(57)【要約】  本発明は、-ビチューメン;-植物油またはその誘導体;-以下の特徴を有するリグニン調製物：   - リグニン調製物の重量に対して60〜100重量％のリグニン純度;および   - 1000-5000g/molのリグニン平均分子量を含む組成物に関する。前記組成物は、アスファルトバインダー組成物またはアスファルト組成物であってよい。したがって、本発明はまた、本発明の組成物を含む舗装または屋根材に関する。さらに、本発明は、アスファルト組成物を調製する方法に関し、ビチューメンをフィラー材料と混合し、得られた混合物にリグニン調製物および植物油を添加することを含み、好ましくは、リグニン調製物および植物油は同時に添加される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
-ビチューメン;
-任意選択で植物油またはその誘導体;
-以下の特徴を有するリグニン調製物：
- リグニン調製物の重量に対して60〜100重量％のリグニン純度;および
- 1000-5000g/molのリグニン平均分子量
を含む組成物であって、
a)      組成物の総重量に対して、最大で90重量％のビチューメン、少なくとも10重量％のリグニン調製物、及び任意選択で少なくとも0.1重量％の植物油を含むアスファルトの調製するためのバインダーである;または
b)      組成物の総重量に対して、最大で10重量％のビチューメン、少なくとも0.5重量％のリグニン調製物、少なくとも60重量％のフィラー材料、及び任意選択で少なくとも0.05重量％の植物油を含むアスファルト組成物である、組成物。
【請求項２】
- 少なくとも95℃ 、好ましくは少なくとも97℃の軟化温度;
- リグニン調製物の重量に対して、最大20重量％、好ましくは最大10重量％の炭水化物含有量;
- リグニン調製物の重量に対して最大で10重量％、好ましくは最大で5重量％のタンパク質含有量;
- リグニン調製物の重量に対して、最大12重量％、好ましくは最大5重量％の灰分; および/または
- リグニン調製物1グラムあたり少なくとも2ミリモルのフェノール性水酸基含有量
によってさらに特徴付けられる、請求項1に記載の組成物。
【請求項３】
植物油が、亜麻仁油、大豆油、ヒマワリ油、サフラワー油から選択され、および/または植物油が、20℃で0.1から1600Pa.s、好ましくは20℃で0.1から100Pa.s.の動粘度を有する、請求項1または2に記載の組成物。
【請求項４】
ビチューメンが未使用ビチューメン、再生ビチューメン、またはそれらの混合物から選択される、請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項５】
アスファルトを調製するためのバインダーであり、
-組成物の総重量に対して、少なくとも10重量％及び/または最大で75重量％のビチューメン、好ましくは最大で60重量％のビチューメン。
-組成物の総重量に対して、少なくとも25重量％及び/または最大で80重量％のリグニン調製物、好ましくは少なくとも40重量％のリグニン調製物; 
-組成物の総重量に対して、少なくとも0.5重量％及び/または最大で10重量％の植物油、好ましくは少なくとも1重量％の植物油
を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項６】
アスファルト組成物であり、
-組成物の総重量に対して、少なくとも0.5重量％及び/または最大で5重量％のビチューメン、好ましくは最大で3重量％のビチューメン。
-組成物の総重量に対して、少なくとも1重量％及び/または最大で10重量％のリグニン調製物、好ましくは少なくとも3重量％のリグニン調製物;
-組成物の総重量に対して、少なくとも0.1重量％及び/または最大で2重量%の植物油、好ましくは少なくとも0.2重量％の植物油;
-組成物の総重量に対して、好ましくは少なくとも80重量％及び/または最大で97重量％のフィラー材料、ここで、フィラー材料は、好ましくは石、砂、および/または瓦礫を含む
を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項７】
ASTM D5に従って25℃で10-350×10-1mmの間の浸透によって測定されるコンシステンシーを有するアスファルト組成物である、請求項1から6のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項８】
請求項1から7のいずれか一項に記載の組成物を含む舗装。
【請求項９】
請求項1から7のいずれか一項に記載の組成物を含む屋根材。
【請求項１０】
請求項1に記載のアスファルト組成物を調製する方法であって、
（a）ビチューメンをフィラー材料と混合する工程であって、フィラー材料は、好ましくは石、砂、および/または瓦礫を含む、工程;
（b）リグニン調製物および植物油を工程（a）で得られた混合物に添加する工程であって、ここでリグニン調製物および植物油は別々の工程でまたは予備混合物として添加され、または好ましくはリグニン調製物および植物油は実質的に同時に添加される工程
を含む方法。
【請求項１１】
工程（a）は100〜150℃、好ましくは120〜140℃の温度で行われる、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
リグニン調製物が 
- リグニン調製物の重量に対して60〜100重量％のリグニン純度;および
- 1000-5000g/molのリグニン平均分子量
によって特徴づけされる、アスファルトの強度を向上させるためのリグニン調製物の使用。
【請求項１３】
リグニン調製物が請求項2で定義されたとおりである、請求項12に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低ビチューメン含有量を有するアスファルトバインダーおよびその製造方法の分野に関する。これらのアスファルトバインダーは、例えばアスファルト道路建設、特に石材マスチックアスファルトまたは多孔質アスファルト道路建設のためのアスファルト組成物の調製に有用である。
【背景技術】
【０００２】
アスファルトは一般に、アスファルトベースのバインダーによって骨材とフィラー材料を混合することによって調製される。 
【０００３】
ビチューメンは、オイル蒸留プロセスの最も重い部分から得られる。使用される蒸留プロセスが異なるだけでなく、オイルの由来が異なるため、特性が異なる場合がある。ただし、ビチューメンは、飽和分子、芳香族化合物、樹脂、アスファルテンという、それぞれ異なる分子量範囲を持つ4つのクラスの物質の存在によって特徴付けられる。
【０００４】
ビチューメンは化石資源から得られるため、CO2 排出量の削減と環境への影響の観点から、ビチューメンを（部分的に）持続可能性の高い代替品に置き換えることが望まれている。
【０００５】
バイオマス由来のリグニンは、アスファルトおよびその他の用途におけるビチューメンの一部の潜在的な代替品として知られている。リグニンは、植物にバインダーとして作用して、植物に強度と剛性を提供し、ビチューメンの芳香族およびアスファルテン画分と構造的に類似している。たとえば、両方がアルキル鎖で結合された類似の不飽和芳香環を含んでいる。さらに、リグニンは接着性とUV安定性も備えている。
【０００６】
リグニンは、植物材料に存在する最も豊富な天然ポリマー（セルロースおよびヘミセルロースの次に）の1つである。これは、パルプ及び紙の製造工程における側流として、およびセルロース系バイオエタノールの製造における非発酵側流として生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】WO99/42526A1
【特許文献２】WO87/02376A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の理由により、ビチューメンとリグニンを含有するアスファルトバインダー組成物は既に記載されている。しかしながら、そのようなバインダー組成物で得られるアスファルト組成物の処理には高温が必要である。さらに、得られるアスファルトは強度が限られている。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、上記の１つまたは複数の欠点を克服すること、特に、改善されたアスファルトバインダーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示は、以下を含む組成物を提供する： 
-ビチューメン;
-必要に応じて植物油またはその誘導体;および
-以下の特徴を有するリグニン調製物
- リグニン調製物の重量に対して60〜100重量％のリグニン純度;および
- 1000-5000g/molのリグニン平均分子量。
【００１１】
前記組成物は、アスファルトバインダー組成物またはアスファルト組成物であってよい。したがって、本開示は、本開示の組成物を含む舗装または屋根にも関する。さらに、本開示は、アスファルト組成物を調製する方法に関し、ビチューメンをフィラー材料と混合し、得られた混合物にリグニン調製物および植物油を添加することを含み、好ましくは、リグニン調製物および植物油は（実質的に）同時に添加される。
【００１２】
本開示の技術は、原油の化石由来の蒸留留分であるビチューメンの部分的であるが重要な代替をもたらす。それゆえ本開示は、化石ビチューメンの有意に低い使用を可能にし、化石業界の独立性を高め、エネルギーを節約し、アスファルトの製造工程のCO2 のフットプリントを改善する。
【００１３】
本開示では、特定のリグニン調整物が、好ましくはアスファルトバインダーにおける50％より多いビチューメンを置換するために、（煮沸した）植物油またはその誘導体と組み合わせて使用される。本開示による特定の特徴を有するリグニン調製物は、乾燥および湿潤条件下の両方で、改善されたアスファルト強度を提供することが見出された。 
【００１４】
リグニンは、好ましくは、事前変性なしで、典型的にビチューメンに対して50％の置換レベルで適用される。植物油の添加は、相溶性の改善（例えば、混合の改善）や、観察可能な架橋が発生しない処理温度の低下に到達するために有益である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の態様では、本開示は、以下を含む組成物に関する： 
-ビチューメン;
-必要に応じて植物油またはその誘導体;および
-好ましくは以下の特徴を有するリグニン調製物：
- リグニン調製物の重量に対して、少なくとも30、35、40、45、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60重量％、好ましくは少なくとも61、62、63、 64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、85、90、または70-100重量％のリグニン純度;および/または
- 500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500g/mol、および/または最大で10000、8000、7000、6000、5000、4000、3000、2500g/mol、最も好ましくは1000〜5000g/molのリグニン平均分子量。
【００１６】
前記組成物は、アスファルト（バインダー）組成物として使用することができ、またはアスファルト（バインダー）組成物中に含まれることができる。従って、本開示は、さらに本明細書に記載される組成物を含む舗装、ならびに本明細書に記載される組成物を含む屋根材に関する。
【００１７】
上述の通り、前記組成物の第一の好ましい成分はビチューメンであり、これはさまざまな用途で知られているが、最も重要なのは道路舗装用の骨材ブレンドである。ビチューメンは、オイル蒸留プロセスの最も重い部分から得られる。使用される蒸留プロセスが異なるだけでなく、オイルの由来が異なるため、特性が異なる場合がある。ただし、ビチューメンは、飽和分子、芳香族化合物、樹脂、アスファルテンという、それぞれ異なる分子量範囲を持つ4つのクラスの物質の存在によって特徴付けられる。本発明の組成物中のビチューメンは、未使用ビチューメン、再生ビチューメン、またはそれらの混合物から選択されてもよい。ビチューメンは、リグニン調製物の重量に対して、少なくとも0、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、100重量％、および/または多くとも300、250、200、180、150、125、110重量％、好ましくは80〜120重量％の量で存在することができる。
【００１８】
前記組成物は、（煮沸した）植物油、または好ましくは亜麻仁油、大豆油、ヒマワリ油、およびベニバナ油から選択される非化石由来の油をさらに含む。好ましくは、植物油は20℃で0.01から1600Pa.s、または20℃で0.01から1000、0.03から500若しくは0.05から250Pa.s、好ましくは0.1から100、0.2から50、0.3から20、0.4から10、0.5から5若しくは0.5から2Pa.sの動粘度を有する。動粘度は、ASTM D 445に準拠したウベローデ粘度計または同等のBS 188を使用して決定できる。動粘度は、動粘度データに密度を掛けることによって計算できる（たとえば、Gallagher等;Am. Oil. Chem. Soc., 54、68-70、1977を参照）。
【００１９】
植物油のより高い動粘度は、煮沸によって達成することができ、それにより、煮沸していない植物油と比較して、粘度が増加した煮沸植物油を得ることができる。ここで煮沸は、所望の動粘度を得るための植物油の酸化的重合を指し得る。煮沸した亜麻仁油は、リンパベ油と呼ばれることもある。
【００２０】
植物油は、そのポリオールエステルまたは植物油ベースのアルキドなどの天然植物油（好ましくは非化石ベース）の誘導体であってよい。そのようなアルキド樹脂は、典型的には、植物油または脂肪酸を、（ジ）ペンタエリスリトール、グリセロール、ソルビトール、キシリトールなど多価アルコール、および二酸若しくは三酸、例えばコハク酸、フランジカルボン酸またはフタル酸（無水物）と反応させることによって調製される。代替的におよび／または付加的に、植物油は改変されてもよい。好ましくは、植物油は、亜麻仁油、大豆油、ヒマワリ油、およびベニバナ油からなる群から選択され、および／または最も好ましい実施形態では、植物油は不飽和である。
【００２１】
上記の植物油の誘導体に代替的および／または付加的に、乾燥脂肪酸、半乾燥脂肪酸またはそれらの混合物は、エチレン性不飽和共役または非共役C12〜C24カルボン酸、例えばオレイン酸、リシノール酸、リノール酸、リノレン酸、リカン酸およびエレオステアリン酸またはそれらの混合物などの植物油誘導体として本開示で使用されてもよく、典型的には天然または合成油から誘導される脂肪酸の混合物の形態で使用されてもよい。適切な天然油の例には、ベニバナ油、トール油、カレンデュラ油、菜種油、ピーナッツ油、大豆油、桐油、亜麻仁油、イワシ油、ニシン油、ゴマ油、オリーブ油、脱水ヒマシ油、獣脂油、ひまわり油、綿実油およびそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。
【００２２】
植物油またはその誘導体は、ビチューメンの重量に関して、少なくとも0、0.1、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、 2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0重量％、および/または多くとも10、9、8、7、5、4、3、2重量％、好ましくは3-10重量％で存在することができる。
【００２３】
前記組成物の第３の成分は、好ましくは乾燥粉末形態の、または25、20、15、10または5重量％未満の含水量を有するリグニン調製物である。好ましくは、リグニン調製物は、ビチューメンの重量に対して、少なくとも10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150重量％、および/または最大で200、180、150重量％、好ましくは80〜120重量％で存在する。
【００２４】
リグニンは、植物材料に存在する最も豊富な天然ポリマー（セルロースおよびヘミセルロースの次に）の1つです。これは、パルプ及び紙の製造工程における側流として、およびバイオエタノールの生産における非発酵側流として生成されます。
【００２５】
本明細書で前述したように、本開示によるリグニン調製物は、特定の純度および／またはより低い不純物含有量、例えば、炭水化物、タンパク質、および／または灰中のより低い含有量を有する。特に、リグニン調製物の純度が高いほどリグニン調製物の結合能力が向上し、したがってアスファルト（バインダー）組成物に適用すると、乾燥条件下と湿潤条件下の両方でアスファルト強度が向上することがわかった。理論に縛られることなく、炭水化物、タンパク質、灰などの不純物が多すぎると、リグニン調製物の結合機能が妨げられるようである。
【００２６】
リグニン純度および/または不純物含有量は、例えば、12MのH2SO4で30℃で1時間、続いて1MのH2SO4で100℃で3時間で開始するリグニン調製物の2段階硫酸加水分解によって決定することができる。加水分解物は、次いで、ブロモフェノールブルーによって示されるように、酸性pHになるまで炭酸カルシウムによって中和できる。得られた単糖は、例えば、Dionex CarboPac PA1カラムおよびプレカラム上でHPAEC-PADにより分離および定量化され、好ましくは以下の条件下で行われる：35℃で水酸化ナトリウム/水の勾配、流速1ml/分。検出には、0.2ml/分の流速で500mM NaOHのポストカラム添加を使用できる。リグニン中の灰分は、800℃で4〜8時間完全燃焼した後に測定できる。方法はTAPPI標準から由来する。 
【００２７】
さらに、リグニンは好ましい平均分子量を有する。リグニンの平均分子量は、以下のように決定することができる。1mg/mlのリグニン試料を、0.5 M NaOHに溶解することができ、TSKgel guardcolumn PWXLに注入することができるが、好ましいとカラムサイズは：6.0mmI.D.×4cm、粒子サイズ：12μmおよび2つのシリアル接続TSKgel GMPWxl、カラムサイズ：7.8mmI.D.×30cm、標準サイズ：13μm。その後、同じ溶媒でサンプルを溶出できる。好ましい条件：流量1ml/分、カラム温度25℃、および280nmでの検出。モル質量分布のキャリブレーションの標準：ポリスチレンスルホン酸ナトリウム（Mw範囲：891〜76000Da）とフェノール。
【００２８】
リグニン調製物は、
- 少なくとも90、92、93、94、95、96、97℃ 、好ましくは少なくとも98または99℃の軟化温度;
-リグニン調製物の重量に対して、最大20、19、18、17、16、15、14、13、12、11重量％、好ましくは最大10、9、8、7、6、5、4、3、2または1重量％の炭水化物含有量;
- リグニン調製物の重量に対して、多くとも10、9、8、7、6、好ましくは多くとも5、4、3、2、1重量％のタンパク質含有量;
- リグニン調製物の重量に対して、最大12、11、10、9、8、7、6重量％、好ましくは最大5、4、3、2、1重量％の灰分含有量; および/または
- リグニン調製物のグラムあたり少なくとも0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10mmolのフェノール性ヒドロキシル基含有量。
【００２９】
軟化温度は、例えば、以下のように決定され得る。20mgの乾燥リグニンを密閉したステンレス鋼のカップに入れることができる。DSC Pyris Perkin Elmer では、サンプルを10℃/分で-40℃から190℃に加熱できる。100℃/分で-40℃にアニーリングした後、サンプルを10℃/ 分で190℃に加熱できる。Tgは、2番目の加熱サーモグラムから測定できる。
【００３０】
さらに、フェノール性および脂肪族ヒドロキシル基含有量は、以下のように測定することができる。1mlのバイアルで、30mgのリグニンを100mlのN、N-ジメチルホルムアミド（DMF）/ピリジン（1：1 v/v）、およびピリジン中に15mg/mlのシクロヘキサノール（内部標準）と2.5mg/mlのクロム（III）アセチルアセトナートを含む100mlの内部標準溶液と混合する。次に、この懸濁液を室温で4〜16時間撹拌する。次に、リグニン懸濁液に添加する前に、誘導体化（100ml）試薬（2-クロロ-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサホスホラン）を400mlのCDCl3と混合する。混合後、混合物をNMR（Bruker 400 MHz）で、好ましくは308パルス角、逆ゲート陽子デカップリング、5秒の遅延時間、256スキャンで分析できる。信号の割り当ては、GranataとArgyropoulosによって説明されているように実行された（Magnetic resonance in chemistry、第33巻、375-382、1995 ）。
【００３１】
好ましくは、以下のリグニン調製物の1つまたは複数が使用される：ソーダ混合ストロー/サルカンダグラス（P1000）; クラフト針葉樹（インデュリンAT）; 実施例に記載されるように供給源から入手可能な加水分解ポプラ。 
【００３２】
好ましい実施形態では、本開示による組成物は、アスファルトを調製するためのバインダー、すなわち、アスファルトバインダーであり、好ましくは、
-最大90、80、75、70、65重量％、および/または少なくとも5、10、11、12、23、14、15 重量％のビチューメン、好ましくは最大60、50、40、または30重量％のビチューメン;
-少なくとも10、20、30、または25重量％および/または最大で90、85、80、75、60、55、50重量％のリグニン調製物、好ましくは少なくとも30、35、40、45、50 、55、60、65、70、75 重量％リグニン調製物; 
-少なくとも0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9または1重量％、および/または多くとも15、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1重量％の植物油、好ましくは少なくとも1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.5、2.7、2.8、2.9、3、または最大2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、または1-3、2-4、2-3、または3-5重量％の植物油、を含む。当業者は、植物油の量がアスファルトのタイプに応じて変動し得ることを理解するであろう。より脆いバインダー混合物が必要であれば、より多い植物油が、よりスムーズにすることができる。
【００３３】
別の好ましい実施形態では、本開示による組成物は、ストーンマスチックアスファルト組成物または多孔質アスファルト（またはオープングレードアスファルト）組成物などのアスファルト組成物であり、好ましくは、
-少なくとも0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、2、3、4、5重量％および/または最大で10または5重量％のビチューメン、好ましくは最大で3重量％のビチューメン;
-少なくとも0.5または1重量％および/または多くとも10、9、8、7、6、5、4、3、2、1重量％のリグニン調製物、好ましくは少なくとも3重量％のリグニン調製物;
-少なくとも0、0.05 、0.06、0.07、0.08、0.09 または0.1 、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9重量％および/または最大で4、3、2、1.5、1重量％の植物油、好ましくは少なくとも0.2重量％の植物油;
-好ましくは少なくとも60または80重量％および/または最大で99、98、97、96、95、90重量％のフィラー材料。ここで、フィラー材料は、好ましくは石、砂、および/または瓦礫を含む。
【００３４】
そのようなアスファルト組成物は、好ましくはASTM D5に従って25℃で10−350×10-1mmの間の浸透によって測定されるコンシステンシーを有する。
【００３５】
さらなる態様では、本開示は、アスファルト組成物、好ましくは上記のアスファルト組成物を調製する方法に関し、
（a）ビチューメンをフィラー材料と混合する工程であって、フィラー材料は、石、砂、および/または瓦礫を含むことが好ましい、工程；
（b）リグニン調製物および植物油を工程（a）で得られた混合物に添加する工程であって、ここでリグニン調製物および植物油は別々の工程でまたは予備混合物として添加され、または好ましくはリグニン調製物および植物油は実質的に同時に添加される工程（0.25、0.5、1、または2時間以内など）、を含む。
【００３６】
工程（a）は、好ましくは90〜180、100〜150℃または110〜140℃の温度で行われ 、好ましくは120〜14000℃で行われる。
【００３７】
本開示は、アスファルト強度を改善するための、本明細書に記載されるようなリグニン調製物の使用をさらに提供することは明らかであろう。
【００３８】
本明細書と特許請求の範囲では、「含む」という動詞とその活用形が非限定的な意味で使用され、単語に続く項目が含まれるが、特に言及されていない項目は除外されない。さらに、不定冠詞「a」または「an」による要素への言及は、要素が1つのみ存在することを文脈が明確に要求しない限り、要素が複数存在する可能性を排除するものではない。したがって、不定冠詞「a」または「an」は通常「少なくとも1つ」を意味する。 
【００３９】
さらなる開示：
1. 
-ビチューメン;
-植物油またはその誘導体;
-以下の特徴を有するリグニン調製物：
- リグニン調製物の重量に対して60〜100重量％のリグニン純度;および
- 1000-5000g/molのリグニン平均分子量
を含む組成物。
【００４０】
2. 
- 少なくとも95℃ 、好ましくは少なくとも97℃の軟化温度;
- リグニン調製物の重量に対して、最大20重量％、好ましくは最大10重量％の炭水化物含有量;
- リグニン調製物の重量に対して最大で10重量％、好ましくは最大で5重量％のタンパク質含有量;
- リグニン調製物の重量に対して、最大12重量％、好ましくは最大5重量％の灰分; および/または
- リグニン調製物1グラムあたり少なくとも2ミリモルのフェノール性水酸基含有量
によってさらに特徴付けられる、項目1に記載の組成物。
【００４１】
3. 
植物油がビチューメンの重量に対して少なくとも0.5または1重量％、好ましくは1〜10重量％で存在する、項目1または2に記載の組成物。
【００４２】
4. 
リグニン調製物がビチューメンの重量に対して少なくとも10、25、または50重量％、好ましくは80〜120重量％で存在する、項目1から3のいずれか一項に記載の組成物。
【００４３】
5.  
植物油が、亜麻仁油、大豆油、ヒマワリ油、サフラワー油から選択され、および/または植物油が、20℃で0.1から1600Pa.s、好ましくは20℃で0.1から100Pa.s.の動粘度を有する、項目1から4のいずれか一項に記載の組成物。
【００４４】
6. 
ビチューメンが未使用ビチューメン、再生ビチューメン、またはそれらの混合物から選択される、項目1から5のいずれか一項に記載の組成物。
【００４５】
7. 
アスファルトを調製するためのバインダーであり、好ましくは、
-最大で90または75重量％のビチューメン、好ましくは最大で60重量％のビチューメン。
-少なくとも10または25重量％のリグニン調製物、好ましくは少なくとも40重量％のリグニン調製物; 
-少なくとも0.1または0.5重量％の植物油、好ましくは少なくとも1重量％の植物油
を含む、項目1から6のいずれか一項に記載の組成物。
【００４６】
8. 
アスファルト組成物であり、好ましくは
-最大で10または5重量％のビチューメン、好ましくは最大で3重量％のビチューメン。
-少なくとも0.5または1重量％のリグニン調製物、好ましくは少なくとも3重量％のリグニン調製物;
-少なくとも0.05または0.1重量％の植物油、好ましくは少なくとも0.2重量％の植物油;
-好ましくは少なくとも60または80重量％のフィラー材料、ここで、フィラー材料は、好ましくは石、砂、および/または瓦礫を含む
を含む、項目1から6のいずれか一項に記載の組成物。
【００４７】
9.
ASTM D5に従って25℃で10-350×10-1mmの間の浸透によって測定されるコンシステンシーを有する、項目8に記載の組成物。
【００４８】
10. 
項目1から9のいずれか一項に記載の組成物を含む舗装。
【００４９】
11. 
項目1から9のいずれか一項に記載の組成物を含む屋根材。
【００５０】
12. 
項目8に記載のアスファルト組成物を調製する方法であって、
（a）ビチューメンをフィラー材料と混合する工程であって、フィラー材料は、好ましくは石、砂、および/または瓦礫を含む、工程;
（b）リグニン調製物および植物油を工程（a）で得られた混合物に添加する工程であって、ここでリグニン調製物および植物油は別々の工程でまたは予備混合物として添加され、または好ましくはリグニン調製物および植物油は実質的に同時に添加される工程
を含む方法。
【００５１】
13. 
工程（a）は100〜150℃、好ましくは120〜140℃の温度で行われる、項目12に記載の方法。
【００５２】
14. 
リグニン調製物が 
- リグニン調製物の重量に対して60〜100重量％のリグニン純度;および
- 1000-5000g/molのリグニン平均分子量
によって特徴づけされる、アスファルトの強度を向上させるためのリグニン調製物の使用。
【００５３】
15. 
リグニン調製物が項目2で定義されたとおりである、項目14に記載の使用。
【実施例】
【００５４】
リグニンのタイプ
ソーダ混合わら/サルカンダグラス（P1000）
出発物質：ミル原料は、インドのセルロースパルプを製造するためのソーダパルプ化のための100％の麦わらに近い。
【００５５】
方法の説明：印刷や紙に書くことになる漂白非木材パルプの製造のために使用される連続消化で、ミルをソーダパルプ化に使用する。リグニンを黒液に溶解する。このリグニンは、Abaecherli 等, 2000「芳香族ポリマーを含むアルカリ溶液の調製方法」（EP 0970275 B1）によって記載されたLPSプロセス（リグニン沈殿プロセス）によって単離された。前記文書は、酸性化により沈殿可能な芳香族ポリマーアルカリ溶液の調製方法に関するものであり、これらのポリマーを固体形態で分離し、常圧で空気中で乾燥し、黒化することなく４０℃〜１１０℃の温度を使用することができる。 
【００５６】
製品の説明：Protobind（登録商標）1000（P1000）は、フェノール樹脂産業でフェノールの部分的な代替品として使用するために特別に配合された高純度の天然ポリフェノール材料（ソーダリグニン）である。この製品は、最先端のSwise技術（EP 0970275 B1）を使用して、乾燥粉末形態でインドで現在工業的に生産されている。年間10,000メートルトン以上の生産能力を利用できる。例えば、GreenValue Enterprises LLC から入手できる。パルプ化はKuantum Papaersによって運営され、リグニン回収（GreenValueの技術を使用）はGreencone Environsによって運営されている。
【００５７】
クラフト針葉樹（インデュリンAT）
出発材料：針葉樹松
【００５８】
パルプ化方法の説明：クラフトプロセス（クラフトパルプ化または硫酸塩プロセスとも呼ばれます）は、木材を木材パルプに変換するプロセスであり、紙の主成分であるほぼ純粋なセルロース繊維で構成されている。クラフトプロセスは、白液として知られている、水、水酸化ナトリウム、硫化ナトリウムの高温の混合液で木材チップを処理し、リグニン、ヘミセルロース、セルロースを結合する結合を破壊する。この技術は、機械的ステップと化学的ステップの両方を必要とする。リグニンは沈殿によって黒液から分離され、さらに精製される。
【００５９】
製品の説明：精製クラフト針葉樹リグニン：インデュリンAT。たとえば、ベルギーのIngevity Holdings SPRLから入手できる。生産はIngevity Chemicalで行われている。
【００６０】
DONG Energy/Inbiconが生産する加水分解麦わらリグニン。
麦わらは、Inbiconから入手可能な技術を介して処理された。このプロセスでは、水熱前処理を使用して、加水分解と発酵に続くセルロース繊維を開いて、セルロースエタノールを生成する（Inbiconの特許の開示）。リグニンに富む非発酵性ストリームは、アスファルト用途のために分離および乾燥された（たとえば、Le、DM、Frosch Mogensbaek、リグニンを含むビチューメン組成物、WO 2017/088892 A1を参照）。2つの加水分解麦わらリグニンがテストされている。これらは、通常のリグニン1とより精製されたリグニン2を生成するためのさまざまな処理ステップによって異なっている。
【００６１】
加水分解ポプラ 
ポプラ材は、その後の加水分解と発酵のためにリグノセルロース繊維を開いてセルロースエタノールを生成するために、変更された蒸気爆発プロセスによって処理された。リグニンが豊富な非発酵ストリームは、アスファルトへの応用のために単離し、乾燥した。
【００６２】
分析方法（1）
（Gosselink等, 2010 、Holzforschung 64（1）2010、193-200 でも説明）
【００６３】
純度及び不純物含有量の測定
リグニンを、12Mの H2SO4で30℃で1時間、続いて1MのH2SO4で100℃で3時間開始する2段階硫酸加水分解により加水分解した。加水分解物は、ブロモフェノールブルーによって示される酸性pHまで炭酸カルシウムによって中和された。得られた単糖類は、以下の条件下で、Dionex CarboPac PA1カラムおよびプレカラムでHPAEC-PADにより分離および定量化された。35°Cでの水酸化ナトリウム/水の勾配。流速1 ml min-1。検出には、0.2 mM min-1の流量で500mM NaOHのポストカラム添加を使用した。リグニン中の灰分は、800℃で4〜8時間完全燃焼した後に測定された。方法はTAPPI標準から由来した。 
【００６４】
分子量範囲の測定
0.5M NaOHに溶解した1mg/mlのリグニンサンプルをTSKgelガードカラムPWxl、カラムサイズ：6.0mmI.D×4cm、粒子サイズ：12μmおよび2つのシリアル接続TSKgel GMPWxl、カラムサイズ：7.8mmI.D.×30cm、粒子サイズ：13μmに注入した。サンプルは同じ溶媒で溶出した。条件：流速フロー1ml/分、カラム温度25℃、および280nmでの検出。モル質量分布のキャリブレーションの標準：ポリスチレンスルホン酸ナトリウム（Mw範囲：891〜976000Da）とフェノール。
【００６５】
軟化温度の測定
20mgの乾燥リグニンを密閉したステンレス鋼のカップに入れた。DSC Pyris Perkin Elmer では、サンプルを-40℃から190℃に10℃/分で加熱した。100℃/分で-40℃にアニーリングした後、サンプルを10℃/分で190℃に加熱した。Tgは、2番目の加熱サーモグラムから測定された。
【００６６】
フェノール性および脂肪族ヒドロキシル基の測定
1mlのバイアルで、30mgのリグニンを100mlのN、N-ジメチルホルムアミド（DMF）/ピリジン（1：1 v/v）と、ピリジン中の15mg/mlのシクロヘキサノール（内部標準）および2.5mg/mlのクロム（III）アセチルアセトネートを含む100 mlの内部標準溶液に混合した。この懸濁液を室温で4〜16時間撹拌した。リグニン懸濁液に添加する前に、誘導体化（100 ml）試薬（2-クロロ-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサホスホラン）を400 mlのCDCl3と混合した。混合後、308パルス角、逆ゲート陽子デカップリング、5秒の遅延時間、256スキャンで、混合物をNMR（Bruker 400 MHz）で分析した。信号の割り当ては、GranataとArgyropoulos（J. Agric. Food Chem. 43：1538から1544 、1995; Magnetic resonance in chemistry, vol. 33、375-382、1995）によって説明されているように実行された。
【００６７】
乾燥強度と湿潤強度の測定
乾燥強度と湿潤強度は、Hossain, M.I.およびTarefdar, R.A., (2013), Effects of Moisture in Asphalt Concrete, Basic Research Jpounal of Enginneering Innovation, 1(1), pp. 16-25に記載された通り測定された。
【００６８】
分析方法（2）
路面の音響特性の測定 
さまざまな路面タイプの車両のローリングノイズレベルを測定するために、国際標準化機構（ISO）内で2つの測定方法が開発された。これは以下のものである：
- 近接（CPX）法（ISO 11819-2）[1]
- 統計的パスバイ（SPB）法（ISO 11819-1）[2]
【００６９】
[1]
CPX方法は、タイヤのセットが路面上を回転する際の、タイヤのセットのノイズを短い距離で測定するシステムより成る。「ノイズ測定トレーラー」を使用したこの測定により、セクション全体のノイズレベルの経過を把握できる。
【００７０】
測定は、2つの異なる標準タイヤを使用して実行される。測定用タイヤP1は、軽自動車の騒音を表している。結果はCPXPとして表示される。2番目のタイヤはタイヤH1を測定している。結果はCPXHとして表示され、大型車の騒音を表すと考えられる。
【００７１】
[2]
SPB測定では、個々の車両の通路について、最大のA特性ノイズレベルと車両速度が記録される。騒音レベルは、測定する走行車線の中央から一定の距離で測定する。測定は、少なくとも100台の軽自動車及び、可能であれば、50台の重い自動車について実施される。SPBの結果が信頼できると見なされる信頼性の値は、軽自動車の場合、0.3 dB（A）以下でなければならない。大型車の場合、この制限値は0.8 dB（A）である。
【００７２】
どちらの方法も、路面の音響特性を決定するために使用できる。本開示では、両方の方法が使用され、結果が平均化された。
【００７３】
転がり抵抗の測定
転がり抵抗は、路面上の特定の距離に亘りタイヤが回転する際の、熱に変換される機械的エネルギーである。転がり抵抗係数は次のように定義されます：
RRC = Frr / Fz、
ここで、RRCは転がり抵抗係数[kg/t]、Frrは車両を目的の方向[N]に移動させるために必要な力、Fzは重力（N）である。
【００７４】
上記式において、転がり抵抗係数（RRC）は、無次元の単位として表される。RRCは通常0.5％から1.5％の間であるため、整数でそれを書き留めると、コンマの後に4つのゼロが生じ、桁違いの誤解を招く可能性がある。したがって、文献では、RRCはパーセントまたはkg/トンで与えられる。
【００７５】
転がり抵抗の測定は、ポーランドのTU Gdanskの転がり抵抗トレーラーを使用して行われた。
【００７６】
ブレーキの減速度の測定
この方法では、ブレーキテストによる均一な道路セクションに対するブレーキの減速値の決定について説明する。この方法では、測定車両が乾いた路面使用され、80 から0 km/時までの一連のブレーキで車輪が完全にブロックされるまで測定される。測定システムは、制動中の制動減速度を記録および保存する制動減速度計が取り付けられた測定車両からなる。測定車両が時速80 kmの測定速度になった後、ブレーキペダルが完全に踏み込まれている（緊急停止、ABSなし）。ブレーキペダルは、車両が完全に停止するまでリリースされない。測定車両の 要件は次のとおりです。
-質量1450± 150 kg;
-ブレーキが完全かつ迅速に押された際に、ブレーキは完全にすぐにブロックされなければならない;
-ブレーキ減速メーターは、測定車両において、水平位置で適切にしっかりと固定されている必要がある。
【００７７】
制動の瞬間と車両の完全停止の間の平均制動減速が、ついて計算できる。 
【００７８】
【表１】
2021502461.tif 000002
【００７９】
アスファルトバインダーの調製方法
異なるリグニン調製物タイプのそれぞれについて、バインダー組成物が調製され、ストーンマスチックアスファルトおよびポーラスアスファルトでテストされた。リグニン調製物およびビチューメンは、バインダー組成物中に等量で適用された。ストーンマスチックアスファルトバインダーの場合、総アスファルトバインダーに基づいて、1.5重量％のリンパべ油（煮沸亜麻仁油）を適用し、130℃でストーンマスチックバイオアスファルトの生産を可能にした。
【００８０】
ストーンマスチックアスファルト組成物の調製のため、初めに石、砂、フィラーの熱い混合物、及びビチューメンの調製物（両方とも130℃）を調製し、混合し、その後、粉末状のリグニン調製物及び植物油を同時に（周囲温度で）添加した。このようにして、ビチューメン層が石を覆い、リグニン調製物との混合を改善する。石、砂、フィラーの比率は、高密度のSMAプレミックスを提供するように選択された。全混合物をドラムで混合した。次に、アスファルト組成物をジャイレータで緻密化して、所望の試験表面にした。
【００８１】
多孔質アスファルト組成物を準備するために、最初に石（および砂、フィラー）の高温混合物とビチューメンの調製物（両方とも130℃ ）を準備した。石、砂、フィラーの比率は、水を排出する多孔質アスファルトプレミックスを提供するように選択された。ビチューメン調製品を粉末状のリグニン調製品と一緒に熱い石に加え、ツインシャフトパグミルで混合した。植物油は多孔質アスファルト組成物には必要でないことがわかった。その後、アスファルト組成物を所望の試験表面にジャイレータで高密度化した。
【００８２】
【表２−１】
2021502461.tif 000003
【表２−２】
2021502461.tif 000004
【００８３】
【表３】
2021502461.tif 000005
【００８４】
【表４−１】
2021502461.tif 000006
【表４−２】
2021502461.tif 000007
【国際調査報告】
2021502461.tif 000008
2021502461.tif 000009