JP5987676B2 - アスファルト用改質材及び道路舗装用アスファルト組成物 - Google Patents

Description

本発明は、アスファルト用改質材及び道路舗装用アスファルト組成物に関し、さらに詳しくは、対流動防止効果が大きく、ひび割れ等の発生しないアスファルト用改質材及び道路舗装用アスファルト組成物に関する。

これまでの舗装用アスファルト混合物は、砕石、砂などの骨材とアスファルトを高温で加熱混合して、例えばストレートアスファルト６０〜８０のバインダーを使用して１５０〜１６０℃の混合温度で製造されていた。また、製造された混合物を１４０〜１５０℃の温度で締固めて、アスファルト舗装を構築している。

近年は、交通量の増加と重量車両の増加により、アスファルト舗装道路は過酷な使用状況になっている。特に夏期においては、アスファルト舗装道路面にアスファルト混合物の流動による轍掘れの現象が頻発し、車の乗り心地を悪くするだけでなく、ハンドルの操作性を低下させ、また、轍掘れ部分における降雨時の滞水がスリップの原因となり、交通安全上大きな問題となっている。

そこで、アスファルト舗装の流動防止対策として、ストレートアスファルトにゴムや熱可塑性エラストマー、樹脂等の改質材を添加した改質アスファルトをバインダーとして使用するケースが増えている。しかし、このような改質アスファルトをバインダーとして使用する道路舗装は、轍掘れは起きにくいが、高温で締固め施工しなければならず、また少しでも冷めると急激に増粘するために、敷き均しやローラー転圧等の作業性が悪いという問題があった。

そのため、改質アスファルトはさらに混合温度及び締固め温度を１０〜３０℃高めに設定せざるを得ないのが現状である。混合物の所要の性状を確保するためには所定の混合温度及び締固め温度を守る必要があり、不適切な温度管理を行うと所要の性状を有するアスファルト舗装が得られないことがあった。また、骨材と改質アスファルトの混合を高温で行うことは加熱に要する重油等燃料消費の点で経済的ではなく、また高温加熱によるアスファルトの劣化も激しくなる。
また、混合温度及び締固め温度を低下させた場合には、施工直後の舗装体が保有している熱エネルギーが小さいために交通開放に至るまでの時間（舗装表面温度が５０℃以下に低下するまでの時間）を短縮できることになる。

そこで、アスファルトに発泡剤及び発泡強化剤などを添加し、内部に微細な気泡を発生させる方法、アスファルトの粘度を低減させる添加剤を添加する方法、アスファルトを水又は水蒸気によって泡状化させ粘度を低下させるフォームドアスファルト工法を応用した方法、等が提案されている。
発泡剤及び発泡強化剤などを添加する方法は、混合物の性状は良好であるが、発泡が２時間程度で終了してしまうため、混合物貯蔵サイロでの長時間の貯蔵が難しいという問題があった。アスファルトの粘度を低減させる添加剤を添加する方法は、混合物貯蔵サイロでの貯蔵は可能であるが、混合物の供用温度領域の粘度までも低下してしまうため動的安定度が低下する傾向があった。また、フォームドアスファルト工法を応用した方法は、混合物の残留水分の影響が懸念され、製造に際しては、アスファルトプラント設備の改造が必要であった。

混合温度及び締固め温度を低下させても従来と同等以上の性能を発揮する混合物の製造方法として、石油系または合成系ワックスを添加する方法（特許文献１）があるが、石油系または合成系ワックスは多岐にわたり、アスファルト混合物の流動性を向上するような低分子量ワックスにおいては、アスファルト混合物の耐久性を損ない、轍掘れを生じる可能性がある。

また、ポリオレフィンとしてアタクチックポリプロピレン（ＡＰＰ）を添加する方法（特許文献２）が提案されているが、ＡＰＰは非晶性のため粘着性を有することからアスファルト組成物に粘着感を生じることが問題である。またＡＰＰは結晶性ポリプロピレンを製造する際の副生成物が主として用いられているが、副生成物であるがゆえ、分子量やプロピレン成分量等、品質が安定しない懸念がある。加えて近年のポリプロピレン製造技術の向上により、ＡＰＰの生成量が減少していることから入手手段が減少しており、ＡＰＰに代わる手法が求められている。

特開２００２−３０２９０５号公報 特開平０７−００３９６１号公報

本発明は、従来のアスファルト用改質材の上記課題を解決し、混合温度及び締固め温度を下げることが可能で、轍掘れを抑制したアスファルト用改質材及びそれを用いた道路舗装用アスファルト組成物を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、プロピレン成分を５０〜９４重量％含み、重量平均分子量が１００，０００〜２５０，０００であるポリプロピレン系樹脂からなるアスファルト用改質材が、上記課題が解決することを見出し、本発明に到達した。
本発明は、以下のアスファルト用改質材及び道路舗装用アスファルト組成物を提供する。

［１］プロピレン成分を５０〜９４重量％含み、重量平均分子量が１００，０００〜２５０，０００であるポリプロピレン系樹脂からなるアスファルト用改質材。
［２］ポリプロピレン系樹脂が、プロピレンとエチレン及び／又は炭素数４〜１０のα−オレフィンとを共重合してなるプロピレン・α−オレフィン共重合体（１）、又は前記プロピレン・α−オレフィン共重合体（１）と結晶性ポリプロピレン（２）との樹脂組成物であることを特徴とする上記［１］に記載のアスファルト用改質材。
［３］ポリプロピレン系樹脂が、下記（ｉ）〜（ｉｉ）を満たすことを特徴とする上記［１］に記載のアスファルト用改質材。
（ｉ）プロピレン単独重合体成分又はプロピレン成分の含量が９４重量％より多いプロピレン・エチレンランダム共重合体成分（Ａ）を１５〜７０重量％と、成分（Ａ）よりも３〜２５重量％少ないプロピレン成分を含有するプロピレン・エチレンランダム共重合体成分（Ｂ）を８５〜３０重量％との樹脂組成物、又は、前記共重合体成分（Ａ）と前記共重合体成分（Ｂ）とを逐次重合して得られるプロピレン・エチレンブロック共重合体である
（ｉｉ）ＤＳＣ法により測定された融解ピーク温度（Ｔｍ）が、１００〜１５０℃
［４］アスファルト１００重量部に対し、上記［１］〜［３］のいずれか一に記載のアスファルト用改質材を０．５〜３０重量部含むことを特徴とする道路舗装用アスファルト組成物。

本発明のアスファルト用改質材は、混合温度及び締固め温度を下げることが可能であるので、温度条件を緩和することができ、また軟化温度が高いので動粘度が高く、流動化による轍掘れを抑制でき、優れたアスファルト用改質材である。また、本発明のアスファルト組成物は、耐轍割れ性に優れるため、道路舗装用途に好適に使用でき、また、通常のアスファルトと同様に溶融して加熱骨材に混合でき、既存のアスファルト混合装置をそのまま使用することが可能である。

本発明のアスファルト用改質材は、プロピレン成分を５０〜９４重量％含み、重量平均分子量が１００，０００〜２５０，０００であるポリプロピレン系樹脂からなることを特徴とする。

本発明のアスファルト用改質材に用いることのできるポリプロピレン系樹脂は、プロピレン成分を５０〜９４重量％、好ましくは６０〜９４重量％、より好ましくは７０〜９４重量％含むものである。プロピレン成分が５０重量％未満では、粘着性を感じやすくなるおそれがあり、９４重量％を超えると、混合温度及び締固め温度を下げることが難しくなるおそれがある。
本発明のアスファルト用改質材に用いることのできるポリプロピレン系樹脂は、重量平均分子量が１００，０００〜２５０，０００であり、好ましくは１５０，０００〜２４０，０００、より好ましくは１７０，０００〜２４０，０００である。重量平均分子量が１００，０００未満では、轍掘れ性が劣り、２５０，０００を超えると施工時にローラー転圧がし難くなるおそれがある。

なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いた標準ポリスチレン換算法により、ＧＰＣカラムとしてポリスチレン架橋ゲルを充填したものを用い、ＧＰＣ溶媒としてクロロホルムを用いることで算出できる。

本発明に係るポリプロピレン系樹脂は、沸騰ｎ−ヘプタン不溶分、すなわち沸騰ｎ−ヘプタンによるソックスレー抽出不溶分が７０重量％以下であることが好ましい。沸騰ｎ−ヘプタン不溶分が７０重量％より多いと、道路舗装用バインダとして使用した時に、オープンタイムが短すぎたり、舗装後の肉やせや、接着強度の経時変化が生じるおそれがある。

本発明に係るポリプロピレン系樹脂は、融解ピーク温度（Ｔｍ）が１００〜１５０℃であることが好ましい。Ｔｍは、好ましくは１０５〜１４８℃、より好ましくは１１０〜１４６℃である。Ｔｍが１００℃未満であると、道路舗装用アスファルト組成物とした場合に高温変形生じるおそれがある。一方、１５０℃を超えると、混合温度及び締固め温度を下げることが難しくなるおそれがある。
なお、本発明において、融解ピーク温度（Ｔｍ）は、ＤＳＣ（例えば、セイコー・インスツルメンツ社製ＤＳＣ６２００型及びそれと同等の機器）を用い、サンプル５．０ｍｇを採り、２００℃で５分間保持後、４０℃まで１０℃／分の降温スピードで結晶化させ、さらに１０℃／分の昇温スピードで融解させる方法にて測定される。

また、本発明に係るポリプロピレン系樹脂は、デュロ硬度が２０〜５５であることが好ましく、より好ましくは２０〜５０である。デュロ硬度が２０未満であると、道路舗装用アスファルト組成物とした場合、応力による変形が生じるおそれがある。一方、５５を超えると、道路舗装用アスファルト組成物とした場合にひび割れが生じるおそれがある。
なお、デュロ硬度は、プラスチックの固さ若しくは柔軟性の指標であり、ＪＩＳ Ｋ７２１５−１９９６「プラスチックのデュロメータ堅さ試験方法」に準拠して２３℃で測定される。

さらに、本発明に係るポリプロピレン系樹脂は、ビカット軟化温度が６０℃以上であることが好ましい。ビカット軟化温度は、より好ましくは６５℃以上である。ビカット軟化温度が６０℃未満であると、施工したアスファルトが日光に晒され高温となった場合に、変形するおそれがある。
なお、ビカット軟化温度は、耐熱性の指標であり、ＪＩＳ Ｋ７２０６−１９９６に準拠して測定される。ビカット軟化温度が高いほど、高温下でも変形しにくいことを示す。

本発明に係るポリプロピレン系樹脂は、一種でも二種以上の混合物（樹脂組成物）であってもよい。ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレンとエチレン及び炭素数４〜２０のα−オレフィンから選ばれる一以上のコモノマーとのプロピレン・α−オレフィン共重合体（１）が好ましく挙げられる。
プロピレン・α−オレフィン共重合体（１）のコモノマーとしては、エチレン及び炭素数４〜１０のα−オレフィンが好ましい。このようなコモノマーとしては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、４−メチル−１−ペンテン、２−メチル−１−ペンテン等が例示でき、好ましくは、エチレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、２−メチル−１−ペンテン等である。

プロピレン・α−オレフィン共重合体（１）の例としては、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・１−ブテン共重合体、プロピレン・エチレン・１−ブテン共重合体、プロピレン・１−ヘキセン共重合体、プロピレン・エチレン・１−ヘキセン共重合体、プロピレン・１−ブテン・１−ヘキセン共重合体、プロピレン・１−オクテン共重合体、プロピレン・エチレン・１−オクテン共重合体、プロピレン・１−ブテン・１−オクテン共重合体、プロピレン・２−メチルペンテン−１共重合体等を好ましく挙げることができる。

本発明のポリプロピレン系樹脂として、プロピレン成分が５０〜９４重量％となる範囲で２種以上のプロピレン系（共）重合体を用いてポリプロピレン系樹脂としてもよい。
２種以上のプロピレン系（共）重合体を用いてポリプロピレン系樹脂とする場合、１種以上にプロピレン単独重合体を用いることもできる。

このようなプロピレン系（共）重合体の組み合わせとして、プロピレン単独重合体とプロピレン・エチレン共重合体との組み合わせ、プロピレン単独重合体とプロピレン・１−ブテン共重合体との組み合わせ、プロピレン単独重合体とプロピレン・エチレン・１−ブテン共重合体との組み合わせ、プロピレン・エチレン共重合体とプロピレン・エチレン共重合体との組み合わせ、プロピレン・エチレン共重合体とプロピレン・１−ブテン共重合体との組み合わせ、プロピレン・エチレン共重合体とプロピレン・エチレン・１−ブテン共重合体との組み合わせ、プロピレン・１−ブテン共重合体とプロピレン・１−ブテン共重合体との組み合わせ、プロピレン・１−ブテン共重合体とプロピレン・エチレン・１−ブテン共重合体との組み合わせ、プロピレン・エチレン・１−ブテン共重合体とプロピレン・エチレン・１−ブテン共重合体との組み合わせ、プロピレン単独重合体とプロピレン単独重合体とプロピレン・エチレン共重合体との組み合わせ、プロピレン単独重合体とプロピレン単独重合体とプロピレン・１−ブテン共重合体との組み合わせ、プロピレン単独重合体とプロピレン単独重合体とプロピレン・エチレン・１−ブテン共重合体との組み合わせ、プロピレン単独重合体とプロピレン・エチレン共重合体とプロピレン・エチレン共重合体との組み合わせ、プロピレン単独重合体とプロピレン・エチレン共重合体とプロピレン・１−ブテン共重合体との組み合わせ、プロピレン単独重合体とプロピレン・エチレン共重合体とプロピレン・エチレン・１−ブテン共重合体との組み合わせ、プロピレン・エチレン共重合体とプロピレン・エチレン共重合体とプロピレン・エチレン共重合体との組み合わせ、プロピレン・エチレン共重合体とプロピレン・エチレン共重合体とプロピレン・１−ブテン共重合体との組み合わせ、プロピレン・エチレン共重合体とプロピレン・エチレン共重合体とプロピレン・エチレン・１−ブテン共重合体との組み合わせ、プロピレン・エチレン共重合体とプロピレン・１−ブテン共重合体とプロピレン・１−ブテン共重合体との組み合わせ等を、好ましく例示できる。

前記ポリプロピレン系樹脂またはプロピレン系（共）重合体は、メタロセン触媒により重合したものや、塩化マグネシウムに担持したチタン担持型触媒とトリエチルアルミニウムを用いて水素の存在下で重合したものを用いることができる。

前記ポリプロピレン系樹脂またはプロピレン系（共）重合体は、市販品から所望のものを用いてもよい。メタロセン触媒により製造されたプロピレン・α−オレフィン共重合体の市販品としては、ＶＩＳＴＡＭＡＸＸ３０００、ＶＩＳＴＡＭＡＸＸ３２００（以上エクソンモービル社製商品名、プロピレン・エチレンランダム共重合体）、ＶＩＲＳＩＦＹ３２００（ダウ・ケミカル社製商品名、プロピレン・エチレンランダム共重合体）、タフマーＰＮ２０６０（三井化学社製商品名、プロピレン・エチレン・１−ブテンランダム共重合体）等を例示できる。

２種以上の場合には、それぞれの成分を重合して、それらを混合してポリプロピレン系樹脂（組成物）としてもよいし、一成分を重合後、該成分の存在下で他成分を重合する逐次重合によってポリプロピレン系樹脂（組成物）としてもよいし、重合して得られる一成分と逐次重合して得られる成分とを混合してポリプロピレン系樹脂（組成物）としてもよい。

本発明のポリプロピレン系樹脂は、上記したように、プロピレンとエチレン及び／又は炭素数４〜１０のα−オレフィンとを共重合してなるプロピレン・α−オレフィン共重合体（１）が好ましいが、また、プロピレン・α−オレフィン共重合体（１）と結晶性ポリプロピレン（２）との樹脂組成物も好ましく適用できる。
結晶性ポリプロピレン（２）としては、プロピレン単独重合体、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体、プロピレン・α−オレフィンブロック共重合体、及びこれらのブレンド物などが挙げられる。好ましくはプロピレン・α−オレフィンブロック共重合体の結晶性ポリプロピレンである。なお、ここでブロック共重合体とは、プロピレン及びα−オレフィンを逐次重合することより得られる通称でのブロック共重合体である。

結晶性ポリプロピレンは、結晶性を有するポリプロピレンであるが、結晶性の有無は、融点の有無により判定することができ、本発明に係る結晶性ポリプロピレン（２）は、融点を有するものである。
融点は、前述したように、ＤＳＣ測定で結晶の融解に基づく吸熱ピーク（すなわち、前記融解ピーク温度（Ｔｍ））として測定できる。本発明に係る結晶性ポリプロピレン（２）は、融点（Ｔｍ）が好ましくは１００〜１４５℃、より好ましくは１００〜１３５℃である。

結晶性ポリプロピレン（２）の製造方法は、特に限定するものではなく、公知の方法、例えば高立体規則性触媒を用いてスラリー重合、気相重合または液相塊状重合により製造されたものを用いることができる。また、重合方法としては、従来公知の方法を用いることができ、バッチ重合および連続重合のどちらの方式も採用することができる。
また、これらのポリプロピレン系樹脂は２種以上混合して使用してもよい。

また、本発明において、特に好適に用いられるポリプロピレン系樹脂としては、以下の（ｉ）〜（ｉｉ）を満たすプロピレン・エチレンブロック共重合体が挙げられる。
（ｉ）プロピレン単独重合体成分又はプロピレン成分の含量が９４重量％より多いプロピレン・エチレンランダム共重合体成分（Ａ）を１５〜７０重量％と、成分（Ａ）よりも３〜２５重量％少ないプロピレン成分を含有するプロピレン・エチレンランダム共重合体成分（Ｂ）を８５〜３０重量％との樹脂組成物、又は、前記共重合体成分（Ａ）と前記共重合体成分（Ｂ）とを逐次重合して得られるプロピレン・エチレンブロック共重合体である。
（ｉｉ）ＤＳＣ法により測定された融解ピーク温度（Ｔｍ）が、１００〜１５０℃。

上記プロピレン・エチレンブロック共重合体は、プロピレン単独重合体成分又はプロピレン成分の含量が９４重量％より多いプロピレン・エチレンランダム共重合体成分（Ａ）が、前記した結晶性ポリプロピレン（２）に相当し、成分（Ａ）よりも３〜２５重量％少ないプロピレン成分を含有するプロピレン・エチレンランダム共重合体成分（Ｂ）が、前記したプロピレン・α−オレフィン共重合体（１）に相当するものである。

上記プロピレン・エチレンブロック共重合体は、好ましくはメタロセン触媒を用いて、以下の逐次重合により製造される。
すなわち、メタロセン触媒を用いて、第１工程で、プロピレン単独重合体又はプロピレン成分の含量が９４重量％より多いプロピレン・エチレンランダム共重合体（Ａ）を１５〜７０重量％、第２工程で成分（Ａ）よりも３〜２５重量％少ないプロピレン成分を含有するプロピレン・エチレンランダム共重合体（Ｂ）を８５〜３０重量％逐次重合することで得られる。ここで成分（Ａ）と成分（Ｂ）の合計１００重量％である。

ここでプロピレン・エチレンブロック共重合体とは、プロピレン・エチレンランダム共重合体成分（Ａ）（以下、成分（Ａ）ともいう。）と、プロピレン・エチレンランダム共重合体成分（Ｂ）（以下、成分（Ｂ）ともいう。）を逐次重合することより得られる通称でのブロック共重合体である。これは必ずしも成分（Ａ）と成分（Ｂ）とが完全にブロック状に結合されたものでなくても良く、成分（Ａ）と成分（Ｂ）の混合物であってもよい。

・成分（Ａ）中のエチレン含量：［Ｅ］Ａ
第１工程で製造される成分（Ａ）は、プロピレン単独重合体又はプロピレン成分の含量が好ましくは９４重量％より多い（すなわち、エチレン含量が好ましくは６重量％以下の）プロピレン・エチレンランダム共重合体である。エチレン含量が６重量％を超えると耐熱性が極端に低下する懸念がある。エチレン含量は５．８重量％以下がより好ましく、５．５重量％以下がさらに好ましい。
一方、施工温度の観点から、プロピレン・エチレンランダム共重合体であることが好ましく、エチレン含量が０．５重量％以上が好ましく、１％以上がより好ましい。

・成分（Ｂ）中のエチレン含量：［Ｅ］Ｂ
第２工程で製造される成分（Ｂ）は、プロピレン・エチレンランダム共重合体である。施工温度の観点から、成分（Ｂ）中のエチレン含量は高いほど好ましいが、あまりに高すぎると、粘着性が生じるおそれがあるため、成分（Ｂ）のエチレン含量［Ｅ］Ｂの範囲は、成分（Ａ）のエチレン含量［Ｅ］Ａとの差（［Ｅ］Ｂ−［Ｅ］Ａ）が、３〜２５重量％の範囲にあることが好ましい。すなわち、成分（Ｂ）は、成分（Ａ）よりも３〜２５重量％少ないプロピレン成分を含有する（すなわち、３〜２５重量％多くのエチレン成分を含有する）ことが好ましい。［Ｅ］Ｂ−［Ｅ］Ａは、より好ましくは５〜２０重量％、更に好ましくは８〜１６重量％である。

・成分（Ａ）の割合：Ｗ（Ａ）及び成分（Ｂ）の割合：Ｗ（Ｂ）
プロピレン・エチレンブロック共重合体を構成する成分（Ａ）の割合（Ｗ（Ａ））および成分（Ｂ）の割合（Ｗ（Ｂ））は、Ｗ（Ａ）が１５〜７０重量％であり、Ｗ（Ｂ）が８５〜３０重量％であることが好ましい。
Ｗ（Ａ）の割合が１５重量％未満であると、耐轍掘れ性が劣るおそれがある。他方、Ｗ（Ａ）の割合が７０重量％を超えると舗装にひび割れが生じるおそれがある。好ましくは、Ｗ（Ａ）の割合が２０〜６５重量％、より好ましくは２５〜６０重量％である。
なお、プロピレン・エチレンブロック共重合体中の各エチレン含量［Ｅ］Ａと［Ｅ］Ｂ、各成分量Ｗ（Ａ）とＷ（Ｂ）の特定は、温度昇温溶離分別（ＴＲＥＦ）により測定することができる。具体的には特開２００５−１３２９７９号公報に記載された方法に従って、測定することができる。

上述したプロピレン・エチレンブロック共重合体は、融解ピーク温度（Ｔｍ）が１００〜１５０℃であることが好ましい。より好ましくは１０５〜１４８℃、さらに好ましくは１１０〜１４６℃である。

本発明のアスファルト用改質剤は、アスファルト１００重量部に対して、０．５〜３０重量部の範囲で配合される。配合量は、好ましくは１〜２５重量部、より好ましくは２〜２０重量部である。

アスファルトとしては、天然に産出するアスファルトと、石油から製造されるアスファルトがあり、石油アスファルトには、大別してストレートアスファルトとブローンアスファルトとがあり、これらのいずれをも使用できるが、本発明では、本発明の改質材との混合のし易さ及び安価であるという観点から、ストレートアスファルトを主として使用することが好ましい。
ストレートアスファルトは、原油を常圧蒸留などにより軽質分を除去し、さらに重油分等を減圧蒸留で除去して、所定品質として得られる。ストレートアスファルトについては、ＪＩＳ Ｋ２２０７に規定されているが、その軟化点は通常３０〜６０℃、好ましくは４０〜５５℃であり、針入度は通常２０〜２００ｄｍｍ、好ましくは４０〜１５０ｄｍｍのものが一般的である。また、ストレートアスファルトであれば、生産国にかかわらず使用できる。

本発明の道路舗装用アスファルト組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲において、流動性、耐久性、加工性向上等の理由のため、ゴムや熱可塑性エラストマー、樹脂等を併用することが可能である。アスファルト組成物に使用されるゴムとしては、特に限定されるものではないが、天然ゴムやスチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴム、メタクリル酸メチル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム等の合成ゴムが挙げられ、これらのうちの１種もしくは２種以上が混合して使用してもよい

アスファルト組成物に使用される熱可塑性エラストマーは、特に限定されるものではないが、スチレン・ブタジエンブロック共重合物、スチレン・イソプレンブロック共重合物、プロピレン・エチレン共重合物、エチレン・ブテン共重合物、エチレン・ヘキセン共重合物、エチレン・オクテン共重合物、エチレン・酢酸ビニル共重合物、エチレン・エチルアクリレートの共重合物、あるいは、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレンの単独重合物あるいはこれらを組み合わせた共重合物等が挙げられ、これらのうちの１種もしくは２種以上が混合して使用してもよい。

本発明の改質材、アスファルト、骨材及び必要に応じて用いられる充填材との混合は、通常のアスファルト舗装用混合物製造用のプラントにより行うことが可能であり、混合温度は、通常１４０〜２００℃の範囲、好ましくは１６０〜１８０℃の範囲で行われ、より低温での混合が可能である。
骨材とアスファルト組成物との割合は、骨材１００重量部に対して、アスファルト組成物を通常２〜１５重量部、好ましくは３〜１０重量部である。骨材には、砕石、スクリーニングス、粗砂、石粉などを含むことができる。
混合の順番は、骨材に、改質材とアスファルトとを予め混合して製造したアスファルト組成物と投入することでもよく、骨材に改質材とアスファルトを別々に投入することでもよい。また、本発明によれば、通常のアスファルト混合物を製造する場合の混合物製造装置に、ポリオレフィンを固形投入することで、アスファルト組成物を得ることも可能である。

本発明の道路舗装用アスファルト組成物は、混合温度及び締固め温度を低く設定することが可能であり、また、従来のアスファルト舗装において問題であった対流動防止効果が大きく、ひび割れ等の発生しない、優れた供用性が期待できるアスファルト組成物である。

以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの記載により何ら限定されるものではない。

各実施例及び比較例において、用いた物性測定は以下の方法で行った。
道路舗装用アスファルト組成物に求められる性能としては、ＪＩＳ Ｋ２２０７の記載項目があり、例として、軟化点、針入度、動粘度が挙げられる。
しかしＪＩＳ Ｋ２２０７試験法はポリオレフィンに対する試験法と異なるため、ＪＩＳ Ｋ２２０７記載項目が示す尺度に相当するポリオレフィン向けの試験法を用い、性能評価した。当然のことながら、アスファルト組成物を構成する成分における性能差はアスファルト組成物にも反映されるため、構成成分に適した以下の試験法にて測定することにより、その性能の差異を明確化する。

ＪＩＳ Ｋ２２０７に於いて軟化点は、試料を加熱し、規定量垂れ下がるときの温度を測定したものであり、アスファルトの軟化する温度を示す。ポリオレフィンにおいて加熱時の軟化温度を測定する項目として、ビカット軟化温度が相当する。
ビカット軟化温度は、ＪＩＳ Ｋ７２０６−１９９９に準拠して測定した。

ＪＩＳ Ｋ２２０７に於いて針入度は、規定の針が試料中に進入した長さを測定したものであり、アスファルトの硬さを示す尺度である。ポリオレフィンにおいて硬さを測定する項目として、デュロ硬度が相当する。
デュロ硬度は、ＪＩＳ Ｋ７２１５−１９９６に準拠して２３℃で測定した。

ＪＩＳ Ｋ２２０７に於いて動粘度は、一定容量の流体が流下する時間に動粘度定数を乗じたものであり、アスファルトの流動性を示す。ポリオレフィンにおいて流動性を示す項目としてＭＦＲが相当する。またＭＦＲは分子量と密接な関係性があり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法で測定して得られる重量平均分子量も指標として使用可能である。
重量平均分子量は、ＧＰＣを使用し、ＧＰＣカラムとしてポリスチレン架橋ゲルを充填したものを用い、クロロホルム溶媒を用いて測定した。

［使用材料］
・ＰＰ−１：チーグラー触媒による結晶性ポリプロピレン
日本ポリプロ社製、商品名「ＭＧ３Ｆ」
重量平均分子量（Ｍｗ）：２１０，０００
融点（Ｔｍ）：１４５℃
プロピレン含有量９７．５重量％のプロピレン・エチレンランダム共重合体
・ＰＰ−２：メタロセン触媒によるプロピレン・エチレンランダム共重合体
日本ポリプロ社製、商品名「ＷＥＬＮＥＸ ＲＦＧ４ＶＡ」
Ｍｗ：２３０，０００
Ｔｍ：１３５℃
プロピレン含有量９３重量％のプロピレン・エチレンランダム共重合体
・ＰＰ−３：メタロセン触媒によるプロピレン・エチレンランダム共重合体
エクソンモービル社製、商品名「Ｖｉｓｔａｍａｘｘ ３０００」
Ｍｗ：２００，０００
Ｔｍ：１００℃
プロピレン含有量８９重量％のプロピレン・エチレンランダム共重合体
・ＰＰ−４：ポリプロピレンワックス
三井化学社製、商品名「ハイワックス２２０Ｐ」
プロピレン含有量１００重量％のポリプロピレンワックス
・ＰＰ−５：下記製造例１によるメタロセン触媒により製造されたプロピレン・エチレンブロック共重合体
Ｍｗ：２００，０００
Ｔｍ：１２３℃
プロピレン含有量９２重量％のプロピレン・エチレンブロック共重合体

［製造例−１］
（メタロセン触媒の調製）
（ｉ）イオン交換性層状珪酸塩の酸処理
１０リットルの撹拌翼の付いたガラス製セパラブルフラスコに、蒸留水３．７５リットル、続いて濃硫酸（９６％）２．５ｋｇをゆっくりと添加した。５０℃で、さらに珪酸塩としてモンモリロナイト（水澤化学社製商品名「ベンクレイＳＬ」、平均粒径＝２５μｍ、粒度分布＝１０〜６０μｍ）を１ｋｇ分散させ、９０℃に昇温し、６．５時間その温度を維持した。５０℃まで冷却後、このスラリーを減圧濾過し、ケーキを回収した。このケーキに蒸留水を７リットル加え再スラリー化後、濾過した。この洗浄操作を、洗浄液（濾液）のｐＨが、３．５を超えるまで実施した。回収したケーキを窒素雰囲気下１１０℃で終夜乾燥した。乾燥後のモンモリロナイトの重量は７０７ｇであった。

（イオン交換性層状珪酸塩の乾燥）
上記酸処理したモンモリロナイトを、キルン乾燥機により乾燥した。仕様、乾燥条件は以下の通りである。
回転筒：円筒状 内径５０ｍｍ 加温帯５５０ｍｍ（電気炉）
かき上げ翼付き回転数：２ｒｐｍ 傾斜角：２０／５２０
珪酸塩の供給速度：２．５ｇ／分 ガス流速：窒素 ９６リットル／時間
向流乾燥温度：２００℃（粉体温度）

（触媒の調製）
内容積１リットルの攪拌翼のついたガラス製反応器に上記モンモリロナイト２０ｇを導入し、混合ヘプタン１１６ｍｌ、トリエチルアルミニウムのヘプタン溶液（０．６０Ｍ）８４ｍｌを加え、室温で攪拌した。１時間後、混合ヘプタンにて洗浄し、モンモリロナイトスラリーを２００ｍｌに調製した。次に、モンモリロナイトスラリーにトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液（０．７１Ｍ／Ｌ）０．９６ｍｌを添加し、２５℃で１時間反応させた。
一方、メタロセン錯体としてジメチルシリレンビス（２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル）ジルコニウムジクロリド２１８ｍｇ（０．３ｍＭ）と混合ヘプタン８７ｍｌに、トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液（０．７１Ｍ）３．３１ｍｌを加えて、室温で１時間反応させた。
上記メタロセン錯体を、上記モンモリロナイトスラリーに加え、１時間攪拌後、混合ヘプタンを追加して５００ｍｌに調製した。

（予備重合）
続いて、窒素で十分置換を行った内容積１．０リットルの攪拌式オートクレーブに、先に調製したモンモリロナイト／メタロセン錯体スラリーを導入した。温度が４０℃に安定したところでプロピレンを１０ｇ／時間の速度で供給し、温度を維持した。４時間後プロピレンの供給を停止し、さらに２時間維持した。
予備重合終了後、残モノマーをパージし、撹拌を停止させ約１０分間静置後、上澄みを２４０ｍｌデカントした。続いてトリイソブチルアルミニウム（０．７１Ｍ／Ｌ）のヘプタン溶液０．９５ｍｌ、さらに混合ヘプタンを５６０ｍｌ添加し、４０℃で３０分間撹拌し、１０分間静置した後に、上澄みを５６０ｍｌ除いた。さらにこの操作を３回繰り返した。最後の上澄み液の成分分析を実施したところ有機アルミニウム成分の濃度は、１．２３ｍモル／Ｌ、Ｚｒ濃度は８．６×１０^−６ｇ／Ｌであり、仕込み量に対する上澄み液中の存在量は０．０１６％であった。続いて、トリイソブチルアルミニウム（０．７１Ｍ／Ｌ）のヘプタン溶液１７．０ｍｌ添加した後に、４５℃で減圧乾燥を実施した。触媒１ｇ当たりポリプロピレンを２．０ｇ含む予備重合触媒が得られた。

（プロピレン・エチレンブロック共重合体の製造）
第１工程
撹拌および温度制御装置を有する内容積３Ｌのオートクレーブをプロピレンで充分置換した後に、トリイソブチルアルミニウム・ｎ−ヘプタン溶液２．７６ｍｌ（２．０２ｍｍｏｌ）を加え、エチレン３８ｇ、水素８０ｍｌ、続いて液体プロピレン７５０ｇを導入し、４５℃に昇温しその温度を維持した。上記の予備重合触媒をｎ−ヘプタンでスラリー化し、触媒として（予備重合ポリマーの重量は除く）３５ｍｇを圧入し、重合を開始した。槽内温度を４５℃に維持して７５分重合を継続した。その後、常圧まで残モノマーをパージし、さらに精製した窒素で完全に置換した。
生成したポリマーを一部サンプリングして分析したところ、エチレン含有量３．７ｗｔ％、ＭＦＲ１６．３ｇ／１０分であった。

第２工程
別途、撹拌および温度制御装置を有する内容積２０Ｌのオートクレーブを用いて、第２工程で使用する混合ガスを調製した。調製温度は８０℃、混合ガス組成は、エチレン３２．９５ｖｏｌ％、プロピレン６６．９０ｖｏｌ％、水素１５００ｖｏｌｐｐｍであった。第１工程にてポリマーを一部サンプリングした後、この混合ガスを３Ｌのオートクレーブに供給し、第２工程の重合を開始した。重合温度８０℃、圧力２．５ＭＰａにて、１９分重合を継続した。その後、エタノールを１０ｍｌ導入して重合を停止した。回収したポリマーはオーブンで充分に乾燥した。
分析の結果、エチレン含有量は８．０ｗｔ％、ＭＦＲは１６．６ｇ／１０分であった。
また、ＴＲＥＦ分析より、第１工程での共重合体の割合は４０重量％、第２工程での共重合体の割合は６０重量％であった。第２工程で得られた共重合体のエチレン含量は１０．９％であった。

［参考例１〜２、実施例３〜４］
表１に記載の使用材料を表１に示す割合で加熱混練し、東芝機械製ＥＣ１００射出成形機により、成形温度２００℃、金型温度３０℃で、１２０ｍｍ×８０ｍｍ×２ｍｍｔのシート状試験片を作成し、ビカット軟化温度、デュロ硬度を測定した。

［比較例１］
オレフィン系ワックス「ハイワックス２２０Ｐ」（ＰＰ−４）の分子量をＧＰＣにより測定し、重量平均分子量（Ｍｗ）は３，０００であった。ハイワックス２２０Ｐは、規定の試験片の作成が不可能であったため、ビカット軟化温度、デュロ硬度の測定は実施不可であった。

［比較例２］
結晶性ポリプロピレン「ＭＧ３Ｆ」（ＰＰ−１）を、実施例１と同様にして、射出成形により試験片を作成し、ビカット軟化温度、デュロ硬度を測定した。

プロピレン成分を５０〜９４重量％含み重量平均分子量が１００，０００〜２５０，０００の範囲にあるポリプロピレン系樹脂を用いてアスファルト組成物とした場合には、加工性が保持される。一方、比較例１は分子量が低いため、アスファルト組成物の動粘度が高くなり、流動による轍掘れが生じるため不適である。
また、実施例のポリプロピレン系樹脂は、ビカット軟化温度が高く、道路舗装用アスファルト組成物とした場合に高温変形が抑制される。さらに、実施例のポリプロピレン系樹脂は、デュロ硬度が低く、道路舗装用アスファルト組成物とした場合にひび割れが生じにくい。一方、比較例２は、プロピレン成分を９７．５重量％含むため、デュロ硬度が高く、アスファルト組成物においてひび割れが生じる懸念があり不適である。

Claims (2)

1. プロピレン成分を５０〜９４重量％含み、重量平均分子量が１５０，０００〜２４０，０００であるポリプロピレン系樹脂からなるアスファルト用改質材であって、前記ポリプロピレン系樹脂が、下記（ｉ）〜（ｉｉ）を満たすことを特徴とするアスファルト用改質材。
   （ｉ）プロピレン単独重合体成分又はプロピレン成分の含量が９４重量％より多いプロピレン・エチレンランダム共重合体成分（Ａ）を１５〜７０重量％と、成分（Ａ）よりも３〜２５重量％少ないプロピレン成分を含有するメタロセン系プロピレン・エチレンランダム共重合体成分（Ｂ）を８５〜３０重量％との樹脂組成物；又は、前記共重合体成分（Ａ）１５〜７０重量％と前記共重合体成分（Ｂ）８５〜３０重量％とからなるメタロセン系プロピレン−エチレンブロック共重合体である
   （ｉｉ）ＤＳＣ法により測定された融解ピーク温度（Ｔｍ）が、１００〜１５０℃
2. 前記ポリプロピレン系樹脂が、前記共重合体成分（Ａ）１５〜７０重量％と、成分（Ａ）よりも５〜２０重量％少ないプロピレン成分を含有する前記共重合体成分（Ｂ）８５〜３０重量％とからなるメタロセン系プロピレン−エチレンブロック共重合体である請求項１に記載のアスファルト用改質材。