JP2003302192A - プレート素材の表面処理方法及び熱交換器用放熱フィン - Google Patents
プレート素材の表面処理方法及び熱交換器用放熱フィンInfo
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Abstract
を低減することにある。 【解決手段】 この表面処理方法は、圧延用油を用いて
圧延されてなり、熱交換器の放熱フィン11として用い
られるプレート素材1の表面を処理するための方法であ
って、準備工程と、塗料塗布工程とを備えている。準備
工程では、プレート素材1を準備する。塗料塗布工程で
は、プレート素材1の表面に、脱脂処理を施すことなく
塗料を塗布する。
Description
面処理方法、特に、圧延油を用いて圧延されてなり、熱
交換器の放熱フィンとして用いられるプレート素材の表
面を処理するための方法に関する。また、本発明は、熱
交換器用放熱フィン、特に、圧延油を用いて圧延された
プレート素材からなり、熱交換器内に配置される板状の
フィンに関する。
置は、一般に、外気との間で熱交換するための熱交換器
を備えている。熱交換器は、通常、複数の放熱フィン
と、複数の伝熱管と、プロペラファン等の送風手段とを
備えている。複数の放熱フィンは、板厚方向に所定間隔
ごとに配置されたプレート状部材である。複数の伝熱管
は、複数の放熱フィンを板厚方向に貫通して装着され
る。送風手段は、複数の放熱フィン及び伝熱管に空気流
を送るためのものである。
する放熱フィン間の隙間に空気流が送られることで熱交
換され、伝熱管の内側を流通する冷媒が蒸発または凝縮
される。放熱フィンは、一般に、純アルミニウム製のプ
レート素材からなり、このプレート素材を金型により所
定のフィン形状に型取りして製造される。プレート素材
は、型取りされる前に、通常、耐食性を向上させるべ
く、耐食性塗料が塗布されて耐食性被膜が形成される。
て圧延されて製造されるため、表面に圧延油が残存して
いる。このため、表面に塗料を塗布する際に、塗料が圧
延油に弾かれて塗布作業が困難となる。そこで、従来の
表面処理では、塗料の塗布を行う前に、プレート素材を
アルカリ溶液の処理槽に浸漬して脱脂処理され、さら
に、表面に耐食性被膜を形成しかつ表面を粗面化するた
めに、クロム酸処理剤の処理槽に浸漬してクロム酸処理
される。
表面処理方法では、脱脂処理及びクロム酸処理のための
処理槽を必要とするため、設備費用が増大する。また、
クロム酸処理によって生じる処理廃液は重金属を含み耐
環境の点で問題があることから、所定の処理を施した後
で廃棄する必要がある。しかし、この廃液処理に際して
は、専用の処理層が別途必要になるとともに、定期的に
廃液処理作業を行う必要があることからランニングコス
トも増大する。
にかかる設備費用等を低減することにある。また、本発
明の目的は、そのような表面処理を施して熱交換器用放
熱フィンを得ることにある。
方法は、圧延用油を用いて圧延されてなり、熱交換器の
放熱フィンとして用いられるプレート素材の表面を処理
するための方法であって、第1工程と、第2工程とを備
えている。第1工程では、プレート素材を準備する。第
2工程では、プレート素材の表面に、脱脂処理を施すこ
となく塗料を塗布する。
ト素材に塗料を塗布できるため、従来のように脱脂のた
めの処理層が不要となり、設備費用が低減される。請求
項2に係る表面処理方法は、請求項1の表面処理方法に
おいて、第2工程では、プレート素材の表面に、粗面化
処理を施すことなく塗料を塗布する。この方法では、プ
レート素材の粗面化処理を行わずに塗料を塗布できるた
め、従来のようにクロム酸処理のための処理層が不要と
なり、設備費用が低減される。また、廃液処理もせずに
済むため、ランニングコストを抑えることができる。
または2の表面処理方法において、第2工程では、プレ
ート素材の搬送方向に50m/分以下の速度で塗料を塗
布する。この方法では、塗料は、比較的遅い速度でプレ
ート素材に塗布されるため、油に弾かれにくい粘度の高
い塗料を用いることが可能である。そして、このような
方法を採用することにより、脱脂処理を省略することが
可能となる。
の表面処理方法において、塗料は、プレート素材に対す
る塗布速度との関係で使用可能な粘度を有している。塗
料の塗布速度が異なると、その塗布速度において使用可
能な塗料の粘度も異なってくる。ここでは、そのような
塗布速度との関係で使用可能な粘度を有する塗料を用い
ることとしている。
から4のいずれかの表面処理方法において、第2工程で
は、240℃以上270℃以下の雰囲気下で塗料を乾燥
させる。この方法では、比較的高温度の雰囲気下で塗料
を乾燥させるため、プレート素材に残存した圧延油が塗
料中に分散しやすくなる。これにより、脱脂処理を省い
てもプレート素材表面に安定して塗膜が形成される。
から5のいずれかの表面処理方法において、塗料は、耐
食性塗料と親水性塗料とを含む。また、第2工程は、第
3工程と、第4工程とを有している。第3工程では、プ
レート素材の表面に耐食性塗料を塗布する。第4工程で
は、第3工程を経たプレート素材の表面に親水性塗料を
塗布する。
器に用いられる場合は耐食性に加えて親水性がさらに要
求される。この場合、プレート素材表面には、通常、耐
食性被膜が形成された後、その上にさらに親水性被膜が
形成される。ここでは、主として、室外機用熱交換器の
放熱フィンとして用いられるプレート素材に対し表面処
理を施す場合を対象としている。
から6のいずれかの表面処理方法において、第4工程で
は、プレート素材は、第3工程での搬送経路と同一の搬
送経路を逆方向に搬送される。プレート素材は、通常、
所定の速度で搬送させた状態で、塗料の塗布、乾燥等が
行われるが、この方法では、耐食性塗料の塗布と親水性
塗料の塗布とが同一経路上で行われることとなるため、
例えば、乾燥炉を搬送経路上に1つだけ配置しておくこ
とで、両工程の乾燥を行えるようになる。このため、設
備費用をさらに削減でき、作業効率を向上させることが
できる。
の表面処理方法において、第3工程では、第4工程より
低温度の雰囲気下で、プレート素材に塗料を塗布する。
この方法では、耐食性塗料は、後で塗布される親水性塗
料の塗布時よりも低温で塗布されるため、親水性塗料の
乾燥時に耐食性塗料に熱履歴が生じるのを抑えることが
できる。
圧延用油を用いて圧延されたプレート素材からなり、熱
交換器内に配置される放熱のための板状のフィンであっ
て、フィン本体と、塗膜とを備えている。塗膜は、フィ
ン本体の表面に形成されている。そして、圧延用油が、
フィン本体表面1m2当たりに、10mg以下含まれて
いる。
しているため、脱脂処理を経ずに表面処理されているこ
とを確認できる。請求項10に係る熱交換器用放熱フィ
ンは、圧延用油を用いて圧延されたプレート素材からな
り、熱交換器内に配置される放熱のための板状のフィン
であって、フィン本体と、塗膜とを備えている。塗膜
は、フィン本体の表面に形成されている。そして、塗膜
は、赤外線スペクトルにおいて、圧延油の構成主成分に
相当するピークを有している。
に分散した状態で残存しているため、塗膜の赤外線スペ
クトルを測定すると、圧延油の構成主成分に相当するピ
ークが現れる。したがって、この放熱フィンは、脱脂処
理を経ずに表面処理されていることを確認できる。請求
項11に係る熱交換器用放熱フィンは、請求項10の熱
交換器用放熱フィンにおいて、塗膜は、赤外線スペクト
ルにおいて、1500cm-1以上2000cm-1以下の
範囲にピークを有する。
延油としてはこのような範囲にピークを有するものが多
いことから、かかる範囲に赤外線スペクトルのピークを
有するものを対象としている。この放熱フィンは、圧延
油の一部が塗膜中に分散した状態で残存しているため、
塗膜の赤外線スペクトルを測定すると、圧延油の構成成
分に相当するピークが現れる。したがって、この放熱フ
ィンは、脱脂処理を経ずに表面処理されていることを確
認できる。
は、請求項9から11いずれかの熱交換器用放熱フィン
において、塗膜表面における板厚方向の凹凸が2μm以
上5μm以下の範囲にある。この放熱フィンは、粗面化
処理が施されていないため、粗面化処理が施されたもの
に比べ塗膜表面の凹凸が少なく、上記範囲内に抑えられ
ている。したがって、この放熱フィンは、粗面化処理を
経ずに表面処理されていることを確認できる。
は、請求項1から8のいずれかに記載の表面処理方法に
より処理されたプレート素材を用いてなる。この放熱フ
ィンは、上述の表面処理方法により処理されたプレート
素材を用いて製造されたものであって、表面処理のため
の設備費用等を低減しうる処理方法を経て製造されたも
のである。
図1に、本発明の一実施形態が採用された表面処理方法
の概要を示す。まず、この表面処理方法に用いられる装
置について説明する。プレート素材1は、2つのコイラ
ー21,31の間に掛け渡してセットされる。コイラー
21,31は、それぞれプレート素材1の巻き出し及び
巻き取りが可能な装置であり、一方でプレート素材1を
巻き出し、他方でプレート素材1を巻き取ることで、プ
レート素材1を図1の左右いずれかの方向に搬送するこ
とができる。
は、プレート素材1の表面に塗布された塗料を乾燥させ
るための乾燥炉23が配置されている。乾燥炉23は、
搬送方向に沿って開口されており、内側にプレート素材
1が移動自在に配置される。乾燥炉23のコイラー21
側には、耐食性塗料(後述)を塗布するためのロールコ
ータ25が配置され、コイラー31側には、親水性塗料
(後述)を塗布するためのロールコータ35が配置され
ている。ロールコータ25のロール表面は、塗料の保持
性を上げるためにメッシュ仕上げされており、ロールコ
ータ35のロール表面はダル仕上げされている。
下流側にはそれぞれ、塗料の表面に処理剤を添加するた
めの処理部27,37が配置され、乾燥炉23を介した
さらに下流側には、乾燥炉23で過熱されたプレート素
材1を冷却するための冷却ブロー29,39が配置され
ている。次に、この表面処理方法について説明する。
なるプレート素材1の表面を処理するための方法であ
る。プレート素材1は、主として、空気調和装置の室外
機及び室内機の熱交換器内に配置される放熱フィンに用
いられる。この方法は、準備工程と、塗料塗布工程とを
備えている。準備工程では、ロール状に巻かれたプレー
ト素材1を用意し、コイラー21,31にセットする。
このプレート素材1は、純アルミニウム製であり、圧延
油を用いて圧延されて製造されたものである。
に、脱脂処理及び粗面化処理を施すことなく塗料を塗布
する。この工程は、耐食性塗料塗布工程と、親水性塗料
塗布工程とを有している。耐食性塗料塗布工程では、ロ
ールコータ25によりプレート素材1の表面に耐食性塗
料を塗布する。この工程では、プレート素材1が一定の
速度で図1の右方向に搬送されることで、ロールコータ
25により一定の速度で塗料が塗布される。ここでは、
50m/分以下の速度で、好ましくは10〜40m/分
の速度で塗料が塗布される。
等の塗料が用いられる。ここで用いられる塗料は、プレ
ート素材1に対する塗布速度との関係で使用可能な粘度
を有している。具体的には、図2の斜線で示される領域
に粘度を有する塗料が用いられる。なお、塗布速度が大
きい場合は粘度の小さい塗料は本方法での使用に適さな
い。これは、粘度が小さい場合は、ロールコータ25の
ロール上に塗料を十分に保持できず、プレート素材1に
良好に塗布できないためである。したがって、例えば、
塗布速度が50m/分である場合は、40秒以上の粘度
を有する塗料が好ましく使用される。なお、従来の表面
処理においては、100〜250m/分の速度で塗布さ
れる。
乾燥炉23に搬送されて240℃以上270℃以下の雰
囲気下で乾燥される。この際、後の親水性塗料塗布工程
での乾燥温度よりも低い温度で乾燥される。親水性塗料
塗布工程では、ロールコータ35によりプレート素材1
の表面に耐食性塗料が塗布される。この工程では、プレ
ート素材1が一定の速度で図1の左方向に搬送されるこ
とで、一定の速度で塗布される。塗布速度は、耐食性塗
料の塗布と同様である。
等の塗料が用いられる。親水性塗料の、塗布速度との関
係において使用可能な粘度は、耐食性塗料の場合と同様
である。また、この工程では、耐食性塗料の乾燥と同様
の温度雰囲気下で乾燥されるが、前述のように、耐食性
塗料の乾燥温度よりも高い温度で乾燥される。この表面
処理方法では、プレート素材1は、まず、コイラー21
からコイラー31に向かって搬送される。このとき、プ
レート素材1は、脱脂処理及びクロム酸処理が施される
ことなく、ロールコータ25により耐食性塗料が塗布さ
れる。そして、処理部27で処理剤が添加された後、乾
燥炉23内で、上記所定温度まで加熱され、塗料が乾
燥、固化される。その後、プレート素材1は、冷却ブロ
ー29で冷却されてコイラー31に巻き取られる。
からコイラー21に向かって搬送され、この間にロール
コータ35により親水性塗料が塗布される。そして、処
理部37で処理剤が添加された後、乾燥炉23内で、上
記所定温度まで加熱され、塗料が乾燥、固化される。そ
の後、プレート素材1は、冷却ブロー39で冷却されて
コイラー21に巻き取られる。
は、従来に比べ比較的遅い速度でプレート素材1に塗布
され、これにより、比較的粘度の高い塗料を用いること
ができる。このため、プレート素材1上に圧延油が残存
していても、塗料が圧延油に弾かれるのを抑えて塗膜を
形成することができる。そして、このような方法を採用
することで、従来の脱脂処理及び粗面化処理を省略で
き、これにより、各処理に要する処理層が不要となり、
設備費用が大幅に低減される。
できることから、廃液処理を行う必要も生じず、表面処
理にかかるランニングコストが抑えられる。[熱交換器
用放熱フィン]図3及び図4に、本発明の一実施形態が
採用された熱交換器用放熱フィン11を示す。
される放熱のための板状のフィンである。放熱フィン1
1は、上記表面処理方法により処理されたプレート素材
1からなり、フィン本体13と、塗膜15とを備えてい
る。フィン本体13は、プレート素材1を金型により所
定のフィン形状に型取りして製造され、図示されるよう
な形状に形成される。また、フィン本体13は、熱交換
器の内に配置される複数の伝熱管(図示せず)が貫通し
て装着される複数の孔13aを有している。
されている。そして、この塗膜15は、圧延用油がフィ
ン本体13表面1m2当たりに10mg以下含まれてい
る。また、この塗膜15は、赤外線スペクトルにおい
て、1500cm-1以上2000cm-1以下の範囲にピ
ークを有する。さらに、塗膜15の表面は、走査型電子
顕微鏡(SEM)により測定される板厚方向の凹凸が、
2μm以上5μm以下の範囲にある。
放熱フィン11は、脱脂処理が施されていないため、圧
延油を所定量含んでいる。また、赤外線スペクトルを測
定した場合は、圧延油の存在を示すピークが現れること
から、脱脂処理を行っていないことを確認できる。さら
に、走査型電子顕微鏡により塗膜15表面の凹凸を測定
した場合は、クロム酸処理を施す表面処理を行った場合
に比べ少ない範囲に抑えられているため、クロム酸処理
を行っていないことを確認できる。
性塗膜が形成されているため、主として、室内機の熱交
換器の放熱フィンとしての使用に適している。 [他の実施形態] (a)上記表面処理方法は、空気調和装置の室外機及び
室内機以外の装置の熱交換器等に用いられる放熱フィン
を製造するためのプレート素材の表面処理に用いてもよ
い。
材に耐食性塗料のみを塗布してもよい。この場合は、主
として、室外機の熱交換器用放熱フィンとして用いるこ
とができる。 (c)上記表面処理方法では、所定の発色剤を添加した
塗料を用いて表面処理を行ってもよい。この場合は、圧
延油によって弾かれなかった塗膜の部分が着色して見え
るため、着色の程度(濃淡)によって、塗膜の膜厚を目
視で確認することができる。
わずにプレート素材に塗料を塗布できるため、従来のよ
うに脱脂のための処理層が不要となり、設備費用が低減
される。請求項2に係る発明では、プレート素材の粗面
化処理を行わずに塗料を塗布できるため、従来のように
クロム酸処理のための処理層が不要となり、設備費用が
低減される。また、廃液処理もせずに済むため、ランニ
ングコストを抑えることができる。
遅い速度でプレート素材に塗布されるため、油に弾かれ
にくい粘度の高い塗料を用いることが可能である。そし
て、このような方法を採用することにより、脱脂処理を
省略することが可能となる。請求項4に係る発明では、
塗料の塗布速度が異なるとその塗布速度において使用可
能な塗料の粘度も異なってくるために、そのような塗布
速度との関係で使用可能な粘度を有する塗料を用いるこ
ととしている。
雰囲気下で塗料を乾燥させるため、プレート素材に残存
した圧延油が塗料中に分散しやすくなる。これにより、
脱脂処理を省いてもプレート素材表面に安定して塗膜が
形成される。請求項6に係る発明では、主として、室外
機用熱交換器の放熱フィンとして用いられるプレート素
材に対し表面処理を施す場合を対象としている。
を搬送経路上に1つだけ配置しておくことで、両工程の
乾燥を行えるようになる。このため、設備費用をさらに
削減でき、作業効率を向上させることができる。請求項
8に係る発明では、耐食性塗料は、後で塗布される親水
性塗料の塗布時よりも低温で塗布されるため、親水性塗
料の乾燥時に耐食性塗料に熱履歴が生じるのを抑えるこ
とができる。
が残存しているため、脱脂処理を経ずに表面処理されて
いることを確認できる。請求項10に係る発明では、圧
延油の一部が塗膜中に分散した状態で残存しているた
め、塗膜の赤外線スペクトルを測定すると、圧延油の構
成成分に相当するピークが現れる。したがって、この放
熱フィンは、脱脂処理を経ずに表面処理されていること
を確認できる。
般に用いられる圧延油としてはこのような範囲にピーク
を有するものが多いことから、かかる範囲に赤外線スペ
クトルのピークを有するものを対象としている。請求項
12に係る発明では、粗面化処理が施されていないた
め、粗面化処理が施されたものに比べ塗膜表面の凹凸が
少なく、上記範囲内に抑えられている。したがって、こ
の放熱フィンは、粗面化処理を経ずに表面処理されてい
ることを確認できる。
理方法により処理されたプレート素材を用いて製造され
たものであって、表面処理のための設備費用等を低減し
うる処理方法を経て製造されたものである。
処理方法の概要を示す図。
と粘度との関係を表すグラフ。
ンを示す平面図。
Claims (13)
- 【請求項1】圧延用油を用いて圧延されてなり、熱交換
器の放熱フィン(11)として用いられるプレート素材
(1)の表面を処理するための方法であって、 前記プレート素材(1)を準備する第1工程と、 前記プレート素材(1)の表面に、脱脂処理を施すこと
なく塗料を塗布する第2工程と、を備えたプレート素材
(1)の表面処理方法。 - 【請求項2】前記第2工程では、前記プレート素材
(1)の表面に、粗面化処理を施すことなく前記塗料を
塗布する、請求項1に記載のプレート素材(1)の表面
処理方法。 - 【請求項3】前記第2工程では、前記プレート素材
(1)の搬送方向に50m/分以下の速度で前記塗料を
塗布する、請求項1または2に記載のプレート素材
(1)の表面処理方法。 - 【請求項4】前記塗料は、前記プレート素材(1)に対
する塗布速度との関係で使用可能な粘度を有している、
請求項3に記載のプレート素材(1)の表面処理方法。 - 【請求項5】前記第2工程では、240℃以上270℃
以下の雰囲気下で、前記塗料を乾燥させる、請求項1か
ら4のいずれかに記載のプレート素材(1)の表面処理
方法。 - 【請求項6】前記塗料は、耐食性塗料と親水性塗料とを
含み、前記第2工程は、前記プレート素材(1)の表面
に前記耐食性塗料を塗布する第3工程と、前記第3工程
を経たプレート素材(1)の表面に前記親水性塗料を塗
布する第4工程とを有している、請求項1から5のいず
れかに記載のプレート素材(1)の表面処理方法。 - 【請求項7】前記第4工程では、前記プレート素材
(1)は、前記第3工程での搬送経路と同一の搬送経路
を逆方向に搬送される、請求項1から6のいずれかに記
載のプレート素材(1)の表面処理方法。 - 【請求項8】前記第3工程では、前記第4工程より低温
度の雰囲気下で、前記プレート素材(1)に前記塗料を
塗布する、請求項7に記載のプレート素材(1)の表面
処理方法。 - 【請求項9】圧延用油を用いて圧延されたプレート素材
(1)からなり、熱交換器内に配置される放熱のための
板状のフィン(11)であって、 フィン本体(13)と、 前記フィン本体(13)の表面に形成された塗膜(1
5)とを備え、 前記圧延用油が、前記フィン本体(13)表面1m2当
たりに、10mg以下含まれている、熱交換器用放熱フ
ィン(11)。 - 【請求項10】圧延用油を用いて圧延されたプレート素
材(1)からなり、熱交換器内に配置される放熱のため
の板状のフィン(11)であって、 フィン本体(13)と、 前記フィン本体(13)の表面に形成された塗膜(1
5)とを備え、 前記塗膜(15)は、赤外線スペクトルにおいて、前記
圧延油の構成主成分に相当するピークを有している、熱
交換器用放熱フィン(11)。 - 【請求項11】前記塗膜(15)は、赤外線スペクトル
において、1500cm-1以上2000cm-1以下の範
囲にピークを有する、請求項10に記載の熱交換器用放
熱フィン(11)。 - 【請求項12】前記塗膜(15)表面における板厚方向
の凹凸が2μm以上5μm以下の範囲にある、請求項9
から11のいずれかに記載の熱交換器用放熱フィン(1
1)。 - 【請求項13】請求項1から8のいずれかに記載の表面
処理方法により処理されたプレート素材(1)を用いて
なる熱交換器用放熱フィン(11)。
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