【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
(イ) 産業上の利用分野
この発明は熱交換器や水配管の分野で使用され
る銅管又は銅板に於いて、銅表面が水と接触する
ことにより腐食し、緑青が発生するのを抑制する
ようにした銅表面の防錆被膜に関する。
(ロ) 従来技術
従来、太陽熱温水器に使用されるヒートパイプ
や水配管は、熱伝導性、耐食性、柔軟性などを考
慮して銅管が使用されている。
ところが、現状では何ら防錆処理を施さないま
ま使用しているため、長期の使用の間に、銅表面
が腐食し、青水が発生する問題があつた。これ
は、銅表面が水（又は温水）に浸漬されたり、乾
湿の繰返しを受けたりする状況下で、CO3 --イオ
ンやSO4 --イオンによりCuCO3・Cu（OH）2や
CuSO4・3Cu（OH）2のような緑青が発生してい
るためと考えられる。
一般に、銅やその他の金属の錆、腐蝕などの防
止、或いは抑制をするための防錆被膜は種々提案
されているが、太陽熱温水器のヒートパイプ等の
熱交換器や水配管に使用される銅管や銅板は下記
条件を同時に満たす防錆被膜が必要であり、これ
が望まれていた。
予想される使用条件下での耐熱性があり、ヒ
ートサイクルやヒートシヨツクにも物性的な変
化がなく、かつ耐久性があること。
ヒートサイクル時に銅表面に追従して密着性
が良好となるように、可撓性が優れているこ
と。
水分透過性が低いこと。
飲用にも使えるように食品衛生法の規定を満
たすこと。
(ハ) 発明の目的
この発明は上記の条件を満たす銅表面の防錆被
膜を提供することを目的とする。
(ニ) 発明の構成
この発明は水と接触する銅管又は銅板の表面
に、シリコーン変性エポキシ樹脂及びシリコーン
変性フエノール樹脂を主成分とする樹脂層を形成
したものである。
上述した樹脂層は銅表面を前処理したのち、樹
脂溶液に浸漬、若しくは樹脂溶液をスプレー塗装
し、然る後、焼付乾操することにより形成され
る。
この樹脂層は空焚、煮沸の連続試験、並びにヒ
ートサイクル、ヒートシヨツクの繰返し試験の結
果、外観的に大きな変化は認められず、密着性も
良好であつた。
このように、耐久性が十分あるとともに、ヒー
トサイクル時に銅表面に追従して密着でき、可撓
性に優れたものであることが実証されており、水
透過性も極めて低いので、銅表面の防錆被膜とし
て最適である。又、シリコーン変性エポキシ樹脂
やシリコーン変性フエノール樹脂は食品衛生法上
でも問題がなく、この被膜付きの銅管又は銅板に
接触させた水は飲用にも支障がない。
(ホ) 実施例
以下、この発明を、太陽熱温水器のヒートパイ
プに適用した一実施例について説明する。
第１図に於いて、１は集熱器２と貯湯槽３とを
一体に備えた太陽熱温水器、４は集熱器５に取り
付けられた吸熱部４ａが集熱器２に収納されると
ともに、放熱部４ｂが貯湯槽３に挿入され、太陽
熱を集熱器２から貯湯槽３へ輸送するヒートパイ
プであり、吸熱部４ａと放熱部４ｂとの連絡部４
ｃを貯湯槽３の側壁３ａに液密に貫通させてあ
る。
ヒートパイプ４は内部を真空に脱気した銅管内
に気液２相に変化する熱媒体を封入して構成され
ており、また、その外表面は第２図に示すよう
に、放熱部４ｂと連絡部４ｃとがシリコーン変性
エポキシ樹脂及びシリコーン変性フエノール樹脂
を主成分とする樹脂層６で覆われている。
この樹脂層６はまず、ヒートパイプ１の塗装部
分（放熱部４ｂ及び連絡部４ｃ）をアルカリ脱脂
−水洗−酸洗（酸化被膜を除去）−水洗の順に前
処理したのち、シリコーン変性エポキシ樹脂、シ
リコーン変性フエノール樹脂及び添加剤などを熔
融させた溶液に浸漬するか、この溶液をスプレー
塗装する。然る後、焼き付け乾燥をすることによ
り、ヒートパイプ４の放熱部４ｂと、連絡部４ｃ
の外周面に樹脂層６が形成される。
尚、上述した溶液は１液性であり、かつ粘性も
低く溶液の使用可能時間が長いことから、塗装工
程は全て自動化することが可能である。
太陽熱温水器１の寿命を10年とし、想定される
温度条件（空焚や煮沸）での連続試験、並びにヒ
ートサイクルやヒートシヨツクの繰返し試験を行
ない、樹脂層６の外観及びヒートパイプ４と樹脂
層６との密着性について観察した結果を下表に示
す。
(b) Industrial application field This invention suppresses the formation of patina due to corrosion of the copper surface due to contact with water in copper pipes or copper plates used in the fields of heat exchangers and water piping. This invention relates to a rust-preventing coating on a copper surface. (b) Prior Art Conventionally, copper pipes have been used for heat pipes and water piping used in solar water heaters, taking into consideration thermal conductivity, corrosion resistance, flexibility, etc. However, since they are currently being used without any anti-rust treatment, the copper surface corrodes during long-term use, resulting in the generation of blue water. This is because when the copper surface is immersed in water (or hot water) or subjected to repeated drying and wetting, CuCO 3 and Cu(OH) 2 are generated by CO 3 -- ions and SO 4 -- ions.
This is thought to be due to the occurrence of a patina like CuSO 4 3Cu (OH) 2 . In general, various anti-rust coatings have been proposed to prevent or suppress rust and corrosion of copper and other metals, but they are used in heat exchangers such as heat pipes of solar water heaters and water piping. Copper pipes and copper plates require anti-rust coatings that simultaneously satisfy the following conditions, and this has been desired. It must be heat resistant under the expected usage conditions, have no physical property changes during heat cycles or heat shocks, and be durable. It must have excellent flexibility so that it follows the copper surface during heat cycles and has good adhesion. Low moisture permeability. It must meet the provisions of the Food Sanitation Law so that it can be used for drinking. (c) Purpose of the invention The purpose of the present invention is to provide a rust-preventing coating on a copper surface that satisfies the above conditions. (d) Structure of the Invention In this invention, a resin layer containing a silicone-modified epoxy resin and a silicone-modified phenol resin as main components is formed on the surface of a copper tube or copper plate that comes into contact with water. The above-mentioned resin layer is formed by pre-treating the copper surface, then dipping it in a resin solution or spraying the resin solution, and then baking and drying it. As a result of continuous tests of dry firing and boiling, as well as repeated tests of heat cycles and heat shocks, this resin layer showed no major change in appearance and had good adhesion. In this way, it has been proven that it has sufficient durability, can follow and adhere to the copper surface during heat cycles, has excellent flexibility, and has extremely low water permeability. Ideal as a rust prevention coating. Furthermore, silicone-modified epoxy resins and silicone-modified phenolic resins have no problems under the Food Sanitation Law, and water brought into contact with the coated copper pipe or copper plate is safe for drinking. (e) Example Hereinafter, an example in which the present invention is applied to a heat pipe of a solar water heater will be described. In Fig. 1, 1 is a solar water heater integrally equipped with a heat collector 2 and a hot water storage tank 3, and 4 is a heat absorbing part 4a attached to a heat collector 5 which is housed in the heat collector 2. , the heat radiation part 4b is inserted into the hot water storage tank 3 and is a heat pipe that transports solar heat from the heat collector 2 to the hot water storage tank 3, and the communication part 4 between the heat absorption part 4a and the heat radiation part 4b
c is penetrated through the side wall 3a of the hot water storage tank 3 in a liquid-tight manner. The heat pipe 4 is constructed by enclosing a heat medium that changes into a gas-liquid two-phase state in a copper tube whose interior is evacuated to a vacuum state, and its outer surface has a heat dissipation section 4b as shown in FIG. and the connecting portion 4c are covered with a resin layer 6 containing silicone-modified epoxy resin and silicone-modified phenol resin as main components. This resin layer 6 is first prepared by pre-treating the coated parts of the heat pipe 1 (heat dissipation part 4b and communication part 4c) in the order of alkaline degreasing, water washing, pickling (removal of oxide film) and water washing, and then applying silicone-modified epoxy resin, It is immersed in a melted solution of silicone-modified phenolic resin and additives, or spray-painted with this solution. After that, by baking and drying, the heat dissipating part 4b and the connecting part 4c of the heat pipe 4 are separated.
A resin layer 6 is formed on the outer peripheral surface of. In addition, since the above-mentioned solution is one-component, has low viscosity, and has a long usable time, the entire coating process can be automated. Assuming that the lifespan of the solar water heater 1 is 10 years, we conducted continuous tests under assumed temperature conditions (dry heating and boiling), as well as repeated tests of heat cycles and heat shocks. The results of observations regarding the adhesion with layer 6 are shown in the table below.
【表】
上表から明らかなように、ヒートパイプ４の樹
脂層６は空焚連続試験により透明状態から僅かな
変色がみられたものの、各種の試験で外観上の変
化は殆どみられなかつた。又、密着性も良好で、
10年間の耐久性が推定できる。
このように、ヒートサイクルをはじめ、各種の
試験で密着性が良いのは、樹脂層６が可撓性に優
れ、ヒートパイプ４の外表面の熱伸縮に追従する
からである。しかも、樹脂層６は水分透過性が低
いので、ヒートパイプ４の水と接触する放熱部４
ｂ及び連絡部４ｃの外表面を十分に腐食から保護
でき、緑青の発生を抑制して青水が発生しないよ
うにできる。又、樹脂層６の主成分としたシリコ
ーン変性エポキシ樹脂及びシリコーン変性フエノ
ール樹脂は食品衛生法上の問題がないので、貯湯
槽３の温水を飲用に使用することも可能である。
更に又、ヒートパイプ４の連絡部４ｃにも樹脂層
６を設けたので、この部分に発生しやすい隙間腐
食を同時に防止することができる。尚、ヒートパ
イプ４の熱効率は先に述べた加工に関する限り、
樹脂層６を塗装する前と、何ら変わらないことも
確認されている。
又、本発明は上述した実施例に限定されるもの
でなく、種々の熱交換器や水配管に使用される銅
管や銅板の銅表面の防錆被膜に利用できる。
(ヘ) 発明の効果
この発明の銅表面の防錆被膜は耐熱性があり、
ヒートサイクルやヒートシヨツクにも物性的な変
化がなく、十分な耐久性を有するものであり、し
かも、ヒートサイクルをはじめ、種々の温度条件
下で銅表面に追従して密着する可撓性に優れてい
るとともに、水分透過性が低いという性質を有す
るものであるから、銅表面を長期に亘つて保護
し、緑青の発生を抑制して青水が出ないようにで
き、優れた防錆効果を示す。又、水の汚染が殆ど
ないので、飲用に使用できるとともに、熱効率を
低下させることもないため、種々の熱交換器や水
配管の防錆に利用できるものである。[Table] As is clear from the table above, the resin layer 6 of the heat pipe 4 showed slight discoloration from its transparent state during the continuous dry firing test, but almost no change in appearance was observed during the various tests. . In addition, the adhesion is also good,
Durability can be estimated for 10 years. The reason why the adhesion is good in various tests including heat cycles is that the resin layer 6 has excellent flexibility and follows the thermal expansion and contraction of the outer surface of the heat pipe 4. Moreover, since the resin layer 6 has low moisture permeability, the heat dissipation section 4 that comes into contact with the water of the heat pipe 4
b and the outer surface of the connecting portion 4c can be sufficiently protected from corrosion, and generation of patina can be suppressed to prevent generation of blue water. Furthermore, since the silicone-modified epoxy resin and silicone-modified phenol resin, which are the main components of the resin layer 6, do not have any problems under the Food Sanitation Act, the hot water in the hot water storage tank 3 can be used for drinking.
Furthermore, since the resin layer 6 is also provided on the connecting portion 4c of the heat pipe 4, crevice corrosion that tends to occur in this portion can be prevented at the same time. In addition, the thermal efficiency of the heat pipe 4 is as far as the processing mentioned above is concerned.
It has also been confirmed that there is no difference from before the resin layer 6 was painted. Furthermore, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be applied to anti-rust coatings on the copper surfaces of copper pipes and copper plates used in various heat exchangers and water piping. (f) Effects of the invention The anti-rust coating on the copper surface of this invention is heat resistant.
It has sufficient durability with no physical changes during heat cycles or heat shocks, and has excellent flexibility to follow and adhere to the copper surface under various temperature conditions including heat cycles. It also has a property of low moisture permeability, so it can protect the copper surface for a long time, suppress the formation of patina, prevent blue water from coming out, and exhibits excellent rust prevention effects. . In addition, since there is almost no water contamination, it can be used for drinking, and since it does not reduce thermal efficiency, it can be used for rust prevention of various heat exchangers and water pipes.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明を適用したヒートパイプの使用
状態を示す断面図、第２図はヒートパイプの樹脂
層の塗装状態を示す説明図である。
４……ヒートパイプ、６……樹脂層。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a heat pipe to which the present invention is applied is used, and FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which a resin layer of the heat pipe is coated. 4...Heat pipe, 6...Resin layer.