JP2912032B2

JP2912032B2 - Ｃｕ製チューブを有する熱交換器用アルミニウムフィン材とこれを用いたＣｕ製チューブを有する熱交換器

Info

Publication number: JP2912032B2
Application number: JP3011406A
Authority: JP
Inventors: 憲司藤野; 昇曽我; 修一古谷
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-01-07
Filing date: 1991-01-07
Publication date: 1999-06-28
Anticipated expiration: 2014-06-28
Also published as: JPH04251192A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、親水性及び防かび性、
耐水性、成形加工性、耐食性に優れたＣｕ製チューブを
有する熱交換器用アルミニウムフィン材と、これを用い
たＣｕ製チューブを有する熱交換器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般、熱交換器、特に空気調和機の蒸発
器等に於いては、フインの表面温度が大気の露点以下に
なるためフイン表面に水滴が付着する。

【０００３】このように水滴が付着すると通風抵抗が増
大し、かつ風量が減少して熱交換効率が低下してしま
う。この熱交換効率はフイン表面の水濡れ性が大きく影
響するものであり、フイン表面の水濡れ性がよいと付着
した水が水滴になりにくく、このため通風抵抗が小さく
なり風量も多くなって熱交換効率は増大する。

【０００４】従来、このようなフイン表面の親水性処理
として、熱交換器に組み込む前に、予め親水性表面処理
をＡｌ条に行うことが考え出され、ベーマイト処理、ケ
イ酸塩処理、シリカゾル処理、親水性有機樹脂とケイ酸
化合物との混合液処理等が行われてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、生活環境や生活
様式の変化から、かびや細菌が繁殖し易い環境が作られ
ており、このようして発生したかびや細菌が上記のよう
な表面処理を施したアルミニウムフインに繁殖し、かび
臭やかびによるドレーン水のつまりやアルミニウムフイ
ンの腐食が問題になってきている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はこれに鑑み種々
検討の結果、親水性及び防かび性に優れたＣｕ製チュー
ブを有する熱交換器用アルミニウムフィン材と、これを
用いたＣｕ製チューブを有する熱交換器を開発したもの
である。

【０００７】即ち本発明フィン材は、Ａｌ又はＡｌ合金
条の表面に、Ｃｒ量５〜40mg／ｍ²を含むクロメート皮
膜よりなる化成皮膜を設け、その上に固形分の重量比で
防かび剤0.5〜20％、界面活性剤10〜20％を含み、残部
コロイダルシリカと親水性樹脂とからなる親水性皮膜で
且つその皮膜の厚さを皮膜中のＳｉ量で50〜350 mg／ｍ
²に制御した親水性皮膜を設けたことを特徴とするＣｕ
製チューブを有する熱交換器用アルミニウムフィン材で
ある。

【０００８】また本発明の熱交換器は、Ｃｕ製チューブ
にＡｌ又はＡｌ合金条からなるフィンを装着した熱交換
器において、Ｃｒ量５〜40mg／ｍ²を含むクロメート皮
膜よりなる化成皮膜と、その上に固形分の重量比で防か
び剤0.5〜20％、界面活性剤10〜20％を含み、残部コロ
イダルシリカと親水性樹脂とからなる親水性皮膜で且つ
その皮膜の厚さを皮膜中のＳｉ量で50〜350 mg／ｍ²に
制御した親水性皮膜を設けたＡｌ又はＡｌ合金条を成形
加工してなるアルミニウムフィンと、Ｃｕ製チューブと
を組付けて得られることを特徴とするＣｕ製チューブを
有する熱交換器である。

【０００９】

【作用】本発明は上記の如く、アルミニウムフインの表
面に耐食性の化成皮膜を設け、その上に所定厚さのコロ
イダルシリカと親水性有機樹脂からなる親水性皮膜を形
成し、該親水性皮膜中に防かび剤及び界面活性剤を混入
したものである。

【００１０】即ち、本発明は予めクロメートにより化成
処理を施して耐食性の化成皮膜を形成した後、コロイダ
ルシリカと親水性有機樹脂からなる親水性皮膜中に防か
び剤及び界面活性剤を混入して塗膜に防かび性を付与
し、かびや細菌の発生を抑えるようにしたものである。
また防かび剤と表面活性剤の量を制御することにより、
防かび性と親水性と耐水性を兼ね備えるようにし、かつ
親水性皮膜の中のＳｉ量を規定することにより、親水性
皮膜の厚さを制御して防かび性と加工性を兼ね備えるよ
うにしたものである。

【００１１】ここで化成処理に用いるクロメートにはリ
ン酸クロメート、クロム酸クロメート等が用いられる
が、耐食性に優れるクロム酸クロメートを用いるのが好
ましい。またクロム酸クロメートのＣｒ量は５〜40mg／
ｍ²の範囲にあることが望ましい。これは成形加工性を
損うことなく、耐食性を向上させるためである。即ち５
mg／ｍ²未満では耐食性が劣り、フイン表面に白粉（腐
食生成物）が生成しやすくなる。また40mg／ｍ²を越え
ても耐食性に余り効果がないばかりか加工性を劣化す
る。即ちリフレアー割れやしごき割れが多発し、熱交換
性能が低下する。また親水性皮膜としてはケイ酸ソー
ダ、ケイ酸カリ等のアルカリケイ酸塩とコロイダルシリ
カが用いられてきたが、アルカリケイ酸塩はコロイダル
シリカに比較して親水持続性、耐食性及び防かび持続性
に劣り、長期の使用には問題を生じることがあり、コロ
イダルシリカの方が優れている。コロイダルシリカを用
いることによりドレーン水に対する耐水性、耐食性が向
上し、また親水持続性も向上する。

【００１２】有機樹脂は塗膜に柔軟性を与え、加工性を
向上すると共に親水性を高めるために用いられ、アクリ
ル樹脂、尿素樹脂等が使われる。この親水性皮膜に防か
び性を付与するために防かび剤が用いられるが、防かび
剤は安全性が高く、なおかつ効果的であるものが好まし
く、ベンズイミダゾール系、クロロキシレノール系等の
有機系防かび剤、銀イオン、銅イオン等の無機系防かび
剤が用いられる。またアニオン系、ノニオン系等の界面
活性剤を併用することにより防かび効果が発揮され、親
水性も良好となる。これは界面活性剤そのものに防かび
効果があり、フイン上のかび発生を防止することの他
に、防かび剤が塗膜外に流出し易くなり、この流出した
防かび剤によりドレーン水が防かびされ、ドレーン水の
かびによるつまりを防止する。

【００１３】しかして防かび剤と界面活性剤は固形分の
重量比で、それぞれ 0.5〜20％、10〜20％を含む親水性
皮膜であることが望ましい。防かび剤の量がこれより少
ないと十分な防かび効果が発揮できず、またこれより多
いと塗膜の親水性が劣化する。また界面活性剤の量がこ
れより少ないとドレーン水に対する防かび効果がなくな
り、これより多いと効果がないばかりか塗膜の密着性、
耐水性を低下する。このような防かび剤、界面活性剤、
コロイダルシリカ、親水性樹脂から成る親水性皮膜は所
定の厚さが必要であり、その厚さは親水性皮膜中のＳｉ
量で表示する。所定の膜厚となるためには、親水性塗膜
中のＳｉ量を、50〜350mg/ｍ²の範囲に制御する。これ
はフインの成形加工性を損うことなく防かび性を保持す
るためである。即ち、これより少ないと皮膜厚さが薄く
なり十分な防かび効果が発揮できず、これより多いと皮
膜厚さが厚くなりフインの成形加工性が低下する。即ち
Ｓｉ量が350mg/ｍ²を越えると、リフレアー性、しごき
性が共に低下すると同時に、プレス時に皮膜の一部が剥
離してカスとなり、プレスに付着してラインストップの
原因となったり、ポンチ、ダイス、切り刃の摩耗を早め
たりする。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。

【００１５】実施例１板厚 0.105mmの工業用純Ａｌ条に連続的に脱脂、化成処
理を施し、表１に示す皮膜を形成したフイン材を作成し
た。表１中本発明フイン材はＣｒ量が20mg／ｍ²のクロ
ム酸クロメート皮膜を形成し、その上にベンズイミダゾ
ール系防かび剤とアニオン系界面活性剤を、固形分重量
比でそれぞれ10％と15％含み、残部コロイダルシリカと
親水性アクリル樹脂からなる親水性塗料を塗布し、 200
℃で15秒間焼付け乾燥を行った。そして親水性皮膜は皮
膜中のＳｉ量で 150mg／ｍ²とした。

【００１６】また表中比較フイン材１〜12は本発明フイ
ン材と同様の素材を用い、これに同様の脱脂、焼付け乾
燥を行い、その化成皮膜と親水性皮膜の構成を変化させ
た。

【００１７】これ等フイン材について、皮膜の防かび
性、親水性、耐水性、加工性、耐食性、ドレーン防かび
性を調べた。その結果を表２に示す。

【００１８】防かび性はJIS Z 2911に準拠した試験を行
い、試験板にかび発生が認められないものを○印、試験
板の全表面積の25％以下にかび発生のあったものを△
印、同じく25％以上にかび発生のあったものを×印で表
わした。

【００１９】親水性は試験板をプレス油に浸漬した後、
トリエタンで脱脂し、接触計で接触角を測定し、10度以
下のものを○印、10〜20度のものを△印、20度以上のも
を×印で表わした。

【００２０】耐水性は試験板を水道水中に24時間浸漬し
て、塗膜減量を測定し、減量が５％以下のものを○印、
５％以上のものを×印で表わした。

【００２１】加工性は試験板をプレス油（出光興産AF
８）を用いてプレス加工を行い、そのリフレア不良率を
測定し、ベア材と同等のものを○印、10％以上劣るもの
を×印で表わした。

【００２２】耐食性はJIS Z 2371に基づき、塩水噴霧試
験を 500時間行い、レイティングナンバー 9.5以上のも
を○印、 9.5以下のもを×印で表わした。

【００２３】ドレーン防かび性は、上記フイン材を純水
中に72時間浸漬して防かび剤を抽出した試験液を作製
し、この試験液にかび胞子懸濁液を接種し、24時間後に
まったくかび発生が認められないものを○、わずかにか
び発生が認められるものを△、かび発生が著しいものを
×とした。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】表１及び表２から明らかなように、本発明
フイン材は防かび性だけでなく、その他の特性も満たし
ていることが判る。

【００２７】これに対し比較フイン材１は防かび剤が０
％のため防かび性がない。比較フイン材２は防かび剤が
多すぎるため親水性が劣る。比較フイン材３は界面活性
剤が多すぎるため、防かび性、耐水性共に十分でない。
比較フイン材４は皮膜が薄く防かび性、親水性共に劣
る。比較フイン材５は皮膜が厚すぎるため、プレス時に
皮膜の一部が剥離してプレスにつまるなど加工性に問題
を生じる。比較フイン材６は耐食性皮膜が薄く、耐食性
が悪い。比較フイン材７は耐食性皮膜が厚すぎ、リフレ
アー割れ、しごき割れが多発する。比較フイン材８は耐
食性皮膜がないため耐食性が悪い。比較フイン材９は水
ガラスタイプで親水持続性、耐水性及び防かび持続性が
弱いか不十分である。比較フイン材10〜12は界面活性剤
が少ないため、ドレーン防かび性が弱いか不十分であ
る。

【００２８】実施例２実施例１と同様の条件で製造した本発明フイン材と比較
フイン材３，10〜12の親水性皮膜付きＡｌ（板）条に、
プレス油（出光興産AF８）を用いてしごき加工を中心と
したドローレスプレス加工を施してフインを成形した。
次にこのフインに銅管を貫挿して拡管し、熱交換器コア
ーを製作した。そして上記プレス加工時に付着したプレ
ス油はトリエタンを用いて脱脂し、銅製のＵベンドをロ
ウ付けして熱交換器コアを造った。

【００２９】そして上記コアにコンプレッサー、ファン
などを組付けて空調機を組立て、室内機を室内天井に、
室外機を屋外に設置して運転を開始した。運転開始１ヶ
月後の室内機各部のかび発生状況を調査してその結果を
表３に示した。

【００３０】

【表３】

【００３１】表３において、比較フイン材10を使用した
ものはドレーン水たまり部でその表面面積の15％程度に
かびが発生しており、今後時間の経過とともにさらに増
加してドレーン吸い上げポンプの吸い上げ口がかびで詰
まる可能性がある。また比較フイン材11及び12では50％
以上にかびが発生しており、上記吸い上げ口がすでに詰
まりかけていた。このことからフイン材表面の界面活性
剤の量がドレーン防かび性に大きな影響を与えているこ
とがわかる。

【００３２】即ち比較フイン材３を使用したものでは、
界面活性剤の含有率が30％と多過ぎるので、親水性皮膜
そのものが発生するドレーン水で急速に流出し、フイン
上およびドレーン水中での防かび剤の量が低下したため
に防かび効果が低くなってしまう。一方比較フイン材11
と12のものでは界面活性剤含有率が４％及び２％であっ
て、フイン表面の防かび性は高いもののフイン表面から
経時的に流出する防かび剤量が少なすぎるためドレーン
水の防かび効果が低いものである。

【００３３】

【発明の効果】このように本発明によれば、Ａｌ又はＡ
ｌ合金条の表面に、クロメート皮膜中のＣｒ量で５〜40
mg／ｍ²を含む下地処理皮膜（化成皮膜）を設けること
により成形加工性を損うことなく耐食性を向上させるこ
とができ、又化成皮膜の上に固形分の重量比で、それぞ
れ 0.5〜20％、10〜20％の範囲の防かび剤と界面活性剤
を含み、残部コロイダルシリカと親水性樹脂からなる親
水性皮膜で、かつその皮膜の厚さを皮膜中のＳｉ量で50
〜 350mg／ｍ²の範囲に制御した親水性皮膜を設けたこ
とにより、成形加工性に優れ、経時的に防かび性、親水
性、耐水性及びドレーン防かび性を保持する熱交換器用
アルミニウムフイン材を提供し、従ってこれを用いた熱
交換器の上記諸特性を著しく向上する。特に本発明では
防かび剤量、界面活性剤含有量等を上記範囲に特定する
ことにより、アルミニウムフイン表面の防カビ性が高い
事は言うまでもないが、経時的に防かび剤が微量づつ溶
出する事により、アルミニウムフイン表面の防かび性を
経時的に損う事なく、ドレーン中におけるかびの発生を
効果的に抑制し、もってドレーン水のかびによるつまり
を防止するもので工業上顕著な効果を奏するものであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古谷修一東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河アルミニウム工業株式会社内 (56)参考文献特開昭61−250495（ＪＰ，Ａ) 特開平１−266493（ＪＰ，Ａ) 特開平２−150695（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F28F 1/32 F28F 13/18 F28F 19/01

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａｌ又はＡｌ合金条の表面に、Ｃｒ量５〜
40mg／ｍ²を含むクロメート皮膜よりなる化成皮膜を設
け、その上に固形分の重量比で防かび剤0.5〜20％、界
面活性剤10〜20％を含み、残部コロイダルシリカと親水
性樹脂とからなる親水性皮膜で且つその皮膜の厚さを皮
膜中のＳｉ量で50〜350 mg／ｍ²に制御した親水性皮膜
を設けたことを特徴とするＣｕ製チューブを有する熱交
換器用アルミニウムフィン材。
【請求項２】Ｃｕ製チューブにＡｌ又はＡｌ合金条から
なるフィンを装着した熱交換器において、Ｃｒ量５〜40
mg／ｍ²を含むクロメート皮膜よりなる化成皮膜と、そ
の上に固形分の重量比で防かび剤0.5〜20％、界面活性
剤10〜20％を含み、残部コロイダルシリカと親水性樹脂
とからなる親水性皮膜で且つその皮膜の厚さを皮膜中の
Ｓｉ量で50〜350 mg／ｍ²に制御した親水性皮膜を設け
たＡｌ又はＡｌ合金条を成形加工してなるアルミニウム
フィンと、Ｃｕ製チューブとを組付けて得られることを
特徴とするＣｕ製チューブを有する熱交換器。