JP3502695B2 - アスファルト用の新規な乳化剤及び新規アスファルト乳剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、道路舗装の結合剤をは
じめ、防水剤、接着剤など、色々な用途に適用できるア
スファルト乳剤に関する。更に詳しくは、強度や耐水性
が向上したアスファルトを提供し得る新規なアスファル
ト乳剤、及びかかるアスファルト乳剤の調製に用いられ
るアスファルト用乳化剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】石油か
ら得られるアスファルトのような瀝青質は、古くから舗
装材料、防水・接着材料及び鉄道軌道等に広く使用され
ているが、非常に粘着性の高い物質でありそのままでは
作業性が極めて悪い。そこで、所望の作業を行なう際に
アスファルトを加熱（加熱溶融方式）する、適当な乳化
剤と水を添加してエマルション化する、適当な溶剤に溶
解させる等の方法によりアスファルトの流動性を向上さ
せることが行なわれている。

【０００３】これらの方法のうち、乳化剤により調製さ
れたアスファルトの水性エマルションは、一般に「アス
ファルト乳剤」と呼ばれており、このアスファルト乳剤
に適宜、骨材、フィラー、その他の成分を添加してアス
ファルト組成物を形成し、これを例えば舗装体の形成等
に用いる。その際、水性成分が蒸発除去されて、いわゆ
るエマルション破壊が起こることによりアスファルトが
硬化する。

【０００４】このようなアスファルト乳剤を用いた方法
は、常温で取り扱いでき、しかも溶剤のような揮発性、
有毒性の高い物質を用いる必要がないため、非常に好ま
しい方法ではあるが、アスファルト乳剤を使用した組成
物は、加熱溶融方式に比べ、強度、使用耐久性、耐水性
が弱いといった欠点を有している。その理由は、合一し
たアスファルト中に残存する乳化剤、完全に除去されな
かった水等の影響であると考えられている。

【０００５】このような状況から、従来、アスファルト
のバインダーとしての強度、使用耐久性、耐水性機能を
改善する目的で、アスファルト乳剤の水分蒸発残留物で
あるアスファルトの性状をレベルアップすべく、アスフ
ァルト乳剤にゴムや合成高分子物質を導入することが一
般によく知られている。

【０００６】ところが、特開平２−２０６６５５号公報
にも紹介されているが、アスファルトにゴムや合成高分
子物質を導入する方法は、大変な労力を必要とすると共
に、均一に乳化しようとした場合、特別な装置が必要で
ある。又、アスファルト乳剤にゴムラテックス、合成高
分子物質のラテックスを混合しようとする案（特開昭５
１−２０９３１号公報）もあるが、混合した状態ではア
スファルト乳剤とラテックスの分解が同時に起こらず、
別々に分解し、相分離する欠点を有する。

【０００７】又、別なる技術として、特開昭５４−３６
３２９号公報にはナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合
物を乳化剤とする技術が、更に、特開昭６４−４８８６
０号公報にはポリスチレンスルホン酸の水溶性塩を乳化
剤とする技術が、アスファルト乳剤を用いた塗料に於い
て、塗膜の強度、使用耐久性、耐水性機能を改善できる
と紹介されている。ところが、どちらの技術においても
基本的に用いる乳化剤はエマルションが破壊されてアス
ファルトが硬化した後も系内で乳化機能を示すため、耐
水性機能の改善に対しては十分でない。

【０００８】更に、アスファルト乳剤は使用する乳化剤
の種類や使用する骨材の材質等により、安定性が変化す
ると共に、エマルション破壊によるアスファルトの硬化
が水の除去速度に依存しており、アスファルト硬化が遅
いなどの問題点も指摘されている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を改善すべく、鋭意研究の結果、アスファルト乳剤を
使用したアスファルト混合物の強度低下の原因を明確に
し、その知見から従来のアスファルト乳剤から得られる
組成物よりも大幅に強度を改善すると共に、強度発現速
度をも制御できるアスファルト乳剤用の新規な乳化剤及
びアスファルト乳剤を完成させるに到った。

【００１０】即ち、アスファルト乳剤を使用したアスフ
ァルト組成物は何らかの方法で水が除かれることにより
アスファルト粒子同志が合一し、強度が発現する。しか
し、アスファルト粒子が合一しても乳化剤が残存し、水
をアスファルト中に引き寄せるため、アスファルト組成
物の強度が低下する。

【００１１】そこで、本発明では、アスファルト乳剤に
用いる乳化剤として、アスファルトを乳化する機能を有
し、重合により樹脂化可能な水溶性のプレポリマーであ
って、樹脂化によりアスファルトを乳化する機能が低下
するような性質を有するプレポリマーを用いることによ
り、アスファルト施工後に当該プレポリマーを樹脂化し
て乳化機能を低下させることができ、その結果アスファ
ルト組成物の強度を大幅に改善できることを見出した。
しかも、かかるプレポリマーの樹脂化反応は適当な化合
物により容易に制御でき、もう一つの問題であったアス
ファルト組成物の強度発現速度も自由に制御できること
を見いだし、本発明を完成させるに到った。

【００１２】即ち、本発明は、アスファルトの乳化機能
を有し、且つ重合により樹脂化可能な水溶性のプレポリ
マーからなる乳化剤であって、前記プレポリマーは樹脂
化によりアスファルトの乳化機能が低下することを特徴
とするアスファルト用の新規な乳化剤を提供するもので
ある。また、本発明は、アスファルト４０〜８０重量％
と、上記した本発明のアスファルト用の乳化剤を０．１
〜２０．０重量％を含有する新規なアスファルト乳剤を
提供するものである。

【００１３】更に、本発明は、熱溶融したアスファルト
を、請求項１〜５の何れか１項記載のアスファルト乳化
剤の水溶液により乳化し、アスファルト乳剤を得、次い
で、該アスファルト乳剤に前記乳化剤中の水溶液プレポ
リマーを樹脂化し得る化合物を添加した後、該アスファ
ルト乳化液を施工することを特徴とするアスファルトの
施工方法を提供するものである。

【００１４】本発明の乳化剤となる水溶性のプレポリマ
ーは、重合により樹脂化するものであり、且つアスファ
ルトを乳化する機能があるものであればいずれのモノマ
ーから得られたものであってもよい。しかし、樹脂化し
てアスファルトを乳化する機能が低下ないしは消失する
ものでなけれならない。ここで、プレポリマーの樹脂化
とは、重合により三次元網目構造の樹脂となる等の硬化
が認められることをいい、また本発明に用いられるプレ
ポリマーとは、アスファルトの乳化機能と上記の樹脂化
機能を有するオリゴマーであって、樹脂化前の比較的分
子量が小さいものをいう。

【００１５】かかる水溶性プレポリマーとしては、各種
モノマーをホルムアルデヒド等のアルデヒド化合物で縮
合したものが好ましく、具体的には、下記Ａ群で示され
るモノマーから選ばれる１種又は２種以上のモノマーを
アルデヒド縮合して得られる水溶性プレポリマーが挙げ
られる。

【００１６】

【化３】

【００１７】〔式中、 R₁，R₂，R₃，R₄；炭素数３〜30の脂肪族炭化水素基又は
芳香族炭化水素基、好ましくは炭素数３〜30の飽和もし
くは不飽和アルキル基もしくはフェニル基又はこれらの
基から誘導される基 Z₁〜Z₄；H 又はSO₃X₁ X₁；H 、１価及び２価金属、アンモニウム基、アミノ基
又は置換アミノ基 Y₁；-(R₅-C-R₆)-、-S-、-O-又は-(SO₂)- で表される２
価の基 R₅，R₆；H 、炭素数１〜６の飽和もしくは不飽和アルキ
ル基もしくはフェニル基又はこれらの基から誘導される
基 を示す。〕 一般式（１）で表される化合物は、主としてパラ位に炭
素数３以上のアルキル基やフェニル基が結合した物であ
り、具体例としては、ノニルフェノール、p-tert−ブチ
ルフェノール、イソプロペニルフェノール、フェニルフ
ェノール、等が単独で又は混合して使用される。また、
カシューナット殻液のような各種のフェノール化合物の
混合物等も使用できる。一般式（２）で表される化合物
は、ナフタレンに炭素数３以上のアルキル基やフェニル
基が結合した物であり、具体例としては、５−ノニル−
１−ヒドロキシナフタレン、６−ノニル−１−ヒドロキ
シナフタレン、６−ノニル−２−ヒドロキシナフタレン
等が挙げられる。一般式（３）で表される化合物は、ビ
スフェノール類に炭素数３以上のアルキル基やフェニル
基が結合した物であり、具体例としては、ジ−sec −ブ
チル−ビスフェノールＡ、ジ−イソプロピル−ビスフェ
ノールＡ、ジ−n −ノニル−ビスフェノールＡ、メチル
−イソブチル−メチレン−ビスフェノール、メチル−ヘ
キシル−メチレン−ビスフェノール、メチル−フェニル
−メチレン−ビスフェノール等が挙げられ、それらが単
独で又は混合して使用される。

【００１８】また、上記モノマーＡと共重合可能なモノ
マーを併用することもできる。そのようなモノマーとし
ては、下記Ｂ群で示されるモノマーから選ばれる１種又
は２種以上のモノマーが挙げられる。尚、モノマーＡと
モノマーＢのモル比は、Ａ／Ｂ＝１００／０〜０．１／
９９．９、より好ましくは１００／０〜１０／９０であ
る。

【００１９】

【化４】

【００２０】〔式中、 R₇〜R₁₂；H 、又は炭素数１〜２の炭化水素基 Z₅〜Z₉；H 又はSO₃X₂ X₂；H 、１価及び２価金属、アンモニウム基、アミノ基
又は置換アミノ基 Y₂；-(R₁₃-C-R₁₄)-、-S-、-O-又は-(SO₂)- で表される
２価の基 R₁₃，R₁₄；H 、トリフルオロメチル基又は炭素数１〜２
の炭化水素基 を示す。〕 一般式（４）で表される化合物の具体例としては、フェ
ノール、クレゾール、3,5 −キシレノール等が挙げられ
る。一般式（５）で表される化合物は、多価フェノール
であって、具体例としては、レゾルシノール、カテコー
ル等が挙げられる。一般式（６）で表される化合物の具
体例としては、１−ヒドロキシナフタレン、２−ヒドロ
キシナフタレン等が挙げられる。一般式（７）で表され
る化合物は、ビスフェノール類であって、具体例として
は、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＣ、ビスフェノ
ールＦ、ビスフェノールＥ、ビスフェノールＳ、ビスフ
ェノールＡＦ、ビスフェノールＡＰ、ビスフェノール
Ｚ、 1,1−エチリデン−ビスフェノール、メチル−エチ
ル−メチレン−ビスフェノール等が挙げられ、それらが
単独で又は混合して使用される。

【００２１】更に、上記Ａ群のモノマーと共重合可能な
モノマーとしては、アミノ基を有する化合物、ケトン
類、オキシ安息香酸、アルキルベンゼン、フラン系化合
物が単独で又は混合して使用される。アミノ基を有する
化合物としては、尿素、メラミン、グアナミン、アニリ
ン、スルホンアミド等が使用される。ケトン類として
は、シクロヘキサノンやメチルエチルケトン等が使用さ
れる。オキシ安息香酸としては、サリチル酸、メタオキ
シ安息香酸、パラオキシ安息香酸等が使用される。フラ
ン系化合物としては、フルフリルアルコール等が使用さ
れる。

【００２２】本発明の乳化剤となる水溶性プレポリマー
としては、これらのモノマーとアルデヒド化合物との縮
合物が好ましく、アルデヒド化合物としては、ホルムア
ルデヒド、パラホルムアルデヒド、フルフラール、グリ
オキザール等が挙げられ、それらが単独で又は混合して
使用される。

【００２３】また、前記モノマーとアルデヒド化合物と
の縮合には通常アルカリ触媒が用いられる。アルカリ触
媒としては、通常ＫＯＨを用いるが、所定量のＫＯＨの
全量を反応触媒として用いても良いし、また触媒として
必要最小限の量以外は反応後場合によっては、ＮａＯ
Ｈ、Ｃａ(ＯＨ)₂と一緒に添加することも可能である。
更に前記モノマーとアルデヒド化合物との縮合反応には
酸触媒を用いることも可能であるが、その場合所定の反
応を終了した後、アルカリを所定量添加することが必要
である。

【００２４】但し、水溶液中の全アルカリとフェノール
性水酸基のモル比は、アルカリ／フェノール性水酸基＝
０．３：１〜１．２：１が好ましい。より好ましくは、
０．５：１〜１．２：１が、更に好ましくは、０．７：
１〜１．２：１がよい。アルカリ濃度が低いと、プレポ
リマーの意図しない重合が起こり、アスファルト乳剤の
貯蔵安定性が悪くなり好ましくない。

【００２５】本発明に使用される樹脂化可能な水溶性プ
レポリマーの分子量は特に限定しないが、分子量が大き
すぎると、粘度が高くなり過ぎ、乳化機能が低下する。
具体的には、Ｂ型粘度計（３０ｒｐｍ，２５℃測定）で
測定した粘度が、２０〜１００００ｃｐｓであるのが好
ましく、より好ましくは５０〜５０００ｃｐｓである。
２０ｃｐｓ未満或いは１００００ｃｐｓを超える粘度で
はアスファルトの乳化機能が低下して好ましくない。
尚、粘度は水溶性のプレポリマーの固形分量を、６０重
量％に調整して測定した値である。固形分量は、１０５
℃、３時間乾燥後の残存重量％より求めたものである。

【００２６】本発明は、また、上記したような水溶性プ
レポリマーからなる乳化剤とアスファルトとを必須成分
として含有するアスファルト乳剤を提供するものであ
る。

【００２７】本発明のアスファルト乳剤は、アスファル
ト４０〜８０重量％、好ましくは５０〜７０重量％と、
本発明のアスファルト用乳化剤０．１〜２０．０重量
％、好ましくは０．３〜１０．０重量％、更に好ましく
は０．５〜５．０重量％とを含有し、必要に応じて水溶
性無機塩、水溶性高分子、ラテックス等の任意成分と、
残部の水とからなるものである。アスファルト用乳化剤
が０．１重量％未満では乳化機能がなく、２０．０重量
％を超えるとコスト的に不利である。

【００２８】本発明のアスファルト乳剤に使用されるア
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ルト、
天然アスファルト、石油タール、ピッチ、溶剤脱瀝アス
ファルト、重油等の１種又は２種以上の混合物等が挙げ
られる。更に、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合
物、クロロプレン共重合物、等の合成ゴム及びポリエチ
レン、エチレン−酢酸ビニル共重合物等の高分子重合
体、石油樹脂、熱可塑性樹脂等を混合した改質アスファ
ルトも使用できる。

【００２９】本発明に使用される水溶性のプレポリマー
からなる乳化剤は、アスファルト乳剤中ではアスファル
トの乳化機能を発揮するが、アスファルト乳剤からアス
ファルト組成物を調製、これが適当な用途に使用された
後、水分の蒸発によるエマルジョン破壊に伴い、徐々に
プレポリマーの重合反応が進行して三次元網目構造の樹
脂となる為、水溶性がなくなりアスファルトを乳化する
機能が低下或いは消失する。従って、本発明の乳化剤を
使用するに際し、保存は室温以下、具体的には２５℃以
下の温度で行なうのが好ましい。より、好ましくは１５
℃以下である。保存温度が２５℃より高いとプレポリマ
ーの意図しない重合が進む可能性がある。但し、アスフ
ァルト乳剤を製造する時の一般的な温度の上昇はこの限
りでない。

【００３０】本発明のアスファルト乳剤の製造方法につ
いて詳しく説明する。一般的には熱溶融したアスファル
トと、本発明のアスファルト乳化剤を含む水溶液（乳化
剤水溶液）とを同時にホモジナイザーもしくはコロイド
ミル等の乳化機を通してアスファルト乳剤を製造する。
この時のアスファルトの溶融温度は１００〜２５０℃で
ある。より好ましくは１２０〜２００℃である。更に好
ましくは１４０〜１８０℃である。この温度が１００℃
より低い温度ではアスファルトの粘度が高くなり過ぎ次
の乳化工程の支障となる。また、２５０℃より高い温度
ではアスファルトの劣化が進み、好ましくない。

【００３１】また、アスファルト乳化剤を含む水溶液の
温度は２０〜８０℃である。好ましくは３０〜７０℃で
ある。更に好ましくは４０〜６０℃である。この温度が
２０℃より低い温度ではアスファルトとの混合後、アス
ファルトの温度が低下しアスファルトの粘度が高くなり
過ぎて好ましくない。また８０℃より高い温度では本発
明の乳化剤である水溶性プレポリマーの反応が進行する
可能性があるので好ましくない。アスファルト乳化剤の
水溶液中の本発明のプレポリマーの濃度は、０．２５〜
１６重量％程度が好ましく、最終的なアスファルト乳剤
中に水溶性プレポリマーが０．１〜２０．０重量％存在
するように用いる。なお、乳化剤が水溶液で得られる場
合、即ち合成してプレポリマーとして得られる形態が水
溶液である場合は、熱溶融したアスファルトと水と本発
明のプレポリマーの三者を同時にホモジナイザーもしく
はコロイドミル等の乳化機に適用してもよい。この時の
アスファルト及び水の温度は、各々上記のアスファルト
及び乳化剤水溶液の温度と同じでよい。また、本発明の
乳化剤の温度は０〜８０℃である。好ましくは２０〜６
０℃であり、更に好ましくは２０〜４０℃である。この
温度が０℃より低いと流動性がなく乳化の支障となる。
また８０℃より高い温度ではプレポリマーの反応が進行
するおそれがあり、好ましくない。

【００３２】また更に、本発明のアスファルト乳剤に
は、使用目的、使用方法などの実用に際して、塩化アン
モニウム、塩化カルシウム、塩化アルミニウム、塩化鉄
等の水溶性無機塩、及びポリビニルアルコール、ゼラチ
ン、ポリエチレングリコール、メチルセルロース、カチ
オン澱粉等の水溶性高分子を適宜選択し併用することが
できる。これらの水溶性無機塩、水溶性高分子の配合量
は限定されない。

【００３３】また更に、本発明では、アスファルト組成
物に可撓性を付与する目的で、アスファルト乳剤にラテ
ックスを添加してもよい。使用されるラテックスとして
は、スチテンブタジエン、イソプレン、アクリル酸エス
テル、酢酸ビニル等の各合成ラテック及び天然ゴムラテ
ックスが挙げられるが、これらに限定されるものでな
い。

【００３４】また、本発明では、既存のアスファルト乳
化剤（界面活性剤）を併用しても差し支えない。使用で
きる乳化剤としては、アニオン性乳化剤、カチオン性乳
化剤、ノニオン性乳化剤のいずれを併用してもよく、１
種又は２種以上の多成分系であっても良い。

【００３５】アニオン性界面活性剤としては、カルボン
酸塩類、硫酸エステル塩類、スルホン酸塩類、リン酸エ
ステル塩類が挙げられ、これらのエチレンオキサイド及
びプロピレンオキサイド付加物も含まれる。

【００３６】カチオン性界面活性剤としては、アルキル
アミン塩類、アルカノールアミン類、第４級アンモニウ
ム塩類、アミンオキサイド系類、ポリエチレンポリアミ
ン類が挙げられ、エチレンオキサイド及びプロピレンオ
キサイドの付加物も含まれる。ここで、四級塩でないカ
チオン性界面活性剤の場合は、塩酸、酢酸、硝酸、スル
ファミン酸、ジメチル硫酸等で各々の酸塩の形で使用す
る。

【００３７】ノニオン性界面活性剤としては、高級アル
コールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノール
エチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド
付加物、多価アルコール脂肪酸エステルエチレンオキサ
イド付加物、高級アルキルアミンエチレンオキサイド付
加物、脂肪酸アミドエチレンオキサイド付加物、油脂の
エチレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコール
エチレンオキサイド付加物等のポリエチレングリコール
型界面活性剤、及びグリセロールの脂肪酸エステル、ペ
ンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトール及
びソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステ
ル、多価アルコールのアルキルエーテル、アルカノール
アミン類の脂肪酸アミド等の多価アルコール型界面活性
剤が挙げられる。

【００３８】両性界面活性剤としては、アミノ酸型及び
ベタイン型のカルボン酸塩類、硫酸エステル塩類、スル
ホン酸塩類、リン酸エステル類等が挙げられる。

【００３９】これらの界面活性剤の使用量は、水とアス
ファルトとの合計に対して０．０１〜１０．０重量％
で、特に０．０５〜５．０重量％が適当である。

【００４０】本発明によるアスファルトの施工方法につ
いて詳しく説明する。熱溶融したアスファルトを、上記
したような水溶性プレポリマーを含有する本発明のアス
ファルト乳化剤の水溶液により乳化しアスファルト乳剤
を得た後、該アスファルト乳剤に、前記乳化剤中の水溶
液プレポリマーを樹脂化し得る化合物（以下、樹脂化促
進剤という）を添加混合した後、該アスファルト乳剤を
施工する。その際、用途に応じて、アスファルト乳剤に
適当な骨材、フィラー、その他の任意成分が混合され
る。

【００４１】本発明でいう樹脂化促進剤は、水溶性プレ
ポリマーの重合（樹脂化）を促進するような化合物であ
る。かかる樹脂化促進剤は、アスファルト乳剤を使用す
る直前に添加する必要がある。具体的には樹脂化促進剤
は、アスファルト乳剤と骨材、フィラー等との混合直前
又は混合時に系内に添加混合する必要がある。樹脂化促
進剤の添加混合方法は、系内に均一に混ざる方法であれ
ばどのような方法であってもよい。以上のように施工さ
れたアスファルト組成物（アスファルト乳剤＋骨材等の
任意成分）中で水溶性プレポリマーが樹脂化してアスフ
ァルトの乳化機能が低下するため、アスファルトの強度
が発現する。

【００４２】本発明に使用される樹脂化促進剤は、特に
制限を受けるものでないが、作業性の面から有機酸エス
テルが好ましい。有機酸エステルとしては、ラクトン
類、あるいは、炭素数１〜１０の一価または多価アルコ
ールと炭素数１〜１０の有機カルボン酸より導かれる有
機酸エステルの単独もしくは混合物が用いられる。特に
γ−ブチロラクトン、プロピオラクトン、ε−カプロラ
クトン、ギ酸エステル、エチレングリコールジアセテー
ト、トリアセチン等が好ましい。また、プロピレンカー
ボネート等のカーボネート類も好ましい。また、樹脂化
促進剤は１種又は２種以上を併用することができる。

【００４３】本発明において、樹脂化促進剤の使用量
は、アスファルト乳化剤中の水溶性プレポリマーの固形
分１００重量部に対して１．０〜５０．０重量部が好ま
しく、更に好ましくは３．０〜５０．０重量部である。
樹脂化促進剤の使用量が少ない場合には樹脂化促進効果
がなく、一方多過ぎると過剰の樹脂化促進剤が系内に残
り、アスファルトの強度を損なうため好ましくない。こ
のような樹脂化促進剤を水溶性プレポリマーの種類に応
じて配合することにより、樹脂化速度を自由に制御でき
る。

【００４４】本発明のアスファルト乳剤に添加できる骨
材およびフィラーは特に限定されるものではないが、一
般に使用されている、砕石、クラッシャーラン、スクリ
ーニングス、砕石ダスト、高炉スラグ、砂等が例示され
る。また、ルクソバイト、人工焼成骨材、アルミ粉、陶
磁器粒、着色骨材等の明色骨材並びにアスファルト被覆
砕石、廃棄アスファルト舗装からの再生骨材等も使用可
能である。また、フィラーとしては、スクリーニングス
のフィラー分、石粉、焼却炉灰、クレー、タルク、膨脹
材、フライアッシュ、各種セメント（超早強セメント、
早強セメント、普通セメント、混合セメントなど）等が
例示される。

【００４５】本発明のアスファルト乳剤は、そのまま或
いは上記のような骨材やその他の添加剤を混合して、目
的とする用途に応じた方法により施工される。本発明の
アスファルトの施工方法は、この種のアスファルトが用
いられるものであれば限定されないが、施工直前に樹脂
化促進剤をアスファルト乳剤に添加して、アスファルト
乳剤の施工後、アスファルト乳化剤中の水溶性プレポリ
マーを硬化させることができる。具体的な施工方法とし
ては、例えば、アスファルト乳剤を直接道路舗装用の型
枠に流し込む方法、ノズル、噴霧器等によりアスファル
ト乳剤を霧状に散布してシーリング剤、接着剤、被覆剤
等として使用する方法が挙げられる。また、パグミルミ
キサー等のミキサーで無機材料の石膏、セメント、砂等
と混合して道路舗装材、鉄道線路材、床材等のバインダ
ーとして使用する方法が挙げられる。

【００４６】

【発明の効果】以上、詳細に記述した如く本発明は、樹
脂化可能な水溶性のプレポリマーをアスファルト用の乳
化剤として使用することにより、アスファルト組成物の
強度を著しく改善するだけでなく、プレポリマーの樹脂
化速度を自由に制御できるため、アスファルトの強度発
現の設計の自由度が向上する。

【００４７】

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。

【００４８】合成例１ ５０％ＫＯＨ水溶液中に、ＫＯＨと等モルのモノマーを
加え、撹拌、溶解した。この溶液を８０℃に保ちなが
ら、モノマーに対して２倍モルの５０％ホルムアルデヒ
ド水溶液を徐々に加えた。そして、反応液中の溶液粘度
を測定しながら所定の粘度になるまで８０℃で反応を続
け、温度を２５℃以下に下げ反応を止めてプレポリマー
を製造した。これに際してモノマーとして下記各種組成
比のモノマーを用い、下記に示す各種プレポリマーＡ−
１〜Ａ−６及びＢ−１，Ｂ−２を得た。得られたプレポ
リマーは使用するまで２５℃以下で保存した。上記によ
り得られたプレポリマーについて、固形分量６０重量
％に調整した後の粘度、プレポリマーを固形分量６０
重量％に調整した後、２５℃で１週間密閉系で放置した
後の粘度、及びプレポリマーの固形分に対して１０重
量％のエチレングリコールジアセテート（樹脂化促進
剤）を添加混合した後のプレポリマーの形態を表１に示
す。

【００４９】Ａ−１；フェノール／ノニルフェノール
（７：３モル比）のホルムアルデヒド縮合物 Ａ−２；レゾルシノール／フェノール／ノニルフェノー
ル（１：６：３モル比）のホルムアルデヒド縮合物 Ａ−３；ビスフェノール−Ａ／ノニルフェノール（５：
５モル比）のホルムアルデヒド縮合物 Ａ−４；フェノール／尿素／ノニルフェノール（５：
２：３モル比）のホルムアルデヒド縮合物 Ａ−５；フェノール／５−ノニル−１−ヒドロキシナフ
タレン（９：１モル比）のホルムアルデヒド縮合物 Ａ−６；フェノール／ジ−ｎ−ノニル−ビスフェノール
（９：１モル比）のホルムアルデヒド縮合物 Ｂ−１；フェノールのホルムアルデヒド縮合物（粘度；
1000cps ） Ｂ−２；尿素／メラミンのホルムアルデヒド縮合物（粘
度；800cps）

【００５０】

【表１】

【００５１】実施例１（アスファルト組成物の強度比
較） 針入度６０〜８０のストレートアスファルト（軟化点４
５℃）６０重量部（最終組成物中の濃度）を１５０℃に
加熱溶融したものと、実施例１で作製したプレポリマー
３重量部（最終組成物中の濃度）を溶解した乳化液４０
重量部を５０℃に加熱したものとを同時にハレル型ホモ
ジナイザーに通して、アスファルト乳剤の調製を行っ
た。得られたアスファルト乳剤について、ＪＩＳ Ｋ−
２２０８（１９９３）と（社）日本アスファルト乳剤協
会規格の試験法に従い、蒸発残留分（％）、貯蔵安定度
（％）及び蒸発残留分の軟化点（℃）の評価を行なっ
た。その結果を表２に示す。

【００５２】

【表２】

【００５３】（注）Ｂ−１、Ｂ−２は、アスファルトを
乳化することができなかった。即ち、表１の結果から、
Ｂ−１、Ｂ−２は樹脂化促進剤添加により硬化する性質
を有するが、アスファルト乳化機能がなく、本発明の乳
化剤として用いることができない。また、Ｃ−１は、乳
化剤として牛脂プロピレンジアミン（カチオン系乳化
剤）を１重量％使用したアスファルト乳剤であり、Ｃ−
２は、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（ノ
ニオン系乳化剤・平均付加モル数50）を２重量％使用し
たアスファルト乳剤であるが、蒸発残留分の軟化点が低
く、これを用いて得られたアスファルト硬化体は強度が
低いものとなる。表２の結果より、本発明の樹脂化可能
な水溶性のプレポリマーでアスファルト乳剤を調製する
ことにより、蒸発残留分の軟化点（℃）が顕著にアップ
し、アスファルト組成物の強度がアップしたことが実証
される。

【００５４】実施例２（アスファルト乳剤の分解性比
較） 実施例１と同様にして、アスファルト乳剤の調製を行
い、その分解性（エマルジョン破壊）を下記の方法によ
り試験した。なお、下記の試験において、樹脂化促進剤
の添加量は最終アスファルト乳剤中の量であり、樹脂化
促進剤は乳剤に砕石を浸す直前にアスファルト乳剤に添
加混合した。結果を表３に示す。

【００５５】＜アスファルト乳剤の分解性＞アスファル
ト乳剤の分解性は、ＪＩＳ Ｋ−２２０８（１９９３）
記載の付着性試験に準じた。具体的には、以下の方法に
より付着面積の比率が１００％になるまでの時間を求め
た。この時間が短いほど、アスファルト乳剤の分解、即
ちエマルジョン破壊が速く、アスファルトの強度がより
迅速に発現することを意味する。 アスファルト乳剤試料約３００ｍｌをビーカーに採
る。 ４号砕石を水洗いし、１０５〜１１０℃の恒温空気浴
槽中で、３時間乾燥した後、室温にて１時間以上放冷す
る。 砕石を糸でくくり、水中に１分間浸した後、これを取
り出し、そのままの状態で試料中に１分間浸す（樹脂化
促進剤を添加する場合は砕石を浸す直前に混合する）。 の砕石を取り出し、室温に５分間放置した後、水中
で１分間に３０回の割合で３分間約５０mm上下に移動さ
せて水洗いし、付着被膜の残存状態を目視で観察し、全
面積に対する付着面積を比率で表す。 の操作における室温での放置時間を５分間づつ延長
して、付着面積比率が１００％になるまでの操作を繰
り返す。 室温での放置時間を５分間づつ延長して、付着面積比
率が１００％になった時の時間をアスファルト乳剤の分
解時間と定める。

【００５６】

【表３】

【００５７】＊表中の記号は以下の意味である。

【００５８】ＥＦ；ギ酸メチル ＰＣ；プロピレンカーボネート γ−ＢＬ；γ−ブチロラクトン ＴＡ；トリアセチン ＥＧＤＡ；エチレングリコールジアセテート 表３の結果より、本発明の樹脂化可能な水溶性のプレポ
リマーでアスファルト乳剤を調製し、硬化促進剤として
樹脂化促進剤を併用することにより、アスファルト乳剤
の分解合一を促進し、ひいてはアスファルト乳剤組成物
の樹脂化速度を制御することができることが確認され
る。

【００５９】実施例３（アスファルト組成物の耐水性能
比較） 実施例１と同様にして、アスファルト乳剤の調製を行っ
た。また、比較例として、特開昭５４−３６３２９号公
報記載のナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物のナト
リウム塩（平均重合度６）を乳化剤としたものと、特開
昭６４−４８８６０号公報記載のポリスチレンスルホン
酸ナトリウム（平均分子量１００００）を乳化剤したも
のを調製した。更に、比較例１で使用したＣ−１、Ｃ−
２の乳剤も評価した。得られたアスファルト乳剤につい
て、下記の方法でアスファルト乳剤の耐水性能を評価し
た。その際、樹脂化促進剤は、アスファルト乳剤に砕石
を浸す直前に、エチレングリコールジアセテートをアス
ファルト乳化剤に対して１０重量％を加えた。評価結果
を表４に示す。

【００６０】＜耐水性能評価＞アスファルト乳剤により
砕石表面に皮膜されたアスファルトの耐水性能、ひいて
は剥離防止性能を評価する為に、以下の付着性試験を行
った。即ち、５〜１３ｍｍの乾燥砕石を水中（２０℃）
に１分間浸積し、取り出した後直ちにアスファルト乳剤
と樹脂化促進剤の混合物中に１分間浸積する。その砕石
をガラス板上に並べ、これを２０℃の恒温室内で、２４
時間養生を行ったのち、８０℃の温水に３０分間浸積す
る。３０分後砕石の表面にアスファルト皮膜が被覆して
いる割合を肉眼で判定し、付着面積（％）として表示し
た。但し、１回の試験で用いた砕石の数は１０個とし、
その平均値を示す。

【００６１】

【表４】

【００６２】表４の結果より、本発明の樹脂化可能な水
溶性のプレポリマーでアスファルト乳剤を調製すること
により、アスファルト組成物の耐水性能が顕著に向上す
ることが実証される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−231826（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 95/00 C08G 8/24

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アスファルトの乳化機能を有し、且つ重
   合により樹脂化可能な水溶性プレポリマーからなる乳化
   剤であって、前記プレポリマーは、（１）下記Ａ群で示
   されるモノマーから選ばれる１種又は２種以上のモノマ
   ーＡとアルデヒド化合物とを縮合して得られる水溶性プ
   レポリマー、並びに（２）前記Ａ群で示されるモノマー
   から選ばれる１種又は２種以上のモノマーＡと、該モノ
   マーＡと共重合可能なモノマーとを、ホルムアルデヒド
   縮合して得られる水溶性プレポリマーから選択され、か
   つ当該プレポリマーは樹脂化によりアスファルトの乳化
   機能が低下することを特徴とする、アスファルト乳剤の
   調製に用いられる乳化剤。 【化１】 〔式中、 R₁，R₂，R₃，R₄；炭素数３〜30の脂肪族炭化水素基又は
   芳香族炭化水素基 Z₁〜Z₄；H 又はSO₃X₁ X₁；H 、１価及び２価金属、アンモニウム基、アミノ基
   又は置換アミノ基 Y₁；-(R₅-C-R₆)-、-S-、-O-又は-(SO₂)- で表される２
   価の基 R₅，R₆；H 、炭素数１〜６の飽和もしくは不飽和アルキ
   ル基もしくはフェニル基又はこれらの基から誘導される
   基 を示す。〕
2. 【請求項２】 樹脂化可能な水溶性のプレポリマーが、
   有機酸エステルによって樹脂化が促進されることを特徴
   とする請求項１記載のアスファルト用の乳化剤。
3. 【請求項３】 前記モノマーＡと共重合可能なモノマー
   が、下記Ｂ群で示されるモノマーから選ばれる１種又は
   ２種以上のモノマーである請求項１又は２記載のアスフ
   ァルト用の乳化剤。 【化２】 〔式中、 R₇〜R₁₂；H 、又は炭素数１〜２の炭化水素基 Z₅〜Z₉；H 又はSO₃X₂ X₂；H 、１価及び２価金属、アンモニウム基、アミノ基
   又は置換アミノ基 Y₂；-(R₁₃-C-R₁₄)-、-S-、-O-又は-(SO₂)- で表される
   ２価の基 R₁₃，R₁₄；H 、トリフルオロメチル基又は炭素数１〜２
   の炭化水素基 を示す。〕
4. 【請求項４】 アスファルト４０〜８０重量％、請求項
   １〜３の何れか１項記載のアスファルト用の乳化剤を
   ０．１〜２０．０重量％及び残部の水を含有するアスフ
   ァルト乳剤。
5. 【請求項５】 熱溶融したアスファルトを、請求項１〜
   ３の何れか１項記載のアスファルト用の乳化剤の水溶液
   により乳化する請求項４記載のアスファルト乳剤の製造
   方法。
6. 【請求項６】 熱溶融したアスファルトを、請求項１〜
   ３の何れか１項記載のアスファルト用の乳化剤の水溶液
   により乳化し、アスファルト乳剤を得、次いで該アスフ
   ァルト乳剤に、前記乳化剤中の水溶液プレポリマーを樹
   脂化し得る樹脂化促進剤として有機酸エステルを添加し
   た後、該アスファルト乳剤を施工することを特徴とする
   アスファルトの施工方法。
7. 【請求項７】 前記樹脂化促進剤としての有機酸エステ
   ルが、ギ酸メチル、プロピレンカーボネート、γ−ブチ
   ロラクトン、トリアセチン及びエチレングリコールジア
   セテートから選ばれる１種又は２種以上である請求項６
   記載のアスファルトの施工方法。