JPH0477373A - 耐火被覆材 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、火災に遭ったとき発泡して断熱性のよい被覆
層となる塗膜を与える建築物鉄骨用被覆材に関するもの
である。

〔従来の技術〕

水ガラスなど濃厚なケイ酸アルカリ水溶液に耐熱性無機
質充填材を配合し、さらには熱分解したとき水蒸気また
は不活性カスを発生するとともに高融点の酸化物となる
化合物を配合してなる耐火被覆材か、特公昭５４−２２
６８９号公報、特公昭５５−１８６７３号公報等により
知られている。この被覆材は、建築物の鉄骨部分に普通
の塗料と同様に塗布され、乾燥すると硬化した塗膜を生
じるが、火災に遭って加熱されるとケイ酸アルカリ硬化
物が軟化するとともに内部で水蒸気や分解ガスが発生す
ることにより発泡し、断熱性のよい被覆層となって鉄骨
を火災の高熱から遮断し、建築物の構造破壊を防ぐ。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のような耐火被覆材は、建築物の耐火性向上にきわ
めて有効なものであるが、火災により加熱されたときの
発泡特性にはまだ改良の余地があった。すなわち、粗大
な気泡が生じる一方でほとんど発泡しない部分が残るこ
とが多く、その結果、発泡による塗膜の断熱性向上はそ
れほど顕著なものではなかった。

そこで本発明は、上記ケイ酸アルカリ系耐火被覆材の使
用効果を一層高めるため、塗膜が高温にさらされたとき
の発泡がより均一かつ顕著なものとなるように被覆材を
改良することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明が提供することに成功した耐火被覆材は、ケイ酸
アルカリ水溶液および耐熱性無機質充填材より主として
なる基本的には従来の耐火被覆材と同様の組成物に対し
て、熱膨張性マイクロカプセルを発泡助剤として配合し
たものである。

この耐火被覆材に発泡助剤として配合される熱膨張性マ
イクロカプセルは、約１００℃以上に加熱されたとき顕
著な膨張を起こすものである。本発明の被覆材に配合す
るのに特に好適な熱膨張性マイクロカプセルは、１２０
℃に１分間加熱されたとき体積が少なくとも２０倍に膨
張するものである。

このようなマイクロカプセルは、塩化ビニリデン共重合
体など、約８０℃以上では軟化して高率の塑性変形が可
能になる重合体を殻壁構成物質として用い、且つ沸点が
殻壁構成物質の軟化点以下の物質を内包物質として用い
ることにより得られるものである。さらに、このマイク
ロカプセルの殻壁構成物質は水ガラス硬化物中で長期間
安定であり且つ内包物質を透過させることなく長期間カ
プセル内に保持し得る性質のものであることが必要であ
る。内包物質は、沸点が上記のとおりであることを除け
は、本発明との関係では特に限定されるものではないが
、マイクロカプセル化されたものが安価に入手可能なも
のの例としては、沸点が約９０８Ｃ以下の炭化水素類が
ある。これらの要件を備えｔユマイクロカプセルで市販
されているものの例としては、マツモトマイクロスフェ
ア（松本油脂製薬株式会社製品）がある。

熱膨張性マイクロカプセルの配合率は、約１０％以下、
好ましくは約２〜５％とする。熱膨張性マイクロカプセ
ルの配合率が高いほど火災時の発泡倍率が高い塗膜が得
られるが、多すぎると塗膜強度が不足し、且つ膨張に伴
い裂は目を生じるようになる。

上述のような熱膨張性マイクロカプセル以外の構成成分
は、従来の耐火被覆材と特に異なる点はない。

ケイ酸アルカリ水溶液としては、ケイ酸ソーダ水溶液、
いわゆる水ガラスを用いることができる。ケイ酸ソーダ
には１号から４号まであるが、１．２号品は高粘度に過
ぎて水の添加を必要とし、またアルカリ量も多すぎて耐
熱性や耐候性が劣る傾向があるので、そのまま使うには
３号品が適当である。ケイ酸ソーダに相溶性のあるケイ
酸カリウムを添加すると、耐水性を向上させることがで
きる。

無機質充填材としてはケイ石粉、ウオラストナイト等が
、耐熱性と塗膜強度を向上させる作用に優れていて好ま
しいが、これら以外にも、各種耐火物、粘土鉱物等の粉
末、さらにはセラミック繊維等を使用することができる
。無機質充填材の好ましい配合率は、ケイ酸アルカリと
して３号ケイ酸ソーダを用いる場合、同成分の合計重量
に対して約５０〜６５重量％である。

全成分は均一に混合しておく。また、必要ならば水を混
合して粘度を塗工に適当な値に調整しておく。

本発明の耐火被覆材は、従来のこの種被覆材と同様に、
鉄骨建方を終わった段階で鉄骨表面に塗布するほか、工
場等において、建方前の鉄骨に塗布することもできる。

ケイ酸アルカリが乾燥して形成される硬い塗膜は、外観
上は従来の耐火被覆材のそれと相違がないが、その中に
は熱膨張性マイクロカプセルが均一に分布シている。そ
して、火災に遭って温度が上昇すると、ケイ酸アルカリ
マトリックスの軟化と並行してマイクロカプセル中の低
沸点内包物質が気化し、発生したガスはその圧力により
カプセル殻壁を膨らませる。マイクロカプセルは軟化し
たケイ酸アルカリを押しのけながら膨張して、マイクロ
カプセルごとの細かい気泡を塗膜中に形成する。カプセ
ル中で発生したガスの一部は殻壁を透過してカプセル外
に出る。また、殻壁破壊が起こってそのカプセル内のガ
スの全部がカプセルがら解放されることもある。それら
カプセルから出たガスも、含有水分が気化して生した水
蒸気と共に気泡形成に関与する。以上により、塗膜はマ
イクロカプセルを含有しない場合よりも確実に、はるか
に高率かつ均一に分布した気泡をはらんで、高い倍率で
膨張することになる。マイクロカプセルが熱膨張性の低
いものである場合は、カプセル殻壁の破壊が加熱の早い
段階から高率で起こり、内包物質のガスの利用率か悪い
ため、塗膜の発泡倍率は低くなる。

〔実施例〕

以下の実施例において、「部」は重量部を意味する。

実施例１ ３号ケイ酸ソーダ６２部、ケイ石粉１９部、ウオラスト
ナイト１９部からなる耐火被覆材およびそれに熱膨張性
マイクロカプセル・マツモトマイクロスフェアＦ３０（
松本油脂製薬株式会社製品）１〜７部を混合して得られ
た耐火被覆材を型内で風乾して、厚さ２ＩＩＩＩ１１の
円板状に成形した。

得られた塗膜モデルの試験片を１００℃で１５分間加熱
したのち、厚さを測定した。引さ続き、試験片を５００
℃の電気炉に入れて１５分間加熱し、冷却後、厚さの測
定を行なった。測定結果から求めた膨張率（厚さ増加率
）は、表１のとおりであった。

表１ 実施例２ ３号ケイ酸ソーダ５５部、タルク４５部に実施例１で用
いたのと同じマイクロカプセルを２部加えて混合し、厚
さ３．２＋ａｍの鉄板上に厚さが６＋ａ＋ｅになるよう
に塗布した。

得られた試験片を２週間風乾し、その後、塗布面を下に
して水平に支持し、ブンゼンバーナーの火炎が塗膜に直
接当たるようにして３０分間加熱する試験を行なった。

火炎温度は９７０℃１加熱３０分後の加熱面真上の鉄板
温度は１４０℃であった。

冷却後、火炎が当たった部分の塗膜は約４倍の厚さに膨
れており、これを割ってみると内部は直径５０〜２００
μｍの微細な気泡が均一に分布していた。

比較例 マイクロカプセルを配合しないほかは実施例２と同様に
して試験片を作成し、実施例２の場合と同様の加熱試験
を行なった。

３０分後、加熱面真上の鉄板温度は２４０℃に達した。

塗膜は約３倍に膨張したが、割ってみると表層部には大
きな空洞があり、鉄板に近い部分にも直径２〜３ｍｍの
大きな気泡が認められた。

〔発明の効果〕

上述のように、本発明のケイ酸アルカリ系耐火被覆材は
熱膨張性マイクロカプセルを発泡助剤として含有させた
ものであるから、その塗膜は、火災に遭ったとき熱膨張
性マイクロカプセル内包物質のガスが無駄なく利用され
ることにより均一に発泡して高い倍率で膨張し、優れた
断熱性を示すに至る。したがって、本発明の被覆材によ
れば、鉄骨建築物の耐火性能を一層向上させることが可
能になる。また、従来のこの種被覆材を用いた場合と同
じ耐火性能を達成するのに必要な塗膜か薄くて済み、建
築物の有効容積の増加と自重軽減か可能になる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）濃厚なケイ酸アルカリ水溶液および耐熱性無機質
   充填材より主としてなり火災に遭ったとき発泡して断熱
   性のよい被覆層となる塗膜を与える耐火被覆材において
   、熱膨張性マイクロカプセルを発泡助剤として含有する
   ことを特徴とする耐火被覆材。
2. （２）熱膨張性マイクロカプセルが、１２０℃に１分間
   加熱されたとき少なくとも２０倍の体積膨張率を示すも
   のである請求項１記載の耐火被覆材。