(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石油樹脂および石油系軟化剤を乳化して得られたエマルションとゴム・合成樹脂エマルション、２価以上の電荷を有する無機塩又は凝集剤を含有することを特徴とする常温施工型舗装用バインダー乳剤組成物。
【請求項２】
バインダー乳剤組成物と骨材との間接着性を向上させるため、２価以上の電荷を有する無機塩又は凝集剤を混合させることを特徴とする請求項１記載の常温施工型舗装用バインダー乳剤組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、常温施工型のカラー舗装や自然石舗装や透水・排水性舗装などに有用な常温施工型舗装用バインダー乳剤組成物およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バインダー組成物（加熱溶融方式）を用いたカラー舗装、自然石舗装などは、バインダー組成物と骨材とを事前に加熱溶融し、それをアルファルト混合プラント内で１４０℃から１８０℃の温度で加熱混合したものを施工現場に搬送して温度の高い条件で施工する作業方法がとられていた。
【０００３】
この加熱溶融タイプのバインダー混合物は高温下で維持管理されるため、温度管理維持費の増大および二酸化炭素の排出が問題となり、建設省道路公団による第１１次道路整備５カ年計画においては、この問題に対する省エネルギー・省資源が可能な道路舗装材の技術開発が急務であるとしている。
このような状況の中で、常温舗装混合物（エマルションタイプ）が注目されており、日本国内での研究開発はもとより欧米を中心とした海外でも研究開発が進められている。
【０００４】
これまでの道路舗装は、アスファルト舗装が主体であり、道路舗装用バインダーとしてストレートアスファルトおよび改質アスファルトが使用されており、黒色が基調になっている。しかし、国民の生活の向上と社会経済の発展に伴い、生活の豊かさを実感できる道づくりが求められるようになり、舗装の分野でも、より科学的かつ的確な対応が求められると同時に、ゆとりや美しさ、優しさといったことが要望されており、カラー舗装などが注目を浴びている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、本発明の第１の目的は、大規模な加熱混合プラントを必要とせず、簡易なミキサーを使用して常温で混合ができ、かつ小規模な施工にも対応でき、省エネルギー・省資源化が可能であり、カラー舗装や自然石舗装や透水・排水性舗装などに有用な常温施工型バインダー乳剤組成物を提供することであり、本発明の第２の目的は、そのような常温施工型バインダー乳剤組成物を容易に製造する方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記従来技術の課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、バインダー組成物をエマルション化（乳剤化）することにより、カラー舗装や自然石舗装や透水・排水性舗装などに有用な常温施工型バインダー乳剤組成物を提供できることを見いだし、本発明を完成させたのである。
【０００７】
すなわち、本発明の請求項１は、石油樹脂および石油系軟化剤を乳化して得られたエマルション（以下、レジンエマルションという）とゴム・合成樹脂エマルション並びに２価以上の電荷を有する無機塩又は凝集剤を含有することを特徴とする常温施工型舗装用バインダー乳剤組成物に関するものである。
【０００９】
本発明の請求項２は、バインダー乳剤組成物と骨材との間接着性を向上させるため、２価以上の電荷を有する無機塩又は凝集剤を混合させることを特徴とする請求項１記載の常温施工型舗装用バインダー乳剤組成物の製造方法に関するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に更に詳しく本発明を説明する。
本発明の常温施工型舗装用バインダー乳剤組成物は、カラー舗装用バインダー乳剤組成物を常温混合が可能としたものである。ここで、バインダー乳剤組成物は、石油樹脂、石油系軟化剤、乳化剤等を成分とするレジンエマルションにゴム・合成樹脂のエマルションを混合したものである。
【００１１】
本発明における石油樹脂としては、各種公知のものを使用できる。例えば、石油、石炭および天然物を原料とする分子量が５００〜３０００の物質であり、脂肪族系（Ｃ5 系石油樹脂、芳香族系（Ｃ9 系石油樹脂) 、Ｃ5 、Ｃ9 系石油樹脂の様な石油系樹脂およびこれらの変性物、シクロペンタジエン系石油樹脂およびこれらの変性物、テルペン樹脂や各種脂肪酸エステルの様な天然樹脂などが挙げられ、これらの１種を単独で、または２種以上を混合して使用できる。
【００１２】
本発明における石油系軟化剤としては、原油から常圧蒸留塔により低沸点留分を分離させ、常圧蒸留塔の底に残る重質原油を減圧蒸留した留出油であり、更にこの留出油は原油の種類、処理工程および配合により、パラフィン系軟化剤、ナフテン系軟化剤および芳香族系軟化剤に分類されるが、本発明には、これら全て各種公知のものが使用できる。これらは、１種を単独で、または２種以上を混合して使用できる。
【００１３】
本発明における乳化剤としては、各種公知のものを使用できる。例えば、脂肪酸塩、高級アルコール硫酸塩、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、α−オレフィンスルフォン酸塩、ジアルキルジ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サルフェート塩、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のアニオン乳化剤；アルキルアミン、アルキルジアミン、アルキルトリアミンなどの塩酸、酢酸およびリン酸等による中和塩、第４級アンモニウム塩、ポリオキシアルキルアミンなどのカチオン乳化剤；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フェノールエーテル、ソルビタン脂肪族エステル、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−ポリオキシプロピレンブロックポリマーなどのノニオン乳化剤などが挙げられ、これらの１種を単独で、または２種以上を混合して使用できる。
【００１４】
本発明におけるゴム・合成樹脂エマルションはゴムラテックスエマルション及び／又は合成樹脂エマルションのことで、ゴム・合成樹脂エマルションとしては、各種公知のものを使用できる。例えば、スチレンブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、メタクリル酸メチルブタジエンゴム（ＭＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、天然ゴムラテックス（ＮＲ）などのゴムラテックスエマルション；エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、酢酸ビニル重合体（ＶＡ）、ポリアクリル酸エステル重合体（ＰＡＥ）、スチレンアクリル酸エステル重合体（ＳＡＥ）、ポリプロピオン酸ビニル（ＰＶＰ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などの熱可塑性合成樹脂エマルション；エポキシ樹脂（ＥＰ）などの熱硬化性樹脂エマルションが挙げられ、これらは、１種単独で使用することも、あるいは２種以上を混合して用いることもできる。
特に好ましくは、スチレンブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）ラテックスエマルション、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）エマルションが挙げられる。
【００１５】
このようなバインダー乳剤組成物を製造するに当たって、石油樹脂、石油系軟化剤およびＳＢＲ等のゴム成分を予め混合したものを乳化する方法も考えられるが、この方法で製造したものはゴム成分を分離・凝集する傾向があり好ましくなく、ゴム成分は乳化重合等の方法で別途製造されたエマルションを混合することが必要である。
【００１６】
本発明の常温施工型舗装用バインダー乳剤組成物の製造方法を、以下に具体的に説明する。
先ず、石油樹脂を好ましく３０．０〜５０．０重量部、石油系軟化剤を好ましくは５０．０〜７０．０重量部を、好ましくは１００〜１８０℃で加熱溶融混合して樹脂溶融物を製造する（必要に応じてこれに乳化助剤として、脂肪酸類を好ましく１．０〜１０．０部添加することができる。）。次に、好ましくは４０〜８０℃に加温した水を好ましくは８０．０〜９８．０重量部に乳化剤を好ましくは２．０〜２０．０重量部より好ましくは３．０〜１０．０重量部加えて乳化液１００重量部とする。これを上記のように作製された樹脂溶融物に混合したものをホモジナイザー、ホモミキサー、またはコロイドミル等で機械的に乳化させレジンエマルションを製造する。
【００１７】
そして、上記のように作製されたレジンエマルションの固形分を好ましくは５０〜９５重量部に対して、ゴム・合成樹脂エマルションの固形分を好ましく５〜５０重量部を混合することで、非常に貯蔵安定性の良好な常温施工型舗装用バインダー乳剤組成物（固形分換算で１００重量部）が得られる。
レジンエマルションとゴムラテックスエマルション及び／又は合成樹脂エマルションの混合には、一般的な撹拌機で十分に可能であるが、必要に応じて、ホモジナイザー（１００ｋｇ／ｃｍ2 程度）で処理することにより更に貯蔵安定性を良好にすることが可能である。
【００１８】
本発明のバインダー組成物には、必要に応じて酸化チタン、カーボンブラック等の顔料；ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール等の紫外線吸収剤；ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコールエチルエーテル、ブチルセロソルブ、カルビトールアセテート等の皮膜形成助剤・可塑剤；ポリブテン、ポリブタジエン等のようなオリゴマー類、またはその変性物等のオリゴマー等の粘着付与性樹脂；ジメチルポリシロキサン乳化物などの消泡剤；ゼオライト、ケイソウ土等の発泡防止剤、増粘剤、保護コロイド等を添加し、性状を最適化することができる。
【００１９】
本発明において、常温施工型舗装用バインダー乳剤組成物と骨材を含む常温施工型舗装材組成物を調製するにあたり、該舗装用バインダー乳剤組成物と骨材との接着性を向上させるために無機塩又は凝集剤を該舗装材組成物に添加する。該常温施工型舗装材組成物とは砕石、砂などの骨材、セメントなどの結合材、石油系アスファルト以外の石油樹脂などのエマルションを含むバインダー乳剤組成物を含有するものである。
【００２０】
無機塩としては、２価または３価の金属塩、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、塩基性塩化アルミニウム、硫酸第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第三鉄、塩素化コッパラス、明ばんなど、或いは、ケイ弗化ソーダ、ケイ酸ソーダや硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウムのような無機のアンモニウム塩などが用いられる。
これらは、１種を単独で使用することも、あるいは２種以上を混合して使用することもできる。この中で、好ましいものは、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム等である。
【００２１】
凝集剤としては、エマルションブレーカーのような各種公知のものを使用できる。例えば、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミドの部分加水分解塩マレイン酸共重合物などの陰イオン性ポリマー；水溶性アニリン樹脂、ポリチオ尿素、ポリビニルピリジン類などの陽イオン性ポリマー；ポリアクリルアミド、ポリオキシエチレン、カセイ化でんぷんなどの非イオン性ポリマーなどが挙げられる。
無機塩又は凝集剤は、１種を単独で使用することも、あるいは２種以上を混合して使用することもできる。
バインダー乳剤組成物に対するこれらの必要量（濃度）等は、特に限定されないが、凝集させるのに必要な最小限の量もしくは少々過剰程度の量が好ましい。
【００２２】
【実施例】
以下に実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、実施例および比較例中の部および％は、特に断りのない限り重量基準である。
【００２３】
（参考例１〜４）
（バインダー乳剤組成物の製造）
表１に示した成分および配合割合で、１４０℃に加熱溶融した石油樹脂および石油系軟化剤と６０℃に加温した水に乳化剤を添加し、混合した乳化液とを撹拌機で混合した後、ホモジナイザーに通過させ、レジンエマルションを調製した。このレジンエマルションに表１に示したゴム・合成樹脂エマルションを混合し、バインダー乳剤組成物Ａ〜Ｄを調製した。調製したバインダー乳剤組成物Ａ〜Ｄの特性（貯蔵安定性、不揮発分）を下記の評価方法により評価した。評価した結果を表１に示す。
【００２４】
１）貯蔵安定性
エマルションを室温で静置後、７２時間の状態を観察した。
○：分離・凝集もなく、問題なし。
△：分離はしているが凝集もなく、撹拌することで元の状態に戻る。
×：分離・凝集有り。
２）不揮発分
１００ｍｍ角のアルミ箔に試料１ｇを正確に量り採り、それを１０７℃に保った乾燥器中で６０±５分乾燥してからデシケーター中で放冷した後、その質量を量り、試料に対する質量百分率％として求めた（下記式）。
不揮発分（％）＝乾燥後の試料の質量（ｇ）／試料の質量（ｇ）×１００
【００２５】
（比較例１）
固形ＳＢＲを用い、ゴム・合成樹脂エマルションを混合しなかった以外は参考例１と同様にしてバインダー乳剤組成物Ｅを調製し、実施例１と同様にしてバインダー乳剤組成物Ｅの特性（貯蔵安定性、不揮発分）を評価した。評価した結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
0004335379.tif 000002
【００２７】
表１から参考例１〜４のバインダー乳剤組成物の貯蔵安定性は優れていることが判る。しかし、比較例１において固形のＳＢＲを石油樹脂と共に乳化させた場合には、製造直後より既にゴム成分の分離・凝集して安定なエマルションが得られなかった。
【００２８】
（参考例５、実施例１〜５）
（舗装材組成物の調製および評価）
参考例１〜４で調製したバインダー乳剤組成物Ａ〜Ｄに対して、表２に示した配合処方で舗装材組成物を調製し、下記の（ｉ）の要領でマーシャル安定度・フロー値測定用供試体を作製し、下記の（ｉｉ）〜（ｉｉｉ）の要領でマーシャル安定度、フロー値、密度を測定した。測定した結果を表２に示す。
【００２９】
（ｉ） マーシャル安定度・フロー値測定用供試体の作製：日本道路協会発行に基づく舗装要綱に準じて、舗装材組成物をモールドに入れ、常温で片面５０回の突固めを行い、φ１０１．６ｍｍ、高さ６３ｍｍの寸法の円柱型供試体を作製し、室温（２０℃前後）で３日間の養生を行い、供試体とした。
【００３０】
（ｉｉ）マーシャル安定度、フロー値の測定：谷藤社製、二本柱式電動型マーシャル安定度試験機を用いて、マーシャル安定度、フロー値を測定した。なお、供試体は、測定直前に６０℃恒温水槽中に３０分間水浸しした後、測定した。マーシャル安定度は数値が高い方が良好であり、フロー値は２０〜４０の範囲に入るのが良い。
【００３１】
（ｉｉｉ）密度：マーシャル安定度測定用供試体を用い、（その重量）÷（体積）として値を表した。
【００３２】
【表２】
0004335379.tif 000003
【００３３】
表２から明らかなように参考例５は、骨材、結合材に参考例１で得られたバインダー乳剤組成物Ａをバインダーとした舗装材であり、バランスのとれた物性を示すが、マーシャル安定度が若干弱い傾向がある。しかし、実施例１〜５から、上記バインダー乳剤組成物Ａ〜ＤにＭｇＣｌ2 やＣａＣｌ2 などの無機塩又は凝集剤を添加すると、マーシャル安定度が著しく改良されることが判る。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の常温施工型舗装用バインダー乳剤組成物は、熱源を使用せずに常温施工でき、しかも作業性、マーシャル安定度も高く、大幅な省エネルギー化が可能なカラー舗装や自然石舗装や透水・排水性舗装などに有用な舗装用材として好適である。
本発明の製造方法により、本発明の常温施工型舗装用バインダー乳剤組成物を容易に製造できる。