JPH01225795A - 熱交換器用プレコートフィン材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、極めて薄い電着塗膜を形成した耐食性、加
工性に優れたアルミニウム抜材に関する。

史に詳しくは、室内用、室外用熱交換器あるいは自動車
用ラジェター等の熱交換器に用いられるアルミニウムも
しくはアルミニウム合金製熱交換器用プレコートフィン
材に関し、特に表面上に耐食性、親水性および加工性に
優れた有機被覆層を形成した熱交換器用プレコートフィ
ン材に関するものである。

［従来の技術］ 熱交換器用フィン材としては、加工性、熱伝導性に優れ
たアルミニウムあるいはアルミニウム合金が広く用いら
れている。

従来、熱交換器用フィン材は一般的に表面処理を行なわ
す薄板素地をそのまま使用することが多かった。しかし
、表面処理のないフィン材では熱交換器に使用した場合
、空気中の水蒸気や冷却作用により生じた水分とアルミ
ニウムが反応し、アルミニウムが早期に腐食し、いわゆ
る白錆（水酸化アルミニウム）が発生する問題があった
。

この白錆対策としてベーマイト皮膜、クロメート皮膜お
よび水ガラスなどの無機塗膜をアルミニウムもしくはア
ルミニウム合ＧＬ薄根の表面に形成した熱交換器用アル
ミニウムフィン材または有機塗膜をロールコートした熱
交換器アルミニウムフイン材が使用されるようになって
きた。

しかしながら、ベーマイト皮膜、クロメート皮膜などの
無機皮膜は、熱交換器のアルミニウムフィン上で凝縮し
た水分が粗大な水滴となってフィン表面にとどまり、そ
の水滴によりフィン間にブリッジを作り空隙を狭くし、
通風抵抗を大きくしＣ熱効率を大幅に低下させる結果を
招来する。

一方、水ガラスなどの無機塗膜はそれ自体は一般に比較
的親水性に富んでいるため、粗大な水滴が生成しにくく
、この点では熱効率の低下は少ないが塗膜がきわめて硬
質であるため、プレス加工などのフィン成、形時に塗膜
割れや塗膜の剥離を生じやすく、またフィン成形用の金
型が短期間で摩耗するという問題があった。

有機塗膜をロールコートした場合には、塗装時に異物を
まきこむおそれがあり、塗膜表面にピンホールや塗布法
は等の欠陥が多数存在したり、塗膜表面上で局部的な膜
厚のバラツキが生じ易く、そのため膜厚を厚くしなけれ
ば希望する耐食性が得られないなどの欠点があった。し
かし、膜厚を厚くすることは成形加工時に塗膜割れや剥
離を引き起こしやすくし、また熱伝導率の低下をおこす
原因ともなっていた。

［発明が解決すべき問題点］ 本願第１の発明はアルミニウムあるいはアルミニウム合
金薄板の表面に耐食性のよい極薄の電着塗装を形成させ
ることにより、耐食性および塗膜形成後のフィン成形時
の加工性（塗膜の割れ、剥離およびプレス加工時の金型
摩耗の少ないこと）が優れたアルミニウムプレコートフ
ィン材を提供することを目的とする。

本頴第２の発明は、極薄の電着塗装の上に親水性有機塗
膜を形成することにより、耐食性、塗膜形成後のフィン
成形時の加工性に優れ、さらに加えて親木性も良好なア
ルミニウムプレコートフィン材を提供することを目的と
する。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者は、有機塗膜をアルミニウムフィン材表面上に
形成させ、優れた耐食性を得る方策を見出すべく実験を
重ねた結果、極薄の電着塗装を行なうことか塗膜の加工
性（ひびわれあるいは剥離）を失わずにアルミニウム薄
板に耐食性を付与する点で有効であり、更にその表面ト
にＦｌｊｆ、Ｈとして水溶性セルロース樹脂（例えばセ
ルロースおよびそのエステルあるいはエーテル等の誘導
体の総称である。）を用いることにより、均一な親水性
を付与できることを見出し、この発明を完成するに至っ
たものである。この水溶性セルロース樹脂は原料アルミ
板材の熱交換器用フィンへの加工の際に使用される潤滑
油やトリクレン洗浄などに対する耐薬品性に優れ、さら
に水ＩＩ！基を数多（持つため、親木性はきわめて良好
である。この他にもポリビニルアルコール（その誘導体
を含む）、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ（メ
タ）アクリル酸樹脂（その誘導体を含む）、ポリエチレ
ンオキシド樹脂（その誘導体を含む）あるいはそれらの
共重合体さらにはこれらの２種思上の混合物も同様に使
用できる。

すなわち、本願第１の発明の熱交換器用プレフートフィ
ン材は、基本的にはアルミニウムまたはアルミニウム合
金薄板であって、その表面に極薄の電着塗装により加工
性に優れた耐食性塗膜が形成されたものであり、第２の
発明は更にこの電着塗膜上に親水性有機塗膜が形成され
ているアルミニウム薄板を熱交換器のフィン材としたこ
とを特徴とするものである。

ここで用いる電着塗装は、水溶性高分子、エマルジョン
、コロイド状分散体などのいずれかから誘導されたアニ
オン型、カチオン型のいずれでも可能であり、樹脂タイ
プとしてはアクリル系、エポキシ系、ウレタン系を主体
とした樹脂、油性樹脂、ポリブタジェン園脂、フッ素樹
脂やポリエステル樹脂等が使用でき、更に目的に応じ各
種顔７１、中和剤（有機酸）、溶剤（親水性、疎水性）
、各種添加剤（分散剤、消泡剤、レベリング等）などを
添加したものおよびクロム酸、クロム酸塩等の無機電解
質を添加したものでも良い。

また、親水性有機塗膜に用いる水溶性樹脂としては１種
々のものが使用できるがそのうちでも特に水溶性セルロ
ース樹脂、もしくはポリビニルアルコールの１種または
２種を用いることが望ましい。

この発明の熱交換器用フィン材における耐食性は、基本
的にはベースコートとして形成された極薄の電着塗膜に
より発現される。

電着塗装は、水溶液中でイオン化した塗料樹脂を電極で
ある被塗物上に電気泳動的に析出させ、不溶性の塗膜を
形成させる方法であり、密着性の強い塗膜が得られるこ
とが確認された。さらに、ロールコートする方法よりも
塗膜厚さのコントロールが容易であり、局部的な膜厚の
増減がなく均一な塗膜が得、られる。しかも、塗装時に
異物をまきこむなどの塗膜欠陥の発生する要因がなく、
塗料のむだを省けるとともに、ロールコートする方法よ
りも遥かに薄い膜厚で同等以上の耐食性が得られること
を見出し、耐食性アルミニウム台金板に適用するには非
常に有効な塗装方法であることがわかった。熱交換器用
フィンは、前に述べたようにすべての場合において先ず
高度の耐食性が要求される。

この第２の発明の熱交換器用フィン材における親木性は
、基本的には前述の電着塗膜上に形成された水溶性樹脂
からなる有機塗膜により発現される。

しかも、ベースコートとしての電着塗膜は均一性に冨ん
だ塗膜であるため、上層の有機塗膜を形成した際の上層
塗膜の均一性も向上できるなどべ一又コートとしてかな
り有効である。したがって、この第２の発明は両者を組
み合わせることにより、耐食性、親水性に優れており、
そしてすべて有機系塗膜であるため塗膜形成後のフィン
成形時の加工性にも優れた塗膜を有する熱交換器用フィ
ン材を得ることが可能となったのである。

このため、結露水のブリッジが防止できるのでフィンピ
ッチの狭い、小型で高効率のエアコンが実現出来ること
となった。

［発明の詳細な説明］ この発明の対象となるアルミニウム薄板としては、ＪＩ
Ｓ　１１００．　、ＪＩＳ　１０５０等の純アルミニウ
ム板あるいは目的に応じて種々様々な合金元素を含有す
るアルミニウム台金板のいずれを用いて良く、またその
形状はシートおよびコイルのいずれでも良い。

この発明の熱交換器用プレコートフィン材を製造するに
あたっては、上述のアルミニウム薄板を脱脂、水洗、乾
燥により表面を清掃した後、電着塗装で耐食性有機塗膜
を形成し、乾燥により水分を除去する。電着塗膜の形成
には、アニオン型塗料を使用する場合はアルミニウム根
な陽極とし、対極にステンレス板を用いて２０〜ｌｌ０
Ｖで電解する。塗膜の厚さは通電時間でコントロールす
る。

カチオン型塗料を使用する場合は、アルミニウム扱を陰
極とし、対極にステンレス板を用いて２０〜１００■で
電解し、塗膜の厚さは通電時間でコントロールする。

本発明におけるφ膜の厚さは、通常の電着塗装における
厚さより遥かに薄くて充分その目的を達成するものであ
って、０．１〜５．０μｍ程度で必要かつ充分であり、
このためこの電着塗装されたアルミニウム板材をフィン
加工しても塗膜自体、割れや剥離が生じない。しかし１
通常の如く膜厚な２０〜２５μ程度とすると、耐食性は
ともか（、経済性ばかりでな（加工性も失い、塗膜の割
れや剥離が生じやすくなり、加工性を大幅に制限される
ので避けることが必要である。

その後、この電符塗膜の上に親水性を有する水溜性樹脂
を塗布し、焼き付けを行なう。

上述の工程で、電着塗膜を形成した後、必要に応じ１５
０〜３２０°Ｃの温度で焼き付けを行ない、その後親水
性の水溶性樹脂を塗布し焼き付けを行なってもよい。耐
食性有機塗膜を形成する電着塗装は、アニオン型、カチ
オン型のいずれでも可能であり使用する樹脂タイプはア
クリル系、エポヤシ系、ウレタン系を主体とする樹脂が
適用できる。

電着塗装の膜厚は、電解条件を変化させることにより任
意に選択できるが、０．１〜５．０μｍの範囲、性能と
経済性のかねあいから最適には０．３〜１．５μｍが望
ましい。０．１ａｍ未満では膜厚が薄すぎて耐食性は著
しく劣化する。−方、膜厚が５．０μｍ以上では、こｎ
以−ヒの耐食性の向上が期待できず、また熱交換器の伝
熱性が低下する。

電着塗膜の乾燥は、塗膜の水分を除去する程度で十分で
あるが、あらかじめ１５０〜３２０℃の温度で焼き付は
処理を行なうと親水性の水溶性樹脂を形成した際の親水
性がさらに向上する。

電着塗膜の焼き付は温度および時間は、塗膜の種類およ
び組成によって変わるが、通常は焼き付は温度を１５０
〜３２０℃程度で焼き付は時間を５〜１２０秒程１度上
程１ことが好ましい、１５０℃未満では硬化不足になっ
て、また３２０℃を越えれば樹脂の熱分解に伴ない、共
に十分な耐食性を確保出来なくなる恐れがある。

焼き付は時間が５秒未満では硬化不良が生じ易く、また
１２０秒以上の長時間焼き付けても塗膜性能は変化しな
いから事実上意味がない、この時間は従来の公知の電着
塗装から見て極めて短時間で充分である。なお、この焼
き付けには熱風炉もしくは赤外炉を用いることができる
。また、親水性の有機塗膜を電着塗膜上につける場合、
有機塗膜を塗布後に焼付けを行えば（２コート・１べ一
り）コストは低減する。

耐食性有機塗膜形成後、その表面上に形成される親水性
の水溶性樹脂は特開昭６１−１０１７９８号に開示した
ような水溶性セルロース樹脂を用いることが望ましく、
また特願昭６２−２１９３２５に示されるような疎水基
部分の分子量が４００以下の界面活性剤を０．０５〜５
ｗｔ％添加するような手段を用いることにより親木性は
更に向上される。

［実施例］ 以下にこの発明の実施例を示す。

（実権例１） 厚さ０．１１５ｍｍ、中２５０ｍｍのＪＩＳ３００３相
当のアルミニウム合金圧延板コイルについて、脱脂処理
後、水洗、乾燥を行ない電着塗装でアニオン型ニアクリ
ル系樹脂、商品名ニスビアＥＤＡＬ−５０Ｂ、神東塗料
（株）社製およびカチオン型：商品名サクセード＃１Ｏ
００，神東塗料（株）社製を用い、０．２〜４．０μｍ
の塗膜を形成させ２５０℃で２０秒間焼き付けた。

このようにして得られたプレコートフィン材につき塩゛
水噴霧試験にて耐食性を評価した。

（比較例１） 実施例１と同様のアルミニウム合金圧延板コイルについ
て、脱脂、水洗、乾燥後水溶性アクリル樹脂を０．４〜
３．０μｍの厚さにバーコータにて塗布し、２５０℃で
２０秒間焼き付けた。このようにして得られたプレコー
トフィン材に対し。

実施例１と同様な方法で耐食性を評価した。第１表に実
施例１の各熱交換器用フィン材の塗膜の耐食性の評価結
果を示す、第２表に比較例１の耐食性の評価結果を示す
。

第１表および第２表からも分かるとおり、水溶性、アク
リル樹脂をロールコートする方法でも。

膜厚が厚ければ耐食性は向上する。しかし、電着塗装は
ロールコート法よりも遥かに薄い膜厚で、例えばロール
コート法が膜厚１．５μｍで良好な結果が得られるが、
電着塗装では０．４μｍで良好な結果が得られているこ
とが分かる。

（以下空白） 第　１　表（実施例１） 第　２　表（比較例１） ※　是　　準 （実施例２） 厚さ０．１１５ｍｍ、巾２５０ｍｍのＪＩＳ３００３相
当のアルミニウム合金圧延板コイルについて。

脱脂処理後水洗、乾燥を行ない電着塗装でアニオン型ニ
アクリル系樹脂、商品名ニスビアＡＬ−５０Ｂ、神東塗
料（株）社製およびカチオン型ニアクリル系樹脂、商品
名サクセード＃１０００、神東塗料（株）社製を用い、
０　、２〜４　、０　ｔｘ　ｍの塗膜を形成させ、温風
により乾燥した後、水溶性セルロース樹脂を０．６μｍ
塗布し、２３０℃で２０秒間焼き付けた。

このようにして得られたプレコートフィン材につき、塗
膜の水接触角を測定することにより、親水性を評価した
。また塩水噴霧試験にて耐食性を評価した。

第３表に、実施例２の各熱交換器用フィン材の塗膜の親
水性と耐食性の評価結果を示す。

（比較例２） 実施例２と同様のアルミニウム合金圧延板コイルについ
て脱脂、水洗、乾燥後水溶性アクリル樹脂を０．４〜２
．０μｍの厚さにバーコータにて塗布し、２５０℃で２
０秒間焼き付けた。その後、水溶性セルロース樹脂を０
．６μｍ塗布し、２３０℃で２０秒間焼き付けた。

このようにして得られたプレコートフィン材に対し、実
施例２と同様な方法で親水性と耐食性を評価した。

第４表に、比較例２の親水性と耐食性の評価結果を示す
６ 第３表及び第４表からベースコートに電着塗膜（アニオ
ン型またはカチオン型）を形成させ、塗膜上に水溶性セ
ルロース樹脂を塗布して得られる塗膜は水接触角が小さ
く良好な親木性を示すとともに、ベースコートが薄い膜
厚でも優れた耐食性を示した。

（以下空白） 第　３　表（実施例２） 第　４　表（比較例２） （以下余白） （実施例３） 実施例２のアニオン型ニアクリル系樹脂、ニスビアＥＤ
　　ＡＬ−５０Ｂを用い、電着塗膜を乾燥し、水溶性セ
ルロース塗膜を焼付ける条件を変えた実験および電着塗
膜を一旦焼付け、それに水溶性セルロース塗膜を再度焼
付けた実験を行った。

電着塗膜の膜厚は０．７ｕｍ、水溶性セルロース樹脂膜
厚は０．６μｍであった。

第　　５　　表 以上の結果から一旦電着塗膜を焼付けたほうが親木性は
増すことが分かる。耐食性は良好で変わらなかった。

（実施例４） 実施例２の試料実施例２−４．２−５．２−６において
水溶性セルロース樹脂に対して疎水基部分の分子量が１
８０の界面活性剤（商品名、ノニオンＮｏ、１９Ｍ、第
一工業製薬（株））を０゜８１徴％添加した。この結果
、接触角は第６表の如く変化した。耐食性は良好または
非常に良好で変わらなかった。

（以下空白） 第　　６　　表 ［発明の効果］ 本願第１の発明の熱交換器用プレコートフィン材は、工
業的生産に適したものであり、更にその性質もきわめて
薄い塗膜にも拘らず、耐食性および加工性に優れた欠陥
のない製品である。

特に電着塗装の従来の技術が厚い塗膜（例えば２０〜２
５μ）を目標にして、塗装時間：数分、焼付時間：数十
分、電着電圧：１５０〜４００Ｖ、と言うのに対して薄
いためか、塗装時間二数秒、焼付時間・数十秒、電着電
圧＝２０〜１００■であり、更に２コート・１ベークが
充分可能なことで、工程の省略などコスト面での大きな
メリットである。

また、第２の発明のフィン材は上記の性能に加え親水性
が高いフィン材を提供するものであり、したがって熱交
換器に使用した場合にきわめて優れた性能を発揮するも
のである。

特許出願人　　スカイアルミニウム株式会社代　理　人
　　弁理士　菊　地　　精　−手続補正書 昭和６３年　ａ月バｊ邑

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウムまたはアルミニウム合金薄板の表面
   に０．１〜５．０μｍの電着塗膜が形成されていること
   を特徴とする熱交換器用プレコートフィン材。
2. （２）アルミニウムまたはアルミニウム合金薄板表面に
   ０．１〜５．０μｍの電着塗膜と、その上に親水性を有
   する有機塗膜とが形成されていることを特徴とする熱交
   換器用プレコートフィン材。