(57)【要約】【課題】轍掘れ及び疲労ひび割れの発生が抑制されたアスファルト舗装を可能とするアスファルト組成物及びその製造方法を提供する。【解決手段】アスファルト、セルロース及びポリエステルを含有する、アスファルト組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスファルト、セルロース及びポリエステルを含有する、アスファルト組成物。
【請求項２】
前記セルロースの含有量が、前記アスファルト１００質量部に対して０．０１質量部以上１０質量部以下であり、前記ポリエステルの含有量が、前記アスファルト１００質量部に対して２質量部以上３０質量部以下である、請求項１に記載のアスファルト組成物。
【請求項３】
セルロースをアスファルト１００質量部に対して０．０１質量部以上１０質量部以下と、ポリエステルを前記アスファルト１００質量部に対して２質量部以上３０質量部以下とを配合してなる、アスファルト組成物。
【請求項４】
前記セルロースが、表面疎水化剤によって表面疎水化処理されたセルロースである、請求項１〜３のいずれか１つに記載のアスファルト組成物。
【請求項５】
前記表面疎水化剤による処理量が、未処理のセルロース１００質量部に対して、１質量部以上１００質量部以下である、請求項４に記載のアスファルト組成物。
【請求項６】
前記の表面疎水化処理されたセルロースが、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、極性基とポリオレフィン鎖又はポリスチレン鎖とを有するポリマー、及び極性基を有する飽和脂肪族化合物からなる群から選択される少なくとも１つの表面疎水化剤によって表面処理されたセルロースである、請求項４又は５に記載のアスファルト組成物。
【請求項７】
前記の極性基とポリオレフィン鎖とを有するポリマーが、無水マレイン酸で変性されたポリプロピレン又は無水マレイン酸で変性されたポリエチレンである、請求項６に記載のアスファルト組成物。
【請求項８】
前記セルロースのメジアン径が５μｍ以上２００μｍ以下である、請求項１〜７のいずれか１つに記載のアスファルト組成物。
【請求項９】
前記ポリエステルが、９０℃以上１４０℃以下の軟化点、及び４０℃以上８０℃以下のガラス転移点を有する、請求項１〜８のいずれか１つに記載のアスファルト組成物。
【請求項１０】
前記ポリエステルが、ビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物を６０モル％以上含むアルコール成分由来の構成単位と、カルボン酸成分由来の構成単位とを含む、請求項１〜９のいずれか１つに記載のアスファルト組成物。
【請求項１１】
道路舗装用である、請求項１〜１０のいずれか１つに記載のアスファルト組成物。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１つに記載のアスファルト組成物を製造する方法であって、
前記アスファルトと、前記セルロースと、前記ポリエステルとを混合する工程を有する、アスファルト組成物の製造方法。
【請求項１３】
アスファルトと骨材とを混合して混合物を得た後、その混合物とポリエステルとセルロースとを混合する、アスファルト混合物の製造方法。
【請求項１４】
アスファルトとポリエステルとセルロースとを混合してアスファルト組成物を得た後、該アスファルト組成物と骨材とを混合する、アスファルト混合物の製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載のアスファルト組成物の道路舗装への使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスファルト組成物及びその製造方法、並びにアスファルト混合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車道や駐車場、貨物ヤード、歩道等の舗装には、敷設が比較的容易であり、舗装作業開始から交通開始までの時間が短くてすむことから、アスファルト混合物を用いるアスファルト舗装が行われている。
このアスファルト舗装は、骨材をアスファルトで結合したアスファルト混合物によって路面が形成されているので、舗装道路は良好な硬度や耐久性を有している。
しかしながら、アスファルト舗装が経年劣化し、轍掘れや、ひび割れが発生するという問題があった。
特許文献１には、舗装面における轍掘れの発生を抑制しながら、環境負荷を低減することを目的として、アスファルト混合物と植物繊維体とからなり、該植物繊維体が、ケナフ繊維又はケナフ繊維製のメッシュシートである舗装用アスファルトコンクリート組成物が開示されている。
また、特許文献２には、アスファルトの耐流動性、耐摩耗性及び耐クラック性の向上したアスファルト組成物を提供することを目的として、アスファルトと疎水化セルロース繊維とを含むアスファルト組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１１７１２号公報
【特許文献２】特開２００１−１５８８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、轍掘れ及び疲労ひび割れの発生が抑制されたアスファルト舗装を可能とするアスファルト組成物及びその製造方法、並びにアスファルト混合物の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の〔１〕〜〔６〕に関する。
〔１〕アスファルト、セルロース及びポリエステルを含有する、アスファルト組成物。
〔２〕セルロースをアスファルト１００質量部に対して０．０１質量部以上１０質量部以下と、ポリエステルを前記アスファルト１００質量部に対して２質量部以上３０質量部以下とを配合してなる、アスファルト組成物。
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕に記載のアスファルト組成物を製造する方法であって、前記アスファルトと、前記セルロースと、前記ポリエステルとを混合する工程を有する、アスファルト組成物の製造方法。
〔４〕アスファルトと骨材とを混合して混合物を得た後、その混合物とポリエステルとセルロースとを混合する、アスファルト混合物の製造方法。
〔５〕アスファルトとポリエステルとセルロースとを混合してアスファルト組成物を得た後、該アスファルト組成物と骨材とを混合する、アスファルト混合物の製造方法。
〔６〕上記〔１〕又は〔２〕に記載のアスファルト組成物の道路舗装への使用。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、轍掘れ及び疲労ひび割れの発生が抑制されたアスファルト舗装を可能とするアスファルト組成物及びその製造方法、並びにアスファルト混合物の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
［アスファルト組成物］
本発明のアスファルト組成物は、アスファルト、セルロース及びポリエステルを含有する。セルロースの含有量又は配合量は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性（耐疲労ひび割れ性）の観点から、アスファルト１００質量部に対して好ましくは０．０１質量部以上１０質量部以下である。セルロースの結晶化指数は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは５０％以下である。ポリエステルの含有量又は配合量は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、アスファルト１００質量部に対して好ましくは２質量部以上３０質量部以下である。以下、結晶化指数が５０％以下であるセルロースを「非晶化セルロース」ともいう。
【０００８】
本発明者らは、アスファルト組成物に、セルロース（好ましくは結晶化指数が特定の値である非晶化セルロース）を特定量含有させるとともにポリエステルを特定量含有させることによって、該アスファルト組成物を使用して得られるアスファルト舗装の轍掘れ及び疲労ひび割れの発生が抑制されることを見出した。
本発明の効果が得られる詳細な機構は不明であるが、一部は以下のように考えられる。すなわち、従来、機械的強度を向上させるために、アスファルトに補強繊維を添加することが行われてきた。本発明では、強固な結晶構造を有しない、結晶化指数の低いセルロースを使用することによって、アスファルト組成物中でのセルロースの分散性が向上し、これにより、耐轍掘れや耐疲労ひび割れ等の機械的特性が向上したものと推定される。更にセルロース及びポリエステルを併用することで、ポリエステルが高い分子間力（ファンデルワールス力）を発揮して骨材に吸着し、骨材をアスファルトに繋ぎ止める効果を付与することで耐流動性が向上し、耐轍掘れや耐疲労ひび割れ等の機械的特性が更に向上したものと推定される。
【０００９】
なお、「轍掘れ」とは、夏季等の高温化において、舗装面を形成するアスファルト層が流動し、道路走行部分に縦断方向に連続して生じる凹凸である。轍掘れは、アスファルト舗装のバインダであるアスファルト組成物の塑性流動抵抗性と相関し、ＳＵＰＥＲＰＡＶＥのバインダ規格（社団法人日本道路協会、舗装試験法便覧別冊、１９９６年）によれば、アスファルト組成物（バインダ）のＧ＊／ｓｉｎδで評価することが可能である。ここで、Ｇ＊は複素弾性率を表し、Ｇ＊及びｓｉｎδは、レオメーターにて測定される。
Ｇ＊／ｓｉｎδの値が大きいほど、塑性流動抵抗性が大きいことから、該アスファルト組成物により、耐轍掘れ性に優れるアスファルト舗装が提供できると評価される。
【００１０】
一方、「疲労ひび割れ」は、舗装面が繰り返しの荷重によりひび割れる現象である。疲労ひび割れ抵抗性は、ＳＵＰＥＲＰＡＶＥのバインダ規格（社団法人日本道路協会、舗装試験法便覧別冊、１９９６年）によれば、アスファルト組成物（バインダ）のＧ＊ｓｉｎδで評価することが可能である。ここで、Ｇ＊は複素弾性率を表し、Ｇ＊及びｓｉｎδは、レオメーターにて測定される。
Ｇ＊ｓｉｎδの値が小さいほど、疲労ひび割れ抵抗性が大きいことから、該アスファルト組成物により、耐疲労ひび割れ性に優れるアスファルト舗装が提供できると評価される。
なお、以下の説明において、アスファルト組成物の粘弾性が向上するとは、Ｇ＊／ｓｉｎδの値が大きくなると共に、Ｇ＊ｓｉｎδが小さくなることを意味する。
【００１１】
本明細書における各種用語の定義等を以下に示す。
「バインダ混合物」とは、アスファルトと熱可塑性エラストマーとを含む混合物を意味し、例えば、後述の熱可塑性エラストマーで改質されたアスファルト（以下、「改質アスファルト」ともいう）を含む概念である。
ポリエステル中、「アルコール成分由来の構成単位」とは、アルコール成分の水酸基から水素原子を除いた構造を意味し、「カルボン酸成分由来の構成単位」とは、カルボン酸成分のカルボキシル基から水酸基を除いた構造を意味する。
「カルボン酸化合物」とは、そのカルボン酸のみならず、反応中に分解して酸を生成する無水物、及びカルボン酸のアルキルエステル（例えば、アルキル基の炭素数１以上３以下）も含む概念である。カルボン酸化合物がカルボン酸のアルキルエステルである場合、カルボン酸化合物の炭素数には、エステルのアルコール残基であるアルキル基の炭素数を算入しない。
【００１２】
＜アスファルト＞
本発明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、種々のアスファルトが使用できる。例えば舗装用石油アスファルトであるストレートアスファルトの他、改質アスファルトが挙げられる。改質アスファルトとしては、ブローンアスファルト；熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂等の高分子材料で改質したアスファルト等が挙げられる。ストレートアスファルトとは、原油を常圧蒸留装置、減圧蒸留装置等にかけて得られる残留瀝青物質のことである。また、ブローンアスファルトとは、ストレートアスファルトと重質油との混合物を加熱し、その後空気を吹き込んで酸化させることによって得られるアスファルトを意味する。耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点からは改質アスファルトが好ましく、汎用性の観点からはストレートアスファルトが好ましい。
【００１３】
〔熱可塑性エラストマー〕
アスファルト組成物は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、熱可塑性エラストマーを含有することが好ましい。アスファルト及び熱可塑性エラストマーは、これらの混合物であるバインダ混合物として使用されることが好ましい。バインダ混合物としては、熱可塑性エラストマーで改質されたストレートアスファルト（改質アスファルト）等が挙げられる。
【００１４】
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン／ブタジエンブロック共重合体（以下、単に「ＳＢ」ともいう）、スチレン／ブタジエン／スチレンブロック共重合体（以下、単に「ＳＢＳ」ともいう）、スチレン／ブタジエンランダム共重合体（以下、単に「ＳＢＲ」ともいう）、スチレン／イソプレンブロック共重合体（以下、単に「ＳＩ」ともいう）、スチレン／イソプレン／スチレンブロック共重合体（以下、単に「ＳＩＳ」ともいう）、スチレン／イソプレンランダム共重合体（以下、単に「ＳＩＲ」ともいう）、エチレン／酢酸ビニル共重合体、及びエチレン／アクリル酸エステル共重合体からなる群より選択される少なくとも１種が挙げられる。
エチレン／アクリル酸エステル共重合体の市販品としては、例えば、「Ｅｌｖａｒｏｙ」（デュポン社製）が挙げられる。
【００１５】
これらの熱可塑性エラストマーの中でも、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性をより向上させる観点から、スチレン／ブタジエンブロック共重合体、スチレン／ブタジエン／スチレンブロック共重合体、スチレン／ブタジエンランダム共重合体、スチレン／イソプレンブロック共重合体、スチレン／イソプレン／スチレンブロック共重合体、及びスチレン／イソプレンランダム共重合体からなる群より選択される少なくとも１種が好ましく、スチレン／ブタジエンランダム共重合体及びスチレン／ブタジエン／スチレンブロック共重合体からなる群より選択される少なくとも１種がより好ましい。
【００１６】
アスファルト組成物中の熱可塑性エラストマーの含有量は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性をより向上させる観点から、アスファルト組成物１００質量％中、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上、更に好ましくは１質量％以上、より更に好ましくは２質量％以上であり、そして、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、更に好ましくは１０質量％以下、より更に好ましくは５質量％以下である。
【００１７】
アスファルト組成物において、熱可塑性エラストマーの比率は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性をより向上させる観点から、アスファルト１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．５質量部以上、更に好ましくは１質量部以上、より更に好ましくは２質量部以上であり、そして、好ましくは３０質量部以下、より好ましくは２０質量部以下、更に好ましくは１０質量部以下、より更に好ましくは５質量部以下である。
【００１８】
本発明のアスファルト組成物中、アスファルトの含有量は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点とアスファルト性能を発揮する観点から、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは６５質量％以上、更に好ましくは７０質量％以上であり、セルロース及びポリエステルを含有し、轍掘れやひび割れを改善する観点から、好ましくは９８質量％以下、より好ましくは９５質量％以下、更に好ましくは９０質量％以下である。
【００１９】
＜セルロース＞
本発明のアスファルト組成物は、セルロースを含有する。セルロースであれば特に限定されないが、結晶化指数が５０％以下であるセルロース（非晶化セルロース）を含有することが好ましい。結晶化指数が５０％以下のセルロースであると、セルロースの強固な結晶構造（水素結合）が解離することでポリエステルとセルロースとの相互作用が得られやすくなり、アスファルト組成物の粘弾性を向上させ、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性を向上させる効果が高くなるので好ましい。
本発明において、セルロースの結晶化指数は、Ｘ線結晶回折法による回折強度値からＳｅｇａｌ法により算出したセルロースＩ型結晶化指数であり、下記計算式（Ａ）により定義される。
セルロース結晶化指数（％）＝［（Ｉ22.6−Ｉ18.5）／Ｉ22.6］×１００    （Ａ）
式（Ａ）中、Ｉ22.6はＸ線回折における格子面（００２面）（回折角２θ＝２２．６°）の回折強度、Ｉ18.5はアモルファス部（回折角２θ＝１８．５°）の回折強度を示す。
【００２０】
本明細書においては、結晶化指数が５０％以下であるセルロースを「非晶化セルロース」、結晶化指数が５０％を超えるセルロースを「結晶性セルロース」ということもある。なお、「セルロースＩ型」とは天然セルロースの結晶形のことであり、セルロースＩ型結晶化指数は、セルロースの物理的性質、及び化学的性質とも関係し、その値が大きいほど硬度、密度等は増すが、伸びや柔軟性、化学反応性は低下する。
【００２１】
本発明で用いられるセルロースの結晶化指数は、アスファルト組成物の粘弾性をより向上させ、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは５０％以下、より好ましくは４５％以下、更に好ましくは４０％以下である。なお、式（Ａ）で定義されたセルロースＩ型結晶化指数では、計算上マイナスの値になる場合があるが、マイナスの値の場合は、セルロースＩ型結晶化指数は０％とする。したがって、本発明で用いられるセルロースの結晶化指数は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは０％以上、より好ましくは１％以上、更に好ましくは１０％以上である。また、本発明では、結晶化指数が異なるセルロースを２種以上組み合わせて用いてもよいが、その場合のセルロースの結晶化指数とは、用いられるセルロースの加重平均により求められる結晶化指数を意味し、その値が前記範囲内であることが好ましい。
【００２２】
非晶化セルロースは、結晶化指数が５０％以下であれば特に限定はないが、例えば、セルロース含有原料に後述の機械的処理等を施すことにより得られるセルロースであることが好ましい。
セルロース含有原料としては、特に制限はなく、幹、枝、葉、茎、根、種子、果実等の植物の各部位、例えば、稲わら、トウモロコシ茎等の植物茎・葉類；籾殻、パーム殻、ココナッツ殻等の植物殻類等が使用できる。また、間伐材、剪定枝、各種木材チップ、木材から製造されるウッドパルプ、綿の種子の周囲の繊維から得られるコットンリンターパルプ等のパルプ類；新聞紙、段ボール、雑誌、上質紙等の紙類を使用してもよいが、着色の少ない非晶化セルロースを得る観点からは、パルプ類が好ましい。また更に、新聞紙、段ボール、雑誌、上質紙等の紙類（古紙）を再生した再生パルプや再生紙を使用することもできる。
【００２３】
また、セルロース含有原料としては、市販の結晶性セルロースも使用できる。市販の結晶性セルロースとしては、例えば「ＫＣフロック」（日本製紙ケミカル株式会社製）、「セオラス」（旭化成ケミカルズ株式会社製）等が挙げられる。
【００２４】
これらのセルロース含有原料の形態は、特に限定はなく、チップ状、シート状等各種形態のものが使用できる。なお、市販のパルプのセルロースＩ型結晶化指数は、通常８０％以上であり、市販の結晶性セルロースのセルロースＩ型結晶化指数は、通常６０％以上である。
【００２５】
前記セルロース含有原料は、該原料から水を除いた場合の残余の成分中のセルロース含有量が好ましくは２０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、更に好ましくは６０質量％以上のものである。例えば、市販のパルプは、水を除いた場合の残余の成分中のセルロース含有量が、通常７５質量％以上９９質量％以下であり、他の成分としてはリグニン等を含有する。なお、原料から水を除く方法としては、特に限定はなく、例えば、真空乾燥やドライエアーによる乾燥により行なうことができる。本明細書において、前記セルロース含有量とはセルロース量及びヘミセルロース量の合計量を意味し、セルロース含有量は、特開２０１１−１３７０９４号公報の実施例に記載の方法により測定することができる。
【００２６】
また、セルロース含有原料としてパルプ類、再生紙等を使用する場合、アスファルト組成物の粘弾性を向上させる観点から、セルロース含有原料中のリグニン量は、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１５質量％以下、更に好ましくは１０質量％以下である。なお、リグニンの構造単位としては、特に制限されるものではなく、公知のものが挙げられるが、アスファルト組成物の粘弾性を向上させる観点から、グアイアシル型、シリンギル型、ｐ−ヒドロキシフェニル型であることが好ましい。
リグニンを低減する方法としては、例えば、特開２００８−９２９１０号公報記載のアルカリ蒸解法や特開２００５−２２９８２１号公報記載の硫酸分解法等が挙げられる。
【００２７】
セルロース含有原料の水分量は、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下、更に好ましくは３質量％以下、より更に好ましくは１．８質量％以下である。セルロース含有原料の水分量が１０質量％以下であれば、容易に粉砕できると共に、粉砕処理による非晶化速度が向上し、短時間で効率的に結晶化指数を低下させることができる。
【００２８】
本発明における非晶化処理に用いるセルロース含有原料としては、嵩密度が好ましくは５０ｋｇ／ｍ3以上６００ｋｇ／ｍ3以下、比表面積が好ましくは０．２ｍ2／ｋｇ以上７５０ｍ2／ｋｇ以下の範囲にあるものが好ましい。
本発明における非晶化処理に用いるセルロース含有原料の嵩密度は、粉砕、非晶化をより効率的に行い、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは５０ｋｇ／ｍ3以上、より好ましくは６５ｋｇ／ｍ3以上、更に好ましくは１００ｋｇ／ｍ3以上である。この嵩密度が５０ｋｇ／ｍ3以上であれば、セルロース含有原料が適度な容積を有するために取扱い性が向上する。また、粉砕機への原料仕込み量を多くすることができるので、処理能力が向上する。一方、この嵩密度の上限は、取扱い性及び生産性の観点から、好ましくは６００ｋｇ／ｍ3以下、より好ましくは５００ｋｇ／ｍ3以下、更に好ましくは４００ｋｇ／ｍ3以下である。これらの観点から、この嵩密度としては、好ましくは５０〜６００ｋｇ／ｍ3、より好ましくは６５〜５００ｋｇ／ｍ3、更に好ましくは１００〜４００ｋｇ／ｍ3である。なお、上記の嵩密度は、特開２０１１−１５４７号公報の実施例に記載の方法により測定することができる。
【００２９】
粉砕機に供給するセルロース含有原料は、粉砕機中に粉砕原料を効率的に分散させ、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、比表面積が０．２ｍ2／ｋｇ以上７５０ｍ2／ｋｇ以下の範囲にあるものが好ましい。この比表面積が０．２ｍ2／ｋｇ以上であれば、粉砕機中に供給する際に、粉砕機中に粉砕原料を効率的に分散させることができ、長時間を要することなく所定の結晶化指数及び粒径に到達することができる。一方、この比表面積の上限としては、生産性の観点から、７５０ｍ2／ｋｇ以下が好ましい。これらの観点から、この比表面積としては、より好ましくは０．６５ｍ2／ｋｇ以上、更に好ましくは０．８ｍ2／ｋｇ以上であり、そして、より好ましくは２００ｍ2／ｋｇ以下、更に好ましくは５０ｍ2／ｋｇ以下である。なお、上記の比表面積は、特開２０１１−１５４７号公報の実施例に記載の方法により測定することができる。
上記のセルロース含有原料を粉砕機で処理することにより、セルロース含有原料を粉砕し、かつ短時間で効率的にセルロースを非晶化させることができる。
【００３０】
粉砕機に供給するセルロース含有原料が１ｍｍ角以上のチップ状の場合は、粉砕機中に粉砕原料を効率的に分散させ、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、比表面積は、好ましくは０．２ｍ2／ｋｇ以上、より好ましくは０．６５ｍ2／ｋｇ以上、更に好ましくは０．８ｍ2／ｋｇ以上であり、そして、好ましくは４ｍ2／ｋｇ以下、より好ましくは３．５ｍ2／ｋｇ以下、更に好ましくは３ｍ2／ｋｇ以下である。
粉砕機に供給するセルロース含有原料が１ｍｍ以下の粒子状の場合は、生産性及び粉砕機中に粉砕原料を効率的に分散させ、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、比表面積は、好ましくは３ｍ2／ｋｇ以上、より好ましくは４．５ｍ2／ｋｇ以上、更に好ましくは７．５ｍ2／ｋｇ以上であり、そして、好ましくは７５０ｍ2／ｋｇ以下、より好ましくは２００ｍ2／ｋｇ以下、更に好ましくは５０ｍ2／ｋｇ以下である。
【００３１】
〔非晶化処理の前処理〕
耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、嵩密度が５０ｋｇ／ｍ3未満のセルロース含有原料を用いる場合には前処理を行い、嵩密度を５０ｋｇ／ｍ3以上６００ｋｇ／ｍ3以下、あるいは比表面積を０．２ｍ2／ｋｇ以上７５０ｍ2／ｋｇ以下の範囲にすることが好ましい。例えば、セルロース含有原料の前処理として、裁断処理及び／又は粗砕処理することで、セルロース含有原料の嵩密度、及び比表面積を前述の好ましい範囲にすることができる。少ない工程数で非晶化セルロースを製造する観点から、セルロース含有原料の前処理として裁断処理を行うことが好ましい。
【００３２】
〔裁断処理〕
セルロース含有原料を裁断する方法は、セルロース含有原料の種類や形状により適宜の方法を選択することができるが、例えば、シュレッダー、スリッターカッター及びロータリーカッターから選ばれる１種以上の裁断機を使用する方法が挙げられる。
シート状のセルロース含有原料を用いる場合、裁断機としてシュレッダー又はスリッターカッターを使用することが好ましく、生産性の観点から、スリッターカッターを使用することがより好ましい。
スリッターカッターは、シートの長手方向に沿った縦方向にロールカッターで縦切りして、細長い短冊状とし、次に、固定刃と回転刃でシートの幅方向に沿って短く横切りすることにより、さいの目形状のセルロース含有原料を容易に得ることができる。スリッターカッターとしては、株式会社ホーライ製のシートペレタイザ、株式会社荻野精機製作所製のスーパーカッターを好ましく使用でき、この装置を使用すると、シート状のセルロース含有原料を約１〜２０ｍｍ角に裁断することができる。
【００３３】
間伐材、剪定枝材、建築廃材等の木材類、あるいはシート状以外のセルロース含有原料を裁断する場合には、ロータリーカッターを使用することが好ましい。ロータリーカッターは、回転刃とスクリーンから構成され、回転刃によりスクリーンの目開き以下に裁断されたセルロース含有原料を容易に得ることができる。なお、必要に応じて固定刃を設け、回転刃と固定刃により裁断することもできる。
ロータリーカッターを使用する場合、得られる粗粉砕物の大きさは、スクリーンの目開きを変えることにより、制御することができる。耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、スクリーンの目開きは、１ｍｍ以上が好ましく、２ｍｍ以上がより好ましく、３ｍｍ以上が更に好ましく、７０ｍｍ以下が好ましく、５０ｍｍ以下がより好ましく、４０ｍｍ以下が更に好ましい。スクリーンの目開きが１ｍｍ以上であれば、適度な嵩高さを有する粗粉砕物が得られ取扱い性が向上する。スクリーンの目開きが７０ｍｍ以下であれば、後の粉砕処理において、粉砕原料として適度な大きさを有するために、負荷を低減することができる。
【００３４】
裁断処理後に得られるセルロース含有原料の大きさとしては、好ましくは１ｍｍ角以上、より好ましくは２ｍｍ角以上であり、そして、好ましくは７０ｍｍ角以下、より好ましくは５０ｍｍ角以下である。上記の大きさに裁断することにより、後の乾燥処理を効率よく容易に行うことができ、また後の粉砕処理における粉砕に要する負荷を軽減することができる。
【００３５】
〔粗砕処理〕
次に、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、セルロース含有原料、好ましくは前記裁断処理で得られたセルロース含有原料を必要に応じて更に粗砕処理してもよい。粗砕処理としては押出機処理が好ましく、押出機処理により、圧縮せん断力を作用させ、セルロースの結晶構造を破壊して、セルロース含有原料を粉末化させ、嵩密度を更に高めることができる。
圧縮せん断力を作用させて機械的に粉砕する方法として、従来汎用されている衝撃式の粉砕機、例えば、カッターミル、ハンマーミル、ピンミル等では、粉砕物が綿状化して嵩高くなり、取扱い性を損ない、質量ベースの処理能力が低下する傾向がある。一方、押出機を用いることにより、所望の嵩密度を有する粉砕原料が得られ、取扱い性を向上させることができる。
【００３６】
押出機としては、単軸、二軸のどちらの形式でもよいが、搬送能力を高める等の観点から、二軸押出機が好ましい。
二軸押出機としては、シリンダの内部に２本のスクリューが回転自在に挿入された押出機であり、従来から公知のものが使用できる。２本のスクリューの回転方向は、同一でも逆方向でもよいが、搬送能力を高める観点から、同一方向の回転が好ましい。
また、スクリューの噛み合い条件としては、完全噛み合い、部分噛み合い、非噛み合いの各形式の押出機のいずれでもよいが、処理能力を向上させる観点から、完全噛み合い型、部分噛み合い型が好ましい。
【００３７】
押出機としては、強い圧縮せん断力を加え、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、スクリューのいずれかの部分に、いわゆるニーディングディスク部を備えることが好ましい。
ニーディングディスク部とは、複数のニーディングディスクで構成され、これらを連続して、一定の位相で、例えば９０°ずつに、ずらしながら組み合わせたものであり、スクリューの回転に伴って、ニーディングディスク間あるいはニーディングディスクとシリンダの間の狭い隙間にセルロース含有原料を強制的に通過させることで極めて強いせん断力を付与することができる。スクリューの構成としては、ニーディングディスク部と複数のスクリューセグメントとが交互に配置されることが好ましい。二軸押出機の場合、２本のスクリューが、同一の構成を有することが好ましい。
【００３８】
粗砕処理の方法としては、前記セルロース含有原料、好ましくは前記裁断処理して得られたセルロース含有原料を押出機に投入し、連続的に処理する方法が好ましい。せん断速度は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは１０ｓｅｃ-1以上、より好ましくは２０ｓｅｃ-1以上、更に好ましくは５０ｓｅｃ-1以上、より更に好ましくは５００ｓｅｃ-1以上であり、そして、好ましくは３０，０００ｓｅｃ-1以下、より好ましくは３，０００ｓｅｃ-1以下である。せん断速度が１０ｓｅｃ-1以上であれば、有効に粉砕が進行する。その他の処理条件としては、特に制限はないが、処理温度は５〜２００℃が好ましい。
また、押出機によるパス回数としては、１パスでも十分効果を得ることができるが、セルロースの結晶化指数及び重合度を低下させる観点から、１パスで不十分な場合は、２パス以上行うことが好ましい。また、生産性の観点からは、１パス以上１０パス以下が好ましい。パスを繰返すことにより、粗大粒子が粉砕され、粒径のばらつきが少ない粉末状セルロース含有原料を得ることができる。２パス以上行う場合、生産能力を考慮し、複数の押出機を直列に並べて処理を行ってもよい。
【００３９】
粗砕処理後に得られるセルロース含有原料の平均粒径（メジアン径）は、非晶化処理における粉砕機中に粉砕原料を効率的に分散させ、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。この平均粒径が１ｍｍ以下であれば、非晶化処理の際に、粉砕機中に粉砕原料を効率的に分散させることができ、長時間を要することなく所定の粒径に到達することができる。一方、この平均粒径の下限としては、生産性の観点から、０．０１ｍｍ以上が好ましい。これらの観点から、この平均粒径としては、より好ましくは０．０３ｍｍ以上、更に好ましくは０．０５ｍｍ以上であり、そして、より好ましくは０．７ｍｍ以下、更に好ましくは０．５ｍｍ以下である。なお、上記の平均粒径は、実施例に記載の方法により測定することができる。
【００４０】
〔乾燥処理〕
本発明において、セルロース含有原料、好ましくは上記裁断処理及び／又は粗砕処理して得られたセルロース含有原料を非晶化処理前に乾燥処理することが好ましい。
一般に、市販のパルプ類、バイオマス資源として利用される紙類、木材類、植物茎・葉類、植物殻類等の一般に利用可能なセルロース含有原料は、５質量％を超える水分を含有しており、通常５〜３０質量％程度の水分を含有している。
従って、本発明では、乾燥処理を行うことによって、セルロース含有原料の水分量を１０質量％以下に調整することが好ましい。
【００４１】
乾燥方法としては、公知の乾燥手段を適宜選択すればよく、例えば、熱風受熱乾燥法、伝導受熱乾燥法、除湿空気乾燥法、冷風乾燥法、マイクロ波乾燥法、赤外線乾燥法、天日乾燥法、真空乾燥法、凍結乾燥法等が挙げられる。
上記の乾燥方法において、公知の乾燥機を適宜選択して使用することができ、例えば、「粉体工学概論」（社団法人日本粉体工業技術会編集  粉体工学情報センター１９９５年発行）１７６頁に記載の乾燥機等が挙げられる。
これらの乾燥方法及び乾燥機は１種で使用してもよく、又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。乾燥処理はバッチ処理、連続処理のいずれでも可能であるが、生産性の観点から連続処理が好ましい。
【００４２】
連続乾燥機としては、伝熱効率の観点から伝導受熱型の横型撹拌乾燥機が好ましい。更に、微粉が発生しにくく、連続排出の安定性の観点から２軸の横型撹拌乾燥機が好ましい。２軸の横型撹拌乾燥機としては、株式会社奈良機械製作所製の２軸パドルドライヤーを好ましく使用できる。
乾燥処理における温度は、乾燥手段、乾燥時間等により一概には決定できないが、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは１０℃以上、より好ましくは２５℃以上、更に好ましくは５０℃以上であり、そして、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは１８０℃以下、更に好ましくは１５０℃以下である。処理時間としては、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは０．０１ｈｒ以上、より好ましくは０．０２ｈｒ以上であり、そして、好ましくは２ｈｒ以下、より好ましくは１ｈｒ以下である。必要に応じて減圧下で乾燥処理を行なってもよく、圧力としては、好ましくは１ｋＰａ以上、より好ましくは５０ｋＰａ以上であり、そして、好ましくは１２０ｋＰａ以下、より好ましくは１０５ｋＰａ以下である。
【００４３】
〔非晶化処理〕
非晶化処理に使用する粉砕機としては、媒体式粉砕機を好ましく用いることができる。媒体式粉砕機には容器駆動式粉砕機と媒体撹拌式粉砕機とがある。
容器駆動式粉砕機としては転動ミル、振動ミル、遊星ミル、遠心流動ミル等が挙げられる。この中で、粉砕効率が高く、生産性の観点から、振動ミルが好ましい。
媒体撹拌式粉砕機としてはタワーミル等の塔型粉砕機；アトライター、アクアマイザー、サンドグラインダー等の撹拌槽型粉砕機；ビスコミル、パールミル等の流通槽型粉砕機；流通管型粉砕機；コボールミル等のアニュラー型粉砕機；連続式のダイナミック型粉砕機等が挙げられる。この中で、粉砕効率が高く、生産性の観点から、撹拌槽型粉砕機が好ましい。媒体撹拌式粉砕機を用いる場合の撹拌翼の先端の周速は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは０．５ｍ／ｓ以上、より好ましくは１ｍ／ｓ以上であり、そして、好ましくは２０ｍ／ｓ以下、より好ましくは１５ｍ／ｓ以下である。
粉砕機の種類は「化学工学の進歩  第３０集  微粒子制御」（社団法人化学工学会東海支部編、１９９６年１０月１０日発行、槇書店）を参照することができる。
処理方法としては、バッチ処理及び連続処理のどちらでもよいが、生産性の観点から連続処理が好ましい。
【００４４】
粉砕機の媒体としては、ボール、ロッド、チューブ等が挙げられる。この中で、粉砕効率が高く、生産性の観点から、ボール、ロッドが好ましく、ロッドがより好ましい。
粉砕機の媒体の材質としては、特に制限はなく、例えば、鉄、ステンレス、アルミナ、ジルコニア、炭化珪素、チッ化珪素、ガラス等が挙げられる。
【００４５】
粉砕機が振動ミルであって、媒体がボールの場合には、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、ボールの外径は、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上であり、そして、好ましくは１００ｍｍ以下、より好ましくは５０ｍｍ以下である。ボールの大きさが上記の範囲であれば、所望の粉砕力が得られると共に、ボールのかけら等が混入してセルロース含有原料が汚染されることなく効率的にセルロースを非晶化させることができる。
【００４６】
本発明では、ロッドを充填した振動ミルで粉砕処理することにより、原料中のセルロースを効率的に非晶化させることができ、好適である。
振動ミルとしては、ユーラステクノ株式会社製のバイブロミル、中央化工機株式会社製の振動ミル、株式会社吉田製作所製の小型振動ロッドミル１０４５型、ドイツのフリッチュ社製の振動カップミルＰ−９型、日陶科学株式会社製の小型振動ミルＮＢ−Ｏ型等を用いることができる。
粉砕機の媒体として用いるロッドとは棒状の媒体であり、ロッドの断面が四角形、六角形等の多角形、円形、楕円形等のものを用いることができる。
ロッドの外径は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは１ｍｍ以上、更に好ましくは５ｍｍ以上であり、そして、好ましくは２００ｍｍ以下、より好ましくは１００ｍｍ以下、更に好ましくは５０ｍｍ以下である。ロッドの長さは、粉砕機の容器の長さよりも短いものであれば特に限定されない。ロッドの大きさが上記の範囲であれば、所望の粉砕力が得られると共に、ロッドのかけら等が混入してセルロース含有原料が汚染されることなく効率的にセルロースを非晶化させることができる。
【００４７】
ボール、ロッド等の媒体の充填率は、粉砕機の機種により好適な範囲が異なるが、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは１０％以上、より好ましくは１５％以上であり、そして、好ましくは９７％以下、より好ましくは９５％以下である。充填率がこの範囲内であれば、セルロース含有原料と媒体との接触頻度が向上すると共に、媒体の動きを妨げずに、粉砕効率を向上させることができる。ここで充填率とは、粉砕機の撹拌部の容積に対する媒体の見かけの体積をいう。
粉砕機の処理時間は、粉砕機の種類、ボール、ロッド等の媒体の種類、大きさ及び充填率等により一概に決定できないが、結晶化指数を効率的に低下させ、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは０．５分間以上、より好ましくは２分間以上、更に好ましくは３分間以上、より更に好ましくは４分間以上、より更に好ましくは５分間以上であり、そして、好ましくは２４時間以下、より好ましくは１２時間以下、更に好ましくは６時間以下、より更に好ましくは１時間以下、より更に好ましくは４０分間以下である。
処理温度は、特に制限はないが、熱によるセルロースの劣化を防ぐ観点から、好ましくは５℃以上、より好ましくは１０℃以上であり、そして、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは２００℃以下である。
【００４８】
〔小粒径化処理〕
本発明において、非晶化処理して得られた非晶化セルロースを必要に応じて更に小粒径化処理してもよい。小粒径化処理としては、公知の粉砕機を適宜選択して使用することができ、例えば、「改訂六版  化学工学便覧」（社団法人化学工学会編集、丸善株式会社、１９９９年発行）８４３頁に記載の粉砕機が挙げられる。
これらの粉砕機は１種単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。小粒径化処理はバッチ処理、連続処理のいずれでも可能であるが、生産性の観点から連続処理が好ましい。
粉砕機としては、粉砕効率が高く、粒径を小さくでき、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、高速回転ミルが好ましく、ターボ型、アニュラー型ミルがより好ましい。ターボ型ミルとしては、ターボ工業株式会社製のターボミルを好ましく使用できる。アニュラー型ミルとしては、株式会社アーステクニカ製のクリプトロンシリーズを好ましく使用できる。
小粒径化処理の方法としては、非晶化処理して得られた非晶化セルロースを粉砕機に投入し、連続的に処理する方法が好ましい。小粒径の非晶化セルロースを得適宜ご修正、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、高速回転ミルのローターの周速度としては、好ましくは５０ｍ／ｓ以上、より好ましくは１００ｍ／ｓ以上である。その他の処理条件としては、特に制限はないが、処理温度としては５℃以上２００℃以下が好ましい。
【００４９】
〔分級処理〕
本発明において、非晶化処理して得られた非晶化セルロースを必要に応じて更に分級処理することができる。分級機処理により、所望の粒径の非晶化セルロースを得ることができる。分級処理方法としては、公知の乾式分級手段を適宜選択すればよく、篩い分け、風力分級が挙げられる。
分級処理後の粗粉は、セルロース含有原料と共に再度振動ミルに投入し非晶化処理を行うことで、効率よく小粒径の非晶化セルロースを得ることができる。
【００５０】
かくして、結晶化指数が５０％以下のセルロース（非晶化セルロース）が得られる。
このようにして得られたセルロースは、結晶化指数が５０％以下に非晶化されているが、アスファルト組成物の粘弾性を向上させる観点、取扱性と耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、メジアン径（体積中位粒径）は、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下、更に好ましくは１００μｍ以下、より更に好ましくは８０μｍ以下であり、そして、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上、更に好ましくは５μｍ以上、より更に好ましくは１０μｍ以上である。
なお、非晶化セルロースが、後述する表面疎水化処理されたセルロースである場合、該セルロースのメジアン径は、表面疎水化処理後の非晶化セルロースのメジアン径を意味し、好ましい範囲は同様である。
【００５１】
本発明において、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、非晶化セルロースは、表面疎水化剤（以下、「改質剤」ともいう。）によって表面疎水化処理されたセルロースであることが好ましい。表面疎水化処理するための表面疎水化剤は特に限定されないが、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シリコン油、フッ素油、シリコン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、極性基とポリオレフィン鎖とを有するポリマー、極性基とポリスチレン鎖とを有するポリマー、極性基を有する飽和脂肪族化合物等が挙げられる。
【００５２】
シラン系カップリング剤としては、トリメチルメトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、及びフルオロメチルトリメトキシシランが例示される。
【００５３】
チタネート系カップリング剤としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルピロホスフェート）チタネート、イソプロピルトリス（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネート、及びビス（ジオクチルピロホスフェート）エチレンチタネートが例示される。
【００５４】
アルミニウム系カップリング剤としては、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノアセチルアセテートビス（エチルアセトアセテート）、及びアルミニウムトリス（アセチルアセテート）が例示される。
【００５５】
極性基とポリオレフィン鎖とを有するポリマーにおける極性基としては、有機イソシアネート基、（無水）カルボン酸基、カルボン酸ハライド基、アミノ基、水酸基、エポキシ基が挙げられる。これらの中でも、非晶化セルロースとの親和性を高める観点から、好ましくは（無水）カルボン酸基、エポキシ基であり、より好ましくは（無水）カルボン酸基である。なお、（無水）カルボン酸基とは、無水カルボン酸基と、カルボン酸基（カルボキシ基）の総称である。具体的には、無水マレイン酸、マレイン酸、グリシジル（メタ）アクリレートに由来する極性基が例示される。
【００５６】
ポリオレフィン鎖としては、好ましくはエチレン系重合体（例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、エチレンと他の１種以上のビニル化合物（例えばα−オレフィン、酢酸ビニル、メタクリル酸、アクリル酸等）との共重合体等）、プロピレン系重合体（例えば、ポリプロピレン、プロピレンと他の１種以上のビニル化合物との共重合体等）、エチレンプロピレン共重合体、ポリブテン及びポリ−４−メチルペンテン−１等に由来するポリマー鎖が例示され、より好ましくはエチレン系重合体、プロピレン系重合体に由来するポリマー鎖である。
【００５７】
極性基とポリオレフィン鎖とを有するポリマーとしては、無水マレイン酸変性ポリオレフィン等が挙げられる。
極性基とポリオレフィン鎖とを有するポリマーとして、市販されている商品を使用してもよく、好適な市販品としては、住友化学株式会社製「ボンドファースト  ７Ｍ」（エチレンと、グリシジルメタクリレートとの共重合体）、日本ポリエチレン株式会社製「レクスパール  ＥＴシリーズ」（エチレンと、（メタ）アクリル酸及び／又はそのエステルと、無水マレイン酸との共重合体）、日油株式会社製「モディパー  Ａ４０００シリーズ」（主鎖がエチレンとメタクリル酸グリシジルとの共重合体であるグラフトコポリマー）、三洋化成工業株式会社製「ユーメックス」（無水マレイン酸変性ポリプロピレン）、アルケマ社製「オレヴァック」（無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン）、アルケマ社製「ロタダー」（エチレンと、アクリル酸エステルと、グリシジルメタクリレートとの共重合体）、アルケマ社製「ボンダイン」（エチレンと、アクリル酸エステルと、無水マレイン酸との共重合体）、化薬アクゾ株式会社製「カヤブリッド」（無水マレイン酸変性ポリプロピレン）、三井・デュポン・ポリケミカル社製「ニュクレル」（エチレンとメタクリル酸との共重合体）、ダウケミカル社製「プリマコール」（エチレンとアクリル酸との共重合体）等が挙げられる。
【００５８】
極性基とポリオレフィン鎖とを有するポリマーは、ポリオレフィン鎖部分がアスファルトと親和性を有する一方で、極性基部分が非晶化セルロースと相互作用することで親和性を発現することから、非晶化セルロースとアスファルトとの親和性が向上し、アスファルト組成物の粘弾性が向上すると考えられる。
【００５９】
極性基とポリスチレン鎖とを有するポリマーとしては、無水マレイン酸変性ポリスチレン等が挙げられる。
極性基とポリスチレン鎖とを有するポリマーとして、市販されている商品を使用してもよく、好適な市販品としては、Ｃｒａｙ  Ｖａｌｌｅｙ社製「ＳＭＡ」（スチレン−マレイン酸共重合体）、荒川化学工業株式会社製「アラスター」（スチレン−マレイン酸共重合体）等が挙げられる。
【００６０】
極性基を有する飽和又は不飽和脂肪族化合物としては、コハク酸、マレイン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸等が挙げられる。
【００６１】
これらの中でも、表面疎水化剤は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくはシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、極性基とポリレオフィン鎖又はポリスチレン鎖とを有するポリマー、及び極性基を有する飽和脂肪族化合物からなる群から選択される少なくとも１つ、より好ましくは極性基とポリオレフィン鎖又はポリスチレン鎖とを有するポリマー、更に好ましくは無水マレイン酸変性ポリオレフィン、より更に好ましくは無水マレイン酸変性ポリエチレン及び無水マレイン酸変性ポリプロピレンから選択される少なくとも１つ、より更に好ましくは無水マレイン酸変性ポリエチレン又は無水マレイン酸変性ポリプロピレン、より更に好ましくは無水マレイン酸変性ポリプロピレンである。
【００６２】
無水マレイン酸変性ポリオレフィン、好ましくは無水マレイン酸変性ポリエチレン及び無水マレイン酸変性ポリプロピレンの重量平均分子量は、非晶化セルロースとアスファルトとの親和性を高め、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは１，０００以上、より好ましくは５，０００以上、更に好ましくは１０，０００以上、より更に好ましくは３０，０００以上であり、そして、好ましくは１，０００，０００以下、より好ましくは５００，０００以下、更に好ましくは３００，０００以下、より更に好ましくは１００，０００以下である。
【００６３】
無水マレイン酸変性ポリオレフィン、好ましくは無水マレイン酸変性ポリエチレン及び無水マレイン酸変性ポリプロピレンの酸価は、非晶化セルロースとアスファルトとの親和性を高め、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、より好ましくは２ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、更に好ましくは３ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、より更に好ましくは５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、より更に好ましくは１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であり、そして、好ましくは２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、更に好ましくは６０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より更に好ましくは３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。
【００６４】
表面疎水化剤による処理量は、アスファルト組成物の粘弾性を向上させ、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、未処理の非晶化セルロース１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは３質量部以上、更に好ましくは５質量部以上、より更に好ましくは１０質量部以上、より更に好ましくは２０質量部以上であり、そして、好ましくは１００質量部以下、より好ましくは８０質量部以下、更に好ましくは６０質量部以下、より更に好ましくは４０質量部以下、より更に好ましくは３０質量部以下である。
【００６５】
非晶化セルロースの表面疎水化処理方法は特に限定されないが、上述した非晶化処理時に、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、粉砕機にセルロースと共に表面疎水化剤を添加し、混合粉砕することが好ましい。すなわち、表面疎水化処理されたセルロースは、結晶化指数が５０％を超えるセルロースに表面疎水化剤を添加して混合粉砕し、結晶化指数を５０％以下にすることにより製造することが好ましい。
なお、表面疎水化処理方法はこれに限定されるものではなく、水溶性有機溶剤中で表面疎水化剤と共に撹拌混合して表面処理してもよい。水溶性有機溶剤としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトンが例示される。
【００６６】
本発明のアスファルト組成物において、セルロースの含有量又は配合量は、アスファルト１００質量部に対して、好ましくは０．０１質量部以上１０質量部以下である。セルロースの含有量が０．０１質量部以上であると、耐轍掘れや耐疲労ひび割れの改善効果が高い。一方、セルロースの含有量が１０質量部以下であると、コストの観点で好ましい。なお、耐轍掘れや耐疲労ひび割れの改善とは、轍掘れやひび割れの発生を抑制することを意味する。以下、同様である。
セルロースの含有量は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、アスファルト１００質量部に対して、より好ましくは０．０３質量部以上、更に好ましくは０．１質量部以上、より更に好ましくは０．３質量部以上、より更に好ましくは１質量部以上、より更に好ましくは２質量部以上であり、そして、作業性の観点から、より好ましくは８質量部以下、更に好ましくは６質量部以下、より更に好ましくは４質量部以下である。
なお、アスファルトがポリマー改質アスファルトである場合、アスファルトの質量は、ストレートアスファルト及び改質剤を含めたアスファルト全体としての質量を意味する。同様に、セルロースが、表面疎水化処理されたセルロースである場合、セルロースの質量は、セルロース本体と、表面疎水化剤とを含むセルロース全体としての質量を意味する。
【００６７】
＜ポリエステル＞
本発明のアスファルト組成物は、ポリエステルを含有する。ポリエステルは、施工後の舗装面の耐轍掘れ性と耐ひび割れ性をより向上させる観点から、好ましくは、ビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物を６０モル％以上含むアルコール成分由来の構成単位とカルボン酸成分由来の構成単位とを含む。
【００６８】
（アルコール成分）
アルコール成分としては、例えばジオール、３価以上の多価アルコール等が挙げられる。ジオールとしては、脂肪族ジオール、芳香族ジオールが挙げられる。これらのアルコール成分は、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。
アルコール成分は、優れた耐轍掘れ性と耐ひび割れ性を得る観点から、好ましくはビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物を含み、より好ましくは式（Ｉ）：
【化１】
2020117702.tif 000002
〔式中、ＯＲ1及びＲ1Ｏはアルキレンオキシドであり、Ｒ1は炭素数２又は３のアルキレン基、ｘ及びｙはアルキレンオキシドの平均付加モル数を示す正の数を示し、ｘとｙの和は好ましくは１以上、より好ましくは１．５以上であり、そして、好ましくは１６以下、より好ましくは８以下、更に好ましくは４以下である。〕
で表されるビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物を含む。
【００６９】
式（Ｉ）で表されるビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物としては、例えば、ビスフェノールＡ〔２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン〕のプロピレンオキシド付加物、ビスフェノールＡのエチレンオキシド付加物が挙げられる。これらのビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物は、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。
【００７０】
ビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物の使用量は、アスファルトへの溶融分散性を高め、かつ優れた耐轍掘れ性と耐ひび割れ性を得る観点から、アルコール成分１００モル％中、好ましくは６０モル％以上、より好ましくは７５モル％以上、更に好ましくは９０モル％以上であり、そして、１００モル％以下である。
【００７１】
脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，４−ブテンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，１０−デカンジオール、１，１２−ドデカンジオールが挙げられる。
３価以上の多価アルコールは、例えば３価アルコールである。３価以上の多価アルコールとしては、例えばグリセリンが挙げられる。
【００７２】
（カルボン酸成分）
カルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸化合物、芳香族ジカルボン酸化合物、３価以上６価以下の多価カルボン酸化合物が挙げられる。これらのカルボン酸成分は、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。
【００７３】
脂肪族ジカルボン酸の主鎖の炭素数は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性をより向上させる観点から、好ましくは３以上、より好ましくは４以上であり、そして、好ましくは１０以下、より好ましくは８以下である。
脂肪族ジカルボン酸化合物としては、例えば、フマル酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、炭素数１以上２０以下のアルキル基若しくは炭素数２以上２０以下のアルケニル基で置換されたコハク酸、又は、これらの無水物、これらのアルキルエステル（例えば、アルキル基の炭素数１以上３以下）が挙げられる。置換されたコハク酸としては、例えば、ドデシルコハク酸、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸が挙げられる。以上の脂肪族ジカルボン酸化合物の中でも、フマル酸、マレイン酸及びアジピン酸からなる群より選択される少なくとも１種が好ましく、アジピン酸がより好ましい。
【００７４】
芳香族ジカルボン酸化合物としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、又は、これらの無水物、これらのアルキルエステル（例えば、アルキル基の炭素数１以上３以下）が挙げられる。以上の芳香族ジカルボン酸化合物の中でも、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、イソフタル酸及びテレフタル酸が好ましく、テレフタル酸がより好ましい。
【００７５】
３価以上６価以下の多価カルボン酸は、好ましくは３価カルボン酸である。３価以上６価以下の多価カルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット酸が挙げられる。なお、多価カルボン酸を含む場合、物性調整の観点から、アルコール成分には１価のアルコールが適宜含有されていてもよく、カルボン酸成分には１価のカルボン酸化合物が適宜含有されていてもよい。
【００７６】
脂肪族ジカルボン酸化合物の含有量は、カルボン酸成分中、ポリエステルの可撓性を上げて、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性をより向上させる観点から、好ましくは１モル％以上、より好ましくは５モル％以上、更に好ましくは１０モル％以上であり、そして、好ましくは４０モル％以下、より好ましくは２５モル％以下である。
【００７７】
芳香族ジカルボン酸化合物の含有量は、アスファルトへの溶融分散性を高め、かつ優れた耐轍掘れ性と耐ひび割れ性を得る観点から、カルボン酸成分１００モル％中、好ましくは６０モル％以上、より好ましくは７５モル％以上であり、そして、好ましくは９９モル％以下、より好ましくは９５モル％以下、更に好ましくは９０モル％以下である。
【００７８】
（アルコール成分由来の構成単位に対するカルボン酸成分由来の構成単位のモル比）
アルコール成分由来の構成単位に対するカルボン酸成分由来の構成単位のモル比〔カルボン酸成分／アルコール成分〕は、酸価の調整の観点から、好ましくは０．７以上、より好ましくは０．８以上であり、そして、好ましくは１．５以下、より好ましくは１．３以下、更に好ましくは１．１以下である。
【００７９】
（ポリエステルの物性）
ポリエステルの軟化点は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性を得る観点から、好ましくは９０℃以上、より好ましくは９５℃以上、更に好ましくは１００℃以上であり、そして、好ましくは１４０℃以下、より好ましくは１３０℃以下、更に好ましくは１２５℃以下、より更に好ましくは１２０℃以下、より更に好ましくは１１５℃以下である。
【００８０】
ポリエステルの酸価は、骨材への吸着を促進し、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性をより向上させる観点から、好ましくは２ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、より好ましくは３ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、更に好ましくは４ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であり、そして、舗装面の耐水性を高める観点から、好ましくは３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、更に好ましくは１８ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。
【００８１】
ポリエステルの水酸基価は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性をより向上させる観点から、好ましくは１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、より好ましくは２ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、更に好ましくは５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、より更に好ましくは１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であり、そして、好ましくは７０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、更に好ましくは３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より更に好ましくは２５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。
【００８２】
ポリエステルのガラス転移点は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性を得る観点、及び、高温における耐流動性を向上させる観点から、好ましくは４０℃以上、より好ましくは４５℃以上であり、そして、好ましくは８０℃以下、より好ましくは７５℃以下、更に好ましくは７０℃以下である。
【００８３】
軟化点、酸価、水酸基価及びガラス転移点は、実施例に記載の方法により測定することができる。なお、軟化点、酸価、水酸基価及びガラス転移点は、原料モノマー組成、分子量、触媒量又は反応条件により調整することができる。
【００８４】
（ポリエステルの製造方法）
ポリエステルの製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、上述したアルコール成分及びカルボン酸成分を重縮合することにより製造することができる。
重縮合反応の温度は、特に限定されるものではないが、反応性の観点から、好ましくは１６０℃以上２６０℃以下である。
【００８５】
重縮合反応には、ジ（２−エチルヘキサン酸）錫（II）等のＳｎ−Ｃ結合を有していない錫（II）化合物を触媒として、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、アルコール成分とカルボン酸成分との総量１００質量部に対して、好ましくは０．０１質量部以上、より好ましくは０．２質量部以上、そして、好ましくは１．５質量部以下、より好ましくは０．６質量部以下、用いてもよい。
重縮合反応には、触媒に加えて、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、没食子酸等のピロガロール化合物をエステル化触媒として、アルコール成分とカルボン酸成分との総量１００質量部に対して、好ましくは０．００１質量部以上、より好ましくは０．００５質量部以上、更に好ましくは０．０１質量部以上、そして、好ましくは０．１５質量部以下、より好ましくは０．１０質量部以下、更に好ましくは０．０５質量部以下、用いてもよい。
【００８６】
（ポリエステルの比率）
本発明のアスファルト組成物において、ポリエステルの比率は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性を向上させる観点から、アスファルト１００質量部に対して、好ましくは２質量部以上、より好ましくは５質量部以上、更に好ましくは１０質量部以上であり、そして、作業性の観点から、好ましくは３０質量部以下、より好ましくは２５質量部以下である。
【００８７】
本発明のアスファルト組成物は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性を向上させる観点から、
アスファルトと、
結晶化指数が５０％以下であり、かつ、無水マレイン酸変性ポリプロピレンにより表面疎水化処理されたセルロースと、
ビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物を６０モル％以上含むアルコール成分由来の構成単位とテレフタル酸成分由来の構成単位とを含むポリエステルと、
の組合せであることが好ましい。
【００８８】
＜添加剤＞
本発明のアスファルト組成物には、上記アスファルト、セルロース及びポリエステルに加え、必要に応じて、従来、アスファルト組成物に慣用されている各種添加剤、例えば、造膜剤、増粘安定剤、乳化剤等を添加してもよい。
具体的には、炭酸カルシウム、鉱物質粉末、ガラス繊維等の充填剤や補強剤、鉱物質の骨材、ベンガラ、二酸化チタン等の顔料、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、低分子量ポリエチレンワックス等のワックス類、アゾジカルボンアミド等の発泡剤、アタクチックポリプロピレン、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のポリオレフィン系又は低分子量のビニル芳香族系熱可塑性樹脂、天然ゴム、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、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、イソプレン−イソブチレンゴム、ポリペンテナマーゴム、スチレン−ブタジエン系ブロック共重合体、スチレン−イソプレン系ブロック共重合体、水素化スチレン−ブタジエン系ブロック共重合体、水素化スチレン−イソプレン系ブロック共重合体等の合成ゴムが挙げられる。
これらの合計添加量は、アスファルト組成物全体に対して、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下、更に好ましくは２０質量％以下、より更に好ましくは１０質量％以下、より更に好ましくは５質量％以下である。
【００８９】
［アスファルト組成物の製造方法］
本発明のアスファルト組成物の製造方法は、アスファルトと、セルロース（好ましくは非晶化セルロース）と、ポリエステルとを混合する工程を有する。
【００９０】
アスファルト組成物は、アスファルトを加熱溶融し、セルロース（好ましくは非晶化セルロース）、ポリエステル及び必要に応じて他の添加剤を添加し、通常用いられている混合機にて、各成分が均一に分散するまで撹拌混合することにより得られる。通常用いられている混合機としては、ホモミキサー、ディゾルバー、パドルミキサー、リボンミキサー、スクリューミキサー、プラネタリーミキサー、真空逆流ミキサー、ロールミル、二軸押出機等が挙げられる。
【００９１】
上記アスファルトとセルロースとポリエステルとの混合温度は、アスファルト中に非晶化セルロース及びポリエステルを均一に分散させ、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１３０℃以上、更に好ましくは１６０℃以上、より更に好ましくは１７０℃以上であり、そして、好ましくは２３０℃以下、より好ましくは２１０℃以下、更に好ましくは２００℃以下、より更に好ましくは１９０℃以下である。
【００９２】
また、アスファルトとセルロースとポリエステルとの混合時間は、効率的にアスファルト中に非晶化セルロース及びポリエステルを均一に分散させ、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは０．１時間以上、より好ましくは０．５時間以上、更に好ましくは１．０時間以上、より更に好ましくは１．５時間以上であり、そして、好ましくは１０時間以下、より好ましくは７時間以下、更に好ましくは５時間以下、より更に好ましくは３時間以下である。
なお、アスファルトに対するセルロース及びポリエステルの好ましい含有量は、上述したとおりである。
【００９３】
また、本発明のアスファルト組成物及びその製造方法に使用されるセルロースは、上述のように、結晶化指数が５０％以下の非晶化セルロースであることが好ましく、表面疎水化処理されたセルロースであることがより好ましい。また、表面疎水化処理されたセルロースは、結晶化指数が５０％を超えるセルロースに表面疎水化剤を添加して混合粉砕し、結晶化指数を５０％以下にする工程により製造されることが好ましい。
【００９４】
［アスファルト混合物及びその製造方法］
本発明のアスファルト組成物は、バインダ組成物であり、該アスファルト組成物に、骨材を添加して、アスファルト混合物とした後に、舗装に使用される。すなわち、本発明のアスファルト組成物は、舗装用として好適であり、特に道路舗装用として好適である。
【００９５】
骨材としては、例えば、砕石、玉石、砂利、砂、再生骨材、セラミックス等を任意に選択して用いることができる。
骨材としては、粒径２．３６ｍｍ以上の粗骨材、粒径２．３６ｍｍ未満の細骨材のいずれも使用することができる。粗骨材としては、例えば、粒径範囲２．３６ｍｍ以上４．７５ｍｍ未満の７号砕石、粒径範囲４．７５ｍｍ以上１３．２ｍｍ未満の６号砕石、粒径範囲１３．２ｍｍ以上１９ｍｍ未満の５号砕石、粒径範囲１９ｍｍ以上３１．５ｍｍ未満の４号砕石が挙げられる。
細骨材は、好ましくは粒径０．０７５ｍｍ以上２．３６ｍｍ未満の細骨材である。細骨材としては、例えば、川砂、丘砂、山砂、海砂、砕砂、細砂、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、再生骨材破砕砂が挙げられる。
上記の粒径はＪＩＳ  ５００１−１９９５に規定される値である。
これらの中でも、粗骨材と細骨材との組み合わせが好ましい。
【００９６】
なお、細骨材には、粒径０．０７５ｍｍ未満のフィラー（例えば、砂）が含まれていてもよい。フィラーの平均粒径の下限値は、例えば、０．００１ｍｍ以上である。
フィラーの平均粒径は、乾燥強度向上の観点と耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは０．００１ｍｍ以上であり、そして、同様の観点から、好ましくは０．０５ｍｍ以下、より好ましくは０．０３ｍｍ以下、更に好ましくは０．０２ｍｍ以下である。フィラーの平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定することができる。ここで、平均粒径とは、体積累積５０％の平均粒径を意味する。
【００９７】
〔フィラー平均粒径の測定方法〕
フィラーの平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（株式会社堀場製作所製「ＬＡ−９５０」）を用い、以下に示す条件で測定した値である。
・測定方法：フロー法
・分散媒：エタノール
・試料調製：２ｍｇ／１００ｍＬ
・分散方法：撹拌、内蔵超音波１分間
【００９８】
フィラーとしては、砂、フライアッシュ、炭酸カルシウム、消石灰等が挙げられる。このうち、乾燥強度向上の観点と耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、炭酸カルシウムが好ましい。
【００９９】
粗骨材と細骨材との質量比率は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは１０／９０以上、より好ましくは２０／８０以上、更に好ましくは３０／７０以上であり、そして、好ましくは９０／１０以下、より好ましくは８０／２０以下、更に好ましくは７０／３０以下である。
骨材の含有量は、アスファルト組成物１００質量部に対して、好ましくは１，０００質量部以上、より好ましくは１，２００質量部以上、更に好ましくは１，５００質量部以上であり、そして、好ましくは３，０００質量部以下、より好ましくは２，５００質量部以下、更に好ましくは２，０００質量部以下である。
【０１００】
なお、従来の骨材とアスファルトを含むアスファルト混合物におけるアスファルトの配合割合については、通常、社団法人日本道路協会発行の「舗装設計施工指針」に記載されている「アスファルト組成物の配合設計」から求められる最適アスファルト量に準じて決定してもよい。
本発明においては、上記の最適アスファルト量が、アスファルト、セルロース及びポリエステルの合計量に相当する。従って、通常、前記最適アスファルト量を、アスファルトセルロース及びポリエステルの合計配合量とすることが好ましい。
ただし、「舗装設計施工指針」に記載の方法に限定する必要はなく、他の方法によって決定してもよい。
【０１０１】
本発明のアスファルト混合物は、水を実質的に含まない加熱アスファルト混合物として使用してもよく、また、上記アスファルト混合物に乳化剤や水を配合してアスファルト乳剤とし、これに骨材等を配合し、常温アスファルト混合物として使用してもよい。
特に、本発明のアスファルト組成物は、セルロースがアスファルト組成物中に均一に分散しやすい性質を有するため、加熱アスファルト混合物として使用すると、その特徴を有効に発揮することができる。
【０１０２】
アスファルト混合物を加熱アスファルト混合物として使用する場合のアスファルト混合物の製造方法については、特に制限はなく、いかなる方法で製造してもよいが、通常、骨材とアスファルト組成物とを含むアスファルト混合物の製造方法に準じて行えばよい。
【０１０３】
本発明のアスファルト混合物の製造方法は、好ましくは、アスファルトとセルロースとポリエステルとを有するアスファルト組成物を調製し、これに骨材を１３０℃以上２００℃以下で混合する工程を有する。
混合温度は、アスファルトを軟化させ、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは１４０℃以上であり、そして、好ましくは１９０℃以下、より好ましくは１８０℃以下である。
また、混合時間は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは３０秒間以上、より好ましくは１分間以上、更に好ましくは２分間以上、より更に好ましくは５分間以上であり、時間の上限は、特に限定されないが例えば約３０分間程度である。
【０１０４】
アスファルト混合物の具体的な製造方法としては、従来のプラントミックス方式、プレミックス方式等といわれるアスファルト混合物の製造方法が挙げられる。いずれも加熱した骨材にアスファルト（及び必要に応じて熱可塑性エラストマー）、ポリエステル及びセルロースを添加する方法である。添加方法は、例えば、アスファルト（及び必要に応じて熱可塑性エラストマー）、ポリエステル及びセルロースを予め溶解させたプレミックス方式、又はアスファルトに熱可塑性エラストマーを溶解させた改質アスファルトを骨材に添加し、その後にポリエステル及びセルロースを投入するプラントミックス法が挙げられる。これらの中でも、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、プレミックス方式が好ましい。
より具体的には、アスファルト混合物の製造方法は、当該混合する工程において、好ましくは、
（ｉ）加熱した骨材に、アスファルト（及び必要に応じて熱可塑性エラストマー）を添加及び混合して混合物を得た後、ポリエステル及びセルロースを添加して、該混合物とポリエステルとセルロースとを混合する、
（ｉｉ）加熱した骨材に、アスファルト（及び必要に応じて熱可塑性エラストマー）、ポリエステル及びセルロースを同時に添加及び混合する、又は
（ｉｉｉ）加熱した骨材に、事前に加熱混合したアスファルト（及び必要に応じて熱可塑性エラストマー）とポリエステルとセルロースとの混合物を添加及び混合する。
これらの中でも、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、（ｉｉｉ）の方法が好ましい。
【０１０５】
［道路舗装方法］
本発明のアスファルト組成物は、道路舗装用として好適であり、上述したように、アスファルト組成物に骨材を添加したアスファルト混合物が、道路舗装に使用される。
本発明の道路舗装方法は、好ましくは、本発明のアスファルト混合物を道路等に施工し、アスファルト舗装材層を形成する工程を有する。
【０１０６】
なお、道路舗装方法において、アスファルト混合物は、通常のアスファルト混合物と同様の施工機械編成で、同様の方法によって締固め施工すればよい。加熱アスファルト混合物として使用する場合のアスファルト混合物の締固め温度は、耐轍掘れ性と耐ひび割れ性の観点から、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１２０℃以上、更に好ましくは１３０℃以上であり、そして、好ましくは２００℃以下、より好ましくは１８０℃以下、更に好ましくは１７０℃以下である。
【実施例】
【０１０７】
各種物性については、以下の方法により、測定及び評価を行った。
なお、以下の実施例及び比較例において、特に断りのない限り、部及び％は質量基準である。
【０１０８】
（１）水分量の測定
パルプ、粉末状セルロースの水分量は、赤外線水分計（株式会社島津製作所製「ＭＯＣ−１２０Ｈ」）を用いて測定した。測定１回あたり試料５ｇを用い、試料を平らにならして温度１２０℃にて測定を行い、３０秒間の質量変化率が０．０５％以下となる点を測定の終点とした。測定された水分量をセルロースに対する質量％に換算し、各水分量とした。
【０１０９】
（２）結晶化指数の算出
粉末状セルロースのＸ線回折強度を、Ｘ線回折装置（株式会社リガク製「ＭｉｎｉＦｌｅｘII」）を用いて以下の条件で測定し、前記計算式（Ａ）に基づいてセルロースのＩ型の結晶化指数を算出した。
測定条件は、Ｘ線源：Ｃｕ／Ｋα−ｒａｄｉａｔｉｏｎ，管電圧：３０ｋＶ，管電流：１５ｍＡ，測定範囲：回折角２θ＝５〜３５°、Ｘ線のスキャンスピードは４０°／ｍｉｎで測定した。測定用サンプルは面積３２０ｍｍ2×厚さ１ｍｍのペレットを圧縮し作製した。
【０１１０】
（３）ポリエステルの酸価及び水酸基価
ポリエステルの酸価及び水酸基価は、ＪＩＳ  Ｋ００７０：１９９２の方法に基づき測定した。ただし、測定溶媒のみＪＩＳ  Ｋ００７０：１９９２に規定のエタノールとエーテルとの混合溶媒から、アセトンとトルエンとの混合溶媒（アセトン：トルエン＝１：１（容量比））に変更した。
【０１１１】
（４）ポリエステルの軟化点
フローテスター「ＣＦＴ−５００Ｄ」（株式会社島津製作所製）を用い、１ｇの試料を昇温速度６℃／分で加熱しながら、プランジャーにより１．９６ＭＰａの荷重を与え、直径１ｍｍ、長さ１ｍｍのノズルから押し出した。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とした。
【０１１２】
（５）ポリエステルのガラス転移点
示差走査熱量計「Ｑ−１００」（ティー  エイ  インスツルメント  ジャパン株式会社製）を用いて、試料０．０１〜０．０２ｇをアルミパンに計量し、２００℃まで昇温し、その温度から降温速度１０℃／分で０℃まで冷却した。次に昇温速度１０℃／分で１５０℃まで昇温しながら測定した。吸熱の最大ピーク温度以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移点とした。
【０１１３】
製造例１
（非晶化セルロースの製造）
（１）裁断処理
セルロース含有原料として、シート状木材パルプ（Ｔｅｍｂｅｃ社製「ＢｉｏｆｌｏｃＨＶ＋」、結晶化指数：８２％、水分量：８．５質量％）を、裁断機を用いて約３ｍｍ×１．５ｍｍ×１ｍｍのチップ状に裁断した。
【０１１４】
（２）乾燥処理
前記（１）の裁断処理により得られたパルプを、２軸横型撹拌乾燥機（株式会社奈良機械製作所製「２軸パドルドライヤー、ＮＰＤ−３Ｗ（１／２）」）を用いて、連続処理にてパルプを乾燥した。乾燥機の加熱媒体は１５０℃のスチームを用い、パルプの供給速度は４５ｋｇ／ｈ、大気圧下での処理とした。乾燥後のパルプの水分は０．３％であった。
【０１１５】
（３）セルロース非晶化処理
前記（２）の乾燥処理により得られた乾燥パルプを、連続式振動ミル（ユーラステクノ株式会社製「バイブロミル、ＹＡＭＴ−２００」、第１及び第２粉砕室の容量：１１２Ｌ、ステンレス製）を用いて粗粉砕した。第１及び第２粉砕室には、直径３０ｍｍ、長さ１，３００ｍｍのステンレス製の丸棒状の粉砕媒体（ロッド）を８０本ずつ収容した。連続式振動ミルを振動数１６．７Ｈｚ、振幅１３．４ｍｍの条件下、乾燥パルプを２０．０ｋｇ／ｈで供給した。
【０１１６】
（４）セルロース小粒径化処理
前記（３）の非晶化処理により得られた非晶化セルロースを、高速回転式微粉砕機（株式会社ダルトン製、製品名「アトマイザーＡIIＷ−５型」）を用いて小粒径化した。目開き１．０ｍｍのスクリーンを装着し、ローター周速度を８，０００ｒ／ｍｉｎ、５０ｍ／ｓで駆動すると共に、原料供給部から非晶化セルロースを非晶化処理と同じ供給速度で供給し、排出口から非晶化セルロースを回収した。得られた非晶化セルロースの水分量は２．５質量％、結晶化指数は０％、体積中位粒径（メジアン径、Ｄ５０）は６２μｍであった。
（１）から（４）までの処理は連続的に実施した。
【０１１７】
製造例２
（表面疎水化処理セルロースＡの製造）
（１）裁断処理
セルロース含有原料として、シート状木材パルプ（Ｔｅｍｂｅｃ社製「ＢｉｏｆｌｏｃＨＶ＋」、結晶化指数：８２％、水分量：８．５質量％）を、裁断機を用いて約３ｍｍ×１．５ｍｍ×１ｍｍのチップ状に裁断した。
（２）乾燥処理
前記（１）の裁断処理により得られたパルプを、２軸横型撹拌乾燥機（株式会社奈良機械製作所製「２軸パドルドライヤー、ＮＰＤ−３Ｗ（１／２）」）を用いて、連続処理にてパルプを乾燥した。乾燥機の加熱媒体は１５０℃のスチームを用い、パルプの供給速度は４５ｋｇ／ｈ、大気圧下での処理とした。乾燥後のパルプの水分は０．３％であった。
【０１１８】
（３）セルロース非晶化処理
前記（２）の乾燥処理により得られた乾燥パルプと表面疎水化剤を、バッチ式振動ミル（中央化工機株式会社製「振動ミル、ＦＶ−１０」、粉砕室の容量：３３Ｌ、ステンレス製）を用いて混合粉砕した。粉砕室には、直径３０ｍｍ、長さ５１０ｍｍのステンレス製の丸棒状の粉砕媒体（ロッド）を６３本収容した。乾燥パルプ６１３ｇと表面疎水化剤（三洋化成工業株式会社製「ユーメックス１００１」、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、酸価：２６ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量Ｍｗ＝４５，０００）３０７ｇを仕込んだ後、バッチ式振動ミルを振動数２０Ｈｚ、振幅８ｍｍの条件下、混合粉砕（粉砕時間：１０分間）した。
【０１１９】
（４）セルロース小粒径化処理
前記（３）の混合粉砕処理により得られた表面疎水化処理セルロースを、高速回転式微粉砕機（株式会社奈良機械製作所製、製品名「自由粉砕機Ｍ−３型」）を用いて小粒径化した。目開き１．０ｍｍのスクリーンを装着し、ローター周速度を７７００ｒ／ｍｉｎ、８１ｍ／ｓで駆動すると共に、原料供給部から表面疎水化処理セルロースを１８ｋｇ／ｈで供給し、排出口から表面疎水化処理セルロースを回収した。得られた表面疎水化処理セルロースの水分量は１．０質量％、結晶化指数は３７％、体積中位粒径（Ｄ５０）は４４μｍであった。
（１）から（２）までの処理は連続的に実施し、（３）から（４）までの処理はバッチで行った。
【０１２０】
製造例３
（表面疎水化処理セルロースＢの製造）
表面疎水化剤を、Ｃｒａｙ  Ｖａｌｌｅｙ社製「ＳＭＡ」（スチレン−マレイン酸共重合体、酸価：１０５〜１３５ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量Ｍｗ＝１４，４００）３０７ｇに変更した以外は、製造例２と同様にして表面疎水化処理セルロースＢを得た。
【０１２１】
製造例４
（表面疎水化処理セルロースＣの製造）
表面疎水化剤を、花王株式会社製「ＡＳＡＮ−ＰＴ」（アルケニルコハク酸、Ｃ１２成分：８０モル％、けん化価：４３３．９ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量＝２５８．６）８３．６ｇに変更した以外は、製造例２と同様にして表面疎水化処理セルロースＣを得た。
【０１２２】
製造例５
（ポリエステル樹脂Ａ）
表１に示すポリエステルのアルコール成分と、テレフタル酸を、温度計、ステンレス製撹拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてジ（２−エチルヘキサン酸）錫（II）２０ｇ、及び没食子酸２ｇを添加し、マントルヒーター中で３時間かけて２３５℃まで昇温を行い２３５℃到達後７時間保持した。８．０ｋＰａにて減圧反応を行い、表に示す軟化点に達するまで反応を行い、目的のポリエステル樹脂Ａを得た。
【０１２３】
製造例６
（ポリエステル樹脂Ｂ）
表１に示すポリエステルのアルコール成分と、テレフタル酸を、温度計、ステンレス製撹拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてジ（２−エチルヘキサン酸）錫（II）２０ｇ、及び没食子酸２ｇを添加し、マントルヒーター中で３時間かけて２３５℃まで昇温を行い２３５℃到達後５時間保持した後８．０ｋＰａにて１時間減圧反応を行った。その後、１８０℃まで冷却後、アジピン酸を投入し、２１０℃まで２時間かけて昇温後２１０℃で１時間保持し、８．０ｋＰａにて減圧反応を行った後、表に示す軟化点に達するまで反応を行い、目的のポリエステル樹脂Ｂを得た。
【０１２４】
【表１】
2020117702.tif 000003
【０１２５】
実施例Ａ１
予め１８０℃に加熱したポリマー改質アスファルト（東亜道路工業株式会社製、「ＨＲバインダー」）１００部に対し、製造例２で調製した表面疎水化処理セルロースＡを１部、製造例５で調製したポリエステル樹脂Ａを２０部投入し、ホモミキサーで回転数８，０００ｒ／ｍｉｎ、内温１８０℃の条件下、２時間撹拌し、アスファルト組成物を得た。
【０１２６】
実施例Ａ２〜Ａ９及び比較例Ａ１〜Ａ４
実施例Ａ１において、表面疎水化処理セルロース及びポリエステル樹脂の種類及び量を表２に示したとおり変更したこと以外は実施例Ａ１と同様にして、アスファルト組成物を得た。なお、実施例Ａ９では、セルロースＤとして、結晶性セルロース（日本製紙株式会社製、「ＫＣフロックＷ−５０ＧＫ」、結晶化指数：６２％、メジアン径：４５μｍ）を使用した。
【０１２７】
【表２】
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【０１２８】
実施例Ｂ１
予め１８０℃に加熱したポリマー改質アスファルト（Ergon  Asphalt  &  Emulsions社製、「Performance  Grade  Asphalt  PG76-22」）１００部に対し、製造例２で調製した表面疎水化処理セルロースＡを１部、製造例５で調製したポリエステル樹脂Ａを３部投入し、ホモミキサーで回転数８，０００ｒ／ｍｉｎ、内温１８０℃の条件下、２時間撹拌し、アスファルト組成物を得た。
【０１２９】
実施例Ｂ２〜Ｂ３及び比較例Ｂ１〜Ｂ４
実施例Ｂ１において、表面疎水化処理セルロース及びポリエステル樹脂の種類及び量を表３に示したとおり変更したこと以外は実施例Ｂ１と同様にして、アスファルト組成物を得た。
【０１３０】
【表３】
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【０１３１】
実施例及び比較例で得られたアスファルト組成物について、以下の耐久性評価を行った。結果を表２及び３に示す。
【０１３２】
〔耐久性評価（わだち量）〕
１８０℃に加熱したアスファルトミキサー（２０Ｌ容量、株式会社岩田工業所製「ＡＩ−１１０−Ｂ」）に、１８０℃に加熱した骨材１１ｋｇを投入し６０秒混合した後、事前に１８０℃で加熱混合処理したアスファルト６２１ｇ（ポリエステル３部）、あるいは７２３ｇ（ポリエステル２０部）、あるいは単純に加熱溶融したアスファルト６０３ｇ（ポリエステル０部）を投入し１２０秒混合した。混合したアスファルト混合物を２時間オーブン（１８０℃）で養生した後、金属型枠（３００×３００×５０ｍｍ）に充填し、空圧式ローラーコンパクター（株式会社岩田工業所製）を使用し、線圧２９．４ｋＮ／ｍの荷重にて転圧してホイールトラッキング供試体を作成した。作成した供試体を１晩室温で冷却した後、水浸式ホイールトラッキング試験機（株式会社岩田工業所製「ＡＩ−１１００−Ｓ」）を用いて、わだち量測定試験を行った。測定条件は、測定温度６０℃，走行速度１５±１回／分，輪荷重１００ｋｇｆ，走行回数２，５００回である。
（骨材配合）
家島産砕石（小）            ５２質量％
家島産砕砂                  １０質量％
揖斐川産川砂                ２２質量％
甲賀バラス砕砂              １０質量％
清水工業（株）製ネオフロー    ５質量％
【０１３３】
〔耐久性評価（変位量）〕
１８０℃に加熱した豊浦標準砂２００ｇに１８０℃で加熱混合処理したアスファルト１４ｇを加えて手練りで混合した。すなわち、ポリエステル配合はアスファルトに対して外添加である。混合物を２時間オーブン（１８０℃）で養生した後、金属型枠（２４×２００×２４ｍｍ）に手詰めで充填した。１晩室温で冷却した後、表面を金属ヘラで慣らしてから脱型し、曲げ試験用の供試体を得た。
曲げ試験測定は、テンシロン万能材料試験機（株式会社エー・アンド・デイ製、「ＲＴＣ−１２１０Ａ」）を用いて行った。測定値は、最大荷重での変位量を破断点（変曲点）とした。測定条件は、１ｋＮロードセルを使用し、支点間距離１５０ｍｍ、ヘッドスピード１０ｍｍ／ｍｉｎ．、サンプリング間隔０．０２ｍｍである。
【０１３４】
表２で用いたポリマー改質アスファルトは軽質系で柔らかめであるのに対し、表３で用いたポリマー改質アスファルトは重質系で固めの傾向があり、この性質の違いから、表２と表３の結果には違いが出ている。表２及び３の結果から、実施例のアスファルト組成物によれば、比較例のアスファルト組成物に比較して、轍掘れ及び疲労ひび割れの発生が抑制されたアスファルト舗装が得られることが分かる。