JP2020105426A - Hydrophilization treatment agent, hydrophilic film formation method, and hydrophilic film - Google Patents

Hydrophilization treatment agent, hydrophilic film formation method, and hydrophilic film Download PDF

Info

Publication number
JP2020105426A
JP2020105426A JP2018246673A JP2018246673A JP2020105426A JP 2020105426 A JP2020105426 A JP 2020105426A JP 2018246673 A JP2018246673 A JP 2018246673A JP 2018246673 A JP2018246673 A JP 2018246673A JP 2020105426 A JP2020105426 A JP 2020105426A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrophilic
mass
hydrophilic film
monomer
treatment agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018246673A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7194587B2 (en
Inventor
正幹 松崎
Masaki Matsuzaki
正幹 松崎
真紗子 梅田
Masako Umeda
真紗子 梅田
陽介 坂田
Yosuke Sakata
陽介 坂田
美和 内川
Miwa Uchikawa
美和 内川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Paint Surf Chemicals Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paint Surf Chemicals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Paint Surf Chemicals Co Ltd filed Critical Nippon Paint Surf Chemicals Co Ltd
Priority to JP2018246673A priority Critical patent/JP7194587B2/en
Priority to KR1020217018471A priority patent/KR20210107663A/en
Priority to CN201980085532.0A priority patent/CN113226571B/en
Priority to PCT/JP2019/050801 priority patent/WO2020138155A1/en
Publication of JP2020105426A publication Critical patent/JP2020105426A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7194587B2 publication Critical patent/JP7194587B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/10Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by other chemical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/24Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/082Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising vinyl resins; comprising acrylic resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
    • C08F290/06Polymers provided for in subclass C08G
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L29/02Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08L29/04Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/02Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/24Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D171/00Coating compositions based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D171/02Polyalkylene oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Abstract

To provide a hydrophilization treatment agent capable of forming a hydrophilic film that is excellent in adhesion between the hydrophilic film and a metal base material surface in a state in which water is attached thereto, and is excellent in hydrophilicity persistence and water discharge property not only at normal temperature but also at low temperature, a hydrophilic film formation method using the hydrophilization treatment agent, and a hydrophilic film formed by the hydrophilic film formation method.SOLUTION: A hydrophilization treatment agent contains a hydrophilic resin and crosslinkable fine particles, and contains a specific (meth)acrylic resin, polyvinyl alcohol and a polyalkylene ether resin having a specific molecular amount as the hydrophilic resin, in which blending of each of the components is within a specific range.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、親水化処理剤、親水皮膜形成方法、および親水皮膜に関する。 The present invention relates to a hydrophilic treatment agent, a hydrophilic film forming method, and a hydrophilic film.

従来、金属基材の表面に、親水化処理を施す技術が知られている。例えば、アルミニウムを用いた熱交換器においては、フィン表面に付着した凝縮水に起因する騒音の発生、水滴の飛散による汚染等の問題を防止するために、フィン表面に親水化処理が施される。 Conventionally, there is known a technique of applying a hydrophilic treatment to the surface of a metal base material. For example, in a heat exchanger using aluminum, the fin surface is subjected to a hydrophilic treatment in order to prevent problems such as noise caused by condensed water adhering to the fin surface and contamination due to splashing of water droplets. ..

親水化処理に用いられる親水化処理剤としては、例えば、ポリアクリル酸ポリマー等の高分子と、この高分子と水素結合するポリエチレンオキサイド等の高分子とを含む親水化処理用ポリマー組成物が提案されている(特許文献1参照)。 As the hydrophilic treatment agent used for the hydrophilic treatment, for example, a polymer composition for hydrophilic treatment containing a polymer such as polyacrylic acid polymer and a polymer such as polyethylene oxide that hydrogen bonds with the polymer is proposed. (See Patent Document 1).

特許文献1に記載された親水化処理剤によれば、親水持続性が向上した親水皮膜が得られる。しかしながら、付着する汚染物質の種類によっては劣化が進み、親水持続性が十分でない場合があった。また、水が付着した状態での親水皮膜と金属基材表面との密着性(WET密着性)についても、不十分な場合があった。 According to the hydrophilic treatment agent described in Patent Document 1, a hydrophilic film with improved hydrophilic durability can be obtained. However, depending on the type of pollutant that adheres, deterioration may proceed, and the hydrophilicity may not be sufficient. Further, the adhesion (WET adhesion) between the hydrophilic film and the surface of the metal base material in a state where water is attached may be insufficient in some cases.

また別の親水化処理剤として、カルボキシメチルセルロースの塩、N−メチロールアクリルアミド、ポリアクリル酸、およびポリエチレンオキサイドを含む親水化処理剤、並びに、ポリオキシアルキレン鎖を有する水性高分子化合物、水性樹脂、およびN−メチロールアクリルアミドを含む親水化処理剤が提案されている(特許文献2および3参照)。 As another hydrophilizing agent, a hydrophilizing agent containing a salt of carboxymethylcellulose, N-methylolacrylamide, polyacrylic acid, and polyethylene oxide, and an aqueous polymer compound having a polyoxyalkylene chain, an aqueous resin, and A hydrophilic treatment agent containing N-methylol acrylamide has been proposed (see Patent Documents 2 and 3).

特許文献2および3に記載された親水化処理剤によれば、親水持続性が向上した親水皮膜が得られる。しかしながらこれらは、N−メチロールアクリルアミドをモノマーとして配合するため、汚染物質が付着した場合の親水持続性については、未だ不十分な場合があった。 According to the hydrophilic treatment agents described in Patent Documents 2 and 3, a hydrophilic film with improved hydrophilic durability can be obtained. However, since these are blended with N-methylol acrylamide as a monomer, there are still cases where the hydrophilicity persistence when contaminants adhere is still insufficient.

また別の親水化処理剤として、ポリオキシアルキレン鎖を有するモノエチレン性モノマー、(メタ)アクリルアミド系モノエチレン性モノマー、架橋性不飽和モノマー、およびその他のモノマーを共重合して得られる架橋性微粒子が提案されている(特許文献4〜6参照)。 As another hydrophilic treatment agent, a crosslinkable fine particle obtained by copolymerizing a monoethylenic monomer having a polyoxyalkylene chain, a (meth)acrylamide monoethylenic monomer, a crosslinkable unsaturated monomer, and another monomer Have been proposed (see Patent Documents 4 to 6).

特許文献4〜6に記載された親水化処理剤は、架橋性微粒子を含有することで親水持続性を向上させるものである。さらに、特定の架橋性微粒子を含有させることで、汚染物質が付着した後の親水持続性を高め、且つ水が付着した状態での親水皮膜と金属基材表面との密着性も高めることができる技術も提案されている(特許文献7および8)。 The hydrophilic treatment agents described in Patent Documents 4 to 6 improve the hydrophilic sustainability by containing the crosslinkable fine particles. Further, by containing the specific crosslinkable fine particles, it is possible to enhance the hydrophilicity persistence after the contaminants are attached and also enhance the adhesion between the hydrophilic film and the metal substrate surface in the state where water is attached. Techniques have also been proposed (Patent Documents 7 and 8).

特開平6−322292号公報JP-A-6-322292 特開平6−322552号公報JP-A-6-322552 特開平7−102189号公報JP, 7-102189, A 特開平8−120003号公報JP-A-8-120003 特開2000−248225号公報JP-A-2000-248225 特開2002−302644号公報JP 2002-302644 A 特開2005−002151号公報JP, 2005-002151, A 特開2014−000534号公報JP, 2014-000534, A

上記の通り、特許文献7および8に記載された親水化処理剤を用いれば、金属基材表面に形成される親水皮膜は、汚染物質が付着した状態での親水持続性に優れるとともに、水が付着した状態での親水皮膜と金属基材表面との密着性にも優れる。 As described above, when the hydrophilic treatment agents described in Patent Documents 7 and 8 are used, the hydrophilic film formed on the surface of the metal substrate has excellent hydrophilic durability in the state where contaminants are attached, and water It also excels in the adhesion between the hydrophilic film and the surface of the metal substrate in the adhered state.

ところで、アルミニウム製熱交換器を含む金属基材からなる製品は、小型化が求められている。製品の小型化に伴っては、隣り合う金属基材間の距離が短くなる場合があり、金属基材間の距離が短くなると、例えば熱交換器においては、水滴による目詰まりが生じやすくなる。このため、金属基材の表面には、親水持続性やWET密着性等の要求特性に加えて、接触した水を流しやすい特性(排水性)も求められる。 By the way, products made of a metal base material including a heat exchanger made of aluminum are required to be downsized. As the product becomes smaller, the distance between adjacent metal substrates may become shorter, and if the distance between the metal substrates becomes shorter, for example, in a heat exchanger, clogging due to water droplets easily occurs. Therefore, the surface of the metal base material is required to have a property (drainage property) in which contacted water can easily flow, in addition to the required properties such as hydrophilic durability and WET adhesion.

特に、例えば、アルミニウムを用いた熱交換器は、寒冷地の室外機をしても使用される場合があり、低温環境下において、金属基材の表面で水滴が凍結すると、通風抵抗が著しく増加することとなる。通風抵抗を低下させるために凍結した水滴を溶かす場合には、熱交換には直接関係のない過剰なエネルギーが必要となり、コストが高くなっていた。 In particular, for example, heat exchangers using aluminum may be used even in outdoor units in cold regions, and when water drops freeze on the surface of a metal substrate in a low temperature environment, ventilation resistance increases significantly. Will be done. When the frozen water droplets are melted in order to reduce the ventilation resistance, excessive energy that is not directly related to heat exchange is required, resulting in high cost.

また、従来の親水化処理剤は、低温における親水持続性について、未だ十分に満足できるものではなく、寒冷地等の低温環境下での使用において、さらなる親水持続性が求められていた。 Further, the conventional hydrophilic treatment agents are not yet sufficiently satisfactory in terms of hydrophilicity sustainability at low temperatures, and further hydrophilicity sustainability is required when used in low temperature environments such as cold regions.

すなわち、寒冷地等の低温環境下で使用される金属基材表面に形成される親水皮膜には、親水持続性やWET密着性に加えて、低温耐性、すなわち低温における排水性および親水持続性が望まれていた。 That is, the hydrophilic film formed on the surface of the metal substrate used in a low temperature environment such as a cold region has low temperature resistance, that is, drainage property at low temperature and hydrophilic continuity, in addition to hydrophilic continuity and WET adhesion. Was wanted.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、水が付着した状態での親水皮膜と金属基材表面との密着性に優れるとともに、常温のみならず低温においても親水持続性および排水性に優れた親水皮膜を形成可能な、親水化処理剤、当該親水化処理剤を用いた親水皮膜形成方法、および当該親水皮膜形成方法によって形成された親水皮膜を提供することにある。 The present invention was made in order to solve the above problems, the object is excellent in adhesion between the hydrophilic film and the metal substrate surface in the state where water is attached, not only at room temperature but also at low temperature To provide a hydrophilic treatment agent capable of forming a hydrophilic coating excellent in hydrophilic durability and drainage, a hydrophilic coating forming method using the hydrophilic treatment agent, and a hydrophilic coating formed by the hydrophilic coating forming method. It is in.

本発明者らは、親水性樹脂と架橋性微粒子とを含有し、親水性樹脂として、特定の(メタ)アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール、および、特定の分子量のポリアルキレンエーテル樹脂を含有し、各成分の配合が特定範囲にある親水化処理剤を用いれば、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には本発明は以下のものを提供する。 The present inventors contain a hydrophilic resin and crosslinkable fine particles, and as the hydrophilic resin, a specific (meth)acrylic resin, polyvinyl alcohol, and a polyalkylene ether resin having a specific molecular weight are contained, and The inventors have found that the above problems can be solved by using a hydrophilic treatment agent having a component in a specific range, and have completed the present invention. More specifically, the present invention provides the following.

上記課題を解決するために本発明は、
金属基材の表面に親水皮膜を形成するための親水化処理剤であって、
アクリル酸モノマーに由来する繰り返し単位および/またはメタクリル酸モノマーに由来する繰り返し単位を含む(メタ)アクリル系樹脂(A)、ポリビニルアルコール(B)、ポリアルキレンエーテル樹脂(C)、および架橋性微粒子(D)、を含有し、
前記(メタ)アクリル系樹脂(A)は、
(1)スルホ基を有するモノマーに由来する繰り返し単位およびアミド基を有するモノマーに由来する繰り返し単位を有さず、
(2)重量平均分子量が20000〜2000000であり、
(3)樹脂固形分酸価が100〜800mgKOH/gであり、
前記ポリアルキレンエーテル樹脂(C)は、重量平均分子量が5000〜500000であり、
前記架橋性微粒子(D)は、下記式(I)で表されるモノマー(a)30〜95質量%、ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)5〜60質量%、並びに、その他の重合性モノマー(c)0〜50質量%を共重合してなり、

Figure 2020105426
(式中、Rは、水素またはメチル基を表す。Rは、CHまたはCを表す。)
前記親水化処理剤の全固形分における、前記(メタ)アクリル系樹脂(A)の含有率が10質量%以上20質量%以下であり、前記ポリビニルアルコール(B)の含有率が10質量%以上20質量%以下であり、前記ポリアルキレンエーテル樹脂(C)の含有率が40質量%以上55質量%以下であり、前記架橋性微粒子(D)の含有率が20質量%より大きく30質量%未満である親水化処理剤である。 In order to solve the above problems, the present invention provides
A hydrophilic treatment agent for forming a hydrophilic film on the surface of a metal substrate,
(Meth)acrylic resin (A) containing a repeating unit derived from an acrylic acid monomer and/or a repeating unit derived from a methacrylic acid monomer, polyvinyl alcohol (B), polyalkylene ether resin (C), and crosslinkable fine particles ( D),
The (meth)acrylic resin (A) is
(1) Does not have a repeating unit derived from a monomer having a sulfo group and a repeating unit derived from a monomer having an amide group,
(2) the weight average molecular weight is 20,000 to 2,000,000,
(3) The resin solid content acid value is 100 to 800 mgKOH/g,
The polyalkylene ether resin (C) has a weight average molecular weight of 5,000 to 500,000,
The crosslinkable fine particles (D) are 30 to 95 mass% of a monomer (a) represented by the following formula (I), 5 to 60 mass% of a monomer (b) having a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond, And a copolymerization of 0 to 50 mass% of other polymerizable monomer (c),
Figure 2020105426
(In the formula, R 1 represents hydrogen or a methyl group. R 2 represents CH 2 or C 2 H 4. )
The content of the (meth)acrylic resin (A) is 10% by mass or more and 20% by mass or less, and the content of the polyvinyl alcohol (B) is 10% by mass or more in the total solid content of the hydrophilic treatment agent. 20% by mass or less, the content of the polyalkylene ether resin (C) is 40% by mass or more and 55% by mass or less, and the content of the crosslinkable fine particles (D) is more than 20% by mass and less than 30% by mass. Which is a hydrophilic treatment agent.

前記親水化処理剤において、前記ポリアルキレンエーテル樹脂(C)は、重量平均分子量が5000〜50000であってもよい。 In the hydrophilic treatment agent, the polyalkylene ether resin (C) may have a weight average molecular weight of 5,000 to 50,000.

また別の本発明は、金属基材の表面に対して化成処理剤を接触させて化成皮膜を形成する化成皮膜形成工程と、前記化成皮膜に対して請求項1または2に記載の親水化処理剤を接触させて親水皮膜を形成する親水皮膜形成工程と、を含む親水皮膜形成方法である。 Still another aspect of the present invention is the step of forming a chemical conversion film by contacting the surface of a metal substrate with a chemical conversion treatment agent, and the hydrophilization treatment according to claim 1 or 2 for the chemical conversion film. And a hydrophilic film forming step of forming a hydrophilic film by contacting the agent.

また別の本発明は、前記親水皮膜形成方法によって前記金属基材の表面に形成された親水皮膜である。 Still another aspect of the present invention is a hydrophilic film formed on the surface of the metal substrate by the hydrophilic film forming method.

前記親水皮膜は、膜厚が0.3〜10μmであってもよい。 The hydrophilic film may have a film thickness of 0.3 to 10 μm.

本発明の親水化処理剤を用いて金属表面に形成される親水皮膜は、水が付着した状態での親水皮膜と金属基材表面との密着性に優れるとともに、常温のみならず低温においても親水持続性および排水性に優れた親水皮膜となる。 The hydrophilic film formed on the metal surface using the hydrophilic treatment agent of the present invention has excellent adhesion between the hydrophilic film and the surface of the metal substrate in a state where water is attached, and is hydrophilic not only at room temperature but also at low temperature. A hydrophilic film with excellent durability and drainage.

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The present invention is not limited to the embodiments below.

<金属基材>
本発明に係る親水化処理剤によって、表面に親水皮膜が形成される金属基材としては、特に限定されるものではない。例えば、アルミニウム製のアルミニウム基材が挙げられる。ここで、「アルミニウム」は、アルミニウムを主体とする金属および合金の総称であり、純アルミニウムおよびアルミニウム合金を含む概念である。
<Metal substrate>
The metal base material on the surface of which the hydrophilic treatment is formed by the hydrophilic treatment agent according to the present invention is not particularly limited. For example, an aluminum base material made of aluminum can be used. Here, “aluminum” is a general term for metals and alloys mainly containing aluminum, and is a concept including pure aluminum and aluminum alloys.

アルミニウム基材の用途としては、特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム製熱交換器が挙げられる。熱交換器は、熱交換効率向上の観点からその表面積を可能な限り大きくすべく、複数のフィンが狭い間隔で配置されるとともに、これらのフィンに冷媒供給用のチューブが入り組んで配置される態様が多くとられる。 The use of the aluminum base material is not particularly limited, and examples thereof include an aluminum heat exchanger. In the heat exchanger, a plurality of fins are arranged at a narrow interval in order to maximize the surface area of the heat exchanger from the viewpoint of improving heat exchange efficiency, and tubes for supplying a refrigerant are arranged intricately in these fins. Is often taken.

<親水化処理剤>
本発明に係る親水化処理剤は、特定の親水性樹脂と特定の架橋性微粒子とを特定の割合で含有する。本発明の親水化処理剤は、各成分の配合が特定範囲にあることにより、形成される親水皮膜は、水が付着した状態での親水皮膜と金属基材表面との密着性に優れるとともに、常温のみならず低温においても親水持続性および排水性に優れた親水皮膜となる。
<Hydrophilic treatment agent>
The hydrophilic treatment agent according to the present invention contains a specific hydrophilic resin and specific crosslinkable fine particles in a specific ratio. The hydrophilic treatment agent of the present invention, by the blending of each component in a specific range, the hydrophilic film formed, with excellent adhesion between the hydrophilic film and the metal substrate surface in the state where water is attached, The hydrophilic film has excellent hydrophilic durability and drainage properties not only at room temperature but also at low temperature.

[親水性樹脂]
本発明における親水性樹脂は、アクリル酸モノマーに由来する繰り返し単位および/またはメタクリル酸モノマーに由来する繰り返し単位を含む(メタ)アクリル系樹脂(A)、ポリビニルアルコール(B)、および、ポリアルキレンエーテル樹脂(C)を必須の成分として含有する。
[Hydrophilic resin]
The hydrophilic resin in the present invention includes a (meth)acrylic resin (A) containing a repeating unit derived from an acrylic acid monomer and/or a repeating unit derived from a methacrylic acid monomer, a polyvinyl alcohol (B), and a polyalkylene ether. The resin (C) is contained as an essential component.

((メタ)アクリル系樹脂(A))
(メタ)アクリル系樹脂(A)は、アクリル酸モノマーおよびメタクリル酸モノマーの少なくとも一方に由来する繰り返し単位を含む。アクリル酸モノマーに由来する繰り返し単位、メタクリル酸モノマーに由来する繰り返し単位の合計含有量は、特に限定されるものではないが、50〜100質量%の範囲であることが好ましい。
((Meth)acrylic resin (A))
The (meth)acrylic resin (A) contains a repeating unit derived from at least one of an acrylic acid monomer and a methacrylic acid monomer. The total content of the repeating units derived from the acrylic acid monomer and the repeating units derived from the methacrylic acid monomer is not particularly limited, but is preferably in the range of 50 to 100% by mass.

(メタ)アクリル系樹脂(A)には、アクリル酸モノマーに由来する繰り返し単位およびメタクリル酸モノマーに由来する繰り返し単位以外に、その他の繰り返し単位が含まれていてもよい。例えば、アクリル酸モノマーまたはメタクリル酸モノマーの誘導体等に由来する繰り返し単位である。 The (meth)acrylic resin (A) may contain other repeating units in addition to the repeating unit derived from the acrylic acid monomer and the repeating unit derived from the methacrylic acid monomer. For example, it is a repeating unit derived from a derivative of an acrylic acid monomer or a methacrylic acid monomer.

アクリル酸モノマーに由来する繰り返し単位およびメタクリル酸モノマーに由来する繰り返し単位としては、例えば、重合性不飽和結合を分子内に1個有するモノマーとして、メチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、i−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、イソノニルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート等のアルキルメタクリレート、メチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、i−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、イソノニルアクリレート、n−オクチルアクリレート等のアルキルアクリレート、ベンジルメタクリレート等のアラルキルメタクリレート、ベンジルアクリレート等のアラルキルアクリレート、ブトキシエチルメタクリレート等のアルコキシアルキルメタクリレート、ブトキシエチルアクリレート等のアルコキシアルキルアクリレート等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 As the repeating unit derived from an acrylic acid monomer and the repeating unit derived from a methacrylic acid monomer, for example, as a monomer having one polymerizable unsaturated bond in the molecule, methyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, Alkyl methacrylate such as 2-ethylhexyl methacrylate, isononyl methacrylate, n-octyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, methyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, isononyl acrylate, n-octyl acrylate And the like, aralkyl methacrylates such as benzyl methacrylate, aralkyl acrylates such as benzyl acrylate, alkoxyalkyl methacrylates such as butoxyethyl methacrylate, and alkoxyalkyl acrylates such as butoxyethyl acrylate. These may be used alone or in combination of two or more.

なお、(メタ)アクリル系樹脂(A)は、アクリル酸モノマーに由来する繰り返し単位およびメタクリル酸モノマーに由来する繰り返し単位以外のその他の成分として、スルホ基を有するモノマーに由来する繰り返し単位、およびアミド基を有するモノマーに由来する繰り返し単位を含まない。これらを含むと、臭気の発生を抑えるのが難しい傾向にある。 The (meth)acrylic resin (A) is a repeating unit derived from a monomer having a sulfo group as another component other than the repeating unit derived from an acrylic acid monomer and the repeating unit derived from a methacrylic acid monomer, and an amide. It does not contain a repeating unit derived from a monomer having a group. If these are included, it tends to be difficult to suppress the generation of odor.

(メタ)アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量は、20000〜2000000である。(メタ)アクリル系樹脂(A)重量平均分子量が20000未満である場合には、水が付着した状態での親水皮膜と金属基材表面との密着性が低下する。(メタ)アクリル系樹脂(A)重量平均分子量が2000000を超える場合には、親水化処理剤の粘度が高くなり、作業性に劣る。 The weight average molecular weight of the (meth)acrylic resin (A) is 20,000 to 2,000,000. When the weight average molecular weight of the (meth)acrylic resin (A) is less than 20,000, the adhesion between the hydrophilic film and the surface of the metal substrate when water is attached is deteriorated. When the weight average molecular weight of the (meth)acrylic resin (A) exceeds 2,000,000, the viscosity of the hydrophilic treatment agent becomes high, resulting in poor workability.

(メタ)アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量が小さいと、親水皮膜に水分が接触したときに、金属表面との境界付近に存在していた(メタ)アクリル系樹脂(A)が親水皮膜の表面側に移動してしまう。そして、(メタ)アクリル系樹脂(A)が親水皮膜の表面側に移動すると、親水皮膜と金属表面との密着性が低下してしまう。また、重量平均分子量が小さすぎると、水に溶出するという理由で、親水皮膜と金属表面との密着性が低下する。(メタ)アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量が上記の範囲にあれば、親水皮膜の表面に水が付着した状態が続いても、親水皮膜と金属表面との密着力低下の問題が生じない。 When the weight average molecular weight of the (meth)acrylic resin (A) is small, the (meth)acrylic resin (A) existing near the boundary with the metal surface when the hydrophilic film is contacted with water has a hydrophilic film. Will move to the surface side of. Then, when the (meth)acrylic resin (A) moves to the surface side of the hydrophilic film, the adhesiveness between the hydrophilic film and the metal surface is reduced. Further, if the weight average molecular weight is too small, the adhesiveness between the hydrophilic film and the metal surface is lowered because it is eluted in water. When the weight average molecular weight of the (meth)acrylic resin (A) is within the above range, there is a problem that the adhesion between the hydrophilic film and the metal surface is deteriorated even if water remains on the surface of the hydrophilic film. Absent.

より好ましい(メタ)アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量の範囲は、20000〜100000である。さらに好ましくは、20000〜60000の範囲である。 The more preferable range of the weight average molecular weight of the (meth)acrylic resin (A) is 20,000 to 100,000. More preferably, it is in the range of 20000 to 60000.

なお、重量平均分子量の値は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定された値を採用する。具体的には、テトラヒドロフラン100質量部に対して、樹脂試料0.4重量部を溶解させた溶液を試料溶液として用い、これを日本分析工業株式会社製のLC−08(A−5432)型GPCにより測定し、ポリスチレン換算により算出する。 The value of the weight average molecular weight is the value measured by the gel permeation chromatography (GPC) method. Specifically, a solution prepared by dissolving 0.4 parts by weight of a resin sample in 100 parts by weight of tetrahydrofuran is used as a sample solution, and this is a LC-08 (A-5432) type GPC manufactured by Nippon Analytical Industry Co., Ltd. And calculated by polystyrene conversion.

(メタ)アクリル系樹脂(A)の酸価は、100〜800mgKOH/gである。(メタ)アクリル系樹脂(A)の酸価が100mgKOH/g未満の場合には、水が付着した状態での親水皮膜と金属表面との密着性が低下する。(メタ)アクリル系樹脂(A)の酸価が800mgKOH/gを超える場合には、親水皮膜が大気中の酸成分を吸着し、耐臭気性が低下する。 The acid value of the (meth)acrylic resin (A) is 100 to 800 mgKOH/g. When the acid value of the (meth)acrylic resin (A) is less than 100 mgKOH/g, the adhesiveness between the hydrophilic film and the metal surface in the state where water adheres decreases. When the acid value of the (meth)acrylic resin (A) exceeds 800 mgKOH/g, the hydrophilic film adsorbs the acid component in the atmosphere, and the odor resistance decreases.

親水化処理剤の全固形分における(メタ)アクリル系樹脂(A)の固形分含有率は、10質量%以上20質量%以下である。好ましくは、10質量%以上15質量%以下である。 The solid content of the (meth)acrylic resin (A) in the total solid content of the hydrophilic treatment agent is 10% by mass or more and 20% by mass or less. It is preferably 10% by mass or more and 15% by mass or less.

(メタ)アクリル系樹脂(A)の固形分含有率が10質量%未満であると、形成される親水皮膜は、水が付着した状態での親水皮膜と金属基材表面との密着性が低下するとともに、常温および低温における排水性が低下する。(メタ)アクリル系樹脂(A)の固形分含有率が20質量%を超えると、形成される親水皮膜は、常温および低温における親水持続性および排水性が低下する。(メタ)アクリル系樹脂(A)の固形分含有率が上記の範囲内であれば、ほとんどの(メタ)アクリル系樹脂(A)を、親水皮膜と金属基材の境界に存在させ、親水皮膜の金属基材とは逆の表面側には(メタ)アクリル系樹脂(A)を存在させないようにすることができる。 When the solid content of the (meth)acrylic resin (A) is less than 10% by mass, the hydrophilic film formed has poor adhesion between the hydrophilic film and water on the surface of the metal substrate when water is attached. In addition, the drainage property at room temperature and low temperature is reduced. When the solid content of the (meth)acrylic resin (A) exceeds 20% by mass, the hydrophilic film formed has poor hydrophilic persistence and drainage properties at room temperature and low temperature. If the solid content of the (meth)acrylic resin (A) is within the above range, most of the (meth)acrylic resin (A) is allowed to exist at the boundary between the hydrophilic film and the metal substrate, and the hydrophilic film is formed. It is possible to prevent the (meth)acrylic resin (A) from existing on the surface side opposite to the metal substrate.

(ポリビニルアルコール(B))
親水化処理剤に含まれるポリビニルアルコール(B)は、ポリ酢酸ビニルを重合させた重合体をケン化することで得られる。本発明において、ポリビニルアルコール(B)の重合度は、特に限定されるものではないが300〜2000以下であることが好ましい。また、ポリビニルアルコール(B)のケン化度は、95%以上であることが好ましい。
(Polyvinyl alcohol (B))
The polyvinyl alcohol (B) contained in the hydrophilic treatment agent can be obtained by saponifying a polymer obtained by polymerizing polyvinyl acetate. In the present invention, the degree of polymerization of polyvinyl alcohol (B) is not particularly limited, but is preferably 300 to 2000 or less. The saponification degree of polyvinyl alcohol (B) is preferably 95% or more.

親水化処理剤の全固形分におけるポリビニルアルコール(B)の固形分含有率は、10質量%以上20質量%以下である。好ましくは、10質量%以上15質量%以下である。 The solid content of polyvinyl alcohol (B) in the total solid content of the hydrophilic treatment agent is 10% by mass or more and 20% by mass or less. It is preferably 10% by mass or more and 15% by mass or less.

ポリビニルアルコール(B)の固形分含有率が10質量%未満であると、形成される親水皮膜は、常温および低温における親水持続性および排水性が低下するおそれがある。ポリビニルアルコール(B)の固形分含有率が20質量%を超えると、形成される親水皮膜は、常温における親水性(初期親水性および親水持続性)を発現し難くなり、常温および低温における排水性も低下する。 When the solid content of the polyvinyl alcohol (B) is less than 10% by mass, the hydrophilic film formed may have poor hydrophilic persistence and drainage properties at room temperature and low temperature. When the solid content of the polyvinyl alcohol (B) exceeds 20% by mass, the hydrophilic film formed is less likely to exhibit hydrophilicity (initial hydrophilicity and hydrophilic sustainability) at room temperature, and drainage at room temperature and low temperature. Also drops.

(ポリアルキレンエーテル樹脂(C))
親水化処理剤に含まれる、ポリアルキレンエーテル樹脂(C)は、親水皮膜に対して親水性および潤滑性を付与する成分である。親水皮膜に対して潤滑性が付与されることで、アルミニウムフィン材等の金属基材の表面をプレス加工等するときの加工性が向上する。
(Polyalkylene ether resin (C))
The polyalkylene ether resin (C) contained in the hydrophilic treatment agent is a component that imparts hydrophilicity and lubricity to the hydrophilic film. By imparting lubricity to the hydrophilic film, workability at the time of pressing the surface of a metal base material such as an aluminum fin material is improved.

ポリアルキレンエーテル樹脂(C)は、重合平均分子量が下記の範囲に属するものであれば特に限定されるものではない。例えば、ポリオキシエチレン(ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール)、ポリオキシプロピレンや、これらの縮合物等を挙げることができる。本発明においては、これらのポリアルキレンエーテル樹脂を混合して用いてもよい。ポリアルキレンエーテル樹脂(C)としては、形成される親水皮膜の親水性を高める観点から、ポリオキシエチレンを用いることが好ましい。 The polyalkylene ether resin (C) is not particularly limited as long as the polymerization average molecular weight is within the following range. For example, polyoxyethylene (polyethylene oxide, polyethylene glycol), polyoxypropylene, condensates thereof, and the like can be mentioned. In the present invention, these polyalkylene ether resins may be mixed and used. As the polyalkylene ether resin (C), it is preferable to use polyoxyethylene from the viewpoint of enhancing the hydrophilicity of the formed hydrophilic film.

ポリアルキレンエーテル樹脂(C)の重量平均分子量は、5000〜500000である。さらに好ましくは5000〜300000であり、最も好ましくは5000〜50000の範囲である。 The weight average molecular weight of the polyalkylene ether resin (C) is 5,000 to 500,000. It is more preferably 5,000 to 300,000, and most preferably 5,000 to 50,000.

ポリアルキレンエーテル樹脂(C)の重量平均分子量が5000未満であると、ポリアルキレンエーテル樹脂(C)の水への溶解性が高くなりすぎるため、形成される親水皮膜の常温および低温における親水持続性が低下する。一方、ポリアルキレンエーテル樹脂(C)の重量平均分子量が500000を超えると、ポリアルキレンエーテル樹脂(C)の粘度が高くなるため、塗装性が悪化する。ポリアルキレンエーテル樹脂(C)は、重量平均分子量が小さくなれば、ポリアルキレンエーテル樹脂(C)の親水性が高くなるため、得られる親水皮膜はより高い親水性(初期親水性および親水持続性)を発現することができる。 When the weight average molecular weight of the polyalkylene ether resin (C) is less than 5,000, the solubility of the polyalkylene ether resin (C) in water becomes too high, so that the hydrophilic film formed has a hydrophilic sustainability at room temperature and low temperature. Is reduced. On the other hand, when the weight average molecular weight of the polyalkylene ether resin (C) exceeds 500,000, the viscosity of the polyalkylene ether resin (C) increases, and thus the coatability deteriorates. When the weight average molecular weight of the polyalkylene ether resin (C) decreases, the hydrophilicity of the polyalkylene ether resin (C) increases, so that the resulting hydrophilic film has higher hydrophilicity (initial hydrophilicity and hydrophilic continuity). Can be expressed.

親水化処理剤の全固形分におけるポリアルキレンエーテル樹脂(C)の固形分含有率は、40質量%以上55質量%以下である。好ましくは、45質量%以上55質量%以下である。 The solid content of the polyalkylene ether resin (C) in the total solid content of the hydrophilic treatment agent is 40% by mass or more and 55% by mass or less. It is preferably 45% by mass or more and 55% by mass or less.

ポリアルキレンエーテル樹脂(C)の固形分含有率が40質量%未満であると、形成される親水皮膜は、親水性を発現しない。ポリアルキレンエーテル樹脂(C)の固形分含有率が55質量%を超えると、形成される親水皮膜から成分が水へ溶出するおそれがあり、汚染除去性も低下する。 When the solid content of the polyalkylene ether resin (C) is less than 40% by mass, the hydrophilic film formed does not exhibit hydrophilicity. When the solid content of the polyalkylene ether resin (C) exceeds 55% by mass, components may be eluted from the formed hydrophilic film into water, and the stain removability may be deteriorated.

本発明の親水化処理剤は、上記のように親水化処理剤の固形分中の、ポリアルキレンエーテル樹脂(C)の固形分含有率を高くする。これにより、形成される親水皮膜の基礎となりアルミニウム等の金属基材表面との密着性を高めるポリビニルアルコール(B)と、親水皮膜の表面に存在するポリアルキレンエーテル樹脂(C)とが緻密に相分離して、親水皮膜の表面に多くの凹凸が形成される。その結果、得られる親水皮膜が、高い親水性(初期親水性および親水持続性)を発現するものと考えられる。 The hydrophilic treatment agent of the present invention increases the solid content of the polyalkylene ether resin (C) in the solid content of the hydrophilic treatment agent as described above. As a result, the polyvinyl alcohol (B), which serves as the basis of the hydrophilic film to be formed and enhances the adhesion to the surface of the metal substrate such as aluminum, and the polyalkylene ether resin (C) present on the surface of the hydrophilic film are closely matched. After separation, many irregularities are formed on the surface of the hydrophilic film. As a result, it is considered that the obtained hydrophilic film exhibits high hydrophilicity (initial hydrophilicity and hydrophilic sustainability).

なお、ポリアルキレンエーテル樹脂(C)の固形分含有率を高くすると、親水皮膜と金属表面との密着性が低下する傾向にある。しかしながら本発明の親水化処理剤においては、金属基材表面との境界付近に存在する(メタ)アクリル系樹脂(A)の固形分含有率を上記範囲とすることにより、親水皮膜と金属表面との密着性を向上させることができる。 In addition, when the solid content of the polyalkylene ether resin (C) is increased, the adhesiveness between the hydrophilic film and the metal surface tends to decrease. However, in the hydrophilic treatment agent of the present invention, by setting the solid content of the (meth)acrylic resin (A) existing near the boundary with the surface of the metal substrate within the above range, the hydrophilic film and the metal surface are It is possible to improve the adhesion.

[架橋性微粒子(D)]
本発明における架橋性微粒子(D)は、下記式(I)で表されるモノマー(a)、ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)、並びに、その他の重合性モノマー(c)を共重合して得られる共重合体からなる樹脂粒子である。
[Crosslinkable fine particles (D)]
The crosslinkable fine particles (D) in the present invention include a monomer (a) represented by the following formula (I), a monomer (b) having a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond, and other polymerizable monomers ( Resin particles made of a copolymer obtained by copolymerizing c).

Figure 2020105426
Figure 2020105426

(上記式(I)で表されるモノマー(a))
本発明で用いる架橋性微粒子(D)は、上記式(I)で表されるモノマー(a)のメチロール基、エチロール基と、ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)のカルボキシル基、水酸基等の官能基とが反応したり、上記式(I)で表されるモノマー(a)のメチロール基、エチロール基同士が縮合反応したり、上記式(I)で表されるモノマー(a)のメチロール基、エチロール基と、その他の重合性モノマー(c)に含まれるカルボキシル基、水酸基と反応したりする。
(Monomer (a) represented by the above formula (I))
The crosslinkable fine particles (D) used in the present invention include a methylol group and an ethylol group of the monomer (a) represented by the above formula (I) and a monomer (b) having a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond. Monomers represented by the above formula (I), such as reaction with functional groups such as carboxyl group and hydroxyl group, condensation reaction between the methylol groups and ethylol groups of the monomer (a) represented by the above formula (I) It reacts with the methylol group and ethylol group of (a) and the carboxyl group and hydroxyl group contained in the other polymerizable monomer (c).

このため、親水化処理剤の成分として上記架橋性微粒子(D)を使用した場合、水不溶性の強固な親水皮膜を金属表面に形成することができる。また、架橋性微粒子(D)は、親水性が高く、未反応官能基を比較的多く有するため、親水化処理剤の成分として使用した場合、親水化処理剤に含まれる親水性樹脂と反応し、親水性を損なうことなく、汚染物質が付着した後の親水持続性を大幅に向上させることができる。さらに、架橋性微粒子(D)は、水に対する膨潤率が比較的小さいため、形成される親水皮膜が水に溶解してしまうことも抑制することができる。 Therefore, when the crosslinkable fine particles (D) are used as a component of the hydrophilic treatment agent, a strong water-insoluble hydrophilic film can be formed on the metal surface. Further, since the crosslinkable fine particles (D) have high hydrophilicity and have a relatively large amount of unreacted functional groups, when used as a component of the hydrophilic treatment agent, they react with the hydrophilic resin contained in the hydrophilic treatment agent. In addition, it is possible to greatly improve the hydrophilicity persistence after the contaminants are attached, without impairing the hydrophilicity. Further, since the crosslinkable fine particles (D) have a relatively small swelling ratio in water, it is possible to prevent the formed hydrophilic film from being dissolved in water.

上記式(I)で表されるモノマー(a)としては、例えば、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、またはN−ヒドロキシエチルメタクリルアミドが挙げられる。上記式(I)で表されるモノマー(a)を使用することにより、得られる架橋性微粒子(D)を配合した親水化処理剤は、常温および低温における親水持続性、および水が付着した状態での親水皮膜と金属基材表面との密着性に優れた親水皮膜を形成することができる。これらは、上記式(I)で表されるモノマー(a)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the monomer (a) represented by the above formula (I) include N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, N-hydroxyethyl acrylamide, and N-hydroxyethyl methacrylamide. The hydrophilic treatment agent containing the crosslinkable fine particles (D) obtained by using the monomer (a) represented by the formula (I) has a hydrophilic continuity at room temperature and a low temperature, and a state in which water is attached. It is possible to form a hydrophilic film having excellent adhesion between the hydrophilic film and the surface of the metal substrate. These monomers (a) represented by the above formula (I) may be used alone or in combination of two or more.

架橋性微粒子(D)は、モノマー成分100質量%に対して、上記式(I)で表されるモノマー(a)を、30〜95質量%含有するモノマー成分を共重合して得られる。上記式(I)で表されるモノマー(a)は、40〜80質量%であることが好ましい。 The crosslinkable fine particles (D) are obtained by copolymerizing a monomer component containing 30 to 95 mass% of the monomer (a) represented by the formula (I) with respect to 100 mass% of the monomer component. The monomer (a) represented by the formula (I) is preferably 40 to 80% by mass.

上記式(I)で表されるモノマー(a)が30質量%未満であると、形成される親水皮膜は、汚染物質が付着した後における親水持続性が低下するおそれがある。上記式(I)で表されるモノマー(a)が95質量%を超えると、製造が困難になるおそれがある。 When the amount of the monomer (a) represented by the above formula (I) is less than 30% by mass, the hydrophilic film formed may have reduced hydrophilic persistence after contaminants are attached. When the amount of the monomer (a) represented by the above formula (I) exceeds 95% by mass, production may be difficult.

上記式(I)で表されるモノマー(a)が上記範囲であれば、上記式(I)で表されるモノマー(a)は、架橋成分として機能するとともに、親水化処理剤において親水皮膜形成成分の主成分としても機能する。すなわち、架橋成分としての機能のみを発現させるためには、通常、上記範囲より少量として用いられるが、本発明に用いられる架橋性微粒子(D)では上記式(I)で表されるモノマー(a)を上記範囲とすることにより、共重合した後であってもメチロール基、エチロール基が架橋性微粒子(D)中に残存している。このため、架橋性微粒子(D)を含有する親水化処理剤を用いて親水皮膜を形成した場合には、親水化処理剤に含まれる他の親水性樹脂と反応して強固な密着性と親水持続性を発現することができる。これにより、形成された親水皮膜に、例えば、パルミチン酸、ステアリン酸、パラフィン酸等のプラスチック用滑剤、フタル酸ジイソオクチル等の汚染物質が付着した後でさえ、親水皮膜の親水性を十分に持続させることができる。 When the monomer (a) represented by the above formula (I) is in the above range, the monomer (a) represented by the above formula (I) functions as a crosslinking component and forms a hydrophilic film in the hydrophilic treatment agent. It also functions as the main component of the component. That is, in order to exert only the function as a crosslinking component, it is usually used in a smaller amount than the above range, but in the crosslinkable fine particles (D) used in the present invention, the monomer (a) represented by the above formula (I) is used. By setting the above range within the above range, the methylol group and the ethylol group remain in the crosslinkable fine particles (D) even after the copolymerization. For this reason, when a hydrophilic film is formed by using the hydrophilic treatment agent containing the crosslinkable fine particles (D), it reacts with other hydrophilic resin contained in the hydrophilic treatment agent to give strong adhesion and hydrophilicity. Persistence can be expressed. As a result, the hydrophilicity of the hydrophilic film is sufficiently maintained even after adhesion of a lubricant for plastics such as palmitic acid, stearic acid, paraffinic acid, and a contaminant such as diisooctyl phthalate to the formed hydrophilic film. be able to.

また、架橋性微粒子(D)は、上記式(I)で表されるモノマー(a)の含有量の増加に起因して、架橋度が大きくなる。このため、架橋性微粒子(D)を含有する親水化処理剤から成される親水皮膜が、水分によって溶解することを抑制し、水が付着した状態での親水皮膜と金属基材表面との密着性に優れた皮膜を形成することができる。 Further, the crosslinkable fine particles (D) have a high degree of crosslinking due to the increase in the content of the monomer (a) represented by the above formula (I). Therefore, the hydrophilic film formed of the hydrophilic treatment agent containing the crosslinkable fine particles (D) is prevented from being dissolved by water, and the hydrophilic film and the surface of the metal substrate are adhered to each other in the state where water is attached. A film having excellent properties can be formed.

(ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b))
ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)は、ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマーであれば特に限定されないが、下記式(II)および/または下記式(III)で表される化合物であることが好ましい。これにより、水分散安定な親水性に優れた架橋性微粒子(D)を得ることができる。
(Monomer (b) Having Polyoxyalkylene Chain and Polymerizable Double Bond)
The monomer (b) having a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond is not particularly limited as long as it is a monomer having a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond, but the following formula (II) and/or the following formula (II) It is preferably a compound represented by III). This makes it possible to obtain crosslinkable fine particles (D) which are stable in water dispersion and have excellent hydrophilicity.

Figure 2020105426
Figure 2020105426

Figure 2020105426
Figure 2020105426

上記式(II)において、上記Rおよび上記Rは、同一もしくは異なる、水素またはメチル基である。上記Rは、水素、メチル基、SOH、SONa、またはSONHである。 In the above formula (II), R 3 and R 4 are the same or different and are hydrogen or a methyl group. R 5 is hydrogen, a methyl group, SO 3 H, SO 3 Na, or SO 3 NH 4 .

上記式(II)において、nは、6〜300の整数を表す。6未満であると、分散安定性および親水性が不十分であり、300を超えると、製造が困難になる。nは、30〜200の整数であることが好ましい。 In the above formula (II), n represents an integer of 6 to 300. When it is less than 6, the dispersion stability and hydrophilicity are insufficient, and when it exceeds 300, the production becomes difficult. n is preferably an integer of 30 to 200.

上記式(III)において、上記Rおよび上記Rは、同一もしくは異なる、水素またはメチル基である。上記Rは、水素、メチル基、SOH、SONa、またはSONHである。上記Rは、CH2、またはベンゼン環(下記、化学式(IV))である。 In the above formula (III), R 6 and R 8 are the same or different and are hydrogen or a methyl group. R 9 is hydrogen, a methyl group, SO 3 H, SO 3 Na, or SO 3 NH 4 . The above R 7 is CH 2 or a benzene ring (the following chemical formula (IV)).

Figure 2020105426
Figure 2020105426

上記式(III)において、mは、6〜300の整数を表す。6未満であると、分散安定性および親水性が不十分であり、300を超えると、製造が困難になる。mは、30〜200の整数であることが好ましい。 In the above formula (III), m represents an integer of 6 to 300. When it is less than 6, the dispersion stability and hydrophilicity are insufficient, and when it exceeds 300, the production becomes difficult. m is preferably an integer of 30 to 200.

ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)としては、上記式(II)、上記式(III)で表される化合物以外に、例えば、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート、オクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールモノアクリレート等も挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the monomer (b) having a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond include, in addition to the compounds represented by the above formulas (II) and (III), for example, methoxy polyethylene glycol monomethacrylate, methoxy polyethylene glycol mono. Acrylate, octoxy polyethylene glycol-polypropylene glycol monoacrylate, etc. can also be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)は、ポリオキシアルキレン鎖を50質量%以上含有する化合物であることが好ましい。ここで、50質量%以上とは、ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)の固形分質量100質量%中に、ポリオキシアルキレン鎖の部分の全固形分質量が、50質量%以上であることを意味する。50質量%未満であると、親水皮膜の親水性が低下するおそれがある。ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)は、ポリオキシアルキレン鎖を、80〜99質量%含有することがより好ましい。 The monomer (b) having a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond is preferably a compound containing a polyoxyalkylene chain in an amount of 50% by mass or more. Here, 50% by mass or more means that, in 100% by mass of the solid content of the monomer (b) having a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond, the total mass of the solid part of the polyoxyalkylene chain is 50% by mass. It means that the content is at least mass %. If it is less than 50% by mass, the hydrophilicity of the hydrophilic film may decrease. The monomer (b) having a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond more preferably contains the polyoxyalkylene chain in an amount of 80 to 99% by mass.

架橋性微粒子(D)は、モノマー成分100質量%に対して、ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)を、5〜60質量%含有するモノマー成分を共重合して得られる。ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)は、10〜40質量%であることが好ましい。 The crosslinkable fine particles (D) are obtained by copolymerizing a monomer component containing 5 to 60 mass% of the monomer (b) having a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond with 100 mass% of the monomer component. To be The amount of the monomer (b) having a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond is preferably 10 to 40% by mass.

ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)が5質量%未満であると、親水化処理剤中での架橋性微粒子の分散性が低下し、また、親水皮膜の親水性が低下する。60質量%を超えると、親水皮膜の密着性が不十分となり、また、汚染物質が付着した後における親水持続性が低下する。 When the amount of the monomer (b) having a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond is less than 5% by mass, the dispersibility of the crosslinkable fine particles in the hydrophilic treatment agent is lowered and the hydrophilicity of the hydrophilic film is reduced. descend. If it exceeds 60% by mass, the adhesion of the hydrophilic film will be insufficient, and the hydrophilicity persistence after contaminants will adhere will be reduced.

(その他の重合性モノマー(c))
その他の重合性モノマー(c)は、1分子中に重合性不飽和結合を有し、上記式(I)で表されるモノマー(a)、およびポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)と共重合させることができる化合物であれば特に限定されるものではない。例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、酢酸ビニル基等のビニルモノマー、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルイミダゾール、アクリロニトリル、メチルアクリレート、メタクリル酸メチル、スチレン、不飽和二重結合含有界面活性剤、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−ビニルスルホン酸、N−アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸ソーダ、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等を挙げることができる。また、メチルアクリレート、メタクリル酸メチル以外のアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等、通常のラジカル重合に用いられる不飽和モノマーを用いることもできる。なかでも、架橋性微粒子(D)の親水性を向上させることができる点から、アクリル酸、メタクリル酸であることが好ましい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Other polymerizable monomers (c))
The other polymerizable monomer (c) has a polymerizable unsaturated bond in one molecule, a monomer (a) represented by the above formula (I), a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond. The compound is not particularly limited as long as it is a compound that can be copolymerized with the monomer (b). For example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, vinyl acetate and other vinyl monomers, 2-hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, N-vinylacetamide, N-vinylformamide, N-vinylpyrrolidone, N -Vinylimidazole, acrylonitrile, methyl acrylate, methyl methacrylate, styrene, surfactant containing unsaturated double bond, acrylamide, methacrylamide, N-methylacrylamide, N-vinylsulfonic acid, N-allylsulfonic acid, styrenesulfonic acid Examples thereof include soda and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid. Further, unsaturated monomers such as methyl acrylate, acrylic acid ester other than methyl methacrylate, and methacrylic acid ester, which are commonly used in radical polymerization, can be used. Of these, acrylic acid and methacrylic acid are preferable from the viewpoint that the hydrophilicity of the crosslinkable fine particles (D) can be improved. These may be used alone or in combination of two or more.

架橋性微粒子(D)は、モノマー成分100質量%に対して、その他の重合性モノマー(c)を、0〜50質量%含有するモノマー成分を共重合して得られる。その他の重合性モノマー(c)は、0〜30質量%であることが好ましい。 The crosslinkable fine particles (D) are obtained by copolymerizing a monomer component containing 0 to 50 mass% of another polymerizable monomer (c) with respect to 100 mass% of the monomer component. The other polymerizable monomer (c) is preferably 0 to 30% by mass.

その他の重合性モノマー(c)が50質量%を超えると、得られる架橋性微粒子(D)の親水性および架橋性が低下し、また、親水皮膜の汚染物質が付着した後における親水持続性が低下する。 When the amount of the other polymerizable monomer (c) exceeds 50% by mass, the hydrophilicity and crosslinkability of the resulting crosslinkable fine particles (D) are deteriorated, and the hydrophilic persistence of the hydrophilic film after adhesion of contaminants is reduced. descend.

(水膨潤率)
本発明で用いられる架橋性微粒子(D)は、水膨潤率が1.0〜1.5であることが好ましい。これにより、架橋性微粒子(D)を配合した親水化処理剤から親水皮膜を形成した場合に、親水皮膜が水分に晒されたとしても、親水皮膜と金属表面との間の密着性の低下を抑制することができる。水膨潤率は、1.0〜1.3であることがより好ましい。
(Water swelling rate)
The crosslinkable fine particles (D) used in the present invention preferably have a water swelling ratio of 1.0 to 1.5. As a result, when a hydrophilic film is formed from the hydrophilic treatment agent containing the crosslinkable fine particles (D), the adhesion between the hydrophilic film and the metal surface is reduced even if the hydrophilic film is exposed to water. Can be suppressed. The water swelling rate is more preferably 1.0 to 1.3.

1.5以下の水膨潤率は、上記式(I)で表されるモノマー(a)、ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)、およびその他の重合性モノマー(c)を上述の配合比とし、反応条件を適宜設定することによって得ることができる。 The water swelling ratio of 1.5 or less has a monomer (a) represented by the above formula (I), a monomer (b) having a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond, and another polymerizable monomer (c). Can be obtained by setting the above-mentioned mixing ratio and appropriately setting the reaction conditions.

なお、本明細書における水膨潤率は、水膨潤率=水溶液中粒子径(D50)/溶剤中粒子径(D50)として算出した値である。また、粒子径(D50)は、電気泳動光散乱光度計photal ELS−800(大塚電子社製)を用いて測定した値である。 In addition, the water swelling ratio in this specification is a value calculated as water swelling ratio=particle diameter in aqueous solution (D 50 )/particle diameter in solvent (D 50 ). The particle diameter (D 50 ) is a value measured using an electrophoretic light scattering photometer, physical ELS-800 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

(体積平均粒子径)
架橋性微粒子(D)の体積平均粒子径は、特に限定されるものではないが、架橋性微粒子の安定性の点から、一般に0.03〜1μm、好ましくは0.05〜0.6μmの範囲内である。
(Volume average particle diameter)
The volume average particle diameter of the crosslinkable fine particles (D) is not particularly limited, but from the viewpoint of stability of the crosslinkable fine particles, it is generally 0.03 to 1 μm, preferably 0.05 to 0.6 μm. It is within.

(配合割合)
本発明の親水化処理剤は、架橋性微粒子(D)および親水性樹脂を含有することで、水が付着した状態での親水皮膜と金属基材表面との密着性に優れるとともに、常温のみならず低温においても親水持続性および排水性に優れた親水皮膜を形成することができる。本発明の親水化処理剤は、金属基材、特にアルミニウムまたはその合金基材に対して使用する場合に、特に優れた効果を発現する親水皮膜を形成することができる。
(Mixing ratio)
Since the hydrophilic treatment agent of the present invention contains the crosslinkable fine particles (D) and the hydrophilic resin, the hydrophilic treatment agent has excellent adhesion between the hydrophilic film and the metal substrate surface in the state where water is attached, and is only at room temperature. It is possible to form a hydrophilic film excellent in durability and drainage even at low temperatures. The hydrophilic treatment agent of the present invention can form a hydrophilic film exhibiting a particularly excellent effect when used on a metal substrate, particularly aluminum or its alloy substrate.

親水化処理剤の全固形分における架橋性微粒子(D)の含有量は、20質量%より大きく30質量%未満である。架橋性微粒子(D)の含有量が、20質量%以下であると、形成される親水皮膜は、常温および低温における親水持続性および排水性が低下する。一方、架橋性微粒子(D)の含有量が、30質量%以上であると、形成される親水皮膜の低温における親水性が低下する。 The content of the crosslinkable fine particles (D) in the total solid content of the hydrophilic treatment agent is more than 20% by mass and less than 30% by mass. When the content of the crosslinkable fine particles (D) is 20% by mass or less, the hydrophilic film formed has poor hydrophilic persistence and drainage properties at room temperature and low temperature. On the other hand, when the content of the crosslinkable fine particles (D) is 30% by mass or more, the hydrophilicity of the formed hydrophilic film at low temperature decreases.

本発明では、上記のように親水化処理剤の固形分中における、架橋性微粒子(D)の含有量を特定の範囲とする。これにより、アルミニウム等の金属基材の表面との密着性を高めるポリビニルアルコール(B)と、親水皮膜の表面に存在するポリアルキレンエーテル樹脂(C)とが緻密に相分離し、形成される親水皮膜表面の凹凸の凹部に架橋性微粒子(D)が入り込む。親水皮膜表面の凹凸の凹部に、架橋性微粒子(D)が入り込むことで、親水皮膜表面の表面が平坦になり、親水皮膜の排水性が向上するものと考えられる。 In the present invention, the content of the crosslinkable fine particles (D) in the solid content of the hydrophilic treatment agent is set within a specific range as described above. As a result, the polyvinyl alcohol (B) that enhances the adhesion to the surface of the metal substrate such as aluminum and the polyalkylene ether resin (C) that is present on the surface of the hydrophilic film are closely phase-separated to form a hydrophilic layer. The crosslinkable fine particles (D) enter the concaves and convexes on the surface of the coating. It is considered that the crosslinkable fine particles (D) enter the concaves and convexes on the surface of the hydrophilic film to flatten the surface of the hydrophilic film and improve the drainage property of the hydrophilic film.

(架橋性微粒子(D)の製造方法)
本発明の架橋性微粒子(D)の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、上記式(I)で表されるモノマー(a)30〜95質量%、ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)5〜60質量%、およびその他の重合性モノマー(c)0〜50質量%を、分散安定剤の不存在下に、使用するモノマーは溶解するが生成する共重合体は実質的に溶解しない水混和性有機溶媒中または水混和性有機溶媒/水混合溶媒中で重合させることにより製造することができる。
(Method for producing crosslinkable fine particles (D))
The method for producing the crosslinkable fine particles (D) of the present invention is not particularly limited, but for example, 30 to 95% by mass of the monomer (a) represented by the above formula (I), a polyoxyalkylene chain and polymerization. 5 to 60% by mass of the monomer (b) having a polymerizable double bond and 0 to 50% by mass of the other polymerizable monomer (c) are produced in the absence of the dispersion stabilizer, although the monomer used is dissolved. The copolymer can be produced by polymerizing in a water-miscible organic solvent or a water-miscible organic solvent/water mixed solvent which is substantially insoluble.

架橋性微粒子(D)の重合に際しては、分散剤を併用してもよい。分散剤としては、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリカルボン酸等の分散樹脂や、アニオン、カチオン、ノニオンの各種界面活性剤等を挙げることができる。 A dispersant may be used in combination during the polymerization of the crosslinkable fine particles (D). Examples of the dispersant include dispersants such as polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, and polycarboxylic acid, and various anionic, cationic, and nonionic surfactants.

架橋性微粒子(D)の製造において、上記式(I)で表されるモノマー(a)、ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)、およびその他の重合性モノマー(c)を含むモノマー成分の共重合は、アルキレングリコールモノアルキルエーテル(例えば、エチレングリコールモノブチルエーテル等)等のエーテル系溶媒、メトキシプロパノール、これらと水との混合溶媒等の溶媒中で行うことができる。 In the production of the crosslinkable fine particles (D), the monomer (a) represented by the above formula (I), the monomer (b) having a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond, and the other polymerizable monomer (c). The copolymerization of the monomer component containing a can be carried out in an ether solvent such as an alkylene glycol monoalkyl ether (eg, ethylene glycol monobutyl ether), a solvent such as methoxypropanol, a mixed solvent of these and water, and the like.

架橋性微粒子(D)の製造において、モノマー成分の共重合は、通常、ラジカル重合開始剤の存在下に行われる。ラジカル重合開始剤としては特に限定されるものではなく、通常使用されているものすべてを使用することができる。例えば、過酸化ベンゾイル、ラウロイルペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、t−ブチルペルオクトエート、t−ブチルペルオキシ2−エチルヘキサノエート等の過酸化物、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート、4,4’−アゾビス(4−シアノペンタノイツク酸)等のアゾ化合物、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス(N−N’−ジメチレンイソブチルアミジン)、2,2’−アゾビス(N−N’−ジメチレンイソブチルアミジン)ジヒドロクロリド等のアミジン化合物、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫化物系開始剤、あるいはこれにチオ硫酸ナトリウム、アミン等を併用した系等を挙げることができる。これらは、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。その使用量は、通常、モノマーの合計量に対して0.2〜5質量%の範囲内とすることができる。 In the production of the crosslinkable fine particles (D), the copolymerization of the monomer components is usually performed in the presence of a radical polymerization initiator. The radical polymerization initiator is not particularly limited, and any of those commonly used can be used. For example, peroxides such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, di-t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide, t-butyl peroctoate, t-butyl peroxy 2-ethylhexanoate, 2,2′-azobis Isobutyronitrile, 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2'-azobisiso Butyrate, azo compounds such as 4,4′-azobis(4-cyanopentanoic acid), 2,2′-azobis(2-amidinopropane)dihydrochloride, 2,2′-azobis(NN′-) Amidine compounds such as dimethylene isobutylamidine) and 2,2′-azobis(NN′-dimethyleneisobutylamidine)dihydrochloride, persulfide initiators such as potassium persulfate and ammonium persulfate, or thiosulfate Examples thereof include a system in which sodium, amine and the like are used in combination. These may be used alone or in combination of two or more. The amount used can usually be within the range of 0.2 to 5 mass% with respect to the total amount of the monomers.

モノマー成分の共重合における重合温度は、使用する重合開始剤の種類等によって選択することができるが、通常、70〜140℃の範囲とすることが適当である。70℃未満であると、架橋性が不十分となり、140℃を超えると、反応の制御が難しい。重合温度は、90〜120℃の範囲とすることがより好ましい。重合温度を90℃以上とすれば、粒子内架橋を進行させることができる。重合温度が70℃未満の場合には、通常、重合中に粒子内架橋反応がほとんど進行しないため、重合反応後に、生成重合体を90℃以上の温度で0.2〜5時間加熱して、粒子内架橋を進行させる操作を行うことが好ましい。 The polymerization temperature in the copolymerization of the monomer components can be selected depending on the kind of the polymerization initiator used and the like, but it is usually suitable to set it in the range of 70 to 140°C. If it is lower than 70°C, the crosslinkability becomes insufficient, and if it exceeds 140°C, it is difficult to control the reaction. The polymerization temperature is more preferably in the range of 90 to 120°C. When the polymerization temperature is 90° C. or higher, intraparticle crosslinking can be promoted. When the polymerization temperature is lower than 70° C., usually, the intra-particle crosslinking reaction hardly progresses during the polymerization. Therefore, after the polymerization reaction, the produced polymer is heated at a temperature of 90° C. or higher for 0.2 to 5 hours, It is preferable to carry out an operation for promoting intra-particle crosslinking.

モノマー成分の共重合における反応時間は、通常、0.2〜5時間である。0.2時間未満であると、架橋性が不十分となり、5時間を超えても、反応は変わらず、経済的に不利となる。 The reaction time in the copolymerization of the monomer components is usually 0.2 to 5 hours. If it is less than 0.2 hours, the crosslinkability becomes insufficient, and if it exceeds 5 hours, the reaction does not change, which is economically disadvantageous.

なお、重合反応中や重合反応後における重合体粒子の粒子内架橋反応をより速やかに進行させる目的で、重合反応系に、必要に応じて架橋反応触媒を加えてもよい。架橋反応触媒としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸等の強酸触媒、スルホエチルメタクリレート等の重合性二重結合含有強酸触媒等を挙げることができる。 A crosslinking reaction catalyst may be added to the polymerization reaction system, if necessary, for the purpose of promoting the intraparticle crosslinking reaction of the polymer particles during or after the polymerization reaction more quickly. Examples of the cross-linking reaction catalyst include strong acid catalysts such as dodecylbenzene sulfonic acid and paratoluene sulfonic acid, and polymerizable double bond-containing strong acid catalysts such as sulfoethyl methacrylate.

[その他の成分]
本発明の親水化処理剤には、着色した親水皮膜を形成する目的で、顔料を添加してもよい。添加する顔料としては、特に限定されるものではなく、無機顔料、有機顔料等、通常使用されている着色顔料を使用することができる。
[Other ingredients]
A pigment may be added to the hydrophilic treatment agent of the present invention for the purpose of forming a colored hydrophilic film. The pigment to be added is not particularly limited, and commonly used coloring pigments such as inorganic pigments and organic pigments can be used.

また、本発明の親水化処理剤は、付加したい機能に応じて任意に、その他の成分を必要量添加してもよい。その他の成分としては、例えば、界面活性剤、コロイダルシリカ、酸化チタン、糖類等の親水添加剤、タンニン酸、イミダゾール類、トリアジン類、トリアゾール類、グアニン類、ヒドラジン類、フェノール樹脂、ジルコニウム化合物、シランカップリング剤等の防錆添加剤、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ブロックイソシアネート、アミン、フェノール樹脂、シリカ、アルミニウム、ジルコニウム等の架橋剤、抗菌剤、分散剤、潤滑剤、消臭剤、溶剤等を挙げることができる。 Further, the hydrophilic treatment agent of the present invention may optionally contain other components in required amounts according to the function to be added. Other components include, for example, surfactants, colloidal silica, titanium oxide, hydrophilic additives such as sugars, tannic acid, imidazoles, triazines, triazoles, guanines, hydrazines, phenolic resins, zirconium compounds, silanes. Anticorrosive additives such as coupling agents, melamine resins, epoxy resins, blocked isocyanates, amines, phenolic resins, crosslinking agents such as silica, aluminum, zirconium, antibacterial agents, dispersants, lubricants, deodorants, solvents, etc. Can be mentioned.

<親水皮膜形成方法>
本発明の親水皮膜形成方法は、化成皮膜形成工程と、親水皮膜形成工程と、必須の工程として含む。本発明に係る親水皮膜形成方法を用いることによって、水が付着した状態での親水皮膜と金属基材表面との密着性に優れるとともに、常温のみならず低温においても親水持続性および排水性に優れた親水皮膜を形成することができる。特に、本発明に係る親水皮膜形成方法は、アルミニウムまたはその合金に対して好適に適用することができる方法である。なお、上記の効果は上記した本発明の特定の親水化処理剤を用いることによって奏する。このため、親水皮膜の形成方法としては一般的な方法を採用可能である。
<Method for forming hydrophilic film>
The hydrophilic film forming method of the present invention includes a chemical conversion film forming step, a hydrophilic film forming step, and an essential step. By using the method for forming a hydrophilic film according to the present invention, it is excellent in the adhesion between the hydrophilic film and the surface of the metal base material in the state where water is attached, and is excellent in the hydrophilic durability and drainage property not only at room temperature but also at low temperature. A hydrophilic film can be formed. In particular, the hydrophilic film forming method according to the present invention is a method that can be suitably applied to aluminum or its alloy. The above effects are exhibited by using the specific hydrophilic treatment agent of the present invention described above. Therefore, a general method can be adopted as the method for forming the hydrophilic film.

[脱脂処理工程]
本発明の親水皮膜形成方法は、化成皮膜形成工程と、親水皮膜形成工程と、必須の工程として含むが、化成皮膜形成工程に先立って、金属基材の表面を脱脂処理する脱脂処理工程を実施してもよい。脱脂処理工程で実施する脱脂処理としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、リン酸ナトリウム等のアルカリ溶液によるアルカリ脱脂のいずれでもよい。
[化成皮膜形成工程]
本発明の化成皮膜形成工程は、金属基材の表面に対して化成処理剤を接触させて化成皮膜を形成する工程である。化成皮膜形成工程で実施する化成処理としては、特に限定されるものではなく、例えば、リン酸クロメート処理、塗布型クロメート処理、ノンクロメート処理等が挙げられる。
[Degreasing process]
The hydrophilic film forming method of the present invention includes a chemical conversion film forming step, a hydrophilic film forming step, and an essential step, but prior to the chemical conversion film forming step, a degreasing treatment step of degreasing the surface of the metal base material is performed. You may. The degreasing treatment performed in the degreasing treatment step may be any of alkali degreasing with an alkaline solution of sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium phosphate or the like.
[Chemical conversion film formation process]
The chemical conversion film forming step of the present invention is a step of forming a chemical conversion film by bringing a chemical conversion treatment agent into contact with the surface of the metal base material. The chemical conversion treatment carried out in the chemical conversion film forming step is not particularly limited, and examples thereof include phosphoric acid chromate treatment, coating type chromate treatment, non-chromate treatment and the like.

化成皮膜形成工程において、リン酸クロメート処理を実施する場合には、無水クロム酸とリン酸に添加剤を加えた処理液を用いて行うことができる。リン酸クロメート処理は、処理液中への浸漬や処理液のスプレー等により行うことができる。用いる耐食樹脂プライマーとしては、アクリル、エポキシ、ポリエステル、フェノールまたはウレタン系の樹脂プライマー処理が挙げられる。 When the phosphoric acid chromate treatment is carried out in the chemical conversion film formation step, it can be carried out using a treatment liquid obtained by adding an additive to chromic anhydride and phosphoric acid. The phosphoric acid chromate treatment can be performed by immersion in the treatment liquid, spraying the treatment liquid, or the like. Examples of the corrosion-resistant resin primer used include acrylic, epoxy, polyester, phenol or urethane resin primer treatment.

リン酸クロメート処理により得られる化成皮膜は、クロム(Cr)量で3〜50mg/mであることが好ましい。3mg/m未満であると、防錆性が不十分であり、50mg/mを超えると、親水皮膜との反応が起こり親水性を低下させることになる。化成皮膜が形成されたアルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属基材は、通常水洗される。この際の水洗は、10〜30秒程度で行うことが好ましい。 The chemical conversion film obtained by the phosphoric acid chromate treatment preferably has a chromium (Cr) content of 3 to 50 mg/m 2 . If it is less than 3 mg/m 2 , the rust-preventive property is insufficient, and if it exceeds 50 mg/m 2 , a reaction with the hydrophilic film occurs to lower the hydrophilicity. The metal base material such as aluminum or aluminum alloy on which the chemical conversion film is formed is usually washed with water. The water washing at this time is preferably performed for about 10 to 30 seconds.

化成皮膜形成工程において、塗布型クロメート処理を実施する場合には、使用する処理剤は、ロールコーター等の塗布処理を用いたクロメート処理剤である。塗布型クロメート処理を実施する場合には、化成皮膜中のクロム量は5〜30mg/mとすることが好ましい。 When the coating type chromate treatment is carried out in the chemical conversion film forming step, the treating agent used is a chromate treating agent using a coating treatment such as a roll coater. When the coating type chromate treatment is performed, the amount of chromium in the chemical conversion film is preferably 5 to 30 mg/m 2 .

化成皮膜形成工程において、ノンクロメート処理を実施する場合には、使用する処理剤は、クロムを含有しない処理剤であり、例えば、ジルコニウム系処理剤を挙げることができる。ジルコニウム系処理剤としては、ポリアクリル酸と、ジルコンフッ化物との混合物等を挙げることができる。 When a non-chromate treatment is carried out in the chemical conversion film forming step, the treating agent used is a chromium-free treating agent, and examples thereof include a zirconium-based treating agent. Examples of the zirconium-based treating agent include a mixture of polyacrylic acid and zircon fluoride.

ジルコニウム系処理剤によって得られる化成皮膜中のZr量は、0.1〜40mg/mであることが好ましい。0.1mg/m未満であると、耐食性が不十分であり、40mg/mを超える場合には、不経済となる。化成皮膜形成工程としては、ジルコニウム系処理をクロメート処理の上に重ねて行うと、一層効果が大きい。 The Zr amount in the chemical conversion film obtained with the zirconium-based treatment agent is preferably 0.1 to 40 mg/m 2 . If it is less than 0.1 mg/m 2 , corrosion resistance is insufficient, and if it exceeds 40 mg/m 2 , it becomes uneconomical. When the zirconium-based treatment is superposed on the chromate treatment in the chemical conversion film forming step, the effect is further enhanced.

[耐食性表面処理工程]
アルミニウム基材等の金属基材の表面には、親水性と耐食性との両立が要求される場合が多いが、一般に、親水性に優れた皮膜である程、耐食性は低くなる。このため、本発明の親水皮膜形成方法においては、化成皮膜形成工程を実施した後、親水皮膜形成工程により親水皮膜を形成する前に、下地に耐食性皮膜を形成する目的で、耐食性表面処理工程を実施しもよい。耐食性表面処理工程は、化成皮膜形成工程により形成した化成皮膜に、有機樹脂によるプライマー処理を実施して、耐食性表面を形成する。
[Corrosion resistance surface treatment process]
In many cases, the surface of a metal substrate such as an aluminum substrate is required to have both hydrophilicity and corrosion resistance, but in general, the more hydrophilic the film, the lower the corrosion resistance. Therefore, in the hydrophilic film forming method of the present invention, after performing the chemical conversion film forming step, before forming the hydrophilic film by the hydrophilic film forming step, for the purpose of forming a corrosion resistant film on the base, a corrosion-resistant surface treatment step It may be carried out. In the corrosion resistant surface treatment step, the chemical conversion film formed in the chemical conversion film forming step is subjected to a primer treatment with an organic resin to form a corrosion resistant surface.

[親水皮膜形成工程]
親水皮膜形成工程、任意に耐食性表面処理が実施された化成皮膜に対して、上記した本発明の親水化処理剤を接触させて親水皮膜を形成する工程である。
[Hydrophilic film formation process]
The step of forming a hydrophilic film, and the step of forming a hydrophilic film by bringing the above-mentioned hydrophilic treatment agent of the present invention into contact with a chemical conversion film that has been optionally subjected to corrosion-resistant surface treatment.

本発明の親水化処理剤を塗布する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、ロールコート法、バーコート法、浸漬法、スプレー法、刷毛塗り法等が挙げられる。 The method of applying the hydrophilic treatment agent of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a roll coating method, a bar coating method, a dipping method, a spray method, and a brush coating method.

親水化処理剤を塗布後、120〜300℃の温度で3秒〜60分間の乾燥を実施し、焼き付けを実施することが好ましい。焼付け温度が120℃未満であると、十分な造膜性が得られず、水への浸漬後に親水皮膜が溶解するおそれがある。300℃を超えると、樹脂が分解し、親水皮膜の親水性が損なわれるおそれがある。 After applying the hydrophilic treatment agent, it is preferable to perform drying at a temperature of 120 to 300° C. for 3 seconds to 60 minutes and baking. If the baking temperature is lower than 120° C., sufficient film forming property cannot be obtained, and the hydrophilic film may be dissolved after immersion in water. If the temperature exceeds 300°C, the resin may decompose and the hydrophilicity of the hydrophilic film may be impaired.

<親水皮膜>
本発明の親水皮膜形成方法により形成される親水皮膜は、金属、特にアルミニウムおよびその合金表面上に形成される親水皮膜であり、水が付着した状態での親水皮膜と金属基材表面との密着性に優れるとともに、常温のみならず低温においても親水持続性および排水性に優れた親水皮膜である。
<Hydrophilic film>
The hydrophilic film formed by the method for forming a hydrophilic film of the present invention is a hydrophilic film formed on the surface of a metal, particularly aluminum and its alloy, and the adhesion between the hydrophilic film and the surface of the metal substrate in the state where water is attached. It is a hydrophilic film that is excellent not only in water resistance but also in water retention and drainage at room temperature as well as at room temperature.

親水皮膜の膜厚は、0.3〜10μmであることが好ましい。親水皮膜の膜厚が0.3μm未満であると、親水性および親水持続性が低下する傾向にある。親水皮膜の膜厚が10μm未満であると、排水性が低下する傾向にある。 The film thickness of the hydrophilic film is preferably 0.3 to 10 μm. If the film thickness of the hydrophilic film is less than 0.3 μm, the hydrophilicity and the hydrophilic sustainability tend to decrease. If the film thickness of the hydrophilic film is less than 10 μm, the drainage tends to decrease.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

<材料>
実施例および比較例で用いた材料を、以下に示す。
・PAA:ポリアクリル酸(重量平均分子量:20000、酸価780mgKOH/g)
・PVA:ポリビニルアルコール(重量平均分子量:20000、けん化度:98.5)
・PEO:ポリエチレンオキサイド(重量平均分子量:500000)
・PEG−1:ポリエチレングリコール(重量平均分子量:20000)
・PEG−2:ポリエチレングリコール(重量平均分子量:1000)
・PEO−PPO:ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物(重量平均分子量:15500)
・樹脂粒子:架橋性微粒子(製造方法を後述する)
<Material>
The materials used in Examples and Comparative Examples are shown below.
-PAA: polyacrylic acid (weight average molecular weight: 20000, acid value 780 mgKOH/g)
PVA: polyvinyl alcohol (weight average molecular weight: 20000, saponification degree: 98.5)
-PEO: polyethylene oxide (weight average molecular weight: 500000)
-PEG-1: polyethylene glycol (weight average molecular weight: 20000)
-PEG-2: polyethylene glycol (weight average molecular weight: 1000)
PEO-PPO: polyoxyethylene-polyoxypropylene condensate (weight average molecular weight: 15500)
-Resin particles: crosslinkable fine particles (manufacturing method will be described later)

[架橋性微粒子の製造方法]
メトキシプロパノール200質量部に、N−メチロールアクリルアミド60質量部およびメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(繰り返し単位数:100のポリエチレン鎖)20質量部、アクリル酸10質量部、アクリルアミド10質量部を溶解させたモノマー溶液と、メトキシプロパノール50質量部に「ACVA」(大塚化学株式会社製、アゾ系開始剤)1質量部を溶解させた溶液とを、それぞれ別口から、窒素雰囲気下105℃で、メトキシプロパノール150質量部に3時間かけて滴下し、さらに1時間加熱攪拌して重合させた。
[Method for producing crosslinkable fine particles]
A monomer solution prepared by dissolving 200 parts by mass of methoxypropanol, 60 parts by mass of N-methylolacrylamide, 20 parts by mass of methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (polyethylene chain of 100 repeating units), 10 parts by mass of acrylic acid, and 10 parts by mass of acrylamide. And a solution prepared by dissolving 1 part by mass of "ACVA" (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd., azo-based initiator) in 50 parts by mass of methoxypropanol, each through a separate port at 105°C under a nitrogen atmosphere and 150 parts by mass of methoxypropanol Was added dropwise to 3 parts over 3 hours, and the mixture was heated with stirring for 1 hour for polymerization.

得られた分散液において、架橋性微粒子の平均粒子径は350nm、架橋性微粒子の水膨潤率は1.15、粘度フォードカップはNo.4で18秒、固形分濃度は20質量%であった。 In the obtained dispersion liquid, the average particle diameter of the crosslinkable fine particles was 350 nm, the water swelling ratio of the crosslinkable fine particles was 1.15, and the viscosity Ford cup was No. No. 4 for 18 seconds and the solid content concentration was 20% by mass.

<実施例1〜7、比較例1〜7>
[親水化処理剤の調製]
表1および表2に示す成分を、表1および表2に示す割合で混合して、実施例および比較例に用いる親水化処理剤を調製した。なお、表中における数字は、親水化処理剤の固形分中の固形分含有率(単位:質量%)である。
<Examples 1 to 7, Comparative Examples 1 to 7>
[Preparation of hydrophilic treatment agent]
The components shown in Table 1 and Table 2 were mixed in the proportions shown in Table 1 and Table 2 to prepare hydrophilic treatment agents used in Examples and Comparative Examples. In addition, the number in the table is the solid content rate (unit: mass %) in the solid content of the hydrophilic treatment agent.

[試験板の作製]
(脱脂処理工程)
150mm×200mm×0.13mmの1000系アルミニウム材を準備し、日本ペイント株式会社製サーフクリーナーEC370の1%溶液を用いて、70℃で5秒間、脱脂処理を実施した。
[Preparation of test plate]
(Degreasing process)
A 150 mm×200 mm×0.13 mm 1000 series aluminum material was prepared, and a degreasing treatment was performed at 70° C. for 5 seconds using a 1% solution of Surf Cleaner EC370 manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.

(化成皮膜形成工程)
続いて、日本ペイント株式会社製アルサーフ4130の10%溶液を用いて、40℃5秒間リン酸クロメート処理を実施して、化成皮膜を形成した。
(Chemical conversion film formation process)
Then, using a 10% solution of Alsurf 4130 manufactured by Nippon Paint Co., Ltd., phosphoric acid chromate treatment was carried out at 40° C. for 5 seconds to form a chemical conversion film.

(親水皮膜形成工程)
次いで、上記で調製した親水化処理剤を固形分5%に調整し、バーコーター#4で、上記で得られた化成皮膜を有するアルミニウム材に塗布し、220℃で20秒間加熱して乾燥させて、試験板を作製した。親水化処理剤の塗布量は、乾燥後の親水皮膜の膜厚が1μmとなるように調整した。
(Hydrophilic film forming process)
Next, the hydrophilic treatment agent prepared above was adjusted to a solid content of 5%, and applied to the aluminum material having the chemical conversion coating obtained above with a bar coater #4, and heated at 220° C. for 20 seconds to be dried. Then, a test plate was prepared. The coating amount of the hydrophilic treatment agent was adjusted such that the film thickness of the hydrophilic film after drying was 1 μm.

<評価>
得られた各試験板について、以下の評価を実施した。
<Evaluation>
The following evaluation was implemented about each obtained test board.

[初期親水性]
試験板の水滴との接触角を評価した。水接触角は、自動接触角計(型番:DMo−701SA、協和界面科学(株)製)を用いて測定した。測定した接触角は、室温環境下、滴下後30秒後における、試験板と水滴との接触角である。評価結果を表1および表2に示す。なお、接触角が10°未満であれば、親水性が良好であると認められる。
[Initial hydrophilicity]
The contact angle of the test plate with the water droplet was evaluated. The water contact angle was measured using an automatic contact angle meter (model number: DMo-701SA, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). The measured contact angle is the contact angle between the test plate and the water drop 30 seconds after the dropping in a room temperature environment. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2. If the contact angle is less than 10°, the hydrophilicity is considered to be good.

[親水持続性]
試験板を、純水中に240時間浸漬し、引き上げて、乾燥させた。続いて、乾燥させた試験板の水滴との水接触角を測定した。接触角の測定は、自動接触角計(型番:DMo−701SA、協和界面科学(株)製)を用いて測定した。測定した接触角は、室温環境下、滴下後30秒後における、試験板と水滴との接触角である。評価結果を表1および表2に示す。水接触角が、10°未満であれば、親水持続性が良好であると認められる。
[Hydrophilicity]
The test plate was immersed in pure water for 240 hours, pulled up, and dried. Then, the water contact angle with the water drop of the dried test plate was measured. The contact angle was measured using an automatic contact angle meter (model number: DMo-701SA, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). The measured contact angle is the contact angle between the test plate and the water drop 30 seconds after the dropping in a room temperature environment. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2. If the water contact angle is less than 10°, it is recognized that the hydrophilicity is good.

[WET密着性]
試験板に、純水を霧吹きし、指で約500gの加重がかかるようにして、皮膜を擦った。1往復を1回とし、試験板の素地が露出するまでの回数を評価した。評価結果を表1および表2に示す。試験板の素地が露出するまでの回数が8回以上であれば、密着性が良好であると認められる。
[WET adhesion]
Pure water was sprayed on the test plate, and the coating was rubbed with a finger so that a weight of about 500 g was applied. One reciprocation was once, and the number of times until the base material of the test plate was exposed was evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2. Adhesion is considered to be good if the number of times until the base material of the test plate is exposed is 8 or more.

[低温における親水持続性]
試験板を、−20℃の恒温槽に16時間暴露し、続いて、流水に7時間浸漬した後、40℃で1時間乾燥させることを1サイクルとして、10サイクルを実施した後、乾燥させた。続いて、乾燥させた試験板の水滴との水接触角を測定した。接触角の測定は、自動接触角計(型番:DMo−701SA、協和界面科学(株)製)を用いて測定した。測定した接触角は、室温環境下、滴下後30秒後における、試験板と水滴との接触角である。以下に、評価基準を示す。
◎:20°以下
〇:20°超、30°以下
△:30°超、50°以下
×:50°超
[低温における排水性]
試験板を、−20℃の恒温槽に16時間暴露し、続いて、流水に7時間浸漬した後、40℃で1時間乾燥させることを1サイクルとして、10サイクルを実施した後、乾燥させた。続いて、乾燥させた親水皮膜に対する水滴の転落角を評価した。具体的には、自動接触角計(型番:DMo−701SA、協和界面科学(株)製)を用いて、室温環境下、滴下後30秒後における、親水皮膜と水滴との水転落角を測定した。以下に、評価基準を示す。
◎:30°以下
〇:30°超、50°以下
△:50°超、70°以下
×:70°超
[Hydrophilicity persistence at low temperature]
The test plate was exposed to a constant temperature bath of −20° C. for 16 hours, subsequently immersed in running water for 7 hours, and then dried at 40° C. for 1 hour as one cycle. After 10 cycles, the test plate was dried. .. Then, the water contact angle with the water drop of the dried test plate was measured. The contact angle was measured using an automatic contact angle meter (model number: DMo-701SA, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). The measured contact angle is the contact angle between the test plate and the water drop 30 seconds after the dropping in a room temperature environment. The evaluation criteria are shown below.
◎: 20° or less ○: 20° or more, 30° or less △: 30° or more, 50° or less ×: 50° or more [Drainage property at low temperature]
The test plate was exposed to a constant temperature bath of −20° C. for 16 hours, subsequently immersed in running water for 7 hours, and then dried at 40° C. for 1 hour as one cycle. After 10 cycles, the test plate was dried. .. Subsequently, the falling angle of water droplets on the dried hydrophilic film was evaluated. Specifically, an automatic contact angle meter (model number: DMo-701SA, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) was used to measure the water falling angle between the hydrophilic film and the water droplet in the room temperature environment 30 seconds after the dropping. did. The evaluation criteria are shown below.
◎: 30° or less ◯: 30° or more, 50° or less △: 50° or more, 70° or less ×: more than 70°

Figure 2020105426
Figure 2020105426

Figure 2020105426
Figure 2020105426

本発明に係る親水化処理剤によれば、水が付着した状態での親水皮膜と金属基材表面との密着性に優れるとともに、常温のみならず低温においても親水持続性および排水性に優れた親水皮膜を形成することができる。このため、本発明に係る親水化処理剤は、特に、寒冷地における空調機等の熱交換器のフィンとなる金属基材の表面に、好ましく利用することができる。 The hydrophilic treatment agent according to the present invention has excellent adhesion between the hydrophilic film and the surface of the metal substrate in a state where water is attached, and has excellent hydrophilic persistence and drainage properties not only at room temperature but also at low temperature. A hydrophilic film can be formed. Therefore, the hydrophilic treatment agent according to the present invention can be preferably used particularly on the surface of a metal base material that serves as fins of a heat exchanger such as an air conditioner in a cold region.

Claims (5)

金属基材の表面に親水皮膜を形成するための親水化処理剤であって、
アクリル酸モノマーに由来する繰り返し単位および/またはメタクリル酸モノマーに由来する繰り返し単位を含む(メタ)アクリル系樹脂(A)、ポリビニルアルコール(B)、ポリアルキレンエーテル樹脂(C)、および架橋性微粒子(D)、を含有し、
前記(メタ)アクリル系樹脂(A)は、
(1)スルホ基を有するモノマーに由来する繰り返し単位およびアミド基を有するモノマーに由来する繰り返し単位を有さず、
(2)重量平均分子量が20000〜2000000であり、
(3)樹脂固形分酸価が100〜800mgKOH/gであり、
前記ポリアルキレンエーテル樹脂(C)は、重量平均分子量が5000〜500000であり、
前記架橋性微粒子(D)は、下記式(I)で表されるモノマー(a)30〜95質量%、ポリオキシアルキレン鎖および重合性二重結合を有するモノマー(b)5〜60質量%、並びに、その他の重合性モノマー(c)0〜50質量%を共重合してなり、
Figure 2020105426
(式中、Rは、水素またはメチル基を表す。Rは、CHまたはCを表す。)
前記親水化処理剤の全固形分における、前記(メタ)アクリル系樹脂(A)の含有率が10質量%以上20質量%以下であり、前記ポリビニルアルコール(B)の含有率が10質量%以上20質量%以下であり、前記ポリアルキレンエーテル樹脂(C)の含有率が40質量%以上55質量%以下であり、前記架橋性微粒子(D)の含有率が20質量%より大きく30質量%未満である親水化処理剤。
A hydrophilic treatment agent for forming a hydrophilic film on the surface of a metal substrate,
(Meth)acrylic resin (A) containing a repeating unit derived from an acrylic acid monomer and/or a repeating unit derived from a methacrylic acid monomer, polyvinyl alcohol (B), polyalkylene ether resin (C), and crosslinkable fine particles ( D),
The (meth)acrylic resin (A) is
(1) Does not have a repeating unit derived from a monomer having a sulfo group and a repeating unit derived from a monomer having an amide group,
(2) the weight average molecular weight is 20,000 to 2,000,000,
(3) The resin solid content acid value is 100 to 800 mgKOH/g,
The polyalkylene ether resin (C) has a weight average molecular weight of 5,000 to 500,000,
The crosslinkable fine particles (D) are 30 to 95 mass% of a monomer (a) represented by the following formula (I), 5 to 60 mass% of a monomer (b) having a polyoxyalkylene chain and a polymerizable double bond, And a copolymerization of 0 to 50 mass% of other polymerizable monomer (c),
Figure 2020105426
(In the formula, R 1 represents hydrogen or a methyl group. R 2 represents CH 2 or C 2 H 4. )
The content of the (meth)acrylic resin (A) is 10% by mass or more and 20% by mass or less, and the content of the polyvinyl alcohol (B) is 10% by mass or more in the total solid content of the hydrophilic treatment agent. 20% by mass or less, the content of the polyalkylene ether resin (C) is 40% by mass or more and 55% by mass or less, and the content of the crosslinkable fine particles (D) is more than 20% by mass and less than 30% by mass. Which is a hydrophilic treatment agent.
前記ポリアルキレンエーテル樹脂(C)は、重量平均分子量が5000〜50000である、請求項1に記載の親水化処理剤。 The hydrophilic treatment agent according to claim 1, wherein the polyalkylene ether resin (C) has a weight average molecular weight of 5,000 to 50,000. 金属基材の表面に対して化成処理剤を接触させて化成皮膜を形成する化成皮膜形成工程と、
前記化成皮膜に対して請求項1または2に記載の親水化処理剤を接触させて親水皮膜を形成する親水皮膜形成工程と、を含む親水皮膜形成方法。
A chemical conversion film forming step of forming a chemical conversion film by bringing a chemical conversion treatment agent into contact with the surface of the metal substrate;
A hydrophilic film forming method, comprising the step of bringing the hydrophilic treatment agent according to claim 1 or 2 into contact with the chemical conversion film to form a hydrophilic film.
請求項3に記載の親水皮膜形成方法によって前記金属基材の表面に形成された親水皮膜。 A hydrophilic film formed on the surface of the metal substrate by the hydrophilic film forming method according to claim 3. 前記親水皮膜の膜厚は、0.3〜10μmである、請求項4に記載の親水皮膜。 The hydrophilic film according to claim 4, wherein the hydrophilic film has a thickness of 0.3 to 10 µm.
JP2018246673A 2018-12-28 2018-12-28 Hydrophilic treatment agent, method for forming hydrophilic film, and hydrophilic film Active JP7194587B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018246673A JP7194587B2 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Hydrophilic treatment agent, method for forming hydrophilic film, and hydrophilic film
KR1020217018471A KR20210107663A (en) 2018-12-28 2019-12-25 Hydrophilic treatment agent, hydrophilic film formation method, and hydrophilic film
CN201980085532.0A CN113226571B (en) 2018-12-28 2019-12-25 Hydrophilizing agent, method for forming hydrophilic coating film, and hydrophilic coating film
PCT/JP2019/050801 WO2020138155A1 (en) 2018-12-28 2019-12-25 Hydrophilizing agent, method for forming hydrophilic film, and hydrophilic film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018246673A JP7194587B2 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Hydrophilic treatment agent, method for forming hydrophilic film, and hydrophilic film

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020105426A true JP2020105426A (en) 2020-07-09
JP7194587B2 JP7194587B2 (en) 2022-12-22

Family

ID=71125940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018246673A Active JP7194587B2 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Hydrophilic treatment agent, method for forming hydrophilic film, and hydrophilic film

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7194587B2 (en)
KR (1) KR20210107663A (en)
CN (1) CN113226571B (en)
WO (1) WO2020138155A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116333551A (en) * 2022-12-20 2023-06-27 厦门为正生物科技股份有限公司 Micro-fluidic chip surface treating agent, preparation method and application thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014000534A (en) * 2012-06-19 2014-01-09 Nippon Paint Co Ltd Hydrophilic coating film covering method of aluminum fin material, aluminum fin material and aluminum heat exchanger
WO2016002484A1 (en) * 2014-06-30 2016-01-07 日本ペイント・サーフケミカルズ株式会社 Method for coating aluminum fin material with hydrophilic film, aluminum fin material, and aluminum heat exchanger
JP2016222879A (en) * 2015-06-03 2016-12-28 日本ペイント・サーフケミカルズ株式会社 Hydrophilization treatment agent, hydrophilic film forming method, and hydrophilic film
JP2018177910A (en) * 2017-04-07 2018-11-15 日本ペイント・サーフケミカルズ株式会社 Hydrophilization treatment agent, and formation method of hydrophilic coated film

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2780250B2 (en) 1993-05-07 1998-07-30 日本ペイント株式会社 Hydrophilic surface treatment agent, hydrophilic surface treatment bath and surface treatment method for aluminum material
JP3507533B2 (en) 1993-10-06 2004-03-15 日本ペイント株式会社 Aqueous hydrophilic surface treatment solution, hydrophilic surface treatment method and hydrophilic surface treatment film
JPH06322292A (en) 1993-03-18 1994-11-22 Nippon Paint Co Ltd Polymer composition for hydrophilic treatment
JPH08120003A (en) 1994-10-24 1996-05-14 Kansai Paint Co Ltd Hydrophilic crosslinked polymer microparticle and its production
JP2000248225A (en) 1999-03-01 2000-09-12 Kansai Paint Co Ltd Composition for hydrophilic treatment, and hydrophilic treatment
JP4834194B2 (en) 2001-04-04 2011-12-14 関西ペイント株式会社 Water-based paint composition
JP4464076B2 (en) 2003-06-09 2010-05-19 日本ペイント株式会社 Crosslinkable fine particles, hydrophilic treatment agent, hydrophilic film coating method and hydrophilic film
JP2018023932A (en) * 2016-08-10 2018-02-15 日本ペイント・サーフケミカルズ株式会社 Hydrophilic film coating method of aluminum fin material, aluminum fin material, and heat-exchanger made of aluminum

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014000534A (en) * 2012-06-19 2014-01-09 Nippon Paint Co Ltd Hydrophilic coating film covering method of aluminum fin material, aluminum fin material and aluminum heat exchanger
WO2016002484A1 (en) * 2014-06-30 2016-01-07 日本ペイント・サーフケミカルズ株式会社 Method for coating aluminum fin material with hydrophilic film, aluminum fin material, and aluminum heat exchanger
JP2016222879A (en) * 2015-06-03 2016-12-28 日本ペイント・サーフケミカルズ株式会社 Hydrophilization treatment agent, hydrophilic film forming method, and hydrophilic film
JP2018177910A (en) * 2017-04-07 2018-11-15 日本ペイント・サーフケミカルズ株式会社 Hydrophilization treatment agent, and formation method of hydrophilic coated film

Also Published As

Publication number Publication date
CN113226571A (en) 2021-08-06
JP7194587B2 (en) 2022-12-22
CN113226571B (en) 2022-12-23
KR20210107663A (en) 2021-09-01
WO2020138155A1 (en) 2020-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5995546B2 (en) Method for coating hydrophilic film of aluminum fin material, aluminum fin material, and aluminum heat exchanger
JP6618903B2 (en) Method for coating hydrophilic film on aluminum fin material, aluminum fin material and aluminum heat exchanger
JP6654814B2 (en) Hydrophilizing agent, hydrophilic film forming method and hydrophilic film
JP5712777B2 (en) Heat exchanger made of aluminum or aluminum alloy
JP5600081B2 (en) Pre-coated fin material for heat exchanger and heat exchanger
JP2011148889A (en) Hydrophilicizing treatment agent
JP4464076B2 (en) Crosslinkable fine particles, hydrophilic treatment agent, hydrophilic film coating method and hydrophilic film
JP2018023932A (en) Hydrophilic film coating method of aluminum fin material, aluminum fin material, and heat-exchanger made of aluminum
KR102529695B1 (en) Hydrophilic treatment agent and method for forming hydrophilic film
WO2020138155A1 (en) Hydrophilizing agent, method for forming hydrophilic film, and hydrophilic film
JP5180145B2 (en) Crosslinkable fine particles, hydrophilic treatment agent, hydrophilic film coating method and hydrophilic film
JP6316612B2 (en) Highly hydrophilic coating composition and use thereof
JP2009179811A5 (en)
JP2002302644A (en) Aqueous coating composition
JP4467264B2 (en) Fin coating composition and fin material
WO2016170698A1 (en) Water-based surface-treating agent, process for producing coating film, and surface-treated material
JPH0389974A (en) Method for forming hydrophilic film

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211012

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221115

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7194587

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150