(57)【要約】  【課題】  アスファルトとの相溶性および改質効果に優れたプラントミックスタイプのアスファルト改質材を提供する。  【解決手段】  高分子ポリマー１００重量部に対し、縮合多環芳香族（ＰＣＡ）が３質量％未満、６０℃における動粘度が２０〜２００ｍｍ２／ｓ、芳香族分（％ＣＡ）が５〜２５の鉱油５０〜１００重量部、１４０℃における粘度が１０〜７０ｍＰａ・ｓ、５０〜１５０℃、重量平均分子量１×１０３〜３×１０３の合成ワックス１０〜５０重量部を加熱混合して得られる１５０℃における粘度が１５０×１０３〜３５０×１０３ｍＰａ・ｓ、重量平均分子量（Ｍｗ）が１０×１０３〜１００×１０３、メルトフローレート（１９０℃、２１．２N）が２０〜１５０ｇ/１０分、軟化点が９０〜１３０℃であることを特徴とするアスファルト改質材。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子ポリマー１００重量部に対し、縮合多環芳香族（ＰＣＡ）が３質量％未満、６０℃における動粘度が２０〜２００ｍｍ２／ｓ、芳香族分（％ＣＡ）が５〜２５％の鉱油５０〜１００重量部、１４０℃における粘度が１０〜７０ｍＰａ・ｓ、重量平均分子量１×１０３〜３×１０３の合成ワックス１０〜５０重量部を加熱混合して得られる１５０℃における粘度が１５０×１０３〜３５０×１０３ｍＰａ・ｓ、重量平均分子量（Ｍｗ）が１０×１０３〜１００×１０３、メルトフローレート（１９０℃、２１．２N）が２０〜１５０ｇ/１０分、軟化点が９０〜１３０℃であることを特徴とするアスファルト改質材。
【請求項２】
アスファルト合材プラントにて、骨材、骨材に対して４〜１０質量％の量のアスファルト類およびアスファルト類１００重量部に対して請求項１記載のアスファルト改質材の３〜４０重量部を、加熱・混合することにより得られるアスファルト混合物。
【請求項３】
アスファルト合材プラントにて、骨材、骨材に対して４〜１０質量％の量のアスファルト類およびアスファルト類１００重量部に対して請求項１記載のアスファルト改質材３〜４０重量部を、加熱・混合することからなるアスファルト混合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスファルト改質材、アスファルト混合物およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にアスファルト舗装に使用されているアスファルトは、高温下で軟化し流動するようになる。そのため特に夏季の路面が高温となった時、タイヤより受ける交通加重によって舗装体表面が塑性変形し、わだち掘れが生じてしまう問題があった。一方、アスファルトは低温下では硬く脆くなるため、特に冬季の路面が低温となった時、舗装体表面にひび割れが生じるという欠点も有していた。また交通量の増大や、車両の大型化などにより骨材飛散や舗装体表面の摩耗などの問題も生じており、これら性能に対し一層の改善が求められている。
【０００３】
そこでこれら問題を解決する方法として、アスファルトにＳＢＲ等のゴムやＳＢＳ等の熱可塑性エラストマーなどの高分子ポリマー（改質材）を添加した改質Ｉ型、改質II型と称される改質アスファルトが開発され、ある程度の効果は見られるようになった。しかしながら、近年ではさらなる舗装の長寿命化が求められ、交通環境のより厳しい主要幹線道路、気象環境の厳しい積雪寒冷地などについては、従来の改質アスファルトの更なる耐久性向上が求められている。
【０００４】
また、近年、付加価値の高い舗装が普及しつつあり、高機能性舗装、騒音低減舗装では、前記改質アスファルトに比べさらに粘性を向上させた高粘度アスファルトと称される改質アスファルトも使用されるようになってきている。しかしながらこれら舗装体においても、わだち掘れ、ひび割れ、骨材飛散、摩耗のような舗装体の破壊が生じており、やはり更なる耐久性の向上が求められている。
【０００５】
これら改質アスファルトの性能は、アスファルトと高分子ポリマー（改質材）の相溶状態が大きく影響することが知られており、高性能な改質アスファルトとするためには、アスファルト中に高分子ポリマー（改質材）を均一に溶融分散させる必要がある。ところがアスファルトと高分子ポリマー（改質材）の相溶性は必ずしも良いとは言えず、均一分散のためには高せん断ミキサーなどの専用設備を用いたプレミックス方式で１時間以上、通常２〜８時間もの加熱攪拌混合が必要であり、多大な時間と労力、専用設備、設備稼働のための多大なエネルギーが必要であった。
【０００６】
一方、アスファルト合材プラントでアスファルトと骨材を混合する際に、直接高分子ポリマー（改質材）をミキサーに投入しアスファルトを改質する方式、いわゆるプラントミックス方式でアスファルトを改質する方法も従来から存在する。プラントミックス方式での混合は通常、１分〜５分程度であるため高分子ポリマー（改質材）を均一に分散させることはプレミックス方式以上に困難となる。高分子ポリマー（改質材）の溶融分散性を高める方式として、あらかじめ高分子ポリマーに対し石油樹脂、重質油を配合した組成物を調製し、この組成物をアスファルトに対し添加する方法（特許文献１〜３）、あらかじめ高分子ポリマーをアスファルトに配合した組成物を調製し、この組成物をアスファルトに対し添加する方法（特許文献４）などが提案されている。
しかしながら、上記従来の方法ではいずれも改質材とアスファルトとの混合には十分な改質効果が得られておらず、改質材とアスファルトの均一分散、特にプラントミックス方式においての短時間での均一分散性が十分でないため、改質材による改質効果が十分に発揮できていないのが現状である。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２９５２７３号
【特許文献２】特開平９−２５４１６号
【特許文献３】特開２００１−０１９８５２号
【特許文献４】特開２０００−２９０５０７号
【０００８】
ここで、アスファルト類に最も溶融分散しにくい高分子ポリマーを溶融分散しやすい形に予め処理してあり、また該処理自体も石油樹脂と重質油を用いるので処理が容易となる等の点で特許文献１〜３の前記方法は好ましい方法である。
一方合成ワックスは安価であるにもかかわらず、これによる高分子ポリマー改質材の例は少ない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような状況に鑑み、アスファルトとの相溶性および改質効果に優れたプラントミックスタイプのアスファルト改質材を提供することを目的とする。
すなわち、安価でもある合成ワックスを使用した新規なアスファルト改質材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは鋭意研究した結果、高分子ポリマーと合成ワックスとに、特定の鉱油を配合して得られる特定の性状を有するアスファルト改質材が前記課題を解決できることを見いだし、本発明を完成したものである。
【００１１】
すなわち、本発明の第１は、高分子ポリマー１００重量部に対し、縮合多環芳香族（ＰＣＡ）が３質量％未満、６０℃における動粘度が２０〜２００ｍｍ２／ｓ、芳香族分（％ＣＡ）が５〜２５％の鉱油５０〜１００重量部、１４０℃における粘度が１０〜７０ｍＰａ・ｓ、重量平均分子量１×１０３〜３×１０３の合成ワックス１０〜５０重量部を加熱混合して得られる１５０℃における粘度が１５０×１０３〜３５０×１０３ｍＰａ・ｓ、重量平均分子量（Ｍｗ）が１０×１０３〜１００×１０３、メルトフローレート（１９０℃、２１．２N）が２０〜１５０ｇ/１０分、軟化点が９０〜１３０℃であることを特徴とするアスファルト改質材の発明である。
【００１２】
本発明の第２は、アスファルト合材プラントにて、骨材、骨材に対して４〜１０質量％の量のアスファルト類およびアスファルト類１００重量部に対して請求項１記載のアスファルト改質材の３〜４０重量部を、加熱・混合することにより得られるアスファルト混合物である。
【００１３】
本発明の第３は、アスファルト合材プラントにて、骨材、骨材に対して４〜１０質量％の量のアスファルト類およびアスファルト類１００重量部に対して請求項１記載のアスファルト改質材３〜４０重量部を、加熱・混合することからなるアスファルト混合物の製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のアスファルト改質材は、アスファルトとの相溶性および改質効果に優れているためプラントミックスタイプのアスファルト改質材として好適である。
合成ワックスを配合する新規なアスファルト改質材が提供され、これは、高分子ポリマーを石油樹脂と重質油で処理する従来の改質材と比較して、高分子ポリマーの溶融分散性や、最終的なアスファルトの物性とも優れたアスファルト改質材である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明について詳述する。
（アスファルト改質材の組成）
本発明のアスファルト改質材は、高分子ポリマー１００重量部に対し、後記所定の性状を有する鉱油５０〜１００重量部および後記所定の性状を有する合成ワックス１０〜５０重量部を配合してなるものである。高分子ポリマー１００重量部に対して鉱油の配合量が５０重量部未満の場合、高分子ポリマーの相溶性を高めることが十分にできず、アスファルト中に速やかにかつ均一に混合することができず好ましくない。一方、鉱油の配合量が１００重量部を超えた場合、アスファルト改質材中の高分子ポリマーの配合割合が小さくなるため、アスファルトの改質効果が小さくなるので好ましくない。また、高分子ポリマー１００重量部に対して合成ワックスの配合量が１０重量部未満の場合、改質材の粘度等が高くなるため、改質材使用時に不具合を来たすので好ましくない。一方、合成ワックスの配合量が５０重量部を超える場合改質材がべた付いてハンドリング性に劣り、アスファルト改質材としての役割を十分果たせなくなるため好ましくない。
【００１６】
（高分子ポリマー）
本発明のアスファルト改質材に用いる高分子ポリマーは、アスファルト改質材用に使用される高分子ポリマーならばいずれのものも使用される。好ましくはスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックブロック共重合体（ＳＥＢＳ）などの熱可塑性エラストマーが好適に使用でき、これら熱可塑性エラストマーを１種もしくは２種以上を組み合わせ適宜配合することが可能である。なかでもスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）がより好ましく使用される。
好ましいスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体としては、スチレン含有量が５〜４０質量％であり、重量平均分子量（Ｍｗ）が５万〜４０万のものが好ましい。スチレン含有量の下限は、アスファルト改質材の添加したアスファルトの改質効果が期待できない等を防止する観点から、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは１５質量％以上であり、一方、上限は、溶融温度が高いことによるアスファルト改質材の成形のし難さを改善するために、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下、さらに好ましくは２５質量％以下である。また、重量平均分子量の下限は、アスファルト改質材の改質効果を発揮させるために５万以上が好ましく、１０万以上がより好ましく、さらに１５万以上がより好ましい。一方、上限は溶融温度が高温になりアスファルト改質材の成形が難しくなるのを防ぐために、４０万以下が好ましく、３０万以下がより好ましく、２０万以下がさらに好ましい。
【００１７】
（鉱油）
本発明のアスファルト改質材に用いる鉱油は、その中の縮合多環芳香族（ＰＣＡ）が３質量％未満であることが必要である。ＰＣＡが３質量％以上であると、環境及び人体に対する負荷が高まる恐れがあるため好ましくない。かかる理由からＰＣＡは、２．８質量％未満が好ましく、２．６質量％未満がより好ましい。
なお、ここでいう縮合多環芳香族分（ＰＣＡ）とは、”Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ”のＩＰ３４６／９２  ”Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃ  ａｒｏｍａｔｉｃｓ  ｉｎ  ｕｎｕｓｅｄ  ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ  ｂａｓｅ  ｏｉｌｓ  ａｎｄ  ａｓｐｈａｌｔｅｎｅ  ｆｒｅｅ  ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  ｆｒａｃｔｉｏｎｓ  −  Ｄｉｍｅｔｈｙｌ  ｓｕｌｐｈｏｘｉｄｅ  ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ  ｍｅｔｈｏｄ”の方法に準拠して測定される多環芳香族炭化水素化合物の含有量（質量％）のことを意味する。
【００１８】
また、本発明のアスファルト改質材に用いる鉱油の６０℃における動粘度は２０〜２００ｍｍ２／ｓであることが必要である。６０℃における動粘度の下限は、改質材どうしの付着によるハンドリング性悪化点から２０ｍｍ２／ｓ以上であることが必要であり、好ましくは３０ｍｍ２／ｓ以上、さらに好ましくは５０ｍｍ２／ｓ以上である。一方、上限は高分子ポリマーとの相溶性の点から、２００ｍｍ２／ｓ以下であることが必要であり、１８０ｍｍ２／ｓ以下が好ましく、１５０ｍｍ２／ｓ以下がより好ましい。
なお、ここでいう６０℃における動粘度とは、ＪＩＳ  Ｋ２２８３「原油及び石油製品−動粘度試験方法及び粘度指数算出方法」により測定される動粘度（ｍｍ２／ｓ）を意味する。
【００１９】
また、本発明のアスファルト改質材に用いる鉱油の芳香族分（％ＣＡ）は５〜２５％ＣＡであることが必要である。芳香族分の下限は、鉱油への高分子ポリマーの溶融性・分散性の点から５％ＣＡ以上であることが必要であり、好ましくは８％ＣＡ以上、さらに好ましくは１０％ＣＡ以上であることが必要である。一方、上限はアスファルト改質材における高分子ポリマーの強度発現性を向上させる点から、２５％ＣＡ以下であることが必要であり、２３％ＣＡ以下が好ましく、２０％ＣＡ以下がより好ましい。
なお、ここでいう芳香族分（％ＣＡ）とは、ＡＳＴＭ  Ｄ３２３８“Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  Ｇｒｏｕｐ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｏｉｌｓ  ｂｙ  ｔｈｅ  ｎ−ｄ−Ｍ  Ｍｅｔｈｏｄ”により測定される全炭素数に対する芳香族環炭素数の百分率（％）を意味する。
【００２０】
本発明のアスファルト改質材に用いる鉱油の種類は、上述の性状を満たす限りは特に限定されない。たとえば、ペンシルベニヤ原油、ミナス原油、大慶原油等のパラフィン基原油、カリフォルニア原油、テキサス原油、ベネズエラ原油等のナフテン基原油、ミッドコンチネント原油、アラビア原油、ガッチサラン原油、カフジ原油、マヤ原油、ニュートラルゾーンスペシャル原油、フート原油、クェート原油、ラタウェー原油、アルライアン原油、エオシン原油、ソリューシュ原油等の混合基原油等を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留し、得られた留分を使用することが好ましい。減圧蒸留工程から得られた留分は、プロパン脱れき等で代表される溶剤脱れき、フルフラール抽出等で代表される溶剤抽出、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）を用いてろう分を除去するＭＥＫ脱ろう等で代表される溶剤脱ろう、水素化分解溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の処理を適宜組み合わせて精製されることがさらに好ましい。特に原油を減圧蒸留して得られる潤滑油留分を、フルフラールを用いて潤滑油留分中の芳香族化合物やレジン分をとり除くフルフラール抽出により得られるラフィネート及びそのラフィネートをさらに水素化精製・ＭＥＫ脱ろう等を組み合わせて処理して得られる精製ラフィネート、減圧蒸留残渣油から潤滑油留分を抽出することを目的として行うプロパン脱れきにより得られるＰＤＡエキストラクト、ＰＤＡエキストラクトをフルフラール抽出して得られるＰＤＡフルフラールエキストラクト、ＰＤＡエキストラクトをフルフラール抽出して得られたＰＤＡフルフラールラフィネートをＭＥＫ脱ろう・水素化精製等を組み合わせて処理して得られる高粘度高級潤滑油成分（ブライトストック）などが好適に用いられる。
【００２１】
本発明のアスファルト改質材に用いる鉱油を製造する際に用いる原油は求められる鉱油の種類にあわせて選択されるが、ペンシルベニヤ原油、ミナス原油、大慶原油等のパラフィン基原油、カリフォルニア原油、テキサス原油、ベネズエラ原油等のナフテン基原油、ミッドコンチネント原油、アラビア原油、ガッチサラン原油、カフジ原油、マヤ原油、ニュートラルゾーンスペシャル原油、フート原油、クェート原油、ラタウェー原油、アルライアン原油、エオシン原油、ソリューシュ原油等の混合基原油等が好ましく使用できる。
なお上記物性の鉱油は、後記実施例等で示すように市販品として入手可能である。
【００２２】
(合成ワックス)
本発明のアスファルト改質材に用いる合成ワックスの１４０℃における粘度は、１０〜７０ｍＰａ・ｓであることが必要である。１４０℃における粘度の下限は、成形したアスファルト改質材の成形品がべた付きによるブロッキング防止の点から、２０ｍＰａ・ｓ以上が好ましく、３０ｍＰａ・ｓ以上がより好ましい。一方、上限は、アスファルト改質材の成形し易さの点から、６０ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、５０ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。
なお、ここでいう１４０℃における粘度とは、ＪＩＳ  Ｋ７１１７「回転粘度計による粘度の測定の方法」に準拠して測定される値を指す。
【００２３】
また、本発明のアスファルト改質材に用いる合成ワックスの重量平均分子量（Ｍｗ）は、１×１０３〜３×１０３であることが必要である。重量平均分子量の下限は、成形したアスファルト改質材のベタ付き防止の点から、１．２×１０３以上が好ましく、１．４×１０３以上がより好ましい。一方、上限は、アスファルト改質材の成形し易さの点から、２．８×１０３以下が好ましく、２．５×１０３以下がより好ましい。
なお、ここでいう重量平均分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフ法（ＧＰＣ）により求められる重量平均分子量（Ｍw）の値を指す。
【００２４】
本発明のアスファルト改質材に用いる合成ワックスの種類は、上述の性状を満たす限りは特に限定されないが、一般重合型、変性型、分解型等の製造法により得られるポリオレフィンワックス、フィッシャー・トロプシュ（Ｆｉｓｃｈｅｒ-Ｔｒｏｐｓｃｈ）合成により得られるフィッシャー・トロプシュワックス（ＦＴワックス）等が挙げられる。
ポリオレフィンワックスは、例えば、主としてオレフィンモノマーを原料とし、ラジカル触媒、チーグラーナッタ系触媒、メタロセン触媒等で重合させる製造方法、ポリマーを分解して製造する方法等で得ることができる。代表的なものとしては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等が挙げられる。また、ポリオレフィンワックスを化学的、物理的手段で加工もしくは変性させた変性型ポリオレフィンワックス等も高分子ポリマーの相溶性を十分確保するために、特に好ましく使用できる。
ＦＴワックスは、例えば、天然ガス、石油系重質残油のガス化等により生成した一酸化炭素と水素とをＦＴ触媒を用いて合成（ＦＴ合成）することで製造できる。
本願発明の合成ワックスは、必要に応じて小割合の含酸素化合物等の極性化合物を含むことができる。合成ワックスは合成ゆえに種々の物性のものが入手可能であり、それ故、上記物性の本発明の合成ワックスは、後記実施例等で示すように市販品として入手することが容易である。
【００２５】
（アスファルト改質材の性状）
本発明のアスファルト改質材の１５０℃における粘度は、１５０×１０３〜３５０×１０３ｍＰａ・ｓであることが必要である。１５０℃における粘度の下限は、アスファルト混合物の動的安定度等の向上の点から、１２０×１０３以上が好ましく、１３０×１０３以上がより好ましい。一方、上限は、アスファルト合材プラントでの改質材の溶融分散の向上の点から、３３０×１０３以下が好ましく、３１０×１０３以下がより好ましい。
なお、ここでいう１５０℃における粘度とは、ＪＩＳ  Ｋ７１１７「回転粘度計による粘度の測定の方法」に準拠して測定される値を指す。
【００２６】
本発明のアスファルト改質材の重量平均分子量（Ｍｗ）は、１０×１０３〜１００×１０３であることが必要である。重量平均分子量の下限は、アスファルト混合物の動的安定度等の向上の点から、３０×１０３以上が好ましく、５０×１０３以上がより好ましい。一方、上限は、アスファルト合材プラントでの改質材の溶融分散性の向上の点から、９０×１０３以下が好ましく、８０×１０３以下がより好ましい。
なお、ここでいう重量平均分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフ法（ＧＰＣ）により求められる重量平均分子量（Ｍw）の値を指す。
【００２７】
本発明のアスファルト改質材のメルトフローレート（１９０℃、２１．２Ｎ）は、２０〜１５０ｇ／１０分であることが必要である。メルトフローレートの下限は、アスファルト混合物の動的安定度等の向上の点から、２０以上が好ましく、３０以上がより好ましい。一方、上限は、アスファルト合材プラントでの改質材の溶融分散性の向上の点から、１３０以下が好ましく、１１０以下がより好ましい。
なお、ここでいうメルトフローレート（１９０℃、２１．２Ｎ）とは、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８“Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｆｌｏｗ  Ｒａｔｅｓ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｓ  ｂｙ  Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ  Ｐｌａｓｔｏｍｅｔｅｒ”により測定される試験温度１９０℃、荷重２１．２Ｎにおける値を指す。すなわち、１９０℃の一定温度で溶融したアスファルト改質材を規定の長さと径の円形ダイから一定荷重：２１．２Ｎで押出すときの１０分間の流量をグラム数で表した数値である。
【００２８】
本発明のアスファルト改質材の軟化点は、９０〜１３０℃であることが必要である。軟化点の下限は、アスファルト混合物の動的安定度等の向上の点から、１００℃以上が好ましく、１０５℃以上がより好ましい。一方、上限は、アスファルト合材プラントでの改質材の溶融分散性の向上の点から、１２５℃以下が好ましく、１２０℃以下がより好ましい。
なお、ここでいう軟化点とは、ＪＩＳ  Ｋ２２０７「石油アスファルト−軟化点試験方法」により測定される値である。
【００２９】
（アスファルト改質材の製造方法）
本発明のアスファルト改質材の製造方法は、その配合割合、性状等が上記範囲を満足する限り、特に限定されるものではない。通常は、加熱溶融釜、高せん断ミキサー、バンバリーミキサー、ヘンシルミキサーなどの混合機を用いて、高分子ポリマー、鉱油および合成ワックスを混合し、次いでペレタイザー、押出し成形機、加工成形機、プレス成形機などで成形することができる。なお、本発明のアスファルト改質材の形状は特に限定されるものではなく、任意の形状で使用できる。たとえばペレット状、板状、ひも状、ブロック状などがあげられるが、プラントでの混合性を考慮した場合、好ましくはペレット状である。アスファルト改質材のペレット化は、たとえば高分子ポリマーと石油樹脂を１５０〜１８０℃で３〜１０分加熱混合した後、押出機を用いひも状に押出した後、ペレタイザーなどで裁断加工することにより達成できる。ペレットのサイズは１〜５０ｍｍ、好ましくは１〜２０ｍｍ、さらに好ましくは１〜１０ｍｍである時に、プラント混合においても速やかに溶融分散することが可能となる。
【００３０】
（アスファルト混合物の製造方法）
本発明のアスファルト改質材は、要すれば骨材等と共に、アスファルトに配合・混合され、アスファルト混合物の形態で道路舗装等としての使用に供される。
上記道路舗装等の使用に供される本発明のアスファルト混合物は、以下の方法で製造することが好ましい。
すなわち、道路舗装においてはアスファルト合材プラントにてアスファルトと骨材が混合され、得られたアスファルト混合物を道路舗装に施工する。アスファルト合材プラントは現場施工のゆえに混合時間が短いが、本発明のアスファルト改質材は、かかる合材プラントでの混合状態でも十分溶融分散するものである。
このような混合は、具体的には、アスファルト合材プラントにて、骨材、投入骨材の４〜１０質量％に相当する量のアスファルト類および投入アスファルト類１００重量部に対して上述の本発明のアスファルト改質材を３〜４０重量部添加して加熱・混合することによりアスファルト混合物を製造することができる。
より具体的には、アスファルト合材プラントにて、１６０〜２００℃に加熱した骨材をミキサーに投入し、続いて、１５０〜１９０℃に加熱したアスファルト類を投入骨材の４〜１０質量％に相当する量を投入し混合する。その後、投入アスファルト類１００重量部に対して上述のアスファルト改質材を３〜４０重量部添加して混合することにより目的とするアスファルト混合物を製造することができる。
【００３１】
ここで、アスファルト改質材の投入アスファルト類１００重量部に対する添加量が３重量部未満の場合、アスファルト改質材を添加しても満足な改質効果が得られないため、３重量部以上が好ましく、１０重量部以上がより好ましい。一方、アスファルト改質材の添加量が４０重量部を超えると、プラントでの混合が難しくなり不均一なアスファルト混合物しか製造できなくなるので、好ましくは４０重量部以下、より好ましくは３０重量部以下、さらに好ましくは２０重量部以下である。
本発明のアスファルト混合物に用いる骨材は、舗装用として使用されるものならば特に限定されるものではないが、特に限定されるものではないが、砕石、砂、砂利やこれに類似する鉄鋼スラグ等の粒状材料などを使用できる。
骨材の４〜１０質量％に相当する量のアスファルト類を用いる。アスファルト類が４質量％未満ではアスファルト施工作業が困難であり、１０質量％を越えるような多量では舗装材料としての強度が不足する。
【００３２】
また、本発明のアスファルト混合物に用いるアスファルト類は、道路舗装用に使用されるならば特に限定されるものではない。たとえば、各種原油を常圧蒸留装置および減圧蒸留装置にかけ、軽質分を除去して得られる瀝青物質を主成分とする半固体および固体の粘着性物質であるストレートアスファルト、もしくはストレートアスファルトに常圧下で２３０〜３００℃の温度で空気を吹き込んだセミブローンアスファルトやブローンアスファルト、あるいはストレートアスファルト等に熱可塑性エラストマー等を添加した改質アスファルト、高粘度改質アスファルトなどのアスファルト類を使用できる。特に舗装道路用のアスファルトが好ましい。
【００３３】
本発明のアスファルト改質材は、前記したような混合時間が不十分であることが多いアスファルト合材プラントにおけるプラントミックス方式によってすら十分に相溶可能なものである。かかる点では、従来の石油樹脂と重質油とを高分子ポリマーに配合してなるアスファルト改質材に勝るとも劣らないものである。
【００３４】
（その他）
さらに、もちろんであるが、本発明のアスファルト改質材は、上記プラントミックス方式にも使用できるほか、従来のプレミックス用のアスファルト改質材としても何ら問題なく使用することができる。
すなわち、１２０〜１８０℃の加熱溶融釜にアスファルト類を入れ、本発明のアスファルト改質材を５〜１０質量部添加し０．５〜３時間攪拌混合することでプレミックス用の改質アスファルトを製造できる。また、アスファルト改質材の添加量を任意に選択することにより高粘度改質アスファルトを製造することもできる。このようにして得られる改質アスファルトは、たとえば前記アスファルト合材プラントにおいて、投入されるアスファルト類の一部または全部として使用され、骨材と混合されてアスファルト混合物が得られる。
【実施例】
【００３５】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
［実施例１〜８及び比較例１〜１２］
表１に示す基材種類、配合割合で高分子ポリマー、鉱油および合成ワックスを１２０〜１５０℃で加熱溶融・混合し、押出機を用いてひも状に押出した後、ペレタイザーで直径３ｍｍ、長さ４ｍｍ程度のペレット状に裁断加工してアスファルト改質材Ａ〜Ｇを製造した。得られたアスファルト改質材Ａ〜Ｇの物性値を表１に併記した。
なお、高分子ポリマーには旭化成（株）社製タフプレンＴ３１５（スチレン含有量２０質量％、重量平均分子量１５００００）を用いた。
また、鉱油として三共油化（株）社製ＳＮＨ４４０（ＰＣＡ含有量２．４質量％、６０℃動粘度１１０ｍｍ２／ｓ、芳香族分（％ＣＡ）１４％）、合成ワックスとして三井化学（株）社製  特殊モノマー１１２０Ｈ（１４０℃粘度４０ｍＰａ・ｓ、重量平均分子量  ２１００；ポリエチレンワックスを変性させた合成ワックス）を用いた。
【００３６】
アスファルト改質材の物性値の評価は以下の方法で行った。
１４０℃における粘度はＪＩＳ  Ｋ７１１７「回転粘度計による粘度の測定の方法」に準拠して測定した。
重量平均分子量（Ｍw）はゲル浸透クロマトグラフ法（ＧＰＣ）により測定した。
メルトフローレート（１９０℃、２１．２Ｎ）とは、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８“Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｆｌｏｗ  Ｒａｔｅｓ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｓ  ｂｙ  Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ  Ｐｌａｓｔｏｍｅｔｅｒ”において試験温度１９０℃、荷重２１．２Ｎにて測定した。
軟化点は、ＪＩＳ  Ｋ２２０７「石油アスファルト−軟化点試験方法」により測定した。
【００３７】
（混合物試験用供試体の作製および混合物試験）
上記のアスファルト改質材、表２に示す骨材および以下のアスファルト類を用いてアスファルト混合物を製造した。その製造方法、得られたアスファルト混合物の試験は別に以下に示す。
アスファルトＡ  新日本石油（株）社製  根岸製油所  ストレートアスファルト６０−８０、
アスファルトＢ  新日本石油（株）社製  改質II型アスファルト  エコファルトＫ２、
アスファルトＣ  新日本石油（株）社製  高粘度改質アスファルト  エコファルトＴＡ。
【００３８】
（密粒度アスファルト混合物（１３）の製造）
パグミルミキサーを用い、表２に示す配合の骨材とアスファルトＡまたはアスファルトＢを攪拌混合し、さらにアスファルト改質材Ａ〜Ｇを所定量(表３に示す)添加し1分間攪拌混合することでアスファルト混合物（密粒度アスファルト混合物（１３））を製造した。この製造は、実機のアスファルト合材プラントにおけるいわゆるプラントミックス方式を模したものである。
【００３９】
得られたアスファルト混合物を６等分し、６つのマーシャル試験用供試体を作製しマーシャル安定度を評価した。
また、アスファルト量は、骨材に対してアスファルトとアスファルト改質材の合計量が５．７質量％になるように配合した。（アスファルトに対するアスファルト改質材の添加量は表３に示す。）骨材の加熱温度は１８０℃、アスファルトの加熱温度は１７０℃、アスファルト混合物作製時の攪拌混合温度は１７５℃、供試体締め固め温度は１６０℃、ならびに締め固め回数は片面５０回とした。
【００４０】
（マーシャル試験）
社団法人  日本道路協会「舗装試験法便覧」３−７−１「マーシャル安定度試験法」
上記のマーシャル試験用供試体（円筒形供試体（直径約１００ｍｍ、厚さ約６３ｍｍ））の側面を円弧形の２枚の載荷ヘッドではさみ、規定温度（６０℃）、規定載荷速度により荷重を加え、供試体が破壊するまでに示す最大荷重（安定度ｋＮ）を測定する。
最大荷重（ｋＮ）の値は大きいほど、アスファルト混合物の安定性が良いことを示す。
【００４１】
（ホイールトラッキング試験）
社団法人  日本道路協会「舗装試験法便覧」の３−７−３「ホイールトラッキング試験方法」
アスファルト混合物を所定の型枠（３００×３００×５０ｍｍ）に入れ整形した供試体を６０℃の恒温室で規定荷重（６８６±１０Ｎ）の小型車輪を往復させ、４５分および６０分における変形量（わだち掘れ量）を測定し、動的安定度（回／ｍｍ）を求め、アスファルト混合物のわだち掘れに対する抵抗性を評価する。
動的安定度（ＤＳ：Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）の値は大きいほど、高温時におけるアスファルト混合物の耐わだち掘れ性が良いことを示す。
【００４２】
（密粒度アスファルト混合物（１３）の評価結果）
表３に密粒度アスファルト混合物（１３）のマーシャル試験およびホイールトラッキング試験の評価結果を併記した。
【００４３】
実施例１〜４はアスファルトＡ、アスファルトＢを、本発明のアスファルト改質材Ａ〜Ｃで改質して製造したアスファルト混合物を試験評価した例である。アスファルト改質材Ａ〜Ｃは溶融分散性が優れているため、アスファルト混合物の製造時に改質材を均一に分散できるので、調製したマーシャル供試体のマーシャル安定度のばらつきが小さく、物理的強度が均一な供試体が作製できている。
さらに、実施例１、２、４と比較例１の比較において、アスファルト改質材Ａ〜Ｃの添加により、マーシャル強度の向上、すなわち混合物の物理強度の向上が見られる。またホイールトラッキング試験による動的安定度の向上、すなわち耐わだち掘れ性の向上も確認される。
実施例３と比較例２の比較においても、やはりアスファルト改質材Ｂの添加により、マーシャル強度の向上、すなわち混合物の物理強度の向上が見られる。またホイールトラッキング試験による動的安定度の向上、すなわち耐わだち掘れ性の向上が確認される。
比較例３は使用した改質材中の鉱油の配合割合が高く、改質材の粘度が１５０×１０３ｍＰａ・ｓ未満であり、軟化点が９０℃未満であるため、調製したマーシャル供試体のマーシャル強度の向上、すなわち混合物の物理強度の向上効果、およびホイールトラッキング試験による動的安定度の向上効果があまり得られず、舗装用材料としては不向きとなっている。
【００４４】
また、比較例４はアスファルト改質材Ｅ中の鉱油が不足しているため高分子ポリマーの相溶性を高めることが十分にできず、アスファルト中に速やかにかつ均一に混合することができず、同様に調製したマーシャル供試体のマーシャル安定度のばらつきが非常に大きく、舗装用材料としては不向きとなっている。
さらに、比較例５はアスファルト改質材Ｆ中の合成ワックスが過剰なため、アスファルト改質材中の高分子ポリマーの配合割合が小さくなるため、アスファルトの改質効果が得られないことから、マーシャル安定度の値を改善することができず、またマーシャル安定度のばらつきが大きく、舗装用材料としては不向きとなっている。
比較例６はアスファルト改質材Ｇ中に合成ワックスが含まれないため、アスファルト改質材の粘度、軟化点が大きくなり、改質材のハンドリング性が悪化するため、マーシャル安定度の値を改善することができず、またマーシャル安定度のばらつきが大きく、舗装用材料としては不向きとなっている。
【００４５】
（排水性舗装用アスファルト混合物による評価）
パグミルミキサーを用い、表４に示す配合の骨材とアスファルトＢまたはアスファルトＣを攪拌混合し、さらにアスファルト改質材Ａ〜Ｇを所定量（表５に示す）添加し１分間攪拌混合することでアスファルト混合物（排水性舗装用アスファルト混合物）を製造した。この製造は、実機のアスファルト合材プラントにおけるいわゆるプラントミックス方式を模したものである。
【００４６】
得られたアスファルト混合物を６等分し、６つのカンタブロ試験用供試体を作製し２０℃におけるカンタブロ損失率を評価した。
また、アスファルト量は、骨材に対してアスファルトとアスファルト改質材の合計量が５．８質量％になるように配合した。骨材の加熱温度は１８０℃、アスファルトの加熱温度は１７０℃、アスファルト混合物作製時の攪拌混合温度は１７５℃、供試体締め固め温度は１６０℃、ならびに締め固め回数は両面５０回とした。
【００４７】
（カンタブロ試験）
社団法人  日本道路協会「舗装試験法便覧」の１−１−２Ｔ「カンタブロ試験方法」上記のカンタブロ試験用供試体をロサンゼルス試験機（粗骨材のすりへり試験法に規定する機械）を用いて、毎分30〜33回転の回転速度でドラムを300回転させ、試験後の損失量を測定する。
損失率（％）＝（試験前の供試体質量（g）−試験後の供試体質量（g））／試験前の供試体質量（g）×100
損失率（％）の値は、小さいほど排水性舗装用アスファルト混合物の安定性が良いことを示す。
【００４８】
（ホイールトラッキング試験）
密粒度アスファルト混合物（１３）の評価試験と同様に排水性舗装用アスファルト混合物の評価試験を行った。
【００４９】
（排水性舗装用アスファルト混合物の評価結果）
表５に排水性舗装用アスファルト混合物のカンタブロ試験およびホイールトラッキング試験の評価結果を併記した。
【００５０】
実施例５〜８はアスファルトＢ、アスファルトＣを、本発明のアスファルト改質材Ａ〜Ｃで改質して製造した排水性舗装用アスファルト混合物を試験評価した例である。アスファルト改質材Ａ〜Ｃは溶融分散性が優れているため、アスファルト混合物の製造時に均一に分散できるので、調製したカンタブロ供試体のカンタブロ損失率のばらつきが小さく、物理的強度が均一な供試体が作製できている。
さらに、実施例５、６、８と比較例７の比較において、アスファルト改質材Ａ〜Ｃの添加により、カンタブロ損失率の低下すなわち、骨材飛散抵抗性の向上が確認される。またホイールトラッキング試験による動的安定度の向上、すなわち耐わだち掘れ性の向上も確認される。
実施例７と比較例８の比較においても、やはりアスファルト改質材Ｂの添加により、カンタブロ損失率の低下すなわち、骨材飛散抵抗性の向上が確認される。またホイールトラッキング試験による動的安定度の向上、すなわち耐わだち掘れ性の向上が確認される。
比較例９はアスファルト改質材に使用した石油樹脂の軟化点が高く、また分子量が大きいため、アスファルトへの溶融分散性ならびに高分子ポリマーとの相溶性が低下しているため、アスファルト混合物の製造時にアスファルト改質材を均一に分散することができず、調製したマーシャル供試体のカンタブロ損失率のばらつきが非常に大きく、舗装用材料としては不向きな例である。
【００５１】
また、比較例９は使用した改質材中の鉱油の配合割合が高く、改質材の粘度が１５０×１０３ｍＰａ・ｓ未満であり、軟化点が９０℃未満であるため、ホイールトラッキング試験による動的安定度の向上効果があまり得られず、舗装用材料としては不向きとなっている。
さらに、比較例１０はアスファルト改質材Ｅ中の鉱油が不足しているため高分子ポリマーの相溶性を高めることが十分にできず、アスファルト中に速やかにかつ均一に混合することができず、調製したカンタブロ試験供試体のカンタブロ損失率のばらつきが非常に大きく、舗装用材料としては不向きとなっている。
比較例１１はアスファルト改質材Ｆ中の合成ワックスが過剰なため、アスファルト改質材中の高分子ポリマーの配合割合が小さくなるため、アスファルトの改質効果が得られないことから、調製したカンタブロ試験供試体のカンタブロ損失率のばらつきが非常に大きく、またホイールトラッキング試験による動的安定度の向上効果もみられず、舗装用材料としては不向きとなっている。
比較例１２はアスファルト改質材Ｇ中に合成ワックスが含まれないため、アスファルト改質材の粘度、軟化点が大きくなり、改質材のハンドリング性が悪化するため、カンタブロ損失率を改善することができず、またカンタブロ損失率のばらつきが大きく、舗装用材料としては不向きとなっている。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
【表２】
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【００５４】
【表３】
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【００５５】
【表４】
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【００５６】
【表５】
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