JPS617355A - 強度特性の改質された瀝青質組成物 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、強度特性の改質されたＮ　ｔ’ｉ　質組酸
物に関するもので、詳しくはｉｌＰ青質どアイＡツマー
樹脂からなる組成の瀝青質組成物に係わるしのである。

（従来の技術） 瀝青質は、道路舗装材、ルーフインク祠、シーリング材
、被覆材、結合材などとしＣ広く用いられてきたが、そ
れは高温では液状化して加Ｉｔ！Ｉに富み、かつ常温若
しくは低温域におい］よ固体化し、結合力を有し、強度
発現があり、かつ安価であるといった瀝青質の基本特性
をイｊ効に利用したものである。しかし、反面これらの
瀝青質の基本特性は瀝青質の欠点でもあった。つまり夏
期等の高温時においては塑性流動による変形が問題とな
り、冬期等の寒冷時においては脆性破壊によるひびわれ
等の問題を生セ′シめた。これらの問題に対しては、エ
チレン酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡと略記する。

）、ポリエチレン（以下、ＰＥと略記する。）、エチレ
ンエチルアクリレート共重合体（以下、単にＥＥＡと略
記する。）などの熱可塑性樹脂や、あるいはスチレンブ
タジェンゴム（以下、Ｓ　Ｂ　Ｒと略記する。）、スチ
レンブタジェンブロック共重合体ゴム（以下、５ＢＳＲ
と略記する。）、クロロプレンゴム（以下、ＯＲと略記
号る。）などのゴムを単体若しくは複合して瀝青質に添
加して瀝青質の改質を計るという技術手段で対処してさ
た。しかしながら、これらの手段による改質効果は十分
とは言えず、例えば、ＥＶＡ、ＰＥ、Ｅ　Ｅ、Ａ等の熱
可塑性樹脂による場合においては、引張強度や伸び能力
に欠け、しかしその添加量の多い組成物においては、瀝
青質との混合性や粘着性が著しく低下するどい・）たこ
とや、加熱放冷時における収縮も極め０人さくなるとい
った難点が見られる。また、ゴムを添加しＩＣＣ会合お
いては伸び能力は大きいが、その添加１ｄの増加に従っ
て粘度が著しく増加りるため作業性からみて添加量に問
題があり、これを超えＣ添加しようとすると、ゴムが著
しい熱的変質を受りて液状化あるいはゲル化してしまう
という九点が見られる。

また瀝青質に熱硬化性樹脂（■ポー１−シ、ポリウレタ
ン等）を加えて瀝青質組成物の特性を改′（′ｌづる方
法も知られているが、この場合は改質されｌこ組成物が
脆くなりすぎたり、硬化が完了りるま℃に養生日数を要
し、しかも−０硬化し１Ｃｔ）のでも加熱によっである
程度再溶融、再成望は−（・さるｂのもあるが、はとん
どはもとの物ｆ１をｙすることはできないなどの難点が
ある。このＪ、うに、従来の技術手段による瀝青質の改
質効果は十分であるとは言えず、それがために瀝青質の
用途が限定されているというのが現状であった。

（発明が解決しようとする問題点） このため、−この発明は上述した瀝青質の諸欠点を解決
しようとしたものであり、引張強度及び伸びの機械的特
性を大きくなし得た瀝青質組成物を提供することにある
。また、本発明の他の目的は瀝青質とｌイオノマー樹脂
との相溶組成物からなり熱的特性が改質された瀝青質組
成物を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、瀝青質とアイ訓ツ
マー樹脂からなる組成物において良好な成果を知１がシ
、本発明を達成したものである。

本発明は、瀝青質７０〜３０重量部（以下、単に部と略
記づる。）とアイオノマー樹脂３０〜７０部が相溶され
てなる瀝青質組成物とすることにより大きな強度特性が
得られるものである。前記瀝青質はＪ　Ｉ　Ｓ−Ｋ　２
５３１による測定において、軟化点が３０〜１３０℃、
望ましくは軟化点４０〜９０℃、のちのであって常温（
２０〜２５℃）において固体あるいは半固体のものをさ
す。

この瀝青質はストレートアスファルト、天然アスファル
トセミプローンアスフ７１　）し１〜、−７１Ｔ：ｌ　
−ンアスファルト、ピッチ類、タール類、ノｊラー舗装
用石油樹脂系バインダー類などの常温固（本あるいは半
固体のものの中から選択使用される１、なｌ］＼でもス
トレートアスファルト、天然アスノ７’　）し１−、セ
ミプローンアスファルトブローンフノスノｊ’　）レト
、カラー舗装用石油樹脂系バインダー（よｌイオノマー
樹脂との相溶性も良く、強度特性の改１ｋ　ＩＡ１果も
大きくて望ましい。アイオノマー樹脂と（ま、α−オレ
フィンとカルボン酸をしったモノ７−との共重合体にお
いて、カルボｉシル基を利Ｉｌｌ　Ｌで金属イオンで分
子鎖間を架橋したポリマー？ｌＹをＩ旨すものであり、
本発明にはこの意味のｌイオノマー樹脂が使用可能であ
る。なかでし：ｒ、−ｆレン−メタクリル酸共重合体の
分子間を金属イＡ−ン、とりわけＺｎイオンで架橋した
アイオノマー４Ｈｌ１ｔａ　／）−４質との相溶性もに
＜、作業性に優れ、瀝青質の勇）度特性の改質効果も大
きくて好ましく１゜なａ３、うｌイオノマー樹脂の形状
は常温にａ３いＣ１粒状、フレーク状、ペレット状、粉
末状などいずれのものでもその形状により瀝青質組成物
の改質効果に大差はないが、作業性、加工性を考慮する
と粉末状樹脂のものが望ましい。

アイオノマー樹脂は熱可塑性樹脂でありながら固体化さ
れる湿度域では金属イオン結合を有し、熱硬化性樹脂の
如く非常に強靭で適度の弾力性と柔軟性をもち、高温域
ではイオン結合力（弱まり、熱可塑性樹脂同様に溶融さ
れる性質を有するものである。このため、アイオノマー
樹脂で改質された瀝青質、すなわち、瀝青質組成物は引
張り強度及び伸び特性が優れたものとなる。強度特性の
良好な瀝青質組成物は、アイオノマー樹脂７０〜３０部
に対して、３０〜７０部の瀝青質を加え、高温（１７０
℃〜２００℃）で十分に加熱混練し、両者を十分に相溶
させることにより得られる。両者の混合は、たとえば予
めアイオノマー樹脂の全量に少量の瀝青質を混合したマ
スクーノ＼ツチを作った後、これに残りの瀝青質を加え
、更に十分（こ相溶するまで混練することにより得られ
る。なお混練時には必要に応じて消泡剤、老化防止剤あ
るいは剥離防止剤等を加えてもよい。また必要に応じて
カーボンブラック粉末、潤滑油、その他の可塑剤を加え
ることで混練時の粘性を低下ゼしめ、作業性、加工性を
向上させることができる。Ｉこｌ〈シこれらの添加量が
増加すると、カーボンブラック粉末の場合はでき上がっ
た組成物が脆くなるし、潤滑油の場合は伸び能力は増え
るが強度低下を招く問題があり、望ましくはこれらの添
加■は多くとも５％程度が望ましい。またＷ青￥１組成
物には必要に応じて２〜１０％程度の顔お１を添加する
こともできる。

アイオノマー樹脂の添加量は、Ｗ４質組成物の強度特性
、すなわち引張強度ヤ）伸び能力において３０部以下、
あるいは７０部以上にＪ３いては特別の相乗効果が認め
られないことから、３０部以−］−７０部以下の範囲で
あることが必要である。

（試験例） 以下に本発明を得るための試験例を説明する。

試験例１゜ 表−１の配合に従って、まず試料番号ａ〜ｄで示される
熱可塑性樹脂、及び試料番号ｅで示すゴムにより改質さ
れた瀝青質組成物については、初めに当該樹脂よＩこは
ゴム全量部に対して１６０〜１７０℃に加熱溶融した瀝
青質を少量（対樹脂場の４０〜５０重量％）を加えて均
一になるまで加熱混練したものに、残りの瀝青質を所定
岨加えて再度」−分混練を行なったものについて、また
試料番号ｆに示す熱硬化性樹脂によったものについては
主剤（可撓ｔＩｆｆボキシ樹脂）と硬化剤（脂肪族アミ
ン）を４１：５９の割合で加熱溶融した瀝青質に加えて
十分混練したものについて、それぞれ厚さ約５　ｍｍの
シート状（試料番号ｆのものについては６０℃で７日間
養生）としたものから２弓形ダンベル状試験片を作成し
、供試体温度を−１０゜０．１０．２０．４０℃とした
ものについてサーボパルサー１ａｂ−０、ＩＵ　（高滓
製作所社製）を使用して引張速さ８　、３３　ｒａｍ　
／　ＳＱＣで引張試験を行い、下記に示す計算式で求め
た引張強さと伸びの結果を表−２に示す。

瀝青質としてはストレードアスフｊ１ル１へ（アスファ
ルト６０〜８０のもの）を、またアイオノマー樹脂とし
てはハイミラン＃１７０２　（正月ポリケミカルにに製
造、アイオノマー樹脂の商品名）の粉末を、また比較用
として用い／、：Ｅ　Ｖ　ＡどしＣはエバフレックス＃
４２０（三＃１ポリケミカルにに製造、エチレン酢酸ビ
ニル共重合体の商品名）の粉末を、またＥＥＡとしては
Ｎ　Ｕ　ＣコーボリンーＤＰＤＬＩ＃９１６９　（日本
ユニカーＫＫ製造、］−ヂレンエチルアクリレート共重
合体の商品名）の粉末を、またＰＥについてはユカロン
ＪＸ−１０（三菱油化にに製造、ポリエチレンの商品名
）の粉末、を、まＩＣＳ　Ｂ　Ｓ　Ｒについてはカリフ
レックスＫＸ−６５（米国、シェル化学にに製造、スチ
レン−ブタジェンブロック共重合体の商品名）の粉末を
、またエポキシ樹脂についてはスビック（花王石鹸ＫＫ
製造、商品名）の液状のものを用いた。

表−１ 表−２ 表−２から明らかなように本試験例１の瀝青質組成物の
強度特性、つまり引張強さにおいて、低温域（−１０℃
、０℃）では一般的熱可塑性樹脂であるＥＥＡやＥＶＡ
によって改質された瀝青質組成物のものに比べて４〜５
４ｇ、また５ＢＳＲ系ゴムによって改質した瀝青質組成
物との比較においＣ大略１３倍、また熱硬化性樹脂によ
って改質したエポキシ系瀝青質組成物との比較において
も１２〜１４％の増進が見られ、しかもこの時の伸びに
Ｌｉ２いてもエポキシ系瀝青質組成物の４４％増、また
Ｐ　Ｅによって改質した瀝青質組成物の２〜３倍にも及
ぶ増進が見られた。

また、中温域（４０℃）での引張強さにおいても一般的
な熱可塑性樹脂であるＥＥＡやＥＶＡによつｖｉ！ｉｉ
した瀝青質組成物のものに比べて３〜５倍、Ｓ　Ｂ　Ｓ
　Ｒ系ゴムによって改質した瀝青質組成物のものとの比
較においては約１５倍、それに熱硬化性樹脂によって改
良したエポキシ系瀝青質組成物との比較においては約８
倍にも達する増進が見られた。

試験例２゜ 本試験例２に用いるアイメツマー樹脂（ハイミラン＃１
７０２）３０部（いずれｂ粉末）にり・１して瀝青質７
０部において、瀝古賀がストレートアスファルト（６０
〜８０）、ブ【コーンアスフ）Ｊルト（２０〜３０）、
ピッチ（掻爪化成ＫＫ製造の商品名「ハリロードＰＦ１
２０．Ｉ使用）、タール（東邦タールＫＫ製造、商品名
［加熱６月］）によるものについて、試験例１と同様に
引張試験を行なった結果を表−３に示す。この実験例で
は使用する瀝青質の違いが、でき上がった瀝青質組成物
の強瓜特性に及ばず影響を見たのであるが、ぞの強度特
性値に若干差異は生ずるムのの、各秤′ｆＰ青質が使用
可能であることが明らかにされ／Ｌ　１１表−３ 試験例３゜ 瀝青質（ストレードアスフアル１〜６０〜８０）６５部
とアイオノマー樹脂（粉末）（ハイミラン）３５部の配
合において、アイオノマー樹脂の種類を変えて、前記試
験例１と同様に引張試験を行なった。

この引張試験の結果は表−４に承り通りである。

なお、本試験例において、アイオノマー樹脂の品番が＃
１６５２、＃１７０２、＃１７０６、＃１８５５のもの
は金属イオンがｌｎイオンからなるしのであり、品番が
ｔｊ１６０５、＃１７０７、＃１８５６のものは金属イ
オンがＨａイイオからなるものである。

この試験例３では、アイオノマー樹脂の種類の違い、な
かでもその金属イオンの近いが、でき十がる瀝青質組成
物の強度特性に及ぼづ影響を調べたが、その差異はほと
んどないことが明らかにされたく表−４参照）。但し、
混合性、耐水＋！１等の点か゛ら言えば、アイオノマー
樹脂の金属イＡ゛ンはＮａイオンタイプのものよりＺｎ
イイオタイブの方が好ましく、しかもより好ましくはメ
ルトインデックスが１４で、ＶＩＣＡＴ軟化点６１℃に
近い物性を持つような、例えば、品番＃１７０２のもの
が好ましい。

表−４ 試験例４゜ 瀝青質〈ストレートアスファルト６０〜８０）１００部
〜Ｏ部の配合において、ＥＶＡ（エバフレックス＃７Ｉ
２０）やエポキシ樹脂（スビック）との比較において、
アイオノマー樹脂（ハイミラン＃１７０２）の配合を０
部〜１００部まで変化さｔ！ＩＣ時の、引張試験及び伸
び試験を行なった。

この試験結果は第１図〜第１０図に示す。なお、第１図
は一１０℃における引張強さ、 第２図は　　　　　　　　伸び、 第３図は０℃における引張強さ、 第４図は　　　　　　伸び、 第５図は＋１０℃における引張強さ、 第６図は　　　　！ノ　　　　伸び、 第７図は＋２０℃における引張強さ、 第８図は　　　　　　　　伸び、 第９図は＋４０℃における引張強さ、 第１０図は　　　　　　　　伸び、 の結果を示し、第１図から第１０図の各グラフにおいて
、 グラフ１はアイオノマー樹脂によるしの、グラフ２はＥ
ＶＡによる。ｂの、 グラフ３はエポキシ樹脂°によるもの、を表わしている
。

本試験例４の結果により、Ｗｉ”ｉ　賀７０−・３０部
とアイオノマー樹脂３０〜７０部との相溶による瀝青質
組成物は一１０℃及び１０℃においてとくに引張強度及
び伸び特性が優れている口とがわがる。

アイオノマー樹脂によったものは、Ｗ古賀とアイオノマ
ー樹脂のそれぞれ単体におＩ−Ｊる引張強さ乃至は伸び
から推定される強度特看すよりも、はるかに多ぎな強度
特性、つまり格段の相乗効果が桿られる。これに対して
、比較対照としての一般的な熱可塑性樹脂であるＥＶＡ
ににつ／Ｓもの１．１、添加量の増加に応じて伸びは比
較的大きくなるが、引張強さは小さくて添加量に応じた
程瓜の加成性以上のものをみることはできない。まｌこ
熱硬化性＼、 樹脂であるエポキシ樹脂を配合した瀝青質組成物では、
添加量の多い領域では引張強さは大きいが伸びについて
は茗しく小さくて加成性以上の効果が一１０℃におい（
１２４，２〜２０１　、９１９　／　ｃｉで、かつ１０
℃にＪ３いて５９．８〜１３６．７８９　／　ａｉであ
る。

試験例５ 脂は前記した実施例４と同じものを使用した。軟化点の
測定法はＪＩＳ−に２５３１にしＩこが〕た。

しかして前記した試験例１・・・試験例５に基づいて前
記した構成の本発明が達成される。

（発明の効果） 本発明の瀝青質組成物は、ｎい引張弾痕をイｊす。

るものであるため、瀝青質単品とｔ、Ｌ異４「す、υ期
高潟においても軟質化し結合力が低下Ｊることがなく、
かつ、冬期寒冷時においてｂ脆化するＣとがなく、機械
的特性乃至は熱的特ｖ１に優れるしのであって、瀝青質
本来の欠点を解湾し稗ｔ、：　ｂのである。そして本発
明の瀝青質組成物は配合されたアイオノマー樹脂に基づ
く熱可塑性の性質をイｒＪ　′ｔＪるので、同化状態の
ものは、加熱にＪ、り再麿の軟化が可能であり、一度使
用し！こしのを再使用、再利用できて便利である。この
だめ、本発明による瀝青質組成物はプラスチック材料、
ゴム材料、道路舗装材、建設材（ルーフィング祠やシー
リング材）などの各種の用途に広く使用されるしのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜ｇ８１０図は試験例４における各瀝青質組成物
の強度特性を示すものであって、第１図は一１０℃にお
１ノる引張強さを示すグラフ、第２図は　　　　　　　
　伸び特性を示すグラフ、第３図は０℃における引張強
さを示すグラフ、第４図は　　　　　　伸び特性を示す
グラフ、第５図は＋１０℃における引張強さを示すグラ
フ、第６図は　　　　　　　　伸び特性を示すグラフ、
第７図は＋２０℃における引張強さを示すグラフ、第８
図は　　　　　　　　伸び特性を示すグラフ、第９図は
＋４０℃における引張強さを示すグラフ、第１０図は　
　　　　　　　伸び特性を示すグラフ、である。第１１
図は試験−Ｍ　５の瀝青質組成物における樹脂添加量と
軟化点の関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 瀝青質７０〜３０重量部とアイオノマー樹脂３０〜７０
   重量部が相溶されてなることを特徴とした瀝青質組成物
   。