(57)【要約】【課題】本発明は親水性を付与したフィンの提供を目的とする。【解決手段】本発明は、内部に冷媒流路を備えたアルミニウムチューブに対し、ろう材とフッ化物系フラックスを用いたろう付けにより接合されるアルミニウムフィンであって、ろう付け時に生じたフッ化物系フラックスの残渣粒子による表面被覆率と、２００μｍ□の表面領域における前記フッ化物系フラックスの残渣粒子残留部分の面積拡大率が、以下の関係を有し、前記残渣粒子の形態が１００倍または５００倍の顕微鏡観察において花弁状の組織または鱗片状の組織あるいは花弁状の組織と鱗片状の組織の混合組織であることを特徴とする親水性フィン。面積拡大率が１.２０以上１.３０以下であり、かつ、表面被覆率が９８.２６４％以上であるか、あるいは、面積拡大率が１.３１以上２.５２以下であり、かつ、表面被覆率が８５.９８９％以上である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷媒流路を備えたアルミニウムチューブに対し、ろう材とフッ化物系フラックスを用いたろう付けにより接合されるアルミニウムフィンであって、ろう付け時に生じたフッ化物系フラックスの残渣粒子による表面被覆率と、２００μｍ□の表面領域における前記フッ化物系フラックスの残渣粒子残留部分の面積拡大率が、以下の関係を有し、前記残渣粒子の形態が１００倍または５００倍の顕微鏡観察において花弁状の組織または鱗片状の組織あるいは花弁状の組織と鱗片状の組織の混合組織を有することを特徴とする親水性フィン。
前記面積拡大率が１.２０以上１.３０以下であり、かつ、前記表面被覆率が９８.２６４％以上であるか、あるいは、前記面積拡大率が１.３１以上２.５２以下であり、かつ、前記表面被覆率が８５.９８９％以上である。
【請求項２】
前記残渣粒子が円相当径３〜１０μｍのフッ化物系フラックスの残渣粒子であることを特徴とする請求項１に記載の親水性フィン。
【請求項３】
前記被覆率がレーザー顕微鏡にて２００μｍ□の視野にて観察された値であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の親水性フィン。
【請求項４】
前記フッ化物系フラックスが、Ｋ１−３ＡｌＦ４−６、Ｃｓ１−３ＡｌＦ４−６、Ｃｓ０ . ０２Ｋ１−２ ＡｌＦ４−５、ＡｌＦ３、ＫＦ、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｌｉ３ＡｌＦ６のいずれか１種または２種以上からなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の親水性フィン。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の親水性フィンが前記アルミニウムチューブにろう付けされてなる熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に用いて好適な親水性フィンおよび熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアコンディショナーの熱交換器は、通常、並列配置された複数のアルミニウムフィンと、該アルミニウムフィンを貫通する複数の銅管とを有し、各銅管はプラグにより拡管されて各アルミニウムフィンに密着固定されている。
しかし、近年、銅の価格高騰や、熱交換器の熱交換性能の向上への要求から、銅管の代わりに軽量性、加工性、熱伝導性に優れる上に低価格であるアルミニウムパイプもしくはアルミニウム扁平管の使用が検討されている。特に、熱交換性能の良好なアルミニウム扁平管をアルミニウムフィンにろう付け接合したろう付けタイプの熱交換器が注目されている。即ち、銅管をプラグにより拡管してアルミニウムフィンと密着させた構造では、銅管とアルミニウムフィンが機械的に接合した構造であるため、ろう付け構造の熱交換器に対比すると熱交換性能の向上に限界を有する問題があった。
【０００３】
エアコンディショナーの性能向上について検討すると、例えば、家庭用エアコンディショナーの性能は、暖房運転が律束するといわれている。また、上述のアルミニウムフィンとアルミニウム偏平管を用いた熱交換器は家庭用エアコンディショナーの室外機への適用が有望とされ、室外機は暖房運転時において蒸発器側となる。家庭用エアコンディショナーの室外機には凝集水や着霜が発生するので、性能向上のためにはフィンに生じた凝集水などの排水が重要となり、排水機能が性能向上の鍵となる。
また、アルミニウムフィンのフィン間隔を小さくして熱交換器の小型化、軽量化を図ると、表面張力によりフィンの隙間に凝集水や雨水を保水することとなり、熱交換性能に支障を来すので、フィンからの排水機能が小型化、軽量化の面でも性能向上の鍵となる。
アルミニウムフィンからの排水性を確保するためには、アルミニウムフィンの表面に親水基を備えた有機皮膜を塗布し、この有機皮膜を乾燥定着させて親水性皮膜を形成する技術を採用できる。
【０００４】
しかしながら、ろう付け構造の熱交換器は、ろう付け時に６００℃前後の温度に加熱されるため、有機皮膜は焼失するか変質し、親水性を保つことができない。
従って、ろう付け構造の熱交換器において、有機皮膜を確実に形成するには、ろう付け後の熱交換器を親水性樹脂液に浸漬し、全体に親水性皮膜を形成する、いわゆるポストコートを行う必要があり（特許文献１参照）、このポストコートにより親水性皮膜を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−９６６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、ポストコートによってフィンに親水性皮膜を形成するためには、ろう付け後の熱交換器１基ずつを親水性処理液に浸漬するバッチ処理が必要となるため、量産には大きな手間と時間がかかる上に、親水性樹脂液の無駄も多く、その廃液処理に手間がかかる問題がある。
これらの背景に鑑み、アルミニウムフィンがろう付後であっても親水性を発揮出来ることが重要と考え、フィン表面のフラックス残渣の状態について種々研究した結果、本願発明に到達した。
【０００７】
本願発明は、これらの背景に鑑み、アルミニウムフィンをアルミニウムチューブに対しろう付けする構造の熱交換器に用いて好適であり、排水性に優れた親水性フィンおよび該親水性フィンを備えた熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の親水性フィンは、内部に冷媒流路を備えたアルミニウムチューブに対し、ろう材とフッ化物系フラックスを用いたろう付けにより接合されるアルミニウムフィンであって、ろう付け時に生じたフッ化物系フラックスの残渣粒子による表面被覆率と、２００μｍ□の表面領域における前記フッ化物系フラックスの残渣粒子残留部分の面積拡大率が、以下の関係を有し、前記残渣粒子の形態が１００倍または５００倍の顕微鏡観察において花弁状の組織または鱗片状の組織あるいは花弁状の組織と鱗片状の組織の混合組織を有することを特徴とする。
前記面積拡大率が１.２０以上１.３０以下であり、かつ、前記表面被覆率が９８.２６４％以上であるか、あるいは、前記面積拡大率が１.３１以上２.５２以下であり、かつ、前記表面被覆率が８５.９８９％以上である。
上述の親水性フィンであるならば、フッ化物系フラックスの残渣粒子が３ｍｍ角の範囲において被覆率１０％以上でフィン表面を覆い、表面拡大率も高いので、ろう付けを要する熱交換器用とした場合であっても残渣粒子の分散による親水性を確保でき、排水性の良好なフィンを提供できる。このため、本発明のフィンをチューブに対しろう付けして得られる熱交換器は、フィンからの排水性に優れ、凝集水や雨水、結露水などがフィンの隙間に表面張力で残留することがなく、フィンにおける通風抵抗の増大を防止できるので、フィン間の隙間に水を保留することによる熱交換性能の低下を生じ難い熱交換器の提供に寄与する。
【０００９】
本発明の親水性フィンにおいて、面積拡大率が１.２０以上１.３０以下であり、かつ、表面被覆率が９８.２６４％以上であるか、あるいは、面積拡大率が１.３１以上２.５２以下であり、かつ、表面被覆率が８５.９８９％以上であるならば、残渣粒子は好適な親水性を発揮するので、排水性に優れたフィンを提供できる。
本発明の親水性フィンにおいて、前記残渣粒子が円相当径３〜１０μｍのフッ化物系フラックスの残渣粒子であることが好ましい。
本発明の親水性フィンにおいて、前記被覆率がレーザー顕微鏡にて２００μｍ□の視野にて観察された値であることが好ましい。
【００１０】
本発明の親水性フィンにおいて、前記フッ化物系フラックスが、Ｋ１−３ＡｌＦ４−６、Ｃｓ１−３ＡｌＦ４−６、Ｃｓ０．０２Ｋ１−２ＡｌＦ４−５、ＡｌＦ３、ＫＦ、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｌｉ３ＡｌＦ６のいずれか１種または２種以上からなることを特徴とする。
良好な排水性を発揮するための残渣粒子を構成するフッ化物系フラックスとして、上述のフッ化物系フラックスを適用することができる。
【００１１】
本発明の熱交換器は、先のいずれかに記載の親水性フィンが前記アルミニウムチューブにろう付けされてなる。
先の排水性に優れた親水性フィンをアルミニウムチューブにろう付けしてなる熱交換器であるならば、凝集水や結露水の排出性に優れ、凝集水や結露水、あるいは雨水や結霜の影響で熱交換特性が低下することのない熱交換器を提供できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ろう付け時に用いたフッ化物系フラックスに由来するフッ化物系フラックス残渣による面積拡大率が１.２０以上１.３０以下であり、かつ、表面被覆率が９８.２６４％以上であるか、あるいは、面積拡大率が１.３１以上２.５２以下であり、かつ、表面被覆率が８５.９８９％以上の状態にフラックス残渣がフィンの表面に分散されているので、親水性、排水性に優れる。よって、この親水性フィンをアルミニウムチューブとろう付けして熱交換器を構成するならば、フィンの排水性に優れ、フィンに凝集水や結露水などが付着し難く、熱交換効率の優れた熱交換器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るフィンをアルミニウムチューブにろう付けした熱交換器の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す熱交換器において、チューブの長さ方向に直交する面に沿って横断面をとった断面図である。
【図３】本発明に係るフィンをアルミニウムチューブにろう付けした熱交換器においてチューブの縦断面を示す図。
【図４】本発明に係るフィンの表面に分散されているフッ化物系フラックスの残渣粒子を示す図。
【図５】本発明に係るフラックス残渣の一例を示すもので、（ａ）は鱗片状残渣の一例を示す表面写真、（ｂ）は花弁状残渣の一例を示す表面写真。
【図６】図５に示す各残渣のレーザー顕微鏡による３Ｄ計測結果を示すもので、（ａ）は鱗片状残渣の計測結果を示す図、（ｂ）は花弁状残渣の計測結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づき、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１５】
図１は、本発明に係る親水性フィンとチューブをろう付けして構成した熱交換器の一例を示す斜視図である。
本実施形態の熱交換器１１は、ルームエアコンディショナーやパッケージエアコンの室外機用の熱交換器、あるいは、ＨＶＡＣ（Heating Ventilating Air Conditioning）用の室外機、自動車用の熱交換器などの用途に使用されるオールアルミニウム熱交換器である。
【００１６】
熱交換器１１は、左右に離間し平行に配置された一対のヘッダ管１４と、一対のヘッダ管１４の間に相互に間隔を保って平行に、かつ、ヘッダ管１４に対してほぼ直角に接合された複数本のチューブ２２と、チューブ２２を構成する管体１２の外面１２ｂにろう付けされ、外気に熱を放散する複数枚のフィン１３を備えている。
一対のヘッダ管１４のうち一方には、ヘッダ管１４を介しチューブ２２に冷媒を供給するための供給管１５が設けられている。また、他方のヘッダ管１４には、チューブ２２を経由した冷媒を回収するための回収管１６が設けられている。チューブ２２、フィン１３、ヘッダ管１４、供給管１５、回収管１６は、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材料として構成されている。
【００１７】
図２は、チューブ２２の部分断面をとった熱交換器１１の断面図である。
図２に示すように、チューブ２２を構成する偏平状の管体１２の内部には幅方向に沿って並ぶ複数（本実施形態では６つ）の冷媒流路１２ａが形成されている。
また、図２に示すようにフィン１３には、チューブ２２の断面形状に対応する切り欠き部１９が、複数（本実施形態では８つ）形成されている。切り欠き部１９には、それぞれチューブ２２が嵌合され、ろう付けされることで固定されている。
【００１８】
図３は、熱交換器１１においてチューブ２２の縦断面を示す図であり、図３はろう付け工程後の状態を示す。
フィン１３は、複数枚並列配置されるとともに各切り欠き部１９にチューブ２２が挿通されている。複数のフィン１３は、一定の間隔をおいて相互に平行に配置されている。フィン１３は、切り欠き部１９の周縁部にチューブ２２の外面１２ｂに沿って屈曲した屈曲部２０を有している。屈曲部２０は、例えばバーリング加工により形成できる。
チューブ２２とフィン１３は、一定間隔に並べたフィン１３を串刺しするように、フィン１３の切り欠き部１９内にチューブ２２を嵌合し、接続部分をろう付けすることにより固定されている。
本実施形態のフィン１３は、切り欠き部１９においてチューブ２２を挿通させているが、切り欠き部１９に代えて貫通孔を設け貫通孔にチューブ２２を挿通される構成としても良い。
【００１９】
以下に熱交換器１１の主な構成要素についてより詳細に説明する。
＜フィン＞
フィン１３は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる板状の基材３と、基材３の第１の面３ａ及び第２の面３ｂに設けられた親水性皮膜１とからなる。なお、フィン１３を構成する基材３は、一例としてろう付け前の状態において、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる板状の芯材の片面または両面にろう材をクラッド圧着したクラッド材からなる。
＜基材＞
基材３は、ＪＩＳ１０５０系などの純アルミニウム系あるいはＪＩＳ３００３系のアルミニウム合金を主体としたアルミニウム合金からなる。また、基材３は、ＪＩＳ３００３系のアルミニウム合金に質量％で０．５〜３．０％程度のＺｎを添加したアルミニウム合金からなるものであっても良い。さらに、基材３は、その表面に耐食性下地処理を施したものであっても良い。
【００２０】
＜チューブ＞
図３に示すように、ろう付け後のチューブ２２は、管体１２と、管体１２の外面１２ｂ側に形成された犠牲防食層５Ａを有している。管体１２は、図２に示すようにその内部に複数の冷媒流路１２ａが形成された偏平多穴管である。熱交換器１１において犠牲防食層５Ａが形成されている位置には、フィン１３とチューブ２２を組み付けたろう付け前の熱交換器の状態ではろう材層が形成されていて、ろう付け時にこのろう材層は溶融されてチューブ２２の外面１２ｂ側に犠牲防食層５Ａが形成される。
管体１２は、ＪＩＳ１０５０系などの純アルミニウム系あるいはＪＩＳ３００３系、ＪＩＳ３１０２系、Ａｌ−Ｃｕ系のアルミニウム合金を主体とした合金からなり、上記アルミニウム合金を押出することにより作製されたものである。
【００２１】
＜フラックス層＞
ろう付け前のチューブ２２の管体１２表面およびフィン１３の外表面、あるいは、フィン１３とチューブ２２を組み付けたろう付け前の熱交換器全体に、Ｋ１−３ＡｌＦ４−６、Ｃｓ１−３ＡｌＦ４−６、Ｃｓ０．０２Ｋ１−２ＡｌＦ４−５、ＡｌＦ３、ＫＦ、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｌｉ３ＡｌＦ６のいずれか１種または２種以上からなるフラックス層が塗布されている。このフラックス層は、フィン１３とチューブ２２を組み付けたろう付け前の熱交換器の外表面全体にフラックスをスプレー塗布することにより形成される。
【００２２】
前記フラックス層はチューブ２２とフィン１３をろう付けする際、ろう付け温度の６００℃程度に加熱されると溶融し、ろう付け後の冷却過程で結晶化し、残渣を形成する。
このため、チューブ２２とフィン１３の表面には、図４に示すようにフッ化物系フラックスが凝集してフッ化物系フラックスの結晶化された残渣粒子１ａが島状に多数均一分散された親水性皮膜１が形成されている。
この親水性皮膜１は、フッ化物系フラックスの残渣粒子１ａが３ｍｍ角の範囲を１０％以上、より好ましくは７０％以上覆う構造である。
図３においては親水性皮膜１を見やすくするために１層の膜状に描いているが、実際には図４に拡大して示すように複数のフッ化物系フラックスの残渣粒子１ａが相互の間に間隔をあけて分散された構造とされている。なお、被覆率１０％、７０％は、表面観察を行い、３ｍｍ角の範囲を複数規定し各範囲で測定した被覆率とする。３ｍｍ角の範囲の被覆率を測定する場合、測定装置の測定範囲が１ｍｍ□の場合は、隣接する９箇所、合計３ｍｍ角の範囲を測定し、その平均をとって求めることができる。
【００２３】
被覆率を求める方法の一例として、ＥＰＭＡにより試料の表面観察を行って、Ａｌの元素マッピングを行い、Ａｌカウント数しきい値を元に二値化してＡｌ素地面積を算出した後、被覆率を求めることができる。Ａｌカウント数しきい値は表面のＳＥＭ観察結果を見ながら、Ａｌ素地をおよそ抽出できるカウント数を求めて適用した。
面積拡大率は、レーザー顕微鏡にて約２００μｍ□の視野にて試料観察を行い、「観察視野面積」に対する「表面積」の比（面積拡大率＝表面積／観察視野面積）として求めることができる。面積拡大率を求める観察視野は、フラックス残渣上にて任意に選択することができる。レーザー顕微鏡では３Ｄ計測が可能なので、上記の関係により表面積（高さを考慮した面積）を求めることができる。
レーザー顕微鏡は、例えばKEYENCE社 LASER MICROSCOPE VK-X100（観察レンズ：×100）を用いることができる。
なお、レーザー顕微鏡で試料観察を行う前に、以下の前処理を行う必要がある。フラックス残渣は半透明であり、そのままではレーザー光を透過する。このため、フラックス残渣の観察前に、金蒸着にてフラックス残渣に着色し、着色後レーザー顕微鏡で観察した。
【００２４】
フッ化物系フラックスをろう付け温度に加熱した場合、加熱途中で樹脂分は蒸発するが、フッ化物系フラックスが結晶化して残留し、フィン１３の外表面に残渣粒子１として分散する。
なお、図４に示すフィン１３の表面において残渣粒子１が描かれていない領域については、残渣粒子が全くないわけではなく、３μｍ未満の微細な残渣粒子が多少存在していても電子顕微鏡観察でフィン１３を構成するアルミニウム合金の素地を確認できる領域については残渣粒子１が無い領域として描いている。従って、円相当径３〜１０μｍのフッ化物系フラックスの残渣粒子１ａがフィン１３の表面を被覆している割合が１０％以上、より好ましくは７０％以上であれば本発明の範囲とする。
【００２５】
フィン１３とチューブ２２をろう付けする場合の雰囲気は、不活性ガス雰囲気中が望ましく、低酸素状態で行うことが好ましい。例えば、フィン１３とチューブ２２を熱交換器型に組み付け、フラックス塗布後に窒素ガスを満たしたろう付け用の加熱炉に搬送して６００℃前後の温度に加熱してろう付けする場合、加熱炉に窒素ガスを満たし、加熱炉内の雰囲気を酸素濃度１０ｐｐｍ以下に調整することが好ましい。酸素濃度については低い方がろう付けの場合のろう付け性に優れる。残渣粒子１ａによる被覆率を調整するにはフッ化物系フラックスの塗布量を調整することで実現できる。また、フッ化物系フラックスとしてＫＡｌＦ４を用いた場合の一例として、ろう付け時の酸素濃度を１００ｐｐｍ程度にするとフラックスの残渣形態は花弁状となる傾向があり、１０ｐｐｍ程度にするとフラックスの残渣形態は鱗片状になる傾向があり、５０ｐｐｍ程度では鱗片状と花弁状の混合形態となる傾向がある。即ち、フラックス残渣形態は、フラックス種、加熱条件に合わせて、適切な酸素濃度条件を選択し、制御することが好ましい。
【００２６】
図５（ａ）は、ＫＡｌＦ４フラックス塗布量６ｇ／ｍ２、酸素濃度１０ｐｐｍの場合に得られた鱗片状残渣の一例を示し、図５（ｂ）は、ＫＡｌＦ４フラックス塗布量６ｇ／ｍ２、酸素濃度１００ｐｐｍの場合に得られた花弁状残渣の一例を示す。鱗片状残渣は薄い鱗片状のフラックスの結晶がフィン表面に多数残留物となった状態を示し、花弁状残渣は花弁状の多数の残留物が混在した状態を示す。
図６（ａ）は図５（ａ）に示す鱗片状残渣についてレーザー顕微鏡（KEYENCE社 LASER MICROSCOPE VK-X100（観察レンズ：×100））を用いて３Ｄ計測した結果を示し、図６（ｂ）は図５（ｂ）に示す花弁状残渣についてレーザー顕微鏡（KEYENCE社 LASER MICROSCOPE VK-X100（観察レンズ：×100））を用いて３Ｄ計測した結果を示す。
【００２７】
また、本実施形態において残渣粒子１ａの存在によるフィン１３の表面積拡大率の数値も重要であり、表面積拡大率が１．２以上であることがより好ましい。
【００２８】
以上説明のように、表面に円相当径３〜１０μｍ程度のフッ化物系フラックスの残渣粒子１ａが３ｍｍ角の範囲に１０％以上、より好ましくは７０％以上被覆されているフィン１３であるならば、親水性に優れる。このため、図１に示すろう付け構造であってもフィン１３を備えた熱交換器１１であるならば、フィン１３が短い間隔で複数隣接配置された構造であっても、フィン１３の間に凝集水や結露水あるいは霜による水を保水する可能性が低く、熱交換性能が低下するおそれの少ない熱交換器１１を提供できる。
【実施例】
【００２９】
＜＜サンプルの作製＞＞
０．３質量％〜０．５質量％Ｓｉと０．２質量％〜０．４質量％Ｍｎを含有し、残部不可避不純物とＡｌからなるチューブ用アルミニウム合金を溶製し、この合金から横断面形状（肉厚０．２６ｍｍ×幅１７．０ｍｍ×全体厚１．５ｍｍ）であって、扁平状の熱交換器用アルミニウム合金の多穴管（６穴）を押出形成した。また、この多穴管の表面にＺｎ溶射を行って亜鉛被覆した多穴管を用意した。
０．４質量％〜０．６質量％Ｓｉと１．０質量％〜２．０質量％Ｍｎと０．５質量％〜３．０質量％Ｚｎを含有し、残部不可避不純物とＡｌとからなる基材を芯材とし、片面にろう材層（ＪＩＳ４０４５合金層）を配置した。
【００３０】
次に、前記チューブ６本とフィン５０枚から図１に示す熱交換器を組み立て、仮のミニコア試験体を構成し、ミニコア試験体表面に後述する塗布量で後述する種類のフラックスを塗布し、これらの試験体を窒素雰囲気の加熱炉内に６００℃×３分保持する条件でろう付けを行った。加熱炉の窒素雰囲気は、酸素濃度１０ｐｐｍの窒素雰囲気、酸素濃度５０ｐｐｍの窒素雰囲気、酸素濃度１００ｐｐｍの窒素雰囲気の３種のうち、いずれかの雰囲気に調整した。フィンにはチューブを収容可能なスリット状の溝部を６本設け、フィンを１〜２ｍｍ間隔で５０枚積層した。
このろう付けにより、Ｚｎ溶射皮膜が形成されていたチューブの表面及び裏面に、犠牲防食層が形成されるとともに、親水性皮膜を備えたフィンがろう付けされたので、これらを熱交換器試験体とした。
また、熱交換器試験体のフィンの表裏面には、フラックス層が６００℃に加熱溶融されたことでフッ化物系フラックスの残渣粒子が島状に分散した親水性皮膜が形成された。
この熱交換器試験体に対しそれぞれ後述する試験に供した。
【００３１】
前記ミニコア試験体を組み立てる際、フラックス塗布量を１ｇ／ｍ２、２ｇ／ｍ２、４ｇ／ｍ２、６ｇ／ｍ２、８ｇ／ｍ２、１０ｇ／ｍ２にそれぞれ変量して複数の試験体を組み立て、それぞれ以下の試験に供した。また、用いたフラックスの種類は、後述する表に記載のように、ＫＡｌＦ４、ＫＡｌＦ４＋５％ＬｉＦ、ＣｓＦＩ（ＣｓＡｌＦ４）、ＣｓＦＩＩ（ＣｓＡｌＦ４＋ＣｓＡｌＦ５）、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６のいずれかを用いた。
＜残渣粒子測定＞
フィンの表裏面に形成されているフッ化物系フラックスの残渣粒子について、ＥＰＭＡにより観察面のＡｌの元素マッピングを行い、Ａｌカウント数しきい値を元に二値化してＡｌ素地面積を算出した後、被覆率を求めた。Ａｌカウント数しきい値はＳＥＭ観察結果を見ながら、Ａｌ素地をおよそ抽出できるカウント数を求めて適用した。
面積拡大率はレーザー顕微鏡にて約２００μｍ□の視野にて観察を行い、観察視野面積と高さを考慮した面積との比を求めた。面積拡大率を求める観察視野は、フラックス残渣上にて任意に選択している。
【００３２】
＜親水性評価＞
６００℃×３分のろう付け後、密封した５Ｌのビーカ中にフィンプレス加工油（ＲＦ５２０／ＮＳルブリカンツ社製）とテストサンプル（４０ｍｍ×５０ｍｍ）を入れ、気化したフィンプレス加工油にてサンプルを汚染暴露した。密閉した５Ｌビーカを４０℃のオーブンに挿入し、３週間後に取り出し、接触角の測定を実施した。
接触角の測定は、純水１０μＬを滴下して１０ｓｅｃ後の接触角を測定し、親水性評価した。
以下の表１〜表３に、用いたフラックスの種類、塗布量、ろう付け後の残渣の形態を記載し、接触角、フラックス被覆率、面積拡大率の測定結果を記載する。
表１〜表３に接触角６０゜以上を×、６０゜未満４０゜以上を△、４０゜未満１０゜以上を○、１０゜未満を◎として示した。
【００３３】
【表１】
2020073842.tif 000003
【００３４】
【表２】
2020073842.tif 000004
【００３５】
【表３】
2020073842.tif 000005
【００３６】
表１に示す結果から、塗布量の調節によりフラックス被覆率を調節できるとともに、フラックス被覆率を１０％以上とした試料について、良好な接触角を得ることができ、フラックス被覆率を７０％以上とすることでより良好な接触角の親水性皮膜を得ることができている。
また、面積拡大率において、１.２以上とすることで、良好な接触角のフラックスの残渣による親水性皮膜を得ることができることもわかる。
従ってろう付け後のフラックス残渣を利用して好適な親水性皮膜を形成できることがわかる。
また、ＫＡｌＦ４、ＫＡｌＦ４＋５％Ｌｉ、ＣｓＦＩ（ＣｓＡｌＦ４）、ＣｓＦＩＩ（ＣｓＡｌＦ４＋ＣｓＡｌＦ５）、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６のいずれのフラックス種であっても同じ傾向を示した。
なお、ろう付け雰囲気の酸素濃度が１０〜１００ｐｐｍの範囲で残渣の形態は変わるが、いずれの酸素濃度においても、塗布量の調節により目的の接触角の親水性皮膜を得ることができた。
【００３７】
残渣の形態は、酸素濃度が低い１０ｐｐｍでは鱗片状となる場合が多く、フラックス種によっては花弁状あるいは鱗片状＋花弁状の組織となり、中間濃度の５０ｐｐｍでは花弁状となる場合が多く、フラックス種によっては鱗片状＋花弁状の組織となり、高濃度の１００ｐｐｍでは花弁状となった。親水性については、花弁状の組織が最も優れ、鱗片状の組織がそれに続き、酸素濃度が中間濃度の場合に生成する鱗片状＋花弁状の組織の場合は若干低下する傾向となった。面積拡大率が示す表面のミクロ凹凸については、親水性に影響があり、低酸素濃度の場合にミクロ凹凸が小さく、酸素濃度が高くなるにつれて中程度から大きくなる傾向となった。なお、鱗片状と花弁状の残渣の混合状態では表面は不均一となり易く、水の濡れ拡がりを阻害すると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のフィンは、ろう付けタイプのアールアルミニウム熱交換器に適用することができ、フィンからの排水性の良好な熱交換器を提供することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…親水性皮膜、１ａ…残渣粒子、３…基材、３ａ…第１の面、３ｂ…第２の面、５Ａ…犠牲防食層、１１…熱交換器、１２…管体、１２ａ…冷媒流路、１２ｂ…外面、１３…フィン、１４…ヘッダ管、１５…供給管、１６…回収管、２２…チューブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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