(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟化点９０〜１３０℃、針入度１０〜５０の性状を有する防水工事用ブローンアスファルトを、使用時に２５０〜３２０℃の温度範囲において、４〜２０Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料（１気圧［１．０１３×１０5Ｐａ］、２５℃換算）の空気を吹き込みながら加熱溶解することを特徴とするブローンアスファルトの加熱溶解方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防水工事用ブローンアスファルトを再加熱して使用する際の加熱溶解方法に関し、詳しくは高温加熱による軟化点低下、だれ長さの増大といった加熱安定性の低下を防ぐことができる防水工事用ブローンアスファルトの加熱溶解方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
防水工事用アスファルトの種類と規格は、日本工業規格（ＪＩＳ  Ｋ２２０７石油アスファルト）に示されており、用途別に１種から４種まで分類されている。
また、防水工事用アスファルトは、一般に石油の減圧蒸留残渣油に減圧留出油等をカットバック材として使用し、適度な針入度又は粘度に調製したものを原料油とし、無触媒あるいは触媒下において、所定の反応条件でブローイングすることにより製造されている。
防水工事用アスファルトの製造方法についてＪＩＳ３種を例に挙げると、最初に石油の減圧蒸留残渣油に減圧蒸留留出油を混合して、所定の粘度、例えば１００℃の粘度３００〜６００ｍｍ2／ｓに調整した原料油に五酸化リン等のリン化合物を触媒として所定量添加し、高温下でブローイングすると防水工事用アスファルト３種（以下、ＪＩＳ３種アスファルトという）を製造することができる。
また、以上の様にして製造された防水工事用アスファルトは、通常袋詰めの形態で出荷されるが、実際に施工現場において防水工事を行う際の作業粘度は、５０〜１００ｍｍ2／ｓとされているため、防水工事用アスファルトは、２６０〜３００℃という高温で約２〜５時間、再加熱され施工されている。
従来、施工現場において防水工事用アスファルトを使用する際には、高熱をかけるのみで加熱溶解されているのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、防水工事用アスファルトは、ＪＩＳ規格だけを満足すればよいというものではなく、実用上ＪＩＳ規格には規定されていない耐候性、接着性及び作業性等の実用性能面でも優れたものが要求されている。
また、防水工事用アスファルトを使用時において、何の処理もせずに単に高温で再加熱した場合、軟化点が低下し、ひいてはだれ長さが増大するといった高温特性低下のおそれが生じる。軟化点の低下が大きい場合、防水工事用アスファルトが使用時において、ＪＩＳ規格を外れるおそれがあり、また軟化点が低下するとだれ長さが増大し、取扱いや作業上の点で好ましくない等の問題が生じる。
本発明は、上記従来技術の状況に鑑みてなされたものであり、具体的には軟化点の低下及びだれ長さの増大を少なくし、高温特性を維持したまま防水工事用アスファルトを加熱溶解する方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、防水工事用アスファルトを２５０〜３２０℃で加熱溶解する際に、特定量の空気を吹き込みながら加熱溶解することにより、軟化点の低下及びだれ長さの増大を少なくすることができるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、軟化点９０〜１３０℃、針入度１０〜５０の性状を有する防水工事用ブローンアスファルトを、使用時に２５０〜３２０℃の温度範囲において、４〜２０Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料（１気圧［１．０１３×１０5Ｐａ］、２５℃換算）の空気を吹き込みながら加熱溶解することを特徴とするブローンアスファルトの加熱溶解方法を提供するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００６】
本発明においては、軟化点９０〜１３０℃、針入度１０〜５０の性状を有する防水工事用ブローンアスファルトを対象とする。
防水工事用ブローンアスファルトの軟化点が低過ぎると、施工現場で加熱溶解して使用する際に、だれ長さが大きくなって、取扱い性や作業性が低下し、高過ぎると溶解温度が高くなり、施工時において特殊設備を必要としたり、高い熱コストがかかったりと、取扱いや作業上の点で好ましくない等の問題が生じる。
針入度は１０〜５０であり、針入度が低く過ぎると施工後の弾力性が悪く、ひび割れ等に結びつき、高過ぎると軟らか過ぎてだれ長さが大きくなって、上記と同様の問題が生じてしまう。
【０００７】
本発明における加熱溶解温度は２５０〜３２０℃、好ましくは２７０〜３００℃であり、これは本発明が高温での加熱溶解時における加熱安定性を対象にしたものであるためであり、温度が２５０℃より低い場合、加熱安定性は良好だが溶解に時間がかかり作業効率が低下し、３２０℃より高い場合、前述のように施工時において特殊設備を必要としたり、高い熱コストがかかったりと、取扱いや作業上の点で好ましくない。
また、２５０〜３２０℃の所定温度まで加熱する際には、２〜２０℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温することが好ましく、特に５〜１０℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温することが好ましい。昇温速度が遅すぎると、それだけ加熱時間が長くなるために、高温特性低下の度合いが多くなる。一方、２０℃／ｍｉｎを超えた昇温速度にするためには、特定の設備を必要とし、コスト面で好ましくない。
【０００８】
空気吹き込み開始時期は、２５０〜３２０℃の所定温度に達してから、１０分以内が好ましく、特に５分以内に空気吹き込みを開始することが好ましい。空気吹き込み開始時期が遅くなると、その分高温特性の低下が生じ、好ましくない。
本発明において、吹き込む空気の温度は１０〜５０℃が好ましい。吹き込む空気の温度が低過ぎると、熱効率、反応性の面で好ましくなく、高すぎると設備及びコスト面で好ましくない。しかし、吹き込む空気の温度は、熱効率や反応性の点から一般的に高温の方が適していることから、場合によっては５０℃以上に加熱した空気を吹き込んでもよい。
【０００９】
また、吹き込まれる空気は、反応が効率よく進行するために、加熱されている防水工事用ブローンアスファルトと均一に接触した方が好ましい。そこで、空気とアスファルトを均一に接触させるために、本発明では、直径０．５〜３ｍｍの吹き込み孔を有する空気吹き込み管を用いて、加熱釜の底部から空気を吹き込むことが好ましい。空気吹き込み孔が大きすぎると、空気が均一にアスファルトと接触しないおそれがあり、小さすぎると吹き込み孔が目詰まりを起こすおそれがある。
本発明における最適空気量は４〜２０Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料（１気圧［１．０１３×１０5Ｐａ］、２５℃換算、以下同様）、好ましくは８〜１９Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料、さらに好ましくは１１〜１８Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料である。
【００１０】
また、加熱溶解時においては撹拌しながら加熱することも可能であり、同一能力の撹拌装置を用いた場合、撹拌回転数が多いと吹き込む最適空気量は減少する傾向がある。撹拌を行う場合の最適空気量は、溶解釜の容量、撹拌装置の能力（特に撹拌羽根の形状）等により異なるので一概には言えないが、一例を挙げると、縦１０ｃｍ、横８ｃｍの撹拌羽根を６枚ずつ二箇所に有する撹拌装置を用いて、容量７０〜１５０Ｌの溶解釜（反応槽）にて、撹拌回転数４５０ｒｐｍで撹拌する場合の最適空気量は好ましくは４〜１３Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料、より好ましくは６〜１１Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料であり、撹拌をしない場合よりも少ない空気量で効果があるといえる。空気量が少な過ぎると加熱安定性の改善効果が少なく、空気量が多過ぎるとアスファルトの硬化が進み過ぎて針入度が低下し、前述のように弾力性が悪くなり、ひび割れ等が発生するというおそれが生じる。
また、本発明における、防水工事用ブローンアスファルトの再加熱時間は、１〜６時間が好ましく、特に２〜５時間が好ましい。加熱時間が短すぎる場合は、作業性の面で好ましくなく、長すぎると軟化点、だれ長さの変化率が徐々に大きくなっていくという問題が生じる。
【００１１】
【作用】
防水工事用アスファルトは、減圧蒸留残渣油をブローイングによりゲル化させて製造されるが、そのゲル化の機構は芳香族分がレジンへ、レジンがアスファルテンへと酸化縮合により高分子化し、アスファルテン自身も高分子化して進行する。
このようにして製造された防水工事用アスファルトを使用する際に、従来の方法で、空気を吹き込まずに２５０〜３２０℃で加熱溶解する場合、ゲル化により生成及び高分子化したアスファルテンが熱分解により低分子化するために、軟化点の低下、だれ長さの増大が起きるものと考えられる。ここで上記のような所定量の空気を吹き込みながら加熱することにより、アスファルテンの熱分解と酸化縮合が平衡状態になり、加熱安定性の低下が抑えられることが推測される。吹き込む空気量が少な過ぎる場合には、平衡が熱分解の方に移動するため、加熱安定性の改善効果が少なく、多過ぎる場合には酸化縮合の方に平衡が移動するために、硬化が過度に進むことが考えられる。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明を実施例及び比較例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。
実施例には、表１に記載した性状を有するものを使用した。なお、軟化点、針入度は、ＪＩＳ  Ｋ２２０７により測定した。
なお、実施例、比較例における加熱時間は、２７０℃及び３００℃に達し、空気吹き込みを開始してからの時間を示す。また、実施例、比較例におけるだれ長さの変化率は、だれ長さの測定値と、だれ長さ試験に使用する型枠の長さ（６０ｍｍ）の合計値を用いて算出した。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
実施例１
表１に示される性状を有した防水工事用ブローンアスファルトを、下部に直径１ｍｍの空気の吹き込み孔を８個有する縦型反応槽（容量１００Ｌ）に張り込み、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で２７０℃まで加熱した後、撹拌を行なわずに、空気吹き込み量１１Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料（１気圧［１．０１３×１０5Ｐａ］、２５℃換算）、及び１３Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料（１気圧［１．０１３×１０5Ｐａ］、２５℃換算）の２つの場合について、２７０℃に達して１分後にそれぞれ約２５℃の空気を吹き込み始めた。この時の軟化点とだれ長さの経時変化を図１に示す。また、５時間加熱した際の性状を表２に示す。
【００１５】
実施例２
表１に示される性状を有した防水工事用ブローンアスファルトを、下部に直径１ｍｍの空気の吹き込み孔を８個有する縦型反応槽（容量１００Ｌ）に張り込み、１５℃／ｍｉｎの昇温速度で３００℃まで加熱した後、撹拌を行なわずに、空気吹き込み量１６Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料（１気圧［１．０１３×１０5Ｐａ］、２５℃換算）及び１８Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料（１気圧［１．０１３×１０5Ｐａ］、２５℃換算）の２つの場合について、３００℃に達して１分後にそれぞれ約２５℃の空気を吹き込み始めた。この時の軟化点とだれ長さの経時変化を図２に示す。また、５時間加熱した際の性状を表２に示す。
【００１６】
実施例３
表１に示される性状を有した防水工事用ブローンアスファルトを、下部に直径１ｍｍの空気の吹き込み孔を８個有する縦型反応槽（容量１００Ｌ）に張り込み、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で２７０℃まで加熱した後、撹拌回転数４５０ｒｐｍで撹拌しながら、空気吹き込み量６Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料（１気圧［１．０１３×１０5Ｐａ］、２５℃換算）及び９Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料（１気圧［１．０１３×１０5Ｐａ］、２５℃換算）の２つの場合について、それぞれ２７０℃に達して１分後にそれぞれ約２５℃の空気を吹き込み始めた。この時の軟化点とだれ長さの経時変化を図３に示す。また、５時間加熱した際の性状を表２に示す。
【００１７】
実施例４
表１に示される性状を有した防水工事用ブローンアスファルトを、下部に直径１ｍｍの空気の吹き込み孔を８個有する縦型反応槽（容量１００Ｌ）に張り込み、１５℃／ｍｉｎの昇温速度で３００℃まで加熱した後、撹拌回転数４５０ｒｐｍで撹拌しながら、空気吹き込み量９Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料（１気圧［１．０１３×１０5Ｐａ］、２５℃換算）及び１１Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料（１気圧［１．０１３×１０5Ｐａ］、２５℃換算）の２つの場合について、それぞれ３００℃に達して１分後にそれぞれ約２５℃の空気を吹き込み始めた。この時の軟化点とだれ長さの経時変化を図４に示す。また、５時間加熱した際の性状を表２に示す。
【００１８】
比較例１
比較例として、実施例と同様の防水工事用ブローンアスファルト及び反応槽を用いて、空気を吹き込まずに３００℃で加熱した際の軟化点とだれ長さの経時変化を図５に示す。また、５時間加熱した際の性状を表３に示す。
【００１９】
比較例２
実施例１と同様の条件で、空気吹き込み量２Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料（１気圧［１．０１３×１０5Ｐａ］、２５℃換算）、吹き込み空気温度約２５℃で空気を吹き込んだ時の軟化点、だれ長さの経時変化を図６に示す。また、５時間加熱した際の性状を表３に示す。
【００２０】
比較例３
実施例２と同様の条件で、空気吹き込み量２５Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料（１気圧［１．０１３×１０5Ｐａ］、２５℃換算）、吹き込み空気温度約２５℃で空気を吹き込んだ時の軟化点、だれ長さの経時変化を図７に示す。また、５時間加熱した際の性状を表３に示す。
【００２１】
【表２】
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【００２２】
【表３】
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【００２３】
実施例１〜４は、２７０〜３００℃の高温で３〜５時間加熱した時の軟化点変化及びだれ長さの変化率がいずれも±３％以下であり、加熱安定性に優れているといえる。なお、表２より実施例１〜４において、針入度にも大きな変化はないといえる。
一方、比較例１、２より、空気を吹き込まない場合、及び吹き込み空気量が少ない場合は、３〜５時間の加熱において軟化点の減少率とだれ長さの増大率が約５％以上となり加熱安定性改善の効果がないといえる。
比較例３より、空気吹き込み量が多過ぎる場合には、軟化点の増大と、だれ長さの減少が大きくなり過ぎ、アスファルトが硬くなるといえる。このことより、針入度が小さくなり、ひび割れ等の原因となるおそれが生じる。
以上より、実施例１〜４までの条件が加熱安定性の改善において最適であるといえる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のアスファルトの加熱溶解方法により、２７０〜３２０℃という高温領域での加熱においても性状変化を極力小さくすることが可能であり、針入度等にも影響を及ぼさない。
【図面の簡単な説明】
【図１】２７０℃で加熱した際の軟化点とだれ長さの経時変化を示したものである。
【図２】３００℃で加熱した際の軟化点とだれ長さの経時変化を示したものである。
【図３】２７０℃で加熱し、撹拌した際の軟化点とだれ長さの経時変化を示したものである。
【図４】３００℃で加熱し、撹拌した際の軟化点とだれ長さの経時変化を示したものである。
【図５】空気を吹き込まずに３００℃で加熱した際の軟化点とだれ長さの経時変化を示したものである。
【図６】実施例１と同様の条件で、空気吹き込み量２Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料で空気を吹き込んだ時の軟化点、だれ長さの経時変化を示したものである。
【図７】実施例２と同様の条件で、空気吹き込み量２５Ｌ／ｈｒ・ｋｇ原料で空気を吹き込んだ時の軟化点、だれ長さの経時変化を示したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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