JPH0233789B2

JPH0233789B2 - Aruminiumumatahasonogokinnokyushitsuseisankamakunoseiseihoho

Info

Publication number: JPH0233789B2
Application number: JP7363083A
Authority: JP
Inventors: Akio Furuichi
Original assignee: RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Current assignee: RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Priority date: 1983-04-26
Filing date: 1983-04-26
Publication date: 1990-07-30
Anticipated expiration: 2003-04-26
Also published as: JPS59200767A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、アルミニウム又はその合金（以下、
「Al」という。）の吸湿性酸化膜の生成法に関し、
詳しくはアンモニア添加のベーマイト法により、
全熱交換器などの素子に適した吸湿性の高いAl
の吸湿性酸化膜の生成方法に関する。

一般に、Alを硫酸やシユウ酸中で陽極酸化し
てAl上に形成される酸化膜いわゆるアルマイト
膜は多孔性で表面積が大きいので、吸湿性に富む
とともに、また、乾燥すれば容易に脱湿する。ア
ルマイトのこの性質が感湿素子や再生型の全熱交
換器などに利用される。

しかし、全熱交換器のような大型の機器になる
と、アルマイトの工程が製造コストに占める割合
の大きいこと、また、Alを陽極酸化する際の電
気的接続の困難さなどの問題がある。更に、アル
マイトの耐摩耗性、硬さ、耐食性などは必ずしも
全熱交換器に必要とされるものではないので、も
つと簡便で低コストの吸湿性酸化膜の生成方法が
望まれている。

アルマイトは電気化学的方法によつて生成させ
た酸化膜であるが、電気を使用しないで処理液と
Alの化学反応を利用して酸化膜を生成させる方
法がある。いわゆる化学皮膜と云われるもので、
安価に製造できるのでアルマイトの代替品として
種々の方法が実用化されている。

しかし、これらの化学皮膜は耐食性、耐摩耗
性、塗装性などを主眼に開発されたものであるの
で、十分な吸湿性をもたない。したがつて、全熱
交換器などの用途には通常の化学皮膜とは異なる
化成方法によらなければならないことが理解され
る。

本発明者は上記に鑑み、Alの化学皮膜生成法
につき鋭意試験研究を試みたところ、化学皮膜生
成法のうちベーマイト法を改良することにより、
アルマイト膜に匹敵する優れた吸湿性酸化膜が得
られることを見出した。

本発明は上記知見に基づくものであつて、アン
モニア濃度１〜４％、温度60〜90℃の水溶液中に
Alを浸漬処理して吸湿性酸化膜を生成すること
を特徴とする。

以下、実施例により本発明を詳しく説明する。
まず、代表的な従来の化学皮膜生成法によつて作
つた各種の試料の吸湿性を調べた結果を示す。

第１図は、試料を種々の相対湿度（％）の雰囲
気中に置いたとき試料表面に吸着される平衡吸湿
量（μｇ／cm²）を示したものである。曲線１は酸
化クロメート法によるもので、溶液組成は75％リ
ン酸35ml／、クロム酸10ｇ／、フツ化ナトリ
ウム５ｇ／からなり、30℃で５分間浸漬処理し
たものである。

曲線２はアルカリクロメート法（組成；炭酸ナ
トリウム50ｇ／、重クロム酸ナトリウム20ｇ／
）によるもので、95℃６分間処理したものであ
る。

曲線８はベーマイト法によるもので、0.5％ア
ンモニア水、20分間煮沸処理したものである。一
般に、Alを水中で煮沸すると表面に無孔性のベ
ーマイト皮膜が生成するが、水にアンモニアを添
加すると皮膜は多孔性になつて膜厚も増える。通
常、アンモニア濃度0.3〜１％で５〜30分の煮沸
処理によつて良好な皮膜が得られるといわれてい
る。

曲線４は水酸化ナトリウム50ｇ／の水溶液
で、50℃、２分間浸漬処理したものである。

曲線５は炭酸ナトリウム50ｇ／の水溶液で、
50℃、２分間の浸漬処理を施したものである。

なお、曲線６は硫酸アルマイト（15％硫酸、30
℃、電流密度2A／ｄm²、30分間電解処理）の吸
湿量を比較のため示す。

第１図から明らかなように、化学皮膜の吸湿性
はアルマイト膜に比べてはるかに低い。曲線１，
２，４，５の場合、処理条件（溶液の組成、温
度、処理時間等）を変えても余り効果はなかつ
た。また、多少効果のある場合でも、生成した皮
膜は脆く、脱落するようになる。一方、アンモニ
ア添加のベーマイト法は、曲線３での処理条件と
は相当異なつた条件下で、アルマイト膜に匹敵す
る吸湿性の皮膜が得られることが実験的に確めら
れた。

第２図は、濃度１〜４％各種アンモニア水溶液
において、75℃、30分間浸漬処理した試料の吸湿
量を示したものである。アンモニアの濃度が高い
とき吸湿量は多いが、図の２％から４％の例にみ
られるように、その増加の割合は小さい。酸化膜
の生成量もアンモニア濃度が高いほど大きくなる
が、その傾向は吸湿量と同様である。また、地金
Alの消耗量はアンモニアの濃度が高くなると共
に多くなつた。地金Alは顕熱の交換要素となる
ものであるから、これは好ましくない。したがつ
て、アンモニア濃度をあまり高くすることは適当
でない。

第３図はアンモニア水の温度が50℃、60℃及び
90℃の場合を示す。60℃の試料ではアンモニアの
濃度が３％以上になると吸湿量は減り、また酸化
膜の生成量も少なかつた。最適の濃度は約2.5％
であつた。アンモニア水の温度が75℃の場合（第
２図）に比べて吸湿量は小さい。さらに、処理温
度を下げて50℃にした場合には、試料はほとんど
吸湿性を示さなかつた。処理温度が90℃の場合、
75℃処理の場合よりも吸湿量は小さい。処理温度
がさらに高い場合、第１図に示したように吸湿量
はさらに小さくなる。

このようにアンモニア添加のベーマイト法によ
る吸湿性酸化膜生成の条件は、いわゆる通常の化
学皮膜の処理条件と相当異なる。すなわち、アン
モニア濃度１〜４％、温度60〜90℃の処理条件が
適当であることが理解される。

なお、上述の例はAl試料に純アルミニウムを
用いた場合であるが、アルミニウム合金について
も上記処理条件で良好な吸湿性酸化膜を生成させ
ることができる。第４図はアルミニウム合金
（Mg4.5％）の場合を示す。処理条件はアンモニ
ア水濃度１〜３％、70℃、15分間の浸漬処理であ
る。

以上詳述したように、本発明はアンモニア添加
のベーマイト法によるアルミニウム又はその合金
の吸湿性酸化膜の生成法であるので、簡単で低コ
ストであり、しかも陽極酸化して得られるアルマ
イト膜と同程度の吸湿性酸化膜が得られ、全熱交
換器などの素子の製造に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法によつて得られたAl試料の吸
湿特性の一例を示すグラフである。第２図〜第４
図は本発明の実施例で得られたAl試料の吸湿特
性の一例を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１アルミニウム又はその合金をアンモニア濃度
１〜４％、温度60〜90℃の水溶液中に浸漬処理し
て吸湿性酸化膜を生成することを特徴とするアル
ミニウム又はその合金の吸湿性酸化膜の生成方
法。２前記のアルミニウム合金が4.5％のマグネシ
ウムを含んでいる特許請求の範囲第１項に記載の
アルミニウム又はその合金の吸湿性酸化膜の生成
方法。