JPS61145263A - フイン材コ−テイング用組成物 - 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、熱交換器のフィン材の表面にコーティングす
るための組成物に関するものである。

〔従来の技術〕と〔発明が解決しよつとする問題点〕従
来、熱交換器、特にフィン付熱交換器においては、フィ
ン材としてアルミニウムが広く用いられている。この様
なフィン付熱交換器にあっては、その効率改善のために
フィンの伝熱面積を増大させる必要があるが、その際に
、スペースの制約からフィンピッチの縮小化も同時にお
こなった場合には、浦風抵抗の増大、特にフィンにおけ
る凝縮水による風圧損失が増大し、通風量の低下、騒音
の発生、凝縮水の前面飛散といった問題が生しる。従っ
てフィン付熱交換器の効率改善・省スペースにはフィン
における凝縮水による風圧損失の低下方法が重要な決め
手となる。

フィンにおける凝縮水による風圧損失は、熱交換器をエ
バポレータとして用いる場合、フィン表面温度が空気の
露点以下となり、空気中の水分が凝縮し、この凝縮水の
フィン表面への付着、ひいてはフィン間における凝縮水
のブリッジ現像により風路が狭められて発生するもので
ある。

従って前記圧損失を少なくするには、フィン表面の凝縮
水を常に取り除けば良いわけであるが、その方法として
次の二通りが考えられる。

即ち、フィン表面を完全に撲水化して凝縮した水滴をこ
ろがり落とす方法と、フィン表面を親水化（水ぬれ性付
与）して水滴を薄い水膜として流下させる方法である。

現実的には、通常得られる検水化処理フィンは、実機で
テストすると凝縮水の排除が不充分な場合が多い。−古
鏡水化処理は、凝縮した水分を拡張ぬれにより薄い水膜
としてフィン表面に沿って流下させるものであり、クロ
メート処理、ベーマイト処理、水溶性高分子コート法な
どの諸法が実際に提案されている。このような親水化処
理フィンに於ては、親水化のために基材のアルミニウム
またはアルミニカム合金が水分により腐食する危険性が
大きいから耐腐食性化が特に強く要求されろものである
。アルミニウム材料が水分により腐食を受けると水酸化
アルミニカムの一種である白色粉末（いわゆる白錆）が
発生し、乾燥状態では室内に逸散して衛生上も問題にな
るからである。

従って熱交換器用アルミニウムフィン材料に於ては、そ
の表面の親水性を高めて凝縮水を薄膜とし、凝縮水によ
る風圧損失を極力少なくすると共に、強固な耐食性を有
するものとすることが肝要である。

従来、フィン材用として、親水性および耐食性を有する
皮膜層を設けたアルミニウム材が種々提案されているが
、これらは、皮膜形成に高温で長時間を要する；腐食性
については、例えば塩水噴霧試験で２００〜３００時間
の範中にあり、３００時間以上のものは出現していない
；また、加工性に関しても、例えば１００万個以上の製
品加工に耐えきれず、製品にクランクを発生する。或い
は処理に際し煩雑な工程、例えば皮膜形成後に更に中和
や水洗工程を経なければならないなど；未だ問題点が多
い。

本発明者らは、か＼る問題点に鑑み、水ぬれ性がよく、
耐食性、加工性、耐溶剤性の優れた熱交換器用アルミニ
ウム材料を経済的に提供せんがため鋭意研究を行なった
結果、本発明に到達したものである。

〔問題点を解決するための手段〕と〔作用〕即ち本発明
は、珪素化合物と周期表第２−ｂ族、第３−ｂ族又は第
６−ｂ族の元素の化合物であって、珪素化合物とともに
アルカリ下に水に溶解可能な無機化合物と、熱硬化性の
水溶性高分子化合物とからなることを特徴とするフィン
材コーティング用組成物に係るものである。

本発明の珪素化合物としては、水ガラス、メタ珪酸カリ
ウム、メタ珪酸ナトリウム、オルト珪酸ナトリウム、−
酸化珪素、−硫化珪素、オルト珪酸、メタ珪酸を例示で
きる。また周期表第２−ｂ族、第３−ｂ族又は第６−ｂ
族の元素の化合物であって、珪素化合物とともにアルカ
リ下に水に熔解する無機化合物としては、水酸化亜鉛、
塩化亜鉛、硝酸亜鉛、燐酸亜鉛等の亜鉛化合物、水酸化
力ドニカム、塩化カドニウム等のカドニウム化合物、硼
砂などの硼素化合物、水酸化アルミニウム、硝酸アルミ
ニウム、燐酸アルミニウムなどのアルミニウム化合物、
水酸化ガリウム、硫化ガリウムなどのガリウム化合物、
水酸化クロム、クロム酸カリ、重クロム酸カリ等のクロ
ム化合物、酸化モリブデンなどのモリブデン化合物を例
示できる。これら無機化合物は、いずれも珪酸化合物の
触媒的機能を果たすものであり、加熱時に珪酸化合物に
作用して水不溶性で且つ親水性の皮膜形成を容易ならし
める。

本発明に於いて熱硬化性の水溶性高分子化合物とは、水
溶性メラミン樹脂、水溶性マレイン化ポリブタジェンの
ように水に可溶な物質（必要に応じ触媒添加）で高温処
理を行なえば水不溶の物質を形成する高分子化合物であ
り、その他の化合物としてはポリスチレン系、ポリビニ
ル系、ポリエステル系、ポリアミド系などの各化合物で
何れも水溶変性させたものであり、例えばポリエステル
をアクリル変性した水溶性ポリエステル樹脂（互応化学
工業製、プラスコート）ポリスチレンのマレイン化物、
醋酸ビニール鹸化物などを挙げることが出来る。

本発明の組成物における各成分の量的割合は、個々の成
分の種類と組合せの相違によって異なるので一概に定め
ることはできないが、珪素化合物と前記特定族元素の無
機化合物との双方からなるアルカリ可溶性無機化合物の
量は、水溶性高分子化合物１００重量部に対して１〜１
００重景部、置部しくは５〜５０重量部である。

水溶性高分子化合物に対するアルカリ可溶性無機化合物
の配合割合が、大きければ大きい程、その組成物から形
成される皮膜の親水性は向上し、極端には水溶性高分子
化合物無配合の組成物でも、観点を異にすればフィン材
コーティング組成物として利用することができる。

しかしながら、量的に水溶性高分子化合物を最も多く配
合した前述の組成物が、水溶性高分子化合物無配合の組
成物に比較して、格段にコスト面で有利になることはい
う迄もない。

しかも、水溶性高分子化合物無配合又は少量添加の組成
物からの皮膜においてみられる加工時の割れの発生とい
う問題は、水溶性高分子化合物の配合量を多くすればす
る程改良される。前述配合割合は、以上の親水性、経済
性、加工性の検討をなして決定したものである。

本発明の組成物は、コーティングするに先だって、あら
かじめ水溶液として調製し、各成分の均一な混和物をフ
ィン材上にコーティングできるようにする。

この様な本発明の組成物を水溶液として調製するには、
例えば珪素化合物と特定族元素の無機化合物とをアルカ
リ溶液に溶解し先ずＡ液とする。尚、水ガラスはその水
溶液が同時にアルカリ溶液でもあるから、水ガラス使用
の場合には、その水溶液に特定族元素の無機化合物を溶
解してＡ液とすればよい。一方、このＡ液とは別に水溶
性高分子化合物をアルカリ溶液に添加してＢ液とする。

最後にＡ液とＢ液とを混合し、充分に撹拌する。

本発明の組成物を用いて、アルミニウム又はアルミニウ
ム合金薄板からなるフィン材の表面に親水性皮膜を形成
するには、前述のようにして調製した本発明の組成物の
水溶液をフィン材の表面にコーティングするとか、前記
水溶液中にフィン材を浸漬するとかしてフィン材の表面
に本発明の組成物の塗膜を形成し、必要に応し、ローラ
ーによるしごき処理やエアーブロー等によって過剰の水
溶液を除去し、最後に熱処理して塗膜の硬化をはかれば
よい。この熱処理は、例えば２００’Ｃ〜２５０°Ｃに
セットした熱風乾燥機中で３０〜６０秒間乾燥してなす
ことができる。

上記のコーティングにあたって、フィン材の表面は、あ
らかじめ脱脂処理するのみでよいが、フィン材をあらか
じめボールグレーニング・ブラッシング、ホーニング等
によって機械処理したり、燐酸、硫酸等の酸や水酸化ナ
トリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ、その他で処理
することは何等さしつかえなく、更に各種プラスチック
スでプレコートしたフィン材に本発明の組成物をコーテ
ィングすることも可能である。ただし、この場合、本発
明の組成物中の水溶性高分子化合物の配合比が既に例示
した如く大きければ問題はないが、小さい場合には、プ
レコートしたプラスチックスと本発明の組成物の皮膜と
の間の接着性が悪くなる。

〔実施例〕

以下、本発明を実験例によζ更に具体的に明らかにする
。

実験例１〜１５ 脱脂を完了した厚さ０．１３ｍ／ｍのＪＩＳ　　Ａ−１
１００アルミニウム薄板を、寸法２００ｍ／ｍ　Ｘ３０
０ｍ／ｍに切断し、これを第１−１表の成分組成からな
る、総成分濃度１０％の水溶液に浸漬し、その後取出し
、過剰の水溶液を除去してから２５０℃の熱風乾燥機中
で３０秒間乾燥して処理製品を得た。尚、第１−１表の
メラミン樹脂としては、日本カーバイト工業株式会社製
；ニカレジン（商品名）を用い、その硬化触媒としてメ
ラミン樹脂の１重量％に相当する塩化マグネシウムを別
途添加使用した。

以上の如くして得た処理製品について、ぬれ性を示す指
標として接触角の測定、耐食性を示す指標として塩水噴
霧試験、耐溶剤性を示す指標としてトリクレン浸漬試験
、作業性を示す指標としてオイル試験と加工試験を夫々
行ない、更に耐冷熱性についても試験を行ない品質特性
を測定した。これら試験等の結果については第１−２表
に示す。

第１−１表 この結果、略々珪酸塩の量はメラミン樹脂１００重量部
に対して１０〜５０重量部、水酸化亜鉛の量は硅酸塩１
００重量部に対して０．３重量部以上の組成で親水性（
ぬれ性）、耐食性、対オイル性、加工性共に最高に優れ
た処理アルミニウム薄板が得られることが判明した。

実験例　１５〜２０ 水溶性高分子化合物としてマレイン化ポリブタジェン（
日本曹達工業！！ＩＩＪ　　ＢＮ・樹脂触媒としてナフ
テン酸コバルトをマレイン化ポリブタジェン１００重量
部に対して１重量部を添加する。）を用いる以外は上記
実験例に準じ、第２−１表の成分組成の水溶液を調製し
た。

この液を上記実験例に準じてアルミニウム板に塗布して
熱処理し製品を得、更にその品質特性を測定した。

その結果は第２−２表に示す如く親水性、耐食性、対オ
イル性、加工性共に優れていた。

第２−１表 第２−２表 実験例　２１ 第２表の成分組成にかえて、水溶性ポリエステル樹脂（
互応化学工業製　商品名プラスコート）１００重量部、
珪酸ナトリウム５０重量部、水酸化アルミニウム５重量
部、苛性ソーダ２０重量部からなる成分組成の水溶液を
調製し、前記実験例と同様にアルミニウム板表面に塗布
し高温乾燥して製品を得た。木製品の品質特性は次の通
りであり、いずれも優れていた。

接触角（１）ｅｇｒｅｅ）　　　　　−９塩水噴霧試験
（ｈｒ）　　　　＝　８００以上トリクレン浸漬試験（
ｈｒ）−１２０以上耐冷熱性　　−良 対オイル性　−良 加工性　　　−良 （発明の効果〕 以上から明らかな如く、本発明の組成物によればフィン
材の親水性、耐食性を容易に向上させることができる。

特に、水溶性高分子化合物を多めに配合してなる本発明
の組成物は、水溶性高分子化合物の配合量が多い割には
親水性が良好で、耐食性、耐冷熱性、対オイル性、加工
性等、各種品質特性の向上に資するところが大である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）珪素化合物と周期表第２−ｂ族、第３−ｂ族又は
   第６−ｂ族の元素の化合物であって、珪素化合物ととも
   にアルカリ下に水に溶解可能な無機化合物と、熱硬化性
   の水溶性高分子化合物とからなることを特徴とするフィ
   ン材コーティング用組成物。