(57)【要約】【課題】耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性に優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を提供する。【解決手段】［１］アスファルトにセルロース繊維を配合してなるアスファルト組成物であって、該セルロース繊維の平均繊維径が１〜３０００ｎｍであり、該セルロース繊維の配合量がアスファルト１００質量部に対して０．０１〜１０質量部である、アスファルト組成物、及び［２］アスファルトにセルロース繊維を配合してなるアスファルト組成物であって、該セルロース繊維が、炭化水素基がエステル結合を介して結合してなるセルロース繊維であり、該セルロース繊維の配合量がアスファルト１００質量部に対して０．０１〜１０質量部である、アスファルト組成物である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスファルトにセルロース繊維を配合してなるアスファルト組成物であって、
該セルロース繊維の平均繊維径が１ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であり、
該セルロース繊維の配合量が、アスファルト１００質量部に対して０．０１質量部以上１０質量部以下である、アスファルト組成物。
【請求項２】
セルロース繊維が、イオン性基を有するセルロース繊維、及び炭素数１以上３０以下の炭化水素基を有するセルロース繊維から選ばれる１種以上である、請求項１に記載のアスファルト組成物。
【請求項３】
イオン性基を有するセルロース繊維のイオン性基がアニオン性基である、請求項２に記載のアスファルト組成物。
【請求項４】
炭素数１以上３０以下の炭化水素基を有するセルロース繊維が、下記一般式（１）及び（２）から選ばれる１種以上の置換基が、セルロースの有する水酸基から水素原子を除去した酸素原子に、エーテル結合を介して結合してなるセルロース繊維である、請求項２に記載のアスファルト組成物。
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−Ｒ1     （１）
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２−（ＯＡ）ｎ−Ｏ−Ｒ1    （２）
〔式（１）及び（２）中、Ｒ1はそれぞれ独立して炭素数１以上３０以下のアルキル基を示し、式（２）におけるＡは炭素数１以上６以下の２価の飽和炭化水素基であり、ｎは０以上５０以下の数を示す。〕
【請求項５】
アスファルトにセルロース繊維を配合してなるアスファルト組成物であって、
該セルロース繊維が、炭化水素基がエステル結合を介して結合してなるセルロース繊維であり、該セルロース繊維の配合量が、アスファルト１００質量部に対して０．０１質量部以上１０質量部以下である、アスファルト組成物。
【請求項６】
炭化水素基がエステル結合を介して結合してなるセルロース繊維が、アセチル化セルロース繊維である、請求項５に記載のアスファルト組成物。
【請求項７】
アスファルトが、ストレートアスファルト及びポリマー改質アスファルトから選ばれる１種以上である、請求項１〜６のいずれかに記載のアスファルト組成物。
【請求項８】
アスファルトが、無水マレイン酸変性ポリオレフィンを含有するポリマー改質アスファルトである、請求項１〜７のいずれかに記載のアスファルト組成物。
【請求項９】
道路舗装用である、請求項１〜８のいずれか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。
【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広く行われている。
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、わだち掘れや、疲労ひび割れが発生するという問題があった。
【０００３】
特許文献１には、舗装面におけるわだち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。
特許文献２には、再生加熱アスファルト混合物に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ことを目的として、アスファルト舗装廃材を破砕もしくは解砕してなる再生骨材混合物にセルロース等の微細繊維状物を配合してな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３には、透水性、音吸収性が優れた道路舗装材を提供することを目的として、骨材、アスファルト及びＲＢセラミックス微粒子及び／又はＣＲＢセラミックス微粒子を含む道路舗装材が開示されており、さらに、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、セルロース繊維等の有機繊維や、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維の１種以上を含む道路舗装材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１１７１２号公報
【特許文献２】特開平５−１１２７２４号公報
【特許文献３】特開２００４−０１９３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性に優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を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、アスファルトにセルロースナノ繊維を特定量配合することにより、又はアスファルトに特定の改質セルロース繊維を配合することにより上記課題を解決し得ることを見出した。
すなわち、本発明は、次の［１］及び［２］を提供する。
［１］アスファルトにセルロース繊維を配合してなるアスファルト組成物であって、
該セルロース繊維の平均繊維径が１ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であり、
該セルロース繊維の配合量が、アスファルト１００質量部に対して０．０１質量部以上１０質量部以下である、アスファルト組成物。
［２］アスファルトにセルロース繊維を配合してなるアスファルト組成物であって、
該セルロース繊維が、炭化水素基がエステル結合を介して結合してなるセルロース繊維であり、該セルロース繊維の配合量が、アスファルト１００質量部に対して０．０１質量部以上１０質量部以下である、アスファルト組成物。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性に優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を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［アスファルト組成物］
本発明のアスファルト組成物の第１態様は、アスファルトにセルロース繊維を配合してなるアスファルト組成物であって、該セルロース繊維の平均繊維径が１ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であり、該セルロース繊維の配合量が、アスファルト１００質量部に対して０．０１質量部以上１０質量部以下である、アスファルト組成物である。
本発明のアスファルト組成物の第２態様は、アスファルトにセルロース繊維を配合してなるアスファルト組成物であって、該セルロース繊維が、炭化水素基がエステル結合を介して結合してなるセルロース繊維であり、該セルロース繊維の配合量が、アスファルト１００質量部に対して０．０１質量部以上１０質量部以下である、アスファルト組成物である。
本発明のアスファルト組成物によれば、アスファルト舗装のわだち掘れ及び疲労ひび割れを抑制することができる。その理由は定かではないが、以下のように考えられる。
第１の態様の場合、平均繊維径が１ｎｍ以上３０００ｎｍ以下のセルロース繊維を用いることで、アスファルト組成物中でのセルロース繊維の分散性が向上したためであると考えられる。
第２の態様の場合、疎水性の炭化水素基をエステル結合により導入することで、セルロースの結晶性の低下により、セルロース繊維同士の凝集が抑制され、結果として、アスファルト組成物中でのセルロース繊維の分散性が向上したためであると考えられる。
【０００９】
なお、「わだち掘れ」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。わだち掘れは、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）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、耐わだち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）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】
＜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。
本発明で用いられ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。
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。
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されたポリマー改質アスファルト（以下、単に「ポリマー改質アスファルト」ともいう）等が挙げられる。
前記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／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）、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等が挙げられる。
前記熱可塑性樹脂としては、例えば、エチレン／エチルアクリレート共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、極性基とポリオレフィン鎖とを有するポリマー等が挙げられる。
本発明において、アスファルトは、好ましくはストレートアスファルト及びポリマー改質アスファルトから選択され、より好ましくはポリマー改質アスファルト、更に好ましくは極性基とポリオレフィン鎖とを有するポリマーを含有するポリマー改質アスファルトである。
【００１２】
極性基とポリオレフィン鎖とを有するポリマー（以下、「改質剤」ともいう）は、当該ポリオレフィン鎖部分がストレートアスファルトと親和性を有する一方で、当該極性基部分がセルロース繊維と相互作用することで親和性を発現することから、セルロース繊維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。
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、エポキシ基等が挙げられる。これらの中でも、セルロース繊維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。
【００１３】
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。
【００１４】
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の市販品としては、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・ポリケミカル株式会社製「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。
【００１５】
これらの中でも、アスファルト組成物の耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、改質剤は、好ましくは無水マレイン酸変性ポリオレフィン、より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ばれる１種以上、更に好ましくは無水マレイン酸変性ポリプロピレン又は無水マレイン酸変性ポリエチレン、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。
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、セルロース繊維とアスファルトとの親和性を高め、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、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１０００，０００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。
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、セルロース繊維とアスファルトとの親和性を高め、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を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。
【００１６】
アスファルトが、極性基とポリオレフィン鎖とを有するポリマー（改質剤）を含有するポリマー改質アスファルトである場合、ストレートアスファルトに添加する改質剤の量は、アスファルト組成物中でのセルロース繊維の分散性を向上させ、アスファルト組成物の粘弾性を向上させ、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、ストレートアスファルト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０．３質量部以上、更に好ましくは０．５質量部以上、より更に好ましくは０．８質量部以上であり、そして、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１０質量部以下、更に好ましくは５質量部以下、より更に好ましくは２質量部以下である。
【００１７】
＜セルロース繊維＞
本発明のアスファルト組成物はセルロース繊維を含有する。
本明細書において、結晶性セルロースとは結晶化指数が５０％を超えるセルロースをいい、非晶性セルロースとは結晶化指数が５０％以下であるセルロースをいう。なお、結晶化指数は、セルロースＩ型（天然セルロースの結晶形）の結晶化指数を意味し、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。
セルロースＩ型結晶化指数は、Ｘ線結晶回折法による回折強度値からＳｅｇａｌ法により算出され、下記式（Ｉ）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    （Ｉ）
式（Ｉ）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。
なお、式（Ｉ）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。
また、本発明では、結晶化指数が異なるセルロース繊維を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する。
本発明で用いられるセルロース繊維は、セルロース含有原料を後述する方法で処理することにより得ることができる。
【００１８】
（１）セルロース含有原料
セルロース含有原料に特に制限はないが、環境負荷低減の観点から、天然セルロースが好ましい。例えば、木本系（針葉樹・広葉樹）、草本系（イネ科、アオイ科、マメ科の植物原料、ヤシ科の植物の非木質原料）、パルプ類（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）、紙類（新聞紙、段ボール、雑誌、上質紙等）が挙げられる。これらの中でも、入手性及びコストの観点から、木本系、草本系、紙類が好ましく、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。
これらのセルロース含有原料の形態に特に限定はなく、繊維状、粉末状、フレーク状、チップ状、シート状等各種形態のものが使用でき、これらの混合物であってもよい。
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、日本製紙ケミカル株式会社製の「ＫＣフロック」、旭化成ケミカルズ株式会社製の「セオラス」、Fletcher Challenge 社製の「Machenzie」等が挙げられる。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。
セルロース含有原料は、取扱い性等の観点から、化学処理、機械処理等の前処理を予め行なうことができる。
【００１９】
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７５〜９９質量％であり、他の成分としてはリグニン等を含有する。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。
【００２０】
セルロース含有原料の水分含有量は、粉砕処理の観点から、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から非晶性セルロースを得ようとする場合、上記のセルロース含有原料を、必要に応じて、裁断、乾燥、粉砕処理することにより、効率的にセルロースを非晶化し、非晶性セルロースを得ることができる。
【００２１】
（２）第１態様のアスファルト組成物
本発明の第１態様のアスファルト組成物は、平均繊維径が１ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であるセルロース繊維を含有する。
平均繊維径が１ｎｍ以上３０００ｎｍ以下のセルロース繊維としては、イオン性基を有するセルロース繊維（以下、「イオン化セルロース繊維（Ａ）」ともいう）、及び炭素数１以上３０以下の炭化水素基を有するセルロース繊維（ただし、イオン化セルロース繊維（Ａ）を除く。以下、「炭化水素基を有するセルロース繊維（Ｂ）」ともいう）から選ばれる１種以上が好ましい。
イオン化セルロース繊維（Ａ）は、微細繊維径による分散性に加えて、イオン性基同士の反発による、セルロース繊維同士の凝集性が低下するため、アスファルト組成物中での分散性がより向上し、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性に優れると考えられる。
また、炭化水素基を有するセルロース繊維（Ｂ）は、微細繊維径による分散性に加えて、炭化水素基とアスファルトとの親和性が高いため、アスファルト組成物中での分散性がより向上し、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性に優れると考えられる。
【００２２】
平均繊維径が１ｎｍ以上３０００ｎｍ以下のセルロース繊維は、アスファルト組成物中のセルロース繊維の分散性の観点、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、そのセルロースの結晶化指数は、好ましくは５０％を超え、より好ましくは５５％以上であり、そして、好ましくは９０％以下、より好ましくは８０％以下、更に好ましくは７５％以下、より更に好ましくは７０％以下である。
本発明の第１態様のアスファルト組成物に用いられるセルロース繊維の平均繊維径は、入手性の観点から、１ｎｍ以上であり、好ましくは２ｎｍ以上、より好ましくは２．５ｎｍ以上であり、そして、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、好ましくは１０００ｎｍ以下、より好ましくは５００ｎｍ以下、更に好ましくは２００ｎｍ以下、より更に好ましくは１００ｎｍ以下、より更に好ましくは５０ｎｍ以下、より更に好ましくは２０ｎｍ以下である。
【００２３】
イオン化セルロース繊維（Ａ）及び炭化水素基を有するセルロース繊維（Ｂ）を得るための原料となるセルロース繊維の平均繊維径は特に限定されない。前記の平均繊維径は、取扱い性及びコストの観点から、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは７μｍ以上であり、そして、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性の観点から、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下である。
セルロース繊維の平均繊維径は、実施例に記載の方法により測定することができる。
また、原料となるセルロース繊維の平均繊維長も特に限定されないが、入手性及びコストの観点から、好ましくは１，０００μｍ以上、より好ましくは１，５００μｍ以上であり、そして、好ましくは５，０００μｍ以下、より好ましくは３，０００μｍ以下である。
【００２４】
〔イオン化セルロース繊維（Ａ）〕
イオン化セルロース繊維（Ａ）は、セルロース含有原料中のセルロース繊維（以下、「原料セルロース繊維」ともいう）にイオン性基を導入して改質したセルロース繊維である。
イオン化セルロース繊維（Ａ）は、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性の観点から、イオン性基の結合量は、好ましくは０．１ｍｍｏｌ／ｇ以上、より好ましくは０．４ｍｍｏｌ／ｇ以上、更に好ましくは０．６ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、そして、結晶構造を維持する観点から、好ましくは３．０ｍｍｏｌ／ｇ以下、より好ましくは２.０ｍｍｏｌ／ｇ以下、更に好ましくは１．８ｍｍｏｌ／ｇ以下である。イオン性基の結合量とは、イオン性基含有セルロース繊維を構成するセルロース繊維中のイオン性基の総量を意味する。
イオン性基としては、アニオン性基及びカチオン性基が挙げられるが、セルロース繊維への導入効率の観点から、アニオン性基が好ましい。即ち、イオン化セルロース繊維（Ａ）としては、アニオン性基含有セルロース繊維が好ましい。
アニオン性基としては、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基等が挙げられるが、好ましくはカルボキシ基である。なお、イオン性基がアニオン性基である場合、アニオン性基の対となるイオン（カウンターイオン）は、好ましくはプロトンである。
アニオン性基（カルボキシ基）の結合量（ｍｍｏｌ／ｇ）及び導入率（％）は、実施例に記載の方法により測定される。
【００２５】
また、イオン化セルロース繊維（Ａ）中の水酸基の含有量は、好ましくは０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、より好ましくは１．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、更に好ましくは２．０ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、そして、好ましくは２０ｍｍｏｌ／ｇ以下、より好ましくは１９ｍｍｏｌ／ｇ以下り、更に好ましくは１８ｍｍｏｌ／ｇ以下である。
イオン化セルロース繊維（Ａ）の水酸基の含有量は、公知の方法（例えば、滴定、ＩＲ測定等）により測定することで算出することができる。
【００２６】
（イオン化セルロース繊維（Ａ）の製造）
原料セルロース繊維にアニオン性基を導入する場合は、例えば、原料セルロース繊維に酸化処理又はアニオン性基の付加処理を施すことにより行うことができる。
セルロース繊維にカルボキシ基を導入する方法としては、例えば(i)セルロース繊維の水酸基を酸化してカルボキシ基に変換する方法、(ii)セルロース繊維の水酸基にカルボキシ基を有する化合物、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種を反応させる方法等が挙げられる。
【００２７】
セルロース繊維の水酸基を酸化処理する方法としては、例えば、２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジン−Ｎ−オキシル（ＴＥＭＰＯ）を触媒として、次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤、及び臭化ナトリウム等の臭化物を反応させて酸化処理する方法が挙げられる。より詳細には、特開２０１１−１４０６３２号公報に記載の方法を参照することができる。
セルロース繊維にカチオン性基を導入する場合は、原料セルロース繊維にアルカリの存在下においてカチオン化剤で処理することで行うことができる。
上述の方法でセルロース繊維にイオン性基を導入することによって、原料セルロース繊維がイオン改質され、イオン性基を有するセルロース繊維（Ａ）を得ることができる。
イオン化セルロース繊維（Ａ）の平均繊維径は、前述のとおり、１ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である。
【００２８】
〔炭化水素基を有するセルロース繊維（Ｂ）〕
炭素数１以上３０以下の炭化水素基を有するセルロース繊維（Ｂ）は、アスファルト組成物中の分散性を向上させる観点から、炭素数１以上３０以下の炭化水素基がエーテル結合を介して結合してなるセルロース繊維（以下、「エーテル化セルロース繊維」ともいう）がより好ましい。
【００２９】
〔エーテル化セルロース繊維〕
エーテル化セルロース繊維は、セルロースが有する水酸基から水素原子を除去した酸素原子に炭化水素基が直接に又は連結基を介してエーテル結合した改質セルロース繊維である。エーテル化セルロース繊維としては、製造の容易性及び耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、セルロースが有する水酸基から水素原子を除去した酸素原子に炭化水素基が連結基を介してエーテル結合した改質セルロース繊維が好ましい。
ここで、炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、フェニル基等の芳香族炭化水素基、又はシクロヘキシル基等の脂環式炭化水素基が挙げられ、好ましくは脂肪族炭化水素基であり、より好ましくは飽和の直鎖又は分岐鎖の脂肪族炭化水素基である。
炭化水素基の炭素数は、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、好ましくは１以上、より好ましくは３以上、更に好ましくは４以上、より更に好ましくは６以上であり、そして、好ましくは３０以下、より好ましくは２５以下、更に好ましくは２０以下、より更に好ましくは１８以下である。
【００３０】
（好適態様１）
エーテル化セルロース繊維の好適な態様１としては、下記一般式（１）で表される置換基及び下記一般式（２）で表される置換基から選ばれる１種以上の置換基がエーテル結合を介してセルロース繊維に結合しており、セルロースＩ型結晶構造を有するものが挙げられる。
下記一般式（１）では、Ｒ1の炭化水素基が、−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−の連結基を介して、セルロースの水酸基から水素原子を除去した酸素原子に結合しており、下記一般式（２）では、Ｒ1の炭化水素基が、−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２−（ＯＡ）ｎ−Ｏ−の連結基を介して、セルロースの水酸基から水素原子を除去した酸素原子に結合している。
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−Ｒ1     （１）
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２−（ＯＡ）ｎ−Ｏ−Ｒ1    （２）
式（１）、（２）中、Ｒ１はそれぞれ独立して、炭素数１以上３０以下のアルキルを示すが、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、該炭素数は、好ましくは３以上、より好ましくは４以上、更に好ましくは６以上であり、そして、好ましくは２５以下、より好ましくは２０以下、更に好ましくは１５以下である。
式（２）におけるｎは０以上５０以下の数であるが、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、好ましくは３以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは１０以上であり、そして、好ましくは４０以下、より好ましくは３０以下、更に好ましくは２０以下である。
式（２）におけるＡは炭素数１以上６以下の２価の飽和炭化水素基を示すが、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、好ましくは２以上であり、そして、好ましくは４以下、より好ましくは３以下である。
【００３１】
（好適態様２）
エーテル化セルロース繊維のより好適な態様２としては、下記一般式（１）及び（２）から選ばれる１種以上の置換基、並びに下記一般式（３）で表される置換基が、それぞれ独立して、エーテル結合を介してセルロース繊維に結合しており、セルロースＩ型結晶構造を有するものが挙げられる。
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−Ｒ1     （１）
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２−（ＯＡ）ｎ−Ｏ−Ｒ1    （２）
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−Ｒ２     （３）
式（１）及び（２）中、Ｒ１、ｎ、Ａは前記と同義であり、式（３）におけるＲ２はメチル基又はエチル基を示す。
【００３２】
（置換基の導入率）
エーテル化セルロース繊維において、セルロースの無水グルコースユニット１モルに対する前記式（１）及び（２）で表される置換基の導入率は、前記態様１及び２において、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、好ましくは０．０００１モル以上、より好ましくは０．０００５モル以上、更に好ましくは０．０００７モル以上であり、そして、好ましくは１．５モル以下、より好ましくは１．０モル以下、更に好ましくは０．６モル以下である。ここで、式（１）で表される置換基と式（２）で表される置換基のいずれもが導入されている場合は合計した導入モル率を意味する。
また、セルロースの無水グルコースユニット１モルに対する前記式（３）で表される置換基の導入率は、上記と同様の観点から、好ましくは０．０１モル以上、より好ましくは０．０２モル以上、更に好ましくは０．０４モル以上であり、そして、好ましくは１．５モル以下、より好ましくは１．０モル以下、更に好ましくは０．８モル以下である。
該置換基導入率は、実施例に記載の方法により測定することができる。
エーテル化セルロース繊維の平均繊維径は、前述のとおり、１ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である。
【００３３】
（エーテル化セルロース繊維の製造）
好適態様１のエーテル化セルロース繊維の製造方法としては、原料セルロース繊維に対し、塩基存在下、特定の酸化アルキレン化合物やアルキルハライドを反応させる方法が挙げられる。
好適態様２のエーテル化セルロース繊維を製造方法としては、塩基存在下、態様１のエーテル化セルロース繊維と、式（３）で表される置換基をエーテル結合を介して結合させることができる化合物とを反応させる方法が挙げられる。
塩基に特に制限はなく、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アミン、４級アンモニウム塩、アルコキシド等が挙げられる。
塩基の量は、原料セルロース繊維の無水グルコースユニットに対して、エーテル化反応を効率的に進行させる観点から、好ましくは０．０１等量以上、より好ましくは０．０５等量以上、更に好ましくは０．１等量以上であり、そして、好ましくは１０等量以下、より好ましくは８等量以下、更に好ましくは５等量以下である。
【００３４】
次に、原料セルロース繊維と塩基の混合物に、炭化水素基を導入するための化合物を添加して、原料セルロース繊維と該化合物とをエーテル化反応させる。かかる化合物としては、反応性及び非ハロゲン含有化合物の観点から、エポキシ化合物が好ましく、酸化アルキレン化合物、グリシジルエーテル化合物がより好ましい。
前記化合物の量は、得られるセルロース繊維における前記式（３）で表される置換基の所望の導入率により決めることができるが、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、原料セルロース繊維の無水グルコースユニットに対して、好ましくは０．０２等量以上であり、好ましくは５．０等量以下である。
【００３５】
（エーテル化反応）
前記化合物と原料セルロース繊維とのエーテル化反応は、溶媒の存在下で、両者を混合することにより行うことができる。
反応温度は、特に制限はないが、反応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５０℃以上、更に好ましくは６０℃以上であり、熱分解を抑制する観点から、好ましくは１２０℃以下、より好ましくは１１０℃以下、更に好ましくは１００℃以下である。
こうして、エーテル化セルロース繊維を得ることができる。
【００３６】
（３）第２態様のアスファルト組成物
本発明の第２態様のアスファルト組成物においては、セルロース繊維として炭化水素基がエステル結合を介して結合してなるセルロース繊維（以下、「エステル化セルロース繊維」ともいう）が用いられる。
炭化水素基とエステル構造とを有することで、結晶性が低下し易くなり、セルロース繊維の凝集性が低下するため、アスファルト組成物中で、分散し易くなると考えられる。
【００３７】
〔エステル化セルロース繊維〕
エステル化セルロース繊維は、結晶性を低下させ、セルロース繊維同士の凝集を抑制し、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、セルロースが有する水酸基から水素原子を除去した酸素原子に炭化水素基が直接にエステル結合を介して結合した改質セルロース繊維であることが好ましい。
エステル化セルロース繊維のセルロースの結晶化指数は、セルロース繊維同士の凝集を抑制する観点から、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。
結晶化指数が５０％以下のエステル化セルロース繊維を得る方法としては、粉砕処理等を行った後、エステル化反応を行う方法が挙げられる。粉砕処理機としては、媒体式粉砕機が好ましく、容器駆動式粉砕機がより好ましい。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が、粉砕効率等の観点から、振動ミルが好ましい。
【００３８】
エステル化セルロース繊維が有する炭化水素基の炭素数は、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、好ましくは１以上であり、そして、好ましくは３０以下、より好ましくは１２以下、更に好ましくは８以下、より更に好ましくは３以下である。
エステル化セルロース繊維の平均繊維径は特に限定されないが、取扱い性及びコストの観点から、好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、更に好ましくは１００ｎｍ以上、より更に好ましくは１μｍ以上、より更に好ましくは３μｍ以上、より更に好ましくは７μｍ以上であり、そして、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。
エステル化セルロース繊維を得るための原料となるセルロース繊維の平均繊維径は特に限定されないが、取扱い性及びコストの観点から、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは７μｍ以上であり、そして、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下である。
セルロース繊維の平均繊維径は、実施例に記載の方法により測定することができる。
また、原料となるセルロース繊維の平均繊維長も特に限定されないが、入手性及びコストの観点から、好ましくは１，０００μｍ以上、より好ましくは１，５００μｍ以上であり、そして、好ましくは５，０００μｍ以下、より好ましくは３，０００μｍ以下である。
【００３９】
（エステル化セルロース繊維の製造）
エステル化セルロース繊維は、炭素数１〜３０のカルボン酸とセルロースの水酸基とをエステル化すればよく、好ましくは鎖状酸無水物や、環状多塩基酸無水物をセルロース繊維へ付加することにより得ることができる。
鎖状酸無水物としては無水酢酸等が挙げられ、環状多塩基酸無水物としては、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸等の炭素数４〜１０の環状カルボン酸無水物等が挙げられる。環状多塩基酸無水物は、アルキル基、アルケニル基等の炭化水素基を有していてもよい。
エステル化セルロース繊維の中では、製造の容易性の観点から、好ましくは炭素数１以上１２以下、より好ましくは炭素数１以上８以下、更に好ましくは炭素数１以上３以下の炭化水素基を有するアシル化セルロース繊維が好ましく、アセチル化セルロース繊維がより好ましい。
【００４０】
（アセチル化セルロース繊維）
アセチル化セルロース繊維は、セルロースを構成する糖鎖の水酸基をアセチル基で修飾した改質セルロース繊維である。
アセチル化セルロース繊維は、原料セルロース繊維を温度１５０℃で１時間以上３時間以下蒸解した後、無水酢酸、炭酸カリウムを添加して反応させることにより得ることができる。
アセチル化反応によって得られるアセチル化セルロース繊維の糖鎖水酸基におけるアセチル化度（アセチル基置換度）は、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．１以上、更に好ましくは０．１５以上であり、そして、２．５以下、より好ましくは２．０以下、更に好ましくは１．５以下である。
【００４１】
（４）後処理
上記で得られたイオン化セルロース繊維、エーテル化セルロース繊維、エステル化セルロース繊維は、生成反応後に、公知の微細化処理を行って微細化してもよい。例えば、有機溶媒中で高圧ホモジナイザー等を用いた処理を行なうことで微細化することができる。また、あらかじめ微細化処理された原料セルロース繊維を用いて前記した置換基の導入反応を行って微細エーテル化セルロース繊維を得ることもできるが、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、前記置換基導入の反応後に、公知の微細化処理を行って微細化することが好ましい。
また、得られたセルロース繊維は、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、及び極性基とポリレオフィン鎖とを有するポリマー、特に無水マレイン酸変性ポリプロピレン等から選択される１種以上で表面疎水化処理することが好ましい。
【００４２】
＜アスファルト組成物＞
本発明の第１態様のアスファルト組成物は、アスファルトにセルロース繊維を配合してなるアスファルト組成物であって、該セルロース繊維の平均繊維径が１ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であり、該セルロース繊維の配合量が、アスファルト１００質量部に対して０．０１質量部以上１０質量部以下である。
また、本発明の第２態様のアスファルト組成物は、アスファルトにセルロース繊維を配合してなるアスファルト組成物であって、該セルロース繊維が、炭化水素基がエステル結合を介して結合してなるセルロース繊維であり、該セルロース繊維の配合量が、アスファルト１００質量部に対して０．０１質量部以上１０質量部以下である。
以下、アスファルト組成物の共通事項について記載する。
【００４３】
本発明のアスファルト組成物において、セルロース繊維の配合量は、耐わだち掘れ性、耐疲労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０．０３質量部以上、より好ましくは０．１質量部以上、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、同様の観点から、好ましくは８質量部以下、より好ましくは６質量部以下、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、セルロース繊維が、表面疎水化処理されたセルロースである場合、セルロース繊維の質量は、セルロース本体と、表面疎水化剤とを含むセルロース繊維全体としての質量を意味する。
【００４４】
また、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、アスファルト性能を発揮させる観点から、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上、より更に好ましくは９２質量％以上、より更に好ましくは９４質量％以上、より更に好ましくは９６質量％以上であり、セルロース繊維を含有し、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性を向上させる観点から、好ましくは９９．９９質量％以下、より好ましくは９９．９７質量％以下、更に好ましくは９９．９質量％以下、より更に好ましくは９９．７質量％以下、より更に好ましくは９９質量％以下、より更に好ましくは９８質量％以下である。
【００４５】
本発明のアスファルト組成物には、上記アスファルト及びセルロース繊維に加え、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。
【００４６】
（アスファルト組成物の製造）
本発明のアスファルト組成物は、アスファルトを加熱溶融し、セルロース繊維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ることができる。
通常用いられる混合機としては、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。
上記アスファルトとセルロース繊維との混合温度は、アスファルト中にセルロース繊維を均一に分散させる観点から、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。
また、アスファルトとセルロース繊維との混合時間は、効率的にアスファルト中にセルロース繊維を均一に分散させる観点から、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繊維の好ましい配合量は、上述したとおりである。
本発明に用いられるセルロース繊維は、アスファルト用添加剤としてアスファルトと混合して使用することができる。
【００４７】
［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。
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。
【００４８】
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から、好ましくは０．００１ｍｍ以上であり、そして、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。
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から、炭酸カルシウムが好ましい。
【００４９】
（粗骨材／細骨材）の質量比率は、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。
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、アスファルト及びセルロース繊維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、アスファルト及びセルロース繊維の合計配合量とすることが好ましい。
但し、「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。
【００５０】
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、セルロース繊維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。
【００５１】
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。
【００５２】
アスファルト混合物は、好ましくは、アスファルトとセルロース繊維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℃以下で混合することにより得ることができる。
混合温度は、アスファルトを軟化させる観点から、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、好ましくは３０秒以上、より好ましくは１分以上、更に好ましくは２分以上、より更に好ましくは５分以上であり、時間の上限は、特に限定されないが例えば約３０分程度である。
アスファルト混合物のより具体的な製造方法としては、従来のプラントミックス（プレミックス）法で、骨材とアスファルト組成物を混合する工程に於いて、アスファルト組成物に、セルロース繊維を添加しておくことが好ましい。また、アスファルト混合物の製造にあたり、骨材と、アスファルトと、セルロース繊維とを混合してもよい。
【００５３】
［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。
道路舗装方法は、好ましくは、前記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。
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、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、より好ましくは１７０℃以下である。
【実施例】
【００５４】
以下の製造例、実施例及び比較例において、「部」及び「％」は特記しない限り「質量部」及び「質量％」である。
なお、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。
（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。
【００５５】
（２）セルロースの結晶化指数の算出
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（１）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。
【００５６】
（３−１）セルロース繊維の平均繊維径の測定
（ａ）平均繊維径が１μｍを超える場合
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、株式会社キーエンス製、商品名：ＶＥ−９８００）を用いて、１サンプルあたり３箇所の撮影を行った。観察倍率は２００倍とした。ＳＥＭ像より繊維５本の繊維径を測定し、数平均（３×５）の繊維径を求め、平均繊維径とした。
（ｂ）平均繊維径が１０００ｎｍ以下の場合
セルロース繊維に水又はエタノールを加えて、その含有量が０．０００１％の分散液を調製し、該分散液をマイカ（雲母）上に滴下して乾燥したものを観察試料として、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ、Nanoscope III Tapping mode AFM、Digital instrument社製、プローブはナノセンサーズ社製Point Probe(NCH) を使用）を用いて、該観察試料中のセルロース繊維の繊維高さを測定した。その際、該セルロース繊維が確認できる顕微鏡画像において、微細セルロース繊維又は微細セルロース繊維複合体を１００本抽出し、それらの繊維高さの数平均から平均繊維径を算出した。
（３−２）粉砕処理セルロースのメジアン径の測定
粉砕処理セルロースについて、レーザー回折散乱法粒度分布測定装置（ベックマン・コールター社製、型番：ＬＳ１３  ３２０）を用いて乾式で平均粒径（体積基準のメジアン径）を測定した。
【００５７】
（４）イオン化セルロース繊維のカルボキシ基の結合量及び導入率の測定
乾燥させたセルロース繊維を赤外吸収分光（ＩＲ）装置（サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、商品名：Nicolet 6700）を用いＡＴＲ法にて測定し、次式により、イオン結合によるカルボキシ基の平均結合量及び導入率を算出した。
カルボキシ基の結合量（ｍｍｏｌ／ｇ）＝[セルロース繊維のカルボキシ基含有量（ｍｍｏｌ／ｇ）]×[(セルロース繊維の１７２０ｃｍ−１のピーク強度−修飾基導入後のセルロース繊維の１７２０ｃｍ−１のピーク強度）／セルロース繊維の１７２０ｃｍ−１のピーク強度]
カルボキシ基の導入率（％）＝１００×（カルボキシ基の結合量（ｍｍｏｌ／ｇ））／（導入前のセルロース繊維中のカルボキシ基含有量（ｍｍｏｌ／ｇ））
なお、「１７２０ｃｍ−１のピーク強度」は、カルボニル基に由来するピーク強度である。カルボキシ基以外のアニオン性基の場合はピーク強度の値を適宜変更し、修飾基の平均結合量及び導入率を算出すればよい。
【００５８】
（５）エーテル化セルロース繊維の置換基導入率の測定
エーテル化セルロース繊維中の置換基導入率は、Zeisel法〔Analytical Chemistry, Vol.51, No.13, 2172 (1979)、「第十五改正日本薬局方（ヒドロキシプロピルセルロースの分析方法の項）」参照〕に準じて算出した。
算出手順は以下のとおりである。
（ｉ）２００ｍＬメスフラスコにｎ−オクタデカン０．１ｇを加え、ヘキサンにて標線までメスアップを行い、内標溶液を調製した。
（ii）精製、乾燥したセルロース繊維１００ｍｇ、アジピン酸１００ｍｇを１０ｍＬバイアル瓶に精秤し、ヨウ化水素酸２ｍＬを加えて密栓した。バイアル瓶中の混合物を、スターラーチップにより攪拌しながら、１６０℃のブロックヒーターにて１時間加熱した。その後、バイアルに内標溶液３ｍＬ、ジエチルエーテル３ｍＬを順次注入し、室温で１分間攪拌した。
（iii）バイアル瓶中の２相に分離した混合物の上層（ジエチルエーテル層）をガスクロマトグラフィー（株式会社島津製作所製、商品名：ＧＣ２０１０Ｐｌｕｓ）を用いて、以下の条件で分析した。
カラム：Agilent Technologies社製、ＤＢ−５（１２ｍ、０．２ｍｍ×０．３３μｍ）
カラム温度：１００℃→１０℃／ｍｉｎ→２８０℃（１０ｍｉｎ  Ｈｏｌｄ）
インジェクター温度：３００℃、検出器温度：３００℃、打ち込み量：１μＬ
使用したエーテル化試薬の検出量からエーテル化セルロース繊維中の置換基導入率〔疎水エーテル基の含有量（％）〕を算出し、下記式を用いてモル置換度（ＭＳ）（無水グルコースユニット１モルに対する置換基モル量）を算出した。
モル置換度（ＭＳ）＝（Ｗ１／Ｍｗ）／（（１００−Ｗ１）／１６２．１４）
Ｗ１：エーテル化セルロース繊維中の疎水エーテル基の含有量（質量％）
Ｍｗ：導入したエーテル化試薬の分子量（ｇ／ｍｏｌ）
【００５９】
（６）粘弾性（Ｇ＊、ｓｉｎδ）の測定
粘弾性測定は、レオメーターＭＣＲ３０１（Anton Paar社製）を用いて行った。測定条件はプレート直径２５ｍｍ、周波数１．６Ｈｚ、せん断ひずみ１．０％で測定した。具体的には、試験厚（ギャップ）を１ｍｍに設定し、１００℃から０℃まで４℃／ｍｉｎで冷却しながら、６０℃及び０℃におけるＧ＊（複素弾性率）、ｓｉｎδを得た。
【００６０】
製造例１（イオン化セルロース繊維の製造）
針葉樹の漂白クラフトパルプ繊維（Fletcher Challenge 社製、商品名：Machenzie、ＣＳＦ６５０ｍｌ、繊維状、平均繊維径２４μｍ、セルロース含有量９０％、結晶化指数は７８％、水分含有量５％、以後「ＮＢＫＰ」と略称する。）１００ｇを９９００ｇのイオン交換水で十分に撹拌した後、該パルプ繊維１００ｇに対し、ＴＥＭＰＯ（ALDRICH社製、Free radical、９８％）１．６ｇ、臭化ナトリウム１０ｇ、次亜塩素酸ナトリウム２８．４ｇをこの順で添加した。自動滴定装置（東亜ディーケーケー株式会社製、商品名：ＡＵＴ−７０１）でｐＨスタット滴定を用い、０．５Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を滴下してｐＨを１０．５に保持し、反応を２０℃で１２０分間行い、水酸化ナトリウム水溶液の滴下を停止して酸化パルプを得た。得られた酸化パルプをイオン交換水で十分に洗浄し、次いで脱水処理を行い、固形分３４．６％の酸化パルプを得た。
その後、酸化パルプ１．０４ｇとイオン交換水３４．８ｇを混合し、高圧ホモジナイザーを用いて１５０ＭＰａで酸化パルプの微細化処理を１０回行い、イオン性基としてカルボキシ基を含有した、Ｎａ塩型の微細セルロース繊維の分散液（固形分１．０％）を得た。この微細セルロース繊維のカルボキシ基含有量は１．１ｍｍｏｌ／ｇ、平均繊維長は５７８ｎｍ、平均繊維径は２．９ｎｍ、結晶化指数は６０％であった。
上記で得られたイオン化セルロース繊維分散液（固形分濃度１．０％）の２０００ｇを、メカニカルスターラーにて室温下（２５℃）、３０分間攪拌した。続いてこれに１Ｍ塩酸水溶液を２４５ｇ投入し、室温下、１時間攪拌して反応させた。反応終了後、イオン交換水でろ過、洗浄を行い、塩酸及び生成した塩を除去した。その後、アセトン、トルエンの順に溶媒置換し、トルエン中にイオン化セルロース繊維が膨潤した状態の微細セルロース繊維分散液（固形分濃度４％）を得た。
【００６１】
製造例２（エーテル化セルロース繊維の製造）
（１）ステアリルグリシジルエーテル（置換基を有する化合物）の製造
１００Ｌ反応槽に、ステアリルアルコール（花王株式会社製、商品名：カルコール８０９８）１０ｋｇ、テトラブチルアンモニウムブロマイド（広栄化学工業株式会社製）０．３６ｋｇ、エピクロルヒドリン（ダウケミカル社製）７．５ｋｇ、ヘキサン１０ｋｇを投入し、窒素雰囲気下で混合した。混合液を５０℃に保持しながら４８％水酸化ナトリウム水溶液（南海化学株式会社製）１２ｋｇを３０分かけて滴下した。滴下終了後、さらに５０℃で４時間熟成した後、水１３ｋｇで８回水洗を繰り返し、塩及びアルカリの除去を行った。その後、槽内温度を９０℃に昇温して上層からヘキサンを留去し、減圧下（６．６ｋＰａ）、さらに水蒸気を吹き込んで低沸点化合物を除去した。脱水後、槽内温度２５０℃、槽内圧力１．３ｋＰａで減圧蒸留することによって、白色のステアリルグリシジルエーテル８．６ｋｇを得た。
（２）絶乾した漂白クラフトパルプ繊維「ＮＢＫＰ」１．５ｇに、６．４％の水酸化ナトリウム水溶液３．０ｇ（水酸化ナトリウム顆粒及びイオン交換水により調製、ＮａＯＨ０．２６等量／無水グルコースユニット１等量（ＡＧＵ：セルロース原料がすべて無水グルコースユニットで構成されていると仮定し算出した。以下同様である。）、及びメチルイソブチルケトン４．０ｇを添加し、均一に混合した後、酸化プロピレン０．３２ｇ（富士フイルム和光純薬株式会社製、０．６等量／ＡＧＵ）を添加し、密閉した後に５０℃、２４ｈ静置反応を行った。反応後、酢酸で中和し、水／イソプロパノール混合溶媒で十分に洗浄することで不純物を取り除き、さらに５０℃で一晩真空乾燥を行うことで、１種類の置換基を有する改質セルロース繊維を得た。
次に、得られた改質セルロース繊維１．０ｇにアセトニトリル６．０ｇ及びＮ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジン１．２ｇ（富士フイルム和光純薬株式会社製、１．６等量／ＡＧＵ）を添加し、均一に混合した後、前記（１）で得られたステアリルグリシジルエーテル２０．７ｇ（６等量／ＡＧＵ）を添加し、密閉した後に７０℃、２４ｈ静置反応を行った。反応後、酢酸で中和し、ジメチルホルミアミド及び水／イソプロパノール混合溶媒で十分に洗浄することで不純物を取り除き、さらに５０℃で一晩真空乾燥を行うことで、２種類の置換基を有する改質セルロース繊維を得た。
得られた改質セルロース繊維の３−オクタデトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基〔式（２）〕の導入率は０．３０、２-ヒドロキシ-プロピル基〔式（３）〕の導入率は０．０３、平均繊維径は２４ｎｍ、結晶化指数は５８％であった。
【００６２】
製造例３（アセチル化セルロース繊維の製造）
（１）非晶化セルロースの製造
（i）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、商品名：BioflocHV+、セルロース含有量９２％、結晶化指数：８２％、水分含有量：８．５％）を、裁断機を用いて約３ｍｍ×１．５ｍｍ×１ｍｍのチップ状に裁断した。
（ii）乾燥処理
前記（i）により得られたチップ状パルプを、２軸横型撹拌乾燥機（株式会社奈良機械製作所製、商品名：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。
（iii）セルロース非晶化処理
前記（ii）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、商品名：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。
（iv）セルロース小粒径化処理
前記（iii）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、商品名：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量％、結晶化指数は０％、メジアン径は６２μｍであった。
【００６３】
（２）アセチル化セルロース繊維の製造
上記（１）で得られた非晶化セルロース２０部に、酢酸３６部、トルエン３２４部、無水酢酸１２０部、濃硫酸３部を順次加え、５０℃で１時間攪拌して反応混合物を得た。この反応混合物を１５℃まで冷却し、得られた固形物に水３００部添加した後ろ別し、分離した。この固形物を４，０００部のセルロースアセテートに８００部の２−プロパノール、１６００部の水で、再度４００部の２−プロパノールで順次洗浄し、室温２００Ｔｏｒｒで室温無臭となるまで乾燥して生成物を得た。
得られた改質セルロース繊維の平均繊維径は３３μｍであったが、結晶構造が変化していたため、結晶化指数は測定できなかった。
【００６４】
製造例４（ポリマー改質アスファルトの製造）
予め１８０℃に加熱したストレートアスファルト１００部に無水マレイン酸変性ポリプロピレン（三洋化成工業株式会社製、商品名：ユーメックス１００１、酸価：２６ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量：４５，０００）１部を添加し、ホモミキサー（プライミクス株式会社製、商品名：Ｔ．Ｋ．ロボミックス、Ｔ．Ｋ．ホモミキサー仕様）で回転数８０００r/ｍｉｎの条件下、５分間撹拌し、ポリマー改質アスファルトを得た。
【００６５】
実施例１（ストレートアスファルト組成物の製造）
予め１８０℃に加熱したストレートアスファルト１００部に対し、製造例１で得られたアニオン性基含有改質セルロース繊維のトルエン分散液を固形分濃度で０．３部になるよう添加し、ホモミキサーで回転数８，０００ｒ／ｍｉｎ、内温１８０℃の条件下、２時間撹拌混合してアスファルト組成物を得た。
【００６６】
実施例２（ストレートアスファルト組成物の製造）
予め１８０℃に加熱したストレートアスファルト１００部に対し、製造例２で得られたエーテル化セルロース繊維０．３部を添加し、実施例１と同じ条件で撹拌混合してアスファルト組成物を得た。
【００６７】
実施例３（ストレートアスファルト組成物の製造）
予め１８０℃に加熱したストレートアスファルト１００部に対し、製造例２で得られたエーテル化セルロース繊維３部を添加し、製造例１と同じ条件で撹拌混合してアスファルト組成物を得た。
【００６８】
実施例４（ポリマー改質アスファルト組成物の製造）
製造例４で得られたポリマー改質アスファルト１００部に対し、製造例２で得られたエーテル化セルロース繊維０．３部を添加し、実施例１と同じ条件で撹拌混合してアスファルト組成物を得た。
【００６９】
実施例５（ストレートアスファルト組成物の製造）
予め１８０℃に加熱したストレートアスファルト１００部に対し、製造例３で得られたアセチル化セルロース繊維０．３部を添加し、製造例１と同じ条件で撹拌混合してアスファルト組成物を得た。
【００７０】
比較例１
セルロース繊維を添加しなかった以外は実施例１と同じ条件で撹拌混合してアスファルト組成物を得た。
【００７１】
比較例２
製造例４で得られたポリマー改質アスファルト１００部に対し、改質していない結晶性セルロース繊維（日本製紙株式会社製、商品名：ＫＣフロックＷ−５０ＧＫ、セルロース含有量：８９％、結晶化指数：６２％、平均繊維径：３３μｍ、水分含有量：８％）０．３部を添加し、実施例１と同じ条件で撹拌混合してアスファルト組成物を得た。
【００７２】
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、Ｇ＊及びｓｉｎδを測定し、Ｇ＊／ｓｉｎδ及びＧ＊ｓｉｎδを算出した。結果を表１に示す。
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、耐わだち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。
また、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。
【００７３】
【表１】
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【００７４】
表１の結果から、実施例１〜５のアスファルト組成物によれば、比較例１〜２のアスファルト組成物に比べて、耐わだち掘れ性、耐疲労ひび割れ性に優れたアスファルト舗装ができることが分かる。