JP2000317683A

JP2000317683A - 表面被覆アルミニウム合金材の製造方法

Info

Publication number: JP2000317683A
Application number: JP13455999A
Authority: JP
Inventors: Takenobu Doko; 武宜土公; Yutaka Yanagawa; 裕柳川; Koji Okada; 光司岡田; Yoshihisa Ota; 義久太田; Yoshiro Nakada; 義郎中田
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2000-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】アルミニウム合金チューブ、条などにろう材
をバインダーとともに被覆するに当り、ろう材を所定
の、かつ、均一な厚みに被覆しうる、工業的に実施する
に好適な表面被覆アルミニウム合金材の製造方法を提供
する。【解決手段】アルミニウム合金材の表面に、バインダ
ーによりろう材およびフラックスから選ばれる少なくと
も一種を被覆するに当り、バインダー樹脂として、エネ
ルギー線硬化性化合物を使用して被覆層を形成し、エネ
ルギー線の照射および加熱処理を行う表面被覆アルミニ
ウム合金材の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ろう材やフラック
スを被覆したチューブ、条などを製造する方法に関する
ものであり、さらに詳しくは、バインダーによりろう材
粉末やフラックス粉末を所定厚さで被覆したチューブ、
条などをを生産性よく製造する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム合金製熱交換器の具体例と
して、コンデンサーの代表的な例を図２に示す。図中２
１は押出多穴扁平チューブ、２２はフィン、２３はヘッ
ダーパイプを示す。チューブ２１は押出による多穴管が
使用され、フィン２２はろう材をクラッドしたブレージ
ングシートフィンが使用され、ブレージング工法により
一体に製造されている。近年、熱交換器の小型、軽量化
のため、ろう拡散の点から薄肉化に限界があるフィンを
ろう材をクラッドしないいわゆるベアフィンにして薄肉
化し、チューブの外側にバインダーにてろう材粉末を塗
布し、これらを組み合わせてブレージングにより一体化
する方法が提案されている（特開平７−７５８４４号な
ど）。この方法の一番の問題は、ろう材粉末を含有した
塗膜を形成する工業的な方法がまだ確立していないこと
である。実験室的に少量のチューブに塗布を行う場合
は、ろう材粉末を混ぜたバインダー溶液をロールコータ
ーやディッピングや刷毛塗り等で塗布後樹脂を硬化させ
ることで製造可能であるが、大量の材料に塗布する場
合、以下の問題が生じる。バインダーが硬化するまでの間にろう材粉末やフラッ
クス粉末が、母材の表面を樹脂と一緒に流れて不均一な
付着状態となる。所定量のろう材粉末やフラックスを固定するために必
要なバインダーの量が多くなり、バインダー被覆層が数
十μｍと厚くなる。そのために、硬化に時間がかかり、
ライン速度を上げると塗布ライン長が長くなりすぎるた
めに、速度を上げることができず、生産性が低くなる。
すなわち、硬化に３分の加熱を有する樹脂の場合、３０
ｍ／分のライン速度で９０ｍの硬化炉が必要であるが、
幅１６ｍｍのチューブに塗布する場合の生産性は約８０
ｋｇ／時間であり、非常に少量しか製造できない。

【０００３】

【発明の解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、アルミニウム合金チューブ、条などにろう材をバ
インダーとともに被覆するに当り、ろう材を所定の、か
つ、均一な厚みに被覆しうる工業的に実施するに好適な
表面被覆アルミニウム合金材の製造方法を提供すること
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らはこのような
従来のろう材含有のバインダーの被覆方法の欠点を克服
するため鋭意検討を重ねた結果、バインダー樹脂として
エネルギー線硬化性化合物を利用する方法により、ろう
材が均一に付着することで優れたろう付性を確保した、
チューブ、条などを工業的に安定して大量に製造でき、
上記目的を満足しうることを見い出し、この知見に基づ
き本発明をなすに至った。すなわち、本発明は、（１）
アルミニウム合金材の表面に、バインダーによりろう材
およびフラックスから選ばれる少なくとも一種を被覆す
るに当り、バインダー樹脂として、エネルギー線硬化性
化合物を使用して被覆層を形成し、エネルギー線の照射
および加熱処理を行うことを特徴とする表面被覆アルミ
ニウム合金材の製造方法、（２）前記エネルギー線硬化
性化合物が溶媒に溶解、可溶化、分散、または懸濁され
ていることを特徴とする（１）項記載のアルミニウム合
金材の製造方法、（３）前記被覆層の硬化のためにエネ
ルギー線の照射が行われ、溶媒の除去のため及び／又は
硬化のために加熱処理が行われることを特徴とする
（１）項記載の方法、（４）前記エネルギー線硬化性化
合物がカチオン重合性の官能基を有する高分子重合体
（Ａ）と光カチオン重合開始剤（Ｂ）からなる（１）か
ら（３）項記載の方法、（５）エネルギー線が紫外線で
ある（１）から（４）項記載の方法、及び（６）バイン
ダーによるろう材及び／又はフラックスの塗布をディッ
ピング法により行うことを特徴とする（１）から（５）
項記載の方法を提供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明は、ろう材粉末又はフラックスを塗布したアルミ
ニウム合金材の製造方法である。アルミニウム合金は特
に制限がなくブレージング用に使用可能なアルミニウム
合金であれば、それぞれの用途にあったものを使用すれ
ばよい。例えば、チューブであれば、３００３合金、１
１００合金、Ａｌ−Ｃｕ合金等が挙げられるし、熱交換
器の流体通路として使用される条であれば、３００３合
金、１１００合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金等やこれら
の合金にＡｌ−Ｚｎ系合金や純アルミニウム系の合金を
被覆した条等が挙げられる。また、フィンとして使用さ
れる条であれば、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｆｅ系合
金、純アルミニウム系合金やこれらにＺｎ等の元素を添
加した合金を挙げられる。以上の合金は一例であり、使
用される部位により必要な特性を満たすアルミニウム合
金を使用すればよい。チューブまたは条に使用するアル
ミニウム合金は以上の通りであるが、チューブまたは条
の寸法は、本材料を使用して製造する機器の設計によっ
て定められるものとし、ここでは特に限定しない。アル
ミニウム合金材の形状は特に制限がなく、前記のチュー
ブ状、条が代表的であるが、その他板状、多穴管等であ
ってもよい。本発明ではろう材粉末およびフラックスの
両者を一緒に被覆してもよく、また、ろう材粉末または
フラックスのみを被覆してもよい。本発明に使用するろ
う材粉末としてはアルミニウム合金ろう材粉末またはＳ
ｉ粉末が挙げられる。アルミニウム合金粉末はＡｌ−Ｓ
ｉ系合金、Ａｌ−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｃｕ系合金等が代
表的な合金系であるが、これらに限定するものでない。
すなわち、従来から行われているろう付が可能なろう材
の組成であればよいが、耐食性やろう流れ性を考慮する
とＡｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金、Ａｌ−
Ｓｉ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系合金、Ａ
ｌ−Ｃｕ−Ｚｎ系合金が特に好ましい。

【０００６】これらのろう材はその９０重量％以上を粒
子径で２５０μｍ以下の粒径の粉末とすることが望まし
い。これはバインダー溶液中でのろう材の沈降による不
均一な塗布を防止するためであり、特に粒径は１００μ
ｍ以下が好ましい。また、チューブおよび条をコイルと
する際に被覆したろう材粉末粒子を剥がれにくくするた
めには、４０μｍ以下の粒径の粒子が望ましく、３０μ
ｍ以下がさらに望ましい。また、ろう材粉末が小さくな
りすぎるとろう材粉末の表面積が増えるために、表面の
酸化皮膜の量が多くなり、ろう付性を低下させるため、
９０重量％以上の粒子を３μｍ以上の粒子径とする必要
があり、さらに５μｍ以上とすることが望ましい。粉末
の形状は球形に近い方が搬送および均一な分散性の点で
望ましい。その場合、凝固後のろう材を粉砕した粉末よ
りも、アトマイズ法等の方法で溶湯を急冷して製造した
粉末が望ましい。しかし、ろう付性の点では板状に近い
形の方が望ましいので、ろう材粉末を粉砕したり、ボー
ルミル等で潰した粒子を使用してもよい。粉末の形状が
球形から大きく異なる場合の粒子径は、体積が等しい球
に換算したときの径で考えればよい。また、ろう材とし
てＳｉ粉末を使用することも本発明では可能である。こ
の場合、Ｓｉ粉末はチューブや条などのアルミニウム合
金と反応してろう材となるために、５０μｍ以下の粒子
径とすることとアルミニウム合金表面の酸化皮膜を破壊
するためのフラックスを用いるのが好ましい。しかし、
ろう材表面の酸化皮膜については考慮する必要がないた
め、下限は０．５μｍ程度でも問題はない。Ｓｉ粒子は
粉砕法によって製造したものが通常使用されるが、これ
に限定するものではない。

【０００７】これらのろう材粉末はその表面にろう付に
使用するフラックスを予めコートしてあっても、本発明
に影響を及ぼさない。塗布するろう材粉末の量は、ろう
付時に形成されるフィレットの大きさが、機器の設計上
でどの程度要求されているかにより決まる。通常、アル
ミニウム合金ろう材を使用する場合、１０ｇ／ｍ^２以上
１５０ｇ／ｍ^２以下が好ましい。１０ｇ／ｍ^２未満で
は十分な大きさのフィレットが形成されないためであ
る。１５０ｇ／ｍ^２を超えると、樹脂の表面がほとん
どろう材粉末に覆われるため、付着自体が困難なためで
ある。Ｓｉ粉末を使用する場合、塗布量では３ｇ／ｍ^２
以上あればよい。本発明では、ろう材と一緒または単独
にフラックス粉末を塗布してもよい。フラックスはろう
付時にアルミニウム合金表面の酸化皮膜を破壊し、ろう
付を可能とするために使用されるものであり、弗化物
系、Ｃｓ系、塩化物系等のフラックスが代表として挙げ
られるがこれに限定するものでない。単独に塗布する場
合はチューブ、条などのアルミニウム合金材にあらかじ
め溶射や従来からのクラッド法等でろう材を被覆したも
のでもよいし、ベア材でもよい。ベア材の場合は、ろう
付する相手側にろう材があるか、置きろう等の方法であ
ればフラックスの塗布が省けるメリットがある。この場
合のフラックスの寸法は先に述べたＳｉの粒径と同等と
すれば、問題は生じない。このようにフラックスを塗布
したものは、ろう付時にフラックスの塗布が不要になる
という利点が生じる。フラックスの塗布量は０．５ｇ／
ｍ^２以上３０ｇ／ｍ^２以下が好ましいが、ろう材ほど正
確に、塗布量や分布を制御する必要はない。

【０００８】さらに、耐食性を改善する等の目的で亜
鉛、錫、インジウム、銅等の粉末をろう付性に悪影響を
及ぼさない範囲で同時に塗布してもよい。本発明で使用
するバインダー樹脂はエネルギー線硬化性化合物を含有
してなる。このエネルギー線硬化性化合物としては、通
常、多官能化合物（Ａ１）を有する光硬化性化合物
（Ａ）を含有してなり、多官能化合物（Ａ１）がエネル
ギー線で硬化可能な官能基（ａ）を１分子中に２個以上
有する化合物である。このバインダー樹脂は２種以上の
成分を混合した組成物として通常、好ましく用いられ
る。例えば、この組成物は光硬化性化合物（Ａ）ととも
に、官能基（ａ）を１分子中に１個有する単官能化合物
（Ａ２）を有していてもよい。また、エネルギー線を赤
外線、可視光線、紫外線とする場合に光硬化性化合物
（Ａ）は光重合開始材（Ｂ）を含有していてもよい。こ
のような本発明の樹脂は特性として、エネルギー線で硬
化することと、ろう付温度により低い温度で分解して、
ろう付性や耐食性に悪影響を及ぼす残留物を分解時に残
さないことが好ましい。本発明において、バインダー樹
脂とは、エネルギー線の照射による硬化前に既に高分子
であるものばかりでなく、エネルギー線照射の硬化によ
って高分子化する化合物も包含する意である。また、光
硬化性化合物とはエネルギー線照射により硬化する化合
物である。

【０００９】さらに詳しく説明すると、光硬化性化合物
（Ａ）は、１分子中に２個以上の官能基（ａ）を有す
る多官能化合物（Ａ１）のみが成分とされて、該多官能
化合物（Ａ１）単独により構成される場合と、多官能
化合物（Ａ１）と、１分子中に１個の官能基（ａ）を有
する単官能化合物（Ａ２）を成分として、両者により構
成される場合がある。光硬化性化合物（Ａ）中の多官能
化合物（Ａ１）と単官能化合物（Ａ２）のモル比は、通
常、（０．１〜１００）：（９９．９〜０）とされ、耐
溶剤性の点から、好ましくは、（１〜１００）：（９９
〜０）とされる。

【００１０】前記の官能基（ａ）としては、エネルギー
線の照射により、硬化反応可能なものであればよく、例
えば、エチレン性不飽和基、ヘテロ環含有基、（メタ）
アクリロイル基等が挙げられる。特に好ましいのはカチ
オン重合性の官能基（ａｌ）である。カチオン重合性の
官能基により光硬化性化合物（Ａ）を３次元的な網目状
とすることで、ろう材又はフラックスを被覆した後のチ
ューブに、何らかの原因で付着した有機溶剤が被膜を剥
離することを防止できるのである。光硬化性化合物
（Ａ）は特に制限するものではないが、塗布性および耐
溶剤性の点から、高分子重合体が好ましく、その重量平
均分子量は、通常、２，０００〜１，０００，０００、
好ましくは５０，０００〜３００，０００である。光硬
化性化合物（Ａ）の溶解度パラメータ（以下ＳＰ値とい
う）は、耐食性の点から５０．０以下とされ、好ましく
は、８．５〜３０．０とされる。なお、ＳＰ値はＦｅｄ
ｏｒｓ法［Ｐｏｌｙｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．１４（２）１
５２、（１９７４）］によって算出される値である。

【００１１】カチオン重合性の官能基（ａｌ）は特に限
定されないが、例えば、電子供与基を有する電子密度の
高いビニル基（ビニルエーテル基、プロペニルエーテル
基等）、ヘテロ環含有基（エポキシ基、オキサゾリジン
基、オキセタン基、環状カーボネート基、環状チオカー
ボネート基、環状ジチオカーボネート基、ラクタム基、
チオラクタム基等）が挙げられる。この内、好ましく
は、ビニルエーテル基、プロペニルエーテル基、エポキ
シ基、オキサゾリジン基、オキセタン基であり、特に好
ましいのは、ビニルエーテル基、プロペニルエーテル
基、エポキシ基である。

【００１２】官能基（ａ１）の高分子重合体への導入方
法は、特に限定されないが、例えば、下記の方法が挙げ
られる。即ち、官能基（ａｌ）を有するラジカル重合
性不飽和単量体（α）と、官能基（ａｌ）を有しないラ
ジカル重合性不飽和単量体（β）を共重合する方法、
高分子重合体［例えば、ポリアルキルアクリレート、ポ
リアルキルメタクリレート、ポリプテン、ポリアルキレ
ンオキサイド］に有機過酸化水素系ラジカル重合開始剤
［例えば、ターシャリブチルパーオキシラウレート、タ
ーシャリブチルパーオキシアセテート等］を用いて、高
分子重合体にラジカル重合性不飽和単量体（α）をグラ
フト重合する方法、活性水素［例えば、水酸基、カル
ボキシル基、アミノ基、メルカプト基］含有の高分子重
合体に、官能基（ａｌ）及び活性水素と反応可能な基
［例えば、イソシアネート基、エポキシ基、ブロックイ
ソシアネート基、ブロックエポキシ基、アミンイミド
基、ヒドロキシアルキルアミノ基、アルコキシアルキル
アミノ基］を有する化合物とを反応させる方法等であ
る。

【００１３】官能基（ａｌ）を有するラジカル重合性不
飽和単量体（α）としては、例えば、グリシジル（メ
タ）アクリレート、３，４−エポキシシクロキシアルキ
ル（メタ）アクリレート、官能基（ａｌ）及び水酸基を
有する化合物［ビニルアルコールのアルキレンオキサイ
ド付加物プロペニルアルコールのアルキレンオキサイド
付加物等］と（メタ）アクリル酸のエステルが挙げられ
る。

【００１４】官能基（ａｌ）を有しないラジカル重合性
不飽和単量体（β）としては、例えば、官能基（ａｌ）
を有しない（１）ビニル芳香族［例えば、スチレン、α
−メチルスチレン等］、（２）ビニルエステル［例え
ば、酢酸ビニル等］、（３）（メタ）アクリル酸アルキ
ルエステル［例えば、炭素数２〜２０のアルキル基を有
する（メタ）アクリレート等］、（４）（メタ）アクリ
ル酸、（５）ポリアルキレングリコールモノメタクリレ
ート及び（６）これら２種以上の混合物が挙げられる。
この内、低温揮発分解性の点から好ましいのは、上記
（３）（メタ）アクリル酸アルキルエステルであり、更
に好ましいのは、メタクリル酸アルキルエステルであ
る。

【００１５】光重合開始剤（Ｂ）の使用量については、
特に限定はないが、重合効果及び重合速度の観点から、
好ましくは、樹脂組成物の合計重量に基づいて、通常、
０．０１〜３０重量％、好ましくは、０．５〜１０重量
％である。

【００１６】光重合開始剤（Ｂ）としては、例えば
（１）光カチオン開始剤、（２）光ラジカル開始剤、
（３）光レドックス開始剤等が挙げられる。上記（１）
光カチオン開始剤としては、例えば、トリフェニルスル
フォニウムヘキサフルオロンチモネート、トリフェニル
スルフォニウムホスフェート、ジアリルヨードニウムヘ
キサフルオロアンチモネート及びこれらの２種以上の混
合物が挙げられる。上記（２）光ラジカル開始剤として
は、例えば、ベンゾインアルキルエーテル、ベンジルジ
メチルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニ
ルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル
プロパン−１−オン、ベンゾフェノン、メチルベンゾイ
ルフォーメート、イソプロピルチオキサントン及びこれ
らの２種以上の混合物が挙げられる。上記（３）光レド
ックス開始剤としては、例えば、ナフタレンとジシアノ
ベンゼンとの併用物が挙げられる。光重合性開始剤とし
て好ましくは、光カチオン開始剤である。

【００１７】上記のように本発明のバインダー樹脂は好
ましくは組成物として用いられ、この場合に付与する各
機能に応じて、樹脂組成物に以下のものを添加してもよ
い。例えば、平滑性を付与する場合には、樹脂組成物
に、低分子潤滑剤（メチルピロリドン、イソプロピルア
ルコール等）、高分子潤滑剤（ポリアルキルアクリレー
ト、ポリアクリル酸、ポリアルキルメタクリレート、ポ
リメタクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、
コロイダルシリカ等）、増粘剤（エアロゾル等）等を添
加してもよい。

【００１８】更に、塗布時の均一塗布性を付与する場合
には、樹脂組成物に、レベリング剤として、界面活性剤
（例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテ
ル等のノニオン活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテル硫酸エステル等のアニオン活性剤、アルキルアミ
ン塩等のカチオン活性剤、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキル−
Ｎ−スルホアルキレンアンモニウムベタイン等の両性活
性剤）を添加してもよい。

【００１９】樹脂組成物に、防菌性や防かび性を付与す
る場合には、ペーストや樹脂組成物に、防菌剤（例え
ば、１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン等）や、
防かび剤［２−チアゾール−４−（メチルスルホニル）
ピリジン等］を添加してもよい。

【００２０】更に、本発明の樹脂組成物の硬化速度を速
めることで、ろう付けの作業性を向上させる場合には、
樹脂組成物に、増感剤［例えば、ベンゾフェノン、クロ
ラニル等のカルボニル化合物；ニトロベンゼン、２−ニ
トロフルオレン等のニトロ化合物；アントラセン、クリ
セリン等の芳香族化合物；ジフェニルジスルフィド等の
硫化化合物等］を添加してもよい。本発明は、上記アル
ミニウム合金チューブ、条などの材料に、上記樹脂バイ
ンダーを使用し、上記ろう材粉末やフラックスを被覆す
る方法である。塗布はディッピング、ロールコーター、
スプレー塗布等で行えばよいが、ろう材やフラックスの
分布を均一にする点から特にディッピング法が好まし
い。ロールコーター、スプレー塗布の場合、ろう材やフ
ラックスを塗布する面は、両面に必要であれば両面に、
片面に必要であれば片面に、一部分に必要であれば必要
な部分に塗布することが可能である。本発明においてエ
ネルギー線硬化性化合物は、水、アルコール、トルエン
等の溶剤により溶解、可溶化、分散、または懸濁させて
用いることが好ましい。このように希釈することでバイ
ンダー樹脂の粘度を調整し、樹脂およびろう材やフラッ
クスの塗布量を一定かつ所定の量に制御することが容易
にできるためである。バインダー樹脂の塗布量は、硬化
後（溶媒を蒸発させた状態で）１００ｍｇ／ｍ^２以上３
０ｇ／ｍ^２以下が好ましい。この量が少なすぎると、被
覆したろう材やフラックスがわずかな衝撃で剥がれてし
まうが、多すぎると付着する効果は変わらないためにバ
インダーが無駄になる上に、バインダーを硬化させるの
に時間がかかるために、塗布の生産性が低下する。本発
明において、バインダー樹脂と、ろう材およびフラック
スから選ばれる少なくとも一種との混合比は、塗布する
ろう材の量、ライン速度、樹脂の粘度等で変わり、特に
制限するものでなく、目的とするろう材及びフラックス
と樹脂の塗布量に合わせて適宜設定することができる。

【００２１】このようにバインダー樹脂またはその溶液
によりろう材粉末やフラックスを塗布したチューブ、条
などのバインダーを硬化させるが、まず、硬化工程の最
初にエネルギー線を照射して樹脂の硬化を行い、その
後、熱による硬化の促進を行う順序をとるのが好まし
い。エネルギー線の種類に特に限定はなく、赤外線、可
視光線、紫外線および電子線が挙げられる。この内好ま
しいのは、紫外線、可視光線、赤外線であり、特に好ま
しいのは紫外線である。紫外線の照射装置としては、例
えば、高圧水銀灯、メタルハロゲンランプ等が挙げられ
る。本発明方法において、エネルギー線での硬化は短時
間で済むために、バインダーが硬化する前に母材の表面
を樹脂と一緒にろう材やフラックスが流れることがな
く、不均一な付着状況となることを防止できる。この効
果は特に塗布速度を高速化した際に顕著である。さら
に、表面が硬化するために、その後のチューブ、条など
の表面にロールが触れても、ろう材やフラックスの塗布
状態に変化を生じさせないために、後の炉中でチュー
ブ、条などを蛇行させることが可能となる。すなわち、
連続的な塗布を行う場合、炉中でチューブ、条などを蛇
行させることにより、コンパクトな加熱炉を使用してチ
ューブ、条などの加熱部分を長くすることができるの
で、塗布速度の高速度化が可能となり、生産性が向上す
るのである。

【００２２】本発明においてエネルギー線の照射のみで
なく、熱による硬化の促進を行うのは、紫外線または電
子線のみでは、ろう材やフラックスの裏側に隠れた樹脂
をエネルギー線で硬化するには照射時間の長時間化が必
要なためと、さらにろう材やフラックスを均一にかつ塗
布量を所定量に制御するのにバインダーに溶剤を添加し
てその粘度等を調整することが有効であるが、エネルギ
ー線では溶剤の蒸発ができないためである。本発明にお
いてこの加熱については、バインダー樹脂の種類、被覆
層の厚さにより異なるが、温度は好ましくは５０〜３０
０℃で適宜の時間行うことができる。また本発明におい
て通常、加熱はエネルギー線の照射後又は照射と同時に
行われるが、ろう材やフラックスの塗布にバインダー溶
液を使用する場合、さらに最初に溶媒の蒸発ための加熱
処理を行うことが特に好ましい。加熱は溶剤の蒸発温度
以上で樹脂の分解温度以下とするのがよい。溶媒は蒸発
温度の低いものが好ましい。蒸発に限ると硬化のための
加熱と比較して短時で完了する上、溶媒を蒸発させた効
果と残熱の影響で、その後のエネルギー線での硬化が短
時間で完了し、トータルの蒸発および硬化時間が短縮し
て生産性が著しく向上する。または蒸発は短時間の加熱
で済むがその段階で樹脂の粘度が増し、バインダー溶液
と一緒にろう材やフラックスが流れることを防止できる
効果もある。効率的には加熱温度を高めに設定して樹脂
の硬化を同時開始させることが好ましい。溶媒の蒸発後
はエネルギー線で硬化を行うと効率的である。また、最
初の加熱条件によっては、エネルギー線での硬化後の再
度の加熱処理が不要となる場合もあるが、通常はエネル
ギー線での硬化後加熱処理を行い、樹脂の硬化と溶媒の
蒸発を完全なものとすることが好ましい。この場合の加
熱は樹脂の硬化温度以上かつ溶剤の蒸発温度以上で樹脂
の分解温度以下とするのがよい。温度が高いほど短時間
で硬化する。加熱方法は雰囲気を加熱した炉中を、チュ
ーブ、条などを通してもよいし、高周波等でチューブ、
条などを加熱することで間接的に樹脂を加熱してもよ
い。

【００２３】本発明の実施形態としては、ろう材やフラ
ックスを混合したバインダーまたはバインダー溶液中に
チューブ、条などを通し、垂直に引き上げるディッピン
グ法で塗布を行った後、必要によって溶媒の蒸発のため
の加熱を行った後、樹脂を紫外線で硬化し、その後高温
雰囲気中をチューブを蛇行させながら加熱し、通過中に
硬化させる方法が最も好ましい。また、より短時間に硬
化を完了させるために、エネルギー線を照射時やその前
に熱風を吹き付けたり、照射前にチューブ、条などを高
周波等で加熱することも本発明の実施形態の一つであ
る。

【００２４】本発明で製造したチューブ、条などのアル
ミニウム合金材は、ろう付に使用する以外、特にその用
途は限定しないが、自動車等の熱交換器用の材料として
特に適している。

【００２５】

【実施例】次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説
明する。なお下記説明中、組成を示す％は特にことわら
ない限り重量％を示す。実施例では図１に示すような被
覆ラインを使用して、ろう材やフラックスの塗布を行っ
た。チューブまたは条１のコイルは２のアンコイラーよ
り巻き出され、３のディッピング槽にて塗布液（ろう材
やフラックスを混合したバインダー樹脂またはその溶
液）によりろう材やフラックスをバインダー樹脂ととも
に塗布された後、垂直に引き上げられ、長さ０．５ｍの
４の加熱炉（溶媒の蒸発）領域を通り、５のメタルハロ
ゲンランプによる紫外線照射装置を通り、さらに６の加
熱炉を通過する。６の加熱炉ではその頂上付近の８のロ
ーラーにより蛇行して、加熱炉の下側に出て９のコイラ
ーで巻き取られる場合と、破線で示したように６の加熱
炉の上側に出て、７のメタルハロゲンランプによる紫外
線照射装置を通り、９のコイラーで巻き取られる場合が
ある。５の加熱炉の長さは３ｍであり、蛇行して往復の
加熱を行う場合６ｍである。

【００２６】実施例１３００３合金に１％Ｚｎを添加した板厚０．０８ｍｍ幅
１６ｍｍの条（長さ約１０ｋｍ）に表２の条件にてろう
材粉末の塗布を行った。ろう材は粒子径を１０μｍ〜３
０μｍの範囲内になるように分級したＡｌ−１４％Ｓｉ
合金（不可避的不純物として、Ｆｅを０．６ｗｔ％以
下、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｔｉ等の元素をそれぞれ０．０
５ｗｔ％以下含有している）ろう材粉末（ガスアトマイ
ズ法により製造）を使用した。比較例および従来例に使
用したバインダー樹脂を表１に示す。実施例に使用した
バインダー樹脂は多官能化合物として、トリエチレング
リコールジメタクリレートを、また、光重合開始剤とし
て２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン
−１−オンを選択し、これらを表１の重量比で配合した
ものである。塗布する際には、ろう材の付着量を調整す
るために、必要に応じ溶媒としてトルエンを添加した。
比較例ならびに従来例では、熱硬化型として代表的なポ
リメタクリレートを使用し、溶媒としてトルエンを添加
した。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】塗布液の組成は次の通りである。バインダ
ー樹脂３〜３０％、ろう材５〜５０％、残部溶媒など。
ディッピング槽中の塗布液の粘度と引き上げ速度および
塗布液中のろう材含有量を調整することによりろう材の
付着量が３０ｇ／ｍ^２、バインダー樹脂５〜１５ｇ／ｍ
^２となるようにした。加熱条件及び紫外線条件は次の通
りである。加熱炉４２００℃ 長さ０．５ｍ加熱炉６２００℃ 長さ３又は６ｍ紫外線照射装置５１０００ｍＪ／ｃｍ^２長さ０．５ｍ紫外線照射装置８１０００ｍＪ／ｃｍ^２長さ０．５ｍ実験番号１と加熱を行わない以外の条件を同じで実施し
たものが、実験番号４であり、紫外線照射以外を同じ条
件で実施したものが、実験番号７であり、さらに、紫外
線照射を行わずに、実験番号１の半分の速度としている
条件が実験番号５である。実験番号２と紫外線照射以外
を同じ条件で実施したものが、実験番号６である、従来
例はエネルギー線の照射を行わずに樹脂が硬化する最大
速度である。得られたコイルの状況を表３に示す。実験
番号４、６、７では完全に樹脂が硬化しないでコイリン
グされ、条の間で樹脂が結合してしまうブロッキング現
象が発生した。ブロッキングが発生していないコイルか
ら採取した条を高さ１０ｍｍ間隔２ｍｍのピッチにコル
ゲート加工を行った。このコルゲートした条をフィン材
として２０山分ずつを使用し、幅１６ｍｍ厚さ１ｍｍの
３００３合金板と組み合わせて２段コアを組み立て、フ
ッ化物系のフラックスを塗布し、窒素ガス雰囲気中で６
００℃×３分のろう付加熱を行った。ろう付状況をフィ
ンの接着率で評価した。すなわち、チューブからフィン
を剥がし、完全に接着されているものの接着率を１００
％とし、未接着部があるものは、（接着されている部分
の長さ）／（接着されている部分の長さ＋未接着部の長
さ）を１００倍して接着率（％）とした。結果を表３に
示す。

【００３０】

【表３】

【００３１】本発明の条では、いずれの部位でも良好な
ろう付性を有している。対して、実験番号５は実験番号
１よりも速度が遅いにも関わらず、接着率が非常に低
い。これは樹脂表面が硬化する前に炉中の折り返しのロ
ーラーに樹脂の表面が接したためと考えられる。また、
従来例で１００％を達成していないのは、速度が遅いた
めに樹脂が硬化する前に樹脂とともにろう材が流れて不
均一な分布となるためである。これはろう材の付着量を
増やすことで解決できるが、コスト的に不利である。す
なわち、本発明によるものは、従来および比較例と比
べ、塗布速度が早いにも関わらず、優れたろう付性を示
している。

【００３２】実施例２ＪＩＳＡｌ０５０アルミニウムの円筒状のビレットを熱
間押出して得られた多穴扁平管（高さ１．８ｍｍ、幅１
６ｍｍ、長さ約２ｋｍ、８穴）に表４に示すろう材やフ
ラックスを表５のバインダー樹脂またはバインダー樹脂
溶液に混合して塗布液を調製し、これを用いて、図１の
塗布ラインにて表６の手順にて被覆を行った。表中に示
されているろう材粉末には特に記載されていない限り
は、不可避的不純物として、Ｆｅを０．６ｗｔ％以下、
Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｔｉ等の元素をそれぞれ０．０５ｗ
ｔ％以下含有している。バインダー樹脂は、実施例１に
使用したものと同じもの（および）ならびにカチオ
ン重合性の官能基を有する高分子体とカチオン重合開始
剤からなるバインダー樹脂を使用した。また、ろう材お
よびフラックスの付着量を調整するために、必要に応じ
溶媒としてトルエンを添加した。塗布液の組成は次の通
りである。バインダー樹脂３〜３０％、ろう材及びフラ
ックス５〜７０％。ディッピング槽中の塗布液の粘度と
引き上げ速度および塗布液中のろう材およびフラックス
含有量を調整することによりろう材のおよびフラックス
の付着量が表６の量となるようにした。この場合のバイ
ンダー樹脂の付着量は０．５〜１５ｇ／ｍ^２である。加
熱条件および紫外線照射条件は実施例１と同じである。

【００３３】

【表４】

【００３４】

【表５】

【００３５】

【表６】

【００３６】実験番号９および１１と加熱処理以外を同
じ条件で実施したものが、それぞれ実験番号１７および
２０である。また、実験番号１０、１３および１６と紫
外線照射以外を同じ条件で材実施したものが、それぞれ
実験番号１９、２１および２３であり、さらに実験番号
９および１３の半分の速度としている条件がそれぞれ実
験番号１８および２２である。従来例はエネルギー線の
照射を行わずに樹脂が硬化する最大速度で実施した例で
ある。得られたコイルの状況を表７に示す。実験番号１
７、１９、２０、２１および２３では完全に樹脂が硬化
しないでコイリングされ、条間で樹脂が結合してしまう
ブロッキング現象が発生した。ブロッキングが生じてい
ないコイルは、その後製直加工を行って長さ５８０ｍｍ
ずつに切断したチューブを採取した。

【００３７】得られた多穴チューブのうちろう材を被覆
したものを、板厚０．０７ｍｍでコルゲート加工したＡ
ｌ−０．５Ｓｉ−１％Ｆｅ−０．５％Ｎｉ−２％Ｚｎ合
金フィンと３００３合金のヘッダーパイプと組み合わせ
図２に示す熱交換器コアを組み立てた。得られたコアに
フッ化物系のフラックスを塗布し（フラックスをろう材
と一緒に塗布しているものについてはフラックスを塗布
せずに）、窒素雰囲気中で５９５℃にて３．５分の加熱
条件でろう付した。また、フラックスのみを塗布したチ
ューブは、３００３合金を芯材にして４０４５合金を両
面に８％クラッドした板厚０．１ｍｍのブレージングシ
ートをコルゲートしたフィンと３００３合金の表層に４
０４５合金を５％被覆したヘッダーパイプと組み合わ
せ、フラックスを塗布することなく上記と同じ条件でろ
う付加熱した。

【００３８】ろう付状況を実施例１と同様にしてフィン
の接着率で評価した。すなわち、チューブからフィンを
剥がし、完全に接着されているものの接着率を１００％
とし、未接着部があるものは、（接着されている部分の
長さ）／（接着されている部分の長さ＋未接着部の長
さ）を１００倍して接着率（％）とした。結果を表７に
示す。

【００３９】

【表７】

【００４０】また、耐溶剤性の試験として、ブロッキン
グを生じていないコイルから切断したチューブを使用
し、３０℃のトルエンに１０分間浸漬後、チューブをト
ルエンから取り出し、チューブ表面にトルエンが残存す
る状態で、チューブとガーゼをこする剥離試験を行っ
て、皮膜の剥離状況を観察した。剥離試験後に剥離が認
められないものを○、浸漬時に皮膜が溶出したり、剥離
試験で剥離が認められるものを×とした。本発明の方法
によればよく、いずれの部位でも良好なろう付性を有し
ている。対して、実験番号１８および２２は実験番号９
および１３よりも速度が遅いにも関わらず、接着率が非
常に低い。これは樹脂表面が硬化する前に炉中の折り返
しのローラーに樹脂の表面が接したためであると考えら
れる。また、従来例で１００％を達成していないのは、
速度が遅いために樹脂が硬化する前に樹脂とともにろう
材やフラックスが流れて不均一な分布となるためであ
る。これはろう材やフラックスの付着量を増やすことで
解決できるが、コスト的に不利である。さらに、カチオ
ン重合性の官能基を有する高分子重合体をカチオン重合
開始剤からなるバインダーを使用した本発明の実施例で
は、耐溶剤性にも優れる。すなわち、本発明によるもの
は、従来および比較例と比べ、塗布速度が早いにも関わ
らず、優れたろう付性を示している。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明法によれば、ろう付
性が安定したろう材やフラックスを樹脂により被覆した
アルミニウム合金チューブおよび条を生産性を高く工業
的に得ることができ、さらに、フラックスをろうと一緒
に塗布したものではろう付時のフラックスの塗布が不要
であり、工業上顕著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施例に使用したろう材およびフラック
スの塗布ラインを示す模式図である。

【図２】図２はパラレルフロータイプのコンデンサーを
示す模式図である。

【符号の説明】

１ろう材やフラックスを塗布する条またはチューブ２アンコイラー３ディッピング槽４加熱炉（溶媒の蒸発炉）５メタルハロゲンランプによる紫外線照射装置６加熱炉７ローラー８メタルハロゲンランプによる紫外線照射装置９コイラー２１押出多穴扁平チューブ２２フィン２３ヘッダーパイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｃ２２Ｃ 21/00 Ｃ２２Ｃ 21/00 Ｊ (72)発明者柳川裕東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者岡田光司東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者太田義久京都府京都市東山区一橋野本町11番地の１三洋化成工業株式会社内 (72)発明者中田義郎京都府京都市東山区一橋野本町11番地の１三洋化成工業株式会社内Ｆターム(参考） 4D075 AB01 BB21Z BB46Z CA47 DA15 DB07 DC16 EA21 EA60 EB22 EB45 EC10 EC30 4F042 AA23 AA25 DB51

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム合金材の表面に、バインダ
ーによりろう材およびフラックスから選ばれる少なくと
も一種を被覆するに当り、バインダー樹脂として、エネ
ルギー線硬化性化合物を使用して被覆層を形成し、エネ
ルギー線の照射および加熱処理を行うことを特徴とする
表面被覆アルミニウム合金材の製造方法。
【請求項２】前記エネルギー線硬化性化合物が溶媒に
溶解、可溶化、分散、または懸濁されていることを特徴
とする請求項１記載のアルミニウム合金材の製造方法。
【請求項３】前記被覆層の硬化のためにエネルギー線
の照射が行われ、溶媒の除去のため及び／又は硬化のた
めに加熱処理が行われることを特徴とする請求項１記載
の方法。
【請求項４】前記エネルギー線硬化性化合物がカチオ
ン重合性の官能基を有する高分子重合体（Ａ）と光カチ
オン重合開始剤（Ｂ）からなる請求項１から３のいずれ
か１項に記載の方法。
【請求項５】エネルギー線が紫外線である請求項１か
ら４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】バインダーによるろう材及び／又はフラ
ックスの塗布をディッピング法により行うことを特徴と
する請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。