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技術 被膜形成方法

出願人 株式会社エフコンサルタント
発明者 吉田悟田中康典
出願日 2019年5月10日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-089920
公開日 2019年11月21日 (1年2ヶ月経過) 公開番号 2019-198862
状態 特許登録済
技術分野 塗料、除去剤 流動性材料の適用方法、塗布方法
主要キーワード 脱落防止性 硬質タイプ 沸点液 トリメット酸エステル 塗装箇所 各評価基準 さび止め 被覆材層
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年11月21日)のものです。
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課題

優れた発泡性を有し、基材耐熱保護性能を維持することが可能な被覆形成方法を提供する。

解決手段

本発明の被膜形成方法は、基材に対し、被覆材塗付してなる被覆材層に、仕上材層を積層する被膜形成方法であって、前記被覆材層は、温度上昇によって炭化断熱層を形成するものであり、前記被覆材は、被膜形成成分(A)としてポリオール成分(A1)及びポリイソシアネート成分(A2)を含み、前記ポリオール成分(A1)として、ポリエーテルポリオール(a1)及びフッ素含有ポリオール(a2)を含むことを特徴とする。

概要

背景

鋼材や、コンクリート、木材、合成樹脂等の基材火災から保護する目的として、火災時等の温度上昇によって発泡し、炭化断熱層を形成する被覆材が種々提案されている。このような被覆材としては、合成樹脂に、発泡剤炭化剤難燃剤等を配合したものが知られている。このような被覆材は、その被膜厚によって、耐熱保護性能が決定されることが多く、目的の耐熱保護性能を得るためには、所定の被膜厚で均一になるように塗付することが重要であり、中でも、合成樹脂の選択が重要となる。

例えば、厚塗り用の被覆材として、ポリオール成分とポリイソシアネート成分からなる組成物に、難燃剤、発泡剤、炭化剤を配合した被覆材が開発されている(例えば、特許文献1)。

概要

優れた発泡性を有し、基材の耐熱保護性能を維持することが可能な被覆形成方法を提供する。本発明の被膜形成方法は、基材に対し、被覆材を塗付してなる被覆材層に、仕上材層を積層する被膜形成方法であって、前記被覆材層は、温度上昇によって炭化断熱層を形成するものであり、前記被覆材は、被膜形成成分(A)としてポリオール成分(A1)及びポリイソシアネート成分(A2)を含み、前記ポリオール成分(A1)として、ポリエーテルポリオール(a1)及びフッ素含有ポリオール(a2)を含むことを特徴とする。なし

目的

本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、温度上昇時に、安定した炭化断熱層を形成することができ、優れた耐熱保護性能を確保することができるとともに、仕上材層との適性に優れた被膜形成方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

基材に対し、被覆材塗付してなる被覆材層に、仕上材層を積層する被膜形成方法であって、前記被覆材層は、温度上昇によって炭化断熱層を形成するものであり、前記被覆材は、被膜形成成分(A)としてポリオール成分(A1)及びポリイソシアネート成分(A2)を含み、前記ポリオール成分(A1)として、ポリエーテルポリオール(a1)及びフッ素含有ポリオール(a2)を含むことを特徴とする被膜形成方法。

請求項2

前記ポリオール成分(A1)の全量に対して、前記フッ素含有ポリオール(a2)を固形分換算で0.1〜30重量%含むことを特徴とする請求項1に記載の被膜形成方法。

技術分野

0001

本発明は、新規被膜形成方法に関する。

背景技術

0002

鋼材や、コンクリート、木材、合成樹脂等の基材火災から保護する目的として、火災時等の温度上昇によって発泡し、炭化断熱層を形成する被覆材が種々提案されている。このような被覆材としては、合成樹脂に、発泡剤炭化剤難燃剤等を配合したものが知られている。このような被覆材は、その被膜厚によって、耐熱保護性能が決定されることが多く、目的の耐熱保護性能を得るためには、所定の被膜厚で均一になるように塗付することが重要であり、中でも、合成樹脂の選択が重要となる。

0003

例えば、厚塗り用の被覆材として、ポリオール成分とポリイソシアネート成分からなる組成物に、難燃剤、発泡剤、炭化剤を配合した被覆材が開発されている(例えば、特許文献1)。

先行技術

0004

特開平5−70540号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、上記特許文献1の場合、合成樹脂としてアクリル樹脂エポキシ樹脂を使用した被覆材と比較すると温度上昇時における被膜の発泡倍率が低く、さらには炭化断熱層(発泡層)の灰化収縮等の問題が生じ、所望の耐熱保護性能を得るには、まだ改善の余地があった。さらに、形成被膜耐久性美観性等を高めることを目的として積層される仕上材層との適性が確保できない場合があった。本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、温度上昇時に、安定した炭化断熱層を形成することができ、優れた耐熱保護性能を確保することができるとともに、仕上材層との適性に優れた被膜形成方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

このような課題を解決するために本発明者らは、基材に対し、被覆材を塗付してなる被覆材層に、仕上材層を積層する被膜形成方法について、被覆材層が温度上昇によって炭化断熱層を形成するものであり、被覆材が、被膜形成成分として特定のポリオール成分、及びポリイソシアネート成分を含むことにより、上記問題を解決し、基材の耐熱保護性能を高め、仕上材層との適性を高めることができることを見出し、本発明の完成に至った。

0007

すなわち、本発明は以下の特徴を有するものである。
1.基材に対し、被覆材を塗付してなる被覆材層に、仕上材層を積層する被膜形成方法であって、
前記被覆材層は、温度上昇によって炭化断熱層を形成するものであり、
前記被覆材は、被膜形成成分(A)としてポリオール成分(A1)及びポリイソシアネート成分(A2)を含み、
前記ポリオール成分(A1)として、ポリエーテルポリオール(a1)及びフッ素含有ポリオール(a2)を含むことを特徴とする被膜形成方法。
2.前記ポリオール成分(A1)の全量に対して、前記フッ素含有ポリオール(a2)を固形分換算で0.1〜30重量%含むことを特徴とする1.に記載の被膜形成方法。

発明の効果

0008

本発明は、基材に対し、特定の被覆材を塗付してなる被覆材層に、仕上材層を積層する被膜形成方法であって、上記被覆材層は、温度上昇によって炭化断熱層を形成することを特徴とする。上記被覆材は、被膜形成成分(A)としてポリオール成分(A1)及びポリイソシアネート成分(A2)を含み、前記ポリオール成分として、ポリエーテルポリオール(a1)及びフッ素含有ポリオール(a2)を併用して含むことにより、火災時等による温度上昇に際し、優れた発泡性を有するとともに、炭化断熱層の灰化・収縮等を抑制して安定した炭化断熱層を形成し、基材の耐熱保護性を高めることがきるとともに、仕上材層との適性にも優れ、美観性を高めることができる。

0009

以下、本発明をその実施の形態に基づき詳細に説明する。

0010

本発明の被膜形成方法は、基材に対し、特定被覆材を塗付し被覆材層を形成後、仕上材層を積層することを特徴とするものである。

0011

本発明の対象となる基材としては、建築物土木構築物等の構造物、具体的に、壁、柱、床、梁、屋根階段天井、戸等の各種基材が挙げられる。このような基材としては、例えば、コンクリート、モルタルサイディングボード押出成形板石膏ボードパーライト板煉瓦プラスチック、木材、金属、鉄骨(鋼材)、ガラス磁器タイル等が挙げられる。これら基材は、その表面に、既に被膜が形成されたもの、何らかの下地処理防錆処理難燃処理等)が施されたもの、壁紙が貼り付けられたもの等であってもよい。本発明は上記基材の耐熱保護性、美観性等を高めるものであり、特に、鉄骨(鋼材)の耐熱保護性、美観性等を高めるのに最適な被膜形成方法である。

0012

本発明では、上記基材面に対して、特定の被覆材を塗付し被覆材層を形成するものであり、当該被覆材層は、その被膜が火災等の温度上昇(加熱)により炭化断熱層を形成することを特徴とする。本発明の被覆材は、被膜形成成分(A)として、ポリオール成分(A1)及びポリイソシアネート成分(A2)を必須成分として含む。前記ポリオール成分(A1)とポリイソシアネート成分(A2)は、反応して被膜を形成する成分である。

0013

本発明では、ポリオール成分(A1)として、ポリエーテルポリオール(a1)及びフッ素含有ポリオール(a2)を併用して含むことを特徴とする。これにより、被膜の温度上昇(好ましくは被膜表面温度が200℃以上、さらに好ましくは250℃以上)によって、優れた発泡性を有するとともに、炭化断熱層の灰化・収縮等を抑制して安定した炭化断熱層を形成し、基材の耐熱保護性を高めることができる。

0014

本発明のポリエーテルポリオール(a1)は、その分子量が、好ましくは1000以上(より好ましくは3000以上20000以下、さらに好ましくは5000以上18000以下、特に好ましくは6000以上15000以下、最も好ましくは6500以上12000以下)である。ポリオール成分(A1)として、このようなポリエーテルポリオール(a1)を含むことにより、被膜の温度上昇(好ましくは被膜表面温度が200℃以上、さらに好ましくは250℃以上)によって、優れた発泡性を示し、基材の耐熱保護性能を高めることができる。なお、本発明においてポリオール成分(A1)の分子量は、数平均分子量(Mn)であり、ポリスチレン重合体リファレンスとして用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって求めた、いわゆるポリスチレン換算分子量である。

0015

上記ポリエーテルポリオール(a1)は、例えば、トリメチロールプロパングリセリンヘキサントリオールペンタエリスリトール誘導体ソルビトールネオペンチルグリコール等の多価アルコール類と、エチレンオキサイドプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドとの付加重合により得られるものである。本発明では、上記多価アルコール類と、エチレンオキサイド及び/またはプロピレンオキサイドとの付加重合により得られる重合体が好適であり、末端にエチレンオキサイド及び/またはプロピレンオキサイドが付加されたものがより好適である。さらに、上記のポリエーテルポリオールとして、活性水素原子を有する官能基が3つ以上(官能基数3以上)のポリエーテルポリオールを含むことが好ましい。この場合、硬化性に優れ、安定して被膜を形成することができるため本発明の効果が得られやすい。活性水素原子を有する官能基としては水酸基が好適である。

0016

このようなポリエーテルポリオール(a1)としては、水酸基価が好ましくは3〜150mgKOH/g(より好ましくは5〜100mgKOH/g、さらに好ましくは7〜40mgKOH/g、最も好ましくは10〜30mgKOH/g)である。このようなポリオール成分(a1)を使用することにより、いっそう優れた発泡性を発揮し、基材の耐熱保護性能を高めることができる。なお、本発明において水酸基価とは、固形分1gに含まれる水酸基と等モル水酸化カリウムのmg数によって表される値(mgKOH/g)であり、「α〜β」は「α以上β以下」と同義である。

0017

また、上記ポリエーテルポリオール(a1)の含有量は、ポリオール成分(A1)の全量に対して、70〜99.9重量%(より好ましくは90〜99重量%)であることが好ましい。

0018

本発明では、ポリオール成分(A1)として、フッ素含有ポリオール(a2)を含むことにより、被膜形成成分(A)の難燃性を高めるとともに、火災等による温度上昇の際には、被膜が優れた発泡性を発揮し炭化断熱層を形成し、高温雰囲気下でも灰化・収縮を抑制することができ、基材の耐熱保護性能を高めることができる。

0019

このようなフッ素含有ポリオール(a2)としては、特に限定されないが、例えば、フルオロオレフィンモノマーフルオロアルキル基含有アクリル系モノマー等の含フッ素モノマーと、水酸基含有ビニル系モノマーと、必要に応じて他の重合性モノマーとを共重合することにより得られるものである。フルオロオレフィンモノマーしては、例えば、テトラフルオロエチレンクロロトリフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレン等のパーフルオロオレフィン類、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等が挙げられる。フルオロアルキル基含有アクリル系モノマーとしては、例えば、パーフルオロメチルメタクリレート、パーフルオロイソノニルメチルメタクリレート、2−パーフルオロオクチルエチルアクリレート、2−パーフルオロオクチルエチルメタクリレートトリフルオロエチルアクリレート等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用できる。本発明では、好ましくはテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンから選ばれる1種以上、より好ましくはクロロトリフルオロエチレンを使用することが好ましい。

0020

水酸基含有ビニル系単量体としては、例えば、ヒドロキシエチルビニルエーテルヒドロキシプロピルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテルヒドロキシペンチルビニルエーテル等のヒドロキシアルキルビニルエーテル;エチレングリコールモノアリルエーテルジエチレングリコールモノアリルエーテルトリエチレングリコールモノアリルエーテル等のヒドロキシアリルエーテル;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらの1種または2種以上が使用できる。

0021

その他の重合性モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n−アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステルジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノ(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有モノマーアクリル酸メタクリル酸クロトン酸マレイン酸またはそのモノアルキルエステルイタコン酸またはそのモノアルキルエステル、フマル酸またはそのモノアルキルエステル等のカルボキシル基含有モノマー;(メタ)アクリルアミド、エチル(メタ)アクリルアミド等のアミド含有モノマー;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル基含有モノマーグリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有モノマースチレンメチルスチレンクロロスチレンビニルトルエン等の芳香族ビニルモノマー酢酸ビニルプロピオン酸ビニル酪酸ビニルピバリン酸ビニル等のビニルエステルエチレンプロピレン等のオレフィン系モノマー等が挙げられ、必要に応じこれらの1種または2種以上が使用できる。

0022

このようなフッ素含有ポリオール(a2)としては、フッ素含有ポリオール(a2)固形分中のフッ素含有率が、10〜50重量%(より好ましくは15〜40重量%、さらに好ましくは20〜35重量%)であることが好ましい。また、水酸基価が、5〜100mgKOH/g(より好ましくは10〜80mgKOH/g)であることが好ましい。さらに、分子量[数平均分子量(Mn)]が、5000〜100000(より好ましくは8000〜60000)であることが好ましい。このようなフッ素含有ポリオール(a2)を含むことにより、火災等による温度上昇の際には、被膜が優れた発泡性を発揮し炭化断熱層を形成し、高温雰囲気下でも灰化・収縮を抑制することができ、基材の耐熱保護性能を高めることができる。

0023

フッ素含有ポリオール(a2)の含有量は、ポリオール成分(A1)の全量に対して、固形分換算で好ましくは0.1〜30重量%(より好ましくは0.5〜20重量%、さらに好ましくは1〜10重量%)である。この範囲を満たすことにより、基材の耐熱保護性能を高めるとともに、仕上材層との密着性を十分に確保することができる。

0024

さらに、本発明では、ポリオール成分(A1)としてイソシアヌレート環を有するポリオール化合物(a3)を含むことが好ましい。イソシアヌレート環を有するポリオール化合物(a3)としては、イソシアヌレート環(式1)と2以上の水酸基を有する化合物が挙げられ、



(式1)
例えば、イソシアヌル酸トリス(ヒドロキシアルキル)エステル等が使用できる。イソシアヌル酸トリス(ヒドロキシアルキル)エステルとしては、例えば、イソシアヌル酸トリス(2ヒドロキシエチル)、イソシアヌル酸トリス(2ヒドロキシプロピル)、イソシアヌル酸トリス(2ヒドロキシブチル)、イソシアヌル酸トリス(2,3ジヒドロキシプロピル)等のイソシアヌレート環と水酸基を有するアルキルエステルが挙げられる。

0025

また、イソシアヌレート環を有するポリオール化合物(a3)としては、例えば、イソシアヌレート環を有するアクリルポリオール等も使用できる。このような化合物としては、例えば、アクリルポリオール製造時に、ビニル基アクリロイル基チオール基アルコキシシリル基カルボキシル基、及びグリシジル基等から選ばれる反応性官能基を有するイソシアヌル酸誘導体を反応させることにより得ることができる。ここでの反応は、例えば、重合性不飽和二重結合とビニル基、アクリロイル基、またはチオール基、アルコキシシリル基どうし、グリシジル基とカルボキシル基、アミノ基とグリシジル基等の組み合わせを用いればよい。

0026

イソシアヌレート環を有するポリオール化合物(a3)は、ポリオール成分(A1)中に、好ましくは0.01〜20重量%(より好ましくは0.05〜15重量%、さらに好ましくは0.1〜10重量%)である。これにより被膜形成成分(A)の硬化被膜耐熱性をよりいっそう高めることができるとともに、火災等による温度上昇に際し、安定した炭化断熱層を形成することが可能であり、特に高温時における基材との密着性に優れ、炭化断熱層の脱落等を抑制することができる。

0027

本発明のポリオール成分(A1)としては、上記(a1)成分、(a2)成分、(a3)成分の他に、例えば、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、エポキシ含有ポリオール、シリコーン含有ポリオール、ひまし油、ひまし油変性ポリオールポリカーボネートポリオールポリラクトンポリオールポリブタジエンポリオールポリペンタジエンポリオール等が挙げられ、これらから選ばれる1種または2種以上を用いることができる。

0028

本発明のポリイソシアネート成分(A2)としては、例えば、トルエンジイソシアネート(TDI)、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(pure−MDI)、ポリメリックMDI、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水添XDI、水添MDI等、あるいはこれらをアロファネート化ビウレット化、2量化(ウレトジオン化)、3量化(イソシアヌレート化)、アダクト化、カルボジイミド化した誘導体等;及び、これらをアルコール類フェノール類、ε−カプロラクタムオキシム類活性メチレン化合物類等でブロックした、ブロックイソシアネート等が挙げられ、これらから選ばれる1種または2種以上を用いることができる。なお、前述の(a3)成分は、上記(A2)成分とは別異の成分である。

0029

本発明では、ポリイソシアネート成分(A2)として、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)及び/またはその誘導体(以下「HMDI類」ともいう。)を含むことが好ましい。上記HMDI類の含有量は、ポリイソシアネート成分(A2)の全量に対して、90重量%以上(より好ましくは95重量%以上)であることが好ましい。また、ポリイソシアネート成分(A2)が、HMDI類のみからなる態様も好適である。また、誘導体としては、ビウレット体、及び/またはイソシアヌレート体が好適である。このような場合、形成被膜の硬化性に優れ、温度上昇時には、より優れた発泡性を発揮し、基材の耐熱保護性を高めることができる。

0030

ポリオール成分(A1)とポリイソシアネート成分(A2)の混合は、ポリオール成分(A1)とポリイソシアネート成分(A2)のNCO/OH当量比で好ましくは0.6〜3.5(より好ましくは1〜2.5、さらに好ましくは1.1〜1.9)となるような比率で行う。このような場合、硬化性に優れ、所望の厚さで均一な被膜が形成可能であり、火災等による温度上昇等には、より優れた発泡性を有し、安定した炭化断熱層を形成して基材の耐熱保護性能を高めることができる。さらに、形成被膜は、耐久性(例えば、防水性耐透水性耐割れ性下地追従性等)に優れ、初期外観(美観性)を長期にわたり維持することができるとともに、火災等による温度上昇等には、本発明の効果を十分に発揮することができる。

0031

本発明では、被膜形成成分(A)として、上記ポリオール成分(A1)と上記ポリイソシアネート成分(A2)に加えて、上記(a3)成分及び上記(A2)成分とは別異の成分として、イソシアヌレート環を有する化合物(A3)を含むこともできる。イソシアヌレート環を有する化合物(A3)は、上記ポリオール成分(A1)、及び/またはポリイソシアネート成分(A2)と反応して被膜を形成するもが好ましく、例えば、アルコキシシリル基、カルボキシル基、グリシジル基等の反応性官能基を少なくとも1種以上有するイソシアヌル酸誘導体が挙げられる。この場合、上記ポリオール成分(A1)、及び/または上記ポリイソシアネート成分(A2)として、アルコキシシリル基、グリシジル基、カルボキシル基、アミノ基等を有するものを用いればよい。

0032

上記イソシアヌレート環を有する化合物(A3)の配合量は、上記ポリオール成分(A1)と上記ポリイソシアネート成分(A2)の固形分100重量部に対して、好ましくは0.1〜30重量部(より好ましくは0.5〜20重量部、さらに好ましくは1〜15重量部)である。このような場合、本発明の効果を十分に発揮することができる。

0033

本発明では、ポリオール成分(A1)とポリイソシアネート成分(A2)の反応を促進する硬化触媒を併用することができる。硬化触媒とはイソシアネート基が反応して硬化するのを促進させる作用を有する物質である。硬化触媒としては、例えば、アミン系触媒有機金属系触媒、及び無機系触媒等各種が挙げられる。例えば、アミン系触媒としては、エチレンジアミントリエチレンジアミントリエチルアミンエタノールアミンジエタノールアミン、及び、ヘキサメチレンジアミンもしくはこれらの誘導体または溶剤との混合物等が挙げられる。有機金属系触媒としては、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート等の有機金属化合物酢酸カリウムステアリン酸亜鉛ステアリン酸カルシウムステアリン酸鉛ステアリン酸アルミニウムオクチル酸錫等の有機金属塩等が挙げられる。無機系触媒としては、塩化スズ等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用でき、溶剤と混合して使用することもできる。本発明では、特に、有機金属系触媒を含むことが好適である。この場合、硬化を促進するとともに、被膜形成成分(A)の硬化性を高めることができ、本発明の効果を高めることができる。

0034

上記被膜形成成分(A)より形成される硬化被膜は、示差熱分析法(DTA法)において発熱ピークを有し、その発熱ピークが200〜400℃(より好ましくは250〜380℃)の温度範囲極大値を有することが好ましい。このような場合、火災等による温度上昇に際し、発泡性がよりいっそう向上し、優れた炭化断熱層を形成することが可能であり、基材の耐熱保護性を高めることができる。

0035

その作用機構は、限定されるものではないが、例えば、被膜形成成分(A)の硬化被膜は、温度上昇に伴い軟化し始め、その後、ウレタン結合等の分解反応が進行するものである。被膜形成成分(A)の硬化被膜の発熱ピークが上記温度範囲に極大値を有する場合、分解があまり進行せずに被膜が軟化した状態で、効率的に発泡、炭化反応を進行することができるため、発泡性が向上し、さらには炭化断熱層を安定して形成することができると考えられる。特に、本発明では被膜形成成分(A)が、ポリオール成分(a1)として、フッ素含有ポリオールを含むことにより、硬化被膜の発熱ピークを高温側にシフトさせることができる。これにより、硬化被膜の難燃性を高め、200℃未満での分解を抑制することができ、本発明の効果を十分に発揮できるものと考えられる。

0036

なお、本発明において、被膜形成成分(A)の硬化被膜の示差熱分析法は、上記ポリオール成分(A1)とポリイソシアネート成分(A2)を含む硬化被膜を試料として測定したものである。示差熱分析法は、示差熱分析装置(例えば、「示差熱天秤Thermo plusEVO2 TG−DTAシリーズ」Rigaku社製、等)を用いて測定したものであり、白金サンプパンに試料を3±1mg取り、標準物質としてα−アルミナを使用し、昇温速度20℃/分で、100〜900℃まで変化させて測定したものである。

0037

さらに本発明の被覆材には、上記被膜形成成分(A)とは別異の成分として、例えば、発泡剤(B)、炭化剤(C)、難燃剤(D)、及び充填剤(E)等を含むことができる。

0038

発泡剤(B)としては、例えば、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、アゾビステトラゾーム及びその誘導体、アゾジカーボンアミド尿素チオ尿素等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上で使用することができる。発泡剤(B)の含有量は、上記被膜形成成分(A)の固形分100重量部に対して、好ましくは10〜200重量部(より好ましくは20〜150重量部)である。なお、本発明の発泡剤(B)は、火災時等の温度上昇によって被膜に発泡作用を付与するものであり、具体的には、被膜表面の温度が好ましくは200℃以上となった場合に発泡作用を付与するものである。

0039

炭化剤(C)としては、例えば、ペンタエリスリトールジペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、デンプンカゼイン等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上で使用することができる。本発明では、特にペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールが脱水冷却効果と炭化断熱層形成作用に優れている点で好ましい。炭化剤(C)の含有量は、上記被膜形成成分(A)の固形分100重量部に対して、好ましくは10〜200重量部(より好ましくは20〜120重量部)である。なお、本発明の炭化剤(C)は、火災時等の温度上昇によって、上記被膜形成成分(A)の炭化とともに脱水炭化することにより、炭化断熱層を形成する作用を付与するものである。

0040

難燃剤(D)としては、例えば、トリクレジルホスフェートジフェニルクレジルフォスフェート等の有機リン系化合物塩素化ポリフェニル塩素化ポリエチレン塩化ジフェニル、塩化トリフェニル塩素化パラフィン、五塩化脂肪酸エステルパークロロペンタシクロデカン塩素化ナフタレンテトラクロル無水フタル酸等の塩素化合物三酸化アンチモン五塩化アンチモン等のアンチモン化合物三塩化リン五塩化リンリン酸アンモニウムポリリン酸アンモニウムリン酸メラミンポリリン酸メラミンポリリン酸メラム、ポリリン酸メレムリン酸ホウ素、ポリリン酸ホウ素、リン酸アルミニウムポリリン酸アルミニウム等のリン化合物;その他ホウ酸亜鉛ホウ酸ソーダ等の無機質化合物等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上で使用することができる。本発明では、難燃剤(D)として、例えば、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸メラム、ポリリン酸メラミン・メラム・メレム複塩、またはポリリン酸メラミン・メラム・メレム複塩とピロ硫酸ジメラムとの複合化合物等から選ばれる少なくとも1種以上のリン化合物を含むことが好ましく、さらには、ポリリン酸アンモニウムとこれらを併用して含むことも好ましい。難燃剤(D)の含有量は、上記被膜形成成分(A)の固形分100重量部に対して、好ましくは100〜1000重量部(より好ましくは200〜800重量部)である。

0041

充填剤(E)としては、例えば、タルク炭酸カルシウム炭酸ナトリウム酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化チタン酸化亜鉛シリカ粘土クレーシラスマイカ珪砂珪石粉石英粉硫酸バリウム等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上で使用することができる。充填剤(E)の含有量は、上記被膜形成成分(A)の固形分100重量部に対して、好ましくは3〜200重量部(より好ましくは5〜150重量部)である。

0042

さらに、本発明では、上記成分に加えて金属水和物(F)、繊維(G)等を含むこともできる。金属水和物(F)は、温度上昇時に、脱水反応等による吸熱性を示すものであり、上記充填剤(E)とは異なるものである。このような金属水和物(F)としては、例えば、水酸化アルミニウム水酸化マグネシウム等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用することができる。また、金属水和物(F)の平均粒子径は、好ましくは0.1〜20μm(より好ましくは0.2〜15μm、さらに好ましくは0.3〜8μm、最も好ましくは0.4〜3μm)である。金属水和物(F)の含有量は、上記被膜形成成分(A)の固形分100重量部に対して、好ましくは1〜200重量部(より好ましくは10〜100重量部、さらに好ましくは25〜80重量部)である。

0043

本発明では、充填剤(E)と金属水和物(F)を併用することが好ましく、この場合、充填剤(E)と金属水和物(F)は重量比1:9〜9:1(より好ましくは2:8〜8:2)とすることが好ましい。この場合、発泡性、特に高温下における炭化断熱層の収縮等を抑制し、安定した炭化断熱層を形成することができるため、本発明の効果を高めることができる。なお、平均粒子径は、レーザ回折式粒度分布測定装置によって測定される。

0044

繊維(G)は、厚塗り性を高め、被膜のひび割れを抑制することができる。また、繊維(G)は、火災等による温度上昇の際には、被膜のタレ等を生じ難くすることができるとともに、被膜内部の熱伝導性を高めることができる。その結果、優れた発泡性を示し、均一な炭化断熱層を形成して、基材の耐熱保護性能を高めることができる。このような繊維(G)としては、例えば、アクリル繊維アセテート繊維アラミド繊維、銅アンモニア繊維(キュプラ)、ナイロン繊維ノボロイド繊維パルプ繊維ビスコースレーヨン、ビニリデン繊維、ポリエステル繊維ポリエチレン繊維ポリ塩化ビニル繊維ポリクラール繊維、ボリノジック繊維、ポリプロピレン繊維セルロース繊維等の有機質繊維炭素繊維ロックウール繊維ガラス繊維シリカ繊維アルミナ繊維、シリカ−アルミナ繊維、スラグウール繊維、セラミックファイバーカーボン繊維炭化珪素繊維等の無機繊維等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上で使用することができる。

0045

本発明では、繊維(G)として、無機繊維を含むことが好適であり、中でも、ロックウール繊維、スラグウール繊維、ガラス繊維、セラミックファイバー等の人造鉱物繊維が好適である。これにより、被膜のひび割れをよりいっそう抑制することができる。さらに、火災等による温度上昇の際には、被膜のタレ等を生じ難くすることができるとともに、被膜内部の熱伝導性をいっそう高めることができる。その結果、被膜内部(芯部)まで優れた発泡性を示し、より均一で優れた強度を有する炭化断熱層を形成し、基材の耐熱保護性能をよりいっそう高めることができる。

0046

また、繊維(G)の大きさ(繊維長及び繊維径)は、被覆材の性能、適用基材、塗付具等の仕様に応じて設定すればよく、平均繊維長は、好ましくは10〜1000μm(より好ましくは15〜800μm、さらに好ましくは20〜600μm)、平均繊維径は、好ましくは0.5〜10μm(より好ましくは1〜8μm)の範囲内であることが好適である。また、そのアスペクト比(繊維長/繊維径)は、好ましくは3〜300(より好ましくは5〜200)である。上記範囲を満たす場合、厚塗り性が高まり、形成被膜の割れが生じ難くなるとともに、火災等による温度上昇の際には、被膜のタレ等を生じ難くすることができ、安定した炭化断熱層を形成することができる。繊維(G)の含有量は、上記被膜形成成分(A)の固形分100重量部に対して、好ましくは0.5〜30重量部(より好ましくは1〜25重量部、さらに好ましくは2〜20重量部)である。

0047

本発明の被覆材は、さらに高沸点化合物(H)を含むことが好ましい。高沸点化合物(H)は、20℃において液体であり、沸点が100℃以上(より好ましくは150℃以上、さらに好ましくは200℃以上)の高沸点液状化合物である。このような高沸点化合物(H)を含むことにより、上記(B)成分〜上記(G)成分等の粉体成分の分散安定性等を高めることができる。また、密着性にすぐれた良好な被膜を形成、特に被膜の弾性が向上し被膜の割れ等を防止することができる。さらに、その被膜が火災等によって高温に曝された場合には、被膜の適度な軟化に寄与し発泡性をよりいっそう高め、形成した炭化断熱層の脱落(剥離)等を抑制し、基材の耐熱保護性能を高めることができる。

0048

高沸点化合物(H)としては、上記を満たすものであれば特に限定されず、例えば、フタル酸ジメチルフタル酸ジエチルフタル酸ジブチルフタル酸ジヘプチルフタル酸ジヘキシル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジイソノニルフタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシルフタル酸ブチルベンジル等のフタル酸エステル化合物アジピン酸ジエチルアジピン酸ジブチルアジピン酸ジイソブチルアジピン酸ジヘキシルアジピン酸ジ−2−エチルヘキシルアジピン酸ジオクチルアジピン酸ジイソノニルアジピン酸ジイソデシルアジピン酸ビスブチルジグリコール)、セバシン酸ジエチルセバシン酸ジブチルセバシン酸ジヘキシルセバシン酸ジ−2−エチルヘキシル等の脂肪族二塩基酸エステル化合物;アジピン酸−1,3ブチレングリコールポリエステル、アジピン酸−1,2プロピレングリコール系ポリエステル等のアジピン酸系ポリエステルマレイン酸ジメチルマレイン酸ジエチルマレイン酸ジブチル、マレイン酸ジヘキシル、マレイン酸ジ−2−エチルヘキシル、マレイン酸ジイソノニル、マレイン酸ジイソデシル等のマレイン酸エステル化合物;リン酸トリエチルリン酸トリブチルリン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリクレジル、リン酸トリキシレニルリン酸クレジルジフェニル、リン酸−2エチルヘキシルジフェニル等のリン酸エステル化合物

0049

トリス−2−エチルヘキシルトリメリテート等のトリメット酸エステル化合物;メチルアセチルリジノレート等のリシノール酸エステル化合物;エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ2-エチルヘキシル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジエポキシステアリルエポキシ化脂肪酸ブチル、エポキシ化脂肪酸2-エチルヘキシル、エポキシ化大豆油エポキシ化亜麻仁油等のエポキシ系エステル化合物安息香酸グリコールエステル等の安息香酸系エステル化合物;1−フェニル−1−キシリルエタン、1−フェニル−1−エチルフェニルエタン等の芳香族炭化水素化合物γ−ブチロラクトン等のラクトン類石油樹脂炭素原子数が8〜10である芳香族炭化水素留分重合物)とスチリルキシレン等の混合物等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上で使用することができる。

0050

本発明では、高沸点化合物(H)として、フタル酸エステル化合物、脂肪族二塩基酸エステル化合物、リン酸エステル化合物から選ばれる1種以上を含むことが好ましく、さらには、アルキル基炭素数が4〜11(より好ましくは5〜10、さらに好ましくは6〜9)のフタル酸エステル化合物、脂肪族二塩基酸エステル化合物から選ばれる1種以上を含むことが好ましい。その具体例としては、例えば、フタル酸ジイソノニル、アジピン酸ジイソノニル等が好適である。

0051

高沸点化合物(H)の含有量は、上記被膜形成成分(A)の固形分100重量部に対して、好ましくは5〜150重量部(より好ましくは10〜100重量部、さらに好ましくは15〜80重量部)である。上記範囲を満たす場合、上記粉体成分の分散性が高まり、厚塗り性に優れ、火災等による温度上昇の際には、優れた発泡性を有し、基材の耐熱保護性能を維持する効果を十分に発揮することができる。さらには、優れた仕上材層との適性を得ることができる。

0052

その他、添加剤としては、本発明の効果を著しく阻害しないものであればよく、例えば、顔料湿潤剤可塑剤滑剤防腐剤防黴剤防藻剤抗菌剤増粘剤レベリング剤分散剤消泡剤架橋剤、シランカップリング剤紫外線吸収剤光安定剤酸化防止剤ハロゲン捕捉剤希釈溶媒等が挙げられる。

0053

このうち酸化防止剤としては、例えば、リン系、硫黄系又はヒンダード型フェノール系酸化防止剤等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用することができる。このような酸化防止剤を含むことにより、平常時だけでなく、火災等による温度上昇に際しても被膜の劣化を抑制することができ、温度上昇によって形成される炭化断熱層の性状を高めることができる。

0054

本発明の被覆材は、上記ポリオール成分(a1)を含む主剤、及び上記ポリイソシアネート成分(a2)を含む硬化剤を有する2液型の被覆材であることが好ましい。すなわち、流通時には主剤と、硬化剤とを、それぞれ別のパッケージに保存した状態とし、使用時(塗付時)にこれらを混合すればよい。この場合、上記発泡剤(B)、上記炭化剤(C)、上記難燃剤(D)、及び上記充填剤(E)(さらには、上記金属水和物(F)、繊維(G)、高沸点化合物(H)、硬化触媒)はそれぞれ、主剤と硬化剤の少なくとも一方に混合すればよいが、本発明では主剤に混合することが好ましい。また、主剤と硬化剤の混合時に、各成分を添加することもできる。

0055

本発明の被覆材を基材に塗付する際には、例えば、エアスプレーエアレススプレーローラー刷毛こて等の塗付具を使用して、1工程ないし数工程塗り重ねて塗付すれば良いが、1工程あたりの乾燥膜厚が好ましくは400μm以上(より好ましくは500〜5000μm)となるように塗付することが好ましい。特に、本発明では被覆材に高圧(例えば10〜30MPa)をかけ、エアレススプレー塗装することが好適である。これにより、被覆材の塗着効率に優れ、飛散によるロス等も生じ難く、少ない塗工工程で厚膜を形成することができる。最終的に形成される被膜厚は、所望の機能性、適用部位等により適宜設定すれば良いが、好ましくは0.4〜5mm程度である。また、本発明の被覆材は、上記(A1)成分と上記(A2)成分の反応により被膜を形成するため硬化性に優れており、その乾燥は、好ましくは常温、次工程への間隔は、好ましくは5時間以上(より好ましくは10時間以上30日以内)で行えばよい。

0056

また、本発明では、必要に応じて、上記被覆材を塗付する前に、基材に対して、表面処理を行うことや下塗材を塗付することができる。これにより、基材との付着性向上、防食性防錆性)等を高めることができる。基材の表面処理としては、例えば、溶剤や酸等による表面処理、ディスクサンダーワイヤーホイルスクレーパーワイヤーブラシサンドペーパー等によるケレン等を行うことができる。

0057

下塗材としては、例えば、シーラープライマー下地調整材サーフェーサーパテ等のほか、フラットタイプ塗料も適用できる。これらは、クリヤータイプ又は着色タイプのいずれであっても良い。また、水系・溶剤系のいずれであっても良く、塗装箇所等に応じて適宜選択でき、1種または2種以上を使用することができる。下塗材としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂成分を含むことが好適であり、上記樹脂成分以外にも、各種添加剤を本発明の効果に影響しない程度に配合することが可能である。このような添加剤としては、例えば、防錆顔料体質顔料着色顔料、可塑剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、消泡剤、レベリング剤、顔料分散剤沈降防止剤、たれ防止剤、酸化防止剤、触媒、架橋剤等が挙げられる。

0058

下塗材は、例えば、刷毛塗装ローラー塗装、スプレー塗装等の種々の方法を用いて塗付することができる。塗付け量は、好ましくは30〜500g/m2(より好ましくは50〜300g/m2)である。下塗材の塗回数は、基材の表面状態等によって適宜設定すればよいが、好ましくは1〜2回である。

0059

本発明は、上記被覆材により形成される被覆材層(被膜)の上に、仕上材層を積層することを特徴とする。このような仕上材層としては、上記被覆材層が、火災等による温度上昇の際に発泡し、炭化断熱層を形成するのを阻害しないものであれば、特に限定されず、公知の仕上材を積層することができる。このような仕上材層は、上塗材を塗付したり、あるいは各種シート材料を貼着して積層することができる。

0060

上記上塗材としては、クリヤータイプ又は着色タイプ、有りタイプ又は艶消しタイプ、硬質タイプ又は弾性タイプ、薄膜タイプ又は厚膜タイプ等のいずれのものも使用することができる。また、水系・溶剤系のいずれであっても良く、所望の目的に応じて適宜選択できる。また、本発明の上塗材としては、樹脂成分を含むことが好ましい。このような樹脂の形態としては、例えば、溶剤可溶型樹脂非水分散型樹脂無溶剤型樹脂水分散型樹脂水溶性樹脂等が挙げられる。樹脂の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂酢酸ビニル樹脂アクリルシリコン樹脂フッ素樹脂ケイ素樹脂ポリビニルアルコールセルロース誘導体等、あるいはこれらの複合物等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用することができる。本発明では特に、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂から選ばれる1種以上を含むことが好ましい。

0061

さらに、上記樹脂成分は架橋反応性を有するものであってもよい。樹脂成分が架橋反応型樹脂である場合は、形成被膜の耐水性、耐久性、密着性が高まり、降雨結露等による被膜の膨れ剥れの発生や耐熱性能の低下を抑制することができる。このような架橋反応型樹脂は、それ自体で架橋反応を生じるもの、あるいは別途混合する架橋剤によって架橋反応を生じるもののいずれであってもよい。このような架橋反応性は、例えば、水酸基とイソシアネート基、カルボニル基ヒドラジド基エポキシ基とアミノ基、アルド基セミカルバジド基ケト基とセミカルバジド基、アルコキシル基どうし、カルボキシル基と金属イオン、カルボキシル基とカルボジイミド基、カルボキシル基とエポキシ基、カルボキシル基とアジリジン基、カルボキシル基とオキサゾリン基等の反応性官能基を組み合わせることによって付与することができる。この中でも水酸基−イソシアート基、カルボニル基とヒドラジド基、エポキシ基とアミノ基から選ばれる1種以上の架橋反応型樹脂を含むことが好適である。

0062

上記上塗材の樹脂成分以外の成分として、例えば、着色顔料、体質顔料、骨材等を混合することができる。このような成分を適宜配合することにより、所望の色彩テクスチャー表出することができる。着色顔料、体質顔料、骨材等の混合量は、上記被覆材の効果(発泡性、耐熱保護性等)を阻害しない範囲であれば特に限定されないが、好ましくは樹脂成分の固形分100重量部に対して、好ましくは1〜2000重量部(より好ましくは5〜1000重量部)である。

0063

本発明では特に、上記着色顔料、体質顔料として、赤外線反射性及び/又は赤外線透過性を有する顔料を使用することが好適である。これにより、耐熱保護性等の効果をよりいっそう高めることができる。

0064

赤外線反射性を有する顔料としては、例えば、アルミニウムフレーク、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化鉄、炭酸カルシウム、酸化珪素酸化マグネシウム酸化ジルコニウム酸化イットリウム酸化インジウム、アルミナ、鉄−クロム複合酸化物マンガンビスマス複合酸化物、マンガン−イットリウム複合酸化物黒色酸化鉄、鉄−マンガン複合酸化物、鉄−銅−マンガン複合酸化物、鉄−クロムコバルト複合酸化物、銅−クロム複合酸化物、銅−マンガン−クロム複合酸化物等が挙げられ、これらの1種または2種以上が使用できる。

0065

赤外線透過性を有する顔料としては、例えばペリレン顔料アゾ顔料黄鉛チタニウムレッドカドミウムレッドキナクリドンレッド、イソインドリノンベンズイミダゾロンフタロシアニングリーンフタロシアニンブルーコバルトブルーインスレブルー群青紺青等が挙げられ、これらの1種または2種以上が使用できる。

0066

さらに、上塗材には、その他、通常塗料に使用可能な各種添加剤を配合することもできる。このような添加剤としては、例えば増粘剤、造膜助剤、レベリング剤、湿潤剤、可塑剤、凍結防止剤pH調整剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、分散剤、消泡剤、吸着剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、繊維類低汚染化剤親水化剤撥水剤カップリング剤、触媒等が挙げられる。

0067

本発明の被膜形成方法において、上塗材は塗り重ねて塗付、あるいは2種以上の上塗材を積層して塗付することもできる。2種以上の上塗材を積層する場合には、第1上塗材(中塗材)として、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂から選ばれる1種以上(特に好ましくは、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等)の樹脂成分を含むことが好ましい。これにより、上記被覆材と上塗材の層間の密着性をよりいっそう高めることができる。さらには、被膜物性に優れた上塗材被膜を形成することができる。

0068

上塗材の塗付は、公知の塗付方法によれば良く、例えば、刷毛塗装、ローラー塗装、スプレー塗装等の種々の方法を用いて塗付することができる。塗付け量は、好ましくは30〜5000g/m2(より好ましくは50〜3000g/m2)である。上塗材の塗回数は、基材の表面状態等によって適宜設定すればよいが、好ましくは1〜2回である。また、乾燥は好ましくは、常温で行えばよい。

0069

上記シート材料としては、例えば、化粧フィルム化粧シートシート建材、壁紙等が挙げられる。また、その厚みは、好ましくは0.01〜30mm(より好ましくは0.05〜20mm)である。これらは、公知の接着剤粘着剤)等を介して貼着すればよい。

0070

以下に実施例を示して、本発明の特徴をより明確にする。但し、本発明はこの範囲には限定されない。

0071

原料としては以下のものを使用した。

0072

・被膜形成成分(A)
・ポリオール成分(A1)
表1に示す重量比率で、ポリオエーテルポリオール(a1)、フッ素含有ポリオール(a2)、イソシアヌレート環を有するポリオール化合物(a3)を混合し、ポリオール成分(A1−1)〜(A1−13)とした。

0073

・ポリエーテルポリオール(a1)
(a1−1):ポリエーテルポリオール(グリセリンを開始剤としたエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドの重合体、数平均分子量10000、官能基数3、水酸基価17mgKOH/g、末端エチレンオキサイド付加)
(a1−2):ポリエーテルポリオール(グリセリンを開始剤としたエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドとの重合体、数平均分子量7000、官能基数3、水酸基価24mgKOH/g、末端エチレンオキサイド付加)
(a1−3)ポリエーテルポリオール(グリセリンを開始剤としたエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドの重合体、数平均分子量6000、官能基数3、水酸基価28mgKOH/g、末端エチレンオキサイド付加)
(a1−4):ポリエーテルポリオール(プロピレングリコールを開始剤としたエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドの重合体、数平均分子量5100、官能基数3、水酸基価33mgKOH/g、末端エチレンオキサイド付加)
(a1−5):ポリエーテルポリオール(グリセリンを開始剤としたプロピレンオキサイドとの重合体、数平均分子量4000、官能基数3、水酸基価43mgKOH/g、末端プロピレンオキサイド付加)
(a1−6):ポリエーテルポリオール(グリセリンを開始剤としたプロピレンオキサイドとの重合体、数平均分子量700、官能基数3、水酸基価225mgKOH/g、末端プロピレンオキサイド付加)

0074

・フッ素含有ポリオール(a2)
(a2−1):3フッ化エチレン共重合体(クロロトリフルオロエチレン−ビニルエーテル−ヒドロキシアルキルビニルテーテル共重合体、フッ素含有率27重量%、水酸基価52mgKOH/g、固形分60重量%、芳香族炭化水素溶媒含有)
(a2−2):4フッ化エチレン共重合体(テトラフルオロエチレン−ビニルエーテル−ヒドロキシアルキルビニルテーテル共重合体、フッ素含有率36重量%、水酸基価60mgKOH/g、固形分60重量%、酢酸ブチル溶媒含有)
・イソシアヌレート環を有するポリオール化合物(a3)
(a3−1)イソシアヌル酸トリス(2ヒドロキシエチル)(水酸基価645mgKOH/g)

0075

0076

・ポリイソシアネート成分(A2)
(A2−1)ビウレット型ヘキサメチレンジイソシアネート(NCO含有量23.5%)
(A2−2)イソシアヌレート型ヘキサメチレンジイソシアネート(NCO含有量23.1%)

0077

・発泡剤(B):メラミン
・炭化剤(C):ペンタエリスリトール
・難燃剤(D1):ポリリン酸アンモニウム
・難燃剤(D2):ポリリン酸メラミン・メラム・メレムの複塩
・充填剤(E):酸化チタン
・金属水和物(F):水酸化アルミニウム(平均粒子径:1μm)
・繊維(G):ロックウール繊維(平均繊維長125μm、平均繊維径4.5μm)
・高沸点化合物(H):フタル酸ジイソノニル(沸点420℃)
・硬化触媒(I):有機金属系触媒
・添加剤1:分散剤、消泡剤等
・添加剤2:可塑剤、希釈溶剤

0078

(被覆材1〜24)
表2に示す配合に従って、(A1)成分、(B)成分〜(I)成分、添加剤1、2を常法により混合し主剤を調製した。次いで、(A2)成分を混合し被覆材1〜24を得た。表2において、(B)成分〜(I)成分、添加剤1、2の混合量は、(A)成分の固形分100重量部に対する重量部で示している。

0079

0080

(上塗材1)
水性エポキシ樹脂エマルションビスフェノールA型エポキシ樹脂(固形型)水分散体、固形分55重量%]100重量部、酸化チタン6重量部、添加剤(消泡剤、増粘剤、造膜助剤、溶剤等)8重量部、水75重量部を常法により混合し主剤を調製した。次いで、アミノ基含有樹脂エマルション変性脂肪族ポリアミン水分散体、固形分60重量%]57重量部を混合し上塗材Aを製造した。

0081

(上塗材2)
アクリル樹脂エマルション[スチレン−メチルメタクリレート−2−エチルヘキシルアクリレート−メタクリル酸共重合体の水分散体、固形分:50重量%)100重量部、二酸化チタン30重量部、添加剤(造膜助剤、増粘剤、消泡剤)10重量部を常法にて均一に混合、攪拌し、上塗材Bを製造した。

0082

(実施例1〜23、比較例1〜2)
表3、4に示す被覆材、第1上塗材、第2上塗材の組み合わせに従って、予めさび止め塗装した鋼板(縦150mm×横70mm×厚さ1.6mm)の全面に被覆材をスプレーで塗付(乾燥膜厚1.5mm)し、常温(25℃)で7日間養生させた。次いで、形成された被膜全面に第1上塗材をスプレーで塗付(塗付け量250g/m2)し常温(25℃)で1日間養生させ、さらに必要に応じ第2上塗材をスプレーで塗付(塗付け量250g/m2)し常温(25℃)で7日間養生させたものを試験体とし、以下の評価を実施した。

0083

密着性評価
作製した試験体[I]を、JIS K 5600−5−6に準じた碁盤テープ法にて密着性を評価した。評価基準は、以下の通りである。また、結果は表3、4に示す。
A:塗膜はがれ見当たらなかった。
B:塗膜のはがれがほとんど見当たらなかった。
C:塗膜のはがれが一部見られた。
D:塗膜がはがれてしまった。

0084

耐熱性評価1>
ISO 5660−1コーンカロリーメーター法に基づき、電気ヒーター(CONEIII、株式会社東洋精機製)を用いて、試験体表面に50kW/m2の輻射熱を15分間放射したときの発泡倍率、及び鋼板裏面温度を測定した。各評価基準は以下の通りである。また、結果は表3、4に示す。
(発泡倍率)
AA:発泡倍率35倍超
A:発泡倍率25倍超35倍以下
B:発泡倍率20倍超25倍以下
C:発泡倍率15倍超20倍以下
D:発泡倍率15倍以下
裏面温度
AA:430℃未満
A:430℃以上470℃未満
B:470℃以上500℃未満
C:500℃以上550℃未満
D:550℃超

0085

<耐熱性評価2>
ISO 5660−1コーンカロリーメーター法に基づき、電気ヒーター(CONEIII、株式会社東洋精機製)を用いて、試験体表面に50kW/m2の輻射熱を30分間放射したときの発泡倍率、及び鋼板裏面温度を測定し、さらに緻密性、灰化性を評価した。発泡倍率、及び鋼板裏面温度の評価基準は上記耐熱性評価1と同様である。緻密性評価、灰化性評価基準は以下の通りである。また、結果は表3、4に示す。

0086

(緻密性評価)
発泡倍率を測定した試験体を切断し、その断面における炭化断熱層の緻密性を目視にて確認した。評価基準は、緻密性が高いものを「A」、緻密性が低いものを「D」とする4段階評価(優:A>B>C>D:劣)とした。
(灰化性評価)
上記耐熱性評価2において、輻射熱を30分間放射後に形成された炭化断熱層の断面を確認し、灰化(白色)部分の割合を算出した。評価基準は、灰化の少ないものを「A」、灰化が進行したものを「D」とする4段階評価(優:A>B>C>D:劣)とした。

0087

実施例1〜10、14〜23は、耐熱性評価1、耐熱性評価2(加熱試験延長した高温下)のいずれにおいても、発泡性に優れ、安定して炭化断熱層を形成し、さらには炭化断熱層の収縮を抑制することが可能であり、十分な耐熱保護性能を発揮できるものであった。特に、実施例14〜23では、加熱試験を延長した場合において、炭化断熱層の収縮が十分に抑制(発泡倍率の変化が少ない)され、よりいっそう優れた耐熱保護性能を発揮できるものであった。比較例1、2では、発泡性が不十分であり、さらには、加熱試験を延長した場合において、炭化断熱層の収縮が顕著であった。

0088

次いで、耐熱性評価1及び2において、優れた発泡性を示した実施例1〜4、7、8、14〜23において、以下の評価を実施した。
<耐熱性評価3>
脱落防止性評価)
試験体の被覆材が下側となるように水平に設置し、該試験体の上側25mmの位置にヒーターヒーター温度680℃)を設置し、ヒーターにより試験体を加熱し、鋼板から被覆材が脱落したときの鋼板温度を測定した。評価は次の4段階で行った。結果は表3、4に示す。
A:脱落温度250℃以上
B:脱落温度220℃以上250℃未満
C:脱落温度200℃以上220℃未満
D:脱落温度200℃未満

0089

さらに、被覆材14〜23において、以下の評価を実施した。
<厚膜化評価1>
予めさび止め塗装した鋼板(縦150mm×横70mm×厚さ1.6mm)の全面に被覆材をフィルムアプリケーターにてwet膜厚3mmで塗付し、常温(25℃)で24時間、その後50℃で24時間養生させて、乾燥膜厚を測定し、膜厚の変化を確認した。評価基準は以下の通りである。
A:膜厚減少率が15%未満
B:膜厚減少率が15%以上30%未満
C:膜厚減少率が30%以上45%未満
D:膜厚減少率が45%以上

0090

<厚膜化評価2>
厚膜化評価1において、形成した被膜の状態を目視にて確認した。評価基準は、均一な被膜を形成したものを「A」、被膜にひび割れが生じたものを「D」とする4段階評価(優:A>B>C>D:劣)とした。結果は表4に示す。

0091

実施例

0092

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