JPH0726388A - 親水処理を施した金属伝熱材 - Google Patents
親水処理を施した金属伝熱材Info
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- JPH0726388A JPH0726388A JP5192802A JP19280293A JPH0726388A JP H0726388 A JPH0726388 A JP H0726388A JP 5192802 A JP5192802 A JP 5192802A JP 19280293 A JP19280293 A JP 19280293A JP H0726388 A JPH0726388 A JP H0726388A
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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
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 親水性に優れ、また親水性の劣化の少ない金
属伝熱材。 【構成】 表面に残留する有機物をＸ線分光分析したと
き、親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペクトル強度が疎水
基［−ＣＨ］のピークスペクトル強度より大きい親水性
金属伝熱材。また、表面に残留する有機物をＸ線分光分
析したとき、親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペクトル強
度が疎水基［−ＣＨ］のピークスペクトル強度より大き
く、且つ［−Ｃ＝Ｏ］と［−ＣＨ］とのピークスペクト
ル強度の和と銅のＸ線分光分析ピークスペクトル強度と
の比が１より小さい親水性銅及び銅合金伝熱材。
属伝熱材。 【構成】 表面に残留する有機物をＸ線分光分析したと
き、親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペクトル強度が疎水
基［−ＣＨ］のピークスペクトル強度より大きい親水性
金属伝熱材。また、表面に残留する有機物をＸ線分光分
析したとき、親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペクトル強
度が疎水基［−ＣＨ］のピークスペクトル強度より大き
く、且つ［−Ｃ＝Ｏ］と［−ＣＨ］とのピークスペクト
ル強度の和と銅のＸ線分光分析ピークスペクトル強度と
の比が１より小さい親水性銅及び銅合金伝熱材。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、吸収式冷凍機、吸収式
冷温水機等における伝熱面の片側を流体が膜状に濡れ広
がりつつ流下し、反対側を流れる流体と熱交換する流下
液膜式熱交換器等に使用される金属伝熱材であって、親
水性に優れ、また親水性の劣化の少ない金属伝熱材に関
するものである。
冷温水機等における伝熱面の片側を流体が膜状に濡れ広
がりつつ流下し、反対側を流れる流体と熱交換する流下
液膜式熱交換器等に使用される金属伝熱材であって、親
水性に優れ、また親水性の劣化の少ない金属伝熱材に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】吸収式冷凍機等の流下液膜式熱交換器
は、片側に液体を流下させ、もう一方の側の流体と熱交
換をする。このため、流下液膜式熱交換器に使用される
材料には表面の濡れ広がり性、すなわち、親水性が要求
され、親水性が悪いと熱交換器の伝熱性能低下を生じ
る。したがって、通常、この種の熱交換器では数日間の
試運転及び慣らし運転をして所定の性能を確認した後に
製品が出荷されている。
は、片側に液体を流下させ、もう一方の側の流体と熱交
換をする。このため、流下液膜式熱交換器に使用される
材料には表面の濡れ広がり性、すなわち、親水性が要求
され、親水性が悪いと熱交換器の伝熱性能低下を生じ
る。したがって、通常、この種の熱交換器では数日間の
試運転及び慣らし運転をして所定の性能を確認した後に
製品が出荷されている。
【０００３】一方、この種の金属伝熱材は、抽伸加工・
転造加工等の塑性加工や切断加工時において表面に抽伸
油、転造油等の加工油が付着し、加工の後に熱処理を施
す場合には残留する残存油分等の疎水基［−ＣＨ］を有
する有機物等が表面に付着することになる。そこで、下
記の処理を施した材料として、試運転及び慣らし運転の
時間短縮が図られていた。
転造加工等の塑性加工や切断加工時において表面に抽伸
油、転造油等の加工油が付着し、加工の後に熱処理を施
す場合には残留する残存油分等の疎水基［−ＣＨ］を有
する有機物等が表面に付着することになる。そこで、下
記の処理を施した材料として、試運転及び慣らし運転の
時間短縮が図られていた。
【０００４】(1)機械的研磨処理を施した材料 金属材料表面をワイヤーブラシ又はサンドペーパー等で
研磨し、材料表面に付着している有機物等を除去するこ
とにより、表面親水性を向上させた材料である。或いは
更に親水性向上を図るため、有機溶剤等により洗浄をし
た後、上記の研磨処理を施した材料である。
研磨し、材料表面に付着している有機物等を除去するこ
とにより、表面親水性を向上させた材料である。或いは
更に親水性向上を図るため、有機溶剤等により洗浄をし
た後、上記の研磨処理を施した材料である。
【０００５】(2)表面化学処理を施した管 硫酸及び界面活性剤等により表面を洗浄して活性化させ
ることにより、表面親水性を向上させた材料である。
ることにより、表面親水性を向上させた材料である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
親水処理を施した材料は、親水性はある程度改善されて
いるため、熱交換器の試運転及び慣らし運転時間を多少
短縮できるが、所定の性能を出すためには、なお長時間
の試運転及び慣らし運転の時間を必要としていた。ま
た、上述の親水処理を施した材料を使用したものは、時
間を経るに従い、親水性が急激に劣化するという欠点を
有していた。
親水処理を施した材料は、親水性はある程度改善されて
いるため、熱交換器の試運転及び慣らし運転時間を多少
短縮できるが、所定の性能を出すためには、なお長時間
の試運転及び慣らし運転の時間を必要としていた。ま
た、上述の親水処理を施した材料を使用したものは、時
間を経るに従い、親水性が急激に劣化するという欠点を
有していた。
【０００７】このため、材料を熱交換器に組み込む前に
１ヶ月以上保管する場合には、親水性の経時劣化により
上記の試運転時間が更に延びていた。
１ヶ月以上保管する場合には、親水性の経時劣化により
上記の試運転時間が更に延びていた。
【０００８】本発明は、かゝる問題点に鑑みて、表面親
水性が優れていると共にその経時劣化が少なく、伝熱性
能に優れ、試運転時間の短縮に寄与し得る親水性金属材
料を提供することを目的とするものである。
水性が優れていると共にその経時劣化が少なく、伝熱性
能に優れ、試運転時間の短縮に寄与し得る親水性金属材
料を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明は、表面に残留する有機物をＸ線
分光分析したとき、親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペク
トル強度が疎水基［−ＣＨ］のピークスペクトル強度よ
り大きいことを特徴とし、或いは更に、表面に平均厚み
３００〜１４００Åの酸化皮膜を有することを特徴とす
る親水性金属伝熱材を要旨としている。
の手段として、本発明は、表面に残留する有機物をＸ線
分光分析したとき、親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペク
トル強度が疎水基［−ＣＨ］のピークスペクトル強度よ
り大きいことを特徴とし、或いは更に、表面に平均厚み
３００〜１４００Åの酸化皮膜を有することを特徴とす
る親水性金属伝熱材を要旨としている。
【００１０】また、他の本発明は、表面に残留する有機
物をＸ線分光分析したとき、親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピー
クスペクトル強度が疎水基［−ＣＨ］のピークスペクト
ル強度より大きく、且つ該親水基［−Ｃ＝Ｏ］と疎水基
［−ＣＨ］とのピークスペクトル強度を和したピークス
ペクトル強度と銅のＸ線分光分析ピークスペクトル強度
との比｛［−Ｃ＝Ｏ］＋［−ＣＨ］｝／Ｃuが１より小
さいことを特徴とし、或いは更に、表面に平均厚み３０
０〜１４００Åの酸化皮膜を有することを特徴とする親
水性銅及び銅合金伝熱材を要旨としている。
物をＸ線分光分析したとき、親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピー
クスペクトル強度が疎水基［−ＣＨ］のピークスペクト
ル強度より大きく、且つ該親水基［−Ｃ＝Ｏ］と疎水基
［−ＣＨ］とのピークスペクトル強度を和したピークス
ペクトル強度と銅のＸ線分光分析ピークスペクトル強度
との比｛［−Ｃ＝Ｏ］＋［−ＣＨ］｝／Ｃuが１より小
さいことを特徴とし、或いは更に、表面に平均厚み３０
０〜１４００Åの酸化皮膜を有することを特徴とする親
水性銅及び銅合金伝熱材を要旨としている。
【００１１】
【００１２】以下に本発明を更に詳細に説明する。
【００１３】本発明においては、まず、金属材料表面に
残留している有機物をＸ線分光分析(ＸＰＳ)したとき、
親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペクトル強度が疎水基
［−ＣＨ］のピークスペクトル強度より大きくなってい
る。
残留している有機物をＸ線分光分析(ＸＰＳ)したとき、
親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペクトル強度が疎水基
［−ＣＨ］のピークスペクトル強度より大きくなってい
る。
【００１４】材料の塑性加工、切削加工等の加工時にお
いては表面に抽伸油、転造油、切削油等の加工油が付着
し、従来より、洗浄等の手段を用いて材料表面から除去
している。これら有機物は疎水基［−ＣＨ］を有し疎水
性であるため、親水性を得るためにこれら有機物を完全
に除去する必要があったが、通常の工業的生産において
はこれら有機物は多少残留する傾向があった。
いては表面に抽伸油、転造油、切削油等の加工油が付着
し、従来より、洗浄等の手段を用いて材料表面から除去
している。これら有機物は疎水基［−ＣＨ］を有し疎水
性であるため、親水性を得るためにこれら有機物を完全
に除去する必要があったが、通常の工業的生産において
はこれら有機物は多少残留する傾向があった。
【００１５】そこで、本発明者は、この残留有機物を完
全に除去しなくても良好な親水性が得られる方策につい
て鋭意検討を重ねた結果、例えばコロナ放電処理を施し
た材料表面の有機物等が疎水性から親水性に変質してお
り、この材料が良好な親水性を示すことを知見した。す
なわち、材料表面に有機物が残留していても、それを疎
水性［−ＣＨ］から親水性［−Ｃ＝Ｏ］に変質させるこ
とにより、従来の材料に比較して残留有機物があっても
親水性に優れていることを見い出した。
全に除去しなくても良好な親水性が得られる方策につい
て鋭意検討を重ねた結果、例えばコロナ放電処理を施し
た材料表面の有機物等が疎水性から親水性に変質してお
り、この材料が良好な親水性を示すことを知見した。す
なわち、材料表面に有機物が残留していても、それを疎
水性［−ＣＨ］から親水性［−Ｃ＝Ｏ］に変質させるこ
とにより、従来の材料に比較して残留有機物があっても
親水性に優れていることを見い出した。
【００１６】このように変質した有機物が親水性を有す
ることは、Ｘ線分光分析を行うことにより、コロナ放電
処理前では表面に疎水基［−ＣＨ］のピークスペクトル
強度が親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペクトル強度より
大きく、逆に処理後の表面の親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピー
クスペクトル強度が疎水基［−ＣＨ］のピークスペクト
ル強度より大きいことから確認できる。
ることは、Ｘ線分光分析を行うことにより、コロナ放電
処理前では表面に疎水基［−ＣＨ］のピークスペクトル
強度が親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペクトル強度より
大きく、逆に処理後の表面の親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピー
クスペクトル強度が疎水基［−ＣＨ］のピークスペクト
ル強度より大きいことから確認できる。
【００１７】更に、本発明においては、表面の有機物が
上記のように親水性を有すると共に、Ｘ線分光分析にお
いて、親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペクトル強度と疎
水基［−ＣＨ］のピークスペクトル強度の和と銅のピー
クスペクトル強度との比｛［−Ｃ＝Ｏ］＋［−ＣＨ］｝
／Ｃuが１より小さい、すなわち、残留有機物が親水性
を有すると共に、残留有機物である親水基［−Ｃ＝Ｏ］
と疎水基［−ＣＨ］との和が少ないと、更に親水性が向
上する。
上記のように親水性を有すると共に、Ｘ線分光分析にお
いて、親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペクトル強度と疎
水基［−ＣＨ］のピークスペクトル強度の和と銅のピー
クスペクトル強度との比｛［−Ｃ＝Ｏ］＋［−ＣＨ］｝
／Ｃuが１より小さい、すなわち、残留有機物が親水性
を有すると共に、残留有機物である親水基［−Ｃ＝Ｏ］
と疎水基［−ＣＨ］との和が少ないと、更に親水性が向
上する。
【００１８】更にまた、本発明においては、これらの親
水性を長時間維持させるために、所定量の酸化皮膜を付
着させることが有効である。
水性を長時間維持させるために、所定量の酸化皮膜を付
着させることが有効である。
【００１９】酸化皮膜はそれ自体親水性を有するが、活
性な金属面を覆い、雰囲気の汚れの吸着を防止する機能
を有し、安定し且つポーラスな状態で散在するため、周
囲の雰囲気の影響を受けにくい。この皮膜の平均厚みと
しては３００〜１４００Åが適している。すなわち、皮
膜の平均厚みが３００Åより小さいと金属地肌が所々露
出し、親水性の経時劣化を生じ易い。このため、平均厚
みとしては３００Åより大きいことが必要である。しか
し、酸化皮膜の平均膜厚みは厚い方がよいものの、その
厚みが１４００Åを超えてもそれ程経時劣化に対する改
善効果は見られず、むしろ生産性は低下する。したがっ
て、酸化皮膜の厚みは３００〜１４００Åが適正であ
る。なお、ここで言う平均膜厚とは、実施例にて後述す
るカソード還元法にて測定した表面酸化膜の厚みを示
す。
性な金属面を覆い、雰囲気の汚れの吸着を防止する機能
を有し、安定し且つポーラスな状態で散在するため、周
囲の雰囲気の影響を受けにくい。この皮膜の平均厚みと
しては３００〜１４００Åが適している。すなわち、皮
膜の平均厚みが３００Åより小さいと金属地肌が所々露
出し、親水性の経時劣化を生じ易い。このため、平均厚
みとしては３００Åより大きいことが必要である。しか
し、酸化皮膜の平均膜厚みは厚い方がよいものの、その
厚みが１４００Åを超えてもそれ程経時劣化に対する改
善効果は見られず、むしろ生産性は低下する。したがっ
て、酸化皮膜の厚みは３００〜１４００Åが適正であ
る。なお、ここで言う平均膜厚とは、実施例にて後述す
るカソード還元法にて測定した表面酸化膜の厚みを示
す。
【００２０】次に本発明の実施例を示す。
【００２１】
【００２２】外径１６mm、肉厚０.６mmのリン脱酸銅管
(ＪＩＳＣ１２０１)の平滑管を用い、工程として溶解→
押出→圧延→抽伸→焼鈍→抽伸の工程により銅管を製作
した。これに表面処理としてコロナ放電又はブラシ研磨
を施し、また一部について前処理を施し、それぞれ供試
材とした。処理条件を表１に示す。
(ＪＩＳＣ１２０１)の平滑管を用い、工程として溶解→
押出→圧延→抽伸→焼鈍→抽伸の工程により銅管を製作
した。これに表面処理としてコロナ放電又はブラシ研磨
を施し、また一部について前処理を施し、それぞれ供試
材とした。処理条件を表１に示す。
【００２３】なお、コロナ放電は、図４及び図５に示す
装置を用い、８３０Ｗ及び１５００Ｗの出力で、ライン
スピード５ｍ／分、１０ｍ／分で処理を行った。絶縁体
内管１を備えた金属外管２と、設置ロール４a、４bに接
触させて金属外管内を一定の距離をおいて通過する供試
材(銅管)１とに電圧を印加してコロナ放電を発生させる
ものである。一方、ブラシ研磨については、線径０.８m
mのワイヤーブラシを用いてラインスピード１０ｍ／分
で処理した。
装置を用い、８３０Ｗ及び１５００Ｗの出力で、ライン
スピード５ｍ／分、１０ｍ／分で処理を行った。絶縁体
内管１を備えた金属外管２と、設置ロール４a、４bに接
触させて金属外管内を一定の距離をおいて通過する供試
材(銅管)１とに電圧を印加してコロナ放電を発生させる
ものである。一方、ブラシ研磨については、線径０.８m
mのワイヤーブラシを用いてラインスピード１０ｍ／分
で処理した。
【００２４】また、比較例のうち、比較例１、２につい
ては、ブラシ研磨の前処理として、有機溶剤に浸漬洗浄
したものも製作した。また、本発明例のうち、本発明例
５、６、７については、コロナ放電の前処理として、不
活性雰囲気中で温度３００℃で８分間熱処理を施したも
のも製作した。
ては、ブラシ研磨の前処理として、有機溶剤に浸漬洗浄
したものも製作した。また、本発明例のうち、本発明例
５、６、７については、コロナ放電の前処理として、不
活性雰囲気中で温度３００℃で８分間熱処理を施したも
のも製作した。
【００２５】これらの供試材の表面の処理状態につい
て、Ｘ線光電子分光分析装置を用いて、３００Ｗの出力
で分析面積１０００μm2の範囲を測定し、分子結合エネ
ルギー｛［−Ｃ＝Ｏ］、［−ＣＨ］｝の状況をＸ線分光
分析装置の計数器によりピークカウント数を求め、また
｛［−Ｃ＝Ｏ］＋［−ＣＨ］｝のピークカウント数と、
Ｃuのピークカウント数との強度比｛［−Ｃ＝Ｏ］＋
［−ＣＨ］｝／Ｃuを算出した。その結果を表２に示
す。一部の供試材のスペクトルについては図１、図２に
示す。
て、Ｘ線光電子分光分析装置を用いて、３００Ｗの出力
で分析面積１０００μm2の範囲を測定し、分子結合エネ
ルギー｛［−Ｃ＝Ｏ］、［−ＣＨ］｝の状況をＸ線分光
分析装置の計数器によりピークカウント数を求め、また
｛［−Ｃ＝Ｏ］＋［−ＣＨ］｝のピークカウント数と、
Ｃuのピークカウント数との強度比｛［−Ｃ＝Ｏ］＋
［−ＣＨ］｝／Ｃuを算出した。その結果を表２に示
す。一部の供試材のスペクトルについては図１、図２に
示す。
【００２６】また、酸化膜厚については、銅管を陰極と
してカソード還元法を用いて測定を行った。すなわち、
０.１Ｎの塩化カリウム水溶液中に銅管を投入し、銅管
を陰極にして電流密度が一定になるよう設定し、電圧の
変化がなくなるまでの時間を測定し、酸化皮膜の平均厚
みに換算した。その結果を表２に示す。
してカソード還元法を用いて測定を行った。すなわち、
０.１Ｎの塩化カリウム水溶液中に銅管を投入し、銅管
を陰極にして電流密度が一定になるよう設定し、電圧の
変化がなくなるまでの時間を測定し、酸化皮膜の平均厚
みに換算した。その結果を表２に示す。
【００２７】このようにして表面処理を施した銅管につ
いて、処理直後並びに所定期間経過後の各表面状態に対
する親水性の評価結果を表３に示す。
いて、処理直後並びに所定期間経過後の各表面状態に対
する親水性の評価結果を表３に示す。
【００２８】ここで、親水性の評価は、注射器にて銅管
上面２０mmより水を２cc滴下し、５秒間放置して水の広
がり状態を観察した。判定基準は、水が滴下後５秒間に
薄膜の状態で付着し、水の収縮がなければ◎(優)、滴下
後若干膜厚の増加が見られれば○(良)、一部に収縮が生
じた場合には△(やや劣)、全体に収縮し粒状になった場
合には×(劣)とした。
上面２０mmより水を２cc滴下し、５秒間放置して水の広
がり状態を観察した。判定基準は、水が滴下後５秒間に
薄膜の状態で付着し、水の収縮がなければ◎(優)、滴下
後若干膜厚の増加が見られれば○(良)、一部に収縮が生
じた場合には△(やや劣)、全体に収縮し粒状になった場
合には×(劣)とした。
【００２９】図１は本発明例２の供試材(コロナ放電の
み)の表面に残留する有機物のスペクトルであり、親水
基［−Ｃ＝Ｏ］のスペクトルである分子結合エネルギー
が約２８９eＶにおいてピークを示し、疎水基［−Ｃ
Ｈ］のスペクトルである分子結合エネルギーが約２８５
eＶにおいてピークを示している。そして親水基［−Ｃ
＝Ｏ］のピークスペクトル強度(カウント数約６４００)
が疎水基［−ＣＨ］のピークスペクトル強度(カウント
数約２８００)より大きいことがわかる。このことか
ら、本発明例２の親水性が大きいことがわかる。
み)の表面に残留する有機物のスペクトルであり、親水
基［−Ｃ＝Ｏ］のスペクトルである分子結合エネルギー
が約２８９eＶにおいてピークを示し、疎水基［−Ｃ
Ｈ］のスペクトルである分子結合エネルギーが約２８５
eＶにおいてピークを示している。そして親水基［−Ｃ
＝Ｏ］のピークスペクトル強度(カウント数約６４００)
が疎水基［−ＣＨ］のピークスペクトル強度(カウント
数約２８００)より大きいことがわかる。このことか
ら、本発明例２の親水性が大きいことがわかる。
【００３０】一方、図２は比較例１の供試材(洗浄後＋
ブラシ研磨)の表面に残留する有機物のスペクトルであ
り、疎水基［−ＣＨ］のスペクトルである分子結合エネ
ルギーが約２８５eＶにおいてピークを示し、親水基
［−Ｃ＝Ｏ］のスペクトルである分子結合エネルギーが
約２８９eＶにおいてピークを示している。そして疎水
基［−ＣＨ］のピークスペクトル強度(カウント数約５
５００)が親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペクトル強度
(カウント数約１７００)より大きいことがわかる。この
ことから、比較例１が本発明例２より親水性が劣ること
がわかる。すなわち、本発明例はいずれも親水性が大き
く、比較例はいずれも疎水性が大きいことがわかる。
ブラシ研磨)の表面に残留する有機物のスペクトルであ
り、疎水基［−ＣＨ］のスペクトルである分子結合エネ
ルギーが約２８５eＶにおいてピークを示し、親水基
［−Ｃ＝Ｏ］のスペクトルである分子結合エネルギーが
約２８９eＶにおいてピークを示している。そして疎水
基［−ＣＨ］のピークスペクトル強度(カウント数約５
５００)が親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペクトル強度
(カウント数約１７００)より大きいことがわかる。この
ことから、比較例１が本発明例２より親水性が劣ること
がわかる。すなわち、本発明例はいずれも親水性が大き
く、比較例はいずれも疎水性が大きいことがわかる。
【００３１】そして、表３に示すように、本発明例の各
々の銅管は、いずれも、大きな親水性を有し、良好な濡
れ性を示していることがわかる。特に、初期に優れた親
水性を示す本発明例１、２、３においても時間を経ると
ある程度の親水性の低下を生じるが、親水性を有すると
共にＸＰＳ強度比｛［−Ｃ＝Ｏ］＋［−ＣＨ］｝／Ｃu
が１より小さく、更に所定の厚さの酸化皮膜を有する本
発明例４、５、６、７においては、相乗効果により、処
理後１２０日経過しても親水性の劣化を生じていない。
々の銅管は、いずれも、大きな親水性を有し、良好な濡
れ性を示していることがわかる。特に、初期に優れた親
水性を示す本発明例１、２、３においても時間を経ると
ある程度の親水性の低下を生じるが、親水性を有すると
共にＸＰＳ強度比｛［−Ｃ＝Ｏ］＋［−ＣＨ］｝／Ｃu
が１より小さく、更に所定の厚さの酸化皮膜を有する本
発明例４、５、６、７においては、相乗効果により、処
理後１２０日経過しても親水性の劣化を生じていない。
【００３２】これに対し、比較例は、いずれも疎水性が
大きく、前処理として洗浄した後にブラシ研磨したもの
が処理直後に僅かに良いものの、期間経過と共に性能が
劣化している。
大きく、前処理として洗浄した後にブラシ研磨したもの
が処理直後に僅かに良いものの、期間経過と共に性能が
劣化している。
【００３３】更に、本発明例４、５を比較すると、ＸＰ
Ｓピーク強度比｛［−Ｃ＝Ｏ］＋［−ＣＨ］｝／Ｃuと
酸化皮膜(Å)がほぼ等しい結果が得られている。本発明
例５の処理条件として熱処理を前処理として入れること
により、コロナ放電条件が放電出力１５００Ｗ、ライン
スピード１０m／分とすることができ、本発明例４のコ
ロナ放電条件である１５００Ｗ、ラインスピード５m／
分と比較してラインスピードを倍増でき生産性が向上し
ている。
Ｓピーク強度比｛［−Ｃ＝Ｏ］＋［−ＣＨ］｝／Ｃuと
酸化皮膜(Å)がほぼ等しい結果が得られている。本発明
例５の処理条件として熱処理を前処理として入れること
により、コロナ放電条件が放電出力１５００Ｗ、ライン
スピード１０m／分とすることができ、本発明例４のコ
ロナ放電条件である１５００Ｗ、ラインスピード５m／
分と比較してラインスピードを倍増でき生産性が向上し
ている。
【００３４】これらの結果は、伝熱性能の差からも明確
にすることができる。すなわち、親水性が高い程高い伝
熱性能を示すことから、本発明例２と比較例１について
処理直後１日経過後の伝熱性能評価試験を実施した。
にすることができる。すなわち、親水性が高い程高い伝
熱性能を示すことから、本発明例２と比較例１について
処理直後１日経過後の伝熱性能評価試験を実施した。
【００３５】性能評価の方法としては、流下液膜式熱交
換器一種である吸収式冷凍機の蒸発器に上述の処理を施
した銅管を装着し、蒸発温度約４℃、冷水流速１.５m／
s、冷媒散布量０.７５〜１.２５kg／(m・分)の条件で試
験を行った。その結果を図３に示す。
換器一種である吸収式冷凍機の蒸発器に上述の処理を施
した銅管を装着し、蒸発温度約４℃、冷水流速１.５m／
s、冷媒散布量０.７５〜１.２５kg／(m・分)の条件で試
験を行った。その結果を図３に示す。
【００３６】図３に示すように、本発明例２の銅管は、
比較例１に比較して、約１３％の性能向上が得られてお
り、これは本発明に係る親水処理材が優れた親水性を持
っているためであることがわかる。
比較例１に比較して、約１３％の性能向上が得られてお
り、これは本発明に係る親水処理材が優れた親水性を持
っているためであることがわかる。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】なお、上記実施例においては、表面処理と
してコロナ放電処理によるものを示したが、コロナ放電
処理に代えてプラズマ放電処理を施したり、或いは前処
理として酸化雰囲気中での熱処理も有効である。
してコロナ放電処理によるものを示したが、コロナ放電
処理に代えてプラズマ放電処理を施したり、或いは前処
理として酸化雰囲気中での熱処理も有効である。
【００４１】また、上記実施例では金属伝熱材として銅
管について示したが、本発明では材質を制限するもので
はなく、アルミ、鉄、ステンレス等にも適用できる。更
に、伝熱材の形状はパイプでなくてもよく、板材、型材
等にも利用でき、パイプにあっては外面のみならず内面
にも適用できる。また、平滑な面のみならずコルゲート
等の表面に凹凸のある形状にも適用できる。
管について示したが、本発明では材質を制限するもので
はなく、アルミ、鉄、ステンレス等にも適用できる。更
に、伝熱材の形状はパイプでなくてもよく、板材、型材
等にも利用でき、パイプにあっては外面のみならず内面
にも適用できる。また、平滑な面のみならずコルゲート
等の表面に凹凸のある形状にも適用できる。
【００４２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る金属
伝熱材は、優れた親水性を示すため、熱交換器の試運転
及び慣らし運転時間の短縮ができ、また長期間の保存の
後においても親水性の低下を生じない。したがって、親
水性を必要とする例えば流下液膜式熱交換器においては
極めて有用である。
伝熱材は、優れた親水性を示すため、熱交換器の試運転
及び慣らし運転時間の短縮ができ、また長期間の保存の
後においても親水性の低下を生じない。したがって、親
水性を必要とする例えば流下液膜式熱交換器においては
極めて有用である。
【図１】本発明２の供試材(コロナ放電のみ)の表面に残
留する有機物のスペクトル図である。
留する有機物のスペクトル図である。
【図２】比較例１の供試材(洗滌＋ブラシ研磨)の表面に
残留する有機物のスペクトル図である。
残留する有機物のスペクトル図である。
【図３】実施例で得られた供試材を適用した吸収式冷凍
機の蒸発性能を示すグラフである。
機の蒸発性能を示すグラフである。
【図４】実施例で使用したコロナ放電処理装置の概要を
示す摸式図である。
示す摸式図である。
【図５】図４に示す電極の断面図である。
１ 絶縁体内管 ２ 金属外管 ３ 供試材(金属管) ４a、４b 接地ロール ５ 電極 ６ トランス ７ 発振器 ８ 交流電源
Claims (4)
- 【請求項１】 表面に残留する有機物をＸ線分光分析し
たとき、親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペクトル強度が
疎水基［−ＣＨ］のピークスペクトル強度より大きいこ
とを特徴とする親水性金属伝熱材。 - 【請求項２】 表面に残留する有機物をＸ線分光分析し
たとき、親水基［−Ｃ＝Ｏ］のピークスペクトル強度が
疎水基［−ＣＨ］のピークスペクトル強度より大きく、
且つ該親水基［−Ｃ＝Ｏ］と疎水基［−ＣＨ］とのピー
クスペクトル強度を和したピークスペクトル強度と銅の
Ｘ線分光分析ピークスペクトル強度との比｛［−Ｃ＝
Ｏ］＋［−ＣＨ］｝／Ｃuが１より小さいことを特徴と
する親水性銅及び銅合金伝熱材。 - 【請求項３】 表面に平均厚み３００〜１４００Åの酸
化皮膜を有することを特徴とする請求項１に記載の親水
性金属伝熱材。 - 【請求項４】 表面に平均厚み３００〜１４００Åの酸
化皮膜を有することを特徴とする請求項２に記載の親水
性銅及び銅合金伝熱材。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5192802A JP3029522B2 (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 親水性金属伝熱材 |
| KR1019940016130A KR0141927B1 (ko) | 1993-07-07 | 1994-07-06 | 전열관의 표면친수 처리방법 |
| US08/271,636 US5445682A (en) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | Method of applying surface hydrophilic treatment to heat-transfer tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5192802A JP3029522B2 (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 親水性金属伝熱材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0726388A true JPH0726388A (ja) | 1995-01-27 |
| JP3029522B2 JP3029522B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=16297236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5192802A Expired - Lifetime JP3029522B2 (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 親水性金属伝熱材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3029522B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006194510A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 吸収式冷凍機用伝熱銅管の製造方法および当該製造方法により得られる吸収式冷凍機用伝熱銅管 |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP5192802A patent/JP3029522B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006194510A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 吸収式冷凍機用伝熱銅管の製造方法および当該製造方法により得られる吸収式冷凍機用伝熱銅管 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3029522B2 (ja) | 2000-04-04 |
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