JP3727766B2

JP3727766B2 - 自然色舗装用バインダー組成物

Info

Publication number: JP3727766B2
Application number: JP28639397A
Authority: JP
Inventors: 昭中野; 衛伴流; 良雄相澤
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1997-10-20
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2017-10-20
Also published as: JPH11116771A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自然色舗装用バインダー組成物、詳しくは歩道や公園遊歩道などにおける骨材の色や風合いを生かした、道路舗装材の製造に特に有用な、色相が良好であり、かつ耐熱性、耐久性などの物性に優れた自然色舗装用バインダー組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、歩道や公園遊歩道などにおいては、着色舗装に替わって、顔料を使用せず、天然石の色や風合いを生かした、いわゆる自然色舗装が見られるようになっている。このような自然色舗装技術としては、天然石骨材を使用したコンクリートブロック系舗装が知られている。しかしながらこの方法は長期間経過した際、保全状況によっては各ブロック間に雑草が生えてしまうなどの問題点があるため、大規模施工には不向きである。
着色舗装技術として知られるバインダー舗装は、大規模施工に適しているとされており、エポキシ樹脂系バインダー舗装や石油樹脂系バインダー舗装が知られているが、エポキシ樹脂系バインダー舗装は価格および実用性に関して充分なものではない。また、着色舗装用として石油樹脂系バインダー組成物が多種類にわたって開発されているが、従来の石油樹脂系バインダー組成物は、透明性および色相が悪いため、自然色舗装には供し得るものではないのが現状である。
【０００３】
このように、舗装用混合物製造時に、天然石骨材などに混合するバインダー組成物そのものの持つ色相の良好性（透明性および色相の良さ）等を利用して、天然石骨材などの自然の色彩を舗装の色彩や形状に生かすことができる、自然色舗装用バインダー組成物は未だ開発されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、耐熱性、耐久性などの舗装用バインダーとしての物性に優れると共に、天然石などの骨材のもつ自然の色彩を舗装に有効に利用しうる、色相良好な自然色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、石油樹脂系舗装用バインダー組成物に関して、従来の着色舗装用バインダー組成物と同等の物性を有しつつ、かつ天然石などの骨材の持つ自然の色彩を忠実に現す舗装用混合物の製造を可能とする、色相良好な自然色舗装用バインダー組成物を開発するべく検討を重ねた。その結果、パラフィン系重質鉱油、Ｃ５系樹脂、Ｃ９系樹脂および熱可塑性エラストマーを特定の割合で組み合わせて用いることによって、所望の物性および色相を満足するバインダー組成物が得られ、このバインダー組成物を使用した舗装用混合物は、耐久性、耐熱性などの物性に優れ、かつ自然色を示す舗装材として、天然石の色調を有効に生かすことが可能であることを見いだした。
すなわち本発明によれば、パラフィン系重質鉱油１００重量部に対し、Ｃ５系樹脂７０〜２３０重量部、Ｃ９系樹脂１〜８０重量部および熱可塑性エラストマー５〜３０重量部を配合したことを特徴とする自然色舗装用バインダー組成物が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の自然色舗装用バインダー組成物とは、骨材の色や風合いを生かした舗装に用いるバインダー組成物であって、パラフィン系重質鉱油、Ｃ５系樹脂、Ｃ９系樹脂および熱可塑性エラストマーを必須の構成成分として特定割合で含有する。また、必要に応じて、顔料や着色料を含有させてもよいが、骨材の色や風合いが生かせない配合割合の顔料や着色料は実質的に含有しない。特にこれら顔料や着色料を含有しないのが最も好ましい。
【０００７】
本発明に用いるパラフィン系重質鉱油とは、パラフィン成分を主体とした重質鉱油をいう。例えば、いわゆるｎ−ｄ−Ｍ分析法による％Ｃ_Pが通常５０〜９０、好ましくは６０〜７５、さらに好ましくは６５〜７０であるような重質鉱油がこれにあたる。この場合、ナフテン成分や芳香族成分などの他の成分の含有割合は任意であるが、例えば％Ｃ_Nは通常１０〜４０、好ましくは１５〜３５、さらに好ましくは２０〜３０、％Ｃ_Aは通常１〜２０、好ましくは３〜１５、さらに好ましくは６〜９であるような重質鉱油が好適な例として挙げられる。
【０００８】
なお、本発明でいうｎ−ｄ−Ｍ分析法とは、ASTM−D−3238−90に規定された“Standard Test Method for Calculation of Carbon Distribution and Structural Group Analysis of Petroleum Oils by the n−d−M Method”に準拠して測定した値である。
【０００９】
本発明に用いるパラフィン系重質鉱油は、その製法は特に制限されるものではないが、例えば、原油を常圧蒸留および減圧蒸留して得られる潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理などを適宜組み合わせて精製したパラフィン系の油が使用でき、特に、常圧残油を減圧蒸留して得られる潤滑油留分をフルフラール抽出などの溶剤抽出、水素化精製およびＭＥＫ脱ろうなどの溶剤脱ろうを組み合わせて得られるブライトストックが好適に用いられる。
【００１０】
パラフィン系重質鉱油の粘度性状も特に制限はないが、１００℃における動粘度は通常２０〜５０ｍｍ²／ｓ、好ましくは３０〜３５ｍｍ²／ｓ、粘度指数は通常９０以上、好ましくは９５以上であることが望ましい。
【００１１】
本発明で用いるＣ５系樹脂とは、石油ナフサ、灯油、軽油などの石油留分を、スチームクラッキングなどの熱分解をした際に得られる、いわゆるＣ５留分、または、Ｃ５留分と同等の沸点範囲を有する石炭乾留油留分を重合することにより得られる樹脂をいう。重合に際しては通常、塩化アルミニウムなどのフリーデルクラフト型触媒を用いる。Ｃ５留分は通常、１−ペンテン、trans−２−ペンテン、cis−２−ペンテン、２−メチル−１−ブテン、２−メチル−２−ブテン、シクロペンテンなどのモノオレフィン類；trans−１，３−ペンタジエン、cis−１，３−ペンタジエン、イソプレン、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエンなどのジオレフィン類；ｎ−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタンなどの飽和化合物類などを主成分とするものが挙げられる。通常、原料であるＣ５留分中には１割程度のシクロペンタジエンが含まれるが、シクロペンタジエンを含んだＣ５留分をそのまま加熱して、シクロペンタジエンを二量化してジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）として得たＤＣＰＤ含有Ｃ５留分をそのまま重合してＣ５系樹脂としてもよいし、ＤＣＰＤを蒸留により除去したＣ５留分を重合してＣ５系樹脂としてもよい。このように、本発明で用いるＣ５系樹脂の原料モノマーは大割合のＣ５留分を含むものであるが、小割合の他のモノマーを含んでいてもよい。Ｃ５系樹脂の性状には特に制限はないが、JIS K2270による軟化点が通常７０〜１３０℃、好ましくは９０〜１２０℃、重量平均分子量が通常１０００〜５０００、好ましくは２０００〜４０００の範囲にあるものが好ましい。
【００１２】
本発明のバインダー組成物におけるＣ５系樹脂の含有割合は、パラフィン系重質鉱油１００重量部に対し７０重量部以上、好ましくは９０重量部以上であり、かつ２３０重量部以下、好ましくは１８０重量部以下である。Ｃ５系石油樹脂の含有割合が７０重量部未満である場合は組成物の針入度が高すぎ、軟化点も低くなりすぎ、Ｃ５系樹脂の含有割合が２３０重量部を超える場合は組成物の針入度が低すぎるため、それぞれ好ましくない。
【００１３】
本発明で用いるＣ９系樹脂とは、石油ナフサ、灯油、軽油などの石油留分を、スチームクラッキングなどの熱分解をした際に得られる、いわゆるＣ９留分、または、Ｃ９留分と同等の沸点範囲を有する石炭乾留油留分をそのまま、またはこれにフェノール、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン等のフェノール類を加えて重合することにより得られる樹脂をいう。重合に際しては通常、三フッ化ホウ素又はその錯化合物などのフリーデルクラフツ型触媒を用いる。Ｃ９留分は通常、スチレン、アリルベンゼン、α−メチルスチレン、ｏ−ビニルトルエン、ｍ−ビニルトルエン、ｐ−ビニルトルエン、β−メチルスチレン、インデン、メチルインデン、エチルスチレン、ジメチルスチレン、ジビニルベンゼン、シクロペンタジエン、メチルシクロペンタジエンなどの不飽和化合物や、エチルベンゼン、キシレン、ｎ−プロピルベンゼン、エチルトルエン、トリメチルベンゼン、ブチルベンゼン、シメン、ジエチルベンゼン、デカリン、ｎ−プロピルトルエン、ジメチルエチルベンゼン、メチルインダン、テトラメチルベンゼン、テトラリン、ジヒドロナフタレン、ナフタレンなどの飽和化合物を主成分とするものが挙げられる。重合原料としてＣ９留分の他にαピネン、βピネン、ジペンテン等のテレピン類を併用したものも使用することができる。このように、本発明で用いるＣ９系樹脂の原料モノマーは大割合のＣ９留分を含むものであるが、小割合の他のモノマーを含んでいてもよい。Ｃ９系樹脂の性状は特に制限はないが、JIS K2270による軟化点が通常８０〜１５０℃、好ましくは９０〜１３０℃、重量平均分子量が通常５００〜３０００、好ましくは１０００〜２０００の範囲にあるものが好ましい。
【００１４】
本発明のバインダー組成物におけるＣ９系樹脂の含有割合は、パラフィン系重質鉱油１００重量部に対し１重量部以上、好ましくは１０重量部以上、さらに好ましくは３０重量部であり、かつ８０重量部以下、好ましくは５０重量部以下である。Ｃ９系樹脂の含有割合が１重量部未満である場合は組成物の針入度が高くなり、また軟化点が低く、Ｃ９系樹脂の含有割合が８０重量部を超える場合は組成物の溶解性が悪く、分離しやすくなるため、それぞれ好ましくない。
【００１５】
本発明で用いる熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル系熱可塑性エラストマーやポリスチレン系熱可塑性エラストマーなどが挙げられ、特にポリスチレン系熱可塑性エラストマーが好ましい。ポリエステル系熱可塑性エラストマーの具体例としてはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどが挙げられる。ポリスチレン系熱可塑性エラストマーの一例としては、スチレンと共役ジエンとのブロック共重合体またはその水素化物などが挙げられる。ここで共役ジエンとしては、ブタジエン、イソプレンなどが挙げられる。このブロック共重合体は末端がポリスチレンブロックであるものが好ましい。このようなポリスチレン系熱可塑性エラストマーの具体例としては、ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレン（ＳＢＳと称されるもの）、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレン（ＳＩＳと称されるもの）、ＳＢＳを水素添加することにより得られるポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン）−ポリスチレン（ＳＥＢＳと称されるもの）、ＳＩＳを水素添加することにより得られるポリスチレン−ポリ（エチレン−プロピレン）−ポリスチレン（ＳＥＰＳと称されるもの）などが挙げられる。ポリスチレン系熱可塑性エラストマーの性状は特に制限されないが、共重合体中のポリスチレンブロックの比率が通常１０〜５０質量％、好ましくは１５〜３５質量％、JIS K6760に準拠し、２００℃、５ｋｇの条件で測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）が通常０．１〜２０ｇ／１０ｍｉｎ、好ましくは１〜２０ｇ／１０ｍｉｎであるものが望ましい。これらポリスチレン系熱可塑性エラストマーは単独でも、平均分子量の異なる、あるいはスチレン含量の異なるグレードのものを混合して使用することも可能である。
【００１６】
本発明のバインダー組成物における熱可塑性エラストマーの含有割合は、パラフィン系重質鉱油１００重量部に対し５重量部以上、好ましくは１０重量部以上であり、かつ３０重量部以下、好ましくは２０重量部以下である。熱可塑性エラストマーの含有割合が５重量部未満である場合は、組成物の６０℃粘度を適正値に維持できず、熱可塑性エラストマーの含有割合が３０重量部を超える場合は、組成物の動粘度が上昇してしまうため、それぞれ好ましくない。
【００１７】
本発明のバインダー組成物には、所望によりエチレン（共）重合体を含有してもよい。エチレン（共）重合体を含有することにより、本発明のバインダー組成物の粘度を上げることができる。エチレン（共）重合体としては、エチレン重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−ビニルアセテート共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体又はこれらの混合物が好ましく挙げられる。このうち特にエチレン重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−ビニルアセテート共重合体の使用が好ましい。
エチレン（共）重合体の性状は特に制限されないが、エチレン重合体としてはJIS K6760に準拠し、１９０℃、２１６０ｇの条件で測定したＭＦＲが通常０．３〜２０ｇ／１０ｍｉｎ、好ましくは１〜５ｇ／１０ｍｉｎのものが望ましい。またエチレン共重合体としては共重合モノマーの比率が通常１〜５０質量％、好ましくは１０〜２０質量％、JIS K6760に準拠し、１９０℃、２１６０ｇの条件で測定したＭＦＲが通常０．３〜２０ｇ／１０ｍｉｎ、好ましくは５〜１５ｇ／１０ｍｉｎであることが望ましい。
【００１８】
本発明のバインダー組成物に、エチレン（共）重合体を含有させる場合の含有量は、パラフィン系重質鉱油１００重量部に対し１〜３０重量部であることが望ましい。
【００１９】
本発明のバインダー組成物の製造方法は特に制限はないが、通常、パラフィン系重質鉱油を１６０〜１８０℃に加熱し、これにＣ５系樹脂およびＣ９系樹脂を加えて溶解し、さらに熱可塑性エラストマーを加え、１７０〜１８０℃で溶解させる方法などが採られる。
【００２０】
本発明のバインダー組成物を用いて舗装用骨材混合物を製造する方法も特に制限はないが、通常、１７０〜１８０℃に加熱した骨材および１６０〜１８０℃に加熱した本発明のバインダー組成物を、１７０〜１８０℃に加熱しながら混合することによって得ることができる。骨材としては玉石、玉砂利、砕石などの天然石系骨材や人工石系骨材を使用することができる。
本発明のバインダー組成物は公園の遊歩道や歩道など、自然色道路舗装に適する場所において使用できる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のバインダー組成物は、従来の着色舗装用バインダー組成物と同等の物性を有しつつ、かつ天然石骨材などのもたらす風合いと美しい色彩および形状を活かした自然色の舗装の製造を可能にする優れた色相及び透明性を示す。従って、公園の遊歩道や歩道などの自然色の道路舗装に有用である。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例をあげ本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
実施例１〜１１
ブライトストックを１７０〜１８０℃に加熱し、これにＣ５系石油樹脂およびＣ９系石油樹脂を加えて溶解し、さらに熱可塑性エラストマーおよび所望によりエチレン（共）重合体を加え、１８０℃で溶解させることにより本発明のバインダー組成物を調製した。表１に各成分の配合割合および各性状を示す。針入度、軟化点、伸度、６０℃粘度、タフネスおよびテナシティは（社）日本道路協会「舗装試験法便覧」の３−５に、ASTM色符号はJIS K2580に規定される石油製品色試験法に従って測定した。結果を表１に示す。
得られたバインダー組成物はいずれも色相および見た目の透明性が良好であり、各物性も従来の着色舗装用バインダーと遜色ないものであり、自然色舗装用バインダー組成物として充分供し得るものであった。
【００２３】
比較例１
ブライトストックの代わりに、芳香族系重質鉱油を用いた以外は実施例１と同様な組成のバインダー組成物を調製し、実施例１〜１１と同様に各測定を行った。結果を表１に示す。表１の結果より、比較例１の組成物は、色相が悪く、自然色舗装用バインダー組成物としては不適当なものであった。また、針入度および伸度が低いため、ひび割れなどの問題を生ずる恐れのあるものであった。。
【００２４】
比較例２
Ｃ５系石油樹脂を同量のＣ９系石油樹脂に置き換えた以外は実施例１と同様な組成のバインダー組成物を調製したが、混合物は溶解せず、バインダー組成物は得られなかった。
【００２５】
比較例３
Ｃ９系石油樹脂を同量のＣ５系石油樹脂に置き換えた以外は実施例１と同様な組成のバインダー組成物を調製し、実施例１〜１１と同様に各測定を行った。結果を表１に示す。表１の結果より、比較例３の組成物は、針入度が高く、軟化点がやや低いため、高温時のわだち掘れが起こり易いものであった。
【００２６】
比較例４
ＳＢＳを用いない以外は実施例１と同様な組成のバインダー組成物を調製し、実施例１〜１１と同様に各測定を行った。結果を表１に示す。表１の結果より、比較例４の組成物は針入度が高く、軟化点がやや低いため、高温時のわだち掘れが起こり易く、また伸度、６０℃粘度、タフネスおよびテナシティが低く、剥離し易いものであった。
【００２７】
比較例５
Ｃ５系石油樹脂の含有量をブライトストック１００重量部に対して２３５重量部とした以外は実施例１と同様な組成のバインダー組成物を調製し、実施例１〜１１と同様に各測定を行った。結果を表１に示す。表１の結果より、比較例５の組成物は針入度が低く、ひび割れし易いものであった。
【００２８】
比較例６
Ｃ５系石油樹脂の含有量を、ブライトストック１００重量部に対して６５重量部とした以外は実施例１と同様な組成のバインダー組成物を調製し、実施例１〜１１と同様に各測定を行った。結果を表１に示す。表１の結果より、比較例６の組成物は、溶解性が悪く白濁し、透明性が劣り、自然色舗装用バインダー組成物としては不適当なものであった。
【００２９】
【表１】

Claims

パラフィン系重質鉱油１００重量部に対し、Ｃ５系樹脂７０〜２３０重量部、Ｃ９系樹脂１〜８０重量部および熱可塑性エラストマー５〜３０重量部を配合したことを特徴とする自然色舗装用バインダー組成物。