JP2003238902A

JP2003238902A - 室内用発泡型耐火塗料組成物

Info

Publication number: JP2003238902A
Application number: JP2002045698A
Authority: JP
Inventors: Tamaki Wada; 環和田; Tsutomu Urashima; 強浦島; Yasunori Takaichi; 恭規高市; Atsushi Wake; 淳和氣
Original assignee: Kowa Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kowa Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】室内の健康障害成分を低減し、火災発生時で
の危険性が小さく、平滑塗装だけでなく、厚膜の凹凸模
様のパターンも付与することが可能な室内用発泡型耐火
塗料組成物を提供する。【解決手段】（Ａ）水性樹脂、（Ｂ）リン系難燃剤、
（Ｃ）発泡剤、（Ｄ）多糖類及び／又は多価アルコール
類、及び（Ｅ）珪藻土を主成分とする塗料であり、質量
比において（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）：（Ｄ）：（Ｅ）＝
１００：７０〜４００：２０〜１６０：２０〜１６０：
８０〜２００を含有することを特徴とする室内用発泡型
耐火塗料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋内内装面の壁
面、天井等にスプレー、ローラー等の各種塗装方法によ
って平滑塗装だけでなく、厚膜の凹凸模様のパターンも
付与することが可能な室内用発泡型耐火塗料組成物に関
するものである。より詳細には、室内の健康障害成分を
低減することができ、さらに火災発生時の加熱下では発
泡して炭化層を形成して延焼を防止する特性を備えてい
ることを特徴とする室内用発泡耐火塗料組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】屋内内装面の壁面、天井等に装飾性を付
与する目的でシート材料、エンボス加工したクロス、壁
紙等が広く使用されるようになってきている。また、こ
れらのシート材料やクロス、壁紙等に対して汚れを隠す
目的で塗料が塗装されることも多くなってきている。し
かし、前記したシート材料、エンボス加工したクロス、
壁紙等は、火災が発生した際に、構成する有機成分の燃
焼によって有毒ガスが発生したり、延焼するなどの危険
性があるという問題があった。

【０００３】耐火塗料としては、特開平７−３３１１２
４号公報に発泡剤、炭化層生成剤、無機質粉末、メラミ
ン樹脂とアクリル樹脂を添加してなる発泡耐火塗料が開
示されている。この塗料は火災発生時に加熱により発泡
層を形成し、建築物の鉄骨等の温度上昇を遅延させる作
用があり、主に耐火被覆用途に使用されるものである
が、室内汚染対策用としては十分なものではなかった。

【０００４】また、耐火性能を備え意匠性も付与できる
室内汚染対策用の塗材としては、セメント系を結合材と
したものがあるが、セメントを結合材としているために
割れや塗装作業性等の問題があった。一方、塗装する場
合においても火災発生時の被害を考慮した塗料が選定さ
れてはいるが、可燃性下地における火災の危険性に対し
ては効果が不十分であり、意匠性などにも制限のあるも
のであった。

【０００５】また、近年、室内の家具類や壁面、天井に
使用される断熱材や合板、これらに使用される接着剤な
どから放散されるホルムアルデヒドや可塑剤類などの化
学物質が健康障害をもたらすシックハウス症候群と呼ば
れる室内汚染が問題視されるようになり、これら化学物
質を放散しないものが望まれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、室内の健康
障害成分を低減することができ、且つ火災発生時での危
険性が小さく、平滑塗装だけでなく、厚膜の凹凸模様の
パターンも付与することが可能な室内用発泡型耐火塗料
組成物を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、火災発生時の加熱
下では耐火発泡層を形成する発泡剤、発泡を促進するリ
ン系難燃剤、炭化層となる多糖や多価アルコール類を用
い、これに吸着作用のある珪藻土を配合することで、火
災発生時の加熱下では発泡して炭化層を形成して延焼を
防止する機能を備えるのみならず、さらに室内の健康障
害成分等を吸着し得る塗膜を形成することができる塗料
組成物の配合を見出し、本発明に至った。本発明は、以
下の各発明を包含する。

【０００８】（１）主成分として（Ａ）水性樹脂、
（Ｂ）リン系難燃剤、（Ｃ）発泡剤、（Ｄ）多糖類及び
／又は多価アルコール類、及び（Ｅ）珪藻土を含有こと
を特徴とする室内用発泡型耐火塗料組成物。

【０００９】（２）主成分として（Ａ）水性樹脂、
（Ｂ）リン系難燃剤、（Ｃ）発泡剤、（Ｄ）多糖類及び
／又は多価アルコール類、及び（Ｅ）珪藻土を含有し、
各成分の配合割合が質量比において（Ａ）：（Ｂ）：
（Ｃ）：（Ｄ）：（Ｅ）＝１００：７０〜４００：２０
〜１６０：２０〜１６０：８０〜２００であることを特
徴とする室内用発泡型耐火塗料組成物。

【００１０】（３）前記、各成分の配合割合が質量比で
（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）：（Ｄ）：（Ｅ）＝１００：１
００〜３００：３５〜１２０：３５〜１２０：１００〜
１８０を含有することを特徴とする（１）又は（２）に
記載の室内用発泡型耐火塗料組成物。

【００１１】（４）前記（Ａ）水性樹脂が、酢酸ビニル
系樹脂エマルション、アクリル酸エステル系樹脂エマル
ション、エチレン系樹脂エマルション等の合成樹脂エマ
ルションや水溶性アクリル樹脂、水性アルキッド樹脂等
から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする
（１）〜（３）のいずれか１項に記載の室内用発泡型耐
火塗料組成物。

【００１２】（５）前記（Ｂ）リン系難燃剤が、ポリリ
ン酸アンモニウム、マイクロカプセル化ポリリン酸アン
モニウム、発泡性リン・アルミニウム系化合物等から選
ばれる少なくとも１種であることを特徴とする（１）〜
（４）のいずれか１項に記載の室内用発泡型耐火塗料組
成物。

【００１３】（６）前記（Ｃ）発泡剤が、メラミン、尿
素、ジシアンジアミド、グアニジン及びスルファミン酸
グアニジンなどの窒素含有化合物から選ばれる少なくと
も１種であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれ
か１項に記載の室内用発泡型耐火塗料組成物。

【００１４】（７）前記（Ｄ）多糖類及び／又は多価ア
ルコール類が、グルコース、蔗糖などの多糖類、及びモ
ノペンタエリスリトール、ジペンタエリスルトール、ト
リペンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトール、
トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアネート、トリ
エチレングリコール、ソルビトール、レゾルシノール、
グリセリン、トリメチロールメタン、トリメチロールプ
ロパン、ジエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ヘキサメチレングリコール、イノシトールなどの多
価アルコール類から選ばれる少なくとも１種であること
を特徴とする（１）〜（６）のいずれか１項に記載の室
内用発泡型耐火塗料組成物。

【００１５】（８）前記主成分（Ａ）〜（Ｅ）成分に加
えて、珪石、炭酸カルシウム、クレー、酸化チタン、シ
リカ等から選ばれる無機充填剤を含有することを特徴と
する（１）〜（７）のいずれか１項に記載の室内用発泡
型耐火塗料組成物。

【００１６】（９）前記主成分（Ａ）〜（Ｅ）成分に加
えて、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の難
燃性充填剤を含有することを特徴とする（１）〜（８）
のいずれか１項に記載の室内用発泡型耐火塗料組成物。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の室内用発泡性耐火塗料組
成物は、（Ａ）水性樹脂、（Ｂ）リン系難燃剤、（Ｃ）
発泡剤、（Ｄ）多糖類及び／又は多価アルコール類、及
び（Ｅ）珪藻土を主成分として含有する室内用発泡型耐
火塗料組成物である。

【００１８】本発明の室内用発泡型耐火塗料組成物に主
成分の一つとして用いられる（Ａ）水性樹脂は塗膜形成
成分であり、さらに下地との接着剤の役割をするもので
ある。このような水性樹脂としては、通常知られている
樹脂を用いることができる。例えば、酢酸ビニル系樹脂
エマルション、アクリル酸エステル系樹脂エマルショ
ン、エチレン系樹脂エマルション等の合成樹脂エマルシ
ョンや水溶性アクリル樹脂、水性アルキッド樹脂等が挙
げられる。

【００１９】本発明の室内用発泡型耐火塗料組成物に主
成分の一つとして用いられる（Ｂ）リン系難燃剤は、約
２５０℃以上の熱を受けた際に、耐火塗膜成分中の有機
物を脱水する脱水触媒として作用して不燃性のアンモニ
アガスの発生と、Ｈ₂Ｏの脱離により火災の消火効果を
発揮する成分であり、この成分は、さらに炭化物の生成
を促進して塗膜の燃焼を抑制する。また、同時に、自ら
も防火性の無機質リン酸膜を形成し、耐火塗膜の耐火性
を高める作用をする成分である。

【００２０】（Ｂ）成分のリン系難燃剤としては、ポリ
リン酸アンモニウム、マイクロカプセル化ポリリン酸ア
ンモニウム、発泡性リン・アルミニウム系化合物が好ま
しく、耐水性及び耐火性の良好な耐火塗膜を形成するこ
とができる点で、ポリリン酸アンモニウムを樹脂により
コーティングしたマイクロカプセル化ポリリン酸アンモ
ニウムを用いるのが特に好ましい。

【００２１】同様に主成分の一つである（Ｃ）発泡剤と
しては、加熱された際に窒素やアンモニア等の不燃性ガ
スを発生し得るものであれば、種々のものを用いること
ができるが、具体的には、例えば、メラミン、尿素、ジ
シアンジアミド、グアニジン及びスルファミン酸グアニ
ジンなどの窒素含有化合物を挙げることができる。この
（Ｃ）成分は、耐火塗膜の燃焼により生成した炭化物を
より一層膨張させることができ、これにより耐火塗膜の
断熱性をより高める。

【００２２】同様に主成分の一つである（Ｄ）多糖類及
び／又は多価アルコール類は、上記の発泡剤の発泡中に
熱によって炭化して、気泡を内部に含む多孔質の炭化層
を形成する成分である。例えば、グルコース、蔗糖など
の多糖類、及びモノペンタエリスリトール、ジペンタエ
リスルトール、トリペンタエリスリトール、ポリペンタ
エリスリトール、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソ
シアネート、トリエチレングリコール、ソルビトール、
レゾルシノール、グリセリン、トリメチロールメタン、
トリメチロールプロパン、ジエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ヘキサメチレングリコール、イノシ
トールなどの多価アルコール類を挙げることができる。

【００２３】同様に、主成分の一つである（Ｅ）珪藻土
は、単細胞植物（珪藻）が数千年間という長い年月を経
て化石化した土であり、表面に微細な孔があって比表面
積が大きく、この多孔質構造に水分を取り込み、吸放湿
する調湿機能を有しているが、また、火災発生時にはリ
ン系難燃剤が分解する２５０℃までの初期段階で内部に
取り込んだ水分の放出による火災の消火効果を期待する
こともできる。このような作用は、従来の塗料用体質顔
料、例えば炭酸カルシウムや珪石粉、クレーなどには期
待できない。

【００２４】また、室内用塗料に要求される意匠性は、
単に増粘剤量を調整して高粘度にするだけでは目的とす
る厚膜で意匠性に優れた塗装面は得られず、有機系増粘
剤を通常の使用量以上に配合する必要があるが、上記目
的のために珪藻土を使用すると、有機系増粘剤の使用量
を低減することができる。

【００２５】さらに、本発明の発泡型耐火塗料組成物に
おける珪藻土は、発泡型耐火塗料が熱によって発泡して
炭化層を形成した後も、その多孔質構造内の空気層が断
熱作用を有することからより耐火性を高める。また、珪
藻土は、耐火性能に加えて、室内環境で問題となってい
る健康障害成分を吸着する機能をも有している。

【００２６】本発明の室内用発泡型耐火塗料組成物にお
ける前記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）の
各成分の配合割合は、質量比で（Ａ）水性樹脂：（Ｂ）
リン系難燃剤：（Ｃ）発泡剤：（Ｄ）多糖類・多価アル
コール：（Ｅ）珪藻土＝１００：７０〜４００：２０〜
１６０：２０〜１６０：８０〜２００であり、好ましく
は（Ａ）水性樹脂：（Ｂ）リン系難燃剤：（Ｃ）発泡
剤：（Ｄ）多糖類・多価アルコール：（Ｅ）珪藻土＝１
００：１００〜３００：３５〜１２０：３５〜１２０：
１００〜１８０である。

【００２７】各成分の配合割合がこの比率を外れると、
室内の健康障害成分の低減効果が発揮できなくなるか、
或いは火災発生時における延焼防止性が不十分となる。
例えば、（Ｂ）リン系難燃剤が７０質量部より少ないと
炭化層の生成が不十分で発泡率も小さいものとなるし、
４００質量部より多い場合は、気泡が粗大となり十分な
耐火性能が得られない。

【００２８】また、（Ｃ）発泡剤については、その配合
割合が２０質量部より少ない場合は発泡率が小さ過ぎる
こととなるし、１６０質量部より多い場合は発泡層の気
泡が粗大となり十分な耐火性能が得られない。

【００２９】（Ｄ）多糖類及び／又は多価アルコール類
については、その配合割合が２０質量部より少ない場合
は、十分な炭化層を形成することができないし、１６０
質量部より多い場合は、十分な炭化層を形成する前に多
糖類や多価アルコール類の溶融・軟化により塗膜のだれ
落ちが生じ、耐火性能が低下する。

【００３０】（Ｅ）珪藻土については、配合割合が８０
質量部より少ない場合は、健康障害成分の吸着が不十分
になるし、また、有機系増粘剤の使用量を低減する効果
が乏しい。逆に２００質量部より多い場合は、塗料製造
が困難になり、さらには塗装作業性が低下する。

【００３１】本発明の室内用発泡型耐火塗料組成物にお
いては、前記主成分の他に、必要に応じて無機質充填剤
を用いてもよい。無機質充填剤としては、通常の塗料用
のものをいずれも使用でき、例えば珪石、炭酸カルシウ
ム、クレー、酸化チタン、シリカ等を挙げることができ
る。また、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等
の公知の難燃性充填剤を併用することも可能である。こ
のような無機充填剤を用いる場合の配合割合は、合成樹
脂の樹脂固形分１００質量部に対して１００質量部以下
とするのが適当である。

【００３２】本発明の室内用発泡型耐火塗料組成物にお
いては、更に必要に応じて、増粘剤、消泡剤、防腐剤、
防かび剤、分散剤等を適宜使用しても良い。本発明の室
内用塗料組成物は、上記各成分を常法通り攪拌混合する
ことにより製造できる。

【００３３】かくして得られる、耐火性能が著しく向上
した本発明の塗料は、ハケ、コテ、ローラー、スプレー
等の一般の塗装方法で容易に塗付でき、平滑塗装だけで
なく、厚膜で凹凸のあるパターンを形成することが可能
である。本発明塗料は、壁紙、合板、木材、石綿セメン
ト板、コンクリート、モルタル、ＦＲＰ、プラスチック
類、金属面に直接又はプライマー処理を施した上に本発
明塗料を施工することも可能である。

【００３４】

【実施例】以下、実施例及び比較例に基づいて本発明の
塗料組成物における各成分の配合割合の例とそれに基づ
く作用効果を具体的に説明するが、本発明はこれらの実
施例等によって限定されるものではない。

【００３５】（Ａ）水性樹脂、（Ｂ）リン系難燃剤、
（Ｃ）発泡剤、（Ｄ）多糖類・多価アルコール及び
（Ｅ）珪藻土の各成分として表１に記載した各物質を使
用して各実施例の室内用発泡型耐火塗料組成物を調製し
た。また、比較のために、実施例の耐火塗料組成物を構
成する各成分のいずれかを欠く塗料組成物を調製した。
配合割合を表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】表中の水性樹脂（１）は、昭和高分子
（株）社製の商品名「ポリゾールＡＰＫ−２」（アクリ
ル酸エステル樹脂系エマルション）、水性樹脂（２）
は、大日本インキ化学工業（株）社製、商品名「ボンコ
ート６９３８」（酢酸ビニル樹脂−バーサチック酸ビニ
ル系エマルション）を使用した。また、少量添加剤は、
増粘剤、分散剤、消泡剤、防腐剤を使用した。二酸化チ
タンは、テイカ社製、商品名「ＪＲ−６００Ａ」（ルチ
ル型酸化チタン）を使用した。

【００３８】（試験方法）表１に記載の組成を有する塗
料組成物について、以下の試験を行った。（防火性試験）室内用水性下塗材である恒和化学工業
（株）製の商品名「エコシーラーホワイト」を塗布した
４ｍｍ厚の１５×２２ｃｍの大きさのベニヤ板を基材と
し、この上に上記で得た各塗料を１ｋｇ／ｍ²塗布し、
約２週間養生して試験体とした。上記試験体を垂直に立
てかけ、約１０ｃｍ離れたところからガスバーナーで５
分間燃やし、その結果を目視にて評価した。 ×：５分間燃焼後、塗膜、下地のベニヤ板が燃焼する。 ○：５分間燃焼後、発泡層が均一で、発泡厚みがあり、
下地のベニヤ板が燃焼しない。

【００３９】（ホルムアルデヒド吸着試験）５ｍｍ厚×
１５×１５ｃｍの大きさのガラス板を基材とし、この上
に上記で得た各塗料を１ｋｇ／ｍ²塗布し、約２週間養
生して試験体とした。この試験体をデシケータ内に静置
し、２０ｐｐｍに調製をしているホルムアルデヒドガス
を封入した。２４時間後に、デシケータ内ホルムアルデ
ヒドガス残存濃度を検知管（ガステック社製、９１Ｌ）
にて測定した。評価は次の基準で行った。 ◎：検知管の色が変わらない（検出限界以下）。 ○：０．１〜１５ｐｐｍ。 ×：１５ｐｐｍ以上。

【００４０】試験結果を表２に示す。

【表２】

【００４１】表２からも明らかの通り、実施例１〜４の
塗料は防火性を有し、かつ残留ホルムアルデヒド濃度が
低く、吸着性能を有していた。一方、比較例１〜３の塗
料ではホルムアルデヒド吸着性能を有するものの防火性
能がなく、比較例４は、防火性能を有するもののホルム
アルデヒド吸着性能がなかった。

【００４２】

【発明の効果】本発明の室内用発泡型耐火塗料は、屋内
内装面の壁面、天井等にスプレー、ローラー等の各種塗
装方法によって平滑塗装だけでなく、厚膜の凹凸模様の
パターンも付与することが可能であり、さらに可燃性下
地に塗布しても延焼を防止する効果を有し、その塗膜は
室内の健康障害成分を吸着して低減することができる効
果を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高市恭規東京都大田区北糀谷１−９−13 恒和化学工業株式会社中央研究所内 (72)発明者和氣淳東京都大田区平和島６−１−１東京流通センタービル９Ｆ恒和化学工業株式会社内Ｆターム(参考） 4J038 BA012 CB021 CF021 CG141 DD121 HA386 HA426 JA21 JB20 JB23 JB24 JB36 JC08 KA02 MA10 NA15 PB02 PC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）水性樹脂、（Ｂ）リン系難燃剤、
（Ｃ）発泡剤、（Ｄ）多糖類及び／又は多価アルコール
類、及び（Ｅ）珪藻土を主成分とする塗料であり、質量
比において（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）：（Ｄ）：（Ｅ）＝
１００：７０〜４００：２０〜１６０：２０〜１６０：
８０〜２００を含有することを特徴とする室内用発泡型
耐火塗料組成物。
【請求項２】前記（Ａ）水性樹脂が、酢酸ビニル系樹
脂エマルション、アクリル酸エステル系樹脂エマルショ
ン、エチレン系樹脂エマルション等の合成樹脂エマルシ
ョンや水溶性アクリル樹脂及び水性アルキッド樹脂から
選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項
１記載の室内用発泡型耐火塗料組成物。
【請求項３】前記（Ｂ）リン系難燃剤が、ポリリン酸
アンモニウム、マイクロカプセル化ポリリン酸アンモニ
ウム及び発泡性リン・アルミニウム系化合物等から選ば
れる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１又
は２に記載の室内用発泡型耐火塗料組成物。
【請求項４】前記（Ｃ）発泡剤が、メラミン、尿素、
ジシアンジアミド、グアニジン及びスルファミン酸グア
ニジンから選ばれる窒素含有化合物の少なくとも１種で
あることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記
載の室内用発泡型耐火塗料組成物。
【請求項５】前記（Ｄ）多糖類及び／又は多価アルコ
ール類が、グルコース、蔗糖などの多糖類、及びモノペ
ンタエリスリトール、ジペンタエリスルトール、トリペ
ンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトール、トリ
ス（２−ヒドロキシエチル）イソシアネート、トリエチ
レングリコール、ソルビトール、レゾルシノール、グリ
セリン、トリメチロールメタン、トリメチロールプロパ
ン、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ヘ
キサメチレングリコール、イノシトールなどの多価アル
コール類から選ばれる少なくとも１種であることを特徴
とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の室内用発泡
型耐火塗料組成物。
【請求項６】前記主成分（Ａ）〜（Ｅ）成分に加え
て、珪石、炭酸カルシウム、クレー、酸化チタン、シリ
カから選ばれる無機充填剤を含有することを特徴とする
請求項１〜５のいずれか１項に記載の室内用発泡型耐火
塗料組成物。
【請求項７】前記主成分（Ａ）〜（Ｅ）成分に加え
て、水酸化アルミニウム又は水酸化マグネシウムからな
る難燃性充填剤を含有することを特徴とする請求項１〜
６のいずれか１項に記載の室内用発泡型耐火塗料組成
物。