熱交換器用プレコートアルミニウムフィン材
【課題】エアコンディショナー用の、防食性に優れ、かつ密着性、親水性樹脂塗料との密着性、耐汚染性等が良く、かつ加工による塗膜の傷の発生、剥離、座屈、カラー飛び（成形性）などのない水性ベース塗料の開発、並びに親水性樹脂塗料を焼き付け塗装したプレコートアルミニウムフィン材の開発を目的とする。
【解決手段】 アルミニウムフィン板材に、アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料であって、溶剤として炭素数３以上でアルコール性の−ＯＨ基またはアルコール性−ＯＨ基とエーテル結合を１個以上有する直鎖状アルコールを用いた水性塗料を、塗布、焼き付けしてベース塗膜を形成し、該ベース塗膜上にアクリル基および／またはポリビニルアルコール基を有する親水性樹脂塗膜を形成するプレコートアルミニウムフィン材の製造方法および該製造方法により製造されたプレコートアルミニウムフィン材。
【解決手段】 アルミニウムフィン板材に、アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料であって、溶剤として炭素数３以上でアルコール性の−ＯＨ基またはアルコール性−ＯＨ基とエーテル結合を１個以上有する直鎖状アルコールを用いた水性塗料を、塗布、焼き付けしてベース塗膜を形成し、該ベース塗膜上にアクリル基および／またはポリビニルアルコール基を有する親水性樹脂塗膜を形成するプレコートアルミニウムフィン材の製造方法および該製造方法により製造されたプレコートアルミニウムフィン材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、業務用、家庭用エアコンのコンデンサー、エバポレーター等に用いる熱交換器あるいは自動車用ラジエータ等の熱交換器に用いられるアルミニウムもしくはアルミニウム合金（以下アルミニウムまたはアルミニウム合金を単にアルミニウムという。）熱交換器フィン用材に関し、特に親水性樹脂塗膜を焼きつけた後においてもアルミニウム板材との密着性、親水性樹脂塗膜との密着性が良く、かつアルミニウム板材の加工に良く追随できる耐食性に優れたベース塗膜用組成物、それを塗布したアルミニウムフィン基材、及び更に親水性樹脂塗料を焼き付け塗装したプレコートアルミニウムフィン材に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム材は軽量で、適度な機械的特性を有し、かつ美感、成形加工性、耐食性等に優れた特徴を有しているため、熱交換器用フィン材として広く使われている。
近年、ルームエアコン等の熱交換器においてもコンパクト化、省エネルギーに対する要求から伝熱効率を更に高める工夫がなされ、ルーバーを立ち起こしたり、熱放散能を高めるためフィンとフィンの隙間を狭くする等を行うようになった。
【０００３】
フィン間隔の隙間を小さくした結果、コンパクト化、省エネには有効であってもフィン上に水が凝縮したときは水滴がフィン間にブリッジを形成し易くなり、そのため通風抵抗が増加したり、この水滴が通風と共振を起こして騒音を発生する、さらには凝縮水のフィン上に滞留するときは、フィン材が腐食易くなるため、腐食生成物の水酸化アルミニウム粉末（白粉）が飛散することが知られている。
【０００４】
熱交換器用フィン材には冷房運転時の水滴形成防止能が求められており，親水性樹脂塗膜をアルミニウム材上に設けた、親水性フィン材が一般的に使われている。
しかし多くの親水性樹脂塗膜はアルミニウム材表面との密着性に劣るため，アルミニウム材と親水性樹脂塗膜の間に中間層を設け，アルミニウム材と親水性樹脂塗膜の密着性を高める処理が行われている。熱交換機用フィン材には親水性に加えて耐食性も求められるが、親水性塗膜は通常防食能が弱いかまたは無いため、耐食性向上のための処理も付加されるのが通例となっている。
【０００５】
上記の２つの目的を満足するために，従来スプレーによるリン酸クロメート処理やロールコーター塗布・焼付による塗布型クロメート処理といったクロメート処理が施されてきた。すなわちアルミニウム材上にクロメート皮膜を設け，さらにその上に親水性樹脂塗膜を設けることにより，耐食性，塗膜密着性，親水性を発揮するフィン材が作られてきた。
さらに最近では、商品の差別化を図るため、室内機側、室外機側のそれぞれに高度かつ特殊な性能が求められるようになってきた。例えば室内機側の場合には、汚染性に対する耐性や臭気発生防止があげられる。室外機の場合には、高度の耐食性であったり、着色であったりする。
【０００６】
着色する場合、クロメート皮膜にはほとんど着色が出来ないため、仕上塗膜である親水性樹脂塗膜に着色することになるが、親水性樹脂塗膜は結露水により表面を覆われるため、着色剤（顔料または染料）が流れ出し、ドレイン水に混じることもあるため好ましくない。そのため、最近では防食性ベース塗膜に有機樹脂を用いる方法が考えられている。
【０００７】
水滴形成防止のためのアルミニウムプレコートフィン材の従来技術としては、水溶性有機高分子物質とケイ酸塩化合物との混合皮膜層をアルミニウム材表面に設ける方法（特許文献１）、熱硬化性樹脂にシリカ微粒子を分散させた皮膜をアルミニウム材表面に塗布する方法（特許文献２）等の提案がある。しかし、このようなケイ酸塩やシリカ微粒子を使用する処理の場合には、これらはある程度の親水性があって前記の問題は回避できるとしても、プレコートした熱交換器用フィン材に使用するときは、軽微ながらシリカ特有の臭気（セメント臭）を有していて不快感があること、親水性は良好なものの、硬質なシリカを含むため、特に大きな問題としては、熱交換器に成形加工するときのプレス加工、絞り加工、しごき加工等の二次成形加工を受ける際に、高価な成形金型の摩耗を大きくするという別の問題を抱えている。
【０００８】
また、アルミニウム材の表面にアクリル樹脂層及びセルロース樹脂層を順次形成し、親水性及び耐食性を向上させる方法（特許文献３）、水溶性有機樹脂とノニオン系界面活性剤を含有する厚さが０．０５乃至５μｍの親水性樹脂皮膜を形成する方法（特許文献４）、親水性有機化合物に、メラミン樹脂、尿素樹脂又はベンゾグアナミン樹脂を含有する有機硬化剤を添加した親水性樹脂皮膜を形成させる方法（特許文献５）等が提案されている。
これらの処理方法では、硬質な無機質材料が含まれないため工具摩耗が少なく、臭気発生が殆どないという特性を有するものの、冷房運転と暖房運転とを交互に繰り返すと、フィン表面に付着した水滴の接触角が高くなり親水性が低下してしまう場合がある。
【０００９】
【特許文献１】特公平３−０７７４４０号公報
【特許文献２】特開平３−２６９０７２号公報
【特許文献３】特公平４−０２４６３２号公報
【特許文献４】特開平４−３１６８３７号公報
【特許文献５】特公平５−０１５１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はコンデンサー、ラジエーター、エバポレーター等の熱交換器に用いられるアルミニウムフィン、特に家庭室内用エアコンディショナー（以下単に「ルームエアコン」という。）用の、防食性に優れ、かつアルミニウムとの密着性、親水性樹脂塗料との密着性、耐汚染性等が良く、かつ加工による塗膜の傷の発生、剥離、座屈、カラー飛び（成形性）などのない水性ベース塗膜用塗料の開発、該ベース塗料をコートしたアルミニウムフィン材並びに親水性樹脂塗料を焼き付け塗装したプレコートアルミニウムフィン材の開発を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、
［１］ アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料であって、溶剤として直鎖状の炭素数３〜７の含酸素有機溶媒を用いた水性塗料をベース塗膜として設け、該塗膜上に親水性樹脂塗膜を設けたことを特徴とするプレコートアルミニウムフィン材、
［２］ 含酸素有機溶媒が、直鎖状の炭素数３〜７であるアルコール、エステル、セロソルブエステル、ケトン、グリコールまたはそれらの混合物である上記［１］に記載のプレコートアルミニウムフィン材、
［３］ ベース塗料のエポキシ樹脂が、ビスフェノールＡ型樹脂である上記［１］に記載のプレコートアルミニウムフィン材、
【００１２】
［４］ アルミニウムフィン基材に、アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料であって、溶剤として炭素数３以上でアルコール性の−ＯＨ基またはアルコール性−ＯＨ基とエーテル結合を１個以上有する直鎖状アルコールを用いた水性塗料を、塗布、スプレーまたは浸漬した後焼き付けしてベース塗膜を形成し、該ベース塗膜上にアクリル基および／またはポリビニルアルコール基を有する親水性樹脂塗膜を形成するプレコートアルミニウムフィン材の製造方法、
【００１３】
［５］ アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料であって、直鎖状の炭素数３〜７であるアルコール、エステル、セロソルブエステル、ケトン、グリコールまたはそれらの混合物である溶剤を用いたプレコートアルミニウムフィン材用水性ベース塗料、及び
［６］ 上記［１］〜［３］のいずれかに記載のプレコートアルミニウムフィン材を用いたエアコンディショナー用熱交換器、を開発することにより上記の課題を解決した。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は熱交換器に用いるプレコートアルミニウムフィン材に適用した際に、アルミニウムまたはアルミニウム合金板材との密着性が良く、防食性に優れた熱交換器用アルミニウムフィン用ベース塗料を開発した。このベース塗料を塗布、焼き付けした塗膜は、該塗膜上に親水性樹脂を焼きつけた後においてもアルミニウム板材との密着性、親水性樹脂塗膜との密着性に優れ、耐食性に優れ、且つこれらベース塗膜処理及び親水性樹脂の両塗膜を焼きつけたプレコートアルミニウムフィン材の塗膜は、その加工に際してフィン材の変形に良く追随できるため、塗膜の剥離、クラック、座屈などの問題を大幅に改善し、塗膜の破損による防食性の低下を防止できると共に、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た。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
アルミニウムフィン材に対しては、これまで、クロメート処理やベーマイト処理といった処理方法により耐食性ベース塗膜を設けることが一般的であった。しかしながら、このような無機系のベース塗膜では、耐食性に限界があり、早期に腐食が生じたり塗膜密着性が劣化するような問題があった。また、クロメート処理は有害な重金属のクロムを使用しており、リサイクルを含めた環境問題に対しても不利である。
このような問題に対し、最近では有害なクロムに変わり、ジルコニウムやチタンなどを使用したノンクロム処理が検討されているが、耐食性が不十分であったり、密着性が劣る傾向にあるなどいくつかの問題がある。
【００１６】
耐食性や塗膜密着性を向上させるためには、ベース塗膜として有機樹脂を用いる方法が有効である。アクリル樹脂，ウレタン樹脂，エポキシ樹脂等が使用されるが、本発明者はエポキシ樹脂に注目した。塗膜の耐食性を考えた場合、アクリル樹脂やウレタン樹脂に比較し、エポキシ樹脂の方が優れているのは周知である。耐候性が若干劣るといった事実もあるようであるが、エアコンのフィン材に適用する場合には、その使用環境においては必要かつ十分な性能を有している。
【００１７】
しかしながら、エポキシ樹脂塗料の全てが適用できるわけではない。溶剤型、水溶性のものなどがあるが、種々の検討を重ねた結果、フィン材に要求される特性として、耐食性，親水性，耐汚染性，成形性の全てを満足させるには、水性エポキシ樹脂塗料が好適であり、さらに、アクリル基を有する樹脂を含有させ、水性化したエポキシ樹脂を使用し、且つこれに特定の有機溶媒を使用し水性樹脂塗料としたベース塗料とすることでその目的を達成できることを確認した。
【００１８】
一般的な水性エポキシ樹脂塗料には、種々の目的から、有機溶媒が併用される。これらの有機溶媒が必要以上に塗膜中に残存すると、その後形成する親水性樹脂塗膜の親水性を阻害することが確認された。従って、塗料中の有機溶媒を極力減らすことが必要である。そのためには、溶剤型の塗料よりも、水性エポキシ樹脂塗料の方が有利であり、水性のエポキシ樹脂塗料であれば作業環境汚染の減少、火災の危険性などの課題を解決するためにも適用範囲が広い。
【００１９】
発明者は水性のアクリル変性エポキシ樹脂系塗料を使用し、エアコン用フィン材への適用性を調べた結果、塗料中に使用される有機溶媒の種類により、その特性が著しく変化することを見出した。
水性塗料を作製する場合、樹脂の安定性，分散性等を確保するための理由から有機溶媒を併用することは一般的である。ところが、使用される有機溶媒の種類により、親水性や耐汚染性，塗膜密着性といったフィン材として重要な性能に影響を及ぼすことを発見した。
すなわち、有機溶媒分子中、炭素(Ｃ)の数が３〜７で、アルコール性−ＯＨ基またはアルコール性−ＯＨ基に加えエーテル結合を1個以上有する直鎖型の含酸素有機溶媒、例えばアルコール、エステル、セロソルブエステル、ケトン、グリコールまたはこれらの混合物を使用する。沸点的には１８０℃以下のものが好ましい。これより高沸点溶媒であると焼き付け時に長時間必要とするばかりでなく塗膜の硬度を高めるのに困難となる。好ましいものとしては代表例としては、ブタノールやブチルセロソルブあるいはこれらの混合物等があげられる。
【００２０】
炭素(Ｃ)の数が３未満のもの及び直鎖型ではない有機溶媒として、メタノール，エタノール，ベンゼンなどが代表的であり、また環状化合物としてはベンゼン等があるが、メタノールやベンゼンは毒性があるので好ましくない。エタノールなどは、高価であったり、規制等により工業的にはメタノールとの混合による変性アルコールとして使用されるなど使いにくい。
【００２１】
炭素(Ｃ)の数が３〜７で側鎖を有する有機溶媒、代表例としてはイソブタノールなどがある。これらは、側鎖を持っており、この側鎖が影響を与える。明確に解析したわけではないが、側鎖を持った有機溶媒がベース塗膜中あると、該塗膜上に設ける親水性樹脂塗膜を塗布および焼付した際に残留しやすく、ベース塗膜に微量残留している該有機溶媒が親水性樹脂塗膜中に拡散し、親水性樹脂塗膜中の親水基に付加または脱水縮合して親水基を疎水基に変換する効果が強く、アルミニウムフィン材の親水性及び耐汚染性に悪影響を与えるものと推定している。そのため、ベース塗料中のエポキシ塗膜中への残留を避けるために、炭素(Ｃ)の数が３〜７の直鎖状含酸素有機溶媒を使用することが必要である。
エーテル結合とは、酸素原子の２価の原子価がともに炭化水素残基と結合している場合の［−Ｃ−Ｏ−Ｃ−］結合であるが、この結合は化学的に非常に安定な結合であり、アルミニウムフィン材の親水性及び耐汚染性に側鎖のような悪影響は与えない。
【００２２】
また、エポキシ樹脂は末端に反応性に富むエポキシ基があり、適度に−ＯＨ基を持っている。この−ＯＨ基は樹脂の架橋のみならずアルミニウム基板および親水性樹脂塗膜との密着性に関与しており、フィン材として重要な性能を満足させるために必要不可欠である。可能な限り減少させたくはない。
すなわち、上記以外の有機溶媒が存在すると、塗料を加熱乾燥する際に、該有機溶媒とエポキシ樹脂末端のエポキシ基とが反応し、疎水性のエステル結合を形成し易い。このようなエステル結合が存在すると、エポキシ樹脂中の−ＯＨ基を減少させる。
【化１】
この−ＯＨ基は基板との密着性，他のエポキシ樹脂との架橋，親水性樹脂塗膜との水素結合形成等による塗膜同士の密着性に寄与する。親水性樹脂塗膜との密着性が低下し親水性樹脂塗膜が剥離しやすくなるため、結果的に親水性，耐汚染性を阻害する。
【００２３】
さらに、アクリル基を有する有機樹脂においても影響が確認された。ベース塗膜中に未反応のアクリル基を有する有機樹脂が残留していると、親水性樹脂塗膜を塗布・焼付する際に親水性樹脂塗膜中に混入するため、親水性，耐汚染性を阻害する場合がある。
詳細なメカニズムが不明であるが、アクリル基を有する有機樹脂中のカルボキシル基が親水性樹脂塗膜の−ＯＨ基等に水素結合等により付加または脱水縮合等によりエステル化し、親水基の親水性を阻害するためと考えられる。種々の検討よりアクリル基を含有する有機樹脂がエポキシ樹脂重量の３５重量％以下であれば、親水性樹脂塗膜に影響を与える影響が少ないことを発見した。
【００２４】
本発明のアクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料中のアクリル基を有する樹脂とは、アクリル酸またはメタクリル酸（以下両者を一括して「（メタ）アクリル酸」と記載する。）、その（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリルニトリルの重合体または共重合体を包含し、さらにはエポキシ樹脂へのグラフト共重合体も含んでも良い。
該アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ系樹脂を１３〜２５重量％含有し、好ましくは１７〜２２重量％、有機溶剤として直鎖状の炭素数３〜７の含酸素有機溶媒を１０〜２５重量％、好ましくは１３〜２２重量％、残部は水からなる水性塗料である。
【００２５】
この塗料を用いたプレコートアルミニウムフィン材の製造方法において基材となるアルミニウム合金薄板は、従来から熱交換器用フィン材として使用されているものであれば良く、特に限定されるものではない。すなわち、ＪＩＳ規格の１１００合金、１０５０合金、１Ｎ３０合金等の純アルミニウム系合金、あるいは２０１７合金、２０２４合金等のＡｌ−Ｃｕ系合金、また３００３合金、３００４合金等のＡｌ−Ｍｎ系合金、５０５２合金、５０８３合金等のＡｌ−Ｍｇ系合金、さらには、６０６１合金等のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金などを用いることができる。またアルミニウム合金基材の形状は、薄板であれば良く、シートあるいはコイルのいずれでも良い。
【００２６】
この発明の方法を実施するにあたっては、上述のようなアルミニウム基材（薄板）に対して、脱脂（エッチングを含む）、水洗、乾燥を行った後、アクリル基を有するポリマーを含有するエポキシ樹脂系塗料であって、直鎖状の炭素数３〜７の含酸素有機溶媒を用いた水性塗料をベース塗膜として設け、さらに該塗膜上に親水性樹脂塗膜を設けてプレコートアルミニウムフィン材とする。この場合必要に応じ、ベースコートする前の脱脂、水洗工程の後に、酸洗浄、水洗（酸成分除去）工程を追加しても良い。
【００２７】
脱脂処理は重要な要素であり、以下の方法を取るとその効果は絶大である。脱脂処理は圧延油除去及び圧延時に形成される酸化皮膜あるいは水酸化皮膜を除去するために行うものであり、このような皮膜除去が不完全であるとその後設けた塗膜中のアルミ濃度が高くなり目的の塗膜が得られない。
このような目的にはエッチング性を有するｐＨ＝９〜１３程度のアルカリ性脱脂剤が好適である。
【００２８】
脱脂処理に続き、直ちにリンス処理することが好ましい。脱脂からリンスまでの時間が長いとリンス水がかかるまでの間にアルミ板が乾燥し、アルミニウム板状のスラッジ成分が固着したり、脱脂剤成分が乾燥して付着するために、塗膜形成を施す上で障害となる。
リンスの際は極力ｐＨ７〜９の領域を通過する時間が短くなるようにすることが好ましい。このためには大量のリンス水をアルミニウム板上に与えるのが良い。
脱脂処理した後にベース塗膜を設ける。
【００２９】
プレコートアルミニウムフィン材からフィンを成形する方法としては、ドローレス，ＤＯＦ，ドローといった成形方法がとられているが、使用するベース塗料中の塗料の種類によっては成形後にカラー内面等で金型とのカジリが発生し、塗膜剥離等の不具合が生じることがある。使用する樹脂自体の特性、例えば 硬さや柔軟性といった性質に左右されると思われる。例えば、焼き付け不十分であったり、有機溶媒の沸点が高く揮散不十分でベース塗膜が柔らかい場合には耐磨耗性が低く、成形中に金型により皮膜がアルミニウム表面から削り取られてしまい耐食性低下を招く。皮膜の柔軟性が乏しい場合にはアルミニウムの変形に皮膜が追従できず、クラック（皮膜が切れる）が生じ、これも耐食性低下を招く。
【００３０】
アクリル基を有する樹脂を含有するエポキシ樹脂において、アクリル基を有する樹脂を含有する割合がエポキシ系樹脂重量の３５％以下であれば、親水性への影響が無いばかりか、成形性にも好適であった。
【００３１】
ベース塗膜を設ける方法は浸漬処理またはロールコーターによる塗布が適用できる。
塗膜量（固形分量）は、０．２ｇ／ｍ2以上〜５．０ｇ／ｍ2以下が良い。０．２ｇ／ｍ2未満では耐食性が低下し、５．０ｇ／ｍ2を超えても性能の向上は認められないし、必要以上のコストアップを招く。
【００３２】
その後、焼付処理をする。焼付処理には、目的を達成できれば熱風炉，赤外炉などが使用可能であり、特に限定されるものではないが、生産性や効率などを考慮すれば、熱風炉の使用が好適である。
【００３３】
有機溶媒が存在している間の塗膜の温度はその溶媒の沸点を超えないので、炉温度を高くとっても殆ど効果が無いので風量を制御することが必要となる。具体的には５ｍ／秒以上〜５０ｍ／秒以下程度の風速で、乾燥した気体をアルミニウム板に供給すればよい。５ｍ／秒未満ではアルミニウム板上の処理液から揮発した有機溶媒が飽和した気体層がアルミニウム板上に形成されるため、有機溶媒の揮発が遅くなりそれだけ有機溶媒の残留量が多くなる。５０ｍ／秒を超えるような風速としても、それ以上乾燥効率が上がらないばかりか、ベース塗料の粘度が低い場合は風紋やムラを生じるので好ましくない。
【００３４】
ベース塗料を塗布した後、アルミニウム板を加熱乾燥する。乾燥温度や時間はベース塗料の特性にあわせて適宜選択すればよいが、２００℃以上〜３００℃以下で数秒〜数十秒加熱乾燥すればよい。２００℃未満では乾燥に時間がかかるとともに、硬化不足，塗膜中に有機溶媒が残留する場合があり好ましくない。また３００℃を超えると樹脂によっては樹脂自体の分解が始まるので好ましくない。焼付に要する時間は、５秒以上〜３０秒以下であれば良く、ラインの能力や生産性を考慮し、適宜決定すればよい。
【００３５】
親水性樹脂塗膜としては、通常使用されているアクリル基及び／またはポリビニルアルコール基を含有する塗膜形成要素とする親水性樹脂塗料からなる塗膜が最適である。アクリル基を含有する親水性塗膜は耐汚染性に優れる反面親水性は劣る。一方ポリビニルアルコール基を含有する親水性塗膜は、親水性に優れている反面耐汚染性に劣るので、目的に応じこの両者を併用することが好ましい。塗膜量（固形分量）は、０．２ｇ／ｍ2以上〜２．０ｇ／ｍ2が良い。０．２g／ｍ2未満では親水性が低下し、２．０ｇ／ｍ2を超えても性能の向上は無い。
焼付温度は１６０℃以上〜３００℃以下が良い。１６０℃未満では塗膜の硬化不足であり、３００℃を超えた場合には塗膜の分解が始まる。焼付時間は５秒以上〜３０秒以下が良く、ラインの能力や生産性を考慮し、適宜決定すればよい。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。アルミニウム基材は全てＪＩＳ３００３相当のアルミニウム合金薄板（板厚０．１００ｍｍ）を用いた。
【００３７】
［実施例１〜６、比較例１〜６］
ｐＨ＝１２の水酸化ナトリウムを主成分とするアルカリ脱脂剤（濃度＝１．５％、温度＝６５℃時間＝６秒）にて脱脂した後、約１秒後に水洗し（水量＝６リットル／ｍ2、温度＝２０℃）、乾燥を行った。その後、アクリル基を含有するビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を塗膜形成要素とするベース塗料［ビスフェノールＡ型樹脂（遊離アクリルポリマー含有量２０重量％）２０重量部にブタノール７．５重量％、ブチルセロソルブ７．５重量部、残部水からなる水性ベース塗料］で塗装（板温度＝２０℃，処理液温度＝２０℃，塗工から乾燥までの時間＝１秒，乾燥は風速＝１５ｍ／秒、温度＝２８０℃、時間＝１０秒，塗膜量＝１．５ｇ／ｍ2）を行った。
尚比較例としては、上記水性ベース塗料に代え、有機溶媒としてブタノール６重量部、ブチルセロソルブ６重量部、イソブタノール３重量部を用いた他は同じ構成のベース塗料を用いた。
ベース塗膜を形成した後、市販のアクリル／ポリビニルアルコールを主成分とする親水性樹脂塗料を塗布，焼付（塗膜量＝１．０ｇ／ｍ2，焼付＝２６０℃にて１０秒）を行った。
以下、表１の水準の塗膜を作製し、評価した結果を表２に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
［評価水準］
・密着性評価：バウデン試験機にて３／１６φ鋼球を使用し、荷重＝１００ｇｆにて、無潤滑状態にて摺動させた。［１〜５往復でカジリを生じたもの：×、６〜１０往復でカジリを生じたもの：△１５往復まで異常無し：○とした。］
・親水性評価：出光興産製プレス油ＡＦ２Ｃに浸漬後、１６０℃にて１０分乾燥し、その後塗膜面の水接触角を測定した。［１５°以下：○，１６〜３０°：△，３０°を超えるもの：×とした。］
【００４１】
・耐食性評価：ＪＩＳＺ２３７１による塩水噴霧試験を実施、試験時間＝５００ｈｒ後 貫通孔のない物を○とし、貫通孔が５個以下を△，６個以上を×とした。
・耐汚染：パルミチン酸を７０℃に加熱し、パルミチン酸蒸気に１時間暴露した後の接触角を測定した。［１５°以下：○，１６〜３０°：△，３０°を超えるものを×とした。］
・成形性評価：フィンプレスにてＤＯＦ成形を実施、１０万ショット／ポンチ成形後のカラー内面の塗膜状態を観察した。［異常無し：○、クラック発生：△、剥離：×とした。］
【００４２】
表２の結果からわかるように、本発明の実施例１〜６は、加工時の塗膜密着性や耐食性，親水性，耐汚染性に優れることを示している。
【００４３】
［実施例１１〜２２、比較例１１〜１７］
ｐＨ＝１２の水酸化ナトリウムを主成分とするアルカリ脱脂剤（濃度＝１．５％、温度＝６５℃時間＝６秒）にて脱脂した後、約１秒後に水洗し（水量＝６リットル／ｍ2、温度＝２０℃）、乾燥を行った。その後、アクリル基を含有するビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を塗膜形成要素とするベース塗料［ビスフェノールＡ型樹脂（遊離アクリルポリマー含有量２０重量％）２０重量部にブタノール７．５重量％、ブチルセロソルブ７．５重量部、残部水からなる水性ベース塗料］を用い、表３に示す条件（板温度＝２０℃，処理液温度＝２０℃，塗工から乾燥までの時間＝１秒、乾燥は風速＝１５ｍ／秒、時間＝１０秒）で塗装した後，市販のアクリル／ポリビニルアルコールを主成分とする親水性樹脂塗料を塗布，表３に示す条件で焼付を行った。なお、各特性については実施例１と同様に評価を行った。
【００４４】
【表３】
【００４５】
【表４】
【００４６】
表４の結果からわかるように、本発明の実施例１１〜２２は、加工時の塗膜密着性や耐食性，親水性，耐汚染性に優れることを示している。
【００４７】
以上のように、本発明によれば、加工時の塗膜密着性や耐食性，親水性，耐汚染性に優れた熱交換器用アルミニウムフィン材を提供することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、アルミニウム板材との密着性が良く、防食性に優れた熱交換器用アルミニウムフィン用ベース塗料を開発することにより、このベース塗料を塗布、焼き付けしたアルミニウムフィン材は、該塗膜上に親水性樹脂を焼きつけた後においても密着性、親水性樹脂塗膜との密着性に優れ、耐食性に優れ、且つこれらベース塗膜処理及び親水性樹脂の両塗膜を焼きつけたプレコートアルミニウムフィン材は、その加工に際してフィン材の変形に良く追随できるため、塗膜の剥離、クラック、座屈などの問題を大幅に改善し、塗膜の破損による防食性の低下を防止できると共に、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のでコンデンサー、ラジエーター、エバポレーター等の熱交換器用フィン材として極めて有効に使用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、業務用、家庭用エアコンのコンデンサー、エバポレーター等に用いる熱交換器あるいは自動車用ラジエータ等の熱交換器に用いられるアルミニウムもしくはアルミニウム合金（以下アルミニウムまたはアルミニウム合金を単にアルミニウムという。）熱交換器フィン用材に関し、特に親水性樹脂塗膜を焼きつけた後においてもアルミニウム板材との密着性、親水性樹脂塗膜との密着性が良く、かつアルミニウム板材の加工に良く追随できる耐食性に優れたベース塗膜用組成物、それを塗布したアルミニウムフィン基材、及び更に親水性樹脂塗料を焼き付け塗装したプレコートアルミニウムフィン材に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム材は軽量で、適度な機械的特性を有し、かつ美感、成形加工性、耐食性等に優れた特徴を有しているため、熱交換器用フィン材として広く使われている。
近年、ルームエアコン等の熱交換器においてもコンパクト化、省エネルギーに対する要求から伝熱効率を更に高める工夫がなされ、ルーバーを立ち起こしたり、熱放散能を高めるためフィンとフィンの隙間を狭くする等を行うようになった。
【０００３】
フィン間隔の隙間を小さくした結果、コンパクト化、省エネには有効であってもフィン上に水が凝縮したときは水滴がフィン間にブリッジを形成し易くなり、そのため通風抵抗が増加したり、この水滴が通風と共振を起こして騒音を発生する、さらには凝縮水のフィン上に滞留するときは、フィン材が腐食易くなるため、腐食生成物の水酸化アルミニウム粉末（白粉）が飛散することが知られている。
【０００４】
熱交換器用フィン材には冷房運転時の水滴形成防止能が求められており，親水性樹脂塗膜をアルミニウム材上に設けた、親水性フィン材が一般的に使われている。
しかし多くの親水性樹脂塗膜はアルミニウム材表面との密着性に劣るため，アルミニウム材と親水性樹脂塗膜の間に中間層を設け，アルミニウム材と親水性樹脂塗膜の密着性を高める処理が行われている。熱交換機用フィン材には親水性に加えて耐食性も求められるが、親水性塗膜は通常防食能が弱いかまたは無いため、耐食性向上のための処理も付加されるのが通例となっている。
【０００５】
上記の２つの目的を満足するために，従来スプレーによるリン酸クロメート処理やロールコーター塗布・焼付による塗布型クロメート処理といったクロメート処理が施されてきた。すなわちアルミニウム材上にクロメート皮膜を設け，さらにその上に親水性樹脂塗膜を設けることにより，耐食性，塗膜密着性，親水性を発揮するフィン材が作られてきた。
さらに最近では、商品の差別化を図るため、室内機側、室外機側のそれぞれに高度かつ特殊な性能が求められるようになってきた。例えば室内機側の場合には、汚染性に対する耐性や臭気発生防止があげられる。室外機の場合には、高度の耐食性であったり、着色であったりする。
【０００６】
着色する場合、クロメート皮膜にはほとんど着色が出来ないため、仕上塗膜である親水性樹脂塗膜に着色することになるが、親水性樹脂塗膜は結露水により表面を覆われるため、着色剤（顔料または染料）が流れ出し、ドレイン水に混じることもあるため好ましくない。そのため、最近では防食性ベース塗膜に有機樹脂を用いる方法が考えられている。
【０００７】
水滴形成防止のためのアルミニウムプレコートフィン材の従来技術としては、水溶性有機高分子物質とケイ酸塩化合物との混合皮膜層をアルミニウム材表面に設ける方法（特許文献１）、熱硬化性樹脂にシリカ微粒子を分散させた皮膜をアルミニウム材表面に塗布する方法（特許文献２）等の提案がある。しかし、このようなケイ酸塩やシリカ微粒子を使用する処理の場合には、これらはある程度の親水性があって前記の問題は回避できるとしても、プレコートした熱交換器用フィン材に使用するときは、軽微ながらシリカ特有の臭気（セメント臭）を有していて不快感があること、親水性は良好なものの、硬質なシリカを含むため、特に大きな問題としては、熱交換器に成形加工するときのプレス加工、絞り加工、しごき加工等の二次成形加工を受ける際に、高価な成形金型の摩耗を大きくするという別の問題を抱えている。
【０００８】
また、アルミニウム材の表面にアクリル樹脂層及びセルロース樹脂層を順次形成し、親水性及び耐食性を向上させる方法（特許文献３）、水溶性有機樹脂とノニオン系界面活性剤を含有する厚さが０．０５乃至５μｍの親水性樹脂皮膜を形成する方法（特許文献４）、親水性有機化合物に、メラミン樹脂、尿素樹脂又はベンゾグアナミン樹脂を含有する有機硬化剤を添加した親水性樹脂皮膜を形成させる方法（特許文献５）等が提案されている。
これらの処理方法では、硬質な無機質材料が含まれないため工具摩耗が少なく、臭気発生が殆どないという特性を有するものの、冷房運転と暖房運転とを交互に繰り返すと、フィン表面に付着した水滴の接触角が高くなり親水性が低下してしまう場合がある。
【０００９】
【特許文献１】特公平３−０７７４４０号公報
【特許文献２】特開平３−２６９０７２号公報
【特許文献３】特公平４−０２４６３２号公報
【特許文献４】特開平４−３１６８３７号公報
【特許文献５】特公平５−０１５１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はコンデンサー、ラジエーター、エバポレーター等の熱交換器に用いられるアルミニウムフィン、特に家庭室内用エアコンディショナー（以下単に「ルームエアコン」という。）用の、防食性に優れ、かつアルミニウムとの密着性、親水性樹脂塗料との密着性、耐汚染性等が良く、かつ加工による塗膜の傷の発生、剥離、座屈、カラー飛び（成形性）などのない水性ベース塗膜用塗料の開発、該ベース塗料をコートしたアルミニウムフィン材並びに親水性樹脂塗料を焼き付け塗装したプレコートアルミニウムフィン材の開発を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、
［１］ アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料であって、溶剤として直鎖状の炭素数３〜７の含酸素有機溶媒を用いた水性塗料をベース塗膜として設け、該塗膜上に親水性樹脂塗膜を設けたことを特徴とするプレコートアルミニウムフィン材、
［２］ 含酸素有機溶媒が、直鎖状の炭素数３〜７であるアルコール、エステル、セロソルブエステル、ケトン、グリコールまたはそれらの混合物である上記［１］に記載のプレコートアルミニウムフィン材、
［３］ ベース塗料のエポキシ樹脂が、ビスフェノールＡ型樹脂である上記［１］に記載のプレコートアルミニウムフィン材、
【００１２】
［４］ アルミニウムフィン基材に、アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料であって、溶剤として炭素数３以上でアルコール性の−ＯＨ基またはアルコール性−ＯＨ基とエーテル結合を１個以上有する直鎖状アルコールを用いた水性塗料を、塗布、スプレーまたは浸漬した後焼き付けしてベース塗膜を形成し、該ベース塗膜上にアクリル基および／またはポリビニルアルコール基を有する親水性樹脂塗膜を形成するプレコートアルミニウムフィン材の製造方法、
【００１３】
［５］ アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料であって、直鎖状の炭素数３〜７であるアルコール、エステル、セロソルブエステル、ケトン、グリコールまたはそれらの混合物である溶剤を用いたプレコートアルミニウムフィン材用水性ベース塗料、及び
［６］ 上記［１］〜［３］のいずれかに記載のプレコートアルミニウムフィン材を用いたエアコンディショナー用熱交換器、を開発することにより上記の課題を解決した。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は熱交換器に用いるプレコートアルミニウムフィン材に適用した際に、アルミニウムまたはアルミニウム合金板材との密着性が良く、防食性に優れた熱交換器用アルミニウムフィン用ベース塗料を開発した。このベース塗料を塗布、焼き付けした塗膜は、該塗膜上に親水性樹脂を焼きつけた後においてもアルミニウム板材との密着性、親水性樹脂塗膜との密着性に優れ、耐食性に優れ、且つこれらベース塗膜処理及び親水性樹脂の両塗膜を焼きつけたプレコートアルミニウムフィン材の塗膜は、その加工に際してフィン材の変形に良く追随できるため、塗膜の剥離、クラック、座屈などの問題を大幅に改善し、塗膜の破損による防食性の低下を防止できると共に、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た。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
アルミニウムフィン材に対しては、これまで、クロメート処理やベーマイト処理といった処理方法により耐食性ベース塗膜を設けることが一般的であった。しかしながら、このような無機系のベース塗膜では、耐食性に限界があり、早期に腐食が生じたり塗膜密着性が劣化するような問題があった。また、クロメート処理は有害な重金属のクロムを使用しており、リサイクルを含めた環境問題に対しても不利である。
このような問題に対し、最近では有害なクロムに変わり、ジルコニウムやチタンなどを使用したノンクロム処理が検討されているが、耐食性が不十分であったり、密着性が劣る傾向にあるなどいくつかの問題がある。
【００１６】
耐食性や塗膜密着性を向上させるためには、ベース塗膜として有機樹脂を用いる方法が有効である。アクリル樹脂，ウレタン樹脂，エポキシ樹脂等が使用されるが、本発明者はエポキシ樹脂に注目した。塗膜の耐食性を考えた場合、アクリル樹脂やウレタン樹脂に比較し、エポキシ樹脂の方が優れているのは周知である。耐候性が若干劣るといった事実もあるようであるが、エアコンのフィン材に適用する場合には、その使用環境においては必要かつ十分な性能を有している。
【００１７】
しかしながら、エポキシ樹脂塗料の全てが適用できるわけではない。溶剤型、水溶性のものなどがあるが、種々の検討を重ねた結果、フィン材に要求される特性として、耐食性，親水性，耐汚染性，成形性の全てを満足させるには、水性エポキシ樹脂塗料が好適であり、さらに、アクリル基を有する樹脂を含有させ、水性化したエポキシ樹脂を使用し、且つこれに特定の有機溶媒を使用し水性樹脂塗料としたベース塗料とすることでその目的を達成できることを確認した。
【００１８】
一般的な水性エポキシ樹脂塗料には、種々の目的から、有機溶媒が併用される。これらの有機溶媒が必要以上に塗膜中に残存すると、その後形成する親水性樹脂塗膜の親水性を阻害することが確認された。従って、塗料中の有機溶媒を極力減らすことが必要である。そのためには、溶剤型の塗料よりも、水性エポキシ樹脂塗料の方が有利であり、水性のエポキシ樹脂塗料であれば作業環境汚染の減少、火災の危険性などの課題を解決するためにも適用範囲が広い。
【００１９】
発明者は水性のアクリル変性エポキシ樹脂系塗料を使用し、エアコン用フィン材への適用性を調べた結果、塗料中に使用される有機溶媒の種類により、その特性が著しく変化することを見出した。
水性塗料を作製する場合、樹脂の安定性，分散性等を確保するための理由から有機溶媒を併用することは一般的である。ところが、使用される有機溶媒の種類により、親水性や耐汚染性，塗膜密着性といったフィン材として重要な性能に影響を及ぼすことを発見した。
すなわち、有機溶媒分子中、炭素(Ｃ)の数が３〜７で、アルコール性−ＯＨ基またはアルコール性−ＯＨ基に加えエーテル結合を1個以上有する直鎖型の含酸素有機溶媒、例えばアルコール、エステル、セロソルブエステル、ケトン、グリコールまたはこれらの混合物を使用する。沸点的には１８０℃以下のものが好ましい。これより高沸点溶媒であると焼き付け時に長時間必要とするばかりでなく塗膜の硬度を高めるのに困難となる。好ましいものとしては代表例としては、ブタノールやブチルセロソルブあるいはこれらの混合物等があげられる。
【００２０】
炭素(Ｃ)の数が３未満のもの及び直鎖型ではない有機溶媒として、メタノール，エタノール，ベンゼンなどが代表的であり、また環状化合物としてはベンゼン等があるが、メタノールやベンゼンは毒性があるので好ましくない。エタノールなどは、高価であったり、規制等により工業的にはメタノールとの混合による変性アルコールとして使用されるなど使いにくい。
【００２１】
炭素(Ｃ)の数が３〜７で側鎖を有する有機溶媒、代表例としてはイソブタノールなどがある。これらは、側鎖を持っており、この側鎖が影響を与える。明確に解析したわけではないが、側鎖を持った有機溶媒がベース塗膜中あると、該塗膜上に設ける親水性樹脂塗膜を塗布および焼付した際に残留しやすく、ベース塗膜に微量残留している該有機溶媒が親水性樹脂塗膜中に拡散し、親水性樹脂塗膜中の親水基に付加または脱水縮合して親水基を疎水基に変換する効果が強く、アルミニウムフィン材の親水性及び耐汚染性に悪影響を与えるものと推定している。そのため、ベース塗料中のエポキシ塗膜中への残留を避けるために、炭素(Ｃ)の数が３〜７の直鎖状含酸素有機溶媒を使用することが必要である。
エーテル結合とは、酸素原子の２価の原子価がともに炭化水素残基と結合している場合の［−Ｃ−Ｏ−Ｃ−］結合であるが、この結合は化学的に非常に安定な結合であり、アルミニウムフィン材の親水性及び耐汚染性に側鎖のような悪影響は与えない。
【００２２】
また、エポキシ樹脂は末端に反応性に富むエポキシ基があり、適度に−ＯＨ基を持っている。この−ＯＨ基は樹脂の架橋のみならずアルミニウム基板および親水性樹脂塗膜との密着性に関与しており、フィン材として重要な性能を満足させるために必要不可欠である。可能な限り減少させたくはない。
すなわち、上記以外の有機溶媒が存在すると、塗料を加熱乾燥する際に、該有機溶媒とエポキシ樹脂末端のエポキシ基とが反応し、疎水性のエステル結合を形成し易い。このようなエステル結合が存在すると、エポキシ樹脂中の−ＯＨ基を減少させる。
【化１】
この−ＯＨ基は基板との密着性，他のエポキシ樹脂との架橋，親水性樹脂塗膜との水素結合形成等による塗膜同士の密着性に寄与する。親水性樹脂塗膜との密着性が低下し親水性樹脂塗膜が剥離しやすくなるため、結果的に親水性，耐汚染性を阻害する。
【００２３】
さらに、アクリル基を有する有機樹脂においても影響が確認された。ベース塗膜中に未反応のアクリル基を有する有機樹脂が残留していると、親水性樹脂塗膜を塗布・焼付する際に親水性樹脂塗膜中に混入するため、親水性，耐汚染性を阻害する場合がある。
詳細なメカニズムが不明であるが、アクリル基を有する有機樹脂中のカルボキシル基が親水性樹脂塗膜の−ＯＨ基等に水素結合等により付加または脱水縮合等によりエステル化し、親水基の親水性を阻害するためと考えられる。種々の検討よりアクリル基を含有する有機樹脂がエポキシ樹脂重量の３５重量％以下であれば、親水性樹脂塗膜に影響を与える影響が少ないことを発見した。
【００２４】
本発明のアクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料中のアクリル基を有する樹脂とは、アクリル酸またはメタクリル酸（以下両者を一括して「（メタ）アクリル酸」と記載する。）、その（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリルニトリルの重合体または共重合体を包含し、さらにはエポキシ樹脂へのグラフト共重合体も含んでも良い。
該アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ系樹脂を１３〜２５重量％含有し、好ましくは１７〜２２重量％、有機溶剤として直鎖状の炭素数３〜７の含酸素有機溶媒を１０〜２５重量％、好ましくは１３〜２２重量％、残部は水からなる水性塗料である。
【００２５】
この塗料を用いたプレコートアルミニウムフィン材の製造方法において基材となるアルミニウム合金薄板は、従来から熱交換器用フィン材として使用されているものであれば良く、特に限定されるものではない。すなわち、ＪＩＳ規格の１１００合金、１０５０合金、１Ｎ３０合金等の純アルミニウム系合金、あるいは２０１７合金、２０２４合金等のＡｌ−Ｃｕ系合金、また３００３合金、３００４合金等のＡｌ−Ｍｎ系合金、５０５２合金、５０８３合金等のＡｌ−Ｍｇ系合金、さらには、６０６１合金等のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金などを用いることができる。またアルミニウム合金基材の形状は、薄板であれば良く、シートあるいはコイルのいずれでも良い。
【００２６】
この発明の方法を実施するにあたっては、上述のようなアルミニウム基材（薄板）に対して、脱脂（エッチングを含む）、水洗、乾燥を行った後、アクリル基を有するポリマーを含有するエポキシ樹脂系塗料であって、直鎖状の炭素数３〜７の含酸素有機溶媒を用いた水性塗料をベース塗膜として設け、さらに該塗膜上に親水性樹脂塗膜を設けてプレコートアルミニウムフィン材とする。この場合必要に応じ、ベースコートする前の脱脂、水洗工程の後に、酸洗浄、水洗（酸成分除去）工程を追加しても良い。
【００２７】
脱脂処理は重要な要素であり、以下の方法を取るとその効果は絶大である。脱脂処理は圧延油除去及び圧延時に形成される酸化皮膜あるいは水酸化皮膜を除去するために行うものであり、このような皮膜除去が不完全であるとその後設けた塗膜中のアルミ濃度が高くなり目的の塗膜が得られない。
このような目的にはエッチング性を有するｐＨ＝９〜１３程度のアルカリ性脱脂剤が好適である。
【００２８】
脱脂処理に続き、直ちにリンス処理することが好ましい。脱脂からリンスまでの時間が長いとリンス水がかかるまでの間にアルミ板が乾燥し、アルミニウム板状のスラッジ成分が固着したり、脱脂剤成分が乾燥して付着するために、塗膜形成を施す上で障害となる。
リンスの際は極力ｐＨ７〜９の領域を通過する時間が短くなるようにすることが好ましい。このためには大量のリンス水をアルミニウム板上に与えるのが良い。
脱脂処理した後にベース塗膜を設ける。
【００２９】
プレコートアルミニウムフィン材からフィンを成形する方法としては、ドローレス，ＤＯＦ，ドローといった成形方法がとられているが、使用するベース塗料中の塗料の種類によっては成形後にカラー内面等で金型とのカジリが発生し、塗膜剥離等の不具合が生じることがある。使用する樹脂自体の特性、例えば 硬さや柔軟性といった性質に左右されると思われる。例えば、焼き付け不十分であったり、有機溶媒の沸点が高く揮散不十分でベース塗膜が柔らかい場合には耐磨耗性が低く、成形中に金型により皮膜がアルミニウム表面から削り取られてしまい耐食性低下を招く。皮膜の柔軟性が乏しい場合にはアルミニウムの変形に皮膜が追従できず、クラック（皮膜が切れる）が生じ、これも耐食性低下を招く。
【００３０】
アクリル基を有する樹脂を含有するエポキシ樹脂において、アクリル基を有する樹脂を含有する割合がエポキシ系樹脂重量の３５％以下であれば、親水性への影響が無いばかりか、成形性にも好適であった。
【００３１】
ベース塗膜を設ける方法は浸漬処理またはロールコーターによる塗布が適用できる。
塗膜量（固形分量）は、０．２ｇ／ｍ2以上〜５．０ｇ／ｍ2以下が良い。０．２ｇ／ｍ2未満では耐食性が低下し、５．０ｇ／ｍ2を超えても性能の向上は認められないし、必要以上のコストアップを招く。
【００３２】
その後、焼付処理をする。焼付処理には、目的を達成できれば熱風炉，赤外炉などが使用可能であり、特に限定されるものではないが、生産性や効率などを考慮すれば、熱風炉の使用が好適である。
【００３３】
有機溶媒が存在している間の塗膜の温度はその溶媒の沸点を超えないので、炉温度を高くとっても殆ど効果が無いので風量を制御することが必要となる。具体的には５ｍ／秒以上〜５０ｍ／秒以下程度の風速で、乾燥した気体をアルミニウム板に供給すればよい。５ｍ／秒未満ではアルミニウム板上の処理液から揮発した有機溶媒が飽和した気体層がアルミニウム板上に形成されるため、有機溶媒の揮発が遅くなりそれだけ有機溶媒の残留量が多くなる。５０ｍ／秒を超えるような風速としても、それ以上乾燥効率が上がらないばかりか、ベース塗料の粘度が低い場合は風紋やムラを生じるので好ましくない。
【００３４】
ベース塗料を塗布した後、アルミニウム板を加熱乾燥する。乾燥温度や時間はベース塗料の特性にあわせて適宜選択すればよいが、２００℃以上〜３００℃以下で数秒〜数十秒加熱乾燥すればよい。２００℃未満では乾燥に時間がかかるとともに、硬化不足，塗膜中に有機溶媒が残留する場合があり好ましくない。また３００℃を超えると樹脂によっては樹脂自体の分解が始まるので好ましくない。焼付に要する時間は、５秒以上〜３０秒以下であれば良く、ラインの能力や生産性を考慮し、適宜決定すればよい。
【００３５】
親水性樹脂塗膜としては、通常使用されているアクリル基及び／またはポリビニルアルコール基を含有する塗膜形成要素とする親水性樹脂塗料からなる塗膜が最適である。アクリル基を含有する親水性塗膜は耐汚染性に優れる反面親水性は劣る。一方ポリビニルアルコール基を含有する親水性塗膜は、親水性に優れている反面耐汚染性に劣るので、目的に応じこの両者を併用することが好ましい。塗膜量（固形分量）は、０．２ｇ／ｍ2以上〜２．０ｇ／ｍ2が良い。０．２g／ｍ2未満では親水性が低下し、２．０ｇ／ｍ2を超えても性能の向上は無い。
焼付温度は１６０℃以上〜３００℃以下が良い。１６０℃未満では塗膜の硬化不足であり、３００℃を超えた場合には塗膜の分解が始まる。焼付時間は５秒以上〜３０秒以下が良く、ラインの能力や生産性を考慮し、適宜決定すればよい。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。アルミニウム基材は全てＪＩＳ３００３相当のアルミニウム合金薄板（板厚０．１００ｍｍ）を用いた。
【００３７】
［実施例１〜６、比較例１〜６］
ｐＨ＝１２の水酸化ナトリウムを主成分とするアルカリ脱脂剤（濃度＝１．５％、温度＝６５℃時間＝６秒）にて脱脂した後、約１秒後に水洗し（水量＝６リットル／ｍ2、温度＝２０℃）、乾燥を行った。その後、アクリル基を含有するビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を塗膜形成要素とするベース塗料［ビスフェノールＡ型樹脂（遊離アクリルポリマー含有量２０重量％）２０重量部にブタノール７．５重量％、ブチルセロソルブ７．５重量部、残部水からなる水性ベース塗料］で塗装（板温度＝２０℃，処理液温度＝２０℃，塗工から乾燥までの時間＝１秒，乾燥は風速＝１５ｍ／秒、温度＝２８０℃、時間＝１０秒，塗膜量＝１．５ｇ／ｍ2）を行った。
尚比較例としては、上記水性ベース塗料に代え、有機溶媒としてブタノール６重量部、ブチルセロソルブ６重量部、イソブタノール３重量部を用いた他は同じ構成のベース塗料を用いた。
ベース塗膜を形成した後、市販のアクリル／ポリビニルアルコールを主成分とする親水性樹脂塗料を塗布，焼付（塗膜量＝１．０ｇ／ｍ2，焼付＝２６０℃にて１０秒）を行った。
以下、表１の水準の塗膜を作製し、評価した結果を表２に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
［評価水準］
・密着性評価：バウデン試験機にて３／１６φ鋼球を使用し、荷重＝１００ｇｆにて、無潤滑状態にて摺動させた。［１〜５往復でカジリを生じたもの：×、６〜１０往復でカジリを生じたもの：△１５往復まで異常無し：○とした。］
・親水性評価：出光興産製プレス油ＡＦ２Ｃに浸漬後、１６０℃にて１０分乾燥し、その後塗膜面の水接触角を測定した。［１５°以下：○，１６〜３０°：△，３０°を超えるもの：×とした。］
【００４１】
・耐食性評価：ＪＩＳＺ２３７１による塩水噴霧試験を実施、試験時間＝５００ｈｒ後 貫通孔のない物を○とし、貫通孔が５個以下を△，６個以上を×とした。
・耐汚染：パルミチン酸を７０℃に加熱し、パルミチン酸蒸気に１時間暴露した後の接触角を測定した。［１５°以下：○，１６〜３０°：△，３０°を超えるものを×とした。］
・成形性評価：フィンプレスにてＤＯＦ成形を実施、１０万ショット／ポンチ成形後のカラー内面の塗膜状態を観察した。［異常無し：○、クラック発生：△、剥離：×とした。］
【００４２】
表２の結果からわかるように、本発明の実施例１〜６は、加工時の塗膜密着性や耐食性，親水性，耐汚染性に優れることを示している。
【００４３】
［実施例１１〜２２、比較例１１〜１７］
ｐＨ＝１２の水酸化ナトリウムを主成分とするアルカリ脱脂剤（濃度＝１．５％、温度＝６５℃時間＝６秒）にて脱脂した後、約１秒後に水洗し（水量＝６リットル／ｍ2、温度＝２０℃）、乾燥を行った。その後、アクリル基を含有するビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を塗膜形成要素とするベース塗料［ビスフェノールＡ型樹脂（遊離アクリルポリマー含有量２０重量％）２０重量部にブタノール７．５重量％、ブチルセロソルブ７．５重量部、残部水からなる水性ベース塗料］を用い、表３に示す条件（板温度＝２０℃，処理液温度＝２０℃，塗工から乾燥までの時間＝１秒、乾燥は風速＝１５ｍ／秒、時間＝１０秒）で塗装した後，市販のアクリル／ポリビニルアルコールを主成分とする親水性樹脂塗料を塗布，表３に示す条件で焼付を行った。なお、各特性については実施例１と同様に評価を行った。
【００４４】
【表３】
【００４５】
【表４】
【００４６】
表４の結果からわかるように、本発明の実施例１１〜２２は、加工時の塗膜密着性や耐食性，親水性，耐汚染性に優れることを示している。
【００４７】
以上のように、本発明によれば、加工時の塗膜密着性や耐食性，親水性，耐汚染性に優れた熱交換器用アルミニウムフィン材を提供することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、アルミニウム板材との密着性が良く、防食性に優れた熱交換器用アルミニウムフィン用ベース塗料を開発することにより、このベース塗料を塗布、焼き付けしたアルミニウムフィン材は、該塗膜上に親水性樹脂を焼きつけた後においても密着性、親水性樹脂塗膜との密着性に優れ、耐食性に優れ、且つこれらベース塗膜処理及び親水性樹脂の両塗膜を焼きつけたプレコートアルミニウムフィン材は、その加工に際してフィン材の変形に良く追随できるため、塗膜の剥離、クラック、座屈などの問題を大幅に改善し、塗膜の破損による防食性の低下を防止できると共に、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のでコンデンサー、ラジエーター、エバポレーター等の熱交換器用フィン材として極めて有効に使用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料であって、溶剤として直鎖状の炭素数３〜７の含酸素有機溶媒を用いた水性塗料をベース塗膜として設け、該塗膜上に親水性樹脂塗膜を設けたことを特徴とするプレコートアルミニウムフィン材。
【請求項２】
含酸素有機溶媒が、直鎖状の炭素数３〜７であるアルコール、エステル、セロソルブエステル、ケトン、グリコールまたはそれらの混合物である請求項１に記載のプレコートアルミニウムフィン材。
【請求項３】
ベース塗料のエポキシ樹脂が、ビスフェノールＡ型樹脂である請求項１に記載のプレコートアルミニウムフィン材。
【請求項４】
アルミニウムフィン基材に、アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料であって、溶剤として炭素数３以上でアルコール性の−ＯＨ基またはアルコール性−ＯＨ基とエーテル結合を１個以上有する直鎖状アルコールを用いた水性塗料を、塗布、スプレーまたは浸漬した後焼き付けしてベース塗膜を形成し、該ベース塗膜上にアクリル基および／またはポリビニルアルコール基を有する親水性樹脂塗膜を形成するプレコートアルミニウムフィン材の製造方法。
【請求項５】
アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料であって、直鎖状の炭素数３〜７であるアルコール、エステル、セロソルブエステル、ケトン、グリコールまたはそれらの混合物である溶剤を用いたプレコートアルミニウムフィン材用水性ベース塗料。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレコートアルミニウムフィン材を用いたエアコンディショナー用熱交換器。
【請求項１】
アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料であって、溶剤として直鎖状の炭素数３〜７の含酸素有機溶媒を用いた水性塗料をベース塗膜として設け、該塗膜上に親水性樹脂塗膜を設けたことを特徴とするプレコートアルミニウムフィン材。
【請求項２】
含酸素有機溶媒が、直鎖状の炭素数３〜７であるアルコール、エステル、セロソルブエステル、ケトン、グリコールまたはそれらの混合物である請求項１に記載のプレコートアルミニウムフィン材。
【請求項３】
ベース塗料のエポキシ樹脂が、ビスフェノールＡ型樹脂である請求項１に記載のプレコートアルミニウムフィン材。
【請求項４】
アルミニウムフィン基材に、アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料であって、溶剤として炭素数３以上でアルコール性の−ＯＨ基またはアルコール性−ＯＨ基とエーテル結合を１個以上有する直鎖状アルコールを用いた水性塗料を、塗布、スプレーまたは浸漬した後焼き付けしてベース塗膜を形成し、該ベース塗膜上にアクリル基および／またはポリビニルアルコール基を有する親水性樹脂塗膜を形成するプレコートアルミニウムフィン材の製造方法。
【請求項５】
アクリル基を有する樹脂を１０〜３５重量％含有するエポキシ樹脂系塗料であって、直鎖状の炭素数３〜７であるアルコール、エステル、セロソルブエステル、ケトン、グリコールまたはそれらの混合物である溶剤を用いたプレコートアルミニウムフィン材用水性ベース塗料。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレコートアルミニウムフィン材を用いたエアコンディショナー用熱交換器。
【公開番号】特開２００８−２０１５４（Ｐ２００８−２０１５４Ａ）
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９３８４３（Ｐ２００６−１９３８４３）
【出願日】平成１８年７月１４日（２００６．７．１４）
【出願人】（０００１０７５３８）古河スカイ株式会社 (572)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１４日（２００６．７．１４）
【出願人】（０００１０７５３８）古河スカイ株式会社 (572)
【Ｆターム（参考）】
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