(57)【要約】  クラムラバーまたは粉砕したタイヤゴムおよび架橋剤の添加によって改質する瀝青質アスファルトバインダ材料について記載している。加えて、クラムラバーまたは粉砕したタイヤゴムおよび架橋剤を含有する改質アスファルトバインダを製造するための方法が提供される。その改質アスファルトバインダは、ニートアスファルト、クラムラバー、１つまたは複数の酸および架橋剤を含む。場合によって、該改質アスファルトバインダは１つまたは複数のポリマー添加剤を含むことができる。このクラムラバーは、トラックおよび／または自動車のタイヤを再利用することによって得ることができる。アスファルトバインダ中へのクラムラバーの添加により、高温および低温におけるアスファルトバインダのコンシステンシーおよび特性を改善することができる。特に、本発明の改質アスファルトバインダは、この改質アスファルトバインダを用いて舗装した道路またはその他の表面の改良された性能をもたらす改良された弾性的挙動を発揮する。永久歪、疲労クラックおよび熱クラックに対する道路の耐性は、この改質アスファルトバインダの使用によって改良される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．約６０重量％から約９８．９重量％のアスファルトバインダ材料と、
ｂ．約０．１重量％から約３０重量％のクラムラバーと、
ｃ．約０．０５重量％から約５重量％の少なくとも１つの酸と、
ｄ．約０．０１重量％から約５重量％の架橋剤と、
を含むことを特徴とする、改質アスファルトバインダ組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の組成物において、
前記クラムラバーの大部分が、２ｍｍ未満の粒径を有することを特徴とする組成物。
【請求項３】
請求項１に記載の組成物において、
前記少なくとも１つの酸が、リン酸、ポリリン酸（オルトリン酸含量として表して１００％を超える）、９０重量％を超える硫酸、ホウ酸、およびカルボン酸類、例えば、アジピン酸、クエン酸、シュウ酸、酒石酸、マレイン酸、吉草酸、コハク酸、フマル酸、グルタミン酸、フタル酸、酢酸など、ならびにそれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする組成物。
【請求項４】
請求項３に記載の組成物において、前記架橋剤が、元素硫黄であることを特徴とする組成物。
【請求項５】
請求項１に記載の組成物において、１つまたは複数の合成ポリマーをさらに含むことを特徴とする組成物。
【請求項６】
請求項５に記載の組成物において、
前記少なくとも１つの合成ポリマーが、スチレンブタジエンコポリマー、スチレンブタジエンスチレン（ＳＢＳ）３元ブロックコポリマー、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンプロピレンコポリマー、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ナイロン、ポリスチレン、ポリブタジエン、アクリル樹脂、フッ化炭素樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル、ポリエチレン（線状のまたは架橋した）、エポキシターポリマー、ポリプロピレン（アタクチックまたはイソタクチック）、およびそれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする組成物。
【請求項７】
請求項６に記載の組成物において、
前記少なくとも１つの酸が、リン酸、ポリリン酸（オルトリン酸含量として表して１００％を超える）、９０重量％を超える硫酸、ホウ酸、およびカルボン酸類、例えば、アジピン酸、クエン酸、シュウ酸、酒石酸、マレイン酸、吉草酸、コハク酸、フマル酸、グルタミン酸、フタル酸、酢酸など、ならびにそれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする組成物。
【請求項８】
請求項７に記載の組成物において、前記架橋剤が、元素硫黄であることを特徴とする組成物。
【請求項９】
ａ．適当な容器中にニートアスファルトを準備するステップと、
ｂ．前記ニートアスファルトを約１２０℃と約２００℃の間の温度まで加熱するステップと、
ｃ．前記ニートアスファルトに第１の改質成分を加えるステップと、
ｄ．前記アスファルトおよび前記第１の改質成分を、高せん断ミキサまたは低せん断ミキサの１つにより約５分と約１０時間の間、混合するステップと、
ｅ．当該改質されたアスファルトバインダに第２の改質成分を加えるステップと、
ｆ．前記第２の改質成分および当該改質されたアスファルトバインダを、高せん断ミキサまたは低せん断ミキサの１つにより約５分と約１０時間の間、混合するステップと、
ｇ．当該改質されたバインダ材料に第３の改質成分を加えるステップと、
ｈ．前記第３の改質成分および当該改質されたバインダ材料を、高せん断ミキサまたは低せん断ミキサの１つにより約５分と約４８時間の間、撹拌するステップと、
を含むことを特徴とする、改質アスファルトバインダ組成物を製造する方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
前記第３の改質成分および当該改質されたバインダ材料を高せん断ミキサまたは低せん断ミキサの１つにより撹拌するステップの前に、前記第３の改質成分および当該改質されたバインダ材料を高せん断ミキサまたは低せん断ミキサの１つにより５分と１０時間の間、混合するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法において、
前記第１の改質成分が、約０．５重量％と約３０重量％の間のクラムラバーであり、
前記第２の改質成分が、約０．０１重量％と約５重量％の間の架橋剤であり、
前記第３の改質成分が、約０．０５重量％と約５重量％の間の少なくとも１つの酸であることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の方法において、
前記第１の改質成分が、約０．０５重量％と約５重量％の間の少なくとも１つの酸であり、
前記第２の改質成分が、約０．１重量％と約３０重量％の間のクラムラバーであり、
前記第３の改質成分が、約０．０１重量％と約５重量％の間の架橋剤であることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の方法において、
第４の改質成分を当該改質されたアスファルトバインダ材料に加えるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、
前記第１の改質成分が、約０．５重量％と約３０重量％の間の少なくとも１つの合成ポリマーであり、
前記第２の改質成分が、約０．１重量％と約３０重量％の間のクラムラバーであり、
前記第３の改質成分が、約０．５重量％と約５重量％の間の少なくとも１つの酸であり、
前記第４の改質成分が、約０．０１％と約５％の間の架橋剤であることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の方法において、
前記第１の改質成分が、約０．５重量％と約３０重量％の間の少なくとも１つの合成ポリマーであり、
前記第２の改質成分が、約０．０５重量％と約５重量％の間の少なくとも１つの酸であり、
前記第３の改質成分が、約０．１重量％と約３０重量％の間のクラムラバーであり、
前記第４の改質成分が、約０．０１％と約５％の間の架橋剤であることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１３に記載の方法において、
前記第１の改質成分が、約０．１重量％と約３０重量％の間のクラムラバーであり、
前記第２の改質成分が、約０．５重量％と約３０重量％の間の少なくとも１つの合成ポリマーであり、
前記第３の改質成分が、約０．０５重量％と約５重量％の間の少なくとも１つの酸であり、
前記第４の改質成分が、約０．０１％と約５％の間の架橋剤であることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１３に記載の方法において、
前記第１の改質成分が、約０．１重量％と約３０重量％の間のクラムラバーであり、
前記第２の改質成分が、約０．０５重量％と約５重量％の間の少なくとも１つの酸であり、
前記第３の改質成分が、約０．５重量％と約３０重量％の間の少なくとも１つの合成ポリマーであり、
前記第４の改質成分が、約０．０１％と約５％の間の架橋剤であることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１３に記載の方法において、
前記第１の改質成分が、約０．５重量％と約５重量％の間の少なくとも１つの酸であり、
前記第２の改質成分が、約０．５重量％と約３０重量％の間の少なくとも１つの合成ポリマーであり、
前記第３の改質成分が、約０．１重量％と約３０重量％の間のクラムラバーであり、
前記第４の改質成分が、約０．０１％と約５％の間の架橋剤であることを特徴とする方法。
【請求項１９】
（ａ）請求項１に記載の改質アスファルトバインダ材料を調製するステップと、
（ｂ）前記改質アスファルトバインダを、水および乳化剤と周囲温度で混合してアスファルトエマルジョンを生成させるステップと、
（ｃ）前記アスファルトエマルジョンを所望の厚さに広げるステップと、
（ｄ）前記エマルジョンを破壊するステップと、
を含むことを特徴とする、舗装材料を調製する方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、
前記アスファルトエマルジョンを広げるステップの前に、骨材を前記アスファルトエマルジョンと混合することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一態様において、クラムラバーまたは粉砕したタイヤゴムおよび架橋剤の添加によって改質される瀝青質アスファルトバインダ材料を対象とする。第二の態様において、本発明は、クラムラバーまたは粉砕したタイヤゴムおよび架橋剤を含有する改質アスファルトバインダを製造する方法を対象とする。本発明の改質アスファルトバインダは、ニートアスファルト、クラムラバー、１つまたは複数の酸および架橋剤を含む。場合によって、該改質アスファルトバインダは１つまたは複数のポリマー添加剤を含んでもよい。このクラムラバーは、トラックおよび／または自動車のタイヤを再利用することによって得ることができる。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、その全体の内容が参照により本明細書に組み込まれている“Modified Asphalt Binder Material Using Crosslinked Crumb Rubber and Methods of Manufacturing the Modified Asphalt Binder”の名称がついている２００５年３月３日出願の米国特許仮出願第６０／６７７４０２号に対して米国特許法（35U.S.C.）第１１９条（ｅ）に順ずる優先権を主張するものである。
【０００３】
アスファルトバインダ中へのクラムラバーの添加により、高温および低温におけるアスファルトバインダのコンシステンシーおよび特性を改良することができる。特に、本発明の改質アスファルトバインダは、この改質アスファルトバインダを用いて舗装した道路またはその他の表面の改良された性能をもたらす改良された弾性的挙動を発揮する。永久歪、疲労クラックおよび熱クラックに対する道路の耐性は、この改質アスファルトバインダの使用によって改良される。架橋剤の添加は、また、改質アスファルト架橋剤の保存に対する安定性を改良する。
【０００４】
本明細書および特許請求の範囲において使用される「アスファルトバインダ」という語句は、道路またはその他の表面を舗装するために使用されるアスファルト中のバインダとして使用されるか、または屋根材、塗料、および水シール材などの建設材料に使用される、時々瀝青と称される瀝青質材料を指す。本発明の組成物および方法で使用することができる瀝青の例としては、天然瀝青、ピロ瀝青、人工瀝青が挙げられる。特に好ましい瀝青は、アスファルトまたはマルサ（maltha）などの車道に使用されるものである。
【０００５】
本明細書および特許請求の範囲において使用される「クラムラバー」という語句は、約５ｍｍ未満の粒径を有しており、好ましくは約２ｍｍ未満の粒径を有しているゴム粒子を指す。クラムラバーは、使用済みのトラックのタイヤまたは自動車のタイヤの粉砕によるか、またはその他の適当な粉砕ゴム源から得ることができる。
【０００６】
アスファルトバインダ中のクラムラバーおよびポリリン酸の使用は、題名が、「瀝青質バインダおよびその製造方法（Bituminous Binder and Method for the Production Thereof）」である国際公開番号第０４／０８１０９８号にすでに記載されている。その公開特許出願に記載されているように、０．５重量％と５重量％の間のポリリン酸、および０．５重量％と２５重量％の間のクラムラバー（または粉砕したタイヤゴム）を瀝青質アスファルトバインダと組み合わせることによって、回転粘度が増大してその結果混合プロセスが高温条件を必要とすることのないように、アスファルトバインダの特性を有利に改質することができる。
【０００７】
アスファルトバインダは、特に舗装道路に使用される場合に、環境条件の広範な変化があり得る用途で頻繁に使用される。したがって、アスファルトバインダの高温および低温条件における特性は、関心事である。低温においてはバインダ材料によっては脆弱になって熱応力によって長い横裂を生じ得る。高温においては、アスファルトバインダは、より流動的（すなわち、粘度が低い）となって、表面上を車両が通過することによって、舗装道路のわだち掘れを生じ得る。疲労および衝撃に対する抵抗、ならびにアスファルトバインダの舗装用途における骨材への付着力は、特定用途において同様に考慮しなくてはならない特定のバインダの性質である。
【０００８】
アスファルトバインダによっては、例えば、対応するアスファルト舗装混合物が、交通量が多くて負荷の高い区域で使用される場合は、相対的に高い弾性挙動を必要とするかもしれない。単独で使用されるか、またはポリリン酸との組合せで使用されるクラムラバー（または粉砕したタイヤゴム）は、交通量が多くて負荷の高い使用に対してアスファルト舗装混合物の弾性挙動を十分には改良しない。高弾性が必要な場合は、多量のクラムラバーをアスファルトバインダに加えなければならない。これは、回転粘度の望ましくない増加、ならびにバインダ材料の保存と関係する問題を引き起こし得る。
【０００９】
【特許文献１】国際公開第０４／０８１０９８号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、相対的に高い弾性と、受け入れられる回転粘度とを備えており、十分な期間にわたって貯蔵することができるアスファルトバインダ材料を提供することである。本発明のもう１つの目的は、これらの性質を有するアスファルトバインダを製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一態様において、本発明は、アスファルト、クラムラバー、１つまたは複数の酸、架橋剤、および、場合によって１つまたは複数のポリマーを含む改質アスファルトバインダ材料を対象とする。本発明の一実施形態においては、ニートアスファルトを、０．５重量％から３０重量％のクラムラバー、０．０５重量％から５重量％の１つまたは複数の酸、および０．０１重量％から５重量％の架橋剤によって改質する。該改質アスファルトバインダは、また、０．５重量％と３０重量％の間の１つまたは複数のポリマー添加剤を含むことができる。本発明のアスファルトバインダは、一般的に、標準的な弾性回復試験、例えばＡＡＳＨＴＯ  Ｔ５１、ＡＳＴＭ  Ｄ６０８４−０４、ＮＬＴ３２９またはその他の標準試験法に示されているような試験プロトコルのもとで、約１０％と約９０％の間の弾性回復を有する。
【００１２】
別の態様において、本発明は、アスファルト、クラムラバー、１つまたは複数の酸、１つまたは複数の架橋剤、および、場合によって１つまたは複数のポリマーを含む改質アスファルトバインダ材料を製造する方法を対象とする。
【００１３】
さらに別の態様において、本発明の改質アスファルトバインダは、エマルジョンを形成するために水および乳化剤と混合することができる。乳化したアスファルトバインダは、骨材物質と混合して所望の厚さの層を形成するために広げることができ、そのエマルジョンは破壊されてアスファルト舗装が形成される。別法では、乳化したアスファルトバインダは、表面に広げることができ、骨材物質をその乳化したバインダの上に広げ、エマルジョンを破壊してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、改質アスファルトバインダおよび改質アスファルトバインダを製造する方法を対象とする。その改質アスファルトバインダは、ニートアスファルト、クラムラバー、１つまたは複数の酸、および１つまたは複数の架橋剤を含む。場合によって、該組成物は、１つまたは複数のポリマーをさらに含むことができる。当然のことながら、本明細書で使用される「クラムラバー」としては、クラムラバー、例えば粉砕したタイヤゴムまたはアスファルトバインダとの混合物に適する粒子の形で提供される任意のその他のゴムが挙げられる。一般的には、クラムラバーの大部分は、約５ｍｍ未満、好ましくは約２ｍｍ未満、より好ましくは１ｍｍ未満の粒径を有する。本発明はこれに関しては限定されず、クラムラバーは所望の特性を備えたアスファルトバインダを生ずる任意の粒径分布を有することができる。
【００１５】
本発明の改質アスファルトバインダは、約６０重量％と約９８．９重量％の間のニートアスファルト、約０．１量％と約３０重量％の間のクラムラバー、約０．０５重量％と約５重量％の間の１つまたは複数の酸、および約０．０１重量％と約５重量％の間の架橋剤を含む。場合によって、該改質アスファルトバインダは、約０．５重量％と約３０重量％の間の１つまたは複数の合成ポリマーをさらに含むことができる。
【００１６】
一実施形態において、該改質アスファルトバインダは、約８２重量％と約９９重量％の間のニートアスファルト、約０．５重量％と約１０重量％の間のクラムラバー、約０．５重量％と約３重量％の間の１つまたは複数の酸、および約０．０１重量％と約５重量％の間の１つまたは複数の架橋剤を含む。
【００１７】
別の実施形態において、該改質アスファルトバインダは、約５２重量％と約９８．５重量％の間のニートアスファルト、約０．５重量％と約１０重量％の間のクラムラバー、約０．５重量％と約３重量％の間の１つまたは複数の酸、約０．０１重量％と約５重量％の間の１つまたは複数の架橋剤、および約０．５重量％と約３０重量％の間の１つまたは複数の合成ポリマーを含む。
【００１８】
本発明の改質アスファルトバインダにおいて使用するための好ましい酸としては、リン酸、ポリリン酸（オルトリン酸含有量で表して１００％を超える）（「ＰＰＡ」）、９０重量％を超える硫酸、ホウ酸、およびカルボン酸類、例えば、アジピン酸、クエン酸、シュウ酸、酒石酸、マレイン酸、吉草酸、コハク酸、フマル酸、グルタミン酸、フタル酸、酢酸など、ならびに上記酸類の組合せが挙げられる。本発明はこれに関しては限定されず、当業者には既知の任意の適当な酸を当該改質アスファルトバインダ中に使用することができる。
【００１９】
その酸は、アスファルトバインダに固形または溶液のどちらでも加えることができる。固形の酸が使用される場合、その酸は、ホウ酸またはポリリン酸などは純粋な酸であり得、あるいはその酸成分は、例えばＳｉＯ２−ＰＰＡ混合剤などのように、取り扱いを容易にするために不活性成分と組み合わせてもよい。
【００２０】
好ましい架橋剤としては、硫黄系化合物、例えば、ベンゾチアゾール、ジフェニルグアニジン、ジチオカルバメート、および元素硫黄ならびに／またはそれらの混合物などが挙げられる。以下の米国特許および公開出願：米国特許第６４５１８８６号、米国特許公開出願第２００３１４４３８７号および米国特許第５２５６７１０号、に言及されている架橋剤であるＢｕｔａｐｈａｌｔ架橋剤もまた適切である。本発明はこれに関しては限定されず、当業者には既知の任意の適当なゴム架橋剤を本発明において使用することができる。
【００２１】
合成ポリマーが使用される本発明のそのような実施形態において、好ましい合成ポリマーとしては、スチレンブタジエンコポリマー、スチレンブタジエンスチレン（ＳＢＳ）３元ブロックコポリマー、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンプロピレンコポリマー、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ナイロン、ポリスチレン、ポリブタジエン、アクリル樹脂、フッ化炭素樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル、ポリエチレン（線状のまたは架橋した）、エポキシターポリマー、ポリプロピレン（アタクチックまたはイソタクチック）、および上記ポリマーの組合せが挙げられる。本発明はこれに関しては限定されず、当業者には既知の任意の適当な合成ポリマーを当該改質アスファルトバインダにおいて使用することができる。
【００２２】
第２の態様において、本発明は、当該改質アスファルトバインダを製造する方法を対象とする。合成ポリマー添加剤を含まない本発明のそのような実施形態に対して、改質アスファルトバインダを製造するための好ましい方法は、（１）アスファルトを約１２０℃と約２００℃の間の温度まで加熱するステップ、（２）第１の改質成分を加えるステップ、（３）前記アスファルトおよび前記第１の改質成分を、高せん断ミキサ、例えば、ロータ−ステータ型ミキサ（すなわち、シルバーソン型ミキサ）により約５分と約１０時間の間、混合するステップ、（４）当該改質されたアスファルトバインダに第２の改質成分を加えるステップ、（５）前記第２の改質成分および当該改質されたアスファルトバインダを、高せん断ミキサ中で約５分と約１０時間の間、混合するステップ、（６）当該改質されたアスファルトバインダに第３の改質成分を加えるステップ、および（７）前記第３の改質成分および当該改質されたアスファルトバインダを、低せん断ミキサ（例えば、イカ型ラボミキサに類似した約２５０ｒｐｍのモータで駆動するプロペラ型ミキサなど）により約５分と約４８時間の間、撹拌するステップを含む。
【００２３】
本発明の方法のこれらの実施形態において、第１の改質成分は、クラムラバーまたは１つもしくは複数の酸のいずれかであり得る。第１の改質成分が、クラムラバーである場合、第２の改質成分は、架橋剤であり、第３の改質成分は、１つまたは複数の酸である。別法では、第１の改質成分が、１つまたは複数の酸である場合、第２の改質成分は、クラムラバーであり、第３の改質成分は、架橋剤である。好ましくは、クラムラバーは、最終の改質アスファルト材料中に約０．１重量％と約３０重量％の間のクラムラバー濃度を得るように加え、１つまたは複数の酸は、改質アスファルト材料中に約０．０５重量％と約５重量％の間の全体の酸濃度を得るように加え、架橋剤は、約０．０１重量％と約５重量％の間の架橋剤の濃度を得るように加える。
【００２４】
本発明の方法の他の実施形態においては、１つまたは複数の合成ポリマーを改質アスファルト組成物に加える。本発明のこれらの実施形態においては、アスファルトバインダを改質する好ましい方法は、（１）アスファルトを約１２０℃と約２００℃の間の温度まで加熱するステップ、（２）第１の改質成分を加えるステップ、（３）前記アスファルトおよび前記第１の改質成分を、高せん断ミキサ、例えば、ロータ−ステータ型ミキサ（すなわち、シルバーソン型ミキサ）により約５分と約１０時間の間、混合するステップ、（４）当該改質されたアスファルトバインダに第２の改質成分を加えるステップ、（５）前記第２の改質成分および当該改質されたアスファルトバインダを、高せん断ミキサ中で約５分と約１０時間の間、混合するステップ、（６）当該改質されたアスファルトバインダに第３の改質成分を加えるステップ、（７）場合によって、前記第３の改質成分および当該改質されたアスファルトバインダを約５分と約１０時間の間、混合するステップ、（８）当該改質されたアスファルトバインダに第４の改質成分を加えるステップ、および（９）前記第４の改質成分および当該改質されたアスファルトバインダを低せん断ミキサ（例えば、イカ型ラボミキサに類似した約２５０ｒｐｍのモータで駆動するプロペラ型ミキサなど）により約５分と約４８時間の間、撹拌するステップを一般に含む。
【００２５】
方法のこれらの実施形態において使用される改質成分は、上記の、クラムラバー、１つまたは複数の酸、１つまたは複数の合成ポリマー、および架橋剤である。このクラムラバー、酸および合成ポリマーは、任意の順序でアスファルトに加えることができる。架橋剤は、クラムラバーが加えられた後にアスファルトに加えられるが、この架橋剤は酸またはポリマーのいずれかの前または後に加えることができる。
【００２６】
本発明の方法のこれらの実施形態においては、クラムラバーは、最終の改質アスファルト材料中に約０．１重量％と約３０重量％の間のクラムラバー濃度が得られるようにアスファルトに加えられ、１つまたは複数の酸は、改質アスファルト材料中に約０．０５重量％と約５重量％の間の全体の酸濃度が得るように加えられ、１つまたは複数の合成ポリマーは、約０．５重量％と約３０重量％の間の全体のポリマー濃度が得るように加えられ、架橋剤は、架橋剤の約０．０１重量％と約５重量％の間の濃度が得られるように加えられる。
【００２７】
当業者には当然のことであろうが、上記の方法において、使用される温度および混合時間によっては、低せん断ミキサを、高せん断ミキサの代わりに使用することができ、当業者であれば、使用される温度および添加材料に基づいて適切な混合時間を容易に決定することができる。
【００２８】
本発明の方法において使用される好ましい合成ポリマーおよび好ましい酸は、上に記載されている。
【００２９】
本発明の方法のいくつかの典型的な実施形態を以下で説明する。
【実施例】
【００３０】
［実施例１］
クラブラバー−酸−架橋剤系
・ニートアスファルトを約１２０℃から約２００℃の温度まで加熱する
・約０．１重量％から約１０重量％のクラムラバーを加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．０１重量％から約５重量％の架橋剤を加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．５重量％から約３重量％の１つまたは複数の酸を加える
・得られた改質アスファルトを低せん断ミキサにより５分から４８時間撹拌する
【００３１】
［実施例２］
・ニートアスファルトを約１２０℃から約２００℃の間の温度まで加熱する
・約０．５重量％から約３重量％の１つまたは複数の酸を加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．１重量％から約１０重量％のクラムラバーを加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．０１重量％から約５重量％の架橋剤を加える
・得られた改質アスファルトを低せん断ミキサにより５分から４８時間撹拌する
【００３２】
［実施例３］
クラムラバー−ポリマー−酸−架橋剤系
・ニートアスファルトを約１２０℃から約２００℃の間の温度まで加熱する
・約０．５重量％から約５重量％の１つまたは複数の合成ポリマーを加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．１重量％から約１０重量％のクラムラバーを加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．５重量％から約３重量％の１つまたは複数の酸を加える
・約０．０１重量％から約５重量％の架橋剤を加える
・得られた改質アスファルトを低せん断ミキサにより５分から４８時間撹拌する
【００３３】
［実施例４］
・ニートアスファルトを約１２０℃から約２００℃の間の温度まで加熱する
・約０．５重量％から約５重量％の１つまたは複数の合成ポリマーを加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．５重量％から約３重量％の１つまたは複数の酸を加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．１重量％から約１０重量％のクラムラバーを加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．０１重量％から約５重量％の架橋剤を加える
・得られた改質アスファルトを低せん断ミキサにより５分から４８時間撹拌する
【００３４】
［実施例５］
・ニートアスファルトを約１２０℃から約２００℃の間の温度まで加熱する
・約０．１重量％から約１０重量％のクラムラバーを加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．５重量％から約５重量％の１つまたは複数の合成ポリマーを加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．５重量％から約３重量％の１つまたは複数の酸を加える
・約０．０１重量％から約５重量％の架橋剤を加える
・得られた改質アスファルトを低せん断ミキサにより５分から４８時間撹拌する
【００３５】
［実施例６］
・ニートアスファルトを約１２０℃から約２００℃の間の温度まで加熱する
・約０．１重量％から約１０重量％のクラムラバーを加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．５重量％から約３重量％の１つまたは複数の酸を加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．５重量％から約５重量％の１つまたは複数の合成ポリマーを加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．０１重量％から約５重量％の架橋剤を加える
・得られた改質アスファルトを低せん断ミキサにより５分から４８時間撹拌する
【００３６】
［実施例７］
・ニートアスファルトを約１２０℃から約２００℃の間の温度まで加熱する
・約０．５重量％から約３重量％の１つまたは複数の酸を加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．５重量％から約５重量％の１つまたは複数の合成ポリマーを加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．１重量％から約１０重量％のクラムラバーを加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．０１重量％から約５重量％の架橋剤を加える
・得られた改質アスファルトを低せん断ミキサにより５分から４８時間撹拌する
【００３７】
［実施例８］
・ニートアスファルトを約１２０℃から約２００℃の間の温度まで加熱する
・約０．５重量％から約３重量％の１つまたは複数の酸を加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．１重量％から約１０重量％のクラムラバーを加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．５重量％から約５重量％の１つまたは複数の合成ポリマーを加える
・高せん断ミキサにより、約５分から約１０時間の間、混合する
・約０．０１重量％から約５重量％の架橋剤を加える
・得られた改質アスファルトを低せん断ミキサにより５分から４８時間撹拌する
【００３８】
本発明による架橋剤を用いる改質アスファルトバインダの特性を測定するために試験を行った。試験の１つの設定において、１つの改質アスファルトバインダは、クラムラバーおよびＰＰＡのみを使用して調製し、一方、第２の改質アスファルトバインダは、クラムラバー、架橋剤としての０．１％の硫黄、およびＰＰＡを使用して調製した。両方の場合ともクラムラバーを最初にアスファルトバインダに加え、高せん断ミキサにより約２時間撹拌した。第１の改質バインダについては、ＰＰＡを加え、高せん断ミキサを用いて約３０分間混合した。第２の改質バインダについては、硫黄を加えて高せん断ミキサを用いて約１５分間混合し、続いてＰＰＡを加え、高せん断ミキサによりさらに約３０分間混合した。得られた改質アスファルトバインダについて測定した特性を下の表１にまとめる。
【００３９】
【表１】
2008540739.tif 000002
【００４０】
ＳＢＳ、ポリリン酸およびクラムラバーをアスファルトバインダに添加することにより、改質アスファルトバインダを製造する一連の試験を行った。改質アスファルトバインダの１つにおいて、そのアスファルトバインダにはクラムラバーの添加に続いて架橋剤を加えた。高せん断ミキサを用いる混合時間は、次のようにした（各成分の添加後の混合時間は添加の順序と関係なく同じである）：クラムラバーの添加後は約２時間；ＳＢＳの添加後は約６時間；硫黄の添加後は約３０分；ＰＰＡの添加後は約３０分。この試験において得られた改質アスファルトバインダの特性を表２にまとめる。
【００４１】
【表２】
2008540739.tif 000003
【００４２】
上表から分かるように、いずれの場合にも、クラムラバーおよび架橋剤を含有する改質アスファルトバインダは、架橋剤を含まない配合と比較して改良された弾性を実証した。
【００４３】
この改質アスファルト組成物は、エマルジョン型のプロセスにおいて使用し、アスファルトバインダ材料を適用することができる。一実施形態において、そのエマルジョンプロセスは次のステップを含む：
１）改質アスファルト組成物を上記のようにして調製し、
２）ステップ１で得られた改質アスファルト組成物のエマルジョンを、水と該改質アスファルト組成物ならびに乳化剤を周囲温度で混合することによって調製し、
３）ステップ２で得られたエマルジョンを、乳化したアスファルトバインダの均一な層を得るために広げ、
４）そのエマルジョンを破壊する。
【００４４】
エマルジョンを破壊する前に、乳化したアスファルトバインダの上に骨材物質を散布してもよい。別法では、上記のプロセスは、そのプロセスのステップ２で得られたエマルジョンに、撹拌しながら周囲温度で骨材を加えてアスファルト舗装材料を形成するさらなるステップを含むことができる。このアスファルト舗装材料は、所望の厚さに広げ、エマルジョンを破壊する。乳化剤は当業者に知られている任意の適当な乳化剤であり得る。また、エマルジョンは、アスファルトエマルジョンを破壊するための通常の方法を用いて破壊することができる。
【００４５】
上記の組成物または方法は、本発明の範囲から逸脱することなく多数のやり方で修正することができることは当業者には認識されよう。例えば、上記の混合ステップの１つまたは複数は、省略することができ、２つ以上の改質成分を一緒にまたは同時にアスファルトに加えることができ、あるいはさらなる改質剤を組成物に加えて組成物の特性をさらに改質することができる。したがって、本明細書に記載した好ましい実施形態は、説明のためであって決して限定を意図したものではない。
【国際調査報告】
2008540739.tif 000004
2008540739.tif 000005