(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろう付用フラックスとバインダと溶剤とからなるろう付用フラックス組成物であって、
前記ろう付用フラックス組成物にはろう材が含まれておらず、
前記バインダは、乾燥後には塗膜を構成できる平均分子量が１０００〜１０００００のアクリル系またはメタクリル系の樹脂であり、
前記ろう付用フラックスが、ＫＦ−ＡｌＦ３であり、
前記溶剤は、イソプロピルアルコールであり、
そして、前記バインダ１００重量部に対して、前記ろう付用フラックスは１００〜２０００重量部で、かつ、前記溶剤は１００〜１００００重量部の割合である
ことを特徴とするろう付用フラックス組成物。
【請求項２】
Ａｌ材と、
前記Ａｌ材の表面に設けられたろう材層と、
前記ろう材層の上に設けられた請求項１のろう付用フラックス組成物の塗料が塗布・乾燥されて構成されたフラックス分散バインダ塗膜
とを具備することを特徴とするＡｌ材料。
【請求項３】
請求項２のＡｌ材料を熱交換器用の部品に加工した後、ろう材表面に設けられたフラックス分散バインダ塗膜中にろう付用フラックスが分散してなる熱交換器用の部品と他の部品とを組み合わせ、ろう付けすることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項４】
ろう材が予め表面に設けられてなる熱交換器用の部品に、請求項１のろう付用フラックス組成物の塗料を塗布・乾燥してろう付用フラックスが分散してなるフラックス分散バインダ塗膜を設け、このろう材表面に設けられたフラックス分散バインダ塗膜中にろう付用フラックスが分散してなる熱交換器用の部品と他の部品とを組み合わせ、ろう付けすることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ろう付用フラックス組成物及びこのろう付用フラックス組成物を用いたＡｌ材料、熱交換器並びにその製造方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、自動車用のエバポレータ、コンデンサ、オイルクーラ、ラジエータ等のアルミニウム又はアルミニウム合金（Ａｌ）製の熱交換器は、Ａｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材がクラッドされたブレージングシートでチューブ又はフィンを構成し、これを所定の形状に組み立て、ろう付することにより製造されている。
【０００３】
このろう付に際して、ろう材表面の酸化皮膜を破壊・除去しないと、充分な接合がなされない。この為、ろう付に際して、塩化物系あるいはフッ化物系のフラックスが用いられている。具体的には、フラックスを水あるいはアルコールに分散させた懸濁液をろう付部分（ろう材表面）にスプレー塗布し、この後ろう付温度に加熱してろう付がなされている。
【０００４】
しかし、例えばチューブとフィンとのろう付部分を考えれば判る通り、ろう付部分は、一般的に、凹凸あるいは曲面であることが多い。そして、このような幾何学的特徴を有する部分にフラックス懸濁液をスプレー塗布しても、フラックスが良好に供給されない。この為、必要以上にフラックス懸濁液をスプレー塗布しがちである。
【０００５】
従って、フラックスが無駄に消費されてしまう。
又、過剰に供給されたフラックスは、ろう付炉中で脱落し、炉内の汚染や炉壁の耐久性が心配される。
更に、熱交換器内部に入り込んだ過剰のフラックスの残渣は外観劣化をもたらす心配も有る。
【０００６】
このように、ろう材が予め設けられている部分にフラックスを供給するに際して、フラックスを必要以上に供給しない技術の開発が待たれた。
従って、本発明は、過剰にフラックスを使用しないでろう付が行える技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記本発明の目的は、
ろう付用フラックスとバインダと溶剤とからなるろう付用フラックス組成物であって、
前記ろう付用フラックス組成物にはろう材が含まれておらず、
前記バインダは、乾燥後には塗膜を構成できる平均分子量が１０００〜１０００００のアクリル系またはメタクリル系の樹脂であり、
前記ろう付用フラックスが、ＫＦ−ＡｌＦ３であり、
前記溶剤は、イソプロピルアルコールであり、
そして、前記バインダ１００重量部に対して、前記ろう付用フラックスは１００〜２０００重量部で、かつ、前記溶剤は１００〜１００００重量部の割合である
ことを特徴とするろう付用フラックス組成物によって達成される。
【０００８】
すなわち、塗料タイプのろう付用フラックス組成物を、予めろう材が設けられているＡｌ材料のろう材表面に塗布し、乾燥後、Ａｌ−ろう材−フラックスがバインダ中に分散してなる塗膜の複合材料を所定の形状に加工し、これを用いてろう付することによって熱交換器が作製できるからである。つまり、加工前、あるいはろう付の為の部品組み合わせ前にフラックスをろう材表面に設けることが簡単に出来、しかもフラックス量を計算してろう材表面に設けることが出来、フラックスを過剰に使用することがなくなる。
【０００９】
本発明のろう付用フラックス組成物に用いるバインダは、不活性雰囲気中において１００〜６００℃の温度で分解（特に、分解・揮発（蒸散））するものを用いることが好ましい。これは、通常の条件下においてはフラックスがろう材表面から離散することがなく、かつ、ろう付温度においてはバインダがなくなり、フラックスがろう材表面に供給されるようにする為である。このような観点から、本発明は、平均分子量が１０００〜１０００００のアクリル系またはメタクリル系の樹脂を選んだ。
【００１０】
又、本発明の目的は、
Ａｌ材と、
前記Ａｌ材の表面に設けられたろう材層と、
前記ろう材層の上に設けられた上記のろう付用フラックス組成物の塗料が塗布・乾燥されて構成されたフラックス分散バインダ塗膜
とを具備することを特徴とするＡｌ材料材料によって達成される。
又、上記Ａｌ材料を熱交換器用の部品に加工した後、ろう材表面に設けられたフラックス分散バインダ塗膜中にろう付用フラックスが分散してなる熱交換器用の部品と他の部品とを組み合わせ、ろう付けすることを特徴とする熱交換器の製造方法によって達成される。
【００１１】
特に、ろう材層が表面に設けられたＡｌ材を予熱した後、上記のろう付用フラックス組成物を設けてろう付用フラックスが分散してなる塗膜を設け、その後これを熱交換器用の部品に加工した後、ろう材表面に設けられた塗膜中にろう付用フラックスが分散してなる熱交換器用の部品と他の部品とを組み合わせ、ろう付けすることを特徴とする熱交換器の製造方法によって達成される。
【００１２】
すなわち、ろう材が予め表面に設けられてなる熱交換器用の部品材料に、上記のろう付用フラックス組成物を設けてろう付用フラックスが分散してなる塗膜を設け、このろう材表面に設けられた塗膜中にろう付用フラックスが分散してなる熱交換器用の部品材料を所定の形状を有する熱交換器用の部品に加工し、これを他の部品と組み合わせ、ろう付けすることを特徴とする熱交換器の製造方法によって達成される。
【００１３】
又、ろう材が予め表面に設けられてなる熱交換器用の部品に、上記のろう付用フラックス組成物を設けてろう付用フラックスが分散してなる塗膜を設け、このろう材表面に設けられた塗膜中にろう付用フラックスが分散してなる熱交換器用の部品と他の部品とを組み合わせ、ろう付けすることを特徴とする熱交換器の製造方法によって達成される。
【００１４】
特に、ろう材が予め表面に設けられてなる熱交換器用の部品を予熱した後、該熱交換器用の部品に、上記のろう付用フラックス組成物を設けてろう付用フラックスが分散してなる塗膜を設け、このろう材表面に設けられた塗膜中にろう付用フラックスが分散してなる熱交換器用の部品と他の部品とを組み合わせ、ろう付けすることを特徴とする熱交換器の製造方法によって達成される。
【００１５】
又、ろう材が設けられ、かつ、このろう材表面に上記のろう付用フラックス組成物を設けてろう付用フラックスが分散してなる塗膜が設けられてなる熱交換器用の部品と他の部品とを組み合わせ、ろう付けしてなることを特徴とする熱交換器によって達成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のろう付用フラックス組成物は、ろう材を含有せず、ろう付用フラックスとバインダとを含有したものである。更には、溶剤を含有する。
従って、このろう付用フラックス組成物からなる膜、特に塗膜は、バインダ中にフラックスが分散したのみである。例えば、本願出願人が先に提案したろう材粉末とフラックスとがバインダ中に分散したものとは異なる。
【００１７】
バインダ膜中におけるフラックス量はバインダ膜の厚さによっても相違するが、膜厚は薄すぎても厚すぎても好ましくなく、５〜２００μｍ程度とするのが妥当であり、このことを考慮するとバインダ１００重量部に対してろう付用フラックスが１００〜２０００重量部、望ましくは４００〜１０００重量部とするのが好ましい。
【００１８】
フラックスとしては、塩化物系あるいはフッ化物系いずれのものであっても良いが、好ましくはＫＦ−ＡｌＦ3 ，ＲｂＦ−ＡｌＦ3 のようなフッ化物系のフラックスが用いられる。
不活性雰囲気中において１００〜６００℃の温度で分解、特に分解・揮発（蒸散）するバインダとしては、特に、分子量１０００〜１０００００のアクリル系あるいはメタクリル系の樹脂が好ましい。例えば、分子量１０００〜１０００００のポリアクリル酸ブチル等が挙げられる。
【００１９】
溶剤としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、ペンタノール等の炭素数１〜８の脂肪族アルコールが挙げられる。他に、水などを用いることが出来る。最も好ましい溶剤はイソプロピルアルコールである。溶剤の量は、塗布手段によって多少の相違があるものの、バインダと溶剤との配合割合は、バインダ／溶剤が重量比で１００／１００〜１００／１００００（特に、１００／５００〜１００／２０００）が好ましい。
【００２０】
そして、上記のようなろう付用フラックス組成物がＡｌ材料の表面に塗布される。特に、Ａｌ−Ｓｉ合金やＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ合金などのろう材がクラッドされたＡｌ材料、ろう材が溶射されたＡｌ材料、ろう材溶湯中に浸漬することによりろう材がコートされたＡｌ材料、ビレット外側をろう材で被覆して押出すことにより芯材表面にろう材層が設けられたＡｌ材料の表面に塗布される。塗布手段としては、例えばスプレ法、フローコータ法、ロールコータ法、刷毛塗りと言った各種の手段を採用できる。そして、かかる手段により、乾燥後の厚さが約５〜２００μｍとなるよう塗布される。より好ましくは約１０〜１５０μｍ、もっと好ましくは約１０〜６０μｍである。この模式図を示したのが図１である。すなわち、Ａｌ材１の表面にはＡｌ−Ｓｉ合金やＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ合金などのろう材層２が２０〜４００ｇ／ｍ2 、特に４０〜１２０ｇ／ｍ2 厚さ設けられており、このろう材層２の表面にろう付用フラックス３が分散（２〜８０ｇ／ｍ2 ）してなる塗膜４が５〜２００μｍ厚設けられたものである。これに対して、図２に示す模式図は、Ａｌ材１の表面に塗膜４が直接設けられ、この塗膜４中にろう付用フラックス３とろう材粉末５とが分散してなる。従って、図１と図２とから判る通り、本発明のものは、ろう材層が有り、その上に設けられた塗膜中にろう付用フラックスが分散している点に特徴が有る。そして、塗膜４中にろう材粉末は実質上含まれていない。
【００２１】
図１に示される積層タイプのＡｌ材料を加工して構成した熱交換器の部品（例えば、チューブ）、あるいはろう材をクラッドしたＡｌ材料を用いて熱交換器の部品に加工し、その後、表面（ろう材表面）にろう付用フラックスが分散してなる塗膜を設けることにより構成された熱交換器の部品と他の部品とを組み合わせ、不活性雰囲気下でろう付けすることにより熱交換器が作製される。
【００２２】
尚、ろう付用フラックスが分散してなる塗膜を設ける前に、予め、例えば予熱しておき、その後、表面（ろう材表面）にろう付用フラックスが分散してなる塗膜を設けるようにすれば、塗膜が均一に形成され易い。
【００２３】
【実施例１】
〔ろう付用フラックス組成物〕
ＫＦ−ＡｌＦ3                               ５００重量部
平均分子量５０００のポリアクリル酸ブチル    １００重量部
イソプロピルアルコール                    １０００重量部
〔被塗布材〕
Ａｌ−Ｓｉ合金（ろう材）が１０％の割合でクラッドされたＡｌ合金からなる幅１００ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのコイル材
〔塗布方法〕
カーテンコータにより、４ｇ／ｍ2 （平均）となるようコイル材の表面にろう付用フラックス組成物を塗布し、塗布後１００℃で１分間の乾燥
〔熱交換器〕
上記ろう付用フラックス組成物が塗布されたコイル材をプレス・打ち抜き加工してドロンカップ型エバポレータ部材を作製した。これを組み立て、窒素雰囲気下において６００℃でろう付けした。
【００２４】
【実施例２】
〔ろう付用フラックス組成物〕
ＫＦ−ＡｌＦ3                             １０００重量部
平均分子量５０００のポリアクリル酸ブチル    １００重量部
イソプロピルアルコール                  １００００重量部
〔被塗布材〕
Ａｌ−Ｓｉ合金（ろう材）が１０％の割合でクラッドされたＡｌ合金からなる幅１００ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのコイル材
〔塗布方法〕
コイル材をドロンカップ型エバポレータ部材に成形加工し、これを１２０℃に予熱した後、スプレ塗布して４ｇ／ｍ2 （平均）となるようろう付用フラックス組成物を表面に塗布
〔熱交換器〕
上記部品を用いて組み立て、窒素雰囲気下において６００℃でろう付けした。
【００２５】
【実施例３】
〔ろう付用フラックス組成物Ａ〕
ＫＦ−ＡｌＦ3                               ４００重量部
平均分子量５０００のポリアクリル酸ブチル    １００重量部
イソプロピルアルコール                    １０００重量部
〔被塗布材〕
Ａｌ−Ｓｉ合金（ろう材）が１０％の割合でクラッドされたＡｌ合金からなる直径２５ｍｍ、肉厚０．４ｍｍの電縫管（ヘッダー）
〔塗布方法〕
スプレ塗布して６ｇ／ｍ2 （平均）となるようろう付用フラックス組成物Ａをヘッダー表面に塗布し、塗布後１００℃で１分間の乾燥
〔ろう付用フラックス組成物Ｂ〕
ＫＦ−ＡｌＦ3                               ５００重量部
平均分子量５０００のポリアクリル酸ブチル    １００重量部
イソプロピルアルコール                    ５０００重量部
〔被塗布材〕
Ａｌ−Ｓｉ合金（ろう材）が１０％の割合でクラッドされたＡｌ合金からなる厚さ０．１２ｍｍのクラッドフィン
〔塗布方法〕
浸漬塗布して３ｇ／ｍ2 （平均）となるようろう付用フラックス組成物Ｂをフィン表面に塗布し、塗布後１００℃で１分間の乾燥
〔熱交換器〕
上記ヘッダー及びフィンを用いてコンデンサを組み立て、窒素雰囲気下において６００℃でろう付けした。
【００２６】
【実施例４】
〔ろう付用フラックス組成物Ａ〕
ＫＦ−ＡｌＦ3                               ４００重量部
平均分子量５０００のポリアクリル酸ブチル    １００重量部
イソプロピルアルコール                    １０００重量部
〔被塗布材〕
Ａｌ−Ｓｉ合金（ろう材）が１０％の割合でクラッドされたＡｌ合金からなる直径２５ｍｍ、肉厚０．４ｍｍの電縫管（ヘッダー）
〔塗布方法〕
スプレ塗布して６ｇ／ｍ2 （平均）となるようろう付用フラックス組成物Ａをヘッダー表面に塗布し、塗布後１００℃で１分間の乾燥
〔ろう付用フラックス組成物Ｂ〕
ＫＦ−ＡｌＦ3                               ５００重量部
平均分子量５０００のポリアクリル酸ブチル    １００重量部
イソプロピルアルコール                    ５０００重量部
〔被塗布材〕
Ａｌ−Ｓｉ合金（ろう材）が１０％の割合でクラッドされたＡｌ合金からなる厚さ０．１２ｍｍのクラッドフィン
〔塗布方法〕
浸漬塗布して３ｇ／ｍ2 （平均）となるようろう付用フラックス組成物Ｂをフィン表面に塗布し、塗布後１００℃で１分間の乾燥
〔熱交換器〕
上記ヘッダー及びフィンを用いてコンデンサを組み立て、窒素雰囲気下において６００℃でろう付けした。
【００２７】
【比較例１】
実施例１において、ろう付用フラックス組成物を塗布していないコイル材を用いてドロンカップ型エバポレータ部材を作製し、これを組み立てた後フラックスを水に分散させた１０ｗｔ％フラックス液をスプレー塗布し、この後窒素雰囲気下において６００℃でろう付けし、熱交換器を得た。
【００２８】
【比較例２】
〔ろう材粉末組成物〕
平均粒径２０μｍのＡｌ−Ｓｉ合金ろう材粉末  １０００重量部
平均分子量５０００のポリアクリル酸ブチル      １００重量部
イソプロピルアルコール                        ６００重量部
〔被塗布材〕
Ａｌ合金からなる幅１００ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのコイル材
〔塗布方法〕
カーテンコータにより、６０ｇ／ｍ2 （平均）となるようコイル材の表面にろう材粉末組成物を塗布し、塗布後１００℃で１分間の乾燥
〔熱交換器〕
上記ろう材粉末組成物が塗布されたコイル材をプレス・打ち抜き加工してドロンカップ型エバポレータ部材を作製した。これを組み立て、フラックスを水で分散させた１０ｗｔ％フラックス溶液をスプレー塗布して乾燥し、窒素雰囲気下において６００℃でろう付けした。
【００２９】
【特性】
上記各例で得た熱交換器について接合部の接合状態、及びフラックス残渣について調べたので、その結果を表−１に示す。
0003815576.tif 000002
【００３０】
0003815576.tif 000003
【００３１】
【発明の効果】
ろう付けが確実であり、かつ、多量なフラックス残渣はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になるろう付用フラックス組成物の膜が設けられたＡｌ材料の模式図
【図２】比較例になるＡｌ材料の模式図
【符号の説明】
１    Ａｌ材（コイル材）
２    ろう材層
３    フラックス
４    塗膜
【図１】
0003815576.tif 000004
【図２】
0003815576.tif 000005