JP2000256868A

JP2000256868A - 熱交換器用プレコートフィン材

Info

Publication number: JP2000256868A
Application number: JP11060752A
Authority: JP
Inventors: Reiko Takazawa; 令子高澤
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 1999-03-08
Publication date: 2000-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】特に湿潤環境下に長期間おかれたとしても耐
蝕下地皮膜に対する水ガラス系親水皮膜の密着性が優
れ、所望の親水性および耐蝕性が確実に維持され、しか
も、その親水皮膜が経時的に汚染物質により汚れ始めて
もその皮膜による親水性が持続して得られる熱交換器用
プレコートフィン材を提供を提供する。【解決手段】アルミニウム又はその合金の表面に、特
定の非環式多価アルコールを成分として含む耐蝕皮膜形
成用組成物からなる耐蝕下地皮膜と、アルカリ珪酸塩、
部分中和されたポリアクリル酸、および、特定の非環式
多価アルコールを主成分として含む親水皮膜形成用組成
物からなる親水皮膜とがこの順に形成され、かつ、前記
親水皮膜の形成後に水洗又は酸洗処理が施されたプレコ
ートフィン材であって、前記親水皮膜に紫外線又は紫外
線を含む光が照射され得る条件下で使用するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム又は
その合金（以下、特に断らない限り「アルミニウム材」
と略称する）からなる熱交換器用プレコートフィン材に
係り、詳しくは、アルミニウム材の表面に予め耐蝕下地
皮膜と親水皮膜とをこの順に形成してなり、特に、長期
の湿潤環境下における親水皮膜の密着性に優れ、所望の
親水性および耐蝕性が維持され、しかも、その親水皮膜
が経時的に汚れ始めてもその皮膜による親水性が持続し
て得られる熱交換器用プレコートフィン材に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】冷房、暖房、除湿等の機能を備えた空調
機（エアコン）は、その熱交換器部に熱交換器用フィン
材を備えており、この熱交換器用フィン材は、一般に、
軽量で加工性に優れしかも熱伝導性に優れていることか
ら、アルミニウム材で形成されている。

【０００３】そして、このようなエアコンを冷房運転す
ると、室内側の熱交換器部が空気中の水分の露点以下に
なるため、この熱交換器部で用いられているフィン材に
は空気中の水分が結露して付着する。この場合、その結
露水がフィン材表面でとる形状は、フィン材表面の水に
対する濡れ性できまるが、濡れ性の悪いフィン材表面で
は、結露水は略半球状の水滴となったり、更にはフィン
材間に水のブリッジを形成し、熱交換器部における通風
抵抗となって通風性を損う原因になり、また、騒音の原
因になるほか、場合によっては結露水が飛散して周辺を
汚染する原因にもなる。このような問題は、フィンピッ
チ（フィン材とフィン材との間の間隔）の狭い小型の熱
交換器においては特に顕著である。

【０００４】そこで、このような問題を解決するため、
従来においてもフィン材表面に親水性を施すことが行わ
れており、例えば、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（特公平２−４２３８９
号公報、特公平３−７７４４０号公報、特公平６−７３
９３４号公報、特公平６−２４８２３２号公報、特公平
７−１５１４８号公報等）や、親水基を導入した樹脂
を主成分とする有機系親水性塗料組成物を用いる方法
（特開平１−２９９８７７号公報、特公平３−４７５７
０号公報等）や、界面活性剤を添加して揮発性プレス
油に対する耐性を付与した有機系親水性塗料組成物を用
いる方法（特開平３−２５４８６４号公報）等が提案さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、無機系
親水性塗料組成物を用いる方法のうち、特公平２−４
２３８９号公報、特公平３−７７４４０号公報、特公平
６−７３９３４号公報等に記載の方法は、アルミニウム
材の表面に耐蝕性を付与するためのクロメート方等によ
り下地処理で無機系耐蝕皮膜を形成した後、水溶性有機
高分子化合物と無機珪酸塩との混合物を塗布して（水ガ
ラス系の）親水皮膜を形成するタイプのものであり、そ
の親水皮膜が形成されたプレコートフィン材は親水性に
優れているものの、長期間使用した場合には白錆が発生
して耐蝕性に劣る場合がある。なお、上記した無機系耐
蝕皮膜に代えて、有機高分子樹脂かなる下地皮膜を形成
した後、上記した水ガラス系の親水皮膜を形成するタイ
プのものも知られているが、この場合には、その有機高
分子樹脂からなる下地皮膜に耐する親水皮膜の密着性が
劣り、親水性を十分に付与することができない傾向にあ
る。

【０００６】また、無機系親水性塗料組成物を用いる方
法のうち、特公平６−２４８２３２号公報、特公平７
−１５１４８号公報等に記載の方法は、有機高分子樹脂
かなる下地皮膜に対する上記した水ガラス系の親水皮膜
の密着性を向上せしめるために、その下地皮膜に多価金
属塩、無機酸、有機酸等を含有せしめるものであり、そ
の下地皮膜が形成されたプレコートフィン材はその下地
皮膜に対する水ガラス系の親水皮膜の密着性がある程度
改善されるものの、フィン表面に水分が付着した状態の
ままで連続使用された場合等のように湿潤環境下で長期
間使用（又は放置）された場合には、その親水皮膜の密
着性が劣る傾向にある。そして、このように親水性が劣
る場合には、親水皮膜が下地皮膜から剥がれやすくなり
親水性を維持することができないという欠点がある。特
に、親水皮膜が剥がれた領域の親水皮膜が優れた親水性
を有していたとしても、その皮膜が剥がれた領域の親水
性が確保されない。

【０００７】そして、無機系親水性塗料組成物を用いる
方法については、フィン表面に非常に優れた親水性皮
膜が付与され、その皮膜の親水性がシリカ（SiＯ₂）の
シラノール基によって発現しているものの、その一方で
皮膜が乾燥状態の時には、そのシラノール基が非水溶性
の有機化合物の極性基を非常に吸着しやすくなるという
欠点がある。具体的には、その皮膜表面は、新築家屋等
における新建材から発生するさまざまなＶＯＣ（揮発性
有機化合物）ガス、室内で使用するスプレーや化粧品、
電気蚊取器等から発生する有機化合物、タバコの煙等に
代表される汚染物質を吸着し、これらＶＯＣガス等の疎
水基で覆われるようになり、この結果、親水性から一転
して撥水性皮膜になり、冷房運転時にエアコンから結露
水が吹き出す（水飛び問題）という深刻な問題が発生し
ている。

【０００８】また、上記有機系親水性塗料組成物を用い
る方法においては、前記した無機系親水性皮膜のよう
なＶＯＣガス等の吸着による著しい親水性の低下現象
（撥水化）はないが、その有機系親水皮膜を形成したプ
レコートフィン材では、プレス加工時に用いられる揮発
性プレス油によりフィン表面に形成された親水性皮膜が
侵され、その親水性が低下するという別の問題がある。

【０００９】さらに、この有機系親水性塗料組成物の欠
点を界面活性剤を添加して補おうとするものが上記方法
であるが、この場合には、親水性処理の作業時に界面
活性剤の存在により発泡して、この親水性処理の作業性
を著しく低下させるほか、エアコン運転時に結露水がフ
ィン表面に付着すると、フィン表面に形成された親水性
皮膜からこの結露水中に界面活性剤が溶けだし、この溶
けだした界面活性剤がドレインパンを劣化させるという
深刻な問題も発生する。しかも、このような有機系親水
性塗料組成物は前記した無機系親水性塗料組成物に比べ
コスト高であるという問題もある。

【００１０】上記したように従来の熱交換器用プレコー
トフィン材は、そのいずれのタイプのものも様々な問題
点が個々にあって未だ満足のできるものではなく、特に
湿潤環境下で長期間使用した場合、水溶性有機高分子化
合物と無機珪酸塩との混合物からなる水ガラス系親水皮
膜の密着性が劣化し、親水性を維持することができなく
なるという大きな課題がある。また、いずれのタイプの
ものも、空気中のＶＯＣガス等の汚染物質がフィン表面
に経時的に付着して堆積し、皮膜が撥水性皮膜になると
いう課題もある。さらに、有機系親水皮膜かなるプレコ
ートフィン材においては、上記の課題が解決されても、
耐プレス油性が劣ることやコストが高くなる等の別の課
題もある。

【００１１】本発明の目的は、特に湿潤環境下に長期間
おかれたとしても耐蝕下地皮膜に対する水ガラス系親水
皮膜の密着性が優れ、所望の親水性および耐蝕性が確実
に維持され、しかも、その親水皮膜が経時的に汚染物質
により汚れ始めてもその皮膜による親水性が持続して得
られる熱交換器用プレコートフィン材を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
目的を達成するため鋭意研究した結果、３つ以上の一級
アルコールを分子内に有する３価以上の非環式多価アル
コールを耐蝕皮膜形成用組成物と親水皮膜形成用組成物
の双方に加えて耐蝕下地皮膜と親水皮膜とを形成し、し
かも、その親水皮膜を水洗又は酸洗することにより、長
期の湿潤環境下での親水皮膜の密着性に優れ、必要とす
べき親水性および耐蝕性が確実に維持され、これに加
え、その親水皮膜に少なくとも紫外線を照射することに
より、その皮膜が紫外線によって分解されることなく、
その皮膜に付着した汚染物質が分解されて親水皮膜によ
る本来の親水性が回復する熱交換器用プレコートフィン
材となることを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１３】すなわち、本発明の熱交換器用プレコート
フィン材は、アルミニウム又はその合金の表面に、３つ
以上の一級アルコールを分子内に有する３価以上の非環
式多価アルコールを成分として含む耐蝕皮膜形成用組成
物からなる耐蝕下地皮膜と、アルカリ珪酸塩、部分中和
されたポリアクリル酸、および、３つ以上の一級アルコ
ールを分子内に有する３価以上の非環式多価アルコール
を主成分として含む親水皮膜形成用組成物からなる親水
皮膜とがこの順に形成され、かつ、前記親水皮膜の形成
後に水洗又は酸洗処理が施されたプレコートフィン材で
あって、前記親水皮膜に紫外線又は紫外線を含む光が照
射され得る条件下で使用されるものである。

【００１４】ここで、上記耐蝕皮膜形成用組成物および
親水皮膜形成用組成物にそれぞれ含有せしめる非環式多
価アルコールとしては、トリメチロールエタン、トリメ
チロールプロパン又はペンタエリスリトールが好ましい
が、これ以外のものであってもよい。また、この多価ア
ルコールは、耐蝕下地皮膜と親水皮膜の加熱乾燥時に蒸
発してしまわないことが必要であり、この観点からする
と、その乾燥時の加熱温度よりも高い沸点を有するもの
である。また、上記両組成物にそれぞれ含有せしめる多
価アルコールは、互いに同種のものであっても或いは互
いに異種のものであってもよい。さらに、この多価アル
コールの固形分での配合量は、耐蝕皮膜形成用組成物の
場合において１〜１０ｇ／ｌ、好ましくは５〜１０ｇ／
ｌであり、親水皮膜形成用組成物の場合においては０．
５〜１０ｇ／ｌ、好ましくは２〜１０ｇ／ｌである。

【００１５】この多価アルコールが、グリセリン等のよ
うに一級アルコールが２つ以下の多価アルコールの場合
には、反応性が低く、親水皮膜の密着性の向上を図るこ
とができず、また、その密着性を高めたり親水皮膜を十
分に硬化させるためには添加量を多くしなければならな
い。この結果、特に、一級アルコールが２つ以下の多価
アルコールを親水皮膜形成用組成物に加えた場合には、
その組成物からなる塗料浴がゲル化しやすくなり、その
浴寿命が非常に短くなるため、生産ラインでの使用が困
難となる。この点、３つ以上の一級アルコールを分子内
に有する多価アルコールは、反応性が高く、少量の添加
でも親水皮膜の密着性の向上を図ることができ、また、
親水皮膜形成用組成物からなる塗料浴がすぐにゲル化す
ることもない。

【００１６】また、上記親水皮膜形成用組成物に添加す
る部分中和されたポリアクリル酸は、予め部分中和して
から組成物に添加することが重要である。例えば、ポリ
アクリル酸とポリアクリル酸ソーダとをモル換算で混合
した状態で添加した場合には、その混合が不均一となる
ことがあり、このため形成される親水皮膜がむらとな
り、均一な親水性が得られなくなる。

【００１７】この部分中和されたポリアクリル酸は、カ
セイソーダで部分中和されているとともに、アルカリ珪
酸塩／部分中和されたポリアクリル酸の固形比が１．５
〜２．５となるように含めることが好ましい。この固形
比が１．５未満の場合には、部分中和されたポリアクリ
ル酸の添加割合が過剰になり、親水皮膜形成用組成物か
らなる塗料浴がゲル化しやすくなり、固形比が２．５を
超える場合には、部分中和されたポリアクリル酸の添加
割合が少なすぎることとなり、親水持続性が悪くなる。

【００１８】また、この部分中和されたポリアクリル酸
は、その中和量がモル換算で３５〜５０％となるように
カセイソーダで部分中和されていることが好ましい。こ
の中和量が３５％未満の場合には親水持続性は得られる
が皮膜の密着性が悪くなり、中和量が５０％を超える場
合には皮膜の密着性が良くなるが親水持続性が劣るよう
になる。

【００１９】耐蝕下地皮膜を構成する耐蝕皮膜形成用組
成物は、耐蝕性に優れた下地皮膜を形成できるものであ
れば如何なるものであってもよいが、好ましくは、硝酸
クロムがＣｒＯ₃換算で１０〜３０ｇ／ｌ、アクリル酸
ポリマーが固形分で２〜５０ｇ／ｌ、フッ化物がＦ^-と
して１〜５ｇ／ｌ、リン酸がＰＯ₄ ^3-として１〜５０ｇ
／ｌ、シリカが固形分で０．５〜５ｇ／ｌ、前記した非
環式多価アルコールが固形分で１〜１０ｇ／ｌそれぞれ
含まれている耐蝕皮膜理剤である。この硝酸クロムと多
価アルコールとを含む耐蝕皮膜理剤を使用する場合に
は、クロメート法等の化成皮膜を形成する場合のような
６価クロムの排水処理が不要となる。

【００２０】この耐蝕皮膜処理剤における硝酸クロムの
ＣｒＯ₃換算での配合割合が１０ｇ／ｌ未満の場合に
は、親水性と十分な耐蝕性とを有する下地皮膜が得られ
なくなり、その配合割合が３０ｇ／ｌを超える場合に
は、アルミニウム材の表面付近に未反応の硝酸クロムが
残り、下地皮膜のアルミニウム材に対する密着性が悪く
なる。

【００２１】耐蝕皮膜処理剤におけるアクリル酸ポリマ
ーの固形分での配合割合が２ｇ／ｌ未満の場合には、下
地皮膜の形成量が不十分となり、その配合割合が５０ｇ
／ｌを超える場合には、処理剤の安定性が減少する。こ
のアクリル酸ポリマーとしては水溶性のものが使用され
る。

【００２２】耐蝕皮膜処理剤におけるフッ化物のＦ^-と
しての配合割合が１ｇ／ｌ未満の場合には、アルミニウ
ム材とクロム化合物との反応生成物を主体とする皮膜の
良好な耐蝕性が得られず、その配合割合が５ｇ／ｌを超
える場合には、処理剤を塗布した際にアルミニウム材の
溶出やシリカとの反応が著しくなることによって処理液
の管理が困難となり、所望の特性を有する皮膜を得るこ
とが困難となる。このフッ化物としては、フッ酸、フッ
化珪素、フッ化ほう素、それらの可溶性塩を使用するこ
とができるが、フッ酸が最も好ましい。

【００２３】耐蝕皮膜処理剤におけるリン酸のＰＯ₄ ^3-
としての配合割合が１ｇ／ｌ未満の場合には、親水性に
制約を生じ、フィン材の使用条件が穏やかな場合には十
分な親水性が得られても厳しい使用条件では長期親水性
に問題がある。また、その配合割合が高くなるにつれて
親水性は十分になるが、耐蝕性がやや悪くなり、５０ｇ
／ｌを超えるとその傾向が大きくなる。このリン酸とし
ては、正リン酸、ピロリン酸、ポリリン酸、メタリン
酸、亜リン酸等が使用される。

【００２４】耐蝕皮膜処理剤におけるシリカの固形分で
の配合割合が０．５ｇ／ｌ未満の場合には、親水皮膜と
の密着性が悪くなり、その配合割合が５ｇ／ｌを超える
場合には、その処理剤がゲル化しやすくなる。このシリ
カは、シリカ粉末又はシリカゾルの形態で使用される。

【００２５】耐蝕皮膜処理剤における多価アルコールの
固形分での配合割合が１ｇ／ｌ未満の場合には、親水皮
膜との密着性が悪くなり、その配合割合が１０ｇ／ｌを
超える場合には、耐蝕性が劣ってくる。

【００２６】一方、親水皮膜を構成する親水皮膜形成用
組成物は、珪酸ナトリウム、部分中和されたポリアクリ
ル酸および前記した非環式多価アルコールを主成分と
し、かつ、珪酸ナトリウム／部分中和されたポリアクリ
ル酸の固形比が１．５〜２．５であるとともに、珪酸ナ
トリウム／前記非環式多価アルコールの固形比が５〜５
０である組成物が好ましい。

【００２７】この親水皮膜処理剤における珪酸ナトリウ
ム／多価アルコールの固形比が５未満の場合には、その
組成物からなる塗料浴がゲル化しやすくなり、固形比が
５０を超える場合には、皮膜の密着性が悪くなる。珪酸
ナトリウムは、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏで表わされる比が２〜
３．３のものが好ましい。

【００２８】このような熱交換器用のプレコートフィン
材を製造するに際しては、例えば、厚さ１００〜１１０
μｍのアルミニウム材の表面（表裏面）を脱脂処理して
乾燥させた後、その表面に耐蝕皮膜形成用組成物を塗布
し、加熱乾燥して耐蝕下地皮膜を形成する。次に、その
耐蝕下地皮膜の上に、親水皮膜形成用組成物を塗布し、
加熱乾燥して親水皮膜を形成する。最後に、水洗又は酸
洗して乾燥させることにより、プレコートフィン材が作
製される。この際、耐蝕下地皮膜はその膜厚が０．１〜
２．０μｍとなるように形成し、親水性樹脂皮膜はその
膜厚が０．１〜１．０μｍとなるように形成する。

【００２９】上記した各組成物の塗布は、ロールコート
法、バーコート法、スプレー法、浸漬法等の塗布手段に
より行う。塗布後の加熱乾燥は、耐蝕下地皮膜の形成時
にはその加熱温度が１５０〜２８０°Ｃ、加熱時間が１
０〜６０秒という条件で行うことが好ましい。親水皮膜
の形成時には、その加熱温度が１５０〜２８０°Ｃ、加
熱時間が１０〜６０秒という条件で行うことが好まし
い。この加熱乾燥の条件のうち加熱温度が１５０°Ｃよ
りも低い温度になると、下地皮膜の場合には得られる皮
膜の耐蝕性が不十分なものとなり、親水皮膜の場合には
得られる皮膜の密着性が不十分なものとなる等の不具合
がある。

【００３０】このようにして得られたプレコートフィン
材は、揮発性プレス油を塗布してから成形加工を施して
所望の形態からなる熱交換器用フィン材とし、その親水
皮膜に紫外線又は紫外線を含む光が照射され得る条件下
で使用されるが、プレコート方式の他に熱交換器の組み
立て後に親水皮膜を形成する場合は、親水性皮膜形成用
組成物をスプレー法、浸漬法等のポストコートで塗布し
て親水皮膜を形成し、同様に使用することができる。

【００３１】紫外線又は紫外線を含む光が照射される得
る条件下とは、紫外線を専用に又は少なくとも紫外線を
含む光を発生するブラックライト等の光源を併用して人
工的かつ強制的に紫外線を照射する使用環境や、あるい
は、太陽光のような紫外線を含む自然光を利用して熱交
換器用フィン材に紫外線を自然に照射する使用環境など
である。

【００３２】そして、この紫外線照射は、紫外線又は紫
外線を含む光の照度が０．００１ｍＷ／ｃｍ²以上であ
るように行うことが好ましい。この照度が上記の値未満
である場合には、耐汚染性が劣る等の問題がある。

【００３３】以上のような構成からなる熱交換器用プレ
コートフィン材においては、耐蝕下地皮膜と親水皮膜の
双方に、３つ以上の一級アルコールを分子内に有する３
価以上の非環式多価アルコールが含まれているため、そ
の一級アルコールの一部が各皮膜の膜形成に関与する
（下地皮膜では酸成分と反応してエステルをつくり強固
な結合が図られ、親水皮膜ではアルカリ成分と反応して
水ガラスを固めるように作用する）ほか、残りの（２つ
以上の）一級アルコールが両皮膜を強力に結合すること
に関与するものと考えられる。これにより、この耐蝕下
地皮膜と親水皮膜が形成されたプレコートフィン材に
は、湿潤環境下での親水皮膜の優れた密着性が付与され
るものと考えられる。また、親水皮膜が水洗又は酸洗さ
れることにより、親水皮膜内での過剰なアルカリ成分が
除かれ、水ガラス成分が硬化するため、これによっても
湿潤環境下での親水皮膜の密着性がさらに向上する。

【００３４】また、その親水皮膜に紫外線を照射する条
件下で使用することにより、例えば、その親水皮膜が汚
染物質の吸着により覆われて親水性が低下するような場
合であっても、その汚染物質が紫外線で分解されて親水
皮膜が露出するため、かかる皮膜による親水性が回復す
る。また、上記親水皮膜形成用組成物からなる親水皮膜
は、その紫外線の照射により分解されることがない。こ
のため、その皮膜による親水性が紫外線の照射により消
失することもなく持続して得られる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明についてさらに詳細
に説明する。ここでは、本発明に関する説明を行うた
め、各種条件の耐蝕下地皮膜および親水皮膜を形成した
プレコートフィン材を作製するとともに、得られた各プ
レコートフィン材について各種試験を行った。

【００３６】［プレコートフィン材の作製条件］アルミ
ニウム板（ＪＩＳＡ１１００、厚さ１００μｍ）の表
面を、アルカリ脱脂剤（日本ペイント製：サーフクリー
ナー５３）を用いた脱脂液（濃度２０ｇ／ｌ、６０°
Ｃ）により５分間脱脂洗浄した後、水洗して乾燥させ
た。

【００３７】この脱脂したアルミニウム板の表面に、表
１に示す組成（表中、各成分の配合量は固形分で示して
いる）からなる各下地皮膜用組成物（塗料）をバーコー
タにより乾燥時膜厚が約０．３μｍになるようにそれぞ
れ塗布した後、２４０°Ｃのオーブン中で約１５秒間加
熱乾燥させて耐蝕下地皮膜を形成した。なお、上記各下
地皮膜用組成物には、表１に示す各成分のほか、そのい
ずれにも同様にフッ化物としてフッ酸をＦ^-として２ｇ
／ｌを、リン酸として正リン酸をＰＯ₄ ^3-として４ｇ／
ｌをそれぞれ添加している。

【００３８】続いて、その下地皮膜の上に、表２に示す
組成（表中、水ガラスおよび部分中和ポリアクリル酸の
配合量は固形分で、中和量はモル換算で示している）か
らなる各親水皮膜用組成物（塗料）をバーコータにより
乾燥時膜厚が約０．５μｍになるようにそれぞれ塗布し
た後、２８０°Ｃのオーブン中で約１５秒間加熱乾燥さ
せて親水皮膜を形成した。水ガラスは、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂
Ｏで表わされる比が３．２の３号珪酸ナトリウムであ
る。

【００３９】上記親水皮膜を形成した後、その皮膜を希
釈した硝酸（ｐＨ１〜２）により３秒間酸洗した後に１
秒間水洗し、最後に１５０°Ｃの温度下で１０秒間乾燥
させた。

【００４０】このようにして耐蝕下地皮膜および親水皮
膜の条件が異なるプレコートフィン材（サンプルＮｏ１
〜１５）を複数作製した。なお、サンプルＮｏ１４は、
アルミニウム板上に他のサンプルのような耐蝕下地皮膜
を形成せず、その代わりに市販の下地処理剤（日本ペイ
ント株式会社製：サーファルコート４２７）をバーコー
ターを用いて膜厚さが０．１μｍとなるように塗布した
後、２００°Ｃで２０秒間乾燥させて耐蝕皮膜を形成し
たプレコートフィン材とした。また、サンプルＮｏ１５
は、サンプルＮｏ１４と同様の前記耐蝕皮膜を形成し、
次いで、その耐蝕皮膜上に有機系のプレコートフィン材
用親水性塗料（日本ペイント株式会社製：サーファルコ
ート２４０）をバーコーターを用いて乾燥後の膜厚が１
μｍとなるように塗布した後、２００°Ｃで２０秒間乾
燥させて親水皮膜を形成したプレコートフィン材とし
た。

【００４１】［親水性評価試験］親水性の評価試験は、
以下のような「初期親水性」及び「親水持続性」につい
て行った。

【００４２】「初期親水性」については、各サンプルを
揮発性プレス油（出光興産株式会社製：ダフニーパンチ
オイルＡＦ２Ｃ）に１分間浸漬してから引き上げて油き
りをした後、１８０°Ｃで３分間乾燥させ、その乾燥後
における接触角を測定するとともに、その結果を以下の
基準で評価した。評価は、接触角が１０°以下の場合を
◎、１１〜３０°の場合を○、３１〜４０°の場合を
△、及び４１°以上の場合を×として行った。なお、接
触角については、接触角計（協和界面化学製：ＣＡ−Ａ
型）を用いて液滴法により測定した。

【００４３】「親水持続性」については、上記初期接触
角を測定した各サンプルを純水中に１２０時間浸漬した
後、室温で乾燥させ、その乾燥後における接触角を測定
するとともに、その結果を「初期親水性」の場合と同様
の基準で評価した。

【００４４】［耐汚染性評価試験］耐汚染性の評価試験
は、前記初期親水性を測定した各サンプルを純水中に２
４時間浸漬した後、室温で乾燥させ、次いで、その乾燥
後の各サンプルをパルミチン酸が入った密閉容器の雰囲
気下中に暴露した状態で１００°Ｃで２４時間保管して
その表面を汚染させた。

【００４５】そして、その汚染後における各サンプルの
接触角を「汚染後」の接触角として測定するとともに、
その結果を以下の基準で評価した。評価は、接触角が１
０°以下の場合を◎、１１〜３０°の場合を○、３１〜
４０°の場合を△、４１〜６０°の場合を×、及び６１
°以上の場合を××として行った。

【００４６】次に、この汚染後の各サンプルの表面に対
し、出力１５Ｗのブラックライト（照度１．５ｍＷ／ｃ
ｍ²）により紫外線を６時間照射し、その照射後におけ
る各サンプルの接触角を「紫外線６時間照射後」の接触
角として測定するとともに、その結果を「汚染後」の評
価と同様の基準で評価した。

【００４７】また、この紫外線照射後の各サンプルの表
面に対し、紫外線に対する皮膜の耐久性を調べるため、
前記と同じ紫外線を１週間照射し、その照射後における
各サンプルの接触角を「紫外線１週間照射後」の接触角
として測定するとともに、その結果を「汚染後」の評価
と同様の基準で評価した。

【００４８】［長期湿潤密着性評価試験］この試験は、
各サンプルを５０°Ｃ、９８％RHの雰囲気下に３０日間
保存した後、サンプルを水で濡らし、そのサンプル表面
を指で軽く５回往復運動するように擦り、そのときの親
水皮膜の状態を観察し、以下の基準で評価した。 ○：皮膜がまったく剥がれない。△：皮膜が一部剥がれ
る。×：皮膜がほとんど剥がれる。

【００４９】［耐蝕性評価試験］この試験は、各サンプ
ルを５０°Ｃ、９８％RHの雰囲気下に３０日間保存した
後、そのサンプル表面の状態を観察し、以下の基準で評
価した。 ○：腐蝕の発生なし。△：一部腐蝕（変色）が発生し
た。×：腐蝕（変色）がほぼ全面に発生した。

【００５０】以上の各試験の結果を表３に併せて示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】

【表３】

【００５４】表３の結果から、初期親水性及び親水性持
続性が良好であっても、汚染させた後においてはすべて
のサンプルで接触角が高くなり親水性が低下した。しか
し、その汚染後の各サンプルに紫外線を６時間照射する
と、すべてのサンプルは、その接触角が３０°以下とな
り親水性が回復した。一般に、この接触角が４０°以下
になれば、エアコンの熱交換器フィンから結露水が吹き
出すという問題がなくなる。これは、サンプル表面に付
着した汚染物質が紫外線によって分解され、その表面に
親水性皮膜が露出した状態になったためと推察される。

【００５５】また、皮膜が無機系のものであるサンプル
Ｎｏ１〜１４では、その後１週間紫外線を照射し続けて
も、皮膜自身の分解等のダメージを受けず、きわめて良
好な親水性が持続して得られた。これに対し、有機系の
皮膜を形成したサンプルＮｏ１5 では、６時間の紫外線
照射により親水性が回復したのにかかわらず、それ以上
に紫外線を照射すると皮膜そのものがダメージを受けて
親水性が不良となる。これにより、有機系の皮膜を形成
した場合には、紫外線が照射される条件下で使用するこ
とは無理であることが判明した。

【００５６】また、表３の結果から、耐蝕下地皮膜およ
び親水皮膜の双方に、３つ以上の一級アルコールを分子
内に有する３価以上の多価アルコール（トリメチロール
エタン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパ
ン）を含有させたサンプルＮｏ１〜７では、長期湿潤時
での親水皮膜の密着性に優れていることがわかる。

【００５７】これに対し、エチレングリコールやグリセ
リンのように一級アルコールが２つ以下の多価アルコー
ルを使用したサンプルＮｏ８、９では、その多価アルコ
ールを耐蝕下地皮膜および親水皮膜の双方に含有して
も、長期湿潤時での親水皮膜の密着性が改善されていな
い。また、多価アルコールを上記両皮膜にまったく含有
させないサンプルＮｏ１０〜１２でも、長期湿潤時での
親水皮膜の密着性が確実には改善されていない。さら
に、サンプルＮｏ１３のように、３つ以上の一級アルコ
ールを有する多価アルコールを上記両皮膜に含有させて
も、長期湿潤時での親水皮膜の密着性が改善されない場
合があることが確認された。特に、このサンプルＮｏ１
３の長期湿潤密着性の結果が悪いのは、親水皮膜の主成
分として含める部分中和されたポリアクリル酸の配合割
合や中和量が適切でないことが原因しているものと考え
られる。また、市販の下地処理剤を使用したサンプルＮ
ｏ１４の場合も長期湿潤時での親水皮膜の密着性が改善
されていない。

【００５８】さらに、表３の結果から、熱交換器用プレ
コートフィン材として、長期湿潤時での親水皮膜の密着
性に優れていることに加えて、汚染試験後における接触
角の低下の程度が小さい比較的小さいもの（接触角４１
〜６０°）が要求される場合には、サンプルＮｏ１〜５
のように親水皮膜形成用組成物に対して適切な中和量で
部分中和されたポリアクリル酸を適切な量含有させるこ
とにより実現できることがわかる。

【００５９】この点、サンプルＮｏ６のようにその部分
中和されたポリアクリル酸の配合割合が適切でなかった
り（この場合は少なすぎる）、サンプルＮｏ７のように
その中和量が適切でなかった場合には、汚染試験後にお
ける接触角の値がサンプルＮｏ１〜５のものに比べて悪
くなる（接触角６１°以上）。また、サンプルＮｏ１０
〜１２からも（但し、多価アルコールが含まれていない
条件のものである）、部分中和されたポリアクリル酸の
配合割合や中和量が適切でない場合には、汚染試験後に
おける接触角の値が非常に高くなり（接触角６１°以
上）、汚染されやすいことが確認できる。なお、耐蝕性
については、市販の耐蝕下地塗料により下地処理したサ
ンプルＮｏ１４、Ｎｏ１５を除けば、いずれのサンプル
も良好であった。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特に湿潤環境下に長期間おかれたとしても耐蝕下地皮膜
に対する親水皮膜の密着性が優れ、所望の親水性および
耐蝕性が確実に維持され、しかも、その親水皮膜が経時
的に汚染物質により汚れ始めても紫外線照射によりその
皮膜による親水性が持続して得られる熱交換器用プレコ
ートフィン材を提供することができる。

【００６１】そして、このプレコートフィン材を熱交換
器のフィン材として紫外線又は紫外線を含む光を長時間
照射する条件下で使用した場合には、その親水皮膜を汚
染して付着する汚染物質のみが紫外線照射により分解さ
れて親水皮膜は分解することがないため、汚染物質の吸
着により低下した親水皮膜による親水性が回復する。こ
の結果、湿潤環境下で長期間使用したとしても、良好な
親水性が低下することもなく持続して得られるため、フ
ィン表面での結露による熱交換性能の低下もほとんどな
い、きわめて良好で安定した熱交換を長期にわたって実
現することが可能となる。

【００６２】また、親水皮膜に、予め所定の中和量で部
分中和したポリアクリル酸を所定の量加えた場合には、
前記したような優れた親水皮膜の密着性が得られること
に加え、長期間の使用に対しても親水性が持続して得ら
れる熱交換器用プレコートフィン材を提供することがで
きる。しかも、この場合には、長期間の使用により空気
中の汚染物質がフィン表面に吸着しても、紫外線の照射
により汚染物質が確実に分解されることから親水性の低
下がなく、これによってもきわめて良好で安定した熱交
換を長期にわたって実現することが可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ３２Ｂ 15/08 Ｂ３２Ｂ 15/08 Ｑ 27/18 27/18 Ｚ 27/30 27/30 ＡＣ０９Ｄ 5/08 Ｃ０９Ｄ 5/08 5/16 5/16 Ｃ２３Ｃ 22/26 Ｃ２３Ｃ 22/26 22/83 22/83 28/00 28/00 Ｃ 28/04 28/04 Ｆ２８Ｆ 13/18 Ｆ２８Ｆ 13/18 Ｂ 19/02 ５０１ 19/02 ５０１Ｚ 21/08 21/08 ＡＦターム(参考） 4D075 BB65Z BB76Z CA33 CA34 CA37 DB07 DC16 EA06 EB22 EB42 4F100 AA03C AA18C AA20C AB10A AB31A AH02B AH02C AK01B AK25C BA03 BA07 BA10A BA10C EH46 GB90 JB02 JB02B JB05 JB05C JL00 4J038 CG031 CG091 EA012 HA456 JA20 JA21 KA06 NA03 PA07 PC02 4K026 AA09 BA01 BA07 BA12 BB02 BB08 BB10 CA16 CA21 CA27 CA28 CA37 CA39 EB04 EB08 EB10 4K044 AA06 AB10 BA15 BA21 BB03 BC02 BC12 CA16 CA53 CA64

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム又はその合金の表面に、３
つ以上の一級アルコールを分子内に有する３価以上の非
環式多価アルコールを成分として含む耐蝕皮膜形成用組
成物からなる耐蝕下地皮膜と、アルカリ珪酸塩、部分中
和されたポリアクリル酸、および、３つ以上の一級アル
コールを分子内に有する３価以上の非環式多価アルコー
ルを主成分として含む親水皮膜形成用組成物からなる親
水皮膜とがこの順に形成され、かつ、前記親水皮膜の形
成後に水洗又は酸洗処理が施されたプレコートフィン材
であって、前記親水皮膜に紫外線又は紫外線を含む光が照射され得
る条件下で使用されることを特徴とする熱交換器用プレ
コートフィン材。
【請求項２】紫外線又は紫外線を含む光の照度が０．
００１ｍＷ／ｃｍ²以上である請求項１記載の熱交換器
用プレコートフィン材。