶液で
ある上記［２］記載のアルミニウム系金属製熱交換器の
防錆・防食表面処理方法、を開発することにより上記の
目的を達成した。
組み立てた後、一般式（１）で示されるトリカルボニル
化合物を含む溶液に浸漬し、１００〜２００℃で１０分
間以上熱処理することを特徴とするアルミニウム系金属
製熱交換器の防錆・防食表面処理方法、［３］ 一般式
（１）で示されるトリカルボニル化合物が、トリカルボ
ニルシランである時、アルミニウム系金属製熱交換器表
面にシラノール基が消失出する条件で熱処理する上記
［２］記載のアルミニウム系金属製熱交換器の防錆・防
食表面処理方法、及び［４］ トリカルボニル化合物を
含む溶液が、１〜５％の水溶液またはアルコール溶液で
ある上記［２］記載のアルミニウム系金属製熱交換器の
防錆・防食表面処理方法、を開発することにより上記の
目的を達成した。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の対象とするアルミニウム
系金属としては、熱交換器に使用しているすべてのアル
ミニウム系金属を対象とするものである。すなわち、純
アルミニウム、３０００系アルミニウム合金及び熱交換
器に使用するための３０００系アルミニウム合金にブレ
ージング金属で処理したブレージングシートを含むもの
である。
系金属としては、熱交換器に使用しているすべてのアル
ミニウム系金属を対象とするものである。すなわち、純
アルミニウム、３０００系アルミニウム合金及び熱交換
器に使用するための３０００系アルミニウム合金にブレ
ージング金属で処理したブレージングシートを含むもの
である。
【００１０】本発明のアルミニウム系金属製熱交換器の
防錆・防食表面処理法において使用するトリカルボニル
化合物は、下記に示す一般式（１）
防錆・防食表面処理法において使用するトリカルボニル
化合物は、下記に示す一般式（１）
【化３】 （ただし、Ｒ1 は炭素数２ないし１０のアルキレン基、
Ｒ2 は炭素数１ないし５のアルキル基、Ｒ3 は炭素数１
ないし１０のアルキル基、Ｒ4 は炭素数１ないし１０の
アルキレン基または−Ｒ5 −Ｍ−（ＯＲ2 ）3 であり、
Ｒ5 は炭素数２ないし１０のアルキレン基を示す。Ｍは
Ｓｉ、ＴｉまたはＺｒ、ｘ，ｙ及びｚは０または１を表
す。）に示す構造を有する化合物（以下該化合物を単に
「トリカルボニル化合物」という。）である。
Ｒ2 は炭素数１ないし５のアルキル基、Ｒ3 は炭素数１
ないし１０のアルキル基、Ｒ4 は炭素数１ないし１０の
アルキレン基または−Ｒ5 −Ｍ−（ＯＲ2 ）3 であり、
Ｒ5 は炭素数２ないし１０のアルキレン基を示す。Ｍは
Ｓｉ、ＴｉまたはＺｒ、ｘ，ｙ及びｚは０または１を表
す。）に示す構造を有する化合物（以下該化合物を単に
「トリカルボニル化合物」という。）である。
【００１１】このトリカルボニル化合物のうち、ＭがＳ
ｉであるシラン化合物は、特開平９−３０７６号公報及
び特開平９−３０７７号公報において、その製造方法並
びに金属表面処理材としての提案がなされており、この
中ではアルミニウムに対しては沸騰水において変色が起
きないという結果が示されている。アルミニウムは、耐
食性を付与するための処理として水和酸化皮膜を形成す
るために沸騰水または水蒸気（１０５〜２００℃）によ
りベーマイト処理加工することが公知である。これに対
し、上記の特許公開公報においては、アルコキシシリル
基を有するトリカルボニル化合物処理は、アルミニウム
が防錆・防食があるか否かは開示されていない。なおＭ
が、ＴｉまたはＺｒであるトリカルボニル化合物は、Ｍ
がＳｉである時と同様な方法で合成できる。一方熱交換
器のエバポレーターやコンデンサーに使用されるフィン
材、特に自動車の熱交換器などは、自動車の走行あるい
はファンにより吹きつけられる水滴、塩素イオン、カー
ボン粉末（エンジン排ガス中に含まれる）などの粉塵に
対する耐食性が必要であり、静的な防錆・防食性能だけ
でなく、気流あるいは吹きつけられる水滴、塩素イオ
ン、粉塵に対する動的な強度が必要である。
ｉであるシラン化合物は、特開平９−３０７６号公報及
び特開平９−３０７７号公報において、その製造方法並
びに金属表面処理材としての提案がなされており、この
中ではアルミニウムに対しては沸騰水において変色が起
きないという結果が示されている。アルミニウムは、耐
食性を付与するための処理として水和酸化皮膜を形成す
るために沸騰水または水蒸気（１０５〜２００℃）によ
りベーマイト処理加工することが公知である。これに対
し、上記の特許公開公報においては、アルコキシシリル
基を有するトリカルボニル化合物処理は、アルミニウム
が防錆・防食があるか否かは開示されていない。なおＭ
が、ＴｉまたはＺｒであるトリカルボニル化合物は、Ｍ
がＳｉである時と同様な方法で合成できる。一方熱交換
器のエバポレーターやコンデンサーに使用されるフィン
材、特に自動車の熱交換器などは、自動車の走行あるい
はファンにより吹きつけられる水滴、塩素イオン、カー
ボン粉末（エンジン排ガス中に含まれる）などの粉塵に
対する耐食性が必要であり、静的な防錆・防食性能だけ
でなく、気流あるいは吹きつけられる水滴、塩素イオ
ン、粉塵に対する動的な強度が必要である。
【００１２】一般式（１）で示されるトリカルボニル化
合物は、水及びアルコールに対して溶解性があり、使用
に際しこれらの溶媒に溶解し、１〜５％の水溶液あるい
はアルコール溶液として使用する。組み立てられたアル
ミニウム系金属製熱交換器は複雑な形状を有しており、
これに上記溶液をハンドコート、スピンコートなどで塗
布することは不可能であるので、熱交換器全体を該溶液
に浸漬し、全体を上記溶液に完全にぬらした後余分の溶
液を分離し、濡れた熱交換器を乾燥し、トリカルボニル
化合物で被覆した後、これを熱処理して溶解性を消失さ
せることによりコーティングする。熱交換器は、該溶液
に浸漬処理する前に、溶液が全体を均一にぬらすことが
できるように、アルカリ水溶液、有機溶剤などあるいは
それらを組み合わせた脱脂処理を行っておくことが必要
である。十分な脱脂処理が行われない時は、該溶液に浸
漬後熱交換器を引き上げた時に、該溶液に濡れない部分
が生じ、この部分に防錆・防食処理ができない危険があ
る。
合物は、水及びアルコールに対して溶解性があり、使用
に際しこれらの溶媒に溶解し、１〜５％の水溶液あるい
はアルコール溶液として使用する。組み立てられたアル
ミニウム系金属製熱交換器は複雑な形状を有しており、
これに上記溶液をハンドコート、スピンコートなどで塗
布することは不可能であるので、熱交換器全体を該溶液
に浸漬し、全体を上記溶液に完全にぬらした後余分の溶
液を分離し、濡れた熱交換器を乾燥し、トリカルボニル
化合物で被覆した後、これを熱処理して溶解性を消失さ
せることによりコーティングする。熱交換器は、該溶液
に浸漬処理する前に、溶液が全体を均一にぬらすことが
できるように、アルカリ水溶液、有機溶剤などあるいは
それらを組み合わせた脱脂処理を行っておくことが必要
である。十分な脱脂処理が行われない時は、該溶液に浸
漬後熱交換器を引き上げた時に、該溶液に濡れない部分
が生じ、この部分に防錆・防食処理ができない危険があ
る。
【００１３】熱処理条件としては、温度が１００〜２０
０℃、好ましくは１２０〜１６０℃、時間は１０分以上
必要である。一般的に低温度の時は熱処理時間を長く、
高温度においては短くてよい。トリカルボニル化合物の
ＭがＳｉであるアルコキシシリルを有するトリカルボニ
ル化合物である時は、前もってトリカルボニル化合物溶
液にアルミニウム片を浸漬し、これを特定の温度で熱処
理し、スラノール基が消失する条件を見いだしておき、
この時間より１０〜５０％程度長く熱処理することによ
り必要な条件を満たす熱処理ができる。ＭがＴｉまたは
Ｚｒである時も同様にあらかじめ必要な最低の熱処理条
件を検出しておき、これに１０〜５０％程度長時間熱処
理することにより必要な熱処理を行うことができる。こ
のようにして定めた熱処理条件より短い場合にはトリカ
ルボニル化合物が水溶性であるので、熱交換器フィン材
表面に水滴が生じる条件では簡単に防錆・防食効果を失
うことになる。また自動車などの熱交換器においては雨
などに曝されるので同様に簡単に防錆・防食効果を失
う。なおＭがＴｉまたはＺｒである時も同様にＩＲ吸収
帯が変化する熱処理を行うことが必要である。
０℃、好ましくは１２０〜１６０℃、時間は１０分以上
必要である。一般的に低温度の時は熱処理時間を長く、
高温度においては短くてよい。トリカルボニル化合物の
ＭがＳｉであるアルコキシシリルを有するトリカルボニ
ル化合物である時は、前もってトリカルボニル化合物溶
液にアルミニウム片を浸漬し、これを特定の温度で熱処
理し、スラノール基が消失する条件を見いだしておき、
この時間より１０〜５０％程度長く熱処理することによ
り必要な条件を満たす熱処理ができる。ＭがＴｉまたは
Ｚｒである時も同様にあらかじめ必要な最低の熱処理条
件を検出しておき、これに１０〜５０％程度長時間熱処
理することにより必要な熱処理を行うことができる。こ
のようにして定めた熱処理条件より短い場合にはトリカ
ルボニル化合物が水溶性であるので、熱交換器フィン材
表面に水滴が生じる条件では簡単に防錆・防食効果を失
うことになる。また自動車などの熱交換器においては雨
などに曝されるので同様に簡単に防錆・防食効果を失
う。なおＭがＴｉまたはＺｒである時も同様にＩＲ吸収
帯が変化する熱処理を行うことが必要である。
【００１４】アルミニウム系金属製熱交換器表面上のこ
のトリカルボニル化合物の皮膜の厚さは、水滴の衝突や
粉塵の衝突に耐えるだけの厚さが必要であるが、熱交換
器の熱交換能力を低下させるほどの厚さであってはなら
ず、０．１〜５ミクロン、好ましくは０．１〜１ミクロ
ン程度の皮膜の厚さが必要となる。この厚さの調整は、
前もってトリカルボニル化合物の各種濃度の溶液を作成
し、熱処理を行うことによりテストし、適切な厚さの皮
膜を形成するトリカルボニル化合物溶液の濃度をあらか
じめ測定しておくことにより行うことができる。この皮
膜の厚さが０．１ミクロン未満においては、水滴、粉塵
などを高速で吹きつけた時には皮膜が部分的に剥離する
ことが避けられず、孔食などの原因になる。一方この厚
さは５ミクロン以下で十分な機械的強度を有し、高速の
水滴、粉塵などに対する防錆・防食性能があるので、５
ミクロンを超えるようにしても単に熱交換能力の低下を
もたらすだけで特に優れた効果が見られない。
のトリカルボニル化合物の皮膜の厚さは、水滴の衝突や
粉塵の衝突に耐えるだけの厚さが必要であるが、熱交換
器の熱交換能力を低下させるほどの厚さであってはなら
ず、０．１〜５ミクロン、好ましくは０．１〜１ミクロ
ン程度の皮膜の厚さが必要となる。この厚さの調整は、
前もってトリカルボニル化合物の各種濃度の溶液を作成
し、熱処理を行うことによりテストし、適切な厚さの皮
膜を形成するトリカルボニル化合物溶液の濃度をあらか
じめ測定しておくことにより行うことができる。この皮
膜の厚さが０．１ミクロン未満においては、水滴、粉塵
などを高速で吹きつけた時には皮膜が部分的に剥離する
ことが避けられず、孔食などの原因になる。一方この厚
さは５ミクロン以下で十分な機械的強度を有し、高速の
水滴、粉塵などに対する防錆・防食性能があるので、５
ミクロンを超えるようにしても単に熱交換能力の低下を
もたらすだけで特に優れた効果が見られない。
【００１５】本発明のアルミニウムに対する防錆・防食
表面処理方法は、上述のように水滴の衝突や粉塵の衝突
に耐える機械的強度を有する皮膜を形成させる必要があ
るが、この防錆・防食性能は、アルミニウム系金属表面
にトリカルボニル化合物の溶液が付着し、これが乾燥、
熱処理によりカルボニル基を金属面に対して配位するた
めに強固な皮膜を形成するためと考える。なお熱処理に
よりシラノール基の吸収が消失して新たにシロキサン基
の吸収が生ずる時は、トリカルボニル化合物のシラノー
ル基が分解し、金属とトリカルボニル化合物の結合が生
じたものと予想され、この結果Ｓｉがアルミニウムなど
との強い相互作用によって配位するため、密着性の良
い、緻密で均一な皮膜が得られるものと推定している。
ただしこの場合にトリカルボニル化合物中に含まれるす
べてのカルボニル基及び遷移金属が配位するわけではな
く、また吸着状態のトリカルボニル化合物には配位して
いないフリーの状態のカルボニル基及び遷移金属が皮膜
中に存在している。ＭがＴｉまたはＺｒにおいても同様
な機構を有するものと考える。この結果、アルミニウム
系金属表面に形成された皮膜が劣化してクラックが生じ
る、あるいは皮膜がはがれる、あるいは皮膜が薄くなる
などして金属表面が露出した時には、皮膜中に存在する
フリー状態のカルボニル基及び遷移金属は該露出部分に
移動して皮膜を修復し、防錆・防食性を維持するものと
考えている。
表面処理方法は、上述のように水滴の衝突や粉塵の衝突
に耐える機械的強度を有する皮膜を形成させる必要があ
るが、この防錆・防食性能は、アルミニウム系金属表面
にトリカルボニル化合物の溶液が付着し、これが乾燥、
熱処理によりカルボニル基を金属面に対して配位するた
めに強固な皮膜を形成するためと考える。なお熱処理に
よりシラノール基の吸収が消失して新たにシロキサン基
の吸収が生ずる時は、トリカルボニル化合物のシラノー
ル基が分解し、金属とトリカルボニル化合物の結合が生
じたものと予想され、この結果Ｓｉがアルミニウムなど
との強い相互作用によって配位するため、密着性の良
い、緻密で均一な皮膜が得られるものと推定している。
ただしこの場合にトリカルボニル化合物中に含まれるす
べてのカルボニル基及び遷移金属が配位するわけではな
く、また吸着状態のトリカルボニル化合物には配位して
いないフリーの状態のカルボニル基及び遷移金属が皮膜
中に存在している。ＭがＴｉまたはＺｒにおいても同様
な機構を有するものと考える。この結果、アルミニウム
系金属表面に形成された皮膜が劣化してクラックが生じ
る、あるいは皮膜がはがれる、あるいは皮膜が薄くなる
などして金属表面が露出した時には、皮膜中に存在する
フリー状態のカルボニル基及び遷移金属は該露出部分に
移動して皮膜を修復し、防錆・防食性を維持するものと
考えている。
【００１６】
【実施例】（実施例１）一般式（２）で示されるアルコ
キシシリル基を有するトリカルボニルシラン化合物
キシシリル基を有するトリカルボニルシラン化合物
【化４】 を２％エチルアルコール溶液とした。これにあらかじめ
脱脂処理した厚さ３００ミクロン、長さ１００ｍｍ、幅
１０ｍｍの純アルミニウムシート片（１Ｎ３０）を浸漬
し、そのまま引き上げて余分の溶液を分離し乾燥した
後、温度１２０℃、１５分間熱処理をした。得られたト
リカルボニル化合物の皮膜の厚さは０．８ミクロンであ
った。この熱処理条件は、あらかじめ同様に製造した被
処理材を１２０℃において表面のシラノール基の吸収の
なくなる時間を測定し、１２．５分であることを確認し
ておいたことに基づき熱処理時間を決定した。
脱脂処理した厚さ３００ミクロン、長さ１００ｍｍ、幅
１０ｍｍの純アルミニウムシート片（１Ｎ３０）を浸漬
し、そのまま引き上げて余分の溶液を分離し乾燥した
後、温度１２０℃、１５分間熱処理をした。得られたト
リカルボニル化合物の皮膜の厚さは０．８ミクロンであ
った。この熱処理条件は、あらかじめ同様に製造した被
処理材を１２０℃において表面のシラノール基の吸収の
なくなる時間を測定し、１２．５分であることを確認し
ておいたことに基づき熱処理時間を決定した。
【００１７】（比較例１）比較のために実施例と同じア
ルミニウムシート片に一般式（２）で示されるアルコキ
シシリル基を有するトリカルボニル化合物の０．３％ア
ルコール溶液に浸漬した後、同様に熱処理して得たサン
プル（皮膜厚さ０．０５ミクロン）を作成した。 （比較例２）従来法による防錆・防食処理済のアルミニ
ウムシートとして、実施例１と同じアルミニウムシート
片にクロメート処理したサンプル（クロメート皮膜厚さ
０．８ミクロン）を用意した。 （比較例３）実施例１で使用したアルミニウム片に、厚
さ１０ミクロンに耐食性の優れているとされるエポキシ
ポリアミド系塗料を塗布したサンプルを用意した。
ルミニウムシート片に一般式（２）で示されるアルコキ
シシリル基を有するトリカルボニル化合物の０．３％ア
ルコール溶液に浸漬した後、同様に熱処理して得たサン
プル（皮膜厚さ０．０５ミクロン）を作成した。 （比較例２）従来法による防錆・防食処理済のアルミニ
ウムシートとして、実施例１と同じアルミニウムシート
片にクロメート処理したサンプル（クロメート皮膜厚さ
０．８ミクロン）を用意した。 （比較例３）実施例１で使用したアルミニウム片に、厚
さ１０ミクロンに耐食性の優れているとされるエポキシ
ポリアミド系塗料を塗布したサンプルを用意した。
【００１８】上記で得られた各種サンプルを、促進腐食
試験（試験用塩溶液、供給空気、噴霧室の条件はＪＩＳ
Ｚ ２３７１『塩水噴霧試験方法』に準拠する。）を
行った。試験結果を面積法（レイティングナンバ法）に
より測定した。結果を表１に示す。
試験（試験用塩溶液、供給空気、噴霧室の条件はＪＩＳ
Ｚ ２３７１『塩水噴霧試験方法』に準拠する。）を
行った。試験結果を面積法（レイティングナンバ法）に
より測定した。結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】本発明のアルミニウム系金属製熱交換器
は、環境汚染の危険があり、また対人毒性のある６価ク
ロムの問題がまったく含まない処理剤により行われるも
のであり、皮膜厚さもさほど厚くないため熱交換能力の
低下も小さくて済み、従来防錆・防食性及び熱交換能力
において最も効果のあったクロメート処理に匹敵する防
錆・防食皮膜を形成したものである。通常表面処理をし
たアルミニウム材を使用し熱交換器の組立をする時は、
表面処理皮膜が傷つき破損し易く、その防錆・防食効果
を失い易いのに対し、本発明方法においては熱交換器を
組み立てた後にトリカルボニル化合物溶液に浸漬して防
錆・防食処理をするため、複雑な構造のものであっても
完全に防錆・防食処理することができる。この防錆・防
食皮膜は自動車用熱交換器に用いた時に最も問題となる
高速の水滴、粉塵との衝突による皮膜の剥離に対する抵
抗力が大きく、またアルミニウム材に最も厳しい塩水噴
射試験においても十分な抵抗力を示すものであり、施工
の簡易性とともに、コスト的にも極めて優れた防錆・防
食処理方法である。
は、環境汚染の危険があり、また対人毒性のある６価ク
ロムの問題がまったく含まない処理剤により行われるも
のであり、皮膜厚さもさほど厚くないため熱交換能力の
低下も小さくて済み、従来防錆・防食性及び熱交換能力
において最も効果のあったクロメート処理に匹敵する防
錆・防食皮膜を形成したものである。通常表面処理をし
たアルミニウム材を使用し熱交換器の組立をする時は、
表面処理皮膜が傷つき破損し易く、その防錆・防食効果
を失い易いのに対し、本発明方法においては熱交換器を
組み立てた後にトリカルボニル化合物溶液に浸漬して防
錆・防食処理をするため、複雑な構造のものであっても
完全に防錆・防食処理することができる。この防錆・防
食皮膜は自動車用熱交換器に用いた時に最も問題となる
高速の水滴、粉塵との衝突による皮膜の剥離に対する抵
抗力が大きく、またアルミニウム材に最も厳しい塩水噴
射試験においても十分な抵抗力を示すものであり、施工
の簡易性とともに、コスト的にも極めて優れた防錆・防
食処理方法である。
Claims (4)
- 【請求項１】 フィン材の表面を０．１〜５ミクロンの
厚さの、一般式（１）で示されるトリカルボニル化合物 【化１】 （ただし、Ｒ1 は炭素数２ないし１０のアルキレン基、
Ｒ2 は炭素数１ないし５のアルキル基、Ｒ3 は炭素数１
ないし１０のアルキル基、Ｒ4 は炭素数１ないし１０の
アルキレン基または−Ｒ5 −Ｍ−（ＯＲ2 ）3 であり、
Ｒ5 は炭素数２ないし１０のアルキレン基を示す。Ｍは
Ｓｉ、ＴｉまたはＺｒ、ｘ，ｙ及びｚは０または１を表
す。）で被覆した防錆・防食性アルミニウム系金属製熱
交換器。 - 【請求項２】 アルミニウム系金属製熱交換器を組み立
てた後、一般式（１）で示されるトリカルボニル化合物
を含む溶液に浸漬し、１００〜２００℃で１０分間以上
熱処理することを特徴とするアルミニウム系金属製熱交
換器の防錆・防食表面処理方法。 - 【請求項３】 一般式（１）で示されるトリカルボニル
化合物が、トリカルボニルシランである時、アルミニウ
ム系金属製熱交換器表面にシラノール基が消失出する条
件で熱処理する請求項２記載のアルミニウム系金属製熱
交換器の防錆・防食表面処理方法。 - 【請求項４】 トリカルボニル化合物を含む溶液が、１
〜５％の水溶液またはアルコール溶液である請求項２記
載のアルミニウム系金属製熱交換器の防錆・防食表面処
理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10206097A JP2000039292A (ja) | 1998-07-22 | 1998-07-22 | アルミニウム系金属製熱交換器の防錆・防食表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10206097A JP2000039292A (ja) | 1998-07-22 | 1998-07-22 | アルミニウム系金属製熱交換器の防錆・防食表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000039292A true JP2000039292A (ja) | 2000-02-08 |
Family
ID=16517764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10206097A Pending JP2000039292A (ja) | 1998-07-22 | 1998-07-22 | アルミニウム系金属製熱交換器の防錆・防食表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000039292A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130302991A1 (en) * | 2011-01-24 | 2013-11-14 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Composition for forming resist underlayer film, containing silicon that bears diketone-structure-containing organic group |
-
1998
- 1998-07-22 JP JP10206097A patent/JP2000039292A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130302991A1 (en) * | 2011-01-24 | 2013-11-14 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Composition for forming resist underlayer film, containing silicon that bears diketone-structure-containing organic group |
| KR20140006822A (ko) * | 2011-01-24 | 2014-01-16 | 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 | 디케톤 구조 함유 유기기를 포함하는 실리콘 함유 레지스트 하층막 형성 조성물 |
| US9291900B2 (en) * | 2011-01-24 | 2016-03-22 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Composition for forming resist underlayer film, containing silicon that bears diketone-structure-containing organic group |
| TWI596436B (zh) * | 2011-01-24 | 2017-08-21 | 日產化學工業股份有限公司 | 含有含二酮結構之有機基之含矽光阻下層膜形成組成物 |
| KR101921513B1 (ko) * | 2011-01-24 | 2018-11-26 | 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 | 디케톤 구조 함유 유기기를 포함하는 실리콘 함유 레지스트 하층막 형성 조성물 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD13 | Notification of appointment of power of sub attorney |
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