JPH1088367A - アルミニウム系材料の表面処理方法 - Google Patents

アルミニウム系材料の表面処理方法

Info

Publication number
JPH1088367A
JPH1088367A JP24074496A JP24074496A JPH1088367A JP H1088367 A JPH1088367 A JP H1088367A JP 24074496 A JP24074496 A JP 24074496A JP 24074496 A JP24074496 A JP 24074496A JP H1088367 A JPH1088367 A JP H1088367A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum
fluoride
based material
film
aqueous solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP24074496A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3971811B2 (ja
Inventor
Seijiro Suda
精二郎 須田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
N T T LEASE KK
SUISO ENERG KENKYUSHO KK
Original Assignee
N T T LEASE KK
SUISO ENERG KENKYUSHO KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by N T T LEASE KK, SUISO ENERG KENKYUSHO KK filed Critical N T T LEASE KK
Priority to JP24074496A priority Critical patent/JP3971811B2/ja
Publication of JPH1088367A publication Critical patent/JPH1088367A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3971811B2 publication Critical patent/JP3971811B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム系材料の表面に蒸気又は液体に
対する親和性を付与し、液体を接触させた場合の分散、
蒸発を促進させるとともに、伝熱性及び耐食性を向上さ
せるためのアルミニウム系材料の表面処理方法を提供す
る。 【解決手段】 フッ素化剤含有水溶液中にアルミニウム
系材料を浸漬し、その表面にフッ化アルミニウム皮膜を
形成させることにより、アルミニウム系材料の表面を処
理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム系材
料の表面に蒸気又は液体に対する親和性を付与し、液体
を接触させた場合の分散、蒸発を促進させるとともに、
伝熱性及び耐食性を向上させるためのアルミニウム系材
料の新規な表面処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アルミニウムは軽量で、塑性加工性及び
耐食性に優れ、電気・熱伝導性が良好な金属材料であ
り、またアルミニウムにマグネシウム、亜鉛、ケイ素、
リチウム、銅、クロム、ニッケル、マンガン、ジルコニ
ウムなどを加えて合金化したものは、固溶体硬化、加工
硬化、時効硬化などによって、機械的性質が著しく向上
し、さらに耐食性、耐磨耗性、低熱膨張係数などの特性
も付加されることから多くの分野において幅広く用いら
れている。
【0003】ところで、空調機器の熱交換器部分の伝熱
フィンなどに用いられる熱交換器用伝熱材料において
は、その表面において、液体物質が液滴状にならずに、
均一かつ薄膜状に拡散することが要求される。これは、
伝熱性を高め、熱交換特性を向上させるためであり、ま
た、凝縮水が薄膜状になると、上記伝熱フィンの間隔を
極端に狭くすることができ、熱交換器形状を小型化しう
るからであり、この小型化に伴って、空調機器の冷媒充
填容積が減少し、冷媒充填量の低減が可能となり、その
結果、オゾン層破壊や温暖化現象の原因物質であるフロ
ンの消費量を削減することができる。このように、材料
表面において液体物質が液滴状にならずに、均一な薄膜
状に拡散するには、材料表面が蒸気や液体に対する親和
性を有することが必要である。
【0004】また、濡れ壁式ガス吸収装置などにおいて
は、壁面で気−液接触型熱交換が行われるため、その壁
面が十分な濡れ性を有していれば、熱交換が効率よく行
われ、装置の小型化が可能である。壁面が十分な濡れ性
を有するには、壁面に用いる材料表面が蒸気や液体に対
する親和性を有することが必要である。
【0005】さらに、高電圧送電線においては、降雨や
着氷により電線表面上に形成される水滴が原因となっ
て、コロナ放電を生じ、その結果発光、騒音発生、電波
障害、太陽光反射障害などのトラブルを生じる。このよ
うなトラブルを防止するには、電線表面上での水滴の形
成を抑制して、薄膜状に拡散させればよく、このように
して電線表面に薄膜状に拡散して滞留する水分は、高電
圧高電流下で発生するジュール熱によって容易に蒸発し
て逸散するため、コロナ放電の発生が抑制される。
【0006】したがって、このような用途にアルミニウ
ム系材料を用いる場合には、それに表面処理を施し、蒸
気又は液体に対する親和性を付与するのが望ましい。従
来、アルミニウム系材料に表面処理を施し、親水性を付
与する方法としては、例えばクロメート系化学皮膜処理
法やベーマイト皮膜処理法などが用いられてきたが、こ
れらの方法は、いずれも処理が煩雑であったり、多大の
設備費を要したり、電力消費が多いなど、経済的に不利
である上、水滴との接触角を小さくすることができず、
しかも親水性を長期間にわたって持続することが困難で
あるなどの欠点を有している。
【0007】このような欠点を改良するために、二次処
理として、例えば親水性ポリマーで処理する方法、水ガ
ラスで処理する方法、カルボキシル基含有化合物で処理
する方法、アクリル系塗膜とセルロース系塗膜を施す方
法などが試みられているが、これらの方法は処理工程が
増える上、効果が不十分であり、また操作が煩雑である
ため、実用上必ずしも適当なものとはいえない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、アルミニウム系材料の表面に蒸気又は液
体に対する親和性を付与し、液体を接触させた場合の分
散、蒸発を促進させるとともに、伝熱性及び耐食性を向
上させるためのアルミニウム系材料の表面処理方法を提
供することを目的としてなされたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、アルミニウ
ムの表面特性を改善する方法について鋭意研究を重ねた
結果、アルミニウム系材料の表面にフッ化アルミニウム
皮膜を形成させることにより、その目的を達成しうるこ
とを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至
った。
【0010】すなわち、本発明は、フッ素化剤含有水溶
液中にアルミニウム系材料を浸漬し、その表面にフッ化
アルミニウム皮膜を形成させることを特徴とするアルミ
ニウム系材料の表面処理方法を提供するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明方法において用いられるア
ルミニウム系材料としては、アルミニウム及びアルミニ
ウム合金が挙げられる。アルミニウムとしては、純度9
9.99%より高い高純度アルミニウムや、1%までの
不純物と少量の他の元素を含む工業用純アルミニウムな
ど、いずれも用いることができる。また、アルミニウム
合金としては、例えばAl−Mg系、Al−Si系、A
l−Mn系、Al−Mn−Mg系、Al−Cu系、Al
−Cu−Mg系、Al−Mg−Si系、Al−Zn−M
g系、Al−Li系などの合金が用いられる。
【0012】本発明方法において、上記アルミニウム系
材料の表面処理に用いられるフッ素化剤含有水溶液は、
アルミニウム系材料の表面にフッ化アルミニウム皮膜を
形成しうるものであればよく、これまで各種金属のフッ
化処理用として使用されているものの中から任意に選ぶ
ことができる。このようなものとしては、例えばフッ化
水素又はフッ化水素とフッ化アルカリを含有する水溶液
及び六フッ化金属化合物の水溶液などがある。
【0013】上記フッ化水素又はフッ化水素とフッ化ア
ルカリを含有する水溶液としては、例えばフッ化アルカ
リ0.2〜10.0重量%を含む水溶液を、フッ化水素
によりpH2.0〜6.5に調整した処理液を挙げるこ
とができる。この際のフッ化アルカリとしては、フッ化
ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化アンモニウムなど
が用いられるが、特にフッ化カリウムが好ましい。これ
らのフッ化アルカリは、0.2〜10.0重量%の範囲
の濃度で水に溶解して用いられる。特に好ましい濃度
は、フッ化ナトリウムの場合0.3〜3.0重量%、フ
ッ化カリウムの場合0.5〜5.0重量%、フッ化アン
モニウムの場合0.5〜8.0重量%の範囲である。
【0014】一方、六フッ化金属化合物の水溶液として
は、例えば六フッ化金属化合物を重量/容積比(w/
v)で0.01〜0.5程度になるように水に溶解して
得られるF-イオン、HF2-イオンとともに、H+イオン
を含むpH4.5〜6.0程度のフッ化物水溶液を挙げ
ることができる。この際用いられる六フッ化金属化合物
としては、例えば六フッ化アルミニウムカリウム、六フ
ッ化アルミニウムナトリウム、六フッ化アルミニウムア
ンモニウムなどが挙げられるが、これらの中で、特に六
フッ化アルミニウムカリウム(K3AlF6)が好適であ
る。
【0015】本発明方法においては、これらのフッ素化
剤含有水溶液中に、アルミニウム系材料を浸漬して表面
処理を行う。この処理は通常、常圧下において0〜60
℃、、好ましくは15〜40℃の温度で5分ないし5時
間程度行われる。
【0016】このような処理により、アルミニウム系材
料の表面に、通常存在する酸化アルミニウム皮膜が除去
され、フッ化アルミニウム皮膜が形成される。このよう
にして表面処理が施されたアルミニウム系材料は、その
表面にフッ化アルミニウム皮膜を有するため、蒸気又は
液体に対する親和性が改善され、伝熱性や耐食性が向上
する。
【0017】
【発明の効果】本発明の表面処理方法によれば、アルミ
ニウム系材料の表面に、液体を接触させた場合の分散、
蒸発を促進させるとともに、伝熱性及び耐食性を向上さ
せる、蒸気又は液体に対する親和性が優れたフッ化アル
ミニウム皮膜を容易に形成させることができる。
【0018】したがって、液体物質が液滴状にならず
に、均一かつ薄膜状に表面に拡散し、伝熱性に優れてい
ることから、空調機器の熱交換器部分の伝熱フィン材料
として、蒸気や液体に対する親和性に優れていることか
ら、濡れ壁式ガス吸収装置などの気−液接触型熱交換の
表面材料として、また高電圧送電線用として有用であ
る。さらに、このようにして表面処理したアルミニウム
系材料を高電圧送電線に用いた場合、電線表面上に、降
雨や着氷による水滴が形成されにくいので、コロナ放電
の発生を抑制することができる。しかも、このアルミニ
ウム系材料の表面に形成されているフッ化アルミニウム
皮膜は、細かい網目状の三次元構造を有し、太陽光の吸
収・分散効果をもつため、太陽光反射障害も防止するこ
とができる。
【0019】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
【0020】実施例1 アルミニウム系材料として、Al−Mg系合金板を用
い、表面処理を行った。フッ化カリウム0.5重量%を
含有し、フッ化水素によりpH4.5に調整した温度2
5℃の水溶液中に、上記アルミニウム合金板を15分間
浸漬して、その表面にフッ化アルミニウムの皮膜を形成
させた。この表面処理アルミニウム合金板の表面を水洗
処理し、初期、24時間水洗処理後、72時間水洗処理
後、144時間水洗処理後、240時間水洗処理後の水
滴接触角を求めた。結果を表1に示す。
【0021】実施例2 アルミニウム系材料として、工業用純アルミニウム板を
用いた以外は、実施例1と同様にして表面処理を行い、
水滴接触角を求めた。結果を表1に示す。
【0022】実施例3 アルミニウム系材料として、実施例1で用いたものと同
様のAl−Mg系合金板を用い、表面処理を行った。六
フッ化アルミニウムカリウム2.5重量%を含有するp
H5.0、温度25℃の水溶液中に、上記アルミニウム
合金板を10分間浸漬して、その表面にフッ化アルミニ
ウムの皮膜を形成させた。この表面処理アルミニウム合
金板について、実施例1と同様にして、水滴接触角を求
めた。結果を表1に示す。
【0023】実施例4 アルミニウム系材料として、実施例2で用いたものと同
じ工業用純アルミニウム板を用いた以外は、実施例3と
同様にして表面処理を行い、水滴接触角を求めた。結果
を表1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】[注] 表面無処理のAl−Mg系合金板
の水滴接触角は80度、表面無処理の工業用純アルミニ
ウム板の水滴接触角は80度である。
【0026】表1から分かるように、表面処理アルミニ
ウム系材料は、無処理のものに比べて、水滴接触角がは
るかに小さく、かつ親水性の持続性に優れている。
【0027】実施例5 フッ化カリウム0.5重量%を含有し、フッ化水素によ
りpH4.5に調整した温度25℃の水溶液中に、2k
Wの小型空調機のアルミニウム系材料からなるフィン
(材質Al−Mg−Si)を10分間浸漬して、その表
面にフッ化アルミニウム皮膜を形成させた。次に、この
表面処理フィンを2kW小型空調機に装着し、性能を評
価した。その結果、500時間の連続水噴霧試験におい
て、5度以下の水滴接触角を保持することができた。ま
た、接触角は、むしろ時間の経過とともに、低下する傾
向にあり、耐久性も十分であることが分かった。
【0028】連続水噴霧時の冷凍システムの性能は、凝
縮器温度が40℃以下の低温状態では10%程度、40
℃以上の高温状態では20%程度向上した。この場合、
凝縮器サイズは既存の70%近くまで小型化できること
が分った。
【0029】このように、アルミニウム系材料からなる
フィンを表面処理することにより、冷凍空調機器の小型
化を拒む要因であった水滴付着時のブリッジング現象が
防止でき、付着水分の分散と効果的な蒸発により、冷却
能力の向上及び圧縮動力の低減によるシステムの高性能
化が可能となる。また、恒常的な水蒸発式を採用する場
合、空冷式に比較して外気温度の影響を受けずに、サイ
ズも数分の1程度まで小型化できる可能性があり、実用
化の可能性が高い。
【0030】さらに、冷暖房兼用のヒートポンプでは、
暖房時やデフロスト時に、室外機のフィン表面に結露が
起こり、外気の状態によっては氷結現象にまで至ること
があるが、本発明方法を適用することにより、このよう
な現象を回避することが可能となる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フッ素化剤含有水溶液中にアルミニウム
    系材料を浸漬し、その表面にフッ化アルミニウム皮膜を
    形成させることを特徴とするアルミニウム系材料の表面
    処理方法。
  2. 【請求項2】 フッ素化剤含有水溶液がフッ化水素又は
    フッ化水素とフッ化アルカリを含有する水溶液である請
    求項1記載の表面処理方法。
  3. 【請求項3】 フッ素化剤含有水溶液が六フッ化金属化
    合物の水溶液である請求項1記載の表面処理方法。
  4. 【請求項4】 六フッ化金属化合物が六フッ化アルミニ
    ウムカリウム(K3AlF6)である請求項3記載の表面
    処理方法。
JP24074496A 1996-09-11 1996-09-11 アルミニウム又はアルミニウム−マグネシウム系合金からなる材料の表面親水化処理方法 Expired - Fee Related JP3971811B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24074496A JP3971811B2 (ja) 1996-09-11 1996-09-11 アルミニウム又はアルミニウム−マグネシウム系合金からなる材料の表面親水化処理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24074496A JP3971811B2 (ja) 1996-09-11 1996-09-11 アルミニウム又はアルミニウム−マグネシウム系合金からなる材料の表面親水化処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1088367A true JPH1088367A (ja) 1998-04-07
JP3971811B2 JP3971811B2 (ja) 2007-09-05

Family

ID=17064064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24074496A Expired - Fee Related JP3971811B2 (ja) 1996-09-11 1996-09-11 アルミニウム又はアルミニウム−マグネシウム系合金からなる材料の表面親水化処理方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3971811B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005513274A (ja) * 2001-12-24 2005-05-12 ユニベルジテット ハノーバー マグネシウムワークピース、およびマグネシウムワークピースの防蝕性被覆層を形成する方法
JP2006522218A (ja) * 2003-03-31 2006-09-28 ベール ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー 表面改質された工作物を形成する方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005513274A (ja) * 2001-12-24 2005-05-12 ユニベルジテット ハノーバー マグネシウムワークピース、およびマグネシウムワークピースの防蝕性被覆層を形成する方法
JP2006522218A (ja) * 2003-03-31 2006-09-28 ベール ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー 表面改質された工作物を形成する方法
US7829151B2 (en) 2003-03-31 2010-11-09 Behr Gmbh & Co. Kg Method for producing pieces having a modified surface
US9677166B2 (en) 2003-03-31 2017-06-13 Mahle International Gmbh Method for producing pieces having a modified surface

Also Published As

Publication number Publication date
JP3971811B2 (ja) 2007-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07109355B2 (ja) アルミニウム製熱交換器及びその製造方法
EP2912399A1 (en) Heat exchanger element with heat transfer surface coating
US4650525A (en) Surface treatment of aluminum and its alloys
CN100443851C (zh) 热交换器用铝箔、其制造方法及使用其的热交换器和空调
JPH1088367A (ja) アルミニウム系材料の表面処理方法
JP2000239895A (ja) 撥水性に優れたアルミニウム表面処理材及びその製造方法
US5545438A (en) Hydrophilic treatment for aluminum
JPS6139589B2 (ja)
JPS59196782A (ja) 熱交換器用アルミニウム材料の製造法
JP3208186B2 (ja) 吸収式冷凍機の蒸発器
JP4306504B2 (ja) 金属基材およびそれを用いた熱交換器
JPS59229280A (ja) アルミニウム製熱交換器の製造方法
JPH03263592A (ja) ヒートパイプ用作動液
JPS58154456A (ja) アルミニウム熱交換器の製造方法
WO2017150353A1 (ja) 熱交換器
JPS59179798A (ja) アルミニウム又はその合金部材
JP7291983B2 (ja) 熱交換器用部材、熱交換器、冷却システム
JPS60194062A (ja) 銅及び銅合金の表面処理方法
CN108486627A (zh) 一种抗结霜的表面处理方法
WO2021054247A1 (ja) 熱交換器用部材、熱交換器、空気調和機、及び冷蔵庫
JPH1143777A (ja) 撥水性及び着霜防止性が優れたアルミニウム又はアルミニウム合金材及びその製造方法
JPH058352B2 (ja)
JP2003088748A (ja) ポリアニリン膜の製造方法およびポリアニリン膜を有する熱交換器
JPH09280784A (ja) 銅又は銅合金製熱交換器用部材及びその製造方法
WO2001018462A1 (en) Absorption chiller and absorption heat pump having heat transfer tubes with hydrophilic surfaces modified by plasma polymerization

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040408

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060413

A521 Written amendment

Effective date: 20060612

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A02 Decision of refusal

Effective date: 20061026

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

A521 Written amendment

Effective date: 20061227

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Effective date: 20070315

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20070315

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Effective date: 20070510

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070611

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees