JP2005097703A - 耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム材および該アルミニウム材を用いた熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 親水性や耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム材料を提供することを目的とする。
【解決手段】 アルミニウム基材１の上層に、アルミニウムの酸化物からなる膜厚２０ｎｍ〜３００ｎｍの無孔質皮膜２を形成し、その上層に、親水性皮膜４を形成して熱交換器用アルミニウム材とする。さらに所望により無孔質皮膜２と親水性皮膜４との間に耐食性皮膜３を形成する。また、所望により親水性皮膜４の上層に、水溶性樹脂層５を形成する。
上記アルミニウム材を用いて熱交換器を構成する。アルミニウム基材の上層に形成された適切な厚さの無孔質皮膜によって優れた耐食性が得られ、その上層にある親水性皮膜によって大気中の水分が付着して水滴状になるのを防止して熱交換性能の低下を防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、親水性に優れた皮膜が設けられたアルミニウム又はアルミニウム合金製熱交換器用の材料に関し、特に、自動車用空調器及び家庭用空調器等の熱交換器のフィン用材料として好適な熱交換器用プレコートアルミニウム材およびこれを用いた熱交換器に関するものである。

自動車用空調器や家庭用空調器等の熱交換器では、冷房動作時にフィンの表面温度の低下によって大気の水分がフィンの表面に付着し凝集して水滴を形成するという現象が生じる。この水滴はフィン表面での熱伝導の妨げになり、またフィン間の通風抵抗を増大させてさらに熱交換効率を低下させる。このような問題を解決するために、フィン表面に親水性皮膜を形成することでフィン表面の親水性を高めて付着水分により水滴が形成されるのを防止する方法が提案されている（例えば特許文献１）。
また、上記空調等の熱交換器は、腐食環境で使用されるため、熱交換器用の材料には耐食性が必要とされ、上記親水性皮膜の下地処理として耐食性に優れたものが要求されている。例えば、クロメート処理は、材料の耐食性を容易に改善できる方法であり、各種材料に広く利用されているものである。すなわち上記熱交換器用のアルミニウム材の下地処理としてクロメート処理を施して、その上層に親水性を向上させる目的で親水性皮膜を形成することが可能である。
特開２００２−１６２１８６号公報

しかし、前記クロメート処理ではクロムの使用が不可欠であり、環境クロム汚染を引き起こす可能性を有している。このためクロムを使用しない下地処理が望まれている。ノンクロムの下地処理としては、ベーマイト皮膜やＴｉ、Ｚｒなどを用いた反応型下地層が提案されている（例えば特開２００２−１６２１８６号）。しかし、前者では、十分な耐食性を得ることが難しく、また、後者ではコスト的に高価になるという問題を有している。
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、低コストで優れた耐食性と親水性とが得られる熱交換器用アルミニウム材および該アルミニウム材を用いた熱交換器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム材のうち、請求項１記載の発明は、アルミニウム基材の上層に、アルミニウムの酸化物からなる膜厚２０ｎｍ〜３００ｎｍの無孔質皮膜が形成され、その上層に、親水性皮膜が形成されていることを特徴とする。

請求項２記載の熱交換器用アルミニウム材の発明は、請求項１記載の発明において、前記親水性皮膜が、アルカリ珪酸塩とカルボニル基を有する低分子有機化合物を主成分とする水ガラス系親水性皮膜からなることを特徴とする。

請求項３記載の熱交換器用アルミニウム材の発明は、請求項１記載の発明において、前記親水性皮膜が、ポリアミド樹脂４０〜８０重量部と、ポリアクリル樹脂１０〜３０重量部と、ポリアミドのナトリウム塩もしくはポリアクリル酸のナトリウム塩のうち少なくとも１種を１０〜３０重量部及びノニオン系界面活性剤を１〜３０重量部含む有機樹脂系の親水性皮膜からなることを特徴とする。

請求項４記載の熱交換器用アルミニウム材の発明は、請求項１記載の発明において、前記親水性皮膜が、アルミナゾルと水溶性アクリル樹脂とポリエチレングリコールもしくはポリエチレングリコールの変成物とを含有する有機無機複合系の親水性皮膜からなることを特徴とする。

請求項５記載の熱交換器用アルミニウム材の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記無孔質皮膜と前記親水性皮膜との間に耐食性皮膜が形成されていることを特徴とする。

請求項６記載の熱交換器用アルミニウム材の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記親水性皮膜の上層に、水溶性樹脂層が形成されていることを特徴とする。

請求項７熱交換器用アルミニウム材の発明は、請求項６記載の発明において、前記水溶性樹脂が、融解点が４５℃以上でＫａｒａｂｉｎｏｓ法による曇数が１５．０以上のノニオン型高分子活性剤を含有するものであることを特徴とする。

請求項８記載の熱交換器の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の熱交換器用アルミニウム材を使用して構成されていることを特徴とする。

すなわち本発明によれば、アルミニウム基材の上層に形成された適切な厚さの無孔質皮膜によって優れた耐食性が得られ、その上層にある親水性皮膜によって大気中の水分が付着して水滴状になるのを防止して良好な熱交換性能が維持される。また、下地処理されたアルミニウム基材上に親水性皮膜が形成されていることにより、該親水性皮膜の密着性が向上し、耐久性に優れたものとなる。
さらに、前記無孔質皮膜と親水性皮膜との間に耐食性皮膜を形成することによって、該皮膜自身の性質によって耐食性が向上する。また、該耐食性皮膜は前記無孔質皮膜と親水性皮膜とを強固に結合して親水性皮膜の密着性を一層高める。また、上下層との界面が強化されることで金属表面を保護する耐食性機能が一層向上する作用がある。
上記親水性皮膜の上層には、水溶性樹脂層を形成してもよく、該樹脂層によって親水性機能を損なうことなくアルミニウム材の保護機能を向上させることができる。

本発明のアルミニウム材におけるアルミニウム基材は、純アルミニウム、アルミニウム合金のいずれであってもよく、アルミニウム合金にあっては適宜の組成とすることができ、本発明として特に組成が限定されるものではない。例えば、ＪＩＳ １０００番台の純アルミニウムやＪＩＳ ５０００番台、７０００番台等のアルミニウム合金を用いることができる。

上記アルミニウム基材の上層には、アルミニウムの酸化物からなる無孔質皮膜が形成される。該無孔質皮膜の形成方法は特に限定されるものではないが、代表的には無孔質陽極酸化皮膜により構成することができる。本発明の無孔質皮膜は、完全に無孔である必要はなく、無孔質であるといえるものであればよい。例えば５％以下の空孔率を有する皮膜を示すことができる。なお、該無孔質皮膜の膜厚は２０〜３００ｎｍとする。ここで無孔質皮膜の膜厚が２０ｎｍ未満であると十分な耐食性が得られない。一方、無孔質皮膜の膜厚が３００ｎｍを越えると、アルミニウム材の加工時に皮膜にクラックが入りやすく耐食性が低下する。したがって、無孔質皮膜の膜厚は上記範囲が望ましい。なお、さらに同様の理由で、上記無孔質皮膜の下限膜厚を５０ｎｍ、上限膜厚を２００ｎｍとするのが一層望ましい。

また、上記無孔質皮膜の上層に設けられる親水性皮膜の材質も特に限定されるものではなく、例えば水ガラス系、有機樹脂系、有機無機複合系などの材質によって構成することができる。なお、親水性皮膜としては、皮膜表面に純水１０μｌを滴下した際の水滴広がりが長径と短径の平均で６ｍｍ以上となるものが望ましい。

水ガラス系親水性皮膜としては、アルカリ珪酸塩とカルボニル基を有する低分子有機化合物を主成分とするものを示すことができる。
アルカリ珪酸塩は皮膜に親水性を与えるための主成分を構成するものであり、ＳｉＯ_２／Ｍ_２Ｏ（式中ＭはＬｉ，Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属を示す）比が１以上のものを使用するのが望ましい。特にＳｉＯ_２／Ｍ_２Ｏ比が２〜５のものが好ましい。
また、カルボニル基を有する低分子有機化合物は、分子内にカルボニル基（Ｏ＝Ｃ＜）を有する低分子有機化合物であって、前記アルカリ珪酸塩による皮膜を安定化させて、より親水性を向上させ、かつ皮膜に柔軟性をあたえて密着性を向上させる。このような低分子有機化合物としてはアルデヒド類、エステル類、アミド類等が挙げられる。

アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グリオキサール、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、グルタルジアルデヒド、及びフルフラールジアルデヒド等が挙げられる。
また、エステル類としては、蟻酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピオン酸メチルなどの１価のアルコールの脂肪酸エステル、又はエチレングリコールジ酢酸エステル、グリセリントリ酢酸エステル、エチレングリコールジプロピオン酸エステルなどの多価アルコールの脂肪酸エステル、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトンなどの分子内エステル、エチレングリコールモノ蟻酸エステル、エチレングリコールモノ酢酸エステル、エチレングリコールモノプロピオン酸エステル、グリセリンモノ蟻酸エステル、グリセリンモノ酢酸エステル、グリセリンモノプロピオン酸エステル、グリセリンジ蟻酸エステル、グリセリンジ酢酸エステル、ソルビトールモノ蟻酸エステル、ソルビトールモノ酢酸エステル、グリコール酸モノ酢酸エステル等の多価アルコールエステル、または、コハク酸ジメチル、マレイン酸ジメチル、などの多塩基酸の１価アルコールエステル、又はエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、グリセリンカーボネートなどの環状カーボネート等が挙げられる。

アミド類としては、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセトアミド、ジメチルアセトアミド、ポロピオンアミド、ブチルアミド、アクリルアミド、マロンジアミド、ピロリドン及びカプロラクタムなどが挙げられる。

上記の低分子有機化合物の内では、均一な処理を行うために水溶性の化合物を使用するのが好ましく、特にアルデヒド類及びエステル類を使用するのが好ましい。さらに親水性の皮膜が形成される点で、グリオキサールを使用するのが望ましい。

次に、有機樹脂系親水性皮膜としては、ポリアミド樹脂４０〜８０重量部と、ポリアクリル樹脂１０〜３０重量部と、ポリアミドのナトリウム塩もしくはポリアクリル酸のナトリウム塩のうち少なくとも１種を１０〜３０重量部及びノニオン系界面活性剤を１〜３０重量部含むものを示すことができる。
ポリアミド樹脂としては、前記アミド類が縮合重合したものが挙げられる。ポリアクリル樹脂としては、主としてアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体が縮合重合したものが挙げられる。そしてこの親水性皮膜では、これらのポリアミドやポリアクリル酸のナトリウム塩を含むものである

次に有機無機複合系の親水性樹脂として、アルミナゾルと水溶性アクリル樹脂とポリエチレングリコールもしくはポリエチレングリコールの変成物とを含有するものを示すことができる。
アルミナゾルは、その分散粒子が不定形ゲルからベーマイトに移行する途中の段階にあり、この状態は凝集過程や通常の塗膜の焼付け条件程度では変化しない。この不定形ゲルからベーマイトに移行する途中の段階のアルミナゾルの分散粒子は、コロイダルシリカと比較して軟らかい。したがって、このアルミナゾルに由来する粒子を含有する塗膜を持つ材料をプレス加工する時の加工性は良く、かつ、金型の耐久性も高い。

また、水溶性アクリル樹脂としては、スルホン酸基、又はその塩を有するα，β不飽和単量体Ａと、カルボン酸基を有するα，β不飽和単量体Ｂと、アルコール性水酸基を有するα，β不飽和単量体Ｃとを共重合したもの（割合：Ａ；１〜８０ｗｔ％（好ましくは３０〜５０ｗｔ％），Ｂ；１〜５０ｗｔ％（好ましくは２０〜５０ｗｔ％），Ｃ；１〜５０ｗｔ％（好ましくは２０〜４０ｗｔ％）が望ましい。Ａ＋Ｂ＋Ｃ＝１００ｗｔ％）が好ましい。

スルホン酸基、又はその塩を有するα，β不飽和単量体Ａとしては、例えばビニルスルホン酸、アリールスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルスルホン酸、スチレンスルホン酸、メタクリロイルオキシエチルスルホン酸、又は前記のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩などの塩が好ましい。この単量体Ａは、アニオン性の親水性を示し、皮膜の水濡れ性を向上させる。
また、カルボン酸基を有するα，β不飽和単量体Ｂとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸などが好ましい。この単量体Ｂは、塗膜の水滞れ性と密着性を向上させる。アルコール性水酸基を有するα，β不飽和単量体Ｃとしては、例えば２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド等が好ましい。この単量体Ｃは、塗膜の水濡れ性を向上させると共に、アルミナゾルに由来の粒子を固定する役割を奏する。

さらに、本発明においては、前記無孔質皮膜と前記親水性皮膜との間に所望により設けられる耐食性皮膜は、それ自身が耐食性能を有するものである。さらには上下層と強固に結合し、上下層との界面を強化するものが望ましい。該耐食性皮膜を構成する材料としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂などの樹脂（特に架橋反応が生じる樹脂が望ましい）、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、チオール系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤等を用いることができる。

また、本発明において、前記親水性皮膜の上層に所望により水溶性樹脂層を設けることができる。該水溶性樹脂層を構成する材料としては、融解点が４５℃以上でＫａｒａｂｉｎｏｓ法による曇数が１５．０以上のノニオン型高分子活性剤を含有するものを示すことができる。
すなわちこの樹脂層は、エチレンオキサイドの付加によりＫａｒａｂｉｎｏｓ法による曇数が１５．０以上のノニオン型高分子活性剤を含有するものであり、具体的にはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキル脂肪酸アミド、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油エーテル、ポリオキシエチレン１２−ヒドロキシステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキル脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンロジンエステル、ポリオキシエチレングリセリンアルキル脂肪酸モノまたはジエステル、ポリオキシエチレントリメチロールプロパンアルキル脂肪酸モノまたはジエステル、ポリオキシエチレンペンタエリスリトールアルキル脂肪酸モノまたはジエステル、ポリオキシエチレンポリオキシアルキレンエーテルの群の中から選ばれる組成物を挙げることができる。

以上説明したように、本発明の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム材によれば、優れた耐食性と親水性とが得られ、熱交換器のフィンなどに用いることで優れた熱交換効率と高い耐久性が得られる。また該アルミニウム材を用いることで熱交換効率と耐食性に優れる熱交換器が得られる。
さらに、クロムを使用することなく上記特性が得られるのでクロムの使用が不要になり、環境クロムの問題を回避することができるという効果がある。

以下に、本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本発明の一例である熱交換器用アルミニウム材１０を示す拡大断面図であり、図２は、該アルミニウム材１０を得るための処理工程を示す図である。
該アルミニウム材１０の素材となるアルミニウム基材１は、純アルミニウム板または適宜組成のアルミニウム合金板からなり、常法により溶製、鋳造、圧延などを経て製造することができ、本発明としては特定の製造工程に限定されるものではない。

該アルミニウム基材１の上層には、陽極酸化処理によって無孔質皮膜２を形成することができる。該無孔質皮膜２の形成に際しては、所望により前処理を施しても良い。前処理としては、脱脂、洗浄などが挙げられる。
次いで、上記アルミニウム基材１を電解浴中で電解する陽極酸化処理を施すことにより、アルミニウム基材１の表裏上層に無孔質皮膜２を形成する。電解浴としては、生成する無孔質皮膜２を溶解しにくく、かつ無孔質の皮膜２を生成する電解質である硼酸、硼酸塩、リン酸塩、アジピン酸塩、フタル酸塩、安息香酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩、ケイ酸塩などの群から選ばれる１種または２種以上を溶解した電解質水溶液を用いることができる。これらの電解質のなかでもホウ酸、アジピン酸塩、フタル酸塩が酸化皮膜の性状、コストなどの点で好ましい。電解質水溶液中の電解質濃度は２質量％からその電解質の飽和濃度の範囲が例示される。電解浴の浴温は２０℃〜９０℃の範囲が例示される。

この電解浴中で、アルミニウム材は、連続あるいは断続であっても陽極となるように電源に接続されて電解される。陰極には不溶性の導電材料が用いられる。電解電流は、直流電流が用いられ、直流電解では例えば直流密度１〜３０Ａ／ｄｍ^２、電解時間数秒〜３分で電解が行われる。
印加電圧は、直流電流では、電圧１Ｖに対して形成される酸化皮膜厚さが約１４Åとなる関係があることから１４〜２１５Ｖ、好ましくは３５〜１４２Ｖの範囲とされる。このような陽極酸化処理によって厚さが均一な無孔質皮膜２が形成される。無孔質皮膜２の膜厚は、前記したように２０〜３００ｎｍとする。
このようにして得られた無孔質皮膜２は無孔質であり、その空孔率は５％以下で、通常は２％以下となっている。また、無孔質陽極酸化皮膜２の含水量は１〜５重量％、通常は１〜３重量％と極めて低い値を示す。

上記無孔質皮膜２を形成したアルミニウム基材１では、さらに、上記無孔質皮膜２の上層に親水性皮膜４を形成する。該親水性皮膜４には上記したように水ガラス系、有機樹脂系、有機無機複合系などの材質のものを適宜選択することができる。親水性皮膜の形成は、例えば、上記アルミニウム基材に親水性材料を塗布することにより行うことができ、例えば吹き付け塗装、ロールコータ法、グラビアロール法、静電塗装法あるいはカチオン塗装法等を用いることができる。なお、本発明としては親水性皮膜の形成方法が上記に限定されるものではなく、公知の方法も含め適宜の方法によって形成することができる。
また、親水性皮膜の膜厚は、本発明としては特に限定されるものではないが、例えば １００〜３０００ｎｍを例示することができる。

なお、本発明では、上記無孔質皮膜２と親水性皮膜４との間、すなわち親水性皮膜の形成に先立って、前記した耐食性皮膜３を形成することができる。該耐食性皮膜３も上記吹き付け塗装、ロールコータ法、グラビアロール法、静電塗装法あるいはカチオン塗装法などの方法によって無孔質皮膜２の上層に設けることができる。該耐食性皮膜３の塗布量は本発明としては特に限定されないが、例えば１ｍｇ／ｍ^２〜３０００ｍｇ／ｍ^２を例示することができる。
該耐食性皮膜３は、下層と上層との間にあって架橋反応などによって両層とそれぞれ強固に結合するものである。したがって、結合の結果、上下層との間に明確な界面を有しない形態からなるものであってもよい。この耐食性皮膜３を形成した形態の発明では、その上層に、前記した親水性皮膜４を形成する。

上記で説明した親水性皮膜４の上層には、さらに所望により前記した水溶性樹脂層５を形成することができる。該水溶性樹脂層の形成も上記吹き付け塗装、ロールコータ法、グラビアロール法、静電塗装法あるいはカチオン塗装法などの方法によって行うことができ、本発明としては、その形成方法が特に限定されるものではない。また、水溶性樹脂の塗布量も本発明としては特に限定されるものではないが、例えば、１０ｍｇ／ｍ^２〜５００ｍｇ／ｍ^２の塗布量を例示することができる。

上記工程により得られるアルミニウム材１０は、必要に応じて加工油を塗布した後、プレス加工などにより所望の形状に成形加工して熱交換器用アルミニウム材とし、例えば薄板のフィン材として提供される。該熱交換器用アルミニウム材を例えば図３に示すようにフィン１１としてチューブ１２、１２間に組み付け、チューブを拡管し接合することによって耐食性および親水性に優れる熱交換器２０を得ることができる。該熱交換器２０ではフィン１１に付着した空気中の水分が水滴化しにくく、フィン１１、１１間が水滴によって部分的に閉塞されて通風抵抗が増すのを防止する。

なお、上記実施形態では、アルミニウム基材１の両面に無孔質皮膜２、２、親水性皮膜４、４を形成し、さらに所望により耐食性皮膜３、３、水溶性樹脂層５、５を形成するものとしたが、本発明としては、アルミニウム基材の片面に上記各皮膜が設けられているものであってもよい。

以下に、本発明の実施例を比較例と比較して説明する。
常法により製造された、ＪＩＳ Ａ１２００組成を有する板厚０．１００ｍｍのアルミニウム合金板を用意し、このアルミニウム合金板を６０℃の１％のアルカリ性溶液に３０秒間浸漬して脱脂した後、水洗し、乾燥させた。
このアルミニウム合金板を陽極にし、不溶性電極を陰極にして、温度６０℃の１０％ほう酸水溶液中に浸漬し、電解電圧１４〜２１５Ｖ、電流密度１〜３０Ａ／ｃｍ^２、電解時間数秒〜３分の範囲で電解処理を施して、表１に示す種々の膜厚の無孔質皮膜を形成した。

さらに、無孔質皮膜を形成したアルミニウム基材を水洗し、１００℃で乾燥した後、表１に示す各種の耐食性皮膜材料をロールコートの方法で５００ｍｇ／ｍ^２の塗布量で塗布し、その後２００℃で乾燥した。なお、耐食性材料はエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シランカップリング剤のいずれかからなる。
エポキシ系樹脂は、三井東圧社製エポキ−８３３−４０ＨＭ（商品名）からなり、アクリル系樹脂は日本純薬社製ジュリマ−ＡＴ−５１０（商品名）からなり、シランカップリング剤は、ｒ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン（信越化学社製ＫＢＭ−４０３（商品名））からなるものである。

続いて、上記アルミニウム基材に対し、親水性溶液をロールコートの方法で５００ｍｇ／ｍ^２の塗布量で塗布して１２０℃で乾燥した。
親水性皮膜は、水ガラス系、有機樹脂系、有機無機複合系のいずれかからなる。
水ガラス系親水性皮膜は、前記ＳｉＯ_２／Ｍ_２Ｏの比が２であるアルカリ珪酸塩９０重量部とカルボニル基を有するエチレングリコールジプロピオン酸エステル１０重量部とで構成される。
また、有機樹脂系親水性皮膜は、ポリアミド樹脂５０重量部と、ポリアクリル樹脂２０重量部と、ポリアミドナトリウム塩１０重量部とポリアクリル酸ナトリウム塩１０重量部とノニオン系界面活性剤１０重量部により構成される。
さらに有機無機複合系親水性皮膜は、アルミナゾル３０重量部と水溶性アクリル樹脂５０重量部とポリエチレングリコールもしくはポリエチレングリコールの変成物２０重量部とにより構成される。

また、一部の供試材では、最上層にポリオキシエチレンアルキルエーテルからなる水溶性樹脂をロールコートの方法によって２００ｍｇ／ｍ^２の塗布量で塗布した。
なお、表１中で「−」の欄は、当該皮膜または樹脂層の形成を行わなかったことを示している。次に、上記のようにして製作したアルミニウム塗装板に付いて以下の特性を評価し、その結果を表１に示した。

（１）親水性
作製した塗装板にプレス油（昭和シェル製商品名「７Ｋ１８Ｂ」）を塗布し、その後１５０℃で５分間乾燥させ、さらに、水道水で２４時間水洗したものについて接触角を測定した。
◎・・・２０°未満
○・・・３０°未満
×・・・４０°以上

（２）密着性
「株式会社クレシア製商品名：キムタオル」を載置し、５００ｇの荷重をかけたまま５０回擦り、親水性皮膜の損傷状態を調べた。
◎・・・全く損傷が見られないもの
○・・・極一部の損傷が見られたもの
△・・・２〜３箇所で損傷が見られたもの
×・・・多数の損傷が見られたもの

（３）耐食性
ＪＩＳ Ｚ２３７１に規定された塩水噴霧試験を２４０ｈｒ実施した。
◎・・・腐食痕が全く確認されないもの
○・・・腐食痕が１〜２箇所確認されたもの
×・・・腐食痕が多数確認されたもの

（４）プレス成形性
プレス油（昭和シェル製商品名「７Ｋ１８Ｂ」）を表面に塗布して、ドローレス金型を用いて連続したプレス成形を実施した。
◎・・・成形不良率 ２％以下
○・・・成形不良率 ２％を越え５％以下
△・・・成形不良率 ５％を越え１５％以下
×・・・成形不良率 １５％を越える

上記特性評価の結果、表１に示すように、本発明のアルミニウム材は、親水性、親水性皮膜の密着性、耐食性、プレス成形性のいずれにおいても優れた結果が得られた。一方、本発明で必要とする皮膜が欠けている比較例や本発明で規定した条件を逸脱する比較例においては、上記特性のいずれかにおいて顕著に劣っていた。

本発明の一実施形態の熱交換器用アルミニウム材を示す拡大断面図である。 同じく該アルミニウム材の製造工程を示す図である。 同じく該アルミニウム材を用いた熱交換器の一部を示す図である。

符号の説明

１ アルミニウム基材
２ 無孔質皮膜
３ 耐食性皮膜
４ 親水性皮膜
５ 水溶性樹脂層
１０ 熱交換器用アルミニウム材
１１ フィン
１２ チューブ
２０ 熱交換器

Claims (8)

1. アルミニウム基材の上層に、アルミニウムの酸化物からなる膜厚２０ｎｍ〜３００ｎｍの無孔質皮膜が形成され、その上層に、親水性皮膜が形成されていることを特徴とする耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム材。
2. 前記親水性皮膜が、アルカリ珪酸塩とカルボニル基を有する低分子有機化合物を主成分とする水ガラス系親水性皮膜からなることを特徴とする請求項１記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム材。
3. 前記親水性皮膜が、ポリアミド樹脂４０〜８０重量部と、ポリアクリル樹脂１０〜３０重量部と、ポリアミドのナトリウム塩もしくはポリアクリル酸のナトリウム塩のうち少なくとも１種を１０〜３０重量部及びノニオン系界面活性剤を１〜３０重量部含む有機樹脂系の親水性皮膜からなることを特徴とする請求項１記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム材。
4. 前記親水性皮膜が、アルミナゾルと水溶性アクリル樹脂とポリエチレングリコールもしくはポリエチレングリコールの変成物とを含有する有機無機複合系の親水性皮膜からなることを特徴とする請求項１記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム材。
5. 前記無孔質皮膜と前記親水性皮膜との間に耐食性皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム材。
6. 前記親水性皮膜の上層に、水溶性樹脂層が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム材。
7. 前記水溶性樹脂が、融解点が４５℃以上でＫａｒａｂｉｎｏｓ法による曇数が１５．０以上のノニオン型高分子活性剤を含有するものであることを特徴とする請求項６記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム材。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の熱交換器用アルミニウム材を使用して構成されていることを特徴とする熱交換器。

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