JP5984342B2 - 被覆材 - Google Patents
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Description
このような被覆材は、成分中に、温度上昇により分解して不燃性のガスを発生する成分と、炭素化して多孔質の炭化断熱層を形成する成分を含有しており、不燃性のガスの発生で火災の消火効果を発揮し、炭素化成分による多孔質炭化断熱層の形成により断熱効果を発揮するものである。その利点としては、薄膜化が可能であり、圧迫感が少なくスッキリとした感じに仕上げられること等が挙げられる。
1.結合材、難燃剤、発泡剤、炭化剤及び充填剤を含有する被覆材であって、
当該結合材が、酢酸ビニル樹脂を含み、
当該充填剤としてTiO2及び、相転移温度が1000℃以上の無機粉体を含み、
上記無機粉体が、焼成カオリン、焼成クレー、焼成ヒル石、フライアッシュ、ポルトランドセメント、ワラストナイトから選ばれるものであり、
上記結合材100重量部(固形分)に対し、上記難燃剤を50〜600重量部、上記発泡剤を5〜60重量部、上記炭化剤を5〜60重量部、上記充填剤を10〜300重量部含み、
上記結合材100重量部(固形分)に対し、上記無機粉体を20重量部以上含むことを特徴とする被覆材。
2.上記結合材が、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル/バーサチック酸ビニルエステル共重合樹脂、酢酸ビニル/エチレン共重合樹脂、酢酸ビニル/バーサチック酸ビニルエステル/アクリル共重合樹脂、酢酸ビニル/アクリル共重合樹脂から選ばれるものであり、
上記難燃剤が、有機リン系化合物、塩素化合物、アンチモン化合物、リン化合物、ホウ素化合物から選ばれるものであり、
上記発泡剤が、メラミン及びその誘導体、ジシアンジアミド及びその誘導体、アゾジカーボンアミド、尿素、チオ尿素から選ばれるものであり、
上記炭化剤が、多価アルコール、デンプン、カゼインから選ばれるものであることを特徴とする1.に記載の被覆材。
3.上記TiO2と上記無機粉体との重量比率は95:5〜50:50であることを特徴とする1.または2.に記載の被覆材。
・無機粉体の脱水反応(結晶水・水和水の脱離)
・無機粉体の結晶構造の変化(多形転移)
・無機粉体の融解または分解反応
無機粉体が相転移を生じる際には、少なからず体積あるいは形状の変化を伴う。また、このとき相転移熱を生じる。一般に、無機粉体の強度は高いため、燃焼時に形成される微細な空隙を有する炭化断熱層の構造骨格中に無機粉体が存在すると、炭化断熱層の強度は高くなると予想される。
しかし、体積あるいは形状変化を生じる無機粉体が炭化断熱層の構造骨格中に存在する場合は、その構造中の炭化物と無機粉体界面において接着力低下が起こり、結果的に炭化断熱層全体の強度低下を招く。また、相転移熱により発泡剤や難燃剤の熱分解を阻害したり、熱分解で発生したガス成分が、炭化機構に作用しにくくなるため、炭化断熱層の発泡性が低下し、本来の目的である断熱性が低くなるものと推測される。
このうち、炭化断熱層の強度向上のために、少なくともSiO2またはAl2O3を含むものが好ましく、さらにはSiO2及びAl2O3を含むものが好ましい。このような無機粉体として、焼成カオリン、焼成クレー等が好適である。
充填剤におけるTiO2と上記無機粉体との重量比率は、好ましくは95:5〜50:50、より好ましくは85:15〜60:40である。
また、充填剤の配合比率は、結合材100重量部(固形分)に対し、好ましくは10〜300重量部、更に好ましくは20〜250重量部である。このような範囲であることにより、炭化断熱層の強度を維持することができ、耐熱保護性において良好な性能を得ることができる。
表1に示す配合に従い、各原料を常法により混合・攪拌することによって被覆材1〜10を製造した。なお、原料としては以下のものを使用した。
・結合材A:アクリル/スチレン共重合樹脂エマルション
・結合材B:酢酸ビニル/バーサチック酸ビニルエステル共重合樹脂エマルション
・発泡剤:メラミン
・炭化剤:ジペンタエリスリトール
・難燃剤:ポリリン酸アンモニウム
・充填材A:酸化チタン(TiO2、ルチル型、平均粒子径0.3μm)
・充填剤B:焼成クレー(Al2O3・2SiO2、平均粒子径1.4μm、焼成処理温度:1000℃以上)
・充填剤C:重質炭酸カルシウム(CaCO3、平均粒子径50μm、分解温度825℃)
・充填剤D:カオリンクレー(Al2O3・2SiO2・2H2O、平均粒子径1.4μm、脱水温度400〜600℃)
被覆材1を熱間圧延鋼板(300×300×9mm)に刷毛を用いて、乾燥膜厚が約2mmとなるように塗装を行い、温度20℃・相対湿度65%下で1週間乾燥させたものを試験体1とした。試験体1について、以下の評価を行った。結果を表2に示す。
試験体1を、ISO834の標準加熱曲線に準じて一定時間(1時間)加熱し、試験体を室温に冷却した後、炭化断熱層の発泡倍率の測定を行った。また、発泡層の緻密性を目視にて評価した。その後、試験体を垂直にし、炭化断熱層の強度を目視にて評価した。評価基準はそれぞれ以下のとおりである。結果はそれぞれ表2に示す。
A:発泡倍率20倍以上
B:発泡倍率10倍以上20倍未満
C:発泡倍率5倍以上10倍未満
D:発泡倍率5倍未満
<緻密性>
A:炭化断熱層の内部が緻密
B:炭化断熱層の内部一部空隙が認められた
A:脱落なし
B:表層が一部脱落
C:全て脱落
試験例1の被覆材1に代えて被覆材2〜10を使用した以外は、試験例1と同様にして試験体2〜10を作製し、試験体1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
Claims (3)
- 結合材、難燃剤、発泡剤、炭化剤及び充填剤を含有する被覆材であって、
当該結合材が、酢酸ビニル樹脂を含み、
当該充填剤としてTiO2及び、相転移温度が1000℃以上の無機粉体を含み、
上記無機粉体が、焼成カオリン、焼成クレー、焼成ヒル石、フライアッシュ、ポルトランドセメント、ワラストナイトから選ばれるものであり、
上記結合材100重量部(固形分)に対し、上記難燃剤を50〜600重量部、上記発泡剤を5〜60重量部、上記炭化剤を5〜60重量部、上記充填剤を10〜300重量部含み、
上記結合材100重量部(固形分)に対し、上記無機粉体を20重量部以上含むことを特徴とする被覆材。 - 上記結合材が、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル/バーサチック酸ビニルエステル共重合樹脂、酢酸ビニル/エチレン共重合樹脂、酢酸ビニル/バーサチック酸ビニルエステル/アクリル共重合樹脂、酢酸ビニル/アクリル共重合樹脂から選ばれるものであり、
上記難燃剤が、有機リン系化合物、塩素化合物、アンチモン化合物、リン化合物、ホウ素化合物から選ばれるものであり、
上記発泡剤が、メラミン及びその誘導体、ジシアンジアミド及びその誘導体、アゾジカーボンアミド、尿素、チオ尿素から選ばれるものであり、
上記炭化剤が、多価アルコール、デンプン、カゼインから選ばれるものであることを特徴とする請求項1に記載の被覆材。 - 上記TiO2と上記無機粉体との重量比率は95:5〜50:50であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の被覆材。
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