JP4912637B2 - 親水性塗料組成物、アルミニウム塗装板及びプレコートアルミニウムフィン材 - Google Patents

Description

本発明は、金属、特にアルミニウム材又はアルミニウム合金材の表面に（１）親水性、（２）成形性、（３）塗膜密着性、及び（３）有害物質であるホルムアルデヒドの吸着性を発現させる塗膜を形成させるのに好適な親水性塗料組成物、当該組成物を表面に塗布したアルミニウム材又はアルミニウム合金材の塗装板、ならびに、当該塗装板から加工成形された、例えば熱交換器に用いられるプレコートアルミニウムフィン材に関する。

金属材料の表面は親水性に乏しいため、熱交換器のフィン材や印刷の平板印刷版材には、表面に親水性皮膜が被覆されたものが使用されている。以下、空調機を例に挙げてその熱交換器のフィン材の場合について述べることとする。

最近の空調機用熱交換器は、軽量化のために熱効率の向上とコンパクト化が要求され、フィン間隔をでき得る限り狭くする設計が取り入れられてきた。空調機用熱交換器では、冷房運転中に空気中の水分がアルミニウムフィン材の表面に凝縮水となって付着する。金属材料の表面は、一般に親水性に乏しいため、この凝縮水はフィン材表面に半円形又はフィン材間にブリッジ状に存在することになる。このような凝縮水によってフィン材間の空気の流れが妨げられることにより、通風抵抗が増大し熱交換効率が著しく低下する。したがって、熱交換器の熱効率を向上させるには、フィン材表面の凝縮水を迅速に排除することが必要となる。

フィン材表面の凝縮水を迅速に排除するための方法として、（１）アルミニウムフィン材表面に高親水性皮膜を形成し、凝縮水を薄い水膜として流下せしめる方法、（２）アルミニウムフィン材表面に撥水性皮膜を形成し、凝縮水を表面に付着させないようにする方法、が考えられるが、（２）の方法は、現時点では極めて困難である。一方、（１）の方法は、親水性を得るために表面に皮膜を形成するものであり、このような親水性皮膜によって、アルミニウムフィン材表面における結露水滴の形成が防止され、また、アルミニウムフィン材表面に形成された水膜がその表面に保持される。

従来から、親水性塗膜の形成方法が種々提案され、実用化されている。例えば、アルミニウム材表面にアルカリ珪酸塩の防食塗膜を形成させる方法（下記特許文献１）、水性塗料塗膜を形成する方法（下記特許文献２）、アルカリ珪酸塩とカルボニル化合物を有する低分子有機化合物と水溶性有機高分子化合物を含有する組成物をアルミニウムフィン材に塗布し、親水性塗膜を形成する方法（下記特許文献３）等が提案されている。
特公昭５３−４８１７７号公報 特開昭５５−１６４２６４号公報 特開昭６０−１０１１５６号公報

しかしながら、これら珪酸塩を含有する親水性塗膜では、親水性の経時的持続性に乏しいこと、ならびに、アルミニウム材等をフィン材に加工する際に、塗膜硬度が高いために金型の磨耗が大きく、フィン材にクラックが発生し易い問題があった。

このような金型摩耗やクラック発生等の欠点がない樹脂塗膜を形成する塗料も提案されている（下記特許文献４〜６）。このような塗料組成物として、例えばポリビニルアルコール系樹脂、ポリアクリルアミド系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、セルロース系樹脂等の水溶性の親水性樹脂を含む親水性塗料組成物等が挙げられている。
特開昭６３−１７３６３２号公報 特開平５−３０２０４２号公報 特開平９−１４８８９号等公報

ところで、近年になって、環境に対する関心がますます高まっており、建物の室内などにおける建物から発生するホルムアルデヒドに起因する環境汚染が指摘されている。ホルムアルデヒドは、人体に対して有害であることが判明しており、合板、建材、家具などに使用されている接着剤が主な発生源で、室内での環境汚染を生じさせている。そのため、このような室内での環境汚染を改善するため、室内の空調を行いながら更に空気清浄を目的とした空調機に、ホルムアルデヒドに代表される揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）を吸着するフィルターが取り付けられているが、ＶＯＣｓを十分に除去できないのが現状である。そこで、空調機による何らかの手段によって室内中のホルムアルデヒドを低減させようとする要求がある。
しかしながら、上述のポリビニルアルコール系樹脂等からなる水溶性の親水性樹脂を含む親水性塗料組成物を用いた塗膜では、空気中のホルムアルデヒドを効果的に吸着、除去することが困難であった。

そこで、本発明者らは、プレコートフィン材に形成された親水性塗膜を有する熱交換器用アルミニウム材等について、親水性、成形性、塗膜密着性に優れており、しかも、ホルムアルデヒド吸着性にも優れた親水性塗膜を形成し得る親水性塗料組成物の開発について鋭意検討した。その結果、親水性付与成分としてポリビニルアルコール系樹脂を、成形性付与成分としてのポリエチレングリコール系樹脂を、塗膜密着性付与成分としてウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくとも一方を、ホルムアルデヒドの吸着性付与成分として烏龍茶成分等を含有することを特徴とする親水性塗料組成物により、親水特性、成形特性、塗膜密着性及びホルムアルデヒド吸着特性のいずれにおいても優れた性能を発揮する親水性塗膜が形成されることを見出し、本発明を完成するに至った。

このように、本発明の目的は、アルミニウム材の表面に親水性、成形性、塗膜密着性及びホルムアルデヒド吸着性において優れた性能を発揮する塗膜を形成し得る親水性塗料組成物を提供することにある。更に、本発明の目的は、このような親水性塗料組成物により形成される親水性塗膜を備えたアルミニウム材又はアルミニウム合金の塗装板、ならびに、当該塗装板から加工形成されるプレコートアルミニウムフィン材を提供することにある。
なお、以下において、「アルミニウム材」又は単に「アルミニウム」の用語は、アルミニウム材（純アルミニウム）及びアルミニウム合金材の双方を含む意とする。

本発明は、請求項１において、ポリビニルアルコール系樹脂を５〜６０ｇ／リットルと；ポリエチレングリコール系樹脂を１０〜１２０ｇ／リットルと；ウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくともいずれか一方を６〜６０ｇ／リットルと；２量体カテキン及び３量体カテキンを含むカテキン類を必須成分とする烏龍茶の溶媒抽出成分を０．０５〜５ｇ／リットルと；を含有し、前記溶媒抽出成分に対する２量体カテキン及び３量体カテキンの量が１．８〜７５．４重量％であることを特徴とする親水性塗料組成物とした。

本発明は、請求項２において、前記親水性塗料組成物が、カテキン類を除くポリフェノール類を必須成分とする緑茶の溶媒抽出成分、ならびに、カテキン類を除くポリフェノール類を必須成分とする紅茶の溶媒抽出成分の少なくともいずれか一方の０．０５〜５ｇ／リットルを更に含有するようにした。

本発明は、請求項３において、クロム系、ジルコニウム系及びチタン系から成る群から選択される少なくとも一種の化成処理皮膜であって金属元素換算にて２〜５０ｍｇ／ｍ²の金属を含有する化成処理皮膜を、少なくとも一方の表面に備えるアルミニウム塗装板であって、前記化成処理皮膜上に、請求項１又は２に記載の親水性塗料組成物から形成され、かつ、０．０５〜５μｍの厚さを有する塗膜を備えたアルミニウム塗装板とした。

本発明は、請求項４において、クロム系、ジルコニウム系及びチタン系から成る群から選択される少なくとも一種の化成処理皮膜であって金属元素換算にて２〜５０ｍｇ／ｍ²の金属を含有する化成処理皮膜を、少なくとも一方の表面に備えるアルミニウム塗装板であって、
前記化成処理皮膜上に、ポリビニルアルコール系樹脂を５〜６０ｇ／リットルと；ウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくともいずれか一方を６〜６０ｇ／リットルと；２量体カテキン及び３量体カテキンを含むカテキン類を必須成分とする烏龍茶の溶媒抽出成分を０．０５〜５ｇ／リットルと；を含有し、前記溶媒抽出成分に対する２量体カテキン及び３量体カテキンの量が１．８〜７５．４重量％である第１親水性塗料組成物から形成され、かつ、０．０２〜２μｍの厚さを有する第１塗膜を備え、
当該第１塗膜上に、ポリエチレングリコール系樹脂を１０〜１２０ｇ／リットルと；２量体カテキン及び３量体カテキンを含むカテキン類を必須成分とする烏龍茶の溶媒抽出成分を０．０５〜５ｇ／リットルと；を含有し、前記溶媒抽出成分に対する２量体カテキン及び３量体カテキンの量が１．８〜７５．４重量％である第２親水性塗料組成物から形成され、かつ、０．０３〜３μｍの厚さを有する第２塗膜を備えることを特徴とするアルミニウム塗装板とした。

本発明は、請求項５において、前記第１親水性塗料組成物及び第２親水性塗料組成物が、カテキン類を除くポリフェノール類を必須成分とする緑茶の溶媒抽出成分、ならびに、カテキン類を除くポリフェノール類を必須成分とする紅茶の溶媒抽出成分の少なくともいずれか一方の０．０５〜５ｇ／リットルを更に含有するようにした。

本発明は、請求項６において、請求項３〜５のいずれか一項に記載のアルミニウム塗装板から成るプレコートアルミニウムフィン材とした。

本発明では、親水性付与成分としての所定量のポリビニルアルコール系樹脂と、成形性付与成分としての所定量のポリエチレングリコール系樹脂と、塗膜に形成した際の密着性を付与する成分としての所定量の、ウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくともいずれか一方と、ホルムアルデヒド吸着性付与成分としての所定量の烏龍茶成分とを含有するので、例えば当該塗料組成物によって形成される塗膜に、親水性、成形性、塗膜密着性及びホルムアルデヒド吸着性を付与できる。

本発明では、親水性塗料組成物に、烏龍茶成分に加えて緑茶成分及び紅茶成分の少なくともいずれか一方の所定量を更に含有させるようにしたので、例えば、当該塗料組成物の塗膜に更に高いホルムアルデヒト吸着性を付与できる。

本発明では、所定量の金属を含有するクロム系等から成る化成処理皮膜を少なくとも一方の表面に備えるアルミニウム塗装板であって、当該化成処理皮膜上に、本発明に係る親水性塗料組成物から形成され、かつ、所定厚さを有する塗膜を備えたアルミニウム塗装板とした。したがって、このようなアルミニウム塗装板に、親水性、成形性、塗膜密着性及びホルムアルデヒド吸着性を付与できる。

本発明では、所定量の金属を含有するクロム系等から成る化成処理皮膜を少なくとも一方の表面に備えるアルミニウム塗装板であって、当該化成処理皮膜上に、ポリビニルアルコール系樹脂と；ウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくともいずれか一方と；烏龍茶成分と；を含有する所定厚さの第１塗膜を備え、当該第１塗膜上に、ポリエチレングリコール系樹脂と；烏龍茶成分と；を含有する所定厚さの第２塗膜を備えるアルミニウム塗装板とした。したがって、第１塗膜によって、親水性、塗膜密着性及びホルムアルデヒド吸着性を発揮させ、第２塗膜によって、成形性及びホルムアルデヒド吸着性を発揮させることができる。

本発明では、第１及び第２の塗膜に、烏龍茶成分に加えて緑茶成分及び紅茶成分の少なくともいずれか一方の所定量を更に含有させるようにしたので、アルミニウム塗装板に更に高いホルムアルデヒト吸着性を付与できる。

本発明では、前記アルミニウム塗装板から加工成形したプレコートアルミニウムフィン材とした。例えば、空調機の熱交換用フィンとして用いた場合には、塗膜上の凝縮水を薄い水膜として流下可能で、塗膜の成形性に優れ、フィン上に形成された塗膜の密着性が良好であり、高いホルムアルデヒト吸着性を備えたフィンを提供できる。

このように、本発明の親水性塗料組成物を用いて、親水性、成形性、塗膜密着性及びホルムアルデヒド吸着性において優れた性能を発揮する親水性塗膜を表面に備えるアルミニウム塗装板が得られ、さらにこのアルミニウム塗装板を加工成形することにより得られる空調機の熱交換用フィンを備える熱交換器は長期に亘って優れた熱交換効率を発揮することができる。

Ａ．親水性塗料組成物
まず、本発明における第１発明に係る親水性塗料組成物について説明する。
本発明の親水性塗料組成物は、樹脂成分として、親水性を与えるポリビニルアルコール系樹脂と、成形性を与えるポリエチレングリコール系樹脂と、塗膜密着性を与えるウレタン系樹脂やアクリル系樹脂と、ホルムアルデヒド吸着性を与える烏龍茶成分とを含有する。これにより、この親水性塗料組成物を基材に塗布することにより、親水性、成形性、塗膜密着性及びホルムアルデヒド吸着性に優れた塗膜が得られる。

ポリビニルアルコール系樹脂としては、好ましくはその鹸化度が９０モル％以上のものが用いられ、特に完全鹸化タイプのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が好適に用いられる。また、重合度の点からは、平均重合度が好ましくは５００〜２５００、より好ましくは１５００〜２５００のＰＶＡが好適に用いられる。
鹸化度が９０モル％未満であったり、平均重合度が５００未満であると親水性が劣る欠点がある。また、平均重合度が２５００より大きいと塗料組成物とした溶液の粘度が著しく増加し、所定の組成物濃度を確保できない場合が生じる。

このようなポリビニルアルコール系樹脂としては、上記ＰＶＡの外に、例えば、酢酸ビニルの重合時に少量（例えば５重量％以下）のアリルグリシジルエーテル（例えば、ナガセ化成工業社製、商品名：デナコールＥＸ−ＩＩＩ）を共重合させ、水酸基の一部がエポキシ基で置換されたもの、或いは、同じく酢酸ビニルの重合時にクロトン酸、アクリル酸、無水マレイン酸、イタコン酸、ＭＭＡ（メタクリル酸メチル）等のカルボキシル基を有するモノマーを共重合させることによって主鎖中にカルボキシル基を導入した変性ポリビニルアルコール等も用いることができる。

ポリエチレングリコール系樹脂としては、好ましくは１，０００〜２０，０００、より好ましくは４，０００〜１１，０００の重量平均分子量を有するポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、エチレングリコール・プロピレングリコール共重合体等が用いられる。なお、本発明の親水性塗料組成物では、ポリエチレングリコール系樹脂は主に成形性付与成分として作用するが、ＰＶＡと共に親水性付与機能も有している。

また、本発明の親水性塗料組成物から形成される塗膜は、塗膜密着性も必要とすることから、ウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくともいずれか一方を含有する。

ウレタン系樹脂としては、分子中にウレタン結合を有するものであれば特に制限されるものではなく、主にイソシアネート化合物とポリオール類又はポリエーテルとの反応により形成されるものが用いられる。
具体的には、イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン４，４’ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルプロパン１−メチル２−イソシアノ４−カルバメート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート等が用いられる。ポリオール類又はポリエーテルとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエーテルトリオール等が用いられる。

アクリル系樹脂としては、α、βモノエチレン系不飽和単量体とこれに重合可能な単量体との共重合体やブロック重合体、或いは、α、βモノエチレン系不飽和単量自体の重合体からなる樹脂が用いられる。
α、βモノエチレン系不飽和単量体としては、例えばアクリル酸エステル類（アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎブチル、アクリル酸２エチルへキシル、アクリル酸デシル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸２エチルブチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシエチル、アクリル酸３エトキシプロピル等）；メタクリル酸エステル類（メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎへキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸デシルオクチル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸２メチルへキシル、メタクリル酸３メトキシブチル等）；アクリロニトリル；メタクリロニトリル；酢酸ビニル；塩化ビニル；ビニルケトン；ビニルトルエン；及びスチレン等が用いられる。

上記α、βモノエチレン系不飽和単量体と共重合し得る単量体とは、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレン、エチレン、トルエン、プロピレン、アクリルアミド、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸２ヒドリキシエチル、メタクリル酸２ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、Ｎメチロールアクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸等が用いられる。

ポリビニルアルコール系樹脂；ポリエチレングリコール系樹脂；ウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくともいずれか一方；は、親水性塗料組成物の１リットル中に以下の量で含有される。ポリビニルアルコール系樹脂は５〜６０ｇ、好ましくは１０〜３０ｇであり、ポリエチレングリコール系樹脂は１０〜１２０ｇ、好ましくは２０〜６０ｇであり、ウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくともいずれか一方は、６〜６０ｇ、好ましくは１０〜３０ｇである。ここで、ウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の上記含有量は、ウレタン系樹脂単独又はアクリル系樹脂単独の場合にはそれぞれ単独含有量としてのものであり、ウレタン系樹脂とアクリル系樹脂の両方を用いる場合には両者を合計した含有量としてのものである。

ポリビニルアルコール系樹脂の配合割合が５ｇ／リットル未満では十分な親水性を確保できず、６０ｇ／リットルより多いと親水性が飽和して不経済となる。ポリエチレングリコール系樹脂の配合割合が１０ｇ／リットル未満では所望の成形性が得られ難くなり、１２０ｇ／リットルより多いと形成された塗膜の密着性が低下する。ウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくともいずれか一方の配合割合が、６ｇ／リットル未満では塗膜密着性が不十分であり、６０ｇ／リットルより多いと親水性を阻害して所望の親水性が確保できない。

本発明においては、塗料組成物中に上記樹脂成分に加えて烏龍茶成分が添加される。烏龍茶成分は、ホルムアルデヒドを吸着する機能を有する。烏龍茶成分は、親水性塗料組成物の１リットル中に、０．０５〜５ｇ、好ましくは０．１〜１ｇ含有される。烏龍茶成分が０．０５ｇ／リットル未満であるとホルムアルデヒド吸着性が得難く、５ｇ／リットルより多いと親水性を阻害して所望の親水性が得られなくなる。

本発明に用いられる烏龍茶成分の製造方法は特に限定されるものではない。例えば、烏龍茶の葉や茎を、室温から所定温度に加熱する際に、水、酸性水溶液、含水エタノール、エタノール、含水メタノール、メタノール、アセトン、酢酸エチル又はグリセリン水溶液等の溶媒又はこれらの混合溶媒によって抽出した抽出物が用いられる。抽出液から溶媒を除去した抽出物を用いるだけでなく、抽出によって得られる抽出液（烏龍茶抽出成分と抽出溶媒からなる）としても、或いは、当該抽出液の濃縮液としても用いることができる。特に、室温水又は温水によって抽出した抽出液自体を塗料組成物に添加する方法が、ホルムアルデヒド吸着性の観点から好ましい。

このような抽出によって得られる烏龍茶成分には、カテキン類（カテキン、ガロカテキン、エピカテキン、エピガロカテキン、カテキンガレート、エピカテキンガレート、ガロカテキンガレート、エピガロカテキンガレート）；タンニン類を含有される。その他、ケンフェロール、クエルセチン、ミリセチン等のフラボノイド；ＧＯＤポリフェノール等のポリフェノール類（カテキン類を除く）；マロン酸、コハク酸、没食子酸等の有機酸；カフェイン；アミノ酸；糖類；ビタミン類；等の種々の成分が含有されている。

上記カテキン類等の烏龍茶成分を親水性塗料組成物に含有させることにより、ホルムアルデヒドの吸着性が高められる。烏龍茶成分の中でも、カテキン類（カテキン、ガロカテキン、エピカテキン、エピガロカテキン、カテキンガレート、エピカテキンガレート、ガロカテキンガレート、エピガロカテキンガレート）がホルムアルデヒド吸着性に大きく寄与する。特に、これらのカテキン類が会合した多量体、好ましくはカテキン２量体及び３量体が、ホルムアルデヒドの吸着性を高めるのに有効に作用する。このカテキンの２量体及び３量体は茶類の中でも特に烏龍茶に多く含まれているので、ホルムアルデヒド吸着性を確保するのために烏龍茶を塗料組成物の必須成分とするものである。

更に、本発明においては、上記の親水性塗料組成物中に、烏龍茶成分に加えて緑茶成分及び紅茶成分の少なくともいずれか一方を添加する。これら緑茶成分及び紅茶成分は、烏龍茶成分によって吸着したホルムアルデヒドを組成物中に定着する機能を有する。したがって、緑茶成分や紅茶成分を塗料組成物中に添加することにより、吸着したホルムアルデヒドの脱着率が低減することにより定着性が高められる。結果的に、親水性塗料組成物の吸着性が一層向上することになる。

緑茶及び紅茶成分の少なくともいずれか一方は、親水性塗料組成物の１リットル中に、０．０５〜５ｇ、好ましくは０．１〜１ｇ含有される。これらの成分が０．０５ｇ／リットル未満ではホルムアルデヒド定着性が得難く、５ｇ／リットルより多いと親水性を阻害して所望の親水性が得られなくなる。なお、これら含有量は、緑茶成分単独又は紅茶成分単独の場合にはそれぞれ単独含有量としてのものであり、緑茶成分と紅茶成分の両方を用いる場合には両者を合計した含有量としてのものである。

本発明に用いられる緑茶成分及び紅茶成分の製造方法もまた、特に限定されるものではない。これら緑茶成分及び紅茶成分の製造方法としては、上記の烏龍茶成分の抽出方法と同様の方法が用いられる。緑茶成分及び紅茶成分のうちポリフェノール類（カテキン類を除く）が示すホルムアルデヒド定着性が特に優れているので、ポリフェノール類（カテキン類を除く）をより多く含有する緑茶成分や紅茶成分を添加するのが好ましい。

なお、本発明で用いる烏龍茶成分はホルムアルデヒドだけでなく、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド等の他のアルデヒド類、更には、他の種類の臭気成分等の吸着にも用いることができる。また、本発明で用いる緑茶成分、紅茶成分はホルムアルデヒドだけでなく、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド等の他のアルデヒド類、更には、他の種類の臭気成分等の定着にも用いることができる。

本発明の親水性塗料組成物には、必要に応じて、貯蔵中の腐敗防止を目的とした有機銅系、有機ヨード系、イミダゾール系、イソチアゾリン系、ピリチオン系、トリアジン系、銀系等の抗菌・抗黴作用を有する防腐剤；タンニン酸、没食子酸、フイチン酸、ホスフィン酸等の防錆剤；ポリアルコールのアルキルエステル類、ポリエチレンオキサイド縮合物等のレベリング剤；相溶性を損なわない範囲で添加されるポリアクリルアミド、ポリビニルアセトアミド等の充填剤；フタロシアニン化合物等の着色剤；アルキル硫酸エステル塩、アルキルスルホコハク酸塩系等の界面活性剤；酸化亜鉛、酸化シリコン（シリカ）、酸化アルミ（アルミナ）、酸化チタン等の無機酸化物等；を添加することができる。
更に、本発明の親水性塗料組成物は、液状組成物が通常用いられるが、樹脂等の成分の媒体となる溶媒は、各成分を溶解又は分散させるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、水等の水性溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルｉｓｏ−ブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロンなどのケトン系溶剤、エタノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ペンタノール等のアルコール系溶剤、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールアルキルエーテル系溶剤；ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコールアルキルエーテル系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のプロピレングリコールアルキルエーテル系溶剤、及びエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の一連のグリコールアルキルエーテル系溶剤のエステル化物等が挙げられ、その中でも水性溶媒が好ましく、水が特に好ましい。

Ｂ．アルミニウム塗装板
次いで、本発明の第２発明に係るアルミニウム塗装板について説明する。

本発明の親水性塗料組成物を用いて、例えば熱交換器用アルミニウム板に親水性塗膜を設けてアルミニウム塗装板を形成するには、まず、アルミニウム板の表面を脱脂処理して乾燥し、その表面に化成処理皮膜を形成する。化成処理皮膜は、アルミニウム板に耐食性を付与すると共に、アルミニウム板と親水性塗料組成物の塗膜との間に介在して当該塗膜の密着性を増加させるためのものである。このような化成処理皮膜としては、クロム系、ジルコニウム系及びチタン系が用いられるが、その中でも、耐食性、塗膜密着性の観点からクロム系皮膜が好ましい。

化成処理皮膜の形成方法としては、塗布型処理方法、電解型処理方法、反応型処理方法等のいずれの方法を用いてもよい。処理皮膜の乾燥温度も任意である。上記方法のうち、成形性、塗膜密着性、耐食性に優れた塗布型クロメート法が好ましい。形成された化成処理皮膜は、金属元素換算で２〜５０ｍｇ／ｍ^２の皮膜量であるのが好ましく、５〜１５ｍｇ／ｍ^２であるのが特に好ましい。皮膜量が２ｍｇ／ｍ^２未満では、耐食性、塗膜密着性が得られない。

次ぎに、このようにして形成した化成処理皮膜上に、上述の本発明に係る親水性塗料組成物を塗装（塗布）して親水性塗料の塗膜を形成する。親水性塗料組成物の塗布方法としては、ロールコーター法、ロールスクイズ法、ケミコーター法、エアナイフ法、浸漬法、スプレー法、静電塗装法等の方法が用いられ、塗膜の均一性に優れ、生産性が良好なロールコーター法が好ましい。ロールコーター法としては、塗布量管理が容易なグラビアロール方式や、厚塗りに適したナチュラルコート方式や、塗布面に美的外観を付与するのに適したリバースコート方式等を採用することができる。また、塗膜の乾燥には一般的な加熱法、誘電加熱法等が用いられる。

塗膜形成する際の焼付けは、焼付け温度（到達表面温度）が１８０〜３００℃で、焼付け時間が１〜６０秒の条件で行うのが好ましい。塗膜形成における焼付け温度が１８０℃未満であったり、焼付け時間が１秒未満である場合には、塗膜が十分に形成されず塗膜密着性が低下する。焼付け温度が３００℃を超えたり、焼付け温度が６０秒を超える場合には、塗膜中の烏龍茶成分、緑茶成分、紅茶成分が分解してしまい、ホルムアルデヒドの吸着性を著しく低下させることになる。

塗膜厚さは、例えば熱交換器用アルミニウム板表面に形成する場合には、０．０５〜５μｍ、好ましくは０．１〜２μｍ、より好ましくは０．１〜１μｍである。塗膜厚さが０．０５μｍ未満だと、所望の親水性、成形性、塗膜密着性及びホルムアルデヒド吸着性が得られず、５μｍより厚いとこれら各特性が飽和して不経済となる。

このように、本発明に係る親水性塗料組成物を塗布、焼付けすることにより、親水性塗料の塗膜が形成されるが、塗膜は以下のような構造を有する。上記親水性塗料組成物が基材上に塗布されると、焼付けされる前の状態において、樹脂成分が、ポリビニルアルコール系樹脂と、ウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくとも一方とから成る下層側（基材側）の第１層と、ポリエチレングリコール系樹脂から成る上層側の第２層とに分離した二層構造となる。上層及び下層のそれぞれには、烏龍茶成分、ならびに、緑茶成分と紅茶成分の少なくともいずれかが含有される。そして、このような二層構造の親水性塗料組成物を焼付けることによって、親水性と塗膜密着性とホルムアルデヒド吸着性とを有する下層側の第１塗膜と、成形性とホルムアルデヒド吸着性を有する上層側の第２塗膜から成る二層構造の親水性塗膜が形成される。このように、本発明は、所定の組成物から成る親水性塗料組成物を塗布、焼付けすることにより、結果的に二層構造の親水性塗膜が形成されるという利点も有する。

なお、ポリビニルアルコール系樹脂と、ウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくともいずれか一方と、烏龍茶成分等の茶成分とを含有する第１塗膜用の第１親水性塗料組成物を基材上に塗布し、次いで、ポリエチレングリコール系樹脂と、烏龍茶成分等の茶成分とを含有する第２塗膜用の第２親水性塗料組成物を第１親水性塗料組成物上に塗布し、これらを焼付けすることにより二層構造の親水性塗膜を形成する方法；或いは、第１親水性塗料組成物を基上に塗布して焼付け、次いで、第２親水性塗料組成物を第１塗膜上に塗布し焼付けすることにより二層構造の親水性塗膜を形成する方法；を採用することも可能である。しかしながら、これらの「二度塗布一度焼付け」、又は、「二度塗布二度焼付け」による塗膜形成方法は、上述の「一度塗布一度焼付け」による塗膜形成方法に比べて経済性に劣るため、一度塗布一度焼付けによる塗膜形成方法を採用するのが好ましい。
このような二度塗布一度焼付け、又は、二度塗布二度焼付けによる塗膜形成方法では、一度塗布一度焼付けによる塗膜形成方法で用いたのと同様の塗布方法、塗膜の乾燥方法、ならびに、塗膜形成する際の焼付け条件（温度、時間）を用いることができる。

上記第１塗膜は、樹脂成分として、親水性を与えるポリビニルアルコール系樹脂と、塗膜密着性を与えるウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくとも一方を含有し、更に、ホルムアルデヒド吸着性を与える烏龍茶成分等の茶成分を含有する。このような第１塗膜の厚さは、０．０２〜２μｍ、好ましくは０．０５〜１μｍ、より好ましくは０．０５〜０．５μｍである。第１塗膜厚が０．０２μｍ未満では親水性が得られず、２μｍを超えると親水性が飽和して不経済となる。

また、上記第２塗膜は、樹脂成分として成形性を与えるポリエチレングリコール系樹脂と、ホルムアルデヒド吸着性を与える烏龍茶成分等の茶成分を含有する。このような第２塗膜の厚さは、０．０３〜３μｍ、好ましくは、０．０５〜２μｍ、より好ましくは０．０５〜１μｍである。塗膜厚が０．０３μｍ未満では成形性が得られず、３μｍを超えると成形性が飽和して不経済となる。

上記の第１及び第２の塗膜中に、烏龍茶成分に加えて緑茶成分及び紅茶成分の少なくともいずれか一方を添加するのが好ましい。上述のように、緑茶成分及び紅茶成分は、烏龍茶成分によって吸着したホルムアルデヒドを組成物中に定着する機能を有するので、吸着したホルムアルデヒドの定着性が高められ、結果的に、親水性塗料組成物の吸着性が一層高められることになる。

なお、本発明に係る親水性塗料組成物を塗布して塗膜を形成する基材としては、アルミニウム材だけでなく、他の金属、他の金属からなる合金、セラミックス、プラスチック樹脂等の目的に応じた種々の材料を用いることもできる。

Ｃ．プレコートアルミニウムフィン材
次に、本発明における第３発明に係るプレコートアルミニウムフィン材は、上記第２発明に係るアルミニウム塗装板の表面にプレス成形加工用の揮発性プレス油を塗布してからスリット加工やコルゲート加工等の成形加工を施すことにより、所望形状のフィン材としたものである。このようなプレコートアルミニウムフィン材は、例えば空調機用熱交換器のフィン材として好適に用いられるが、フィン材間の結露等を防止する用途であれば、空調機用熱交換器に限定されるものではない。

以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１〜４１及び比較例１〜１７
表１に示すように、樹脂成分として、鹸化度９２〜９９モル％で平均重合度１８００のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）と、重量平均分子量９３００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）と、ウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくとも一方とを含有し、烏龍茶成分として、ポリフェノール類（カテキン類を除く）、カテキン、カフェイン等の成分の異なる烏龍茶抽出液を含有する親水性塗料組成物（実施例１〜４１及び比較例１〜１７）を調製した。なお、実施例２８〜４１では、烏龍茶に加えて緑茶及び紅茶の少なくともいずれか一方を加えた。また、比較例１６及び１７では、烏龍茶に代えて緑茶を用いた。
なお、親水性塗料組成物の溶媒には水を用いた。表１に示す各成分の添加量は、溶媒である水の１リットル中における重量である。また、同表における烏龍茶、緑茶及び紅茶の添加量とは、水１リットル中における表２に示す各成分を加えた総重量であり、抽出に用いた溶媒も含む重量ではない。

なお、烏龍茶抽出液、緑茶抽出液及び紅茶抽出液は、表２の成分にて調整された溶出液であり、それぞれの烏龍茶抽出液、緑茶抽出液及び紅茶抽出液において、Ａは市販の烏龍茶抽出液であり、Ｂは市販の烏龍茶葉からの抽出液であり、Ｃ〜Ｆは市販の烏龍茶葉からの抽出液をカラムに吸着し、これをアセトン含有水溶液に溶出し、各成分を調整した烏龍茶抽出液である。緑茶Ｇは、市販の緑茶抽出液であり、Ｈは市販の緑茶葉からの抽出液であり、Ｉ及びＪは市販の緑茶葉からの抽出液をカラムに吸着し、これをアセトン含有水溶液に溶出し、各成分を調整した緑茶抽出液であり、Ｋは市販の紅茶葉からの抽出液である。ポリマーフェノール等の各成分は、高速液体クロマト法により測定した。
なお、表２に示すポリフェノール類（カテキン類を除く）、カテキン、カフェイン、その他茶成分は、抽出液から抽出溶媒を除去した抽出物であり、各成分の重量％は、この抽出物全体を１００％とした場合の数値を表す。

アルミニウム材表面には、親水性塗料組成物の塗膜を以下のようにして形成した。アルミニウム合金板（１１００−Ｈ２４材、０．１００ｍｍ厚さ）を弱アルカリ脱脂し、水洗した後に乾燥した。次いで、このように処理したアルミニウム合金板表面に、塗布型クロメート（日本ペイント社製ＳＡＴ４２７）を塗布、焼付けし、金属クロム換算にて、クロム付着量が１０ｍｇ／ｍ² の塗布型クロメート系の化成皮膜を形成した下地処理板を作製した。次に、この下地処理板に、表１に示す各親水性塗料組成物をロールコーターにて塗布し、到達板表面温度（ＰＭＴ）２５０℃で２０秒間焼付けしてアルミニウム塗装板を得た。形成された塗膜厚は１μｍであった。

このようにして作製したアルミニウム塗装板の親水性、成形性、塗膜密着性、ホルムアルデヒド吸着性を以下の方法で測定、評価した。結果を表３に示す。

親水性
ゴニオメーターで純水の接触角を測定した。評価結果である表３中の記号の意味は以下の通りであり、◎及び○を性能を満足する合格とした。
◎：接触角が２０°以下であり非常に良好であることを示す。
○：接触角が２０゜を越え、かつ３０°以下であり、良好であることを示す。
△：接触角が３０゜を越え、かつ４０゜以下であり、不良であることを示す。
×：接触角が４０゜を越え非常に不良であることを示す。

成形性
実機フィンプレスにてドローレス成形を実施した状況で評価した。成形条件は以下の通りである。
揮発性プレスオイル：ＡＦ−２Ｃ（出光興産）を使用し、しごき率は５８％、成形スピードは２５０ｓｐｍで実施した。
評価結果である表３中の記号の意味は以下の通りであり、◎及び○を性能を満足する合格とした。
◎：非常に良好であることを示す。
○：良好であることを示す。
△：カラー部内面にキズが発生して不良であることを示す。
×：座屈、カラー飛びが発生して不良であることを示す。

塗膜密着性
ＪＩＳ Ｈ４００１における付着性試験を用い、碁盤目におけるテープ剥離後の残存個数を測定した。全て残存した場合（１００／１００）を、性能を満足する合格とした。

ホルムアルデヒド吸着性
１．吸着試験
ホルムアルデヒド雰囲気の容器中に各アルミニウム塗装板を配置し、ホルムアルデヒドを吸着させた後の容器内のホルムアルデヒド濃度（Ｃａ）を測定した。Ｃａは未吸着のホルムアルデヒド量に対応する濃度である。測定条件は以下の通りであった。なお、下記のホルムアルデヒド初期濃度（１５ｐｐｍ）から上記ホルムアルデヒド濃度Ｃａを差し引いた濃度（Ｃｂ）が、アルミニウム塗装板によるホルムアルデヒド吸着量に対応する濃度である。
試料の面積 ：１００×２００ ｍｍ^２
試料容器 ：５リットルデシケータ
容器のガス量：５リットル
ガス初期濃度：ホルムアルデヒド １５ｐｐｍ
ガス測定方法：ホルムアルデヒド検知管
試験室温度 ：２０℃
測定時間 ：２４時間

２．脱着試験
大気雰囲気の容器中にホルムアルデヒドを吸着した各アルミニウム塗装板を配置し、ホルムアルデヒドを脱着させた後の容器内のホルムアルデヒド濃度（Ｃｃ）を測定した。測定条件は以下の通りであった。なお、上記ホルムアルデヒド濃度Ｃｂから上記ホルムアルデヒド濃度Ｃｃを差し引いた濃度（Ｃｄ）が、アルミニウム塗装板によるホルムアルデヒド定着量に対応する濃度である。したがって、ホルムアルデヒドの定着率（％）は、（Ｃｄ／Ｃｂ）×１００で表わされる。
試料の面積 ：１００×２００ ｍｍ^２
試料容器 ：５リットルデシケータ
容器のガス量：５リットル
ガス初期濃度：ホルムアルデヒド ０ｐｐｍ
ガス測定方法：ホルムアルデヒド検知管
試験室温度 ：２０℃
測定時間 ：２４時間

吸着後の容器内のホルムアルデヒド濃度（Ｃａ）が１０ｐｐｍ未満の場合であって、定着率が５０％以上の場合を、ホルムアルデヒド吸着性を満足する合格とした。

表３に示すように実施例１〜４１ではいずれも、親水性、成形性、塗膜密着性、ホルムアルデヒド吸着性を満足するものであった。

烏龍茶抽出液Ａ、Ｂを含有する塗料組成物を用いた場合には、良好なホルムアルデヒドの吸着率が得られるが、烏龍茶抽出液Ｅを含有する塗料組成物を用いた実施例９、２５、２６において、ホルムアルデヒドの吸着率が特に良好であった。烏龍茶抽出液Ｅには、２量体、３量体のカテキン含有量が多く含有されているためと考えられる。なお、ホルムアルデヒドの吸着率（％）とは、{（１５−Ｃａ）／１５}×１００で表されるものである。
また、烏龍茶成分に加えて緑茶成分及び紅茶成分を含有する塗料組成物を用いた実施例２８〜４１では、高いホルムアルデヒド定着率が得られ、特に緑茶成分を含んだ塗料組成物を用いた場合に、９０％以上の優れたホルムアルデヒド定着率を示す場合が見られた。

これに対し、比較例１は塗料組成物中にＰＶＡが含有されておらず、比較例２は塗料組成物中のＰＶＡ含有量が５ｇ／リットル未満であるため、共に親水性を満足することができなかった。
比較例３は塗料組成物中にＰＥＧが含有されておらず、比較例４は塗料組成物中のＰＥＧ含有量が１０ｇ／リットル未満であるため、共に成形性を満足することができなかった。
比較例５は、塗料組成物中のＰＥＧ含有量が１２０ｇ／リットルを超えていることから、塗膜密着性を満足することができなった。
比較例６〜９は、塗料組成物中におけるウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくともいずれか一方の含有量が６ｇ／リットル未満であるため、塗膜密着性を満足することができなかった。
比較例１０〜１２は、塗料組成物中におけるウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくともいずれか一方の含有量が６０ｇ／リットルを超えていることから、ＰＶＡの親水性作用を阻害し、親水性を満足することができなかった。
また、比較例１３は塗料組成物中に烏龍茶成分が含有されておらず、比較例１４では、塗料組成物中の烏龍茶含有量が０．０５ｇ／リットル未満であるため、十分なホルムアルデヒド吸着率が得られなかったためホルムアルデヒド吸着性を満足することができなかった。
比較例１５は、塗料組成物中の烏龍茶成分の含有量が５ｇ／リットルを超えていることから、ウレタン系樹脂やアクリル系樹脂の場合と同様に、ＰＶＡの親水性作用を阻害し、親水性を満足することができなかった。
比較例１６及び１７では、烏龍茶を含有せず緑茶成分のみしか含有していないので、十分なホルムアルデヒド吸着率が得られなかったためホルムアルデヒド吸着性を満足することができなかった。

実施例４２〜５４及び比較例１８〜２２
アルミニウム合金板（１１００−Ｈ２４材、０．１００ｍｍ厚さ）を弱アルカリ脱脂し、水洗した後に、乾燥した。次いで、このように処理したアルミニウム合金板表面に、化成処理を施し下地処理板を作製した。化成処理の種類と金属元素換算による付着量の測定結果、ならびに、用いた親水性塗料組成物の組成、第１及び２の塗膜の厚さを表４に示す。
なお、親水性塗料組成物の溶媒には水を用いた。表４に示す各成分の含有量は、溶媒である水の１リットル中における重量である。

次に、このようにして得られた各下地処理板に、表４に示す親水性塗料組成物をロールコーターにて塗布し、２５０℃で２０秒焼付けて、アルミニウム塗装板を作製した。アルミニウム塗装板の評価は、耐食性を新たな評価事項に加えた。耐食性以外は実施例１〜４１及び比較例１〜１７と同じ項目について同様の評価方法を用いた。耐食性評価については、下記の試験方法にて行なった。

耐食性
ＪＩＳＺ２３７１に基づき、ＳＳＴ２４０時間を行い、レイティングナンバー（Ｌ．Ｎ．）により耐食性を測定した。Ｌ．Ｎ．が９．５以上を、性能を満足する合格とした。

親水性、成形性、塗膜密着性、耐食性及びホルムアルデヒド吸着性の測定結果を、表５に示す。

表５に示すように、実施例４２〜５４ではいずれも、親水性、成形性、塗膜密着性、耐食性及びホルムアルデヒド吸着性を満たしていた。特に、烏龍茶成分に加えて緑茶成分を含有する塗料組成物による塗膜を備えた実施例５１〜５４のアルミニウム塗料板では、ホルムアルデヒド定着率が非常に優れていた。

比較例１８では化成皮膜が設けられておらず、比較例１９では、化成皮膜における金属元素換算での金属含有量が２ｍｇ／ｍ^２未満であり、いずれも耐食性を満足することができなかった。比較例２０は第１塗膜の塗膜厚が０．０２μｍ未満であり、かつ、第２塗膜の塗膜厚が０．０３μｍ未満であるため、親水性、成形性及びホルムアルデヒド吸着性を満足することができなかった。比較例２１では、第２塗膜の塗膜厚が０．０３μｍ未満であるため、成形性を満足することができなかった。比較例２２では第１塗膜の塗膜厚が０．０２μｍ未満であるため、親水性を満足することができなかった。

本発明の親水性塗料組成物を用いて、親水性、成形性、ホルムアルデヒド吸着性において優れた性能を発揮する親水性塗膜を表面に備えるアルミニウム塗装板が得られ、さらにこのアルミニウム塗装板を加工成形することにより得られる空調機の熱交換用フィン等の熱交換器は長期に亘って優れた熱交換効率を発揮する。

Claims (6)

1. ポリビニルアルコール系樹脂を５〜６０ｇ／リットルと；ポリエチレングリコール系樹脂を１０〜１２０ｇ／リットルと；ウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくともいずれか一方を６〜６０ｇ／リットルと；２量体カテキン及び３量体カテキンを含むカテキン類を必須成分とする烏龍茶の溶媒抽出成分を０．０５〜５ｇ／リットルと；を含有し、前記溶媒抽出成分に対する２量体カテキン及び３量体カテキンの量が１．８〜７５．４重量％であることを特徴とする親水性塗料組成物。
2. カテキン類を除くポリフェノール類を必須成分とする緑茶の溶媒抽出成分、ならびに、カテキン類を除くポリフェノール類を必須成分とする紅茶の溶媒抽出成分の少なくともいずれか一方の０．０５〜５ｇ／リットルを更に含有する、請求項１に記載の親水性塗料組成物。
3. クロム系、ジルコニウム系及びチタン系から成る群から選択される少なくとも一種の化成処理皮膜であって金属元素換算にて２〜５０ｍｇ／ｍ²の金属を含有する化成処理皮膜を、少なくとも一方の表面に備えるアルミニウム塗装板であって、
   前記化成処理皮膜上に、請求項１又は２に記載の親水性塗料組成物から形成され、かつ、０．０５〜５μｍの厚さを有する塗膜を備えたアルミニウム塗装板。
4. クロム系、ジルコニウム系及びチタン系から成る群から選択される少なくとも一種の化成処理皮膜であって金属元素換算にて２〜５０ｍｇ／ｍ²の金属を含有する化成処理皮膜を、少なくとも一方の表面に備えるアルミニウム塗装板であって、
   前記化成処理皮膜上に、ポリビニルアルコール系樹脂を５〜６０ｇ／リットルと；ウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の少なくともいずれか一方を６〜６０ｇ／リットルと；２量体カテキン及び３量体カテキンを含むカテキン類を必須成分とする烏龍茶の溶媒抽出成分を０．０５〜５ｇ／リットルと；を含有し、前記溶媒抽出成分に対する２量体カテキン及び３量体カテキンの量が１．８〜７５．４重量％である第１親水性塗料組成物から形成され、かつ、０．０２〜２μｍの厚さを有する第１塗膜を備え、
   当該第１塗膜上に、ポリエチレングリコール系樹脂を１０〜１２０ｇ／リットルと；２量体カテキン及び３量体カテキンを含むカテキン類を必須成分とする烏龍茶の溶媒抽出成分を０．０５〜５ｇ／リットルと；を含有し、前記溶媒抽出成分に対する２量体カテキン及び３量体カテキンの量が１．８〜７５．４重量％である第２親水性塗料組成物から形成され、かつ、０．０３〜３μｍの厚さを有する第２塗膜を備えることを特徴とするアルミニウム塗装板。
5. 前記第１親水性塗料組成物及び第２親水性塗料組成物が、カテキン類を除くポリフェノール類を必須成分とする緑茶の溶媒抽出成分、ならびに、カテキン類を除くポリフェノール類を必須成分とする紅茶の溶媒抽出成分の少なくともいずれか一方の０．０５〜５ｇ／リットルを更に含有する、請求項４に記載のアルミニウム塗装板。
6. 請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載のアルミニウム塗装板から成るプレコートアルミニウムフィン材。