JPH02258874A - 親水性表面処理剤、親水性表面処理浴及びアルミニウム材の表面処理方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱交換器フィン等のアルミニウム材の親水性表
面処理剤、親水性表面処理浴、これを用いた表面処理方
法及び親水性皮膜を有するアルミニウム材に関し、更に
詳しくは熱交換器のアルミニウム製フィン等のアルミニ
ウム材に耐食性及び親水性を有する皮膜を形成せしめる
親水性表面処理剤、親水性表面処理浴、これを用いた表
面処理方法及び親水性皮膜を有するアルミニウム材に関
する。

〔従来の技術〕

アルミニウムやその合金は軽量で且つ優れた加工性およ
び熱伝導性を有し、熱交換器に広く利用されている。空
調システムの普及に伴って冷房、除湿及び冷暖房兼用型
空調機が増加し、これらの空調機の熱交換部には一般に
アルミニウム合金製フィンが使用されている。

空調機の冷房運転時に空気中の水分はフィン表面に凝縮
水として付着する傾向がある。これを防止するためにフ
ィン表面を撥水性にすることが考えられるが、そうする
と凝縮水はフィン上に半球状に付着したり、フィン間に
ブリッジ状に存在することになり、空気のスムーズな流
れを防げ、通風抵抗を増大させる。このようにフィン表
面を撥水性にすることは逆に熱交換効率を低下させるこ
とになる。

一方、アルミニウムやその合金は本来耐食性に優れてい
るが、凝縮水がフィン表面に長期間滞留すると、酸素濃
淡電池の形成あるいは大気中の汚染成分が次第に付着、
濃縮されて水和反応や腐食反応が促進される。この腐食
生成物はフィン表面に堆積し、熱交換特性を害すること
は勿論であるが、冬期の暖房運転時には、白い微粉とな
って送風機により温風と共に排出される。

そこで、これらの問題点を改善するため、フィンの耐食
性を向上させると同時に、その表面の親水性をも増大さ
せることを目的として、上記両性質を兼備する皮膜をフ
ィン表面に形成する試みがなされている。

かかる方法は無機質皮膜を形成させる方法と有機質皮膜
を形成させる方法とに大別される。無機質皮膜を形成さ
せる方法としては、例えばクロメート系化成処理により
耐食性皮膜を付与した後、ケイ酸塩系（特開昭５６−１
３０７８号及び同５０−３８６４５号）の親水性皮膜を
形成させる方法がある。また、ベーマイト系処理皮膜を
用いる方法が特開昭５６−１０８０７１号に開示されて
いる。しかしながら、かかる無機質皮膜は親水性に優れ
ているが、シリカ及びベーマイト皮膜特有の臭気を空調
機から発して不快感があり、またプレコート処理に適用
した場合は、カット時に皮膜にクラックが入って耐食性
が低下したり、裁断時の工具摩耗が著しいという欠点が
ある。

一方、有機質皮膜を形成させる方法としては、例えば水
溶性あるいは水分散性高分子樹脂にシリカ微粒子を配合
した水溶液を塗布した後、加熱硬化させて親水性皮膜を
形成する方法（特開昭５５＝９９９７６号、同５３−１
２５４３７号、同５５−１６４２６４号）が代表的であ
る。しかしシリカ微粒子を含有しているため、プレコー
ト処理に適用した場合は、カット時に皮膜にクラックが
入って耐食性が低下し、また裁断時の工具摩耗が著しい
。その上親水性がやや劣り、更に軽微ながらシリカ特有
の臭気を空調機から発し、不快感があるという問題があ
る。

なお、特開昭５５−１６４２６４号には水溶性メラミン
、アルキド、ポリエステル、アクリルを同一の目的に用
いることが記載されているが、その性能はまだ十分では
ない。

また米国特許第４５０３９０７号は、熱交換器のフィン
の両面に、固形成分で、水性塗料用樹脂１００重量部と
、界面活性剤５〜９５重量部と、合成シリカ５〜６５重
量部とからなる水性皮膜を形成し、これを１２０〜２０
０℃で１０〜４０分間焼き付けることにより、最終的に
３〜２０μｍの皮膜層をフィン表面に形成した熱交換器
を開示している。この皮膜層は、すぐれた耐食性と硬度
を有するが、シリカ特有の臭気を発する欠点を有してい
た。

また米国特許第４５８８０２５号は、アルミニウム材の
表面にアルカリシリケートと、カルボニル基を有する低
分子量の有機化合物と、水溶性の高分子量有機化合物と
からなる皮膜をフィン上に焼き付けた熱交換器を開示し
ている。しかし、この皮膜もシリケート系物質特有の臭
気が欠点である。

さらにまた、第−層として水溶性アクリル樹脂を設け、
第二層として水溶性セルロース樹脂を設けた構造の皮膜
を有する熱交換器用のアルミニウム製フィン　（特開昭
６１−１０１７９８号）があるが、この皮膜は耐水溶解
性に劣っている。

さらに特開昭６２−１０５６２９号は、アルミニウム薄
板の表面に耐食性皮膜として水溶性アクリル樹脂又は水
溶性ウレタン樹脂からなる有機皮膜、若しくはクロメー
ト皮膜、ベーマイト皮膜又は陽極酸化皮膜からなる無機
皮膜を形成し、その上に親水性皮膜層として水溶性セル
ロース樹脂又はポリビニルアルコールの１種又は２種か
らなる有機化合物と、メラミン樹脂等の有機硬化剤とか
らなる皮膜層を形成した熱交換器フィン材を開示してい
る。

しかしながらこの親水性皮膜も親水性や耐水溶解性が不
十分である。

また特開昭６３−１０８０８４号は、カルボキシル化メ
チルセルロールなどの水溶性セルロース樹脂又はその変
性物１００重量部に、水溶性アミノ樹脂５〜５０重量部
を含有させた表面処理用樹脂組成物を開示している。こ
こで、水溶性セルロース樹脂の変性物として、水溶性セ
ルロース樹脂とＮ−メチロールアクリルアミド等の親水
性合成高分子との混合物を使用しており、水溶性アミノ
樹脂として、メチル化尿素等を使用している。しかし、
この組成物は、十分な親水性と臭気（ロウ付は加工時の
加熱によるン抑制効果をともに満たすことができない。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上の通り従来の熱交換器フィンの表面処理技術では、
十分な親水性及び耐食性を有するとともに良好な膜強度
を有し、臭気のない皮膜を得ることができない。

従って本発明の目的は、親水性、耐食性、耐水溶解性、
耐溶剤性などが良好で加工時などにおけるクラック発生
がなく、かつ不快臭を発生しない熱交換器のフィン等に
用いる親水性皮膜を形成するための表面処理剤、表面処
理浴、これを用いた表面処理方法、及び表面に親水性皮
膜を有するアルミニウム材を提供することである。

また、熱交換器用プレコートフィンの場合は、フィンに
成形加工する前に加工油を塗布し、成形加工後は溶剤又
はアルカリ脱脂液で洗浄し、エアコンに組み込まれた後
は年に１〜２回の頻度でアルカリ洗浄液で洗浄すること
があるので、良好な耐アルカリ性を有することが要求さ
れる。

従って本発明のもう一つの目的は、親水性、耐食性、耐
水溶解性、耐溶剤性が良好であるとともに、不快臭を発
生せず、耐アルカリ性が一層向上した熱交換器のフィン
用親水性皮膜を形成するための表面処理剤、表面処理浴
、これを用いた表面処理方法、及び表面に親水性皮膜を
有するアルミニウム材を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の第一の親水性表面処理剤は、固形分換算で、カ
ルボキシメチルセルロースのナトリウム塩及び／又はカ
リウム塩５〜２５重量部と、カルボキシメチルセルロー
スのアンモニウム塩２５〜５０！量部と、Ｎ−メチロー
ルアクリルアミド２５〜７０重量部とを含有することを
特徴とする。

また、本発明の第一の親水性表面処理浴は、固形分換算
で、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩及び／
又はカリウム塩５〜２５重量部と、カルボキシメチルセ
ルロースのアンモニウム塩２５〜５０重量部と、Ｎ−メ
チロールアクリルアミド２５〜７０重量部とを含有する
ことを特徴とする。

また本発明の第一の表面処理方法は、アルミニウム材に
脱脂後化成処理を施した上で、カルボキシメチルセルロ
ースのナトリウム塩及び／又はカリウム塩５〜２５重量
部と、カルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩２
５〜５０重量部と、Ｎ−メチロールアクリルアミド２５
〜７０重量部とを含有する親水性表面処理剤で処理する
ことを特徴とする。

さらにまた本発明の第一のアルミニウム材は、固形分換
算で、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩及び
／又はカリウム塩５〜２５重量部と、カルボキシメチル
セルロースのアンモニウム塩２５〜５０重量部と、Ｎ−
メチロールアクリルアミド２５〜７０重量部とからなる
親水性皮膜を有することを特徴とする。

次に、本発明の第二の親水性表面処理剤は、固形分換算
で、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩及び／
又はカリウム塩５〜２５重量部と、カルボキシメチルセ
ルロースのアンモニウム塩２５〜５０重量部と、Ｎ−メ
チロールアクリルアミド２５〜７０重量部とからなる成
分の合計１００重量部に対して、ポリアクリル酸１．５
〜１５重量部と、ジルコニウム化合物０．６〜９重量部
（Ｚｒとして）とを含有することを特徴とする。

また本発明の第二の親水性表面処理浴は、固形分換算で
、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩及び／又
はカリウム塩５〜２５重量部と、カルボキシメチルセル
ロースのアンモニウム塩２５〜５０重量部と、Ｎ−メチ
ロールアクリルアミド２５〜７０重量部とからなる成分
の合計１００重量部に対して、ポリアクリル酸１．５〜
１５重量部と、ジルコニウム化合物　＜ｌｒとして）０
．６〜９重量部とを含有することを特徴とする。

また本発明の第二の表面処理方法は、脱脂処理を施した
アルミニウム材に、カルボキシメチルセルロースのナト
リウム塩及び／又はカリウム塩５〜２５重量部と、カル
ボキシメチルセルロースのアンモニウム塩２５〜５０重
量部と、Ｎ−メチロールアクリルアミド２５〜７０重量
部とからなる成分の合計１００重量部に対して、ポリア
クリル酸１．５〜１５重量部とジルコニウム化合物０．
６〜９重量部（Ｚｒとして）とを含有する親水性表面処
理剤で処理することを特徴とする。

さらに本発明の第三の表面処理方法は、脱脂処理を施し
た後に化成処理を施したアルミニウム材に、カルボキシ
メチルセルロースのナトリウム塩及び／又はカリウム塩
５〜２５重量部と、カルボキシメチルセルロースのアン
モニウム塩２５〜５０重量部と、Ｎ−メチロールアクリ
ルアミド２５〜７０重量部とからなる成分の合計１００
重量部に対して、ポリアクリル酸１．５〜１５重量部と
、ジルコニウム化合物０．６〜９重量部（Ｚｒとして）
とを含有する親水性表面処理剤で処理することを特徴と
する。

さらにまた、本発明の第二のアルミニウム材は、固形分
換算で、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩及
び／又はカリウム塩５〜２５重量部と、カルボキシメチ
ルセルロースのアンモニウム塩２５〜５０重量部と、Ｎ
−メチロールアクリルアミド２５〜７０重量部とからな
る成分の合計１００重量部に対して、ポリアクリル酸１
．５〜１５重量部と、ジルコニウム化合物０．６〜９重
量部（Ｚｒとして）とを含有する親水性表面処理皮膜を
有することを特徴とする。

以下本発明の詳細な説明する。

親水性表面処理剤 まず、固形分換算で、カルボキシメチルセルロースのナ
トリウム塩及び／又はカリウム塩５〜２５重量部と、カ
ルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩２５〜５０
重量部と、Ｎ−メチロールアクリルアミド２５〜７０重
量部とを含有することを特徴とする本発明の第一の親水
性表面処理剤について説明する。

一般にナトリウム塩、カリウム塩及びアンモニウム塩と
して使用するカルボキシメチルセルロースとしては重合
度３０〜８００のものを使用する。重合度が３０未満で
あると耐水溶解性が低く、また８００を超えると高粘度
になり、作業性が低下する。

好ましい重合度は８０〜５００である。

カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩及びカリウ
ム塩は親水性を付与する作用を有する。

この作用を有効に発揮するためには親水性表面処理剤中
におけるカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩及
び／又はカリウム塩の量は５〜２５重量部である。５重
量部未満だと親水性（水の接触角で表わす）が低く、２
５重量部を超えると臭気の問題が生じる。好ましい含有
量は９〜１６重量部である。

カルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩は臭気を
低下させる作用を有する。この作用を有効に発揮するた
めには親水性表面処理剤中におけるカルボキシメチルセ
ルロースのＮＨ，塩の含有量は２５〜５０重量部であり
、２５重量部未満だと臭気抑制効果が不十分であり、５
０重量部を超えると親水性が低下する。好ましい含有量
は３０〜４５重量部である。

カルボキシメチルセルロースのＮａ塩及び／又はに塩と
Ｎ　Ｈ４塩との比率は重量でｏ、ｉ：ｔ〜ｌ：１である
。Ｎａ塩及び／又はに塩がＮＨ，塩の０．１未満である
と親水性が不十分であり、逆に１を超えると臭気抑制効
果が不十分となる。Ｎａ塩及び／又はに塩／ＮＨ，塩の
好ましい配合比は０．２〜０．５３である。

Ｎ−メチロールアクリルアミドは親水性皮膜の密着性を
向上させるとともに耐水溶解性を向上させる作用を有す
る。Ｎ−メチロールアクリルアミドの含有量は２５〜７
０重量部であり、２５重量部未満だと皮膜の密着性（造
膜性）及び耐水溶解性が不十分であり、７０重量部を超
えると親水性が低下する。なおＮ−メチロールアクリル
アミドに対するカルボキシメチルセルロースのＮａ塩及
び／又はに塩とＮ　Ｈ４塩との合計の比率は０．４３〜
３．０であり、０．４３未満だと親水性が不十分であり
、３．０を超えると造膜性及び耐水溶解性に劣る皮膜が
形成される。好ましい比率は０．６４〜１．５６である
。

本発明の第二の親水性表面処理剤は、上記成分の他に、
さらにポリアクリル酸と、ジルコニウム化合物とを含有
することを特徴とする。この場合、上記成分の合計１０
０重量部に対して、ポリアクリル酸の含有量は１．５〜
１５重量部であり、ジルコニウム化合物の含有量は０．
６〜９重量Ｒ（Ｚｒとして）である。

ポリアクリル酸は、耐アルカリ性及び耐食性の向上に寄
与する。ポリアクリル酸の含有量は、カルボキシメチル
セルロースのナトリウム塩及び／又はカリウム塩、カル
ボキシメチルセルロースのアンモニア塩及びＮ−メチロ
ールアクリルアミドの合計１００重量部に対して１．５
〜１５重量部である。

１．５重量部未満だと耐食性向上効果が不十分であり、
１５重量部を超えると親水性が低下する。

好ましい含有量は２〜８重量部である。なお、本発明に
おいてポリアクリル酸は（Ｃｌ１２ＣＨ−Ｃｏｎ）１１
　。

により表される構造単位からなるものに限られず、メチ
ル基等の置換基を有するものも包含する。

ジルコニウム化合物としては、酸化物、ハロゲン化物、
酸素酸塩、有機酸塩又は錯塩で水溶性であり、かつ処理
液中で安定なものを単独で又は２種以上組合わせて使用
する。具体的には、ＺｒＬ、ＺｒＯ□・ｘＬＯ１賛、Ｚ
ｒ口、（ジルコニウム酸及び酸塩）、ＺｒＬ　’　２Ｌ
Ｏ％に、ＺｒＯｓ　’　　２Ｈ＊Ｃｈ　’　２Ｈｚ（１
（ヘリｔｙンジルコニウム酸塩）等の酸化物及びその関
連化合物、ＺｒＣ１＝　、ＺｒＢｒｚ　、　Ｚｒ１ａ、
ＺｒＣ１５、ＺｒＢｒａ　、Ｚｒｌ５、　ＺｒＦ４、　
ＺｒＣ１１、ＺｒＢｒａ　　、　Ｚｒ１ｓ、　Ｚｒ口Ｃ
１＊　・　８ＨＪ、ＺｒＪ＊Ｃ１ｓ等のハロゲン化物、
Ｚｒ（ＮＯｓ）　ａ　・５ＨｓＯ１Ｚｒ口（ＮＯｘ）ｘ
　”　　２ＨＪ、　Ｚｒ　（３０４）ｚ、　Ｚｒ（ＳＯ
ｉ）ｓ　＃　　４ＨｓＯ１ＺｒＯ（ＳＯ，）、　　ｌｒ
Ｏ＜Ｈ２ＰＯ４’）、２　　　％　　ｌｒＰ、ｓ−ロ７
、　　Ｚｒ５ｉＯ，、ＺｒＣ０１・ＺｒＯｓ・８Ｈ２０
（塩基性炭酸ジルコニウム）等の酸素酸塩、Ｚｒ（ＣＨ
ｆｆＣＯ２）ｓ　、Ｚｒ０（ＣＨ，Ｃ口、）２等の有機
酸塩、Ｍ２　〔１！：ｒＦｓ〕（ヘキサフルオロジルコ
ニウム酸及び酸塩）　、Ｍ４　ＣＺｒＦｓ）　（オクタ
フルオロジルコニウム（ｒＶ）酸及び酸塩）　、Ｍ４　
［ｚｒ（ＣｉＬ）ｔ：１（テトラオクサラトジルコニウ
ム（ｒＶ）酸及び酸塩）　、（ＣｓＨｓ　ＬＺｒＢｒ２
等の酸及び錯塩が使用可能である。ただし、舅はアルカ
リ金属を示す。特に好ましいジルコニウム化合物は、ヘ
キサフルオロジルコニウム酸及び酸塩、オクタフルオロ
ジルコニウム酸及び酸塩、チトラオクサラトジルコニウ
ム塩等、また酸素酸塩では塩基性炭酸ジルコニウム、硝
酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウム等である。

上記ジルコニウム化合物の含有量はｌｒとしてカルボキ
シメチルセルロースのナトリウム塩、及び／又はカリウ
ム塩、カルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩、
及びＮ−メチロールアクリルアミドの合計１００重量部
に対して０．６〜９重量部である。０．６重量部未満だ
と耐アルカリ性及び耐食性向上効果が不十分であり、９
重量部を超えると処理液粘度が上昇し、塗布作業が困難
となる。

好ましくは１〜５重量部である。

ポリアクリル酸とジルコニウム化合物は相乗効果を有し
、所定の割合で複合添加することにより大きな効果が得
られる。一般にポリアクリル酸／ジルコニウム化合物の
Ｚｒの比率は、重量で０，１７〜２５であるのが好まし
く、この範囲内において耐食性、耐アルカリ性の向上効
果が大きい。好ましいポリアクリル酸／ジルコニウム化
合物の２ｒの比率は０゜４〜８である。

本発明の第−及び第二の親水性表面処理剤は上記必須成
分以外に、界面活性剤、防カビ剤、防腐剤等を含有して
もよい。

界面活性剤としてノニオン系、カチオン系及びアニオン
系があるが、親水性持続性及び塗布作業性の観点からア
ニオン系が好ましい。アニオン系界面活性剤として、ア
ルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェ
ニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタ
レンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸−ホ
ルマリン縮合物のナトリウム塩等を使用することができ
る。アニオン系界面活性剤の添加量は１〜ｌＯ重量部で
あり、１重量部未満だと添加効果が不十分であり、１０
重量部を超えると耐水溶解性が低下する。

防かび剤及び防腐剤として第４級アンモニウム塩、含窒
素硫黄化合物、含ハロゲン窒素硫黄化合物、１．２−ベ
ンズイソチアゾリン−３−オン（ＢＩＴ）、有機ヨウ素
系化合物、ベンズイミダゾール系化合物等を使用するこ
とができる。添加量は０．１５〜１．５重量部であるの
が好ましい。

また、本発明の第二の親水性表面処理剤を用いる場合に
は、上記の添加剤に加えて、フッ酸を含有することがで
きる。

フッ酸は、説脂後耐食性被膜を形成せずに直接親水化処
理を施す場合、造膜性を向上し、耐食性、耐アルカリ性
を向上する作用がある。添加量は親水性被膜が乾燥被膜
で０．０５〜０．５ｇ／ｍ”になるように濃度調整され
た処理液中２．５〜１１００ｐｐである。

２．５ｐｐｍ未滴では効果がなく、１０（ｌρｐｍを超
えてもそれに見合う効果の向上がない。

親水性表面処理浴 アルミニウム材に親水性皮膜を形成する本発明の第−及
び第二表面処理浴は、前記の第−及び第二親水性表面処
理剤を適宜希釈して製造する。表面処理浴の組成はそれ
ぞれ上記した通りであるが、その濃度は浸漬法、スプレ
ー法、刷毛塗り法等によりアルミニウム材表面に０．０
５〜０．５　ｇ／ｎ’の親水性皮膜を形成することが可
能な濃度とする。一般には表面処理洛中の固形成分の濃
度が１０〜２００ｇ／ｌとなるように調整する。塗装作
業中に溶液の成分が変化するようであれば、初期の組成
を維持するように適宜成分の追加を行う。

次に本発明の表面処理方法を説明する。

第一の表面処理方法 親水性表面処理剤による皮膜を形成する前に、ます脱脂
処理を行う。脱脂処理としてはトリクロルエチレン、パ
ークロルエチレン、ガソリン、ノルマルヘキサン等によ
る溶珊脱脂と、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケ
イ酸ナトリウム、リン酸ナトリウム等のアルカリ溶液に
よるアルカリ脱脂のいずれでもよい。

脱脂後化成処理により耐食性皮膜を形成する。

耐食性皮膜はクロメート処理により得ることができる。

クロメート処理は無水クロム酸と硫酸、硝酸、フッ酸、
リン酸等に添加剤を加えて調整された処理液により行う
。無機酸としてリン酸を使用するリン酸クロメート系と
、その他の酸を用いるクロミウムクロメート系とがある
が、後者の方が耐食性が良好である。クロメート処理は
処理液中への浸漬や、処理液のスプレー等により行うこ
とができるが、ｙｔ雑な形状の熱交換器のフィンに対し
ては浸漬法が簡便で好ましい。クロメート処理により得
られる耐食性皮膜はＣｒ量で３〜５０■／ｄである。３
■／ｍ１未満だと耐食性が不十分であり、５０■／ｍ′
を超えると親水性皮膜との反応が起こって親水性が低下
する。耐食性皮膜を形成したアルミニウム材料は水洗す
る。水洗は流水により１０〜３０秒程度行うのが好まし
い。

またジルコニウム系処理剤による処理でもよい。

ジルコニウム系処理剤としてポリアクリル酸とジルコン
フッ化物との混合物等がある。この皮膜中のＺｒ量はＯ
，１〜４０ｍｇ　／　ｒｎ”である。Ｃｒ量と同様にＺ
ｒ量がＯ，ｌｆｆ１ｇ　／　ｍ’未満であると耐食性が
十分でなく、４０■／ｍ１を超えると親水性がかえって
低下する。

ジルコニウム系処理をクロメート処理の上に重ねて行う
と一層効果が大きい。

さらに脱脂処理後フェノール系プライマー塗装を施すこ
とにより一層良好な耐食性を付与することができる。こ
れにはレゾール型水溶性フェノール樹脂（フェノールと
ホルマリンとのアルカリ触媒下での初期重合物）が好ま
しく、例えば群栄化学側のレヂトップＰＬ−２７６１，
ＰＬ−２７１７や荒用化学■のタマノール７２１．７２
２等を使用することができる。

フェノール系プライマーはフェノール樹脂の他にメラミ
ン樹脂を含有してもよい。メラミン樹脂としてはメチル
化、エチル化及び／又はブチル化した水溶性メラミン樹
脂が好ましく、含有量はフェノール樹脂５０〜１００重
量％に対して５０重量％以下である。その他に折曲げ加
工性等の加工性や塗布作業性を向上するためにアクリル
系樹脂等を混合することができる。フェノール樹脂系プ
ライマーは塗布後１８０〜２８０℃の温度で１０秒〜１
分間焼付けを行う。塗膜は０．５〜２　ｇ　／　ｍ’の
範囲が好ましく、０．５ｇ／ｒｎ’未満だと耐食性が不
十分であり、２ｇ　／　ｒｒｌを超えると熱交換率が低
下するだけでなく、コスト高になる。

本発明の第一の親水性表面処理剤を適宜希釈して表面処
理浴とし、これを用いて、以上に説明した脱脂処理を施
したアルミニウム材上に、化成処理層を介して親水性表
面処理剤を塗布する。これにはロールコート法、バーコ
ード法、浸？ｌｌ、スプレー法、刷毛塗り法等が可能で
ある。例えばロールコート法による場合、塗布後１５０
〜２４０℃で１０秒〜１分間乾燥することにより親水性
皮膜を得る。親水性皮膜の膜厚は塗布量で表すと０．０
５〜０゜５ｇ／ｒｎ’であり、０．０５ｇ／ｒｎ’未満
であると親水性が不十分であり、０．５ｇ／ゴを超える
とコスト高になると同時に、それに見合う効果の向上が
得られない。

第二、及び第三の表面処理方法 親水性表面処理剤による皮膜を形成する前に、まず脱脂
処理を行う。

脱脂処理したアルミニウム材に本発明の第二の親水性表
面処理剤を直接塗布する（第二の表面処理方法）ことが
できるが、より高い耐食性、耐アルカリ性を要求する場
合には脱脂後化成処理により耐食性皮膜を形成し、その
後本発明の第二の親水性表面処理剤を塗布する（第三の
表面処理方法）。耐食性皮膜はクロメート処理により得
ることができる。

また脱脂処理後フェノール樹脂系、エポキシ樹脂系等の
プライマー塗装を施すことにより一層良好な耐食性を付
与することができる。なお脱脂処理、クロメート処理、
プライマー塗装及び親水性表面処理剤の塗布については
前述した第一の親水性表面処理剤による方法と同様に行
う。

〔実　施　例〕

本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例１〜５ アルミニウム板を脱脂後、ジルコニウム系表面処理剤（
「サーフアルコート４３０＾／４３０ＢＪ　、日本ペイ
ント■製）をバーコード法により塗布し、　１５０℃で
１５秒間乾燥し、Ｚｒが５■／　ｍｌの耐食性皮膜を形
成した。

次に第１表に示す組成のカルボキシメチルセルロースの
ナトリウム塩及びアンモニウム塩、及びＮ−メチロール
アクリルアミドを含有する親水性表面処理剤をバーコー
ド法で塗布し、２４０℃で３０秒間乾燥することにより
親水性皮膜を形成した。

親水性皮膜の膜厚は０．２ｇ／ゴであった。なお上記親
水性表面処理剤は界面活性剤としてアルキルジフェニル
エーテルジスルホン酸ナトリウムを上記必須成分の合計
１００重量部に対して５重量部の割合で含有し、かつ防
カビ剤としてベンズイミダゾール系化合物及び含窒素硫
黄系化合物を各０．２５重量部の割合で含有していた。

得られた各親水性皮膜に対して、下記の通り臭気試験、
耐水溶解性試験、水の接触角（親水性）試験及び耐食性
試験を行った。

（１）臭気試験 各親水性皮膜形成アルミニウム板（以下単にサンプルと
いう）を直接嗅ぐことにより臭気試験を行った。評価基
準は以下の通りである。

◎：　全く臭気を感じない ○：　はとんど臭気を感じない △：　明らかに臭気を感じる Ｘ：　強い臭気を感じる （２）耐水溶解性 各サンプルを２４時間水道水に浸漬し、浸漬前後の皮膜
量から下記式により水溶解重を求めた。

水溶解重＝［（初期皮膜量−２４時間浸漬後の皮膜量）
十初期皮膜量コｘ１００ 耐水溶解性の評価基準は以下の通りである。

水溶解重 ◎：１０％未満 ０：　１０％以上３０％未満 △：３０％以上５０％未満 ×：５０％以上 （３）水接触角試験（親水性持続性試験）各サンプルを
１７時間流水（流水量５！／時間、水道水）に当て、７
時間８０℃で乾燥することからなるサイクルを５回繰り
返した後で、乾燥した親水性皮膜に対して下記の通り水
滴の接触角測定を行った。

水滴の接触角測定 サンプルを水平にし、純水５μｌを滴下し、ゴニオメー
タにより接触角を測定した。接触角の評価基準は以下の
通りである。

接触角 ◎：２０°未漬 ○：２０°以上３０”未満 △：３０°以上４０゛未満 に：４０°以上 （４）耐食性試験（塩水噴霧試験：　５ＳＴ）各サンプ
ルに対してＪＩＳ−Ｚ−２３７１に基づき塩水噴霧試験
を５００時間行い、その後平面部における白錆発生の面
積率で耐食性を評価した。

白錆発生面積率 ◎：　０ ０：　０％を超え１０％未満 △：１０％以上５０％未満 ｘ：５０％以上 結果を第１表に示す。

実施例６ 実施例Ｉにおいてサーフアルコート４３０＾／４３０Ｂ
によるジルコニウム系皮膜のＺｒ量を０．１■／ｒｎ’
とし、親水性表面処理１の組成を第１表に示す通りとし
た以外同じ条件で親水性皮膜を形成し、同じ試験を行っ
た。結果を第１表に示す。

実施例７ 実施例６においてサーフアルコート４３０＾／４３０８
によるジルコニウム系皮膜のＺｒ量を４０■／ｍ′とし
た以外同じ条件で親水性皮膜を形成し、同じ試験を行っ
た。結果を第１表に示す。

実施例８〜１０ 実施例６においてサーフアルコート　４３０Ａ／４３０
ＢによりＺｒ量が２■／ｒｎ’のＺｒ系耐食性皮膜を形
成し、その後アルサーフ４０７／４７　（日本ペイント
■製）でリン酸クロメート処理を行い、Ｃｒ量がそれぞ
れ３Ｕ／ゴ（実施例８）　、２０ｍｇ／ｒｒｌ　（実施
例９）及び５０■／ｒｒｌ　（実施例１０）のクロメー
ト系耐食性皮膜を形成した。その上に第１表に示す組成
の親水性表面処理剤による親水性皮膜を形成した。試験
結果を同様に第１表に示す。

実施例１１−１３ 実施例８〜１０においてそれぞれサーフアルコート４３
０＾／４３０ＢによるＺｒ系耐食性皮膜を形成すること
なしに、直接アルサーフ　４０７／４７によりＣｒ量が
それぞれ３ｍｇ／ｍ’（実施例１１）　、２０ｍｇ／ｍ
’（実施例１２）及び５０■／ｍ”（実施例１３）のク
ロメート系皮膜を形成し、その上に実施例６と同じ組成
の親水性皮膜を形成した。試験結果を第１表に示す。

実施例１４〜１６ 実施例１１〜１３においてそれぞれアルサーフ４０７／
４７の代わりにクロミウムクロメート系化成処理剤とし
てアルサーフ６００を使用して、Ｃｒ量がそれぞれ３　
ｕ　／　ｍ”　（実施例１４）　、２０ｍｇ／ゴ（実施
例１５）及び５０■／コ（実施例１６）のクロメート系
皮膜を形成した以外同様にして耐食性皮膜及び親水性皮
膜を形成した。試験結果を第１表に示す。

実施例１７．１８ フェノール樹脂系プライマー塗料としてサーフアルコー
ト４５０（日本ペイント■製）を用い、膜厚がそれぞれ
０．５ｇ／ｍ’（実施例１７）及び２．０ｇ／　ｍ’　
（実施例１８）のブライマーを形成した後、実施例６と
同じ組成の親水性表面処理剤により膜厚０．２ｇ／ｍ″
の親水性皮膜を形成した。得られた親水性皮膜に対して
上記と同じ試験を行った。結果を第１表に示す。

実施例１９ 実施例２においてカルボキシメチルセルロースのナトリ
ウム塩の代わりにカリウム塩を用いた以外同様にして親
水性皮膜を形成した。得られた親水性皮膜について同じ
試験を行った結果、臭気は◎、耐水溶解性は◎、水の接
触角は◎及び耐食性は○であった。

比較例１〜８ 脱脂したアルミニウム板上に、サーフアルコート４３０
＾／４３０Ｂによりジルコニウム系耐食性皮膜ＣＺｒ量
５■／ｒｎ’）を形成し、その上に第２表に示す組成の
親水性表面処理剤により親水性皮膜を形成した。得られ
た各サンプルの親水性皮膜に対して、実施例１と同じ試
験を行った。結果を第２表に示す。

実施例２０〜２９ アルミニウム板を脱脂後、第３表に示す組成のカルボキ
シメチルセルロースのナトリウム塩及びアンモニウム塩
、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ポリアクリル酸及び
ジルコニウム化合物を含有する親水性表面処理剤をバー
コード法で塗布し、２４０℃で３０秒間乾燥することに
より親水性皮膜を形成した。親水性皮膜の膜厚は０．２
ｇ／　ｍ’であった。

なお上記親水性表面処理剤は界面活性剤としてアルキル
ジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムを上記必須
成分の合計１００重量部に対して５重量部の割合で含有
し、かつ防カビ剤としてベンズイミダゾール系化合物及
び含窒素硫黄系化合物を各０．２５重量部の割合で、ま
たフッ酸を、乾燥被膜重量が０．２ｇ／ｒｎ’になるよ
うに濃度調整された処理剤中で２５ｐｐｍとなる割合で
それぞれ含有していた。

得られた各親水性皮膜に対して、（１）臭気試験、（２
）耐水溶解性試験、（３）水の接触角（親水性）試験、
（４）耐食性試験を実施例１と同様の方法で行い、さら
に耐アルカリ性試験を行った。

（５）耐アルカリ性試験 各サンプルをアルカリ洗浄剤としてサーフクリーナー５
３（日本ペイント■製）脱脂液中に下記の条件で浸漬し
、水道水で１０秒間洗浄した後、浸漬前後の皮膜を観察
比較した。

洗浄条件 リドリン５３ｍ［度　：３，０重量％ 浸　　漬　　温　　度　：　　７０℃ 浸　　漬　　時　　間　：　　３　分間皮膜外観の評価
基準は以下の通りである。

◎：　全く膨潤がない Ｏ：　はとんど膨潤がない △：　膨潤している Ｘ　二　部分的に剥離あり 結果を第４表に示す。

実施例３０ 実施例２０においてカルボキシメチルセルロースのナト
リウム塩の代わりにカリウム塩を用いた°以外同様にし
て親水性皮膜を形成した。得られた親水性皮膜について
同じ試験を行った。結果を第４表に示す。

実施例３１ Ｈ，ＺｒＦ、の代わりに（ＮＨ４）　３ＺｒＯＨ（ＣＯ
３）　ｆｆ　・２）１１０を用いた以外実施例１と同様
にして親水性皮膜を形成した。得られた親水性皮膜につ
いて同じ試験を行った。結果を第４表に示す。

ｍわｌヱ廷 実施例２０と同様にして脱脂したアルミニウム板に、ア
ルサーフ４０７　／４７によりＣｒ量がそれぞれ３Ｎ　
／　ｒｎ’　、　２（ｌ　ｔａｇ　／　ｍ’及び５０ｔ
ｕ／ｍ”のリン酸クロメート系皮膜を形成し、その上に
第３表に示す組成の親水性皮膜を形成した。試験結果を
それぞれ第４表に示す。

実施例３７〜４１ 実施例３２〜３６においてそれぞれアルサーフ４０７／
４７の代わりにクロミウムクロメート系化戊処理剤とし
てアルサーフ６００を使用して、Ｃｒ量がそれぞれ３　
ｑ／　ｍ’、　２０ｍｇ／　ｒｎ’及び５０　ｔｎ、ｇ
　／　ｍ’のクロメート系皮膜を形成し、その上に実施
例３２〜３６と同じ組成の親水性皮膜を形成した。試験
結果をそれぞれ第４表に示す。

実施例４２〜４５ 実施例２０と同様にして脱脂したアルミニウム板に、フ
ェノール樹脂系ブライマー塗料としてサーフアルコート
４５０（日本ペイント■製）を塗布・焼付けし、膜厚が
それぞれ０．５ｇ／ｍ’及び２．０ｇ／ｍ″のプライマ
ーを形成した。次いで第３表に示す組成の親水性表面処
理剤により膜厚０．２ｇ／ｍ’の親水性皮膜を形成した
。得られた親水性皮膜に対して上記と同じ試験を行った
。結果を第４表に示す。

第 表 （実施例） 第 表 続 き 比較例９〜１４ 実施例２０と同様にして脱脂したアルミニウム板上に、
第５表に示す組成の親水性表面処理剤により親水性皮膜
を形成した。得られた各サンプルの親水性皮膜に対して
、実施例２０と同じ試験を行った。結果を第６表に示す
。

＊　ニ ゲル化 〔発明の効果〕 以上の通り本発明の親水性表面処理剤により形成した親
水性皮膜は良好な親水性、耐水溶解性を有するのみなら
ず臭気が著しく抑制されており、また耐食性も良好であ
る。特に、ポリアクリル酸とジルコニウム化合物を含有
する本発明の第二の親水性表面処理剤により形成した親
水性表面処理膜は、上記の性質に加え、耐アルカリ性が
一層向上されており、熱交換器用アルミニウム製フィン
材等の親水化処理に好適である。

出　顧　大　日本ペイント株式会社

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）固形分換算で、カルボキシメチルセルロースのナ
   トリウム塩及び／又はカリウム塩５〜２５重量部と、カ
   ルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩２５〜５０
   重量部と、Ｎ−メチロールアクリルアミド２５〜７０重
   量部とを含有することを特徴とする親水性表面処理剤。
2. （２）固形分換算で、カルボキシメチルセルロースのナ
   トリウム塩及び／又はカリウム塩５〜２５重量部と、カ
   ルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩２５〜５０
   重量部と、Ｎ−メチロールアクリルアミド２５〜７０重
   量部とを含有することを特徴とするアルミニウム材の親
   水性表面処理浴。
3. （３）脱脂後化成処理を施した後にカルボキシメチルセ
   ルロースのナトリウム塩及び／又はカリウム塩５〜２５
   重量部と、カルボキシメチルセルロースのアンモニウム
   塩２５〜５０重量部と、Ｎ−メチロールアクリルアミド
   ２５〜７０重量部とを含有する親水性表面処理剤で処理
   することを特徴とするアルミニウム材の表面処理方法。
4. （４）固形分換算で、カルボキシメチルセルロースのナ
   トリウム塩及び／又はカリウム塩５〜２５重量部と、カ
   ルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩２５〜５０
   重量部と、Ｎ−メチロールアクリルアミド２５〜７０重
   量部とからなる成分の合計１００重量部に対して、ポリ
   アクリル酸１．５〜１５重量部と、ジルコニウム化合物
   ０．６〜９重量部（Ｚｒとして）とを含有することを特
   徴とする親水性表面処理剤。
5. （５）固形分換算で、カルボキシメチルセルロースのナ
   トリウム塩及び／又はカリウム塩５〜２５重量部と、カ
   ルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩２５〜５０
   重量部と、Ｎ−メチロールアクリルアミド２５〜７０重
   量部とからなる成分の合計１００重量部に対して、ポリ
   アクリル酸１．５〜１５重量部と、ジルコニウム化合物
   （Ｚｒとして）０．６〜９重量部とを含有することを特
   徴とするアルミニウム材の親水性表面処理浴。
6. （６）脱脂処理を施した後に、カルボキシメチルセルロ
   ースのナトリウム塩及び／又はカリウム塩５〜２５重量
   部と、カルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩２
   ５〜５０重量部と、Ｎ−メチロールアクリルアミド２５
   〜７０重量部とからなる成分の合計１００重量部に対し
   て、ポリアクリル酸１．５〜１５重量部と、ジルコニウ
   ム化合物０．６〜９重量部（Ｚｒとして）とを含有する
   親水性表面処理剤で処理することを特徴とするアルミニ
   ウム材の表面処理方法。