WO2017159575A1 - アルミニウム製フィン材 - Google Patents

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WO2017159575A1
WO2017159575A1 PCT/JP2017/009788 JP2017009788W WO2017159575A1 WO 2017159575 A1 WO2017159575 A1 WO 2017159575A1 JP 2017009788 W JP2017009788 W JP 2017009788W WO 2017159575 A1 WO2017159575 A1 WO 2017159575A1
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WO
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coating layer
hydrophilic
fin material
aluminum
substrate
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PCT/JP2017/009788
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English (en)
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Inventor
慶太 館山
祐介 豊田
伸郎 服部
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing

Definitions

  • the present invention relates to an aluminum fin material used for a heat exchanger or the like.
  • Heat exchangers are used in products in various fields such as room air conditioners, packaged air conditioners, refrigeration showcases, refrigerators, oil coolers, and radiators.
  • As a material for the fins of the heat exchanger aluminum or aluminum alloy, which is excellent in thermal conductivity, workability, corrosion resistance and the like, is common.
  • Plate fin type and plate and tube type heat exchangers have a structure in which fins are arranged in parallel at a narrow interval.
  • Patent Document 1 discloses a hydrophilic surface containing polyacrylic acid and a zirconium compound for a component consisting of sodium salt or potassium salt of carboxymethyl cellulose, ammonium salt of carboxymethyl cellulose, and N-methylolacrylamide. A technique using a treatment agent is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a hydrophilic coating comprising a hydrophilic resin containing a sulfonic acid group or a sulfonic acid group derivative and containing at least one of a carboxyl group, a carboxyl group derivative, a hydroxyl group and a hydroxyl group derivative.
  • a membrane is disclosed.
  • the hydrophilic resin include acrylic acid / sulfonic acid monomer copolymer salt, and examples of the polymer having a carboxyl group include polyacrylic acid (see paragraph 0030).
  • Patent Document 3 discloses an aluminum fin material having a corrosion-resistant coating layer and a hydrophilic coating layer in this order on the surface of an aluminum plate or an aluminum alloy plate.
  • coat layer shall consist of a resin composition containing the polymer comprised only from the monomer which has a carboxyl group, the copolymer containing the monomer which has a carboxyl group, or those mixtures. (See paragraph 0027). Examples of these polymers and copolymers include polyacrylic acid and copolymers of acrylic acid and sulfonic acid group-containing monomers (see paragraph 0029).
  • the hydrophilic film may be formed using an acrylic resin such as polyacrylic acid.
  • the acrylic resin is a material having a hydrophilic group and good coatability.
  • Acrylic resins are also useful from the viewpoint of improving film strength and adhesion between films because they form interactions by hydrogen bonding and are baked during film formation to form crosslinks by dehydration condensation. is there.
  • the heat exchanger fins may be exposed to an alkaline solution.
  • a heat exchanger provided in an indoor unit of an air conditioner is often cleaned with an alkaline cleaning liquid.
  • Such an alkaline solution has an action of hydrolyzing the ester bond formed by the acrylic resin. Therefore, when the hydrophilic film is repeatedly exposed to an alkaline solution, the resin is softened and easily eluted into condensed water, or the hydrophilic film absorbs moisture and easily swells. Furthermore, the softened hydrophilic film swells and peels together with the film, which may increase the ventilation resistance between the fins or even lose the function as the hydrophilic film. Therefore, the hydrophilic film is required to have resistance to an alkaline solution.
  • the fins of the heat exchanger may be exposed to odor components present in the use environment of the heat exchanger.
  • heat exchanger fins provided in air conditioner indoor units and the like can be exposed to fatty acid-based odor components such as isovaleric acid and n-heptanoic acid present in the air.
  • fatty acid-based odor components such as isovaleric acid and n-heptanoic acid present in the air.
  • the hydrophilicity of the surface of the fin is lowered or an unpleasant odor is emitted around. Therefore, it is desirable that the fin material has not only good hydrophilicity but also a property that the odor component is difficult to concentrate.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an aluminum fin material that has good hydrophilicity and is resistant to an alkaline solution, but does not easily concentrate odor components. .
  • the aluminum fin material according to the present invention that has solved the above problems is an aluminum fin material comprising a substrate made of aluminum or an aluminum alloy, and a hydrophilic film layer formed on the substrate, wherein the hydrophilic the coating layer, a resin composition comprising an acrylic resin, wherein a film deposition amount of the hydrophilic coating layer is 0.02 ⁇ 10g / m 2, the aluminum-made fin material, said hydrophilic coating layer When immersed in ion-exchanged water, the pH of the resulting extract was determined to be 8.0 to 10.0.
  • the hydrophilic film layer contains the acrylic resin, a film showing good hydrophilicity is formed on the surface of the fin material with good coatability.
  • a treatment such as baking at the time of film formation, the film strength and the adhesion between the films can be improved.
  • the coating amount of the hydrophilic coating layer is in an appropriate range, the function of the hydrophilic coating layer is significantly expressed, while the film forming property and the heat exchange efficiency of the fin are also good.
  • the pH of the extract obtained by immersing the aluminum fin material in ion-exchanged water is in a weak alkaline region. That is, the hydrophilic film layer is formed of a resin having weak alkalinity equivalent to this.
  • the acrylic resin has repulsion between anionic groups generated by deprotonation, and the bonding force between molecules is weakened in advance, for example, it is difficult to form crosslinks such as ester bonds. That is, the acrylic acid resin is in a state where it can be gently eluted. As a result, even if hydrolysis progresses due to exposure to an alkaline solution, the resin can be gradually eluted with good uniformity, and sudden deterioration of the hydrophilic coating layer is prevented from proceeding locally. The Therefore, the hydrophilic coating layer has resistance to an alkaline solution, and even when subjected to repeated alkali cleaning, it is difficult to peel off, and the hydrophilicity of the fin becomes continuous.
  • the aluminum fin material according to the present invention preferably has a pH of the extract of 9.0 to 10.0.
  • the pH of the extract obtained by immersing in ion-exchanged water is slightly high, and the hydrophilic film layer is formed of an acrylic resin having a high pH equivalent to this, The resistance of the hydrophilic film layer to the alkaline solution is further enhanced.
  • the aluminum fin material according to the present invention comprises a resin composition in which the hydrophilic coating layer includes at least one selected from the group consisting of polyacrylic acid, an alkali metal salt of polyacrylic acid, and ammonium polyacrylate. It is preferable.
  • the aluminum fin material according to the present invention further comprises a chemical conversion coating layer between the substrate and the hydrophilic coating layer, and the chemical conversion coating layer is made of an inorganic oxide or an organic-inorganic composite compound. preferable.
  • the chemical conversion treatment film layer is provided between the substrate and the hydrophilic coating layer, the corrosion of the substrate is prevented and the corrosion resistance of the fin is improved. Further, the adhesion between the substrate and the hydrophilic film layer is improved, and the function of the hydrophilic film layer is sustained.
  • the aluminum fin material according to the present invention further includes a corrosion-resistant coating layer between the substrate and the hydrophilic coating layer, and the corrosion-resistant coating layer includes a polyolefin resin, an acrylic resin, a polyester resin, and an epoxy resin. And a resin composition containing at least one selected from the group consisting of polyurethane resins, and the coating amount of the corrosion-resistant coating layer is preferably 0.01 to 8.0 g / m 2 .
  • the corrosion-resistant coating layer is provided between the substrate and the hydrophilic coating layer, the corrosion of the substrate is prevented and the corrosion resistance of the fin is further improved. Moreover, the adhesiveness of a board
  • the aluminum fin material according to the present invention further comprises a lubricating coating layer on the surface of the hydrophilic coating layer, and the lubricating coating layer is selected from the group consisting of polyethylene glycol, carboxymethyl cellulose, and alkali metal salts of carboxymethyl cellulose. It is preferable that it consists of the resin composition containing 1 or more types.
  • the lubricity film layer is provided on the surface of the hydrophilic film layer, so that the lubricity of the fin material surface is enhanced. Therefore, the moldability when processing the fin material into fins is improved.
  • the aluminum fin material according to the present invention has good hydrophilicity and resistance to an alkaline solution, but has a performance in which an odor component is not easily concentrated.
  • An aluminum fin material according to the present invention includes a substrate made of aluminum or an aluminum alloy, and a hydrophilic coating layer formed on the substrate.
  • the term “formed on” per coating layer refers to the state in which the coating layer is formed in contact with the surface of the substrate, and the surface of the substrate with the coating layer sandwiching another coating layer. Both of the stacked states are included. That is, the aluminum fin material according to the present invention can take various forms having different coating layer configurations as follows. Note that the hydrophilic coating layer may be formed only on one side of the substrate regardless of the illustration, or may be formed on both sides or the entire surface of the substrate.
  • An aluminum fin material 10 having the form shown in FIG. 1 includes a substrate 2 made of aluminum or an aluminum alloy, and a hydrophilic coating layer 3 formed on the surface of the substrate 2.
  • the hydrophilic film layer 3 forms the outermost film in contact with the outside air.
  • the substrate 2 is made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the substrate 2 may have an appropriate thickness according to the use and specifications of the fin material.
  • the fin material for the heat exchanger it is preferable to use a substrate having a thickness of 0.08 to 0.3 mm from the viewpoint of appropriately ensuring the workability to the fin, the strength of the fin, the thermal conductivity, and the like. If the thickness of the board
  • the hydrophilic film layer 3 is mainly provided to increase the hydrophilicity of the fin.
  • the contact angle of the condensed water adhering to the surface of the fin is reduced, and the heat exchange efficiency of the heat exchanger is hardly deteriorated.
  • the fluidity of the condensed water adhering to the surface of a fin also becomes high by improving hydrophilicity. Therefore, even if a contaminant adheres to the surface of the fin, it can be easily washed away by the dew condensation water, and the removal of the contaminant is improved.
  • the hydrophilic film layer 3 is made of a resin composition containing an acrylic acid resin.
  • the acrylic resin By using the acrylic resin, the hydrophilic film layer 3 having good hydrophilicity is formed with good coatability using a water-based paint.
  • the acrylic resin can form hydrogen bonds, and is baked at the time of film formation to form a bridge by dehydration condensation. Therefore, the film strength of the hydrophilic film layer 3 and the adhesion with other film layers are enhanced.
  • the acrylic resin is a homopolymer obtained by polymerizing only acrylic acid, a copolymer containing acrylic acid as a monomer, a homopolymer obtained by polymerizing only acrylate, and an acrylate.
  • the acrylic acid derivative include an amidation substitution product and an esterification substitution product having a sulfonic acid group, an alkali metal base of sulfonic acid, and an ammonium base of sulfonic acid.
  • the monomer constituting the copolymer may be any of acrylic acid, acrylate, acrylic acid derivatives, and other monomers.
  • the other monomer is not particularly limited as long as it has a reactive group polymerizable with acrylic acid.
  • acrylic acid For example, ethylene, propylene, styrene, maleic acid and the like can be mentioned.
  • the acrylic resin may be a chain or may be cross-linked via a cross-linking agent.
  • the crosslinking agent include an isocyanate crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, an oxazoline crosslinking agent, a carbodiimide crosslinking agent, and an aziridine crosslinking agent.
  • the acrylic resin may be crosslinked by dehydration condensation that occurs during baking during film formation.
  • crosslinking by dehydration condensation may be formed through polyols, such as carboxymethylcellulose, polyvinyl alcohol, and polyethylene oxide, for example.
  • acrylic resin examples include, for example, “AQUALIC (registered trademark) GL” manufactured by Nippon Shokubai, “AQUALIC (registered trademark) HL” manufactured by Nippon Shokubai, and “NEOCRILL (registered trademark) A-614 manufactured by Enomoto Kasei. "Nippon Parkerizing” Valtop (registered trademark) ", Toa Gosei” Jurimer (registered trademark) ", Toa Gosei” Aron (registered trademark) ", Toa Gosei” ATBS (registered trademark) “, Taisei Fine Chemical “Acrit (registered trademark) AKW”, “VSA-H” manufactured by Asahi Kasei Finechem and the like can be mentioned.
  • acrylic resin one or more selected from the group consisting of polyacrylic acid, alkali metal salts of polyacrylic acid, and ammonium polyacrylate are more preferable.
  • polyacrylic alkali metal salts include sodium polyacrylate and potassium polyacrylate. According to these resins, it is possible to obtain high film strength and adhesiveness while exhibiting good hydrophilicity due to the hydrophilic group remaining after film formation.
  • Particularly preferred acrylic resin is at least one selected from the group consisting of alkali metal salts of polyacrylic acid and ammonium polyacrylate. This is because these resins provide particularly high hydrophilicity.
  • the hydrophilic coating layer 3 may be added with various aqueous solvents and paint additives for improving paintability, workability, physical properties of the coating, and the like.
  • paint additive include a water-soluble organic solvent, a crosslinking agent, a surfactant, a surface conditioner, a wetting and dispersing agent, an anti-settling agent, an antioxidant, an antifoaming agent, an antirust agent, and an antibacterial agent.
  • One kind of these paint additives may be added alone, or a plurality of kinds may be added.
  • the thickness of the hydrophilic film layer 3, that is, the film adhesion amount is preferably 0.02 to 10 g / m 2 . If the coating amount is 0.02 g / m 2 or more, good hydrophilicity can be obtained. On the other hand, when the coating amount is 10 g / m 2 or less, the film formability is good and defects such as cracks are reduced. Further, since the heat transfer resistance of the film can be kept low, the heat exchange efficiency of the fins is not easily impaired. From the viewpoint of improving hydrophilicity, the coating amount is more preferably 0.1 g / m 2 or more, and further preferably 0.3 g / m 2 or more. Further, from the viewpoint of improving film formability and heat exchange efficiency, it is more preferably 3.0 g / m 2 or less, and even more preferably 2.0 g / m 2 or less.
  • the hydrophilic coating layer 3 preferably has a contact angle with water on the surface of less than 30 °, more preferably less than 15 °, and even more preferably less than 10 °.
  • the contact angle of the hydrophilic coating layer 3 with water is usually 3 ° or more. The contact angle with water is within about 3 to 5 seconds after about 0.5 ⁇ L of room temperature (25 ° C.) pure water is dropped on the surface of the clean hydrophilic coating layer 3 immediately after film formation.
  • the contact angle may be obtained by taking an arithmetic average from measurement of 3 to 5 points. Specifically, the contact angle can be reduced by adjusting the type, mixing ratio, pH, film adhesion amount, etc. of the resin A and the resin B.
  • the coating amount of the hydrophilic coating layer 3 is determined based on the concentration of the coating composition used for forming the hydrophilic coating layer 3 and the bar coater No. used for forming the coating. It is possible to adjust by selecting. Moreover, the film adhesion amount of the hydrophilic film layer 3 can be measured by fluorescent X-rays, an infrared film thickness meter, weight measurement by film peeling, or the like.
  • the aluminum fin material according to the present invention further includes a chemical conversion coating layer 4 and a corrosion-resistant coating layer 5 between the substrate 2 made of aluminum or an aluminum alloy and the hydrophilic coating layer 3. It is good also as a form provided.
  • Each coating layer may be formed only on one side of the substrate 2 regardless of the illustration, or may be formed on both sides or the entire surface of the substrate 2.
  • the chemical conversion coating layer 4 is made of an inorganic oxide or an inorganic-organic composite compound.
  • the chemical conversion treatment film layer 4 is provided mainly for improving the corrosion resistance of the substrate 2 or improving the adhesion of the film layer disposed on the outside.
  • the inorganic oxide those containing chromium (Cr) or zirconium (Zr) as a main component are preferable.
  • Specific examples of such inorganic oxides include those formed by a phosphate chromate treatment, a zirconium phosphate treatment, a chromate chromate treatment, a zinc phosphate treatment, a phosphate titanate treatment, and the like.
  • the kind of inorganic oxide is not limited to what is formed by these processes.
  • inorganic-organic composite compound examples include those formed by coating-type chromate treatment, coating-type zirconium treatment, and the like. Specific examples of such inorganic-organic composite compounds include acrylic-zirconium composites.
  • the chemical conversion coating layer 4 preferably has an adhesion amount in terms of the mass of a metal element such as Cr or Zr of 1 to 100 mg / m 2 .
  • the adhesion amount is 1 to 100 mg / m 2 , good corrosion resistance can be obtained.
  • the thickness of the chemical conversion coating layer 4 may be an appropriate thickness depending on the use of the fin material, but is preferably 1 to 100 nm.
  • the adhesion amount of the chemical conversion coating layer 4 can be adjusted by adjusting the concentration of the chemical conversion treatment solution used for forming the chemical conversion coating layer 4 and the film formation processing time. Moreover, the adhesion amount of the chemical conversion treatment film layer 4 can be measured by fluorescent X-ray, infrared film thickness meter, weight measurement by elution, or the like.
  • the corrosion-resistant coating layer 5 is provided mainly for improving the corrosion resistance of the substrate 2.
  • the provision of the corrosion-resistant coating layer 5 makes it difficult for moisture such as condensed water, oxygen, chloride ions and other ionic species to enter the substrate 2 side, and causes corrosion and odor of the substrate 2 Generation is suppressed.
  • the corrosion-resistant coating layer 5 is made of a resin composition containing at least one selected from the group consisting of polyolefin resins, acrylic resins, polyester resins, epoxy resins, and polyurethane resins. These resins are preferably water-dispersible.
  • the acrylic resin either an acrylic resin or a polyacrylic ester may be used.
  • a particularly preferable resin is a polyolefin resin or an acrylic acid resin.
  • the corrosion-resistant coating layer 5 becomes flexible, so that defects such as cracks are reduced well.
  • an acrylic resin an interaction such as hydrogen bonding or crosslinking is formed between the hydrophilic coating layer 3 and the adhesion between the coatings becomes higher.
  • the resin of the corrosion-resistant film layer 5 may be a chain or may be cross-linked via a cross-linking agent.
  • the crosslinking agent include an isocyanate crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, an oxazoline crosslinking agent, a carbodiimide crosslinking agent, and an aziridine crosslinking agent.
  • the acrylic resin may be cross-linked by dehydration condensation such as baking during film formation. Crosslinking by dehydration condensation may be formed through polyols such as carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, and polyethylene oxide.
  • polyolefin resins include “Chemical (registered trademark)” manufactured by Mitsui Chemicals, “Hitech (registered trademark) S3148” manufactured by Toho Chemical Industry, and the like.
  • acrylic resins include “Neocryl (registered trademark) A-614” manufactured by Enomoto Kasei, “Valtop (registered trademark)” manufactured by Nihon Parkerizing, “Jurimer (registered trademark)” manufactured by Toa Gosei, Taisei Fine Chemical “Acrit (registered trademark) AKW” and the like are available.
  • Specific examples of the polyester resin include “Vylonal (registered trademark) MD-1200” manufactured by Toyobo.
  • Specific examples of the epoxy resin include “Epiclon (registered trademark) 840” manufactured by DIC.
  • Specific examples of the urethane resin include “Neoreds (registered trademark) R-9660” manufactured by Enomoto Kasei.
  • the corrosion-resistant film layer 5 may be added with various aqueous solvents and paint additives for improving paintability, workability, film properties, and the like.
  • the paint additive include a water-soluble organic solvent, a crosslinking agent, a surfactant, a surface conditioner, a wetting and dispersing agent, an anti-settling agent, an antioxidant, an antifoaming agent, an antirust agent, and an antibacterial agent.
  • One kind of these paint additives may be added alone, or a plurality of kinds may be added.
  • the thickness of the corrosion-resistant coating layer 5, that is, the coating amount is preferably 0.01 to 8.0 g / m 2 .
  • the coating amount is 0.01 g / m 2 or more, good corrosion resistance and adhesion between layers can be obtained.
  • the coating amount is 8.0 g / m 2 or less, the film formability is good and defects such as cracks are reduced.
  • the heat transfer resistance of the film can be kept low, the heat exchange efficiency of the fins is not easily impaired.
  • the film adhesion amount is more preferably 0.1 g / m 2 or more, and further preferably 0.5 g / m 2 or more. Further, from the viewpoint of improving film formability and heat exchange efficiency, it is more preferably 5.0 g / m 2 or less, and still more preferably 3.0 g / m 2 or less.
  • the coating amount of the corrosion-resistant coating layer 5 depends on the concentration of the coating composition used for forming the corrosion-resistant coating layer 5 and the bar coater No. used for forming the coating. It is possible to adjust by selecting. Further, the coating amount of the corrosion-resistant coating layer 5 can be measured by fluorescent X-ray, infrared film thickness meter, weight measurement by coating peeling, or the like.
  • the aluminum fin material according to the present invention may further include a lubricating coating layer 6 on the surface of the hydrophilic coating layer 3.
  • Each coating layer may be formed only on one side of the substrate 2 regardless of the illustration, or may be formed on both sides or the entire surface of the substrate 2.
  • the aluminum fin material 60 in the form shown in FIG. 6 includes the chemical conversion treatment film layer 4, the hydrophilic film layer 3, and the lubricating film layer 6 in this order on the surface of the substrate 2.
  • the configuration of the coating layer shown in FIG. Moreover, the aluminum fin material 70 having the form shown in FIG. 7 includes a corrosion-resistant coating layer 5, a hydrophilic coating layer 3, and a lubricating coating layer 6 in this order on the surface of the substrate 2.
  • the lubricating coating layer 6 forms the outermost layer in contact with the outside air.
  • the lubricious coating layer 6 is provided mainly for enhancing the lubricity of the surface of the fin material.
  • the coefficient of friction of the surface of the fin material is reduced, and press formability when the fin material is processed into a fin is improved.
  • the through hole through which the heat transfer tube of the heat exchanger passes can be formed without any trouble even by drawless processing.
  • the lubricating coating layer 6 is made of a resin composition containing at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, carboxymethylcellulose and alkali metal salts of carboxymethylcellulose.
  • the alkali metal salt of carboxymethyl cellulose include sodium salt, potassium salt, calcium salt and the like.
  • These resins may be subjected to known modifications such as urethane modification and alkyl modification.
  • a particularly preferable resin is a hybrid resin of polyethylene glycol and sodium carboxymethyl cellulose.
  • the mass ratio of polyethylene glycol and sodium carboxymethyl cellulose is preferably in the range of 5: 5 to 9: 1. According to the resin having such a composition, the film formability and lubricity are further improved.
  • the thickness of the lubricating coating layer 6, that is, the coating amount is preferably 0.01 to 0.8 g / m 2 .
  • the coating amount is 0.01 g / m 2 or more, good lubricity can be obtained.
  • the coating amount is 0.8 g / m 2 or less, necessary and sufficient lubricity can be obtained, and heat transfer resistance can be kept low.
  • the film adhesion amount is more preferably 0.02 g / m 2 or more from the viewpoint of improving lubricity.
  • the coating amount of the lubricating coating layer 6 depends on the concentration of the coating composition used for forming the lubricating coating layer 6 and the bar coater No. used for forming the coating. It is possible to adjust by selecting. Further, the coating amount of the lubricating coating layer 6 can be measured by fluorescent X-rays, infrared film thickness meter, weight measurement by coating peeling, or the like.
  • the aluminum fin material according to the present invention having the above configuration is in a weakly alkaline region where the pH of the resulting extract is 8.0 to 10.0 when the hydrophilic coating layer 3 is immersed in ion-exchanged water.
  • the hydrophilic coating layer 3 is formed by adjusting the pH of the coating composition used for forming the hydrophilic coating layer 3 to a weak alkaline region. As a result, the pH of the extract can be reduced to an equivalent weak alkaline region.
  • the coating composition used for forming the hydrophilic coating layer 3 is made weakly alkaline in advance, so that the resistance to the alkaline solution is enhanced. Specifically, repulsion is induced between deprotonated hydrophilic groups by adjusting the pH of the coating composition to a weak alkaline region. Therefore, it becomes difficult for the acrylic resin to form a crosslink by dehydration condensation. As a result, the bonding force between the molecules of the acrylic resin is slightly weakened, and the resin can be eluted from the hydrophilic coating layer 3 with good uniformity after being subjected to alkali cleaning.
  • the aluminum fin material according to the present invention has an odor component in the air by limiting the pH of the extract obtained when the hydrophilic film layer 3 is immersed in ion-exchanged water to 10.0 or less. It becomes difficult to thicken on the surface.
  • odor components such as isovaleric acid, n-valeric acid, n-heptanoic acid, butyric acid, etc., which are known to cause sweat and foot odors, Is present.
  • Such an acidic substance easily causes acid-base reaction to thicken and emit an unpleasant odor when the pH of the acrylic acid resin forming the hydrophilic coating layer 3 is on the strong alkali side.
  • the hydrophilicity of the layer 3 is reduced. Therefore, by restricting the pH of the extract to weak alkalinity, it is possible to prevent the generation of unpleasant odors and the deterioration of hydrophilicity.
  • the pH of the extract is determined by immersing the room-temperature fin material on which the hydrophilic film layer 3 is formed in ion-exchanged water at room temperature (20 ° C. ⁇ 5 ° C.) and leaving it standing, and then removing the fin material.
  • the pH of the resulting extract can be determined by measuring with a known method. Immersion of the fin material may be performed while ensuring sufficient time that ion-exchanged water is infiltrated into the entire hydrophilic coating layer 3 and a stable pH can be measured.
  • the fin material 1 hour in ion-exchanged water was an area 1.0 m 2 per 2-liter volume of the hydrophilic coating layer 3, in the range pH of the extract obtained is weakly alkaline range If it becomes.
  • ion-exchanged water water having a conductivity at 25 ° C. of 5 ⁇ 10 ⁇ 5 S / m or less and room temperature (20 ° C. ⁇ 5 ° C.) is used.
  • the volume and number of fin materials to be measured are not particularly limited.
  • the pH may be measured by an appropriate method such as a hydrogen electrode method, a glass electrode method, a semiconductor method, or a chemical titration method.
  • the pH of the extract can be set to an appropriate value within the range of pH 8.0 to 10.0.
  • the pH of the extract is more preferably 8.5 or more, and even more preferably 9.0 or more, from the viewpoint of increasing the resistance to the alkaline solution.
  • it may be 9.5 or less.
  • the pH of the extract can be adjusted by adding an alkali to the coating composition used for forming the hydrophilic coating layer 3.
  • the alkali for example, an appropriate kind such as a hydroxide such as sodium, potassium, lithium, calcium, carbonate, hydrogen carbonate, or the like can be used.
  • the pH of the acrylic resin that forms the hydrophilic coating layer 3 is on the acidic side of the neutral range.
  • the aluminum fin material according to the above-described embodiment can be manufactured through a substrate manufacturing process and a film layer forming process.
  • the substrate 2 made of aluminum or an aluminum alloy is manufactured.
  • the ingot is melted and the molten metal is solidified into an arbitrary shape to obtain an ingot containing a predetermined amount of a chemical component such as Al.
  • the ingot is chamfered as necessary, and a plate material is obtained by performing hot rolling or cold rolling to obtain a substrate 2.
  • the ingot may be subjected to homogenization heat treatment, or may be subjected to intermediate annealing during rolling.
  • the rolled plate material may be subjected to solution heat treatment, tempering and the like.
  • a coating layer is formed on the surface of the substrate 2. Specifically, after cleaning or degreasing is performed on the surface of the substrate 2 as necessary, each coating layer such as the hydrophilic coating layer 3 is formed on the clean surface of the substrate 2.
  • the hydrophilic film layer 3 can be formed according to the following procedure. First, after the acrylic resin is dispersed in an aqueous solvent to obtain a coating composition, the pH of the coating composition is adjusted to a weak alkaline region by adding an alkali such as sodium hydroxide. In addition, since the functional group of the acrylic acid resin decreases due to baking at the time of film formation, the pH of the hydrophilic coating layer 3 may be slightly lower than the target, so the pH of the coating composition is more alkaline than the target range. It may be close. Next, the coating composition is applied by using an appropriate application device such as a bar coater or a roll coater, and then baked to form a film. The coating baking temperature of the hydrophilic film layer 3 is usually in the range of 100 to 300 ° C.
  • the chemical conversion treatment film layer 4 can be formed by applying a chemical conversion treatment solution by spraying or immersing the substrate 2 in the chemical conversion treatment solution and then drying by heating. Further, the corrosion resistant coating layer 5 and the lubricating coating layer 6 are obtained by dispersing a resin for each coating layer in a solvent to obtain a coating composition, and then applying the coating composition to an appropriate coating such as a bar coater or a roll coater.
  • a film can be formed by baking after coating using an apparatus. The coating baking temperature of the corrosion-resistant coating layer 5 and the lubricating coating layer 6 is usually in the range of 100 to 300 ° C.
  • the aluminum fin material according to the present invention can be manufactured.
  • the pH of the coating composition used for forming the hydrophilic coating layer 3 to a weak alkaline region in advance
  • the pH of the extract obtained from the manufactured fin material also becomes the same weak alkaline region.
  • the material of the lubricating coating layer 6 is usually in a neutral pH range, even if the lubricating coating layer 6 forms the outermost layer, the pH of the extract is in an equivalent weak alkaline range.
  • Aluminum fin materials (test materials No. 1 to 250) having configurations A to H shown in FIGS. 1 to 8 were produced.
  • As the substrate 2 an aluminum plate having a standard of alloy number 1200 specified in JIS H 4000: 2014 and having a thickness of 0.1 mm was used.
  • the hydrophilic coating layer 3 was formed by applying and baking a coating composition containing the hydrophilic coating layer resin shown in Table 1 on the surface of the substrate 2 or the surface of the coating layer on the substrate 2 with a bar coater. .
  • the coating composition for the hydrophilic film layer is adjusted so that the amount of solid content becomes the adhesion amount shown in each table after adding sodium hydroxide to the solution containing the resin for the hydrophilic film layer and adjusting to a weak alkaline region. It was applied to.
  • the chemical conversion coating layer 4 was formed by subjecting the surface of the substrate 2 to a phosphoric acid chromate treatment or a coating-type zirconium treatment using a polyacrylic acid-zirconium salt.
  • the corrosion resistant coating layer 5 was formed by applying and baking a coating composition containing a resin for a corrosion resistant coating layer shown in Table 2 on the surface of the substrate 2 or the surface of the coating layer on the substrate 2.
  • the coating composition for the corrosion-resistant coating layer was applied so that the solid content was the adhesion amount shown in each table.
  • the lubricating coating layer 6 was formed by applying and baking a coating composition containing a resin for the lubricating coating layer on the surface of the hydrophilic coating layer 3 with a bar coater.
  • a resin for the lubricating film layer a resin in which polyethylene glycol (PEG 20000 manufactured by Sanyo Chemical Industries) and carboxymethyl cellulose (Serogen manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) were mixed at a mass ratio of 8: 1 was used.
  • the coating composition for the lubricating film layer was applied so that the solid content was the adhesion amount shown in each table.
  • a test material having an area of 0.25 dm 2 was bent into a bellows shape to obtain a sample.
  • isovaleric acid was prepared as an odor component.
  • a petri dish containing 0.01 mL of the odor component was placed on the bottom of the desiccator, and the sample was placed in the desiccator so as not to directly touch the odor component, and the lid was closed. Then, the sealed desiccator was accommodated in a constant temperature and humidity chamber, kept at 25 ⁇ 2 ° C. in the constant temperature and humidity chamber, and allowed to stand for 30 minutes.
  • Alkali resistance The test material having an area of 1 dm 2 was immersed in an alkaline solution for 15 minutes, washed with running water for 5 minutes to remove the alkaline solution, and then naturally dried at room temperature, and this cycle was repeated 15 times.
  • As the alkaline solution a 1 liter solution having a pH adjusted to 12.0 was used. Thereafter, the surface of the test material was observed, and the area ratio of the altered film with respect to the coating area of the film layer was confirmed. And alkali resistance was determined according to the following ⁇ evaluation criteria>.
  • the test material was subjected to a salt spray test for 480 hours by the method shown in JIS Z 2371: 2000, the degree of surface corrosion was confirmed, and a prescribed rating number (Rating Number, hereinafter abbreviated as RN). The degree of corrosion was evaluated. And corrosion resistance was determined according to the following ⁇ evaluation criteria>.
  • Tables 3 to 11 show the composition of each test material (No. 1 to 250) produced, the pH of the extract, and the results of each evaluation.
  • the pH shown in Tables 3 to 11 is the pH of the extract obtained by immersing each test material in ion-exchanged water.
  • the pH of the extract was No. It was confirmed that any of the test materials according to 1 to 250 had a pH equivalent to the pH adjusted with the coating composition for the hydrophilic film layer.
  • the hydrophilic coating layer 3 is made of a resin composition containing an acrylic acid resin, the coating amount of the hydrophilic coating layer 3 is in an appropriate range, and the pH of the extract is appropriate. It is in the weak alkaline range. In these test materials, odor adhesion, alkali resistance and hydrophilicity were all good regardless of the presence or absence of the chemical conversion coating layer 4 and the corrosion-resistant coating layer 5.
  • the fin material also has corrosion resistance.
  • test material according to No. 250 was poorly evaluated for any of odor adhesion, alkali resistance, and hydrophilicity.
  • test material according to 239 was provided with the corrosion-resistant coating layer 5, the corrosion resistance was insufficient due to the small amount of the corrosion-resistant coating layer 5 attached.
  • no. 224 no.
  • the test material according to 240 is provided with the corrosion-resistant coating layer 5, it can be said that it is not suitable from the viewpoint of improving the film-forming property and the heat exchange efficiency because the adhesion amount of the corrosion-resistant coating layer 5 is large.
  • the aluminum fin material of the present invention is excellent in hydrophilicity, is alkali resistant, has effects such as being hard to concentrate odor components, and is useful for heat exchangers such as air conditioners.

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Abstract

本発明に係るアルミニウム製フィン材（１０）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基板（２）の上に形成された親水性皮膜層（３）を備え、親水性皮膜層（３）はアクリル酸系樹脂を含む樹脂組成物からなり、親水性皮膜層（３）の皮膜付着量が０．０２～１０ｇ／ｍ２であり、親水性皮膜層（３）をイオン交換水に浸漬させたとき、得られる抽出液のｐＨが８．０～１０．０である。

Description

アルミニウム製フィン材
　本発明は、熱交換器などに使用されるアルミニウム製フィン材に関する。
　熱交換器は、ルームエアコン、パッケージエアコン、冷凍ショーケース、冷蔵庫、オイルクーラ、ラジエータなどの様々な分野の製品に用いられている。熱交換器のフィンの材料としては、熱伝導性、加工性、耐食性などに優れるアルミニウムやアルミニウム合金が一般的である。プレートフィン式やプレートアンドチューブ式の熱交換器は、フィンが狭い間隔で並列した構造を有している。
　熱交換器のフィンは、表面温度が露点以下になると結露水が付着した状態になる。フィンの表面の親水性が低い場合には、付着した結露水の接触角が大きくなるため、結露水は半球状の水滴となり高さが大きくなる傾向がある。また、結露水が合わさって大きくなると、隣接するフィン間にブリッジを形成し、フィン間の通風路を閉塞することもある。このような状態では、フィン表面の吸放熱が妨げられたり、通風抵抗が増大したりして、熱交換器の熱交換効率が悪化することが知られている。
　従来、このような結露水に起因する問題に対処するために、アルミニウム製フィン材にプレーコートを施し、フィンの表面に親水化皮膜を形成する技術が提案されている。
　例えば、特許文献１には、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩やカリウム塩と、カルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩と、Ｎ－メチロールアクリルアミドとからなる成分に対してポリアクリル酸と、ジルコニウム化合物とを含有する親水性表面処理剤を用いる技術が開示されている。
　また、特許文献２には、スルホン酸基またはスルホン酸基誘導体を含有し、かつ、カルボキシル基、カルボキシル基誘導体、水酸基および水酸基誘導体のうちの少なくとも１種を含有する親水性樹脂からなる親水性塗膜が開示されている。そして、親水性樹脂として、アクリル酸／スルホン酸系モノマー共重合体塩、カルボキシル基を有するポリマーとして、ポリアクリル酸が挙げられている（段落００３０参照）。
　さらに、特許文献３には、アルミニウム板又はアルミニウム合金板の表面に耐食性皮膜層と親水性皮膜層とをこの順に備えるアルミニウム製フィン材が開示されている。そして、親水性皮膜層は、カルボキシル基を有する単量体のみから構成される重合体、カルボキシル基を有する単量体を含む共重合体、又は、それらの混合物を含む樹脂組成物からなるとされている（段落００２７参照）。これら重合体や共重合体の例としては、ポリアクリル酸や、アクリル酸とスルホン酸基含有単量体との共重合体が挙げられている（段落００２９参照）。
日本国特許第２５２０３０８号公報 日本国特開２００８－２２４２０４号公報 日本国特開２０１３－１９０１７８号公報
　特許文献１～３に開示されるように、親水性皮膜は、ポリアクリル酸をはじめとするアクリル酸系樹脂を用いて形成されることがある。アクリル酸系樹脂は、親水性基を有しており、塗工性も良い材料である。また、アクリル酸系樹脂は、水素結合による相互作用を形成したり、成膜時に焼付けられて脱水縮合による架橋を形成したりするため、皮膜強度や皮膜間の密着性を高める観点からも有用である。
　しかしながら、熱交換器のフィンは、アルカリ性溶液に晒されることがある。例えば、空調機の室内機などに備えられる熱交換器は、アルカリ性洗浄液によって洗浄されることが少なくない。このようなアルカリ性溶液は、アクリル酸系樹脂が形成しているエステル結合を加水分解する作用を有している。そのため、親水性皮膜がアルカリ性溶液に繰り返し暴露されると、樹脂が軟化して結露水に溶出し易くなったり、親水性皮膜が吸湿して膨潤し易くなったりしてしまう。さらには、軟化した親水性皮膜が膨潤して皮膜ごと剥離し、フィン間の通風抵抗を増大させたり、親水性皮膜としての機能が失われたりする虞すらある。それ故、親水性皮膜には、アルカリ性溶液に対する耐性が求められている。
　一方、熱交換器のフィンは、熱交換器の使用環境中に存在している臭気成分に晒されることもある。例えば、空調機の室内機などに備えられる熱交換器のフィンは、空気中に存在しているイソ吉草酸やｎ－ヘプタン酸をはじめとする脂肪酸系の臭気成分に暴露され得る。このような臭気成分がフィンに付着して濃縮されると、フィンの表面の親水性が低下したり、周囲に不快臭が発散されたりする。そのため、フィン材は、良好な親水性に加え、臭気成分が濃化し難い性質を有していることが望ましい。
　本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、良好な親水性を備え、アルカリ性溶液に対する耐性を有していながら、臭気成分が濃化し難いアルミニウム製フィン材を提供することを課題とする。
　前記課題を解決した本発明に係るアルミニウム製フィン材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基板と、前記基板上に形成された親水性皮膜層と、を備えるアルミニウム製フィン材であって、前記親水性皮膜層は、アクリル酸系樹脂を含む樹脂組成物からなり、前記親水性皮膜層の皮膜付着量が０．０２～１０ｇ／ｍ２であり、前記アルミニウム製フィン材は、前記親水性皮膜層をイオン交換水に浸漬させたとき、得られる抽出液のｐＨが８．０～１０．０であることとした。
　このようなアルミニウム製フィン材によると、親水性皮膜層がアクリル酸系樹脂を含んでいるため、良好な親水性を示す皮膜がフィン材の表面に塗工性良く形成される。加えて、成膜時に焼付けなどの処理を行うことにより、皮膜強度や皮膜間の密着性を良好にすることができる。また、親水性皮膜層の皮膜付着量が適切な範囲にあるので、親水性皮膜層の機能が有意に発現する一方、成膜性やフィンの熱交換効率も良好なものとなる。さらに、アルミニウム製フィン材は、イオン交換水に浸漬させて得られる抽出液のｐＨが弱アルカリ性域である。すなわち、親水性皮膜層は、これと同等の弱アルカリ性を示す樹脂によって形成されている。それ故、アクリル酸系樹脂は、脱プロトン化して生じたアニオン性基同士で反発を生じ、エステル結合などの架橋が形成され難くなるなどして、分子間の結合力が予め弱められる。つまり、アクリル酸系樹脂は、敢えて、緩やかに溶出できる状態とされる。その結果、アルカリ性溶液への暴露によって加水分解が進行したとしても、樹脂が均一性良く緩やかに溶出することが可能になり、親水性皮膜層の急激な変質が局所的に進行するのが防止される。そのため、親水性皮膜層は、アルカリ性溶液に対する耐性が備わり、アルカリ洗浄を繰り返し受けても剥離し難くなって、フィンの親水性が持続的になる。一方、抽出液のｐＨは強アルカリ性域ではないので、親水性皮膜層と臭気成分とは酸塩基反応を生じ難く、臭気成分がフィンの表面に濃化するのも防止される。ひいては、臭気成分の付着に起因する親水性の低下や不快臭の発生が防止される。
　本発明に係るアルミニウム製フィン材は、前記抽出液のｐＨが９．０～１０．０であることが好ましい。
　このようなアルミニウム製フィン材によると、イオン交換水に浸漬させて得られる抽出液のｐＨがやや高く、親水性皮膜層はこれと同等にｐＨが高いアクリル酸系樹脂によって形成されているため、親水性皮膜層のアルカリ性溶液に対する耐性がより強化される。
　本発明に係るアルミニウム製フィン材は、前記親水性皮膜層が、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸のアルカリ金属塩およびポリアクリル酸アンモニウムからなる群より選択される１種以上を含む樹脂組成物からなることが好ましい。
　このようなアルミニウム製フィン材によると、良好な親水性を発揮させつつ、皮膜強度や皮膜間の密着性についても一層向上させることができる。また、水系の塗料を使用して塗工性良く親水性皮膜を形成することが可能になる。
　本発明に係るアルミニウム製フィン材は、前記基板と前記親水性皮膜層との間に化成処理皮膜層をさらに備え、前記化成処理皮膜層は、無機酸化物または有機－無機複合化合物からなることが好ましい。
　このようなアルミニウム製フィン材によると、基板と親水性皮膜層との間に化成処理皮膜層を備えているため、基板の腐食が防止されてフィンの耐食性が良好になる。また、基板と親水性皮膜層との密着性が良くなり、親水性皮膜層の機能が持続的になる。
　本発明に係るアルミニウム製フィン材は、前記基板と前記親水性皮膜層との間に耐食性皮膜層をさらに備え、前記耐食性皮膜層は、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂およびポリウレタン系樹脂からなる群より選択される１種以上を含む樹脂組成物からなり、前記耐食性皮膜層の皮膜付着量が０．０１～８．０ｇ／ｍ２であることが好ましい。
　このようなアルミニウム製フィン材によると、基板と親水性皮膜層との間に耐食性皮膜層を備えているため、基板の腐食が防止されてフィンの耐食性が一層良好になる。また、基板と親水性皮膜層との密着性が高くなり、親水性皮膜層の機能がより持続的になる。さらには、耐食性皮膜層の皮膜付着量が適切な範囲にあるので、耐食性皮膜層の機能が有意に発現する一方、成膜性やフィンの熱交換効率や外側の親水性皮膜層の性能も良好なものとなる。
　本発明に係るアルミニウム製フィン材は、前記親水性皮膜層の表面に潤滑性皮膜層をさらに備え、前記潤滑性皮膜層は、ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩からなる群より選択される１種以上を含む樹脂組成物からなることが好ましい。
　このようなアルミニウム製フィン材によると、親水性皮膜層の表面に潤滑性皮膜層を備えているため、フィン材の表面の潤滑性が高められる。それ故、フィン材をフィンに加工するときの成形性が向上する。
　本発明に係るアルミニウム製フィン材は、良好な親水性を備え、アルカリ性溶液に対する耐性を有していながら、臭気成分が濃化し難い性能を有する。
本発明に係るアルミニウム製フィン材の一構成例（構成Ａ）を模式的に示す断面図である。 本発明に係るアルミニウム製フィン材の一構成例（構成Ｂ）を模式的に示す断面図である。 本発明に係るアルミニウム製フィン材の一構成例（構成Ｃ）を模式的に示す断面図である。 本発明に係るアルミニウム製フィン材の一構成例（構成Ｄ）を模式的に示す断面図である。 本発明に係るアルミニウム製フィン材の一構成例（構成Ｅ）を模式的に示す断面図である。 本発明に係るアルミニウム製フィン材の一構成例（構成Ｆ）を模式的に示す断面図である。 本発明に係るアルミニウム製フィン材の一構成例（構成Ｇ）を模式的に示す断面図である。 本発明に係るアルミニウム製フィン材の一構成例（構成Ｈ）を模式的に示す断面図である。
　以下、本発明に係るアルミニウム製フィン材を実施するための形態（実施形態）について適宜図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において共通する構成については同一の符号を付し、重複した説明を省略する。また、以下の説明において「～」で表記された数値範囲には両端の値が含まれる。
＜アルミニウム製フィン材＞
　本発明に係るアルミニウム製フィン材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基板と、基板上に形成された親水性皮膜層と、を備える。本明細書において、皮膜層につき「～上に形成された」というとき、当該皮膜層が基板の表面に接して形成されている状態と、当該皮膜層が他の皮膜層を挟んで基板の表面に積層されている状態の両方が含まれる。すなわち、本発明に係るアルミニウム製フィン材は、以下のとおり、皮膜層の構成が異なる各種の形態を採ることができる。なお、親水性皮膜層は、図示にかかわらず、基板の片面側のみに形成されていてもよいし、基板の両面側ないし全面に形成されていてもよい。
＜アルミニウム製フィン材（構成Ａ）＞
　図１に示す形態のアルミニウム製フィン材１０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基板２と、基板２の表面に形成された親水性皮膜層３と、を備えている。アルミニウム製フィン材１０において、親水性皮膜層３は、外気に接する最外層の皮膜を形成している。以下、図１に示す皮膜層の構成を構成Ａという。
（基板）
　基板２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。基板２としては、熱伝導性および加工性に優れることから、ＪＩＳ　Ｈ　４０００：２０１４に規定されている１０００系のアルミニウムを好適に用いることができる。より具体的には、基板２として合金番号１０５０、１０７０、１２００のアルミニウムが好ましく用いられる。但し、基板２としては、２０００系ないし９０００系のアルミニウム合金を用いることも妨げられない。
　基板２は、フィン材の用途や仕様などに応じて適宜の厚さとしてよい。熱交換器用のフィン材については、フィンへの加工性、フィンの強度、熱伝導性などを適切に確保する観点から、０．０８～０．３ｍｍの基板を用いることが好ましい。基板２の厚さが０．０８ｍｍ以上であれば、一般的なフィン材に求められる程度の強度を確保することができる。一方、基板２の厚さが０．３ｍｍ以下であれば、フィンに加工するときに各種の加工を施し易いので有利である。
（親水性皮膜層）
　親水性皮膜層３は、主として、フィンの親水性を高めるために設けられる。親水性皮膜層３が設けられることによって、フィンの表面に付着する結露水の接触角は小さくなり、熱交換器の熱交換効率が悪化し難くなる。また、親水性が高められることによって、フィンの表面に付着した結露水の流動性も高くなる。そのため、フィンの表面に汚染物質が付着したとしても、結露水によって容易に洗い落とされるようになり、汚染物質の除去性が向上する。
　親水性皮膜層３は、アクリル酸系樹脂を含む樹脂組成物からなる。アクリル酸系樹脂が用いられることにより、親水性が良好な親水性皮膜層３が、水系塗料を用いて塗工性良く形成される。また、アクリル酸系樹脂は、水素結合を形成できるし、成膜時に焼き付けられることによって脱水縮合による架橋を形成する。そのため、親水性皮膜層３の皮膜強度や他の皮膜層との密着性が高められる。
　アクリル酸系樹脂は、詳細には、アクリル酸のみが重合してなる単独重合体、アクリル酸を単量体として含む共重合体、アクリル酸塩のみが重合してなる単独重合体、アクリル酸塩を単量体として含む共重合体、アクリル酸誘導体のみが重合してなる単独重合体およびアクリル酸誘導体を単量体として含む共重合体からなる群より選択される１種以上の樹脂である。アクリル酸誘導体としては、スルホン酸基、スルホン酸のアルカリ金属塩基、スルホン酸のアンモニウム塩基を有するアミド化置換体、エステル化置換体などが挙げられる。共重合体を構成する単量体は、アクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸誘導体およびこれら以外の他の単量体のうちのいずれであってもよい。他の単量体としては、アクリル酸類と重合可能な反応基を有する単量体であれば特に限定されない。例えば、エチレン、プロピレン、スチレン、マレイン酸などが挙げられる。
　アクリル酸系樹脂は、鎖状であってもよいし、架橋剤を介して架橋されていてもよい。架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、アジリジン系架橋剤などが挙げられる。また、アクリル酸系樹脂は、成膜時の焼付けなどで起こる脱水縮合により架橋されていてもよい。なお、脱水縮合による架橋は、例えば、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイドなどのポリオール類を介して形成されていてもよい。
　アクリル酸系樹脂の具体例としては、例えば、日本触媒製「アクアリック（登録商標）ＧＬ」、日本触媒製「アクアリック（登録商標）ＨＬ」、楠本化成製「ネオクリル（登録商標）Ａ－６１４」、日本パーカライジング製「バルトップ（登録商標）」、東亜合成製「ジュリマー（登録商標）」、東亜合成製「アロン（登録商標）」、東亜合成製「ＡＴＢＳ（登録商標）」、大成ファインケミカル製「アクリット（登録商標）ＡＫＷ」、旭化成ファインケム製「ＶＳＡ－Ｈ」などが挙げられる。
　アクリル酸系樹脂としては、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸のアルカリ金属塩およびポリアクリル酸アンモニウムからなる群より選択される１種以上がより好ましい。ポリアクリルのアルカリ金属塩としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウムなどが挙げられる。これらの樹脂によると、成膜後に残る親水性基によって良好な親水性を発揮させつつ、高い皮膜強度や密着性をも得ることができる。特に好ましいアクリル酸系樹脂は、ポリアクリル酸のアルカリ金属塩およびポリアクリル酸アンモニウムからなる群より選択される１種以上である。これらの樹脂によると、特に高い親水性が得られるためである。
　親水性皮膜層３は、塗装性、作業性、皮膜の物性などを改善するための各種の水系溶媒や塗料添加物が添加されていてもよい。塗料添加物としては、例えば、水溶性有機溶剤、架橋剤、界面活性剤、表面調整剤、湿潤分散剤、沈降防止剤、酸化防止剤、消泡剤、防錆剤、抗菌剤などが挙げられる。これらの塗料添加物は、１種が単独で添加されていてもよいし、複数種が添加されていてもよい。
　親水性皮膜層３の厚さ、すなわち皮膜付着量は、０．０２～１０ｇ／ｍ２であることが好ましい。皮膜付着量が０．０２ｇ／ｍ２以上であれば、良好な親水性が得られる。一方、皮膜付着量が１０ｇ／ｍ２以下であると、成膜性が良く、割れなどの欠陥が低減される。また、皮膜の伝熱抵抗が低く抑えられるので、フィンの熱交換効率が損なわれ難い。皮膜付着量は、親水性を高める観点からは、より好ましくは０．１ｇ／ｍ2以上、さらに好ましくは０．３ｇ／ｍ２以上とする。また、成膜性や熱交換効率を良くする観点からは、より好ましくは３．０ｇ／ｍ２以下、さらに好ましくは２．０ｇ／ｍ２以下とする。
　親水性皮膜層３は、表面における水との接触角が３０°未満であることが好ましく、１５°未満であることがより好ましく、１０°未満であることがさらに好ましい。親水性皮膜層３の表面の親水性が高く接触角が小さいほど、フィンに結露水などの水分が付着したときの通風抵抗が低減されるので、フィンの熱交換効率の低下を避けることができる。一方、親水性皮膜層３の水との接触角は、通常３°以上である。なお、水との接触角は、成膜直後などの清浄な親水性皮膜層３の表面に、約０．５μＬの室温（２５℃）の純水を滴下した後、３～５秒程度以内に速やかに接触角計で計測すればよい。また、接触角は、３～５点の計測から算術平均を採って求めればよい。具体的には、接触角は、樹脂Ａや樹脂Ｂの種類、混合比、ｐＨや、皮膜付着量などを調節することによって小さくすることが可能である。
　親水性皮膜層３の皮膜付着量は、親水性皮膜層３の成膜に用いる塗料組成物の濃度や、成膜に用いるバーコーターＮｏ．の選択などによって調整することができる。また、親水性皮膜層３の皮膜付着量は、蛍光Ｘ線、赤外膜厚計、皮膜剥離による重量測定などで測定することが可能である。
＜アルミニウム製フィン材の他の形態＞
　本発明に係るアルミニウム製フィン材は、図２～４に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基板２と親水性皮膜層３との間に、化成処理皮膜層４や耐食性皮膜層５をさらに備える形態としてもよい。なお、各皮膜層は、図示にかかわらず、基板２の片面側のみに形成されていてもよいし、基板２の両面側ないし全面に形成されていてもよい。
　図２に示す形態のアルミニウム製フィン材２０は、基板２の表面に化成処理皮膜層４と、親水性皮膜層３と、をこの順に備えている。以下、図２に示す皮膜層の構成を構成Ｂという。また、図３に示す形態のアルミニウム製フィン材３０は、基板２の表面に耐食性皮膜層５と、親水性皮膜層３と、をこの順に備えている。以下、図３に示す皮膜層の構成を構成Ｃという。また、図４に示す形態のアルミニウム製フィン材４０は、基板２の表面に化成処理皮膜層４と、耐食性皮膜層５と、親水性皮膜層３と、をこの順に備えている。以下、図４に示す皮膜層の構成を構成Ｄという。これらの構成Ｂ～Ｄにおいて、親水性皮膜層３は、外気に接する最外層を成している。
（化成処理皮膜層４）
　化成処理皮膜層４は、無機酸化物または無機－有機複合化合物からなる。化成処理皮膜層４は、主として、基板２の耐食性を高めたり、外側に配される皮膜層の密着性を良くするために設けられる。
　無機酸化物としては、主成分としてクロム（Ｃｒ）またはジルコニウム（Ｚｒ）を含むものが好ましい。このような無機酸化物の具体例としては、リン酸クロメート処理、リン酸ジルコニウム処理、クロム酸クロメート処理、リン酸亜鉛処理、リン酸チタン酸処理などによって形成されるものが挙げられる。但し、無機酸化物の種類は、これらの処理で形成されるものに限定されない。
　無機－有機複合化合物としては、例えば、塗布型クロメート処理や、塗布型ジルコニウム処理などによって形成されるものが挙げられる。このような無機－有機複合化合物の具体例としては、例えば、アクリル－ジルコニウム複合体などが挙げられる。
　化成処理皮膜層４は、ＣｒやＺｒなどの金属元素の質量に換算した付着量が１～１００ｍｇ／ｍ２であることが好ましい。付着量が１～１００ｍｇ／ｍ２であれば、良好な耐食性を得ることができる。化成処理皮膜層４の厚さは、フィン材の用途などに応じて適宜の厚さにしてよいが、１～１００ｎｍとすることが好ましい。
　化成処理皮膜層４の付着量は、化成処理皮膜層４の成膜に用いる化成処理液の濃度や、成膜処理時間を調節することによって調整することができる。また、化成処理皮膜層４の付着量は、蛍光Ｘ線、赤外膜厚計、溶出による重量測定などで測定することが可能である。
（耐食性皮膜層）
　耐食性皮膜層５は、主として、基板２の耐食性を高めるために設けられる。耐食性皮膜層５が設けられることによって、結露水などの水分、酸素、塩化物イオンをはじめとするイオン種などが基板２側に浸入し難くなり、基板２の腐食や臭気を発生するアルミ酸化物の生成などが抑制される。
　耐食性皮膜層５は、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂およびポリウレタン系樹脂からなる群より選択される１種以上を含む樹脂組成物からなる。これらの樹脂は、水分散性であることが好ましい。アクリル系樹脂としては、アクリル酸系樹脂およびポリアクリル酸エステルのいずれであってもよい。これらの中でも特に好ましい樹脂は、ポリオレフィン系樹脂またはアクリル酸系樹脂である。ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂であると、耐食性皮膜層５が柔軟になるので、割れなどの欠陥が良好に低減される。一方、アクリル酸系樹脂であると、親水性皮膜層３との間で、水素結合や架橋などの相互作用が形成され、皮膜間の密着性がより高くなる。
　耐食性皮膜層５の樹脂は、鎖状であってもよいし、架橋剤を介して架橋されていてもよい。架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、アジリジン系架橋剤などが挙げられる。また、アクリル酸系樹脂は、成膜時の焼付けなどによる脱水縮合で架橋されていてもよい。脱水縮合による架橋は、例えば、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイドなどのポリオール類を介して形成されていてもよい。
　ポリオレフィン系樹脂の具体例としては、三井化学製「ケミパール（登録商標）」、東邦化学工業製「ハイテック（登録商標）Ｓ３１４８」などが挙げられる。また、アクリル系樹脂の具体例としては、楠本化成製「ネオクリル（登録商標）Ａ－６１４」、日本パーカライジング製「バルトップ（登録商標）」、東亜合成製「ジュリマー（登録商標）」、大成ファインケミカル製「アクリット（登録商標）ＡＫＷ」などが挙げられる。また、ポリエステル系樹脂の具体例としては、東洋紡績製「バイロナール（登録商標）ＭＤ－１２００」などが挙げられる。また、エポキシ系樹脂の具体例としては、ＤＩＣ製「エピクロン（登録商標）８４０」などが挙げられる。また、ウレタン系樹脂の具体例としては、楠本化成製「ネオレッズ（登録商標）Ｒ－９６６０」などが挙げられる。
　耐食性皮膜層５は、塗装性、作業性、皮膜の物性などを改善するための各種の水系溶媒や塗料添加物が添加されていてもよい。塗料添加物としては、例えば、水溶性有機溶剤、架橋剤、界面活性剤、表面調整剤、湿潤分散剤、沈降防止剤、酸化防止剤、消泡剤、防錆剤、抗菌剤などが挙げられる。これらの塗料添加物は、１種が単独で添加されていてもよいし、複数種が添加されていてもよい。
　耐食性皮膜層５の厚さ、すなわち皮膜付着量は、０．０１～８．０ｇ／ｍ２であることが好ましい。皮膜付着量が０．０１ｇ／ｍ２以上であれば、良好な耐食性や層同士の密着性が得られる。一方、皮膜付着量が８．０ｇ／ｍ２以下であると、成膜性が良く、割れなどの欠陥が低減される。また、皮膜の伝熱抵抗が低く抑えられるので、フィンの熱交換効率が損なわれ難い。皮膜付着量は、耐食性を高める観点からは、より好ましくは０．１ｇ／ｍ２以上、さらに好ましくは０．５ｇ／ｍ２以上とする。また、成膜性や熱交換効率を良くする観点からは、より好ましくは５．０ｇ／ｍ２以下、さらに好ましくは３．０ｇ／ｍ２以下とする。
　耐食性皮膜層５の皮膜付着量は、耐食性皮膜層５の成膜に用いる塗料組成物の濃度や、成膜に用いるバーコーターＮｏ．の選択などによって調整することができる。また、耐食性皮膜層５の皮膜付着量は、蛍光Ｘ線、赤外膜厚計、皮膜剥離による重量測定などで測定することが可能である。
＜アルミニウム製フィン材の他の形態＞
　本発明に係るアルミニウム製フィン材は、図５～８に示すように、親水性皮膜層３の表面に潤滑性皮膜層６をさらに備える形態としてもよい。なお、各皮膜層は、図示にかかわらず、基板２の片面側のみに形成されていてもよいし、基板２の両面側ないし全面に形成されていてもよい。
　図５に示す形態のアルミニウム製フィン材５０は、基板２の表面に親水性皮膜層３と、潤滑性皮膜層６と、をこの順に備えている。以下、図５に示す皮膜層の構成を構成Ｅという。また、図６に示す形態のアルミニウム製フィン材６０は、基板２の表面に化成処理皮膜層４と、親水性皮膜層３と、潤滑性皮膜層６と、をこの順に備えている。以下、図６に示す皮膜層の構成を構成Ｆという。また、図７に示す形態のアルミニウム製フィン材７０は、基板２の表面に耐食性皮膜層５と、親水性皮膜層３と、潤滑性皮膜層６と、をこの順に備えている。以下、図７に示す皮膜層の構成を構成Ｇという。また、図８に示す形態のアルミニウム製フィン材８０は、基板２の表面に化成処理皮膜層４と、耐食性皮膜層５と、親水性皮膜層３と、潤滑性皮膜層６と、をこの順に備えている。以下、図８に示す皮膜層の構成を構成Ｈという。これらの構成Ｅ～Ｈにおいて、潤滑性皮膜層６は、外気に接する最外層を成している。
（潤滑性皮膜層）
　潤滑性皮膜層６は、主として、フィン材の表面の潤滑性を高めるために設けられる。潤滑性皮膜層６が設けられることによって、フィン材の表面の摩擦係数が低減され、フィン材をフィンに加工するときのプレス成形性などが向上する。例えば、熱交換器の伝熱管を通す貫通孔を、ドローレス加工によっても不具合無く成形することが可能となる。
　潤滑性皮膜層６は、ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩からなる群より選択される１種以上を含む樹脂組成物からなる。カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩などが挙げられる。これらの樹脂は、ウレタン変性、アルキル変性などの公知の改質が施されていてもよい。これらの中でも特に好ましい樹脂は、ポリエチレングリコールとカルボキシメチルセルロースナトリウムとの混成の樹脂である。ポリエチレングリコールとカルボキシメチルセルロースナトリウムとの質量比は、５：５から９：１の範囲とすることが好ましい。このような組成の樹脂によると、成膜性や潤滑性が一層良好となる。
　潤滑性皮膜層６の厚さ、すなわち皮膜付着量は、０．０１～０．８ｇ／ｍ２であることが好ましい。皮膜付着量が０．０１ｇ／ｍ２以上であれば、良好な潤滑性が得られる。また、皮膜付着量が０．８ｇ／ｍ２以下であれば、必要十分な潤滑性が得られ、伝熱抵抗も低く抑えられる。皮膜付着量は、潤滑性を高める観点からは、０．０２ｇ／ｍ２以上であることがより好ましい。また、付着量を可及的に低減する観点からは、０．４ｇ／ｍ２以下とすることがより好ましい。
　潤滑性皮膜層６の皮膜付着量は、潤滑性皮膜層６の成膜に用いる塗料組成物の濃度や、成膜に用いるバーコーターＮｏ．の選択などによって調整することができる。また、潤滑性皮膜層６の皮膜付着量は、蛍光Ｘ線、赤外膜厚計、皮膜剥離による重量測定などで測定することが可能である。
（アルミニウム製フィン材の抽出液）
　以上の構成を有する本発明に係るアルミニウム製フィン材は、親水性皮膜層３をイオン交換水に浸漬させたとき、得られる抽出液のｐＨが８．０～１０．０の弱アルカリ性域となるように製造される。詳細には、後記するとおり、親水性皮膜層３の成膜に用いる塗料組成物のｐＨを弱アルカリ性域に調整して親水性皮膜層３を形成する。これによって、抽出液のｐＨも同等の弱アルカリ性域にすることができる。
　本発明に係るアルミニウム製フィン材は、このように親水性皮膜層３の成膜に用いる塗料組成物を予め弱アルカリ性にしておくことにより、アルカリ性溶液に対する耐性が高められたものとなる。詳細には、塗料組成物のｐＨを弱アルカリ性域に調整しておくことで、脱プロトン化した親水性基同士の間で反発が惹起される。そのため、アクリル酸系樹脂は、脱水縮合による架橋を形成し難くなる。その結果、アクリル酸系樹脂の分子間の結合力がやや弱められ、アルカリ洗浄を受けて以後、樹脂が親水性皮膜層３から均一性良く溶出できるようになる。そのため、アルカリ洗浄を繰り返し受けたとしても、アクリル酸系樹脂の急激な溶出が局所的に進行したり、親水性皮膜層３が吸湿して急激に膨潤したりするのが防止される。ひいては、界面剥離をはじめとする親水性皮膜層３の変質が防止され、親水性をより長期間持続させることが可能となる。
　また、本発明に係るアルミニウム製フィン材は、親水性皮膜層３をイオン交換水に浸漬させたときに得られる抽出液のｐＨを１０．０以下に制約することにより、空気中の臭気成分が表面で濃化し難いものとなる。例えば、空調機の室内機の使用環境などには、汗や足の臭気の原因物質として知られるイソ吉草酸、ｎ－吉草酸や、腐敗臭を生じるｎ－ヘプタン酸、酪酸などをはじめ臭気成分が存在している。こうした酸性物質は、親水性皮膜層３を形成しているアクリル酸系樹脂のｐＨが強アルカリ側であると、容易に酸塩基反応を生じて濃化し、不快臭を発散したり、親水性皮膜層３の親水性を低下させたりする。そのため、抽出液のｐＨを弱いアルカリ性に制約することで、不快臭の発生や、親水性の劣化を防止することが可能となる。
　抽出液のｐＨは、詳細には、親水性皮膜層３が形成されている常温のフィン材を、室温（２０℃±５℃）のイオン交換水に浸漬し、静置した後にフィン材を取り出し、得られる抽出液のｐＨを公知の手法で計測して求めることができる。フィン材の浸漬は、親水性皮膜層３の全体にイオン交換水が浸潤し、安定したｐＨが計測できる程度の時間を確保して行えばよい。具体的には、親水性皮膜層３の面積１．０ｍ２当たり２リットルの体積としたイオン交換水にフィン材を１時間浸漬させたとき、得られる抽出液のｐＨが弱アルカリ性域の範囲内となればよい。なお、イオン交換水としては、２５℃における導電率が５×１０－５Ｓ／ｍ以下であり、室温（２０℃±５℃）の水を用いるものとする。ｐＨの計測にあたっては、計測対象のフィン材の容積、枚数などは特に限定されない。なお、ｐＨの計測は、水素電極式、ガラス電極式、半導体式、化学滴定式などの適宜の方式によって行ってよい。
　抽出液のｐＨは、ｐＨ８．０～１０．０の範囲内であれば適宜の値とすることが可能である。但し、抽出液のｐＨは、アルカリ性溶液に対する耐性を高める観点からは、８．５以上とすることがより好ましく、９．０以上とすることがさらに好ましい。また、酸性物質との酸塩基反応が生じるのを確実に避ける観点からは、９．５以下としてもよい。抽出液のｐＨは、具体的には、親水性皮膜層３の成膜に用いる塗料組成物にアルカリを添加することによって調整することができる。アルカリとしては、例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウムなどの水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩など適宜の種類を用いることができる。なお、通常、親水性皮膜層３を形成するアクリル酸系樹脂のｐＨは、中性域よりも酸性側である。
＜アルミニウム製フィン材の製造方法＞
　次に、アルミニウム製フィン材の製造方法の一例について説明する。前記の実施形態に係るアルミニウム製フィン材は、基板製造工程と、皮膜層形成工程と、を経て製造することができる。
（基板製造工程）
　基板製造工程では、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基板２を製造する。例えば、地金を溶解し、溶湯を任意形状に凝固させて、Ａｌなどの化学成分を所定量含有する鋳塊を得る。そして、鋳塊を必要に応じて面削し、熱間圧延や冷間圧延を施すことによって板材を得て基板２とする。なお、基板２を製造するにあたっては、鋳塊に均質化熱処理を施してもよいし、圧延時に中間焼鈍を行ってもよい。また、圧延された板材に、溶体化熱処理、調質などを施してもよい。
（皮膜層形成工程）
　皮膜層形成工程では、基板２の表面に皮膜層を形成する。詳細には、基板２の表面に必要に応じて洗浄や脱脂を施した後、清浄な基板２の表面に、親水性皮膜層３などの各皮膜層を成膜する。
　親水性皮膜層３は、具体的には、次の手順にしたがって成膜することができる。はじめに、アクリル酸系樹脂を水系溶媒に分散させて塗料組成物を得た後、水酸化ナトリウムなどのアルカリを添加することによって塗料組成物のｐＨを弱アルカリ性域に調整する。なお、成膜時の焼付けによりアクリル酸系樹脂の官能基が減少し、親水性皮膜層３のｐＨが目標より僅かに低下することがあるので、塗料組成物のｐＨは目標の範囲よりもアルカリ寄りにしてもよい。次いで、塗料組成物を、バーコーター、ロールコーターなどの適宜の塗布装置を用いて塗布した後、焼付けを行うことにより成膜する。親水性皮膜層３の塗装焼付け温度は、通常、１００～３００℃の範囲で行えばよい。
　化成処理皮膜層４は、化成処理液をスプレーなどで塗布したり、化成処理液に基板２を浸漬させたりした後、加熱乾燥させることによって形成することができる。また、耐食性皮膜層５や潤滑性皮膜層６は、各皮膜層用の樹脂を溶媒に分散させて塗料組成物を得た後、その塗料組成物を、バーコーター、ロールコーターなどの適宜の塗布装置を用いて塗布した後、焼付けを行うことにより成膜することができる。耐食性皮膜層５や潤滑性皮膜層６の塗装焼付け温度は、通常、１００～３００℃の範囲で行えばよい。
　以上の工程を経ることにより、本発明に係るアルミニウム製フィン材を製造することが可能である。親水性皮膜層３の成膜に用いる塗料組成物のｐＨを予め弱アルカリ性域に調整しておくことにより、製造されたフィン材から得られる抽出液のｐＨも同等の弱アルカリ性域となる。また、潤滑性皮膜層６の材料は、通常、ｐＨが中性域であるので、潤滑性皮膜層６が最外層を成していても、抽出液のｐＨは同等の弱アルカリ性域となる。
　以上、本発明を実施するための実施形態について説明したが、以下に、本発明の効果を確認した実施例を示す。
　図１～８に示す構成Ａ～Ｈのアルミニウム製フィン材（試験材Ｎｏ．１～２５０）をそれぞれ作製した。基板２としては、ＪＩＳ　Ｈ　４０００：２０１４に規定されている合金番号１２００の規格であって、厚さが０．１ｍｍのアルミニウム板を使用した。
　親水性皮膜層３については、基板２の表面または基板２上の皮膜層の表面に、表１に示す親水性皮膜層用樹脂を含む塗料組成物をバーコーターで塗布し、焼き付けることによって形成した。なお、親水性皮膜層用の塗料組成物は、親水性皮膜層用樹脂を含む溶液に水酸化ナトリウムを添加して弱アルカリ性域に調整した後、固形分量が各表に示す付着量となるように塗布した。
　化成処理皮膜層４については、基板２の表面に、リン酸クロメート処理またはポリアクリル酸－ジルコニウム塩による塗布型ジルコニウム処理を施して形成した。
　耐食性皮膜層５については、基板２の表面または基板２上の皮膜層の表面に、表２に示す耐食性皮膜層用樹脂を含む塗料組成物をバーコーターで塗布し、焼き付けることによって形成した。なお、耐食性皮膜層用の塗料組成物は、固形分量が各表に示す付着量となるように塗布した。
　潤滑性皮膜層６については、親水性皮膜層３の表面に、潤滑性皮膜層用樹脂を含む塗料組成物をバーコーターで塗布し、焼き付けることによって形成した。なお、潤滑性皮膜層用の樹脂としては、ポリエチレングリコール（三洋化成製ＰＥＧ２００００）とカルボキシメチルセルロース（第一工業製薬製セロゲン）とを質量比８：１で混合した樹脂を用いた。また、潤滑性皮膜層用の塗料組成物は、固形分量が各表に示す付着量となるように塗布した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　次に、作製した各試験材について、イオン交換水に浸漬させたときに得られる抽出液のｐＨを確認した。具体的には、試験材の親水性皮膜層３の面積１ｍ２当たり２リットルの体積となるように水槽にイオン交換水を注ぎ、このイオン交換水中に試験材を浸漬させた。なお、イオン交換水の導電率は５×１０－５Ｓ／ｍ、水温は２０℃とした。そして、イオン交換水中で１時間静置させた後、水槽から試験材を取り出し、水槽に残された抽出液のｐＨを計測した。その結果を表３～１１に示す。
　次に、作製した各試験材について、臭気付着性、耐アルカリ性（アルカリ性溶液に対する耐性）、親水性および耐食性のそれぞれを、以下の手順で評価した。なお、親水性については、具体的には、水の接触角と水の濡れ性とを評価した。
（臭気付着性）
　面積が０．２５ｄｍ２の試験材を、蛇腹形状に折り曲げて試料とした。また、臭気成分としてはイソ吉草酸を準備した。０．０１ｍＬの臭気成分を入れたシャーレをデシケータ内の底部に置き、試料を臭気成分に直接触れないようにしてデシケータ内に入れて蓋を閉じた。そして、密閉されたデシケータを恒温恒湿槽に収容し、恒温恒湿槽中で２５±２℃に保持して３０分間静置した。その後、デシケータ内の試料を取り出し、外気に曝しながら風速１．５～２．５ｍ／ｓの空気を１分間あてた後、臭気を官能評価した。官能評価は、パネラ６名が試料の臭気を嗅ぐことにより行った。各パネラには下記の＜評価基準１＞にしたがって点数付けさせ、６名のうちで最高点と最低点を付けた２名分を除いて、試験材毎に平均点を算出した。そして、下記の＜評価基準２＞にしたがって臭気付着性を判定した。
＜評価基準１＞
０点：臭気を感じない
１点：弱く臭気を感じる
２点：楽に臭気を感じるが、強いとは感じない
３点：強く臭気を感じる
４点：とても強く臭気を感じる
＜評価基準２＞
◎：特に良好 ：平均点が１以下
○：良好 ：平均点が１点を超え、２点以下
△：不良 ：平均点が２点を超え、３点以下
×：著しく不良 ：平均点が３点を超える
（耐アルカリ性）
　面積が１ｄｍ２の試験材をアルカリ液に１５分間浸漬した後、流水で５分間水洗してアルカリ液を除去し、室温で自然乾燥させる操作を１サイクルとし、このサイクルを計１５サイクル繰り返した。なお、アルカリ液としては、ｐＨを１２．０に調整した１リットルの溶液を用いた。その後、試験材の表面を観察し、皮膜層の塗布面積に対する変質した皮膜の面積率を確認した。そして、下記の＜評価基準＞にしたがって耐アルカリ性を判定した。
＜評価基準＞
◎：特に良好 ：皮膜の剥がれおよび膨潤の程度が１０％未満の面積率
○：良好 ：皮膜の剥がれおよび膨潤の程度が１０％以上３０％未満の面積率
△：不良 ：皮膜の剥がれおよび膨潤の程度が３０％以上５０％未満の面積率
×：著しく不良 ：皮膜の剥がれおよび膨潤の程度が５０％以上の面積率
（親水性の評価（水の接触角の測定））
　試験材を流量０．１Ｌ／分の水道水に８時間晒した後、８０℃で１６時間乾燥させる操作を１サイクルとし、このサイクルを計５サイクル繰り返した。そして、試験材を室温に戻した後、表面に約０．５μＬの純水を滴下し、接触角測定器（協和界面科学社製：ＣＡ－０５型）を用いて接触角を測定した。水の接触角は、各試験材毎に３点を計測し、それらの平均値として求めた。そして、下記の＜評価基準＞にしたがって水の接触角の程度を判定した。
＜評価基準＞
◎：特に良好 ：接触角が１５°未満
○：良好 ：接触角が１５°以上、３０°未満
△：不良 ：接触角が３０°以上、５０°未満
×：著しく不良 ：接触角が５０°以上
（親水性の評価（水濡れ性の評価））
　試験材の表面に霧吹き器によって純水を吹きかけ、表面の水濡れの様子を目視で観察し、皮膜層の塗布面積に対する濡れた皮膜の面積率を確認した。そして、下記の＜評価基準＞にしたがって水濡れ性を判定した。
＜評価基準＞
◎：特に良好 ：濡れ面積率が９０％以上
○：良好 ：濡れ面積率が７０％以上、９０％未満
△：不良 ：濡れ面積率が５０％以上、７０％未満
×：著しく不良 ：濡れ面積率が５０％未満
（耐食性）
　試験材について、ＪＩＳ　Ｚ　２３７１：２０００に示された方法で、４８０時間の塩水噴霧試験を行い、表面の腐食の程度を確認し、規定のレイティングナンバ（Ｒａｔｉｎｇ　Ｎｕｍｂｅｒ、以下Ｒ．Ｎ．と略す）で腐食の程度を評価した。そして、下記の＜評価基準＞にしたがって耐食性を判定した。
＜評価基準＞
◎：特に良好 ：Ｒ．Ｎ．９．８以上
○：良好 ：Ｒ．Ｎ．９．５以上、９．８未満
△：やや不良 ：Ｒ．Ｎ．９．３以上、９．５未満
×：著しく不良 ：Ｒ．Ｎ．９．３未満
　表３～１１に、作製した各試験材（Ｎｏ．１～２５０）の構成、抽出液のｐＨ、各評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　表３～１１に示すｐＨは、各試験材をイオン交換水に浸漬させて得た抽出液のｐＨである。抽出液のｐＨは、Ｎｏ．１～２５０に係る試験材のいずれにおいても、親水性皮膜層用の塗料組成物で調整したｐＨと同等のｐＨになることが確認された。
　表３～１１に示すように、Ｎｏ．１～２１６に係る試験材は、親水性皮膜層３がアクリル酸系樹脂を含む樹脂組成物からなり、親水性皮膜層３の皮膜付着量が適切な範囲にあり、抽出液のｐＨが適切な弱アルカリ性域の範囲にある。これらの試験材では、化成処理皮膜層４や耐食性皮膜層５の有無にかかわらず、臭気付着性、耐アルカリ性および親水性がいずれも良好となった。また、親水性皮膜層３に加えて、化成処理皮膜層４や耐食性皮膜層５を備えることにより、耐食性も兼ね備えられたフィン材となった。
　これに対して、対照のＮｏ．２１７～２２３、Ｎｏ．２２５～２３０、Ｎｏ．２３２～２３９、Ｎｏ．２４１～２４８、Ｎｏ．２５０に係る試験材では、臭気付着性、耐アルカリ性および親水性のいずれかについて評価が不良であった。
　詳細には、Ｎｏ．２１７～２２２、Ｎｏ．２２７～２３０、Ｎｏ．２３３～２３８、Ｎｏ．２４３～２４８に係る試験材は、ｐＨが弱アルカリ性域を逸脱しているため、臭気付着性および耐アルカリ性のいずれかが不良となった。
　また、Ｎｏ．２２３、Ｎｏ．２３９に係る試験材は、耐食性皮膜層５を備えているものの、耐食性皮膜層５の付着量が少ないため、腐食性が不十分であった。一方、Ｎｏ．２２４、Ｎｏ．２４０に係る試験材は、耐食性皮膜層５を備えているものの、耐食性皮膜層５の付着量が多いため、成膜性や熱交換効率を良好にする観点からは適していないといえる。
　また、Ｎｏ．２２５、Ｎｏ．２４１に係る試験材は、親水性皮膜層３の皮膜付着量が０．０２ｇ／ｍ２以上でないため、親水性が不良となった。
　一方、Ｎｏ．２２６、Ｎｏ．２４２に係る試験材は、親水性皮膜層３の皮膜付着量が１０ｇ／ｍ２以下でないため、成膜性や熱交換効率を良好にする観点からは適していないといえる。
　また、Ｎｏ．２３１、Ｎｏ．２４９に係る試験材は、親水性皮膜層３が珪酸ソーダによって形成されているため、アクリル酸系樹脂とは異なり、シリカに固有の臭気が生じる虞があるし、親水性皮膜の機能が持続し難い傾向がある。
　また、Ｎｏ．２３２、Ｎｏ．２５０に係る試験材は、親水性皮膜層３が酢酸ビニル系樹脂によって形成されているため、良好な親水性が付与されなかった。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、２０１６年３月１８日出願の日本特許出願（特願２０１６－０５６１０２）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明のアルミニウム製フィン材は、親水性に優れ、耐アルカリ性であり、臭気成分が濃化し難い等の効果が得られ、エアコン等の熱交換器に有用である。
１０　アルミニウム製フィン材
２　基板
３　親水性皮膜層
４　化成処理皮膜層
５　耐食性皮膜層
６　潤滑性皮膜層

Claims (5)

  1. 　アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基板と、前記基板上に形成された親水性皮膜層と、を備えるアルミニウム製フィン材であって、
    　前記親水性皮膜層は、アクリル酸系樹脂を含む樹脂組成物からなり、
    　前記親水性皮膜層の皮膜付着量が０．０２～１０ｇ／ｍ２であり、
    　前記アルミニウム製フィン材は、前記親水性皮膜層をイオン交換水に浸漬させたとき、得られる抽出液のｐＨが８．０～１０．０であることを特徴とするアルミニウム製フィン材。
  2. 　前記抽出液のｐＨが９．０～１０．０であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム製フィン材。
  3. 　前記親水性皮膜層が、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸のアルカリ金属塩およびポリアクリル酸アンモニウムからなる群より選択される１種以上を含む樹脂組成物からなることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム製フィン材。
  4. 　前記基板と前記親水性皮膜層との間に、化成処理皮膜層及び耐食性皮膜層の少なくとも一方をさらに備え、
    　前記化成処理皮膜層は、無機酸化物または有機－無機複合化合物からなり、
    　前記耐食性皮膜層は、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂およびポリウレタン系樹脂からなる群より選択される１種以上を含む樹脂組成物からなり、かつ、付着量が０．０１～８．０ｇ／ｍ２である
    　ことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム製フィン材。
  5. 　前記親水性皮膜層の表面に潤滑性皮膜層をさらに備え、
    　前記潤滑性皮膜層は、ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩からなる群より選択される１種以上を含む樹脂組成物からなることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム製フィン材。
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