(57)【要約】【課題】本発明は、熱交換器のアルミニウム製フィン等のアルミニウム材に耐食性はもとより、成型加工性および良好な親水性を有する皮膜を形成することの出来る親水性表面処理剤を提供する。【解決手段】ポリオキシエチレン鎖を有する高分子化合物（Ａ）とビニルホルムアミド共重合樹脂（Ｂ）を含有することを特徴とする親水性表面処理剤であり、特に、ビニルホルムアミド共重合樹脂（Ｂ）が、Ｎ−ビニルホルムアミドとポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの共重合体である親水性表面処理剤。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオキシエチレン鎖を有する高分子化合物（Ａ）とビニルホルムアミド共重合樹脂（Ｂ）を含有することを特徴とする親水性表面処理剤。
【請求項２】
ポリオキシエチレン鎖を有する高分子化合物（Ａ）とビニルホルムアミド共重合樹脂（Ｂ）との混合比が固形分質量基準で、６０／４０〜９０／１０の範囲にある請求項１に記載の親水性表面処理剤。
【請求項３】
ポリオキシエチレン鎖を有する高分子化合物（Ａ）が、数平均分子量１０，０００〜２，０００，０００のポリエチレンオキサイドである請求項１又は２に記載の親水性表面処理剤。
【請求項４】
ビニルホルムアミド共重合樹脂（Ｂ）が、Ｎ−ビニルホルムアミドとポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの共重合体である請求項１〜３の何れかに記載の親水性表面処理剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器のアルミニウム製フィン等のアルミニウム材に耐食性、親水性を有する皮膜を形成させる為の親水性表面処理剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷房、暖房、除湿等の機能を備えた空調機は、その熱交換器部に熱交換のためのフィンを備えている。このフィンには、軽量で加工性に優れ、かつ熱伝導性に優れていることからアルミニウム材が使用されている。一般に空調機の冷房運転時には、室内側の熱交換器部が空気中の水分の露点以下となる為、フィンの表面には凝縮水が付着することになる。この際、フィン表面の親水性が低い場合には、凝縮水はフィン表面に半球状に付着したり、フィン間にブリッジ状に存在することになる。このような現象は通風抵抗を増大させ、熱交換効率を低下させる原因となる。
【０００３】
また、アルミニウムやその合金は、本来耐食性に優れているものであるが、長期間に亘る水分の付着や大気中の汚染物質の付着・濃縮によって水和反応や腐食反応が生起することは避けられない。この反応生成物がフィン表面に堆積すると、熱交換効率を低下させる原因となる。そこで上記問題点を解決する為にフィン表面の親水性及び耐食性を向上させる試みが為されている。
【０００４】
親水性および耐食性を有する水性塗料組成物の例として、水ガラス等を主成分とする無機系親水性塗料組成物を用いる方法が開示されている（例えば、特許文献１，２，３，４参照）。また、有機の親水性塗料組成物の例として、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩とＮ−メチロールアクリルアミドとを含有する親水性表面処理剤（例えば特許文献５参照）が開示されている。更に、水性有機樹脂とノニオン界面活性剤とから形成される親水性皮膜で被覆されたアルミニウム材が開示されており（例えば、特許文献６参照）、水性有機樹脂として、水性のアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂が例示され、アルキルアリルエーテル型のノニオン系界面活性剤が好適である旨記載されている。
【０００５】
しかしながら、無機系親水性塗料組成物から形成される皮膜は良好な親水性を示すものの、成型加工性が充分ではなく、長期の使用では耐食性に問題が生ずる場合が多い。有機系の特開平２−２５８８７４号公報記載の親水性塗料組成物の塗膜は、硬質樹脂が用いられている為成型加工性が充分ではなく、又湿潤・乾燥が繰り返された場合の親水性の維持が充分でない。また特開平４−３１６８３７号公報に記載されている親水性塗膜も成型加工性が充分ではなく、プレス加工には揮発性の加工油の塗布が必要であり、生産性の低下が問題となるものであった。
【０００６】
【特許文献１】
特公平２−４２３８９号公報
【特許文献２】
特公平３−７７４４０号公報
【特許文献３】
特公平６−７３９３４号公報
【特許文献４】
特公平７−１５１４８号公報
【特許文献５】
特開平２−２５８８７４号公報
【特許文献６】
特開平４−３１６８３７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、このような従来技術の抱える問題に鑑みて為されたものであり、耐食性はもとより、成型加工性及び親水持続性に優れた皮膜を形成する表面処理剤を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成する手段について種々研究した結果、特定の親水性化合物を組み合わせた組成物が、耐食性はもとより、成型加工性及び親水維持性に優れた皮膜を形成することを見い出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、ポリオキシエチレン鎖を有する高分子化合物（Ａ）とビニルホルムアミド共重合樹脂（Ｂ）を含有することを特徴とする親水性表面処理剤を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の親水性表面処理剤に使用されるポリオキシエチレン鎖を有する高分子化合物（Ａ）としては、ポリエチレンオキサイド、エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド共重合物、エチレンオキサイド・メチレンオキサイド共重合物等が挙げられる。この高分子化合物は、ポリオキシエチレン鎖を質量基準で５０％以上含有することが好ましく、この場合に皮膜に充分な親水性を与えることが可能になる。
【００１１】
また、この化合物の分子量は、１０，０００〜２，０００，０００であることが好ましい。すなわち、組成物より形成される皮膜の可撓性（被覆アルミニウム材の成型加工性）を充分に得るために、分子量が１０，０００以上が好ましく、適当な水溶液粘度を有する適当な濃度の処理剤を調製するために２，０００，０００未満が好ましい。
【００１２】
本発明の親水性表面処理剤に使用されるビニルホルムアミド共重合樹脂（Ｂ）は、Ｎ−ビニルホルムアミドおよびＮ−ビニルホルムアミドと共重合可能なモノマーとの共重合体である。Ｎ−ビニルホルムアミドと共重合可能なモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、４−ヒドロキシブチルメタクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−アルコキシメチルアクリルアミド、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート等の親水性モノマーが挙げられる。更に、アルキルアクリレート、アルキルメタリレート、スチレン、ビニルトルエン等も共重合体の親水性を損なわない範囲内で使用することができる。
【００１３】
Ｎ−ビニルホルムアミドおよびＮ−ビニルホルムアミドと共重合可能なモノマーとの共重合比率は、９５：５〜８０：２０（質量比）の範囲にあることが好ましい。Ｎ−ビニルホルムアミドの共重合比率が８０％以上の場合に、皮膜中でのポリオキシエチレン鎖含有高分子化合物との会合体の形成を充分になし、良好な親水持続性を得ることが出来る。ビニルホルムアミド共重合樹脂は、例えば、水或いは水と親水性有機溶剤との混合物を溶媒とし、ラジカル重合開始剤を用いてＮ−ビニルホルムアミドと上記モノマーの混合物を共重合することによって合成される。親水性有機溶剤としてはエチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等のグリコールエーテル類等が挙げられる。また、重合開始剤としては、アゾイソブチロニトリルに代表されるアゾ化合物や過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物が挙げられるが、重合の溶媒が水もしくは水を主成分とする混合液となる場合には、２，２‘−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩のような水溶性の化合物を用いる方が好ましい。共重合樹脂の分子量はモノマー濃度、反応温度、開始剤量によって調整することができるが、１０，０００〜１００，０００の範囲にあることが好ましい。配合物から形成される塗膜が良好な親水持続性を有するよう、１０，０００以上が好ましく、適切な水溶液粘度を有する適当な濃度の処理剤の調製を容易にするために１００，０００を越えないことが好ましい。
【００１４】
本発明の親水性表面処理剤は、ポリオキシエチレン鎖を有する高分子化合物（Ａ）、ビニルホルムアミド共重合樹脂（Ｂ）、及び他の成分とを混合することによって調製されるが、（Ａ）／（Ｂ）の混合比は固形分質量換算で９０／１０〜６０／４０の範囲にあることが好ましい。塗膜の加工性が充分なものを得るために、（Ａ）／｛（Ａ）＋（Ｂ）｝の値が０．６以上が好ましく、配合物から形成される塗膜の硬度、並びに親水持続性が充分となるために０．９未満が好ましい。
【００１５】
本発明の親水性表面処理剤は、ポリオキシエチレン鎖を有する高分子化合物（Ａ）の水溶液とビニルホルムアミド共重合樹脂（Ｂ）の溶液（溶媒は水又は水を主体とする混合溶剤）とを混合攪拌することによって調製されるが、所望の機能を付加する為の成分として以下のものを必要量添加することが可能である。
【００１６】
例えば、潤滑性、加工性を付与する目的で、エチレングリコール、ジエチレングリコール等の潤滑剤を添加することができる。また、防黴性付与の為に、２−チアゾール−４−イルベンゾイミダゾール、メチルベンズイミダゾール−２−イルカルバメート等の化合物を添加することができる。
【００１７】
また、耐食性を付与する為に、ヘキサフルオロジルコニウム酸及びその塩、塩基性炭酸ジルコニウム等のジルコニウム化合物で代表される、所謂、インヒビターを添加することも可能である。また、成型加工性を損なわない範囲内でコロイダルシリカを添加することもできる。
【００１８】
【実施例】
次に、実施例及び比較例により、本発明を具体的に説明する。
【００１９】
（製造例１：ポリエチレンオキサイド水溶液の調製）
純水８００ｍｌを３０℃に加温し、これを攪拌しながらＰＥＯ−１（住友精化製ポリエチレンオキサイド；分子量２００，０００）２００ｇを少量ずつ加えることにより、固形分２０％のポリエチレンオキサイド水溶液（以下ＰＥＯ−１−２０と表記）を得た。
【００２０】
（製造例２：ポリビニルホルムアミドの合成）
攪拌機、還流冷却器、滴下ロート、温度計、窒素ガス導入管を具備した容量１Ｌの四つ口フラスコに純水２００ｇを仕込み、６０℃に昇温した。同温度を保持しつつ、滴下ロートからＮ−ビニルホルムアミド１００ｇ、純水２００ｇ、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩３ｇから成る混合溶液を３時間に亘って連続滴下した。滴下終了後さらに同温度にて５時間反応せしめ、固形分２０％、ガードナー粘度Ｕ−Ｖの透明粘稠溶液（以下ＮＶＦ−１と表記）を得た。
【００２１】
（製造例３：ビニルホルムアミド共重合樹脂の合成）
滴下ロートの内容を、Ｎ−ビニルホルムアミド８０ｇ、エチルアクリレート２０ｇ純水２００ｇ、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩３ｇから成る混合溶液とした以外は、製造例２と同様の操作を行い、固形分２０％、ガードナー粘度Ｕ−Ｖの透明粘稠溶液（以下ＮＶＦ−２と表記）を得た。
【００２２】
（実施例１）
容量２００ｍｌのステンレス製ビーカー内に、製造例１で得たＰＥＯ−１−２０，８０ｇ、製造例２で得たＮＶＦ−１，２０ｇ、及びダイノール６０４（エアプロダクト社製アセチレンアルコール系界面活性剤）０．１ｇを秤取し、ホモミキサーを用いた５００ｒｐｍ−１０分間の混合攪拌を行うことにより、表面処理用水溶液−１を得た。
【００２３】
（実施例２、比較例１，２）
表１の配合に従って、表面処理用水溶液−２、比較用表面処理用水溶液−１、２を得た。
【００２４】
【表１】
2004331693.tif 000002
【００２５】
（評価方法）
実施例、及び比較例の表面処理用水溶液を用いて次の方法でアルミニウム板を処理を行った。
【００２６】
（被覆アルミニウム板の作製法）
バーコーター＃３を用いて、脱脂されたアルミニウム板に実施例及び比較例の表面処理水溶液を塗布し、２００℃−２０秒間の加熱乾燥を行った。こうして得た親水性皮膜（０．５ｇ／ｍ２）で被覆されたアルミニウム板に就いて、次の試験を実施した。
【００２７】
（性能評価試験法）
（１）初期親水性試験
上記の被覆アルミニウム板を、気温２５℃、湿度７０％の恒温恒湿室に１時間放置した後、皮膜上の水の接触角を測定し、その結果を以下の基準で評価した。
◎  ：  接触角が２０度未満
○  ：  接触角が２０〜３０度
△  ：  接触角が３０〜４０度
×  ：  接触角が４０度以上
【００２８】
（２）親水持続性試験
上記被覆アルミニウム板を純水中に１２０時間浸漬した後、気温２５℃、湿度７０％の恒温恒湿室に８時間放置した後、皮膜上の水の接触角を測定し、その結果を上記初期親水性試験と同様の基準で評価した。
【００２９】
（３）成型加工性試験
上記被覆アルミニウム板に就いて、ダイナミックスリップテスター（理学工業製）にて表面の動摩擦係数を測定し、結果を以下の基準で評価した。
◎  ：  動摩擦係数が０．１未満
○  ：  動摩擦係数が０．１以上０．２未満
△  ：  動摩擦係数が０．２以上０．３未満
×  ：    動摩擦係数が０．３以上
性能評価試験の結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
2004331693.tif 000003
【００３１】
【発明の効果】
上記のように、本発明の親水性表面処理剤は、成型加工性、初期親水性および親水持続性に優れた皮膜を形成することができ、空調熱交換機用アルミフィン材の表面処理剤として、極めて有用である。