JPS6250477A - 水濡れ性の優れた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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、自動車等の熱交換器や家電用冷熱機
器に使用されるアルミニウム又はアルミニウム合金製熱
交換器用フィンの製造方法に関するものである。

〔在米技術とその問題点〕

アルミニウム又はアルミニウム合金材（以下単にアルミ
ニウム材）製熱交換器用フィンは、例えば、アルミニウ
ム材表面に有磯質、無機質、又はこれらの複合系の水濡
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成形して熱交換器用フィンを形
成し、その後プレス加工工程で表面に付着したプレス油
等の泊滑油を中性もしくは弱アルカリ性洗剤水溶液又は
、非水系溶液（例えば、パークロールエチレン、トリク
ロールエチレン等）で脱脂してから熱交換器用フィンと
して製造されている。

近年、熱交換器効率の向上及び小型化のために、フィン
ピッチを縮小する傾向にあり、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
き出し等が生じ、又、冬期においては室外における除霜
エネルギーの増大等の問題が生ずるために、フィン表面
の水濡れ性及び耐油汚染性の良いことが極めて重要な因
子となっている。

本発明者等は、上記のような点を満足する技術的手段を
開発し、先に提案した（特開昭　５８−１０６３９６号
公！ｌ）のであるが、これらの技術的手段であっても種
々のタイプの熱交換器に応用する段階で、必ずしも十分
に満足するものでないことが明らかとなった。すなわち
、特開昭５８−１０６３９６号公報提案のプレコートフ
ィン材を所定のプレス成形加工後に於いて、加工時に付
与した表面の潤滑油等をトリクロールエチレン等の有機
溶剤で脱脂洗浄し、エバポレーターとして組み立てたと
ころ、脱脂浴温度、脱脂浴中の油濃度等の脱脂条件、陽
極酸化皮膜、ベーマイト系皮膜、水和酸化皮膜、ＭＢＶ
皮膜等の酸化皮膜の表面形態及び性状等によっては、良
好な水濡れ性、耐油汚染性が得られにくいことが判った
。

〔発明の開示〕

そこで、本発明者等は前記問題点の検討を行った結果、
これらの問題の発生原因は、アルミニウム材表面に形成
した無機質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光分となり、こ
の為、無機質系皮膜自身の良好なる親水性が阻害される
Ｚｌ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ケイ酸化合物、無機リ
ン酸化合物及び非イオン系界面活性剤とを介在せしめる
ことにより、潤滑油の種類、脱脂洗浄条件等に左右され
ずに無機ｆｆｉ系皮膜の親水性が確保され、前述の如き
問題点を解決できることが判明した。

尚、ここで水濡れ性良好な無＋′／９．質系皮膜とは、
例えば陽極酸化皮膜、ベーマイ）Ｍ皮膜、ベーマイト処
理または陽砥酸化処理後ケイ酸塩処理した皮膜、もしく
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号公報開
示のような酸化剤を添加した浴で生成した酸化度Ｉｌ！
２等があり、これらの無＋５！質系皮膜は、例えば陽極
酸化皮膜の場合にあっては約１００〜２００人の孔径を
、ベーマイト系皮膜の場合にあっては約５００〜１００
０　Ａの孔径を、ケイ酸塩処理した皮膜の場合にあって
は約３０００〜１００００人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８！質系皮膜の厚みは約２〜１０　Ｉｏｇ／　ｄｍ
２のものであることが待に望ましいものである。

又、上記無機質果皮８表面に介在させられるケイ酸化合
物、無代リン酸化合物及び非イオン系界面活性剤は、上
記化合物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。

尚、上記処理は、例乏ばに、Ｎａ、Ｃａ等のリン酸化合
物、ケイ酸化合物及び非イオン系界面活性剤を脱イオン
水、上水、工業用水等の水に溶がし、この混合溶液を用
いて浸漬手段、塗布手段あるいはシャワ一手段等によっ
て行えば良い。

さらに又、ケイ酸化合物としては、例えば、水ガラス、
ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、シリカゾル等が使
用され、このｊｒＬ合液中の濃度は通常０．００１〜１
０％の範囲であり、特に好ましくは０．０５〜１．５％
のものである。また、該無機質系皮膜上への該混合液中
からのケイ酸化合物形成がケイ素換算で０　、ＯＱ　５
　ｇ／ｌ１１２以下の場合には、該無機Ｔｉ系皮膜と混
合液中のその他化合物との密着性が悪く、耐油汚染性の
効果が出しにくい。

又、該無機質系皮膜上への該混合溶液中からのケイ酸化
合物の形成量がケイ素換算で０　、１５　Ｈ／　ｎ’以
上になるとケイ酸化合物の巨大粒子が該無機質系皮膜の
微細孔内に不均一に存在するため、無機リン酸化合物や
非イオン系界面活性剤とのバランスが（ずれ親水性の面
で好ましくないものとなる。

一方、無機リン酸化合物としては、例えば次亜リン酸塩
、オルト亜リン酸塩、ピロ亜リン酸塩、メタ亜すン酸堪
、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、ビロリン酸塩等１種また
は２種以上の適宜なものが用いられる。その混合液中の
濃度は通常０．００　Ｓ％〜溶解溶解度箱囲であり、特
に好ましくは、２〜５％のものである。

又、該無機質系皮膜上に形成される無機リン酸化合物の
皮膜量は、リン換算で０．０００１〜０．１５ｇ／論２
である。即ち、０．０００１ｇ／ｍ２未満では、良好な
親水性及び耐油汚染性が得られなく、０．１５ｇ、／ｕ
２より大きくなると、良好なプレス加工性が得られない
ものとなる。

又、ケイ酸化合物、無ｆｉ　リン酸化合物を含有する水
溶液に対して非イオン系界面活性剤を少量添加する。こ
れは本混合液が多孔性の水和酸化皮膜の微細孔の中に侵
入して皮膜を形成しやすくするためのものであり、わず
かに混入するだけでその溶液の界面張力を下げる作用を
有するものである。

尚、上記非イオン系界面活性剤の添加量は少量でよいが
、好ましくは温度約０．５〜２％である。

このような溶液は、通常水溶液で用いられるが、前記の
ケイ酸化合物、無ｆｉ　＋７ン酸化合物が可溶性である
ならばどんな溶媒でもよい。

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型（ポリオキシエチレン
ノニルフェニルエーテルキシエチレンオクチルフェニル
エーテル）、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）、アルキルエステル型（ポリオキシ
エチレンオレエート）、アルキルアミン型（ポリオキシ
エチレンラウリルアミン）、ソルビタン誘導エステル型
（ソルビタンラウレート、ソルビタンパルミテート チレンンルビタンラウレート、ポリオキシエチレンソル
ビタンステアレート）等を１種又は２種以上で使用する
ことができる。

そして、この際、ケイ酸化合物、！！＆磯リン酸化合物
及び非イオン系界面活性剤含有の混合溶液の濃度として
は、約０．５％〜溶解度限、望ましくは約１〜１０％、
さらに望ましくは約２〜５％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、Ｐ　
Ｈ約２〜１．２、望ましくはＰＨ約４〜９、より一層望
ましくはＰＩＩ約６〜８で行えば良い。尚、Ｐ　Ｉ−１
調整−はケイ酸化合物、リン酸化合物の塩基性度又は酸
性度を考慮して、ケイ酸、リン酸等の酸性化合物、Ｎａ
ＯＨ，ＫＯＨｌＣａ（ＯＨ）２等の塩基性化合物を添加
して行えばよい。

又、処理後は十分に加熱乾燥することが以後の皮膜の密
着性及び加工性の面で必要なものである。

そして、上記のように処理された無機質系皮膜上にケイ
酸化合物と無機リン酸化合物及び非イオン系界面活性剤
とを有するアルミニウム材上り熱交換器用フィンを作る
には、上記プレフートされたアルミニウム材をドローレ
スプレス加工、ドロープレス加工等適宜な加工が行なわ
れて所定の熱交換器用フィンに成形する．この成形後に
表面に付着しているプレス油等の潤滑油は中性又は弱ア
ルカリ性水溶液もしくはトリクロールエチレン等の育成
溶剤で洗浄除去する。

そして、このようにして製造される熱交換器用フィンを
組み立てて熱交換器とするが、このような熱交換器は、
無機質系皮膜の表面にケイ酸化合物、無機リン酸化合物
及び非イオン系界面活性剤層のある素材が用いられたも
のであることにより、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（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り、製造能率よ（低コス
トで熱交換器を提供できるようになる。

次に本発明の内容について３実施例について説明する。

実施例　Ｉ ＪＩＳ１２００，０．２６アルミニウム材（幅８００論
−、長さ８０００論、厚さ０．１１５ｍｍ）を脱脂後、
次亜塩素酸す）　＋７ウム水ｔ８液（Ｎ　ａｏ　Ｃ　１
濃度：２００ｐｐｍ、ＰＨ：１　０．５）中に約８５℃
の温度下で浸漬し、約０　、　６　Ｉｒ７　ｂ２の水和
酸化皮膜を形成する。次いで濃度１．５％の１号水ガラ
ス溶液中（ＰＨ１１．４）に約６０℃の温度下で浸漬し
た後シャワー水洗工程を経て、アルミニウム材表面にケ
イ素換算で約０　、０　２　５　ｇ／ｍ”のケイ酸化合
物ヲ形成ｆ！、２５−３０°ＣＤｒ　Ｏ、５ｅ！ｉ　０
３号水ガラス、濃度０．１　ｉ’０のトリポリリン酸ナ
トリウム及び濃度０．０１％のポリオキシエチレン／ニ
ル７ヱニルエーテル（ＨＬＢ価１４）水溶液を塗布後、
１５０℃で１０秒間熱風乾燥を行ない、リン換算で０．
００５　ｇ／Ｌ６２の無ｎ　１７ン酸化合物、ケイ素換
算で約０．０１８　Ｈ／ｍ２のケイ酸化合物及び約０．
００２〜０，００３１１／ｍ’の非イオン系界面活性剤
を該蕪８！質系皮膜表面に形成させる。そして、上記ア
ルミニウム材にしごき加工を主体としたドローレスプレ
ス加工を施して熱交換器用フィンを製造仁る。このよう
に９１造したフィンを約８０°Ｃに加温したトリクロー
ルエチレンに１分間浸漬して脱脂処理を行う。

実施例　２ 実施例１におけると同様な工程を経て水和酸化皮膜を形
成した後、温度５０℃、濃度１％の３号水がラス、濃度
０．２％のビロリン酸カリウム、？良度０．３％のテト
ラポリリン酸カリウム及び濃７ｆｆｉ０．０５％のポリ
オキシエチレンオレイルエーテルｕｌＬＩ１価１３）水
溶液中で浸漬処理し、その後１５０°Ｃで１０秒間熱風
乾燥を行い、Ｐ付Ｊｕとして０．０２　Ｈ／　＋ｎ’ｌ
’Ｘの黒磯リン酸化合物、ケイ素換算で約０．０２５ビ
／艶２のケイ素化合物及び約０．００８〜０．０１ｇ／
ｍ”の非イオン系界面活性剤を付着させる。そして、こ
のアルミニウム材１こ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外Ｊ！
［！（５０°Ｃ→３０℃→７０℃、各１分間浸漬）を行
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Ｑ（Ｓｉ
○２／　Ｎ　ａ２０　＝　５．５ｉＯｚｉＧ度５５ｇ／
ｌ）に６０℃で１分間浸漬塗布後、２００℃で６０秒間
乾燥し、表面に約０．８ｇ／纒２Ｖ！−の水濡れ性良好
な無機質系の皮膜を形成する１次に、上記皮膜の形成さ
れたアルミニウム材表面に、濃度０．０５％の１分水プ
ラス、及び各々濃度０．２％の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
と、そして濃度０．０８％のポリオキシエチレンオレエ
ート（Ｉ（ＬＢ価１１）水溶液を塗布し、その後１２０
℃で２０秒間熱風乾燥をイ〒い、Ｐ付着量として０．０
０５　Ｆｉ／ｍ２１７の黒磯リン酸化合物、ケイ素換算
で約０　、　ＯＯ８ｇ／ｌｏ２のケイ酸化合物及び約０
．００４〜０．００５＋ｅｇ／随２の非イオン系界面活
性剤を付着させる。

そして、上記アルミニツム材にドローレスプレス加工を
施してフィンを襞遺し、その後トリクロルエチレンで脱
脂外ＰＩ！、（６０’Ｃ→３０℃→８０°Ｃ１で各１分
間浸漬）を行い、そして熱交換器に組み立てる。

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、次いで濃度０．５％のトリエタノ
ールアミンを含む水溶液中で９０℃で６０秒間υｈ′工
してベーマイト処理を打い、表面に約０　、４　ｇ／　
ａＩ２１ｒ１．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
、；濃度１．５％の４号水〃ラス、及び各々濃度０．３
％の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フム、ベルオキシ２リン酸ナト
リウム、オルトリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウ
ム、と、そして濃度０．３％のポリオキシエチレンソル
ビクンラウレー）（ＨＬＢ価１５．．４）水溶液を塗布
した後、８０℃で２０秒間の熱風乾燥を行い、Ｐ付着量
として０．０８）７／＋＋＋２厚の黒磯リン酸化合物、
ケイ素換算で約０．０３ｇ、／ｍ２のケイ酸化合物及び
約０．０３〜０．０４ｇ／Ｉｏ”の非イオン系界面活性
剤を付着すせる。そして、上記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（４０”Ｃ−３０℃→ベーパー
で各１分間処理）を行い、そして熱交換器に組み立てる
。

実施例　５ ＪＩＳ１０５０−１１２２フルミニウム材（巾１１００
ａ＋＋ｏ、艮ｉ’５０００＋ａ、／’７：３０．１２０
＋ａｍ）に濃度２％のクロメート水溶液（日本ペイン）
（株）製アロノン＃１２００）を３５℃で２０秒間スプ
レー処理し、次いで濃度２％のシリカゾル水溶液中に３
５℃で２分間浸漬し、表面に０．５ｇ／ｌ１１２厚の水
濡れ性良好な黒磯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、濃度５％のシリカ
ゾル、及び各々濃度２．５％のビロリン酸ナトリウム、
トリポリリン酸ナトリウムと、そして濃度０．８％のポ
リオキシエチレンオクチルフェニルエーテル（ＨＬ　Ｂ
価Ｉ　Ｇ　、　２　）水溶液を塗布した後、２５０℃で
１０秒間の熱風乾燥を行ない、ケイ素換算で約０．１５
１（／’ｍ２のケイ素化介物、Ｐ付着量として０．１５
ｇ７ｍ２Ｊ７−の無代リン酸化合物及び約０．０７〜０
．０８ｇ／噛２非イオン系界面ｍ面活性剤を付″Ｘｉさ
せる。

そして、上記アルミニツ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チレンで脱脂処
Ｊ！Ｉ！（５０℃→３０℃→７０℃で各１分間浸漬）を
行ない、そして熱交換器に姐み立てる。

比較例１〜５ 実施例１〜５において、ケイ酸化合物、無代リン酸化合
物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にすｊ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。

〔特性〕

上記の様にして！！！造するアルミニウム製熱交換器用
フィンについて、水濡れ性及びその耐久性について示す
と第１表の通りとなる。

本実施例のフィンは水濡れ性の良好なものであり、特に
プレス加工後１．：おいて、トリクロールエチレン等で
脱脂処理が行なわれても、フィン表面の水濡れ性は劣化
せず、脱脂処理後に行う流水洗浄５００時間後の親水性
試験値からも解るように、水濡れ性の優れた耐久性のあ
るものである。これに対して、比較例１〜６のいずれの
場合にもトリクロールエチレン等で脱脂処理を行った後
では、水濡れ性の劣化が起こり、耐久性ら好ましいもの
ではない。

〔親水性評価試験〕

１）親木性：　熱交換器用フィンの親水性については、
フィン表面に滴下した水滴の接触角を測定してその値を
比較する。

２）耐久性＝　（Ａ）表面処理直後、（Ｂ）脱脂処理直
後、（Ｃ）流水洗浄５００時間後、の３時息での接触角
を比較する。

！ｍ１表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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た後、該無機質系皮膜
   表面をケイ酸化合物、無機系リン酸化合物及び非イオン
   系界面活性剤含有溶液で処理乾燥することにより、無機
   質系皮膜の表面にケイ酸化合物、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用フィンの製造法。