(57)【要約】【課題】可燃性対象物に塗布することにより、当該対象物の不燃性能を効果的に向上させる水性塗料を提供する。【解決手段】水性塗料が、ケイ酸塩と、界面活性剤と、ガラス粉末とを含む構成とする。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性対象物に塗布される水性塗料であって、
ケイ酸塩と、
界面活性剤と、
ガラス粉末と、
を含むことを特徴とする水性塗料。
【請求項２】
可燃性対象物に塗布される水性塗料であって、
アクリル樹脂と、
界面活性剤と、
ガラス粉末と、
を含むことを特徴とする水性塗料。
【請求項３】
前記界面活性剤は、陰イオン系界面活性剤を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水性塗料。
【請求項４】
前記界面活性剤は、脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、アルファスルホ脂肪酸エステルナトリウム、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキル硫酸エステルナトリウム、アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム、及びアルキルスルホン酸ナトリウムのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の水性塗料。
【請求項５】
前記ガラス粉末は、２０〜４０ミクロンの平均粒子径を有することを特徴とする請求項４に記載の水性塗料。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の水性塗料を可燃性対象物に塗布してなることを特徴とする被塗布物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃性対象物に塗布することにより、当該対象物に防火性または防炎性を付与するための水性塗料およびこれを塗布した被塗布物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可燃性対象物（例えば、紙、木材、樹脂、織布、及び不織布などの基材）に塗布することにより、当該対象物に対して、耐熱性を付与するための塗料が開発されている。
【０００３】
例えば、アルカリ金属ケイ酸塩を２５〜３５重量％含有する水溶液に、そのアルカリ金属ケイ酸塩の重量に対して１７０〜２１０重量％の二酸化ケイ素を混入して得られた水溶液に、無機質系充填剤を混入した構成が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２６１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載された従来技術によれば、水性塗料を可燃性対象物に塗布した後の乾燥時間を比較的短くし、かつ焼成を不要とすることができ、また、被塗布物（水性塗料を塗布された可燃性対象物）は、加熱によって炎焼した場合でも、その広がりを抑制することができるとされている。
【０００６】
しかしながら、そのような従来の水性塗料では、例えば、ＩＳＯ５６６０−１に準拠した発熱性試験において、その水性塗料を塗布した種々の可燃性対象物について「不燃材料」に相当するような高い不燃性能を得ることは困難であった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、可燃性対象物に塗布することにより、当該対象物の不燃性能を効果的に向上させることを可能とした水性塗料およびこれを塗布した被塗布物を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の側面では、可燃性対象物に塗布される水性塗料であって、ケイ酸塩と、界面活性剤と、ガラス粉末と、を含む構成とする。
【０００９】
これによると、水性塗料を可燃性対象物に塗布することにより、当該対象物の不燃性能を効果的に向上させることが可能となる。
【００１０】
本発明の第２の側面では、可燃性対象物に塗布される水性塗料であって、アクリル樹脂と、界面活性剤と、ガラス粉末と、を含む構成とする。
【００１１】
これによると、水性塗料を可燃性対象物に塗布することにより、当該対象物の不燃性能を効果的に向上させることが可能となる。
【００１２】
本発明の第３の側面では、前記界面活性剤は、陰イオン系界面活性剤を含む構成とする。
【００１３】
これによると、可燃性対象物に対する水性塗料の塗布性を向上させることができる。
【００１４】
本発明の第４の側面では、前記界面活性剤は、脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、アルファスルホ脂肪酸エステルナトリウム、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキル硫酸エステルナトリウム、アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム、及びアルキルスルホン酸ナトリウムのうちの少なくとも１つを含む構成とする。
【００１５】
これによると、可燃性対象物に対する水性塗料の塗布性をより効果的に向上させることができる。
【００１６】
本発明の第５の側面では、前記ガラス粉末は、２０〜４０ミクロンの平均粒子径を有する構成とする。
【００１７】
これによると、可燃性対象物に対する水性塗料の塗布性をより効果的に向上させることができる。
【００１８】
本発明の第６の側面では、上記第１から第５の側面のいずれかに係る水性塗料を可燃性対象物に塗布してなる被塗布物である。
【００１９】
これによると、可燃性対象物において、水性塗料が塗布された塗布部の不燃性能を効果的に向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
このように本発明に係る水性塗料およびこれを塗布した被塗布物によれば、可燃性対象物に塗布することにより、当該対象物の不燃性能を効果的に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】試験体Ｎｏ．１−１に関する発熱性試験の結果を示す説明図
【図１Ｂ】試験体Ｎｏ．１−２に関する発熱性試験の結果を示す説明図
【図１Ｃ】試験体Ｎｏ．１−３に関する発熱性試験の結果を示す説明図
【図２Ａ】試験体Ｎｏ．２−１に関する発熱性試験の結果を示す説明図
【図２Ｂ】試験体Ｎｏ．２−２に関する発熱性試験の結果を示す説明図
【図２Ｃ】試験体Ｎｏ．２−３に関する発熱性試験の結果を示す説明図
【図３Ａ】試験体Ｎｏ．３−１に関する発熱性試験の結果を示す説明図
【図３Ｂ】試験体Ｎｏ．３−２に関する発熱性試験の結果を示す説明図
【図３Ｃ】試験体Ｎｏ．３−３に関する発熱性試験の結果を示す説明図
【図４Ａ】試験体Ｎｏ．４−１に関する発熱性試験の結果を示す説明図
【図４Ｂ】試験体Ｎｏ．４−２に関する発熱性試験の結果を示す説明図
【図４Ｃ】試験体Ｎｏ．４−３に関する発熱性試験の結果を示す説明図
【図５】発熱性試験における被塗布物の一状態を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る水性塗料は、可燃性対象物の不燃性能を向上させることを目的として、種々の可燃性対象物に塗布される。ここでの不燃性能とは、燃えにくい性質のことであり、例えば、所定の基準を満たす防火性（例えば、建築基準法で規定される不燃性、準不燃性、難燃性のいずれか）または防炎性（例えば、消防法で規定される防炎性）を少なくとも有する能力を意味する。
【００２４】
また、第１実施形態に係る水性塗料を可燃性対象物（以下、「被塗布物」という。）に対して塗布することにより、その塗布部（塗布面）における防火性や防炎性を向上させることができる。さらに、水性塗料は、被塗布物に対する水性塗料の塗布量（単位面積あたりの重量）や、その塗膜厚を適切に設定することにより、被塗布物の不燃性能の高さを調節することができる。これにより、水性塗料が塗布された被塗布物を建築基準法に規定された不燃材料として扱うことも可能となる。
【００２５】
被塗布物としては、例えば、紙（段ボールを含む）、木材（ベニヤ合板を含む）、樹脂、織布、及び不織布などが挙げられるが、これに限らず、少なくとも水性塗料（塗膜層）よりも防火性や防炎性に劣り、かつ水性塗料を塗布可能な部位を有する物体であればよい。また、予めある程度の防火性や防炎性が付与された被塗布物に対して、水性塗料を更に塗布してもよい。
【００２６】
水性塗料は、少なくともケイ酸塩及び界面活性剤を含む。そのような水性塗料は、例えば、水を溶媒とし、少なくともケイ酸塩（アルカリ金属ケイ酸塩）の水溶液および界面活性剤溶液を混合することにより生成することができる。
【００２７】
アルカリ金属ケイ酸塩の水溶液は、約３０〜４５重量％のケイ酸塩を含むことが好ましい。ケイ酸塩は、例えば、分子式 Ｍ２Ｏ・ｎＳｉＯ２（Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等、ｎはモル比）で表わされ、それらケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、及びケイ酸カリウムのうちの少なくとも１つを用いることができる。例えば、ケイ酸リチウム（Ｌｉ２Ｏ・ｎＳｉＯ２）では、ｎ＝３〜８程度であり、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２）では、ｎ＝０．５〜４程度であり、ケイ酸カリウム（Ｋ２Ｏ・ｎＳｉＯ２）は、ｎ＝２〜３．８程度となり得る。
【００２８】
アルカリ金属ケイ酸塩の水溶液に関し、例えば、ケイ酸としてケイ酸リチウムを用いる場合には、珪酸リチウム３５（日本化学工業株式会社製）を用いることができる。また例えば、ケイ酸塩としてケイ酸ナトリウムを用いる場合には、ＪＩＳ  Ｋ１４０８に規定されたけい酸ナトリウム１号（ＳｉＯ２：３５〜３８％、Ｎａ２Ｏ：１７〜１９％）、２号（ＳｉＯ２：３４〜３６％、Ｎａ２Ｏ：１４〜１５％）、及び３号（ＳｉＯ２：２８〜３０％、Ｎａ２Ｏ：９〜１０％）のうちの少なくとも１つを用いることができる。或いは、ケイ酸ナトリウムとして、固体状のケイ酸ソーダ（例えば、メタけい酸ナトリウム１種、２種等）を用いて、所望の濃度の水溶液を得ることもできる。また例えば、ケイ酸としてケイ酸カリウムを用いる場合には、Ａ珪酸カリ（日本化学工業株式会社製）用いることができる。
【００２９】
界面活性剤溶液は、約９〜３６重量％の界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性剤としては、例えば、雑貨工業品品質表示規程（消費者庁）に規定される陰イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤、及び陽イオン系界面活性剤のうちの少なくとも１つを用いることができる。界面活性剤溶液には、水（工程剤）及び界面活性剤の他、公知のｐＨ調整剤、分散剤、防腐剤、粘度調整剤、及び安定化剤などが含まれ得る。
【００３０】
陰イオン系界面活性剤を用いる場合には、例えば、脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、アルファスルホ脂肪酸エステルナトリウム、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキル硫酸エステルナトリウム、アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム、及びアルキルスルホン酸ナトリウムのうちの少なくとも１つを含むとよい。
【００３１】
また、非イオン系界面活性剤を用いる場合には、例えば、アルキルアミノ脂肪酸ナトリウム、アルキルベタイン、及びアルキルアミンオキシドのうちの少なくとも１つを含むとよい。
【００３２】
また、両性イオン系界面活性剤を用いる場合には、しょ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、及びポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのうちの少なくとも１つを含むとよい。
【００３３】
また、陽イオン系界面活性剤を用いる場合には、アルキルトリメチルアンモニウム塩およびジアルキルジメチルアンモニウム塩のうちの少なくとも１つを含むとよい。
【００３４】
また、水性塗料には、必要に応じてガラス粉末を添加することができる。ガラス粉末は、水性塗料（またはその被塗布物）が加熱された（高温に晒された）場合を除いて、水性塗料中に粒子として分散された状態にある。
【００３５】
ガラス粉末としては、石英ガラス、ソーダ石灰ガラス、リチウムガラス、鉛ガラス、及びホウケイ酸ガラスのうちの少なくとも１つ、またはそれらの混合物などを用いることができる。ガラス粉末は、原料のガラスを微細な粒子に粉砕したものであり、被塗布物に対する水性塗料の塗布性を良好に維持するために、その平均粒子径を５０ミクロン以下、より好ましくは２０〜４０ミクロンの範囲内で設定することが好ましい。ここで、「平均粒子径」は、例えば、レーザー回折・散乱法により測定された粒度分布における積算値５０％における粒径の値とすることができる。なお、原料のガラスとしては、公知の着色ガラスを用いることもできる。
【００３６】
水性塗料は、５００〜７００重量部のアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液と、１００〜２００重量部の界面活性剤溶液等を含み、全体として１０００重量部となるように水を含有させるとよい。それらアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液及び界面活性剤溶液に加え、５０〜４００重量部のガラス粉末を添加することができる。ただし、水性塗料における水の割合は、水性塗料を塗布する対象や、使用環境等に応じて加減することが可能である。
【００３７】
また、水性塗料には、雲母（マイカ）を更に添加することができる。雲母の添加量は、例えば２００〜４００重量部のガラス粉末に対し、５０〜１００重量部程度がよい。さらに、水性塗料には、重質炭酸カルシウムを更に添加することもできる。重質炭酸カルシウムの添加量は、例えば２００〜４００重量部のガラス粉末に対し、５０〜１００重量部程度がよい。この場合、重質炭酸カルシウムは、雲母の代わりに水性塗料に添加することもでき、或いは、雲母と共に水性塗料に添加してもよい。雲母や重質炭酸カルシウムを添加することにより、水性塗料におけるガラス粉末の分散性が向上する。
【００３８】
ここで、アルカリ金属ケイ酸塩の水溶液が５００重量部未満となると、被塗布物の不燃性能を向上させる効果が小さくなる。一方、アルカリ金属ケイ酸塩の水溶液が７００重量部を超えると、被塗布物の残じん性が低下する。
【００３９】
また、界面活性剤溶液が１００重量部未満となると、被塗布物に対する塗布性が低下することにより、均一な塗膜厚を確保することが難しくなる。また、界面活性剤が２００重量部を超えると、被塗布物に対する防火性及び防炎性を低下させることとなる。
【００４０】
また、ガラス粉末が５０重量部未満となると、後に詳述する被塗布物の加熱時に水性塗料の塗膜による膨出部の形成を安定的に実現することが難しくなる。一方、ガラス粉末が４００重量部を超えると、被塗布物に対する水性塗料の接着性が低下する。ただし、例えば、シルク印刷された製品の表面に水性塗料を塗布する場合には、ガラス粉末を添加しないことが好ましい。水性塗料は、ガラス粉末を添加しない場合でも、被塗布物によって不燃性能を発揮させることができる。ガラス粉末が添加してない水性塗料は、塗布して乾燥後には、クリアーな仕上がり塗膜となる。
【００４１】
また、水性塗料には、被塗布物の塗布部に対して所望の色を付すために、無機顔料を添加することも可能である。
【００４２】
このような水性塗料の組成により、水性塗料は、被塗布物に塗布した場合に、その対象物の不燃性能を効果的に向上させることが可能となる。特に、被塗布物の種類に応じて水性塗料の塗膜厚を適切に設定することにより、ＩＳＯ５６６０−１に準拠した発熱性試験において「不燃材料」に相当するような高い不燃性能を実現することが可能となる。また、水性塗料は、有機溶剤を含まないため、屋内作業等における溶剤の揮発による作業者の身体への悪影響を回避し、且つ、作業環境の良さをも提供できる。
【００４３】
被塗布物（例えば、可燃性の板材の少なくとも一方の面）に対する水性塗料の塗布は、公知の手法（例えば、スプレー、ローラ、刷毛による塗布）によって実施することが可能である。
【００４４】
被塗布物に塗布される水性塗料の乾燥後の塗膜厚（片面）は、平均して約２ｍｍ以下にし、より好ましくは約１．５ｍｍ以下にするとよい。また、被塗布物に対して不燃材料に相当するような高い不燃性能を得るためには、水性塗料の塗膜厚を平均して０．５ｍｍ以上、より好ましくは１．０ｍｍ以上（両面に塗布される場合には、塗膜厚の和を１．０ｍｍ以上、より好ましくは２．０ｍｍ以上）とするとよい。              
【００４５】
なお、第１実施形態に係る水性塗料では、少なくとも０．５０ｍｍ〜１．０ｍｍ以上の塗膜厚を確保すれば、被塗布物の不燃性能を向上させることができる。塗膜厚は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ５６００−１−７：２０１４に準拠した光学的方法に基づき測定することができる。これにより、被塗布物の表面に形成された塗膜層（水性塗料）を安定的に維持することが可能となる。また、塗膜厚を過度に増大させることに起因する被塗布物のコストの増大や、被塗布物の重量の増大（すなわち、被塗布物の取扱い性の低下）を回避できるという利点もある。なお、塗膜厚は、ノギス測定法や、デジタルマイクロメーター測定法によって測定してもよい。
【実施例１】
【００４６】
水性塗料の製造にあたり、１ｋｇ当たり１００重量部の水に、５００重量部のアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液（ＪＩＳ  Ｋ１４０８に規定されたけい酸ナトリウム３号及びケイ酸リチウム３５）、５０重量部の界面活性剤溶液（界面活性剤としてアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含む）、及び３５０重量部のガラス粉末を攪拌しながら順次加えた。その後、約１５分〜２０分程度の攪拌を継続的に実施することにより水性塗料を得た。
【００４７】
このように製造された水性塗料を、可燃性対象物としての厚さ約１５ｍｍの３層ＡＡＡ段ボールの両面に対し、以下に示す複数の異なる塗膜厚および単位面積あたりの重量で塗布することにより、被塗布物（試験体Ｎｏ．１−１〜１−３）を得た。水性塗料が塗布される試験体の面積は、０．００８８４０ｍ２である。
試験体Ｎｏ．１−１：塗膜厚1.25ｍｍ、単位面積あたりの塗布重量1,900ｇ／ｍ２
試験体Ｎｏ．１−２：塗膜厚1.20ｍｍ、単位面積あたりの塗布重量1,500ｇ／ｍ２
試験体Ｎｏ．１−３：塗膜厚1.20ｍｍ、単位面積あたりの塗布重量1,300ｇ／ｍ２
【００４８】
なお、上記の塗膜厚は、段ボール（可燃性対象物）の片面に対するものであり、その両面に対する塗膜厚（塗膜厚の和）は上記の値の２倍となる。同様に、段ボールの両面に対する単位面積あたりの塗布重量（重量の和）は上記の値の２倍となる。
【００４９】
それら被塗布物に対し、ＩＳＯ５６６０−１に準拠した発熱性試験を実施した。試験装置としては、コーンカロリーメータIII 型式C4（東洋精機製作所製）を用いた。
【００５０】
図１Ａ〜図１Ｃは、それぞれ試験体Ｎｏ．１−１〜１−３に関する発熱性試験の結果（加熱時間に対する総発熱量および発熱速度の変化）を示す。
【００５１】
ここで、輻射量５０ｋＷ／ｍ２、加熱時間２０分の条件下において、試験体Ｎｏ．１−１〜１−３の被塗布物の総発熱量は、それぞれ２．０ＭＪ／ｍ２、４．６ＭＪ／ｍ２、７．９ＭＪ／ｍ２であった。その結果、試験体Ｎｏ．１−１〜１−３の被塗布物については、全て「不燃材料」の基準となる８ＭＪ／ｍ２以下となり、それらは、「不燃材料」に相当することがわかった。また、試験後の試験体Ｎｏ．１−１〜１−３には、亀裂、貫通孔等は生じていなかった。
【００５２】
例えば、図５に示すように、試験体Ｎｏ．１−１の被塗布物１において、段ボール２に塗布された塗膜層３は、例えば、約５００℃〜１０００℃の温度範囲において、段ボール２の表面から図示しない火炎の方向（図５の上方）に徐々に隆起（膨張）し、最終的に膨出部３ａを形成する。膨出部３ａの形状は、被塗布物１の加熱範囲（すなわち、温度分布）に応じて変化し、最終的にドーム状、円錐状、又は円錐台状をなす。ただし、これに限らず、膨出部３ａは、可燃性対象物の表面から塗膜層が離間した状態となる限りにおいて種々の形態をとり得る。この膨出部３ａは、水性塗料の含有物がセラミック化したものであると考えられ、これにより、被塗布物１の表面が加熱（火炎）から保護され、総発熱量の増大が抑制される。なお、図５では、便宜上、複両面段ボールの構造が示されており、また、被塗布物１の上面側の塗膜層３のみを示し下面側の塗膜層の図示を省略している。
【００５３】
なお、膨出部３ａが形成される際には、段ボール２と塗膜層３との間の空気を放出する小さい孔が膨出部３ａに形成される場合がある。しかし、その場合でも膨出部３ａ内には、酸素が殆ど存在しないため、被塗布物１の表面（膨出部３ａ内）に火炎が到達して燃え尽きることがない。
【００５４】
また、可燃性対象物として段ボールを用いる場合には、上述のような３層ＡＡＡ段ボールに限らず、両面段ボール、片面段ボール、及び複両面段ボールなど種々の形態の段ボールを用いることができる。段ボールをＩＳＯ５６６０−１に準拠した「不燃材料」として用いる場合には、その両面に水性塗料を塗布する必要がある。
【００５５】
また、試験体Ｎｏ．１−１〜１−３と同様の試験体に対し、４５°メッケルバーナー法による燃焼性試験を行った。その結果、それぞれの試験体Ｎｏ．１−１〜１−３について、残炎時間は０秒、残じん時間は０秒、炭化面積は０ｃｍ２であった。これらは、消防法における防火物品の基準に合格する値である。
【実施例２】
【００５６】
上述の実施例１と同様の水性塗料を、可燃性対象物としての厚さ約１８ｍｍのベニヤ合板の上面に対し、以下に示す複数の異なる塗膜厚および単位面積あたりの重量で塗布することにより、被塗布物（試験体Ｎｏ．２−１〜２−３）を得た。水性塗料が塗布される試験体の面積は、０．００８８４０ｍ２である。なお、水性塗料の塗膜厚の測定では、±０．２ｍｍ程度の誤差が生じ得る。
試験体Ｎｏ．２−１：塗膜厚2.0ｍｍ、単位面積あたりの塗布重量2,000ｇ／ｍ２
試験体Ｎｏ．２−２：塗膜厚2.1ｍｍ、単位面積あたりの塗布重量2,200ｇ／ｍ２
試験体Ｎｏ．２−３：塗膜厚1.9ｍｍ、単位面積あたりの塗布重量2,500ｇ／ｍ２
【００５７】
それら被塗布物に対し、ＩＳＯ５６６０−１に準拠した発熱性試験を実施した。試験装置としては、コーンカロリーメータIII 型式C4（東洋精機製作所製）を用いた。
【００５８】
図２Ａ〜図２Ｃは、それぞれ試験体Ｎｏ．２−１〜２−３に関する発熱性試験の結果（加熱時間に対する総発熱量および発熱速度の変化）を示す。
【００５９】
ここで、輻射量５０ｋＷ／ｍ２、加熱時間２０分の条件下において、試験体Ｎｏ．１−１〜１−３の被塗布物の総発熱量は、それぞれ５．２ＭＪ／ｍ２、３．６ＭＪ／ｍ２、２．７ＭＪ／ｍ２であった。その結果、試験体Ｎｏ．２−１〜２−３の被塗布物については、全て「不燃材料」の基準となる８ＭＪ／ｍ２以下となり、それらは、「不燃材料」に相当することがわかった。また、試験後の試験体Ｎｏ．２−１〜２−３には、亀裂、貫通孔等は生じていなかった。
【００６０】
また、試験体Ｎｏ．２−１〜２−３と同様の試験体に対し、４５°メッケルバーナー法による燃焼性試験を行った。その結果、それぞれの試験体Ｎｏ．２−１〜２−３について、残炎時間は０秒、残じん時間は０秒、炭化面積は０ｃｍ２であった。
【実施例３】
【００６１】
上述の実施例１と同様の水性塗料を、可燃性対象物としての厚さ約１５ｍｍのビーズ法発泡スチロールの上面に対し、以下に示す複数の異なる塗膜厚および単位面積あたりの重量で塗布することにより、被塗布物（試験体Ｎｏ．３−１〜３−３）を得た。水性塗料が塗布される試験体の面積は、０．００８８４０ｍ２である。
試験体Ｎｏ．３−１：塗膜厚0.5ｍｍ、単位面積あたりの塗膜重量1,000ｇ／ｍ２
試験体Ｎｏ．３−２：塗膜厚0.7ｍｍ、単位面積あたりの塗膜重量1,500ｇ／ｍ２
試験体Ｎｏ．３−３：塗膜厚1.0ｍｍ、単位面積あたりの塗膜重量2,500ｇ／ｍ２
【００６２】
それら被塗布物に対し、ＩＳＯ５６６０−１に準拠した発熱性試験を実施した。試験装置としては、コーンカロリーメータIII 型式C4（東洋精機製作所製）を用いた。
【００６３】
図３Ａ〜図３Ｃは、それぞれ試験体Ｎｏ．４−１〜４−３に関する発熱性試験の結果（加熱時間に対する総発熱量および発熱速度の変化）を示す。
【００６４】
ここで、輻射量５０ｋＷ／ｍ２、加熱時間２０分の条件下において、試験体Ｎｏ．３−１〜３−３の被塗布物の総発熱量は、それぞれ８．１ＭＪ／ｍ２、９．５ＭＪ／ｍ２、４．０ＭＪ／ｍ２であった。その結果、試験体Ｎｏ．３−３の被塗布物については、「不燃材料」の基準となる８ＭＪ／ｍ２以下となり、「不燃材料」に相当することがわかった。また、試験後の試験体Ｎｏ．３−１〜３−３には、亀裂、貫通孔等は生じていなかった。
【実施例４】
【００６５】
上述の実施例１と同様の水性塗料を、可燃性対象物としての厚さ約２０ｍｍのスタイロフォーム（押出し発泡ポリスチレン）の上面に対し、以下に示す複数の異なる塗膜厚および単位面積あたりの重量で塗布することにより、被塗布物（試験体Ｎｏ．４−１〜４−３）を得た。水性塗料が塗布される試験体の面積は、０．００８８４０ｍ２である。
試験体Ｎｏ．４−１：塗膜厚0.5ｍｍ、単位面積あたりの塗膜重量1,000ｇ／ｍ２
試験体Ｎｏ．４−２：塗膜厚0.6ｍｍ、単位面積あたりの塗膜重量1,500ｇ／ｍ２
試験体Ｎｏ．４−３：塗膜厚0.7ｍｍ、単位面積あたりの塗膜重量2,500ｇ／ｍ２
【００６６】
それら被塗布物に対し、ＩＳＯ５６６０−１に準拠した発熱性試験を実施した。試験装置としては、コーンカロリーメータIII 型式C4（東洋精機製作所製）を用いた。
【００６７】
図４Ａ〜図４Ｃは、それぞれ試験体Ｎｏ．４−１〜４−３に関する発熱性試験の結果（加熱時間に対する総発熱量および発熱速度の変化）を示す。
【００６８】
ここで、輻射量５０ｋＷ／ｍ２、加熱時間２０分の条件下において、試験体Ｎｏ．３−１〜３−３の被塗布物の総発熱量は、それぞれ２７．５ＭＪ／ｍ２、２４．８ＭＪ／ｍ２、４．４ＭＪ／ｍ２であった。その結果、試験体Ｎｏ．４−３の被塗布物については、「不燃材料」の基準となる８ＭＪ／ｍ２以下となり、「不燃材料」に相当することがわかった。また、試験後の試験体Ｎｏ．４−１〜４−３には、亀裂、貫通孔等は生じていなかった。
【００６９】
このように第１実施形態に係る水性塗料は、加熱により可燃性対象物の表面から隆起した膨出部を形成するため、可燃性対象物は加熱（火炎）から保護され、被塗布物の不燃性能を効果的に向上させることが可能となる。
【００７０】
なお、実施例１に示した水性塗料にガラス粉末を添加しない水性塗料でも、４５°メッケルバーナー法による燃焼性試験では、残炎時間は０秒、残じん時間は０秒、炭化面積は０ｃｍ２の結果が得られた。
【００７１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施の形態について説明する。なお、第２実施形態に係る水性塗料（被塗布物等の関連事項を含む）について、以下で特に言及しない事項については、上述の第１実施形態の場合と同様とする。
【００７２】
第２実施形態に係る水性塗料は、第１実施形態のケイ酸塩の全量またはその少なくとも一部を代替する成分としてアクリル樹脂を含む。より詳細には、第２実施形態では、第１実施形態のアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液の全量またはその少なくとも一部を、アクリル樹脂を水中に乳化・分散させたアクリル樹脂エマルジョンによって代替することができる。アクリル樹脂エマルジョンの量は、例えば、代替するアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液と同量とすることができる。また、第２実施形態に係る水性塗料のアクリル樹脂エマルジョン以外の成分については、上述の第１実施形態の場合と同様に用いることができる。
【００７３】
アクリル樹脂エマルジョンとして、塗料用原料等の用途で市販されている製品を用いることができる。そのようなアクリル樹脂エマルジョンとしては、例えば、ポリトロン（旭化成株式会社製）、ウォーターゾール（ＤＩＣ株式会社製）、ボンコート（ＤＩＣ株式会社製）、ポリゾール（登録商標、昭和電工株式会社）、ユーダブル（登録商標、株式会社日本触媒製）、アクリセット（登録商標、株式会社日本触媒製）などが挙げられる。
【００７４】
このような第２実施形態に係る水性塗料が塗布された可燃性対象物（被塗布物）についても、第１実施形態の場合と同様に、加熱により可燃性対象物の表面から隆起した膨出部が形成されるため、可燃性対象物は加熱（火炎）から保護され、被塗布物の不燃性能を効果的に向上させることが可能となる。
【００７５】
以上、本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、水性塗料が塗布される可燃性対象物は、発熱性試験に用いられるような比較的小さいサイズに限らず、任意のサイズの可燃性対象物（例えば、９１０ｍｍ×１８２０ｍｍの矩形の板状材料）とすることが可能である。また、水性塗料は、その塗膜厚および単位面積あたりの塗布重量を適切に設定することにより、他の可燃性対象物に対しても不燃性能を効果的に向上させることが可能となる。また、水性塗料が塗布される可燃性対象物の面は、平面であることが好ましいが、これに限らず、平面以外（例えば、湾曲した面）であってもよい。また、水性塗料が塗布される可燃性対象物の面は、上述のように面上に塗布層を形成可能な限りにおいて、ある程度の表面粗さを有していてもよい。なお、上記実施形態に示した本発明に係る水性塗料およびこれを塗布した被塗布物の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  被塗布物
２  段ボール（可燃性対象物）
３  塗膜層（水性塗料）
３ａ  膨出部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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