JPH0680150B2 - 耐火物被覆用の塗料組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は黒鉛系耐火物、特に連続鋳造用ノズルに塗布、
塗膜形成させて製鉄、製鋼業分野にて利用される。

（従来の技術） 従来、連続鋳造法における浸漬ノズル，ロングノズル，
ロングストッパーなどの耐火物は、シリカ黒鉛質から耐
溶損性の高いアルミナ黒鉛質系にその材質の主流が移行
し現在に至っているが、いまだに黒鉛を用いるため、そ
の予熱過程での酸化に伴なう脆化は避けられない。

また、連続鋳造法の生産性の向上、長寿命化の要求が高
まり、それに伴なって耐火物の安定的な物性が望まれて
いる。そこで現在は、これら黒鉛系耐火物に予め酸化防
止層を形成する塗料を塗布しておき、酸化に伴なう脆化
を防止しているのが現状である。この目的のためには、
黒鉛系耐火物の使用条件の過酷さから、従来はほとんど
珪酸アルカリ（カリガラス，水ガラス等）を主に結合剤
に用い、各種フリット、充填材を混合した塗料を塗布し
ていた。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の珪酸アルカリを主結合剤とする塗料を用いた場
合、塗布後の乾燥にスポーリングに対する考慮から長時
間の熱供与が必要であることと、耐火物が使用される前
に空気中の炭酸ガスと塗膜が反応して、塗膜にクラック
が入ったり、剥離するという問題点があった。また、黒
鉛系耐火物は親油性が強いので水系の塗料の浸透力，密
着に問題があった。更に、結合剤自身に耐水性がないた
め、長時間湿度の高い場所に保存すると溶解，流出して
しまう問題点があった。これらの塗膜に欠陥を持った耐
火物製品を用いた場合、黒鉛系耐火物の欠陥部分から耐
火物の酸化脆化が進行し、操業に重大な支障を招くこと
があった。

一方。使用条件から、近年では生産性の向上、黒鉛系耐
火物自身の耐スポール性の向上に伴なって、予熱なしで
耐火物を使用したり、十分な予熱時間を与えて前記塗料
のセラミックス化を行なってから使用するというケース
が減少し酸化防止層の形成を予熱なしで行なおうという
要求もある。

この発明の目的は、密着性、耐候性の優れた塗膜を黒鉛
系耐火物上に形成し、広範囲な温度領域で耐熱性、耐酸
化性のある塗膜物性を発現する塗料を得ることにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明では塗料組成物中に必須成分として、アルコー
ル分散型シリカゾル，合成樹脂，ガラスフリットお
よび正長石を持つことを解決手段としている。

本発明の構成成分である各々を以下に説明すると、シ
リカゾルとは、別にコロイダルシリカとも言い、高分子
量の無水珪酸の超微粒子を溶媒中に分散させたコロイド
溶液で、水分散型のもの、アルコール分散型のものがあ
るが、この発明ではアルコール分散型のシリカゾルを指
す。

合成樹脂とは、この発明では、アルコール分散型シリ
カゾルに混和可能な合成樹脂を言い、一般に、合成樹脂
塗料の名で塗膜形成要素に用いられる合成樹脂のことで
ある。合成樹脂の例としては、アクリル樹脂、アミノア
ルキド樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹
脂、塩化ビニル樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂、フェ
ノール樹脂、フタル酸樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
メラミン樹脂、セルロース誘導体などがある。また、樹
脂の形態からの分類で溶剤型、水溶型、水分散型と分け
た場合、溶剤型および水溶性の樹脂が通常使用可能であ
る。

ガラスフリットは、一般にほうろう製造用に用いられ
る非晶質低融点ガラス粉砕物で、市販の製品を用いるこ
とでよい。

正長石は造岩珪酸塩鉱物でKAlSi₃O₈を主成分とするカ
リ長石のことで、製陶業等に用いられるものであればよ
い。

他に添加剤として通常の塗料に用いられる増粘剤，分散
剤，湿潤剤，消泡剤，レベリング剤，防黴剤，顔料等を
必要に応じ用いる。

そして、実際に本発明の塗料組成物を作成するには下記
に示すような配合量をもって行なう。但しのシリカゾ
ルとの合成樹脂は固形分換算である。

シリカゾル １〜５重量部 合成樹脂 １〜10重量部 ガラスフリット 10〜100重量部 正長石 50〜100重量部 添加剤 適 宜 〜を分散するための溶媒 適 宜 各成分の働きとしては、シリカゾルは結合剤の１つとし
て働き、従来の珪酸アルカリに比べ耐水性が良く、使用
時には溶融して他の充填材と共にガラス状となる。

合成樹脂は、もう１つの結合剤として働き、使用前にお
いて耐水性、耐湿性を塗膜に与え耐火物の耐スポール性
を向上させる役割を持つ。

ガラスフリットと正長石は、塗膜乾燥時に於いては単な
る充填材であるが、使用時ガラスフリット，正長石共溶
融して緻密なガラス相を形成し、シリカゾルの本質的成
分であるSiO₂と共に耐火物の酸化を防止する。

（作用） 本発明の塗料組成物は、耐火物へ常温で塗布，乾燥後、
使用時各成分によって次ぎの作用を待つ。

常温から400℃位までは合成樹脂とシリカゾルが塗膜と
して耐水，耐湿の作用を持つ、また400℃位からガラス
フリットが溶けるまで（700℃〜800℃）はシリカゾルが
塗膜結合剤としての作用を持つ。そして、800℃から160
0℃位まではガラスフリット，シリカゾル，正長石が順
を追って溶融して酸化防止の作用を持つ。

（実施例） 以下、下記に示す実施例１〜２および比較例１〜６によ
り実施効果を説明する。

実施例１〜２および比較例１〜４の配合を下記第１表に
示す。表中成分はアルコール分散型シリカゾルで固形
分30％のもの、は合成樹脂で組成が実施例１は、酢ビ
・アクリル樹脂、実施例２および比較例１〜４はフェノ
ール樹脂組成であり、固形分60％のものであり、はガ
ラスフリットで溶融温度が750℃〜800℃のもの、は正
長石で窯業用原料で市販のものを用いた。は分散用に
用いたキシレンの量である。数値は重量部により表わし
た。

更に、比較例５〜６に従来の被覆用の塗料である珪酸ア
ルカリを結合剤とするものの配合を第２表に示す。配合
量を示す数値は重量部である。

上記配合による実施例，比較例の塗料組成物を黒鉛系耐
火物（浸漬ノズル）に塗布するに当たっては、耐火物を
十分乾燥させた後に行なう。塗料組成物はハケを使用し
て塗布し、塗布量は約1Kg/m²（湿潤状態）であった。塗
布後の乾燥は実施例１は80℃,1時間の乾燥、実施例２お
よび比較例１〜４では150℃,2時間の乾燥を行なった。
ここまでの工程処理を行なったものを試験体として焼成
試験に供した。

焼成試験では、試験体をガス炉（LPガス）を用い、酸化
雰囲気中で室温から1000℃まで約10分で昇温させ、その
後約20分で1300℃まで昇温させて焼成試験とした。焼成
試験では、焼成後の表面状態を目視により確認した。

耐水性を確認するためには黒鉛系耐火物の薄切り板（５
×10×1cm）に塗料組成物を全面塗布、乾燥させた後、J
IS K5663合成樹脂エマルションペイント１種に規定され
る耐水性試験、耐アルカリ性試験を行なった。耐湿性に
ついては同上試験片をガラス瓶中に糸で吊るし、同瓶中
に水を試験片に触れない程度入れ、50℃中雰囲気中に１
カ月間放置する。この状態の中（湿度100％状態）で塗
膜の変化を観察する。

以上の試験結果を下記第３表に示す。

第３表の結果からも解せられるように、本発明の塗料組
成物によれば、予熱なしで焼成しても、異常が発生しな
い。また、耐水，耐アルカリ，耐湿性に問題がないこと
から、使用される前に塗膜に欠陥が生じることもない。

更に、実施例を例示すると、実施例３では、実施例１の
の酢ビ・アクリル樹脂に代えてウレタン樹脂（固形分
40％）を用いウレタン樹脂の重量に対し外比20％の硬化
剤を併用した。実施例４では同様にの合成樹脂の水溶
性エポキシ樹脂（固形分50％）と水溶性メラミン樹脂
（固形分77％）を固形分比9:1で混合したものを用い
た。

耐火物への塗布，乾燥については実施例３では80℃,1時
間行ない、実施例４では150℃,30分行なった。以後、各
種の試験については実施例１と同様に行なった。この結
果を第４表に示す。

実施例3,4の結果から合成樹脂の種類を変えても、従来
の塗料に用いた時の塗料物性で耐水性，耐アルカリ性，
耐湿性に問題のないものであれば本発明の塗料組成物に
利用できることが解される。

（発明の効果） 本発明の塗料組成物によれば、水系でないため、耐火物
への浸透性に優れ、乾燥時間も短くでき、スポーリング
の原因となる水が残ることもない。そして、優れた耐水
性，耐アルカリ性，耐湿性によって貯蔵期間中に塗膜欠
陥が生じることもなく、また、塗装した耐火物を予熱な
しで使用してもピンホール，タレ，ハジキなどの発生も
なく、スポールもない。

従って、貯蔵期間の長短を問題としない、高い生産性を
持つ黒鉛系耐火物の提供が可能となった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】必須成分として、アルコール分散型シリカ
   ゾルおよび水分散型でない合成樹脂を結合剤とし、ガラ
   スフリットおよび正長石を充填材として含むことを特徴
   とする耐火物被覆用の塗料組成物