JPH0610170A - 親水性被膜 - Google Patents
親水性被膜Info
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- JPH0610170A JPH0610170A JP16620092A JP16620092A JPH0610170A JP H0610170 A JPH0610170 A JP H0610170A JP 16620092 A JP16620092 A JP 16620092A JP 16620092 A JP16620092 A JP 16620092A JP H0610170 A JPH0610170 A JP H0610170A
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- mol
- aluminum
- hydrophilic
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2245/00—Coatings; Surface treatments
- F28F2245/02—Coatings; Surface treatments hydrophilic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 ケイ素のアルコキシド、アルミニウムおよび
硼素の化合物を含有する溶液を基材に塗布し、焼成して
形成する酸化物膜において、各構成元素がＳｉＯ 2が５
０〜９０モル％、Ａｌ2Ｏ3が３〜４０モル％、Ｂ2Ｏ3が
３〜４０モル％でありかつ１０μｍ以下の均一な細孔を
有するアルカリ金属を含有しない親水性被膜であり、ま
たその被膜を金属表面に形成した熱交換器またはその蒸
発器。 【効果】 本発明の膜を形成した金属表面は、熱交換器
の凝縮器などに要求される親水性および水流れ性を有
し、しかもアルカリ珪酸塩を含まないため苛酷な使用条
件においても長期間にわたって性能の変化が起こらな
い。
硼素の化合物を含有する溶液を基材に塗布し、焼成して
形成する酸化物膜において、各構成元素がＳｉＯ 2が５
０〜９０モル％、Ａｌ2Ｏ3が３〜４０モル％、Ｂ2Ｏ3が
３〜４０モル％でありかつ１０μｍ以下の均一な細孔を
有するアルカリ金属を含有しない親水性被膜であり、ま
たその被膜を金属表面に形成した熱交換器またはその蒸
発器。 【効果】 本発明の膜を形成した金属表面は、熱交換器
の凝縮器などに要求される親水性および水流れ性を有
し、しかもアルカリ珪酸塩を含まないため苛酷な使用条
件においても長期間にわたって性能の変化が起こらな
い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ルームエアコン、カー
エアコンなどの熱交換器の蒸発器における、フィンなど
に使用される金属基材において、とくに耐蝕性および親
水性を長期間にわたって保つ親水性被膜ならびにそれを
用いた熱交換器、蒸発器に関する。
エアコンなどの熱交換器の蒸発器における、フィンなど
に使用される金属基材において、とくに耐蝕性および親
水性を長期間にわたって保つ親水性被膜ならびにそれを
用いた熱交換器、蒸発器に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】一般に熱交換器、特に空気調節
器の蒸発器などにおいては、フィンの表面温度が大気の
露点以下になるためにフィンの表面に水が結露する。こ
の様な水分の付着は、熱交換される空気の流通抵抗の増
大をもたらすことによる熱交換性能の低下をはじめ、送
風に起因する騒音の発生、水滴の飛散などの様々の問題
の原因となる。
器の蒸発器などにおいては、フィンの表面温度が大気の
露点以下になるためにフィンの表面に水が結露する。こ
の様な水分の付着は、熱交換される空気の流通抵抗の増
大をもたらすことによる熱交換性能の低下をはじめ、送
風に起因する騒音の発生、水滴の飛散などの様々の問題
の原因となる。
【０００３】これらの問題点を解決することを目的とし
て、フィンの表面に親水性を付与し付着水の流れを良く
することにより、空気の流路の閉塞を防ぐことが一般的
に行われている。例えば、特開昭５０−３８６４５号明
細書には、アルニミウム表面をアルカリ金属炭酸塩とア
ルカリ金属クロム酸塩とを含有する溶液に浸漬し、被覆
し、さらにアルカリ金属酸化物と二酸化ケイ素とを含む
溶液に浸漬し、アルミニウム表面に連続した、粗い、多
孔性かつ親水性被膜のコーティングを形成する方法が開
示されている。
て、フィンの表面に親水性を付与し付着水の流れを良く
することにより、空気の流路の閉塞を防ぐことが一般的
に行われている。例えば、特開昭５０−３８６４５号明
細書には、アルニミウム表面をアルカリ金属炭酸塩とア
ルカリ金属クロム酸塩とを含有する溶液に浸漬し、被覆
し、さらにアルカリ金属酸化物と二酸化ケイ素とを含む
溶液に浸漬し、アルミニウム表面に連続した、粗い、多
孔性かつ親水性被膜のコーティングを形成する方法が開
示されている。
【０００４】特開昭６２−２３５４７７号明細書には、
アルミニウム表面をアルカリ金属珪酸塩と無機硬化剤と
水溶性有機高分子化合物を含む溶液でコーティングする
ことにより親水性被膜を形成する方法が開示されてい
る。
アルミニウム表面をアルカリ金属珪酸塩と無機硬化剤と
水溶性有機高分子化合物を含む溶液でコーティングする
ことにより親水性被膜を形成する方法が開示されてい
る。
【０００５】特開昭６２−２７２０９９号明細書には、
アルミニウムからなる部品の表面に、シラノール基を有
する化合物とポリビニルピロリドンを含有する水性媒体
中に浸漬することによる親水性付与の方法が開示されて
いる。
アルミニウムからなる部品の表面に、シラノール基を有
する化合物とポリビニルピロリドンを含有する水性媒体
中に浸漬することによる親水性付与の方法が開示されて
いる。
【０００６】特開平１−２０８４７５号明細書には、ク
ロメート処理を施し、つぎに正リン酸を含むアルカリ金
属珪酸塩水溶液を塗布した後、さらに正リン酸溶液を塗
布し、しかる後加熱乾燥することによる親水性被膜形成
方法が開示されている。
ロメート処理を施し、つぎに正リン酸を含むアルカリ金
属珪酸塩水溶液を塗布した後、さらに正リン酸溶液を塗
布し、しかる後加熱乾燥することによる親水性被膜形成
方法が開示されている。
【０００７】既述のように公開特許明細書に記載された
具体的方法について明らかにしたが、いずれの方法もア
ルカリ金属珪酸塩の呈する水との親和性をその根本原理
としており、実用上要求される被膜の耐久性の向上を図
るために、無機硬化剤や有機高分子成分を添加するなど
により耐久性の改良を企図しているものということがで
きる。また、同時に表面を予め多孔質とし親水性を有す
る膜と基材との付着性を強化することも試みられてい
る。
具体的方法について明らかにしたが、いずれの方法もア
ルカリ金属珪酸塩の呈する水との親和性をその根本原理
としており、実用上要求される被膜の耐久性の向上を図
るために、無機硬化剤や有機高分子成分を添加するなど
により耐久性の改良を企図しているものということがで
きる。また、同時に表面を予め多孔質とし親水性を有す
る膜と基材との付着性を強化することも試みられてい
る。
【０００８】このようなアルカリ金属珪酸塩の特性を利
用して付与された親水性は、その目的を充分に達成して
おり実用上においても広く使用されているものである。
しかしながら、この様な親水性被膜を長時間にわたり水
と接触させておくと、アルカリ金属珪酸塩の卓越した水
への溶解性のために、被膜の親水性の機能を発揮する部
分が消滅するという問題を生じることがある。また、カ
ーエアコンなどの閉鎖性の強い空間での使用において
は、人体の呼気に含まれる炭酸ガスあるいは有機物質と
アルカリ金属珪酸塩との反応による、炭酸塩の形成によ
る膜の変化または有機分解物による異臭を発生すること
も問題である。さらに有機高分子化合物を被膜の構成材
料の一部とするものにおいては、通常の使用条件ではそ
れほどの高温に曝されることはないものの長期間におけ
る耐熱性において不安を残している。
用して付与された親水性は、その目的を充分に達成して
おり実用上においても広く使用されているものである。
しかしながら、この様な親水性被膜を長時間にわたり水
と接触させておくと、アルカリ金属珪酸塩の卓越した水
への溶解性のために、被膜の親水性の機能を発揮する部
分が消滅するという問題を生じることがある。また、カ
ーエアコンなどの閉鎖性の強い空間での使用において
は、人体の呼気に含まれる炭酸ガスあるいは有機物質と
アルカリ金属珪酸塩との反応による、炭酸塩の形成によ
る膜の変化または有機分解物による異臭を発生すること
も問題である。さらに有機高分子化合物を被膜の構成材
料の一部とするものにおいては、通常の使用条件ではそ
れほどの高温に曝されることはないものの長期間におけ
る耐熱性において不安を残している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上に述べた
問題点を解決するために、有機化合物を被膜の構成材料
とせず、また長期間にわたりその親水性が本質的に変化
することのない被膜を金属表面に形成する方法について
鋭意検討を加えたところ、ケイ素のアルコキシドを含む
特定の組成の溶液から形成される被膜にあっては実用上
充分な親水性と同時に苛酷な条件、例えば、加熱水中に
おいても長時間にわたり安定であることを見出し本発明
に到った。
問題点を解決するために、有機化合物を被膜の構成材料
とせず、また長期間にわたりその親水性が本質的に変化
することのない被膜を金属表面に形成する方法について
鋭意検討を加えたところ、ケイ素のアルコキシドを含む
特定の組成の溶液から形成される被膜にあっては実用上
充分な親水性と同時に苛酷な条件、例えば、加熱水中に
おいても長時間にわたり安定であることを見出し本発明
に到った。
【００１０】すなわち、本発明は金属の表面に、少なく
ともケイ素、アルミニウムおよびほう素の酸化物よりな
り、細孔径１０μｍ以下の均一な細孔を有する親水性被
膜であり、また、金属表面の少なくとも一部が該親水性
被膜により被覆されてなる熱交換器またはその蒸発器で
ある。
ともケイ素、アルミニウムおよびほう素の酸化物よりな
り、細孔径１０μｍ以下の均一な細孔を有する親水性被
膜であり、また、金属表面の少なくとも一部が該親水性
被膜により被覆されてなる熱交換器またはその蒸発器で
ある。
【００１１】また、該膜は少なくともケイ素のアルコキ
シドまたはその加水分解物、アルミニウムの化合物およ
びほう素の化合物を含有してなる溶液を基材の表面に塗
布、焼成して形成する際に、（１）２００℃以下の温度
で乾燥または焼成し、さらに、（２）３００℃以上の温
度で焼成することにより形成する。
シドまたはその加水分解物、アルミニウムの化合物およ
びほう素の化合物を含有してなる溶液を基材の表面に塗
布、焼成して形成する際に、（１）２００℃以下の温度
で乾燥または焼成し、さらに、（２）３００℃以上の温
度で焼成することにより形成する。
【００１２】ところで、金属アルコキシドを基材の表面
に塗布し、焼成することは従来から各種の目的のもとに
様々の研究が行われ、いろいろの用途に利用されてお
り、そのなかにはほとんど本発明の方法と同様のように
見受けられるが、全く反対の目的、すなわち、基材の表
面を疎水化して防汚性を付与することを目的とするもの
も見られる。したがって、本発明においては金属アルコ
キシドを含む特定の成分からなる被膜形成用溶液を使用
することが必要であり、それらはケイ素のアルコキシド
（あるいはその加水分解物）、アルミニウムおよびほう
素の化合物からなる溶液でなければならない。
に塗布し、焼成することは従来から各種の目的のもとに
様々の研究が行われ、いろいろの用途に利用されてお
り、そのなかにはほとんど本発明の方法と同様のように
見受けられるが、全く反対の目的、すなわち、基材の表
面を疎水化して防汚性を付与することを目的とするもの
も見られる。したがって、本発明においては金属アルコ
キシドを含む特定の成分からなる被膜形成用溶液を使用
することが必要であり、それらはケイ素のアルコキシド
（あるいはその加水分解物）、アルミニウムおよびほう
素の化合物からなる溶液でなければならない。
【００１３】本発明における親水性被膜におけるケイ
素、アルミニウムおよびほう素の組成は、それぞれＳｉ
Ｏ2が５０〜９０モル％、Ａｌ2Ｏ3が３〜４０モル％、
Ｂ2Ｏ3が３〜４０モル％であることが好ましく、ＳｉＯ
2が５５〜８５モル％、Ａｌ2Ｏ 3が５〜２５モル％、Ｂ2
Ｏ3が５〜２５モル％がより好ましい。ＳｉＯ2が５０モ
ル％以下においては金属表面に密着性のある膜ができ
ず、９０モル％以上では親水性被膜とはならない。Ａｌ
2Ｏ3が３モル％以下では膜に微細孔が生成せず親水性被
膜とはならず、４０モル％以上では強固な膜は形成でき
ない。また、Ｂ2Ｏ3が３モル％以下では親水性となら
ず、４０モル％以上では水への溶出が見られるようにな
り親水性の長期安定性に問題がある。
素、アルミニウムおよびほう素の組成は、それぞれＳｉ
Ｏ2が５０〜９０モル％、Ａｌ2Ｏ3が３〜４０モル％、
Ｂ2Ｏ3が３〜４０モル％であることが好ましく、ＳｉＯ
2が５５〜８５モル％、Ａｌ2Ｏ 3が５〜２５モル％、Ｂ2
Ｏ3が５〜２５モル％がより好ましい。ＳｉＯ2が５０モ
ル％以下においては金属表面に密着性のある膜ができ
ず、９０モル％以上では親水性被膜とはならない。Ａｌ
2Ｏ3が３モル％以下では膜に微細孔が生成せず親水性被
膜とはならず、４０モル％以上では強固な膜は形成でき
ない。また、Ｂ2Ｏ3が３モル％以下では親水性となら
ず、４０モル％以上では水への溶出が見られるようにな
り親水性の長期安定性に問題がある。
【００１４】本発明の被膜は、図１に示すような１０μ
ｍ以下の細孔径の揃った細孔を有する耐水性、機械的強
度に優れた親水性被膜である。細孔を有する多孔質物質
は水の表面張力により内部に浸透し、マクロには親水性
を示すものと観察される。本発明の被膜は、この様な機
構による親水性を示すと同時に、主にケイ素、アルミニ
ウム、ほう素よりなる膜それ自身の表面エネルギーに起
因する親水性を併せ示すものである。
ｍ以下の細孔径の揃った細孔を有する耐水性、機械的強
度に優れた親水性被膜である。細孔を有する多孔質物質
は水の表面張力により内部に浸透し、マクロには親水性
を示すものと観察される。本発明の被膜は、この様な機
構による親水性を示すと同時に、主にケイ素、アルミニ
ウム、ほう素よりなる膜それ自身の表面エネルギーに起
因する親水性を併せ示すものである。
【００１５】本発明の被膜の細孔の形成の原因について
は明確ではないが、溶液を基板に塗布、乾燥し、膜組成
に応じた５０〜２００℃の低温で乾燥または焼成した
後、実質的に一旦冷却したときに膜中に安定な形で取り
込まれた物質が、再度のより高い温度での焼成において
気体として揮散するに際し、その残痕として細孔を形成
するものと考えられる。
は明確ではないが、溶液を基板に塗布、乾燥し、膜組成
に応じた５０〜２００℃の低温で乾燥または焼成した
後、実質的に一旦冷却したときに膜中に安定な形で取り
込まれた物質が、再度のより高い温度での焼成において
気体として揮散するに際し、その残痕として細孔を形成
するものと考えられる。
【００１６】したがって、本発明においては５０〜２０
０℃において安定な硝酸塩、酢酸塩、アンモニウム塩、
炭酸塩、塩化物、アルコシキドなどの化合物、あるいは
５０〜２００℃において安定な含水塩を形成する化合物
を添加するかもしくはケイ素、アルミニウム、ほう素の
化合物が５０〜２００℃において安定な硝酸塩、酢酸
塩、アンモニウム塩、炭酸塩、塩化物、アルコキシドな
どの化合物、あるいは５０〜２００℃において安定な含
水塩を形成する化合物であることが必要である。
０℃において安定な硝酸塩、酢酸塩、アンモニウム塩、
炭酸塩、塩化物、アルコシキドなどの化合物、あるいは
５０〜２００℃において安定な含水塩を形成する化合物
を添加するかもしくはケイ素、アルミニウム、ほう素の
化合物が５０〜２００℃において安定な硝酸塩、酢酸
塩、アンモニウム塩、炭酸塩、塩化物、アルコキシドな
どの化合物、あるいは５０〜２００℃において安定な含
水塩を形成する化合物であることが必要である。
【００１７】本発明におけるケイ素のアルコキシドは一
般式 Ｓｉ（ＯＲ1）（ＯＲ2）（ＯＲ3）（ＯＲ4）、Ｓ
ｉＣｌ（ＯＲ1）（ＯＲ2）（ＯＲ3）、ＳｉＣｌ2（ＯＲ
1）（ＯＲ2）またはＳｉＣｌ3（ＯＲ1）（ただし、式中
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4はメチル基、エチル基、ノルマルプ
ロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、セカン
ダリブチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基ま
たはフェニル基のいずれかを示す。）で表されるアルコ
キシ化合物であって、特にテトラエトキシシラン、テト
ラメトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テト
ラノルマルプロポキシシラン、テトラノルマルブトキシ
シラン、テトラターシャリブトキシシランなどである。
般式 Ｓｉ（ＯＲ1）（ＯＲ2）（ＯＲ3）（ＯＲ4）、Ｓ
ｉＣｌ（ＯＲ1）（ＯＲ2）（ＯＲ3）、ＳｉＣｌ2（ＯＲ
1）（ＯＲ2）またはＳｉＣｌ3（ＯＲ1）（ただし、式中
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4はメチル基、エチル基、ノルマルプ
ロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、セカン
ダリブチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基ま
たはフェニル基のいずれかを示す。）で表されるアルコ
キシ化合物であって、特にテトラエトキシシラン、テト
ラメトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テト
ラノルマルプロポキシシラン、テトラノルマルブトキシ
シラン、テトラターシャリブトキシシランなどである。
【００１８】また、本発明におけるアルコール類に可溶
な酸化ケイ素には、一般にコロイダルシリカと称される
物が著名であるが、アルコール類に溶解させた場合に溶
解するかもしくは均一に分散するものであればよい。
な酸化ケイ素には、一般にコロイダルシリカと称される
物が著名であるが、アルコール類に溶解させた場合に溶
解するかもしくは均一に分散するものであればよい。
【００１９】本発明の被膜を形成するのに用いられるア
ルミニウム原料は、焼成処理により実質的に酸化物を形
成しうる化合物であればよく、一般的にはアルミニウム
のハロゲン化物、オキシハロゲン物、硝酸塩、硫酸塩、
有機酸塩、水酸化物、アルコキシ化合物またはこれらの
水和物もしくは加水分解物が挙げられる。これらのうち
で好ましい物を例示すると、アルミニウム原料としてＡ
ｌＣｌ3、Ａｌ2（ＳＯ 4）3、Ａｌ（ＮＯ3）3、ラウリル
酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、ナフテン
酸アルミニウム等のＡｌ塩またはそれらの含水塩、もし
くはポリ塩化アルミニウム、ベーマイトのようなAlの水
酸化物、または一般式 Ａｌ（ＯＲ1）（ＯＲ2）（ＯＲ
3）、ＡｌＣｌ（ＯＲ1）（ＯＲ2）、ＡｌＣｌ2（Ｏ
Ｒ1）（ただし、式中Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3はメチル基、エチル
基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、セカンダリブ
チル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基またはフ
ェニル基のいずれかを示す。）で表されるアルコキシ化
合物であって、特にトリエトキシアルミニウム、トリイ
ソプロポキシアルミニウム、トリノルマルプロポキシア
ルミニウム、トリセカンダリブチルアルミニウム、クロ
ロジイソプロポキシアルミニウム、クロロジセカンダリ
ブチルアルミニウム、ジクロロイソプロポキシアルミニ
ウム、ジクロロセカンダリブチルアルミニウム等が挙げ
られる。
ルミニウム原料は、焼成処理により実質的に酸化物を形
成しうる化合物であればよく、一般的にはアルミニウム
のハロゲン化物、オキシハロゲン物、硝酸塩、硫酸塩、
有機酸塩、水酸化物、アルコキシ化合物またはこれらの
水和物もしくは加水分解物が挙げられる。これらのうち
で好ましい物を例示すると、アルミニウム原料としてＡ
ｌＣｌ3、Ａｌ2（ＳＯ 4）3、Ａｌ（ＮＯ3）3、ラウリル
酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、ナフテン
酸アルミニウム等のＡｌ塩またはそれらの含水塩、もし
くはポリ塩化アルミニウム、ベーマイトのようなAlの水
酸化物、または一般式 Ａｌ（ＯＲ1）（ＯＲ2）（ＯＲ
3）、ＡｌＣｌ（ＯＲ1）（ＯＲ2）、ＡｌＣｌ2（Ｏ
Ｒ1）（ただし、式中Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3はメチル基、エチル
基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、セカンダリブ
チル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基またはフ
ェニル基のいずれかを示す。）で表されるアルコキシ化
合物であって、特にトリエトキシアルミニウム、トリイ
ソプロポキシアルミニウム、トリノルマルプロポキシア
ルミニウム、トリセカンダリブチルアルミニウム、クロ
ロジイソプロポキシアルミニウム、クロロジセカンダリ
ブチルアルミニウム、ジクロロイソプロポキシアルミニ
ウム、ジクロロセカンダリブチルアルミニウム等が挙げ
られる。
【００２０】また、これらのうち、ＡｌＣｌ3、ＡｌＣ
ｌ3・６Ｈ2Ｏ、Ａｌ（ＮＯ3）3・９Ｈ2Ｏ、Ａｌ2（ＳＯ
4）3、が最も好ましい。同様に、ほう素原料としては焼
成処理により実質的に酸化物を形成しうる化合物であれ
ばよく、一般的にはほう酸またはその塩、ほう素のハロ
ゲン化物、有機酸塩、アルコキシ化合物またはこれらの
水和物もしくは加水分解物が挙げられる。これらのうち
で好ましい物を例示すると、無水ほう酸、Ｈ3ＢＯ3、ほ
う酸アンモニウム、ほう酸マグネシウム、ＢＣｌ3、Ｂ
Ｆ3、Ｂ（ＯＣＯＣＨ3）3、ほう酸エチル、ほう酸メチ
ル、ほう酸フェニルなどが挙げられる。
ｌ3・６Ｈ2Ｏ、Ａｌ（ＮＯ3）3・９Ｈ2Ｏ、Ａｌ2（ＳＯ
4）3、が最も好ましい。同様に、ほう素原料としては焼
成処理により実質的に酸化物を形成しうる化合物であれ
ばよく、一般的にはほう酸またはその塩、ほう素のハロ
ゲン化物、有機酸塩、アルコキシ化合物またはこれらの
水和物もしくは加水分解物が挙げられる。これらのうち
で好ましい物を例示すると、無水ほう酸、Ｈ3ＢＯ3、ほ
う酸アンモニウム、ほう酸マグネシウム、ＢＣｌ3、Ｂ
Ｆ3、Ｂ（ＯＣＯＣＨ3）3、ほう酸エチル、ほう酸メチ
ル、ほう酸フェニルなどが挙げられる。
【００２１】本発明においては、ケイ素およびほう素を
膜形成の主たる組成としているので造膜性、被膜の基材
への付着性、膜の安定性に優れるが、必要に応じて焼成
したときに対応する酸化物となる亜鉛、鉛の化合物を添
加することも有効である。
膜形成の主たる組成としているので造膜性、被膜の基材
への付着性、膜の安定性に優れるが、必要に応じて焼成
したときに対応する酸化物となる亜鉛、鉛の化合物を添
加することも有効である。
【００２２】親水性被膜形成に使用される塗布薬液の濃
度は、０．２〜５ｍｏｌ／ｌ が好ましいが、０．３〜
３ｍｏｌ／ｌ がより好ましい。濃度が０．２ｍｏｌ／
ｌよりも低いと１回の塗布操作において形成される膜が
薄いものとなり、繰り返し塗布に要する回数が増え実用
上不都合となる。また逆に濃度が５．０ｍｏｌ／ｌより
も高い場合には、クラック、剥離などが生じ、膜を得る
ことが困難になるという不利益がある。しかしながら、
必ずしもこの濃度条件でなければならないという訳では
なく、添加物、溶媒の種類により調節は可能である。
度は、０．２〜５ｍｏｌ／ｌ が好ましいが、０．３〜
３ｍｏｌ／ｌ がより好ましい。濃度が０．２ｍｏｌ／
ｌよりも低いと１回の塗布操作において形成される膜が
薄いものとなり、繰り返し塗布に要する回数が増え実用
上不都合となる。また逆に濃度が５．０ｍｏｌ／ｌより
も高い場合には、クラック、剥離などが生じ、膜を得る
ことが困難になるという不利益がある。しかしながら、
必ずしもこの濃度条件でなければならないという訳では
なく、添加物、溶媒の種類により調節は可能である。
【００２３】濃度調節用の溶媒にはアルコール類を用い
るのがよく、メタノール、エタノール、ｉ−プロパノー
ル、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノー
ル、ｔ−ブタノール、メトキシエタノール、エトキシエ
タノール、エチレングリコールなどが例示でき、これら
の２種以上を組み合わせて使用することも可能である。
るのがよく、メタノール、エタノール、ｉ−プロパノー
ル、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノー
ル、ｔ−ブタノール、メトキシエタノール、エトキシエ
タノール、エチレングリコールなどが例示でき、これら
の２種以上を組み合わせて使用することも可能である。
【００２４】この時得られる親水性被膜の膜厚は、０．
１〜１０μｍが好ましく、０．３〜５μｍがより好まし
い。０．１μｍよりも薄い膜では金属表面の親水性の付
与効果が充分でなく、一方、１０μｍよりも厚い膜では
剥離の原因となるクラックを生じやすく避けることが望
ましい。親水性被膜は、１回の塗布で形成することも複
数回で形成することも可能である。
１〜１０μｍが好ましく、０．３〜５μｍがより好まし
い。０．１μｍよりも薄い膜では金属表面の親水性の付
与効果が充分でなく、一方、１０μｍよりも厚い膜では
剥離の原因となるクラックを生じやすく避けることが望
ましい。親水性被膜は、１回の塗布で形成することも複
数回で形成することも可能である。
【００２５】薬液の基板上への塗布は、浸漬法、スプレ
ー法、ローラーコート法、フローコート法、スクリーン
印刷法等の方法により行う。親水性表面を有する金属の
種類は、熱伝導性、化学的安定性、機械的強度などをも
とに使用条件を考慮して選択されるが、鉄、アルミニウ
ム、アルミニウム合金、銅、真鍮、ステンレスなどが好
ましく、それらの形状は板状または中空コイル状のもの
が一般的であるが、各種の金属またはセラミックスを積
層したものや複合したものに親水性を付与することも当
然可能である。
ー法、ローラーコート法、フローコート法、スクリーン
印刷法等の方法により行う。親水性表面を有する金属の
種類は、熱伝導性、化学的安定性、機械的強度などをも
とに使用条件を考慮して選択されるが、鉄、アルミニウ
ム、アルミニウム合金、銅、真鍮、ステンレスなどが好
ましく、それらの形状は板状または中空コイル状のもの
が一般的であるが、各種の金属またはセラミックスを積
層したものや複合したものに親水性を付与することも当
然可能である。
【００２６】本発明の被覆方法においては基板の表面を
各種の前処理を施すことは有用である。機械研磨、電気
研磨、酸洗浄、アルカリ洗浄、水洗浄あるいは有機溶剤
による脱脂洗浄などはいずれの金属にたいしても有効で
ある。アルミニウムまたはアルミニウム合金の場合には
当分野において周知の技術である、アルマイト処理、ク
ロメート処理あるいは亜鉛、チタン、ジルコニウムなど
の燐酸塩による化成処理などが耐蝕性、被膜の付着性の
向上を目的として使用することもできる。さらに本発明
の目的を逸脱しない範囲においては、有機高分子化合物
による前処理を適用できる場合もある。
各種の前処理を施すことは有用である。機械研磨、電気
研磨、酸洗浄、アルカリ洗浄、水洗浄あるいは有機溶剤
による脱脂洗浄などはいずれの金属にたいしても有効で
ある。アルミニウムまたはアルミニウム合金の場合には
当分野において周知の技術である、アルマイト処理、ク
ロメート処理あるいは亜鉛、チタン、ジルコニウムなど
の燐酸塩による化成処理などが耐蝕性、被膜の付着性の
向上を目的として使用することもできる。さらに本発明
の目的を逸脱しない範囲においては、有機高分子化合物
による前処理を適用できる場合もある。
【００２７】各種方法により形成された塗膜は、50〜20
0 ℃で5 〜15分間乾燥および焼成し、電気炉により300
℃以上で10〜30分間焼成することで、優れた親水性表面
を有する金属を得ることができる。焼成温度の上限はと
くに限定する必要はないが、ステンレス鋼においては、
約500 ℃以下が好ましい。
0 ℃で5 〜15分間乾燥および焼成し、電気炉により300
℃以上で10〜30分間焼成することで、優れた親水性表面
を有する金属を得ることができる。焼成温度の上限はと
くに限定する必要はないが、ステンレス鋼においては、
約500 ℃以下が好ましい。
【００２８】以下に実施例によりさらに詳しく本発明を
説明する。
説明する。
【００２９】
【実施例】実施例１ 攪拌機を具えた２Ｌの三ツ口フラスコに、ＳｉＯ2換算
２８．０ｗｔ％のテトラエトキシシランのエタノール溶
液（コルコート（株）製）２１４ｇを入れ、それに水７
２ｃｃと３５％塩酸１ｃｃを添加し６０℃において２時
間還流下に攪拌した。これにエタノールを加えＳｉＯ2
換算１．０ｍｏｌ／ｌの溶液を調整した。
２８．０ｗｔ％のテトラエトキシシランのエタノール溶
液（コルコート（株）製）２１４ｇを入れ、それに水７
２ｃｃと３５％塩酸１ｃｃを添加し６０℃において２時
間還流下に攪拌した。これにエタノールを加えＳｉＯ2
換算１．０ｍｏｌ／ｌの溶液を調整した。
【００３０】この溶液３５０ｃｃを攪拌機を具えた２Ｌ
の三ツ口フラスコにとり、そこへ予め調整しておいた硝
酸アルミニウムの１．０ｍｏｌ／ｌの溶液（Ａｌ（ＮＯ
3）3・９Ｈ2Ｏのエタノール溶液であって、Ａｌ2Ｏ3換
算０．５ｍｏｌ／ｌ））１００ｃｃを添加して充分攪拌
し、ついで、予め調整しておいた無水ほう酸の１．０ｍ
ｏｌ／ｌの溶液（Ｂ2Ｏ3のエタノール溶液）８０ｃｃを
添加し、さらにそれに稀釈溶媒としてエタノール約３５
５ｃｃとイソプロパノール約４５ｃｃを添加し、０．５
ｍｏｌ／ｌの被膜形成用溶液を調整した。
の三ツ口フラスコにとり、そこへ予め調整しておいた硝
酸アルミニウムの１．０ｍｏｌ／ｌの溶液（Ａｌ（ＮＯ
3）3・９Ｈ2Ｏのエタノール溶液であって、Ａｌ2Ｏ3換
算０．５ｍｏｌ／ｌ））１００ｃｃを添加して充分攪拌
し、ついで、予め調整しておいた無水ほう酸の１．０ｍ
ｏｌ／ｌの溶液（Ｂ2Ｏ3のエタノール溶液）８０ｃｃを
添加し、さらにそれに稀釈溶媒としてエタノール約３５
５ｃｃとイソプロパノール約４５ｃｃを添加し、０．５
ｍｏｌ／ｌの被膜形成用溶液を調整した。
【００３１】この被膜形成用溶液を５００ｃｃガラス製
ビーカーに取り、その中へ５０ｘ１００ｘ０．２ｍｍの
ＳＵＳ３０４の試料片を投入し、次いで試料片を４ｍｍ
／ｓｅｃの一定速度で溶液から引き上げ、空気中、１５
０℃で２０分間乾燥、焼成し、さらに空気中５００℃で
30分間焼成することによりステンレス基板上に膜を形成
した。この膜の光学顕微鏡写真を図１に示す。
ビーカーに取り、その中へ５０ｘ１００ｘ０．２ｍｍの
ＳＵＳ３０４の試料片を投入し、次いで試料片を４ｍｍ
／ｓｅｃの一定速度で溶液から引き上げ、空気中、１５
０℃で２０分間乾燥、焼成し、さらに空気中５００℃で
30分間焼成することによりステンレス基板上に膜を形成
した。この膜の光学顕微鏡写真を図１に示す。
【００３２】被覆処理を施した試料について次の評価試
験を行い、膜の親水性と化学的安定性を確認した。 耐酸性試験： ガラス製の１Ｌビーカーに１重量％
塩酸溶液をいれ、その中に試料を浸漬し、室温で２４時
間放置した。時間の経過後試料を流水により洗浄し、表
面状態の観察を目視により行った。評価は全く変化の見
られない物を○、クラックや剥離を認められるものを×
とし、中間を△とした。
験を行い、膜の親水性と化学的安定性を確認した。 耐酸性試験： ガラス製の１Ｌビーカーに１重量％
塩酸溶液をいれ、その中に試料を浸漬し、室温で２４時
間放置した。時間の経過後試料を流水により洗浄し、表
面状態の観察を目視により行った。評価は全く変化の見
られない物を○、クラックや剥離を認められるものを×
とし、中間を△とした。
【００３３】 耐熱水試験： ガラス製の２Ｌオート
クレーブに純水をいれ、その中に試料を浸漬し、８０℃
で２４時間放置した。時間の経過後試料を流水により洗
浄し、表面状態の観察を目視により行った。評価は全く
変化の見られない物を○、クラックや剥離の見られるも
のを×とし、中間を△とした。
クレーブに純水をいれ、その中に試料を浸漬し、８０℃
で２４時間放置した。時間の経過後試料を流水により洗
浄し、表面状態の観察を目視により行った。評価は全く
変化の見られない物を○、クラックや剥離の見られるも
のを×とし、中間を△とした。
【００３４】 耐溶剤試験： ガラス製の１Ｌビーカ
ーにアセトンをいれ、その中に試料を浸漬し、室温で２
４時間放置した。時間の経過後試料を流水により洗浄
し、表面状態の観察を目視により行った。評価は全く変
化の見られない物を○、クラックや剥がれの見られるも
のを×とし、中間を△とした。
ーにアセトンをいれ、その中に試料を浸漬し、室温で２
４時間放置した。時間の経過後試料を流水により洗浄
し、表面状態の観察を目視により行った。評価は全く変
化の見られない物を○、クラックや剥がれの見られるも
のを×とし、中間を△とした。
【００３５】 水割れ試験： 蒸留水を入れたビーカ
ーに試料を１０秒浸漬し、速やかに引き上げた際の水の
切れ方を評価し、水滴の全く見られないものを○、全面
にわたり水滴以外に濡れた部分の認められない場合を
×、その中間を△とした。
ーに試料を１０秒浸漬し、速やかに引き上げた際の水の
切れ方を評価し、水滴の全く見られないものを○、全面
にわたり水滴以外に濡れた部分の認められない場合を
×、その中間を△とした。
【００３６】 濡れ拡がりの測定： 試料の表面にマ
イクロシリンジで５μｌの蒸留水を静かに滴下し、５秒
後における水滴の拡がりをノギスで測定した。それぞれ
の測定結果は表１に示す。被膜の濡れ拡がり性および水
割れ試験において比較例と比べ極めて優れた親水性を有
することは明白である。
イクロシリンジで５μｌの蒸留水を静かに滴下し、５秒
後における水滴の拡がりをノギスで測定した。それぞれ
の測定結果は表１に示す。被膜の濡れ拡がり性および水
割れ試験において比較例と比べ極めて優れた親水性を有
することは明白である。
【００３７】実施例２〜４ 実施例１と同様に表１に示す原料を用いてステンレス板
に被膜を形成した。これらの膜を光学顕微鏡により１０
００倍の倍率で目視観察したところ、いずれも１０μｍ
以下の細孔径を有することが認められた。結果を表１に
まとめる。
に被膜を形成した。これらの膜を光学顕微鏡により１０
００倍の倍率で目視観察したところ、いずれも１０μｍ
以下の細孔径を有することが認められた。結果を表１に
まとめる。
【表１】
【００３８】
【００３９】比較例１〜３ 比較例１、２ではそれぞれほう素成分、アルミニウム成
分とほう素成分のいずれをも欠いた膜を実施例１と同様
の方法で形成し、膜の特性を測定した。また、比較例３
では３号珪曹により被膜を形成し、膜の特性を測定し
た。これらの膜を光学顕微鏡により１０００倍の倍率で
目視観察したところ、いずれも細孔を有することは認め
られなかった。いずれも結果を表１に示す。
分とほう素成分のいずれをも欠いた膜を実施例１と同様
の方法で形成し、膜の特性を測定した。また、比較例３
では３号珪曹により被膜を形成し、膜の特性を測定し
た。これらの膜を光学顕微鏡により１０００倍の倍率で
目視観察したところ、いずれも細孔を有することは認め
られなかった。いずれも結果を表１に示す。
【００４０】
【発明の効果】本発明の被膜は、実施例の結果を示す表
１から明らかなように、熱交換器の凝縮器などに要求さ
れる親水性および水流れ性を有し、しかもアルカリ金属
の珪酸塩や有機物を含まないため苛酷な使用条件におい
ても長期間にわたって性能の変化しない親水性を発現す
るという効果を有する。
１から明らかなように、熱交換器の凝縮器などに要求さ
れる親水性および水流れ性を有し、しかもアルカリ金属
の珪酸塩や有機物を含まないため苛酷な使用条件におい
ても長期間にわたって性能の変化しない親水性を発現す
るという効果を有する。
【図１】実施例１の試料の光学顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２８Ｆ 19/02 9141−3Ｌ // Ｃ２３Ｃ 18/12
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくともケイ素、アルミニウムおよび
ほう素の酸化物よりなる膜を各構成元素が酸化物として
表示した場合において、ＳｉＯ2が５０〜９０モル％、
Ａｌ2Ｏ3が３〜４０モル％、Ｂ2Ｏ3が３〜４０モル％で
あり、かつ細孔径１０μｍ以下の均一な細孔を有するこ
とを特徴とする親水性被膜。 - 【請求項２】 金属表面の少なくとも一部が請求項１記
載の親水性被膜を有してなる熱交換器または蒸発器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16620092A JPH0610170A (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 親水性被膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16620092A JPH0610170A (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 親水性被膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610170A true JPH0610170A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=15826952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16620092A Pending JPH0610170A (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 親水性被膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610170A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0754157A (ja) * | 1993-08-13 | 1995-02-28 | Kobe Steel Ltd | 熱交換器用表面処理フィン材 |
| US7250994B2 (en) | 1996-11-20 | 2007-07-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display panel and method for manufacturing light reflecting film thereof |
| JP2011163714A (ja) * | 2010-02-12 | 2011-08-25 | Kobe Steel Ltd | 熱交換器用アルミニウムフィン材 |
| JP2017015359A (ja) * | 2015-07-06 | 2017-01-19 | 株式会社東芝 | 伝熱管およびその製造方法 |
-
1992
- 1992-06-24 JP JP16620092A patent/JPH0610170A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0754157A (ja) * | 1993-08-13 | 1995-02-28 | Kobe Steel Ltd | 熱交換器用表面処理フィン材 |
| US7250994B2 (en) | 1996-11-20 | 2007-07-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display panel and method for manufacturing light reflecting film thereof |
| JP2011163714A (ja) * | 2010-02-12 | 2011-08-25 | Kobe Steel Ltd | 熱交換器用アルミニウムフィン材 |
| JP2017015359A (ja) * | 2015-07-06 | 2017-01-19 | 株式会社東芝 | 伝熱管およびその製造方法 |
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