JPS60188462A - 加熱瀝青質用添加剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はある特定の酸性有機リン化合物からなる加熱瀝
青質用添加剤に関するものであル、更に詳しくは瀝青質
と骨材との付着を強固にしその結果、瀝青質に極めて優
れた剥離防止効果を発現せしめることを可能にした加熱
瀝青質用添加剤に関するものである。

石油又は石炭から得られるアスファルト、タール、ピッ
チのような瀝青質は舗装材料、ルーフインク材料、防水
材料に使用されるが特に舗装材料への需要が大きい。し
かるに瀝青質は無極性であるため骨材との付着が充分で
はなく、降水や地下水など水の介入作用によって瀝青が
骨材から剥離するという欠陥を潜在的にもっている。

又車両の大激化、重量化に伴ないアスファルト舗装のわ
だち掘れや流動化現象が発生し、交通の円滑化と走行性
を損っている。この対策として瀝青質に熱可塑性樹脂や
ゴム類を混入するなト舗装体のコンシスチンシーを大き
くして対処する方法が広く考えられている。しかし、わ
だち堀れのもう１つの原因である路盤上の骨材の瀝青質
からの剥離と剥離した骨材の移動を防止するために、骨
材−瀝青質界面の性質を改善し、剥離抵抗性、殊に水の
存在下での剥離抵抗性を改善するという効果を熱可塑性
樹脂やゴム類の混入では得ることができない。

このように瀝青質と骨材の付着性改善の技術的課題はア
スファルト舗装の性能向上のため極めて重要な問題であ
るが、解決のために従来諸々の方法が考案されてきてい
る。たとえば特公昭５５−５８９９５号公報によれば、
この対策として高級脂肪族ポリアミンやその誘導体が用
いられているが、従来よシ考案された高級脂肪性は１年
程度と云われている。

また特開昭５７−５１７４５号公報にはシラン化合物を
添加して付着性能を改善する方法屯提案されているが、
加温溶融瀝青質に添加する際、又加熱合材の製造時に有
害な臭気及び蒸気発生があシ安全衛生的に問題を残し、
経済的にも実用性に欠ける。

さらにまた五酸化リン、ポリリン酸、１硫化リンなどの
リン化合物をアスファルトンに添加混合した組成物がア
スファルト改質用添加剤として特公昭５４−２５６９１
号公報に開示提案されているが、これらのリン化合物は
無機物であって必ずしも有機物中での分散状態は良くは
なくアスファルトの骨材に対する付着性能は不十分であ
る。更に又、近年はアスファルトや骨材の品質低下が懸
念される一方、舗装廃材を利用する再生工法に於いては
、品質の低下したアスファルトを使用するので強固な付
着が期待できず、アスファルトの改質がますます強く望
まれているが、未だ上述した問題点及び市場が要求する
諸性能をすべて解消すべき手段は開発されていない。

そこで本発明者らはパラフィン系アスファルトのような
無極性瀝青質を使用し、ケイ素質の酸性骨材から石灰質
で塩基性の骨材までいかなる種類の骨材に対しても良く
付着し、しかも感温性と耐久性、更に剥離防止性を兼ね
備えた瀝青組成物を得るべく鋭意努力研究した結果、あ
る特定の基を持つ酸性有機リン化合物が著しい剥離防止
効果を瀝青質に発現せしめる能力があるものであること
を見出して本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明は分子中に弐Ａ＋ｎｏ−４・・・（イ
）（式中人は炭素数８〜８０の有機基を表わし、Ｒは炭
素数１〜１０のアルキレン基を表わし、ｎは０〜１０の
整数を表わす。）で表わされる基とＰ−ＯＨ基とを有す
る酸性有機リン化合物からなる加熱瀝青質用添加剤を提
供するものである。

本発明の瀝青質用添加剤はＰ−ＯＨ基を有し、炭素数８
〜８０の有機基を有することが、本発　５　− 明の効果を発現するのに必要な条件であシ、かつこの要
件を満たせば十分である。本発明の添加剤は単独の酸性
有機リン化合物であってもよく、複数の酸性有機リン化
合物が混然一体となったものでもよく、又異種の酸性有
機リン化合物の混合物であってもよい。従来考案されて
き九高級脂肪族ポリアミン及びその誘導体は、極性基の
電気的正負によって吸着配向し、瀝青質−骨材間との濡
れを改善している。ところが初期の付着性に効果的であ
るが、長期的な付着には問題がある。例えば長期にわた
る水の存在下、温度の上昇及び動的荷重など外部応力が
加えられた場合、添加剤それ自身が界面活性剤であるの
で瀝青の乳化剤として作用し、骨材から瀝青を剥してし
まう欠点がある。

それに対し、本発明の添加剤の特徴は瀝青質−骨材間の
界面を変化させ、化学結合的に強固に接着させるので、
骨材表面に水が浸入してきても瀝青質と置換することが
なく、衝撃を受けても瀝青質の接着界面が破壊されるこ
とがない。

　６　− 本発明に係る酸性有機リン化合物の持つ前記Ａで表わさ
れる有機基は炭素数が８〜８０であれば、たとえば油脂
など天然に産するものあるいは、たとえばパラフィンの
分解やエチレンの低重合など合成によるものでもよく、
また炭素数が８〜８０の範囲内で種々の置換基を有する
ものであってもよい。ただし置換基に、たとえばＮ−Ｈ
、Ｏ−ＨやＳ、Ｈなどの活性水素を含むときは、活性水
素は置換基の炭素数５あたり１以下である。この有機基
として好ましいものは炭素であっても不飽和であっても
、また直鎖状であっても分岐状であってもよい。

このような脂肪族炭化水素基の例を挙げれば、オクチル
、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル
、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタ
デシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、ヘネ
イコシル、トコシル、トリコシル、テトラデシル、トリ
アコンチル、ペンタトリアコンチル、ヘキサトリフ０ン
チルなどがア）、アルキルフェニル基トしてはタトえば
エチルフェニル、プロピルフェニル、フチルフェニル、
ペンチルフェニル、ヘキシルフェニル、ヘプチルフェニ
ル、オクチルフェニル、ノニルフェニル、デシルフェニ
ル、ウンデシルフェニル、ドデシルフェニル、トリデシ
ルフェニル、テトラデシルフェニル、ベンタテシルフェ
ニル、ヘキサデシルフェニル、ヘプタデシルフェニル、
オクタデシルフェニル、ノナデシルフェニル、エイコシ
ルフェニルナトがある。

有機基は直接に、又はオキシアルキレン結合を介して他
の原子団と結合し、酸性有機リン化合物を構成するが、
このオキシアルキレンのアルキレンとしてはエチレン、
プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘブ
チレン、オクチレン、ノニレン、デセンがアシ、このな
かでエチレン又はプロピレンが最も好ましい。

本発明に係る瀝青質用添加剤は分子中にＰ−ＯＨ基を有
□することが必須であるが、化学構造としては、たとえ
ば一般式で次のように表わすことができる。

（ｘ會ｐ＋ｙ）、、（ｚｉｐ−Ｇｏａ）、（式中ＸはＡ
−（−ＲＯ−１ｙを表わし、ＹはＯＨ又はＨを表わし、
ｍおよびｋは夫々１〜２の整数を表わし、ｍ　＋　ｋＩ
ｄ　ｓである。Ａ、Ｒおよびｎは前記式（イ）と同じ内
容を表わす。） またこれらが相互に縮合してＰ−０−Ｐ結合によシ多量
体となったものであってもよい。これらの中で好ましい
ものは一般式 ％式％（ キルフェニル基を表わし、ｍは１〜２の整数、ｎは０〜
１０の整数、ｋは１〜２の整数を表わし、ｍ十には５で
ある）で表わされる酸性有機リン化合物である。

　９− なお本発明において酸性有機リン化合物が１） 造になることから、分子中にＰ−ＯＨでなく〉Ｐ−ａの
構造をとっているものも本発明の技術範囲に含まれる。

本発明に係る添加剤は、瀝青質又は改質瀝青質に対し０
．１〜５．０重蓋％、好ましくは０．３〜１．０重量％
添加しただけで、従来考案されてきた添加剤より優れた
瀝青質−骨材間の付着性と剥離防止効果を示す。この酸
性有機リン化合物の添加による効果の理由は吸湿状態に
ある骨材表面は一〇Ｈ基を有しておシ、本発明に係る化
合物との間に水素結合が形成され、艶に加熱された場合
には脱水し、骨材表面の原子と化学結合を起し、かつ化
合物自身も重合し強固な疎水性の被膜を形成する為優れ
た剥離防止効果を示すと考えられる。

又、本発明に係る酸性有機リン化合物は一般１０− 公知の方法で工業的に容易に製造出来、たとえば前記一
般式（ロ）で表わされる化合物は無水リン酸（：ｐ２ｏ
、）、オキシ三塩化リン（：ｐｏｃｚ、）又は三塩化リ
ン（：ｐａｔ、）と弐ＢＯ（０２Ｈ，０）ｒｌＨで表わ
されるヒドロキシル化合物との反応で製造されるが、無
水リン酸を原料に使用すると一般にその反応式は次式で
示されモジエステル及びジエステルの混合物となシ易い
。

５ＢＯ（０Ｈ２０Ｈ２０）、Ｈ＋Ｆ、、Ｏ，→モジエス
テル又はジエステルあるいはそレラの各比況合物のいず
れを使用しても、瀝青質を改善させる性能は同等で、添
加剤として要望される熱安定性に優れ、生体に対する安
全性にも問題はない。

一般的に前記一般式←）で表わされる化合物を得る場合
に用いられる原料ヒドロキシル化合物の代表的なものと
してはたとえば以下のものが挙Ｉｒｆラレル、２−エチ
ルヘキシルアルコール、デシルアルコール、ラウリルア
ルコール、ミリスチルアルコール、バルミチルアルコー
ル、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール
、オレイルアルコール、アラキシルアルコールなどの脂
肪族アルコール、オクチルフェノール、ノニルフェノー
ルなどのアルキルフェノール、オキソ法、チーグラー法
及びガーベット法などによる合成アルコール、又はこれ
らにアルキレンオキシド好ましくはエチレンオキシドを
１ないし１０モル付加したアルコール、及びこれらの各
比況合物などの殆んどの高級アルコール類が含まれる。

炭素数の多い方が良く、特に１６以上のものが好適であ
る。

また、本発明に係る酸性有機リン化合物を得るためには
、原料の有機化合物は単にヒドロキシル化合物だけでは
なく、ヒマシ油、トール油であって吃よく、アミン、ア
ミド、メルカプタンなど活性水素を有する化合物も酸性
有機リン化合物の製造の原料となシ得る。ここで活性水
素化合物としては炭素数５あたり活性水素（Ｎ−Ｈ、Ｏ
−Ｈ、Ｓ−Ｈなど）の数が１又はこれ以下のものが選択
される。

本発明の目的をよシよく達成するために本発に 明係る酸性有機リン化合物に各種の脂肪族アミ△ ンを併用してもよい。これは分子中にチッソ原子を有す
ることによシ、初期の濡れを更に増強するという意味が
ある。アミン類には特に制限はないが、一般的なものと
して牛脂プロピレンジアミンの如き、高級脂肪族ポリア
ミン及びその紡導体、アルキルヒト四キシアミン、モノ
エタノールアミン、ジェタノールアミン、トリエタノー
ルアミンなどのアルキロールアミンなどあるが、中性も
しくは酸性側で使用するのが好ましい。

本発明において、酸性有機リシ化合物を添加する瀝青質
には石油ストレードアスフアルド、セミプローンアスフ
ァルト、カットバックアスファルト、天然アスファルト
、石油タール、ピッチあるいは溶剤脱漏から生成した瀝
ｆ！Ｊｔを舗１５− 装用アスファルトの規格に適するように軟化剤を入れて
製造したアスファルト婢が挙げられる。

又１本発明の添加剤は、瀝青質に熱可塑性樹脂、天然ゴ
ム、スチレン−ブタジェン共重合物、クロロプレン共重
合物等の合成ゴム及びエチレン、酢酸ビニル、アクリル
酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレンの単独重
合物あるいはこれらを組み合せ九共重合物など改質材を
添加した改質瀝青物にも使用できる。

ここで、ゴム物質を多く使用した場合には、改質瀝青の
接着力がむしろ低下する傾向にあるといわれておシ、酸
性有機リン化合物との併用により接着力が着しく増強し
、問題点が解決される。

改質材としては、特にエチレン−酢酸ビニル共重合物及
びエチレン−エチルアクリレートの共重合物が好適であ
る。

改質材の瀝青への添加量は、瀝青質５０〜９５重量部に
対して、改質材１〜２０重量部の割合が好ましく、更に
好１１．＜は改質材２〜１５重１４− 置部である。

その他に、熱可塑性樹脂、ゴム物質以外に例えば災酸カ
ルシウム、消石灰、ポルトランドセメント、活性炭など
の無機充填剤及び有機充填剤、石油樹脂、低分子ポリエ
チレンなどの石油系軟化剤、オレイン酸などの植物油系
軟化剤、各種の可塑剤及びイオウなどと本発明の酸性有
機リン化合物との併用系で使用することも出来る。

上記した改質材を実用に際して適宜選択し瀝青に添加し
た改質瀝青物は感温性、耐久性に優れ、更に酸性有機リ
ン化合物を添加することにより、付着性、剥離防止性を
改良して市場が要求する諸性能を有する瀝青組成物が得
られる。

従って道路舗装材以外の工場床、ルーフインク材、車両
用地下保膜材などの防水被覆を目的とする工事用として
利用することが出来る。

本発明に係る酸性有機リン化合物の瀝青質への混合方法
は１００〜２５０Ｃに加熱溶融したアスファルトに攪拌
下で添加すれば良い。改質瀝青質の場合は１００〜２５
０Ｃに加熱溶融した瀝青質に改質材と酸性有機リン化合
物を同時に添加する方法がある。又、予め改質瀝青物を
製造しておき、その後酸性有機リン化合物を添加する方
法でも良い。

次に本発明の実施例を示す。

尚、本発明の効果を確認する為に、アスファルト舗装要
綱（日本道路協会発行）所載のアスファルト被膜の剥離
試験に準じた方法と、英国道路研究所が提案したリーデ
ルアンドゥエーバーテスト（ＲＩＥＤＦｉＬ　ＡＮＤ　
Ｗａｎ−ＢＥＲＴＥＳＴ　）を実施した。

リーデルアンドウエーバテストは各種の剥離試験法の中
では最も苛酷な試験方法であシ、且つその試験結果は比
較的実際の道路試験の結果と対応している。

リーデルアンドウエーバーテストは次の様な方法である
。

粒径０．１５〜０．０７４朋の砕石４３重量部と粒径０
．５〜０．１５　ｘｗの砕石４３重量部を混合して１７
０Ｃに加熱する。これに１５０ｔｌ’に加熱溶融したア
スファルト又は改質アスファルト１４重量部を加えて良
く混合し、砕石をアスファルト又は改質アスファルトで
完全に被覆する。

この被覆したアスファルト混合物０．５　ｆを次表に示
す所定濃度の炭酸ソーダ溶液２５ｄを入れたと一カの中
に入れ１分間沸騰させる。砕石とアスファルトが少量で
も完全に剥離し始めた最初の溶液を記録して付着点数を
定める。

炭酸ソーダと付着点数との関係は次の通シである。

試料が炭酸ソーダの１モル濃度で剥離しない場合を付着
点数１０とする。

実施例−１ 宝塚産（石英斑岩）及び葛生産（石灰岩）の１３鰭フル
イを通過し５Ｎ１１フルイに止まる粒度のもの各々１０
０ｆを取り、よく洗浄し次に１７− ５７−５Ｏ０の金属製容器に入れて乾燥させる。これを
予め１５０Ｃの温度に保っである恒温乾燥器に入れて１
時間加熱する。一方アスフアルド（針入度８Ｏ−１００
）に添加剤の所定量を混合したものを１８０Ｃの恒温乾
燥器中で所定時間加熱した後その５．５ｆを上記の砕石
に加える。

これをアスファルトが完全に砕石表面を被覆するように
２〜３分間へうでよく攪拌する。次にこれをガラス板上
にひろげ１時間放置し室温まで冷却してアスファルトを
硬化させる。

上記の骨材を８０Ｃに保った恒温水層の温水中に５０分
間浸漬し５０分後に上方よシ水中の被覆骨材を観察し、
アスファルト膜の骨材よりの剥離面積百分率を肉眼判定
し、これを剥離率として表わす。この結果を表示すると
第１表のようになった。

１８− −１９一 実施例−２ 針入度６０−８０のストレートアスファルトに＠２表に
示す各種の添加剤を混入し、試料アスファルトを調製し
た。砕石として紀ノ用産の川砂を用いて上述し九す−デ
ルアンドウエーバーテストを実施して付着力を評価した
。結果は第２表に表示し友。

２０− 実施例−３ 実施例−２と同様にリーデルアンドウエーバーテストを
行った。ただし、アスファルト（針入度６Ｏ−８０）９
０重量％と第３表に示す改質材１０１１量％とを混合し
、更に第３表に示す添加剤を添加して改質アスファルト
を調整した。

リーデルアンドウエーバーテスト結果は第３表に表示し
た。

手鋏→甫正書印発） 昭和６０年４月１２日 １、事件の表示 特願昭５１−４５１６２号 ２、発明の名称 加熱瀝青質用添加剤 ３゜補正をする者 事件との関係　特許出願人 （０９１）花王石鹸株式会社 ４、代理人 東京都中央区日本橋横山町１の３中井ビル明細書の発明
の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）　明細書４頁８行「アスファルトン」を「アスフ
ァルト」と訂正 （１１同４頁１３行「なく」の次に［、また機械的に充
分分散した後でも」を挿入 （１１同１４頁１５行「改質材」の前に「熱可塑性プラ
スチックの」を挿入 （１）同１４頁１７行「好適である。」を「汎用されて
いるが、これらのものに対しても本発明の剥離防止剤は
大きな効果を示す。」と訂正 （１）同１６頁１１行ｒＷＥ−Ｂ［！ＩＩＪを「すＥＢ
ＩｌｔＲＪと訂正 （１）同１８頁１１行「水層」を「水槽」と訂正ｆｌｌ
　同１９頁第１表中、比較品の欄を次の如く訂正

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　分子中に、式Ａ４ＲＯ苓・・・（イ）（式中人は炭
   素数８〜８０の有機基を表わし、Ｒは炭素数１〜１０の
   アルキレン基を表わし、ｎは０〜１０の整数を表わす。 ）で表わされる基とＰ−ＯＨ基とを有する酸性有機リン
   化合物からなることを特徴とする加熱瀝青質用添加剤。 ２　アルキレン基がエチレンである特許請求の範囲第１
   項記載の添加剤。 ３　酸性有機リン化合物が次の一般式（ロ）で表わされ
   るものである特許請求の範囲第１項記載の添加剤。 胴 （ＢＯ（０２Ｈ，０１ｎ４ｐ　−（ＯＨ）ｋ・・・（ロ
   ）（式中Ｂは炭素数８〜５６の飽和もしくは不飽和の脂
   肪族炭化水素基又は炭素数８〜２６のアルキルフェニル
   基を表わし、ｍは１〜２の整数、ｎは０〜１０の整数、
   ｋは１〜２の整数を表わし、ｍ＋には３である。）