JP2000510898A - ビチューメン組成物、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ビチューメン成分、ビチューメン組成物の合計に対して８重量％以下の熱可塑性ゴム、および５重量％以下のエチレン−ビニルアセテートコポリマーを含むビチューメン組成物であって、該エチレン−ビニルアセテートコポリマーがコポリマーに対して２０〜３５重量％のビニルアセテート含有量を有する前記ビチューメン組成物；このビチューメン組成物の製造方法；ならびにこのビチューメン組成物の道路用アスファルト混合物への使用を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 ビチューメン組成物、およびその製造方法 本発明は、ビチューメン組成物、その製造方法、および道路用アスファルト混 合物へのそれらの使用に関する。 ビチューメンは、道路アスファルト混合物のバインダーとして使用され、そし て、道路建設者から要求される性能増大の終わりのない要求を満たすべく、開発 が絶えず行われている。一般に、ビチューメンは、道路アスファルトにおいて巧 く機能しているが、ますますひどくなる交通荷重により、多くの道路が表面ラッ ティング(rutting)およびクラッキング(cracking)を介して早期に磨耗する。ク ラッキングは、道路アスファルトの重大な問題であり、なぜなら、水が道路表面 の下層に届くのを許し、そこで、迅速な劣化を招き、そして早期修繕の必要性を 加速する。アスファルト中のビチューメン含有量を増やしたり、またはより軟質 グレードのビチューメンを使用すると、アスファルトの低温における耐クラック 性は改善されるが、混合物が、事実上一層軟質になるために、高温における過剰 ラッティングの危険性が増大する。逆に、アスファルト中のビチューメン含有量 を減らしたり、またはより硬質グレードのビチューメンを使用することにより、 耐ラッティング性を改善することができるが、混合物の柔軟性がより小さくなる ために、耐クラック性の犠牲を払うことになる。 したがって、最近、今日の耐クラック性要件を満たす硬質ビチューメン組成物 、すなわち、良好な低温性能と良好な高温耐ラッティング性をもつビチューメン 組成物の開発に多くの努力が向けられている。 ビチューメン組成物が今日しばしば適合しなければならない別の要件は、燃料 （例えばガソリンおよびケロシン）などの石油製品、ならびに潤滑油などの油類 への耐溶解性(resitance to solvency)である。この耐溶解性は、アスファルト 混合物が燃料および油の流出に常にさらされている区域では重要である。そのよ うな区域には、例えば飛行場、廃棄物処理場、ガソリンスタンドおよびタンク貯 蔵所が挙げられる。アスファルト混合物が燃料または油の流出にさらされると、 アスファルト混合物からビチューメンが徐々に浸出し、その結果、道路表面から 粗骨材が失われる、いわゆる道路表面のフレッティング(fretting)が生じる。 上記のことから考えて、今日の耐クラック性の要件を満足し、さらに石油製品 への耐溶解性の改善を示すビチューメン組成物を開発することが有益であること は明確である。 意外にも、そのような組成物は、ビチューメン成分へ熱可塑性ゴムとさらに特 定のエチレン−ビニルアセテートコポリマーとを添加することにより製造できる ことを今般見いだした。 したがって、本発明は、ビチューメン成分、ビチューメン組成物の合計に対し て８重量％以下の熱可塑性ゴム、および５重量％以下のエチレン−ビニルアセテ ートコポリマーを含むビチューメン組成物であって、該エチレン−ビニルアセテ ートコポリマーがコポリマーに対して２０〜３５重量％のビニルアセテート含有 量を有する前記ビチューメン組成物を提供する。 エチレン−ビニルアセテートコポリマーの熱可塑性ゴム含有ビチューメン組成 物への使用は、一般に公知なこと（例えばＥＰ−Ｂ１−０３３７２８２およびＥ Ｐ−Ｂ１−０３４０２１０を参照）であるけれども、請求の範囲に記載されるよ うな特定ビニルアセテート含有量を有するエチレン−ビニルアセテートコポリマ ーの高等な使用は今まで示されなかったことが留意されるべきである。 本発明に従って使用するエチレン−ビニルアセテートコポリマーは、コポリマ ーに対して好ましくは２５〜３５重量％の範囲、より好ましくは３０〜３５重量 ％の範囲のビニルアセテート含有量を有する。 好ましくは、本発明に従って使用するエチレン−ビニルアセテートコポリマー は、ビチューメン組成物の合計に対して３重量％以下の量で存在する。より好ま しくは、エチレン−ビニルアセテートコポリマーは、ビチューメン組成物の合計 に対して０．５〜３重量％の量で存在する。 好ましくは、熱可塑性ゴムは、ビチューメン組成物の合計に対して６重量％以 下の量で存在する。 該ビチューメン組成物は、熱可塑性ゴムを含有する。好適には、一種またはそ れ以上の異なるタイプの熱可塑性ゴムを含有する。 広い範囲の熱可塑性樹脂を本発明に従って適当に使用できるが、好ましい熱可 塑性ゴムは、場合により水素化されたブロックコポリマーであって、少なくとも ２個の末端ポリ（モノビニル芳香族炭化水素）ブロックと少なくとも１個の中央 ポリ（共役ジエン）ブロックとを含み、連続網状構造を形成している該ブロック コポリマーからなる。 好ましいブロックコポリマー成分は、式 Ａ（ＢＡ）_mまたは（ＡＢ）_nＸ（式 中、Ａは主としてポリ（モノビニル芳香族炭化水素）のブロックコポリマーを表 し、Ｂは主としてポリ（共役ジエン）のブロックを表し、Ｘは多価カップリング 剤の残基を表し、ｎは１以上の整数、好ましくは２以上の整数を表し、ｍは１以 上の整数、好ましくは１を表す）のコポリマーからなる群から選ばれる。 より好ましくは、ブロックＡは、主としてポリ（スチレン）ブロックを表し、 そしてＢブロックは、主としてポリ（ブタジエン）ブロックまたは主としてポリ （イソプレン）ブロックを表す。使用する多価カップリンク剤には、当該技術に 公知のものが挙げられる。 「主として」の用語は、ＡおよびＢの各ブロックが、主にモノビニル芳香族炭 化水素モノマーおよび共役ジエンモノマーに由来し、これらのモノマーは、他の 構造的に関連のある、あるいは関連のないコモノマーと混合されてもよく、例え ば主成分としてのモノビニル芳香族炭化水素モノマーおよび少量（１０％まで） の他のモノマー、あるいはブタジエンとイソプレンまたは少量のスチレンとの混 合である。 より好ましくは、該ブロックコポリマーは、純ポリ（スチレン）、純ポリ（イ ソプレン）または純ポリ（ブタジエン）ブロックを含有し、このポリ（イソプレ ン）またはポリ（ブタジエン）ブロックは、選択的に残留エチレン性不飽和度が 最高２０％まで水素化されてもよく、より好ましくは、水素化前の初期不飽和含 有量の５％以下が水素化されてもよい。しかし、該ブロックコポリマーは選択的 に水素化されていないのが好ましい。最も好ましくは、適用するブロックコポリ マーは、構造ＡＢＡを有し、ここでＡは３０００〜１００，０００、好ましくは ５０００〜２５，０００の見かけ分子量を有し、ジブロックＡＢは、５０，００ ０〜１７０，０００の範囲の見かけ分子量をする。好ましくは、ジブロックＡＢ は、７０，０００〜１２０，０００の範囲の見かけ分子量を有する。 明細書を通して使用する「見かけ分子量」は、（ＡＳＴＭ ３５３６に従って ）ポリ（スチレン）検量線標準を用いたゲルパーミエイションクロマトグラフィ （ＧＰＣ）で測定したときのポリマー分子量を意味する。 最初に製造されるポリ（共役ジエン）ブロックは、通常５〜６５重量％のビニ ル基（共役ジエン分子に対して１，２重合に由来）を含有し、好ましくは１０〜 ５５重量％のビニル基含有量を有する。 本発明で使用する完成したブロックコポリマーは、通常、重合されたビニル芳 香族炭化水素モノマーを１０〜６０重量％、好ましくは１５〜４５重量％含有し ている。 全ブロックコポリマーの見かけ分子量は、通常、１００，０００〜５００，０ ００の範囲、より好ましくは１５０，０００〜２００，０００の範囲にある。 純ブロックコポリマーの好適例として、ＫＲＡＴＯＮ Ｇ−１６５１、ＫＲＡ ＴＯＮ Ｇ−１６５４、ＫＲＡＴＯＮ Ｇ−１６５７、ＫＲＡＴＯＮ Ｇ−１６ ５０、ＫＲＡＴＯＮ Ｇ−１７０１、ＫＲＡＴＯＮ Ｄ−１１０１、ＫＲＡＴＯ Ｎ Ｄ−１１０２、ＫＲＡＴＯＮ Ｄ−１１０７、ＫＲＡＴＯＮ Ｄ−１１１１ 、ＫＲＡＴＯＮ Ｄ−１１１６、ＫＲＡＴＯＮ Ｄ−１１１７、ＫＲＡＴＯＮＤ −１１１８、ＫＲＡＴＯＮ Ｄ−１１２２、ＫＲＡＴＯＮ Ｄ−１１３５Ｘ、Ｋ ＲＡＴＯＮ Ｄ−１１８４、ＫＲＡＴＯＮ Ｄ−ｌ１４４Ｘ、ＫＲＡＴＯＮ Ｄ −１３００Ｘ、ＫＲＡＴＯＮ Ｄ−４１４１、およびＫＲＡＴＯＮ Ｄ−４１５ ８（ＫＲＡＴＯＮは商標である）。 使用するビチューメンは、原油の蒸留残渣、分解残渣、原油の抽出物、あるい はプロパンビチューメン、ブタンビチューメン、ペンタンビチューメンまたはこ れらの混合物に由来するビチューメンであり得る。他の適当なビチューメンには 、上記ビチューメンと石油抽出物（例えば芳香族抽出物、蒸留物または残渣）の ようなエキステンダー（融剤）との混合物が挙げられる。好適には、酸化処理に かけられていないビチューメンを使用する。好適には、該ビチューメンは、５０ 〜４００ｄｍｍ、好ましくは６０〜２００ｄｍｍ（ＡＳＴＭ Ｄ ５により２５ ℃にて測定）の範囲の針入度、および３０〜６０℃、好ましくは３５〜５０℃（ ＡＳＴＭ Ｄ ３６により測定）の軟化点を有する。 カーボンブラック、シリカおよびカーボネートのような充填材、安定剤、抗酸 化剤、顔料、および溶媒は、ビチューメン組成物に有用であることが公知であり 、該技術で教示される濃度でこの発明のビチューメン組成物に添加してもよい。 本発明は、本発明のビチューメンの製造方法であって、ビチューメンを高温に て、ビチューメン組成物の合計に対して８重量％以下の熱可塑性ゴムおよび５重 量％以下のエチレン−ビニルアセテートコポリマーと混合することからなる該製 造方法に関する。 本製法は、好適には１６０〜２２０℃の範囲の温度で行われる。 本発明に従う製法は、好ましくは１７０〜１９０℃の範囲の温度で行われる。 該工程は、周囲圧力あるいは高められた圧力で行われてもよい。しかし、通常 は周囲圧力にて行われる。 本製法は、好適には６時間以下の期間、好ましくは２時間以下の期間にわたっ て行われる。 本発明は、さらに、上記のビチューメン組成物の道路用アスファルト混合物へ の使用をも提供する。 本発明を、以下の例を用いて説明する。例１ 本発明のビチューメン組成物を以下のようにして製造した。 ８８ｄｍｍ（ＡＳＴＭ Ｄ ５により２５℃にて測定）の針入度および４７． ５℃（ＡＳＴＭ Ｄ ３６により測定）の軟化点を有するビチューメンを、ビチ ューメン組成物の合計に対して２重量％の非水素化ラジアルポリスチレン−ポリ ブタジエン−ポリスチレンブロックコポリマーおよび２重量％のエチレン−ビニ ルアセテートコポリマーと１８０℃で１時間混合した。このエチレン−ビニルア セテートコポリマーは、コポリマーに対して３３重量％のビニルアセテート含有 量を有した。該ブロックコポリマーは、３１重量％のスチレン含有量、および１ ７０，０００の見かけ分子量を有し、そして９０，０００の見かけ分子量をもつ ポリスチレン−ポリブタジエンジブロックを含有した。こうして得られたビチュ ーメン組成物を骨材と混合することにより、アスファルト混合物を製造した。続 いて、アスファルトの試験片をマーシャル（Ｍａｒｓｈａｌｌ）メソッドＲＡＷ ５７に従って作製した。このアスファルト試験片を次いでジェット燃料Ａ１の もとに２４時間貯蔵した。次いで、この溶液をデカントし、周囲温度で２４時間 乾燥した後、アスファルト試験片の質量を測定した。耐ケロシン性（初期アスフ ァルト試験片の質量のパーセントで表現）は、０．８％と観測された。例２ 本発明のビチューメン組成物を例１と同様の方法で作製したが、ただしビチュ ーメン組成物の合計に対して５重量％のブロックコポリマーを使用した。続いて 、得られたビチューメン組成物から、例１に記載の方法と同様にして、アスファ ルト試験片を作製した。アスファルト試験片は、０．６％の耐ケロシン性を示し た。例３ 比較のために、例１に記載の方法と同様であるが、ただしブロックコポリマー を使用せず、かつコポリマーに対して１８重量％のビニルアセテート含有量を有 するエチレン−ビニルアセテートコポリマーをビチューメン組成物の合計に対し て５．５重量％使用したビチューメン組成物を作製した。続いて、得られたビチ ューメン組成物から、例１に記載の方法と同様にして、アスファルト試験片を作 製した。アスファルト試験片は、２．３％の耐ケロシン性を示した。例４ 比較のために、例１に記載の方法と同様であるが、ただしコポリマーに対して １８重量％のビニルアセテート含有量を有するエチレン−ビニルアセテートコポ リマーを使用したビチューメン組成物を作製した。続いて、得られたビチューメ ン組成物から、例１に記載の方法と同様にして、アスファルト試験片を作製した 。アスファルト試験片は、３．１％の耐ケロシン性を示した。 の主特性は、表１の上部にある。例５ 比較のために、例２に記載の方法と同様であるが、ただしコポリマーに対して ４０重量％のビニルアセテート含有量を有するエチレン−ビニルアセテートコポ リマーを使用したビチューメン組成物を作製した。続いて、得られたビチューメ ン組成物から、例１に記載の方法と同様にして、アスファルト試験片を作製した 。アスファルト試験片は、３．０％の耐ケロシン性を示した。 上記のことから、本発明は、本発明の範囲に属さないビチューメン組成物（例 ３−５）に比べて、耐ケロシン性を改善した硬質ビチューメン組成物（例１およ び２）を提供することが明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者 テルロウヴ，トウニス オランダ国エヌエル―1031 シー・エム アムステルダム、バトホイスウエヒ ３ (72)発明者 フオンク，ヴイルレム，コーネリス オランダ国エヌエル―1031 シー・エム アムステルダム、バトホイスウエヒ ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ビチューメン成分、ビチューメン組成物の合計に対して８重量％以下の熱可 塑性ゴム、および５重量％以下のエチレン−ビニルアセテートコポリマーを含む ビチューメン組成物であって、該エチレン−ビニルアセテートコポリマーがコポ リマーに対して２０〜３５重量％のビニルアセテート含有量を有する前記ビチュ ーメン組成物。 ２．該ビニルアセテート含有量がコポリマーに対して２５〜３５重量％の範囲に ある、請求項１に記載の組成物。 ３．該ビニルアセテート含有量がコポリマーに対して３０〜３５重量％の範囲に ある、請求項２に記載の組成物。 ４．該エチレン−ビニルアセテートコポリマーが、ビチューメン組成物の合計に 対して３重量％以下の量で存在する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の組成 物。 ５．該熱可塑性ゴムが、ビチューメン組成物の合計に対して６重量％以下の量で 存在する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物。 ６．該ビチューメンは、５０〜４００ｄｍｍ（ＡＳＴＭ Ｄ ５により２５℃に て測定）の範囲の針入度、および３０〜６０℃（ＡＳＴＭ Ｄ ３６により測定 ）の軟化点を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の組成物。 ７．該熱可塑性ゴムが場合により水素化されたブロックコポリマーであって、少 なくとも２個の末端ポリ（モノビニル芳香族炭化水素）ブロックと少なくとも１ 個の中央ポリ（共役ジエン）ブロックとを含む該ブロックコポリマーからなる、 請求項１〜６のいずれか一項に記載の組成物。 ８．該ブロックコポリマーが、式 Ａ（ＢＡ）_mまたは（ＡＢ）_nＸ（式中、Ａは 主としてポリ（モノビニル芳香族炭化水素）のブロックを表し、Ｂは主としてポ リ（共役ジエン）ブロックのブロックを表し、Ｘは多価カップリング剤の残基を 表し、ｎは１以上の整数であり、ｍは１以上の整数である）を有する、請求項７ に記載の組成物。 ９．該ブロックＡは、主としてポリ（スチレン）ブロックを表し、該Ｂブロック は、主としてポリ（ブタジエン）ブロックまたは主としてポリ（イソプレン）ブ ロックを表す、請求項８に記載の組成物。 10．ＡおよびＢから製造されるジブロックが、５０，０００〜１７０，０００の 範囲の見かけ分子量を有する、請求項８または９に記載の組成物。 11．請求項１〜１０のいずれか一項に記載のビチューメン組成物の製造方法であ って、ビチューメンを高温にて、ビチューメン組成物の合計に対して８重量％以 下の熱可塑性ゴムおよび５重量％以下のエチレン−ビニルアセテートコポリマー と混合することからなり、該エチレン−ビニルアセテートコポリマーがコポリマ ーに対して２０〜３５重量％のビニルアセテート含有量を有する前記製造方法。 12．請求項１〜１０のいずれか一項に記載のビチューメン組成物の道路用アスフ ァルト混合物への使用。