(57)【要約】      （修正有）【課題】セミブローニング等の煩雑な操作を行わず、耐わだち掘れ性、耐ひび割れ性に優れたアスファルトの提供。【解決手段】式（１）又は式（２）で表されるキノン化合物を配合したアスファルト混合物を、不活性ガス雰囲気下で加熱処理することによる、アスファルト組成物の製造方法。アスファルトに対し、０．０５〜５．０質量％のキノン化合物の配合量であり、不活性ガス雰囲気下の加熱処理が１ｖｏｌ％以下の酸素濃度である、アスファルト組成物の製造方法。2019081847.tif 000012【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表されるキノン化合物を配合したアスファルト混合物を、不活性ガス雰囲気下で加熱処理することにより得られるアスファルト組成物。
【化１】
2019081847.tif 000008
（上記（１）式中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数１〜８のアルコキシ基、炭素数１〜８のアルキルチオ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、炭素数１〜８のアルキルアミノ基、炭素数６〜１２のアリールアミノ基、ホルミル基、炭素数２〜９のアシル基、炭素数２〜９のアシルオキシ基、カルボキシル基、炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基、炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基又は炭素数１〜８のカルバモイル基を表す。）
【請求項２】
下記一般式（２）で表されるキノン化合物を配合したアスファルト混合物を、不活性ガス雰囲気下で加熱処理することにより得られるアスファルト組成物。
【化２】
2019081847.tif 000009
（上記（２）式中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、ホルミル基、炭素数２〜９のアシル基、炭素数２〜９のアシルオキシ基、カルボキシル基、炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基、炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基又は炭素数１〜８のカルバモイル基を表し、Ｙ１、Ｙ２は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数１〜８のアルコキシ基、炭素数１〜８のアルキルチオ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、炭素数１〜８のアルキルアミノ基、炭素数６〜１２のアリールアミノ基、ホルミル基、炭素数２〜９のアシル基、炭素数２〜９のアシルオキシ基、カルボキシル基、炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基、炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基又は炭素数１〜８のカルバモイル基を表す。）
【請求項３】
配合されるキノン化合物の配合量が、アスファルトに対して０．０５質量％以上、５．０質量％以下である、請求項１又は２に記載のアスファルト組成物。
【請求項４】
下記一般式（１）で表されるキノン化合物を配合したアスファルト混合物を、不活性ガス雰囲気下で加熱処理することを特徴とするアスファルト組成物の製造方法。
【化３】
2019081847.tif 000010
（上記（１）式中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数１〜８のアルコキシ基、炭素数１〜８のアルキルチオ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、炭素数１〜８のアルキルアミノ基、炭素数６〜１２のアリールアミノ基、ホルミル基、炭素数２〜９のアシル基、炭素数２〜９のアシルオキシ基、カルボキシル基、炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基、炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基又は炭素数１〜８のカルバモイル基を表す。）
【請求項５】
下記一般式（２）で表されるキノン化合物を配合したアスファルト混合物を、不活性ガス雰囲気下で加熱処理することを特徴とするアスファルト組成物の製造方法。
【化４】
2019081847.tif 000011
（上記（２）式中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、ホルミル基、炭素数２〜９のアシル基、炭素数２〜９のアシルオキシ基、カルボキシル基、炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基、炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基又は炭素数１〜８のカルバモイル基を表し、Ｙ１、Ｙ２は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数１〜８のアルコキシ基、炭素数１〜８のアルキルチオ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、炭素数１〜８のアルキルアミノ基、炭素数６〜１２のアリールアミノ基、ホルミル基、炭素数２〜９のアシル基、炭素数２〜９のアシルオキシ基、カルボキシル基、炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基、炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基又は炭素数１〜８のカルバモイル基を表す。）
【請求項６】
配合されるキノン化合物の配合量が、アスファルトに対して０．０５質量％以上、５．０質量％以下である、請求項４又は５に記載のアスファルト組成物の製造方法。
【請求項７】
不活性ガス雰囲気下での加熱処理が、酸素濃度が１ｖｏｌ％以下の不活性ガス雰囲気下での加熱処理である、請求項４乃至６のいずれか一項に記載のアスファルト組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアスファルト組成物に関し、特にアスファルトの耐わだち掘れ性、耐ひび割れ性を改良したアスファルト組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アスファルト（歴青質）は骨材などの種々の成分を混合して、アスファルト混合物として用いることにより主に道路舗装材として用いられる。このアスファルト混合物は、低温下では脆化し、高温下では流動するという性質を有する。しかしながら、アスファルト混合物はこの性質により道路舗装材として用いた場合に、季節変動や車輌等の通過を繰り返すことによって、わだち掘れやクラック（ひび割れ）が発生し、アスファルト舗装が破損するといった種々の問題が発生する。この問題は、昨今の交通量の増大、車両の大型化や重量化に伴い一層助長され、アスファルト舗装の寿命が短くなっている。また、このわだち掘れ部に溜まる水のため、泥はねやハイドロプレ―ニング現象を生じたり、車両の走行安定性が損なわれ、事故や渋滞の原因にもなっている。
【０００３】
一般に、道路舗装用アスファルトは、原油を常圧蒸留して得られた常圧残油をさらに減圧蒸留して得られる２５℃における針入度４０〜１００のストレートアスファルトが使用されているが、上述のように重交通道路においてわだち掘れが顕著となり、車両の走行安全に支障をきたすという問題がある。
【０００４】
このわだち掘れ対策として、高粘弾性のアスファルトがわだち掘れに対して抑制効果があることが知られており（特許文献１、非特許文献１）、６０℃における粘度が従来のストレートアスファルトより高いアスファルトが求められている。
【０００５】
そこで、原油を蒸留して得られる減圧残油を、さらに２００〜３００℃の加熱下で空気を数時間吹き込んで得られるセミブローンアスファルトは高粘度であることから、アスファルト舗装道路のわだち掘れを防止する改質アスファルトとして知られている。しかしながら、セミブローンアスファルトを製造する方法はストレートアスファルトの改質方法に比べて、蒸留操作に加えて煩雑なブローイング操作（減圧残油をさらに２００〜３００℃の加熱下で空気を数時間吹き込む操作）が必要であり、多くのエネルギーが必要であるうえ、反応に伴う廃ガスの処理設備も必要という欠点がある。またセミブローンアスファルトで舗装した道路ではひび割れを起こし易いという欠点も有する。
【０００６】
また、ストレートアスファルトに軽度のブローイング操作を行う方法では空気の吹込量の調整または吹込みを途中で停止する時期の調整が極めて難しく、高度な操作技術が要求され、最終製品の性状もばらつきが大きくならざるを得ない。さらに、この方法では空気の吹込みを途中で停止して製品タンクに抜き出すために、製品中に未反応の空気が残っており、これが作用して、貯蔵中に徐々にブローイング反応が進行して、製品が変質してしまう欠点がある。タンク内での酸化反応を極力抑えるために、タンク内を不活性ガス雰囲気または低温貯蔵にするという対策を実施している場合もあるが、この方法では設備投資及び維持費に多大な金額を必要とするという欠点がある。
【０００７】
一方、アスファルト用添加剤としては、骨材との密着性を向上させるためにアスファルトにゴム、樹脂等の高分子材料を添加することが行われてきた。また、アルキルヒドロキシアミン類を添加する方法（特許文献２）、チタネート、リン酸エステル、ロジンエステル等を添加する方法（特許文献３）、酸性有機リン化合物を添加する方法（特許文献４）などが提案されている。しかし、いずれにおいても、６０℃における粘度を高める効果は十分ではなく、耐わだち掘れ対策としては十分ではなかった。
【０００８】
一方、アスファルト舗装道路のわだち掘れを防止する方法として、ナフトキノンや１，４−アントラキノンを添加する方法が知られている（特許文献５）。一般的に、アスファルトのわだち掘れ対策として、より高粘度の硬いアスファルトを用いることが良いとされているが、硬いアスファルトを用いることにより、寒冷地等では冬場にアスファルトにひび割れ（低温割れ）が生じてしまうといった欠点がある。しかしながら、この特許文献５の方法では、確かにわだち掘れの改善効果はあるものの、得られた改質アスファルトの低温物性については何ら記載されておらず、ナフトキノン等を添加する際の分子状酸素の存在の有無も記載されていない。このように、わだち掘れとひび割れを同時に防止することはアスファルトの物性上困難であり、これらの性能を併せ持つバランスの良いアスファルト材料の開発が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公昭４７−１７３１９号公報
【特許文献２】特公昭５５−３８９９３号公報
【特許文献３】特開平１−２８４５５７号公報
【特許文献４】特開平７−３３１０８２号公報
【特許文献５】中国特許第１０４５６００８８号明細書
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】アスファルト、（社）日本アスファルト協会、（１９９７）Ｖｏｌ．３９、Ｎｏ．１９０、３０〜３７ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明の目的は、セミブローイング等の煩雑な操作を行う必要がなく、耐わだち掘れ性を有し、かつ、冬場等のひび割れをも防止することができる新しいアスファルト組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、前記課題を解決するために鋭意研究した結果、アスファルトに特定の構造を有するキノン化合物を添加したアスファルト混合物を、不活性ガス雰囲気下において処理することにより、６０℃における粘度を高めるとともに、０℃における粘度を低減することができ、耐わだち掘れ性に優れ、かつ、ひび割れをも防止することができるアスファルト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。
【００１３】
すなわち、本発明の第一の発明は、下記一般式（１）で表されるキノン化合物を配合したアスファルト混合物を、不活性ガス雰囲気下で加熱処理することにより得られるアスファルト組成物に存する。
【００１４】
【化１】
2019081847.tif 000002
【００１５】
上記（１）式中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数１〜８のアルコキシ基、炭素数１〜８のアルキルチオ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、炭素数１〜８のアルキルアミノ基、炭素数６〜１２のアリールアミノ基、ホルミル基、炭素数２〜９のアシル基、炭素数２〜９のアシルオキシ基、カルボキシル基、炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基、炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基又は炭素数１〜８のカルバモイル基を表す。
【００１６】
本発明の第二の発明は、下記一般式（２）で表されるキノン化合物を配合したアスファルト混合物を、不活性ガス雰囲気下で加熱処理することにより得られるアスファルト組成物に存する。
【００１７】
【化２】
2019081847.tif 000003
【００１８】
上記（２）式中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、ホルミル基、炭素数２〜９のアシル基、炭素数２〜９のアシルオキシ基、カルボキシル基、炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基、炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基又は炭素数１〜８のカルバモイル基を表し、Ｙ１、Ｙ２は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数１〜８のアルコキシ基、炭素数１〜８のアルキルチオ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、炭素数１〜８のアルキルアミノ基、炭素数６〜１２のアリールアミノ基、ホルミル基、炭素数２〜９のアシル基、炭素数２〜９のアシルオキシ基、カルボキシル基、炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基、炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基又は炭素数１〜８のカルバモイル基を表す。
【００１９】
第三の発明は、配合されるキノン化合物の配合量が、アスファルトに対して０．０５質量％以上、５．０質量％以下である、第一の発明又は第二の発明に記載のアスファルト組成物に存する。
【００２０】
第四の発明は、上記一般式（１）で表されるキノン化合物を配合したアスファルト混合物を、不活性ガス雰囲気下で加熱処理することを特徴とするアスファルト組成物の製造方法に存する。
【００２１】
第五の発明は、上記一般式（２）で表されるキノン化合物を配合したアスファルト混合物を、不活性ガス雰囲気下で加熱処理することを特徴とするアスファルト組成物の製造方法に存する。
【００２２】
第六の発明は、配合されるキノン化合物の配合量が、アスファルトに対して０．０５質量％以上、５．０質量％以下である、第四の発明又は第五の発明に記載のアスファルト組成物の製造方法に存する。
【００２３】
第七の発明は、不活性ガス雰囲気下での加熱処理が、酸素濃度が１ｖｏｌ％以下の不活性ガス雰囲気下での加熱処理であることを特徴とする、第四の発明乃至第六の発明のいずれかひとつに記載のアスファルト組成物の製造方法に存する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、アスファルトに特定構造のキノン化合物を添加し、不活性ガス雰囲気下に加熱処理することにより、６０℃における粘度が高まり耐わだち掘れ性に優れたアスファルト組成物とすることができると同時に、０℃での粘度上昇が抑えられ低温でのひび割れ性も改善されたアスファルト組成物とすることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明のアスファルト組成物は、アスファルトに上記一般式（１）又は一般式（２）で表されるキノン化合物を配合したアスファルト混合物を、不活性ガス雰囲気下で加熱処理することにより得られる。
【００２６】
（キノン化合物）
まず、一般式（１）で表されるキノン化合物について説明する。一般式（１）で表されるキノン化合物は下記に示す化合物である。
【００２７】
【化３】
2019081847.tif 000004
【００２８】
上記（１）式中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数１〜８のアルコキシ基、炭素数１〜８のアルキルチオ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、炭素数１〜８のアルキルアミノ基、炭素数６〜１２のアリールアミノ基、ホルミル基、炭素数２〜９のアシル基、炭素数２〜９のアシルオキシ基、カルボキシル基、炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基、炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基又は炭素数１〜８のカルバモイル基を表す。
【００２９】
一般式（１）において、Ｒで表されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ペンチル基、２−エチルヘキシル基、４−メチルペンチル基、４−メチル−３−ペンテニル基等の炭素数１〜８のアルキル基が挙げられ、アリール基としては、フェニル基、ｐ−トリル基、ｏ−トリル基、ナフチル基等の炭素数６〜１２のアリール基が挙げられ、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｉ−ブトキシ基等の炭素数１〜８のアルコキシ基が挙げられ、アルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、ｎ−プロピルチオ基、ｉ−プロピルチオ基、ｎ−ブチルチオ基、ｉ−ブチルチオ基等の炭素数１〜８のアルキルチオ基が挙げられ、ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、アルキルアミノ基としては、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ｉ−プロピルアミノ基、ｎ−ブチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ−ｉ−プロピルアミノ基等の炭素数１〜８のアルキルアミノ基が挙げられ、アリールアミノ基としては、フェニルアミノ基、ナフチルアミノ基等の炭素数６〜１２のアリール基が挙げられ、アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等の炭素数２〜９のアシル基が挙げられ、アシルオキシ基としては、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、イソブチリルオキシ基等の炭素数２〜９のアシルオキシ基が挙げられ、アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ｉ−プロポキシカルボニル基、ｔ−ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基等の炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基が挙げられ、アリールオキシカルボニル基としては、フェノキシカルボニル基、４−メチルフェノキシカルボニル基等の炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基が挙げられ、カルバモイル基としては、カルボン酸メチルアミド基、カルボン酸エチルアミド基、カルボン酸フェニルアミド基等の炭素数１〜８のカルバモイル基が挙げられる。
【００３０】
次に、一般式（１）の具体例を示す。一般式（１）において、四つのＲがすべて水素原子である場合は、１，４−ベンゾキノンとなる。四つのＲのうち三つが水素原子であり、残りの一つがアルキル基である場合の化合物としては、例えば、２−メチル−１，４−ベンゾキノン、２−エチル−１，４−ベンゾキノン、２−ｎ−プロピル−１，４−ベンゾキノン、２−ｎ−ブチル−１，４−ベンゾキノン、２−ｔ−ブチル−１，４−ベンゾキノン等が挙げられる。アリール基である場合の化合物としては、例えば、２−フェニル−１，４−ベンゾキノン、２−（ｐ−トリル）−１，４−ベンゾキノン等が挙げられる。
【００３１】
更に、残りの一つがアルコキシ基である場合の化合物としては、例えば、２−メトキシ−１，４−ベンゾキノン、２−エトキシ−１，４−ベンゾキノン、２−ｎ−プロポキシ−１，４−ベンゾキノン、２−ｎ−ブトキシ−１，４−ベンゾキノン、２−ｔ−ブトキシ−１，４−ベンゾキノン等が挙げられる。残りの一つがアルキルチオ基である場合の化合物としては、例えば、２−メチルチオ−１，４−ベンゾキノン、２−エチルチオ−１，４−ベンゾキノン、２−ｎ−プロピルチオ−１，４−ベンゾキノン、２−ｎ−ブチルチオ−１，４−ベンゾキノン、２−ｉ−ブチルチオ−１，４−ベンゾキノン等が挙げられる。残りの一つがヒドロキシ基である場合の化合物としては、例えば、２−ヒドロキシ−１，４−ベンゾキノンが挙げられる。残りの一つがハロゲン原子である場合の化合物としては、例えば、２−ヨード−１，４−ベンゾキノン、２−ブロモ−１，４−ベンゾキノン、２−クロロ−１，４−ベンゾキノン等が挙げられる。
【００３２】
そして、四つのＲのうち二つが水素原子であり、残りの二つがアルキル基である場合の化合物としては、例えば、２，６−ジメチル−１，４−ベンゾキノン、２，６−ジエチル−１，４−ベンゾキノン、２，６−ジ（ｔ−ブチル）−１，４−ベンゾキノン、２，５−ジメチル−１，４−ベンゾキノン、２，５−ジエチル−１，４−ベンゾキノン、２，５−ジ（ｔ−ブチル）−１，４−ベンゾキノン等が挙げられる。アリール基である場合の化合物としては、例えば、２，５−ジフェニル−１，４−ベンゾキノン、２，５−ジ（ｐ−トリル）−１，４−ベンゾキノン等が挙げられる。
【００３３】
更に、残りの二つがアルコキシ基である場合の化合物としては、例えば、２，６−ジメトキシ−１，４−ベンゾキノン、２，６−ジエトキシ−１，４−ベンゾキノン、２，５−ジメトキシ−１，４−ベンゾキノン、２，５−ジエトキシ−１，４−ベンゾキノン等が挙げられる。残りの二つがヒドロキシ基である場合の化合物としては、例えば、２，５−ジヒドロキシ−１，４−ベンゾキノン等が挙げられる。残りの二つがハロゲン原子である場合の化合物としては、例えば、２，６−ジクロロ−１，４−ベンゾキノン、２，６−ジブロモ−１，４−ベンゾキノン、２，５−ジクロロ−１，４−ベンゾキノン、２，５−ジブロモ−１，４−ベンゾキノン等が挙げられる。
【００３４】
その他、四つのＲのうち一つが水素原子であり、残りの三つがアルキル基である場合の化合物としては、例えば、２，３，５−トリメチル−１，４−ベンゾキノン、アルコキシ基である場合の化合物としては、例えば、２，３，５−トリメトキシ−１，４−ベンゾキノン、残りの三つがハロゲン原子である場合の化合物としては、例えば、２，３，５−トリクロロ−１，４−ベンゾキノン、２，３，５−トリブロモ−１，４−ベンゾキノン等が挙げられる。更に、四つのＲのすべてがアルキル基である場合の化合物としては、例えば、２，３，５，６−テトラメチル−１，４−ベンゾキノン等が挙げられ、アルコキシ基である場合の化合物としては、例えば、２，３，５，６−テトラメトキシ−１，４−ベンゾキノン、ヒドロキシ基である場合の化合物としては、例えば、２，３，５，６−テトラヒドロキシ−１，４−ベンゾキノンが挙げられ、ハロゲン原子である場合の化合物としては、例えば、２，３，５，６−テトラクロロ−１，４−ベンゾキノン、２，３，５，６−テトラブロモ−１，４−ベンゾキノン等が挙げられる。
【００３５】
これら列記した化合物の中でも、１，４−ベンゾキノン、２−メチル−１，４−ベンゾキノン、２，６−ジメチル−１，４−ベンゾキノン、２，６−ジクロロ−１，４−ベンゾキノン、２，５−ジクロロ−１，４−ベンゾキノン、２，３，５−トリメチル−１，４−ベンゾキノン、２，３，５，６−テトラメチル−１，４−ベンゾキノン、２，３，５，６−テトラクロロ−１，４−ベンゾキノンが好ましく、特に、１，４−ベンゾキノンが好ましい。
【００３６】
次に、一般式（２）で表されるキノン化合物について説明する。
【００３７】
一般式（２）で表されるキノン化合物は下記に示す化合物である。
【００３８】
【化４】
2019081847.tif 000005
【００３９】
上記（２）式中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、ホルミル基、炭素数２〜９のアシル基、炭素数２〜９のアシルオキシ基、カルボキシル基、炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基、炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基又は炭素数１〜８のカルバモイル基を表し、Ｙ１、Ｙ２は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数１〜８のアルコキシ基、炭素数１〜８のアルキルチオ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、炭素数１〜８のアルキルアミノ基、炭素数６〜１２のアリールアミノ基、ホルミル基、炭素数２〜９のアシル基、炭素数２〜９のアシルオキシ基、カルボキシル基、炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基、炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基又は炭素数１〜８のカルバモイル基を表す。
【００４０】
一般式（２）において、Ｒで表されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ペンチル基、２−エチルヘキシル基、４−メチルペンチル基、４−メチル−３−ペンテニル基等の炭素数１〜８のアルキル基が挙げられ、アリール基としては、フェニル基、ｐ−トリル基、ｏ−トリル基、ナフチル基等の炭素数６〜１２のアリール基が挙げられ、アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等の炭素数２〜９のアシル基が挙げられ、アシルオキシ基としては、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、イソブチリルオキシ基等の炭素数２〜９のアシルオキシ基が挙げられ、アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ｉ−プロポキシカルボニル基、ｔ−ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基等の炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基が挙げられ、アリールオキシカルボニル基としては、フェノキシカルボニル基、４−メチルフェノキシカルボニル基等の炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基が挙げられ、カルバモイル基としては、カルボン酸メチルアミド基、カルボン酸エチルアミド基、カルボン酸フェニルアミド基等の炭素数１〜８のカルバモイル基が挙げられる。
【００４１】
また、一般式（２）において、Ｙ１、Ｙ２で表されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ペンチル基、２−エチルヘキシル基、４−メチルペンチル基、４−メチル−３−ペンテニル基等の炭素数１〜８のアルキル基が挙げられ、アリール基としては、フェニル基、ｐ−トリル基、ｏ−トリル基、ナフチル基等の炭素数６〜１２のアリール基が挙げられ、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｉ−ブトキシ基等の炭素数１〜８のアルコキシ基が挙げられ、アルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、ｎ−プロピルチオ基、ｉ−プロピルチオ基、ｎ−ブチルチオ基、ｉ−ブチルチオ基等の炭素数１〜８のアルキルチオ基が挙げられ、ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、アルキルアミノ基としては、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ｉ−プロピルアミノ基、ｎ−ブチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ-ｉ−プロピルアミノ基等の炭素数１〜８のアルキルアミノ基が挙げられ、アリールアミノ基としては、フェニルアミノ基、ナフチルアミノ基等の炭素数６〜１２のアリール基が挙げられ、アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等の炭素数２〜９のアシル基が挙げられ、アシルオキシ基としては、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、イソブチリルオキシ基等の炭素数２〜９のアシルオキシ基が挙げられ、アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ｉ−プロポキシカルボニル基、ｔ−ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基等の炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基が挙げられ、アリールオキシカルボニル基としては、フェノキシカルボニル基、４−メチルフェノキシカルボニル基等の炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基が挙げられ、カルバモイル基としては、カルボン酸メチルアミド基、カルボン酸エチルアミド基、カルボン酸フェニルアミド基等の炭素数１〜８のカルバモイル基が挙げられる。
【００４２】
次に、一般式（２）の具体例を示す。ここでは、主として、複数あるＲがそれぞれ同一の化合物を例示するが、一部例示したようにそれぞれが異なる化合物であってもよい。
【００４３】
一般式（２）において、Ｙ１及びＹ２が共に水素原子である化合物の具体例を示す。たとえば、１，４−ナフトキノン、５−メチル−１，４−ナフトキノン、５−エチル−１，４−ナフトキノン、５−クロロ−１，４−ナフトキノン、５−ブロモ−１，４−ナフトキノン、６−メチル−１，４−ナフトキノン、６−エチル−１，４−ナフトキノン、６−クロロ−１，４−ナフトキノン、６−ブロモ−１，４−ナフトキノン、６，７−ジメチル−１，４−ナフトキノン、６，７−ジエチル−１，４−ナフトキノン、６，７−ジクロロ−１，４−ナフトキノン、６，７−ジブロモ−１，４−ナフトキノンなどが挙げられる。
【００４４】
一般式（２）において、Ｙ１及びＹ２が共に水素原子である化合物以外の化合物の具体例を示す。たとえば、２−メチル−１，４−ナフトキノン、２−エチル−１，４−ナフトキノン、２−クロロ−１，４−ナフトキノン、２−ブロモ−１，４−ナフトキノン、１，４−ナフトキノン-２−カルボン酸、２−メトキシカルボニル−１，４−ナフトキノン、２−フェノキシカルボニル−１，４−ナフトキノン、２−ベンジロキシカルボニル−１，４−ナフトキノン、２−アセトキシ−１，４−ナフトキノン、２−フェニルアミノカルボニル−１，４−ナフトキノン、２−アミノ−１，４−ナフトキノン、２−フェニルアミノ−１，４−ナフトキノン、２−メチルチオ−１，４−ナフトキノン、２−ブチルチオ−１，４−ナフトキノン、２−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノン、２，３−ジメチル−１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロ−１，４−ナフトキノン、２，３−ジブロモ−１，４−ナフトキノン、２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノン等が挙げられる。
【００４５】
さらにまた、２，６−ジメチル−１，４−ナフトキノン、２−ヒドロキシ−６−メチル−１，４−ナフトキノン、２−クロロ−６−メチル−１，４−ナフトキノン、２−ブロモ−６−メチル−１，４−ナフトキノン、６−メチル−１，４−ナフトキノン−２−カルボン酸、２−メトキシカルボニル−６−メチル−１，４−ナフトキノン、２−フェノキシカルボニル−６−メチル−１，４−ナフトキノン、２−ベンジロキシカルボニル−６−メチル−１，４−ナフトキノン、２−アセトキシ−６−メチル−１，４−ナフトキノン、２−フェニルアミノカルボニル−６−メチル−１，４−ナフトキノン、２−アミノ−６−メチル−１，４−ナフトキノン、２−フェニルアミノ−６−メチル−１，４−ナフトキノン、２−メチルチオ−６−メチル−１，４−ナフトキノン、２−ブチルチオ−６−メチル−１，４−ナフトキノン、２−メチル−６−エチル−１，４−ナフトキノン、２，３，６−トリメチル−１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロ−６−メチル−１，４−ナフトキノン、２，３−ジブロモ−６−メチル−１，４−ナフトキノン、２−アミノ−３−クロロ−６−メチル−１，４−ナフトキノン、２−メチル−６−フェニル−１，４−ナフトキノン、２−メチル−６−アセチル−１，４−ナフトキノン、２−メチル−６−メトキシカルボニル−１，４−ナフトキノン等が挙げられる。
【００４６】
これら例示した化合物の中で、１，４−ナフトキノン、２−メチル−１，４−ナフトキノン、２−クロロ−１，４−ナフトキノン、２−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロ−１，４−ナフトキノン、２−アミノ−３−クロロ‐１，４−ナフトキノンは、製造が容易であることから好ましい。特に、１，４−ナフトキノンが好ましい。
【００４７】
（アスファルト）
アスファルトとしては、特に制限はなく、種々のアスファルトを使用できる。例えば、ストレートアスファルト、スチレン・ブタジエン・ブロック共重合体などの熱可塑性エラストマーで改質した改質アスファルトなども用いることができる。効果が明確に表れるという点で、ストレートアスファルトが好ましい。
【００４８】
（アスファルト混合物）
本発明のアスファルト混合物は、アスファルトに上記一般式（１）又は一般式（２）で表されるキノン化合物を配合することにより得られる。
【００４９】
本発明における一般式（１）又は一般式（２）で表されるキノン化合物の配合量であるが、アスファルトに対して０．０５質量％以上、５．０質量％以下の範囲であることが好ましい。０．０５質量％未満では配合効果が十分発現せず、５．０質量％を超えて添加しても、添加に見合う効果が得られない。
【００５０】
本発明のアスファルト混合物の製造方法であるが、アスファルトに一般式（１）又は一般式（２）で表されるキノン化合物を添加して、アスファルト混合物を調製する。添加方法に特に制約はないが、均一に配合するという観点から、アスファルトを６０℃程度に加温して流動性を持たせた状態で、撹拌下に添加することが好ましい。また、アスファルトに一般式（１）又は一般式（２）で表されるキノン化合物を添加する操作の段階から系内を不活性ガス雰囲気とし、酸素濃度を所定の濃度以下に落としておくことが好ましい。
【００５１】
（アスファルト組成物）
このようにして得られたアスファルト混合物を不活性ガス雰囲気下、加熱して撹拌することにより、耐わだち掘れ性と耐低温ひび割れ性が改善されたアスファルト組成物を得ることができる。加熱温度は装置、その他の条件によるが、１００℃以上、１５０℃以下が好ましい。撹拌速度は、槽内が均一に撹拌できる速度であれば特に制限はない。反応時間は、やはり装置によるが、通常３０分以上、５時間以内が好ましい。
【００５２】
本発明における不活性ガス雰囲気下とは、酸素のような酸化性のガスを含まない雰囲気下を称し、例えば、窒素ガス雰囲気下、炭酸ガス雰囲気下、アルゴンガス雰囲気下などである。不活性ガス雰囲気を作り出すために、反応器の空間部分を窒素ガス等の不活性ガスを吹き込む等の操作により、酸素濃度を低下させる。酸素濃度は、１ｖｏｌ％以下に落とすことが好ましい。酸素濃度を低下させる方法として、前述の窒素ガス等の不活性ガスを吹き込む等の操作以外に、水蒸気等によって低下させてもよい。また、系内を減圧状態にしたのち窒素ガス等の不活性ガスで常圧に戻す等の操作でもよい。
【００５３】
当該反応によって生成されるアスファルト組成物は、アスファルテンの一部の末端が架橋等して構造変化を起こしていると推測されるが、アスファルトそのものも多種多様な構造の化合物の混合物であり、本発明の製造方法による生成物もまた複雑で多種多様な構造を有する混合物であり、そのものの構造をスペクトル等で直接特定することが不可能又は非実際的であり、どのような構造のアスファルト組成物となっている定かではない。
【００５４】
また、本発明のアスファルト組成物の製造方法によって、アスファルト組成物がなぜ６０℃での粘度が増加して、０℃での粘度が減少するのか定かではないが、一般に、０℃のような低温での粘度は分子の共有結合、結合角のゆらぎ程度の局所の運動モードのしやすさを反映し、逆に、６０℃のような高温では、分子全体の絡み合いや架橋間距離の大きな架橋の運動モードを反映すると言われている（日本ゴム協会誌、第７４巻第６号２１２頁（２００１） ）。本発明のアスファルト組成物の製造方法によるアスファルトの改質反応では、局所の運動を阻害する架橋間距離の短い架橋は起こらず、大きな運動を阻害するような長い架橋間距離の架橋が起こるような反応が生じていると思われる。すなわち、当該反応における改質機構としては、キノン化合物の酸化反応が酸素酸化に比べ特異的であるため、アスファルテンの特定の部位が酸化縮合反応を起こしているものと推測される。例えば、セミブローンアスファルトのように空気だけで酸化するとアスファルテンが広範囲で架橋などの縮合や重合反応が生じ、６０℃粘度が上昇して耐わだち掘れ性が改善されるが、一方で、架橋間距離の短い架橋も生じて、０℃での粘度も上昇してしまい、低温でのひび割れが起こってしまう。
【００５５】
また、本発明における改質反応は、実質的に酸素不存在下で行われるが、本発明のキノン化合物を酸素存在下において用いると、セミブローンと同様に、６０℃粘度が上昇するが、０℃での粘度も上昇してしまうという現象が生じる。一方、このキノン化合物を用いた改質反応を不活性ガス雰囲気下（実質的酸素不存在下）で行うと、キノン化合物だけの酸化反応が進行し、酸素による酸化が起こらないため、アスファルテンの特定の部位だけがキノン化合物による酸化反応により、架橋等が起こると推測している。このキノン化合物による架橋反応は選択性を有し、架橋間距離の短い架橋は起こらず、架橋間距離の長い架橋が選択的に起こり、６０℃の粘度を上昇するが、０℃での粘度の上昇を抑えているのではないかと推測している。
【実施例】
【００５６】
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。実施例中の「部」は全て重量部を示す。
【００５７】
［実施例１］
３００ｍＬセパラブルフラスコにて、窒素ガスで雰囲気を置換した上でストレートアスファルト（２５℃針入度：６０〜８０）３０ｇを６０℃に保持してから、１，４−ナフトキノン（ＮＱ）を１．５ｇ添加し、１３０℃まで加熱してから、回転数を１１００回転／分として１時間混合して、アスファルト組成物を作製した。当組成物の０℃または６０℃における粘度は、Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製レオメーター（ＭＣＲ １０２）を使用し、測定した。その６０℃における結果を表１、０℃における結果を表２に示す。
【００５８】
［実施例２］
１，４−ナフトキノン（ＮＱ）の添加量を０．１５ｇとしたこと以外は、実施例１と同様の方法により、アスファルト組成物を作製し、当組成物の０℃または６０℃における粘度を測定した。その６０℃における結果を表１、０℃における結果を表２に示す。
【００５９】
［実施例３］
１，４−ナフトキノン（ＮＱ）の代わりに、１，４−ベンゾキノン（ＢＱ）を０．１５ｇ添加すること以外は、実施例１と同様の方法により、アスファルト組成物を作製し、当組成物の０℃または６０℃における粘度を測定した。その６０℃における結果を表１、０℃における結果を表２に示す。
【００６０】
［比較例１］
１，４−ナフトキノン（ＮＱ）の代わりに、９，１０−アントラキノン（ＡＱ）を０．１５ｇ添加すること以外は、実施例１と同様の方法により、アスファルト組成物を作製し、当組成物の０℃または６０℃における粘度を測定した。その６０℃における結果を表１、０℃における結果を表２に示す。
【００６１】
［比較例２］
１，４−ナフトキノン（ＮＱ）を添加しないこと以外は、実施例１と同様の方法により、アスファルト組成物を作製し、当組成物の０℃または６０℃における粘度を測定した。その６０℃における結果を表１、０℃における結果を表２に示す。
【００６２】
［比較例３］
３００ｍＬセパラブルフラスコにて、空気中（酸素存在下）でストレートアスファルト（２５℃針入度：６０〜８０）３０ｇを６０℃に保持してから、１，４−ベンゾキノン（ＢＱ）を０．１５ｇ添加し、１３０℃まで加熱してから、回転数を１１００回転／分として１時間混合して、アスファルト組成物を作製した。当組成物の０℃または６０℃における粘度は、Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製レオメーター（ＭＣＲ １０２）を使用し、測定した。その６０℃における結果を表１、０℃における結果を表２に示す。
【００６３】
［比較例４］
１，４−ベンゾキノン（ＢＱ）の代わりに、１，４−ナフトキノン（ＮＱ）を０．１５ｇ添加すること以外は、比較例３と同様の方法により、アスファルト組成物を作製し、当組成物の０℃または６０℃における粘度を測定した。その６０℃における結果を表１、０℃における結果を表２に示す。
【００６４】
【表１】
2019081847.tif 000006
【００６５】
【表２】
2019081847.tif 000007
【００６６】
実施例１〜３及び比較例１〜４と表１から次のことが明らかである。すなわち、アスファルトに本発明のキノン化合物を配合して得られるアスファルト混合物を窒素雰囲気下で加熱し、撹拌処理したアスファルト組成物は、ストレートアスファルトの６０℃（高温）での粘度が原料の粘度の１.２倍以上増加していることがわかる。このことから、耐わだち掘れ性が改善されたことがわかる。一方、９，１０−アントラキノン（ＡＱ）を用いた比較例１の場合は、６０℃における粘度上昇が生じていないことがわかり、同じキノン化合物でも、ＡＱは効果がないことがわかる。また、本発明のアスファルト製造方法は、不活性ガス（窒素ガス）雰囲気下（実質的に酸素不存在下）で行うが、空気雰囲気下（酸素存在下）に、キノン化合物を用いた比較例３，４の場合においても、６０℃（高温）での粘度上昇が観察され、酸素存在下での処理でも、耐わだち掘れ性が改善されたことがわかる。
【００６７】
しかし、実施例１〜３及び比較例１〜４と表２から次のことが明らかである。すなわち、実施例１から３では、ストレートアスファルトの０℃（低温）での粘度が原料の粘度の０．９倍未満と減少していることがわかる。アスファルトの０℃（低温）での粘度が低いと、低温時の耐ひび割れ性が改善されることが報告されている（第２回舗装工学講演会講演論文集，１９９７年１２月，Ｐ２０５−２１０）。すなわち、不活性ガス（窒素ガス）雰囲気下で本発明のキノン化合物を用いた場合、耐ひび割れ性も改善されたことがわかる。一方、空気存在下に同様の処理をした、比較例３と４の０℃（低温）での粘度は、いずれも原料の粘度の０．９以上であり、原料のストレートアスファルトに対して、低温での粘度が増加しているかほとんど変わらず、耐ひび割れ性が改善されていないかむしろ悪化していることがわかる。
【００６８】
以上の結果より、アスファルトに本発明のキノン化合物を配合して得られるアスファルト混合物を不活性ガス（窒素ガス）雰囲気下で加熱し、撹拌処理することにより得られるアスファルト組成物は、６０℃（高温）での粘度が上昇し耐わだち掘れ性が改善されるとともに、０℃（低温）での粘度が低くなり耐ひび割れ性も改善されることがわかる。