熱交換器用アルミニウムフィン材及びそれを用いた熱交換器
【課題】光を当てることにより優れた防汚染性を長期間維持することができると共に、プレス加工等の成形時に金型に悪影響を与えることのない熱交換器用アルミニウムフィン材及び熱交換器を提供すること。
【解決手段】アルミニウムよりなる基板２と、基板２の表面に、親水性塗膜３を形成してなる熱交換器用のアルミニウムフィン材１である。親水性塗膜３は、基材樹脂３２中に、酸化チタンよりなる光触媒粒子が複数凝集してなると共に、その外径が円相当径においてφ２μｍ以上であり、且つ、上記親水性塗膜の膜厚以上である光触媒粒子集合体３１を含有してなる。親水性塗膜３表面に占める光触媒粒子集合体３１の面積率が３〜２０％である。
【解決手段】アルミニウムよりなる基板２と、基板２の表面に、親水性塗膜３を形成してなる熱交換器用のアルミニウムフィン材１である。親水性塗膜３は、基材樹脂３２中に、酸化チタンよりなる光触媒粒子が複数凝集してなると共に、その外径が円相当径においてφ２μｍ以上であり、且つ、上記親水性塗膜の膜厚以上である光触媒粒子集合体３１を含有してなる。親水性塗膜３表面に占める光触媒粒子集合体３１の面積率が３〜２０％である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換機用アルミニウムフィン材及びそれを用いた熱交換器に関する。なお、本明細書中の「アルミニウム」は、アルミニウムを主体とする金属及び合金の総称であり、純アルミニウム及びアルミニウム合金を含む概念である。
【背景技術】
【０００２】
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、オイルクーラーあるいはラジエータ等の種々の分野に利用されている。空調機や冷蔵庫における熱交換器としては、多数のプレートフィンとチューブとを組み合わせて構成されるプレートフィンチューブ熱交換器が多用されている。
【０００３】
従来、上記プレートフィンには、軽量で熱伝導性及び加工性に優れていることからアルミニウムが使用されている。上記プレートフィンは、アルミニウム板よりなる熱交換器用フィン材に、上記チューブを挿通して固定するための１〜４ｍｍ程度の高さのフィンカラー部をプレス加工して作製する。このクロスフィンチューブ熱交換器を構成するクロスフィンチューブは、空気側のアルミニウムからなるフィン材と、冷媒側の銅又は銅合金からなる冷媒配管とから構成されている。
【０００４】
通常、上記プレートフィンチューブ熱交換器は、密に設けられたプレートフィン同士の隙間に凝縮水が留まると、送風時の抵抗が大きくなり、熱交換器特性が低下する。そのため、アルミニウム板よりなる上記熱交換器用フィン材の表面には、熱交換器の性能を維持するために、水滴落下性を向上させたり、水滴を水膜状に広がらせることを目的として、
親水性が向上する表面処理を施している。
【０００５】
しかしながら、これらの表面処理を施した熱交換器用フィン材でも、ある期間使用すると表面に汚れが付着し、親水性が低下してしまう。そのため、定期的に洗浄しないと熱交換器特性が維持できない。特に、車や人通りが多く汚れ易い環境で、業務用として連続使用されている場合には、頻繁に洗浄が必要となり問題となっている。
【０００６】
このような問題を解決するために、熱交換機用のフィン材について、超親水性によるセルフクリーニング効果を特徴とする酸化チタン等の光触媒を用いた技術（特許文献１〜４）が多く報告されている。
【０００７】
しかしながら、これらの技術は、熱伝導率が低下する、コストが高くなる、汚染物質が塗膜表面に付着した場合には、塗膜表面に親水基を出すことが困難になり、親水性が低下する、プレス加工等の成形時に金型に与えるダメージが大きい等の問題があった。
従来の発明では、汚れにくく親水性が長期に持続でき、成形時に金型に悪影響を与えることがないものはなく、このような特性を有した熱交換器用フィン材の開発が渇望されていた。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２８３６９５号公報
【特許文献２】特開平９−２２９５８５号公報
【特許文献３】特開２０００−２５６５７９号公報
【特許文献４】特開２０００−２５６５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、光を照射することにより優れた防汚染性を長期間維持することができると共に、プレス加工等の成形時に金型に悪影響を与えることのない熱交換器用アルミニウムフィン材及び熱交換器を提供しようとするものである。なお、本明細書中の「光」は、酸化チタンを励起し得る波長の光であり、紫外光及び太陽光を含む概念である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、アルミニウムよりなる基板と、該基板の表面に親水性塗膜を形成してなる熱交換器用のアルミニウムフィン材であって、
上記親水性塗膜は、基材樹脂中に、酸化チタンよりなる光触媒粒子が複数凝集してなると共に、その外径が円相当径においてφ２μｍ以上であり、且つ、上記親水性塗膜の膜厚以上である光触媒粒子集合体を含有してなり、
上記親水性塗膜表面に占める上記光触媒粒子集合体の面積率が３〜２０％であることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材にある（請求項１）。
【００１１】
本発明の熱交換器用アルミニウムフィン材の最も注目すべき点は、表面に、酸化チタンよりなる特定のサイズを有する光触媒粒子集合体を所定量分散させた凹凸形状を有する親水性塗膜を形成する点にある。これにより、有機物等で汚染される環境で使用されても、光を照射することにより優れた防汚染性を長期間維持することができると共に、プレス加工等の成形時に金型に悪影響を与えることのない熱交換器用アルミニウムフィン材を提供することができる。
【００１２】
上記酸化チタンは、光を照射されると超親水性等の光触媒活性を発揮する。そして、上記酸化チタンよりなる光触媒粒子を複数凝集させることにより、光触媒活性効果を長期間発揮することが可能な光触媒粒子集合体を得ることができる。
また、上記熱交換器用アルミニウムフィン材は、表面に光触媒粒子集合体を含有する親水性塗膜を設ける。これにより、光を照射することにより、上記光触媒粒子集合体による優れた親水性が発現し、表面に汚れが付着し難い、付着しても容易に除去することができる等のセルフクリーニング効果を付与することができる。
【００１３】
また、上記親水性塗膜は、外径が円相当径においてφ２μｍ以上であり、且つ、外径が親水性塗膜の膜厚以上である光触媒粒子集合体を含有している。これにより、熱交換器用フィン材の表面に光触媒粒子集合体による凹凸を形成することができる。そのため、上記光触媒粒子集合体の露出面積を確保することができ、酸化チタンの光触媒活性効果を最大限に引き出すことができる。また、光触媒粒子集合体が露出しているため、光照射後に短時間で効果を発現させ、親水性を早く回復することができる。
また、光触媒粒子集合体自体で凹凸を形成することができるため、下地処理等で予め凹凸を設ける必要がなく、生産性の観点からも優れている。
【００１４】
また、上記光粒子集合体の含有率を３〜２０％とすることにより、成形時の加工時に金型等に影響を与えず、加工性を維持することができると共に、親水性を十分に得ることができる。
このように、本発明によれば、有機物等で汚染される環境で使用されても、光を当てることにより優れた防汚染性を長期間維持することができると共に、プレス加工等の成形時に金型に悪影響を与えることのない熱交換器用アルミニウムフィン材を得ることができる。
【００１５】
第２の発明は、金属からなる冷媒配管を、アルミニウムからなるフィンに設けられた円筒状のカラー部内に挿入配設することにより、上記冷媒配管と上記フィンとを一体的に組み付けてなるクロスフィンチューブからなる熱交換器であって、
上記フィンは、第１の発明に記載の熱交換器用アルミニウムフィン材を用いて形成されていることを特徴とする熱交換器にある（請求項１１）。
【００１６】
本発明の熱交換器は、上述したごとく、第１の発明の熱交換機用アルミニウムフィン材を用いている。そのため、有機物等で汚染される環境で使用されても、光を当てることにより、優れた親水性を長期間維持することができ、防汚染性に優れた熱交換器を、プレス加工等の成形時に金型に悪影響を与えずに得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
第１の発明の熱交換器用アルミニウムフィン材の上記親水性塗膜は、上述したごとく、基材樹脂中に、酸化チタンよりなる光触媒粒子が複数凝集してなると共に、その外径が円相当径においてφ２μｍ以上であり、且つ、上記親水性塗膜の膜厚以上である光触媒粒子集合体を含有してなる。
上記光触媒粒子集合体の外径が円相当径においてφ２μｍ未満あるいは、上記親水性塗膜の膜厚未満の場合には、フィン材表面に十分な凹凸が得られず、光照射後の親水性回復が困難であるという問題がある。
【００１８】
また、フィン成形時の金型の摩耗や、光触媒粒子集合体の保持の観点から、上記光触媒粒子集合体の外径は、５０μｍ以下であることが好ましい。
また、上記光触媒粒子集合体の外径の平均は２〜３０μｍであることが好ましく、さらに好ましくは５〜２５μｍである。
上記光触媒粒子集合体の外径は、親水性塗膜の表面を真上から１０００倍に拡大して観察し、光触媒粒子集合体の面積から、円相当径で求めることができる。
【００１９】
また、上記親水性塗膜表面に占める上記光触媒粒子集合体の面積率が３〜２０％である。
上記親水性塗膜表面に占める上記光触媒粒子集合体の面積率が３％未満の場合には、凹凸が少なく、光触媒粒子集合体の存在率が低くなるため、光照射後に十分な親水性を得られないという問題がある。一方、上記面積率が２０％を超える場合には、フィン形状に成形する際に、金型に悪影響を与えるおそれがあり、実用的でない。
従って、好ましくは、上記親水性塗膜表面に占める上記光触媒粒子集合体の面積率は５〜２０％がよい（請求項２）。より好ましくは１０〜１５％である。
【００２０】
上記親水性塗膜表面に占める上記光触媒粒子集合体の面積率は、１００μｍ×１００μｍの視野範囲で、φ２μｍ以上の光触媒粒子集合体の面積の合計を求めて、視野範囲に占める割合を算出することにより求める。
【００２１】
また、上記親水性塗膜中の光触媒粒子集合体の分散程度は、使用する光触媒粒子の粒子サイズ、添加量、塗膜組成物、添加剤等を調製や、機械攪拌機の攪拌時間を調整すること等によりコントロールすることが可能である。
【００２２】
また、上記親水性塗膜の上記基材樹脂は、親水性樹脂であることが好ましい（請求項３）。
上記親水性塗膜の上記機材樹脂としては、特に限定されるものではないが、基材樹脂自体が親水性を有することが好ましい。上記基材樹脂として親水性樹脂を用いる場合には、より優れた親水性を有する親水性塗膜とすることができる。
【００２３】
上記親水性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
【００２４】
また、上記親水性塗膜の膜厚は、０．５〜５μｍであることが好ましい（請求項４）。
コスト、伝熱性等の観点から、上記親水性塗膜の膜厚は上記範囲であることがより好ましい。
ここで、上記膜厚とは、光触媒粒子集合体が存在しない部分の厚みをいう。
【００２５】
上記親水性塗膜の膜厚が０．５μｍ未満の場合には、親水性塗膜が光触媒粒子集合体を保持できず、光触媒粒子集合体の脱落がみられるおそれがあり、一方、上記親水性塗膜の膜厚が５μｍを超える場合には、光触媒粒子集合体が親水性塗膜表面に露出する確率が低くなり、親水性回復効果が得られ難くなるおそれがある。上記親水性塗膜の膜厚は、好ましくは０．７〜１０μｍ、さらに好ましくは、０．７〜１．５μｍである。
【００２６】
また、上記基板と上記親水性塗膜との間に、下地処理層が形成されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記基板と上記親水性塗膜との密着性を向上することができる。
【００２７】
上記下地処理層としては、リン酸クロメート、クロム酸クロメート等のクロメート処理、また、クロム化合物以外のリン酸チタン、リン酸ジルコニウム、リン酸モリブデン、リン酸亜鉛、酸化チタン、酸化ジルコニウム等のノンクロメート処理等の化学皮膜処理（化成処理）により得られる皮膜がある。化学皮膜処理方法には、反応型及び塗布型があるが、本発明においては、いずれの手法が採用されてもよい。
【００２８】
また、上記親水性塗膜の下層には、プライマー層が形成されていることが好ましい（請求項６）。
上記プライマー層は、下地処理層が形成されていない場合には、上記親水性塗膜と上記基板との間に形成され、下地処理層が形成されている場合には、上記親水性塗膜と上記下地処理層との間に形成さる。
【００２９】
上記プライマー層が形成されている場合には、熱交換器用アルミニウムフィン材に耐食性を付与することができると共に、上記親水性塗膜と、基板あるいは下地処理層との密着性を向上することができる。
【００３０】
上記プライマー層を構成する材料としては、例えば、ポリビニルアルコール樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、上記プライマー層の膜厚は、コスト、伝熱性等の観点から、０．５〜３ｍｍであることが好ましい。
【００３１】
また、上記親水性塗膜の表面に、ポリエチレングリコールからなる水溶性表面層が形成されていることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記熱交換機用アルミニウムフィン材を、フィンにプレス加工する際に、優れたプレス加工性を有することができる。
この水溶性表面層は、プレス加工時に上記親水性塗膜の表面に形成されているが、水溶性であり、流れ去るため、上記親水性塗膜の効果を妨げることはない。
【００３２】
また、上記光触媒粒子の平均粒径は、２００ｎｍ未満であることが好ましい（請求項８）。
上記光触媒粒子の平均粒径が２００ｎｍを超える場合には、十分な表面積が確保できず、光照射後に、酸化チタンの超親水性効果を十分に得られず、親水性によるセルフクリーニング効果が十分に発揮できないおそれがある。
【００３３】
上記光触媒粒子の平均粒径は、より好ましくは５〜１００ｎｍである（請求項９）。
上記光触媒粒子の平均粒径が５ｎｍ未満である場合には、光触媒粒子が非常に高価であり、使用が実用的でない。さらに好ましくは、上記光触媒粒子の平均粒径は、５〜２０ｎｍである（請求項１０）。
【実施例】
【００３４】
（実施例１）
本例は、本発明の熱交換器用アルミニウムフィン材にかかる実施例について説明する。
本例の熱交換器用アルミニウムフィン材は、図１に示すごとく、アルミニウムよりなる基板２と、該基板２の表面に親水性塗膜３を形成してなる。
上記親水性塗膜３は、基材樹脂３２中に、酸化チタンよりなる光触媒粒子が複数凝集してなると共に、その外径が円相当径においてφ２μｍ以上であり、且つ、上記親水性塗膜３の膜厚以上である光触媒粒子集合体３１を含有してなる。
以下、これを詳説する。
【００３５】
本例では、表１、表２に示すごとく、本発明の実施例として、複数種類の熱交換器用アルミニウムフィン材（試料Ｅ１〜試料Ｅ１７）と、表２に示すごとく、本発明の比較例として、複数種類の熱交換器用アルミニウムフィン材（試料Ｃ１〜試料Ｃ４）を作製し、各種性能の比較試験を行った。
【００３６】
各実施例及び比較例の熱交換器用アルミニウムフィン材における、塗膜を構成する樹脂の種類、塗膜の膜厚、光触媒粒子集合体を構成する光触媒粒子の種類、外径が円相当径においてφ２μｍ以上である光触媒粒子集合体が塗膜表面に占める光触媒粒子集合体の面積率、第２塗膜を形成する樹脂の種類、第２塗膜の膜厚については、表１及び表２に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
表１、表２の記号について説明する。
Ａ１：ポリビニルアルコール樹脂、
Ａ２：アクリル樹脂、
Ａ３：エポキシ樹脂、
Ａ４：ウレタン樹脂、
Ａ５：ポリアミド樹脂、
Ｂ１：石原産業株式会社製のＳＴ０１（粒径７ｎｍ）、
Ｂ２：エコデバイス株式会社製のＢＡ−ＰＷ２５（粒径１５ｎｍ）、
Ｂ３：石原産業株式会社製のＳＴ２１（粒径２０ｎｍ）、
Ｂ４：石原産業株式会社製のＳＴ４１（粒径２００ｎｍ）、
Ｂ５：関東化学株式会社製の試薬 鹿１級（粒径２００ｎｍ）、
Ｃ１：ポリビニルアルコール樹脂、
Ｃ２：シリコーン、
Ｃ３：アクリル樹脂、
Ｃ４：エポキシ樹脂、
Ｃ５：ウレタン樹脂、
Ｃ６：ポリアミド樹脂。
【００４０】
上記熱交換機用アルミニウムフィン材１の作製方法を説明する。まず、基板２として、ＪＩＳ Ａ １２００、厚み０．１１０ｍｍのアルミニウム板を準備した。この基板２を、市販の強アルカリ脱脂剤（日本ペイント株式会社製のＥＣ７６０）の２％溶液中に、６０℃の温度にて、３０秒間浸漬することにより脱脂処理を行った。その後、水道水中に１５秒間浸漬して水洗いを行った。
【００４１】
次に、基板２を、市販のリン酸クロメート処理剤（日本パーカライジング株式会社製のアルクロム７０２ＳＫ／ＡＣＫの１．２％／０．２％溶液）中に４５℃の温度にて、２０秒間浸漬することによって化成処理を実施した。その後、水道水中に１５秒間浸漬して水洗いを行った後、６０℃の温風で２０分間加熱することにより乾燥し、基板２の表面に下地処理層４を形成した。
【００４２】
その後、必要に応じて、上記下地処理層４の表面にプライマー塗料をバーコーターを用いて塗装し、２４０℃で２０秒間焼き付けを行うことにより、表１に示すプライマー層を形成した。
【００４３】
そして、上記下地処理層４あるいは上記プライマー層の表面に、親水性塗膜用塗料をバーコーターを用いて塗布し、２４０℃で１０秒間焼き付けて、表１、表２に示す親水性塗膜３を形成した。これにより、本発明の実施例及び比較例にかかる熱交換器用アルミニウムフィン材１（試料Ｅ１〜試料Ｅ１７及び試料Ｃ１〜試料Ｃ４）を作製した。
【００４４】
上記親水性塗膜用塗料は、表１、表２に示す樹脂に同記載の光触媒粒子（酸化チタン）を添加し、ホモジナイザー（特殊機化工業性ホモミキサー マークII）を用いて５０００ｒｐｍで２〜１０分間攪拌し、親水性塗膜用塗料中の光触媒粒子集合体のサイズをコントロールしたものを塗布した。
【００４５】
φ２μｍ以上の光触媒粒子集合体３１の面積率は、親水性塗膜３表面を×１０００倍の倍率で観察し、１０視野中に含まれるφ２μｍ以上の光触媒粒子集合体３を観察、計数し、占有面積を算出することにより求めた。観察には、日本電子製の走査型顕微鏡 ＦＥ−ＳＥＭ Ｓ−５００を用いた。
【００４６】
また、図２に、本発明の実施例としての試料Ｅ２の表面形態写真を示す。また、比較のために、本発明の比較例としての試料Ｃ１の表面形態写真を示す。図２及び図３は、走査型電子顕微鏡によるものである。
【００４７】
次に、上記実施例（試料Ｅ１〜試料Ｅ１７）及び上記比較例（試料Ｃ１〜試料４）を用いて、各種試験を次のように行った。
本発明の熱交換器用アルミニウムフィン材は、有機物で汚染される環境で使用されても、光を当てることにより、優れた親水性を長期間維持することを課題としている。
【００４８】
＜親水性維持性評価試験＞
親水性維持性は、汚染試験前、汚染試験後、光照射後の熱交換器用アルミニウムフィン材について、接触角測定試験を行うことにより評価した。
上記汚染試験は、図４に示す器具５を用いて行った。密封瓶５１中で、アルミ皿５２の上に汚染物質５３を配置した。汚染物質としては、パルミチン酸を用いた。そして、汚染物質５３の上方に熱交換器用アルミニウムフィン材１が位置するように、ガラス棒５４、スペーサ５５、テフロン（登録商標）スタンド５６を用いて熱交換器用アルミニウムフィン材１を配置した。
熱交換器用アルミニウムフィン材１を汚染物質５３中に暴露し、９０℃に設定したオーブン中に一日放置した。
【００４９】
上記光照射は、汚染試験後の熱交換器用アルミニウム合金板１表面に、スペクトロニクス社製ＵＶ光照射装置スペクトロラインＥＮ１６０Ｌ／Ｊを用いて、強度３．５Ｗ／ｍ2の紫外光を２４時間照射した。
【００５０】
上記接触角測定試験は、図５に示すように、汚染試験前、汚染試験後、光照射後の熱交換器用アルミニウムフィン材１それぞれについて、表面に２μＬの水滴６を滴下し、熱交換器用アルミニウムフィン材１表面と水滴６との接点における接線Ｋと熱交換器用アルミニウムフィン材１表面とのなす角θを測定し、接触角とした。評価が○の場合を合格、評価が×の場合を不合格とする。結果を表３及び表４に示す。
（評価基準）
◎：光照射後の接触角が２５°以下の場合。
○：光照射後の接触角が２５°超え４０°以下の場合。
×：光照射後の接触角が４０°を超える場合。
【００５１】
＜金属摩耗性試験＞
金属摩耗性は、図６に示すように、上刃７１／下刃７２の組合せで、熱交換器用アルミニウムフィン材１を押し切り切断することを繰り返し、１０万回繰り返した後の刃の減少量を重量で測定した。各試料について、光触媒粒子集合体を含有していない場合についても同等に行い、その時の刃の重量減少量を１として比較し、金属摩耗性を評価した。評価が○の場合を合格、評価が×の場合を不合格とする。結果を表３及び表４にしめす。
【００５２】
（評価基準）
○：重量減少量が１．２以下の場合。
×：重量減少量が１．２を超える場合。
【００５３】
【表３】
【００５４】
【表４】
【００５５】
表３より知られるごとく、本発明の実施例としての試料Ｅ１〜試料Ｅ１７は、親水性維持性、金属摩耗性のいずれの評価においても良好な結果を示した。これより、本発明の熱交換機用アルミニウムフィン材は、有機物で汚染される環境で使用されても、光を当てることにより優れた防汚染性を長期間維持することができると共に、悪影響を与えることなくプレス加工等の成形を行うことができることがわかる。
【００５６】
また、本発明の実施例としての試料Ｅ４及び試料Ｅ５は、光触媒粒子の粒径が本発明の好ましい範囲の上限を上回るため、好ましい範囲内にある試料と比較すると紫外光照射後の親水性回復効果が低かった。
これより、上記光触媒粒子の平均粒径は、２００ｎｍ未満であることが好ましいことが分かる。
【００５７】
また、表４より知られるごとく、本発明の比較例としての試料Ｃ１は、塗膜が光触媒粒子集合体を含有していないため、紫外線照射後に親水性が回復せず、親水性維持性が不合格であった。
また、本発明の比較例としての試料Ｃ２は、光触媒粒子集合体の面積率が、本発明の下限を下回るため、紫外光照射後に親水性が回復せず、親水性維持性が不合格であった。
【００５８】
また、本発明の比較例としての試料Ｃ３は、光触媒粒子集合体の面積率が本発明の上限を上回るため、金属摩耗性が不合格であった。
【００５９】
また、本発明の比較例としての試料Ｃ４は、光触媒粒子集合体の面積率が本発明の上限を上回り、光触媒粒子の粒径が本発明の好ましい範囲の上限を上回るため、金型摩耗性が不合格であった。
【００６０】
（実施例２）
本例は、図７及び図８に示すごとく、銅合金からなる冷媒配管８２を、アルミニウムからなるフィン１１に設けられた円筒状のカラー部１２内に挿入配設することにより上記冷媒配管８２と上記フィン１１とを一体的に組み付けてなるクロスフィンチューブ８１からなる熱交換器８である。
上記フィン１１は、本発明の熱交換器用アルミニウムフィン材を用いて形成されている。
【００６１】
熱交換器８を作製するにあたっては、具体的には、まず、熱交換器用アルミニウムフィン材に円筒状のカラー部１２をプレス成形し、フィン材１１とした。そして、フィン材１１に設けられた円筒状のカラー部１２内に上記冷媒配管８２を挿入した。次いで、冷媒配管８２を拡張し、フィン材１１と冷媒配管８２とを固着することによりクロスフィンチューブ８１を作製した。
熱交換器用アルミウムフィン材としては、上記実施例１の試料Ｅ１を用いた。冷媒配管８２に用いる銅合金としては、φ６．３５ｍｍの内面溝付き管を用いた。
【００６２】
実施例２の熱交換器８は、フィン材１１として、上述した、優れた防汚染性を長期間維持することができると共にプレス加工等の成形時に金型に悪影響を与えることのない熱交換器用アルミニウムフィン材（試料Ｅ１）を用いるため、防汚染性や加工性の点で非常に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１における、熱交換機用アルミニウムフィン材を示す説明図。
【図２】実施例１における、熱交換器用アルミニウムフィン材の表面を示す表面形態写真図。
【図３】実施例１における、比較例の表面を示す表面形態写真図。
【図４】実施例１における、汚染試験を示す説明図。
【図５】実施例１における、接触角測定試験を示す説明図。
【図６】実施例１における、金属摩耗試験を示す説明図。
【図７】実施例２における、熱交換器を示す説明図。
【図８】実施例２における、クロスフィンチューブを示す断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１ 熱交換器用アルミニウムフィン材
２ 基板
３ 親水性塗膜
３１ 光触媒粒子集合体
３２ 基材樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換機用アルミニウムフィン材及びそれを用いた熱交換器に関する。なお、本明細書中の「アルミニウム」は、アルミニウムを主体とする金属及び合金の総称であり、純アルミニウム及びアルミニウム合金を含む概念である。
【背景技術】
【０００２】
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、オイルクーラーあるいはラジエータ等の種々の分野に利用されている。空調機や冷蔵庫における熱交換器としては、多数のプレートフィンとチューブとを組み合わせて構成されるプレートフィンチューブ熱交換器が多用されている。
【０００３】
従来、上記プレートフィンには、軽量で熱伝導性及び加工性に優れていることからアルミニウムが使用されている。上記プレートフィンは、アルミニウム板よりなる熱交換器用フィン材に、上記チューブを挿通して固定するための１〜４ｍｍ程度の高さのフィンカラー部をプレス加工して作製する。このクロスフィンチューブ熱交換器を構成するクロスフィンチューブは、空気側のアルミニウムからなるフィン材と、冷媒側の銅又は銅合金からなる冷媒配管とから構成されている。
【０００４】
通常、上記プレートフィンチューブ熱交換器は、密に設けられたプレートフィン同士の隙間に凝縮水が留まると、送風時の抵抗が大きくなり、熱交換器特性が低下する。そのため、アルミニウム板よりなる上記熱交換器用フィン材の表面には、熱交換器の性能を維持するために、水滴落下性を向上させたり、水滴を水膜状に広がらせることを目的として、
親水性が向上する表面処理を施している。
【０００５】
しかしながら、これらの表面処理を施した熱交換器用フィン材でも、ある期間使用すると表面に汚れが付着し、親水性が低下してしまう。そのため、定期的に洗浄しないと熱交換器特性が維持できない。特に、車や人通りが多く汚れ易い環境で、業務用として連続使用されている場合には、頻繁に洗浄が必要となり問題となっている。
【０００６】
このような問題を解決するために、熱交換機用のフィン材について、超親水性によるセルフクリーニング効果を特徴とする酸化チタン等の光触媒を用いた技術（特許文献１〜４）が多く報告されている。
【０００７】
しかしながら、これらの技術は、熱伝導率が低下する、コストが高くなる、汚染物質が塗膜表面に付着した場合には、塗膜表面に親水基を出すことが困難になり、親水性が低下する、プレス加工等の成形時に金型に与えるダメージが大きい等の問題があった。
従来の発明では、汚れにくく親水性が長期に持続でき、成形時に金型に悪影響を与えることがないものはなく、このような特性を有した熱交換器用フィン材の開発が渇望されていた。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２８３６９５号公報
【特許文献２】特開平９−２２９５８５号公報
【特許文献３】特開２０００−２５６５７９号公報
【特許文献４】特開２０００−２５６５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、光を照射することにより優れた防汚染性を長期間維持することができると共に、プレス加工等の成形時に金型に悪影響を与えることのない熱交換器用アルミニウムフィン材及び熱交換器を提供しようとするものである。なお、本明細書中の「光」は、酸化チタンを励起し得る波長の光であり、紫外光及び太陽光を含む概念である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、アルミニウムよりなる基板と、該基板の表面に親水性塗膜を形成してなる熱交換器用のアルミニウムフィン材であって、
上記親水性塗膜は、基材樹脂中に、酸化チタンよりなる光触媒粒子が複数凝集してなると共に、その外径が円相当径においてφ２μｍ以上であり、且つ、上記親水性塗膜の膜厚以上である光触媒粒子集合体を含有してなり、
上記親水性塗膜表面に占める上記光触媒粒子集合体の面積率が３〜２０％であることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材にある（請求項１）。
【００１１】
本発明の熱交換器用アルミニウムフィン材の最も注目すべき点は、表面に、酸化チタンよりなる特定のサイズを有する光触媒粒子集合体を所定量分散させた凹凸形状を有する親水性塗膜を形成する点にある。これにより、有機物等で汚染される環境で使用されても、光を照射することにより優れた防汚染性を長期間維持することができると共に、プレス加工等の成形時に金型に悪影響を与えることのない熱交換器用アルミニウムフィン材を提供することができる。
【００１２】
上記酸化チタンは、光を照射されると超親水性等の光触媒活性を発揮する。そして、上記酸化チタンよりなる光触媒粒子を複数凝集させることにより、光触媒活性効果を長期間発揮することが可能な光触媒粒子集合体を得ることができる。
また、上記熱交換器用アルミニウムフィン材は、表面に光触媒粒子集合体を含有する親水性塗膜を設ける。これにより、光を照射することにより、上記光触媒粒子集合体による優れた親水性が発現し、表面に汚れが付着し難い、付着しても容易に除去することができる等のセルフクリーニング効果を付与することができる。
【００１３】
また、上記親水性塗膜は、外径が円相当径においてφ２μｍ以上であり、且つ、外径が親水性塗膜の膜厚以上である光触媒粒子集合体を含有している。これにより、熱交換器用フィン材の表面に光触媒粒子集合体による凹凸を形成することができる。そのため、上記光触媒粒子集合体の露出面積を確保することができ、酸化チタンの光触媒活性効果を最大限に引き出すことができる。また、光触媒粒子集合体が露出しているため、光照射後に短時間で効果を発現させ、親水性を早く回復することができる。
また、光触媒粒子集合体自体で凹凸を形成することができるため、下地処理等で予め凹凸を設ける必要がなく、生産性の観点からも優れている。
【００１４】
また、上記光粒子集合体の含有率を３〜２０％とすることにより、成形時の加工時に金型等に影響を与えず、加工性を維持することができると共に、親水性を十分に得ることができる。
このように、本発明によれば、有機物等で汚染される環境で使用されても、光を当てることにより優れた防汚染性を長期間維持することができると共に、プレス加工等の成形時に金型に悪影響を与えることのない熱交換器用アルミニウムフィン材を得ることができる。
【００１５】
第２の発明は、金属からなる冷媒配管を、アルミニウムからなるフィンに設けられた円筒状のカラー部内に挿入配設することにより、上記冷媒配管と上記フィンとを一体的に組み付けてなるクロスフィンチューブからなる熱交換器であって、
上記フィンは、第１の発明に記載の熱交換器用アルミニウムフィン材を用いて形成されていることを特徴とする熱交換器にある（請求項１１）。
【００１６】
本発明の熱交換器は、上述したごとく、第１の発明の熱交換機用アルミニウムフィン材を用いている。そのため、有機物等で汚染される環境で使用されても、光を当てることにより、優れた親水性を長期間維持することができ、防汚染性に優れた熱交換器を、プレス加工等の成形時に金型に悪影響を与えずに得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
第１の発明の熱交換器用アルミニウムフィン材の上記親水性塗膜は、上述したごとく、基材樹脂中に、酸化チタンよりなる光触媒粒子が複数凝集してなると共に、その外径が円相当径においてφ２μｍ以上であり、且つ、上記親水性塗膜の膜厚以上である光触媒粒子集合体を含有してなる。
上記光触媒粒子集合体の外径が円相当径においてφ２μｍ未満あるいは、上記親水性塗膜の膜厚未満の場合には、フィン材表面に十分な凹凸が得られず、光照射後の親水性回復が困難であるという問題がある。
【００１８】
また、フィン成形時の金型の摩耗や、光触媒粒子集合体の保持の観点から、上記光触媒粒子集合体の外径は、５０μｍ以下であることが好ましい。
また、上記光触媒粒子集合体の外径の平均は２〜３０μｍであることが好ましく、さらに好ましくは５〜２５μｍである。
上記光触媒粒子集合体の外径は、親水性塗膜の表面を真上から１０００倍に拡大して観察し、光触媒粒子集合体の面積から、円相当径で求めることができる。
【００１９】
また、上記親水性塗膜表面に占める上記光触媒粒子集合体の面積率が３〜２０％である。
上記親水性塗膜表面に占める上記光触媒粒子集合体の面積率が３％未満の場合には、凹凸が少なく、光触媒粒子集合体の存在率が低くなるため、光照射後に十分な親水性を得られないという問題がある。一方、上記面積率が２０％を超える場合には、フィン形状に成形する際に、金型に悪影響を与えるおそれがあり、実用的でない。
従って、好ましくは、上記親水性塗膜表面に占める上記光触媒粒子集合体の面積率は５〜２０％がよい（請求項２）。より好ましくは１０〜１５％である。
【００２０】
上記親水性塗膜表面に占める上記光触媒粒子集合体の面積率は、１００μｍ×１００μｍの視野範囲で、φ２μｍ以上の光触媒粒子集合体の面積の合計を求めて、視野範囲に占める割合を算出することにより求める。
【００２１】
また、上記親水性塗膜中の光触媒粒子集合体の分散程度は、使用する光触媒粒子の粒子サイズ、添加量、塗膜組成物、添加剤等を調製や、機械攪拌機の攪拌時間を調整すること等によりコントロールすることが可能である。
【００２２】
また、上記親水性塗膜の上記基材樹脂は、親水性樹脂であることが好ましい（請求項３）。
上記親水性塗膜の上記機材樹脂としては、特に限定されるものではないが、基材樹脂自体が親水性を有することが好ましい。上記基材樹脂として親水性樹脂を用いる場合には、より優れた親水性を有する親水性塗膜とすることができる。
【００２３】
上記親水性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
【００２４】
また、上記親水性塗膜の膜厚は、０．５〜５μｍであることが好ましい（請求項４）。
コスト、伝熱性等の観点から、上記親水性塗膜の膜厚は上記範囲であることがより好ましい。
ここで、上記膜厚とは、光触媒粒子集合体が存在しない部分の厚みをいう。
【００２５】
上記親水性塗膜の膜厚が０．５μｍ未満の場合には、親水性塗膜が光触媒粒子集合体を保持できず、光触媒粒子集合体の脱落がみられるおそれがあり、一方、上記親水性塗膜の膜厚が５μｍを超える場合には、光触媒粒子集合体が親水性塗膜表面に露出する確率が低くなり、親水性回復効果が得られ難くなるおそれがある。上記親水性塗膜の膜厚は、好ましくは０．７〜１０μｍ、さらに好ましくは、０．７〜１．５μｍである。
【００２６】
また、上記基板と上記親水性塗膜との間に、下地処理層が形成されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記基板と上記親水性塗膜との密着性を向上することができる。
【００２７】
上記下地処理層としては、リン酸クロメート、クロム酸クロメート等のクロメート処理、また、クロム化合物以外のリン酸チタン、リン酸ジルコニウム、リン酸モリブデン、リン酸亜鉛、酸化チタン、酸化ジルコニウム等のノンクロメート処理等の化学皮膜処理（化成処理）により得られる皮膜がある。化学皮膜処理方法には、反応型及び塗布型があるが、本発明においては、いずれの手法が採用されてもよい。
【００２８】
また、上記親水性塗膜の下層には、プライマー層が形成されていることが好ましい（請求項６）。
上記プライマー層は、下地処理層が形成されていない場合には、上記親水性塗膜と上記基板との間に形成され、下地処理層が形成されている場合には、上記親水性塗膜と上記下地処理層との間に形成さる。
【００２９】
上記プライマー層が形成されている場合には、熱交換器用アルミニウムフィン材に耐食性を付与することができると共に、上記親水性塗膜と、基板あるいは下地処理層との密着性を向上することができる。
【００３０】
上記プライマー層を構成する材料としては、例えば、ポリビニルアルコール樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、上記プライマー層の膜厚は、コスト、伝熱性等の観点から、０．５〜３ｍｍであることが好ましい。
【００３１】
また、上記親水性塗膜の表面に、ポリエチレングリコールからなる水溶性表面層が形成されていることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記熱交換機用アルミニウムフィン材を、フィンにプレス加工する際に、優れたプレス加工性を有することができる。
この水溶性表面層は、プレス加工時に上記親水性塗膜の表面に形成されているが、水溶性であり、流れ去るため、上記親水性塗膜の効果を妨げることはない。
【００３２】
また、上記光触媒粒子の平均粒径は、２００ｎｍ未満であることが好ましい（請求項８）。
上記光触媒粒子の平均粒径が２００ｎｍを超える場合には、十分な表面積が確保できず、光照射後に、酸化チタンの超親水性効果を十分に得られず、親水性によるセルフクリーニング効果が十分に発揮できないおそれがある。
【００３３】
上記光触媒粒子の平均粒径は、より好ましくは５〜１００ｎｍである（請求項９）。
上記光触媒粒子の平均粒径が５ｎｍ未満である場合には、光触媒粒子が非常に高価であり、使用が実用的でない。さらに好ましくは、上記光触媒粒子の平均粒径は、５〜２０ｎｍである（請求項１０）。
【実施例】
【００３４】
（実施例１）
本例は、本発明の熱交換器用アルミニウムフィン材にかかる実施例について説明する。
本例の熱交換器用アルミニウムフィン材は、図１に示すごとく、アルミニウムよりなる基板２と、該基板２の表面に親水性塗膜３を形成してなる。
上記親水性塗膜３は、基材樹脂３２中に、酸化チタンよりなる光触媒粒子が複数凝集してなると共に、その外径が円相当径においてφ２μｍ以上であり、且つ、上記親水性塗膜３の膜厚以上である光触媒粒子集合体３１を含有してなる。
以下、これを詳説する。
【００３５】
本例では、表１、表２に示すごとく、本発明の実施例として、複数種類の熱交換器用アルミニウムフィン材（試料Ｅ１〜試料Ｅ１７）と、表２に示すごとく、本発明の比較例として、複数種類の熱交換器用アルミニウムフィン材（試料Ｃ１〜試料Ｃ４）を作製し、各種性能の比較試験を行った。
【００３６】
各実施例及び比較例の熱交換器用アルミニウムフィン材における、塗膜を構成する樹脂の種類、塗膜の膜厚、光触媒粒子集合体を構成する光触媒粒子の種類、外径が円相当径においてφ２μｍ以上である光触媒粒子集合体が塗膜表面に占める光触媒粒子集合体の面積率、第２塗膜を形成する樹脂の種類、第２塗膜の膜厚については、表１及び表２に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
表１、表２の記号について説明する。
Ａ１：ポリビニルアルコール樹脂、
Ａ２：アクリル樹脂、
Ａ３：エポキシ樹脂、
Ａ４：ウレタン樹脂、
Ａ５：ポリアミド樹脂、
Ｂ１：石原産業株式会社製のＳＴ０１（粒径７ｎｍ）、
Ｂ２：エコデバイス株式会社製のＢＡ−ＰＷ２５（粒径１５ｎｍ）、
Ｂ３：石原産業株式会社製のＳＴ２１（粒径２０ｎｍ）、
Ｂ４：石原産業株式会社製のＳＴ４１（粒径２００ｎｍ）、
Ｂ５：関東化学株式会社製の試薬 鹿１級（粒径２００ｎｍ）、
Ｃ１：ポリビニルアルコール樹脂、
Ｃ２：シリコーン、
Ｃ３：アクリル樹脂、
Ｃ４：エポキシ樹脂、
Ｃ５：ウレタン樹脂、
Ｃ６：ポリアミド樹脂。
【００４０】
上記熱交換機用アルミニウムフィン材１の作製方法を説明する。まず、基板２として、ＪＩＳ Ａ １２００、厚み０．１１０ｍｍのアルミニウム板を準備した。この基板２を、市販の強アルカリ脱脂剤（日本ペイント株式会社製のＥＣ７６０）の２％溶液中に、６０℃の温度にて、３０秒間浸漬することにより脱脂処理を行った。その後、水道水中に１５秒間浸漬して水洗いを行った。
【００４１】
次に、基板２を、市販のリン酸クロメート処理剤（日本パーカライジング株式会社製のアルクロム７０２ＳＫ／ＡＣＫの１．２％／０．２％溶液）中に４５℃の温度にて、２０秒間浸漬することによって化成処理を実施した。その後、水道水中に１５秒間浸漬して水洗いを行った後、６０℃の温風で２０分間加熱することにより乾燥し、基板２の表面に下地処理層４を形成した。
【００４２】
その後、必要に応じて、上記下地処理層４の表面にプライマー塗料をバーコーターを用いて塗装し、２４０℃で２０秒間焼き付けを行うことにより、表１に示すプライマー層を形成した。
【００４３】
そして、上記下地処理層４あるいは上記プライマー層の表面に、親水性塗膜用塗料をバーコーターを用いて塗布し、２４０℃で１０秒間焼き付けて、表１、表２に示す親水性塗膜３を形成した。これにより、本発明の実施例及び比較例にかかる熱交換器用アルミニウムフィン材１（試料Ｅ１〜試料Ｅ１７及び試料Ｃ１〜試料Ｃ４）を作製した。
【００４４】
上記親水性塗膜用塗料は、表１、表２に示す樹脂に同記載の光触媒粒子（酸化チタン）を添加し、ホモジナイザー（特殊機化工業性ホモミキサー マークII）を用いて５０００ｒｐｍで２〜１０分間攪拌し、親水性塗膜用塗料中の光触媒粒子集合体のサイズをコントロールしたものを塗布した。
【００４５】
φ２μｍ以上の光触媒粒子集合体３１の面積率は、親水性塗膜３表面を×１０００倍の倍率で観察し、１０視野中に含まれるφ２μｍ以上の光触媒粒子集合体３を観察、計数し、占有面積を算出することにより求めた。観察には、日本電子製の走査型顕微鏡 ＦＥ−ＳＥＭ Ｓ−５００を用いた。
【００４６】
また、図２に、本発明の実施例としての試料Ｅ２の表面形態写真を示す。また、比較のために、本発明の比較例としての試料Ｃ１の表面形態写真を示す。図２及び図３は、走査型電子顕微鏡によるものである。
【００４７】
次に、上記実施例（試料Ｅ１〜試料Ｅ１７）及び上記比較例（試料Ｃ１〜試料４）を用いて、各種試験を次のように行った。
本発明の熱交換器用アルミニウムフィン材は、有機物で汚染される環境で使用されても、光を当てることにより、優れた親水性を長期間維持することを課題としている。
【００４８】
＜親水性維持性評価試験＞
親水性維持性は、汚染試験前、汚染試験後、光照射後の熱交換器用アルミニウムフィン材について、接触角測定試験を行うことにより評価した。
上記汚染試験は、図４に示す器具５を用いて行った。密封瓶５１中で、アルミ皿５２の上に汚染物質５３を配置した。汚染物質としては、パルミチン酸を用いた。そして、汚染物質５３の上方に熱交換器用アルミニウムフィン材１が位置するように、ガラス棒５４、スペーサ５５、テフロン（登録商標）スタンド５６を用いて熱交換器用アルミニウムフィン材１を配置した。
熱交換器用アルミニウムフィン材１を汚染物質５３中に暴露し、９０℃に設定したオーブン中に一日放置した。
【００４９】
上記光照射は、汚染試験後の熱交換器用アルミニウム合金板１表面に、スペクトロニクス社製ＵＶ光照射装置スペクトロラインＥＮ１６０Ｌ／Ｊを用いて、強度３．５Ｗ／ｍ2の紫外光を２４時間照射した。
【００５０】
上記接触角測定試験は、図５に示すように、汚染試験前、汚染試験後、光照射後の熱交換器用アルミニウムフィン材１それぞれについて、表面に２μＬの水滴６を滴下し、熱交換器用アルミニウムフィン材１表面と水滴６との接点における接線Ｋと熱交換器用アルミニウムフィン材１表面とのなす角θを測定し、接触角とした。評価が○の場合を合格、評価が×の場合を不合格とする。結果を表３及び表４に示す。
（評価基準）
◎：光照射後の接触角が２５°以下の場合。
○：光照射後の接触角が２５°超え４０°以下の場合。
×：光照射後の接触角が４０°を超える場合。
【００５１】
＜金属摩耗性試験＞
金属摩耗性は、図６に示すように、上刃７１／下刃７２の組合せで、熱交換器用アルミニウムフィン材１を押し切り切断することを繰り返し、１０万回繰り返した後の刃の減少量を重量で測定した。各試料について、光触媒粒子集合体を含有していない場合についても同等に行い、その時の刃の重量減少量を１として比較し、金属摩耗性を評価した。評価が○の場合を合格、評価が×の場合を不合格とする。結果を表３及び表４にしめす。
【００５２】
（評価基準）
○：重量減少量が１．２以下の場合。
×：重量減少量が１．２を超える場合。
【００５３】
【表３】
【００５４】
【表４】
【００５５】
表３より知られるごとく、本発明の実施例としての試料Ｅ１〜試料Ｅ１７は、親水性維持性、金属摩耗性のいずれの評価においても良好な結果を示した。これより、本発明の熱交換機用アルミニウムフィン材は、有機物で汚染される環境で使用されても、光を当てることにより優れた防汚染性を長期間維持することができると共に、悪影響を与えることなくプレス加工等の成形を行うことができることがわかる。
【００５６】
また、本発明の実施例としての試料Ｅ４及び試料Ｅ５は、光触媒粒子の粒径が本発明の好ましい範囲の上限を上回るため、好ましい範囲内にある試料と比較すると紫外光照射後の親水性回復効果が低かった。
これより、上記光触媒粒子の平均粒径は、２００ｎｍ未満であることが好ましいことが分かる。
【００５７】
また、表４より知られるごとく、本発明の比較例としての試料Ｃ１は、塗膜が光触媒粒子集合体を含有していないため、紫外線照射後に親水性が回復せず、親水性維持性が不合格であった。
また、本発明の比較例としての試料Ｃ２は、光触媒粒子集合体の面積率が、本発明の下限を下回るため、紫外光照射後に親水性が回復せず、親水性維持性が不合格であった。
【００５８】
また、本発明の比較例としての試料Ｃ３は、光触媒粒子集合体の面積率が本発明の上限を上回るため、金属摩耗性が不合格であった。
【００５９】
また、本発明の比較例としての試料Ｃ４は、光触媒粒子集合体の面積率が本発明の上限を上回り、光触媒粒子の粒径が本発明の好ましい範囲の上限を上回るため、金型摩耗性が不合格であった。
【００６０】
（実施例２）
本例は、図７及び図８に示すごとく、銅合金からなる冷媒配管８２を、アルミニウムからなるフィン１１に設けられた円筒状のカラー部１２内に挿入配設することにより上記冷媒配管８２と上記フィン１１とを一体的に組み付けてなるクロスフィンチューブ８１からなる熱交換器８である。
上記フィン１１は、本発明の熱交換器用アルミニウムフィン材を用いて形成されている。
【００６１】
熱交換器８を作製するにあたっては、具体的には、まず、熱交換器用アルミニウムフィン材に円筒状のカラー部１２をプレス成形し、フィン材１１とした。そして、フィン材１１に設けられた円筒状のカラー部１２内に上記冷媒配管８２を挿入した。次いで、冷媒配管８２を拡張し、フィン材１１と冷媒配管８２とを固着することによりクロスフィンチューブ８１を作製した。
熱交換器用アルミウムフィン材としては、上記実施例１の試料Ｅ１を用いた。冷媒配管８２に用いる銅合金としては、φ６．３５ｍｍの内面溝付き管を用いた。
【００６２】
実施例２の熱交換器８は、フィン材１１として、上述した、優れた防汚染性を長期間維持することができると共にプレス加工等の成形時に金型に悪影響を与えることのない熱交換器用アルミニウムフィン材（試料Ｅ１）を用いるため、防汚染性や加工性の点で非常に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１における、熱交換機用アルミニウムフィン材を示す説明図。
【図２】実施例１における、熱交換器用アルミニウムフィン材の表面を示す表面形態写真図。
【図３】実施例１における、比較例の表面を示す表面形態写真図。
【図４】実施例１における、汚染試験を示す説明図。
【図５】実施例１における、接触角測定試験を示す説明図。
【図６】実施例１における、金属摩耗試験を示す説明図。
【図７】実施例２における、熱交換器を示す説明図。
【図８】実施例２における、クロスフィンチューブを示す断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１ 熱交換器用アルミニウムフィン材
２ 基板
３ 親水性塗膜
３１ 光触媒粒子集合体
３２ 基材樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムよりなる基板と、該基板の表面に親水性塗膜を形成してなる熱交換器用のアルミニウムフィン材であって、
上記親水性塗膜は、基材樹脂中に、酸化チタンよりなる光触媒粒子が複数凝集してなると共に、その外径が円相当径においてφ２μｍ以上であり、且つ、上記親水性塗膜の膜厚以上である光触媒粒子集合体を含有してなり、
上記親水性塗膜表面に占める上記光触媒粒子集合体の面積率が３〜２０％であることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項２】
請求項１において、上記親水性塗膜表面に占める上記光触媒粒子集合体の面積率が５〜２０％であることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記親水性塗膜の上記基材樹脂は、親水性樹脂であることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記親水性塗膜の膜厚は、０．５〜５μｍであることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記基板と上記親水性塗膜との間に、下地処理層が形成されていることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、上記親水性塗膜の下層には、プライマー層が形成されていることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において、上記親水性塗膜の表面に、ポリエチレングリコールからなる水溶性表面層が形成されていることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項において、上記光触媒粒子の平均粒径は、２００ｎｍ未満であることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項において、上記光触媒粒子の平均粒径は、５〜１００ｎｍであることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項において、上記光触媒粒子の平均粒径は、５〜２０ｎｍであることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項１１】
金属からなる冷媒配管を、アルミニウムからなるフィンに設けられた円筒状のカラー部内に挿入配設することにより、上記冷媒配管と上記フィンとを一体的に組み付けてなるクロスフィンチューブからなる熱交換器であって、
上記フィンは、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の熱交換器用アルミニウムフィン材を用いて形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項１】
アルミニウムよりなる基板と、該基板の表面に親水性塗膜を形成してなる熱交換器用のアルミニウムフィン材であって、
上記親水性塗膜は、基材樹脂中に、酸化チタンよりなる光触媒粒子が複数凝集してなると共に、その外径が円相当径においてφ２μｍ以上であり、且つ、上記親水性塗膜の膜厚以上である光触媒粒子集合体を含有してなり、
上記親水性塗膜表面に占める上記光触媒粒子集合体の面積率が３〜２０％であることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項２】
請求項１において、上記親水性塗膜表面に占める上記光触媒粒子集合体の面積率が５〜２０％であることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記親水性塗膜の上記基材樹脂は、親水性樹脂であることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記親水性塗膜の膜厚は、０．５〜５μｍであることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記基板と上記親水性塗膜との間に、下地処理層が形成されていることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、上記親水性塗膜の下層には、プライマー層が形成されていることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において、上記親水性塗膜の表面に、ポリエチレングリコールからなる水溶性表面層が形成されていることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項において、上記光触媒粒子の平均粒径は、２００ｎｍ未満であることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項において、上記光触媒粒子の平均粒径は、５〜１００ｎｍであることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項において、上記光触媒粒子の平均粒径は、５〜２０ｎｍであることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン材。
【請求項１１】
金属からなる冷媒配管を、アルミニウムからなるフィンに設けられた円筒状のカラー部内に挿入配設することにより、上記冷媒配管と上記フィンとを一体的に組み付けてなるクロスフィンチューブからなる熱交換器であって、
上記フィンは、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の熱交換器用アルミニウムフィン材を用いて形成されていることを特徴とする熱交換器。
【図１】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−１６４２３８（Ｐ２００８−１６４２３８Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５５３０８（Ｐ２００６−３５５３０８）
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
【Ｆターム（参考）】
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