JPS6246586B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、空調機器の冷却器のフイン表面を親
水化する方法、さらに詳しくは、空調機器の冷却
器のフイン表面を無機−有機複合体反応物（以下
シリカ複合体と略称する）より本質的になる組成
物（以下シリカ複合体組成物と略称する）で被覆
することによつて空調機器の冷却器のフイン表面
を親水化し、水滴の発生を抑制もしくは防止し、
さらに防錆性に優れた表面を得る方法に関する。 近年、空調機器が普及してきているが、空調機
器の熱交換部特に冷却器は、熱交換効率を上げる
ため、フインとフインとの間隔を狭めて、送り込
まれる空気とフインとの接触面積が大きくなるよ
うに設計されている。冷房時においてはフインの
表面が親水性でないと、凝縮した水によつて水滴
ブリツジ（フインとフインとの間を水が埋める）
が生じ、通風抵抗が著しく増加し、熱交換効率を
低下させるなどの欠点があつた。 従来、金属表面を親水化する方法として、シリ
カ、酸化チタンを分散した水性エマルジヨン塗料
を被覆する方法が知られているが、シリカ、酸化
チタンの表面が疏水性の有機樹脂でおおわれてい
るため、親水化効果は充分でなかつた。 そこで、本発明者らは上記の水性エマルジヨン
塗料を用いた場合よりはるかにすぐれた親水化効
果を示す親水性処理方法を開発すべく鋭意検討を
重ねた結果、本出願人が、先にりん酸塩処理、ク
ロム酸塩処理等に代わるべき金属表面処理剤とし
て用いることを提案したシリカ複合体組成物（例
えば特公昭54−22230号、同54−34406号、同54−
34783号、同54−34784号公報など）が金属表面を
親水化する能力に非常にすぐれているという全く
予期し得ざる特性を見出し本発明の完成に至つ
た。 かくして本発明によれば、(A) 水分散性シリカ
の水分散液と、(B) アクリル共重合体、アルキド
樹脂、エポキシ樹脂、メチロール基導入フエノー
ル樹脂、およびポリビニアルコールよりなる群か
ら選ばれた有機重合体樹脂の水溶液もしくは水分
散液との混合物を、(A)と(B)との配合比が固形分重
量比で27：73ないし95：５の範囲で、(C) 反応性
シラン化合物の存在下に反応させて得られる無機
−有機複合体反応物より本質的になる組成物で空
調機器の冷却器のフイン表面を被覆することを特
徴とする空調機器の冷却器のフイン表面（以下単
にフイン表面と略称することがある）の親水化処
理方法が提供される。 本発明における水分散性シリカは、いわゆるコ
ロイダルシリカで、粒子径が７〜100ｍμで通
常、水性分散液として供給されているものをその
まま使用することができる。 本発明における有機重合体樹脂としては、水酸
基および／またはカルボキシル基を含有する、水
溶化もしくは水分散化できる樹脂であればよく、
例えばアクリル共重合体、アルキド樹脂、エポキ
シ樹脂、メチロール基導入フエノール樹脂、ポリ
ビニルアルコールなどが挙げられる。これらの有
機重合体樹脂の水溶化もしくは水分散化は樹脂骨
格中に導入された官能基に応じて、酸性樹脂では
アミン化合物、アンモニア水、アルカリ金属水酸
化物で中和することによつて、また塩基性樹脂で
は、酢酸、乳酸などの脂肪酸、リン酸などの鉱酸
で中和することによつて達成できる。 本発明のシリカ複合体における水分散性シリカ
と水溶性もしくは水分散性の有機重合体樹脂との
配合割合は、固形分重量百分比で27：73ないし
95：５、好ましくは50：50ないし80：20である。
水分散性シリカが27％未満であると親水化効果が
十分でなくなり、95％より多くなると被膜形成性
が低下する。 本発明におけるシラン化合物としては、例え
ば、ジビニルジメトキシシラン、ジブニルジ−β
−メトキシエトキシシラン、ジ（γ−グリシドオ
キシプロピル）ジメトキシシラン、ビニルトリエ
トキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエト
キシ）シラン、γ−グリシドオキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル
トリメトキシシラン、β−（３・４−エポキシシ
クロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、Ｎ−
β（アミノエチル）γ−プロピルメチルジメトキ
シシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピル
トリエトキシシランなどのジアルコキシシラン、
トリアルコキシシランなどが必要に応じて用いら
れる。 本発明のシラン化合物は、水分散性シリカと有
機重合体樹脂との複合化反応における触媒として
機能するとともに、両者の架橋剤としての役割を
果す。シラン化合物の使用割合は、水分散性シリ
カと水溶性もしくは水分散性の有機重合体樹脂の
両成分の固形重量合計に対して通常0.5〜15％、
好ましくは１〜10％であつて、0.5％未満では添
加による反応促進効果および架橋効果が明瞭でな
く、また15％をこえて添加しても、これらの効果
をさらに増大させることはできない。 本発明における無機−有機複合体反応物より本
質的になる組成物、すなわちシリカ複合体組成物
を製造するには、まず、水分散性シリカと有機重
合体樹脂両者の水性分散液もしくは水溶液を混合
した後、十分に撹拌しながらシラン化合物を混合
する。この混合液は、常温下、好ましくは10℃以
上で熟成することによつてシリカ複合体とするこ
ともできるが、強靭な被膜を得るためには、混合
液を50℃以上、沸点（通常105〜110℃程度）以下
の温度で連続的に加熱することが望ましく、具体
的には50〜90℃で加熱することによつて成分間の
結合が充分に行なわれる。加熱を継続するに従つ
て混合液の粘度は徐々に上昇し、遂にはほぼ一定
となり、変化が認められなくなるので、その時間
をもつて終点とし加熱を停止すればよい。通常
0.5〜５時間を要する。 本発明の前記水分散性シリカおよび／または前
記有機重合体樹脂を前記シラン化合物の存在下に
反応させることにより、本発明の前記無機−有機
複合体反応物すなわちシリカ複合体が得られるこ
とについて以下説明する。 シリカとアクリル共重合体とを水分散状態で加
熱した場合の化学的相互作用については、これを
充分に明らかにするに至つてはいないが、シリカ
の水性分散液とアクリル共重合体の水性分散液も
しくは水溶液とをそれぞれ単独または両者の混合
系で加熱した場合には、粘度の上昇が認められ
ず、さらには透明性被膜が得られない。一方、本
発明のごとくシラン化合物を混合した系において
は、加熱時間とともに系の粘度に上昇が認められ
るところから、おそらく、シラン化合物の触媒的
作用によつて、シリカ粒子表面に存在するシラノ
ール性−OH基とアクリル共重合体のアルコール
性−OH基との間に脱水縮合反応が起り、→Si−
Ｏ−Ｃ←の形の共有結合を生成するであろうと推
測され、また、アクリル共重合体のカルボキシル
基とシリカ粒子表面のシラノール性−OH基との
反応により

【式】結合を形成する可 能性も考えられる。さらに、シラン化合物自体の
エステル部位の加水分解によつて生成したシラノ
ール性−OH基とシリカとの反応、およびシラン
化合物中の有機基とクリル共重合体との相互作用
によるシラン化合物の架橋剤的役割による反応系
も当然予測することができる。 シリカとアクリル共重合体との間の結合の生成
を示す事実として、コロイダルシリカのもつとも
不安定な水素イオン濃度の範囲すなわちPH６〜８
においてアクリル共重合体をシリカと単に混合す
ると凝集・ゲル化するが、これらの混合物を加熱
処理せしめた後の系は、加熱前とは異なつて凝
集・ゲル化しないことが挙げられる。 本発明では、上記のようにして得たシリカ複合
体組成物の液を空調機器の冷却器のフイン表面に
従来公知の方法で塗布し、常温乾燥もしくは加熱
乾燥、場合によつては紫外線照射乾燥させて、空
調機器の冷却器のフイン表面に硬化被膜を形成さ
せる。 本発明によつて親水化される空調機器の冷却器
のフイン表面の材質としては、アルミニウム、ア
ルミニウム合金、銅、真ちゆう、亜鉛メツキ鋼
板、鉄などがあげられ、これらのうちアルミニウ
ムおよびアルミニウム合金が好適である。 本発明方法によつてフイン表面上に形成された
被膜は、シリカ粒子が被膜表面に露出した形で点
在しており、水濡れ性がよく、またシリカ粒子が
有機樹脂と架橋しているため、水によつて被膜表
面のシリカが流出してしまうこともなく水濡れ持
続性も非常に良好であり、かつシリカ複合体その
ものが防食性、耐熱性、耐溶剤性、耐汚染性およ
び耐擦傷性にすぐれているため、それより得られ
る被膜もこれらの性能を備えている。 本発明は、また、必要に応じて、該シリカ複合
体組成物に顔料などを分散させて、光学的陰ペイ
性のある被覆組成物あるいは染料などを溶解させ
て有彩透明の組成物、あるいは通常公知の防錆用
顔料（クロム酸塩系、鉛系、モリブデン酸塩系な
ど）、防錆剤（たとえばタンニン酸、没食子酸な
どのフエノール性カルボン酸およびその塩類、フ
イチン酸、ホスフオン酸などの有機リン酸、重リ
ン酸の金属塩類、亜硝酸塩など）を添加した組成
物、また、硬化剤としてチタン、ジルコニウム、
モリブデン、バナジウムなどのカチオン化合物あ
るいはそれらのキレート化合物を添加した組成物
とすることも可能である。 以下に実施例、および比較例を示す。これらの
例は本発明をより詳細に説明するためのものであ
つて、本発明になんら制限を加えるものではな
い。部および％は重量部および重量％を示す。 アクリル共重合体の製造例 温度計、撹拌機、冷却器、滴下ロートを備えた
１の四ツ口フラスコにイソプロピルアルコール
180部を入れ、窒素置換の後、フラスコ内の温度
を約85℃に調整し、エチルアクリレート140部、
メチルメタクリレート68部、スチレン15部、Ｎ−
ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド15部、２−ヒ
ドロキシエチルアクリレート38部、アクリル酸24
部よりなる単量体混合物を、２・2′−アゾビス
（２・４−ジメチルワレロニトリル）６部よりな
る触媒とともに約２時間を要して滴下する。滴下
終了後同温度で、さらに５時間反応を続けると重
合率がほぼ100％、固形分約63％、酸価約67の無
色透明な樹脂溶液が得られる。この樹脂溶液500
部に対してジメチルアミノエタノール108部を混
合し、加水後充分に撹拌することによつてPH約10
のアクリル共重合系水分散樹脂液を得る。 シリカ複合体の合成例 １ １三ツ口フラスコ中に前記の製造方法によつ
て合成したアクリル共重合系水分散樹脂液（製造
例１、固形分20％の水分散液）160ｇを仕込み、
室温下（23〜25℃）で十分に撹拌しながら「スノ
ーテツクス−Ｎ」（日産化学工業(株)製、粒子径10
〜20ｍμの水性コロイダルシリカ分散液、SiO₂
含有量20％、PH９〜10）340ｇを約10分を要して
滴下した。滴下終了後、γ−メタクリルオキシプ
ロピルトリメトキシシラン（信越化学工業(株)製、
商品名「KBM503」）3.0ｇを撹拌下で滴下混合
し、ついで85℃に加熱して、同温度にて２時間保
持して反応せしめ、乳白色で粘ちような（20℃で
の粘度100センチポイズ）水分散性のシリカ複合
体組成物を得た。 シリカ複合体の合成例 ２ １三ツ口フラスコ中に水溶性の中油変性アル
キド樹脂（商品名、アロロン376、日触アロー化
学(株)製造、固形分50％の水分散液）170部を仕込
み、室温（10〜30℃）で十分撹拌しながら、水
250部とジメチルアミノエタノール４部を加え
た。ついでアミン安定化コロイダルシリカ（商品
名、スノーテツクス−Ｎ、日産化学工業(株)製、粒
子径10〜20μｍ、SiO₂含有量20％、PH９〜10）
160部を約10分を要して滴下した。滴下終了後、
γ−グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン
（商品名、KBM403、信越化学工業(株)製）６部を
撹拌下で滴下混合し、ついで85℃に加熱して、同
温度にて２時間保持して反応せしめ、乳白色で粘
ちような（20℃で粘度90センチポイズ）水分散性
のシリカ複合体組成物を得た。 シリカ複合体の合成例 ３ １三ツ口フラスコ中に水溶性のアマニ油およ
び桐油変性エポキシエステル樹脂（商品名、レジ
ドロールVWE37L、ヘキストジヤパン(株)製、固
形分63％）80部を仕込み、室温（10〜30℃）で十
分に撹拌しながら、水170部とジメチルアミノエ
タノール10部を加えた。ついでアミン安定化コロ
イダルシリカ（商品名、スノーテツクス−Ｎ、日
産化学工業(株)製、粒子径10〜20ｍμ、SiO₂含有
量20％、PH９〜10）250部を約10分を要して滴下
した。滴下終了後、γ−メタクリルオキシプロピ
ルトリメトキシシラン（商品名、KBM503、信越
化学工業(株)製）８部を撹拌下で滴下混合し、つい
で85℃に加熱して、同温度にて２時間保持して反
応せしめ、乳白色で粘ちような（20℃で粘度70セ
ンチポイズ）水分散性のシリカ複合体組成物を得
た。 シリカ複合体の合成例 ４ 水性コロイダルシリカ分散液「スノーテツクス
−Ｃ、（商品名、日産化学工業(株)製、粒子径10〜
20ｍμ、SiO₂含有量20重量％、PH３〜４）250重
量部とビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シ
ラン「KBC1003」（商品名、信越化学工業(株)製
造）10重量部を混合し、これにポリビニルアルコ
ール（けん化度約88％、数平均重合度約500）の
20重量％水溶液250重量部を添加し温度80℃に１
時間保持することにより、乳白色で粘ちような水
分散性のシリカ複合体組成物を得た。 シリカ複合体の合成例 ５ 合成例１において、アクリル共重合系水分散樹
脂液をメチロール基導入フエノール樹脂（商品
名、レジドールWP410、ヘキストジヤパン社
製、固形分67％の水分散液、PH7.5）50ｇに替え
た以外は同様の方法で反応せしめ、乳白色で粘ち
ような（20℃での粘度130センチポイズ）水分散
性のシリカ複合体組成物を得た。 シリカ複合体の合成例 ６ 合成例２において、中油変性アルキド樹脂をオ
イルフリーアルキド樹脂（通称ポリエステル樹
脂、商品名、アロン465、日触アロー化学(株)製、
固形分70％）120ｇに替えた以外は同様の方法で
反応せしめ、乳白色で粘ちような（20℃での粘度
100センチポイズ）水分散性のシリカ複合体組成
物を得た。 比較合成例 １ 市販のアクリル系熱硬化型樹脂水性エマルジヨ
ン（東洋インキ(株)製、BCX−5084、固形分42
％）50ｇを水300ｇに混合し、撹拌しながらシリ
カ（富士デイビゾン社製「SYLOID」を20ｇ添加
し、充分に撹拌、混合して、組成物を得た。 比較合成例 ２ シリカ複合体の合成例１においてアクリル共重
合系水分散樹脂液（製造例１、固形分20％の水分
散液）の量を400ｇ、「スノーテツクス−Ｎ」の量
を100ｇとする以外は合成例１と同様の方法で行
ない乳白色で粘ちような組成物を得た。 実施例１〜６および比較例１〜３ 厚さ0.1mm、幅80mm、長さ200mmのアルミニウム
薄板（JIS1100）をトリクレン溶液で脱脂洗浄し
た後、前記合成例１〜６で得たシリカ複合体組成
物、比較合成例１および２で得た組成物をそれぞ
れ固形分で10重量％となるよう水で希釈した後、
常温で20秒間浸漬し、次いで表−１に示す条件で
乾燥させた。また未塗装アルミニウム板を比較例
３とした。得られた塗板について試験を行なつ
た。試験結果を表−１に示す。

【表】 実施例７〜10および比較例４〜６ 陰極電解脱脂（５％炭酸ナトリウム水溶液、75
℃、電解電流密度8A／ｄm³、通電10秒間）した
溶融亜鉛メツキ鋼板（亜鉛メツキ量片面100ｇ／
m²）に、前記合成例１〜４で得たシリカ複合体組
成物、比較合成例１および２で得た組成物を乾燥
膜厚で２ミクロンになるように塗布し、表−２に
示す条件で乾燥させた。また未塗装溶融亜鉛メツ
キ鋼板を比較例６とした。得られた塗板について
試験を行なつた。試験結果を表−２に示す。

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ (A) 水分散性シリカの水分散液と、(B) アク
   リル共重合体、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、メ
   チロール基導入フエノール樹脂およびポリビニル
   アルコールよりなる群から選ばれた有機重合体樹
   脂の水溶液もしくは水分散液との混合物を、(A)と
   (B)との配合比が固形分重量比で27：73ないし95：
   ５の範囲で、(C) 反応性シラン化合物の存在下に
   反応させて得られる無機−有機複合体反応物より
   本質的になる組成物で空調機器の冷却器のフイン
   表面を被覆することを特徴とする空調機器の冷却
   器のフイン表面の親水化処理方法。