JP2019174088A - 熱交換器用表面処理フィン材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工部分における集中的な腐食の進行を抑制可能な熱交換器用表面処理フィン材を提供する。【解決手段】熱交換器用表面処理フィン材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基板と、前記基板の表面に配置される第１耐食性樹脂層と、前記第１耐食性樹脂層上に配置される第２耐食性樹脂層と、前記第２耐食性樹脂層上に配置される親水性樹脂層とを備える。前記第１耐食性樹脂層はアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含み、前記第２耐食性樹脂層はウレタン系樹脂を含む。【選択図】なし

Description

本発明は、熱交換器用表面処理フィン材およびその製造方法に関する。

ルームエアコン、パッケージエアコン等の熱交換器に使用されるフィン材には、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。一般にフィン材表面には、腐食発生防止を目的として、クロメート処理剤等によって耐食性処理が施される。例えば、特許文献１には、架橋性を有する基材樹脂、硬化剤および軟化剤を配合した熱交換器用アルミニウムフィン下地処理用組成物が提案されている。また、特許文献２には、少なくとも一方がエチレンアクリル共重合体樹脂を含む、第１耐食性樹脂塗膜層と第２耐食性樹脂塗膜層とからなる耐食性樹脂塗膜層を備える熱交換器用アルミニウムフィン材が提案されている。

特公平７−６８４６６号公報 特開２０１０−２２３５１４号公報

しかしながら、特許文献１で提案された技術では、加工を施した部分の塗膜は微細ながら割れを生じやすく、この加工部分の耐食性は本来期待される耐食性よりも低下し、結果として熱交換器の腐食による性能劣化、故障、不快臭の発生等の問題が生じる場合があった。特に、フィン材を熱交換器に組み立てるために施されるプレス加工、しごき加工、絞り加工、引張加工等における加工部分では、塗膜の割れが生じやすく、耐食性低下の問題が生じやすい。また、特許文献２で提案された耐食性樹脂塗膜層であっても、強い加工時、接触時等にわずかな割れが生じる場合があり、密着性が良好で割れが小さいほど、酸性環境下、異種金属接触腐食が起こりうる環境下等では、小さい割れ部分において集中的に腐食が進行して貫通孔が形成され、フィン欠落が発生し得る懸念があった。

本発明の一態様は、加工部分における集中的な腐食の進行を抑制可能な熱交換器用表面処理フィン材を提供することを目的とする。

本発明の熱交換器用表面処理フィン材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基板と、基板上に配置される第１耐食性樹脂層と、第１耐食性樹脂層上に配置される第２耐食性樹脂層と、第２耐食性樹脂層上に配置される親水性樹脂層とを備える。第１耐食性樹脂層はアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含む。２耐食性樹脂層はウレタン系樹脂を含む。親水性樹脂層は親水性樹脂を含む。

第１耐食性樹脂層は、アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂からなり、前記第２耐食性樹脂層はウレタン系樹脂からなっていてもよい。また基板は、下地処理層を備え、第１耐食性樹脂層は下地処理層上に配置されていてもよい。

また、本発明の熱交換器用表面処理フィン材の製造方法は、アルミニウム板またはアルミニウム合金からなる基板上に、アクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含む第１樹脂組成物を付与して第１耐食性樹脂層を形成することと、第１耐食性樹脂層上に、ウレタン樹脂を含む第２樹脂組成物を付与して第２耐食性樹脂層を形成することと、前記第２耐食性樹脂層上に親水性樹脂を含む第３樹脂組成物を付与して親水性樹脂層を形成することとを含む。

本発明の一態様によれば、加工部分における集中的な腐食の進行を抑制可能な熱交換器用表面処理フィン材を提供することができる。

本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。また、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための、熱交換器用表面処理フィン材等を例示するものであって、本発明は、以下に示す熱交換器用表面処理フィン材等に限定されない。

熱交換器用表面処理フィン材
本実施形態における熱交換器用表面処理フィン材（以下、単に「フィン材」ともいう）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、基板上に配置される第１耐食性樹脂層と、第１耐食性樹脂層上に配置される第２耐食性樹脂層と、第２耐食性樹脂層上に配置される親水性樹脂層とを備える。第１耐食性樹脂層はアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含む。第２耐食性樹脂層はウレタン系樹脂を含む。親水性樹脂層は親水性樹脂を含む。

基板上に特定種類の樹脂を含む第１耐食性樹脂層および第２耐食性樹脂層が積層されて、耐食性層を構成することで、非加工部は十分な耐食性を有すると共に、加工部における集中的な腐食の進行を抑制することができる。これは例えば以下のように考えることができる。すなわち、Ｃｕ管と接するような加工部では、表層の第２耐食性樹脂層が、耐食性層の全体における欠陥、剥がれ等の発生を抑制し、第１耐食性樹脂層に到達する腐食性液体の浸透を抑えて耐食性を向上させる。また加工部における第１耐食性樹脂層で部分的に発生する欠陥はそれぞれが比較的大きく形成されるため、腐食が局所に集中することなく分散して発生するようになる。そのため孔食の腐食形態になりにくく、酸環境下、異種金属接触時等であっても、基板に貫通孔が発生することが抑制される。また、耐食性層の表面に、親水性樹脂を含む親水性樹脂層が存在することで、エアコン等の使用により生ずる結露水、使用環境から付着する水分が表面に濡れ拡がり、フィン材の表面に水滴が停滞することが防止される。

基板
基板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる板材である。熱伝導性および加工性に優れることから、例えば、ＪＩＳ Ｈ４０００規定の合金番号１０００系のアルミニウムが基板として使用され、好ましくは、合金番号１０５０、１２００等のアルミニウムが使用される。基板の厚みは、強度、熱伝導性、加工性等を考慮して、例えば、０．０８ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。

基板には、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる板材をそのまま適用してもよく、少なくとも一方の表面に下地処理層を設けてもよい。下地処理層を設けることで耐食性がより向上する。下地処理層は、例えば、無機酸化物、有機−無機複合化合物を含んで構成される。無機酸化物としては、金属成分としてクロム（Ｃｒ）またはジルコニウム（Ｚｒ）を含むものが挙げられ、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等を行うことにより無機酸化物を含む下地処理層が形成される。また、リン酸亜鉛処理、リン酸チタン酸処理等を行うことによっても無機酸化物を含む下地処理層が形成される。有機−無機複合化合物としては、アクリル−ジルコニウム複合体等が挙げられ、例えば、塗布型クロメート処理、塗布型ジルコニウム処理等を行うことにより有機−無機複合化合物を含む下地処理層が形成される。

下地処理層の形成により、フィン材の耐食性がより向上する。また、基板表面に直接第１耐食性樹脂層が存在する場合よりも、下地処理層の上に第１耐食性樹脂層を配置する方が、第１耐食性樹脂層の基板に対する密着性がより向上し、フィン材の加工時における欠陥の発生をより効果的に抑制することができる。

下地処理層がＣｒまたはＺｒを含む場合、ＣｒやＺｒなどの金属元素の質量に換算した付着量は、例えば１ｍｇ／ｍ^２以上１００ｍｇ／ｍ^２以下である。付着量が１ｍｇ／ｍ^２以上１００ｍｇ／ｍ^２以下であれば、より良好な耐食性を得ることができる。また、下地処理層の厚みは、フィン材の用途などに応じて適宜選択すればよく、例えば１ｎｍ以上１００ｎｍである。膜厚が１ｎｍ以上であると、耐食性がより向上する。また、１００ｎｍ以下であると、第１耐食性樹脂層との密着性がより向上する。

下地処理層の付着量は、下地処理層の成膜に用いる化成処理液の濃度や、成膜処理時間を調節することによって調整することができる。また、下地処理層の付着量は、蛍光Ｘ線、赤外膜厚計、溶出による質量測定などで測定することが可能である。

第１耐食性樹脂層
第１耐食性樹脂層は、アクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含み、基板上に配置される。基板上に第１耐食性樹脂層が配置されることで、フィン材の耐食性が向上する。すなわち、フィン材が適用される熱交換器の耐久性を高めることができる。また第１耐食性樹脂層は疎水性を有することが好ましい。第１耐食性樹脂層が疎水性を有することで、基板まで水が浸透して皮膜下腐食が発生することによって生じる臭気を抑制することができる。

第１耐食性樹脂層は、アクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂の両方を含んで構成されていてもよく、実質的に一方のみを含んで構成されていてもよい。すなわち、第１耐食性樹脂層は、実質的にアクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂からなっていてもよい。ここで、「実質的に」とは樹脂層中の樹脂の含有率が、例えば９０質量％以上または９５質量％以上であることを意味する。また、第１耐食性樹脂層は、必要に応じて、アクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂以外のその他の樹脂を含んでいてもよい。第１耐食性樹脂層は、例えば、アクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含む樹脂組成物を付与して形成される。

アクリル系樹脂は、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル等に由来する構造単位を有する重合体である。アクリル系樹脂は架橋構造を含んでいてもよく、架橋構造は架橋性の官能基を有する単量体に由来して形成される。架橋性の官能基としては、例えば、イソシアネート基、オキサゾリン基、メチレン基、カルボジイミド基、アジリジン基などが挙げられる。また、架橋構造はメラミン等に由来して形成されていてもよい。アクリル系樹脂を含む樹脂組成物としては、金属付着性を有する樹脂層を形成可能な市販品から適宜選択すればよく、例えば、ＤＩＣ社製のボンコートシリーズ、日本パーカライジング社製のＴＯＰシリーズ等を挙げることができる。第１耐食性樹脂層は、アクリル系樹脂を１種単独で含んでいてもよく、２種以上を組合せて含んでいてもよい。

エポキシ系樹脂は、分子内にエポキシ基を有する単量体に由来する構造単位を含んで構成される重合体である。エポキシ系樹脂は架橋構造を含んでいてもよく、上述した架橋構造は架橋性の官能基を有する単量体に由来して形成される。エポキシ系樹脂を含む樹脂組成物としては、金属付着性を有する樹脂層を形成可能な市販品から適宜選択すればよく、例えば、ＤＩＣ社製のトップコート９Ｋシリーズ、エピクロンシリーズ等を挙げることができる。第１耐食性樹脂層は、エポキシ系樹脂を１種単独で含んでいてもよく、２種以上を組合せて含んでいてもよい。

その他の樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、エチレンアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等を挙げることができる。

第１耐食性樹脂層は、孔食抑制の観点から、ウレタン系樹脂の含有率が低い方が好まし。第１耐食性樹脂層におけるウレタン系樹脂の含有率は、例えば１０質量％未満、好ましくは５質量％未満、より好ましくは１質量％未満である。

第１耐食性樹脂層の厚みは、例えば、０．３μｍ以上５μｍ以下である。第１耐食性樹脂層の厚みが０．３μｍ以上であると、フィン材としての耐食性をより確実に確保することができる。また、第１耐食性樹脂層の厚みが５μｍ以下であると、熱交換効率の低下を抑制できる。第１耐食性樹脂層の厚みは、好ましくは１μｍ以上である。また、第１耐食性樹脂層の厚みは、好ましくは４μｍ以下である。第１耐食性樹脂層の厚みは、第１耐食性樹脂層を形成する樹脂組成物中の不揮発性成分の付与量から算出できる。

第２耐食性樹脂層
第２耐食性樹脂層は、ウレタン系樹脂の少なくとも１種を含み、第１耐食性樹脂層上に配置される。第１耐食性樹脂層上に第２耐食性樹脂層が配置されることで、フィン材の耐食性がより向上する。すなわち、フィン材が適用される熱交換器の耐久性をより高めることができる。また第２耐食性樹脂層は疎水性を有することが好ましい。第２耐食性樹脂層が疎水性を有することで、基板まで水が浸透して皮膜下腐食が発生することによって生じる臭気を抑制することができる。また第２耐食性樹脂層がウレタン系樹脂を含んで構成されることで、耐食性層の全体における欠陥、剥がれ等の発生がより効果的に抑制される。

第２耐食性樹脂層は、例えば、少なくとも１種のウレタン系樹脂を含む樹脂組成物を付与して形成される。

ウレタン系樹脂は、構造単位の少なくとも一部がウレタン結合を介して連結して構成される重合体である。ウレタン系樹脂はウレタン結合に加えて、エステル結合、ポリエーテル結合等を含んでいてもよく、エステル結合を更に含むことが好ましい。ウレタン系樹脂を含む樹脂組成物としては、金属付着性を有する樹脂層を形成可能な市販品から適宜選択すればよく、例えば、ＤＩＣ社製のハイドランシリーズ、東邦化学工業社製のハイテックＳシリーズ等を挙げることができる。第２耐食性樹脂層は、ウレタン系樹脂を１種単独で含んでいてもよく、２種以上を組合せて含んでいてもよい。

第２耐食性樹脂層中におけるウレタン系樹脂の含有率は、例えば８０質量％以上であり、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上である。第２耐食性樹脂層は、ウレタン系樹脂に加えて必要に応じて、ポリエステル樹脂、エチレンアクリル樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等のその他の樹脂を更に含んでいてもよい。

第２耐食性樹脂層の厚みは、例えば、０．３μｍ以上５μｍ以下である。第２耐食性樹脂層の厚みが０．３μｍ以上であると、フィン材としての耐食性をより確実に確保することができる。また、第２耐食性樹脂層の厚みが５μｍ以下であると、熱交換効率の低下を抑制できる。第２耐食性樹脂層の厚みは、好ましくは１μｍ以上である。また、第２耐食性樹脂層の厚みは、好ましくは４μｍ以下である。第２耐食性樹脂層の厚みは、例えば、第２耐食性樹脂層を形成する樹脂組成物中の不揮発性成分の付与量から算出できる。

第１耐食性樹脂層および第２耐食性樹脂層から構成される耐食性層の厚みは、例えば、１μｍ以上８μｍ以下である。耐食性層の厚みが１μｍ以上であると、より良好な耐食性を示すことができる。また、耐食性層の厚みが８μｍ以下であると、熱交換効率の低下がより効果的に抑制される。第１耐食性樹脂層の厚みに対する第２耐食性樹脂層の厚みの比（第２耐食性樹脂層／第１耐食性樹脂層）は、例えば、０．５以上２以下であり、好ましくは０．７以上１．５以下である。

第１耐食性樹脂層および第２耐食性樹脂層を形成する樹脂組成物は、樹脂層の形成時における塗装性、作業性等の改善、また塗膜物性等の調整を目的として各種の添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、架橋剤、界面活性剤、表面調整剤、湿潤分散剤、沈降防止剤、酸化防止剤、消泡剤、防錆剤、抗菌剤、防カビ剤等を挙げることができる。第１耐食性樹脂層および第２耐食性樹脂層を形成する樹脂組成物がそれぞれの目的に応じて含む添加剤は、１種単独でも、２種以上の組合せであってもよい。

親水性樹脂層
親水性樹脂層は、親水性樹脂の少なくとも１種を含み、第２耐食性樹脂層上に配置される。第２耐食性樹脂層上に親水性樹脂層が配置されることで、フィン材の親水性が向上し、フィン材の表面に付着する水分が表面に濡れ拡がり、フィン材の表面における水滴の停滞が抑制される。

親水性樹脂層は、主に親水性樹脂を含んで構成される。親水性樹脂層は、例えば、親水性樹脂を含む樹脂組成物を第２耐食性樹脂層上に付与することで形成される。親水性樹脂は、親水性官能基を有する構造単位を含む重合体であればよい。親水性官能基としては、スルホン酸基、カルボキシ基、水酸基、エーテル基等を挙げることができる。例えば、カルボキシ基を有する親水性樹脂としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、水溶性セルロース系樹脂等が挙げられる。また（メタ）アクリル酸に由来する構造単位と、（メタ）アクリル酸エステル等に由来する構成単位を含む共重合体を挙げることもできる。水酸基を有する親水性樹脂としては、ポリビニルアルコール等が挙げられる。エーテル基を有する親水性樹脂としては、ポリアルキレングリコール等を挙げることができる。これらの親水性樹脂は１種単独でも２種以上を組合せて用いてもよい。

親水性樹脂層は、親水性樹脂が有機系架橋剤で架橋されて構成されてもよい。架橋された親水性樹脂を含むことで、耐久性がより向上する。また例えば塗装等により、親水性樹脂層を第２耐食性樹脂層の上に容易に形成することができる。このような構成とすることで、親水性の親水性樹脂層の密着性がより向上し、エアコン等の運転により生じる結露水による親水性樹脂の溶出を、より一層生じにくくすることができ、親水性樹脂層の耐久性を向上させることができる。その結果、親水性樹脂層による親水性の持続性をより向上させることができる。

さらに、親水性樹脂層は、アクリルアミド系樹脂等の含窒素化合物を含有しないことが好ましい。なお、含窒素化合物を含有する場合には、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。含窒素化合物の含有量が１原子％以下であると、厳しい環境下であっても、含窒素化合物の酸化に由来する異臭の発生を抑制することができる。

親水性樹脂層の厚みは、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、好ましくは０．３μｍ以上であり、また好ましくは４μｍ以下である。第３樹脂層の厚みが０．１μｍ以上であると、充分な親水性が得られる。また、厚みが１０μｍ以下であると、熱交換効率の低下が抑制される。親水性樹脂層の厚みは、例えば、親水性樹脂層を形成する樹脂組成物中の不揮発性成分の付与量から算出できる。

潤滑性樹脂層
フィン材は、親水性樹脂層上に潤滑性樹脂を含む潤滑性樹脂層をさらに有していてもよい。フィン材表面の潤滑性を向上させる潤滑性樹脂層が設けられることで、フィン材表面の摩擦係数が低減され、フィン材をフィンに加工するときのプレス成形性などが向上する。また加工に伴う耐食性層における欠陥等の発生を抑制することができ、フィン材の耐久性がより向上する。

潤滑性樹脂層は、例えば、潤滑性樹脂を含む樹脂組成物を親水性樹脂層上に付与することで形成される。潤滑性樹脂としては、例えば、ポリエチレングリコール、変性ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩等を挙げることができ、これらからなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。

カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩などが挙げられる。これらの潤滑性樹脂は、他の単量体との共重合などにより、ウレタン変性、アルキル変性などの公知の改質が施されていてもよい。これらの中でも特に好ましい樹脂は、ポリエチレングリコールとカルボキシメチルセルロースナトリウムとの混成の樹脂である。ポリエチレングリコールとカルボキシメチルセルロースナトリウムとの質量比は、５：５から９：１の範囲とすることが好ましい。このような組成の潤滑性樹脂によると、成膜性や潤滑性が一層良好となる。

変性ポリエチレングリコールとは、例えばウレタンなどの樹脂構造を測鎖に有し変性したポリエチレングリコールを意味する。

潤滑性樹脂層の厚み、すなわち潤滑性樹脂層を形成する樹脂組成物中の不揮発性成分の付与量は、例えば、０．０５ｇ／ｍ^２以上１ｇ／ｍ^２以下である。不揮発性成分の付与量が０．０５ｇ／ｍ^２以上であると、より良好な潤滑性が得られる。また、不揮発性成分の付与量が１ｇ／ｍ^２以下であれば、必要十分な潤滑性が得られ、伝熱抵抗も低く抑えられる。不揮発性成分の付与量は、潤滑性を高める観点から、好ましくは０．１ｇ／ｍ^２以上である。また、不揮発性成分の付与量を可及的に低減する観点から、好ましくは０．５ｇ／ｍ^２以下である。

潤滑性樹脂層における不揮発性成分の付与量は、潤滑性樹脂層の成膜に用いる塗料組成物の濃度や、成膜に用いるバーコーターＮｏ．の選択などによって調整することができる。また、潤滑性樹脂層を形成する樹脂組成物中の不揮発性成分の付与量は、蛍光Ｘ線、赤外膜厚計、皮膜剥離による質量測定などで測定することが可能である。

熱交換器用アルミニウムフィン材の製造方法
熱交換器用アルミニウムフィン材の製造方法は、アルミニウム板またはアルミニウム合金からなる基板上に、アクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含む第１樹脂組成物を付与して第１耐食性樹脂層を形成する第１工程と、第１耐食性樹脂層上に、ウレタン樹脂を含む第２樹脂組成物を付与して第２耐食性樹脂層を形成する第２工程と、第２耐食性樹脂層上に親水性樹脂を含む第３樹脂組成物を付与して親水性樹脂層を形成する第３工程とを含む。製造方法は、基材に下地処理層を形成する下地処理工程、親水性樹脂層上に潤滑性樹脂層を形成する第４工程を更に含んでいてもよい。

下地処理工程では、アルミニウム板またはアルミニウム合金からなる基板の片面または両面、好ましくは両面に下地処理層を形成する。下地処理層は公知の手法によって形成される。無機酸化物を含む下地処理層は、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、リン酸亜鉛処理、リン酸チタン酸処理等からなる群から選択される少なくとも１種を行うことによって形成される。また、有機−無機複合化合物を含む下地処理層は、例えば、塗布型クロメート処理、塗布型ジルコニウム処理等からなる群から選択される少なくとも１種を行うことによって形成される。

第１工程では、基板の片面または両面、好ましくは両面に第１樹脂組成物を付与して第１耐食性樹脂層を形成する。第１工程に用いられる基板は、アルミニウム板またはアルミニウム合金からなる板材であってもよく、アルミニウム板またはアルミニウム合金からなる板材の片面または両面に下地処理層を設けたものであってもよい。第１樹脂組成物は、アクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含み、例えば、媒体として水を含む水系樹脂組成物である。第１樹脂組成物は、アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂を含む市販の樹脂組成物から適宜選択すればよい。

第１樹脂組成物の基板への付与方法としては、例えば、バーコーター、ロールコーター、フローコーター等の通常用いられる塗布装置を用いる方法が挙げられる。また、第１樹脂組成物の付与量は目的とする第１耐食性樹脂層の厚み等に応じて適宜選択すればよい。

第１樹脂組成物が付与された基板には、乾燥、焼き付け等の熱処理が行われてもよい。熱処理の温度、時間等の条件は第１樹脂組成物の種類、塗布量等に応じて適宜選択される。

第２工程では、片面または両面、好ましくは両面に第１耐食性樹脂層が形成された基板の第１耐食性樹脂層上に第２樹脂組成物を付与して第２耐食性樹脂層を形成する。第２樹脂組成物は、少なくとも１種のウレタン系樹脂を含み、例えば、媒体として水を含む水系樹脂組成物である。第２塗布液は、ウレタン系樹脂を含む市販の樹脂組成物から適宜選択すればよい。

第２樹脂組成物の第１耐食性樹脂層上への付与方法としては、例えば、バーコーター、ロールコーター、フローコーター等の通常用いられる塗布装置を用いる方法が挙げられる。また、第２塗布液の付与量は目的とする第２耐食性樹脂層の厚み等に応じて適宜選択すればよい。

第２樹脂組成物が付与された基板には、乾燥、焼き付け等の熱処理が行われてもよい。熱処理の温度、時間等の条件は第２樹脂組成物の種類、塗布量等に応じて適宜選択される。

第３工程では、片面または両面、好ましくは両面に第２耐食性樹脂層が形成された基板の第２耐食性樹脂層上に第３樹脂組成物を付与して親水性樹脂層を形成する。第３樹脂組成物は、親水性樹脂の少なくとも１種を含み、例えば、媒体として水を含む水系樹脂組成物である。親水性樹脂の詳細は既述の通りである。

第３樹脂組成物の第２耐食性樹脂層上への付与方法としては、例えば、バーコーター、ロールコーター、フローコーター等の通常用いられる塗布装置を用いる方法が挙げられる。また、第３樹脂組成物の付与量は目的とする親水性樹脂層の厚み等に応じて適宜選択すればよい。

第３樹脂組成物が付与された基板には、乾燥、焼き付け等の熱処理が行われてもよい。熱処理の温度、時間等の条件は第３樹脂組成物の種類、塗布量等に応じて適宜選択される。

第４工程では、片面または両面、好ましくは両面に親水性樹脂層が形成された基板の親水性樹脂層上に第４樹脂組成物を付与して潤滑性樹脂層を形成する。第４樹脂組成物は、潤滑性樹脂の少なくとも１種を含み、例えば、媒体として水を含む水系樹脂組成物である。潤滑性樹脂の詳細は既述の通りである。

第４樹脂組成物の親水性樹脂層上への付与方法としては、例えば、バーコーター、ロールコーター、フローコーター等の通常用いられる塗布装置を用いる方法が挙げられる。また、第４樹脂組成物の付与量は目的とする潤滑性樹脂層の厚み等に応じて適宜選択すればよい。

第４樹脂組成物が付与された基板には、乾燥、焼き付け等の熱処理が行われてもよい。熱処理の温度、時間等の条件は第４樹脂組成物の種類、塗布量等に応じて適宜選択される。

第１樹脂組成物、第２樹脂組成物、第３樹脂組成物および第４樹脂組成物はそれぞれ、樹脂以外に、媒体としての水、および樹脂組成物中に塗装性や作業性等や塗膜物性等を改善するための各種の有機溶剤、塗料添加物を含むものであってもよい。有機溶剤としては、水溶性有機溶剤から目的等に応じて適宜選択されればよい。有機溶剤は１種単独でも２種以上を組合せて用いてもよい。また、塗料添加物としては、例えば、架橋剤、界面活性剤、表面調整剤、湿潤分散剤、沈降防止剤、酸化防止剤、消泡剤、防錆剤、抗菌剤、防カビ剤等の添加剤を挙げることができる。添加剤は１種単独でも２種以上を組合せて用いてもよい。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

製造例
以下の方法により、フィン材を作製した。基板としては、いずれもＪＩＳ Ｈ４０００に規定する合金番号１２００のアルミニウムからなる板厚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（両面）に、下地処理層を形成するためのリン酸クロメート処理を行った。リン酸クロメート処理については、化成処理液として、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、下地処理層の膜厚は４０ｎｍとした（蛍光Ｘ線法で測定したＣｒ換算値は２０ｍｇ／ｍ^２であった）。

次に、下地処理層の上に、表１に示す種類の樹脂を含む第１耐食性樹脂層を形成するための樹脂組成物をそれぞれ塗布し、焼き付けを実施して、表１に示す膜厚の第１耐食性樹脂層を形成した。なお、焼付温度はアルミニウム板の到達温度で２３０℃となるように実施した。

次に、第１耐食性樹脂層の上に、表１に示す種類の樹脂を含む第２耐食性樹脂層を形成するための樹脂組成物をそれぞれ塗布し、焼き付けを実施して、表１に示す膜厚の第２耐食性樹脂層を形成した。なお、焼付温度はアルミニウム板の到達温度で２３０℃となるように実施した。また、一部については、第２耐食性樹脂層を設けなかった。

次に、第２耐食性樹脂層の上に、親水性樹脂層を形成するための親水性樹脂を含む樹脂組成物をそれぞれ塗布し、焼き付けを実施して、表１に示す膜厚の親水性樹脂層を形成した。親水性樹脂としては水溶性セルロース系樹脂を用いた。なお、焼付温度はアルミニウム板の到達温度で２３０℃となるように実施した。また、一部については、親水性樹脂層を設けなかった。ここで第１耐食性樹脂層、第２耐食性樹脂層および親水性樹脂層の膜厚は、それぞれの樹脂層を形成する塗料の塗布量から算出した。

このようにして作製したフィン材について、以下の方法により、模擬加工を施した部分の耐食性（模擬加工部分の耐食性）と、模擬加工を施さない非加工部分の耐食性（非加工部分の耐食性）について評価した。また、接触角を測定することで初期親水性について評価した。

模擬加工部分の耐食性
作製したフィン材（供試材）について、塗装面が７０ｍｍ×１００ｍｍの長方形となるように調整し、小型圧延機にて１５０ｍｍの長さまで圧延し、変形とロールから受けるダメージとで模擬加工を施して、模擬加工部を形成した。

模擬加工を施したフィン材について、ＪＩＳ Ｚ ２３７１に示された塩水噴霧試験方法のうち、酢酸塩水噴霧試験（以下、ＡＡＳＳという）およびキャス試験（以下、ＣＡＳＳという）を行なうことで、加工部分の耐食性を評価した。試験時間は、ＡＡＳＳは３００時間、ＣＡＳＳは９６時間とした。

試験後の耐食性の評価は、模擬加工によって塗膜が引き伸ばされた部分の腐食状況を目視によって観察して点数を付した。点数は、当該模擬加工部分に形成された貫通腐食部分の面積の全面積に対する比率（貫通面積率）に応じて決定し、０．０２％以内であれば５点、０．０２％を超え０．０５％以内であれば４点、０．０５％を超え０．０７％以内であれば３点、０．０７％を超え０．１％以内であれば２点、０．１％を超えれば１点とした。４点以上であれば耐食性は良好であると判断される。結果を表１に示す。

非加工部分の耐食性
非加工部分の耐食性については、模擬加工を施さない平坦部分である非加工部分について、ＡＡＳＳ試験およびＣＡＳＳ試験後の供試材の腐食状況を目視によって観察して評価した。腐食面積率に応じて、ＪＩＳ Ｚ ２３７１に規定されたレイティングナンバ法によって点数を付した。結果を表１に示す。

初期親水性
塗膜を形成したフィン材を室温まで戻し、表面に約０．５μＬの純水を滴下し、接触角測定器（協和界面科学社製：ＣＡ−０５型）を用いて接触角を測定した。接触角が３０度以下を合格のＡ判定、３０度を超えるときを不合格のＢ判定とした。結果を表１に示す。

第１耐食性樹脂層がエポキシ系樹脂またはアクリル系樹脂を含み、第２耐食性樹脂層がウレタン系樹脂を含む実施例１から４は、第１耐食性樹脂層における樹脂の種類、各層の膜厚に関わらず、模擬加工部分における耐食性および非加工部分における耐食性に優れていた。

第１耐食性樹脂層がエポキシ系樹脂を含み、第２耐食性樹脂層がウレタン系樹脂を含まず、エポキシ系樹脂またはアクリル系樹脂を含む比較例１および２では、模擬加工部分における耐食性の評価について、酸性環境下での耐食性は比較的良好であったが、ＣＡＳＳの耐食性が劣り、異種金属接触による腐食が進行し易かった。

第１耐食性樹脂層がウレタン系樹脂を含み、第２耐食性樹脂層がエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂またはウレタン系樹脂を含む比較例３から５では、模擬加工部分における耐食性の評価について、ＡＡＳＳおよびＣＡＳＳの耐食性が劣り、酸性環境下での腐食が進行し易く、異種金属接触による腐食も進行し易かった。

第１耐食性樹脂層がアクリル系樹脂を含み、第２耐食性樹脂層がウレタン系樹脂を含まず、エポキシ系樹脂またはアクリル系樹脂を含む比較例６および７では、模擬加工部分における耐食性の評価について、ＡＡＳＳおよびＣＡＳＳの耐食性が劣り、酸性環境下での腐食が進行し易く、異種金属接触による腐食も進行し易かった。

第１耐食性樹脂層がウレタン系樹脂を含み、第２耐食性樹脂層がエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂またはウレタン系樹脂を含む比較例８から１０では、比較例３から５に比べて各層の膜厚を２倍にすることで、模擬加工部分における耐食性の評価について、酸性環境下での耐食性は比較的良好になった。しかしながら、ＣＡＳＳの耐食性が劣り、異種金属接触による腐食が進行し易かった。

エポキシ系樹脂を含む第１耐食性樹脂層のみを形成し、第２耐食性樹脂層を形成しなかった比較例１１では、模擬加工部分における耐食性の評価について、ＡＡＳＳおよびＣＡＳＳの耐食性が劣り、酸性環境下での腐食が進行し易く、異種金属接触による腐食も進行し易かった。また、比較例１１に比べて膜厚を２倍にした比較例１２では、模擬加工部分における耐食性の評価について、ＡＡＳＳの耐食性は改善するものの、ＣＡＳＳの耐食性に劣り、異種金属接触による腐食が進行し易かった。

アクリル系樹脂を含む第１耐食性樹脂層のみを形成し、第２耐食性樹脂層を形成しなかった比較例１３では、模擬加工部分における耐食性の評価について、ＡＡＳＳおよびＣＡＳＳの耐食性が劣り、酸性環境下での腐食が進行し易く、異種金属接触による腐食も進行し易かった。また、比較例１３に比べて膜厚を２倍にした比較例１４では、模擬加工部分における耐食性の評価について、ＡＡＳＳの耐食性は改善するものの、ＣＡＳＳの耐食性に劣り、異種金属接触による腐食が進行し易かった。

ウレタン系樹脂を含む第１耐食性樹脂層のみを形成し、第２耐食性樹脂層を形成しなかった比較例１５では、模擬加工部分における耐食性の評価について、ＡＡＳＳおよびＣＡＳＳの耐食性が劣り、酸性環境下での腐食が進行し易く、異種金属接触による腐食も進行し易かった。また、比較例１５に比べて膜厚を２倍にした比較例１６においても、模擬加工部分における耐食性の評価について、ＡＡＳＳおよびＣＡＳＳの耐食性に劣り、酸性環境下での腐食が進行し易く、異種金属接触による腐食も進行し易かった。

ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂を含む第１耐食性樹脂層のみを形成し、第２耐食性樹脂層および親水性樹脂層を形成しなかった比較例１７から１９は、模擬加工部分における耐食性の評価について、ＡＡＳＳおよびＣＡＳＳの耐食性は良好であった。しかしながら、初期親水性に劣り、実用上問題があった。

Claims (4)

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、前記基板上に配置される第１耐食性樹脂層と、前記第１耐食性樹脂層上に配置される第２耐食性樹脂層と、前記第２耐食性樹脂層上に配置される親水性樹脂層とを備え、
   前記第１耐食性樹脂層はアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含み、前記第２耐食性樹脂層はウレタン系樹脂を含む熱交換器用表面処理フィン材。
2. 前記第１耐食性樹脂層は、アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂からなり、前記第２耐食性樹脂層はウレタン系樹脂からなる請求項１に記載の熱交換器用表面処理フィン材。
3. 前記基板は、下地処理層を備え、前記第１耐食性樹脂層は前記下地処理層上に配置される請求項１または請求項２に記載の熱交換器用表面処理フィン材。
4. 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、アクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含む第１樹脂組成物を付与して第１耐食性樹脂層を形成することと、
   前記第１耐食性樹脂層上に、ウレタン樹脂を含む第２樹脂組成物を付与して第２耐食性樹脂層を形成することと、
   前記第２耐食性樹脂層上に親水性樹脂を含む第３樹脂組成物を付与して親水性樹脂層を形成することと、を含む熱交換器用表面処理フィン材の製造方法。