[go: up one dir, main page]

JP2018150430A - アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物 - Google Patents

アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物 Download PDF

Info

Publication number
JP2018150430A
JP2018150430A JP2017046559A JP2017046559A JP2018150430A JP 2018150430 A JP2018150430 A JP 2018150430A JP 2017046559 A JP2017046559 A JP 2017046559A JP 2017046559 A JP2017046559 A JP 2017046559A JP 2018150430 A JP2018150430 A JP 2018150430A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
block copolymer
asphalt
less
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017046559A
Other languages
English (en)
Inventor
隆行 城本
Takayuki Shiromoto
隆行 城本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Corp filed Critical Asahi Kasei Corp
Priority to JP2017046559A priority Critical patent/JP2018150430A/ja
Publication of JP2018150430A publication Critical patent/JP2018150430A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

【課題】高軟化性、低溶融粘度性、耐熱安定性、及び耐骨材剥離性能をバランスよく同時に満たすことができるアスファルト組成物を提供する。
【解決手段】
ブロック共重合体(A)と、架橋剤(B)と、アスファルト(C)とを含有するアスファルト組成物であって、前記ブロック共重合体(A)の割合が、アスファルト(C)100質量部に対し、0.5質量部以上20質量部以下であり、前記架橋剤(B)の割合が、アスファルト(C)100質量部に対し、0.03質量部以上3質量部以下であり、前記ブロック共重合体(A)が、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(a)と、共役ジエン単量体単位及びビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(b)とを含有し、前記共役ジエン単量体単位中の二重結合の水素添加率が、10mol%以上85mol%以下であるアスファルト組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物に関する。
ブロック共重合体は、アスファルト組成物に広く利用されている。アスファルト組成物の技術分野において、道路舗装、遮音シート、アスファルトルーフィング等のアスファルト組成物の用途に応じた性能を付加するため、アスファルト組成物に改質剤として種々のブロック共重合体を添加したアスファルト組成物が広く利用されている。このような改質剤としてのブロック共重合体としては、例えば、共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とを含有するブロック共重合体が利用されている。
例えば、特許文献1〜4には、共役ジエン単量体とビニル芳香族単量体とを共重合した水添ブロック共重合体を含有するアスファルト組成物が記載されている。
特開2005−126485号公報 米国特許出願公開第2003/0149140号公報 特開2012−246378号公報 特許第5059595号公報
アスファルト組成物には、高軟化性、低溶融粘度性、耐熱安定性及び骨材と混合し、改質アスファルト混合物とする際の耐骨材剥離性能をバランスよく同時に満たすことが求められている。また、改質アスファルト混合物を用いて舗装材を製造する際には、改質アスファルト混合物が優れた加工性及び耐流動性を両立することが求められている。さらに、改質アスファルト混合物は、舗装の際、優れた耐轍掘れ性を付与できることが求められている。しかしながら、特許文献1〜4に記載のアスファルト組成物は、上述した要求に十分に応えられない。
そこで、本発明は、上記の従来技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、高軟化性、低溶融粘度性、耐熱安定性、及び耐骨材剥離性能をバランスよく同時に満たすことができるアスファルト組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、特定の構造を有するブロック共重合体と、アスファルトと、架橋剤とを所定の割合で含む組成物が、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
[1]
ブロック共重合体(A)と、架橋剤(B)と、アスファルト(C)とを含有するアスファルト組成物であって、
前記ブロック共重合体(A)の割合が、アスファルト(C)100質量部に対し、0.5質量部以上20質量部以下であり、
前記架橋剤(B)の割合が、アスファルト(C)100質量部に対し、0.03質量部以上3質量部以下であり、
前記ブロック共重合体(A)が、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(a)と、共役ジエン単量体単位及びビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(b)とを含有し、前記共役ジエン単量体単位中の二重結合の水素添加率が、10mol%以上85mol%以下であるアスファルト組成物。
[2]
前記ブロック共重合体(A)が、下記式(1)で表される構造(I)、下記式(2)で表される構造(II)、及び下記式(3)で表される構造(III)からなる群より選択される少なくとも1種の構造を含有し、各構造中の前記共役ジエン単量体単位中の二重結合が部分水素添加されている前項[1]記載のアスファルト組成物。

(p)n−q (1)
(式中、pは、a−b又はb−aを示し、qは、a又はbを示し、nは、1以上の整数を示し、aは、前記重合体ブロック(a)を示し、bは、前記重合体ブロック(b)を示す。但し、qがaである場合、pがa−bを示し、qがbである場合、pがb−aを示し、qは、存在してもしていなくてもよく、a又はbを複数含む場合、複数のa又はbは、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。)

(Y)m−X (2)
(式中、Xは、カップリング剤の残基を示し、Yは、(p)n−q又はq−(p)nを示し、mは、1以上の整数を示し、p、q、及びnは、前記式(1)に同じ。)

(Y)k−Z (3)
(式中、Zは、重合開始剤又は停止剤の残基を示し、Yは、(p)n−q又はq−(p)nを示し、kは、1以上の整数を示し、p、q、及びnは、前記式(1)に同じ。)
[3]
前記ブロック共重合体(A)が、前記式(1)で表される構造(I)及び前記式(2)で表される構造(II)を含有する前項[2]記載のアスファルト組成物。
[4]
前記式(1)で表される構造(I)と前記式(2)で表される構造(II)との割合が、前者/後者(質量比)=5/95以上70/30以下である前項[3]記載のアスファルト組成物。
[5]
前記ブロック共重合体(A)が、官能基を含有する前項[1]から[4]のいずれかに記載のアスファルト組成物。
[6]
前項[1]から[5]のいずれかに記載のアスファルト組成物と、骨材とを含む改質アスファルト混合物。
[7]
舗装用である前項[6]記載の改質アスファルト混合物。
本発明のアスファルト組成物は、高軟化性、低溶融粘度性、耐熱安定性、及び耐骨材剥離性能をバランスよく同時に満たすことができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
本明細書でいう「単量体単位」とは、ブロック共重合体を構成する構成単位をいい、「単量体」とは、ブロック共重合体を構成する材料をいう。また、本明細書でいう「主体とする」とは、重合体ブロック(a)中、所定の単量体単位の含有量が70質量%以上であることをいう。ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(a)は、ビニル芳香族単量体単位の含有量が70質量%以上であればよく、好ましくは80質量%、より好ましくは90質量%以上であり、特に100質量%であり、共役ジエン単量体単位及びビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(b)は、共役ジエン単量体単位及びビニル芳香族単量体単位の総含有量が70質量%以上であればよく、好ましくは80質量%、より好ましくは90質量%以上であり、特に100質量%である。また、本明細書でいう「共役ジエン単量体」は、水素添加されていない共役ジエン単量体だけでなく、水素添加された共役ジエン単量体も包含する。
また、本明細書でいう「高軟化性」とは、アスファルト組成物の軟化点が高い性質をいい、「低溶融粘度性」とは、アスファルト組成物の溶融粘度が低い性質をいい、「耐熱安定性」とは、例えば、アスファルト組成物を高温条件下で長期間(例えば、1週間程度)貯蔵した時の耐熱性が高い性質をいい、本明細書でいう「耐骨材剥離性能」とは、アスファルト組成物を骨材と混合し、改質アスファルト混合物とする際に骨材が剥離しにくい性能をいい、「相容性」とは、アスファルトとブロック共重合体との相容性をいう。
<アスファルト組成物>
本実施形態のアスファルト組成物は、ブロック共重合体(A)と、架橋剤(B)と、アスファルト(C)とを含有するアスファルト組成物であって、前記ブロック共重合体(A)の割合が、アスファルト(C)100質量部に対し、0.5質量部以上20質量部以下であり、前記架橋剤(B)の割合が、アスファルト(C)100質量部に対し、0.03質量部以上3質量部以下であり、前記ブロック共重合体(A)が、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(a)と、共役ジエン単量体単位及びビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(b)とを含有し、前記共役ジエン単量体単位中の二重結合の水素添加率が、10mol%以上85mol%以下である。本実施形態のアスファルト組成物は、上記の特性を有することにより、高軟化性、低溶融粘度性、耐熱安定性、及び耐骨材剥離性能をバランスよく同時に満たすことができる。また、本実施形態のアスファルト組成物は、舗装材を製造する際に、優れた加工性及び耐流動性を両立できる傾向にある。さらに、本実施形態のアスファルト組成物は、舗装の際、優れた耐轍掘れ性を付与できる傾向にある。
<ブロック共重合体(A)>
本実施形態のブロック共重合体は、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(a)と、共役ジエン単量体単位及びビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(b)とを含有する。
(重合体ブロック(a))
本実施形態において、重合体ブロック(a)は、ビニル芳香族単量体を主体とするブロックである。ビニル芳香族単量体単位としては、特に限定されないが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、1,1−ジフェニルエチレン、N,N−ジメチル−p−アミノエチルスチレン、N,N−ジエチル−p−アミノエチルスチレンに由来するビニル芳香族単量体単位が挙げられる。これらの中でも経済性が優れる観点から、スチレンに由来するビニル芳香族単量体単位が好ましい。ビニル芳香族単量体単位は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
重合体ブロック(a)の含有量は、ブロック共重合体全体に対して、5質量%以上40質量%以下であり、引張回復性及び高軟化性がより一層優れる観点から、5質量%以上が好ましく、8質量%以上がより好ましく、12質量%以上がさらに好ましく、16質量%以上が特に好ましい。一方、低溶融粘度性がより一層優れる観点から、40質量%以下が好ましく、35質量%以下がより好ましく、30質量%以下がさらに好ましく、25質量%以下が特に好ましい。
重合体ブロック(a)の含有量は、例えば、四酸化オスミウムを触媒として重合体をターシャリーブチルハイドロパーオキサイドにより酸化分解する方法(I.M.KOLTHOFF,et.al,J.Polym.Sci.1,p.429(1946)に記載の方法)で求めたビニル芳香族重合体ブロック成分の質量(但し、平均重合度が約30以下のビニル芳香族重合体ブロック成分は除かれている)を用いて、下記式(1a)により求めることができる。

重合体ブロック(a)の含有量(質量%)
=(ビニル芳香族重合体ブロック成分の質量/ブロック共重合体(A)の質量)
×100 (1a)
なお、ブロック共重合体が水素添加(水添)されている場合の、ブロック共重合体全体に対する重合体ブロック(a)の含有量は、水添前の重合体ブロック(a)のブロック共重合体全体に対する含有量とほぼ等しいので、本実施形態において、ブロック共重合体が水添されている場合の重合体ブロック(a)の含有量は、水添前の重合体ブロック(a)の含有量として求めてもよい。
(重合体ブロック(b))
本実施形態の重合体ブロック(b)は、共役ジエン単量体単位及びビニル芳香族単量体単位を主体とする。共役ジエン単量体単位としては、特に限定されないが、例えば、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン(イソプレン)、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエンに由来する共役ジエン単量体単位が挙げられる。これらの中でも、機械強度が優れ、低コストである観点から、1,3−ブタジエン及びイソプレンに由来する共役ジエン単量体単位が好ましく、1,3−ブタジエンに由来する共役ジエン単量体単位がより好ましい。共役ジエン単量体単位は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本実施形態の共役ジエン単量体単位は、例えば、1,2−結合及び/又は3,4−結合に由来する共役ジエン単量体単位と、1,4−結合に由来する共役ジエン単量体単位とからなる。
本明細書でいう「1,2−結合及び/又は3,4−結合に由来する共役ジエン単量体単位」とは、共役ジエン化合物が1,2−結合及び/又は3,4−結合で重合した結果生じる共役ジエン化合物1個当たりの単位である。また「1,4−結合に由来する共役ジエン単量体単位」とは、共役ジエン化合物が1,4−結合で重合した結果生じる共役ジエン化合物1個当たりの単位である。
ブロック共重合体中の共役ジエン単量体単位の総含有量に対する、1,2−結合及び/又は3,4−結合に由来する共役ジエン単量体単位の含有量(以下、「ビニル結合量」ともいう)は、アスファルト組成物が、高い針入度、及びアスファルトと優れた相容性を有する観点から、10重量%以上が好ましく、13重量%以上がより好ましく、17重量%以上がさらに好ましく、24重量%以上が最も好ましい。一方、耐熱安定性及び相容性がより一層優れる観点から、45重量%以下が好ましく、40重量%以下がより好ましく、36重量%以下がさらに好ましく、32重量%以下が特に好ましい。なお、ビニル結合量は、NMRにより測定でき、具体的には後述する実施例に記載の方法により測定できる。
本実施形態の重合体ブロック(b)は、ビニル芳香族単量体単位をさらに含む。重合体ブロック(b)を構成するビニル芳香族単量体単位としては、重合体ブロック(a)を構成するビニル芳香族単量体単位として例示したビニル芳香族単量体単位が例示できる。
本実施形態の重合体ブロック(b)において、ビニル結合量の分布があってもよい。重合体ブロック(b)中のビニル結合量の高低の差(以下、「△ビニル結合量」ともいう)の下限値は、アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物低温伸度が優れる観点から、5mol%以上が好ましく、8mol%以上がより好ましく、15mol%以上がさらに好ましく、20mol%以上が特に好ましい。また、△ビニル結合量の上限値は、アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物の相容性が優れる観点から、30mol%以下が好ましく、25mol%以下がより好ましく、20mol%以下がさらに好ましく、17mol%以下が特に好ましい。
本実施形態において、重合体ブロック(b)とは、ビニル芳香族単量体及び共役ジエン単量体を含むブロックであり、重合体ブロック(b)中のビニル芳香族単量体単位の含有量は、重合体ブロック(b)全体に対し、好ましくは5質量%以上95質量%以下である。本実施形態において、重合体ブロック(b)全体に対するビニル芳香族単量体単位の含有量は、高軟化性がより一層優れる観点から、5質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、25質量%以上がさらに好ましく、また、重合体ブロック(b)全体に対するビニル芳香族単量体単位の含有量は、耐熱安定性がより一層優れる観点から、95質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、35質量%以下がさらに好ましく、30質量%以下が特に好ましい。
なお、重合体ブロック(b)全体に対するビニル芳香族単量体単位の含有量(RS)は、例えば、ブロック共重合体全体に対するビニル芳香族単量体単位の含有量(TS)から、重合体ブロック(a)の含有量(BS)を除して求めることができる。

RS(%)=(TS−BS)/(100−BS)×100
重合体ブロック(b)は、ランダムブロックであることが好ましい。ここで「ランダム」とは、重合体ブロック(b)中のビニル芳香族単量体単位の連続数が10個以下である状態をいう。
本実施形態における重合体ブロック(b)中の短連鎖ビニル芳香族単量体重合部分の含有量の下限値は、特に限定されないが、重合体ブロック(b)中のビニル芳香族単量体単位総含有量100質量%に対して、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上であり、さらに好ましくは80質量%以上であり、特に好ましくは90質量%以上である。また、重合体ブロック(b)中の短連鎖ビニル芳香族単量体重合部分の含有量の上限値は、特に限定されないが、重合体ブロック(b)中のビニル芳香族単量体単位総含有量100質量%に対して、好ましくは100質量%以下であり、より好ましくは99質量%以下である。重合体ブロック(b)中の短連鎖ビニル芳香族単量体重合部分の含有量が上記範囲内であることにより、ブロック共重合体とアスファルトとの相容性、伸度及び耐熱安定性がより一層向上する傾向にある。
ここで、「短連鎖ビニル芳香族単量体重合部分」とは、重合体ブロック(b)中の2〜6個のビニル芳香族単量体単位からなる成分である。そして、短連鎖ビニル芳香族単量体重合部分の含有量は、重合体ブロック(b)中のビニル芳香族単量体単位総含有量を100質量%とし、その中で2〜6個繋がったビニル芳香族単量体単位の含有量として求められる。
また、2個繋がったビニル芳香族単量体単位の含有量は、重合体ブロック(b)中のビニル芳香族単量体単位総含有量100質量%に対して、好ましくは10質量%以上45質量%以下であり、より好ましくは13質量%以上42質量%以下であり、さらに好ましくは19質量%以上36質量%以下である。2個繋がったビニル芳香族単量体単位の含有量が上記範囲内であることにより、ブロック共重合体とアスファルトとの相容性、伸度及び耐熱安定性がより一層向上する傾向にある。
さらに、3個繋がったビニル芳香族単量体単位の含有量は、重合体ブロック(b)中のビニル芳香族単量体単位総含有量100質量%に対して、好ましくは45質量%以上80質量%以下であり、より好ましくは45質量%以上75質量%以下であり、さらに好ましくは45質量%以上65質量%以下である。3個繋がったビニル芳香族単量体単位の含有量が上記範囲内であることにより、ブロック共重合体とアスファルトとの相容性、伸度及び耐熱安定性がより一層向上する傾向にある。
共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位を含む重合体ブロック(b)内において、重合開始末端側から順に等質量となるよう第1領域〜第6領域とし、第1領域〜第6領域の水素添加前のビニル含有量(ビニル結合量)を、それぞれV1〜V6としたとき、ビニル含有量(ビニル結合量)の分布は、特に限定されず、一定でもよく、テーパー状、凸状、あるいは凹状に分布していてもよい。重合途中で極性化合物を添加したり、重合温度をコントロールしたりすることより、ビニル分布をテーパー状、凸状、凹状にすることができる。
テーパー状の分布とは、V6>V5>V4>V3>V2>V1、もしくはV6<V5<V4<V3<V2<V1を満たす分布をいう。凸状の分布とは、V6及びV1がV5及びV2よりも小さく、V5及びV2がV4及びV3よりも小さくなる分布をいう。凹状の分布とは、V6及びV1がV5及びV2よりも大きく、V5及びV2がV4及びV3よりも大きくなる分布をいう。
(ブロック共重合体の水素添加率)
本実施形態において、共役ジエン単量体単位中の二重結合の水素添加率は、10mol%以上85mol%以下である。ここでいう「水素添加率」とは、共役ジエン単量体単位総含有量中の水素添加されている共役ジエン単量体単位の含有量である水素添加率(モル%)をいい、「水添率」ともいう。
ブロック共重合体の水素添加率は、耐熱安定性が優れる観点から、10mol%以上であり、30mol%以上が好ましく、50mol%以上がより好ましく、60mol%以上が特に好ましい。
一方、ブロック共重合体の水素添加率は、低溶融粘度性が優れる観点から、85mol%以下であり、70mol%以下が好ましく、50mol%以下がより好ましく、30mol%以下が特に好ましい。
また、ブロック共重合体の水素添加率が、10mol%以上85mol%以下であると、アスファルトとの相容性が優れる傾向にある。ブロック共重合体の水素添加率は、相容性がより一層優れる観点から、30mol%以上80mol%以下が好ましく、40mol%以上75mol%以下がより好ましく、50mol%以上70mol%以下がさらに好ましい。
また、ブロック共重合体の水添率が、85mol%以下であると、ブロック共重合体と架橋剤と反応性が優れる傾向にある。ブロック共重合体の水素添加率は、架橋剤との反応率がより一層優れる観点から、80mol%以下がより好ましく、70mol%以下がより好ましく、60mol%以下がさらに好ましい。
また、ブロック共重合体の水素添加率が、10mol%以上85mol%以下であると、アスファルトとの相容性が優れ、アスファルト組成物と骨材との密着性が向上するためか、優れた耐骨材剥離性能が得られる。ブロック共重合体の水添率は、耐骨材剥離性能がより一層優れる観点から、15mol%以上80mol%以下が好ましく、30mol%以上75mol%以下がより好ましい。
また、適切な水添率の範囲にすることで、耐熱安定性と架橋剤との反応性のバランスに優れ、所定の性能を得ることができる。本実施形態において水添率は、後述する実施例記載の方法で求めることができる。
(ブロック共重合体中のビニル芳香族単量体単位の含有量)
本実施形態において、ビニル芳香族単量体単位の含有量は、ブロック共重合体全体に対して、5質量%以上60質量%以下であることが好ましく、高軟化性がより一層優れる観点から、5質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましく、25質量%以上がさらに好ましく、35質量%以上が特に好ましい。一方、ビニル芳香族単量体単位の含有量は、アスファルト組成物がより一層高い針入度及び低溶融粘度性を有する観点から、60質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、40質量%以下がさらに好ましく、30質量%以下が特に好ましい。なお、ビニル芳香族単量体単位の含有量は、後述する実施例記載の方法で測定することができる。
ブロック共重合体が水添されている場合のブロック共重合体全体に対するビニル芳香族単量体単位の含有量は、水添前のブロック共重合体全体に対するビニル芳香族単量体単位の含有量とほぼ等しいので、ブロック共重合体が水添されている場合のビニル芳香族単量体単位の含有量は、水添前のビニル芳香族単量体単位の含有量として求めてもよい。
ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(a)中や、ビニル芳香族単量体単位を含有する場合の重合体ブロック(b)中のビニル芳香族単量体単位の分布は、特に限定されず、均一に分布していても、テーパー状、階段状、凸状、あるいは凹状に分布していてもよい。重合体ブロック(a)及び/又は(b)中に、結晶部が存在していてもよい。ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(a)中には、ビニル芳香族単量体単位の含有量の異なるセグメントが複数個共存していてもよい。
本実施形態のブロック共重合体は、アスファルト及び/又は骨材との相互作用が優れる観点から、官能基を含有することが好ましい。前記官能基としては、特に限定されないが、例えば、水酸基、酸無水物基、エポキシ基、アミノ基、アミド基、シラノール基、及びアルコキシシラン基からなる群より選択される少なくとも1つの官能基である。本実施形態において、ブロック共重合体に、これらの官能基が付加されていることが好ましく、付加方法としては、特に限定されないが、例えば、ブロック共重合体を構成する単量体に、これらの官能基を有する単量体を用いる方法、ブロック共重合体を構成する単量体単位と、これらの官能基を有する重合開始剤、カップリング剤、又は停止剤の残基とを結合する方法などが挙げられる。
(ブロック共重合体の構造)
本実施形態のブロック共重合体は、例えば、下記式(1)で表される構造(I)、下記式(2)で表される構造(II)、及び下記式(3)で表される構造(III)からなる群より選択される少なくとも1種の構造を含有し、各構造中の共役ジエン単量体単位中の二重結合は、部分水素添加されている。

(p)n−q (1)
(式中、pは、a−b又はb−aを示し、qは、a又はbを示し、nは、1以上の整数を示し、aは、前記重合体ブロック(a)を示し、bは、前記重合体ブロック(b)を示す。但し、qがaである場合、pがa−bを示し、qがbである場合、pがb−aを示し、qは、存在してもしていなくてもよく、a又はbを複数含む場合、複数のa又はbは、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。)

(Y)m−X (2)
(式中、Xは、カップリング剤の残基を示し、Yは、(p)n−q又はq−(p)nを示し、mは、1以上の整数を示し、p、q、及びnは、前記式(1)に同じ。)

(Y)k−Z (3)
(式中、Zは、重合開始剤又は停止剤の残基を示し、Yは、(p)n−q又はq−(p)nを示し、kは、1以上の整数を示し、p、q、及びnは、前記式(1)に同じ。)
上記式(1)で表される構造(I)の具体的な構造としては、下記(I−a)、(I−b)、及び(I−c)で表される構造が挙げられる。
(a−b)n (I−a)
(a−b)n−a (I−b)
(b−a)n−b (I−c)
(式中、a、b、及びnは、前記式(1)に同じ。)
上記式(1)、(I−a)、(I−b)、及び(I−c)中、nは、低溶融粘度性がより一層優れる観点から、好ましくは1〜5であり、より好ましくは1〜3であり、さらに好ましくは1又は2であり、特に1である。
本実施形態において、低溶融粘度性が優れる観点から、ブロック共重合体は、ビニル芳香族単量体単位を主体とする一つの重合体ブロック(a)と、共役ジエン単量体を少なくとも有する一つの重合体ブロック(b)を含有するブロック共重合体(前記式(1)で表され、nが1である構造)を含むことが好ましい。
本実施形態において、前記式(1)で表され、nが1である構造の含有量は、ブロック共重合体全体に対し、低溶融粘度性がより一層優れる観点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、14質量%以上がさらに好ましく、18質量%以上が特に好ましい。一方、前記含有量は、伸度及び高軟化性がより一層優れる観点から、90質量%以下が好ましく、75質量%以下がより好ましく、60質量%以下がさらに好ましく、40質量%以下が特に好ましい。
本実施形態のブロック共重合体は、相容性及び耐骨材剥離性能がより一層優れる観点から、前記式(1)で表される構造(I)と、前記式(2)で表される構造(II)と、を含有するのが好ましい。ブロック共重合体が、前記式(2)で表される構造(II)を含有することにより、舗装材を製造する際に、より一層優れた加工性及び耐流動性を両立できるとともに、舗装の際、より一層優れた耐轍掘れ性を付与できる傾向にある。
前記式(2)で表される構造(II)の具体的な構造としては、下記(II−a)、(II−b)、(II−c)、(II−d)、(II−e)、及び(II−f)で表される構造が挙げられる。
[(a−b)nm−X (II−a)
[(b−a)nm−X (II−b)
[a―(b−a)nm−X (II−c)
[(a−b)n−a]m−X (II−d)
[b−(a−b)nm−X (II−e)
[(b−a)n−b]m−X (II−f)
カップリング剤としては、後述するブロック共重合体の製造方法の項で例示するカップリング剤が挙げられる。
上記式(2)、(II−a)〜(II−f)中、mは、3以上6以下であることが好ましく、3以上5以下であることがより好ましく、3又は4であることがさらに好ましい。ブロック共重合体は、mが上記範囲内にある構造(II)を含むことにより、高軟化性がより一層優れ、さらにはアスファルト混合物とする際、より一層優れた加工性及び耐流動性を付与できる傾向にある。本明細書では、上記式(2)で表され、mが3以上である構造を「ラジアル構造」という。
本実施形態の共重合体ブロックは、上記式(2)(又は(II−a)〜(II−f))で表され、mが異なる複数の構造を含有していてもよい。
本実施形態の前記式(1)で表される構造(I)と、前記式(2)で表される構造(II)との代表的な組み合わせとしては、特に限定されないが、例えば、以下の組み合わせが挙げられる。
(1) (a−b)n及び[(a−b)nm−X
(2) (a−b)n及び[(b−a)nm−X
(3) (a−b)n−a及び[(a−b)n−a]m−X
上記式(1)で表される構造(I)と上記式(2)で表される構造(II)との割合は、特に限定されないが、高軟化性、低溶融粘性がより一層優れる観点から、前者/後者(質量比)=5/95以上70/30以下であるのが好ましく、8/92以上65/35以下であるのがより好ましく、15/85以上55/45以下であるのがさらに好ましい。
なお、各重合体ブロック(a)、(b)の境界や最端部は必ずしも明瞭に区別される必要はない。
本実施形態において、低溶融粘度性がより一層優れる観点からも、ブロック共重合体が、前記ラジアル構造を含有することが好ましい。ラジアル構造としては、特に限定されないが、例えば[a−(b−a)n]m−X(m≧3)、[(a−b)nm−X(m≧3)、及び[(a−b)n−a]m−X(m≧3)が挙げられる。
代表的なラジアル構造としては、低溶融粘度性がより一層優れる観点から、[(a−b)nm−X、及び[(a−b)n−a]m−X(上記式中、mは3〜6の整数を示し、nは1〜4の整数を示し、より好ましくは、mは3〜4の整数を表す。)からなる群から選択される少なくとも一つの構造であることが好ましい。
上記式(3)で表される構造(III)の具体的な構造としては、下記(III−a)、(III−b)、(III-c)、(III-d)、(III-e)、及び(III−f)で表される構造が挙げられる。
[(a−b)nk−Z (III−a)
[(b−a)nk−Z (III−b)
[a―(b−a)nk−Z (III−c)
[(a−b)n−a]k−Z (III−d)
[b−(a−b)nk−Z (III−e)
[(b−a)n−b]k−Z (III−f)
開始剤及び停止剤としては、後述するブロック共重合体の製造方法の項で例示するカップリング剤が挙げられる。
(ブロック共重合体の物性)
ブロック共重合体は、動的粘弾性のスペクトルにおいて、−70℃以上0℃以下の範囲に損失正接(tanδ)のピークトップ(ピーク高さ)を有し、前記ピークトップ(ピーク高さ)の値が0.6以上2.0以下であることが好ましい。ピークトップ(ピーク高さ)が上記範囲内にあると、高軟化性及び伸度がより一層バランスよく向上する傾向にある。
アスファルト組成物の高軟化性及び伸度がより一層バランスよく向上する観点から、損失正接(tanδ)のピーク温度の範囲は、より好ましくは−50℃以上−10℃以下であり、さらに好ましくは−40℃以上−15℃以上である。
アスファルト組成物の高軟化性及び伸度がより一層バランスよく向上する観点から、ピークトップ(ピーク高さ)の値は、0.65以上1.6以下が好ましく、0.7以上1.5以下がより好ましく、0.75以上1.4以下がさらに好ましい。上記、損失正接(tanδ)のピーク高さ及びピーク温度は、後述する実施例記載の方法により求めることができる。
損失正接(tanδ)のピーク温度は、例えば、共重合体ブロック(b)中のビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位との含有量の比率、共役ジエン化合物のミクロ構造、水添率等を制御することにより、−70℃以上0℃以下の範囲に損失正接(tanδ)のピークトップ(ピーク高さ)を有するように調整できる。例えば共重合体ブロック(b)中のビニル芳香族単量体単位の比率を上げると損失正接(tanδ)のピークトップは高温側に有する傾向にあり、ビニル芳香族単量体単位の比率を下げると損失正接(tanδ)のピークトップは低温側に有する傾向にある。
本実施形態において、ブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)は、例えば、10万以上50万以下であり、高軟化性及び耐骨材剥離性能がより一層優れる観点から、10万以上が好ましく、14万以上がより好ましく、17万以上がさらに好ましく、20万以上が特に好ましい。一方、ブロック共重合体の重量平均分子量は、低溶融粘度性がより一層優れる観点から、50万以下が好ましく、46万以下がより好ましく、42万以下がさらに好ましく、38万以下が特に好ましい。
本実施形態において、ブロック共重合体の分子量分布(Mw/Mn)(重量平均分子量(Mw)の数平均分子量(Mn)に対する比)の下限値は、アスファルトに添加するブロック共重合体の添加量を低減するとともに、低溶融粘度性をより一層優れる観点から、1.03以上が好ましく、1.05以上がより好ましく、1.11以上がさらに好ましく、1.20以上がよりさらに好ましい。また、アスファルト組成物の製造性が優れ、アスファルトに添加するブロック共重合体(部分水添ブロック共重合体)の添加量を低減し、さらには低溶融粘度性がより一層優れる観点から、ブロック共重合体の分子量分布(Mw/Mn)の上限値は、2.0以下が好ましく、1.7以下がより好ましく、1.4以下がさらに好ましく、1.3以下が特に好ましい。重合体の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及び分子量分布(Mw/Mn)は、後述する実施例記載の方法により求めることができる。
<架橋剤(B)>
本実施形態のアスファルト組成物は、架橋剤を含有する。架橋剤を含むことにより、アスファルト組成物は、優れた高軟化性、相容性、及び耐熱安定性を有する。架橋剤としては、特に限定されないが、例えば、硫黄、硫黄化合物、硫黄以外の無機加硫剤、オキシム類、ニトロソ化合物、ポリアミン、有機過酸化物、樹脂架橋剤、イソシアネート化合物、ポリリン酸、及び架橋助剤が挙げられ、高軟化性、相容性及び耐熱安定性がより一層優れる観点から、硫黄、硫黄化合物、ポリリン酸であることが好ましい。
<アスファルト(C)>
本実施形態のアスファルト組成物は、アスファルトを含有する。アスファルトとしては、特に限定されないが、例えば、石油精製の際の副産物(石油アスファルト)、又は天然の産出物(天然アスファルト)として得られるアスファルト、又はこれらのアスファルトと石油類とを混合した混合物等が挙げられる。アスファルトは、通常、瀝青(ビチューメン)を主成分に含むことが多い。
アスファルトの具体例としては、特に限定されないが、例えば、ストレートアスファルト、セミブローンアスファルト、ブローンアスファルト、溶剤脱瀝アスファルト、タール、ピッチ、オイルを添加したカットバックアスファルト、アスファルト乳剤等が挙げられる。これらの中でも、入手性の観点から、アスファルトは、ストレートアスファルトであることが好ましい。これらは単独で使用しても、混合して使用してもよい。また、各種アスファルトに石油系溶剤抽出油、アロマ系炭化水素系プロセスオイルあるいはエキストラクト等の芳香族系重質鉱油等を添加してもよい。
アスファルトは、針入度(JIS−K2207によって測定)が30以上300以下であることが好ましく、より好ましくは50以上250以下、さらに好ましくは60以上200以下である。アスファルトの針入度が上記範囲内であることにより、アスファルト組成物の軟化点、伸度、溶融粘度、耐轍掘れ性、及び貯蔵時の耐熱安定性のバランスが優れる傾向にある。
本実施形態のアスファルト組成物において、ブロック共重合体の割合は、アスファルト100質量部に対し、0.5質量部以上20質量部以下であり、好ましくは2質量部以上13質量部以下、より好ましくは3質量部以上10質量部以下である。ブロック共重合体の割合が0.5質量部以上であると、高軟化性が優れ、20質量部以下であると、低溶融粘度が優れる。
本実施形態のアスファルト組成物において、架橋剤の割合は、アスファルト100質量部に対し、0.03質量部以上3質量部以下であり、好ましくは0.04質量部以上2.5質量部以下であり、より好ましくは0.05質量部以上2.0質量部以下である。架橋剤の割合が0.03質量部以上であると、アスファルト組成物の軟化点を十分に高くでき、架橋剤の割合が3質量部以下であると、低溶融粘度が優れ、改質アスファルト混合物とする際、優れた加工性及び耐流動性を両立できる。
アスファルト組成物全体に対する架橋剤の割合は、共役ジエン共重合体とアスファルトとが高い相容性を有し、改質アスファルト混合物が油付着時に高い耐質量損失及び高い耐強度低下を有する観点から、0.02質量%以上が好ましく、0.04質量%以上がより好ましく、0.06質量%以上がさらに好ましい。また、アスファルト組成物全体に対する架橋剤の割合は、高い針入度を有するアスファルト組成物を得る観点から、20質量%以上60質量%以下であってもよい。アスファルト組成物全体に対する架橋剤の割合の上限値は、高い針入度を有するアスファルト組成物が得られ、経済性に優れる観点から、1.0質量%以下が好ましく、0.4質量%以下がより好ましく、0.2質量%以下がさらに好ましい。
本実施形態において、アスファルト組成物の製造時間を短縮し、アスファルト組成物の相容性及び耐骨材剥離性能がより一層優れる観点から、アスファルト組成物は、粘着付与樹脂を含むことが好ましい。
粘着付与樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ロジン系樹脂、水添ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、クマロン系樹脂、フェノール系樹脂、テルペン−フェノール系樹脂、芳香族炭化水素樹脂、及び脂肪族炭化水素樹脂等が挙げられる。
これらの粘着付与樹脂は、単独で、又は2種以上を組み合わせて使用できる。より具体的な粘着付与樹脂としては、「ゴム・プラスチック配合薬品」(ラバーダイジェスト社編)に記載された粘着付与樹脂が使用できる。相容性及び耐骨材剥離性能がより一層優れる観点から、芳香族炭化水素樹脂が好ましい。
アスファルト組成物中における粘着付与樹脂の含有量は、ブロック共重合体100質量部に対し、0質量部超200質量部以下であることが好ましく、3質量部以上100質量部以下であることがより好ましい。上記範囲の含有量とすることにより、相容性及び耐骨材剥離性能がより一層優れる傾向にある。
アスファルト組成物の低溶融粘度性及び相容性がより一層優れる観点から、アスファルト組成物は、オイルを含むことが好ましい。オイルとしては、特に限定されないが、例えば、鉱物油系軟化剤、又は合成樹脂系軟化剤のいずれも使用できる。鉱物油系軟化剤としては、特に限定されないが、一般に、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族系オイル等が挙げられる。なお、一般的に、パラフィン系炭化水素の炭素原子数が、オイルに含まれる全炭素原子中の50%以上を占めるものが「パラフィン系オイル」と呼ばれ、ナフテン系炭化水素の炭素原子数が30%以上45%以下のものが「ナフテン系オイル」と呼ばれ、また、芳香族系炭化水素の炭素原子数が35%以上を占めるものが「芳香族系オイル」と呼ばれている。
アスファルト組成物が鉱物油系軟化剤を含有すると、アスファルト組成物の施工性がより一層向上する。鉱物油系軟化剤としては、アスファルト組成物の低溶融粘度性及び低温性能がより一層優れる観点から、パラフィン系オイルが好ましく、アスファルト組成物の低溶融粘度性及び相容性がより一層優れる観点から、ナフテン系オイルが好ましい。
また、合成樹脂系軟化剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリブテン、低分子量ポリブタジエン等が挙げられ、ポリブテン、低分子量ポリブタジエンが好ましい。
アスファルト組成物中のオイルの含有量は、オイルのブリード抑制、アスファルト組成物が実用上十分に機械強度を確保できる観点から、ブロック共重合体100質量部に対して、10質量部以上50質量部以下であることが好ましく、15質量部以上40質量部以下であることがより好ましく、20質量部以上30質量部以下であることがさらに好ましい。
アスファルト組成物は、低溶融粘度性がより一層優れ、アスファルト組成物の製造時間をより短縮できる観点から、発泡剤を含んでもよい。
発泡剤としては、特に限定されないが、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、ジアゾアミノベンゼン、N,N'−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)等が挙げられる。これらの発泡剤は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、相容性が一層優れる観点から、ジアゾアミノベンゼン、N,N'−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)が好ましい。
アスファルト組成物全体に対する発泡剤の割合は、低溶融粘度性がより一層優れ、アスファルト組成物の製造時間をより短縮できる観点から、0.1質量%以上が好ましく、0.3質量%以上がより好ましい。また、アスファルト組成物全体に対する発泡剤の割合は、経済性が優れる観点から、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。
アスファルト組成物は、熱可塑性樹脂又はゴム状重合体の配合材料として一般的に用いられる他の添加剤を含んでもよい。他の添加剤としては、例えば、無機充填剤、滑剤、離型剤、可塑剤、酸化防止剤、安定剤、難燃剤、帯電防止剤、有機繊維、ガラス繊維、炭素繊維、金属ウィスカ等の補強剤、着色剤、顔料、粘度調製剤、剥離防止剤、及び顔料分散剤等が挙げられる。他の添加剤の含有量は、特に限定されず、アスファルト100質量部に対して、通常、50質量部以下である。
無機充填剤としては、特に限定されないが、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ、クレー、タルク、マイカ、ウォラストナイト、モンモリロナイト、ゼオライト、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、スラッグウール、及びガラス繊維等が挙げられる。
滑剤・離型剤としては、特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、酸化鉄等の顔料、ステアリン酸、ベヘニン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、及びエチレンビスステアロアミド等が挙げられる。
安定剤としては、特に限定されないが、酸化防止剤、及び光安定剤等の各種安定剤が挙げられる。
酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えば、ラジカル補捉剤等のフェノール系酸化防止剤、過酸化物分解剤等のリン系酸化防止剤、及びイオウ系酸化防止剤等が挙げられる。また、両性能を併せ持つ酸化防止剤を使用してもよい。これらの酸化防止剤は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、ブロック共重合体の耐熱安定性(耐熱老化性)がより一層優れ、さらにはゲル化を抑制できる観点から、フェノール系酸化防止剤が好ましい。酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、n−オクタデシル−3−(4'−ヒドロキシ−3',5'−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネート、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、2,4−ビス[(オクチルチオ)メチル]−o−クレゾール、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルべンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,4−ジ−t−アミル−6−[1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル]フェニルアクリレート、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)]アクリレート等のヒンダードフェノール系酸化防止剤;ジラウリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネートペンタエリスリトール−テトラキス(β−ラウリルチオプロピオネート)等のイオウ系酸化防止剤;トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト等のリン系酸化防止剤等が挙げられる。
光安定剤としては、特に限定されないが、例えば、2−(2'−ヒドロキシ−5'−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3',5'−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3',5'−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤;ヒンダードアミン系光安定剤等が挙げられる。
アスファルト組成物は、剥離防止剤を含むことにより、アスファルト組成物と骨材とを混合した際、アスファルト組成物と骨材との剥離をより一層防止できる傾向にある。剥離防止剤としては、例えば樹脂酸が好適であり、カルボキシル基を有する炭素数20の多環式ジテルペンであって、アビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、ネオアビエチン酸、ピマール酸、イソピマール酸、及びパラストリン酸からなる群より選択される少なくとも1種を含有するロジンが挙げられる。また、脂肪酸又は脂肪酸アミドは、剥離防止剤及び滑剤として機能するため、剥離防止剤として、脂肪酸又は脂肪酸アミドを適用できる。
アスファルト組成物は、ブロック共重合体以外のゴム成分(以下、単に「ゴム成分」ともいう。)を含有してもよく、含有していなくてもよい。ブロック共重合体(部分水添ブロック共重合体)以外のゴム成分としては、特に限定されないが、例えば、天然ゴム、及び合成ゴムが挙げられる。合成ゴムとしては、例えばポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、変性スチレンブタジエンゴム(変性SBR)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン−ブチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(SBBS)、エチレンプロピレン共重合体(EPDM)等のオレフィン系エラストマー;クロロプレンゴム、アクリルゴム、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン−エチルアクリレート共重合体(EEA)、ニトリルブタジエンゴム(NBR)等が挙げられる。
ブロック共重合体以外のゴム成分としては、相容性及び耐骨材剥離性能がより一層優れる観点から、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、スチレン−ブタジン−スチレンブロック共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体が好ましく、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体がより好ましい。
ブロック共重合体以外のゴム成分は官能基を有していてもよい。ブロック共重合体以外のゴム成分としては、アスファルト組成物の耐流動性がより一層優れる観点から、オレフィン系エラストマー、官能基を有するオレフィン系エラストマーが好ましい。
ブロック共重合体以外のゴム成分が官能基を有する場合、官能基としては、水酸基、酸無水物基、エポキシ基、アミノ基、アミド基、シラノール基、及びアルコキシシラン基からなる群から選択される少なくとも一つの官能基を有することが好ましい。ブロック共重合体(部分水添ブロック共重合体)以外のゴム成分は、単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
アスファルト組成物における、ブロック共重合体以外のゴム成分の含有量は、上述したブロック共重合体を100質量部としたとき、0.5質量部以上400質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上300質量部以下であることがより好ましく、1質量部以上200質量部以下であることが更に好ましく、5質量部以上150質量部以下であることが最も好ましい。ブロック共重合体以外のゴム成分の含有量が上記範囲であると、相容性及び耐骨材剥離性能がより一層優れる傾向にある。
アスファルト組成物は、本実施形態のブロック共重合体以外の樹脂成分を含有してもよい。本実施形態のブロック共重合体以外の樹脂成分としては、以下に限定されないが、例えばポリエチレン(PE)、低密度ポリエチレン(低密度PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリアミド(PA)、ポリスチレン(PS)、アクリル樹脂、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、テフロン(登録商標)(PTFE)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
本実施形態のブロック共重合体以外の樹脂成分としては、相容性及び耐骨材剥離性能がより一層優れる観点から、ポリエチレン(PE)、低密度ポリエチレン(低密度PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリアミド(PA)がより好ましい。
ブロック共重合体以外の樹脂成分は、官能基を有していてもよい。ブロック共重合体以外の樹脂成分が官能基を有する場合、官能基としては、水酸基、酸無水物基、エポキシ基、アミノ基、アミド基、シラノール基、及びアルコキシシラン基からなる群から選択される少なくとも一つの官能基を有することが好ましい。ブロック共重合体以外の樹脂成分は、単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
アスファルト組成物中における、ブロック共重合体以外の樹脂成分の含有量は、ブロック共重合体100質量部に対し、0.5質量部以上400質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上300質量部以下であることがより好ましく、1質量部以上200質量部以下であることがさらに好ましく、5質量部以上150質量部以下であることが特に好ましい。ブロック共重合体以外の樹脂成分の含有量が上記範囲であると、アスファルト組成物の相容性及び耐骨材剥離性能がより一層向上する傾向にある。
本実施形態のアスファルト組成物は、ブロック共重合体以外の樹脂成分として、重量平均分子量(Mw)が5,000以上30,000以下であるビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体(以下、「低分子量ビニル芳香族重合体」ともいう)を含んでもよい。低分子量ビニル芳香族重合体としては、本実施形態における重合体ブロック(a)に含まれるビニル芳香族単量体単位を主体とすることが好ましく、ポリスチレンに由来する単量体単位を主体とすることがより好ましい。
低分子量ビニル芳香族重合体の含有量の下限値は、低溶融粘度性がより一層優れる観点から、ブロック共重合体100質量部に対して0.5質量部以上が好ましく、1.0質量部以上がより好ましく、2.0質量部以上がさらに好ましく、3.0質量部以上が特に好ましい。また、低分子量ビニル芳香族重合体の含有量の上限値は、高軟化性がより一層優れる観点から、ブロック共重合体100質量部に対して5.0質量部以下が好ましく、4.0質量部以下がより好ましく、3.0質量部以下がさらに好ましく、2.0質量部以下が特に好ましい。
市販の低分子量ビニル芳香族重合体を、本実施形態のブロック共重合体と混合してもよい。
<ブロック共重合体の製造方法>
ブロック共重合体の製造方法としては、以下に限定されないが、例えば、炭化水素溶媒中、リチウム化合物を重合開始剤として、少なくとも共役ジエン単量体とビニル芳香族単量体とを重合させて、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(a)と、共役ジエン単量体単位を少なくとも有する重合体ブロック(b)とを含有するブロック共重合体を得る重合工程を行い、重合工程の後、得られたブロック共重合体の共役ジエン単量体単位中の二重結合の一部に水素を添加する水素添加工程を行い、得られたブロック共重合体(部分水添ブロック共重合体)を含む溶液の溶媒を脱溶剤する脱溶剤工程を行うことにより、製造できる。
重合工程では、例えば、炭化水素溶媒中、リチウム化合物を重合開始剤として、少なくとも共役ジエン単量体とビニル芳香族単量体とを含む単量体を重合させて、ブロック共重合体を得ることができる。
重合工程において用いる炭化水素溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、イソペンタン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらの炭化水素溶媒は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
重合工程において重合開始剤として用いるリチウム化合物としては、特に限定されないが、例えば、有機モノリチウム化合物、有機ジリチウム化合物、有機ポリリチウム化合物等の分子中に一個以上のリチウム原子を結合した化合物が挙げられる。このような有機リチウム化合物としては、特に限定されないが、例えば、エチルリチウム、n−プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、ヘキサメチレンジリチウム、ブタジエニルジリチウム、イソプレニルジリチウム等が挙げられる。これらのリチウム化合物は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
共役ジエン単量体としては、特に限定されないが、例えば、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン(イソプレン)、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン等の一対の共役二重結合を有するジオレフィンが挙げられる。これらの中でも、1,3−ブタジエン、イソプレンが好ましい。また、機械強度を一層向上する観点から、1,3−ブタジエンがより好ましい。これらの共役ジエン単量体は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ビニル芳香族単量体としては、特に限定されないが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、1,1−ジフェニルエチレン、N,N−ジメチル−p−アミノエチルスチレン、N,N−ジエチル−p−アミノエチルスチレン等のビニル芳香族化合物が挙げられる。これらの中でも、経済性が優れる観点から、スチレンが好ましい。これらのビニル芳香族単量体は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記共役ジエン単量体及びビニル芳香族単量体以外の単量体としては、共役ジエン単量体及び/又はビニル芳香族単量体と共重合可能な単量体が例示できる。
重合工程においては、例えば、重合速度を調整したり、重合した共役ジエン単量体単位のミクロ構造(シス、トランス、及びビニルの比率)を調整したり、共役ジエン単量体とビニル芳香族単量体との反応比率を調整したりするために、極性化合物及び/又はランダム化剤が使用できる。
極性化合物又はランダム化剤としては、特に限定されないが、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等のエーテル類;トリエチルアミン、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン(以下、「TMEDA」ともいう)等のアミン類;チオエーテル類、ホスフィン類、ホスホルアミド類、アルキルベンゼンスルホン酸塩、カリウムやナトリウムのアルコキシド等が挙げられる。
ブロック共重合体の重合工程で実施する重合方法としては、特に限定されず、公知の方法(例えば、特公昭36−19286号公報、特公昭43−17979号公報、特公昭46−32415号公報、特公昭49−36957号公報、特公昭48−2423号公報、特公昭48−4106号公報、特公昭56−28925号公報、特開昭59−166518号公報、特開昭60−186577号公報等に記載された方法)を適用できる。
ブロック共重合体は、カップリング剤を用いてカップリングしてもよい。カップリング剤としては、特に限定されないが、2官能以上の任意のカップリング剤を用いることができる。2官能のカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、ジクロロシラン、モノメチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシランなどの2官能性ハロゲン化シラン;ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシランなどの2官能性アルコキシシラン;ジクロロエタン、ジブロモエタン、メチレンクロライド、ジブロモメタンなどの2官能性ハロゲン化アルカン;ジクロロスズ、モノメチルジクロロスズ、ジメチルジクロロスズ、モノエチルジクロロスズ、ジエチルジクロロスズ、モノブチルジクロロスズ、ジブチルジクロロスズなどの2官能性ハロゲン化スズ;ジブロモベンゼン、安息香酸、CO、2―クロロプロペンなどが挙げられる。
3官能のカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、トリクロロエタン、トリクロロプロパンなどの3官能性ハロゲン化アルカン;メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシランなどの3官能性ハロゲン化シラン;メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランなどの3官能性アルコキシシラン;などが挙げられる。
4官能のカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、四塩化炭素、四臭化炭素、テトラクロロエタンなどの4官能性ハロゲン化アルカン;テトラクロロシラン、テトラブロモシランなどの4官能性ハロゲン化シラン;テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランなどの4官能性アルコキシシラン;テトラクロロスズ、テトラブロモスズなどの4官能性ハロゲン化スズ;などが挙げられる。
5官能以上のカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、1,1,1,2,2−ペンタクロロエタン,パークロロエタン、ペンタクロロベンゼン、パークロロベンゼン、オクタブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテルなどのポリハロゲン化炭化水素化合物が挙げられる。その他、エポキシ化大豆油、2〜6官能のエポキシ基含有化合物、カルボン酸エステル、ジビニルベンゼンなどのポリビニル化合物を用いることもできる。これらのカップリング剤は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。
本実施形態において、重合工程の後に、ブロック共重合体の活性末端を失活する失活工程を行うことが好ましい。活性水素を有する化合物と活性末端とを反応させることで、重合体の活性末端を失活することができる。活性水素を有する化合物としては、特に限定されないが、経済性が優れる観点から、アルコール及び水を挙げることができる。
本実施形態において、水素添加工程では、重合工程で得られたブロック共重合体の共役ジエン単量体単位中の二重結合の一部に水素を添加する。水素添加工程に使用される水素添加触媒としては、特に限定されないが、例えば、Ni、Pt、Pd、Ru等の金属を、カーボン、シリカ、アルミナ、ケイソウ土等の担体に担持させた担持型不均一系触媒;Ni、Co、Fe、Cr等の有機塩又はアセチルアセトン塩と有機Al等の還元剤とを用いたいわゆるチーグラー型触媒;Ru、Rh等の有機金属化合物等のいわゆる有機錯触媒;及びチタノセン化合物に還元剤として有機Li、有機Al、有機Mg等を用いた均一触媒等が挙げられる。これらの中でも、経済性、重合体の着色性あるいは接着力が優れる観点から、チタノセン化合物に還元剤として有機Li、有機Al、有機Mg等を用いる均一触媒系が好ましい。
水素添加工程の方法としては、特に限定されないが、例えば、特公昭42−8704号公報、特公昭43−6636号公報に記載された方法や、好ましくは特公昭63−4841号公報及び特公昭63−5401号公報に記載された方法が挙げられる。具体的には、不活性溶媒中で水素添加触媒の存在下に水素添加工程を行い、水添ブロック共重合体溶液を得ることができる。水素添加工程は、高い水添活性の観点から、失活工程の後に行うことが好ましい。水素添加工程は、バッチ式、連続式、或いはこれらの組み合わせのいずれでも行うことができる。
水素添加工程において、ビニル芳香族単量体単位の共役二重結合が水素添加されてもよい。全ビニル芳香族単量体単位中の共役二重結合の水素添加率の上限値は、ビニル芳香族中の不飽和基全量を基準として、例えば30mol%以下、10mol%以下、又は3mol%以下とすることができ、下限値は、例えば0.1mol%以上とすることができ、又は0mol%であってもよい。
重合開始剤、単量体、カップリング剤又は停止剤として、水酸基、酸無水物基、エポキシ基、アミノ基、アミド基、シラノール基、及びアルコキシシラン基からなる群から選択される少なくとも一つの官能基を有する化合物を用いて、得られるブロック共重合体(部分水添ブロック共重合体)に、水酸基、酸無水物基、エポキシ基、アミノ基、アミド基、シラノール基、及びアルコキシシラン基からなる群から選択される少なくとも一つの官能基が付加されていることが好ましい。
官能基を有する重合開始剤としては、窒素含有基を含有する重合開始剤が好ましい。窒素含有基を含有する重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、ジオクチルアミノリチウム、ジ−2−エチルヘキシルアミノリチウム、エチルベンジルアミノリチウム、(3−(ジブチルアミノ)−プロピル)リチウム、ピペリジノリチウム等が挙げられる。
官能基を有する単量体としては、窒素含有基を有する単量体が好ましい。窒素含有基を有する単量体としては、特に限定されないが、例えば、N,N−ジメチルビニルベンジルアミン、N,N−ジエチルビニルベンジルアミン、N,N−ジプロピルビニルベンジルアミン、N,N−ジブチルビニルベンジルアミン、N,N−ジフェニルビニルベンジルアミン、2−ジメチルアミノエチルスチレン、2−ジエチルアミノエチルスチレン、2−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルスチレン、1−(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)−1−フェニルエチレン、N,N−ジメチル−2−(4−ビニルベンジロキシ)エチルアミン、4−(2−ピロリジノエチル)スチレン、4−(2−ピペリジノエチル)スチレン、4−(2−ヘキサメチレンイミノエチル)スチレン、4−(2−モルホリノエチル)スチレン、4−(2−チアジノエチル)スチレン、4−(2−N−メチルピペラジノエチル)スチレン、1−((4−ビニルフェノキシ)メチル)ピロリジン、及び1−(4−ビニルベンジロキシメチル)ピロリジン等が挙げられる。
官能基を含むカップリング剤及び停止剤としては、前述のカップリング剤及び停止剤の内、水酸基、酸無水物基、エポキシ基、アミノ基、アミド基、シラノール基、及びアルコキシシラン基からなる群から選択される少なくとも一つの官能基を有するカップリング剤及び停止剤が挙げられる。
これらの官能基を有する化合物は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、窒素含有基又は酸素含有基を有するカップリング剤及び停止剤が好ましい。窒素含有基又は酸素含有基を有するカップリング剤及び停止剤としては、特に限定されないが、例えば、N,N,N',N'−テトラグリシジルメタキシレンジアミン、テトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、テトラグリシジル−p−フェニレンジアミン、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、ジグリシジルアニリン、γ−カプロラクトン、γ−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリフェノキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジエチルエトキシシラン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジエチル−2−イミダゾリジノン、N,N'−ジメチルプロピレンウレア、及びN−メチルピロリドン等が挙げられる。
脱溶剤工程では、ブロック共重合体を含む重合体溶液の溶媒を脱溶剤する。脱溶剤の方法としては、特に限定されないが、スチームストリッピング法及び直接脱溶媒法が挙げられる。
脱溶剤工程により得られるブロック共重合体中の残存溶媒量は、小さければよく、好ましく2質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、さらに好ましくは0.2質量%以下、特に0.05質量%以下(好ましくは0.01質量%以下、より好ましくは0質量%)である。通常、ブロック共重合体(部分水添ブロック共重合体)中の残存溶媒量は、経済性が優れる観点から、0.01質量%以上0.1質量%以下であることが好ましい。
ブロック共重合体の耐熱安定性がより一層優れ、ゲル化を抑制する観点から、ブロック共重合体に、アスファルト組成物の項で例示した酸化防止剤を添加することが好ましい。
ブロック共重合体の着色を防止し、機械強度を向上する観点から、脱溶剤工程の前に、ブロック共重合体を含む溶液中の金属を除去する脱灰工程、ブロック共重合体を含む溶液のpHを調整する中和工程を行ってもよく、例えば、酸の添加及び/又は炭酸ガスの添加を行ってもよい。
[アスファルト組成物の製造方法]
アスファルト組成物は、アスファルトと、アスファルト100質量部に対し、5質量部以上20質量部以下のブロック共重合体と、アスファルト100質量部に対し、0.03質量部以上3質量部以下の架橋剤とを少なくとも混合することにより製造することができる。
ブロック共重合体と架橋剤とを十分反応させる観点から、架橋剤を除くアスファルト組成物に架橋剤を添加した後の混合時間は、好ましくは20分以上、より好ましくは40分以上、さらに好ましくは60分以上、特に90分以上である。また、ブロック共重合体の熱劣化を抑制する観点から、架橋剤を除くアスファルト組成物に架橋剤を添加した後の混合時間は、好ましくは5時間以下、より好ましくは3時間以下である。
混合方法は、特に限定されず、任意の混合機を用いて行うことができる。混合機としては、例えば、押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどの溶融混練機、垂直インペラ、サイドアーム型インペラ等の攪拌機、乳化機を含むホモジナイザー、及びポンプが挙げられる。
本実施形態のアスファルト組成物の製造方法において、アスファルト、ブロック共重合体、架橋剤及び任意の添加剤を、140℃から220℃の範囲で、撹拌タンク等を用いて混合することが好ましい。
<改質アスファルト混合物>
改質アスファルト混合物は、本実施形態のアスファルト組成物と骨材とを含む。
骨材としては、特に限定されず、例えば、社団法人日本道路協会発行の「アスファルト舗装要綱」に記載されている舗装材用の骨材であればいかなるものでも使用できる。骨材としては、具体的には、砕石、玉石、砂利、鉄鋼スラグ等である。また、これらの骨材にアスファルトを被覆したアスファルト被覆骨材及び再生骨材なども使用できる。この他、骨材として、これに類似する粒状材料、人工焼成骨材、焼成発泡骨材、人工軽量骨材、陶磁器粒、ルクソバイト、アルミニウム粒、プラスチック粒、セラミックス、エメリー、建設廃材、繊維等も使用できる。
なお、骨材は、一般に、粗骨材、細骨材、及びフィラーに大別されるが、本実施形態の骨材として、粗骨材、細骨剤、及びフィラーのいずれであっても用いることができる。
粗骨材とは、2.36mmふるいに留まる骨材をいい、粗骨剤の種類には、一般に、粒径範囲2.5mm以上5mm以下の7号砕石、粒径範囲5mm以上13mm以下の6号砕石、粒径範囲13mm以上20mm以下の5号砕石、さらには粒径範囲20mm以上30mm以下の4号砕石などがある。本実施形態のアスファルト混合物においては、これら種々の粒径範囲の粗骨材の1種又は2種以上を混合した骨材、或いは、合成された骨材などを使用できる。これらの粗骨材には、骨材に対して0.3質量%以上1質量%以下程度のストレートアスファルトを被覆しておいてもよい。
細骨材とは、2.36mmふるいを通過(パス)し、かつ、0.075mmふるいに止まる(オンする)骨材をいい、細骨材としては、例えば、川砂、丘砂、山砂、海砂、スクリーニングス、砕石ダスト、シリカサンド、人工砂、ガラスカレット、鋳物砂、再生骨材破砕砂などが挙げられる。
フィラーとは、0.075mmふるいを通過(パス)する骨材であって、フィラーとしては、例えば、スクリーニングスのフィラー分、石粉、消石灰、セメント、焼却炉灰、クレー、タルク、フライアッシュ、カーボンブラックなどが挙げられる。これらのほか、フィラーとしては、0.075mmふるいを通過(パス)するゴム粉粒、コルク粉粒、木質粉粒、樹脂粉粒、繊維粉粒、パルプ、人工骨材等を使用できる。
これらの骨材は、単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
改質アスファルト混合物は、本実施形態のアスファルト組成物と骨材とを少なくとも混合することにより製造でき、混合方法は特に限定されない。
アスファルト組成物と骨材との混合温度は、通常、120℃以上200℃以下の範囲とすることができる。
改質アスファルト混合物全体に対する骨材の含有量は、油付着時の優れた耐質量損失性及び優れた耐強度低下性を有する改質アスファルト混合物を得る観点から、好ましくは85質量%以上98質量%以下であり、より好ましくは90質量%以上97質量%以下である。
改質アスファルト混合物の製造方法としては、例えば、アスファルトと骨材とを混合する際に、直接、本実施形態のブロック共重合体(部分水添ブロック共重合体)とを混合してアスファルトを改質する、いわゆるプラントミックス方式を使用できる。
<アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物の用途>
本実施形態のアスファルト組成物及び改質アスファルト混合物は、D.Whiteoakによって編集され、Shell Bitumen U.K.によって英国で1990年に発行されたThe Shell Bitumen Handbookに記載されている様々な用途に使用できる。また、他の用途としては、防水シート、屋根のコーティング、防水シート用のプライマー接着剤、舗装用封止結合剤、再利用アスファルト舗装における接着剤、低温調製アスファルトコンクリート(cold prepared asphaltic concrete)用の結合剤、ファイバーグラスマット結合剤、コンクリート用のスリップコート、コンクリート用の保護コート、パイプラインおよび鉄製部品のクラックの封着等が含まれる。
本実施形態の改質アスファルト混合物を用いる舗装形態としては、以下に限定されないが、密粒度舗装形態、排水性舗装形態、透水性舗装形態、密粒度ギャップアスファルト舗装形態、砕石マスチックアスファルト舗装形態、カラー舗装形態、半たわみ性舗装形態、保水性舗装形態、薄層舗装形態が挙げられる。
また、各舗装形態を得るための製造方法としては、特に限定されないが、例えば、熱工法、中温化工法、常温工法などが挙げられる。
密粒度舗装形態に用いられるアスファルト混合物は、耐流動性及び滑り抵抗性をより一層向上する観点から、骨材の総量を100質量%とし、粗骨材40質量%以上55質量%以下、細骨材40質量%以上55質量%以下、及びフィラー3質量%以上10質量%以下を含有することが好ましい。密粒度舗装に用いられる改質アスファルト混合物は、骨材の総量100質量部に対して、アスファルト組成物が5質量部以上7質量部以下であり、アスファルト100質量部に対して、本実施形態におけるブロック共重合体が3質量部以上5.5質量部以下であることが好ましい。
排水性舗装形態に用いられる改質アスファルト混合物は、排水性、視認性、及び騒音性をより一層向上する観点から、骨材の総量を100質量%とし、粗骨材60質量%以上85質量%以下、細骨材5質量%以上20質量%以下、及びフィラー3質量%以上20質量%以下を含有することが好ましい。排水性舗装形態に用いられる改質アスファルト混合物は、骨材の総量100質量部に対して、アスファルト組成物が4質量部以上6質量部以下であり、アスファルト100質量部に対して、本実施形態におけるブロック共重合体が5質量部以上10質量部であることが好ましい。
透水性舗装形態に用いられる改質アスファルト混合物は、透水性をより一層向上する観点から、骨材の総量を100質量%とし、粗骨材60質量%以上85質量%以下、細骨材5質量%以上20質量%以下、及びフィラー3質量%以上20質量%以下を含有することが好ましい。透水性舗装形態に用いられる改質アスファルト混合物は、骨材の総量100質量部に対して、アスファルト組成物が4質量部以上6質量部以下であり、アスファルト100質量部に対して、本実施形態におけるブロック共重合体が0超6重量部以下であることが好ましい。
密粒度ギャップ舗装形態に用いられる改質アスファルト混合物は、摩耗性、耐流動性、耐久性及び滑り抵抗性をより一層向上する観点から、骨材の総量を100質量%とし、粗骨材50質量%以上60質量%以下、細骨材30質量%以上40質量%以下、及びフィラー3質量%以上10質量%以下を含有することが好ましい。密粒度ギャップ舗装形態に用いられる改質アスファルト混合物は、骨材の総量100質量部に対して、アスファルト組成物が4.5質量部以上6質量部以下であり、アスファルト100質量部に対して、本実施形態におけるブロック共重合体が5質量部以上12質量部以下であることが好ましい。
砕石マスチックアスファルト舗装形態に用いられる改質アスファルト混合物は、摩耗性、不透水性、応力緩和性、耐流動性、及び騒音性をより一層向上する観点から、骨材の総量を100質量%とし、粗骨材55質量%以上70質量%以下、細骨材15質量%以上30質量%以下、及びフィラー5質量%以上15質量%以下を含有することが好ましい。砕石マスチックアスファルト舗装形態に用いられる改質アスファルト混合物は、骨材の総量100質量部に対して、アスファルト組成物が5.5質量部以上8質量部以下であり、アスファルト100質量部に対して、本実施形態のブロック共重合体が4質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
保水性舗装形態に用いられる改質アスファルト混合物は、舗装温度上昇をより一層抑制し、保水性をより一層向上する観点から、骨材の総量を100質量%とし、粗骨材60質量%以上85質量%以下、細骨材5質量%以上20質量%以下、及びフィラー3質量%以上20質量%以下を含有することが好ましい。保水性舗装形態に用いられる改質アスファルト混合物は、骨材の総量100質量部に対して、アスファルト組成物が4質量部以上6質量部以下であり、アスファルト100質量部に対して、本実施形態におけるブロック共重合体が4質量部以上10質量部以下であることが好ましい。保水性舗装形態に用いられる改質アスファルト混合物は、空隙率が15%以上20%以下程度で、空隙にセメント系や石膏系などの保水材が充填されていることが好ましい。
薄層舗装形態に用いられる改質アスファルト混合物は、経済性、工期短縮性、及び施工性をより一層向上する観点から、骨材の総量を100質量%とし、粗骨材60質量%以上85質量%以下、細骨材5質量%以上20質量%以下、及びフィラー3質量%以上20質量%以下を含有することが好ましい。薄層舗装形態に用いられる改質アスファルト混合物は、骨材の総量100質量部に対して、アスファルト組成物が4質量部以上6.5質量部以下であり、アスファルト100質量部に対して、本実施形態におけるブロック共重合体が4質量部以上8質量部以下であることが好ましい。薄層舗装形態に用いられる改質アスファルト混合物は、粗骨材が粒径範囲2.5mm以上5mm以下の7号砕石であることが好ましい。
本実施形態のアスファルト組成物は、アスファルト防水シート用としても好適に使用できる。本実施形態のアスファルト組成物を用いると、アスファルト防水シートの軟化点を高くでき、低温折り曲げ特性を改善することができる。
また、各舗装形態を得る為の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、熱工法、中温化工法、常温工法などが挙げられる。
以下、具体的な実施例と比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<測定方法>
ブロック共重合体の測定方法を以下に示す。
(ブロック共重合体のビニル含有量及び水素添加率の測定)
ブロック共重合体中のビニル含有率及び共役ジエン単量体単位中の不飽和基の水素添加率は、核磁気共鳴スペクトル解析(NMR)により、下記の条件で測定した。
水素添加反応前のブロック共重合体を含む反応液に、大量のメタノールを添加することで、ブロック共重合体を沈殿させて回収した。次いで、このブロック共重合体をアセトンで抽出し、ブロック共重合体を真空乾燥した。これを、1H−NMR測定のサンプルとして用いて、ブロック共重合体のビニル含有量を測定した。
水素添加反応後のブロック共重合体を含む反応液に、大量のメタノールを添加することで、ブロック共重合体を沈殿させて回収した。次いで、ブロック共重合体をアセトンで抽出し、ブロック共重合体を真空乾燥した。これを、1H−NMR測定のサンプルとして用いて、水素添加率を測定した。
1H−NMR測定の条件を以下に記す。
測定機器 :JNM−LA400(JEOL製)
溶媒 :重水素化クロロホルム
測定サンプル :ポリマーを水素添加する前後の抜き取り品
サンプル濃度 :50mg/mL
観測周波数 :400MHz
化学シフト基準:TMS(テトラメチルシラン)
パルスディレイ:2.904秒
スキャン回数 :64回
パルス幅 :45°
測定温度 :26℃
(ブロック共重合体中の、ビニル芳香族単量体単位(スチレン)の含有量(TS)の測定)
一定量のブロック共重合体をクロロホルムに溶解し、紫外分光光度計(島津製作所製、UV−2450)を用いて、溶解液中のビニル芳香族化合物成分(スチレン)に起因する吸収波長(262nm)のピーク強度を測定した。得られたピーク強度から、検量線を用いて、ブロック共重合体中のビニル芳香族単量体単位(スチレン)の含有率(TS)を算出した。
(ブロック共重合体中の、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックの含有量(BS)の測定)
I.M.Kolthoff,etal.,J.Polym.Sci.,1946,Vol.1,p.429に記載の四酸化オスミウム酸分解法で、下記ポリマー分解用溶液を用いて、ブロック共重合体中のビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(a)の含有量(BS)を測定した。
測定サンプル:ブロック共重合体を水素添加する前の抜き取り品
ポリマー分解用溶液:四酸化オスミウム0.1gを第3級ブタノ−ル125mLに溶解した溶液
(連続したビニル芳香族単量体単位含有量の測定方法)
上記BS測定サンプルをGPCで分析した。分析条件は下記(ブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)の測定)と同様にした。得られた分子量分布から連続したビニル芳香族単量体単位含有量を求めた。
(ブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)の測定)
ブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)は、市販の標準ポリスチレンの測定から求めた検量線(標準ポリスチレンのピーク分子量を使用して作成)を使用して、クロマトグラムのピークの分子量に基づいて求めた。測定ソフトは、HLC−8320EcoSEC収集を用い、解析ソフトは、HLC−8320解析を用いた。また、ポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比から、ブロック共重合体の分子量分布(Mw/Mn)を求めた。測定条件を下記に示す。
GPC ;HLC−8320GPC(東ソー株式会社製)
検出器 ;RI
検出感度 ;3mV/分
サンプリングピッチ;600msec
カラム ;TSKgel superHZM−N(6mmI.D×15cm)4本(東ソー株式会社製)
溶媒 ;THF
流量 ;0.6mm/分
濃度 ;0.5mg/mL
カラム温度 ;40℃
注入量 ;20μL
(ブロック共重合体の損失正接(tanδ)のピーク温度とピーク高さ)
動的粘弾性スペクトルを下記の方法により測定し、損失正接(tanδ)のピーク温度とピーク高さを求めた。装置ARES(ティーエイインスツルメントー株式会社製、商品名)のトーションタイプのジオメトリーで、サンプル厚み2mm、幅10mm、長さ20mmで、ひずみ(初期歪み)0.5%、周波数1Hz、測定範囲−100℃から100℃まで、昇温速度3℃/分の条件により測定した。
<アスファルト組成物>
〔水素添加触媒の製造〕
窒素置換した反応容器内に、乾燥及び精製したシクロヘキサン1Lを入れ、ビス(シクロペンタジエニル)チタニウムジクロリド100mmolを添加し、十分に攪拌しながらトリメチルアルミニウム200mmolを含むn−ヘキサン溶液を添加して、室温にて約3日間反応させることにより、水素添加触媒を製造した。
<ブロック共重合体1の製造>
内容積が100Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用いて、重合を以下の方法で行った。
(1段目)
シクロヘキサン44.4kgを反応器に仕込んで温度60℃に調製した後、モノマーとしてスチレン880gを約3分間かけて添加し、その後n−ブチルリチウムを37.3mL、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン(以下TMEDAと称する)を3.47mL添加し、反応を開始させた。
(2段目)
次に、反応器内の温度が最高値を示してから3分間後に、スチレン1520gを2分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給した後、ブタジエン1520gを6分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給後、0.5分間経過後、ブタジエン3360gを22分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給し、反応させた。
(3段目)
その後、反応器の温度が最高温度に到達した後、5分後、更にモノマーとしてスチレン720gを約1分間かけて添加し、5分間保持させた。その後、アミド含有停止剤(1.3−ジメチル−2−イミダゾリジノン)を4.29ml添加し、10分間反応させた。次に、反応終了後にメタノールを1.9mL添加し、ブロック共重合体を得た。
(水素添加工程)
その後、上記水素添加触媒を用いて、得られたブロック共重合体を80℃で連続的に水素添加し、ブロック共重合体1を得た。その際、ブロック共重合体全量の80重量%を反応器の上部より連続的に供給し、全量の20重量%を反応器の中部より連続的に供給し、全量を反応器の下部より連続的に抜き出した。また、水素はブロック共重合体の抜出口とは別に反応器下部から連続的に供給した。水添重合器内の水素圧は1.2MPa、平均滞留時間は60分であった。
水素添加工程終了後に、ブロック共重合体1を100質量部に対して、安定剤(オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)0.25質量部を添加した。
ブロック共重合体1中に含まれるビニル芳香族単量体単位の含有量は39質量%であり、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックの含有量は20質量%であり、水素添加前の共役ジエン単量体単位中の平均ビニル含有量は30モル%であり、水素添加率は60モル%であり、重量平均分子量(Mw)は21万であった。ブロック共重合体1の動的粘弾性測定による損失正接(tanδ)のピーク温度は−43℃、そのtanδピーク高さは0.97であった。
ブロック共重合体1の構造及び組成は、以下の通りであった。
S−B−S−Z:100質量%、Mw=21万
(式中、Sは、スチレンブロックを示し、Bは、部分水素添加されているブタジエンとスチレンとのランダムブロックを示し、Zは、アミド基含有停止剤の残基を示す。以下、同様とする。)
<ブロック共重合体2の製造>
内容積が100Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用いて、重合を以下の方法で行った。
(1段目)
シクロヘキサン44.4kgを反応器に仕込んで温度60℃に調製した後、モノマーとしてスチレン1600gを約3分間かけて添加し、その後n−ブチルリチウムを48.5mL、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン(以下TMEDAと称する)を8.59mL添加し、反応を開始させた。
(2段目)
次に、反応器内の温度が最高値を示してから3分間後に、スチレン1760gを2分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給した後、ブタジエン1760gを6分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給後、0.5分間経過後、ブタジエン2880gを22分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給し、反応させた。
(停止反応)
その後、反応器の温度が最高温度に到達した後、5分後、1.3−ビス(N,N‘−ジウリシジルアミノメチル)シクロヘキサンを9.71ml添加し、10分間反応させた。次に、反応終了後にメタノールを1.2mL添加し、ブロック共重合体を得た。
(水素添加工程)
その後、上記水素添加触媒を用いて、得られたブロック共重合体を80℃で連続的に水素添加し、ブロック共重合体2を得た。その際、ブロック共重合体全量の80重量%を反応器の上部より連続的に供給し、全量の20重量%を反応器の中部より連続的に供給し、全量を反応器の下部より連続的に抜き出した。また、水素はブロック共重合体の抜出口とは別に反応器下部から連続的に供給した。水添重合器内の水素圧は1.2MPa、平均滞留時間は60分であった。
水素添加工程終了後に、ブロック共重合体2を100質量部に対して、安定剤(オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)0.25質量部を添加した。
ブロック共重合体2中に含まれるビニル芳香族単量体単位の含有量は42質量%であり、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックの含有量は19質量%であり、水素添加前の共役ジエン単量体単位中の平均ビニル含有量は31モル%であり、水素添加率は60モル%であった。ブロック共重合体2の動的粘弾性測定による損失正接(tanδ)のピーク温度は−33℃、そのtanδピーク高さは0.6であった。
ブロック共重合体2の構造及び組成は、以下の通りであった。
(S−B):26質量%、Mw=12.1万
(S−B)2−X+(S−B)3−X+(S−B)4−X:74質量%、Mw=40.0万
(式中、Sは、スチレンブロックを示し、Bは、部分水素添加されているブタジエンとスチレンとのランダムブロックを示し、Xは、カップリング剤の残基を示す。以下、同様とする。)であった。
<ブロック共重合体3の製造>
内容積が100Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用いて、重合を以下の方法で行った。
(1段目)
シクロヘキサン44.8kgを反応器に仕込んで温度60℃に調製した後、モノマーとしてスチレン880gを約3分間かけて添加し、その後n−ブチルリチウムを28.4mL、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン(以下TMEDAと称する)を6mL添加し、反応を開始させた。
(2段目)
次に、反応器内の温度が最高値を示してから3分間後に、スチレン1792gを2分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給した後、ブタジエン2048gを6分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給後、0.5分間経過後、ブタジエン2560gを22分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給し、反応させた。
(3段目)
その後、反応器の温度が最高温度に到達した後、5分後、更にモノマーとしてスチレン720gを約1分間かけて添加し、5分間保持させた。その後、メタノールを2.3mL添加し、ブロック共重合体を得た。
(水素添加工程)
その後、上記水素添加触媒を用いて、得られたブロック共重合体を80℃で連続的に水素添加し、ブロック共重合体3を得た。その際、ブロック共重合体全量の80重量%を反応器の上部より連続的に供給し、全量の20重量%を反応器の中部より連続的に供給し、全量を反応器の下部より連続的に抜き出した。また、水素はブロック共重合体の抜出口とは別に反応器下部から連続的に供給した。水添重合器内の水素圧は1.2MPa、平均滞留時間は60分であった。
水素添加工程終了後に、ブロック共重合体3を100質量部に対して、安定剤(オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)0.25質量部を添加した。
ブロック共重合体3中に含まれるビニル芳香族単量体単位の含有量は41.5質量%であり、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックの含有量は19.5質量%であり、水素添加前の共役ジエン単量体単位中の平均ビニル含有量は30モル%であり、水素添加率は61モル%であり、重量平均分子量(Mw)は25万であった。ブロック共重合体3の動的粘弾性測定による損失正接(tanδ)のピーク温度は−42℃、そのtanδピーク高さは0.92であった。
ブロック共重合体の構造及び組成は、以下の通りであった。
S−B−S:100質量%、Mw=25万
(式中、Sは、スチレンブロックを示し、Bは、部分水素添加されているブタジエンとスチレンとのランダムブロックを示す。以下、同様とする。)
<ブロック共重合体4の製造>
内容積が100Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用いて、重合を以下の方法で行った。
(1段目)
シクロヘキサン44.8kgを反応器に仕込んで温度60℃に調製した後、モノマーとしてスチレン880gを約3分間かけて添加し、その後n−ブチルリチウムを28.4mL、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン(以下TMEDAと称する)を6mL添加し、反応を開始させた。
(2段目)
次に、反応器内の温度が最高値を示してから3分間後に、スチレン1792gを2分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給した後、ブタジエン2048gを6分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給後、0.5分間経過後、ブタジエン2560gを22分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給し、反応させた。
(3段目)
その後、反応器の温度が最高温度に到達した後、5分後、更にモノマーとしてスチレン720gを約1分間かけて添加し、5分間保持させた。その後、メタノールを2.3mL添加し、ブロック共重合体を得た。
(水素添加工程)
その後、上記水素添加触媒を用いて、得られたブロック共重合体を80℃で連続的に水素添加し、ブロック共重合体4を得た。その際、ブロック共重合体全量の80重量%を反応器の上部より連続的に供給し、全量の20重量%を反応器の中部より連続的に供給し、全量を反応器の下部より連続的に抜き出した。また、水素はブロック共重合体の抜出口とは別に反応器下部から連続的に供給した。水添重合器内の水素圧は1.2MPa、平均滞留時間は80分であった。
水素添加工程終了後に、ブロック共重合体4を100質量部に対して、安定剤(オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)0.25質量部を添加した。
ブロック共重合体4中に含まれるビニル芳香族単量体単位の含有量は41質量%であり、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックの含有量は19質量%であり、水素添加前の共役ジエン単量体単位中の平均ビニル含有量は29モル%であり、水素添加率は93モル%であり、重量平均分子量(Mw)は25万であった。ブロック共重合体4の動的粘弾性測定による損失正接(tanδ)のピーク温度は−33℃、そのtanδピーク高さは0.99であった。
ブロック共重合体の構造及び組成は、以下の通りであった。
S−B−S:100質量%、Mw=25万
(式中、Sは、スチレンブロックを示し、Bは、部分水素添加されているブタジエンと、スチレンとのランダムブロックを示す。以下、同様とする。)
<ブロック共重合体5の製造>
内容積が100Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用いて、重合を以下の方法で行った。
(1段目)
シクロヘキサン44.8kgを反応器に仕込んで温度60℃に調製した後、モノマーとしてスチレン880gを約3分間かけて添加し、その後n−ブチルリチウムを28.4mL、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン(以下TMEDAと称する)を6mL添加し、反応を開始させた。
(2段目)
次に、反応器内の温度が最高値を示してから3分間後に、スチレン1792gを2分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給した後、ブタジエン2048gを6分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給後、0.5分間経過後、ブタジエン2560gを22分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給し、反応させた。
(3段目)
その後、反応器の温度が最高温度に到達した後、5分後、更にモノマーとしてスチレン720gを約1分間かけて添加し、5分間保持させた。その後、メタノールを2.3mL添加し、ブロック共重合体を得た。
重合工程終了後に、ブロック共重合体5を100質量部に対して、安定剤(オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)0.25質量部を添加した。
ブロック共重合体5中に含まれるビニル芳香族単量体単位の含有量は42質量%であり、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックの含有量は20質量%であり、共役ジエン単量体単位中の平均ビニル含有量は33モル%であり、重量平均分子量(Mw)は24万であった。ブロック共重合体5の動的粘弾性測定による損失正接(tanδ)のピーク温度は−55℃、そのtanδピーク高さは0.91であった。
ブロック共重合体の構造及び組成は、以下の通りであった。
S−B−S:100質量%、Mw=24万
(式中、Sは、スチレンブロックを示し、Bは、部分水素添加されているブタジエンと、スチレンとのランダムブロックを示す。以下、同様とする。)
〔実施例1〜6、及び比較例1〜9〕
<アスファルト組成物の調製>
750mLの金属缶にアスファルト(ストレートアスファルト60−80(新日本石油(株)製)〕を500g投入し、180℃のオイルバスに金属缶を充分に浸した。次に、溶融状態のアスファルトに、表1に示す割合で、各ブロック共重合体又はSBSを攪拌しながら少量ずつ投入した。各材料を完全に投入した後、3000rpmの回転速度で60分間攪拌した。その後、硫黄及び/又は硫黄化合物並びにポリリン酸を撹拌しながら少量ずつ投入した。各材料を完全に投入した後、3000rpmの回転速度で60分間撹拌し、アスファルト組成物を調製した。これらの各配合組成、及び後述する測定方法により測定した各アスファルト組成物の評価結果を表1及び表2に示す。
なお、SBSとしては、以下のものを使用した。
ブロック共重合体(SBS):D1101(非水添ブロック共重合体、Kraton社製、ポリスチレンブロックの含有率30質量%、ジブロック含有率12質量%)
硫黄は、微粉硫黄200メッシュを使用した。
架橋剤であるポリリン酸は、SIGMA ALDRICH社製を使用した。
<改質アスファルト混合物の調整>
加熱装置を備える容量27リットルの混合機に、下記表3に示す粒度の砕石マスチックアスファルト型の骨材94.3質量部を投入し、25秒間空練りを行った。
次いで、上記方法により製造した各実施例及び比較例のアスファルト組成物5.7質量部を上記混合機に投入し、50秒間本練りを行い、アスファルト混合物を得た。得られたアスファルト混合物は、砕石マスチックアスファルト型のアスファルト混合物であった。なお、アスファルト混合物の総量は10kgとなるようにし、空練り、本練りとも混合温度は177℃に調整した。使用した骨材は、栃木県下都賀郡岩舟町から産出された砕石及び砕砂、千葉県印旛郡栄町から産出された細砂、並びに栃木県佐野市山菅町から産出された石粉の混合物であった。アスファルト混合物に使用した骨材の粒度分布を下記表3に示す。得られた改質アスファルト混合物を後述の測定方法により評価した。測定結果を前記表1及び表2に示す。
<評価方法>
アスファルト組成物の評価は、以下のようにして行った。
(アスファルト組成物の相容性)
ASTM−D5976に準じて、アスファルト組成物の相容性を測定した。直径2cm×長さ15cmのテフロンチューブに試料を充填し、アルミホイルで蓋をした後、163℃のオーブン下で、48時間静置させた。その後、冷凍庫で一晩静置し、試料をテフロンチューブから抜き取り、3等分し、上部と下部の軟化点を測定した。測定値の差が小さい程、相容性が良いことを示す。軟化点の測定方法については、後述する。評価基準は以下のとおりである。なお、測定値が5℃以下(△以上)であれば、アスファルト組成物として実用上問題なく使用できる。

◎:測定値が0.5℃以下
○:測定値が2.0℃以下
△:測定値が5.0℃以下
×:測定値が5.0℃を超える
(アスファルト組成物の高軟化性(リング&ボール法))
JIS−K2207に準じて、アスファルト組成物の軟化点を測定した。規定の環に試料を充填し、グリセリン液中に水平に支え、試料の中央に3.5gの球を置き、液温を5℃/minの速度で上昇させたとき、球の重さで試料が環台の底板に触れた時の温度を測定した。評価基準は以下のとおりである。なお、測定値が70℃以上(△以上)であれば、アスファルト組成物として実用上問題なく使用できる。

◎:温度が90℃以上
○:温度が80℃以上
△:温度が70℃以上
×:温度が70℃未満
(アスファルト組成物の貯蔵時の耐熱安定性(耐熱老化性))
上記製造したアスファルト組成物を試験体とし、180℃に設定したギアオーブン内に7日間静置した。ギアオーブン内で静置する前後における160℃でのブルックフィールド型溶融粘度を測定し、その変化割合(ギアオーブンで静置後の160℃溶融粘度/ギアオーブンで静置前の160℃溶融粘度)を求めた。
ブルックフィールド型溶融粘度の変化幅が小さいほど、熱劣化による分子の切断(粘度
低下)及びゲル化(粘度上昇)が少なく、耐熱性に優れることを示す。なお、測定値(変化割合)が0.7以上0.8未満、又は1.4を超え、1.5以下(△以上)であれば、アスファルト組成物として実用上問題なく使用できる。

◎:変化割合が0.9以上1.3以下
○:変化割合が0.8以上0.9未満、又は1.3を超え、1.4以下
△:変化割合が0.7以上0.8未満、又は1.4を超え、1.5以下
×:変化割合が0.7未満、又は1.5を超える
(アスファルト組成物の低溶融粘度性)
測定温度160℃で、ブルックフィールド型粘度計によりアスファルト組成物の溶融粘度を測定した。評価基準は、以下のとおりである。なお、測定値(溶融粘度)が700mPa・s以下(△以上)であれば、アスファルト組成物として実用上問題なく使用できる。

◎:溶融粘度が500mPa・s以下
○:溶融粘度が600mPa・s以下
△:溶融粘度が700mPa・s以下
×:溶融粘度が700mPa・sを超える
(アスファルト組成物の耐骨材剥離性能)
上記調製した改質アスファルト混合物に使用した6号砕石(直径が5mm以上13mm以下)を用いた。180℃に溶融させたアスファルト組成物を6号砕石に被膜させ、室温で30分静置した。その後、被膜させた6号砕石をスライドガラスに載せ、70℃のウォーターバス内で3時間静置させた。3時間後のアスファルト組成物の被膜の剥離状況を目視で観察した。評価基準は、以下のとおりである。なお、中程度の剥離以下(△以上)であれば、アスファルト組成物として実用上問題なく使用できる。

◎:剥離なし
○:一部に剥離あり
△:中程度の剥離あり
×:大部分で剥離あり
(改質アスファルト混合物の動的安定度(DS))
動的安定度(DS)は、上記調製した改質アスファルト混合物を用いてホイールトラッキング試験により測定した。ホイールトラッキング試験は、試験法便覧B003に準じて実施した。所定の寸法の試験体上に、載荷した小型のゴム車輪を規定温度、規定時間、及び規定速度で繰り返し往復走行させ、単位時間あたりの変形量から動的安定度(DS)(回/mm)を求めた。動的安定度が高いほど、優れた耐轍掘れ性を付与できることを示している。評価基準は以下のとおりである。

◎:5000以上
○:2000以上5000未満
△:1000以上2000未満
×:1000未満
(改質アスファルト混合物の動的安定度(DS)/(G*/sinδ))
動的安定度(DS)は、前述した測定方法で求め、G*/sinδは、ダイナミックシェアレオメーターによる動的粘弾性を測定し、得られた複素弾性率(G*)とsinδから求め、動的安定度(DS)と、G*/sinδとの比を求めた。なお、測定装置、測定条件は以下のとおりであった。

・測定装置:Rheometric Scientific社製 ARES
・測定条件
測定温度:60℃
角速度:10rad/sec
測定モード:パラレルプレート(直径50mmφ)
サンプル量:2g
この比が高いほど、アスファルト混合物の作成時の加工性と耐流動性のバランスが優れることを示している。評価基準は以下の通りである。なお、DSとG*/sinδとの比が0.40以上(△以上)であれば、アスファルト組成物として実用上問題なく使用できる。

◎:比が0.65以上
○:比が0.50以上0.65未満
△:比が0.40以上0.50未満
×:比が0.40未満
本発明のアスファルト組成物は、例えば、道路舗装、ルーフィング、アスファルト防水シート、シーラント等の分野に利用でき、特に道路舗装の分野で好適に利用できる。

Claims (7)

  1. ブロック共重合体(A)と、架橋剤(B)と、アスファルト(C)とを含有するアスファルト組成物であって、
    前記ブロック共重合体(A)の割合が、アスファルト(C)100質量部に対し、0.5質量部以上20質量部以下であり、
    前記架橋剤(B)の割合が、アスファルト(C)100質量部に対し、0.03質量部以上3質量部以下であり、
    前記ブロック共重合体(A)が、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(a)と、共役ジエン単量体単位及びビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(b)とを含有し、前記共役ジエン単量体単位中の二重結合の水素添加率が、10mol%以上85mol%以下であるアスファルト組成物。
  2. 前記ブロック共重合体(A)が、下記式(1)で表される構造(I)、下記式(2)で表される構造(II)、及び下記式(3)で表される構造(III)からなる群より選択される少なくとも1種の構造を含有し、各構造中の前記共役ジエン単量体単位中の二重結合が部分水素添加されている請求項1記載のアスファルト組成物。

    (p)n−q (1)
    (式中、pは、a−b又はb−aを示し、qは、a又はbを示し、nは、1以上の整数を示し、aは、前記重合体ブロック(a)を示し、bは、前記重合体ブロック(b)を示す。但し、qがaである場合、pがa−bを示し、qがbである場合、pがb−aを示し、qは、存在してもしていなくてもよく、a又はbを複数含む場合、複数のa又はbは、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。)

    (Y)m−X (2)
    (式中、Xは、カップリング剤の残基を示し、Yは、(p)n−q又はq−(p)nを示し、mは、1以上の整数を示し、p、q、及びnは、前記式(1)に同じ。)

    (Y)k−Z (3)
    (式中、Zは、重合開始剤又は停止剤の残基を示し、Yは、(p)n−q又はq−(p)nを示し、kは、1以上の整数を示し、p、q、及びnは、前記式(1)に同じ。)
  3. 前記ブロック共重合体(A)が、前記式(1)で表される構造(I)及び前記式(2)で表される構造(II)を含有する請求項2記載のアスファルト組成物。
  4. 前記式(1)で表される構造(I)と前記式(2)で表される構造(II)との割合が、前者/後者(質量比)=5/95以上70/30以下である請求項3記載のアスファルト組成物。
  5. 前記ブロック共重合体(A)が、官能基を含有する請求項1から4のいずれか一項に記載のアスファルト組成物。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載のアスファルト組成物と、骨材とを含む改質アスファルト混合物。
  7. 舗装用である請求項6記載の改質アスファルト混合物。
JP2017046559A 2017-03-10 2017-03-10 アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物 Pending JP2018150430A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017046559A JP2018150430A (ja) 2017-03-10 2017-03-10 アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017046559A JP2018150430A (ja) 2017-03-10 2017-03-10 アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018150430A true JP2018150430A (ja) 2018-09-27

Family

ID=63680847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017046559A Pending JP2018150430A (ja) 2017-03-10 2017-03-10 アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018150430A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101991840B1 (ko) * 2018-11-29 2019-06-24 (주)씨앤비 신축이음 탄성 봉함재 조성물 및 이를 이용한 신축이음 시공 공법
CN112500054A (zh) * 2020-11-18 2021-03-16 中海油能源发展股份有限公司 一种海底管缆防护垫及其内容物及内容物制备方法
JP2021042659A (ja) * 2019-09-10 2021-03-18 ▲広▼州大学 浸透式アスファルトコンクリート及びその製造方法と適用
CN113444373A (zh) * 2021-06-03 2021-09-28 李威风 沥青改性用组合物、改性沥青和它们的制造方法以及沥青混合料
CN113667313A (zh) * 2021-08-17 2021-11-19 浙江交通资源投资有限公司沥青科技分公司 一种分子密实型养护专用沥青及其制备方法
JPWO2020194702A1 (ja) * 2019-03-28 2021-12-09 出光興産株式会社 アスファルト組成物、アスファルト混合物、アスファルト組成物の製造装置、アスファルト組成物の製造システムおよびアスファルト組成物の製造方法
WO2023074089A1 (ja) * 2021-10-25 2023-05-04 旭化成株式会社 ブロック共重合体、アスファルト組成物、及び改質アスファルト混合物
CN119264685A (zh) * 2024-11-04 2025-01-07 山东海韵沥青有限公司 一种机场道面专用沥青及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015108150A1 (ja) * 2014-01-17 2015-07-23 旭化成ケミカルズ株式会社 重合体及びアスファルト組成物
WO2015108139A1 (ja) * 2014-01-17 2015-07-23 旭化成ケミカルズ株式会社 重合体及びアスファルト組成物
JP2015523455A (ja) * 2013-07-05 2015-08-13 エルジー・ケム・リミテッド 混練性が改善されたアスファルト改質剤及びそれを含むアスファルト組成物
WO2015170739A1 (ja) * 2014-05-08 2015-11-12 旭化成ケミカルズ株式会社 アスファルト組成物
JP2016035037A (ja) * 2014-08-01 2016-03-17 旭化成ケミカルズ株式会社 アスファルト組成物
JP2016210878A (ja) * 2015-05-07 2016-12-15 旭化成株式会社 改質アスファルト組成物、及び改質アスファルト混合物、並びにこれらの製造方法
JP2017025141A (ja) * 2015-07-16 2017-02-02 旭化成株式会社 改質アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物
JP2017025144A (ja) * 2015-07-16 2017-02-02 旭化成株式会社 水添ブロック共重合体、並びにこれを用いた粘接着組成物、改質アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015523455A (ja) * 2013-07-05 2015-08-13 エルジー・ケム・リミテッド 混練性が改善されたアスファルト改質剤及びそれを含むアスファルト組成物
WO2015108150A1 (ja) * 2014-01-17 2015-07-23 旭化成ケミカルズ株式会社 重合体及びアスファルト組成物
WO2015108139A1 (ja) * 2014-01-17 2015-07-23 旭化成ケミカルズ株式会社 重合体及びアスファルト組成物
WO2015170739A1 (ja) * 2014-05-08 2015-11-12 旭化成ケミカルズ株式会社 アスファルト組成物
JP2016035037A (ja) * 2014-08-01 2016-03-17 旭化成ケミカルズ株式会社 アスファルト組成物
JP2016210878A (ja) * 2015-05-07 2016-12-15 旭化成株式会社 改質アスファルト組成物、及び改質アスファルト混合物、並びにこれらの製造方法
JP2017025141A (ja) * 2015-07-16 2017-02-02 旭化成株式会社 改質アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物
JP2017025144A (ja) * 2015-07-16 2017-02-02 旭化成株式会社 水添ブロック共重合体、並びにこれを用いた粘接着組成物、改質アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101991840B1 (ko) * 2018-11-29 2019-06-24 (주)씨앤비 신축이음 탄성 봉함재 조성물 및 이를 이용한 신축이음 시공 공법
JPWO2020194702A1 (ja) * 2019-03-28 2021-12-09 出光興産株式会社 アスファルト組成物、アスファルト混合物、アスファルト組成物の製造装置、アスファルト組成物の製造システムおよびアスファルト組成物の製造方法
JP7167309B2 (ja) 2019-03-28 2022-11-08 出光興産株式会社 アスファルト組成物、アスファルト混合物、アスファルト組成物の製造装置、アスファルト組成物の製造システムおよびアスファルト組成物の製造方法
JP2021042659A (ja) * 2019-09-10 2021-03-18 ▲広▼州大学 浸透式アスファルトコンクリート及びその製造方法と適用
CN112500054A (zh) * 2020-11-18 2021-03-16 中海油能源发展股份有限公司 一种海底管缆防护垫及其内容物及内容物制备方法
CN113444373A (zh) * 2021-06-03 2021-09-28 李威风 沥青改性用组合物、改性沥青和它们的制造方法以及沥青混合料
CN113444373B (zh) * 2021-06-03 2023-01-24 李威风 沥青改性用组合物、改性沥青和它们的制造方法以及沥青混合料
CN113667313A (zh) * 2021-08-17 2021-11-19 浙江交通资源投资有限公司沥青科技分公司 一种分子密实型养护专用沥青及其制备方法
WO2023074089A1 (ja) * 2021-10-25 2023-05-04 旭化成株式会社 ブロック共重合体、アスファルト組成物、及び改質アスファルト混合物
JPWO2023074089A1 (ja) * 2021-10-25 2023-05-04
CN119264685A (zh) * 2024-11-04 2025-01-07 山东海韵沥青有限公司 一种机场道面专用沥青及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6687617B2 (ja) 部分水添ブロック共重合体、粘接着組成物、粘接着性テープ、ラベル、改質アスファルト組成物、改質アスファルト混合物及び舗装用バインダ組成物
JP2018150430A (ja) アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物
JP2016210878A (ja) 改質アスファルト組成物、及び改質アスファルト混合物、並びにこれらの製造方法
JP6616113B2 (ja) ブロック共重合体組成物、並びにこれを用いた粘接着組成物、改質アスファルト組成物、舗装用バインダ組成物及びブロック共重合体組成物の製造方法
US10138319B2 (en) Polymer and asphalt composition
JP2016210647A (ja) 改質アスファルト組成物、及び改質アスファルト混合物、並びにこれらの製造方法
JP6628514B2 (ja) 水添ブロック共重合体、並びにこれを用いた粘接着組成物、改質アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物
KR101820618B1 (ko) 중합체 및 아스팔트 조성물
JP6563679B2 (ja) 接着用改質アスファルト組成物及び混合物、並びにその積層体
JPWO2015182649A1 (ja) アスファルト組成物
JP2021138920A (ja) ブロック共重合体、アスファルト組成物、及び改質アスファルト混合物
JP6504949B2 (ja) 改質アスファルト組成物及び改質アスファルト混合物
JP2016035037A (ja) アスファルト組成物
JP2016210876A (ja) 改質アスファルトマスターバッチ、改質アスファルト組成物、及び改質アスファルト混合物、並びにこれらの製造方法
JP2025185051A (ja) ブロック共重合体、アスファルト組成物、及び改質アスファルト混合物
JP6646362B2 (ja) 改質アスファルト乳剤
EP3875491A2 (en) Block copolymer, asphalt composition, and modified asphalt mixture
JP2003055560A (ja) アスファルト組成物、及びアスファルト改質用ブロック共重合体
JP6607672B2 (ja) 重合体及びアスファルト組成物
JP2022066733A (ja) ブロック共重合体、アスファルト組成物、及び改質アスファルト混合物
JP2016210877A (ja) カラー舗装用組成物、及びカラー舗装用混合物、並びにこれらの製造方法
JP2024120842A (ja) ブロック共重合体、アスファルト組成物、及び改質アスファルト混合物
JP4656987B2 (ja) アスファルト組成物
CN118546322A (zh) 嵌段共聚物、沥青组合物以及改性沥青混合物
EP4421121A1 (en) Block copolymer, asphalt composition, and modified asphalt mixture

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191226

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200806

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200812

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210218