JP2008224204A - 熱交換器用アルミニウムフィン材 - Google Patents

Abstract

【課題】長期にわたって、異臭の発生および親水性の低下を防止できる熱交換器用フィン材を提供する。
【解決手段】基板２と、下地処理層３と、膜厚０．１〜１０μｍの疎水性塗膜層４と、膜厚０．１〜１０μｍの親水性塗膜層５とを備える熱交換器用アルミニウムフィン材１において、疎水性塗膜層４は、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリアクリル酸系樹脂のうちの少なくとも１種の疎水性樹脂からなり、親水性塗膜層５は、スルホン酸基またはスルホン酸基誘導体を含有し、かつ、カルボキシル基、カルボキシル基誘導体、水酸基および水酸基誘導体のうちの少なくとも１種を含有する親水性樹脂からなり、高周波グロー放電発光分光分析で膜厚方向に測定されたＳの存在比率が１〜５原子％、かつ、Ｏの存在比率が１０〜３５原子％であり、疎水性塗膜層４および親水性塗膜層５の不純物の合計量が１質量％以下であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、その表面に塗膜が形成されたアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなるアルミニウムフィン材に関し、特に、エアコン等の熱交換器のフィン材に好適に使用される熱交換器用アルミニウムフィン材に関する。

熱交換器は、ルームエアコン、パッケージエアコン、冷凍ショーケース、冷蔵庫、オイルクーラーおよびラジエータ等を代表として様々な分野に利用されている。そして、ルームエアコンおよびパッケージエアコン等の熱交換器において、そのフィン材には熱伝導性および加工性が優れることからアルミニウム材が使用されている。

また、熱交換器においては、冷房運転時の結露水がフィン（フィン材）の間に留まり、送風時の抵抗となって熱交換器特性を低下させることを防止するため、結露水のフィン材表面での流動性を高める目的で、フィン材の表面には、親水性処理が施されている。さらに、フィン材の腐食発生防止を目的として、フィン材表面には、耐食性処理も施されている。

エアコン等が使用される環境（室内雰囲気）には、様々な汚染物質、例えば、フタル酸ジイソオクチル等の可塑剤、パルミチン酸・ステアリン酸・パラフィン類等のプラスチック用滑剤などの撥水化物質、および、アセトアルデヒドなどの臭気物質が存在する（参考文献：第１８回におい・かおり環境学会概要集／２００５．６ Ｐ３ エアコンからのにおい原因に関する研究）。

この汚染物質の付着を防止する手段として、特許文献１には、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基板上に、無機酸化物または有機−無機複合化合物よりなる耐食性皮膜を形成し、その上に、分子内に水酸基を有する水溶性樹脂を含有するポリアクリル酸またはポリアクリル酸塩よりなる親水性皮膜を形成し、さらにその上に、分子内に水酸基を有する水溶性樹脂よりなる水溶性樹脂皮膜を形成した熱交換器用アルミニウムフィン材が記載されている。
特許第３３８３９１４号公報

特許文献１のフィン材においては、親水性皮膜および水溶性樹脂皮膜に水溶性樹脂を含有させることによって、両皮膜の親水性を高めている。それにより、結露水の流動性が高められ、汚染物質の付着が防止されている。しかしながら、水溶性樹脂は、結露水に溶解するため、両皮膜の親水性が持続し難く、長期にわたって汚染物質の付着を防止できなかった。なお、汚染物質自体が両皮膜の親水性を低下させるため、より一層汚染物質が付着することとなっていた。その結果、汚染物質に起因する異臭の発生および親水性の低下を十分防止できないという問題があった。

また、フィン材においては、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基板上に耐食性皮膜を形成しているが、耐食性皮膜上に水と親和性が高い親水性樹脂皮膜および水溶性樹脂皮膜が形成されている。そのため、結露水が耐食性皮膜まで浸透しやすく、基板を腐食してアルミ酸化物を形成することがあった。このアルミ酸化物は、親水性樹脂皮膜および水溶性樹脂被膜中に移動し、汚染物質を吸着、吸蔵してしまう。その結果、汚染物質が付着しやすくなり、異臭の発生および親水性の低下を十分防止ができないという問題もあった。

さらに、フィン材においては、親水性皮膜および水溶性樹脂皮膜には、親水性を向上させる目的で、アルミナ、シリカ、チタニア、ゼオライトおよびこれらの水和物等の無機酸化物を積極的に添加していた。これらの無機酸化物には汚染物質を吸着、吸蔵する作用があるため、フィン材表面に汚染物質が付着しやすくなり、異臭の発生および親水性の低下を十分防止できないという問題もあった。

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたもので、長期にわたって、異臭の発生および親水性の低下を防止できる熱交換器用フィン材を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基板と、前記基板の上に形成された無機酸化物または有機−無機複合化合物からなる下地処理層と、前記下地処理層の上に形成された膜厚０．１〜１０μｍの疎水性塗膜層と、前記疎水性塗膜層の上に形成された膜厚０．１〜１０μｍの親水性塗膜層とを備える熱交換器用アルミニウムフィン材において、前記疎水性塗膜層は、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリアクリル酸系樹脂のうちの少なくとも１種の疎水性樹脂からなり、前記親水性塗膜層は、スルホン酸基またはスルホン酸基誘導体を含有し、かつ、カルボキシル基、カルボキシル基誘導体、水酸基および水酸基誘導体のうちの少なくとも１種を含有する親水性樹脂からなり、高周波グロー放電発光分光分析で膜厚方向に測定されたＳの存在比率が１〜５原子％、かつ、Ｏの存在比率が１０〜３５原子％であり、前記疎水性塗膜層および前記親水性塗膜層に不純物として含まれるアルミナ、シリカ、チタニア、ゼオライトおよびこれらの水和物の少なくとも１種の合計量が１質量％以下であることを特徴とする。

前記構成によれば、疎水性塗膜層が、所定の疎水性樹脂からなり、下地処理層の上に形成されたことによって、親水性塗膜層を浸透した結露水は、疎水性塗膜層でブロックされて、下地処理層まで浸透することが抑制される。それにより、下地処理層の形成が不十分な部分での結露水と基板が接触することが抑制される。なお、疎水性塗膜層の疎水性樹脂としてフッ素系樹脂などの極度に疎水性が高い樹脂を使用すると、疎水性塗膜層の上塗りとなる親水性塗膜層の塗装および密着が困難となる。

また、親水性塗膜層が、所定官能基を含有する親水性樹脂からなり、ＳおよびＯの存在比率が所定範囲であることによって、アルミニウムフィン材の親水性が高くなり、アルミニウムフィン材表面での結露水の流動性が高まる。それによって、アルミニウムフィン材表面に汚染物質が付着しても、結露水で汚染物質が容易に洗い落とされる（除去される）。また、親水性塗膜層が、スルホン酸基またはスルホン酸基誘導体を含有する親水性樹脂からなることによって、極性の高いものとなり、汚染物質が付着しても結露水によって容易に流れ落ちやすくなる。さらに、親水性塗膜層が所定の官能基を含有することにより、従来の水溶性樹脂からなるものと比べて、親水性塗膜層自体の結露水への溶解速度が低くなる。特に、疎水性塗膜層と反応しやすいカルボキシル基を含有することによって、一層低くなる。

さらに、疎水性塗膜層および親水性塗膜層に含有される不純物の合計量が所定値以下であることによって、不純物が汚染物質を吸着、吸蔵することが抑制されるため、フィン材表面に付着される汚染物質の量が少なくなる。

請求項２に係る発明は、前記親水性塗膜層が、前記親水性樹脂に抗菌剤を添加したものからなることを特徴とする。
前記構成によれば、親水性樹脂に抗菌剤が添加されたことによって、親水性塗膜層の防カビ抗菌性が向上する。

本発明に係る熱交換器用アルミニウムフィン材によれば、所定の疎水性塗膜層および親水性塗膜層を備えることによって、長期にわたって、アルミニウムフィン材に異臭の発生がなく、アルミニウムフィン材の親水性が低下しない。また、親水性樹脂に抗菌剤が添加されることによって、アルミニウムフィン材にカビおよび細菌が発生しない。

本発明に係る熱交換器用アルミニウムフィン材の実施形態について、図面を参照して説明する。図１（ａ）、（ｂ）は熱交換器用アルミニウムフィン材（以下、フィン材と称す）の断面を模式的に示す断面図である。
＜フィン材＞
図１（ａ）に示すように、フィン材１は、基板２と、基板２の上に形成された下地処理層３と。下地処理層３の上に形成された疎水性塗膜層４と、疎水性塗膜層４の上に形成された親水性塗膜層５とを備える。ここで、基板２の上とは、基板２の片面または両面（図示せず）を意味する。以下、各構成について説明する。

（基板）
基板２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる板材であって、熱伝導性および加工性が優れることからＪＩＳ Ｈ４０００規定の１０００系のアルミニウム、好ましくは合金番号１２００のアルミニウムが使用される。なお、熱交換器用アルミニウムフィン材においては、強度、熱伝導性および加工性等を考慮して、板厚０．０８〜０．３ｍｍ程度のものが使用される。

（下地処理層）
下地処理層３は、無機酸化物または有機−無機複合化合物よりなる。無機酸化物としては、主成分としてクロム（Ｃｒ）またはジルコニウム（Ｚｒ）を含むものが好ましく、例えば、リン酸クロメート処理、リン酸ジルコニウム処理、クロム酸クロメート処理を行うことにより形成されたものである。しかし、本発明においては、耐食性を奏するものであれば、これに限定されず、例えば、リン酸亜鉛処理、リン酸チタン酸処理を行うことによっても下地処理層３を形成することができる。また、有機−無機複合化合物としては、塗布型クロメート処理または塗布型ジルコニウム処理を行なうことにより形成されたもので、アクリル−ジルコニウム複合体等が挙げられる。

下地処理層３は、ＣｒまたはＺｒを１〜１００ｍｇ／ｍ^２の範囲で含有するものが好ましく、また、下地処理層３の膜厚としては、１０〜１０００Åとするのが好ましいが、使用目的等に合わせて適宜変更が可能であることはいうまでもない。この下地処理層３の形成により、基板２と後記する疎水性塗膜層４との密着性が向上すると共に、フィン材１に耐食性が付与される。

（疎水性塗膜層）
疎水性塗膜層４は、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリアクリル酸系樹脂のうちの少なくとも１種よりなる疎水性樹脂からなり、その膜厚は０．５〜１０μｍである。

このような疎水性塗膜層４の形成により、酸性雰囲気における多湿環境においても、後記する親水性塗膜層５を浸透してきた結露水が基板２と接触するのを抑制できる。それにより、基板２の腐食（酸化）によるアルミ酸化物の発生が抑制され、アルミ酸化物独特のセメント臭の発生を防止できる。また、アルミ酸化物が親水性塗膜層５に移動して、親水性、耐久性を低下させることも防止できると共に、移動したアルミナによって汚染物質が吸着、吸蔵され、その汚染物質に起因した異臭の発生も防止できる。

疎水性塗膜層４の膜厚（０．１〜１０μｍ）の数値限定理由は、以下のとおりである。膜厚が０．１μｍ未満であると、親水性塗膜層５からの結露水の浸透を防止できず、異臭が発生すると共に、フィン材１の親水性が低下する。また、一般的な熱交換器においては、フィン材１を貫いて構成される伝熱管には銅管が使用されることが多く、疎水性塗膜層４の膜厚が１０μｍを超えると、疎水性塗膜による銅管との接触熱抵抗が大きくなり、伝熱性能が低下してしまうことが推定される。また経済的にも１０μｍを超える膜厚は好ましくない。なお、疎水性塗膜層４の好ましい膜厚は０．５〜２μｍである。このような膜厚により、フィン材１の耐食性、親水性がより一層高くなる。

疎水性塗膜層４の耐久性を向上させるために、疎水性塗膜層４は、疎水性樹脂に有機系架橋剤を添加したもので構成することが好ましい。また、疎水性塗膜層４を下地処理層３の上に、例えば、塗装によって、容易に形成させるために、疎水性塗膜層４は、疎水性樹脂に界面活性剤および有機系架橋剤を添加したもので構成することが好ましい。

疎水性塗膜層４は、１Ｎ−塩酸水溶液中に浸漬したときの電気抵抗値が一定値以下であることが好ましい。具体的には、１Ｎ−塩酸水溶液中に暴露されている試料面積（疎水性塗膜層４）が１０ｃｍ²、ＡＣ振幅電圧１００ｍＶ、周波数１０ｍＨｚ〜１０ｋＨｚで行ったときの界面インピーダンスが１×１０²Ω・ｍ²以上であることが好ましい。疎水性塗膜層４の界面インピーダンスが１×１０²Ω・ｍ²未満であると、基板２が腐食され、アルミ酸化物が発生しやすくなる。そして、アルミ酸化物に起因した異臭が発生しやすくなる。

ウレタン系樹脂とポリエステル系樹脂について、広義には、ポリエステル系樹脂の概念の中にウレタン系樹脂を含める場合もあるため、本願の疎水性塗膜層４に記載のウレタン系樹脂とポリエステル系樹脂との定義を以下に述べる。

ウレタン系樹脂とは、組成中にウレタン結合を繰返し持つ化合物であり、イソシアネート基を２個以上持ったポリイソシアネート化合物（Ｏ＝Ｃ＝Ｎ−Ｒ−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）と、水酸基を２個以上持ったポリオール化合物（ＨＯ−Ｒ_１−ＯＨ）、ポリアミン（Ｈ_２Ｎ−Ｒ_２−ＮＨ_２）、水などの活性水素（−ＮＨ_２、−ＮＨ、−ＣＯＮＨ−など）を持った化合物などと反応して得られることができる。（Ｒ、Ｒ_１、Ｒ_２：脂肪族アルキル、芳香族アルキルなど）

一方で、ポリエステル系樹脂とは、多価カルボン酸（ジカルボン酸）とポリアルコール（ジオール）との重縮合体である。ポリアルコール（アルコール性の官能基−ＯＨを複数有する化合物）と、多価カルボン酸（カルボン酸官能基−ＣＯＯＨを複数有する化合物）を反応（脱水縮合）させて作ることを基本とする。

（親水性塗膜層）
親水性塗膜層５は、スルホン酸基またはスルホン酸基誘導体を含有し、かつ、カルボキシル基、カルボキシル基誘導体、水酸基および水酸基誘導体のうちの少なくとも１種を含有する親水性樹脂からなり、その膜厚は０．１〜１０μｍである。ここで、スルホン酸基誘導体、カルボキシル基誘導体および水酸基誘導体としては、ナトリウム、カリウム等の１価の金属塩、カルシウム等の２価の金属塩、アンモニウム塩等の有機塩基化合物との塩等が含まれる。

親水性塗膜層５は、スルホン酸基（スルホン酸基誘導体）、カルボキシル基、水酸基を含有する親水性樹脂からなることにより、親水性を発現し、フィン材表面の結露水の流動性を向上させる。そして、フィン材表面に汚染物質が付着しても、この結露水で洗い落とすことが可能となる。特に、スルホン酸基（スルホン酸基誘導体）を含有する親水性樹脂からなることにより、親水性塗膜層５は、親水性樹脂の主鎖（炭素鎖）とスルホン酸基（スルホン酸基誘導体）との電気陰性度の差異により極性が高い塗膜層となる。それにより、汚染物質が付着しても、結露水が塗膜層と汚染物質との間に割り込んで、汚染物質が流れ落ちやすくなる。

親水性樹脂としては、具体的なものとして、アクリル酸／スルホン酸系モノマー共重合体塩、リグニンスルホン酸およびこれの金属塩、スチレンスルホン酸−マイレン酸の共重合体（コポリマー）などが挙げられる。また、親水性樹脂は、前記所定の官能基（スルホン酸基、スルホン酸基誘導体、カルボキシル基、カルボキシル基誘導体、水酸基、水酸基誘導体）を有するモノマーの共重合体だけでなく、所定の官能基を有するポリマーをブレンドしたものであってもよい。そして、カルボキシル基を有するポリマーとしてはポリアクリル酸等、水酸基を有するポリマーとしてはポリビニルアルコール等が挙げられる。

親水性塗膜層５は、高周波グロー放電発光分光分析（ＧＤ−ＯＥＳ）で膜厚方向に測定されたＳの存在比率が１〜５原子％、かつ、Ｏの存在比率が１０〜３５原子％である。すなわち、親水性塗膜層５の膜厚方向全体にわたって測定されたＳおよびＯの存在比率が、全て前記所定範囲内である。言い換えれば、ＳおよびＯの存在比率が所定範囲内である領域が膜厚方向に連続して存在する（図２参照）。

ＳおよびＯの存在比率の測定方法は、具体的には以下のように行う。高周波グロー放電発光分光分析装置を用いて、パルスモードでアルゴンスパッタリングし、スパッタリングされた領域のＳおよびＯのアルゴンプラズマ内における発光線を分光分析することによって、ＳおよびＯの存在比率を測定する。アルゴンスパッタリングは、疎水性塗膜層４に到達するまで継続して、親水性塗膜層５のＳおよびＯの存在比率を測定する。

ＳおよびＯの存在比率が下限値未満であると、親水性樹脂に導入されたスルホン酸基（スルホン酸基誘導体）、カルボキシル基、水酸基の量が少なく、フィン材表面の親水性、および、汚染物質の自浄性（洗い落とし性）が低下する。また、存在比率が上限値を超えると、そのような組成となるような親水性樹脂の重合が難しくなる。また、ＳおよびＯの存在比率が所定範囲である領域を親水性塗膜層５の膜厚方向に連続して存在させるためには、ＳおよびＯの存在比率が所定範囲となるように重合された親水性樹脂を、後記する塗装（塗布、焼付）等により疎水性塗膜層４の上に形成することによって、達成される。

このとき、親水性塗膜層５の膜厚（０．１〜１０μｍ）の数値限定理由は、以下のとおりである。膜厚が０．１μｍ未満であると、フィン材１の親水性、自浄性が低下する。また、膜厚が１０μｍを超えると、親水性、自浄性のさらなる向上は認められない。また、経済的にも１０μｍを超える膜厚は好ましくない。なお、親水性塗膜層５の好ましい膜厚は０．５〜２μｍである。このような膜厚により、フィン材１の親水性、自浄性がより一層高くなる。

親水性塗膜層５の耐久性を向上させるために、親水性塗膜層５は、親水性樹脂に有機系架橋剤を添加したもので構成することが好ましい。また、親水性塗膜層５を疎水性塗膜層４の上に、例えば、塗装等によって、容易に形成させるために、親水性塗膜層５は、親水性樹脂に界面活性剤および有機系架橋剤を添加したもので構成することが好ましい。

親水性塗膜層５は、その表面ができるだけ平坦であることが好ましい。親水性塗膜層５の表面に微細な凹凸を有していると、汚染物質の吸着面積が相対的に大きくなり、汚染物質の吸着（付着）量が多くなるため、結露水で洗い落とせなくなり、汚染物質に起因した異臭が発生しやすくなる。

親水性塗膜層５は、アクリルアミド系樹脂等の窒素化合物を含有しないことが好ましい。前記窒素化合物が含まれていると、厳しい環境下では窒素化合物が酸化されて、異臭の原因となりやすい。なお、窒素化合物の含有量はＧＤ−ＯＥＳによる窒素存在比率測定において１原子％以下が好ましい。

（塗膜中の不純物）
本発明に係るフィン材１は、疎水性塗膜層４および親水性塗膜層５に含まれる不純物としてのアルミナ、シリカ、チタニア、ゼオライトおよびこれらの水和物の少なくとも一種の合計量が１質量％以下であることが好ましい。不純物（アルミナ、シリカ、チタニア、ゼオライトおよびこれらの水和物の少なくとも１種）が１質量％を超えて含まれていると、汚染物質を吸着、吸蔵してしまうため、異臭またはフィン材表面の撥水化（親水性低下）の原因となりやすい。そして、親水性塗膜層５に、不純物が含まれていると、連続した塗膜層ではなくなるため、汚染物質を洗い落とす効果が弱まる。

不純物の合計質量は、例えば、以下のようにして測定する。まず、疎水性塗膜層４および親水性塗膜層５を、発煙硝酸等を用いて、基板２（下地処理層３）から剥離する。剥離された両塗膜層を完全燃焼させ、その残渣を純水中に注ぐ。そして、純水に溶解しない不溶物の質量を測定し、不純物の合計質量とする。

＜フィン材の他の実施形態＞
図１（ｂ）に示すように、フィン材１Ａは、親水性塗膜層５が、親水性樹脂に抗菌剤６を添加したものからなることが好ましい。他の構成は、フィン材１（図１（ａ）参照）と同様であるので、説明を省略する。抗菌剤は水に溶解するタイプ、水に不溶であるタイプのいずれでもよいが、親水性塗膜層５の親水性の低下を防止するため、水に僅かでも溶解するタイプの抗菌剤を添加することが好ましい。なお、水に溶解するタイプの抗菌剤としては、ナトリウムピリチオン、ジンクピリチオン、クロルキシレノール、チアベンダゾール、メチルイソチアゾリン等が挙げられ、水に不溶であるタイプの抗菌剤としては、銅ピリチオン、カルベンダジン、キャプタン等が挙げられる。そして、抗菌剤は、前記した不純物（アルミナ、シリカ、チタニア、ゼオライトおよびこれらの水和物の少なくとも１種）または窒素化合物を含有しないことが好ましい。なお、不純物は１質量％以下、窒素化合物はＧＤ−ＯＥＳによる窒素存在比率測定において１原子％以下が好ましい。また、抗菌剤の添加量は、親水性塗膜層５の全質量に対して１〜５０質量％が好ましい。添加量が１質量％未満では防カビ抗菌性が低下しやすく、添加量が５０質量％を超えると親水性が低下しやすい。

次に、本発明に係るフィン材１（図１（ａ）参照）の製造方法について説明する。フィン材１は以下の方法で製造される。
＜フィン材の製造方法＞
（１）アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基板２の片面または両面（図示せず）に、リン酸クロメート処理、リン酸ジルコニウム処理等を施すことにより、無機酸化物または有機−無機複合化合物よりなる下地処理層３を形成する。ここで、リン酸クロメート処理、リン酸ジルコニウム処理等は、基板２に化成処理液をスプレー等により塗布することで行われる。その塗布量としては、ＣｒまたはＺｒ換算で１〜１００ｍｇ／ｍ^２の範囲で塗布するのが好ましく、形成される膜厚としては、１０〜１０００Åとするのが好ましい。また、下地処理層３を形成する前に、基板２の表面にアルカリ水溶液をスプレー等して、基板２の表面を予め脱脂することが好ましい。脱脂により基板２と下地処理層３との密着性が向上する。

（２）形成された下地処理層３の上に、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリアクリル酸系樹脂のうち少なくとも１種の樹脂溶液を塗布、焼付を行い、下地処理層３の上に疎水性塗膜層４を形成する。

ここで、塗布はバーコーダ、ロールコータ等の従来公知の塗布方法で行い、塗布量は、疎水性塗膜層４の厚みが０．１〜１０μｍとなるように適宜設定する。焼付温度は、塗布する樹脂溶液によって、適宜設定する。また、疎水性塗膜層４を形成する前に、下地処理層３の表面にアルカリ水溶液をスプレー等して、下地処理層３の表面を予め脱脂することが好ましい。脱脂により下地処理層３と疎水性塗膜層４との密着性が向上する。

（３）形成された疎水性塗膜層４の表面に、親水性樹脂の樹脂溶液を塗布、焼付を行い、疎水性塗膜層４の上に親水性塗膜層５を形成してフィン材１とする。ここで、塗布はバーコーダ、ロールコータ等の従来公知の塗布方法で行い、塗布量は、親水性塗膜層５の厚みが０．１〜１０μｍとなるように適宜設定する。焼付温度は、塗布する樹脂溶液によって、適宜設定する。なお、図１（ｂ）に示すように、フィン材１Ａの親水性塗膜層５を抗菌剤６を添加した親水性樹脂で構成する場合には、抗菌剤６が分解しない焼付温度で行う。

以上、本発明を実施するための最良の形態について述べてきたが、以下に、本発明の効果を確認した実施例について説明する。
（実施例１〜９）
本発明の効果を確認するために、図１（ａ）、（ｂ）に示すフィン材１（実施例１、３〜９）、フィン材１Ａ（実施例２）を作製した。そして、基板２は、いずれもＪＩＳ Ｈ４０００に規定する合金番号１２００のアルミニウムよりなる板厚０．１ｍｍのアルミニウム板を用いた。

このアルミニウム板の表面に、下地処理層３を形成するためのリン酸クロメート処理を行った。化成処理液としては、日本ペイント株式会社製アルサーフ（登録商標）４０１／４５、リン酸、クロム酸を使用した。このとき、下地処理層３の膜厚は４００Åとした（蛍光Ｘ線法で測定したＣｒ換算値は２０ｍｇ／ｍ²であった）。
また、別の下地処理層３を形成させるための処理として、塗布型ジルコニウム処理を行った。処理液としては、日本ペイント株式会社製サーフコート１４７／１４８を使用した。このとき、下地処理層３の膜厚はＺｒ換算値で４０ｍｇ／ｍ²とした。

そして、下地処理層３の上に、疎水性塗膜層用樹脂塗料を所定量塗布し、その後焼付を行った。疎水性塗膜層用樹脂塗料として、表１に示すように、ウレタン系樹脂塗料（東邦化学社製、ウレタン変性樹脂エマルジョン、ハイテック（登録商標）Ｓ−６２５４）、エポキシ系樹脂塗料（株式会社アデカ製、水系エポキシ樹脂、加熱硬化型、アニオン系、アジカレジン（登録商標）ＥＭシリーズＥＭ−０４３４ＡＮ）、アクリル系樹脂塗料（日本純薬株式会社製、ポリアクリル酸エステル共重合体、ジュリマー（登録商標）ＡＴ−２１０）、ポリエステル系樹脂塗料（日本合成化学株式会社製、水分散テイプポリエステル樹脂、ニチコーポリエスター（登録商標）ＷＲ−９６０）のいずれかを用いた。焼付温度はアルミニウム板の到達温度で１６０℃となるように実施した。このようにして、表１に示す膜厚の疎水性塗膜層４を形成した。

そして、疎水性塗膜層４の上に、表１に示すように、スルホン酸基誘導体を含有するポリマー（樹脂（１）、樹脂（２）、樹脂（３））単独、および、これとカルボキシル基を含有するポリマー（樹脂Ａ）または水酸基誘導体を含有するポリマー（樹脂Ｂ）との混合物（いずれも平均分子量１０万）の樹脂水溶液を所定量塗布し、その後焼付を行った。このとき、塗装性を向上させるため、親水性塗膜層５に対して０．０１質量％のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸を添加した。焼付温度はアルミ板の到達温度で２００℃となるように実施した。このようにして、表１に示す膜厚の親水性塗膜層５を形成し、フィン材１（実施例１、３〜９）、フィン材１Ａ（実施例２）とした。なお、フィン材１Ａ（実施例２）では抗菌剤を添加した樹脂溶液を使用した。抗菌剤としてはジンクピリチオン（平均粒径０．３７μｍ）を使用し、表１に示す添加量を樹脂溶液に添加した。そして、ジンクピリチオンの平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分散測定装置（セイシン企業ＳＫ ＬＡＡＳＥＲ ＭＩＣＲＯＮ ＳＩＺＥＲ ＬＭＳ−２４）を使用し、分散液として水、分散方法としてスクリュー分散を用いて測定した。

なお、樹脂（１）として、アクリル酸／スルホン酸系モノマー共重合体塩（株式会社日本触媒製、アクアリック ＧＬ）を用い、樹脂（２）として、リグニンスルホン酸カルシウム（日本製紙ケミカル株式会社製、サンエキス（登録商標）Ｃ）を用い、樹脂（３）として、スチレンスルホン酸−マイレン酸コポリマー（日本エヌエスシー株式会社製、ＶＥＲＳＡ（登録商標）ＴＬ３）を用いた。また、樹脂Ａとして、ポリアクリル酸（日本純薬株式会社製、（登録商標）ジュリマー（登録商標）ＡＣ１０Ｓ）を用い、樹脂Ｂとして、ポリビニルアルコール（日本合成化学株式会社製、完全ケン化タイプ、ＮＭ１１（登録商標））を用いた。

また、作製したフィン材１（実施例１、３〜９）、フィン材１Ａ（実施例２）を用いて、高周波グロー放電発光分光分析装置（（株）堀場製作所製、ＪＹ−５０００ＲＦ）により、パルスモード（周波数３００ＨＺ，デューティサイクル０．３１２５）でアルゴンスパッタリングして、親水性塗膜層５におけるＳおよびＯの存在比率を測定した。また、塗膜層（疎水性塗膜層４および親水性塗膜層５）の不純物の合計量は、前記した塗膜の燃焼残渣の不溶物を測定する方法で測定した。燃焼手法としては、塗膜残渣をるつぼに入れ、これを空気雰囲気中の加熱炉内で５００℃にて１時間加熱することとした。その結果を表１に示す。なお、実施例１の分析結果を図２に示す。

（比較例１〜８）
実施例の対照として比較例１〜８のフィン材も作製した。
比較例１では親水性塗膜層のＳおよびＯの存在比率が特許請求の範囲の下限値未満、比較例２では親水性塗膜層の膜厚が下限値未満、比較例３では疎水性塗膜層の膜厚が下限値未満、比較例４では塗膜層に含まれる不純物合計量が上限値を超え、比較例５では親水性塗膜層のＳおよびＯの存在比率が上限値を超え、比較例６は、親水性塗膜層として、酸素を含むが硫黄を含まない、比較例７は、親水性塗膜層として、硫黄を含むが酸素を含まない、比較例８は下地処理層を含まないもので、それ以外は実施例と同様にしてフィン材を作製した。また、実施例と同様にして親水性塗膜層のＳおよびＯの存在比率、塗膜層の不純物合計量を測定した。その結果を表１に示す。なお、比較例５については、親水性樹脂が合成できなかったため、フィン材を作製することができなかった。

次に、実施例１〜９および比較例１〜４、６〜８のフィン材を、多湿雰囲気による腐食と長期の冷房運転時を想定し、４９℃×９８％ＲＨ以上の環境で３００時間暴露後、水道水流水（１０００ｃｃ／ｍｉｎ）中に２４０時間浸漬した。その後、以下に示す方法で、汚染物質付着試験を行い、親水性および臭気について評価した。その結果を表１に示す。

＜汚染物質付着試験＞
撥水化物質としてステアリン酸、臭気物質としてホルムアルデヒドを用い、これら１ｇずつを６リットルの容量を有するデシケーターの底部に入れ、またこれらの試薬の上部にフィン材から切り出した５ｃｍ×１０ｃｍの供試材を吊るした。その後、デシケーターを１００℃にて２４時間加熱してから室温に放冷後に供試材を取り出し、純水に1分間浸漬して室温にて乾燥させた後に、以下に示す方法にて親水性と臭気について評価した。

（親水性）
供試材に、純水を１μｌ滴下し、それによって生じた水滴の接触角θをゴニオメーター（協和界面科学（株）製 ＣＡ−Ｘ２５０型）により測定し、３０°以下であれば○（良好）とし、３０°以上は×（不良）とした。
（臭気）
汚染物質付着試験を実施する前の状態の供試材を基準として、臭気の官能評価を実施し、臭気が感じられる場合を×（不良）、感じられない場合を○（良好）とした。

また、実施例２のフィン材１Ａのみ、以下に示す方法で防カビ抗菌性について評価した。
（防カビ抗菌性）
「山田貞子ら：固体材料表面の迅速な抗カビ活性試験方法，防菌防黴，Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．１１，７１１〜７１７頁（２００３年）」に記載されているガラスリング法による試験によって評価した。なお、使用するカビとしては、黒カビ（Aspegillus niger）、青カビ（Penicillium chrysogenum）、クロカワカビ（Cladosporium cladosporioides）の３種類のカビを混合したものとした。評価結果は、表２に示した６段階によって評価しているが、４以上を効果ありとして○（良好）とし、３以下を効果なしとして×（不良）とした。

表１、表２の結果より、特許請求の範囲を満足する実施例１〜９のフィン材は、特許請求の範囲を満足しない比較例１〜４、６〜８と比べて、親水性および臭気において、優れていることが確認された。また、実施例２については、防カビ抗菌性も有することが確認された。なお、比較例５については、親水性樹脂を合成することができず、フィン材（親水性塗膜層）を形成することができなかった。

（ａ）は本発明に係る熱交換器用アルミニウムフィン材の断面を模式的に示す断面図、（ｂ）は他のアルミニウムフィン材の断面図である。 本発明に係る熱交換器用アルミニウムフィン材における高周波グロー放電発光分光分析の分析結果を示すグラフである。

符号の説明

１、１Ａ フィン材
２ 基板
３ 下地処理層
４ 疎水性塗膜層
５ 親水性塗膜層
６ 抗菌剤

Claims (2)

1. アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基板と、
   前記基板の上に形成された無機酸化物または有機−無機複合化合物からなる下地処理層と、
   前記下地処理層の上に形成された膜厚０．１〜１０μｍの疎水性塗膜層と、
   前記疎水性塗膜層の上に形成された膜厚０．１〜１０μｍの親水性塗膜層とを備える熱交換器用アルミニウムフィン材において、
   前記疎水性塗膜層は、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリアクリル酸系樹脂のうちの少なくとも１種の疎水性樹脂からなり、
   前記親水性塗膜層は、スルホン酸基またはスルホン酸基誘導体を含有し、かつ、カルボキシル基、カルボキシル基誘導体、水酸基および水酸基誘導体のうちの少なくとも１種を含有する親水性樹脂からなり、高周波グロー放電発光分光分析で膜厚方向に測定されたＳの存在比率が１〜５原子％、かつ、Ｏの存在比率が１０〜３５原子％であり、
   前記疎水性塗膜層および前記親水性塗膜層に不純物として含まれるアルミナ、シリカ、チタニア、ゼオライトおよびこれらの水和物の少なくとも１種の合計量が１質量％以下であることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
2. 前記親水性塗膜層は、前記親水性樹脂に抗菌剤を添加したものからなることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器用アルミニウムフィン材。

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