JP2512452B2 - アルミニウムの親水性処理方法 - Google Patents
アルミニウムの親水性処理方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金の
表面を親水性処理する方法に関するものであり、さらに
詳しく述べるならばアルミニウム製熱交換器の放熱部お
よび冷却部を構成するフインの表面を親水化処理する方
法に関するものである。
表面を親水性処理する方法に関するものであり、さらに
詳しく述べるならばアルミニウム製熱交換器の放熱部お
よび冷却部を構成するフインの表面を親水化処理する方
法に関するものである。
従来、アルミニウムもしくはアルミニウム合金（以
下、「アルミニウム」と総称する）より構成されるアル
ミニウム製熱交換器のフイン等において、白錆防止を目
的とした表面処理として陽極酸化皮膜、ベーマイト皮
膜、並に樹脂皮膜処理などが行われているが、これらの
処理により形成される皮膜表面は水濡れ性がほとんどな
く、むしろ發水性がある。又、白錆防止のためクロメー
ト化成皮膜処理なども行なわれている。クロメート化成
皮膜は皮膜形成初期には多少の水濡れ性があるが、クロ
メート処理だけでは十分な親水性は得られない。またク
ロメート化成皮膜は特に加温乾燥条件下における経時に
よって、親水性面から疎水性面に変化する傾向があるの
で熱交換器のフインの皮膜としては問題がある。
下、「アルミニウム」と総称する）より構成されるアル
ミニウム製熱交換器のフイン等において、白錆防止を目
的とした表面処理として陽極酸化皮膜、ベーマイト皮
膜、並に樹脂皮膜処理などが行われているが、これらの
処理により形成される皮膜表面は水濡れ性がほとんどな
く、むしろ發水性がある。又、白錆防止のためクロメー
ト化成皮膜処理なども行なわれている。クロメート化成
皮膜は皮膜形成初期には多少の水濡れ性があるが、クロ
メート処理だけでは十分な親水性は得られない。またク
ロメート化成皮膜は特に加温乾燥条件下における経時に
よって、親水性面から疎水性面に変化する傾向があるの
で熱交換器のフインの皮膜としては問題がある。
一方熱交換器の多くは、放熱あるいは冷却効果を向上
させるために放熱部および冷却部の面積を出来る限り大
きくとる様設計されているため、フインの間隔が極めて
せまい。このため、冷却用として用いる場合、大気中の
水分が熱交換器表面、特にフイン間隙に凝縮する。凝縮
した水は、フイン表面が疎水性面である程水滴になり易
く、且つフイン間隙で目詰りを起して通風抵抗が増加
し、熱交換率を低下させる。
させるために放熱部および冷却部の面積を出来る限り大
きくとる様設計されているため、フインの間隔が極めて
せまい。このため、冷却用として用いる場合、大気中の
水分が熱交換器表面、特にフイン間隙に凝縮する。凝縮
した水は、フイン表面が疎水性面である程水滴になり易
く、且つフイン間隙で目詰りを起して通風抵抗が増加
し、熱交換率を低下させる。
又、フイン間隙に溜った水滴は熱交換器の送風機によ
って飛散し易くなり、熱交換器の下部に設置した水滴受
皿で受けきれず、熱交換器の近傍を水で汚す。
って飛散し易くなり、熱交換器の下部に設置した水滴受
皿で受けきれず、熱交換器の近傍を水で汚す。
従って、水滴がフイン間隙に残り水滴による目詰りを
起させない様にするため、アルミニウム表面に親水性を
与え、水濡れ性を向上させる処理が提案されている。特
に、水ガラス等の珪酸塩でフインを処理する方法は、水
濡性、耐熱性が高く、価格も安いところから、多くの方
法が提案されている。珪酸塩等の無機化合物と有機化合
物の使用方法の観点から従来の方法を整理すると、次の
四つの層構成方法に分けられる。
起させない様にするため、アルミニウム表面に親水性を
与え、水濡れ性を向上させる処理が提案されている。特
に、水ガラス等の珪酸塩でフインを処理する方法は、水
濡性、耐熱性が高く、価格も安いところから、多くの方
法が提案されている。珪酸塩等の無機化合物と有機化合
物の使用方法の観点から従来の方法を整理すると、次の
四つの層構成方法に分けられる。
そのひとつの方法イは、化成処理したアルミニウム表面
に直接珪酸塩水溶液を塗布し、乾燥する方法である。こ
の方法としては、例えば、特開昭50-38645がある。次の
方法ロとして特開昭60-221582号公報は、アルミニウム
板上にケイ酸塩、ベーマイト等より構成される親水性無
機皮膜層を形成し、その上に重合度が50以上の親水性有
機高分子皮膜を形成したフイン材を開示している。
に直接珪酸塩水溶液を塗布し、乾燥する方法である。こ
の方法としては、例えば、特開昭50-38645がある。次の
方法ロとして特開昭60-221582号公報は、アルミニウム
板上にケイ酸塩、ベーマイト等より構成される親水性無
機皮膜層を形成し、その上に重合度が50以上の親水性有
機高分子皮膜を形成したフイン材を開示している。
別法ハとして、アルミニウム表面に予め有機高分子皮
膜を形成後、この上に珪酸塩溶液を塗布し、乾燥する方
法等が提案されている。この方法は例えば特開昭56-205
596号公報に記載のものがある。この公報に開示された
フイン材は、アルミニウム板上に有機高分子樹脂耐食皮
膜を形成し、その上にシリカゾル、ケイ酸、水ガラスな
どのケイ酸塩より構成される親水性皮膜を形成したもで
ある。
膜を形成後、この上に珪酸塩溶液を塗布し、乾燥する方
法等が提案されている。この方法は例えば特開昭56-205
596号公報に記載のものがある。この公報に開示された
フイン材は、アルミニウム板上に有機高分子樹脂耐食皮
膜を形成し、その上にシリカゾル、ケイ酸、水ガラスな
どのケイ酸塩より構成される親水性皮膜を形成したもで
ある。
他の別法ニとして有機高分子化合物と無機珪酸塩の混
合物をアルミニウム表面に塗布する提案がされている。
この提案は例えば次の公開公報に見られる。
合物をアルミニウム表面に塗布する提案がされている。
この提案は例えば次の公開公報に見られる。
特開昭61-8598号公報は、スチレンマレイン酸共重合
体、ポリアクリルアミド、ブチレンマレイン酸共重合
体、ポリアクリル酸あるいはこれらの塩と、xM2O・ySiO
2（Ｍ＝Li,Na,K,y/x≧２）で示されるケイ酸塩化合物と
の混合物を被覆層とするフイン材を開示している。
体、ポリアクリルアミド、ブチレンマレイン酸共重合
体、ポリアクリル酸あるいはこれらの塩と、xM2O・ySiO
2（Ｍ＝Li,Na,K,y/x≧２）で示されるケイ酸塩化合物と
の混合物を被覆層とするフイン材を開示している。
特開昭60-101156号公報は、アルカリケイ酸塩とカル
ボニル基を含む化合物（アルデヒド類、エステル類、ア
ミド類など）を含むアルミニウムの親水性皮膜形成剤を
開示している。
ボニル基を含む化合物（アルデヒド類、エステル類、ア
ミド類など）を含むアルミニウムの親水性皮膜形成剤を
開示している。
次に、アルミニウムの親水性処理に有機化合物を用い
る従来技術のうち、特開昭59-2055596号は有機溶剤を使
用する方法に関する。すなわち、同公報に示された有機
化合物は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン
系樹脂、たとえばポリ塩化ビニル−酢酸ビニル、ポリエ
チレン、ポリプロピレンのようなビニル系樹脂、スチロ
ール系樹脂、フエノール系樹脂、フッ素系樹脂、ケイ素
系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ポリカーボネイト
系樹脂、ポリアミド系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリエ
ステル系樹脂、ユリアメラミン系樹脂、ポリアセタール
系樹脂および繊維素系樹脂などであり、これらは有機溶
剤を使用して塗布されることが多い。一方、前掲特開昭
60-101156号公報に記載されたアルミニウムの親水性処
理剤に含有されるカルボニル基を有する低分子有機化合
物（例えばグリオキザール）および水溶性有機高分子化
合物（例えばアクリルアミドとアクリル酸の共重合体）
は水に希釈されてアルミニウム上に塗布されそして加熱
乾燥される。
る従来技術のうち、特開昭59-2055596号は有機溶剤を使
用する方法に関する。すなわち、同公報に示された有機
化合物は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン
系樹脂、たとえばポリ塩化ビニル−酢酸ビニル、ポリエ
チレン、ポリプロピレンのようなビニル系樹脂、スチロ
ール系樹脂、フエノール系樹脂、フッ素系樹脂、ケイ素
系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ポリカーボネイト
系樹脂、ポリアミド系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリエ
ステル系樹脂、ユリアメラミン系樹脂、ポリアセタール
系樹脂および繊維素系樹脂などであり、これらは有機溶
剤を使用して塗布されることが多い。一方、前掲特開昭
60-101156号公報に記載されたアルミニウムの親水性処
理剤に含有されるカルボニル基を有する低分子有機化合
物（例えばグリオキザール）および水溶性有機高分子化
合物（例えばアクリルアミドとアクリル酸の共重合体）
は水に希釈されてアルミニウム上に塗布されそして加熱
乾燥される。
さらに、有機化合物としてポリアクリルアミドを親水
性処理に使用する従来技術について検討すると、特開昭
60-101156号公報、特開昭61-8598号公報に示されている
ように、ポリアクリルアミドを親水性処理剤として用い
ることは公知であるが、水溶液中濃度が低い場合には均
一に混合しているが、乾燥段階等で濃度が上昇するに従
ってアルカリ珪酸塩層とポリマー層が相分離を起すため
に、性能の再現性に屡々バラツキを生じる欠点がある。
性処理に使用する従来技術について検討すると、特開昭
60-101156号公報、特開昭61-8598号公報に示されている
ように、ポリアクリルアミドを親水性処理剤として用い
ることは公知であるが、水溶液中濃度が低い場合には均
一に混合しているが、乾燥段階等で濃度が上昇するに従
ってアルカリ珪酸塩層とポリマー層が相分離を起すため
に、性能の再現性に屡々バラツキを生じる欠点がある。
特開昭60-221582号の方法では、ポリアクリルアミド
を親水性有機皮膜形成剤として、親水性無機皮膜層上に
形成し、重合度を適宜調整した親水性有機高分子皮膜層
により、加工時のプエス油の溶剤脱脂を容易にするとと
もに、親水性無機皮膜上に脱脂後残存した親水性有機高
分子層により無機親水性皮膜のピンホールを埋めること
が提案されている。なお、同公報ではポリアクリルアミ
ドはジルコニウム、チタニウム等の化合物よりなる架橋
剤により、親水基がすべて架橋されない範囲で架橋され
る。上記公報のフイン材が、熱交換器用部材として溶剤
脱脂された後に最終的に親水性皮膜として残るのは珪酸
塩処理やベーマイト処理によって生成した最下層の無機
親水性皮膜層である。
を親水性有機皮膜形成剤として、親水性無機皮膜層上に
形成し、重合度を適宜調整した親水性有機高分子皮膜層
により、加工時のプエス油の溶剤脱脂を容易にするとと
もに、親水性無機皮膜上に脱脂後残存した親水性有機高
分子層により無機親水性皮膜のピンホールを埋めること
が提案されている。なお、同公報ではポリアクリルアミ
ドはジルコニウム、チタニウム等の化合物よりなる架橋
剤により、親水基がすべて架橋されない範囲で架橋され
る。上記公報のフイン材が、熱交換器用部材として溶剤
脱脂された後に最終的に親水性皮膜として残るのは珪酸
塩処理やベーマイト処理によって生成した最下層の無機
親水性皮膜層である。
第１番目に述べた従来の親水性処理層構成方法 イ．（化成処理したアルミニウムに直接珪酸塩水溶液塗
布）により形成される皮膜は、親水性皮膜ではあるが耐
食性皮膜ではないため、皮膜形成によりかえって、耐食
性が低下し、白錆発生傾向が高まるなどの欠点があっ
た。
布）により形成される皮膜は、親水性皮膜ではあるが耐
食性皮膜ではないため、皮膜形成によりかえって、耐食
性が低下し、白錆発生傾向が高まるなどの欠点があっ
た。
第２番目に述べた従来の親水性処理層構成方法ロ（無
機皮膜形成後、有機高分子皮膜形成）では、親水性皮膜
の主体はベーマイト、珪酸塩等の無機皮膜であって、有
機皮膜は、上記無機皮膜がプレス油で汚染され撥水性と
なるのを防ぐのが主目的で、この目的を果して後は、プ
レス油と共に脱脂工程で除去されるために、耐食性は勿
論親水性も不充分なものであった。
機皮膜形成後、有機高分子皮膜形成）では、親水性皮膜
の主体はベーマイト、珪酸塩等の無機皮膜であって、有
機皮膜は、上記無機皮膜がプレス油で汚染され撥水性と
なるのを防ぐのが主目的で、この目的を果して後は、プ
レス油と共に脱脂工程で除去されるために、耐食性は勿
論親水性も不充分なものであった。
第３番目に述べた従来の親水性処理層構成方法ハ（有
機高分子皮膜形成後、珪酸塩皮膜形成）では、耐食性と
初期の親水性は充分であるが、上層の珪酸塩が凝縮水で
流去され易いため、親水持続性が悪いという欠点があっ
た。
機高分子皮膜形成後、珪酸塩皮膜形成）では、耐食性と
初期の親水性は充分であるが、上層の珪酸塩が凝縮水で
流去され易いため、親水持続性が悪いという欠点があっ
た。
第４番目に述べた従来の親水性処理層構成方法ニ（有
機高分子と珪酸塩の混合物塗布）でアルミニウム上に形
成される皮膜に含まれる珪酸塩は親水性であるため、こ
の方法で処理されたフインはアルミニウムの白錆発生を
促進する傾向がある。また、アルミニウム上に混合物を
塗布し、乾燥する段階で珪酸塩と有機高分子が相分離す
るため製造条件による性能のばらつきが大きく、フイン
の親水性は不十分になる場合が多い。
機高分子と珪酸塩の混合物塗布）でアルミニウム上に形
成される皮膜に含まれる珪酸塩は親水性であるため、こ
の方法で処理されたフインはアルミニウムの白錆発生を
促進する傾向がある。また、アルミニウム上に混合物を
塗布し、乾燥する段階で珪酸塩と有機高分子が相分離す
るため製造条件による性能のばらつきが大きく、フイン
の親水性は不十分になる場合が多い。
そこで、本発明者らは、従来技術を種々検討の結果、
アルミニウム上に塗布する有機高分子皮膜についてさら
に検討を行なった。
アルミニウム上に塗布する有機高分子皮膜についてさら
に検討を行なった。
上記のような耐水、耐食性のある有機高分子皮膜を下
塗りとして用いる特開昭59-205596号公報の方法は、有
機溶剤を使用することが多いため、火災や環境汚染の問
題があると同時に、生成した下塗り塗膜の親水性が低い
ために水ガラス水溶液を上塗りとして薄く均一に塗布す
ることが困難である。
塗りとして用いる特開昭59-205596号公報の方法は、有
機溶剤を使用することが多いため、火災や環境汚染の問
題があると同時に、生成した下塗り塗膜の親水性が低い
ために水ガラス水溶液を上塗りとして薄く均一に塗布す
ることが困難である。
よって、本発明者は有機高分子化合物の水溶液をアル
ミニウムに塗布する方法を検討した。下塗りに用いる水
溶性有機化合物には、種々のものがあるが、入手し易く
安価であること、架橋剤との反応によって非水溶化し得
る基を有すること、形成した皮膜が加水分解反応などに
対して安定であると同時に、後の加工時に加えられる外
力や熱に対しても、充分な強さを保持する等の点から
（メタ）アクリルアミド及びその誘導体のポリマーが最
適である。
ミニウムに塗布する方法を検討した。下塗りに用いる水
溶性有機化合物には、種々のものがあるが、入手し易く
安価であること、架橋剤との反応によって非水溶化し得
る基を有すること、形成した皮膜が加水分解反応などに
対して安定であると同時に、後の加工時に加えられる外
力や熱に対しても、充分な強さを保持する等の点から
（メタ）アクリルアミド及びその誘導体のポリマーが最
適である。
なお、ポリアクリルアミド等が示されている特開昭60
-221582号の方法では、フイン材上にはポリアクリルア
ミドはほとんど残存しないために、同方法は層構成に関
しては第１番目に述べられた従来技術に該当し、ポリア
クリルアミド等の水溶性有機化合物をフインの永久的皮
膜として使用する方法は示されておらない。
-221582号の方法では、フイン材上にはポリアクリルア
ミドはほとんど残存しないために、同方法は層構成に関
しては第１番目に述べられた従来技術に該当し、ポリア
クリルアミド等の水溶性有機化合物をフインの永久的皮
膜として使用する方法は示されておらない。
本発明は架橋（共）重合体層と、硅酸塩層とを組み合
わせることにより、親水性、耐食性、流水耐久性などが
一層向上した親水性層を形成することが可能なアルミニ
ウムの親水性処理方法を提供しようとするものである。
わせることにより、親水性、耐食性、流水耐久性などが
一層向上した親水性層を形成することが可能なアルミニ
ウムの親水性処理方法を提供しようとするものである。
本願の発明に係るアルミニウムの親水性処理方法は、
一般式： −ここで、R1:HまたはCH3,R2及びR3:H,C1〜C4のアルキ
ル基、ベンジル基またはC2〜C3のアルカノール基である
− で表されるモノマーの重合、共重合によって得られる
水溶性重合体または共重合体（Ａ）と、（Ａ）を架橋し
て非水溶化させる水溶性架橋剤（Ｂ）の混合水溶液を、
アルミニウム表面に塗布し、乾燥架橋させることにより
親水性皮膜を形成した後に、該塗膜の上に水ガラス含有
水溶液を塗布して乾燥させることを特徴とするものであ
る。
一般式： −ここで、R1:HまたはCH3,R2及びR3:H,C1〜C4のアルキ
ル基、ベンジル基またはC2〜C3のアルカノール基である
− で表されるモノマーの重合、共重合によって得られる
水溶性重合体または共重合体（Ａ）と、（Ａ）を架橋し
て非水溶化させる水溶性架橋剤（Ｂ）の混合水溶液を、
アルミニウム表面に塗布し、乾燥架橋させることにより
親水性皮膜を形成した後に、該塗膜の上に水ガラス含有
水溶液を塗布して乾燥させることを特徴とするものであ
る。
アクリルアミド（一般式のR1,R2,R3＝Ｈ）のポリマー
が親水性にすぐれていることは公知であるが、線状構造
のものは水に溶解し易いため熱交換器の親水性皮膜には
不適である。ところが、ポリアクリルアミドを架橋剤に
よって網状構造にすると水に不溶性となり、熱交換器の
皮膜として用いることができ、皮膜として種々のすぐれ
た性質が現われることが分かった。すなわち本発明に於
ては水溶性の架橋剤を使用することによって生成皮膜を
非水溶化して流水中に置いても流去することなく、永続
性のある皮膜を形成させ、また、後加工工程で使用され
る場合もある有機溶媒、例えばトリクロロエタン等に対
しても溶解することを防止する。このようなすぐれた性
質を得るためには、水溶性の架橋剤を水溶性（共）重合
体溶液中に均一に混合し、架橋反応を十分に進行させる
ことが必要である。
が親水性にすぐれていることは公知であるが、線状構造
のものは水に溶解し易いため熱交換器の親水性皮膜には
不適である。ところが、ポリアクリルアミドを架橋剤に
よって網状構造にすると水に不溶性となり、熱交換器の
皮膜として用いることができ、皮膜として種々のすぐれ
た性質が現われることが分かった。すなわち本発明に於
ては水溶性の架橋剤を使用することによって生成皮膜を
非水溶化して流水中に置いても流去することなく、永続
性のある皮膜を形成させ、また、後加工工程で使用され
る場合もある有機溶媒、例えばトリクロロエタン等に対
しても溶解することを防止する。このようなすぐれた性
質を得るためには、水溶性の架橋剤を水溶性（共）重合
体溶液中に均一に混合し、架橋反応を十分に進行させる
ことが必要である。
さらに、後述の如く、基体となるアルミニウム表面に
耐食性を賦与することを目的としてクロム酸、重クロム
酸やその塩類等を添加する場合にも、水溶性架橋剤
（Ｂ）により架橋された上記（共）重合体（Ａ）は、充
分な混合安定性を有しているため、クロム酸によるアル
ミニウム表面の耐食化成処理と（共）重合体塗膜形成処
理が一回の操作で完了し、さらに両処理効果が組み合わ
されて、すぐれた表面性能が得られる。
耐食性を賦与することを目的としてクロム酸、重クロム
酸やその塩類等を添加する場合にも、水溶性架橋剤
（Ｂ）により架橋された上記（共）重合体（Ａ）は、充
分な混合安定性を有しているため、クロム酸によるアル
ミニウム表面の耐食化成処理と（共）重合体塗膜形成処
理が一回の操作で完了し、さらに両処理効果が組み合わ
されて、すぐれた表面性能が得られる。
以下、架橋の具体的条件について説明する。
水溶性無機系架橋剤としては、水溶性重合体または共
重合体と錯化合物を形成し得る金属化合物を用いること
ができる。錯化合物を形成し得る金属化合物としては、
表１の４配位数以上の金属化合物が挙げられ、特にCr,T
i,Al,Zr化合物のうち、特に水溶性の高い化合物、すな
わち、クロム酸、重クロム酸及びその塩、ジイソプロポ
キシチタニウムビスアセチルアセトン、乳酸とチタニウ
ムアルコキシドとの反応物、硝酸ジルコニル、酢酸ジル
コニル、炭酸ジルコニルアンモニウム、ジルコン弗酸及
びその塩、硫酸アルミ等が有効である。
重合体と錯化合物を形成し得る金属化合物を用いること
ができる。錯化合物を形成し得る金属化合物としては、
表１の４配位数以上の金属化合物が挙げられ、特にCr,T
i,Al,Zr化合物のうち、特に水溶性の高い化合物、すな
わち、クロム酸、重クロム酸及びその塩、ジイソプロポ
キシチタニウムビスアセチルアセトン、乳酸とチタニウ
ムアルコキシドとの反応物、硝酸ジルコニル、酢酸ジル
コニル、炭酸ジルコニルアンモニウム、ジルコン弗酸及
びその塩、硫酸アルミ等が有効である。
水溶性有機系架橋剤としては、水溶性のブロック化ポ
リイソシアネート及び／または、水溶性のポリメチロー
ル、ポリグリシジル、ポリアジリジル化合物を用いるこ
とができる。この具体例としては、NaHSO3でブロック化
したポリイソシアネート（例：第一工業製薬製エラスト
ロン）、メチロールメラミン、メチロール尿素、メチロ
ール化ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイドの
ジグリシジルエーテル、ジアジリジル化ポリエチレンオ
キサイド等がある。
リイソシアネート及び／または、水溶性のポリメチロー
ル、ポリグリシジル、ポリアジリジル化合物を用いるこ
とができる。この具体例としては、NaHSO3でブロック化
したポリイソシアネート（例：第一工業製薬製エラスト
ロン）、メチロールメラミン、メチロール尿素、メチロ
ール化ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイドの
ジグリシジルエーテル、ジアジリジル化ポリエチレンオ
キサイド等がある。
水溶性架橋剤としては有機架橋剤と無機架橋剤を併用
することもでき、その例としては、水溶性のCr,Ti,Al,Z
r化合物と水溶性のブロック化ポリイソシアネート、ポ
リメチロール、ポリグリシジル、ポリアジリジル化合物
との併用が可能である。
することもでき、その例としては、水溶性のCr,Ti,Al,Z
r化合物と水溶性のブロック化ポリイソシアネート、ポ
リメチロール、ポリグリシジル、ポリアジリジル化合物
との併用が可能である。
架橋剤（Ｂ）の使用量は、架橋剤の種類により異な
り、また（共）重合体（Ａ）の塗膜を耐食性を主体とし
た下塗として使用するか又は、一層塗布型で用いるかな
どによっても異なるが、一般的に言えば使用する重合体
または共重合体の100重合部に対して１〜400重量部、好
ましくは、５〜200重量部程度が使用される。
り、また（共）重合体（Ａ）の塗膜を耐食性を主体とし
た下塗として使用するか又は、一層塗布型で用いるかな
どによっても異なるが、一般的に言えば使用する重合体
または共重合体の100重合部に対して１〜400重量部、好
ましくは、５〜200重量部程度が使用される。
乾燥は一般に90〜300℃、より好ましくは100〜250℃
にて行なわれる。
にて行なわれる。
以下、塗膜の形成方法につきさらに説明する。
本発明で使用する重合体の分子量は5,000以上が好ま
しく、5,000以下の場合、特に親水性の高い場合には非
水溶化のために架橋剤比率を高める必要がある。
しく、5,000以下の場合、特に親水性の高い場合には非
水溶化のために架橋剤比率を高める必要がある。
（共）重合体（Ａ）としては： （ｉ）アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎメチルア
クリルアミド又はＮジメチルアクリルアミド（Ｉ′）の
重合体、共重合体、 （ii）（Ｉ′）と（Ｉ′）と共重合可能なノニオニック
不飽和モノマー（II）の共重合体であるノニオニックポ
リマーであるか、（Ｉ′）と（II）及び／またはアミノ
基を有する不飽和モノマー（III）の共重合体であるカ
チオニックポリマー、 （iii）上記（ｉ）及び（ii）で示した重合体、共重合
体のホフマン反応物またはマンニツヒ反応物、あるいは
それらの反応物を更にアルキル化して４級アミノ化した
ポリマー、 （iv）（Ｉ′）とアクリル酸エステルの共重合体とアル
キレンポリアミンとの反応物、 （ｖ）（Ｉ′）と、（Ｉ′）と共重合可能な（IV）の共
重合体であるアニオニックポリマー、及び（Ｉ′），
（IV），（II）の共重合体であるアニオニックポリマ
ー、 （vi）（Ｉ′）と無水マレイン酸又はイタコン酸の共重
合体、 （vii）（ｉ），（ｖ）及び（vi）の加水分解物である
アニオニックポリマーなどを使用することができる。
クリルアミド又はＮジメチルアクリルアミド（Ｉ′）の
重合体、共重合体、 （ii）（Ｉ′）と（Ｉ′）と共重合可能なノニオニック
不飽和モノマー（II）の共重合体であるノニオニックポ
リマーであるか、（Ｉ′）と（II）及び／またはアミノ
基を有する不飽和モノマー（III）の共重合体であるカ
チオニックポリマー、 （iii）上記（ｉ）及び（ii）で示した重合体、共重合
体のホフマン反応物またはマンニツヒ反応物、あるいは
それらの反応物を更にアルキル化して４級アミノ化した
ポリマー、 （iv）（Ｉ′）とアクリル酸エステルの共重合体とアル
キレンポリアミンとの反応物、 （ｖ）（Ｉ′）と、（Ｉ′）と共重合可能な（IV）の共
重合体であるアニオニックポリマー、及び（Ｉ′），
（IV），（II）の共重合体であるアニオニックポリマ
ー、 （vi）（Ｉ′）と無水マレイン酸又はイタコン酸の共重
合体、 （vii）（ｉ），（ｖ）及び（vi）の加水分解物である
アニオニックポリマーなどを使用することができる。
さらに上記（ii）の一具体例としては、下記一般式で
示されるノニオニック又はカチオニックポリマーがあ
る。
示されるノニオニック又はカチオニックポリマーがあ
る。
（Ｉ′）ｌ−（III）ｍ−（II）ｎ −ここで、ｌ ＞40ｍ ＝０〜60ｎ ＝０〜60ｌ ＋ｍ＋ｎ＝100 （II）は共重合可能なノニオニックモノマーであり、
具体例は、 ２−ヒドロキシ（メタ）アクリレート、 ジアセトンアクリルアミド、 メチロールアクリルアミド、 アクリロイルモルホリン、 アクリルニトリル、 （メタ）アクリル酸エステル、 スチレン、 酢酸ビニルである。
具体例は、 ２−ヒドロキシ（メタ）アクリレート、 ジアセトンアクリルアミド、 メチロールアクリルアミド、 アクリロイルモルホリン、 アクリルニトリル、 （メタ）アクリル酸エステル、 スチレン、 酢酸ビニルである。
しかして、（III）は一般式： で示され、 Ｍは、例えば下記イ）〜ホ） −ここで、Ra,Rb,Rc＝Ｈ、アルキル、ヒドロキシアル
キル、フェニル、ベンジル γ＝１〜３ ｘ ＝無機、有機酸の酸基である−で示される。
キル、フェニル、ベンジル γ＝１〜３ ｘ ＝無機、有機酸の酸基である−で示される。
（iii）のマンニッヒ反応およびホフマン反応の例と
しては： がある。
しては： がある。
さらに、上記（ｖ）の具体例としては、下記一般式で
示されるアニオニックポリマーがある。
示されるアニオニックポリマーがある。
（Ｉ′）ｌ−（IV）ｏ−（II）ｐ ここで、ｌ ＞40ｏ ＝１〜60ｐ ＝０〜59ｌ ＋ｏ＋ｐ＝100 しかして、（IV）は一般式： で示されＮは下記ヘ）〜オ） ヘ）−COOH（又はその塩） ト）−SO3H（ 〃 ） である。
塗装方法としては浸漬、噴霧、刷毛、ロール、フロー
コート法等が使用されるが、塗装時の糸曳現象を抑える
ためには分子量は200万以下、好ましくは100万以下とす
るのが適当である。濃度や粘度については、使用する塗
装方法、所望膜厚等により適当なものが選ばれる。塗膜
厚としては、特に熱交換器に用いる場合には、熱効率を
高めると共に、耐食性にも寄与させるため0.1ミクロン
から10ミクロン以下、好ましくは0.2ミクロンから２ミ
クロン程度とするのが好ましい。
コート法等が使用されるが、塗装時の糸曳現象を抑える
ためには分子量は200万以下、好ましくは100万以下とす
るのが適当である。濃度や粘度については、使用する塗
装方法、所望膜厚等により適当なものが選ばれる。塗膜
厚としては、特に熱交換器に用いる場合には、熱効率を
高めると共に、耐食性にも寄与させるため0.1ミクロン
から10ミクロン以下、好ましくは0.2ミクロンから２ミ
クロン程度とするのが好ましい。
アルミニウムは予め脱脂処理をし、直接塗布または、
ベーマイト処理、クロメート処理等の化成処理を施して
から塗布しても良い、但し直接塗布の場合はクロム酸、
重クロム酸及びその塩類の添加は特に有効である。
ベーマイト処理、クロメート処理等の化成処理を施して
から塗布しても良い、但し直接塗布の場合はクロム酸、
重クロム酸及びその塩類の添加は特に有効である。
この他に、防錆剤、充填剤、着色剤、界面活性剤、消
泡剤、レベリング剤、防菌防黴剤などが、本願の趣旨
や、皮膜性能を損わない範囲で添加し得る。
泡剤、レベリング剤、防菌防黴剤などが、本願の趣旨
や、皮膜性能を損わない範囲で添加し得る。
前途の如く、塗料溶媒としては水を用いるが、乾燥の
促進や、塗膜状態の改善のためにアルコール、ケトン、
セロソルブ等の水溶性溶剤の併用を妨げるものではな
い。
促進や、塗膜状態の改善のためにアルコール、ケトン、
セロソルブ等の水溶性溶剤の併用を妨げるものではな
い。
塗布液の安定性は組成によって夫々異るが、一般的に
言えばカチオニックポリマーを用いる場合は、中性〜酸
性側に、アニオニツクポリマーを使用する場合は中性〜
アルカリ性側で保つことが好ましい。
言えばカチオニックポリマーを用いる場合は、中性〜酸
性側に、アニオニツクポリマーを使用する場合は中性〜
アルカリ性側で保つことが好ましい。
また、架橋剤側から言えば、金属化合物使用の場合は
例えば、炭酸ジルコニルアンモニウム等特殊な化合物以
外では一般的に酸性側が好ましく、有機架橋剤の場合
は、イソシアネート系にあっては酸性側、メチロール、
グリシジル、アジリジル系ではアルカリ性側に保つのが
好ましい。
例えば、炭酸ジルコニルアンモニウム等特殊な化合物以
外では一般的に酸性側が好ましく、有機架橋剤の場合
は、イソシアネート系にあっては酸性側、メチロール、
グリシジル、アジリジル系ではアルカリ性側に保つのが
好ましい。
第２発明において、有機高分子皮膜上に塗布される水
ガラスのSiO2／M2O比（ＭはNa,K,Li）は、特に制限がな
いが、２〜５のものが一般に使用される。珪酸塩水溶液
の濃度は、塗布し易いように定めればよく、親水性面の
性能上にも制限はない。珪酸塩水溶液の塗布量は、加熱
乾燥後に0.1〜５μｍの厚さの珪酸塩皮膜が形成される
ようにすることが望ましい。皮膜の厚さが0.1μｍ未満
であると、親水性持続効果が十分でなく、５μｍを越え
ると珪酸塩が十分硬化（非水溶化）されなくなったり、
亀裂発生などが起り、また熱交換器の性能への悪影響が
懸念される。また、水ガラスにポリマー、例えばアクリ
ル酸の水溶性塩を添加すると亀裂発生の防止に有効であ
る。珪酸塩の加熱乾燥温度は100〜250℃および20秒〜10
分の範囲内において、高（低）温では短（長）時間加熱
とする。
ガラスのSiO2／M2O比（ＭはNa,K,Li）は、特に制限がな
いが、２〜５のものが一般に使用される。珪酸塩水溶液
の濃度は、塗布し易いように定めればよく、親水性面の
性能上にも制限はない。珪酸塩水溶液の塗布量は、加熱
乾燥後に0.1〜５μｍの厚さの珪酸塩皮膜が形成される
ようにすることが望ましい。皮膜の厚さが0.1μｍ未満
であると、親水性持続効果が十分でなく、５μｍを越え
ると珪酸塩が十分硬化（非水溶化）されなくなったり、
亀裂発生などが起り、また熱交換器の性能への悪影響が
懸念される。また、水ガラスにポリマー、例えばアクリ
ル酸の水溶性塩を添加すると亀裂発生の防止に有効であ
る。珪酸塩の加熱乾燥温度は100〜250℃および20秒〜10
分の範囲内において、高（低）温では短（長）時間加熱
とする。
本発明方法により、水溶性架橋剤で架橋された共重合
体または重合体の塗膜およびその上に形成された珪酸塩
層は、水に不溶となるのでアルミニウムフインの塗膜と
して使用可能になり、従来からポリアクリルアミドにつ
いて知られていた親水性の他に、耐食性がすぐれている
との知見が得られた。かかるすぐれた性質を有する塗膜
はアルミニウム熱交換器用表面皮膜として好適である。
体または重合体の塗膜およびその上に形成された珪酸塩
層は、水に不溶となるのでアルミニウムフインの塗膜と
して使用可能になり、従来からポリアクリルアミドにつ
いて知られていた親水性の他に、耐食性がすぐれている
との知見が得られた。かかるすぐれた性質を有する塗膜
はアルミニウム熱交換器用表面皮膜として好適である。
以下実施例によりさらに本発明を説明する。
実施例における試験法は次のとおりであった。
試験法 ・接触角 固体表面上に静置した直径１〜2mmの小水滴
の接触角をFACE接触角形をCA-P型（協和界面化学）を用
いて測定した。
の接触角をFACE接触角形をCA-P型（協和界面化学）を用
いて測定した。
加工後初期のもの、流水浸漬１週間後のものについて
それぞれ測定した。
それぞれ測定した。
・耐食性 塩水噴霧試験法JIS Z-2371に基づく白錆面積
が５％に達する迄の噴霧テスト時間で示す。
が５％に達する迄の噴霧テスト時間で示す。
・流水安定性 室温で流水中に8HR浸漬後、16HR、80℃
で乾燥する処理を1cycleとし、5cycle後の対水接触角 実施例１ 分子量約80万のポリアクリルアミドを40g/l、水溶性
ポリウレタン（エラストロンA-42、第一工業製薬
（株））を固形分換算で10g/l、リン酸を30g/l含む混合
水溶液を、脱脂後リン酸クロメート処理を施したアルミ
ニウム板（JIS規格A1100、Cr付着量70mg/cm2）上に塗布
し180℃の電気乾燥器中で３分乾燥した。得られた塗膜
の平均膜厚は0.5μであった。この上に３号珪酸ナトリ
ウム水溶液を乾燥後の平均膜厚が0.5μになるように塗
布し上記同様に乾燥した。
で乾燥する処理を1cycleとし、5cycle後の対水接触角 実施例１ 分子量約80万のポリアクリルアミドを40g/l、水溶性
ポリウレタン（エラストロンA-42、第一工業製薬
（株））を固形分換算で10g/l、リン酸を30g/l含む混合
水溶液を、脱脂後リン酸クロメート処理を施したアルミ
ニウム板（JIS規格A1100、Cr付着量70mg/cm2）上に塗布
し180℃の電気乾燥器中で３分乾燥した。得られた塗膜
の平均膜厚は0.5μであった。この上に３号珪酸ナトリ
ウム水溶液を乾燥後の平均膜厚が0.5μになるように塗
布し上記同様に乾燥した。
実施例２〜８ 表２に示すように条件を変えて実施例１と同様の操作
を行なった。結果を表３に示す。
を行なった。結果を表３に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２８Ｆ 1/32 Ｆ２８Ｆ 1/32 Ｈ 13/18 13/18 19/04 19/04 (72)発明者 西原 瑛 東京都中央区日本橋１丁目15番１号 日 本パーカライジング株式会社内 (72)発明者 置田 宏 東京都中央区日本橋１丁目15番１号 日 本パーカライジング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−227877（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】一般式： −こゝで、R1:HまたはCH3,R2及びR3:H,C1〜C4のアルキ
ル基、ベンジル基またはC2〜C3のアルカノール基である
− で表されるモノマーの重合、共重合によって得られる水
溶性重合体または共重合体（Ａ）と、（Ａ）を架橋して
非水溶化させる水溶性架橋剤（Ｂ）の混合水溶液をアル
ミニウム表面に塗布し、乾燥架橋させて塗膜を形成した
後に、該塗膜の上に水ガラス含有水溶液を塗布して乾燥
させ、親水性皮膜を形成させることを特徴とする、アル
ミニウムの親水性処理方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61315816A JP2512452B2 (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | アルミニウムの親水性処理方法 |
| AU82643/87A AU587671B2 (en) | 1986-12-29 | 1987-12-17 | Method for hydrophilic treatment of aluminum using a cross-linked amide polymer |
| DE19873744032 DE3744032A1 (de) | 1986-12-29 | 1987-12-24 | Verfahren zur erzeugung von ueberzuegen auf aluminiumoberflaechen |
| EP87119189A EP0276476A1 (de) | 1986-12-29 | 1987-12-24 | Verfahren zur Erzeugung von Überzügen auf Aluminiumoberflächen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61315816A JP2512452B2 (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | アルミニウムの親水性処理方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP2512452B2 true JP2512452B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=18069900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61315816A Expired - Fee Related JP2512452B2 (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | アルミニウムの親水性処理方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0276476A1 (ja) |
| JP (1) | JP2512452B2 (ja) |
| AU (1) | AU587671B2 (ja) |
| DE (1) | DE3744032A1 (ja) |
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| US5012862A (en) * | 1990-09-12 | 1991-05-07 | Jw Aluminum Company | Hydrophilic fins for a heat exchanger |
| EP0933408B1 (en) | 1996-10-21 | 2003-02-12 | Nippon Paint Co., Ltd. | Metal surface treatment for food can using an acrylic resin containing composition and the so treated can |
| JPH10182916A (ja) * | 1996-10-21 | 1998-07-07 | Nippon Paint Co Ltd | Ｎ複素環を含むアクリル樹脂含有金属表面処理組成物、処理方法及び処理金属材料 |
| JPH1143667A (ja) * | 1997-07-25 | 1999-02-16 | Sanyo Chem Ind Ltd | 熱交換器フィン用表面処理剤、表面処理法および表面処理被膜 |
| EP0937757A1 (en) | 1998-02-19 | 1999-08-25 | Nihon Parkerizing Co., Ltd. | Composition and method for hydrophilic treatment of aluminium or aluminium alloy, and use of the composition |
| JP2001167782A (ja) * | 1999-09-28 | 2001-06-22 | Calsonic Kansei Corp | 燃料電池用循環水熱交換器の製造方法 |
| DE10314700A1 (de) | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Behr Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung oberflächenmodifizierter Werkstücke |
| DE10316476A1 (de) * | 2003-04-09 | 2004-10-28 | Stockhausen Gmbh & Co. Kg | Wasserlösliche Polymere mit verbessertem Löseverhalten, deren Herstellung und Verwendung |
| DE102004049107A1 (de) * | 2004-10-07 | 2006-04-13 | Behr Gmbh & Co. Kg | Beschichtungsverfahren |
| JP2007224875A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧縮機 |
| CN107709619B (zh) | 2015-04-15 | 2020-12-15 | 汉高股份有限及两合公司 | 含有聚酰胺-胺聚合物的薄防腐蚀涂层 |
| DE102017206940A1 (de) * | 2017-04-25 | 2018-10-25 | Mahle International Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers |
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|---|---|---|---|---|
| US4335829A (en) * | 1978-11-29 | 1982-06-22 | Ppg Industries, Inc. | Coated metal surfaces and method of coating metal surfaces with aqueous resinous dispersions of epoxy resins and acrylic polymers |
| JPS582596A (ja) * | 1981-06-30 | 1983-01-08 | Nippon Parkerizing Co Ltd | アルミニウム製熱交換器の表面処理法 |
| JPS60101156A (ja) * | 1983-11-07 | 1985-06-05 | Sanyo Chem Ind Ltd | アルミニウム製熱交換器またはそのフイン材用親水性皮膜形成剤 |
| JPS61227877A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-09 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 熱交換器用アルミニウムフイン材の表面処理方法 |
| JPH0612217B2 (ja) * | 1985-04-30 | 1994-02-16 | 日本電装株式会社 | アルミニウム製熱交換器およびその製法 |
| JPS61264040A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-21 | Kobe Steel Ltd | 親水性皮膜形成用処理液 |
-
1986
- 1986-12-29 JP JP61315816A patent/JP2512452B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-12-17 AU AU82643/87A patent/AU587671B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-24 DE DE19873744032 patent/DE3744032A1/de not_active Withdrawn
- 1987-12-24 EP EP87119189A patent/EP0276476A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63171683A (ja) | 1988-07-15 |
| AU587671B2 (en) | 1989-08-24 |
| DE3744032A1 (de) | 1988-07-07 |
| AU8264387A (en) | 1988-06-30 |
| EP0276476A1 (de) | 1988-08-03 |
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