JPH09291217A - 防水用アスファルト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】アスファルト、非晶性プロピレン・エチレンラ
ンダム共重合体、結晶性プロピレン・エチレンブロック
共重合体よりなる防水性アスファルト組成物。 【効果】 本発明は、従来の防水性アスファルトに比べ
て、低温可撓性が優れ、亀裂が生じにくい。アスファル
ト、非晶性プロピレン・エチレンランダム共重合体、結
晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体の混合性が
良く、高温時の軟化流動を防止出来る。また、品質が安
定しており、臭気が少なく、引火性が低い等の利点があ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の防水用アスファルト
組成物は、低温特性に優れ、低温下での作業性が良い等
の性能を有することから建築・鉄道・道路などにおける
コンクリート板間のシーリング材、水路管などのジョイ
ントシーリング材、屋上防水などに広く用いられ、特に
トーチ工法用防水シートに適するものである。

【０００２】

【従来の技術】アスファルト系防水組成として、アスフ
ァルトに各種の生ゴム、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ある
いは樹脂、例えばアタクチックポリプロピレン、石油樹
脂などを配合したものが知られている。特に、「防水ジ
ャーナル」１９９６年１１月号１１２ページには、屋根
・屋上用防水シートとしてトーチ状のガスバーナーで厚
み４ｍｍ前後のシングルプライ防水シートの裏面と下地
とを同時にあぶって瞬時にシートを張付けてゆくトーチ
工法及びトーチ工法用防水シートが記載されており、ア
スファルト改質のためアタクチックポリプロピレン、ス
チレン・ブタジエン・スチレンのブロック共重合体をそ
れぞれ使い分けている事例が記載されている。また、特
公平１−２８２２３５号公報には、非晶性プロピレン・
エチレンランダム共重合体とアスファルトからなる防水
用シ−ト用アスファルト組成物が開示されている。しか
しながら、これらの公知の組成物は、夏・冬の温度変化
による物性変化、変形に対する回復性あるいは作業時の
粘度変化による施工性などに問題を残している。

【０００３】特にトーチ工法用防水シートに関して、ア
スファルトにスチレン・ブタジエン・スチレンのブロッ
ク共重合体（ＳＢＳ）を添加することで改質された防水
シートは、アスファルトとＳＢＳの混合が難しかった
り、アスファルトの粘度が上がりすぎたりするためＳＢ
Ｓ配合量を多くすることができず、少量添加でも低温可
撓性にはすぐれるものの高温域での軟化が大きく、温・
熱帯域では使い難い欠点があった。

【０００４】一方、アタクチックポリプロピレンによる
改質は、これらを容易に、かつ大量に配合できるため、
高温域での軟化は少ない。 このアタクチックポリプロ
ピレンは、結晶性のアイソタクチックポリプロピレン樹
脂製造の際に副生する低分子量の非晶性ポリマーで、低
粘度かつ結晶性ポリプロピレンの副生残渣という点から
安価であるため、これまでトーチ工法用防水シートに用
いられてきた。しかし、いくつかの欠点も合わせ持って
いる。即ち、結晶性アイソタクチックポリプロピレンに
は、ホモポリマー、ランダムコポリマー、ブロックコポ
リマーの３種があるが、組成的にはピロピレン単独であ
るか、あるいはランダムコポリマーではエチレンが共重
合されても高々５％程度であるため副生アタクチックプ
ロピレンもエチレンが高々５〜６％程度である。このよ
うにホモポリプロピレン、ランダムコポリマーから副生
されるアタクチックポリプロピレンはプロピレンが主成
分であるため、低温特性の良好なものを得ることは難し
かった。一方、ブロックコポリマーから副生する非晶性
ポリプロピレンでは、抽出されるゴム成分にエチレンが
多く含まれているもののランダム共重合体でないため成
分が均一でなく、べとついたり品質が一定しないため、
利用価値が低い。このような理由で、低温特性の良好な
利用価値の高いアタクチックポリプロピレンを得ること
は、難しかった。

【０００５】又、副生の残渣であるため粘度、軟化点、
硬度等の特性を限定して必要量生産することは困難であ
り、結晶性アイソタクチックポリプロピレンの分子量に
応じて副生アタクチックポリプロピレンの分子量も変化
するため、希望する溶融粘度のものも得られなかった。
又、結晶性アイソタクチックポリプロピレンからアタク
チックポリプロピレンを分離する際に溶媒を用いるた
め、完全に溶媒を除去することも、また触媒残渣を除く
ことも難しかった。更に、アイソタクチックポリプロピ
レンの触媒が高活性型へ移行するに従い、副生のアタク
チックポリプロピレンの生成量が減少しており、将来に
向けての安定入手に不安も生じている。

【０００６】上記の欠点を持った副生アタクチックポリ
プロピレンを改質材の主成分として配合した防水用シー
トは低温での可撓性に劣るため、低温下での施工時・使
用時にひび割れが生じ易いこと、残溶媒に起因する臭い
や引火の危険性を伴うこと、軟化点、溶融粘度を一定の
品質範囲内に収めにくいこと等の欠点を持っている。更
には、将来、原料確保が出来ないため生産中止という不
安もあり問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、これら公知の防水材組成物の欠点をなくし、特に低
温可撓性、耐熱性、作業性、品質安定性の優れた防水シ
ート用アスファルト組成物、特にトーチ工法用防水シー
トに好適な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】本発明は下記の防水用ア
スファルト組成物を提供するものである。 （ａ）２５℃の針入度が３０〜２５０dmm、軟化点が２
５〜６５℃のアスファルト１００重量部 （ｂ）数平均分子量が１，０００〜２０，０００の範
囲、エチレン含量が２〜３０重量％、軟化点が１２０〜
１５０℃、２５℃の針入度が１０〜６０dmm、ガラス転
移温度が−１５℃以下である非晶性プロピレンエチレン
ランダム共重合体を５〜８０重量部 （C)２３０℃におけるメルトフロ−レイトが５〜２５ｇ
／１０min で、エチレン含量が１〜１５重量％である結
晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体を１〜１２
重量部 を配合してなる防水用アスファルト組成物。

【０００９】本発明に用いられる非晶性プロピレン・エ
チレンランダム共重合体は、例えば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
用いて水素存在下、液化プロピレン中にエチレンを混入
して共重合されるもので、数平均分子量が１，０００〜
２０，０００の範囲、好ましくは１，５００〜１８，０
００の範囲にあり、エチレン含量が２〜３０重量％、好
ましく４〜２８重量％で、軟化点が１２０〜１５０℃、
好ましくは、１２５〜１４８℃で、２５℃での針入度が
１０〜６０dmm、好ましくは１５〜５０dmmで、ガラス転
移温度が−１５℃以下、好ましくは−２０℃以下の非晶
性ランダム共重合体である。副生のアタクチックポリプ
ロピレンと異なり、このポリマーはエチレン含有量が上
記範囲にあるため、アタクチックポリプロピレンの良好
な耐熱性を持ち、しかも低温特性も良好であり、軟化
点、溶融粘度等の特性を一定の範囲内に収めて安定した
品質のものを造ることが可能である。又プロピレン、エ
チレンの共重合比や分子量で軟化点、溶融粘度を一定の
値に設定して生産することが可能である。又、溶媒を用
いない重合であり、溶媒による処理工程もないため、引
火の危険性や臭気の問題もない。

【００１０】非晶性プロピレン・エチレンランダム共重
合体の数平均分子量が１，０００未満の場合は、アスフ
ァルト改質効果が十分ではなく、一方２０，０００以上
の場合には溶融粘度が高すぎて、アスファルトとの混合
が困難になる。数平均分子量は、ＧＰＣ（ガスパーミエ
ーションクロマトグラフ）を用いて、オルソジクロルベ
ンゼン溶液中０．２％濃度のサンプルを用いて、１３５
℃のカラム温度で測定し、ポリスチレン検量線で読み取
った値である。また非晶性プロピレン・エチレンランダ
ム共重合体のエチレン含量が２％未満のものは低温特性
向上が期待できず、一方３０％を越えるものは、常温で
軟らかくなりすぎたり、軟化点が低くなりすぎて、高温
耐熱用途には使用できない。また、非晶性プロピレン・
エチレンランダム共重合体の軟化点が１２０℃未満のも
のは、高温時のだれ性向上が期待できず、一方１５０℃
を越えるものは、アスファルトへの溶融混合が困難にな
る。

【００１１】また、非晶性プロピレン・エチレンランダ
ム共重合体の２５℃での針入度が１０dmm未満のものは
低温で硬くなり、寒冷地での用途には使用できず、一方
６０dmmを越えるものは、常温で軟らかくなりすぎ、高
温耐熱用途には使用できない。また、非晶性ブロピレン
・エチレンランダム共重合体のガラス転移温度が−１５
℃を越えるものは、低温で硬くなりすぎ、割れが発生す
るなどの問題がある。ガラス転移温度は、ＤＳＣ（示
差、走査熱量計）を用いて、ＡＳＴＭ Ｄ３４８に準じ
た方法で、サンプル温度を２２０℃まで昇温後、一旦−
１５０℃まで下げ、再び２００℃に昇温する際に読み取
った値である。又、この共重合体は示差走査熱量計の昇
温測定において、結晶融解時の吸熱ピークが発生しない
程度及び沸騰ｎ−ヘプタン中でのソックスレー抽出で不
溶分が１５％以下であることが好ましい。結晶性がある
とアスファルトとの混合が十分にできないからである。

【００１２】本発明でいうアスファルトとは、ストレー
トアスファルトであってもブローンアスファルトであっ
ても良いが、非晶性プロピレン・エチレンランダム共重
合体との混合のし易さ及び安価であるという点からスト
レートアスファルトの方が好ましい。ここでいうストレ
ートアスファルトとは、ＪＩＳ Ｋ２２０７に規定され
ているものであり、軟化点が２５〜６５℃、好ましくは
３０〜６０℃で２５℃の針入度が３０〜２５０dmm、好
ましくは５０〜２００dmmのものである。アスファルト
の軟化点が２５℃未満の場合は、軟化点が低くなりす
ぎ、高温耐熱性に劣る。一方６５℃を超える場合は、非
晶性プロピレン・エチレンランダム共重合体との混合が
難しくなる。また、アスファルトの２５℃での針入度が
３０dmm未満の場合は、常温で硬くなりすぎ、低温で割
れるなどの問題がある。一方、２５０dmmを超える場合
は、常温で軟らかすぎて、高温時に足跡が付くなどの問
題がある。

【００１３】本発明に使用される結晶性プロピレン・エ
チレン共重合体は、２３０℃におけるメルトフロ−レイ
トが５〜２５／１０min 、好ましくは、１０〜２０／１
０min であり、エチレン含量が１〜１５重量％、好まし
くは３〜１２重量％のものである。結晶性プロピレン・
エチレン共重合体のメルトフロ−レイト５／１０min 未
満のものは溶融混練が難しく、逆に２５／１０min を越
えるものは高温特性の改良効果が小さくなる。また、結
晶性プロピレン・エチレン共重合体のエチレン含量が１
重量％未満のものは、低温時硬くなり、１５重量％を越
えるものは柔らかくなりすぎる。

【００１４】本発明組成物における配合割合は、アスフ
ァルト１００重量部に対し、非晶性プロピレン・エチレ
ンランダム共重合体５〜８０重量部、好ましくは７〜６
０重量部である。５重量部未満では、改質の効果が小さ
く低温特性及び高温特性ともに劣る問題があり、逆に８
０重量部を越えると、アスファルト成分が少なく、アス
ファルトの特長である防水性、安価である点および加工
性に劣るようになる。また、結晶性プロピレン・エチレ
ン共重合体が１重量部未満では、柔らか過ぎて高温特性
が劣り、１０重量部を越えると硬くなりすぎたり、配合
時の粘度が高くなり過ぎて、溶解が難しいなどの問題が
ある。本発明の組成物中には、必要に応じて合成ゴム、
ポリオレフィン重合体、熱可塑性エラストマーの一種以
上を配合することもできる。これらの重合体を配合する
ことにより、防水シートの耐衝撃性を増大させることが
できるが、アスファルトとの混合性や特にトーチ工法用
防水シートの流動性のためには非晶性プロピレン・エチ
レンランダム共重合体とアスファルトとからなる組成物
１００重量部に対し２０重量部以下が好ましい。多くし
過ぎると、アスファルトとの混合時に溶解しにくくな
る。

【００１５】合成ゴムとしては、スチレン・ブタジエン
共重合体ゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブ
タジエンゴム（ＢＲ）、ネオプレンゴム（ＮＢＲ）、エ
チレン・プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＲ）、エチレン
・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）及びブチルゴム
等が挙げられる。ポリオレフィン重合体としてはポリエ
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、プロピレン、ブテ
ン、ベンテン、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との共重合体又は多元共重
合体が挙げられる。熱可塑性エラストマーとしてはスチ
レン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体（ＳＢ
Ｓ）、スチレン、イソプレン、スチレンブロック共重合
体（ＳＩＳ）、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレ
ンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）等が挙げられる。又、
本発明においては充填剤として炭酸カルシウム、水酸化
アルミニウム、クレー、タルク等の無機充填剤を用途に
よって適宜添加することもできる。

【００１６】本発明において非晶性プロピレン・エチレ
ンランダム共重合体、アスファルト、結晶性プロピレン
・エチレン共重合体、その他の添加物を混合する方法は
従来公知の方法で行うことができ、例えば混合釜でアス
ファルトを加熱溶融した後、そこに非晶性プロピレン・
エチレンランダム共重合体及び必要な場合は他の添加物
を投入し、均一になるまで溶解混合することにより行う
ことができる。

【００１７】本発明における配合組成物は、シート状の
表面に紫外線をあて、２００倍程度の光学顕微鏡で観察
した時、丸い粒状の領域が全体に散在している。いわゆ
る海−島構造をとり、その海の部分が非晶性プロピレン
・エチレンランダム共重合体を主成分とする白色部分、
島の部分がアスファルトを主成分とする黒色部分になっ
ているのが好ましい。シート全体の機械的強度や特性
は、この海の部分の特性に負うところが大きいため、ア
スファルトを主成分とする黒色部分が海となっていては
十分な改質効果が得られない。

【００１８】また、「物性の測定方法」の（Ｆ）に示す
低温屈曲性の測定方法による低温屈曲性が−１５℃以下
が好ましい。−１５℃より高い値を示す組成物からなる
防水シートは低温で折り曲げた場合、防水シート全体の
破断やシート表面の亀裂が発生することがある。

【００１９】又、「物性の測定方法」の（Ｈ）に示す高
温くぼみ性の測定方法による高温くぼみの値が１０dmm
以下がこのましい。これより大きい値を示す組成物から
なる防水シートは、６０℃程度になると軟らかくなりす
ぎ、ロール状に巻いてある防水シートが偏平となり防水
工事における、シートの敷設の際、巻きほぐしを行いに
くくなる。あるいは、加熱敷設直後や、夏期に直射日光
があたりシート表面が６０℃程度になった時、外部から
の物体の接触や人が直接歩行した際に大きなくぼみや足
跡が生じやすく好ましくない。

【００２０】本発明における組成物は、単独で、或いは
ルーフィング原紙、織布又は不織布、金属製薄板又は箔
などにアスファルト組成物を含浸、塗布又は圧着して防
水シートして使用することができる。ルーフィング原紙
としては石綿フェルト、アスベストルーフィング、有孔
フェルトなどの有機質又は無機質の材料からなるもの、
織布又は不織布としてはガラス繊維系、ナイロン系、ビ
ニロン系、ポリエステル系、繊維家系などの無機又は有
機質の長繊維又は短繊維を用いたもの、金属製薄板又は
箔としては銅、鉄、アルミ等が挙げられる。本発明の防
水シートは、防水性、防湿性、断熱性、吸音性、緩衝
性、伸縮性、電気絶縁性、耐候性、耐薬品性、耐熱性、
低温可撓性に優れるので、各種の用途、特にトーチ工法
用ルーフィング材に好適に用いることができる。

【００２１】防水シートの厚みは０．２〜１０ｍｍ、好
ましくは０．５〜８ｍｍ、特に好ましくは１〜６ｍｍで
ある。薄すぎる場合は防水効果が十分でなく、厚すぎる
場合には施工が困難である。特にトーチ工法用ルーフィ
ング材の場合は、巻き戻しながらシートの裏面を加熱溶
融させて張り付けていくため、極端に硬いとシートが溶
融切断したり、極端に厚いと巻き戻しと加熱の作業を同
時に行うことができなくなる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の防水シー
ト用アスファルト組成物は、従来品に比べて次のような
利点がある。 （１）防水シートの低温可撓性が改良され、低温下での
作業時、及び施工後も割れ、亀裂を生じない。 （２）非晶性プロピレン・エチレンランダム共重合体と
アスファルトとの混合性が良いため、非晶性プロピレン
・エチレンランダム共重合体の量を多量に配合すること
ができることから、組成物の高温時の軟化流動を防止で
きる。 （３）品質管理された軟化点、硬度、流動性等の諸性質
を有する防水シートを得ることができる。 （４）製造時、施工時、使用時に溶剤に起因する臭いの
発生や引火の危険性がない。

【００２３】

【発明の実施の形態】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説
明するが、本発明はこれら実施例に限られるものではな
い。

【００２４】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、２５℃及び
６０℃で測定。 （Ｃ）数平均分子量：ＧＰＣ法、１３５℃、溶媒ＯＤＣ
Ｂ。 （Ｄ）エチレン含量：ＮＭＲ法。 （Ｅ）メルトフロ−レイト：ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に準
拠（２３０℃） （Ｆ）低温屈曲性：組成物を厚さ２ｍｍのシートにプレ
ス成形し、−２０℃の雰囲気下で直径１０ｍｍの棒に巻
き付け破壊の有無を確認。破壊試料数／試験試料数で表
示。 （Ｇ）溶融粘度：ＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠。 （Ｈ）高温くぼみ性：針入度における針を図１（正面
図）の金属製治具に替え、全荷重を２、０００ｇとした
以外は、針入度測定と同様の方法で、６０℃において、
５秒間サンプルに荷重を加えた際のくぼみの深さを測定
した。 （Ｉ）高温だれ性：１３×３７×３ｍｍ厚さの試験片を
ステンレス板に張りつけ、１２０℃のオ−ブン中に垂直
に放置し２時間後の長さを測定した。 （Ｊ）分散性：紫外線型顕微鏡を使用し、２００倍で観
察し、海の部分と島の部分を確認する。白い部分は樹脂
部分、黒い部分はアスファルト部分を示す。 （Ｋ）ガラス転移温度：ＡＳＴＭ Ｄ−３４１８に準拠

【００２５】実施例１〜５及び比較例 使用材料 （Ａ）非晶性プロピレン・エチレンランダム共重合体：
宇部レキセン株式会社製ＵＢＥＴＡＣ

【００２６】

【表１】

【００２７】（Ｂ）アタクチックポリプロピレン（副生
品）：千葉ファインケミカル（株）製、ビスタックＬ 軟化点：１１０℃ 溶融粘度：５００（１５０℃） エチレン含量：０％ （Ｃ）スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合
体：シェル化学製カリフレックＴＲ１１０１ （Ｄ）アスファルト：日本石油（社）製ストレートアス
ファルト１５０／２００ （Ｅ）結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体：
グランドポリマ−（株）製グランドポリプロＪ−８１５
ＨＫ エチレン含量：８重量％ メルトフロ−レイト：１５ｇ／１０min （Ｆ）無機充填材：カルシード（株）製粉砕炭酸カルシ
ウム

【００２８】組成物の配合方法 混合容器にアスファルトをとり、加熱しながら攪拌し、
１８０℃になったところで非晶性プロピレン・エチレン
ランダム共重合体、結晶性プロピレン・エチレンブロッ
ク共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック
共重合体等を表１に示す配合割合で加え、３０分間攪拌
溶解して組成物を得た。これらを次に示す物性の測定方
法で測定した。その結果を表２に示す。

【００２９】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】金属製治具の正面図の概略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 拓治 東京都品川区東品川２丁目３番11号ＵＢＥ ビル５Ｆ 宇部レキセン株式会社内 (72)発明者 郷中 健治 大阪府堺市築港新町３―１ 宇部興産株式 会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）２５℃の針入度が３０〜２５０dm
   m、軟化点が２５〜６５℃のアスファルト１００重量部 （ｂ）数平均分子量が１，０００〜２０，０００の範
   囲、エチレン含量が２〜３０重量％、軟化点が１２０〜
   １５０℃、２５℃の針入度が１０〜６０dmm、ガラス転
   移温度が−１５℃以下である非晶性プロピレンエチレン
   ランダム共重合体を５〜８０重量部 （C)２３０℃におけるメルトフロ−レイトが５〜２５ｇ
   ／１０min で、エチレン含量が１〜１５％である結晶性
   プロピレン・エチレンブロック共重合体を１〜１２重量
   部 を配合してなる防水用アスファルト組成物。