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JP3474866B2 - 熱交換器の親水化処理方法および親水化処理された熱交換器 - Google Patents

熱交換器の親水化処理方法および親水化処理された熱交換器

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JP3474866B2
JP3474866B2 JP2001131365A JP2001131365A JP3474866B2 JP 3474866 B2 JP3474866 B2 JP 3474866B2 JP 2001131365 A JP2001131365 A JP 2001131365A JP 2001131365 A JP2001131365 A JP 2001131365A JP 3474866 B2 JP3474866 B2 JP 3474866B2
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treatment
heat exchanger
agent
acid
iron
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正博 小島
隆司 須藤
信太郎 中川
真彦 松川
俊雄 印部
龍生 吉田
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日本ペイント株式会社
昭和電工株式会社
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Priority to AT01111547T priority patent/ATE384806T1/de
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    • C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
    • F28D17/005—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles using granular particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器、特に車
両用空調装置等の空調装置に使用されるカーエバポレー
タの親水化処理に関し、詳しくは親水持続性、防臭性お
よび耐食性に優れる熱交換器の親水化処理方法および親
水化処理された熱交換器（親水処理化熱交換器）に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、熱交換器はアルミニウムによっ
て構成され、熱交換を行うためのフィンが狭い間隔でチ
ューブ間に保持された複雑な構造となっている。このた
め、フィン等の表面を親水化し、冷房時に凝縮された水
の排出を容易にすることが行われている。しかし、上記
親水化されたフィン等の表面は、「加熱←→冷却」が繰
り返され、また、凝縮水や大気中の塵、微生物が混在付
着する厳しい条件に曝されるため、長期にわたって親水
性を持続することは困難であるという問題があった。
【０００３】この問題を解決するため従来から種々の発
明がなされており、例えば特開平５−２０２３１３号公
報には、ポリビニルアルコールと水分散性シリカとの混
合物または複合体、およびメタ珪酸リチウムを含有する
親水化処理剤が開示されている。ここでメタ珪酸リチウ
ムは、親水性持続効果、結氷温度低下および抗菌性に効
果があるとされている。
【０００４】また、特開平５−２１４２７３号公報に
は、水溶性、水分散性有機樹脂、含窒素有機腐食抑制
剤、およびシリカ微粒子からなる塗料組成物および、こ
の塗料組成物から得られた皮膜を有する被覆アルミニウ
ム材が開示されている。
【０００５】さらに、特許第２６４９２９７号公報に
は、水溶性、水分散性有機樹脂（水溶性アミノ樹脂以
外）、水溶性アミノ樹脂、シラノール基を有する粒径５
０ｍμ〜２μｍの水分散凝集コロイダルシリカまたは水
分散可能な粉末状ヒュームドシリカ、およびＨＬＢ値８
〜１８の界面活性剤を含有するアルミニウムまたはアル
ミニウム合金製のフィン材用塗料組成物、フィン材、お
よびフィン材の製造方法が開示されている。この発明
は、プレコート型フィン材用であり、熱交換器を製造す
る際のドローレス加工（しごき加工）に耐えられる親水
性塗膜を得ることを目的としている。
【０００６】また、特開平１０−３００６９号公報に
は、分散粒子径５〜１００ｎｍのコロイダルシリカ、お
よびカルボン酸ポリマーを含む水溶性ポリマーを含有
し、ｐＨ値１〜５である水性親水性付与剤、およびこの
付与剤を使用した熱交換器用プレコートフィン材の製造
方法が開示されている。
【０００７】上記の先行技術は、いずれも水溶性樹脂あ
るいは水分散性樹脂と、コロイダルシリカあるいは微粒
子状シリカとを併用し、シリカの凹凸によって親水性を
高めたものである。しかし、樹脂とシリカ微粒子とを併
用して形成した親水化皮膜は、熱交換器の長時間使用に
より劣化する。このためシリカ微粒子が露出し、シリカ
独特の埃臭や、シリカに吸着された臭気物質からの悪臭
が発生するという問題があった。
【０００８】また、熱交換器のフィン等は、アルミニウ
ム−珪素合金、アルミニウム−珪素−マグネシウム合金
等のろう材（ブレージング材）用い、ろう付けによって
組み立てられることが多い。しかし、ろう付けの際にフ
ィン等の表面に付着するろう材の偏析物に起因して化成
処理などの防錆処理が困難となるため、熱交換器の耐食
性が低下し、白錆（アルミニウムの酸化物）が発生する
という問題があった。更には、白錆が吸収する水分中に
カビが繁殖し、そのカビが送風ファンによって建物内や
自動車内に撒き散らされることにより、悪臭が発生する
という問題もあった。
【０００９】ろう材の偏析物を洗浄等の前処理によって
清浄化することができれば上記の問題は解決可能である
が、従来行われている酸、アルカリ、又は界面活性剤に
よる洗浄では上記偏析物を十分に清浄化することが困難
であった。例えば特開平１１−１３１２５４号公報に
は、親水化処理の前に、硫酸、フッ化水素酸、硝酸、お
よびリン酸から選ばれた少なくとも１種を含む酸性水溶
液によって化学エッチング処理を施し、その上にリン酸
Ｚｒ、リン酸Ｔｉの水溶液による化成処理を行うアルミ
ニウム含有金属材料の表面処理方法が開示されている。
しかし、上記の先行技術は、前記偏析物の除去効果が十
分ではなく、その後、親水化処理を行ったアルミニウム
含有金属材料は、長時間の塩水噴霧試験において未だ白
錆が発生し易いものであった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、親
水持続性、防臭性および耐食性に優れる熱交換器の親水
化処理方法および親水化処理された熱交換器（親水処理
化熱交換器）を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために、本発明の親水化処理方法は熱交換器に化成
処理を行う前に洗浄処理を行う酸性洗浄剤に工夫を加え
ることにより、ろう材の偏析物を十分に清浄化し、化成
処理を容易としたものである。このような方法によって
はじめて、熱交換器の耐食性が向上するととともに、白
錆に起因する悪臭を防止することが可能となる。
【００１２】また、本発明の親水化処理方法は、水媒体
中にビニルアルコール系重合体で被覆されたシリカ微粒
子が分散された親水化処理剤を用いることにより、熱交
換器の親水持続性および防臭性を向上させるものであ
る。
【００１３】本発明は、より具体的には以下のようなも
のを提供する。
【００１４】（１） アルミニウム材からなる熱交換器
に化成処理を行う前に、硝酸、硫酸、フッ酸からなる群
より選択される少なくとも１の酸を含有する酸性洗浄剤
に前記熱交換器を接触させることによって洗浄処理を行
うことを特徴とする熱交換器の酸洗方法。
【００１５】本発明に使用する酸性洗浄剤の例として
は、硝酸、硫酸、フッ酸またはこれらを併用してなる酸
性水溶液に鉄塩を含有せしめたものがある。酸濃度は、
１〜１０Ｎ、さらには３〜６Ｎが好ましい。
【００１６】（２） 前記酸性洗浄剤が、鉄塩を含有す
る酸性洗浄剤である上記（１）に記載の酸洗方法。
【００１７】（３） 前記鉄塩が、硫酸鉄、硝酸鉄、酢
酸鉄、または塩酸鉄である上記（２）に記載の酸洗方
法。
【００１８】（４） 前記酸性洗浄剤が、鉄塩を０．０
１〜５質量％含有する酸性洗浄剤である上記（２）又は
（３）に記載の酸洗方法。
【００１９】前記酸性洗浄剤には、硫酸鉄、硝酸鉄、酢
酸鉄、塩化鉄などの鉄塩を含有することが好ましい。上
記鉄塩は酸性水溶液中に０．０１〜５質量％含まれてい
ることが好ましいが、さらに好ましくは０．１〜１質量
％含まれているようにする。鉄塩を上記範囲で含有せし
めると、ろう材を原因とする偏析物の酸洗が、より効果
的に行えるという利点がある。鉄塩を含有する酸性洗浄
剤は、耐食性が若干劣るジルコニウム系の化成皮膜を形
成する場合に特に好適に用いることができる。
【００２０】（５） 前記洗浄処理が、前記酸性洗浄剤
に１０〜８５℃、３０秒〜５分の条件で前記熱交換器を
接触させる洗浄処理である上記（４）に記載の酸洗方
法。
【００２１】洗浄処理の条件としては、洗浄剤の液温が
１０〜８５℃、接触時間が３０秒〜５分であることが好
ましい。液温が１０℃未満または接触時間が３０秒未満
では偏析物等の除去が不十分となることがあり、８５℃
を超えたり５分を超えたりするとエッチング（洗浄処
理）が過多となることがある。
【００２２】（６） 前記熱交換器がろう付け部を有す
る熱交換器である上記（１）〜（５）のいずれかに記載
の酸洗方法。
【００２３】（７） 前記熱交換器がカーエバポレータ
である熱交換器である上記（１）〜（６）のいずれかに
記載の酸洗方法。
【００２４】本発明の酸洗方法は、例えばフィンやチュ
ーブの組み立てをろう付けによって行うカーエバポレー
タのようなろう付け部を有する熱交換器に対して特に好
適に用いることができる。ろう材の偏析物を十分に清浄
化し、化成処理を容易とすることができるため、熱交換
器の耐食性が向上するととともに、白錆に起因する悪臭
を防止することが可能となるからである。
【００２５】（８） 熱交換器を予め上記（１）〜
（５）のいずれかに記載の酸洗方法により洗浄処理を行
った後、クロム酸クロメート処理剤、リン酸クロメート
処理剤により化成皮膜を形成する化成処理を行い、その
後、以下の親水化処理剤を使用して、皮膜量が０．１か
ら３ｇ／ｍ２となるように親水化処理を行うことを特徴
とする熱交換器の親水化処理方法。
【００２６】「親水化処理剤」とは、水媒体中にシリカ
微粒子およびビニルアルコール系重合体を含有し、この
シリカ微粒子とビニルアルコール系重合体との質量比が
３０：７０〜７０：３０、両者の合計含有量が０．２〜
２５質量％である親水化処理剤であって、前記シリカ微
粒子は前記ビニルアルコール系重合体で被覆され、平均
粒子径５〜１０００ｎｍの被覆粒子の状態で水媒体中に
分散されている親水化処理剤のことを意味する。
【００２７】（９） 熱交換器を予め上記（２）〜
（５）のいずれかに記載の酸洗方法により洗浄処理を行
った後、ジルコニウム系処理剤により化成皮膜を形成す
る化成処理を行い、その後、以下の親水化処理剤を使用
して、皮膜量が０．１から３ｇ／ｍ２となるように親水
化処理を行うことを特徴とする熱交換器の親水化処理方
法。
【００２８】「親水化処理剤」とは、水媒体中にシリカ
微粒子およびビニルアルコール系重合体を含有し、この
シリカ微粒子とビニルアルコール系重合体との質量比が
３０：７０から７０：３０、両者の合計含有量が０．２
から２５質量％である親水化処理剤であって、前記シリ
カ微粒子は前記ビニルアルコール系重合体で被覆され、
平均粒子径５から１０００ｎｍの被覆粒子の状態で水媒
体中に分散されている親水化処理剤のことを意味する。
【００２９】本発明で使用する化成処理剤としては、従
来公知のクロム酸クロメート処理剤、リン酸クロメート
処理剤またはノンクロムのジルコニウム系処理剤を使用
することができる。
【００３０】クロム酸クロメート処理剤は、クロム酸、
フッ化物および強酸を含有する水溶液であり、３価クロ
ムが主成分の反応型クロメート、電解クロメート、およ
び６価クロムと３価クロムが混合された塗布型クロメー
トがある。一方、リン酸クロメート処理剤は、クロム
酸、オルトリン酸およびフッ化物を含有する混合水溶液
である。これらクロメート処理剤による化成処理を行う
ときには、６価クロムイオン、リン酸イオンおよびフッ
素イオンの各量をコントロールする必要がある。
【００３１】またノンクロムのジルコニウム系処理剤の
例としては、フッ化ジルコニウムをはじめとするジルコ
ニウム塩を挙げることができる。さらにはこれらの塩
に、りん酸、マンガン酸、過マンガン酸、バナジン酸、
タングステン酸、モリブデン酸等の酸を添加することも
好ましい。なお、ノンクロムのジルコニウム系処理剤を
用いる場合には、洗浄処理は鉄塩を含有する酸性洗浄剤
により行うことが必須である。
【００３２】上記化成処理剤による化成処理を行うこと
により、熱交換器の表面にクロメート皮膜、リン酸クロ
メート皮膜、またはクロムを含まないジルコニウム系の
皮膜などの化成皮膜が形成される。
【００３３】本発明で使用する親水化処理剤は、水媒体
中にビニルアルコール系重合体で被覆されたシリカ微粒
子が分散されているものであり、従来技術の、シリカ微
粒子と樹脂粒子との混合物、あるいはシリカ微粒子と樹
脂とをシラン化合物等で結合させたようなものとは形態
が異なる。
【００３４】本発明の親水化処理剤の原料として使用で
きるシリカ微粒子としてはヒュームドシリカやコロイダ
ルシリカが挙げられる。このうちヒュームドシリカは、
例えばトリクロロシラン、テトラクロロシランのような
ハロシランを気相中で高温加水分解して製造したもので
あり、表面積の大きな微粒子である。また、コロイダル
シリカは、酸またはアルカリ安定型のシリカゾルを水分
散させたものである。シリカ微粒子の平均粒径は５〜１
００ｎｍ、好ましくは７〜６０ｎｍである。この平均粒
径が５ｎｍ未満では処理皮膜の凹凸が不足して親水性が
低下し、１００ｎｍを超えると処理剤にした際に大粒径
の凝集物が発生し塗装作業性が悪くなる。
【００３５】また、本発明で使用することができるビニ
ルアルコール系重合体として典型的なものは、酢酸ビニ
ル重合体をケン化して得られるポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）である。ＰＶＡはケン化度の高いものが好ま
しく、特にケン化度９８％以上のものが好ましい。また
ＰＶＡの変性物、たとえばカルボン酸変性、珪素変性、
アミン変性、チオール変性等したものも、本発明に係る
ビニルアルコール系重合体として使用することが可能で
ある。さらに、必要に応じて他の親水性ポリマー、たと
えば水酸基含有アクリル樹脂、ポリアクリル酸、ポリビ
ニルスルホン酸、ポリビニルイミダゾール、ポリエチレ
ンオキサイド、ポリアミド、水溶性ナイロン等を、ＰＶ
Ａに対して５０質量％未満の量で併用させるようにする
こともできる。
【００３６】シリカ微粒子とビニルアルコール系重合体
の合計含有量は０．２〜２５質量％、好ましくは１〜５
質量％である。なお、シリカ微粒子とビニルアルコール
系重合体との質量比は３０：７０〜７０：３０の範囲、
好ましくは４０：６０〜６０：４０の範囲である。
【００３７】上記ビニルアルコール重合体およびシリカ
微粒子の合計含有量が０．２質量％未満では親水持続性
および防臭性の効果が出ず、一方、２５質量％を超える
と粘度が高くなって塗装作業性が悪くなる。また、シリ
カ微粒子とビニルアルコール系重合体との質量比が３
０：７０〜７０：３０の範囲外では、シリカ微粒子の比
率が高い場合には、造膜が不十分となり膜の剥離でシリ
カや素地から埃臭が発生し、ビニルアルコール系重合体
の比率が高い場合には親水性が低下する。
【００３８】親水化処理により形成する皮膜量は０．１
〜３ｇ／ｍ２、好ましくは０．２〜１ｇ／ｍ２とする。
皮膜量が０．１ｇ／ｍ２未満では親水化性能が発現せ
ず、一方、３ｇ／ｍ２を超えると生産性が低下してしま
う。
【００３９】（１０） 前記親水化処理剤が、アミド基
および／またはフェノール基を有する有機物からなる臭
気抑制剤を含む親水化処理剤である上記（８）又は
（９）に記載の親水化処理方法。
【００４０】また、本発明で使用することができる臭気
抑制剤としては、アミド基および／またはフェノール基
を有する有機物、例えば、水溶性ポリアミド、フラボノ
イド、水性フェノール、ヒドラジン誘導体（例えばカー
ボジヒドラジド、アジピン酸ヒドラジド、セバチン酸ヒ
ドラジド、ドデカン二酸ジヒドラジド、イソフタル酸ヒ
ドラジド、１，６−ヘキサメチレンビス（Ｎ，Ｎ’−ジ
メチルセミカルバジド）、１，１，１’，１’−テトラ
メチル−４，４’（メチレン−ジ−ｐ−フェニレン）ジ
セミカルバジドなど）を挙げることができる。
【００４１】（１１） 前記親水化処理剤が、抗菌剤を
含む親水化処理剤である上記（８）〜（１０）のいずれ
かに記載の親水化処理方法。
【００４２】上記親水化処理剤には、臭気抑制剤の他、
抗菌剤を添加することができる。本発明で使用すること
ができる抗菌剤としては、例えばジンクピリチオン、２
−（４−チアゾリル）−ベンズイミダゾール、１，２−
ベンズイソチアゾリン、２−ｎ−オクチル−４−イソチ
アゾリン−３−オン、Ｎ−（フルオロジクロロメチルチ
オ）フタルイミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ´−フェノー
ル−Ｎ´−（フルオロジクロロメチルチオ）−スルファ
ミド、２−ベンズイミダゾールカルバミン酸メチル、ビ
ス（ジメチルチオカルバモイル）ジサルファイド、Ｎ−
（トリクロロメチルチオ）−４−シクロヘキサン−１，
２−ジカルボキシイミド、メタホウ酸バリウムを挙げる
ことができる。これら抗菌剤は、防カビ剤、防腐剤、防
バクテリア剤としても使用可能である。抗菌剤は親水化
処理剤に対し１０ｐｐｍ以上の濃度となるように添加す
ることによってその効果を発揮する。
【００４３】（１２） 前記熱交換器がカーエバポレー
タである熱交換器である上記（８）〜（１１）のいずれ
かに記載の熱交換器の親水化処理方法。
【００４４】ここで、以下のようなものも本発明の範囲
に含まれる。
【００４５】（１３） 上記（８）〜（１２）のいずれ
かに記載の処理方法で親水化処理されたことを特徴とす
る熱交換器。
【００４６】本発明は、別の側面から見れば、下記のよ
うなものと捉えることもできる。
【００４７】（１４） アルミニウム材からなる熱交換
器に化成処理を行う前に洗浄処理を行うための酸性洗浄
剤であって、
【００４８】硝酸、硫酸、フッ酸からなる群より選択さ
れる少なくとも１の酸を含有することを特徴とする熱交
換器の酸性洗浄剤。
【００４９】（１５） 鉄塩を含有する上記（１４）に
記載の酸性洗浄剤。
【００５０】（１６） 前記鉄塩が、硫酸鉄、硝酸鉄、
酢酸鉄、または塩酸鉄である上記（１５）に記載の酸性
洗浄剤。
【００５１】（１７） 前記鉄塩の含有率が０．０１か
ら５質量％である上記（１５）又は（１６）に記載の酸
性洗浄剤。
【００５２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の親水化処理方法に
ついて詳細に説明する。
【００５３】＜洗浄処理＞まず、酸性洗浄剤を用いて熱
交換器の洗浄処理を行う。熱交換器を洗浄するには、上
記洗浄剤をスプレーするか、または洗浄剤を入れた浴中
へ浸漬する。洗浄後のエバポレータは水洗し、次に化成
処理を行う。
【００５４】＜化成処理＞化成処理の方法に特に限定は
ないが、例えば浸漬法、スプレー法等によって処理を行
うことができる。但し、カーエバポレータ等の複雑な形
状を有する熱交換器を処理する場合には浸漬法を用いる
ことが好ましい。
【００５５】処理温度は常温または少し加熱した程度が
好ましく１０〜７０℃であり、処理時間は３秒〜５分の
範囲が好ましい。化成皮膜の量については、各元素（Ｃ
ｒ、Ｚｒ）の付着量で１０〜３００ｍｇ／ｍ２が好まし
い。
【００５６】上記化成皮膜量が１０ｍｇ／ｍ２未満では
防錆性が不十分な場合があり、３００ｍｇ／ｍ２を超え
ると経済的に不利である。化成処理後に、必要に応じて
水洗し次の親水化処理を行う。
【００５７】なお、既述のジルコニウム系処理剤と同様
のノンクロムの化成処理剤としてフッ化チタニウムをは
じめとするチタニウム塩を用いることもできる。また、
化成処理と同様の効果を奏する防錆処理として樹脂プラ
イマーによる下地防錆処理を行ってもよい。上記樹脂プ
ライマーによる下地防錆処理を行うことにより、熱交換
器の表面に樹脂による下地皮膜が形成される。
【００５８】上記樹脂プライマーとしては、水溶性また
は水分散性の水性樹脂、具体的には、ポリ（メタ）アク
リル酸、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセル
ロース等のカルボキシル基または水酸基を有する水性高
分子化合物、水性フェノール樹脂、水性ポリエステル樹
脂、水性エポキシ樹脂、水性ポリウレタン、水性アミノ
樹脂が挙げられる。
【００５９】上記樹脂プライマーに、フルオロジルコニ
ウム酸、フルオロジルコニウムアンモニウム等のジルコ
ニウム化合物等の金属化合物を１００〜１００００ｐｐ
ｍ添加することにより、皮膜の耐食性を向上させること
ができる。
【００６０】樹脂プライマーは化成皮膜と同様の処理を
行った後１００〜２２０℃、好ましくは１５０〜２００
℃の温度で１０〜６０分間焼き付け、乾燥皮膜厚０．１
〜１０μｍとすることが好ましい。樹脂プライマーの焼
付け温度が１００℃未満では造膜性が不十分となり、２
２０℃を超えると親水持続性が低下する。樹脂プライマ
ー皮膜厚が０．１μｍでは防錆性が不十分な場合があ
り、１０μｍを超えると経済的に不利である。
【００６１】＜親水化処理＞本発明で使用する親水化処
理剤を調製するには、まずビニルアルコール系重合体
（および、必要に応じて他の親水性ポリマー。以下、単
にビニルアルコール系重合体と記す。）を全処理剤に対
して０．３〜１７．５質量％、好ましくは０．５〜５質
量％となるように溶解または分散させる。そして、ここ
へ平均粒径が５〜１００ｎｍ、好ましくは７〜６０ｎｍ
のシリカ微粒子を、全処理剤に対して０．３〜１７．５
質量％、好ましくは０．５〜５質量％添加する。
【００６２】また他の調製方法として、シリカ微粒子
を、このシリカ微粒子の５〜５０質量％固形分濃度のビ
ニルアルコール系重合体水溶液中で分散することによ
り、あらかじめシリカ微粒子をビニルアルコール系重合
体で被覆し、その後にビニルアルコール系重合体水溶液
を加えて濃度調整を行ってもよい。
【００６３】上記のように、ビニルアルコール系重合体
とシリカ微粒子とが混合されると、両者の相互作用によ
り凝集が起きる。そこで、この凝集物を超音波分散機、
微小媒体分散機等により強制的に分散させる。
【００６４】分散機は、ミキサーのような単なる攪拌分
散用では凝集物を分散させることはできず、ミルのよう
なすり潰し機能、あるいは超音波のような、微小部分に
おいて激しい攪拌効果を有するものを使用する必要があ
る。このような分散機の例としては、日本精機製作所製
の超音波ホモジナイザー（ＵＳシリーズ）や、井上製作
所製のスーパーミル（ＨＭ−１５）がある。こうして強
制的に分散された凝集物は、シリカ微粒子の表面にビニ
ルアルコール系重合体がコーティングされた平均粒径５
〜１０００ｎｍの被覆粒子となり、水媒体中で分散体と
して安定する。
【００６５】上記親水化処理剤には、既述の臭気抑制
剤、抗菌剤の他、必要に応じて各種添加剤を使用するこ
とができる。添加剤の例としては、潤滑剤、界面活性
剤、顔料、染料、耐食性付与のためのインヒビターを挙
げることができる。
【００６６】本発明においては、上記のように調製した
親水化処理剤を使用して親水化処理を行う。処理方法は
特に限定されず、例えば浸漬法、スプレー法等によって
処理を行うことができる。但し、カーエバポレータ等の
複雑な形状を有する熱交換器を処理する場合には浸漬法
を用いることが好ましい。処理液温度は１０〜５０℃程
度、処理時間は３秒〜５分程度が好ましい。
【００６７】親水化処理後、１００〜２２０℃、好まし
くは１５０〜２００℃の温度で１０〜６０分間焼き付け
ることにより親水化皮膜を得ることができる。焼付け温
度が１００℃未満では造膜性が不十分となり、一方２２
０℃を超えると親水持続性が低下する。
【００６８】本発明の親水化処理された熱交換器（親水
処理化熱交換器）は、上記方法により製造されたもので
あり、酸性洗浄剤で酸洗処理されたアルミニウム材の表
面に、化成皮膜が形成され、更にその表面に、親水化皮
膜が皮膜量０．１〜３ｇ／ｍ ２で形成されている。この
親水化皮膜は、ビニルアルコール系重合体によって被覆
されたシリカ微粒子を含有する親水化処理剤から形成さ
れている。
【００６９】
【実施例】次に、実施例および比較例を挙げて、本発明
をさらに具体的に説明する。なお、本実施例および比較
例においては、親水化処理を行う熱交換器としてカーエ
バポレータを採用した。
【００７０】（実施例１）硝酸１０質量％（２．３Ｎ）
を含有する酸性洗浄剤を使用し、この酸性洗浄剤を６５
℃に温めた浴中に、カーエバポレータを４分間浸漬し、
引き上げた後に水道水で十分に洗浄した。さらに、この
カーエバポレータを、クロム酸クロメート（アルサーフ
６００ＬＮ２、日本ペイント社製）を５０℃に温めた浴
中に同じく９０秒間浸漬し、その後水道水で十分に洗浄
した。
【００７１】次に、このカーエバポレータを、下記親水
化処理剤の２０℃の浴に１分間浸漬、引き上げた後、到
達温度１８０℃で５分間加熱乾燥して、皮膜量１ｇ／ｍ
２の親水化処理エバポレータを完成した。なお、酸性洗
浄剤ならびに化成処理剤の種類、および親水化処理剤の
組成を表１に示す。
【００７２】＜親水化処理剤の調製＞ポリビニルアルコ
ール（ケン化度９８％以上）粉末２５質量部を純水９５
０質量部に溶解させた水溶液中へ、ヒュームドシリカ
（平均粒径４０ｎｍ）２５質量部を添加して攪拌し、凝
集物を形成させた。次に、この凝集物を超音波分散機
（日本精機製作所製の超音波ホモジナイザー）を使用し
て強制的に分散させ、平均粒径５００ｎｍのポリビニル
アルコール被覆シリカ微粒子の分散液を得た。更に抗菌
剤としてジンクピリチオンを１０ｐｐｍの濃度となるよ
うにこの水媒体中に添加して親水化処理剤を得た。な
お、平均粒子径の測定は、得られた親水化処理剤の一部
を脱イオン水で希釈し、動的光散乱測定機（ＥＬＳ−８
００、大塚電子社製）により測定した。
【００７３】上記親水処理化エバポレータの親水持続
性、臭気および耐食性を下記方法で評価し、その結果を
表２に示した。
【００７４】［評価］ ＜親水持続性＞親水処理化エバポレータを水に浸漬し、
５００時間経過後に水滴との接触角を測定した。接触角
が３０°以下であれば親水性は確保されており、２０°
以下であれば優秀である。
【００７５】＜臭気＞親水処理化エバポレータを水に浸
漬し、５００時間経過後に臭いを嗅いで５段階評価し
た。 ０点……………無臭 １点……………やっとかすかに臭いを感じる ２点……………らくに臭いを感じる ３点……………明らかに臭いを感じる ４点……………強く臭いを感じる ５点……………非常に強く臭いを感じる
【００７６】＜耐食性＞親水処理化エバポレータをＪＩ
Ｓ Ｚ ２３７１に準拠した５％塩水噴霧試験（２４０
時間）に付し、白錆発生率を算出した。なお、白錆発生
率は、カーエバポレータ表面の白錆発生比率を目視にて
概算することにより評価した。
【００７７】（実施例２〜７、比較例１〜５）酸性洗浄
剤、化成処理剤および親水化処理剤を、表１に示す処方
に変更した以外は実施例１と同様にして、親水処理化エ
バポレータを得た。これらの評価結果を表２に示す。
【００７８】
【表１】
【００７９】
【表２】
【００８０】表２の内容から明らかなように、本実施例
で得られた親水処理化エバポレータは、５００時間水浸
漬後にも水滴との接触角は２０°前後を維持しており、
親水持続性に優れていた。また臭気は、５００時間水浸
漬後であっても僅かに臭う程度であった。
【００８１】（実施例８、比較例６）
【００８２】実施例８、比較例６においては、ノンクロ
ムのジルコニウム系化成処理剤を用いる場合における、
鉄塩を含有する酸性洗浄剤の効果を確認した。酸性洗浄
剤、化成処理剤および親水化処理剤を、表３に示す処方
に変更し、化成処理の条件を、水媒体にジルコニウムイ
オンが１００ｐｐｍの濃度で含まれる処理剤を５０℃に
温めた浴中にカーエバポレータを９０秒間浸漬し、その
後水道水で十分に洗浄することとした以外は実施例１と
同様にして、親水処理化エバポレータを得た。これらの
評価結果を表４に示す。
【００８３】
【表３】
【００８４】
【表４】
【００８５】実施例８と比較例６との比較から判るよう
に、鉄塩を含む酸性洗浄剤を使用すると、化成処理剤に
クロムを含まなくとも２４０時間塩水噴霧後の白錆発生
率を抑制することができ、優秀な耐食性を示した。
【００８６】
【発明の効果】本発明の親水化処理方法は、化成処理を
行う前に酸洗処理を行うので、ろう材の偏析物を十分に
清浄化することができ、化成処理において化成皮膜を強
固にかつ均一に形成することが可能となる。従って、熱
交換器の耐食性が大幅に改善されるととともに、白錆に
起因する悪臭を防止することが可能となる。
【００８７】また、本発明の親水化処理方法は、ビニル
アルコール系重合体によって被覆されたシリカ微粒子を
含有する親水化処理剤で親水化皮膜を形成するので、シ
リカ微粒子の凹凸によって親水性を確保することができ
る。また、長期間使用後に親水化皮膜が多少劣化して
も、被覆されているシリカ微粒子は、直接露出したり凝
縮水によって流出する可能性が少ない。そのため親水持
続性が高く、また、シリカ特有の埃臭や、シリカの吸着
によるバクテリア等の臭いも発生しにくい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ１１Ｄ 7/26 Ｃ１１Ｄ 7/26 17/00 17/00 17/08 17/08 Ｃ２３Ｃ 22/00 Ｃ２３Ｃ 22/00 Ｚ 22/24 22/24 22/33 22/33 22/43 22/43 Ｆ２８Ｆ 13/18 Ｆ２８Ｆ 13/18 Ｂ // Ｂ６０Ｈ 1/32 ６１３ Ｂ６０Ｈ 1/32 ６１３Ｃ (72)発明者 中川 信太郎 栃木県小山市犬塚１丁目480番地 昭和 電工株式会社 (72)発明者 松川 真彦 東京都品川区南品川４丁目１番15号 日 本ペイント株式会社内 (72)発明者 印部 俊雄 東京都品川区南品川４丁目１番15号 日 本ペイント株式会社内 (72)発明者 吉田 龍生 東京都品川区南品川４丁目１番15号 日 本ペイント株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−278464（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 22/78 C09D 5/02 C09D 129/04 C11D 7/08 C11D 7/10 C11D 7/26 C11D 17/00 C11D 17/08 C23C 22/00 C23C 22/24 C23C 22/33 C23C 22/43 F28F 13/18

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アルミニウム材からなる熱交換器に化成処
    理を行う前に、硝酸、硫酸、及びフッ酸からなる群より
    選択される少なくとも１の酸と、鉄塩とを含有する酸性
    洗浄剤に前記熱交換器を接触させることによって洗浄処
    理を行うことを特徴とする熱交換器の酸洗方法。
  2. 【請求項２】前記鉄塩が、硫酸鉄、硝酸鉄、酢酸鉄、ま
    たは塩酸鉄である請求項１に記載の酸洗方法。
  3. 【請求項３】前記酸性洗浄剤が、鉄塩を０．０１から５
    質量％含有する酸性洗浄剤である請求項１又は２に記載
    の酸洗方法。
  4. 【請求項４】前記洗浄処理が、前記酸性洗浄剤に１０か
    ら８５℃、３０秒から５分の条件で前記熱交換器を接触
    させる洗浄処理である請求項３に記載の酸洗方法。
  5. 【請求項５】前記熱交換器がろう付け部を有する熱交換
    器である請求項１から４のいずれか一項に記載の酸洗方
    法。
  6. 【請求項６】前記熱交換器がカーエバポレータである熱
    交換器である請求項１から５のいずれか一項に記載の酸
    洗方法。
  7. 【請求項７】熱交換器を予め請求項１から４のいずれか
    一項に記載の酸洗方法により洗浄処理を行った後、クロ
    ム酸クロメート処理剤、リン酸クロメート処理剤、ジル
    コニウム系処理剤により化成皮膜を形成する化成処理を
    行い、その後、以下の親水化処理剤を使用して、皮膜量
    が０．１から３ｇ／ｍ２となるように親水化処理を行う
    ことを特徴とする熱交換器の親水化処理方法。 親水化処理剤：水媒体中にシリカ微粒子およびビニルア
    ルコール系重合体を含有し、このシリカ微粒子とビニル
    アルコール系重合体との質量比が３０：７０から７０：
    ３０、両者の合計含有量が０．２から２５質量％である
    親水化処理剤であって、前記シリカ微粒子は前記ビニル
    アルコール系重合体で被覆され、平均粒子径５から１０
    ００ｎｍの被覆粒子の状態で水媒体中に分散されている
    親水化処理剤。
  8. 【請求項８】熱交換器を予め請求項１から４のいずれか
    一項に記載の酸洗方法により洗浄処理を行った後、ジル
    コニウム系処理剤により化成皮膜を形成する化成処理を
    行い、その後、以下の親水化処理剤を使用して、皮膜量
    が０．１から３ｇ／ｍ２となるように親水化処理を行う
    ことを特徴とする熱交換器の親水化処理方法。 親水化処理剤：水媒体中にシリカ微粒子およびビニルア
    ルコール系重合体を含有し、このシリカ微粒子とビニル
    アルコール系重合体との質量比が３０：７０から７０：
    ３０、両者の合計含有量が０．２から２５質量％である
    親水化処理剤であって、前記シリカ微粒子は前記ビニル
    アルコール系重合体で被覆され、平均粒子径５から１０
    ００ｎｍの被覆粒子の状態で水媒体中に分散されている
    親水化処理剤。
  9. 【請求項９】前記親水化処理剤が、アミド基および／ま
    たはフェノール基を有する有機物からなる臭気抑制剤を
    含む親水化処理剤である請求項７又は８に記載の親水化
    処理方法。
  10. 【請求項１０】前記親水化処理剤が、抗菌剤を含む親水
    化処理剤である請求項７から９のいずれか一項に記載の
    親水化処理方法。
  11. 【請求項１１】前記熱交換器がカーエバポレータである
    請求項７から１０のいずれか一項に記載の熱交換器の親
    水化処理方法。
  12. 【請求項１２】請求項７から１１のいずれか一項に記載
    の処理方法で親水化処理されたことを特徴とする熱交換
    器。
  13. 【請求項１３】アルミニウム材からなる熱交換器に化成
    処理を行う前に洗浄処理を行うための酸性洗浄剤であっ
    て、 硝酸、硫酸、フッ酸からなる群より選択される少なくと
    も１の酸と、鉄塩とを含有することを特徴とする熱交換
    器の酸性洗浄剤。
  14. 【請求項１４】前記鉄塩が、硫酸鉄、硝酸鉄、酢酸鉄、
    または塩酸鉄である請求項１３に記載の酸性洗浄剤。
  15. 【請求項１５】前記鉄塩の含有率が０．０１から５質量
    ％である請求項１３又は１４に記載の酸性洗浄剤。
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