JPH10182983A - 水系バインダーおよびその用途 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常温で各種基材に使用することにより、それ
ら基材を結合し、あるいは基材表面を保護できる水系バ
インダー、さらには前記水系バインダーを使用する常温
舗装用アスファルト合材を提供する。 【解決手段】 水性アスファルト乳剤（Ａ）、水溶性エ
ポキシ化合物（Ｂ）および水溶性メラミン化合物
（Ｃ）、またはこれに水溶性アミン化合物（Ｄ）を配合
した水系バインダー、並びに前記水系バインダーおよび
骨材（Ｅ）からなる常温舗装用アスファルト合材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は常温で各種基材に使
用することにより、それら基材を結合し、あるいは基材
表面を保護できる水系バインダーに関する。さらには前
記水系バインダーを使用する常温舗装用アスファルト合
材に関する。

【０００２】

【従来の技術】省エネルギーの観点から、従来の加熱し
て舗装施工するアスファルト合材に代え、常温で施工で
きるアスファルト合材の開発が熱望されている。このよ
うな常温舗装用アスファルト合材としては、アスファル
ト乳剤に骨材を添加したもので、その骨材として砂や砕
石と共にセメントを用いるものが既に知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記常温舗装用
アスファルト合材はセメントを使用するため、湿気、雨
水等、保管に留意する必要があり、また現場での取扱い
が困難である。更に、出来上がった舗装材の性能はコン
クリート舗装に近似し、またセメントを使用する関係
上、トータルエネルギー、地球環境の温暖化防止の観点
からも改善すべき余地を残している。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記のような
常温アスファルト合材の技術の現状に鑑み、鋭意検討し
た結果、前記常温アスファルト合材のセメント成分に代
えて、水溶性エポキシ化合物、水溶性メラミン化合物お
よび水溶性アミン化合物を用いることにより、常温で使
用した場合、各種基材を結合できる新規水系バインダー
が得られること、およびこの水系バインダーを骨材とと
もに用いることにより、優れた常温舗装用アスファルト
合材になることを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。

【０００５】すなわち本発明によれば、水性アスファル
ト乳剤（Ａ）、水溶性エポキシ化合物（Ｂ）および水溶
性アミン化合物（Ｄ）からなる水系バインダーが提供さ
れる。また本発明によれば、水性アスファルト乳剤
（Ａ）、水溶性エポキシ化合物（Ｂ）、水溶性メラミン
化合物（Ｃ）および水溶性アミン化合物（Ｄ）からなる
水系バインダーが提供される。また本発明によれば、前
記水系バインダーおよび骨材（Ｅ）からなる常温舗装用
アスファルト合材が提供される。なお、水系バインダー
の「水系」とは、バインダー中に水を含むことを意味す
る。以下、各本発明について詳細に説明する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明で使用する水性アスファル
ト乳剤（Ａ）は公知のものを使用でき、例えばストレー
トアスファルト、ブロンアスファルト、改質アスファル
トＩ型、改質アスファルトＩＩ型等のアスファルトを１
１０〜２００℃の高温下、乳化液（温水と界面活性剤）
と共にホモジナイザー、コロイドミルなどの乳化機を用
いて乳化することにより得られたものを使用できる。

【０００７】界面活性剤としては、ノニオン系、アニオ
ン系、カチオン系が使用できる。アニオン系界面活性剤
とは、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベ
ンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタリンスルホン酸
塩、ロジン酸塩等のアニオンが界面活性力を発揮するも
のである。またカチオン系界面活性剤とはカチオンが界
面活性力を発揮するものであり、例えばアルキルアミン
塩、第４級アンモニウム塩、アミドアミン、イミダゾリ
ン、ポリオキシエチレンアルキルアミン塩等を使用した
ものがある。更には両イオン性界面活性剤やノニオン系
界面活性剤、例えば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アリルエーテル、ポリ
オキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル等のエー
テル型、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ソルビ
タン脂肪酸エステル等のエステル型、ポリオキシエチレ
ンアルキルアミン等のアミノエーテル型、ポリオキシエ
チレンソルビタン脂肪酸エステル等のエーテルエステル
型、脂肪酸アルキロールアマイド型等が使用できる。こ
れらの中ではノニオン系界面活性剤を使用することが好
ましい。

【０００８】典型的な水性アスファルト乳剤の組成とし
ては、界面活性剤の種類にもよるが、アニオン系界面活
性剤、例えばアルキルアミン塩が０．１２〜１０．０重
量％、水３０〜７０重量％およびストレートアスファル
ト３０〜７０重量％（三者の合計は１００重量％）から
なるものが挙げられる。前記界面活性剤の含量はカチオ
ン系では０．２〜１０重量％、ノニオン系では０．４〜
１０重量％である。なお、水性アスファルト乳剤（Ａ）
にはこの他に安定剤、凝固防止剤、乳化助剤、分散剤等
の添加剤が含まれていてもよい。このような水性アスフ
ァルト乳剤は、市販されているものいるものを使用する
ことができる。

【０００９】本発明で使用する水溶性エポキシ化合物
（Ｂ）としては、例えばグリセロールジグリシジルエー
テル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ポリグリ
セロールポリグリシジルエーテル、ポリプロピレングリ
コールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグ
リシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジル
エーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテ
ル、ソルビトールポリグリシジルエーテル等を挙げるこ
とができ、中でもエチレングリコールジグリシジルエー
テル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、
ポリグリセロールポリグリシジルエーテルが好ましく、
特にはポリグリセロールポリグリシジルエーテルが好ま
しい。水溶性エポキシ化合物（Ｂ）は、予め濃度５０〜
１００重量％、好ましくは９０〜１００重量％とした水
溶液または非希釈品を本発明に用いることができる。

【００１０】本発明に使用される水溶性メラミン化合物
（Ｃ）としては、「メルフロー」（三井東圧（株）
製）、「アクセリート」（日産化学（株）製）等が挙げ
られる。水溶性メラミン化合物（Ｃ）は、予め濃度１０
〜６０重量％、好ましくは３０〜４０重量％とした水溶
液を本発明に用いることができる。

【００１１】本発明に使用する水溶性アミン化合物
（Ｄ）は、水溶性エポキシ化合物（Ｂ）や、水溶性メラ
ミン化合物（Ｃ）の水溶液を混じたときに反応するもの
であり、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ト
リエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、メ
タキシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ポリエー
テルアミン（例えば三井テキサコケミカル株式会社製）
等を挙げることができる。水溶性アミン化合物（Ｄ）
は、予め濃度５０〜１００重量％、好ましくは７０〜１
００重量％とした水溶液または非希釈品を本発明に用い
ることができる。なお、本発明の水系バインダーに水溶
性アミン化合物（Ｄ）を配合する場合には、予め水溶性
メラミン化合物（Ｃ）と水溶性アミン化合物（Ｄ）とを
混合し、反応させたものを用いることが好ましい。

【００１２】本発明の水系バインダーには、前記水性ア
スファルト乳剤（Ａ）、水溶性エポキシ化合物（Ｂ）お
よび水溶性アミン化合物（Ｄ）の３者からなるものと、
これに水溶性メラミン化合物（Ｃ）を加えた４者からな
るものとがある。これらの混合割合は、いずれの場合に
も水分を含めず、かつ（Ａ）はアスファルト成分のみで
表示すれば、前記３者の場合には合計１００重量％に対
し、水性アスファルト乳剤中のアスファルトは２５〜８
５重量％、好ましくは５５〜７０重量％、水溶性エポキ
シ化合物（Ｂ）は５〜７０重量％、好ましくは１０〜３
０重量％、水溶性アミン化合物（Ｄ）は０．５〜３０重
量％、好ましくは１．５〜１０重量％の各範囲であるこ
とが好ましい。また、前記４者の場合には合計１００重
量％に対し、水性アスファルト乳剤（Ａ）中のアスファ
ルトは２５〜８４重量％、好ましくは５５〜６５重量
％、水溶性エポキシ化合物（Ｂ）は５〜６９．５重量
％、好ましくは１０〜２０重量％、水溶性メラミン化合
物（Ｃ）は５〜６９．５重量％、好ましくは１４〜３０
重量％、水溶性アミン化合物（Ｄ）は０．５〜１０重量
％、好ましくは１．５〜６重量％の各範囲であることが
好ましい。

【００１３】次に本発明の水系バインダーの製造方法に
ついて説明する。本発明の水系バインダーの製法は、水
溶性エポキシ化合物（Ｂ）を予め他の構成成分と混合す
ることなく準備し、水系バインダーを調製する際に他の
構成成分（これらは混合していてもよい）と混合する他
は特に制限はないが、水系バインダーが水溶性メラミン
化合物（Ｃ）を含む４者の組成による場合には、予め水
溶性メラミン化合物（Ｃ）と水溶性アミン化合物（Ｄ）
とを混合し、反応させておいたものを、使用時に、常温
で残りの成分と共に混合することが好ましい。例えば、
水性アスファルト乳剤（Ａ）に水溶性メラミン化合物
（Ｃ）と水溶性アミン化合物（Ｄ）の各水溶液の混合物
を添加し、それらを混合した後、水溶性エポキシ化合物
（Ｂ）の水溶液を添加し、更に混合する方法が挙げられ
る。ただし、これらに限られず、また必要に応じて、各
成分に含まれる水分とは別に水を添加してもよい。

【００１４】本発明の水系バインダーには、本発明の効
果を阻害しない範囲で、他の成分、例えば高分子化合
物、カップリング剤、他のエマルジョン、ラテックスを
上記混合の際、またはその他の時点で添加してもよい。

【００１５】本発明の水系バインダーは常温で使用で
き、砕石、砂、セメント、金属、木材、プラスチック、
コンクリート等の各種基材の結合や表面保護処理に役立
つが、その具体的な応用例として、常温舗装用アスファ
ルト合材について説明する。本発明の常温舗装用アスフ
ァルト合材は、水系バインダーおよび骨材（Ｅ）からな
る。

【００１６】本発明の常温舗装用アスファルト合材に使
用する骨材（Ｅ）として、砕石等の粗骨材、砂、石粉な
ど細骨材が挙げられ、アスファルト成分や他の成分と共
に舗装施工した際に固体粒子が最密充填になるようにこ
れらの骨材を選択し、配合することが好ましい。通常、
骨材（Ｅ）には水分が、例えば３重量％以下含まれてい
るが、そのまま用いてもよい。なお、以下において、骨
材（Ｅ）の重量は乾量基準であり、水分含量は別途表示
する。

【００１７】本発明の常温舗装用アスファルト合材を構
成する前記各成分の混合割合は、前記３者成分の場合に
は、骨材（Ｅ）１００重量部に対し水性アスファルト乳
剤（Ａ）中のアスファルト成分が０．１〜１２重量部、
好ましくは０．１〜６重量部、水溶性エポキシ化合物
（Ｂ）のエポキシ化合物成分が０．１〜１２重量部、好
ましくは０．８〜５重量部、水溶性アミン化合物（Ｄ）
中のジアミン化合物が０．０５〜４重量部、好ましくは
０．０８〜１重量部となるように、また前記４者成分の
場合には、骨材（Ｅ）１００重量部に対し、水性アスフ
ァルト乳剤（Ａ）中のアスファルト成分が１〜３０重量
部、好ましくは３〜７重量部、水溶性エポキシ化合物
（Ｂ）のエポキシ化合物成分が１〜３０重量部、好まし
くは１．５〜４．５重量部、水溶性メラミン化合物
（Ｃ）中のメラミン化合物が０．０１〜３０重量部、好
ましくは０．１〜４．５重量部、水溶性アミン化合物
（Ｄ）中のジアミン化合物が０．０１〜３０重量部、好
ましくは０．１〜４．５重量部になるように水系バイン
ダーの各成分および骨材（Ｅ）を配合する。

【００１８】次に常温舗装用アスファルト合材の製造方
法について説明する。常温舗装用アスファルト合材は、
本発明の水系バインダーの製造と同時に骨材を混合すれ
ば製造できる。この場合、前記のような水系バインダー
の調製を、骨材の存在下に、または骨材混合の前段階で
行えばよい。例えば、常温舗装用アスファルト合材が水
溶性メラミン化合物（Ｃ）を含む場合は、水溶性メラミ
ン化合物（Ｃ）と水溶性アミン化合物（Ｄ）を予め混合
し反応させておいたものを、舗装時に、常温で残りの水
系バインダーの構成成分と共に混合すればよく、特に
は、水性アスファルト乳剤（Ａ）に水溶性メラミン化合
物（Ｃ）および水溶性アミン化合物（Ｄ）の各水溶液の
混合物を添加し混合した後、水溶性エポキシ化合物
（Ｂ）の水溶液および骨材（Ｅ）を添加し、混合するこ
とが好ましい。なお、水溶性メラミン化合物（Ｃ）を配
合しない場合には、配合順序に特に制限はなく、例えば
水性アスファルト乳剤（Ａ）に水溶性アミン化合物
（Ｄ）を混合した後、水溶性エポキシ化合物（Ｂ）の水
溶液および骨材（Ｅ）を添加し、混合して製造すること
ができる。なお、必要に応じて、各成分に含まれる水分
とは別に水を添加してもよい。

【００１９】本発明の常温舗装用アスファルト合材に
は、上記成分のほか、水系バインダーに含まれていても
よい高分子化合物、カップリング剤、他のエマルジョン
等がそのまま含まれてもよい。これらの他の成分は、そ
のまま上記混合の際、またはその他の時点で添加しても
よい。

【００２０】前記常温舗装用アスファルト合材を道路舗
装材として使用する方法は、特に限定されず、通常の加
熱アスファルトを施工する場合と同様に下地を整備した
後、アスファルト合材を打設し、ロール掛けなどを行
う。前記常温舗装用アスファルト合材は、各成分を混合
した時点から３時間程度で道路交通を開放できる程度に
早く固化する。このように早く固化するにもかかわら
ず、舗装作業工程で各成分を混合し打設するまでは、合
材の流動性が良好であり、作業性にも極めて優れてい
る。また打設され固化した後も、数年の長期に亘り、固
化物から水分が徐々に飛散し、硬度はそれに従って上昇
する。しかし、固化物の硬度が非常に高いので、舗装道
路面が前記水分の飛散により陥没することはない。

【００２１】本発明の水系バインダーの別の用途として
は、骨材を加えないで各種基材の表面保護塗膜を形成す
る塗料として用いられる。また本発明の水系バインダー
にセメントを加えることにより、建築用材料として有用
な合材が得られる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２３】（評価項目および評価方法） （１）ポットライフ：目視、触感で判定して、それらが
大きく変化した状態になるまでの時間で表示した。 （２）ワーカビリティー：ローラコンバクタ、目視、マ
ーシャル供試体密度で判定した。 （３）ホイールトラックング：容積３０ｃｍ×３０ｃｍ
×５ｃｍの中に混合物を挿入し、締固め荷重９００ｋｇ
ｆ、締固め回数２５往復、基準密度の１００±１％で締
固めし、温度６０±２℃で５時間以上の恒温養生を行
い、ホイールトラッキング試験（表面温度６０±０．５
℃と常温、輸荷重７０±１ｋｇｆ）で動的安定度を測定
した。

【００２４】（実施例１〜１１）以下の方法により、水
系バインダーの構成成分となる水性アスファルト乳剤、
添加液Ａおよび添加液Ｂを調製した。水性アスファルト
乳剤は、ストレートアスファルト６２０ｇ、ノニオン系
界面活性剤（ライオン株式会社製、ポリオキシエチレン
アルキルエーテル系）３０ｇおよび水３５０ｇをハレル
型ホモジナイザイー（喜商（株）製ＳＬ型ホモジナイザ
ー）を用いてストレートアスファルト１４０℃、乳化液
５５℃で乳化した。一方、ジエチレントリアミン（ＤＥ
ＴＡ）１５ｇにエチレンジアミン（ＥＤＡ）１５ｇ、水
７０ｇを混合して、添加液Ａを調製した。水溶性エポキ
シ化合物としてポリグリセロールポリグリシジルエーテ
ルを添加液Ｂとして用いた。

【００２５】次に前記の水系バインダーの性能を評価す
るため、密粒度アスファルト混合物１３または２０の粒
度を有する骨材その他と前記水系バインダーの構成成分
を表−１または表−２に示す割合（単位はｋｇ）で配合
し、５０ｋｇのパグミルミキサーにより混合し、混合物
（合材）を得た。配合および混合方法は、骨材、水、添
加液Ｂ、水性アスファルト乳剤、添加液Ａの順番で混合
し、混合時間は合計９０秒で終了し、排出して合材を得
た。この合材について以下の評価項目による評価を行
い、その結果を併せて表−１、表−２に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】（実施例１２〜１６）以下の方法により、
水系バインダーの構成成分となる水性アスファルト乳
剤、添加液Ｃおよび添加液Ｂを調製した。水性アスファ
ルト乳剤は、ストレートアスファルト６２０ｇ、ノニオ
ン系界面活性剤（ライオン株式会社製，ポリオキシエチ
レンアルキルエーテル系）３０ｇおよび水３５０ｇをハ
レル型ホモジナイザイー（喜商（株）製ＳＬ型ホモジナ
イザー）を用いてストレートアスファルト１４０℃、乳
化液５５℃で乳化した。一方、水溶性メラミン化合物
（三井東圧（株）製「メルフロー」）８２ｇにエチレン
ジアミン（ＥＤＡ）１８ｇを混合して反応させ、添加液
Ｃを調製した。水溶性エポキシ化合物としてポリグリセ
ロールポリグリシジルエーテルを添加液Ｂとして用い
た。

【００２９】次に前記の水系バインダーを構成する各成
分を混合することにより得られる水系バインダーの性能
を評価するため、密粒度アスファルト混合物１３の粒度
を有する骨材その他と前記水系バインダーの構成成分を
表−３に示す割合（単位はｋｇ）で配合し、５０ｋｇの
パグミルミキサーにより混合し、混合物（合材）を得
た。配合および混合方法は、骨材、水、添加液Ｂ、水性
アスファルト乳剤、添加液Ｃの順番で混合し、混合時間
は合計９０秒で終了し、排出して合材を得た。この合材
について実施例１と同様に評価し、その結果を表−３に
示す。

【００３０】

【表３】

【００３１】（実施例１７〜２１）水溶性メラミン化合
物（三井東圧（株）製「メルフロー」）９０ｇにエチレ
ンジアミン（ＥＤＡ）１０ｇを添加し、混合して反応さ
せ、添加液Ｄを調製した。水性アスファルト乳剤は、ス
トレートアスファルト６５０ｇ、ノニオン系界面活性剤
（ポリオキシエチレンアルキルエーテル系）３５ｇおよ
び水３１５ｇを通常製造する方法、即ちホモジナイザイ
ー（アサヒ特殊電機社製）を用いてストレートアスファ
ルト１４５℃、乳化液５０℃で乳化した。水溶性エポキ
シ化合物は、前記と同じ添加液Ｂを使用した。密粒度ア
スファルト混合物２０の粒度を有する骨材を使用し、配
合量を表−４（単位はｋｇ）のようにした他は実施例１
２と同様に行い評価した。結果を表−４に示す。

【００３２】

【表４】

【００３３】（比較例１〜２）粒度１３の骨材１００重
量部にストレートアスファルト５．５重量部を配合し、
温度１７０〜２２０℃で混合してアスファルト合材を調
製した（比較例１）。粒度２０の骨材を使用して同様に
アスファルト合材を得た（比較例２）。それぞれのアス
ファルト合材の評価結果を表−５に示す。

【００３４】

【表５】

【００３５】各実施例および比較例から分かるように、
本発明の水系バインダーを使用して得られる常温舗装用
アスファルト合材は、比較例に示す加熱アスファルト合
材より優れた性能を有していることが分かった。また水
系バインダーの構成とその配合量、骨材の種類とその配
合量を変えることにより、目的に合わせた作業性（ワー
カビリティー）、性能（耐久性）を得ることができるの
で、幅広い応用が可能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明により提供される水系バインダー
は、骨材を配合することにより常温舗装用アスファルト
合材とすることができ、これは常温で施工できるので、
従来の加熱アスファルトによる舗装に比べ、省エネルギ
ーに大いに寄与でき、また流動性に優れているので作業
性が極めて良好である。更に、舗装後約３時間で道路の
開放ができるので、交通中断時間の短縮の点からも優れ
ている。また、硬度は舗装直後から高いので、時間の経
過と共に水分が飛散するものの、それに伴う路面の陥
没、気温の上昇時に従来のアスファルト路面で見られた
轍の発生も見られない。また本発明の水系バインダーは
常温舗装用アスファルト合材以外の用途として、特にフ
ィラーを加えないで各種基材の表面保護塗膜を形成する
塗料となり、更にセメント等のフィラーを配合すること
により建築用材料とすることもできる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水性アスファルト乳剤（Ａ）、水溶性エ
   ポキシ化合物（Ｂ）および水溶性アミン化合物（Ｄ）か
   らなる水系バインダー。
2. 【請求項２】 水性アスファルト乳剤（Ａ）、水溶性エ
   ポキシ化合物（Ｂ）、水溶性メラミン化合物（Ｃ）およ
   び水溶性アミン化合物（Ｄ）からなる水系バインダー。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の水系バインダー
   および骨材（Ｅ）からなる常温舗装用アスファルト合
   材。