JP4053189B2

JP4053189B2 - 常温型舗装材料の製造法

Info

Publication number: JP4053189B2
Application number: JP21410299A
Authority: JP
Inventors: 征太郎安藤; 忠夫後藤; 貞夫萩原; 治義宮内
Original assignee: Toho Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Toho Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2019-06-24
Also published as: JP2001002927A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は常温型舗装材料に関し、特に瀝青質と骨材との間に優れた付着力を付与できる常温型舗装材料の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からアスファルト、タール、ピッチ等の瀝青質は各種骨材と配合され道路舗装材料、防水材料に使用されている。
これら材料は通常１５０℃〜１８０℃の高温下で瀝青質と各種骨材が混合された、いわゆる加熱アスファルト混合物として道路舗装に供されているのが現状である。
しかし、近年各産業分野において省エネルギーおよび二酸化炭素の排出抑制が叫ばれている中、道路舗装事業はエネルギー多消費型産業としてその改革が強く叫ばれているところであり、従来の加熱アスファルト混合物に比べエネルギー消費量および二酸化炭素排出量の少ない工法の開発が強く求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解決出来る方法として、常温型舗装が着目されており関係各所でその工法の開発が盛んに試みられているが、加熱アスファルト混合物を使用する従来の工法と比較すると、常温で各種骨材とアスファルト乳剤系等を混合して得られる常温型舗装は、バインダーとしての瀝青質と骨材との付着力が弱く、雨水等の水の浸透作用および現在のような交通過多の上に更に運搬車両の大型化を伴っている状況では、瀝青質が骨材から剥離し易いと言う大きな欠点を有しており、未だ実用的に満足できる十分な耐久性を持つ常温型舗装材料が得られていないのが現状である。
従って本発明は、瀝青質類と骨材との間の付着力に優れた常温型舗装材料の製造方法を確立することが課題である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究した結果、瀝青質類と骨材との間の付着力に極めて優れた常温型舗装材料を見いだし本発明の完成に到達したものである。即ち本発明は、基材として各種骨材とアスファルト乳剤系から成る常温型舗装材料を製造するに際して、下記一般式（Ａ）
Ｈ_２Ｎ〔（ＣＨ_２）_ｍＮＨ〕_ｎ（ＣＨ_２）_ｍＮＨ_２（Ａ）
（但し、ｍは２又は３の整数、ｎは１〜８の整数を表す）で表されるポリアルキレンポリアミン１モルと、炭素数８〜２２の飽和もしくは不飽和脂肪酸１モル〜（ｎ＋１）モルとを反応させて得られる縮合物（Ｂ）と酸価５〜１００のカルボキシル基を有する変性ポリオレフィン樹脂（Ｃ）を（Ｂ）：（Ｃ）＝９５：５〜５：９５（重量％）の割合で配合した組成物を前記舗装材料を得るための瀝青質に対し０．０５〜５．０重量％添加することを特徴とする骨材との付着力に優れた常温型舗装材料を製造する方法を提供するものである。以下本発明を詳細に説明する。
【０００５】
本発明において、前記一般式（Ａ）
Ｈ_２Ｎ〔（ＣＨ_２）ｍＮＨ〕ｎ（ＣＨ_２）ｍＮＨ_２（Ａ）
で表されるポリアルキレンポリアミンは、ｎが１から８の範囲であることが必須で、例示するとジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタアミン、ペンタエチレンヘキサミン、オクタエチレンノナミン等のポリエチレンポリアミンやジプロピレントリアミン、トリプロピレンテトラミン、テトラプロピレンペンタアミン、ペンタプロピレンヘキサミン等を挙げることができるが、本発明の生成物にはｎが４〜６を有することが効果の点で最も好ましい。
【０００６】
前記ポリアルキレンポリアミンと反応させる炭素数８〜２２の飽和もしくは不飽和脂肪酸としてはカプリン酸、椰子脂肪酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、オレイン酸、リノール酸、トール油脂肪酸等いずれでも効果的であるが、炭素数が１６〜１８の飽和もしくは不飽和脂肪酸であることが効果の点で最も好ましい。
【０００７】
また前記ポリアルキレンポリアミン１モルに対して、炭素数８〜２２の飽和もしくは不飽和脂肪酸は１〜（ｎ＋１）モルの範囲で反応させるが、ポリアルキレンポリアミンのｎが１〜３である場合はポリアルキレンポリアミン１モルに対して脂肪酸を１〜２モル、ｎが４〜６である場合はポリアルキレンポリアミン１モルに対して脂肪酸を２〜３モル、ｎが７〜８である場合はポリアルキレンポリアミン１モルに対して脂肪酸を２〜４モル反応させることが効果的である。
【０００８】
また本発明に使用される酸価５〜１００のカルボキシル基を有する変性ポリオレフィン樹脂としては、酸化ポリエチレンワックス、酸化ポリプロピレンワックス、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−（無水）マレイン酸共重合体、プロピレン−（無水）マレイン酸共重合体、エチレン−フマル酸共重合体、エチレン−（無水）イタコン酸共重合体およびこれらの２種以上の混合物を例示できるが、いずれも酸価が５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲であることが必須条件であり、特に酸価が２０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが骨材との付着効果の点で好ましいし、且つ変性ポリオレフィン樹脂が酸化ポリエチレンワックスおよび酸化ポリプロピレンワックスであることが最も好ましい。
【０００９】
更に本発明に係わる組成物である、前記ポリアルキレンポリアミン１モルと炭素数８〜２２の飽和もしくは不飽和脂肪酸１〜（ｎ＋１）４モルとを反応させて得られる縮合物（Ｂ）と酸価５〜１００のカルボキシル基を有する変性ポリオレフィン樹脂（Ｃ）との配合割合は（Ｂ）：（Ｃ）＝９５：５〜５：９５（重量％）の範囲であることが必須であるが、（Ｂ）：（Ｃ）＝８０：２０〜４０：６０（重量％）の配合割合であることが特に効果的である。
【００１０】
本発明に係わる組成物は、まず前記ポリアルキレンポリアミンと高級脂肪酸とを苛性ソーダ又は苛性カリ等のアルカリ触媒下、公知の方法で縮合反応（脱水反応）させポリアルキレンポリアミン脂肪酸アマイド、または更にアルキル／アルケニルイミダゾリン化合物まで縮合させた化合物を得た後、カルボキシル基を有する変性ポリオレフィン
樹脂と加熱下混合すること等により容易に得ることができる。
【００１１】
かくして得られた本発明の組成物は、瀝青質と骨材との間の付着力に優れた常温舗装材料を与えることができる。
即ち本発明の趣旨とするところは、前記本発明に係わる特定の縮合物（Ｂ）と酸価５〜１００のカルボキシル基を有する変性ポリオレフィン樹脂（Ｃ）とを特定の割合で配合して使用することであり、本発明の根幹をなすものである。
従来このような実用に耐えうる常温型舗装材料は提案されておらず、二酸化炭素による地球温暖化の防止および省エネルギーの観点から極めて重大な発明と言える。
本発明に使用される組成物が骨材と瀝青質との間の付着力（剥離防止効果）に優れる理由は理論的に完全に解明していないが、前記本発明に係わる縮合物（Ｂ）の塩基性アミノ基と変性ポリオレフィン樹脂（Ｃ）の酸性カルボキシル基との間のイオン的結合と、骨材表面のイオン性が複雑に作用し合って効果を発揮しているものと推測している。
【００１２】
本発明に係わる組成物の添加量は、常温型舗装材料を得るための瀝青質に対し０．０５〜５．０重量％であるが、好ましくは０．３〜３．０重量％である。
５．０重量％を越える使用は効果的には変わらないが経済的に不利となる。
【００１３】
また、本発明の常温型舗装材料の製造方法としては、例えば予め本発明に係わる組成物を、加熱した瀝青質へ添加（混合）した後、アスファルト乳化剤水溶液と混合しホモジナイザー等の撹拌により乳化アスファルトを得た後、各種骨材と配合する等常法に従って行うことができる。
【００１４】
前記乳化アスファルトを得るための乳化剤としては従来から使用されているカチオン性界面活性剤または非イオン性界面活性剤および両性界面活性剤が適用でき、例えばカチオン性乳化剤として牛脂アルキルプロピレンジアミン、牛脂アルキルトリメチルアンモニウム塩、ポリオキシエチレンアルキルプロピレンジアミン等が挙げられ、非イオン性乳化剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ロジン類のアルキレンオキサイド付加物等を挙げることができ、使用するアスファルト乳化剤により本発明の主旨とするところの骨材との付着力に何ら影響することはない。
【００１５】
また、本発明の舗装材料に使用されるバインダーとしての瀝青質は通常道路舗装用に汎用されているストレートアスファルトやブローンアスファルトのみならず、近年耐わだち掘れ性、耐ひびわれ性向上の目的でＳＢＳ、ＳＩＳ等のゴム成分や熱可塑性エラストマー等を添加したいわゆる改質アスファルト等や常温型舗装の硬化促進のために使用されるセメントを添加した改質アスファルトも含まれる。
【００１６】
つまり本発明の意図するところは従来の加熱アスファルト組成物の常温型への展開を可能にするものであり重交通道路用に拡大できる。
具体的には車道用常温型排水性舗装、表層および基層用の改質アスファルト舗装またはマイクロサーフェシング系舗装に応用される。
次に本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はその趣旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００１７】
【実施例】
〈本発明の組成物の製造例〉
１．本発明の組成物（１）の合成
四つ口フラスコにオレイン酸５６０ｇ（２モル）とペンタエチレンヘキサミン２４１ｇ（１モル）及び苛性カリ２．４ｇを仕込み、チッソガスを導入しながら徐々に昇温し、
１８０℃で３時間脱水反応を行いペンタエチレンヘキサミンのジオレイン酸アマイドを得た。次に２４０℃まで昇温し、同温度で５時間脱水反応を行いイミダゾリン化合物であるジ−ヘプタデセニルイミダゾリン化合物を合成した。
次いで、得られたジ−ヘプタデセニルイミダゾリン化合物５０重量％と酸化ポリエチレンワックス（分子量４，０００、軟化点１３０℃、酸価３０）５０重量％とを１４０℃で３０分混合し冷却後、淡黄褐色フレーク状の本発明の組成物（１）を得た。
【００１８】
２．本発明の組成物（２）〜本発明の組成物（８）の合成
前記本発明の組成物（１）の合成例に準じ、表１に記載した本発明に係わる本発明の組成物（２）〜本発明の組成物（８）を作製した。
【００１９】
【表１】

【００２０】
〈実施例〉
１．剥離防止効果の測定
本発明の効果を確認するために、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方法、粗骨材と舗装用石油アスファルトの接着性についての静的評価方法に準じて試験を行った。
１３ｍｍフルイを通過し９．５ｍｍフルイに止まる粒度の愛知県産安山岩、長野県産花崗岩および大船渡産石灰岩各１００ｇを採取し良く洗浄した後、３００ｍｌの金属製容器に入れ１１０℃の温度で一定量になるまで乾燥させ試験用砕石を得た。
次に、前記合成例で得た本発明の組成物を所定量添加した石油アスファルト（針入度６０〜８０）５００ｇを１５０℃に加熱したものと、一方塩酸でｐＨを２に調整した牛脂アルキルプロピレンジアミンの１．５％水溶液５００ｇを６０℃に加熱したものとを合一しホモジナイザーで１０，０００ｒ．ｐ．ｍにて処理し乳化アスファルトを得た。
次いで常温下、製造した乳剤１１ｇを前記で得た砕石に加え、乳剤が完全に砕石表面を被覆するように１．５〜２分間激しくかき混ぜ、後２４時間常温で養生し剥離防止効果測定用試料を作製した。
作製した試料を８０℃に保った恒温水槽に３０分間浸漬したのち、水槽から引き上げて直ちに水道水で冷却する。
次いで、浸漬処理後の試料のアスファルト被膜の剥離状態を、剥離面積率の標本写真を参考にして１個づつ５％刻みに観察する。
剥離面積率は肉眼判定で、試料２０個の剥離面積率の平均を少数第１位を四捨五入し表す（但し、うすい半透明の部分は皮膜されていないものとする）。
【００２１】
２．実施例１〜実施例１３
前記剥離防止効果の測定方法に従い、本発明の組成物（１）〜本発明の組成物（８）を添加した場合の試料の剥離面積率を求め、実施例１〜実施例１３を得た。
結果を表２に記載したが、本発明の組成物を添加したアスファルト組成物は骨材からアスファルト皮膜が殆ど剥離していない。
【００２２】
【表２】

【００２３】
比較例１〜比較例８
本発明外の比較化合物および比較組成物の作製を表３の如く行い、次いで実施例と同様な方法で比較化合物および比較組成物を添加した場合また無添加の場合の試料の剥離面積率を求め比較例１〜比較例８を得た。
結果を表２中に示した。
【００２４】
【表３】

【００２５】
【発明の効果】
表１に示す如く常温型舗装材料を製造する際に、本発明の組成物（１）〜本発明の組成物（８）を歴青質に対し０．０５〜５．０重量％添加することにより、歴青質と骨材との間に極めて優れた付着力（剥離防止性）を発揮させることができる。

Claims

基材として各種骨材とアスファルト乳剤系から成る常温型舗装材料を製造するに際して、下記一般式（Ａ）
Ｈ_２Ｎ〔（ＣＨ_２）_ｍＮＨ〕_ｎ（ＣＨ_２）_ｍＮＨ_２（Ａ）
（但し、ｍは２又は３の整数、ｎは１〜８の整数を表す）で表されるポリアルキレンポリアミン１モルと、炭素数８〜２２の飽和もしくは不飽和脂肪酸１モル〜（ｎ＋１）モルとを反応させて得られる縮合物（Ｂ）と酸価５〜１００のカルボキシル基を有する変性ポリオレフィン樹脂（Ｃ）とを（Ｂ）：（Ｃ）＝９５：５〜５：９５（重量％）の割合で配合した組成物を前記舗装材料を得るための瀝青質に対し０．０５〜５．０重量％添加することを特徴とする骨材との付着力に優れた常温型舗装材料を製造する方法。