树脂被覆金属板及由其构成的换热器用翅片材的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在金属板的表面形成有亲水性优异的树脂被覆层的树脂被覆金属板。 此外，本发明涉及能够长期地持续结露水等容易润湿的表面性状的换热器用翅片材。
【背景技术】
[0002] 在空调机的换热器中，从导热性、加工性、耐蚀性等优异的方面出发，广泛使用铝 材，为了有效地进行换热，此外，为了将空间抑制得紧凑，成为以狭窄的间隔并列设置铝制 翅片材的结构。因此，在空调机的运转时，若翅片材表面的温度达到空气的露点以下，则附 着在翅片材表面的结露水凝结，有时使邻接的翅片彼此间闭塞。此时，在铝制翅片材表面的 亲水性低的情况下，由于与水的接触角变大，所以所附着的结露水成为半球状，使翅片的闭 塞状态进一步恶化。其结果是，一直以来已知引起换热功能受到阻碍，或因风压而使结露水 飞散到空调机外等问题。
[0003] 为了改善上述的结露水的问题，开发了通过对铝板自身的表面进行亲水化处理， 从而在加工成翅片材使用时，结露水不会停留在翅片表面而容易被除去?排出的技术。例 如在专利文献1中公开了将合成二氧化硅与水性涂料并用的技术。
[0004] 然而，若使用合成二氧化硅则由于所得到的涂膜变硬，所以存在在翅片材的成形 加工时工具、模具等的磨损剧烈的问题。此外，还存在二氧化硅独特的水泥臭或尘埃臭、推 测起因于吸附在二氧化硅上的物质或二氧化硅微粒的飞散的臭气给人体造成不适感的问 题。因此，例如在专利文献2中公开了使用氧化铝溶胶来替换二氧化硅的高亲水性涂料。就 该技术而言，虽然与应用二氧化硅时相比减轻但依然观测到臭气，而且若长时间使用则臭 气逐渐增大，所以从抑制臭气的方面而言还不充分。
[0005] 另一方面，专利文献3中公开了为了抑制附着在翅片材表面的结露水长时间滞留 而诱发水合反应、腐蚀反应，使用以羧甲基纤维素的盐和N-羟甲基丙烯酰胺作为主成分的 表面处理剂的技术。此外，专利文献4中公开了为了对翅片材赋予耐蚀性和亲水性，使用以 聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮作为主成分的表面处理剂是有效的。在专利文献3、4的技术 中，由于没有使用二氧化硅等，所以不会引起臭气、模具的磨损这样的问题。
[0006] 但是，有机系的亲水性树脂皮膜若长时间与水接触，则由于皮膜慢慢地溶出，所以 存在亲水性经时地降低的问题。因此，难以长期地维持翅片材表面的亲水性，存在改善的余 地。
[0007] 此外，专利文献5中公开了作为金属表面处理剂使用由在聚乙烯醇上接枝聚合乙 烯基吡咯烷酮而得到的聚合物及作为交联剂的嵌段化异氰酸酯组成的组合物，通过将该组 合物涂布到金属材料的表面，能够得到良好的亲水性。
[0008] 上述专利文献5中记载的金属板即使在反复进行多次淹没和干燥（以下，也称为 反复淹没）的情况下，也能够抑制皮膜的溶出，也基本没有金属板的相对于水的接触角（以 下，称为水接触角）的变化，对于该水接触角值，本申请发明者们进行了追加试验，结果获 知，从初期阶段起大大超过40°并居高不下，所以无论如何也不能说满足作为换热器用翅 片材所需的亲水特性，改善的余地仍很大。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1 :日本特开昭55-164264号公报
[0012] 专利文献2 :日本特开平10-168381号公报
[0013] 专利文献3 :日本特开平2-258874号公报
[0014] 专利文献4 :日本特开平5-302042号公报
[0015] 专利文献5 :日本特开2009-108111号公报
【发明内容】
[0016] 发明所要解决的课题
[0017] 本发明中，还考虑了由于地球变暖、资源高涨问题等的明显化，导致空调机的高效 率化、小型化等性能改善的要求正在提高，其课题是提供可长期地维持优异的亲水性的树 脂被覆金属板及使用其的换热器用翅片材。
[0018] 用于解决课题的方案
[0019] 本发明为在金属板的表面被覆树脂被覆层而成的树脂被覆金属板，其特征在于， 上述树脂被覆层由树脂被覆层形成用组合物获得，所述树脂被覆层形成用组合物包含：在 聚乙烯醇上接枝聚合乙烯基吡咯烷酮而得到的接枝聚合物（A)、包含磺酸（盐）及羧酸 (盐）中的至少一者作为聚合成分的阴离子性聚合物（B)、以及上述接枝聚合物及上述阴离 子性聚合物中的至少一者的交联剂（C)。
[0020] 上述树脂组合物优选进一步包含选自由聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、羧甲基纤 维素盐、甲基纤维素、羟丙基纤维素、海藻酸盐、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、及它们的改性物组 成的组中的1种以上。
[0021] 上述金属板优选为铝板或铝合金板。
[0022] 此外，本发明中，还包含由上述树脂被覆金属板构成的换热器用翅片材。
[0023] 发明效果
[0024] 本发明的树脂被覆金属板能够长期地维持表面的亲水性。此外，通过使用由本发 明的树脂被覆金属板构成的换热器用翅片材，能够减少因结露水所导致的翅片材彼此间的 闭塞等不良情况，能够提供可有效地进彳丁换热的换热器。
【具体实施方式】
[0025] 本发明的树脂被覆金属板是金属板的表面被规定的树脂被覆层形成用组合物被 覆而成的。
[0026] [金属板]
[0027] 本发明的树脂被覆金属板中使用的金属板例如可列举出铝板、铝合金板、钢板、镀 钢板、铜板、钛板等。它们中，优选铝板或铝合金板，从导热性及加工性优异的方面出发，使 用JISH4000中规定的1000系的铝，优选合金编号为1200的铝。板厚优选为0. 08~0. 3mm 左右。
[0028] [树脂被覆层形成用组合物]
[0029] 树脂被覆层形成用组合物（以下，称为树脂组合物）包含在聚乙烯醇上接枝聚合 乙烯基吡咯烷酮而得到的接枝聚合物（A)、包含磺酸（盐）及羧酸（盐）中的至少一者作为 聚合成分的阴离子性聚合物（B)、以及上述接枝聚合物及上述阴离子性聚合物中的至少一 者的交联剂（C)。
[0030] 在聚乙烯醇上接枝聚合乙烯基吡咯烷酮（N-乙烯基-2-吡咯烷酮）而得到的接枝 聚合物（以下，称为接枝聚合物（A))为非离子性的水溶性高分子。
[0031] 上述接枝聚合物（A)的制造只要适用公知的技术即可，在例如专利文献5(日本特 开2009-108111号公报）中有记载。
[0032] 用于制造上述接枝聚合物（A)的聚乙烯醇优选聚合度为100~4000,更优选为 100~3000。若聚合度低于100,则有可能树脂被覆层的强度变得不充分，若超过4000,则 变成高粘度，有可能操作性降低。
[0033] 聚乙烯醇的皂化度优选为70~lOOmol%。若皂化度低于70mol%，则有可能树脂 被覆层的强度变弱。
[0034] 接枝聚合物的K值优选为12~150。所谓K值是由德国的化学者Fikentscher提 出的表示聚合度的常数，若K值低于12,则树脂被覆层的强度变弱，若超过150,则成为高粘 度，有可能操作性降低。
[0035] 用于制造上述接枝聚合物（A)的乙烯基吡咯烷酮的量优选相对于聚乙烯醇为5~ 900质量％。若低于5质量％，则得不到充分的亲水性，若超过900质量％，则有可能树脂被 覆层的强度降低。
[0036] 以聚乙烯醇作为主链的接枝聚合物即上述接枝聚合物（A)例如可以通过在聚合 反应器中，在聚乙烯醇溶液中配合乙烯基吡咯烷酮，使用公知的自由基聚合引发剂在聚乙 烯醇链上接枝聚合乙烯基吡咯烷酮的制造方法而获得。
[0037] 作为聚合引发剂，可以使用通常用于自由基聚合的过氧化氢、有机过氧化物、偶氮 系引发剂等。作为有机过氧化物的例子，可列举出叔丁基氢过氧化物、二叔丁基过氧化物、 苯甲酰过氧化物等。作为偶氮化合物，可列举出2, 2'-偶氮双异丁腈、2, 2'-偶氮双（2-甲 基丁腈）、2, 2'-偶氣双（2，4-二甲基戊腈）、2，2'-偶氣双（4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈） 等。反应方法及反应条件只要根据一般的自由基聚合的例子选择即可。
[0038] 包含磺酸（盐）及羧酸（盐）中的至少一者作为聚合成分的阴离子性聚合物（B) (以下，也称为阴离子性聚合物（B))为阴离子性的水溶性高分子。另外，所谓磺酸（盐）是 磺酸或其盐，所谓羧酸（盐）是羧酸或其盐。
[0039] 作为磺酸（盐），例如可列举出烯丙基磺酸或其盐、甲基丙烯基磺酸或其盐、乙烯 基磺酸或其盐、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或其盐、日本特开2012-122052号公报中记载的 3 -稀丙氧基-2_羟基-1-丙横酸或其盐等。
[0040] 作为羧酸（盐），例如可列举出（甲基）丙烯酸或其碱金属盐、衣康酸或其碱金属 盐等。
[0041] 上述阴离子性聚合物（B)可以是由选自磺酸（盐）或羧酸（盐）中的1种构成的 聚合物，也可以是选自磺酸（盐）及羧酸（盐）中的2种以上的共聚物，还可以是它们的改 性物。上述阴离子性聚合物⑶优选为磺酸（盐）与（甲基）丙烯酸（盐）的共聚物。
[0042] 上述接枝聚合物（A)与上述阴离子性聚合物（B)的优选的配合比率以质量比率 计为（A) : (B) = 10 : 90~90 : 10。由于上述接枝聚合物（A)与上述阴离子性聚合物 (B)相比过多而成为上述范围外时，虽然因反复淹没所导致的水接触角的增大幅度小，但有 可能初期的水接触角变大。此外，由于上述阴离子性聚合物（B)与上述接枝聚合物（A)相 比过多而成为上述范围外时，虽然初期的水接触角小，但有可能因反复淹没而导致水接触 角增大。
[0043] 作为上述接枝聚合物及上述阴离子性聚合物中的至少一者的交联剂（以下，称为 交联剂（C))，只要是能够将上述接枝聚合物（A)中的聚乙烯醇部分的羟基彼此进行交联的 化合物、能够将上述阴离子性聚合物（B)中的羧酸部分的羧基进行交联的化合物、或能够 形成上述阴离子性聚合物（B)的缔合体（离子络合体）的化合物即可。通过使用上述交联 剂（C)进行交联，能够提高树脂被覆金属板的耐水性。
[0044] 作为能够将上述接枝聚合物（A)中的聚乙烯醇部分的羟基彼此进行交联的交联 剂，可列举出缩水甘油醚化合物、异氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物、醛化合物、丁烷四羧酸 二酐、具有多个官能团的胺化合物、硼酸?硼砂等硼酸系化合物、具有选自Ti、Zr、Al中的1 种或2种以上的金属元素的金属醇盐等。作为能够将上述阴离子性聚合物（B)中的羧酸部 分的羧基进行交联的交联剂，可列举出缩水甘油醚化合物、异氰酸酯化合物、具有多个官能 团的胺化合物、噁唑啉化合物、碳二亚胺化合物等。进而，作为能够与上述阴离子性聚合物 (B)形成聚离子络合体的交联剂，可列举出壳聚糖化合物等聚阳离子化合物。作为能够体现 更低的水接触角的优选的交联剂（C)，优选适用缩水甘油醚化合物或噁唑啉化合物等。
[0045] 上述交联剂（C)的优选的配合比率相对于上述接枝聚合物（A)与上述阴离子性聚 合物（B)的合计100质量份为5~50质量份，更优选为10~40质量份。若低于5质量 份，则得不到充分的耐水性，有可能在淹没时树脂被覆层较多地溶出，若超过50质量份，则 有时亲水性降低。
[0046] 具备由包含上述（A)~（C)的树脂被覆层形成用组合物得到