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JP2019183124A - アスファルト含有防水シート用添加剤、アスファルト含有防水シートの製造方法、アスファルト組成物、及びアスファルト含有防水シート - Google Patents

アスファルト含有防水シート用添加剤、アスファルト含有防水シートの製造方法、アスファルト組成物、及びアスファルト含有防水シート Download PDF

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JP2019183124A JP2019045216A JP2019045216A JP2019183124A JP 2019183124 A JP2019183124 A JP 2019183124A JP 2019045216 A JP2019045216 A JP 2019045216A JP 2019045216 A JP2019045216 A JP 2019045216A JP 2019183124 A JP2019183124 A JP 2019183124A
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隆行 城本
Takayuki Shiromoto
隆行 城本
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Asahi Kasei Corp
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Abstract

【課題】製造時の混合温度が低く、軟化点が高く、低粘度性に優れ、低温から高温領域において高い粘着性を有し、オイルブリード性が低く、かつ低温曲げ性が優れているアスファルト組成物が得られるアスファルト含有防水シート用添加剤を提供する。【解決手段】ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位とを含み、前記共役ジエン単量体単位に含まれる二重結合の水素添加率が10mol%以上85mol%以下である添加剤(A)を含有する、アスファルト含有防水シート用添加剤。【選択図】なし

Description

本発明は、アスファルト含有防水シート用添加剤、アスファルト含有防水シートの製造方法、アスファルト組成物、及びアスファルト含有防水シートに関する。
従来、アスファルト組成物は、道路舗装、防水シート、遮音シート、ルーフィング等の用途に広く利用されている。
前記アスファルト組成物を各種用途に利用する際には、アスファルトに種々の重合体を添加して、その性質を改良しようとする試みが多くなされている。
前記重合体としては、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有するブロック共重合体が利用されている。
また、アスファルトルーフィング、アスファルト防水シートの施工においては、近年、省エネルギー、環境負荷低減、作業環境改善等の観点から、裏面に自着層をもったルーフィング材を基材に貼り付ける冷工法を取り入れた施工が多く行われている。
上述のようなブロック共重合体をアスファルトに添加したアスファルト組成物としては、従来から、種々の特定の構造を有するブロック共重合体を添加したアスファルト組成物が開示されている(例えば、特許文献1〜3参照)。
特開平1−101371号公報 特開2006−299024号公報 特開2001−164081号公報
しかしながら、特許文献1〜3に開示された技術は、軟化点が高く、低粘度性に優れ、かつ低温から高温領域において高い粘着性を有する、といった、特性バランスの観点からは、未だ十分であるとは言えず、さらなる改善が望まれている。
また、従来公知のアスファルト組成物は、オイル等のその他の配合剤を添加した場合に、時間の経過によりブリードが発生し、粘着性が悪化するといった問題も有している。
また、冬場にアスファルト防水シート施工する際には、曲げているロール形状の防水シートを繰り出しながら貼り付ける工程で、当該防水シートにひびが入る場合がある。
そこで、アスファルト含有防水シートの低温曲げ性を改良するために、アスファルト組成物に対するオイルの添加量を増加したり、水素添加率が0%のスチレンブタジエンスチレン共重合体をアスファルトに添加したりすることが試みられているが、オイルのブリードが発生しやすくなったりする等の問題が生じ、また、各物性のバランスにおいても十分な特性が得られておらず、さらなる改善が望まれている。
そこで本発明においては、製造時の混合温度が低く、軟化点が高く、低粘度性に優れ、低温から高温領域において高い粘着性を有し、オイルブリード性が低く、かつ、低温曲げ性が優れているアスファルト組成物が得られるアスファルト含有防水シート用添加剤を提供することを目的とする。
本発明者らは、上述した従来技術の課題を解決するため鋭意検討をした結果、分子構造を特定した所定の重合体を含有するアスファルト含有防水シート用添加剤により、製造時の混合温度が低く、軟化点が高く、低粘度性に優れ、低温から高温領域において高い粘着性を有し、オイルブリード性が低く、かつ低温曲げ性が優れているアスファルト組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
〔1〕
ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位とを含み、前記共役ジエン単量体単位に含まれる二重結合の水素添加率が10mol%以上85mol%以下である添加剤(A)を含有する、アスファルト含有防水シート用添加剤。
〔2〕
前記添加剤(A)は、前記ビニル芳香族単量体単位の含有量が20質量%以上45質量%以下である、前記〔1〕に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤。
〔3〕
前記添加剤(A)は、ブロック共重合体(a)を、30質量%以上95質量%以下、ブロック共重合体(b)を、5質量%以上70質量%以下含み、
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と、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックと、を含有し、ピーク分子量が3万以上15万以下であるブロック共重合体であり、
前記ブロック共重合体(b)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と、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックと、を含有するブロック共重合体であり、
前記ブロック共重合体(a)のピーク分子量に対する前記ブロック共重合体(b)のピーク分子量の比が1.5以上6.0未満である、
前記〔1〕又は〔2〕に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤。
〔4〕
前記ブロック共重合体(b)が、ブロック共重合体(b−2)を含み、
前記ブロック共重合体(a)の重量平均分子量に対する前記ブロック共重合体(b−2)の重量平均分子量の比が2.4以上3.5未満である、
前記〔3〕に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤。
〔5〕
前記ブロック共重合体(b)が、ブロック共重合体(b−3)を含み、
前記ブロック共重合体(a)の重量平均分子量に対する前記ブロック共重合体(b−3)の重量平均分子量の比が、3.4以上4.5未満である、
前記〔3〕又は〔4〕に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤。
〔6〕
ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位とを含み、共役ジエン単量体単位に含まれる二重結合の水素添加率が0mоl%である添加剤(B)を、さらに含有する、
前記〔1〕乃至〔5〕のいずれか一に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤。
〔7〕
前記添加剤(A)が、
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一つの官能基を有する、
前記〔1〕乃至〔6〕のいずれか一に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤。
〔8〕
前記添加剤(B)が、
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、
前記〔6〕又は〔7〕に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤。
〔9〕
前記〔1〕乃至〔8〕のいずれか一に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤を、5質量%以上30質量%以下、
粘着付与剤を、3質量%以上30質量%以下、
軟化剤を、2質量%以上25質量%以下、
アスファルトを、30質量%以上90質量%以下、含有するアスファルト組成物の層を形成する工程を有する、
アスファルト含有防水シートの製造方法。
〔10〕
前記〔1〕及至〔8〕のいずれか一に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤を、5質量%以上30質量%以下、
粘着付与剤を、3質量%以上30質量%以下、
軟化剤を、2質量%以上25質量%以下、
及びアスファルトを、30質量%以上90質量%以下、
含有する、アスファルト組成物。
〔11〕
前記〔1〕及至〔8〕のいずれか一に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤以外のゴム成分及び/又は樹脂成分を、さらに含む、前記〔10〕に記載のアスファルト組成物。
〔12〕
前記〔10〕又は〔11〕に記載のアスファルト組成物を含む、アスファルト含有防水シート。
本発明によれば、製造時の混合温度が低く、軟化点が高く、低粘度性に優れ、低温から高温領域において高い粘着性を有し、オイルブリード性が低く、かつ低温曲げ性が優れているアスファルト組成物が得られるアスファルト含有防水シート用添加剤を提供できる。
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。
以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。
〔アスファルト含有防水シート用添加剤〕
本実施形態のアスファルト含有防水シート用添加剤は、
ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位とを含み前記共役ジエン単量体単位に含まれる二重結合の水素添加率が10mol%以上85mol%以下である添加剤(A)を、含有する。
ここで、添加剤(A)は、ブロック共重合体からなり、当該ブロック共重合体を構成する構成単位のことを「〜単量体単位」といい、重合体の材料として記載する場合は「単位」を省略し、単に「〜単量体」と記載する。
また、本明細書において、「主体とする」とは、重合体ブロック中、所定の単量体単位の含有量が60質量%以上であることをいい、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上であり、さらに好ましくは95質量%以上である。
上限は特に制限はないが、100質量%以下であることが好ましく、99質量%以下であることが好ましい。
(添加剤(A)の構造)
本実施形態において、添加剤(A)は、アスファルト含有防水シートの低温から高温領域の高い粘着性の観点から、後述するブロック共重合体(a)とブロック共重合体(b)とを含むことが好ましい。
前記ブロック共重合体(a)は低分子量成分であり、前記ブロック共重合体(b)は高分子量成分である。粘着性の発現には、アスファルト組成物の被着体への貼り付け性、貼り付け後の弾性力のバランスが重要であるが、低分子量成分と高分子量成分の両成分を組み合わせることで、添加剤が所望の性能を有するように調整し易い観点から、前記ブロック共重合体(a)及び(b)を含有することは好ましい形態である。
低分子量成分であるブロック共重合体(a)の比率が増加することにより、貼り付け性は向上するが、弾性力は低下する傾向にある。一方、高分子量成分であるブロック共重合体(b)の比率が増加することにより、貼り付け性は低下するが、弾性力は向上する傾向にある。特に低温領域では貼り付け性の影響が強い傾向にあり、高温領域では弾性力の影響が強い傾向にある。
前記高分子量成分であるブロック共重合体(b)は、所定のブロック共重合体(b−2)を含み、かつ前記ブロック共重合体(a)の重量平均分子量に対する前記ブロック共重合体(b−2)の重量平均分子量の比が、2.4以上3.5未満であることが好ましく、2.5以上3.4未満であることがより好ましく、2.6以上3.3未満であることがさらに好ましい。
前記ブロック共重合体(b−2)の含有量は、ブロック共重合体(b)中、15〜80質量%の範囲であることが好ましい。
前記ブロック共重合体(b)が、前記ブロック共重合体(b−2)を含有することにより、アスファルト組成物の高い軟化点と、低い粘度との特性バランスが優れたものとなる効果が得られる。
前記高分子量成分であるブロック共重合体(b)は、所定のブロック共重合体(b−3)を含み、かつ前記ブロック共重合体(a)の重量平均分子量に対する前記ブロック共重合体(b−3)の重量平均分子量の比が、3.4以上4.5未満であることが好ましく、3.4以上4.4未満であることがより好ましく、3.4以上4.3未満であることがさらに好ましい。
前記ブロック共重合体(b−3)の含有量は、ブロック共重合体(b)中、15〜80質量%の範囲であることが好ましい。
前記ブロック共重合体(b)が、前記ブロック共重合体(b−3)を含有することにより、アスファルト組成物の高い軟化点と、低い粘度との特性バランスが優れたものとなる効果が得られる。
前記添加剤(A)に含有される低分子量成分であるブロック共重合体(a)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と、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックを含有し、ピーク分子量が3万以上15万以下であるブロック共重合体であり、前記添加剤(A)に含有される高分子量成分であるブロック共重合体(b)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と、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックを含有する。
本実施形態のアスファルト組成物の高い軟化点、低い粘度の観点から、ブロック共重合体(b)のピーク分子量は、ブロック共重合体(a)のピーク分子量に対して1.5倍以上6.0倍未満であり、1.7倍以上5.0倍以下であることが好ましく、1.8倍以上4.5倍以下であることがより好ましい。
ブロック共重合体(a)及びブロック共重合体(b)のピーク分子量は、重合時の開始剤に対するモノマー量の調整、及び/又はカップリング反応率の調整により制御することができ、かつこれらの比を上記数値範囲に制御することができる。
ブロック共重合体のピーク分子量は、後述する実施例に記載する方法により測定することができる。
ブロック共重合体(a)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を1つ、及び共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックを1つ有するものであることが、ブロック共重合体の製造性、アスファルト組成物の軟化点、アスファルト組成物の粘度の観点から好ましい。
ブロック共重合体(b)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を2つ以上、及び共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックを1つ以上有するものであることが、ブロック共重合体の製造性、アスファルト組成物の軟化点、アスファルト組成物の粘度の観点から好ましい。
ブロック共重合体(a)は、S−B及び下記の式(i)〜(iii)からなる群より選ばれる少なくとも一つのブロック共重合体を含有することが好ましく、ブロック共重合体(b)は、下記の式(i)〜(vi)からなる群より選ばれる少なくとも一つのブロック共重合体を含有することが好ましい。
(S−B)n ・・・(i)
B−(S−B)n ・・・(ii)
S−(B−S)n ・・・(iii)
S−(B−S)n−X ・・・(iv)
[(S−B)km−X ・・・(v)
[(S−B)k−S]m−X ・・・(vi)
前記S−B、及び前記式(i)〜(vi)中、S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を表し、Bは、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックを表す。
Xは、カップリング剤の残基又は多官能有機リチウム等の重合開始剤の残基を表し、mは2〜6の整数であり、n及びkはそれぞれ独立して1〜4の整数である。
式(i)〜(vi)のm、n及びkの値は同じであっても異なっていてもよい。
ブロック共重合体中にブロックS及びBが複数存在している場合には、各々の分子量や組成等の構造は同一であってもよく、異なっていてもよい。
前記式(iv)〜(vi)中、Xは、前記のように、カップリング剤の残基又は多官能有機リチウム等の重合開始剤の残基を表す。ブロックの分子量制御の観点から、Xはカップリング剤の残基であることが好ましい。
カップリング剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、四塩化ケイ素、四塩化スズ、エポキシ化合物、ポリハロゲン化炭化水素化合物、カルボン酸エステル化合物、ポリビニル化合物、アルコキシシラン化合物、ハロゲン化シラン化合物、エステル系化合物等が挙げられる。
ブロック共重合体(b)は、Xがカップリング剤の残基であるカップリング体と、Xを有しないブロック共重合体との混合物であってもよい。
アスファルト組成物の製造時のブロック共重合体の耐熱劣化性の観点から、Xは、アルコキシシラン化合物やエポキシ化合物よりなるカップリング剤の残基であることが好ましい。
カップリング剤であるアルコキシシラン化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、テトラメトキシシラン及びそれと同種のもの等のテトラアルコキシシラン化合物;テトラフェノキシシラン及びそれと同種のもの等のテトラアリーロキシシラン化合物;メチルトリエトキシシラン及びそれと同種のもの等の2又は3以上のアルコキシ基を有するアルキルアルコキシシラン化合物;メチルトリフェノキシシラン及びそれと同種のもの等の2又は3以上のアリーロキシ基を有するアルキルアリーロキシシラン化合物;ビニルトリメトキシシラン及びそれと同種のもの等の2又は3以上のアルコキシ基を有するアルケニルアルコキシシラン化合物;並びにトリメトキシクロロシラン及びそれと同種のもの等のハロゲノアルコキシシラン化合物が挙げられる。
これらの中では、耐熱劣化性やブロック共重合体の製造性の観点から、アルキルアルコキシ基を2〜4個有するアルキルアルコキシシランが好ましい。
カップリング剤であるエポキシ化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、エポキシ化大豆油又はエポキシ化アマニ油のようなポリエポキシ化植物油、エポキシ化ポリブタジエン、あるいはエポキシ化テトラアリルエーテルペンタエリトリトール等が挙げられる。
これらの中では、耐熱劣化性やブロック共重合体の製造性の観点から、フェニル基を有するエポキシ化合物が好ましい。
アルコキシシラン化合物やエポキシ化合物中のアルコキシシリル基やエポキシ基の数は、本実施形態のアスファルト組成物の低い混合温度、アスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物中の重合体の少ない劣化の観点から、1分子当たり2〜5個が好ましく、2〜4個がより好ましく、3〜4個がさらに好ましく、4個がさらにより好ましい。
なお、前記ブロック共重合体の、各ブロック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。
例えば、ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位との共重合体ブロックが存在してもよい。また、当該共重合体ブロックが複数個共存してもよい。ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(S)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もよい。
添加剤(A)に含有される高分子量成分であるブロック共重合体(b)は、本実施形態のアスファルト組成物の製造時の低い混合温度、アスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物中の重合体の少ない劣化、アスファルト組成物の高い軟化点の観点から、(S−B)m−X(m=2〜4の整数であり、S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であり、Bは共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックであり、Xはカップリング剤の残基又は重合開始剤の残基である。)で表されるブロック共重合体を含有することが好ましく、(S−B)4−X(S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であり、Bは共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックであり、Xはカップリング剤の残基である。)で表されるブロック共重合体を含有することがより好ましい。
また、本実施形態のアスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物の高い軟化点の観点から、ブロック共重合体(b)が、(S−B)3−X及び(S−B)4−Xを含有することがさらに好ましい。
ブロック共重合体(a)とブロック共重合体(b)の合計量に対するブロック共重合体(a)の比率は、アスファルト組成物の低い混合温度、アスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物の高い粘着性の観点から、30質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましく、60質量%以上がさらにより好ましい。
また、アスファルト組成物の高い伸長回復性、アスファルト組成物の高い軟化点の観点から、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましく、85質量%以下がさらに好ましく、80質量%以下がさらにより好ましい。
本明細書中、「アスファルト組成物の伸長回復性」は、アスファルト組成物をダンベル形状の金型を用いて成型した後、伸ばして中央部でカットし、その後、元の長さまで戻るかどうかの性能(エラスティックリカバリー)を示す。
具体的には、下記(1)〜(6)による測定によってアスファルト組成物の伸長回復性が求められる。
(1)溶融したアスファルト組成物をダンベル形状(例えば、長さ×幅×厚さ=約12cm×5cm×1cm)の金型に流し込む。
(2)冷えたアスファルト組成物(両端はダンベルの治具が付いた状態)を25℃の水槽に入れる。
(3)ダンベルの両端を治具で掴んで、一定速度で引っ張る。
(4)20cm伸ばして止めて、5分程保持する。
(5)ダンベルの両端を掴んだまま、ダンベルの真ん中を切断する。
(6)(ゴム弾性が残っていれば、)切断されたダンベルは、(切断された直後の両側合わせて20cm−αの長さから)ダンベルを伸ばす前の長さ(約12cm)に戻ろうとするので、一定時間経過後にどれくらい戻ったかを測定する。なお、前記αは、測定時に既に一定時間が経過した際のダンベルが戻った量を示す。
また、ブロック共重合体(a)とブロック共重合体(b)の合計量に対するブロック共重合体(b)の比率は、本実施形態のアスファルト組成物の高い伸長回復性、アスファルト組成物の高い軟化点、アスファルト組成物の優れた低温曲げ性の観点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上がさらに好ましく、20質量%以上がさらにより好ましい。
また、アスファルト組成物の低い混合温度、アスファルト組成物の低い粘度の観点から、70質量%以下が好ましく、65質量%以下がより好ましく、60質量%以下がさらに好ましく、50質量%以下がさらにより好ましい。ブロック共重合体(a)よりも高分子量のブロック共重合体(b)の方が、ゴム弾性が高いために、ブロック共重合体(b)の比率が比較的高い場合の方が、アスファルト組成物の軟化点や、低温曲げ性といったゴム弾性が寄与する指標にプラスに作用すると考えられる。
ブロック共重合体(a)のピーク分子量は、アスファルト組成物の高い軟化点の観点から、3万以上であり、4万以上が好ましく、4.5万以上がより好ましい。また、アスファルト組成物の低い混合温度、アスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物中の重合体の少ない劣化の観点から、15万以下であり、13万以下であることが好ましく、12万以下がより好ましく、11万以下がさらに好ましく、10万以下がさらにより好ましい。
ブロック共重合体(b)のピーク分子量は、上述したように、アスファルト組成物の高い軟化点、アスファルト組成物の低い粘度の観点から、ブロック共重合体(a)のピーク分子量の1.5〜6.0倍未満であり、1.7〜5.0倍であることが好ましく、1.8〜4.5倍であることがより好ましい。
また、ブロック共重合体(b)が(S−B)m−Xである場合、(S−B)m−Xのピーク分子量は、アスファルト組成物の高い軟化点や高い引張回復性の観点から、S−BあるいはS−B−Xで表されるブロック共重合体(a)のm倍のピーク分子量であることが好ましい。なお、重合体のピーク分子量は、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。
また、添加剤(A)中のビニル芳香族単量体単位の含有量は、本実施形態のアスファルト組成物の高い軟化点、アスファルト組成物中の重合体の少ない劣化の観点から、20質量%以上であることが好ましく、22質量%以上がより好ましく、24質量%以上がさらに好ましく、26質量%以上がさらにより好ましい。
また、添加剤(A)中の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の優れた低温曲げ性、アスファルト組成物の低温領域の優れた粘着性、アスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物の低いオイルブリード性の観点から、45質量%以下であることが好ましく、42質量%以下がより好ましく、40質量%以下がさらに好ましく、38質量%以下がさらにより好ましい。ビニル芳香族単量体単位の含有量は、添加剤(A)の硬さに影響しやすいため、上限値を低く設定することにより、低温曲げ性などの柔らかさが求められる性能にはプラスに働くと考えられる。
ここで、添加剤(A)中のビニル芳香族単量体単位の含有量は、成分ごとの値ではなく、添加剤(A)全体としてのビニル芳香族単量体単位の含有量、すなわち各成分のビニル芳香族単量体単位の含有量の平均値である。
なお、本実施形態において、添加剤(A)中のビニル芳香族単量体単位の含有量は後述する実施例に記載の方法で測定することができる。
添加剤(A)中のビニル芳香族単量体単位の総含有量に対する、ビニル芳香族単量体ブロック含有量の割合(ブロック率)は、アスファルト組成物の高い軟化点、アスファルト組成物の高い伸長回復性の観点から、90%以上が好ましく、93%以上がより好ましく、95%以上がさらに好ましく、96%以上がさらにより好ましい。
また、前記ブロック率は、アスファルト組成物中の重合体の少ない劣化、アスファルト組成物の柔軟性の観点から、99%以下が好ましく、98%以下がより好ましい。
添加剤(A)中のビニル芳香族単量体単位の総含有量に対する、ビニル芳香族単量体ブロック含有量の割合(ブロック率)は、(添加剤中のビニル芳香族単量体ブロック含有量)/(添加剤中のビニル芳香族単量体単位の総含有量)×100により求めることができる。
なお、前記ビニル芳香族単量体ブロックとは、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックを意味する。
なお、添加剤(A)中のビニル芳香族単量体ブロック含有量や添加剤(A)中のビニル芳香族単量体単位の総含有量は、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。
添加剤(A)中のビニル芳香族単量体単位の総含有量に対する、ビニル芳香族単量体ブロック含有量の割合は、例えば分子量、重合温度、単量体の添加速度、先に添加した単量体と次の単量体を添加する時間間隔、極性化合物やランダム化剤、重合反応器の撹拌速度等を調整することにより制御することができる。
具体的には、ビニル芳香族単量体単位の重合終了時に現れるピーク温度に到達したときから1分以上21分未満経過した後、かつ、ピーク温度より1℃以上低下した後に共役ジエン単量体単位を添加することにより、前記ブロック率を90%以上99%以下とすることができる。
ここで、添加剤(A)中のビニル芳香族単量体単位の総含有量に対する、ビニル芳香族単量体ブロック含有量の割合は、成分ごとの値ではなく、含有されているブロック共重合体全体としての値、すなわち各成分の平均値である。
添加剤(A)のメルトフローレート(MFR、200℃、5kgf)は、製造性の観点から、0.5g/10分以上が好ましく、0.75g/10分以上がより好ましく、1g/10分以上がさらに好ましい。
また、添加剤(A)のメルトフローレート(MFR、200℃、5kgf)は、アスファルトに添加する低いポリマー添加量、すなわちアスファルトに添加するポリマー添加量を少なくする観点や、引張後の回復性の観点から、100g/10分以下が好ましく、50g/10分以下がより好ましく、30g/10分以下がさらに好ましい。
添加剤(A)は、本実施形態のアスファルト組成物の高い軟化点、重合体の高い耐熱劣化性、アスファルト組成物の低いオイルブリード性の観点から、重合体中の共役ジエン単量体単位に含まれる二重結合の少なくとも一部が水素添加されている。
アスファルト組成物の高い軟化点や重合体の高い耐熱劣化性の観点から、添加剤(A)は、共役ジエン単量体単位に含まれる二重結合の水素添加率が、10mol%以上であり、20mol%以上が好ましく、25mol%以上がより好ましく、35mol%以上がさらに好ましい。
なお、添加剤(A)は、共役ジエン単量体単位に含まれる二重結合の水素添加率が、アスファルト組成物の優れた低温曲げ性、アスファルト防水シートの低温領域の優れた粘着性の観点から、85mol%以下であり、60mol%以下が好ましく、55mol%以下がより好ましく、50mol%以下がさらに好ましい。水素添加することで、低温領域のガラス転移点が高温側にシフトするため、低温領域の柔らかさが求められる低温曲げ性は低下する傾向にあると考えられるが、85mоl%以下であれは、実用上の性能としては問題のないレベルである。
なお、本明細書中、共役ジエン単量体単位は、水添前後に関わらず「共役ジエン単量体単位」と称する。
すなわち、共役ジエン単量体を重合すると、水添前には不飽和結合部がある一方、水添後は共役ジエンに由来する不飽和結合が無くなるが、水添後についても、共役ジエン単量体単位に由来する成分については、「共役ジエン単量体単位」と呼ぶものとする。
二重結合量の水素添加率は、水添工程における水素添加量や水添反応時間を調整することにより、上述した数値範囲に制御することができる。また、本実施形態において、水素添加率は後述する実施例に記載の方法で求めることができる。
本実施形態のアスファルト含有防水シート用添加剤に含有される添加剤(A)の水素添加前の共役ジエン単量体単位中のビニル含有量は、アスファルトとの高い相容性、アスファルト組成物の低い粘度の観点から、8mol%以上が好ましく、10mol%以上がより好ましく、12mol%以上がさらに好ましく、20mol%以上がさらにより好ましい。また、水素添加前の共役ジエン単量体単位中のビニル含有量は、アスファルト組成物中の重合体の少ない劣化の観点から、50mol%以下が好ましく、45mol%以下がより好ましく、42mol%以下がさらに好ましく、38mol%以下がさらにより好ましい。
(添加剤(B))
本実施形態のアスファルト含有防水シート用添加剤は、上述した添加剤(A)の他、添加剤(B)を含有してもよい。
当該添加剤(B)は、ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位とを含み、共役ジエン単量体単位に含まれる二重結合の水素添加率が0mоl%である。
本実施形態のアスファルト組成物の低い粘度の観点から、本実施形態のアスファルト含有防水シート用添加剤は、添加剤(B)を含むことが好ましい。
また、後述する粘着付与剤を使用する場合、極性の高い粘着付与剤との相容性の観点から、添加剤(B)を含むことが好ましい。
添加剤(B)は、アスファルト組成物の製造時の低い混合温度、アスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物の高い軟化点、アスファルト粘着シートの高い粘着性の観点から、下記の互いに異なるブロック共重合体(c)とブロック共重合体(d)とを含むことが好ましい。
ブロック共重合体(c)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及び共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックを有する。ブロック共重合体(c)のピーク分子量は5.0万以上15万以下が好ましい。
ブロック共重合体(d)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及び共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックを有する。
ブロック共重合体(d)のピーク分子量は、製造時の低い混合温度、アスファルト組成物の高い軟化点、アスファルト組成物の低い粘度の観点から、ブロック共重合体(c)のピーク分子量の1.5〜6.0倍未満である。
アスファルト組成物の低い粘度と、高い軟化点の観点から、ブロック共重合体(c)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を1つ及び共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックを1つ有するものであることが好ましく、ブロック共重合体(d)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を2つ以上及び共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックを1つ以上有するものであることが好ましい。
ブロック共重合体(c)の構造としては、前述のブロック共重合体(a)と同様に、S−B及び前記式(i)〜(iii)の構造を例示することができる。
ブロック共重合体(d)の構造としては、前述のブロック共重合体(b)と同様に、前記式(i)〜(vi)の構造を例示することができる。
添加剤(B)は、アスファルト組成物の高い軟化点、アスファルト組成物の引張回復性の観点から、S−B−S、(S−B)2−X、(S−B)4−Xで表されるブロック共重合体を含有することが好ましい。
添加剤(B)がブロック共重合体(c)とブロック共重合体(d)とを含む場合の、添加剤(B)の総質量におけるブロック共重合体(c)の含有量は、アスファルト組成物の高い軟化点、アスファルト組成物の優れた低温曲げ性の観点から、95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましく、85質量%以下がさらに好ましく、80質量%以下がさらにより好ましい。また、アスファルト組成物の高い粘着性、アスファルト組成物の低い粘度の観点から、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、40質量%以上がさらに好ましく、60質量%以上がさらにより好ましい。
添加剤(B)の総質量におけるブロック共重合体(d)の含有量は、アスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物の高い粘着性の観点から、95質量%以下であることが好ましく、80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%以下がさらにより好ましい。
また、アスファルト組成物の高い軟化点、アスファルト組成物の優れた低温曲げ性の観点から、5質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましく、40質量%以上がさらに好ましく、70質量%以上がさらにより好ましい。
ブロック共重合体(c)よりも高分子量のブロック共重合体(d)の方が、ゴム弾性が高いために、ブロック共重合体(d)の比率が比較的高い場合の方が、アスファルト組成物の軟化点や低温曲げ性といったゴム弾性が寄与する指標にプラスに作用すると考えられる。
添加剤(B)は、S−B−S、(S−B)2−X(ブロック共重合体(d))とS−B(ブロック共重合体(c))との混合物、(S−B)3−X(ブロック共重合体(d))とS−B(ブロック共重合体(c))との混合物、(S−B)4−X(ブロック共重合体(d))とS−B(ブロック共重合体(c))との混合物であることが好ましく、アスファルト組成物の高い軟化点、アスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物の高温領域の粘着性の観点から、(S−B)4−X(ブロック共重合体(d))とS−B(ブロック共重合体(c))との混合物であることがより好ましい。
さらに、ブロック共重合体(c)のピーク分子量は、高い軟化点の観点から、5.0万以上であることが好ましく、6.0万以上がより好ましく、7.0万以上がさらに好ましく、8.0万以上がさらにより好ましい。また、製造時の低い混合温度や低い粘度の観点から、15万以下が好ましく、13万以下がより好ましく、12万以下がさらに好ましく、11万以下がさらにより好ましい。
ブロック共重合体(d)のピーク分子量は、製造時の低い混合温度、アスファルト組成物の高い軟化点、アスファルト組成物の低い粘度の観点から、ブロック共重合体(c)のピーク分子量の1.5〜6.0倍未満であり、1.7〜5.0倍であることが好ましく、1.8〜4.5倍であることがより好ましい。
ブロック共重合体(c)と、ブロック共重合体(d)との質量比率は、アスファルト組成物の粘度と、粘着性の観点からは、特に、(c)/(d)=60〜95/40〜5が好ましく、65〜95/35〜5がより好ましく、70〜90/30〜10がさらに好ましい。
また、添加剤(B)中の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の高い軟化点、アスファルト組成物中の重合体の少ない劣化の観点から、8質量%以上であることが好ましく、10質量%以上がより好ましく、12質量%以上がさらに好ましく、15質量%以上がさらにより好ましい。
また、添加剤(B)中の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の優れた低温曲げ性、アスファルト防水シートの低温領域の優れた粘着性の観点から、50質量%以下であることが好ましく、46質量%以下がより好ましく、42質量%以下がさらに好ましく、35質量%以下がさらにより好ましい。添加剤(B)中のビニル芳香族単量体単位の含有量は、添加剤(B)の硬さに影響しやすいため、上限値を低く設定することで、低温曲げ性などの柔らかさが求められる性能にはプラスに働くと考えられる。
ここで、添加剤(B)中のビニル芳香族単量体単位の含有量は成分ごとの値ではなく、添加剤(B)全体としてのビニル芳香族単量体単位の含有量、すなわち各成分のビニル芳香族単量体単位の含有量の平均値である。
なお、添加剤(B)中のビニル芳香族単量体単位の含有量は後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
添加剤(B)中のビニル芳香族単量体単位の総含有量に対する、ビニル芳香族単量体ブロック含有量の割合(ブロック率)は、アスファルト組成物の高い軟化点、アスファルト組成物の高い伸長回復性の観点から、90%以上が好ましく、93%以上がより好ましく、95%以上がさらに好ましく、96%以上がさらにより好ましい。
また、当該ブロック率は、アスファルト組成物の低い混合温度、アスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物中の重合体の少ない劣化、アスファルト組成物の柔軟性の観点から、99%以下が好ましく、98%以下がより好ましい。
添加剤(B)中のビニル芳香族単量体単位の総含有量に対する、ビニル芳香族単量体ブロック含有量の割合(ブロック率)は、
(添加剤(B)中のビニル芳香族単量体ブロック含有量)/(添加剤(B)中のビニル芳香族単量体単位の総含有量)×100で求めることができる。
ここで、ビニル芳香族単量体ブロックとは、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックを意味する。
なお、本実施形態において、添加剤(B)中のビニル芳香族単量体ブロック含有量や、添加剤(B)中のビニル芳香族単量体単位の総含有量は、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。
添加剤(B)中のビニル芳香族単量体単位の総含有量に対する、ビニル芳香族単量体ブロック含有量の割合は、例えば、分子量、重合温度、単量体の添加速度、先に添加した単量体と次の単量体を添加する時間間隔、極性化合物やランダム化剤、重合反応器の撹拌速度等を調整することにより制御することができる。
具体的には、例えばビニル芳香族単量体単位の重合終了時に現れるピーク温度に到達したときから1分以上21分未満経過した後、かつ、ピーク温度より1℃以下低下した後に共役ジエン単量体単位を添加することにより、前記ブロック率を90%以上99%以下とすることができる。
ここで、添加剤(B)中のビニル芳香族単量体単位の総含有量に対する、ビニル芳香族単量体ブロック含有量の割合は、成分ごとの値ではなく、添加剤(B)全体としての値、すなわち各成分の平均値である。
添加剤(B)のメルトフローレート(MFR、200℃、5kgf)は、製造性の観点から、0.1g/10分以上が好ましく、0.2g/10分以上がより好ましく、1g/10分以上がさらに好ましい。
また、添加剤(B)のメルトフローレート(MFR、200℃、5kgf)は、アスファルトに添加する低いポリマー添加量、すなわちアスファルトに添加するポリマー添加量を少なくする観点や、引張後の回復性の観点から、100g/10分以下が好ましく、50g/10分以下がより好ましく、30g/10分以下がさらに好ましい。
上述した添加剤(A)と添加剤(B)の合計質量に対する、添加剤(A)の比率は、アスファルト組成物の低いオイルブリード性、アスファルト組成物の低温領域の優れた粘着性の観点から、添加剤(A)/(添加剤(A)+添加剤(B))×100(質量%)が、8質量%以上が好ましく、12質量%以上がより好ましく、15質量%以上がさらに好ましく、20質量%以上がさらにより好ましい。また、アスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物の優れた低温曲げ性の観点から、55質量%以下が好ましく、45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%以下がさらにより好ましい。
添加剤(A)は水素添加されているので、低温領域のガラス転移点が高温側にシフトしており、添加剤(A)の比率が高くなると、低温領域の柔らかさが低下する傾向にあると考えられる。従って、同等のポリマー構造を有する添加剤(A)と添加剤(B)を混合した場合、添加剤(B)の比率が高くなると低温曲げ性に優れたものとなると考えられる。
(添加剤(A)及び添加剤(B))
添加剤(A)及び/又は添加剤(B)を構成する共重合体は、本実施形態のアスファルト組成物の高温領域における優れた粘着性、アスファルト組成物の低いオイルブリード性の観点から、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ばれる少なくとも一つの官能基を有することが好ましい。
これらの官能基の中で、当該官能基中に窒素原子を含有するものがより好ましく、窒素原子及び酸素原子を共に含有するものがさらに好ましい。
添加剤(A)、(B)が前記官能基を有していることにより、アスファルト中の極性成分と相互作用し、これにより、アスファルト中に添加剤が微分散する。そのため、アスファルト組成物中の低分子量成分、及び軟化剤がアスファルト組成物表面にブリードすることを阻害する傾向にある。
また、アスファルト含有防水シートを貼り付ける被着体表面の極性基と添加剤の官能基が相互作用することにより、低温から高温領域の粘着性が優れたものとなる傾向にある。
従って、添加剤(A)、(B)の官能基は、電気陰性度が高い窒素原子、酸素原子を有していることが好ましい傾向にあり、また、官能基の数が多ければ上記効果が強いと考えられ、添加剤(A)、及び/又は添加剤(B)が共に官能基を有していることがより好ましい。
添加剤(A)、(B)を構成する共重合体に、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ばれる少なくとも一つの官能基を付与する方法としては、これら官能基を有する重合開始剤、単量体及び末端変性剤を用いる方法が挙げられる。
これらの中で製造の容易性の観点から、官能基を有する末端変性剤を用いる方法が好ましい。
添加剤を構成する共重合体に、前記所定の官能基を付与するために用いられる単量体としては、重合に用いる単量体に、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、アルコキシシラン基を含む化合物が挙げられる。
この中でもN基を含有する単量体が好ましく、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、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。
添加剤を構成する共重合体に、前記所定の官能基を付与するために用いられる末端変性剤としては、以下に限定されないが、例えば、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、γ−グリシドキシプロピルジメチルエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジイソプロペンオキシシラン、ビス(γ−グリシドキシプロピル)ジメトキシシラン、ビス(γ−グリシドキシプロピル)ジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−トリプロポキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−トリブトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−メチルジプロポキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−メチルジブトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−メチルジフェノキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−ジメチルメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−ジエチルエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−ジメ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、N−メチルピロリドン等が挙げられる。
末端変性剤の使用量は、ベースとなる重合体のリビング末端1当量に対して、0.5〜5当量であること好ましい。
〔アスファルト含有防水シート用添加剤の製造方法〕
本実施形態のアスファルト含有防水シート用添加剤は、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重合させて重合体を得る重合工程、必要に応じて得られた重合体の共役ジエン単量体単位中の二重結合に水素添加する水素添加工程、重合体を含む溶液の溶媒を脱溶剤する脱溶剤工程を順次行い、製造することができる。
上述した添加剤(A)、添加剤(B)をそれぞれ製造しておき、これらを混合することによっても、本実施形態のアスファルト含有防水シート用添加剤を製造することができる。
(重合工程)
重合工程においては、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を含む単量体を重合させて重合体を得る。
(炭化水素溶媒)
重合工程において用いる炭化水素溶媒としては、以下に限定されないが、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。これらは1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
(重合開始剤)
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、以下に限定されないが、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、以下に限定されないが、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。これらは1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
(重合に用いる単量体)
共役ジエン単量体としては、以下に限定されないが、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1対の共役二重結合を有するジオレフィンが挙げられる。このなかでも、経済性の観点から、好ましくは、1,3−ブタジエン、イソプレンが挙げられる。
また、機械強度の観点から、1,3−ブタジエンがより好ましい。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ビニル芳香族単量体としては、以下に限定されないが、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。このなかでも経済性の観点から、スチレンが好ましい。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
重合単量体としては、共役ジエン単量体及びビニル芳香族単量体の他、共役ジエン単量体及びビニル芳香族単量体と共重合可能な他の単量体を用いることもできる。
重合工程においては、重合速度の調整、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)の調整、共役ジエン単量体とビニル芳香族単量体との反応比率の調整等を目的として、所定の極性化合物やランダム化剤を使用することができる。
極性化合物やランダム化剤としては、以下に限定されないが、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、テトラメチルエチレンジアミン等のアミン類;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。
重合工程で実施する重合方法としては、特に限定されず、公知の方法を適用できる。公知の方法としては、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が挙げられる。
(失活工程)
失活工程により重合体の活性末端を失活することが好ましい。重合体の活性末端を失活する方法は、活性末端と活性水素を有する化合物と反応させることで達成できる。活性水素を有する化合物は特に限定されないが、経済性の点で、アルコールや水が好ましい。
(水素添加工程)
水素添加工程は、重合工程で得られた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添加反応する工程である。
添加剤(A)の製造工程で実施する。
水素添加反応に使用される水添触媒としては、以下に限定されないが、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る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、或いは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が挙げられる。
このなかでも、経済性、重合体の耐熱老化性あるいは耐候性の観点で、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。
水添方法としては、以下に限定されないが、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、水添触媒の存在下で水素添加して水添ブロック共重合体溶液を得る。
水添反応は、バッチプロセス、連続プロセス、或いはそれらの組み合わせのいずれでも用いることができる。
水添反応は、特に限定するものではないが、高い水添活性の観点で、上述する重合体の活性末端を失活する工程後に行うことが好ましい。
上述する水添触媒を用いて、所定の水素を添加して目的の重合体を得る。反応系に添加する水素のモル数を調整することで、添加剤(A)において水素添加率を10mol%以上85mol%以下にすることができる。
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結合の水素添加率は、好ましくは30mol%以下であり、より好ましくは10mol%以下であり、さらに好ましくは3mol%以下である。また、全ビニル芳香族単量体中の共役結合の水素添加率の下限は、特に限定されないが、好ましくは0mol%以上であり、より好ましくは1mol%以上である。全ビニル芳香族単量体中の共役結合の水素添加率が上記範囲内であることにより、アスファルトに添加するポリマー添加量が低く、あるいはアスファルトとの相容性が高くなる傾向にある。
(脱溶剤工程)
脱溶剤工程は、重合体を含む溶液の溶媒を脱溶剤する工程である。
脱溶剤方法としては、特に限定されないが、スチームストリッピング法や直接脱溶媒法が挙げられる。
脱溶剤工程により得られる重合体中の残存溶媒量は、好ましくは2質量%以下であり、より好ましくは0.5質量%以下であり、さらに好ましくは0.2質量%以下であり、さらにより好ましくは0.05質量%以下であり、よりさらに好ましくは0.01質量%以下である。また、共重合体中の残存溶媒量の下限は、特に限定されないが、少ない方が好ましく、より好ましくは0質量%であるが、脱溶剤時の経済性の点で、通常、0.01質量%以上0.1質量%以下の範囲である。
共重合体の耐熱老化性やゲル化の抑制の観点から、共重合体に酸化防止剤を添加することが好ましい。
酸化防止剤としては、以下に限定されないが、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やイオウ系酸化防止剤が挙げられる。
また、両性能を併せ持つ酸化防止剤を使用してもよい。これらは一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
前記酸化防止剤のなかでも、添加剤(A)及び(B)やアスファルト組成物の耐熱老化性やゲル化の抑制の観点で、少なくとも、フェノール系酸化防止剤を添加することが好ましい。
フェノール系酸化防止剤の添加量は、高い低温製造性や混合中に重合体の劣化が少ない観点から、添加剤(A)及び(B)100質量部に対して、0.05質量部以上が好ましく、0.10質量部以上がより好ましく、0.20質量部以上がさらに好ましい。
また、フェノール系酸化防止剤の添加量は、骨材の高い剥離抵抗性や経済性の観点から、添加剤(A)及び(B)100質量部に対して、1.00質量部以下が好ましく、0.5質量部以下がより好ましく、0.4質量部以下がさらに好ましく、0.3質量部以下がさらにより好ましい。
その他、重合体の着色防止や機械強度向上の観点から、脱溶剤工程の前に、重合体中の金属を除去する脱灰工程や、ポリマーのpHを調整する中和工程、例えば、酸の添加や炭酸ガスの添加を行ってもよい。
〔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、アスファルトを含有する。
本明細書中、「アスファルト組成物」は、アスファルト含有防水シートを製造する工程で調製するアスファルト及び添加剤である重合体を含む組成物を意味し、代表的には、アスファルト含有防水シートの構成成分を全て含有し、硬化によりアスファルト含有防水シートとなる組成物である。
(アスファルト)
本実施形態で用いることができるアスファルトとしては、特に限定されるものではないが、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)として得られるもの、もしくはこれらと石油類を混合したもの等が挙げられる。
アスファルトの主成分は瀝青(ビチューメン)と呼ばれるものである。
具体的には、以下に限定されないが、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。これらは一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を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や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。
本実施形態のアスファルト組成物に用いるアスファルトとしては、高温物性、低温物性及び経済性の観点から、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40以上250以下であり、さらに好ましくは45以上200以下であるストレートアスファルトが挙げられる。
本実施形態のアスファルト組成物中における、上述した本実施形態のアスファルト含有防水シート用添加剤の含有量は、アスファルト組成物の高い軟化点、高い粘着性、優れた低温折り曲げ性、低いオイルブリード性の観点から、5質量%以上とし、8質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、12質量%以上がさらに好ましい。
また、アスファルト組成物の低い粘度、経済性の観点から、30質量%以下とし、27質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましく、23質量%以下がさらに好ましい。
本実施形態のアスファルト組成物中における、添加剤(A)と添加剤(B)の合計含有量は、アスファルト組成物の高い軟化点、アスファルト組成物の優れた低温曲げ性、アスファルト組成物の高い粘着性、アスファルト組成物の低いオイルブリード性の観点から、5質量%以上であり、8質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましく、21質量%以上がさらに好ましい。
また、アスファルト組成物中の添加剤(A)と添加剤(B)の合計含有量は、アスファルト組成物の低い混合温度、アスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物中の重合体の少ない劣化、経済性の観点から、30質量%以下であり、27質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましく、23質量%以下がさらに好ましい。
本実施形態のアスファルト組成物中のアスファルトの含有量は、アスファルト組成物の高い軟化点、アスファルト組成物の伸長回復性、アスファルト組成物の優れた低温曲げ性の観点から、90質量%以下であり、88質量%以下が好ましく、84質量%以下がより好ましく、80質量%以下がさらに好ましい。
また、アスファルト組成物中のアスファルトの含有量は、アスファルト組成物の低い混合温度、アスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物中の重合体の少ない劣化、経済性の観点から、30質量%以上であり、35質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、45質量%以上がさらに好ましい。
(粘着付与剤)
本実施形態のアスファルト組成物は、必要に応じて任意の粘着付与剤を多種多様に選択して含有することができる。
粘着付与剤を添加することにより、アスファルト組成物の粘着性が向上する傾向にあり、アスファルト含有防水シートの剥離が抑制できる。
粘着付与剤としては、特に限定されないが、例えば、天然ロジン、変性ロジン、天然ロジンのグリセロールエステル、変性ロジンのグリセロールエステル、天然ロジンのペンタエリスリトールエステル、変性ロジンのペンタエリスリトールエステル、水素添加ロジン、水素添加ロジンのペンタエリスリトールエステルなどのロジン系化合物;天然テルペンのコポリマー、天然テルペンの3次元ポリマー、芳香族変性テルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂の水素添加誘導体、テルペンフェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂の水素添加誘導体、テルペン樹脂(モノテルペン、ジテルペン、トリテルペン、ポリテルペン等)、水素添加テルペン樹脂、水素添加テルペン樹脂の水素添加誘導体などのテルペン系化合物;脂肪族石油炭化水素樹脂(C5系樹脂)、脂肪族石油炭化水素樹脂の水素添加誘導体、芳香族石油炭化水素樹脂(C9系樹脂)、芳香族石油炭化水素樹脂の水素添加誘導体、ジシクロペンタジエン系樹脂、ジシクロペンタジエン系樹脂の水素添加誘導体、C5/C9共重合系樹脂、C5/C9共重合系樹脂の水素添加誘導体、環状脂肪族石油炭化水素樹脂、環状脂肪族石油炭化水素樹脂の水素添加誘導体などの石油炭化水素系化合物、芳香族基含有樹脂等が挙げられる。
これらの粘着付与剤は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。なお、C5/C9共重合系樹脂とは、C5留分とC9留分の混合物を原料として重合した共重合石油樹脂である。
<脂肪族系粘着付与剤>
本実施形態のアスファルト組成物は、アスファルト組成物の優れた粘着性、経済性の観点から、粘着付与剤として脂肪族系粘着付与剤を含有することが好ましい。
脂肪族系粘着付与剤としては、特に限定されないが、例えば、脂肪族石油炭化水素樹脂(C5系樹脂)、脂肪族石油炭化水素樹脂(C5系樹脂)の水素添加誘導体、C5/C9共重合系樹脂、C5/C9共重合系樹脂の水素添加誘導体が挙げられる。
なお、脂肪族系粘着付与剤とは、脂肪族炭化水素基の含有量が、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、さらにより好ましくは88質量%以上であり、よりさらに好ましくは95質量%以上である粘着付与剤をいう。脂肪族炭化水素基の含有量が上記範囲内であることにより、アスファルト組成物の優れた粘着性、経済性がより向上する傾向にある。
脂肪族系粘着付与剤は、脂肪族基及び重合可能な不飽和基を有するモノマーを単独重合又は共重合させることにより製造することができる。脂肪族基及び重合可能な不飽和基を有するモノマーとしては、特に限定されないが、例えば、C5又はC6シクロペンチル又はシクロヘキシル基を含む天然若しくは合成のテルペンが挙げられる。
また、共重合において用い得るその他のモノマーとしては、特に限定されないが、例えば、1,3−ブタジエン、シス−1,3−ペンタジエン、トランス−1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2−メチル−2−ブテン、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、テルペン、テルペン−フェノール樹脂等が挙げられる。
<芳香族系粘着付与剤>
本実施形態のアスファルト組成物は、アスファルト組成物の優れた粘着性、経済性の観点から、粘着付与剤として、芳香族系粘着付与剤を用いることが好ましい。
芳香族系粘着付与剤としては、特に限定されないが、例えば、芳香族石油炭化水素樹脂(C9系樹脂)及びC5/C9共重合系樹脂が挙げられる。
なお、芳香族系粘着付与剤とは、芳香族系炭化水素基の含有量が、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、よりさらに好ましくは88質量%以上であり、さらにより好ましくは95質量%以上である粘着付与剤をいう。芳香族系炭化水素基の含有量が上記範囲内であることにより、アスファルト組成物の優れた粘着性、経済性がより向上する傾向にある。
芳香族系粘着付与剤は、芳香族基及び重合可能な不飽和基をそれぞれ有するモノマーを単独重合又は共重合させることにより製造することができる。芳香族基及び重合可能な不飽和基をそれぞれ有するモノマーとしては、特に限定されないが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、メトキシスチレン、TERT−ブチルスチレン、クロロスチレン、インデンモノマー(メチルインデンを含む)が挙げられる。また、共重合において用い得るその他のモノマーとしては、特に限定されないが、例えば、1,3−ブタジエン、シス−1,3−ペンタジエン、トランス−1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2−メチル−2−ブテン、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、テルペン、テルペン−フェノール樹脂等が挙げられる。
粘着付与剤の配合量は特に限定されるものではないが、アスファルト組成物の優れた粘着性の観点から、アスファルト100質量部に対して、3.3質量部以上が好ましく、8質量部以上がより好ましく、12質量部以上がさらに好ましく、15質量部以上がさらにより好ましい。
また、アスファルト組成物の低温領域の優れた粘着性、経済性の観点から、100質量部以下が好ましく、70質量部以下がより好ましく、50質量部以下がさらに好ましく、40質量部以下がさらにより好ましい。
(配合剤)
本実施形態のアスファルト組成物は、必要に応じて任意の配合剤を配合することができる。
配合剤の種類は、熱可塑性樹脂やゴム状重合体の配合に一般的に用いられるものであれば特に制限はない。
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、ガラス繊維等の無機充填剤;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、エチレンビスステアロアミド等の滑剤;離型剤、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル、パラフィン、有機ポリシロキサン、ミネラルオイル等の軟化剤・可塑剤;合成液体オリゴマー、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系熱安定剤等の酸化防止剤;ヒンダードアミン系光安定剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;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、着色剤が挙げられ、これらの他の配合剤や、これらの混合物等、「ゴム・プラスチック配合薬品」(日本国ラバーダイジェスト社編)等に記載されたものが挙げられる。配合剤の配合量は特に限定されるものではなく、アスファルト100質量部に対して、通常、85質量部以下である。
(軟化剤)
上述した配合剤の中でも、本実施形態のアスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物の低温、常温領域の優れた粘着性の観点から、軟化剤を用いることが好ましい。軟化剤としては特に限定されないが、例えば、オイル類、可塑剤、合成液体オリゴマー、並びにそれらの混合物が挙げられる。
この中でも、アスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物の低温、常温領域の優れた粘着性、経済性の観点から、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイルを含むことが好ましい。
軟化剤の配合量は特に限定されるものではないが、アスファルト組成物の低い粘度、アスファルト組成物の低温、常温領域の優れた粘着性の観点から、アスファルト100質量部に対して、2.2質量部以上が好ましく、4質量部以上がより好ましく、6質量部以上がさらに好ましく、8質量部以上がさらにより好ましい。
また、アスファルト組成物の高い軟化点、アスファルト組成物の高温領域の優れた粘着性、アスファルト組成物の低いオイルブリード性、経済性の観点から83質量部以下が好ましく、60質量部以下がより好ましく、40質量部以下がさらに好ましく、25質量部以下がさらにより好ましい。
本実施形態のアスファルト組成物は、アスファルト組成物の高い軟化点、低い粘度、低温から高温領域の高い粘着性、耐オイルブリード性の観点から、下記組成が好ましい。
アスファルト含有防水シート用添加剤:5質量%以上30質量%以下
粘着付与剤:3質量%以上30質量%以下
軟化剤:2質量%以上25質量%以下
アスファルト:30質量%以上90質量%以下
本実施形態のアスファルト組成物における粘着付与剤の含有量は、軟化点、5℃粘着性、23℃粘着性、50℃粘着性の観点から、3質量%以上であり、6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い。また、5℃粘着性、23℃粘着性、50℃粘着性、低温曲げの観点から、30質量%以下であり、28質量%以下が好ましく、26質量%以下がより好ましく、24質量%以下がさらに好ましい。
本実施形態のアスファルト組成物における軟化剤の含有量は、溶融粘度、低温曲げの観点から、2質量%以上であり、3質量%以上が好ましく、4質量%以上がより好ましく、6質量%以上がさらに好ましい。また、軟化点、5℃粘着性、23℃粘着性、50℃粘着性、耐オイルブリード性の観点から、25質量%以下であり、23質量%以下が好ましく、21質量%以下がより好ましく、18質量%以下がさらに好ましい。
本実施形態のアスファルト組成物におけるアスファルトの含有量は、溶融粘度、経済性の観点から、30質量%以上であり、35質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、45質量%以上がさらに好ましい。また、軟化点、低温曲げの観点から、90質量%以下であり、88質量%以下が好ましく、84質量%以下がより好ましく、80質量%以下がさらに好ましい。
なお、アスファルト組成物を防水シートに加工し、低温環境下で施工する場合に必要とされる低温曲げ性については、施工される温度や、環境によってさまざまであるが、一般的に、温帯地域の冬等を想定した場合、−10℃程度、より寒い環境、すなわち寒冷地、寒帯の冬等を想定した場合においては、−15〜−20℃以下を想定しており、必要とされる耐低温性能に応じて調整可能である。
(添加剤(A)、添加剤(B)以外のゴム成分及び/又は樹脂成分)
本実施形態のアスファルト組成物は、上述した本実施形態のアスファルト含有防水シート用添加剤、添加剤(A)、(B)以外のゴム成分及び/又は樹脂成分を含んでいてもよい。
ゴム成分としては、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)、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)等が挙げられる。
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。
本実施形態のアスファルト組成物におけるゴム成分及び/又は樹脂成分の含有量は、アスファルト組成物の相容性の観点より、アスファルト100質量部に対して、1〜200質量部であることが好ましく、1〜160質量部であることがより好ましく、1〜100質量部であることがさらに好ましく、2〜100質量部であることがさらにより好ましい。
(その他の成分)
本実施形態のアスファルト組成物は、アスファルト組成物の高い軟化点、優れた相容性の観点から、架橋剤を含むことが好ましい。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る。
アスファルト組成物中の架橋剤の添加量は、アスファルト組成物用添加剤とアスファルトとの優れた相容性、アスファルト組成物の高い軟化点の観点から0.01質量%以上が好ましく、0.02質量%以上がより好ましく、0.03質量%以上がさらに好ましく、0.05質量%以上がさらにより好ましい。また、アスファルト組成物の高い針入度、アスファルト組成物の低い粘度、経済性の観点から、1.5質量%以下が好ましく、1.0質量%以下がより好ましく、0.4質量%以下がさらに好ましく、0.2質量%以下がさらにより好ましい。
〔アスファルト組成物の製造方法〕
本実施形態のアスファルト組成物の製造方法に関しては、特に限定されるものではないが、混合工程を120℃以上200℃以下の温度で行うことが好ましい。撹拌時間は通常30分〜6時間であるが、経済性の観点から短い方がよい。攪拌速度は、用いる装置により適時選択すればよいが、通常、100ppm以上8,000rpm以下である。
〔アスファルト含有防水シート〕
本実施形態のアスファルト含有防水シートは、上述したアスファルト組成物を含む。
本実施形態のアスファルト含有防水シートとしては、以下に限定されないが、例えば熱工法用防水シート、トーチ工法用防水シート、冷工法用防水シート、屋根下葺材等が挙げられる。
アスファルト組成物の優れた粘着性の観点から、冷工法用防水シート、屋根下葺材が特に好ましい。
本明細書中、アスファルト含有防水シートは、アスファルトを主成分とする層を有する防水シートであれば全ての態様の製品を包含し、アスファルトを主成分とする層を有する屋根下葺材についてもすべての態様の製品を包含する。
本実施形態の添加剤を含有するアスファルト含有防水シートは、粘着層を有するシートであることが好ましい。
冷工法用防水シート及び/又は屋根下葺材について、例えば、以下の層構成を有しており、上から順にブロッキング防止層、アスファルト層、基材層、アスファルト層、粘着層、剥離層となっている。本実施形態のアスファルト組成物は優れた粘着性の観点から、粘着層に用いられることが特に好ましい。
また、例えば、各層の厚さは、ブロッキング防止層が0.003mm〜1mm、アスファルト層が0.05mm〜5mm、基材層が0.01mm〜10mm、粘着層が0.05mm〜5mm、剥離層が0.003mm〜1mmである。
さらに、ブロッキング防止層は、プラスチック層又はゴム層としてもよく、鉱物粉粒等の微粒子体を含有する層であってもよい。
ブロッキング防止層とアスファルト層の接着性を確保するために、アンカーコート層や、コロナ放電処理を実施してもよい。
また、ブロッキング防止層の耐候性向上の観点で、ブロッキング防止層を構成する組成物中に紫外線防止剤、安定剤、顔料を含んでもよいし、ブロッキング防止層を複層構造として、表面層を耐候性プラスチック層としてもよい。
前記基材層は、所定の補強材によって補強を施してもよい。
基材層の補強材については、防水シートを補強する機能を有する材料であれば特に限定されないが、例えば、織布、不織布、フィルム等が挙げられる。
ここで、上記不織布、織布は、合成樹脂繊維又は化学繊維からなるものであり、特に合成樹脂繊維からなる不織布であることが好ましい。
ここで、合成樹脂としては、目的とする防水シートに応じて適宜選択でき、例えば、ポリエチレンテレフタレート等の芳香族系ポリエステル等のポリエステル;ナイロン6やナイロン66等のポリアミド;ポリアクリロニトリル、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン等が挙げられる。
これらの繊維は、一種のみを単独又は二種以上を併用することができる。
織布、不織布の目付は、特に限定されるものではないが、施工作業性の観点で、30〜300g/m2が好ましい。
また、本実施形態のアスファルト含有防水シートは、防水性を確実にする観点から、上記補強材にアスファルト又はアスファルト組成物を含浸させた基材シートとすることが好ましい形態として挙げられる。
剥離層としては、一般的な防水シートが有するものをいずれも使用することができ、例えば、剥離紙、剥離フィルム等を挙げることができ、材料は、目的とする防水シートに応じて適宜選択できる。例えば、製紙に、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンフィルムを積層した剥離紙や、当該剥離紙にさらにシリコーン処理を行った剥離紙が挙げられる。
本実施形態のアスファルト含有防水シートは、上述した構成の他、その他の層構成を追加して具備していてもよい。
例えば、上から順に、ブロッキング防止層、基材層、粘着層、剥離層からなる構成や、ブロッキング防止層、アスファルト層、基材層、粘着層、剥離層からなる構成、剥離層、粘着層、アスファルト層、基材層、アスファルト層、粘着層、剥離層からなる構成等が挙げられる。
防水シート全体幅は、通常1〜3mであり、長さは5〜60mである。
〔アスファルト含有防水シートの製造方法〕
本実施形態のアスファルト含有防水シートを製造する方法は、上述した本実施形態のアスファルト含有防水シート用添加剤を5質量%以上30質量%以下、粘着付与剤を3質量%以上30質量%以下、軟化剤を2質量%以上25質量%以下、アスファルトを30質量%以上90質量%以下、含有するアスファルト組成物の層を形成する工程を有することが好ましい。
これにより、軟化点、粘着性、低温曲げ性、溶融粘度、耐オイルブリード性に優れたアスファルト組成物の層を形成することができる。
〔用途〕
本実施形態のアスファルト含有防水シートは、道路舗装用、ルーフィング・防水シート用、シーラントの分野で利用でき、特にルーフィング・防水シート用の分野で好適に利用できる。
以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて本発明について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
実施例及び比較例における、アスファルト含有防水シート用添加剤、これに含まれる添加剤(A)、添加剤(B)(本明細書において、「添加剤」と総称する場合がある。)の物性の測定方法を、以下に示す。
<添加剤中のビニル芳香族単量体単位の含有量(スチレン含有量)>
一定量の添加剤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)にて測定し、ビニル芳香族化合物(スチレン)に起因する吸収波長(262nm)のピーク強度から検量線を用いて、添加剤中のビニル芳香族単量体単位(スチレン)の含有量を算出した。
<添加剤中のビニル芳香族単量体ブロック含有量>
測定対象として、水添前の状態の添加剤である水添前の重合体を使用し、I.M.Kolthoff,etal.,J.Polym.Sci.1,p.429(1946)に記載の四酸化オスミウム酸法で、重合体中のビニル芳香族単量体ブロック含有量を測定し、添加剤中のビニル芳香族単量体ブロック含有量を得た。
重合体の分解にはオスミウム酸0.1g/125mL第3級ブタノール溶液を用いた。
<添加剤中のビニル含有量、共役ジエン中の不飽和基の水素添加率>
添加剤中のビニル含有量、共役ジエン中の不飽和基の水素添加率を、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。
なお、測定においては、水添反応後の反応液を、大量のメタノール中に投入させることで、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、抽出液を真空乾燥し、1H−NMR測定のサンプルとして用いた。1H−NMR測定の条件を以下に記す。
(測定条件)
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℃
<添加剤中のビニル芳香族単量体単位の総含有量に対する、ビニル芳香族単量体ブロック含有量の割合(ブロック率)>
上記測定方法で求めたビニル芳香族単量体ブロック含有量及びビニル芳香族単量体単位の含有量の値を用いて下記式により算出した。
ブロック率=(添加剤中のビニル芳香族単量体ブロック含有量)/(添加剤中のビニル芳香族単量体単位の総含有量)×100
<ピーク分子量>
添加剤中のブロック共重合体のピーク分子量を、GPC〔装置は、ウォーターズ製〕で測定した。
GPC測定において、溶媒にはテトラヒドロフランを用い、温度を35℃とした。クロマトグラムのピークの分子量を、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)を使用して求めた。当該分子量をピーク分子量(ポリスチレン換算分子量)とした。
<変性率>
シリカ系ゲルを充填剤としたGPCカラムに、変性した成分が吸着する特性を応用し、試料及び低分子量内部標準ポリスチレンを含む試料溶液に関して、前記<ピーク分子量>の標準ポリスチレンのGPCと、シリカ系カラムGPC(デュポン社製Zorbax)の両クロマトグラムを測定し、それらの差分よりシリカカラムへの吸着量を測定し、添加剤の変性率を求めた。
<ブロック共重合体(a)及びブロック共重合体(b)、又はブロック共重合体(c)及び(d)の質量比率>
上記GPCから得られた各ピーク間曲線の変曲点を垂直分割し、総面積に対する各分割面積の比を、それぞれのブロック共重合体成分の面積比とし、各々のブロック共重合体の質量比率を求めた。
各ピーク間変曲点については、EcoSEC波形分離ソフトを用いてガウシアン近似によるフィッティング処理によりピーク分割を行い、各ピークの交差する点を変曲点とした。
以下において、「添加剤(A)」は、ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位とを含み、前記共役ジエン単量体単位に含まれる二重結合の水素添加率が10mоl%以上85mоl%以下である。
また、「添加剤(B)」は、ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位とを含み、共役ジエン単量体単位に含まれる二重結合の水素添加率が0mоl%である。
ブロック共重合体(a)及びブロック共重合体(b)は、添加剤(A)の構成要素であり、ブロック共重合体(a)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と、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックとを含有し、ピーク分子量が3万以上15万以下であるブロック共重合体である。ブロック共重合体(b)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と、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックとを含有する。前記ブロック共重合体(a)のピーク分子量に対する前記ブロック共重合体(b)のピーク分子量の比は1.5以上6.0未満である。
ブロック共重合体(c)及びブロック共重合体(d)は、添加剤(B)の構成要素であり、ブロック共重合体(c)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及び共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックを有する。
ブロック共重合体(c)のピーク分子量は5.0万以上15万以下である。
ブロック共重合体(d)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及び共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックを有する。
ブロック共重合体(d)のピーク分子量は、ブロック共重合体(c)のピーク分子量の1.5〜6.0倍未満である。
<MFR>
添加剤のMFRは、メルトインデクサー(L247;TECHNOLSEVEN CO.,LTD製)を用い、JIS K7210に準じた方法により算出した。
試験温度が200℃、試験荷重が5.00kgfであり、測定値の単位はg/10分で
表した。
〔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。
〔添加剤の製造方法〕
下記に添加剤の製造方法を示す。
下記の添加剤が2種以上のブロック共重合体を含有している場合、当該添加剤は、低分子量のブロック共重合体(a)(ピーク分子量が3万以上15万以下)と、高分子量のブロック共重合体(b)(ピーク分子量が前記ブロック共重合体(a)の1.5倍以上6.0倍未満)の混合物であるものとし、特に、下記添加剤が3種以上の重合体を含有している場合、最も低分子量のブロック共重合体のみがブロック共重合体(a)であるものとする。
(添加剤1)
ジャケット付き槽型反応器内に、所定量のシクロヘキサンを入れ、反応器内の温度を60℃に調整した。
その後、全モノマー(反応器に投入するブタジエンモノマー及びスチレンモノマーの総量)100質量部に対して、n−ブチルリチウムが0.14質量部となるように、n−ブチルリチウムを反応器の底部から添加した。さらに、n−ブチルリチウム1molに対して、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)が0.30molとなるように、TMEDAのシクロヘキサン溶液を添加した。
その後、1ステップ目の重合反応として、スチレンモノマー32質量部を含有するシクロヘキサン溶液(スチレンモノマー濃度15質量%)を約10分間かけて供給した。
スチレンモノマーを供給する間、反応器内の温度を60℃に調整した。
スチレンモノマーの供給を停止後、15分間、反応器内の温度を70℃に調整しながら反応を継続させた。
次に、2ステップ目の重合反応として、ブタジエンモノマー68質量部を含有するシクロヘキサン溶液(ブタジエンモノマー濃度15質量%)を50分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給した。
ブタジエンモノマーを供給する間、反応器内の温度を70℃になるように調整した。
ブタジエンモノマーの供給を停止した後、10分間、反応器内の温度を70℃に調整しながら反応を継続させて、ポリスチレン−ポリブタジエンブロック共重合体を得た。
得られたポリスチレン−ポリブタジエンブロック共重合体を一部抜出し、カップリング剤としてテトラエトキシシランをn−ブチルリチウムの総mol数に対するmol比が0.07となるように添加し、10分間カップリング反応させ、カップリング重合体を得た。
その後、上述のようにして製造した水素添加触媒を用いて、得られたカップリング重合体を80℃で連続的に水素添加した。
触媒量は50ppm、水添重合器内の水素圧は0.8MPa、平均滞留時間は30分であった。
水添反応終了後に、カップリング重合体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、添加剤1を得た。
得られた添加剤1は、ビニル芳香族単量体単位の含有量が32質量%、ビニル芳香族単量体ブロックの含有量が31.5質量%であり、ブロック率は98.4%であり、共役ジエン単量体単位のビニル含有量は34mol%であり、水素添加率は48mol%であり、MFR(200℃、5kgf)は、1.4g/10分であった。
添加剤1の構造及び組成を以下に示す。
Sはスチレンブロック、Bはブタジエンブロックを示す。
(S−B):70質量%、ピーク分子量73000
(S−B)2−X:2質量%、ピーク分子量146000
(S−B)3−X:18質量%、ピーク分子量205000
(S−B)4−X:10質量%、ピーク分子量261000
(S−B)は、ブロック共重合体(a)である。
(S−B)2−X、(S−B)3−X、(S−B)4−Xは、ブロック共重合体(b)で
ある。
よって、ブロック共重合体(a)/ブロック共重合体(b)=70質量%/30質量%
となる。
(添加剤2)
n−ブチルリチウムを0.16質量部、TMEDAを0.34molとし、第1ステップにおいて、スチレンモノマーを35質量部重合し、第2ステップにおいてブタジエンモノマーを65質量部重合した。その他の条件は、添加剤1と同様にしてカップリング重合体を得た。
その後、添加剤1と同様に水素添加し、同量の安定剤を添加し、添加剤2を得た。
得られた添加剤2は、ビニル芳香族単量体単位の含有量が35.4質量%、ビニル芳香族単量体ブロックの含有量が33.6質量%であり、ブロック率は95.0%であり、共役ジエン単量体単位のビニル含有量は33mol%であり、水素添加率は50mol%であり、MFR(200℃、5kgf)は、10.3g/10分であった。
添加剤2の構造及び組成を以下に示す。
(S−B):77質量%、ピーク分子量72000
(S−B)2−X:2質量%、ピーク分子量152000
(S−B)3−X:10質量%、ピーク分子量217000
(S−B)4−X:11質量%、ピーク分子量274000
(S−B)は、ブロック共重合体(a)である。
(S−B)2−X、(S−B)3−X、(S−B)4−Xは、ブロック共重合体(b)である。
よって、ブロック共重合体(a)/ブロック共重合体(b)=77質量%/23質量%
となる。
(添加剤3)
カップリング剤として、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのエピクロロヒドリンによるジグリシジルエーテル化変性物とフェノール・ホルムアルデヒド重縮合物のエピクロロヒドリンによるジグリシジルエーテル化変性物の混合物を、n−ブチルリチウムの総mol数を1とした場合に対してmol比が0.13となるように添加した。
その他の条件は、添加剤1と同様にして、添加剤3を得た。
得られた添加剤3は、ビニル芳香族単量体単位の含有量が32.2質量%、ビニル芳香族単量体ブロックの含有量が31.6質量%であり、ブロック率は98.1%であり、共役ジエン単量体単位のビニル含有量は34mol%であり、水素添加率は46mol%であり、MFR(200℃、5kgf)は、7.4g/10分であった。
添加剤3の構造及び組成を以下に示す。
(S−B):70質量%、ピーク分子量73000
(S−B)2−X:30質量%、ピーク分子量146000
(S−B)は、ブロック共重合体(a)である。
(S−B)2−Xは、ブロック共重合体(b)である。
よって、ブロック共重合体(a)/ブロック共重合体(b)=70質量%/30質量%
となる。
(添加剤4)
n−ブチルリチウムを0.09質量部、TMEDAを0.34molとし、第1ステップにおいて、スチレンモノマーを17質量部重合し、第2ステップにおいてブタジエンモノマーを68質量部重合させたのち、反応器内の温度を70℃に維持したままスチレンモノマー15質量部を含有するシクロヘキサン溶液を約10分間かけて供給した。スチレンモノマーの供給を停止後、15分間、反応器内の温度を80℃に調整しながら反応させ、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンをn−ブチルリチウムの総mol数を1とした場合に対するmol比が0.7となるように添加し15分間反応させ、ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレンブロック共重合体を得た。その後、添加剤1と同様に水素添加し、同量の安定剤を添加し、添加剤4を得た。
得られた添加剤4は、ビニル芳香族単量体単位の含有量が31.5質量%、ビニル芳香族単量体ブロックの含有量が31.2質量%であり、ブロック率は99.0%であり、共役ジエン単量体単位のビニル含有量は33mol%であり、水素添加率は49mol%であり、変性率は、45.2%であり、MFR(200℃、5kgf)は、1.2g/10分であった。
添加剤4の構造及び組成を以下に示す。
(S−B−S):100質量%、ピーク分子量130000
(S−B−S)はブロック共重合体(a)である。
(添加剤5)
カップリング剤を1,3−ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサンをn−ブチルリチウムの総mol数を1とした場合に対するmol比が0.07となるように添加した以外は添加剤1と同様にして、添加剤5を得た。
得られた添加剤5は、ビニル芳香族単量体単位の含有量が32.5質量%、ビニル芳香族単量体ブロックの含有量が32.0質量%であり、ブロック率は98.5%であり、共役ジエン単量体単位のビニル含有量は33mol%であり、水素添加率は45mol%であり、MFR(200℃、5kgf)は、1.2g/10分であった。
添加剤5の構造及び組成を以下に示す。
(S−B):67質量%、ピーク分子量72000
(S−B)2−X:4質量%、ピーク分子量143000
(S−B)3−X:12質量%、ピーク分子量208000
(S−B)4−X:17質量%、ピーク分子量273000
(S−B)は、ブロック共重合体(a)である。
(S−B)2−X、(S−B)3−X、(S−B)4−Xは、ブロック共重合体(b)である。
よって、ブロック共重合体(a)/ブロック共重合体(b)=67質量%/33質量%となる。
(添加剤6)
n−ブチルリチウムを0.11質量部、TMEDAを0.35molとし、第1ステップにおいて、スチレンモノマーを15質量部重合し、第2ステップにおいてブタジエンモノマーを85質量部重合し、カップリング剤が、n−ブチルリチウムの総mol数を1とした場合に対するmol比が0.1となるように添加した。その他の条件は、添加剤1と同様にしてカップリング重合体を得た。その後、添加剤1と同様に水素添加し、同量の安定剤を添加し、添加剤6を得た。
得られた添加剤6は、ビニル芳香族単量体単位の含有量が16質量%、ビニル芳香族単量体ブロックの含有量が15.7質量%であり、ブロック率は98.1%であり、共役ジエン単量体単位のビニル含有量は32mol%であり、水素添加率は42mol%であり、MFR(200℃、5kgf)は、4.0g/10分であった。
添加剤6の構造及び組成を以下に示す。
(S−B):65質量%、ピーク分子量90000
(S−B)2−X:6質量%、ピーク分子量180000
(S−B)3−X:12質量%、ピーク分子量270000
(S−B)4−X:17質量%、ピーク分子量360000
(S−B)は、ブロック共重合体(a)である。
(S−B)2−X、(S−B)3−X、(S−B)4−Xは、ブロック共重合体(b)で
ある。
よって、ブロック共重合体(a)/ブロック共重合体(b)=65質量%/35質量%
となる。
(添加剤7)
第1ステップにおいて、スチレンモノマーを47質量部重合し、第2ステップにおいてブタジエンモノマーを53質量部重合した。その他の条件は、添加剤1と同様にしてカップリング重合体を得た。
その後、添加剤1と同様に水素添加し、同量の安定剤を添加し、添加剤7を得た。
得られた添加剤7は、ビニル芳香族単量体単位の含有量が47質量%、ビニル芳香族単量体ブロックの含有量が46質量%であり、ブロック率は97.8%であり、共役ジエン単量体単位のビニル含有量は33mol%であり、水素添加率は49mol%であり、MFR(200℃、5kgf)は、0.4g/10分であった。
添加剤7の構造及び組成を以下に示す。
(S−B):71質量%、ピーク分子量70000
(S−B)2−X:3質量%、ピーク分子量142000
(S−B)3−X:17質量%、ピーク分子量209000
(S−B)4−X:9質量%、ピーク分子量270000
(S−B)は、ブロック共重合体(a)である。
(S−B)2−X、(S−B)3−X、(S−B)4−Xは、ブロック共重合体(b)で
ある。
よって、ブロック共重合体(a)/ブロック共重合体(b)=71質量%/29質量%
となる。
(添加剤8)
第2ステップにおいてカップリング剤が、n−ブチルリチウムの総mol数を1とした場合に対するmol比が0.465となるように添加した。その他の条件は添加剤1と同様にしてカップリング重合体を得た。
その後、添加剤1と同様に水素添加し、同量の安定剤を添加し、添加剤8を得た。
得られた添加剤8は、ビニル芳香族単量体単位の含有量が31質量%、ビニル芳香族単量体ブロックの含有量が30.5質量%であり、ブロック率は98.3%であり、共役ジエン単量体単位のビニル含有量は33mol%であり、水素添加率は46mol%であり、MFR(200℃、5kgf)は、0.1g/10分であった。
添加剤8の構造及び組成を以下に示す。
(S−B):20質量%、ピーク分子量72000
(S−B)2−X:7質量%、ピーク分子量145000
(S−B)3−X:42質量%、ピーク分子量207000
(S−B)4−X:31質量%、ピーク分子量268000
(S−B)は、ブロック共重合体(a)である。
(S−B)2−X、(S−B)3−X、(S−B)4−Xは、ブロック共重合体(b)である。
よって、ブロック共重合体(a)/ブロック共重合体(b)=20質量%/80質量%
となる。
(添加剤9)
第2ステップにおいてカップリング剤が、n−ブチルリチウムの総mol数を1とした場合に対するmol比が0.008となるように添加した。その他の条件は添加剤1と同様にして重合体を得た。
その後、添加剤1と同様に水素添加し、同量の安定剤を添加し、添加剤9を得た。
得られた添加剤9は、ビニル芳香族単量体単位の含有量が31質量%、ビニル芳香族単量体ブロックの含有量が30.4質量%であり、ブロック率は98.0%であり、共役ジエン単量体単位のビニル含有量は34mol%であり、水素添加率は48mol%であり、MFR(200℃、5kgf)は、40.0g/10分であった。
添加剤9の構造及び組成を以下に示す。
(S−B):96質量%、ピーク分子量72000
(S−B)2−X:0.5質量%、ピーク分子量143000
(S−B)3−X:2質量%、ピーク分子量208000
(S−B)4−X:1.5質量%、ピーク分子量269000
(S−B)は、ブロック共重合体(a)である。
(S−B)2−X、(S−B)3−X、(S−B)4−Xは、ブロック共重合体(b)である。
よって、ブロック共重合体(a)/ブロック共重合体(b)=96質量%/4質量%となる。
(添加剤10)
n−ブチルリチウムを0.139質量部、TMEDAを0.02molとし、第1ステップにおいて、スチレンモノマーを31.5質量部重合し、第2ステップにおいてブタジエンモノマーを68.5質量部重合し、カップリング剤として四塩化ケイ素をn−ブチルリチウムの総mol数に対するmol比が0.045となるように添加し、10分間カップリング反応させた。
反応終了後にカップリング反応後のブロック共重合体を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質量部と(2−メチル−4,6−ビス[(オクチルチオ)メチル]−フェノール)0.1質量部添加し、添加剤10を得た。
得られた添加剤10は、ビニル芳香族単量体単位の含有量が31.3質量%、ビニル芳香族単量体ブロックの含有量が30.4質量%であり、ブロック率は97.0%であり、共役ジエン単量体単位のビニル含有量は12mol%であり、水素添加率は0mоl%であり、MFR(200℃、5kgf)は、14g/10分であった。
添加剤10の構造及び組成を以下に示す。
(S−B):80質量%、ピーク分子量90000
(S−B)2−X:20質量%、ピーク分子量180000
(S−B)は、ブロック共重合体(c)である。
(S−B)2−Xは、ブロック共重合体(d)である。
よって、ブロック共重合体(c)/ブロック共重合体(d)=80質量%/20質量%
となる。
(添加剤11)
添加剤1と同様にしてカップリング重合体を得た。
その後、水素添加の触媒量を80ppmに変更した。その他の条件は、添加剤1と同様
に水素添加し、同量の安定剤を添加し、添加剤11を得た。
得られた添加剤11は、ビニル芳香族単量体単位の含有量が32質量%、ビニル芳香族単量体ブロックの含有量が31.4質量%であり、ブロック率は98.1%であり、共役ジエン単量体単位のビニル含有量は33mol%であり、水素添加率は90mol%であり、MFR(200℃、5kgf)は、0.1g/10分であった。
添加剤11の構造及び組成を以下に示す。
(S−B):67質量%、ピーク分子量71000
(S−B)2−X:2質量%、ピーク分子量143000
(S−B)3−X:19質量%、ピーク分子量206000
(S−B)4−X:12質量%、ピーク分子量265000
(S−B)は、ブロック共重合体(a)である。
(S−B)2−X、(S−B)3−X、(S−B)4−Xは、ブロック共重合体(b)である。
よって、ブロック共重合体(a)/ブロック共重合体(b)=67質量%/33質量%となる。
(添加剤12)
SBRである、旭化成社製のアサプレン1205(スチレン量25%)を用いた。
(粘着付与剤1)
C5系石油樹脂である、JXTGエネルギー社製のT−REZ RB−100を用いた。
(粘着付与剤2)
C5/C9系石油樹脂である、JXTGエネルギー社製のT−REZ RD−104を用いた。
(軟化剤)
ナフテン系プロセスオイルである、出光社製のダイアナプロセスオイルNS−90Sを用いた。
〔実施例1〜19〕、〔比較例1〜5〕
<アスファルト組成物の製造方法>
750mLの金属缶にストレートアスファルト150−200(JXエネルギー社製)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を、5000rpmの回転速度で攪拌しながら、下記表に示すとおり所定量の各添加剤、粘着付与剤、軟化剤を前記アスファルトに添加し、添加後に90分間、撹拌してアスファルト組成物を作製した。
表中の単位は、質量%とする。
<アスファルト組成物の評価>
実施例及び比較例のアスファルト組成物の各物性を以下の方法により測定した。
該測定結果を下記表に示す。
(軟化点)
JIS−K2207に準じて、アスファルト組成物の軟化点を、リング&ボール法にて測定した。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。
アスファルト組成物は軟化点が高い方が、耐流動性が良く、以下の基準で良い順から◎、○、△、×と評価した。△以上で実用上十分な性能であるとした。
[評価基準]
軟化点が105℃以上 :◎
軟化点が95℃以上 :○
軟化点が75℃以上 :△
軟化点が75℃未満 :×
(溶融粘度)
ブルックフィールド型粘度計により、180℃のアスファルト組成物の溶融粘度を測定した。
アスファルト組成物は溶融粘度が低い方が、製造性が良く、以下の基準で良い順から◎、○、△、×と評価した。△以上で実用上十分な性能であるとした。
[評価基準]
溶融粘度が850mPa・s以下 :◎
溶融粘度が1500mPa・s以下 :○
溶融粘度が2200mPa・s以下 :△
溶融粘度が2200mPa・sを超える:×
(5℃粘着性)
作製したアスファルト組成物をアルミシート(厚み100μm)上に、厚さ約100μmになる様に塗工した。
その後、120mm×25mmのサイズに切り出し、スレート板に圧着ローラー(速度5cm/mm、2kg荷重、1往復)を用いて貼り付けて測定用サンプルとした。
貼り付けしたサンプルを5℃の恒温槽で30分間養生し、取り出し後すぐに、引き剥し速度300mm/minで180度剥離力を測定した。
アスファルト組成物は5℃粘着性が高い方が、当該アスファルト組成物を用いて防水シートを製造した時の低温領域の粘着性が良く、以下の基準で良い順から◎、○、△、×と評価した。△以上で実用上十分な性能であるとした。
[評価基準]
粘着力が55N/25mm以上 :◎
粘着力が40N/25mm以上 :○
粘着力が30N/25mm以上 :△
粘着力が30N/25mm未満 :×
(23℃粘着性)
5℃粘着性の評価と同様にして測定用サンプルを作製し、23℃の室温下で30分間養生した後、引き剥し速度300mm/minで180度剥離力を測定した。
アスファルト組成物は23℃粘着性が高い方が、当該アスファルト組成物を用いて防水シートを製造した時の常温領域の粘着性が良く、以下の基準で良い順から◎、○、△、×と評価した。△以上で実用上十分な性能であるとした。
[評価基準]
粘着力が45N/25mm以上 :◎
粘着力が38N/25mm以上 :○
粘着力が30N/25mm以上 :△
粘着力が30N/25mm未満 :×
(50℃粘着性)
5℃粘着性の評価と同様にして測定用サンプルを作製し、50℃の恒温槽で30分間養生し、取り出し後すぐに、引き剥し速度300mm/minで180度剥離力を測定した。
アスファルト組成物は50℃粘着性が高い方が、当該アスファルト組成物を用いて防水シートを製造した時の高温領域の粘着性が良く、以下の基準で良い順から◎、○、△、×と評価した。△以上で実用上十分な性能であるとした。
[評価基準]
粘着力が25N/25mm以上 :◎
粘着力が21N/25mm以上 :○
粘着力が17N/25mm以上 :△
粘着力が17N/25mm未満 :×
(耐オイルブリード性 ΔL*)
作製したアスファルト組成物を常温で冷やした後、2cm角に切り出した供試体をクラフト紙に載せ、上部側から250gの荷重をかけて、40℃のギアオーブンで144時間静置させた。
その後、測色色差計ZE6000(日本電色工業社製)を用いて、試験前後の明度L*を測定して、その差のΔL*を求めた。
ΔL*の値は、クラフト紙に染み出したオイルと相関しており、オイルの染み出しが大きいほど、ΔL*の値の絶対値が大きくなる。オイルが染み出すと、アスファルト組成物と被着体の界面の接着力が低下する。すなわち、オイルの染み出しが小さい(ΔL*の値の絶対値が小さい)ほど、接着力が優れたものとなる。
防水シートを貼り付けた後、オイルブリードすると被着体との界面の粘着力が弱まり剥がれやすくなる。従って、アスファルト組成物は耐オイルブリード性が高い方が、防水シートの長期粘着性が優れるものとし、以下の基準で良い順から◎、○、△、×と評価した。
△以上で実用上十分な性能であるとした。
[評価基準]
−1.6以上 :◎
−2.0以上 :○
−2.8以上 :△
−2.8未満 :×
(低温曲げ)
作製したアスファルト組成物を用い、150℃プレスを行い、2mm厚みのシートを作製し、当該シートを20mm×100mmの大きさに切出し、温度調整されたドライアイス−エタノール液に10分間以上浸漬した後、前記シートを取出し、素早く直径20mmの金属棒にシートの長手方向を曲げるように巻き付け、シートにひびや割れが発生しない最低の温度を測定した。
アスファルト組成物は低温曲げによる温度が低い方が、耐ひび割れ性が良く、以下の基準で良い順から◎、○、△、×と評価した。△以上で実用上十分な性能であるとした。
[評価基準]
−30℃以下 :◎
−20℃以下 :○
−10℃以下 :△
−10℃を超える :×
本発明のアスファルト含有防水シート用添加剤を添加したアスファルト組成物は、道路舗装用、ルーフィング・防水シート用、シーラントの分野、特にルーフィング・防水シート用の分野において、産業上の利用可能性を有している。

Claims (12)

  1. ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位とを含み、前記共役ジエン単量体単位に含まれる二重結合の水素添加率が10mol%以上85mol%以下である添加剤(A)を含有する、
    アスファルト含有防水シート用添加剤。
  2. 前記添加剤(A)は、前記ビニル芳香族単量体単位の含有量が20質量%以上45質量%以下である、
    請求項1に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤。
  3. 前記添加剤(A)は、ブロック共重合体(a)を、30質量%以上95質量%以下、ブロック共重合体(b)を、5質量%以上70質量%以下含み、
    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と、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックと、を含有し、ピーク分子量が3万以上15万以下であるブロック共重合体であり、
    前記ブロック共重合体(b)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と、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックと、を含有するブロック共重合体であり、
    前記ブロック共重合体(a)のピーク分子量に対する前記ブロック共重合体(b)のピーク分子量の比が1.5以上6.0未満である、
    請求項1又は2に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤。
  4. 前記ブロック共重合体(b)が、ブロック共重合体(b−2)を含み、
    前記ブロック共重合体(a)の重量平均分子量に対する前記ブロック共重合体(b−2)の重量平均分子量の比が2.4以上3.5未満である、
    請求項3に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤。
  5. 前記ブロック共重合体(b)が、ブロック共重合体(b−3)を含み、
    前記ブロック共重合体(a)の重量平均分子量に対する前記ブロック共重合体(b−3)の重量平均分子量の比が、3.4以上4.5未満である、
    請求項3又は4に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤。
  6. ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位とを含み、共役ジエン単量体単位に含まれる二重結合の水素添加率が0mоl%である添加剤(B)を、さらに含有する、
    請求項1乃至5のいずれか一項に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤。
  7. 前記添加剤(A)が、
    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一つの官能基を有する、
    請求項1乃至6のいずれか一項に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤。
  8. 前記添加剤(B)が、
    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、
    請求項6又は7に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤。
  9. 請求項1及至8のいずれか一項に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤を、5質量%以上30質量%以下、
    粘着付与剤を、3質量%以上30質量%以下、
    軟化剤を、2質量%以上25質量%以下、
    アスファルトを、30質量%以上90質量%以下、含有するアスファルト組成物の層を形成する工程を有する、
    アスファルト含有防水シートの製造方法。
  10. 請求項1及至8のいずれか一項に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤を、5質量%以上30質量%以下、
    粘着付与剤を、3質量%以上30質量%以下、
    軟化剤を、2質量%以上25質量%以下、
    及びアスファルトを、30質量%以上90質量%以下、
    含有する、アスファルト組成物。
  11. 請求項1及至8のいずれか一項に記載のアスファルト含有防水シート用添加剤以外のゴム成分及び/又は樹脂成分を、さらに含む、請求項10に記載のアスファルト組成物。
  12. 請求項10又は11に記載のアスファルト組成物を含む、アスファルト含有防水シート。
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