JPH11140327A - アスファルト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 相溶性に優れ、かつ伸度の高いアスファルト
組成物を提供する。 【解決手段】 アスファルトの改質剤として、軟化温度
が８０〜１５０℃であり、炭素数１〜４０の非環状置換
基で核置換されており、かつ環状置換基で核置換されて
いないフェノール樹脂を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アスファルトに樹
脂を配合してなるアスファルト組成物に関する。さらに
詳しくは、相溶性に優れ、かつ伸度の高いアスファルト
組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】アスファルトは感温性が高いため、温度
が高いときには軟化して輪だち掘れが起こりやすく、温
度が低いときには道路磨耗やひび割れが起こりやすいと
いう欠点を有する。そのため、従来からゴムや熱可塑性
エラストマー等の改質剤をアスファルトに配合してアス
ファルトの感温性を低下させることが行われている（日
本道路協会編「アスファルト舗装要綱」）。しかしなが
ら、これらゴムや熱可塑性エラストマーは、元来アスフ
ァルトとの相溶性が低いため、プレミックス法などで混
和することが困難である、舗装面のクラックなどの欠陥
の原因となるという問題がある。

【０００３】この問題に鑑み、アスファルトとの相溶性
に優れたフェノール樹脂をアスファルト改質剤として用
いることが提案されており、例えば、フェノキシ樹脂変
性ノボラック型フェノール樹脂（特公昭５９−４３４９
６号公報）、ロジン変性フェノールアルデヒド樹脂（特
公昭６１−７２２５号公報）等が提案されている。ま
た、フェノール樹脂を骨材に溶融被覆させてアスファル
トと混合する技術も提案されている（特公昭６２−２８
１号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】フェノール樹脂はアス
ファルトとの相溶性については優れるものの、柔軟性が
低いためフェノール樹脂を改質剤として用いたアスファ
ルト組成物は伸度が低く、特に低温での力学的挙動が劣
ることが知られている（大阪産業大学 産業研究所報
１９９６，１９号 第３７〜５２頁「フェノール樹脂を
添加した改質アスファルト混合物についての追加実
験」）。

【０００５】したがって、本発明の課題は、相溶性に優
れ、かつ伸度の高いアスファルト組成物を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討の
結果、従来よりも柔軟な構造を有する非環状の置換基を
有するフェノール樹脂を用いることで、上記課題を解決
できることを見出し、本発明に至った。すなわち、本発
明は、次の構成をとる。 （１） アスファルトにフェノール樹脂を配合してなる
アスファルト組成物であって、該フェノール樹脂とし
て、軟化温度が８０〜１５０℃であり、炭素数１〜４０
の非環状置換基で核置換されており、かつ環状置換基で
核置換されていないフェノール樹脂を含むことを特徴と
するアスファルト組成物。 （２） 前記フェノール樹脂が、炭素数４〜１２のアル
キル基で核置換されたフェノール樹脂である、前記
（１）記載のアスファルト組成物。 （３） 前記フェノール樹脂が、不飽和脂肪酸および／
または不飽和脂肪酸を含有する植物油により核置換され
たフェノール樹脂である、前記（１）記載のアスファル
ト組成物。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明では、アスファルト組成物
のフェノール樹脂として、軟化温度が８０〜１５０℃で
あって、炭素数１〜４０の非環状置換基で核置換されて
おり、かつ環状置換基で核置換されていないフェノール
樹脂を含む。該フェノール樹脂の軟化温度が８０℃未満
では高温特性に問題が生じ、１５０℃を越えると混和温
度が高くなり、施工性に問題が生じる。軟化温度は９０
〜１３０℃であることが好ましい。

【０００８】該フェノール樹脂は、炭素数１〜４０の非
環状置換基で核置換されていて、かつ環状置換基で核置
換されていないことが重要である。ストレートフェノー
ル（核置換されていないフェノール）や、環状置換基で
核置換されたフェノール樹脂は柔軟でないため、伸度が
低く、低温特性や耐水性に問題がある。特に、ロジン等
の環状置換基で核置換されたフェノール樹脂は、たとえ
炭素数１〜４０の非環状置換基でも核置換されている場
合にも、環状置換基による影響が強く、柔軟性に劣った
ものとなる。また、非環状置換基の炭素数が４０を越え
ると、軟化温度８０〜１５０℃のフェノール樹脂を得る
ことが困難となる。

【０００９】炭素数１〜４０の非環状置換基で核置換さ
れていて、かつ環状置換基で核置換されていないフェノ
ール樹脂（以下、簡便のため単に「炭素数１〜４０の非
環状置換基で核置換されたフェノール」ということがあ
る）の製造方法としては、次の（１）、（２）を挙げる
ことができる。 （１）炭素数１〜４０の非環状置換基で核置換されたフ
ェノールとアルデヒドとを酸触媒またはアルカリ触媒の
存在下に反応する方法 （２）フェノールとアルデヒドを酸触媒またはアルカリ
触媒の存在下に反応してフェノール樹脂を得た後、脂肪
族不飽和基を有する化合物と酸触媒の存在下に反応する
方法 （１）の方法に用いられる、炭素数１〜４０の非環状置
換基で核置換されたフェノールとしては、クレゾー
ル、キシレノール、エチルフェノール、プロピルフェノ
ール、ｎ−ブチルフェノール、イソブチルフェノール、
ターシャリーブチルフェノール、ｎ−アミルフェノー
ル、イソアミルフェノール、ｎ−ヘキシルフェノール、
イソヘキシルフェノール、ｎ−オクチルフェノール、ｔ
−オクチルフェノール、ノニルフェノール、ｎ−デシル
フェノール、イソデシルフェノール、ｎ−ウンデシルフ
ェノール、イソウンデシルフェノール等のフェノール、
および フェノールと脂肪族不飽和基を有する化合物を酸触媒
の存在下に反応して得られたフェノールが挙げられる。
これらの炭素数１〜４０の非環状置換基で核置換された
フェノールは１種または２種以上用いることができる。

【００１０】の中では、炭素数４〜１２のアルキル基
で核置換されたフェノールを用いることが工業的に容易
に入手できる点で好ましい。で用いられる脂肪族不飽
和基を有する化合物としては、不飽和脂肪酸を含有する
植物油（カシュー油、アマニ油、ダイズ油、桐油、ヒマ
シ油、サフラワー油、トール油等）、これらの植物油か
ら得られる不飽和脂肪酸、およびリノール酸、リノレイ
ン酸、イソリノレイン酸、エレオステアリン酸等の脂肪
酸およびそれらのダイマー酸等が挙げられる。これらの
中で不飽和脂肪酸および不飽和脂肪酸を含有する植物油
が好ましい。これらの脂肪族不飽和基を有する化合物は
１種または２種以上用いることができる。

【００１１】フェノールと脂肪族不飽和基を有する化合
物を酸触媒の存在下に反応して、炭素数１〜４０の非環
状置換基で核置換されたフェノールを得るときに使用す
る酸触媒としては、塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸、お
よびシュウ酸、酢酸、ｐ−トルエンスルホン酸等の有機
酸が挙げられ、これらの１種または２種以上を用いるこ
とができる。その使用量は、フェノールに対して０．０
５〜１０重量％であることが好ましい。フェノール１モ
ルに対する脂肪族不飽和基を有する化合物の使用割合は
０．１〜２．５モルであることが好ましい。また、反応
温度は５０〜２００℃であることが好ましい。

【００１２】炭素数１〜４０の非環状置換基で核置換さ
れたフェノールとアルデヒドとを酸触媒の存在下で反応
するときに使用する酸触媒としては、塩酸、硫酸、リン
酸等の無機酸、およびシュウ酸、酢酸、ｐ−トルエンス
ルホン酸等の有機酸が挙げられ、これらの１種または２
種以上を用いることができる。その使用量は、炭素数１
〜４０の非環状置換基で核置換されたフェノールに対し
て０．０５〜１０重量％であることが好ましい。アルデ
ヒドとしては、ホルムアルデヒド水溶液のホルマリン、
アセトアルデヒド、パラホルムアルデヒド、ベンズアル
デヒド等のアルデヒドが使用され、これらの１種または
２種以上を用いることができるが、ホルマリンが実用的
である。炭素数１〜４０の非環状置換基で核置換された
フェノール１モルに対するアルデヒドの使用割合は、
０．５〜１．１モルであることが好ましい。反応温度と
しては、５０〜１５０℃であることが好ましく、より好
ましくは８０〜１２０℃である。反応時間は通常１〜３
０時間であり、好ましくは２〜２０時間である。

【００１３】炭素数１〜４０の非環状置換基で核置換さ
れたフェノールとアルデヒドをアルカリ触媒の存在下で
反応するときに使用するアルカリ触媒としては、アルカ
リ金属の酸化物や水酸化物、アルカリ土類金属の酸化物
や水酸化物、並びにこれらと炭酸等の弱酸との塩、アミ
ン類等が挙げられ、これらの１種または２種以上を用い
ることができる。その使用量は、炭素数１〜４０の非環
状置換基で核置換されたフェノールに対して０．５〜１
５重量％であることが好ましい。アルデヒドとしては、
ホルムアルデヒド水溶液のホルマリン、アセトアルデヒ
ド、パラホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアル
デヒドが使用され、これらの１種または２種以上を用い
ることができるが、ホルマリンが実用的である。炭素数
１〜４０の非環状置換基で核置換されたフェノール１モ
ルに対するアルデヒドの使用割合は、１〜４モルである
ことが好ましく、１．２〜３モルであることがより好ま
しい。反応温度としては通常３０〜１００℃であり、４
０〜９０℃であることが好ましい。反応時間は通常１〜
３０時間であり、好ましくは２〜２０時間である。

【００１４】（２）の方法において、フェノールとアル
デヒドを酸触媒またはアルカリ触媒の存在下に反応して
フェノール樹脂を得るのに用いられるアルデヒド、酸触
媒およびアルカリ触媒としては、上記（１）の方法にお
いて、例示したものと同様のものを用いることができ
る。フェノール１モルに対するアルデヒドの使用割合は
０．５〜３モルであることが好ましい。反応温度として
は５０〜１５０℃であることが好ましい。反応時間とし
ては１〜３０時間であることが好ましい。

【００１５】（２）の方法において、フェノール樹脂と
脂肪族不飽和基を有する化合物とを酸触媒の存在下に反
応するのに用いられる、脂肪族不飽和基を有する化合物
および酸触媒としては、上記（１）の方法において例示
したものと同様のものを用いることができる。フェノー
ル樹脂と脂肪族不飽和基を有する化合物の割合として
は、フェノール１モルに対して０．１〜２モルであるこ
とが好ましい。反応温度としては８０〜２５０℃である
ことが好ましい。反応時間としては１〜２０時間である
ことが好ましい。

【００１６】本発明のアスファルト組成物では、フェノ
ール樹脂として上記のフェノール樹脂を含むことが重要
であり、全フェノール樹脂中の２０重量％以上であるこ
とが好ましく、より好ましくは５０重量％以上である。
本発明の効果を損なわない範囲でその他のフェノール樹
脂を１種または２種以上含むことができ、核置換されて
いないフェノール樹脂、ロジン変性フェノール樹脂のよ
うに環状置換基で核置換されたフェノール樹脂等を例示
することができる。

【００１７】本発明のアスファルト組成物に用いられる
アスファルトとしては、公知のアスファルトを全て挙げ
ることができ、天然アスファルト、石油アスファルトの
いずれも好適に用いることができる。本発明のアスファ
ルト組成物においては、フェノール樹脂はアスファルト
に対して１〜５０重量％の割合で用いることができ、こ
の他に、他の樹脂、骨材や、添加剤としてゴム、熱可塑
性エラストマー、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を含む
ことができる。

【００１８】本発明のアスファルト組成物を製造するに
は、公知の方法によればよく、加熱混合等の方法が採用
できる。

【００１９】

【実施例】以下に実施例によりさらに詳細に本発明を説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 製造例１ ｏ−クレゾール（５００ｇ）と３７％ホルマリン（２９
０ｇ）を還流冷却器付フラスコに入れ、温度を５０℃に
した。３６％塩酸（２０ｇ）を加え、８０〜９０℃に加
熱して、同温度で８時間反応させた後、反応物を常温ま
で冷却した。これにトルエン（２５０ｇ）を加えて溶解
した。水を加えて充分水洗した後、１５０ｍｍＨｇの減
圧下に温度が１７０℃になるまで加熱濃縮し、軟化温度
１００℃の樹脂を得た。なお、軟化温度はボール・アン
ドリング法により測定した。 製造例２ 製造例１において、ｏ−クレゾールの代わりにｐ−ｔ−
オクチルフェノール（５００ｇ）を使用し、３７％ホル
マリン２９０ｇの代わりに１６０ｇを使用した以外は同
じ方法を用い、軟化温度９５℃の樹脂を得た。 製造例３ 製造例１において、ｏ−クレゾールの代わりにｐ−ｔ−
ブチルフェノール（３７０ｇ）を使用し、３７％ホルマ
リン２９０ｇの代わりに１５０ｇを使用した以外は同じ
方法を用い、軟化温度１０５℃の樹脂を得た。 製造例４ 製造例１において、ｏ−クレゾールの代わりにｐ−ドデ
シルフェノール（６３０ｇ）を使用し、３７％ホルマリ
ン２９０ｇの代わりに１９０ｇを使用した以外は同じ方
法を用い、軟化温度８５℃の樹脂を得た。 製造例５ ｐ−ｔ−オクチルフェノール（５００ｇ）、３７％ホル
マリン（４９０ｇ）、及び５０％苛性ソーダ水溶液（５
０ｇ）を還流冷却器付フラスコに入れ、６５℃に加熱し
て、３時間反応させた。反応物を常温まで冷却して、ト
ルエン（２５０ｇ）を加えて溶解した後、３６％塩酸
（６５ｇ）で中和した。水を加えて充分水洗した後、１
５０ｍｍＨｇの減圧下に温度が１７０℃になるまで加熱
濃縮し、軟化温度９０℃の樹脂を得た。 製造例６ 製造例５において、ｐ−ｔ−オクチルフェノールの代わ
りにｐ−ｔ−ブチルフェノール（３７０ｇ）を使用した
以外は同じ方法を用い、軟化温度１００℃の樹脂を得
た。 製造例７ 製造例５において、ｐ−ｔ−オクチルフェノールの代わ
りにｐ−ドデシルフェノール（６３０ｇ）を使用した以
外は同じ方法を用い、軟化温度８０℃の樹脂を得た。 製造例８ フェノール（９００ｇ）と３７％ホルマリン（５８０
ｇ）を還流冷却器付フラスコに入れ、加熱して５０℃に
した。シュウ酸（４．５ｇ）を加えて、１００℃で６時
間反応した。１５０ｍｍＨｇの減圧下に１４０℃になる
まで加熱濃縮し、軟化温度８０℃の樹脂を得た。このよ
うにして得られた軟化温度８０℃の樹脂（８００ｇ）と
カシュー油（３４０ｇ）を還流冷却器付フラスコに入
れ、１５０℃に加熱して、９８％濃硫酸（１０ｇ）を徐
々に加えた。１５０℃で４時間反応して、軟化温度９０
℃の樹脂を得た。 製造例９ 製造例８において、カシュー油の代わりに、トール脂肪
酸（２５０ｇ）を使用した以外は同じ方法を用い、軟化
温度８５℃の樹脂を得た。 製造例１０ 製造例８において、カシュー油の代わりに、大豆油（１
００ｇ）及びアマニ油（１５０ｇ）を使用した以外は同
じ方法を用い、軟化温度９５℃の樹脂を得た。 比較製造例１ トールロジン（酸価１６５）１５０ｇと３７％ホルマリ
ン水とｐ−オクチルフェノールより調製されたホルマリ
ン−フェノール縮合液１５０ｇ（固形分９０％、ＨＣＨ
Ｏ：ＰＯＰ＝２重量部：１重量部）を攪拌装置、凝縮
器、温度計を付した反応容器に仕込み、窒素ガスを通じ
ながら２７０℃に昇温し、その温度で３時間保ち、ロジ
ン変性フェノール樹脂を得た。 比較製造例２ フェノール４７０ｋｇと４７％ホルマリン２５５ｋｇを
蓚酸を触媒として公知の方法で縮合反応を行った。次い
で加熱しながら減圧系で濃縮し未反応のフェノール、ホ
ルマリン、水等を除去して、融点約１００℃のノボラッ
ク型フェノール樹脂を得た。 実施例１〜１０、比較例１〜２ １４０〜１５０℃に加熱した針入度６０〜８０のストレ
ートアスファルト１９０ｇを金属製容器に投入し、ミキ
サーでゆっくり攪拌しながら、１５０〜１６０℃に調整
した。

【００２０】次に、製造例１〜１０および比較製造例１
〜２で得られた樹脂をそれぞれ１０ｇ添加し、１５０〜
１６０℃で、４０分間攪拌し、改質アスファルト（アス
ファルト組成物１〜１０および比較アスファルト組成物
１〜２）を得た。上記で得られたアスファルト組成物１
〜１０および比較アスファルト組成物１〜２について、
ＪＩＳ Ｋ ２５３２に準拠し、試験温度１５℃にて伸
度試験を行った。結果を表１に示す。

【００２１】また、ＪＥＡＡＳ（日本アスファルト乳化
剤協会）のタフネス試験法に準拠し、試験温度２５℃に
てタフネス試験を行った。すなわち、直径５．５ｃｍ、
高さ３．５ｃｍのステンレス鋼製円筒形容器に、試料５
０ｇを入れ、半径１．１１ｃｍのステンレス鋼製半球を
埋め込み、２５℃で５００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き出
すときの伸びと応力を求め、その積より仕事量として求
めた。結果を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【発明の効果】本発明のアスファルト組成物は、フェノ
ール樹脂を改質剤として用いているので相溶性に優れて
おり、かつ特定のフェノール樹脂を用いているので柔軟
性が高い。したがって伸度が高く、低温での力学的挙動
に優れる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アスファルトにフェノール樹脂を配合し
   てなるアスファルト組成物であって、該フェノール樹脂
   として、軟化温度が８０〜１５０℃であり、炭素数１〜
   ４０の非環状置換基で核置換されており、かつ環状置換
   基で核置換されていないフェノール樹脂を含むことを特
   徴とするアスファルト組成物。
2. 【請求項２】 前記フェノール樹脂が、炭素数４〜１２
   のアルキル基で核置換されたフェノール樹脂である、請
   求項１記載のアスファルト組成物。
3. 【請求項３】 前記フェノール樹脂が、不飽和脂肪酸お
   よび／または不飽和脂肪酸を含有する植物油により核置
   換されたフェノール樹脂である、請求項１記載のアスフ
   ァルト組成物。