JPS61222630A - 熱交換器材料及び熱交換器製造法 - 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、例えば自動車等の熱交換器あるいは家電用冷
熱機器に使用される熱交換器材料及び熱交換器製造法に
関するものである。

〔従東技術とその問題点〕

アルミニウム又はアルミニウム合金（以下単にアルミニ
ウム）製の熱交換器は、例えばアルミニウム材表面に無
機質、有機質又はこれら複合系の親水性（水濡れ性の良
い）皮膜を形成し、この親水性皮膜の形成されたアルミ
ニウム材をプレス加工して熱交換器用フィンを形成し、
そしてその後プレス加工工程で表面に付着したプレス油
を中性若しくは弱アルカリ性洗剤水溶液又は非水系溶剤
（例えばパークロルエチレン、トリクロルエチレン、ト
リクロルエタン）で脱脂し、そしてこれを組み立てるこ
とによって作られている。

ところで、熱交換器の熱交換効率の向上及び小型化の為
に、フィンピッチは縮少する傾向にあり、このような場
合エバポレーターにおいては大気中の水分のフィンへの
凝縮によって通風抵抗の増大、騒音の発生、凝縮水の室
内への吹き出しが生じ、又、冬期においては室外におけ
る除霜エネルギーの増大の問題が大きく起きてくること
よシ、フィン表面の水濡れ性を良くしておくことが極め
て重要である。

本発明者は、上記のような点を満足する技術手段を開発
し、先に提案（特開昭５８−１０６３９６号）したので
あるが、この技術手段にあっても多少の問題点が残され
ていた。すなわち、特開昭５８−１０６３９６号公報提
案のプレコートフィン材をプレス成形加工後トリクロル
エチレン等の有機溶剤で洗浄し、組み立ててエバポレー
ター六した所、脱脂条件、表面酸化皮膜の形態及び性状
によっては良好な親水性の得られにくいことがわかって
きた。

〔発明の開示〕

本発明者は、前記問題点の研究を行なった結果、この問
題点発生の原因は、アルミニウム材表面の無機系皮膜の
多孔性によって洗浄時に微細孔中に侵入かつ吸着したプ
レス油の除去が不充分となり、この為無機系皮膜自身の
良好なる親水性が阻害される為であることを究明し、そ
してさらに研究を続けた結果、アルミニウム材表面に水
濡れ性の良い無機質系皮膜を形成し、該無機質系皮膜表
面に無機リン酸化合物及び非イオン系界面活性剤を介在
さ・せておくと、洗浄条件、皮膜の形態及び性状によら
ず皮膜自身の親水性が阻害されず、前記問題点がほとん
ど解決されることを見い出した。

同、ここで水濡れ性良好な無機質系皮膜とは、例えば陽
極酸化皮膜、ベーマイト系皮膜、ベーマイト処理又は陽
極酸化処理後ケイ酸塩処理した皮膜、若しくはシリカゾ
ル処理した皮膜、クロメート処理後ケイ酸塩処理した皮
膜、ケイ酸塩塗布皮膜、シリカゾル水溶液による皮膜、
あるいは特開昭５８−１０６３９７号開示のような酸化
剤を添加した浴で生成した酸化皮膜等があり、これらの
無機質系皮膜は、例えば陽極酸化皮膜の場合にあっては
約１００〜２００Ａの孔径を、ベーマイト系皮膜の場合
にあっては約５００２１０００　Ａの孔径を、ケイ酸塩
処理した皮膜の場合にあっては約３０００〜１ｏｏｏｏ
Ａの孔径を有しているといったように微細孔を有する多
孔性のものであり、そしてこの無機質系皮膜の厚みは約
２〜１０１ｎ９／ｄｍ”のものであることが特に望まし
いものである。

又、上記無機質系皮膜表面に介在させられる無機リン酸
化合物は、例えば無機リン酸塩を含有する溶液で処理し
て乾燥することによって形成されるＯ 同、上記処理は、例えばに、Ｎａ、ｃＡ等のリン酸塩を
脱イオン水、上水、工業用水等の水に溶かし、このリン
酸塩水溶液を用いて浸漬手段、塗布手段あるいはシャワ
一手段等によって行なえば良い。

同、ここで無機リン酸塩としては、例えば次亜リン酸塩
、オルト亜リン酸塩、ピロ亜リン酸塩、メタ亜リン酸塩
、次リン酸塩、オルトリン酸塩、メタリン酸塩、モノペ
ルオキシリン酸塩、ペルオキシ２リン酸塩、トリポリリ
ン酸塩、テトラポリリン酸塩、ピロリン酸塩等１種又は
２種以上の適宜なものが用いられる。

又、上記無機質系皮膜表面に介在させられる非イオン系
界面活性剤は、上記無機り、ン酸塩含有溶液中に非イオ
ン系界面活性剤を添加しておくことによって、無機リン
酸化合物介在と同時に介在させられ得る。

ここで、特に非イオン系界面活性剤を無機リン酸塩含有
溶液中に添加しておいて無機質系皮膜表面に無機リン酸
化合物のみでなく非イオン系界面活性剤をも介在させる
ようにしたのは、混合液中の無機リン酸塩が多孔性の無
機質系皮膜の微細孔部に付着しやすくする為であり、非
イオン系界面活性剤を添加しておくことによって混合液
の界面張力が低下し、無機リン酸塩が付着しやすくなる
からである。

伺、ここで非イオン系界面活性剤としては、例えばポリ
オキシエチレンアルキルアリルエーテルｍ＜ポｖオキシ
エチレンイニルフェニルエーテル型、ポリオキシエチレ
ンオクチルフェニルエーテル型等）、アルキルエーテル
型（ポリオキシエチレンラウリルエーテル型、ポリオキ
シエチレンオレイルエーテル型、ポリオキシエチレント
リデシルエーテルＷ等）　、アルキルエステル型（ポリ
オキシエチレンオレエート型等）、アルキルアミン型（
ポリオキシエチレンラウリルアミン型等）、ソルビタン
誘導体エステル型（ンルビタンラウレート型、ソルビタ
ンパルミテート型等）、ソルビタン誘導体複合型（ポリ
オキシエチレンソルビタンラウレート型、ポリオキシエ
チレンソルビタンステアレート型等）等１種又は２種以
上のものが適宜用いられ得る。岡、これら非イオン系界
面活性剤としてはＨＬＢ価が１０以上のものであること
が望ましい。

そして、この際無機リン酸塩及び非イオン系界面活性剤
含有溶液としては、各添加物が約５０ｐｐｍ〜溶解度限
、望ましくは約０．１〜２０％、さらに望ましくは約０
．５〜２％の濃度のものを用いて、温度約１０℃〜沸騰
温度、望ましくは約２０〜８０℃で、時間約１秒〜１０
分、望ましくは約５〜２０秒で、ｐＨ約２〜１２、望ま
しくは約４〜９、より一層望ましくは約６〜８で行なえ
ば良い。淘ｓｐＨ調整は、リン酸塩の塩基性度又は酸性
度を考慮して、す／酸、Ｎ、０Ｈ１ＫＯＨ％Ｃａ（ＯＨ
）２等の塩基性化合物を添加して行なえば良いＯ そして、例えば上記のような処理によって無機質系皮膜
層表面に形成される無機リン酸化合物及び非イオン系界
面活性剤層は、この無機リン酸化合物による効果を大き
く発揮させる為にはある程度の厚みがあることが必要で
あり、この厚みはＰ付着量に換算して例えば約１’９／
ｍ　以上、さらに望ましくは約５〜３００Ｉ□ｄあるこ
とが望ましい。

そして、上記のように水濡れ性の良い無機質系皮膜及び
この無機質系皮膜の表面に無機リン酸化合物及び非イオ
ン系界面活性剤層の形成されたアルミニウム材より熱交
換器を作るには、上記プレコート処理されたアルミニウ
ム材をドローレスプレス加工、ドロープレス加工、その
他打抜き又はフレアー等適宜な加工が行なわれて所定形
状のフィンに成形し、このプレス加工後に付着している
プレス油を中性又は弱アルカリ洗剤水溶液若しくはトリ
クロルエチレン等の有機溶剤で洗浄除去することによっ
て作られ得る。

そして、このよりにして製造される熱交換器は、無機質
系皮膜の表面に無機リン酸化合物層のある素材が用いら
れたものであることよシ、微細孔表面の極性が変性され
、プレス油が洗浄中に吸着しにくいものとなっていて、
無機質系皮膜表面の水濡れ性があまり低下しておらず、
従って熱交換効率の良いものである。又、プレス油除去
の為の煩雑な工程を要しないことよシ、製造能率よく低
コストで熱交換器を提供できるようになる。

〔実施例１〕 ＪＩＳ　１２００−Ｈ２６アルミニウム材（巾ｇＱＱｍ
ｍ、長さ８０００ｍ、厚さ０．１１５ｍｍ　）を次亜塩
素酸ナトリウム水溶液（Ｎａ２Ｏ２濃度、２・００ｐｐ
ｍ１ｐＨ１０，５）中に約８５℃の温度下で浸漬し、次
いでｐＨ１１，４の１５ｔｓの水ガラス溶液中に約６０
℃の温度下で浸漬し、その後シャワー水洗工程を経て表
面に約７１Ｒ９／ｄｎ？厚の水濡れ性良好な無機質系の
酸化皮膜を形成する。

次に、上記酸化皮膜の形成さ゛れたアルミニウム材表面
に、温度２５〜３０℃、濃度１１０００１）ｐのトリポ
リリン酸ナトリウム及び濃度ｓｏｏｏｐｐｍのポリオキ
シエチレンノニルフェニルエーテル（ＨＬＢ　価１４）
水溶液を塗布し、その後１５０℃で１０秒間熱風乾燥を
行ない、Ｐ付着量として１０１１９７ｍ厚の無機リン酸
化合物及び非イオン系界面活性剤を付着させる。

そして、上記無機リン酸化合物及び非イオン系界面活性
剤の付いたアルミニウム材にしごき加工を中心としたド
ローレスプレス加工を施してフィンを製造し、その後ト
リクロルエチレンで脱脂処理（８５℃、１分間）を行な
い、そして熱交換器に組み立てる。

〔実施例２〕 実施例１における水濡れ性良好な無機質系の酸化皮膜形
成工程と同様な工程を経て同様な酸化皮膜を形成した後
、温度５０℃、濃度２０００ｐｐｍのピロリン酸カリウ
ム、３０００ｐｐｍのテトラポリリン酸カリウム及び２
０００ｐｐｍのポリオキシエチレンオレイルエーテル（
ＨＬＢ価１３）を含有した水溶液を塗布し、その後１５
０℃で１０秒間熱風乾燥を行ない、Ｐ付着量として２０
ｒｖ／ｍ”厚の無機リン酸化合物及び非イオン系界面活
性剤を付着させる。

そして、上記無機リン酸化合物及び非イオン系界面活性
剤の付いたアルミニウム材にドローレスプレス加工を施
してフィンを製造し、その後トリクロルエチレンで脱脂
処理（５０℃−３０℃−７０℃、各１分間浸漬）を行な
い、そして熱交換器に組み立てる。

〔実施例３〕 実施例１と同様なアルミニウム材を弱アルカリエツチン
グした後水洗乾燥し、次いでケイ酸ソーダ水溶液（Ｓｉ
Ｏ，／Ｎａ２０＝５、ＳｉＯ２濃度５５！ｉ／ｌ）に６
０℃で１分間浸漬塗布後、２００°Ｃで６０秒間乾燥し
、表面ｖしに約８　Ｗｖ′ｄｉ厚の水濡れ性良好な無機
質系の酸化皮膜を形成する。

次に、上記酸化皮膜の形成されたアルミニウム材表面に
、次亜リン酸ナトリウム、オルトリン酸ナトリウム、テ
トラポリリン酸ナトリウムを各々２０００　ｐｐｍ及び
ポリオキシエチレンオレエート（ＨＬＢ価１１）をｉｏ
ｏｏｏｐｐｍ含有した水溶液を塗布し、その後１２０℃
で２０秒間熱風乾燥を行ない、Ｐ付着量として５０□ぜ
厚の無機リン酸化合物及び非イオン系界面活性剤を付着
させる。

そして、上記無機リン酸化合物及び非イオン系界面活性
剤の付いたアルミニウム材にドローレスプレス加工を施
してフィンを製造し、その後トリクロルエチレンテ脱Ｊ
ＩＷ処理（６ｏ℃−３０℃−８０℃、各１分間浸漬）を
行ない、そして熱交換器に組み旦てる。

〔実施例４〕 実施例１と同様なアルミニウム材を弱アルカリエツチン
グした後水洗乾燥し、次いでトリエタノールアミン０．
５％を言む水温液中に９０℃で６０秒間浸漬してベーマ
イト処理を行ない、表面に約４１ｖ′ｄｉ’厚の水濡れ
性良好な無機質系の酸化皮膜を形成する０ 次に、上記酸化皮膜の形成されたアルミニウム材表面に
、次リン酸ナトリウム、ピロ亜リン酸カルシウム、モノ
ペルオキシリン酸カリウム、ペルオキシ２リン賊ナトリ
ウム、オルトリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム
を各々３０００　ｐｐｍ及びポリオキシエチレンソルビ
タンラウレート（ＨＬＢ価１５．４　）を５０００９９
’Ｐ含有した水溶液を塗布した後１８０℃で２０秒間の
熱風乾燥を行ない、Ｐ付着量として８０１１１１１７ｍ
”厚の無機リン酸化合物及び非イオン系界面活性剤を付
着させる。

そして、上記熱“機リン酸化合物及び非イオン系界面活
性剤の付いたアルミニウム材にドローレスプレス加工を
施してフィンを製造し、その後トリクロルエチレンで脱
Ｍ’ｆｔ処理ｃ４ｏ℃−３０℃−／＜　＋＋　バー、各
１分間）を行ない、そして熱交換器に組み立てる。

〔実施例う〕

ＪＩＳ　１０５０−　Ｈ２２７ルミニウム材（巾１１０
０ｍｍ、長さ５０００ｍ、厚さ０．１２０ｍｍ　）にク
ロメート２％水溶液（日本ペイント味製アロジンナ１２
００　）を３５℃で２０秒間スプレー処理し、次いで２
％シリカゾル水溶液中に３５℃で２分間浸漬し１表面に
約５１！Ｉｆ／ｄｍ’厚の水濡れ性良好な無機質系皮膜
を形成する。

次に、上記皮膜の形成されたアルミニウム材表面に、ピ
ロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウムを各々
２５０００ｐｐｍ及びポリオキシエテレｙ　オ／　ｆ　
＃　７　エ＝　ルｘ　−チル（ＨＬＢ　、、イ曲１６．
２　）をｓｏｏ。

ｐｐｍ含Ｍした水溶液を塗布した後、２５０℃で１０秒
間の熱風乾燥を行ない、Ｐ付着蓋として１５０１１１９
／ｒｒｊ厚の無機リン酸化合物及び非イオン系界面活性
剤を付着させる。

そして、上記無機リン酸化合物及び非イオン系界面活性
剤の付いたアルミニウム材にドロープレス加工を施して
フィンを製造し、その後トリクロルエタンで脱脂処理（
５０℃−３０℃−７０℃、各１分間浸漬）を行ない、そ
して熱交換器に組み立てる。

〔比較例１〜５〕 実施例１〜５において、無機リン酸塩及び非イオン系界
面活性剤含有溶液による処理を省略し、同様にして熱交
換器を得る。

〔比較例６〕 実施例１において、酸化皮膜形成工程を省略して同様に
行ない、熱交換器を得る０ 〔比較例７〕　　　。

実施例１において、無機リン酸塩溶液の代シに有機系の
リン酸エステル（トリドデシルホス７エイト）５チ溶液
を用いて同様に行ない、熱交換器を得る。

〔特性〕

上記のようにして得た熱交換器のフィンについて、その
水濡れ性（親水性接触角）を調べると表に示す通りでる
る。

表 この表かられかるように、本実施例のものは水濡れ性の
良好通ものであり、特にプレス加工後に行なう脱脂処理
が行なわれても水濡れ性は良好でアシ、かつ脱脂処理後
に行なう流水洗浄５００時間後の親水性接触角の値から
もわかるように水濡れ性の耐久性も良いものであるのに
対し、無機リン酸塩溶液による処理を省略した比較例１
〜５、酸化皮膜形成工程を省略した比較例６及びリン酸
塩処理であってもこのリン酸塩が有機系のものである比
較例７のものではプレス加工後に行なう脱脂処理によっ
て水濡れ性は悪くなシ、又、この水濡れ性の耐久性も悪
いものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　アルミニウム又はアルミニウム合金材表面に水濡れ
   性の良い無機質系皮膜を形成し、該無機質系皮膜の表面
   に無機系リン酸化合物及び非イオン系界面活性剤を介在
   させたことを特徴とする熱交換器材料。 ２　アルミニウム又はアルミニウム合金材表面に水濡れ
   性の良い無機質系皮膜を形成した後、該無機質系皮膜を
   無機系リン酸塩及び非イオン系界面活性剤含有溶液で処
   理乾燥することにより無機質系皮膜の表面に無機系リン
   酸化合物及び非イオン系界面活性剤を介在せしめ、その
   後所定の成形加工を施し、この成形加工されたものを組
   み立てることを特徴とする熱交換器製造法。