(57)【要約】【課題】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。【解決手段】 本発明のアスファルト組成物は、アスファルト１００質量部と、ポリフェニレンサルファイド繊維０.０５〜５質量部とを含む。ポリフェニレンサルファイド繊維がアスファルト中で均一に分散して、アスファルトの機械的強度を向上させている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスファルト１００質量部と、ポリフェニレンサルファイド繊維０.０５〜５質量部とを含むことを特徴とするアスファルト組成物。
【請求項２】
ポリフェニレンサルファイド繊維の繊維長（L）、直径（D）の比率L/Dが300以上700以下である繊維が、ポリフェニレンサルファイド繊維の70質量%以上であることを特徴とする請求項1に記載のアスファルト組成物。
【請求項３】
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、フッ素樹脂およびアクリル樹脂ならびに前記いずれかの材料で処理された無機粉末から選ばれるいずれかを含む請求項１または２に記載のアスファルト組成物。
【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に関するものであり、特に補強繊維を含有したアスファルト組成物の技術に属する。
【背景技術】
【０００２】
主に石油精製時に減圧蒸留残査として得られる高級炭化水素からなるアスファルトは、道路の舗装に多く用いられている。道路舗装にアスファルトを使用する際、砕石、砂及び石粉と共にアスファルトは加熱下の柔らかい状態で路上に敷き詰められ、ローラで固められて温度が低下した後、人や車の通行に耐え得る硬い路面を形成する。アスファルト道路は、近年の車社会における交通量の激増で、歪み、磨耗等の劣化が早期に生じるため、アスファルト中に補強材又は改質剤を混合して、アスファルトの機械的強度及び耐久性の向上を図ってきている。
例えば、２成分からなるポリオレフィン系の強化繊維をアスファルトに混合して、高い耐久性、可撓性及び剪断耐性を得る舗装用組成物が開示されている（特許文献１）。また、アスファルト舗装廃材からなる再生骨材混合物にα−セルロースによって代表される微細繊維状物を配合して、耐流動性を損ねることなく十分な疲労抵抗性を付与する再生加熱アスファルト混合物が開示されている（特許文献２）。
さらに、セルロース繊維の疎水化によりセルロース繊維の滑性化、密度の増加及び帯電防止を図ることによりセルロース繊維の表面を疎水化処理すると、繊維間の滑性が増加し、セルロース分子間で絡まらず、結合し難くなるので、多数のセルロース繊維が一体となる塊状形成を抑制することができアスファルトの耐流動性及び耐磨耗性が向上し、アスファルトの形状安定性を生ずると共に、アスファルトの寿命を延長することができることが開示されている。（特許文献３）
強化繊維としてポリオレフィン系繊維又はα−セルロース繊維を用い、道路に舗装されたアスファルトの機械的強度の向上を図る従来の技術では、アスファルトの粉末又は溶液中で強化繊維が均一に分散せず、舗装されたアスファルト中で機械的強度が均一にならないという問題があった。即ち、ポリオレフィン系繊維を強化繊維として使用すると、アスファルトの溶融温度である140〜150℃で混練するときに繊維間で融着が起きるため、アスファルト中で分散せずにポリオレフィン系繊維のムラができた状態で固化するおそれがある。また、α−セルロースは、水酸基を多く含み、分子間で互いに水素結合して凝集することが多い。また、疎水化されたセルロース繊維はアスファルトへの分散は良好なものの混練時の剪断力によってフィブリル化が起きるため補強効果は大きく向上しない、従って、舗装されたアスファルト中で強化繊維が不均一となり、交通量の多い道路や高温等の悪条件下では、アスファルトの流動化、磨耗及びクラックが発生しやすいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５-９８１６５号公報
【特許文献２】特開平５−１１２７２４号公報
【特許文献３】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、アスファルト中で補強繊維を均一に分散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。また、本発明は、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を図れるアスファルト組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決すべく鋭意検討の結果、アスファルト組成物に耐熱、耐薬品性に優れたポリフェニレンサルファイド繊維を補強繊維として用いることにより、耐流動性、耐摩耗性及び耐クラック性の向上を図れることを見いだし、本発明に至った。
（１）アスファルト１００質量部と、ポリフェニレンサルファイド繊維０.０５〜５質量部とを含むことを特徴とするアスファルト組成物。
（２）ポリフェニレンサルファイド繊維の繊維長（L）、直径（D）の比率L/Dが300以上700以下である繊維が、ポリフェニレンサルファイド繊維の70質量%以上であることを特徴とする前記アスファルト組成物。
（３）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、フッ素樹脂およびアクリル樹脂ならびに前記いずれかの材料で処理された無機粉末から選ばれるいずれかを含む前記いずれかのアスファルト組成物。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のアスファルト組成物は、高温でのアスファルト混練でも補強繊維が均一に分散することにより、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を図れ、従来の補強繊維では達成できなかった舗装後の耐久性を向上することが出来る。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明によるアスファルト組成物は、アスファルト１００質量部と、ポリフェニレンサルファイド繊維０.０５〜５質量部とを含む。ポリフェニレンサルファイド繊維をアスファルトの粉体又は液体中に混合したアスファルト組成物は、ポリフェニレンサルファイド繊維がアスファルト中で均一に分散されるので、アスファルトの機械的強度が向上する。ポリフェニレンサルファイド繊維の含有量は、アスファルト１００質量部に対して０.０５質量部未満では、アスファルト中のポリフェニレンサルファイド繊維の含有量が少なすぎて、アスファルトの機械的強度が得られない。ポリフェニレンサルファイド繊維が５質量部を超えると、アスファルトの動粘度が過度に増加するので、アスファルト舗装の施工性が低下する。ポリフェニレンサルファイド繊維の含有量は０.２〜３質量部が好ましい。
【０００８】
本発明におけるポリフェニレンサルファイドとは、繰り返し単位としてｐ−フェニレンサルファイド単位やｍ−フェニレンサルファイド単位などのフェニレンサルファイド単位を含有するポリマーである。ポリフェニレンサルファイドは、これらのいずれかの単位のホモポリマーでもよいし、両方の単位を有する共重合体でもよい。また、他の芳香族サルファイドとの共重合体であってもよい。
本発明におけるポリフェニレンサルファイド繊維の繊維長（L）、直径（D）の比率L/Dは、300以上700以下であることが好ましい。L/Dが300未満であると補強強化が小さくなり、700を超えると糸かが絡まりやすくなり混練時の分散が不良となりやすい。また、より補強効果を発揮させるためL/Dが300以上700以下の繊維がポリフェニレンサルファイド繊維の70質量%以上であることが好ましい。
【０００９】
本発明におけるポリフェニレンサルファイド繊維の繊度について特に限定はされないが、好ましくは単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘ以上２０ｄｔｅｘ以下、さらに好ましくは０．５ｄｔｅｘ以上１０ｄｔｅｘ以下である。
本発明におけるポリフェニレンサルファイド繊維の断面形状は、一般的な熱可塑性繊維と同様、様々な断面形状を付与することが出来る、例えば丸断面や三角、四角などの多角形断面やＣ型、中空断面、長扁平断面、十字、π型、＃型断面などが可能である。
ポリフェニレンサルファイド繊維は疎水性繊維であり、繊維間の滑性が大きく、多数のポリフェニレンサルファイド繊維が一体となる塊状形成を抑制することができる。また、ポリフェニレンサルファイド繊維の比重はアスファルトに接近すると共に、帯電によるポリフェニレンサルファイド繊維間の付着を阻止することができる。このため、アスファルト中でポリフェニレンサルファイド繊維の均一な分散を達成できる。従って、ポリフェニレンサルファイド繊維は、アスファルトの全域にわたりほぼ等密度で均一に分散する。
【００１０】
ポリフェニレンサルファイド繊維は、耐熱性、耐薬品性が高く、アスファルト混練時の温度、剪断に対して安定しているだけでなく、舗装されたアスファルトの劣化原因である水、空気等による影響を受け難く、優れた耐環境性を備えている。このようにポリフェニレンサルファイド繊維をアスファルトに混合すると、アスファルトの耐流動性及び耐磨耗性が向上し、アスファルトの形状安定性を生ずると共に、アスファルトの寿命を延長することができる。
ポリフェニレンサルファイド繊維の分散剤は、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、シリコン油、フッ素油、シリコン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂及びこれらで処理された無機粉末から選択された１種又は２種以上である。シラン系カップリング剤は、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である。チタネート系カップリング剤は、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（ジオクチルパイロホスフェート）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（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネートである。アルミニウム系カップリング剤は、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）である。
【００１１】
有機金属化合物である前記疎水化剤で処理された無機粉末は、シリカ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム及びケイ酸アルミニウムである。
【００１２】
ポリフェニレンサルファイド繊維１００質量部に対して０.１〜１０質量部の分散剤を使用することが好ましい。分散剤が０.１質量部未満であると、分散の効果が小さくアスファルト中でポリフェニレンサルファイド繊維が完全に分散しない。分散剤が１０質量部を超えてもポリフェニレンサルファイド繊維の分散性は変わらない。好ましくは０.５〜５質量部である。ポリフェニレンサルファイド繊維は、水溶性有機溶剤中で分散剤と共に撹拌混合して分散するが、水溶性有機溶剤は、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又はアセトンを使用する。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明の実施例を比較例と共に説明する。部数は質量部である。
試験項目は、JIS-K2207に準拠し、針入度、軟化点、伸度、フラース脆化点、JIS-K2208に準拠しタフネス及びテナシティの測定をアスファルト舗装要項により測定し、６０℃粘度を石油学会法により測定した。タフネス（靱性）及びテナシティ（執着性）はバインダの骨材に対する把握力及び粘着力を示し、フラース脆化点はバインダの低温時の脆さの程度を示す。
【００１４】
（1）針入度試験
25±0.1℃に保った恒温水槽中で所定の容器に入ったアスファルトを測定し、標準針の貫入量を1/10mmの単位で表し、針入度とした。
【００１５】
（2）軟化点試験
環球上の型枠に注いだアスファルトの上に鋼球を載せ、加熱開始 3 分後から軟化点に達するまで，浴温が一様に毎分 5±0.5℃の速さで上昇するように昇温し、アスファルトが所定の距離まで垂れ下がるときの温度を測定した。
【００１６】
（3）伸度試験
ダンベル状に成型したアスファルトを試験温度25℃、試験速度5cm/分で引っ張ったとき、試料が切断するまでに伸びた量（cm）を測定した。
【００１７】
（4）60℃粘度試験
減圧毛管式粘度計にアスファルトを注入し、60℃におけるアスファルトが毛細管の一定区間を移動するのに要する時間と圧力を測定した。
【００１８】
（5）フラース脆化点試験
試料を規定の鋼板に塗布した後，試験器に取り付け，試験器中の温度を毎分 1℃
の速度で降下させながら，鋼板を 1℃ごとに繰り返し曲げて，試料の被膜に初めてき裂が生じたときの温度をフラース脆化点とした。
【００１９】
（6）タフネス・テナシティ試験
容器内のアスファルトに先端が半球状の治具を設置して、試料を規定の試験器に採り，治具を500mm／分の速度で引っ張ったときの試料が３０ｃｍ伸びるまでの応力と伸びを測定した。
【００２０】
［実施例１］
ポリフェニレンサルファイド繊維（商品名：トルコン、東レ株式会社製）、繊度１T、繊維長6mm、L/D（繊維長／繊維径）＝624を１００部、メチルトリメトキシシラン３部及びイソプロピルアルコール５０部を撹拌混合し乾燥した後、１２０℃で３０分間硬化させたポリフェニレンサルファイド繊維を得た。
針入度が６０〜８０のストレートアスファルト１００部に対して、ポリフェニレンサルファイド繊維０.２部を混合して本発明によるアスファルト組成物を調整した。各条件下の特性試験の結果を表１に示す。
【００２１】
［実施例２］
ポリフェニレンサルファイド繊維を繊度2.2T、繊維長6mm、L/D（繊維長／繊維径）＝421とした以外は実施例１と同様にアスファルト組成物を調整した。各条件下の特性試験の結果を表１に示す。
【００２２】
［比較例１］
ポリフェニレンサルファイド繊維を使用せずにアスファルト組成物を調整した。各条件下の特性試験の結果を表１に示す。
【００２３】
［実施例３］
ポリフェニレンサルファイド繊維を繊度1.0T、繊維長2mm、L/D（繊維長／繊維径）＝208とした以外は実施例１と同様にアスファルト組成物を調整した。各条件下の特性試験の結果を表１に示す。
【００２４】
［実施例４］
ポリフェニレンサルファイド繊維を繊度2.2T、繊維長31mm、L/D（繊維長／繊維径）＝2183とした以外は実施例１と同様にアスファルト組成物を調整した。各条件下の特性試験の結果を表１に示す。
【００２５】
［実施例５］
ポリフェニレンサルファイド繊維を繊度2.2T、繊維長11mm、L/D（繊維長／繊維径）＝771とした以外は実施例１と同様にアスファルト組成物を調整した。各条件下の特性試験の結果を表１に示す。
【００２６】
［実施例６〜８］
実施例１で使用したL/D（繊維長／繊維径）＝624のポリフェニレンサルファイド繊維の混率を１、５、１０％と変更した以外は実施例１と同様にアスファルト組成物を調整した。各条件下の特性試験の結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
2014162800.tif 000002
【００２８】
表１から、本発明の組成物は、タフネス及びテナシティその他の性能に優れることがわかる。