JP2000191946A - 乳剤及びその利用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 散布量を低減しても均一な散布が可能で乳剤
の分解時間も短く、且つ乳剤混合物の安定度、強度向上
の達成も可能な乳剤とその制御方法を提供する。 【解決手段】 過酸化水素等の発泡剤を用いて散布時も
しくは散布直後に発泡乳剤層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は乳剤及びその利用方
法に関し、特に発泡乳剤及びその利用方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アスファルト乳剤は、アスファルトを乳
化剤と安定剤とを含む水中に１〜３μｍの微粒子として
分散させた褐色の液体であり、アスファルト粒子がプラ
スに帯電しているカチオン系、マイナスに帯電している
アニオン系、および、ほとんど帯電していないノニオン
系がある。アスファルト乳剤は散布もしくは混合したの
ち、水分が分離してアスファルトの性質を発揮する特性
を利用するものであり、タックコート、プライムコー
ト、シールコート、アスファルト乳剤混合物等に使用さ
れる。

【０００３】タックコートは瀝青材料やセメントコンク
リート版などの下層の上に、上層としてアスファルト混
合物を舗設するに際して、下層と上層とを結合する目的
で下層面に瀝青材料を塗布することをいい、通常アスフ
ァルト乳剤ＰＫ−４が用いられる。タックコートの接着
強度に最適な散布量は０．２１／ｍ² 程度とされるが、
この量では均一な散布が困難であり０．３〜０．６１／
ｍ² 、一般的には０．４１／ｍ² の散布が行なわれてい
る。散布量が多いことから、しばしば、タックコート直
後に降雨に見舞われアスファルト乳剤が流出し路肩等を
汚すことが起こる。これに対してはアスファルト乳剤を
加温して散布する方法、ロードヒータにより散布路面を
加熱する方法、所定の散布量を２回に分けて散布すると
いった分解時間を短縮する方法が採られているが、手間
がかかる。排水性舗装のタックコートには、ゴム入り乳
剤を使用するのが一般的である。これは、排水性混合物
の空隙率が高く、一般の混合物と比べて、下層面との接
着面積が小さく剥離が懸念されるためで、接着力を高め
ることを意図したものである。しかしながら、ゴム入り
乳剤は長く貯蔵できないこと、散布時によく加温しなけ
ればならないことから取り扱いが面倒である。

【０００４】アスファルト乳剤混合物は簡易舗装として
用いられてきたが、マーシャル安定度が低い等、加熱ア
スファルト混合物より品質が劣るためあまり用いられな
くなっている。品質が劣る理由は、混合性を高めるため
水分が多いアスファルト乳剤を使用しているため、骨材
上のアスファルト被膜が均一とならないためである。し
たがって、高濃度（水分量が少ない）であって混合性に
優れたアスファルト乳剤等が要望されてきた。アスファ
ルト乳剤の混合工法には他にセメントアスファルト乳剤
安定処理工法がある。この工法で上述したアスファルト
被膜の問題の他に、アスファルト乳剤の水分がセメント
強度の発現を緩やかにし養生日数を費やさなければなら
ない問題もあって、アスファルト乳剤混合物と同様、改
善が求められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決しようとすることにあり、特に散布量を低
減しても均一な散布が可能で乳剤の分解時間も短い乳剤
とその利用方法を提供することにあり、さらに機能を付
与する材料を含む乳剤を使用している箇所に、通常の乳
剤を適用可能とする強付着力を発現する乳剤の散布方法
を提供することにあり、さらに常温型乳剤混合物の安定
度、強度発現を向上する散布方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、散布時
もしくは散布直後に発泡層を形成する乳剤に関する。本
発明の第２は、乳剤がアスファルト乳剤又は樹脂乳剤で
ある上記第１の乳剤に関する。本発明の第３は、発泡層
を形成する成分が化学反応型発泡剤である上記の乳剤に
関する。本発明の第４は、化学反応型発泡剤が過酸化水
素である上記の乳剤に関する。本発明の第５は、さらに
発泡促進手段を組合せてなる上記の乳剤に関する。本発
明の第６は、発泡促進手段が発熱を生起させるものであ
る上記の乳剤に関する。本発明の第７は、被舗装面上に
未発泡状態の乳剤を散布した後発泡を生起せしめ、生成
した気泡の少なくとも１部が消滅した後に上層を被覆す
ることを特徴とする舗装体の施工方法に関する。本発明
の第８は、散布する乳剤がアスファルト乳剤と化学反応
型発泡剤と発泡促進手段との組合せからなり、これらの
少なくとも１が乳剤散布時に被舗装面上で他と合体する
ように供給される上記の施工方法に関する。本発明の第
９は、化学反応型発泡剤が過酸化水素であり、発泡促進
手段が過酸化水素分解剤である上記の施工方法に関す
る。本発明の第１０は、散布する乳剤が圧入したガス成
分を含有する上記の施工方法に関する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明において乳剤とは、乳化液
であり、主に樹脂エマルジョン、アスファルト乳剤をい
い、アスファルト乳剤には石油アスファルト乳剤、同ア
スファルトゴム入り乳剤、改質アスファルト乳剤が含ま
れる。乳剤は界面活性剤を組成物とし容易に泡を生ずる
ものであり、発泡乳剤を作るだけなら乳剤に空気を混入
すれば十分である。しかしながら、こういった方法で所
望の発泡倍率を得ることは甚だ困難である。また、空気
を混入させる方法で発泡した乳剤では水分の分離速度が
遅くなる傾向もある。

【０００８】本発明は、散布時もしくは散布直後に発泡
層をさせるものであり、発泡乳剤の製造制御ばかりでな
く発泡乳剤の分解制御も可能とするものであって、乳剤
の有効利用と応用範囲を拡げるものである。本発明では
乳剤と、刺激により気体の発生が促進される物質、典型
的には発泡剤を組合せる。刺激により気体の発生が促進
される物質としては過酸化水素、炭酸水素ナトリウム、
過炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、マグネシウ
ム、アルミニウム、亜鉛粉、カリウム粉、ナトリウム
粉、リチウム粉、カルシウム粉、ジエチル亜鉛、炭化カ
ルシウム、炭化アンモニウム、炭酸水等があげられ、刺
激により酸素ガス、炭酸ガス、アンモニア、エタンガ
ン、アセチレンガス、メタンガス等の周辺空気以外の気
体を発生する物質をいう。なお、ガスを発生する物質に
は昇華する物質や水蒸気を発生する物質があるが気化熱
を奪うことからこれらのガス発生物質は塗布面、散布層
の冷却に用いることができる。

【０００９】刺激により発熱する物質には、前記刺激に
より気体の発生が促進される物質の他に生石灰、酸化
鉄、炭素、可燃性ガス、石油類があげられ、刺激により
水蒸気、炭酸ガスを発生する物質がその典型例である。
ここで刺激とは、それが存在することで刺激により気体
や熱の発生を促進する手段であって、熱、光、音、圧力
の物理作用、触媒、酵素、水、酸、塩基、金属イオン、
貴金属、塵埃、有機化合物、微生物、これらを含む物質
等がある。具体例として過酸化水素を用いる場合につい
て説明する。この場合発泡、発熱作用の物質として過酸
化水素を用い、過酸化水素分解の刺激として過酸化水素
分解酵素、好ましくはカタラーゼ酵素、もしくは炭酸水
素ナトリウム等を用いる。濃度３５％の過酸化水素を用
いた場合の過酸化水素の使用量は対乳剤重量比１〜３５
％、好ましくは５〜２０％である。カタラーゼ酵素の使
用量は同５〜３０、好ましくは１５〜２５％である。

【００１０】過酸化水素分解促進手段としてはその他に
ペルオキシターゼの酵素、重金属イオン、塵埃や酸化さ
れやすい有機物、白金等の貴金属、塩基の混入、紫外線
の作用等がある。たとえば被舗装面上にアスファルト乳
剤と過酸化水素水の混合液を噴射し、同時にカタラーゼ
酵素液をその場に噴射させると両者が均一に混合され、
過酸化水素は直ちに分解し酵素を発生し発泡層を形成す
る。また、乳剤を加熱してこれを過酸化水素の分解促進
手段に用いる場合は、加熱した乳剤の噴霧と過酸化水素
の噴霧を組合せたものとなるが、やはり過酸化水素は直
ちに分解する。いずれの場合にも、分解して生じた酸素
はアスファルト乳剤中に泡として閉じ込められる。アス
ファルト乳剤は発泡により体積が増大しているととも
に、過酸化水素の分解熱により水が分離しやすい状態と
なる。

【００１１】過酸化水素分解の刺激としてアスファルト
乳剤への加熱を用いる場合、過酸化水素の使用量（濃度
３５％の場合）は対乳剤重量被１〜３５％、好ましくは
５〜２０％である。アスファルト乳剤の加熱温度は４０
〜８０℃、好ましくは６０℃〜８０℃とするのがよい。
過酸化水素水を添加混合したアスファルト乳剤の発泡散
布装置を図面に基いて説明する。図１にアスクスーパー
を使用した例を示す。図に示すように過酸化水素水を添
加混合したアスファルト乳剤１をノズル２から散布す
る。この噴霧部分３とアスクスーパー４をノズル５から
散布した噴霧部分６とが迎合するようにノズル２、ノズ
ル５の高さおよび角度を調整できるものである。デスト
リビュータにおいてはアスファルト乳剤散布ノズルが複
数個取り付けられているが、アスクスーパーノズルはア
スファルト乳剤散布ノズルと同じ数だけあるのが好まし
い。アスクスーパーノズルはスプレーバー方式が制御も
簡単であり好ましい。

【００１２】過酸化水素水入りアスファルト乳剤を散布
後、アスクスーパーを散布する場合は一般的な噴霧器を
使用する。この方法は小規模な施工時に有用である。前
記したように、過酸化水素を用いる態様は本発明の一例
であり、適宜他の発泡手段を用いることができるが、本
発明では散布と同時ないしその直後に発泡するように発
泡乳剤が調整される。この方法によれば発泡乳剤の製造
と散布は同時に行われ、事前に発泡させた乳剤を散布す
る方法のように発泡乳剤の貯蔵という問題は発生しな
い。本発明の噴射の形成に当たっては、乳剤の噴射と刺
激により気体の発生が促進される物質の噴射を組合せて
もよいし、乳剤に刺激により気体の発生が促進される物
質を混入しておきこれを噴射して噴射を形成してもよ
い。刺激として熱を利用する場合は、別途液体の噴霧で
熱供給する方法を用いてもよい。乳剤に予め熱を与えて
おく方法もあるが、この方法と刺激により気体の発生や
熱の発生が促進される物質と乳剤とを予め混合しておく
方法とを同時に行うのは好ましくない。圧力を刺激手段
とする場合は乳剤にまず炭酸ガス等を溶存させて貯蔵し
ておき、弁を開放し減圧させて炭酸ガス等の入った乳剤
を発泡吐出する方法がある。光を刺激とする場合は直接
照射しても反射させてもよい。

【００１３】本発明の発泡乳剤の散布対象としては骨
材、木材、金属、石材、陶磁器、皮、ゴム、プラスチッ
ク、発泡樹脂、紙、布等の固体、液体および気体があげ
られる。アスファルト乳剤の散布対象としては、タック
コート、プライムコートの接着層、シールコート、アス
ファルト乳剤混合物、セメントアスファルト乳剤混合物
による舗装体がある。本発明によりタックコートを行う
場合、体積の膨張により通常の散布よりも均一に、しか
も下層と上層の接着に十分な程度まで散布量を低減する
ことが可能となる。かつ、発熱作用により乳剤中の水分
が大気に放出されやすいため、このタックコートは早期
に安定する。

【００１４】アスファルト乳剤混合物の場合には、体積
増大効果によってより高濃度の混合用乳剤の使用が可能
となり高い安定度をもつ常温混合物が得られるととも
に、発熱作用により従来の方法に比べ乳剤の分解が早く
なり、養生期間が短縮される。また発熱反応を特に伴わ
ない発泡乳剤の場合は、セメントアスファルト乳剤混合
物に有用である。この場合、体積増大作用により混合性
を確保しながら単位水量を低減することが可能となり、
強度の発現が従来の場合よりも早くなる。

【００１５】

【実施例】（実施例１）アスファルト乳剤に過酸化水素
水を混入し分解酵素のカタラーゼを投入し混合すると図
１に示すような発泡乳剤を得る。乳剤は界面活性剤を組
成成分としているが、発生した気体は界面活性剤により
泡として乳剤中に取り込まれる。この泡は化学反応によ
って生ずるものであり散布時の雰囲気温度、発熱温度を
考慮することにより所望の容積の気体を得ることがで
き、結局、所望の発泡率の乳剤を得ることが可能とな
る。

【００１６】（実施例２）図２に接着試験結果を示す。
既設路面にタックコートを行いオーバーレイしてコアー
供試体を切出し、タックコート面のせん断破壊強度で接
着性を評価したものである。タックコートはＰＫ−４の
み、３５％過酸化水素水の添加率を２％、５％および１
０％とした。図から本発明のタックコートで接着性が高
まったことがわかる。この実験ではアスファルト乳剤を
７０℃に加熱して用いた。接着強度８ｋｇｆ／ｃｍ² 以
上が排水性舗装の乳剤で必要とされる値であり、図２か
らＰＫ−４でも排水性舗装に対応できる可能性がある。

【００１７】（実施例３）図３にセメントアスファルト
乳剤の養生日数と一軸圧縮強度との関係を示す。７日目
で一軸圧縮強度はほぼ同じとなるが、単位水量を３０％
低減した発泡率１０％のものは強度発現が早い。

【００１８】

【発明の効果】本発明により、乳剤の体積増加を調整す
ることが可能となり、セメントアスファルト乳剤混合に
おいて単位水量を低減でき、強度の早期発現やセメント
量を削減することが可能となった。本発明では、乳剤の
体積増加を調整することにより、アスファルト乳剤を均
一に散布できるとともに、アスファルト乳剤の温度制御
も可能であるため、タックコートの早期分解が可能とな
った。したがって、散布直後に降雨にさらされても流出
が防止される。また、常温のアスファルト混合物におい
ては、混合性とアスファルト乳剤の分解性がよいことか
ら、安定度の高い常温舗装体を構築可能とする。本発明
では散布方法は製造と散布とを同時に行うため、別途発
泡装置、貯蔵装置や圧送装置を必要とせず容易に使うこ
とができる。また、乳剤のＰＨに影響されることなくあ
らゆる乳剤に対応可能であるから、乳剤製造所に新たな
製造装置を取り付ける必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】アスファルト乳剤に過酸化水素を混入しカタラ
ーゼを作用させた際の発泡特性を示す。

【図２】タックコートに用いた際の接着試験結果を示
す。

【図３】セメントアスファルト乳剤に用いた際の養生日
数と一軸圧縮強度の関係を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D051 AE01 AF17 AG01 AG11 AH02 EA01 EA06 4J002 AG001 DA097 DA117 DE037 DE217 DF007 EA017 EZ007 FD316 FD327 GL00 HA07 4J038 BA241 HA156 KA02 KA07 KA09 MA08 MA10 PA15 PB05 PC04

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 散布時もしくは散布直後に発泡層を形成
   する乳剤。
2. 【請求項２】 乳剤がアスファルト乳剤又は樹脂乳剤で
   ある請求項１記載の乳剤。
3. 【請求項３】 非空気発泡層を形成する成分が化学反応
   型発泡剤である請求項１又は２記載の乳剤。
4. 【請求項４】 化学反応型発泡剤が過酸化水素である請
   求項３記載の乳剤。
5. 【請求項５】 さらに発泡促進手段を組合せてなる請求
   項３又は４記載の乳剤。
6. 【請求項６】 発泡促進手段が発熱を生起させるもので
   ある請求項５記載の乳剤。
7. 【請求項７】 被舗装面上に未発泡状態の乳化剤を散布
   した後発泡を生起せしめ、生成した気泡の少なくとも１
   部が消滅した後に上層を被覆することを特徴とする舗装
   体の施工方法。
8. 【請求項８】 散布する乳剤がアスファルト乳剤と化学
   反応型発泡剤と発泡促進手段との組合せからなり、これ
   らの少なくとも１が乳剤散布時に被舗装面上で他と合体
   するように供給される請求項７記載の施工方法。
9. 【請求項９】 化学反応型発泡剤が過酸化水素であり、
   発泡促進手段が過酸化水素分解剤である請求項８記載の
   施工方法。
10. 【請求項１０】 散布する乳剤か圧入したガス成分を含
    有する請求項８記載の施工方法。