JPH0289565A - 熱交換器の製造方法 - 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〕 本発明は熱交換器の製造方法に関し、特に、ラジェータ
コアの腐食寿命を向上させた熱交換器の製造方法に関す
る。

〔従来の技術〕

車両用のエンジン部を冷却する熱交換器、即ち、ラジェ
ータは、一般には冷却水を流す黄銅製のチューブ、放熱
用の銅合金製のフィン、チューブ両端のプレート、タン
ク等から構成され、通常、半田めっきを施したチューブ
とフィンを交互に配列し、さらにプレートを装着してコ
アを形成し、この状態でコア焼と称する半田接合のため
の加熱処理を炉中で施し、さらにタンク等の必要部材を
取付けて製造される。フィンの材質は放熱性を良くする
ため、高導電性で、かつ、コア焼の加熱の際に軟化を起
こさないようにＣｕに微量のＳｎまたはＣｄ等を添加し
た銅合金が使用されている。また、ラジェータは最終的
に防眩の目的で簡単な塗装が施される。

しかし、このようなラジェータを海岸地帯、あるいは凍
結防止塩を散布する寒冷地等の悪環境において使用する
と、フィンの腐食、もしくはフィンとチューブとの半田
接合部の腐食して接合部が離脱し、それによって放熱性
が低下するという問題が生じた。

そこで、以上の問題点を解決するため、フィン材として
耐食性銅合金を使用する方法やラジェータ全面に防錆塗
装を施す方法等が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、提案されている従来の熱交換器の製造方法によ
ると、以下の問題点を有している。

（１１フイン材として耐食性銅合金を使用する方法 銅合金の耐食性を上げるために合金元素濃度を増加させ
ると、それに伴って熱伝導性が低下するという問題があ
る。

（２）ラジェータ全面に防錆塗装を施す方法効果的な防
食を行うためには塗装を厚く施す必要があるため、放熱
性を低下させると共にコストアップになるという不都合
がある。

そこで、本発明の目的はコストアンプを招かずに放熱性
を低下させることなく耐食性を大幅に向上することがで
きる熱交換器の製造方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は以上述べた目的を実現するため、所定パターン
に組立てられたラジェータコアにＺｎ粉入り塗布剤を塗
装し、その後、加熱処理を施すようにした熱交換器の製
造方法を提供するものである。

即ち、本発明の熱交換器の製造方法は、所定パターンに
組立てられたラジェータコアにＺｎ粉末、樹脂および溶
剤より成る塗布剤を塗装し、その後、加熱処理を施すこ
とにより、放熱上有害な樹脂分を分解して防食効果のあ
るＺｎ層およびＺｎと銅合金フィン材との拡散層を形成
するものである。このため、ラジェータの放熱性を害す
ることなく耐食性を大幅に向上することができる。また
、加熱処理の条件および塗布材は以下の通りである。

（１）加熱処理 チューブ、フィンを交互に配列して組立てることにより
ラジェータコアを成形し、この後、後述する塗布材を塗
装して加熱処理を行う。この場合、加熱温度を少なくと
も３００℃以上にする必要があり、例えば、それ以下に
した場合、樹脂の分解が十分に進まずに熱放散上有害な
被膜として残存すると共に塗布剤に含有されるＺｎ粉の
密着も悪くなり、良好な防食効果が得られないためであ
る。また、加熱温度の上限はフィン材が軟化しない温度
を上限とする必要がある。因みに、フィン材が軟化する
と、コアの強度上の問題が発生する。

（２）塗布材 塗布材は被膜形成用樹脂液にＺｎ粉を混合したものであ
るが、Ｚｎ粉は分散を良くするため細かい方が良く、粒
子の大きさは０．５　ｔｍ以下、特に、０．０１ｎ以下
が好ましい。これを塗布する方法は通常の塗装と同様に
噴霧、浸漬、およびハケ塗り等が可能である。塗膜の厚
さは任意に設定することができ、これを調整することに
より、フィンおよびチューブ上に形成される樹脂分解後
のＺｎ粉末層の厚さを変化することができる。また、塗
布剤を塗布する工程はコア焼の後、もしくはコア焼の前
でも良く、例えば、コア焼の前に行うと、塗布剤の加熱
処理とフィンおよびチューブの半田付は処理とを同時に
行うことができ、これによって製造工程の簡略化を図る
ことができる。

また、塗布剤中の樹脂は以下の■、■の特性を有するも
のとする。

■その融液は、もしくは分解液が金属表面上に固着する
被膜を形成し得ること。

■各樹脂に適した温度における加熱で熱分解し、その被
膜中から実質的に揮散消失すること。

上記■の特性を持つものとしては一般有機性実用塗料被
膜をつくる有機高分子化合物で十分である。しかし、上
記■の特性を有するためには特殊な化学構造を持つこと
が必要である。これら■、■の特性を有する有機高分子
化合物として、空気中、さらに望ましくは窒素中におい
て測定された熱重量分析曲線（Ｔ１０曲線）が２００〜
７００℃において９５％あるいはそれ以上の分解率を示
す有機高分子化合物が適しており、次のようなものがあ
る。

（ａｌ　　ポリアセクール樹脂（２６０℃〔９５％熱分
解温度、以下同様〕） （ｂｌ　　アクリル酸、アクリル酸のメチル、エチル−
、イソプロピル−１ｎ−ブチル−１２−エチルへキシル
−２−ヒドロキシエチル−ヒドロキシプロピル−エステ
ル、メタクリル酸、メタクリル酸のメチル−、エチル−
、イソプロービル−１ｎ−ブチル−１ｎ−へキシル−、
ラウリル−１２−ヒドロキシエチル−ヒドロキシプロピ
ル−エステルのようなアクリル酸およびメタクリル酸の
エステル類、ヒドロキシエステル類、フマル酸、マレイ
ン酸、イタコン酸の中から選ばれた１種の化合物の重合
物（３５０′Ｃ〜４５０°Ｃ） （Ｃ）　　ポリエステル類もしくはポリエーテル類と、
２．４−もしくは２．６−　）リレンジイソシアネート
およびその他のポリイソシアネーＨｆｆとの付加重合物
のようなウレタン結合を有する重合物（３５０〜５００
℃） （ｅ）　　尿素樹脂（３５０℃） （ｆ）　　メラミン樹脂（３５０℃） ｆｇ）　　アルキル化変性尿素樹脂（４００”ｃ）（ｈ
）　　アルキル化変性メラミン樹脂（４００℃）ｆｌ）
　　ポリカーボネート樹脂（５３０”ｃ）（Ｊｌ　　芳
香族ポリエステル類（５８０°Ｃ）（ト））　ブチラー
ル樹脂（６００“Ｃ）＋１１　　米国ジェネラル・エレ
クトリック（Ｇｅｎｅｒａｌ〜Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）社製
品のような芳香族ポリエステルイミド類（６３０℃） （２））米国デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ）社製品カプトン
Ｈ（Ｋａｐｔｏｎ　Ｈ）のような芳香族ポリイミド類（
６７０°Ｃ）の単品もしくはそれらの混合物もしくは共
重合物 （ｎｌ　　ベンゾグアナミン樹脂（３７０℃）（０）　
　アルキル化変性ベンゾグアナミン樹脂（４２０°Ｃ） 上記の有機高分子化合物はそれぞれ、水、アルコール類
、ケトン類、エステル類、セロソルブ類、カルピトール
類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジ
メチルスルホキシド等の溶剤の１種もしくはそれらの混
合物に可溶で、その溶液は溶剤の揮散後、金属の表面で
造膜し、それぞれ上記（）内の温度域で熱分解して、被
膜系から実質的に消失する。これに反して同じく有機溶
剤に可溶で造膜性のあるポリ塩化ビニル、ウレタン結合
を含まないエポキシ系樹脂、繊維素系樹脂は窒素気流中
での加熱では７００℃に達しても、２０〜６５％の残留
分があり、空気中で加熱すれば酸化燃焼を伴うので残留
分は減少するが、特に耐熱性材料が共存する被膜中では
完全に燃焼せず、相当量の炭素分その他が残留するので
本発明の実施材料としては不適当である。本発明の実施
に適当な有機高分子化合物は、前述の水もしくは有機溶
剤溶液以外に、水もしくは有機溶剤中でのコロイド状分
散液としても使用できる。特に上記（ａｌに属する化合
物から、所謂エマルジョン重合法によって製造された樹
脂の水性原液はそのまま本発明の実施の好適な材料とし
て使用し得るものである。

〔実施例〕

以下、本発明の熱交換器の製造方法を詳細に説明する。

半田めっきが施されたＣ　ｕ−０，１２％Ｓｎ合金製の
フィンと黄銅製のチューブを交互に配列し、半田接合に
よってコアを形成する。このコアにメタクリル酸原液、
トルエン、および金属Ｚｎ粉末を重量％でそれぞれ１０
％、３０％および６０％の割合で均一に混合した塗布剤
をスプレー塗装し、乾燥させて約２０〜３０μｍの膜厚
とした。次に、このコアを３５０℃で３０分間加熱後、
湯洗洗浄し、本発明の供試品を得た。

以上の製造方法によって得られた供試品の耐食性を測定
するため、塩水噴霧を３０分、８０℃水蒸気雰囲気７．
５時間、大気乾燥１６時間を１サイクルとするフィンの
腐食試験を行い、第１図に示すように、フィン１とチュ
ーブ２より成る腐食供試品を矢印の方向に圧縮し、その
時の最大荷重を測定し、初期値からの残存率を求めるこ
とにより、耐食性の評価を行った。比較のため、従来品
も同様に耐食性の評価をした。腐食試験の結果は、第２
図のグラフに示すように、供試品はフィンの表面にＺｎ
の被膜およびＣｕ−Ｚｎ合金層が形成されているため、
この表面層がフィンに対して犠牲陽極効果を発揮し、従
来品に比較して著しく耐食性が向上していることが明ら
かである。

尚、以上述べた製造方法はコア焼の後に塗布剤を塗布し
たが、塗布剤の加熱処理とフィンおよびチューブの半田
付は処理とを同時に行ってコア焼を省略しても良い。こ
の場合、製造工程を簡略化することができ、コストダウ
ンを図ることができる。また、本発明では塗布剤中の金
属粉を亜鉛粉としたが、これに限定するものではなく、
例えば、錫粉等の犠牲陽極効果が期待できる金属粉であ
れば良い。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明の熱交換器の製造方法による
と、所定パターンに組立てられたラジェータコアにＺｎ
粉入りの塗布剤を塗布し、その後、加熱処理を施すよう
にしたため、コストアップを招かずに、かつ、放熱性を
低下させることなくラジェータコアの耐食性を向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における腐食試験に用いられる
供試品の説明図、第２図は腐食試験の結果を示すグラフ
。 符号の説明 １−−−−−−−−・・・フィン ２−・・−−−−−チューブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 銅合金製のチューブおよびフィン等によっ て構成される熱交換器の製造方法において、前記チュー
   ブおよび前記フィン等を所定の パターンに組立ててコアを成形する工程と、前記コアに
   Ｚｎ粉末、被膜形成用の高分子 樹脂、および溶剤より成る塗布剤を塗布する工程と、 前記塗布剤を塗布された前記コアを前記フ ィンが軟化しない温度条件下で少なくとも ３００℃以上で加熱処理を行う工程とを有することを特
   徴とする熱交換器の製造方法。