JPH0623313B2 - カチオン性ゴム入りアスファルト乳剤の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、高温で軟化し、低温で脆化して、接着強度の
小さいアスファルトに、カチオン性ゴムラテックスを混
合し、乳化することにより、道路舗装材、防水材、接着
材等に広く使用されるカチオン性ゴム入りアスファルト
乳剤の製造方法に関する。

〈従来の技術〉 従来から知られているゴム入りアスファルト乳剤として
は、アニオン性のものとカチオン性のものがあるが、ア
ニオン性のものは雨水に弱いことや、強度が発現するま
でに長時間を要するという欠点がある。一方、カチオン
性のものは、アニオン性のものに比して短時間で強い被
膜を生じ、下地との接着性も優れているという効果があ
る。従って、近年、当業者等は、主にカチオン性ゴム入
りアスファルト乳剤を供給している。

従来より、カチオン性ゴム入りアスファルト乳剤を製造
するには、以下に示すような方法が採用されている。

固形ゴムとアスファルトの混練物による方法。

予め、ゴムとアスファルトとからなる混練物を製造し、 上記混練物を高温に溶融されたアスファルト中に混合し
てゴム入りアスファルトとし、 上記のゴム入りアスファルトを乳化する方法。

固形ゴムの石油系溶剤溶解物による方法。

予め、固形ゴムをトルエン、キシレン等の石油系溶剤に
溶解したものを製造し、 上記ゴム溶液を高温に溶融されたアスファルト中に混合
してゴム入りアスファルトとし、 上記ゴム入りアスファルトを乳化する方法。

ゴムラテックスをアスファルトに混合する方法。

高温に溶融されたアスファルト中にゴムラテックスを徐
々に加えて、ゴム粒子を分散させ、 上記のゴム入りアスファルトを乳化する方法。

ゴムラテックスとアスファルト乳剤とを混合する方
法。

アスファルトを乳化して、アスファルト乳剤とし、 上記アスファルト乳剤とゴムラテックスとを機械的に混
合する方法。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、上記した〜の方法には、それぞれ以下のよ
うな問題点がある。

まず、上記したの方法においては、３工程を要し、製
造に多くの設備、時間、労力を要するとともに、ゴム分
の多い乳剤を製造することが困難であり、又、製造され
たゴム入りアスファルト乳剤も接着力は低い。

の方法においても、３工程を要し、製造に時間、労力
を要するとともに、ゴム分の多い乳剤を製造することが
粘性の点で困難であり、又、溶融アスファルト中に固形
ゴム溶解物を混合する際には引火性の高いトルエンやキ
シレンの蒸気が発生し、火災上危険性が高い。

の方法においては、多量のゴムラテックスを混合する
と、水分の蒸発に時間を要する。このように得られたゴ
ム入りアスファルトは、ゴム入りアスファルト混練物を
用いた場合より１工程省くことができるが、乳化に際し
て、前記と同様に多量のゴムを混合した場合には、乳
化が困難になる。

の方法においては、上記した〜の方法に比べてか
なりの高濃度のゴム分を含有するゴム入りアスファルト
乳剤を製造することが可能である。しかし、第１工程と
して、アスファルトを乳化してアスファルト乳剤とした
上で、第２工程でゴムラテックスと強力に攪拌すること
によりゴム入りアスファルト乳剤を作製する方法である
ため、製造設備もアスファルトの乳化工程とゴムラテッ
クスとの攪拌工程の２工程の製造設備を必要とする。そ
の上、混合の段階で機械的高速攪拌を行うため、アスフ
ァルト粒子の衝突による団粒化現象が生じたり、ゴムラ
テックス中のゴム粒子とアスファルト粒子の比重差から
分離を生じやすく貯蔵安定性が低下する。

又、上記したように貯蔵中に分離を生じやすいので、貯
蔵タンク、ドラム缶、石油缶等に保存したカチオン性ゴ
ム入りアスファルト乳剤は、作製した後、数時間の経過
により、液表面にゴムラテックスを含む乳白色液を発生
し、さらに時間経過により、乳白色分離層が形成される
ようになる。このような現象は、ゴムラテックス分が多
くなる程、大きくなるものである。従って、使用に際し
てカチオン性ゴム入りアスファルト乳剤を攪拌すること
により混合し、液質を均一にした後に被接着体に散布或
いは塗布する必要がある。しかし、散布（塗布）して数
分後には、散布（塗布）液表面に淡い乳白色を発生し、
さらに時間経過すると、淡い乳白色は濃色になる傾向が
あり、そのため散布（塗布）層の底部と上部とではゴム
ラテックス分の濃度差を生じることとなり、分解後のゴ
ム入りアスファルトとしての接着力が低いという大きな
欠点を有する。

上記したように公知の製造方法〜においては、アス
ファルトに対してゴム分２％以上を含有するカチオン性
ゴム入りアスファルト乳剤を、１工程の製造工程によっ
て製造することは極めて困難であった。

従って、公知の製造方法の課題を解決することが可能な
製造方法即ち、少量から大量のゴム分を含有するカチオ
ン性ゴム入りアスファルト乳剤を１工程の製造工程によ
り得ることが可能な製造方法が嘱望されていた。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は上記に鑑み提案されたもので、 石油アスファルト99.5〜96.0重量％と油溶性カチオン性
活性剤0.5〜4.0重量％とを混合したアスファルト基材
に、 水97.95〜79.5重量％にカチオン性ゴムラテックス２〜3
0重量％（固形分として１〜15重量％）、酸、ゼラチン
0.05〜0.50重量％を溶解した乳化液を 混合して乳化するようにしたことを特徴とするカチオン
性ゴム入りアスファルト乳剤の製造方法に関するもので
ある。

本発明のカチオン性ゴム入りアスファルト乳剤の製造方
法を以下に具体的に説明する。

まず、石油アスファルト（針入度40〜300）の99.5〜96.
0重量％を120〜170℃に加熱溶融し、油溶性カチオン性
活性剤として例えば、アルキルプロピレンアミン類、ア
ルキルトリメチレンアミン類、ポリオキシエチレンアル
キルプロピレンアミン類（エチレンオキサイド付加モル
数が２〜10）等の１種又は２種以上を0.5〜4.0重量％の
範囲で添加し、溶融してアスファルト基材とする。

上記アスファルト基材は、120〜170℃の温度に保持す
る。

次に、40〜65℃に加温した温水97.95〜79.5重量％に、
カチオン性ゴムラテックスとして例えばスチレンブタジ
エンゴム（ＳＢＲ）ラテックス、クロロプレンゴム（Ｃ
Ｒ）ラテックス等を２〜30重量％（固形分として１〜15
重量％）の範囲で加えて分散した後、これに前記したア
スファルト基材に含まれる油溶性カチオン性活性剤量に
見合った酸（酢酸又は塩酸等）量を添加して混合する。
必要に応じて、これに安定剤として無機塩類例えば塩化
カルシウム0.2〜0.5％を加え、溶解してもよい。さらに
ゼラチン0.05〜0.50重量％を加えて溶解した水溶液を乳
化液とし、上記乳化液を40〜65℃の温度に保持する。

そして、上記のように作製されたアスファルト基材の45
〜60容積％と乳化液55〜40容積％とを混合し、ホモジナ
イザー、ホモミキサー又はコロイドミル等で機械的に乳
化させ、カチオン性ゴム入りアスファルト乳剤を製造す
る。

上記したアスファルト基材の作製において、石油アスフ
ァルトに対する油溶性カチオン性活性剤の配合量は0.5
〜4.0重量％、好ましくは0.8〜3.0重量％である。配合
量が0.5重量％以下であると、作製されるカチオン性ゴ
ム入りアスファルト乳剤は、分解時間が短く、貯蔵安定
性が悪く、貯蔵安定性においても従来の方法（２工程）
で作製されたカチオン性ゴム入りアスファルト乳剤と大
差ない。また、配合量が４重量％以上であると、作製さ
れるカチオン性ゴム入りアスファルト乳剤は、分解時間
が長く、貯蔵安定性も良好であるが、分解時間が長すぎ
るために、短時間で強度を有する被膜を得ることができ
ない。

また、乳化液の作製において、カチオン性ゴムラテック
スの配合量は２〜30重量％（固形分として１〜15重量
％）、好ましくは４〜20重量％（固形分として２〜10重
量％）である。配合量が２重量％以下であると、作製さ
れるカチオン性ゴム入りアスファルト乳剤の分解アスフ
ァルトは、接着力が弱く、道路補修材等として役立たな
い。又、配合量が30重量％以上であると、作製されるカ
チオン性ゴム入りアスファルト乳剤の分解アスファルト
の接着力は向上するが、カチオン性ゴム入りアスファル
ト乳剤の貯蔵安定性は低下し、並びに乳白色ゴムラテッ
クスを含む分解液の発生量が大きくなる。

また、乳化液の作製におけるゼラチンの配合量は、0.05
〜0.50重量％、好ましくは0.08〜0.30重量％である。配
合量が0.05重量％以下であると、作製されるカチオン性
ゴム入りアスファルト乳剤は貯蔵安定性が悪く、従来の
方法（２工程）で作製されるカチオン性ゴム入りアスフ
ァルト乳剤と大差ない。又、配合量が0.5重量％以上で
あると粘性が高く、分解時間が長くなり、短時間で高い
接着強度を有するゴム入りアスファルト被膜を得ること
ができない。

〈実施例〉 （実施例の配合組成） (1)アスファルト基材ストレ -トアスファルト 980g(98.0%) （針入度150／200、昭和シェル社品） 牛脂アルキルプロピレンジアミン20g(2.0%) （商品名アスファゾ-ル#10、日本油脂社品） (2)乳化液 水 907g(90.7%)カチオン 性SBRラテックス（固形分60.3%） 80g(8.0%) （商品名NC621、日本ゼオン社品） 氷酢酸(90%) 8g(0.8%) 塩化カルシウム（２水塩） 3g(0.3%)ゼラチン （商品名NA、新田ゼラチン社品） 2g(0.2%) （実施例の作製方法） ストレートアスファルト980gを140℃に加熱溶融し、こ
れに牛脂アルキルプロピレンジアミン20gを加え、約10
分間攪拌混合してアスファルト基材（温度133℃）1000g
を作製した。

次に、水907gを63℃に加熱し、これにカチオン性ＳＢＲ
ラテックス80gを加え、約１分間攪拌して分散した後、
氷酢酸8gを加え約１分間攪拌し、次に、塩化カルシウム
３ｇを加え約１分間攪拌して溶解し、さらにゼラチン２
ｇを加え約３分間攪拌して溶解して乳化液（温度60℃）
1000gを作製した。

上記のように作製された乳化液とアスファルト基材と
を、徐々にハレル製ホモジナイザー（旭特殊電機（株）
製回転数10,000）に注入し、注入比を容積％で乳化液4
8；アスファルト基材52の割合で乳化し、カチオン性ゴ
ム入りアスファルト乳剤1650gを得た。

（比較例の第１の工程の配合組成） (1)アスファルト基材ストレ -トアスファルト 990g(99.0%) （針入度150／200）昭和シェル社品 乳化補助剤 10g(1.0%) （ト-ル油脂肪酸、商品名エト-ルFAX） (2)乳化液 温水 988.5g(98.85%) 牛脂アルキルプロピレンジアミン 6g(0.60%) （商品名アスファゾ-ル#10、日本油脂社品） 氷酢酸(90%) 2.5g(0.25%) 塩化カルシウム（２水塩） 3g(0.30%) （比較例の第１の工程の作製方法） ストレートアスファルト990gを137℃に加熱溶融し、こ
れにトール油脂肪酸10gを加え、約10分間攪拌混合して
アスファルト基材（温度132℃）1000gを作製した。

次に、温水(64℃）988.5gに牛脂アルキルプロピレンジ
アミン６ｇを加えた後、氷酢酸2.5gを加え約３分間攪拌
して溶解し、さらに塩化カルシウム３ｇを加え約３分間
攪拌して溶解して乳化液（温度60℃）1000gを作製し
た。

上記のように作製されたアスファルト基材と乳化液と
を、徐々にハレル製ホモジナイザー（旭特殊電機（株）
製回転数10,000）に注入し、注入比を容積％で乳化液4
8；アスファルト基材52の割合で乳化し、ゴム入り乳剤
用カチオン性アスファルト乳剤1700gを得た。

（比較例の第２工程の配合組成）ゴム 入り乳剤用カチオン性アスファルト乳剤 960g(96%) （＝第１工程において得られたもの）カチオン 性SBRラテックス（固形分60.3%） 40g(4%) （商品名NC621、日本ゼオン社品） （比較例の第２工程の作製方法） 第１工程において得られたゴム入り乳剤用アスファルト
乳剤960gを40〜50℃に加温し、カチオン性ＳＢＲラテッ
クス40gを添加してこれを投入型ミキサー（1000〜1200
回転数／分）により約10分間攪拌混合してカチオン性ゴ
ム入りアスファルト乳剤1000gを得た。

上記した実施例及び比較例の各カチオン性ゴム入りアス
ファルト乳剤を、以下に示す評価方法に従って測定、試
験した。それぞれの結果は、表１に示した。

（評価方法） 蒸発残留分の測定 JIS K 2208-1980石油アスファルト乳剤試験法による。

貯蔵安定度の測定 JIS K 2208-1980石油アスファルト乳剤試験法による。

乳白色液発生深さの測定 上記した貯蔵安定度の測定の際、シリンダー上部に乳
白色の分離水が発生するので、この深さをノギスで測定
した。この乳白色液にはゴムラテックスが含有してい
た。

分解時間の測定 JIS K 2208-1961石油アスファルト乳剤分解時間試験法
による。

エングラー度の測定 JIS K 2208-1980石油アスファルト乳剤試験法による。

粒子の電荷の測定 JIS K 2208-1980石油アスファルト乳剤試験法による。

本発明の実施例は、上記した作製方法に示したように、
従来の製造方法である比較例と比較して、製造上、極め
て容易な方法であることがわかる。即ち、工程の数が、
１工程だけであり、従って、汎用の攪拌装置のみの設備
で実施できるものであるという利点がある。

一方、比較例は、２工程を必要とし、従って、製造設備
として常用の攪拌装置の他に高速攪拌の可能な攪拌装置
をも必要とするものである。

さらに、上記した製造に関する所要時間も、本発明の実
施例では短く、比較例は長い。

また、表１より、本発明の実施例による得られるカチオ
ン性ゴム入りアスファルト乳剤は、貯蔵安定性において
極めて優れた性状を有するものであることがわかる。

これに対して、比較例により得られるカチオン性ゴム入
りアスファルト乳剤は、貯蔵安定性において乳白色の分
離層を生じ、道路補修材等として使用するに際しては、
新たに充分な攪拌を必要とするものである。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明のカチオン性ゴム入りアス
ファルト乳剤の製造方法は、１工程であり、従来の製造
方法に比べて、極めて容易に、又短時間に製造できる方
法である。

また、本発明の製造方法は、特殊な装置設備を必要とす
るものでないため、適用性が極めて高い。

従って、本発明の製造方法は、市販の原材料及び従来の
装置設備の使用により実施されるものであるため、従来
の製造方法に比較して、経済的にも適用性の高い方法で
ある。

さらに、本発明の製造方法は、極めて貯蔵安定性に優れ
るカチオン性ゴム入りアスファルト乳剤を供給するもの
であり、作製した後の保存においても、道路補修材とし
て実際に使用する際にも、従来の製造方法によるカチオ
ン性ゴム入りアスファルト乳剤のように乳白色の分離層
の発生に伴う新たな攪拌を必要とすることもなく、安定
した高い接着強度を有する等の優れた性状品質を有する
カチオン性ゴム入りアスファルト被膜を速やかに形成す
ることができるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】石油アスファルト99.5〜96.0重量％と油溶
   性カチオン性活性剤0.5〜4.0重量％とを混合したアスフ
   ァルト基材に、 水97.95〜79.5重量％にカチオン性ゴムラテックス２〜3
   0重量％（固形分として１〜15重量％）、酸、ゼラチン
   0.05〜0.50重量％を溶解した乳化液を 混合して乳化するようにしたことを特徴とするカチオン
   性ゴム入りアスファルト乳剤の製造方法。