JPS6146190B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 この発明は、熱交換器用アルミニウム製フイン
の製造方法に関する。 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 一般に、熱交換器、とくに空気調和機の蒸発器
においては、フインの表面温度が大気の露点以下
となるためフインの表面に水滴が付着する。この
ような水滴の付着により通風抵抗が増大し、かつ
風量が減少して熱交換効率が低下する。これは熱
交換器の性能向上と小型化のためにフインピツチ
を狭くした場合にとくに顕著に現われる。熱交換
効率はフイン表面の水ヌレ性が大きく影響するも
のであり、フイン表面のヌレ性が良いと付着した
水が水適となりにくく、このため通風抵抗が小さ
くなり、風量も多くなつて熱交換効率が増大す
る。このようなフイン表面のヌレ性を改良するた
めに、従来フインとチユーブを組み合わせて熱交
換器を構成した後に、これを溶液中に浸漬するこ
とにより表面処理を行ない、フインの表面に水が
ぬれ易い親水性皮膜を形成するという方法が開発
された。しかしながら、このように熱交換器に組
み立てた後に表面処理を行なう場合には、チユー
ブの両端を完全に密閉しておく必要があるなど、
作業が非常に面倒であるとともに、フインの形
状、フインピツチに制約があり、しかもフインの
形状が複雑なため、液だまりの発生等によりフイ
ン全面に均一な皮膜を形成することが困難であ
り、性能にバラツキが生じるという問題があつ
た。 そこで熱交換器に組み立てる前の状態、すなわ
ち、アルミニウム製フインの素材であるコイル状
の状態で親水性皮膜を形成しておくことが考えら
れる。この場合、親水性皮膜には無機質系親水性
皮膜と有機質系皮膜とがあるが、前者の皮膜は多
孔質であるため、水がぬれ易く親水性にすぐれか
つ安定して持続性がある。従つて、コイル材の表
面に無機質系親水性皮膜を形成するのが望まし
い。ところが、この親水性皮膜の形成後、コイル
材を所定のフインの長さに切断したり、チユーブ
挿通孔をあけたり、この孔の周縁に筒形立ち上が
り壁を形成したりするプレス加工を行なう必要が
あり、その際プレス加工油として一般に使用され
ている鉱油系の潤滑剤を使用すると、潤滑剤がコ
イル材の表面に予め形成された無機質系親水性皮
膜と反応して皮膜の親水性を劣化させるという問
題が起こり、このため従来は熱交換器に組み立て
る前のアルミニウムの表面に親水性皮膜を形成す
る処理を行なうことは実施されていなかつた。 発明の目的 この発明の目的は、上記の問題を解決し、アル
ミニウム材表面に形成された無機質系親水性皮膜
を劣化させることなく、表面全体に均一な無機質
系親水性皮膜を有する熱交換器用アルミニウム製
フインを製造し得る方法を提供しようとするにあ
る。 発明の構成 この発明は、上記の目的を達成するために、予
め無機質系親水性皮膜が形成されたアルミニウム
材の表面に、液状の界面活性剤を基材とし、かつ
この基材にリン系極圧添加剤、高級脂肪酸、高級
脂肪酸エステル、高級アルコールのうち少なくと
も１種の物質を0.1〜20重量％含有する上記皮膜
の親水性を劣化させない潤滑剤を塗布する工程
と、この潤滑剤が塗布された無機質系親水性皮膜
付きアルミニウム材をプレス加工して熱交換器用
フインを造る工程と、このフインを洗浄すること
により潤滑剤を除去する工程とよりなる熱交換器
用アルミニウム製フインの製造方法を要旨として
いる。 上記において、アルミニウム材は、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、とくにコイル材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。 アルミニウム材の表面に予め無機質系親水性皮
膜を形成する方法としては、陽極酸化処理法、化
成処理法、シリカゾル水溶液による処理法、およ
び周知の水ガラスによる処理法等がある。ここ
で、陽極酸化処理法によれば、アルミニウム材の
表面に酸化アルミニウムおよびその水和物よりな
る皮膜が形成される。また化成処理法のうち、例
えば脱イオン水中でのベーマイト法およびクロメ
ート処理法によれば、アルミニウム材の表面に酸
化アルミニウムおよびその水和物よりなる皮膜が
形成される。シリカゾル水溶液による処理によれ
ば、アルミニウム材の表面にケイ酸皮膜が形成さ
れる。水ガラスによる処理法によれば、アルミニ
ウム材の表面に水ガラス（アルカリ−ケイ酸）皮
膜が形成されるものである。 これらの無機質系親水性皮膜は、いずれもすぐ
れた親水性を有している。 またフインの耐食性を増すために、アルミニウ
ム材の表面に陽極酸化処理法や化成処理法により
予め耐食性皮膜を形成し、ついでこの耐食性皮膜
の表面に、例えばシリカゾル水溶液による処理法
や周知の水ガラスによる処理法により無機質系親
水性皮膜を形成してもよい。 無機質系親水性皮膜を備えたアルミニウム材の
表面に塗布する潤滑剤は、皮膜の親水性を阻害し
ない特性を有するものである。このような潤滑剤
としては、常温で液状の界面活性剤を基材とし、
この基材にリン系極圧添加剤、高級脂肪酸、高級
脂肪酸エステルおよび高級アルコールのうち少な
くとも１種の物質を0.1〜20重量％、好ましくは
３〜５重量％含有するものである。 基材として使用する液状の界面活性剤は、潤滑
性能を有するとともに、洗浄し易く、しかもそれ
自体が親水性を有している。またこの基材に添加
するリン系極圧添加剤、高級脂肪酸、高級脂肪酸
エステル、高級アルコールは、いずれも潤滑剤の
潤滑特性すなわちプレス加工特性をを向上させる
ために添加するものである。 ここで、界面活性剤としては、常温で液状であ
るたとえばポリオキシエチレンノニルフエニルエ
ーテル、オクチルフエニルエーテル、１級または
２級高級アルコールエチレンオキシド付加物、脂
肪酸ポリエチレングリコールエステル、ソルビタ
ンモノオレイルエステル、ポリエチレングリコー
ル、炭素数12〜14の第２アルコールエチレンオキ
シド付加物等を使用する。 リン系極圧添加剤としては、たとえば炭素数10
〜18を有するジアルキルハイドロゼンホスフアイ
トおよびトリアルキルホスフアイト等を使用す
る。 高級脂肪酸としては、たとえば炭素数10〜20を
有するものであつて、具体的にはラウリル酸、パ
ルミチン酸、オレイン酸、牛脂脂肪酸、アルケニ
ル無水コハク酸およびステアリン酸等を使用す
る。 高級脂肪酸エステルとしては、上記脂肪酸と炭
素数１〜18のアルコールとのエステルを使用す
る。 高級アルコールとしては、たとえば炭素数12〜
18を有するもので、具体的にはラウリルアルコー
ル、オレインアルコール、ステアリルアルコー
ル、イソステアリルアルコールおよびオキソアル
コール等を使用する。 上記潤滑剤は、リン系極圧添加剤等の物質が
0.1重量％未満であれば、潤滑性が充分でなく、
また20重量％をこえると、皮膜の親水性が劣化す
る。 潤滑剤を塗布された無機質系親水性皮膜付きア
ルミニウム材をプレス加工することにより熱交換
器用フインを造る。ここでプレス加工とは、水ヌ
レ性皮膜付きアルミニウム材よりチユーブ挿通孔
を有する板状フインを形成するための加工であつ
て、これにはたとえば張出し加工、絞り加工、打
抜き加工、カーリング加工、およびチユーブ挿通
孔周縁の筒形立上がり壁をしごいて高くするしご
き加工等が含まれる。またアルミニウム材がコイ
ル材である場合には、これらの加工の後につづい
て行なうアルミニウム材を所定の長さに切断する
せん断加工も含まれる。 アルミニウム材には上記のような潤滑剤が塗布
されているので、きわめて円滑にプレス加工を行
なうことができ、熱交換器用フインをつくること
ができる。しかも潤滑剤はフイン表面に予め形成
された無機質系親水性皮膜の親水性を阻害しな
い。 プレス加工後の潤滑剤が塗布された熱交換器用
フインを水またはトリクレン等により洗浄し、潤
滑剤を除去する。これによつて無機質系親水性皮
膜を有するフインを得るものである。なお、洗浄
後フインの表面に潤滑剤が多少残存してもこれは
皮膜の親水性を阻害しないものであるので、全く
問題はない。 実施例 つぎに、この発明の実施例を説明する。 この発明の方法により熱交換器用フインをつぎ
のようにして製造した。 まず厚み0.15mmのアルミニウム（A1200）製コ
イル材を脱脂処理後、つぎの２つの方法(A)および
(B)によりコイル材の表面に予め無機質系親水性皮
膜を形成した。なお、元コイル材の表面に水を付
着させて接触角を測定したところこれは60゜であ
り、また脱脂後のコイル材についての水の接触角
は45°であつた。 (A) コイル材を、トリエタノールアミン0.3重量
％を含む水溶液中に90゜Ｃで１分間浸漬し、ベ
ーマイト処理を行ない、コイル材の表面にベー
マイト皮膜よりなる耐食性皮膜を形成した。つ
いでこのコイル材をシリカゾル1.8重量％（Si
として計算して）水溶液中に30℃で１分間浸漬
し、シリカゾル処理を行ない、耐食性皮膜の上
にケイ酸皮膜よりなる親水性皮膜を形成した。 (B) コイル材に、酸化クロム（Cr₂O₃）５重量％
を含む水溶液を60℃で15秒間スプレーにより塗
布してクロメート処理を行ない、コイル材の表
面にクロメート皮膜よりなる耐食性皮膜を形成
した。ついでこのコイル材をシリカゾル1.8重
量％（Siとして計算して）水溶液中に30℃で１
分間浸漬してシリカゾル処理を行ない、耐食性
皮膜の上にケイ酸皮膜よりなる親水性皮膜を形
成した。 なお、これらの無機質系親水性皮膜の形成直
後、皮膜の表面に水を付着させてその接触角を測
定したところ、(A)および(B)のいずれの場合も10゜
であつた。 上記無機質系親水性皮膜を有するコイル材に各
種潤滑剤を連続的に塗布し、このコイル材に張出
し加工、しぼり加工、打抜き加工、カーリング加
工およびしごき加工を施すことによつてチユーブ
挿通孔を形成したのち、これを所定長さに切断す
ることにより、熱交換器用フインをトリクレンに
よつて洗浄することにより、フイン表面の潤滑剤
を除去した。 評価試験 上記実施例により製造した熱交換器用フインに
ついて洗浄工程の直後に水を付着させてその接触
角を測定し、得られた結果を下表にまとめた。ま
た比較のために、上記アルミニウム製コイル材を
用いて実施例を同様に繰り返し、ただ潤滑剤塗布
工程において従来の鉱油系潤滑剤を使用すること
により製造した熱交換器用フインについても接触
角を測定し、得られた結果を同表に示した。 なお、アルミニウムのコイル材の表面に予め無
機質系親水性皮膜を形成する方法として、実施例
１〜３と比較例では前記方法(A)を、また実施例４
〜６では方法(B)をそれぞれ採用した。

【表】 上記表から明らかなように、本発明によるフイ
ンは、比較例のフインに比べて表面に付着した水
の接触角が非常に小さく、したがつて非常に水が
ぬれ易く、しかも親水性皮膜が無機質系であるた
め、この親水性は長期にわたつて劣化することが
ない。またプレス加工のさいフインに割れが発生
せず、使用した潤滑剤の潤滑性はきわめて良好で
あつた。 発明の効果 この発明による熱交換器用アルミニウム製フイ
ンの製造方法は、上述のように、予め無機質系親
水性皮膜が形成されたアルミニウム材の表面に、
液状の界面活性剤を基材とし、かつこの基材にリ
ン系極圧添加剤、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステ
ル、高級アルコールのうち少なくとも１種の物質
を0.1〜20重量％含有する上記皮膜の親水性を劣
化させない潤滑剤を塗布する工程と、この潤滑剤
が塗布された無機質系親水性皮膜付きアルミニウ
ム材をプレス加工して熱交換器用フインを造る工
程と、このフインを洗浄することにより潤滑剤を
除去する工程とよりなるもので、この発明の方法
により製造されたフインは、その表面に親水性を
維持した無機質系親水性皮膜を備えており、また
潤滑剤が多少残存していてもフイン表面の皮膜の
親水性には影響しない。しかも親水性皮膜は無機
質系であるため、すぐれた親水性を有するととも
に、非常に安定であり、長期にわたつて劣化する
ことがなく、耐久性にすぐれている。したがつて
この発明の方法により製造されたフインを用いて
組み立てられた熱交換器は、フイン表面に付着し
た水がぬれ易く、水滴となりにくいため、通風抵
抗が小さくなり、風量が多くなつて熱交換効率が
大きい。しかもプレス加工前のアルミニウム材の
表面に予め無機質系親水性皮膜が形成されている
ものであるから、該皮膜はアルミニウム材の表面
全体にわたつて均一なものであり、従つて例え熱
交換器用フインの形状が複雑であつても、表面全
体に均一な無機質系親水性皮膜を有するフインを
製造し得るという効果を奏する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 予め無機質系親水性皮膜が形成されたアルミ
   ニウム材の表面に、液状の界面活性剤を基材と
   し、かつこの基材にリン系極圧添加剤、高級脂肪
   酸、高級脂肪酸エステル、高級アルコールのうち
   少なくとも１種の物質を0.1〜20重量％含有する
   上記皮膜の親水性を劣化させない潤滑剤を塗布す
   る工程と、この潤滑剤が塗布された無機質系親水
   性膜付きアルミニウム材をプレス加工して熱交換
   器用フインを造る工程と、このフインを洗浄する
   ことにより潤滑剤を除去する工程とよりなる熱交
   換器用アルミニウム製フインの製造方法。