JP6089187B2 - Evaporative cooler components with excellent wettability - Google Patents

Evaporative cooler components with excellent wettability Download PDF

Info

Publication number
JP6089187B2
JP6089187B2 JP2013025568A JP2013025568A JP6089187B2 JP 6089187 B2 JP6089187 B2 JP 6089187B2 JP 2013025568 A JP2013025568 A JP 2013025568A JP 2013025568 A JP2013025568 A JP 2013025568A JP 6089187 B2 JP6089187 B2 JP 6089187B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
coating layer
soluble polymer
base material
aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013025568A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014152380A (en
Inventor
拓海 中村
拓海 中村
高木 正夫
正夫 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Light Metal Co Ltd
Original Assignee
Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Light Metal Co Ltd filed Critical Nippon Light Metal Co Ltd
Priority to JP2013025568A priority Critical patent/JP6089187B2/en
Publication of JP2014152380A publication Critical patent/JP2014152380A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6089187B2 publication Critical patent/JP6089187B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Description

本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミ基材の表面に、親水性の被覆層を備えて濡れ性に優れた表面処理材に関し、特に、熱交換器用部材として好適に使用し得る表面処理材に関する。   The present invention relates to a surface treatment material having a hydrophilic coating layer on the surface of an aluminum substrate made of aluminum or an aluminum alloy and having excellent wettability, and in particular, a surface treatment material that can be suitably used as a heat exchanger member. About.

従来より、気化冷却器や蒸発器などの熱交換器の熱交換面の一部又は全部を形成するための熱交換器用部材(例えば、フィン材)においては、部材表面に付着した水などの液体と大気中の空気との接触面積を増やし、液体を効率良く蒸発させることを目的として、部材表面に親水化処理を施して液体の濡れ性の向上を図ることが行われている。具体的には、化学的もしくは物理的研磨によって凹凸形状を形成する及び/又は親水性塗膜をコーティングするなどの方法(特許文献1〜3)や、オゾン含有乾燥酸素ガスを使用する方法(特許文献4)が提案されている。   Conventionally, in a heat exchanger member (for example, fin material) for forming part or all of the heat exchange surface of a heat exchanger such as a vaporization cooler or an evaporator, a liquid such as water adhering to the surface of the member. For the purpose of increasing the contact area between the air and air in the atmosphere and evaporating the liquid efficiently, the surface of the member is subjected to a hydrophilic treatment to improve the wettability of the liquid. Specifically, a method of forming an uneven shape by chemical or physical polishing and / or coating a hydrophilic coating film (Patent Documents 1 to 3), a method using ozone-containing dry oxygen gas (Patent) Document 4) has been proposed.

特開2001−032080号公報JP 2001-032080 A 特開2011−032548号公報JP 2011-032548 A 特開平10−030069号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-030069 特許4766516号公報Japanese Patent No. 4766516

ここで、特許文献1では、被処理部材の表面に親水性の材料で形成された被覆層を設け、この被覆層の表面に多数の亀裂を形成させることが提案されており、被覆層の表面に付着した水を毛細管現象により亀裂の隙間内に短時間で広く浸透させることができるとされている。しかしながら、この方法においては、被覆層の表面に形成される亀裂の幅や深さを均一にすることができず、この亀裂の幅や深さが均一にならないことから、被覆層上において水が均一に濡れ拡がらず、部材表面の濡れ性を十分なものとすることができないといった問題がある。   Here, in Patent Document 1, it is proposed that a coating layer formed of a hydrophilic material is provided on the surface of a member to be processed, and a number of cracks are formed on the surface of the coating layer. It is said that the water adhering to the water can be permeated widely into the gap between the cracks in a short time by capillary action. However, in this method, the width and depth of the crack formed on the surface of the coating layer cannot be made uniform, and the width and depth of the crack are not uniform. There is a problem in that it does not spread uniformly and the wettability of the member surface cannot be made sufficient.

また、特許文献2では、アルミニウム部材に、これよりもイオン化傾向が小さい金属を接触させながら酸に浸漬させて凹凸構造を有する膜を形成し(第一工程)、その後、この凹凸膜上に親水性被膜を付与(第二工程)してアルミニウム部材表面の親水性を高めることが提案されているが、凹凸膜を形成する第一工程が酸による処理であるため、均一な凹凸膜を形成することが難しく、特許文献1の場合と同じように、凹凸膜上の親水性被膜上で水が均一に濡れ拡がらず、また、処理工程が多く複雑であって、コスト的には不利であるという問題がある。   Further, in Patent Document 2, a film having a concavo-convex structure is formed by immersing an aluminum member in an acid while contacting a metal having a smaller ionization tendency (first step), and thereafter, a hydrophilic film is formed on the concavo-convex film. It has been proposed to increase the hydrophilicity of the surface of the aluminum member by providing a conductive film (second step), but since the first step of forming the concavo-convex film is treatment with an acid, a uniform concavo-convex film is formed. As in the case of Patent Document 1, water does not spread uniformly on the hydrophilic film on the concavo-convex film, and the treatment process is complicated and disadvantageous in terms of cost. There is a problem.

一方、特許文献3では、被処理面に、所定のコロイダルシリカと、少なくともカルボン酸ポリマーを含む水溶性ポリマーと、水とを含有する水性親水性付与剤を用いて親水性塗膜を形成し、これによって、親水性に優れ、かつ比較的長期に渡ってその効果を保持できる熱交換器用プレコートフィン材の製造方法が開示されているが、この方法においては、被処理面に親水性塗膜を有するのみであるので、水の濡れ拡がりの効果に関しては十分であるとは言い難い。   On the other hand, in Patent Document 3, a hydrophilic coating film is formed on a surface to be treated using a predetermined colloidal silica, a water-soluble polymer containing at least a carboxylic acid polymer, and an aqueous hydrophilicity imparting agent containing water, Thus, a method for producing a precoat fin material for a heat exchanger that is excellent in hydrophilicity and can retain its effect over a relatively long period of time has been disclosed. In this method, a hydrophilic coating film is applied to the surface to be treated. Therefore, it is difficult to say that the effect of spreading the water is sufficient.

また、特許文献4には、流体が流通するための微細流路の被処理面を、所定のオゾン含有乾燥酸素ガスを用いて親水化処理する方法が開示されているが、この方法では、被処理面における水滴の接触角を低下させることはできるが、被処理面に付着した水を濡れ拡げる効果については記載されていない。また、この方法で用いられるオゾンガスは強い酸化力・腐食性を有し、被処理面には少なからず物理的な、化学的な、あるいは、物理化学的な変化が発生することがあり、更には、この方法では、オゾンガスを発生させる専用装置が必要となるほか、処理が複雑となり、コスト的にも不利であるといった問題もある。   Further, Patent Document 4 discloses a method of hydrophilizing the surface to be processed of a fine channel through which a fluid flows using a predetermined ozone-containing dry oxygen gas. Although the contact angle of water droplets on the treated surface can be reduced, there is no description on the effect of spreading the water adhering to the treated surface. In addition, the ozone gas used in this method has strong oxidizing power and corrosiveness, and there are not a few physical, chemical, or physicochemical changes on the surface to be treated. In this method, a dedicated device for generating ozone gas is required, and the processing is complicated and disadvantageous in terms of cost.

そこで、本発明者らは、これら従来技術における問題を解決するために鋭意検討した結果、アルミ基材の表面に機械加工によって複数の微細溝を形成し、この微細溝の表面に親水性の被覆層を形成することにより、この被覆層を有する微細溝を通じて、アルミ基材表面に付着した水に毛細管現象(毛細管力)が発現し、これによってアルミ基材表面で水が極めて良好に濡れ拡がることを見出し、本発明を完成した。   Accordingly, as a result of diligent studies to solve the problems in the prior art, the present inventors formed a plurality of fine grooves by machining on the surface of the aluminum base material, and hydrophilic coating was formed on the surface of the fine grooves. By forming a layer, a capillary phenomenon (capillary force) appears in the water adhering to the surface of the aluminum base material through the fine groove having the coating layer, and thereby the water spreads very well on the surface of the aluminum base material. The present invention has been completed.

従って、本発明の目的は、基材の表面が親水化処理されて極めて水の濡れ拡がり性に優れ、尚且つ比較的簡便及び低コストな方法により製造可能な表面処理材を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a surface-treated material that can be produced by a relatively simple and low-cost method because the surface of the base material is hydrophilized so that it is extremely excellent in water wetting and spreading. .

すなわち、本発明は、気化冷却器の熱交換面の一部又は全部を形成するための濡れ性に優れた気化冷却器用部材であって、当該気化冷却器用部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミ基材の表面の一部又は全面複数の微細溝がそれぞれ連続して且つ間隔を設けずに隣り合って形成されると共にその微細溝の表面に親水性の被覆層を備えたものであり、各微細溝は、その断面形状がV字溝であって当該V字溝を形成する一方の内側斜面と他方の内側斜面とがなす溝角度が30〜100°であり、かつ、そのV字溝の断面方向の最大幅が0.05〜3.6mmであると共に断面方向の最深部の深さが0.1〜1.5mmであることを特徴とする気化冷却器用部材である。 That is, the present invention is a vaporization cooler member excellent in wettability for forming a part or all of the heat exchange surface of the vaporization cooler, and the vaporization cooler member is made of aluminum or aluminum alloy. A plurality of fine grooves are continuously formed on a part or the entire surface of the base material and are adjacent to each other without providing a gap, and a hydrophilic coating layer is provided on the surface of the fine grooves, Each of the fine grooves has a V-shaped cross-sectional shape, and a groove angle formed by one inner inclined surface and the other inner inclined surface forming the V-shaped groove is 30 to 100 °, and the V-shaped groove The evaporative cooler member is characterized in that the maximum width in the cross-sectional direction is 0.05 to 3.6 mm and the depth of the deepest portion in the cross-sectional direction is 0.1 to 1.5 mm .

本発明において、素地となるアルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミ基材については、特に限定されるものではないが、これを用いて形成される表面処理材の用途やその用途に要求される強度、耐食性、加工性等の種々の物性に基づいて選択することができる。具体的には、純Al系で熱伝導率の高い1000系、1000系より高強度で押出や圧延加工が容易な3000系、マグネシウム添加量で強度を制御できる5000系または強度・耐食性ともに良好で押出加工しやすい6000系が好ましい。   In the present invention, the aluminum base material made of aluminum or aluminum alloy as a base is not particularly limited, but the use of the surface treatment material formed using this and the strength and corrosion resistance required for the use. , And can be selected based on various physical properties such as workability. Specifically, 1000 series with high thermal conductivity with pure Al series, 3000 series with higher strength than 1000 series and easy extrusion and rolling, 5000 series with strength control by magnesium addition amount, and good strength and corrosion resistance. The 6000 series that is easy to extrude is preferred.

本発明において、アルミ基材の表面に形成される複数の微細溝は、機械加工により形成されるものである。ここで、機械加工により行う理由としては、酸やアルカリ等の化学薬品を用いた処理では均一な微細溝が得られ難いことと、処理工程が複雑であり、かつ設備費が高くコスト的に不利であることが挙げられる。
機械加工としては、アルミ基材の表面に略均一な幅及び深さを有する微細溝を形成することができる方法であれば特に制限されるものではなく、公知の方法を採用することができ、例えば、一方及び/又は他方の圧延ロールの表面に微細溝形成用の凹凸模様を有する一対の圧延ロールを用いることによる圧延加工、アルミ基材の表面に微細溝形成用の凹凸模様を有するロールを押しつけて溝形状を転写するローレット加工、成形孔の内面に微細溝を形成するための凹凸模様を有する押出ダイスを備えた押出機を用いることによる押出加工等の種々の加工方法が挙げられ、比較的簡便かつ低コストで加工できるといった観点から、押出加工によって形成するのが好ましい。押出加工によれば、基材の成形と同時に略均一な形状を有する微細溝を押し出す方向に連続して形成することができ、製造の手間を省けるだけでなく、不良率も少なくコスト性に優れる。
In the present invention, the plurality of fine grooves formed on the surface of the aluminum base material is formed by machining. Here, the reason for performing the machining is that it is difficult to obtain uniform fine grooves by the treatment using chemicals such as acid and alkali, the treatment process is complicated, and the equipment cost is high, which is disadvantageous in terms of cost. It is mentioned that.
The machining is not particularly limited as long as it is a method capable of forming fine grooves having a substantially uniform width and depth on the surface of the aluminum base material, and a known method can be adopted. For example, rolling by using a pair of rolling rolls having an uneven pattern for forming fine grooves on the surface of one and / or the other rolling roll, a roll having an uneven pattern for forming fine grooves on the surface of an aluminum substrate Various processing methods such as knurling to transfer the groove shape by pressing, extrusion by using an extruder equipped with an extrusion die having a concavo-convex pattern for forming fine grooves on the inner surface of the molding hole, and comparison From the viewpoint of being easy and easy to process at low cost, it is preferable to form by extrusion. According to the extrusion process, it is possible to continuously form in the direction of extruding fine grooves having a substantially uniform shape simultaneously with the molding of the base material, and not only saves labor of manufacturing, but also has a low defect rate and excellent cost performance. .

また、本発明における微細溝については、当該溝部の表面に付着した水に毛細管現象(毛細管力)が有効に発現できる形状であることが必要であり、例えば、断面をV字形状、U字形状、コ字形状、半円形状等とすることができ、断面がV字形状のV字溝であることが好ましい。V字溝であればこのV字溝を形成する一方の内側斜面と他方の内側斜面とがなす溝角度の大きさに関わりなく、少なくともその底部において良好な毛細管現象が発現し、また、比較的加工精度が良く、コスト的にも有利である。ここで、毛細管現象とは、当業者にとって一般的に知られる毛細管現象(或いは毛管現象)のことであり、細い管状物体(毛細管)の内側の液体が管の中を移動(場合によっては上昇又は下降)する現象のことである。本発明においては、連続して形成された微細溝を上記毛細管と見なし、同じような仕組みにより基材表面に付着した水などが微細溝中及びその周辺に移動することにより、濡れ拡がりを著しく向上させることが可能となる。   In addition, the fine groove in the present invention needs to have a shape that can effectively cause capillary action (capillary force) in the water adhering to the surface of the groove portion. For example, the cross section is V-shaped or U-shaped. , U-shape, semicircular shape, etc., and a V-shaped groove having a V-shaped cross section is preferable. In the case of a V-shaped groove, regardless of the size of the groove angle formed by one inner slope forming the V-shaped groove and the other inner slope, a good capillary phenomenon appears at least at the bottom thereof. Processing accuracy is good, and it is advantageous in terms of cost. Here, the capillary phenomenon is a capillary phenomenon (or capillary phenomenon) generally known to those skilled in the art, and the liquid inside the thin tubular object (capillary) moves in the pipe (in some cases, rises or falls). It is a phenomenon that falls). In the present invention, the continuously formed fine grooves are regarded as the above-mentioned capillaries, and water and the like adhering to the substrate surface by the same mechanism moves in and around the fine grooves, thereby significantly improving the wet spread. It becomes possible to make it.

また、本発明における微細溝の形状について、各微細溝の断面における最大幅は0.05〜3.6mmであり、0.08〜2.4mmであることが好ましい。前記最大幅が0.05mm未満であると、汚れ・ゴミの付着により溝が詰まる可能性が高くなり、また、実際に機械加工を行うのは困難であるからである。また、前記最大幅が3.6mmよりも大きくなると、基材面積に対する溝部の面積が減少し,水と空気との接触面積が減少するからである。   Moreover, about the shape of the fine groove | channel in this invention, the maximum width in the cross section of each fine groove is 0.05-3.6 mm, and it is preferable that it is 0.08-2.4 mm. This is because if the maximum width is less than 0.05 mm, there is a high possibility of clogging due to adhesion of dirt and dust, and it is difficult to actually perform machining. Further, when the maximum width is larger than 3.6 mm, the area of the groove portion with respect to the substrate area decreases, and the contact area between water and air decreases.

また、微細溝の断面の最深部の深さについては、0.1〜1.5mmであり、0.16〜1.0mmであることが好ましい。前記深さが0.1mm未満であると、汚れ・ゴミの付着により溝が詰まる可能性が高くなり、また、実際に機械加工を行うのは困難であるからである。また、前記深さが1.5mmよりも大きくなると、基材面積に対する溝部の面積が減少し,水と空気との接触面積が減少するからである。   In addition, the depth of the deepest portion of the cross section of the fine groove is 0.1 to 1.5 mm, and preferably 0.16 to 1.0 mm. This is because if the depth is less than 0.1 mm, there is a high possibility that the groove is clogged due to adhesion of dirt and dust, and it is difficult to perform actual machining. Further, when the depth is greater than 1.5 mm, the area of the groove portion with respect to the substrate area decreases, and the contact area between water and air decreases.

また、前記微細溝の形状がV字溝の場合には、このV字溝を形成する一方の内側斜面と他方の内側斜面とがなす溝角度は30〜100°であることが好ましい。溝角度が30°よりも小さいと、汚れ・ゴミの付着により溝が詰まる可能性が高くなり、また、加工精度が悪く不良率の発生が高まるおそれがあってコスト高になってしまうからであり、溝角度が100°よりも大きいと、管断面積が小さくなり十分な毛細管現象(毛細管力)の発生が期待できず、優れた濡れ性を得ることができないからである。   Further, when the shape of the fine groove is a V-shaped groove, the groove angle formed by one inner slope and the other inner slope forming the V-shaped groove is preferably 30 to 100 °. If the groove angle is smaller than 30 °, there is a high possibility that the groove will be clogged due to dirt and dust, and the processing accuracy will be poor and the defective rate may increase, resulting in high costs. If the groove angle is larger than 100 °, the cross-sectional area of the tube becomes small, and sufficient capillary action (capillary force) cannot be expected, so that excellent wettability cannot be obtained.

また、前記微細溝については、基材表面に付着した水などの液体に毛細管現象が有効に発現され、かつ濡れ拡がる効果が十分に発現されるのであれば、上記以外の形状等(例えば、各溝の長手方向の長さ、各溝の向き、溝と溝との間隔、基材表面における分布の態様又はその分布割合等)を適宜設計可能であるが、各微細溝が基材の一端から他端まで連続し、かつ隣り合う各溝の間隔も設けずに、基材の全面に一様に形成されれば、毛細管現象及び濡れ拡がりの効果を十分に発現させることができるので好ましい。   In addition, for the fine groove, if the capillary phenomenon is effectively expressed in a liquid such as water adhering to the surface of the substrate and the effect of spreading wet is sufficiently expressed, the shape other than the above (for example, each The length in the longitudinal direction of the groove, the direction of each groove, the interval between the grooves, the distribution mode on the substrate surface or the distribution ratio thereof, etc. can be appropriately designed. It is preferable to form it uniformly over the entire surface of the base material without providing an interval between adjacent grooves to the other end, since the effects of capillary action and wetting and spreading can be sufficiently exhibited.

本発明において、基材表面に微細溝を形成した後には、当該微細溝の表面に親水性の被覆層を形成させる。この親水性の被覆層を形成させることにより、基材表面に対する水などの液体の接触角が小さくなり、濡れ性を著しく向上させることができる。親水性の被覆層としては、公知の親水性材料から選ばれたものを使用することができるが、好ましくは、アルミ基材の表面に、分散粒子径が5〜100nmのコロイダルシリカと、少なくともカルボン酸ポリマーを含む水溶性ポリマーと、水とを含む親水性付与剤を塗布し乾燥して得られたものであり、この親水性付与剤は、上記コロイダルシリカと水溶性ポリマーとの固形分重量比が30:70〜70:30であって、これらコロイダルシリカと水溶性ポリマーの合計含有量が4〜20重量%であり、上記水溶性ポリマーに含まれるカルボン酸ポリマー中のカルボキシル基の含有量が20〜63重量%であり、且つ、全体のpH値が1〜5である。   In the present invention, after forming the fine groove on the surface of the substrate, a hydrophilic coating layer is formed on the surface of the fine groove. By forming this hydrophilic coating layer, the contact angle of a liquid such as water with respect to the substrate surface is reduced, and the wettability can be remarkably improved. As the hydrophilic coating layer, a material selected from known hydrophilic materials can be used. Preferably, colloidal silica having a dispersed particle diameter of 5 to 100 nm and at least carboxylic acid are formed on the surface of the aluminum substrate. It is obtained by applying a water-soluble polymer containing an acid polymer and a hydrophilicity-imparting agent containing water and drying, and this hydrophilicity-imparting agent is a solid content weight ratio of the colloidal silica and the water-soluble polymer. Is 30:70 to 70:30, the total content of the colloidal silica and the water-soluble polymer is 4 to 20% by weight, and the content of the carboxyl group in the carboxylic acid polymer contained in the water-soluble polymer is It is 20 to 63% by weight, and the overall pH value is 1 to 5.

コロイダルシリカは、水性分散液として提供される、酸(pH1〜4)安定型のシリカゾル又はアルカリ(pH9〜10.5)安定型のシリカゾルのいずれであってもよく、その分散粒子径が5〜100nm、好ましくは10〜30nmのものが使用される。アルカリ安定型のコロイダルシリカを使用する場合には、そのコロイダルシリカはカルボン酸の酸により中和されることになるが、pH値1〜5の浴中においてシリカの凝集を最小限にするため、そのアルカリ安定型コロイダルシリカが浴中でpH値5〜7の中性域を通過(滞留)する時間を極力短縮させることが重要である。分散粒子径が5nm未満では、シリカが凝集しやすくなり、必要な粗面化状態の塗布表面が得られず親水性レベルも低くなる。反対に100nmを超えると、シリカどうしが合体して浴の安定性が悪化する。   The colloidal silica may be either an acid (pH 1 to 4) stable silica sol or an alkali (pH 9 to 10.5) stable silica sol provided as an aqueous dispersion. 100 nm, preferably 10 to 30 nm is used. When using alkali-stable colloidal silica, the colloidal silica will be neutralized by the acid of the carboxylic acid, but to minimize silica agglomeration in a bath with a pH value of 1-5, It is important to shorten as much as possible the time during which the alkali-stable colloidal silica passes (resides) in the neutral range of pH 5 to 7 in the bath. When the dispersed particle size is less than 5 nm, silica is easily aggregated, and a required roughened coated surface cannot be obtained, resulting in a low hydrophilic level. On the other hand, when it exceeds 100 nm, the silicas coalesce and the stability of the bath deteriorates.

水溶性ポリマーは、水溶性カルボン酸ポリマーと、必要に応じて併用する後述の他のポリマー材料とを含むものである。この水溶性ポリマーは、そのポリマーに存在するカルボン酸ポリマー中のカルボキシル基の含有量、即ちカルボン酸ポリマ−の全重量中に占めるカルボキシル基(COOH)の重量割合が20〜63重量%である。この含有量が20重量%未満では水に対する溶解性が悪くなり、一方、含有量の上限値(63重量%)は全量がアクリル酸ポリマーとするときの理論計算値上の上限値なので、この値を超えることは実際にはあり得ない。このカルボキシル基の含有量については、例えば、塗布前の液状態時には化学的分析方法(例えば中和滴定により反応量を求めて換算する)により測定し、塗布後の被覆層の状態時には赤外分光分析方法により測定する。   The water-soluble polymer includes a water-soluble carboxylic acid polymer and other polymer materials described later that are used in combination as necessary. In this water-soluble polymer, the content of carboxyl groups in the carboxylic acid polymer present in the polymer, that is, the weight ratio of carboxyl groups (COOH) in the total weight of the carboxylic acid polymer is 20 to 63% by weight. If the content is less than 20% by weight, the solubility in water becomes poor. On the other hand, the upper limit of the content (63% by weight) is the upper limit on the theoretical calculation value when the total amount is an acrylic acid polymer. In fact, it is impossible to exceed. The carboxyl group content is measured, for example, by a chemical analysis method (for example, the reaction amount is obtained by neutralization titration and converted) in the liquid state before coating, and infrared spectroscopy is performed in the coating layer state after coating. Measure by analytical method.

水溶性カルボン酸ポリマーは、塗布前の親水性付与剤中に存在するときはpH調整剤として機能し、塗布により被覆層形成後はコロイダルシリカ粒子の造膜保持剤やバインダーとして機能する。このカルボン酸ポリマーとしては、ポリアクリル酸樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、ポリアクリル酸系共重合体、ポリアクリル酸のエステル化物等のアクリル酸系ポリマーが単独で又は混合されて使用される。ちなみに、アクリル酸系ポリマー単体の水溶液(濃度:20重量%)のpH値は1〜3である。また、カルボン酸ポリマーは平均分子量が2,000〜500,000、好ましくは15,000〜100,000であるとよい。この分子量が2,000未満では、被覆層が水に簡単に溶解してしまい、反対に500,000を超えると、塗料としての粘度が異常に高くなり水に溶解し難くなり、また、他のポリマーとの相溶性が悪くなり、塗布時に糸曳き現象が発生するようになって良好な塗布ができなくなる。   The water-soluble carboxylic acid polymer functions as a pH adjuster when present in the hydrophilicity-imparting agent before coating, and functions as a film-forming retainer or binder for colloidal silica particles after the coating layer is formed by coating. As the carboxylic acid polymer, an acrylic acid polymer such as a polyacrylic acid resin, a polymethacrylic acid resin, a polyacrylic acid copolymer, and an esterified product of polyacrylic acid is used alone or in combination. Incidentally, the pH value of the aqueous solution (concentration: 20% by weight) of the acrylic acid polymer alone is 1 to 3. The carboxylic acid polymer has an average molecular weight of 2,000 to 500,000, preferably 15,000 to 100,000. If the molecular weight is less than 2,000, the coating layer easily dissolves in water. Conversely, if the molecular weight exceeds 500,000, the viscosity of the coating becomes abnormally high and difficult to dissolve in water. The compatibility with the polymer is deteriorated, and a stringing phenomenon occurs at the time of coating, and satisfactory coating cannot be performed.

水溶性ポリマーにおいて併用するポリマーとしては、例えば、分子中にエーテル結合を有する樹脂(ポリエチレングリコール、ポリエーテル系ウレタン、ポリグリシジルエーテル化合物など)等が挙げられる。このエーテル結合を有する樹脂を使用した場合には、熱黄変性の少ない被覆層が得られる。   Examples of the polymer used in combination with the water-soluble polymer include resins having an ether bond in the molecule (polyethylene glycol, polyether-based urethane, polyglycidyl ether compound, etc.) and the like. When a resin having this ether bond is used, a coating layer with little thermal yellowing can be obtained.

水溶性ポリマーには、カルボン酸ポリマーを水に不溶化させるための架橋剤や造膜軟化剤として機能するポリマー材料等を配合することができる。架橋剤として機能させるポリマーとしては、ジエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール類、水溶性エポキシ樹脂、水溶性メラミン樹脂、イソシアネート等の水溶性ウレタンポリマー等が使用される。また、造膜軟化剤として機能させるポリマーとしては、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、水溶性ポリエステル等が使用される。これらの配合量については、架橋剤ではカルボン酸の等量値を限度とし、造膜軟化剤では水溶性ポリマーの配合量からカルボン酸ポリマーと架橋剤の合計配合量を除いた量を限度とする。   The water-soluble polymer can be blended with a polymer material that functions as a crosslinking agent or a film-forming softening agent for insolubilizing the carboxylic acid polymer in water. Examples of the polymer that functions as a crosslinking agent include polyhydric alcohols such as diethylene glycol, glycerin, and pentaerythritol, water-soluble epoxy resins, water-soluble melamine resins, and water-soluble urethane polymers such as isocyanate. In addition, polyacrylamide, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, water-soluble polyester, and the like are used as a polymer that functions as a film-forming softener. As for these blending amounts, the equivalent value of the carboxylic acid is limited for the crosslinking agent, and the amount obtained by excluding the total blending amount of the carboxylic acid polymer and the crosslinking agent from the blending amount of the water-soluble polymer is limited for the film-forming softener. .

コロイダルシリカと水溶性ポリマーとは、固形分重量比が30:70〜70:30、好ましくは40:60〜70:30となるように配合される。コロイダルシリカの固形分重量比が30未満では被覆層の全表面積に占める親水基の濃度が不十分なため親水性持続量が低下してしまい、反対にその重量比が70を超えて水溶性ポリマーの配合量が少なくなると形成した被覆層が脆くなる。   The colloidal silica and the water-soluble polymer are blended so that the solid content weight ratio is 30:70 to 70:30, preferably 40:60 to 70:30. When the solid content weight ratio of colloidal silica is less than 30, the concentration of hydrophilic groups in the total surface area of the coating layer is insufficient, resulting in a decrease in the sustained hydrophilicity. When the blending amount is reduced, the formed coating layer becomes brittle.

また、コロイダルシリカと水溶性ポリマーは、前記親水性付与剤全体に対して、その合計含有量が4〜20重量%となるように配合される。この合計配合量が4重量%未満では所望レベルの親水性を付与することができず被覆層の均一性が低下し、反対に40重量%を超えると液の粘度が上昇して塗布の作業性が低下したり被覆層の均一性が低下する。   Moreover, colloidal silica and a water-soluble polymer are mix | blended so that the total content may be 4-20 weight% with respect to the said whole hydrophilic property imparting agent. If the total blending amount is less than 4% by weight, the desired level of hydrophilicity cannot be imparted and the uniformity of the coating layer is lowered. Or the uniformity of the coating layer decreases.

水としては、特に限定されるものではないが、脱イオン水、純水等が使用される。この水は付与剤全体のうちコロイダルシリカと水溶性ポリマーを除いた残部に相当するため、その含有量は後述する任意成分も含めて80〜96重量%である。   Although it does not specifically limit as water, Deionized water, pure water, etc. are used. Since this water corresponds to the balance excluding colloidal silica and the water-soluble polymer in the entire imparting agent, its content is 80 to 96% by weight including optional components described later.

前記親水性付与剤全体のpH値は1〜5であるが、pHが1未満では親水性付与剤の浴安定性が悪く、被覆層の形成時にアルミニウム材料面や耐蝕性下地皮膜を溶解するおそれもあるため適当ではなく、pHが5を超えると被覆層の形成時にコロイダルシリカが球状となって表層部に析出しない。このpH値の調整は、カルボン酸ポリマーの配合量を調整することにより行うが、硝酸或いは酢酸等の揮発性酸を用いて行ってもよい。   Although the pH value of the entire hydrophilicity imparting agent is 1 to 5, if the pH is less than 1, the bath stability of the hydrophilicity imparting agent is poor and the aluminum material surface or the corrosion-resistant undercoat may be dissolved during the formation of the coating layer. Therefore, it is not suitable, and when the pH exceeds 5, colloidal silica becomes spherical when forming the coating layer and does not precipitate on the surface layer. The pH value is adjusted by adjusting the blending amount of the carboxylic acid polymer, but may be adjusted using a volatile acid such as nitric acid or acetic acid.

前記親水性付与剤には、必要に応じて、水溶性有機溶剤、レベリング剤、消泡剤、界面活性剤、防腐剤、抗菌剤、抗かび剤等の任意成分を添加することができ、その場合には親水性付与剤全体に対して合計含有量が30重量%を超えない範囲内で添加する。また、任意成分ごとの各含有量は親水性付与剤全体に対して0.1〜10重量%の範囲内とする。なお、親水性付与剤の浴中にはクロムイオン等の多価の金属イオンを添加しないことが必要である。このクロムイオンを添加した場合には、浴保存中において水溶性ポリマーとしてのアクリル酸ポリマーの重合硬化が進行して、適切な被覆層を形成することが困難となる。   If necessary, the hydrophilicity imparting agent may contain optional components such as a water-soluble organic solvent, a leveling agent, an antifoaming agent, a surfactant, an antiseptic, an antibacterial agent, and an antifungal agent. In this case, the total content is added within a range not exceeding 30% by weight with respect to the entire hydrophilicity-imparting agent. Moreover, each content for every arbitrary component shall be in the range of 0.1 to 10 weight% with respect to the whole hydrophilic property imparting agent. In addition, it is necessary not to add polyvalent metal ions such as chromium ions in the hydrophilicity imparting agent bath. When this chromium ion is added, the polymerization and curing of the acrylic acid polymer as the water-soluble polymer proceeds during storage in the bath, making it difficult to form an appropriate coating layer.

水溶性有機溶剤は、水溶性ポリマーを希釈するために添加するものであり、具体的にはメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、エチレングリコール等のアルコール類等が使用される。レベリング剤は、親水性付与剤の表面張力を低下させるために添加するものであり、具体的にはポリシロキサン、シリコンオリゴマー等のシリコン系レベリング剤や、パーフルオロアルキル等のフッ素系レベリング剤や、ポリアクリレート等のアクリル系レベリング剤等が使用される。消泡剤は、親水性付与剤の調製時や塗布時における泡発生を抑制するために添加するもので、具体的にはポリプロピレングリコール等のグリコール類や、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール等の低級アルコール類や、金属せっけん等の高級脂肪酸金属せっけん等が使用される。界面活性剤は、親水性付与剤の表面張力を低下させて塗布性を向上させたり被覆層における初期の親水性付与剤として機能させるために添加するものであり、具体的にはアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩等のアニオン系界面活性剤や、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等の非イオン系界面活性剤等が使用される。なお、カチオン系界面活性剤は親水性付与剤の浴安定性から好ましくない。防腐剤、抗菌剤、抗かび剤等は、腐食臭やかび発生によるかび臭が発生するのを防止するために添加し、具体的には2−(4チアゾリル)−ベンゾイミダゾ−ル、2−ベンズイミダゾ−ルカルバミン酸メチル、2−ジカルボキシイミド・o−フェニルフェノール等のイミダゾール系のもの等が使用される。この防腐剤、抗菌剤、抗かび剤等は固形分配合量が総量として5〜20重量%となるように添加することが好ましい。   The water-soluble organic solvent is added to dilute the water-soluble polymer, and specifically, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol, and ethylene glycol are used. The leveling agent is added to reduce the surface tension of the hydrophilicity-imparting agent, specifically, a silicon-based leveling agent such as polysiloxane or silicon oligomer, a fluorine-based leveling agent such as perfluoroalkyl, An acrylic leveling agent such as polyacrylate is used. An antifoaming agent is added in order to suppress foam generation at the time of preparation or application of the hydrophilicity imparting agent. Specifically, glycols such as polypropylene glycol, methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, Lower alcohols such as isobutanol and higher fatty acid metal soaps such as metal soap are used. The surfactant is added to reduce the surface tension of the hydrophilicity imparting agent to improve the coating property or to function as an initial hydrophilicity imparting agent in the coating layer. Specifically, the alkylbenzene sulfonate is used. Anionic surfactants such as alkylsulfosuccinates and nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkylamines and polyoxyethylene alkyl ethers are used. A cationic surfactant is not preferable because of the bath stability of the hydrophilicity-imparting agent. Antiseptics, antibacterial agents, antifungal agents, and the like are added to prevent the generation of a corrosive odor or musty odor due to the generation of fungi. Specifically, 2- (4thiazolyl) -benzimidazole, 2-benz Imidazole-based compounds such as methyl imidazole carbamate and 2-dicarboximide / o-phenylphenol are used. These preservatives, antibacterial agents, antifungal agents and the like are preferably added so that the total amount of the solid content is 5 to 20% by weight.

本発明において、親水性の被覆層をアルミ基材の表面に形成する方法としては、例えば、前記親水性付与剤をアルミ基材に直接、或いはアルミ基材表面に形成する耐蝕性下地皮膜上に塗布した後、加熱乾燥する。直接塗布する場合には、アルミ基材の表面を脱脂処理等をしておく。また、耐蝕性下地皮膜としては、クロム酸クロメート処理、りん酸クロメート処理、塗布型クロメート処理、アルマイト処理等による無機皮膜や、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の耐蝕性樹脂皮膜を形成する。この場合、無機皮膜の膜厚は0.01〜0.2μm、耐蝕性樹脂皮膜の膜厚は0.5〜3μmであることが好ましい。   In the present invention, as a method for forming the hydrophilic coating layer on the surface of the aluminum substrate, for example, the hydrophilicity-imparting agent may be formed directly on the aluminum substrate or on the corrosion-resistant undercoat formed on the surface of the aluminum substrate. After coating, heat dry. In the case of direct application, the surface of the aluminum base material is degreased. In addition, as the corrosion resistant base film, an inorganic film by chromic acid chromate treatment, phosphoric acid chromate treatment, coating type chromate treatment, alumite treatment or the like, or a corrosion resistant resin film such as an acrylic resin or an epoxy resin is formed. In this case, the film thickness of the inorganic film is preferably 0.01 to 0.2 μm, and the film thickness of the corrosion-resistant resin film is preferably 0.5 to 3 μm.

前記親水性付与剤の塗布方法としては、例えば、ロールコート法、バーコート法、スプレー法、浸漬法等の塗布手段を用いて固形分付着量が0.3〜1.5g/m2 になるように行う。この付着量が0.3g/m2 未満では被覆層における親水性レベルが低く、塗布むらが発生した場合には部分的に必要な親水性が得られなくなる。反対に1.5g/m2 を超えると、親水性レベルの更なる向上がなく、また、表面処理材を更に成形加工する場合に被覆層が剥離する等の問題が発生する。また、被覆層の厚みとしては、前記微細溝の幅や深さの値と比較して十分に小さいものであることが好ましく、膜厚は0.5μm〜3μmであることが好ましい。 As a method for applying the hydrophilicity-imparting agent, for example, using a coating means such as a roll coating method, a bar coating method, a spray method, or an immersion method, the solid content adhesion amount becomes 0.3 to 1.5 g / m 2 . Do as follows. If the adhesion amount is less than 0.3 g / m 2 , the hydrophilicity level in the coating layer is low, and if the coating unevenness occurs, the necessary hydrophilicity cannot be obtained partially. On the other hand, if it exceeds 1.5 g / m 2 , the hydrophilicity level is not further improved, and problems such as peeling of the coating layer occur when the surface treatment material is further molded. In addition, the thickness of the coating layer is preferably sufficiently smaller than the values of the width and depth of the fine groove, and the film thickness is preferably 0.5 μm to 3 μm.

塗布後の加熱乾燥は、加熱温度が200〜280℃、加熱時間が5〜60秒という条件で行うことが好ましい。加熱温度が200℃未満ではポリマー成分が未硬化となり、形成した被覆層が水に触れた際に溶解や湿潤してしまい、反対に280℃を超えるとポリマー成分の硬化が進み過ぎてもろくなる。また、加熱時間が60秒を超えると、被覆層の性能の向上がみられないばかりか、生産コストの上昇を招く。このため加熱時間は好ましくは10〜30秒である。   Heating and drying after coating is preferably performed under the conditions of a heating temperature of 200 to 280 ° C. and a heating time of 5 to 60 seconds. When the heating temperature is less than 200 ° C., the polymer component becomes uncured, and the formed coating layer dissolves or wets when it comes into contact with water. On the other hand, when the heating temperature exceeds 280 ° C., the polymer component becomes too hard to be cured. On the other hand, when the heating time exceeds 60 seconds, not only the performance of the coating layer is not improved, but also the production cost is increased. For this reason, the heating time is preferably 10 to 30 seconds.

本発明における表面処理材は、アルミ基材の表面に機械加工により形成された複数の微細溝を備えているため、アルミ基材表面に付着した水などの液体には当該微細溝を通じて毛細管現象が発現し、また、当該微細溝の表面には親水性の被覆層が形成されていることから、これら微細溝による毛細管現象と被覆層の親水性との相乗作用により、アルミ基材表面の濡れ性を極めて良好なものとすることができる。これにより、本発明の表面処理材は、気化冷却器、蒸発器などの熱交換器の熱交換面の一部又は全部を形成するための熱交換器用部材であるフィン材等に好適に使用することができ、また、基材の材質の設計・加工の自由度が高いため、上記以外の部材としても幅広い用途に展開することができるほか、リサイクル性にも優れる。   Since the surface treatment material in the present invention has a plurality of fine grooves formed on the surface of the aluminum base material by machining, liquid such as water adhering to the surface of the aluminum base material has a capillary phenomenon through the fine grooves. In addition, since a hydrophilic coating layer is formed on the surface of the microgroove, the wettability of the aluminum substrate surface by the synergistic effect of the capillary phenomenon by the microgroove and the hydrophilicity of the coating layer Can be made extremely good. Thereby, the surface treatment material of this invention is used suitably for the fin material etc. which are the members for heat exchangers for forming a part or all of the heat exchange surface of heat exchangers, such as a vaporization cooler and an evaporator. In addition, since the degree of freedom in designing and processing the material of the base material is high, it can be used for a wide range of applications as members other than those described above, and is excellent in recyclability.

本発明の実施例で実施された、水上昇高さの測定方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the measuring method of the water rising height implemented in the Example of this invention.

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の好適な実施の形態を説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to examples and comparative examples.

[実施例1〜16]
[表面処理材の製造]
Al−Mg−Si系アルミニウム合金(A6063)からなる地金を溶解し、鋳造機に流し込んでビレットを鋳造し、これを熱処理した後、所定の長さに切断した後に、450℃〜500℃に加熱し、次いで所定の成形孔を有する押出成形機から押し出し、長尺の基材片面全体に複数のV字溝が形成されたアルミ基材(押出平板)を得た。そして、この得られた長尺のアルミ基材を引張加工にて整直した後、必要な長さに切断し、所定の強度を得るために約200℃で熱処理を行った。そして、この得られた長尺のアルミ基材を、119mm×250mm(厚さおよそ4mm)に切断して、基材片面全体に複数のV字溝が形成されたアルミ基材(押出平板)を得た。
[Examples 1 to 16]
[Manufacture of surface treatment materials]
A metal ingot made of an Al-Mg-Si-based aluminum alloy (A6063) is melted, poured into a casting machine, cast a billet, heat-treated, and then cut to a predetermined length, and then heated to 450 ° C to 500 ° C. It heated and then extruded from the extruder which has a predetermined shaping | molding hole, and obtained the aluminum base material (extruded flat plate) in which the several V-shaped groove was formed in the whole long base material single side | surface. Then, the obtained long aluminum base material was trimmed by a tensile process, then cut to a required length, and heat-treated at about 200 ° C. in order to obtain a predetermined strength. Then, the obtained long aluminum base material is cut into 119 mm × 250 mm (thickness of about 4 mm), and an aluminum base material (extruded flat plate) in which a plurality of V-shaped grooves are formed on one side of the base material. Obtained.

次いで、上記で得られた微細溝が形成されたアルミ基材を、脱脂、アルカリエッチング及び酸洗等の前処理を行った後に、硫酸水溶液(pH=6.5)を電解液として、浴温度20℃、電流密度10A/dm2、電解時間30分の条件で陽極酸化処理を行い、基材表面にアルマイト皮膜(膜厚:10μm)を形成させた。更に、このアルマイト処理後の基材表面に、アクリル系クリア塗料を用いて、スプレー塗装を行い、乾燥後、基材表面につや有りクリア塗膜(膜厚:20μm)を形成させた。そして、クリア塗装後の基材表面には、以下の表1のような組成を有するプレコートフィン用塗料NB520(pH2.6、日本軽金属株式会社製)を用いて、スプレー塗装を行い、室温で24時間乾燥させて、アルミ基材表面に親水性の被覆層(膜厚:2μm)を形成させ、表面処理材を得た。なお、上記の工程のうち、押出成形の際の成形孔の形状を変えることにより、各溝断面の最大幅(溝幅)、各溝断面の最深部の深さ(溝深さ)、及びV字溝を形成する一方の内側斜面と他方の内側斜面とがなす溝角度(溝角度)が、それぞれ以下の表2に示される計16種類の表面処理材を作製した。 Next, the aluminum substrate on which the fine grooves formed as described above were subjected to pretreatments such as degreasing, alkali etching, and pickling, and then an aqueous sulfuric acid solution (pH = 6.5) was used as an electrolytic solution to obtain a bath temperature. Anodization was performed under the conditions of 20 ° C., current density of 10 A / dm 2 , and electrolysis time of 30 minutes to form an alumite film (film thickness: 10 μm) on the substrate surface. Furthermore, spray coating was performed on the surface of the base material after the alumite treatment using an acrylic clear paint, and after drying, a glossy clear coating film (film thickness: 20 μm) was formed on the base material surface. Then, the surface of the base material after clear coating is spray-coated using a pre-coated fin coating NB520 (pH 2.6, manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) having the composition shown in Table 1 below. It was made to dry for a time, and the hydrophilic coating layer (film thickness: 2 micrometers) was formed in the aluminum base-material surface, and the surface treatment material was obtained. In addition, among the above steps, by changing the shape of the molding hole at the time of extrusion molding, the maximum width (groove width) of each groove section, the depth of the deepest portion (groove depth) of each groove section, and V A total of 16 types of surface treatment materials were produced in which the groove angle (groove angle) formed by one inner slope and the other inner slope forming the groove is shown in Table 2 below.

Figure 0006089187
Figure 0006089187

Figure 0006089187
Figure 0006089187

[水上昇高さの測定]
上記で作製した各表面処理材を、図1に示すように、下端がわずかに浸るように純水を溜めた容器の中に入れて静置させ、毛細管現象により微細溝に沿って上昇した水の30分後の高さを測定した。その結果を以下の表3に示す。
[Measurement of water rise height]
As shown in FIG. 1, each surface-treated material prepared above is placed in a container in which pure water is stored so that the lower end is slightly immersed, and is allowed to stand. The height after 30 minutes was measured. The results are shown in Table 3 below.

[比較例1〜16]
実施例1〜16で作製した表面処理材において、親水性の被覆層を形成しなかった以外は、実施例1〜16と同様にして比較例1〜16に係る表面処理材を作製し、同じようにして水上昇高さの測定を行った。結果を表4に示す。
[Comparative Examples 1 to 16]
In the surface treatment material produced in Examples 1-16, the surface treatment material which concerns on Comparative Examples 1-16 was produced similarly to Examples 1-16 except not having formed the hydrophilic coating layer, and the same Thus, the height of water rise was measured. The results are shown in Table 4.

[比較例17及び18]
実施例1〜16の場合と材質が同じAl−Mg−Si系アルミニウム合金(A6063)を用い、微細溝を備えない所定の成形孔を有する押出成形機から押し出して、微細溝が無いアルミ基材(押出平板)を作製した。次いで、実施例1〜16の場合と同じように、アルミ基材の表面にアルマイト、クリア塗装及び親水性の被覆層を順次形成させて、比較例17に係る表面処理材を作製した。一方、前記微細溝及び親水性の被覆層のいずれも備えない比較例18に係るアルミ基材(押出平板)を作製した。そして、実施例1〜16の場合と同じようにして水上昇高さの測定を行った。結果を表4に示す。
[Comparative Examples 17 and 18]
An aluminum base material having no fine groove, extruded from an extrusion molding machine having a predetermined forming hole having no fine groove, using the same Al-Mg-Si aluminum alloy (A6063) as in Examples 1 to 16 (Extruded flat plate) was produced. Next, as in Examples 1 to 16, an alumite, a clear coating, and a hydrophilic coating layer were sequentially formed on the surface of the aluminum base material to produce a surface treatment material according to Comparative Example 17. On the other hand, an aluminum base material (extruded flat plate) according to Comparative Example 18 having neither the fine groove nor the hydrophilic coating layer was produced. And the water rising height was measured like the case of Examples 1-16. The results are shown in Table 4.

Figure 0006089187
※毛細管力(ΔP)は次式により算出した。
ΔP=ρ×g×h ただし、ρ:水の密度(=1000) [kg/m3]
g:重力加速度(=9.8) [m/s2]
h:水の上昇高さ [m]
Figure 0006089187
* Capillary force (ΔP) was calculated by the following formula.
ΔP = ρ × g × h where ρ: density of water (= 1000) [kg / m 3 ]
g: Gravitational acceleration (= 9.8) [m / s 2 ]
h: Height of water rise [m]

Figure 0006089187
Figure 0006089187

本発明における表面処理材は、表面が極めて優れた濡れ性を有するため、表面に付着した水などの液体と大気中の空気との接触面積を増やし、液体を効率よく蒸発させることができ、気化冷却器や蒸発器などの熱交換器の熱交換面の一部又は全部を形成するための熱交換器用部材に好適に使用される。   Since the surface treatment material in the present invention has extremely excellent wettability, the surface area of the liquid such as water adhering to the surface and the air in the atmosphere can be increased, the liquid can be efficiently evaporated, It is suitably used for a heat exchanger member for forming part or all of the heat exchange surface of a heat exchanger such as a cooler or an evaporator.

Claims (2)

気化冷却器の熱交換面の一部又は全部を形成するための濡れ性に優れた気化冷却器用部材であって、
当該気化冷却器用部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミ基材の表面の一部又は全面複数の微細溝がそれぞれ連続して且つ間隔を設けずに隣り合って形成されると共にその微細溝の表面に親水性の被覆層を備えたものであり、
各微細溝は、その断面形状がV字溝であって当該V字溝を形成する一方の内側斜面と他方の内側斜面とがなす溝角度が30〜100°であり、かつ、そのV字溝の断面方向の最大幅が0.05〜3.6mmであると共に断面方向の最深部の深さが0.1〜1.5mmであることを特徴とする気化冷却器用部材
A vaporization cooler member having excellent wettability for forming part or all of the heat exchange surface of the vaporization cooler,
In the vaporization cooler member , a plurality of fine grooves are continuously formed on a part or the whole surface of an aluminum base material made of aluminum or an aluminum alloy , and are adjacent to each other with no space therebetween. It has a hydrophilic coating layer on the surface,
Each of the fine grooves has a V-shaped cross-sectional shape, and a groove angle formed by one inner inclined surface and the other inner inclined surface forming the V-shaped groove is 30 to 100 °, and the V-shaped groove The evaporative cooler member is characterized in that the maximum width in the cross-sectional direction is 0.05 to 3.6 mm and the depth of the deepest portion in the cross-sectional direction is 0.1 to 1.5 mm .
前記親水性の被覆層は、アルミ基材の表面に、分散粒子径5〜100nmのコロイダルシリカとカルボン酸ポリマーを含む水溶性ポリマーと、水とを含む親水性付与剤を塗布し乾燥して得られたものであり、この親水性付与剤は、上記コロイダルシリカと水溶性ポリマーとの固形分重量比が30:70〜70:30であって、これらコロイダルシリカと水溶性ポリマーの合計含有量が4〜20重量%であり、上記水溶性ポリマーに含まれるカルボン酸ポリマー中のカルボキシル基の含有量が20〜63重量%であり、且つ、全体のpH値が1〜5であることを特徴とする請求項に記載の気化冷却器用部材The hydrophilic coating layer is obtained by applying a hydrophilicity-imparting agent containing colloidal silica having a dispersed particle diameter of 5 to 100 nm, a water-soluble polymer containing a carboxylic acid polymer, and water to the surface of an aluminum base material, and drying. In this hydrophilicity imparting agent, the solid content weight ratio of the colloidal silica and the water-soluble polymer is 30:70 to 70:30, and the total content of the colloidal silica and the water-soluble polymer is 4 to 20 wt%, the carboxyl group content in the carboxylic acid polymer contained in the water-soluble polymer is 20 to 63 wt%, and the overall pH value is 1 to 5 The evaporative cooler member according to claim 1 .
JP2013025568A 2013-02-13 2013-02-13 Evaporative cooler components with excellent wettability Expired - Fee Related JP6089187B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013025568A JP6089187B2 (en) 2013-02-13 2013-02-13 Evaporative cooler components with excellent wettability

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013025568A JP6089187B2 (en) 2013-02-13 2013-02-13 Evaporative cooler components with excellent wettability

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014152380A JP2014152380A (en) 2014-08-25
JP6089187B2 true JP6089187B2 (en) 2017-03-08

Family

ID=51574543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013025568A Expired - Fee Related JP6089187B2 (en) 2013-02-13 2013-02-13 Evaporative cooler components with excellent wettability

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6089187B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015193922A (en) * 2014-03-24 2015-11-05 三菱重工業株式会社 Liquid repellent surface fine structure, production method thereof, heat exchanger, and component of air conditioner

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1030069A (en) * 1996-03-28 1998-02-03 Nippon Light Metal Co Ltd Aqueous hydrophilicity imparting agent and production of pre-coated fin material for heat exchanger using the same
JPH1062572A (en) * 1996-08-21 1998-03-06 Matsushita Electric Works Ltd Heat exchanger
US6531206B2 (en) * 2001-02-07 2003-03-11 3M Innovative Properties Company Microstructured surface film assembly for liquid acquisition and transport
JP2012083070A (en) * 2010-10-14 2012-04-26 Nippon Light Metal Co Ltd Drainage structure of corrugated fin-type heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014152380A (en) 2014-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3594972B2 (en) Aqueous hydrophilic film treating agent and method for producing precoated fin material for heat exchanger using the treating agent
JP5995546B2 (en) Method for coating hydrophilic film of aluminum fin material, aluminum fin material, and aluminum heat exchanger
JP3802559B2 (en) Non-abrasive, corrosion-resistant hydrophilic coating on aluminum surface, coating method and coating
US20170234628A1 (en) Supernucleating multiscale copper surfaces for high performance phase change heat transfer
JP6618903B2 (en) Method for coating hydrophilic film on aluminum fin material, aluminum fin material and aluminum heat exchanger
CN102428547A (en) Fine-processing agent and fine-processing method
JP6790516B2 (en) Heat exchange sheet
JP6089187B2 (en) Evaporative cooler components with excellent wettability
JP5503556B2 (en) Hydrophilic treatment agent for aluminum-containing metal material, hydrophilic treatment method, and hydrophilized aluminum-containing metal material
JPH08313191A (en) Aluminum fin material for heat exchanger
JP4464076B2 (en) Crosslinkable fine particles, hydrophilic treatment agent, hydrophilic film coating method and hydrophilic film
JP2004042482A (en) Aluminum material for heat-exchanger, and heat-exchanger using the same
JPH0639347A (en) Manufacture of precoated fine material for heat exchanger
JP2014029249A (en) Fin material for heat exchanger, and heat exchanger
JPH1030069A (en) Aqueous hydrophilicity imparting agent and production of pre-coated fin material for heat exchanger using the same
JP3335285B2 (en) Pre-coated fin material for heat exchanger
JP3430483B2 (en) Heat exchange material
JP2507060B2 (en) Aluminum heat exchanger and manufacturing method thereof
JP5180145B2 (en) Crosslinkable fine particles, hydrophilic treatment agent, hydrophilic film coating method and hydrophilic film
US10407589B2 (en) Hydrophilic coating for heat exchangers
JP3274044B2 (en) Surface treated fin material for heat exchanger and method for producing the same
JP2507070B2 (en) Method for hydrophilizing aluminum fin coil material
JP3403906B2 (en) Manufacturing method of highly hydrophilic paint
JP5006758B2 (en) Metal surface treatment agent
JP2009256399A (en) Coating composition, fin and heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150825

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160512

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160524

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160712

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20161013

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161110

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20161110

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161206

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20161216

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20161216

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161219

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161219

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6089187

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees