JPH02292368A - アスファルト改質剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、道路舗装用のアスファルトに好適な性質を付
与するアスファルト改質剤に関し、さらに詳しくは、骨
材に対し大きな把握力および粘着力を有し、アスファル
トに短時間で溶解可能な熱可塑性エラストマーの水性乳
化分散液よりなるアスファルト改質剤に関する。

［従来の技術］ 近年、アスファルトにゴム、樹脂（エラストマーを含む
、以下同じ）などの高分子材料を添加することにより、
６０℃粘度、タフネス、テナンシー、感温性などを改善
した改質アスファルトが、舗装の耐流動性、耐磨耗性な
どの向上を目的として使用され、その効果も確認されて
きた。従来の改質剤もしくは改質方法として以下のもの
が知られている。

（１）ゴム、樹脂などの高分子材料をアスファルトに混
合する既存の方法がある。例えば、■ゴム、樹脂を、有
機溶剤に溶解したのち、加熱溶融させた゜ｒスフアルト
中に攪拌しながら少量づつ添加し、溶解分敗せしめると
同時に溶剤を揮敗させる方法、■あるいは、ゴム、樹脂
などを不揮発性重質油と一旦混練した上、裁断し、これ
を加熱溶融させたアスファルト中に混合溶解せしめる方
法、■固体または溶融した樹脂を少量づつ加熱溶融させ
たアスファルト中に攪拌添加し混合溶解せしめる方法な
どがある。

（２）溶液重合で得られるゴム、熱可塑性ブロック型共
重合体を乳化分散した水性エマルジョンを改質剤とする
方法も試みられているが、特開昭６１−２３６１０号公
報に述べられているように下記の問題点があり、実用化
に至っていない。

（３）ゴムの水性乳化分散液を改質剤とする方法がある
。

［発明が解決しようとする課題コ 上述のような従来技術においては以下の問題点がある。

前記（１）の場合、いづれの方法によっても煩雑な工程
を要し、かつ工程中に樹脂やゴム類が長時間高温に曝さ
れるため劣化するという欠陥がある。

また、有機溶剤を使用する方法においては、含有有機溶
剤の気化によって混合物製造中に有機ガスが発生し引火
の危険性を生じ、また道路等の舗装作業中にガス発生に
よって人体への弊害が生じるなどの作業上の問題や、有
機溶剤が完全に蒸発しないときには高分子材料によるア
スファルトの改質効果が妨げられるなどの問題がある。

（２）の場合、水性エマルジョンを使用する関係で前記
（１）の有機溶剤に起因する問題点を解消して高い作業
性、安全性を確保することができるが、■分散相を構成
する重合体の粒子径を小さく均一にすることが困難であ
るから分散安定性に劣り、そのためエマルジョンを長期
間にわたって安定な状態で保持することができない。ま
た、■乳化を充分に行うためには多量の乳化分散剤を必
要とし、そのため、ゴム、熱可塑性ブロック型共重合体
等が本来、保有している特質を大きく損なわしめ、その
改質が充分に達成できないという問題点がある。

（３）の場合、水性乳化分散液を使用するので、（２）
の場合と同様に高い作業性、安全性を確保することがで
きる。さらに、例えば、乳化重合によって得られるゴム
ラテックスおよび熱可塑性エラストマーの水性エマルジ
ョン中の乳化分散剤の含有量は、通常１〜３重量％であ
り、エマルジョンの粒径も１μｍと小さく、分散安定性
に優れていることからアスファルトの改質に有利であり
、従来、ゴムを使用したものはプラントミックスにおい
て実用されている。

しかし、熱可塑性エラストマーを使用した水性乳化分散
液は未だ実用化されていない。

［課題を解決するための手段］ 本発明らは、上述した既存のアスファルト混合物製造方
法や、溶液重合により得られた熱可塑性エラストマーを
使用する方法における問題点を克服し、短時間でアスフ
ァルトに混合溶解せしめ、無害であり、しかも熱可塑性
エラストマー本来の特質を損なうことなく、かつ長期安
定性のよい水性乳化分散液について鋭意研究した結果、
本発明に到達した。

すなわち、本発明は熱可塑性エラストマーを、該エラス
トマーに対して１０重量％以下のポリアルキレンオキサ
イド基含有アニオン界面活性剤を主成分とする乳化分散
剤の存在下に、その平均粒子径が５μｍ以下に乳化分散
させた水性乳化分散液よりなるアスファルト改質剤であ
る。

［発明の構成・作用］ 本発明に用いられる熱可塑性エラストマーの例としては
、エチレンー酢ビ（酢酸ビニル、以下、同じ）系共重合
体（ＢＶＡ）、スチレンーイソプレンースチレン系ブロ
ック型共重合体（ＳＩＳ）、スチレンーブタジエンース
チレン系ブロック型共重合体（ＳＢＳ）、スチレンーエ
チレンーブチレン、スチレン系ブロック型共重合体（Ｓ
ＢＢＳ）が挙げられ、これらの単独使用、または二種以
上が併用される。

本発明の乳化分散剤としては、一般式 Ｒ〔（Ｃ，，Ｈ．．０）．｝．Ａ　　　　　−−゜゛［
Ｉ］および一般式 Ｒ’　｛Ｃｐ８．０｝　ｑＨ　　　　　−・・・・−・
　−・［ＩＩ］［ＲおよびＲ′は、活性水素原子含有化
合物残基であり、通常８〜２２の炭化水素を有し、環構
造を持っていても直鎮状でも分岐状でも、またイオウ、
窒素、酸素など炭素以外の原子を炭素鎮中に含んでいて
もよい。］で表されるアニオン界面活性剤［Ｉ］および
、必要により非イオン界面活性剤［■］が使用される。

これらのうち好ましいものは、炭素数ｌＯ〜１３の１価
アルコール、炭素数Ｃ　２０〜Ｃ２１の化合物、具体的
には例えば下記化合物の末端−ＤＨ基、−ＳＨ基、−Ｎ
ｉｌ．基、−ＮＨ基および−Ｃ−ＯＨ基などからＨ基を
除いた残基である。

（１）アルコールの場合： １．２−エチルヘキサノ・−ル、ｎ−才クタノール、デ
カノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデ
カノール、オクタデカノール、アルフォール、ドバノー
ルなどの合成第１級アルコール、ターシトールＳ１ソフ
タノール、オキソアルコールなどの合成第２級アルコー
ル、ベンジルアルコール、およびフェノールとしてオク
チルフェノール、ノニルフェノールなどから活性水素を
除いた残基。

（２）アミンの場合： ラウリルアミン、ラウリルメチルアミン、ジオレイルア
ミンなどの高級アミンなどから活性水素を除いた残基。

（３）チオールの場合： ラウリルチオール、才レイルチオールなどから活性水素
を除いた残基。

（４）カルボン酸の場合： ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸
、ステアリン酸、ベヘニン酸などから活性水素を除いた
残基。

一般式［Ｉ］のＡで示されるアニオン塩のうち、アニオ
ン成分としてはスルホン酸、硫酸エステル、リン酸エス
テル、酢酸であり、対イオンとしては通常、アルカリ金
属（例えばＬｉ，　Ｎａ、κ）、アンモニア、メチルア
ミン、エチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノ
ールアミンおよびトリエタノールアミンなどの低級アミ
ンである。これらのうち好ましいものは硫酸エステル右
よび酢酸のアルカリ金属塩である。

一般式［Ｉ］および［ＩＩ］で示されるｎおよびｐはオ
キシアルキレン基の炭素数を示す整数であり、オキシエ
チレン基およびオキシプロピレン基が挙げられる。オキ
シエチレン基およびオキシプロピレン基は、それぞれ単
独でも・またはブロック状に結合していても、ランダム
状に結合していてもよい。オキシアルキレン基の重合度
は、ｍは、通常１〜１０の整数であり、好ましくは２〜
４の整数である。ｑは通常０〜２０の整数であり、好ま
しくは３〜１０の整数である。ＬはＡがスルホン酸塩、
硫酸エステル塩および酢酸塩のときはＬ＝１であり、Ａ
がリン酸エステル塩のときはｔ＝１〜２の整数である。

一般式［Ｉ］で表されるアニオン界面活性剤と一般式［
ＩＩ］で表される非イオン界面活性剤の使用比率（重量
比）は、通常１００／　０〜６０／４０、好ましくは１
００／０〜８０／２０、更に好ましくは１００／０〜９
２／８である。６０／　４０を越えると得られる水性分
散液の粒子径が大きく、乳化安定性も悪くなる。

一般式［Ｉ］で表されるアニオン界面活性剤および［Ｉ
Ｉ］で表される非イオン界面活性剤の総量は、熱可塑性
エラストマーに対して通常１０重量％以下、好ましくは
１〜７重量％に調整することが重要である。１０重量％
を越えると、アスファルトを改質する熱可塑性エラスト
マーの本来の特質、例えばタフネス、テナシティの向上
効果が損なわれ、結果として希望するアスファルトの改
質ができなくなる。

熱可塑性エラストマーを乳化分散する過程において、該
エラストマ一の軟化点を低下せしめ乳化分散をより容易
にする目的で有機溶剤を使用することができる。有機溶
剤としては、熱可塑性エラストマーを溶解せしめるもの
、例えばトルエン、キシレン、ｎ−ヘキサン、シクロヘ
キサンなどが挙げられる。これら有機溶剤の使用量は、
熱可塑性エラストマーに対し５０〜３００重量％、好ま
しくは１００〜２００重量％である。これら有機溶剤は
、乳化分散後、含有量が水性乳化分散液に対し０．　４
重量％以下、好ましくは０．１重量％以下になるように
系外へ除去される。水性乳化分散液中に含まれるこれら
有機溶剤の含有量が０．　４重量％以下であれば、アス
ファルトとの混合物製造中、含有有機溶剤の気化による
有機ガス引火の危険性がなく、また道路等への舗装作業
中、有機ガスによる人体への弊害も最小限に抑制するこ
とができ作業上問題がない。また溶剤による舗装効果へ
の悪影響も防止することができる。

本発明で使用される熱可塑性エラストマーの水性乳化分
散液の平均粒子径が５μｒ！】以上だと得られた水性乳
化分散液の分散安定性が低下して分離または凝集するよ
うになり、実用上支障をきたす。平均粒子径を粒子が熱
運動によって運動可能な範囲とほぼ対応する５μｍ以下
とすることにより分散安定性を良好にすることができる
。

また、本発明の熱可塑性エラストマーの水性乳化分散液
は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防腐防黴剤、消泡剤あ
るいは顔料を含有または混合して使用してもよい。

［実　施　例コ 以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。なお、実施例中の％
は重ｌ％を示す。

実施例１ パドル型低速攪拌機、コンデンサーおよびアフタークー
ラー付きの容器に、ＪＳＲ　ＳＩＳ　５０００　（日本
合成ゴム■製スチレンーイソプレン系ブロック型共重合
体）　　５００ｇ、トルエン７５０ｇを投入し、攪拌停
止のまま、８０〜９０℃に昇温し、ＪＳＲ　ＳＩＳ　５
０００をトルエンに溶解した。溶解後、ポリオキシェチ
レンノニルフェノールエーテル硫酸エステルソーダ塩（
エチレンオキサイド４モル付加物）２５ｇをダ塩（エチ
レンオキサイド４モル付加物）２５ｇを投入し、パドル
型低速攪拌機を周速ｌｏｏｍ　／分で攪拌し、溶解後、
温水（６０〜７０℃）　　７５０ｇを６０分で投入し、
０／Ｗ型のエマルジョンとし、更にその後、６０〜７０
℃、減圧度７２０〜６４０　ｍｍＨｇでトルエンを除去
し濃度５５％、粘度５２０ｃｐｓの白色液状の水性乳化
分散組成物を得た。このものの平均粒子径はマイクロト
ラック粒度分析計（日機装■製）で測定したところ１．
５μｍであり、トルエン含有量はガスクロ分析で０．０
８％であった。

実施例２ 実施例１におけるＪＳＲ　ＳＩＳ　５０００をＳＢＳ　
ＴＲ−２０００Ｃ（日本合成ゴム■製スチレンーブタジ
エン系ブロック型共重合体）に替えて、同様の操作を行
い、濃度５４％、粘度５６０ｃｐｓの白色液状の水性乳
化分散組成物を得た。このものの平均粒子径は２．５μ
ｍであり、トルエンの含有量は０，１０％であった。

実施例３ 実施例１において、ポリオキシエチレンノニルフェノー
ルエーテル硫酸エステルソーダ塩（エチレンオキサイド
４モル付加物）を、ポリオキシエチレンドデシルエーテ
ル酢酸ソーダ塩（エチレンオキサイド３モル付加物）２
３．０ｇおよびポリオキシエチレンノニルフェノールエ
ーテル（エチレンオキサイド４モル付加物）　　２，Ｏ
ｇに替えて、同様の操作を行い、濃度５５％、粘度５２
０ｃｐｓの白色液状の水性乳化分散組成物を得た。この
ものの平均粒子径は１．２μｍであり、トルエンの含有
量は０，０２％であった。

実施例４ 実施例１において、ポリオキシエチレンノニルフェノー
ルエーテル硫酸エステルソーダ塩の投入量を５０ｇに替
えて、同様の操作を行い、濃度５３％、粘度６５０ｃｐ
ｓの白色液状の水性乳化分散組成物を得た。このものの
平均粒子径は２．０μｍであり、トルエンの含有量は０
．０８％であった。

実施例５ 実施例４において、ポリオキシエチレンノニルフェノー
ルエーテル硫酸エステルソーダ塩をポリオキシエチレン
ドデシルエ・−テル酢酸ソーダ塩（エチレンオキサイド
３モル付加物）に替えて、同様の操作を行い、濃度５３
％、粘度６３０ｃｐｓの白色液状の水性乳化分散組成物
を得た。このものの平均粒子径は１．２μｍであり、ト
ルエンの含有量は０．１０％であった。

実施例６ 実施例５において、ポリオキシエチレンドデシルエーテ
ル酢酸ソーダ塩（エチレンオキサイド３モル付加物）の
量を３５ｇに替えて、同様の操作を行い、濃度５４％、
粘度６８０ｃｐｓの白色液状の水性乳化分散組成物を得
た。このものの平均粒子径は１．８μｍであり、トルエ
ンの含有量は０．０８％であった。

実施例７ 実施例３において、ポリオキシエチレンドデシルエーテ
ル酢酸ソーダ塩（エチレンオキサイド３モル付加物）お
よびポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル（エ
チレンオキサイド４モル付加物）の量をそれぞれ２０ｇ
，５ｇに替えて、同様の操作を行い、濃度５３％、粘度
５１０ｃｐｓの白色液状の水性乳化分散組成物を得た。

このものの平均粒子径は３．０μｍであり、トルエンの
含有量は０．０５％であった。

実施例８ 実施例３において、ポリオキシエチレンドデシルエーテ
ル酢酸ソーダ塩（エチレンオキサイド３モル付加物）お
よびポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル（エ
チレンオキサイド４モル付加物）の量をそれぞれ１５ｇ
　，　１０ｇに替えて、同様の摸作を行い、濃度５４％
、粘度５３０ｃｐｓの白色液状の水性乳化分散組成物を
得た。このものの平均粒子径は５．０μｍであり、トル
エンの含有量は０．９０％であった。

比較例１ 実施例１において、ポリオヰシエチレンノニルフェノー
ルエーテル硫酸エステルソーダ塩の投入量を７５ｇに替
えて、同様の操作を行い、濃度５４％、粘度７５０ｃｐ
ｓの白色液状の水性乳化分散組成物を得た。このものの
平均粒子径は１．５μｍであり、トルエンの含有量は０
．０８％であった。

比較例２ 比較例１において、ポリオキシエチレンノニルフェノー
ルエーテル硫酸エステルソーダ塩（エチレンオキサイド
４モル付加物）を、ポリオキシエチレンドデシルエーテ
ル酢酸ソーダ塩（エチレンオキサイド３モル付加物）６
９．０ｇおよびポリオキシエチレンノニルフェノールエ
ーテル（エチレンオキサイド４モル付加物）６．０ｇに
替えて、同様の摸作を行い、濃度５２％、粘度６８０ｃ
ｐｓの白色液状の水性乳化分散組戊物を得た。このもの
の平均粒子径は１．２μｍであり、トルエンの含有量は
０．１０％であった。

比較例３ 実施例３において、ポリオキシエチレンドデシルエーテ
ル酢酸ソーダ塩（エチレンオキサイド３モル付加物）お
よびポリオキシェチレンノニルフェノールエーテル（エ
チレンオキサイド４モル付加物）をそれぞれ１３．７５
　ｇ　，　　１１．２５　ｇに替えて、同様の操作を行
い、濃度５０％、粘度４２０ｃｐｓの白色液状の水性乳
化分散組成物を得た。このものの平均粒子径は１０．０
μｍであり、トルエンの含有量は０．３５％であった。

試験例１ 上記本発明の方法で製造した水性乳化分散組成物（実施
例１〜８）および比較例１〜３で製造した組成物につい
て、外観の経日安定性の測定およびこれらの組成物を、
ストレートアスファルト（針人度６０〜８０）　　１０
０重量部に対し、固形分換算で３重量％添加し、所定の
温度において攪拌機（３枚羽根の攪拌翼）により毎分４
００〜５００回転の攪拌を行い、そのときの溶解性と混
合アスファルトの物性測定を行った。

また、比較のため、ＳＩＳ　５０００およびＳＢＳ　Ｔ
Ｒ−２０００Ｃの粒状物を３％添加した場合、および無
添加の場合のストレートアスファルトについても試験し
た。結果を表−１、２および３に示す。

モノレイ」ブＡ１ビσ》 ｃＮ？Ｊｉ準）次の基準で目視判定した。

Ｏ　：　安定哲上り′Ｆ　６）離なし）△　：　安定性
やや不良榔分的に分離）×　：　安定性不良Ｃ層に分離
》 った。

表 記載の改質アスファルトの試料作製方法に牟じて行った
。

（判定基準）次の基準で目視判定した。

◎　：　完全溶解 Δ　：　一部不溶物あり ×　：　不溶物多し ［発明の効果］ 本発明の水性乳化分散組成物は下記効果を奏する。

骨材に対する大きな把握力および粘着力によりアスファ
ルトの内部凝集力を高めることができるので、本発明を
使用したアスファルトはワダチ掘れや、コルゲーション
、低温下でみられる道路表面の亀裂現象、またはスパイ
クタイヤなどによる別離現象等を有効に防止できる。

また、本発明に使用される熱可塑性エラストマーは本来
の特質を保持した低粘度で安定性の良い微粒子分散体で
あるから、従来のペレット状熱可塑性エラストマーに比
較して取扱い易く、かつ、より低い溶解混合温度で短時
間に溶解可能であり、溶解時間を大幅に短縮できる。し
たがって、プレミックスの工程短縮化はもとより現場舗
装作業におけるプラントミックス工程の短縮化にも有用
である。また、低温、短時間で混合溶解可能であるから
、混合時における改質アスファルトの加熱劣化の虞が少
なく、道路舗装効果を上げることができる。

さらに、水性分散組成物は溶剤を微量しか含有しないの
で、溶剤飛散による引火の危険性がなく、また混合物製
造中のガスの発生による人体への弊害もなく、作業上も
有利である。さらに溶剤含有１゛こよる改質アスファル
トの性能劣化もない。

特許出願人　　サンノプコ株式会社 日合商事株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性エラストマーを、該エラストマーに対して
   １０重量％以下のポリアルキレンオキサイド基含有アニ
   オン界面活性剤を主成分とする乳化分散剤の存在下に、
   その平均粒子径が５μｍ以下に乳化分散させた水性乳化
   分散液よりなるアスファルト改質剤。 ２、乳化分散剤が、一般式 Ｒ〔（Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎＯ）＿ｍ〕−＿ｔＡ・・・［
   I ］［但し、Ｒは活性水素原子含有化合物残基、ｎは２
   〜３の整数、ｍは１〜１０の整数、ｔは１〜２の整数、
   Ａはスルホン酸、硫酸エステル、リン酸エステルおよび
   酢酸から選ばれる化合物のアルカリ金属塩、アンモニウ
   ム塩又はアミン塩を示す。］で表されるアニオン界面活
   性剤と、必要により一般式 Ｒ′−（Ｃ＿ｐＨ＿２＿ｐＯ）−＿ｑＨ・・・［II］［
   但し、Ｒ′は活性水素原子含有化合物残基、ｐは２〜３
   の整数、ｑは０〜２０の整数を示す。］で表される非イ
   オン界面活性剤とからなり、［ I ］と［II］の比率が
   １００／０〜６０／４０である請求項１〜３のいずれか
   一項に記載のアスファルト改質剤。