発泡性耐火塗膜構造体及びその製造方法、並びに耐火構造物
【課題】耐ひび割れ性及び薄膜性に優れるとともにコストの低い発泡耐火塗膜構造体を提供する。
【解決手段】発泡性耐火塗膜構造体１は、建築用又は土木用の下地材の上面に形成され、発泡することで耐火性能を発揮し得る塗膜構造体であって、前記塗膜構造体は、発泡性耐火塗膜層１１と、当該発泡性耐火塗膜層１１中に内包された繊維構造物１２とを備える。
【解決手段】発泡性耐火塗膜構造体１は、建築用又は土木用の下地材の上面に形成され、発泡することで耐火性能を発揮し得る塗膜構造体であって、前記塗膜構造体は、発泡性耐火塗膜層１１と、当該発泡性耐火塗膜層１１中に内包された繊維構造物１２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性能に優れた建築用又は土木用の発泡性耐火塗膜構造体及びその製造方法、並びに当該発泡性耐火塗膜構造体を備える建築用又は土木用の耐火構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築又は土木の用途に各種の耐火塗料が用いられているが、かかる耐火塗料を鋼材等の下地材に塗布することにより形成された耐火塗膜は、高温雰囲気下に晒されると、発泡して断熱層（空気層）を形成し、当該断熱層により下地材への熱伝導が遮断される発泡性耐火塗膜が一般的に用いられている。
【０００３】
発泡性耐火塗膜の耐火性能は、当該発泡性耐火塗膜の発泡倍率が大きいほど向上するが、一方で、発泡倍率が大きくなるほど、発泡することにより形成した断熱層にひび割れが生じやすくなり、ひび割れが下地材まで貫通した場合には、下地材が直接高温雰囲気下に晒されるため、耐火塗膜の耐火性能は著しく低下し、下地材の物理的強度も低下することになる。
【０００４】
そこで、従来、高い耐火性能を発現する技術として、高い発泡倍率を保持しつつ、塗膜素材及び添加材料の選定・配合によってひび割れの発生を抑制し得る各種発泡性耐火塗料が提案されている（特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２００１−４０２９０号公報
【特許文献２】特開２００４−３１５８１２号公報
【特許文献３】特開平６−１６９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、これらの耐火塗膜は、いずれも添加材料の種類及び添加量を調整することによって、耐ひび割れ性、薄膜性及びコスト等の相反する各性能をバランスさせているため、塗膜全体としてみると耐火性能はまだ十分とはいえない。
【０００６】
本発明は、かかる問題を解決するものであり、耐ひび割れ性及び薄膜性に優れるとともに、低コストで製造し得る発泡性耐火塗膜構造体及びその製造方法、並びにその発泡性耐火塗膜構造体を備える耐火構造物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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の発泡性耐火塗膜構造体は、建築用又は土木用の下地材の上面に形成され、発泡することで耐火性能を発揮し得る塗膜構造体であって、前記塗膜構造体は、発泡性耐火塗膜と、当該発泡性耐火塗膜中に内包された繊維構造物とを備えることを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
上記発明（請求項１）によれば、発泡性耐火塗膜中に繊維構造物が内包されていることで、発泡性耐火塗膜構造体の物理的強度が向上するため、耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の耐ひび割れ性を向上することができる。また、耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の物理的強度を向上させるために、膜厚を厚くする必要がなく、何度も塗装を繰り返すことによる施工期間の延長、又はそれに伴うコストの増大を防止することができる。
【０００９】
上記発明（請求項１）においては、前記繊維構造物は、前記発泡性耐火塗膜の膜厚の略中心より前記下地材側の位置に内包されていることが好ましい（請求項２）。
【００１０】
上記発明（請求項２）によれば、繊維構造物が発泡性耐火塗膜の中の下地材側に内包されていることで、耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の耐ひび割れ性を向上することができる。
【００１１】
上記発明（請求項１，２）においては、前記繊維構造物が、ガラス繊維、ロックウール繊維、炭素繊維、スラグウール繊維、鋼繊維及びアルミナ繊維からなる群より選ばれる１種又は２種以上の繊維を網目状に形成した網目状繊維構造物であることが好ましい（請求項３）。
【００１２】
上記発明（請求項３）によれば、発泡性耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の耐ひび割れ性をより向上させることができる。
【００１３】
上記発明（請求項１〜３）においては、前記発泡性耐火塗膜の発泡倍率が、５〜１００倍であることが好ましい（請求項４）。
【００１４】
上記発明（請求項４）によれば、発泡性耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の耐ひび割れ性を向上しつつ、十分な耐火性能を発揮することができる。
【００１５】
また、本発明の耐火構造物は、建築用又は土木用の下地材と、前記下地材の上面に設けられた請求項１〜４のいずれかに記載の発泡性耐火塗膜構造体とを備えることを特徴とする（請求項５）。
【００１６】
上記発明（請求項５）によれば、耐火性能に優れた建築用又は土木用の耐火構造物を得ることができる。
【００１７】
さらに、本発明の発泡性耐火塗膜構造体の製造方法は、下地材に、所定量のうちの一部の発泡性耐火塗料を塗布し、塗布された発泡性耐火塗料の表面に繊維構造物を取り付けて、残りの発泡性耐火塗料を塗布することを特徴とする（請求項６）。
【００１８】
上記発明（請求項６）によれば、耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の耐ひび割れ性が良好であり、かつ十分な耐火性能を発揮し得る発泡性耐火塗膜構造体を容易に製造することができる。
【００１９】
上記発明（請求項６）においては、前記下地材に、所定量の１／３０〜１／２の量の発泡性耐火塗料を塗布して、塗布された発泡性耐火塗料の表面に繊維構造物を取り付けて、残りの発泡性耐火塗料を塗布することが好ましい（請求項７）。
【００２０】
上記発明（請求項７）によれば、発泡性耐火塗膜の膜厚の略中心から下地材側に繊維構造物を容易に埋め込むことができる。
【００２１】
上記発明（請求項６，７）においては、前記繊維構造物が、ガラス繊維、ロックウール繊維、炭素繊維、スラグウール繊維、鋼繊維及びアルミナ繊維からなる群より選ばれる１種又は２種以上の繊維を網目状に形成した網目状繊維構造物であることが好ましい（請求項８）。
【００２２】
上記発明（請求項８）によれば、耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の耐ひび割れ性が良好であり、かつ十分な耐火性能を発揮し得る発泡性耐火塗膜構造体を容易に製造することができる。
【００２３】
上記発明（請求項６〜８）においては、前記発泡性耐火塗膜の発泡倍率が、５〜１００倍であることが好ましい（請求項９）。
【００２４】
上記発明（請求項９）によれば、発泡性耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の耐ひび割れ性がより良好であり、かつより優れた耐火性能を発揮し得る発泡性耐火塗膜構造体を容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、耐ひび割れ性及び薄膜性に優れるとともに、低コストで製造し得る発泡性耐火塗膜構造体及びその製造方法、並びにその発泡性耐火塗膜構造体を備える耐火構造物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体の概略構成を示す断面図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体の概略構成を備える耐火構造物の一例を示す斜視図であり、図３は、本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体を備える耐火構造物の他の例を示す斜視図であり、図４は、本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体の製造方法を示すフロー図である。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体１は、発泡性耐火塗膜層１１と、当該発泡性耐火塗膜層１１に内包されたガラス繊維構造物１２とを有し、この発泡性耐火塗膜構造体１は、下地材２の上面に設けられている。
【００２８】
図２及び図３に示すように、下地材２としては、特に限定されるものではなく、一般に建築又は土木の用途に用いられるものが挙げられる。具体的には、Ｈ形鋼、みぞ形鋼、Ｉ形鋼、等辺山形鋼、不等辺山形鋼、角形鋼管、丸形鋼管等の通常使用される鉄骨、鋼管や、木材、コンクリート等を用いることができる。また、図３に示すような、鋼管２の内部にコンクリート２１を打設した鋼管充填コンクリート（ＣＦＴ）柱等も用いることができる。それ以外にも、軽量鉄骨や木材、コンクリートと他の材料、例えば、金網、メタルラス、石膏ラスボード、ラスカット合板等の下地材；石膏ボード、けい酸カルシウム板、繊維混入セメント珪酸カルシウム板、硬質木片セメント板、パルプ混入石綿セメント板、スラグ石膏セメント板、ガラス繊維混入スラグ石膏板、石綿セメント押出成形板、繊維混入セメントパーライト板等の窯業サイディング板等を用いてもよい。
【００２９】
発泡性耐火塗膜層１１は、発泡性耐火塗料を塗布することにより形成されたものである。発泡性耐火塗膜層１１を形成するために用いられる発泡性耐火塗料は、火災等により所定の高温雰囲気下に晒されたときに、発泡して断熱層を形成し得るものであれば特に限定されるものではない。
【００３０】
発泡性耐火塗膜層１１を形成するための発泡性耐火塗料は、例えば、難燃性発泡剤、炭化剤、バインダー、フィラー、繊維等を含むものであり、これら以外に、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン系溶剤；メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール系溶剤等の溶剤、体質顔料、着色顔料等の顔料、増粘剤、界面活性剤、消泡剤等を含むものであってもよい。
【００３１】
難燃性発泡剤としては、例えば、第一リン酸アンモニウム、第二リン酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸アミド、リン酸メラミン等のリン酸化合物が挙げられ、これらが単独で含まれていてもよいし、混合して含まれていてもよい。
【００３２】
炭化剤としては、例えば、モノペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトール、テトラペンタエントリトール、トリエチレングリコール、トリメチロールプロパン等が挙げられ、これらの炭化剤は、単独で発泡性耐火塗料に含まれていてもよいし、混合して含まれていてもよい。
【００３３】
バインダーとしては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニル系樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂等の合成樹脂が挙げられ、これらの合成樹脂は、単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。また、これらの合成樹脂は、水性エマルジョン等の形態で発泡性耐火塗料に含まれていることが好ましい。
【００３４】
フィラーとしては、例えば、タルク、炭酸カルシウム、二酸化チタン、炭酸ナトリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、シリカ、粘土、クレー、シラス、マイカ等が挙げられ、これらは単独で含まれていてもよいし、混合して含まれていてもよい。
【００３５】
繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ロックウール繊維、スラグウール繊維、パルプ繊維、ポリプロピレン繊維、ビニロン繊維、ナイロン繊維、鋼繊維等が挙げられ、これらは単独で含まれていてもよいし、混合して含まれていてもよい。
【００３６】
発泡性耐火塗料における上記難燃性発泡剤、炭化剤、バインダー、フィラー、繊維の配合量は、所望の耐火性能を発揮し得る発泡倍率を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、難燃性発泡剤１００質量部に対し、炭化剤５〜８０質量部、バインダー３０〜３５０質量部（固形分換算）、フィラー１０〜２００質量部、繊維５〜１００質量部を配合することが好ましい。この配合割合により配合した発泡性耐火塗料であれば、当該塗料を塗布することにより形成される発泡性耐火塗膜層１１が、十分な耐火性能を発揮することができる。
【００３７】
本実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体１における発泡性耐火塗膜層１１は、火災等により高温雰囲気下に晒されると発泡して耐火層を形成する。この発泡性耐火塗膜層１１の発泡開始温度は、通常１００〜６００℃であり、好ましくは２００〜４００℃である。
【００３８】
火災等により高温雰囲気下に晒されたとき、本実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体１を有する下地材２の表面温度は、当該発泡性耐火塗膜構造体１の表面温度の１／２以下であることが好ましく、特に１／３以下であることが好ましい。下地材２の表面温度が、発泡性耐火塗膜構造体１の表面温度の１／２を超えると、発泡性耐火塗膜構造体１の断熱効果が十分ではなく、また発泡性耐火塗膜層１１が発泡して形成した耐火層（断熱層）にひび割れが生じるおそれがある。
【００３９】
発泡性耐火塗膜層１１の発泡倍率は、所望の耐火性能が得られる限り特に限定されるものではないが、例えば、５〜１００倍であることが好ましい。発泡倍率が５倍未満であると、十分な耐火性能が得られないおそれがあり、１００倍を超えると、耐火層にひび割れが生じたり、耐火層が脱落したりする危険性が増大するおそれがある。
【００４０】
本実施形態において、ガラス繊維構造物１２は、ガラス繊維糸を網目状に形成したものであるが、本発明の発泡性耐火塗膜構造体における繊維構造物は、これに限定されるものではなく、ガラス繊維以外にも、例えば、ロックウール繊維、炭素繊維、スラグウール繊維、鋼繊維、アルミナ繊維等から構成されるものであってもよいし、これらの繊維のうち２種類以上の繊維から構成されるものであってもよい。
【００４１】
ガラス繊維構造物１２の網目の大きさ（目開き）は、２〜３０ｍｍであることが好ましく、特に５〜２５ｍｍであることが好ましい。目開きが２ｍｍ未満であると、発泡高さ方向への拘束が強すぎて、発泡性耐火塗膜層１１の発泡が阻害されるおそれがあり、３０ｍｍを超えると、耐火層の引張強度を向上することができず、耐火層にひび割れが生じてしまうおそれがある。
【００４２】
ここで、網目の目開きとは、網目の各目の多角形状を規定する各辺のうちの最も小さな値で表したものをいう。
【００４３】
ガラス繊維構造物１２の網目構造を構成するガラス繊維糸の線径（線幅）は、０．２５〜５ｍｍであることが好ましく、特に０．７５〜２．５ｍｍであることが好ましい。線径（線幅）が０．２５ｍｍ未満であると、高温雰囲気下においては、耐火層の引張強度の向上にほとんど貢献しないおそれがあり、５ｍｍを超えると、発泡性耐火塗膜層１１の発泡を阻害し、正常な耐火層が得られなくなるおそれがある。
【００４４】
ガラス繊維構造物１２の網目構造を構成するガラス繊維糸は、特に限定されるものではなく、例えば、必要に応じて撚りをかけた単繊維から、又はこのような単繊維の複数を必要に応じて撚り合わせたもの等からガラス繊維糸を構成することができる。単繊維の断面形状としては円形、矩形等の形状が利用でき、帯状の単繊維を糸として利用することもできる。また、くくり糸や撚り糸によって複数の単繊維を結束して用いることもできる。さらに、織をかけた紐状や帯状の形態で網目構造を構成する糸として用いることもできる。
【００４５】
ガラス繊維糸からなる網目構造の形状は、格子状、亀甲状など種々の形状から選択することができるが、製造工程を簡易化する点からは、単位形状が規則的に繰り返された模様を形成するものが好ましい。
【００４６】
網目構造を構成する各糸の結合形態としては、織組織であっても、ガラス繊維糸を貼り合わせたものであっても特に制限されない。
【００４７】
上記織組織は、特に制限されるものではなく、例えば、からみ織組織、目抜き平織り、模紗織り等の公知の組織であればよい。例えば、ガラスロービング糸のような太い糸をからみ織組織としてもよいし、ガラスヤーンのような細い糸を複数本組み合わせた目抜き平織りとしてもよい。
【００４８】
また、上記網目構造を形成する各ガラス繊維糸の交点は、熱可塑性樹脂等の目止め材や目止め用の糸で目止めされていてもよい。
【００４９】
発泡性耐火塗膜層１１にガラス繊維構造物１２を内包した発泡性耐火塗膜構造体１の厚みは、０．５〜１０．０ｍｍであることが好ましく、０．７５〜８．０ｍｍであることがより好ましく、１．０〜６．０ｍｍであることが特に好ましい。発泡性耐火塗膜構造体１の厚みが０．５ｍｍ未満であると、十分な耐火性能が得られないおそれがあり、１０．０ｍｍを超えると、発泡性耐火塗膜構造体１の施工の手間が増大するのみでなく、耐火層の脱落の危険性が増大するおそれがある。
【００５０】
発泡性耐火塗膜構造体１においてガラス繊維構造物１２を内包する位置は、発泡性耐火塗膜層１１の膜厚の略中心より下地材２側の位置であることが好ましく、下地材２側から見て、発泡性耐火塗膜構造体１の膜厚の１／３０〜１／２の位置であることが好ましく、特に発泡性耐火塗膜構造体１の膜厚の１／１５〜１／３の位置であることが好ましい。発泡性耐火塗膜構造体１の膜厚の１／３０未満の位置であると、発泡性耐火塗膜層１１と下地材２側との密着が弱くなり、耐火層が脱落するおそれがあり、１／２の位置を超えると、発泡性耐火塗膜層１１の引張強度が低下し、耐火層にひび割れが生じるおそれがある。
【００５１】
このような構成を有する発泡性耐火塗膜構造体１の製造方法を、図４に基づいて説明する。
図４に示すように、まず、下地材２の上面に接着剤、防錆塗料等を塗布して下地塗膜層３を形成する（図４（ａ））。特に下地材２が、金属製の鋼材や鋼管等である場合には、防錆塗料を塗布することが好ましい。
【００５２】
次に、下地塗膜層３の上面に、全体量の１／３０〜１／２の量の発泡性耐火塗料を塗布する（図４（ｂ））。そして、塗布した発泡性耐火塗料が乾燥する前にガラス繊維構造物１２を埋め込み（図４（ｃ））、残りの発泡性耐火塗料を塗布する（図４（ｄ））。すべての発泡性耐火塗料を塗布した後、自然乾燥等により乾燥させることで、発泡性耐火塗膜構造体１を形成することができる。
【００５３】
発泡性耐火塗料を塗布する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、スプレー、コテ、ローラー、刷毛等を使用して塗布することができる。
【００５４】
なお、このようにして形成した発泡性耐火塗膜構造体１の上面に、光反射塗料、蛍光塗料等を塗布したり、仕上用モルタル、タイル等を貼り付けたりして、仕上材層４を形成してもよいし（図４（ｅ））、耐候性透明塗料、防汚塗料、耐磨耗材、撥水材、防水材等を塗布して、保護材層５をさらに形成してもよい（図５（ｆ））。
【００５５】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は、下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００５７】
〔使用材料〕
（１）発泡性耐火塗料Ａ（Cafco社製，商品名：Spray film WB2，発泡倍率：約４０〜６０倍（ＩＳＯ８３４加熱曲線に従った加熱条件下で６０分加熱））
（２）発泡性耐火塗料Ｂ（Cafco社製，商品名：Spray film WB3，発泡倍率：約２０〜３２倍（ＩＳＯ８３４加熱曲線に従った加熱条件下で６０分加熱））
（３）ＣＦＴ用コンクリート
セメント（太平洋セメント社製，商品名：普通ポルトランドセメント）４７０ｋｇ／ｍ３、骨材（茨城県岩瀬産）８６７ｋｇ／ｍ３、石灰系膨張材含有高充填コンクリート用混和剤（太平洋マテリアル社製，商品名：太平洋フィラミック）２２ｋｇ／ｍ３、水１６５ｋｇ／ｍ３を、混練機に投入して混練し、常法により養生してＣＦＴ用コンクリートを得た。得られたコンクリートの空気量は５．０％であり、コンクリート中のモルタル分の膨張率は０．１％であり、スランプフローは５０ｃｍであった。
（４）ガラスメッシュ（日本電気硝子社製，商品名：ＡＲＧネット ＬＷ２２０，目間隔（縦×横）：１１ｍｍ×１３ｍｍ）
【００５８】
なお、ＣＦＴ用コンクリートにおける空気量はＪＩＳ−Ａ１１２８「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法」に従って測定した値、モルタル分の膨張率はＪＳＣＥ−Ｆ ５４２−１９９９「充填モルタルのブリーディング率および膨張率試験方法」に従って測定した値、スランプフローはＪＩＳ−Ａ１１５０「コンクリートのスランプフロー試験方法」に従って測定した値である。
【００５９】
〔試験方法〕
試験体を耐火炉内に設置し、一般的な耐火試験での加熱条件である、ＩＳＯ８３４加熱曲線に従って６０分間の耐火試験を行った。このとき６０分経過時点での鋼材表面の最高温度が角形鋼管柱で５００℃未満、Ｈ形鋼柱では５５０℃未満で合格と判断した。また、ＣＦＴ柱（鋼管充填コンクリート柱）については、ＲＡＢＴ６０加熱曲線に従って６０分間の耐火試験を実施し、鋼材の表面温度が３５０℃未満で合格と判断した。
【００６０】
〔実施例１〕
角形鋼管柱（２００×２００×１２ｍｍ，長さ８００ｍｍ）を下地材として使用し、その表面にガラスメッシュを埋め込みながら発泡性耐火塗料Ａを塗布して、発泡性耐火塗膜を形成した。乾燥後の発泡性耐火塗膜の膜厚は１．５５ｍｍ（メッシュの埋め込み位置は、下地材からの距離が発泡性耐火塗膜の厚さの１／８となる位置，下地材から０．２ｍｍの位置）であった。この発泡性耐火塗膜の外表面に仕上・保護材（水系アクリルシリコン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューシリコン）をさらに塗布して、試験体を作製した。この試験体について、以下のようにして耐火試験を行った。
【００６１】
耐火試験は、試験体を耐火炉内に設置し、一般的な耐火試験での加熱条件である、ＩＳＯ８３４加熱曲線に従って６０分間の耐火試験を行った。耐火試験による鋼管柱表面の最高温度は４１３℃であり、耐火基準に合格した。また、発泡した耐火塗膜にひび割れは生じなかった。
【００６２】
〔比較例１〕
角形鋼管柱（２００×２００×１２ｍｍ，長さ８００ｍｍ）を下地材として使用し、その表面に発泡性耐火塗料Ａのみを塗布して発泡性耐火塗膜を形成した。乾燥後の発泡性耐火塗膜の厚みは、１．５５ｍｍであった。この発泡性耐火塗膜の外表面に仕上・保護材（水系アクリルシリコン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューシリコン）をさらに塗布して、試験体を作製した。この試験体を実施例１と同様の条件で耐火試験に供した。耐火試験による鋼管柱表面の最高温度は５６２℃であり、耐火基準を満たさなかった。また、発泡した耐火塗膜層には鋼管柱表面まで貫通したひび割れが確認された。
【００６３】
〔実施例２〕
Ｈ形鋼柱（３００×３００×１０×１５ｍｍ，長さ８００ｍｍ）を下地材として使用し、その表面にガラス繊維メッシュを埋め込みながら発泡性耐火塗料Ａを塗布して、発泡性耐火塗膜を形成した。乾燥後の発泡性耐火塗膜の膜厚は、１．５５ｍｍ（メッシュの埋め込み位置は、下地材からの距離が発泡性耐火塗膜の厚さの１／８となる位置，下地材から０．２ｍｍの位置）であった。この発泡性耐火塗膜の外表面に仕上・保護材（水系アクリルシリコン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューシリコン）をさらに塗布して、試験体を作製した。この試験体を実施例１と同様の条件で耐火試験に供した。耐火試験による鋼管柱表面の最高温度は４８３℃であり、耐火基準に合格した。また、発泡した耐火塗膜にひび割れは生じなかった。
【００６４】
〔比較例２〕
Ｈ形鋼柱（３００×３００×１０×１５ｍｍ，長さ８００ｍｍ）を下地材として使用し、その表面に発泡性耐火塗料Ｂのみを塗布して発泡性耐火塗膜を形成した。乾燥後の発泡性耐火塗膜の厚みは、１．８０ｍｍであった。この発泡性耐火塗膜の外表面に仕上・保護材（水系アクリルシリコン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューシリコン）をさらに塗布して、試験体を作製した。この試験体を実施例１と同様の条件で耐火試験に供した。耐火試験によるＨ形鋼柱表面の最高温度は５８１℃であり、耐火基準を満たさなかった。また、発泡した耐火塗膜層にはＨ形鋼柱表面まで貫通したひび割れが確認された。
【００６５】
〔実施例３〕
角形鋼管内部にコンクリートを打設した鋼管充填コンクリート（ＣＦＴ）柱（３００×３００×１９ｍｍ，長さ８００ｍｍ）を下地材として使用し、その表面にガラス繊維メッシュを貼り込みながら発泡性耐火塗料Ａを塗布して、発泡性耐火塗膜を形成した。乾燥後の発泡性耐火塗膜の厚みは４．０ｍｍ（メッシュの埋め込み位置は、下地材からの距離が発泡性耐火塗膜の厚さの１／１０となる位置，下地材から０．４ｍｍの位置）であった。この発泡性耐火塗膜の外表面に仕上材（一液反応硬化形水系ウレタン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューウレタン）及び保護材（水系アクリルシリコン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューシリコン）をさらに塗布して総合塗膜を形成し、試験体を作製した。この試験体について、ＲＡＢＴ６０加熱曲線に従って６０分間の耐火試験を行った。耐火試験によるＣＦＴ柱表面の最高温度は３１８℃であり、耐火基準に合格した。また、発泡した耐火塗膜にひび割れは生じなかった。
【００６６】
〔比較例３〕
ＣＦＴ柱（３００×３００×１９ｍｍ，長さ８００ｍｍ）を下地材として使用し、発泡性耐火塗料Ｂのみを塗布して、発泡性耐火塗膜を形成した。乾燥後の発泡性耐火塗膜の膜厚は、４．００ｍｍであった。この発泡性耐火塗膜の外表面に仕上材（一液反応硬化形水系ウレタン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューウレタン）及び保護材（水系アクリルシリコン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューシリコン）をさらに塗布して、試験体を作製した。この試験体について実施例３と同様の条件にて耐火試験を行った。耐火試験によるＣＦＴ柱表面の最高温度は４０１℃であり、耐火基準を満たさなかった。また、発泡した耐火塗膜層にはＣＦＴ柱表面まで貫通したひび割れが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体を備える耐火構造物の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体を備える耐火構造物の他の例を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体の製造方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…発泡性耐火塗膜構造体
１１…発泡性耐火塗膜層
１２…ガラス繊維構造物
２…下地材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性能に優れた建築用又は土木用の発泡性耐火塗膜構造体及びその製造方法、並びに当該発泡性耐火塗膜構造体を備える建築用又は土木用の耐火構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築又は土木の用途に各種の耐火塗料が用いられているが、かかる耐火塗料を鋼材等の下地材に塗布することにより形成された耐火塗膜は、高温雰囲気下に晒されると、発泡して断熱層（空気層）を形成し、当該断熱層により下地材への熱伝導が遮断される発泡性耐火塗膜が一般的に用いられている。
【０００３】
発泡性耐火塗膜の耐火性能は、当該発泡性耐火塗膜の発泡倍率が大きいほど向上するが、一方で、発泡倍率が大きくなるほど、発泡することにより形成した断熱層にひび割れが生じやすくなり、ひび割れが下地材まで貫通した場合には、下地材が直接高温雰囲気下に晒されるため、耐火塗膜の耐火性能は著しく低下し、下地材の物理的強度も低下することになる。
【０００４】
そこで、従来、高い耐火性能を発現する技術として、高い発泡倍率を保持しつつ、塗膜素材及び添加材料の選定・配合によってひび割れの発生を抑制し得る各種発泡性耐火塗料が提案されている（特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２００１−４０２９０号公報
【特許文献２】特開２００４−３１５８１２号公報
【特許文献３】特開平６−１６９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、これらの耐火塗膜は、いずれも添加材料の種類及び添加量を調整することによって、耐ひび割れ性、薄膜性及びコスト等の相反する各性能をバランスさせているため、塗膜全体としてみると耐火性能はまだ十分とはいえない。
【０００６】
本発明は、かかる問題を解決するものであり、耐ひび割れ性及び薄膜性に優れるとともに、低コストで製造し得る発泡性耐火塗膜構造体及びその製造方法、並びにその発泡性耐火塗膜構造体を備える耐火構造物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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の発泡性耐火塗膜構造体は、建築用又は土木用の下地材の上面に形成され、発泡することで耐火性能を発揮し得る塗膜構造体であって、前記塗膜構造体は、発泡性耐火塗膜と、当該発泡性耐火塗膜中に内包された繊維構造物とを備えることを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
上記発明（請求項１）によれば、発泡性耐火塗膜中に繊維構造物が内包されていることで、発泡性耐火塗膜構造体の物理的強度が向上するため、耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の耐ひび割れ性を向上することができる。また、耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の物理的強度を向上させるために、膜厚を厚くする必要がなく、何度も塗装を繰り返すことによる施工期間の延長、又はそれに伴うコストの増大を防止することができる。
【０００９】
上記発明（請求項１）においては、前記繊維構造物は、前記発泡性耐火塗膜の膜厚の略中心より前記下地材側の位置に内包されていることが好ましい（請求項２）。
【００１０】
上記発明（請求項２）によれば、繊維構造物が発泡性耐火塗膜の中の下地材側に内包されていることで、耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の耐ひび割れ性を向上することができる。
【００１１】
上記発明（請求項１，２）においては、前記繊維構造物が、ガラス繊維、ロックウール繊維、炭素繊維、スラグウール繊維、鋼繊維及びアルミナ繊維からなる群より選ばれる１種又は２種以上の繊維を網目状に形成した網目状繊維構造物であることが好ましい（請求項３）。
【００１２】
上記発明（請求項３）によれば、発泡性耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の耐ひび割れ性をより向上させることができる。
【００１３】
上記発明（請求項１〜３）においては、前記発泡性耐火塗膜の発泡倍率が、５〜１００倍であることが好ましい（請求項４）。
【００１４】
上記発明（請求項４）によれば、発泡性耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の耐ひび割れ性を向上しつつ、十分な耐火性能を発揮することができる。
【００１５】
また、本発明の耐火構造物は、建築用又は土木用の下地材と、前記下地材の上面に設けられた請求項１〜４のいずれかに記載の発泡性耐火塗膜構造体とを備えることを特徴とする（請求項５）。
【００１６】
上記発明（請求項５）によれば、耐火性能に優れた建築用又は土木用の耐火構造物を得ることができる。
【００１７】
さらに、本発明の発泡性耐火塗膜構造体の製造方法は、下地材に、所定量のうちの一部の発泡性耐火塗料を塗布し、塗布された発泡性耐火塗料の表面に繊維構造物を取り付けて、残りの発泡性耐火塗料を塗布することを特徴とする（請求項６）。
【００１８】
上記発明（請求項６）によれば、耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の耐ひび割れ性が良好であり、かつ十分な耐火性能を発揮し得る発泡性耐火塗膜構造体を容易に製造することができる。
【００１９】
上記発明（請求項６）においては、前記下地材に、所定量の１／３０〜１／２の量の発泡性耐火塗料を塗布して、塗布された発泡性耐火塗料の表面に繊維構造物を取り付けて、残りの発泡性耐火塗料を塗布することが好ましい（請求項７）。
【００２０】
上記発明（請求項７）によれば、発泡性耐火塗膜の膜厚の略中心から下地材側に繊維構造物を容易に埋め込むことができる。
【００２１】
上記発明（請求項６，７）においては、前記繊維構造物が、ガラス繊維、ロックウール繊維、炭素繊維、スラグウール繊維、鋼繊維及びアルミナ繊維からなる群より選ばれる１種又は２種以上の繊維を網目状に形成した網目状繊維構造物であることが好ましい（請求項８）。
【００２２】
上記発明（請求項８）によれば、耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の耐ひび割れ性が良好であり、かつ十分な耐火性能を発揮し得る発泡性耐火塗膜構造体を容易に製造することができる。
【００２３】
上記発明（請求項６〜８）においては、前記発泡性耐火塗膜の発泡倍率が、５〜１００倍であることが好ましい（請求項９）。
【００２４】
上記発明（請求項９）によれば、発泡性耐火塗膜が発泡して形成した断熱層の耐ひび割れ性がより良好であり、かつより優れた耐火性能を発揮し得る発泡性耐火塗膜構造体を容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、耐ひび割れ性及び薄膜性に優れるとともに、低コストで製造し得る発泡性耐火塗膜構造体及びその製造方法、並びにその発泡性耐火塗膜構造体を備える耐火構造物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体の概略構成を示す断面図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体の概略構成を備える耐火構造物の一例を示す斜視図であり、図３は、本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体を備える耐火構造物の他の例を示す斜視図であり、図４は、本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体の製造方法を示すフロー図である。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体１は、発泡性耐火塗膜層１１と、当該発泡性耐火塗膜層１１に内包されたガラス繊維構造物１２とを有し、この発泡性耐火塗膜構造体１は、下地材２の上面に設けられている。
【００２８】
図２及び図３に示すように、下地材２としては、特に限定されるものではなく、一般に建築又は土木の用途に用いられるものが挙げられる。具体的には、Ｈ形鋼、みぞ形鋼、Ｉ形鋼、等辺山形鋼、不等辺山形鋼、角形鋼管、丸形鋼管等の通常使用される鉄骨、鋼管や、木材、コンクリート等を用いることができる。また、図３に示すような、鋼管２の内部にコンクリート２１を打設した鋼管充填コンクリート（ＣＦＴ）柱等も用いることができる。それ以外にも、軽量鉄骨や木材、コンクリートと他の材料、例えば、金網、メタルラス、石膏ラスボード、ラスカット合板等の下地材；石膏ボード、けい酸カルシウム板、繊維混入セメント珪酸カルシウム板、硬質木片セメント板、パルプ混入石綿セメント板、スラグ石膏セメント板、ガラス繊維混入スラグ石膏板、石綿セメント押出成形板、繊維混入セメントパーライト板等の窯業サイディング板等を用いてもよい。
【００２９】
発泡性耐火塗膜層１１は、発泡性耐火塗料を塗布することにより形成されたものである。発泡性耐火塗膜層１１を形成するために用いられる発泡性耐火塗料は、火災等により所定の高温雰囲気下に晒されたときに、発泡して断熱層を形成し得るものであれば特に限定されるものではない。
【００３０】
発泡性耐火塗膜層１１を形成するための発泡性耐火塗料は、例えば、難燃性発泡剤、炭化剤、バインダー、フィラー、繊維等を含むものであり、これら以外に、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン系溶剤；メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール系溶剤等の溶剤、体質顔料、着色顔料等の顔料、増粘剤、界面活性剤、消泡剤等を含むものであってもよい。
【００３１】
難燃性発泡剤としては、例えば、第一リン酸アンモニウム、第二リン酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸アミド、リン酸メラミン等のリン酸化合物が挙げられ、これらが単独で含まれていてもよいし、混合して含まれていてもよい。
【００３２】
炭化剤としては、例えば、モノペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトール、テトラペンタエントリトール、トリエチレングリコール、トリメチロールプロパン等が挙げられ、これらの炭化剤は、単独で発泡性耐火塗料に含まれていてもよいし、混合して含まれていてもよい。
【００３３】
バインダーとしては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニル系樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂等の合成樹脂が挙げられ、これらの合成樹脂は、単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。また、これらの合成樹脂は、水性エマルジョン等の形態で発泡性耐火塗料に含まれていることが好ましい。
【００３４】
フィラーとしては、例えば、タルク、炭酸カルシウム、二酸化チタン、炭酸ナトリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、シリカ、粘土、クレー、シラス、マイカ等が挙げられ、これらは単独で含まれていてもよいし、混合して含まれていてもよい。
【００３５】
繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ロックウール繊維、スラグウール繊維、パルプ繊維、ポリプロピレン繊維、ビニロン繊維、ナイロン繊維、鋼繊維等が挙げられ、これらは単独で含まれていてもよいし、混合して含まれていてもよい。
【００３６】
発泡性耐火塗料における上記難燃性発泡剤、炭化剤、バインダー、フィラー、繊維の配合量は、所望の耐火性能を発揮し得る発泡倍率を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、難燃性発泡剤１００質量部に対し、炭化剤５〜８０質量部、バインダー３０〜３５０質量部（固形分換算）、フィラー１０〜２００質量部、繊維５〜１００質量部を配合することが好ましい。この配合割合により配合した発泡性耐火塗料であれば、当該塗料を塗布することにより形成される発泡性耐火塗膜層１１が、十分な耐火性能を発揮することができる。
【００３７】
本実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体１における発泡性耐火塗膜層１１は、火災等により高温雰囲気下に晒されると発泡して耐火層を形成する。この発泡性耐火塗膜層１１の発泡開始温度は、通常１００〜６００℃であり、好ましくは２００〜４００℃である。
【００３８】
火災等により高温雰囲気下に晒されたとき、本実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体１を有する下地材２の表面温度は、当該発泡性耐火塗膜構造体１の表面温度の１／２以下であることが好ましく、特に１／３以下であることが好ましい。下地材２の表面温度が、発泡性耐火塗膜構造体１の表面温度の１／２を超えると、発泡性耐火塗膜構造体１の断熱効果が十分ではなく、また発泡性耐火塗膜層１１が発泡して形成した耐火層（断熱層）にひび割れが生じるおそれがある。
【００３９】
発泡性耐火塗膜層１１の発泡倍率は、所望の耐火性能が得られる限り特に限定されるものではないが、例えば、５〜１００倍であることが好ましい。発泡倍率が５倍未満であると、十分な耐火性能が得られないおそれがあり、１００倍を超えると、耐火層にひび割れが生じたり、耐火層が脱落したりする危険性が増大するおそれがある。
【００４０】
本実施形態において、ガラス繊維構造物１２は、ガラス繊維糸を網目状に形成したものであるが、本発明の発泡性耐火塗膜構造体における繊維構造物は、これに限定されるものではなく、ガラス繊維以外にも、例えば、ロックウール繊維、炭素繊維、スラグウール繊維、鋼繊維、アルミナ繊維等から構成されるものであってもよいし、これらの繊維のうち２種類以上の繊維から構成されるものであってもよい。
【００４１】
ガラス繊維構造物１２の網目の大きさ（目開き）は、２〜３０ｍｍであることが好ましく、特に５〜２５ｍｍであることが好ましい。目開きが２ｍｍ未満であると、発泡高さ方向への拘束が強すぎて、発泡性耐火塗膜層１１の発泡が阻害されるおそれがあり、３０ｍｍを超えると、耐火層の引張強度を向上することができず、耐火層にひび割れが生じてしまうおそれがある。
【００４２】
ここで、網目の目開きとは、網目の各目の多角形状を規定する各辺のうちの最も小さな値で表したものをいう。
【００４３】
ガラス繊維構造物１２の網目構造を構成するガラス繊維糸の線径（線幅）は、０．２５〜５ｍｍであることが好ましく、特に０．７５〜２．５ｍｍであることが好ましい。線径（線幅）が０．２５ｍｍ未満であると、高温雰囲気下においては、耐火層の引張強度の向上にほとんど貢献しないおそれがあり、５ｍｍを超えると、発泡性耐火塗膜層１１の発泡を阻害し、正常な耐火層が得られなくなるおそれがある。
【００４４】
ガラス繊維構造物１２の網目構造を構成するガラス繊維糸は、特に限定されるものではなく、例えば、必要に応じて撚りをかけた単繊維から、又はこのような単繊維の複数を必要に応じて撚り合わせたもの等からガラス繊維糸を構成することができる。単繊維の断面形状としては円形、矩形等の形状が利用でき、帯状の単繊維を糸として利用することもできる。また、くくり糸や撚り糸によって複数の単繊維を結束して用いることもできる。さらに、織をかけた紐状や帯状の形態で網目構造を構成する糸として用いることもできる。
【００４５】
ガラス繊維糸からなる網目構造の形状は、格子状、亀甲状など種々の形状から選択することができるが、製造工程を簡易化する点からは、単位形状が規則的に繰り返された模様を形成するものが好ましい。
【００４６】
網目構造を構成する各糸の結合形態としては、織組織であっても、ガラス繊維糸を貼り合わせたものであっても特に制限されない。
【００４７】
上記織組織は、特に制限されるものではなく、例えば、からみ織組織、目抜き平織り、模紗織り等の公知の組織であればよい。例えば、ガラスロービング糸のような太い糸をからみ織組織としてもよいし、ガラスヤーンのような細い糸を複数本組み合わせた目抜き平織りとしてもよい。
【００４８】
また、上記網目構造を形成する各ガラス繊維糸の交点は、熱可塑性樹脂等の目止め材や目止め用の糸で目止めされていてもよい。
【００４９】
発泡性耐火塗膜層１１にガラス繊維構造物１２を内包した発泡性耐火塗膜構造体１の厚みは、０．５〜１０．０ｍｍであることが好ましく、０．７５〜８．０ｍｍであることがより好ましく、１．０〜６．０ｍｍであることが特に好ましい。発泡性耐火塗膜構造体１の厚みが０．５ｍｍ未満であると、十分な耐火性能が得られないおそれがあり、１０．０ｍｍを超えると、発泡性耐火塗膜構造体１の施工の手間が増大するのみでなく、耐火層の脱落の危険性が増大するおそれがある。
【００５０】
発泡性耐火塗膜構造体１においてガラス繊維構造物１２を内包する位置は、発泡性耐火塗膜層１１の膜厚の略中心より下地材２側の位置であることが好ましく、下地材２側から見て、発泡性耐火塗膜構造体１の膜厚の１／３０〜１／２の位置であることが好ましく、特に発泡性耐火塗膜構造体１の膜厚の１／１５〜１／３の位置であることが好ましい。発泡性耐火塗膜構造体１の膜厚の１／３０未満の位置であると、発泡性耐火塗膜層１１と下地材２側との密着が弱くなり、耐火層が脱落するおそれがあり、１／２の位置を超えると、発泡性耐火塗膜層１１の引張強度が低下し、耐火層にひび割れが生じるおそれがある。
【００５１】
このような構成を有する発泡性耐火塗膜構造体１の製造方法を、図４に基づいて説明する。
図４に示すように、まず、下地材２の上面に接着剤、防錆塗料等を塗布して下地塗膜層３を形成する（図４（ａ））。特に下地材２が、金属製の鋼材や鋼管等である場合には、防錆塗料を塗布することが好ましい。
【００５２】
次に、下地塗膜層３の上面に、全体量の１／３０〜１／２の量の発泡性耐火塗料を塗布する（図４（ｂ））。そして、塗布した発泡性耐火塗料が乾燥する前にガラス繊維構造物１２を埋め込み（図４（ｃ））、残りの発泡性耐火塗料を塗布する（図４（ｄ））。すべての発泡性耐火塗料を塗布した後、自然乾燥等により乾燥させることで、発泡性耐火塗膜構造体１を形成することができる。
【００５３】
発泡性耐火塗料を塗布する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、スプレー、コテ、ローラー、刷毛等を使用して塗布することができる。
【００５４】
なお、このようにして形成した発泡性耐火塗膜構造体１の上面に、光反射塗料、蛍光塗料等を塗布したり、仕上用モルタル、タイル等を貼り付けたりして、仕上材層４を形成してもよいし（図４（ｅ））、耐候性透明塗料、防汚塗料、耐磨耗材、撥水材、防水材等を塗布して、保護材層５をさらに形成してもよい（図５（ｆ））。
【００５５】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は、下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００５７】
〔使用材料〕
（１）発泡性耐火塗料Ａ（Cafco社製，商品名：Spray film WB2，発泡倍率：約４０〜６０倍（ＩＳＯ８３４加熱曲線に従った加熱条件下で６０分加熱））
（２）発泡性耐火塗料Ｂ（Cafco社製，商品名：Spray film WB3，発泡倍率：約２０〜３２倍（ＩＳＯ８３４加熱曲線に従った加熱条件下で６０分加熱））
（３）ＣＦＴ用コンクリート
セメント（太平洋セメント社製，商品名：普通ポルトランドセメント）４７０ｋｇ／ｍ３、骨材（茨城県岩瀬産）８６７ｋｇ／ｍ３、石灰系膨張材含有高充填コンクリート用混和剤（太平洋マテリアル社製，商品名：太平洋フィラミック）２２ｋｇ／ｍ３、水１６５ｋｇ／ｍ３を、混練機に投入して混練し、常法により養生してＣＦＴ用コンクリートを得た。得られたコンクリートの空気量は５．０％であり、コンクリート中のモルタル分の膨張率は０．１％であり、スランプフローは５０ｃｍであった。
（４）ガラスメッシュ（日本電気硝子社製，商品名：ＡＲＧネット ＬＷ２２０，目間隔（縦×横）：１１ｍｍ×１３ｍｍ）
【００５８】
なお、ＣＦＴ用コンクリートにおける空気量はＪＩＳ−Ａ１１２８「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法」に従って測定した値、モルタル分の膨張率はＪＳＣＥ−Ｆ ５４２−１９９９「充填モルタルのブリーディング率および膨張率試験方法」に従って測定した値、スランプフローはＪＩＳ−Ａ１１５０「コンクリートのスランプフロー試験方法」に従って測定した値である。
【００５９】
〔試験方法〕
試験体を耐火炉内に設置し、一般的な耐火試験での加熱条件である、ＩＳＯ８３４加熱曲線に従って６０分間の耐火試験を行った。このとき６０分経過時点での鋼材表面の最高温度が角形鋼管柱で５００℃未満、Ｈ形鋼柱では５５０℃未満で合格と判断した。また、ＣＦＴ柱（鋼管充填コンクリート柱）については、ＲＡＢＴ６０加熱曲線に従って６０分間の耐火試験を実施し、鋼材の表面温度が３５０℃未満で合格と判断した。
【００６０】
〔実施例１〕
角形鋼管柱（２００×２００×１２ｍｍ，長さ８００ｍｍ）を下地材として使用し、その表面にガラスメッシュを埋め込みながら発泡性耐火塗料Ａを塗布して、発泡性耐火塗膜を形成した。乾燥後の発泡性耐火塗膜の膜厚は１．５５ｍｍ（メッシュの埋め込み位置は、下地材からの距離が発泡性耐火塗膜の厚さの１／８となる位置，下地材から０．２ｍｍの位置）であった。この発泡性耐火塗膜の外表面に仕上・保護材（水系アクリルシリコン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューシリコン）をさらに塗布して、試験体を作製した。この試験体について、以下のようにして耐火試験を行った。
【００６１】
耐火試験は、試験体を耐火炉内に設置し、一般的な耐火試験での加熱条件である、ＩＳＯ８３４加熱曲線に従って６０分間の耐火試験を行った。耐火試験による鋼管柱表面の最高温度は４１３℃であり、耐火基準に合格した。また、発泡した耐火塗膜にひび割れは生じなかった。
【００６２】
〔比較例１〕
角形鋼管柱（２００×２００×１２ｍｍ，長さ８００ｍｍ）を下地材として使用し、その表面に発泡性耐火塗料Ａのみを塗布して発泡性耐火塗膜を形成した。乾燥後の発泡性耐火塗膜の厚みは、１．５５ｍｍであった。この発泡性耐火塗膜の外表面に仕上・保護材（水系アクリルシリコン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューシリコン）をさらに塗布して、試験体を作製した。この試験体を実施例１と同様の条件で耐火試験に供した。耐火試験による鋼管柱表面の最高温度は５６２℃であり、耐火基準を満たさなかった。また、発泡した耐火塗膜層には鋼管柱表面まで貫通したひび割れが確認された。
【００６３】
〔実施例２〕
Ｈ形鋼柱（３００×３００×１０×１５ｍｍ，長さ８００ｍｍ）を下地材として使用し、その表面にガラス繊維メッシュを埋め込みながら発泡性耐火塗料Ａを塗布して、発泡性耐火塗膜を形成した。乾燥後の発泡性耐火塗膜の膜厚は、１．５５ｍｍ（メッシュの埋め込み位置は、下地材からの距離が発泡性耐火塗膜の厚さの１／８となる位置，下地材から０．２ｍｍの位置）であった。この発泡性耐火塗膜の外表面に仕上・保護材（水系アクリルシリコン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューシリコン）をさらに塗布して、試験体を作製した。この試験体を実施例１と同様の条件で耐火試験に供した。耐火試験による鋼管柱表面の最高温度は４８３℃であり、耐火基準に合格した。また、発泡した耐火塗膜にひび割れは生じなかった。
【００６４】
〔比較例２〕
Ｈ形鋼柱（３００×３００×１０×１５ｍｍ，長さ８００ｍｍ）を下地材として使用し、その表面に発泡性耐火塗料Ｂのみを塗布して発泡性耐火塗膜を形成した。乾燥後の発泡性耐火塗膜の厚みは、１．８０ｍｍであった。この発泡性耐火塗膜の外表面に仕上・保護材（水系アクリルシリコン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューシリコン）をさらに塗布して、試験体を作製した。この試験体を実施例１と同様の条件で耐火試験に供した。耐火試験によるＨ形鋼柱表面の最高温度は５８１℃であり、耐火基準を満たさなかった。また、発泡した耐火塗膜層にはＨ形鋼柱表面まで貫通したひび割れが確認された。
【００６５】
〔実施例３〕
角形鋼管内部にコンクリートを打設した鋼管充填コンクリート（ＣＦＴ）柱（３００×３００×１９ｍｍ，長さ８００ｍｍ）を下地材として使用し、その表面にガラス繊維メッシュを貼り込みながら発泡性耐火塗料Ａを塗布して、発泡性耐火塗膜を形成した。乾燥後の発泡性耐火塗膜の厚みは４．０ｍｍ（メッシュの埋め込み位置は、下地材からの距離が発泡性耐火塗膜の厚さの１／１０となる位置，下地材から０．４ｍｍの位置）であった。この発泡性耐火塗膜の外表面に仕上材（一液反応硬化形水系ウレタン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューウレタン）及び保護材（水系アクリルシリコン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューシリコン）をさらに塗布して総合塗膜を形成し、試験体を作製した。この試験体について、ＲＡＢＴ６０加熱曲線に従って６０分間の耐火試験を行った。耐火試験によるＣＦＴ柱表面の最高温度は３１８℃であり、耐火基準に合格した。また、発泡した耐火塗膜にひび割れは生じなかった。
【００６６】
〔比較例３〕
ＣＦＴ柱（３００×３００×１９ｍｍ，長さ８００ｍｍ）を下地材として使用し、発泡性耐火塗料Ｂのみを塗布して、発泡性耐火塗膜を形成した。乾燥後の発泡性耐火塗膜の膜厚は、４．００ｍｍであった。この発泡性耐火塗膜の外表面に仕上材（一液反応硬化形水系ウレタン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューウレタン）及び保護材（水系アクリルシリコン樹脂塗料，大日本塗料社製，商品名：ＤＮＴビューシリコン）をさらに塗布して、試験体を作製した。この試験体について実施例３と同様の条件にて耐火試験を行った。耐火試験によるＣＦＴ柱表面の最高温度は４０１℃であり、耐火基準を満たさなかった。また、発泡した耐火塗膜層にはＣＦＴ柱表面まで貫通したひび割れが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体を備える耐火構造物の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体を備える耐火構造物の他の例を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る発泡性耐火塗膜構造体の製造方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…発泡性耐火塗膜構造体
１１…発泡性耐火塗膜層
１２…ガラス繊維構造物
２…下地材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築用又は土木用の下地材の上面に形成され、発泡することで耐火性能を発揮し得る塗膜構造体であって、
前記塗膜構造体は、発泡性耐火塗膜と、当該発泡性耐火塗膜中に内包された繊維構造物とを備えることを特徴とする発泡性耐火塗膜構造体。
【請求項２】
前記繊維構造物は、前記発泡性耐火塗膜の膜厚の略中心より前記下地材側の位置に内包されていることを特徴とする請求項１に記載の発泡性耐火塗膜構造体。
【請求項３】
前記繊維構造物が、ガラス繊維、ロックウール繊維、炭素繊維、スラグウール繊維、鋼繊維及びアルミナ繊維からなる群より選ばれる１種又は２種以上の繊維を網目状に形成した網目状繊維構造物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡性耐火塗膜構造体。
【請求項４】
前記発泡性耐火塗膜の発泡倍率が、５〜１００倍であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発泡性耐火塗膜構造体。
【請求項５】
建築用又は土木用の下地材と、
前記下地材の上面に設けられた請求項１〜４のいずれかに記載の発泡性耐火塗膜構造体と
を備えることを特徴とする建築用又は土木用耐火構造物。
【請求項６】
下地材に、所定量のうちの一部の発泡性耐火塗料を塗布し、塗布された発泡性耐火塗料の表面に繊維構造物を取り付けて、残りの発泡性耐火塗料を塗布することを特徴とする発泡性耐火塗膜構造体の製造方法。
【請求項７】
下地材に、所定量の１／３０〜１／２の量の発泡性耐火塗料を塗布して、塗布された発泡性耐火塗料の表面に繊維構造物を取り付けて、残りの発泡性耐火塗料を塗布することを特徴とする請求項６に記載の発泡性耐火塗膜構造体の製造方法。
【請求項８】
前記繊維構造物が、ガラス繊維、ロックウール繊維、炭素繊維、スラグウール繊維、鋼繊維及びアルミナ繊維からなる群より選ばれる１種又は２種以上の繊維を網目状に形成した網目状繊維構造物であることを特徴とする請求項６又は７に記載の発泡性耐火塗膜構造体の製造方法。
【請求項９】
前記発泡性耐火塗膜の発泡倍率が、５〜１００倍であることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の発泡性耐火塗膜構造体の製造方法。
【請求項１】
建築用又は土木用の下地材の上面に形成され、発泡することで耐火性能を発揮し得る塗膜構造体であって、
前記塗膜構造体は、発泡性耐火塗膜と、当該発泡性耐火塗膜中に内包された繊維構造物とを備えることを特徴とする発泡性耐火塗膜構造体。
【請求項２】
前記繊維構造物は、前記発泡性耐火塗膜の膜厚の略中心より前記下地材側の位置に内包されていることを特徴とする請求項１に記載の発泡性耐火塗膜構造体。
【請求項３】
前記繊維構造物が、ガラス繊維、ロックウール繊維、炭素繊維、スラグウール繊維、鋼繊維及びアルミナ繊維からなる群より選ばれる１種又は２種以上の繊維を網目状に形成した網目状繊維構造物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡性耐火塗膜構造体。
【請求項４】
前記発泡性耐火塗膜の発泡倍率が、５〜１００倍であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発泡性耐火塗膜構造体。
【請求項５】
建築用又は土木用の下地材と、
前記下地材の上面に設けられた請求項１〜４のいずれかに記載の発泡性耐火塗膜構造体と
を備えることを特徴とする建築用又は土木用耐火構造物。
【請求項６】
下地材に、所定量のうちの一部の発泡性耐火塗料を塗布し、塗布された発泡性耐火塗料の表面に繊維構造物を取り付けて、残りの発泡性耐火塗料を塗布することを特徴とする発泡性耐火塗膜構造体の製造方法。
【請求項７】
下地材に、所定量の１／３０〜１／２の量の発泡性耐火塗料を塗布して、塗布された発泡性耐火塗料の表面に繊維構造物を取り付けて、残りの発泡性耐火塗料を塗布することを特徴とする請求項６に記載の発泡性耐火塗膜構造体の製造方法。
【請求項８】
前記繊維構造物が、ガラス繊維、ロックウール繊維、炭素繊維、スラグウール繊維、鋼繊維及びアルミナ繊維からなる群より選ばれる１種又は２種以上の繊維を網目状に形成した網目状繊維構造物であることを特徴とする請求項６又は７に記載の発泡性耐火塗膜構造体の製造方法。
【請求項９】
前記発泡性耐火塗膜の発泡倍率が、５〜１００倍であることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の発泡性耐火塗膜構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１３２１６５（Ｐ２００７−１３２１６５Ａ）
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２８８４３（Ｐ２００５−３２８８４３）
【出願日】平成１７年１１月１４日（２００５．１１．１４）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１４日（２００５．１１．１４）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Ｆターム（参考）】
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