JPH0657810B2

JPH0657810B2 - 熱交換器フィン用親水化処理組成物及びそれを用いた親水化処理方法

Info

Publication number: JPH0657810B2
Application number: JP19410287A
Authority: JP
Inventors: 良明三代沢; 伸浩松原
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1987-08-03
Filing date: 1987-08-03
Publication date: 1994-08-03
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: JPS6438481A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はアルミニウム製熱交換器フィン用親水化処理組
成物および親水化処理方法に関し、さらに詳しくは、ア
ルミニウム表面を親水化することによって水の接触角を
３０°以下に維持し、水滴の発生を抑制もしくは防止
し、さらに防錆性にすぐれた表面を形成するアルミニウ
ム製熱交換器フィン用親水化処理組成物および親水化処
理方法に関する。

（従来の技術）空調機の熱交換器は冷房時に発生する凝縮水が水滴とな
ってフィン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発生する。かかる現象
を防止する方策として、アルミニウムフィン材（以下フ
ィン材と称する）の表面を親水性にして結露の発生を防
止することがなされている。かかる方法として、（１）
アルミニウムの表面処理法として知られているベーマイ
ド処理を施してフィン材表面に水和酸化アルミニウム層
を形成させる方法、（２）一般式ｍＳｉＯ_２／nNa₂Ｏで
示されるいわゆる水ガラスを塗布する方法（たとえば特
公昭５５−１３４７号、特開昭５８−１２６９８９号な
ど）、（３）有機樹脂にシリカ、水ガラス、水酸化アル
ミニウム、炭酸カルシウムなどを混合した塗料およびこ
れらの組成物に界面活性剤を併用した塗料を塗布する方
法（たとえば、特開昭５３−１２５４３７号、特開昭５
５−１６４２６４号、特開昭５９−２２９１９７号、特
開昭６１−２２５０４４号など）、（４）本発明者によ
る有機−無機（シリカ）複合体樹脂と界面活性剤よりな
る塗料を塗布する方法（たとえば、特開昭５９−１７０
１７０号など）などが実用化されている。

一方、冷房時に発生する凝縮水は、アルミフィン材を腐
食し、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おり、環境保全の立場からその
対策がなされている。たとえば、アルミニウムの公知の
表面処理剤であるクロメータ処理剤、チタンあるいはジ
ルコニウム化合物によるノンクロメート処理剤、アクリ
ル樹脂−メラミン樹脂からなる塗布剤などが実用化され
ている。これらの処理皮膜は撥水性であるため、フィン
材に親水性を付与する方法として、アルミフィン表面に
クロメートなどの防錆皮膜を形成させ、その上に上記の
親水性処理剤を被覆するいわゆる複層処理方法が開発さ
れ実用化されている。たとえば、クロメート膜−水ガ
ラス膜）特開昭５０−３８６４５号、特開昭５９−１３
０７８号など）、ベーマイト膜−水ガラス膜（特開昭
６２−５０４７７号）、クロメート膜−水ガラス・有
機樹脂膜（特開昭６１−２２５０４４号）、クロメー
ト膜−ポリアミド樹脂膜（特開昭６１−２５０４９５
号）、クロメート膜−シリカ・マルトリオース膜（特
開昭６１−２７６６９７号など）、疎水性有機樹脂膜
−セルローズまたはポリビニルアルコール膜（特開昭６
２−１０５６２９号など）がある。

一方、熱交換器の表面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）を浸せ
き、スプレー、シャワーなどの手段により塗布するいわ
ゆるアフターコート法と、あらかじめアルミニュウム
板に表面処理膜を形成したのち、この板をプレス成型加
工を施してフィン材を作成するいわゆるプレコート法の
二方法がある。後者において、親水化皮膜層に無機質
成分、たとえばシリカ、水ガラス、アルミナ、水酸化ア
ルミニウム、炭酸カルシウム、チタニアなどが混在して
いると、プレス成型に用いられる金型が著しく摩耗し、
フィン材の成型不良、親水性皮膜の破壊による耐食性の
劣化、さらに金型寿命の短縮による経済的損失などの問
題が発生する。近年、熱交換器の小型化、軽量化のため
にフィン材の薄肉化が図られており、そのために成型加
工法も従来のドロー加工法（張り出し、絞り加工）から
ドローレス加工法（しごき加工）に変って来ており、後
者の方法に対して適用できる親水化処理剤の開発が要請
されている。

又、空調機は適度な湿気と温度雰囲気下にあり室内のゴ
ミなどが付着するため、微生物が発生し易く、このため
に運転開始時に悪臭が発生することが知られている。か
かる対策として防菌剤、防錆剤を混合した皮膜剤の使用
が提案されている（たとえば、特開昭５８−１００５１
号、特開昭５８−１０１７１７号、特開昭６０−５０３
９７号、特開昭６１−１６８６７５号など）。

（発明が解決しようとする問題点）以上に例示したごとく熱交換器の親水化処理技術は、実
用化されているものの、いずれの方法も社会的要請に対
して十分に応えられる段階には至っていない。たとえ
ば、親水化処理法として実績のある技術はそれぞれ下記
の問題点をかかえている。

水ガラス膜：水との接触角は約２０°以下と比較的低
く良好であるが、経時により親水性の劣化が起こる。ま
た水分の付着によって水ガラス皮膜が加水分解し、アル
カリを発生するため、アルミニウムの腐食（孔食）が起
こる。また、皮膜の分解による微粉末の飛散、細菌によ
る黴の発生が起こり易く両者の混在した臭気が発生す
る。また、プレコート方式においては、フィン成型加工
過程で金型摩耗が著しく、十分なる対応が出来ない。

クロメート膜−水ガラス膜：アルミニウムに対する耐
食性は良好であるが、その他の機能は上記と同様の問
題点がある。

有機樹脂−シリカ膜、クロメート膜−有機樹脂・シリ
カ膜：全面水濡性における経時耐久性は良好であるが、
水との接触角が５０°以上となり、運転開始時にフィン
間に水滴が発生する場合がある。また、プレコート方式
においては、フィン成型加工過程で金型摩耗が著しく、
得にドローレス加工法に対して十分な対応ができない。

クロメート膜−ポリアミド膜、アクリル樹脂膜−セル
ローズ膜：経時耐久性において水との接触角が大きくな
り上記と同様にフィン間に水滴が発生する場合があ
る。

以上の性能的問題に対して、本発明者らはフィン材の耐
食性、親水性を確保し、さらにピレコート方式における
プレス成型用金型耐久性に適合する処理剤および処理シ
ステムを開発すべく鋭意研究の結果、本発明を完成する
に至ったものである。

（問題点を解決するための手段）本発明によれば、下記の親水化処理組成物およびそれを
用いた親水化処理方法が提案される。

（Ａ）ポリビニルアルコールと（Ｂ）天然多糖類ならび
に天然多糖類の酸化物、加水分解物、グリコールとの反
応物、カルボキシアルキル誘導体、オキシアルキル誘導
体およびアルキル誘導体から選ばれた天然多糖類の誘導
体のうちの少なくとも１種［以下、「多糖類成分」と略
称することがある。］との加熱溶解物に（Ｃ）Ｔｉ，Ｚ
ｒおよびＡｌから選ばれる元素の金属キレート化合物の
少なくとも１種を混合してなることを特徴とするアルミ
ニウム製熱交換器フィン用親水化処理組成物。

２．（Ａ）ポリビニルアルコールと（Ｂ）多糖類成分と
の加熱溶解物に（Ｃ）Ｔｉ，ＺｒおよびＡｌから選ばれ
る元素の金属キレート化合物の少なくとも１種および
（Ｄ）ジアルキルスルホコハク酸エステル塩および／ま
たはアルキレンオキシドシラン化合物を混合してなるこ
とを特徴とするアルミニウム製熱交換器フィン用親水化
処理組成物。

３．（Ａ）ポリビニルアルコールと（Ｂ）多糖類成分と
の加熱溶解物に（Ｃ）Ｔｉ，ＺｒおよびＡｌから選ばれ
る元素の金属キレート化合物の少なくとも１種および
（Ｅ）２−（４′−チアゾリル）−ベンツイミダゾール
化合物を混合してなることを特徴とするアルミニウム製
熱交換器フィン用親水化処理組成物。

４．（Ａ）ポリビニルアルコールと（Ｂ）多糖類成分と
の加熱溶解物に（Ｃ）Ｔｉ，ＺｒおよびＡｌから選ばれ
る元素の金属キレート化合物の少なくとも１種、（Ｄ）
ジアルキルスルホコハク酸エステル塩および／またはア
ルキレンオキシドシラン化合物および（Ｅ）２−（４′
−チアゾリル）−ベンツイミダゾール化合物を混合して
なることを特徴とするアルミニウム製熱交換器フィン用
親水化処理組成物。

５．アルミニウムフィン材の表面にクロメート皮膜を形
成し、該クロメート皮膜の上に（Ａ）ポリビニルアルコ
ールと（Ｂ）多糖類成分との加熱溶解物に（Ｃ）Ｔｉ，
ＺｒおよびＡｌから選ばれる元素の金属キレート化合物
の少なくとも１種、および必要に応じて（Ｄ）ジアルキ
ルスルホコハク酸エステル塩および／またはアルキレン
オキシドシラン化合物、および必要に応じて（Ｅ）２−
（４′−チアゾリル）−ベンツイミダゾール化合物を混
合してなる親水化処理組成物を被覆することを特徴とす
るアルミニウム製熱交換器フィン材の親水化処理方法。

以下、本発明について詳細に説明する。下槽膜として用
いられるクロメート皮膜は、公知のクロメート処理法が
適用できる。すなわち、アルミニウムの処理方法として
代表的なアルカリ塩−クロム酸塩法（Ｂ．Ｖ．法、Ｍ．
Ｂ．Ｖ．法、Ｅ．Ｗ．法、アルロック法、ピルミン
法）、クロム酸法、クロメート法、リン酸クロム酸法な
どの化成処理法および、クロム酸クロムを主体とした組
成物による無水洗塗布型処理法などが利用できる。皮膜
量は目的とする材料の防錆性の程度に応じて適宜調整さ
れる。このクロメート皮膜の目的は防錆処理と同時に上
層膜の親水性皮膜の密着性を向上させる作用を兼ね備え
るため、クロメート皮膜形成後の経時は好ましくなく、
下層膜形成後、連続的に上層膜を形成することが好まし
い。

本発明における親水化処理組成物を形成する材料の一つ
である（Ａ）ポリビニルアルコールは、造膜成分として
主要な役割を果たす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
他の構成成分との相互作用により耐水性と親水持続性を
維持する作用を示す。かかる目的に適合する材料は、ケ
ン化度８７〜８９％以上のポリビニルアルコールであ
り、本発明に特に好ましい材料は、ケン化度９８％以上
の完全ケン化ポリビニルアルコールである。この材料は
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へ皮膜として好ましい性質を
示す。またポリビニルアルコールの分子量は重合度５０
０以上のものが好ましく、後記の多糖類成分との分子的
からみ合いによって親水持続成を維持させるためであ
る。また、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（たとえば、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）も適用す
ることができる。

本発明の親水化処理組成物の第２構成成分である（Ｂ）
多糖類成分は、親水持続性に対して重要な役割を果たす
成分である。すなわち、形成皮膜の親水性を支配する水
酸基、カルボニル基、カルボキシル基が樹脂主骨格に配
列されているため、皮膜形成過程におけるこれらの官能
基の選択的配向がなく、皮膜表面に大量の親水基が存在
することになり、すぐれた水濡性と低い水との接触角が
得られるからである。かかる目的に適合する材料として
は、デンプン（かんしょ、ばれいしょ、タピオカ、小
麦、とうもろこしなど）、セルロース、およびアルギン
などの天然多糖類およびこれらの天然多糖類に誘導体が
挙げられる。本発明において、天然多糖類の誘導体は、
天然多糖類を変性したものであって、酸化デンプンなど
の酸化物；デキストリンなどの加水分解物；アルギン酸
プロピレングリコールなどのグリコールとの反応物；カ
ルボキシメチルデンプン、カルボキシメチルセルロース
などのカルボキシアルキル誘導体；ヒドロキシメチルデ
ンプン、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチ
ルセルロースなどのオキシアルキル誘導体；メチルセル
ロースなどのアルキル誘導体のうち少なくとも１種であ
る。これらの多糖類成分は単独でも造膜するが耐水性が
十分でなく実用的には供し得ない。したがって、上記
（Ａ）成分のポリビニルアルコールと併用して使用す
る。

その使用方法は下記の通りである。

これらの多糖類成分は粉末として供給されるので、上記
（Ａ）成分のポリビニルアルコール粉末と混合し、９５
〜１００°の熱水にて溶解する。この状態において両者
の樹脂は相互に作用しあって分子間のからみが生じ、
（Ａ）成分と（Ｂ）成分の親水性官能基が適度に皮膜中
に分配されることになりすぐれた親水持続性を示すこと
になる。

一方、単に（Ａ）成分と（Ｂ）成分の水溶液を混合した
程度では、その皮膜は耐水性が十分でなく膨潤するとと
もに（Ｂ）成分が溶出して目的とする性能が得られな
い。

以上のような作用機構によって所望の性能が達成される
が、本発明に適合する好ましい多糖類成分としては、デ
ンプンが選択される。すなわち、天然のデンプンは常温
下では水に対して溶解せず、８０℃以上の温度で糊化溶
解する性質を有するため、上記の完全ケン化ポリビニル
アルコールと同様の作用が期待できるからである。

親水化処理組成物の第３成分である（Ｃ）チタン（Ｔ
ｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、およびアルミニウム（Ａ
）から選ばれる元素の金属キレート化合物は、本発明
における（Ａ）成分と（Ｂ）成分混合組成物より形成さ
れる皮膜の耐水性を向上させるための架橋剤的役割りを
果たすものである。一般に水酸基、アミノ基、カルボキ
シル基などを含有する有機樹脂の架橋剤としてはアミノ
樹脂（メラミン、ベンゾグアナミン、尿素）やエポキシ
樹脂が用いられるが、本発明の組成物のごとき高い極性
を示す樹脂系の硬化剤としてこれらを用いると、造膜過
程で硬化剤が皮膜表面層に配向する傾向を示すため、所
望の親水性が得られない。かかる目的に対して本発明で
は、水溶液中で加熱することによって金属に配位した有
機化合物と（Ａ）成分、（Ｂ）成分中の官能基とが置換
反応をおこなうことができる金属キレート化合物が利用
される。

かかる本発明における金属キレート化合物は、金属元素
Ｍがチタニウムまたはジルコニウム元素の場合には、一
般式（Ｒ^１）_４−ｎＭ（Ｒ^２）_ｎで示され、Ｍがアルミ
ニウム元素の場合には、一般式（Ｒ^１）_３−ｍＭ
（Ｒ^２）_ｍで示されるアルコキシド化合物またはアルコ
キシル基置換アルコキシド化合物［これらの式中ｎは２
〜４の整数、ｍは２〜３の整数を示し、Ｒ^１はエチル
基、アミル基、フェニル基、ビニル基、β−（３・４−
エポキシシクロヘキシル）基、γ−メルカプトプロピル
基、アミノアルキル基などの置換基を表わし、Ｒ^２は通
常炭素数１〜８のアルコキシ基、（たとえば、メトキシ
基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ
基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ
基、tert−ブトキシ基、−ペントキシ基、イソペントキ
シ基、ｎ−ヘキトキシ基、ｎ−ヘプトキシ基、ｎ−オク
トキシ基など）または合計の炭素数が２〜１０のアルコ
キシル基置換アルコキシル基（たとえば、メトキシメト
キシ基、メトキシエトキシ基、エトキシブトキシ基、ブ
トキシペントキシ基など）を表わす］に、マレイン酸な
どのジカルボン酸類；ジアセトンアルコールなどのケト
ンアルコール；アセチルアセトンなどのジケトン；アセ
ト酢酸エチルなどのケトンエステル；マロン酸エチルな
どのジエステル；サリチル酸；カテコール、ピロガール
などの２個以上のフェノール性水酸基を有するフェノー
ル類；トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジ
メチルアミノアルコールなどのアルカノールアミン類を
リガンド（配位子）として結合せしめた２個以上好まし
くは２〜３個の金属アルコキシド結合（アルコキシル基
置換アルコキシド結合も含む。）を有する配位化合物
（錯化合物）である。

以上の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の三成分よりなる組成物
によって、目的とする熱交換器フィン用親水化処理組成
物が得られるが、フィンピッチが１．２mm以下の場合に
は、水との接触角が５度以下のいわゆる拡張濡れになる
ことが望ましい。かかる目的のために第４成分として、
（Ｄ）ジアルキルスルホコハク酸エステル塩および／ま
たはアルキレンオキシドシラン化合物の湿潤性界面活性
剤が用いられる。湿潤作用の大である界面活性剤であれ
ば、陰イオン系、陽イオン系、両性イオン系、非イオン
系のいずれも使用することができるが、本発明において
は混合組成物の安定性、皮膜の界面活性能維持続性（造
膜過程における加熱作用安定性、他の成分との相互作用
性など）の点から上記の２種が最も安定した性能を示
す。本発明において上記（Ｄ）成分におけるジアルキル
スルホコハク酸エステル塩は、下記式で表わされるジア
ルキルスルホコハク酸エステル塩である。

（Ｒ_１：炭素数１〜１８のアルキル記を示す。Ｍ_１：リ
チウム、ナトリウムまたはカリウムであるアルカリ金属
を示すか、もしくはアンモニウム基またはアミンを示
す。）本発明において上記（Ｄ）成分におけるアルキレンオキ
シドシラン化合物は、下記式で表わされる非イオン性の
アルキレンオキシドシラン化合物である。

（ｘ：５〜２０の整数、ａ：５〜２０の整数、ｂ：０〜
１５の整数、ｙ：１〜８の整数およびＲ_２：炭素数１〜
６の低級アルキル基を表わす）これらの界面活性剤は単独もしくは併用することができ
る。これらの界面活性剤は前記の（Ａ）〜（Ｃ）成分の
官能基との相互作用によって水素結合的に固定化される
ものと推測される。

また、本発明の組成物には第５成分として防黴剤を併用
することができる。本発明に適合する防黴剤の条件とし
ては、環境安全面から低毒性であること、皮膜形成温度
に耐える耐熱性であること、水に対して不溶または離溶
性であること、水系塗料中に均一に分散し形成皮膜の親
水性を阻害しないことなどであり、公知の脂肪族系、芳
香族系、無機系化合物のうちから、選ぶことができる。
これらの防黴剤の中から本発明に最も適合する材料とし
ては、（Ｅ）２−（４′−チアゾリル）ベンツイミダゾ
ール（Ｃ₁₀Ｈ_７Ｎ_３Ｓ）をあげることができる。

本発明における（Ａ）成分のポリビニルアルコールと
（Ｂ）成分の多糖類および／または多糖類誘導体の配合
割合は、固形分の重量百分率で１０：９０ないし７５：
２５であり、好ましくは５０：５０ないし２５：７５の
範囲である。

ポリビニルアルコールの量が７５％を越えると形成皮膜
の前面水濡性が阻害される。一方、多糖類樹脂が９０％
を越えると形成皮膜の耐水性が十分でなくなり、皮膜の
膨潤および溶解が生じる傾向がある。

本発明における（Ｃ）成分のチタン、ジルコニウムおよ
びアルミニウムの元素よりなる金属キレート化合物の配
合割合は、上記の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合物に対
して固形分の重量百分率比で２：９８ないし２０：８０
であり、好ましくは５：９５ないし１０：９０の範囲が
選ばれる。金属キレート化合物の量が２％未満である
と、（Ａ）＋（Ｂ）成分組成物中の残存遊離水酸基が多
量であるために耐水性、耐食性を十分に高め得ないおそ
れがあり、また、２０％を越えて添加すると金属キレー
ト化合物自体の縮合が優先しておこるため均一に混合す
ることができず、平滑な被膜の形成が困難となるおそれ
があり、また、経済的にも不利である。

本発明における（Ｄ）成分のジアルキルスルホコハク酸
エステル塩およびアルキレンオキシドシラン化合物の配
合割合は、上記の（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）成分の混合物
に対して、固形分の重量百分率比で０．５：９９．５な
いし１０：９０であり、好ましくは０．５：９９．５な
いし５：９５の範囲である。添加量が０．５％以下であ
ると形成皮膜の水との接触角で期待する数値が得られ
ず、一方、添加量が１０％を越えると形成皮膜が水と接
触すると膨潤してフィン材から皮膜が脱落したり、界面
活性剤の水抽出によって運転時に発泡するなどの不具合
が発生する。

本発明における（Ｅ）成分の２−（４′−チアゾリル）
−ベンツイミダゾールの配合割合は、上記の（Ａ）＋
（Ｂ）＋（Ｃ）成分の混合物に対して、固形分の重量百
分率比で１：９９ないし１０：９０であり好ましくは
３：９７ないし６：９４である。添加量が１％以下であ
ると十分なる防黴効果は認められない。また、添加量が
１０％以上では形成皮膜の水との接触角が大きくなるこ
と、および耐食性が低下するおそれがある。しかしなが
ら、防黴性を重視する場合においては１０％以上の使用
も可能である。

本発明における親水化処理組成物を調整する方法は下記
の通りである。まず、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を所定割
合に配合し、固形分濃度１５〜２０重量％の水分散体と
する。この混合物を還流下で撹拌しながら９５℃以上に
加熱し、両者の成分を溶解させる。ついで、室温に冷却
したのち、（Ｃ）成分の所定量を撹拌下で徐々に添加す
ることによって得られる。

また、目的に応じてこの組成物に（Ｄ）成分の所定量を
室温撹拌下で徐々に添加した組成物とすることもでき
る。さらに（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）の組成物あるいは
（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｄ）の組成物に（Ｅ）成分
の所定量を室温、撹拌下で徐々に添加した組成物とする
こともできる。

本発明におけるアルミニウム製フィン材の親水化皮膜の
形成方法はつぎの通りである。すなわち、十分に脱脂処
理を施したアルミニウム板に前記のクロメート皮膜を形
成させる。クロメート皮膜は、その皮膜組成がクロム酸
クロムあるいはリン酸クロムのいずれでも良い。皮膜量
はクロム元素に換算して５mg／m²以上、好ましくは１０
〜３０mg／m²の範囲である。５mg／m²より少ない場合
は、上層膜の付着性が十分でなく親水処理皮膜化したフ
ィン材が水と接触すると皮膜が膨潤して脱落する場合が
ある。また、耐食性も十分でない。一方、上限は特に制
限されないが、前述のプレコート方式による場合、次工
程でのプレス加工の金型摩耗を考慮するとクロム量３０
mg／m²以下に調整することが好ましい。皮膜形成方法は
通常公知のスプレー、シャワー、浸漬、ロールなどでお
こなうことができる。

ついでクロメートの下層膜を形成させたアルミニウム板
あるいはアルミニウム製熱交換器コアを、前記の親水化
処理組成物［（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）成分系、（Ａ）＋
（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｄ）成分系、（Ａ）＋（Ｂ）＋
（Ｃ）＋（Ｅ）成分系、（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋
（Ｄ）＋（Ｅ）成分系］で処理し親水性皮膜を形成させ
る。皮膜量は膜厚で０．５〜５ミクロン、好ましくは１
〜３ミクロンの範囲である。膜厚が０．５ミクロン以下
であると親水性持続効果が十分でなく経時により撥水性
を示すおそれがある。また、膜厚が５ミクロンを越える
とフィン材の放熱効率が低下するおそれがある。皮膜の
形成方法はスプレー、シャワー、浸漬、ロール塗装など
でおこなわれる。

ついで、強じんな皮膜を形成させるために焼付硬化させ
る。熱風、遠赤外線、電磁誘導などの加熱法により、短
時間焼付が所望される場合にはメタル温度で２００℃な
いし２５０℃、５秒ないし５０秒の焼付条件で行なうこ
とが好ましい。２００℃以下では皮膜の硬化が十分でな
く形成皮膜は水により膨潤する。一方、２５０℃を越え
ると皮膜構成成分の熱劣化、防黴剤の昇華が起こり好ま
しくない。また、低温度焼付が所望される場合には、１
５０℃ないし、１８０℃、１０分ないし３０分の焼付条
件が好ましい。この範囲の条件を外れると所望の性能が
得られない。

かくして、耐食性と親水持続性を兼ね備えた熱交換器用
コアを作成することができるが、本発明は上記の組合せ
に限定されるものでなく、たとえば、下層膜として、ア
ルミニウムの表面処理法として公知の陽極酸化皮膜、ベ
ーマイト皮膜、その他の無機系皮膜あるいは有機樹脂系
皮膜を用いることができる。また、上層膜を形成する親
水化処理組成物としては、親水性を損なわない範囲でア
ルミニウムの防食性に寄与するタンニン酸、没食子酸な
どのフェノール性やリボン酸およびその塩類、フィチン
酸、ホスフォン酸、ベンゾトリアゾール、イミダゾー
ル、亜硝酸、クロム酸などの混合物、架橋促進剤として
モリブデン、バナジウム、クロム、亜鉛、ニッケル、コ
バルト、銅、鉄などのカチオン性化合物、および酸素酸
塩化合物、あるいは有機配位化合物を混合することがで
きる。また、上層膜の保水性を向上させてより親水持続
性を付与する材料としては、粒子径が０．５ミクロン以
下のシリカあるいはアルミナ化合物あるいはその水和物
を用いることもできる。

また、本発明の上層膜形成用親水化処理組成物はプラス
チック製のフィルム、成型品、セラミックス成型品、ほ
か建造物、器物などの成型物の結露防止、着雪氷防止の
皮膜剤として使用することもできる。

（実施例）以下に実施例及び比較例を示す。これらの例は本発明を
より詳細に説明するためのものであって、本発明になん
ら制限を加えるものではない。部および％は重量部およ
び重量％を示す。

実施例１温度計、攪拌機、冷却器を備えた１の三ツ口フラスコ
に水９０ｇを仕込み、ついでポリビニルアルコール粉末
（電気化学工業（株）製、商品名「デンカポバールＫ−
０５」）５ｇを室温下で攪拌しながら徐々に加える。引
続いて、デンプン（関東化学（株）製、商品名「スター
チ、（コーン）」５ｇを徐々に加える。このスラリー状
の混合物を９５℃から沸騰温度に昇温し、その温度で１
時間保持して溶解し、透明から半透明性の溶液を得た。
ついでこの溶液を室温に冷却し、ジーｉープロポキシビ
ス（アセチルアセトナト）チタン（日本曹達（株）、商
品名「チタボンド−５０」固形分７４％）０．６８ｇを
徐々に加え１５分間攪拌することによって、淡黄色の懸
濁状組成物を得た。

実施例２実施例１に懸濁組成物に室温下で攪拌しながら、スルホ
コハク酸エステルナトリウム塩（日本乳化剤（株）製、
商品名「ニューコール２９０Ｍ」固形分７５％）０．４
ｇを加え、１５分間攪拌することによって懸濁状組成物
を得た。

実施例３〜１０表１に示した配合割合により、実施例１および実施例２
に準じてそれぞれの組成物を作成した。

実施例１１アルミニウム板（Ａ１０５０、板厚０．１mm）をアルカ
リ脱脂剤（日本シービーケミカル（株）製、商品名「ケ
ミクリーナー５６１Ｂ」）で処理を施したのち、クロメ
ート処理剤（日本パーカライジング（株）製、商品名
「アルクロム７１２」）でクロメート皮膜（クロム換算
塗着量３０mg／mm²）の下層膜を形成させた。ついで実
施例１の組成物を乾燥膜厚で１ミクロンになるように塗
布し、２２０℃の熱風で３０秒間焼付けし上層膜を形成
させた。この複層被覆アルミニウム板について親水性を
検討したところ表３に示したごとく、すぐれた水濡性と
親水持続性が認められた。

また、連続加工成形性も未処理アルミニウム板と同様の
性能であった。また、塩水噴霧試験による耐食性では５
００時間経過しても全く白サビの発生は認められなかっ
た。さらにアルミニウム板に対する密着性も全く異常は
認められなかった。

実施例１２実施例１１において上層膜を実施例２の組成物としたほ
かは同じ条件で塗板を作成した。この塗板について親水
性を検討したところ水との接触角が５℃以下を示し、親
水持続性も良好であった。連続加工成形性は、耐食性、
塗膜密着性とも実施例１を同様の性能であった。

実施例１３実施例１１において上層膜を実施例３の組成としたほか
は同じ条件で塗板を作成した。この塗板について防黴性
を検討したところ、黴の発生、付着は全くなくすぐれた
性能を示した。親水持続性、連続加工成形性、耐食性、
塗膜密着性とも実施例１１と同様の性能であった。

実施例１４実施例１１において上層膜を実施例１〜１０の組成物と
したほかは同じ条件で塗板を作成した。この塗板につい
て親水持続性、連続加工成形性、耐食性、塗膜密着性、
防黴性の試験をおこなったところ表３に示したようにい
ずれも優れた性能を示した。

比較例１〜２表２に示した比較例用配合例の組成物を用いて実施例１
１において下層膜のクロメート皮膜を除外したほかは全
く同じ方法により塗板を作成した。その結果、表３に示
したごとく、比較用配合例１のポリビニルアルコールの
みにより形成した皮膜は、水と接触すると速やかに皮膜
が吸水膨潤し、流水中では皮膜が脱落した（比較例
１）。比較用配合例３の組成物より形成した皮膜も比較
例１と同様の現象が認められた（比較例２）。

比較例３〜１１表２に示した比較用配合例の組成物を用いて実施例１と
同様にして塗板を作成した。その結果、表３に示したご
とく、比較用配合例２、および比較用配合例３を用いて
得た塗板は全面水濡性が得られず撥水性を示し、塗板表
面に水滴が発生した。（比較例３〜４）。比較用配合例
４から９の組成物による塗板は水と接触すると速やかに
皮膜が吸水膨潤し、流水中では皮膜が脱落した（比較例
５〜１０）。クロメート処理を施したのみのアルミニウ
ム板は経時（２４時間後）により皮膜表面は撥水性を示
し、水滴が発生した（比較例１１）。

（発明の効果）以上説明したように本発明の組成物およびそれを用いた
表面処理方法によって形成されたアルミニウムフィン材
料は、下層膜のクロメート皮膜によってすぐれた耐食性
を保持し、上層膜のポリビニルアルコールと多糖類樹脂
との混合物よりなる親水性皮膜によって、従来の問題点
であった親水持続性（全面水濡性と水との接触角３０℃
以下）、連続成形加工性（耐金型摩耗性）を維持し、さ
らに防黴性にすぐれているため臭気発生が抑制される効
果を示す。

かくして本発明の表面処理方法は熱交換器の省エネルギ
ー対策および省資源対策に適合するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０９Ｄ 129/04 ＰＦＭ 6904−4ＪＰＦＮ 6904−4ＪＦ２８Ｆ 1/32 Ｈ 9141−3Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ポリビニルアルコールと（Ｂ）天然
多糖類ならびに天然多糖類の酸化物、加水分解物、グリ
コールとの反応物、カルボキシアルキル誘導体、オキシ
アルキル誘導体およびアルキル誘導体から選ばれた天然
多糖類の誘導体のうちの少なくとも１種との加熱溶解物
に（Ｃ）Ｔｉ，ＺｒおよびＡｌから選ばれる元素の金属
キレート化合物の少なくとも１種を混合してなることを
特徴とするアルミニウム製熱交換器フィン用親水化処理
組成物。
【請求項２】（Ａ）ポリビニルアルコールと（Ｂ）天然
多糖類ならびに天然多糖類の酸化物、加水分解物、グリ
コールとの反応物、カルボキシアルキル誘導体、オキシ
アルキル誘導体およびアルキル誘導体から選ばれた天然
多糖類の誘導体のうちの少なくとも１種との加熱溶解物
に（Ｃ）Ｔｉ，ＺｒおよびＡｌから選ばれる元素の金属
キレート化合物の少なくとも１種および（Ｄ）ジアルキ
ルスルホコハク酸エステル塩および／またはアルキレン
オキシドシラン化合物を混合してなることを特徴とする
アルミニウム製熱交換器フィン用親水化処理組成物。
【請求項３】（Ａ）ポリビニルアルコールと（Ｂ）天然
多糖類ならびに天然多糖類の酸化物、加水分解物、グリ
コールとの反応物、カルボキシアルキル誘導体、オキシ
アルキル誘導体およびアルキル誘導体から選ばれた天然
多糖類の誘導体のうちの少なくとも１種との加熱溶解物
に（Ｃ）Ｔｉ，ＺｒおよびＡｌから選ばれる元素の金属
キレート化合物の少なくとも１種および（Ｅ）２−
（４′−チアゾリル）−ベンツイミダゾール化合物を混
合してなることを特徴とするアルミニウム製熱交換器フ
ィン用親水化処理組成物。
【請求項４】（Ａ）ポリビニルアルコールと（Ｂ）天然
多糖類ならびに天然多糖類の酸化物、加水分解物、グリ
コールとの反応物、カルボキシアルキル誘導体、オキシ
アルキル誘導体およびアルキル誘導体から選ばれた天然
多糖類の誘導体のうちの少なくとも１種との加熱溶解物
に（Ｃ）Ｔｉ，ＺｒおよびＡｌから選ばれる元素の金属
キレート化合物の少なくとも１種、（Ｄ）ジアルキルス
ルホコハク酸エステル塩および／またはアルキレンオキ
シドシラン化合物および（Ｅ）２−（４′−チアゾリ
ル）−ベンツイミダゾール化合物を混合してなることを
特徴とするアルミニウム製熱交換器フィン用親水化処理
組成物。
【請求項５】アルミニウムフィン材の表面にクロメート
皮膜を形成し、該クロメート皮膜の上に、（Ａ）ポリビ
ニルアルコールと（Ｂ）天然多糖類ならびに天然多糖類
の酸化物、加水分解物、グリコールとの反応物、カルボ
キシアルキル誘導体、オキシアルキル誘導体およびアル
キル誘導体から選ばれた天然多糖類の誘導体のうちの少
なくとも１種との加熱溶解物に、（Ｃ）Ｔｉ，Ｚｒおよ
びＡｌから選ばれる元素の金属キレート化合物の少なく
とも１種、および必要に応じて（Ｄ）ジアルキルスルホ
コハク酸エステル塩および／またはアルキレンオキシド
シラン化合物、および必要に応じて（Ｅ）２−（４′−
チアゾリル）−ベンツイミダゾール化合物を混合してな
る親水化処理組成物を被覆することを特徴とするアルミ
ニウム製熱交換器フィン材の親水化処理方法。