JPH0389974A

JPH0389974A - 親水性塗膜形成法

Info

Publication number: JPH0389974A
Application number: JP22632689A
Authority: JP
Inventors: Chiho Tokuhara; 徳原　千穂; Kenji Kushi; 憲治串
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1991-04-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は表面濡れ性に優れた親水性塗膜形成法に関する
。

〔従来の技術〕

従来、塗料の表面温度が使用環境の露点以下になる場合
、表面に減給を生じ、種々の不具合をきたしてした。例
えば、透明材料においては曇りのため透明性が失われ、
使用に支障をきたす事があった。また、特にヒートポン
プ型冷蔵庫、エアコン等の熱交換器用フィン表面のごと
く、温度差が太きく、また氷点以下である場合表面濡れ
性が低いと空気を多く含む霜が高さ方向に急激に戒長し
、熱交換効率が低下するため頻繁に霜取りをする必要が
あった。

この様な不都合を解消するために、種々の表面塗布剤が
提案されており、例えば界面活性剤を各種ポリマーまた
はシリカゾル等の無機質ゾルと混合した塗布剤と、親水
性ポリマーによるコーティングとに大別される。しかし
、界面活性剤の場合は容易に流出するため、持続性に低
く、表面硬度も不十分であるため一時的な利用にしか適
さなかった。また、後者は十分な濡れ性と塗膜物性の両
立が果たされていなかった。

つ筐り、ポリマーの溶出を防ぐために水への溶解性を低
下させると十分な濡れ性が得られず、また、ポリマーを
架橋させて十分な塗膜物性を得ると親水性の低下が見ら
れたりした。

〔発明の目的〕

本発明者らはかかる欠点を排除し、高い表面濡れ性を示
し、塗膜物性に優れ、かつ持続性も良好な親水性塗料を
提供することを目的として鋭意検討した結果、分子中に
少なくとも１個のカルボキシル基を有する単量体を５０
ｆｉｆ４〜１００重量係含有する共重合体５０〜９０重
量部、およびアルキル化メラミン樹脂５０〜１０重量部
からなる組成物を基将に塗布し熱硬化した後に、アルカ
リ金属化合物の水溶液若しくは有機溶媒溶液、またはア
ンモニア、有機アミン等のアルカリ水溶液で処理すれば
、親水性が非常に高く、かつ持久性に優れ、かつ優れた
塗膜物性を示す親水性塗膜が得られることを見出した。

また、本発明をヒートポンプ型冷蔵庫、エアコン等の熱
交換器用フィン等へ適用し、表面の濡れ性を改良すると
、霜の高さ方向への成長の速度を著しく抑制することが
出来る上に、緻密な霜が形成されるようになるため、熱
交換器の効率が上昇し、霜取りの間隔を延ばすことがで
きることも見出した。

〔発明の構成〕

以下に本発明の詳細な説明する。

すなわち本発明は、分子中に少なくとも１つのカルボキ
シル基を有する単量体５０Ｍ−１４４〜１００重量係含
有する共重合体５０〜９０重量部、およびアルキル化メ
ラミン樹脂５０〜１０重量部からなる組成物を基材に塗
布し、熱硬化した後に、アルカリ金属化合物の水溶液若
しくは有機溶媒溶液、またはアンモニア、有機アミン等
のアルカリ水溶液で処理することを特徴とした親水性塗
膜形成法に関するものである。

本発明の成分のうち、分子中に少なくとも１個のカルボ
キシル基を有する単量体としては、アクリル酸、メタク
リル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、メサコン
酸、シトラコン酸等が挙けられる。共重合モノマーとし
ては、重合活性のある単量体ならばどのようなものでも
使用可能であるが、前期単量体との相溶性と、水溶液と
した場合の共重合体の安定性からメチルアクリレートと
メチルメタアクリレートを、メチル−（メタ）アクリレ
ートと略記すると、メチル（メタ）アクリレート、エチ
ル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート
、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート等のアルキ
ル（メタ）アルキレート、２−ヒドロキシエチル（メタ
）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アク
リレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート
、グリシジル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフル
フリル（メタ）アクリレート等の置換アルキル（メタ）
アクリレートが好ましい。又、少量なら他の目的でスチ
レン、α−メチルスチレン等の単量体を含有していても
よ−。分子中に少なくとも１個のカルボキシル基を有す
る単量体は、共重合体中に少なくとも１種以上有しであ
る必要が在り、共重合体中の比率は５０重量％〜１００
Ｍ量係、好筐しくは７０〜１００重量係である。

本発明の共重合体又は単一重合体を製造するには、公知
の重合開始剤を用いて、前記単景体成分を共重合させれ
ば良い。重合は溶液重合が好ｉｔ、＜、メチルアルコー
ル、エチルアルコル、イソプロピルアルコール等の低級
アルコール、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン
化合物等から選ばれた親水性有機溶媒と水の混合溶媒系
を用しることができる。重合開始剤としては、２，２−
アゾビス（Ｎ、Ｎ−ジメチレンイソブチルアミジン）ジ
ハイドロクロライド、２゜２−アゾビス（２−アミジノ
プロパン）ジハイドロクロライド等水溶性の重合開始剤
が使用できる。

本発明の成分であるアルキル化メラミン樹脂としては、
市販されているものでは、二カラツク（三相ケミカル）
、スミマール（住友化学）、スーパーベッカミン（大日
本インキ）、サイメル（三井サイアナミド）等があるが
、塗料溶液の経時安定性、及び自己縮合の抑制の点では
、メタノール変性のもので、かつメチロール化度が高い
ものが好１しく、中でも三井サイアナミド製、サイメル
３３０、サイメル３５０、住友化学製、スミマール１ａ
ｘｏ−ｖｌＩ力ｆ好ｆＬ？。

溶液重合によね重合した共重合体は、溶媒に溶解し′に
’Ｊ　甘の状態で用しる方が工程上有利である。また、
塗装性を向上させるために、重合体溶液とメラミン樹脂
混合物に、更に水又は親水性有機溶媒を加えることがで
きる。水及び親水性有機溶媒を親水性塗料１００重量部
に対して１００〜４０００ｆｒｉ部（但し、重合時の溶
媒を含む）の範囲で任意の量を加えることにより、塗布
方法に好ましい粘度に調整することができ、！た成膜後
の膜厚を５０μ〜１μ程度に任意に変化させることがで
きる。親水性溶媒としてハ、メチルアルコール、エチル
アルコール、イソフロビルアルコール等の低級アルコー
ル、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン化合物等
から選ぶことができる。

本発明に用いられる親水性塗料組成物は、０〜５重量部
（Ｊ４、重合体及びアルキル化メラミン樹脂の合計１０
０重量部に対して）のパラトルエンスルホン酸等の強酸
の酸触媒を添加することにより、より緩やかな硬化条件
で硬化させることが可能となるが、共重合体がカルボキ
シル基を有し、酸性を示すため酸触媒を添加しなくても
十分硬化させることができる。また、酸触媒を加えない
場合の方が酸触媒を加えた場合に比べ、塗料組成物の経
時安定性は優れてしる。

本発明の親水性塗料は、更に必要に応じて防錆剤、着色
剤、体質顔料等の各種添加剤を併用することができる。

このようにして得られた親水性塗料組成物は、基材表面
に通常の方法、例えばロールコータ−グラビアコーター
　スプレー又は浸漬法などの公知の方法で塗装すること
ができる。

本発明に★ける親水性塗料の膜厚は、各使用条件や要求
される塗膜強度によりその最適値は変化するが、薄すぎ
ると機械的強度に劣り剥離が訟きやすくなり、また厚す
ぎると基材への追従性が低下し、割れが起こりやすくな
るため、乾燥膜厚に卦いて２〜３０μ程度が適当である
。

本発明に訃ける親水性塗料は、塗料組成物の溶媒を揮発
後９０〜２００℃に分いて２０〜６０分焼き付けを行い
硬化させる。焼き付は条件は共重合体又はアルキル化メ
ラミン樹脂、又は酸触媒の種類又は量等を変化させるこ
とにより上記範囲で変化させることができる。

次に、本発明では共重合体中のカルボキシル基のうち、
メラミン樹脂との縮合に寄与していないものについて、
焼き付は後の塗膜をアルカリ溶液に浸漬することにより
中和させる。こうすることにより塗膜の親水性は驚くほ
ど優れたものになるが、本願の特徴は正しくこの点にあ
る。焼き付は硬化前に重合体中のカルボキシル基を中和
させた組成物では、酸触媒を多量に添加しても十分に硬
化させる孕は９′托しく、塗膜としての十分な性能を発
現することができない。

それに対し−で、焼き付は硬化後に重合体中のカルボキ
シル基を中和させる場合、酸触媒を添加する事なく、緩
やかな焼き付は条件で硬化させることも可能であり、又
カルボキシル基を完全に中和させることができることか
らより高い親水性塗膜を得ることができる。ここで用し
るアルカリ溶液としては、ナトリウム、カリウム、リチ
ウム等の１価のアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、酢酸
塩、燐酸塩、或いはアンモニア、トリメチルアミン、ジ
エチルアミン等の水溶液が用いられ、濃度とｔ−では０
．１〜５重量係が好ましい。

本発明の塗料は種々の金属、硝子、またはフラスチツク
等に塗布することができ、また必要に応じて密着性を向
上させるために種々の前処理を行うことができる。

本発明を以下に実施例に釦いてさらに詳細に説明する。

〔実施例１〜５．比較例１〜３〕下記の表−１に示す各単量体混合物１００重量部に、重
合開始剤として２，２−アゾビス（Ｎ。

Ｎ−ジメチレンイソブチルアミジン）ジハイドロクロラ
イド２部及び表−１に示す水及び親水性溶媒４００部を
フラスコ内に仕込み、窒素雰囲気中で７０℃、３時間攪
拌、加熱して重合反応させた。

実施例１〜５釦よび比較例１は、重合体製造例にかいて
得られた重合生成物に市販のアルキル化メラミン樹脂及
び希釈剤を表−２に示す各割合で配合し、各種親水性塗
料組成物を調整した。得られた各種親水性塗料組成物を
各基材にディッピング法で塗布し、自然乾燥した後１６
０℃、３０分で焼き付けを行った。つぎに表−３に示す
アルカリ性水溶液に浸漬し、重合体中の酸基を中和し、
水洗した後乾燥した。

比較例２および３は、重合体製造例に卦すで得られた重
合体生成物に、重合体中に含捷れる酸基と当量の水酸化
す）　ＩＪウムを添加して酸基を中和した後、市販のア
ルキル化メラミン樹脂及び希釈剤を表−２に示す各割合
で配合し、各種親水性塗料組成物を調整した。得られた
各種親水性塗料組成物を各基材にディッピング法で塗布
し、自然乾燥した後１６０℃、３０分て焼き付けを行っ
た。

塗膜の物性の評価結果は表−３に示す通りである。表−
３の実施例１から５の結果から明らかなように、各実施
例の親水性塗料は、接触角が非常に小さく、表面濡れ性
ｒ（優れ、基材との密着性及び耐引っ掻き性にも優れて
いた。

表　　−１ＡＡ　；アクリル酸　ＭＭＡ：メチルメタアクリレート
エＰＡｉインプロピルアルコール表１）共重合体溶液中の固形分のみ表示。溶媒は溶媒記載
欄に追加希釈剤の合計量で表示。

２）三井サイアナミド製　サイメル６５０３）Ｉ’ｉ重
合重合体力ルボキシル基を水酸化ナトリウムにより１０
０優中和した塩型の重合体４）工ＰＡｉイソプロピルアルコール表１）［１，５係水溶液、２５℃、４分浸漬２）２５℃、６０４ＲＨにおける純水対する接触角５）鉛筆強度ＪＩＳ−に５４００に準じて測定６）クロメト処理７）電解酸化処理〔実施例６〕本発明の親水性塗膜の熱交換器用フィンとしての性能を
見るために、実施例３のＡＩ板で片面のみに親水性塗膜
が形成された基板を用い、塗膜が形成されて−々い面に
冷却器がくるようにした第１図に示す実験装置で、−２
０℃の冷媒及び−５℃、５９係ＲＨの外気を用い、形成
された霜高さの経時変化を測定した。得られた結果を第
２図に示した。

実施例３は、比較例に比べ形成される霜高さが小さく、
霜成長の抑制効果があった。

【図面の簡単な説明】

第１図は親水性塗膜が形成された基板上への霜形成の状
態を評価するための実験装置の概略図を示し、（１）は
−５℃、５９係ＲＨの外気、（２）は−２０℃の冷媒、
（３）は評価用試料、（４）は基板上の親水性塗膜の塗
布面及び（５）は排気をそれぞれ示す。第２図は実施例６で実施した霜成長速度を示すグラフで
あり、横軸は時間（分）、縦軸は霜の高さ（ｗａ）を示
す。図中、（ＡＩは実施例３で得られた基板を、又、（
Ｂ）は比較例１で得られた基板につしてそれぞれ評価し
た結果を示した。尚、第２図に釦ける霜高さの測定は第３図に示す高さで
行った。第３図は霜のつｂた塗装基板の断面図を示し、（イ）は
霜高さ、（ロ）は塗膜及び（ハ）は基板をそれぞれ示す
。〔発明の効果〕本発明により、簡単な工程によって高い表面濡れ性を示
し、塗膜物性に優れ、かつ持続性も良好な親水性塗料を
形成することができた。又、本発明をヒートポンプ型冷
蔵庫、エアコン等の熱交換器用フィン等へ適用し、表面
の濡れ性を改良すると、霜の高さ方向への成長の速度を
著しく抑制することが出来る上に、緻密な霜が形成され
るようになるため、熱交換器の効率が上昇し、霜取りの
間隔を延ばすことができ、その工業的意義は極めて大で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）分子中に少なくとも１個のカルボキシル基を有す
る単量体５０重量％〜１００重量％含有する共重合体５
０〜９０重量部、およびアルキル化メラミン樹脂５０〜
１０重量部からなる組成物を基材に塗布し、熱硬化した
後にアルカリ金属化合物の水溶液若しくは有機溶媒溶液
、またはアンモニア、有機アミン等のアルカリ水溶液で
処理することを特徴とした親水性塗膜形成法。