JPH0134264B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水にタール状物質を分散させてなる分
散組成物およびその製法に関する。

アスフアルト等のタール状物質は水に分散、乳
化させることが難しく、従来の分散、乳化方法で
は分散、乳化剤を必要とする。分散剤もしくは乳
化剤を使用しないと得られる分散物、乳化物は安
定性が悪い。例えばアスフアルトを水分に分散さ
せたＯ／Ｗ型乳化物は、一般にアスフアルトと水
と乳化剤とをコロイドミル等の強力な撹拌機によ
り強制撹拌して一気に調製されている。またアス
フアルトと乳化剤と少量の水とを撹拌して先ず
Ｗ／Ｏ型乳化物を調製し、次にこれを水で稀釈し
て転相を起させアスフアルトのＯ／Ｗ型乳化物を
調製することも知られている。これらの方法はい
ずれも高価な乳化剤を必要とする。また特開昭55
−160054号公報には転相法によりアルコール中に
タール状物質を分散させた分散組成物が記載され
ている。この方法では添加するアルコール可溶性
有機物の好ましい添加量がタール状物質100重量
部当り５〜100重量物と概して多量であり、かか
る物質が多量であると部分的に分散不充分なもの
ができ易く分散物燃焼時にバーナーをつまらせる
し、また製造コストの面でも不利である。また特
開昭55−160054号のタール状物質分散組成物は、
アルコール可溶性物質の存在下にアルコール／油
型分散物を製製し、これに多量のアルコールと機
械的作用とを加えて転相を起させ、油／アルコー
ル型分散物が調製されているが、アルコールによ
るタール状物質の分散はアルコールが安定剤的な
性質を有することから水にタール状物質を分散さ
せるよりも容易である。しかし連続相がアルコー
ルでなくて水または水−アルコール混合液の場合
乳化が難しく、乳化剤を使用しないと分散粒子の
粒径が大きくなつてしまい安定性のよいＯ／Ｗ型
分散物は得られないし、乳化剤を使用しないと転
相が微妙で高度の熟練を要し、また転相に長時間
を要するという問題があることが判明した。（タ
ール状物質の場合分散と乳化とは同義語として用
いられているので以下分散と称する。） 本発明者らはタール状物質の分散物の調製方法
について種々検討した結果、先ずタール状物質の
Ｗ／Ｏ型分散物を調製し、次にこの分散物に一定
量の特定添加物を特定温度条件下に加えて転相を
起させることにより、分散物を使用しなくても水
中にタール状物質を分散させたＯ／Ｗ型の安定な
分散物が得られることを見出して本発明を完成し
た。

すなわち本発明の要旨はタール状物質100重量
部、水または水−アルコール混合物10重量部以
上、および分散安定剤0.1〜５重量部よりなる
Ｏ／Ｗ型分散物であることを特徴とするタール状
物質の分散組成物に存する。本発明の要旨はま
た、タール状物質100重量部に水または水−アル
コール混合液10〜350重量部を加え混和してＷ／
Ｏ型分散物を調製し、生成分散物に分散安定剤
0.1〜５重量部を添加し、約15〜60℃で混和して
相反転させＯ／Ｗ型分散物を得ることを特徴とす
るタール状物質の分散組成物の製法に存する。本
発明の要旨はまた、タール状物質に、水または水
−アルコール混合液中にタール状物質の分散され
たＯ／Ｗ型分散物をタール状物質の合計量100重
量部に対し水または水−アルコール混合物の量が
10〜350重量部となる量加え混和してＷ／Ｏ型分
散物を調製し、生成分散物に分散安定剤0.1〜５
重量部を添加し約15〜60℃で混和して相反転させ
Ｏ／Ｗ型分散物を得ることを特徴とするタール状
物質の分散組成物の製法に存する。

本発明において使用するタール状物質の例とし
ては石油、石炭、タールサンドもしくはシエール
オイル等から得られるタール類もしくはピツチ
類、石油アスフアルト、石油類の蒸留残渣油、重
量油等があげられる。これらタール状物質はその
粘度を下げて取扱いを容易にするため灯油、軽
油、潤滑油、ガス油、重油等のより軽質の油類で
カツトバツクしたものでもよい。これらタール状
物質からＷ／Ｏ型分散物を調製する場合タール状
物質を水と混合するが、水−アルコール混合液と
混合しても、水または水−アルコール混合液中に
タール状物質の分散されたＯ／Ｗ型分散物と混合
してもよい。この場合好ましいアルコールはメタ
ノール、エタノール、プロパノール、ブタノール
等の低級脂肪族アルコールであり、水−アルコー
ル液中のアルコール含有量は約70重量％以下が適
当である。Ｗ／Ｏ型分散物からＯ／Ｗ型分散物へ
転相（相反転）を起させる添加物としては従来分
散安定剤もしくは乳化安定剤として使用されてい
るものが使用でき、その例としてはポリビニルア
ルコール、ポリ酢酸ビニルの部分けん化物、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体の部分けん化物、ロジ
ン、ロジン石けん、でんぷん、ゼラチン、デキス
トリン、カルボオキシメチルセルローズ、ソジウ
ム・カルボオキシメチルセルローズ、アラビアゴ
ム、ふのり、アルギン酸ソーダ等があげられる。
これらは混合物でもよい。

本発明によるタール状物質のＯ／Ｗ型分散物の
調製は先ずタール状物質のＷ／Ｏ型分散物をつく
り、これに前記分散安定剤を添加混合して相反転
を起させる。Ｗ／Ｏ型分散物を調製する場合、水
の使用量はタール状物質100重量部に対して約10
〜350重量部好ましくは約20〜300重量部特に好ま
しくは約20〜50重量部である。タール状物質と水
との混和はニーダー、バンバリーミキサー、エク
ストルーダー、ビスター、ホモジナイザー、コロ
イドミル等の混練機、混和機、撹拌機により行な
うことができ、好ましいのは混練が充分行なえる
もの、特に混練機等の回転数が比較的低速回転、
例えば約５〜100rpmのものである。混和の際の
温度は常温でよいが、加温下に行なうことがで
き、好ましい温度条件は約15〜95℃特に好ましく
は約20〜40℃である。タール状物質に対する水の
使用量は少なすぎても多すぎても後で相反転を起
すのが難しくなるか、もしくは相反転しても安定
な分散組成物が得られなくなる。混和温度は高い
ほど能率がよいが高すぎると水が沸とうを起すし
規定量の水分含有量を維持できなくなる。ニーダ
ー等による混和は水がタール状物質にほぼ完全に
吸蔵され水とタール状物質が目視でほぼ均一にな
るまで行なえばよい。このＷ／Ｏ型分散物を調製
する場合水の代りにアルコール含有量約70重量％
以下の水−アルコール混合液を使用しても、水ま
たは水−アルコール混合液中にタール状物質の分
散されたＯ／Ｗ型分散物を使用してもよい。アル
コールは低級脂肪族アルコールが好ましい。ター
ル状物質のＯ／Ｗ型分散物を使用する場合その配
合量は分散するタール状物質とＯ／Ｗ型分散物中
のタール状物質との合計量100重量部に対しＯ／
Ｗ型分散物中の水もしくは水−アルコール混合物
の量が約10〜350重量部好ましくは約20〜300重量
部特に好ましくは約20〜50重量部となる量とす
る。

このようにして得られるＷ／Ｏ型分散物に温度
約15〜60℃、特に好ましくは約20〜40℃におい
て、使用したタール状物質100重量部に基づいて、
約0.1〜５重量部特に好ましくは約0.5〜２重量部
の分散安定剤を添加、混和して相反転を起させ、
Ｏ／Ｗ型分散物を得る。混和はニーダー、バンバ
リーミキサー、エクストルーダー、ビスター、ホ
モジナイザー、コロイドミル等の混練機、混和
機、撹拌機が使用でき、好ましいのは混練が充分
行なえるもの特に混練機等の回転数が比較的低速
回転例えば約５〜100rpmのものである。温度は
高すぎても低すぎても相反転がうまく起らず安定
なＯ／Ｗ型分散物は得られない。また分散安定剤
の添加量が少なすぎると相反転がうまく起らない
し、添加量が多すぎると生成するＯ／Ｗ型分散物
中にママコ状の粒塊ができてしまいＯ／Ｗ型分散
物を例えば燃焼させる場合バーナーノズルの閉塞
を起したりする。またこの分散安定剤はＷ／Ｏ型
分散物を調製する段階で加えると最終的に得られ
るＯ／Ｗ型分散物は粒子の径が大きくなつてしま
い安定性のよい分散物が得られない。分散安定剤
の添加時に多量の水またはアルコールを加えると
安定な分散組成物が得られない。相反転に要する
時間は短時間であり、通常約１〜２分程度であ
る。得られるＯ／Ｗ型分散物は所望により水、ア
ルコールあるいは水−アルコール混合溶液により
希釈して粘度を所望する値に簡単に低下させ粘度
調整することができる。希釈倍率は任意にとるこ
とができる。アルコールは低級脂肪族アルコール
が望ましい。生成物を燃料として使用するために
は水の含有量は約50重量％を超えないようにすべ
きである。

上述の調整方法により得られるタール状分散物
組成物は、相反転時以降水またはアルコールを添
加しない場合タール状物質100重量部、水または
水−アルコール混合物10〜350重量部好ましくは
20〜300重量部、および分散安定剤0.1〜５重量部
特に好ましくは0.5〜２重量部よりなるＯ／Ｗ型
分散物であり、相反転時以降水またはアルコール
を添加した場合タール状物質100重量部、水また
は水−アルコール混合物10重量部以上および分散
安定剤0.1〜５重量部特に好ましくは0.5〜２重量
部よりなるＯ／Ｗ型分散物である。これらＯ／Ｗ
型分散物は特別の分散剤は添加しなくても安定
で、分散粒子の平均粒径は約0.1〜5μ程度と小さ
い。

本願発明の作用機構は、低粘度の液体を撹拌等
の高速回転する撹拌羽根により直接微粒子して分
散しようとするものではなく、高粘度で粘弾性体
であり曳糸性を示すタール状物質が混練により細
かく糸状になつてゆく途中で、中に引きこまれて
いる低粘性液体も細かく引張られ、遂に細かい粒
子になつてタール状物質中に分散されるという現
象を利用したものである。このようにタール状物
質が曳糸性を示さない程細かい粒子になつたＷ／
Ｏ型分散組成物に約15〜60℃で分散安定剤を加え
て混練することにより転相を生起させてＯ／Ｗ型
分散組成物を製造するものである。

上述のように本発明によると特別の分散剤を使
用しなくても温度変化、経時変化、希釈に対する
変化いずれに対しても長期間安定なタール状物質
の分散組成物が容易に得られる。このタール状物
質の分散組成物は道路舗装、塗料等にも使用でき
るが、燃料として特に優れた特長を有する。ター
ル状物質例えばアスフアルトを直接燃焼させると
極めて多量のばいじんを発生し実際上燃料として
は問題があるが、本発明のタール状物質の分散組
成物を燃焼させた場合生成するばいじん量は極め
て少なく、また一度燃焼をはじめると自燃性があ
り、燃料として使用することができる。このよう
に本発明は利用価値の低いアスフアルト等タール
状物質の有効利用法としても有用である。

次に実施例により本発明を説明する。

実施例 １ アスフアルト（150−200）100重量部と水40重
量部とを温度36℃にてニーダー（ローターの回転
数32rpm）により水がアスフアルトに吸蔵される
まで混練し、これに36℃にてポリビニルアルコー
ル（ポリ酢酸ビニル88％けん化物、重合度1700）
２重量部を添加して更に１分間混練するとアスフ
アルト−水−ポリビニルアルコール組成物は黒褐
色から茶褐色に変色しながら完全に相反転した。
これに水12重量部を添加撹拌して粘度調節を行な
つた。生成物はアスフアルトのＯ／Ｗ型分散物
で、燃焼させても生成ばいじん量は極めて少なか
つた。またこの分散物は微爆発的に助燃剤なしに
自燃する性質があり燃料として好ましいものであ
つた。またこの分散物は３ケ月放置後も安定であ
つた。

実施例 ２ アスフアルト（150−200）100重量部と工業用
メタノール16重量部と水22重量部とを温度40℃に
おいてニーダーによりメタノールと水とがアスフ
アルトに吸蔵されるまで混練し、次に36℃でポリ
ビニルアルコール（ポリ酢酸ビニルの、98.8％け
ん化物、重合度1700）1.5重量部を添加して更に
１分間混練を続けたところ、組成物は黒褐色から
茶褐色に変色し完全に相反転した。これに水14重
量部を添加混練して粘度調節した。生成物はアス
フアルトのＯ／Ｗ型分散物で分散粒子の平均粒径
は0.1〜2μであつた。この分散組成物は燃焼時に
ほとんどばいじんを発生せず、自然性があり、ま
た３ケ月放置後も安定であつた。

実施例 ３ アスフアルト（60−80）100重量部、エタノー
ル27重量部、および水17重量部を温度36℃におい
てニーダーによりエタノールと水がアスフアルト
に吸蔵されるまで混練し、次に36℃においてポリ
ビニルアルコール（実施例１で使用のものに同
じ。）とロジン石けんの等重量混合物３重量部を
添加して更に１分間混練を続けたところ完全に相
反転した。生成物に水25重量部を加え撹拌して粘
度調節を行なつた。生成物はアスフアルトのＯ／
Ｗ型分散物で分散粒子の平均粒径は0.1〜2μであ
つた。この分散組成物は燃焼時にほとんどばいじ
んを生成せず、自燃性があり、また３ケ月放置後
も安定であつた。

実施例 ４ タールサンドから回収したタール（37.8℃で粘
度10000cp）100重量部と水300重量部とを温度22
℃においてニーダーにより水がタールに吸蔵され
るまで混練し、次に同温度でポリビニルアルコー
ル（実施例１で使用のものに同じ。）５重量部を
添加して更に１分間混練を続けたところ完全に相
反転した。生成物はタールのＯ／Ｗ型分散物で分
散粒子の平均粒径は0.1〜0.8μであり、３ケ月放
置後も安定であつた。

実施例 ５ タールサンドから回収したタール（37.8℃で粘
度10000cp）100重量部に実施例４で得られた
Ｏ／Ｗ型分散組成物（タール24.8重量％、水74.0
重量％および分散安定剤1.2重量％よりなる。）50
重量部を温度22℃においてニーダーにより充分混
練した後同温度においてポリビニルアルコール
（実施例１で使用したものと同じ。）５重量部を添
加してさらに混練して相反転させ、次に、10重量
部の水を添加して混練を続けタールのＯ／Ｗ型分
散物を得た。分散されているタール粒子の平均粒
径は0.1〜0.8μであつた。安定性、燃焼性ともに
実施例１で得られた分散物とほぼ同程度の結果を
示した。

本実施例はＷ／Ｏ型分散物を調製する段階で使
用する水に代えＯ／Ｗ型分散物を使用できること
を示す。Ｏ／Ｗ型分散物は相反転助剤の作用があ
る。

実施例 ６ 分散安定剤としてポリビニルアルコールの代り
にエチレン−酢酸ビニル共重合物の部分けん化物
（けん化率96％、重合度1200）を使用した以外実
施例１と同様にして調製したところ、安定なＯ／
Ｗ型アスフアルト分散組成物が得られた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タール状物質100重量部に水または水−アル
   コール混合液10〜350重量部を加え、混練して
   Ｗ／Ｏ型分散物を調製し、生成分散物に分散安定
   剤0.1〜５重量部を添加し、約15〜60℃で混和し
   て相反転させＯ／Ｗ型分散物を得ることを特徴と
   するタール状物質の分散組成物の製法。 ２ タール状物質に、水または水−アルコール混
   合液中にタール状物質の分散されたＯ／Ｗ型分散
   物をタール状物質の合計量100重量部に対し水ま
   たは水−アルコール混合物の量が10〜350重量部
   となる量加え混練してＷ／Ｏ型分散物を調製し、
   生成分散物に分散安定剤0.1〜５重量部を添加し、
   約15〜60℃で混和して相反転させＯ／Ｗ型分散物
   を得ることを特徴とするタール状物質の分散組成
   物の製法。