JP2987916B2

JP2987916B2 - アスファルト改質剤およびアスファルト組成物

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Publication number: JP2987916B2
Application number: JP28448290A
Authority: JP
Inventors: 真二朝枝
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1990-10-24
Filing date: 1990-10-24
Publication date: 1999-12-06
Anticipated expiration: 2014-12-06
Also published as: JPH04161460A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、道路舗装用のアスファルトに好適な性質を
付与するアスファルト改質剤およびそれを用いたアスフ
ァルト組成物に関し、さらに詳細には骨材に対し大きな
把握力および粘着力を有し、低粘度でタフネスと伸度が
高度にバランスし、アスファルトに短時間で溶解可能
な、熱可塑性エラストマーとゴム状重合体の水性乳化分
散体よりなるアスファルト改質剤およびそれを用いたア
スファルト組成物に関する。

〔従来の技術〕

近年、アスファルトに、ゴムや樹脂（エラストマーを
含む、以下同じ）などの高分子材料を添加することによ
り、60℃粘度、タフネス、テナシティー、感温性などを
改善した改質アスファルトが、舗装の耐流動性、耐摩耗
性などの向上を目的として使用され、その効果も確認さ
れてきた。

従来の改質剤または改質方法として、以下のものが知
られている。

まず、（ｉ）ゴム、樹脂などの高分子材料をアスファ
ルトに混合する既存の方法がある。

例えば、ゴム、樹脂を、有機溶剤に溶解したのち、
加熱溶融させたアスファルト中に攪拌しながら少量づつ
添加し、溶解分散させると同時に溶剤を揮散させる方
法、ゴム、樹脂などを不揮発性重質油と一旦混練りし
たうえ、裁断し、これを加熱溶融させたアスファルト中
に混合溶解させる方法、あるいは固体または溶融した
樹脂を少量づつ加熱溶融させたアスファルト中に攪拌添
加し混合溶解させる方法などがある。

また、（ii）ゴムの水性乳化分散体を改質剤とする方
法がある。

しかしながら、前記（ｉ）の場合、いずれの方法によ
っても煩雑な工程を要し、かつ工程中に樹脂やゴム類が
長時間高温に曝されるため、劣化するという欠陥があ
る。また、有機溶剤を使用する方法においては、含有有
機溶剤の気化によって、混合物製造中に有機ガスが発生
し、引火の危険性が生じ、また道路などの舗装作業中に
ガス発生によって人体への弊害が生じるなどの作業上の
問題や、有機溶剤が完全に蒸発しないときには、高分子
材料によるアスファルトの改質効果が妨げられるなどの
問題がある。

一方、（ii）の場合、水性乳化分散体を使用するの
で、高い作業性、安全性を確保することができ、従って
ゴムラテックスを使用したものは、現場でのプラントミ
ックスによる使用ができる。

しかしながら、熱可塑性エラストマーおよびゴム状重
合体を使用した水性乳化分散体は、未だ実用化されてい
ない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、前記従来技術の課題を背景になされたもの
で、骨材に対し大きな把握力および粘着力を有し、低粘
度でタフネスと伸度が高度にバランスし、アスファルト
に短時間で溶解可能であり、従って現場での作業性も極
めて優れたアスファルト改質剤およびこれを用いたアス
ファルト組成物を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、（イ）芳香族ビニル化合物−共役ジエン系
ブロック共重合体および／またはその水素添加物である
熱可塑性エラストマーの水性乳化分散体、ならびに
（ロ）ゴム状重合体の水性乳化分散体からなり、（イ）
成分と（ロ）成分の重量比が固形分換算で10〜90/90〜1
0であり、かつこれらの分散体の平均粒径が10μｍ以下
であるアスファルト改質剤およびそれを用いたアスファ
ルト組成物を提供するものである。

本発明に用いられる（イ）熱可塑性エラストマーとし
ては、一般式（Ａ−Ｂ）_ｒ、（Ａ−Ｂ）_rA、または（Ａ−Ｂ）_rX（式中、Ａは芳香族
ビニル化合物、Ｂは共役ジエン、ｒは１〜６の整数、Ｘ
はカップリング残基を示す）で表される芳香族ビニル化
合物−共役ジエン系ブロック共重合体、例えばスチレン
−イソプレン系ブロック共重合体（SI）、スチレン−ブ
タジエン系ブロック共重合体（SB）、スチレン−イソプ
レン−スチレン系ブロック共重合体（SIS）、スチレン
−ブタジエン−スチレン系ブロック共重合体（SBS）；
前記一般式で表される芳香族ビニル化合物−共役ジエン
系ブロック共重合体の水素添加物、例えばスチレン−エ
チレン−ブチレン−スチレン系ブロック共重合体（SEB
S）などが挙げられ、これらの単独使用、または２種以
上が併用される。

これらの（イ）熱可塑性エラストマーのうちでは、芳
香族ビニル化合物−共役ジエン系ブロック共重合体が好
ましく、特にSIS、SBSが好ましい。また、この芳香族ビ
ニル化合物−共役ジエン系ブロック共重合体のなかで
は、芳香族ビニル化合物の含量は２〜50重量％が好まし
く、さらに好ましくは３〜35重量％、特に好ましくは５
〜30重量％である。

なお、（イ）熱可塑性エラストマーの水性乳化分散体
を製造するのに好ましい乳化分散剤としては、下記一般
式（Ｉ）で表されるアニオン系界面活性剤、さらには必
要に応じて一般式（II）で表される非イオン系界面活性
剤が挙げられる。

Ｒ〔（C_nH_2nO）_ｍ〕_LD ・・・（Ｉ）Ｒ′−（C_pH_2pO）_ｑ−Ｈ・・・（II）一般式（Ｉ）〜（II）中、ＲおよびＲ′は、活性水素
原子含有化合物残基あり、通常、炭素数８〜22の炭化水
素を有し、環構造を持っていても直鎖状でも分岐状で
も、またイオウ、チッ素、酸素など炭素以外の原子を炭
素鎖中に含んでいてもよい。これらのうちの好ましいＲ
およびＲ′は、炭素数10〜13の１価アルコール、炭素数
10〜21の化合物である。

一般式（Ｉ）のＤで表されるアニオン塩のうち、アニ
オン成分としては、スルホン散、硫酸エステル、リン酸
エステル、酢酸であり、対イオンとしては、通常、アル
カリ金属（例えば、リチウム、ナトリウム、カリウ
ム）、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、モノ
エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノー
ルアミンなどの低級アミンである。これらのうち、好ま
しいものは、硫酸エステルおよび酢酸のアルカリ金属塩
である。

一般式（Ｉ）および（II）で表されるｎおよびｐは、
オキシアルキレン基の炭素数を示す整数であり、オキシ
アルキレン基としてはオキシエチレン基、オキシプロピ
レン基が挙げられる。オキシエチレン基およびオキシプ
ロピレン基は、それぞれ単独でもまたはブロック状に結
合していても、あるいはランダム状に結合していてもよ
い。オキシアルキレン基の重合度ｍは、通常、１〜10の
整数であり、好ましくは２〜４の整数である。

また、オキシアルキレン基の重合度ｑは、通常、０〜
20の整数であり、好ましくは３〜10の整数である。

ｌは、Ｄがスルホン酸塩、硫酸エスエル塩、あるいは
酢酸塩のときは１であり、Ｄがリン酸エステル塩のとき
は１〜２の整数である。

一般式（Ｉ）で表されるアニオン系界面活性剤と、一
般式（II）で表される非イオン系界面活性剤の使用比率
（重量比）は、通常、100/0〜60/40、好ましくは100/0
〜80/20、さらに好ましくは100/0〜92/8である。

（イ）熱可塑性エラストマーの乳化分散に用いられる
前記乳化分散剤の総量は、該熱可塑性エラストマーに対
して、通常、10重量％以下、好ましくは１〜７重量％で
あり、10重量％を超えるとアスファルトを改質する熱可
塑性エラストマー本来の特質、例えばタフネス、テナシ
ティーの向上効果が損なわれる。

（イ）熱可塑性エラストマーを乳化分散する過程にお
いて、該エラストマーの軟化点を低下させ乳化分散をよ
り容易にする目的で有機溶剤を使用することができる。
有機溶剤としては、（イ）熱可塑性エラストマーを溶解
させるもの、例えばトルエン、ｎ−ヘキサン、シクロヘ
キサンなどが挙げられる。これらの有機溶剤の使用量
は、（イ）熱可塑性エラストマーに対し、通常、300重
量％以下、好ましくは50〜250重量％、さらに好ましく
は100〜200重量％である。これらの有機溶剤は、乳化分
散後、含有量が水性乳化分散体に対し、0.4重量％以
下、好ましくは0.1重量％以下になるように系外へ除去
される。

水性乳化分散体中に含まれるこれらの有機溶剤の含有
量が0.4重量％以下であれば、アスファルトとの組成物
製造中、含有有機溶剤の気化による有機ガス引火の危険
性がなく、また道路などへの舗装作業中、有機ガスによ
る人体への弊害も最小限に抑制することができ、作業上
問題がない。

また、有機溶剤による舗装作業への悪影響も防止する
ことができる。

（イ）熱可塑性エラストマー水性乳化分散体の固形分
濃度は、通常、10〜90重量％、好ましくは40〜60重量％
程度である。

次に、（ロ）ゴム状重合体の水性乳化分散体として
は、ゴムラテックスが使用される。

このゴムラテックスとしては、天然ゴムラテックスお
よび合成ゴムラテックスが用いられる。

このうち、天然ゴムラテックスとしては、通常用いら
れるものが挙げられる。また、合成ゴムラテックスとし
ては、クロロプレンゴムラテックス、スチレン−イソプ
レン共重合体ゴムラテックス（イソプレン含量＝40重量
％以上）、ポリイソプレンゴムラテックス、ポリブタジ
エンゴムラテックス、スチレン−ブタジエン共重合体ゴ
ムラテックス（スチレン含量＝70重量％以下）などの１
種または２種以上が用いられる。

特に、合成ゴムラテックスとして、スチレン−ブタジ
エン共重合体ゴムラテックス、スチレン−イソプレン共
重合体ゴムラテックスを用いた場合には、本発明のアス
ファルト組成物の高温および低温における性質の改善が
顕著である。

（ロ）ゴム状重合体の水性乳化分散体の固形分濃度
は、通常、20〜80重量％、好ましくは40〜70重量％程度
である。

（イ）熱可塑性エラストマーの水性乳化分散体と
（ロ）ゴム状重合体の水性乳化分散体の混合割合は、固
形分換算の重量比で、10〜90/90〜10、好ましくは25〜8
5/75〜15、さらに好ましくは30〜80/70〜20である。

（イ）成分が少なすぎると〔すなわち、（ロ）成分が
多すぎると〕タフネスが劣り、一方（イ）成分が多すぎ
ると〔すなわち、（ロ）成分が少なすぎると〕伸度の低
下を招く。

また、本発明で使用される（イ）熱可塑性エラストマ
ーの水性乳化分散体および（ロ）ゴム状重合体の水性乳
化分散体は、いずれもその平均粒径が、10μｍ以下、好
ましくは0.1〜７μｍ、さらに好ましくは0.2〜５μｍで
あり、10μｍを超えると得られる水性乳化分散体の分散
安定性が低下して分離または凝集するようになり、アス
ファルトに対する溶解性が低下する。平均粒径を10μｍ
以下とすることにより、粒子が熱運動によって運動可能
な範囲とほぼ対応することになり、分散安定性を向上さ
せることができ、アスファルトに対する溶解性が優れた
ものになる。

なお、本発明の（イ）成分および（ロ）成分よりなる
水性乳化分散体には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防腐
・防黴剤、消泡剤、顔料などが配合されていてもよい。

本発明のアスファルト改質剤の調製は、アスファルト
組成物製造に先立ち、あらかじめ（イ）および（ロ）成
分を混合してもよく、さらにはアスファルト組成物製造
時にストレートアスファルトに同時に、あるいは別途に
添加してもよい。

このように、本発明のアスファルト改質剤は、アスフ
ァルトに混合して用いられる。このアスファルトとして
は特に制限はなく、例えば針入度（25℃、1/10mm）が40
以上、120以下のものが好ましく、40〜60、60〜80、80
〜100のものなどが好適に用いられ、特に60〜80のもの
が好適に用いられる。

本発明の実施に際しては、例えば適当なプラント、例
えば舗装用加熱アスファルト組成物製造プラントを用
い、アスファルト中に、あるいは所定量の骨材、充填
材、アスファルトを混合したアスファルト組成物に、所
定量の（イ）〜（ロ）成分を添加し、充分に混練りす
る。

この場合、混合を常温で行えば、舗装用の常温混合
物ができ、骨材、アスファルトなどを比較的低温、例
えば骨材温度80〜120℃、加熱し液状にしたアスファル
トを用いれば、舗装用の半加熱混合物が得られ、一般
の加熱アスファルト混合物と同様にして120℃を超える
温度で加熱混合したアスファルト混合物に添加、混練り
すれば、舗装用の加熱アスファルト混合物が得られる。
前記〜の方法でも本発明の効果は期待できるが、
加熱混合法が最も本発明の効果を奏しうるものである。

このようにして得られるアスファルト組成物中には、
本発明のアスファルト改質剤を、アスファルトに対し固
形分換算で１〜15重量％、好ましくは２〜10重量％含有
されていることが好ましい。

また、このようにして得られるアスファルト組成物
は、骨材に対して１〜10重量％、好ましくは４〜８重量
％配合されていることが好ましい。

このようにして得られる本発明のアスファルト組成物
は、流動性に優れ、骨剤を配合した組成物において、最
適突き固め温度が低く、例えばゴムラテックスのみをア
スファルトに配合した場合より最適突き固め温度が極め
て低く、樹脂やゴムを配合しないアスファルト（ストレ
ートアスファルト）の場合よりもむしろ低い温度とする
ことができる。このため、現場での作業性に極めて優れ
ており、現場でのアスファルト組成物を容易に製造する
ことができ、そのまま施工することができる。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。な
お、実施例中の％および部は、重量基準である。

参考例（イ）熱可塑性エラストマー（水性乳化分散体）の調製Ｔ−1; パドル型低速攪拌機、コンデンサーおよびアフターク
ーラー付きの容器に、JSR SIS5000（日本合成ゴム
（株）製、スチレン−イソプレン系ブロック共重合体）
500g、トルエン750gを投入し、攪拌停止のまま、80〜90
℃に昇温し、該共重合体を溶解した。溶解後、ポリオキ
シエチレンノニルフェノールエーテル硫酸エステルナト
リウム塩25gを投入し、パドル型低速攪拌機を周速100m/
分で攪拌し、溶解後、温水（60〜80℃）750gを60分かけ
て投入し、O/W型のエマルジョンとし、さらにその後、6
0〜70℃、減圧度720〜640mmHgでトルエンを除去し、濃
度55％、粘度520cpsの白色液状の水性乳化分散体を得
た。

この分散体の平均粒径は、マイクロトラック粒度分析
計（日機装（株）製）で測定したところ、1.5μｍであ
り、トルエン含有量はガスクロ分析で0.08％であった。

Ｔ−2; Ｔ−１におけるLSR SIS5000をSBS TR−2000C（日本
合成ゴム（株）製、スチレン−ブタジエン系ブロック共
重合体）に代えて同様の操作を行い、濃度54％、粘度56
0cpsの水性乳化分散体を得た。

この水性乳化分散体の平均粒径は2.5μｍ、トルエン
含有量は0.1％であった。

Ｔ−3; スチレン−イソプレンブロック共重合体（JSR SIS
5000）のペレットを使用した。

Ｔ−4; ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル硫酸エ
ステルナトリウム塩の量を少なくした以外は、Ｔ−１と
同様にして水性乳化分散体を得た。

この分散体の平均粒径は、11μｍであった。

（ロ）ゴム状重合体の水性乳化分散体の調製Ｒ−1; スチレン−ブタジエン共重合体ゴムラテックス（結合
スチレン含量＝25％、平均粒径＝３μｍ）を用いた。

実施例１〜７、比較例１〜６ストレートアスファルト（針入度＝60〜80）100部に
対し、参考例で調製した水性乳化分散体を、第１表に配
合処方で添加し、所定の温度において攪拌機（３枚羽根
の攪拌翼）により、毎分400〜500回転の攪拌を行い、そ
のときの溶解性と得られたアスファルト組成物の物性測
定を行った。また、比較のため、SIS 5000およびSBS
TR−2000Cの粒状物を３％添加したアスファルト組成
物、および無添加の場合のストレートアスファルトにつ
いても、試験した。結果を第１表に示す。

実施例８〜10、比較例７〜８第２表の舗装用アスファルト組成物の配合処方に従っ
て、まず砕石、砂を170〜180℃に加熱しておき、次に舗
装用石粉を加え、30kg練りのパッグミルミキサーで約５
〜10秒間空練りし、次に150〜160℃に加熱溶融したスト
レートアスファルト（針入度60〜80）の所定量を加えて
約25秒間混合し、アスファルト混合物としたのち、さら
に所定量の参考例で得られた水性乳化分散体を加え、あ
るいは加えずにさらに約30秒間混練りすることにより、
アスファルト組成物を製造した。結果を第２表を示す。

第２表から明らかなように、本発明のアスファルト改
質剤を用いたアスファルト組成物は、最適突き固め温度
が低く、作業性がよいばかりでなく、ホイールトラッキ
ング性も優れ、わだち掘れが起こり難いことが分かる。

〔発明の効果〕本発明によれば、骨材に対し大きな把握力および粘着
力を有し、低粘度でタフネスと伸度が高度にバランス
し、アスファルトに短時間で溶解可能であり、従って現
場での作業性も極めて優れたアスファルト改質剤を提供
することができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（イ）芳香族ビニル化合物−共役ジエン系
ブロック共重合体および／またはその水素添加物である
熱可塑性エラストマーの水性乳化分散体、ならびに
（ロ）ゴム状重合体の水性乳化分散体からなり、（イ）
成分と（ロ）成分の重量比が固形分換算で10〜90/90〜1
0であり、かつこれらの分散体の平均粒径が10μｍ以下
であるアスファルト改質剤。
【請求項２】請求項１記載のアスファルト改質剤を、ア
スファルトに対し固形分換算で１〜15重量％含有してな
るアスファルト組成物。
【請求項３】請求項２記載のアスファルト組成物を、骨
材に対して１〜10重量％配合してなるアスファルト組成
物。