JP2005232269A - 耐汚染性に優れた親水性コーティング塗料及びアルミニウム材料並びに熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワックス等の油脂が付着しにくい親水性塗膜を得るための塗料を提供し、その塗料を塗布したアルミニウム材料を使用したフィンを備えた熱交換器を提供する。
【解決手段】 親水性樹脂（Ａ）と、硬化剤成分（Ｂ）と、耐アルカリ性付与剤（Ｃ）及び耐汚染性向上剤（Ｄ）とを含有する親水性コーティング塗料とした。耐汚染性向上剤（Ｄ）は、エーテル類、エステル類から選ばれた化合物に、エチレンオキサイドを付加することにより得られるノニオン型高分子活性剤を利用することができる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、耐汚染性に優れた親水性コーティング塗料及びその塗料を塗布したアルミニウム材料並びにそのアルミニウム材料を使用したフィンを具備した熱交換器に関するものである。

アルミニウムやその合金は軽量で且つ優れた加工性および熱伝導性を有し、熱交換器に広く利用されている。空調システムの普及に伴って冷房、除湿及び冷暖房兼用型空調機が増加し、これらの空調機の熱交換部には一般にアルミニウム合金製フィンが使用されている。
空調機の冷房運転時に空気中の水分はフィン表面に凝縮水として付着する。これを防止するためにフィン表面を撥水性にすることが考えられるが、そうすると凝縮水はフィン上に半球状に付着したり、フィン間にブリッジ状に存在することになり、空気のスムーズな流れを防げ、通風抵抗を増大させる。このようにフィン表面を撥水性にすることは逆に熱交換効率を低下させることになる。
これに対して金属材料の表面に親水性皮膜を被覆しておけば、フィン表面に凝集した水分を迅速に排除することができる。一般に金属材料の表面は親水性に乏しいため、熱交換器のフィンには親水性塗料を塗布して形成した親水性皮膜で被覆して使用している。

従来から金属材料の表面に親水性皮膜を形成する方法は数多く提案されている。一例として特定のケン化度及び特定の重合度を有するポリビニルアルコール (a)と、低重合度のポリビニルピロリドンと高重合度のポリビニルピロリドンの混合物 (b)と、水可溶性ナイロン (c) と、水可溶性フェノール樹脂 (d) と、 非イオン系界面活性剤 (e)と、 特定の抗菌剤 (f)を必須成分とする親水化処理剤が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
この親水化処理剤は、熱交換器のアルミニウム製フィン等のアルミニウム材として使用した場合に、耐食性及び良好な親水性を付与させると同時に、不快臭の発生を抑制する皮膜を形成することが可能とされている。

また、特定のモノマーからなる親水性樹脂（イ）と、特定のモノマーからなる潤滑性付与剤（ロ）と、特定のモノマーからなる加工性向上剤（ハ）及び硬化剤（ニ）とからなる塗料組成物も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
この塗料組成物は、親水性を維持しつつ、潤滑性、加工性も備えた塗膜を形成するのに好適な塗料組成物とされている。

本出願人等は先に、ニトリル基を有する共役系単量体（ａ）、ヒドロキシ基を有する共役系及び／又は非共役系単量体（ｂ）、カルボキシル基を有する共役系単量体（ｃ）、炭素数１〜６の飽和の直鎖及び／又は脂環式アルキル基を有する共役系単量体（ｄ）、及びリン酸塩化合物（ｆ）を用いて構成された共重合体（Ａ）の酸基が、塩基性化合物で部分中和又は中和することにより構成された親水性の樹脂（イ）と、ポリエチレングリコール（ｇ）と有機二塩基性酸素酸（ｈ）からなるジエステル二塩基性酸素酸（Ｂ）の酸基が、有機アミン系化合物（γ）で中和することにより構成された耐アルカリ性付与剤（ロ）と、ポリグリシジルエーテル（Ｃ）の群の中から選ばれる少なくとも一つの硬化剤（ハ）とを含有する塗料組成物を提案した（例えば、特許文献３参照。）。
この塗料組成物は、例えば空調機のフィンに付着したワックス等の油脂を強アルカリ性のクリーナーで洗浄しても、親水性皮膜がクリーナーに耐えて親水性を損なうことのない塗料組成物としたものである。
特開平０５−３０２０４２号公報 特開平１０−１０１９８６号公報 特開平０８−０８１６５０号公報

しかしながら、最近の建築物ではマンション等の高層建築に限らず、部屋の床材にいわゆるフローリングと呼ばれる床材が普及する傾向にある。このフローリング材には通常ワックス処理が施されることが多い。例えば高速回転するポリッシングマシン等を用いてワックス掛けがなされる。この時ワックスが霧状となって室内に漂うようになる。その他にも室内で有機系のスプレー剤を使うことが多くなってきている。
このような雰囲気下でエアーコンディショナーを稼動させると、霧状となって漂っているワックス等がエアコンのフィンに付着してしまう。このため、フィン表面が親水処理されていても、付着したワックスによって親水性が損なわれて撥水化してしまう。従って、フィン表面にワックスが付着して汚染されないようにしておくことが望まれる。
このような状況から、本発明が解決しようとする課題の最も重要な点は、フィン表面にワックス等の油成分が付着しにくくして、親水性が高く維持されるフィン表面を作り出すことにある。勿論大気中の湿分に対しても、親水性を良くして凝集した水滴が流れ落ち易くしなければならない。本発明は、このような性質を具備したアルミニウム材料を表面塗装によって達成しようとするものである。
そこで上記課題を解決するために、本発明では耐汚染性向上剤としてノニオン型高分子活性剤を使用することにより親水性に富み、しかも耐汚染性に優れたコーティング塗料を提供し、この塗料を表面に塗布したアルミニウム材料を提供し、さらにそのアルミニウム材料をフィンとして使用した熱交換器を提供しようとするものである。

すなわち、本発明の親水性コーティング塗料は、ニトリル基を有する重合性単量体（ａ）、ヒドロキシル基を有する重合性単量体（ｂ）、炭素数１〜６の飽和直鎖及び／又は側鎖のアルキルキを有する重合性単量体（ｃ）、リンを有する共役系及び／又は非共役系単量体（ｄ）、及びリン酸塩化合物（ｅ）とが繰り返し単位である共重合体（イ）の酸基が塩基性化合物で部分中和もしくは中和されることにより構成された親水性樹脂（Ａ）と、分子量５００〜２０００のポリエチレングリコール基を有するジグリシジルエーテルからなる硬化剤成分（Ｂ）と、分子量２０００〜２００００のポリエチレングリコールと有機二塩基性酸素酸とからなるジエステル二塩基性酸素酸の塩基が有機アミン系化合物により中和された化合物を含む耐アルカリ性付与剤（Ｃ）及びノニオン型高分子活性剤からなる耐汚染性向上剤（Ｄ）とを含有する親水性コーティング塗料とした。

本発明の親水性コーティング塗料に使用するノニオン型高分子活性剤は、Karabinos 法による曇数が１５以上であることが好ましい。
また、本発明の親水性コーティング塗料に使用するノニオン型高分子活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（ｆ）、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル（ｇ）、ポリオキシエチレンアルキル脂肪酸アミド（ｈ）、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油エーテル（ｉ）、ポリオキシエチレン１２−ヒドロキシステアリン酸エステル（ｊ）、ポリオキシエチレンアルキル脂肪酸エステル（ｋ）、ポリオキシエチレンロジンエステル（ｍ）、ポリオキシエチレントリメチロールプロパンアルキル脂肪酸モノ又はジエステル（ｎ）、ポリオキシエチレンペンタエリスリトールアルキル脂肪酸モノ又はジエステル（ｐ）もしくはポリオキシエチレンポリオキシアルキレンエーテル（ｑ）から選ばれた化合物（ロ）に、エチレンオキサイドを付加することにより得られるノニオン型高分子活性剤を使用することができる。

また、本発明の耐汚染性に優れた親水性コーティング塗料においては、耐汚染性向上剤（Ｄ）の含有量を、親水性樹脂（Ａ）と硬化剤成分（Ｂ）及び耐アルカリ性付与剤（Ｃ）の固形成分の合計量に対して２０〜８０ｗｔ％とするのが好ましい。

本発明の耐汚染性に優れたフィン用アルミニウム材料は、上記のような耐汚染性に優れた親水性コーティング塗料を塗布したアルミニウム材料である。
さらに、本発明のる熱交換器は、上記の耐汚染性に優れた親水性コーティング塗料を塗布したアルミニウム材料を用いて形成したフィンを具備した熱交換器である。

この塗膜は耐汚染性向上剤Ｄ：を含んでいるので比較的大きな疎水基を有するため、親水性樹脂Ａ：の疎水基との親和性が良好で、耐水性向上の効果も併せ持つものとなる。また、耐汚染性向上剤Ｄ：が有するポリオキシエチレン鎖が塗膜表面に配向することにより、耐汚染性能を向上させる効果を有する。
さらに、熱交換器のフィンに本発明の親水性塗料を使用すれば、ワックス等の油脂が付着しにくいので長期間にわたって親水性が確保され、冷却効率の良い熱交換器が得られるので、省エネルギーの観点からも極めて効果が大きい。

以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
先ず、本発明の耐汚染性に優れた親水性コーティング塗料について説明する。
本発明の耐汚染性に優れた親水性コーティング塗料を構成する親水性樹脂（Ａ）は、ニトリル基を有する重合性単量体（ａ）、ヒドロキシル基を有する重合性単量体（ｂ）、炭素数１〜６の飽和直鎖及び／又は側鎖のアルキルキを有する重合性単量体（ｃ）、リンを有する共役系及び／又は非共役系単量体（ｄ）、及びリン酸塩化合物（ｅ）とが繰り返し単位である共重合体（イ）の酸基が塩基性化合物で部分中和もしくは中和されることにより構成されたものである。
ニトリル基を有する共役系単量体（ａ）におけるニトリル基は、ＣＮ結合、即ち炭素元素と窒素元素間の三重結合に起因するπ電子により双極子能率が著しく高くなっているので、樹脂の親水性を高くする。逆に、樹脂自体のアルミニウム合金に対する密着性を低下させる水溶化という現象を起こさせる程の力（極性または双極子能率）はない。それより、この双極子能率の大きいニトリル基の存在によってアルミニウム合金に対する密着性が向上するものとなっている。尚、このような単量休（ａ）としては、例えばアクリロニトリルやメタクリロニトリル、２−シアノエチルメタクリレートや２−シアノエチルアクリレートなどが挙げられる。中でも、アクリロニトリルは好ましい一例である。

ヒドロキシ基を有する重合性単量体（ｂ）は、硬化剤成分と架橋反応を起こし、アルミニウム合金に対する密着性、機械的強度（強靭性）、可撓性などの特性に優れた塗膜を構成するものとなる。このようなヒドロキシ基を有する重合性単量体としては、例えば２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒトロキシプロピルメタクリレート、２−ヒトロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシブチルメタクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、４−ヒドロキシブチルメタクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、２，３−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、２，３−ジヒドロキシプロピルアクリレート等が挙げられる。非共役系単量体としては、例えば２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、３−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、２−ヒドロキシプロピルビニルエーテル及び４−ヒドロキシブチルビニルエーテルなどが挙げられる。中でも、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２，３−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、２，３−ジヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルビニルエーテル及び４−ヒドロキシブチルビニルエーテル等が好ましいものである。

炭素数１〜６の飽和直鎖及び／又は側鎖のアルキルキを有する重合性単量体（ｃ）は、ガラス転移温度を低下させるために用いられるものである。すなわち、この重合性単量体（ｃ）を用いることによって、密着性、強靭牲及び柔軟性の特長が向上し、塗膜性が高まると共に、形成される皮膜の加工性が艮好となる。
このような単量体（ｃ）としては、例えばメチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルメタクリレート、エチルアクリレート、プロピルメタクリレート、プロピルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレートなどが挙げられる。中でも、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート等が好ましいものである。

リンを有する共役系及び／又は非共役系単量体（ｄ）はアルミニウム合金への密着性を向上させる目的で使用されるものである。すなわち、リンを有する共役系及び／又は非共役系単量体（ｄ）に含まれるリン元素（Ｐ）の有する不対電子の効果により、アルミニウム合金への密着性が向上する。このようなリンを有する共役系及び／又は非共役系単量体（ｄ）には、例えばモノ（２−メタクリロイロキシエチル）アシッドホスフェート、ジ（２−メタクリロイロキシエチル）アシッドホスフェート、モノ（２−アクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート、ジ（２−アクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート等が挙げられる。

リン酸塩化合物（ｅ）は、次亜リン酸ナトリウムや次亜リン酸カリウムのような次亜リン酸塩、亜リン酸ナトリウムや亜リン酸カリウムのような亜リン酸塩、特に次亜リン酸や亜リン酸のアルカリ金属塩が挙げられる。そして、このリン酸塩化合物（ｄ）の存在によって、形成される共重合体の分子量は後述の重合開始剤と併用されてレドックス重合反応を起こす助触媒としての重要な働きにより決定付けられる。
さらに、形成される共重合体（イ）の末端に付加して樹脂の一部となりつつ、リン元素Ｐに有する不対電子の効果によりアルミニウム合金に対する密着性を向上させる。又、これらのリン酸塩化合物（ｅ）は、リンの有する金属に対する極圧性により、本発明の塗料に極圧性を付与させるので、フィン材をフィンに加工する際に加工性を向上させる役割を与える。

上記のような単量体を用いて付加重合反応、例えば水性媒体中での通常の重合反応が行われる。リン酸塩化合物（ｅ）の配合割合は、単量体（ａ）、単量体（ｂ）、単量体（ｃ）及び単量体（ｄ）の総和１００重量部に対して０．０５〜２５重量部とするのが好ましく、特に０．１〜７の範囲が特に好ましい。

そして、このような配合組成のものに重合開始剤を加えて反応を行わせる。重合開始剤としては、ビニル系の重合反応に使用されるものを用いることが出来るが、水溶性の過硫酸アンモニウムや過硫酸カリウムもしくは過酸化水素水などが好ましい。なお、このような重合開始剤は上記の単量体の総和１００重量部に対して０．１〜１４重量部とするのが好ましく、特に０．５〜６重量部の範囲が好ましい。
重合反応の温度は、レドックス重合系の場合には０〜１００℃で行われ、ラジカル重合系の場合には５８〜１１０℃で行われる。

重合反応の結果得られる共重合体（イ）は、平均分子量が１０００〜５００００、特に２０００〜３５０００のものであることが好ましい。これより分子量が大きいとコーティング被膜が硬くなるので、後処理や後加工などが難しくなる。これより小さいとコーティング被膜がべたつくなどの欠点がでるため、これも後処理が難しくなり好ましくない。

そして、この共重合体（イ）の酸基は、塩基性化合物で部分中和又は中和され、親水性の樹脂（Ａ）となる。中和処理は、重合操作後に行っても、あるいは重合前の単量体の状態で行っても艮い。部分中和もしくは中和の程度は、ｐＨで４〜９であるのが好ましい。 塩基性化合物は、共重合体（イ）の酸基を部分中和又は中和させて親水性を増大させる役割を発揮し、又、硬化剤（Ｂ）との硬化反応後の塗膜に加工性を示す固体潤滑性を付与する役割が発揮される。
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、水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウム等が挙げられる。中でも、水酸化カリウムが好ましい。そして、この塩基性化合物の配合割合は、共重合体（イ）１００重量部に対して０．１〜７重量部、望ましくは０．５〜５．５重量部であることが好ましい。

次に、硬化剤Ｂ：について説明する
硬化剤：Ｂは、分子量５００〜２０００のポリエチレングリコール基を有するジグリシジルエーテルの中から選ばれる。硬化剤：Ｂは親水性、多孔性、さらには潤滑性を維持したまま塗膜硬化の役割を発揮するものである。このようなポリグリシジルエーテルの群の中から選ばれる硬化剤としては、エチレングリコールにエチレンオキサイドを１０〜９１モル付加させたポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル、及びプロピレングリコール及びブチレングリコールにエチレンオキサイトを１０〜９１モル付加させたポリアルキレンエチレングリコールのジグリシジルエーテル等が挙げられるが、エチレングリコールにエチレンオキサイドを１０〜９１モル付加させたポリエチレングリコールジグリシジルエーテルを用いることが好ましい。

次に、耐アルカリ性付与剤Ｃ：について説明する。
耐アルカリ性付与剤Ｃ：は、分子量が２０００〜２００００のポリエチレングリコールと有機二塩基性酸素酸とからなるジエステル二塩基性酸素酸の塩基が有機アミン系化合物により中和された化合物を含有したものである。耐アルカリ性付与剤Ｃ：は、親水性、多孔性、さらには潤滑性を維持したまま耐アルカリ性を発揮する塗膜の構成成分となる。
ここで、分子量が２０００〜２００００のポリエチレングリコールとしては、平均分子量６００〜２００００のものが好ましく、例えば三洋化成株式会社製のポリエチレングリコールＰＥＧ♯６００，ＰＥＧ♯１０００，ＰＥＧ♯２０００，ＰＥＧ♯４０００，ＰＥＧ♯６０００，ＰＥＧ♯１００００，ＰＥＧ♯２００００等が好ましく、望むならばＰＥＧ♯２０００，ＰＥＧ♯４０００，ＰＥＧ♯６０００が良い。

有機二塩基性酸素酸としては、炭素数４〜１２の飽和又は／及び不飽和の二塩基性酸素酸であり、例えば脂肪族系ではマレイン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、デカン酸、ドデカン酸などが挙げられ、芳香族系ではフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ホモフタル酸及びトリメリット酸などが挙げられる。製造する面からすれば、好ましくはそれぞれの無水物が工業用として販売されているマレイン酸、コハク酸、フタル酸及びトリメリット酸の無水物が良い。
更に、ポリエチレングリコールと有機二塩基性酸素酸とからジエステル二塩基性酸素酸を製造する方法としては、両者の規定量を反応缶に入れ、数時間加熱攪拌することにより製造することが出来る。しかし、有機二塩基性酸素酸は大半のものが昇華性を有するので、その昇華温度以下でポリエチレングリコールと対応する有機二塩基性酸素酸との充分エステル化反応を進めておく必要がある。そこで、対応する有機二塩基性酸素酸の無水物であれば容易にポリエチレングリコールとエステル化が進む。又、その反応温度や反応時間は、８０〜９０℃で２〜３時間が良く、更に反応を完結させるには１１０〜１２０℃で１〜３時間かけて反応を終了させる。好ましくは８０〜８５℃で２時間、１１０〜１１５℃で１．５〜２時間が良い。

ジエステル二塩基性酸素酸の塩基を中和する有機アミン系化合物としては、例えばアンモニア、炭素数１〜３のアルキル基を有するモノ、ジ、あるいはトリアルキルアミン（メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン）、アンモニアに炭素数２〜３のアルキレンオキサイドを１〜３モル付加したモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン、第４級アミンの水酸化物（トリメチルアンモニウムハイドロオキサイド、トリエチルアンモニウムハイドロオキサイド、トリプロピルアンモニウムハイドロオキサイド、トリアリールアンモニウムハイドロオキサイド、ジアリールモノエチルアンモニウムハイドロオキサイド、ジアリールモノプロピルアンモニウムハイドロオキサイド、ジメチルベンジルアンモニウムハイドロオキサイド、ジエチルベンジルアンモニウムハイドロオキサイド、ジプロピルベンジルアンモニウムハイドロオキサイド）等が挙げられる。中でも、アンモニアや第４級アミンの水酸化物が好ましい。なお、アンモニアを用いる場合にはアンモニア水を用いても良い。

この有機アミン系化合物の配合量は、ポリエチレングリコールと有機二塩基性酸素酸からなるジエステル二塩基性酸素酸の塩基が中和されて、ｐＨ７〜９になるような量である。このｐＨが７未満の小さい場合には、塗装後の皮膜化を妨害する。また、皮膜の密着性が悪くなる。逆に、ｐＨ９を越えて高すぎる場合には、中和する場合の必要量以上に有機アミン系化合物が過剰に存在することになるので、皮膜を形成する際に、この過剰の有機アミン系化合物が硬化剤の反応基であるエポキシ環を皮膜の形成する前に、開環させて硬化剤の役目を果たさないことになり、結果的に、形成された皮膜の密着性が悪くなる。
そして、この有機アミン系化合物は、ジエステル二塩基性酸素酸の塩基を中和することにより、水溶性にする役割を有している。

耐アルカリ性付与剤Ｃ：の配合量は、固形分換算で親水性樹脂Ａ：１００重量部に対して２〜１５１重郎部とするのが好ましく、特に２０〜１３０重量部が好んで用いられる。

最後に、耐汚染性向上剤Ｄ：について説明する。
耐汚染性向上剤Ｄ：は、本発明の耐汚染性に優れた親水性コーティング塗料で最も特徴的なものであって、アルミニウム材料を熱交換器のフィンとして使用した場合に、雰囲気中のワックス粒子等の油脂成分が付着することを防ぐためのものである。
耐汚染性向上剤Ｄ：としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（ｆ）、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル（ｇ）、ポリオキシエチレンアルキル脂肪酸アミド（ｈ）、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油エーテル（ｉ）、ポリオキシエチレン１２−ヒドロキシステアリン酸エステル（ｊ）、ポリオキシエチレンアルキル脂肪酸エステル（ｋ）、ポリオキシエチレンロジンエステル（ｍ）、ポリオキシエチレントリメチロールプロパンアルキル脂肪酸モノ又はジエステル（ｎ）、ポリオキシエチレンペンタエリスリトールアルキル脂肪酸モノ又はジエステル（ｐ）もしくはポリオキシエチレンポリオキシアルキレンエーテル（ｑ）から選ばれた化合物（ロ）にエチレンオキサイドを付加することにより得られるノニオン型高分子活性剤が使用できる。

このノニオン型高分子活性剤は、Karabinos 法による曇数が１５以上であることが好ましい。
ここで、Karabinos 法による曇数とは、メタノール溶液１０ミリリットル中に１ｇの試料を溶かした溶液を、２０℃で白濁させるのに５ｗｔ％のフェノール水溶液を１５ミリリットル要することを意味する。
曇数が１５未満では、水に不溶性となるため本塗料系中に均一に配合することができなくなり、成膜性が低下するという難点が生じる。

耐汚染性向上剤Ｄ：とベース塗料との配合割合は、固形分換算で親水性樹脂Ａ：と硬化剤成分Ｂ：と耐アルカリ性付与剤Ｃ：との固形分の合計の２０〜８０重量部とするのが好ましい。２０重量部より少ないと耐汚染性の効果が乏しく、８０重量部より多いと塗料の表面張力が上がり、塗装性が低下する。

この耐汚染性に優れた親水性コーティング塗料は、例えばローラー塗布等により、アルミニウム板表面に塗布した後、２００℃〜３００℃に加熱することにより、硬化して塗膜を形成する。
この塗膜は耐汚染性向上剤Ｄ：を含んでいるので比較的大きな疎水基を有するため、親水性樹脂Ａ：の疎水基との親和性が良好で、耐汚染性向上剤Ｄ：が存在しない時に通常生じる硬化ムラ等の隙間に入り込み、塗膜内部への水分の侵入を防ぐことにより、耐水性向上の効果も併せ持つものとなる。また、耐汚染性向上剤Ｄ：が有するポリオキシエチレン鎖が塗膜表面に配向することにより、耐汚染性能を向上させる効果を有する。

次に、耐汚染性に優れた親水性コーティング塗料を塗布するアルミニウム材料について説明する。
熱交換器のフィン材としては熱伝導率の高さ、比重の低さからアルミニウムが使用される。アルミニウム合金の中でも耐食性、成型加工性、耐熱性（１５０℃〜１８０℃）、金型摩耗性の低減等の性質が求められる。これらの点を考慮して熱交換器のフィンには、ＪＩＳ３００３合金（０．１５ｗｔ％Ｃｕ−１．１ｗｔ％Ｍｎ−Ａｌ）や、それに犠牲効果を持たせるためにＺｎ等を添加した合金を芯材とし、ＪＩＳ４９４５合金（１０ｗｔ％Ｓｉ−Ａｌ）やＪＩＳ４３４合金（７．５wt％Ｓｉ−Ａｌ）等のろう材を両面にクラッドした合金が使用される。板厚は０．１０〜０．１２ｍｍが主流であるが、０．１ｍｍ以下も使用されるようになってきた。
フィン材には条の状態で予め親水性塗料による表面処理を施すプレコート方式が主流となってきた。すなわち、アルミニウム条素材を脱脂処理、クロメート処理、乾燥、親水性塗料塗布、焼付け、冷却の各工程を経て耐食性に富み、表面に親水性塗膜を有するフィン材を得る。

次に、上記のようにして得られたフィン材をスリット、プレス油塗布、プレス成形、パイプ挿入、拡管、脱脂乾燥、パイプろう付け、気密試験の各工程を経て熱交換器とする。フィンノ形状はフラットタイプ、スリットタイプ、コルゲートタイプ等種々の形式がある。家庭用のエアコンではΣ型が主として用いられる。

以下に本発明の実施例と比較例を挙げて説明する。
先ず、本発明の実施例及び比較例で使用した親水性樹脂（Ａ）、硬化剤成分（Ｂ）、耐アルカリ性付与剤（Ｃ）及び耐汚染向上剤（Ｄ）について説明する。
各成分は以下のようにして調整した。
Ａ； 親水性樹脂
攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロート及び窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコ（容量：１リットル）に、イオン交換水３００ｇ、次亜リン酸ソーダ１２ｇ、過硫酸アンモニア１５ｇ、アクリル酸１７０ｇ、イタコン酸６０ｇ、無水マレイン酸３０ｇ、アクリル酸ｎ−ブチル２５ｇ、アクリロニトリル８５ｇ、２−ヒドロキシプロピルアクリレート４０ｇ及び２−ホスホキシエチルメタクリレート４．１ｇを仕込み、窒素ガス気流下で５時間ラジカル重合反応を行わせ、濃度が５９％の共重合体を得た。この共重合体を水酸化カリウムを用いてｐＨ４まで部分中和し、さらにトリエタノールアミンでｐＨ５とし、２５％のアンモニア水でｐＨ７に調整し、ついでイオン交換水により濃度を２０％に調整したものを親水性樹脂：Ａとした。
Ｂ； 硬化剤成分
攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロート及び空気導入管を備えた四つ口フラスコ（容量：５リットル）に、ポリエチレングリコール＃１０００を９２０ｇ入れ、トルエン溶媒中にて８０℃まで加温した後、エピクロヒドリンを１１００ｇ滴下し、滴下終了後より１時間熟成し、塩化物イオンを除去して硬化剤成分：Ｂとした。

Ｃ； 耐アルカリ性付与剤
攪拌機、還流冷却器、温度計及び窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコ（容量：５００ミリリットル）に、ポリエチレングリコール＃２０００を２５０ｇ及び無水コハク酸８７ｇを入れ、８０℃で２時間、１００℃で１時間、１１０℃で２時間反応させ、無色液状のジエステル二塩基酸素酸を得た。これにトリエチルアミン４４ｇ及び２５％のアンモニア水４３．５ｇを加えて４０〜４５℃に保って１時間撹拌混合し、その後イオン交換水を加えて４０％に調整てアルカリ性付与剤：Ｃとした。
Ｄ； 耐汚染向上剤
攪拌機、温度計及びエチレンオキサイド導入管を備えたオートクレーブ（容量：１リットル）に、エチレングリコールを１８６ｇ、ＫＯＨを１ｇ入れ、６０℃に加温してエチレンオキサイド導入管よりエチレンオキサイドを６６１５ｇ吹込み、吹込み終了後２時間熟成させて耐汚染向上剤：Ｄとした。

（実施例１）
上記のように調整した親水性樹脂：Ａを１６５ｇ（固形分重量；３３ｇ）と、硬化剤成分：Ｂを５４ｇ（固形分重量；５４ｇ）と、アルカリ性付与剤：Ｃを３２．５ｇ（固形分重量；１３ｇ）及び耐汚染向上剤：Ｄを２０ｇ（固形分重量；２０ｇ）とに、イオン交換水９２８．５ｇを加えて室温下で約１５分間撹拌し、濃度１０％の塗料とした。
ここで、親水性樹脂：Ａと硬化剤成分：Ｂ及びアルカリ性付与剤：Ｃの固形分の合計は１００ｇであり、耐汚染向上剤：Ｄはこれら固形分の合計に対して２０％の耐汚染向上剤：Ｄを加えた。

（実施例２〜９）
耐汚染向上剤：Ｄの種類と添加割合及びイオン交換水の量を表１に示すとおりに変更した以外は、全て実施例１と同様にして塗料とした。

（比較例１〜１２）
耐汚染向上剤：Ｄの種類と添加割合及びイオン交換水の量を表１に示すとおりに変更した以外は、全て実施例１と同様にして塗料とした。
施例１と同様にして塗料とした。

これら実施例及び比較例の配合割合を表１に一覧として示す。
実施例１〜３及び比較例１〜３の塗料をローラー塗布によりアルミニウム基板に塗布した後、２００℃〜３００℃に加熱して塗膜を硬化させて皮膜を形成し、下記のような耐汚染性評価試験及び塗装性の評価試験を行った。

（耐汚染性評価試験）
３０リットルの水槽内に汚染物質としてステアリルアルコール、ステアリン酸、フタル酸ジオクチル、パルチミン酸の４種類を各３ｇずつシャーレに入れ、ヒーター上で１００℃に加熱する。試料を資料代に固定し、水槽をラップで密封して試料を汚染物質の蒸気に暴露する。この際、試料台内部に約５℃の冷水または約８０℃の温水を通し、冷水３時間、温水３時間を１サイクルとして１２サイクルの試験を実施する。試験後、試料の水滴による接触角を測定する。接触角が３０度未満の場合には○印を、接触角が３０度以上の場合には×印を付して評価する。
（塗装性）
アルミニウム線材にロールコート法で塗料を連続塗装した場合の塗料の塗れ具合、塗装された塗膜の成膜性を目視観察で行う。塗料の塗れが良好で、かつ塗膜も均一で、成膜性も良好な場合には○印を、塗料の塗れは良好なものの、塗膜が不均一で成膜性が劣っている場合には△印を、塗料の塗れが悪く、皮膜も不均一で成膜性が劣っている場合には×印を付して評価する。
これらの評価結果を表１に併記する。

表１の結果から、本発明の塗料を使用した場合にはいずれも耐汚染性と塗装性に優れていることが判る。

熱交換器のフィンに本発明の親水性塗料を使用すれば、ワックス等の油脂が付着しにくいので長期間にわたって親水性が確保され、冷却効率の良い熱交換器が得られるので、省エネルギーの観点からも極めて効果が大きい。

Claims (6)

1. ニトリル基を有する重合性単量体（ａ）、ヒドロキシル基を有する重合性単量体（ｂ）、炭素数１〜６の飽和直鎖及び／又は側鎖のアルキルキを有する重合性単量体（ｃ）、リンを有する共役系及び／又は非共役系単量体（ｄ）、及びリン酸塩化合物（ｅ）とが繰り返し単位である共重合体（イ）の酸基が塩基性化合物で部分中和もしくは中和されることにより構成された親水性樹脂（Ａ）と、
   分子量５００〜２０００のポリエチレングリコール基を有するジグリシジルエーテルからなる硬化剤成分（Ｂ）と、
   分子量２０００〜２００００のポリエチレングリコールと有機二塩基性酸素酸とからなるジエステル二塩基性酸素酸の塩基が有機アミン系化合物により中和された化合物を含む耐アルカリ性付与剤（Ｃ）
   及び
   ノニオン型高分子活性剤からなる耐汚染性向上剤（Ｄ）
   とを含有することを特徴とする親水性コーティング塗料。
2. 前記ノニオン型高分子活性剤のKarabinos 法による曇数が、１５以上であることを特徴とする請求項１に記載の親水性コーティング塗料。
3. 前記ノニオン型高分子活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（ｆ）、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル（ｇ）、ポリオキシエチレンアルキル脂肪酸アミド（ｈ）、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油エーテル（ｉ）、ポリオキシエチレン１２−ヒドロキシステアリン酸エステル（ｊ）、ポリオキシエチレンアルキル脂肪酸エステル（ｋ）、ポリオキシエチレンロジンエステル（ｍ）、ポリオキシエチレントリメチロールプロパンアルキル脂肪酸モノ又はジエステル（ｎ）、ポリオキシエチレンペンタエリスリトールアルキル脂肪酸モノ又はジエステル（ｐ）もしくはポリオキシエチレンポリオキシアルキレンエーテル（ｑ）から選ばれた化合物（ロ）に、エチレンオキサイドを付加することにより得られるノニオン型高分子活性剤であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の親水性コーティング塗料。
4. 前記耐汚染性向上剤（Ｄ）の含有量が、前記親水性樹脂（Ａ）と硬化剤成分（Ｂ）と耐アルカリ性付与剤（Ｃ）の固形成分の合計量に対して２０〜８０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の親水性コーティング塗料。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の親水性コーティング塗料を塗布してなることを特徴とする耐汚染性に優れたフィン用アルミニウム材料。
6. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の親水性コーティング塗料を塗布してなる耐汚染性に優れたアルミニウム材料を使用したフィンを具備してなることを特徴とする熱交換器。