JP2000256563A

JP2000256563A - 改質アスファルト用添加材及びその組成物

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Publication number: JP2000256563A
Application number: JP11061962A
Authority: JP
Inventors: Koki Watanabe; 光喜渡邉; Yoshiaki Watanabe; 吉明渡辺; Masahito Murayama; 雅人村山; Satoshi Tada; 悟士多田
Original assignee: Toa Doro Kogyo Co Ltd; Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Toa Doro Kogyo Co Ltd; Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2000-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】改質アスファルトの引火点を下げることなく
高温時における粘度を低減し、アスファルトと改質材と
の分離が抑制され、かつ針入度、軟化点、６０℃粘度な
どのバインダー性状に優れたアスファルト組成物を与え
ることができる改質アスファルト用添加材を提供するこ
と。【解決手段】石油精製の減圧蒸留工程において得られ
る減圧蒸留残油であって、引火点が２８０℃以上であ
り、温度６０℃における動粘度が３０００ｍｍ²／ｓｅ
ｃ以上であり、かつ温度１２０℃における動粘度が２０
０ｍｍ²／ｓｅｃ以下である改質アスファルト用添加材
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、改質アスファルト
用添加材及びこれを含有する改質アスファルト組成物に
関し、詳しくは改質アスファルトの引火点を下げること
なく高温時における粘度を低減し、アスファルトと改質
材との分離が抑制され、かつ針入度、軟化点、６０℃粘
度などのバインダー性状に優れたアスファルト組成物を
与えることができる改質アスファルト用添加材及びこれ
を含有する改質アスファルト組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】アスファルトは粘着性、加工性、防水性
に優れ、また安価であるため、使いやすい材料として、
道路舗装材、ルーフィング材、シーリング材、接着剤、
水路ライニング材等の分野で広く使用されている。しか
し、アスファルトを道路舗装材として使用した場合、夏
季における舗装表面温度（約６０℃以上）でアスファル
トが軟化するため、交通荷重でわだち堀れが生じやす
く、また冬季にはアスファルト舗装表面が硬化し、ひび
割れが生じる等の問題があった。そこで、これらの問題
を解決するために高性能のアスファルトが求められ、従
来より、アスファルトにゴム、熱可塑性エラストマー、
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を添加した、いわゆる改
質アスファルトが製造され、道路舗装材として使用され
ている。

【０００３】近年、重量車両の通行量が増加し、アスフ
ァルト舗装道路の使用状況は非常に過酷なものとなって
おり、このため改質アスファルトのより一層の高性能化
が求められている。すなわち、道路舗装の耐久性を向上
させるために、軟化点や６０℃絶対粘度が高く、かつ骨
材への付着力及び骨材把握力に優れた高性能の改質アス
ファルトが要求されている。このような高性能の改質ア
スファルトを得るためには、従来、熱可塑性エラストマ
ー等の改質材の添加量を増加すること、及び改質材を高
分子量化することの一方又は両方の条件を満たすことが
必要とされている。一方、車輛の走行安全性の向上、降
雨時の滞水防止及び交通騒音の削減について社会的要請
が高まってきており、このような観点から開粒度アスフ
ァルト混合物を道路舗装材として用いた排水性舗装も、
広く実施されるようになってきた。ここで、排水性舗装
とは、舗装表面の空隙率を１８％以上（一般に密粒度ア
スファルト混合物では３〜６％）に高め、舗装に透水性
を持たせたものをいう。排水性舗装に使用される改質ア
スファルトとしては、耐久性の点から、６０℃絶対粘
度、軟化点、骨材への付着力、骨材把握力が従来の改質
アスファルトに比べて飛躍的に高いものであることが必
要とされることから、通常、改質材の添加量を増加した
り、あるいは高分子量化した改質材が使用されている。

【０００４】しかしながら、改質材の添加量増加及び高
分子量化は、改質材とアスファルトとの相溶性を悪化さ
せ、高温での貯蔵中又は移動中にアスファルトと改質材
との分離が生ずるといった改質アスファルトの品質面の
問題がある。この品質面での問題を改善することを目的
に、アスファルトと改質材の分離を防止するための機械
的な循環や攪拌のための設備を新たに設置せざるを得
ず、これらが改質アスファルトのコスト増加の要因とな
っている。また、アスファルト舗装の耐久性を向上させ
るために、改質アスファルトの６０℃絶対粘度を高くす
ると、これに伴って高温（１２０〜１８０℃）での粘度
も高くなり、その結果、作業性が低下するため、改質ア
スファルト移送ポンプの能力増強、アスファルト合材製
造設備の能力増強が必要となり、上記と同様に改質アス
ファルトのコスト増加の要因となっている。さらに、６
０℃絶対粘度を向上させるために改質材を増量すると、
必要以上に針入度が低下し、所望の性状の改質アスファ
ルトが得られないことがある。

【０００５】以上のような問題点に対し、現状では、改
質材がアスファルトから分離するのを防ぐために、また
針入度を調整するために、改質アスファルトに鉱物油が
添加されている。しかし、従来の鉱物油を添加した改質
アスファルトにおいては、アスファルトよりも低引火点
の鉱物油を添加するため、改質アスファルトの引火点も
低下し、このため、改質アスファルトの貯蔵時に低沸点
成分の揮発により改質アスファルトの性状が変化した
り、改質アスファルトの製造やアスファルト混合物の舗
設作業の際の高温作業時に引火の危険性が増大してしま
うという問題点があった。また、低粘度の添加鉱物油の
添加により改質アスファルトの６０℃絶対粘度が低下
し、上記重量車両の通行に対応するために求められてい
る、改質アスファルトの高性能化という要求に合致しな
くなるという問題点があった。さらに、改質アスファル
トの６０℃絶対粘度を高めるべく、高粘度の鉱物油を添
加すると、鉱物油添加改質アスファルトの高温時の粘度
も高くなり、改質アスファルトの製造時、輸送時、アス
ファルト混合物の舗設時における取り扱い性が低下する
という問題点もあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、改質アスフ
ァルトの引火点を下げることなく高温時における粘度を
低減し、改質アスファルトの耐流動性及び骨材への付着
力を低下させることなく、アスファルトと改質材との高
温における材料分離を防止し、改質アスファルトの取り
扱いを容易にする効果を奏する改質アスファルト用添加
材及び該添加材を含む改質アスファルト組成物を提供す
ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の減圧蒸
留残油を改質アスファルトに配合することにより、改質
アスファルトの耐流動性を低下させることなく、アスフ
ァルトと改質材との高温での分離を防止することがで
き、かつこの分離を抑制するための高価な添加材を使用
する必要がなくなることを見出した。また、上記減圧蒸
留残油の高温での粘度を低下させることにより、取扱い
性が向上し、改質アスファルト移送ポンプ、アスファル
ト合材製造設備の能力増強の設備改造が不要となること
を見出した。さらには、改質アスファルトの引火点を低
下させることがないので、改質アスファルトの貯蔵時に
低沸点成分の揮発により改質アスファルトの性状が変化
することがなく、改質アスファルトの製造時、輸送時、
アスファルト混合物の舗設時における高温作業の際に引
火の危険性が低下することを見出した。取り扱い性が本
発明はかかる知見に基づいて完成したものである。

【０００８】すなわち、本発明は、石油精製の減圧蒸留
工程において得られる減圧蒸留残油であって、引火点が
２８０℃以上であり、温度６０℃における動粘度が３０
００ｍｍ²／ｓｅｃ以上であり、かつ温度１２０℃にお
ける動粘度が２００ｍｍ²／ｓｅｃ以下であることを特
徴とする改質アスファルト用添加材を提供するものであ
る。また、本発明は、改質材１〜３０重量％、及び上記
添加材７０〜９９重量％を含む改質材組成物を提供する
ものである。さらに、本発明は、アスファルト１０〜９
８重量％、改質材２〜３０重量％、及び上記添加材５〜
９０重量％を含む改質アスファルト組成物を提供するも
のである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の改質アスファルト用添加
材は、石油精製の減圧蒸留工程において得られる蒸留減
圧残油であり、引火点及び動粘度において上記要件を満
たすものであれば種々のものが使用できるが、ナフテン
系油精製時に減圧蒸留される減圧蒸留残油が特に好まし
い。ナフテン系油精製時に減圧蒸留される減圧蒸留残油
は、パラフィン系油などの精製時に減圧蒸留により得ら
れる減圧蒸留残油と同様の組成（飽和成分、芳香族成
分、レジン分等）を有していても、化学構造が異なるも
のと推定される。ナフテン系油精製時に減圧蒸留により
得られる減圧蒸留残油は、パラフィン系油などの精製時
に減圧蒸留により得られる減圧蒸留残油と比べて、取り
扱い性、分離防止性の点で優れたものであり、改質アス
ファルト用添加材として特に好ましいものである。な
お、減圧蒸留とは蒸留温度が高くなりすぎると油分が分
解するのでこれを防ぐために減圧しても沸点を下げて蒸
留する操作をいい、一般に蒸留塔内の真空度は１０〜１
００ｍｍＨｇａｂｓで行なわれる。本発明の改質アスフ
ァルト用添加材は、引火点が２８０℃以上でのものであ
るが、この引火点は３００℃以上であることが好まし
い。この引火点が２８０℃未満であると、貯蔵時に低沸
点成分が揮発し、改質アスファルトの性状が変化した
り、また改質アスファルトの製造時や舗設作業に引火の
危険が増大するという不都合が生じる。本発明の改質ア
スファルト用添加材は、温度６０℃における動粘度は３
０００ｍｍ²／ｓｅｃ以上のものであるが、この動粘度
は３０００〜６０００ｍｍ²／ｓｅｃであることが好ま
しく、３２００〜４８００ｍｍ²／ｓｅｃが特に好まし
い。この動粘度が３０００ｍｍ²／ｓｅｃ未満では、添
加材を含む改質アスファルトの６０℃絶対粘度を低下さ
せ、アスファルト舗装道路の路面の最高温度が６０℃以
上に達する夏季においてアスファルト舗装としての耐久
性を低下させる。また、温度１２０℃における動粘度は
２００ｍｍ²／ｓｅｃ以下であるが、９０〜１８５ｍｍ
²／ｓｅｃであることが好ましく、１３０〜１７０ｍｍ
²／ｓｅｃが特に好ましい。この動粘度が２００ｍｍ²
／ｓｅｃを超えると、改質アスファルト組成物を製造す
る際の温度（１２０〜１８０℃）において高粘度になり
過ぎることとなるため、改質アスファルト用添加材とし
て、また改質アスファルト組成物としての取扱いが困難
になるという不都合が生じる。なお、上記引火点及び動
粘度はＪＩＳＫ２２０７に準拠して求めた値である。

【００１０】また、石油製品は、一般に、その組成が高
分子量の芳香族成分である場合に高密度となる。本発明
の改質アスファルト用添加材の密度は0.９７０ｇ／ｃｍ
³以上であることが好ましく、0.９７５〜0.９９５ｇ／
ｃｍ³であることが特に好ましい。この密度が0.９７０
ｇ／ｃｍ³未満では、改質アスファルト組成物における
アスファルトと改質材との高温での分離防止効果が不十
分なものとなる場合がある。なお、上記動粘度及び密度
はＪＩＳＫ２２０７に準拠して求めた値である。

【００１１】本発明の改質アスファルト組成物は、アス
ファルト１０〜９０重量％、改質材２〜３０重量％、及
び上記改質アスファルト用添加材を組成物中５〜９０重
量％含むものであるが、この添加材の含有量は１０〜４
０重量％とすることが好ましい。この添加材の含有量が
１０重量％未満では改質アスファルト組成物の取扱い性
及びアスファルトと改質材との分離防止性における改善
効果が少なく、また４０重量％を超えるとコスト高とな
ってしまう。本発明の改質アスファルト組成物における
アスファルトとしては、ストレートアスファルト、ブロ
ーンアスファルト、プロパン脱れきアスファルト、再生
アスファルト等が挙げられる。ここで、ストレートアス
ファルトは、原油から常圧蒸留によって石油ガス、ガソ
リン、ナフサ、灯油、軽油等を留出させ、さらに減圧蒸
留によって潤滑油留分を分離した塔底留出物である。ブ
ローンアスファルトは、ストレートアスファルトに高温
の空気を吹き込んで酸化重合反応を行わせたものであ
る。プロパン脱れきアスファルトは、プロパンとブタン
の混合物を溶剤として用い、減圧蒸留残渣油から高粘度
潤滑油留分（ブライトストック等）を抽出した残渣分で
ある。これらのアスファルトにおいて、ＪＩＳＫ２２
０７に規定される針入度グレードには特に制限はなく、
改質アスファルト組成物の所望とする性状により、適当
なものを使用することができる。これらのアスファルト
は１種を単独で又は２種以上を混合して使用することが
できる。本発明の改質アスファルト組成物におけるアス
ファルトの含有量は、組成物中１０〜９８重量％である
が、３０〜９０重量％が好ましく、さらに好ましくは５
８〜８８重量％である。この含有量が９８重量％を超え
ると、改質アスファルト組成物として所望の粘度が得ら
れない場合があり、また１０重量％未満では改質材や上
記添加材の添加量が増えることとなるため、コストが増
大してしまう。

【００１２】本発明の改質アスファルト組成物における
改質材としては、ゴム、熱可塑性エラストマー、熱可塑
性ポリマー、熱硬化性ポリマーなどの公知の改質材を使
用することができるが、改質材として熱可塑性ポリマー
を用いた場合に本発明の添加材による効果が特に顕著に
発現される。熱可塑性ポリマーあるいは熱可塑性エラス
トマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
ブタジエン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリウ
レタン、ジメチルポリシロキサン、スチレン−ブタジエ
ン共重合体、メチルスチレン−ブタジエン共重合体、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリ
レート共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合
体、イソブチレン−イソプレン共重合体、ジエン系合成
ゴム、エチレン−プロピレン共重合体、アクリル酸エス
テル共重合体、フッ化ビニリデン共重合体、スチレン−
ブタジエンブロック共重合体、メチルスチレン−ブタジ
エンブロック共重合体、スチレン−イソプレンブロック
共重合体、メチルスチレン−イソプレンブロック共重合
体等が挙げられる。この中で、スチレンやメチルスチレ
ン等の芳香族ビニル化合物とブタジエンやイソプレン等
のジエン系不飽和炭素との共重合体及びブロック共重合
体が特に好ましい。これらのポリマーは１種を単独で又
は２種以上を混合して使用することができる。本発明の
改質アスファルト組成物における改質材の含有量は、組
成物中２〜３０重量％であるが、２〜２０重量％とする
ことが好ましく、３〜１５重量％が特に好ましい。この
含有量が２重量％未満では改質アスファルトとして所望
の粘度を得ることができない場合があり、また３０重量
％を超えると、粘度が高くなり過ぎる。

【００１３】本発明の改質アスファルト組成物には、必
要に応じて、通常、改質アスファルトに添加される他の
添加材、例えば各種ゴム、石油樹脂等の粘着性付与樹
脂、有機系耐ブロッキング剤、無機系耐ブロッキング
剤、剥離防止剤、分散剤、安定剤、酸化防止剤などを添
加することができる。本発明の改質アスファルト組成物
は、上記各成分を所定の割合で混合することにより製造
することができ、この場合、各成分の配合順序は特に制
限されない。各成分の混合には、プロペラ式攪拌機、ホ
モミキサー等の各種の攪拌機を使用することができる
が、高剪断力をかけることができるホモミキサーを使用
することが好ましい。各成分の混合温度は特に制限され
るものではないが、１２０〜１８０℃が好ましく、１５
０〜１８０℃が特に好ましい。本発明の改質アスファル
ト組成物を道路舗装用として用いる場合は、通常、この
組成物に骨材及びフィラーを混合したアスファルト混合
物として使用される。骨材及びフィラーとしては、一般
道路舗装用のものを使用することができる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。実施例における評価は下記の方法で行
った。（評価方法）（１）温度２５℃における針入度ＪＩＳＫ２２０７に準拠した。（２）軟化点ＪＩＳＫ２２０７に準拠した。（３）減圧蒸留残油及び鉱物油の動粘度ＪＩＳＫ２２０７に準拠した。（４）密度ＪＩＳＫ２２０７に準拠した。（５）引火点ＪＩＳＫ２２０７に準拠した。（６）改質アスファルトの動粘度（１８０℃粘度）ＪＩＳＫ２２０７に準拠した。（７）改質アスファルトの６０℃絶対粘度日本アスファルト協会法ＪＡＡ−００１に準拠した。（８）薄膜加熱質量変化ＪＩＳＫ２２０７に準拠した。（９）貯蔵試験２００ミリリットルの円筒容器に試料を約２００ｇを採
取し、１５０℃に設定した空気高温槽に各アスファルト
組成物を７日間貯蔵した後、試料を室温まで冷却し、円
筒容器を上部及び下部に分割し、それぞれの軟化点を測
定し、その軟化点の差からアスファルトと熱可塑性ポリ
マー（改質材）との分離の有無を判断し、アスファルト
と改質材の相溶性を評価した。上記軟化点の差が１℃を
超えるときはアスファルトと改質材とが分離したと判断
し、×で表示し、この差が１℃以下のときはアスファル
トと改質材との分離がないものと判断し、○で表示し
た。

【００１５】実施例１及び比較例１〜３第１表に示す原料を通常の方法により混合して改質アス
ファルト組成物を製造し、それぞれの組成物の性状を上
記の方法により評価した。結果を第１表に示す。また、
配合したナフテン系減圧蒸留残油及び鉱物油の性状を第
２表に示す。なお、第１表において原料の欄の数値は重
量％を示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】1)：ストレートアスファルト（ＪＩＳＫ
２２０７の４０〜６０グレード） 2)：スチレン−ブタジエンブロック共重合体 3)：鉱物油Ａ；ナフテン系のエキストラクト１２０℃
粘度４8.８ｍｍ²／ｓｅｃ鉱物油Ｂ；ナフテン系のエキストラクト１２０℃粘度
１0.２ｍｍ²／ｓｅｃ

【００１８】

【表２】

【００１９】1)：ストレートアスファルト（ＪＩＳＫ
２２０７の４０〜６０グレード） 2)：スチレン−ブタジエンブロック共重合体 3)：鉱物油Ａ；ナフテン系のエキストラクト１２０℃
粘度４8.８ｍｍ²／ｓｅｃ鉱物油Ｂ；ナフテン系のエキストラクト１２０℃粘度
１0.２ｍｍ²／ｓｅｃ

【００２０】

【表３】

【００２１】1)：鉱物油Ａ；ナフテン系のエキストラク
ト１２０℃粘度４8.８ｍｍ²／ｓｅｃ鉱物油Ｂ；ナフテン系のエキストラクト１２０℃粘度
１0.２ｍｍ²／ｓｅｃ第１表の結果から、比較例１〜５の改質アスファルト組
成物は、貯蔵試験においてアスファルトと改質材との分
離が見られたのに対し、実施例１の改質アスファルト組
成物は、貯蔵試験において上記分離が見られないことが
わかる。また、比較例２，３の改質アスファルト組成物
においては、鉱物油の添加により、改質アスファルトの
針入度、軟化点及び６０℃絶対粘度がともに低下し、改
質アスファルトが本来有する耐久性が低下していること
が、比較例１におけるバインダー性状との比較からわか
る。また、引火点も低下し、かつ薄膜加熱質量変化率も
増大している。比較例４，５の改質アスファルト組成物
は、針入度を実施例１に近づけるべく、比較例２，３の
改質アスファルト組成物において鉱物油の添加量を減じ
たものであるが、比較例１と比べて、軟化点、６０℃絶
対粘度がともに低下しており、引火点も低いものとなっ
ており、かつ薄膜加熱質量変化率も増大している。これ
に対し、実施例１の改質アスファルト組成物は、減圧蒸
留残油の添加によっても改質アスファルトが有するバイ
ンダー性状が低下することなく、また、薄膜加熱質量変
化率にも変動がなく、減圧蒸留残油を添加しない比較例
１と同等のものが得られたことがわかる。実施例２，３及び比較例６，７第３表に示す原料（数値は重量部を示す）を通常の方法
により混合して改質アスファルト組成物を製造し、それ
ぞれの組成物の性状を上記の方法により評価した。結果
を第３表に示す。

【００２２】

【表４】

【００２３】1)：ストレートアスファルト（ＪＩＳＫ
２２０７の８０〜１００グレード） 2)：ストレートアスファルト（ＪＩＳＫ２２０７の６
０〜８０グレード） 3)：スチレン−ブタジエンブロック共重合体 4)：鉱物油Ａ；ナフテン系のエキストラクト１２０℃
粘度４8.８ｍｍ²／ｓｅｃ鉱物油Ｂ；ナフテン系のエキストラクト１２０℃粘度
１0.２ｍｍ²／ｓｅｃ第３表に示すような、熱可塑性ポリマーを１０重量％配
合した高粘度改質アスファルト組成物（６０℃絶対粘
度：１０万Ｐａ・ｓ以上）において、鉱物油を添加した
比較例６，７の改質アスファルト組成物は、１８０℃に
おける動粘度が高く、取扱い性が非常に悪いものと推察
され、かつ引火点も低いことがわかる。また、貯蔵試験
においてアスファルトと熱可塑性ポリマーとの分離が確
認された。また、薄膜加熱質量変化率も、減少を示して
おり、低沸点成分の揮発が見られた。これに対し、実施
例２，３の組成物の１８０℃における動粘度は３００ｍ
ｍ²／ｓｅｃ以下であり、取扱い性が大きく改善されて
おり、バインダー性状にも優れ、引火点も高いものとな
っている。また、薄膜加熱質量変化率も減量を示さず、
さらに、貯蔵試験においてもアスファルトと熱可塑性ポ
リマーとの分離は見られなかった。

【００２４】

【発明の効果】特定の減圧蒸留残油からなる本発明の改
質アスファルト用添加材は、改質アスファルトの引火点
を下げることなく高温時における粘度を低減し、アスフ
ァルトと改質材との高温（１２０〜１８０℃）における
分離を防止することができるため、この分離抑制のため
の高価な添加材を使用する必要がなくなり、改質アスフ
ァルト組成物のコストを低減することができる。また、
本発明の添加材は、高温における改質アスファルトの粘
度を低下することができるため、改質アスファルト組成
物の取扱い性が向上し、このため、改質アスファルト移
送ポンプ、アスファルト合材製造設備の能力増強の設備
改造が不要となるという利点がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村山雅人神奈川県横浜市南区中村町５丁目318番地 (72)発明者多田悟士神奈川県横浜市南区中村町５丁目318番地Ｆターム(参考） 4J002 AC02Y AC03Y AC07Y AC08Y AE00X AG00W AH00W BA01X BB03Y BB06Y BB07Y BB12Y BB15Y BC03Y BD14Y BG04Y BP01Y CG00Y CK00Y CP03Y GL00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石油精製の減圧蒸留工程において得られ
る減圧蒸留残油であって、引火点が２８０℃以上であ
り、温度６０℃における動粘度が３０００ｍｍ ²／ｓｅ
ｃ以上であり、かつ温度１２０℃における動粘度が２０
０ｍｍ²／ｓｅｃ以下であることを特徴とする改質アス
ファルト用添加材。
【請求項２】減圧蒸留残油が、ナフテン系油の精製時
に得られる減圧蒸留塔底残油である請求項１記載の改質
アスファルト用添加材。
【請求項３】改質材１〜３０重量％、及び請求項１又
は２記載の添加材７０〜９９重量％を含む改質材組成
物。
【請求項４】アスファルト１０〜９８重量％、改質材
２〜３０重量％、及び請求項１又は２記載の添加材５〜
９０重量％を含む改質アスファルト組成物。