(57)【要約】【課題】芳香族含有量を減らさずに、常温での流動性を向上させて、作業性が良好なアスファルトバインダーを提供する。【解決手段】溶剤脱歴アスファルト、ストレートアスファルト、ブローンアスファルト又はこれらのアスファルトのうち２種以上混合したもの等からなり、アスファルテン含有量が４０．０質量％以下のアスファルトを０．５〜２０．０質量％、及び石油系溶剤抽出油を８０．０〜９９．５質量％含有し、芳香族含有量が７０．０質量％以上である組成で、かつ２５℃における０．１ｒａｄ／秒での複素弾性率が１０．０Ｐａ以下であるアスファルトバインダーにする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスファルト：０．５〜２０．０質量％を含有し、
残部が石油系溶剤抽出油からなり、
芳香族含有量が７０．０質量％以上であり、
２５℃における０．１ｒａｄ／秒での複素弾性率が１０．０Ｐａ以下であることを特徴とするアスファルトバインダー。
【請求項２】
前記アスファルトは、溶剤脱歴アスファルト、ストレートアスファルト、ブローンアスファルト又はこれらのアスファルトのうち２種以上混合したものであり、アスファルテン含有量が４０．０質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載のアスファルトバインダー。
【請求項３】
引火点が２５０℃以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアスファルトバインダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬度及び芳香族含有量を調整するためにアスファルト組成物に添加されるアスファルトバインダーに関し、特に、再生アスファルトの軟化剤、ゴム伸展油及びゴム配合油等に好適なアスファルトバインダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アスファルト舗装廃材の再利用が進められているが、一般に、アスファルト舗装廃材は、アスファルト成分が劣化し、硬化しているため、そのままでは十分な針入度及び伸度を確保することができず、再利用した舗装に早期にクラックが入るという問題があった。また、舗装の劣化により、アスファルト中の芳香族分が減少することが知られており（遠西智次，「改質アスファルトの物理科学的特性に関する研究」，財団法人土木研究センター平成６年度部外研究員報告書概要版，平成７年６月，ｐ．１６７−１７０、立石大作，「改質アスファルトの物理科学的特性に関する研究」，財団法人土木研究センター平成６年度部外研究員報告書概要版，平成８年６月，ｐ．２２９−２３２）、従来、アスファルト舗装廃材を再利用する際は、芳香族分を補うためにエキストラクト等の高芳香族系鉱油、動植物油系添加剤又はピッチ系添加剤等を添加して軟化させている。これらのアスファルト再生用添加剤の中でも特に高芳香族系鉱油は、その添加によって劣化したアスファルト舗装廃材中のアスファルト成分を、アスファルト舗装廃材を使用していないアスファルト、即ち、新規アスファルトの組成に近づけることができるため、再生された舗装のたわみ性及び柔軟性が向上し、供用性能（特にクラックの発生しにくさ）の確保に有効である。しかしながら、これらのアスファルト再生用添加剤は、常温（２５℃程度）での流動性が乏しく、作業性が劣るという問題点がある。
【０００３】
そこで、従来、常温での動粘度を低下させて、アスファルト再生時の作業性を向上を図ったアスファルト再生用添加剤が提案されている（例えば、特許文献１〜６参照）。特許文献１には、芳香族分が７〜３５％で、流動点が−５℃以下、温度４０℃における動粘度が３０〜５００ｍｍ２／秒で、引火点が２３０℃以上の鉱油からなるアスファルト舗装廃材再生用添加剤が開示されており、その実施例として、パラフィン系脱ロウ潤滑油、及びパラフィン系脱ロウ潤滑油とナフテン系エキストラクトとの混合物等が挙げられている。また、特許文献２には、４０℃における動粘度が６００〜２０００ｍｍ２／秒であり、かつアニリン点が３５℃以下であるエキストラクト油からなる再生アスファルト用添加剤が開示されている。
【０００４】
更に、特許文献３には、４０℃における動粘度が３００〜９００ｍｍ２／秒、多環芳香族分が３質量％未満である鉱油と油脂とを配合して得られる組成物であって、４０℃における動粘度が４０〜４００ｍｍ２／秒、多環芳香族分が３質量％未満、引火点が２２０℃以上であるアスファルト再生添加剤組成物が開示されている。更にまた、特許文献４及び５には、６０℃における動粘度が１００〜１０００ｍｍ２／秒である鉱油と、油脂又は脂肪酸アルキルエステル化合物とを配合して得られる組成物であって、６０℃における動粘度が２０〜３００ｍｍ２／秒、引火点が２１０℃又は２２０℃以上であるアスファルト再生添加剤組成物が開示されている。更にまた、特許文献６には、６０℃における動粘度が３０〜２００ｍｍ２／秒、多環芳香族分が３質量％未満、引火点が２２０℃以上、芳香族分が１０〜２０％、ガスクロ蒸留による初留点が２８０℃以上であるアスファルト再生添加剤組成物が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−９１３０３号公報
【特許文献２】特開平８−３３３５１５号公報
【特許文献３】特開２００５−１５４４６４号公報
【特許文献４】特開２００５−１５４４６５号公報
【特許文献５】特開２００５−１５４４６７号公報
【特許文献６】特開２００５−１５４４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した従来技術には、以下に示すような問題点がある。前述の特許文献１〜６に記載のアスファルト再生用添加剤は、芳香族分を低減することにより動粘度を低くして、常温での流動性を確保しているが、前述したように、アスファルト舗装廃材は劣化により芳香族分が減少しているため、特許文献１〜６に記載されているような芳香族含有量が少ないアスファルト再生用添加剤を使用すると、再生アスファルト組成物全体での芳香族分が少なくなる。その結果、再生アスファルト組成物の組成を新規アスファルト組成物の組成に近づけることができず、施工後の舗装におけるたわみ性及び柔軟性が低下して、早期にクラックが発生するという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、芳香族含有量を減らさずに、常温での流動性を向上させて、作業性が良好なアスファルトバインダー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】
【０００８】
本発明に係るアスファルトバインダーは、アスファルト：０．５〜２０．０質量％を含有し、残部が石油系溶剤抽出油からなり、芳香族含有量が７０．０質量％以上であり、２５℃における０．１ｒａｄ／秒での複素弾性率が１０．０Ｐａ以下であることを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、２５℃における０．１ｒａｄ／秒での複素弾性率を１０．０Ｐａ以下としているため、常温での流動性に優れており、従来の添加剤に比べて作業性を良好にすることができる。また、芳香族含有量が７０．０質量％以上であるため、アスファルト再生用添加剤として使用した場合に、再生アスファルト組成物の組成を新規アスファルト組成物の組成に近づけることができ、舗装のたわみ性及び柔軟性を向上させることができる。即ち、本発明のアスファルトバインダーを使用することにより、アスファルト舗装廃材を使用していないアスファルト組成物と同等の特性の再生アスファルト組成物が得られる。
【００１０】
また、前記アスファルトは、溶剤脱歴アスファルト、ストレートアスファルト、ブローンアスファルト又はこれらのアスファルトのうち２種以上混合したものであり、アスファルテン含有量が４０．０質量％以下であることが好ましい。これにより、石油系溶剤抽出油に含まれる芳香族分を希釈することなく、アスファルトバインダーの常温における作業性（流動性）を向上させることができる。また、これらのアスファルトの配合量を一定量以下（２０．０質量％以下）としているため、アスファルト組成物中のアスファルテン量の大幅な上昇が抑制され、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレン）等のゴムとの溶解性を良好にすることができる。
【００１１】
更に、本発明のアスファルトバインダーは、引火点が２５０℃以上であることが好ましい。これにより、アスファルトバンダーの安全性が増し、取り扱いが容易になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、石油系溶剤抽出油に適量のアスファルトを混合し、芳香族含有量を７０．０質量％以上、２５℃における０．１ｒａｄ／秒での複素弾性率を１０．０Ｐａ以下としているため、芳香族含有量を減らさずに、常温での流動性を向上させることができ、アスファルト再生用添加剤として使用した場合でも、舗装材としての特性を低下させずに、作業性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、詳細に説明する。本発明者は、再生アスファルトの軟化剤、ゴム伸展油及びゴム配合油等として使用されるアスファルトバインダーの流動性を向上させて作業性を良好にするため、具体的には、ドラム缶及びペール缶等の保存容器からの流出及びポンプによる移送（特に、起動時における配管内の流動）を容易にするために、鋭意実験研究を行った。その結果、このような使用状況下、特に、流動を開始するときは、アスファルトバインダーに極めてゆっくりとした力（保存容器からの流出であれば重力、ポンプによる移送であれば圧力）が作用することから、２５℃において、０．１ｒａｄ／秒（０．０１５９Ｈｚ）というゆっくりとした載荷周波数での複素弾性率を測定し、その値が１０．０Ｐａ以下であれば、こられの作業において求められている流動性が得られることを見出した。更に、従来、アスファルト用添加剤として使用されていた石油系溶剤抽出油に、特定の割合でアスファルトを添加すると、２５℃における０．１ｒａｄ／秒での複素弾性率が１０．０Ｐａ以下となることを見出し、本発明に至った。
【００１４】
即ち、本発明のアスファルトバインダーは、アスファルト：０．５〜２０．０質量％と、石油系溶剤抽出油：８０．０〜９９．５質量％との混合物である。そして、添加剤全体での芳香族含有量が７０．０質量％以上であり、かつ２５℃における０．１ｒａｄ／秒での複素弾性率が１０．０Ｐａ以下となっている。
【００１５】
以下、本発明のアスファルトバインダーにおける数値限定理由について説明する。
【００１６】
アスファルト：０．５〜２０．０質量％
アスファルトは、常温での流動性向上及びアスファルト組成物との相溶性向上のために添加される。しかしながら、アスファルト含有量が０．５質量％未満の場合、これらの効果が得られない。一方、アスファルト含有量が２０．０質量％を超えると、石油系溶剤抽出油の割合が少なくなり、常温でほとんど流動しなくなるため、作業性が低下する。更には、アスファルテン量の増加を招いて、ＳＢＳ等のゴムとの相溶性が低下する虞もある。よって、アスファルト含有量は、０．５〜２０．０質量％とする。
【００１７】
なお、本発明におけるアスファルトとしては、例えば、ストレートアスファルト（ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７  参照）、溶剤脱瀝アスファルト（「新石油辞典」，石油学会編，１９８２年，ｐ．３０８  参照）、ブローンアスファルト（ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７  参照）又はこれらを２種以上混合した混合物であり、かつアスファルテン含有量が４０．０質量％以下であるものを使用することができる。これらのアスファルトは、いずれも入手が容易であるため、例えば道路という社会基盤の構築に利用するには好適であると共に、石油系溶剤抽出油に含まれる芳香族分を希釈することなく、アスファルト組成物の常温における作業性（流動性）を向上させることができる。ただし、アスファルト中のアスファルテン量が４０．０質量％を超えると、ＳＢＳ等のゴムとの相溶性が低下する。そこで、アスファルトには、アスファルテン含有量が４０．０質量％以下のものを使用することが望ましい。これにより、アスファルトバインダー中の総アスファルテン量を１０．０質量％以下に抑制することができる。なお、通常、アスファルトは、アスファルテンを少なくとも５．０質量％程度含有している。
【００１８】
石油系溶剤抽出油：８０．０〜９９．５質量％
石油系溶剤抽出油は、原油から潤滑油を製造する際の溶剤抽出過程で生成される抽出油であり、芳香族分及びナフテン分に富んだ油状物質である（「石油製品のできるまで」，図６−１“一般的な潤滑油製造工程”，石油連盟発行，昭和４６年１１月，ｐ．９９、及び「新石油辞典」，石油学会編，１９８２年，ｐ．３０４参照）。この石油系溶剤抽出油は、アスファルト組成物に添加されたときに、軟化剤として作用する成分であり、沸点が３５０℃以上、１００℃における粘度が５〜１００ｍＰａ・秒、引火点が２５０℃以上で、芳香族含有量が７５．０質量％以上であることが望ましい。このような石油系溶剤抽出油としては、例えば、原油精製の工程において、フェノール、Ｎ−メチルピロリドン、液体二酸化硫黄及びフルフラール等の溶剤により抽出されるブライトストックの溶剤抽出分がある。この石油系溶剤抽出油の含有量が８０．０質量％未満の場合、流動性が低下して良好な作業性が得られなくなる。一方、石油系溶剤抽出油の含有量が９９．５質量％を超えると、再度流動性が低下して良好な作業性が得られなくなる。よって、石油系溶剤抽出油の含有量は８０．０〜９９．５質量％とする。
【００１９】
芳香族含有量：７０．０質量％以上
芳香族含有量は、舗装材としての特性、特に、舗装のたわみ性及び柔軟性に影響する。前述したように、アスファルト舗装廃材は、劣化により芳香族成分が減少しているため、アスファルト組成物の原料として使用する場合は、添加剤中の芳香族含有量を高める必要がある。具体的には、添加するアスファルトバインダーの芳香族含有量が７０．０質量％未満の場合、劣化したアスファルト（アスファルト舗装廃材）と混合した場合に芳香族含有量を十分に高めることができない。即ち、再生アスファルト組成物の組成を、新規アスファルト組成物の組成に近づけられないため、舗装のたわみ性及び柔軟性を向上させることが困難になり、供用後早期にクラックが発生する。よって、本発明のアスファルトバインダーにおいては、芳香族含有量を７０．０質量％以上とする。なお、本発明で規定している芳香族含有量は、例えば、薄層クロマトグラフィーを使用し、アスファルトバインダーをｎ−ヘキサン及びトルエンで抽出・展開した後の残渣成分から、ジクロロメタン（９５質量％）とメタノール（５質量％）の混合溶液により抽出した成分を、クロマトグラム展開し、水素炎を用いて検出することにより求めることができる。
【００２０】
２５℃における０．１ｒａｄ／秒での複素弾性率：１０．０Ｐａ以下
前述したように、本発明において作業性向上を目指しているのは、常温においてゆっくりとした力が作用する作業であり、そのためには、２５℃における０．１ｒａｄ／秒での複素弾性率を低下させて、流動性を向上させる必要がある。具体的には、２５℃における０．１ｒａｄ／秒での複素弾性率が１０．０Ｐａを超えると、常温でほとんど流動しなくなるため、保存容器からの流出及びポンプ移送時の作業性が低下する。よって、本発明のアスファルトバインダーでは、２５℃における０．１ｒａｄ／秒での複素弾性率を１０．０Ｐａ以下とする。
【００２１】
また、本発明において規定している複素弾性率Ｇ＊は、動的粘弾性試験機により測定することができる。図１は動的粘弾性試験機の測定部を模式的に示す斜視図である。具体的には、図１に示すように、アスファルトバインダー１を２枚の平行円盤２ａ，２ｂ間に挟み、一方の円盤２ａに所定の周波数の正弦波歪みを加え、アスファルトバインダー１を介して他方の円盤２ｂに伝わる正弦的応力σを測定する。その際の測定条件は、円盤２ａ，２ｂの直径が４０ｍｍ、アスファルトバインダー１の厚さが１ｍｍ、歪みが１０％である。そして、その測定結果に基づき、下記数式（１）から複素弾性率Ｇ＊を求める。ここで、下記数式（１）におけるγは円盤２ａに加えた最大歪みである。
【００２２】
【数１】
2008056742.tif 000002
【００２３】
なお、特開２０００−１８６２１１号公報には、アスファルト組成物の複素弾性率を規定した発明が開示されているが、この発明は、アスファルト舗装廃材を再利用する時の伸度確保を目的としており、１５℃における１０ｒａｄ／秒（１．５９Ｈｚ）での複素弾性率を規定している。即ち、本発明とは目的が異なっているため、複素弾性率の測定条件が異なっている。アスファルト組成物及びこれに添加されるアスファルトバインダー等では、一般に、測定時の載荷周波数が異なると、その挙動も異なるため、１０ｒａｄ／秒での複素弾性率が低いからといって、０．１ｒａｄ／秒での複素弾性率が低いとは限らない。即ち、本発明のように、ゆっくりとした力が作用する作業における流動性を向上させるためには、載荷周波数１０ｒａｄ／秒は速すぎる条件であり、０．１ｒａｄ／秒というゆっくりとした載荷周波数で測定した複素弾性率で評価する必要がある。
【００２４】
また、本発明のアスファルトバインダーは、引火点が２５０℃以上であることが望ましい。これにより、アスファルトバンダーの安全性が増し、使用及び保管が容易になるため、作業性をより向上させることができる。
【００２５】
上述したように、本発明のアスファルトバインダーにおいては、２５℃における０．１ｒａｄ／秒での複素弾性率を１０．０Ｐａ以下としているため、常温での流動性に優れており、保存容器からの流出及びポンプ移送といったゆっくりとした力が作用する作業における作業性を良好にすることができる。また、本発明のアスファルトバインダーは、従来のアスファルト再生用添加剤と比べて、芳香族含有量が７０．０質量％以上と高いため、アスファルト再生用添加剤として使用した場合でも、舗装のたわみ性及び柔軟性が向上し、アスファルト舗装廃材を使用していない新規アスファルト組成物を使用した場合と同等の特性が得られる。
【００２６】
なお、本発明のアスファルトバインダーは、上述したアスファルト再生用添加剤としてだけでなく、アスファルト舗装廃材を使用していない新規アスファルト組成物の軟化剤としても使用することができる。また、本発明のアスファルトバインダーは、芳香族含有量が高く、スチレンとの相溶性に優れているため、アスファルトの改質材（補強材）として使用されるＳＢＳポリマー（スチレン−ブタジエン−スチレン−ブロック共重合体）等の伸展油としても使用することができる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の効果について、実施例及び比較例を挙げて具体的に説明する。本実施例においては、石油系溶剤抽出油と、脱歴アスファルト、ストレートアスファルト若しくはこれらの混合物、又はブローンアスファルトとを、プロペラミキサーを使用して、下記表１に示す割合で混合し、実施例及び比較例のアスファルトバインダーを作製した。その際の混合条件は、混合温度を１７０℃、混合時間を３０分間、ミキサー回転数を３０００回／分とした。また、本実施例では、石油系溶剤抽出油としては、１００℃における粘度が０．０６０Ｐａ・秒、１５℃における密度が９７４．２ｋｇ／ｍ３、引火点が３２５℃、芳香族分が８０．７質量％、アスファルテン量が０．９質量％のものを使用した。溶剤脱瀝アスファルトとしては、２５℃における針入度が８（１／１０ｍｍ）、軟化点が６６．５℃、１５℃における密度が１０２８ｋｇ／ｍ３、引火点が３５２℃、芳香族分が６１．１質量％、アスファルテン量が１４．０質量％のものを使用した。ストレートアスファルトとしては、２５℃における針入度が６２（１／１０ｍｍ）、軟化点が４８．０℃、１５℃における密度が１０３３ｋｇ／ｍ３、引火点が３６０℃、芳香族分が４７．７質量％、アスファルテン量が１７．８質量％のものを使用した。ブローンアスファルトとしては、２５℃における針入度が３４（１／１０ｍｍ）、軟化点が１０２．０℃、１５℃における密度が１０３５ｋｇ／ｍ３、引火点が３５６℃、芳香族分が３８．３質量％、アスファルテン量が３１．０質量％のものを使用した。潤滑油としては、１５℃における密度が８８４．６ｋｇ／ｍ３、引火点が２４６℃、１００℃における動粘度が１１．３ｍｍ２／秒、芳香族分が２９．７質量％、アスファルテン量が０．２質量％のものを使用した。
【００２８】
【表１】
2008056742.tif 000003
【００２９】
次に、各実施例及び比較例のアスファルトバインダーにおける芳香族含有量、６０℃における粘度、及び２５℃における０．１ｒａｄ／秒での複素弾性率を測定した。芳香族含有量は、株式会社三菱化学ヤトロン製  薄層クロマトグラフィー自動検出装置（イアトロスキャンＭＫ−５）を使用し、前述した方法で測定した。また、６０℃における粘度は、ブルックフィールド社製  回転粘度計を使用し、ローターＮｏ．Ｓｃ４−２１、測定回転数２０ｒｐｍとして測定した。更に、２５℃における複素弾性率Ｇ＊は、ティー・エイ・インスツルメント社製  動的粘弾性試験機（ＡＲＥＳ）を使用し、前述した方法で測定した。その結果を上記表１に併せて示す。なお、上記表１における下線は、本発明の範囲外であることを示す。
【００３０】
そして、各実施例及び比較例のアスファルトバインダーを使用して、再生アスファルト組成物を作製し、その際の作業性、及び作製した再生アスファルト組成物の柔軟性について評価した。その結果を下記表２に示す。下記表２に示すアスファルトバインダーの作業性は、２５℃で流動性があるものを○、２５℃で流動性がなく、作業時に加熱が必要であったものを×とした。また、再生アスファルト組成物の柔軟性は、−１０℃の温度条件下で、台上に配置した供試体を回転する車輪に取り付けたチェーンで叩いて摩擦作用を与える往復チェーン型のラベリング試験（社団法人日本道路協会編，「舗装試験法便覧」，ｐ５１７  参照）を行い、すり減り量（断面積）が１ｃｍ２以下であったものを○、すり減り量（断面積）が１ｃｍ２を超えたものを×とした。
【００３１】
【表２】
2008056742.tif 000004
【００３２】
上記表２に示すように、石油系溶剤抽出油のみからなる比較例Ｎｏ．１のアスファルトバインダーは、再生アスファルト組成物に対して柔軟性は付与できたが、流動性が低いため、作業性が劣っていた。また、石油系溶剤抽出油と溶剤脱歴アスファルトの配合割合が本発明の範囲から外れている比較例Ｎｏ．９のアスファルトバインダーも同様に、再生アスファルト組成物に対して柔軟性は付与できたが、作業性が劣っていた。更に、石油系溶剤抽出油と潤滑油とを混合した比較例Ｎｏ．１３のアスファルトバインダーは、作業性は良好であったが、芳香族含有量が７０．０質量％に満たないため、再生アスファルト組成物の柔軟性が劣っていた。
【００３３】
これに対して、本発明の範囲内で作製した実施例Ｎｏ．２〜８，Ｎｏ．１０〜１２のアスファルトバインダーは作業性が良好であり、これらを添加した再生アスファルト組成物は、優れた柔軟性が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】動的粘弾性試験機の測定部を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  アスファルトバインダー
２ａ、２ｂ  円盤
【図１】
2008056742.tif 000005