JP6086485B2 - 防燃性コーティング剤を用いた表面被覆方法 - Google Patents
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Description
また、本発明は上記の防燃性コーティング剤を塗布して防火性、防炎性、難燃性等の防燃性を向上させた防燃体に関する。
特許文献3では、耐火性原料としてマイカを含み、耐火粘土によって500℃までの範囲で結晶水の脱離を生ずる建築用防火塗料が開示されている。
図1は、本発明の防燃性コーティング剤を用いた表面被覆方法を説明する流れ図である。図において、まず、水溶液中の金属イオンを層状粘土鉱物に浸潤させて、層状粘土鉱物の層間結合を緩和する(S100)。ここで、層状粘土鉱物としては、バーミキュライトのような粘土鉱物を用いると良い。ここで、粘土鉱物(clay mineral)とは、粘土を構成する鉱物で、主成分は層状ケイ酸塩鉱物(フィロケイ酸塩鉱物)である。主な粘土鉱物としては、カオリナイト(高陵石)、スメクタイト、セリサイト(絹雲母)、イライト、グローコナイト(海緑石)、クロライト(緑泥石)、タルク(滑石)、ゼオライト(沸石)などがある。
そして、薄片化処理した層状粘土鉱物を含む塗布液を被覆体の表面に塗布して乾燥させる(S106)。
(i)室温で適用時には液体であり、層状粘土鉱物間のすき間に浸透できるような物性(濡れ性、表面張力、粘性)を有している事、
(ii)空気中で固化して、ある程度の強度を発揮する事、
(iii)高温では液化するが燃焼はせずに、層状粘土鉱物間をつないで酸素の内部への侵入を食い止める事。
この操作を最低3回繰り返してKClを除去後、紙フィルターを通す、あるいは乾燥処理によって薄片バーミキュライトの凝集体を得る(S204)。
常温硬化性ガラスで被覆した試験片は、乾燥した状態の室温で一週間程度乾燥させる(S212)。そして、完成した試験片(防燃材)に対して、電気炉内での5分間の燃焼実験を行った。燃焼実験の温度は500℃と600℃の2通りである。
無処理の試験片はほとんど完全に燃焼して何も残らなかったが、バーミキュライトやガラス被膜のみの試験片の場合、内部はほとんど空洞化したがコーティング層のみは元の形状を保った外殻の形態で残った。バーミキュライトとガラスを塗布した試験片では、内部に炭化した木材が残った。炭化した木材の重量は、全体の重量から熱処理後の塗膜の重量(バーミキュライトからの水の脱離によって約15%重量減する)を差し引いて算出した。単層よりも2回塗布した方が効果は大きいことも示されている。
図9は、本発明の第2の防燃性コーティング剤を用いた表面被覆方法を説明する流れ図である。まず、粒子径が10μm〜5mmの範囲内の層状粘土鉱物を準備する。このような層状粘土鉱物は、例えば福島産バーミキュライト粉砕粉や南アフリカ産バーミキュライト粉として入手できる。
図12は、本発明の第3の防燃性コーティング剤を用いた表面被覆方法を説明する流れ図である。まず層状粘土鉱物としてのバーミキュライトを準備する(S400)。層状粘土鉱物は、例えば、粒子径が10μm〜5mmの範囲内のものである。続いて、バーミキュライトを被覆膜として適切な程度に粉砕する(S402)。粉砕する粒子径としては、被覆膜の膜厚よりも小さくするのが望ましく、例えば被覆膜の膜厚が10μmの場合は10μm程度、200μmの場合は100μm程度に定める。粉砕には、例えば試験研究目的では乳棒と乳鉢を用いても良いが、量産化段階では粉砕用機械を用いると良い。
続いて、常温硬化ガラス原料液を刷毛で塗布する(S408)。常温硬化性ガラスで被覆した試験片は、乾燥した状態の室温で一週間程度乾燥させる(S212)。
そして、完成した試験片(防燃材)に対して、電気炉内での5分間の燃焼実験を行った。燃焼実験の温度は500℃である。
上記のバーミキュライト粉末は、乳鉢と乳棒ですりつぶしたものである。薄片化処理した層状粘土鉱物と比較すると、粒子径が粗いために外観の均質性にはバラツキがある(図4参照)。
まず層状粘土鉱物としてのバーミキュライトを準備する(S500)。次に、バーミキュライトを被覆膜として適切な程度に粉砕する(S502)。そして、粉砕処理した層状粘土鉱物と常温硬化性ガラス原料液を混和する(S504)。続いて、この混和した層状粘土鉱物と常温硬化性ガラスを含む塗布液で、被覆体の表面を塗布し(S506)、乾燥させる。常温硬化性ガラスで被覆した被覆体は、乾燥した状態の室温で一週間程度乾燥させる(S212)。ここで、固化後の層状粘土鉱物と常温硬化性ガラスの被覆膜の膜厚は、例えば10μm〜300μmの範囲内であるように形成する。
Claims (6)
- 有機物を含んでなる固相被覆体の表面に防燃性を持たせる防燃性コーティング剤を用いた表面被覆方法であって、
層状粘土鉱物の溶媒中分散体を前記固相被覆体の表面に付着させる工程と、
前記層状粘土鉱物の付着した前記固相被覆体の表面に常温硬化性ガラスを塗布して前記粘土鉱物の粒子間の空隙をガラスで結合した複合体を形成して被覆する工程と、
を有することを特徴とする防燃性コーティング剤を用いた表面被覆方法。 - 前記層状粘土鉱物の溶媒中分散体を前記固相被覆体の表面に付着させる工程は、
水溶液中の金属イオンを前記層状粘土鉱物に浸潤させて、前記層状粘土鉱物の層間結合を緩和し、超音波振動、機械的振動、撹拌、又は急速加熱によって層間を剥離して粘土鉱物粒子を薄片化する工程と、
薄片化処理した粘土鉱物を分散した懸濁液を分離し、薄片化した粘土鉱物を前記懸濁液から分離乾燥する工程と、
前記薄片化処理後に分離乾燥した層状粘土鉱物を溶媒中に分散含有する塗布液を調整する工程と、
前記塗布液を前記固相被覆体の表面に塗布して乾燥させる工程と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の防燃性コーティング剤を用いた表面被覆方法。 - 前記層状粘土鉱物の溶媒中分散体を前記固相被覆体の表面に付着させる工程は、
粒子径が被覆膜の膜厚よりも小さくなるように、前記層状粘土鉱物を粉砕処理する工程と、
前記粉砕処理した層状粘土鉱物と溶媒を混合して撹拌した塗布液を調整する工程と、
前記塗布液を前記固相被覆体の表面に塗布して乾燥させる工程と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の防燃性コーティング剤を用いた表面被覆方法。 - 有機物を含んでなる固相被覆体の表面に防燃性を持たせる防燃性コーティング剤を用いた表面被覆方法であって、
水溶液中の金属イオンを前記層状粘土鉱物に浸潤させて、前記層状粘土鉱物の層間結合を緩和し、超音波振動によって層間を剥離して粘土鉱物粒子を薄片化する工程と、
薄片化処理した粘土鉱物を分散した懸濁液を分離し、薄片化した粘土鉱物を前記懸濁液から分離乾燥する工程と、
前記分離乾燥した薄片粘土鉱物と常温硬化性ガラス原料液を含有する塗布液を調整する工程と、
前記塗布液を前記固相被覆体の表面に塗布して乾燥させる工程と、
を備え、固化後の層状粘土鉱物と常温硬化性ガラスの被覆膜の膜厚を10μm〜300μmの範囲内で形成することを特徴とする防燃性コーティング剤を用いた表面被覆方法。 - 前記固相被覆体は木材、プラスチック、繊維の少なくとも一種類を含み、
前記層状粘土鉱物はバーミキュライト、スメクタイト、カオリナイト、ハロイサイト、雲母粘土鉱物、緑泥石、イモゴライト、アロフェン、セビオライト、バリゴルスカイトの少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の防燃性コーティング剤を用いた表面被覆方法。 - 前記溶媒はアルコール、アルデヒド、ケトン、ニトリルの少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の防燃性コーティング剤を用いた表面被覆方法。
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