JPH04320452A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アスファルト組成物、
詳しくは特にアスファルト改質用の重合体を混合した後
、溶融状態のまま作業現場あるいは各種加工を行う生産
現場に運搬されて使用される、プレミックスタイプのア
スファルト組成物に関するもので、安価で優れた性能を
有することから道路舗装や屋根、橋梁等の各種土木建築
物の防水工事あるいはアスファルト組成物からなる各種
シーリング材、防水シート、接着剤、カーペットタイル
のバッキング剤等の使用に適するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】上述の
如きプレミックスタイプのアスファルト組成物としては
、アスファルトの改質材として、生ゴム、例えば、天然
ゴム、ブチルゴム、スチレン・ブタジエンゴム、熱可塑
性エラストマー、或いは樹脂、例えば、アタクチックポ
リプロピレン、非晶性ポリオレフィン、石油樹脂等を配
合したものが知られている。

【０００３】しかしながら、従来のプレミックスタイプ
のアスファルト組成物においては、アスファルトは各種
の分子構造物の混合体であり、単一組成物であるゴムや
樹脂との相溶性は一般的には良好とは言い難く、そのた
めアスファルトと改質材を溶融混合した後、そのまま放
置しておくとアスファルトと改質材が分離し、２層に別
れてしまうという現象が生じがちであった。

【０００４】特に、アスファルトと改質材とを混合した
後、溶融状態のまま保温槽に入れ、道路舗装等の作業現
場あるいはシートやシーリング剤等の加工を行う生産現
場に運搬して使用するプレミックスタイプの改質アスフ
ァルトとしては、アスファルトと改質材が分離したり、
分散性が低下したりすることは、性能上問題であった。

【０００５】そこで、プレミックス法における上記の問
題を解決するため、使用直前のアスファルトと改質材及
び他の配合剤とを混合するプラントミックスという手段
が採用されてきた。即ち、道路舗装の分野においては、
舗装現場近くの工場においてアスファルト、改質材及び
骨材を同時に混合したものを直ちに現場へ運搬して舗装
を行ったり、あるいは各種シーリング材、防水シート、
接着剤、カーペットタイル裏打ち剤を生産する直前に、
それぞれの工場で混合し、直ちに製品化するという手法
である。

【０００６】しかし、このプラントミックス法では、混
合後直ちに使用するためアスファルトと改質材の分離の
問題は少ないものの、道路舗装では各現場毎にいくつも
の工場を持つ必要があったり、混合量や分散性等の品質
管理が十分に行えなかったりする欠点があった。また、
プレミックス法において、アスファルトと改質材が分離
する現象は、改質材とアスファルトとの親和性がないこ
とと、改質材がアスファルトと比重が異なるため浮き上
がったり沈んだりすることが原因であるため、アスファ
ルトに親和性があり、且つアスファルトと比重の近似し
た改質材が望まれていた。

【０００７】従って、本発明の目的は、プレミックス法
において、アスファルトと改質材とを分散性よく混合し
た後、溶融状態で保っておいても、両者が分離し、改質
効果を低下させる現象の生じないアスファルト組成物を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意研究
を行った結果、特定の改質材混合物を用いることにより
、上記目的が達成されることを知見した。本発明は、上
記知見に基づいてなされたもので、アスファルト１００
重量部に対し、ポリオレフィンと脂肪酸及び／又は脂肪
酸誘導体で表面処理を行った無機充填剤とからなり、そ
の比重がアスファルトの比重に対し±０．０３０以内で
ある改質材混合物３〜１００重量部を配合してなること
を特徴とするアスファルト組成物を提供するものである
。

【０００９】本発明で用いられるアスファルトとしては
、ストレートアスファルト、セミブローンアスファルト
、ブローンアスファルトが挙げられ、ポリオレフィンと
の混合の容易さと安価な点からストレートアスファルト
が好ましい。ストレートアスファルトとはＪＩＳ　　Ｋ
２２０７に規定されているものであり、軟化点が３０〜
９０℃、好ましくは３５〜８０℃のものである。

【００１０】本発明で用いられる改質材混合物を構成す
るポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリブテン、及びエチレンを主成分とする共重合
体、即ち、エチレンとプロピレン、ブテン、ペンテン、
ヘキセン、ヘプテン、オクテン等のオレフィン、酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル、アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、
メタクリル酸エチル等の不飽和カルボン酸エステル及び
そのアイオノマーのうちから選ばれた一つ又は二つ以上
のコモノマーの共重合体または多元共重合体が挙げられ
、混合の容易さと改質材としての効果から実質的に非晶
性であるポリオレフィンが好ましい。

【００１１】アスファルトの改質の大きな目標である、
感温性改良効果が高いポリオレフィンとしては、数平均
分子量が１０００〜２００００で且つプロピレン成分か
らなる単独重合体又はプロピレン成分が５０重量％以上
である共重合体が好ましい。アスファルトの感温性改良
として、特に低温特性を向上させるものとしては、数平
均分子量が１０００〜２００００で且つプロピレン成分
が５０重量％以上、エチレン成分が１〜３０重量％の非
晶性プロピレン・エチレン共重合体が特に好ましい。

【００１２】また、アスファルト組成物の凝集力向上効
果の高いポリオレフィンとしては、数平均分子量１００
０〜２００００で且つプロピレン成分が５０重量％以上
、ブテン−１成分が１０〜５０重量％である非晶性プロ
ピレン・ブテン−１　共重合体が好ましい。本発明で用
いられる改質材混合物を構成する無機充填剤は、脂肪酸
及び／又は脂肪酸誘導体で表面処理を行ったもので、無
機充填剤としては、炭酸カルシウム、クレー類、シリカ
類、タルク、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カ
ルシウム、亜鉛華、ウォラストナイト、けい藻土、けい
砂、軽石粉、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム等が挙
げられる。これらの充填剤の中でも経済性と効果を考え
併せると、安価で比較的効果の高い炭酸カルシウム、又
は、比重が大きく、ポリオレフィンに対する添加量を少
なくできる硫酸バリウムが好ましい。

【００１３】また、上記無機充填剤の表面処理に用いら
れる表面処理剤である脂肪酸及び／又は脂肪酸誘導体と
しては、イタコン酸、オレイン酸、ステアリン酸、ラウ
リル酸、コハク酸、グルタール酸、アジピン酸等が挙げ
られ、誘導体としては上記の各脂肪酸の金属塩及びエス
テルが挙げられる。上記の金属塩に用いられる金属とし
ては、亜鉛、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、
カルシウム、バリウム、カドミウム、鉛等が挙げられる
。上記各脂肪酸のエステルとしては、メチル、エチル、
プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル等のエステルが
挙げられ、他の脂肪酸及び脂肪酸誘導体よりも安価なた
めステアリン酸及びステアリン酸誘導体が好ましい。

【００１４】上記脂肪酸及び／又は脂肪酸誘導体からな
る表面処理剤による上記無機充填剤に対する表面処理は
、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダー等の混合攪拌
装置に無機充填剤及び上記表面処理剤を投入し、攪拌に
よる発熱又は外部加熱により、表面処理剤を溶融させて
無機充填剤の表面に薄膜を形成させる。この際の表面処
理剤の使用量は、無機充填剤１００重量部に対して０．
２〜５重量部が好ましく、０．２重量部未満ではアスフ
ァルトとの親和性が乏しく、５重量部超では、コスト高
、混練時のガス発生があり好ましくない。

【００１５】上記ポリオレフィンと上記無機充填剤とか
らなる改質材混合物の比重は、アスファルトの比重に対
し±０．０３０以内でなければならない。例えば、アス
ファルトの比重が１．０３４の時は１．００４〜１．０
６４の比重でなけらばならない。この比重の範囲は、ス
トレートアスファルトの比重に対して非常に近似してい
るため、アスファルトとポリオレフィンが溶融状態で分
散し、完全な相溶性がないため海−島構造になって島が
海に浮遊している時、表面に浮き上がったり、下層に沈
殿することを防ぐのに効果がある。この海−島構造は、
通常アスファルトが海、ポリオレフィンが島になるが、
反対にアスファルトが島、ポリオレフィンが海であって
もよい。

【００１６】上記ポリオレフィンと表面処理した上記無
機充填剤とからなる改質材混合物は、アスファルトへの
配合の前に均一に混合されて用いられ、その好ましい配
合比は、アスファルトの比重に対し上記範囲内におさめ
ようとすると必然的に決定されるものである。一般的に
は、組み合わせるポリオレフィンと無機充填剤の種類が
異なると比重も異なるため、配合比は一義的には決定で
きないが、通常、上記ポリオレフィン１００重量部に対
し上記無機充填剤５〜７０重量部である。

【００１７】本発明のアスファルト組成物における上記
改質材混合物の配合量は、アスファルト１００重量部に
対して３〜１００重量部、好ましくは５〜９０重量部で
ある。３重量部未満であるとポリオレフィンの改質効果
に乏しく、１００重量部超であるとアスファルトの特徴
である防水性能を損なうことになり好ましくない。本発
明のアスファルト組成物において、アスファルトと上記
改質材混合物との混合は、加熱及び攪拌が可能な装置で
あればどのような型式の装置を用いて行っても良いが、
分散状態の海−島構造の島を出来るだけ小さくするため
に強力な攪拌が可能な攪拌羽をもち、溶融物の温度が２
００℃程度まで上げられる型式の装置を用いるのが好ま
しい。

【００１８】本発明のアスファルト組成物は、必要に応
じて他の樹脂やゴム等のポリマー、他の無機充填剤、砂
、石、砂利等の骨材等を配合しても良く、また上記改質
材組成物をアスファルトに配合した後、直ちにシーティ
ング等の加工を行っても差し支えない。脂肪酸及び／又
はその誘導体で表面処理された無機充填剤、ポリオレフ
ィン、アスファルトの三者、又は脂肪酸及び／又はその
誘導体、無機充填剤、ポリオレフィン、アスファルトの
四者を同時に混合しただけでは、理論上、無機充填剤と
ポリオレフィンの混合物の比重がいくらアスファルトに
接近していてもポリオレフィンとアスファルトの分離を
防止することはできない。

【００１９】脂肪酸及び／又はその誘導体で表面処理し
た無機充填剤は、ポリオレフィンとの親和性が極めて高
いため、無機充填剤とポリオレフィンとの混合物をアス
ファルトに配合する際に、無機充填剤がアスファルト側
に移行しにくく、ポリオレフィンの比重がアスファルト
の比重に近い値を維持していること、あるいは脂肪酸が
界面活性剤的役割を果して、ポリオレフィンとアスファ
ルトとの親和性を向上させていることのどちらか、又は
両方の効果のため本発明のアスファルト組成物のポリオ
レフィンとアスファルトとが分離し難くなっているもの
と推測される。上記のように、無機充填剤、ポリオレフ
ィン、アスファルトの三者、又は脂肪酸及び／又はその
誘導体、無機充填剤、ポリオレフィン、アスファルトの
四者を同時に混合した場合に分離を防止できないことは
この推測を裏付けるものである。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明は下記実施例に制限されるものではない。 実施例１〜１１ 下記〔組成物の配合方法〕により、下記表１〜表３に示
す配合比で、ステアリン酸処理炭酸カルシウムと非晶性
ポリオレフィンとを予め混合した改質材混合物を、アス
ファルトに加えてアスファルト組成物を得た。これらの
アスファルト組成物について物性を測定し、分離の有無
を判断した。それらの結果を下記表１〜表３に示す。

【００２１】比較例１ 下記表１に示す配合比で、表面処理を行っていない炭酸
カルシウムを用いた他は実施例１〜１１と同様にして、
アスファルト組成物を得た。得られたアスファルト組成
物について実施例１〜１１と同様にして物性を測定し、
分離の有無を判断した。その結果を下記表１に示す。

【００２２】比較例２〜６ 下記表１、表３及び表４に示す配合比で、非晶性ポリオ
レフィン単独、或いはステアリン酸処理炭酸カルシウム
と非晶性ポリオレフィンとを予め混合したものを用いた
他は実施例１〜１１と同様にして、アスファルト組成物
を得た。得られたアスファルト組成物について実施例１
〜１１と同様にして物性を測定し、分離の有無を判断し
た。それらの結果を下記表１、表３及び表４に示した。

【００２３】比較例７ 混合容器にアスファルトをとり加熱しながら攪拌し、１
８０℃になったところで、非晶性ポリオレフィンとステ
アリン酸で表面処理した無機充填剤を下記表４に示す配
合比で三者同時に加え３０分間混合させてアスファルト
組成物を得た。得られたアスファルト組成物について物
性を測定し、分離の有無を判断した。その結果を下記表
４に示した。

【００２４】〔組成物の配合方法〕 （１）　非晶性ポリオレフィンと無機充填剤の混合（改
質材混合物の製造）。混合容器に非晶性ポリオレフィン
と無機充填剤を所定量採り１８０℃で１０分間混合させ
て改質材混合物を得る。 （２）　アスファルトと改質材混合物との混合。

【００２５】混合容器にアスファルトをとり、加熱しな
がら攪拌し、１８０℃になったところで無機充填剤含有
非晶性ポリオレフィンを所定量加え３０分間混合させて
、アスファルト組成物を得る。上記実施例及び比較例の
アスファルト組成物についての各物性等は、下記の〔物
性の測定方法〕により測定した。また、実施例及び比較
例においては、具体的な使用材料として、下記〔使用材
料〕を用いた。

【００２６】〔物性の測定方法〕 （Ａ）環球式軟化点：ＪＩＳ　　Ｋ２２０７に準拠（Ｂ
）針入度：ＪＩＳ　　Ｋ２２０７に準拠（Ｃ）数平均分
子量：ＧＰＣ法　　１３５℃、溶媒ＯＤＣＢ （Ｄ）エチレン、ブテン−１含量：ＮＭＲ法（Ｅ）溶融
粘度：ＪＩＳ　　Ｋ２２０７に準拠（Ｆ）比重（２３℃
）：ＪＩＳ　　Ｋ７１１２に準拠（Ｇ）分離の有無確認
：１００ｇの試料（コンパウンド）を、１００ｍｌのビ
ーカーに入れ、１６０℃のオーブン中で２４時間放置し
、上と下から１０ｍｍ厚の層をそれぞれ取り出し、溶融
放置前後での物性（粘度、軟化点、針入度）の変化を調
べた。又、試料（コンパウンド）を２４時間熱処理を行
った後、常温で１８０°に折り曲げた場合の折り曲げや
すさを調べた。更に、ＵＶミクロスコープ（ＷＩＬＤ　
　ＬＥＩＴＺ社製、ＬＡＢＯＲＬＵＸＳ）を用いた紫外
線の３５０〜４１０ｎｍの波長域での混合物の海−島状
態の観察を行った。物性値の試験では、上部と下部の物
性値の差、及び溶融放置前後での物性値の差がそれぞれ
少ない程、又、２４時間熱処理を行った場合の折り曲げ
やすさの試験では、しなやかに曲げられボロボロとくず
れたり手にベトついたりしない程、更に、ＵＶミクロス
コープによる海−島状態の観察では、海−島構造が維持
されている程、アスファルトと改質材との分離は少ない
ものと考えられ、上記物性値及び折り曲げやすさの試験
結果とＵＶミクロスコープによる海−島状態の観察とを
併せ考えて総合的に分離の有無を判断した。尚、表１〜
４中における「分離の有無」の欄中、「無」、「有（浮
）」、「有（沈）」は、それぞれ次のことを意味する。

【００２７】 無　　　　　　：アスファルトと改質材混合物との分離
が無い有（浮）：改質材混合物がアスファルトの上層に
分離する現象 有（沈）：改質材混合物がアスファルトの下層に分離す
る現象 〔使用材料〕 （１）　非晶性プロピレン・エチレンランダム共重合体
（米国レキセン社製、ＲＥＸＴＡＣ） （２）　非晶性プロピレン・ブテン−１ランダム共重合
体（米国レキセン社製、ＲＥＸＴＡＣ） （３）　炭酸カルシウム（日本石灰製、重質炭酸カルシ
ウム） （４）　ステアリン酸により表面処理した炭酸カルシウ
ム（備北粉化工業製、Ｐ・Ｏフィラー） （５）　アスファルト（コスモアスファルト製、ストレ
ートアスファルト８０／１００） 粘度（１９０℃）：４８ｃｐｓ、軟化点：４６℃、針入
度：７０ｄｍｍ、比重（２３℃）：１．０３４尚、上記
（１）　の非晶性プロピレン・エチレンランダム共重合
体の物性及び上記（２）　の非晶性プロピレン・ブテン
−１ランダム共重合体の物性は、それぞれ下記表５及び
表６に示す通りである。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】

【表４】

【００３２】

【表５】

【００３３】

【表６】

【００３４】

【発明の効果】本発明のアスファルト組成物は、プレミ
ックス法において、アスファルトと改質材を分散性よく
混合した後、溶融状態で保っておいても両者が分離し、
改質効果を低下させる現象の生じないものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アスファルト１００重量部に対し、ポ
   リオレフィンと脂肪酸及び／又は脂肪酸誘導体で表面処
   理を行った無機充填剤とからなり、その比重がアスファ
   ルトの比重に対し±０．０３０以内である改質材混合物
   ３〜１００重量部を配合してなることを特徴とするアス
   ファルト組成物。
2. 【請求項２】　　脂肪酸がステアリン酸であり、無機充
   填剤が炭酸カルシウム又は硫酸バリウムであることを特
   徴とする請求項１記載のアスファルト組成物。
3. 【請求項３】　　ポリオレフィンが実質的に非晶性ポリ
   オレフィンであることを特徴とする請求項１記載のアス
   ファルト組成物。