JPH0673294A - 無機質粒子を含む粒状アスファルトおよびその製造方法 - Google Patents

無機質粒子を含む粒状アスファルトおよびその製造方法

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JPH0673294A
JPH0673294A JP13515792A JP13515792A JPH0673294A JP H0673294 A JPH0673294 A JP H0673294A JP 13515792 A JP13515792 A JP 13515792A JP 13515792 A JP13515792 A JP 13515792A JP H0673294 A JPH0673294 A JP H0673294A
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亮吾 築坂
Satoshi Kondo
聰 近藤
Kazuhiko Kaida
一彦 甲斐田
Eiji Morimoto
栄慈 森本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】防着性に優れた粒状アスファルトを安価に製造
する技術を提供することを主な目的とする。 【構成】 1. 以下の特性を有する無機質粒子を含む粒状アスフ
ァルト: (1)平均粒子径が0.1〜5.0mmである; (2)BET比表面積が0.5〜400m2 /gの無機
質粒子を内部に均一に分散含有している; (3)アスファルト100部に対する無機質粒子の分散
含有量は1〜80部である; (4)アルカリ土類金属および亜鉛の硫酸塩、珪酸塩、
リン酸塩、炭酸塩、水酸化物および酸化物からなる群か
ら選ばれた少なくとも1種からなり且つ光透過粒度分析
法により求めた平均粒子径が0.5〜20μmである微
粉末を粒状アスファルトの表面に固着させている; (5)アスファルト100部に対する微粉末の使用量
は、10〜200部である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無機質粒子を含む粒状
アスファルトおよびその製造方法に関する。本明細書に
おいて、“%”および“部”とあるのは、それぞれ“重
量%”および“重量部”を意味するものとする。
【0002】
【従来技術とその問題点】アスファルトは、道路舗装
材、防水材、防振材、防音材などとして広く使用されて
いる。しかしながら、アスファルトは、室温では固体乃
至半固体であるため、施工現場への輸送時には固化しな
いように絶えず加熱しておく必要がある。また、使用時
には、加熱溶融したアスファルトが固化しない間に施工
するか、或いは半固体のアスファルトを現場で加熱しつ
つ施工する必要がある。このため、輸送性、取扱い性な
どの改善が要望されている。
【0003】また、防水材としては、アスファルト乳剤
が使用されている。これは、水を媒体としてアスファル
トを乳化し、流動性を付与することにより、輸送性およ
び取扱い性を改善したものである。しかしながら、アス
ファルト乳剤は、水を含んでいるので、乾燥性に劣り、
用途が限定されるという欠点がある。
【0004】この様なアスファルトの問題点を解消する
ために、アスファルトの粒状化が提案され、試みられて
いる。従来アスファルトの粒状化方法としては、アスフ
ァルトを凍結した後、機械的に粉砕する方法、アスファ
ルト乳剤をスプレードライして粒状化した後、マイクロ
カプセル化する方法などが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、凍結後
粉砕したアスファルト粒子は、付着防止機能(以下防着
機能或いは防着性という)を有しないので、室温貯蔵時
には相互に粘着して一体化して、粒子としての形状を保
持し得ない。
【0006】また、マイクロカプセル化したアスファル
トは、防着性が改善され、室温貯蔵性に優れているが、
100μm以下の微粒子をカプセル化するため、極めて
高価なものとなり、経済性に劣る。
【0007】従って、本発明は、防着性に優れたアスフ
ァルト粒子を安価に製造する技術を提供することを主な
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
技術の現状に鑑みて、研究を重ねた結果、粒状アスファ
ルトの表面に特定の微粉末を付着させる場合には、粒状
アスファルトの防着性が改善されることを見出した。し
かしながら、この場合にも、粒子の粒径が小さいと、粒
子間での接触面積が大きいので、相互の固着を完全には
防止できないこと、特に多量に積み上げると、相互の融
着を抑制し得ないことが判明した。一方、粒子の粒径が
一定以上になると、強度が不足して粒子形状を保持でき
なくなり、粒子が崩壊してやはり融着を生じることを見
出した。結局、この表面に微粉末を付着させた粒状アス
ファルトは、少量を缶、袋などに収容する場合にのみ、
実質的に防着性の改善を図り得ることが判明した。
【0009】本発明者は、さらに研究を重ねた結果、上
記の様に表面に特定の微粉末を付着させた粒状アスファ
ルトの内部にさらに特定粒径の無機質粉体を均一に分散
含有させる場合には、粒状アスファルトの粒径を0.1
〜5mm程度としても、強度が向上して崩壊を生じない
ことを見出した。そして、この場合には、粒径が大きく
なったことにより、粒子相互の接触面積も減少するの
で、大量に積み上げても、粒子相互の融着も効果的に防
止し得ることを見出した。
【0010】すなわち、本発明は、下記の無機質粒子を
含む粒状アスファルトおよびその製造方法を提供するも
のである: 1. 以下の特性を有する無機質粒子を含む粒状アスフ
ァルト: (1)平均粒子径が0.1〜5.0mmである; (2)BET比表面積が0.5〜400m2 /gの無機
質粒子を内部に均一に分散含有している; (3)アスファルト100部に対する無機質粒子の分散
含有量は1〜80部である; (4)アルカリ土類金属および亜鉛の硫酸塩、珪酸塩、
リン酸塩、炭酸塩、水酸化物および酸化物からなる群か
ら選ばれた少なくとも1種からなり且つ光透過粒度分析
法により求めた平均粒子径が0.5〜20μmである微
粉末を粒状アスファルトの表面に固着させている; (5)アスファルト100部に対する微粉末の使用量
は、10〜200部である。
【0011】2. アスファルトが、軟化点40〜15
0℃のストレートアスファルト、ブローンアスファル
ト、プロパン脱瀝アスファルト、エラストマー改質アス
ファルトおよび人工合成アスファルトの少なくとも1種
である上記項1に記載の無機質粒子を含む粒状アスファ
ルト。
【0012】3. 下記の工程からなる上記項1に記載
の無機質粒子を含む粒状アスファルトの製造方法: (1)界面活性剤水溶液に攪拌下にアルカリ土類金属お
よび亜鉛の硫酸塩、珪酸塩、リン酸塩、炭酸塩、水酸化
物および酸化物からなる群から選ばれた少なくとも1種
からなる微粉末を投入して、懸濁液を調整する工程; (2)加熱溶融したアスファルトに攪拌下にBET比表
面積が0.5〜400m2 /gの無機質粒子を混合する
工程; (3)上記(1)工程および(2)工程でそれぞれ得ら
れた懸濁液と混合物とを攪拌混合し、造粒し、脱水し、
乾燥する工程。
【0013】4. アスファルトが、軟化点40〜15
0℃のストレートアスファルト、ブローンアスファル
ト、プロパン脱瀝アスファルト、エラストマー改質アス
ファルトおよび人工合成アスファルトの少なくとも1種
である上記項4に記載の無機質粒子を含む粒状アスファ
ルトの製造方法。
【0014】本発明で使用するアスファルトは、特に限
定されず、軟化点40〜150℃程度のストレートアス
ファルト、ブローンアスファルト、プロパン脱瀝アスフ
ァルト、エラストマー改質アスファルト、人工合成アス
ファルトなどである。これらのアスファルトは、2種以
上のものを混合して使用しても良い。
【0015】本発明において、粒状アスファルト中に均
一に分散含有される無機質粒子としては、通常ゴム、プ
ラスチックス、シーラントなどにおいてフィラーとして
一般的に使用されているものがそのまま使用できる。よ
り具体的には、無水珪酸、クレー、タルク、石英粉末、
ホワイトカーボンなどの天然および合成の珪酸系材料;
酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化
鉄などの金属酸化物;炭酸マグネシウム、炭酸カルシウ
ム、炭酸亜鉛などの炭酸塩;ファーネスブラック、チャ
ネルブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラッ
クが挙げられる。これらの無機質粒子は、単独で使用し
ても良く、2種以上を併用してもよい。無機質粒子のB
ET比表面積は、0.5〜400m2 /g程度であるこ
とが好ましい。無機質粒子のBET比表面積が0.5m
2 /g未満である場合には、無機質粒子が粗大となっ
て、アスファルトの性能を損なうのに対し、400m2
/gを上回る場合には、アスファルトへの混合が困難と
なる。また、アスファルト100部に対する分散含有量
は、無機質粒子のBET比表面積などに依存して、広い
範囲で変り得るが、1〜80部の範囲内とすることが好
ましい。無機質粒子の量が少ない場合には、粒状アスフ
ァルトの内部凝集力が十分に強化されないので、貯蔵時
の積み上げに対し、変形して流動しやすくなり、防着性
が十分に発揮されない。これに対し、無機質粒子の量が
過剰となる場合には、粒状化そのものが困難となり、ま
たアスファルトとしての性質が損なわれる。
【0016】粒状アスファルトの表面に固着させる微粉
末は、カルシウム、バリウム、マグネシウムなどのアル
カリ土類金属および亜鉛の硫酸塩、珪酸塩、リン酸塩、
炭酸塩、水酸化物および酸化物からなる群から選ばれた
少なくとも1種からなる。また、その光透過粒度分析法
により求めた平均粒子径は、0.5〜20μmであるこ
とが必要である。微粉末の平均粒子径が0.5μm未満
である場合には、付着水分が多くなって、アスファルト
の加熱溶融時の発泡の原因となる。一方、20μmを上
回る場合には、アスファルト製品中に粗大粒子が存在す
ることになるので、好ましくない。微粉末の使用量は、
アスファルト100部に対し、10〜200部程度であ
る。微粉末の使用量が少なすぎる場合には、粒状アスフ
ァルト相互の粘着を防止し難くなるのに対し、大過剰量
となる場合には、遊離の状態で存在する微粉末の量が多
くなり、アスファルトの性能を阻害する。但し、多量の
粒状アスファルトが相互に接して存在する状況を想定し
た場合には、少量の遊離の微粉末は、粒状アスファルト
相互間で防着剤としての作用を発揮することがあるの
で、特に不利ではない。
【0017】本発明による粒状アスファルトは、以下の
各工程により、製造される。
【0018】(1)工程1 先ず、アニオン系界面活性剤水溶液に攪拌下に上記のア
ルカリ土類金属および亜鉛の硫酸塩、珪酸塩、リン酸
塩、炭酸塩、水酸化物および酸化物からなる群から選ば
れた少なくとも1種からなる微粉末を投入して、懸濁液
を調整しておく。この微粉末は、最終製品である粒状ア
スファルトの相互融着を抑制するのみならず、後述のア
スファルトの造粒過程で形成されつつある粒状アスファ
ルト相互の固着をも防止する。
【0019】界面活性剤としては、上記微粉末に由来す
る水に溶解した少量の金属イオンとの複分解反応によ
り、不溶性の金属塩に変化するものを使用する。この様
なアニオン系界面活性剤としては、例えば、炭素数10
以上の脂肪酸アルカリ金属塩類、ナフテン酸アルカリ金
属塩類、樹脂酸アルカリ金属塩類、アルファオレフィン
スルホン酸硫酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸
硫酸エステル、アルキル(フェニル)硫酸エステル、メ
チルタウリン酸アルカリ金属塩、スルホコハク酸アルカ
リ金属塩などが挙げられる。上記の様にして形成された
不溶性金属塩は、微粉末表面に沈着して、該表面を疎水
化し、疎水化された表面は親油性のアスファルト表面と
強固に結合する。この様な観点からも、塩化カルシウム
などの溶解度の大きい金属塩は、本発明では微粉末とし
て使用できない。
【0020】界面活性剤は、微粉末の種類、その平均粒
径などにより異なるが、理論的には、微粉末表面に単分
子からなる界面活性剤の吸着層を形成させて、微粉末表
面を疎水化するに足りる量を使用すれば良い。この様な
理論量は、計算により容易に求めることができるが、大
過剰量を使用する場合には、未反応の界面活性剤が微粉
末表面に付着残存して、微粉末を親水性にするので、好
ましくない。従って、界面活性剤の使用量は、理論量近
傍とすることが好ましい。
【0021】微粉粉の使用量は、界面活性剤水溶液中に
水100部に対し20〜150部とすることが好まし
い。微粉末の量が少なすぎる場合には、後述の工程3に
おいてアスファルトが粒状化し難くなるのに対し、微粉
末の量が多すぎる場合には、粒状アスファルト表面に固
着されないで遊離の状態で存在する微粉末の量が多くな
り、アスファルトの性能を阻害する。
【0022】(2)工程2 一方、加熱溶融したアスファルトに攪拌下に無機質粒子
を混合して、アスファルト−無機質粒子混合物を調製す
る。アスファルトと無機質粒子との混合割合は、上記の
ように、アスファルト100部に対し、無機質粒子1〜
80部の割合とする。
【0023】(3)工程3 次いで、工程1で得られた微粉末懸濁液と工程2で得ら
れたアスファルト−無機質粒子混合物とを加熱下に混合
する。アスファルトの軟化点が100℃以下の場合に
は、工程1で得られた微粉末懸濁液をアスファルトの軟
化点以上に加熱して両者を開放系で機械的に混合すれば
良い。アスファルトの軟化点が100℃以上の場合に
は、両者をオートクレーブなどの攪拌機を備えた加圧密
閉容器に収容した後、加熱し、所定温度での蒸気圧に達
した時点で、攪拌を開始すれば良い。微粉末懸濁液とア
スファルト−無機質粒子混合物との混合比は、前者の水
100部に対し後者のアスファルト30〜100部とな
る量比とすれば良い。水に対するアスファルトの量が少
な過ぎる場合には、所定温度への加熱に要する熱エネル
ギーが大きくなり、不経済となる。一方、アスファルト
の量が過剰となる場合には、連続相となる水の量が不足
して、安定な状態でアスファルトを粒状化することが困
難となる。
【0024】かくして、攪拌を継続する間に連続相であ
る水中に粒状アスファルトが形成される。粒状アスファ
ルトの粒径は、主に攪拌速度および攪拌時間を選択する
ことにより、制御し得る。例えば、一般に攪拌速度を高
めて短時間内に攪拌を終える場合には、平均粒径の小さ
い粒状アスファルトを得ることができる。これに対し、
攪拌速度を低めて長時間攪拌を継続する場合には、平均
粒径の大きな粒状アスファルトを製造することができ
る。
【0025】水中に形成された粒状アスファルトは、次
いで脱水され、乾燥され、所望の製品となる。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、防着性に優れ、強度が
高く、粒径の大きな粒状アスファルトを製造することが
できる。
【0027】従って、この様な粒状アスファルトは、例
えば、特定の容器に少量ずづ収容することなく、常温条
件下に山積み状態で貯蔵することができる。
【0028】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明確にする。
【0029】実施例1 水5kgにステアリン酸ナトリウム2gを添加し、さら
に平均粒径5μmの炭酸カルシウム2.5kgを添加
し、高速機械攪拌によって均一な分散体を調製した(工
程1生成物)。
【0030】一方、ストレートアスファルト(針入度6
0〜80、軟化点44〜52℃)3.5kgを直径30
0mm×長さ500mmの金属容器に収容し、外部から
電熱ヒーターにより100℃に加熱し、機械的に攪拌し
つつ、BET比表面積3.0m2 /gの石英粉末1kg
を混合し、分散させた(工程2生成物)。
【0031】次いで、100℃に保持した工程2生成物
に80℃に加熱した工程1生成物を素早く投入し、投入
と同時に機械攪拌(400rpm)を開始して、10分
間攪拌を継続して、アスファルトの粒状化を行なった。
次いで、系全体を室温まで冷却し、脱水し、乾燥するこ
とにより、所望の製品を得た。
【0032】実施例2 ストレートアスファルトに代えて人工合成アスファルト
(針入度72、軟化点50℃)を使用する以外は実施例
1と同様にして粒状アスファルトを得た。
【0033】実施例3 工程1においてステアリン酸ナトリウム10gおよび平
均粒径1.3μmの炭酸カルシウム2.5kgを使用す
る以外は実施例1と同様にして粒状アスファルトを得
た。
【0034】実施例4 工程1においてステアリン酸ナトリウム11gおよび平
均粒径0.6μmの酸化亜鉛2.5kgを使用する以外
は実施例1と同様にして粒状アスファルトを得た。
【0035】実施例5〜7 工程2において石英1kgに代えて下記の無機質粒子を
使用する以外は実施例1と同様にして粒状アスファルト
を製造した。
【0036】−実施例5:BET比表面積100m2
gの無水珪酸0.14kg −実施例6:BET比表面積29m2 /gのSRFブラ
ック0.35kg −実施例7:BET比表面積2.5m2 /gの酸化カル
シウム1kg 実施例8 水500gにステアリン酸ナトリウム0.8gを添加
し、さらに平均粒径0.8μmの炭酸バリウム200g
を添加し、高速機械攪拌によって均一な分散体を調製し
た(工程1生成物)。
【0037】一方、ブローンアスファルト(針入度20
〜40、軟化点100℃以上)350gを150℃で加
熱溶融した後、機械的に攪拌しつつ、BET比表面積1
0m2 /gのタルク100gを混合し、分散させた(工
程2生成物)。
【0038】次いで、工程1生成物と工程2生成物とを
攪拌機を備えた容量2リットルのオートクレーブに同時
に投入し、加熱して蒸気圧が4kg/cm2 に達した時
点で攪拌を開始し、7分間攪拌を継続して粒状化した。
次いで、含水状の粒状体を大気中に取り出し、室温まで
冷却し、脱水し、乾燥することにより、所望の製品を得
た。
【0039】実施例9 ブローンアスファルトに代えてエラストマー改質アスフ
ァルト(針入度30、軟化点110℃)を使用する以外
は実施例3と同様にして粒状アスファルトを得た。
【0040】実施例10 ステアリン酸ナトリウムに代えて樹脂酸ナトリウムを使
用する以外は実施例1と同様にして粒状アスファルトを
製造した。
【0041】実施例11 ステアリン酸ナトリウムに代えてアルキルベンゼンスル
ホン酸ナトリウムを使用する以外は実施例1と同様にし
て粒状アスファルトを製造した。
【0042】実施例12 ステアリン酸ナトリウムに代えて樹脂酸ナトリウムを使
用するとともに、実施例8と同様にして粒状化を行なっ
て、粒状アスファルトを得た。
【0043】実施例13 ステアリン酸ナトリウムに代えてアルキルベンゼンスル
ホン酸ナトリウムを使用するとともに、実施例8と同様
にして粒状化を行なって、粒状アスファルトを得た。
【0044】比較例1〜2 実施例1の工程1において炭酸カルシウムの使用量を
0.75kg(比較例1)または7.5kgとする以外
は実施例1と同様にしてそれぞれ粒状アスファルトを得
た。
【0045】比較例3〜4 実施例1の工程2において石英粉末に代えてBET比表
面積200m2 /gの無水珪酸30gを使用するか(比
較例3)或いはBET比表面積3m2 /gの石英粉末
2.8kgを使用する(比較例4)以外は実施例1と同
様にしてそれぞれ粒状アスファルトを得た。
【0046】比較例5〜6 実施例1の工程1において界面活性剤としてノニルフェ
ノールポリオキシエチレン(ノニオン系、HLB8.
8)を使用するか(比較例5)或いはステアリルトリメ
チレンアンモニウムクロライド(カチオン系)を使用す
る(比較例6)以外は実施例1と同様にしてそれぞれ粒
状アスファルトを得た。
【0047】試験例1 上記の実施例および比較例で得られた粒状アスファルト
について、機械的攪拌による粒状化の程度、平均粒径、
防着性、熱溶融時の粘着性および針入度を測定した。結
果を表1に示す。
【0048】なお、表1において、平均粒子径、防着性
および熱溶融時の粘着性は、以下の様にして測定した。
【0049】−平均粒径…乾燥した粒状アスファルトを
乾式篩分けし、粒度分布を調べた。
【0050】−防着性…試料10gを4.5cm×4.
5cm×0.5cmの袋に入れ、室温で25g/cm2
(ストレートアスファルトの場合)または140g/c
2 (ブローンアスファルトの場合)の荷重を載せ、2
週間放置後の固結の有無を調べた。
【0051】−熱溶融時の粘着性…ストレートアスファ
ルト粒状物の場合は100℃に、ブローンアスファルト
粒状物の場合は150℃に加熱し、熱溶融物の粘着性を
評価した。
【0052】−針入度…25℃、100gで測定した。
【0053】 表 1 粒状化の状況 平均粒径(mm) 防着性 熱溶融時 針入度 の粘着性 実施例 1 安定粒状化 0.2 〜1.0 無 し 粘着性大 25 2 〃 0.2 〜2.0 〃 〃 20 3 〃 0.2 〜3.0 〃 〃 23 4 〃 0.3 〜4.5 〃 〃 25 5 〃 0.4 〜5.0 〃 〃 26 6 〃 0.4 〜4.0 〃 〃 21 7 〃 0.2 〜1.5 〃 〃 30 8 〃 0.5 〜1.3 〃 〃 15 9 〃 0.5 〜2.0 〃 〃 13 10 〃 0.1 〜0.7 〃 〃 30 11 〃 0.3 〜0.9 〃 〃 28 12 〃 0.4 〜1.5 〃 〃 20 13 〃 0.2 〜1.1 〃 〃 18 比較例 1 粒状化不能 − − − − 2 安定粒状化 0.1 〜0.5 無 し 粘着性小 8 3 〃 0.05〜0.1 一体化 粘着性大 60 4 生成物硬く − − − − 粒状化不能 5 安定粒状化 0.01〜1.0 一体化 粘着性大 25 6 安定粒状化 0.01〜1.0 一体化 粘着性大 25 表1に示す結果から、本発明による粒状化アスファルト
の優れた性質が明らかである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 栄慈 兵庫県明石市太寺天王町2763番地の9

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】以下の特性を有する無機質粒子を含む粒状
    アスファルト: (1)平均粒子径が0.1〜5.0mmである; (2)BET比表面積が0.5〜400m2 /gの無機
    質粒子を内部に均一に分散含有している; (3)アスファルト100部に対する無機質粒子の分散
    含有量は、1〜80部である; (4)アルカリ土類金属および亜鉛の硫酸塩、珪酸塩、
    リン酸塩、炭酸塩、水酸化物および酸化物からなる群か
    ら選ばれた少なくとも1種からなり且つ光透過粒度分析
    法により求めた平均粒子径が0.5〜20μmである微
    粉末を粒状アスファルトの表面に固着させている; (5)アスファルト100部に対する微粉末の使用量
    は、10〜200部である。
  2. 【請求項2】アスファルトが、軟化点40〜150℃の
    ストレートアスファルト、ブローンアスファルト、プロ
    パン脱瀝アスファルト、エラストマー改質アスファルト
    および人工合成アスファルトの少なくとも1種である請
    求項1に記載の無機質粒子を含む粒状アスファルト。
  3. 【請求項3】下記の工程からなる請求項1に記載の無機
    質粒子を含む粒状アスファルトの製造方法: (1)界面活性剤水溶液に攪拌下にアルカリ土類金属お
    よび亜鉛の硫酸塩、珪酸塩、リン酸塩、炭酸塩、水酸化
    物および酸化物からなる群から選ばれた少なくとも1種
    からなる微粉末を投入して、懸濁液を調整する工程; (2)加熱溶融したアスファルトに攪拌下にBET比表
    面積が0.5〜400m2 /gの無機質粒子を混合する
    工程; (3)上記(1)工程および(2)工程でそれぞれ得ら
    れた懸濁液および混合物を攪拌混合し、造粒し、脱水
    し、乾燥する工程。
  4. 【請求項4】アスファルトが、軟化点40〜150℃の
    ストレートアスファルト、ブローンアスファルト、プロ
    パン脱瀝アスファルト、エラストマー改質アスファルト
    および人工合成アスファルトの少なくとも1種である請
    求項3に記載の無機質粒子を含む粒状アスファルトの製
    造方法。
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