JP2004315826A - 低温度施工可能な熱工法用改質アスファルト。 - Google Patents

Abstract

【課題】 防水工事等の施工において発煙、発臭を抑制する一方、ズレ、ダレに係るクリープ特性が改善され実用的な温度領域での形態保持性能を具備したストレートアスファルトの実現。
【解決手段】 ストレートアスファルトに高軟化点ワックスを添加してなり、加熱に際しての発煙・発臭が極めて少ない温度領域である摂氏200度未満で施工可能状態に溶融するとともに軟化点が略摂氏70度以上でかつJIS2207規格に係るダレ長さが8mm未満あることを特徴とする低温度施工可能な改質アスファルトを提供して上記課題の解決を図る。
【選択図】 なし。

Description

本願発明は、新規な性能を有するアスファルト組成物に関し、詳しくは加熱溶融温度が摂氏200度以下に設定するとともに軟化点を所定温度に維持して発煙、発臭を抑制する一方、良好なズレ抵抗性、ダレ抵抗性を具現するアスファルト組成物に関するものである。

周知のように、アスファルトは、安価で透水性が小さく、高温時には流動性を有し、冷却すれば硬化するというホットメルト性を活かしてアスファルトルーフィングの製造やアスファルトルーフィングによる防水工事に際して、防水材や接着剤として広く利用されている。従来から使用されているアスファルトとしては、原油蒸留の際に直接産出されるストレートアスファルト、このストレートアスファルトを改質したブロ−ンアスファルト等が知られている。ストレートアスファルトは価格が低廉ではあるが、軟化点が摂氏30〜65度と対高温性能が不十分であり防水分野で要求される形態保持性能に問題があり、防水工事に従来のストレートアスファルトを使用することは困難である。
さらに、アスファルトル−フィングを熱アスファルトで貼り付ける際には、未接着部分をなくすためにアスファルトル−フィング巾より広く熱アスファルトを散布する。 そのはみ出した熱アスファルト部分が夏期等の炎天下７０−８０℃においてべた付くようでは、化粧用ル−フィングを汚したり、靴底にこびりついたりして施工作業上支障を来す等々の不都合があった。

このため、現在では高温のストレートアスファルトに空気を吹き込み酸化重合させて低温、高温領域での性能を改善したブロ−ンアスファルトが種々の場面で使用されている。
周知のように、ストレートアスファルトをブロ−イングすることで、軟化点は１００℃以上に向上させ、あわせて防水材料を恒久的に固定する接着剤として必要不可欠物性であるズレ抵抗性、ダレ抵抗性と防水層を構築する作業時の取り扱いやすさ（耐ベタ付き性能）を付与される。
そして、防水工事の主流は、ブロ−ンアスファルトを施工現場で溶解し、それによってアスファルトル−フィングを貼りつけていく作業を３〜４回繰り返し行いながら防水層を形成するいわゆるアスファルト防水熱工法である。この他にも、幾つかの工法があるが、当該工法は防水信頼性の点で従来から主流の座を占めている。

ところで、このような工法に汎用されるブロ−ンアスファルトは高温粘度が摂氏約２００度で３５０〜１２００ｃｐｓと高いため、施工の際の工事温度は摂氏２８０度前後となっている。このような工事温度では、ブロ−ンアスファルトの粘度は５０〜７５ｃｐｓを示し、施工に適した状態となっている。

ところで、ブロ−ンアスファルトはその加熱溶融過程において、温度が摂氏２００度を超えるあたりからアスファルト中に含まれる軽質成分の蒸発による発煙、発臭現象が生じそれは温度の上昇とともに幾何級数的に増加し、通常の工事温度である摂氏２８０度前後では煙、臭いの発生量が極めて高くなり、施工能率や施工の安全性確保の妨げとなるばかりか、施工現場近隣に少なからぬ影響をおよぼしている。
このため、発煙、発臭の少ない低温度で施工できるように改質したアスファルト類が種々提案されており、関連技術が以下の文献において開示されている。
特開平２−１６９６６９号公報 特開平５−３９４９０号公報 特開平７−１７９７６８号公報

しかしながら、上述従来の発煙性、発臭性を改善したアスファルトはその対象がブローンアスファルトであるため製造コストが高い、また、ストレートアスファルトを改善対象にする場合でも、ズレ抵抗性、ダレ抵抗性を具現するために粘度の高い改善添加剤を大量に必要として前記同様に製造コストも高いうえ施工温度を低くするといった改善効果も十分ではない。

本願発明は、ストレートアスファルトに高軟化点ワックスを添加してなり、加熱に際しての発煙・発臭が極めて少ない温度領域である摂氏200度未満で施工可能状態に溶融するとともに軟化点が略摂氏70度以上かつJIS2207規格に係るダレ長さが8mm未満である改質アスファルトを提供して、摂氏200度未満の低温度領域での施工可能性、および実用温度でズレ、ダレがない良好な形態保持性能を実現して上記従来の課題を解決しようとするものである。
すなわち、本願発明の要旨は、ストレ−トアスファルトに高軟化点ワックスを加えることにより、ストレートアスファルトの低粘度性を維持しつつ、ストレートアスファルトのブロ−イング操作により得られる性能をもブロ−イング操作なくして実現しようとすることにある。 換言すれば、本願は摂氏200度以下において、施工可能な流動性を発現するとともに該温度での煙、臭気は従来の熱アスファルトに比較して大幅に低減された低温度施工可能な熱工法用改質アスファルトの提供を目的としている。

また、上記の低温度施工可能な改質アスファルトにおいて、施工可能状態への溶融時の粘度は略120ｃｐｓ未満と設定することがある。

さらに、上記の低温度施工可能な改質アスファルトにおいて、前記高軟化点ワックスの軟化点は摂氏略95度〜140度の範囲に設定することがある。

またさらに、上記の低温度施工可能な改質ストレートアスファルトにおいて、前記高軟化点ワックス添加量は、ストレートアスファルトの１〜２０重量部（外部）となすことがある。

さらに、上記いずれかの低温度施工可能な改質アスファルトにおいて、さらに水添ポリマーを添加することがある。

発煙、発臭の原因となる軽質成分の蒸発が抑制できる摂氏200度以下で施工可能状態に溶融するストレートアスファルトに比較的軟化点の高いワックス等を添加することによりマルテン成分自体の軟化点を高めたので、発煙、発臭のない温度領域での施工が可能なことはもちろんのこと、施工後の形態保持性能すなわちズレ、ダレ等の流動変形の発生温度域が従来のストレートアスファルトに比較して著しく高まり、夏場の外気環境においても所望の形態保持機能を発現できる。 ストレ−トアスファルトを含めたアスファルトは、流動性の高いマルテンが支配的なので（ブレンドで言われる海の状態）常温でもクリ−プ挙動が生じる。 一方、高軟化点ワックスを温度の高い状態で添加するとマルテンにとけ込み、ワックスの軟化点以下まで温度が下がるとマトリックス状の結晶を生じ、マルテン自体を拘束するようになる。 このため、ワックスの軟化点以下でアスファルトのクリ−プ挙動が抑制され、形態保持性能が発現する。 上記形態保持性能に必要な高軟化点ＷＡＸ量は極めて少なく、１ないし２％であることが実験で確認されている。

本願発明の趣旨は、アスファルト中の軽質成分の蒸発による発煙、発臭の始まる摂氏200度未満で施工に適応できる所定の熔融状態となり得るような低粘度性を有するストレートアスファルトの軟化点を高めるために高軟化点ワックス、水添ポリマーをそれぞれ単独又は混合して添加して改質し、摂氏200度未満という低い施工温度領域を維持しながら、施工後の軟化点温度領域を高め所定の形態保持機能を得ることにある。

改質の対象となるストレートアスファルトは、以下の物性を有するものが望ましい。
軟化点： 摂氏50度前後
粘度(CPS) s21 100rpm： 略100cps（摂氏180度）〜略50cps（摂氏200度）
ズレ抵抗性： JISK2207規格に係るダレ長さが摂氏60度において8mm以上

上記のストレートアスファルトは、摂氏200度未満の加熱により、容易に施工に適した粘度100cps前後を呈し、もちろん、この溶融過程で発煙、発臭といった現象は抑制されている。 しかしながら、軟化点が前述のように低いことから、ズレ、ダレ抵抗性は摂氏60度前後においてすでにJASS8、JISK2207等の規格に適合できなくなり、また摂氏40度においてべた付きが生じる。
このようなストレートアスファルトを熱熔融攪拌釜に入れて、摂氏180度で溶解した後、軟化点が摂氏110度、１４０度の高軟化点ワックスを添加して混練して、放熱して軟化点が摂氏70度以上に高められた改質アスファルトを得る。
高軟化点ワックスに替えてあるいは高軟化点ワックスとともに水添ポリマーを添加してもよい。 添加する高軟化点ワックス等の軟化点、添加量等により改質アスファルトの軟化点、２００℃での粘度は変化するが、添加する高軟化点ワックスの軟化点や添加量を適宜配慮することで摂氏200度未満での粘度は施工に適応した状態を維持することができる。

次に、実施例により本願発明をさらに説明する。
実施例１：軟化点が摂氏110度の高軟化点ワックス添加による改質
（１）改質対象ストレートアスファルトの物性
軟化点：摂氏52.3度
粘度(cps)s21 100rpm： 摂氏200度以下で以下のとおり。
摂氏140度− ５４５
摂氏160度− １９３
摂氏180度− １０３
摂氏200度− ５５
ズレ抵抗性： 摂氏60度ですでに、形態保持に支障が発生する（JISK2207規格のズレ抵抗性試験）。
（２）上記のストレートアスファルトを熱熔融攪拌釜に入れて、摂氏180度で溶解した後、軟化点が摂氏110度の高軟化点ワックスを次表１に示す各重量％を添加し混練して、放熱後に図1における表1にそれぞれ示す性能を有する改質アスファルトを得た。

前記表1に示す結果から、各改質アスファルトの評価は以下のとおりである。
（１） 高軟化点ワックス添加量２％のもの

発煙、発臭のない加熱温度摂氏180度〜200度において、粘度は100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏70度までは良好であり、
少量の高軟化点ワックスの添加により大きな物性の向上が確認できた。摂氏80度では屋外暴露の場合にやや難があるが、浴室工事等室内への施工には問題がない。
（２） 高軟化点ワックス添加量３％のもの
発煙、発臭のない加熱温度摂氏180度〜200度において、粘度は100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏８0度までは良好であり、屋外暴露にも十分適応できる。

（３） 高軟化点ワックス添加量４％のもの
発煙、発臭のない加熱温度摂氏180度〜200度において、粘度は100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏８0度までは良好であり、屋外暴露にも十分適応できる。
（４） 高軟化点ワックス添加量５％のもの
発煙、発臭のない加熱温度摂氏180度〜200度において、粘度は100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏９0度までは良好であり、摂氏40度でもベタ付きもなく、屋外暴露にも十分適応できる。
（５） 高軟化点ワックス添加量１０％のもの
発煙、発臭のない加熱温度摂氏180度〜200度において、粘度は100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏９0度までは良好であり、摂氏50度以上でもベタ付きなく屋外暴露にも十分適応できる。
（６） 高軟化点ワックス添加量１５％のもの
発煙、発臭のない加熱温度摂氏180度〜200度において、粘度は100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏９0度までは良好であり、摂氏50度以上でもベタ付きなく屋外暴露にも十分適応できる。
（７） 高軟化点ワックス添加量２０％のもの
発煙、発臭のない加熱温度摂氏180度〜200度において、粘度は100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏９0度までは良好であり、摂氏６0度でもベタ付きなく屋外暴露にも十分適応できる。

実施例２：軟化点が摂氏140度の高軟化点ワックス添加による改質
（１）改質対象ストレートアスファルトの物性
軟化点：摂氏52.3度
粘度(cps)s21 100rpm： 摂氏200度以下で以下のとおり。
摂氏140度− ５４５
摂氏160度− １９３
摂氏180度− １０３
摂氏200度− ５５
ズレ抵抗性： 摂氏60度ですでに、形態保持に支障が発生する（JISK2207規格のズレ抵抗性試験）。
（２）上記のストレートアスファルトを熱熔融攪拌釜に入れて、摂氏180度で溶解した後、軟化点が摂氏140度の高軟化点ワックスを次表2に示す各重量％を添加し混練して、放熱後に図2における表2にそれぞれ示す性能を有する改質アスファルトを得た。

前記表２に示す結果から、各改質アスファルトの評価は以下のとおりである。
（１）高軟化点ワックス添加量２％のもの
発煙、発臭のない加熱温度摂氏180度〜200度において、粘度はほぼ100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏70度までは良好であるが、摂氏80度では屋外暴露の場合に不適であり、浴室工事等室内への施工には問題がない。
（２）高軟化点ワックス添加量３％のもの
発煙、発臭のない加熱温度摂氏180度〜200度において、粘度はほぼ100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏８0度までは良好であり、屋外暴露にも十分適応できる。
（３）高軟化点ワックス添加量４％のもの
発煙、発臭のない加熱温度摂氏180度〜200度において、粘度はほぼ100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏９0度までは良好であり、屋外暴露にも十分適応できる。
（４）高軟化点ワックス添加量５％のもの
発煙、発臭のない加熱温度摂氏180度〜200度において、粘度はほぼ100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏９0度までは良好であり、摂氏50度でもベタ付きもなく、屋外暴露にも十分適応できる。
（５）高軟化点ワックス添加量１０％のもの
発煙、発臭のない加熱温度摂氏200度において、粘度は100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏９0度までは良好であり、摂氏60度前後でもベタ付きはクリアーでき、屋外暴露にも十分適応できる。

実施例３：軟化点が摂氏1１0度の高軟化点ワックス１０％添加し、さらに水添ポリマーを各所定量添加しての改質
（１）改質対象ストレートアスファルトの物性
軟化点：摂氏52.3度
粘度(cps)s21 100rpm： 摂氏200度以下で以下のとおり。
摂氏140度− ５４５
摂氏160度− １９３
摂氏180度− １０３
摂氏200度− ５５
ズレ抵抗性： 摂氏60度ですでに、形態保持に支障が発生する（JISK2207規格のズレ抵抗性試験）。
（２）上記のストレートアスファルトを熱熔融攪拌釜に入れて、摂氏180度で溶解した後、軟化点が摂氏110度の高軟化点ワックスを10％を添加し混練して、さらに水添ポリマーを添加して、放熱後に、水添ポリマーの量にしたがって図3における表3にそれぞれ示す性能を有する改質アスファルトを得た。

前記表３に示す結果から、各改質ストレートアスファルトの評価は以下のとおりである。
（１）水添ポリマー添加量２％のもの
発煙、発臭のない加熱温度摂氏180度〜200度において、粘度はほぼ100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏90度までは良好であるが、屋外暴露にも適応できる。 ただし、夏季炎天下のような過酷な条件下ではベタ付き性能にやや難がある。
（２）水添ポリマー添加量３％のもの
発煙、発臭のない加熱温度摂氏200度において、粘度は100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏添加90度までは良好であり、屋外暴露にも十分適応できる。
（３）水添ポリマー添加量４％のもの
発煙、発臭のない加熱温度摂氏200度において、粘度は100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏９0度までは良好であり、屋外暴露にも十分適応できる。
（４）水添ポリマー添加量５％のもの
発煙、発臭のない加熱温度摂氏200度において、粘度は100cps以下を示して施工に適した溶融状態となっている。 また、ズレ抵抗性も摂氏９0度までは良好であり、摂氏70度でもベタ付きもなく、屋外暴露にも十分適応できる。
なお、表中に記載しないが、水添ポリマーの添加によりアスファルト固化後の耐脆性は向上し、実験によれば添加量４−５％の場合耐脆性能には著しい向上がみられる。

実施例１に係る性能を示す表である。 実施例２に係る性能を示す表である。 実施例３に係る性能を示す表である。

Claims (6)

1. ストレートアスファルトに高軟化点ワックスを添加してなり、加熱に際しての発煙・発臭が極めて少ない温度領域である摂氏200度未満で施工可能状態に溶融するとともに軟化点が略摂氏70度以上でかつJISK2207規格に係るダレ長さが8mm未満であることを特徴とする低温度施工可能な熱工法用改質アスファルト。
2. 摂氏200度において、施工可能な流動性を発現するとともに該温度での煙、臭気は従来の熱アスファルトに比較して大幅に低減された低温度施工可能な熱工法用改質アスファルト。
3. 請求項１の低温度施工可能な改質アスファルトにおいて、施工可能状態への溶融時の粘度は略120ｃｐｓ未満であることを特徴とする低温度施工可能な熱工法用改質アスファルト。
4. 請求項１の低温度施工可能な改質アスファルトにおいて、前記高軟化点ワックスの軟化点は摂氏略95度〜140度の範囲にあることを特徴とする低温度施工可能な熱工法用改質アスファルト。
5. 請求項２の低温度施工可能な改質アスファルトにおいて、前記高軟化点ワックス添加量は、ストレートアスファルトの１〜２０重量部（外部）としたことを特徴とする低温度施工可能な熱工法用改質アスファルト。
6. 請求項１ないし４いずれかの低温度施工可能な改質アスファルトにおいて、さらに水添ポリマーを添加してなることを特徴とする低温度施工可能な熱工法用改質アスファルト。

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