JP2502210B2 - 熱交換器及びその製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用空気調
和装置等の冷凍サイクルの蒸発器に用いる熱交換器及び
その製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アルミニウム製熱交換器（本明細
書で言うアルミニウムとは、アルミニウム合金を含む）
の表面には、腐食による白錆防止を目的とした表面処理
が行なわれており、該表面処理としてはクロメート化成
処理等が行なわれている。

【０００３】また熱交換器の中でも蒸発器においては、
その表面に凝縮水が発生するため、フィン間に水滴が溜
って通気抵抗を増大し性能低下を来し易く、凝縮水が付
着している高湿度状態では、かび，細菌，酵母及び放線
菌類（以下、微生物と総称する）が発生し易く、微生物
により異臭が発生するという問題があった。

【０００４】上記問題のうち、凝縮水の問題については
親水性を図るために化成皮膜上にシリカ等の無機物質の
皮膜を形成することも考えられる。しかし、一般に無機
系物質、特に高分子シリカは皮膜より脱離しやすく、微
紛末として飛散するので、親水性能の低下を招き易く、
さらに、飛散粒子が使用者の嗅覚を刺激し、異臭として
不快感を与えるという問題があった。

【０００５】そこで、従来は特開昭６０−５０３９７号
公報，特開昭６１−２５０４９５号公報に記載のよう
に、抗菌性と親水性を図るために、熱交換器の外表面
に、有機高分子樹脂（例えば水溶性ポリアミド樹脂）を
ベースとして高分子シリカ（シリカ微粒子を含有するケ
イ酸アルカリ塩で、ケイ酸アルカリ塩は高分子としての
性質を有する），抗菌剤を含有させた有機高分子樹脂皮
膜を形成する表面処理技術等が提案されている。

【０００６】抗菌剤としては、例えば、２−（４−チア
ゾリール）−ベンズイミダゾールや、Ｎ−（フルオロデ
ィクロロメチルチオ）−フタルイミドや、Ｎ−ジメチル
−Ｎ´−フエノール−Ｎ´−（フルオロジクロロメチル
チオ）−スルファミドや、１０−１０´−オキシビスフ
エノキシアルシン等が用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
熱交換器の外表面に形成される皮膜として有機高分子樹
脂をベースとしたものを用いた場合、一般に有機高分子
樹脂は基本的には揆水性であり〔たとえ水との親和性の
良い水酸基をもつ水溶性（水分散性）の樹脂を使用した
としても、それは樹脂として限った場合のレベルの問題
で、本質的には揆水性である）、シリカ等に比べて親水
性は低下する。

【０００８】また、有機高分子樹脂の含有率が５０重量
％より多くなると、表面処理液の性質が変化し表面処理
液の粘度が急激に上昇するため熱交換器表面に付着する
表面処理液の量が多くなり、表面処理皮膜が厚くなる。
熱交換器の表面、特に、フラックスを用いたろう付け工
法で製作された熱交換器の表面は非常にポーラスな面と
なっており、表面処理皮膜がある一定の厚さを超える
と、表面処理皮膜にひび割れが生じ易くなる。

【０００９】通常、熱交換器は稼動時と停止時とにおけ
る温度差が大きく、冷熱サイクルを繰り返しているよう
な使用形態である。したがって、表面処理皮膜にひび割
れが生じた場合には、冷熱サイクルにより脱落し飛散す
るので、親水性能及び抗菌性能の低下を招くと共に、飛
散粒子が使用者の嗅覚を刺激し異臭として不快感を与え
る。

【００１０】さらに表面処理液の粘度が上昇した場合、
フィンとフィンの間に有機高分子樹脂の膜が発生し通気
抵抗を増加させ性能低下を来すこともある。さらに、有
機高分子樹脂は、その中に含有する不純物を排出する性
質（以下、ブリードアウトと呼ぶ）を持っており、例え
ば、かび，細菌等の薬剤（抗菌剤）を有機高分子樹脂中
に混入させた場合、抗菌剤をブリードアウトするという
問題があった。

【００１１】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、親水性の向上，微生物の繁殖防止，表面処理皮膜
自身の脱離・飛散を有効に防止して、熱交換器の性能の
低下防止と異臭発生の抑制を図ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、基本的には次のような課題解決手段を提
案する。

【００１３】一つは、冷媒が流通するチューブおよびフ
ィンを含んでなる熱交換器で、この熱交換器の外表面
に、６０〜８０重量％の高分子シリカ，すなわちシリカ
微粒子を含有するケイ酸アルカリ塩を主成分にして、１
０〜４０重量％の水分散性ポリアミド系樹脂，水分散性
ポリアミン系樹脂の少なくとも１種類以上の樹脂と、３
〜１０重量％の抗菌剤とを含有する高分子シリカ皮膜を
形成したものを提案する。このような高分子シリカ皮膜
を構造的にみると、主成分となる高分子シリカの密なる
粒子群に、副成分として水分散性ポリアミド系樹脂，水
分散性ポリアミン系樹脂の少なくとも１種類以上の樹脂
及び抗菌剤が点在する（これらを第１の課題解決手段と
する）。

【００１４】もう一つは、熱交換器の製法に関し、チュ
ーブ，フィン等より成る熱交換器を表面処理液に浸漬
し、その後に液ぎり、乾燥する熱交換器の表面処理工程
において、前記液ぎりは、熱交換器に空気を吹き付ける
エアブロー方式を用い、且つエアブローによる風速は、
吹き付け位置にセットされた熱交換器の下部に吹き付け
る風速をその他の部位に吹き付ける風速よりも大きくし
て液ぎりを行う、いわゆる風速分布変化方式を提案する
（これを第２の課題解決手段とする）。

【００１５】もう一つも熱交換器の製法に関し、前記エ
アブロー方式による液ぎりを、熱交換器をその前後方向
あるいは左右方向の少なくとも一方向に傾けながら行う
方式を提案する（これを第３の課題解決手段とする）。

【００１６】

【作用】

〔第１の課題解決手段の作用〕（イ）親水性能だけを考
えると、熱交換器表面における皮膜は、高分子シリカ１
００重量％が一番であるが、既述したようにシリカのみ
の皮膜であると、シリカ微粒子が皮膜より離れて微粉末
として飛散し、経時的に親水性能に低下をきたすといっ
た耐久性の問題や臭気発生の問題がある。

【００１７】これに対して、本発明のように、熱交換器
の表面における皮膜を高分子シリカを主成分（ベース）
として水分散性ポリアミド系樹脂及び水分散性ポリアミ
ン系樹脂の少なくとも１種（ここでは、これらを水分散
性ポリアミド系樹脂等と総称する）を含有させた場合に
は、架橋反応等によって高分子シリカ、抗菌剤を固着さ
せ、表面処理皮膜成分である上記高分子シリカ、抗菌剤
の脱離、飛散を抑制する。

【００１８】また、最悪、上記高分子シリカ、抗菌剤が
表面処理皮膜から脱離、飛散しそうな場合でも、水分散
性ポリアミド系樹脂等は、わずかに水に溶解する性質を
持っており、表面処理皮膜から脱離、飛散しそうな成分
を凝縮水といっしょ洗い流すので、乾燥している表面処
理皮膜から、シリカ等の成分が脱離、飛散するといった
事態を防止する。

【００１９】そして、本発明のように熱交換器の表面に
形成される皮膜のベースを高分子シリカとした場合に
は、従来のように有機高分子樹脂をベースとした場合よ
りも大幅に親水性能を大幅に向上させる。

【００２０】なお、高分子シリカをベースとしてこれに
水分散性ポリアミド系樹脂等を含有させた場合には、シ
リカ１００重量％に比べて親水性は低下するが、この低
下は実用上問題ない範囲である。

【００２１】また、水分散性ポリアミド系樹脂等は、シ
リカに比べて親水性は劣るものの、水との親和性の良い
水酸基を持つため、有機高分子樹脂レベルにおいては他
の有機高分子樹脂に比べて水に対する親和性は桁違いに
大きい性質を有するもので、その意味からすれば、高分
子シリカや抗菌剤の固着手段の中では親水性の低下をで
きるだけ小さくする機能があるものといえる。

【００２２】ここで最適例を述べると、親水性を良好に
するには、皮膜のベース（高分子シリカ）は６０重量％
以上とするのが良く、またシリカ微粒子の脱離・飛散防
止により異臭を低減させるには、高分子シリカの含有量
を８０重量％以下で水分散性ポリアミド系樹脂等の含有
量を１０重量％以上、抗菌剤の含有量が１０重量％以下
とすると、最も良い結果が得られた。

【００２３】抗菌剤として、例えば、２−（４−チアゾ
リール）−ベンズイミダゾールと、２．３．５．６−テ
トラクロロ−４−（メチルスルホニール）ピリジンとを
用い、その含有量を３〜１０重量％にする。

【００２４】これらの成分のうち、２−（４−チアゾリ
ール）−ベンズイミダゾールは、かびに対して抗菌効果
があり、２．３．５．６−テトラクロロ−４−（メチル
スルホニール）ピリジンは、かびのほか細菌，酵母及び
放線菌等の微生物に対して幅広い抗菌効果がある。

【００２５】（ロ）また、高分子シリカをベースとした
場合は、高分子シリカに含有される水分散性ポリアミド
系樹脂等の含有量を適宜設定することで、表面処理液の
粘度を低く押さえられるので、その表面処理皮膜（高分
子シリカ皮膜）の厚さを薄くできる。その結果、表面処
理皮膜のひび割れを防止し、表面処理皮膜自身の脱離，
飛散を防止し、また表面処理皮膜の膜張りを防止でき
る。

【００２６】ひび割れ防止の見地からすれば、高分子シ
リカ皮膜の厚さは１μｍ以下が最も好ましく、本課題解
決手段の構成によれば、このような皮膜厚さの設定も実
現できる。

【００２７】なお、上記のひび割れ防止，膜張り防止の
見地からすれば、水分散性ポリアミド系樹脂等の含有量
を４０重量％以下にするのが好ましい。

【００２８】以上の（イ）（ロ）の作用をなすことで、
本発明は親水性，耐久性，防臭性のトータル的な面で優
れた機能を発揮する。

【００２９】〔第２の課題解決手段の作用〕熱交換器の
チューブ，フィン等を表面処理液（例えば前記高分子シ
リカ皮膜となる処理液）に浸漬した後にエアブローによ
り液ぎりを行う場合、セットされた熱交換器の上下で液
ぎりのむらができ、特に熱交換器の下部では表面処理液
が溜る傾向にあり、乾燥時の皮膜の厚さが非常に厚くな
り易い。

【００３０】しかし、本課題解決手段によれば、液ぎり
工程における熱交換器に対する空気吹き付けの風速分布
を、セット位置における熱交換器の上部より下部の方を
大きくすることで、表面処理液が溜り易い熱交換器下部
における液ぎり能力を向上させる。その結果、液ぎりの
むらをなくし、皮膜の厚さを最適厚さ（例えば１μｍ以
下）にすることができ、表面処理皮膜のひび割れを防止
できる。

【００３１】〔第３の課題解決手段の作用〕熱交換器の
親水性皮膜の表面処理液を液ぎりする場合、熱交換器を
寝かせてセットした場合や完全に立ててセットした場合
には、そのセット時に下側となる熱交換器の部分（下
部）に液だまりが生じ易く、液ぎれ時間がかかる。

【００３２】これに対し、熱交換器をその前後方向や左
右方向にある程度傾かせて液ぎりを行うと、液だまりを
抑え液ぎり時間を短縮させ、しかも熱交換器の上下の厚
さむらを抑えることが判明した。その実験データについ
ては、実施例の項で説明してあるので参照されたい。

【００３３】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づき説明する。

【００３４】図１（ａ）は本発明の適用対象である蒸発
器（熱交換器）の斜視図である。本例の蒸発器Ｅは、伝
熱管１を蛇行状に曲げた空間にフィン２を配設して構成
した、所謂、サーペンタイン形の蒸発器である。

【００３５】この蒸発器Ｅは冷凍サイクル（図示せず）
と冷媒通路により接続されており、冷媒入り口３より流
入した冷媒は、チューブ（伝熱管）１の中を通過する際
に徐々に気化し冷媒出口４より流出する。冷媒は気化す
る際に気化熱を奪うが、この場合、蒸発器Ｅを通過する
空気はフィン２を介して熱を奪われることにより冷却さ
れる。

【００３６】蒸発器Ｅは、外表面（チューブ，フィン等
の表面）に所定量のクロム酸クロメート化成皮膜を施し
た後、高分子シリカを主成分として水分散性ポリアミド
系樹脂と抗菌剤とを含有した処理液中に所定時間浸漬
し、その後、蒸発器Ｅを前記処理液中から取りだし、エ
アブローにより、蒸発器Ｅに付着した処理液を所定厚さ
に調整する。次に、所定温度に設定した乾燥炉中で蒸発
器Ｅを所定時間乾燥させる。このようにして形成された
表面処理の模式図を図１（ｂ）に示す。

【００３７】図１（ｂ）はフィン２の表面処理構造を示
し、符号の５はフィン２を構成するアルミニウム母材
で、その表面にアルミニウムとろう材中のシリコンとの
結晶体６，残留フラックス７があり、その上面にはクロ
ム酸クロメート化成皮膜８、さらに、その上面に、本発
明を具体化した水分散性ポリアミド系樹脂９と抗菌剤１
０を含有した高分子シリカ１１の無機系親水性皮膜１２
が形成され、全体で略２層の皮膜を呈している。高分子
シリカ１１とは、シリカ微粒子を含有するケイ酸アルカ
リ塩である。

【００３８】本実施例の皮膜１２は、高分子シリカ１１
の含有量を６０重量％、水分散性ポリアミド系樹脂９の
含有量を３５重量％、抗菌剤１０の含有量を５重量％と
し、皮膜厚さは１μｍ以下にした。このような高分子シ
リカ皮膜を構造的にみると、図１（ｂ）又は図３に示す
ように、主成分となる高分子シリカ１１の密なる粒子群
に、副成分として水分散性ポリアミド系樹脂９及び抗菌
剤１０が点在する。以下、その詳細について説明する。

【００３９】まず、本発明のベースとなる高分子シリカ
１１の含有量について説明する。高分子シリカ１１は親
水性を目的としており、図２に示すように全体として高
分子シリカ１１の含有量が少なく、これよりも水分散性
ポリアミド系樹脂９の方が含有量が多ければ（換言すれ
ば樹脂９の方がベースをなしている場合）、皮膜表面に
付着した水１３は、水滴となり蒸発器Ｅを通過する空気
の抵抗となる。これに対し、図３に示すように高分子シ
リカ１１がベースとなって皮膜成分全体の中でシリカ含
有量の占める割合が多ければ、皮膜表面に付着した水１
３は、膜状となって蒸発器Ｅを通過する空気の抵抗とな
りにくい。

【００４０】したがって、高分子シリカ１１の含有量
は、先ず親水性について評価を行ない、下限値を決め
た。親水性は蒸発器Ｅの前面風速２．５ｍ／ｓ時におけ
る湿り時と乾き時の通気抵抗の差で評価した。また、実
用上は通気抵抗差を２０（Ｐａ）以下にする必要があ
り、耐久性を考慮すると１０（Ｐａ）以下にする必要が
ある。評価結果は、図４に示すように、高分子シリカ１
１の含有量が６０重量％以上であれば通気抵抗差を１０
（Ｐａ）にできる。したがって、高分子シリカ１１の含
有量は６０重量％以上にする必要がある。なお、この場
合の抗菌剤１０の含有量は１０重量％以下となるように
し、且つ１０重量％以下の範囲内で含有可能な最大量と
した。

【００４１】一方、高分子シリカ１１の含有量が多過ぎ
ると図５に示すように高分子シリカ１１が無機系親水性
皮膜１２から脱離し、飛散する。そこで、高分子シリカ
１１の含有量と臭気の関係を官能評価により調べた。官
能評価の結果を図６に示す。図６の臭気評価値は表１に
示すとおりである。

【００４２】

【表１】

【００４３】臭気評価値は実用上１以下にする必要があ
り、高分子シリカ１１の含有量が８０重量％以下であれ
ば臭気評価値を１以下にできる。図６の臭気評価値はパ
ネラー８名の平均である。臭気の観点からは高分子シリ
カ１１の含有量を８０重量％以下にする必要がある。高
分子シリカ１１は、上記のように、無機系親水性皮膜１
２より脱離する虞があるので、必要最小限にする必要が
あり、本実施例では含有量を６０重量％とした。

【００４４】次に、水分散性ポリアミド系樹脂９の含有
量について説明する。水分散性ポリアミド系樹脂９の含
有量は、図７から１０重量％以上であれば臭気評価値を
１以下にすることができる。図７の臭気評価値はパネラ
ー８名の平均であり、臭気評価値は表１に示すとおりで
ある。

【００４５】また、水分散性ポリアミド系樹脂９の含有
量の上限は、表面処理皮膜（無機系親水性皮膜）１２の
ひび割れや皮膜処理工程時における表面処理液の膜張り
により評価する。

【００４６】すなわち、水分散性ポリアミド系樹脂９の
含有量を増加させていくと、含有量が５０重量％を超え
たところで表面処理液の性質が変化し、表面処理皮膜１
２にひび割れが発生する。この原因は、表面処理液の粘
度が水分散性ポリアミド系樹脂９の配合により上昇する
と、蒸発器Ｅ表面への表面処理液の付着量が増大し、そ
の結果、皮膜１２が厚くなり過ぎるためである。図１０
に示すように、無機系親水性皮膜１２の厚さは蒸発器Ｅ
に付着する表面処理液と比例関係にあり、冷熱サイクル
の実験によれば皮膜の厚さが１μｍ以上になるとひび割
れが生じる。以上のことから、無機系親水性皮膜１２の
厚さを１μｍ以下としてある。

【００４７】なお、皮膜１２の厚さを１μｍ以下にする
ための表面処理技術の具体例については後述する。

【００４８】また、水分散性ポリアミド系樹脂９の含有
量が過多になると、図８に示すようにフィンを橋渡しす
るように表面処理液の膜張り１４が発生する。この原因
は、表面処理液の粘度が、水分散性ポリアミド系樹脂９
の増加により上昇するため、表面処理液の液ぎりが不完
全となるためである。

【００４９】表面処理液の粘度及び膜張り率との関係を
図９に示す。ここで、膜張り率とは、全フィン山数に対
する膜張りのあるフィン山の比率である。水分散性ポリ
アミド系樹脂９の配合比が５０重量％を超え樹脂リッチ
状態になると、上記のように表面処理液の性質が変化し
表面処理液の粘度が急激に上昇する。また、膜張り率は
水分散性ポリアミド系樹脂９の配合比が０から４０重量
％まで零であるが、４０重量％を超えると発生し５０重
量％を超えると急激に上昇することにより、表面処理液
の粘度の上昇と相関関係があることがわかる。

【００５０】なお、本実施例では、親水性をよくするた
め水分散性ポリアミド系樹脂９として、水酸基を持つＰ
ＶＰ（ポリビニルピロリドン）を使用し、皮膜の耐久性
や臭気を考慮して、含有量を３５重量％とした。

【００５１】次に、抗菌剤１０は、かびに対する成分と
して２−（４−チアゾリール）−ベンズイミダゾール
を、及びかび，細菌等に対する抗菌剤として２．３．
５．６−テトラクロロ−４−（メチルスルホニール）ピ
リジンを抗菌力、毒性、コスト等から判断して、所定の
割合で配合してある。この抗菌剤の配合は、２−（４−
チアゾリール）−ベンズイミダゾールと２．３．５．６
−テトラクロロ−４−（メチルスルホニール）ピリジン
とを１：０．１７〜０．２５とするのが好ましい。

【００５２】このような抗菌剤１０が含有されている
と、図１１に示すかび抵抗性試験（ＪＩＳ Ｚ２９１
１）結果のように、３重量％以上でかび繁殖を防止でき
る。

【００５３】図１１に用いた評価値（０）〜（３）は表
２の如くである。

【００５４】

【表２】

【００５５】この場合に用いた試験菌は、アスペルギル
ス，ペニシリウム，アウレオバシジウム，グリィオクラ
ディアム，パシロミセスの５種類である。

【００５６】抗菌剤１０の含有量と臭気との関係を図１
２に示す。臭気評価値はパネラー８名の平均値であり、
評価基準は上記表１に示す如くである。図１２に示すよ
うに、抗菌剤含有量が１０重量％以下であれば、抗菌剤
１０を含有しないものと同等の臭気レベルであることが
わかる。１０重量％以上であると臭気評価値が上昇する
のは、図１３に示すように表面処理皮膜中に抗菌剤１０
を保有できなくなり、皮膜外にブリードアウトするの
で、ブリードアウトした抗菌剤１０が臭気として感じら
れるためである。以上の結果から、抗菌剤１０の含有量
は３〜１０重量％にするのが最適である。本実施例にお
いては、耐久性を考慮して抗菌剤１０の含有量を５重量
％とした。

【００５７】上記のように構成された表面処理皮膜１２
の耐久性を評価した。皮膜１２の耐久性は、実用状態を
想定して、流水試験を行なった後の親水性、抗菌性及び
臭気を評価した。流水試験は一日あたり７時間所定量の
水道水を蒸発器Ｅの通風部に流し、１７時間自然乾燥を
させることを１サイクルとして３６サイクル（３６日
間、実用３年相当）行なった。その結果は次の通りであ
る。

【００５８】（ａ）親水性については上記通気抵抗差に
より評価し、その結果は１８（Ｐａ）と実用上問題ない
結果であった。

【００５９】（ｂ）抗菌性については、上記かび抵抗性
試験により評価し、その結果は、評価値（０）であり、
かびの繁殖は認められなかった。

【００６０】（ｃ）臭気ついては、上記のような官能評
価の結果、臭気評価値は、パネラー８名の平均で０．８
と実用上問題ない結果であった。

【００６１】ここで、無機系親水性皮膜１２の処理方法
につて説明する。

【００６２】一般にこの種の皮膜処理は、蒸発器Ｅを皮
膜成分からなる表面処理液に浸漬し、その後に液ぎり，
乾燥を行う。

【００６３】液ぎりは、遠心分離方式とエアブロー方式
がある。前者は、遠心分離機が高価なうえ、装置が大形
化すると共に、蒸発器Ｅを遠心分離機にセッティングす
る手間が煩雑で連続した工程となりにくい。以上のこと
から後者の方式を採用しようとする。しかし、この方式
では、蒸発器Ｅを図１のような配置で液ぎりするだけで
は、蒸発器Ｅの上下で液ぎりのむらができ、特に熱交換
器の下部に表面処理液が溜り、熱交換器下部の皮膜の厚
さが過多になり皮膜にひび割れが生じ易い。

【００６４】ひび割れ防止の見地からすれば、無機系親
水性皮膜１２は厚さを１μｍとすることが望ましい。そ
のために、本実施例では、図１５に示すように複数台の
エア噴射ノズル１５を縦方向に配列し、蒸発器Ｅに対し
てほゞ直角方向から噴射ノズル１５を吹き付けると共
に、各噴射ノズル１５の風速を変えることで、その風速
分布をセットされた蒸発器Ｅの上部から下部に至るにつ
れて次第に風速が上昇するように設定した。

【００６５】上記のような風速分布の設定により、蒸発
器Ｅの下部に溜りやすい表面処理液を吹き飛ばすことに
よって、蒸発器Ｅ下部の皮膜厚さもひび割れが生じない
１μｍ以下に調整できる。具体的には、例えば上下の風
速分布は最低が３〜５ｍ／ｓ、最高が８〜１０ｍ／ｓと
するが、この風速は蒸発器Ｅの形状により異なる。風速
分布のラインは曲線，直線のいずれでも良く、要は、液
溜りが生じ易い蒸発器下部のほゞ１／３程度から風速を
上昇させることにある。

【００６６】エアブロー方式の他の改善すべき点として
は、液ぎり時間がかかるため、これをいかに短縮するか
である。

【００６７】本実施例では、上記の問題に対して次のよ
うに対処する。

【００６８】蒸発器Ｅは、液ぎり工程では図１４で示す
ようなハンガー１６に乗せられる。

【００６９】図１４に示すように、蒸発器Ｅを前後方向
に傾けたときの角度をＸ、左右方向に傾けたときの角度
をＹとした場合、これらの角度Ｘ，角度Ｙを変えた場合
の液ぎり性について定性的に調べた。

【００７０】まず、角度Ｘが０°の場合、図１６に示す
ように蒸発器Ｅの下部に向かって表面処理液１７の液溜
りが大きくなり、蒸発器下部の液ぎり性が悪いことがわ
かる。

【００７１】次に角度Ｘが９０°の場合は、図１７のよ
うに蒸発器Ｅが完全に横たわる状態になる。この場合に
は、セットの下側に表面処理液１７が集中して流れ落ち
るが、フィン３が密に配設されて構造から、フィン３間
に表面処理液１７が表面張力により液溜りし液ぎりが悪
くなる。

【００７２】次に角度Ｙを変えた場合を調べると、図１
８に示すように蒸発器Ｅの下部に向かって表面処理液１
７の液溜りが大きくなり、蒸発器下部の液ぎれ性が悪い
ことがわかる。

【００７３】そこで、表面処理液１７の量を所定量まで
落す時間を調べた。その結果、図１９に示すように角度
Ｘに対しては、６０°付近で上記表面処理液１７の量を
所定量まで落す時間を最も短くでき、また角度Ｙに対し
ては、３０°付近で表面処理液１７の量を所定量まで落
す時間を最も短くできる結果が得られた。

【００７４】また、このように蒸発器Ｅを傾斜させた施
した表面処理皮膜を図２０に示す。

【００７５】図２０に示すように蒸発器Ｅの下部の方が
皮膜が厚くなっているが、この皮膜厚さの最大値が１μ
ｍ以下になるように調整すれば皮膜がひび割れすること
ないので、この条件の下で厚さに不均一さがあっても支
障がなく、表面処理液１７の液ぎり時間を短縮できる。

【００７６】なお、上記の風速分布を変える表面処理方
法及び蒸発器Ｅの角度を変えて液ぎりを行う技術は、表
面処理液が前記のような高分子シリカ，水分散性樹脂，
抗菌剤含有のもののほか、他の種類の皮膜の液ぎりにつ
いても応用可能である。

【００７７】また、本実施例においては、サーペンタイ
ン形の蒸発器Ｅを使用したが、チューブエレメントとフ
ィンとを交互に積層して構成される積層形蒸発器を用い
ても、その効果は同じである。

【００７８】また、高分子シリカ皮膜１２に含有させる
樹脂を水分散性ポリアミド樹脂に代えて水分散性ポリア
ミン樹脂を使用しても良い。上記ポリアミドとポリアミ
ンの違いは、親水性については前者が良く、耐久性につ
いては後者の方が良好であり、但し、いずれも絶対値と
しては他の合成樹脂よりも桁違いに親水性及び耐久性に
ついて優れた機能を有している。

【００７９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、基本的
な第１の課題解決手段によれば、高分子シリカを主成分
として、これに水分散性ポリアミド等の樹脂や抗菌剤を
含有させて蒸発器に表面処理皮膜を形成することで、こ
の種皮膜の親水性を従来よりも大幅に向上させ，しかも
微生物の繁殖防止効果を一層高め，皮膜の脱離・飛散防
止を図るといった必要条件を満足でき、性能的，耐久性
に優れた熱交換器を短縮できる。

【００８０】また、第２の課題解決手段によれば、皮膜
形成工程における表面処理液の液ぎれを良くして皮膜の
厚さを抑えつつ均一化を図ることができ、皮膜のひび割
れ防止ひいては耐久性の向上を図ることができる。

【００８１】第３の課題解決手段によれば、液ぎり工程
の時間の短縮化と皮膜の厚さを抑える効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用対象である蒸発器Ｅの斜視図及び
それに施す表面処理皮膜の模式図。

【図２】揆水性の説明図。

【図３】親水性の説明図。

【図４】高分子シリカの含有量と親水性の関係を示す
図。

【図５】高分子シリカによる臭気の説明図。

【図６】高分子シリカの含有量と臭気の関係を示す図。

【図７】水分散性ポリアミド系樹脂の含有量と臭気の関
係を示す図。

【図８】表面処理の膜張り現象説明図。

【図９】水分散性ポリアミド系樹脂の含有量と、皮膜の
ひび割れ、膜張り率及び表面処理液の粘度との関係を示
す図。

【図１０】表面処理液の付着量と表面処理皮膜厚さの関
係を示す図。

【図１１】本発明の表面処理皮膜の抗菌効果を示す図。

【図１２】抗菌剤の含有量と臭気の関係を示す図。

【図１３】抗菌剤による臭気の説明図。

【図１４】本発明の表面皮膜形成工程のエアブローの説
明図。

【図１５】上記エアブローの風速分布の説明図。

【図１６】皮膜の表面処理を行う場合の問題点を指摘し
た説明図。

【図１７】皮膜の表面処理を行う場合の問題点を指摘し
た説明図。

【図１８】皮膜の表面処理を行う場合の問題点を指摘し
た説明図。

【図１９】皮膜の表面処理を行う場合の蒸発器のセット
角度と液ぎれ時間との関係を示す図。

【図２０】本発明における皮膜の表面処理方法を適用し
た場合の蒸発器の各位置に対しての皮膜厚さを示した
図。

【符号の説明】

Ｅ…蒸発器、１…チューブ、２…フィン、９…水分散性
ポリアミド系樹脂、１０…抗菌剤、１１…高分子シリ
カ、１２…無機系親水性皮膜、１５…エアブロー用の噴
射ノズル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増井 勇美 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 澤幡 敬智 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社日立製作所自動車機器事業部内 審査官 稲村 正義 (56)参考文献 特開 昭60−50397（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−51698（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−301251（ＪＰ，Ａ)

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒が流通するチューブおよびフィンを
   含んで成る熱交換器で、この熱交換器の外表面に、６０
   〜８０重量％の高分子シリカ（ここで、高分子シリカと
   は、シリカ微粒子を含有するケイ酸アルカリ塩である）
   を主成分にして、１０〜４０重量％の水分散性ポリアミ
   ド系樹脂，水分散性ポリアミン系樹脂の少なくとも１種
   類以上の樹脂と、３〜１０重量％の抗菌剤とを含有する
   高分子シリカ皮膜が形成してあることを特徴とする熱交
   換器。
2. 【請求項２】 冷媒が流通するチューブおよびフィンを
   含んで成る熱交換器で、この熱交換器の外表面に、主成
   分となる高分子シリカ（ここで、高分子シリカとは、シ
   リカ微粒子を含有するケイ酸アルカリ塩である）の密な
   る粒子群に、副成分として水分散性ポリアミド系樹脂，
   水分散性ポリアミン系樹脂の少なくとも１種類以上の樹
   脂及び抗菌剤を点在させた高分子シリカ皮膜が形成して
   あることを特徴とする熱交換器。
3. 【請求項３】 前記抗菌剤は、２−（４−チアゾリー
   ル）−ベンズイミダゾールと、２．３．５．６−テトラ
   クロロ−４−（メチルスルホニール）ピリジンとより成
   る請求項１又は請求項２記載の熱交換器。
4. 【請求項４】 前記高分子シリカ皮膜を１μｍ以下の厚
   さにした請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の
   熱交換器。
5. 【請求項５】 前記高分子シリカ皮膜は、熱交換器の外
   表面に施した耐食性の化成皮膜の上に形成した請求項１
   ないし請求項４のいずれか１項記載の熱交換器。
6. 【請求項６】 冷媒が流通するチューブ，これと一体に
   配設されたフィン等より成る熱交換器を表面処理液に浸
   漬し、その後に液ぎり、乾燥する熱交換器の製法におい
   て、前記表面処理液の液ぎりは、熱交換器に空気を吹き
   付けるエアブロー方式を用い、且つエアブローによる風
   速分布を吹き付け位置にセットされた熱交換器の上部よ
   り下部にいくほど風速が上昇する状態に設定して液ぎり
   を行うことを特徴とする熱交換器の製法。
7. 【請求項７】 冷媒が流通するチューブ，これと一体に
   配設されたフィン等より成る熱交換器を表面処理液に浸
   漬し、その後に液ぎり、乾燥する熱交換器の 製法におい
   て、前記表面処理液の液ぎりは、熱交換器に空気を吹き
   付けるエアブロー方式を用い、且つエアブローによる風
   速は吹き付け位置にセットされた熱交換器の下部に吹き
   付ける風速をその他の部位に吹き付ける風速よりも大き
   くして液ぎりを行うことを特徴とする熱交換器の製法。
8. 【請求項８】 前記表面処理液は、高分子シリカ中にか
   び，細菌等の繁殖を防止する薬剤と、水分散性ポリアミ
   ド系樹脂及び水分散性ポリアミン系樹脂の少なくとも１
   種類以上の樹脂とを含有させた処理液である請求項６又
   は請求項７記載の熱交換器の製法。
9. 【請求項９】 冷媒が流通するチューブ，これと一体に
   配設されたフィン等より成る熱交換器を表面処理液に浸
   漬し、その後に液ぎり、乾燥する熱交換器の製法におい
   て、前記表面処理液の液ぎりは、熱交換器に空気を吹き
   付けるエアブロー方式により行うと共に、熱交換器の前
   後方向あるいは左右方向の少なくとも一つを傾けながら
   行うことを特徴とする熱交換器の製法。
10. 【請求項１０】 前記表面処理液の液ぎりは、熱交換器
    の前後方向あるいは左右方向の少なくとも一方向を傾け
    ながら行う請求項６ないし請求項８のいずれか１項記載
    の熱交換器の製法。
11. 【請求項１１】 前記表面処理液の液ぎりは、熱交換器
    の前後方向の傾き角Ｘを６０°付近、左右方向の傾き角
    Ｙを３０゜付近に設定して液ぎりを行う請求項９又は請
    求項１０記載の熱交換器の製法。