(57)【要約】【課題】    １層の皮膜構成で、親水性と耐色落性の両方の特性を満足する熱交換器用表面処理材を提供する。【解決手段】  アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材の上層に、親水性付与材を含む母材有機化合物に顔料が分散した親水性着色皮膜を形成する。好適には、有機化合物でコーティングした顔料を親水性付与材とともに母材有機化合物に分散させ、これをアルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材の上層に置いて焼き付けを行って親水性着色皮膜を形成する。上記皮膜には、さらにＺｒを５〜１５％含有させると良い。１層の皮膜においても良好な親水性と耐色落性を有し、さらに、従来の２層皮膜と同等程度の耐食性を付与することが可能になり、低コストで耐色落ち性、親水性特性に優れた表面処理材を得ることができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材の上層に、親水性付与材を含む母材有機化合物に顔料が分散した親水性着色皮膜が形成されていることを特徴とする熱交換器用表面処理材。
【請求項２】
前記親水性着色皮膜は、０．２μＳ／ｃｍ以下のイオン交換水５０ｃｃに、前記親水性着色皮膜を片面２５００００ｍｍ２相当分浸漬して採取した抽出水が、青色波長の測定光に対し吸光度を０．１以下とするものであることを特徴とする請求項１記載の熱交換器用表面処理材。
【請求項３】
前記親水性着色皮膜は、質量％でＺｒを５〜１５％含有していることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器用表面処理材。
【請求項４】
前記親水性着色皮膜の上層に、ポリエチレングリコールを含有する層を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱交換器用表面処理材。
【請求項５】
有機化合物をコーティングした顔料を親水性付与材とともに母材有機化合物に分散させ、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材の上層に位置する前記母材有機化合物に焼き付けを行って親水性着色皮膜を形成することを特徴とする熱交換器用表面処理材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばフィン等の熱交換器の部材に用いられる熱交換器用表面処理材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器にはアルミニウムまたはアルミニウム合金が広く用いられているが、冷房時に発生するドレン水がフィンに付着して熱交換効率を低下させるという問題がある。このため、フィンの表面に親水性塗料を塗布することで親水性皮膜を形成して前記問題を解決する方法が採られている（例えば特許文献１）。
また、熱交換器によっては、フィン等に着色を施して視覚効果を持たせたい場合がある。その場合には、顔料を前記親水性塗料に含有させたり、顔料を含む層を親水性皮膜の下層に形成してフィン等の熱交換器用の部材に着色する手段が採られている。
【特許文献１】特開平１０−１６８３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、着色を行う熱交換器用の部材において、従来の親水性塗料に顔料を含有させるものでは、顔料を親水性塗料に分散させた際に、顔料の分散性が良くなく、比重等の関係で顔料が皮膜表面に集中しやすくなる。このため、ドレン水が付着した際に、顔料が剥離して色落ちが生じやすいという問題がある。一方、親水性皮膜の下層に顔料を含む層を形成するものでは、顔料が下層側に位置することで色落ちは生じにくく、上記問題の発生を回避することができる。しかし、この方法では、皮膜を２層で形成する必要があり、作業の手間が増えるとともにコスト高になるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、１層の皮膜構成であっても、良好な親水性と耐色落性をもち、かつ従来の２コート皮膜と同等程度の耐食性を備え、クリアーな着色外観を有する熱交換器用表面処理材及びその製造方法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】
【０００５】
すなわち、本発明の熱交換器用表面処理材のうち請求項１記載の発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材の上層に、親水性付与材を含む母材有機化合物に顔料が分散した親水性着色皮膜が形成されていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の熱交換器用表面処理材の発明は、請求項１記載の発明において、前記親水性着色皮膜は、０．２μＳ／ｃｍ以下のイオン交換水５０ｃｃに、前記親水性着色皮膜を片面２５００００ｍｍ２相当分浸漬して採取した抽出水が、青色波長の測定光に対し吸光度を０．１以下とするものであることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の熱交換器用表面処理材の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記親水性着色皮膜は、質量％でＺｒを５〜１５％含有していることを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の熱交換器用表面処理材の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記親水性着色皮膜の上層に、ポリエチレングリコールを含有する層を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の熱交換器用表面処理材の製造方法の発明は、有機化合物でコーティングした顔料を親水性付与材とともに母材有機化合物に分散させ、これをアルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材の上層に置いて焼き付けを行って親水性着色皮膜を形成することを特徴とする。
【００１０】
本発明は、母材有機化合物に顔料が分散しており、互いに馴染みのよくない親水性塗料に顔料を分散させる場合に比べて顔料を母材中に良好に分散させることができる。したがって、表層側に顔料が集中して色落ちが生じやすくなることを避けることができる。また、顔料が良好に分散していることから、多めに顔料を分散させて不均一な分散性をカバーする場合に比べて顔料の分散量を少なくすることができ、これにより顔料の脱落を少なくして色落ちをより小さくすることができる。
なお、耐色落ち性については、抽出水の吸光度によって評価することができる。本発明の熱交換器用表面処理材では、０．２μＳ／ｃｍ以下のイオン交換水５０ｃｃに、前記親水性着色皮膜を片面２５００００ｍｍ２相当分浸漬して採取した抽出水を標準にして、青色波長の測定光に対する吸光度が０．１以下になることが期待できる。この吸光度は小さいほど耐色落ち性に優れているといえる。
【００１１】
また、皮膜の形成に際し、顔料に有機化合物をコーティングした状態で母材有機化合物に混合することで、顔料をより均等に母材中に分散させることができる。顔料と親水性付与材が分散した母材有機化合物を焼き付けすることによって安定した親水性着色皮膜が得られる。なお、上記焼き付けに際し有機化合物の架橋反応が起こることによって、より安定した皮膜が得られる。そして、上記母材有機化合物にＺｒ化合物を含有させておくことによって上記焼き付けに際し、架橋反応が促進され、皮膜の安定度が向上する。この結果、皮膜クラックの発生が防止され、耐食性が向上する。
このときのＺｒの含有量は、５〜１５質量％が望ましい。５％未満では、Ｚｒ添加による効果が十分に得られない。一方、１５％を超えても耐食性の改善効果は増大しないので、Ｚｒを含有させる場合の含有量は５〜１５％とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の熱交換器用表面処理材によれば、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材の上層に、母材有機化合物に親水性付与材と顔料とが分散した親水性着色皮膜が形成されているので、１層の皮膜においても良好な親水性と耐色落性を有し、さらに、従来の２層皮膜と同等程度の耐食性を付与することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の一実施形態を説明する。
本発明に用いられるアルミニウムまたはアルミニウム合金の基材は、常法により製造されたものを利用することができ、本発明としてはその製造方法について特に限定されるものではない。また、基材にアルミニウム合金を用いる場合、本発明ではその組成に関し特に限定されるものではなく、適宜の組成を選定することができる。
なお、上記基材は、親水性着色皮膜を直接に上層に形成しても良く、また下地処理を行っても良い。下地皮膜としてはクロメート皮膜を挙げることができる。クロメート皮膜は、上層の親水性着色皮膜の特性を阻害するものではない。また、親水性着色皮膜は、クロメート皮膜などの下地層の有無に拘わらず、その特性を発揮する。
【００１４】
皮膜を構成する母材となる有機化合物には、皮膜強度の特性を備えるものが望ましく、例えば、アクリル系樹脂などを用いることができる。
顔料には、付与する色などによって適宜のものを選択することができ、本発明としては特定のものに限定されない。
また、皮膜構成材料には、Ｚｒを含有させることができる。Ｚｒの含有は、Ｚｒ化合物を混合することによって行うことができる。該Ｚｒ化合物としては、Ｈ２ＺｒＦ６などを例示することができる。Ｚｒは前記したように５〜１５質量％の比率で含有させるのが望ましい。
【００１５】
本発明の親水性着色皮膜の形成に際しては、上記した母材有機化合物、親水性付与材、顔料、または所望によりＺｒ化合物を混合したものを基材上に位置させる。基材上にこれら材料を位置させる際には、予め各材料を撹拌混合して、母材に親水性付与材、顔料、Ｚｒ化合物を均等に分散させて付着させるのが望ましい。ただし、本発明としては、基材上に上記皮膜用の材料が位置するものであればよく、それに至るまでの工程については特に限定されない。なお、顔料は、予め有機化合物をコーティングしておくのが望ましい。有機化合物がコーティングされた顔料は、母材に分散させる際に母材との馴染みがよくなり、分散性が高まる。
【００１６】
上記皮膜用の材料は、適宜の方法によって基材上に付着などにより位置させる。付着方法は塗布などにより行うことができ、本発明としては特定の方法に限定されることはない。該材料の付着量は、付着面において好適には０．１ｇ／ｍ２〜２．００ｇ／ｍ２である。これは、付着量が０．１ｇ／ｍ２未満であると、十分な親水性、耐食性が得られず、２．００ｇ／ｍ２を超えると熱交換器として使用する際に、凝集水等による皮膜含水量が増え、基材への腐食作用が強まって耐食性が低下するためである。なお、同様の理由で下限を０．３ｇ／ｍ２、上限を１．５ｇ／ｍ２とするのが望ましい。
【００１７】
上記皮膜用材料を基材上に位置させた後は、常法により焼き付け処理を行うことができる。該焼き付け処理は、例えば２００〜３００℃の加熱によりおこなうことができる。該加熱によって、基材上に付着させた皮膜用材料は、安定した親水性着色皮膜となり、良好な親水性、耐食性を発揮し、耐色落ち性にも優れた特性を発揮する。
【００１８】
また、上記親水性着色皮膜上には、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）含有層を形成してもよい。成形性向上のため、さらに上層に潤滑剤層を用いる場合、界面活性効果のある樹脂を潤滑剤として使用すると、界面活性効果により耐色落性の劣化を生じる。そこで、界面活性効果の無いポリエチレングリコールを用いると、耐色落性を損なわずに成形性の向上が得られる。
なお、ＰＥＧ塗布量は０．０１〜２．０ｇ／ｍ２が適当である。２．０ｇ／ｍ２より多い分には大きな支障はないが、０．０１ｇ／ｍ２より少ないと成形性（潤滑性）向上効果は低減する。
上記のように親水性着色皮膜を形成した表面処理材は、必要に応じて成形加工等を施してフィンなどの熱交換器の部材として用いられる。
【実施例１】
【００１９】
以下に、本発明の実施例を説明する。
基材としてＪＩＳ１０５０アルミニウム合金を用意し、その表面にリン酸クロメート処理によりクロメート下地処理を行ってクロメート皮膜を形成した。
次に、母材有機化合物、親水性付与材、顔料、Ｚｒ化合物を混合した混合済塗料（日本ペイント（株）「ＳＡＴ−３３１Ｂ」）を用意した。なお、顔料は、有機化合物によって表面をコーティングされたものである。
バーコーターによって表１に示す塗布量（ｇ／ｍ２）で上記基材上に塗布した。また、比較のために、顔料をコーティングしてないものを用意した。
基材に皮膜用の材料を塗布したものでは、２４０℃×３０秒の焼き付け処理を行って供試材を得た。また、一部の供試材では、さらに、ポリエチレングリコールからなる潤滑層を表１に示す塗布量（ｇ／ｍ２）で表層に塗布した。
【００２０】
上記各供試材に対し、以下の基準によって親水性、潤滑性、耐食性、耐色落ち性に関する評価を行った。
【００２１】
１．親水性
流水浸漬２４０ｈｒ後の接触角を測定した。
○：試験後接触角３５°  未満
△：試験後接触角４５°  未満
×：試験後接触角４５°  以上
【００２２】
２．潤滑性
成形性の指標として、潤滑性の測定を実施した。係数が小さいほど成形適正は良好と判断した。
バウデン動摩擦係数測定（荷重２００ｇ、４ｍｍ／ｓｅｃ、１０ｃｙｃｌｅ）
◎：係数０．１０未満
○：係数０．１０〜０．１５未満
△：係数０．１５〜０．２０未満
×：係数０．２０以上
【００２３】
３．耐食性
Ｚ２３７１に規定される塩水噴霧試験１０００ｈｒを実施した。
◎：腐食の全くみられないもの
○：１〜２点の腐食痕が確認できたもの
△：複数箇所に腐食痕が確認できたもの
▲：多数箇所に腐食痕が確認できたもの
×：ほぼ全面が腐食したもの
【００２４】
４．耐色落性
供試材（２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×２枚：両面塗装）を、一定量（５０ｃｃ）の０．２μＳ／ｃｍ以下のイオン交換水に１分浸漬し抽出水を採取し、紫外可視分光光度計（５０ｍｍセル使用）にて青色波長（波長７２０ｎｍ）の吸光度を計測した。吸光度の小さいものほど耐色落ち性に優れている。
【００２５】
【表１】
2005321159.tif 000002
【００２６】
表１に示すように、本発明の表面処理材は、親水性、耐色落ち性、潤滑性に優れており、さらに皮膜にＺｒを含有するものでは、耐食性が顕著に向上している。一方、比較例では、従来材に相当する表面処理では、耐色落ち性に劣っている。