JPS60158256A - アスフアルト組成物 - 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】 本発明は骨材や構造物に対する接着力および耐水性が優
れ、感温性が抑制され友アスファルト組成物に関するも
のであシ、この組成物は道路舗装用、ダム等の水利構造
物用、防水用、防錆用、ルーフインク用、目地用その他
に適し、％に道路舗装用に適したものである。

アスファルトに骨材を配合してなる組成物は、比較的安
定であシ、摩擦特性に優れ、施工時に長期の養生期間を
必要としない等の特徴がちシ、葦た安価なため道路等の
舗装材として広く用いられている。

しかしながら、アスファルトの粘度は温度依存性が大き
いため、夏期には軟化してわだち堀れを生じ易く、冬期
には硬化してひび割れを生じたりチェーン等の交通によ
る摩耗が激しい等の欠点がある。また、一般に無機材料
である骨材や基盤材とアスファルトとの接合面での接着
力が弱いため、該接合面に水が浸透し２てアスファルト
の剥離を生ずる傾向がある。このアスファルトの耐剥離
性を改善する方法としてアスファルトに平均分子量２０
θ〜ｉｏ、θθＯ１酸価１０〜コＳＯを有するマレイン
化有機化合物を特定量添加する方法が提案されている（
特開昭ｊｌ−／Ｊ９９コ３）。しかしながら、この方法
では耐剥離性の改善には有効であるが、耐わだち堀れ性
が全く改善されないという欠点を有する。

本発明者等はかかる従来技術の欠点を改善すべく、鋭意
検討を重ねた結果、アスファルトに特定のポリオレフィ
ンを添加することによって、特に耐わだち堀れ性が著し
く改善された改質アスファルト組成物が得られることを
見出し、本発明を達成した。

すなわち、本発明の要旨は、アスクアルド１００重量部
に対し、カルボキシル基及び／又はカルボキシル基から
の誘導基を有し、酸価がｏ、ｉ〜１０θで、粘度平均分
子量が１万よシ大で１０万以下で、かつａｏｏＣにおけ
る溶融粘度がｊ　ＯｃＰ以上である変性ポリオレフィン
ｏ、ｒ〜１００重量部を配合してなる改質アスファルト
組成物に存する。

以下、本発明の詳細な説明する。

通常アスファルトは、ストレートアスファルトとプロー
ンアスファルトに大別され、本発明ではそのいずれも使
用されるが、一般に道路舗装用としてはストレートアス
ファルトが好ましく、特に、２左υでの針入度が／コＯ
以下のストレートアスファルトが路面強度の点から好適
である。

本発明において使用する変性ポリオレフィンは、ポリオ
レフィンを不飽和カルボン酸及び／又はこの誘導体によ
る変性、ポリオレフィンを酸素等によって酸化分解する
変性、或はそれらの組合せによって得られるものであシ
、その分子内にはカルボキシル基及び／又はカルボキシ
ル基から誘導される基を含有し、特定の酸価、粘度平均
分子量及び溶融粘度を有するものである。

変性ポリオレフィンはその酸価がθ、ｌ〜ｌθθ、好ま
しくは０．７〜７０未満のものである。酸価が０．／以
下の場合には耐水性及び耐剥離性が充分でなく％また酸
価が７００以上の場合には接着性は改善されるが、高温
域での感温性の抑制及び耐久性が充分でないので好まし
くない。なお、上記の酸価は試料／ｆをバラキクレン１
００ｄに溶解し、フェノールフタレインを指示薬として
水酸価カリウムによって１３．ｔＣで滴定してめたもの
である。

また、本発明で用いる変性ポリオレフィンはその粘度平
均分子量が／万よシ大で／θ万以下のものである。特に
該分子量が７万より大で５万以下、好ましくは１万よシ
大で２万以下の変性ポリエチレン、及び咳分子閂が３〜
ｇ万の範囲の変性ポリプロピレンが好適である。粘度平
均分子量が７万以下の場合には耐わだち堀れ性が充分で
なく、また該分子量がｌθ万以上の場合には高粘度のた
めアスファルトとの均一混合が困難となシ、アスファル
トの改質が充分に行なわれないので好ましくない。

さらに、変性ポリオレフィンは一〇〇〇におけるその溶
融粘度が、？　ＯｃＰ以上、好ましくはｉｏｏ　〜／Ｘ
１０’ｃＰ、’ｉＪらに好ましクハｌ×１０ｓ〜コ×／
θ’　ｃＰ　、最も好ましくは、ｔｙ、ｉｏ”〜コ×Ｉ
Ｏ”ｃＰＯものである。該粘度が、？　ＯｃＰ以下の場
合には感温性の抑制が充分でなく、また該粘度があｉシ
高い場合、例えば／×ＩＱ″′ＣＰの場合にはアスファ
ルト改質効果は特に変らないが、変性ポリオレフィンが
高粘度のためアスファルトとの均一混合に際して高温度
で処理することが必要である。

変性ポリオレフィンの原料とな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、エチレン−プルピ
レン共重合体等があり、これらは単独でも混合物でも使
用できる。

ポリオレフィンの変性方法としては、特に原料ポリオレ
フィンに不飽和カルボン酸及び／又はそＯ誘導体をグラ
フトする変性方法が好適である。原料ポリオレフィンと
しては通常の重合方法によって製造されたもの、或は成
型品を粉砕したものがいずれも使用できる。グラフト重
合した変成ポリオレフィンをそのま＼アスファルトに配
合するときは、グラフトさせるモノマ万よシ若干小さい
ものが用いられる。特に該分子量が約／〜コ万のポリエ
チレン、または約３〜を万のポリプロピレンが好適であ
る。またポリオレフィンの該分子量が敵方以上のもの、
特にｌθ万以上のものを用いるときは、ポリオレフィン
を予じめ熱分解し、該分子量を低下させて用いれば良い
。例えば高分子量のポリオレフィンを不活性ガス雰囲気
下に３３０〜ｑｓｏＣでｌ〜３０分間熱分解することに
より本発明の目的に適した原料ポリオレフィンを調製す
ることができる。

これらの原料ポリオレフィンに不飽和カルボン酸及び／
又はその誘導体をグラフトする方法としては原料ポリオ
レフィンと不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体をラ
ジカル反応開始剤の存在下に溶液法、スラリー法または
溶融混線法等の公知の方法で高温下で接触させることに
より行なわれる。溶融混線法による場合には原料ポリオ
レフィンの粉末またはペレットに不飽和カルボン酸及び
／又はその誘導体及びラジカル反応開始剤を所定の配合
比でヘンシェルミキサー等でトライブレンドするか、も
しくは有機溶媒に不飽和カルボン酸及び／又はその誘導
体及びラジカル反応開始剤を溶解し、ポリオレフィンの
粉末またはペレットに噴霧し、ヘンシェルミキサー等で
ブレンドする。この配合したポリオレフィンの粉末もし
くはペレットをノ（ンノ（リーミキサーまたはダブルス
クリユーミキサー等の混練機に投入し、１００〜３００
Ｃの温度で０，１〜３０分間溶融混練することによシ上
記した変性ポリオレフィンが得られる。上記原料ポリオ
レフィンに配合する不飽和カルボン酸及び／又はその誘
導体の量は、得られる変性ポリオレフィンの変性度、す
なわちその酸価が上記した量の範囲となるような量で適
宜調節して用いられるが、通常は原料ポリオレフィンに
対し、０．０　／〜１０重量％、好ましくはｏ、ｏｊ−
を重量％、さらに好ましくはθ、ｏ　、ｔ　−ｉ、ｏチ
の範囲内で用いられ、またラジカル反応開始剤の量は原
料ポリオレフィンに対し、Ｏ，！ｒ重量−以下、好まし
くは０．００　／〜０．／重量％、さらに好ましくはθ
、０　／〜Ｏ１θ３重ｉ％の範囲内で用いられる。

不飽和カルボン酸及びその誘導体としては、マレイン酸
、フマル酸、アクリル酸、メタクリル酸、シトラコン酸
等の不飽和カルボン酸及びその無水物、エステル、アミ
ド等の誘導体を挙げることができる。この中では無水マ
レイン酸、アクリル酸が好ましく、特に無水マレイン酸
が好適である。

また、ラジカル反応開始剤としては有機過酸化物または
アゾビス化合物等が用いられる。有機過酸化物としては
ベンゾイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、
ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ
ラウレート、ジクミルパーオキサイド、α、α′−ビス
（ｔ−ブチルパーオキシイソノロビル）ベンゼン、コ、
ｊ−ジメチルー２，３ジ（１−ブチルパーオキシ）ヘキ
シン−３、コツ３−ジメチルーー、！ジ（１−７’　−
Ｆ−Ａ／　バーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキ
シベンゾエート、ｎ−プチルーク、クービス（１−ブチ
ルパーオキシ）ビバレート、オクタノイルパーオキサイ
ド、ｐ−メンタンヒドロパーオキサイド等があけられる
。また、アゾビス化合物としてはアゾビスイソブチロニ
トリル、コ、２′−アゾビス（Ｊ、４ｔ、４＜　−）　
ＩＪスメチルバレロ＝　）　ＩＪル）、λ、２′−アゾ
ビス（コーシクログロビルプロビオニトリル）等があげ
られる。

また、別の変性方法としては、分子量敵方以上のポリオ
レフィンを上記した方法によシネ飽和カルボン酸及び／
又はその誘導体でグラフト変性したのち、熱分解または
酸化分解する方法、例えば高分子量のポリオレフィンを
不活性ガス雰囲気下に３まＯ−ダｚｏＣ″ｔ′ｌ〜３０
分間熱分解または酸化雰囲気下に１５０−コＯＯＣでｌ
〜３０分間酸化分解する方法が挙けられる。

さらに他の変性方法としては、分子量敵方以上のポリオ
レフィンを酸化雰囲気下において酸化分解し、カルボキ
ル基を導入する方法が挙けられ、酸化分解後はそのまま
、或は必要に応じて上記方法によって更にグ：５フトし
て用いる。

酸化分解はポリオレフィンを攪拌下に、酸素または空気
の如き酸素含有ガスを吹き込みながらｉｒｏ〜２００Ｃ
の温度で７〜３０分間酸化処理することによシ行なわれ
る。

いずれの変性方法によっても、原料ポリオレフィン等に
、カルボキシル基及び／又はカルボキシル基から誘導さ
れる基、即ち、エステル、酸アミド等を導入することが
必要であシ、更に、カルボニル基や水酸基が変性ポリオ
レフィン、中に一部存在しても良い。変性条件等は、祷
られる変性ポリオレフィン等の酸価をθ、ｉ、ｉｏｏ、
更に好適には０．／　−７０未満、最も好適には１〜よ
となるように調節することが好ましい。酸価が７００以
上では接着性は改善されるが、高温域での感温性の抑制
、耐久性の点から酸価ｉｏｏ以下が好ましく、耐水性、
耐剥離性のためには０，１以上が適している。

本発明のアスファルト組成物は、アスファル）／（７０
重量部に変性ポリオレフィンをｏ３〜１００重量部配合
してなる組成物である。配合する変性ポリオレフィン等
がＯ６Ｓ重量部未満では配合による効果が出現せず、１
００重量部を超えるとアスファルト組成物が硬くなシ、
割れが発生し易くなる。使用時には、更に、砕石・砂利
・砂等の骨材、色材、５ＢＲ−ＮＢＲ−ＢＲ等のゴム状
物質やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等の高分子改質剤
、及び水酸化カルシウム並びにマンガン・コバルト・ニ
ッケル・鉄の金属等の添加剤を加えることも可能である
。

混合方法は、アスファルトと変性ポリオレフィンを一般
に溶融混合するが、更に上記した如き骨材、添加剤と同
時に混合することも可能であり、また、アスファルトに
骨材、添加剤を配合した後に変性ポリオレフィン等を添
加することもできる。アスファルトと変性ポリオレフィ
ンとを混合する場合の温度は通常、アスファルトの軟化
点＋９０Ｃ以下の範囲で行なわれるが、使用する変性ポ
リオレフィンの粘度が高い場合には、アスファルトの劣
化が起らない範囲で更に高温で行なってもよい。

本発明のアスファルト組成物は、舗装施工時の加熱状態
（通常／、１θ〜ｔｒｏｄ）においては原料のアスファ
ルトと同等の粘度を有するため、従来のアスファルトと
同様に施工作業ができる。また、施工後冷却されて凝固
すると、骨材どの接着性、耐水耐久性に優れ、感温性が
抑制され、さらに耐わだち堀れ性が著しく改善される。

本発明においてアスファルトの性質が著しく改善される
理由は、定かではないが、改質剤の何らかの作用によシ
、冷却後のアスファルト組放物がある種のネットワーク
を構成するためと考えられる。

以下に実施例によって本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ （Ａ）　変性ポリオレフィンの製造 粘度平均分子量参万のポリエチレンを、４ｔ００Ｃで１
０分間窒素雰囲気下で熱分解して原料ポリエチレンを得
た。原料ポリエチレンに、無水マレイン酸！ｒ０００ｐ
ｐｍ及びα、α′−ビス（ターシャリブチルパーオキシ
イソプロビル）ベンゼン２　ｋ　Ｏｐｐｍ　を配合り、
　２！ｒＯＣにて加熱混合し、マレイン酸をグラフトし
た変性ポリオレフィンを得た。得られ九変性ポリオレフ
ィンの性質を表−１中（変性ポリオレフィン）に示し友
。なお表中の解融粘度はブルックフィールド型粘度計（
以下Ｂｆｆｉ粘度針と称す。）で測定した。酸価は試料
１１をパラキシレンｔｏｏｔｎｌに溶解し、フェノール
フタレインを指示薬として水酸化カリウムによって／、
？、ｔＣで滴定してめたものである。

（Ｂ）　改質アスファルト組成−の製造上記（４）で得
た変性ポリオレフィンＳ重斌部とストレートアスファル
ト（ざθ／　／　００　）９３重量部とを／ＡＯＣの温
度で混合した組成物の針入度、軟化点、粘度の測定を行
なった。その結果を表−１（組成物物性）に示した。な
お表中の針入度および軟化点の測定はＪＩ８　ＫコＳＯ
ｔによって行い、粘度はＢ型粘度計を用いて測定した。

（Ｃ）　アスファルト合材の製造 チとを、上記（Ｂ）の改質アスファルト組成物の動粘度
が／１０±２０ａＰとなる温度（約ｔｂｓｃ）に加熱混
合し、得られた生成物についてマーシャル安定度試験を
行なった。

得られた生成物についてホイールトラッキングテストを
行なった。尚、ホイールトラッキング試験は耐わだち堀
れ性を評価するために用いられる試験であり、動的安定
度は犬なる値、また変形率は小なる値が優れている。

さらにまた、上ｉｉ１′φ）のアスファルト組成物試験
を行った。それらの結果を表−ｌ（合材物性）に示した
。

なおマーシャル安定度試験の測定、ホイールトラッキン
グ試験の測定及び剥離試験の方法は日本道路協会編［ア
スファルト舗装要綱」（社団法人、日本道路協会昭和Ｓ
ｔ年！月３０日発行）（Ｐ、／７／、Ｐ、／７ｇ及びＰ
、／４４）に記載されている方法に基づいてそれぞれ行
なった。表中に示された結果より、実施例の改質アスフ
ァルト組成物はアスファルトの感温性が大きく改善され
、またアスファルト合材として用いた場合にも、特に、
耐わだち堀れ性が著しく優れていることがわかる。

実施例コ （４）変性ポリオレフィンの製造 粘度平均分子量ダ万のポリエチレンに無水マレイン酸ｓ
　ｏ　ｏ　ｏ　ｐｐｍおよびα、α′−ビス（ターシャ
リブチルパーオキシイソプロビル）ベンゼンコ！ｒ　Ｏ
ｐｐｍを配合し、コ５θＣにて加熱混合してマレイン酸
をグラフトした。

上記クラフトポリエチレンをｑｏｏＣ窒素雰囲気下でｌ
ｊ分間熱分解して変性ポリオレフィンを得た。変性ポリ
オレフィンの性質は表−ｌに示した。測定法は実施例１
の場合と同様である。

（Ｂ）　改質アスファルト組成物の製造上記（Ａ）の変
性ポリオレフィンを用いて、実施例１の場合と同様にア
スファルト組成物を調製し、針入度、軟化点、粘度の測
定を行なった。結果を表−／に示した。

（Ｃ）　アスファルト合材の製造 上記（Ｂ）の改質アスファルト組成物を用いて実施例１
の場合と同様に骨材を配合したアスファルト合材の物性
を測定した。結果を表−ｌに示した。

実施例の改質７７　組成物はアスフ ァルトの感温性の抑制に優れておシ、また、アスファル
ト合材として用いた場合にも耐わだち堀れ性の改善に、
非常に優れた成績を示している。

比較例１ 実施例コ（４）においてクラフトポリエチレンの熱分解
を’Ｉ／！ＦＴ：１０分間行なった他は分間例コ（４）
と同様にして変性ポリオレフィン（Ａ）を得た。

得られた変性ポリオレフィン（４）を用い実施例１の（
Ｂ）及び（Ｃ）と同様にして製造した改質アスファルト
組成物及びアスファルト合材の物性を表−７に示した。

比較例コおよび３ 実施例１において、変性ポリオレフィンを添加せずにス
トレートアスファルト（ｇｏ／１ｏｏ）または（６θ７
ｇｏ）のみを使用したこと以外は実施例１と同様に行な
った。アスファルトの物性及びアスファルト合材の物質
を表−／に示した。

比較例ダ 実施例／　（Ａ）におい（、粘度平均分子量ｑ万のポリ
エチレンをｌＩ／、ｔＣ″ｒニー〇分間熱分解して原料
ポリエチレンを得た以外は実施例ｔ　（Ａ）と同様にし
て変性ポリオレフィン（４）を得た。得られた変性ポリ
オレフィン（４）を用い実施例ｔ　（Ｂ）及び（Ｃ）と
同様にして製造した改質アスファルト組成物及びアスフ
ァルト合材の物性を表−７に示した。

比較例Ｓ 実施例／　（Ａ）において、粘度平均分子量り万のポリ
エチレンをｅｏｏＣで一〇分間熱分解して原料ポリエチ
レンを得た以外は実施例／　（Ａ）と同様にして変性ポ
リエチレン（４）を得た。得られた変性ポリオレフィン
（４）を用い実施例ｔ　（Ｂ）及び（Ｃ）と同様にして
製造した改質アスファルト組成物及びアスファルト合材
の物性を表−／に示した。

比較例６ 実施例１において、変性ポリオレフィンのかわシにエチ
レン−酢酸ビニル共重合体（メルトインデックス’１．
１１１／／θ分、酢酸ビニル含量２０モル％）を　〆の
（匂及び（Ｃ）と同様にして製造した改質アスファルト
組成物及びアスファルト合材の物性を表−ｌに示した。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）アスファルト１００重量部に対し、カルボキシル
   基及び／又はカルボキシル基から誘導される基を有し、
   酸価がｏ、ｉ〜１０θで、粘度平均分子量が／万よｐ大
   で１０万以下で、かつコＯ０Ｃにおける溶融粘度が３０
   ａＰ以上である変性ポリオレフィンＯ０ｓ〜７００重量
   部を配合してなる改質アスファルト組成物。
2. （２）該変性ポリオレンインの酸価が０．／　−７０未
   満の範囲である特許請求の範囲第１項記載の改質アスフ
   ァルト組成物。
3. （３）　該変性ポリオレフィンが１万より大で３万以下
   の粘度平均分子量を有する変性ポリエチレンであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１−一項記載の改質アス
   ファルト組成物。
4. （４）　該変性ポリオレンインが３万〜ｌ万の粘度平均
   分子量を有する変性ポリプロピレンであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１〜ａ項記載の改質アスファルト
   組成物。
5. （５）該変性ポリオレフィンがポリオレフィンに不飽和
   カルボン酸及び／又は不飽和カルボン酸誘導体をグラフ
   トしたものであることを特徴とする特許請求の範囲第７
   −ダ項記載の改質アスファルト組成物。
6. （６）該変性ポリオレフィンがポリオレフィン管酸化分
   解した後、必要に応じて不飽和カルボン酸及び／又社不
   飽和カルボン酸誘導体をグラフトしたものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１−４’項記載の改質アス
   ファルト組成物。
7. （７）該変性ポリオレフィンがポリオレフィンに不飽和
   カルボン酸及び／又は不飽和カルボン酸誘導体をグラフ
   トした後に、熱分解または酸化分解したものであること
   を特徴とする特許請求の範囲第７〜４項記載の改質アス
   ファルト組成物。
8. （８）該変性ポリオレフィンがポリオレフィンを熱分解
   した後に、不飽和カルボン酸及び／又は不飽和カルボン
   酸誘導体をグラフトしたものであることを特徴とする特
   許請求の範囲第７〜ダ項記載の改質アスファルト組成物
   。