JPH06145589A

JPH06145589A - 水溶性樹脂組成物及びこれを用いた親水化処理方法

Info

Publication number: JPH06145589A
Application number: JP29429492A
Authority: JP
Inventors: Makoto Murakami; 誠村上; Teruo Yoshida; 輝夫吉田
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1992-11-02
Filing date: 1992-11-02
Publication date: 1994-05-24

Abstract

(57)【要約】【構成】一般式（Ｉ）；【化１】（ただし、式中、Ｒ₁は水素原子またはメチル基であ
り、Ｒ₂はアルキル基、フェニル基または置換フェニル
基であり、ｎは１以上の整数である。）で示される親水
性ビニルモノマー２５〜６５重量％、ＯＨ基を有するビ
ニルモノマー５〜４５重量％及びカルボキシル基を有す
るビニルモノマー５〜２５重量％を必須成分とするモノ
マ混合物を共重合して得られる共重合体を含有してなる
水溶性樹脂組成物。【効果】非常に小さい水滴の接触角を持ち、その安定
性も高く、密着性、塗面外観、臭気等に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空調機の熱交換器に使用
される熱交換器フィン用の親水化処理等に有用な水溶性
樹脂組成物及びこれを用いた親水化処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】空調機の熱交換器には、冷房時に発生す
る凝集水が水滴となり熱交換器アルミニウムフィン（以
下フィンと略す）間に水のブリッジを形成し、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、水滴の飛散などの不具合が生じる。このよ
うな現象を防止するためにフィンの表面を親水性にして
水滴および水滴によるブリッジの形成を防止することが
なされている。

【０００３】かかる熱交換器の表面親水化処理をおこな
う方法として、アルミニウム板を成型加工してフィン
を作成し、このものを組立てたのち、表面処理剤（親水
性、防錆性）を浸漬、スプレー、シャワーなどの手段に
より塗布するアフターコート法と、あらかじめロール
コーターなどの手段によりアルミニウム板に表面処理膜
を形成したのち、この板にプレス成型加工を施してフィ
ンを作成するプレコート法の二方法がある。前者にお
いてフィンの表面を親水性にする方法で実用化されてい
るものとしては、（１）一般式ｍＳｉＯ₂／ｎＮａ₂Ｏで
示される水ガラスを塗布する方法（例えば特開昭５９−
１３０７８号公報など）、（２）水溶性ポリアミド樹脂
のような有機高分子樹脂を主体とした溶液を塗布し、樹
脂皮膜を形成する方法（例えば特開昭６１−２５０４９
５号公報など）、（３）水中に分散された無機のシリカ
微粉末を芯とし、有機の重合性不飽和モノマー類を反応
せしめて殻とした有機−無機複合体反応物を主体とし、
さらに硬化剤、水溶性ポリアミド樹脂を含有する溶液を
塗布する方法（例えば特開平３−２６９０７３号公報）
などが挙げられる。さらに、快適居住空間の提供を目的
とする為、最近は臭気の発生が問題視されている。ま
た、初期の塗膜臭や空調機内に発生する微生物が原因の
（運転開始時の）不快臭等に対する対策として防菌剤、
防腐剤を混合した皮膜剤の使用等も提案されている（特
開昭５８−１００５１号公報、特開昭６１−１６８６７
５号公報など）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開昭５９−１３０７
８号公報に示される水ガラスを用いる方法は、水滴接触
角が２０°以下という良好な親水持続性を示すが、この
材料で処理したフィンは経時で処理皮膜面が粉状を呈す
るようになり、通風時に飛散したセメント臭、あるいは
薬品臭が発生するという問題点がある。また特開昭６１
−２５０４９５号公報に示される水溶性ポリアミド樹脂
のような有機高分子樹脂を主体とした溶液を塗布する方
法は実用化されているといっても諸特性を十分満足しう
るものではなく、処理板の腐食性、臭気、処理液の安定
性などの点に問題点がある。本発明は、親水性、安定性
に優れる、親水化処理に適する水溶性樹脂組成物及びこ
れを用いた親水化処理方法を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
に対して鋭意研究を重ねた結果、親水化処理剤として特
定の親水性ビニルモノマー、ＯＨ基含有ビニルモノマー
及びカルボキシル基含有ビニルモノマーを必須成分とす
る共重合体が非常に有効であり、該組成物を親水化処理
剤として用いることにより、親水性を顕著に高め、各種
特性にも優れることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

【０００６】すなわち本発明は、

【化２】（ただし、式中、Ｒ₁は水素原子またはメチル基であ
り、Ｒ₂はアルキル基、フェニル基または置換フェニル
基であり、ｎは１以上の整数である。）で示される親水
性ビニルモノマー２５〜６５重量部、ＯＨ基を有するビ
ニルモノマー５〜４５重量部及びカルボキシル基を有す
るビニルモノマー５〜２５重量部を必須成分として合計
が１００重量部となるように配合したモノマー混合物を
共重合して得られる共重合体を含有してなる水溶性樹脂
組成物並びにこれを用いた親水化処理方法に関する。

【０００７】本発明で使用される一般式（Ｉ）の親水性
ビニルモノマーにおいて、Ｒ₂としては、メチル基、エ
チル基、プロピル基などの炭素数が１〜１５のアルキル
基、フェニル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基
などの置換フェニル基（全体の炭素数は７〜１５）など
がある。またｎはＲ₂により、適宜決定される１以上、
好ましくは２〜３０の整数である。充分な水溶性を得る
為、Ｒ₂が大きな基であればあるほどｎが大きい数とな
る。これらの化合物の配合量は共重合に使用する全モノ
マー１００重量部に対して２５〜６５重量部であり、好
ましくは４０〜５０重量部である。２５重量部未満であ
ると、共重合体の水溶性が低下し、十分な親水性が得ら
れない。一方６５重量部を超えると、塗膜の強度が下が
り良好な塗膜を得ることが出来ない。

【０００８】ＯＨ基を有するモノマーとしては、例えば
ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタ
クリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロ
キシプロピルメタクリレート等のアクリル酸又はメタク
リル酸のヒドロキシアルキルエステル等が好ましいもの
としてあげられる。これらの配合量は共重合に使用する
全モノマー１００重量部に対して５〜４５重量部であ
り、好ましくは１０〜３０重量部である。５重量部未満
あるいは４５重量部を超えると共重合体の水溶性が低下
し、十分な親水性が得られない。

【０００９】カルボキシル基含有モノマーとしてはアク
リル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸が好ましい
ものとしてあげられる。これらの配合量は共重合に使用
する全モノマー１００重量部に対して５〜２５重量部で
あり、好ましくは１０〜２０重量部である。５重量部未
満では十分な親水性が得られず、２５重量部を超えると
増粘が激しくなり合成がうまくいかなくなる。

【００１０】また、以上のモノマー以外の共重合可能な
エチレン性不飽和モノマーとして、例えば次に示すよう
なものが使用できる。（ａ）アクリル酸又はメタクリル
酸のエステル、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、
アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オ
クチル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸メチル、メ
タクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル
酸イソプロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリ
ル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オク
チル、メタクリル酸ラウリル等。（ｂ）ビニル芳香族化
合物；例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルト
ルエン、ｐ−クロルスチレン等。これらのエチレン性不
飽和モノマーはそれぞれ単独で又は２種以上組合せて使
用することができる。これらの配合量は共重合に使用す
る全モノマー１００重量部に対して１０〜３０重量部が
好ましく、特に好ましくは１５〜２５重量部である。１
０重量部未満では共重合体のガラス転移点（Ｔｇ）調整
がうまくゆかず、良好な塗膜が形成できにくい。一方、
３０重量部を超えると十分な親水性が得られなくなる傾
向にある。

【００１１】本発明において、以上のモノマー混合物を
共重合して得られる共重合体のガラス転移点（Ｔｇ）は
−５０℃〜３０℃が好ましく、さらに好ましくは−３０
℃〜２０℃であり、特に好ましくは−２０℃〜１０℃で
ある。ここでＴｇが−５０℃未満では塗膜の強度、耐久
性に問題が生じやすく、３０℃を超えると、その組成の
関係から、水溶化成分が減少するため、親水性に問題が
でてくる。なお、本発明における上記Ｔｇは、次式によ
り計算される理論ガラス転移点を意味する（但し次式の
Ｔｇは絶対温度）。

【数１】〔ここでｎはモノマーの種類であり、Ｗｎはモノマーｎ
の全モノマーに対する重量分率であり、Ｔｇｎはモノマ
ーｎの単独重合体のガラス転移点（絶対温度）であ
る。〕従って、ガラス転移点は、配合するモノマーの種類と配
合割合により調整することができる。

【００１２】これらのモノマー混合物の共重合は必要に
応じてメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセ
ロソルブ、メチルカルビトール、カルビトール、ブチル
カルビトール等の有機溶剤を反応溶媒または希釈溶媒と
して使用し行うことができる。また重合触媒としては、
過酸化ベンゾイル、ジターシャリーブチルパーオキサイ
ド等の過酸化物系ラジカル開始剤、アゾビスイソブチロ
ニトリル、アゾビスバレロニトリル等のアゾ系ラジカル
開始剤などが用いられ、重合方法としては、溶液重合す
るのが簡便で好ましいが、懸濁重合、塊状重合、イオン
重合、光重合、放射線重合等も利用可能である。

【００１３】得られる共重合体の重量平均分子量（Ｍ
ｗ）は５千〜１５万が好ましく、さらに７千〜１０万が
好ましく、特に８千〜５万が好ましい。重量平均分子量
が５千より小さいと塗膜の耐久性が悪くなる傾向にあ
り、一方１５万を超えると、水溶性が劣る傾向にある。
なお、本発明における重量平均分子量は、ゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィー法により測定し、標準ポリ
スチレン検量線を用いて換算した値である。

【００１４】このようにして得られた共重合体は、本発
明の水溶性樹脂組成物の主成分として含有される。本発
明の水溶性樹脂組成物は、前記共重合体の良好な親水性
を損わない程度にその他の公知の樹脂や硬化剤を併用す
ることもできる。また、さらに必要に応じて種々の公知
の防菌剤を配合することもできる。

【００１５】以上のようにして得られる本発明の水溶性
樹脂組成物は、親水化処理剤としてや、上塗り塗料の密
着性を向上させるための中塗り塗料として、金属等の各
種被塗物に、公知の方法に従って塗布し、被塗物を親水
化処理することができる。特に、熱変換器アルミニウム
フィンの親水化処理に好適である。

【００１６】

【実施例】次に本発明の実施例を示す。以下「部」は
「重量部」、「％」は「重量％」を意味する。温度計、
還流冷却器、撹拌機および窒素ガス導入口を備えた四つ
口フラスコにメトキシポリエチレングリコールモノメタ
クリレート（ＦＡ−４００Ｍ、日立化成工業（株）製、
ケン化価１１５〜１２５ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価０．１以
下、数平均分子量約４９０）を表１に示す配合量（固形
分として）をフラスコに仕込み、ついでブチルセロソル
ブをメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレー
トの固形分に対し４５％になるようにフラスコに仕込
む。その後、１１０℃に昇温し、表１に示す配合量のメ
タクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸２−
ヒドロキシエチル及びメタクリル酸と、全モノマー１０
０ｇに対し、１．０ｇの割合となるアゾビスイソブチロ
ニトリルを混合した液を２時間かけて滴下したのち、さ
らに同温度で１時間保温し、ついで１４０℃に昇温し、
重合率が９９．９％以上になるように反応させて共重合
体を得た。得られた共重合体に、ｐＨが８〜９となるよ
うにトリエチルアミンを添加して中和した後、共重合体
が３０〜４０％固形分になるように溶剤（水）を加え
た。得られた共重合体の加熱残分、粘度、ガラス転移点
（Ｔｇ）及び重量平均分子量を表１に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】親水性の評価表１に示される共重合体を１０cm×２０cm×３mmのガラ
ス板に乾燥膜厚１μmになるように塗布し、１００℃で
４時間乾燥したのち、塗膜表面にイオン交換水１μmol
を滴下して、そのときの初期接触角を協和界面科学株式
会社製の接触角測定機を用いて測定した。その結果を表
２に示す。

【表２】

【００１９】安定性の評価実施例１〜４で得られた樹脂組成物溶液を常温（２０〜
２５℃）で６ケ月保存した。６ケ月後、いずれの溶液
も、分離やゲル化は全くなかった。アルミニウムフィンへの密着性、塗面外観及び塗膜黄変
性の評価アルミニウムフィンをアセトンで洗浄し、その上に実施
例１〜４で示される組成物を乾燥膜厚が１０μmになる
ように塗布し、１０８℃で５時間乾燥した後、ＪＩＳ
Ｋ５４００に従ってゴバン目試験（１mm角）を行なっ
た。また、塗面外観の目視判定及び２００℃×２０min
における塗膜黄変性の試験結果を表３に示す。

【表３】また、いずれの実施例で得られたフィンも、水ガラスを
塗布した場合等に比較し、臭気が少なく、臭気の面でも
優れていることがわかった。

【００２０】

【発明の効果】本発明の水溶性樹脂組成物は、非常に小
さい水滴の接触角を持ち、その安定性も高く、密着性、
塗面外観、臭気等にも優れることから、熱交換器アルミ
ニウムフィン等の親水化処理に極めて有用なものであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（Ｉ）；【化１】（ただし、式中、Ｒ₁は水素原子またはメチル基であ
り、Ｒ₂はアルキル基、フェニル基または置換フェニル
基であり、ｎは１以上の整数である。）で示される親水
性ビニルモノマー２５〜６５重量部、ＯＨ基を有するビ
ニルモノマー５〜４５重量部及びカルボキシル基を有す
るビニルモノマー５〜２５重量部を必須成分として合計
が１００重量部となるように配合したモノマ混合物を共
重合して得られる共重合体を含有してなる水溶性樹脂組
成物。
【請求項２】請求項１記載の組成物を、被塗物に塗布
することを特徴とする親水化処理方法。