JP4639602B2 - 舗装用樹脂組成物、舗装用アスファルト組成物及び舗装用アスファルト組成物の製造方法 - Google Patents
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Description
一般的に、着色舗装には、有色骨材を用いるものと、結合材に顔料を使用するものとがある。
前者においては、シリカサンドや石灰岩のような天然物や明色骨材と言われる人工のものがある。これらはいずれも白色であり、高価なものが多い。
一方、後者においては、加熱アスファルト混合物に顔料を混合する方法があるが、そもそも加熱アスファルト自体が暗褐色を呈しているので、顔料を添加してもその顔料が持つ本来の色彩あるいは明るさを呈することは難しい。
また、舗装作業時の温度が低下した場合に、アスファルト組成物としての流動性が悪化し、敷きならしが困難になるといった問題をはらんでいる。
また、本発明に係る舗装用樹脂組成物は、保存中あるいは運搬中にお互いに付着したりミキサーに付着したりせず、また小塊状としたことにより短時間で溶融し、従って、作業性が良好である。
また、顔料を含む舗装用当該樹脂組成物においては、顔料を投入する時の粉塵に起因する健康上の悪影響や環境への悪影響がなく、作業性の良好な舗装用樹脂組成物を提供できる。
更に、本発明に係る舗装用樹脂組成物と骨材とを混合して舗装用アスファルト組成物を得るに際し、小塊状の舗装用樹脂組成物はポリ袋に包装可能であり、従って、所定量を収容した包装形態から直接ミキサーに投入できるので、計量機を通す必要がなく、従って、計量機や配管等の洗浄が不要で、作業性が大巾に高められる。
酢酸ビニルの含有量が20重量%未満の場合には、得られた熱可塑性樹脂組成物の柔軟性が不十分となり、該組成物を小塊状にした舗装用樹脂組成物で舗装した場合、路面のひび割れの原因となり、この現象は特に冬場において顕著となる。
一方、酢酸ビニルの含有量が45重量%を越える場合には、溶融性が悪く、更に骨材の濡れ性が不十分となり、該組成物を小塊状にした舗装用樹脂組成物で舗装した場合、路面のひび割れ等の原因となる。
溶融温度が40℃未満の場合には、得られた熱可塑性樹脂組成物にべとつきが見られ、目的とする小塊状の大きさにすることができない。
一方、溶融温度が100℃を越える場合には、溶融させて骨材と混合する際に高温度及び長時間が必要であり、作業性に問題を生じる。
メルトフローレートが50g /10min 未満の場合には、溶融させて骨材と混合する際に高温度及び長時間が必要となり、作業性に問題を生じる場合がある。
一方、メルトフローレートが3000g /10min を越える場合には、舗装後の路面のひび割れの原因となる場合がある。
酸化ポリエチレンの酸価は1.0〜70であり、好ましくは5.0〜50である。酸価が1.0未満の場合には、エチレン−酢酸ビニル共重合体や他の熱可塑性樹脂との相溶性に問題を生じる場合がある。一方、酸価が70を越える場合には、貯蔵安定性に問題を生じる場合がある。
分子量が1000未満の場合には、貯蔵安定性に問題が生じる場合があり、一方、分子量が5000を越える場合には、樹脂組成物として溶融時の粘度が高すぎるために溶融させて骨材と混合する際に、高温度及び長時間が必要となる傾向がある。
軟化点が70℃未満の場合には、得られた熱可塑性樹脂組成物にべとつきが見られ、目的とする小塊状にすることが困難となる場合がある。
一方、軟化点が150℃を越える場合には、溶融させて骨材と混合する際に高温度及び長時間が必要となる傾向がある。
溶融粘度が100cps 未満の場合には、舗装した路面の耐久性に問題を生じる場合がある。
一方、溶融粘度が1000cps を越える場合には、骨材への濡れ性及び接着性が悪く、舗装した路面の耐久性に問題を生じる場合がある。
エチレン−酢酸ビニル共重合体の含有量が30重量%未満では、熱可塑性樹脂組成物の柔軟性が不十分となり、結果として舗装後の路面にひび割れを生じる問題があり、この問題は特に冬期において大きくなる。
一方、70重量%を越えると、骨材への濡れ性が不十分となり、骨材との接着性に問題を生じる。さらに、石油系樹脂との相溶性も悪くなり、耐久性に優れた路面舗装はできなくなる。
また、粘性調整剤の含有量が25重量%を越える場合には、得られた熱可塑性樹脂組成物にべとつきが見られ、目的とする小塊状にすることができなかったり、経時的に小塊同士が付着してしまったり、さらには骨材への濡れ性及び接着性が悪く、舗装した路面の耐久性に問題を生じる場合がある。
無機顔料としては、黄色含水酸化鉄(ゲーサイト)、赤色酸化鉄(ベンガラ)、緑色酸化クロム、白色酸化チタン等が使用できる。また、耐熱性を向上した顔料を用いることもできる。更に、炭酸カルシウム、タルク、クレイ等の体質顔料を使用することもできる。これらを2種以上組み合わせて使用することもできる。
また、フェライト等の磁性粒子を使用することで、磁性に基づく機能を付与することができる。
顔料の場合には特に問題はないが、滑材を使用する場合にはできるだけ使用量は少なくした方が好ましい。従って、5重量部以下が好ましい。一方、0.1重量部未満では十分な添加効果が得られない。
顔料を含有する場合は、押出し機に入る前に所定の熱可塑性樹脂組成物と顔料を、ヘンシェルミキサーやV型ブレンダ−等の混合機で混合した後に、混練・冷却・粉砕の各処理を行い小塊状の舗装用樹脂組成物とする。
2mm未満では保存中に舗装用樹脂組成物同士の付着が起こりやすくなり、一方、30mmを越えると、骨材と混合して舗装用アスファルト組成物を作製する際に、溶解時間が長くかかり、作業性が低下するという問題が生じる傾向がある。
また、舗装用樹脂組成物が顔料を含有する場合には、顔料だけをミキサーに投入する必要がなく、従って、顔料の粉塵に起因する健康上及び環境への悪影響がないので、顔料を含有する舗装用樹脂組成物を用いるのが好ましい。
また、特定のエチレン−酢酸ビニル共重合体を30〜70重量%及びポリオレフィン系ワックスを1〜10重量%含有することによって、短時間で溶融し、かつ骨材への濡れ性及び接着性に優れ、さらに、夏期の路面の変形や冬期のひび割れ等の問題のない耐久性に優れた路面を与えることができる。
また、本発明の小塊状の舗装用樹脂組成物は所定容量のポリ袋等に包装できるので、包装形態から直接ミキサーに投入することにより同時に計量されるので、計量機を通す必要がなく、従って、計量機や配管等の洗浄が不要で作業性が高められる。
更に、顔料を含有する該樹脂組成物においては、顔料を投入する際に、粉塵等に起因する健康上や環境への悪影響のない、安全で作業性の良好な舗装用樹脂組成物を提供できる。
尚、以下の記載において、「%」は特に断らない限り「重量%」を表す。
<3分 : ○
3−5分 : △
>5分 : ×
小塊同士の付着量が1/10未満である : ○
小塊同士の付着量が1/10〜1/2未満である : △
小塊同士の付着量が1/2以上である : ×
割れない : ○
割れる : ×
マーシャル安定度試験は「舗装試験法便覧」(昭和63年11月 社団法人日本道路協会刊行)に記載されている方法に依った。
骨材と実施例、比較例で得られた舗装性樹脂組成物とからなる混合物を150〜160℃で混合し、130〜140℃で締め固めを行った。締め固め回数は両面それぞれ50回行った。
さらに、次式により残留安定度を算出した。
残留安定度(%)=[60℃・48時間水浸後の安定度/水浸前の安定度]×100
エチレン−酢酸ビニル共重合体としてウルトラセン760(商品名;(株)東ソー製;酢酸ビニル含有量41%、溶融温度48℃、メルトフローレート70g/10min )525g とハイワックス4052E(商品名;三井化学(株)製:軟化点115℃)30g、石油系樹脂ネオポリマーE100(商品名;日本石油化学(株)製:軟化点90℃、溶融粘度200cps )600g およびプロセスオイルAROMAX−3(商品名;富士興産(株)製)340g をミキサーで混合した後、120℃に加熱して溶融させ、二軸の押し出し機で混練し、押し出された混合物を冷却した後、φ4mm×5mmの小塊状に切断して舗装用樹脂組成物(A)を調製した。
主要製造条件を表1に、諸特性を表2に示したが、得られた舗装用樹脂組成物(A)は、軟化点60.5℃、針入度58、伸度61cmであった。
エチレン−酢酸ビニル共重合体の種類及び量、ポリオレフィン系ワックスの種類および量、石油系樹脂の種類及び量、添加物の種類及び量、更には小塊状のサイズを種々変化させた以外は実施例1と同様にして舗装用樹脂組成物(B)(E)の調製を行った。主要製造条件を表1に、諸特性を表2に示す。
尚、実施例2,3及び比較例1,2で新たに使用される商品名のメーカー名は下記のとおりである。
ウルトラセン726:東ソー(株)
ウルトラセン727:東ソー(株)
ウルトラセン760:東ソー(株)
スミテートMB−11:住友化学(株)
ハイワックス4052E:三井化学(株)
ハイワックス2203A:三井化学(株)
ディスパロンTP−203:楠本化成(株)
ネオポリマーE100:日本石油化学(株)
ペトロタック70:東ソー(株)
YSレジンT085:ヤスハラケミカル(株)
プロセスオイル ダイアナオイルAH−24:出光石油(株)
プロセスオイル AROMAX−3:富士興産(株)
表3に示すように、実施例1〜3及び比較例1、2で得られた各舗装用樹脂組成物(A)〜(E)750g と種々の顔料250g を混合し、120℃で混合物を溶融させ、二軸の押し出し機で混練し、押し出された混合物を冷却し、φ4mm×6mmの小塊状に切断して顔料含有舗装用樹脂組成物を調製した。
尚、実施例7は、顔料を含有しない舗装用樹脂組成物とし、該組成物6%と6号砕石48% 、荒砂23%、細砂23%からなる骨材94%とからなる舗装用アスファルト組成物とした。
得られた舗装用アスファルト組成物の特性を表3に示す。
表3から、実施例4〜7の舗装用アスファルト組成物は、基準値としてのマーシャル安定度4.90kN以上、フロー値20〜40(1/100cm)および残留安定度75%以上に対し、これらをいずれも満足することから、道路舗装用アスファルト組成物として有用であることがわかる。また、舗装用樹脂組成物を計量機を使用せずに直接ミキサー内に投入したので計量機や配管の洗浄は不要で作業性は良好であった。
実際のアスファルトプラントにおいて、予め190℃に加熱した骨材と顔料含有舗装用樹脂組成物をミキサー内で170℃で60秒混合した以外は実施例4と同様にして舗装用アスファルト組成物を調製した。得られた舗装用アスファルト組成物の特性を表4に示す。
ホイールトラッキング試験は「舗装試験法便覧」(昭和63年11月 社団法人日本道路協会刊行)に記載されている方法に依った。ホイールトラッキング試験による動的安定度(DS)は、6000回/mm以上が望ましい。
色の経時変化は、各マーシャル安定度試験の供試体を9カ月間屋外暴露したものと、室内保存したものとの色の変化を測定した。測定は、Color−Guide(BYK−Gardner)を用いてΔEの値で評価した。ΔEは5.0以下が望ましい。
熱可塑性樹脂組成物を市販されている液状の脱色アスファルトに変え、計量機を通してミキサー内に投入し、別途顔料を直接ミキサー内に投入した以外は実施例8と同様にして舗装用アスファルト組成物を調製した。得られた舗装用アスファルト組成物の特性を表4に示す。
更に、実施例8の顔料含有舗装用樹脂組成物を用いた舗装用アスファルト組成物は、別途顔料をミキサー内に投入する必要がなく、従って、顔料の粉塵に伴う作業性及び作業環境の悪化がなく、極めて良好であった。
一方、比較例5は、液状の脱色アスファルトを計量機を通してミキサー内に投入するとともに、別途顔料を直接ミキサー内に投入したので、計量機や配管の洗浄が必要で作業性が悪く、また、顔料の粉塵により作業性及び作業環境が悪化した。
また、本発明に係る舗装用樹脂組成物は、保存中あるいは運搬中にお互いに付着したりミキサーに付着したりせず、短時間で溶融するように小塊状の形状を有しており、また、顔料を含有する舗装用樹脂組成物においては、顔料を投入する時の粉塵等に起因する健康や環境への悪影響のない作業性の良好な舗装用樹脂組成物を提供することができる。
更に、本発明に係る舗装用樹脂組成物と骨材とを混合して舗装用アスファルト組成物を得るに際し、本発明の小塊状の舗装用樹脂組成物は、ポリ袋に包装可能であり、従って、所定量を収容した包装形態から直接ミキサーに投入できるので、計量機を通す必要がなく、従って、計量機や配管等の洗浄が不要で、作業性が大巾に高められる。
Claims (10)
- 酢酸ビニルの含有量が20〜45重量%で溶融温度が40〜100℃であるエチレン−酢酸ビニル共重合体30〜70重量%と、ポリオレフィン系ワックス1〜10重量%と、他の熱可塑性樹脂及び粘性調整剤20〜69重量%(但し、粘性調整剤は25重量%以下)とからなる熱可塑性樹脂組成物を小塊状にしたことを特徴とする舗装用樹脂組成物。
- ポリオレフィン系ワックスの酸価が1〜70mgKOH/gである請求項1記載の舗装用樹脂組成物。
- ポリオレフィン系ワックスが、酸化ポリエチレンであることを特徴とする請求項1又は2記載の舗装用樹脂組成物。
- 他の熱可塑性樹脂が、石油系樹脂であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の舗装用樹脂組成物。
- 粘性調整剤が、プロセスオイル、液状ゴム、エポキシ樹脂、ロジン、低密度ポリエチレンから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の舗装用樹脂組成物。
- 更に、顔料を熱可塑性樹脂組成物100重量部に対して5〜50重量部含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の舗装用樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の舗装用樹脂組成物3〜10重量%と骨材97〜90重量%とからなることを特徴とする舗装用アスファルト組成物。
- 舗装用樹脂組成物と骨材とを150〜200℃で混合してなることを特徴とする請求項7記載の舗装用アスファルト組成物。
- 舗装用樹脂組成物を計量機を通さずに直接ミキサーに投入し、150〜200℃で骨材と混合することを特徴とする請求項7又は8記載の舗装用アスファルト組成物の製造方法。
- 骨材を予め160〜220℃に加熱することを特徴とする請求項9記載の舗装用アスファルト組成物の製造方法。
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