JP6176250B2

JP6176250B2 - アスファルト合材付着防止剤

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Publication number: JP6176250B2
Application number: JP2014529473A
Authority: JP
Inventors: 寛厚江花; 水田　元就; 元就水田
Original assignee: NOF Corp
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2017-08-09
Anticipated expiration: 2033-08-02
Also published as: ES2609448T3; KR102083699B1; EP2883927A1; EP2883927A4; CN104487536A; JPWO2014024801A1; EP2883927B1; US20150225535A1; US9416249B2; KR20150043320A; CN104487536B; WO2014024801A1

Description

本発明は、アスファルト合材に対する付着防止効果および剥離効果が高く、水で希釈後も常温ないし低温下で分離し難いアスファルト合材付着防止剤に関する。

道路舗装で用いられているアスファルト合材は、接着剤であるアスファルトと、道路の基礎部分となる骨材とからなっている。そして、アスファルトは、加熱された液状の状態で骨材と混合され、冷却されて固まることにより接着性を発現する。
アスファルト合材の製造工場やアスファルト合材を取扱う道路舗装現場では、装置や機器へのアスファルト合材の付着を防止することが作業性を低下させないために重要である。特にアスファルト合材工場内の設備であるホッパー、スキップエレベータ、ベルトコンベアにアスファルト合材の付着が生じると、付着部にアスファルト合材が徐々に堆積してゆき、詰まり等の原因となり作業効率が大幅に低下する。
そのためこれらホッパー、スキップエレベータ、ベルトコンベアには、アスファルト合材の付着および堆積を防ぐために、付着防止効果ならびに剥離効果を有するアスファルト合材付着防止剤が必要である。

従来、ホッパー、スキップエレベータ、ベルトコンベアに付着したアスファルト合材を剥離するために、軽油、重油等の鉱物油を、タンクからパイプラインを通じて、ホッパー、スキップエレベータ、ベルトコンベアに定期的に散布していた。
しかしながら、軽油、重油を使用する方法では、噴霧された軽油、重油が流出することによる周囲環境への悪影響が懸念されていた。そのため、軽油、重油と同等以上の性能でこれらの使用を低減でき、水で希釈して使用できるアスファルト合材付着防止剤が数多く報告されている。

特許文献１には、動植物油脂、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステルを水で希釈し、乳化させたエマルション型のアスファルト合材付着防止剤が開示されている。しかし、この付着防止剤では、良好な効果を得るために動植物油脂が多く配合されており、水希釈後にタンク内で経時で油水分離が生じてタンク内で濃度勾配が生じやすいので、安定した付着防止効果、剥離効果が得られないという問題があった。

経時で油水分離するという問題を解決する手段として、油性成分を含まず水と親和性の高い基材を使用する方法が提案されており、特許文献２には多価アルコールを用いたアスファルト合材付着防止剤、特許文献３にはポリオキシアルキレングリコール誘導体を用いたアスファルト合材付着防止剤がそれぞれ開示されている。
しかし、これらの付着防止剤は、水希釈後の安定性が良好であり、安定した付着防止効果が得られるものの、剥離効果について十分ではなく、特にアスファルト合材が付着し易いホッパー、スキップエレベータ等の工場設備では使用するのに十分な性能ではなかった。

また、特許文献４には、油性成分としてテルペン系化合物とノニオン性活性剤またはアニオン性活性剤を用いたエマルション型のアスファルト合材付着防止剤が開示されている。しかし、この付着防止剤も良好な剥離効果を得るためにテルペン系化合物が多く配合されており、水希釈後の安定性が十分でなく、安定した付着防止効果、剥離効果を得るまでには到っていない。
したがって、現状では、経時で水希釈液の分離が起こり難く、安定して付着防止効果ならびに剥離効果を発揮するアスファルト合材付着防止剤は得られていない。

国際公開第２００３／０３５８０９号特開２００６−２４１４０９号公報特開平８−１２７７６１号公報特開２００６−１８２８５９号公報

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、その目的は、アスファルト合材に対する付着防止効果および剥離効果が高く、水で希釈後も常温ないし低温下で分離し難いアスファルト合材付着防止剤を提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、特定の一価の水溶性アルコール、特定のポリオキシエチレン誘導体、特定の動粘度を有する流動パラフィンのそれぞれを特定の割合で含有するアスファルト合材付着防止剤が、付着防止効果および剥離効果が高く、常温ないし低温下でも水希釈が分離し難く安定して効果を発揮できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、沸点が１５０℃以上であり、２５℃で液状である一価の水溶性アルコール（Ａ）、式（１）で示される化合物（Ｂ）、および４０℃の動粘度が１〜４０ｍｍ^２／ｓの流動パラフィン（Ｃ）を含有し、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の各質量比が、（Ａ）１５〜３５質量％、（Ｂ）５３〜７９質量％、（Ｃ）６〜１２質量％であるアスファルト合材付着防止剤である。

Ｒ¹Ｏ−（ＥＯ）_ｎ−Ｈ・・・（１）
（式中Ｒ¹は分岐アルキル基を有する炭素数８〜１２の炭化水素基、ＥＯはオキシエチレン基、ｎはオキシエチレン基の平均付加モル数で、４〜１０である。）

本発明のアスファルト合材付着防止剤は、アスファルト合材に対する付着防止効果および剥離効果が高く、水で希釈後も常温ないし低温下で分離し難く安定して効果を発揮できる。

以下、本発明の実施形態について説明する。本発明のアスファルト合材付着防止剤は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、および（Ｃ）成分を含有する。なお、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、および（Ｃ）成分の各質量比の合計は１００質量％である。まず、（Ａ）成分について説明する。

〔（Ａ）成分〕
本発明で用いられる（Ａ）成分は、沸点が１５０℃以上であり、２５℃で液状である一価の水溶性アルコールである。ここでいう沸点とは大気圧下での沸点をいう。一価の水溶性アルコールの沸点が１５０℃未満であると、アスファルト合材が通常１１０〜１５０℃で出荷および施工されることから、水溶性アルコールがアスファルト合材に接した際に蒸発等が生じて、付着防止効果ならびに剥離効果を十分に発揮できない場合がある。

一価の水溶性アルコールとは、分子内に水酸基を１個有する水溶性の化合物である。ここで水溶性とは、２５℃にて水に任意の割合で溶解するものをいう。

一価の水溶性アルコール（Ａ）は、特に付着防止効果および剥離効果の面から、炭素数が６〜８であることが好ましく、炭素数が６であることがさらに好ましい。また、一価の水溶性アルコールは、２５℃で水と任意の割合で溶解するものが好ましい。
本発明で用いられる一価の水溶性アルコール（Ａ）の具体例としては、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、３−メトキシ−１−ブタノール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール等が挙げられる。
特に、付着防止効果および剥離効果に優れる理由から、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましく、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールがより好ましい。
本発明において一価の水溶性アルコール（Ａ）は１種を単独で、もしくは２種以上を併せて用いてもよい。

本発明において一価の水溶性アルコール（Ａ）として市販品を用いてもよく、例えば、トリエチレングリコールブチルエーテルとしてブチセノール３０（ＫＨネオケム株式会社製）、ジエチレングリコールモノメチルエーテルとしてハイソルブＤＭ（東邦化学工業株式会社製）、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールとしてソルフィットファイングレード（クラレ株式会社製）、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル（シグマアルドリッチジャパン株式会社製）、テトラヒドロフルフリルアルコール（キシダ化学株式会社製）等が使用できる。

一価の水溶性アルコール（Ａ）は、アスファルト合材付着防止剤中、１５〜３５質量％であり、好ましくは２０〜３０質量％である。１５質量％未満であると良好な付着防止効果ならびに剥離効果が得られ難くなる場合があり、３５質量％を超えると水希釈液の良好な安定性が得られ難くなる場合がある。

〔（Ｂ）成分〕
本発明で用いられる（Ｂ）成分は、下記の式（１）で示される化合物である。
Ｒ¹Ｏ−（ＥＯ）_ｎ−Ｈ・・・（１）

式中、Ｒ¹は分岐アルキル基を有する炭素数８〜１２の炭化水素基であり、好ましくは炭素数８〜１０であり、さらに好ましくは１０である。炭素数が８未満であると良好な剥離効果ならびに水希釈液の良好な安定性が得られ難くなる場合があり、炭素数が１２を超えると水希釈液の良好な安定性が得られ難くなる場合がある。また、Ｒ¹が直鎖の炭化水素基であると、良好な剥離効果が得られ難く、水希釈液の低温下における良好な安定性が得られ難くなる場合がある。

分岐アルキル基を有する炭素数８〜１２の炭化水素基としては、例えば、２−エチルヘキシル基、３，５−ジメチルヘキシル基、２，２−ジメチルヘキシル基、２−メチルヘプチル基、３−メチルヘプチル基、４−メチルヘプチル基、２−プロピルペンチル基、イソオクチル基、２，２−ジメチルヘプチル基、２，２，４，４−テトラメチルペンチル基、３，５，５−トリメチルヘキシル基、２−メチルオクチル基、２−エチルヘプチル基、３−メチルオクチル基、イソノニル基、ネオノニル基、２，２−ジメチルオクチル基、２−メチル−２−エチルヘプチル基、２−メチル−２−プロピルヘキシル基、８−メチル−１−ノニル基、イソデシル基、２−プロピルヘプチル基、２−ブチルオクチル基等が挙げられる。好ましくは２−エチルヘキシル基、イソデシル基であり、さらに好ましくはイソデシル基である。

ＥＯはオキシエチレン基である。ｎは、オキシエチレン基（ＥＯ）の平均付加モル数を示し、４〜１０であり、好ましくは５〜７である。ｎが４未満であると水希釈液の良好な安定性が得られ得られ難くなる場合があり、１０を超えると良好な剥離効果が得られ難くなる場合がある。

式（１）で示される化合物（Ｂ）は、公知の方法により製造することができ、例えば、分岐アルキル基を有する炭素数８〜１２の一価のアルコールに、所定量のエチレンオキサイドを付加させて得ることができる。
本発明においては、分岐アルキル基または炭素数が異なる２種以上の化合物（Ｂ）を用いることができる。このような２種以上の化合物（Ｂ）は、例えば、分岐アルキル基または炭素数が異なる２種以上の一価のアルコール混合物に、所定量のエチレンオキサイドを付加させて得ることができる。

化合物（Ｂ）は、アスファルト合材付着防止剤中、５３〜７９質量％であり、好ましくは６５〜７０質量％である。５３質量％未満であると良好な水希釈液の安定性が得られ難くなる場合があり、７９質量％を超えると良好な剥離効果が得られ難くなる場合がある。

〔（Ｃ）成分〕
本発明で用いられる（Ｃ）成分は、４０℃の動粘度が１〜４０ｍｍ^２／ｓの流動パラフィンであり、好ましくは動粘度が１〜１０ｍｍ^２／ｓの流動パラフィンである。本発明において動粘度はＪＩＳＫ−２２８３に準拠して測定された値である。
ここでいう流動パラフィンとは、無色透明、無味無臭で精製度の高い炭化水素油であり、例えば、石油の潤滑油留分に含められる芳香族炭化水素化合物や硫黄化合物のような不純物を除去し、高度に精製することによって得られる、ナフテンを主成分とした炭化水素油、もしくはオレフィンを原料として重合することによって得られる炭化水素油を指す。
これらの流動パラフィンのうちから１種または２種以上を選択して用いることができる。
流動パラフィン（Ｃ）の具体例としては、スピンドル油留分を硫酸洗浄で精製した炭化水素油や、ポリイソブテン等が挙げられ、好ましくはポリイソブテンである。

流動パラフィン（Ｃ）は、アスファルト合材付着防止剤中、６〜１２質量％であり、好ましくは７〜９質量％である。６質量％未満であると良好な剥離効果が得られ難くなる場合があり、１２質量％を超えると水希釈液の良好な安定性が得られ難くなる場合がある。

〔アスファルト合材付着防止剤〕
本発明のアスファルト合材付着防止剤は、通常、水で希釈して使用される。希釈倍率は原液に対して水で３〜１００質量倍、好ましくは５〜５０質量倍である。但し、場合によっては本発明のアスファルト合材付着防止剤を原液で使用しても良い。

本発明のアスファルト合材付着防止剤は、ホッパー、スキップエレベータ等の合材工場設備で主に使用されるが、運搬に使用されるダンプトラックの荷台、舗装機器であるフィニッシャー、マカダムローラー、タイヤローラー等に使用しても良い。本発明のアスファルト合材付着防止剤は、ペットボトル等の容器を使用して散布するかあるいはスプレー等により噴霧して使用することができる。

本発明のアスファルト合材付着防止剤は、本発明の効果を阻害しない範囲内で、添加剤を含有し得る。かかる添加剤としては、例えば、有機または無機塩類、ｐＨ調整剤、殺菌剤、キレート剤、色素、香料などが挙げられる。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。

〔実施例１〜１１、比較例１〜９〕
表３および表４に示す各成分を表３および表４に示す質量比で、アスファルト合材付着防止剤を調製した。得られた各アスファルト合材付着防止剤について下記のテストを行なった。いずれの試験においても「◎」および「○」の評価のものをそれぞれ合格とした。
なお、表３および表４に示すＡ１〜Ａ５、Ａ’１〜Ａ’５の各成分の物性等を表１に記載し、表３および表４に示すＢ１〜Ｂ５の各成分の式（１）における記号等の説明を表２に記載した。

（１）付着防止効果テスト
２００ｍｌビーカー中にて、各アスファルト合材付着防止剤を１０ｍｌ秤量し、９０ｍｌの水で１０倍に希釈しスターラーチップを用いて２５℃で１０分間攪拌した。その後、希釈液を１００ｍｌスクリュー管に５０ｍｌ入れて、吸い込みノズルがスクリュー管の底部に届くようスプレー噴射口を取り付けた。

希釈液１ｇを２０ｃｍ×１５ｃｍのＳＳ４００鋼材にスプレーした後、１５０℃に加熱したストレートアスファルト合材（密粒度アスファルト合材、ストレートアスファルト：６質量％、ストレートアスファルト針入度：６０〜８０：ＪＩＳＫ−２２０７）を１ｋｇ乗せ、１分間常温で放置した。その後、鋼材を７０度の角度に傾斜させ、ストレートアスファルト合材を落とした。この一連の操作、すなわちストレートアスファルト合材を１ｋｇ乗せる、１分間常温で放置する、鋼材を７０度の角度に傾斜させストレートアスファルト合材を落とすという一連の操作を１０回繰り返し行った。

その後の鋼板に付着したストレートアスファルト合材量と鋼板表面の外観を評価した。アスファルト合材の付着は細かいアスファルト合材の付着に始まり、繰り返し接触することで付着したアスファルト合材に堆積してゆき、大きなかたまりの付着となる。そのためアスファルト合材の大きなかたまりの付着のみならず、細かいアスファルト合材の付着が少ない防止剤ほど良好であると判断した。アスファルト合材付着防止剤の１０倍水希釈液は、希釈直後の液と、２５℃で１週間静置した後の液とで各々試験を行った。付着防止性の評価は、下記の評価基準に従い行なった。
（評価基準）
◎：付着量が５ｇ未満であり、鋼材表面にアスファルト合材の付着がほとんど見られない。
○：付着量が５ｇ以上１０ｇ未満であり、鋼材表面に細かいアスファルト合材の付着が多くみられる。
△：付着量が１０ｇ以上１００ｇ未満であり、鋼材表面に細かいアスファルト合材の付着が多くみられ、一部堆積しかたまりが生じている。
×：付着量が１００ｇ以上で、鋼材表面全体にアスファルト合材の堆積が見られる。

（２）剥離効果テスト
１５０℃に加熱したストレートアスファルト合材（密粒度アスファルト合材、ストレートアスファルト：６質量％、ストレートアスファルト針入度：６０〜８０：ＪＩＳＫ−２２０７）を２０ｃｍ×１５ｃｍのＳＳ４００鋼材に０．５ｋｇ乗せて１０分間常温で放置し、アスファルト合材が１ｋｇ付着した鋼材を作成した。
また１０００ｍｌビーカー中にて、各アスファルト合材付着防止剤を１００ｍｌ秤量し、９００ｍｌの水で１０倍に希釈しスターラーチップを用いて２５℃で１０分間攪拌した。その後、アスファルト合材が付着した鋼材を、各アスファルト合材付着防止剤を水で１０倍に希釈した直後の液、および水で１０倍に希釈した後、２５℃で１週間静置しておいた液に、アスファルト合材が完全に浸漬するように鋼材を浸漬させ、７０℃で３０分間静置した。液から鋼材を取り出し、鋼材を７０度の角度に傾斜させ、ストレートアスファルト合材を落とした。鋼材に付着しているアスファルト合材を計量した。剥離性の評価は、下記の評価基準に従い行なった。
（評価基準）
◎：付着量が２ｇ未満である。
○：付着量が２ｇ以上５ｇ未満である。
△：付着量が５ｇ以上１０ｇ未満である。
×：付着量が１０ｇ以上である。

（３）水希釈時の安定性テスト
上記（１）付着防止効果テストと同様に調製した各アスファルト合材の１０倍希釈液を、１００ｍｌスクリュー管に５０ｍｌ入れて、−５℃の恒温槽、および２５℃の恒温槽にそれぞれ１週間静置した後、次の３段階の基準で外観を評価した。
（評価基準）
◎：均一かつ透明で、分離は見られない
○：わずかに白濁しているものの、分離は見られない。
×：分離が見られる。

本発明に係る実施例１〜１１のアスファルト合材付着防止剤は、一価の水溶性アルコール（Ａ）、式（１）で示される化合物（Ｂ）、流動パラフィン（Ｃ）を含有しているので、アスファルト合材に対する付着防止効果および剥離効果が高く、水希釈液が常温ないし低温下で分離し難く安定であった。

一方、（Ｂ）成分の代わりに、ポリオキシエチレン（７モル）ドデシルエーテル（Ｂ’１成分）を含有する付着防止剤（比較例１）は、剥離効果ならびに−５℃での水希釈安定性が良好でない。
（Ａ）成分の代わりに、沸点が１５０℃以上であり２５℃で液状であるが、２５℃にて水に不溶の一価のアルコールとしてトリプロピレングリコールモノブチルエーテル（Ａ’１成分）を含有する付着防止剤（比較例２）は、１週間静置後における付着効果および剥離効果、ならびに水希釈液の良好な安定性が得られない。

（Ａ）成分の代わりに、２５℃で液状である水溶性の一価のアルコールで沸点が１５０℃未満である化合物としてプロピレングリコールモノエチルエーテル（Ａ’２成分）を含有する付着防止剤（比較例３）は、良好な付着防止効果が得られない。
（Ａ）成分の代わりに、沸点が１５０℃以上であるが、２５℃で液状ではない水溶性の一価のアルコールとしてポリオキシエチレン（２３モル）モノメチルエーテル（Ａ’３成分）を含有する付着防止剤（比較例４）は、良好な剥離効果が得られない。
大豆油、パーム油とポリオキシエチレン（３０モル）ソルビトールテトラオクタデセネートを含有する付着防止剤（比較例５）、ｄ−リモネンとポリオキシエチレン（７モル）ドデシルエーテルを含有する付着防止剤（比較例６）、（Ａ）成分であるトリエチレングリコールモノブチルエーテル、ｄ−リモネン、オレイン酸ジエタノールアミン塩を含有する付着防止剤（比較例７）は、いずれも、希釈直後の付着防止効果および剥離効果は良好であるものの、１週間静置後は分離が発生し良好な結果が得られていない。また、水希釈安定性が良好でない。

多価アルコールであるグリセリン（Ａ’４成分）を含有する付着防止剤（比較例８）は、水希釈安定性が良好であるが、剥離効果の面で良好な結果が得られていない。
ポリオキシエチレン（２０モル）ポリオキシプロピレン（２３モル）グリコール（Ａ’５成分）を含有する付着防止剤（比較例９）は、希釈直後の付着防止効果が良好で、水希釈安定性が良好であり１週間静置後の付着防止効果も良好であるが、剥離効果の面で良好な結果が得られていない。

Claims

沸点が１５０℃以上であり、２５℃で液状である一価の水溶性アルコール（Ａ）、式（１）で示される化合物（Ｂ）、および４０℃の動粘度が１〜４０ｍｍ^２／ｓの流動パラフィン（Ｃ）を含有し、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の各質量比が、（Ａ）１５〜３５質量％、（Ｂ）５３〜７９質量％、（Ｃ）６〜１２質量％であるアスファルト合材付着防止剤。
Ｒ¹Ｏ−（ＥＯ）_ｎ−Ｈ・・・（１）
（式中Ｒ¹は分岐アルキル基を有する炭素数８〜１２の炭化水素基、ＥＯはオキシエチレン基、ｎはオキシエチレン基の平均付加モル数で、４〜１０である。）