JP3727829B2

JP3727829B2 - カラー舗装道路用バインダー組成物

Info

Publication number: JP3727829B2
Application number: JP2000154125A
Authority: JP
Inventors: 雅人村山; 亨一荒木; 利博三根; 松則安吉
Original assignee: TOA ROAD CORPORATION; Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: TOA ROAD CORPORATION; Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: JP2001329117A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー舗装道路用バインダー組成物に関し、詳しくは車道、歩道、公園及び広場などのカラー舗装に好適であり、良好なバインダー性能に加え、熱安定性や耐候性に優れたカラー舗装道路用バインダー組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、交通渋滞時のバスの運行を円滑にするために、バス専用のレーンが設けられる場合があるが、文字による表示だけでは、一般車両の侵入がなかなか減少しない。そこで、レーン全体をカラー化する手法がしばしば採られている。
また、歩道、自転車専用道、公園、広場なども美観を向上させる目的でカラー化されることがある。そのカラー化は、通常は顔料を添加したバインダーを用いることによって行われている。
【０００３】
従来、カラー舗装道路用バインダーとしては、熱可塑性樹脂、粘着付与剤及び鉱油を配合したものが用いられている。しかしながら、配合成分の中には、不飽和二重結合を有するものが含まれており、熱安定性や耐久性に劣っていた。具体的には、施工直後は鮮明だったものが、時間経過により、徐々にくすんだ色へ変化し、美観を損ねる欠点があった。また、多くのカラー舗装道路用バインダーは、工場内で製造された後、合材プラントまで加温ローリー輸送されるため、輸送の間に、熱劣化により着色するという欠点もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来のカラー舗装道路用バインダーの有する欠点を解消し、針入度，軟化点，タフネス，テナシティー，低温特性等の実用物性バランスを崩さず、耐候性や熱安定性の改良されたカラー舗装道路用バインダーを提供することを目的とする。このようなカラー舗装道路用バインダーを使用すれば、道路の美観が長期に渡って維持されるため、ドライバーに与える視覚的効果を長期間維持でき、また、再施工までの期間が伸び、コスト的にも有利となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、このような状況下で、各種の実用物性に優れると共に、耐候性や熱安定性の改良されたカラー舗装道路用バインダーを開発すべく鋭意研究を重ねた。その結果、ゴム成分が水素添加されたスチレン系熱可塑性エラストマーと水素化粘着付与樹脂とパラフィン系プロセスオイルとを一定割合で配合した組成物が、目的に適う物性を有するものであることを見出した。本発明は、このような知見に基いて完成したものである。
【０００６】
すなわち、本発明は、（Ａ）ゴム成分が水素添加されたスチレン系熱可塑性エラストマー２〜２０重量％、（Ｂ）水素化粘着付与樹脂２５〜８０重量％及び（Ｃ）パラフィン系プロセスオイル１５〜７０重量％からなるカラー舗装道路用バインダー組成物を提供するものである。
なお、本明細書においては、本発明のバインダー組成物は、カラー舗装道路用と規定しているが、ここで舗装道路とは、通常の車道のみならず、歩道、自転車専用道、公園、広場等の舗装面一般を総称するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のバインダー組成物は、上述のように（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）成分を必須として含有するものである。ここで（Ａ）成分であるゴム成分が水素添加されたスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、各種のものを使用することができるが、具体的には、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）のゴム成分を水素添加して得られるスチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンゴム（ＳＥＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳのゴム成分を水素添加して得られるスチレン−エチレン−プロピレン−スチレンゴム（ＳＥＰＳ）等がある。また、バインダー組成物中のゴム成分が水素添加された熱可塑性エラストマーの配合量は、組成物全体の２〜２０重量％であるが、実用物性バランスを向上させる観点からは、４〜１２重量％がより好ましい。ゴム成分が水素添加された熱可塑性エラストマーの配合量が２重量％未満では、タフネス、テナシティ、軟化点の低下、及び針入度が高すぎるという問題があり、２０重量％を超えると、針入度の低下、及び溶融粘度の上昇という不都合が生ずる。
【０００８】
次に、（Ｂ）成分である水素化粘着付与樹脂とは、水素化石油樹脂及び水素化テルペン樹脂の総称である。ここで、水素化石油樹脂とは、石油ナフサなどの熱分解によって生成する種々の炭素−炭素不飽和結合を有する炭化水素の混合物及び／又は生成物をカチオン重合又はラジカル重合（熱重合）によって得られる石油樹脂の残存炭素−炭素不飽和結合をさらに貴金属触媒等によって水素添加し得られる化合物である。ここで石油樹脂の平均分子量は２００〜２，０００程度であり、軟化点は４０〜１８０℃程度である。このような石油樹脂としては、脂肪族系石油樹脂，ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）系石油樹脂，芳香族系石油樹脂，共重合体系石油樹脂が挙げられる。
【０００９】
この石油樹脂の一種である脂肪族系石油樹脂は、ナフサ分解油のうち、沸点が２０〜８０℃程度の留分（Ｃ５留分が主体）を、塩化アルミニウム等を触媒としてカチオン重合により得られる樹脂であって、構造的には、環構造と鎖状構造とを含んでいると推定される。Ｃ５留分中の重合成分としては、大部分が鎖状ジオレフィンと鎖状モノオレフィンとから成り立っているため、高軟化点樹脂にすることが比較的困難である。ハロゲン化アルミニウム触媒等では、鎖状ジオレフィンは、重合時環化するために軟化点は上昇するが、鎖状モノオレフィンの存在により、環化反応が一部阻害されるので、軟化点を１００℃前後の樹脂にするためには、ある程度分子量を大きくせざるを得ない。従って、脂肪族系石油樹脂は、一般に分子量が大きく、その分布幅も広い。
【００１０】
次に、石油樹脂の一種であるＤＣＰＤ系石油樹脂は、Ｃ５留分中のシクロペンタジエン（ＣＰＤ）及びその二量体であるジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）を濃縮し、熱重合することによって得られる樹脂であり、構造的には、主鎖に環構造を含むものである。このため、比較的低分子量で高軟化点の樹脂が得られる。
【００１１】
さらに、石油樹脂の一種である芳香族系石油樹脂は、ナフサ分解油のスチレン類やインデン類を含むＣ９留分を主体とした芳香族成分をカチオン重合または熱重合したものである。芳香族成分は芳香族環を有しており、これらを重合すると、側鎖に環構造を持った樹脂が生成するので、脂肪族系石油樹脂と比較して、低分子量で高軟化点の樹脂が得られる。ただし、樹脂自体の色調が悪く、溶融時の臭気も強い。これを改善するため、α−メチルスチレン，ビニルトルエン等のスチレン類や置換スチレン類の他成分の少ないピュアモノマータイプの樹脂もある。
【００１２】
続いて、石油樹脂の一種である共重合系石油樹脂は、上記脂肪族系モノマー，ＤＣＰＤ系モノマー，芳香族系モノマーの共重合によって得られる樹脂であり、モノマーの選択により、種々の樹脂を得ることができる。
【００１３】
一方、水素化テルペン樹脂は、テルペン樹脂を水素化したものであるが、ここでテルペン樹脂はテレピン油を原料とした樹脂である。テレピン油はα−ピネンが主成分で、他にβ―ピネン、ジペンテン等の環状テルペンより成り立っている。テルペン樹脂とは、これら環状テルペンを塩化アルミニウムや三フッ化ホウ素を触媒としてカチオン重合して得られる樹脂である。
【００１４】
本発明のバインダー組成物において、（Ｂ）成分として用いる水素化粘着付与樹脂は、上述したように、石油樹脂やテルペン樹脂の残存炭素−炭素不飽和結合を、さらに貴金属触媒等によって、水素添加して得られる化合物である。水素添加は常法により行えばよい。水素添加を行わない場合には、臭素価が高すぎて、得られるバインダーの物性，熱安定性，耐候性が低下して、本発明の目的を達成することはできない。
本発明において好ましい水素化粘着付与樹脂は、ＤＣＰＤ系石油樹脂，芳香族系石油樹脂，共重合体系石油樹脂，テルペン樹脂のいずれかの水素添加物であり、これら単独で或いは２種以上を混合して用いることができる。
【００１５】
本発明において、より好ましい（Ｂ）成分を例示すれば、シクロペンタジエン及び／又はジシクロペンタジエンと、芳香族含有ビニルモノマーとの共重合体を水素添加することによって得られる臭素価が１０（ｇ／１００ｇ）以下の水素化石油樹脂である。より具体的には、［シクロペンタジエン及び／又はジシクロペンタジエン] −［スチレン］共重合体を水素添加することによって得られる臭素価が１０（ｇ／１００ｇ）以下の［シクロペンタジエン及び／又はジシクロペンタジエン] −［スチレン］共重合体水素添加物である。
【００１６】
本発明においては、これらの粘着付与樹脂の水素添加物の中でも、臭素価が１０（ｇ／１００ｇ）以下、好ましくは８（ｇ／１００ｇ）以下のものを用いることが望ましい。ここで、臭素価が１０（ｇ／１００ｇ）を超える水素化粘着付与樹脂を用いた場合には、機械的物性や熱安定性，耐候性が不充分となり、実用的でなくなることがある。通常は、粘着付与樹脂の重合後、ニッケル，パラジウム等の貴金属触媒の存在下、水素によって炭素−炭素不飽和結合への水素添加を行うことにより、１０（ｇ／１００ｇ）以下のものとする。なお、臭素価はＪＩＳ
Ｋ２６０５に準拠して測定すればよい。
【００１７】
なお、本発明のバインダー組成物中の（Ｂ）成分である水素化粘着付与樹脂の配合量は、組成物全体の２５〜８０重量％であるが、実用物性バランスを向上させる観点からは、５０〜６５重量％がより好ましい。水素化粘着付与樹脂の配合量が２５重量％未満では、タフネスやテナシティの低下、及び針入度の上昇という問題があり、８０重量％を超えると、タフネスやテナシティの低下、及び針入度の低下という不都合が生ずる。
【００１８】
ちなみに、本発明において、この（Ｂ）成分の代わりに、未水添粘着付与樹脂，クマロン系樹脂やフェノール系樹脂を用いても、本発明の目的を達成することはできない。
【００１９】
更に、本発明のバインダー組成物における（Ｃ）成分として用いられるパラフィン系プロセスオイルは、例えば、原油を常圧蒸留することにより得られる重油留分を減圧蒸留し、さらに、水素化改質，脱ロウ処理等で精製することにより得られるものである。
この（Ｃ）成分の配合量は、組成物全体の１５〜７０重量％であるが、実用物性バランスを向上させる観点からは、２５〜５５重量％がより好ましい。この（Ｃ）成分であるパラフィン系プロセスオイルの配合量が１５重量％未満では、タフネス、テナシティや針入度の低下、及び軟化点や溶融粘度の上昇という問題があり、７０重量％を超えると、タフネス、テナシティや軟化点の低下、及び針入度の上昇という不都合が生ずる。
【００２０】
本発明のバインダー組成物は、上記した（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）の各成分を必須成分とするものであるが、その製造方法としては、特に限定されるものではなく、プロペラ式攪拌機、二軸の混練機、ニーダー等を用いて加熱溶融攪拌あるいは混練する方法等を用いることができる。各成分の配合順序は、特に限定されるものではない。また、加熱温度も特に限定されないが、通常は１５０℃〜１９０℃で行うことができる。
【００２１】
本発明のバインダー組成物は、上記（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）成分を必須成分とするものであるが、さらに所望により、その物性を損なわない範囲で、他成分、例えば酸化防止剤，ワックス類等を適宜配合することができる。
なお、本発明のバインダー組成物は、通常は常温で固体状のものであるため、ポリプロピレンやポリエチレンなどのフィルムで被覆することにより、ペレット化することが可能である。また、本発明のバインダー組成物を骨材，顔料と熱溶融ブレンドする場合は、包装材であるポリプロピレンやポリエチレンなどのフィルムは、バインダーの一部として使用可能である。
【００２２】
【実施例】
次に、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらの例になんら制限されるものではない。
実施例１
水素化スチレン系熱可塑性エラストマー（ＳＥＢＳ）（旭化成工業（株）製、商品名：タフテックＨ１０４１Ｇ）５．０重量部、水素化石油樹脂（出光石油化学（株）製、商品名：アイマーブＰ−１２５）５８．０重量部及びパラフィン系プロセスオイルＩ（出光興産（株）製、商品名：ＰＷ−３８０）３７．１重量部を１７０〜１８０℃で加熱溶融混合し、バインダーを作製した。得られたバインダーの性能を表１に示した。
【００２３】
実施例２
実施例１において、水素化石油樹脂の配合量を５８．９重量部とし、またパラフィン系プロセスオイルの配合量を３６．１重量部としたこと以外は、実施例１と同じ操作を行って、バインダーを作製した。得られたバインダーの性能を表１に示した。
【００２４】
実施例３
実施例１において、水素化石油樹脂の配合量を６４．６重量部とし、パラフィン系プロセスオイルとして実施例１のものよりも低粘度タイプのパラフィン系プロセスオイルII（出光興産（株）製、商品名：ＰＷ−９０）３０．４重量部を用いたこと以外は、実施例１と同じ操作を行って、バインダーを作製した。得られたバインダーの性能を表１に示した。
【００２５】
比較例１
スチレン系熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ）１０重量部、Ｃ５系石油樹脂３５重量部及びアロマ系プロセスオイル５５重量部を１７０〜１８０℃で加熱溶融混合し、バインダーを作製した。得られたバインダーの性能を表１に示した。
【００２６】
比較例２
ゴム成分が水素添加されたスチレン系熱可塑性エラストマー（ＳＥＢＳ）５重量部、水素化石油樹脂５８重量部及びアロマ系プロセスオイル３７重量部を１７０〜１８０℃で加熱溶融混合し、バインダーを作製した。得られたバインダーの性能を表１に示した。
【００２７】
比較例３
ゴム成分が水素添加されたスチレン系熱可塑性エラストマー（ＳＥＢＳ）５重量部、Ｃ５系石油樹脂５８重量部及びパラフィン系プロセスオイル３７重量部を１７０〜１８０℃で加熱溶融混合し、バインダーを作製した。得られたバインダーの性能を表１に示した。
【００２８】
【表１】

【００２９】
＊１：針入度（１／１０ｍｍ）は、ＪＩＳＫ２２０７に準して測定した。
＊２：配合物軟化点は、ＪＩＳＫ２２０７に準じて測定した。
＊３：溶融粘度は、ＪＩＳＫ６８６２に準じて、Ｂ型粘度計を用いて測定した。
＊４：タフネス及びテナシティーは、（社）日本道路協会舗装試験法に準じて測定した。
＊５：７℃伸度は、７℃における伸度をＪＩＳＫ２２０７に準じて測定した。伸度値が高いほど、低温特性は好ましい。
＊６：加熱色相は、空気中下１８０℃で２４時間加熱したバインダーを等重量のトルエンに溶解し、その試料の色相をＡＳＴＭＤ１５４に準じて、ガードナーカラーを測定した。値が小さいほど色相は好ましい。
＊７：キセノン耐候性は、キセノンランプを１０００時間及び２０００時間照射（ブラックパネル温度６０℃，湿度６０％，降雨なし）後のバインダーを等重量のトルエンに溶解し、その試料の色相をＡＳＴＭＤ１５４に準じて、ガードナーカラーを測定した。値が小さいほど色相は好ましい。
【００３０】
表１に示す通り、実施例１〜実施例３では、良好な実用物性バランスを有し、、かつ加熱時の色相変化の少ないカラー舗装道路用バインダーを得ることができた。
【００３１】
【発明の効果】
本発明のカラー舗装道路用バインダー組成物は、針入度，軟化点，タフネス，テナシティー，低温特性等の実用物性バランスが良好であると同時に、耐候性や熱安定性が改善されており、したがって、これをカラー舗装道路のバインダーとして使用すれば、道路の美観が長期に渡って維持されるため、ドライバーに与える視覚的効果を長期間維持でき、また、再施工までの期間が伸び、コスト的にも有利となる。しかも、本発明のバインダー組成物は、無色透明なため、着色が容易であり、従来のバインダーに比べて着色に添加する顔料が少量でよく、経済的にも好都合である。

Claims

（Ａ）ゴム成分が水素添加されたスチレン系熱可塑性エラストマー２〜２０重量％、（Ｂ）水素化粘着付与樹脂２５〜８０重量％及び（Ｃ）パラフィン系プロセスオイル１５〜７０重量％からなるカラー舗装道路用バインダー組成物。
（Ｂ）水素化粘着付与樹脂が、水素化石油樹脂である請求項１記載のバインダー組成物。
常温で固体状のものである請求項１記載のバインダー組成物。