JP2020090885A - コンクリート構造物用瀝青質目地材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量性と止水性とを両立できるコンクリート構造物用瀝青質目地材を提供する。
【解決手段】コンクリート構造物の打ち継ぎ部に配設するための瀝青質目地材を構成するアスファルト合材部１ａを、アスファルトおよび発泡剤を含む瀝青質組成物で形成する。前記発泡剤は膨張性マイクロカプセルであってもよい。前記熱膨張性マイクロカプセルの最大膨張温度は１００〜２２０℃であってもよい。前記熱膨張性マイクロカプセルの膨張後の平均粒径は３０〜５００μｍであってもよい。前記発泡剤の割合はアスファルト１００質量部に対して０．５〜１０質量部であってもよい。前記瀝青質組成物は充填剤をさらに含んでいてもよい。前記充填剤の割合はアスファルト１００質量部に対して１０〜５０質量部であってもよい。前記瀝青質目地材は、前記アスファルト合材部１ａが板状であり、かつ前記合材部の両面に繊維集合体を含む面材部１ｂが積層されていてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート構造物の打ち継ぎ部に配設される瀝青質目地材およびその製造方法に関する。

従来から、コンクリート構造物の打ち継ぎ部に配設される目地材としては、アスファルトを主成分とする瀝青質目地材が多く利用されている。しかし、瀝青質目地材は製品重量が重いため、施工性が低い。これに対して、実用新案登録第３０１８９１１号公報（特許文献１）には、軽量であり、経済的に有用な目地材として、乾燥した紙粉を主原料とし、さらにアスファルト、合成樹脂等を配合して成形された構築用コンクリ−ト目地板が開示されている。しかし、この目地板でも軽量性は十分ではなく、さらに目地板には、圧縮強度、復元率、圧縮はみだし量等の性能も要求されるが、この目地板では、性能の詳細は不明である。

また、特開２００１−３２３９６号公報（特許文献２）には、コンクリート構造物の打ち継ぎ部に設けられ、止水材や目地材として機能する接合部材であって、石油アスファルト１００質量部に対し、熱可塑性エラストマー１０〜４０質量部、芳香族系炭化水素樹脂５〜４０質量部、芳香族炭素とナフテン環炭素とパラフィン鎖炭素からなる芳香族系オイル２０〜４０質量部および添加剤を混合した混合物で組成され、打設される生コンクリート中でコンクリートの硬化とともにコンクリートに接着するコンクリート構造物の接合部材が開示されている。しかし、この接合部材でも軽量性は十分ではない。

一方、軽量性および復元率、圧縮はみだし量の性能を向上させた目地材として、繊維質材とアスファルトとから構成される瀝青繊維質目地材が開発されており、現在幅広く使用されている。しかし、瀝青繊維質目地材は瀝青質目地材と比較すると吸水率が大幅に大きく、護岸工事などの高い止水性が求められる場面では使用できない。

実用新案登録第３０１８９１１号公報（請求項１、段落［０００９］） 特開２００１−３２３９６号公報（請求項１）

従って、本発明の目的は、軽量性と止水性（シール性）とを両立できるコンクリート構造物用瀝青質目地材およびその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、目地性（目地材に必要な機械的特性）を向上できるコンクリート構造物用瀝青質目地材およびその製造方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、成形性を向上できるコンクリート構造物用瀝青質目地材およびその製造方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、施工性および生産性を向上できるコンクリート構造物用瀝青質目地材およびその製造方法を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、コンクリート構造物用瀝青質目地材を構成するアスファルト合材部をアスファルトおよび発泡剤を含む瀝青質組成物で形成することにより、軽量性と止水性および目地性（目地材に必要な圧縮強度、復元率、圧縮はみ出し量などの機械的特性）を向上できることを見出し、本発明を完成した。

本発明の瀝青質目地材は、コンクリート構造物の打ち継ぎ部に配設するための目地材であって、アスファルトおよび発泡剤を含む瀝青質組成物で形成されたアスファルト合材部を含む。前記発泡剤は熱膨張性マイクロカプセルであってもよい。前記熱膨張性マイクロカプセルの最大膨張温度は１００〜２２０℃であってもよい。前記熱膨張性マイクロカプセルの平均粒径（膨張後の平均粒径）は３０〜５００μｍであってもよい。前記発泡剤の割合はアスファルト１００質量部に対して０．５〜１０質量部であってもよい。前記瀝青質組成物は充填剤をさらに含んでいてもよい。前記充填剤の密度は１ｇ／ｃｍ^３以下であってもよい。前記充填剤の平均粒径は１０〜３０００μｍであってもよい。前記充填剤は有機系充填剤を含んでいてもよく、無機系充填剤をさらに含んでいてもよい。前記有機系充填剤はセルロースを含んでいてもよい。前記充填剤の割合はアスファルト１００質量部に対して１０〜５０質量部であってもよい。本発明の瀝青質目地材は、前記アスファルト合材部が板状であり、かつ前記アスファルト合材部の両面に繊維集合体を含む面材部が積層されていてもよい。本発明の瀝青質目地材は、吸水率が５質量％以下であり、１／２圧縮強度が０．６８９〜８．６１８Ｎ／ｍｍ^２であり、復元率が７０％以上であり、かつ圧縮はみ出し量が６．４ｍｍ以下であってもよい。本発明の瀝青質目地材は、密度が１ｇ／ｃｍ^３以下であってもよい。

本発明には、アスファルトと発泡剤とを混合して発泡する前記瀝青質目地材の製造方法も含まれる。

本発明では、コンクリート構造物用瀝青質目地材を構成するアスファルト合材部をアスファルトおよび発泡剤を含む瀝青質組成物で形成されているため、軽量性と止水性とを両立できる。また、発泡剤を熱膨張性マイクロカプセルで構成することにより、目地性（目地材に必要な圧縮強度、復元率、圧縮はみ出し量などの機械的特性）も向上できる。さらに、アスファルトおよび発泡剤に対して、特定の充填剤を組み合わせることにより、成形性を向上でき、厚みムラ（特に、板状目地材の端部におけるムラ）の少ない目地材を製造できる。そのため、現場で厚みを調整するために、複数の目地材を積層して使用しても、目地材間における隙間の発生を抑制でき、止水性を高度に向上できる。さらに、充填剤として有機系充填剤と無機系充填剤とを組み合わせると、前記諸特性を維持しつつ、圧縮強度を向上でき、軽量性と剛性とを両立できるため、施工性を向上できる上に、目地材を調製するための原料粘度を低減できるため、目地材の生産性も向上でき、例えば、ミキサーなどを用いて容易に目地材を連続生産できるため、工業的な利用価値も高い。

図１は、本発明の瀝青質目地材の一例を示す概略側面図である。 図２は、実施例における瀝青質目地材の圧縮試験で用いるアタッチメントの概略斜視図である。

本発明のコンクリート構造物用瀝青質目地材は、アスファルトおよび発泡剤を含む瀝青質組成物で形成されたアスファルト合材部（目地ベース部）を含んでいればよい。瀝青質目地材の形状は、打ち継ぎ部の形状に応じて適宜選択でき、特に限定されないが、通常、板状である。

本発明のコンクリート構造物用瀝青質目地材は、アスファルト合材部単独で形成されていてもよいが、取り扱い性の点から、板状のアスファルト合材部の少なくとも一方の面に、繊維集合体を含む面材部が積層された積層体であるのが好ましく、なかでも、図１に示すように、アスファルト合材部１ａの両面に、繊維集合体を含む面材部１ｂが積層された三層構造の積層体であるのが特に好ましい。

（アスファルト）
瀝青質組成物はアスファルトを含んでおり、本発明の目地材が瀝青質目地材であるため、アスファルトを主成分として含んでいる。アスファルト合材部中のアスファルトの割合は３０質量％以上（例えば３０〜９９質量％）であってもよく、例えば５０質量％以上、好ましくは６０質量％以上、さらに好ましくは７０質量％以上（例えば７０〜９０質量％）である。

アスファルトとしては、特に限定されず、一般的なアスファルト、例えば、天然アスファルト（レイクアスファルト、ロックアスファルト、オイルサンド、アスファルトタイトなど）、石油アスファルト（ストレートアスファルト、ブローンアスファルトなど）などが挙げられる。これらのアスファルトは、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、ブローンアスファルトなどの石油アスファルトが好ましい。

アスファルトの針入度（１／１０ｍｍ）は、ＪＩＳ Ｋ２２０７−１９９６に準拠した方法において、０〜３００程度の範囲から選択でき、例えば５〜２００、好ましくは８〜８０、さらに好ましくは１０〜２０程度である。針入度が小さすぎると、目地性が低下する虞があり、逆に大きすぎると、施工性が低下したり、均一な厚みの形成が困難となる虞がある。

（発泡剤）
本発明では、瀝青質組成物が発泡剤を含むことにより、発泡剤がアスファルト合材部内に空隙を形成でき、目地材の軽量性を向上できる。

発泡剤は、慣用の発泡剤を使用でき、分解性発泡剤（化学発泡剤）であってもよく、揮発性発泡剤（物理発泡剤）であってもよい。

分解性発泡剤としては、例えば、無機系発泡剤（炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、チオ硫酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、シュウ酸マグネシウム、シリコンオキシハイドライドなど）、有機系発泡剤［アゾジカルボンアミド、Ｎ，Ｎ′−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、パラトルエンスルホニルヒドラジド、４，４′−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、ヒドラゾジカルボンアミドなど］などが挙げられる。これらの分解性発泡剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。

揮発性発泡剤としては、例えば、無機系発泡剤（窒素、二酸化炭素、酸素、空気、水など）、有機系発泡剤（脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、芳香族炭化水素、塩素化炭化水素、フッ化炭化水素、アルコール類、エーテル類、アルデヒド類、ケトン類など）などが挙げられる。これらの揮発性発泡剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。

これらのうち、発泡倍率が高い点から、揮発性発泡剤が好ましく、安価で毒性が低い点から、ブタン（ｎ−ブタン、イソブタン）、ペンタン（ｎ−ペンタン、イソペンタンなど）、ヘキサンなどの低級脂肪族炭化水素が汎用される。

これらの発泡剤は、担体と組み合わせてもよい。本明細書および特許請求の範囲では、前記発泡剤と担体との組み合わせも発泡剤の範疇に含める。前記発泡剤と担体との組み合わせとしては、例えば、前記発泡剤を膨張剤としてマイクロカプセル内部に内包する熱膨張性マイクロカプセルや、前記発泡剤を含浸させた球状有機微粒子（例えば、スチレンビーズ）などが挙げられる。

本発明では、これらの発泡剤のうち、軽量性および止水性に加えて、目地性も向上できる点から、熱膨張性マイクロカプセルが特に好ましい。発泡剤として熱膨張性マイクロカプセルを用いると、膨張により軽量性を向上できるとともに、膨張した熱膨張性マイクロカプセルが内部の膨張剤（ガス）を閉じ込めた状態で膨張形状を維持しているため、目地性に必要な弾性または緩衝性を目地材に付与できる。

熱膨張性マイクロカプセルとしては、加熱により急激に膨張し、加熱を止めると外殻を構成する樹脂が硬化して形状安定するマイクロカプセルであればよく、揮発性発泡剤を膨張剤としてマイクロカプセル内に封じ込めた慣用の熱膨張性マイクロカプセルを利用できる。

マイクロカプセルを構成する壁膜（外殻の殻材）は、熱可塑性樹脂で形成されていてもよい。熱可塑性樹脂としては、例えば、オレフィン（エチレン、プロピレンなど）、芳香族ビニル化合物（スチレンなど）、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル（アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなど）、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニルなどを重合成分として含むビニル系ホモポリマーまたはコポリマーなどが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらの熱可塑性樹脂は、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ（メタ）アクリレートなどの架橋剤で部分的または全体的に架橋されていてもよい。

膨張前の壁膜の平均厚みは、例えば０．１〜１０００μｍ、好ましくは０．５〜１００μｍ、さらに好ましくは１〜５０μｍ程度であり、膨張後の壁膜の平均厚みは、例えば０．０１〜１００μｍ、好ましくは０．０５〜１０μｍ、さらに好ましくは０．１〜５μｍ程度である。

膨張剤としては、ブタン、プロパン、ペンタンなどの炭素数４〜８程度の脂肪族炭化水素を好ましく利用できる。

熱膨張性マイクロカプセルの最大膨張温度は、例えば１００〜２２０℃、好ましくは１２０〜２１０℃、さらに好ましくは１４０〜２００℃（特に１５０〜１８０℃）程度である。最大膨張温度が低すぎると、取り扱い性が低下する虞があり、逆に高すぎると、目地材の軽量性が低下する虞がある。

熱膨張性マイクロカプセルの膨張開始温度は、例えば５０〜２００℃、好ましくは７０〜１８０℃、さらに好ましくは１００〜１５０℃程度である。膨張開始温度が低すぎると、取り扱い性が低下する虞があり、逆に高すぎると、目地材の軽量性が低下する虞がある。

熱膨張性マイクロカプセルの膨張後の平均粒径（体積平均粒径）は、３０〜１０００μｍ（例えば３０〜８００μｍ）程度の範囲から選択でき、例えば３０〜５００μｍ、好ましくは５０〜３００μｍ、さらに好ましくは１００〜２５０μｍ（特に１５０〜２００μｍ）程度である。粒径が小さすぎると、目地材の軽量性が低下する虞があり、逆に大きすぎると、目地材の機械的特性が低下する虞がある。

膨張前のマイクロカプセルの平均粒径（体積平均粒径）は、例えば１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜８０μｍ、さらに好ましくは３０〜５０μｍ程度である。

なお、本明細書および特許請求の範囲において、発泡剤および充填剤の体積平均粒径の測定方法は、特に限定されず、充填剤の種類に応じて測定する方法を選択でき、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置などを用いた公知の測定方法であってもよい。

発泡剤の割合は、アスファルト１００質量部に対して０．１〜１５質量部程度の範囲から選択でき、例えば０．３〜１０質量部（例えば０．６〜２質量部）、好ましくは０．６〜５質量部（例えば０．６〜４質量部）、さらに好ましくは０．７〜３質量部（特に０．８〜２質量部）、より好ましくは１〜２．５質量部程度である。発泡剤の割合が少なすぎると、目地材の軽量性が低下する虞があり、逆に多すぎると、アスファルトとの混合が困難となる上に、目地材において圧縮強度などの機械的特性が低下する虞がある。

（充填剤）
瀝青質組成物は、成形性を向上させるために、充填剤をさらに含んでいてもよい。充填剤には、無機系充填剤、有機系充填剤が含まれる。無機系充填剤および有機系充填剤は、組み合わせて使用してもよい。充填剤として無機系充填剤と有機系充填剤とを組み合わせると、前述のように、目地材の施工性および生産性を向上できる。

無機系充填剤としては、例えば、金属粒子または粉末（鉄、銅、錫、亜鉛、ニッケル、ステンレス鋼など）、金属酸化物粒子（酸化鉄、三二酸化鉄、四三酸化鉄、フェライト、酸化錫、酸化亜鉛、亜鉛華、酸化銅、酸化アルミニウムなど）、金属塩粒子（硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム、亜硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、重炭酸カルシウム、炭酸バリウム、水酸化マグネシウムなど）、鉱物粒子（マイカ、クレー、タルク、ウォラストナイト、けい藻土、けい砂、軽石粉、シリカバルーン、ガラスバルーン、シラスバルーンなど）、炭素繊維、ガラス繊維などが挙げられる。これらの無機系充填剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらの無機系充填剤のうち、軽量性および成形性の向上効果が大きい点から、タルクなどの鉱物粒子が好ましく、有機系充填剤と組み合わせることにより、目地材の施工性および生産性をより向上できる点から、炭酸カルシウムなどの金属塩粒子が好ましい。

有機系充填剤としては、例えば、木粉、パルプ、天然繊維（綿、麻など）、再生繊維（レーヨンなど）、架橋樹脂粒子（架橋ポリエチレン粒子、架橋ポリスチレン粒子、架橋アクリル粒子など）、合成繊維（ポリエステル繊維、ポリアミド繊維など）などが挙げられる。これらの有機系充填剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらの有機系充填剤のうち、軽量性および成形性の向上効果が大きい点から、木粉などのセルロースを含む有機系充填剤が好ましく、木材や草本類などの植物性由来のセルロースを含む有機系充填剤が特に好ましい。

これらの充填剤のうち、軽量性および成形性の向上効果が大きい点から、有機系充填剤を少なくとも含むのが好ましく、有機系充填剤と無機系充填剤との組み合わせがさらに好ましく、木粉などのセルロースを含む有機系充填剤と炭酸カルシウムなどの金属塩粒子との組み合わせが特に好ましい。

有機系充填剤と無機系充填剤とを組み合わせる場合、無機系充填剤（特に、金属塩粒子）の割合は、有機系充填剤１００質量部に対して、例えば５〜１００質量部、好ましくは１０〜５０質量部、さらに好ましくは１５〜３０質量部（特に２０〜２５質量部）程度である。無機系充填剤の割合が少なすぎると、目地材の施工性および生産性を向上する効果が低下する虞があり、逆に多すぎると、軽量性および目地性が低下する虞がある。軽量性および目地性が重要な用途では、充填剤は有機系充填剤のみであってもよい。

充填剤の形状は、特に限定されず、例えば、粒状、不定形状、繊維状などであってもよいが、取り扱い性や分散性などの点から、粒状が好ましい。

充填剤の平均粒径（体積平均粒径）は、例えば１０〜３０００μｍ、好ましくは３０〜２０００μｍ、さらに好ましくは５０〜１０００μｍ程度である。充填剤の最大粒径は１０ｍｍ以下であってもよく、好ましくは５ｍｍ以下、さらに好ましくは３ｍｍ以下であってもよい。充填剤の粒径が小さすぎると、目地材の圧縮強度などの機械的強度の向上効果が低下する虞があり、逆に大きすぎると、目地性や生産性が低下する虞がある。

有機系充填剤の平均粒径（体積平均粒径）は、例えば１００〜３０００μｍ、好ましくは２００〜２０００μｍ、さらに好ましくは３００〜１５００μｍ、より好ましくは５００〜１０００μｍ程度である。有機系充填剤の最大粒径は１０ｍｍ以下であってもよく、好ましくは５ｍｍ以下、さらに好ましくは３ｍｍ以下であってもよい。有機系充填剤の粒径が小さすぎると、目地材の圧縮強度などの機械的強度の向上効果が低下する虞があり、逆に大きすぎると、目地性が低下する虞がある。

無機系充填剤（特に、金属塩粒子）の平均粒径（体積平均粒径）は、例えば１０〜３００μｍ、好ましくは２０〜２００μｍ、さらに好ましくは３０〜１５０μｍ、より好ましくは５０〜１００μｍ程度である。無機系充填剤の最大粒径は５ｍｍ以下であってもよく、好ましくは３ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下であってもよい。無機系充填剤の粒径が小さすぎると、嵩密度が大きくなって軽量性が低下するため、目地材の施工性の向上効果が低下する虞があり、逆に大きすぎると、嵩密度が小さくなって目地性の生産性の向上効果が低下する虞がある。

充填剤の密度は１ｇ／ｃｍ^３以下であってもよく、例えば０．０５〜１ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．１〜０．８ｇ／ｃｍ^３、さらに好ましくは０．１５〜０．５ｇ／ｃｍ^３（特に０．２〜０．４ｇ／ｃｍ^３）程度である。充填剤の密度が大きすぎると、軽量性および成形性が低下する虞がある。

充填剤の割合は、アスファルト１００質量部に対して５０質量部以下（例えば１０〜５０質量部）であればよく、例えば０〜５０質量部、好ましくは５〜４０質量部、さらに好ましくは１０〜３０質量部（特に１５〜２５質量部）程度である。充填剤の割合が少なすぎると、軟らかすぎて成形時の作業性が低下する虞があり、逆に多すぎると、硬すぎて成形が困難となる上に、目地材の圧縮はみ出し量が増加する虞もある。

有機系充填剤と無機系充填剤とを組み合わせる場合、有機系充填剤の割合は、アスファルト１００質量部に対して、例えば８〜５０質量部、好ましくは１０〜３０質量部、さらに好ましくは１５〜２０質量部程度である。無機系充填剤（特に、金属塩粒子）の割合は、アスファルト１００質量部に対して、例えば１〜１０質量部、好ましくは２〜７質量部、さらに好ましくは３〜５質量部程度である。

アスファルト合材部を形成するための瀝青質組成物の好ましい態様としては、アスファルト１００質量部に対して、発泡剤（特に、熱膨張性マイクロカプセル）０．６〜２質量部、有機系充填剤（特に、セルロースを含む有機系充填剤）１０質量部以上（例えば１０〜５０質量部）および無機系充填剤７質量部以下（例えば１〜７質量部）を含む組成物であってもよい。

（他の成分）
瀝青質組成物は、アスファルト、発泡剤および充填剤に加えて、他の成分として、慣用の添加剤を含んでいてもよい。慣用の添加剤としては、例えば、安定剤（銅化合物などの熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤など）、増粘剤、難燃剤、可塑剤、帯電防止剤、着色剤、界面活性剤、分散剤、潤滑剤、結晶化速度遅延剤、滑剤、抗菌剤、防虫剤（防蟻剤、防ダニ剤など）、防腐剤（防カビ剤など）、つや消し剤、蓄熱剤、香料、蛍光増白剤、湿潤剤などが挙げられる。これらの添加剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。添加剤の合計割合は、アスファルト合材部全体に対して５０質量％以下、好ましくは０．０１〜３０質量％、さらに好ましくは０．１〜１０質量％程度である。

（面材部）
面材部は、繊維集合体を含んでいればよいが、通常、繊維集合体で形成された布帛である。布帛としては、例えば、織布、編布、ネット、不織布、紙などが挙げられる。これらの布帛は、止水性を向上させたり接着性を向上させるため、アスファルトを含浸させたり、樹脂フィルムをラミネートして用いてもよい。

アスファルト合材部との密着性を向上できる点から、不織布や紙などの布帛にアスファルトを含浸させるのが好ましい。アスファルトの含浸量は、布帛１００質量部に対して、例えば１０〜３００質量部、好ましくは５０〜２００質量部、さらに好ましくは１００〜１５０質量部程度である。

布帛の目付は、例えば５０〜５００ｇ／ｍ^２、好ましくは１００〜３００ｇ／ｍ^２、さらに好ましくは１５０〜２００ｇ／ｍ^２程度である。

面材部の平均厚みは、例えば０．０１〜３ｍｍ、好ましくは０．１〜２ｍｍ、さらに好ましくは０．２〜１ｍｍ程度である。

（瀝青質目地材の特性）
本発明の瀝青質目地材は、目地材に必要な機械的特性に優れており、例えば、１／２圧縮強度が０．５Ｎ／ｍｍ^２以上（特に０．６９Ｎ／ｍｍ^２以上）であり、例えば０．６８９〜８．６１８Ｎ／ｍｍ^２（例えば０．６９〜６．４Ｎ／ｍｍ^２）、好ましくは１〜６．４Ｎ／ｍｍ^２、さらに好ましくは１．５〜５Ｎ／ｍｍ^２（特に２〜４Ｎ／ｍｍ^２）、より好ましくは３〜５Ｎ／ｍｍ^２（特に４〜５Ｎ／ｍｍ^２）程度である。１／２圧縮強度が低すぎると、瀝青質目地材の目地性が低下する虞があり、１／２圧縮強度が高すぎると、コンクリート構造物に割れを発生させる虞がある。

また、本発明の瀝青質目地材は、復元率が６０％以上（特に７０％以上）であってもよく、例えば７０〜９５％、好ましくは７５〜９０％程度である。復元率が小さすぎても、瀝青質目地材の目地性が低下する虞がある。

さらに、本発明の瀝青質目地材は、圧縮はみ出し量が８ｍｍ以下（特に６．４ｍｍ以下）であってもよく、例えば５ｍｍ以下、好ましくは４ｍｍ以下、さらに好ましくは３ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下であってもよい。圧縮はみ出し量が多すぎても、瀝青質目地材の目地性が低下する虞がある。

なお、本明細書および特許請求の範囲において、１／２圧縮強度、復元率および圧縮はみ出し量は、ＡＳＴＭ Ｄ１７５１に準拠して測定でき、詳細には、後述の実施例に記載の方法で測定できる。

本発明の瀝青質目地材は、止水性（シール性または封止性）が高く、吸水率が５質量％以下（特に４質量％以下）であってもよく、例えば０．１〜５質量％、好ましくは０．５〜４質量％、さらに好ましくは１〜３質量％程度である。なお、本明細書および特許請求の範囲において、吸水率は、ＡＳＴＭ Ｄ９９４に準拠して測定でき、詳細には、後述の実施例に記載の方法で測定できる。

本発明の瀝青質目地材は、軽量性に優れており、密度が１ｇ／ｃｍ^３以下（特に０．７ｇ／ｃｍ^３以下）であってもよく、例えば０．１〜１ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．２〜０．９ｇ／ｃｍ^３、さらに好ましくは０．３〜０．８ｇ／ｃｍ^３（特に０．４〜０．７ｇ／ｃｍ^３）、より好ましくは０．５〜０．６ｇ／ｃｍ^３（特に０．５３〜０．５７ｇ／ｃｍ^３）程度である。なお、本明細書および特許請求の範囲において、密度は、後述する実施例に記載の方法で測定できる。

本発明の瀝青質目地材の平均厚みは、特に限定されないが、施工性を考慮すると１〜１００ｍｍ、好ましくは５〜５０ｍｍ程度である。

（瀝青質目地材の製造方法）
本発明の瀝青質目地材は、アスファルトと発泡剤とを混合して発泡することにより製造でき、発泡剤が熱膨張性マイクロカプセルの場合、熱膨張性マイクロカプセルの最大膨張温度範囲（例えば、最大膨張温度付近の温度）になるように加熱して発泡（膨張）するのが好ましい。

アスファルトと発泡剤との混合方法としては、慣用の混合方法を利用できるが、本発明の瀝青質目地材は生産性も高いため、押出機などの混合機（ミキサー）を利用しても、高い生産性で目地材を製造できる。

本発明の瀝青質目地材が板状のアスファルト合材部の両面に面材部が積層された積層体である場合、瀝青質目地材は、溶融状態のアスファルト合材部の上下に面材部を積層することにより板状に成形してもよい。熱膨張性マイクロカプセルとして、最大膨張温度範囲にアスファルトの溶融温度が属する熱膨張性マイクロカプセルを選択すると、瀝青質目地材の成形工程において同時に発泡剤を発泡することができ、生産性を向上できる。

アスファルト合材部を形成する組成物の動粘度（１８５℃、０．３ｒｐｍ）は、例えば０．５ｍ^２／ｓ以下であってもよく、好ましくは０．１〜０．４５ｍ^２／ｓ、さらに好ましくは０．２〜０．４ｍ^２／ｓ（特に０．３〜０．３９ｍ^２／ｓ）程度である。本発明では、前記組成物の動粘度が低いため、目地材の生産性を向上できる。

なお、本明細書および特許請求の範囲において、動粘度は、後述する実施例に記載の方法で測定できる。

以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。実施例で使用した材料の詳細は以下の通りであり、実施例の評価は以下に示す方法により測定した。

［使用した材料］
アスファルト：ブローンアスファルト、昭和シェル石油（株）製「ブローンアスファルト１０／２０」
マイクロカプセルＡ：熱膨張性マイクロカプセル、（株）クレハ製「Ｈ８５０Ｄ」、粒径：発泡前３６μｍ、発泡後１８８μｍ、最大膨張温度１７５℃、膨張開始温度１２４℃
マイクロカプセルＢ：熱膨張性マイクロカプセル、松本油脂製薬（株）製「ＦＮ−１０５Ｄ」、粒径：発泡前３５〜４５μｍ、最大１１倍まで発泡、最大膨張温度１７５〜１８５℃、膨張開始温度１２０〜１３５℃
木粉：粒度分布：粒径１００μｍ以下＝２．２％、粒径５００μｍ以下＝３１．８％、粒径１０００μｍ以下７２．９２％、最大粒径２０００μｍ、密度０．３ｇ／ｃｍ^３
炭酸カルシウム：粒度分布：粒径５３μｍ以下＝２６．８％、粒径１０３μｍ以下＝７３．６％、粒径３００μｍ以下９９．８％、最大粒径５００μｍ、密度１．３ｇ／ｃｍ^３
アスファルト含浸紙：愛媛製紙（株）製「ルーフィング原紙 １８０」、目付１８０ｇ／ｍ^２。

実施例１
アスファルト８１．６質量部、木粉１７．８質量部およびマイクロカプセルＡ０．６質量部を温度１８０℃で加熱混合してアスファルト合材部を製造した。溶融状態のアスファルト合材部の上下面に、面材部として、アスファルト含浸紙を積層し、総厚み１０．０±１．０ｍｍに成形して瀝青質目地材とした。

実施例２
質量比をアスファルト８１．７質量部、木粉１７．３質量部およびマイクロカプセルＡ１．０質量部に変更する以外は実施例１と同様にして瀝青質目地材を得た。

実施例３
質量比をアスファルト８０．８質量部、木粉１７．８質量部およびマイクロカプセルＡ１．４質量部に変更する以外は実施例１と同様にして瀝青質目地材を得た。

実施例４
木粉の代わりに炭酸カルシウムを使用する以外は実施例３と同様にして瀝青質目地材を得た。

実施例５
アスファルト９８．６質量部およびマイクロカプセルＡ１．４質量部でアスファルト合材部を製造する以外は実施例１と同様にして瀝青質目地材を得た。

実施例６
質量比をアスファルト９８．０質量部およびマイクロカプセルＡ２．０質量部に変更する以外は実施例５と同様にして瀝青質目地材を得た。

実施例１〜６で得られた瀝青質目地材について、以下の評価を行った。

［瀝青質目地材の圧縮試験］
ＡＳＴＭ Ｄ１７５１に準拠し、図２に示す圧縮試験用アタッチメントのコ字形状の収容部に１００ｍｍ角で切断した試験体をセットし、その上に鋼鉄板（１００×１００×１２ｍｍ）を、この鋼鉄板の中心と前記試験体の中心とを一致させて載置する。さらに、この鋼鉄板の上に荷重伝達用円筒を載置し、試験体を圧縮できるようにセットする。圧縮は万能試験機（インストロン社製３３８２型）を用いて、速度０．６ｍｍ／ｍｉｎで試験体の厚み１／２まで行う。この時の圧縮強度を１／２圧縮強度［Ｎ／ｍｍ^２］、アタッチメントからはみ出した量を圧縮はみ出し量［ｍｍ］とする。また、１／２圧縮後に荷重を取り除き、１０分後の厚みを測定し、以下の式（１）に基づいて復元率［％］を算出する。

復元率［％］＝荷重除去１０分後の試験体厚み／荷重前の試験体厚み×１００ （１）。

［瀝青質目地材の吸水率］
ＡＳＴＭ Ｄ９９４に準拠し、５１×１５２ｍｍで切断した試験体を深さ２５ｍｍ、温度２３度の水中に、浮いてこないように錘を乗せて沈める。２４時間後に試験体を取り出し質量を測定し、以下の式（２）に基づいて、吸水率［％］を算出する。

吸水率［％］＝（２４時間後質量−初期質量）／初期質量×１００ （２）。

これらの評価については、瀝青繊維質目地材および瀝青質目地材の以下の規格値が存在する。
・規格値１
瀝青繊維質目地材の品質規格であるＡＭＥＲＩＣＡＮ ＳＯＣＩＥＴＹ ＦＯＲ ＴＥＳＴＩＮＧ ＡＮＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ（ＡＳＴＭ） Ｄ １７５１における１／２圧縮強度、圧縮はみ出し量、復元率、吸水率、密度の規格値。
・規格値２
瀝青質目地材の品質規格であるＡＳＴＭ Ｄ ９９４における１／２圧縮強度、吸水率の規格値。

［瀝青質目地材の密度］
１００ｍｍ角で切断した試験体の質量を測定し、以下の式（３）に基づいて密度［ｇ／ｃｍ^３］を算出した。

密度［ｇ／ｃｍ^３］＝試験体質量［ｇ］／（１０×１０×試験体厚み［ｃｍ］） （３）。

実施例１〜６で得られた瀝青質目地材の圧縮試験結果および吸水率・密度の測定結果を、規格値１および規格値２と共に表１に示す。

実施例１〜３を比較すると、マイクロカプセルＡを１．０質量％、１．４質量％配合した瀝青質目地材（実施例２および３）は、規格値１および２の全項目をクリアしている。０．６質量％配合した瀝青質目地材（実施例１）は、１／２圧縮強度、圧縮はみ出し量、復元率が規格値をクリアしていない。従って、少なくともマイクロカプセルＡを１．０質量％配合することで、瀝青繊維質目地材同等以上の性能を有する瀝青質目地材を得ることが可能であると判断できる。

実施例３と実施例４とを比較すると、両実施例とも規格値１および２の全項目をクリアしているため、充填剤（木粉、炭酸カルシウム）の種類に関わらず瀝青繊維質目地材同等以上の性能を有す瀝青質目地材を得ることが可能であると判断できる。木粉を配合した場合は、炭酸カルシウムを配合した場合より、圧縮強度及び復元率が若干優れており、木粉を配合することが好ましい。

実施例５は規格値１および２の全項目をクリアしているので、アスファルト合材部に少なくともアスファルトと発泡剤（マイクロカプセルＡ）が配合されていれば、充填剤は配合されていなくても、瀝青繊維質目地材同等以上の性能を有する瀝青質目地材を得ることが可能であると判断できる。

実施例６の結果から、発泡剤（マイクロカプセルＡ）の配合割合が大きくなりすぎると、１／２圧縮強度が規格値をクリアできないと判断できる。

実施例１〜６の結果から、マイクロカプセルＡを用いた場合、１．０〜１．４質量％配合することで、瀝青繊維質目地材同等以上の性能を有する瀝青質目地材を得ることが可能であると判断できる。配合割合が小さすぎると、１／２圧縮強度、圧縮はみ出し量、復元率が規格値未満となり、配合割合が大きすぎると１／２圧縮強度が規格値未満となる。

重量については、マイクロカプセルＡの配合割合が大きくなるほど軽量化していることが確認できる。実施例６の密度は０．３７ｇ／ｃｍ^３であり、通常は１．０ｇ／ｃｍ^３以上であることと比較すると、本発明の瀝青質目地材はおよそ６０％も軽量化できていることがわかる。

止水性については、全ての実施例において吸水率は５．０質量％以下であり、瀝青質目地材の規格値５．０質量％以下を十分に満たしていることから、高い止水性を有している判断できる。

以上の結果より、本発明の瀝青質目地材は、高い止水性を有し、軽量であり、かつ瀝青繊維質目地材同等の性能を有すると判断できる。

［瀝青質目地材の成形性］
次に、瀝青質目地材の成形性を評価するため、充填剤（木粉）の配合割合による成形性について確認するため、以下の瀝青質目地材（実施例７）を調製し、実施例２と比較した。

実施例７
質量比をブローンアスファルト９０．４質量部、木粉８．６質量部およびマイクロカプセルＡ１．０質量部に変更する以外は実施例２と同様にして瀝青質目地材を得た。

実施例２および７で得られた瀝青質目地材の厚みを９箇所で測定したところ、実施例２は１０．４〜１０．９ｍｍであったのに対して、実施例７は、９．９〜１０．７ｍｍであった。この結果より、充填剤（木粉）の配合割合が少ない場合、アスファルト合材部が成形時にダレてしまい厚みがバラつき易いと判断される。成形性を考慮すると、アスファルト１００質量部に対して、充填剤１０質量部以上配合することが好ましい。

次に、発泡剤であるマイクロカプセルの種類による差を評価するため、以下の瀝青質目地材（実施例８〜１０）を調製し、実施例１〜６と同様の方法で瀝青質目地材の圧縮試験を実施し評価した。

実施例８
アスファルト７９．０質量部、木粉１９．８質量部およびマイクロカプセルＢ１．２質量部に変更する以外は実施例１と同様にして瀝青質目地材を得た。

実施例９
アスファルト８３．６質量部、炭酸カルシウム１５．４質量部およびマイクロカプセルＢ１．０質量部に変更する以外は実施例１と同様にして瀝青質目地材を得た。

実施例１０
アスファルト８１．１質量部、木粉１４．１質量部、炭酸カルシウム３．２質量部およびマイクロカプセルＢ１．６質量部に変更する以外は実施例１と同様にして瀝青質目地材を得た。

実施例８〜１０で得られた瀝青質目地材の圧縮試験結果および吸水率・密度の測定結果を、規格値１および規格値２と共に表２に示す。

表２の結果をみると、全ての実施例において規格値１および２の全項目をクリアしていることより、本発明の瀝青質目地材は、マイクロカプセルの種類に拘わらず、高い止水性を有し、軽量であり、かつ瀝青繊維質目地材同等の性能を発揮すると判断できる。

［瀝青質目地材の生産性］
瀝青質目地材は、スクリューや自重による押出成形により製造されることが一般的である。生産性を考えると、アスファルト合材の動粘性は小さいことが望ましい。以下の瀝青質目地材（実施例１１、１２）を調製し、実施例１０〜１２で得られたアスファルト合材部について動粘性を評価した。

実施例１１
アスファルト８４．３質量部、木粉１４．１質量部およびマイクロカプセルＢ１．６質量部に変更する以外は実施例１と同様にして瀝青質目地材を得た。

実施例１２
アスファルト７７．９質量部、木粉１４．１質量部、炭酸カルシウム６．４質量部およびマイクロカプセルＢ１．６質量部に変更する以外は実施例１と同様にして瀝青質目地材を得た。

［瀝青質目地材の動粘性］
Ｂ型粘度計（ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ社製）を用いて、スピンドル回転速度０．３ｒｐｍ、温度１８５．０℃の条件で粘度［Ｐａ・ｓ］を測定し、以下の式（４）に基づいて、アスファルト合材部を形成する組成物の動粘度［ｍ^２／ｓ］を算出した。

動粘度［ｍ^２／ｓ］＝粘度［Ｐａ・ｓ］／密度［ｋｇ／ｍ^３］ （４）。

測定結果を表３に示す。

実施例１０〜１２の結果より、炭酸カルシウムが６．４質量部までの範囲であれば、配合割合に比例して動粘度が減少することが確認できる。生産性を考慮すると炭酸カルシウムのような動粘度を低下させることが可能な充填剤を配合することが好ましい。ただし、充填剤の割合を増やしすぎると圧縮はみ出し量が増加する虞があるので、注意が必要である。

本発明の瀝青質目地材は、各種のコンクリート構造物または建築物の打ち継ぎ部に配設される目地材として利用できるが、止水性に優れるため、海水や淡水などの水と常時接触する構造物、例えば、堤防や橋桁などの目地材として特に好ましく利用できる。

１ａ…アスファルト合材部
１ｂ…面材部

Claims (16)

1. コンクリート構造物の打ち継ぎ部に配設するための目地材であって、アスファルトおよび発泡剤を含む瀝青質組成物で形成されたアスファルト合材部を含む瀝青質目地材。
2. 発泡剤が熱膨張性マイクロカプセルである請求項１記載の瀝青質目地材。
3. 熱膨張性マイクロカプセルの最大膨張温度が１００〜２２０℃である請求項２記載の瀝青質目地材。
4. 熱膨張性マイクロカプセルの膨張後の平均粒径が３０〜５００μｍである請求項２または３記載の瀝青質目地材。
5. 発泡剤の割合がアスファルト１００質量部に対して０．５〜１０質量部である請求項１〜４のいずれかに記載の瀝青質目地材。
6. 瀝青質組成物が充填剤をさらに含む請求項１〜５のいずれかに記載の瀝青質目地材。
7. 充填剤の密度が１ｇ／ｃｍ^３以下である請求項６記載の瀝青質目地材。
8. 充填剤の平均粒径が１０〜３０００μｍである請求項６または７記載の瀝性質目地材。
9. 充填剤が有機系充填剤を含む請求項６〜８のいずれかに記載の瀝青質目地材。
10. 有機系充填剤がセルロースを含む請求項９記載の瀝青質目地材。
11. 充填剤が無機系充填剤をさらに含む請求項９または１０記載の瀝青質目地材。
12. 充填剤の割合がアスファルト１００質量部に対して１０〜５０質量部である請求項６〜１１のいずれかに記載の瀝青質目地材。
13. アスファルト合材部が板状であり、かつ前記アスファルト合材部の両面に繊維集合体を含む面材部が積層されている請求項１〜１２のいずれかに記載の瀝青質目地材。
14. 吸水率が５質量％以下であり、１／２圧縮強度が０．６８９〜８．６１８Ｎ／ｍｍ^２であり、復元率が７０％以上であり、かつ圧縮はみ出し量が６．４ｍｍ以下である請求項１〜１３のいずれかに記載の瀝青質目地材。
15. 密度が１ｇ／ｃｍ^３以下である請求項１〜１４のいずれかに記載の瀝青質目地材。
16. アスファルトと発泡剤とを混合して発泡する請求項１〜１５のいずれかに記載の瀝青質目地材の製造方法。

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