JPH02277782A

JPH02277782A - 熱交換器の親水性皮膜形成方法

Info

Publication number: JPH02277782A
Application number: JP9893989A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Nakagawa; 中川　博義; Akimitsu Fukuda; 福田　昭光; Giichi Okuno; 奥野　義一; Yukikazu Moritsu; 森津　幸和; Toshiro Kimura; 敏郎木村
Original assignee: OKUNO SEIYAKU KOGYO KK; Nihon Parkerizing Co Ltd; Okuno Chemical Industries Co Ltd
Current assignee: OKUNO SEIYAKU KOGYO KK; Nihon Parkerizing Co Ltd; Okuno Chemical Industries Co Ltd
Priority date: 1989-04-20
Filing date: 1989-04-20
Publication date: 1990-11-14

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）本発明は金属材料製の熱交換器の親水性皮膜を形成すべ
き表面に、コーティング剤を塗布して焼付けることによ
り、親水性が良好でしかも持続性があり、さらに耐蝕性
、耐汚染性、耐カビ性、耐薬品性、耐熱性、耐候性をも
った皮膜を形成する方法に関するものである。

（従来の技術）熱交換器の親水性処理液及び親水性処理方法に関しては
種々の発表及び特許出願がなされているが、はとんどの
処理液が水ガラス単独であるかあるいは水ガラスを骨格
としこれに水溶性樹脂や親水性を付与する等の活性剤等
を混合したものである。

水ガラス系親水性皮膜は、その表面に凝結する水分中に
水ガラスが少しずつ溶は出して親水性を出しているが、
塩水腐食条件下で白錆が発生し易く耐蝕性が劣ることと
親水性の持続性が少ないことが欠点となっている。水ガ
ラス単独系皮膜では耐蝕性の問題があるなめに、下地ク
ロメート皮膜を形成し、その上に水ガラス系処理を行な
う親水性処理も知られている。しかし、この親水性処理
でもやはり水ガラスが少しつづ溶けだすので、親水性を
長期にわたって保持する持続性が低いことが欠点となる
。

〈発明が解決しようとする課題〉前述の如〈従来の親水性処理方法において水ガラス系処
理のみでは耐蝕性が悪く、しかも親水性の持続性が悪い
；下地クロメート処理に水ガラス系処理をした皮膜では
耐蝕性は良好であるが、親水性の持続性が悪いという問
題がある。

（課題を解決するための手段）本発明者は、上記問題を解決するため、鋭意研究した結
果、特定組成の無機質被覆剤を塗布し１８０〜３００℃
の低温で加熱硬化することにより、素地性能を損なうこ
となく耐蝕性の付与及び親水性の持続が可能であること
を見出した。

すなわち、本発明の第１は、金属製熱交換器の親水性皮
膜を形成すべき表面に、アルカリケイ酸塩と超微粒子状
シリカを、アルカリケイ酸塩１００重量部（固形分換算
）に対し、超微粒子状シリカ２０〜５０重量部の割合で
、溶解した水溶液を塗布し、１８０〜３００℃の温度で
焼付け、親水性皮膜を形成させる方法であり、本発明の
第２は、金属製熱交換器の親水性皮膜を形成すべき表面
に、通常の塗装前処理のための化成処理を行なった後、
アルカリケイ酸塩と超微粒子状シリカを、アルカリケイ
酸塩１００重量部（固形分換算）に対し、超微粒子状シ
リカ２０〜５０重量部の割合で、溶解した水溶液を塗布
し、１８０〜３００℃の温度で焼付け、親水性皮膜を形
成させる方法である。

本発明の処理方法は、アルミニウムのみならず、ステン
レスやチタン製フィン材にも適用できる。

本発明法で使用する親水性の無機質被覆剤は、アルカリ
ケイ酸塩１００重量部（固形分換算）に対し、超微粒子
状シリカ２０〜５０重量部の割合で、混合、加熱、溶解
した水溶液であって、本出願人の一名の先願に係る特開
昭６１−５７６５４号公報に記載されているものである
。無機質被覆剤の添加成分である超微粒子シリカはその
粒子表面、あるいは一部内部にシラノール基（Ｓｉ−Ｏ
Ｈ）をもち、アルカリケイ酸塩により可溶であり、平均
粒子径が４０μｍ程度以下のものである０本発明では、
広く市販されている超微粒子状シリカが使用でき、例え
ばケイ酸ナトリウムを原料とする湿式製品（商品名ホワ
イトカーボン）、ハロゲン化水素を原料とする乾式製品
である超微粒子状無水シリカなどを用いて効果を達成す
ることができる。これに対して平均粒子径が数１００ミ
クロン以上のシリカは親水性の持続に若干の効果がある
が、加熱しても溶解せず粒子として残存し、本発明の効
果をもたらさないため、かかるシリカより粒子径が小さ
い超微粒子シリカを添加成分として本発明では使用する
。

本発明において、アルカリケイ酸塩は硬化復水との接触
角が１０°以下の親水性皮膜を作る基本成分となるもの
であり、超微粒子状シリカは、アルカリケイ酸塩の硬化
剤として働くものである。アルカリケイ酸塩の固形分換
算で１００重量部に対して超微粒子状シリカを５〜１０
０重量部使用することが必要である。超微粒子状シリカ
が５重量部より少ないと皮膜の親水性持続、耐蝕性が不
充分となり、１００重員都合越えると超微粒子状シリカ
がアルカリケイ酸塩に溶解しなくなる。超微粒子シリカ
をアルカリケイ酸塩に溶解させるためには加熱が必要に
なる。すなわち、反応容器に所定量のアルカリケイ酸塩
と超微粒子状シリカを入れ５０〜１００℃、好ましくは
８０〜１００’Ｃの温度で約１〜２時間撹拌を行ない、
超微粒子状シリカをアルカリケイ酸塩に完全に溶解させ
る。溶解時に水を添加することにより、超微粒子シリカ
の混合、溶解が容易となる。本発明の無機質被覆剤の固
形分１００重量部に対して水の添加量が６００重量部以
上になると得られる塗膜の厚さが薄くなり耐食性や親水
持続性が不利である。

前述の無機質被覆剤はＰＨ＃１２の強アルカリ性水溶液
である。この被覆剤による処理前に通常の金属製熱交換
器に施す前処理を行なう。すなわち、アルミニウムを処
理する場合は、脱脂のみを行なうか、あるいは特に耐蝕
性に対する要求が厳しいときは脱脂を行なった後さらに
水洗型もしくは無水洗型クロメート処理、水洗型もしく
は無水洗型ノンクロメート処理、陽極酸化処理などの化
成処理を、前処理として行なう、また、ステンレス鋼お
よびチタンを処理する場合は、脱脂のみを行なうか、あ
るいは特に耐蝕性に対する要求が厳しいときは水洗型も
しくは無水洗型クロメート処理、または水洗型もしくは
無水洗型ノンクロメート処理を前処理として行なう、前
処理後、フィンの場合は、浸漬法にて無機質被覆剤を塗
布し１８０〜３００℃の低温で焼付ける、好ましくは２
００〜２５０℃の焼付を行なう。ここで、焼付温度が１
８０℃未満である場合は塗膜の耐食持続性の低下があり
、一方、３００℃を超えると素地の軟化が起こりまた塗
膜の親水性能持続が悪くなるので焼付温度は１８０−３
００℃であることが必要である。

焼付設備は通常の乾燥炉、近赤外または遠赤外線炉や、
電子線焼付等が使用できる。

又、金属製熱交換器の表面に塗布された親水性の無機質
被覆剤の被覆厚さは、薄すぎると効果が弱く、厚すぎる
と熱伝導度が悪くなるので、乾燥膜厚で０．２〜５μｍ
が適当である。

上記した無機質被覆剤の塗布及び焼付は熱交換器の完成
時点で行なってもよく、またフィンとチューブなどの要
親水性処理部材が完成された時点で行なってもよい。

（作用）本発明の無機質被覆剤の成分であるアルカリケイ酸塩お
よび超微粒子シリカの各々と両者の間で、１８０〜３０
０℃での加熱中にシラノール基（Ｓ　１−０Ｈ）の縮合
反応が進行し、この結果得られた皮膜は良好な親水性と
極めて優れた親水性の持続性をもつ。

以下に実施例を挙げて本発明の詳細な説明する。

（実施例）アルミ板（材質：Ａ１２１０５０Ｐ　２００×３００Ｘ
０．８ｍｍ＞は下記工程で脱脂（１）のみもしくは一連
のクロメート皮膜処理を行なった。

（１）脱脂：ファインクリーナー３１５［日本パー力ラ
イジング（株）］］２で建浴、６０℃×５分浸漬（２）水洗（３）クロメート皮膜処理：アルクロム７１３［日本バ
ー力ライジング（株）］］７で建浴、４５℃×２分浸漬（４）水洗（５）純水洗ステンレス板（材質：５ＵＳ３０４．２００×３００Ｘ
１ｍｍ）は下記工程で脱脂（１）のみもしくは一連のノ
ンクロメート皮膜処理を行なった。

（１）脱脂；ファインクリーナー４３６０［日本パー力
ライジング（株）］］２で建浴、６０℃×１０分浸漬（２）水洗（３）ノンクロメート皮膜処理；パルコート３８４１［
日本バー力ライジング（株）］５％で建浴、室温×１０秒浸漬（４）熱風乾燥チタン板（材質：純チタン、１５０Ｘ２００ｘ１ｍｍ）
は下記工程で脱脂（１１のみもしくは一連の塗布クロメ
ート皮膜処理を行なった。

（１）脱脂：ファインクリーナー４３６０［日本バー力
ライジング（株）］］２で建浴、６０℃×１０分浸漬（２）水洗（３）塗布クロメート処理：パルクロムＲ２８２［日本
バー力ライジング（株）］５％で建浴、室温×１０秒浸漬（４）熱風乾燥一方、無機質被覆剤は次の様にして調製した。

水ガラス１号１００重量部（固形分換算）に対して、超
微粒子状シリカにツブシールＥ−２２０、日本シリカニ
業社製）３５重量部を加え、更に水を２２０重量部加え
た水溶液を、９０〜ｌＯＯ℃の温度で反応容器中で１時
間３０分撹拌を行ない、無機質被覆剤［奥野製薬工業株
式会社（ＣＲＭ−１００＞］の加熱水溶液を得た。

上記の条件で前処理したアルミ板、ステンレス板および
チタン板に、加熱溶解水溶液（無機質被覆材）を塗布し
た後、１０分で室温から焼付温度（１８０℃〜２５０℃
）になるように乾燥炉を設定し、その後設定焼付温度に
２０分維持した。

（比較例）実施例と同じ条件で作成した試験板に水ガラス浸漬法で
塗布し、焼付を行なった。

１）前処理２）水ガラス：水ガラス２％で建浴、室温Ｘ１０秒浸漬３）焼付二室温から１３０℃まで３分間で昇温、１３０
℃×３分焼付試験項目と方法膜厚測定：バーマスコープＥＳ型、ＥＣ型［にｃｔｔ、
、Ｆｉｓｃｈｅｒ製］使用接触角　：コンダククングル
メーターＣＡ−Ｐ型［協和界面科学（株）］使用。

初めの接触角は処理直後に測定する。

経時接触角は流水浸漬１ケ月後に測定する。

ＳＳＴ　　：ＪＩＳ−Ｚ−２３７１に従って実施する。

３００時間クロスカットなし。

耐酸性　：５％Ｈ２５０４；室温浸漬７９時間耐湿性　
：　Ｊ　Ｉ　５−Ｚ−００２８に従って実施する；３０
０時間。

耐熱性　：３００℃×１０分変色状況を観察する。

耐汚染性：油性環マジック塗布、１日放置後溶剤（キシ
レン）にて拭き取る。

密着性　：ゴバン目試験１ｍｍ角１００個。セロテープ
剥離。

耐沸騰水性：水道水を沸騰させて１２時間浸漬する。そ
の後外観の変色状況を観察する。

試験項目の内官能試験項目は異常なしく使用可）、問題
あり（使用不能）と、両者の中間で判定し、それぞれを
○、Ｘ、Δで表中に示した。

（以下余白）（発明の効果）以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、
金属材料製の熱交換器に無機質被覆剤を塗布し１５０〜
３００℃で焼付けることにより親水性が接触角で１０°
以下と良好でありしかも親水性の持続性のある熱交換器
を製造できる。また、実施例から明らかなように親水性
とその持続性以外の特性も良好である。すなわち、耐蝕
性は、ｓｓＴ、ｆｆｒｆ酸性、耐湿性の面から評価する
と、従来の水ガラス系皮膜と同等以上であり、特に下地
がアルミニウムであるときには従来の水ガラス系被覆剤
以上の耐蝕性を示す。また耐熱性は従来の熱交１０器の
使用条件で充分な性能を示す。

さらに、耐汚染性は従来の水ガラス系被覆剤を用いた皮
膜以上の性能を示すので、熱交換器の商品価値を富める
ことができる。また、密着性は従来の水ガラス系皮膜と
同等の性能を示す。最後に耐沸騰水性は従来の水ガラス
系皮膜以上の性能を示す。

さらに耐蝕性を高めるかあるいはより薄い膜厚で同等の
耐蝕性を達成することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

１．金属製熱交換器の親水性皮膜を形成すべき表面に、
アルカリケイ酸塩と超微粒子状シリカを、アルカリケイ
酸塩１００重量部（固形分換算）に対し、超微粒子状シ
リカ２０〜５０重量部の割合で、含有する水溶液を塗布
し、１８０〜３００℃の温度で焼付け、親水性皮膜を形
成させることを特徴とする熱交換器の親水性皮膜形成方
法。
２．金属製熱交換器の親水性皮膜を形成すべき表面に、
通常の塗装前処理のための化成処理を行なった後、アル
カリケイ酸塩と超微粒子状シリカを、アルカリケイ酸塩
１００重量部（固形分換算）に対し、超微粒子状シリカ
２０〜５０重量部の割合で、含有する水溶液を塗布し、
１８０〜３００℃の温度で焼付け、親水性皮膜を形成さ
せることを特徴とする熱交換器の親水性皮膜形成方法。