JP2007262406A

JP2007262406A - アスファルト用の添加剤組成物

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Publication number: JP2007262406A
Application number: JP2007076159A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Tomioka; 慶一郎富岡; Ryoichi Tamaoki; 良市玉置; Kazuo Isobe; 和雄磯部
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2007-10-11

Abstract

【課題】アスファルトと骨材の剥離防止効果を向上させ、且つその効果が即効的に発現するアスファルト用の添加剤を提供する。
【解決手段】(A) 特定の酸性リン酸化合物と、(B) 鉱油とを、(A) 成分１００重量部に対して(B) 成分５０〜３００重量部の割合で含有し、２５℃での粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以下であるアスファルト用添加剤組成物。更に、このアスファルト用添加剤組成物をアスファルトに対して０．０５〜３．０重量％の割合で添加したアスファルト組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は高温のアスファルト用の添加剤組成物に関する。

アスファルトによる道路舗装は、骨材とアスファルトを加熱混合し施工するが、無極性で疎水性のアスファルトは、親水性の骨材へは付着が充分でなく、降雨や地下水等の水の介入作用によってアスファルトが骨材から剥離するという欠点がある。

アスファルトと骨材の付着性改善の技術課題はアスファルト舗装の性能向上のため極めて重要な問題であり、その解決のための方法が種々提案されている。例えば、特許文献１や特許文献２には、特定の酸性有機リン化合物を高温のアスファルトに用いることが記載されている。これらによれば付着性、剥離効果は向上するものの、市場が要求する即効性という点で問題を残している。すなわち、高温のアスファルトへ添加後、付着性及び剥離防止効果を有効に発現させるためには充分均一混合する必要があり、そのために充分効果を発揮するまでに時間を要する。
特開昭60-188462 号公報米国特許明細書第2693425 号

本発明の課題は、アスファルトと骨材の剥離防止効果が高く、かつその即効性をも兼備したアスファルト用添加剤組成物を提供することである。

本発明は、 (A) 下記一般式(1) で表される化合物と、(B) 鉱油とを、(A) 成分100 重量部に対して(B) 成分50〜300 重量部の割合で含有し、25℃での粘度が2000mPa・s以下であるアスファルト用添加剤組成物を提供する。
[R¹O-(PO)_m(EO)_n]_xP(=O)-(OH)_y (1)
〔式中、POはオキシプロピレン基、m はその平均付加モル数を示し０〜４の数である。EOはオキシエチレン基、n はその平均付加モル数を示し０〜６の数である。R¹は炭素数８〜22の炭化水素基を表し、x は１〜２、y は x＋y が３となる数である。〕

また、本発明は、アスファルト及び該アスファルトに対して0.05〜3.0 重量％の上記本発明のアスファルト用添加剤組成物を添加して得られるアスファルト組成物を提供する。

また、本発明は、アスファルトに対して、0.05〜3.0 重量％の上記本発明のアスファルト用添加剤組成物を添加する、アスファルト組成物の製造方法を提供する。

本発明のアスファルト用添加剤組成物は、アスファルトと骨材の付着性を強固にし、アスファルトに極めて優れた剥離防止効果を発現させる。しかもこの効果は高温のアスファルトに添加後、速やかに発現するため、実用上も極めて有用である。

本発明のアスファルト用添加剤組成物の(A) 成分は、P-OH基を有することが必須である。更に(A) 成分は、単独でも２種以上の混合物であっても良い。

一般式(1) 中のR¹は炭素数８〜22の炭化水素基であり、好ましくは炭素数10〜20のアルキル基、アルケニル基、アルキルフェニル基、更に好ましくは炭素数10〜18のアルキル基である。R¹はメチル基等の分岐鎖を有していてもよい。具体的には、例えば、2-エチルヘキシル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、オキソ法アルコールのアルキル残基等のアルキル基、これらの混合物であるヤシ油アルコール由来のアルキル基、オクチルフェニル、ノニルフェニル等のアルキルフェニル基が挙げられる。

一般式中のオキシプロピレンの平均付加モル数を表すm は０〜４の数であり、好ましくは０〜３の数であり、更に好ましくは０〜２の数である。一般式(1) 中のオキシエチレンの平均付加モル数を表すn は０〜６の数であり、好ましくは０〜５、更に好ましくは、０〜４の数である。特に好ましくはm ＝n ＝０である。また、オキシプロピレン及びオキシエチレンの付加される順序は何れでもよく、付加形態もブロック付加でもランダム付加でも何れでも良い。

一般式(1) 中のx は１〜２の数であり、好ましくは１〜1.5 、特に好ましくは1.0 である。y は x＋y が３となる数である。すなわち、一般式(1) の化合物は、リン酸のモノエステル又はジエステル、あるいはそれらの混合物であり、それらの混合比率は任意であり、何れを使用しても剥離防止の効果が得られる。

本発明の(A) 成分は、化合物(1) 中のリン原子が相互に縮合してP-O-P 結合により多量体（例えば二量体、三量体）になったものが混入したものでもよい。

なお化合物(1) の製造方法は特に限定されるものではないが、炭素数８〜22の１価ヒドロキシ化合物又はこれに公知の方法でプロピレンオキシド及び／又はエチレンオキシドを付加重合させて得られた化合物を、リン酸エステル化する方法が一般的である。リン酸エステル化は公知の方法でよく、例えば上記の化合物を無水リン酸、オキシ３塩化リン又は３塩化リンと反応させることにより行うことができる。

(B) 成分の鉱油は灯油、軽油、重油、アントラセン油、クレオソート油等が好ましく、特に灯油、軽油が好ましい。また、炭素数８〜18のアルコールは2-エチルヘキサノール、トリデカノール、オクタデセノール等が好ましい。また、炭素数８〜18のカルボン酸はオレイン酸、リノレン酸、2-エチルヘキサン酸、これらの混合物からなるトール油脂肪酸等が好ましく、該カルボン酸のトリグリセライドは大豆油、トール油、牛脂等が好ましく、中でも大豆油、トール油が好ましい。(B) 成分としては、凝固点もしくは流動点が20℃以下、更に０℃以下のものが好ましく、特にこの条件を満たす鉱油、トリグリセライド、具体的には灯油、大豆油、トール油が好ましい。なお、凝固点はJIS K 0065に、流動点はJIS K 2269に基づき測定されたものである。

(B) 成分は、(A) 成分のアスファルトとの相溶性を適度に向上させ、(A) 成分をより早く効率的にアスファルトと骨材との界面に配向させる働きがあるものと考えられる。

本発明において、(B) 成分は、(A) 成分100 重量部に対して、25〜400 重量部、好ましくは50〜300 重量部、更に好ましくは100 〜300 重量部配合される。この範囲で(B) 成分による(A) 成分のアスファルトとの相溶性を適度に向上させる効果が発揮され、アスファルトと骨材との界面への(A) 成分の配向性が向上し剥離防止効果及びその即効性が十分発揮される。

本発明の添加剤組成物の形態は、固体、液体、ペーストの何れでも良いが、付着性と剥離防止効果の即効性と作業性の面から25℃での粘度が3000mPa・s以下がより好ましく、更に好ましくは2000mPa・s以下、特に好ましくは500mPa・s以下である。なお、粘度はJIS Z 8803に基づき測定されたものである。

本発明の添加剤組成物は、100 〜250 ℃のアスファルトに対して0.05〜3.0 重量％、好ましくは0.1 〜2.0 重量％、更に好ましくは0.15〜1.5 重量％の割合で用いられる。この範囲でアスファルト−骨材間の付着と剥離防止に対して優れた効果が発揮される。

本発明のアスファルト用添加剤組成物を、高温の、例えば100 〜250 ℃のアスファルトに対して0.05〜3.0 重量％の割合で添加することで、アスファルト組成物が調製される。本発明の添加剤組成物のアスファルトへの添加方法は特に限定されるものではないが、例えば、タンク中あるいはタンクローリー中で加熱溶融した100 〜250 ℃のアスファルトに所定量添加すればよい。また、上述したようにアスファルトとの相溶性、親和性が良いため、混合しなくても熱対流あるいは運搬時の振動程度で充分均一混合されるため、撹拌はなくても良いが、更なる即効性が要求されるときは攪拌することが好ましい。

本発明に使用されるアスファルトとしては石油ストレートアスファルト、セミブローンアスファルト、カットバックアスファアルト、天然アスファルト、石油タール、ピッチあるいは溶剤脱瀝から生成した瀝青質を道路舗装用アスファルトの規格に適するように軟化剤を入れて製造したアスファルト等が挙げられる。更に、上記のアスファルトに天然ゴム類、合成ゴム類、熱可塑性エラストマー類あるいはこれらを併用し、アスファルトのコンシステンシーを大きくした改質アスファルトにも使用できる。本発明に使用されるアスファルトにはそれぞれの目的に応じて、炭酸カルシウム、消石灰、セメント、活性炭等の無機充填材及び有機充填材、各種の可塑剤及びイオウ等を添加することができる。

本発明の添加剤組成物を添加して得られたアスファルト組成物は、ケイ素質の酸性骨材から石灰質で塩基性の骨材までのいかなる種類の骨材に対しても良く付着し、優れた剥離防止性を示す。

実施例１
アスファルト舗装要綱（日本道路協会発行）記載のアスファルト皮膜の剥離試験に準じた方法を実施した。

（剥離試験法）
宝塚産の骨材（石英斑岩）と葛生産の骨材（石灰岩）の目開き13mmフルイを通過し目開き５mmフルイを通過しない粒度のものを各々100 ｇをとり、よく洗浄し次に300ml の金属製容器に入れて乾燥させる。これを予め150 ℃の温度に保ってある恒温乾燥機に入れて１時間加熱する。一方、アスファルト組成物を180 ℃の恒温乾燥機中で２時間又は48時間加熱した後、その5.5 ｇを上記の骨材に加え、アスファルト組成物が完全に骨材表面を被覆するように２〜３分ヘラで良く攪拌する。次にこれをガラス板上に広げ１時間放置し室温まで冷却してアスファルトを硬化させる。上記のアスファルト被覆骨材を80℃に保った恒温水槽の温水中に90分間浸漬した後、上方より水中の被覆骨材を観察し、アスファルト膜の骨材よりの剥離面積百分率を肉眼判定し、これを剥離率として表す。その結果を表１に示した。

なお、アスファルト組成物は、180 ℃で加熱溶融したストレートアスファルト（針入度60〜80）に、表１記載のアスファルト用添加剤組成物を、表１に示す量で加え、180 ℃でタービン型攪拌羽根を用いて所定時間混合することにより得た。

（注）
表１中、また、「トリデシル(1) 」は「ダイヤドール 115」（トリデカノール、三菱化学株式会社製、分岐鎖としてメチル基を平均１個有する。）、「トリデシル(3) 」は「トリデカノール」（トリデカノール、協和発酵工業株式会社製、分岐鎖としてメチル基を平均３個有する。）にそれぞれ由来する総炭素数13の基である。組成物の配合量はアスファルトに対する重量％である。混合時間は組成物をアスファルトに添加した後の混合時間である。剥離率における「２時間」「48時間」時間はアスファルト組成物の加熱時間である。また、剥離率における「５未満」は「０＜剥離面積（％）＜５」の意味である。これらは実施例２でも同様である。

（結果）
表１に示すように本発明品１〜４、８〜10のアスファルト用添加剤組成物は、従来使用されていたアミン系の添加剤（比較品11、12）と比較し、短時間の混合で酸性岩及び塩基性岩の何れの骨材に対しても強固な付着性を示し、長時間の加熱によっても効果を失うことがない。一方、比較品２、３から、(A) 成分、(B) 成分は単独では付着性には全く効果を示さないが、本発明品１〜４、８〜10から、両者を併用することにより、剥離効果が向上していることがわかる。また、比較品13から、(B) 成分を従来使用されているアミン系添加剤組成物に併用してもその効果は向上せず、本発明の添加剤組成物の効果は特異的であると言える。特に、本発明品１、２と本発明品３の対比、あるいは本発明品４と参考例７の対比から、(B) 成分として凝固点もしくは流動点が０℃以下の灯油、軽油、大豆油、トール油が好ましいことがわかる。また、参考例６と比較品４〜５の対比、あるいは本発明品８〜10と比較品６〜７の対比から、(B) 成分の配合量が(A) 成分100 重量部に対して25〜400 重量部の範囲で良好な結果が得られることが分かる。

実施例２
表２に示すアスファルト用添加剤組成物を用いて、実施例１と同様の試験を行った。結果を表２に示す。

（結果）
表２の本発明品に示すように、種々の(A) 成分と(B) 成分の併用により、短時間の混合で、剥離率の低い、即ち剥離防止効果の高いアスファルト用添加剤組成物が得られる。また、本発明品25、26と比較品14の対比より、一般式(1) 中のm が０〜４の範囲で良好な結果が得られることが分かる。また、参考例27と比較品15の対比より、一般式(1) 中のn が０〜６の範囲で良好な結果が得られることが分かる。

Claims

(A) 下記一般式(1) で表される化合物と、(B) 鉱油とを、(A) 成分100 重量部に対して(B) 成分50〜300 重量部の割合で含有し、25℃での粘度が2000mPa・s以下であるアスファルト用添加剤組成物。
[R¹O-(PO)_m(EO)_n]_xP(=O)-(OH)_y (1)
〔式中、POはオキシプロピレン基、m はその平均付加モル数を示し０〜４の数である。EOはオキシエチレン基、n はその平均付加モル数を示し０〜６の数である。R¹は炭素数８〜22の炭化水素基を表し、x は１〜２、y は x＋y が３となる数である。〕
(A)成分と(B)成分とからなる請求項１記載のアスファルト用添加剤組成物。
(A) 成分が一般式(1) 中のR¹がアルキル基の化合物であり、(B) 成分の凝固点もしくは流動点が20℃以下である請求項１又は２記載のアスファルト用添加剤組成物。
アスファルト及び該アスファルトに対して0.05〜3.0 重量％の請求項１〜３の何れか１項記載のアスファルト用添加剤組成物を添加して得られるアスファルト組成物。
アスファルトに対して、0.05〜3.0 重量％の請求項１〜３の何れか１項記載のアスファルト用添加剤組成物を添加する、アスファルト組成物の製造方法。