JPH04100862A - アスファルト代替用組成物 - 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】 〔従来技術〕 英国特許第１　、２２６　、２３４号明細書には、コー
ルタール留出油中に存在している不飽和炭化水素を複数
重合させて得られた、例えばクマロンインデン樹脂（ａ
）およびモノビニル芳香族から得られたセグメントと共
役結合をもつジエンから得られたセグメントよりなるブ
ロック　ポリマー（ｂ）よりなる道路舗装用組成物が開
示されている。

また、特開昭５．！ｌ−１８３７５９号公報には（イ）
石油樹脂又はクマロンインデン樹脂、（ロ）パラフィン
系潤滑油留分て１００℃の動粘度が１０〜６０ｃｓｔの
フルフラールまたはフェノール溶剤で抽出された芳香族
油、（ハ）ＳＢＲラテックスよりなる舗装用結合組成物
が開示されている。

しかしながら、これらの組成物は、いずれも耐水性、レ
オロジー性状、自己結着性（骨材との接着性を含め、成
形品としたときの一体性が強い）等において充分満足で
きるものではない。

〔目　　的〕

本発明は、アスファルトと同様の耐水性、レオロジー性
状、自己結着性を有し、かつ大へん透明性の高いアスフ
ァルト代替用組成物を提供することを目的とするもので
ある。

〔構　　成〕

本発明は。

（Ａ）石油系溶剤抽出油　　　　　約５０〜７０重量％
（Ｃ）熱可塑性ゴム　　　　　　　約０．５〜５重量％
（Ｄ）ナフテン酸　　　　　　　　約０．３〜４重量％
よりなるアスファルト代替用組成物に関する。

これにより、本発明の組成物は、ＪＩＳ　　Ｋ２２０７
石油アスファルト中のストレートアスファルト・グレー
ド４０〜１２０の規格のアスファルトのすへでに対する
代替品として有用であり、かつ、アスファルトでは得ら
れないすぐれた性質を示す。

前記石油系溶剤抽出油（Ａ）は、昭和４６年１１月３０
日石油連盟発行、「石油製品のできるまで」第１ｏｔ頁
、図６−１「−船釣な潤滑油製造工程Ｊに記載されてい
るとおり、原油から潤滑油を製造する過程において、溶
剤抽出によって得られる芳香族およびナフテン分に富ん
だ油状物質であり、一般に沸点（大気圧下）３５０°Ｃ
以上、粘度５〜１００ｃｓｔ／　１００℃、好ましくは
３０ｃｓｔ−１ｏＯｃｓｔ／　１００”Ｃ１針入度（Ｊ
　Ｉ　Ｓ　　Ｋ２２０７）１０００以上、軟化点（、Ｊ
　Ｉ　Ｓ　Ｋ２２０７）　２０’Ｃ以下のものであり、
とくに芳香族とナフテン分の合計が４５−ｔ％以上（環
分析による）を占め、引火点が２２０℃以上のものが好
ましい。

前記石油系、石炭系および／または天然系樹脂（Ｂ）は
、石油、石炭および／または天然物を出発物質とする固
体樹脂で、一般に分子量約２００〜３０００の重合物で
、脂肪族、芳香族および／または環状化合物の１元ない
し３元（共）重合物である。石油系樹脂としては、Ｃ１
〜Ｃ３の石油樹脂、テルペンおよび／またはフェノール
樹脂等を挙げることができ、石炭系樹脂としてはクマロ
ンインデン樹脂、キシレン樹脂等を挙げることができ、
また天然系樹脂としては各種樹脂酸エステルを挙げるこ
とができる。いずれも軟化点（環球式）　８０〜１８０
°Ｃ５比重１．０以上、針入度１０以下のものが好まし
い。

前記熱可塑性ゴム（Ｃ）としては、末端セグメントとし
てポリスチレンセグメントを有し。

ゴム成分セグメントとしては、例えばポリブタジェンセ
グメント、ポリイソプレンセグメント、ポリエチレン・
ブチレンセグメント等を有する鎖状または枝状ブロック
共重合体であって、代表的なものとしてはＳＢＳ　（ス
チレン−ブタジェン−スチレンブロック共！！合体）、
５ｚｓ（スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重
合体）、５ＥＢＳ　（スチレン−エチレン／ブチレン−
スチレンブロック共重合体）等を挙げることができる。

分子量は８ＸＩＯ４以上、ポリスチレン含量１０〜５（
ｈｔ％、比重０．９以上のものが好ましい。

前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分は親和性が高く任意の割合
で混合するので、（Ａ）５０〜７０ｗｔ％と（Ｂ）２５
〜４５ｗｔ％を混合して、針入度と軟化点のみについて
は、針入度４０−１２０．軟化点４０〜５５というアス
ファルトと同一の物性を達成することができるが、この
（Ａ）と（Ｂ）の混合物は感温性が大きすぎ、常温付近
における伸度が小さすぎ、また低温では脆すぎるという
欠点がある。

前記熱可塑性ゴム（Ｃ）の０．５〜５ｗｔ％の添加は、
（Ａ）　＋（Ｂ）の混合物の欠点を補い。

感温性を低下させ、常温付近での伸度を大きくし、低温
での脆性を改善する。また、（Ｃ）は（Ａ）と（Ｂ）の
混合物に対する相溶性がすぐれているので相分離を生ず
ることがない。

しかしながら、（Ａ）＋　（Ｂ）＋　（Ｃ）の組成物で
は、いまだアスファルトの有する自己結着性、耐水性に
はほど遠いものである。すなわち、（Ａ）＋　（Ｂ）＋
　（ｃ）の組成物について水浸マーシャル試験（６０’
Ｃの水中に最高１４日浸漬したのち、圧縮試験を行うも
のである）を行うと、６０°Ｃの水中に数時間浸漬した
だけで、供試体の試験片（供試体の組成、例、Ａ６１．
（ｈｔ％＋Ｂ３４．８ｗｔ％＋Ｃ４，２ｕｔ％＝　１０
０ｗｔ％の組成物５．５ｗｔ％と骨材およびフィラー計
９４　、５ｔｉｔ％）は完全に崩壊し、とても力学試験
などができる状態ではなかった。

これに対して、少量のナフテン駿（Ｄ）を添加するとお
どろくべきことに、前述の崩壊現象は全くおこらず、力
学試験を行った結果も、アスファルトと較べて全く遜色
のないものであった。

前記ナフテンａ　（Ｄ）は石油原油中に含まれるナフテ
ン環をもつカルボン准類を総称するものであり、化学構
造上単一の化合物ではなく、主として飽和単環カルボン
酸類、飽和二環カルボン酸類および脂肪族カルボン酸類
を含む。ナフテン環は主として、５，６．７員環である
。

本発明のナフテン酸としてはとくに酸価５０〜３００ｍ
ｇ　ＫＯ）Ｉ／　ｇ、引火点（ＣＯＣ）１５０℃以上が
好ましい。

ナフテン酸の添加量は４ｗｔ％をこえるとその効果はほ
とんど向上せず、場合によっては他の性状に悪影響を与
える場合がある。ナフテン酸の好ましい添加量は０．４
〜３．７υｔ％とくに好ましい範囲は０．５〜３　、５
ｗｔ％である。

本発明組成物は、石油アスファルトの代替品であるので
、石油アスファルトについて説明し、ついで本発明組成
物の性質について説明する。

石油アスファルトの種類はストレートアスファルト、ブ
ローンアスファルトおよび防水工事用アスファルトの三
種類であるが最も需要の大きいものは針入度４０〜針人
度１２０のストレートアスファルトであって、これが全
体の約９０％を占める。

これらはＪＩＳ　　Ｋ２２０７ｒ石油アスファルト」お
よび、日本道路協会規格「舗装用石油アスファルト」（
「舗装要綱−昭和６３年版」のＰ、２７参照）にその性
状、範囲が規格・表示されている（両者の記載内容はま
ったく同一である。）。

なお規格にはないが、次の性質／性能はアスファルトに
とって重要である。

イ、　アスファルトは必ず加熱され、溶融されて使用さ
れる。その場合、加熱貯蔵 タンクあるいは溶解ガマの中などで。

上層と下層で著しく性質が異なるもの、すなわち組成分
の分離（相分離）が生 じるものであっては好ましくない。

口、載荷時間の増大とともに、そのステイフネスは低下
し、載荷時間が短くなれ ばスティフネスは大きくなる（温度− 定の場合）。

スティフネスとは、一般の弾性体にお けるヤング率または弾性係数に相当す るもので、アスファルトおよびアスフ ァルト混合物の材料定数である。アス ファルトおよびアスファルト混合物の 性状は、温度と載荷時間によって影響 されるため、温度が低く載荷時間が短 いほどスティフネスは大きくなる。

ハ、舗装という用途をめざしている限りは、骨材、フィ
ラーおよび顔料等と混合し た加熱アスファルト混合物において、 実用上さしつかえないであろうと判断 されるだけの力学的強度や耐水性を発 揮しなければならない。

これらの評価試験とは舗装要綱Ｐ、１７０〜Ｐ、１７ｇ
の中に紹介されている以下の混合物力学試験である。

マーシャル試験　　　　（６０℃で行う一種の圧縮試験
）で車輪を走行させる） 本発明は、前述の特定配合による組成物であって、この
組成物によって針入度４０〜１２０のストレートアスフ
ァルトの代替品であり。

１、　Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｋ２２０７規格、および道路協会
規格にすへて適合する。

２、加熱貯蔵中において相分離を生じない。

３、温度−粘度曲線やスティフネスー時間曲線はストレ
ートアスファルトとほとんど同じである。

４、各種混合物力学試験の結果はストレートアスファル
トと同程度か、それ以上の好ましい結果を示す。

という点で充分ストレートアスファルトの長所を備えて
いると、みることができる。

本発明の組成物は、明色舗装（車道１歩道。

プレイグラウンド、飛行場、護岸、堤防、ダム等）、明
色歩行用ブロック（工場成型品等）、エマルジョン前駆
体（舗装用および各種工業用等）、低コスト明色接着剤
（例、封筒ノリ、）レキシブルガラス等）等として有用
である。

〔実施例〕

本発明で使用する（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）。

（Ｄ）の各成分はつぎのとおりである。

Ａ成分 昭和シェル石油■製　”ＢＳ　Ｅｘｔｒａｃｔ”芳香族
分１９重量％、ナフテン分２７重量％引火点２５４℃、
１００℃粘度５２ｃｓｔ出典：特公昭５８−１３０９８
号公報 「アスファルト改質用ゴム系添加剤」 （シェル石油ＫＫ出願） Ｂ成分 三井石油化学■製　″ベトロジン：ｔ１５０”芳香族系
石油樹脂 軟化点（環球式）１５０℃、比重１．０７Ｃ成分（熱可
塑性ゴム） シェル化学■製　”Ｃａｒｉｆｌｅｘ　ＴＲｌｌ０Ｉ”
分子量１．７　Ｘ　１０５、ポリスチレン量３０ｗｔ％
比重０．９４ Ｄ成分（ナフテン酸） 三共油化工業■製　“ＳＮＡ　１８５”酸価１８７　（
ｍｇＫＯＭ　ｇ　＞ 引火点１６０℃ 本発明における試験方法はつぎのとおりである。

２、参考試験 ・針入度指数、ＰＩ 針入度Ｐｅｎおよび軟化点ＴＲ＆Ｂから次式で計算され
る。

アスファルト系材料の感温性を示す。

＋側になるほど感温性が低くなり、 −側になるほど感温性が高くなる。

出典（例） 土木材料アスファルト（井守出版） Ｐ、３４〜３５ ・６０℃粘度 アスファルト協会規格ＪＡＡ−００ト フラース脆化点　　Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｋ２２０７・アスフ
ァルテン量 石油学会規格ＪＰＩ−５Ｓ　−２２ ・数平均分子量 ・貯蔵安定性（又は加熱貯蔵安定性） 試料を入れた容器を高温で長期間（例１６０℃Ｘ５日間
）放置する。組成物の異なる成分が反発する（相溶性が
悪い）ときは、般に上層と下層に分離を生じるから、こ
れを検査すれば分離の程度（すなわち相溶性の良、不良
）がわかる。

この場合、 上層の軟化点−下層の軟化点＝軟化点変化（”Ｃ）であ
る。なお、針入度変化が１００に近いほど軟化点変化の
絶対値がＯに近いほど分離の少い組成物であると云うこ
とができる。

・スチフネス（ステイフネス）−前述のとおり、 ・作業温度 舗装混合物を作るときの温度で、経験上甚今（アスファ
ルトと骨材を混合する）は、アスファルトの粘度が１８
０±２０　ｃＳｔのとき粒皿佐（混合物をローラー又は
ハンマーで締固める）は、 アスファルトの粘度が３００±３０　ｃｓｔのときであ
る。

３、舗装用混合物試験 ・マーシャル安定度試験 舗装試験法便覧　　３−７−１法（Ｐ、５０６）又はＡ
ＳＴＭ　　Ｄ−１５５９ 供試体（φ１０ａｎＸ高さ６．３５ｃｓ）を６０°Ｃの
水中に一定期間養生したのち取出して。

これを圧縮して試験する。

・動的安定度ＤＳ ホイールトラッキング試験（６０℃）で測定される一種
の安定度、車輪通過回数／ｍであられし、大きいほど、
わだち掘れに対する抵抗が大きい。

・ラベリングすりヘリ量 ラベリング試験（−１０°Ｃ）でチェーンでたたかれた
供試体のすりヘリ量を断面積（ａＪ）で示す。この値が
小さいほど低温でのたわみ性がすぐれているといわれる
。

実施例Ｉ Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｋ２２０７ストレートアスフアルトおよ
び日本道路協会規格舗装用石油アスファルトの グレード　４０〜６０ グレード　６０〜８０ グレード　８０〜１００ グレード　１００〜１２０ に相当する代替品をつぎの組成により作成した。

（イ）グレード４０〜６０代替品 組成（イ）：　Ａ：抽　出　油 Ｂ：樹　　脂 Ｃ：熱可塑性ゴム Ｄ＝ナフテン酸 ５４．２ｗｔ％ ４１．５ｗｔ％ ０、ｋｔ％ ３．５すｔ％ 第１表 （ロ） グレード６０〜８０代替品 組成（ロ）：　Ａ：抽　出　油 Ｂ：樹　　脂 Ｃ：熱可塑性ゴム Ｄ：ナフテン酸 ６０．５ｗｔ％ ３４　、５ｗｔ％ ４　、２ｔｉｔ％ ０．８υｔ％ （ハ）グレード８０〜ｉｏｏ代替品 組成（ハ）：　Ａ：抽　出　油 Ｂ：樹　　脂 Ｃ：熱可塑性ゴム Ｄ：ナフテン酸 ６６．０ｗｔ％ ２９．５％ｌｔ％ ２．５ｗｔ％ ２．０ｗｔ％ 第２表 第３表 （ニ）グレード１００〜１２０代替品 Ｂ：樹　　脂 Ｃ：熱可塑性ゴム Ｄ：ナフテン酸 第４表 ２５．５ｗｔ％ ４．５υｔ％ ０．５ｗｔ％ 実施例２ 実用上よく用いられる石油アスファルト６０〜８０と８
０〜１００およびそれらに対応する実施例１の組成（ロ
）、組成（ハ）、市販類似品Ａ、Ｈについて規格試験、
参考試験、混合物試験を行い、その結果を第５表および
第１図〔スチフネス−時間曲線・Ｓ−を線図（温度１５
℃）〕に示す。

通常の石油アスファルトの規格値、経験値カーらみて、
はずれている値あるいは問題である値番こついて本印で
示した。

（以下余白） 〔考　　察〕 １）本発明組成物は該当する石油アスファルトにきわめ
て近い（−船釣性状および温度粘度関係）。

２）特に加熱貯蔵中の分離がみられない。

３）スチフネス−時間の関係を示すいわゆる「レオロジ
ー性状」も石油アスファルトによく似かよっている（第
１図参照）。

４）舗装混合物としての性状も高温耐流動性（６０℃）
において石油アスファルトと同程度以上。

また低温たわみ性（−１０℃）において石油アスファル
トよりかなりすぐれているという結果を示した。

更に耐水性（６０℃×１４日間水中）においてもストレ
ートアスファルトと同程度以上の結果となった。

５）市販品はさまざまな点で問題があり、良かったのは
低温たわみ性（−１０℃）くらいなものであった。とり
わけ耐水性が非常に悪い。

実施例３ 実施例１組成（ロ）を５．５ｗｔ％含有させた舗装用ア
スファルト混合物〔密粒度アスコン（１３）、空隙率４
％前後〕で直径Ｌｏａｎ、高さ６．３５ｃｍの締固め供
試体を作り、これを屋外の日なた箇所におかれた水を見
たした水槽の内部および近傍に静置して３年間観測した
。

水の中および外におかれた供試体のどちらも特に外観、
形状の変化はなく全く問題点は発見できなかった。

（実験期間　１９８７年７月２６日 〜１９９０年７月２５日） 果〕 １、組成からも理解されるようにアスファルトン（アス
ファルト中のｎ−へブタン不溶解分で、分子量１０００
〜ｉｏｏ、ｏｏｏ）の黒色固体を含有していないのでき
わめて透明度高＜、シたがって （イ）そのまま骨材と混合すると、骨材の色あいがほと
んどそのままでてくるので、〔効 いわゆる自然色舗装が得られる。

（ロ）少量の顔料を用いることによって明るいあざやか
な色彩の舗装が得られる。

（ハ）ストレートアスファルトとまったく変わらない性
状／性能を示すため車道に 用いることができる（車道の明色化）。

Ｃ二）従来ストレートアスファルトによって実施されて
きた舗装箇所ならばすべて 本発明組成物によって明色／着色化す ることが可能である。

例、車道、歩道、プレイグラウンド、 飛行場、護岸、堤防、ダム （ホ）明るい色彩が得られることによって多くの場合、
太陽熱を吸収せず、少くと も約５℃は舗装体温度を低くさせる。

そのため従来問題であったアスファル ト舗装の高温での流動現象を非常に低 減できる。

などの効果が発揮できる。

２、本発明組成物は、構成成分の種類および割合の双方
においてバランスがとれているので加熱貯蔵中に分離す
ることがない（石油アスファルトなみの相安定性を示す
）。

３、本発明の組成物は、スチフネス−時間の関係におい
て同一グレードの石油アスファルトのそれとほとんど変
らないカーブを示す。すなわちレオロジー的にも石油ア
スファルトときわめて類似した性質を示している。

４、舗装混合物としての性状をみると、高温での耐流動
性をみるマーシャル安定度試験（６０℃、水中）、ホイ
ールトラッキング試験（６０℃、重交通条件下）におい
てはストレートアスファルトと同等程度以上の値を示し
ている。

また、低温での耐キレッ性（たわみ性）をみるラベリン
グ試験においてはストレートアスファルトより概してす
ぐれた値を示した。

５、　とくにこの種の結合材は耐水性が問題であるが、
本発明組成物は６０℃×１４日間のマーシャル安定度や
屋外水中３年間の浸漬試験で良好な結果を示しているこ
とを確認した。

６゜ アニオン乳剤、 カチオン乳剤。

非イオン型 乳剤いずれを問わず水中油滴型（０／ｗｔｙｐｅ） の乳剤が簡単に製造できる （非常に乳化しゃ すい） ４、

【図面の簡単な説明】

第１図は、 スチフネス−時間曲線を （温度１５ ℃） 示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）石油系溶剤抽出油約５０〜７０重量％（Ｂ）
   石油系、石炭系約２５〜４５重量％ および／または天然系樹脂 （Ｃ）熱可塑性ゴム約０．５〜５重量％ （Ｄ）ナフテン酸約０．３〜４重量％ よりなるアスファルト代替用組成物。