(57)【特許請求の範囲】
【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)、水溶性アミン化合物（D)、及びメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、硅砂、無水ケイ酸およびポリマーエマルジョンからなる群から選ばれた少なくとも一種であるチキソ性付与剤（X)からなり、前記チキソ性付与剤（X)の含有量が、前記（A）、（B)及び（D)の合計量１００重量部に対して０．００１〜１００重量部であることを特徴とする常温舗装用アスファルト合材用水系バインダー。
【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)、水溶性アミン化合物（D)、及びメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、硅砂、無水ケイ酸およびポリマーエマルジョンからなる群から選ばれた少なくとも一種であるチキソ性付与剤（X)からなり、前記チキソ性付与剤（X)の含有量が、前記（A）、（B)、（C)及び（D)の合計量１００重量部に対して０．００１〜１００重量部であることを特徴とする常温舗装用アスファルト合材用水系バインダー。
【請求項３】
請求項１または２に記載された常温舗装用アスファルト合材用水系バインダーを含有してなることを特徴とする表面保護用塗料。
【請求項４】
請求項１または２に記載された常温舗装用アスファルト合材用水系バインダーおよび骨材（E)からなることを特徴とする常温舗装用アスファルト合材。
【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、更にこれにチキソ性付与剤を添加することにより、この水系バインダーを使用したときの、いわゆるダレが防止できること、またこの水系バインダーを骨材とともに用いて常温舗装用アスファルト合材にしたときにも、骨材と水系バインダーの分離、骨材の沈降、偏りを防止でき、水系バインダーの有する本来のバインダー性能を十分に発揮させ得ることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち本発明の第１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)、水溶性アミン化合物（D)、及びメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、硅砂、無水ケイ酸およびポリマーエマルジョンからなる群から選ばれた少なくとも一種であるチキソ性付与剤（X)からなり、前記チキソ性付与剤（X)の含有量が、前記（A）、（B)及び（D)の合計量１００重量部に対して０．００１〜１００重量部であることを特徴とする常温舗装用アスファルト合材用水系バインダーが提供される。
また本発明の第２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)、水溶性アミン化合物（D)、及びメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、硅砂、無水ケイ酸およびポリマーエマルジョンからなる群から選ばれた少なくとも一種であるチキソ性付与剤（X)からなり、前記チキソ性付与剤（X)の含有量が、前記（A）、（B)、（C)及び（D)の合計量１００重量部に対して０．００１〜１００重量部であることを特徴とする常温舗装用アスファルト合材用水系バインダーが提供される。
また本発明の第３によれば、請求項１または２に記載された常温舗装用アスファルト合材用水系バインダーを含有してなることを特徴とする表面保護用塗料が提供される。
更に本発明の第４によれば、請求項１または２に記載された常温舗装用アスファルト合材用水系バインダーおよび骨材（E)からなることを特徴とす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１１０〜２００℃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、例えばアルキルベンゼンスルホン酸塩が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０．４〜２０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、例えばメチロール化メラミン、ブチロール化メラミン等のアミン化合物のホルマリン縮合物を硫酸、塩酸等で中和塩とし水溶化したメラミン化合物である「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３０〜５０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、ジエチレントリアミン、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７０〜１００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。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】
本発明で使用するチキソ性付与剤としては、塗料、接着剤，食品添加剤、充填剤等の分野で使用されるチキソ性付与剤がそのまま使用される。例えば、モンモリロナイト、ベントナイト、バーミキュライト、カオリン、コロイドシリカ、無水ケイ酸（例えば、商品名「アエロジル」）、炭酸カルシウム、硅砂等の無機質粉末物質、ＭＣ（メチルセルロース）、ＨＥＣ（ヒドロキシエチルセルロース）、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、ポリビニルアルコール（商品名「ポバール」）、ポリマーエマルジョン（ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＣＲ等のラテックス、アクリルポリマー）等の有機質の粉末、ファイバー物質、または水溶性物質を挙げることができる。これらは各単独で用いてもよいし、任意の２以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、アエロジル、ＭＣ、硅砂、及びポリマーエマルジョンがチキソ性の効果の観点で好ましい。
【００１３】
本発明の水系バインダーには、チキソ性付与剤を除けば、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者の場合にはそれら３者の合計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好ましくは２５〜８５重量％、より好ましくは５５〜７０重量％、水溶性エポキシ化合物（Ｂ）は好ましくは５〜７０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％、水溶性アミン化合物（Ｄ）は好ましくは０．５〜３０重量％、より好ましくは１．５〜１０重量％の各範囲である。
また、前記４者の場合にはそれら４者の合計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好ましくは２５〜８４重量％、より好ましくは５５〜６５重量％、水溶性エポキシ化合物（Ｂ）は好ましくは５〜６９．５重量％、より好ましくは１０〜２０重量％、水溶性メラミン化合物（Ｃ）は好ましくは３〜４０重量％、より好ましくは３〜１０重量％、水溶性アミン化合物（Ｄ）は好ましくは０．５〜１０重量％、より好ましくは１．５〜６重量％の各範囲である。
チキソ性付与剤の添加量は、前記３者または４者の合計１００重量部に対し。０．００１〜１００重量部、好ましくは０．０１〜５０重量部の範囲である。
【００１４】
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。
チキソ性付与剤は水系バインダーを構成する１以上の必須又は任意成分と共に予め混合しておいてもよいし、チキソ性付与剤を除いた成分を混合した後に、添加して混合してもよい。同様に、例えば後記の常温舗装用アスファルト合材を調製する場合は、チキソ性付与剤を除いた常温舗装用アスファルト合材を調製しておき、これにチキソ性付与剤を単独で、あるいは他の必須成分以外の添加剤（後記）とともに添加、混合してもよい。
【００１５】
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。
【００１６】
本発明の水系バインダーは常温で使用でき、砕石、砂、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用塗料に役立つが、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。
【００１７】
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。
【００１８】
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好ましくは０．１〜１２重量部、より好ましくは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好ましくは０．１〜１２重量部、より好ましくは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好ましくは０．０５〜４重量部、より好ましくは０．０８〜１重量部、チキソ性付与剤が好ましくは０．０１〜５０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好ましくは１〜３０重量部、より好ましくは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好ましくは１〜３０重量部、より好ましくは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好ましくは０．０１〜３０重量部、より好ましくは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好ましくは０．０１〜３０重量部、より好ましくは０．１〜４．５重量部、チキソ性付与剤が好ましくは０．０１〜５０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。
【００１９】
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、混合時に、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、チキソ性付与剤（Ｘ）を添加し、混合し、これを骨材（Ｅ）に添加混練することが出来る。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、骨材（Ｅ）、チキソ性付与剤（Ｘ）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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。特に本発明の常温舗装用アスファルト合材は、チキソ性付与剤（Ｘ）が添加されているので、流動性の優れ、また打設前及び打設後の流動が停止したときに、合材中の骨材と他の成分との分離が有効に防止できるため、骨材の沈降、偏りがほとんどなく、水系バインダーの均一性を付与し、本来のバインダー性能を十分に発揮することができる。
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。
【００２２】
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更にチキソ剤とは別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。
【００２３】
【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。
【００２４】
（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）動的安定度：容積３０ｃｍ×３０ｃｍ×５ｃｍの中に混合物を挿入し、締固め荷重９００ｋｇｆ、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（表面温度６０±０．５℃と常温、輸荷重７０±１ｋｇｆ）、動的安定度を測定した。
（４）カンタブロ試験：アスファルト混合物の骨材飛散抵抗性を評価するための試験法であり、社団法人  日本道路協会発行「排水性舗装技術指針（案）」（平成８年１１月５日発行）の８５〜９１頁に記載の方法に準拠して行った。
【００２５】
（実施例１〜１０）
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ＡＭ、添加液ＤＶ、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。
添加液ＡＭは、水溶性メラミン化合物（三井東圧（株）製「メルフロー」）８４．６ｇとジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）７．７ｇ及びエチレンジアミン（ＥＤＡ）７．７ｇを十分に混合して反応させて調製した。
添加液ＤＶは、水溶性メラミン化合物（三井東圧（株）製「メルフロー」）７３．３ｇにポリアミン（油化シェルエポキシ（株）製「エピキュア」）２６．７ｇを攪拌混合し、安定化させて調製した。
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。
【００２６】
次に前記の水系バインダーを構成する各成分（水系アスファルト乳剤、添加液ＡＭ、添加液ＤＶ，添加液Ａ）にチキソ性付与剤としてアエロジル、ＭＣ、硅砂、ポリマーエマルジョン（中央理化工業（株）製「ｃｓ−１」）を下記表−１の配合（単位は重量部）で素早く混合し、水系バインダーとして使用した。
【００２７】
【表１】
0003892966.tif 000002
【００２８】
（実施例１１〜３２）
前記水系バインダーの性能を評価するため、密粒（１３）等、排水（１３）等の粒度を有する骨材を各々５０ｋｇ、その他を下記表−２に示す割合（単位ｋｇ）で配合し、パグミキサーにより混合し、各々常温混合物（合材）を得た。ミキサーへの投入順序は、骨材、添加水、水系バインダーの順に投入し、混合した。混合時間は合計９０秒で終え、排出して合材を得た。この合材について表−２に示す評価項目にて評価した。結果を表−２に示す。
【００２９】
【表２】
0003892966.tif 000003
【００３０】
【表３】
表−２（続き）
0003892966.tif 000004
【００３１】
【表４】
0003892966.tif 000005
【００３２】
（比較例１）
密粒度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）。
排水（１３）号の骨材１００重量部にストレートアスファルト４．２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２）。
それぞれのアスファルト合材の評価結果を表−３に示す。
【００３３】
【表５】
0003892966.tif 000006
【００３４】
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。
【００３５】
【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、強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にはチキソ性付与剤が添加されているので、流動性がよく、かつ舗装後の骨材と水系バインダーの分離、骨材の沈降、偏りを防止でき、水系バインダーの有する本来のバインダー性能を十分に発揮させ得る。また塗料として用いても、いわゆるダレを防止することが出来る。