JP2005082615A - アスファルト改質材及びアスファルト混合物 - Google Patents

Abstract

【課題】 アスファルトに対する溶解性が良好で、しかも、加工性及び貯蔵安定性等に優れたアスファルト改質材を提供する。また、耐摩耗性、耐衝撃性、耐流動性などの物理的強度を更に向上させることのできるアスファルト改質材を提供する。また、従来技術では高機能舗装に適用困難であった既存舗装の廃材より得られたアスファルト再生骨材を高機能舗装に再利用可能とするアスファルト改質材を提供する。
【解決手段】 メルトフロー値が１５ｇ／１０分未満であるビニル芳香族炭化水素・共役ジエンブロック共重合体１００重量部に対して、粘着性付与樹脂０〜１００重量部、プロセス油５〜１００重量部を含有するとともに、これらの各成分の合計量１００重量部に対して４０重量部以下のゴムを含有することを特徴とするアスファルト改質材。
【選択図】 なし

Description

本発明は、アスファルト改質材及びそれを含有するアスファルト混合物に関する。より詳しくは、開粒度舗装などの高機能舗装に好適に用いられるアスファルト改質材に関する。

近年、透水性、騒音低減性などの機能性が付与された高機能舗装が注目されている。例えば、雨天時における良好な排水を目的として、アスファルト混合物内の空隙によって透水性を持たせる開粒度舗装が注目されている。また、車両が通過するときの騒音低減を目的として、アスファルト混合物内の空隙によって騒音低減を図る開粒度舗装が注目されている。このような開粒度舗装では、単位体積当りに用いられるバインダとしてのアスファルト量が少なくなるので、例えば合成樹脂等からなる改質材が添加されることが多い。改質材が添加されることによって、アスファルト混合物の耐摩耗性、耐衝撃性、耐流動性などの物理的強度を向上させることができる。

アスファルト混合物の一般的な製法としては、アスファルトプラントにおけるアスファルト混合物製造時にアスファルト改質材を添加する方式（プラントミックス方式）が知られている。このプラントミックス方式によれば、アスファルトに対して適正量のアスファルト改質材を混入することができる。しかも、予めアスファルトとアスファルト改質材とを混合するための特別な装置等を設置する必要がない。これらの点において、アスファルトに対して予めアスファルト改質材を添加しておくプレミックス方式よりも有利な点が多い。

上記プラントミックス方式では、アスファルト混合物の製造に際してアスファルトとアスファルト改質材とを短時間に混合させることが重要となる。そこで、従来、アスファルトに対するアスファルト改質材の溶解性（相溶性）を向上させるために、ビニル芳香族炭化水素・共役ジエンブロック共重合体と粘着性付与樹脂とプロセス油とを混合してなるアスファルト改質材が提案されている（特許文献１参照）。また、このようなアスファルト改質材において、製造時における加工性や貯蔵安定性が改善されたアスファルト改質材が提案されている（特許文献２参照）。
特開平５−２９５２７３号公報 特開平９−２５４１６号公報

高機能アスファルトの需要の高まりにともない、加工性、貯蔵安定性に優れ、かつ、耐摩耗性、耐衝撃性、耐流動性などの物理的強度をさらに向上させることのできるアスファルト改質材が切望されている。
本願発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アスファルトに対する溶解性が良好で、しかも、加工性及び貯蔵安定性等に優れたアスファルト改質材を提供することである。また、耐摩耗性、耐衝撃性、耐流動性などの物理的強度を更に向上させることのできるアスファルト改質材を提供することである。また、従来技術では高機能舗装に適用困難であった既存舗装の廃材より得られたアスファルト再生骨材を高機能舗装に再利用可能とするアスファルト改質材を提供することである。

上記課題を解決するために、特許請求の範囲の各請求項に記載した発明が構成される。
本願の第１の発明は、メルトフロー値が１５ｇ／１０分未満であるビニル芳香族炭化水素・共役ジエンブロック共重合体１００重量部に対して、粘着性付与樹脂０〜１００重量部、プロセス油５〜１００重量部を含有するとともに、これらの各成分の合計量１００重量部に対して４０重量部以下のゴムを含有することを特徴とするアスファルト改質材である。この第１の発明において、上記「メルトフロー値」とは、JIS K 7210「熱可塑性プラスチックの流れ試験方法」に規定された方法で測定される値のことを意味しており、試験温度は200℃、試験荷重は49．03Ｎの条件下におけるメルトフロー値のことを意味している。
この第１の発明のアスファルト改質材によれば、加工性及び取り扱い性に優れ、しかも、添加することでアスファルト混合物の耐摩耗性、耐衝撃性、耐流動性などの物理的強度を更に向上させることができる。

本願の第２の発明は、前記第１の発明のアスファルト改質材であって、プロセス油の芳香族成分含有量が２０〜６０％であり、かつ、同プロセス油の４０℃における動粘度が７０〜９００ｍｍ^２／ｓの範囲にあることを特徴とするアスファルト改質材である。プロセス油の芳香族成分含有量や動粘度がこの範囲内にあると、アスファルト改質材の保形性がよくなり、アスファルト改質材の取り扱い性や加工性がさらに向上する。

本願の第３の発明は、前記第１または第２の発明のアスファルト改質材とアスファルトとを混合して得られるアスファルト組成物である。上記「アスファルト」とあるのは、小石等の骨材やフィラー（以下、骨材類という）を相互に結合するためのバインダーとしてのアスファルトのことである。
本願明細書において、アスファルト改質材とアスファルトとを混合した改質アスファルトのことを「アスファルト組成物」と呼ぶことにする。また、アスファルト改質材とアスファルトと骨材類とを混合したものを「アスファルト混合物」と呼ぶことにする。一般的には、このアスファルト混合物が道路に敷設されることで舗装が行なわれる。
プラントミックス方式の場合には、アスファルトプラントにおいてアスファルト混合物を製造する際に、アスファルト改質材を添加することになる。プレミックス方式の場合には、アスファルトとアスファルト改質材とを混合したアスファルト組成物を予め調製しておき、このアスファルト組成物に対して骨材類を混合することによりアスファルト混合物を製造する。

本願の第４の発明は、第１の発明または第２の発明のアスファルト改質材とアスファルトと骨材類とを混合して得られるアスファルト混合物である。このアスファルト混合物は、耐摩耗性、耐衝撃性、耐流動性などの物理的強度に優れており、単位体積当りのアスファルト量が少なくなったとしても、従来通りもしくはそれ以上の物理的強度を備えた舗装を実現することができる。したがって、本発明に係るアスファルト混合物は、開粒度舗装などの高機能舗装に特に適している。

本願の第５の発明は、前記第４の発明のアスファルト混合物であって、骨材類として既存舗装の廃材より得られたアスファルト再生骨材が使用されているアスファルト混合物である。これにより、従来高機能舗装への再利用が困難であった既存のアスファルト舗装の廃材より得られた再生骨材をより有効利用することができる。また、本発明のアスファルト混合物はタフネス・テナシティに優れているので、再生骨材を用いた場合であっても、その再生骨材がアスファルト混合物中から剥離・脱落しにくいという特徴を持つ。

本願の第６の発明は、アスファルト混合物を製造するに際し、前記第１発明または第２発明のアスファルト改質材とアスファルトと骨材類とをプラントミックス方式により混合することを特徴とするアスファルト混合物の製造方法である。本願発明のアスファルト改質材は、アスファルトに対する溶解性に優れているので、アスファルトに対してアスファルト改質材を速やかに混合させることができる。したがって、プラントミックス方式によるアスファルト混合物の製造に特に適している。

本発明によれば、アスファルトに対する溶解性が良好で、しかも、加工性及び貯蔵安定性等に優れたアスファルト改質材を提供することができる。また、耐摩耗性、耐衝撃性、耐流動性などの物理的強度を更に向上させることのできるアスファルト改質材を提供することができる。また、従来技術では高機能舗装に適用困難であった既存舗装の廃材より得られたアスファルト再生骨材を高機能舗装に再利用可能とするアスファルト改質材を提供することができる。

本実施の形態におけるアスファルト改質材は、アスファルトに添加して用いられることでアスファルト混合物の耐摩耗性、耐衝撃性、耐流動性などの物理的強度を向上させるものである。このアスファルト改質材は、メルトフロー値が１５ｇ／１０分未満であるビニル芳香族炭化水素・共役ジエンブロック共重合体１００重量部に対して、粘着性付与樹脂０〜１００重量部、プロセス油５〜１００重量部を含有するとともに、これらの各成分の合計量１００重量部に対して４０重量部以下のゴムを含有している。以下、これらの各成分について説明する。

〔ビニル芳香族炭化水素・共役ジエンブロック共重合体〕
本発明で使用されるビニル芳香族炭化水素・共役ジエンブロック共重合体（以下、単にブロック共重合体と称する場合がある）としては、アスファルトの添加材として一般に使用されるものであれば特に制限はなく、例えば、部分的または完全に水素添加されたり、無水マレイン酸などの変性剤で変性されているものであってもよい。具体的には、ＳＢＳ（スチレン・ブタジエンブロック共重合体）、ＳＩＳ（スチレン・イソプレンブロック共重合体）、ＳＥＢＳ（スチレン・エチレン・ブチレンブロック共重合体）等を用いることができる。

通常、ビニル芳香族炭化水素を主体とする重合体ブロック（Ａ）を少なくとも１個、好ましくは２個と、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロック（Ｂ）を少なくとも１個とを有するブロック共重合体などを用いることができる。
ビニル芳香族炭化水素を主体とする重合体ブロック（Ａ）とは、ビニル芳香族炭化水素を５０重量％超過、好ましくは６０〜１００重量％、より好ましくは７０〜１００重量％、さらに好ましくは８０〜１００重量％の割合で含有する重合体ブロックであり、ビニル芳香族炭化水素の単独重合体またはビニル芳香族炭化水素と共役ジエンとからなる重合体ブロックである。重合体ブロック（Ａ）中の共役ジエンの分布は、ランダム、テーパード、一部ブロック状、またはそれらの組み合せのいずれであってもよい。共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロック（Ｂ）とは、共役ジエンを５０重量％超過、好ましくは６０〜１００重量％、より好ましくは７０〜１００重量％、さらに好ましくは８０〜１００重量％の割合で含有する重合体ブロックであり、共役ジエンの単独重合体または共役ジエンとビニル芳香族炭化水素とからなる重合体ブロックである。重合体ブロック（Ｂ）中のビニル芳香族炭化水素の分布は、ランダム、テーパード、一部ブロック状、またはそれらの組み合わせのいずれであっても良い。

ブロック共重合体は、線状構造および分岐状構造のいずれでもよく、好ましくは、下記の一般式（イ）〜（ヘ）で示される構造を有するものである。
（イ）（Ａ−Ｂ）ｍ（ロ）（Ａ−Ｂ）ｎ−Ａ（ハ）（Ｂ−Ａ）ｍ−Ｂ（ニ）（（Ａ−Ｂ）ｎ）ｐ−Ｘ（ホ）（（Ｂ−Ａ）ｍ）ｐ−Ｘ（ヘ）（（Ａ−Ｂ）ｎ−Ａ）ｐ−Ｘ（ト）（（Ｂ−Ａ）ｎ−Ｂ）ｐ−Ｘ

これらの一般式において、Ａは、ビニル芳香族炭化水素を主体とする重合体ブロック（Ａ）であり、Ｂは、共役ジエンを主体とする重合体ブロック（Ｂ）である。Ｘは、多官能カップリング剤の残基または多官能開始剤の残基である。ｍは、１以上の整数で、好ましくは２以上の整数、より好ましくは２〜６の整数である。ｎは、１以上の整数で、好ましくは１〜６の整数、より好ましくは１である。ｐは、２〜６の整数である。

ブロック共重合体中のビニル芳香族炭化水素と共役ジエンの組成比は、特に制限はないが、タフネス、テナシテイーなどのバインダー性状や低温特性が高度にバランスされるためには、重量比で５：９５〜９５：５、好ましくは１０：９０〜５０：５０、より好ましくは１５：８５〜４５：５５の範囲である。

ブロック共重合体の共役ジエン部のビニル結合量は、特に限定はされないが、通常は９０％以下、好ましくは１〜６０％、さらに好ましくは５〜３０％の範囲である。ビニル結合量が過度に多いとアスファルト組成物の針入度が低下する場合がある。

本発明に使用されるブロック共重合体の分子量は、特に制限はないが、アスファルトに対する溶解性、および針入度、タフネス、テナシティー、低温特性などのバインダー性状が高度にバランスされるためには、ＧＰＣ測定のポリスチレン換算重量平均分子量で、１０，０００〜１、０００、０００、好ましくは２０、０００〜８００，０００、より好ましくは５０，０００〜５００，０００である。

本発明に使用するブロック共重合体は、公知の方法により、例えば、特公昭３６−１９２８６号公報、特公昭４３−１７９７９号公報、特公昭４５−３１９５１号公報、特公昭４６−３２４１５号公報などに記載される方法に従って、炭化水素溶媒中、有機リチウム化合物を開始剤として使用し、ビニル芳香族炭化水素と共役ジエンを重合させることにより製造することができる。重合に際し、ビニル芳香族炭化水素と共役ジエンの反応性比の調整や重合した共役ジエン部分のミクロ構造の変更、重合速度の調整などの目的で、極性化合物を使用することができる。

ビニル芳香族炭化水素としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセンなどが挙げられる。これらの中でも、スチレンが特に好ましい。ビニル芳香族炭化水素は、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。

共役ジエンとしては、例えば、１，３−ブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ヘキサジエンなどが挙げられる。これらの中でも、１，３−ブタジエンおよびイソプレンが好ましく、１，３−ブタジエンが特に好ましい。共役ジエンは、単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。

ブロック共重合体の製造に際し重合溶媒として使用する炭化水素溶媒としては、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、イソペンタン、ヘプタン、オクタン、イソオクタンなどの脂肪族炭化水素類；シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類；ベンゼン、エチルベンゼン、キシレンなどの芳香族炭化水素類；などが挙げられ、これらはそれぞれ単独で、または２種以上を混合して使用される。炭化水素溶媒の使用量は、通常、上記単量体濃度が１重量％〜５０重量％になるように用いられる。

極性化合物としては、例えば、テトラハイドロフラン、ジエチルエーテル、アニソール、ジメトキシベンゼン、エチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類；トリエチルアミン、テトラメチレンジアミン、Ｎ−ジメチルアニリン、ピリジンなどのアミン類；チオエーテル類、ホスフィン類、ホスホアミド類、アルキルベンゼンスルホン酸類、カリウムやナトリウムなどのアルコキシド類などが挙げられ、要求性能に合わせて適宜選択される。極性化合物の使用量は、化合物の種類、要求される特性に従って適宜決められるが、通常は有機リチウム化合物１モルに対して０．００１〜１モル量、好ましくは０．０１〜０．５モル量の範囲である。

開始剤として用いられる有機リチウム化合物としては、有機モノリチウム化合物や有機ジリチウム化合物などの多官能開始剤などが挙げられ、具体例としては、例えばｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、ｔｅｒｔ−ブチルリチウム、ｎ−ヘキシルリチウム、ｉｓｏ−ヘキシルリチウム、フェニルリチウム、ナフチルリチウム、ヘキサメチレンジリチウム、ブタジエニルジリチウム、イソプレニルジリチウムなどが挙げられる。一般には、有機モノリチウム化合物が使用され、これらはそれぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用される。使用量は、目的とする重合体の分子量、有機リチウム化合物の種類によって適宜選択されるが、例えば、ｎ−ブチルリチウムを例にとれば、単量体全量１００重量部当り、通常０．００１〜１重量部、好ましくは０．０１〜１重量部の範囲である。

重合反応は、等温反応、断熱反応のいずれでもよく、通常は０〜１５０℃、好ましくは２０〜１２０℃の温度範囲で行われる。

ブロック共重合体として、上記のような重合反応後に多官能カップリング剤を添加して製造されるものを使用することもできる。多官能カップリング剤としては、例えば、四塩化スズ、二塩化スズ、四臭化スズ、四塩化ケイ素、四臭化ケイ素、四ヨウ化ケイ素、四塩化ゲルマニウム、二塩化鉛、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ブチルトリクロロシラン、ジブチルジクロロスズ、ビストリクロロシリルエタン、ビストリクロロスタニルエタン、テトラメトキシケイ素、テトラメトキシスズ、テトラエトキシケイ素、テトラエトキシスズ、テトラブトキシケイ素、テトラブトキシスズなどの金属化合物；エチルアクリロニトリルなどの不飽和ニトリル類；ジブロモベンゼン、ジクロロベンゼン、ジブロモエチレンなどのジハロゲン化炭化水素類；アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、安息香酸エチル、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル、フタル酸ジメチル、イソフタル酸ジメチルなどのカルボン酸エステル類；テレフタル酸ジクロライド、フタル酸ジクロライド、イソフタル酸ジクロライド、アジピン酸ジクロライドなどのカルボン酸ハライド類；四塩化炭素などが挙げられる。

これらの多官能カップリング剤は、それぞれ単独で、または２種以上を混合して用いられ、その使用量は、有機リチウム化合物当り、通常、０．０１〜２当量、好ましくは０．０５〜１．０当量、さらに好ましくは０．１〜０．５当量の範囲である。カップリング反応は、通常、０〜１５０℃で０．１〜２０時間の範囲で行われる。

ブロック共重合体として、部分的または完全に水素添加したものを用いることができる。水素添加は、（１）Ｎｉ、Ｒｔ、Ｐｄ、Ｒｕなどの金属をカーボン、シリカ、アルミナ、ケイソウ土などの担体に担持させた不均一系触媒、または（２）Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒなどの有機酸塩またはアセチルアセトン塩と有機Ａｌなどの還元剤とを用いるチーグラー型触媒またはＲｕ、Ｒｈなどの有機金属化合物などの有機錯体触媒などの均一触媒を用いて行われる。一般的には、例えば、特公昭４２−８７０４号、同４３−６６３６号、特開昭５２−４１６９０号、同５９−１３３２０３号、同６０−２２０１４７号に記載されるように、不活性溶媒中で水素添加触媒の存在下に水素添加する方法が採られる。

また、ブロック共重合体として、前記重合反応後に変性剤を添加して製造されるものを使用することもできる。変性剤としては、例えば、特公昭６２−６１６１５号公報で開示される無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸、特公平４−３８７７７０号公報で開示されるイミノ化合物、シアナミド化合物、アジリジニル化合物、アミド化合物などが挙げられる。

本発明のビニル芳香族炭化水素・共役ジエンブロック共重合体は、試験温度２００℃、試験荷重49.03Ｎ（５ｋｇｆ）の条件下におけるメルトフロー値が１５ｇ／１０分未満であるものを単独若しくは２種類以上混合して用いられる。このメルトフロー値とは、溶融した熱可塑性合成樹脂を所定の長さと直径のダイを通して押し出したときの押出速度を測定した値であり、溶融状態にある熱可塑性合成樹脂の流動性、粘度、動粘度などの指標となる値である。
メルトフロー値が上記した範囲よりも大きいと、アスファルト改質材の保形性が悪くなり、例えばペレット状に加工したアスファルト改質材が相互にくっついてしまうので、長期の貯蔵に支障をきたすことになる。

〔プロセス油〕
本発明におけるプロセス油は、米ぬか油、大豆油等の植物油、魚油、鯨油等の動物油、シリンダー油、潤滑油等の石油系重質炭化水素油などを用いることができるが、経済性や市場における流通性などを考慮すると、石油系重質炭化水素油、中でも芳香族系炭化水素油が用いられるのが好ましい。勿論、パラフィン系やナフテン系の炭化水素からなるプロセス油を用いることもできる。

プロセス油は、そのプロセス油中における芳香族成分含有量が２０〜６０重量％であり、かつ、４０℃における動粘度の値が７０〜９００ｍｍ^２／ｓの範囲にあるものが好ましい。より好ましくは、プロセス油中における芳香族成分量が３０〜５５重量％であり、かつ、４０℃における動粘度の値が１００〜９００ｍｍ^２／ｓの範囲にあるものがよい。
ここで、「芳香族成分含有量」とあるのは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセンなどの芳香族炭化水素、及び、これらの芳香族炭化水素にビニル基などの各種官能基が付加された誘導体全体の含有量のことを指している。プロセス油中の芳香族成分の含有量については、常法に従って測定することができる。
プロセス油中の芳香族成分含有量及び動粘度の値が上記の範囲を上回ると、改質材をペレット状に加工する際のペレタイザー刃への付着や貯蔵時に改質材ペレット同志が互着するなどの問題が生じ好ましくない。プロセス油中の芳香族成分含有量及び動粘度の値が上記の範囲を下回ると、アスファルト改質材を例えばペレット状に加工したときの保形性が悪くなる。芳香族成分以外の残余の成分、例えば、ナフテン成分およびパラフィン成分の割合は特に制限はされない。

プロセス油の使用量は、ブロック共重合体１００重量部に対して５〜１００重量部が好ましい。より好ましくは１０〜７５重量部である。プロセス油の使用量が過度に少ないと、アスファルトへの溶解性や伸度などの特性に劣り、逆に、過度に多いと、軟化点やタフネスなどの特性に劣り、いずれも好ましくない。

〔粘着性付与樹脂〕
本発明に使用される粘着性付与樹脂としては、工業的に一般に使用されるものであれば特に限定されず、例えば、クマロン・インデン樹脂、フェノール樹脂、ｐ−ｔ−ブチルフェノール・アセチレン樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、テルペン・フェノール樹脂、ポリテルペン樹脂、キシレン・ホルムアルデヒド樹脂、Ｃ５系石油樹脂、Ｃ９系石油樹脂、ジシクロペンタジエン系樹脂、ポリブテン、ロジンなど、およびこれらの水素添加物あるいは無水マレイン酸などによる変性物などが挙げられる。

これらの粘着性付与樹脂は、それぞれ単独で、または２種以上を混合して用いることができる。粘着性付与樹脂の使用量は、ブロック共重合体１００重量部に対して０〜１００重量部が好ましい。下限値の０が意味するところは、アスファルト混合物に対して特に粘着性が要求されないのであれば、粘着性付与樹脂を混合しなくてもよいことを示す趣旨である。粘着性付与樹脂のさらに好ましい使用量は、ブロック共重合体１００重量部に対して５〜７５重量部である。
粘着性付与樹脂の使用量が過度に少ないと、アスファルト混合物の軟化点、６０℃粘度、動的安定度などの特性が劣る。また、アスファルトに対する溶解性も悪くなる。逆に、粘着性付与樹脂の使用量が過度に多いと、アスファルト混合物のタフネスやテナシティなどの特性が劣る。

〔ゴム〕
本発明のアスファルト改質材では、上記の各成分、すなわち、ビニル芳香族炭化水素・共役ジエンブロック共重合体、プロセス油、粘着性付与樹脂の合計量１００重量部に対して、４０重量部以下のゴムが添加される。このゴムは、工業製品などにおいて一般的に使用されているものを用いればよく、例えば、ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）、クロロプレンゴム、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ニトリル系ゴム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、イソプレン−イソブチルゴムなどを用いることができる。ゴムは、エマルジョンの状態で使用されてもよいし、固形の状態で使用されてもよい。エマルジョンの状態の場合には、固形分に換算したときに４０重量部以下のゴムが添加される。
ゴムの添加量が４０重量部よりも多い場合には、アスファルト改質材の加工性が悪くなる。また、アスファルト混合物の耐流動性などの物理的強度が劣ることになる。

ゴムを添加する方式としては、例えば以下の方式をとることができる。
（混合方式）
ブロック共重合体とプロセス油と粘着性付与樹脂とを混合する際に、ゴムを添加して一定の処理を施すことによりアスファルト改質材を製造する。一定の処理とは、例えば、加熱下において混合して均一な組成物とし、必要に応じて所定形状・大きさに成形することである。この方式によれば、アスファルト改質材とゴムとを別々に運搬・保存する必要が無く、手間がかからない。また、アスファルトへの混入の際には一度にそれらを投入することができるため、生産効率が向上する。
（分離方式）
ブロック共重合体とプロセス油と粘着性付与樹脂とを混合して一定の処理を施すことにより均一な組成物を得る。そして、その組成物をアスファルトに混入する際に、ゴムを添加する。すなわち、アスファルト改質材をアスファルトに添加する際には、この分離方式のように、ゴム成分とその他の成分とを別々に添加するようにしてもよい。この方式によれば、アスファルトの性状等に合わせて、適量のゴムを添加することができる。

〔アスファルト〕
本発明に用いられるアスファルトとしては、特に制限されるものではなく、慣用のアスファルト、例えば、ストレートアスファルト、セミブローンアスファルト、ブローンアスファルト、カットバックアスファルト、再生アスファルトなどが使用できる。これらは、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。脱色バインダーや、プレミックスの高粘度バインダーにも適用できる。

本発明に係るアスファルト改質材は、アスファルト１００重量部に対し、１〜１００重量部用いられるのが好ましい。さらに好ましくは、アスファルト１００重量部に対し、３〜５０重量部である。最も好ましくは５〜３０重量部である。使用量がこれよりも少ないと、アスファルトの改質効果が実質的に認められない。反対に、使用量がこれよりも多いと、粘度が高すぎてアスファルト混合物の施工性が悪くなり、経済的にも著しく不利なものとなる。

〔骨材類〕
本発明に係るアスファルト改質材を道路舗装に用いる場合には、通常、骨材およびフィラー（以下「骨材類」と称する）を混合してアスファルト混合物として使用される。骨材類としては、一般道路舗装用に使用される密粒度、細粒度または粗粒度混合物用、または透水性舗装用、排水性舗装用、吸音性舗装用などに使用される開粒度混合物用などの骨材やフィラーが使用される。例えば、骨材としては、砕石、玉砕、砂利、砂、あるいはこれらの混合物等を使用することができる。フィラーとしては、石粉、タルク、炭酸カルシウム、あるいはこれらの混合物等を使用することができる。

アスファルト混合物に用いられる骨材としては、すべて新骨材でもよいが、既存舗装の廃材を粉砕して製造されたアスファルト再生骨材が使用されてもよい。あるいは、新骨材とアスファルト再生骨材との混合物が使用されてもよい。再生骨材の使用量は、全骨材使用量のうち、好ましくは０〜７０重量％、より好ましくは０〜５０重量％である。アスファルト再生骨材を用いることにより、従来高機能舗装への再利用が困難であった既存のアスファルト舗装の廃材より得られた再生骨材をより有効利用することができる。また、本発明に係るアスファルト改質材が添加されたアスファルト混合物は、タフネス・テナシティに優れているので、再生骨材を用いた場合であっても、その再生骨材がアスファルト混合物中から剥離、脱落しにくいという特徴を持つ。また、本発明に係るアスファルト改質材が添加されたアスファルト混合物は、再生骨材を用いた場合であっても、従来通りあるいはそれ以上に、耐流動性、耐衝撃性等の物理的強度に優れているという特徴を持つ。

骨材類の混合方法には特に制限はない。例えば、前もって調製したアスファルトとアスファルト改質剤を含有するアスファルト組成物と骨材類を混合するプレミックス方式、アスファルト改質材、アスファルト、および骨材類を混合するプラントミックス方式などの方法が利用できるが、本発明の特徴をより効果的に活かせる方式としては、プラントミックス方式である。プラントミックス方式としては、例えば（ａ）フィラー、加熱骨材、および加熱アスファルトを予め混合し、次いでアスファルト改質材を加えて混合する方法、（ｂ）フィラー、加熱骨材、加熱アスファルト、およびアスファルト改質材を同時に混合する方法、（ｃ）フィラー、加熱骨材、およびアスファルト改質材を予め混合し、次いで加熱アスファルトを加えて混合するなどの方法がある。

〔その他の成分〕
アスファルト組成物には、アスファルト組成物で一般に使用される添加剤を配合することができる。添加剤は、特に限定されるものではなく、添加剤の具体例としては、消石灰、アミン類、アミド類などの剥離防止剤；メチルセルロース、ポリビニルアルコールなどの繊維質補強材；弾性向上剤、粘度低下剤、粘度向上剤、充填剤、顔料、軟化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱可塑性樹脂などが挙げられる。

また、本発明のアスファルト改質材には、必要に応じて、耐ブロッキング剤を添加することができる。耐ブロッキング剤としては、工業的に一般に使用されるものであれば特に制限はされず、例えば、特開昭５６−１３６３４７号公報、特開昭６１−１０１５０３号公報、特開平５−９８０５１号公報、および特開平６−２２８５２１号公報などに記載される有機系、および無機系化合物が使用される。

有機系耐ブロッキング剤としては、例えば、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミド、バルミチン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘン酸アミドなどの高級脂肪酸モノアミド；メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスラウリル酸アミドなどの高級脂肪酸ビスアミド；Ｎ−ステアリルオレイン酸アミド、Ｎ−ステアリルエルカ酸アミド、Ｎ−ステアリルステアリン酸アミド、Ｎ−オレイルステアリン酸アミド、ジステアリルアジピン酸アミドなどの複合型高級脂肪酸アミド；ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、オレイン酸、リノレイン酸、α−エレオステアリン酸、β−エレオステアリン酸、α−リノレイン酸などのリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、バリウム塩、亜鉛塩、アルミニウム塩、鉄塩などの高級脂肪酸塩；ポリアクリルアミド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、高密度ポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、スチレン−アクリロニトリル共重合体などの樹脂化合物；などが挙げられる。

無機系耐ブロッキング剤としては、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、タルク、クレーなどが挙げられる。

これらの耐ブロッキング剤は、単独で、または２種以上を組み合わせて使用される。これらの中でも、無機系耐ブロッキング剤が好ましい。耐ブロッキング剤の使用量は、改質材１００重量部当り、通常、０〜５０重量部、好ましくは０．１〜１０重量部、より好ましくは０．５〜５重量部である。

本発明のアスファルト改質材には、さらに必要に応じて、ヒンダードフェノール系、硫黄系、燐酸系などの酸化防止剤；ベンゾフェノン系などの紫外線吸収剤；ヒンダードアミン系などの光安定剤；本発明のビニル芳香族炭化水素・共役ジエンブロック共重合体以外のブロック共重合体などの熱可塑性エラストマー；エチレン・エチルアクリレート共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂などの熱可塑性樹脂；ガラスビーズ、シリカ、カーボンブラックなどの無機充填剤；などを加えることができる。

アスファルト改質材を製造するための方法は、常法に従えばよく、例えば、加熱溶融釜、ロールミル、単軸押出機、二軸押出機、ヘンシェルミキサーなどの混合機を用いて上記各成分を混合し、次いでプレス、ペレタイザー、押出成形機、加工成形機などで成形加工することができる。

本発明のアスファルト改質材の形状は、特に限定されず、任意の形状で使用できる。例えば、ペレット状、紐状、板状、ブロック状などのいずれであってもよいが、アスファルトへの溶解性の点でペレット状が特に好ましい。アスファルト改質材のペレット化は、上記の各成分を混合後、押出機などでストランド状に押し出し、冷水などで冷却後ペレタイザーなどで細断加工することによって達成できる。ペレタイザー前のストランドに耐ブロッキング剤をまぶすと、細断加工性がより改善され好適である。また、ペレットの大きさが、０．５〜５０ｍｍ、好ましくは１〜２０ｍｍ、より好ましくは２〜１０ｍｍであるときに、アスファルトへの溶解性が格段に改善され好適である。

以下、本発明を、具体例を挙げて説明する。ただし、本発明は、以下の具体例に限定されるものではない。

実施例では、以下の表１に示すブロック共重合体を用いた。表１において、各記号は以下のものを示している。
SIS ：スチレン・イソプレンブロック共重合体
SBS ：スチレン・ブタジエンブロック共重合体
SEBS：スチレン・エチレン・ブチレンブロック共重合体
MFR：メルトフロー値（200℃、49.03Ｎ）

また、実施例では、以下の表２〜表４に示す粘着性付与樹脂、プロセス油、ゴムをそれぞれ用いた。表４において、各記号は以下のものを示している。
SBR ：スチレン・ブタジエンゴム
CR ：クロロプレンゴム

〔アスファルト改質材の製造〕
表１〜表４までの記号Ａ〜Ｌの材料を用いて、アスファルト改質材を製造した。そのアスファルト改質材を用いて、加工性及び貯蔵安定性の試験を行なった。表５、表６は、本発明の実施例として製造したアスファルト改質材の組成及び試験結果を示す（実施例１〜１５）。表７は、本発明の比較例として製造したアスファルト改質材の組成及び試験結果を示す（比較例１〜８）。表５〜表７において、アスファルト改質材の成分比率は重量％で示されている。ただし、ゴム（Ｋ，Ｌ）については、ブロック共重合体、粘着性付与樹脂、プロセス油の合計量１００重量部に対する重量部（重量％）で示されている。

アスファルト改質材を製造するために、具体的には、２００リットルヘンシェルミキサーに粘着性付与樹脂を入れ低速（２５Ｈｚ）で５分間攪拌した。次いでブロック共重合体を添加して１分間攪拌後、プロセス油及び必要に応じてゴムを徐々に添加し、高速（３５Ｈｚ）で９分間攪拌した後、６５ｍｍφ単軸押出機を用いて紐状に押し出し、水温１５℃の冷却槽で冷却後、１重量％の炭酸カルシウムをまぶし回転刃を備えた水冷ペレタイザーで３ｍｍφ×４ｍｍのペレットに切断した。

（加工性試験）
上記ペレタイザーを１０分間運転した時の改質材の回転刃への付着性を観察し、下記の３段階基準で評価した。結果を表５に示した。
○：付着が認められない
△：回転刃に数個のペレットの付着が認められるが、１０分間運転できた
×：ストランドが刃に巻き付き、１０分間運転せずに停止した

（貯蔵安定性評価）
上記改質材ペレット１２０ｇを７×１０ｃｍ²のビニール袋に入れ、５０ｇ／ｃｍ²の荷重をかけ、９０℃のオーブン中で３時間静置後の状態を、以下の３段階基準で評価した。結果を表５に示した。
○：互着なし
△：全体に互着しているが、指で押すとすぐに崩れる
×：全体に互着し、指で押しても崩れない

実施例1〜５のように、メルトフロー値が１５ｇ／１０分未満のブロック共重合体を１種もしくは２種以上使用したものにおいては、加工性及び貯蔵安定性が良好であった。これに対し、比較例１、２のように、メルトフロー値１５ｇ／１０分以上のブロック共重合体を使用したものにおいては、メルトフロー値１５ｇ／１０分未満のブロック共重合体と共用した場合であっても、加工性及び貯蔵安定性が劣る結果となった。
また、比較例５、６に示すように、40℃動粘度が70〜900ｍｍ²/sの範囲外にあるプロセス油（Ｉ、Ｊ）を使用した場合や、比較例７に示すように、ゴムの添加量がブロック共重合体、粘着性付与樹脂、プロセス油の合計量１００重量部に対して４０重量部を超える場合も、アスファルト改質材の加工性及び貯蔵安定性が劣る結果となった。

〔アスファルト組成物の製造〕
表５〜表７に示すアスファルト改質材をアスファルトに添加して、アスファルト組成物を製造した。具体的には、１リットルのガラス容器中で、アスファルト改質材を１８０℃に加熱したストレートアスファルトに添加し、完全に溶解するまで攪拌を続けた。その製造したアスファルト組成物の各種物性を測定した。測定結果を、表８〜表１０に示す。
表８〜表１０において、アスファルト組成物の実施例及び比較例の番号は、アスファルト改質材の実施例及び比較例の番号に対応している。例えば、表８中の実施例１のアスファルト組成物には、表５中の実施例１のアスファルト改質材が添加されている。同様に、表１０中の比較例１のアスファルト組成物には、表７中の比較例１のアスファルト改質材が添加されている。
また、表８〜表１０において、品質規格とあるのは、日本改質アスファルト協会規格（JMAAS01-01）において定められている、高粘度改質アスファルトの品質規格である。なお、アスファルトへの溶解時間のみは、本件出願の発明者らがプラントミックス方式への適用を考慮して設定した目標値である。
アスファルト組成物の物性測定法は以下の通りである。
（１）溶解性
アスファルトに対するアスファルト改質材の溶解性は、日本道路協会の制定した舗装試験法便覧に記載されている「改質アスファルトの試料作製」法に準じて、１８０℃に加熱したアルファルトにアスファルト改質材を添加・攪拌し、未溶解物がなくなるまでの時間（ｍｉｎ）を求めた。
（２）針入度
アスファルト組成物の針入度（１／１０ｍｍ）は、ＪＩＳ Ｋ２２０７に準じて測定した。
（３）軟化点
アスファルト組成物の軟化点（℃）はＪＩＳ Ｋ２２０７に準じて測定した。
（４）タフネス・テナシティー
アスファルト組成物のタフネス（Ｎ・ｍ）とテナシティー（Ｎ・ｍ）は、日本道路協会編の「舗装試験法便覧」に記載される方法に準じて測定した。
（５）６０℃粘度
アスファルト組成物の６０℃粘度（Ｐａ・ｓ）は、日本道路協会編「舗装試験法便覧」に記載される方法に準じて測定した。

実施例１〜実施例５に示すように、メルトフロー値が１５ｇ／１０分未満のブロック共重合体を１種もしくは２種以上使用したアスファルト改質材を添加した場合には、アスファルト組成物のタフネス、テナシティ、60℃粘度が品質規格値を上回った。これに対し、比較例１、２のように、メルトフロー値１５ｇ／１０分以上のブロック共重合体を使用したアスファルト改質材を添加した場合には、アスファルト組成物の一部の物性値が品質規格値を下回る結果となった。

また、表８の実施例５に示すように、ゴムを添加することでアスファルト組成物の性状が向上することが確認された。すなわち、ゴムを添加することによって、アスファルトに対する溶解性が良好であり、しかも、アスファルト組成物のタフネス、テナシティ、60℃粘度などの物理的強度をより向上させることができるアスファルト改質材が得られることが判明した。

また、実施例１及び実施例６〜８に示すように、粘着性付与樹脂の種類に関わらず、その質量がブロック共重合体１００重量部に対して０〜１００重量部であれば、軟化点、タフネス、テナシティーなどの点において品質規格値を上回るアスファルト組成物を得ることができた。これに対し、比較例３のように、ブロック共重合体１００重量部に対して粘着性付与樹脂の使用量が１００重量部を越えている場合には、軟化点、タフネス、テナシティーなどの点において品質規格値を下回るアスファルト組成物が得られた。

また、実施例１及び実施例９〜１１に示すように、芳香族成分含有量が２０〜６０wt％であり、かつ、40℃動粘度が70〜900ｍｍ²/sの範囲にあるプロセス油（Ｇ，Ｈ）を、ブロック共重合体１００重量部に対して５〜１００重量部含有するアスファルト改質材を添加した場合には、軟化点、タフネス、テナシティーなどの点において品質規格値を上回るアスファルト組成物を得ることができた。これに対し、比較例４のように、ブロック共重合体１００重量部に対してプロセス油の使用量が１００重量部を越えている場合には、軟化点、タフネス、テナシティーなどの点において品質規格値を下回るアスファルト組成物が得られた。

〔アスファルト混合物の製造〕
表５〜表７に示すアスファルト改質材、アスファルト、及び骨材類を混合して、アスファルト混合物を製造した。その製造したアスファルト混合物の各種物性を測定した。測定結果を表１１〜表１２に示す。なお、表１１〜表１２において、アスファルト混合物の実施例及び比較例の番号は、アスファルト改質材の実施例及び比較例の番号に対応している。例えば、表１１中の実施例１のアスファルト混合物には、表５中の実施例１のアスファルト改質材が添加されている。同様に、表１２中の比較例１のアスファルト組成物には、表７中の比較例１のアスファルト改質材が添加されている。また、表１１〜表１２において、骨材種類が「再生材」とあるのは、既存アスファルト舗装の再生骨材を用いたことを示している。
アスファルト混合物の物性測定法は以下の通りである。
（空隙率）
アスファルト混合物の空隙率（％）は、日本道路公団試験方法「ＪＨＳ２１７−１９９２」の補足事項に記載されるノギスを用いる方法に準じて測定した。
（動的安定度）
アスファルト混合物の動的安定度は、日本道路協会編「舗装試験法便覧」に記載された方法に準じて、ホイールトラッキング試験を行い、動的安定度（回／ｍｍ）を算定した。
（カンタブロ損失率）
アスファルト混合物のカンタブロ損失率（％）は、日本道路公団試験方法「ＪＨＳ２３１−１９９２」に準じて測定した。

実施例１、５、１２〜１５に示すように、ゴムの添加量が、ブロック共重合体、粘着性付与樹脂、プロセス油の合計量１００重量部に対して０〜４０重量部の範囲にある場合には、骨材の種類に関わらず、アスファルト混合物のカンタブロ損失が低く、動的安定性が高い結果となった。特に、ゴムの添加量が１０〜２０％のアスファルト混合物は、再生骨材を用いた場合の物理的強度の改善が著しい結果となった。これに対し、比較例７に示すように、ゴムの添加量が、ブロック共重合体、粘着性付与樹脂、プロセス油の合計量１００重量部に対して４０重量部を超えている場合には、アスファルト混合物の物理的強度（カンタブロ損失率、動的安定性等）が劣る結果となった。

Claims (6)

1. メルトフロー値が１５ｇ／１０分未満であるビニル芳香族炭化水素・共役ジエンブロック共重合体１００重量部に対して、粘着性付与樹脂０〜１００重量部、プロセス油５〜１００重量部を含有するとともに、これらの各成分の合計量１００重量部に対して４０重量部以下のゴムを含有することを特徴とするアスファルト改質材。
2. 請求項１に記載のアスファルト改質材であって、
   プロセス油の芳香族成分含有量が２０〜６０％であり、かつ、同プロセス油の４０℃における動粘度が７０〜９００ｍｍ²／ｓの範囲にあることを特徴とするアスファルト改質材。
3. 請求項１または請求項２に記載のアスファルト改質材とアスファルトとを混合して得られるアスファルト組成物。
4. 請求項１または請求項２に記載のアスファルト改質材とアスファルトと骨材類とを混合して得られるアスファルト混合物。
5. 請求項４に記載のアスファルト混合物であって、
   骨材類として既存舗装の廃材より得られたアスファルト再生骨材が使用されているアスファルト混合物。
6. アスファルト混合物を製造するに際し、請求項１または請求項２に記載のアスファルト改質材とアスファルトと骨材類とをプラントミックス方式により混合することを特徴とするアスファルト混合物の製造方法。