JPH0625536A

JPH0625536A - 新規アスファルト乳剤の製造方法

Info

Publication number: JPH0625536A
Application number: JP15115791A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Sakuragi; 啓介桜木; Masao Kano; 正雄加納; Saburo Wakizaka; 三郎脇阪; Satoshi Tada; 悟士多田; Isao Sekiguchi; 勲関口; Yoshio Iwasaki; 善雄岩崎
Original assignee: Kowa Chemical Industry Co Ltd; Toa Doro Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kowa Chemical Industry Co Ltd; Toa Doro Kogyo Co Ltd
Priority date: 1991-05-27
Filing date: 1991-05-27
Publication date: 1994-02-01

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】付着性、乾燥性、耐水性に優れたアスフアル
ト乳剤を提供する。【構成】親水性無機質粒子の表面の一部が親油性物質
で被覆された両親媒性粒子を、アスフアルトに対して２
５〜４５％使用して、アスフアルトを乳化することから
なる方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は親水性と親油性を併有す
る無機質粉体を使用してアスファルトを乳化する製造方
法に関し特に付着性、乾燥性、耐水性等に優れたアスフ
ァルト乳剤の製造方法の提案に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】アスファルト（瀝青物）は、天然に産出
したことから、古くから多くの分野に利用されてきた材
料であるが、石油の利用拡大に伴い、現在一般に使用さ
れているのは、ほとんど石油アスファルトであり、量的
にも大量に確保出来る材料の一つである。これらアスフ
ァルトの安価さと、その接着力、結合力、防水性、制振
性、防錆性、電気絶縁性等の特性を利用して、道路舗
装、水利工事、防水工事、防水紙、電気絶縁材料、各種
被覆材料など、多くの分野で大量に使用されている。そ
して、ストレートアスファルト、ブローンアスファルト
等とよばれている組成、針入度（固さ）の異なった多く
の品種のものが製造され、供給されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらアスファルト
は、一般には軟化点が高く、常温では、粘稠液、半個体
又は個体であり、流動性がなく、使用時に加熱して熔融
又は軟化せしめて、作業に適した粘度にして使用する必
要があり、これが用途の拡大をさまたげていた。この欠
点を除去し、取扱いを容易にするために、乳化剤を使用
してアスファルトを水中に乳化、懸濁させたものに所謂
アスファルト乳剤がある。アスファルトが主に使用され
ている道路舗装、防水護岸、ルーフィング、塗料、フロ
アカバリング等の用途に使用する場合、砕石、砂、土壌
などの骨材あるいは、セメント、コンクリート、金属等
の表面とアスファルトとの間に充分な結合を得ることが
必要である。しかるに、上記のような物質の表面は、一
般に親水性であり、負に帯電するものが多いために、ア
ニオン界面活性剤を使用してえられたアニオン乳剤では
電気的反発もあって、これら表面へのアスファルトの付
着が悪く、又初期降雨、長期浸水等によってアスファル
トの再乳化を生ずる場合があり、この点を改良するため
にアニオン界面活性剤の代りに、カチオン界面活性剤を
使用して乳化したカチオン乳剤が開発されたが、上記の
問題点は十分には解決されていない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、従来の界
面活性剤を多量に使用して強制乳化させることに起因す
ると思われる、上記問題点を解決し、更に新規用途を開
拓するために親水性と親油性を併有する無機質粒子（両
親媒性粒子とよぶ）を使用して、アスファルトを乳化す
ることに着目して研究を重ねた結果，両親媒性粒子の適
当な選択、アスファルトとの混合割合、温度，PH等の乳
化條件、乳化装置の選定などによって、効果的に解決し
うることを見出し本発明に到達した。

【０００５】本発明の製造方法に使用される両親媒性物
質の基材は、親水性無機質粒子であって、水親和性を有
し、且つ水に難溶ないし不溶性の実質的に水に溶解しな
い物質が包含される。かゝる物質としては、例えば二酸
化けい素、アルミナ、二酸化チタンなどの酸化物、重質
又は軽質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどの炭酸
塩、カオリン、クレー、タルクなどのけい酸塩、水酸化
アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの水酸化物硫酸
バリウム、硫酸カルシウムなどの硫酸塩等を挙げること
ができる。これら無機粒子材料の両親媒性化には、通常
単独種が有利に用いられるが、二種以上組合せて用いて
もよいし、またそれぞれを両親媒性化した後、二種以上
を混合して用いることもできる。しかしながら、それら
の単価や工業的に提供しうる粒子の径等を考慮すれば、
実用的に特に好ましい材料は、二酸化けい素、炭酸カル
シウム及びタルク等である。

【０００６】又本発明におけるアスファルト乳剤をうる
ための両親媒性粒子の粒子径は生成するアスファルト乳
剤中の、分散アスファルトの粒子径を小さくするために
も可能な限り小さな両親媒性粒子を使用する必要があ
り、１μｍ以下好ましくは 0.6μｍ以下の粒子が使用さ
れる。これらの微小粒子の両親媒性化は、これよりも粒
径の大きな粒子を親油性化し、のちこれを摩砕すること
によって製造することも出来るが、原料無機質材料とし
て１μｍ以下のような、微粒子を使用してその表面を部
分的に親油性化することによって、容易に両親媒性物質
をうることが出来る。更に、親水性無機質材料の表面改
質に用いられる親油性物質としては、無機質粒子の表面
に疎水部分を固定的に形成する物質であることが重要で
あり、例えば、脂肪酸、ワックスや油脂等のように付着
後，移行するような物質は本質的に使用出来ない。本発
明方法に好適に用いられる親油性物質としては、例えば
シラン化合物、チタネート系カップリング剤類，油溶性
ポリアミン縮合物、アクリル酸系重合物又はその共重合
物等があげられるが、これらは単一物質で使用しても良
いし二成分以上を組合せて使用することもできる。

【０００７】両親媒性粒子の粒子径が大きくなるにした
がい、乳化物の粒子径も大きくなり、経時による安定
性、乳剤が成膜後の膜性能もそれに伴って悪くなる傾向
が認められる。従って、粒子径 0.6μｍ以下が好まし
い。このような両親媒性粒子を使用して、アスファルト
を乳化させるに当り使用した両親媒性粒子は、生成した
アスファルト粒子の表面に密に付着しアスファルト粒子
の外側に無機質層を形成し、融着を阻害して、エマルシ
ョン粒子を安定化する。従って生成するアスファルト粒
子の表面積に対応して、密にその表面を被覆させること
が重要であり、アスファルトに対する両親媒性粒子の量
は20％以上が好ましい。

【０００８】なお、アスファルトに対する粉体の添加量
が大きくなるにしたがって乳剤の粘度が上昇し取り扱い
にくくなると共に，機械的負担が大きくなるほか経済的
にも不利となる。したがって４５％以下が好ましい。更
にアスファルトを両親媒性粒子によって乳化する場合の
機械装置としては、出来るだけ剪断力の大きな構造の撹
拌装置が望ましくハレル型ホモジナイザー等が好適であ
る。乳化にあたっては、アスファルトを撹拌に適するよ
うに加熱して、充分軟化させ水は、加熱アスファルトと
混合しても、沸騰しない温度に加熱する。そして水とア
スファルトの混合物の温度が可能な限り高温になるよう
に設定することが望ましい。

【０００９】

【作用】以上のように、本発明の方法によれば、原料無
機粒子の種類、粒子径，親油性表面改質剤の種類等の適
当な選択によって得られた両親媒性物質の，アスファル
トに対する適正な添加量によって，実質的にソープレス
乳剤を製造することができる。以下、具体例により、本
発明を更に詳細に説明する。なお、以下に使用したスト
レートアスファルトは、すべて針入度 150− 200のもの
である。

【００１０】

【実施例】

（実施例１）軽質炭酸カルシウム（平均粒子径 0.1μ
ｍ） 100重量部をダイマー酸とポリアミン類の縮合物
（富士化成工業社：商品名トーマイド 296）１重量部を
ジクロールメタン60重量部に溶解した溶液に添加し、デ
ィスパーで充分に攪拌する。のち溶剤を加熱、溜去し
て、両親媒性粒子を製造する。この粒子25、30、40重量
部を水 100重量部に添加し、ディスパーで充分撹拌しな
がら、温度を50℃に保つ。一方、ストレートアスファル
ト 100重量部を 150℃に加熱熔融し、この両者を同量宛
同時にハレル型ホモジナイザーに通し、混合乳化せしめ
た。

【００１１】（実施例２）軽質炭酸カルシウム（平均粒
子径 0.1μｍ） 100重量部をアクリル酸とポリエチレン
グリコールメタアクリレート１：１重量部の割合で常法
によって共重合せしめ、アンモニアで中和して得られ
た、平均分子量 13000の共重合物１重量部を溶解した水
900重量部に添加し、ディスパーで充分撹拌して、炭酸
カルシウム表面に該樹脂組成物を吸着せしめた後、遠心
脱水機で濾過脱水し常法によって乾燥して両親媒性粒子
を製造した。この粒子25、30、40重量部を水 100重量部
に添加し、ディスパーで充分撹拌しながら、温度を50℃
に保つ。一方、ストレートアスファルト 100重量部を 1
50℃に加熱、熔融し、この両者を同量宛同時にハレル型
ホモジナイザーに通し、混合乳化せしめた。

【００１２】（実施例３）炭酸カルシウム（平均粒子径
0.3μｍ） 100重量部をダイマー酸とポリアミンの縮合
物（トーマイド 296） 0.8重量部をジクロールメタン60
重量部に溶解した溶液に添加し、ディスパーで充分撹拌
する。のち溶剤を加熱、溜去して両親媒性粒子を製造す
る。この粒子40重量部に水 100重量部を加え、ディスパ
ーで充分撹拌しながら、温度を50℃に保つ。一方、スト
レートアスファルト 100重量部を 150℃に加熱、熔融
し、この両者を同量宛同時にハレル型ホモジナイザーに
通し、混合乳化せしめた。

【００１３】（実施例４）炭酸カルシウム（平均粒子径
0.6μｍ） 100重量部をダイマー酸とポリアミンの縮合
物（トーマイド 296） 0.6重量部をジクロールメタン60
重量部に溶解した溶液に添加してディスパーで充分撹拌
する。のち溶剤を加熱、溜去して、炭酸カルシウム表面
に縮合物を強固に付着せしめ、両親媒性粒子を製造し
た。この粒子40重量部に水 100重量部を加え、ディスパ
ーで充分撹拌しながら、温度を50℃に保つ。一方、スト
レートアスファルト 100重量部を 150℃に加熱熔融し、
この両者を同量宛同時にハレル型ホモジナイザーを通
し、混合乳化せしめた。

【００１４】（実施例５）シリカ粉末（平均粒子径 0.5
μｍ） 100重量部をトーマイド 296の１重量部をジクロ
ールメタン60重量部に溶解した溶液に添加してディスパ
ーで充分撹拌する。のち溶剤を加熱、溜去してシリカ粉
末表面に縮合物を強固に付着せしめ、両親媒性粒子を製
造した。この粒子35、40重量部に水 100重量部を加えデ
ィスパーで充分撹拌しながら、温度を50℃に保つ。一
方、ストレートアスファルト 100重量部を 150℃に加熱
し、この両者を同量宛同時にハレル型ホモジナイザーを
通した。

【００１５】（比較例１）実施例１の両親媒性粒子の添
加量を15、20重量部としたほか、実施例１と同様に処理
した。

【００１６】（比較例２）実施例２の両親媒性粒子の添
加量を15、20重量部としたほか実施例２と同様に処理し
た。

【００１７】（比較例３）実施例３の両親媒性粒子の添
加量を20、25、30重量部としたほか、実施例３と同様に
処理した。

【００１８】（比較例４）実施例４の両親媒性粒子の添
加量を20、25、30、35重量部としたほか、実施例４と同
様に処理した。

【００１９】（比較例５）実施例５の両親媒性粒子の添
加量を20、25、30、重量部としたほか、実施例５と同様
に処理した。

【００２０】（比較例６）炭酸カルシウム（平均粒子径
1.2μｍ） 100重量部をトーマイド 296 0.5重量部をジ
クロールメタン60重量部に溶解した溶液に添加してディ
スパーで充分撹拌する。のち溶剤を加熱、溜去して炭酸
カルシウム表面に縮合物を強固に付着せしめ、両親媒性
粒子を製造した。この粒子20、30、35、40重量部に水 1
00重量部を加え、ディスパーで充分撹拌しながら、温度
を50℃に保つ。一方、ストレートアスファルト 100重量
部を 150℃に加熱し、この両者を同量宛同時にハレル型
ホモジナイザーを通し、乳化状況をみた。

【００２１】（比較例７）シリカ粉末（平均粒子径１μ
ｍ） 100重量部をトーマイド 296 0.5重量部をジクロー
ルメタン60重量部に溶解した溶液に添加してディスパー
で充分撹拌する。のち溶剤を加熱、溜去してシリカ表面
に縮合物を強固に付着せしめ両親媒性粒子を製造した。
この粒子20、25、30、40重量部に水 100重量部を加え、
ディスパーで充分撹拌しながら、温度を50℃に保つ。一
方、ストレートアスファルト 100重量部を 150℃に加熱
し、この両者を同量宛同時にハレル型ホモジナイザーを
通した。以上の結果を表１に総括する。

【００２２】

【表１】

【００２３】註１）乳化状態の判定は球状のアスファル
ト粒子が水中に分散し、且つ２m/m 目のフルイを通し残
渣のない場合を○とした。註２）乳剤の安定性 100ｍｌのメスシリンダーに、 100ｍｌの乳剤を入れ、
７日間20℃の室内に放置した場合の水層の分離状態を観
察し、５％以下の場合を○とした。註３）付着度 JIS K 2208 の付着度試験法による。註４）初期耐水性（ラビングテスト）下地板としてエポキシ系溶剤型塗料で処理して吸込みを
なくしたストレート板を使用し、この上に wet膜厚とし
て２m/m を塗布し、一定時間毎にこの塗膜に水を一滴滴
下して、指先で強くこすり再乳化しなくなる迄の時間を
測定した。

【００２４】物性測定例上記実施例に示したような、両親媒性粒子を使用して得
られたソープレス乳剤を使用して、その制振特性を測定
した。長さ 275mm巾10mm厚さ１mmのアルミ板に、試料を
厚さ２mmにのせ、リオン（株）製損失係数測定システム
（FFT SA-74A）を用いて、中央加振法で測定した（測定
周波数12.5〜２KHz)。使用した制振材の物性は次の通り
である。

【００２５】

【表２】

【００２６】ここに試料は長さ275mm 巾 100mm厚さ１
mmのアルミ板試料は実施例１の両親媒性粒子を対アスファルト30％
使用して得られたアスファルト乳剤から作成した膜厚２
mmの塗膜試料は、従来のアスファルト乳剤から作成した、膜厚
２mmの塗膜図１から判るように、温度−損失係数において試料の
アルミ単体に比し、試料のような制振材料をのせた
ものの方が損失係数は格段に良い。本発明品の試料
は、従来のアスファルト乳剤よりも、更に良好な制振特
性を示した。図２の温度−ヤング率の関係では、本発明
品試料は針入度において従来のアスファルト乳剤使用
の試料より固いにもかゝわらずよく追従していること
を示している。

【００２７】

【発明の効果】以上の結果から、親水性無機質粒子の表
面を改質した粒子径の小さな粒子を使用してアスファル
トを乳化することにより、骨材に対する付着性、乾燥性
にすぐれた乳剤を製造しうることを見出した。これらの
アスファルト乳剤は実質的にソープレスであり、従来の
アスファルトの使用分野のみならず、新しい用途分野の
開拓が期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】試料〜についての温度と損失係数との関係
を示すグラフ。

【図２】試料〜についての温度とヤング率との関係
を示すグラフ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者多田悟士神奈川県横浜市南区永田みなみ台１−１− 618 (72)発明者関口勲東京都多摩市聖ヶ丘２−26−９ (72)発明者岩崎善雄東京都大田区山王２−30−10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】親水性無機質粒子の表面の一部が親油性
物質で被覆された 0.6μｍ以下の両親媒性粒子を、アス
ファルトに対して25〜45％使用して、アスファルトを乳
化することを特徴とするアスファルト乳剤の製造方法。
【請求項２】親水性無機質粒子が二酸化けい素、また
はアルミニウム、カルシウム及びマグネシウムの炭酸塩
及びけい酸塩よりなる群から選択される請求項１の製造
方法。
【請求項３】親油性物質が、シラン化合物、チタネー
ト系カップリング剤、油溶性ポリアミン縮合物、アクリ
ル酸系重合物又はその共重合物等から成る群より選択さ
れる両親媒性粒子を使用する請求項１の製造方法。