(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）アスファルトおよび／または改質アスファルト      １００重量部
（Ｂ）粘着付与性ポリマー                            １〜２０重量部
（Ｃ）高級脂肪酸                                    １〜１５重量部
（Ｄ）乳化剤                                      ０．１〜７重量部
を必須成分として水中に乳化分散したことを特徴とする常温施工用アスファルト乳剤組成物。
【請求項２】
（Ｂ）粘着付与性ポリマーがポリブテン、非晶質ポリα−オレフィン、ポリイソブチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体及びマレイン化有機化合物から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１記載の常温施工用アスファルト乳剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は常温施工用アスファルト乳剤組成物に関するものであり、さらに詳しくは、車道、特に重交通用道路、歩道、園路など通常舗装材の製造に使用される常温施工が可能であるアスファルト乳剤組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアスファルト乳剤による常温型舗装は加熱アスファルト混合物による舗装に比べて、常温で舗装できる利点があり、エネルギー消費量および炭酸ガス排出量が削減できる環境対応型の新しい舗装材料である。
しかし、加熱アスファルト混合物に比べて耐久性が劣るため骨材の剥離の問題があり、いまだ舗装材として完成したものは見当たらない。加熱せず骨材とアスファルト乳剤を混合しただけで施工する常温型舗装は、加熱アスファルト混合物の舗装に比較してアスファルトと骨材の付着力が弱い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現在、各道路関連企業で競って開発中であるが試験施工の段階で表層より骨材の剥離および亀裂が発生する欠陥が認められ問題となっている。この骨材の剥離および亀裂の問題が解決できなければ、アスファルト乳剤の常温型舗装の実用化は考えられない。
本発明は車道、特に重交通用道路、歩道、園路など通常舗装材の製造に使用される常温施工が可能であるアスファルト乳剤の貯蔵安定性、アスファルトと骨材の剥離抵抗性などの耐久性に優れた常温施工用アスファルト乳剤組成物を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討を重ね、アスファルトおよび／または改質アスファルト乳剤組成物に特定の粘着付与性ポリマー（剥離防止剤）を配合することにより、アスファルトと骨材の剥離抵抗性などの耐久性、貯蔵安定性が改良できることを見い出し本発明に至った。
【０００５】
すなわち、本発明の請求項１は、
（Ａ）アスファルトおよび／または改質アスファルト    １００重量部
（Ｂ）粘着付与性ポリマー                          １〜２０重量部
（Ｃ）高級脂肪酸                                  １〜１５重量部
（Ｄ）乳化剤                                      ０．１〜７重量部
を必須成分として水中に乳化分散したことを特徴とする常温施工用アスファルト乳剤組成物に関するものである。
【０００６】
本発明の請求項２は、請求項１記載の常温施工用アスファルト乳剤組成物において、（Ｂ）粘着付与性ポリマーがポリブテン、非晶質ポリα−オレフィン、ポリイソブチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体及びマレイン化有機化合物から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の（Ａ）成分のアスファルトとしては一般に道路舗装用として知られている天然アスファルト、石油アスファルトが用いられる。
【０００８】
天然アスファルトとしては、例えばギルソナイト、グラハマイト、トリニダットレークアスファルトが挙げられる。
【０００９】
石油アスファルトとしては、原油の蒸留により得られる各種針入度グレードのストレートアスファルト、ストレートアスファルトを触媒の存在下でまたは無触媒下で空気を吹き込んで製造されるブローンアスファルト、あるいはセミブローンアスファルト、アスファルト質を含む留分からプロパン、ｎ―ブタンなどの溶剤によりアスファルト質を分離する際に生成する溶剤脱歴アスファルトなどが例示できる。これらアスファルトは２種以上混合して使用することもできる。
【００１０】
該アスファルトとしてはストレートアスファルトが好ましく、特に針入度（＠２５℃、１／１０ｍｍ）が４０〜２００、好ましくは６０〜１２０、軟化点が４０〜５５℃、好ましくは４２〜５０、伸度（＠１５℃）が好ましくは８０〜１００ｃｍ、動粘度（＠１２０℃）が好ましくは８００〜１２００ｍｍ2 ／ｓのアスファルトが好ましい。なお針入度、軟化点、伸度、動粘度はＪＩＳ  Ｋ２２０７に準じて測定した。
【００１１】
本発明の（Ａ）成分の改質アスファルトとしては、例えばアスファルトと改質剤である熱可塑性エラストマーと硫黄化合物とを１３０〜２３０℃で混合攪拌して得られたアスファルトが挙げられる。特に針入度（＠２５℃、１／１０ｍｍ）が好ましくは４０〜８０、軟化点が好ましくは５０〜７０、伸度（＠１５℃）が好ましくは７０〜９５ｃｍの改質アスファルトが好ましい。
該アスファルトは架橋して網目構造を形成し、接着性が良く、耐流動性、耐剥離性が良いアスファルトである。
【００１２】
熱可塑性エラストマーとしてはスチレンーブタヂエンースチレン・ブロックコーポリマーおよび／またはスチレンーイソプレンースチレン・ブロックコーポリマー、またはスチレンーブタジエン・ゴムが挙げられる。
これらの天然アスファルト、石油アスファルト、改質アスファルトは２種以上混合して使用することもできる。
【００１３】
本発明の（Ｂ）成分の粘着付与性ポリマーは、アスファルト舗装材の表面付近にある骨材の剥離を防止するものである。粘着付与性ポリマーとしてはポリブテン、非晶質ポリα−オレフィン、ポリイソブチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体及びマレイン化有機化合物が好ましく用いられる。これらは１種又は２種以上混合して用いることができる。
【００１４】
ポリブテンはブテン−１、イソブチレン、ｎ−ブテンの共重合体であり、１３０℃における動粘度７０〜５０００ｍｍ2 ／ｓ、数平均分子量４００〜１００００のポリブテンが好ましい。
【００１５】
非晶質ポリα―オレフィンとしては１９０℃における粘度３００〜５０００ｍＰａ・ｓ、数平均分子量５０００〜１０００００のエチレン・プロピレン共重合体、エチレン・ブテン−１共重合体などのエチレン共重合体が挙げられる。
【００１６】
ポリイソブチレンとしては１９０℃における粘度３００〜５０００ｍＰａ・ｓ、数平均分子量５０００〜１０００００のものが挙げられる。
【００１７】
エチレン酢酸ビニル共重合体としては、メルトフローレート（ＭＦＲ、ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８改）２０〜８００ｄｇ／ｍｉｎ、酢酸ビニル含量１５重量％〜４８重量％の範囲内のものが挙げられる。
【００１８】
マレイン化有機化合物としては、粘着付与性を有するポリブテン、ポリブタジエンおよび石油樹脂の不飽和カルボン酸の付加反応物が挙げられる。マレイン化ポリブテンおよびマレイン化ポリブタジエンは分子量５００〜６０００、好ましくは８００〜２０００、酸価１０〜２００、好ましくは４０〜８０の範囲内のものがよい。
【００１９】
マレイン化石油樹脂は軟化点８０〜１８０℃、引火点２４０℃以上の芳香族系石油樹脂を不飽和カルボン酸またはその誘導体を反応して得られる付加生成物である。
前記石油樹脂において、芳香族系の石油留分としては、ナフサ、灯油、軽油などの石油留分をスチームクラッキングなどの熱分解を行った際得られる沸点１４０〜２４０℃の範囲内にある分解油留分および同等の沸点範囲の石炭乾留油留分などが使用され、通常はフリーデルクラフツ触媒存在下で重合後さらにアルカリで中和分解し、未反応油および低重合物を蒸留除去して精製することにより石油樹脂が得られる。
【００２０】
（Ｂ）成分の粘着付与性ポリマーの含有割合は（Ａ）成分のアスファルト基材１００重量部に対して１重量部以上、好ましくは４重量部以上；２０重量部以下、好ましくは１０重量部以下がよい。１重量部未満では乳化性が劣り、かつ剥離抵抗性が不良となり、２０重量部を超えると乳剤組成物の貯蔵安定性が不良となり好ましくない。
【００２１】
（Ｂ）成分の粘着付与性ポリマーのポリブテン、エチレン酢酸ビニル共重合体、マレイン化有機物であるマレイン化ポリブテン、マレイン化ポリブテン、マレイン化石油樹脂などはエマルションとして後添加してもよい。
【００２２】
本発明の（Ｃ）成分は高級脂肪酸であり、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸などが挙げられ、また、２種以上の混合脂肪酸でもよい。
【００２３】
（Ｃ）成分の高級脂肪酸の含有割合は（Ａ）成分のアスファルト基材１００重量部に対して１重量以上、好ましくは２重量部以上；１５重量部以下、好ましくは９重量部以下である。１重量部未満ではアスファルト乳剤組成物の貯蔵安定性が不良となり、一方、１５重量部を超えると舗装体の強度が低下し好ましくない。
【００２４】
本発明の（Ｄ）成分の乳化剤としてはカチオン系乳化剤およびノニオン系乳化剤が好ましい。
【００２５】
カチオン系乳化剤としては、ジアルキルアミン、トリアルキルアミン、アルキルジアミン、オキシエチレンジアミン、エチレンラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライドアルキルアミドポリアミンなどが挙げられる。
これらの中ではアルキルジアミンが、乳化性が優れており骨材への付着性がよく、現在、最も一般的に使用されている。４級アンモニウム塩は乳化性はジアミンと同等であるが骨材被膜が一般に薄いという欠点がある。
また、実際のアスファルトの乳化ではこれらのアミンを塩酸、酢酸およびリン酸などで中和して使用する。
【００２６】
ノニオン系乳化剤としては、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ノニルフェノールエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアミンエステル、ポリオキシエチレンーポリオキシプロピレンブロックコーポリマーなどが挙げられる。
【００２７】
アニオン系乳化剤としては、第４級アミン塩、脂肪酸塩、ラウリル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジフェニルエーテルジスルホン酸塩、ジアルキルスルホサクシネート、アルキルホスフェート塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルサルフェート、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのスルホコハク酸ハーフエステル塩などが挙げられる。
【００２８】
（Ｄ）成分の乳化剤の含有割合は、（Ａ）成分のアスファルト基材１００重量部に対して０．１重量部以上、好ましくは０．５重量部以上；７重量部以下、好ましくは３重量部以下がよい。０．１重量部未満では乳化性が不良となり、７重量部を超えると舗装体の強度低下および乾燥性不良を招くので好ましくない。
【００２９】
【実施例】
以下に実施例および比較例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３０】
（本発明のアスファルト乳剤組成物の製造例）
（Ａ）ストレートアスファルト［針入度（２５℃）６０〜８０、日石三菱（株）］６００ｇ、（Ｂ）マレイン化ポリブテン［日本石油化学（株）製］２０ｇ、（Ｃ）オレイン酸２０ｇを２Ｌステンレスビーカーに採取し１４０℃で加熱撹拌する。
あらかじめ牛脂アルキルプロピレンジアミン［ジアミンＲＲＴ、花王（株）］１０ｇを６０℃〜７０℃の温水３６０ｍｌに入れ撹拌しながら３５％塩酸１０ｍｌを添加し中和分散させた（Ｄ）乳化液を作る。
この（Ｄ）乳化液を加熱した上記（Ａ）アスファルト中に徐々に加え転相乳化を行い予備乳化液を作る。この予備乳化液をＡＰＶ・ＧＡＵＬＩＮ社の高圧ホモジナイザーで９０℃、３５０ｋｇｆ／ｃｍ2 、の条件で処理し処理液を室温まで水冷して安定性の良好な本発明のアスファルト乳剤組成物を得た。
【００３１】
（実施例１〜５）
上記のアスファルト乳剤組成物の製造例と同様にして、表１に示す（Ａ）ストレートアスファルト、（Ｂ）粘着付与性ポリマー、（Ｃ）高級脂肪酸、（Ｄ）乳化剤の組成を有する本発明のアスファルト乳剤組成物を製造した。
製造した本発明のアスファルト乳剤組成物について、下記の試験評価方法に従って粘度、平均粒径、貯蔵安定性、付着度、静的剥離、マーシャル安定度を評価した結果を表１に示す。
【００３２】
（比較例１〜３）
実施例１〜５と同様にして、表１に示す（Ａ）ストレートアスファルト、（Ｃ）高級脂肪酸、（Ｄ）乳化剤、剥離防止剤Ａ、剥離防止剤Ｂの組成を有する比較のためのアスファルト乳剤組成物を製造した。
実施例１〜５と同様にして粘度、平均粒径、貯蔵安定性、付着度、静的剥離、マーシャル安定度を評価した結果を表１に示す。
【００３３】
（実施例６〜７）
実施例１〜５と同様にして、表２に示す（Ａ）改質アスファルト、（Ｂ）粘着付与性ポリマー、（Ｃ）高級脂肪酸、（Ｄ）乳化剤の組成を有する本発明のアスファルト乳剤組成物を製造した。
製造した本発明のアスファルト乳剤組成物について、実施例１〜５と同様にして、粘度、平均粒径、貯蔵安定性、付着度、静的剥離、マーシャル安定度を評価した結果を表２に示す。
【００３４】
（比較例４〜６）
実施例６〜７と同様にして、表２に示す（Ａ）改質アスファルト、（Ｃ）高級脂肪酸、（Ｄ）乳化剤、剥離防止剤Ａ、剥離防止剤Ｂの組成を有する比較のためのアスファルト乳剤組成物を製造した。
実施例１〜５と同様にして粘度、平均粒径、貯蔵安定性、付着度、静的剥離、マーシャル安定度を評価した結果を表２に示す。
【００３５】
（アスファルト乳剤組成物の試験評価方法）
（１）粘度：ＢＬ型回転粘度計［（株）トキメック製］使用
（２）平均粒径：レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９０［堀場（株）製］
【００３６】
（３）貯蔵安定性試験：ＪＩＳＫ２２０３（１９９３）に準拠
乳剤組成物を規定のシリンダーに室温２４ｈ放置後、上部と下部の濃度差１．０％以内を合格とする。
判定基準；
○：濃度差１．０％以下合格、△：濃度差１〜２％、×：２％以上
【００３７】
（４）付着度：ＪＩＳＫ２２０８（１９９３）に準拠
骨材に対するアスファルト被膜の付着の良否を表す。
ＪＩＳＡ５００１に規定する４号砕石を糸でくくり、水中に１分間浸した後２０分間室温で放置し、水中で１分間あたり３０回の割合で３分間上下移動させ、水洗後付着被膜の残存状態を目視で観察し、全面積に対する付着面積を比率で表す。
判定基準；
○：付着面積１００％、△：９０〜９９％、×：９０％以下
【００３８】
（５）静的剥離試験
６号砕石（９〜１３）ｍｍを２０個を乳剤組成物に１分間つけた後、ガラス板に載せる。室温２４時間放置後、８０℃、３０分湯中にガラス板を入れた後、そのまま目視で観察し剥離面積率を求める。
判定基準；
○：剥離面積率０％、△：１〜１０％、×：１０％以上
【００３９】
（混合物の作製と試験評価方法）
（１）マーシャル安定度試験［舗装試験法便覧（１９８８）準拠］
アスファルト乳剤組成物と骨材（密粒アスコン１３）をダルトン社製万能混合撹拌機で均一に混合して、この常温混合物を両面５０回ずつ締め固めたマーシャル安定度用供試体を作製し、室温２４時間養生後標準マーシャル安定度試験（水中６０℃、３０分）行った。マーシャル安定度（ＫＮ）は、混合物の配合設計の手法に利用され、混合物の塑性流動に対する抵抗性を示し、数値が大きいほどバインダーの骨材に対する接着性が優れていることを示す。
【００４０】
（使用した化合物）
（１）アスファルト
６０−８０ストレートアスファルト  日石三菱（株）製
（２）改質アスファルト
日石エコファルトＫ２  日石三菱（株）製
（３）ポリブテン
ＨＶ３０００  日本石油化学（株）製、１００℃粘度、５７００ｍｍ2 ／ｓ
（４）マレイン化ポリブテン
ＨＶ３００Ｍ  日本石油化学（株）製、
（５）マレイン化ポリブタジエン
ＬＰＭ―１８００―８０  酸価８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、日本石油化学（株）製
（６）マレイン化石油樹脂
ネオポリマーＬ９０Ｍ、軟化点１１０℃、酸価３２ｍｇＫＯＨ／ｇ、日本石油化学（株）製
（７）エチレン酢酸ビニル共重合体
エバフレックス２２０、酢酸ビニル含量２８％、メルトフローレート１５０、三井・デュポンポリケミカル（株）製
（８）エチレン・プロピレン共重合体
ウベタックＵＴ２３１５、溶融粘度１９０℃、１５００ｃｐ、軟化点１３８℃宇部レキセン（株）製
（９）剥離防止剤Ａ：シラン系カップリング剤ＳＺ６０４０［信越化学（株）］
（１０）剥離防止剤Ｂ：リン酸エステルＡ１２［花王（株）］
（１１）オレイン酸：試薬一級［キシダ化学（株）製］
【００４１】
【表１】
0004315405.tif 000002
【００４２】
【表２】
0004315405.tif 000003
【００４３】
表１に示したように、（Ａ）ストレートアスファルトに（Ｂ）各種粘着付与性ポリマーを添加した実施例１〜５の本発明のアスファルト乳剤組成物は貯蔵安定性に優れ、付着度および静的剥離試験の結果いずれも剥離面積率が５％以内で良好な値を示し、マーシャル安定度も大きい値を示した。
それに対して、比較例１〜３のアスファルト乳剤組成物は貯蔵安定性が劣り、市販の剥離防止剤を添加しても付着度および静的剥離試験の結果いずれも剥離面積率が１０％以上と不良であり、マーシャル安定度は低い値を示した。
表２に示したように、（Ａ）改質アスファルトに（Ｂ）各種粘着付与性ポリマーを添加した実施例６〜１０の本発明のアスファルト乳剤組成物は、貯蔵安定性に優れ、付着度および静的剥離試験の結果いずれも剥離面積率が０％で良好な値を示し、マーシャル安定度も大きい値を示した。
それに対して、比較例４〜６のアスファルト乳剤組成物は貯蔵安定性が劣り、市販の剥離防止剤を添加しても付着度および静的剥離試験の結果いずれも剥離面積率が１０％以上と不良であり、マーシャル安定度は低い値を示した。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載のアスファルト乳剤組成物は、常温施工が可能で、乳剤組成物の貯蔵安定性に優れるとともに、アスファルトと骨材の剥離抵抗性などの耐久性に優れるので、車道、特に重交通用道路、歩道、園路など通常舗装材の製造に有用に使用される。
【００４５】
本発明の請求項２記載のアスファルト乳剤組成物は、（Ｂ）粘着付与性ポリマーがポリブテン、非晶質ポリα−オレフィン、ポリイソブチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体及びマレイン化有機化合物から選ばれる１種又は２種以上であるので、乳化性、剥離抵抗性、乳剤組成物の貯蔵安定性に優れる。