JPH0635563B2 - 着色舗装用結合材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車道、歩道、遊園地、プレイグランド、広場
等の着色舗装、床の着色舗床等に使用する着色舗装用加
熱混合物の結合材に適した着色舗装用結合材に関するも
のである。

更に詳しくは、アスファルトや改質アスファルトのよう
に加熱混合物の結合材としての使用を可能にし、明色で
着色でき、粘性が低く、施工性が良く、施工後の耐久性
にすぐれた熱可塑性樹脂、液状軟化剤、ゴム高分子重合
物等のポリマーおよびジェン系液状ゴムのウレタンプレ
ポリマーよりなる着色舗装用結合材に関するものであ
る。

従来使用されてきた熱可塑性結合材を結合材とした加熱
混合物の着色混合物を大別すると、道路の区画線や道路
標示に使用される溶融型レーンマーク塗料系のもの、歩
道、公園等に使用されている明色の合成アスファルトを
結合材とする着色加熱混合物、歩道その他に使用されて
いるアスファルトを結合材とし弁柄を着色剤に用いたチ
ョコレート色（あるいはマルーン色ともいっている）系
の着色加熱アスファルト混合物などがある。溶融型レー
ンマーク塗料系のものは、比較的淡色の熱可塑性樹脂
（エステルガム、テルペン樹脂、ロジン系マレイン酸樹
脂、半乾燥アルキッド樹脂など）に顔料、細骨材、充填
材（石粉など）、ガラスビースなどを適宜加えた混合物
を加熱溶融して施工場所に流しこみ、薄層に仕上げるも
のである。厚くするとコスト高になる。摩耗には経済的
に塗りかえて仕上げるものである。合成アスファルト
は、石油樹脂、クマロン樹脂、エステルガム等の熱可塑
性樹脂に石油系可塑剤を加えた混合物に熱可塑性の高分
子重合物（例えば、スチレン・ブタジェン共重合物、ポ
リイソブチレン、ポリブタジェン、アタクチックポリプ
ロピレン、エチレン・醋酸ビニール共重合物等）を少量
加えて舗装用アスファルトに似た物性（軟化点、針入
度、伸度など）を有するものである。アスファルトと同
様に加熱溶融して結合材として用いるもので、骨材、顔
料、フィラー等と加熱混合し、着色加熱混合物の造るこ
とができる。

この着色混合物は、アスファルト加熱混合物と同様の施
工ができる利点がある。しかし、合成アスファルトを結
合材とする着色混合物は、結合材の耐摩耗性、耐候性等
がアスファルトに比べて劣るため、舗設後の供用中にア
スファルト舗装に比べて老化、摩耗が早くすゝみ、早期
に補修ややりかえが必要であった。また、舗設直後に
は、表面がかなりベタつくという欠点もあった。アスフ
ァルト混合物は、耐候性、耐久性にすぐれているが弁柄
による着色しかできないのでチョコレート色（あるいは
マルーン色系統に限られている欠点がある。

本発明は、叙上の問題点を解消するものであって、アス
ファルトと同様に加熱混合物の結合材として使用でき、
自由に着色ができ物性、安定性、作業性にすぐれた着色
舗装用結合材を提供するものである。

そして本発明は、熱可塑性樹脂（Ａ成分）と、石油系プ
ロセスオイル等の液状軟化剤（Ｂ成分）と、Ａ成分とＢ
成分との混和物に相溶するゴム、熱可塑性高分子重合物
のポリマー（Ｃ成分）と、ジェン系液状ゴムのウレタン
プレポリマー（Ｄ成分）とを混合したことを特徴とする
着色舗装用結合材を要旨とするものである。

本発明でいうＡ成分の熱可塑性樹脂とは、各種石油樹
脂、クマロンインデン樹脂、アルキルベンゼン樹脂、ロ
ヂンとその誘導体樹脂、テルペン樹脂、合成テルペン樹
脂、スチレン重合体（例、αメチルスチレンとビニール
トルエンの共重合物）などであり、通常、常温で固体状
のもので、軟化点が60℃から150℃の範囲のものが用い
られる。

Ｂ成分の石油系プロセスオイル等の液状軟化剤（以下、
軟化剤という）は、石油系プロセスオイル、潤滑油、重
質鉱油、石油あるいは石油分解生成物の不飽和炭化水素
を重合して得られる液状物等である。これらと共にクレ
オソート油、アンスラセン油、パイン油、可塑剤、油脂
（乾燥油、半乾性油、不乾性油、それらの誘導体）など
も併用できる。石油系プロセスオイルは、ゴムの軟化
剤、配合剤や塩化ビニール樹脂の補助可塑剤などに使用
され、さらには使用可能な石油系のプロセスオイルであ
って、その炭化水素の組成中パラフィン系、ナフテン
系、芳香族系などの成分の割合によりパラフィン系、、
ナフテン系、芳香族系などの種類があるが、いづれも使
用できる。Ｂ成分の液状軟化剤、引火点（クレーブラン
ド開放式）が160℃以上、好ましくは180℃以上のものが
よい。

Ｃ成分のＡ成分とＢ成分の混和物に相溶するゴム、熱可
塑性高分子重合物等のポリマー（以下、ポリマーとい
う）とは、次のようなものである。ゴムでは、天然ゴ
ム、イソプレンゴム、スチレン・ブタジェンゴム、スチ
レン・イソブレンゴム、イソブレン・ブタジェンゴム、
ブタジェンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴ
ム、クロロプレンゴムなどである。そのほか、ハロゲン
化ブチルゴム、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化
ポリエチレン等のゴムも使用できる。しかし、加熱中に
早くゲル化しやすい。熱可塑性高分子重合物とは、ポリ
エチレン、エチレン・醋酸ビニール共重合物、エチレン
・アクリレート共重合物（例えば、エチレン・アクリル
酸エチル共重合物）、スチレン・アクリレート共重合
物、エチレン・醋酸ビニール共重合物の部分鹸化物、エ
チレン・ビニールカルボン酸共重合物、スチレン・ブタ
ジェンブロック共重合物、スチレン・イソブレンブロッ
ク共重合物などである。上記のゴムは、ゴムラテックス
からのゴムが主体だが、固形ゴムも、Ａ成分とＢ成分の
混合物やＢ成分の一部と混練してマスターバッチにした
ものも、またゴムを粉末状にしたものも用いることがで
きる。

上記のゴムや熱可塑性高分子重合物は併用することもで
きる。

Ｄ成分のジェン系液状ゴムのウレタンプレポリマー（以
下、ウレタンプレポリマーという）は、分子内に水酸基
を有するジェン系液状ゴムと水酸基１個に対し１モル以
上のポリイソシアネート化合物との反応により得られる
ウレタンプレポリマーで次のようなものである。

このジェン系液状ゴムとしては、ブタジェン、クロロプ
レン、イソプレン、１・３ペンタジェン、シクロペンタ
ジェンなどのホモポリマーまたはコポリマーで分子中
（分子末端あるいは分子内）に１個以上の水酸基を有す
る液状ゴムで、分子量は1000から5000程度のものであ
る。特に好ましいのは分子末端に水酸基を有する液状ゴ
ム（通常分子内に水酸基を平均２個ないし２．５個有し
ている）である。中でも一般的で経済的なのがブタジェ
ン系のもので、ブタジェンのホモポリマーやブタジェン
とスチレンのコポリマーである。分子末端に官能基を有
する液状ゴムは、テレキーリック液状ゴムと呼ばれ、液
状ゴム分子のすべてが分子末端官能基により架橋してゴ
ム網目構造形成に利用できるので、ゴム弾性を高めるの
に好ましい。

また、上記ジェン系液状ゴムポリオールに、一部ひまし
油、油脂と多価アルコールのエステル交換によって得ら
れるポリオール、大豆油脂肪酸の重合によって得られる
ダイマー酸、トリマー酸などと多価アルコールの反応に
よって得られるポリオールを加えて併用することもでき
る。

ポリイソシアネート化合物とは、例えばトリレンジイソ
シアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネ
ート（ＭＤＩ）、水素添加ＴＤＩ、水素添加ＭＤＩ、ヘ
キサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、キシリレ
ンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ナフタリンジイソシア
ネートなどのジイソシアネート化合物、トリフェニルメ
タントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイ
ソシアネートなどのポリイソシアネート化合物である。

ウレタンプレポリマーは、上記の分子内に水酸基を有す
るジェン系液状ゴムの水酸基（他のポリオールを併用す
るときは、その水酸基も含めて）１個に対し、上記のポ
リイソシアネート化合物を１モル以上反応させて得られ
る官能基としてイソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーである。残存するポリイソシアネート化合物も
ウレタンプレポリマーと共に使用できる。ポリイソシア
ネート化合物としては、通常ＴＤＩまたはＭＤＩが用い
られるが、労働安全性からは、ＭＤＩを使用した方が好
ましい。

本発明の着色舗装用結合材（以下結合材という）の各成
分の配合割合について述べる。Ａ成分の熱可塑性樹脂の
量とＢ成分の軟化剤の量の割合は、両者の量（重量）の
和を100重量部としたとき、通常Ａ成分の量が30〜70重
量部、Ｂ成分の量が70〜30重量部の範囲のものである。
この配合割合はＡ成分とＢ成分を加熱混合して均一に混
合したものの物性、例えば針入度（25℃）、軟化点が目
安となる。

一般には、針入度（25℃）が30〜800、軟化点（環球
法）が25〜70℃の範囲内でＣ成分、Ｄ成分を混合したと
き所望の物性が得られるように選択する。

Ａ成分とＢ成分だけでは、アスファルトと同様の針入
度、軟化点を得ることができるが、他のいろいろな物性
が著しく劣るので、Ｃ成分やＤ成分の添加による改質が
必要である。Ｃ成分のゴム、熱可塑性高分子重合物など
のポリマーの割合は、Ａ成分の量とＢ成分の量の和100
重量部に対して３〜20重量部の範囲で使用する。Ｃ成分
の量が３重量部を下まわるときは、改質効果が十分でな
く、結合材としての粘結力が十分でなくなる。20重量部
を上まわるときは、改質効果は向上するが、軟化点や加
熱溶融時の粘度が上昇し、着色舗装用加熱混合物に結合
材として使用するときの施工性が悪くなる。Ｄ成分のウ
レタンプレポリマーの割合は、Ａ成分の量とＢ成分の量
の和100重量部に対して0.3〜15重量部の範囲で使用す
る。Ｄ成分の量が0.3重量部を下まわるときは、Ｄ成分
による結合材の架橋効果や粘度低下がきいてこない。15
重量部を上まわるときは、結合材のの架橋効果（反応性
による）が出て架橋のきいた弾力性結合材が得られ、ま
た施工のための粘性も低く使用しやすいが、コスト高に
なる。特殊の用途に向いているが、着色舗装用結合材と
しては、15重量部以下で十分である。Ｃ成分とＤ成分の
量の和は、通常Ａ成分とＢ成分の量の和を100重量部と
したとき、５〜30重量部の範囲で使用する。

本発明の結合材は、上述のＡ成分、Ｂ成分、Ｃ成分およ
びＤ成分を所定の割合で加熱混合して均一に混合して造
ることができる。製造方法は種々の方法をとることがで
きる。例えば、Ａ成分とＢ成分の混和物にＣ成分を混合
し、ついでＤ成分を混合する方法。Ａ成分とＢ成分の混
和物にＤ成分を混合し、ついでＣ成分を混合する方法。
Ａ成分とＢ成分の混和物にＣ成分とＤ成分を混合する方
法など、いろいろの方法をとりうる。

上記の方法で結合材を造ってから、これを骨材類と混合
して加熱混合物を造るのが通常の方法だが、骨材類と各
成分とを加熱混合する間に結合材を造ることもできる。

例えば、プラントで著色舗装用混合物を造るときは、加
熱骨材、顔料、フィラー等とＡ成分とＢ成分とＣ成分の
混和物を添加混合し、これにＤ成分を添加混合して結合
材を造りつつ加熱混合物を造ることができる。また、Ｃ
成分とＤ成分の添加順を逆にすることもできる。こよう
にして、本発明の結合材を使用した混合物を造ることが
できる。

本発明の結合材は、叙上のようにして造られ、使用する
ときは、通常加熱溶融した状態で使用される。結合材
は、湿気反応性のウレタンプレポリマーを含有するの
で、造って長く貯蔵するのは好ましくない。

しかし、ウレタンプレポリマーの量が10重量部程度で
は、130〜140℃における１〜４日間の連続加熱ではかな
り安定で、増粘するが、ゲル化しないものが多い。

この結合材は、湿気と反応し架橋するが結合材単独で室
温においても反応はゆるやかである。加熱混合物では舗
設後湿気と反応が早くすゝみ架橋する。

本発明の結合材の特長と作用効果について説明する。

(1) 結合材は、熱可塑性樹脂（Ａ成分）と軟化剤（Ｂ
成分）とを相溶させたこ混和物に、ゴム、熱可塑性高分
子重合物等のポリマー（Ｃ成分）とジェン系液状ゴムの
ウレタンプレポリマー（Ｄ成分）とを相溶させて、物性
を改質した係合材である。

結合材は、ポリマーのみによる改質に比べて、常温で液
状のプレポリマーを併用するため溶融時の粘度が低くな
るので、舗装用加熱混合物の結合材として使用すると
き、高い温度に加熱しないですむ。また、加熱時におい
ても比較的安定で、舗装用加熱混合物の製造、運搬、舗
設の時間を考慮しても、十分の作業性が確保でき、更に
ある程度の時間であれば加熱貯蔵もきくので、実用上差
支えない。

更にプレポリマーの添加により骨材に対する濡れ、接着
性、結合力もすぐれている。

結合材は、明色のため着色が自由にできるので、着色舗
装用混合物を造ることができる。

結合材と骨材、顔料、充填材等を加熱混合して造る着色
舗装用混合物は、アスファルト加熱混合物と同様に施工
できる。実験例に見られるように、加熱混合物の状態で
は結合材の中の反応性成分ＮＵＭの反応はゆるやかであ
るから作業性がよく、舗設後は、湿度低下により空気中
の湿気と反応しやすくなり、反応は急速にすゝみゴム化
する。そして、物性のすぐれた結合材による着色舗装体
ができる。ＮＵＭは、沃素価が高く乾燥性があるので、
舗設後の舗装面のべた付きも少ない。舗設後の結合材
は、結合材中のゴム、高分子重合物の量がＣ成分のポリ
マー分とＤ成分のプレポリマー分の量の和になるので、
物性のすぐれたものになり、耐摩耗性、耐候性、耐久性
等が著しく向上する。

(2) 本発明の結合材による混合物を造る方法として
は、予め結合材を造って、これを骨材類と混合して混合
物を造る方法だけでなく、結合材のある成分を除いてお
いてこれを骨材類と混合し、そしてこの混合物に除いて
おいたある成分を加えて混合し、結果的に本発明の結合
材を結合材に用いた混合物を造るような使い方もでき
る。

本発明の結合材は、叙上のようにすぐれた特徴と作用効
果を有するので、アスファルトと同様の使い方で着色舗
装、着色舗床の加熱混合物の結合材として種々の方面に
有効に使用することができる。

次に本発明の結合材について実施例により説明する。使
用した材料は次のようである。

熱可塑性樹脂： 石油樹脂 クイントンＴＢ−51（日本ゼオン製品、商
品名）、軟化点94℃軟 化 材： 石油系プロセスオイル アスタック200（富士興産製
品、商品名）、比重1.012、動粘度（60℃） 220セン
チストークス、引火点260℃ ポリマー： エチレン・醋酸ビニール共重合物（ＥＶＡ） エルバ
ックス＃260（三井ポリケミカル製品、商品名） エチレン・エチルアクリレート共重合物（ＥＥＡ）
ＭＢ７３０（日本ユニカ製品、商品名） スチレン・イソブレンブロック共重合ゴム（ＳＩＳ）
ＳＩＳ＃Ｔ１０７（シエル化学製品、商品名） スチレン・ブタジェンブロック共重合ゴム（ＳＢＳ）タ
フブレンＡ（旭化成製品、商品名） スチレン・ブタジェンゴムラテックス（ＳＢＲ） ロ
ーデックス（日本合成ゴム製品、商品名） クロロプレンゴムラテックス（ＣＲ） ネオプレンラテ
ックスＳＮＤ21（昭和ネオブレン製品、商品名） ウレタンプレポリマー： ユニマックス100（ＮＵＭ） （出光石油化学製品、商
品名）末端水酸基の液状ポリブタジェン（平均分子量約
3000）にＭＤＩ（メタフェニレンジイソシアネート）を
反応させたウレタンプレポリマー 実験例 １ 石油樹脂 クイントン 60重量部と石油系プロセスオイ
ル アスタック 40重量部を加熱混合し均一に相溶した
ベース混和物を造る。このベース混和物の軟化点は46.4
℃、針入度（25℃）は52である。

ベース混和物100重量部に対し、ポリマーのＥＶＡ、Ｅ
ＥＡ、またはＳＢＳを夫々10重量部添加して170±10℃
で溶解し、均一な改質ベース混和物を造る。ベース混合
物とこれらの改質ベース混和物の性状（軟化点、針入
度、粘度など）を第１表に示す。

これらにウレタンプレポリマー（ＮＵＭ）を更に５重量
部添加して160〜170℃で均一に混合し、ウレタンプレポ
リマー入りのベース混合物および改質ベース混合物を造
る。製造直後の性状を測り、また軟化点測定用の供試体
を造って、室内で７日間自然放置し軟化点を測定した。
また一方貯蔵中の性状変化、作業性等を考慮して130〜1
40℃で４日間の連続加熱を行った。連続加熱は容量約50
0mlで容器にふたをして行い、状態を観察し、軟化点、
針入度を測定した。これらの結果を第１表に示す。

添加ポリマーのＥＶＡ、ＥＥＡ、ＳＢＳのいづれもベー
ス混合物との相溶性良く、更にこれにプレポリマーを添
加したものも相溶性良好である。改質ベース混和物にプ
レポリマーを添加すると軟化点はやゝ下る。粘度は、Ｅ
ＶＡ、ＥＥＡでは殆んど変らないが、ＳＢＳでは粘度低
下がみられる。

連続加熱で、ＥＶＡ、ＥＥＡは４日後も相溶性良好で均
一だが、ＳＢＳでは、３〜４日目につぶが発生した。

本発明の結合材は、このように熱安定性がよいので、骨
材、顔料、充填材と加熱混合して着色舗装用混合物を製
造し、これを運搬、舗設するまで十分な作業性を有す
る。加熱混合物を舗設したのちは、結合材中のプレポリ
マーが急速に反応してゴム化するので、結合材のポリマ
ー分は増大し、舗装体は安定化して耐摩耗性、耐候性、
耐久性等のすぐれたもの となる。

実験例 ２ 石油樹脂 クイントン 40重量部と石油系プロセスオイ
ル アスタック 60重量部を加熱混合し均一に相溶した
ベース混和物を造る。このベース混和物の軟化点は27.8
℃、針入度（25℃）は400以上である。

このベース混和物100重量部に対し熱可塑性高分子重合
物のＥＶＥ、ＥＥＡ、ＳＩＳ、またはＳＢＳを10，15，
または20重量部添加して170±10℃で溶解し、均一な改
質ベース混和物を造る。

これらの改質ベース混和物の性状を第２表に示す。

これらの改質ベース混和物にウレタンプレポリマー（Ｎ
ＵＭ）を更に10重量部添加し160〜170℃で均一に混合
し、ウレタンプレポリマー入りの改質ベース混合物を造
る。比較のためにベース混和物100重量部にウレタンプ
レポリマー20重量部を混合したものを造る。

これらについて製造直後の性状を測り、また軟化点測定
の供試体と薄鋼板に厚約１mmに塗布した曲げ試験用供試
体を造り、室内で７日間自然放置した後、夫々試験し
た。曲げ試験は、試験温度で２時間冷却後１インチφ丸
棒のまわりに180℃に折り曲げてクラックの発生の有無
をみた。（異常なし ○、クラックが入る。 ×、僅か
にクラックが入る △ と制定する） また一方130℃±10℃で連続４日間加熱を行い軟化点、
粘度測定を行い状態を観察した。これらの結果を第２表
に示す。

第２表の例は、ベースの油分が多く軟質の例である。

ベースにＥＶＡ、ＥＥＡ、ＳＩＳ、ＳＢＳを夫々添加し
たものは相溶性がよい。

これらに、更にプレポリマーＮＵＭを加えたものは、粘
度が低下する。その粘度低下は、ＥＶＡ、ＥＥＡよりも
ＳＩＳ、ＳＢＳの方が大きい。ＮＵＭ添加後の相溶性は
良いが、ポリマーによりＮＵＭの反応性が異なる。ＳＩ
Ｓは反応が早く、ＮＵＭを添加混合してしばらくする
と、つぶが発生する。ＳＢＳでは連続加熱で１日後に、
ＥＶＡ、ＥＥＡでは３〜４日後に やゝつぶが発生する。

実際に結合材として使用するときは連続加熱を長くする
必要はないので、実用上差支えない。第２表の例は、Ｎ
ＵＭの添加量が多いため連続加熱時の粘度上昇が大き
い。

ポリマーとプレポリマーを配合したものは、骨材に対す
る濡れがよい。加熱混合物を造っても作業性がよく、敷
き均らし、締固め性がよい。敷設後、温度が低下する
と、結合材は薄膜で骨材と結合しているため、ＮＵＭの
反応が早く進行するので、早期に安定した舗装となる。

実験例１と実験例２にあげた本発明の結合材の例は、み
な明色で顔料によって着色が自在である。

結合材は、アスファルトと同様に加熱混合物を造ること
ができる。グースアスファルト、アスファルトモルタ
ル、修正トペカ、アスコン等のいろいろなタイプの混合
物を造ることができる。これらの混合物はアスファルト
混合物の場合と同様に施工できる 実験例 ３ 石油樹脂 50重量部と石油系プロセスオイル 50重量部
を150〜170℃に加熱して均一に混合し、これにプレポリ
マー５重量部を添加し均一に混合する。これを140〜160
℃に加熱しつつ、更にＳＢＲラテックスをゴム分で６重
量部を徐々に添加混合し、水分を蒸発させて本発明の均
一に混合した結合材を得る。ＳＢＲラテックスとプレポ
リマーの添加順序を逆にすると、ゴム添加ベースの粘り
が出て、プレポリマーを加えてから均一に混合するのに
時間がかゝり、つぶが発生しやすい。

実験例 ４ 石油樹脂 40重量部と石油系プロセスオイル 60重量部
を160〜170℃で混合均一に溶解し、これにクロロプレン
ラテックスをゴム分として10重量部混合し水分を飛ばし
て均一な改質ベース混和物を造る。このものの針入度
（25℃）400以上、軟化点29℃粘度（130℃）375cpsであ
った。この改質ベース混和物を110〜120℃に保ち、これ
にプレポリマーＮＵＭを添加混合する。始めは均一に混
合される。しかし、５〜10分で急激にゲル化がすすんで
固化し、軟化点100℃以上の高温でも液化しないものと
なる。クロロプレンラテックスとＮＵＭの添加を逆にす
ると可使時間は若干のびる。この結合材は急硬性を要す
る加熱混合物の結合材として特殊の用途に使用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性樹脂（Ａ成分）と、石油系プロセ
   スオイル等の液状軟化剤（Ｂ成分）と、Ａ成分とＢ成分
   との混和物に相溶するゴム、熱可塑性高分子重合物等の
   ポリマー（Ｃ成分）と、ジェン系液状ゴムのウレタンプ
   レポリマー（Ｄ成分）とを混合したことを特徴とする着
   色舗装用結合材。