JPS62273843A - 親水性と耐食性を有する熱交換器用フインの製造方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 この発明は、例えばルームエアコンおよびカーエアコン
等に使用せられる親水性と耐食性を有する熱交換器用フ
ィ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、アルミニウム製熱交換器、例えば空気調和機の
蒸発器においてＧま、フィンの表面温度が大気の露点以
下となるためフィ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。このような蒸発器の熱交換
効率を向上させるために、本出願人は、先に表面に親水
性皮膜を形成したフィンを提案した。しかしながら、先
提案にかかるフィンの親水性皮躾は無機質系皮膜である
ため、該皮膜は親水性および耐食性にすぐれている反面
、成形性および耐金型摩耗性が悪いという問題があった
。また従来、フィンの表面に有機系親水性皮膜を形成す
ることも行なわれており、この皮膜は無機系親水性皮膜
に比べて成形性と耐金型摩耗性にすぐれている反面、凝
縮水等の水の存在する環境においては、吸水したりある
いは水分が透過したりし易く、耐水性に劣り、従って熱
交換器用フィンの耐食性が悪いという問題があった。

発明の目的 この発明の目的は、上記の問題を解決し、すぐれた親水
性と耐水性を有する有機系親水性皮膜をアルミニウム製
フィン材の表面に形成することにより、耐食性にすぐれ
、しかも成形性と耐金型摩耗性の良好な熱交換器用フィ
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、アルミニウ
ム製フィン材の表面に、親水性ポリマーと、カルボニル
基を有する低分子有機化合物よりなる架橋剤とを含む水
溶液を塗布する工程と、上記水溶液が塗布されたアルミ
ニウム材を加熱して、親水性ポリマーと架橋剤とを反応
させることにより、アルミニウム製フィン材の表面に架
橋剤により変性された親水性変性ポリマーの皮膜を形成
する工程とよりなる親水性と耐食性を有する熱交換器用
フィンの製造方法を要旨としている。

上記において、アルミニウム製フィン材は、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。

また親水性ポリマーとしては、具体的には、多糖類系天
然高分子、水溶性蛋白系天然高分子、アニオン、非イオ
ンあるいはカチオン性付加重合系水溶性合成高分子、お
よび重縮合系水溶性高分子などを使用する。

ここで、多糖類天然高分子としては、可溶性デンプン、
カルボキシメチルセＪしＯ−ス、ヒト０キシエチルセル
ロース、グアーガム、トラガカントゴム、キリンタンガ
ム、アルギン酸ソーダなどを使用する。水溶性蛋白系天
然高分子としては、ゼラチンなどを使用する。

アニオンあるいは非イオン性付加重合系水溶性高分子と
しては、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ソーダ、ポリ
アクリルアミド、これの部分用水分解物、ポリビニルア
ルコール、ポリヒドロキシエチルアクリレート、ポリビ
ニルピロリドン、アクリル酸共重合体、マレイン酸共重
合体およびこれらのアルカリ金属、有機アミンおよびア
ンモニウムの塩などを使用する。

また、上記の付加重合系水溶性合成高分子のカルボキシ
メチル化あるいはスルホン化などによる変性水溶性合成
高分子も使用できる。

カチオン性付加重合系水溶性合成高分子としては、ポリ
エチレンイミン、ポリアクリルアミドのマンニッヒ変性
化合物、ジアクリルジメチルアルミニウムクロライド、
ポリビニルイミダシリン、ジメチルアミノエチルアクリ
レート重合体などのポリアルキルアミノ（メタ）アクリ
レートなどを使用する。

重縮合系水溶性合成高分子としては、ポリオキシエチレ
ングリコール、ポリオキシエチレンオキシプロピレング
リコールなどのポリアルキレンポリオール、エチレンジ
アミンまたはヘキサメチルジアミンなどのポリアミンと
エピクロルヒドリンとの重縮合物、水溶性ポリエーテル
とポリイソシアネートｄ重縮合された水溶性ポリウレタ
ン樹脂、ポリヒト０キシメチル尿素樹脂、ポリヒドロキ
シメチルメラミン樹脂などを使用する。

上記親水性ポリマーのうちでは、カルボン酸あるいはカ
ルボン酸塩基を有するアニオン性付加重合系水溶性高分
子を使用するのが好ましく、とくにポリアクリル酸、ア
クリル酸共重合体およびこれらのアルカリ金属塩、並び
にポリアクリルアミドを使用するのがよい。ここで、ア
クリル酸共重合体としては、アクリル酸と酢酸ビニルの
共重合体、並びにアクリル酸またはマレイン酸と、メタ
アクリル酸、メチルメタアクリエート、エチルメタアク
リエート、ヒドロキシエチルメタアクリレート、イタコ
ン酸、ビニルスルホン酸、アクリルアミドとの共重合体
を使用するのが好ましい。

また上記低分子有機化合物よりなる架橋剤は、分子内に
カルボニル基（＞Ｃ＝Ｏ）を有する低分子有機化合物で
あって、具体的にはアルデヒド類、エステル類、および
アミド類などがあげられる。

ここで、アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、ア
セトアルデヒド、グリオキザール、マロンジアルデヒド
、スクシンジアルデヒド、グルタルジアルデヒドおよび
フルフラールジアルデヒドなどを使用する。

またエステル類としては、ギ酸メチル、酢酸エチル、酢
酸メチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピオン酸メチ
ルなどの１価アルコールの脂肪酸エステル、またエチレ
ングリコールジ酢酸エステル、グリセリントリ酢酸エス
テル、エチレングリコールジプロピオン酸エステルなど
の多価アルコールの脂肪酸エステル、またγ−ブチロラ
クトン、ε−カプロラクトンなどの分子内エステル、ま
たエチレングリコールモノギ酸エステル、エチレングリ
コールモノ酢酸エステル、エチレングリコールモノプロ
ピオン酸エステル、グリセリンモノギ酸エステル、グリ
セリンモノ酢酸エステル、グリセリンモノプロピオン酸
エステル、グリセリンジギ酸エステル、グリセリンジ酢
酸エステル、ソルビトールモノ酢酸エステル、ソルビト
ールモノ酢酸エステル、およびグリコース酸モノ酢酸エ
ステルなどの多価アルコール部分エステル、またコハク
酸ジメチル、マレイン酸ジメチルなどの多塩基酸の１価
アルコールエステル ート、プロピレンカーボネート、グリセリンカーボネー
トなどの環状カーボネートなどを使用する。

またアミド類としては、ホルムアミド、ジメチルホルム
アミド、アセトアミド、ジメチルアセトアミド、プロピ
オンアミド、ブチルアミド、アクリルアミド、マロンジ
アミド、ピロリドンおよびカプロラタムなどを使用する
。

親水性ポリマーと、カルボニル基を有する低分子有機化
合物よりなる架橋剤とは、水に溶解して使用する。これ
らの配合割合は、皮膜の親水性、膜厚および作業性を考
慮して定める必要があるが、親水性ポリマーに対して架
橋剤を１：０．５〜２（重量比）の割合で使用するのが
好ましい。ここで、架橋剤が０．５未満であれば、架橋
反応による効果が不十分であり、また２を越えれば、架
橋剤の使用量が多すぎて、反応に寄与せず、無駄である
。

アルミニウムの表面を上記混合物の水溶液で処理するに
は、スプレーやはけ塗りによって塗布するか、または水
溶液中にアルミニウム製フィン材を浸漬すればよい。

水溶液で処理した後のアルミニウムは、１００〜２００
℃、好ましくは１５０〜１８０℃の温度で、３０秒〜３
０分の時間加熱して、表面に親水性皮膜を形成する。

ここで、加熱温度が１００℃未満であれば、親水性ポリ
マーと架橋剤との反応および皮膜化が十分なされず、２
００℃を越えると、それ以上加熱しても効果がないばか
りか、アルミニウムの材質に悪影響を及ぼす。また加熱
時間が３０秒未満であれば、上記の反応および皮膜化が
十分なされず、３０分を越えると、生産性が低下する。

そして加熱温度が１６０〜２００℃と高い場合には、加
熱時間【は３０秒〜１分と短くてもよいが、温度が低い
場合には、加熱時間を長くする必要がある。

また親水性変性ポリマーの皮膜は、アルミニウム製フィ
ン材の表面に０．１〜１０ｏ　／ｍ　２、好ましくは０
．５〜３（＋／１２の割合で形成する。ここで、皮膜が
０．１０／Ｉ２以上であれば初期の親水性は良好である
が、さらに良好な親水性を維持するためには、０．５１
１／１２以上の皮膜を形成するのが好ましい。また皮膜
が１０ｇ／Ｉ２を越えると、加熱に長時間を要するとと
もに、プレス成形性に悪影響を与えるので好ましくない
。

なお、上記水溶液中には、従来より公知の添加剤、たと
えば亜硝酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、メタホ
ウ酸ナトリウムなどの無機系防錆剤、安息香酸およびそ
の塩、バラニトロ安息香酸およびその塩、シクロヘキシ
ルアミン炭酸塩、ベンゾトリアゾールなどの有機系防錆
剤を配合しても勿論よい。

また上記において、アルミニウム製フィン材の耐食性と
親水性変性ポリマーの皮膜に対する密着性を増大させる
ために、フィン材の表面に予めクロメート法、リン酸り
０メート法、ベーマイト法、リン酸法等の方法により耐
食性を有する皮膜を形成しておき、その後この発明の方
法により親水性変性ポリマーの皮膜を形成するようにし
てもよい。

上記のようにして得られた親水性変性ポリマーの皮膜付
きアルミニウム製フィン材を最後にプレス加工すること
により熱交換器用フィンを造る。ここでプレス加工とは
、上記皮膜付きフィン材よりチューブ挿通孔を有する板
状フィンを形成するための加工であって、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、およびチューブ挿通孔周縁の筒形立上り壁をしごい
て高くするしごき加工等が含まれる。またアルミニウム
製フィン材がコイル材である場合には、これらの加工の
後に続いて行なうフィン材を所定の長さに切断するせん
断加工も含まれる。

フィン材の表面には上記のような親水性変性ポリマーの
皮膜が設けられているので、きわめて円滑にプレス加工
を行なうことができ、金型の摩耗が少なくて、熱交換器
用フィンを能率よくつくることができる。

実　　施　　例 つぎに、この発明の実施例を比較例とともに説明する。

アルミニウム製フィン材として、厚さ１　ａｍ。

幅５０１ＩｌｌＩｌおよび長さ１００＋ａｍのＪＩＳＡ
−１１００Ｈ２４のアルミニウム薄板を用いた。

このアルミニウム薄板の表面に、下記のような親水性ポ
リマー（１痩５重量％）と、カルボニル基を有する低分
子有機化合物よりなる架橋剤とを含む水溶液を塗布し、
この水溶液が塗布されたアルミニウム薄板を１８０℃で
５分間加熱して、親水性ポリマーと架橋剤とを反応させ
ることにより、アルミニウム薄板の表面に架橋剤により
変性された親水性変性ポリマーの皮膜を形成した。そし
てこの親水性変性ポリマー皮膜を有するアルミニウム薄
板を成形して、熱交換器用フィンを製造した。

評価試験 上記のようにして得られたフィンの性能を評価するため
に、皮膜の親水性と耐水性純性を測定し、得られた結果
を下表に示した。

ここで、親木性は、それぞれフィンの水の接触角を図る
ことにより測定した。

耐水性は、フィンを常温で１０分間水に浸漬したのち、
皮膜の表面を擦ることにより、皮膜の剥離が生じるか、
否かを測定した。

また比較のために、上記アルミニウム薄板の表面に、親
水性ポリマーのみを含む水溶液を塗−１ｂ　　− 布し、加熱して皮膜を形成し、この親水性ポリマーの皮
膜を有するアルミニウム薄板について、上記の場合と同
様に評価試験を行ない、得られた結果を下表にまとめて
示した。

（以下余白） 上記表から明らかなように、この発明の方法により製造
された熱交換器用フィンは、比較例のフィンに比べて親
水性および耐水性に優れた皮膜を有しており、従って非
常に耐食性が良い。

また皮膜は有機質であるため、成形性および耐金型摩耗
性にもすぐれていた。

発明の効果 この発明の方法は、上述のように、アルミニウム製フィ
ン材の表面に、親水性ポリマーと、カルボニル基を有す
る低分子有機化合物よりなる架橋剤とを含む水溶液を塗
布する工程と、上記水溶液が塗布されたアルミニウム材
を加熱して、親水性ポリマーと架橋剤とを反応させるこ
とにより、アルミニウム製フィン材の表面に架橋剤によ
り変性された親水性変性ポリマーの皮膜を形成する工程
とよりなるもので、親水性変性ポリマーの皮膜は、元の
親水性ポリマーの親水性機能が劣化することなく、しか
もすぐれた耐水性をｈしているから、皮膜が水分を吸収
したり、あるいは皮膜の中に水分が透過したりするよう
なことがなく、アルミニウム製フィン材の腐食を有効に
防止することができて、耐食性にすぐれている。しかも
親水性変性ポリマーの皮膜は有機質であるから、この皮
膜付きフィンの成形性および耐金型摩耗性はきわめて良
好であるという効果を奏する。

以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルミニウム製フィン材の表面に、親水性ポリマーと、
   カルボニル基を有する低分子有機化合物よりなる架橋剤
   とを含む水溶液を塗布する工程と、上記水溶液が塗布さ
   れたアルミニウム材を加熱して、親水性ポリマーと架橋
   剤とを反応させることにより、アルミニウム製フィン材
   の表面に架橋剤により変性された親水性変性ポリマーの
   皮膜を形成する工程とよりなる親水性と耐食性を有する
   熱交換器用フィンの製造方法。