JPH04504135A - 発泡性防炎塗料材料 - 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、各種支持体用の保護塗料として用いられる、液体発泡性防炎基剤及び これに分散させた耐火性繊維材料を含む防炎組成物に関する。

発明の背景 発泡性防炎材料は以前から知られており、約２０００″Ｆまでの熱に対する保護 効果が得られるよう開発が続けられてきた。しがしながら、これは、住宅、オフ ィス及び工業的用途を含めた多くの環境では、十分に高いレベルの防炎性とはい えない。

従って、本発明の目的は、少なくとも４０００°Ｆの持続温度で有効であり、カ リ各種支持体を保護するために、多くの様々な用途に用いることができる改良さ れた防炎塗料材料を提供することにある。

さらに本発明の目的は、流体稠度を有し、そして発泡性防炎材料及びこれに分散 させた耐火性繊維材料の新規な組み合わせを含み、繊維の大きさを変えると、組 成物の稠度を吹き付は可能な液体からごて塗りができる粘稠な液体にまで変化さ せることができる、改良された防炎塗料材料を提供することにある。

発明の概要 本発明では、液体発泡性防炎材料及び個々の用途に対しこれに分散させたまたは 懸濁させた様々な大きさの耐火性繊維を含む防炎塗料材料を提供する。液体発泡 性防炎材料には、発泡剤、発泡剤ガス源、炭化剤、フィルム形成結合剤、溶剤及 び場合によってはｈ料又は充填剤が含まれる。耐火性繊維は酸化アルミニウム、 二酸化珪素及び一種以上の他の金属酸化物より成る。

例えば住宅及びビルディングのフレームに塗布するような特定の用途では、嵩び 工業的な用途では、嵩長さが１“乃至４″のより長い繊維を用いて、場合によっ ては、こてを使用して塗布することができる、より粘稠な塗料稠度にする。室内 仕上げ表面および織物に用いる場合は、ミルドファイバーを用いると、塗装又は 吹き付けによって塗布しうる稠度を有する塗料となり、そしてきめの細かい、つ まり滑らかな仕上がりとなり、一方、より大きな大きさのバルク繊維を用いると 、いくらか粗い仕上がり、つまり＝ｍとなる。このように、本発明の防炎塗料材 料を用いて保護を行う支持体により、異なる大きさのバルク繊維を用いる。

本発明は、少なくとも４０００“Ｆの持続温度ですぐれた熱保護性を提供するも の本発明の別の目的、特徴及び利点については、詳細な説明の好ましい具体例及 び添付の図面から明らかになるであろう。

第１図は、支持体に本発明の防炎塗料材料を塗布した略図である。

第２図は、加熱の初めに塗料材料に何が生じるかを示す略図である。そして第３ 図は、熱を長時間加えた後に塗料材料に何が生じるかを示す略図である。

化合物　範囲（重量） 発泡剤、例えばリン酸モノアンモニウム、リン酸シアン　１０％−４０％炭化剤 、例えばジペンタエリトリトール（ＤＰＥ）、ボ　４％−３５％リオール若しく は塩素化パラフィン、又はこれらの組み合わせ（顆粒） フィルム形成結合剤、例えば酢酸ポリビニル、アクリル　１％−５０％樹脂、ビ ニルアクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ若しくはポリウレタン、又はこれ らの組み合わせ溶剤、例えば、流体欄間を得るための水、　１０％−６０％アル コール、ナフサ又は芳香族炭化水素、又はこれらの組み合わせ 顔料、例えばＴｉＯ２、ＺｎＯ，シリケート、カーポンプ　０％−４０％ラック 、ランプブラック、フタロシアニンブルー若しくはグリーン、充填剤、例えばＣ ａＣＣ）３又はパライト、又はこれらの組み合わせ 本発明の好ましい具体例では、耐火性又はセラミック繊維材料は、以下の化合物 でつくられた繊維より成る。

化合物　範囲（重量） 酸化アルミニウム（ＡｂＯｓ）　４０％−５５％二酸化珪素（Ｓｉｎ２）　４０ ％−５５％酸化鉄（ｍ）（Ｆｅ２ｅ３）　０．０２％−０，１％二酸化チタン（ ＴｉＣｈ）　０．０１％−０，１％酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）　０．０１％−領１ ％酸化ナトリウム（Ｎａｚｏ）　０．１％−０，３％酸化ジルコニウム（ＺｒＯ ２）　０．１％−０，３％上記の化合物の他に本発明で用い得る化合物は以下の ものがあるニホウ素、ベスカンジウム、イツトリウム、ランタン、セシウム、バ ナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、 コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、鉛、トリウム等のような１種以上の金属の酸化 物。これらの酸化物の例はＢｅｄＳＭｇＯｌＣａｂ、ＳｒＯ，ＢａｄＳ　ＳｉＯ ｘ、Ｍ２Ｏ３、Ｌａｎ０ｚ、Ｍ２Ｏ１、Ｎａ２Ｏ５、Ｔａ２’Ｏｓ、Ｃｒ０ｚ、 Ｈｆ　Ｏ２、Ｍ２Ｏ３、ＷＯ２、ＦｅＯ２、Ｃｏ２Ｏ３、Ｎ１ｚＣｈ、ＣｕｂＳ ＺｎＯ及びＣｄＯである。一種以上の上記酸化物と一緒に存在させ得る他の酸化 物の例は、Ｂ２０．及びＰ２Ｏ５である。

好ましい具体例では、耐火性繊維材料は少なくとも酸化アルミニウム及び二酸化 珪素、そして一種以上の上記化合物より成る。

使用する耐火性繊維材料によって、本発明の組成物は多くの異なる用途に用いら れる。

例えば、耐火性繊維材料が、高直径２−１０ミクロン、嵩長さ２−３５ミクロン のミルドファイバー又は小さい顆粒から成るとき、本発明の組成物は滑らかな仕 上がりとなり、そしてエレベータ−１住宅、オフィスビルディング、及び乗り物 、例えばバス、航空機、列車及び車等、の内壁の塗布又は吹き付けに最適なもの となる。どのような好ましい色の顔料も装飾の目的で加えることができる。さら に、ミルドファイバーから成る組成物は、寝椅子、椅子、カーテン、カーペラ／ ３２＃乃至１″の短繊維から成るとき、本発明の組成物は、２×４のような住宅 向きの構造のフレームを取り付ける前に、これらのフレームに吹き付けるのに最 適である。これはまた、各種の乗り物の防火壁に有用である。

さらに別の具体例では、耐火性繊維材料が、高直径１／４″乃至１／２ｓ、嵩長 さ１″乃至４″、場合によっては更に長い長繊維から成るとき、本発明の組成物 は、工業的及び商業的用途、例えば構造ビーム及び柱、床、天井、エレベータ− シャフト、バイブ、電気ケーブル、ダクト、防火扉、階段吹き抜け、通路、ボイ ラー室、電気室、分電盤等、に最適である。　７本発明では、耐火性繊維材料と 発泡性防炎基剤とを組み合わせたものを、少なくとも４０００°Ｆの持続温度に おける効果的な防炎材料として使用することかできる。本発明の防炎組成物中の 繊維の濃度には、好ましい範囲かある。発泡性防災基剤１ガロン当たり、含有さ せる繊維（ミルドファイバー、短繊維及び／又は長繊維を含めた）の範囲は、１ オンス乃至８０オンスである。本発明の好ましい具体例では、この範囲は、発泡 性防炎材料１ガロン当たり、繊維６オンス乃至２０オンスである。ここで説明し たように、発泡性防炎材料１ガロン当たり、繊維１６オンスであると多くの用途 に最適である。

以下の実施例は、本発明の実施についての説明である。

実施例１ 本発明の発泡性防炎材料１ガロンを、エアージェットを用いて、８オンスのミル ドファイバー及び８オンスのショートストランド繊維（嵩長さ１／４＃乃至１／ ２″）と混合する。この組成物を塗料として、厚さ０．０６０’の４’Ｘ　１２ ’アルミニウム試料に塗布する。組成物は厚さ０．２５０’にアルミニウム試料 の片側１／２のみに塗布する。火炎温度約２６００°Ｆのプロパントーチを、組 成物を被覆したアルミニウム試料表面に１時間当てる。組成物は膨張し、炭化す る。試験終了後、炭化組成物をこすり落とし、アルミニウム試料を観察した。ア ルミニウムの両面とも炎の影響はなく、熱はアルミニウム試料の未被覆部分に広 がらなかった。

実施例■ 本発明の発泡性防炎材料１ガロンを、エアージェットを用いて、１６オンスのミ ルドファイバーと混合する。この組成物をアルミニウム試料に塗布し、実施例■ と同じように試験し、実施例■と同じ結果を得た。

実施例■ 本発明の発泡性防炎材料１ガロンを、エアージェットを用いて、１６オンスの短 繊維（嵩長さ１／４＃乃至１／２’）と混合する。この組成物を実施例■と同じ ようにアルミニウム試料に塗布し、試験し、実施例Ｉと同じ結果を得た。

実施例■ 本発明の発泡性防炎材料１ガロンを、エアーシェツトを用いて、１６オンスの長 繊維（嵩長さ１″乃至４″）と混合する。この組成物を実施例Ｉと同じようにア ルミニウム試料に塗布し、試験し、実施例Ｉと同じ結果を得た。

実施例■ 本発明の発泡性防炎材料１ガロンを、エアージェットを用いて、８オンスの短繊 維（嵩長さ１／４″乃至１／２″）及び８オンスの長繊維（嵩長さ１″乃至４″ ）と混合する。この組成物を実施例Ｉと同じようにアルミニウム試料に塗布し、 試験し、実施例Ｉと同じ結果を得た。

実施例■ 本発明の発泡性防炎材料１ガロンを、エアージェットを用いて、８オンスのミル ドファイバー及び８オンスの長繊維（嵩長さ１″乃至４″）と混合する。この組 成物を実施例■と同じようにアルミニウム試料に塗布し、試験し、実施例Ｉと同 じ結果を得た。

実施例■ 本発明の発泡性防炎材料１ガロンを、エアージェットを用いて、８オンスのミル ドファイバー、６オンスの短繊維（嵩長さ１／４＃乃至１／２″）及び６オンス の長繊維（嵩長さ１″乃至４′）と混合する。この組成物を実施例■と同じよう にアルミニウム試料に塗布し、試験し、実施例Ｉと同じ結果を得た。

図１は、支持体１２、例えば木材、アルミニウム、鋼、織物又は他の前記のもの 、に塗布したときの、本発明の組成物１０の作用しかたを説明する図である。

組成物１０には、本発明に従う発泡性防炎基剤１６中に分散させた又は混合させ た、本発明に従うバルク耐火性繊維１４が含まれる。

図２は、熱が発泡性防炎材料の外層１６ａと初めて反応するとき、そして熱が発 泡性防炎材料の内層１６ｂに達する前に、何が起こるのかを説明する図である。

熱を加えたこの初期段階の間、内層１６ｂは影響を受けないが、気泡１６ｃが形 成された結果、外層１６ａは膨張し、広がる。これらの気泡１６ｃは外側の遮断 層を形成して、支持体１２を保護する。

る。気泡１６ｄが内層１６ｂ内に形成される結果、内層１６ｂは膨張し、広がり 始める。これらの気泡１６ｄは内部遮断層を形成して、支持体１２を保護する。

熱を組成物１０に加え続けるにつれて、気泡１６ｃ及び１６ｄは、気泡が繊維１ ４にかかるまで、数及び大きさを増し続ける。繊維はその後、気泡１６ｃ及び未 決の発泡性防炎材料と比べて、本発明ではより小さな気泡が形成される。その結 果、従来法では、気泡はやがて破裂するほど大きくなる。そのような破裂は発泡 性防炎材料の効果の妨げとなる。本発明では、繊維１４が内部及び外部の気泡１ ６ｃ及び１６ｄの大きさを制限して、これらが破裂するのを妨げるので、このよ うなことは起こらず、組成物１０は支持体１２に対してより効果的な防炎性遮断 層となる。

一般に、本発明の塗料組成物はどのような支持体にも塗布することができる。１ ２００°Ｆ乃至４０００°Ｆ及びこれより高い範囲の温度の熱を加えたとき、塗 膜は初めの厚さの約５乃至１２倍に膨張して、保護する支持体に対する優れた熱 遮断層となる。

請求の範囲は、広くかつ本発明の精神及び範囲と一致するように解釈するのが適 している。

国際調査報告

Claims (46)

【特許請求の範囲】
1. １．防炎塗料材料であって、 ａ）発泡剤、発泡剤、炭化剤、フィルム形成結合剤及び溶剤を有する液体発泡性 防炎基剤； ｂ）上記発泡性防炎材料に分散された耐火性繊維材料；ｃ）４０乃至５５重量％ の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ５）、４０乃至５５重量％の二酸化珪素（ＳｉＯ ２）並びに、酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸 化カリウム（ＫＯ２）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）及び酸化ジルコニウム（Ｚ ｒＯ２）より成る群から選択される一種以上の化合物の０．１乃至５．０重量％ より成る前記耐火性繊維材料； ｄ）少なくとも、嵩長さが１／３２′′乃至１′′の短繊維を有する前記耐火性 繊維材料； ｅ）住宅及びビルディングのフレーム等に塗布して、同じ高度な防火性を付与す るための、前記防炎塗料材料、 から成る前記防炎塗料材料。
2. ２．前記発泡剤がリン酸アンモニウム又はポリリン酸アンモニウムである、請求 項１に記載の防炎材料。
3. ３．前記発泡剤がメラミン又は尿素である、請求項１に記載の防炎材料。
4. ４．前記炭化剤がジペンタエリトリトール（ＤＰＥ）又はポリオールである、請 求項１に記載の防炎材料。
5. ５．前記発泡性防炎基剤が二酸化チタン（ＴｉＯ２）、リン酸アンモニウム化合 物、メラミン樹脂、ＤＰＥ及び酢酸ビニル又はアクリル樹脂を含む、請求項１に 記載の防炎材料。
6. ６．前記耐火性繊維材料が酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化数（皿）及び二 酸化チタンより成る、請求項１に記載の防炎材料。
7. ７．前記耐火性繊維材料が酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化カリウム及び酸 化ナトリウムより成る、請求項１に記載の防炎材料。
8. ８．前記耐火性繊維材料が酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化鉄（ＩＩＩ）及 び酸化ジルコニウムより成る、請求項１に記載の防炎材料。
9. ９．前記耐火性繊維材料が酸化アルミニウム、二酸化珪素、二酸化チタン及び酸 化ジルコニウムより成る、請求項１に記載の防炎材料。
10. １０．前記耐火性繊維材料が更にミルドファイバーを含む、請求項１に記載の防 炎材料。
11. １１．前記耐火性繊維材料が更にミルドファイバー及び嵩長さが１′′乃至４′ ′の長繊維を含む、請求項１に記載の防炎材料。
12. １２．前記耐火性材料が、発泡性防炎材料１ガロン当たり、６乃至２０オンスの 範囲で存在する、請求項１に記載の防炎材料。
13. １３．前記耐火性繊維材料が、発泡性防炎材料１ガロン当たり、１乃至８０オン スの範囲で存在する、請求項１に記載の防炎材料。
14. １４．発泡性防炎材料１ガロン当たり、１６オンスの前記耐火性繊維材料が存在 する、請求項１に記載の防炎材料。
15. １５．防炎塗料材料であって、 ａ）発泡剤、発泡剤、炭化剤、フィルム形成結合剤及び溶剤を有する液体発泡性 防炎基剤； ｂ）前記発泡性防炎材料に分散された耐火性繊維材料；ｃ）４０乃至５５重量％ の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、４０乃至５５重量％の二酸化珪素（ＳｉＯ ２）及び、酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化 カリウム（ＫＯ２）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）及び酸化ジルコニウム（Ｚｒ Ｏ２）より成る群から選ばれる一種以上の化合物の０．１乃至５．０重重％より 成る前記耐火性繊維材料； ｄ）少なくとも、嵩長さが少なくとも１′′の短繊維を有する前記耐火性繊維材 料； ｅ）特に、工業的な構造物及び市販の構造物等に塗布して、同じ高度な防火性を 付与するための、前記防炎塗料材料から成る前記防炎塗料材料。
16. １６．前記発泡剤がリン酸アンモニウム又はポリリン酸アンモニウムである、請 求項１５に記載の防炎材料。
17. １７．前記発泡剤がメラミン又は尿素である、請求項１５に記載の防炎材料。
18. １８．前記炭化剤がジペンタエリトリトール（ＤＰＥ）又はポリオールである、 請求項１５に記載の防炎材料。
19. １９．前記発泡性防炎基剤が二酸化チタン（ＴｉＯ２）、リン酸アンモニウム化 合物、メラミン樹脂、ＤＰＥ及び酢酸ビニル又はアクリル樹脂を含む、請求項１ ５に記載の防炎材料。
20. ２０．前記耐火性繊維材料が酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化鉄（ＩＩＩ） 及び二酸化チタンより成る、請求項１５に記載の防炎材料。
21. ２１．前記耐火性繊維材料が酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化カリウム及び 酸化ナトリウムより成る、請求項１５に記載の防炎材料。
22. ２２．前記耐火性繊維材料が酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化鉄（ＩＩＩ） 及び酸化ジルコニウムより成る、請求項１５に記載の防炎材料。
23. ２３．前記耐火性繊維材料が酸化アルミニウム、二酸化珪素、二酸化チタン及び 酸化ジルコニウムより成る、請求項１５に記載の防炎材料。
24. ２４．前記耐火性繊維材料が更にミルドファイバーを含む、請求項１５に記載の 防炎材料。
25. ２５．前記耐火性繊維材料がさらにミルドファイバー及び嵩長さが１／３２′′ 乃至１′′の短繊維を含む、請求項１５に記載の防炎材料。
26. ２６．前記耐火性材料が、発泡性防炎材料１ガロン当たり、６乃至２０オンスの 範囲で存在する、請求項１５に記載の防炎材料。
27. ２７．前記耐火性繊維材料が、発泡性防炎材料１ガロン当たり、１乃至８０オン スの範囲で存在する、請求項１５に記載の防炎材料。
28. ２８．発泡性防炎材料１ガロン当たり、１６オンスの前記耐火性繊維材料が存在 する、請求項１５に記載の防炎材料。
29. ２９．防炎塗料材料であって、 ａ）発泡剤、発泡剤、炭化剤、フィルム形成結合剤及び溶剤を含む液体発泡性防 炎基剤； ｂ）前記発泡性防炎材料に分散された耐火性繊維材料；ｃ）４０乃至５５重量％ の酸化アルミニウム（Ａ１２Ｏ３）、４０乃至５５重量％の二酸化珪素（ＳｉＯ ２）及び、酸化数（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化 カリウム（ＫＯ２）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）及び酸化ジルコニウム（Ｚｒ Ｏ２）より成る群から選ばれる一種以上の化合物の０．１乃至５．０重量％より 成る前記耐火性繊維材料； ｄ）嵩長さが２乃至３５ミクロンのミルドファイバーを少なくとも有する、前記 耐火性繊維材料； ｅ）住宅、ビルディング、乗り物、エレベーター等の内部仕上げ表面及び織物に 塗布して、同じ高度な防火性を付与するための、前記防炎塗料材料から成る前記 防炎塗料材料。
30. ３０．別記発泡剤がリン酸アンモニウム又はポリリン酸アンモニウムである、請 求項２９に記載の防炎材料。
31. ３１．前記発泡剤がメラミン又は尿素である、請求項２９に記載の防炎材料。
32. ３２．前記炭化剤がジペンタエリトリトール（ＤＰＥ）又はポリオールである、 請求項２９に記載の防炎材料。
33. ３３．前記発泡性防炎基剤が二酸化チタン（ＴｉＯ２）、リン酸アンモニウム化 合物、メラミン樹脂、ＤＰＥ及び酢酸ビニル又はアクリル樹脂を含む、請求項２ ９に記載の防炎材料。
34. ３４．前記耐火性繊維材料が酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化数（ＩＩＩ） 及び二酸化チタンより成る、請求項２９に記載の防炎材料。
35. ３５．前記耐火性繊維材料が酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化カリウム及び 酸化ナトリウムより成る、請求項２９に記載の防炎材料。
36. ３６．前記耐火性繊維材料が酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化鉄（ＩＩＩ） 及び酸化ジルコニウムより成る、請求項２９に記載の防炎材料。
37. ３７．前記耐火性繊維材料が酸化アルミニウム、二酸化珪素、二酸化チタン及び 酸化ジルコニウムより成る、請求項２９に記載の防炎材料。
38. ３８．前記耐火性繊維材料が嵩長さ１／３２′′乃至１′′の短繊維を含む、請 求項２９に記載の防炎材料。
39. ３９．前記耐火性繊維材料が、嵩長さが１／３２′１１１乃至１′′の短繊維及 び嵩長さ１′′乃至４′′の長繊維を含む、請求項２９に記載の防炎材料。
40. ４０．前記耐火性材料が、発泡性防炎材料１ガロン当たり、６乃至２０オンスの 範囲で存在する、請求項２９に記載の防炎材料。
41. ４１．前記耐火性繊維材料が、発泡性防炎材料１ガロン当たり、１乃至８０オン スの範囲で存在する、請求項２９に記載の防炎材料。
42. ４２．発泡性防炎材料１ガロン当たり、１６オンスの前記耐火性繊維材料が存在 する、請求項２９に記載の防炎材料。
43. ４３．前記短繊維が１／３２′′乃至１／２′′の嵩直径を有する、請求項１に 記載の防炎材料。
44. ４４．前記長繊維が１／４′′乃至１／２′′の嵩直径を有する、請求項１５に 記載の防炎材料。
45. ４５．前記長繊維が１′′乃至４′′の嵩長さを有する、請求項１５に記載の防 炎材料。
46. ４６．前記ミルドファイバーが少なくとも２ミクロンの嵩直径を有する、請求項 ２９に記載の防炎材料。