JPH09194736A

JPH09194736A - アスファルト乳剤

Info

Publication number: JPH09194736A
Application number: JP366696A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Funada; 等船田; Hirotaka Sasaki; 博隆佐々木; Masanori Iizuka; 正則飯塚; Sayuri Tamaoki; さゆり玉置
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 1997-07-29
Anticipated expiration: 2016-01-12
Also published as: JP3464863B2

Abstract

(57)【要約】【課題】乳剤安定性、骨材との混合性、分解時間コン
トロール、付着性、強度、高耐久性、更には剥離防止効
果等の優れたアスファルト乳剤を提供することを目的と
する。【解決手段】ポリフェノール類のアセチル化後のゲル
パーミエーションクロマトグラフィー測定による分子量
分布において、クロマトグラフ上、重量平均分子量が28
00以上の成分の絶対面積百分率が10％以下であるポリフ
ェノール類を含有することを特徴とするアスファルト乳
剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水中油滴型アスファ
ルト乳剤に関し、更に詳しくはアスファルト乳剤の性質
として乳剤安定性、骨材との混合性、分解時間コントロ
ール、付着性、強度、高耐久性、更には剥離防止効果等
の優れたアスファルト乳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、所望の作業を行う際に
アスファルトを加熱する（加熱溶融方式）、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
せることが行われている。

【０００３】これらの方法のうち、乳剤により調製され
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】アスファルト乳剤は使用した乳化剤（界面
活性剤）の種類によってアニオン性乳剤、カチオン性乳
剤、ノニオン性乳剤の３種類があり、またこれらの乳剤
は施工面に直接散布して用いる急分解性乳剤と、骨材と
混合して用いる遅分解性乳剤とに大別できる。

【０００５】いずれの場合においても乳剤が破壊して再
生するアスファルトは骨材間のバインダーとして作用す
るので、骨材との付着性機能が極めて重要である。とこ
ろが、アニオン性乳剤及びノニオン性乳剤は骨材との混
合性が良いという利点を有するが、骨材との付着性が悪
いという大きい欠点がある。他方、カチオン性乳剤はア
スファルト分散粒子と骨材との間に電気的誘引力を働か
せて付着性機能を付与しているが、実用上まだ充分とは
言えず、その改善策が要望されている。

【０００６】更に、骨材と混合して用いる遅分解性乳剤
は、機械的な強制攪拌混合安定性が良いこと、及び運
搬、敷きならし、転圧等の施工中は分解しないことが重
要で、舗装後は分解がある程度速く、付着性が優れてい
ること、並びにこのような諸性質が骨材の種類、施工時
の気温等の影響を受けない等の条件を満足させなければ
ならない。この対策として乳化剤を多量に使用するか、
また水溶性の有機高分子、例えばポリビニルアルコー
ル、ゼラチン、メチルセルロース、ポリアクリルアミ
ド、グァーガム等を保護コロイドとして添加する方法が
広く考えられている。しかし、アスファルト乳剤は安定
化されるが、骨材−アスファルト界面の性質を改善し、
骨材との付着性を本質的に改善するという効果を得るこ
とができない。

【０００７】その他、アスファルト乳剤の骨材混合性、
付着性能向上のために従来種々の方法が考案されてきて
いる。例えば、USP3871893(1975)によれば、アミノ化リ
グニン、アルキルイミダゾリン系及び、ノニオン乳化剤
の併用系、更にUSP3979323(1976)ではアルキルイミダゾ
リン系の脂肪酸塩、また特開平7-118538号公報にはノニ
オン系乳化剤による改良がなされている。しかし、骨材
混合性は改良されるが、水の介入による接着性、剥離抵
抗性はまだまだ不充分である。また、特開昭57-42763号
公報では飽和脂肪酸を、USP3867162(1975)ではトール油
脂肪酸を利用する考案がされているが、この場合、アル
カリ性を示すセメントや鉄鉱宰を混入する配合系では使
用不可能である。これに対し、特開昭63-17960号公報で
はアスファルト乳剤中にタンニン酸もしくはタンニン化
合物を含有させることにより、骨材との混合性、分解時
間コントロール、付着性、剥離防止効果を改善できるこ
とが示されているが、道路用アスファルトや骨材の品質
低下した近年の状況下においては充分な効果であるとは
いえず、アスファルト乳剤の更なる改質が強く望まれ、
業界の大きな課題となっている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決すべく鋭意研究の結果、特定の分子量分布を有
するポリフェノール類をアスファルト乳剤に含有させる
ことにより、乳剤安定性、骨材混合性、骨材付着性、合
材の強度発現性、高耐久性、更に剥離抵抗性が飛躍的に
改善されたアスファルト乳剤が得られることを見出し、
本発明を完成した。

【０００９】即ち、本発明は、ポリフェノール類のアセ
チル化後のゲルパーミエーションクロマトグラフィー
（ＧＰＣ）測定による分子量分布において、クロマトグ
ラフ上、重量平均分子量が2800以上の成分の絶対面積百
分率が10％以下であるポリフェノール類を含有すること
を特徴とするアスファルト乳剤に関するものである。

【００１０】更に詳しくは、本発明は、アスファルト40
〜80重量部と水60〜20重量部との合計 100重量部に対し
て、界面活性剤0.01〜10.0重量部及び前記ポリフェノー
ル類0.01〜10.0重量部を含有することを特徴とするアス
ファルト乳剤に関するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明において用いるポリフェノ
ール類としては、ベンゼン環に２個以上の水酸基を持つ
もの、あるいはフェノール類とその酸化重合物質などが
挙げられる。具体的には、五倍子、没食子、スマック、
タラ、バロニア、チェスナット、ミロバラン、オーク
（カシワ）、ディビディビ、アルガロビア、ライシタ
ン、キャスカローテ等の加水分解型タンニンや、ガンビ
ア、ケブラチョ、ミモザ、アカシア、マングローブ、ヘ
ムロック、スプルース、ビルマカッチ、カシワ樹皮、カ
キ渋等の縮合型タンニン、その他デジプト、中国産タン
ニン、トルコ産タンニン、ハマメリタンニン、ケブリン
酸、エラーグ酸タンニン、更にはこれらの精製タンニン
酸、リグニン等を挙げることができる。

【００１２】本発明においては、これらのポリフェノー
ル類をカラムクロマトグラフィーにより分別することに
より、目的とする分子量分布を有する化合物を得ること
ができる。これらは、単独で又は混合して使用される。

【００１３】これらの化合物をアセチル化してＧＰＣに
より分子量（分布）を測定する方法は以下の通りであ
る。

【００１４】〔アセチル化法〕高分子分析ハンドブック
(P.783〜784,1995、紀伊国屋書店) により試料をアセチ
ル化する。すなわち、充分乾燥させた試料２ｇを50ml共
栓付き三角フラスコ中に採り、氷冷しながらピリジン10
ml及び無水酢酸10mlを加え溶解する。発熱が無くなった
時点で密栓をし、室温（20℃）、暗所で12時間放置す
る。次いで、これを氷水 100mlの入った 200mlビーカー
に注ぎ、アセチル化物を析出させる。これを濾紙により
濾過し、氷水で洗浄後、窒素ガスにより風乾、常温で減
圧乾燥し、アセチル化物を得る。

【００１５】〔ＧＰＣ測定条件〕サンプルサイズ：0.5 ％、 100ml カラム：G4000HXL＋G2000HXL（東ソー製）溶離液：50mM CH₃COOH／THF 流速：1.0 ml／min カラム温度：40℃ 検出器：R1 標準物質：ポリスチレン。

【００１６】ポリフェノール類のアセチル化後の分子量
分布においては、骨材との付着性の点から、クロマトグ
ラフ上、重量平均分子量が2800以上の成分の絶対面積百
分率が10％以下、更には５％以下、特には１％以下であ
るのが好ましい。また、アセチル化後の分子量分布にお
いて、クロマトグラフ上、重量平均分子量が1500〜2600
の成分の絶対百分率は90％以上、特には95％以上が好ま
しい。更に、アセチル化後の分子量分布において、重量
平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn) が 1.4
以下、更には 1.3以下、特には 1.2以下であるのが好ま
しい。

【００１７】本発明において用いるアスファルトは、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、天然アスファルト等の
１種又は２種以上の混合物が挙げられる。更に天然ゴ
ム、スチレン−ブタジエン共重合物、スチレン−イソプ
レン共重合物、クロロプレン共重合物等の合成ゴム、ポ
リエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の高分子
重合体、石油樹脂、熱可塑性樹脂等を添加した改質アス
ファルトも使用できる。それ以外に、例えば炭酸カルシ
ウム、消石灰、セメント、活性炭等の無機充填剤及び有
機充填剤、石油系軟化剤、植物系軟化剤、各種可塑剤、
イオウ等必要により添加することもできる。

【００１８】本発明において用いる界面活性剤成分は、
カチオン系、ノニオン系、アニオン系及び両性型の中か
ら選ばれるいずれの界面活性剤を使用してもよく、２種
以上の多成分系であっても良い。ここで、四級塩型以外
のカチオン系乳化剤の場合は、塩酸、酢酸、硝酸、スル
ファミン酸等の酸塩の型で使用する。界面活性剤として
は、ＨＬＢが10以上のものが望ましく、使用量は、アス
ファルト乳剤に対して0.01〜10.0重量部、好ましくは0.
05〜3.0重量部が適量である。

【００１９】本発明においては、ポリフェノール類のア
セチル化後のＧＰＣ測定による分子量分布において、ク
ロマトグラフ上、重量平均分子量が2800以上の成分の絶
対面積百分率が10％以下であるポリフェノール類をアス
ファルト乳剤に対して0.01〜10.0重量部、好ましくは
0.1〜3.0 重量部使用する。

【００２０】その他、使用目的、施工法など実用に際し
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、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセ
ルロース、カチオン澱粉等の水溶性高分子、又は水溶性
天然ゴム類、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮
合物、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、フ
ェノールスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ポリカル
ボン酸共重合物及びこれらの水溶性塩、更に針葉樹又は
広葉樹から得られるクラウトリグニン、スルホン化リグ
ニン及びこれらの水溶性塩等のアニオン性高分子分散
剤、又はグルコン酸、グルコヘプトン酸、アラボン酸、
リンゴ酸、クエン酸及びこれらの水溶性塩等のオキシカ
ルボン酸、又はグルコース、フラクトース、ガラクトー
ス、サッカロース、異性化糖等の単糖類や、デキストリ
ンなどのオリゴ糖、又はデキストランなどの多糖類等の
糖、又はこれらを含む糖蜜類、ソルビトール等の糖アル
コール、エピクロルヒドリン等のエポキシ化合物などを
適宜選択し、併用（場合によっては反応して使用）する
ことができる。

【００２１】

【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。

【００２２】実施例１〜８及び比較例１〔アスファルト組成物の調製〕針入度80〜100 のアスフ
ァルトを 145℃に加熱溶融した。一方、45℃の温水に表
２に示す界面活性剤と塩化カルシウム0.15重量部とを溶
解せしめた後、表１に示すカラムクロマトグラフィーに
より分別して調製したポリフェノール類を添加溶解させ
た。この45℃の乳化水溶液40重量部と前記 145℃の溶融
アスファルト60重量部とを同時にハレル型ホモジナイザ
ーに通して乳剤を調製した。ただし、アミン系の界面活
性剤を使用する場合には塩酸を使用し、乳化水溶液をpH
２に調整した。得られた乳化水溶液を用い、以下に示す
試験を行った。結果を表２にまとめた。また、比較のた
めポリフェノール類を添加しない乳剤（比較例２）、な
らびに未分別のポリフェノール類（アカシア）を添加し
た乳剤（比較例１）も調製し、同様な試験を行った。

【００２３】＜試験方法＞ (1) 乳剤貯蔵安定性 JIS K 2208-1980 に準じ、規格に合格する場合を○印
で、合格しない場合を×印で示した。

【００２４】(2) 砕石との付着性５〜13mmの乾燥砕石を水中に１分間浸漬し、取り出した
後すぐに乳剤中に１分間浸漬する。そして乳剤から取り
出し、砕石をガラス板上に並べ、これを室温で24時間養
生後、80℃の温水に１時間浸漬する。１時間後、砕石の
表面にアスファルトの皮膜が被覆している面積の割合を
肉眼で判定し、付着面積（％）を求める。ただし、１回
の試験で用いた砕石の数は10個とし、砕石の種類は石灰
岩とした。結果の判定は次の×、△、○、◎で評価し
た。 ×：アスファルト付着面積（％）が50％未満 △：アスファルト付着面積（％）が50％以上70％未満 ○：アスファルト付着面積（％）が70％以上90％未満 ◎：アスファルト付着面積（％）が90％以上。

【００２５】(3) 骨材混合性道路舗装要綱に記載されている密粒度配合の粒度分布に
適合する配合の乾燥骨材2200ｇに添加水60ｇを加え混合
後、アスファルト乳剤を 240ｇ添加し、アスファルト乳
剤と骨材との混合性を試験した。試験温度は25℃で行
い、ミキサーはワールドテスト（株）製のアスファルト
混合物調製用（５リットル）を用い、２分間混練りし
た。判定は次の×、△、○、◎で評価した。 ×：混合中に乳剤が分解 △：均等に混合するが、直ぐ分解する ○：均等に混合するが、作業性を有する時間が短い ◎：均等に混合し、作業性も良く、作業時間も充分あ
る。

【００２６】(4) 圧裂強度道路舗装要綱に記載されている密粒度配合の粒度分布に
適合する配合の乾燥骨材1140ｇに添加水24ｇを加え混合
後、アスファルト乳剤60ｇを添加し、混合した。これを
マーシャル安定度試験用モールドに入れ、75回締め固
め、更に反転して75回締め固めた。供試体をモールドか
ら抜き取り、60℃で３日間養生後、60℃の温水に24時間
浸漬した。供試体を20℃に冷却した後、荷重測定装置で
圧裂強度を測定した。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【発明の効果】以上、詳述した如く、本発明によって、
アスファルト、特定の分子量分布を有するポリフェノー
ル類、及び界面活性剤を適宜選択してアスファルト乳剤
を調製することにより、乳剤貯蔵安定性、骨材混合性、
骨材付着性、強度、高耐久性、更には剥離抵抗性などの
市場が要求する諸性能を全て満足させるアスファルト乳
剤が得られた。従って、このようなアスファルト乳剤
は、道路舗装用、鉄道線路用、セメントアスファルトモ
ルタル用、防蝕、防錆、防水処理用、接着剤用、農業用
地改良材用などの用途に有効に利用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者玉置さゆり和歌山県和歌山市湊1334 花王株式会社研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリフェノール類のアセチル化後のゲル
パーミエーションクロマトグラフィー測定による分子量
分布において、クロマトグラフ上、重量平均分子量が28
00以上の成分の絶対面積百分率が10％以下であるポリフ
ェノール類を含有することを特徴とするアスファルト乳
剤。
【請求項２】ポリフェノール類のアセチル化後の分子
量分布において、クロマトグラフ上、重量平均分子量が
1500〜2600の成分の絶対面積百分率が90％以上である請
求項１記載のアスファルト乳剤。
【請求項３】ポリフェノール類のアセチル化後の分子
量分布において、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(M
n)の比(Mw/Mn) が 1.4以下である請求項１又は２記載の
アスファルト乳剤。
【請求項４】アスファルト40〜80重量部と水60〜20重
量部との合計 100重量部に対して、界面活性剤0.01〜1
0.0重量部及びポリフェノール類0.01〜10.0重量部を含
有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記
載のアスファルト乳剤。