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発明の名称 塗布材の塗布方法および塗布装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−286505
公開日 平成10年(1998)10月27日
出願番号 特願平9−114493
出願日 平成9年(1997)4月16日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】清水 千春
発明者 兵庫 靖憲 / 桃崎 博人
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 金属粉末を含む塗布材を被塗布材の表面に塗布するための塗布方法であって、貯留槽内に蓄えられた上記塗布材を攪拌しつつ、当該塗布材中に上記被塗布材を浸漬し、次いで、上記被塗布材を上記塗布材の液面から上方に向けて引き上げることを特徴とする塗布材の塗布方法。
【請求項2】 上記被塗布材を、上記塗布材の液面から上方に向けて引き上げるとともに、これと並行して引き上げた上記被塗布材の表面を乾燥させることを特徴とする請求項1に記載の塗布材の塗布方法。
【請求項3】 上記塗布材の液面から引き上げた上記被塗布材の表面を、ローラによって表面塗布量を均一化した後に、上記乾燥を行なうことを特徴とする請求項2に記載の塗布材の塗布方法。
【請求項4】 上記金属粉末は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の粉末ろう材であり、かつ上記被塗布材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の塗布材の塗布方法。
【請求項5】 上記金属粉末は、アルミニウムまたはアルミニウム合金粉末にSi粉末、Zn粉末の1種または両者を混合した混合粉末であり、かつ上記被塗布材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の塗布材の塗布方法。
【請求項6】 上記金属粉末は、アルミニウム合金の粉末ろう材であり、かつ当該アルミニウム合金の粉末ろう材は、Siを15〜60wt%、Znを5〜30wt%を含むことを特徴とする請求項5に記載の塗布材の塗布方法。
【請求項7】 上記アルミニウムまたはアルミニウム合金の粉末ろう材の平均粒径は、5〜100μmの範囲であることを特徴とする請求項4ないし6のいずれかに記載の塗布材の塗布方法。
【請求項8】 塗布材を収納する貯留部と、上記塗布材内に被塗布材を導入して上記塗布材液面から上方に引き上げる塗布材の送り手段と、上記塗布材の液面上方に配設されて、上記塗布材の表面を乾燥させる乾燥装置とを備えてなることを特徴とする塗布装置。
【請求項9】 上記貯留部は塗布材を収納する貯留槽であり、かつこの貯留槽内に、上記塗布材を攪拌する攪拌機が設けられるとともに、上記塗布材の液面上方と上記乾燥装置との間に、上記塗布材を挟んで表面の塗布量を均一化させるためのローラが配設されていることを特徴とする請求項8に記載の塗布装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、塗料やろう材を含む各種の塗布材を、被塗布材の表面に均一に塗布するための塗布材の塗布方法および塗布装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、熱交換器用のアルミニウムまたはアルミニウム合金製のフィンチューブにあっては、先ずアルミニウム合金等を押出加工することによって押出偏平管(押出チューブ)を成形し、当該押出偏平管の外表面に、Al−Si系合金や、Al−Si−Zn系合金等のアルミニウム合金の粉末ろう材にフラックス等を含む塗布材を塗布した後に、その外周面にフィン材をろう付けによって一体的に接合することにより製造されている。従来、上記押出偏平管の外表面に粉末ろう材等を含む塗布材を塗布する従来の塗布装置としては、図6に示すように、貯留槽1内の上記塗布材Rを、ポンプ2で上部供給槽3に移送し、この上部供給槽3の縮径されて細長い形成された下端開口部4から流下させることによりカーテン状の流下層7を形成し、コイル5に巻回されている押出偏平管6を送り出して、上記カーテン状の流下層7を通過させることにより上記押出偏平管6の表面に粉末ろう材を含む塗布材を塗布した後に、他方のドラム8に巻き取って行く、フローコート式と呼ばれる塗布装置が知られている。
【0003】また、従来の他の塗布装置として、図7に示すように、コイル10から送り出された押出偏平管11の表面に、貯留槽12内の塗布材Rをポンプ13で吸引してスプレーガン14から上記押出偏平管11の表面に向けて噴射させることにより、当該押出偏平管11の表面に上記ろう材を含む塗布材を塗布した後に、他方のドラム15に巻き取って行く、スプレー式の塗布装置も採用されている。
【0004】ところで、上述したように、アルミニウム合金製等の押出偏平管の外表面に、Al−Si−Zn系合金等のアルミニウム合金粉末を含む塗布材を塗布した場合には、ろう材の組成が過共晶領域になると、ろう材中のSiが過剰となるために、ろう付け時にSiが母材(押出偏平管11)に拡散流入し、母材の融点を低下させてその一部を溶融することになる。そして、この溶融した母材の一部が塗布されていた粉末ろう材とともに流動して、接合部の隙間の充填やフィレットの形成に寄与する。この結果、母材の一部もろう材として機能させることができるために、従来と比較して少ない量の粉末ろう材によって、接合に必要なろう材量を確保することができるという利点がある。このことは、逆に粉末ろう材の塗布量が過剰になると、上述した母材の溶融が過剰になって、部材の肉厚が著しく減少することになり、よって母材強度の低下や、耐食性の低下を招来するために好ましくない。したがって、上記効果を得るためには、従来のろう材塗布量の1/3程度である約20g/m2 といった少ない塗布量で、かつ均一に塗布することが不可欠となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図6に示したフローコート式による塗布装置にあっては、カーテン状の流下層7に押出偏平管11を通過させることにより、ろう材やフラックス等を含む塗布材を塗布しているので、均一で塗布量を得るためには比較的多い量の塗布材を流下させて安定的な流下層7を形成する必要がある。このため、いきおい塗布材の塗布量が過剰になり易く、よって最適な厚さの流下層7を形成するための塗布材流量の管理が極めて難しいという問題点があった。しかも、1回の通過によって塗布できる押出偏平管11の外表面が、上面のみであるために、塗布面が複数である場合には、その面数に対応した塗布回数が必要となり、生産性にも劣るという問題点もあった。
【0006】この点、図7に示したスプレー式による塗布装置によれば、押出偏平管11の塗布面にスプレーガン14によって上記塗布材を塗布しているので、塗布量が少量の場合においても比較的均一な量のろう材を塗布することができるとともに、上記スプレーガン14を適宜位置に配設することにより複数の塗布面に対しても、同時に上記塗布材を塗布することができるという利点がある。しかしながら、上記スプレー式の塗布装置においても、依然としてスプレーガン14から影になる場所の発生が避けられず、よって塗布面が多面にわたる場合には、複数回の塗布が必要になるとともに、ろう材やフラックス等を含む塗布材Rが周囲に飛散されてしまうため、塗布に供し得なかった塗布材の回収が困難であり、よってろう材等のロスが非常に多くなってコストアップの主たる原因になっていた。加えて、塗布材Rが空中に飛散するために作業環境の悪化を招き、その対策のために塗布装置全体を密閉する必要がある等、作業性あるいは設備上の観点から種々の問題点があった。
【0007】本発明は、このような従来の各種塗布装置が有する課題を有効に解決すべくなされたもので、金属粉末を含む塗布材を被塗布材の表面に塗布するに際して、容易かつ確実に、所望量の塗布材を被塗布材における複数の表面に均一に塗布することができて生産性に優れる塗布材の塗布方法および塗布装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明に係る塗布材の塗布方法は、金属粉末を含む塗布材を被塗布材の表面に塗布するに際して、貯留槽内に蓄えられた上記塗布材を攪拌しつつ、当該塗布材中に被塗布材を浸漬し、次いで、被塗布材を塗布材の液面から上方に向けて引き上げることを特徴とするものである。この際に、請求項2に記載の発明は、被塗布材を塗布材の液面から上方に向けて引き上げるとともに、これと並行して引き上げた被塗布材の表面を乾燥させることを特徴とするものであり、さらに請求項3に記載の発明は、塗布材の液面から引き上げた被塗布材の表面を、ローラによって表面塗布量を均一化した後に、上記乾燥を行なうことを特徴とするものである。
【0009】また、請求項4に記載の発明は、上記金属粉末が、アルミニウムまたはアルミニウム合金の粉末ろう材であり、かつ上記被塗布材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であることを特徴とするものであり、請求項5に記載の発明は、上記金属粉末が、アルミニウムまたはアルミニウム合金粉末にSi粉末、Zn粉末の1種または両者を混合した混合粉末であり、かつ上記被塗布材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であることを特徴とするものである。さらに、請求項6に記載の発明は、上記金属粉末が、アルミニウム合金の粉末ろう材であり、かつ当該アルミニウム合金の粉末ろう材は、Siを15〜60wt%、Znを5〜30wt%を含むことを特徴とするものである。また、請求項7に記載の発明は、請求項4〜6のいずれかに記載のアルミニウムまたはアルミニウム合金の粉末ろう材の平均粒径が、5〜100μmの範囲であることを特徴とするものである。
【0010】次いで、請求項8に記載の本発明に係る塗布装置は、塗布材を収納する貯留部と、塗布材内に被塗布材を導入して塗布材液面から上方に引き上げる塗布材の送り手段と、塗布材の液面上方に配設されて、塗布材の表面を乾燥させる乾燥装置とを備えてなることを特徴とするものである。ここで、請求項9に記載の発明は、上記貯留部は、塗布材を収納する貯留槽であり、かつこの貯留槽内には、上記塗布材を攪拌する攪拌機が設けられるとともに、さらに上記塗布材の液面上方と上記乾燥装置との間に、上記塗布材を挟んで表面の塗布量を均一化させるためのローラが配設されていることを特徴とするものである。
【0011】請求項1〜7のいずれかに記載の本発明に係る塗布材の塗布方法によれば、貯留槽内に蓄えられた金属粉末を含む塗布材中に被塗布材を浸漬することにより、一度の浸漬によって塗布材に接している複数の面に対する塗布が同時に行なわれる。この際に、金属粉末を含む塗布材を、当該金属粉末が沈殿しないように攪拌しているので、塗布面に金属粉末が均一に分布させるとともに、塗布材が飛散することがない。また、塗布した後の被塗布材を塗布材の液面から上方に向けて引き上げることにより、塗布面に過剰の塗布材が残留することが防止され、この結果比較的少ない量の塗布材が外表面の全面にわたって均一に塗布される。また、上記塗布量は、塗布材の粘度や金属粉末の粒度、所望とされる塗布量等の条件に応じて、被塗布材の引き上げ速度を適宜調整するのみで設定することができる。ちなみに、被塗布材を引き上げる角度としては、上記塗布材の表面からほぼ垂直に引き上げることが好ましい。
【0012】ここで、被塗布材に付着した塗布材は、時間の経過とともに当該塗布材から流れ落ちて自然に乾燥するが、特に請求項2に記載の発明によれば、被塗布材を塗布材の液面から上方に向けて引き上げるのと並行して、引き上げた被塗布材の表面を乾燥させることにより、短時間で乾燥させることができ、よって塗布量の均一性と生産性とを向上させることができる。また、請求項3に記載の発明によれば、ローラによって被塗布材の表面に付着した塗布材を強制的に絞り落とすことにより、塗布量の増加を抑制し、かつ塗布量を一層均一にすることが可能になる。
【0013】したがって、本塗布材の塗布方法は、請求項4あるいは5に記載の発明にように、アルミニウムまたはアルミニウム合金の粉末ろう材を含む塗布材を、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の被塗布材の表面に、1〜40g/m2 程度の比較的少ない塗布量で塗布する際に適用して特に好適である。ちなみに、この際に用いる金属粉末としては、請求項6に記載の発明のように、Siを15〜60wt%、Znを5〜30wt%を含むアルミニウム合金の粉末ろう材が好ましく、さらにその平均粒径は、請求項7に記載の発明にように、5〜100μmの範囲であることが好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)図1および図2は、本発明に係る塗布装置の一実施形態を示すもので、図中符号20は、分散媒中にSiを15〜60wt%、Znを5〜30wt%を含み、かつ平均粒径が5〜100μmの範囲のアルミニウム合金の粉末ろう材(金属粉末)、フラックスおよびバインダを所定の重量比で含有する塗布材21を収納する貯留槽(貯留部)である。ちなみに、上記バインダとしては、アクリル系あるいはメタクリル系の熱可塑性樹脂が好適であり、また分散媒としては、溶剤としてメタノール、エタノール、プロパノール、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好ましく、最も好適なアルコールは、イソプロピルアルコールである。この貯留槽20の塗布材21の液面上方には、図2に示すように、一対のローラ22が配設されており、さらにこれらローラ22の上方には、50℃〜300℃の熱風によって乾燥する乾燥機(乾燥装置)23が配設されている。また、貯留槽20には、内部の塗布材21を攪拌して粉末ろう材の沈殿を防止するための攪拌機(図示を略す。)が設置されている。
【0015】一方、貯留槽20の前後には、アルミニウムまたはアルミニウム合金を温間押出しの一種であるコンフォーム押出しによって成形することによって製造された押出偏平管(被塗布材)24をコイル状に巻回した送出しドラム25と、この送出しドラム25から送り出された押出偏平管24を巻き取る巻取ドラム26とが配設されており、さらにこれらドラム25、26間には、ドラム25から送り出された押出偏平管24を貯留槽20の塗布材21内に導き、この塗布材21の液面から垂直方向に引き上げた後にローラ22間および乾燥機23内を通して巻取ドラム26に導くための案内ローラ27、28、29が配置されている。そして、これら案内ローラ27〜29によって、押出偏平管24の送り手段が構成されている。
【0016】次に、以上の構成からなる塗布装置を用いた本発明に係る塗布方法の一実施形態について説明する。先ず、貯留槽20内に蓄えられた上記塗布材21を攪拌機によって攪拌しつつ、ドラム25から案内ローラ27、28に沿って送り出された押出偏平管24を上記塗布材21中に浸漬し、次いで押出偏平管24を塗布材21の液面21aから垂直に上方に向けて引き上げる。次いで、この押出偏平管24をローラ22間を通して表面の塗布量を均一化した後に、乾燥機23において表面を乾燥させ、案内ローラ29を介してドラム26に巻き取って行く。
【0017】このようなろう材の塗布方法によれば、貯留槽20内に蓄えられたアルミニウム合金の粉末ろう材を含む塗布材21中に押出偏平管24を浸漬しているので、一の工程によって塗布材21と接触する押出偏平管24の全ての外表面に対して、上記塗布材21の塗布を行うことができる。この際に、貯留槽20内において塗布材21を攪拌しているので、押出偏平管24の全面に塗布材21に含まれるアルミニウム合金の粉末ろう材を均一に分布させることができる。さらに、塗布材21を塗布した後の押出偏平管24を、塗布材21の液面21aから垂直に引き上げているので、塗布面に過剰の塗布材が残留することを確実に防止することができるとともに、外表面の全面にわたって均一な塗布量を確保することができる。
【0018】加えて、ローラ22によって、引き上げた直後の押出偏平管24の表面に付着した塗布材を強制的に絞り落としているので、塗布量の過度の増加を未然に抑制することができ、また塗布量の一層の均一化を図ることができる。また、ローラ22間を通した後の押出偏平管24を、乾燥機23に導入して表面を乾燥させているので、当該押出偏平管24の外表面における塗布量の均一性を向上させるとともに、併せて生産性をも向上させることができる。
【0019】以上のように、上記ろう材の塗布方法にあっては、スプレー式のように塗布材が周囲に飛散することがないため、作業環境の悪化や設備の複雑化を招くことがないうえに、押出偏平管24の全外表面に、1〜40g/m2 程度の比較的少ない塗布量のろう材を均一に塗布することができる。しかも、このような塗布を簡易な設備により、一工程によって連続的に行なうことができるため、生産性の向上と高い品質の保持とを併せて達成することができる。また、上記塗布材21の塗布量は、この塗布材21の粘度や金属粉末ろう材の粒度、さらには所望とされる塗布量等の条件に応じて、適宜押出偏平管24の送り速度を調整するのみで設定することができるために、運転管理も容易となる。
【0020】(実施の形態2)図4および図5は、本発明に係る塗布装置の他の一実施形態の要部を示すもので、他の構成については図1および図2に示したものと同様であるために、以下同一符号を用いてその図示および説明を省略する。これらの図において、図中符号30は、仕切り板31、31によってローラ32、32間に形成されて、上述したものと同様の塗布材21を収納する貯留部である。この貯留部30の塗布材21の液面上方には、図示されない乾燥機が配設されており、さらにローラ32、32の下方には、当該ローラ32、32から流下する塗布材21を貯蔵する受け槽33が配設されている。また、この受け槽33には、ポンプ34を介して受け槽33内の塗布材21を貯留部30に、循環供給するための供給管35が配設されている。
【0021】一方、貯留部30の前後には、アルミニウムまたはアルミニウム合金を温間押出しの一種であるコンフォーム押出しによって成形することによって製造された押出偏平管(被塗布材)24をコイル状に巻回した送出しドラム25と、この送出しドラム25から送り出された押出偏平管24を巻き取る巻取ドラム26とが配設されており、さらにこれらドラム25、26間に、上記ローラ32、32が配設されている。これにより、ドラム25から送り出された押出偏平管24は、ローラ32、32間を下方から上方に向けて引き上げられる際に、貯留部30の塗布材21内を通過させられるようになっている。
【0022】以上の構成からなる塗布装置においては、ローラ32、32間を上方に向けて送られる偏平管24の全表面に、塗布材21が均一に塗布された後に、当該偏平管24が塗布材21の液面から垂直に上方に向けて引き上げられて行くために、図1および図2に示したものと同様の作用効果を得ることができる。なお、上記実施の形態においては、被塗布材として、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる押出偏平管24を用いた場合についてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の各種の部材の表面に、塗布材21を塗布する場合に同様に適用することができる。
【0023】
【実施例】先ず、本発明に係る実施例として、図1および図2に示したものと同様の塗布装置を用いて、アルミニウム合金製の押出偏平管の外表面に、アルミニウム合金粉末ろう材とバインダーとフラックスとを、10:1:1の重量比で含む塗布材を塗布した。また、比較例として同様の塗布材を用いて、図6および図7に示した従来の塗布装置を用いて同様の押出偏平管に対する塗布を行なった。図3は、これら塗布実験の結果を示すものである。図3に見られるように、スプレー式の塗布装置においては、少量の塗布量による比較的均一な塗布を行なうことができるものの、塗布材のロスが大きく、かつ一度に全面に塗布することができず、よって生産性に難点があるうえに、作業環境の悪化が避けられない。また、フローコート式の塗布装置においては、40g/m2 以下の比較的少量の塗布量で均一に塗布することが困難であり、また複数面に対する塗布を行なう場合には、多数の工程を必要として生産性に劣る。これに対して、本実施例によれば、1〜40g/m2 といった比較的少量の塗布量においても、均一な塗布を行なうことができ、しかも一の工程において複数面に同時に塗布することができるために、生産性にも優れることが判明した。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜7に記載の本発明に係る塗布材の塗布方法および請求項8または9に記載の塗布装置によれば、従来のもののように塗布材が周囲に飛散することがないため、作業環境の悪化や設備の複雑化を招くことがないうえに、一の工程によって被塗布材の全外表面に、比較的少ない塗布量のろう材を均一に塗布することができる。しかも、このような塗布を簡易な設備によって行なうことができるとともに、塗布材の粘度や金属粉末ろう材の粒度、さらには所望とされる塗布量等の条件に応じて、適宜被塗布材送り速度を調整するのみで設定することができるために、運転管理が容易であって、生産性の向上と高い品質の保持とを併せて達成することができる。




 

 


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