JPH04161460A - アスファルト改質剤およびアスファルト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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−１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、耐磨耗
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Ｈ／）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、
引火の危険性を生じ、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、（１１）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）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からな
り、（イ）成分と（ロ）成分の重量比が固形分換算で１
０〜９０／９０〜１０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の例と
しては、エチレン−酢酸ビニル系共重合体（ＥＶＡ）；
一般式（Ａ−Ｂ）、、 （Ａ−Ｂ）、Ａ、または（Ａ−Ｂ）、Ｘ　Ｃ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（Ｓｒ）、スチ
レン−ブタジェ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−ブタジェン−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（ＳＥＢＳ）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重置％、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，Ｈ，、Ｏ）、　）Ｌ　Ｄ　　　・・・　（１
）Ｒ’　−（Ｃ，Ｈｚｐｏ）　ｑ−Ｈ・・・　（ＩＩ）
一般式（１）〜（ＩＩ）中、ＲおよびＲ′は、活性水素
原子含有化合物残基であり、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（１）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、スルホン酸、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、ジェタノールアミン、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（Ｎ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、０〜２
０の整数であり、好ましくは３〜１０の整数である。

！は、Ｄがスルホン酸塩、硫酸エステル塩、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。

一般弐Ｎ）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、１００１０〜６０／４０、好ましく
は１００１０〜８０／２０、さらに好ましくは１００１
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
記乳化分散側の総量は、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−〇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、該エラストマー〇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
ェンゴムラテックス、スチレン−ブタジェン共重合体ゴ
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−ブタジェ
ン共重合体ゴムラテックス、スチレンーイソプレン共重
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２
５〜８５／７５〜１５、さらに好ましくは３０〜８０７
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０．２〜５
μｍ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°Ｃ１１／　１０
　ｍｍ）が４０以上、１２０以下のものが好ましく、４
０〜６０．６０〜８０．８０〜１００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°Ｃ１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°Ｃ
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。

二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、骨材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 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、ＪＳＲ５ＩＳ５０００　（日本合成
ゴム■製、スチレン−イソプレン系フロック共重合体）
５００ｇ、トルエン７５０ｇを投入し、攪拌停止のまま
、８０〜９０°Ｃ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ＩＱＯｍ／分で攪拌し、溶解後、温水（６
０〜７０°ｃ）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、６０〜７０″Ｃ
，に圧変７２０〜６４０Ｉｌ１ｍＨｇ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■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ＪＳＲ５ＩＳ５０００をＳＢＳ　　ＴＲ
−２０００Ｃ（日本合成ゴム■製、スチレン−ブタジェ
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５６０ｃｐｓ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（ＪＳＲＳＩＳ
　　５０００）のベレットを使用した。

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　　八　の　　　　＼　　のＵＲ−１； スチレン−ブタジェ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
に示す配合処方で添加し、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、５ＩＳ
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°Ｃに加熱しておき、
次に舗装用石粉を加え、３０ｋｇ練りのバッグミルミキ
サーで約５〜１０秒間空線りし、次に１５０〜１６０°
Ｃに加熱熔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３
０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表に示す。

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）１１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。

特許出願人日本合成ゴム株式会社 代理人　弁理士　白　井　重　隆

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）（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〜
   ９０／９０〜１０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。
2. （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。
3. （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。