JPH10510890A - アスファルトの回転繊維化法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 アスファルト繊維（２６）の製造方法は溶融アスファルト（２０）を回転アスファルトスピナー（１０）に供給し、スピナー（１０）からアスファルト繊維（２２）を遠心紡出し、アスファルト繊維（２６）を収集する、ことからなる。溶融アスファルト（２０）は約２７０°Ｆ（１３２℃）乃至約５００°Ｆ（２６０℃）の範囲内の温度でアスファルトスピナー（１０）に供給される。又、ガラス繊維（５２）のような強化繊維の下方に移動するベールを確立し、強化繊維のベール内に位置した回転アスファルトスピナー（１０）からアスファルト繊維（２２）を遠心紡出し、アスファルト繊維（２２）を強化繊維と一体にする段階を含むアスファルト（２０）と強化繊維とを一体にする方法も開示する。アスファルト屋根板（８４）の製造方法は、アスファルト繊維（３４）の層と強化繊維のマットとを一緒に組立て、組立てたマット（７０）にアスファルトを被覆してアスファルト被覆シートを形成し、粒状物（８０）をアスファルト被覆シートに着け、アスファルト被覆シートを屋根板（８４）に切断（８６）することを含む。本発明は又この方法によって製造されたアスファルト屋根板（８４）を含む。更に、本発明はアスファルト繊維（２６）を含むアスファルト高速道路強化製品（１１６）及びかかる製品の製造方法を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 アスファルトの回転繊維化法 技術分野 本発明はアスファルト製品の製造に関する。特に、本発明は繊維形態のアスフ ァルト製品及びアスファルトの繊維形態を製造する方法に関する。 背景技術 アスファルト製品は種々の形態で製造されてきており、アスファルトの主な用 途は舗装製品及び屋根製品にある。アスファルトの普通の供給源は石油精製工業 からの残留物又は残液である。このアスファルトは軟化点を上げるために、また 屋根及び特別アスファルト製品に有用な製品を製造すべく剛性を高めるために、 空気吹き込み（酸化）によって更に精製され或いは処理される。あるアスファル ト製品は、天然又は合成ゴム又は他の有機添加剤の添加のために、改善された性 質を有する。 アスファルト自体は多くの有利な性質を有するけれども、アスファルトは固有 の引っ張り強さ及び一体性欠如している。従って、多くのアスファルト製品はガ ラス繊維又はポリマー繊維のような有機繊維のような材料で強化され、粉砕石灰 石のような充填剤を有する。例えば、アスファルト屋根板は湿式法ガラス繊維マ ットの内部ウエブ又はキャリヤーに基づかれ、アスファルト自体は約６５重量％ の粉砕石灰石充填剤を含有する。アスファルト製品に使用される他の充填剤はカ ーボンブラック、微粉砕タイヤ、粘土、粉砕ガラス、及び種々の無機又は有機材 料のビーズを含む。 強化アスファルトの問題の１つは、強化材料を、特に、均一な方法でアスファ ルトマトリックスに一体化するのがしばしば難しいことである。典型的には、ア スファルトと強化材料を一体することは、強化材料をマット又はウエブに固定す ることによって、且つアスファルト屋根板を製造する場合のように、アスファル トを溶融形態で着けることによって達成される。屋根板の製造は連続湿式法ガラ ス繊維マットを溶融アスファルト浴の中へ走らせ、マットの両側に被覆を生じさ せ、且つここのガラス繊維間の隙間を埋めることからある。この方法は、フィル ムと同様な、比較的均一な被覆を着けることが出来るにすぎない。層がフィルム でなく、多孔質マット又は他のタイプの非均一層である場合、アスファルト層を 種々の製品に着けることが出来ることは有利である。又、被覆工程は液体アスフ ァルト被覆器をもった製造設備で最終製品の組立てを必要とする。道路補修現場 のような野外の場所でアスファルト層を含む製品を組立てることができることは 有利である。 アスファルトと補強材料を一体化する他の周知の方法はアスファルトとばらの 即ち粒状強化材料とを混合することである。このような混合は著しいエネルギー 及び資本要求を必要とし、アスファルトと強化材料との均一な混合を常にもたら すとはかぎらない。アスファルトを、マットのような固定製品に結合されるので はなく、固定されてないバラの形態にある強化材料と均一に混ぜ合わせ又は一体 にすることができることは有利である。又、アスファルトそれ自体を液体として の形態以外の形態で種々の製品へ導入することができることは有利である。 高速道路網を強化するのに多数の強化層が使用されてきた。かかる周知の強化 層はマット形態のガラス繊維、織りか不織のアスファルト含侵マット、ポリエス テル繊維のような有機材料のマット、目の荒い織物又は格子の形態のマット、及 びガラス繊維又は他の強化繊維の層を含む。それらの強化材料は歴青質凝結を強 化するために歴青質の凝結アスファルト層を着ける前に、道路に着けられる。か かる強化層は典型的には、下に位置する舗装がひび割れし高速道路網が補修され ている場所に使用される。強化層はまた再舗装のために、或いは、オリジナルな 構造として高速道路全体に使用されてもよい。舗装層を着ける前に、強化製品を 道路に固定するために、それらの高速道路強化製品に粘着被覆を使用することは 良く知られている。 現在入手できる高速道路強化製品の問題の１つは、高速道路強化製品を作り上 げている種々の層の組立てが時間浪費のかつコスト高な方法であることである。 又、かかる製品中のアスファルト層を正確に計量することが難しい。更に、強化 層に溶融アスファルト浴で完全に含侵させることなく、高速道路強化製品の強化 層をアスファルトと完全に一体化させることは容易ではない。最後に、使用され る材料を増す必要なしに、より高い強度を有する高速道路強化製品を製造するこ とができることは有利である。 発明の開示 今や、繊維形態のアスファルト及びアスファルト繊維の製造方法を開発した。 アスファルト繊維は新しいアスファルト形態であり、舗装、屋根ふき、及び特別 な製品のような伝統的なアスファルト応用並びに新しい製品に使用するさとがで きる。アスファルト繊維は遠心紡出によって回転法で形成することができ、又繊 維アスファルトウエブとして収集することができる。ウエブはアスファルト材料 の層として種々の製品に組み込むことができる。 本発明によれば、溶融アスファルトを回転アスファルトスピナーに供給し、ス ピナーからアスファルト繊維を遠心紡出し、アスファルト繊維を収集することか らなるアスファルト繊維の製造方法を提供する。アスファルトを天然ゴム、合成 ゴム、エラストマー、ポリマー、樹脂、及び他の熱可塑性又は熱硬化性材料から なる群からの１種又はそれ以上の有機改質剤で改質することができる。好ましく は、改質剤は約２乃至約３０％（全体の有機組成の重量％）の範囲内の量で存在 する。最も好ましくは、改質剤は約４乃至約１２％の範囲内の量で存在する。 本発明の特定の実施形態では、溶融アスファルトはスピナーのすぐ上の供給箇 所で測定したとき、約２７０°Ｆ（１３２℃）乃至約５００°Ｆ（２６０℃）の 範囲内の温度でアスファルトスピナーに供給される。 本発明の他の実施形態では、アスファルトは約１８０°Ｆ（８２℃）乃至約３ ５０度Ｆ（１７７℃）の範囲内、好ましくは、繊維化工程の前、約２００°Ｆ（ ９３℃）乃至約２７０°Ｆ（１３２℃）の範囲内の軟化点をアスファルトに与え るのに十分な酸化工程を受ける。あらゆる軟化点はリング及びボール方法を使用 して測定される。 本発明の更に他の実施形態では、遠心紡出段階は約２５（６３５ １０³μｍ ）乃至約１インチの６０／１０００００（Ｈｔ（Ｈａｎｄｒｅｄ ｔｈｏｕｓａ ｎｄｔｈｓ））（１５２４ １０³μｍ）の範囲内の直径を有する一次アスファ ルト繊維を製造するのに十分な溶融アスファルトに加速を与える。 本発明の特 定の実施形態では、スピナーは該アスファルトを遠心紡出する５００乃至２５０ ００個のオリフィスを有する周壁を備える。 本発明のさらに他の実施形態では、アスファルトはアスファルトスピナーで遠 心紡出されて一次アスファルト繊維を形成し、一次アスファルト繊維はブロワー からの下方に移動する環状のガス流によって更に細くされてアスファルト繊維の 下方に移動するベールを形成する。 本発明によさば、２５０Ｈｔ（６３５０ １０³μｍ）以下の直径を有するア スファルト繊維を提供する。好ましくは、アスファルト繊維の直径は約２５（６ ３５ １０³μｍ）乃至約１インチの６０Ｈｔ（１５２４ １０³μｍ）の範囲内 にあり、アスファルトは約１８０°Ｆ（８２℃）乃至約３５０度Ｆ（１７７℃） の範囲内、好ましくは、未充填状態において、約２００°Ｆ（９３℃）乃至約２ ７０°Ｆ（１３２℃）の範囲内の軟化点を有する。最も好ましくは、アスファル ト繊維の直径は約２５（６３５ １０³μｍ）乃至約１インチの６０Ｈｔ（１５ ２４ １０³μｍ）の範囲内にある。アスファルト繊維に充填剤を充填し、ガラ ス繊維のような強化繊維で強化してもよい。 本発明によれば、アスファルト繊維のマットを提供し、繊維は約２５（６３５ １０³μｍ）乃至約１インチの６０Ｈｔ（１５２４ １０³μｍ）の範囲内にあ り、アスファルトは約１８０°Ｆ（８２℃）乃至約３５０度Ｆ（１７７℃）の範 囲内の軟化点を有する。マットを湿式法ガラス繊維マットのような強化材料のマ ットに層として積層して層のアスファルト製品を製造してもよい。 又、本発明では、アスファルト繊維の層と強化繊維のマットとを一緒に組立て 、組立てたマットにアスファルトを被覆してアスファルト被覆シートを形成し、 粒状物をアスファルト被覆シートに着け、アスファルト被覆シートを屋根板に切 断することを含む屋根板の製造方法を提供する。本発明はまたこの方法によって 作られたアスファルト屋根板を含む。 本発明によれば、ガラス繊維のような熱軟化性材料の強化繊維の下方に移動す るベールを作り、溶融アスファルトを強化繊維のベール内に位置した回転アスフ ァルトスピナーに供給し、アスファルトスピナーからアスファルト繊維を遠心紡 出してアスファルト繊維をベールと接触させてアスファルトを強化繊維と一体に 、一体のアスファルト及び強化繊維を収集する各段階を含む、アスファルトと強 化繊維を一体にする方法を提供する。 本発明のたの特徴は、炭化法のための産出製品として本発明のアスファルト繊 維の用途である。炭素繊維を繊維形態の先駆物質の一定の熱分解によって準備す る。商業製品はナイロン、ポリアクリロニトリル及びピッチ（コールタール、石 油及び他の供給源から得られた）に基づかれた。工程はあらゆる材料について多 数の共通の段階を伴う。先ず、押し出し又は溶融ブローイングによって繊維を製 造する。次いで、繊維を通常は空気中で２００℃乃至４５０℃の範囲内の温度で 酸化によって安定化する。酸化工程は分子レベルで、炭化工程中形状を維持する のに十分な繊維構造を与える。最後に、繊維をアルゴンのような不活性雰囲気中 で８００℃を越える温度で炭化する。特性あ改善するために、炭化段階中繊維を 伸ばして分子を配向させる。より高い温度（２５００乃至３０００℃）までの加 熱はモジュール及び強度を高める。出来た炭素繊維は広範囲の用途を有する。 ピッチ繊維は石油又はコールタールピッチで作られ、大きい割合（ＡＳＴＭ３ ２７９−７８によるヘプタン沈澱によって測定されたとき、約８０乃至９０パー セント）のアスファルテンを含有する主として芳香である。ピッチの融点はほぼ ２６０℃であり、ガラスの転移温度は約８５℃である。多くのピッチはポリマー と相容性ではない。 ピッチ繊維と対照的に、本発明のアスファルト繊維を製造するのに使用れさる アスファルトは０乃至３５％アスファルテン、典型的には、１５乃至２５％を含 有する。アスファルテン含有量は添加されたポリマーとの相容性を補償するため に低く保たれる。アスファルトのガラス転移温度は約−１５℃乃至約−５℃の範 囲内である。アスファルトの融点は典型的には、約９３℃乃至約１１６℃の範囲 内である。 本発明の追加の特徴は、熱軟化性材料の強化繊維の下方に移動するベールを確 立し、強化繊維のベール内に位置した回転アスファルトスピナーに溶融アスファ ルトを供給し、アスファルトスピナーからアスファルト繊維を遠心紡出し、アス ファルト繊維をベールと接触させてアスファルトを強化繊維と一体にし、強化マ ットをアスファルトスピナーの下に送り、一体になったアスファルト繊維及び強 化繊維を強化繊維の上に収集して高速道路強化製品を形成する、高速道路強化製 品の製造方法である。本発明は又この方法で製造された高速道路強化製品を含む 。 アスファルト繊維の形態でアスファルト層を供給することによって、高速道路 強化製品を製造する方法は時間浪費が少なくコスト高にもならない。かかる製品 中のアスファルト層をより正確に計量することができ、且つアスファルト繊維及 び強化繊維を容易に一体にすることができる。さらに、高速道路強化製品にアス ファルト繊維を使用することによって、使用れれる材料を増す必要なしに、より 高い強度の製品を可能にする。又、強化マットを溶融アスファルト浴に着けるこ とが必要ないから、高速道路強化材を開放アスファルト浴の費用及び危険なしに 製造することができる。 図面の簡単な説明 図１は本発明の方法によるアスファルト繊維の遠心紡出装置の概略断面図であ る。 図２は本発明の方法によるアスファルト繊維及びガラス繊維の遠心紡出装置の 概略断面図である。 図３はアスファルト繊維のベールとガラス繊維のベールとを交互に混ぜ合わせ るための装置の概略立面図である。 図４は本発明のアスファルト繊維マットの斜視図である。 図５はアスファルト繊維マット及び強化マットを含む積層マットの概略断面図 である。 図６は本発明によるアスファルト屋根板の製造工程の概略立面図である。 図７は本発明のアスファルト屋根板の概略平面図である。 図８は本発明による高速道路強化製品の製造工程の概略立面図である。 図９は本発明による高速道路強化製品の概略断面図である。 発明を実施するための最良の形態 この明細書に使用される如き、百分率のあらゆる言及は重量％としてである。 この明細書で使用される如き用語「アスファルト」は時々「ビチューメン」と称 される材料を含み、２つの用語は互いに同意語と見られる。本発明に採用しうる アスファルトは天然に生ずるアスファルト、石油の精製によって生産される人造 アスファルトのいずれでもよく、直留分留アスファルト、分解アスファルト、ア スファルト酸化、プロパン脱アスファルト、蒸気蒸留、化学的改質等のような工 程から得られたアスファルトを含んでもよい。好ましい実施形態の１つでは、本 発明は屋根板製品用のアスファルトに適用できる。 図１に示すように、ロータリ法でアスファルト繊維を製造するための装置は回 転自在に取付けられたアスファルトスピナー１０を有し、該スピナーは一般的に は、スピナー底壁１２及びスピナー周壁１４で構成される。アスファルトスピナ ーはガラス繊維の製造に使用されるようなニッケル／コバルト／クローム合金で 鋳造され、或いは溶接したステンレス鋼のスピナーのような他の適当なスピナー であってもよい。スピナー周壁はアスファルト繊維の遠心紡出用の多数のオリフ ィス１６を有し、好ましくは、約５００乃至約２５０００個のオリフィスを有す る。 溶融アスファルトは流れ２０として回転アスファルトスピナーの中へ落とし込 まれる、スピナー底壁に達したとき、溶融アスファルトは半径方向外方に押しや られて周壁を登り、ここで遠心力がアスファルトをオリフィスを通してアスファ ルト流又は一次アスファルト繊維２２として遠心紡出させる。アスファルトスピ ナーから出た後、一次アスファルト繊維２２は環状ブロワー２４によって下方に 差し向けられてアスファルト繊維の下方に移動する流れ即ちベール２５を形成す る。繊維をほぼ半径方向外方の経路から収集面の方に向いた経路に向けるための 手段を使用してもよい。 本発明の１つの実施形態では、アスファルトスピナーの回転による遠心繊細化 は所望の繊維直径のアスファルト繊維を製造するのに十分であり、更なる繊細化 を必要としない。遠心法は約２５０Ｈｔ（６３５０ １０³μｍ）以下の直径、 好ましくは、約２５（６３５ １０³μｍ）乃至約１５０Ｈｔ（３８１０ １０³ μｍ）の範囲内の、もっと好ましくは、約２５（６３５ １０³μｍ）乃至約６ ０Ｈｔ（１５２４ １０³μｍ）の範囲内の直径を有する一次アスファルト繊維 を製造するのに十分な溶融アスファルトに加速を与える。本発明の他の実施形態 では、一次繊維を更に細くするために二次繊細化が用いられる。その場合には、 ブロワーに一次繊維を引っ張って一次繊維を更に細くして所望の最終アスファル ト繊維直径にするのに十分な空気圧力が供給される。図１に示すように、ブロワ ーは一次繊維を細くして最終繊維２６にし、最終繊維はコンベヤー３０のような 適当な収集面にアスファルト繊維ウエブ２８として集められる。 アスファルト繊維形成段階に続いて、アスファルト繊維ウエブ２８をオーブン ３２のような更なる処理段階の中に運んで図４に示すマット３４のような最終ア スファルト製品にする。更なる処理段階はアスファルト繊維マット又は層あガラ ス繊維マットのような強化層と積層させることを含んでもよい。アスファルト繊 維マットは多孔質であり、二分の一インチ水圧（水銀の０．９３mm）降下で、１ インチ平方（０．６４５ １０^-3ｍ²）のサンプルで約２０（９．４ １０^-3ｍ³ ／ｓ）乃至約５０ＣｕＦｔ．／ｍｉｎ（２３．６ １０^-3ｍ³／ｓ）の範囲内の 多孔度を有する。好ましくは、アスファルト繊維マットは約３０（１４２０ １ ０^-3ｍ³／ｓ）乃至約４０ＣｕＦｔ．／ｍｉｎ（１８９０ １０^-3ｍ³／ｓ）の範 囲内の多孔度を有する。マットは約２ポンド／立方フィート（３２kg／ｍ³）乃 至約１０ポンド／立方フィート（ｐｃｆ）（１６０kg／ｍ³）の範囲内、好まし くは、約３ポンド／立方フィート（４８kg／ｍ³）乃至約５ポンド／立方フィー ト（ｐｃｆ）（８０kg／ｍ³）の範囲内の密度を有する。マットは同じ密度又は 厚さのアスファルトフィルムと比較したとき、高い程度の可撓性及び適合性（尖 った角のまわりに成形又は形成される能力）を有する。 本発明の随意の特徴は誘導加熱器３５のような加熱手段を使用してアスファル トスピナーか一次アスファルト繊維のいずれか又は両方を加熱し、或いはアスフ ァルト繊維の繊細化を容易にする。一次アスファルト繊維を加熱することによっ て、最終アスファルト繊維への更なる繊細加工を高める。ブロワーによる二尾繊 細化を必要とすることなく、補助加熱源を使用してアスファルトスピナーの温度 をアスファルトの繊維への最適な遠心紡出のためのレベルに維持することができ る。電気抵抗加熱のような他の加熱装置をアスファルトスピナーに採用してもよ い。アスファルトスピナーの温度は約２７０°Ｆ（１３２℃）乃至約５００°Ｆ （２６０℃）の範囲内、好ましくは、約３３０°Ｆ（１６５℃）乃至約４２０° Ｆ（２１６℃）の範囲内にあるべきである。 実施例Ｉ ベネズエラ ラゴバン フラックス（Ｖｅｎｅｚｕｅｌａｎ Ｌａｇｏｖａｎ ｆｌｕｘ）を２４０°Ｆ（１１５℃）の軟化点でコバータで酸化させる。この軟 化点では、アスファルトはＡＳＴＭ Ｄ−５で測定したとき、３５０°Ｆ(１７ ７℃)で４３００ｃｐｓ（４．３Ｐａ・ｓ）の粘度及び２５℃で１７ｄｍｍの浸 透を有していた。繊維を形成することができる程に、しかし、アスファルトを室 温で脆弱にさせないまで、酸化を進めた。アスファルトには充填剤を添加しなか った。アスファルトをアスファルトスピナーに送出する前にホットメルト加熱器 で加熱し、３５０°Ｆ（１７７℃）でアスファルトスピナーに送出した。アスフ ァルトスピナーは１５インチ（３８１mm）の直径を有し、これを２３００ＲＰＭ で回転させた。スピナー周壁は８５４個のオリフィスを備え、各オリフィスは直 径が０．０３４インチ（０．８６mm）であった。バーナーからの外部加熱はなく 、又ブロワーからの二次繊細化はなかった。アスファルト繊維を多孔質マットと して収集した。 実施例II 実施例Ｉの酸化ラゴバン フラックスを４％クラトン(Ｋｒａｔｏｎ)１１８４ で更に改質した。４００°Ｆ（２０４℃）で約６０分間ロス（Ｒｏｓｓ）剪断ミ キサーで混合することによってポリマーをアスファルトに混ぜ合わせた。出来た 改質アスファルトは３５０°Ｆ（１７７℃）で１１００００ｃｐｓ（１１０Ｐａ ・ｓ）の粘度、２８５°Ｆ（１４１℃）の軟化点、及び２５℃で１４ｄｍｍの浸 透を有していた。アスファルトを４００°Ｆ（２０４℃）で、１７００ＲＰＭで 回転している実施例Ｉのアスファルトスピナーに送出し、アスファルト繊維を遠 心紡出した。それらの繊維は実施例Ｉからの繊維よりも著しく長く、強く、そし て粘らなかった。 実施III ９６％ラゴバン フラックス（軟化点１０４°Ｆ（４０℃））と４％クラトン １１０２の混合物に４７５°Ｆ（２４６℃）で３時間５０分間空気を吹きつけた 。出来たアスファルトは２４４°Ｆ（１１８℃）の軟化点、２５℃で２０ｄｍｍ の浸透、及び３５０°Ｆ（１７７℃）で１１２５０ｃｐｓ（１１．２５Ｐａ・ｓ ）の粘度を有していた。粘土を上げるために、アスファルトを３３０°Ｆ（１６ ６℃）で、２時間加熱調整することによってさらに処理し、その結果、アスファ ル トは２４５°Ｆ（１１８℃）の軟化点、及び３５０°Ｆ(１７７℃)で２６９００ ｃｐｓ(２６．９Ｐａ・ｓ)の粘度を有していた。アスファルトを１３５６ＲＰＭ で回転している実施例Ｉのアスファルトスピナーに送出した。出来たアスファル ト繊維はオープンタイプウエブであった。 実施例IV 剪断ミキサーで、実施例Ｉの酸化ラゴバン フラックスを１０％ハイモント プロファックス（Ｈｉｍｏｎｔ Ｐｒｏｆａｘ）６３０１ポリプロピレンと混合 することによって酸化ラゴバン フラックスを更に改質した。出来たアスファル トは３０２°Ｆ（１５０℃）の軟化点、２５℃で７ｄｍｍの浸透、及び３５０° Ｆ（１７７℃）で１１００００ｃｐｓ（１１０Ｐａ・ｓ）の粘度を有していた。 アスファルトを４０９°Ｆ（２０９℃）で、１２２９ＲＰＭで回転している実施 例Ｉのアスファルトスピナーに送出した。出来たアスファルト繊維はは実施例Ｉ 乃至実施例IIIからのアスファルト繊維のサンプルのどれよりも乾燥し、粘らず 、良かった。 実施例Ｖ 実施例Ｉ乃至実施例IIIで製造されたアスファルト繊維の直径を、先ず１イン チ（２５．４mm）×１．５インチ（３８．１mm）の薄いアスファルト繊維マット の見本をカバースリップで顕微鏡スライド状に固定することによってサンプルを 準備して測定した。顕微鏡は２００Ｘの容量、ビデオカメラ、及びモニターを備 えていた。明るい視野モードであらゆる測定に透過光を使用した。０．１mmまで 測定のできる一対のダイヤルキャリパー、及び少なくとも１０ミクロンの目盛り の目及び少なくとも１００ミクロンの全長を有する校正スライドを使用した。目 盛りスライドをステージに置き、ダイヤルキャリパーを使用してビデオモニター が１００ミクロンと計り取った。この測定から、スケール（１００ミクロン）の 実際のサイズ及びモニターからの測定されたサイズから関係を計算した。次いで 、サンプルスライドをステージに置き、モニターが１００繊維と計り取った。繊 維の隣のもの（融合されず又はしっかり絡み合わされない）と分離した繊維のみ を測定した。実際の繊維の直径を校正データに基づいて計算し、そして平均した 。この明細書で使用したように、用語、或る範囲内の「直径を有する」は、無秩 序 のサンプルにおけるアスファルト繊維の約９５％がその特定範囲内の直径を有す ることを意味する。 アスファルト繊維直径の結果を表Ｉに示す。アスファルトの黒色のために、上 記の方法を使用してアスファルト繊維直径を測定する能力をより困難にする。こ のために、能力があるにしても、繊維がツインにされ（軸線に沿って融合され） 、或いはしっかり絡み合わされたのを見分けることは難しい。この理由で、表Ｉ に示す測定値は実際に測定されたよりも高い値の方に傾けられる。アスファルト の組成の違いのために、あるサンプルは他のものよりももっと融合し或いはツイ ンになる自然の傾向を有する。 比較として、同様なロータリ繊維化法によって作られた乾燥ボトル級ポリエチ レンテレフタレート（ＰＥＴ）サンプルが表Ｉに対照として含められる。使用さ れたＰＥＴ材料は２３０℃で一晩乾燥されたイーストマン コダペット（Ｅａｓ ｔｍａｎ Ｋｏｄａｐｅｔ）であった。６００°Ｆ（３１６℃）で、０．０１６ インチ（０．４０６mm）の直径を有する１５インチ（３１８mm）直径のスピナー に供給された溶融ＰＥＴを遠心紡出することによってＰＥＴ繊維を製造した。ス ピナーを１６００ＲＰＭで回転させた。ＰＥＴ繊維は幾らかが融合しそして絡み 合っていることを示した。ＰＥＴ繊維の幾らかはツインにされ、繊維は脆さ（繊 維を互いにこするとき滑りの欠如）を示した。 実施例VI クレー充填剤の添加によって実施例IIのアスファルトを全体の組成の1０重量 ％をなすように高められた。繊維は実施例IIで製造された繊維よりも剛性であり 、且つ又より乾燥しそしてより短かった。好ましくは、充填剤の量はアスファル ト及び充填剤の全重量の約２乃至約３０重量％の範囲内にある。 回転アスファルトスピナーでアスファルトを繊維化する工程を、アスファルト をガラス繊維と混ぜ合わせるロータリーガラス繊維形成工程と組み合わせて使用 してもよい。図２に示すように、アスファルトスピナー１０はガラス繊維を製造 するのに良く知られたタイプの在来のガラススピナーの下に位置決めされる。ア スファルトスピナーは好ましくは、ガラススピナー底壁の下に、軸線４２でガラ ススピナーと同軸回転可能に取付けられる。溶融アスファルト流２０が中空軸４ ４の中に落ち、該中空軸はガラススピナーを回転自在に支持する。ガラス繊維を 製造する技術において周知の方法で、環状ブロワー４６及び環状バーナ３６によ ってガラス繊維の繊細化を容易にすることが出来る。 溶融ガラスは流れ５０としてスピナーの中へ落とし込まれ、ガラス繊維５２と して遠心紡出され、繊維及びガスの流れ、即ちベール５４として下方に曲げられ る。バインダーノズル５６のような添加装置を、バインダー又は他のコーティン グもしくは所望の粒子を着けるために、或いはアスファルト繊維を冷却するため の液体を供給するために、ベール内かベールの外側のいずれかに位置決めするこ とができる。 操作中、アスファルト繊維はアスファルトスピナーから半径方向外方に分配さ れ、アスファルト繊維はベールのガラス繊維と混ざり合い、そしてアスファルト 繊維とガラス繊維の混ざり合った素材５８としてコンベヤの上に集められる。ガ ラス繊維形成工程は必然的にガラスの軟化点以上の温度で作動するから、ガラス スピナーを取り囲む、そのすぐ下の領域は大変暑い。アスファルト繊維の幾らか が繊維のベールと一緒に流れる高温ガスの幾らかに同伴され、それによってアス ファルト繊維を軟化又は溶解するに十分な温度を経験する。このような場合には 、アスファルト材料の幾らかはガラス繊維の幾らかに付着して繊維にアスファル ト粒子を形成する。アスファルトはまた繊維の幾らかの上でコーティングの形態 をなす。アスファルトを着火させるほど暑い温度の領域に導入しないように注意 しなければならない。混ざり合ったアスファルト繊維とガラス繊維の素材は、ア スファルト／ガラス繊維製品６０になる前に、オーブン３２のような適当な処理 ステーションに運ばれるのがよい。 実施例VII 実施IVのアスファルトサンプルを図２に示す装置と同様な装置でガラス繊維と 同時に繊維化した。混ざり合ったアスファルト繊維とガラス繊維の出来た素材を 断熱製品として集め、これは黒いガラス繊維断熱材のように見えた。アスファル ト／ガラス繊維断熱製品は６０乃至６５重量％の有機成分を有していたが、有機 成分の重量％はアスファルト／ガラス繊維混ざり合い製品の約２０乃至約８０％ の範囲内にあってもよい。４つの個々のサンプルを準備した、その結果を表IIに 示す。 上で説明し且つ図２に示す同軸繊維化に対する変形として、アスファルト繊維 のベールとガラス繊維のベールの交互の混ぜ合わせを図３に示すように使用して もよい。前炉６６のような適当な供給装置によって溶融ガラスが供給される１つ 又はそれ以上の回転ガラススピナーからガラス繊維を遠心紡出してガラス繊維の １つ又はそれ以上の下方に移動するベール５４を作ることによってアスファルト 繊維をガラス繊維と一体化させてもよい。ガラス繊維ノベールは収集面３０の上 に位置決めされ、ガラス繊維のベールはほぼ収集面の長さに沿って整列される。 アスファルト繊維は１つ又はそれ以上の回転アスファルトスピナー１０によって 遠心紡出されてこれ又収集面の上に位置するアスファルト繊維の１つ又はそれ以 上の下方に移動するベールを作る。アスファルト材料はアスファルト供給導管６ ８のような共通の源から溶融形態で供給される。アスファルト繊維のベールはガ ラス繊維のベールと交互に、ガラス繊維のベールとほぼ同一線上に、収集面の長 さに沿って整列される。その結果、アスファルト繊維とガラス繊維は混ざり合い 、そして混ざり合ったアスファルト繊維及びガラス繊維として集められる。引き 続いて、混ざり合ったアスファルト繊維及びガラス繊維は更に処理されて所望の アスファルト／ガラス繊維製品になる。別の実施形態では、単一のアスファルト スピナーが一対のガラススピナー間に位置決めされる。 図４に示す、本発明のアスファルト繊維マット３４を、特に建設産業において 多くの適用に組み込むことができる。ありそうな用途はガラスマット熱可塑性プ ラスチック、ろ過材、吸音材、ガスケット、吸着剤、接着剤、マットバインダー 、耐水層、耐食層、断熱材、屋根板修正用のポリマープレースメト、加熱や溶剤 の必要のない整合層の適用、衝撃吸収層、及び高速道路再舗装材を含む。 一体のガラス繊維及びアスファルトは、より緻密のな製品を形成する圧縮段階 を受けてもよい。圧縮の前、一体のガラス繊維及びアスファルトは好ましくは約 ２（３２kg／m³）乃至約１５ｐｃｆ（２４０kg／m³）の範囲内の密度を有する。 圧縮された製品は振動減衰材料、成形材料、断熱材、及び床仕上げ基材を含む種 々の製品に用途を有する。 アスファルト繊維マットが高速道路建設及び補修に使用されるときには、アス ファルト繊維マットを湿式プロセスガラス繊維マットのような強化マットと積層 して強化層を形成することが出来る。強化層は種々の他の建設適用並びに高速道 路建設に有用である。図５に示すように、積層マット７０はアスファルトマット ３４と連続ガラス繊維マット７２のような強化層を一緒に積層することによって 形成することができる。積層マットは高速道路のような種々の建設適用において 応力吸収膜中間層として使用することができる。 屋根板加工におけるアスファルト繊維マット７２の使用を図６に示す。この図 において、湿式法屋根板マット７６とアスファルト繊維層３４を互いに積層して 積層マット７０を形成する。積層マットをアスファルト被覆器７８へ送り込み、 粒状体を粒状体アプリケータ８０によって被覆したアスファルトシートに着ける 。粒状体を粒状体プレス８２のような適当な方法でシートへ圧入し、切断シリン ダ８６によってここの屋根板に切断する。別々の屋根板が形成された後、屋根板 を、かかる屋根板を取り扱うための普通に使用されている装置、例えば屋根板ス タッカー８８で処理して屋根板のスタック９０を形成し、包み包装機９２で処理 して屋根板包み９４を形成する。屋根板又は他の屋根用製品の構造におけるアス ファルト繊維層の使用は特別な性質を有する層の選択的な位置決めを可能にする 。例えば、層のアスファルト繊維を、高い可撓性又は弾力性をもたらすようにポ リマーで改質すれば、層の使用により、被覆用アスファルトの全てを改質する必 要なしに、（弾力性が必要とされる場合）高い弾力性アスファルトを屋根板の頂 部分に敷くことができる。この構造は大きい追加のコストなしによりよい予備成 形板を与える。 実施例VIII 上記の実施例IIにおける如く製造されたアスファルト繊維層と湿式法屋根板マ ットとを積層することによってアスファルト屋根板を製造した。次いで、積層マ ットを充填被覆用アスファルトで被覆して屋根板を製造した。出来た屋根板のエ ルメンドルフ（Ｅｌｍｅｎｄｏｒｆ）は１９５３グラムであった。これは在来の 屋根板の典型的な剪断強度よりも約９％高かった。 図８に示す高速道路強化製品を製造する方法は第１のアスファルトスピナー１ ０２と一緒に同軸回転可能に取付けられたガラススピナー１００を含む。スピナ ーに供給された溶融ガラス１０４はガラス繊維１０６の形態でガラススピナーか ら遠心紡出される。第１のアスファルトスピナーに供給された溶融アスファルト １０８は第１のアスファルトスピナーによって遠心紡出されてアスファルト繊維 １１０になる。アスファルト繊維は好ましくは、約２５（６３５ １０³μｍ） 乃至約６０Ｈｔ（１５２４ １０³μｍ）の範囲内の直径を有する。ガラス繊維 とアスファルト繊維のこの同時繊維化は２つの材料を混ぜ合わせそれらを互いに 一体にする。ガラス繊維とアスファルト繊維は環状ブロワー（図示せず）によっ て下方に曲げられる。 ガラススピナー及び第１のアスファルトスピナーはコンベヤ１１２のような収 集面より上に位置決めされる。所望ならば、目の荒いガラス格子１１４のような 強化マットをコンベヤへ送り込んで一体のアスファルト繊維及びガラス繊維の流 れの下に差し向けてもよい。強化マットは、有機又は無機の織りか不織の、好ま しくは、目の荒い又は格子の形態の強化舗装層に適したどいなタイプでもよい。 一体のアスファルト繊維及びガラス繊維をガラス格子の上に集めて高速道路強化 製品１１６を製造する。好ましくは、一体のアスファルト繊維及びガラス繊維を カレンダー掛けロール１１７で圧縮する。 随意に、粘着被覆材料１１８を粘着被覆スプレーアプリケータ１２０のような 適当な供給源から高速道路強化製品の上に着けてもよい。粘着被覆は高速道路強 化製品を道路に結合させるのに適した接着剤、例えばアスファルト接着剤でよい 。好ましくは、粘着被覆はＡＳＴＭ転がりボールテストＤ−２１３１によって測 定されたとき、２５℃の温度で粘り、それによると約４０以上の値は粘らないと 考えられる。 粘着被覆を着ける随意の手順を図８に示す。第２のアスファルトスピナー１２ ８によって製造されたアスファルト繊維１２６の第２の層を高速強化製品の上に 敷いてもよい。好ましくは、第２のアスファルトスピナーは収集面の長さに沿っ て第１アスファルトスピナーとほぼ整列している。第２のアスファルトスピナー に供給されるアスファルト流１３０は粘着性繊維を作る組成のものである。これ は幾つかの方法で、例えば、高い浸透率をもったアスファルトを使用することに よって達成することができる。好ましくは、粘着性アスファルト繊維は約２５（ ６３５ １０³μｍ）乃至約６０Ｈｔ（１５２４ １０³μｍ）の範囲内の直径を 有する。粘着性被覆又は層が粘着性アスファルト繊維の形態で供給されるとき、 噴霧着け粘着被覆１１８は通常必要ない。好ましくは、粘着生アスファルト繊維 は２５℃の温度で粘る。 図９に示すように、高速道路に適用されるとき、高速道路強化製品は図８に示 す向きと逆にされるから、高速道路強化製品１１６はその頂層として強化マット 又はガラス格子１１４を有する。製品の中間には一体のガラス繊維１０６及びア スファルト繊維１１０である層１２２がある。底の層は粘着被覆１１８である。 最後に、高速道路強化製品は、高速道路舗装現場で該製品を巻き解くのを容易に するために剥離紙１２４を含むのがよい。 以上の説明から、種々の修正を本発明に対してなすことができることは明らか である。しかしながら、かかる修正は発明の範囲内にあると考えられる。 産業上の適用性 本発明はアスファルト繊維及びガラス繊維の強化製品の製造に、及びアスファ ルト屋根板の製造に有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ペラグリン マイケル ティー アメリカ合衆国 オハイオ州 43055 ニ ューアーク マリオン マナー ウッズ 505 (72)発明者 ヴァーミリオン ドン アール アメリカ合衆国 オハイオ州 43055 ニ ューアーク シダー ラン ロード 791 (72)発明者 ガラガー ケヴィン ピー アメリカ合衆国 オハイオ州 43062 パ タスカラ シャターギー ドライヴ 281 (72)発明者 ポン フレデリック エイチ アメリカ合衆国 オハイオ州 43023 グ ランヴィル ランカスター ロード サウ スウェスト 4234 【要約の続き】 の方法によって製造されたアスファルト屋根板（８４） を含む。更に、本発明はアスファルト繊維（２６）を含 むアスファルト高速道路強化製品（１１６）及びかかる 製品の製造方法を含む。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ａ．溶融アスファルトを回転アスファルトスピナーに供給し、 ｂ．スピナーからアスファルト繊維を遠心紡出し、 ｃ．アスファルト繊維を収集する、ことからなるアスファルト繊維の製造方法 。 ２．溶融アスファルトを約２７０°Ｆ（１３２℃）乃至約５００°Ｆ(２６０℃) の範囲内の温度でアスファルトスピナーに供給することを含む、請求の範囲１に 記載の方法。 ３．供給段階は天然ゴム、合成ゴム、エラストマー、ポリマー、樹脂、及び他の 熱可塑性又は熱硬化性材料からなる群からの１種又はそれ以上の有機改質剤で改 質されたアスファルトを供給することをからなる、請求の範囲１に記載の方法。 ４．改質剤は約２乃至約３０％の範囲内の量で存在する請求の範囲３に記載の方 法。 ５．溶融アスファルトを約２７０°Ｆ（１３２℃）乃至約５００°Ｆ(２６０℃) の範囲内の温度でアスファルトスピナーに供給することを含む、請求の範囲３に 記載の方法。 ６．供給段階は約１８０°Ｆ（８２℃）乃至約３５０度Ｆ（１７７℃）の範囲内 の軟化点をアスファルトに与えるのに十分な酸化工程を受けたアスファルトを供 給することからなる、請求の範囲１に記載の方法。 ７．溶融アスファルトを約２７０°Ｆ（１３２℃）乃至約５００°Ｆ(２６０℃) の範囲内の温度でスピナーに供給することを含む、請求の範囲６に記載の方法。 ８．遠心紡出段階は約２５（６３５ １０³μｍ）乃至約１インチの６０／１０ ００００(Ｈｔ（Ｈａｎｄｒｅｄ ｔｈｏｕｓａｎｄｔｈｓ）)(１５２４ １０³ μｍ)の範囲内の直径を有する一次アスファルト繊維を製造するのに十分な溶融 アスファルトに加速を与える、請求の範囲１に記載の方法。 ９．アスファルトスピナーはアスファルトを遠心紡出する５００乃至２５０００ 個のオリフィスを有する周壁を備える、請求野範囲１に記載の方法。 10．ａ．溶融アスファルトを約２７０°Ｆ（１３２℃）乃至約５００°Ｆ（２６ ０℃）の範囲内の温度で回転アスファルトスピナーに供給し、アスフ ァルトは約１８０°Ｆ（８２℃）乃至約３５０度Ｆ（１７７℃）の範囲内の軟化 点をアスファルトに与えるのに十分な酸化工程を受けており、 ｂ．アスファルトスピナーからアスファルト繊維を遠心紡出して約２５（６３ ５ １０³μｍ）乃至約１インチの６０／１０００００（Ｈｔ（Ｈａｎｄｒｅｄ ｔｈｏｕｓａｎｄｔｈｓ））（１５２４ １０³μｍ）の範囲内の直径を有す るアスファルト繊維を製造し、 ｃ．アスファルト繊維を収集する、ことからなるアスファルト繊維の製造方法 。 11．供給段階は天然ゴム、合成ゴム、エラストマー、ポリマー、樹脂、及び他の 熱可塑性又は熱硬化性材料からなる群からの１種又はそれ以上の有機改質剤で改 質されたアスファルトを供給することをからなり、改質剤は約２乃至約３０％の 範囲内の量で存在する請求の範囲１０に記載の方法。 12．改質剤は約４乃至約１２％の範囲内の量で存在する、請求の範囲１１に記載 の方法。 13ａ．溶融アスファルトを回転自在に取付けられたアスファルトスピナーに供給 し、 ｂ．アスファルトスピナーからアスファルト繊維を遠心紡出して一次アスファ ルト繊維を形成し、 ｃ．一次アスファルト繊維を下方に移動する環状ガス流によって細くしてアス ファルト繊維の下方に移動するベールを形成し、 ｄ．アスファルト繊維をアスファルト製品として収集する、ことからなるアス ファルト製品の製造方法。 14．溶融アスファルトを約２７０°Ｆ（１３２℃）乃至約５００°Ｆ(２６０℃) の範囲内の温度でアスファルトスピナーに供給することを含む請求の範囲１３に 記載の方法。 15．供給段階は、天然ゴム、合成ゴム、エラストマー、ポリマー、樹脂、及び他 の熱可塑性又は熱硬化性材料からなる群からの１種又はそれ以上の有機改質剤で 改質されたアスファルトを供給することをからなり、改質剤は約２乃至約３０％ の範囲内の量で存在する請求の範囲１３に記載の方法。 16．改質剤は約４乃至約１２％の範囲内の量で存在する請求の範囲１５に記載の 方法。 17．供給段階は約１８０°Ｆ（８２℃）乃至約３５０度Ｆ（１７７℃）の範囲内 の軟化点をアスファルトに与えるのに十分な酸化工程を受けたアスファルトを供 給することからなる、請求の範囲１３に記載の方法。 18．遠心紡出段階は約２５（６３５ １０³μｍ）乃至約１インチの６０／１０ ００００(Ｈｔ（Ｈａｎｄｒｅｄ ｔｈｏｕｓａｎｄｔｈｓ）)(１５２４ １０³ μｍ)の範囲内の直径を有する一次アスファルト繊維を製造するのに十分な溶融 アスファルトに加速を与える、請求の範囲１３に記載の方法。 19．供給段階は、天然ゴム、合成ゴム、エラストマー、ポリマー、樹脂、及び他 の熱可塑性又は熱硬化性材料からなる群からの１種又はそれ以上の有機改質剤で 改質されたアスファルトを供給することをからなり、改質剤は約２乃至約３０％ の範囲内の量で存在する請求の範囲１８に記載の方法。 20．アスファルトスピナーはアスファルトを遠心紡出する５００乃至２５０００ 個のオリフィスを有する周壁を備える、請求野範囲１３に記載の方法。