JPH06502433A - ビチューメン乳濁液 - 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】 ビチューメン乳濁液 本発明は、ビチューメン乳濁液、特に比較的高い粘度を有する乳濁液、及びその ような乳濁液の製造方法に関する。

ビチューメン乳濁液は、例えば、道路の舗装及び修繕に使用される。それらは、 慣用のビチューメン組成物よりもスプレー、又は他の塗布技術によってより低い 温度で塗布できるという利点を有する。路面に塗布した後、乳濁液は凝離し、乳 濁液に存在する水はビチューメンの被膜を離れて蒸発する。従って、乳濁液は環 境問題をほとんと与えず、道路工事者を火傷や有毒煙霧にさらす危険なく、作業 現場に使用する二とができる。

慣用のビチューメン乳濁液の粘度は、ビチューメンの存在量に大いに依存する。

一般的に粘度は比較的低く、６０重量％ビチューメンにおＪする３０ｃＳｔがら ７ｏｔｊ１％ビチューメンにおける４００Ｃ５ｔの範囲である。低粘度の乳濁液 は、それらが路面に噴霧された後、乳濁液は路面の反りのために道路の端の方に 流れる傾向があり、ビチューメン層は道路の幅にわたって不均一な厚さになると いう不都合を示す。

米国特許第３．７２８．２７８号は、乳濁液の全重量を基準として、６７又は６ ９重量％のビチューメン（アスファルト）、０．３０重量％のアミン乳化剤、０ ．１９重量％の塩酸、０．０５重量％の塩化カルシウム、組成物の残部を仕上げ る水からなるビチューメン乳濁液の例を示している。その乳濁液のセイボ／叶フ ロール粘度は５５秒（＋２０ｃＳｔ）、即ち、ビチューメン乳濁液については一 般的な粘度を存している。

ビチューメン乳濁液の粘度は乳濁液のビチューメン含有量を増加することにより 増すことができるが、これは乳濁液の安定性を低下させるという不都合がある。

この不安定性は、より多い乳化剤の添加により阻止する二とができるが、その後 、それを路面に塗布した後、乳濁液が凝離する時間が増加する。ビチューメン含 有量を増加する代わりに、高分子量化合物、例えば高分子量水溶性ポリマーを乳 濁液に加えることができる。しかしながら、これらは高画であるという不都合を 存する。

一つの態様において、本発明は、２５°Ｃにおいて粘度が少なくとも２００セン チストークスのビチューメン乳濁液であって、乳濁液の全重量を基準として（ａ ）２５°Ｃにおいて２０〜５００の針入度を育する６０〜８０重量％のヒチュー メン、（ｂ）０゜０４〜３．０重量９６の乳化剤、（Ｃ）０．０４〜３．Ｏｆｆ ’量％の無機酸、（ｄ）Ｏ，１〜３０重量％の金属塩、ここで金属はリチウム、 ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムから選ばれ ること、さらに（ｅ）１５〜３９重量％の水、 を含むビチューメン乳濁液を提供する。

本発明の乳濁液は、ビチューメンの比率を増加することなく、また高分子量の増 粘剤を添加することなく、比較的高い粘度を存するという利点を育する。従って 、この乳濁液は、低粘度の乳濁液としての育益な性質、例えば安定性及び早い凝 離を保持し、また製造のコストは比較的に安価であり、さらに、乳濁液を路面に 塗布する時、この高い粘度により道路の端に乳濁液が流れることが制限され、好 ましい均一な厚さのビチューメン層を与えるという利点を有する。

乳濁液に使用されるビチューメンは、周知で購入可能なビチューメン（アスファ ルトとしても公知である）のいずれであってもよいが、２５°Ｃにおける針入度 はＡＳＴＩＪ　Ｄ９４６−７４により２０〜５００であることが条件となる。ビ チューメンの針入度は１００〜３００であるのが好ましく、より好ましくは１５ ０〜２５０であり、環球式軟化点は３５〜＋００°Ｃであるのが好ましく、より 好ましくは３５〜６０°Ｃである。乳濁液に含まれるビチューメンの好ましい量 は６４〜７５％であり、６６〜７０％が特に好ましい。

調整される乳濁液中のビチューメンの平均粒径は、一般的に０．５〜ｌＯミクロ ンであり、通常は２〜７ミクロンである。

使用される乳化剤は、一般的に陽イオン乳化剤である。陽イオン乳化剤は、ビチ ューメン乳濁液に使用するのが周知であり、好適な例としてはアミンプロパンア ルキルジアミン及び改質アルキルジアミン類があげられる。使用される乳化剤の 量は０．０４〜１．０％が好ましく、より好ましくは０．０５〜０．５％である 。

使用される無機酸は、塩酸が好ましい。使用される好ましい量は０．０４〜１． ０％であり、より好ましくは０．１〜０．５９６である。

使用される金属塩は、金属ハロゲン化物が好ましく、例えば金属塩化物である。

好適な金属塩化物の例としては、塩化カルシウム、塩化ナトリウム及び塩化ア、 ルミニウムがあげられ、塩化カルシウムか特に好ましい、使用される金属塩の量 は、０．１〜ｌ、５％か好ましく、より好ましくは０．１５〜１．０％である。

乳濁液に含まれる水の量は、２０〜３６％か好ましい。

所望により、乳濁液は、ビチューメン乳濁液に一般的に使用される他の添加剤、 例えば石油融剤（ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　ｆｌｕｘａｎｔ）を含んでもよい。

本発明の高粘度ビチューメン乳濁液は、公開された欧州特許出願第２８３２４６ Ａ号に記載されたような２段式（ｔｗｏ−ｓｔａｇｅ）　（又はそれ以上の）静 的混合方法（ｓｔａｔｉｃｍｉｘｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ）により製造されるの か好都合である。

従って、他の聾様において、本発明は５°Ｃにおいて粘度か少なくとも２００セ ンチストークスであるビチューメン乳濁液の製造方法を提供する。その製造方法 は、以下の工程を含むことを特徴としている。

（ａ）　２５”Ｃにおける針入度か２０〜５００であるビチューメンを、５０℃ 以上の温度で第一の静的ミキサーに供給する工程、 （ｂ）第一の静的ミキサーに圧力下で水を投入する工程、ここで圧力は水の実質 的な蒸発を妨げるのに十分な程度であり、第一の静的ミキサーにおいて水対ビチ ューメンの重ｌ比は３〜３５対１であること、（Ｃ）乳化剤、無機酸及び金属塩 を第一の静的ミキサーに投入する工程、二こで金属はリチウム、ナトリウム、カ リウム、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムから選ばれること、 （ｄ）第一の静的ミキサーにおいて成分を混合し、その後、得られた混合物を第 一の静的ミキサーから少なくとも一つの他のミキサーに通す工程、ここで、他の ミキサーの温度は第一の静的ミキサーの温度より低く、水の沸点よりも低いこと 、 （ｅ）得られた乳濁液に存在する水の全量が、乳濁液の全量を基準として１５〜 ４０重量％となるような量の水を、他のミキサーに投入する工程、及び（ｆ）他 のミキサーに混合物を通し、得られたビチューメン乳濁液を取り出す工程。

好ましくは、上述の他のミキサーも静的ミキサーである。

第一の静的ミキサー・＼乳化剤、無機酸及び金属塩を投入することを容易にする ために、これらの成分を、第一のミキサーに加える・＼き水と混合し、水溶液又 は“石鹸°を形成してもよい。この石鹸は、水の他に好ましくは０２〜２０％、 より好ましくは０．４〜１０％の乳化剤、好ましくは０．２〜２０％、より好ま しくは０４〜１０％の無機酸、及び好ましくは０．２〜２０％、より好ましくは ０４〜ｌＯ％の金属塩を含む。所望により、ヒチューメンを、第一のミキサーに 投入する前に水及び／又は乳化剤とプレミックスしてもよい。

すへての乳化剤、酸及び金属塩を第一の静的ミキサーに加える必要はないが、所 望により、これらの成分のそれぞれの一部を第一の静的ミキサーに、また、一部 をその次の他のミキサーに加えてもよい。しかしなから、それぞれの成分のすへ て、又は少なくとも大部分を第一の静的ミキサーに加えることは、一般的に存益 である。

ビチューメンを第一の静的ミキサーに、好ましくは１００〜２００　”Ｃ１より 好ましくは１２０〜１９０°Ｃで、また、好ましくは２〜８０バール、より好ま しくは１０〜３０バールの圧力下で投入する。水又は石鹸を同しミキサーに、好 ましくは２０〜７０″Ｃ１より好ましくは３０〜５０°Ｃで、また、好ましくは ２〜８０バール、より好ましくはＩＯ〜３０バールの圧力下で投入する。第一の ミキサーの温度は、一般的には７０〜２５０°Ｃ１より好ましくは１００〜１５ ０°Ｃである。高温は、ビチューメン及び水の乳化を促進し、比較的高い圧力は 水か蒸発するのを防ぐ。

得られた混合物を第一の静的ミキサーから直接他のミキサーへ通すことは好まし く、ここで他のミキサーも、好ましくは静的ミキサーである。水の残部を他のミ キサーに、好ましくは低温、例えば５〜２０°Ｃて投入し、得られた乳濁液が水 の沸点より低温で他のミキサーから出るように乳濁液を冷却する。この乳濁液が 大気圧で他の混合物から生しるように、この他のミキサーを第一のミキサーに比 へて減圧で操作することも好都合である。

金属塩、例えば塩化カルシウムを乳化すべき混合物に加えることにより、好まし くは、それを多段式（ｍｕｌ　ｔｉ−ｓｔａｇｅ）静的混合方法の第一段階に投 入することにより、慣用のビチューメン乳濁液より有意に高い粘度のビチューメ ン乳濁液か製造できることを見出した。例えば、ビチューメン含有量か６４〜７ ０％のものについては、本発明の乳濁液の粘度は２００〜１０．０００ｃＳｔで あり、ビチコーメン含存量が６６９、＋ｉ以上のものについては、その粘度は一 般的に４００ｃＳｔ以上である。塩化カルシウム又は塩化ナトリウムのような金 属塩か、コロイド徹扮砕（ｃｏｌｌｏｉｄ　ｍｉｌｌｉｎｇ）のような慣習的な 方法により調整されたヒチューメン乳濁液に、一般的に０．０１〜００５重量％ の量で含まれるとき、それらが得られる乳濁液の粘度を減少することは、驚くべ き二とである。

本発明のこの５様の方法は、二段式混合方法か好ましい。しかしながら、所望に より、二つより多いミキサーを使用してもよい。こ二で、このミキサーは一般に 連続して配置されている。二段式以上の静的混合方法のさらなる詳細は、上述の ＥＰ　２８３２４６Ａに示されており、その明細書の内容は参照文献としてここ に含まれるものとする。

本発明を以下の実施例により、具体的に説明する。

実施例） ヒチューメシ乳濁液を二段式静的混合方法を用いて製造した。両方のミキサーは 、Ｃｈｅｍｉｎｅｅｒ　Ｌｔｄ、により１９８４年に公表されたＣｈｅｍｉｎｅ ｅｒｓ　Ｂｒｏｃｈｕｒｅ　８００Ｅに記載された３２のＫｅ口ｉｃｓ　Ｅキサ −であった。

第一の静的ミキサー・＼注入したビチューメン及び石鹸液の組成は、以下のよっ てあった。

ビチューメシ　ビ手ニーメンの量　６９０ｋｇ針入度　２５”Ｃ，’１０　ｎｗ ｙＬ１５ｓｅｃ　１９　ｇＲ＆Ｄ軟化へ　３９°Ｃ 温度　１４０”ｃ 圧力　２５バ一ル 石鹸液　石鹸液の量　１２ｋｇ 牛指プロパンンアミン乳化剤　１．５ｋｇ塩酸　１．５ｋｇ 塩化カルシウム　１．０ｋｇ 水　８．　０ｋｇ 温度　４０°Ｃ 圧力　２５バ一ル 混合物を第一の静的ミキサーに通し、その後第二の静的ミキサーに直接供給し、 １５°Ｃの水１９ｋｇを４／＜−ルの圧力下で加えた。混合物を第二のミキサー に通し、得られた乳濁液を大気圧下、８０〜９０°Ｃて排出した。

得られた乳濁液の性質を測定し、同し組成をもつか従来のコロイドミル法により 製造したヒチューメン乳濁液の性質と比較した。結果を表１に示した。

実施例２ 混合物中のビチューメンの量を６５０　ｋｇに減らし、第二のミキサーに投入す る水の量を２３ｋｇに増やしたこと以外は、実施例１を繰り返した。

得られた乳濁液の性質を測定し、従来のコロイドミル混合により製造した同し組 成のヒチューメン乳濁液の性質と比較した。

表１ 実施例　比較例　実施例　比較例 粘度　８４００　３００　２６０　７０２５°Ｃ（ｃｓｔ） ｐＨ２，８２，８２，８２，８ ０，６３ｍｍ　Ｏ，０１０，０＋　０．０１　０．０１篩い（％） ０．１６ｍｍ　Ｏ，０５０，０５０，０５０，０５篩い（％） 沈澱　＜５　＜５　＜５　＜５ ７日間（％） 本発明のビチューメン乳濁液は、従来の方法により製造した乳濁液より有意に高 い粘度を有するが、他の見地からすると本発明の乳濁液は、慣用の乳濁液と同じ 有益な性質を保持することをこの結果は示している。

国際調査報告 ＋−＋＋＝＋ｍＡ−１ｕ１−１１４　ＰＣゴ／ＥＰ　９１１０１４８９国際調査 報告 ＰＣＴ／ＥＰ　９１１０１４８９

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．２５℃における粘度が少なくとも２００センチストークスであるビチューメ ン乳濁液であって、乳濁液の全重量を基準として、（ａ）２５℃でＡｔｍ　Ｄ９ ４６−７４の針入度が２０〜５００である、６０〜８０重量％のビチューメン、 （ｂ）０．０４〜３．０重量％の乳化剤、（ｃ）０．０４〜３．０重量％の無機 酸（ｄ）０．１〜３．０重量％の金属塩、ここで該金属はリチウム、ナトリウム 、カリウム、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムから選ばれること、及 び（ｅ）１５〜３９％の水、 を含むことを特徴とする上記ビチューメン乳濁液。
2. ２．金属塩が金属ハロゲン化物、好ましくは金属塩化物である、請求項１に記載 のビチューメン乳濁液。
3. ３．金属塩の金属がナトリウム、カルシウム及びアルミニウム、好ましくはカル シウムから選ばれる、請求項１又は２に記載のビチューメン乳濁液。
4. ４．乳濁液中の金属塩の量が、乳濁液の全重量を基準として０．１〜１．５重量 ％である、請求項１〜３項のいずれか１項に記載のビチューメン乳濁液。
5. ５．乳化剤が陽イオン乳化剤である、請求項１〜４項のいずれか１項に記載のビ チューメン乳濁液。
6. ６．乳濁液中のビチューメンの量が、乳濁液の全重量を基準として、６４〜７５ 重量％である、請求項１〜５項のいずれか１項に記載のビチューメン乳濁液。
7. ７．２５℃において粘度が少なくとも２００センチストークスである、ビチュー メン乳濁液の製造方法であって、 （ａ）２５℃におけるＡＳＴＭ　Ｄ９４６−７４針入度が２０〜５００であるビ チューメンを、５０℃より高い温度で第一の静的ミキサーに供結する工程、（ｂ ）第一の静的ミキサーに圧力下で水を投入する工程、ここで圧力は水の実質的な 蒸発を妨げるのに十分な程度であり、第一の静的ミキサーにおいて水対ビチュー メンの重量比が３〜３５対１であること、（ｃ）乳化剤、無機酸及び金属塩を第 一の静的ミキサーに投入する工程、ここで金属はリチウム、ナトリウム、カリウ ム、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムから選ばれること、 （ｄ）第一の静的ミキサーにおいて成分を混合し、その後、得られた混合物を第 一の静的ミキサーから少なくとも一つの他のミキサーに通す工程、ここで、他の ミキサーの温度は第一の静的ミキサーの温度より低く、水の沸点よりも低いこと 、 （ｅ）得られた乳濁液に存在する水の全量が、乳濁液の全量を基準として１５〜 ５０重量％となるような量の水を、他のミキサーに投入する工程、及び（ｆ）他 のミキサーに混合物を通し、得られたビチューメン乳濁液を取り出す工程、 を含むことを特徴とする上記方法。
8. ８．該他のミキサーが静的ミキサーである、請求項７に記載の方法。
9. ９．第一の静的ミキサーに投入される乳化剤、無機酸、金属塩及び水を一緒に混 合し、第一の静的ミキサーに投入する前に水溶液を形成する、請求項７又は８に 記載の方法。
10. １０．水の他の溶液中の成分の量が、溶液の全重量を基準として、（ａ）乳化剤 は０．２〜２０重量％、 （ｂ）無機酸は０．２〜２０重量％、及び（ｃ）金属塩は０．２〜２０重量％で ある、請求項９に記載の方法。