| 【発明の名称】 |
発泡型耐火塗料組成物、その塗膜およびその塗膜で被覆された基材 |
| 【発明者】 |
【氏名】倉 田 忠 志
【氏名】斎 藤 誠
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】（Ａ）（メタ）アクリル樹脂等のバインダー用樹脂と、該樹脂（Ａ）１００重量部に対して、（Ｂ）ポリリン酸アンモニウム等のリン系難燃剤１００〜４００重量部、（Ｃ）メラミン等の含窒素化合物系発泡剤（リン系のものを除く。）５０〜３００重量部、（Ｄ）多価アルコール系炭素形成剤５０〜３００重量部、（Ｅ）シリカ等の無機充填剤５〜２５０重量部を含む塗料組成物であって、該塗料組成物中の固形分の平均粒度（ＪＩＳ Ｋ ５４００ ４．７．２ 線条法に準拠して測定）が１０〜５０μｍである発泡型耐火塗料組成物、該組成物から形成された塗膜、該塗膜にて被覆された塗膜付き基材。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】（Ａ）バインダー用樹脂と、該バインダー用樹脂（Ａ）１００重量部に対して、（Ｂ）リン系難燃剤１００〜４００重量部、（Ｃ）含窒素化合物系発泡剤（リン系のものを除く。）５０〜３００重量部、（Ｄ）多価アルコール系炭素形成剤５０〜３００重量部、（Ｅ）無機充填剤５〜２５０重量部を含む塗料組成物であって、該塗料組成物中の固形分の平均粒度（ＪＩＳ Ｋ ５４００ ４．７．２ 線条法に準拠して測定）が１０〜５０μｍであることを特徴とする発泡型耐火塗料組成物。
【請求項２】上記バインダー用樹脂（Ａ）が（メタ）アクリル樹脂であり、リン系難燃剤（Ｂ）がポリリン酸アンモニウムであり、含窒素化合物系発泡剤（Ｃ）がメラミンであり、多価アルコール系炭素形成剤（Ｄ）が多価アルコールであり、無機充填剤（Ｅ）がシリカである請求項１に記載の発泡型耐火塗料組成物。
【請求項３】請求項１〜２の何れかに記載の発泡型耐火塗料組成物から形成されたことを特徴とする発泡型耐火塗膜。
【請求項４】基材の表面が、請求項１〜２の何れかに記載の発泡型耐火塗料組成物から形成された塗膜にて被覆されていることを特徴とする塗膜付き基材。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、発泡型耐火塗料組成物、その塗膜およびその塗膜で被覆された基材に関し、さらに詳しくは基材特に鋼材に対する付着強度に優れ、均一発泡性などに優れた発泡型耐火塗膜を形成しうるような発泡型耐火塗料組成物、その塗膜およびその塗膜で被覆された基材に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】発泡型耐火塗料は、建築物の鋼材などの表面に塗装され、火災時にはその塗膜が発泡し発泡断熱層を鋼材表面に形成して、鋼材を火災時の炎・熱から防護している。例えば、発泡型耐火塗料を、鋼材表面に塗装し、その硬化膜厚が約１〜数ｍｍ厚の発泡性耐火塗膜では、加熱により２００〜３００℃位から発泡を開始し、２０〜５０倍に発泡し、数１０ｍｍ〜１００ｍｍ厚の発泡層を形成し、断熱性を発揮する。
【０００３】このような発泡型耐火塗料組成物として、例えば、特開平８−２５３７１０号公報には、合成樹脂バインダー、メラミン被覆ポリリン酸アンモニウムを含有する発泡型塗料組成物が開示されている。この公報には、バインダー用樹脂としてアクリル樹脂が挙げられ、発泡剤としてメラミン樹脂被覆ポリリン酸アンモニウムまたは不溶性ポリリン酸アンモニウムが挙げられ、炭素形成材としてペンタエリスリトールなどの多価アルコール類が挙げられ、難燃助剤、発煙抑制剤または充填材としてヒュームドシリカ、沈降性シリカ、アルミナ等が挙げられている。
【０００４】しかしながら、この公報に記載の発泡型耐火塗料組成物を基材表面に塗付硬化してなる塗膜は、火災時などに熱せられると、塗膜がタレ、割れ、剥離・脱落などを起こすことがあり、基材特火災時の基材に対する付着強度、加熱時の均一発泡性などの点でさらなる改良の余地があった。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決しようとするものであって、火災時などに熱せられても、塗膜がタレ、割れ、剥離・脱落などを起こし難く、火災時などに基材特に鋼材に対する付着強度に優れ、火災時等に均一発泡性などに優れた発泡型耐火塗膜を形成しうるような発泡型耐火塗料組成物、その塗膜およびその塗膜で被覆された基材を提供することを目的としている。
【０００６】
【発明の概要】本発明に係る発泡型耐火塗料組成物は、（Ａ）バインダー用樹脂と、該バインダー用樹脂（Ａ）１００重量部に対して、（Ｂ）リン系難燃剤１００〜４００重量部、（Ｃ）含窒素化合物系発泡剤（リン系のものを除く。）５０〜３００重量部、（Ｄ）多価アルコール系炭素形成剤５０〜３００重量部、（Ｅ）無機充填剤５〜２５０重量部を含む塗料組成物であって、該塗料組成物中の固形分の平均粒度（ＪＩＳ Ｋ ５４００ ４．７．２ 線条法に準拠して測定）が１０〜５０μｍであることを特徴としている。
【０００７】本発明においては、上記バインダー用樹脂（Ａ）が（メタ）アクリル樹脂であり、リン系難燃剤（Ｂ）がポリリン酸アンモニウムであり、含窒素化合物系発泡剤（Ｃ）がメラミンであり、多価アルコール系炭素形成剤（Ｄ）が多価アルコールであり、無機充填剤（Ｅ）がシリカであることが好ましい。
【０００８】本発明に係る発泡型耐火塗膜は、上記の発泡型耐火塗料組成物から形成されたことを特徴としている。本発明に係る塗膜付き基材は、鉄鋼に代表される基材の表面が、上記の発泡型耐火塗料組成物から形成された塗膜にて被覆されていることを特徴としている。本発明によれば、塗膜が火災時などに熱せられて発泡しても、タレ、割れ、剥離・脱落などを起こしにくく、基材特に鋼材に対する付着強度に優れ、加熱時の均一発泡性などに優れた塗膜を形成しうるような発泡型耐火塗料組成物、その塗膜およびその塗膜で被覆された基材が提供される。
【０００９】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係る発泡型耐火塗料組成物、その塗膜およびその塗膜で被覆された基材について具体的に説明する。
＜発泡型耐火塗料組成物＞本発明に係る発泡型耐火塗料組成物には、バインダー用樹脂（Ａ）と、リン系難燃剤（Ｂ）と、含窒素化合物系発泡剤（リン系のものを除く。）（Ｃ）と、多価アルコール系炭素形成剤（Ｄ）と、無機充填剤（Ｅ）とが含まれており、かつ、該塗料組成物中の固形分の平均粒度（ＪＩＳ Ｋ ５４００ ４．７．２ 線条法に準拠して測定）は１０〜５０μｍ、好ましくは１５〜４５μｍ、さらに好ましくは２０〜４０μｍである。この発泡型耐火塗料組成物中の固形分の粒度、すなわち超微粒子合成シリカ等の合成シリカ、ガラスバルーン、酸化チタン等に代表される無機充填剤やポリリン酸アンモニウム等のリン系難燃剤などあるいは顔料、溶剤が配合された該塗料中にあって通常、溶剤不溶性である固形分の平均粒度が上記範囲にあると、鋼材、コンクリート等の基材表面に塗装された発泡型耐火塗料組成物からなる塗膜（発泡型耐火塗膜）が加熱されて発泡する際に塗膜あるいは発泡体のタレ（垂れ）が生ぜず、また発泡が膜面の部位によらず均一・一様に起こり均一発泡性に優れ、その結果、被塗物基材は部位に依らず一様に断熱保護されるため好ましい。
【００１０】以下、該組成物用の配合成分（Ａ）〜（Ｅ）について順次説明する。
バインダー用樹脂（Ａ）バインダー用樹脂（Ａ）は、硬化して発泡型耐火塗料組成物中に含まれていた配合成分、すなわち、含窒素化合物系発泡剤（Ｂ）、多価アルコール系炭素形成剤（Ｃ）、無機充填剤（Ｄ）を結合する働きを有し、該バインダー用樹脂としては、例えば、下記ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、アルキド樹脂、酢酸ビニル系樹脂など、特開平８−２５３７１０号公報の［００１２］〜［００１９］欄に記載されているものと同様のものが挙げられ、これらのバインダー用樹脂のうちでは、（メタ）アクリル樹脂（アクリル樹脂）、エポキシ樹脂が塗料のハイソリッド化（塗料の高不揮発分化、塗装の厚膜化）を図ることができ、得られる塗膜は耐水性、耐候性に優れる点でより好ましい。
【００１１】ウレタン樹脂としては、具体的には、下記のようなポリオール類とポリイソシアネート類との反応生成物であって、常温硬化型二液性ウレタン樹脂塗料に通常用いられるものを使用できる。上記ポリオール類としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールが挙げられる。
【００１２】この他に、例えば、下記のジオール類と、二塩基酸、そのエステルあるいはそのハライド等との反応で得られるポリエステルポリオール；多価アルコールから誘導される単位を含むポリエーテルポリオール；ひまし油変性ポリオール、アクリル変性ポリオール、エポキシ変性ポリオール、等の変性ポリオール；シリコーン系ポリオール；などが挙げられる。
【００１３】上記ポリエステルポリオール調製用のジオール類としては、具体的には、例えば、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、２，３−ブチレングリコール、１，４−ブチレングリコール、２，２’−ジメチル−１，３−プロパンジオール、ジエチレングリコール、ヘキサメチレングリコール等が挙げられる。
【００１４】また、上記二塩基酸（ジカルボン酸）としては、脂肪族系、芳香族系の何れであってもよく、具体的には、例えば、コハク酸、アジピン酸、グルタル酸、ピメリン酸、セバシン酸、フタル酸、アジピン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、二量化リノレイン酸等が挙げられる。上記ウレタン樹脂製造用のポリイソアネート類としては、２個以上のイソシアネート基を有する限り、脂肪族系、芳香族系の何れであってもよく、具体的には、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、トルイジンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ｏ−，ｍ−，ｐ−フェニレンジイソシアネート、２，２’−ジフェニルプロピレン−ｐ、ｐ’−ジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソシアネート等が挙げられる。
【００１５】エポキシ樹脂としては、脂肪族系、芳香族系、環式系、非環式系、脂環式系、複素環式系などの何れであってもよく、多価アルコールから誘導されるポリグリシジルエーテル；ポリカルボン酸とエピクロルヒドリンとの反応生成物であるカルボン酸のポリグリシジルエーテル等が挙げられる。上記多価アルコールとしては、具体的には、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，４−ブチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ビスフェノール−Ａ、ビスフェノール−Ｆ等が挙げられる。
【００１６】ポリカルボン酸としては、脂肪族系、芳香族系などの何れであってもよく、具体的には、例えば、蓚酸、コハク酸、グルタル酸、テレフタル酸、２，６−ナフタリンジカルボン酸、二量化リノール酸等が挙げられる。（メタ）アクリル樹脂は、（メタ）アクリル酸及びその誘導体を主成分モノマーとし、これらモノマーを共重合してなるものであり、このような（メタ）アクリル樹脂形成用モノマーとしては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｉ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸トリデシル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸グリシジル、スチレンアクリレート等の他、スチレン等の共重合性モノマーが挙げられる。
【００１７】アルキド樹脂は、多塩基酸とポリオールとの反応生成物あるいはその油（脂肪酸）変性物であって、このようなアルキド樹脂形成用の多塩基酸としては、飽和系、不飽和系の何れであってもよく、飽和多塩基酸として、具体的には、例えば、無水フタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられ、不飽和多塩基酸としては、具体的には、例えば、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸等が挙げられる。
【００１８】ポリオールとしては、具体的には、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ジグリセロール、トリグリセロール、ペンタエリスリトール等が挙げられる。酢酸ビニル系樹脂としては、ポリ酢酸ビニルの他、酢酸ビニル−エチレンコポリマー、酢酸ビニル−プロピオン酸ビニルコポリマー、酢酸ビニル−アクリレートコポリマー等が挙げられる。
【００１９】本発明においては、これらバインダー用樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、特に制限されないが、通常、５００〜１０００００、好ましくは１０００〜８００００程度である。これらバインダー用樹脂は、本発明の発泡型耐火塗料組成物調製時には、例えば、酢酸ビニル系樹脂エマルジョンなど、エマルジョンの形態で用いてもよい。
【００２０】このようなバインダー用樹脂は、発泡型耐火塗料組成物中の溶剤を除く成分の合計１００重量部中に、通常１０〜５０重量部、好ましくは１５〜３０重量部の量で用いられる。この樹脂量が上記範囲にあると、塗膜に割れが生じにくく、タレが発生しにくい傾向がある。
リン系難燃剤（Ｂ）リン系難燃剤（Ｂ）は、例えば、火災・加熱時に脱水触媒として作用し、加熱により塗膜中のバインダー等の有機物を脱水、炭化して防火炭化層を形成させるとともに、自らも防火性の無機リン酸膜を形成するなどにより、耐火効果を向上させる働きなどを有している。
【００２１】このようなリン系難燃剤としては、リンの他、五酸化リン、亜リン酸、正リン酸、ポリリン酸、リン酸アンモニウム、リン酸三ナトリウム、トリクレジルホスフェート（ＴＣＰ）、トリエチルホスフェート（ＴＥＰ）、トリス（β-クロロエチル）ホスフェート（ＴＣＥＰ）、トリスクロロエチルホスフェート（ＣＬＰ）、トリスジクロロプロピルホスフェート（ＣＲＰ）、クレジルジフェニルホスフェート（ＣＤＰ）、キシレニルジフェニルホスフェート（ＸＤＰ）、酸性リン酸エステル、メラミンホスフェート、ウレアホスフェート、五塩化リン、オキシ塩化リン、リン酸塩系化合物のポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウムのアンモニウムイオンの一部をメラミンで置換したもの、発泡性リン・アルミニウム系化合物（太平洋化学社製、商品名：クラリアント）、リン酸アルミニウムなどが挙げられる。これらリン系難燃剤、例えば、ポリリン酸アンモニウムは、比較的水溶性が高いため、その表面を低水溶性〜非水溶性の物質（例：樹脂、メラミン）にて被覆・マイクロカプセル化しその耐水性を向上させ、これにより発泡型耐火塗膜の耐水性を向上させるようにしてもよい。なお、上記ポリリン酸アンモニウムは、例えば、オルトリン酸の縮合物であるポリリン酸（例：ピロリン酸、トリリン酸、トリメタリン酸、テトラメタリン酸など）のアンモニウム塩であり、例えば、３００℃程度以上の温度に加熱されることによりＨ2Ｏが脱離して、火災の消火効果を発揮すると共に、下記含窒素化合物系発泡剤（Ｃ）と同様に、熱分解して不燃性のアンモニアガスを発生させる働きも有している。
【００２２】これらのリン系難燃剤（Ｂ）は１種または２種以上組み合わせて用いられる。これらのリン系難燃剤のうちでは、ポリリン酸アンモニウム、マクロカプセル化ポリリン酸アンモニウム、発泡性リン・アルミニウム系化合物が好ましく、低水溶性である点でマクロカプセル化ポリリン酸アンモニウムが特に好ましい。このようなリン系難燃剤（Ｂ）は、前記バインダー用樹脂（Ａ）１００重量部に対して、通常１００〜４００重量部、好ましくは２００〜３００重量部の量で用いられ、また該発泡型耐火塗料組成物中の溶剤を除く成分の合計１００重量部中に、通常２０〜６０重量部、好ましくは３０〜５０重量部の量で用いられる。このリン系難燃剤（Ｂ）が、上記範囲にあると、加熱時の発泡倍率に優れ、気泡の大きさが適度であり、発泡層中に空洞ができにくく、鋼板などの基材との密着性に優れる傾向がある。
【００２３】含窒素化合物系発泡剤（Ｃ）含窒素化合物系発泡剤（リン系のものを除く。）（Ｃ）としては、加熱されると例えば、２００〜３００℃程度の温度で熱分解し、窒素ガスやアンモニアガスを多量に発生して燃焼を防止できると共に、下記多価アルコール系炭素形成剤（Ｄ）などと協共して多孔性発泡体を形成しうるような含窒素化合物系発泡剤が用いられる。
【００２４】このような含窒素化合物系発泡剤としては、具体的には、例えば、メラミンの他、炭素数４〜９のメチロールメラミン、シアヌル酸メラミンなどのメラミン誘導体、あるいはメラミン−ホルムアルデヒド樹脂；（チオ）尿素、炭素数２〜５のメチロール（チオ）尿素などの尿素誘導体、あるいは（チオ）尿素−ホルムアルデヒド樹脂；ベンゾグアナミン、フェニルグアナミン、アセトグアナミン、サクシニルグアナミンなどのグアナミン類あるいは該グアナミン類とホルムアルデヒドとの反応生成物；ジシアンジアミド、グアニジン、スルファミン酸グアニジンなどの窒素含有化合物が挙げられる。これらの含窒素化合物系発泡剤は１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００２５】これらの含窒素化合物系発泡剤のうちでは、メラミン、ジシアンジアミドが好ましい。このような含窒素化合物系発泡剤は、前記バインダー用樹脂（Ａ）１００重量部に対して、通常５０〜１００重量部、好ましくは６０〜８０重量部の量で用いられ、また該発泡型耐火塗料組成物中の溶剤を除く成分の合計１００重量部中に、通常５〜４０重量部、好ましくは１０〜２０重量部の量で用いられる。この含窒素化合物系発泡剤量が上記範囲にあると、発泡層のタレが生じにくく、気泡が適度の大きさとなり、基材との付着性が良好となり、また塗装作業性に優れる傾向がある。
【００２６】多価アルコール系炭素形成剤（Ｄ）多価アルコール系炭素形成剤（Ｄ）は、発泡型耐火塗膜が加熱され、含窒素化合物系発泡剤（Ｃ）や上記ポリリン酸アンモニウムなどの発泡中に、熱によって炭化し、気泡を内部に含んだ多孔質の炭化層を形成する。このような多価アルコール系炭素形成剤（Ｄ）としては、例えば、多価アルコール、多糖類、膨張性黒鉛など炭素、酸素、水素のみにより形成されているものが好ましく使用でき、具体的には、モノ，ジ，トリ-ペンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトール、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアネート、トリエチレングリコール、ソルビトール、レゾルシノール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコール、イノシトール等の多価アルコール、澱粉、蔗糖、スターチ等の炭水化物等を用いてもよい。
【００２７】これらの多価アルコール系炭素形成剤は１種または２種以上組み合わせて用いることができる。これらの多価アルコール系炭素形成剤のうちでは、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールが好ましい。このような多価アルコール系炭素形成剤は、前記バインダー用樹脂（Ａ）１００重量部に対して、通常５０〜２００重量部、好ましくは６０〜１００重量部の量で用いられ、また該発泡型耐火塗料組成物中の溶剤を除く成分の合計１００重量部中に、通常５〜６０重量部、好ましくは１０〜４０重量部の量で用いられる。この多価アルコール系炭素形成剤量が上記範囲にあると、発泡倍率が高く、気泡の大きさも適度であり、耐火性能に優れ、また発泡層中に空洞ができにくく、発泡時のタレが生じにくく、鉄鋼などの基材との密着性が良好となり、塗装作業性に優れる傾向がある。
【００２８】無機充填剤（Ｅ）無機充填剤（Ｅ）としては、シリカ、ホウ酸、ホウ酸亜鉛、ホウ酸鉛、ホウ酸ナトリウム（ホウ砂）、膨張性黒鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイソウ土、焼成クレー、クレー、タルク、マイカ、酸化チタン、ベントナイト、カオリン、モンモリナイト、ウォラストナイト、ロックウール、ガラス（ガラスバルーン）、シラス（シラスバルーン）、アスベスト、ハイドロタルサイト、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、アルミナ、シリカアルミナ、マグネシア、ゼオライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。
【００２９】上記シリカとしては、その原料、製法、性状、形状、組成などは特に限定されず、天然物あるいは天然物を加工・処理したものでも合成物（合成シリカ）でもよく、また例えば、湿式法シリカ（水和シリカ）、乾式法シリカ（フュームドシリカ、無水シリカ）等の親水性シリカ（表面未処理シリカ）；熱処理疎水性シリカ、疎水性フュームドシリカ等の表面処理された疎水性シリカ；等であってもよく、また中実でも中空（バルーン）でもよく、成分が無水ケイ酸、含水ケイ酸カルシウム、含水ケイ酸アルミニウム等であってもよく、さらにはこれらの混合物等であってもよい。
【００３０】また、上記の無機充填剤（Ｅ）のうちで、ホウ酸亜鉛、ホウ酸鉛、ホウ酸ナトリウム（ホウ砂）等のホウ酸金属塩などは、発泡剤としても機能する。本発明においては、これらの無機充填剤のうちではシリカを単独で用いるか、シリカと、他の無機充填剤、好ましくは発泡性を有する上記ホウ酸金属塩（例：ホウ酸ナトリウム、ホウ酸亜鉛など）あるいはホウ酸、熱膨張性を有する膨張性黒鉛、ガラスバルーン、シラスバルーンなどの他の無機充填剤を併用することが好ましく、特にシリカ単独で用いるか、シリカと、ホウ酸金属塩（および／またはホウ酸）、膨張性黒鉛、ガラスバルーンなどとを併用することが望ましい。このようにシリカと、他の無機充填剤であるホウ酸金属塩、膨張性黒鉛、ガラスバルーンなどとを併用する場合には、シリカ１００重量部に対して、ホウ酸金属塩、膨張性黒鉛などの他の充填剤は、５０〜１０００重量部の量で、好ましくは１００〜８００重量部の量で用いられる。このようにシリカが配合された発泡型耐火塗料組成物からなる塗膜（発泡型耐火塗膜）は、火災などで熱せられ発泡した際に、タレが効果的に防止される。また、シリカと、発泡性のホウ酸金属塩または膨張性黒鉛等とが配合された発泡型耐火塗膜では、タレ防止性、均一発泡性の何れにもいっそう優れる傾向があり、さらにガラスバルーン、シラスバルーンなども配合された発泡型耐火塗膜では加熱発泡層の剥離、脱落、タレ抑制効果がより大きい。
【００３１】このような無機充填剤（Ｅ）は、前記バインダー用樹脂（Ａ）１００重量部に対して、合計で、通常５〜２５０重量部、好ましくは１０〜１８０重量部の量で用いられ、また該発泡型耐火塗料組成物中の溶剤を除く成分の合計１００重量部中に、通常５〜５０重量部、好ましくは５〜３０重量部の量で用いられる。この無機充填剤（Ｅ）量が、上記範囲にあると、（塗膜表面の突起の発生が少なく、発泡層の剥離もなく、気泡の大きさが均一化し、耐火性能が良好となり、しかも塗装作業性にも優れる傾向がある。
【００３２】＜発泡型耐火塗料組成物の製造＞このような発泡型耐火塗料組成物は、従来より公知の方法を適宜利用することにより製造でき、例えば、バインダー用樹脂（Ａ）と、リン系難燃剤（Ｂ）と、含窒素化合物系発泡剤（リン系のものを除く。）（Ｃ）と、多価アルコール系炭素形成剤（Ｄ）と、無機充填剤（Ｅ）と、必要により、耐熱性有機繊維、接着性付与剤、塩素化パラフィン等の可塑剤、無機脱水剤（安定剤）、カルボン酸金属塩、タレ止め沈降防止剤、顔料、チクソトロピー性付与剤、その他の塗膜形成成分、キシレン等の溶剤、殺菌剤、防カビ剤、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、熱伝導改良剤などとを所定の割合で一度にあるいは任意の順序で加えて撹拌・混合し、溶剤に溶解・分散等すればよい。
【００３３】なお、上記のような配合成分の攪拌・混合の際には、ロスミキサー、プラネタリーミキサー、万能品川攪拌機など、従来より公知の混合・攪拌装置が適宜用いられる。
＜その他の成分＞本発明に係る発泡型耐火塗料組成物には、上記必須成分（Ａ）〜（Ｅ）以外に、上記したように、例えば、耐熱性有機繊維、接着性付与剤、可塑剤（塩素化パラフィン）、無機脱水剤（安定剤）、カルボン酸の金属塩、タレ止め沈降防止剤、顔料、溶剤などが配合されていてもよい。
【００３４】耐熱性有機繊維としては、例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリイミド繊維等が挙げられる。接着性付与剤としては、ビニルトリメトキシシラン、アミノメトキシシランなどのシランカップリング剤、フェノール樹脂、ロジン、Ｃ５系石油樹脂、Ｃ９系石油樹脂、シクロペンタジエン系石油樹脂等が挙げられる。
【００３５】＜可塑剤（塩素化パラフィン）＞可塑剤としては、ＴＣＰ（トリクレジルフォスフェート）、塩素化パラフィン、ポリビニルエチルエーテル等が挙げられる。これらの可塑剤は、１種または２種以上組み合わせて用いることができる。これらの可塑剤は、得られる塗膜の耐クラック性の向上に寄与する。
【００３６】＜無機脱水剤（安定剤）＞無機脱水剤（安定剤）は、発泡型耐火塗料組成物の貯蔵安定性を一層向上させることができ、このような無機脱水剤としては、無水石膏（ＣａＳＯ4）、合成ゼオライト系吸着剤（商品名：モレキュラーシーブ等）、シリケート類等が挙げられ、無水石膏、モレキュラーシーブが好ましく用いられる。このような無機脱水剤は、１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００３７】この無機脱水剤は、本発明の発泡型耐火塗料組成物中に、通常、０．１〜１０重量％、好ましくは０．１〜５重量％程度の量で含まれていてもよい。
＜カルボン酸の金属塩＞なお、本発明に係る発泡型耐火塗料組成物には、さらに、カルボン酸の金属塩が含まれていてもよい。
【００３８】カルボン酸の金属塩としては、その分子量が通常５０〜１０００、好ましくは１００〜６００のものが用いられる。このようなカルボン酸の金属塩を構成するカルボン酸としては、脂環構造を有する酸（例：ナフテン酸）、芳香環構造を有するカルボン酸（例：α-（２-カルボキシフェノキシ）ステアリン酸）、ロジン系樹脂酸、脂肪酸等が挙げられ、ナフテン酸、ロジン系樹脂酸、脂肪酸が好ましい。
【００３９】＜タレ止め・沈降防止剤（搖変剤）＞タレ止め・沈降防止剤（搖変剤）としては、有機粘土系Ａｌ、Ｃａ、Ｚｎのステアレート塩、レシチン塩、アルキルスルホン酸塩などの塩類、ポリエチレンワックス、アマイドワックス、水添ヒマシ油ワックス系、ポリアマイドワックス系および両者の混合物、酸化ポリエチレン系ワックス等が挙げられ、好ましくは、ポリアマイドワックス、酸化ポリエチレン系ワックス、有機粘土系が用いられる。このようなタレ止め・沈降防止剤としては、楠本化成（株）製の「ディスパロン6650」、「ディスパロン305」、「ディスパロン4200-20」、「ディスパロンA630-20X」等の商品名で上市されているものが挙げられる。
【００４０】このようなタレ止め・沈降防止剤は、この発泡型耐火塗料組成物中に、例えば、０．１〜１０重量％の量で配合される。
＜顔料＞顔料としては、従来公知の有機系、無機系の各種顔料を用いることができる。有機系顔料としては、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、紺青等が挙げられる。無機系顔料としては、例えば、前記無機充填剤（Ｅ）としても用いられる、チタン白、ベンガラ、バライト粉、シリカ、タンカル、タルク、白亜、酸化鉄粉等のように中性で非反応性のもの；亜鉛華（ＺｎＯ、酸化亜鉛）、鉛白、鉛丹、亜鉛末、亜酸化鉛粉等のように塩基性で塗料中の酸性物質と反応性のもの（活性顔料）等が挙げられる。なお、染料等の各種着色剤も含まれていてもよい。このような各種顔料は、発泡型耐火塗料組成物中に、例えば、合計で０．５〜４５重量％程度の量で配合される。
【００４１】＜溶剤＞本発明の発泡型耐火塗料組成物では、上記のような各種成分は、溶剤に溶解若しくは分散している。ここで使用される溶剤としては、例えば、脂肪族系、芳香族系、ケトン系、エステル系、エーテル系、アルコール系など、通常、発泡型耐火塗料組成物に配合されるような各種溶剤が用いられる。上記芳香族系溶剤としては、例えば、キシレン、トルエン等が挙げられ、ケトン系溶剤としては、例えば、ＭＩＢＫ、シクロヘキサノン等が挙げられ、エーテル系溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＭＡＣ）等が挙げられ、アルコール系溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコール等が挙げられる。
【００４２】このような溶剤は、任意の量で使用可能であるが、上記成分（Ａ）１００重量部に対して例えば、１０〜１０００重量部の量で、好ましくは５０〜５００重量部の量で用いられる。また、本発明の組成物中に１〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％となるような量で用いられる。
＜塗装方法など＞上記のような発泡型耐火塗料組成物は、鉄鋼、木材等の被塗物基材の表面に、その乾燥膜厚が例えば、約１〜数ｍｍとなるように、１〜複数回塗装される。
【００４３】このような溶剤にて必要により希釈された発泡型耐火塗料組成物の粘度（２５℃、Ｂ型粘度計、３号ローター）は、塗装性（タレ性）、１回塗りで得られる膜厚などを考慮すると、例えば、０．１〜１００ポイズ/２５℃、好ましくは５〜３０ポイズ／２５℃程度である。換言すれば、０．０１〜１０Ｐａ・ｓ、好ましくは０．５〜３．０Ｐａ・ｓ程度である。
【００４４】上記のような発泡型耐火塗料組成物は塗装性に優れ、該発泡型耐火塗料組成物を例えば、鉄鋼、アルミニウム、コンクリート、木材、紙等の被塗物基材、特に鉄鋼等の表面に、常法に従って、例えば、３０〜１５０μｍ／回程度の乾燥膜厚となるように、１回〜複数回塗布すれば、均一発泡性、基材との密着性、発泡層のタレ防止に優れ、可撓性を有し、耐クラック性に優れた発泡型耐火塗膜付き基材が得られる。このような塗装の際には、刷毛、ロール、スプレー、ディップコーター等、従来より公知の塗装手段が広く用いられる。
【００４５】このような本発明に係る発泡型耐火塗膜は、鉄鋼、コンクリート、木材等の表面に良好に付着しており、仮に火災などで熱せられた際には、２００〜３００℃から発泡を開始し、２０〜５０倍にまで発泡し、数十ｍｍ〜１００ｍｍの発泡層を基材表面に形成し、断熱性を発揮する。特に、塗料粒度が上記範囲にあり、無機充填剤（Ｅ）としてシリカが上記量で配合された本発明の発泡型耐火塗料組成物からなる塗膜では、被塗物基材との付着性に優れ、加熱時の均一発泡性に優れ、発泡時に垂れ、割れ、剥離が生じにくく、また、発泡不良（未発泡）による不均一発泡も生じ難く、総合的に耐火性能が向上する傾向がある。
【００４６】
【発明の効果】本発明に係る発泡型耐火塗料組成物を基材特に鋼材に塗付すれば、基材に対する付着強度に優れ、均一発泡性、耐タレ性、耐割れ性、耐脱落・剥離性などに優れた発泡型耐火塗膜を形成できる。特に、塗料粒度が上記範囲にあり、無機充填剤としてシリカが上記量で配合された本発明の発泡型耐火塗料組成物では、被塗物基材との付着性に優れ、加熱時の均一発泡性に優れ、発泡時に垂れ、割れ、剥離が生じにくく、また、発泡不良（未発泡）による不均一発泡も生じ難く、総合的に耐火性能が向上する傾向がある。
【００４７】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はかかる実施例により何ら制限されるものではない。なお、以下の実施例、比較例などで用いた商品名、略号の詳細は以下の通り。
＜商品名、略号など＞(1)「プライオライトＡＣ−８０」：スチレンアクリレート変性アクリル樹脂、比重：１．０６、分子量：７７４００、グッドイヤーケミカル社製。
(2)「ソルベット１００」：芳香族系石油混合溶剤（原料ナフサを精密蒸留装置で精製して得られ、重質の芳香族性物質を９５％以上の量で含有する高沸点溶剤）、比重：０．８７０、芳香族物質含有量：９８％、昭和シェル石油社製、丸善石油化学社製、三井化学社製、三菱石油社製。
(3)「テラージュＣ−８０」：リン系難燃剤、ポリリン酸アンモニウム、白色粉末、平均粒子径：２０．０±５．０μｍ、高発泡タイプ、リン濃度：２７．０〜３１．０％、チッソ社製。
(4)「ホスタフラムＡＰＡ４６２」：リン系難燃剤、マイクロカプセル化長鎖状ポリリン酸アンモニウム、低水溶性、比重：１．９、白色粉末、溶解度（Ｗ／Ｗ）：０．０９以下、クラリアント社製。
(5)「ホスタフラムＡＰＡ４２２」：リン系難燃剤、長鎖状ポリリン酸アンモニウム、低水溶性、比重：１．９、白色粉末、溶解度（Ｗ／Ｗ）：０．５以下、クラリアント社製。
(6)「ＡＰＡ１００」：発泡性難燃助剤、リン−アルミニウム化合物、水難溶性、アルミニウム含量：１７．０〜２０．０％、リン含量：２９．０〜３３．０％、平均粒径：５．０〜１０．０μｍ、太平化学産業社製。
(7)「エロジールＲ９７２」：超微粒子合成シリカ、ＳｉＯ2、比表面積：１１０±２０ｍ2／ｇ、一次粒子径：約１６ｎｍ、見掛比重：５０ｇ／Ｌ（リットル）、真比重：２．２、日本アエロジル社製。
(8)「ガラスバルーン」：粒径：１００メッシュ（１４９μ）のふるいで残留率５ｗｔ％以下、平均７０ミクロン以下、重量／体積比（嵩比重）：０．３１〜０．４３ｇ／ｃｃ、住友スリーエム社製。
【００４８】＜試験方法及び評価基準＞熱間圧延鋼板（２００×１００×４ｍｍ厚）の一方面に、発泡型耐火塗料をその乾燥膜厚が２ｍｍとなるように塗布し、１週間以上乾燥させ試験板を作成した。得られた試験板を電気炉内に垂直に設置して、ＪＩＳ Ａ １３０４に規定する標準曲線に基づいて電気炉を６００℃まで加熱昇温させ、試験板を６００℃、１時間電気炉で加熱を行った。
【００４９】また、上記加熱後の塗膜面の発泡層の均一性、気泡の大きさ、発泡層のタレ、表面層の突起、空洞の有無、発泡層の剥離について下記条件、方法で試験を行い、下記評価基準で評価した。結果を表１に示す。
(1)発泡層の均一性：(イ)評価方法発泡層の気泡が適度な大きさで均一に分散しているかどうかを目視で観察する。
【００５０】(ロ)評価基準３：気泡が適度な同じ大きさに、均一に分散している。
２：気泡の大きさが僅かに不揃いで部分的に均一に分散していない。
１：気泡が不揃いで均一に分散していない。
(2)気泡の大きさ：(イ)評価方法発泡層の気泡の大きさを目視で観察する。
【００５１】(ロ)評価基準３：発泡層の気泡が適度な大きさである。
２：発泡層に僅かに大きな気泡が認められる。
１：発泡層全体に大きな気泡が認められる。
(3)発泡層のタレ：(イ)評価方法発泡層が塗装面に平行して形成されているか、又試験板の下の方に発泡層がズレていないか目視で観察する。
【００５２】(ロ)評価基準３：タレが認められない。
２：タレが僅かに認められる。
１：全面タレが認められる。
(4)表面層の突起：(イ)評価方法発泡層の表面に突起が多く発生しているかを目視で観察する。
【００５３】(ロ)評価基準３：表面の突起が認められない。
２：表面の突起が僅かに認められる。
１：表面の突起が顕著である。
(5)空洞の有無：(イ)評価方法発泡層の空洞の有無について目視で観察する。
【００５４】(ロ)評価基準１：空洞が断面積の３０％以上ある。
２：空洞が断面積の５〜３０％ある。
３：空洞が断面積の５％以下である。
(6)発泡層の剥離：(イ)評価方法発泡層が基材から剥離していないか目視で観察する。
【００５５】(ロ)評価基準３：発泡層の剥離なし。
２：発泡層の剥離が０〜１０％程度認められる。
１：発泡層の剥離が１０％以上認められる。
【００５６】
【実施例１〜７、比較例１〜６】試験板を加熱後塗膜面の発泡層の均一性、気泡の大きさ、発泡層のタレ、表面層の突起、空洞の有無、発泡層の剥離について下記条件、方法で試験を行い、下記評価基準で評価した。熱間圧延鋼板２００×１００×４ｍｍ厚）の一方面に、発泡型耐火塗料をその乾燥膜厚が２ｍｍとなるように塗布し、１週間以上乾燥させ試験板を作成した。
【００５７】結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９００３３６２８
【氏名又は名称】中国塗料株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年５月１６日（２０００．５．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８１９９４
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 俊一郎 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３２３２１６（Ｐ２００１−３２３２１６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１１月２２日（２００１．１１．２２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１４３２８１（Ｐ２０００−１４３２８１） |
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