JP2021008616A - ポリウレア樹脂組成物、不燃用粉体及びポリウレア樹脂層の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリウレア樹脂の本来的な特性を損なうことなく、難燃性（準耐火性）を持たせ、かつ、従来の工法で吹き付け可能なポリウレア樹脂組成物及び吹き付けによるポリウレア樹脂層の形成方法を提供する。【解決手段】ポリウレア樹脂組成物は、ポリアミン質量部１００、ポリイソシアネート１００質量部〜１６０質量部、膨張黒鉛１５質量部〜３０質量部を含み、前記膨張黒鉛の粒径を１００メッシュ又はこれより小さい粒径とする。ポリウレア吹付装置１００では、ポリアミンとポリイソシアネートの少なくとも一方に膨張黒鉛が添加される。ポリアミンとポリイソシアネートの混合・撹拌によって生成されたポリウレア樹脂は、摂氏６０度から摂氏８０度の間で加温され、所定の圧力で加圧された後、噴射口５２Ａから対象物に向けて噴射される。【選択図】図１

Description

本発明は、ポリウレア樹脂組成物、不燃用粉体及びポリウレア樹脂層の形成方法に関し、特に、耐腐食性、耐摩耗性、防水性、耐衝撃性、伸縮性さらには不燃性に優れたポリウレア樹脂層の形成に有用なポリウレア樹脂組成物、不燃用粉体及びポリウレア樹脂層の形成方法に関する。

従来より、防水性、対衝撃性、耐腐食性等に優れたポリウレア樹脂が提案されている。このポリウレア樹脂のうち、特に、有機高分子化合物としてポリイソシアネートとポリアミンのみを用いて形成される高純度のポリウレア樹脂（純ポリウレア樹脂）は、各種の充填剤を添加することで、耐腐食性、耐摩耗性、防水性、耐衝撃性、紫外線防護性、伸縮性を向上させることができる（ポリウレア樹脂の本来的な特性）。

ポリウレア樹脂は、例えば、コンクリートブロック塀の表面に塗布して樹脂層（１．５ｍｍ〜３ｍｍ程度）を形成してこれを補強したり、クラックが生じたコンクリート壁の該クラックの内部に注入することでこれを補修／補強することができる。

しかしながら、ポリウレア樹脂は、その他の有機高分子化合物（例えば、ポリウレタン樹脂）と同様に、火災発生時、温度の上昇によって低分子化して可燃性ガスを生じるため容易に燃焼するという欠点があった。

このためポリウレア樹脂を、実際に屋外に設置されたブロック塀や、コンクリート壁のクラックの補修等に使用した場合、更には、その防水性に着目して家屋の屋上等に敷設しようとしても、その可燃性によって当該建物の難燃性（準耐火性）が得られないことから、これら建造物での使用に適さなかった。

ポリウレア樹脂以外の、一般的な他の有機高分子化合物（例えば、ポリウレタン）の充填剤に、ポリリン酸アンモニウム、ホウ砂、膨張黒鉛等を用いることで、これら他の有機高分子化合物に難燃性をもたせることが従来より行われている。
また、ポリウレア樹脂に関しては、他の有機高分子化合物に用いられる上記の各種充填剤を添加することで、難燃性をもたせることが可能であるとの提案が、例えば、次の特許文献、非特許文献で行われている。

特開２０１７−０８２２２９号公報 ＣＮ−Ａ−１０２５５９０２２

「ポリウレアの難燃性に関する更なる研究：コーティングおよび難燃剤添加の影響」Ｊ−ＧＬＯＢＡＬ ＩＤ 整理番号：１１Ａ１３２０７７６

特に、上記の非特許文献１には、ポリウレア樹脂に難燃性をもたせるため、従来より他の有機高分子化合物に用いられている難燃添加剤（ポリリン酸アンモニウム、膨張黒鉛、ほう酸亜鉛等）を含ませることが可能である旨、開示されている。
しかしながら、実際に、ポリウレア樹脂に如何なる充填剤をどのような比率で添加するか、更には、これら充填剤を添加したポリウレア樹脂が、依然、本来的な特性（耐腐食性、耐摩耗性、防水性、耐衝撃性、紫外線防護性、伸縮性）を有しているか等について、具体的な開示、示唆が全くない。

ところで、ポリウレア樹脂は、対象物（ブロック塀、コンクリートのクラック等）に吹き付けることで、該対象物の表面に所望の膜厚の層が形成されるのが一般的であるが（吹付け工法）、上記した難燃添加剤（充填剤）を添加したポリウレア樹脂を従来の吹付け工法で、実際に吹き付け可能であるか否かについて、上記何れの特許文献、非特許文献には、全く、開示も示唆もない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ポリウレア樹脂が有する本来的な特性（耐腐食性、耐摩耗性、防水性、耐衝撃性、伸縮性等）を損なうことなく、従来の工法（吹付け工法）で、難燃性、不燃性（好ましくは、準耐火性）を持たせたポリウレア樹脂層を対象物に形成するのに適したポリウレア樹脂組成物、不燃用粉体及び該ポリウレア樹脂組成物を用いたポリウレア樹脂層の形成方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、ポリウレア樹脂組成物を、ポリアミン質量部１００、ポリイソシアネート１００質量部〜１６０質量部、膨張黒鉛１５質量部〜３０質量部含むものとし、前記膨張黒鉛の粒径を１００メッシュ又はこれより小さい粒径としたものである。

また、第２の発明は、ポリアミン質量部１００、ポリイソシアネート１００質量部〜１６０質量部、膨張黒鉛（粒径を１００メッシュ又はこれより小さい粒径とする）１５質量部〜３０質量部を含むポリウレア樹脂組成物を対象物に吹き付けて所望の膜厚のポリウレア樹脂層を形成する方法に、ポリアミンとポリイソシアネートの少なくとも一方に前記膨張黒鉛を添加するステップと、前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを混合・撹拌して生成されるポリウレア樹脂の温度が摂氏６０度から摂氏８０度の間となるように前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを加温するステップと、前記ポリアミンと該ポリイソシアネートとを混合・撹拌して生成されるポリウレア樹脂の圧力が、所定の圧力となるように前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを加圧するステップと、摂氏６０度から摂氏８０度に加温され、かつ、前記所定の圧力に加圧された前記ポリウレア樹脂を対象物に吹き付けるステップとを含むものである。

また、第３の発明は、前記第２の発明において、更に、前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを加温するステップで、該ポリイソシアネートに前記膨張黒鉛が添加された場合に該ポリイソシアネートを摂氏７０度から摂氏８０度に加温し、前記ポリアミンに前記膨張黒鉛が添加された場合に該ポリアミンを摂氏７０度から摂氏８０度に加温するようにしたものである。

また、第４の発明は、ポリイソシアネートを収容する第１のタンクと、ポリアミンを収容する第２のタンクと、前記第１タンクから供給されるポリイソシアネートの温度を調整する第１の加温手段と、前記第２タンクから供給されるポリアミンの温度を調整する第２の加温手段と、前記第１のタンクから供給されるポリイソシアネートを加圧する第１の加圧手段と、前記第２のタンクから供給されるポリアミンを加圧する第２の加圧手段と、気体を圧縮する圧縮手段と、前記ポリイソシアネートと前記ポリアミンとを混合・撹拌してポリウレア樹脂を生成する生成手段と、噴射口を有し前記生成したポリウレア樹脂を該噴射口から噴射する噴射手段とを具えたポリウレア吹付装置を用いて、第１の発明に係るポリウレア樹脂組成物を対象物に吹き付けてポリウレア樹脂層を形成するに当たり、前記第１の加温手段及び前記第２の加温手段により前記噴射手段における前記ポリウレア樹脂の温度を摂氏６０度から摂氏８０度に保持し、前記第１の加圧手段及び前記第２の加圧手段により前記噴射手段における前記ポリウレア樹脂の圧力を所定の圧力に加圧し、該加圧されたポリウレア樹脂を前記噴射口より対象物に吹き付けてポリウレア樹脂層を形成するものである。

また、第５の発明は、第４の発明のポリウレア吹付装置の前記噴射口の口径を１．５ｍｍとし、前記第１の加圧手段及び前記第２の加圧手段により調整される前記所定の圧力を２３．５ＭＰａから２４．０ＭＰａとしたものである。

また、第６の発明は、前記第４又は第５の発明において、前記ポリイソシアネートに前記膨張黒鉛を添加した場合に、前記第１の加温手段が前記ポリイソシアネートを摂氏７０度から摂氏８０度に加温し、前記ポリアミンに前記膨張黒鉛を添加した場合に、前記第２の加温手段が前記ポリアミンを摂氏７０度から摂氏８０度に加温するものである。

また、第７の発明は、ポリウレア樹脂（主として母剤）に添加する不燃用粉体を下記成分（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）及び（Ｄ）を含むこととした。
（Ａ）膨張黒鉛
（Ｂ）臭素系難燃剤
（Ｃ）ポリリン酸メラミン
（Ｄ）シリカ粉末
また、第８の発明は、第７の発明において前記成分（Ａ）４０質量部に対して、成分（Ｂ）８０質量部、（Ｃ）８０質量部、前記成分（Ｄ）１００質量部とした。

また、第９の発明は、吹付け工法により吹付け可能なポリウレア樹脂組成物を下記成分（ア）（イ）（ウ）（エ）及び（オ）を含むものとした。
（ア）ポリアミンとポリイソシアネートとからなる母剤組成物（母剤）
（イ）膨張黒鉛
（ウ）臭素系難燃剤
（エ）ポリリン酸メラミン
（オ）シリカ粉末

また、第１０の発明は、第９の発明において、成分（ア）１００質量部に対して、成分（イ）から（オ）の合計を１５質量部以上４０質量部以下で配合した。
また、第１１の発明は、第９又は第１０の発明において、成分（ア）１００質量部に対して、成分（イ）から（オ）の合計を２５質量部以上配合した。

また、第１２の発明は、第９の発明において、成分（ア）１００質量部に対して、成分（イ）から（オ）の合計を３０質量部配合した。
また、第１３の発明は、第９から第１２の発明において、成分（イ）（ウ）（エ）（オ）を、４：８：８：１０の割合で配合した。

また、第１４の発明は、不燃性を備えたポリウレア樹脂層を形成するに当たって、ポリウレア樹脂の母剤に第７又は第８の不燃用粉体を添加して得られたポリウレア樹脂組成物を対象物に吹き付けて所望の膜厚に形成する方法であって、ポリアミンとポリイソシアネートの少なくとも一方に不燃用粉体を添加するステップと、前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを混合・撹拌して生成されるポリウレア樹脂の温度が摂氏６０度から摂氏８０度の間となるように前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを加温するステップと、前記ポリアミンと該ポリイソシアネートとを混合・撹拌して生成されるポリウレア樹脂の圧力が、所定の圧力となるように前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを加圧するステップと、摂氏６０度から摂氏８０度に加温され、かつ、前記所定の圧力に加圧された前記ポリウレア樹脂を対象物に吹き付けるステップとを含むようにした。

また、第１５の発明は、第１４の発明において、前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを加温するステップでは、該ポリイソシアネートに前記不燃用粉体が添加された場合に該ポリイソシアネートが摂氏７０度から摂氏８０度に加温され、前記ポリアミンに前記不燃用粉体が添加された場合に該ポリアミンが摂氏７０度から摂氏８０度に加温するようにした。

また、第１６の発明は、ポリイソシアネートを収容する第１のタンクと、ポリアミンを収容する第２のタンクと、前記第１タンクから供給されるポリイソシアネートの温度を調整する第１の加温手段と、前記第２タンクから供給されるポリアミンの温度を調整する第２の加温手段と、前記第１のタンクから供給されるポリイソシアネートを加圧する第１の加圧手段と、前記第２のタンクから供給されるポリアミンを加圧する第２の加圧手段と、気体を圧縮する圧縮手段と、前記ポリイソシアネートと前記ポリアミンとを混合・撹拌してポリウレア樹脂を生成する生成手段と、噴射口を有し前記生成したポリウレア樹脂を該噴射口から噴射する噴射手段とを具えたポリウレア吹付装置を用いて、ポリアミンとポリイソシアネートからなる母剤組成物に第７又は第８の発明の不燃用粉体を添加して得られたポリウレア樹脂組成物を対象物に吹き付けてポリウレア樹脂層を形成するに当たり、前記第１の加温手段及び前記第２の加温手段により前記噴射手段における前記ポリウレア樹脂の温度を摂氏６０度から摂氏８０度に保持し、前記第１の加圧手段及び前記第２の加圧手段により前記噴射手段における前記ポリウレア樹脂の圧力を所定の圧力に加圧し、該加圧されたポリウレア樹脂を前記噴射口より対象物に吹き付けてポリウレア樹脂層を形成するようにした。

また、第１７の発明は、第１６の発明において、前記噴射口の口径を１．５ｍｍ、前記所定の圧力を２３．５ＭＰａから２４．０ＭＰａとした。
また、第１８の発明は、第１７の発明において、前記第１の加温手段は、前記ポリイソシアネートに前記不燃用粉体が添加された場合に該ポリイソシアネートを摂氏７０度から摂氏８０度に加温し、前記第２の加温手段は、前記ポリアミンに前記不燃用粉体が添加された場合に該ポリアミンを摂氏７０度から摂氏８０度に加温するようにした。

第１の発明によれば、ポリアミン１００質量部、ポリイソシアネート１００質量部から１６０質量部で混合・撹拌して生成されるポリウレア樹脂に、粒径が１００メッシュ又はこれより小さい粒径の膨張黒鉛を１５質量部〜３０質量部添加したので、従来より用いられているポリウレア吹付装置で、ポリウレア樹脂を対象物に吹き付けることができ、該対象物の表面に所望の膜厚のポリウレア樹脂層が形成可能となる。
このときポリウレア吹付装置（特にスプレーガン装置内部）で膨張黒鉛による目詰まりが生じることもない。このとき形成されるポリウレア樹脂層は、ポリウレア樹脂の本来的な特性を損なうことなく、優れた難燃性（準耐火性）を付加することができる。

また、第２の発明によれば、従来のポリウレア吹付装置を用いた吹付け工法において、ポリアミンとポリイソシアネートの少なくとも一方に前記膨張黒鉛を添加しても、ポリアミンとポリイソシアネートとを混合・撹拌して生成されたポリウレア樹脂の温度を摂氏６０度から摂氏８０度の間に調整し、かつ、生成されたポリウレア樹脂を所定の圧力に加圧することで、前記生成されたポリウレア樹脂を、ポリウレア吹付装置内部での目詰まりを生じさせることなく対象物に噴射して、所望の膜厚のポリウレア樹脂層を形成することができる。

また、第３の発明によれば、第２の発明において、前記ポリイソシアネートに前記膨張黒鉛が添加された場合に該ポリイソシアネートを摂氏７０度から摂氏８０度に加温し、前記ポリアミンに前記膨張黒鉛が添加された場合に該ポリアミンを摂氏７０度から摂氏８０度に加温することで、ポリウレア吹付装置の噴射口からポリウレア樹脂を噴射することができる。

また、第４の発明によれば、第１の発明のポリウレア樹脂組成物を対象物に吹き付けるに当たり、前記第１の加温手段及び前記第２の加温手段により前記噴射部における前記ポリウレア樹脂の温度を摂氏６０度から摂氏８０度に保持し、前記第１の加圧手段及び前記第２の加圧手段により前記噴射部における前記ポリウレア樹脂の圧力を所定の圧力に加圧するので、該加温／加圧されたポリウレア樹脂を前記噴射口より対象物に吹き付けて所望の膜厚のポリウレア樹脂層を形成することができる。

また、第５の発明によれば、前記噴射口の口径が１．５ｍｍ、加圧能力が２３．５ＭＰａ〜２４．０ＭＰａの従来のポリウレア吹付装置で、第１の発明であるポリウレア樹脂組成物を対象物に吹き付けることができる。

また、第６の発明によれば、前記ポリイソシアネートに前記膨張黒鉛が添加された場合に、該ポリイソシアネートを摂氏７０度から摂氏８０度に加温し、また、前記ポリアミンに前記膨張黒鉛が添加された場合に、該ポリアミンを摂氏７０度から摂氏８０度に加温することで、ポリウレア樹脂組成物を対象物に吹き付けて所望の膜厚のポリウレア樹脂層を形成できる。

なお、ポリイソシアネート、ポリアミンの双方に膨張黒鉛が添加された場合には、該ポリイソシアネート及び該ポリアミンの双方を、摂氏７０度から摂氏８０度に調整することで対象物にポリウレア樹脂組成物を吹き付けて所望の膜厚のポリウレア樹脂層を形成することができる。

また、第７の発明によれば、不燃性を持たせるため、ポリウレア樹脂に添加する不燃用粉体に（Ａ）膨張黒鉛、（Ｂ）臭素系難燃剤、（Ｃ）ポリリン酸メラミン、（Ｄ）シリカ粉末を含ませたので、各々の難燃剤として効能を適宜組み合わせることで、所望の不燃性（準耐火性）を持たせることが可能になる。

また、第８の発明によれば、第７の発明の不燃性粉体を、前記成分（Ａ）４０質量部に対して、成分（Ｂ）８０質量部、（Ｃ）８０質量部、前記成分（Ｄ）１００質量部としたので、各々の難燃剤としての効能の最適化が図られ、当該不燃性粉体の添加量を抑えつつ、所望の不燃性（準耐火性）を備えたポリウレア樹脂層が実現できる。

また、第９の発明によれば、ポリウレア樹脂組成物を（ア）ポリアミンとポリイソシアネートとからなる母剤組成物、（イ）膨張黒鉛、（ウ）臭素系難燃剤、（エ）ポリリン酸メラミン、（オ）シリカ粉末とで組成することで、各々の難燃剤として効能を適宜組み合わせることで、ポリウレア樹脂層に所望の不燃性（準耐火性）を持たせることが可能になる。

また、第１０の発明によれば、第９の発明において成分（ア）１００質量部に対して、成分（イ）から（オ）の合計を２０質量部〜４０質量部としたので、ポリウレア樹脂層に一定時間の燃焼によっても、炎が広がらない程度の不燃性を持たせることができる。

また、第１１の発明によれば、第９又は第１０の発明において、成分（ア）１００質量部に対して、成分（イ）から（オ）の合計を２５質量部以上としたので、一定時間の燃焼によっても、ポリウレア樹脂層の炭化が抑えられ、燃焼による液だれが抑制できる程度の不燃性（準耐火性）が可能となる。

また、第１２の発明によれば、第９の発明において、成分（ア）１００質量部に対して、成分（イ）から（オ）を３０質量部としたので、一定時間の燃焼によっても、ポリウレア樹脂層の炭化が殆ど進まず（変形せず）、燃焼による液だれが生じないレベルの不燃性（準耐火性）が可能となる。

また、第１３の発明によれば、第９から第１２の発明において、成分（イ）（ウ）（エ）（オ）を４：８：８：１０の割合で最適化したので、ポリウレア樹脂層に不燃性（準耐火性）を実現する際の不燃用粉体の全体量を少なくすることができ、コスト低減にもなる。

また、第１４の発明によれば、第７又は第８の不燃用粉体が添付されたポリウレア樹脂を対象物に吹き付けて所望の膜厚に形成する方法において、不燃用粉体が含まれるポリアミン又はポリイソシアネートを混合・撹拌して生成されるポリウレア樹脂の温度が摂氏６０度から摂氏８０度の間となり、これを所定の圧力で加圧するので、対象物に吹き付けられたポリウレア樹脂は、均一に形成され、ポリウレア樹脂本体の特性を維持しつつ、優れた不燃性（準耐火性）を実現することができる。

また、第１５の発明によれば、不燃用粉体が添加されたポリアミン又はポリイソシアネートが十分に加温されるので、この加温による粘性の低下により、一層安定した均一性のあるポリウレア樹脂層を吹き付けによって形成することができる。

また、第１６の発明によれば、ポリアミンとポリイソシアネートからなるポリウレア樹脂の母剤（母剤組成物）に第７又は第８の発明の不燃用粉体を添加したポリウレア樹脂、又は、第９から第１３の発明のポリウレア樹脂組成物を対象物に吹き付けてポリウレア樹脂層を形成するに当たり、ポリウレア樹脂の温度を摂氏６０度から摂氏８０度に保持でき、しかも、噴射手段における前記ポリウレア樹脂の圧力を所定の圧力に加圧できるので、本来的な特性を維持しつつ、所望の不燃性（準耐火性）を備えたポリウレア樹脂層を均一に形成することができる。

また、第１７の発明によれば、第１６の発明の前記噴射口の口径が１．５ｍｍ、前記所定の圧力を２３．５ＭＰａから２４．０ＭＰａとするだけで、不燃性（準耐火性）を備えたポリウレア樹脂層を吹付け工法により形成することができる。
また、第１８の発明によれば、第１７の発明の第１、第２の加温手段により、不燃用粉体が添加された場合でも、ポリウレア樹脂組成物の粘性を低めることで、不燃性（準耐火性）を備え等ポリウレア樹脂層を均一に形成することができ、ポリウレア樹脂の本来的な特性を維持しつつ、優れた不燃性（準耐火性）を備えたポリウレア樹脂層が形成できる。

図１は、ポリウレア吹付装置（吹付装置）１００の構成を模式的に示した図である。 図２は、ポリウレア樹脂に第２の実施の形態の不燃用粉体を添加しない場合の燃焼実験の様子を示す写真である。 図３は、ポリウレア樹脂の母剤１００質量部に対して不燃用粉体を１５質量部添加したときの燃焼実験の様子を示す写真である。 図４は、ポリウレア樹脂の母剤１００質量部に対して不燃用粉体を２０質量部添加したときの燃焼実験の様子を示す写真である。 図２は、ポリウレア樹脂の母剤１００質量部に対して不燃用粉体を２５質量部添加したときの燃焼実験の様子を示す写真である。 図２は、ポリウレア樹脂の母剤１００質量部に対して不燃用粉体を３０質量部添加したときの燃焼実験の様子を示す写真である。 図２は、ポリウレア樹脂の母剤１００質量部に対して不燃用粉体を４０質量部添加したときの燃焼実験の様子を示す写真である。

（第１の実施の形態）
以下、第１の実施の形態に係る難燃性に優れた（好ましくは、準耐火性を具えた）ポリウレア樹脂、及びこれを用いたポリウレア樹脂層の形成手法について説明する。
この第１の実施の形態で用いられるポリウレア樹脂の母剤は、有機高分子化合物としてポリイソシアネートとポリアミンのみを用いたものである（純ポリウレア樹脂）。
有機高分子化合物としてポリイソシアネートとポリアミンのみを用いた純ポリウレア樹脂は、各種の充填剤を添加することで、優れた耐腐食性、耐摩耗性、防水性、耐衝撃性、伸縮性を発揮できる。

まず、純ポリウレア樹脂の「本来的な特性」について説明する。
次の「表１」は、青島沙木新材料有限公司が提供するポリウレア樹脂「Ｑｔｅｃｈ−４０６」の特性を示すものである。この「Ｑｔｅｃｈ−４０６」は、添加する充填剤を工夫することで特に「防水性」を高めたものである。

次の「表２」は、青島沙木新材料有限公司が提供するポリウレア樹脂「Ｑｔｅｃｈ−４１７」の特性を示すものである。この「Ｑｔｅｃｈ−４１７」は、添加する充填剤を工夫することで特に「弾力性」を高めたものである。

次の「表３」は、青島沙木新材料有限公司が提供するポリウレア樹脂「Ｑｔｅｃｈ−４２０」の特性を示すものである。この「Ｑｔｅｃｈ−４２０」は、添加する充填剤を工夫することで特に「耐衝撃性」を高めたものである。

ところで、これらのポリウレア樹脂は、他の有機高分子化合物と同様に、温度上昇に伴う熱分解により低分子量化し、燃焼しやすい気体生成物を発生させるため、火災等の発生時、燃焼がし易い。よって、特に、火気のある場所での使用には向いていない。

ポリウレア樹脂に難燃性を持たせるには、従来より他の有機高分子化合物（例えば、ポリウレタン）に用いられていた難燃化剤（例えば、ポリリン酸アンモニウム、ホウ砂、膨張黒鉛など）を充填剤として使用すること考えられるが（例えば、非特許文献１）、どのような充填剤をどのように添加すれば、上記ポリウレア樹脂の本来的な特性を損なうことなく、難燃性を実現できるかを具体的に検討する必要がある。

さらに、ポリウレア樹脂は、ブロック塀、コンクリート壁のクラック、建物の屋上防水シートに塗布すること等が予定されることから、従来より用いられているポリウレア吹付装置を用いた簡易な工法（吹付け工法）で、これらブロック塀等の対象物に、難燃性（準耐火性）を付加したポリウレア樹脂層を所望の膜厚（１．５〜３ｍｍ）に形成できるか否かを具体的に検討する必要がある。

なお、この実施の形態で難燃性（好ましくは、準耐火性）を追加するポリウレア樹脂の組成物は、有機高分子化合物としてポリイソシアネート（Ａ剤）とポリアミン（Ｂ剤）のみを用いたもの（純ポリウレア樹脂）であり、ポリアミン１００質量部に対して、ポリイソシアネート１００質量部〜１６０質量部とした。
なお、ポリウレア樹脂としては、ポリアミン１００質量部に対してポリイソシアネート１１０質量部とするのが最適であることは、当業者には自明である。

本発明者は、ポリアミン１００質量部に対して、ポリイソシアネートを１００質量部〜１６０質量部の範囲で、ポリウレア樹脂に期待されている本来的な特性（代表的な特性である伸縮性の有無で判断）が発揮できることを確認した。

なお、ポリアミン１００質量部に対してポリイソシアネート９０質量部では、所望の伸縮性が得られず、ポリウレア樹脂の本来的な特性が期待できない。
また、ポリアミン１００質量部に対してポリイソシアネート１７０質量部でも、所望の伸縮性が得られず、ポリウレア樹脂の本来的な特性が期待できない。

ポリウレア樹脂の伸縮性に関しては、その利用目的に応じて要求させる値（上記した「表１」〜「表３」の破断伸び率等）が異なる。すなわち、実際に吹き付けられるコンクリートブロック塀、注入されるコンクリートのクラック、建物の屋上等の使用目的、顧客が要求するスペックによって、許容できる伸縮性等は異なる。

このため本発明者は、上述のようにポリアミン１００質量部に対して、ポリイソシアネート１００質量部から１６０質量部のポリウレア樹脂（母剤）であれば、技術常識に照らし、上記例示した使用用途等において十分な伸縮性等が得られると考えた。
なお、防水性に関して、「表４」のＮｏ１〜Ｎｏ５の何れでも問題は生じなかった。

このポリウレア樹脂に難燃性（準耐火性）を如何に持たせるかを検討するため、本発明者は従来より提案されたいた一般的な充填剤（ポリリン酸アンモニウム、ホウ砂、膨張黒鉛（８０メッシュ：１７５〜１７７ミクロン））を用意し、これを、最適な混合比率であるポリアミン１００質量部、ポリイソシアネート１１０質量部の組成物に添加し、この添加した組成物で、
（１）ポリウレア樹脂層を対象物に従来工法で容易に形成できするか否か
（２）形成されたポリウレア樹脂層が難燃性（準耐火性）を発揮するか否か
を検討した。

結果は、次の「表５」の通りである。

上記「表５」から明らかなように、ポリリン酸アンモニウムを充填剤として２０質量部添加したポリウレア樹脂組成物は、非添加のものと比較して難燃性を付加することができるものの、燃焼時にすぐに溶解するため、難燃性（準耐火性）の効果がすぐになくなる。まお、従来のポリウレア吹付装置による吹付け工法でのポリウレア樹脂層の形成は可能である。

ホウ砂（粉状）を充填剤として２０質量部添加したポリウレア樹脂組成物は、非添加のものと比較して難燃性を付加することができるものの、燃焼時すぐに溶解するため難燃性（準耐火性）の効果がすぐになくなる。なお、従来のポリウレア吹付装置による吹付け工法でのポリウレア樹脂層の形成は可能である。
従来より広く用いられている膨張黒鉛（８０メッシュ＝ミクロンに換算すると１７５〜１７７ミクロン）を充填剤として１５質量部添加したポリウレア樹脂組成物は、非添加のものと比較して極めて優れた難燃性（準難燃性）を実現することができた（ここでは、手塗りで確認）。

しかしながら、膨張黒鉛（８０メッシュ）を添加したポリウレア樹脂層を、従来のポリウレア吹付装置で対象物に吹き付けて形成しようとすると、ポリウレア吹付装置内部で生成されたポリウレア樹脂が高圧となるため、ポリウレア吹付装置のスプレーガンの内部や噴射口（１．５ｍｍ程度）に粒径の大きい膨張黒鉛が付着し目詰まりを生ずるという不具合がある。
これは膨張黒鉛自体の粒径が大きいこと（８０メッシュ）と膨張黒鉛を添加したことによりポリウレア樹脂の粘性が高くなることによる。

以上の結果（「表５」）を踏まえ、本発明者はポリウレア樹脂に難燃性（準耐火性）を付加する充填剤としては膨張黒鉛が最も好ましいと判断した。
そして、膨張黒鉛を用いた際の不具合、すなわち、ポリウレア吹付装置内部（特にスプレーガンの部分）に生じうる目詰まりを、如何に防いで、従来のポリウレア吹付装置をそのまま用いた吹付作業が可能となるポリウレア樹脂組成物を検討した。

ここでポリウレア樹脂層を形成するために従来より使用されているポリウレア吹付装置について説明する。
従来のポリウレア吹付装置としては、例えば、シャム社製の『ポリウレアスプレー機』が知られている。
次の「表６」は、シャム製の『ポリウレアスプレー機（ＰＨＸ−３）』の仕様書に記載されたポリウレア吹付装置の性能である。

図１は、従来より用いられている一般的なポリウレア吹付装置１００の構成を模式的に示した図である。
ポリウレア吹付装置１００は、ポリイソシアネート（Ａ剤）を貯留する第１のタンク１０と、ポリアミン（Ｂ剤）を貯留する第２のタンク２０と、圧縮機４０と、ポリイソシアネートとポリアミンとを混合撹拌して生成されたポリウレア樹脂（ポリウレア樹脂組成物）を対象物に吹き付けるためのスプレーガン装置５０とを備えている。

前記第１のタンク１０は、第１の配管１１によって前記スプレーガン装置５０に連通され、前記第２のタンク２０は、第２の配管２１によって前記スプレーガン装置５０内部に連通されている。

前記第１の配管１１の、前記第１のタンク１０と前記スプレーガン装置５０との間には、第１のポンプ１２が設けられている。また、前記第２の配管２１の、前記第２のタンク２０と前記スプレーガン装置５０との間には、第２のポンプ２２が設けられている。
前記第１のポンプ１２は、圧縮調整機構３０からの制御信号によって前記第１のタンク１０からスプレーガン装置５０に供給されるポリイソシアネートの圧力を調整する。前記第２のポンプ２２は、圧縮調整機構３０からの制御信号によって前記第２のタンク２０からスプレーガン装置５０に供給されるポリアミンの圧力を調整する。
前記圧縮調整機構３０は、制御部６０からの指令を受けて第１のポンプ１２、第２のポンプ２２に前記制御信号を各々出力する。
これら第１のポンプ１２、第２のポンプ２２により、スプレーガン装置５０内での圧力の最大値は略２４ＭＰａ程度に調整可能となる（「表６」参照）。

前記第１のポンプ１２、前記第２のポンプ２２によって、各々加圧されたポリイソシアネート及びポリアミンは、スプレーガン装置５０内部で混合・撹拌され、ポリウレア樹脂が生成される。
前記圧縮機４０は、第３の配管４１によって、前記スプレーガン装置５０内部に連通している。この圧縮機４０によって圧縮されたエアーは前記プレーガン装置５０内部に供給される。

前記第１の配管１１には、第１の加温機１３が配置され、前記第１のタンク１０から前記スプレーガン装置５０内部に供給されるポリイソシアネートの温度が所望の温度（少なくとも摂氏６０度〜摂氏８０度）に調整可能となっている。第１の加温機１３によって加温されたポリイソシアネートは、ホースヒーター１４によって温度が維持される（加温の最大値は摂氏８８度：「表６」参照）。

また、前記第２の配管２１には、第２の加温機２３が配置され、前記第２のタンク２０から前記スプレーガン装置５０内部に供給されるポリアミンの温度が所望の温度（摂氏６０度〜摂氏８０）に調整可能になっている。前記第２の加温機２３によって加温されたポリアミンは、ホースヒーター２４によって温度が維持される（加温の最大値は摂氏８８度：「表６」参照）。

なお、制御部６０は、スイッチＳＷの切り替え状態に基づいて、イソシアネート（Ａ剤）に膨張黒鉛が添加されているか否か、ポリアミン（Ｂ剤）に膨張黒鉛が添加されているか否か、膨張黒鉛が添加される量等を認識し、これらの情報に基づいて第１のポンプ１２及び第２のポンプ２２によるポリウレア樹脂の圧力、第１の加温機１３及び第２の加温機２３によるポリウレア樹脂の温度を適宜制御する。

この実施の形態では、粒径が１００メッシュの膨張黒鉛（充填剤）は、ポリイソシアネート（Ａ剤）に添加される。
このため、第１の加温機１３によりポリイソシアネートの温度は摂氏７０度〜摂氏８０度に調整される。膨張黒鉛が添加されないポリアミンは、第２の加温機２３によりポリイソシアネートより低い温度に調整される（摂氏６０度〜摂氏７０度）。

このように膨張黒鉛が添加されたポリイソシアネートの温度を、添加されていないポリアミンの温度より高く調整するのは、膨張黒鉛の添加によって高まる粘度を、温度を上げることで小さく抑えるためである。このときスプレーガン装置５０内部で生成されるポリウレア樹脂は、概ね摂氏６０度以上摂氏８０度以下となる。

仮に、粒径が１００メッシュの膨張黒鉛をポリアミンのみに添加するのであれば、ポリアミンの温度を摂氏７０度〜摂氏８０度、ポリイソシアネートの温度を摂氏６０度〜７０度とすればよい。このときスプレーガン装置５０内部で生成されるポリウレア樹脂は、概ね摂氏６０度以上摂氏８０以下となる。
このように粒径が１００メッシュの膨張黒鉛の添加によって粘性が高まる溶剤（ここではＡ剤）の温度だけを高めることで、加温に必要な電力を抑えることができる。

また、膨張黒鉛をポリイソシアネート（Ａ剤）とポリアミン（Ｂ剤）の双方に添加するのであれば、ポリイソシアネートとポリアミンの両方の温度を摂氏７０度〜摂氏８０度とすれば、双方の粘性を低く抑えることができる。このときスプレーガン装置５０内部で生成されるポリウレア樹脂は、概ね摂氏７０度〜摂氏８０度となる。

前記第１のポンプ１２で加圧され前記第１の前記加温機１３で加温されたポリイソシアネート（Ａ剤）と、前記第２のポンプ２２で加圧され前記第２の加温機２３で加温されたポリアミン（Ｂ剤）は、共に、前記スプレーガン装置５０内部に給送されて混合・撹拌され（衝突混合）、化学反応でポリウレア樹脂が生成される。

前記スプレーガン装置５０内部での混合・撹拌により生成されたポリウレア樹脂は、圧縮機４０から供給される圧縮空気と混合され、ガン部５２のトリガ５２Ｂを引くことで、噴射口５２Ａから開放され、霧状に噴射される。

このときスプレーガン装置５０内部で混合・撹拌されて生成されるポリウレア樹脂は、所定の温度（摂氏６０度〜８０度）に保たれ、粘性が低くなっているので、噴射口５２Ａ（口径１．５ｍｍ）の開口時、所望の流量（第１の実施の形態では、１０Ｌ／ｍｉｎ）で噴射される（ポリウレア樹脂は、スプレーガン装置５０内部で２３．５〜２４．０ＭＰａ）。
このとき添加されている膨張黒鉛は、粒径が小さく、ポリウレア樹脂の粘性も低いのでスプレーガン装置５０内部（特に、噴射口５２Ａ）で目詰まりが生じることもない。

このようにポリウレア吹付装置１００では、ポリイソシアネート（Ａ剤）、ポリアミン（Ｂ剤）が、スプレーガン装置５０内部で所望の温度に加温調整できるため、ポリイソシアネート（Ａ剤）とポリアミン（Ｂ剤）の反応条件（樹脂反応）を安定化させることができ、かつ、膨張黒鉛が添加されたポリイソシアネート（Ａ剤）又はポリアミン（Ｂ剤）を高温に調整することで、膨張黒鉛の添加によって粘性が高くなることを抑えることができる。

ところで、ポリイソシアネートに添加される膨張黒鉛の比率が同じであれば、粒径を小さく（１００メッシュ又はこれより小さい粒径）した分だけ、難燃性は低下すると考えられる。
よって、粒径が比較的大きい従来の膨張黒鉛（８０メッシュまたはそれ以上の粒径）を添加する場合（ポリアミン１００質量部、ポリイソシアネート１００質量部〜１６０質量部に対して膨張黒鉛１５質量部＝「表５」）と同等の難燃性（準耐火性）を実現させるのであれば、粒径が小さくなった分、膨張黒鉛を添加する量を増やす必要がある（ポリアミン１００質量部、ポリイソシアネート１００質量部〜１６０質量部に対して、膨張黒鉛を３０質量部）。

このように添加する膨張黒鉛の量を増やせば、混合・撹拌により生成されたポリウレア樹脂の粘性が高くなるが、この実施の形態では、混合・撹拌により生成されたポリウレア樹脂が高温（摂氏６０度〜摂氏８０度）に調整されるので、粘性を低く抑えたままにすることができ、ポリウレア吹付装置１００のスプレーガン装置５０からの噴射が可能となる。

また、膨張黒鉛による難燃性（準耐火性）の効果を多少弱めてもよいのであれば、膨張黒鉛の添加量を、粒径が大きい従来の膨張黒鉛を用いた場合（ポリアミン１００質量部、ポリイソシアネート１００質量部〜１６０質量部に対して、膨張黒鉛１５質量部）と同じにすることもできる。

従来用いられていた粒径８０メッシュの膨張黒鉛を、ポリアミン１００質量部、ポリイソシアネート１００質量部〜１６０質量部に対して、１５質量部添加すれば、火炎が生じることなくポリウレア樹脂が炭化するまでの時間が６０秒となるが（「表５」参照）、１００メッシュの膨張黒鉛を同量（１５質量部）とすれば、火炎が生じることなくポリウレア樹脂が炭化するまでの時間は３０秒程度とやや短くなる（後述の「表７」参照）。

以上説明したように、この第１の実施の形態では、従来のポリウレア吹付装置（噴射口の口径１．５ｍｍ、加圧能力２３．５〜２４．０ＭＰａ、温度調整が摂氏８８度まで可能＝「表６」）をそのまま用いることができるように、ポリウレア樹脂に添加する膨張黒鉛の粒径を小さくし（粒径１００メッシュ）、添加する量を、ポリアミン１００質量部、ポリイソシアネート１００質量部〜１６０質量部に対して１５質量部〜３０質量部とした。
そして、ポリイソシアネートとポリアミンとを混合・撹拌して生成されたポリウレア樹脂をスプレーガン装置の内部で摂氏６０度〜摂氏８０度に加温・維持することで、該ポリウレア樹脂を対象物に吹き付け、所望の膜厚のポリウレア樹脂層を形成することができるようになる。このときポリウレア吹付装置１００（特に、スプレーガン装置５０内部）での目詰まりを生ずることはない。

本発明者は、粒径が１００メッシュの膨張黒鉛を添加したポリウレア樹脂（ポリウレア樹脂組成物）を用いて対象物に所定の膜厚（ここでは、２ｍｍ）のポリウレア樹脂層を形成した場合の難燃性（準耐火性）を確認した（燃焼実験）。
実験結果は、次の「表７」の通りである。

なお、前述したようにポリウレアの本来的な特性（伸縮性）が十分に発揮されるポリアミンとポリイソシアネートの比率は、ポリアミン１００質量部に対してポリイソシアネート１００質量部〜１６０質量部であることから、以下の比率のポリウレア樹脂組成物を用意した。
（１）ポリアミン１００質量部、ポリイソシアネート１００質量部、膨張黒鉛１５質量部＝（試料１）
（２）ポリアミン１００質量部、ポリイソシアネート１００質量部、膨張黒鉛３０質量部＝（試料２）
（３）ポリアミン１００質量部、ポリイソシアネート１６０質量部、膨張黒鉛１５質量部＝（試料３）
（４）ポリアミン１００質量部、ポリイソシアネート１６０質量部、膨張黒鉛３０質量部＝（試料４）

上記各ポリウレア樹脂組成物（試料１〜試料４）は、対象物（２０ｃｍ×２０ｃｍのコンクリート板）に膜厚が２ｍｍ程度に形成され、これを室温（２０℃程度）で６時間放置し、十分に乾燥させた。
なお、この燃焼実験では、粒径が１００メッシュの膨張黒鉛を一定の比率（ポリアミン１００質量部、ポリイソシアネート１０質量部〜１６０質量部に対して、膨張黒鉛１５質量部〜３０質量部）で添加した場合のポリウレア樹脂の難燃性（準耐火性）が確認できれば十分であるから、便宜上、所謂「手塗り」でポリウレア樹脂層を形成して、その難燃性（準耐火性）を確認した。

組成比が異なる（試料１〜試料４）ポリウレア樹脂層（膜厚２ｍｍ）が形成されたコンクリート板１〜４を垂直に立て、市販のトーチバーナーでそれぞれの表面を燃焼させた。このときトーチバーナーの炎の先端が、コンクリート板に接するように配置した。
燃焼経過時間と、コンクリート板１〜４の各々の燃焼結果は、次の「表７」の通りである。

なお、第１の実施の形態で得られた難燃性（準耐火性）を確認するため、２０ｃｍ×２０ｃｍのコンクリート板５表面に、８０メッシュの膨張黒鉛を含むポリウレア樹脂層（試料５）を厚さ２ｍｍで形成したものを用意した。

この「表７」の実験結果から明らかなように、ポリアミン１００質量部、ポリイソシアネート１００質量部からなるポリウレア樹脂の母剤に、更に、膨張黒鉛（１００メッシュ）を１５質量部、３０質量部を、それぞれ添加した２つの試料１、試料２でポリウレア樹脂層を形成した何れの場合でも、３０秒〜６０秒が経過するまでは発火することはなかった。これは、８０メッシュの膨張黒鉛３０質量部を充填剤として用いた試料５の実験結果（６０秒）とほぼ同じ結果であった。

また、ポリアミン１００質量部、ポリイソシアネート１６０質量部からなるポリウレア樹脂の母剤に、膨張黒鉛（１００メッシュ）を１５質量部、３０質量部を添加した２つの試料３、試料４でポリウレア樹脂層を形成した何れの場合でも、３０秒〜６０秒が経過するまでは発火することはなかった。これは、８０メッシュの膨張黒鉛３０質量部を充填剤として用いた試料５の実験結果（６０秒）とほぼ同じ結果であった。

また、一定時間の燃焼の後に生じた試料表面の状態も、試料１〜試料４、及び試料５とで見た目でも差異がなかった。
これらのことから、膨張黒鉛の粒径を従来の８０メッシュ（１７５〜１７７ミクロン）から１００メッシュ（１４７〜１４９ミクロン）に変更しても、膜厚２ｍｍ程度のポリウレア樹脂層に関し、３０秒〜６０秒に亘った燃焼に十分に耐えられることが分かった。

以上のように、ポリアミン１００質量部に対してポリイソシアネート１００質量部〜１６０質量部としたポリウレア樹脂の母剤に、充填剤として１００メッシュの膨張黒鉛を１５質量部〜３０質量部を添加し（ポリウレア樹脂組成物）、これを吹き付けてポリウレア樹脂層を形成した場合でも、粒径の大きい（８０メッシュ又はそれ以上の粒径）膨張黒鉛を充填剤として用いた場合と同等の優れた難燃性（準耐火性）が得られた。

ポリアミン１００質量部に対してポリイソシアネート１００質量部〜１６０質量部のポリウレア樹脂（母剤）に、膨張黒鉛を１５質量部〜３０質量部添加したものは、従来より用いられているポリウレア吹付装置１００において、混合・撹拌して生成される。
この生成されたポリウレア樹脂は、ポリウレア吹付装置１００のスプレーガン装置５０内で摂氏６０〜８０度に加温調整されるので粘性が低く抑えられ、当該噴射口（口径１．５ｍｍ）から対象物に十分に吹き付けが可能になる。
このときスプレーガン装置５０内部でのポリウレア樹脂の圧力を２３．５〜２４．０ＭＰａに調整することで噴射口５２Ａからの噴出量を１０Ｌ／ｍｉｎとすることができる。

なお、膨張黒鉛は、添加する膨張黒鉛の量が少ない方が形成後のポリウレア樹脂層の本来的な特性を損なうおそれが少なく、また、膨張黒鉛が少なくて済む分、製造コストを低くすることができる。よって、その使用目的によっては、ポリアミン１００質量部、ポリイソシアネート１００質量部〜１６０質量部に対して、膨張黒鉛１５質量部とすることで、形成されたポリウレア樹脂層に不燃性（準耐火性）を付加しつつ、製造コストを抑えることができる。

なお、第１の実施の形態では、膨張黒鉛の粒径を１００メッシュの場合について説明したが、粒径を１００メッシュより小さい粒径としても、従来のポリウレア吹付装置１００を用いたポリウレア樹脂の吹き付けは十分に可能である。
これは粒径が更に小さくなればポリウレア吹付装置１００（特にスプレーガン装置５０内部）での目詰まりの虞れがなくなるからである。
このとき膨張黒鉛の添加によって粘性が高くなるのであれば、膨張黒鉛が添加された溶液（Ａ剤又はＢ剤）の温度調整を更に高くすればよい（例えば、「表６」のポリウレア吹付装置であれば摂氏８８度近くまで）。

このように膨張黒鉛の粒径をより小さくしたときに、十分な難燃性（準耐火性）を達成するために添加する量を増やすことも可能であるが、その場合には混合・撹拌により生成されるポリウレア樹脂の調整温度を更にあげることで、粘性を低く抑えたままスプレーガン装置５０からの吹き付けを可能にすることができる。

なお、上記した実施の形態では、主として、粒径が１００メッシュの膨張黒鉛をイソシアネートに添加する例をあげて説明したが、膨張黒鉛はポリアミンにのみ添加してもよいし、ポリイソシアネートとポリアミンの両方に添加してもよいのは当然である。

（第２の実施の形態）
次に、本願の第２の実施の形態について図２〜図７を用いて説明する。
この第２の実施の形態で、ポリアミンとポリイソシアネートからなる母剤（この第２の実施の形態でも第１の実施の形態と同様の純度の高い母剤が用いられる）に添加される不燃性粉体は、少なくとも以下を含む。
（Ａ）膨張黒鉛（粒径１００メッシュ）
（Ｂ）臭素系難燃剤
（Ｃ）ポリリン酸メラミン
（Ｄ）シリカ粉末

なお、膨張黒鉛は、第１の実施の形態のポリウレア吹付装置１００を用いてポリウレア樹脂層を形成できるように、粒径を１００メッシュより小さいものとした。因みに、ポリウレア吹付装置１００の吹き付け圧力、温度調整、開口部の大きさを適宜設計変更すれば、膨張黒鉛の粒径を８０メッシュ程度とすることも可能である。

また、上記した不燃用粉体における各成分（Ａ）〜（Ｄ）の最適な割合は以下の通りである。
（Ａ）膨張黒鉛： ４０質量部
（Ｂ）臭素系難燃剤： ８０質量部
（Ｃ）ポリリン酸メラミン：８０質量部
（Ｄ）シリカ粉末： １００質量部

かかる構成の「不燃性粉体」を、ポリアミンとポリイソシアネートとからなるポリウレア樹脂の母剤（母剤組成物）にどの程度（何％）添加するかは、吹付け工法で実際に形成するポリウレア樹脂層にどの程度の「不燃性（準耐火性）」を実現するかによって異なる。

そこで、本発明者は、ポリウレア樹脂の母剤（ポリアミンとポリイソシアネート）に添加する「不燃用粉体」の割合を以下の（２）〜（６）のように変え、それぞれの割合で「不燃性（準耐火性）」がどの程度実現できるかを燃焼実験によって確認した。
なお、以下の燃焼実験を行うに当たっては、（Ａ）の膨張黒鉛は、伊藤黒鉛工業社の「9510045(−100mesh)」、（Ｂ）の臭素系難燃剤は、帝人株式会社の「ファイヤガード(FG8500)」である（「ファイヤガード」は、帝人株式会社の登録商標）、（Ｃ）のポリリン酸メラミンは、クラリアントケミカルズ株式会社の「EXOLIT AP462」を用いた（「EXOLIT」は、クラリアント プロドゥクテ（ドイチュラント）ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングの登録商標）。
また、（Ｄ）シリカ粉末に関しては、市販されている一般的なシリカ粉末（微粒二酸化ケイ素、低融点ガラス粉末）を用いた。
（１） ０％（図２）
（２）１５％（図３）
（３）２０％（図４）
（４）２５％（図５）
（５）３０％（図６）
（６）４０％（図７）

この燃焼実験を行なうに当たっては、不燃用粉体を添加しないポリウレア樹脂（１）、不燃用粉体を添加したポリウレア樹脂（２）〜（６）を用いて、３００ｍｍ×３００ｍｍ、厚さ９ｍｍのベニア板の表面に、ポリウレア樹脂層を厚さ３mm程度にそれぞれ形成した試料を用意した（図２〜図７）。なお、燃焼実験に当たっては、所謂「手塗り」によって試料を作製したが、「手塗り」によってムラが生じ得るポリウレア樹脂層するよりも、ポリウレア吹付装置１００を用いた「吹付け工法」によるポリウレア樹脂層の方が、膜質の均一性に優れ、ポリウレア樹脂層の本体的な特性及び本発明による不燃性（準耐火性）が優れる。

上記用意した（１）〜（６）の各試料を用いて１２０秒間（２分間）の燃焼実験を行った実験結果を図２〜図７に示す。
燃焼実験は、各試料（１）〜（６）を垂直に立てて、燃焼面から１５０ｍｍ離れた位置からトーチバーナーで、２分間、炎を垂直に当てた（バーナーの温度は約１２００度）。

第２の実施の形態に係る「不燃用粉体」を添加しない（１）の場合（０％）には、図２に示すように、１５秒経過時点で、バーナー炎が当たる箇所の変色が始まり、３０秒経過時点では、煙がたちはじめ、液だれも始まる。６０秒経過時点では液だれが著しくなり煙も多くなる。１分３０秒経過時点では、液だれが激しくなり、ベニア板の地が見え始め、１分５０秒経過したとき延焼し始めた。

「不燃用粉体」を１５％添加した（２）の場合には、図３に示すように、燃焼開始から１０秒経過時点で、バーナー炎が当たる箇所が膨らみはじめ、３０秒経過時点では、膨らみが増して炭化が進み、樹脂の溶融による液だれが始まった（この間、瞬間的に炎が生じるもすぐ消え、延焼することはなかった）。６０秒経過時点では液だれが著しくなり炎が大きくなった（ここでも燃え広がることはなかった）。１分２０秒経過時点では、さらに液だれが激しくなり、ベニア板の地が見え始め、１分３０秒経過時点ではバーナーの炎が当たる箇所の樹脂が溶け落ち、ベニア板の一部が燃えたがポリウレア樹脂層自体が延焼することはなかった。

「不燃用粉体」を２０％添加した（３）の場合には、図４に示すように、燃焼開始から１０秒経過時点で、バーナーの炎が当たる箇所の炭化がはじまり、２０秒経過時点では、その箇所を中心に炭化が進み膨らみが増した（このとき瞬間的に炎が生じたが、すぐに消えた）。３０秒経過時点では液だれが始まり、６０秒経過時点で液だれが著しくなった。１分３０秒経過時点では、液だれがさらに著しくなり、時折生じる炎が目立つようになった（この場合でもポリウレア樹脂に炎が燃え広がることはなかった）。２分経過時点では、液だれが激しくなり燃焼面の炭化による膨張も激しくなった（依然、炎が広がることはなかった）。全体を通じて十分な不燃性（準耐火性）が実現できた。

「不燃用粉体」を２５％添加した（４）の場合には、図５に示すように、燃焼開始から１０秒経過時点で、バーナー炎が当たる箇所が変色し（殆ど炭化は始まらない）、３０秒経過時点では、炭化が目立つようになった（一瞬、炎が生じるもすぐに消え、液だれもない）。３０秒から６０秒経過時点は状態は殆ど変わらない。１分３０秒経過時点では液だれが目立つようになるものの燃焼面（バーナー炎が当たる箇所）に著しい変化はなかった。１分３０秒〜２分経過時点までも大きな変化はなく、燃焼面が広がる程度であった。全体を通じて、樹脂の液だれは生じるものの、（３）の場合と比べても、十分な不燃性（準耐火性）が得られた。

「不燃用粉体」を３０％添加した（５）の場合には、図６に示すように、燃焼開始から１０秒経過時点で、バーナー炎が当たる箇所を中心に少し変色した（殆ど炭化は始まらない）。３０秒経過時点までは殆ど変わらず、少し炭化が進む程度であった。６０秒経過時点では炭化が目立つようになった（一瞬、炎が生じるもすぐに消え、液だれも生じない）。１分３０秒経過時点では、一瞬生じる炎が大きく感じられるもののすぐに消え、燃え広がることもない。１分３０秒経過時点以降、２分経過しても、液だれが生ずることもなく、燃焼面（バーナー炎が当たる箇所）に殆ど変化はなかった。

「不燃用粉体」を４０％添加した（６）の場合は、上述した３０％添加したときと、殆ど同じで、燃焼面の変色、炭化の広がり方が３０％添加時に比べて、少し狭い程度であった。
このようにポリイソシアネートとポリアミンとからなるポリウレア樹脂の母剤（母剤組成物）に対し不燃用粉体を３０％、４０％の何れの場合でも、上記のように少なくとも２分間の燃焼実験の間、炎も煙も目立つほど生ずることはなく、きわめて優れた不燃性（準耐火性）が実現できた。しかも、バーナーの炎によって変色、炭化する範囲が時間が経過しても殆ど広がることもなく、樹脂の液だれも生じない。

以上のことから、燃焼時に、単にポリウレア樹脂自体の燃焼を防ぐのであれば「不燃用粉体」の添加量は、ポリウレア樹脂の母剤１００質量部に対して１５質量部（１５％）程度でも良い。
また、一定時間以上のポリウレア樹脂層での炎の広がりを防止するだけの不燃性（準耐火性）を実現したいのであれば、「不燃性粉体」の添加量は、ポリウレア樹脂の母剤１００質量部に対して２０質量部（２０％）程度でよいことが解る。
また、「炎の広がり」を防止するのみならず、燃焼面の炭化、膨張を抑え、液だれも抑える程度の不燃性（準耐火性）を実現したいのであれば、「不燃性粉体」の添加量は、ポリウレア樹脂（母剤）１００質量部に対して２５質量部（２５％）程度となる。

さらに、「炎の広がり」を防止し、かつ、燃焼面の炭化、膨張をも抑え、液だれを生じさせない程度の不燃性（準耐火性）を実現したいのであれば「不燃性粉体」の添加量は、ポリウレア樹脂（母剤）１００質量部に対して３０質量部（３０％）とすればよい。この場合、２分間の燃焼実験を通して、ポリウレア樹脂層は、燃焼時の変形が殆どない。なお、不燃用粉体を４０％添加した場合、３０％の場合と不燃性（準耐火性）について違いがない。よって、ポリウレア樹脂の本来的な特性を保持するには、不純物をできるだけ少なくすべきこと、さらにはポリウレア樹脂層を形成する際のコストを抑えることを鑑みれば、不燃用粉体を３０％添加すれば十分である。

以上説明した不燃性（準耐火性）を有するポリウレア樹脂を、実際に対象物に吹き付けるに当たっては、第１の実施の形態のポリウレア吹付装置１００を用いることができる（図１）。
これは、この第２の実施の形態の「不燃用粉体」に添加される「膨張黒鉛」が１００メッシュだからである。

ポリウレア吹付装置（吹付装置）１００で「不燃用粉体」を含むポリウレア樹脂（ポリウレア樹脂組成物）を対象物に吹き付けるには、以下の手法が用いられる。なお、ポリウレア吹付装置１００の構成、作用については、第１の実施の形態で説明しているため、この第２の実施の形態では、その詳細な説明は省略する。
（１） まず、ポリアミンとポリイソシアネートの少なくとも一方に不燃用粉体を、所望の量（この実施の形態では、１５％〜４０％）添加する。
（２） ポリアミンとポリイソシアネートを混合・撹拌して生成したポリウレア樹脂の温度を摂氏６０度から摂氏８０度の間となるように加温する。
（３） ポリアミンとポリイソシアネートを混合・撹拌して生成したポリウレア樹脂の圧力を所定の圧力となるようにポリアミンとポリイソシアネートを加圧する。
（４） 摂氏６０度から摂氏８０度に加温され、かつ、所定の圧力に加圧された前記ポリウレア樹脂を対象物に吹き付ける。

この際、ポリアミンとポリイソシアネートを加温するに当たっては、ポリイソシアネートに不燃用粉体を添加した場合には、ポリイソシアネートを摂氏７０度から摂氏８０度に加温する。
一方、ポリアミンに不燃用粉体を添加した場合には、ポリアミンを摂氏７０度から摂氏８０度に加温する。これらの加温は、ポリウレア吹付装置１００に設けられた加温器１３，２３によって行われる。

このポリウレア吹付装置１００では、前述したように噴射口の口径が１．５ｍｍ、前記所定の圧力が２３．５ＭＰａから２４．０ＭＰａであるため、粒径が１００メッシュ（又はこれより粒径の小さい）膨張黒鉛を含んだ不燃用粉体がポリウレア樹脂の母剤（母剤組成物）に添加されていても、ポリウレア吹付装置１００を用いて、対象物にポリウレア樹脂層を均一に形成することができる。

また、ポリウレア吹付装置１００によれば、ポリイソシアネートに不燃用粉体が添加された場合に該ポリイソシアネートを摂氏７０度から摂氏８０度に加温することで、その粘性を低く抑えられ、ポリアミンに不燃用粉体が添加された場合に該ポリアミンを摂氏７０度から摂氏８０度に加温することで、その粘性を低く抑えられるので、ポリウレア樹脂（ポリウレア樹脂組成物）の全体としての粘性を低くでき、粒径が１００メッシュ（又はこれより粒径の小さい）の膨張黒鉛を含む「不燃用粉体」をポリウレア樹脂の母剤に添加しても、当該ポリウレア樹脂（ポリウレア樹脂組成物）を対象物に均一に吹き付けて形成することができる。均一な吹付けにより形成されたポリウレア樹脂層は、ポリウレア樹脂の本来的な特性を損なうことなく、優れた不燃性（準耐火性）を実現する。

また、このポリウレア吹付装置１００による吹付け工法は、対象物のある作業現場で、その都度、適宜、ポリウレア樹脂層を効率よく形成することができ、不燃性（準耐火性）を備えたポリウレア樹脂層の形成／設置作業の効率が飛躍的に改善される。

１０ 第１のタンク
１１ 第１の配管
１２ 第１のポンプ（第１の加圧手段）
１３ 第１の加温機（第１の加温手段）
１４，２４ ホースヒーター
２０ 第２のタンク
２１ 第２の配管
２２ 第２のポンプ（第２の加圧手段）
２３ 第２の加温機（第２の加温手段）
３０ 圧縮調整機構
４０ 圧縮機（圧縮手段）
４１ 第３の配管
５０ スプレーガン装置（生成手段、噴射手段）
５２ ガン部
５２Ａ 噴射口
５２Ｂ トリガー
６０ 制御部
ＳＷ スイッチ

Claims (18)

1. ポリアミン質量部１００、ポリイソシアネート１００質量部〜１６０質量部、膨張黒鉛１５質量部〜３０質量部を含むポリウレア樹脂組成物であって、前記膨張黒鉛の粒径を１００メッシュ又はこれより小さい粒径としたことを特徴とするポリウレア樹脂組成物。
2. 請求項１に記載のポリウレア樹脂組成物を対象物に吹き付けて所望の膜厚のポリウレア樹脂層を形成するポリウレア樹脂層の形成方法であって、
   ポリアミンとポリイソシアネートの少なくとも一方に前記膨張黒鉛を添加するステップと、
   前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを混合・撹拌して生成されるポリウレア樹脂の温度が摂氏６０度から摂氏８０度の間となるように前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを加温するステップと、
   前記ポリアミンと該ポリイソシアネートとを混合・撹拌して生成されるポリウレア樹脂の圧力が、所定の圧力となるように前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを加圧するステップと、
   摂氏６０度から摂氏８０度に加温され、かつ、前記所定の圧力に加圧された前記ポリウレア樹脂を対象物に吹き付けるステップとを含んでいることを特徴とするポリウレア樹脂層の形成方法。
3. 前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを加温するステップでは、該ポリイソシアネートに前記膨張黒鉛が添加された場合に該ポリイソシアネートが摂氏７０度から摂氏８０度に加温され、前記ポリアミンに前記膨張黒鉛が添加された場合に該ポリアミンが摂氏７０度から摂氏８０度に加温されることを特徴とする請求項２に記載のポリウレア樹脂層の形成方法。
4. ポリイソシアネートを収容する第１のタンクと、ポリアミンを収容する第２のタンクと、前記第１タンクから供給されるポリイソシアネートの温度を調整する第１の加温手段と、前記第２タンクから供給されるポリアミンの温度を調整する第２の加温手段と、前記第１のタンクから供給されるポリイソシアネートを加圧する第１の加圧手段と、前記第２のタンクから供給されるポリアミンを加圧する第２の加圧手段と、気体を圧縮する圧縮手段と、前記ポリイソシアネートと前記ポリアミンとを混合・撹拌してポリウレア樹脂を生成する生成手段と、噴射口を有し前記生成したポリウレア樹脂を該噴射口から噴射する噴射手段とを具えたポリウレア吹付装置を用いて、請求項１に記載のポリウレア樹脂組成物を対象物に吹き付けてポリウレア樹脂層を形成するに当たり、
   前記第１の加温手段及び前記第２の加温手段により前記噴射手段における前記ポリウレア樹脂の温度を摂氏６０度から摂氏８０度に保持し、
   前記第１の加圧手段及び前記第２の加圧手段により前記噴射手段における前記ポリウレア樹脂の圧力を所定の圧力に加圧し、
   該加圧されたポリウレア樹脂を前記噴射口より対象物に吹き付けてポリウレア樹脂層を形成することを特徴とするポリウレア樹脂層の形成方法。
5. 前記噴射口の口径が１．５ｍｍ、前記所定の圧力が２３．５ＭＰａから２４．０ＭＰａであることを特徴とする請求項４に記載のポリウレア樹脂層の形成方法。
6. 前記第１の加温手段は、前記ポリイソシアネートに前記膨張黒鉛が添加された場合に該ポリイソシアネートを摂氏７０度から摂氏８０度に加温し、
   前記第２の加温手段は、前記ポリアミンに前記膨張黒鉛が添加された場合に該ポリアミンを摂氏７０度から摂氏８０度に加温することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のポリウレア樹脂層の形成方法。
7. 下記成分（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）及び（Ｄ）を含むことを特徴とする不燃用粉体。
   （Ａ）膨張黒鉛
   （Ｂ）臭素系難燃剤
   （Ｃ）ポリリン酸メラミン
   （Ｄ）シリカ粉末
8. 前記成分（Ａ）４０質量部に対して、成分（Ｂ）８０質量部、（Ｃ）８０質量部、前記成分（Ｄ）１００質量部としたことを特徴とする請求項７に記載の不燃用粉体。
9. 下記成分（ア）（イ）（ウ）（エ）及び（オ）を含むことを特徴とするポリウレア樹脂組成物。
   （ア）ポリアミンとポリイソシアネートとからなる母剤組成物
   （イ）膨張黒鉛
   （ウ）臭素系難燃剤
   （エ）ポリリン酸メラミン
   （オ）シリカ粉末
10. 前記成分（ア）１００質量部に対して、成分（イ）から（オ）の合計を１５質量部以上４０質量部以下としたことを特徴とする請求項９に記載のポリウレア樹脂組成物。
11. 前記成分（ア）１００質量部に対して、成分（イ）から（オ）の合計を２５質量部以上としたことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載のポリウレア樹脂組成物。
12. 前記成分（ア）１００質量部に対して、成分（イ）から（オ）の合計を３０質量部としたことを特徴とする請求項９に記載のポリウレア樹脂組成物。
13. 前記成分（イ）（ウ）（エ）（オ）は、４：８：８：１０の割合で配合されることを特徴とする請求項９から請求項１２の何れかに記載の不燃用粉体。
14. ポリアミンとポリイソシアネートからなる母剤組成物に請求項７又は請求項８に記載の不燃用粉体を添加して得られたポリウレア樹脂組成物を対象物に吹き付けて所望の膜厚のポリウレア樹脂層を形成するポリウレア樹脂層の形成方法であって、
    ポリアミンとポリイソシアネートの少なくとも一方に不燃用粉体を添加するステップと、
    前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを混合・撹拌して生成されるポリウレア樹脂の温度が摂氏６０度から摂氏８０度の間となるように前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを加温するステップと、
    前記ポリアミンと該ポリイソシアネートとを混合・撹拌して生成されるポリウレア樹脂の圧力が、所定の圧力となるように前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを加圧するステップと、
    摂氏６０度から摂氏８０度に加温され、かつ、前記所定の圧力に加圧された前記ポリウレア樹脂を対象物に吹き付けるステップとを含んでいることを特徴とするポリウレア樹脂層の形成方法。
15. 前記ポリアミンと前記ポリイソシアネートを加温するステップでは、該ポリイソシアネートに前記不燃用粉体が添加された場合に該ポリイソシアネートが摂氏７０度から摂氏８０度に加温され、前記ポリアミンに前記不燃用粉体が添加された場合に該ポリアミンが摂氏７０度から摂氏８０度に加温されることを特徴とする請求項１４に記載のポリウレア樹脂層の形成方法。
16. ポリイソシアネートを収容する第１のタンクと、ポリアミンを収容する第２のタンクと、前記第１タンクから供給されるポリイソシアネートの温度を調整する第１の加温手段と、前記第２タンクから供給されるポリアミンの温度を調整する第２の加温手段と、前記第１のタンクから供給されるポリイソシアネートを加圧する第１の加圧手段と、前記第２のタンクから供給されるポリアミンを加圧する第２の加圧手段と、気体を圧縮する圧縮手段と、前記ポリイソシアネートと前記ポリアミンとを混合・撹拌してポリウレア樹脂を生成する生成手段と、噴射口を有し前記生成したポリウレア樹脂を該噴射口から噴射する噴射手段とを具えたポリウレア吹付装置を用いて、
    ポリアミンとポリイソシアネートからなる母剤組成物に請求項７又は請求項８に記載の不燃用粉体を添加して得られたポリウレア樹脂組成物を対象物に吹き付けてポリウレア樹脂層を形成するに当たり、
    前記第１の加温手段及び前記第２の加温手段により前記噴射手段における前記ポリウレア樹脂の温度を摂氏６０度から摂氏８０度に保持し、
    前記第１の加圧手段及び前記第２の加圧手段により前記噴射手段における前記ポリウレア樹脂の圧力を所定の圧力に加圧し、
    該加圧されたポリウレア樹脂を前記噴射口より対象物に吹き付けてポリウレア樹脂層を形成することを特徴とするポリウレア樹脂層の形成方法。
17. 前記噴射口の口径が１．５ｍｍ、前記所定の圧力が２３．５ＭＰａから２４．０ＭＰａであることを特徴とする請求項１６に記載のポリウレア樹脂層の形成方法。
18. 前記第１の加温手段は、前記ポリイソシアネートに前記不燃用粉体が添加された場合に該ポリイソシアネートを摂氏７０度から摂氏８０度に加温し、
    前記第２の加温手段は、前記ポリアミンに前記不燃用粉体が添加された場合に該ポリアミンを摂氏７０度から摂氏８０度に加温することを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載のポリウレア樹脂層の形成方法。