JP2004315772A

JP2004315772A - 建築用防火塗料

Info

Publication number: JP2004315772A
Application number: JP2003148373A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Hanada; 義和花田
Original assignee: PATENT BERRY KK
Current assignee: PATENT BERRY KK
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【解決手段】（Ａ）無機質軽量骨材（Ｂ）無機質粘結材（Ｃ）無機質体質顔料（Ｄ）セメントなどで構成された一般建築用防火塗料にカオリナイト系鉱物（ＳｉＯ₂を４０〜６０％、Ａｌ₂Ｏ₃を２０〜４０％）を５〜５０％混入した建築用防火塗料。
【効果】建築物の内外壁や天井等の材料に防火性能を有する建築用防火塗料を湿式方法（現場吹き付け方法）によって施工することにより、材料の運搬費用や施工部位の困難度合いを緩和することができ、建築用断熱材料（有機質発泡体）や建築部位に対して防火性、断熱性を付与することが容易にできる。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、建築用防火塗料に無機質体質顔料と無機質粘結剤及び耐火性原料を含有した塗料。
【０００２】
本発明は、有機質発泡体のパネル板や壁体、木質合板、木柱、モルタル壁面、金属材料などへ単独層で使用する場合とプライマー（▲１▼従来のプライマー及び▲２▼不燃性ガスを放出する無機質体質顔料を混合したプライマー）の組み合わせにより構成されている。
【０００３】
本発明は、断熱特性を有する建築用防火塗料であることを特徴とする。
【０００４】
建築用防火塗料は、建築物の内壁壁材や天井材として用いられる木質合板、木柱、モルタル壁面、金属材料や有機質発泡体（発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレン、フォームポリスチレン、フォームスチレン、ウレタンフォーム、ユリアフォーム、塩化ビニルフォーム、フェノールフォーム等）に断熱性能や防火性能を付与させる表面保護材料である。
【０００５】
有機質発泡体は耐水性や防湿性に優れているが６０〜２５０℃で熱膨脹、変形、クラックを生じ熱融解後に着火する。その場合、有機質特有の黒煙を発生して激しく燃焼し有毒ガス（青酸ガス）を発生させて呼吸困難の原因となったり、消火活動の妨げとなる要因となっていた。そのため水蒸気ガスや不燃性ガスを発生し温度上昇を抑制し、熱の伝達を遮断行う建築用防火塗料が必要となっている。
【０００６】
【従来の技術】
従来の建築用防火塗料は、セメントを主成分とし水蒸気ガスを発生する無機質体質顔料や無機質軽量骨材、無機質繊維、有機質繊維などで構成されていた。
【０００７】
従来の建築用防火塗料は、無機質体質顔料としてベントナイトを使用していた。これは、耐火粘土の一種類であるがＳＫ値が約４０（１１００℃）と高く、この温度では有機質発泡体の耐熱温度範囲外であるため熱により有機質発泡体の変形を防止することができなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術の建築用防火塗料は防火性能が悪く、直火によるセメントの熱分解で塗膜の形成が維持できず、クラックや剥離、脱落となり建築用防火塗料の本来の性能を損なっていた。
【０００９】
【課題を解決しようとする手段】
本発明は、無機質体質顔料・無機質粘結剤・耐火性原料を含有させることにより防火性能を持たせた建築用防火塗料であることを最も主要な特徴とする。
【００１０】
この様な課題を解決するため、本発明者らは塗膜への加熱時におけるクラック防止効果があり、また、塗膜へ直火による加熱に対して低温から高温までの幅広い範囲で不燃性ガスを放出する新規の組成物を見出したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
建築用防火塗料とは、（Ａ）無機質軽量骨材（Ｂ）無機質粘結材（Ｃ）無機質体質顔料（Ｄ）セメント（Ｅ）耐火性原料などで構成した建築用防火塗料と任意成分の（Ｆ）無機質繊維（Ｇ）有機質軽量骨材（Ｈ）有機質繊維（Ｉ）有機質添加剤（Ｊ）混和用接着剤で構成されている。
【００１２】
（Ａ）無機質軽量骨材は、真珠岩・松指岩パーライト及び黒曜石パーライト、焼成バーミキュライト、シラスバルーン、クライアッシュ、クランカアッシュ等が使われる。これらの無機質中空球形や多孔質孔隙構造（粒度：０．１５〜５．０ｍｍ）のものは断熱及び防火特性に働く物である。
【００１３】
（Ｂ）無機質粘結材は、耐火物で使用されている耐火粘土を使用している。耐火粘土とは一般には耐火度がＳＫ２６（１５８０℃）以上の粘土の総称である。一般的に耐火粘土としては酸化アルミニウムを２０〜４０％含有したカオリナイト系を言い具体的には木節粘土や蛙目粘土などである。さらに、ＳＫ値２０（４００℃）の耐火性原料を用いた。
【００１４】
耐火粘土の性質は水蒸気ガスを発生し、温度上昇の抑制効果をもたらす。これは、従来の水酸化アルミニウムと同じ働きであり、さらに従来よりも安価で１００℃から１０００℃まで幅広い温度範囲での水蒸気ガスの発生を維持し、かなりの結晶の減量を生じ温度上昇の抑制を発揮することができる。以下に耐火粘土の温度範囲による特性を示す。
▲１▼１００〜２００℃：吸着水や沸石水の脱離、
▲２▼２００〜４００℃：結晶水の脱離、Ａｌ（ＯＨ）_３・２Ｈ_２Ｏ→Ａｌ（ＯＨ）_３＋２Ｈ_２Ｏ↑、
▲３▼６００℃：結晶水の脱離、Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２・２Ｈ_２Ｏ→Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２＋２Ｈ_２Ｏ↑、
▲４▼７００℃：カオリナイト→メタカオリンに生成、
▲５▼８００℃：メタカオリン→ムライトに生成、
更に、有機質発泡体が最も影響を受けやすい１００〜４００℃の温度範囲で耐火性原料を用いることにより有機質発泡体の変形防止に効果をもたらす。
【００１５】
耐火粘土は、複雑な化学構造の中にできる空隙に吸着水及び沸石水を分子レベルで入り込んでいるので、室温では乾燥せず、加熱により結晶構造上により５００℃までで水の脱離を生ずる。よって水酸化アルミニウムとことなり吸着水及び沸石水の脱離（１００〜２００℃）及び結晶水の脱離（５００〜６００℃）を生じ、２段階で吸熱反応を生じる。
【００１６】
一方粘土などは、一般的に「天然に存在する微細な粒子からなる土状の物質で水を加えれば可塑性を示し、乾燥したり焼成すると固くなるもの」と定義され、それを構成している含水ケイ酸塩鉱物は粘土鉱物とよばれる。主な粘土はカオリン鉱物、パイロフィライト、タルク（滑石）、セピオレイト、クロライト（緑泥石）などである。
【００１７】
本願の（Ｃ）無機質体質顔料は、１００〜１０００℃で該温度域で結晶水の放出または分解反応により不燃性ガス（水蒸気ガスまたは炭酸ガス）を放出する。その無機質体質顔料としては重量の１０％以上を不燃性ガスとして放出するものが好ましい。
【００１８】
耐火粘土と粘土の区分は、下記表に示すように化学成分として含まれる酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）の混合量により耐火性の有無を持つ。つまり酸化アルミニウム自体耐火性を持つためこの化合物の量が少ない粘土（１０〜２０％）は耐火性は低い。一方、耐火粘土には２０〜４０％の酸化アルミニウム（水和度が大きい成分）が含まれているため耐火性を有する。
【００１９】
【表１】

【００２０】
表１は、粘土や耐火粘土の水和度の大きい代表的原料（水酸化アルミニウム）の示性式および化学成分を表示する。
【００２１】
（Ｄ）セメントは、室温でバインダーの働きをするポルトランドセメント、石膏、プラスター、エトリンジャイト、珪酸ナトリウム等のことである。
【００２２】
これらのうちの１種を単独で使用しても良く、また２種以上を併用しても温度上昇を抑制する効果は（表７実施例の通り）得られる。
【００２３】
【表２】

【００２４】
表２は、各種原料による粘結効果と温度上昇抑制効果の例を記載した。
【００２５】
（Ｅ）耐火性原料とは、ホウ砂・珪藻土・セリサイト・ホウ酸亜鉛・マイカ等である。
【００２６】
（Ｆ）無機質繊維は、ガラス繊維等のことである。
【００２７】
（Ｇ）有機質軽量骨材とは、ポリスチレン発泡スチロールやＥＶＡ粉などの使用済み回収品を粉砕し粒度を分吸した廃材原料である。また、塗装工場や塗装作業所などからでる塗装ゴミを従来産業廃棄物として処理していたものを粉砕し粒度を分給した廃材原料である。
これらの廃材原料は、従来から建築用仕上げ材では軽量モルタルや吹き付け仕上げ材などで軽量化や意匠性骨材として利用されていた。
【００２８】
（Ｈ）有機質繊維としては、アクリル、ポリエチレン、その他である。
【００２９】
（Ｉ）有機質添加剤とは粉末状メチルセルロース、粉末アクリルエマルション、粉末エチレン酢酸ビニル合成樹脂エマルション等を言う。
【００３０】
（Ｊ）混和用接着剤とは、アクリルエマルションやエチレン酢酸ビニル合成樹脂エマルションなどの液体状を言う。
【００３１】
【表３】

【００３２】
表３は、本発明の建築用防火塗料の組成と成分の説明。
【００３３】
【表４】

【００３４】
表４は、各種断熱材による特徴の比較例を記載した。
【００３５】
【表５】

【００３６】
表５は、各配合による実施例。
【００３７】
【表６】

【００３８】
表６は、各種配合による塗膜の物性防火性の実施例を記載した。
【００３９】
【本発明による効果】
本発明は、建築物の内外壁や天井等の材料に防火性能を有する建築用防火塗料を湿式方法（現場吹き付け方法）によって施工されることにより、材料の運搬費用や施工部位の困難度合いを緩和することができ、建築用断熱材料（有機質発泡体）や建築部位に対して防火性、断熱性を付与することが容易にできた。
【００４０】
さらに、カオリナイト系の耐火粘土を無機質繊維や不燃性ガスを放出する無機質体質顔料と耐火性原料を併用することにより、安価で防火時の熱伝導を抑制し、クラックの生じない薄膜で防火性能を向上した防火塗膜を形成し有機質発泡体から脱落することなく有機質特有の熱による変質作用（クラック、変形、反り、収縮）をなくすことができた。
【００４１】
また、耐火粘土や耐火性原料は水和度の大きい領域を持つため、不燃性ガスを発生することにより最高温度が低下し有機質軽量骨材の廃材を原料として建築用防火塗料に再利用することができた。特に有機質発泡体へこれらの性能を有する建築用防火塗料としての提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】耐火粘土と従来より建築用防火塗料に使用されている一般的粘土や原料の示差熱成分の働きを記載した。
【図２】建築用防火塗料と日常周辺の断熱材料の熱伝導率特性を記載した。
【図３】塗装施工の実施例。
【実施例】
●下塗材：エアレススプレーガン吐出量６００〜１０００ｍｌ／分パターン巾３０〜４０ｃｍ
●主材：スネーク圧送式ノズル口径６〜１０ｍｍ吹付圧４〜８ｍｐａ・ｓ
●標準施工面積／１セット
：下塗材・・・・・・１８０ｍ^２／１８ｋｇ入缶
：主材・・・・・・３．９ｍ^２／１０ｋｇ入（粉体：１０ｋｇ入袋接着剤：１ｋｇセット）
厚吹き仕上げ：２回吹き／１０ｍｍ混合割合（粉体／接着剤／清水）＝（１０ｋｇ／１ｋｇ／１６ｌ）
【図４】
塗装施工の実施例。
【実施例】
●下塗材：エアレススプレーガン吐出量６００〜１０００ｍｌ／分パターン巾３０〜４０ｃｍ
●主材：スネーク圧送式ノズル口径６〜１０ｍｍ吹付圧４〜８ｍｐａ・ｓ
●標準施工面積／１セット
：下塗材・・・・・・１８０ｍ^２／１８ｋｇ入缶
：主材・・・・・・３．９ｍ^２／１０ｋｇ入（粉体：１０ｋｇ入袋接着剤：１ｋｇセット）
厚吹き仕上げ：２回吹き／１０ｍｍ混合割合（粉体／接着剤／清水）＝（１０ｋｇ／１ｋｇ／１６ｌ）

Claims

（Ａ）無機質軽量骨材（Ｂ）無機質粘結材（Ｃ）無機質体質顔料（Ｄ）セメントなどで構成された一般建築用防火塗料にカオリナイト系鉱物（Ｓｉ０_２を４０〜６０％、Ａｌ_２Ｏ_３を２０〜４０％）を５〜５０％混入した建築用防火塗料。
請求項１に不燃性ガスを発生する水酸化アルミニウム、リン酸系を４０〜６０％混合した建築用防火塗料。
請求項１に、ＳＫ値２０（４００℃）の（Ｅ）耐火性原料を用いた建築用防火塗料。