JPH0630728B2 - 耐水密着性に優れた下地皮膜を有する熱交換器用フィンの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、耐水密着性に優れた下地皮膜を有する熱交
換器用フィンの製造方法に関するものである。

この明細書において、アルミニウムとは、アルミニウム
およびアルミニウム合金を含むものとする。

従来の技術 従来、熱交換器用アルミニウム製フィン材の下地処理の
技術としては、種々のものが提案されている。例えば従
来、合成樹脂と金属含有化合物とを含む処理剤を用いて
アルミニウム・フィン材を下地処理することにより、耐
食性、成形性、耐熱黄変性にすぐれた下地処理フィン材
を製造する方法が知られている（例えば特開昭６２−２
４７８６６号公報参照）。

また従来、下地皮膜を構成する有機高分子樹脂中に水ガ
ラス（アルカリケイ酸塩）を非水溶化させる硬化剤を含
有させる下地処理を行なったのち、下地皮膜付きフィン
材を珪酸塩の水溶液で処理する親水化処理法が知られて
いる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来法のように、有機高分子樹脂を主成
分とする下地皮膜上に水ガラス皮膜を形成した場合、著
しく高湿度環境に放置されたり、あるいはプレス工程に
おいて水ガラス皮膜に外力がかゝったりすると、水ガラ
ス皮膜が少しずつ脱落するという事態が生じ、これがエ
バポレータ等熱交換器の外観不良や親水性劣化の問題に
つながった。また脱落した水ガラス片によるプレス金型
の摩耗も懸念されるという問題があった。

この発明の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、高
湿度環境下においても、表面側の親水性皮膜と、下地皮
膜との密着性（耐水密着性）がきわめて良好で、ひいて
はすぐれた親水性を長期間維持することができ、従っ
て、フィンに付着した水滴は、たちまち膜状に広がって
流下除去され、水滴付着によって通風抵抗が増大するよ
うなことがなく、熱交換効率が大幅に増大するうえに、
成形性が良好で、プレス金型の摩耗が少ない、耐水密着
性に優れた下地皮膜を有する熱交換器用フィンの製造方
法を提供しようとするにある。

課題を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、まず第１発
明の耐水密着性に優れた下地皮膜を有する熱交換器用フ
ィンの製造方法は、アルミニウム製フィン材の表面に、
スルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）またはその塩が導入された
水溶性有機高分子樹脂と、水溶性架橋材（無機系、有機
系）とを含む水溶液を塗布し、この水溶液が塗布された
フィン材を加熱して、スルホン化水溶性有機高分子樹脂
と架橋剤とを反応させることにより、アルミニウム製フ
ィン材の表面に下地皮膜を形成する第１工程と、下地皮
膜の表面に、アルカリケイ酸塩（Ａ）およびカルボニル
基を有する低分子有機化合物（Ｂ）を主成分とする親水
性皮膜形成剤を塗布し、この親水性皮膜形成剤が塗布さ
れた下地皮膜付きフィン材を加熱して、アルカリケイ酸
塩（Ａ）とカルボニル基を有する低分子有機化合物
（Ｂ）とを反応させることにより、親水性皮膜を形成す
る第２工程とよりなることを特徴としている。

またこの発明の第２発明の熱交換器用フィンの製造方法
は、スルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）またはその塩が導入さ
れた水溶性有機高分子樹脂と架橋剤とを反応させて下地
皮膜を形成する第１工程は、上記第１発明の場合と同様
であるが、第２工程の親水性皮膜形成剤にさらに水溶性
有機高分子化合物(C) を配合して、アルカリケイ酸塩
（Ａ）と、カルボニル基を有する低分子有機化合物
（Ｂ）と水溶性有機高分子化合物（Ｃ）とを主成分とす
る親水性皮膜形成剤を用いて親水性皮膜を形成すること
を特徴としている。

上記において、アルミニウム製フィン材は、所要長さを
有する平板の状態で処理および加工をすることができる
が、とくにコイル状の状態で連続的に処理および加工を
するのが好適である。

この発明の方法における上記第１工程において、スルホ
ン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）が導入されるべき有機高分子樹脂
としては、つぎのものがあげられる。

(i) 酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のビ
ニル系重合体およびその共重合体で、スルホン酸基が導
入されたもの。

(ii) アクリル酸、メタクリル酸およびそのエステル、
アクリルアミド等のアクリル系重合体およびその共重合
体で、スルホン酸基が導入されたもの。

(iii) スチレン系、オレフィン系、ウレタン系、ポリ
エステル系、アルキッド系、エポキシ系重合体およびそ
の共重合体で、スルホン酸基が導入されたもの。

(iv) 合成ゴム系で、スルホン酸基が導入されたもの。

なお、この明細書においては、スルホン酸基が導入され
た合成ゴムも、便宜上、スルホン酸基が導入された水溶
性有機高分子樹脂に含めて記載するものとする。

ここで、上記重合体にスルホン酸基を導入するには、一
般に、つぎの２つの方法がある。

第１に、スルホン酸基を有するモノマーを重合ないし共
重合する方法。

ここで、スルホン酸基を有するモノマーとしては、ビニ
ルスルホン酸、スチレンスルホン酸および２−アクリル
アミド−２メチルプロパンスルホン酸等があげられる。

第２に、重合体または共重合体にスルホン化剤を作用さ
せて、スルホン酸基をあとから導入する方法。

ここで、スルホン化剤としては、一般に重亜硫酸のナト
リウム塩、カルウム塩およびアンモニウム塩等の重亜硫
酸の塩が用いられるが、場合によっては亜硫酸ガスを用
いて、系中で重亜硫酸塩を調整し、それを反応に供する
こともできる。

なお、反応にさいしては反応促進剤として、酸化物を併
用することが好ましく、これには、例えば過硫酸カリウ
ム、などの過酸化物、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、
硝酸アンモニウムなどの硝酸塩、過酸化水素、酸素、有
機過酸化物などをあげることができる。

反応に用いられるスルホン化剤の使用割合は、目的とす
る生成物に応じて適宜選択されるが、一般に反応は定量
的に進行するところから、理論量または若干過剰の量を
用いれば充分である。

またスルホン化の反応時のｐＨは、８以下、好ましくは
７〜５とすることが適切であり、ｐＨの値が過度に大き
くなると反応性が阻害され、逆に過度に小さくなるとス
ルホン化生成物の溶解性が劣るので、好ましくない。

また反応温度は、通常、室温〜１８０℃、反応時間は１
〜２５時間程度であるが、これは勿論限定されるもので
はない。

有機高分子樹脂中のスルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）の含有
量は、スルホン化反応の条件、反応に用いられる有機高
分子樹脂の使用量などによって異なるが、通常は有機高
分子樹脂成分の２〜５０％程度、とりわけ５〜４０％程
度がスルホン化されているのが、好ましい。

スルホン化前の有機高分子樹脂の重量平均分子量は、1,
000 〜200,000 、好ましくは5,000 〜100,000 である。

なお、上記(i) 〜(iv)の有機高分子樹脂ないしは合成ゴ
ムを製造したのちに、これらを上記スルホン化剤を用い
てスルホン化するが、これらの有機高分子樹脂ないしは
合成ゴムの成分を予めスルホン化剤を用いてスルホン化
したのちに、スルホン化された成分を重合させる場合も
ある。

上記水溶性有機高分子樹脂のスルホン酸基（−ＳＯ
_３Ｈ）は、これが塩の形で存在していても良い。このよ
うな水溶性有機高分子樹脂のスルホン酸基の塩を構成す
るカチオン（陽イオン）としては、例えばアルカリ金
属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アミンなどを用
いる。

ここで、アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウ
ム、アルカリ土類金属としては、カルシウム、マグネシ
ウムなどがあげられる。

またアミンとしては、メチルアミン、エチルアミン、プ
ロピルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリ
エチルアミン、ブチルアミンなどのアルキルアミン、お
よびエチレンジアミン、ジエチレントリアミンなどのポ
リアミンがあげられる。

上記スルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）またはその塩が導入さ
れた水溶性有機高分子樹脂としては、具体的には、アク
リルアミド・２−アクリルアミド−２メチルプロパンス
ルホン酸の共重合体、およびスチレンスルホン酸ナトリ
ウム・アクリルアミドの共重合体、スルホン化ポリアク
リルアミド、スルホン化ポリスチレン等があげられる。

またこの発明の方法の上記第１工程において用いる水溶
性架橋剤には、水溶性無機系架橋剤と水溶性有機系架橋
剤とがあり、両者のうちいずれを用いても良く、また両
者を併用しても良い。

これらの水溶性架橋剤は、上記スルホン酸基（−ＳＯ_３
Ｈ）またはその塩が導入された水溶性有機高分子樹脂の
種類に応じて、適宜のものを使用する。

すなわち、例えばスルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）またはそ
の塩が導入された水溶性有機高分子樹脂が、活性水素を
有する有機高分子樹脂である場合には、水溶性架橋剤と
して、２個以上のイソシアネート基、アジリジル基、グ
リシジル基、メチロール基等の活性水素と反応し得る化
合物を用いる。

また水溶性有機高分子樹脂が、不飽和基を有するオリゴ
マーや有機高分子樹脂である場合には、水溶性架橋剤と
して、これと共重合可能な不飽和化合物を用いる。

さらに水溶性有機高分子樹脂が、酸素や窒素を含む水溶
性重合体または共重合体よりなる有機高分子樹脂である
場合には、水溶性架橋剤として、これらと錯化合物を形
成し得る金属化合物を用いる。この場合、架橋剤は、架
橋不溶化剤として作用する。とくに、４配位数以上の金
属化合物を用いるのが好ましく、これには、Ｃｒ、Ｔ
ｉ、Ａｌ、Ｚｎ化合物を用いるのが有効である。

この発明の方法の上記第１工程において、スルホン酸基
（−ＳＯ_３Ｈ）またはその塩が導入された水溶性有機高
分子樹脂と水溶性架橋剤（無機系、有機系）との配合比
は、水溶性有機高分子樹脂１重量部に対して、水溶性架
橋剤を０．１〜５重量部である。

ここで、スルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）またはその塩が導
入された水溶性有機高分子樹脂１重量部に対して水溶性
架橋剤が０．１重量部未満では、加熱乾燥時の架橋密度
が少なくなり、下地皮膜が充分に皮膜化されず、また５
重量部を越えると、下地処理液の液寿命（ポットライ
フ）が短時間になるので、好ましくない。

なお、スルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）またはその塩が導入
された水溶性有機高分子樹脂と水溶性架橋剤とは、水に
希釈して使用する。希釈割合は、下地皮膜の親水性、膜
厚および作業性を考慮して定める必要がある。

アルミニウム製フィン材の表面を上記配合物の水溶性で
処理するには、スプレー、はけ塗り、ロールコート、フ
ローコートによって塗布するか、または水溶液中にアル
ミニウム製フィン材を浸漬すればよい。

水溶液で処理した後のアルミニウム製フィン材は、１０
０〜２８０℃、好ましくは１５０〜２３０℃の温度で、
５秒〜２０分の時間、加熱乾燥して、表面に親水性下地
皮膜を形成する。

ここで、加熱乾燥温度が１００℃未満であれば、配合物
の皮膜化が十分なされず、２８０℃を越えると、それ以
上加熱しても効果がないばかりか、アルミニウムの材質
に悪影響を及ぼす。また加熱乾燥時間が５秒未満であれ
ば、配合物の皮膜化が十分なされず、２０分を越える
と、生産性が低下する。そして加熱乾燥温度が１８０〜
２８０℃と高い場合には、乾燥時間は３０秒〜１分と短
くてもよいが、温度が低い場合には、乾燥時間を長くす
る必要がある。加熱乾燥が不充分であると、配合物の皮
膜化が十分なされない。

また親水性下地皮膜は、アルミニウム製フィン材の表面
に１０μｍ以下、好ましくは０．０２〜２μｍの厚みで
形成する。ここで、下地皮膜の厚みが１０μｍを越える
と、乾燥に長時間を要するとともに、熱交換性能が低下
するので好ましくない。

つぎに、この発明の上記第２工程におけるアルカリケイ
酸塩（Ａ）は、皮膜に親水性を与えるための主成分を構
成するものであり、ＳｉＯ_２／Ｍ_２Ｏ（式中Ｍはリチウ
ム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属を意味す
る）で表わされる比が１以上のものを使用する必要があ
る。とくに、ＳｉＯ_２／Ｍ_２Ｏが２〜５のアルカリケイ
酸塩を用いるのが好ましい。

またこの発明の上記第２工程における低分子有機化合物
（Ｂ）は、分子内にカルボニル基（＞Ｃ＝０）を有する
低分子有機化合物であって、これはアルカリケイ酸塩
（Ａ）による皮膜を安定化させて、より親水性を向上さ
せ、かつ皮膜に柔軟性を与えるものである。

このような低分子有機化合物（Ｂ）としては、具体的に
はアルデヒド類、エステル類、およびアミド類などがあ
げられる。

ここで、アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、ア
セトアルデヒド、グリオキサール、マロンジアルデヒ
ド、スクシンジアルデヒド、グルタルジアルデヒドおよ
びフルフラールジアルデヒドなどを使用する。

またエステル類としては、ギ酸メチル、酢酸エチル、酢
酸メチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピオン酸メチ
ルなどの１価アルコールの脂肪酸エステル、またエチレ
ングリコールジ酢酸エステル、グリセリントリ酢酸エス
テル、エチレングリコールジプロピオン酸エステルなど
の多価アルコールの脂肪酸エステル、また、γ−ブチロ
ラクトン、ε−カプロラクトンなどの分子内エステル、
またエチレングリコールモノギ酸エステル、エチレング
リコールモノ酢酸エステル、エチレングリコールモノプ
ロピオン酸エステル、グリセリンモノギ酸エステル、グ
リセリンモノ酢酸エステル、グリセリンモノプロピオン
酸エステル、グリセリンジギ酸エステル、グリセリンジ
酢酸エステル、ソルビトールモノギ酸エステル、ソルビ
トールモノ酢酸エステル、およびグリコース酸モノ酢酸
エステルなどの多価アルコール部分エステル、またコハ
ク酸ジメチル、マレイン酸ジメチルなどの多塩基酸の１
価アルコールエステル、またエチレンカーボネート、プ
ロピレンカーボネート、グリセリンカーボネートなどの
環状カーボネートなどを使用する。

またアミド類としては、ホルムアミド、ジメチルホルム
アミド、アセトアミド、ジメチルアセトアミド、プロピ
オンアミド、ブチルアミド、アクリルアミド、マロンジ
アミド、ピロリドンおよびカプロラタムなどを使用す
る。

上記低分子有機化合物（Ｂ）のうちでは、均一な処理を
行なうために水溶性の化合物を使用するのが好ましく、
とくに、アルデヒド類およびエステル類を使用するのが
好ましい。

つぎに、この発明の上記第２工程における水溶性有機高
分子化合物（Ｃ）は、アルカリケイ酸塩（Ａ）とカルボ
ニル基を有する低分子有機化合物（Ｂ）とから形成され
た皮膜の親水性をさらに向上させるとともに、柔軟性を
も向上させるものである。

このような水溶性有機高分子化合物（Ｃ）としては、具
体的には、多糖類系天然高分子、水溶性蛋白系天然高分
子、アニオン、非イオンあるいはカチオン性付加重合系
水溶性合成高分子、および重縮合系水溶性高分子などが
あげられる。

ここで、多糖類天然高分子としては、可溶性デンプン、
カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロ
ース、グアーガム、トラガカントゴム、キサンタンガ
ム、アルギン酸ソーダなどを使用する。水溶性蛋白系天
然高分子としては、ゼラチンなどを使用する。

アニオンあるいは非イオン性付加重合系水溶性高分子と
しては、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ソーダ、ポリ
アクリルアミド、これの部分加水分解物、ポリビニルア
ルコール、ポリヒドロキシエチルアマリレート、ポリビ
ニルピロリドン、アクリル酸共重合体、マレイン酸共重
合体およびこれらのアルカリ金属、有機アミンおよびア
ンモニウムの塩などを使用する。また、上記の付加重合
系水溶性合成高分子のカルボキシメチル化あるいはスル
ホン化などによる変性水溶性合成高分子も使用できる。

カチオン性付加重合系水溶性合成高分子としては、ポリ
エチレンイミン、ポリアクリルアミドのマンニッヒ変性
化合物、ジアクリルジメチルアルミニウムクロライド、
ポリビニルイミダゾリン、ジメチルアミノエチルアクリ
レート重合体などのポリアルキルアミノ（メタ）アクリ
レートなどを使用する。

重縮合系水溶性合成高分子としては、ポリオキシエチレ
ングリコール、ポリオキシエチレンオキシプロピレング
リコールなどのポリアルキレンポリオール、エチレンジ
アミンまたはヘキサメチルジアミンなどのポリアミンと
エピクロルヒドリンとの重縮合物、水溶性ポリエーテル
とポリイソシアネートの重縮合された水溶性ポリウレタ
ン樹脂、ポリヒドロキシメチル尿素樹脂、ポリヒドロキ
シメチルメラミン樹脂などを使用する。

上記水溶性有機高分子化合物（Ｃ）のうちでは、カルボ
ン酸あるいはカルボン酸塩基を有するアニオン性付加重
合系水溶性高分子を使用するのが好ましく、とくにポリ
アクリル酸、アクリル酸共重合体、マレイン酸共重合体
およびこれらのアルカリ金属塩を使用するのがよい。こ
こで、アクリル酸共重合体とマレイン酸共重合体として
は、アクリル酸とマレイン酸同志の共重合体、並びにア
クリル酸またはマレイン酸と、メタアクリル酸、メチル
メタアクリエート、エチルメタアクリエート、ヒドロキ
シエチルメタアクリレート、イタコン酸、ビニルスルホ
ン酸、アクリルアミドとの共重合体を使用するのが好ま
しい。

上記第１発明と第２発明の第２工程において、アルカリ
ケイ酸塩（Ａ）と、カルボニル基を有する低分子有機化
合物（Ｂ）と、水溶性有機高分子化合物（Ｃ）との配合
比は、つぎのとおりである。

まず（Ａ）＋（Ｂ）の場合は、アルカリケイ酸塩（Ａ）
１重量部に対して、カルボニル基を有する低分子有機化
合物（Ｂ）を０．１〜５重量部の割合で配合する。

つぎに（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）の場合には、アルカリケ
イ酸塩（Ａ）１重量部に対して、カルボニル基を有する
低分子有機化合物（Ｂ）を０．１〜５重量部、および水
溶性有機高分子化合物を０．０１〜５重量部の割合で配
合する。

上記において、親水性皮膜形成剤中におけるアルカリケ
イ酸塩（Ａ）の配合量が少ない場合には、下地皮膜の表
面に充分な親水性皮膜が形成されない。またあまり多す
ぎると皮膜が硬くなりすぎ、成形性および耐金型摩耗性
が悪くなる。

またカルボニル基を有する低分子有機化合物（Ｂ）がア
ルカリケイ酸塩（Ａ）１重量部に対して０．１重量部未
満では、低分子有機化合物（Ｂ）を添加した効果が表わ
れず、また５重量部を越えると、相対的にアルカリケイ
酸塩（Ａ）が少なくなるので、親水性が充分発揮されな
い。

水溶性有機高分子化合物（Ｃ）がアルカリケイ酸塩
（Ａ）１重量部に対して０．０１重量部未満では、高分
子化合物（Ｃ）を添加した効果が表われず、また５重量
部を越えると、形成される皮膜が水に溶出され易くな
り、親水性の持続効果が低下する。

上記第１発明および第２発明において、アルカリケイ酸
塩（Ａ）と、カルボニル基を有する低分子有機化合物
（Ｂ）と、水溶性高分子化合物（Ｃ）とは、水に希釈し
て使用する。希釈割合は、皮膜の親水性、膜厚および作
業性を考慮して定める必要がある。

前記のように、スルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）またはその
塩が導入されかつ水溶性架橋剤によって変性された水溶
性有機高分子樹脂よりなる下地皮膜付きアルミニウム製
フィン材の表面を、上記（Ａ）＋（Ｂ）または（Ａ）＋
（Ｂ）＋（Ｃ）の親水性処理剤の水溶液で処理するに
は、前記下地処理の場合と同様に、スプレー、はけ塗
り、ロールコート、フローコートによって塗布するか、
または水溶液中にアルミニウム製フィン材を浸漬すれば
よい。

親水性処理剤の水溶液で処理した後のアルミニウム製フ
ィン材は、１００〜２８０℃、好ましくは１５０〜２３
０℃の温度で、５秒〜３０分の時間加熱乾燥して、表面
に親水性皮膜を形成する。

ここで、加熱乾燥温度が１００℃未満であれば、親水性
処理剤の皮膜化が十分なされず、２８０℃を越えると、
それ以上加熱しても効果がないばかりか、アルミニウム
の材質に悪影響を及ぼす。また加熱乾燥時間が５秒未満
であれば、親水性処理剤の皮膜化が十分なされず、３０
分を越えると、生産性が低下する。そして加熱乾燥温度
が１８０〜２８０℃と高い場合には、乾燥時間は５秒〜
１分と短くてもよいが、温度が低い場合には、乾燥時間
を長くする必要がある。加熱乾燥が不充分であると、親
水性処理剤の皮膜化が十分なされない。

また上記（Ａ）＋（Ｂ）または（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）
の各成分の親水性皮膜は、下地皮膜の表面に０．１〜１
０ｇ／ｍ^２、好ましくは０．５〜３ｇ／ｍ^２割合で形成
する。

ここで、皮膜が０．１ｇ／ｍ^２以上であれば、初期の親
水性は良好であるが、さらに良好な親水性を維持するた
めには、０．５ｇ／ｍ^２以上の皮膜を形成するのが好ま
しい。また皮膜が１０ｇ／ｍ^２を越えると、乾燥に長時
間を要するとともに、プレス成形性に悪影響を与えるの
で好ましくない。

なお、上記親水性処理剤の水溶液中には、従来より公知
の添加剤、例えば亜硝酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリ
ウム、メタホウ酸ナトリウムなどの無機系防錆剤、安息
香酸およびその塩、パラニトロ安息香酸およびその塩、
シクロヘキシルアミン炭酸塩、ベンゾトリアゾールなど
の有機系防錆剤を配合しても勿論よい。

上記のようにして得られた下地皮膜と親水性皮膜を有す
るアルミニウム製フィン材を最後にプレス加工すること
により熱交換器用フィンをつくる。

ここで、プレス加工とは、上記皮膜付きフィン材よりチ
ューブ挿通孔を有する板状フィンを形成するための加工
であって、これには、張出し加工、絞り加工、打抜き加
工、カーリング加工、およびチューブ挿通孔周縁の筒形
立上り壁をしごいて高くするしごき加工等が含まれる。
またアルミニウム製フィン材がコイル材である場合に
は、これらの加工の後に続いて行なうフィン材を所定の
長さに切断するせん断加工も含まれる。

この発明の上記第１発明および第２発明の方法により製
造されたスルホン酸基導入下地皮膜と特定の親水性皮膜
を有する熱交換器用フィンは、皮膜成分が比較的柔らか
いので、プレス金型の摩耗が少なく、成形性および耐金
型摩耗性にもすぐれており、きわめて円滑にプレス加工
を行なうことができ、熱交換器用フィンを能率よくつく
ることができる。

しかもこの発明の方法による熱交換器用フィンは、いず
れも非常にすぐれた親水性を有しており、また高湿度環
境下においても、表面側の親水性皮膜と下地皮膜との耐
水密着性がきわめて良好である。従って、例えばアルカ
リケイ酸塩（Ａ）すなわち水ガラスを親水性皮膜構成成
分として使用した上記第１発明と第２発明の場合におい
ても、著しい高湿度環境に放置されたり、あるいはプレ
ス工程において水ガラス含有親水性皮膜に外力がかゝっ
たりしても、水ガラス含有親水性皮膜が脱落するという
ようなことがなく、エバポレータ等熱交換器の外観不良
や親水性劣化の問題が全く生じないものである。

実施例 つぎに、この発明の実施例を比較例とともに説明する。

実施例１ アルミニウム製フィン材として、厚さ０．２mm、幅５０
mm、および長さ１００mmのＪＩＳＡ−１１００Ｈ２４の
アルミニウム薄板を用いた。このアルミニウム薄板の表
面に、スルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）が導入された水溶性
有機高分子樹脂としてアクリルアミド・２−アクリルア
ミド−２メチルプロパンスルホン酸の共重合体５０g/リ
ットルと、水溶性無機架橋剤として無水クロム酸２ｇ／
リットルおよびフッ化ジルコン２５ｇ／リットルとを含
む水溶液を塗布し、この水溶液が塗布されたフィン材を
２００℃で１５分間、加熱して、スルホン化水溶性有機
高分子樹脂と架橋剤とを反応させることにより、アルミ
ニウム薄板の表面に下地皮膜を形成した。

つぎに、下地皮膜の表面に、アルカリケイ酸塩（Ａ）２
重量％、カルボニル基を有する低分子有機化合物（Ｂ）
としてγ−ブチロラクトン２重量％、および水溶性有機
高分子化合物（Ｃ）としてアクリル酸・酢酸ビニル共重
合体のナトリウム塩２重量％を主成分とする親水性皮膜
形成剤を塗布し、この親水性皮膜形成剤が塗布された下
地皮膜付きフィン材を２００℃で１分間、加熱して、ア
ルカリケイ酸塩（Ａ）とカルボニル基を有する低分子有
機化合物（Ｂ）と水溶性有機高分子化合物（Ｃ）とを反
応させることにより、親水性皮膜を形成した。

そして最後に、この下地皮膜と親水性皮膜を有するアル
ミニウム薄板を成形して、熱交換器用フィンを製造し
た。

なお、上記アルカリケイ酸塩（Ａ）としては、ＳｉＯ_２
／Ｎａ_２Ｏ比が３のものを用いた。

比較例１ 比較のために、上記アルミニウム薄板の表面に、スルホ
ン酸基が導入されていない水溶性有機高分子樹脂として
アクリルアミド・２−アクリルアミド−エチルアミンの
共重合体５０ｇ／リットルと、水溶性架橋剤として無水
クロム酸２ｇ／リットルおよびフッ化ジルコン２５ｇ／
リットルとを含む水溶液を塗布を塗布する外は、上記実
施例１の場合と全く同様に操作して、スルホン酸基が導
入されていない下地皮膜と親水性皮膜を有するアルミニ
ウム薄板を成形して、熱交換器用フィンを製造した。

実施例２ 上記実施例１の場合と同じアルミニウム薄板の表面に、
実施例１の場合と同様にしてスルホン酸基（−ＳＯ
_３Ｈ）が導入された下地皮膜を形成した。

つぎに、この下地皮膜の表面に、アルカリケイ酸塩
（Ａ）５重量％、カルボニル基を有する低分子有機化合
物（Ｂ）としてγ−ブチロラクトン５重量％を主成分と
する親水性皮膜形成剤を塗布し、この親水性皮膜形成剤
が塗布された下地皮膜付きフィン材を２００℃で１分
間、加熱して、アルカリケイ酸塩とγ−ブチロラクトン
とを反応させることにより、親水性皮膜を形成した。そ
して、この下地皮膜と親水性皮膜を有するアルミニウム
薄板を成形して、熱交換器用フィンを製造した。

比較例２ 比較のために、上記アルミニウム薄板の表面に、スルホ
ン酸基が導入されていない水溶性有機高分子樹脂として
アクリルアミド・２−アクリルアミド−エチルアミンの
共重合体５０ｇ／リットルと、水溶性架橋剤として無水
クロム酸２ｇ／リットルおよびフッ化ジルコン２５ｇ／
リットルとを含む水溶液を塗布を塗布する外は、上記実
施例２の場合と全く同様に操作して、スルホン酸基が導
入されていない下地皮膜と親水性皮膜を有するアルミニ
ウム薄板を成形して、熱交換器用フィンを製造した。

評価試験 上記のようにして得られた各種熱交換器用フィンの性能
を評価するために、親水性および耐水密着性を測定し、
得られた結果を下表に示した。

ここで、親水性は、初期の段階、すなわちプレス成形さ
れた熱交換器用フィン表面のプレス油を溶剤で脱脂処理
した後の段階と、流水−乾燥サイクルテスト後の段階に
おいて、それぞれフィンの水の接触角を図ることにより
測定した。

親水性の評価は、接触角２０゜以下を◎、２０゜〜４０
゜を○として表示した。なお、接触角が４０゜を越える
ものはなかった。

耐水密着性は、関係湿度７０％以上の環境下において、
下地皮膜と親水性皮膜を有する熱交換器用アルミニウム
製フィンの試料の表面を密着製試験治具（フェルト）で
１回こすった後の外観を評価した。

この耐金型摩耗性の評価は、治具（フェルト）でこすっ
た後、変化のないものを◎、わずかに剥がれるものを○
として表示した。なお、剥れのひどいものや全部剥れる
ものはなかった。

上記表から明らかなように、この発明の方法により表面
にスルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）が導入された下地皮膜と
特定の親水性皮膜を有する実施例１および２の熱交換器
用フィンは、比較例１および２のフィンに比べて、初期
の親水性についてはほゞ同様であるが、親水性の経時劣
化が少ない。

また高湿度環境下において、表面側の親水性皮膜と下地
皮膜との耐水密着性がきわめて良好であり、例えばアル
カリケイ酸塩（Ａ）すなわち水ガラスを親水性皮膜構成
成分として使用した場合にも、著しい高湿度環境に放置
されたり、あるいはプレス工程において水ガラス含有親
水性皮膜に外力がかゝったりしても、水ガラス含有親水
性皮膜が脱落するというようなことがなく、従ってこの
ような水ガラス含有親水性皮膜の脱落によるエバポレー
タ等の熱交換器の外観不良や親水性劣化の問題が全く生
じないものである。

またこの発明の上記実施例１および２の熱交換器用フィ
ンは、皮膜成分が比較的柔らかいので、プレス金型の摩
耗が少なく、成形性および耐金型摩耗性にもすぐれてい
る。

発明の効果 この発明による熱交換器用フィンの製造方法は、上述の
ように、まず第１発明の方法は、アルミニウム製フィン
材の表面に、スルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）またはその塩
が導入された水溶性有機高分子樹脂と、水溶性架橋剤
（無機系、有機系）とを含む水溶液を塗布し、この水溶
液が塗布されたフィン材を加熱して、スルホン化水溶性
有機高分子樹脂と架橋剤とを反応させることにより、ア
ルミニウム製フィン材の表面に下地皮膜を形成する第１
工程と、下地皮膜の表面に、アルカリケイ酸塩（Ａ）お
よびカルボニル基を有する低分子有機化合物（Ｂ）を主
成分とする親水性皮膜形成剤を塗布し、この親水性皮膜
形成剤が塗布された下地皮膜付きフィン材を加熱して、
アルカリケイ酸塩（Ａ）とカルボニル基を有する低分子
有機化合物（Ｂ）とを反応させることにより、親水性皮
膜を形成する第２工程とよりなるものであり、また第２
発明の方法は、第１工程は上記第１発明と同様である
が、第２工程の親水性皮膜形成剤にさらに水溶性有機高
分子化合物（Ｃ）を配合して、アルカリケイ酸塩（Ａ）
と、カルボニル基を有する低分子有機化合物（Ｂ）と水
溶性有機高分子化合物（Ｃ）とを主成分とする親水性皮
膜形成剤を用いて親水性皮膜を形成するものであるが、
この発明の第１発明および第２発明の方法により製造さ
れた熱交換器用フィンは、いずれも非常にすぐれた親水
性を有しており、しかも親水性の経時劣化が少ない。ま
た高湿度環境下においても、表面側の親水性皮膜と下地
皮膜との耐水密着性がきわめて良好である。

従って、例えばこの発明の第１発明および第２発明の方
法において、アルカリケイ酸塩（Ａ）すなわち水ガラス
を親水性皮膜構成成分として使用した場合にも、著しい
高湿度環境に放置されたり、あるいはプレス工程におい
て水ガラス含有親水性皮膜に外力がかゝったりしても、
水ガラス含有親水性皮膜が剥れるというようなことがな
く、従ってこのような水ガラス含有親水性皮膜の脱落に
よるエバポレータ等熱交換器の外観不良や親水性劣化の
問題が全く生じないという効果を奏する。

なお、この発明の第１発明においては、第２工程でアル
カリケイ酸塩（Ａ）と、カルボニル基を有する低分子有
機化合物（Ｂ）とが反応して、三次元化された不溶性の
ケイ酸塩皮膜が形成されるが、このとき、低分子有機化
合物（Ｂ）はケイ酸塩の三次元網状ポリマー内に取り込
まれるため、安定したケイ酸塩皮膜が形成され、親水性
がさらに良好となるとともに、皮膜の柔軟性が増大す
る。

またこの発明の第２発明においては、第２工程で、上記
第１発明の第２工程の親水性皮膜形成剤に、さらに水溶
性有機高分子化合物（Ｃ）を添加しているので、この水
溶性有機高分子化合物（Ｃ）がさらにケイ酸塩の三次元
ポリマー内に取り込まれ、親水性および皮膜の柔軟性が
より一層増大するものである。

なお、この発明の上記第１発明および第２発明の方法に
より製造されたフィンに付着した水滴は、たちまちその
形を崩してフィンの表面に膜状となって広がり、流下除
去せられる。表面張力によりフィンに残存した水も薄い
膜状となるため、これは通風の妨げにならない。従って
水滴付着によって通風抵抗が増大するようなことがな
く、熱交換効率のよい熱交換器が得られる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウム製フィン材の表面に、スルホ
   ン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）またはその塩が導入された水溶性
   有機高分子樹脂と、水溶性架橋剤とを含む水溶液を塗布
   し、この水溶液が塗布されたフィン材を加熱して、スル
   ホン化水溶性有機高分子樹脂と架橋剤とを反応させるこ
   とにより、アルミニウム製フィン材の表面に下地皮膜を
   形成する第１工程と、下地皮膜の表面に、アルカリケイ
   酸塩（Ａ）およびカルボニル基を有する低分子有機化合
   物（Ｂ）を主成分とする親水性皮膜形成剤を塗布し、こ
   の親水性皮膜形成剤が塗布された下地皮膜付きフィン材
   を加熱して、アルカリケイ酸塩（Ａ）とカルボニル基を
   有する低分子有機化合物（Ｂ）とを反応させることによ
   り、親水性皮膜を形成する第２工程とよりなる、耐水密
   着性に優れた下地皮膜を有する熱交換器用フィンの製造
   方法。
2. 【請求項２】アルミニウム製フィン材の表面に、スルホ
   ン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）またはその塩が導入された水溶性
   有機高分子樹脂と、水溶性架橋剤とを含む水溶液を塗布
   し、この水溶液が塗布されたフィン材を加熱して、スル
   ホン化水溶性有機高分子樹脂と架橋剤とを反応させるこ
   とにより、アルミニウム製フィン材の表面に下地皮膜を
   形成する第１工程と、下地皮膜の表面に、アルカリケイ
   酸塩（Ａ）、カルボニル基を有する低分子有機化合物
   （Ｂ）および水溶性有機高分子化合物（Ｃ）を主成分と
   する親水性皮膜形成剤を塗布し、この親水性皮膜形成剤
   が塗布された下地皮膜付きフィン材を加熱して、アルカ
   リケイ酸塩（Ａ）とカルボニル基を有する低分子有機化
   合物（Ｂ）と水溶性有機高分子化合物（Ｃ）とを反応さ
   せることにより、親水性皮膜を形成する第２工程とより
   なる、耐水密着性に優れた下地皮膜を有する熱交換器用
   フィンの製造方法。