熱交換器フィン材用の親水化処理組成物
【課題】 熱交換器フィン材の表面に発生した凝縮水による自己洗浄性が良好で、耐汚染性や耐食性に優れた皮膜を形成できる熱交換器フィン材用の親水化処理組成物を提供すること。
【解決手段】
ポリグリセリン及びポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種のポリマー成分（Ａ）、樹脂酸価３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の合計固形分合計１００質量部に対して、特定のエポキシ化合物（Ｃ）を１．０〜５．０質量部含有することを特徴とする熱交換器フィン材用の親水化処理組成物。
【解決手段】
ポリグリセリン及びポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種のポリマー成分（Ａ）、樹脂酸価３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の合計固形分合計１００質量部に対して、特定のエポキシ化合物（Ｃ）を１．０〜５．０質量部含有することを特徴とする熱交換器フィン材用の親水化処理組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器フィン材の表面に発生した凝縮水による自己洗浄性が良好で、耐汚染性や耐食性に優れた皮膜を形成できる熱交換器フィン材用の親水化処理組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムやアルミニウム合金等の材料は、軽量で加工性、熱伝導性に優れているため、カーエアコンやルームエアコン等の熱交換器の各部材に広く利用されており、特に熱交換部にはアルミニウム製フィン材（以下、「フィン材」と略することがある）を使用することが多い。
【０００３】
上記フィン材を組み込んだエアコンディショナー（以下、「空調機」と称することがある）を冷房運転すると、大気中の水分がフィン材表面で凝縮してフィン間に目詰まりを発生させ冷却能力を低下させる。そこで、この凝縮水を除くために、フィン表面に親水化処理を施しておくのが一般的である。
【０００４】
この親水化処理によってフィン表面は常に凝縮水で濡れた状態となる。このため、フィン間に水のブリッジを形成して空気の通風路を狭めるため、通風抵抗が大きくなって電力の損失、騒音の発生、水滴の飛散、フィン材の腐食などの問題が発生することがある。
かかる現象を防止する方策として、改良された親水化処理組成物によって凝縮水がブリッジを形成することを抑制し、熱効率低下を防止することが行われている。しかし、改良された親水化処理剤をフィン材表面に施しても、空調機を運転することによって、床ワックス、壁クロスの接着剤、煙草などに由来する汚染物質が空調機のフィン材表面に付着し、耐汚染性の持続性が十分でなかった。
【０００５】
このことの対策として、例えば、特許文献１には、親水性の持続性、耐食性、臭気などに優れた皮膜を形成できる親水化処理組成物として、（Ａ）ポリグリセリン及び（Ｂ）３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の樹脂酸価を有する高酸価アクリル樹脂を含有し、該親水化処理組成物の樹脂固形分が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の樹脂酸価を有し且つ１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の水酸基価を有することを特徴とする熱交換器フィン材用の親水化処理組成物が開示されている。
【０００６】
他に、特許文献２には、（Ａ）８７％以上のケン化度を有するポリビニルアルコール及び（Ｂ）３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の樹脂酸価を有する高酸価アクリル樹脂のカルボキシル基の少なくとも１部が１８０℃未満の沸点を有さず、且つ１８０℃未満で分解しない塩基性化合物と塩を形成してなる中和樹脂を含有することを特徴とする熱交換器フィン用の親水化処理組成物、が開示されている。
【０００７】
しかし、特許文献１又は特許文献２に記載の組成物は、熱交換器フィン材の表面に発生した凝縮水によって汚染物質を除去できる自己洗浄性が十分でなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３２３２５７号公報
【特許文献２】特開２００１−３２９３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発明が解決しようとする課題は、熱交換器フィン材の表面に発生した凝縮水による自己洗浄性が良好で、耐汚染性に優れた皮膜を形成できる熱交換器フィン材用の親水化処理組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者等は、ポリグリセリン及びポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種のポリマー成分（Ａ）、樹脂酸価３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の高酸価アクリル樹脂（Ｂ）、及び特定のエポキシ化合物（Ｃ）を含有する熱交換器フィン材用の親水化処理組成物によって、上記課題の解決が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、
１．ポリグリセリン及びポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種のポリマー成分（Ａ）、樹脂酸価３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の固形分合計１００質量部に対して、下記式（１）及び／又は式（２）で表されるエポキシ化合物（Ｃ）を１．０〜５．０質量部含有することを特徴とする熱交換器フィン材用の親水化処理組成物、
【００１１】
【化１】
【００１２】
式（１）
（式（１）、Ｒ１は、同一又は相異なってもよい水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、アルキレンオキシド構造部分の繰り返し単位の数である、ｍ及びｎはｍ＋ｎ＝１〜２０となる整数を表す）
【００１３】
【化２】
式（２）
（式（２）中、Ｙの繰り返しにおいてＲ２は同一又は相異なってもよい、水素原子、水酸基、炭素数１〜６のアルキル基、式（３）で表される基を表し、Ｘは１〜９、Ｙは１〜５０となる整数を表す）
【００１４】
【化３】
【００１５】
式（３）
２．さらに、水酸化リチウムを含有する請求項１に記載の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物、
３．ポリマー成分（Ａ）と高酸価アクリル樹脂（Ｂ）との合計固形分１００質量部に対して、カルボキシル基および／または水酸基を有する天然性高分子化合物またはその誘導体（Ｄ）を１〜２０質量部含有するものである１又は２に記載の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物、
４．１項〜３項のいずれか１項に記載の熱交換器フィン材用親水化処理組成物をアルミニウムフィン材表面に塗装して加熱乾燥し、乾燥膜厚０．２〜５μｍの皮膜を形成することを特徴とする熱交換器アルミニウムフィン材の親水化処理方法、
５．４項に記載の親水化処理方法によって得られたアルミニウムフィン材、に関する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の親水化処理組成物の皮膜で被覆したフィン材は、フィン材の表面に発生した凝縮水による自己洗浄性が良好で、耐汚染性や耐食性に優れる。具体的には、得られた皮膜は、空気の冷却によって大量の水蒸気がフィンの表面に結露しても、皮膜と素材のアルミニウムとの密着性にも優れる。
【００１７】
また、結露した水が大粒の液滴となることがないから、熱交換器におけるフィン材は、目詰まりを引き起こすことがなく熱効率に優れる。さらに、中和剤として水酸化リチウムを用いることによって、アルミニウムフィン材の親水性向上の効果が得られ、凝集水による目詰まりや飛散を軽減できる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、ポリグリセリン及びポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種のポリマー成分（Ａ）、樹脂酸価３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の高酸価アクリル樹脂（Ｂ）、及び特定のエポキシ化合物（Ｃ）を含有する熱交換器フィン材用の親水化処理組成物である。以下、詳細に述べる。
【００１９】
ポリマー成分（Ａ）
ポリマー成分（Ａ）は、ポリグリセリン及びポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種である。
【００２０】
上記ポリグリセリンは、グリセリンのポリエーテル化物であって、通常、数平均分子量が２００〜３０，０００、好ましくは３００〜３，０００の範囲内にあることが得られた皮膜の親水性向上の面から好ましい。
【００２１】
ポリビニルアルコールは、造膜成分としての役割を果たすとともに分子中に二級水酸基が多量に存在するため水との親和性に富み、さらにこの水酸基と他の構成成分とのエステル化により耐水性と親水性の持続性を維持する作用を示す。ポリビニルアルコールは、ケン化度８７％以上のポリビニルアルコールであり、特にケン化度９８％以上の、いわゆる完全ケン化ポリビニルアルコールであることが好ましく、また平均重合度が５００〜２，０００の範囲内にあることが、塗装時の粘度を得る為に好適である。
【００２２】
完全ケン化ポリビニルアルコールは、常温下における水に対する溶解度が低く、常温以下で使用される熱交換器フィン材用の皮膜材料として好ましい性質を示す。ポリビニルアルコールとしては、他の有機化合物と反応させたいわゆる変性ポリビニルアルコール（例えば、アクリルアミド、不飽和カルボン酸、スルホン酸モノマー、カチオン性モノマー、不飽和シランモノマーなどとの共重合物）も使用することができる。
なお、本明細書において、樹脂の数平均分子量又は重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフで測定したクロマトグラムから標準ポリスチレンの分子量を基準にして算出した値である。ゲルパーミエーションクロマトグラフは、「ＨＬＣ８１２０ＧＰＣ」（東ソー社製）を使用した。カラムとしては、「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ−４０００ＨＸＬ」、「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ−３０００ＨＸＬ」、「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ−２５００ＨＸＬ」、「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ−２０００ＨＸＬ」（いずれも東ソー（株）社製、商品名）の４本を用い、移動相；テトラヒドロフラン、測定温度；４０℃、流速；１ｍｌ／分、検出器；ＲＩの条件で行ったものである。
【００２３】
高酸価アクリル樹脂（Ｂ）
高酸価アクリル樹脂（Ｂ）は、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーの重合体、又は該カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーとその他モノマーとの共重合体であり、樹脂酸価が３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、好ましくは５００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあるものであって、通常、数平均分子量が５００〜３００，０００、好ましくは８００〜２５０，０００の範囲内にあることが好適である。
【００２４】
上記カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸などを挙げることができる。これらは一種で又は２種以上を組合せて使用することができる。
【００２５】
上記アクリル樹脂が共重合体である場合に、上記カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーと共重合される、その他モノマーとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、tert−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレート等のＣ１〜２４のアルキル（メタ）アクリレート；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２，３−ジヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート及びポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート等の、多価アルコールとアクリル酸又はメタクリル酸とのモノエステル化物；上記多価アルコールとアクリル酸又はメタクリル酸とのモノエステル化物にε−カプロラクトンを開環重合した化合物などの水酸基含有モノマー；スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニルなどが挙げられる。これらの化合物は、１種で、又は２種以上を組合せて使用することができる。本発明において、「（メタ）アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを意味する。高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の中でもポリアクリル酸が好適である。
【００２６】
ポリマー成分（Ａ）に対する高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の配合割合としては、
両成分の固形分合計１００質量部に対して、ポリマー成分（Ａ）５０〜９５質量部、好ましくは６０〜９０質量部、高酸価アクリル樹脂（Ｂ）を５〜５０質量部、好ましくは１０〜４０質量部が、フィン材の耐食性のために好ましい。
【００２７】
エポキシ化合物（Ｃ）
本発明の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物におけるエポキシ化合物（Ｃ）は、式（１）で表される化合物（１）及び／又は式（２）で表される化合物（２）を用いることができる。
【００２８】
化合物（１）
【００２９】
【化４】
【００３０】
式（１）
（式（１）中、Ｒ１は、同一又は相異なってもよい水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基、アルキレンオキシド構造部分の繰り返し単位の数である、ｍ及びｎはｍ＋ｎ＝１〜２０、となる整数を表す）
化合物（２）
【００３１】
【化５】
式（２）
（式（２）中、Ｙの繰り返しにおいてＲ２は同一又は相異なってもよい、水素原子、水酸基、炭素数１〜６のアルキル基、式（３）で表される基を表し、Ｘは１〜９、Ｙは１〜５０となる整数を表す）
【００３２】
【化６】
【００３３】
式（３）
なお、上記式（１）で表される化合物（１）又は式（２）で表される化合物（２）は、デナコールＥＸ−３１３、デナコールＥＸ−８５０、デナコールＥＸ−８２１、デナコールＥＸ−８３０、デナコールＥＸ−８４１、デナコールＥＸ−８６１、デナコールＥＸ−９４１、デナコールＥＸ−９２０、デナコールＥＸ−９３１（ナガセケムテックス株式会社）、グリシエールＰＰ−３００Ｐ、ＢＰＰ−３５０（三洋化成工業株式会社）などが挙げられる。また、エポキシ化合物（Ｃ）は、化合物（１）と化合物（２）を混合して用いることもできる。
【００３４】
本発明の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物は、ポリマー（Ａ）と高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の固形分合計１００質量部に対して、エポキシ化合物（Ｃ）を１．０〜５．０質量部、好ましくは２．０〜４．０質量部含有することによって、熱交換器のフィン材の表面に発生した凝縮水による自己洗浄性に優れ、かつ親水性（水濡れ性）と耐汚染性に優れるアルミニウムフィン材を得ることができる。さらに、親水性と耐汚染性は持続性に優れる。本発明組成物は、前記ポリマー成分（Ａ）、高酸価アクリル樹脂（Ｂ）及びエポキシ化合物（Ｃ）を必須とするものであり、さらに必要に応じてカルボキシル基および／または水酸基を有する天然性高分子化合物またはその誘導体（Ｄ）及びノニオン系界面活性剤等を加えることができる。
【００３５】
カルボキシル基および／または水酸基を有する天然性高分子化合物またはその誘導体（Ｄ）
カルボキシル基および／または水酸基を有する天然性高分子化合物またはその誘導体（Ｄ）（以下、「（Ｄ）成分」と略称することがある。）は、ポリビニルピロリドン、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド誘導体の重合物等が挙げられる。
【００３６】
また、（Ｄ）成分は、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、エチルセルロース（ＥＣ）、エチルヒドロキシエチルセルロース（ＥＨＥＣ）等のセルロース誘導体、およびそれらのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩が挙げられる。
【００３７】
本発明の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物は、ポリマー成分（Ａ）と高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の固形分合計１００質量部に対して、（Ｄ）成分を１〜２０質量部、好ましくは２〜１８質量部、さらに好ましくは３〜１５質量部含有することが、親水性向上の為に好ましい。
【００３８】
本発明組成物におけるノニオン系界面活性剤は、得られる皮膜に付着した水分が水滴を形成せず、拡張濡れし易くするためなどの目的で必要に応じて配合される。このようなノニオン系界面活性剤は、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミドなどが挙げられる。この中でも、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、特にポリオキシエチレンヘプタデシルエーテルが、親水性向上と凝縮水による自己洗浄性向上の面から好ましい。
【００３９】
これらのノニオン系界面活性剤の配合量は、通常、前記ポリマー成分（Ａ）と高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の固形分合計１００質量部に対して、２０質量部以下、好ましくは０．５〜１０質量部、さらに好ましくは１〜８質量部である。
【００４０】
本発明組成物は、前記ポリマー成分（Ａ）、高酸価アクリル樹脂（Ｂ）、エポキシ化合物（Ｃ）、カルボキシル基および／または水酸基を有する天然性高分子化合物またはその誘導体（Ｄ）及びノニオン系界面活性剤以外に、必要に応じて、塩基性化合物、架橋剤、コロイダルシリカ、防菌剤、着色顔料、それ自体既知の防錆顔料（たとえばクロム酸塩系、鉛系、モリブデン酸系など）、防錆剤（たとえばタンニン酸、没食子酸などのフェノール性カルボン酸およびその塩類、フイチン酸、ホスフィン酸などの有機リン酸、重リン酸の金属塩類、亜硝酸塩など）等、並びに水性媒体を加えることができる。
【００４１】
上記水性媒体は、水であってもよいし、水と少量の有機溶剤や塩基性化合物との混合溶媒であってもよい。混合溶媒において、通常、水の含有量は８０質量％以上である。塩基性化合物は、高酸価アクリル樹脂（Ｂ）のカルボキシル基の中和剤として働き、塩を形成して該樹脂の水溶化の向上などに寄与することができる。
【００４２】
このような塩基性化合物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物；水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属水酸化物；アンモニア；エチルアミン、ブチルアミン、ベンジルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエタノール、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエチレントリアミンなどのアミン化合物などを挙げることができる。 この中でも、特に水酸化リチウムが、得られた皮膜の親水性向上の為に効果がある。
【００４３】
前記架橋剤は得られる皮膜の耐水溶解性を向上させるなどの目的で配合されるものであり、例えば、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、ブロック化ポリイソシアネート化合物、チタンキレートなどの金属キレート化合物などを挙げることができる。該架橋剤は、一般に水溶性又は水分散性を有していることが好ましい。
【００４４】
前記コロイダルシリカは、得られる皮膜に親水性を付与し、皮膜の水接触角を低下させるなどの目的で配合されるものであり、該コロイダルシリカとしては、いわゆるシリカゾル又は微粉状シリカであって、粒子径が５ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは７ｎｍ〜１μｍで、通常、水分散液として供給されているものをそのまま使用するか、または微粉状シリカを水に分散させて使用することができる。
【００４５】
前記防菌剤は得られる皮膜における微生物の発生や繁殖を阻止するなどの目的で必要に応じて配合されるものであり、それ自体既知の防菌・殺菌作用をもつ脂肪族系、芳香族系の有機化合物の中から選ぶことができ、例えば、ハロアリルスルホン系、ヨードプロパギル系、Ｎ−ハロアルキルチオ系、ベンツチアゾール系、ニトリル系、ピリジン系、８−オキシキノリン系、ベンゾチアゾール系、イソチアゾリン系、フェノール系、第４級アンモニウム塩系、トリアジン系、チアジン系、アニリド系、アダマンタン系、ジチオカーバメイト系、ブロムインダノン系等の防菌剤が挙げられる。
【００４６】
上記防菌剤の具体例としては、２−（４−チアゾリル）−ベンツイミダゾール、Ｎ−（フルオロジクロロメチルチオ）フタルイミド、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、Ｏ−フェニルフェノール、１０，１０’−オキシビスフェノキシアルシン、２，３，５，６−テトラクロロ−４−（メチルスルホニル）ピリジン、２，４，５，６−テトラクロロイソフタロニトリル、ジヨードメチル−ｐ−トルイルスルホン、２−ベンツ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−シクロヘキセン−１，２−ジカルボキシイミドなどを挙げることができる。また、無機塩系の防菌剤も使用でき、例えばメタホウ酸バリウム、ホウ酸銅、ホウ酸亜鉛、ゼオライト（アルミノシリケート）などが代表的なものである。
【００４７】
本発明の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物は、フィン材の表面に塗布し、乾燥させることによって親水性の持続性（水滴接触角、全面水濡性）、熱交換器フィン材の表面に発生した凝縮水による自己洗浄性が良好である。このことから耐汚染性や耐食性に優れた親水化皮膜を熱交換器フィン材表面に形成することができる。
【００４８】
熱交換器用のアルミニウムフィン材の親水化処理方法
熱交換器に用いるアルミニウムフィン材は、素材のアルミニウムフィン材に
耐食性を主な目的とする下層皮膜に、本発明の親水化処理組成物の上層皮膜を塗り重ねたものである。
【００４９】
下層皮膜は、耐食性向上の為に、金属元素としてクロムやジルコニウムを含有していることが好ましく、具体的には、リン酸クロメート、クロム酸クロメート、リン酸ジルコニウム等の処理を行って下層皮膜を形成するが、環境面からはクロムを含有しない処理剤であることが好ましい。
【００５０】
本発明の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物による親水性皮膜の形成は、ロールコート法、バーコート法、浸漬法、スプレー法及び刷毛塗り法等が挙げられる。これらの塗装方法のうち、例えばロールコート法による場合は、塗布後１５０℃以上２７０℃以下の温度で５秒間以上１分間以下の間、焼付け乾燥することにより、親水性の皮膜を得ることができる。親水性皮膜の膜厚は、好ましくは０．５〜５．０ｇ／ｍ２、より好ましくは０．５〜２ｇ／ｍ２である。
【実施例】
【００５１】
以下、製造例、実施例及び比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。各例中の「部」は質量部、「％」は質量％を示す。
【００５２】
化成処理板の作成
アルミニウムフィン材（ＪＩＳ−Ａ１１００）を２００×２５０ｍｍに切断し、濃度２質量％の脱脂剤（ケミクリーナー５６１Ｂ、日本シービーケミカル社製）を用いて脱脂を行った後、クロメート処理剤（アルクロム７１２、日本パーカーライジング社製）で、処理（金属クロム換算塗布量３０ｍｇ／ｍ２）を行って化成処理板を得た。
【００５３】
製造例１ ポリビニルアルコール水溶液Ｎｏ．１の作成
デンカポバールＫ−０５（電気化学工業（株）製、ケン化度９９％、重合度５５０）を水に溶解し、固形分１４％のポリビニルアルコール水溶液Ｎｏ．１を得た。
【００５４】
製造例２ ポリビニルアルコール水溶液Ｎｏ．２の作成
デンカポバールＢ−０５（電気化学工業（株）製、ケン化度８８％、重合度５５０）を水に溶解し、固形分１４％のポリビニルアルコール水溶液Ｎｏ．２を得た。
【００５５】
製造例３ アクリル樹脂水溶液の製造（比較用）
還流管、温度計、滴下ロート、攪拌機を装着した４つ口フラスコに、エチレングリコールモノブチルエーテル４０６部を仕込み、窒素気流下で１００℃に加熱、保持し、滴下ロートから「メタクリル酸１１０部、ｎ−ブチルアクリレート１３５部、エチレングリコールモノブチルエーテル３５部及び２，２'−アゾビスイソブチロニトリル１４部」の混合物を滴下ロートから３時間を要して滴下し、滴下後、さらに同温度で２時間攪拌を続け、ついで冷却し、固形分３５％のアクリル樹脂溶液を得た。得られた樹脂（固形分）は、樹脂酸価２９３ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量２５，０００を有していた。得られた３５％のアクリル樹脂溶液に中和当量１当量に相当する量のＮ，Ｎ−ジメチルアミノエタノール及び水を徐々に添加、攪拌して固形分１３％のアクリル樹脂水溶液を得た。
【００５６】
熱交換器フィン材用の親水化処理組成物の調製
実施例１
ポバールＪＦ−１０（注１）３０部（固形分）、ポリグリセリン＃７５０（注２）３０部（固形分）、ジュリマーＡＣ−１０Ｌ（注３）３８部（固形分）、ジュリマーＡＣ−１０ＬＨＰ（注４）２部（固形分）、デナコールＥＸ−３１３（注５）２．５部（固形分）、ノニオンＳ２２０（注７）８．０部、水酸化リチウム７．０部（０．３当量）を加えて攪拌し、さらに３％ｎ−ブタノール水溶液を加えて固形分を調整して、固形分１０％の親水化処理組成物Ｎｏ．１を得た。
【００５７】
実施例２〜１３
表１及び表２に示す配合内容とする以外は実施例１と同様にして、固形分１０％の親水化処理組成物Ｎｏ．２〜Ｎｏ．１３を得た。
【００５８】
【表１】
【００５９】
【表２】
【００６０】
（注１）ポバールＪＦ−１０：日本酢ビ・ポバール社製、商品名、ポリビニルアルコール、Ａ成分
（注２）ポリグリセリン＃７５０：坂本薬品工業（株）製、商品名、デカグリ
セリンを主成分とするポリグリセリン、水酸基価約９００ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分１００質量％、Ａ成分
（注３）ジュリマーＡＣ−１０Ｌ：日本純薬（株）製、商品名、ポリアクリル酸、数平均分子量２,５００、酸価７７９ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｂ成分
（注４）ジュリマーＡＣ−１０ＬＨＰ：日本純薬（株）製、商品名、ポリアクリル酸、数平均分子量２５，０００、酸価７４５ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｂ成分
（注５）デナコールＥＸ−３１３：ナガセケムテックス社製、商品名、エポキシ樹脂、エポキシ当量１４１、Ｃ成分
（注６）デナコールＥＸ−８２１：ナガセケムテックス社製、商品名、エポキシ樹脂、エポキシ当量１８５、Ｃ成分
（注７）グリシエールＰＰ−３００Ｐ：三洋化成工業社製、商品名、エポキシ樹脂、エポキシ当量２９６、Ｃ成分
（注８）ｊＥＲ８２８ＥＬ：ジャパンエポキシレジン社製、商品名、エポキシ樹脂、エポキシ当量１９０、数平均分子量３８０
（注９）セロゲン７Ａ：第一工業製薬社製、商品名、カルボキシメチルセルロース、Ｄ成分
（注１０）セロゲンＮＢ：第一工業製薬社製、商品名、カルボキシメチルセルロース 、Ｄ成分
（注１１）ノニオンＳ２２０：日本油脂社製、商品名、ノニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンヘプタデシルエーテル。
【００６１】
比較例１〜７
表３に示す配合内容とする以外は実施例１と同様に行い、固形分１０％の親水化処理組成物Ｎｏ．１４〜Ｎｏ．２０を得た。
【００６２】
【表３】
【００６３】
試験板の作成
前記の通り作成した化成処理板を用いて、各々の親水化処理組成物を乾燥皮膜重量が１．２ｇ／ｍ２となるように塗布し、素材到達温度が２２０℃で１０秒間焼付けて各々の試験板を得た。上記のようにして得られた試験板を用い、下記試験方法に従って試験に供した結果を表４〜表６に示す。
【００６４】
【表４】
【００６５】
【表５】
【００６６】
【表６】
【００６７】
（注１２）親水性：試験板、試験板を水道水流水（流水量は塗板１ｍ2当り１５ｋｇ／時）中に７時間浸漬し、引き上げて１７時間で乾燥させる乾湿工程を１サイクルとし、５サイクル行なった各試験板について、水道水の入ったビーカーに塗板を１０秒間浸漬し、引き上げた時の塗板表面の水ヌレ状態を目視で判定する。
◎は、塗板表面全面が水に濡れ、引上げ３０秒後においても水の偏りがない状態
〇は、塗板表面全面が水に濡れ、引上げ１０秒後においても水の偏りがない状態
△は、引上げ直後は塗板表面全面が濡れているが、引上げ１０秒後には塗板の端部から中央に水が寄っている状態
×は、引上げ直後に水玉ができ、塗板全体に水が濡れない状態。
【００６８】
（注１３）耐汚染性：パルミチン酸を７０℃に加熱し、パルミチン酸蒸気に２４時間暴露した後に、各試験板の塗面上に注射器にて０．０３ｃｃの脱イオン水を滴下し水滴を形成し、水滴の接触角を協和化学（株）製コンタクタングルメーターＤＣＡＡ型にて測定した。
◎は、接触角が、３０度以下
〇は、接触角が３０度を超えて、３５度以下で実用の範囲
△は、接触角が３５度を越えて、４０度以下
×は、接触角が４０度を超える。
【００６９】
（注１４）結露時の水濡れ性：３０℃、７５％ＲＨの恒温槽の中に、２０×１５×５ｃｍのステンレス製容器を置き、この側面に試験塗板を貼付けた。ついでステンレス製容器の中に０℃の不凍液を循環させ、循環１０時間経過時の試験塗板表面の結露水による水ヌレ状態を目視で観察し下記基準で評価した。
〇は、塗板表面全面が水に濡れた状態
△は、塗板表面の５０〜１００％が水に濡れた状態
×は、塗板表面のヌレ面積が５０％未満の状態。
【００７０】
（注１５）耐食性：ＪＩＳ−Ｚ−２３７１塩水噴霧試験法に準ずる。試験時間は５００時間とし、下記基準により評価した。
◎は、塗面に白サビ、フクレの発生が全く認められない 、
〇は、白サビ又はフクレの少なくとも一方がわずかに発生したが、現状製品として問題のないレベル
△は、白サビ又はフクレの少なくとも一方が発生
×は、白サビ又はフクレが著しく発生した。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
フィンとフィンの距離が狭い短い熱交換器においても水滴のブリッジによる通風抵抗の増加、水滴の共振による騒音の発生やアルミニウム板材の腐食による白粉の飛散を防止できる。このことから、コンデンサー、ラジエーター、エバポレーター等の熱交換器用のフィン材として有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器フィン材の表面に発生した凝縮水による自己洗浄性が良好で、耐汚染性や耐食性に優れた皮膜を形成できる熱交換器フィン材用の親水化処理組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムやアルミニウム合金等の材料は、軽量で加工性、熱伝導性に優れているため、カーエアコンやルームエアコン等の熱交換器の各部材に広く利用されており、特に熱交換部にはアルミニウム製フィン材（以下、「フィン材」と略することがある）を使用することが多い。
【０００３】
上記フィン材を組み込んだエアコンディショナー（以下、「空調機」と称することがある）を冷房運転すると、大気中の水分がフィン材表面で凝縮してフィン間に目詰まりを発生させ冷却能力を低下させる。そこで、この凝縮水を除くために、フィン表面に親水化処理を施しておくのが一般的である。
【０００４】
この親水化処理によってフィン表面は常に凝縮水で濡れた状態となる。このため、フィン間に水のブリッジを形成して空気の通風路を狭めるため、通風抵抗が大きくなって電力の損失、騒音の発生、水滴の飛散、フィン材の腐食などの問題が発生することがある。
かかる現象を防止する方策として、改良された親水化処理組成物によって凝縮水がブリッジを形成することを抑制し、熱効率低下を防止することが行われている。しかし、改良された親水化処理剤をフィン材表面に施しても、空調機を運転することによって、床ワックス、壁クロスの接着剤、煙草などに由来する汚染物質が空調機のフィン材表面に付着し、耐汚染性の持続性が十分でなかった。
【０００５】
このことの対策として、例えば、特許文献１には、親水性の持続性、耐食性、臭気などに優れた皮膜を形成できる親水化処理組成物として、（Ａ）ポリグリセリン及び（Ｂ）３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の樹脂酸価を有する高酸価アクリル樹脂を含有し、該親水化処理組成物の樹脂固形分が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の樹脂酸価を有し且つ１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の水酸基価を有することを特徴とする熱交換器フィン材用の親水化処理組成物が開示されている。
【０００６】
他に、特許文献２には、（Ａ）８７％以上のケン化度を有するポリビニルアルコール及び（Ｂ）３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の樹脂酸価を有する高酸価アクリル樹脂のカルボキシル基の少なくとも１部が１８０℃未満の沸点を有さず、且つ１８０℃未満で分解しない塩基性化合物と塩を形成してなる中和樹脂を含有することを特徴とする熱交換器フィン用の親水化処理組成物、が開示されている。
【０００７】
しかし、特許文献１又は特許文献２に記載の組成物は、熱交換器フィン材の表面に発生した凝縮水によって汚染物質を除去できる自己洗浄性が十分でなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３２３２５７号公報
【特許文献２】特開２００１−３２９３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発明が解決しようとする課題は、熱交換器フィン材の表面に発生した凝縮水による自己洗浄性が良好で、耐汚染性に優れた皮膜を形成できる熱交換器フィン材用の親水化処理組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者等は、ポリグリセリン及びポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種のポリマー成分（Ａ）、樹脂酸価３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の高酸価アクリル樹脂（Ｂ）、及び特定のエポキシ化合物（Ｃ）を含有する熱交換器フィン材用の親水化処理組成物によって、上記課題の解決が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、
１．ポリグリセリン及びポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種のポリマー成分（Ａ）、樹脂酸価３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の固形分合計１００質量部に対して、下記式（１）及び／又は式（２）で表されるエポキシ化合物（Ｃ）を１．０〜５．０質量部含有することを特徴とする熱交換器フィン材用の親水化処理組成物、
【００１１】
【化１】
【００１２】
式（１）
（式（１）、Ｒ１は、同一又は相異なってもよい水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、アルキレンオキシド構造部分の繰り返し単位の数である、ｍ及びｎはｍ＋ｎ＝１〜２０となる整数を表す）
【００１３】
【化２】
式（２）
（式（２）中、Ｙの繰り返しにおいてＲ２は同一又は相異なってもよい、水素原子、水酸基、炭素数１〜６のアルキル基、式（３）で表される基を表し、Ｘは１〜９、Ｙは１〜５０となる整数を表す）
【００１４】
【化３】
【００１５】
式（３）
２．さらに、水酸化リチウムを含有する請求項１に記載の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物、
３．ポリマー成分（Ａ）と高酸価アクリル樹脂（Ｂ）との合計固形分１００質量部に対して、カルボキシル基および／または水酸基を有する天然性高分子化合物またはその誘導体（Ｄ）を１〜２０質量部含有するものである１又は２に記載の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物、
４．１項〜３項のいずれか１項に記載の熱交換器フィン材用親水化処理組成物をアルミニウムフィン材表面に塗装して加熱乾燥し、乾燥膜厚０．２〜５μｍの皮膜を形成することを特徴とする熱交換器アルミニウムフィン材の親水化処理方法、
５．４項に記載の親水化処理方法によって得られたアルミニウムフィン材、に関する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の親水化処理組成物の皮膜で被覆したフィン材は、フィン材の表面に発生した凝縮水による自己洗浄性が良好で、耐汚染性や耐食性に優れる。具体的には、得られた皮膜は、空気の冷却によって大量の水蒸気がフィンの表面に結露しても、皮膜と素材のアルミニウムとの密着性にも優れる。
【００１７】
また、結露した水が大粒の液滴となることがないから、熱交換器におけるフィン材は、目詰まりを引き起こすことがなく熱効率に優れる。さらに、中和剤として水酸化リチウムを用いることによって、アルミニウムフィン材の親水性向上の効果が得られ、凝集水による目詰まりや飛散を軽減できる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、ポリグリセリン及びポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種のポリマー成分（Ａ）、樹脂酸価３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の高酸価アクリル樹脂（Ｂ）、及び特定のエポキシ化合物（Ｃ）を含有する熱交換器フィン材用の親水化処理組成物である。以下、詳細に述べる。
【００１９】
ポリマー成分（Ａ）
ポリマー成分（Ａ）は、ポリグリセリン及びポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種である。
【００２０】
上記ポリグリセリンは、グリセリンのポリエーテル化物であって、通常、数平均分子量が２００〜３０，０００、好ましくは３００〜３，０００の範囲内にあることが得られた皮膜の親水性向上の面から好ましい。
【００２１】
ポリビニルアルコールは、造膜成分としての役割を果たすとともに分子中に二級水酸基が多量に存在するため水との親和性に富み、さらにこの水酸基と他の構成成分とのエステル化により耐水性と親水性の持続性を維持する作用を示す。ポリビニルアルコールは、ケン化度８７％以上のポリビニルアルコールであり、特にケン化度９８％以上の、いわゆる完全ケン化ポリビニルアルコールであることが好ましく、また平均重合度が５００〜２，０００の範囲内にあることが、塗装時の粘度を得る為に好適である。
【００２２】
完全ケン化ポリビニルアルコールは、常温下における水に対する溶解度が低く、常温以下で使用される熱交換器フィン材用の皮膜材料として好ましい性質を示す。ポリビニルアルコールとしては、他の有機化合物と反応させたいわゆる変性ポリビニルアルコール（例えば、アクリルアミド、不飽和カルボン酸、スルホン酸モノマー、カチオン性モノマー、不飽和シランモノマーなどとの共重合物）も使用することができる。
なお、本明細書において、樹脂の数平均分子量又は重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフで測定したクロマトグラムから標準ポリスチレンの分子量を基準にして算出した値である。ゲルパーミエーションクロマトグラフは、「ＨＬＣ８１２０ＧＰＣ」（東ソー社製）を使用した。カラムとしては、「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ−４０００ＨＸＬ」、「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ−３０００ＨＸＬ」、「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ−２５００ＨＸＬ」、「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ−２０００ＨＸＬ」（いずれも東ソー（株）社製、商品名）の４本を用い、移動相；テトラヒドロフラン、測定温度；４０℃、流速；１ｍｌ／分、検出器；ＲＩの条件で行ったものである。
【００２３】
高酸価アクリル樹脂（Ｂ）
高酸価アクリル樹脂（Ｂ）は、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーの重合体、又は該カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーとその他モノマーとの共重合体であり、樹脂酸価が３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、好ましくは５００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあるものであって、通常、数平均分子量が５００〜３００，０００、好ましくは８００〜２５０，０００の範囲内にあることが好適である。
【００２４】
上記カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸などを挙げることができる。これらは一種で又は２種以上を組合せて使用することができる。
【００２５】
上記アクリル樹脂が共重合体である場合に、上記カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーと共重合される、その他モノマーとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、tert−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレート等のＣ１〜２４のアルキル（メタ）アクリレート；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２，３−ジヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート及びポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート等の、多価アルコールとアクリル酸又はメタクリル酸とのモノエステル化物；上記多価アルコールとアクリル酸又はメタクリル酸とのモノエステル化物にε−カプロラクトンを開環重合した化合物などの水酸基含有モノマー；スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニルなどが挙げられる。これらの化合物は、１種で、又は２種以上を組合せて使用することができる。本発明において、「（メタ）アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを意味する。高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の中でもポリアクリル酸が好適である。
【００２６】
ポリマー成分（Ａ）に対する高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の配合割合としては、
両成分の固形分合計１００質量部に対して、ポリマー成分（Ａ）５０〜９５質量部、好ましくは６０〜９０質量部、高酸価アクリル樹脂（Ｂ）を５〜５０質量部、好ましくは１０〜４０質量部が、フィン材の耐食性のために好ましい。
【００２７】
エポキシ化合物（Ｃ）
本発明の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物におけるエポキシ化合物（Ｃ）は、式（１）で表される化合物（１）及び／又は式（２）で表される化合物（２）を用いることができる。
【００２８】
化合物（１）
【００２９】
【化４】
【００３０】
式（１）
（式（１）中、Ｒ１は、同一又は相異なってもよい水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基、アルキレンオキシド構造部分の繰り返し単位の数である、ｍ及びｎはｍ＋ｎ＝１〜２０、となる整数を表す）
化合物（２）
【００３１】
【化５】
式（２）
（式（２）中、Ｙの繰り返しにおいてＲ２は同一又は相異なってもよい、水素原子、水酸基、炭素数１〜６のアルキル基、式（３）で表される基を表し、Ｘは１〜９、Ｙは１〜５０となる整数を表す）
【００３２】
【化６】
【００３３】
式（３）
なお、上記式（１）で表される化合物（１）又は式（２）で表される化合物（２）は、デナコールＥＸ−３１３、デナコールＥＸ−８５０、デナコールＥＸ−８２１、デナコールＥＸ−８３０、デナコールＥＸ−８４１、デナコールＥＸ−８６１、デナコールＥＸ−９４１、デナコールＥＸ−９２０、デナコールＥＸ−９３１（ナガセケムテックス株式会社）、グリシエールＰＰ−３００Ｐ、ＢＰＰ−３５０（三洋化成工業株式会社）などが挙げられる。また、エポキシ化合物（Ｃ）は、化合物（１）と化合物（２）を混合して用いることもできる。
【００３４】
本発明の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物は、ポリマー（Ａ）と高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の固形分合計１００質量部に対して、エポキシ化合物（Ｃ）を１．０〜５．０質量部、好ましくは２．０〜４．０質量部含有することによって、熱交換器のフィン材の表面に発生した凝縮水による自己洗浄性に優れ、かつ親水性（水濡れ性）と耐汚染性に優れるアルミニウムフィン材を得ることができる。さらに、親水性と耐汚染性は持続性に優れる。本発明組成物は、前記ポリマー成分（Ａ）、高酸価アクリル樹脂（Ｂ）及びエポキシ化合物（Ｃ）を必須とするものであり、さらに必要に応じてカルボキシル基および／または水酸基を有する天然性高分子化合物またはその誘導体（Ｄ）及びノニオン系界面活性剤等を加えることができる。
【００３５】
カルボキシル基および／または水酸基を有する天然性高分子化合物またはその誘導体（Ｄ）
カルボキシル基および／または水酸基を有する天然性高分子化合物またはその誘導体（Ｄ）（以下、「（Ｄ）成分」と略称することがある。）は、ポリビニルピロリドン、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド誘導体の重合物等が挙げられる。
【００３６】
また、（Ｄ）成分は、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、エチルセルロース（ＥＣ）、エチルヒドロキシエチルセルロース（ＥＨＥＣ）等のセルロース誘導体、およびそれらのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩が挙げられる。
【００３７】
本発明の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物は、ポリマー成分（Ａ）と高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の固形分合計１００質量部に対して、（Ｄ）成分を１〜２０質量部、好ましくは２〜１８質量部、さらに好ましくは３〜１５質量部含有することが、親水性向上の為に好ましい。
【００３８】
本発明組成物におけるノニオン系界面活性剤は、得られる皮膜に付着した水分が水滴を形成せず、拡張濡れし易くするためなどの目的で必要に応じて配合される。このようなノニオン系界面活性剤は、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミドなどが挙げられる。この中でも、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、特にポリオキシエチレンヘプタデシルエーテルが、親水性向上と凝縮水による自己洗浄性向上の面から好ましい。
【００３９】
これらのノニオン系界面活性剤の配合量は、通常、前記ポリマー成分（Ａ）と高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の固形分合計１００質量部に対して、２０質量部以下、好ましくは０．５〜１０質量部、さらに好ましくは１〜８質量部である。
【００４０】
本発明組成物は、前記ポリマー成分（Ａ）、高酸価アクリル樹脂（Ｂ）、エポキシ化合物（Ｃ）、カルボキシル基および／または水酸基を有する天然性高分子化合物またはその誘導体（Ｄ）及びノニオン系界面活性剤以外に、必要に応じて、塩基性化合物、架橋剤、コロイダルシリカ、防菌剤、着色顔料、それ自体既知の防錆顔料（たとえばクロム酸塩系、鉛系、モリブデン酸系など）、防錆剤（たとえばタンニン酸、没食子酸などのフェノール性カルボン酸およびその塩類、フイチン酸、ホスフィン酸などの有機リン酸、重リン酸の金属塩類、亜硝酸塩など）等、並びに水性媒体を加えることができる。
【００４１】
上記水性媒体は、水であってもよいし、水と少量の有機溶剤や塩基性化合物との混合溶媒であってもよい。混合溶媒において、通常、水の含有量は８０質量％以上である。塩基性化合物は、高酸価アクリル樹脂（Ｂ）のカルボキシル基の中和剤として働き、塩を形成して該樹脂の水溶化の向上などに寄与することができる。
【００４２】
このような塩基性化合物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物；水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属水酸化物；アンモニア；エチルアミン、ブチルアミン、ベンジルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエタノール、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエチレントリアミンなどのアミン化合物などを挙げることができる。 この中でも、特に水酸化リチウムが、得られた皮膜の親水性向上の為に効果がある。
【００４３】
前記架橋剤は得られる皮膜の耐水溶解性を向上させるなどの目的で配合されるものであり、例えば、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、ブロック化ポリイソシアネート化合物、チタンキレートなどの金属キレート化合物などを挙げることができる。該架橋剤は、一般に水溶性又は水分散性を有していることが好ましい。
【００４４】
前記コロイダルシリカは、得られる皮膜に親水性を付与し、皮膜の水接触角を低下させるなどの目的で配合されるものであり、該コロイダルシリカとしては、いわゆるシリカゾル又は微粉状シリカであって、粒子径が５ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは７ｎｍ〜１μｍで、通常、水分散液として供給されているものをそのまま使用するか、または微粉状シリカを水に分散させて使用することができる。
【００４５】
前記防菌剤は得られる皮膜における微生物の発生や繁殖を阻止するなどの目的で必要に応じて配合されるものであり、それ自体既知の防菌・殺菌作用をもつ脂肪族系、芳香族系の有機化合物の中から選ぶことができ、例えば、ハロアリルスルホン系、ヨードプロパギル系、Ｎ−ハロアルキルチオ系、ベンツチアゾール系、ニトリル系、ピリジン系、８−オキシキノリン系、ベンゾチアゾール系、イソチアゾリン系、フェノール系、第４級アンモニウム塩系、トリアジン系、チアジン系、アニリド系、アダマンタン系、ジチオカーバメイト系、ブロムインダノン系等の防菌剤が挙げられる。
【００４６】
上記防菌剤の具体例としては、２−（４−チアゾリル）−ベンツイミダゾール、Ｎ−（フルオロジクロロメチルチオ）フタルイミド、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、Ｏ−フェニルフェノール、１０，１０’−オキシビスフェノキシアルシン、２，３，５，６−テトラクロロ−４−（メチルスルホニル）ピリジン、２，４，５，６−テトラクロロイソフタロニトリル、ジヨードメチル−ｐ−トルイルスルホン、２−ベンツ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−シクロヘキセン−１，２−ジカルボキシイミドなどを挙げることができる。また、無機塩系の防菌剤も使用でき、例えばメタホウ酸バリウム、ホウ酸銅、ホウ酸亜鉛、ゼオライト（アルミノシリケート）などが代表的なものである。
【００４７】
本発明の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物は、フィン材の表面に塗布し、乾燥させることによって親水性の持続性（水滴接触角、全面水濡性）、熱交換器フィン材の表面に発生した凝縮水による自己洗浄性が良好である。このことから耐汚染性や耐食性に優れた親水化皮膜を熱交換器フィン材表面に形成することができる。
【００４８】
熱交換器用のアルミニウムフィン材の親水化処理方法
熱交換器に用いるアルミニウムフィン材は、素材のアルミニウムフィン材に
耐食性を主な目的とする下層皮膜に、本発明の親水化処理組成物の上層皮膜を塗り重ねたものである。
【００４９】
下層皮膜は、耐食性向上の為に、金属元素としてクロムやジルコニウムを含有していることが好ましく、具体的には、リン酸クロメート、クロム酸クロメート、リン酸ジルコニウム等の処理を行って下層皮膜を形成するが、環境面からはクロムを含有しない処理剤であることが好ましい。
【００５０】
本発明の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物による親水性皮膜の形成は、ロールコート法、バーコート法、浸漬法、スプレー法及び刷毛塗り法等が挙げられる。これらの塗装方法のうち、例えばロールコート法による場合は、塗布後１５０℃以上２７０℃以下の温度で５秒間以上１分間以下の間、焼付け乾燥することにより、親水性の皮膜を得ることができる。親水性皮膜の膜厚は、好ましくは０．５〜５．０ｇ／ｍ２、より好ましくは０．５〜２ｇ／ｍ２である。
【実施例】
【００５１】
以下、製造例、実施例及び比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。各例中の「部」は質量部、「％」は質量％を示す。
【００５２】
化成処理板の作成
アルミニウムフィン材（ＪＩＳ−Ａ１１００）を２００×２５０ｍｍに切断し、濃度２質量％の脱脂剤（ケミクリーナー５６１Ｂ、日本シービーケミカル社製）を用いて脱脂を行った後、クロメート処理剤（アルクロム７１２、日本パーカーライジング社製）で、処理（金属クロム換算塗布量３０ｍｇ／ｍ２）を行って化成処理板を得た。
【００５３】
製造例１ ポリビニルアルコール水溶液Ｎｏ．１の作成
デンカポバールＫ−０５（電気化学工業（株）製、ケン化度９９％、重合度５５０）を水に溶解し、固形分１４％のポリビニルアルコール水溶液Ｎｏ．１を得た。
【００５４】
製造例２ ポリビニルアルコール水溶液Ｎｏ．２の作成
デンカポバールＢ−０５（電気化学工業（株）製、ケン化度８８％、重合度５５０）を水に溶解し、固形分１４％のポリビニルアルコール水溶液Ｎｏ．２を得た。
【００５５】
製造例３ アクリル樹脂水溶液の製造（比較用）
還流管、温度計、滴下ロート、攪拌機を装着した４つ口フラスコに、エチレングリコールモノブチルエーテル４０６部を仕込み、窒素気流下で１００℃に加熱、保持し、滴下ロートから「メタクリル酸１１０部、ｎ−ブチルアクリレート１３５部、エチレングリコールモノブチルエーテル３５部及び２，２'−アゾビスイソブチロニトリル１４部」の混合物を滴下ロートから３時間を要して滴下し、滴下後、さらに同温度で２時間攪拌を続け、ついで冷却し、固形分３５％のアクリル樹脂溶液を得た。得られた樹脂（固形分）は、樹脂酸価２９３ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量２５，０００を有していた。得られた３５％のアクリル樹脂溶液に中和当量１当量に相当する量のＮ，Ｎ−ジメチルアミノエタノール及び水を徐々に添加、攪拌して固形分１３％のアクリル樹脂水溶液を得た。
【００５６】
熱交換器フィン材用の親水化処理組成物の調製
実施例１
ポバールＪＦ−１０（注１）３０部（固形分）、ポリグリセリン＃７５０（注２）３０部（固形分）、ジュリマーＡＣ−１０Ｌ（注３）３８部（固形分）、ジュリマーＡＣ−１０ＬＨＰ（注４）２部（固形分）、デナコールＥＸ−３１３（注５）２．５部（固形分）、ノニオンＳ２２０（注７）８．０部、水酸化リチウム７．０部（０．３当量）を加えて攪拌し、さらに３％ｎ−ブタノール水溶液を加えて固形分を調整して、固形分１０％の親水化処理組成物Ｎｏ．１を得た。
【００５７】
実施例２〜１３
表１及び表２に示す配合内容とする以外は実施例１と同様にして、固形分１０％の親水化処理組成物Ｎｏ．２〜Ｎｏ．１３を得た。
【００５８】
【表１】
【００５９】
【表２】
【００６０】
（注１）ポバールＪＦ−１０：日本酢ビ・ポバール社製、商品名、ポリビニルアルコール、Ａ成分
（注２）ポリグリセリン＃７５０：坂本薬品工業（株）製、商品名、デカグリ
セリンを主成分とするポリグリセリン、水酸基価約９００ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分１００質量％、Ａ成分
（注３）ジュリマーＡＣ−１０Ｌ：日本純薬（株）製、商品名、ポリアクリル酸、数平均分子量２,５００、酸価７７９ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｂ成分
（注４）ジュリマーＡＣ−１０ＬＨＰ：日本純薬（株）製、商品名、ポリアクリル酸、数平均分子量２５，０００、酸価７４５ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｂ成分
（注５）デナコールＥＸ−３１３：ナガセケムテックス社製、商品名、エポキシ樹脂、エポキシ当量１４１、Ｃ成分
（注６）デナコールＥＸ−８２１：ナガセケムテックス社製、商品名、エポキシ樹脂、エポキシ当量１８５、Ｃ成分
（注７）グリシエールＰＰ−３００Ｐ：三洋化成工業社製、商品名、エポキシ樹脂、エポキシ当量２９６、Ｃ成分
（注８）ｊＥＲ８２８ＥＬ：ジャパンエポキシレジン社製、商品名、エポキシ樹脂、エポキシ当量１９０、数平均分子量３８０
（注９）セロゲン７Ａ：第一工業製薬社製、商品名、カルボキシメチルセルロース、Ｄ成分
（注１０）セロゲンＮＢ：第一工業製薬社製、商品名、カルボキシメチルセルロース 、Ｄ成分
（注１１）ノニオンＳ２２０：日本油脂社製、商品名、ノニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンヘプタデシルエーテル。
【００６１】
比較例１〜７
表３に示す配合内容とする以外は実施例１と同様に行い、固形分１０％の親水化処理組成物Ｎｏ．１４〜Ｎｏ．２０を得た。
【００６２】
【表３】
【００６３】
試験板の作成
前記の通り作成した化成処理板を用いて、各々の親水化処理組成物を乾燥皮膜重量が１．２ｇ／ｍ２となるように塗布し、素材到達温度が２２０℃で１０秒間焼付けて各々の試験板を得た。上記のようにして得られた試験板を用い、下記試験方法に従って試験に供した結果を表４〜表６に示す。
【００６４】
【表４】
【００６５】
【表５】
【００６６】
【表６】
【００６７】
（注１２）親水性：試験板、試験板を水道水流水（流水量は塗板１ｍ2当り１５ｋｇ／時）中に７時間浸漬し、引き上げて１７時間で乾燥させる乾湿工程を１サイクルとし、５サイクル行なった各試験板について、水道水の入ったビーカーに塗板を１０秒間浸漬し、引き上げた時の塗板表面の水ヌレ状態を目視で判定する。
◎は、塗板表面全面が水に濡れ、引上げ３０秒後においても水の偏りがない状態
〇は、塗板表面全面が水に濡れ、引上げ１０秒後においても水の偏りがない状態
△は、引上げ直後は塗板表面全面が濡れているが、引上げ１０秒後には塗板の端部から中央に水が寄っている状態
×は、引上げ直後に水玉ができ、塗板全体に水が濡れない状態。
【００６８】
（注１３）耐汚染性：パルミチン酸を７０℃に加熱し、パルミチン酸蒸気に２４時間暴露した後に、各試験板の塗面上に注射器にて０．０３ｃｃの脱イオン水を滴下し水滴を形成し、水滴の接触角を協和化学（株）製コンタクタングルメーターＤＣＡＡ型にて測定した。
◎は、接触角が、３０度以下
〇は、接触角が３０度を超えて、３５度以下で実用の範囲
△は、接触角が３５度を越えて、４０度以下
×は、接触角が４０度を超える。
【００６９】
（注１４）結露時の水濡れ性：３０℃、７５％ＲＨの恒温槽の中に、２０×１５×５ｃｍのステンレス製容器を置き、この側面に試験塗板を貼付けた。ついでステンレス製容器の中に０℃の不凍液を循環させ、循環１０時間経過時の試験塗板表面の結露水による水ヌレ状態を目視で観察し下記基準で評価した。
〇は、塗板表面全面が水に濡れた状態
△は、塗板表面の５０〜１００％が水に濡れた状態
×は、塗板表面のヌレ面積が５０％未満の状態。
【００７０】
（注１５）耐食性：ＪＩＳ−Ｚ−２３７１塩水噴霧試験法に準ずる。試験時間は５００時間とし、下記基準により評価した。
◎は、塗面に白サビ、フクレの発生が全く認められない 、
〇は、白サビ又はフクレの少なくとも一方がわずかに発生したが、現状製品として問題のないレベル
△は、白サビ又はフクレの少なくとも一方が発生
×は、白サビ又はフクレが著しく発生した。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
フィンとフィンの距離が狭い短い熱交換器においても水滴のブリッジによる通風抵抗の増加、水滴の共振による騒音の発生やアルミニウム板材の腐食による白粉の飛散を防止できる。このことから、コンデンサー、ラジエーター、エバポレーター等の熱交換器用のフィン材として有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリグリセリン及びポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種のポリマー成分（Ａ）、樹脂酸価３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の固形分合計１００質量部に対して、下記式（１）及び／又は式（２）で表されるエポキシ化合物（Ｃ）を１．０〜５．０質量部含有することを特徴とする熱交換器フィン材用の親水化処理組成物。
【化１】
式（１）
（式（１）、Ｒ１は、同一又は相異なってもよい水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、アルキレンオキシド構造部分の繰り返し単位の数である、ｍ及びｎはｍ＋ｎ＝１〜２０となる整数を表す）
【化２】
式（２）
（式（２）中、Ｙの繰り返しにおいてＲ２は同一又は相異なってもよい、水素原子、水酸基、炭素数１〜６のアルキル基、式（３）で表される基を表し、Ｘは１〜９、Ｙは１〜５０となる整数を表す）
【化３】
式（３）
【請求項２】
さらに、水酸化リチウムを含有する請求項１に記載の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物。
【請求項３】
ポリマー成分（Ａ）と高酸価アクリル樹脂（Ｂ）との合計固形分１００質量部に対して、カルボキシル基および／または水酸基を有する天然性高分子化合物またはその誘導体（Ｄ）を１〜２０質量部含有するものである請求項１又は２に記載の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器フィン材用親水化処理組成物をアルミニウムフィン材表面に塗装して加熱乾燥し、乾燥膜厚０．２〜５μｍの皮膜を形成することを特徴とする熱交換器アルミニウムフィン材の親水化処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載の親水化処理方法によって得られたアルミニウムフィン材。
【請求項１】
ポリグリセリン及びポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種のポリマー成分（Ａ）、樹脂酸価３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の高酸価アクリル樹脂（Ｂ）の固形分合計１００質量部に対して、下記式（１）及び／又は式（２）で表されるエポキシ化合物（Ｃ）を１．０〜５．０質量部含有することを特徴とする熱交換器フィン材用の親水化処理組成物。
【化１】
式（１）
（式（１）、Ｒ１は、同一又は相異なってもよい水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、アルキレンオキシド構造部分の繰り返し単位の数である、ｍ及びｎはｍ＋ｎ＝１〜２０となる整数を表す）
【化２】
式（２）
（式（２）中、Ｙの繰り返しにおいてＲ２は同一又は相異なってもよい、水素原子、水酸基、炭素数１〜６のアルキル基、式（３）で表される基を表し、Ｘは１〜９、Ｙは１〜５０となる整数を表す）
【化３】
式（３）
【請求項２】
さらに、水酸化リチウムを含有する請求項１に記載の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物。
【請求項３】
ポリマー成分（Ａ）と高酸価アクリル樹脂（Ｂ）との合計固形分１００質量部に対して、カルボキシル基および／または水酸基を有する天然性高分子化合物またはその誘導体（Ｄ）を１〜２０質量部含有するものである請求項１又は２に記載の熱交換器フィン材用の親水化処理組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器フィン材用親水化処理組成物をアルミニウムフィン材表面に塗装して加熱乾燥し、乾燥膜厚０．２〜５μｍの皮膜を形成することを特徴とする熱交換器アルミニウムフィン材の親水化処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載の親水化処理方法によって得られたアルミニウムフィン材。
【公開番号】特開２０１１−３２３０９（Ｐ２０１１−３２３０９Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７７２７６（Ｐ２００９−１７７２７６）
【出願日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【出願人】（０００００１４０９）関西ペイント株式会社 (815)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【出願人】（０００００１４０９）関西ペイント株式会社 (815)
【Ｆターム（参考）】
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