JPS59146984A - 耐火被覆用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐火被覆用組成物に関する。

耐火被覆用組成物は従来から、耐火性の要求さｎる各種
分野番こおいて、広く利用さｎて来た。この耐火被覆用
組成物番こは次の様な性質が要求さｎる。

イ）不燃性であること。従って少くとも主成分は無機質
成分で構成さｎていること、 （ロ）断熱性かあること。特に加熱さ几たときの断熱性
かあり、塗付した組成物の裏面温度が一定の基準以下の
温度に保たｎること。

（ハ）耐熱性かあること。特に１０００’Ｃに加熱した
際にも溶融、クランク、破壊等が起らす、加熱時の機械
強度が大きいこと。

に）耐炎性のあること。火炎−こ接したとき、就中火炎
流が当ったときに耐炎性があること。

（ホ）耐熱水性かあること。特番こ火災時の消防活動に
基くポース注水に耐えること。

（へ）耐衝撃性のあること。特に柱、梁や床の様な場合
には、火災時における他の物体の倒壊等の衝撃に対して
も抵抗力かあり、被覆材が剥離したりしないこと。

等が面求さｎる。

従来の耐火被覆材として最も代表的なものとして無機質
繊維系のものが知らｎでいるが、上記各要件については
、次の様な難点がある。上記（ロ）（こついては昇温速
度が一定である。即ち途中で温度の上昇が止まることが
無く続けて温度が上昇してしまう。上記（ハ）１こつい
ては１０００℃番こ加熱さｎると層が溶融又は著しく損
傷さｎる。上記に）については火炎の流ｎが繊維間を通
して裏材に当たる。

また上記（ホ））及び（へ）番こついては基材特に鉄鋼
からの剥離が生ずるという難点がある。

本発明の目的は耐火被覆材料として要求される全ての要
件を具備する耐火被覆材料を提供することである。

本発明の他の目的は、不燃性で且つ断熱性の著しく優ｎ
た耐火被覆材料を提供することである。

本発明の他の特徴は、耐熱性並ひ番こ耐炎性の著しく優
ｎた耐火被覆材料を提供することである。

本発明の他の目的並ひ１こ他の特徴は以下の記載から明
らかとなるであろう。

本発明の上記目的は、 Ａ）水可溶性アルカリ金属珪酸塩 （Ｂ）　　上記アルカリ金属珪酸塩の硬化剤、及び（Ｃ
１水化度の大きい物質 を有効成分として含まれて成る組成物を耐火被覆用組成
物として使用することにより達成さｎる。

本発明者の研究番こより水可溶性アルカリ金属珪酸塩と
上記珪酸塩の硬化剤１こ、水化度の大きい物質を含有さ
せた組成物は、耐火被覆用材料として要求さｎる全ての
要件をほぼ満足する程度番こ具備することが明らかとな
った。

本発明者こおいて、使用さｎる水化度の大きい物質は従
来この抽耐火被覆用組成物の成分としては、全く使用さ
ｎたことのない物質でありこの物質をこの種組成物の一
成分として使用することｌこ本発明の大きな特徴が存す
。

而して該水化度とは１００°Ｃで加熱さｎた物体か、そ
ｎ以上の温度に加熱さｎて行った場合に、更に多獣の水
を放出する程度をいい、本発明１こおけろ水化度の大き
い物質とは、１００°Ｃの恒温時点を１００　とし、６
００゛Ｃ加熱によりその円の１５賑社％以上か脱水減少
する物質をいう。尚、該物賀番こ含有さｎている水の形
態としては、結晶水の他吸着水も含む。

こｎ等水化度の大きい物質としては、次の様な物質を例
示することが出来る。

（ＩＩ　　フルミナ水和物系物質 具体例　ＡＩ！（ＯＨ）３、キフサイト（Ｇｉｂｂｓｉ
ｔｅ）、ベーマイト（Ｂｏｅｈｍｉｔｅ）、タイアスポ
ア（Ｄｉａｓｐｏｒｅ　）、ベイアナイト（Ｂａｙｅｒ
ｎｉｔｅ　）（２）沸石系物質 具体例、チャバサイト（Ｃｈａｂａｚ　ｉ　ｔｅ　）、
ヒユーランダイト（Ｈｅｕ　ｌ　ａｎｄ　ｉ　ｔ　ｅ　
）、モルデナイト（Ｍｏｒｄｅｎ　ｉ　ｔｅ　） （３）　　ンリカーアルミナ系物質 具体例　　アロフェノ（Ａｌ　１ｏｐｈａｎｃ　）、ハ
ロイサイ）　（Ｈａｌｌｏｙｓｉｔｅ八ウアーミュキラ
イへ（Ｖｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ〕 （４）　　マク不シャ糸物賀 具体例　ブルーザイト（Ｈｒｕｓｉｔｅ）、アタバルジ
　　・ヤイト（Ａｔｔａｐｕｌｇｉｔｅ） （５）その他 具体例：エトリンンヤイト（Ｅｔｔｒｉｎｇｉｔｅ）等
を例示することが出来る。

本発明において使用する水可溶性アルカリ金属珪酸塩（
Ａ成分）を構成するアルカリ成分としては、例えばリチ
ウム、ナトリウム、カリウム、ルビジラム等のアルカリ
金属を例示できる。特にナトリウム、カリウム等の場合
は、安価で入手しゃすく、しかも硬化効果の促進、金属
基体への層の接着性の増大、加熱による層の機械的強度
低下の防止が顕著であり、好ましい。またＡ成分は水可
溶性である限り、その組成やアルカリ酸化物（Ｒ２゜と
して示す）と５Ｉ０２　　とのモル比には本来制限さｎ
　）’ｊ　イ（７，）　テあるが、上記Ｓ　ＩＯ２／Ｒ
２０のモル比は１．５〜４．０とし、特ｆＣ１，８〜３
．０程度とするのが好ましい。モル比が１．８〜３．０
の場合番こは、特番こ耐水性にすぐｎｌかっ機械的強度
が大となる。上記Ａ成分は、その１種を単独で又は２種
以上を併用して、粉末の形態でもまた水溶液の形態でも
有利齋ご用い得るが、ペースト調製の容易性を考慮すｎ
は、固形分濃度を１０％以上、通常１０〜５０％程度の
水溶液の形態で用いるのが好ましい。即ちＡ成分を上記
範囲の濃度の水溶液の形態で用いる時には、こｎを上記
の他の成分及び必要に応じ使用さｎる他の成分と共に単
に混合するだけで容易にペースト状組成物の調製を行な
い得て、適度な流動性が得らｎると共に硬化時の収縮率
も比較的少ない。

本発明ｉこおいて使用する上記アルカリ金属珪酸塩の硬
化剤（Ｂ成分）としては、水硬性セメント、珪素又は珪
素合金製造時に副生さｎるシリカダスト、酸化亜鉛、酸
性金属酸化物、高級脂肪酸の二価以上の金属塩、カルホ
キシル基を有する水溶性高分子物質の二価以上の金属塩
、リン酸塩、硼酸塩、二価金属の硫酸塩及び二価金屑の
亜硫酸塩の群から選ばｎる少くとも１種が使用さｎる。

この硬化性成分を具体的に例示すｎば次の通りであ鏡水
硬性セメントとしては、水硬性石灰、天然セメント、ポ
ルトランドセメント、アルミナセメント等の単味セメン
ト、石灰混合セメント、高炉セメント、シリカセメント
、フライアンシュセメント、メーソンリーセメント、高
硫酸塩セメント等の混合セメントが例示できる。高級脂
肪酸の二価以上の金属塩は、代表的なものとしてステア
リン酸やパルミチン酸の亜鉛塩、アルミニウム塩、カル
シウムｆＭ、バ！Ｊウム塩、マグネシウム塩、ニッケル
塩なとを例示できる。カルホキシル基を含有する水溶性
高分子の二価以上の金属の塩とは、水浴性高分子がアル
キン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、セルロー
ス誘導体、アルキンド樹脂、アミノアルキッド樹脂など
で構成さ１１、二価以上の金属がＺｎ、　Ｃａ、　Ｃｕ
、　Ｍｇ、　Ｂｅ、　Ｓｒ、　Ｂａ、　Ａｌ、　Ｔｉ。

Ｚｒ、　Ｓｂ、Δ（ｏ、　Ｗ、　Ｓｂ、　ｆｕｌｎ、　
Ｆｅ、　Ｃｒ、　Ｎｉ、　Ｖ　　がら選ばｎる金属であ
って、該水溶性高分子と金属とで塩を形成しているもの
である。シリカタストとは、電熱冶金法によって珪素や
珪素合金を製造する際に副生さｎ、るものである。

本発明に用いるシリカダストとして望ましいものは、粒
子径約０．１〜１．０μ程度、比表面積約１０〜５０ｒ
ｒｆ７９程度並ひにがさ比重約０．１〜０．３程度のも
ので少なくとも６０重爪形、好ましくは少なくとも８０
重盆形の５１ｏ２を含むものである。酸性金属酸化物と
は、Ｃｒ　２０３．　Ｍｎ　Ｏ＋　Ｍｎ　Ｂ　Ｏ４，Ｆ
　ｅｏ、　Ｃｕｂ。

ＰｂＯなとか、リン酸塩としてはリン酸アルミニウム、
リン酸カルシウム、リン酸亜鉛、リン酸りリウム、リン
酸ストロンチウム、リン酸バリウム、リン酸マグネシウ
ム、リン酸マンカンなどが、ホウ酸塩としてはホウ酸亜
鉛、ホウ酸マクネシウム、酸マグネシウム、硫酸亜鉛、
硫酸カルシウム、硫酸バリウムが、二価金属の亜硫酸塩
としては亜硫酸カルシウム、亜硫酸マグネシウム、亜硫
酸亜鉛、亜硫酸銅などを例示できる。

本発明組成物は上記（Ａ）〜（Ｃ）成分が含有さｎて成
るものであるか、こｎ等の配合割合は次の通りである。

（Ａ）成分（固形分）　　　　１００．ｉ承部（ＢＪ　
　・・　　　　　　　３〜２ｓｏｉｉ部（Ｃ）成分　　
　　　　２０〜７００重量部Ｂ成分承部用量としては、
水硬性セメント、シリカタスト又は酸化亜鉛を使用する
場合は、１５〜２５０　重量部、高級脂肪酸又はカーホ
キシル基を有する水溶性高分子物質の金属塩、酸性金属
酸化物、リン酸塩、硼酸塩、二価金属の硫酸塩又は二価
金属の亜硫酸塩を使用する場合は３〜３０　Ｍ止部、程
度である。またＣ成分の好ましい量は、１００〜６００
　　Ｍ止部であり、特に好ましくは３（川〜５００　重
量部である。

本発明をこおいては必要に応し、繊維貢物＠（ｉ）成分
）、水溶性樹脂、（Ｅ成分）及び無機質膨潤性物質（Ｆ
成分）の少くとも１種を配合することが出来る。繊維質
物質（Ｄ成分）は、耐火被覆膜の曲げ強度を大きくし、
且つ乾燥後の耐火被覆膜の収縮を緩和する作用を有する
。該り成分を添加すると、常温下で曲げ強度が約１５倍
以上、収縮率として倍程度以上の効果がある。また繊維
質物質として無機質繊維を使用すると、上記効果は高温
下でも持続さｎることとなる。配合量はＡ成分１００　
重量部（固形分）に対して約３０重尺部以内とし、過剰
に配合さｎると、本発明組成物の流動性が悪くなる場合
がある。繊維状物質としては例えは次のものを例示でき
る。カラス繊維、ロックウール、石綿、炭素繊維、石英
繊維、高シリカ繊維、珪酸アルミニウム繊維等の無機質
ｍ維、酢酸セルロース繊維、ポリエステル繊維、アクリ
ル繊維なとの有機質繊維を例示できモノフィラメント、
チョップ等のストランド状で用いらγＬる。水溶性樹脂
（Ｅ成分）は主に作業性を向上するため（こ使用さｎる
もので、機械的強度も若干（２０〜３０％）向上する。

配合量は、Ａ成分１００　重量部（固形分）Ｉこ対して
約３０重量部以内とし、過剰（こ配合すると耐水性か低
下する。水溶性樹脂としては次のものを例示出来る；ポ
リエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリ
ビニルピロリドン等の合成水溶性樹脂、メチルセルロー
ス、カルホキジメチルセルロース等のセルロースエステ
ル、セラチン、アラビアゴム、アルキン酸ソータ、プロ
ティン、スターチ、デキストリン等の天然水溶性樹脂な
どが例示でき、この水溶性樹脂は粉末状のまま又は水溶
液ζこして用いると上記珪酸塩中によく混りあい、引き
続（乾燥固体を形成した後には該珪酸塩中によく分散し
て存在する。また無機質膨潤性物質（Ｆ成分）は本発明
組成物の流動性を増し作業性を向上せしめることが出来
、たとえは壁、天井等に被覆材として使用したときのボ
タ落ち等を防止することができる。配合量は通常人成分
１００　重量部（固形分）Ｉこ対して約６０重量部以下
である。過剰に配合すると逆ζこ作業性が低下する傾向
となる。該Ｆ成分としてはたとえは可塑性の比較的大き
な粘土類（カオリン、ベントナイト、活性白土なと）、
ホワイトカーボン、含水珪酸マクネシウム等を挙けるこ
とが出来る。

本発明においては、こｎ等の成分の他に更に次の様な添
加剤を配合することも出来る。即ち溶融石英、クリスト
バライト、アルミナ、フライアッシュ、蔵酸カルシウム
、珪石粉、陶磁器粉、無機質顔料などや粒状軽量骨材を
例示出来、こｎ等は嵩比重の減少、増量、補強ｆよとの
目的で適宜１こ使用さｎる。この際使用さ几る粒状軽量
骨材としては有機質、無機質の材質を問わず広く使用で
き例えは塩化ヒニル、フェノール、ユリア、スチレン、
ウレタン、エチレン等から調整さ几た合成樹脂の粒状発
泡体もしくは粒状粉砕憬合成コムの粒状発泡体や粉砕物
のことき有機質軽愈材、焼成ヒル石、焼成膨張頁岩パー
ライト、シリカバルーン、粒状発泡シリカ等の無機質発
泡体、更（こは、無機質人工軽量骨材や発泡コンクリー
トの粉砕物なとを例示できる。こｎ等のその他の添加剤
の配合量はＡ成分１００重量部に対し、ｏ−１ｏｏ　　
重量部程度である。

本発明の耐火被覆用組成物を使用するに際しては、適当
量の水と混合し、常法に従ってたとえば塗付、スプレー
等の手段１こより被覆すべき場所に被覆すｎは良い３、 以ド番こ実施例を挙げて本発明をより詳細に説明”４る
。但しＦ記実施例における各捕性能は仄の試験方法で求
めた。Ｆ記の方法（１）Ｙよいしく６）並ひに（１２）
に於ては成形体を使用し、方法（７）ないしく１１）に
於ては塗布体を使用した。

（１）硬化終了時間、硬化体の上【こ載せた５ｕｏｙの
おもりが沈ま１よくなる時間（単位は分）（２）かさ比
重：　ＪＩＳ　Ａ　１１６１による（３）゛帛温圧緬強
度：　ＪＩＳ　Ａ　１１６１による（単位はＫｇ／ｃｍ
　） ｆ４ｉ　　５００’Ｃ，２時間加熱後の圧縮強度°成形
体を電気炉番こ入ｎ、５００°Ｃにて２時間加熱し、常
温に冷却するまで放置し、上記（３）の試験方法により
測定（単位はＫｇ／ｃｍ　） （５）　　ｌ　０００℃、２時間加熱後の圧縮強度、成
形体を電気炉に入ｎ、１０００°Ｃにて２時間加熱後、
常温１こ冷却するまで放置し次で（３）の方法４こより
ｉｌｌ！１足（単位はＫｇ／ｃｍ　） （６）曲げ強度　ＪＩＳ　Ｚ　２２４８　　による（単
位はＫｇ／ｃｍ　） （７）常温における句着性　平鉛を下地とした塗布体と
し、ＪＩＳ　Ａ　６９０９　１こ規定さｎる付着強さ試
験１こより測定（単位はＫｇ／ｃｍ　　）＋８＋　　５
００℃、２時間加熱後の付着性°５００°Ｃの電気炉に
塗布体の表面のみを２時間−した後、常温に放冷して上
記（７）の方法により測定（単位はＫｇ／ｃｍ　） （９）　　ｌ　０００℃、２時間加熱後の付着性　１０
００’Ｃの電気炉に塗布体の表面のみを２時間−した後
、常温に放冷し、上記（７）の方法番こより測定（単位
はＫｇ／ｃｍ　） （１０）　　耐熱水性：１００−０℃の電気炉に塗布体
の表面のみを２時聞曝した後、試験体を取り出し、即座
番こ６０℃の温水を圧力１．５Ｋｇ／ｃｍ２、ノズル径
１　ｍｍの注水器具により５分間吹付ける（ＩＩＪ　　
耐衝撃性　１０００℃の電気炉ｌこ塗布体の表面を２時
間−した後、試験体を取り出し即座に５００２の錘りを
５０ｃｍ　　の高さから落下する。

（Ｉ２）熱伝播抵抗性：成形体の中心部に熱電対を設置
し、周囲温度１０００℃の電気炉に曝し、中心温度が３
６０°Ｃになるまでの時間（を分）を測定する。熱伝播
抵抗性とは単位重量当りの熱伝播抵抗を示し次式で表わ
さｎる゛ αニー（ｍｉｎ） 但し、ｄは上記試験（２）で求めた「かさ比重」を表わ
す。

以下の実施例で使用さｎる成分を下記に示す。

Ａ鷹９（水溶性アルカリ金属珪酸塩ジ （Ｒアルカリ金属） Ｂ成分（水溶性アルカリ金属珪酸塩の硬化剤）Ｃ成分（
水化度の大きい物質） ＤＪＡ分（繊維質物質） 実施例１ Ａ成分としてＮｏ、　Ａ−１の水溶液１０Ｋｇ　　を内
容２４１　のポリエチレン容器に入ｎる。Ｂ成分として
Ｎｏ、Ｂ−１を３Ｋｇ及びＣ成分としてＮｏ、　Ｃ−１
をなペーストとする。このペーストを左官用コテで６ｍ
ｍ厚平１Ｒ（ｌｏＯＸｌｏｏｍｍ、）　　に厚さ１０ｍ
ｍ塗布した。コテすべりが良く容易に作業ができ、表面
の平滑性も良好であった。塗膜は２５時間で完全に硬化
し特性試験に供さｎた。他方、上記と同しペーストを調
製し型に流して成形体として試験１こ供した。上記に説
明した試験の中、（１）ないし体を用いた。

前記試験方法による試験結果を表１−Ｈに示す。

表１−Ｂ　　の第−欄の番号ｆｉｌ〜α々は上記試験方
法に関する特性の番号に対応する。例えは、ｉ　Ｔｒ１
５ノは常温の圧縮強度である。耐熱水性（１０）及び耐
衝撃性（１りの試験ではすべての実施例に於て変化か認
めらｎなかった。

後記の表２−Ｂ、　３−Ｂ及び４−Ｂ　に関しても同様
である。

実施例２〜６ 下記の表１−Ａ　　に記載する成分を使用する以外は実
施例１と同様基こして塗布体技Ｏ・成形体を調製しその
特性を試験した結果を下記の表１−Ｂ　　に示した。

表１−Ａ　中の各実施例の下の数値は単位Ｋｇで表わし
た成分の爪を示す。

後記する表２−Ｂ、　３−Ｂ　及び４−Ｂ　　に関して
も同様である。

表１−Ａ 表１−Ｂ 実施例７〜１１ 下記の表２−Ａ　　に記載する成分を使用する以外は実
施例１と同様の方法で塗布体を調製した。その結果を下
記の表２−Ｈに示す。

表２−Ａ 表２−Ｂ 実施例１２〜２０ Ｆ記の表３−Ａ　に記載する成分を使用する以外は実施
例１と同様にして塗布体及び成形体を調製しその特性を
試験した結果を下記の表３−Ｈに示し危＋　　　　１−
ニー−−−一−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−に］比較例１〜５ 下記の表４−Ａ　（こ記載する成分を使用する以外は実
施例１の方法と同様番こして塗布体及び成形体を調製し
た。その結果を表４−Ｂ　　に示す。

表　４−Ａ 表　　４−Ｂ 表３−Ｂ　１こ於て、文字Ｃは「崩壊」、文字Ｐは「剥
落」、文字Ｓは「分能」、文字りは「クランク大」を意
味する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■（８）水可溶性アルカリ金属珪酸塩、（Ｂ）　　上記
   水可溶性アルカリ金属珪酸塩の硬化剤及び、 （Ｃ）　　水化度の大きい物質 を有効成分として成る耐火被覆用組成物。 ■　上記Ｃ成分、ギブサイト、水酸化アルミニウム、ベ
   ーマイト、タイアスポア、チャバザイト、ヒユーランタ
   イト、モルデナイト、アロフェン、ハロイサイト、蛭石
   、ブルーサイト、アクパルジャイト及びエトリンジヤイ
   トの少くとも１種である、特許請求の範囲第１項記載の
   組成物。 ■　上記Ａ、Ｂ及びＣ成分の配合割合が夫々（Ａ）　　
   水可溶性アルカリ金属珪酸塩１０００’Ｃ（Ｂ）　　上
   記Ｂ成分の硬化剤３〜３５０重量部、（Ｃ）　　水化度
   の高い物質２０〜７００重量部、である特許請求の範囲
   第１項記載の組成物。