JP2005199120A - 塗装アルミニウム管状部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【目的】アルミニウム管状部材の表面に、親水性処理剤その他塗料、とくに、ろう付け用フラックス粉末またはろう付け用フラックスとろう付け用組成物の混合粉末を含む塗料を転写ロールにより塗布することにより塗装アルミニウム管状部材を製造する方法の改良で、塗布すべき表面形状が平坦部以外の部分を含むアルミニウム管状部材に、幅広い粘度の塗料を転写ロールにより１工程で均一且つ良好な塗膜面質で塗布することを可能とするろう付け用アルミニウム管状部材の製造方法を提供する。
【構成】アルミニウム管状部材の表面形状に沿う形状に成形された塗布面を有する転写ロールを使用し、転写ロールをアルミニウム管状部材の進行方向と逆方向に回転させて塗布を行う。
【選択図】 なし

Description

本発明は、塗装アルミニウム管状部材の製造方法、詳しくは、アルミニウム管状部材の表面に、親水性表面処理剤その他塗料による皮膜あるいは塗膜を転写ロールにより塗布することにより塗装アルミニウム管状部材を製造する方法の改良、とくに、アルミニウム管状部材の表面に、ろう付け用フラックス粉末またはろう付け用フラックスとろう付け用組成物の混合粉末を含む塗料を塗布するのに好適な塗装アルミニウム管状部材の製造方法に関する。アルミニウム管状部材とは、アルミニウム（アルミニウム合金を含む、以下同じ）の押出多孔偏平管などの押出管およびアルミニウム板材を管形状に成形したものを含む。

自動車のラジエータ、ヒータコア、オイルクーラ、インタークーラ、カーエアコンなど、自動車用アルミニウム合金製熱交換器は、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系などのアルミニウム合金押出偏平管（作動流体通路材）にろう材をクラッドしたアルミニウムブレージングシートからなるフィンを組合わせ、あるいは、ろう材をクラッドしたアルミニウムブレージングシートを管状に成形し、これにアルミニウムフィンを組合わせて、塩化物系フラックスを使用するフラックスろう付け、フッ化物系フラックスを使用する不活性ガス雰囲気ろう付けまたは真空ろう付けにより組み立てられている。

上記のアルミニウム合金製熱交換器の製造において、近年、製造工程の合理化のために、熱交換器の組み立てに先立って、アルミニウム管状部材の表面に、粉末状のろう付けフラックスやろう付けフラックスとろう材（ろう付け組成物）との混合粉末を含む塗料を塗布しておき、アルミニウムフィン材を組合わせて加熱するのみで、ブレージングシートやフラックスを用いること無しに、アルミニウム合金製熱交換器を組み立てることが試みられている。

アルミニウム管状部材の表面に、粉末状のろう付けフラックスやろう付けフラックスとろう付け組成物との混合粉末を含む塗料を塗布する方法としては、スプレー法、浸漬法、ロールコート法が適用されているが、スプレー法では、とくに幅の狭い管状部材の場合、吹き付けパターンが部材から外れる割合が高く、歩留りが低下したり塗料中に含まれている粉末粒子の性状によっては目詰まりを起こすなどの難点がある。浸漬法では均一な塗布膜を得られない場合が多く、浸漬後、管状部材の表面形状に沿う形状に成形したロールで塗布膜をスクイーズする方法も提案されている（特許文献１参照）が、高速で連続稼働する場合には不利な点が少なくない。

ロールコート法の提案もある（特許文献２参照）が、ロールコート法は作業速度や歩留りにおいて優れている反面、平坦部しか塗布できず、塗布すべき表面形状が平坦部以外の部分を含む管状部材を塗布するには問題がある。そのために、平坦部を塗布する工程と、側面部など平坦部以外の部分を塗布する工程に分けて塗布を行う方法も提案されているが、この場合には工程が長くなるという難点がある。
特開平１０−９４７８１号公報 特開平１１−２３９８６７号公報

発明者らは、アルミニウム管状部材の表面に、ろう付け用フラックス粉末またはろう付け用フラックスとろう付け用組成物の混合粉末を含む塗料を転写ロールにより塗布する方法のうち、作業効率や歩留りに利点のあるロールコート法に着目し、塗布すべき表面形状が平坦部以外の部分を含む管状部材に１工程で塗布を行うために、アルミニウム管状部材の表面形状に沿う形状に成形された塗布面を有する転写ロールを用いる方式について試験、検討を行った結果、フラックス粉末やろう付け組成物粉末を含む幅広い粘度の塗料を全体に均一の塗布するためには、転写ロールの回転方向、転写ロールの塗布面の硬度、塗布すべき管状部材の表面と転写ロールの塗布面の寸法関係などが影響を与えることを見出した。

本発明は、上記の知見に基づいてさらに検討を加えた結果としてなされたもので、とくに、アルミニウム管状部材の表面に、ろう付け用フラックス粉末またはろう付け用フラックスとろう付け用組成物の混合粉末を含む塗料を塗布することによりろう付け用アルミニウム管状部材を製造するのに好適であり、アルミニウム管状部材の表面に、親水性表面処理剤その他塗料による皮膜あるいは塗膜を効率良く形成することもできる塗装アルミニウム管状部材の製造方法を提案するものであり、その目的は、塗布すべき表面形状が平坦部以外の部分を含むアルミニウム管状部材に、幅広い粘度の塗料を転写ロールにより１工程で均一且つ良好な塗膜面質で塗布することを可能とする塗装アルミニウム管状部材の製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための請求項１による塗装アルミニウム管状部材の製造方法は、アルミニウム管状部材の表面に塗料を転写ロールにより塗布することにより塗装アルミニウム管状部材を製造する方法において、アルミニウム管状部材の表面形状に沿う形状に成形された塗布面を有する転写ロールを使用し、転写ロールをアルミニウム管状部材の進行方向と逆方向に回転させて塗布を行うことを特徴とする。

請求項２による塗装アルミニウム管状部材の製造方法は、請求項１において、前記塗料が、ろう付け用フラックス粉末またはろう付け用フラックスとろう付け用組成物の混合粉末を含む塗料であることを特徴とする。

請求項３による塗装アルミニウム管状部材の製造方法は、請求項１または２において、前記アルミニウム管状部材がアルミニウム押出多穴偏平管であることを特徴とする。

請求項４による塗装アルミニウム管状部材の製造方法は、請求項１または２において、前記アルミニウム管状部材が断面略六角形のアルミニウム押出多穴偏平管であることを特徴とする。

請求項５によるろう付け用アルミニウム管状部材の製造方法は、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記塗布面がゴム被覆され該ゴム被覆の硬度がゴム硬度３０〜７０°に調整された転写ロールを使用して塗布を行うことを特徴とする。

請求項６によるろう付け用アルミニウム管状部材の製造方法は、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記アルミニウム管状部材の表面形状に沿う形状に成形された転写ロールの塗布面において、アルミニウム管状材の塗布すべき表面の幅方向の長さに対し、該表面を塗布するための塗布面のロール軸方向の長さが±１．０ｍｍ以下の寸法精度に形成されていることを特徴とする。

請求項７によるろう付け用アルミニウム管状部材の製造方法は、請求項４〜６のいずれかにおいて、前記断面略六角形のアルミニウム押出多穴偏平管の表面形状に沿う形状に成形された転写ロールの塗布面において、塗布すべきアルミニウム押出多穴偏平管の平坦部および両端部の幅方向の長さに対し、該平坦部および両端部を塗布するための塗布面のロール軸方向の長さがそれぞれ±０．５ｍｍ以下の寸法精度に形成されていることを特徴とする。

請求項８よるろう付け用アルミニウム管状部材の製造方法は、請求項１〜７のいずれかにおいて、前記転写ロールは塗布厚さ調整ロールと接触して回転し、塗布厚さ調整ロールが転写ロールと同方向に回転することを特徴とする。

請求項９によるろう付け用アルミニウム管状部材の製造方法は、請求項１〜８のいずれかにおいて、前記アルミニウム管状部材の上面を塗布する転写ロールと下面を塗布する転写ロールを、アルミニウム管状部材の進行方向にオフセットに配置して塗布を行うことを特徴とする。

本発明は、アルミニウム管状部材の表面に、親水性表面処理剤その他塗料による皮膜あるいは塗膜を転写ロールにより塗布することにより塗装アルミニウム管状部材を製造する方法の改良、とくに、アルミニウム管状部材の表面に、ろう付け用フラックス粉末またはろう付け用フラックスとろう付け用組成物の混合粉末を含む塗料を塗布するのに好適な塗装アルミニウム管状部材の製造方法を提案するものであり、塗布すべき表面形状が平坦部以外の部分を含むアルミニウム管状部材に、幅広い粘度の塗料を転写ロールにより１工程で均一且つ良好な塗膜面質で塗布することを可能とする塗装アルミニウム管状部材の製造方法が提供される。

本発明においては、転写ロールとして、アルミニウム管状部材の表面形状に沿う形状に成形された塗布面を有する転写ロールを使用し、転写ロールをアルミニウム管状部材の進行方向と逆方向に回転させて塗布（リバースコート）を行う。転写ロールをアルミニウム管状部材の進行方向と同方向に回転させて塗布を行うと、転写された塗膜表面に畝模様が発生して面質が低下し易く、ろう付けされた製品の品質低下の原因となる。

転写ロールとしては、その塗布面がゴム被覆されたものを使用し、該ゴム被覆の硬度はゴム硬度３０〜７０°、好ましくは３０〜５０°に調整される。ゴム硬度が３０°未満では、転写ロールの硬度が低いため、アルミニウム管状部材への塗布が十分に行われる前に転写ロールの塗布部にむしれや磨耗が生じ、転写ロールの形状が維持し得なくなる。また、アルミニウム管状部材の表面形状に沿う形状に成形された塗布面とアルミニウム管状部材の塗布すべき表面とは吸収変形によりなじみ、その結果として適正な塗布が行われるが、ゴム硬度が７０°を越えると、前記のなじみが得られず、塗布されない個所が生じ易くなる。

図１に示すように、転写ロール１は、塗布厚さ調整ロール２と接触して回転し、塗料はドクターロール３、塗布厚さ調整ロール２を介して転写ロール１に移行し、転写ロール１によりアルミニウム管状部材Ｔの表面に、好ましくは５〜２０ｇ／ｍ² の塗布量で塗布される。この場合、塗布厚さ調整ロール２は転写ロール１と同方向に回転することが望ましく、逆方向に回転した場合には、塗布厚さ調整ロール２から転写ロール１に移行する塗料の転写ロール１上での分布が均一になり難い。また、塗布厚さ調整ロール２としては、転写ロール１の形状に合わせた形状とせず、通常の円筒形のものを適用することができる。なお、図１においては、塗布厚さ調整ロール２およびドクターロール３を転写ロール１に対して、アルミニウム管状部材Ｔの上流側に配置したが、下流側に配置することもでき、いずれの配置を採るかは全体の装置レイアウトに応じて選択される。

塗布厚さ調整ロール２の転写ロール１への接触面において、塗布厚さ調整ロール２の面は転写ロール１の面より硬くするのが望ましく、塗布厚さ調整ロール２の接触面の硬度が転写ロール１の接触面の硬度より低い場合には、ロール間のギャップを小さくしても、塗膜厚さが絞れず、ロール間のギャップをさらに小さくして塗膜厚さを絞ろうとすると、アルミニウム管状部材への塗布が十分に行われる前に転写ロールの塗布部にむしれや磨耗が生じ、転写ロールの形状が維持し得なくなる。このような観点から、塗布厚さ調整ロール２としては金属製ロールを使用するのが好ましい。

本発明においては、アルミニウム管状部材の表面形状に沿う形状に成形された転写ロールの塗布面について、アルミニウム管状材の塗布すべき表面の幅方向の長さに対し、該表面を塗布するための塗布面のロール軸方向の長さが±１．０ｍｍ以下、好ましくは±０．５ｍｍ以下の寸法精度に形成されていることが望ましく、例えば、アルミニウム管状部材が、図２に示すような偏平状アルミニウム管Ｔａの場合には、転写ロール１の塗布面（図２）７ａとの寸法関係において、ａ−ｂ＝±１．０ｍｍ以下、好ましくは±０．５ｍｍ以下とする。

アルミニウム管状部材が、図３に示すように、断面略六角形（端縁部に僅かなＲの有るものを含む）のアルミニウム押出多孔偏平管Ｔｂの場合には、塗布すべきアルミニウム押出多孔偏平管Ｔｂの平坦部４の幅方向の長さＢおよび両端部５、６の幅方向の長さＡ、Ｃに対して、図４に示すように、平坦部４および両端部５、６を塗布するための、転写ロール１の塗布面７ｂのロール軸方向の長さがそれぞれ±０．５ｍｍ以下の寸法精度に形成されていることが望ましい。すなわち、Ｂ−Ｅ＝±０．５ｍｍ以下、Ａ−Ｄ＝±０．５ｍｍ以下、Ｃ−Ｆ＝±０．５ｍｍ以下の関係にあることが望ましい。

アルミニウム管状部材の上下面に対して同時に塗料を塗布する場合には、アルミニウム管状部材の上面を塗布する転写ロールと下面を塗布する転写ロールを、アルミニウム管状部材の進行方向にオフセットに（前後にづらして）配置して塗布を行うのが望ましく、均一な塗膜を得ることができる。

断面の形状が図３に示すような断面略六角形のアルミニウム押出多孔偏平管Ｔｂ（寸法：Ｂ１５ｍｍ、Ａ２ｍｍ、Ｃ２ｍｍ、厚さ２ｍｍ、肉厚０．３ｍｍ）を巻き取ってコイルの状態とした。塗料として、ろう付けフラックス粉末、樹脂および溶剤を混合した塗料を調製し、図５に示す塗装ラインを用いて、アルミニウム押出多孔偏平管Ｔｂのコイル８を巻き戻し、転写ロール１、塗布厚さ調整ロール２、ドクターロール３からなるロールコータ９を用いて、アルミニウム押出多孔偏平管Ｔｂの表面の塗料を塗布し、乾燥機１０で乾燥させた後、コイル１１として巻き取って試験材とした。

上記の塗布工程において、転写ロール１の塗布面の寸法、転写ロール１の回転方向、塗布厚さ調整ロール（隣接ロールという）２の回転方向、転写ロール１の塗布面の硬度、塗布厚さ調整ロール２の硬度を適宜変更した。塗布条件を表１に示す。

巻き取られたアルミニウム押出多孔偏平管Ｔｂの塗布性状について、アルミニウム押出多孔偏平管Ｔｂの長さ方向における塗料の転写性（塗装安定性）、両端部５、６における塗料の転写性（端部転写性）、塗膜面質、転写ロールの消耗性を評価した。評価結果を表２に示す。なお、塗装安定性、端部転写性、塗装面質、ロール消耗性については、以下のように評価した。

塗装安定性：Ｔｂの長方向において、塗料の転写性が良好なものは○、一箇所でも塗料が転写されない部分があるものは△、Ｔｂの長方向に塗料が転写されない部分が散発された場合は×と評価した。

端部転写性：Ｔｂの端部５、６において、塗料の転写性が良好なものは○、一箇所でも塗料が転写されない部分があるものは△、Ｔｂの長方向に塗料が転写されない部分が散発された場合は×と評価した。

塗膜面質：塗膜の均一性が良好で、畝模様などの塗膜欠陥が無いものは○、塗膜の均一性が劣るもの、畝模様などの塗膜欠陥が有るものは×と評価した。

ロール消耗性：転写ロールの塗布面にむしれや磨耗は生じ、形状を維持できなくなったものは×、健全なものは○と評価した。

表２に示すように、本発明に従う試験材Ｎｏ．１〜６はいずれも、塗装安定性、端部転写性、塗装面質、ロール消耗性について良好な結果を示した。これに対して、試験材Ｎｏ．７〜１５は、少なくともいずれかの評価において劣っていた。

試験材Ｎｏ．７はＴｂの平坦面の寸法より転写ロールの塗布面の対応部の寸法が大き過ぎるため、Ｔｂの塗装中に平坦部が転写ロール塗布面から外れる場合が生じ、塗料が転写されない部分が散発した。試験材Ｎｏ．８はＴｂの平坦面の寸法に比べて転写ロールの塗布面の対応部の寸法が小さ過ぎるため、Ｔｂの塗装中にＴｂと転写ロールの塗布面とのクリアランスが大きくなり、端部５、６のいずれかしか塗装されない状態が繰り返され、端部転写性が低下した。

試験材Ｎｏ．９はＴｂの端部の寸法より転写ロールの塗布面の対応部の寸法が大き過ぎるため、Ｔｂの塗装中に平坦部が転写ロール塗布面から外れる場合が生じ、塗料が転写されない部分が散発した。試験材Ｎｏ．１０はＴｂの端部の寸法に比べて転写ロールの塗布面の対応部の寸法が小さ過ぎるため、Ｔｂの塗装中、端部５、６の一部に転写されない部分が生じた。

試験材Ｎｏ．１１は転写ロールの回転方向が時計回りでＴｂの進行方向と同じ方向となっているため、塗膜面に畝模様が残存し塗装面質が低下した。試験材Ｎｏ．１２は転写ロールと隣接ロールの回転方向がそれぞれ逆であるため、転写ロールが隣接ロールに接触した後に転写ロールに分布する塗膜量はＴｂの端部５、６で多くなり、塗膜量の均一性が低下する。

試験材Ｎｏ．１３は転写ロールの塗布面の硬度が高過ぎるため、Ｔｂの端部５、６の一部に塗料が転写されない部分が生じた。試験材Ｎｏ．１４は転写ロールの塗布面の硬度が低過ぎるため、十分な塗膜が形成される前に、転写ロールの塗布面がむしれや磨耗によりその形状が維持できなくなった。試験材Ｎｏ．１５は転写ロールより隣接ロールの硬度が低いため、ロール間のギャップを小さくしても塗膜厚さが絞れず、ロールギャップをさらに小さくして塗膜厚さを絞ろうとすると、十分な塗膜が形成される前に、転写ロールの塗布面がむしれや磨耗によりその形状が維持できなくなった。

本発明における転写ロール、塗布厚さ調整ロール、ドクターロールの配置の実施例を示す概略側面図である。 本発明において、アルミニウム管状部材に転写ロールで塗布する場合の実施例を示す一部断面図である。 本発明のアルミニウム管状部材の他の実施例（断面略六角形のアルミニウム押出多孔偏平管）を示す断面図である。 図３のアルミニウム管状部材を転写ロールに塗布する場合の実施例を示す一部断面図である。 アルミニウム管状部材への塗布装置を示す概略図である。

符号の説明

１ 転写ロール
２ 塗布厚さ調整ロール
３ ドクターロール
４ アルミニウム管状部材の平坦部
５ アルミニウム管状部材の端部
６ アルミニウム管状部材の端部
７ａ 転写ロールの塗布面
７ｂ 転写ロールの塗布面
８ コイル
９ ロールコータ
１０ 乾燥機
１１ コイル

Claims (9)

1. アルミニウム管状部材の表面に塗料を転写ロールにより塗布することにより塗装アルミニウム管状部材を製造する方法において、アルミニウム管状部材の表面形状に沿う形状に成形された塗布面を有する転写ロールを使用し、転写ロールをアルミニウム管状部材の進行方向と逆方向に回転させて塗布を行うことを特徴とする塗装アルミニウム管状部材の製造方法。
2. 前記塗料が、ろう付け用フラックス粉末またはろう付け用フラックスとろう付け用組成物の混合粉末を含む塗料であることを特徴とする請求項１記載の塗装アルミニウム管状部材の製造方法。
3. 前記アルミニウム管状部材がアルミニウム押出多穴偏平管であることを特徴とする請求項１または２記載の塗装アルミニウム管状部材の製造方法。
4. 前記アルミニウム管状部材が断面略六角形のアルミニウム押出多穴偏平管であることを特徴とする請求項１または２記載の塗装アルミニウム管状部材の製造方法。
5. 前記塗布面がゴム被覆され該ゴム被覆の硬度がゴム硬度３０〜７０°に調整された転写ロールを使用して塗布を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の塗装アルミニウム管状部材の製造方法。
6. 前記アルミニウム管状部材の表面形状に沿う形状に成形された転写ロールの塗布面において、アルミニウム管状材の塗布すべき表面の幅方向の長さに対し、該表面を塗布するための塗布面のロール軸方向の長さが±１．０ｍｍ以下の寸法精度に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塗装アルミニウム管状部材の製造方法。
7. 前記断面略六角形のアルミニウム押出多穴偏平管の表面形状に沿う形状に成形された転写ロールの塗布面において、塗布すべきアルミニウム押出多穴偏平管の平坦部および両端部の幅方向の長さに対し、該平坦部および両端部を塗布するための塗布面のロール軸方向の長さがそれぞれ±０．５ｍｍ以下の寸法精度に形成されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の塗装アルミニウム管状部材の製造方法。
8. 前記転写ロールは塗布厚さ調整ロールと接触して回転し、塗布厚さ調整ロールが転写ロールと同方向に回転することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の塗装アルミニウム管状部材の製造方法。
9. 前記アルミニウム管状部材の上面を塗布する転写ロールと下面を塗布する転写ロールを、アルミニウム管状部材の進行方向にオフセットに配置して塗布を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の塗装アルミニウム管状部材の製造方法。
   

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