KR940002833B1 - Aluminum fin material for heat exchanger - Google Patents
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Abstract
내용없음.None.
Description
본 발명은 열교환기용 알루미늄 핀재(fin material)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내공조기(room air conditioner), 자동차 공조기(car air conditioner)등에 사용되는 알류미늄 핀재에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to aluminum fin materials for heat exchangers, and more particularly to aluminum fin materials for use in room air conditioners, car air conditioners, and the like.
본원 명세서에서의 알루미늄이란, 알루미늄 및 알루미늄 합금을 포함하는 것이다.Aluminum in this specification includes aluminum and an aluminum alloy.
상기 열교환기가 하절기 냉방용으로 사용될 경우, 알루미늄 핀의 표면온도는 대기의 이슬점 이하가 됨으로써 핀 표면에 물방울이 달라 붙는다. 핀 표면에 물방울이 달라붙으면, 다음과 같은 세가지 문제점이 생긴다. 첫째는, 알루미늄 핀이 부식하기 쉬운 상태로 된다는 점이다. 둘째는, 통풍 저항이 증대되어 풍량이 감소하기 때문에 열교환 효율이 저하된다는 점이다. 끝으로 세째는, 핀 표면의 물방울이 냉각공기중에 흡인되어 실내 또는 차내로 비산하게 된다는 점이다.When the heat exchanger is used for cooling in the summer, the surface temperature of the aluminum fin is less than the dew point of the atmosphere, water droplets adhere to the fin surface. When water droplets stick to the pin surface, three problems arise: The first is that the aluminum fins are easily corroded. Second, the heat exchange efficiency is lowered because the ventilation resistance is increased to reduce the air volume. Finally, the water droplets on the fin surface are sucked into the cooling air and scattered inside or inside the vehicle.
핀 표면의 습윤성이 좋으면, 핀 표면에 달라붙는 물이 구형의 물방울이 아니라 수막의 형태로 되기 때문에, 상기 문제점을 해결하기 위하여 일반적으로 핀재의 표면에 친수성 피막을 형성하게 된다. 또한, 방식을 위하여 핀재와 친수성 피막과의 사이에 내식성 피막을 제공하게 된다.If the wettability of the fin surface is good, since water sticking to the fin surface becomes a water film instead of spherical water droplets, a hydrophilic film is generally formed on the surface of the fin material to solve the above problem. In addition, a corrosion resistant film is provided between the fin material and the hydrophilic film for the anticorrosion.
종래에는, 알루미늄 핀재에 내식성 피막을 형성하기 위해 무기질계의 처리제를 사용하여 핀재에 크로메이트 피막 또는 베마이트 피막을 형성하거나, 유기질계의 처리제를 사용하여 핀재에 우레탄 수지 피막 또는 아크릴산 수지 피막을 형성하였다.Conventionally, in order to form a corrosion-resistant film on an aluminum fin material, a chromate film or a boehmite film was formed on the fin material using an inorganic treatment agent, or a urethane resin film or an acrylic acid resin film was formed on the fin material using an organic treatment agent. .
또한, 종래에는 알루미늄 핀재에 친수성 피막을 형성하기 위해 핀재의 표면에 물유리(알칼리 규산염)의 피막을 형성하였다.Further, conventionally, a film of water glass (alkali silicate) was formed on the surface of the fin material in order to form a hydrophilic film on the aluminum fin material.
내식성 피막을 형성하기 위하여 무기질계 처리제를 사용할 경우, 알루미늄 핀재의 내식성은 좋아지지만 성형성이 나빠지는 문제점이 있다. 또한, 유기질계 처리제를 사용할 경우, 반대로 핀재의 성형성은 좋아지지만, 내식성이 충분하지 못하게 되므로, 이를 보충하기 위하여 내식성 피막의 막두께를 특히 두껍게 할 필요가 있게 된다. 내식성 피막이 두꺼우면 열교환기의 조립 과정중 핀을 납땜하거나 용접할 때 내식성 피막이 타버려 황색 또는 갈색으로 변하기 때문에, 열교환기의 외관을 손상시킨다.When the inorganic treatment agent is used to form the corrosion resistant film, the corrosion resistance of the aluminum fin material is improved, but there is a problem that the moldability is worsened. In addition, in the case of using an organic treatment agent, on the contrary, the formability of the fin material is improved, but the corrosion resistance is not sufficient, so in order to compensate for this, the film thickness of the corrosion resistant film needs to be particularly thick. A thick corrosion resistant coating damages the appearance of the heat exchanger because the corrosion resistant coating burns and turns yellow or brown when soldering or welding fins during the assembly of the heat exchanger.
친수성 피막으로서 물유리의 피막을 형성할 경우, 초기의 핀의 친수성은 향상되지만, 이러한 친수성은 조기에 열약해져서 지속성이 적게 되는 결점이 있다. 또한, 물유리의 피막은 경질이기 때문에, 베어링 가공등의 핀 성형시 굴곡부에 균열이 생기게 될 뿐 아니라, 금형도 쉽게 마모되는 결점이 있다.In the case of forming a water glass film as a hydrophilic film, the hydrophilicity of the initial fin is improved, but such hydrophilicity is weakened at an early stage, and thus there is a disadvantage that the durability is low. In addition, since the water glass film is hard, not only cracks are generated in the bent portion during pin forming such as bearing processing, but also the mold is easily worn.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 완전히 해결한 열교환기용 알루미늄 핀재를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an aluminum fin material for a heat exchanger which completely solves the above problems.
본 발명에 의한 열교환기용 알루미늄 핀재는 알루미늄 핀재가 내식성 피막을 개재한 친수성 피막을 구비하며, 매식성 피막은 피막 형성 능력을 가진 합성수지와, 이 합성수지와 킬레이트를 형성하는 금속 함유 화합물을 포함하는 내식성 피막 형성제를 사용하여 핀재를 처리함으로서 형성되며, 친수성 피막은 알칼리 규산염 및 카르보닐기를 가지는 저분자 유기 화합물을 포함하는 친수성 피막 형성제를 사용하여 내식성 피막이 형성된 핀재를 처리함으로써 형성된다.The aluminum fin material for heat exchanger according to the present invention has a hydrophilic film in which the aluminum fin material is interposed through a corrosion resistant film, and the corrosion resistant film is a corrosion resistant film containing a synthetic resin having a film forming ability and a metal-containing compound forming a chelate with the synthetic resin. It is formed by treating a fin material using a forming agent, and a hydrophilic film is formed by treating the fin material with a corrosion resistant film using the hydrophilic film forming agent containing the low molecular organic compound which has alkali silicate and a carbonyl group.
내식성 피막 형성제에 있어서, 피막 형성능력을 가진 합성수지는 핀재의 양호한 성형성을 확보하기 위해 필요한 성분이며, 대표적으로 폴리아크릴산을 들 수 있다. 그 이외에 폴리비닐알콜과 셀루로스히드록시에테르 등도 사용될 수 있다.In the corrosion resistant film forming agent, a synthetic resin having a film forming ability is a necessary component for securing good moldability of the fin material, and typically, polyacrylic acid may be mentioned. In addition, polyvinyl alcohol, cellulose hydroxy ether and the like can also be used.
내식성 피막 형성제에 있어서, 합성수지와 킬레이트를 형성하는 금속 함유 화합물은 처리되는 핀재의 양효한 내식성을 확보하기 위해 필요한 성분이며, 대표적으로 3가 크롬산 또는 6가 크롬산을 들 수 있다. 그 이외에, 산화지르코늄, 산화티탄 또는 산화크롬과 같은 금속 산화물 ; 크롬산칼륨, 크롬산나트륨, 중크롬산 칼륨 또는 중크롬산나트륨과 같은 금속산염 ; 티탄산에스테르와 같은 금속산에스테르 ; 초산크롬, 초산지르코늄, 불화지르코늄, 불화티탄 또는 황상티탄과 같은 산의 금속염 등도 사용될 수 있다.In the corrosion resistant film forming agent, the metal-containing compound forming the chelate with the synthetic resin is a component necessary to secure the good corrosion resistance of the fin material to be treated, and typically, trivalent chromic acid or hexavalent chromic acid may be mentioned. In addition, metal oxides such as zirconium oxide, titanium oxide or chromium oxide; Metal salts such as potassium chromate, sodium chromate, potassium dichromate or sodium dichromate; Metal acid esters such as titanate esters; Metal salts of acids such as chromium acetate, zirconium acetate, zirconium fluoride, titanium fluoride or titanium sulfide may also be used.
내식성 피막의 적합한 막 두께는 0.1 내지 1.0㎛이다. 막두께가 0.1㎛미만이면 친수성 피막의 밑바탕으로서의 성능이 불충분하고, 막두께가 1.0㎛를 초과하면 열교환기의 조립시에 열에 의해 피막이 타버려서 변색될 우려가 있다.Suitable film thicknesses of the corrosion resistant coating are from 0.1 to 1.0 mu m. If the film thickness is less than 0.1 m, the performance as a base of the hydrophilic film is insufficient. If the film thickness is more than 1.0 m, the film may burn and discolor due to heat during assembly of the heat exchanger.
합성수지와 금속 함유 화합물의 적합한 배합비는 2 : 8 내지 9 : 1이며, 3 : 7 내지 7 : 3이 보다 더 적합하다.Suitable compounding ratios of the synthetic resin and the metal-containing compound are 2: 8 to 9: 1, and 3: 7 to 7: 3 are more suitable.
친수성 피막 형성제에 있어서, 알칼리규산염은 알루미늄 핀재에 친수성을 부여하기 위한 주성분이며, SiO2/M2O(분자식중, M은 리튬, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속을 의미함)로 표시되는 비율이 1이상인 것을 사용할 필요가 있다. 특히, SiO4/M2O가 2 내지 5인 알칼리규산염을 사용하는 것이 적합하다. SiO2/M2O의 비율이 1미만인 경우, 알칼리 성분에 비하여 SiO2가 적기때문에 알칼리 성분에 의한 알루미늄 핀재의 침식 작용이 커지게 된다.In the hydrophilic film-forming agent, alkali silicate is a main component for imparting hydrophilicity to an aluminum fin material, and is represented by SiO 2 / M 2 O (in the molecular formula, M means an alkali metal such as lithium, sodium, potassium, etc.). You must use at least one of these. In particular, it is suitable to use alkali silicates having SiO 4 / M 2 O of 2 to 5. When the ratio of SiO 2 / M 2 O is less than 1, since the SiO 2 is smaller than the alkali component, the erosion effect of the aluminum fin material by the alkali component is increased.
친수성 피막 형성제에 있어서, 저분자 유기 화합물은 분자내에 카르보닐기(＞C=0)를 가진 저분자 유기 화합물이며, 이것은 알칼리규산염에 의해 형성되는 피막을 안정화시켜 보다 친수성을 향상시키고 피막에 유연성을 부여하기 위한 것이다.In the hydrophilic film forming agent, the low molecular organic compound is a low molecular organic compound having a carbonyl group (> C = 0) in the molecule, which stabilizes the film formed by alkali silicate to improve hydrophilicity and give flexibility to the film. will be.
이러한 저분자 유기화합물의 구체적인 예로서는, 알데히드류ㅡ 에스테르류, 또는 아미드류를 들 수 있다.As a specific example of such a low molecular weight organic compound, aldehydes-esters or amides are mentioned.
알데히드류로서는 포름알데히드, 아세토알데히드, 글리옥살, 말론디알데히드, 숙신디알데히드, 글리탈디알데히드 또는 푸르프랄디알데히드가 사용된다.As aldehydes, formaldehyde, acetoaldehyde, glyoxal, malondialdehyde, succinic aldehyde, glytaldialdehyde or furfurdialdehyde is used.
에스테르류로서는 포름산메틸, 초산에틸, 초산메틸, 초산부틸, 초산아밀, 프로피온산메틸 등의 1가 알콜의 지방산에스테르 ; 에틸렌글리콜디초산에테르, 글리세린트리초산에스테르, 에틸렌글리프로피온산에스테르 등의 다가알콜의 지방산에스테르 ; γ-부틸로락톤, ε-부틸로락톤 등의 분자내 에스테르 ; 에틸렌글리콜모노포름산에스테르, 에틸렌글리콜모노초산에스테르, 에틸렌글리콜모노프로피온산에스테르, 글리세린모노포름산에스테르, 글리세린모노초산에스테르, 글리세린모노프로피온산에스테르, 글리세린디포름산에스테르, 글리세린디초산에스테르, 소르비톨모노포름산에스테르, 소르비톨모노초산에스테르, 글리코스산모노초산에스테르 등의 다가 알콜 부분 에스테르 ; 호박산디메틸, 말레인산디메틸 등의 다염기산의 1가 알콜에스테르 ; 에틸렌카르보네이트, 프로필렌카르보네이트, 글리세린카르보네이트 등의 환형 카르보네이트 등이 사용된다.As ester, Fatty-acid ester of monohydric alcohols, such as methyl formate, ethyl acetate, methyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, and methyl propionate; Fatty acid esters of polyhydric alcohols such as ethylene glycol diacetic acid ether, glycerin triacetic acid ester, and ethylene glycol propionic acid ester; intramolecular esters such as γ-butyrolactone and ε-butyrolactone; Ethylene glycol monoformate ester, ethylene glycol monoacetic acid ester, ethylene glycol monopropionate ester, glycerin monoformate ester, glycerin monoacetic acid ester, glycerin monopropionate ester, glycerindiformate ester, glycerindiacetic acid ester, sorbitol monoformate ester, sorbitol monomonate Polyhydric alcohol partial esters such as acetic acid ester and glycosic acid monoacetic acid ester; Monohydric alcohol esters of polybasic acids such as dimethyl succinate and dimethyl maleate; Cyclic carbonates, such as ethylene carbonate, a propylene carbonate, and glycerol carbonate, are used.
아미드류로서는 포름아미드, 디메틸포름아미드, 아세트아미드, 디메틸아세트아미드, 프로피온아미드, 부틸아미드, 아크릴아미드, 말론디아미드, 피롤리돈 또는 카프로락탐이 사용된다.As the amides, formamide, dimethylformamide, acetamide, dimethylacetamide, propionamide, butylamide, acrylamide, malondiamide, pyrrolidone or caprolactam are used.
저분자 유기 화합물중에서도, 균일한 처리를 수행할 수 있다는 점에서 알데히드류 및 에스테르류와 같은 수용성의 화합물을 사용하는 것이 적합하다. 친수성이 높은 피막을 형성할 수 있다는 점에서 글리옥살을 사용하는 것이 적합하다.Among the low molecular weight organic compounds, it is suitable to use water-soluble compounds such as aldehydes and esters in that uniform processing can be performed. It is suitable to use glyoxal in that a high hydrophilic film can be formed.
수용성 유기 고분자 화합물은 알칼리규산염과 카르보닐기를 가지는 저분자 유기 화합물로써 형성된 피막의 친수성을 보다 향상시키는 동시에 피막의 유연성까지 향상시킨다.The water-soluble organic high molecular compound improves the hydrophilicity of the film formed from the low molecular organic compound having alkali silicate and carbonyl group and also improves the flexibility of the film.
수용성 유기 고분자 화합물의 구체적인 예로서는 다당류계의 천연 고분자, 수용성 단백질계의 천연고분자, 음이온성, 비이온성 또는 양이온성의 부가중합계 수용성 합성 고분자 또는 중축합체 수용성 고분자 등을 들 수 있다.Specific examples of the water-soluble organic polymer compound include polysaccharide-based natural polymers, water-soluble protein-based natural polymers, anionic, nonionic, or cationic addition polymerization-based water-soluble synthetic polymers or polycondensate-soluble polymers.
다당류계의 천연 고분자로서는 가요성 녹말, 카르복시메틸셀룰로스, 히드록시에틸셀룰로스, 구아고무, 트라가칸트고무, 크선턴고무 또는 알긴산소다가 사용된다. 수용성 단백질의 천연고분자로서는 예컨대 젤라틴이 사용된다.As the polysaccharide-based natural polymer, flexible starch, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, guar rubber, tragacanth rubber, xanthone rubber or sodium alginate are used. As the natural polymer of the water-soluble protein, for example, gelatin is used.
음이온성 또는 비이온성의 부가 중합체 수용성 고분자로서는 폴리아크릴산, 폴리아크릴산소다, 폴리아크릴아미드 및 이것의 부분가수분해물, 폴리비닐알콜, 폴리히드록시에틸아크릴레이트, 폴리비닐피롤리돈, 아크릴산 공중합체, 말레인산 공중합체 및 이것의 알칼리금속, 유기아민 또는 암모늄의 염이 사용된다. 또한, 상기 부가 중합계 수용성 합성 고분자의 카르복시메틸화 또는 술폰화 등에 의한 변성 수용성 합성 고분자도 사용된다.The anionic or nonionic addition polymer water-soluble polymers include polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polyacrylamide and partial hydrolysates thereof, polyvinyl alcohol, polyhydroxyethyl acrylate, polyvinylpyrrolidone, acrylic acid copolymers, maleic acid Copolymers and salts of alkali metals, organoamines or ammonium thereof are used. Moreover, the modified water-soluble synthetic polymer by carboxymethylation or sulfonation of the said addition polymerization type water-soluble synthetic polymer is also used.
양이온성 부가 중합계 수용성 합성 고분자로서는 폴리에틸렌아민, 폴리아크릴아미드의 만니히 변성화합물, 디아크릴디메틸알루미늄클로라이드, 폴리비닐이미다졸린, 디메틸아미노에틸아크릴레이트 중합체 등의 폴리알킬아미노(메타)아크릴레이트가 사용된다.As cationic addition polymerization type water-soluble synthetic polymers, polyalkylamino (meth) acrylates such as polyethylene amine, Mannich modified compound of polyacrylamide, diacryldimethylaluminum chloride, polyvinylimidazoline, and dimethylaminoethylacrylate polymer Used.
중축합계 수용성 합성 고분자로서는 폴리옥시에틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌 옥시프로필렌글리콜 등의 폴리알킬렌폴리올과 에틸렌디아민 또는 헥사메틸디아민 등의 폴리아민과 에피크롤히드린과의 중축합물, 수용성 폴리에테르와 폴리이소시아네이트가 중축합된 수용성 폴리우레탄 수지, 폴리히드록시메틸요소 수지 또는 폴리히드록시메틸메라민 수지가 사용된다.As polycondensation-based water-soluble synthetic polymers, polycondensates of polyalkylene polyols such as polyoxyethylene glycol and polyoxyethylene oxypropylene glycol, polyamines such as ethylenediamine or hexamethyldiamine, and epichlorohydrin, water-soluble polyether and polyisocyanate Polycondensed water soluble polyurethane resins, polyhydroxymethylurea resins or polyhydroxymethylmeramine resins are used.
수용성 유기 고분자 화합물중에서도, 카르본산 또는 카르본산 염기를 가지는 음이온성 부가 중합계 수용성 고분자를 사용하는 것이 적합하며, 특히 폴리아크릴산, 아크릴산 공중합체, 말레인산 공중합체 또는 이들의 알칼리금속염을 사용하는 것이 좋다. 아크릴산 공중합체 또는 말레인산 공중합체로서는 아크릴산과 말레인산과의 공중합체, 아크릴산 또는 말레인산과 메타크릴산, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 이타콘산, 비닐술폰산 또는 아크릴아미드와의 공중합체를 사용하는 것이 적합하다.Among the water-soluble organic high molecular compounds, it is suitable to use an anionic addition polymerization type water-soluble polymer having a carboxylic acid or a carboxylic acid base, and in particular, polyacrylic acid, acrylic acid copolymer, maleic acid copolymer or alkali metal salt thereof. As the acrylic acid copolymer or maleic acid copolymer, a copolymer of acrylic acid and maleic acid, acrylic acid or maleic acid and methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, itaconic acid, vinylsulfonic acid or acrylamide It is suitable to use a copolymer of.
알킬리규산염과, 카르보닐기를 가지는 저분자 유기 화합물과의 배합비는, 알칼리규산염 1 중량분율에 대하여 카르보닐기를 가지는 저분자 유기화합물 0.1 내지 5중량분율로 된다.The blending ratio of the alkylsilicate and the low molecular organic compound having a carbonyl group is 0.1 to 5 parts by weight of the low molecular organic compound having a carbonyl group relative to 1 part by weight of the alkali silicate.
내식성 피막을 가지는 알루미늄 핀재의 표면에 대한 친수성 피막 형성제의 처리는 분사도포, 솔질 또는 침적도포에 의해 수행된다.The treatment of the hydrophilic film former on the surface of the aluminum fin material having the corrosion resistant film is carried out by spraying, brushing or depositing.
상기와 같은 처리를 한후에 핀재를 50 내지 200℃, 적합하게는 150 내지 180℃의 온도로 30초 내지 30분의 시간동안 가열 건조함으로써, 핀재의 표면에 친수성 피막이 형성된다.After the above treatment, the fin material is heated to dry at a temperature of 50 to 200 ° C., preferably 150 to 180 ° C. for 30 seconds to 30 minutes, thereby forming a hydrophilic film on the surface of the fin material.
가열 건조온도가 50℃ 미만이면, 조성물의 피막화가 불충분하고, 200℃를 초과하여 가열한 경우에는, 가열효과가 나타나지 않을 뿐 아니라 핀재의 품질에 악영향을 미친다. 가열 건조시간이 30초 미만이면 조성물의 피막화가 충분하지 못하고, 30분을 초과하면 생산성이 저하된다. 가열 건조온도가 160 내지 200℃ 정도로 높을 경우에는, 건조시간을 30초 내지 1분 정도로 짧게 해도 되지만, 온도가 160℃ 보다도 낮을 경우에는, 건조시간을 길게 할 필요가 있다. 가열 건조가 불충분하면, 조성물의 피막화가 충분하지 못하다.If the heat drying temperature is less than 50 ° C., the film formation of the composition is insufficient, and when heated to more than 200 ° C., the heating effect does not appear and adversely affects the quality of the fin material. If the heat-drying time is less than 30 seconds, the film formation of the composition will not be sufficient, and if it exceeds 30 minutes, productivity will fall. When the heat drying temperature is as high as 160 to 200 ° C, the drying time may be shortened to about 30 seconds to 1 minute. However, when the temperature is lower than 160 ° C, it is necessary to lengthen the drying time. If heat drying is insufficient, film formation of the composition is not sufficient.
친수성 피막의 두께는, 0.1 내지 10g/m2를, 적합하게는 0.5 내지 3g/m2이다. 피막의 두께가 0.1g/m2이상이면 초기의 친수성은 양호하지만, 양호한 친수성을 유지하기 위해서는 0.5g/m2이상의 피막을 형성하는 것이 적합하다. 피막이 10g/m2를 초과하면, 건조에 장시간이 필요하게 되는 동시에 성형성에 악영향을 미친다.The thickness of a hydrophilic film is 0.1-10 g / m <2> , Preferably it is 0.5-3 g / m <2> . Although initial hydrophilicity is favorable when the thickness of a film is 0.1 g / m <2> or more, in order to maintain favorable hydrophilicity, it is suitable to form a film of 0.5 g / m <2> or more. When the film exceeds 10 g / m 2 , long time is required for drying and adversely affects the moldability.
친수성 피막 형성제에는, 종래부터 공지된 첨가제, 예컨대 아초산나트륨, 폴리인산나트륨, 메타붕산나트륨 등의 무기질계 방청제, 안식향산 및 이것의 염, 파라니트로안식향 및 이것의 염, 시크로헥실아민탄산염, 벤조트라아졸 등의 유기질계 방청제가 배합될 수 있다.Examples of the hydrophilic coating agent include conventionally known additives such as inorganic rust inhibitors such as sodium acetate, sodium polyphosphate and sodium metaborate, benzoic acid and salts thereof, paranitrobenzone salts and salts thereof, cyclohexylamine carbonate, Organic rust inhibitors, such as benzotriazole, can be mix | blended.
친수성 피막의 표면에 다시 왁스 또는 왁스와 폴리비닐알콜 등이 수용성 고분자 화합물로 된 피복층을 형성함으로써, 핀재를 소정의 핀 형상으로 성형할 때 금형의 마모를 보다 더 작게 할 수 있다.By forming a coating layer of wax or wax and polyvinyl alcohol or the like on the surface of the hydrophilic coating again with a water-soluble high molecular compound, wear of the mold can be further reduced when the fin material is molded into a predetermined fin shape.
본 발명의 열교환기용 알루미늄 핀재에 의하면, 알루미늄 핀재가 내식성 피막을 개재하여 핀수성 피막을 구비하며, 내식성 피막은 피막 형성능력을 가진 합성 수지와, 이 합성수지와 킬레이트를 형성하는 금속함유 화합물을 포함하는 내식성 피막 형성제를 사용하여 핀재를 처리함으로써 형성되는 것으로, 내식성 피막의 막두께를 특히 두껍게 하지 않아도 충분한 내식성을 제공하게 되며, 따라서 열교환기의 조립중의 핀의 납땜 또는 용접시 내식성 피막이 타서 황색 또는 갈색으로 변할 염려가 없으며, 성형성도 뛰어나게 된다.According to the aluminum fin material for heat exchanger of this invention, an aluminum fin material is provided with a pin water film | membrane through a corrosion resistant film, and a corrosion resistant film contains the synthetic resin which has a film-forming ability, and the metal containing compound which forms this synthetic resin and a chelate. It is formed by treating a fin material with a corrosion resistant film forming agent, and provides sufficient corrosion resistance without particularly thickening the film thickness of the corrosion resistant film, so that the corrosion resistant film burns during the soldering or welding of the fin during assembly of the heat exchanger. There is no fear of turning brown and the moldability is excellent.
또한, 친수성 피막은 알칼리 규산염과 카르보닐기를 가지는 저분자 유기 화합물을 포함하는 친수성 피막 형성제를 사용하여 내식성 피막이 형성된 핀재를 처리함으로써 형성된다. 이와 같이 처리된 핀재를 가열 건조함으로써, 알칼리 규산염과 카르보닐기를 가지는 저분자 유기화합물이 반응하여, 3차원화된 불용성 규산염 피막이 형성된다. 이때, 저분자 유기 화합물은 유기 카르본산염 또는 유기 히드록시카르본산염으로 구성되어 규산염의 3차원 망상중합체내에 둘러싸이게 됨으로써 안정된 규산염 피막이 형성되고, 친수성이 양호하게 됨과 동시에 피막의 유연성이 증대되기 때문에, 소위 연성이 양호하게 되고, 핀의 성형시에 균일이 생기지 않게 되며, 성형시에 금형의 마모가 매우 적게 된다.In addition, a hydrophilic film is formed by processing the fin material in which the corrosion resistant film was formed using the hydrophilic film forming agent containing the low molecular weight organic compound which has alkali silicate and a carbonyl group. By heating and drying the fin material thus treated, an alkali silicate and a low molecular organic compound having a carbonyl group react to form a three-dimensional insoluble silicate film. At this time, the low molecular organic compound is composed of an organic carbonate or an organic hydroxy carbonate to be enclosed in the three-dimensional network of silicates, so that a stable silicate film is formed, the hydrophilicity is improved, and the flexibility of the film is increased. So-called ductility becomes good, uniformity does not arise at the time of shaping | molding of a pin, and abrasion of a metal mold | die is very little at the time of shaping | molding.
친수성 피막 형성제에 다시 수용성 유기 고분자 화합물을 첨가하게 되면, 수용성 유기 고분자 화합물이 다시 규산염의 3차원 중합체내에 둘러싸이게 되어 성형성 및 금형의 내마모성이 보다 향상된다.When the water-soluble organic high molecular compound is added to the hydrophilic film-forming agent again, the water-soluble organic high molecular compound is enclosed in the three-dimensional polymer of the silicate to further improve moldability and wear resistance of the mold.
요약하면, 본 발명의 열교환기용 알루미늄 핀재에 의해 납땜이나 용접시 내식성 피막이 변색되지 않을 정도로 막두께로써도 충분한 내식성이 얻어지게 되어, 열교환기의 외관의 손상이 없고 친수성 피막의 친수성도 장기간 유지됨과 동시에 금형의 내마모성이 뛰어나게 되며, 또한 내식성 피막 및 친수성 피막이 성형성이 좋으므로, 성형 가공을 수행하기가 어렵게 되거나 균일이 생길 우려가 없게 된다.In summary, the aluminum fin material for heat exchanger of the present invention obtains sufficient corrosion resistance even with a film thickness such that the corrosion resistant film does not discolor during soldering or welding, without damaging the appearance of the heat exchanger and maintaining the hydrophilicity of the hydrophilic film for a long time and at the same time. The wear resistance is excellent, and since the corrosion resistant film and the hydrophilic film have good moldability, there is no fear of making the molding process difficult or uniformity.
이하 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 설명한다.Hereinafter, the Example of this invention is described with a comparative example.
알루미늄 핀재로서, 두께 1㎜, 폭 50㎜ 및 길이 100㎜의 JIS A 1100-H24를 사용하였다.As the aluminum fin material, JIS A 1100-H24 having a thickness of 1 mm, a width of 50 mm, and a length of 100 mm was used.
표 1에 나타낸 바와같이, 알루미늄 핀재의 표면에 각종의 내식성 피막 형성제를 사용하여 내식성 피막을 형성한 후, 다시 각종의 친수성 피막 형성제를 도포하고, 160℃로 10분간 가열 건조시켜, 내식성 피막을 가지는 핀재의 표면에 친수성 피막을 형성하였다. 또한, 친수성 피막 형성제의 성분중 알칼리 규산염으로서 SiO2/Na2O의 비율이 3인 것을 사용하였다.As shown in Table 1, after forming a corrosion-resistant film on the surface of an aluminum fin material using various corrosion-resistant film-forming agents, various hydrophilic film-forming agents are again apply | coated, it heat-dried at 160 degreeC for 10 minutes, and a corrosion-resistant film A hydrophilic film was formed on the surface of the fin material having Further, as the alkali silicate component of the formed hydrophilic coat it was first used in that the ratio of SiO 2 / Na 2 O 3.
상기 각종 핀재의 성능을 평가하기 위하여, 내식성, 내열 변색성, 친수성, 성형성 및 금형의 내마모성을 측정하고, 그 결과를 표 1에 표시하였다.In order to evaluate the performance of the various fin materials, corrosion resistance, heat discoloration resistance, hydrophilicity, moldability, and abrasion resistance of the mold were measured, and the results are shown in Table 1.
내식성에 대해서는, 핀애에 염수를 300시간 분무한 결과, 이상이 없는 경우에 ◎표를 붙이고, 아주 조금 부식이 생긴 경우에 ○표를 붙임으로써, 부식성의 평가를 표시하였다.About corrosion resistance, as a result of spraying brine with a brine for 300 hours, when there was no abnormality, the mark () was attached and when a little corrosion occurred, the mark was attached, and the corrosion evaluation was shown.
내열 변색성에 대해서는, 핀재를 400℃로 1분간 가열하였을때, 외관에 변화가 없는 경우에 ◎표를 붙이고, 표면이 상당히 황색으로 변색된 경우에 △표를 붙이고, 현저하게 황색으로 변색된 경우에 ×표를 붙임으로써, 내열 변색성이 평가를 표시하였다.For heat discoloration resistance, when the fin material is heated at 400 ° C. for 1 minute, a mark ◎ is attached when there is no change in appearance, a mark Δ is indicated when the surface is discolored significantly yellow, and a marked yellow color is changed. The heat discoloration resistance displayed evaluation by attaching x mark.
친수성은 초기의 단계 및 올레인산 오염 테스트(14시간)와 유수 침적 테스트(18시간)을 교대로 3회씩 되풀이한 사이클 테스트 후의 단계에서, 각각 핀재의 물과의 접촉각을 측정하였다.Hydrophilicity measured the contact angle of the fin material with water at the initial stage and at the stage after the cycle test in which the oleic acid contamination test (14 hours) and the runoff deposition test (18 hours) were repeated three times.
또한, 친수성의 평가는 접촉각 15°이하를 ◎, 16° 내지 30°를 ○, 31° 내지 50°를 △, 51°이상을 ×로 표시하였다.In addition, evaluation of hydrophilicity indicated (circle), 16 degrees-30 degrees, (circle), 31 degrees-50 degrees, (triangle | delta), and 51 degrees or more as 15 degrees or less of contact angles.
성형성은 친수성 피막을 가지는 알루미늄 핀재에 베어링 가공을 수행하고, 그 굴곡부에 균열이 생기는지의 여부를 측정하였다.Formability was bearing-processed to the aluminum fin material which has a hydrophilic film, and the crack was measured whether the bending part generate | occur | produced.
금형의 내마모성에 대해서는, 내식성 피막 및 친수성 피막을 가지는 핀재를 금형을 사용하여 일정한 핀형상으로 성형할 때의 금형의 마모상태를 측정하여 평가하였다.The wear resistance of the metal mold was evaluated by measuring the wear state of the metal mold when the fin material having the corrosion resistant film and the hydrophilic film was molded into a constant pin shape using the metal mold.
성형성과 금형의 내마모성의 시험 평가는 다음과 같이 표시하였다.Test evaluation of moldability and abrasion resistance of the mold was expressed as follows.
◎ : 매우 양호 ○ : 양호◎: very good ○: good
△ : 약간 불량 × : 불량△: slightly bad ×: bad
[표 1]TABLE 1
상기 표 1로부터 명백한 바와 같이, 실시예의 핀재는 비교예의 것에 비하여, 뛰어난 내식성, 내열 변색성, 친수성, 성형성 및 금형의 내마모성을 가지고 있으며, 그밖에도 시간경과에 따라 친수성이 열악해지는 정도가 작다는 것을 알 수 있다.As is apparent from Table 1, the fin material of the embodiment has excellent corrosion resistance, heat discoloration resistance, hydrophilicity, moldability, and mold wear resistance, compared to that of the comparative example, and in addition, the degree of deterioration of hydrophilicity with time is small. It can be seen that.
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