JPS5813098B2 - アスフアルト改質用ゴム系添加剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なアスファルト改質用ゴム系添加剤に関し
、さらに詳しくは溶融アスファルト中に短時間で容易に
分散させることができ且つ少量の添加でも優れた改質効
果を発揮する、殊にブローンアスファルトの改質に適し
たアスファルト改質用ゴム系添加剤に関する。

アスファルトは安価で大量の供給が可能である等の理由
から、道路舗装用、建築物の防水用等として多く使用さ
れているが、物性、施工性等において未だ充分に満足で
きるものではない。

例えばブローンアスファルトは夏場の高温（約５０〜７
０℃）に曝されても軟化変形し難い特長を有するため、
従来から、建築物の防水ルーフイング用として多く使用
されているが、冬場の低温での外気温度の著るしい変化
によるアスファルトの伸縮のためヒビ割れが生じ防水効
果が損われ易いという欠点があった。

このため、アスファルトにゴム等の柔軟な材料を配合し
て低温状態におけるアスファルトの耐ヒビ割れ性等の物
性を改善する試みがいろいろ行われており（例えば、特
公昭４０−２４０３４号公報、特公昭４３−３１２０号
公報、特公昭４４−３１１１９号公報、特公昭５４−２
３６９１号公報、特開昭５３−１７６１８号公報、特開
昭５３−４３７２２号公報等参照）、これによりアスフ
ァルトのある程度の改質に成功している。

しかしながら、アスファルトの中でも特にブローンアス
ファルトは組成的にアスファルテンを多量に含んでいる
ためにゴム粒子の分散性が悪く、ブローンアスファルト
の物性の充分な改質を行なうことができないという欠点
がある。

本発明者らはアスファルト、殊にブローンアスファルト
に対しても短時間で容易に均一分散が可能で、しかも改
質効果に優れたゴム系添加剤を目的として鋭意研究を重
ねた結果、或る種の特定の鉱油中にゴムを溶解分散した
後アスファルトに配合するようにすれば、上記の目的が
達成されることを見出し、本発明を完成した。

しかして、本発明に従えば、 （ａ）芳香族系及び／又はナフテン系炭化水素を合計で
３５〜８０重量％含有し且つアスファルテン含量が５重
量％以下で引火点が２００℃以上の鉱油 ６０〜９０重
量部と、 （ｂ）熱可塑性ゴム ４０〜１０重量部 とから成ることを特徴とするアスファルト改質用ゴム系
添加剤が提供される。

本発明の添加剤において使用される鉱油は、芳香族系及
び／又はナフテン炭化水素を合計で３５〜８０重量％、
好ましくは５０〜８０重量％含有し且つアスファルテン
含量が５重量％以下、好適には２重量％以下で、引火点
が２００℃以上の石油留分である。

ここで、芳香族系炭化水素及びナフテン系炭化水素の含
有量は、Ｓｈｅｌｌ ＭｅｔｈｏｄＳｅｒｉｅｓ ５２
５〔Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ． ２８（１９５６ｐ１９２８
）に準拠して測定される平均分子量、屈折率及び密度か
ら計算によって求めた含有量を意味する。

本発明において使用されるこれらの鉱油は一般に３５０
℃以上の沸点（大気圧）を有し、さらに一般に１００℃
において約５〜約７０センチストークス、好ましくは７
〜４０センチストークスの範囲内の粘度を有することが
できる。

かかる鉱油としては、原油から滑潤油を製造する過程で
中間的に得られるベースオイル（プロセス油）、又はそ
れからパラフィン系炭化水素の少なくとも一部を除去し
た後の芳香族系及び／又はナンテン系炭化水素に富む留
分が適しており、工業的には、例えば、原油から常圧蒸
留により低沸点成分（例えばガソリン、ケロシン、軽油
など）を除去した後の重質蒸留残渣油を減圧蒸留して得
られる塔頂留分をさらにフルフラールを用いる抽出蒸留
に付して得られる抽出残分が有利に使用される。

具体的には、シェル石油（株）製のＭＭＯ／Ｅｘｔｒａ
ｃｔ（芳香族分３７重量％、ナフテン分１９重量％、引
火点２６８℃。

粘度１００℃で３２センチストークス）；ＳＰＯ／Ｅｘ
ｔｒａｃｔ（芳香族分４５重量％、ナフテン分１９重量
％、引火点２２０℃、粘度１００℃で１８センチストー
クス）； ＬＭＯ／Ｅｘｔｒａｃｔ（芳香族分４０重量％、ナフテ
ン分２７重量％、引火点２３０℃、粘度１００℃で３４
センチストークス）；ＢＳ／Ｅｘｔｒａｃｔ（芳香族分
１９重量％、ナフテン分３４重量％、引火点２５４℃、
粘度１００℃で５２センチストークス）；Ｓｈｅｌｌｆ
ｌｅｘ ３７１ＪＹ（芳香族分５重量％、ナフテン分４
０重量％、引火点２００℃、粘度１００℃で８．３セン
チストークス）；Ｓｈｅｌｌｆｌｅｘ ４９１ＪＹ（芳
香族分４重量％、ナフテン分４７重量％、引火点２２０
℃、粘度９．８センチストークス）等が挙げられるが、
しかし、本発明で使用しうる鉱油はこれら例示したもの
に限定されるものではなく、前述した物性を有するもの
である限り、他の鉱油製品もまた同様に使用しうること
を理解すべきである。

一方、上記の如き鉱油中に溶解分散して溶融アスファル
ト中に混入しうる熱可塑性ゴムとしては、従来からアス
ファルトのゴム改質のために使用されてきた未加硫のゴ
ムを本発明においても同様に使用することができ、例え
ば、天然ゴムや各種の合成ゴム（例えば、ポリブタジエ
ン、ポリインプレン、スチレンーブタジエン共重合ゴム
、クロロプレンゴム、イソプレンーイソブチレン共重合
ゴム等）が使用されうるが、本発明においては特に、ス
チレン含量が３０〜４５重量％で分子量が６．５×１０
４〜１５×１０４程度のポリスチレンーポリブタジエン
ブロック共重合体及びスチレン含量が１０×２０重量％
で分子量が１０×１０４〜１５×１０４程度のポリスチ
レンーポリイソプレンブロック共重合体が適しており、
具体的には、シェル化学株式会社からＴＲ−１１０１及
びＴＲ−１１０７なる商品名で市販されているものが挙
げられる。

本発明の添加剤の調製は、それ自体公知の方法に従い、
例えば、前述した如き鉱油を予め約１５０〜約２００℃
の温度に加熱しておき、そこへ上記の熱可塑性ゴムを少
量ずつ徐々に添加し、プロペラミキサー等で攪拌しなが
ら均一に溶解させることにより行なうことができる。

その際の鉱油に対する熱可塑性ゴムの配合比率は、鉱油
６０〜９０重量部に対し、熱可塑性ゴム４０〜１０重量
部とすることができ、好ましくは鉱油７０〜８０重量部
に対し熱可塑性ゴム３０〜２０重量部とすることができ
る。

かくして調製される本発明の添加剤は、上記の如く製造
が極めて簡単で従来のように特別の装置を必要とせず、
しかも、通常室温で半固体状で取扱が容易で、貯蔵安定
性に優れ、熱劣化を受けにくい等の種々の利点を有して
いる。

また、本発明の添加剤は、従来のアスファルト改質用ゴ
ム系添加剤に比べて、はるかに短時間で均一にアスファ
ルト中にゴム成分を分散させることができるのみならず
、ゴムの使用量も従来の添加剤に比べて大巾に減らすこ
とができ（通常従来の２分の１から５分の１程度に減ら
すことが可能）しかもその上、従来ゴムを配合すること
が困難とされていたアスファルテン含量の多いアスファ
ルト、例えばブローンアスファルト（針入度が１０〜３
０のもの）に対しても、本発明の添加剤を用いればゴム
成分を容易に混入分散させることができるという優れた
利点が得られる。

さらに、本発明の添加剤を用いれば、アスファルト中で
鉱油成分とゴム成分とが相乗的に作用し、アスファルト
の物性、例えば伸度、タフネス、テナシテイを顕著に改
善することができ、殊に、アスファルトにゴムの特性で
あるテナシテイをもたせることができる点で大きな効果
が得られる。

しかして、本発明の添加剤を配合しうるアスファルトと
しては、例えば、針大度６０〜８０で軟化点が４０〜５
０℃のストレートアスファルト、針大度が１０〜３５で
軟化点が８０〜１３０℃のブローンアスファルト及び針
大度が５〜２５で軟化点が６０〜８０℃の溶剤脱瀝アス
ファルトが挙げられる。

これらのアスファルトへの本発明の添加剤の混入配合は
、それ自体公知の方法に従って行なうことができ、例え
ば、アスファルトが流動状態になるまで加熱し（好まし
くは約１６０〜２００℃程度の温度に加熱し）、そこへ
本発明の添加剤を加え、均一に分散するまで、通常約１
０〜約３０分間攪拌混合する。

その際のアスファルトへの本発明の添加剤の配合量は、
アスファルトの種類や用途等に応じて広範に変えること
ができるが、一般には、アスファルト１００重量部に対
して、ゴムの量が１〜１５重量部、特に２〜６重量部と
なるような割合で配合するのが望ましい。

しかして、本発明の添加剤を用いて改質されたアスファ
ルトは道路舗装用、鉄道軌道用、建築物の防水ルーフイ
ング用、接着剤用等として広範に使用することができる
。

次に実施例を掲げて本発明をさらに説明する。

実施例 １ シェル石油（株）製ＭＭＯ／Ｅｘｔｒａｃｔ（芳香族分
３９重量％、ナフテン分２７重量％、引火点２６８℃、
粘度１００℃で３２センチストークス：６ｋｇをプロペ
ラミキサー中に仕込み、１８０℃に加熱し、攪拌しなが
ら（５００ｒｐｍ）、シエル化学（株）製ポリスチレン
ーポリブタジエンブロック共重合体（スチレン含量３０
重量％、分子量１０００００）４ｋｇを３０分間にわた
り徐々に添加し、さらに３０分間攪拌をつづけた。

かくして得られた添加剤は常温で半固体状であり、アス
ファルトに配合する場合には適当な大きさにカットして
用いた。

実施例 ２ 実施例１におけるシエル石油（株）製 ＭＭＯ／Ｅｘｔｒａｃｔの代りに同社製Ｓｈｅｌｌｆｌ
ｅｘ３７１ＪＹ（芳香族分５重量％、ナフテン分４０重
量％、引火点２００℃、粘度１００℃で８．３センチス
トークス）を使用する以外、実施例１と全く同様に操作
した。

参考例 １ 針入度が２５℃で２９で軟化点が１０４℃のブローンア
スファルトを１８０℃で溶融し、そこへ下記第１表に示
す所定量の添加剤〔実施例１又は２で得たゴム系添加剤
、或いは上記実施例で用いたポリスチレンーポリブタジ
エンブロック共重合体のみ、又は実施例１で用いたＭＭ
Ｏ／Ｅｘｔｒａｃｔのみ〕を加え、１５分間混合し、ゴ
ム改質アスファルトを得た。

得られた改質アスファルトの性状を以下に述べる方法で
測定した。

その結果を下記第１表にまとめて示す。

〔性状の測定方法〕

針入度（２５℃、１００ｇｒ １／１０ｍｍ）及び軟化
点（℃）の測定はＪＩＳ Ｋ２２０７に準じて行った。

そして伸度（ｍｍ）、タフネス（ｋｇ・ｃｍ）及びテナ
シテイ（ｋｇ・ｃｍ）の測定方法は、ＪＩＳ Ｋ２２０
７に規定する伸度試験用伸度型わくを用い、インストロ
ン型引張り試験機で４℃、５０ｍｍ／ｍｉｎの一定伸長
速度で試料を引張ることにより試料の伸びとそれに伴う
引張り荷重との関係をグラフに求め、そのグラフから伸
度（ｍｍ）、タフネス（ｋｇ・ｃｍ）（把握力）及びテ
ナシティ（ｋｇ・ｃｍ）（粘結力）を求めた。

上記第１表に示す結果から明らかなように、ゴム系添加
剤を用いた場合を、ゴムを単独で添加した場合に比較し
て見ると、 ■ １〜５％の添加量のすべての点においてゴム系添加
剤を用いた方が伸度、タフネス、テナシテイの面におい
て秀れている。

■ 特に３％以上になるとテナシテイＯに対してゴム系
添加剤を用いた場合１．２ｋｇ・ｃｍを示し、ゴムアス
ファルトの特徴が明らかになっている■ ゴム系添加剤
を用いれば単独で添加した場合のゴムの量の半分以下の
量で伸度、タフネス、テナシテイをクリアー出来ること
が明らかである。

■ 又、鉱油単独で用いた場合では伸度、タフネス、テ
ナシテイのあらゆる面において劣っていることが確認出
来る。

参考例 ２ 針入度が２５℃で２９で軟化点が１０４．０℃のプロー
ンアスファルト６ｋｇを１８０℃で加熱溶融し、そこへ
実施例１で製造したゴム系添加剤又は比較のためシエル
化学（株）製ポリスチレンーポリブタジエンブロック共
重合体４ｋｇを添加し、下記第２表に示す所定時間攪拌
混合した。

得られた改質アスファルトの性状を参考例１におけると
同様にして測定した。

その結果を下記第２表に示す。この第２表に示す結果か
ら、本発明のゴム系添加剤は、ゴム単独の場合に比して
、はるかに短時間でアスファルト中に均一に混合するこ
とが可能であることがわかる。

実施例 ３ シェル石油（株）製のパラフィン系鉱油 ＢＳ／Ｅｘｔｒａｃｔ（芳香族成分１９重量％、ナフテ
ン成分３４重量％、引火点２５４℃、粘度１００℃で５
２センチストークス）６ｋｇを１８０℃に加熱し、攪拌
機（４００ＲＰＭ、３枚羽根、羽根長さ６ｃｍ、最大巾
４ｃｍ）を運転しながら、熱可塑性ゴムＳＩＳ ４ｋｇ
を徐々に添加し６０分間でアスファルト改質用ゴム系添
加剤を製造した。

この添加剤３重量％をブローンアスフアルト（ｐｅｎ
２９、軟化点１０４．０℃）９７重量％に添加し、１８
０℃で１０分間前述の攪拌機で混合した後改質アスファ
ルトの性状試験を行なった。

その結果改質アスファルトの性状は針大度（２５℃）２
８；軟化点１１５．０℃：伸度（４℃１８．８ｍｍ：タ
フネス（４℃）２１．０ｋｇ・ｃｍ；テナシテイ（４℃
）２．５ｋｇ・ｃｍを示した。

実施例 ４ シエル化学（株）製のパラフィン系鉱油 Ｄｕｔｒｅｘ ７２９ＵＫ（芳香族成分４８％、ナフテ
ン成分２８重量％、引火点２１５．６℃、粘度１１００
℃で１７センチストークス）６ｋｇを１８０℃に加熱し
、攪拌機（４００ＲＰＭ、３枚羽根、羽根長さ６ｃｍ、
最大巾４ｃｍ）を運転しながら、熱可塑性ゴムＳＢＳ
４ｋｇを徐々に添加し、６０分間アスファルト改質用ゴ
ム系添加剤を製造した。

この添加剤３重量％をストレートアスファルト（ ｐｅ
ｎ ７ ２、軟化点４５．５℃）９７重量％に添加し、
１８０℃で１０分間前述の攪拌機で混合した後改質アス
ファルトの性状試験を行なった。

その結果、改質アスファルトの性状は針入度（２５℃）
７５：軟化点５６．０℃；伸度（２５℃３６０ｍｍ以上
：タフネス（２５℃）７０．４ｋｇ−ｃｍ；テナシティ
（２５℃）３６．８ｋｇ・ｃｍを示した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ａ）芳香族系及び／又はナフテン系炭化水素を合計
   で３５〜８０重量％含有し且つアスファルテン含量が５
   重量％以下で引火点が２００℃以上の鉱油 ６０〜９０
   重量部と、 （ｂ）熱可塑性ゴム ４０〜１０重量部 とから成ることを特徴とするアスファルト改質用ゴム系
   添加剤。