(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）１３０℃における動粘度が５０〜５０００ｍｍ2 ／ｓ、重量平均分子量３００〜８０００であるオレフィン重合体４０〜９０重量部、
（Ｂ）１９０℃における粘度が３００〜１０００００ｍＰａ・ｓ、重量平均分子量１００００〜１０００００を有する非晶質ポリα−オレフィン５〜３０重量部および
（Ｃ）融点５０〜９０℃の石油留分ワックス５〜３０重量部
を含む舗装用バインダー組成物。
【請求項２】
（Ａ）１３０℃における動粘度が５０〜５０００ｍｍ2 ／ｓ、重量平均分子量３００〜８０００であるオレフィン重合体４０〜９０重量部、
（Ｂ）１９０℃における粘度が３００〜１０００００ｍＰａ・ｓ、重量平均分子量１００００〜１０００００を有する非晶質ポリα−オレフィン５〜３０重量部、
（Ｃ）融点５０〜９０℃の石油留分ワックス５〜３０重量部、
（Ｄ）重量平均分子量３００〜８０００を有するオレフィン重合体の酸変性物１〜１０重量部及び／又は
（Ｅ）融点９０〜１４０℃の硬質ワックス１〜１０重量部
を含む舗装用バインダー組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感温性および耐候性に優れ、自然土のようにソフトな感触であり、人に優しい舗装用バインダー組成物に関し、学校の校庭、公園などの自然遊歩道、サイクリングロード、テニスコートおよびゲートボール場などの運動施設に好適な舗装用バインダー組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、学校の校庭はほとんど自然土を利用しており、人体に優しくソフトな感触で好まれているが、雨が降ると泥濘化して児童生徒が滑って転びけがの原因になり、乾燥するまで運動場が一時的に利用できなくなる。また日照りで土が乾燥すると埃が立ち地域住民から苦情が出る。冬季には降雨後凍結して使用できなくなる。
このため表層部を混合土や砕石ダストなどで改修し含水量を適正に維持するため苦汁（にがり）を散布したり、アスファルト乳剤、重油などの油剤を土壌に散布または混合したりいろいろ対応しているが、泥濘化や砂塵の発生を完全に解消するまでには至っておらず、また十分な撥水性のあるものも得られていない。学校の校庭以外では多目的グラウンド、学校、会社などのテニスコート、ゲートボール場および自然遊歩道などでも同様の問題を抱えている。
【０００３】
砂や土をソフトに固める粘着性、且つ撥水性を有するバインダー組成物の例としては、特開平４−７３０８５号公報には別々に調製したマレイン酸変性ポリオレフィンおよびマレイン酸変性ワックスを加熱混合して得たバインダー組成物が開示されている。しかしながら、これらは人体に優しくソフトな感触であるが、まだ感温性や耐候性が十分とはいえない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、砂や土と混合することによりこれらをソフトに固めることができ、足触りがソフトで転んでもけがをしにくい、土ほこりが立たずぬからず、冬場、霜が降りても土の表層が浮き上がったり凍結しない、且つ雨上がり後すぐに使える人に優しく、感温性および耐候性の優れ、自然土のようにソフトな感触であり、人に優しい舗装用バインダー組成物を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記の課題を解決するため鋭意検討したところ、以下の特定の構成をもたせることより、感温性および耐候性の優れた舗装用バインダー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。
【０００６】
すなわち本発明は、
（Ａ）１３０℃における動粘度が５０〜５０００ｍｍ2 ／ｓ、重量平均分子量３００〜８０００であるオレフィン重合体４０〜９０重量部、
（Ｂ）１９０℃における粘度が３００〜１０００００ｍＰａ・ｓ、重量平均分子量１００００〜１０００００を有する非晶質ポリα−オレフィン５〜３０重量部および
（Ｃ）融点５０〜９０℃の石油留分ワックス５〜３０重量部
を含む舗装用バインダー組成物を提供する。
【０００７】
また、本発明は、
（Ａ）１３０℃における動粘度が５０〜５０００ｍｍ2 ／ｓ、重量平均分子量３００〜８０００であるオレフィン重合体４０〜９０重量部、
（Ｂ）１９０℃における粘度が３００〜１０００００ｍＰａ・ｓ、重量平均分子量１００００〜１０００００を有する非晶質ポリα−オレフィン５〜３０重量部、
（Ｃ）融点５０〜９０℃の石油留分ワックス５〜３０重量部、
（Ｄ）重量平均分子量３００〜８０００を有するオレフィン重合体の酸変性物１〜１０重量部及び／又は
（Ｅ）融点９０〜１４０℃の硬質ワックス１〜１０重量部
を含む舗装用バイダー組成物を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の成分（Ａ）は１３０℃における動粘度が５０〜５０００ｍｍ2 ／ｓ、好ましくは７０〜２０００ｍｍ2 ／ｓ、重量平均分子量が３００〜８０００、好ましくは５００〜５０００を有するオレフィン重合体である。
前記動粘度が５０ｍｍ2 ／ｓ未満である場合は得られるバインダー組成物が軟化しベタついてしまうため好ましくない。また前記動粘度が５０００ｍｍ2 ／ｓを超える場合は得られるバインダー組成物が硬化しひび割れが発生し不良でありそれぞれ好ましくない。
【０００９】
成分（Ａ）の重量平均分子量が３００未満である場合はバインダー組成物が軟化し、この舗装体が軟化し、ベタツキ変形し易くなる。また成分（Ａ）の重量平均分子量が８０００を超える場合にはバインダー組成物が硬くなり、この舗装体が硬化し、ひび割れを生じ易くなる。
【００１０】
オレフィン重合体の密度は０．８３〜０．９２が好ましい。
オレフィン重合体としてはオレフィンの重合体または２種以上のオレフィンの共重合体またはその水素化物が挙げられる。該オレフィンとしては好ましくは炭素数２〜１０、より好ましくは炭素数２〜６のオレフィンである。例えば、好ましいオレフィンとしてはエチレン、プロピレン、イソブチレン、ｎ−ブテン、ヘキセン、シクロヘキセンなどのモノオレフィン、ブタジエン、イソプレンなどのジオレフィンを挙げることができる。
【００１１】
オレフィンの重合体としては、イソブチレンを主体とし、１部ｎ−ブテンが反応した共重合体であるポリブテンが好ましい。またエチレン−プロピレン共重合体、エチレン−イソブチレン共重合体またはこれらの水素化物が好ましい。
【００１２】
オレフィン重合体を含む本発明の舗装用バインダー組成物はワックス、ゴム、アスファルトとの相溶性が良く、接着性が良好であり、骨材の剥離、舗装体の亀裂を防止することができる。オレフィン重合体としてポリブテンを使用した場合もその重量平均分子量は３００〜８０００であることが好ましい。
【００１３】
成分（Ａ）のオレフィン重合体の含有量は４０〜９０重量部、好ましくは５０〜７０重量部である。オレフィン重合体の含有量が４０重量部未満である場合は得られるバインダー組成物が硬くなり感温性不良および粘着力不足となり、このバインダー組成物で舗装した場合は舗装体表面のひび割れ、剥離が発生するため好ましくなく、またオレフィン重合体の含有量が９０重量部を超える場合には得られるバインダー組成物が硬さ不足となり、このバインダー組成物で舗装した場合は舗装体表面が軟化し凹凸が発生しべたつくので好ましくない。
【００１４】
本発明の成分（Ｂ）は、１９０℃における粘度が３００〜１０００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは４００〜８００００、重量平均分子量が１００００〜８００００、好ましくは２００００〜６００００を有する非晶質ポリα−オレフィンである。
１９０℃における粘度が３００ｍＰａ・ｓ未満であると得られるバインダー組成物が硬くならず軟化しベタつくので好ましくない。また１９０℃における粘度が１０００００ｍＰａ・ｓを超えると得られるバインダー組成物が硬くなりすぎてひび割れが発生するので好ましくはない。
【００１５】
重量平均分子量が１００００未満であるとバインダー組成物が軟化し、この舗装体が軟化し、変形する。
重量平均分子量が１０００００を超えるとバインダー組成物が硬くなり、この舗装体が硬化し、ひび割れを生じ易くなる。
【００１６】
非晶質ポリα−オレフィンの密度は０．８５〜０．９５が好ましい。
本発明の成分（Ｂ）の非晶質ポリα−オレフィンとしてはプロピレン−エチレン共重合体、エチレン−イソブチレン共重合体などのエチレン共重合体、プロピレンなどの単独重合体が好ましい。
【００１７】
本発明の成分（Ｂ）の含有量は５〜３０重量部、好ましくは１０〜２０重量部である。
成分（Ｂ）の含有量が５重量部未満であるとバインダー組成物の耐久性が不良となり、組成物のひび割れが発生し、またこのバインダー組成物から得られる舗装体の骨材の剥離が発生するので好ましくない。また成分（Ｂ）の含有量が３０重量部を超えるとバインダー組成物が硬くなり、バインダー組成物の舗装体が硬化して人体に優しい自然土のソフトな感触が失われるので好ましくない。
【００１８】
本発明の成分（Ｃ）の石油留分ワックスは融点が５０〜９０℃、好ましくは５５〜８５℃を有するワックスである。融点５０℃未満では得られるバインダー組成物が夏期に軟化し表面が変形し凸凹になるため好ましくない。また融点が９０℃を超えるとこの組成物が硬くなりひび割れを発生しやすくなるので好ましくない。
【００１９】
石油留分ワックスとしてはパラフィンワックス、未精製の若干の油分を含むスラックワックス、スケールワックス、マイクロクリスタリンワックスなどが挙げられる。
【００２０】
成分（Ｃ）の石油留分ワックスの含有量は５〜３０重量部、好ましくは１０〜２０重量部である。５重量部未満では得られるバインダー組成物の針入度の感温性が不良となり、バインダー組成物の舗装体の感温性が不良となり好ましくはない。３０重量部を超えるとバインダー組成物が硬くなり過ぎて、このバインダー組成物の舗装体が人体に優しい自然土のソフトな感触が失われ、耐久性が不良となりひび割れが発生するので好ましくない。
【００２１】
本発明の成分（Ｄ）は重量平均分子量３００〜８０００、好ましくは５００〜５０００のオレフィン重合体の酸変性物である。オレフィン重合体の酸変性物はオレフィン重合体を不飽和カルボン酸またはその誘導体で酸変性させることにより得られる。また効率よく酸変性させるためにはラジカル開始剤の存在下で反応させることが好ましい。ラジカル開始剤としては、有機パーオキシド、有機パーエステル、例えばベンゾイルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、ジ−tert−ブチルパーオキシド、tert−ブチルパーベンゾエートなどおよびその他アゾ化合物、例えばアゾビスイソブチルニトリルなどが挙げられる。
【００２２】
オレフィン重合体としては前記の成分（Ａ）のオレフィンの重合体または２種以上のオレフィンの共重合体またはその水素化物が挙げられる。該オレフィンとしては好ましくは炭素数２〜１０、より好ましくは炭素数２〜６のオレフィンである。例えば、好ましいオレフィンとしてはエチレン、プロピレン、イソブチレン、ｎ−ブテン、ヘキセン、シクロヘキセンなどのモノオレフィン、ブタジエン、イソプレンなどのジオレフィンを挙げることができる。
不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、シトラクロトン酸などのα、β−不飽和モノまたはジカルボン酸が挙げられ、これらの誘導体としては酸ハライド、アミド、イミド、酸無水物、エステルなど、具体的には、塩化マレニル、マレイミド、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル、グリシジルマレエートなどが挙げられる。
【００２３】
本発明において、オレフィン重合体の酸変性物としては、特にイソブチレンを主体とし、１部ｎ−ブテンが反応した共重合体であるポリブテンをマレイン酸、あるいはその誘導体で酸変性した、重量平均分子量５００〜３０００、酸価６０〜１２０のマレイン化ポリブテンが好ましい。
【００２４】
マレイン化ポリブテンは公知の方法（特開昭５０ー８９３１６号公報）に基づき、ポリブテン１モルに対してマレイン酸またはその誘導体を０．０５〜５．０モル、好ましくは０．１〜４．０モル付加させ酸変性させて得ることが好ましい。
【００２５】
成分（Ｄ）の含有量は１〜１０重量部、好ましくは２〜７重量部である。１重量部未満ではバインダー組成物から得られる舗装体の骨材の剥離が生じやすくなり好ましくない。１０重量部を超えると舗装体がベタつくので好ましくない。
【００２６】
本発明の成分（Ｅ）の硬質ワックスは融点が９０〜１４０℃、好ましくは１００〜１１０℃を有するワックスである。融点が９０℃未満ではバインダー組成物が軟化するので好ましくない。また融点が１４０℃を超えるとバインダー組成物が硬くなりひび割れを生じるので好ましくない。
【００２７】
成分（Ｅ）の硬質ワックスの含有量は１〜１０重量部、好ましくは２〜７重量部である。含有量が１重量部未満であるとバインダー組成物の軟化点が下がり、得られる舗装体が軟化し好ましくない。また含有量が１０重量部を超えるとバインダー組成物が硬くなり過ぎて得られる舗装体がひび割れを発生するので好ましくない。
硬質ワックスの数平均分子量は５００〜４０００が好ましい。
硬質ワックスとしてはポリエチレンの熱分解型およびエチレンの重合型の低分子量ポリエチレンワックス、フィッシャトロプシュ法による合成ワックスのサゾールワックスなどが挙げられる。
【００２８】
本発明のバインダー組成物は、スチレンブタジエンブロックコポリマー、スチレンイソプレンブロックコポリマーなどの熱可塑性エラストマーあるいはスチレンブタジエンゴムから選ばれる少なくとも一種のゴムを配合することができる。配合量はバインダー組成物１００重量部に対して１〜２０重量部が好ましい。これらのゴムを配合することにより得られるバインダー組成物の感温性を向上させることができる。
【００２９】
本発明のバインダー組成物は、砂や土と混合することによりこれらをソフトに固めることができる。砂や土としてはどのようなものを用いても良いが、川砂、山砂などの天然砂、砕石砂などの人工砂、シリカサンドなどの砂が好ましい。砂は砂粒をバインダー組成物で完全に被覆するため、水分を除去した乾燥砂が好ましい。砂や土と本発明のバインダー組成物との混合比は砂、土が９０〜９８重量部、バインダー組成物が２〜１０重量部の範囲が好ましい。
【００３０】
【実施例】
以下本発明の内容を、実施例および比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３１】
（バインダー組成物の試験評価方法）
（１）軟化点
ＪＩＳＫ２２０７に準拠。
（２）針入度
ＪＩＳＫ２２３５に準拠。２５℃、１００ｇ荷重、５秒
（３）感温性
３５℃の針入度に対する５℃の針入度の比を表す。
（４）粘度
ＪＩＳＫ２２８３に準拠。
（５）酸価
ＪＩＳＫ２５０１に準拠。
（６）副生ポリマー量
マレイン化反応後、生成物２０ｇを三角フラスコに採取しメタノール５０ｍｌを加え、還流コンデンサーで３０分間リフラックスさせて抽出した樹脂状物質の重量。
【００３２】
（バインダー組成物と砂の混合物の作成）
舗装試験法便覧（１９８８）に記載のマーシャル安定度試験に準拠。供試体作成器具を使用し、両面各２５回締め固めた。
【００３３】
（バインダー組成物と砂の混合物の評価方法）
（７）密度
舗装試験法便覧（１９８８）に記載のマーシャル安定度試験に準拠。
（８）フロー値
フロー試験：特殊コーティング材量の多少を判断する指標となる。適正なフロー値は３〜２５秒の範囲。
（９）プロクターニードル値
屋外体育施設の建設指針であり、プロクターニードル試験（締め固めた混合物に６ｍｍΦ棒を貫入速度０．２５inch／分、貫入深さ１inch貫入させてこの抵抗値を計測）に準拠。材料の硬さの指標の一つであり、設計コーテイ ング材量を決定する。
（１０）ＧＢ反発係数
屋外体育施設の建設指針であり、ＧＢ反発試験（締め固めた混合物にゴルフボールを１ｍの高さから自然落下させた時の反発高さ（％））に準拠。ＧＢ反発係数は材料自体の弾力性の指標の一つであり設計コーティング材量を決定する。
（１１）紫外線促進耐候性試験
紫外線照射試験機：ＡＳＴＭ  Ｇ５３に準拠、ＵＶーＢ紫外線ランプ使用
試験条件：（ＵＶ６０℃、４ｈ→結露５０℃、４ｈ）のサイクル。
バインダー組成物の砂の混合物（舗装体）の紫外線照射試験を８００時間（約１年間に相当）実施する。
混合物の形状：直径５３ｍｍ、厚さ４０ｍｍ円筒状
混合物の組成：バインダー５％、粗砂４２．５％、細砂４２．５％
【００３４】
（使用した化合物）
（１）ポリブテン
商品名『ポリブテンＨＶ３００』（日本石油化学（株）製）、１３０℃における動粘度１７０ｍｍ2 ／ｓ、重量平均分子量１３５０、非水素化物
（２）マレイン化ポリブテン
商品名『ポリブテンＨＶ３００Ｍ』（日本石油化学（株）製）重量平均分子量１５００
（３）非晶質ポリα−オレフィン
商品名『ウベタックＵＴ２３１５』（エチレンープロピレン共重合体）（宇部レキセン（株）製）１９０℃における粘度１５００ｍＰａ・ｓ、重量平均分子量４４０００
（４）パラフィンワックス（石油留分ワックス）
商品名『１３５パラフィン』（日本石油（株）製）、融点５９．７℃
（５）マイクロクリスタリンワックス（石油留分ワックス）
商品名『１５５マイクロ  ワックス』（日本石油（株）製）、融点７０℃
（６）ポリエチレンワックス（硬質ワックス）
商品名『ハイワックス１１０Ｐ』（三井石油化学（株）製）融点１００℃、数平均分子量１０００
【００３５】
（実施例１〜７）
表１に示す量のポリブテン、非晶質ポリα−オレフィン、マレイン化ポリブテン、石油留分ワックスおよび硬質ワックスを２Ｌ三ツ口ガラスフラスコに採取し１６０℃で２時間均一に加熱撹拌して本発明のバインダー組成物を製造した。バインダー組成物の性状を表１に示す。
【００３６】
（比較例１〜６）
表２に示す量のポリブテン、非晶質ポリα−オレフィン、マレイン化ポリブテン、石油留分ワックスおよび硬質ワックスを２Ｌ三ツ口ガラスフラスコに採取し１６０℃で２時間均一に加熱撹拌して、比較のためのバインダー組成物を製造した。バインダー組成物の性状を表２に示す。
【００３７】
【表１】
0004138125.tif 000002
【００３８】
【表２】
0004138125.tif 000003
【００３９】
表１から、実施例１〜４はグランド用舗装材料を想定した配合例であり、適量のマイクロクリスタリンワックスを配合した結果、感温性が良好となったことが判る。
実施例５〜７は歩道用舗装材料を想定し高軟化点の硬質ワックスを少量添加した配合であり、適度の軟化点を示し感温性が良好となった。
【００４０】
表２に示したように、比較例１〜４は（Ｃ）成分の石油留分ワックスを３５重量部配合したが、軟化点が５５℃以下と低く夏季の舗装体の軟化、変形があり不良であり、感温性が３．０以上と不良であった。比較例５は（Ｂ）成分の非晶質ポリα−オレフィンを３５重量部配合したが、軟化点が低く、感温性が不良であった。比較例６は石油留分ワックスを除いたが固化せず舗装用バインダーとしては不適当であった。
【００４１】
（実施例８〜１０および比較例７〜８）
実施例２、３および６の本発明のバインダー組成物、比較例１および５のバインダー組成物と砂の混合物（舗装材料）を調製し、これらの舗装材料のフロー値、ＧＢ反発係数、プロクターニードル値を評価した。結果を表３に示す。混合物中のバインダー組成物の含量は５重量％である。また、各データの暫定基準値はフロー値は３〜２５秒、ＧＢ反発係数は５０％以下、プロクターニードル値は１００〜６００Ｎである。
【００４２】
【表３】
0004138125.tif 000004
【００４３】
表３に示したように、実施例８〜１０は舗装体の５℃及び３５℃の硬さが改良され、ＧＢ反発係数及びプロクターニードル値が良好であった。
比較例７はマイクロクリスタリンワックスを３５重量部配合したが舗装体が硬くなりすぎＧＢ反発係数、プロクターニードル値が高く不良であった。
比較例８は非晶質ポリα−オレフィン及び石油留分ワックスを表２に示す量配合したが舗装体が硬くならずＧＢ反発係数、プロクターニードル値が小さくなり不良であった。
【００４４】
（実施例１１〜１２）
実施例１および実施例２の本発明のバインダー組成物と砂の混合物（舗装体）の紫外線照射試験を８００時間（約１年間に相当）実施した結果を表４に示す。なお各混合物中のバインダー組成物の配合量は砂９５重量部に対して５重量部である。
【００４５】
【表４】
0004138125.tif 000005
【００４６】
表４に示したように、実施例１１および実施例１２ともに試験後の回収バインダーの性状の経時変化をみると軟化点、酸価及び平均分子量のいずれも僅かに変化した程度であり耐候性が優れていた。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の舗装用バインダー組成物は、砂や土と混合することによりこれらをソフトに固めることができ、足触りがソフトで転んでもけがをしにくい、土ほこりが立たずぬからず、冬場、霜が降りても土の表層が浮き上がったり凍結しない、且つ雨上がり後すぐに使える人に優しく、感温性および耐候性が優れ、自然土のようにソフトな感触であり、人に優しい舗装材料に使用するバインダー組成物として最適である。
本発明の舗装用バインダー組成物は、学校の校庭、公園などの自然遊歩道、サイクリングロード、テニスコートおよびゲートボール場などの運動施設に好適である。