JP2001049124A - アスファルト改質剤 - Google Patents
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
乳剤に混合、溶解させることができ、施工性を損うこと
なくアスファルトの耐流動性、強靭性、低温可撓性を改
善することができる水性乳化分散型アスファルト改質剤
を得る。 【解決手段】 (イ)熱可塑性エラストマー、(ロ)乳
化剤ならびに(ハ)キサンタンガムおよびラムザンガム
のうちの少なくとも1種を含む水性乳化分散液よりなる
アスファルト改質剤を使用する。
Description
適な性質を付与するアスファルト改質剤に関する。さら
に詳しくは、アスファルトの軟化点、粘弾性、強靭性、
高温粘度、低温可撓性などを向上させる、アスファルト
との相溶性がよい熱可塑性エラストマーの安定な水性乳
化分散液よりなるアスファルト改質剤に関する。
ラストマー、熱可塑性樹脂などの高分子材料を添加する
ことにより、軟化点、60℃粘度、タフネス、テナシテ
ィなどを改善した改質アスファルトが、舗装の耐流動
性、耐摩耗性、強靭性などの向上を目的として使用さ
れ、その効果も確認されてきている。従来の改質剤また
は改質方法として以下のものが知られている。 (1)スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、クロロプ
レンゴム、天然ゴムなどのゴムの水性乳化分散体をアス
ファルトに添加し、水を蒸発させて改質アスファルトを
得る方法。 (2)スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリ
マー(SBS)、スチレン−イソプレン-スチレンブロ
ックコポリマー(SIS)などの熱可塑性エラストマー
をクラム、ペレット、粉末などの固形状態でアスファル
トに添加し、改質アスファルトを得る方法。 (3)エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチ
ルアクリレート共重合体、ポリエチレンなどの熱可塑性
樹脂を水性乳化分散体または固形状態でアスファルトに
添加し、改質アスファルトを得る方法。 (4)前記(1)、(2)および(3)を組み合わせて
用いる方法。 (5)特開平2−292368号公報に示されている、
前記(2)の熱可塑性エラストマーを陰イオン性界面活
性剤/非イオン性界面活性剤を100/0〜60/40
の比率(重量比)で使用して水性乳化分散体とし、アス
ファルトに添加し、改質アスファルトを得る方法。 (6)特開平3−259954号公報に示されている、
前記(2)の熱可塑性エラストマーのうち、とくにA−
B−Aタイプのテーパーブロックコポリマーの固形状態
もしくは界面活性剤で水性乳化分散体としたものをアス
ファルトに添加し、改質アスファルトを得る方法。 (7)特公昭52−15100号公報、同52−226
51号公報に示されている、ブロックコポリマーを特定
の2種の乳化剤で濃縮ラテックスにし、ラテックス添加
アスファルトに利用する方法。
プラントミックスタイプの改質剤として実用に供されて
いるが、耐流動性を付与するためには分子量の大きなゴ
ムあるいはゲル分を含んだゴムを使用する必要があり、
そのため多量にアスファルトに添加すると改質アスファ
ルトの粘度が大きくなりすぎて施工性を損う問題があ
る。
の改質剤として実用に供されているが、アスファルトに
溶解するに際し、高剪断力がかかる特殊な溶解装置を必
要とし、アスファルトへの溶解性が良好なブロック共重
合体しか使用できない問題がある。
性と低温伸度などの可撓性の両立が困難である。
み合わせであるが、各方法の欠点を本質的には解決する
ことができない。
る特殊な溶解装置を不要とする利点があるが、得られる
水性乳化分散体の安定性がわるく、貯蔵中に改質剤成分
が分散媒から分離し、改質剤のアスファルトへの溶解不
良を起こすという問題がある。
ックコポリマーを使用し、完全に純粋なブロックコポリ
マーを添加した場合と比較して、低温および室温での性
能を改善しているが、耐流動性のような高温性能の改善
は不充分である。
に、特殊な溶解装置を不要とする利点があるが、機械的
安定性が不充分で、濃縮ラテックスをポンプを用いてア
スファルトに投入するときに、ポンプの剪断力でラテッ
クスが破壊され、改質剤ポリマーが分散媒から分離し、
アスファルトへの改質剤の溶解不良やポンプ詰まりを起
こす問題がある。
剤または改質方法のうちの水性乳化分散型改質剤の安定
性がわるいために、アスファルトと混合したときに均一
な混合物を得るのに長時間を要し、作業性がよくないと
いう問題を克服し、アスファルトに添加して簡便に溶解
させることができ、アスファルトの耐流動性、強靭性、
低温可撓性などを改善し、多量に添加した場合でも良好
な施工性が得られ、容易に製造することができる安定な
アスファルト改質剤を得るためになされたものであり、
(イ)熱可塑性エラストマー、(ロ)乳化剤ならびに
(ハ)キサンタンガムおよびラムザンガムのうちの少な
くとも1種を含む水性乳化分散液よりなるアスファルト
改質剤(請求項1)、乳化剤が、非イオン性乳化剤、陰
イオン性乳化剤および陽イオン性乳化剤のうちの少なく
とも1種(ただし、陰イオン性乳化剤と陽イオン性乳化
剤の組み合わせは除く)である請求項1記載の改質剤
(請求項2)、キサンタンガムおよびラムザンガム以外
の増粘剤をさらに含有する請求項1または2記載の改質
剤(請求項3)、および前記増粘剤が、カルボキシメチ
ルセルロースナトリウム、ヒドロキシエチルセルロー
ス、ベントナイトおよびアルミノシリケートよりなる群
から選ばれた少なくとも1種である請求項3記載の改質
剤(請求項4)に関する。
ストマーは、アスファルトとの相溶性が良好で、アスフ
ァルトに加えた場合にアスファルトの軟化点、粘弾性、
強靭性、高温粘度、低温可撓性などを向上させることが
できる成分として使用されるものである。
からアスファルト改質剤に使用されているものであれば
とくに限定なく使用することができる。その例として
は、たとえば一般式: A−B−A、(A−B)n、B−(A−B)nおよび
(A−B)n−A (式中、Aは25℃以上の2次転移温度を有する非弾性
重合体ブロック、Bは10℃以下の2次転移温度を有す
る弾性重合体ブロック、nは2以上の整数)で表わされ
るブロック共重合体があげられる。
えばスチレン、α−メチルスチレンなどのモノビニル芳
香族炭化水素から選ばれた単量体の単独重合体ブロック
または2種以上からなる共重合体ブロック、モノビニル
芳香族炭化水素と下記Bブロック成分の脂肪族共役ジエ
ン化合物とのテーパー型共重合体ブロック、前記モノビ
ニル芳香族炭化水素と脂肪族共役ジエン化合物とのラン
ダム共重合体ブロックなどがあげられる。該ブロックの
具体例としては、スチレン重合体、スチレンとα−メチ
ルスチレンとの共重合体、スチレンとブタジエンあるい
はイソプレンとのテーパー型共重合体、スチレンとブタ
ジエンあるいはイソプレンとのランダム共重合体などの
ブロックがあげられ、その分子量としては、一般的に
1,000〜200,000、さらには10,000〜
50,000のものが使用される。
たとえばブタジエン、イソプレンなどの脂肪族共役ジエ
ン化合物から選ばれた単量体の単独重合体ブロック、2
種以上からなる共重合体ブロック、脂肪族共役ジエン化
合物とモノビニル芳香族化合物とのテーパー型共重合
体、脂肪族共役ジエン化合物とモノビニル芳香族化合物
とのランダム共重合体、さらにはこれらの重合体を水添
した重合体などがあげられる。該ブロックの具体例とし
ては、ブタジエン重合体、イソプレン重合体、ブタジエ
ンとイソプレンの共重合体、スチレンとブタジエンある
いはイソプレンのテーパー型共重合体、スチレンとブタ
ジエンあるいはイソプレンのランダム共重合体、水添し
たブタジエン重合体、水添したスチレンとブタジエンの
共重合体などのブロックがあげられ、その分子量として
は、一般に5、000〜500,000、さらには10
0,000〜350,000のものが使用される。
合体ブロックの含有率は全重合体に対して10〜70
%、さらには20〜40%であるのが好ましい。該含有
率が前記範囲外の場合には熱可塑性エラストマーとして
の特徴が発現しにくくなる。
00〜700,000、さらには100,000〜50
0,000が好ましい。該分子量が10,000未満で
は、ラテックスから得られる皮膜の機械的強度が充分で
なくなる傾向が生じ、700,000をこえると、乳化
時の溶液粘度が高くなりすぎる、乳化が不完全になった
り困難となり、得られるラテックスの性能に悪影響を及
ぼす傾向が生じる。
たとえばSBSブロック共重合体、SISブロック共重
合体、水添SBSブロック共重合体などがあげられる。
これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて
用いてもよい。
始剤の存在下に、単量体をブロック毎に順次重合させる
方法、反応性の異なる2種以上の単量体を同時に投入し
て重合させ、ブロック共重合体を得る方法、前記開始剤
によるリビングブロック共重合体をカップリングする方
法などにより得ることができる。
体ラテックスを製造する際のポリマー溶液は重合溶液を
そのまま用いてもよく、また該ブロック共重合体の固形
状物をベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサ
ン、シクロオクタン、クロロホルム、四塩化炭素、トリ
クレン、二塩化メタンなどの溶剤に溶解させて使用して
もよい。ポリマー溶液は通常5〜30%の濃度の範囲で
用いるのが好ましい。
乳化・分散させるために、乳化剤が使用される。
トマーを乳化・分散させることができるものである限り
特別な限定はなく、たとえば非イオン性乳化剤、陰イオ
ン性乳化剤、陽イオン性乳化剤などが使用される。前記
乳化剤は1種で用いてもよく、2種以上を組み合わせて
用いてもよい。ただし、陰イオン性乳化剤と陽イオン性
乳化剤を組み合わせて用いることは、通常はない。
アルキルポリオキシエチレンエーテル(アルキル基の炭
素数は8〜22)、アルキルフェノールポリオキシエチ
レンエーテル(アルキル基の炭素数は8〜12)、アル
キルポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル
(アルキル基の炭素数は8〜22、ポリオキシエチレン
とポリオキシプロピレンのブロックはどちらが先に付加
していてもよい、また、ランダム付加していてもよ
い)、脂肪酸ポリオキシエチレンエステル(脂肪酸は炭
素数8〜22の飽和または不飽和脂肪酸)、ポリオキシ
エチレン(硬化)ひまし油、アルキルポリオキシエチレ
ンアミン(アルキル基の炭素数は8〜18)、アルキル
ポリオキシエチレンアミド(アルキル基の炭素数は8〜
18)などの1種以上(以下、これらの乳化剤を通常の
非イオン性乳化剤ともいう)や、スチレン化フェノール
ポリアルキレンオキシド付加物、ポリアルキレンポリア
ミンポリアルキレンオキシド付加物、多価アルコール脂
肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステルポリアル
キレンオキシド付加物およびベンジル化フェノールポリ
アルキレンオキシド付加物のうちの1種以上(以下、特
定の乳化剤ともいう)などがあげられる。
特定の乳化剤を使用する場合には、製造されるアスファ
ルト改質剤の経時安定性および機械的安定性を良好にす
ることができる。また、熱可塑性エラストマーの乳化・
分散時に熱可塑性エラストマー溶液の製造に使用される
有機溶剤(たとえばトルエン、キシレン、ベンゼン、シ
クロヘキサン、シクロオクタンなど)を減圧除去する際
の泡立を抑制することにより、脱溶剤を短時間に容易に
実施することができ、熱的にまた保存上安定な水性乳化
分散液を製造することができる。
オキシド付加物とは、モノスチレン化フェノール、ジス
チレン化フェノールおよびトリスチレン化フェノール
(トリスチレン化フェノールには、テトラ以上のスチレ
ン化フェノールが少量混入していてもよい、以下同様)
のうちの1種以上に炭素数2〜4のアルキレンオキシド
(たとえばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブ
チレンオキシド)を付加重合させたものである。たとえ
ばジスチレン化フェノールポリエチレンオキシド付加物
は次式で示される。
オキシド付加物の好ましい具体例としては、たとえばエ
チレンオキシド平均付加モル数が20モルのモノスチレ
ン化フェノールポリアルキレンオキシド付加物:ジスチ
レン化フェノールポリアルキレンオキシド付加物:トリ
スチレン化フェノールポリアルキレンオキシド付加物=
10〜20:40〜55:30〜45(重量比)の割合
で合計量が100になるように含まれるものなどがあげ
られる。なお、前記トリスチレン化フェノールポリアル
キレンオキシド付加物には、テトラ以上のスチレン化フ
ェノールポリアルキレンオキシド付加物が少量混入して
いてもよい。
レンオキシド付加物とは、たとえばポリエチレンイミ
ン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサ
ミン、ヘキサエチレンヘプタミンなどのポリアルキレン
ポリアミンに、炭素数2〜4のアルキレンオキシド、た
とえばエチレンオキシドとプロピレンオキシドまたはブ
チレンオキシドとをブロックまたはランダム付加重合さ
せたものである。
レンオキシド付加物の好ましい具体例としては、たとえ
ばポリエチレンイミン(たとえば分子量1200または
1800のもの)にエチレンオキシドおよびプロピレン
オキシドをランダムまたはブロック付加してなる多官能
チッ素系ポリエーテル化合物などがあげられる。
たとえば3〜8価の多価アルコールと炭素数8〜22の
飽和または不飽和脂肪酸とからなり、ソルビタンを例に
とれば水酸基が1分子当り平均2〜3個残存しているも
の、ショ糖を例にとれば水酸基が1分子当り平均5〜7
個残存しているものである。
とえばグリセリン、ジグセリン、ソルビトール、ソルバ
イドや前述のソルビタン、ショ糖などがあげられる。
例としては、たとえばラウリン酸、パルミチン酸、ステ
アリン酸、ベヘニン酸、炭素数8〜22の直鎖状または
分岐を有する合成飽和脂肪酸などの飽和脂肪酸、オレイ
ン酸、リノール酸、リノレイン酸などの不飽和脂肪酸な
どがあげられる。
しい具体例としては、たとえばソルビタンオレイン酸エ
ステル(モノ、ジ、トリ、テトラエステルの分布があ
り、1分子当り平均2〜3個の水酸基を有するもの)な
どがあげられる。
ルキレンオキシド付加物とは、たとえば3〜8価の多価
アルコールと炭素数8〜22の飽和または不飽和脂肪酸
とからなり、ソルビタンを例にとれば水酸基が1分子当
り平均2〜3個残存している多価アルコール脂肪酸エス
テル、ショ糖を例にとれば水酸基が1分子当り平均5〜
7個残存している多価アルコール脂肪酸エステルに、炭
素数2〜4のアルキレンオキシド(たとえばエチレンオ
キシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド)を付
加重合させたものである。
和脂肪酸としては、前記多価アルコール脂肪酸エステル
の製造に使用したものと同じものが使用される。
ルキレンオキシド付加物の好ましい具体例としては、た
とえばアトラス社のTween60、Tween80、
Tween85、第一工業製薬(株)のソルゲンTW−
20、ソルゲンTW−60、ソルゲンTW−80などが
あげられる。
オキシド付加物とは、モノベンジル化フェノール、ジベ
ンジル化フェノールおよびトリベンジル化フェノール、
(トリベンジル化フェノールには、テトラ以上のベンジ
ル化フェノールが少量混入していてもよい、以下同様)
のうちの1種以上に、炭素数2〜4のアルキレンオキシ
ド(たとえばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、
ブチレンオキサイド)を付加重合させたものである。た
とえばジベンジル化フェノールポリエチレンオキシド付
加物は次式で示される。
オキシド付加物の好ましい具体例としては、たとえばエ
チレンオキシド平均付加モル数が20モルのモノベンジ
ル化フェノールエチレンオキシド付加物:ジベンジル化
フェノールエチレンオキシド付加物:トリベンジル化フ
ェノールエチレンオキシド付加物=10〜20:40〜
55:30〜45(重量比)の割合で合計量が100に
なるように含まれるものなどがあげられる。なお、前記
トリベンジル化フェノールエチレンオキシド付加物に
は、テトラ以上のベンジル化フェノールポリエチレンオ
キシド付加物が少量混入していてもよい。
く、2種以上を組み合わせて用いてもよいが、これらの
うちでは、スチレン化フェノールポリアルキレンオキシ
ド付加物、ベンジル化フェノールポリアルキレンオキシ
ド付加物が、化学組成の多分散度が高く(疎水基、親水
基ともに幅広い分布をもっており)、乳化される熱可塑
性エラストマーの化学組成の多分散度が高いのとあいま
って乳化性能が良好でエマルジョン製造時の泡トラブル
が少なくなる点から好ましい。
ン性乳化剤として用いてもよいが、通常の非イオン性乳
化剤と組み合わせて用いてもよい。
ては、ノニルフェノールエチレンオキシド付加物、高級
アルコールエチレンオキシド付加物、高級脂肪酸エチレ
ンオキシド付加物、ポリオキシエチレン−ポリオキシプ
ロピレンブロック共重合体、高級脂肪族アミンまたは高
級脂肪族アミドのエチレンオキシド付加物などがあげら
れる。
剤とを組み合わせて用いる場合、目的に応じて適宜使用
割合を決めて使用すればよい。
カルボン酸型陰イオン性乳化剤、硫酸エステル型陰イオ
ン性乳化剤、スルホン酸型陰イオン性乳化剤、リン酸エ
ステル型陰イオン性乳化剤などがあげられる。これらは
1種で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いても
よい。強い乳化性を示す陰イオン性乳化剤を使用する場
合には、熱可塑性エラストマー(ブロック共重合体)に
対する乳化剤の使用量を少なくし、得られるアスファル
トの耐水性を向上させることができる。
例としては、たとえば高級脂肪酸塩、松の木の抽出など
によって得られる樹脂酸の塩であるロジン酸塩、石油に
含まれるカルボン酸の塩であるナフテン酸塩、C8 〜 18
のアルキル基またはアルキルフェニル基を有するポリオ
キシアルキレンエーテルカルボン酸塩、C8 〜 18の不飽
和炭化水素基を有するアルケニルコハク酸塩、C8 〜 18
の飽和または不飽和炭化水素基を有するN−アシルサル
コシン塩、C8 〜 18の飽和または不飽和炭化水素基を有
するN−アシルグルタミン酸塩などがあげられる。これ
らは1種で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用い
てもよい。これらのうちでは、ロジン酸塩(ロジン石
鹸)がエマルジョン製造における脱溶媒(通常脱トルエ
ン)時の泡立が少なく、エマルジョンの安定性もよくな
る。
体例としては、たとえばC8 〜 18の飽和または不飽和炭
化水素基を有する硫酸第1アルキル塩、C8 〜 18のアル
キル基を有する第2級アルコール硫酸エステル塩、C8
〜 18の飽和または不飽和炭化水素基を有する硫酸アルキ
ルポリオキシエチレン塩、C8 〜 12のアルキル基を有す
る硫酸アルキルフェニルポリオキシエチレン塩、C11 〜
17の飽和または不飽和炭化水素基を有する硫酸モノアシ
ルグリセリン塩、C11 〜 17の飽和または不飽和炭化水素
基を有するアシルアミノ硫酸エステル塩、オリブ油、ひ
まし油、綿実油、なたね油、牛脂などの油脂中の2重結
合や水酸基が硫酸エステル化(一部アシルグリセリンの
加水分解、硫酸化も起こっている)である硫酸化油、オ
レイン酸、リシノール酸などの2重結合、水酸基を有す
る脂肪酸のプロピル、ブチルエステルなどの硫酸エステ
ル化物の塩である硫酸化脂肪酸アルキルエステルなどが
あげられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を
組み合わせて用いてもよい。
例としては、たとえばC8 〜 19のα−オレフィンスルホ
ン酸(AOS)塩、C8 〜 20のn−パラフィンから得ら
れる第2アルカンスルホン酸塩、C12 〜 18の脂肪酸のメ
チル、イソプロピルエステルなどのα−スルホン化物の
塩、α−スルホ脂肪酸エステル塩、C11 〜 17の飽和また
は不飽和炭化水素基を有するアシルイセチオン酸塩、C
11 〜 17の飽和または不飽和の炭化水素基を有するN−ア
シル−N−メタルタウリン酸、C2 〜 20の直鎖または分
岐鎖アルキル基を有するジアルキルスルホコハク酸、C
9 〜 13の直鎖または分岐鎖アルキル基を有するアルキル
ベンゼンスルホン酸塩(ABS、LAS)、C3 〜 5の直
鎖または分岐鎖アルキル基を有するアルキルナフタレン
スルホン酸塩、C12のアルキル基を有するアルキルジフ
ェニルエーテルジスルホン酸塩、石油スルホン酸塩、リ
グニンスルホン酸塩などがあげられる。これらは1種で
用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
具体例としては、たとえばC8 〜 18のアルキル基を有す
るリン酸アルキル塩(通常は、リン酸モノエステル塩、
ジエステル塩の混合物として存在する)、C8 〜 18のア
ルキル基を有するリン酸アルキルポリオキシエチレン塩
(通常はモノエステル塩とジエステル塩との混合物とし
て存在する)、C8 〜 18のアルキル基を有するリン酸ア
ルキルポリオキシエチレン塩(通常はモノエステル塩と
ジエステル塩との混合物として存在する)などがあげら
れる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を組み合
わせて用いてもよい。
イオンは、Na+、K+などのアルカリ金属イオン、アル
カノールアミン・H+、アミン・H+などである。
料のアルコールの具体例としては、たとえば1,2−エ
チルヘキサノール、n−オクタノール、デカノール、ド
デカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、オ
クタデカノール、アルフォール、ドバノールなどの合成
第1級アルコール、タージトールS、ソフタノール、オ
キソアルコールなどの合成第2級アルコール、ベンジル
アルコール、およびフェノールとしてオクチルフェノー
ル、ノニルフェノール、ドデシルフェノールのC8 〜 22
のもの、アミンの具体例としては、ラウリルアミン、ラ
ウリルメチルアミン、ジオレイルアミンなどの高級アミ
ン、カルボン酸の具体例としては、ラウリン酸、ミリス
チン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸、ベ
ヘニン酸、ロジン酸などがあげられる。
化剤を組み合わせて使用する場合の使用割合としては、
全量が100部となるように非イオン性乳化剤50〜8
0部、さらには55〜75部、とくには60〜70部使
用するのが、熱可塑性エラストマー水性分散体の製造途
中の熱可塑性エラストマーと溶剤とからなる混合物の乳
化性、溶剤留去工程での泡立ち防止、熱可塑性エラスト
マー水性分散体やさらに後述する増粘剤を加えた水性乳
化分散液の保存安定性などの点から好ましい。
アルキルアミン塩型陽イオン性乳化剤、アシルアミン塩
型陽イオン性乳化剤、第4級アンモニウム塩型陽イオン
性乳化剤、アミド結合含有アンモニウム塩型陽イオン性
乳化剤、エステル結合またはエーテル結合含有アンモニ
ウム塩型陽イオン性乳化剤、イミダゾリンまたはイミダ
ゾリウム塩型陽イオン性乳化剤、アミン誘導体型陽イオ
ン性乳化剤などがあげられる。これらは1種で用いても
よく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
の具体例としては、たとえばC12 〜 18のアルキル基を有
する第1級アミン塩(塩酸塩、酢酸塩など)、C17のア
ルキル基またはアルケニル基を有するアシルアミノエチ
ルジエチルアミン塩(塩酸塩、ギ酸塩、酢酸塩、乳酸塩
など)、C12 〜 18のアルキル基を有するN−アルキルポ
リアルキレンポリアミン塩(塩酸塩、酢酸塩、アルキレ
ン基のC数は2〜3、アルキレンアミン基の繰返し数は
1〜3)、C17のアルキル基またはアルケニル基を有す
る脂肪酸ポリエチレンポリアミド塩(塩酸塩、エチレン
アミン基の繰返し数は2)、C17のアルキル基を有する
ジエチルアミノエチルアミド塩(塩酸塩、酢酸塩、乳酸
塩など)などがあげられる。これらは1種で用いてもよ
く2種以上を組み合わせて用いてもよい。
化剤の具体例としては、たとえばC 12 〜 18のアルキル基
またはC18のアルケニル基を有するアルキルまたはアル
ケニルトリメチルアンモニウム塩(陰イオンはCl-、
Br-、CH3SO4 -など)、C12 〜 18のアルキル基また
はC18のアルケニル基を有するジアルキルまたはジアル
ケニルジメチルアンモニウム塩(陰イオンはCl-、B
r-、CH3SO4 -)、C12 〜 18のアルキル基またはC18
のアルケニル基を有するアルキルまたはアルケニルジメ
チルベンジルアンモニウム塩(陰イオンはCl-)、C
12 〜 18のアルキル基を有するアルキルピリジウム塩(陰
イオンはCl-、Br-)、C17のアルキル基またはC17
のアルケニル基を有するアシルアミノエチルメチルジエ
チルアンモニウム塩(陰イオンはCH3SO4 -)、C13
のアルキル基を有するアシルアミノプロピルジメチルベ
ンジルアンモニウム塩(陰イオンはCl-)、C17のア
ルキル基を有するアシルアミノプロピルジメチルヒドロ
キシエチルアンモニウム塩(陰イオンはClO4 -)、C
11のアルキル基を有するアシルアミノエチルピリジニウ
ム塩(陰イオンはCl-)、C17のアルキル基またはC
17のアルケニル基を有するジアシルアミノエチルジメチ
ルアンモニウム塩(陰イオンはCl-、なお、メチル基
の1つがヒドロキシエチル基になっていてもよい)など
があげられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上
を組み合わせて用いてもよい。
アンモニウム塩型陽イオン性乳化剤の具体例としては、
たとえばC17のアルキル基またはC17のアルケニル基を
有するジアシロキシエチルメチルヒドロキシエチルアン
モニウム塩(陰イオンは、CH3SO4 -)、C16のアル
キル基を有するアルキルオキシメチルピリジウム塩(陰
イオンはCl-)などがあげられる。これらは1種で用
いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
型陽イオン性乳化剤の具体例としては、たとえばC11 〜
17のアルキル基またはC17のアルケニル基を有するアル
キルまたはアルケニルイミダゾリン(酢酸塩、炭酸塩、
四級化物がある)、C11 〜 17のアルキル基またはC17の
アルケニル基を有する1−ヒドロキシエチル2−アルキ
ルまたはアルケニルイミダゾリン(第四級化物もあ
る)、C11 〜 17のアルキル基またはC17のアルケニル基
を有する1−アシルアミノエチル−2アルキルイミダゾ
リウム塩(陰イオンは、CH3SO4 -、C2H5SO4 -)
などがあげられる。これらは1種で用いてもよく、2種
以上を組み合わせて用いてもよい。
体例としては、たとえばC12 〜 18のアルキル基またはC
18のアルケニル基を有するアルキルまたはアルケニルポ
リオキシエチレンアミン、C12 〜 18のアルキル基または
C18のアルケニル基を有するN−アルキルまたはアルケ
ニルアミノプロピルアミン、C12 〜 18のアルキル基また
はC18のアルケニル基を有するN−アルキルまたはアル
ケニルポリエチレンポリアミン、C7 〜 17のアルキル基
またはC17のアルケニル基を有するN−アシルポリエチ
レンポリアミン、C17のアルキル基またはC17のアルケ
ニル基を有する脂肪酸トリエタノールアミンエステルな
どがあげられる。これらは1種で用いてもよく、2種以
上を組み合わせて用いてもよい。
化剤を組み合わせて使用する場合の使用割合としては、
全量が100部となるように非イオン性乳化剤10〜9
0部、さらには30〜70部、とくには40〜60部使
用するのが熱可塑性エラストマー水性分散体製造時の熱
可塑性エラストマーと溶剤とからなる混合物の乳化性の
点から好ましい。
ラムザンガムは、熱可塑性エラストマー水性分散体の保
存安定性(経日安定性)を改善するために使用される増
粘剤である。
モナス キャンペストリス(Xanthomonas
Campestris))を養して得られる天然高分子
多糖であり、一般に市販されているもの、たとえばKE
LCO社のキサンタンガムがとくに限定なく使用され得
る。該キサンタンガムの水溶液は、シュードプラスチッ
ク流動特性(低剪断速度では高い見掛粘度を示すが剪断
速度が高くなると低い見掛粘度を示す)を示すほか、冷
水および熱湯に溶解し、安定な親水性コロイドを作る、
低濃度で高い粘度を示す、塩酸、熱、冷凍や解凍に対し
ても物性の変化がほとんどなく安定である、水溶液の透
明性は良好である、などの特徴を有するものである。
ニィス(Alcaligenes)の醗酵によって生産
される高分子量の多糖類であり、一般に市販されている
もの、たとえばKELCO社のラムザンガムなどがとく
に限定なく使用され得る。該ラムザンガムの水溶液は、
シュードプラスチック流動特性を示すほか、冷水および
温水のいずれにも容易に溶けて、低濃度で粘稠な溶液を
作る、低濃度で分散・懸濁安定性が著しくすぐれてい
る、水溶液の粘度は温度の影響をほとんど受けない、塩
との相溶性がすぐれている、広いpH範囲で粘度が安定
である、セルラーゼ酵素を含有しないのでCMC、MC
などセルロースエーテル類と併用することができる、な
どの特徴を有する。
は、1種で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用い
てもよい。
ザンガムの使用量としては、前記熱可塑性エラストマー
100部に対して0.1〜3.0部、さらには0.1〜
2.0部であるのが、本発明における水性乳化分散液の
保存安定性およびポンプ輸送に適する粘性を与えること
ができる点から好ましい。該使用量が少なすぎる場合に
は、前記水性乳化分散液の保存安定性が充分向上せず、
多すぎる場合には、粘度が高くなりすぎ、アスファルト
との混合時のポンプ輸送が行ないにくくなる傾向が生ず
る。
ザンガムは、その一部を他の増粘剤でおきかえて使用し
てもよい。
ルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)、ヒド
ロキシエチルセルロース(HEC)、ベントナイト、ア
ルミノシリケートなどがあげられる。これらは1種で用
いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ザンガムの一部を他の増粘剤でおきかえて用いる場合、
他の増粘剤の使用量は、合計重量が100部になるよう
に50部以下、さらには40部以下であるのが本発明に
おける水性乳化分散液の保存安定性およびポンプ輸送時
の粘度の点から好ましい。なお、他の増粘剤を用いる場
合でも、熱可塑性エラストマー100部に対してキサン
タンガムおよび(または)ラムザンガムを0.1部以上
含まれるのが好ましい。
乳化剤の存在下で前記熱可塑性エラストマーを乳化分散
させ、熱可塑性エラストマー水性分散体にしたのち、キ
サンタンガムおよびラムザンガムのうちの少なくとも1
種(以下、キサンタンガム等ともいう)をコンク品また
は水希釈品として添加・混合し、水性乳化分散液にする
ことによって製造される。
る乳化剤の使用量は、3〜20部、さらには5〜13部
が好ましい。乳化剤の使用量が少なすぎる場合には、熱
可塑性エラストマー水性分散体製造時の熱可塑性エラス
トマーと溶剤との混合物の乳化性が不良となり、多すぎ
る場合には、溶剤留去工程時の泡が多くなり、アスファ
ルト性能が低下する傾向が生ずる。
記熱可塑性エラストマー、乳化剤およびキサンタンガム
等の割合(固形分割合)は、40〜65%、さらには4
5〜60%であるのが保存安定性、アスファルト製造時
のポンプ輸送時の粘性の点から好ましい。
造は、たとえば熱可塑性エラストマーの有機溶剤溶液お
よび乳化剤の溶融混合物と温水をラインミキサーなどで
混合する、熱可塑性エラストマーの有機溶剤溶液および
乳化剤の溶融混合物に温水を滴下するなどの方法により
乳化・分散させたのち、有機溶剤をたとえば60℃、7
20〜640mmHgで除去することにより行なうこと
ができる。
用する場合には泡立を少なくすることができ、容易に熱
可塑性エラストマー水性分散体を製造することができ
る。
熱可塑性エラストマー水性分散体(本発明における水性
乳化分散液)の粒径は、乳化のさせ方、使用する乳化剤
の量、水性乳化分散液の濃度などによっても異なるが、
通常5μm以下、さらには0.6〜3μm、ことには
0.8〜2μmである。粒径が大きすぎる場合には、エ
マルジョン安定性が充分でなくなり離水しやすく、逆に
小さすぎる場合には、製造しにくく、粘度が高くなり、
アスファルトへの添加時、ポンプ輸送上の問題が生じや
すくなる傾向にある。
ァルト改質剤は、キサンタンガム等を含有するため、短
期間保存したときはもちろん長期保存したときにも水と
熱可塑性エラストマーの分離が生じない安定な水性乳化
分散液となる。また、乳化剤として特定の乳化剤を用い
る場合には、乳化性および保護コロイド性が良好である
ため経時安定性および機械的安定性が良好で、また、熱
可塑性エラストマー水性分散体製造時の泡立が少なく、
アスファルトに添加することにより、アスファルトの軟
化点、粘弾性、強靭性、高温粘度、低温可撓性などを向
上させることができる。
合、一般的にはドラム缶やコンテナーなどの容器に充填
して運搬し、ポンプを使用して投入する方法が採られて
いる。この場合、貯蔵中に容器内で熱可塑性エラストマ
ーと分散媒である水とが部分的に分離し濃度が不均一に
なると、改質剤の添加量が不均一になり、一定の改質効
果が得られない問題が生じるとともに、アスファルトへ
の熱可塑性エラストマーの溶解不良がおこるため、水分
散媒中での熱可塑性エラストマーの安定性は重要であ
る。また、本発明のアスファルト改質剤をポンプで投入
する場合、ポンプの剪断力で水性乳化分散液が破壊さ
れ、熱可塑性エラストマーが分散媒である水から分離す
ると、アスファルトへの熱可塑性エラストマーの溶解不
良や、ポンプ自体に熱可塑性エラストマーが詰まり、ポ
ンプの能力低下、さらには使用不能状態を惹き起こす場
合があり、アスファルト改質剤の機械的安定性は重要で
ある。
改質剤は、一般に、固形分濃度が40〜65%、さらに
は45〜60%、粘度(25℃、B型粘度計で測定)が
200〜6000mPa・s、さらには350〜400
0mPa・sのごときものである。
スファルトに対して固形分で1〜20%、さらには2〜
14%添加される。添加量が少なすぎる場合には改質効
果が充分得られず、多すぎる場合には改質アスファルト
の粘度が高くなりすぎて実用的でなくなる。また、改質
アスファルトが高価になる。
より酸化防止剤、紫外線吸収剤、防腐防黴剤、消泡剤、
分散安定剤、可塑剤、顔料などを加えて使用してもよ
い。また、パラフィン系、アロマ系、ナフテン系などの
オイルを加えてもよい。さらに、SBRラテックス、ポ
リクロロプレンラテックス、ポリブタジエンラテック
ス、エチレンプロピレンゴムラテックスなどのゴムラテ
ックス、ポリアクリルエマルジョン、ポリ酢酸ビニルエ
マルジョン、EVAエマルジョン、ポリウレタンエマル
ジョンなどの高分子化合物のエマルジョンと混合して使
用してもよく、あるいは別々に併用してもよい。さら
に、セメント、石灰、イソシアネート化合物などの水反
応性化合物と併用してもよい。
を油展した熱可塑性エラストマーを水性乳化分散液にす
る方法、熱可塑性エラストマーを前記溶剤に溶解し、ポ
リマー溶液とするときに同時にオイルを溶解して添加す
る方法、オイルの乳化物(ただし、陽イオン性改質剤と
陰イオン性オイル乳化物との混合や、陰イオン性改質剤
と陽イオン性オイル乳化物の混合は除く)をアスファル
ト改質剤に混合する方法などがあげられる。オイルは熱
可塑性エラストマー100部あたり5〜300部が好ま
しい。
アスファルトにはとくに制限はなく、たとえば石油アス
ファルト、天然アスファルト、ブローンアスファルト、
セミブローンアスファルト、脱色アスファルト(石油樹
脂)、グースアスファルトなどのアスファルトに加えら
れる。
ファルトを改質する場合として、以下の場合があげられ
る。
拌しながら直接アスファルト改質剤を添加し、水を蒸発
させ、熱可塑性エラストマーがほぼ均一にアスファルト
に溶解、分散するまで撹拌する。
ながらアスファルト改質剤を添加し、水を蒸発させ、熱
可塑性エラストマーがほぼ均一にアスファルトに溶解、
分散するまで撹拌する。再生アスファルト混合物に使用
される場合は、本発明の改質剤の添加前にさらに再生材
(舗装道路の補修のために掘り起こしたときに発生する
アスファルト混合物の廃棄物である発生材を粉砕して、
もう一度新アスファルト混合物と混ぜて使用できるよう
にしたもの)が混合される。
ン性またはこれらを組み合わせた乳化剤を用いて水性乳
化分散液としたアスファルト乳剤と、アスファルト改質
剤とを混合して均一になるまで撹拌する(ただし、陰イ
オン性乳化剤を含むアスファルト乳剤と陽イオン性乳化
剤を含むアスファルト改質剤を混合する場合、および陽
イオン性乳化剤を含むアスファルト乳剤と陰イオン性乳
化剤を含むアスファルト改質剤を混合する場合は、作業
性が得られる範囲で混合する)。
質剤を添加し、水分を蒸発させ、熱可塑性エラストマー
がほぼ均一にアスファルトに溶解、分散するまで撹拌し
たのち、これと乳化剤および水を混合して改質アスファ
ルトの水性乳化分散液とする。
非イオン性、陽イオン性またはこれらを組み合わせた乳
化剤を添加し、加熱アスファルトを混合して水性乳化分
散液とする(ただし、陰イオン性乳化剤を含むアスファ
ルト改質剤と陽イオン性乳化剤を混合する場合、および
陽イオン性乳化剤を含むアスファルト改質剤と陰イオン
性乳化剤を混合する場合は、作業性が得られる範囲で混
合する)。
を混合したのち、または別々に骨材に散布したのち混合
し、ほぼ均一になるまで撹拌する。再生アスファルト混
合物に使用される場合は、さらに再生材が混合される
(ただし、陰イオン性乳化剤を含むアスファルト乳剤と
陽イオン性乳化剤を含むアスファルト改質剤を混合する
場合、および陽イオン性乳化剤を含むアスファルト乳剤
と陰イオン性乳化剤を含むアスファルト改質剤を混合す
る場合は、作業性が得られる範囲で混合する)。
ファルト合材、フォームドアスファルト合材などのアス
ファルト合材、常温アスファルト合材用アスファルト乳
剤およびタックコート、シールコート、アーマコートな
どのコート材のアスファルトの改質に好適に使用され、
道路、空港、港湾、鉄道、鉄道貨物ヤード、構内、駐車
場、歩道、自転車道、スポーツ施設、レース場、テニス
コート、石油タンク基礎、水利構造物、廃棄物処理場な
どの舗装に使用することができる。さらに、土木、屋
上、屋根などの防水用アスファルト、防湿紙用アスファ
ルト、住宅用床防音材、床材、鋼管塗布などの建築用ア
スファルト、その他電気絶縁用コウンパウンド、トンネ
ル断熱材用などのアスファルトの改質に使用することが
できる。
に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに
限定されるものではない。
にまとめて説明する。
体を水で2倍に希釈した液を100mlネスラー管に5
0ml入れ、30回手で倒立撹拌し、静置したのちの泡
の量を経時的に測定する。
製造時のトルエン留去後に採取した熱可塑性エラストマ
ー水性分散体を、(株)島津製作所製のSALD200
0を用いた光回折法により評価。
L型)を使用し、試料と容器(27φ×90mm)風袋
の合計重量が135gになるように試料(アスファルト
改質剤)を採取した(試料:約45g)。
61g)×10分とし、遠心分離後の容器下層部のアス
ファルト改質剤をストローで約1g採取して精密天秤で
計量し、電気オーブンを使用して200℃×15分蒸発
乾燥後の重量を求め、下記計算式から全固形分濃度を求
めた。
ルト(コスモ60〜80)を170℃に加熱し、4枚羽
根撹拌翼を付けた撹拌機により、回転数400〜500
rpmの条件下でアスファルト改質剤を混合した。
ートアスファルト(コスモ60〜80)100部に対
し、固形分換算で6部とした。
便覧」(昭和63年11月10日(社)日本道路協会刊
行)に記述された方法に準拠して評価した。
ファルト(コスモ60〜80)単独の物性を参考例とし
て表1に示した。
内容および略号について以下に説明する。
分子量460000、スチレン含量30% 増粘剤 キサンタンガム:KELCO社製、キサンタンガム ラムザンガム:KELCO社製、ラムザンガム CMC:第一工業製薬(株)製、セロゲン HE−15
00F ベントナイト:VEEGUM−T(R.T.VANDE
RBILT社製)乳化剤 ベンジル化フェノールEOA:ベンジル基が平均2個付
加したフェノールにエチレンオキシド20モルを付加し
たもの スチレン化フェノールEOA:スチレン基が平均2個付
加したフェノールにエチレンオキシド20モルを付加し
たもの ロジン石鹸:荒川化学工業(株)製、ロンジスK−80 ノニルフェノールEOA硫酸Na:ノニルフェノールエ
チレンオキシド7モル付加物硫酸エステルナトリウム塩 LDMEAES:ラウリルジメチルエチルアンモニウム
エチルサルフェート
(特殊機化工業(株)製、TKコンビミックス型)へ、
SBS100部(20kg)、トルエン400部(80
kg)を投入し、60℃に昇温して樹脂を溶解させた。
ルEOAの5部(1.0kg)およびロジン石鹸3部
(0.6kg)を投入し、ミキサーの周速12.8m/
s、ディスパーの周速9.6m/s、アンカーの回転数
60rpm、乳化温度60℃で温水(60℃)250部
(50kg)を30分間かけて均一に滴下した。滴下後
10分間撹拌してSBS乳化分散体を得た。
gでトルエンを留去し、トルエン残存量を0.05%以
下にした。このときの泡立ちは直後25ml、1分後1
5ml、5分後6mlであった。
ンタンガム0.3部(60g)を粉末のまま添加し、固
形分50%になるよう水を添加し、撹拌調整した(20
00rpm)。そののち12時間放置してキサンタンガ
ムを溶解させた。
タンガム添加前後の粘度、貯蔵安定性およびアスファル
ト物性を測定した。結果を表1に示す。
同様にして水性乳化分散液を製造し、評価した。結果を
表1に示す。
液80部と固形分50%のSBRエマルジョン20部と
を混合したものについてアスファルト物性を測定した。
結果を表1に示す。
定性、機械的安定性が良好であり、アスファルトへの溶
解性が良好である。
は、アスファルトへの混合、溶解が簡便で、アスファル
トの軟化点、粘弾性特性、強靭性、高温粘度などを向上
させることができるので、舗装の耐流動性、耐磨耗性、
強靭性などを改良し、舗装の長寿命化を図ることができ
る。また、従来の固形熱可塑性エラストマーでは困難で
あったアスファルト乳剤の改質を容易に行なうことがで
きるので、常温舗装用合材やコート材の改質にも有効で
ある。さらに熱アスファルトの低温可撓性を改善するの
で、防水材などの改質にも有効である。
Claims (4)
- 【請求項1】 (イ)熱可塑性エラストマー、(ロ)乳
化剤ならびに(ハ)キサンタンガムおよびラムザンガム
のうちの少なくとも1種を含む水性乳化分散液よりなる
アスファルト改質剤。 - 【請求項2】 乳化剤が、非イオン性乳化剤、陰イオン
性乳化剤および陽イオン性乳化剤のうちの少なくとも1
種(ただし、陰イオン性乳化剤と陽イオン性乳化剤の組
み合わせは除く)である請求項1記載の改質剤。 - 【請求項3】 キサンタンガムおよびラムザンガム以外
の増粘剤をさらに含有する請求項1または2記載の改質
剤。 - 【請求項4】 前記増粘剤が、カルボキシメチルセルロ
ースナトリウム、ヒドロキシエチルセルロース、ベント
ナイトおよびアルミノシリケートよりなる群から選ばれ
た少なくとも1種である請求項3記載の改質剤。
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---|---|---|---|
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003003070A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-08 | Kao Corp | 道路舗装用改質アスファルト組成物 |
WO2009096485A1 (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-06 | Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. | 反応性イソシアネート乳化剤 |
WO2009096486A1 (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-06 | Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. | 自己乳化型イソシアネート化合物 |
-
1999
- 1999-10-14 JP JP11292338A patent/JP2001049124A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2009096486A1 (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-06 | Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. | 自己乳化型イソシアネート化合物 |
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