JPH11514039A - セメントボードの下塗り塗料としての発泡性防炎配合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明によれば、発泡性防炎配合物とその配合物から形成される下塗り塗料を有するセメントボードとが提供される。配合物から形成される下塗り塗料により、配合物が塗布される基板を通る熱伝導率が大幅に低減される。発泡性防炎配合物は約５重量％から約20重量％の有機結合剤と、約５重量％〜約30重量％で炭化物および発泡剤でなる膨張材料、と約40重量％〜約70重量％の非繊維質の充填剤と、約５重量％〜約20重量％の水とからなり、基板面にコテで塗布され配合物１リツトル当たり0.75ｍ²以下の表面積を覆い得る。

Description

【発明の詳細な説明】 セメントボードの下塗り塗料としての発泡性防炎配合物 （技術分野） 本発明はウオールシステムの構築に使用される発泡性防炎配合物、特に火災に 見舞われたときに初期段階、例えばセメントボードなどのウオールシステムの構 成部分を通過する熱伝導率を大幅に低下させる発泡性防炎配合物および配合物を 含む下塗り塗料に関する。 （背景技術） セメントボード即ち薄手で、補強されたセメント質の壁板は建築の内装、外装 部に使用する耐久性の高い基板として人気が上昇している。内装に使用する場合 、セメントボードは風呂場、シヤワールームおよび壁面に水がかかり易く湿度の 高い他の場所でのセラミツクタイルの基板として有効に使用され得る。 通常1／2インチ（12.7ミリメータ）〜5／8インチ（16ミリメータ）のセメント ボードが建築に使用される。セメントボードが、例えばスタツコあるいはテクス チヤー仕上げのような仕上げ塗装の基板として使用される場合、下塗り塗料が通 常セメントボードと共に使用される。セメントボードがウオールシステムの一方 の面を覆うために使用されるとき、セメントボード間の接合部分に仕上げ塗料を 使用するだけでは埋めることが困難なくぼみ部が形成され勝ちになる。セメント ボードの一方の面に下塗りすると、仕上げ塗装する面は均一で面一の面になる。 下塗り塗料はそこに埋め込まれる接合テ ープ、あるいはメツシユと相俟つて、セメントボード間のくぼみ部を平坦にする 。また下塗り塗料はセメントボード自体の表面の小さな変化部分も面一にし得る 。 通常セメントボードを建築物に使用する場合、仕上げ塗装は基板上にコテによ つて塗布することが多い。正しい塗布を行うには仕上げ塗装に所定の量の液体を 保有させる必要がある。液体が基板によつて仕上げ塗料から過剰に引き出させら れると、仕上げ塗料は塗装中に凹凸の面が形成されてしまう。一方基板上の仕上 げ塗料から引き出される液体の量が不十分なときには、仕上げ塗料層と基板の間 に十分な機械的接合力が得られない。下塗り塗料によつて面全体に均一に水が吸 収されると、仕上げ塗料と下塗り塗料の間に良好な機械的な接合力を与え、仕上 げ塗料から過剰な量の水分を引き出すことのない基板が得られる。 セメントボードだけが使用される場合も、より一般的にあるウオールシステム の一構成部として使用される場合も、セメントボードとウオールシステムの難燃 性は極めて重要である。ASTMのE119 あるいは日本試験規格JIS（日本工業規格） のA1301 のような試験規格によれば、ウオールシステムの難燃性あるいは熱伝導 率が測定される。 ASTMのE119には石造物の組立およびウオールシステムを含む建築用材の複合組 立に適用する火災試験規格が開示されている。ASTMのE119には内部ウオールボー ド、スタツド、断熱材外部壁板などで構成されるウオールシステムの片側が炎に 晒される場合について詳細に規定されている。試験中の炎の 温度は特有な時間と温度の関係で示される。ウオールシステムにおいて炎に晒さ れない側の温度が測定される。試験に合格するには試験中にその炎に晒されてい ない側が所定の温度を越えないことが必要となる。 JISのA1301には壁、柱、梁、床などの木造建築物の火災試験方法が規定されて いる。ウオールシステムの難燃性に関して最弱の構成部が試験に供される。ウオ ールシステム（内部ウオールボード、スタツド、断熱材、外部壁板）の場合は単 一の構造壁板が試験される。下塗りされた単一構造壁板は特定の時間−温度関係 を有する炎源に晒されることになる。全試験中に壁板の、炎に晒されない側の温 度が500°F（260℃）を越えないことが要求される。 JISのA1301に合格するにはセメントボードは厚さが最低１インチ（25ミリメー タ）にする必要がある。ウオールシステムにおいてこの厚さのセメントボードが 一般の下塗り塗料と共に使用されるときは、ウオールシステムの構造支承力を相 当に増加させる要がある。難燃性を増加させ、セメントボード・下塗り構造体の 重量をさ程増加させることがなく、セメントボード・下塗り構造体の熱伝導率を 減少させる下塗り塗料層を提供することが望まれる。加えてセメントボードの構 成を変更することなく、下塗り塗料とセメントボードの熱伝導率を減少させ、既 存のセメントボードと共に使用可能な下塗り塗料層の提供が望まれている。 炭素類、膜形成結合剤およびリン材料を含む膨張性塗料と難燃性塗装の配合物 は当業者には周知である。ウオードによ る英国特許出願第 2,280,130号には液体保持剤、発泡性防災剤、有機結合剤と充 填剤を含有する、石膏ボードの壁および天井用の塗料が開示されている。結合剤 は好ましくはポリビニルアセテートあるいはポリアクリレートである。膨張剤は 好ましくは剥離グラフアイトあるいは珪酸ナトリウムである。レバインによる米 国特許第 5,356,568号には有機結合剤、無機結合剤、熱活性発泡剤、炭化物、リ ン含有材、ハロゲン塗装材料、無機充填剤と有機溶剤を含有する塗料が開示され ている。ウオードとレバインによる特許には基板の塗装のための塗料は開示をさ れているが、スタツコあるいはテクスチヤ仕上げのような塗装仕上げの下塗りと して機能するに必要な面一性および水の吸収性を具備する構成は提供されていな い。 レツドフアーンによる米国特許の第 4,645,782号には、ドア、窓若しくはその 周辺のドア枠若しくは窓枠などの隙間を埋める膨張性パテあるいはマステイクが 開示されている。レツドフアーンのパテは、かなりの隙間を埋めることが可能だ が、テクスチヤ仕上げと共に、使用時に必要とされるような広範囲の表面積を面 一にすることはできず、下塗り塗料としての使用に適さない。加えてレツドフア ーンは下塗り塗料に必要とされる吸収性を持つ構成を提供していない。 （発明の開示） 本発明の一目的は、基板上に下塗り塗料として使用され、高温に晒されても下 塗り塗料・基板の構造体の熱伝導率を低減させる発泡性防炎配合物を提供するこ とにある。 本発明の他の目的は、セメントボード上に下塗り塗料とし て使用され、乾燥時に内部および外部仕上げ用の基板として均一且つ面一な面を 与える発泡性防炎配合物を提供することにある。 本発明の別の目的は、セメントボード上に下塗り塗料として使用され、乾燥時 に下塗り塗料と仕上げ塗料間に強力な機械的結合力を与えるため、仕上げ塗料か ら下塗り塗料面内に液体結合剤を引き出すに十分な吸水速度を与える発泡性防炎 配合物を提供することにある。水の吸水速度は十分な量の水が仕上げ塗料に残留 し、コテによる塗布が正常にできるぐらいである。 本発明の更に他の目的は、基板上に下塗り塗料として使用され、火災時に高温 状態に晒されて発泡し、基板・下塗り塗料構造体間の熱伝導率を低減させる発泡 性防炎配合物を提供することにある。 本発明の更に別の目的は、セメントボード上に下塗り塗料として使用され、セ メントボードの構成自体を変更することなく火災規格値に適合するようなセメン トボード・下塗り塗料構造体間の熱伝導率を十分に低減させる発泡性防炎配合物 を提供することである。 本発明においてこれらの目的は以下の説明により明らかとなろう。本発明にお いては基板上の下塗り塗料として使用され、有機結合剤が約５重量％〜約25重量 ％、炭化物と発泡剤からなり膨張材料が約５重量％〜約30重量％、非繊維質の充 填剤が約40重量％〜約70重量％並びに水が約５重量％〜約20重量％で構成される 新規な配合物によつて達成される。好ま しくは発泡性防炎配合物は有機結合剤が約10重量％〜約15重量％、炭化物と発泡 剤からなる膨張材料が約15重量％〜約20重量％、非繊維質の充填剤が約50重量％ 〜約60重量％並びに水が約８重量％〜約14重量％で構成される。発泡性防炎配合 物はコテで基板の面に塗布し、配合物１リツトル当たり約0.75ｍ²以下、好まし くは約0.60ｍ²以下、最適には約0.36ｍ²以下の表面積を被覆可能である。 本発明の発泡性防炎配合物中の有機結合剤は好ましくはアクリル共重合体、ア クリル・スチレン共重合体あるいはより好ましくはその配合物である。本発明の 発泡性防炎配合物中の炭化物は好ましくはポリリン酸アルミニウムとペンタエリ スリトールの配合物であり、メラミンはより好適な発泡剤である。充填剤は75ミ クロンより大きい粒子が少なくとも18重量％、好ましくは297 ミクロンより大き い粒子が少なくとも18重量％の混合物からなる。充填剤は有機若しくは無機ある いはこれらの粒子の配合物を採用し得る。充填剤は石英、炭酸カルシウムとケイ 酸アルミニウムのような無機物の混合物が好ましい。加えてフライアツシユ、軽 石、膨張パーライト、膨張土あるいは膨張バーミキユライトが無機充填剤として 使用可能である。繊維質充填剤は基板上にコテで下塗りをしている間に塊状にな り勝ちで、その結果面が凸凹になるため、使用材料としては不適当である。乾燥 時には本発明の配合物により内部及び外部の仕上体基板の下塗り面が均一且つ面 一となる。また乾燥時に膨張性下塗り塗料は十分な水吸収速度を示し、仕上げ塗 料から下塗り面に液体結合剤を引き出し、 これにより下塗り塗料と仕上げ塗装間に強力な機械的結合力が得られる。吸水速 度は十分な量の水が仕上げ塗料に残留しており、コテによる塗布が正常にできる 程度に構成される。 上述の発泡性防炎配合物はセメントボードと共に使用され、仕上げ塗装のため の下塗り基板となる。ここに説明する液体下塗り塗料配合物はコテによつてセメ ントボードの片面に深さが1／16インチ(1.6mm)〜1／8インチ（3.1mm）になるま で塗布され得る。 （発明を実施するための最良の形態） 本発明はセメントボード上の下塗り塗料として特に好適に使用可能な発泡性防 炎配合物を提供する。当該発泡性防炎配合物はセメントボード・下塗り塗料構造 体が火災に晒されたとき、その構造体を通す熱伝導速度が低減される。この場合 下塗り塗料は水性溶剤形で、熱によつて活性化される膨張性塗料である。また下 塗り塗料はテクスチヤ仕上げすることによりモノリシツクな面を与える耐久性塗 料となる。且つ下塗り塗料は広い範囲の作業温度に亘り粘着力が強く、たわみ性 もある。下塗り塗料が高温に晒されたとき、乾燥した下塗り塗料が揮発し、拡大 する多房の母材の形成によつて容積が増大し、下塗り塗料とその下の基板を伝導 する熱の速度が減少する。 本明細書では特に記載しない限り、全て重量パーセントで表す。 好ましい実施例における下塗り塗料の配合物は、以下の配合になる。 有機接合材 ５〜20重量％ 増粘剤 0.05〜1.5重量％ 充填剤 40〜70重量％ 炭化物 ４〜20重量％ 発泡剤 １〜10重量％ 防腐剤 0.01〜0.5重量％ その他の配合物 １〜５重量％ 水性溶剤 ５〜20重量％ 有機結合剤は塗布、次いで乾燥後、塗布された下塗り塗料に対し構造体と一体 化するように機能する。有機結合剤はアクリル重合体、スチレン重合体、ビニル アセテート重合体およびそれらの共重合体と配合物（これに限定されるものでは ない）のような、水性体と共に使用される多様の結合剤に対しても好適である。 好適な数実施例においては、結合剤はアクリル共重合体とアクリル・スチレン共 重合体の配合物からなり、その配合物はアクリルの反復単位が大きな割合（50重 量％以上）を占め、スチレンの反復単位が小さな割合（50重量％以下）を占める 。とくに好ましい実施例においては有機結合剤はローム・アンド・ハース社から 入手し得る商標名RHOPLEX EI-8764 の、約65重量％のアクリル共重合体とバスフ 社から入手し得る商標名ACRONAL 567Dの、約35重量％のアクリル・スチレン共重 合体の配合物からなる。 増粘剤としてはセルロース増粘剤、アルカリ膨脹性増粘剤として周知の濃化剤 あるいはアタパルジヤイトクレイ（これに限定されない）のような、水性体と共 に使用可能な多様の 増粘剤を好適に使用できる。充填剤としては建築材料に使用可能な多様の充填剤 を好適に使用できる。充填剤は膨脹ポリスチレンあるいはポリプロピレンのよう な有機充填剤を使用可能である。砂（石英）、石灰岩、フライアツシユあるいは 珪酸アルミニウムのような無機充填剤を使用可能である。下塗り配合物の重量を 低減させるために、軽石、パーライト、クレイあるいはバーミキユライトの膨脹 形の軽量骨材も、本発明の下塗り塗料配合物に加えることが出来る。充填剤は有 機粒子、無機粒子あるいはこれらの混合物を使用可能である。充填剤は75ミクロ ン(ASTM200メツシユ)より大きい粒子が少なくとも18重量％、好ましくは297 ミ クロン（ASTM50メツシユ）以上の粒子が少なくとも10重量％含まれることが求め られる。塊状になり勝ちで、大きな塊を形成して下塗り塗装面が凸凹になるよう な、繊維質充填剤の使用は避ける必要がある。一方フアイバーグラスメツシユ等 は下塗りに埋め込まれ、下塗りを構造的に一体化する。この場合本発明の配合物 がセメントボードにより良好に塗布され得る。メツシユ材料はこの下塗り層上に 下塗り塗料が依然として湿つてる間に加えられ、下塗り塗料内にコテで埋入され 得る。２つ目の配合物はメツシユ材料上にコテで塗布され、下塗り層の補強がな される。 加熱することにより炭化物が反応して木炭膜を形成する。本発明の炭化物とし てペンタエリスリトールおよびリン酸アンモニウムは使用することが好ましい。 一方他のポリリン酸類も本発明に使用できる。更にジペンタエリスリトールのよ うな他の重合体も使用可能である。炭化物と相溶性のある多様の発泡剤も使用可 能である。このような発泡剤の例として、尿素、ジシアニドアミド若しくはメラ ミンが挙げられる。本発明に採用してより好ましい発泡剤は、メラミンである。 炭化剤を塗布した下塗り塗料が加熱されると、リン酸塩が分解して、リン酸が生 成されるものと考えられる。これによりペンタエリスリトールの水酸基をエステ ル化し、分解して水と炭を生成し、リン酸を再生させる。炭が生成されることに より、下塗り塗料が軟化し発泡剤が分解し、不燃性のガスが遊離する。このガス は軟化された炭を膨脹させ泡にする。 加工助剤もこの生成物に加えられ得、塗布中の下塗り塗料配合物の作業性を向 上させる。この種の添加剤としてクレイ中あるいは微細な粒子体、有機溶剤、ア ルコールあるいはワツクスが挙げられる。当該添加剤は本発明に不可欠なもので はないが、配合物の加工性を有効に向上させる。 防腐剤も上記の配合物に添加され得、保存寿命および使用寿命を向上させる。 好ましくは一般に周知の防カビ剤、と殺菌剤を少量、添加することが望ましい。 本発明に有用な一般的な防カビ剤は、例えばアミン・有機物、亜鉛ジメチルジチ オカルバマイト、２−ｎ−オクチル−４−イソ−チオアゾリン−３−one（例え ばローム・アンド・ハース社の商標名SKANE M-8が入手容易）３−ヨード−２− プロピニル・ブチル・カルバマイト、ジヨードメチル・ｐ−トリル・スルホント 、テトラクロロイソフタル酸ニトリルである。また本発明に有用な一般的な殺菌 剤は、例えば２−（ヒドロキシメチル・ア ミノ）エタノール、１−（３−クロロアリル）−３，５，７−トリアザ−１−ア ゾニアアダマンタン・クロライド、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリ ン−３−one と２−メチル−４−イソチアゾリン−３−one の配合物（例えばロ ーム・アンド・ハース社の商標名 KATHON LXが入手容易）とオキシアゾラジン− ヘテロシクリツクアミンがある。 エチレングリコールあるいはプロピレングリコールのような不凍剤が添加され 、混合剤を凍結により引き起こされる他の損傷から保護することにより保存寿命 を延ばすことができる。 実験例１ 以下の成分を含む下塗り塗料配合物を調合する。 ＊ ドルウ・ケミカル社から入手容易な二酸化ケイ素と脂肪族の石油製品の配 合物の商標。 ** 充填剤 実験例１の砂は以下のように代表的なふるいによる分析をした。 ASTM規格のふるい ふるいの大きさを通過しない の大きさ 粒子の重量％ 30 ０ 40 12 50 64 70 87 100 96 140 99 200 100 ＜200 痕跡 水１とメチルヒドロキシプロピルセルロースはハーバート（Hobart）ミキサー に入れ低速度で混合して、セルロースを分散した。次にアクリル共重合体とアク リル・スチレン共重合体を添加し、分散した。水２以外の残りの成分を添加し、 混合した。それから水２を添加し、下塗り塗料配合物を保管のために適当な粘度 にした。 下塗り塗料配合物はコテを使用して5／8インチのデユロツクセメント板の一方 の側に塗布され，下塗り塗料全体を0.01インチ(2.5mm)の厚さにした。これによ り最初のセメントボードの外面に膨脹性配合物を更に塗布した。耐アルカリ性の フアイバーグラスのメツシユを一枚、この最初の層に配置し、コテでその面内に 押し込んだ。下塗り塗料配合物を最上に一層塗布し、下塗り全体の厚さを0.10イ ンチにした。この板を日本の試験規格JISのA1301に従つて試験した。試験中にセ メントボードの晒してない側の平均温度が388 °Fより上昇しないことによつて 試験に合格する。 膨脹性材料（リン酸アンモニウム、メラミンとペンタエリスリトール）はこの 実験例１の19.1パーセントの配合物にした。比較試験において同一の配合物を調 整した。このとき特に約50パーセントの混合剤で調整したが、この比較混合剤は 基板上に下塗りをするためにコテによつて上述の如き塗布を遂行出来なかつた。 しかして本発明によれば、基板上に下塗りをするために有効に使用され、高温 に晒されたとき下塗り塗料・基板構造体 の熱伝導率を低減させ得る膨脹性配合物が提供される。且つセメントボードと共 に使用され得、乾燥時に内部および外部仕上げ用の基板として均一かつ面一な下 塗り塗料を形成する発泡性防炎配合物が提供される。またセメントボード上に下 塗りを形成するために有効に使用され得、下塗り塗料と仕上げ塗料との間に強力 な接合力を与えると共に、乾燥時に仕上げ塗料から下塗り塗料面に液体結合剤を 引き出すに十分な吸水速度を与える発泡性防炎配合物が提供される。吸水速度は 十分な量の水が仕上げ塗料に残留していて、コテを使用して円滑な塗布ができる ように設定される。且つまた基板上の下塗りの形成に使用され、火災による高温 状態に晒されたとき、膨脹して基板・下塗り構造体を通る熱伝導率を低減させ得 る発泡性防炎配合物が提供される。加えてセメントボード上に下塗り層を形成す る際有効に使用され得、セメントボード自体を変える要がなく、火災コード規格 に合うようにセメントボード・下塗り塗料構造体を通る熱伝導率を十分に低減可 能な発泡性防炎配合物が提供される。 本発明を詳細に上述したが、本発明の精神から離れることなく、設計変更は可 能であることは当業者には理解されよう。即ち本発明の範囲は図示の特定の実施 例に限定されるものではなく、ここに添付の特許請求の範囲に基づいて決定され る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｄ 133/02 Ｃ０９Ｄ 133/02 Ｅ０４Ｂ 1/94 Ｅ０４Ｂ 1/94 Ｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．約５重量％〜約20重量％の有機結合剤と、約５重量％〜約30重量％で炭化物 と発泡剤からなる膨脹性材料と、約40重量％〜約70重量％の非繊維質充填剤と、 約５重量％〜約20重量％の水からなり、基板の面にコテで塗布し配合物１リツト ル当たり約0.75ｍ²以下の範囲の表面積を覆つてなる膨脹性配合物。 ２．有機結合剤がアクリル共重合体である請求項１の膨脹性配合物。 ３．有機結合剤がアクリル共重合体とアクリル・スチレン共重合体の混合物であ り、その混合物が反復単位が大きな割合のアクリルと反復単位が小さな割合のス チレンとでなる請求項１の膨脹性配合物。 ４．非繊維質充填剤が75ミクロン以上の大きさの粒子を少なくとも約18重量％に した請求項１の膨脹性配合物。 ５．非繊維質充填剤が297 ミクロン以上の大きさの粒子を少なくとも約10重量％ にした請求項１の膨脹性配合物。 ６．基板上の面にコテで塗布し、配合物１リツトル当たり約0.6ｍ²位以下の範囲 の表面を覆うように構成された請求項１の膨脹性配合物。 ７．炭化物がポリリン酸アンモニウムおよびペンタエリスリトールである請求項 １の膨脹性配合物。 ８．発泡剤がメラミンである請求項１の膨脹性配合物。 ９．約10重量％〜約15重量％の有機結合剤と、約15重量％〜約20重量％の炭化物 と、発泡剤からなる膨脹性材料と、約50 重量％〜約60重量％の非繊維質充填剤並びに約８重量％〜約14重量％の水でなる 請求項１の膨脹性配合物。 10．無機充填剤は石英、炭酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、フライアツシユ 、軽石、膨脹性パーライト、膨脹性土あるいは膨脹性バーミツキユライトの少な くとも一以上が用いられてなる請求項１の膨脹性配合物。 11．約５重量％〜約20重量％の有機結合剤と、約５重量％〜約30重量％で炭化物 と発泡剤とでなる膨脹性材料と、約40重量％〜約70重量％の非繊維質充填剤と約 ５重量％位〜約20重量％の水性溶剤でなる配合物から形成された膨脹性下塗り塗 料と共に塗布された少なくとも一の面を有し、その膨脹性下塗り塗料が配合物１ リツトル当たり0.75平方メートル位以下の範囲の表面積を覆うセメント質のボー ドでなるセメントボード構造体。 12．有機結合剤がアクリル共重合体からなる請求項11のセメントボード構造体。 13．有機結合剤がアクリル共重合体とアクリル・スチレン共重合体との混合体で あり、この混合体がアクリルの連続の単位が大きな割合で、且つスチレンの連続 の単位が小さな割合にされてなる請求項11のセメントボード構造体。 14．充填剤が75ミクロン以上の大きさの粒子が少なくとも18重量％含まれてなる 請求項11のセメントボード構造体。 15．充填剤が297 ミクロンより大きい粒子が少なくとも10重量％が含まれてなる 請求項11のセメントボード構造体。 16．炭化物がポリリン酸アンモニウムおよびペンタエリスリ トールでなる請求項11のセメントボード構造体。 17．発泡剤がメラミンである請求項11のセメントボード構造体。 18．約10重量％〜約15重量％の有機結合剤と、約15重量％〜約20重量％で炭化物 と、発泡剤からなる膨脹性材料と、約50重量％〜約60重量％の非繊維質充填剤並 びに約８重量％〜約14重量％の水からなる請求項11のセメントボード構造体。 19．非繊維質充填剤は石英、炭酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、フライアツ シユ、軽石、膨脹性パーライト、膨脹性土並びに膨脹性バーミツキユライトの少 なくとも一を含んでなる請求項11のセメントボード構造体。 20．メツシユ材料が膨脹性下塗り塗料に埋め込まれてなる請求項11のセメントボ ード構造体。