JP2005153020A - アルミニウム合金ろう材、その製造方法及びアルミニウム合金製熱交換器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ろう付けの際に残渣が発生しないアルミニウム合金ろう材、その製造方法及びアルミニウム合金製熱交換器の製造方法を提供する。
【解決手段】 エステル、芳香族炭化水素、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及び塩素系有機溶剤からなる群から選択された少なくとも１種の有機溶剤１００ｍｌに、メタクリル酸ブチルを主成分とするアクリル系樹脂を１０乃至４０ｇ溶解した後、フラックスを２０乃至５０ｇ添加して混合溶液を作製する。このとき、フラックスとバインダ樹脂との質量比（バインダ樹脂／フラックス）を、０．２乃至２．０にする。次に、この混合溶液を、バーコータ等により、アルミニウム合金材の表面に塗布する。そして、混合溶液が塗布されたアルミニウム合金材を、８０乃至２５０℃の温度条件下で３０秒程度保持して有機溶剤を揮発させる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金材のろう付けする際に使用されるアルミニウム合金ろう材、その製造方法及びこのアルミニウム合金ろう材を使用したアルミニウム合金製熱交換器の製造方法に関し、特に、表面にフラックスが塗布されたアルミニウム合金ろう材、その製造方法及びアルミニウム合金製熱交換器の製造方法に関する。

従来、アルミニウム及びアルミニウム合金材（以下、総称してアルミニウム部材という）をろう付けする方法としては、例えば、接合したいアルミニウム部材の間に、このアルミニウム部材より融点が低いＡｌ−Ｓｉ系のろう材を配置し、これらをろう材の融点以上でアルミニウム部材の融点より低い温度に加熱することにより、ろう材のみを溶融させてアルミニウム部材同士を接合する方法が知られている。また、アルミニウム部材の表面にろう材をクラッドしたブレージングシートを使用する方法もある。このブレージングシートとしては、例えば、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる心材の片面又は両面にＡｌ−Ｓｉ系のろう材をクラッドしたものがある。

このようなアルミニウムの炉中ろう付けにおいては、アルミニウム表面の安定な酸化皮膜を除去するために強力なフラックスを使用する必要があり、非腐食性フッ化物系のフラックス、所謂ノコロック（登録商標）フラックスが使用されている。しかしながら、複雑な形状をした部分にフラックスを十分に塗布すること、及びフラックス量が均一になるように塗布することは難しく、フラックスをアルミニウム部材の表面に塗布する作業は手間がかかっていた。

そこで、ろう材又はアルミニウム部材の表面にフラックス層を設けたろう付け方法が開発されている（例えば、特許文献１及び２参照）。例えば、特許文献１に記載のろう付け方法においては、物理蒸着法等のドライプロセスによりろう材の表面にフラックス層を形成することにより、フラックスの使用量を低減し、接合部及びその周辺に多量のフラックスが付着することを防止している。また、特許文献２に記載のろう付け方法においては、ろう材ではなく、アルミニウム部材の表面にフラックス層を形成することにより、作業の簡略化を図っている。このろう付け方法においては、メタクリル酸エステル重合体をエーテル系の有機溶液で溶解してろう付け用フラックスを添加した混合組成物を、アルミニウム部材の表面に塗布し、その後加熱乾燥して有機溶媒を除去することによりフラックス層を形成している。更に、特許文献２においては、アルミニウム合金部材の表面に、フラックスとろう材とを含むろう付け組成物層を形成する方法も提案されている。

特開平４−１１１９９４号公報 （第２−４頁、第１−２図） 特許第３３３７４１７号明細書 （第３−４頁）

しかしながら、前述の従来の技術には以下に示す問題点がある。ろう材又はアルミニウム部材の表面にフラックス層を形成する際に、特許文献１に記載の方法のように、ドライプロセスを使用した場合、真空系の装置を使用するため、量産性が劣る。一方、特許文献２に記載の方法のように、フラックスを添加した樹脂溶液を塗布することによりフラックス層を形成する場合、樹脂及びそれを溶解する溶剤によっては、ろう付け時の加熱により残渣が発生して、アルミニウム部材の表面が変色することがある。また、残渣成分にＣ等が含まれる場合は、残渣成分が局部的なカソードとして作用し、ろう付後に腐食が発生する虞がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ろう付けの際に残渣が発生しないアルミニウム合金ろう材、その製造方法及びアルミニウム合金製熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。

本願第１発明に係るアルミニウム合金ろう材は、アルミニウム合金材と、このアルミニウム合金材の表面に形成されたフラックス層と、を有し、前記フラックス層はメタクリル酸ブチルを主成分とするアクリル系樹脂を含有し、前記フラックス層におけるフラックスと前記アクリル系樹脂との質量比（アクリル系樹脂／フラックス）は、０．２乃至２．０であることを特徴とする。

本発明においては、フラックスを固定するバインダ樹脂として、ろう付け温度に達するまでに完全に揮発し、腐食の原因となる残渣を残さないアクリル系樹脂を使用し、フラックス層中のフラックスと前記アクリル樹脂との質量比を０．２乃至２．０にしているため、ろう付けの際に残渣が発生しない。

前記フラックス層におけるフラックス量は、例えば、３ｇ／ｍ^２以上である。これにより、従来のアルミニウム合金ろう材に比べて、フラックス層の密着性及びろう付け性が向上する。また、前記フラックスの粒径は、例えば３０μｍ以下である。これにより、フラックス層の密着性を向上させることができる。更に、前記アルミニウム合金材は、Ａｌ−Ｓｉ系合金材でもよく、Ａｌ−Ｓｉ系合金層を有するクラッド材でもよい。

本願第２発明に係るアルミニウム合金ろう材の製造方法は、メタクリル酸ブチルを主成分とするアクリル系樹脂を、エステル、芳香族炭化水素、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及び塩素系有機溶剤からなる群から選択された少なくとも１種の有機溶剤に溶解させた溶液中にフラックスを添加する工程と、このアクリル系樹脂と有機溶剤とフラックスとの混合溶液をアルミニウム合金材の表面に塗布する工程と、前記混合溶液が塗布されたアルミニウム合金材を加熱して前記有機溶剤を揮発させる工程と、を有することを特徴とする。

本発明においては、アクリル系樹脂をエステル、芳香族炭化水素、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及び塩素系有機溶剤からなる群から選択された少なくとも１種の有機溶剤で溶解し、更にフラックスを添加した混合溶液を使用するため、アルミニウム合金材の表面に、一般的な塗布方法でフラックス層を形成することができる。また、フラックスを固定するバインダ樹脂として、アクリル系樹脂を使用し、更に、このアクリル系樹脂を溶解する有機溶剤には、アクリル系樹脂の混合性及び溶解性が良好で、バインダ樹脂と同様にろう付け温度に達するまでに完全に揮発するものを使用しているため、ろう付け時の残渣の発生を抑制することができる。

前記有機溶剤としては、例えば、二塩基酸エステル、１，２，３−トリメチルベンゼン、１，２，４−トリメチルベンゼン、１，３，５−トリメチルベンゼン、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジクロロメタン及び１，２−ジクロロエタンからなる群から選択された少なくとも１種を使用することができる。

また、前記前記アルミニウム合金ろう材の製造方法においては、有機溶剤１００ｍｌに対して、アクリル系樹脂を１０乃至４０ｇ溶解し、フラックスを２０乃至５０ｇ添加することが好ましい。これにより、混合溶液の塗布性、フラックス層の密着性及びろう付け性が向上する。

更に、前記混合溶液は、バーコータ、ロールコータ、スプレー、静電塗布又は浸漬法によりアルミニウム合金材表面に塗布することができる。更にまた、前記有機溶剤を揮発させる工程は、混合溶液が塗布されたアルミニウム合金材を、例えば、８０乃至２５０℃の温度条件下に、１分以内の間保持する。

本願第３発明に係るアルミニウム合金製熱交換器は、アルミニウム合金材と、このアルミニウム合金材の表面にメタクリル酸ブチルを主成分とするアクリル系樹脂を、エステル、芳香族炭化水素、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及び塩素系有機溶剤からなる群から選択された少なくとも１種の有機溶剤に溶解させた後フラックスを添加した混合溶液を塗布することにより形成されたフラックス層と、を有するアルミニウム合金ろう材をろう付け接合部に配置して加熱することによりろう付けされることを特徴とする。

本発明によれば、フラックスを固定するバインダ樹脂として、アクリル系樹脂を使用し、更に、このアクリル系樹脂を溶解する有機溶剤には、エステル、芳香族炭化水素、ケトン及び塩素系有機溶剤のうち少なくとも１種を使用しているため、バインダ樹脂及び有機溶剤がろう付け温度に達する前に全て揮発するため、残渣を発生させずにろう付けすることができる。

以下、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ろう材について、具体的に説明する。本実施形態のアルミニウム合金ろう材は、アルミニウム合金材の表面にフラックス層が形成されている。

本実施形態におけるアルミニウム合金材としては、ＪＩＳＺ３２６３に規定されている合金番号４０４５及び４３４３等のＡｌ−Ｓｉ系ろう材のように、一般に使用されているろう材を使用することができる。また、これらろう材に犠牲防食効果を付与するためにＺｎ等が適宜添加されたものを使用してもよい。このアルミニウム合金材の形状としては、例えば、線状及び板状等が挙げられるが、これらに限定するものではなく、用途に応じて適宜選択することができ、例えば、被接合材であるアルミニウム部材にクラッドされている状態のものでもよい。

本実施形態におけるフラックス層は、フラックスと、このフラックスを固定するするバインダ樹脂とで構成されており、バインダ樹脂を有機溶剤に溶解させた樹脂溶液に、フラックスを添加した混合溶液を塗布した後、これらを加熱乾燥することにより形成される。本実施形態のろう材におけるフラックスとしては、例えば、ＫＡｌＦ_４又はＫ_２ＡｌＦ_５・Ｈ_２Ｏ等を主成分とする非腐食性のフラックス等の市販のろう付け用非腐食性フラックスを使用することができる。また、バインダ樹脂としては、ろう付け温度に達するまでに完全に揮発し、腐食の原因となる残渣を残さないものであることが好ましい。そこで、本実施形態においては、バインダ樹脂として、ポリアルキルメタクリレート等のアクリル系樹脂を使用する。なお、バインダ樹脂には、約３５０℃で完全に揮発するメタクリル酸ブチルを主成分とするアクリル系樹脂を使用することがより好ましい。

また、フラックス層を形成するフラックスとバインダ樹脂との質量比（バインダ樹脂／フラックス）は、０．２乃至２．０であることが好ましい。フラックスとバインダ樹脂との質量比が（バインダ樹脂／フラックス）０．２未満の場合、バインダ樹脂の量が少なくなり、フラックス同士及びフラックス層とアルミニウム合金材との密着性が低下する。この場合、フラックス層中のフラックス量は多くなるが、フラックスが所定のろう付け性を得るために必要な量より多く存在してもろう付け性には影響がなく、製造コストが増加するだけである。一方、フラックスとバインダ樹脂との質量比が（バインダ樹脂／フラックス）２．０を超えると、フラックス量が少なくなるため、ろう付け性が劣化する。なお、フラックスとバインダ樹脂との質量比（バインダ樹脂／フラックス）は、０．８乃至１．２であることがより好ましい。これにより、バインダ樹脂の粘度が最適化され、フラックス層とアルミニウム合金材との密着性が向上する。

更に、フラックス層に含まれるフラックスの量は、３ｇ／ｍ^２以上であることが好ましい。フラックス層中のフラックス量が３ｇ／ｍ^２未満の場合、ろう付け性が劣化する。なお、所定のろう付け性を得るために必要な量よりも多くフラックスを添加しても、ろう付け性には影響がなく、製造コストが増加するだけである。このため、フラックス層に含まれるフラックスの量は２０ｇ／ｍ^２以下にすることが好ましい。

更にまた、フラックス層に含まれるフラックスの粒径は３０μｍ以下であることが望ましい。これにより、ろう付け性及び樹脂溶液中にフラックスを分散させる際の撹拌しやすさを低下させずに、フラックス層とアルミニウム合金材との密着性を著しく向上させることができる。

更にまた、前述のバインダ樹脂を溶解する有機溶剤としては、エステル、芳香族炭化水素、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及び塩素系有機溶剤からなる群から選択された少なくとも１種を使用する。本発明者等は、これらの有機溶剤中でも、特に、二塩基酸エステル(dibasic acid ester：ＤＢＥ；２０℃における蒸気圧２０Ｐａ)、１，２，３−トリメチルベンゼン（４０乃至５０質量％）と１，３，５−トリメチルベンゼンとの混合物（３０℃における蒸気圧４０７Ｐａ）、トルエン（２０℃における蒸気圧２．９ｋＰａ）、キシレン（２０℃における蒸気圧７００乃至９００Ｐａ）、メチルエチルケトン（methyl ethyl ketone：ＭＥＫ；２０℃における蒸気圧１０．５ｋＰａ）、メチルイソブチルケトン（methyl isobutyl ketone：ＭＩＢＫ；２０℃における蒸気圧２．１ｋＰａ）、ジクロロメタン（２０℃における蒸気圧４７．４ｋＰａ）及び１，２−ジクロロエタン（２０℃における蒸気圧８．７ｋＰａ）は、アクリル系樹脂の混合性及び溶解性が良好であり、バインダ樹脂を溶解させた後の揮発性が低いことを実験的に見出した。このため、バインダ樹脂を溶解する有機溶剤として、二塩基酸エステル、１，２，３−トリメチルベンゼン、１，２，４−トリメチルベンゼン、１，３，５−トリメチルベンゼン、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジクロロメタン及び１，２−ジクロロエタンからなる群から選択された少なくとも１種を使用することにより、樹脂溶液の作製時及びアルミニウム合金材への塗布時における樹脂溶液の粘度変化を抑制し、アルミニウム合金材への塗布性を向上させることができる。

このように、本実施形態のろう材においては、フラックスを固定するバインダ樹脂として、ろう付け温度に達するまでに完全に揮発し、腐食の原因となる残渣を残さないアクリル系樹脂を使用し、更に、このアクリル系樹脂を溶解する有機溶剤には、アクリル系樹脂の混合性及び溶解性が良好で、バインダ樹脂と同様にろう付け温度に達するまでに完全に揮発する芳香族炭化水素、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及び塩素系有機溶剤のうち少なくとも１種を使用しているため、ろう付けの際に残渣が発生しない。

次に、本実施形態のろう材の製造方法について説明する。先ず、有機溶剤１００ｍｌにバインダ樹脂を１０乃至４０ｇ溶解した樹脂溶液に、粒径が例えば３０μｍ以下であるフラックスを２０乃至５０ｇ添加して混合溶液を作製する。このとき、有機溶剤１００ｍｌあたりのフラックス量が２０ｇ未満の場合、ろう付けの際にフラックス付着量が少なくなるため、ろう付性が低下する。一方、有機溶剤１００ｍｌあたりのフラックス量が５０ｇを超えても、ろう付性には影響しないため、不経済である。また、有機溶剤１００ｍｌあたりのバインダ樹脂量が１０ｇ未満の場合、フラックス同士又はフラックス層とアルミニウム合金材との密着性が低下し、フラックス層が形成できなくなる。一方、有機溶剤１００ｍｌあたりのバインダ樹脂量が４０ｇを超えると、混合溶液の粘度が高くなるため、ロールコータ等の一般的な手法により混合溶液をアルミニウム合金材に塗布することができなくなる。なお、前述したように、フラックスとバインダ樹脂との質量比（バインダ樹脂／フラックス）は、０．２乃至２であることが好ましく、より好ましくは、フラックスとバインダ樹脂との質量比（バインダ樹脂／フラックス）が０．８乃至１．２である。

次に、前述の混合溶液を、例えば、バーコータ、ロールコータ、スプレー、静電塗布及び浸漬法等の一般に使用されている塗布方法により、アルミニウム合金材の表面に塗布する。このとき、フラックスとバインダ樹脂との混合比を調節して、アルミニウム合金材表面に形成されるフラックス層中のフラックス量が、３乃至２０ｇ／ｍ^２になるようにする。

次に、混合溶液が塗布されたアルミニウム合金材を、８０乃至２５０℃の温度条件下で１分間以下保持して有機溶剤を揮発させる。これにより、アルミニウム合金材の表面にフラックス層が形成される。この乾燥温度が８０℃未満であると、有機溶剤が完全に揮発しないため、フラックス層とアルミニウム合金材との密着性が低下する。フラックス層とアルミニウム合金材との密着性が低下すると、フラックス層の厚さが不均一になって使用時に所定のフラックス量が供給されなかったり、巻き取り及び輸送等の後工程においてフラックス層が剥がれたりするため、好ましくない。一方、乾燥温度が２５０℃を超えると、バインダ樹脂が変質してフラックス層とアルミニウム材との密着性が低下する。そこで、本実施形態においては、混合溶液塗布後の乾燥温度を８０乃至２５０℃とする。なお、乾燥温度を１００乃至２３０℃とすることがより好ましい。また、乾燥時間は１分以下で十分であり、乾燥時間をこれ以上増やすと、生産性が低下する。

このように、本実施形態のろう材を製造する方法においては、アクリル系樹脂を、エステル、芳香族炭化水素、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及び塩素系有機溶剤のうち少なくとも１種で溶解した後、更にフラックスを添加した混合溶液を使用するため、アルミニウム合金材の表面に、一般的な塗布方法でフラックス層を形成することができる。また、アクリル系樹脂は、ろう付け温度に達するまでに完全に揮発し、腐食の原因となる残渣を残さない。更に、このアクリル系樹脂を溶解するこれらの有機溶剤は、アクリル系樹脂の混合性及び溶解性が良好であり、バインダ樹脂と同様にろう付け温度に達するまでに完全に揮発する使用しているため、ろう付けの際に残渣が発生しない。

本実施形態のろう材によりアルミニウム合金製熱交換器をろう付けする場合、熱交換器の各部材の接合部に本実施形態のろう材を配置し、その後、例えば、窒素雰囲気に置換して酸素濃度を１００ｐｐｍ以下にした炉内で、５９０乃至６１０℃の温度条件下で１０乃至１５分程度保持することによりろう付け加熱し、冷却する。

以下、本発明の実施例の効果について本発明の範囲から外れる比較例と比較して説明する。先ず、本発明の第１実施例として、各種有機溶剤にバインダ樹脂を溶解させた後、フラックスを添加して常温で撹拌して混合溶液を作製し、各混合溶液におけるバインダ樹脂の溶解性及び有機溶剤の揮発性を目視にて確認した。なお、溶解性は、バインダ樹脂が全く溶解しなかった場合及び溶解したがゲル化又は溶け残りを生じた場合を×、全て溶解した場合を○、特に溶解しやすかった場合を◎とした。また、揮発性は、混合溶液にした後室温に保持し、溶媒の揮発量がＭＥＫと同等以下のものを◎、ＭＥＫよりやや揮発しやすいものを○、溶液の粘度が変化する程揮発したものを×とした。その結果を下記表１に示す。なお、本実施例における混合溶液の混合比は、有機溶剤１００ｍｌあたり、バインダ樹脂が２０ｇ、フラックスが２５ｇとした。また、バインダ樹脂には三洋工業製アクリル系樹脂ＣＢ−１を使用し、フラックスには市販の非腐食性フラックスを使用した。

上記表１に示すように、エステル系、芳香族炭化水素系、ケトン系及び塩素系の有機溶媒を使用したＮｏ．１乃至８の混合溶液は、バインダ樹脂の溶解性及び有機溶剤の揮発性共に優れていた。また、アセトンを使用したＮｏ．９の混合溶液は、溶解性は優れていたが、溶媒の揮発性が高いため、室温に保持した際に粘度が変化した。一方、ヘキサンを使用したＮｏ．１０の混合溶液は、バインダ樹脂溶解は良好であったが、揮発性が劣っていた。また、アルコールを使用したＮｏ．１２及びＮｏ．１３の混合溶液は、揮発性は良好であったが、バインダ樹脂が溶解しにくく、特に、ｎ−ブチルアルコールを使用したＮｏ．１３の混合溶液では、バインダ樹脂が塊状になってしまった。更に、エチルエーテルを使用しＮｏ．１４の混合溶液は、バインダ樹脂の溶解性は優れていたが、揮発性が劣っていた。更にまた、ブチルカルビートルアセテートを使用したＮｏ．１５の混合溶液は、バインダ樹脂が溶解しなかった。このため、Ｎｏ．１５の混合溶液については、有機溶剤の揮発性の評価を行わなかった。

次に、本発明の第２実施例として、有機溶媒にＭＥＫを使用し、フラックスとバインダ樹脂との配合比を変えた混合溶液を作製し、各混合塗料をロールコータによりアルミニウム合金材に塗布した後、所定の温度に調節した乾燥炉中で所定の時間保持して乾燥させ、実施例１乃至５、比較例６及び７のろう材を作製した。アルミニウム合金材としては、ＪＩＳＺ３２６３に規定されている合金番号４０４５アルミニウム合金（Ｓｉ：１０．５質量％、Ｆｅ：０．１質量％、Ｃｕ：０．０５質量％、Ｔｉ：０．０２質量％及、残部Ａｌ及び不可避的不純物）を、常法により、鋳造した後均質化処理を行い、更に、厚さが０．１５ｍｍになるまで圧延し、Ｈ１８に調質した後、脱脂洗浄を行ったものを使用した。また、バインダ樹脂及びフラックスは、前述の第１実施例と同様に、三洋工業製アクリル系樹脂ＣＢ−１及び市販の非腐食性フラックスを使用した。

そして、上述の方法により作製した実施例及び比較例のろう材について、混合溶液の塗布性、フラックス層の密着性及びろう材のろう付け性について評価を行った。以下、その評価方法について説明する。混合溶液の塗布性は、アルミニウム合金材の表面に塗布する際に、粘性が高く、ロールコータで塗布できなかったものを×、ロールコータで所定の量を塗布することができたが、塗布量が不均一である領域があったものを○、ロールコータにより所定の量を均一に塗布することができたものを◎とした。

また、密着性の評価は、ＪＩＳＨ４００１に規定されている屈曲試験に基づき、フラックス層が形成されている面を外側にして１８０°曲げを行い、フラックス層のテープ剥離状況を確認した。そして、フラックス層が剥離せず、テープにも全く付着しなかったものを◎、フラックス層は剥離しなかったが、テープに若干付着したものを○、フラックス層が剥離し、金属素地が露出したものを×とした。なお、フラックス層が剥離したものには、１８０°曲げ後、即ち、テープ剥離前剥離したものも含む。

更に、ろう付け性は、図１に示すＴ字型試験片を、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の窒素ガス雰囲気下で、６００℃で２分間加熱保持することによりろう付けし、フィレット形状及びフラックス残渣の状況により評価した。そして、目視観察にて、フィレット形状が良好でフラックス残渣が少ないものを○、フィレットが極端に小さいもの、ろう切れが発生したもの及びフラックス残渣が多いものを×とした。以上の評価結果を下記表２にまとめて示す。

上記表２に示すように、有機溶剤１００ｍｌあたりのフラックス量が本発明の範囲より少ない混合溶液を使用した比較例６のろう材は、ろう付け性が低かった。また、有機溶剤１００ｍｌあたりのバインダ樹脂量が本発明の範囲より多い混合溶液を使用した比較例７のろう材は、混合溶液の塗布性に問題があった。一方、有機溶剤１００ｍｌあたりのフラックス量が２０乃至５０ｇ、バインダ樹脂量が１０乃至４０ｇである混合溶液を使用した実施例１乃至５のろう材は、混合溶液の塗布性、フラックス層の密着性及びろう付け性の全てにおいて良好であった。

次に、本発明の第３実施例として、乾燥温度及びフラックス層中のフラックス量を変化させて実施例８乃至１１及び比較例１２乃至１４のろう材を作製した。その際、バインダ樹脂、フラックス及び有機溶剤は、前述の第２実施例と同様に、ＭＥＫ、三洋工業製アクリル系樹脂ＣＢ−１及び市販の非腐食性フラックスを使用し、バインダ樹脂とフラックスとの質量比（バインダ樹脂／フラックス）は０．８とした。また、乾燥時間は３０乃至４０秒とした。

そして、上述の方法により作製した実施例及び比較例のろう材について、混合溶液の塗布性、フラックス層の密着性、塗膜性状及びろう材のろう付け性について評価した。フラックス層の密着性及びろう材のろう付け性については、前述の第２実施例と同様の方法で行った。また、フラックス層の塗膜性状については、乾燥後に剥離又は変質が生じていた場合を×、剥離及び変質が無かったものを○とした。以上の評価結果を下記表３にまとめて示す。

上記表３に示すように、乾燥温度が本発明の範囲より低い比較例１２のろう材はフラックス層に剥離が見られ、本発明の範囲より高い比較例１３のろう材はフラックス層のバインダ樹脂が変質していた。なお、比較例１２及び１３のろう材は、フラックス層が十分形成されなかったため、ろう付け性の評価は実施しなかった。また、乾燥温度は本発明の範囲内であるが、フラックス量が本発明の範囲より少ない比較例１４のろう材は、ろう付け性が劣っていた。一方、８０乃至２５０℃の範囲内で乾燥し、フラックス量を１０ｇ／ｍ^２とした実施例８乃至１１のろう材は、フラックス層の密着性、塗膜性状及びろう付け性の全てにおいて良好であった。特に、高温で乾燥した実施例１０及び１１のろう材は、密着性が優れていた。

次に、本発明の第４実施例として、市販の非腐食性フラックスを粉砕して篩い分け選別することにより得た夫々粒径が異なるフラックスを使用して実施例１２乃至１５のろう材を作製した。その際、バインダ樹脂は三洋工業製アクリル系樹脂ＣＢ−１を使用し、有機溶剤はＭＥＫ又はＭＩＢＫを使用した。また、各混合溶液における混合比は、有機溶剤１００ｍｌあたり、バインダ樹脂が２０ｇ、フラックスが２５ｇとし、バインダ樹脂とフラックスとの質量比（バインダ樹脂／フラックス）は０．８とした。更に、アルミニウム合金材としては、ＪＩＳＺ３２６３に規定されている合金番号４０４５アルミニウム合金（Ｓｉ：１０．５質量％、Ｆｅ：０．１質量％、Ｃｕ：０．０５質量％、Ｔｉ：０．０２質量％及、残部Ａｌ及び不可避的不純物）を、常法により、鋳造した後均質化処理を行い、更に、厚さが０．２ｍｍになるまで圧延し、Ｈ１８に調質した後、脱脂洗浄を行ったものを使用した。

そして、上述の方法により作製した実施例１２乃至１５のろう材について、ＪＩＳＫ５４００規定されている鉛筆引っ掻き試験を行い、フラックス層の密着性について評価した。その際、各ろう材について、鉛筆引っ掻き試験を５回行い、剥離が発生した数が２回以下であった場合をその鉛筆硬さで合格とし、剥離発生数が３回以上の場合はそれよりも軟らかい鉛筆で再試験を行った。その結果を下記表４に示す。なお、下記表４においては、鉛筆硬さがＨＢ以上であったものを○、鉛筆硬さがＨであったものを◎としている。

上記表４に示すように、フラックスの粒径が３０μｍ以下である実施例１４及び１５のろう材は、鉛筆硬さがＨであり、フラックスの粒径が３０μｍを超えている実施例１２及び１３のろう材よりも密着性が優れていた。

Ｔ字型ろう付け性試験方法を示す断面図である。

符号の説明

１：ろう材
２：アルミニウム合金部材
３：フィレット

Claims (10)

1. アルミニウム合金材と、このアルミニウム合金材の表面に形成されたフラックス層と、を有し、前記フラックス層はメタクリル酸ブチルを主成分とするアクリル系樹脂を含有し、前記フラックス層におけるフラックスと前記アクリル系樹脂との質量比（アクリル系樹脂／フラックス）は、０．２乃至２．０であることを特徴とするアルミニウム合金ろう材。
2. 前記フラックス層におけるフラックス量は、３ｇ／ｍ^２以上であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金ろう材。
3. 前記フラックスの粒径は、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアルミニウム合金ろう材。
4. 前記アルミニウム合金材は、Ａｌ−Ｓｉ系合金材又はＡｌ−Ｓｉ系合金層を有するクラッド材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金ろう材。
5. メタクリル酸ブチルを主成分とするアクリル系樹脂を、エステル、芳香族炭化水素、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及び塩素系有機溶剤からなる群から選択された少なくとも１種の有機溶剤に溶解させた溶液中にフラックスを添加する工程と、このアクリル系樹脂と有機溶剤とフラックスとの混合溶液をアルミニウム合金材の表面に塗布する工程と、前記混合溶液が塗布されたアルミニウム合金材を加熱して前記有機溶剤を揮発させる工程と、を有することを特徴とするアルミニウム合金ろう材の製造方法。
6. 前記有機溶剤として、二塩基酸エステル、１，２，３−トリメチルベンゼン、１，２，４−トリメチルベンゼン、１，３，５−トリメチルベンゼン、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジクロロメタン及び１，２−ジクロロエタンからなる群から選択された少なくとも１種を使用することを特徴とする請求項５に記載のアルミニウム合金ろう材の製造方法。
7. 前記有機溶剤１００ｍｌに対して、アクリル系樹脂を１０乃至４０ｇ溶解し、フラックスを２０乃至５０ｇ添加することを特徴とする請求項５又は６に記載のアルミニウム合金ろう材の製造方法。
8. 前記混合溶液は、バーコータ、ロールコータ、スプレー、静電塗布又は浸漬法により前記アルミニウム合金材の表面に塗布されることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載のアルミニウム合金ろう材の製造方法。
9. 前記有機溶剤を揮発させる工程は、混合溶液が塗布されたアルミニウム合金材を、８０乃至２５０℃の温度条件下に、１分以内の間保持することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載のアルミニウム合金ろう材の製造方法。
10. アルミニウム合金材と、このアルミニウム合金材の表面にメタクリル酸ブチルを主成分とするアクリル系樹脂を、エステル、芳香族炭化水素、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及び塩素系有機溶剤からなる群から選択された少なくとも１種の有機溶剤に溶解させた後フラックスを添加した混合溶液を塗布することにより形成されたフラックス層と、を有するアルミニウム合金ろう材を、ろう付け接合部に配置して加熱することによりろう付けされることを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器の製造方法。

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