JP2003342517A - Nonflammable coating for building and building material - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばビルやマ
ンション等の建築物、建築材料用の不燃塗料およびそれ
を用いた防火工法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonflammable paint for buildings such as buildings and condominiums, building materials, and a fireproofing method using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、建築物の密集化、大規模化等が急
速に進み、ひとたび火災が起きると重大な事故につなが
りかねない。このため、建築材料は火災防止のために極
力燃えにくい防火材料で構成することが好ましい。2. Description of the Related Art In recent years, the density and scale of buildings have rapidly increased, and once a fire occurs, it may lead to a serious accident. For this reason, it is preferable that the building material is made of a fireproof material that is as inflammable as possible to prevent fire.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このため、防火材料が
開発され、また、建築物の築造にあたっては、一部、不
燃材、準不燃材、難燃材等の防火材料の使用が建築基準
法等により義務付けられている。Therefore, a fireproof material has been developed, and in building a building, use of a fireproof material such as a non-combustible material, a quasi-incombustible material, or a flame-retardant material is a building standard method. And so on.
【0004】このような防火材料の代表例として、せっ
こうボードがあげられる。すなわち、建造物を構築する
場合、せっこうボードを用いたり、あるいは下地基材と
して、その表面を塗料にて化粧仕上げしたものを用いた
り、これを壁、天井、間仕切り用として用いている。A typical example of such a fireproof material is a gypsum board. That is, in the case of constructing a building, gypsum board is used, or a base material whose surface is made up with a paint is used, and this is used for walls, ceilings and partitions.
【0005】火災事故の発生防止、火災伝播性の低減、
延燃による拡大化、大規模化防止等の観点からすると、
このような材料の防火性能を可能な限りより一層高めて
いく努力をすることが好ましい。Prevention of fire accidents, reduction of fire spread,
From the perspective of expansion due to flame spread and prevention of large scale,
It is desirable to make efforts to further enhance the fire protection performance of such materials.
【0006】この発明は上記のことに鑑み提案されたも
ので、その目的とするところは、建築物や、例えばせっ
こうボードのような建築材料の不燃性の向上を容易、か
つ安価に図り得る建築物、建築材料用の不燃塗料および
それを用いた防火工法を提供することにある。The present invention has been proposed in view of the above, and an object thereof is to easily and inexpensively improve the nonflammability of buildings and building materials such as gypsum board. An object of the present invention is to provide a nonflammable paint for buildings and building materials and a fireproofing method using the same.
【0007】また、本発明の不燃塗料を用いることによ
り、可燃材の難燃化、難燃性向上を図ることも目的とし
ている。Another object of the present invention is to make the combustible material flame-retardant and improve the flame-retardant property by using the non-combustible coating material of the present invention.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は、シリカ・け
い酸カルシウムを主成分として構成することにより、上
記目的を達成している。The present invention achieves the above-mentioned object by using silica / calcium silicate as a main component.
【0009】また、これに、少なくとも炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、アクリル系樹脂、着色材を混入
することを特徴とする。Further, it is characterized in that at least calcium carbonate, magnesium carbonate, an acrylic resin and a coloring material are mixed therein.
【0010】さらに、強化材を混入し、この強化材とし
ては、セラミックスの粉末またはカーボンナノチューブ
を用いている。Further, a reinforcing material is mixed, and ceramic powder or carbon nanotube is used as the reinforcing material.
【0011】また、準不燃材、可燃材、既存の建造物
に、塗布、注入または含浸させる構成としている。Further, the structure is such that a quasi-incombustible material, a combustible material, or an existing structure is applied, injected, or impregnated.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、図面に沿って本発明の一実
施例を説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0013】[0013]
【実施例】本発明の一実施例にかかる不燃塗料は、シリ
カ、けい酸カルシウムを主成分とし、これに少なくとも
炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アクリル系樹脂等
を含有してなり、さらにこれに酸化チタンのような着色
材を混入して構成されている。EXAMPLE A nonflammable coating material according to an embodiment of the present invention contains silica and calcium silicate as main components, and at least calcium carbonate, magnesium carbonate, acrylic resin, etc., and titanium oxide. It is configured by mixing a coloring material such as.
【0014】各材料の配合例は次の通りである。
シリカ 50質量%
けい酸カルシウム 20質量%
炭酸カルシウム 15質量%
炭酸マグネシウム 10質量%
アクリル系樹脂 5質量%
着色材(酸化チタン) 固形量0.060kg/m2以
下A compounding example of each material is as follows. Silica 50% by mass Calcium silicate 20% by mass Calcium carbonate 15% by mass Magnesium carbonate 10% by mass Acrylic resin 5% by mass Colorant (titanium oxide) Solid amount 0.060 kg / m 2 or less
【0015】シリカの化学組成はSiO2で二酸化ケイ
素、無水素ケイ酸とも呼ばれている。このシリカは無機
物であり、不燃性を有するため、全体の配合比率として
ほぼ50%としている。The chemical composition of silica is SiO 2 , which is also called silicon dioxide or hydrogen-free silicic acid. Since this silica is an inorganic substance and has nonflammability, the total compounding ratio is set to about 50%.
【0016】けい酸カルシウムは、CaOとSiO2の
二成分系複合酸化物であり、CaO:SiO2のモル比
が、3:1,2:1,3:2,1:1の化合物がある。
本発明では、いずれのものも使用可能である。本発明で
ケイ酸カルシウムを用いたのは、やはり無機物で不燃性
を有していることに基づく。Calcium silicate is a binary compound oxide of CaO and SiO 2 , and there is a compound in which the molar ratio of CaO: SiO 2 is 3: 1, 2: 1, 3: 2, 1: 1. .
Any of these can be used in the present invention. The reason why calcium silicate is used in the present invention is based on the fact that it is also an inorganic material and has nonflammability.
【0017】炭酸カルシウムの化学組成はCaCO
3で、カルサイト型、アラゴナイト型、バテライト型の
3種の構造変態があり、本発明では、いずれのものも使
用可能である。この炭酸カルシウムは大気中で850°
Cから熱分解して生石火と二酸化炭素になる。燃焼には
酸素が不可欠であり、二酸化炭素は燃焼を阻止する働き
がある。このため、本発明では不燃塗料の含有素材とし
て、炭酸カルシウムを用いている。これにより燃焼雰囲
気の酸素の分圧を低下させ、燃焼性を低下させる作用を
もたせている。The chemical composition of calcium carbonate is CaCO
3 , there are three types of structural transformations of calcite type, aragonite type and vaterite type, and any of them can be used in the present invention. This calcium carbonate is 850 ° in the atmosphere
Thermal decomposition from C to raw stone fire and carbon dioxide. Oxygen is indispensable for combustion, and carbon dioxide has a function of preventing combustion. Therefore, in the present invention, calcium carbonate is used as a raw material for the nonflammable paint. As a result, the partial pressure of oxygen in the combustion atmosphere is reduced and the combustibility is reduced.
【0018】炭酸マグネシウムの化学組成はMgCO3
で、加熱されるとMgOになる。この炭酸マグネシウム
は、やはり無機物のため、不燃性を有している。The chemical composition of magnesium carbonate is MgCO 3
Then, when heated, it becomes MgO. Since this magnesium carbonate is also an inorganic substance, it has nonflammability.
【0019】アクリル系樹脂は、アクリル酸、メタクリ
ル酸およびそのエステルを重合した樹脂で、無色透明
性、耐薬品性、耐候性に優れ塗料材として好適である。
熱可塑性塗料はアクリルラッカーとも呼ばれ、他に熱硬
化型もあり、本発明では後者のものが用いられる。The acrylic resin is a resin obtained by polymerizing acrylic acid, methacrylic acid and its ester, and is suitable as a coating material because of its excellent colorless transparency, chemical resistance and weather resistance.
The thermoplastic paint is also called an acrylic lacquer, and there is also a thermosetting type, and the latter one is used in the present invention.
【0020】酸化チタンの化合物としては、塩基性Ti
O,弱塩基性のTi2O3,両性のTiO2,酸性のT
iO3やTinO2n−1で表される7相の同族列があ
る。本発明ではいずれも使用可能である。酸化チタンの
粉末は白色のため、この酸化チタンを着色材として混入
すると不燃塗料は白色を呈する。この酸化チタンは、紫
外線を防ぐことから、紫外線による劣化をも防止し得る
利点もある。As the titanium oxide compound, basic Ti
O, weakly basic Ti 2 O 3 , amphoteric TiO 2 , acidic T
There are 7-phase homologous series represented by iO 3 and TinO 2n-1 . Either can be used in the present invention. Since the powder of titanium oxide is white, when this titanium oxide is mixed as a coloring material, the non-combustible paint exhibits white. Since this titanium oxide prevents ultraviolet rays, it has an advantage that it can also prevent deterioration due to ultraviolet rays.
【0021】この実施例では、着色材として酸化チタン
を用いたが、例えば顔料のような他の材料であっても良
いことは勿論である。In this embodiment, titanium oxide was used as the coloring material, but it goes without saying that other materials such as pigment may be used.
【0022】また、上記材料の配合率は上述の例にのみ
限定されるものでなく本発明の効果を著しく損なわない
範囲で調合可能であることは勿論である。Further, it is needless to say that the compounding ratio of the above-mentioned materials is not limited to the above-mentioned examples and can be compounded within a range that does not significantly impair the effects of the present invention.
【0023】さらに、目的と用途等の必要性に応じその
他として、可塑剤、分散剤、増粘材、たれ防止剤、平坦
化剤、防かび剤、紫外線吸収剤、溶剤等を適宜添加して
構成することも可能である。In addition to the above, a plasticizer, a dispersant, a thickener, an anti-sagging agent, a flattening agent, an antifungal agent, an ultraviolet absorber, a solvent, etc. may be added as necessary depending on the purpose and use. It is also possible to configure.
【0024】上述のように、本発明の不燃塗料は基本的
に無機物からなり、有機物は少量のため、もとの基材の
防火性能の低下を防止することができる。As described above, the nonflammable coating material of the present invention basically comprises an inorganic substance and a small amount of an organic substance, so that it is possible to prevent deterioration of the fireproof performance of the original substrate.
【0025】建築材料として、壁、天井、間切りに石こ
うボートが多く用いられている。建築基準法第2条第9
号に基づくこのせっこうボードに本発明の不燃塗料を塗
布した性能評価は次の通りである。As a building material, gypsum boats are often used for walls, ceilings and thinning. Building Standard Act Article 2 Clause 9
The performance evaluation of this gypsum board applied with the non-flammable coating material of the present invention is as follows.
【0026】下地材として、図1に示すように、せっこ
うボード1を用い、このせっこうボード1として具体的
に、次のものを用いた。
形 状: 平板
表面の形状: 平滑
厚 さ: 0.07mm〜0.1mm
質 量: 0.20kg/m2以下As the base material, a gypsum board 1 was used as shown in FIG. 1, and as the gypsum board 1, the following materials were specifically used. Shape: Flat plate surface shape: Smooth thickness: 0.07 mm to 0.1 mm Mass: 0.20 kg / m 2 or less
【0027】また、このせっこうボード1の面に本発明
の一実施例にかかる不燃塗料2を厚さ0.7mm〜0.
1mm、質量0.20kg/m2以下、固形量0.14
kg/m2以下で塗布したものを試験体とした。Further, the surface of the gypsum board 1 is coated with the incombustible paint 2 according to the embodiment of the present invention in a thickness of 0.7 mm to 0.
1 mm, mass 0.20 kg / m 2 or less, solid amount 0.14
The test piece was applied at not more than kg / m 2 .
【0028】上記の試験体は、塗料に含まれる有機質量
が7g/m2であり、下地材に使用したせっこうボード
1のボード用原紙を加味した総有機質量が、いわゆる
「防耐火性能試験・評価業務方法書」に規定されている
有機質量の規定値(400g/m2以下)を満足するた
め、ガス有害性試験は実施しなかった。In the above-mentioned test body, the organic mass contained in the paint was 7 g / m 2 , and the total organic mass including the board base paper of the gypsum board 1 used as the base material was the so-called "fireproof performance test".・ Because it satisfies the specified value of organic mass (400 g / m 2 or less) specified in “Evaluation work method”, no gas toxicity test was conducted.
【0029】上記の試験体について、方法書に基づき発
熱性試験を実施したところ、以下の良好な結果を得るこ
とができた。When an exothermic test was conducted on the above test body based on the method manual, the following good results could be obtained.
【0030】〔発熱性試験〕
(1)加熱開始後20分間の総発熱量が、8MJ/m2
以下であった。
(2)加熱開始後20分間、防火上有害な裏面まで貫通
する亀裂及び穴がなかった。
(3)加熱開始後20分間、最高発熱速度が、10秒以
上継続して200kW/m2を超えなかった。[Exothermic test] (1) The total calorific value for 20 minutes after the start of heating is 8 MJ / m 2
It was below. (2) For 20 minutes after the start of heating, there was no crack or hole penetrating to the back surface, which is harmful for fire prevention. (3) The maximum heat generation rate did not exceed 200 kW / m 2 for 10 seconds or more for 20 minutes after the start of heating.
【0031】せっこう原料、無機質充填材、繊維補強材
等を配合してなるせっこうボード1のような準不燃材料
は、その厚みを増すことにより防火性能は高くなる。こ
のため、本発明の不燃塗料を適宜の量塗布することで、
極めて簡単に、容易に防火性能を向上させることができ
る。A semi-incombustible material such as a gypsum board 1 made by blending a gypsum raw material, an inorganic filler, a fiber reinforcing material, etc., has a higher fire prevention performance by increasing its thickness. Therefore, by applying an appropriate amount of the nonflammable paint of the present invention,
The fireproof performance can be improved very easily.
【0032】塗布にあったっては、スプレーガン、不燃
塗料容器、エアホース、コンプレッサ等からなるエアス
プレー装置を用い、不燃料を微粒化し、被塗装面に吹き
付けても良い。この場合、飛散による損失、汚れが生じ
るおそれがあるため、ローラーブラシを用いた塗布工法
を平坦面に対して採用しても良く、更には細かな部分に
対しては刷毛を用いて施工しても良い。In coating, an air spray device composed of a spray gun, a non-combustible paint container, an air hose, a compressor and the like may be used to atomize the non-fuel and spray it onto the surface to be coated. In this case, since there is a risk of loss due to scattering and stains, a coating method using a roller brush may be adopted for the flat surface, and a brush may be used for the finer parts. Is also good.
【0033】エアスプレー装置を用いる場合、被塗装面
に対し遠すぎると塗膜が薄くなり、飛散が生じ易いた
め、被塗装面に対し約20cm前後の距離から吹き付け
ることが好ましい。When an air spray device is used, it is preferable to spray from a distance of about 20 cm to the surface to be coated because the coating film becomes thin and scattering easily occurs if it is too far from the surface to be coated.
【0034】被塗装面に対し一回の塗装膜で所望の効果
が得られない場合、数回塗り重ねることにより、塗膜厚
を順次必要量増加させることができ、簡単に防火性能を
向上させることができる。When the desired effect cannot be obtained with one coating film on the surface to be coated, the required amount of coating film can be successively increased by coating several times, and the fireproof performance can be easily improved. be able to.
【0035】なお、被塗装材としては、せっこうボード
1のみに限られるものでなく、木毛セメント板、その他
の建築材料に適用可能である。The material to be coated is not limited to the gypsum board 1, but can be applied to wood wool cement boards and other building materials.
【0036】また、建造物の施工にあってボード類を使
用して内外装を行う場合、材と材との間に継目が生じ
る。この継目に必要厚が確保されていれば問題ないが、
一般に継目は厚みが薄くなっている。このため、このよ
うな部分に、本発明の不燃塗料を塗布または注入する防
火工法を採用することによって、防火性能を簡単に確保
することができる。When boards are used for interior / exterior construction in construction, a seam occurs between the materials. There is no problem if the required thickness is secured at this joint,
Generally, the seam is thin. Therefore, by adopting the fireproofing method of applying or injecting the nonflammable paint of the present invention to such a portion, the fireproofing performance can be easily ensured.
【0037】また、既在の適宜の建造物に対し、その表
面に塗布することによって防火性能を持たせることがで
きる。Further, fire protection performance can be provided by coating the surface of an appropriate existing structure.
【0038】図2はその一例であり、例えば家屋の如き
建造物3の軒下4や外装5、屋根表面等に不燃塗料2を
コーティングすることによって、例えばたき火のような
火6に対する防火性能を持たせるか、向上させることが
できる。コーティングは必要とされる部位のみに施すこ
とも可能である。FIG. 2 shows an example thereof. By coating the non-combustible paint 2 on the eaves 4 of the structure 3 such as a house, the exterior 5, the roof surface, etc., fireproof performance against a fire 6 such as a bonfire is provided. Can be improved or improved. It is also possible to apply the coating only to the required part.
【0039】さらには、例えばタンス等の家具、その他
内装等に対しても塗装可能であり、また、カーテン類に
含浸させるなどして可燃材に難燃性を持たせ燃えにくく
することができる。Furthermore, it is possible to coat furniture such as a closet and other interiors, and to impregnate curtains to make the combustible material flame-retardant and hard to burn.
【0040】これによって、防火性能が向上し、出火に
対し着火しにくく、また一部着火しても火災伝播性を低
下させることができ、ひいては火災拡大を防止すること
ができる。また、本発明の不燃塗料の主要成分は無機物
のため、発ガス性も良い。As a result, the fireproofing performance is improved, it is difficult to ignite a fire, and even if a part of the fire is ignited, the fire spreadability can be lowered, and the spread of the fire can be prevented. Further, since the main component of the nonflammable coating material of the present invention is an inorganic substance, it has a good gas generating property.
【0041】また、不燃塗料の他の実施例として、セラ
ミックスの粉末やカーボンナノチューブ等の強化材を目
的に応じ適量混入したものを塗布し、所定厚の塗膜を形
成することによって、基材の防火性能向上に加え、機械
的強度の向上化、耐久性の向上化等を図ることができ
る。As another embodiment of the non-combustible coating material, a suitable amount of reinforcing material such as ceramic powder or carbon nanotubes is mixed according to the purpose and applied to form a coating film having a predetermined thickness. In addition to improving fire prevention performance, it is possible to improve mechanical strength and durability.
【0042】すなわち、セラミックスの粉末は耐火性に
優れ、強度もある。また、近年、カーボンナノチューブ
は、例えば気相法、アーク放電法、プラズマ合成法等に
より比較的容易に製造することができるようになってき
ており、製造コストも次第に下がりつつある。That is, the ceramic powder has excellent fire resistance and strength. Further, in recent years, carbon nanotubes have become relatively easy to produce by, for example, a vapor phase method, an arc discharge method, a plasma synthesis method, etc., and the production cost is gradually decreasing.
【0043】このカーボンナノチューブはnm単位で微
細であるにもかかわらず、軽量であって非常に高剛性を
有し、機械的強度に優れている。また、微細で分散性が
良く、界面接着性も良好であるため、不燃塗料への混入
は容易である。また、空気中で750°Cまで安定して
おり、耐熱性に優れている。The carbon nanotubes are light in weight, have extremely high rigidity, and are excellent in mechanical strength, even though they are minute in units of nm. Further, since it is fine, has good dispersibility, and has good interfacial adhesion, it is easy to mix it with the nonflammable paint. Further, it is stable up to 750 ° C in the air and has excellent heat resistance.
【0044】したがって、これを混入してなる不燃塗料
を建造物や建築材料等に塗布することにより、特別重量
増加を招くことなく、防火性能に加え、強度の向上、耐
久性向上等を図ることができ、しかもセラミックスと異
なり弾性をも有するため、ひび割れもなく耐振効果も得
ることができる。Therefore, by applying a non-combustible paint containing this to a building, a building material or the like, in addition to the fire prevention performance, the strength and the durability are improved without increasing the special weight. Moreover, unlike ceramics, since it also has elasticity, it is possible to obtain a vibration-proof effect without cracking.
【0045】混入にあたっては、カーボンナノチューブ
は表面が滑らかなため、他の素材との結合性を良くする
のに金属コーティング等の表面処理を行うと好適であ
る。In mixing, since the surface of the carbon nanotube is smooth, it is preferable to perform a surface treatment such as metal coating in order to improve the binding property with other materials.
【0046】混入するカーボンナノチューブとしては、
現在の製造技術によれば直径0.4〜500nmのもの
を用いることが好ましいが、これに限定されるものでは
ない。カーボンナノチューブの長さは任意で良く、電子
線照射によって所望の長さに切断することができる。As the carbon nanotubes to be mixed,
According to the current manufacturing technology, it is preferable to use one having a diameter of 0.4 to 500 nm, but the present invention is not limited to this. The carbon nanotubes may have any length and can be cut to a desired length by electron beam irradiation.
【0047】[0047]
【発明の効果】以上のように、請求項1、2記載の本発
明によれば、準不燃材の防火性能を特にさほどのコスト
アップを招くことなく容易に向上させることができる。As described above, according to the present invention as set forth in claims 1 and 2, it is possible to easily improve the fireproof performance of the quasi-incombustible material without causing a significant cost increase.
【0048】請求項3、4記載の本発明によれば、防火
性能向上化に加え、強度、耐久性を向上させることがで
きる。According to the present invention as set forth in claims 3 and 4, the strength and durability can be improved in addition to the improvement of the fireproof performance.
【0049】請求項5記載によれば、容易、かつ安価に
防火対策を講じることができ、特に請求項3、4の不燃
塗料を用いると地震の多い我が国において耐振材とする
ことができ、好ましい。According to claim 5, fire protection measures can be taken easily and inexpensively. Particularly, when the non-combustible paint according to claims 3 and 4 is used, it can be used as a vibration-proof material in Japan where there are many earthquakes. .
【図1】 本発明の一実施例にかかる不燃塗料を被塗布
材に塗布した状態を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a state in which a non-combustible coating material according to an embodiment of the present invention is applied to a material to be coated.
【図2】 既存の建造物に不燃塗料を塗布し防火性を高
めた説明図を示す。FIG. 2 is an explanatory diagram in which an incombustible paint is applied to an existing building to improve fire resistance.
1 下地材としてのせっこうボード 2 不燃塗料 3 建造物 4 軒下 5 外装 6 火 1 Gypsum board as a base material 2 non-combustible paint 3 buildings 4 below 5 Exterior 6 fire
Claims (5)
てなることを特徴とする建築物、建築材料用不燃塗料。1. A nonflammable paint for buildings and building materials, which comprises silica / calcium silicate as a main component.
カルシウム、炭酸マグネシウム、アクリル系樹脂、着色
材を混入してなることを特徴とする建築物、建築材料用
不燃塗料。2. A non-combustible coating material for buildings and building materials, which is obtained by mixing at least calcium carbonate, magnesium carbonate, an acrylic resin, and a coloring material with the one described in claim 1.
を混入してなることを特徴とする建築物、建築材料用不
燃塗料。3. A non-combustible paint for buildings and building materials, which is obtained by mixing a reinforcing material with the material according to claim 1.
セラミックスの粉末またはカーボンナノチューブからな
ることを特徴とする建築物、建築材料用不燃塗料。4. The non-combustible paint for buildings and building materials according to claim 3, wherein the reinforcing material is made of ceramic powder or carbon nanotubes.
料を準不燃材、可燃材、既存の建造物に、塗布、注入ま
たは含浸させることを特徴とする建築物、建築材料の防
火工法。5. A fireproof construction method for a building or a building material, characterized by applying, injecting or impregnating a semi-incombustible material, a combustible material, or an existing building with the non-combustible paint according to claim 1. .
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