JPH10168381A

JPH10168381A - 高親水性塗料

Info

Publication number: JPH10168381A
Application number: JP32724996A
Authority: JP
Inventors: Kimihide Shiozawa; 公英塩沢; Ichiro Saruwatari; 一郎猿渡; Koichi Otomi; 浩一大冨; Masashi Kato; 正志加藤; Tsuyoshi Katsumata; 堅勝又
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd; Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd; MA Aluminum Corp
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 1998-06-23
Anticipated expiration: 2016-12-06
Also published as: JP3403906B2

Abstract

(57)【要約】【課題】親水性、耐蝕性、耐汚染性、密着性、滑り性
に優れ、金型・加工工具の摩耗を起こし難く、臭気を発
生し難い、非シリカ系または非水ガラス系の高親水性塗
料を提供する。【解決手段】アルミナゾル（ａ）と；水溶性アクリル
樹脂（ｂ）と；ポリエチレングリコール、ポリエチレン
グリコールの変性物、ポリエチレン−ポリプロピレン−
グリコール、およびポリエチレン−ポリプロピレンーグ
リコ−ルの変性物からなる群より選ばれる少なくとも１
種（ｃ）と；を含有することを特徴とする高親水性塗
料。上記（ａ）と（ｂ）とを混合し、次いで、（ｃ）を
添加・混合することが特に好ましい。これは、空調機の
熱交換器のアルミニウムフィンの塗装に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高親水性塗料に関
する。詳しくは、空調機用熱交換器のアルミニウムフィ
ン表面に高度な親水性の持続性及び耐蝕性を付与する高
親水性塗料に関する。さらに、詳しくは、表面層に汚染
物質が吸着しても、高度な親水性を持続する、耐汚染性
に優れる高親水性塗料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、空調機の熱交換器にはその優れた
加工性・熱伝導性の点からアルミニウムおよびその合金
が広く利用されている。その構成は、基本的に、隣接す
る複数のフィン（比較的薄い板）を有する。

【０００３】空調機の熱交換器では、冷房時に発生する
凝縮水が水滴となってフィンに付着するのは避け難く、
その水滴によって、隣接するフィン間に水のブリッジが
形成されやすい。その場合、水のブリッジが通風を遮
り、通風抵抗を増大せしめ、熱交換率を悪化させる。従
って、フィン材の表面に親水化処理を施し、水滴による
ブリッジの形成を抑制・防止し、良好な熱交換率の維持
を図っている。

【０００４】一方、近年、家電製品には小型化が強く求
められ、空調機も例外ではない。特に空調機の中でも大
容積を占める熱交換器には最も強く小型化が求められ、
フィン形状の複雑化、フィン間隔の狭小化が望まれ、フ
ィン材にはより一層の親水性が求められている。

【０００５】アルミニウムフィンに親水性を付与する方
法には、化成処理、親水性塗料を塗布する等の方法があ
る。

【０００６】前者の化成処理は一般的に、冷媒の流れる
パイプを通すために穴空け等のフィン加工をした後に施
されるため、生産性に劣るという欠点を有していた。

【０００７】この問題点を解決するために、フィン加工
前にフィンを水ガラスや親水性塗料により被覆する方法
が提案された。このような被覆剤としては、有機親水性
樹脂からなる塗料や合成シリカ等の無機粒子を含有する
塗料等が挙げられる。

【０００８】しかし、有機親水性樹脂、例えば水性ナイ
ロン、水性アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルピロリドン等を用いた場合は、親水性や、密着性
が不十分であったり、親水性と耐蝕性のバランスがとれ
なかったりといった問題点を有していた。一方、親水性
を付与するために合成シリカ等を含有する塗料を用いた
場合には、親水性や耐蝕性は有機親水性樹脂を用いた塗
料よりは優れているが、塗膜が硬いため穴空け等の加工
に用いる金型・加工工具等の摩耗が激しく工具等の寿命
が短くなるという問題点や、臭気抑制（防止）効果が不
十分だったりといった問題点を有していた。

【０００９】また、水ガラス系塗料を塗布した場合に
は、合成シリカ等を含有する塗料を用いた場合と同様
に、金型・加工工具等の摩耗が激しく工具の寿命が短く
なるという問題点、あるいは滑り性が悪く、その結果、
工具と塗膜間で摩擦熱が発生し、焼き付き、連続的に加
工できなくなるという問題点、空調機使用時にシリカ臭
がする等の問題点を有していた。

【００１０】さらに水ガラス系塗料を塗布したフィンを
用いた空調機を新築家屋に設置した場合、フィン間から
水飛び（つまり、水の飛散）をおこすという問題が近年
増加した。

【００１１】その原因としては、新築家屋の内装壁材に
含まれる可塑剤、またはフロアポリッシュに含まれるワ
ックス成分等が光分解により低分子化し、揮散したもの
が、フィンに吸着・汚染し、フィン表面の親水性を著し
く損なったためと思われる。

【００１２】かかる汚染物質に対する耐汚染性をフィン
に付与するために、洗浄成分を徐放する有機親水性塗料
を用いることも提案されてはいるが、親水性の持続性、
基材との密着性等が何れも不十分である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、親水
性、耐蝕性、耐汚染性、密着性、滑り性に優れ、また、
金型・加工工具の摩耗を起こし難く、しかも、臭気を発
生し難い塗膜を形成し得る、非シリカ系または非水ガラ
ス系の高親水性塗料を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】すなわち、第１の発明
は、アルミナゾル（ａ）と；水溶性アクリル樹脂（ｂ）
と；ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール
の変性物、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイド
との共重合体、およびエチレンオキサイドとプロピレン
オキサイドとの共重合体の変性物からなる群より選ばれ
る少なくとも１種（ｃ）と；を含有することを特徴とす
る高親水性塗料である。

【００１５】第２の発明は、アルミナゾル（ａ）と水溶
性アクリル樹脂（ｂ）とを混合し、次いでポリエチレン
グリコール、ポリエチレングリコールの変性物、エチレ
ンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体、お
よびエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共
重合体の変性物からなる群より選ばれる少なくとも１種
（ｃ）を添加・混合して成ることを特徴とする第１の発
明記載の高親水性塗料である。

【００１６】第３の発明は、アルミナゾル（ａ）におい
ては、一次粒子が羽毛状、棒状あるいは樹枝状の形状・
形態を有し、その平均粒径が０．５〜２０μｍであるこ
とを特徴とする第１または第２の発明記載の高親水性塗
料である。

【００１７】第４の発明は、塗料固形分１００重量％
中、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール
の変性物、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイド
との共重合体、およびエチレンオキサイドとプロピレン
オキサイドとの共重合体の変性物からなる群より選ばれ
る少なくとも１種（ｃ）を３０〜６０重量％含有するこ
とを特徴とする第１ないし第３の発明いずれか記載の高
親水性塗料である。

【００１８】第５の発明は、水溶性アクリル樹脂（ｂ）
が、スルホン酸またはスルホン酸ナトリウム基を有する
α、β不飽和単量体（Ａ）を１〜８０重量％、カルボン
酸基を有するα、β不飽和単量体（Ｂ）を５〜５０重量
％、アルコ−ル性水酸基を有するα、β不飽和単量体
（Ｃ）を５〜５０重量％を共重合してなる（ただし、
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の合計は１００重量％）ことを
特徴とする第１ないし第４の発明いずれか記載の高親水
性塗料である。

【００１９】第６の発明は、ポリエチレングリコール、
ポリエチレングリコールの変性物、エチレンオキサイド
とプロピレンオキサイドとの共重合体、およびエチレン
オキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体の変性
物からなる群より選ばれる少なくとも１種（ｃ）が、重
量平均分子量２０００〜５０００００であり、末端官能
基として水酸基、グリシジル基またはブロック化された
イソシアネ−トから選ばれる１種以上の官能基を有する
ことを特徴とする第１ないし第５の発明いずれか記載の
高親水性塗料である。

【００２０】第７の発明は、ポリエチレングリコール、
又はエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共
重合体の融点が、５０℃以上であることを特徴とする第
１ないし第６の発明いずれか記載の高親水性塗料であ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明に用いられるアルミナゾル
（ａ）は、アルミナ水和物の粒子（形状は任意）が水に
分散した水分散体であり、そのアルミナ水和物の分散粒
子は、ｉ）水中の陰イオン（例えば、ＯＨ^-，Ｓ
Ｏ₄ ^-，Ｃｌ^-，ＮＯ₄ ^-，ＣＨ₃ＣＯＯ^-）を安定剤
として分散してなる２〜１００ｎｍ程度のコロイドの大
きさを持つ粒子や、ii）種々の方法によって係るコロイ
ドの大きさを持つものを、平均粒径（平均長径）０．５
〜２０μｍ程度に凝集せしめた粒子であり、後者である
ことが好ましい。特に、その凝集粒子は、実質的に球形
でなく、同じ体積でできるだけ表面積が大きいもの、例
えば、羽毛状、棒状あるいは樹枝状の形状・形態を有す
るものが、高親水性発揮の点で好ましい。

【００２２】上記ｉ）を利用したアルミナゾル（ａ）と
しては、触媒化成工業（株）製「カタロイドＡＳ−
１」：平均粒径０．２μｍ、「カタロイドＡＳ−２」：
平均粒径０．２μｍ、日産化学（株）製「アルミナゾル
−１００」：平均粒径０．２μｍ、「アルミナゾル−２
００」：平均粒径０．２μｍ、「アルミナゾル−５２
０」：平均粒径０．０２μｍ、川研ファインケミカル
（株）製「アルミナクリア−ゾル」：平均粒径０．０２
μｍ、「アルミゾル−１０」：平均粒径０．０２μｍ等
の、平均粒径２〜２００ｎｍの粒子が水に分散している
アルミナゾルが挙げられる。

【００２３】係るアルミナゾルは、単独でも使用可能で
あるが、この直後に例示する平均粒径を０．５〜２０μ
ｍ程度に凝集せしめた、羽毛状、棒状あるいは樹枝状の
凝集粒子の分散体であるアルミナゾルと併用することが
好ましい。

【００２４】平均粒径を０．５〜２０μｍ程度に凝集せ
しめた、羽毛状、棒状あるいは樹枝状の凝集粒子の分散
体であるアルミナゾルとしては、例えば、触媒化成工業
（株）製「カタロイドＡＳ−３」が使用できる。また、
「カタロイドＡＳ−３」をスプレ−ドライして得られた
粉体「カタロイドＡＰ−３」を、水に分散させたものが
使用できる。この「カタロイドＡＰ−３」の場合、乾燥
状態では５０〜６０μｍの平均粒径を呈するが、容易に
水に再分散しその時の分散粒子の平均粒径は乾燥前の
「カタロイドＡＳ−３」と同様に０．８μｍである。

【００２５】係るアルミナゾルの方が、前述の比較的小
さい分散粒子のアルミナゾルよりも、硬化塗膜を粗面化
して水との接触面積を大きくすると共に、その複雑な形
態に基づく毛細管現象によって、塗膜の水に対する濡れ
性を向上できるので好ましい。

【００２６】なお、平均粒径が２０μｍより大きいもの
は、粗面化効果は大きいが、ブツ等の塗膜欠陥となりや
すいので、好ましくない。

【００２７】本発明に用いられるアルミナゾル（ａ）
は、その分散粒子が不定型ゲルからベーマイトに移行す
る途中の段階にあり、この状態は凝集過程および通常の
塗膜の焼付け条件（例えば、２５０℃×２０秒）程度で
は変化しない。

【００２８】この不定型ゲルからベーマイトに移行する
途中の段階のアルミナゾルの分散粒子は、コロイダルシ
リカと比較して軟らかく、従って、このアルミナゾルを
含有する皮膜を加工する際のプレス加工機の刃等の工具
の磨耗も極めて少ない。

【００２９】本発明に用いられる水溶性アクリル樹脂
（ｂ）は、極性基（例えば、スルホン酸基、スルホン酸
のナトリウム、カリウム、リチウム等の一価の塩、水酸
基、カルボキシル基）を有するアクリル系重合体であ
り、好ましくは、アクリル系共重合体（共重合体の相手
のモノマーは、本発明の作用効果を発揮するかぎりは任
意であるが、例えば、アクリルアミド、Ｎ−メチロール
アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチロールアクリルアミ
ド等のアミノ基を有するモノマーが好ましい）である。
この水溶性アクリル樹脂（ｂ）は、基材であるアルミニ
ウム上に親水性の塗膜を形成し、さらにアルミナゾル
（ａ）中の分散粒子と架橋反応することにより、塗膜中
にアルミナゾル（ａ）中の分散粒子を固定せしめるとい
う機能を担うものである。

【００３０】水溶性アクリル樹脂（ｂ）としては、好ま
しくは、スルホン酸基またはスルホン酸ナトリウム基を
有するα、β不飽和単量体（Ａ）を１〜８０重量％（更
に好ましくは３０〜５０重量％）、カルボン酸基を有す
るα、β不飽和単量体（Ｂ）を１〜５０重量％（更に好
ましくは２０〜５０重量％）、アルコ−ル性水酸基を有
するα、β不飽和単量体（Ｃ）を１〜５０重量％（更に
好ましくは２０〜４０重量％）を共重合してなる（ただ
し、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の合計が１００重量％）も
のである。

【００３１】スルホン酸基またはスルホン酸ナトリウム
基を有するα、β不飽和単量体（Ａ）は、アニオン性の
強親水性を示し、形成皮膜表面の水に対する濡れ性を向
上させる。係る（Ａ）成分としては、例えばビニルスル
ホン酸、アリ−ルスルホン酸、２─アクリルアミド─２
─メチルスルホン酸、スチレンスルホン酸、メタクリロ
イルオキシエチルスルホン酸とこれら全てのナトリウム
塩、カリウム塩、リチウム塩等が挙げられる。

【００３２】カルボン酸基を有するα、β不飽和単量体
（Ｂ）は、若干の親水性とアルミニウム基材に対する密
着性を担う。この（Ｂ）成分としては、例えばアクリル
酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン
酸、クロトン酸等が挙げられる。

【００３３】アルコ−ル性水酸基を有するα、β不飽和
単量体（Ｃ）は、若干の親水性を担うと共に、アルミナ
ゾル粒子上の活性水酸基との架橋を担い、水溶性アクリ
ル樹脂をアルミナゾル粒子に固定する機能を担うもので
ある。この（Ｃ）成分としては、例えば２−ヒドロキシ
エチル（メタ）アクリレ−ト、２−ヒドロキシプロピル
（メタ）アクリレ−ト、Ｎ−メチロ−ル（メタ）アクリ
ルアミド等が挙げられる。

【００３４】本発明に用いられるポリエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコールの変性物、エチレンオキサ
イドとプロピレンオキサイドとの共重合体、およびエチ
レンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体の
変性物からなる群より選ばれる少なくとも１種（ｃ）
（以下ポリエチレングリコール等（ｃ）という）は、汚
染物質を洗浄する成分であり、塗膜からの除放性と汚染
物質の洗浄性のバランスおよび塗料粘度の上限を考慮し
て、重量平均分子量が２０００〜５０００００の範囲の
ものが好ましい。

【００３５】即ち、分子量が小さいと低粘度になる傾向
にあり、低粘度になるほど結露水等により洗い流され易
く、洗浄能力が減衰し易い。

【００３６】上記変性物とは、末端に水酸基以外の官能
基が結合したものであり、その官能基として、グリシジ
ル基、オキシムでブロック化されたイソシアネート基等
を有するものが挙げられ、係る官能基を２以上有するも
のが好適である。係る官能基を有すると、水溶性アクリ
ル樹脂（ｂ）と係る官能基とが反応したり、係る官能基
同士が反応するので、結露水等により洗い流され難く、
洗浄能力を持続し易いので好ましいが、その反面汚染性
物質を除去し難くなる傾向にあるので、重量平均分子量
等を考慮しながら選択することが好ましい。

【００３７】上記のような官能基を有さない場合、即
ち、ポリエチレングリコール、又はエチレンオキサイド
とポリプロピレンオキサイドとの共重合体の場合は、特
に融点が５０℃以上であることが好ましい。即ち、融点
が５０℃以上であると、結露水等により洗い流され難
く、洗浄能力を持続し易く、同時に汚染性物質を除去し
易い。また、塗膜の表面の滑り性も向上するので好まし
い。なお、融点は高ければ高いほど好ましいものである
が、７０°以下程度のものが入手しやすい。

【００３８】ポリエチレングリコールの市販品として
は、第一工業製薬（株）製「ＰＥＧ６０００」（重量平
均分子量６０００、融点５０〜５３℃）、三洋化成
（株）製「ＰＥＧ２００００」（重量平均分子量２００
００、融点５６〜６２℃）、第一工業製薬（株）製「パ
オゲンＥＰ−１５」（重量平均分子量１２００００〜１
３００００、融点５５℃）等が挙げられる。

【００３９】ポリエチレングリコールの変性物の市販品
としては、グリシジル基を持つナガセ化成工業（株）製
「デナコ−ル」シリ−ズ、ブロック化イソシアネ−ト基
を持つ第一工業製薬（株）製「エラストロン」シリ−ズ
が挙げられる。

【００４０】また、エチレンオキサイドとポリプロピレ
ンオキサイドとの共重合体としては、第一工業製薬
（株）製「パオゲンＰＰ−１５」（重量平均分子量１２
００００〜１３００００、融点５５℃）等が挙げられ
る。

【００４１】本発明において、アルミナゾル（ａ）は、
ポリエチレングリコール等（ｃ）の添加・混合に先立
ち、水溶性アクリル樹脂（ｂ）と混合しておくことが極
めて好ましい。

【００４２】アルミナゾル（ａ）のうち、その分散粒子
が比較的小さく、２〜２００ｎｍ程度の大きさの場合
は、ホモジナイザー等の高シェアの分散・混合機を用い
て、水溶性アクリル樹脂（ｂ）と混合することが好まし
い。

【００４３】また、アルミナゾル（ａ）のうち、その分
散粒子が比較的大きく、平均粒径が０．５〜２０μｍ程
度の、羽毛状、棒状あるいは樹枝状の形状・形態を有す
るものの場合は、ボールミル、サンドミル、アトライタ
ー、マイコロイダー、３本ロール、ヘンシェルミキサ
ー、ニーダー等の比較的低シェアの分散・混合機を用い
て、水溶性アクリル樹脂（ｂ）と混合することが好まし
い。

【００４４】水溶性アクリル樹脂（ｂ）は、前述したよ
うに塗膜中においてアルミナゾル（ａ）中の分散粒子と
硬化・架橋反応し、塗膜中にアルミナゾル（ａ）中の分
散粒子を固定せしめるという機能を担うものである。し
かし、アルミナゾル（ａ）と水溶性アクリル樹脂（ｂ）
と耐汚染性を担うポリエチレングリコール等（ｃ）とを
単に混合すると、アルミナゾル（ａ）中の分散粒子と水
溶性アクリル樹脂（ｂ）の界面にポリエチレングリコー
ル等（ｃ）が侵入して、アルミナゾル（ａ）中の分散粒
子と水溶性アクリル樹脂（ｂ）との硬化・架橋反応を阻
害し、アルミニウム基材との密着性を下げる傾向にあ
る。場合によっては、それをかなり悪化させることもあ
る。

【００４５】そこで、ポリエチレングリコール等（ｃ）
の添加・混合に先立ち、アルミナゾル（ａ）と水溶性ア
クリル樹脂（ｂ）とを混合しておくことによって、アル
ミナゾル（ａ）中の分散粒子の表面への水溶性アクリル
樹脂（ｂ）の吸着あるいはアルミナゾル（ａ）中の分散
粒子内部への水溶性アクリル樹脂（ｂ）の浸透を促進せ
しめ、常に、上記のような硬化・架橋反応の阻害、及び
密着性不良を防止できる。

【００４６】これによって、耐汚染性を担うポリエチレ
ングリコール等（ｃ）を、多量に、例えば塗料固形分１
００重量％中、６０重量％近く添加することができるよ
うになり、耐汚染性に優れる高親水性塗料を得ることが
できるようになった。

【００４７】なお、本発明の高親水性塗料は、焼き付け
塗膜のアルミニウム基材への密着性がより向上すること
から、ポリエチレングリコール等（ｃ）を、アルミナゾ
ル（ａ）と水溶性アクリル樹脂（ｂ）との混合物へ添加
・混合してから、さほど時間をおかずに塗布、焼き付け
ることが好ましい。

【００４８】本発明の高親水性塗料、特に成分の混合順
を特定して調製された高親水性塗料を用いた焼き付け塗
膜は、アルミナゾル（ａ）中からの分散粒子を水溶性ア
クリル樹脂（ｂ）で被覆し、その外側にポリエチレング
リコールまたはポリエチレングリコールの変性物（ｃ）
の洗浄成分が存在するという３層構造を呈する。即ち、
アルミナゾル（ａ）中の分散粒子を用いることによっ
て、膜厚が０．５〜２μｍの親水性塗膜の表面を粗面化
して水との接触表面積を大きくし、なおかつ最表層を洗
浄成分であるポリエチレングリコール等（ｃ）で覆うと
いう３層構造の塗膜を形成することに成功したものであ
る。

【００４９】かかる構造により、新築家屋から排出され
る種々の汚染物質、例えば内装建材に含まれるＤＯＰ
（ジオクチルフタレ−ト）、ステアリン酸など、あるい
は、フロアポリッシュ中に含まれる高級脂肪酸が光分解
して低分子化したものが、揮散してアルミフィンに付着
しても、アルミナゾル（ａ）の分散粒子の複雑なフラク
タル表面構造の間隙に存在するポリエチレングリコール
等（ｃ）の洗浄成分が、アルミナゾル（ａ）の分散粒子
に絡み付き、一時に冷房運転時の凝縮水によって流失す
ることなく、長期にわたり除放されるので、ポリエチレ
ングリコール等（ｃ）の洗浄成分が、前記のような汚染
物質を逐次洗い流すことができるようになったものであ
る。

【００５０】さらに本発明の高親水性塗料を用いた焼き
付け塗膜は、建築物が建築後、時間を経て、汚染物質の
揮散が終了した後、つまり塗膜中の洗浄成分の含有量が
減少した後は、強アニオン性親水性基を有する水溶性ア
クリル樹脂が塗膜表面に現れ、長期にわたって親水性を
維持し続けることに成功したものである。

【００５１】耐汚染性を担うポリエチレングリコール等
（ｃ）は、塗料固形分１００重量％中、５〜６０重量％
含有することが好ましく、より好ましくは３０〜６０重
量％、さらに好ましくは４０〜５０重量％含有すること
が好ましい。含有量が５重量％未満では汚染物質の洗浄
能力が不十分となりやすく、一方６０重量％を超える
と、アルミナゾル（ａ）と水溶性アクリル樹脂（ｂ）と
を予め混合しておいても、相対的に水溶性アクリル樹脂
（ｂ）が少なくなり密着性が損なわれることがある。

【００５２】アルミナゾル（ａ）中の分散粒子および水
溶性アクリル樹脂（ｂ）は、塗料固形分１００重量％
中、４０〜９５重量％含有することが望ましく、より好
ましくは４０〜７０重量％、さらに好ましくは５０〜６
０重量％含有することが好ましい。４０重量％未満だと
相対的にポリエチレングリコール等（ｃ）の洗浄成分の
含有量が大きくなり、密着性が悪くなる傾向にある。一
方、９５重量％を超えると相対的にポリエチレングリコ
ール等の洗浄成分の含有量が小さくなり、耐汚染性が不
十分になる傾向にある。

【００５３】また、アルミナゾル（ａ）中の分散粒子／
水溶性アクリル樹脂（ｂ）は、１／１〜１／３の重量比
で混合することが好ましい。

【００５４】アルミナゾル（ａ）中の分散粒子の含有量
が大きくなると、塗料としての粘度が増大し塗装性が悪
くなる。一方、アルミナゾル（ａ）中の分散粒子の含有
量が小さくなると親水性が不十分になる傾向にある。

【００５５】本発明の高親水性塗料には、上記成分
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）以外に、セルロ−ス系、ポリウ
レタン系、ポリエステル系、ポリエ−テルポリオ−ル
系、ポリアミド系、エポキシ樹脂系等の水溶性樹脂また
は水分散性樹脂の１種または２種以上を、更には必要に
応じて界面活性剤、親水性の有機粒子または無機粒子、
抗菌剤、滑剤、着色剤、酸化防止剤、溶剤等を配合して
も良い。

【００５６】

【実施例】次に実施例により本発明を説明する。合成例１５００ｃｃの三つ口フラスコに脱イオン水２２０ｇを６
０℃に保ち攪拌する。過硫酸アンモニウム０．４ｇを仕
込み、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホ
ン酸（２ＡＡ２ＭＰＳＡ）の５０％水溶液１６０ｇと２
−ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）１０ｇ、ア
クリル酸（ＡＡ）１０ｇ、次亜燐酸ソ−ダ１０％水溶液
２０ｇの混合溶液を１時間かけて滴下する。５０分毎に
過硫酸アンモニウム（１０％水溶液）０．４を４回添加
し、２回目の添加時に反応系を８０℃に昇温する。不揮
発分を確認して重合を完了させ、水溶性アクリル樹脂
を得た。

【００５７】合成例２〜４（水溶性アクリル樹脂〜
の合成例）表１に示す組成（重量比）で合成例１同様に水溶液重合
を行い、水溶性アクリル樹脂〜を得た。

【００５８】

【表１】

【００５９】実施例１合成例１で得られた水溶性アクリル樹脂を乾燥重量で
４０部、「カタロイドＡＳ−３」（平均粒径０．８μ
ｍ）を乾燥重量で２０部を攪拌下で混合し、レッドデビ
ル・ペイントコンディショナーでガラスビーズと共に２
時間分散した。

【００６０】次いで、ポリエチレングリコール（重量平
均分子量６０００、第一工業製薬（株）製「ＰＥＧ６０
００」）の水溶液を乾燥重量で４０部添加し攪拌後、イ
オン交換水で希釈して不揮発分１０％の親水性塗料を調
製した。

【００６１】この塗料中に分散するアルミナゾルの分散
粒子の粒径を日機装（株）製マイクロトラックＭＫ−II
粒度分析計にて測定したところ、平均粒径が０．８μｍ
であった。予め燐酸クロメート処理を施したアルミ板
に、バーコーターNo. ６により上記塗料を塗布後、２５
０℃のガスオーブン（風速毎秒２ｍ）にて２０秒間焼き
付けして約１μｍの塗膜厚のアルミニウム塗装材を得
た。

【００６２】実施例２乾燥状態で５０〜６０μの平均粒径を有する触媒化成工
業（株）製の「カタロイドＡＰ−３」と合成例１による
水溶性アクリル樹脂及びポリエチレングリコール（重
量平均分子量２００００、第一工業製薬（株）製「ＰＥ
Ｇ２００００」）を用いて、その他は実施例１と同様に
して、親水性塗料を調製した。

【００６３】この塗料中に分散するアルミナゾルの粒径
を日機装（株）製マイクロトラックＭＫ−II粒度分析計
にて測定したところ、平均粒径が２μｍであった。

【００６４】この塗料を用いて、実施例１と同様にし
て、アルミニウム塗装材を得た。

【００６５】実施例３〜６実施例１と同様にして「カタロイドＡＳ−３」と、その
他のアルミナゾルの種類と混合比を変えて、合成例１に
よる水溶性アクリル樹脂を用いて、実施例１と同様に
して、親水性塗料を調製し、アルミニウム塗装材を得
た。

【００６６】実施例３は「カタロイドＡＳ−３」と触媒
化成（株）製の「カタロイドＡＳ−１」（平均粒径０．
２μｍ）を乾燥重量比で１４部／６部、実施例４は「カ
タロイドＡＳ−３」と日産化学（株）製の「アルミナゾ
ル−２００」（平均粒径０．２μｍ）を乾燥重量比で１
４部／６部、実施例５は「カタロイドＡＳ−３」と日産
化学（株）製の「アルミナゾル−２００」を乾燥重量比
で１０部／１０部、実施例６は「カタロイドＡＳ−３」
と川研ファインケミカル（株）製「アルミナゾル−１
０」（平均粒径０．０２μｍ）を乾燥重量比で１４部／
６部混合して用いた。

【００６７】塗料化後の塗料中の各アルミナゾル混合物
粒子の平均粒径は各々６μｍ、６μｍ、１８μｍ、３μ
ｍであった。

【００６８】実施例７〜８「カタロイドＡＳ−３」と合成例１による水溶性アクリ
ル樹脂の組成比を変えて、親水性塗料を調製しアルミニ
ウム塗装剤を得た。

【００６９】実施例７は乾燥重量で「カタロイドＡＰ−
３」を１部と水溶性アクリル樹脂を５９部と第一工業
製薬（株）製「ＰＥＧ６０００」を４０部混合し、実施
例８は乾燥重量で「カタロイドＡＰ−３」を５０部と水
溶性アクリル樹脂を２０部と「ＰＥＧ６０００」を３
０部混合し、いずれも実施例１と同様にして、親水性塗
料を調製し、アルミニウム塗装材を得た。

【００７０】実施例９〜１１水溶性アクリル樹脂の代わりに、合成例２〜４で得ら
れた水溶性アクリル樹脂〜を用いた以外は実施例１
と同様にして、親水性塗料を調製し、アルミニウム塗装
材を得た。

【００７１】実施例１２合成例１による水溶性アクリル樹脂を乾燥重量で４０
部、「カタロイドＡＰ−３」を乾燥重量で２０部を攪拌
下で混合し、レッドデビル・ペイントコンディショナー
でガラスビーズと共に２時間分散した。「ＰＥＧ６００
０」を３０部、ヒドロキシエチルセルロース（ＳＰ−２
５０：ダイセル化学工業（株）製）を１０部を添加し攪
拌混合し、以下実施例１と同様にして、親水性塗料を調
製し、アルミニウム塗装材を得た。

【００７２】実施例１３合成例１による水溶性アクリル樹脂を乾燥重量で４０
部、「カタロイドＡＰ−３」を乾燥重量で２０部を攪拌
下で混合し、レッドデビル・ペイントコンディショナー
でガラスビーズと共に２時間分散しペーストを得た。こ
のペーストに重量平均分子量１１００の末端にグリシジ
ル基を有するポリエチレングリコール（ナガセ化成
（株）製「デナコ−ルＥＸ−８６１」）を乾燥重量で４
０部添加し攪拌混合し、以下実施例１と同様にして、親
水性塗料を調製し、アルミニウム塗装材を得た。

【００７３】実施例１４合成例１による水溶性アクリル樹脂を乾燥重量で６０
部、「カタロイドＡＰ−３」を乾燥重量で２０部を攪拌
下で混合し、レッドデビル・ペイントコンディショナー
でガラスビーズと共に２時間分散しペーストを得た。こ
のペーストに重量平均分子量１０００、末端のイソシア
ネート基を亜硫酸ナトリウムでブロックしたポリエチレ
ングリコール（第一工業製薬（株）製「エラストロンＷ
−１１Ｐ」）を乾燥重量で２０部添加し攪拌混合し、以
下実施例１と同様にして、親水性塗料を調製しアルミニ
ウム塗装材を得た。

【００７４】実施例１５ＰＥＧ６０００の代わりに、重量平均分子量１２〜１３
万のポリエチレン−ポリプロピレンーグリコール（第一
工業製薬（株）製「パオゲンＰＰ−１５」）を用いた以
外は実施例１と同様にして、親水性塗料を調製しアルミ
ニウム塗装材を得た。

【００７５】実施例１６合成例１による水溶性アクリル樹脂を乾燥重量で４０
部、「カタロイドＡＰ−３」を乾燥重量で１０部、平均
粒径１０μｍ以上で最小粒径が１．３μｍの扁平粒子で
あるタルク（富士タルク工業（株）製「ＬＭＳ−３０
０」）を重量で１０部攪拌下で混合し、レッドデビル・
ペイントコンディショナーでガラスビーズと共に２時間
分散した。「ＰＥＧ６０００」を４０部を添加し攪拌混
合し、以下実施例１と同様にして、親水性塗料を調製
し、アルミニウム塗装材を得た。

【００７６】実施例１７合成例１による水溶性アクリル樹脂を乾燥重量で４０
部、「カタロイドＡＰ−３」を乾燥重量で１０部、平均
粒径１０μｍ以上で最小粒径が３μｍの扁平粒子である
水酸化アルミニウム（昭和電工（株）「ハイジライトＨ
−４２Ｍ」）を重量で１０部攪拌下で混合し、レッドデ
ビル・ペイントコンディショナーでガラスビ−ズと共に
２時間分散した。「ＰＥＧ６０００」を４０部を添加し
攪拌混合し、以下実施例１と同様にして、親水性塗料を
調製し、アルミニウム塗装材を得た。

【００７７】実施例１８合成例１による水溶性アクリル樹脂を乾燥重量で４０
部、「カタロイドＡＰ−３」を乾燥重量で１５部、平均
粒径１０μｍ以上で最小粒径が０．２μｍの扁平粒子で
あるベントナイト（豊順洋行（株）製「ベンゲルＳ
Ｈ」）を重量で５部を攪拌下で混合し、レッドデビル・
ペイントコンディショナーでガラスビーズと共に２時間
分散した。「ＰＥＧ６０００」を５０部を添加し攪拌混
合し、以下実施例１と同様にして、親水性塗料を調製
し、アルミニウム塗装材を得た。

【００７８】実施例１９（同時混合）実施例１と同じ組成で、水溶性アクリル樹脂を乾燥重
量で４０部と「カタロイドＡＳ−３」を乾燥重量で２０
部と「ＰＥＧ６０００」とを４０部を攪拌混合し、以下
実施例１と同様にして、親水性塗料を調製し、アルミニ
ウム塗装材を得た。

【００７９】比較例１合成例１で得られる水溶性アクリル樹脂を実施例１同
様に、燐酸クロメート処理アルミ板に塗布・焼き付けを
してアルミニウム塗装材を得た。

【００８０】比較例２合成例１で得られる水溶性アクリル樹脂乾燥重量で７０
部、「カタロイドＡＳ−３」を乾燥重量で３０部を攪拌
下で混合し、以下実施例１と同様にして、親水性塗料を
調製し、アルミニウム塗装材を得た。

【００８１】以上実施例１〜１９、比較例１、２の親水
性塗料の組成を表２に記載した。

【００８２】

【表２】

【００８３】得られた各アルミニウム塗装材（親水性塗
膜）に対して、下記の通り親水持続試験、密着性試験、
耐蝕性試験を行った。

【００８４】（１）親水持続試験塗装されたアルミニウム板を水道水（３０リットルのプ
ラスチック容器に対して流水量毎分１リットル／分）に
８時間浸漬した後、８０℃の電気オーブンで１６時間乾
燥させる事を１サイクルとして、１４サイクル迄続けて
水接触角を測定した。

【００８５】水接触角の測定は、サンプルを水平に置き
その上に純水５μl を滴下し、接触角計（ＣＡ−Ｚ：協
和界面科学（株）製）により測定した。評価は以下の通
りである。

【００８６】 ◎：５°未満 ○：５°以上２０°未満 △ ２０°以上３０°未満 ×：３０°以上

【００８７】（２）耐汚染性試験塗装されたアルミニウム板を昭和シェル石油（株）製プ
レスオイル「フィンストックＲＦ−１９０」に浸漬後１
５０℃−５分間乾燥し、水道水（３０リットルのプラス
チック容器に対して流水量毎分１リットル／分）に１２
０時間浸漬した。

【００８８】直径５ｃｍ深さ１ｃｍのアルミ皿にＤＯＰ
（ジオクチルフタレート）・ステアリン酸・パルミチン
酸・ステアリルアルコール４種類の汚染物質を各３ｇ入
れ、高さ１０ｃｍのスチール製の長方形の枠と共に、枠
の内側にホットプレート上に置く。

【００８９】汚染物質の混合物の液面が２００℃になる
まで加熱し、上記の処理を施したアルミニウム塗装板を
スチール製枠上に下向きに１分間静置し、汚染物質の蒸
気に晒して汚染した後、水接触角を測定した。

【００９０】 ◎：５°未満 ○：５°以上２０°未満 △ ２０°以上３０°未満 ×：３０°以上

【００９１】（３）密着性試験塗装されたアルミニウム
板を水で湿らせたペーパータオルで拭き、評価した。

【００９２】 ◎：拭き取れない ○：表層が拭き取れるが基材の上に一層残る △：約５０％程度が基材から拭き取れる。

【００９３】×：拭き取れる

【００９４】（４）耐蝕性試験塗装されたアルミニウム板に対して塩水噴霧試験を４０
０時間行い、腐食部分の面積の割合を評価した。

【００９５】 ◎：０％以上１％未満 ○：１％以上５％未満 ×：５％以上

【００９６】（５）滑り性塗装されたアルミニウム板を昭和シェル石油（株）製
「フィンストックＲＦ−１９０」に浸漬後、１３インチ
径のスチールボール３個を塗膜との接点とする３点支持
法により塗膜の動摩擦係数を計測した。（荷重１ｋｇ、
移動速度１０ｍｍ／分） ◎：０．１以下 ○：０．１１以上０．２以下 ×：０．２１以上

【００９７】試験（１）〜（５）の結果を表３に示す。

【００９８】

【表３】

【００９９】

【発明の効果】本発明により、親水性、耐蝕性、耐汚染
性、密着性、滑り性に優れ、金型・加工工具の摩耗を起
こし難く、臭気を発生し難い、耐汚染性に優れた塗膜を
形成しうる、非シリカ系または非水ガラス系の高親水性
塗料を得ることができるようになった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０９Ｄ 175/04 Ｃ０９Ｄ 175/04 (72)発明者大冨浩一静岡県裾野市平松85番地三菱アルミニウム株式会社技術開発センター内 (72)発明者加藤正志静岡県裾野市平松85番地三菱アルミニウム株式会社技術開発センター内 (72)発明者勝又堅静岡県裾野市平松85番地三菱アルミニウム株式会社技術開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミナゾル（ａ）と；水溶性アクリル
樹脂（ｂ）と；ポリエチレングリコール、ポリエチレン
グリコールの変性物、エチレンオキサイドとプロピレン
オキサイドとの共重合体、およびエチレンオキサイドと
プロピレンオキサイドとの共重合体の変性物からなる群
より選ばれる少なくとも１種（ｃ）と；を含有すること
を特徴とする高親水性塗料。
【請求項２】アルミナゾル（ａ）と水溶性アクリル樹
脂（ｂ）とを混合し、次いでポリエチレングリコール、
ポリエチレングリコールの変性物、エチレンオキサイド
とプロピレンオキサイドとの共重合体、およびエチレン
オキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体の変性
物からなる群より選ばれる少なくとも１種（ｃ）を添加
・混合して成ることを特徴とする高親水性塗料。
【請求項３】アルミナゾル（ａ）においては、一次粒
子が羽毛状、棒状あるいは樹枝状の形状・形態を有し、
その平均粒径が０．５〜２０μｍであることを特徴とす
る請求項１または２記載の高親水性塗料。
【請求項４】塗料固形分１００重量％中、ポリエチレ
ングリコール、ポリエチレングリコールの変性物、エチ
レンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体、
およびエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの
共重合体の変性物からなる群より選ばれる少なくとも１
種（ｃ）を３０〜６０重量％含有することを特徴とする
請求項１ないし３いずれか記載の高親水性塗料。
【請求項５】水溶性アクリル樹脂（ｂ）が、スルホン
酸またはスルホン酸ナトリウム基を有するα、β不飽和
単量体（Ａ）を１〜８０重量％、カルボン酸基を有する
α、β不飽和単量体（Ｂ）を５〜５０重量％、アルコ−
ル性水酸基を有するα、β不飽和単量体（Ｃ）を５〜５
０重量％を共重合してなる（ただし、（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）の合計は１００重量％）ことを特徴とする請求項
１ないし４いずれか記載の高親水性塗料。
【請求項６】ポリエチレングリコール、ポリエチレン
グリコールの変性物、エチレンオキサイドとプロピレン
オキサイドとの共重合体、およびエチレンオキサイドと
プロピレンオキサイドとの共重合体の変性物からなる群
より選ばれる少なくとも１種（ｃ）が、重量平均分子量
２０００〜５０００００であり、末端官能基として水酸
基、グリシジル基またはブロック化されたイソシアネ−
トから選ばれる１種以上の官能基を有することを特徴と
する請求項１ないし５いずれか記載の高親水性塗料。
【請求項７】ポリエチレングリコール、又はエチレン
オキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体の融点
が、５０℃以上であることを特徴とする請求項１ないし
６いずれか記載の高親水性塗料。