(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重質鉱油、石油樹脂、熱可塑性エラストマーあるいはゴムを含有する非アスファルト系舗装用バインダーの製造方法において、該熱可塑性エラストマーあるいはゴムを加硫するにあたり、硫黄あるいは硫黄化合物と結合して硫化物を生成する金属およびその化合物から選ばれる１種または２種以上を添加することを特徴とする非アスファルト系舗装用バインダーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、舗装用バインダーの製造方法に関するものである。ここで言う舗装用バインダーには、カラー舗装用バインダーや自然石舗装用バインダー等の非アスファルト系舗装用バインダーを含んでいる。
【０００２】
【従来の技術】
アスファルトに改質剤を添加した舗装用改質アスファルトを製造するにあたり、改質剤として、ＳＢＳ（スチレン・ブタジエン系熱可塑性エラストマー）、ＳＢＲ（スチレン・ブタジエン・ゴム）など、各種の熱可塑性エラストマー、あるいは各種のゴムが広く使用されている。また、ＳＢＳ、ＳＢＲなど熱可塑性エラストマーあるいはゴムを含んだ舗装用改質アスファルトに、さらに、硫黄または硫黄化合物を添加して、熱可塑性エラストマーあるいはゴムと硫黄架橋の反応を起こさせて、舗装用改質アスファルトを製造する方法、つまり加硫と呼ばれる方法も、既に知られている。
【０００３】
熱可塑性エラストマーあるいはゴムを加硫させることにより、次のようなメリットがあることが知られている。すなわち、アスファルトに添加する熱可塑性エラストマーあるいはゴムの量を削減することが可能で、その分だけ舗装用バインダーのコストダウンが可能となること、また、熱可塑性エラストマーあるいはゴムとアスファルトとの分離が起きにくくなり、均一な改質アスファルトが得られることである。以上述べたことは、アスファルトに改質剤を添加した舗装用アスファルト系バインダーについてであるが、非アスファルト系カラー舗装用バインダーや自然石舗装用バインダー等についても、熱可塑性エラストマーあるいはゴムを加硫させることにより同様のメリットが得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、熱可塑性エラストマーあるいはゴムを加硫させることにより舗装用バインダーを製造するにあたり、それに伴って起こる重大な問題点がある。それは、臭気の発生である。臭気の主な原因は、加硫に伴って発生する硫化水素である。硫化水素は単に臭気の原因になるだけではなく、人間にとって有害物質である。この硫化水素の発生のために、熱可塑性エラストマーあるいはゴムの加硫を利用した舗装用バインダーの製造は、前述したような多大なメリットがあるにもかかわらず、ごく限られた範囲でのみ利用され、一般に広く利用されるには到っていないのが現状である。そこで、熱可塑性エラストマーあるいはゴムの加硫を利用した舗装用バインダーの製造において、硫化水素の量を削減する方法としては、バインダーを製造するための撹拌混合槽から発生する気体を洗浄装置等に導入して硫化水素を捕捉し除去する方法もあるが、洗浄液の他に多大な設備費を要する。
【０００５】
本発明の目的は、加硫させることにより前記メリットが得られるとともに、多大な設備費を要することなく、少量の物質をあらかじめ舗装用バインダーの中に添加しておくことによって、加硫に伴って発生する有害な硫化水素を大幅に削減でき、安全性向上、作業環境改善などの効果が得られる舗装用バインダーの製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、発生する硫化水素を迅速に捕捉できる特定の物質を、加硫の前にあらかじめ舗装用バインダーの中に添加しておくことにより硫化水素の発生量を削減することができることを見いだして、本発明を成すに到った。
【０００７】
本発明は、重質鉱油、石油樹脂、熱可塑性エラストマーあるいはゴムを含有する非アスファルト系舗装用バインダーの製造方法において、該熱可塑性エラストマーあるいはゴムを加硫するにあたり、硫黄あるいは硫黄化合物と結合して硫化物を生成する金属およびその化合物から選ばれる１種または２種以上を添加することを特徴とする非アスファルト系舗装用バインダーの製造方法に関するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において非アスファルト系舗装用バインダーに用いる熱可塑性エラストマーとしては、スチレンと共役ジエンのブロック・コポリマーおよびその部分水素化物が用いられる。一般式はＳ―Ｂ―Ｓで表される。ここでＳはスチレンのポリマーブロック、Ｂはブタジエン、イソプレン等の共役ジエンのポリマーブロックである。
【０００９】
本発明において非アスファルト系舗装用バインダーに用いるゴムとしては、例えばスチレンブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、メタクリル酸メチルブタジエンゴム（ＭＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）などが挙げられる。これらの熱可塑性エラストマーおよびゴムは２種以上を混合して用いることができる。
【００１０】
本発明において非アスファルト系舗装用バインダーに用いる重質鉱油としてはパラフィン系重質鉱油や芳香族系重質鉱油が用いられる。
【００１１】
パラフィン系重質鉱油とは原油を常圧蒸留および減圧蒸留して得られる潤滑油留分を溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等を適宜組み合わせて精製した留分が使用できる。特に原油を減圧蒸留して得られる潤滑油留分をフルフラール抽出などの溶剤抽出、水素化精製およびＭＥＫ脱ろうなどの溶剤脱ろうを組み合わせて得られるブライトストックなどが好適に用いられる。
【００１２】
芳香族系重質鉱油とは芳香族分が好ましくは３０重量％以上、より好ましくは５０重量％以上の重質留分である。これらの重質鉱油は２種以上を混合して用いることができる。
【００１３】
本発明において非アスファルト系舗装用バインダーに用いる石油樹脂としては脂肪族系石油樹脂（通常Ｃ５系石油樹脂という）、芳香族系石油樹脂（通常Ｃ９系石油樹脂という）、ジシクロペンタジエン樹脂が用いられる。
【００１４】
Ｃ５系石油樹脂とは石油ナフサ、灯油、軽油などの石油留分をスチームクラッキングなどの熱分解により軽質オレフィンを製造する際に得られる沸点が１００℃以下の分解留分を触媒存在下あるいは不存在下で重合して得られる石油樹脂である。
【００１５】
Ｃ９系石油樹脂とは石油ナフサ、灯油、軽油などの石油留分をスチームクラッキングなどの熱分解により軽質オレフィンを製造する際に得られる沸点が１４０〜２４０℃の範囲の分解留分を触媒存在下あるいは不存在下で重合して得られる石油樹脂である。
【００１６】
ジシクロペンタジエン樹脂とはシクロペンタジエンのディールス・アルダー付加物を重合して得られる樹脂である。これらの石油樹脂は２種以上を混合して用いることができる。
【００１７】
本発明において熱可塑性エラストマーあるいはゴムを加硫したときに発生する硫化水素を捕捉するための硫黄あるいは硫黄化合物と結合して硫化物を生成する金属としては亜鉛、銅、鉄、アルミニウム、バリウム、カルシウム、マグネシウム、錫など、硫化水素と結合して硫化物を生成する金属が挙げられる。
【００１８】
またその化合物としては酸化亜鉛、酸化銅、酸化鉄、酸化アルミニウムなどの各種金属酸化物、あるいは、ステアリン酸亜鉛、ラウリル酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの各種金属石けん（有機酸金属塩）などが挙げられる。これらの金属および金属化合物は２種以上を混合して用いることができる。
【００１９】
特に金属石けんには、加硫温度において液状となるものがあり、これらの物質は液状であるために舗装用バインダーの中に均一に混合されやすい。しかし一方、液状物質であるために舗装用バインダーの性状、例えば粘度などに影響を与えることがある。
【００２０】
また、固体の金属酸化物を添加する場合、微細な粉末状で添加するが、それを直接、舗装用バインダーの中に添加すると、微細な粒子が凝集して比較的大きな粒子となって均一に分散しなくなる場合がある。そこで、金属酸化物など微細な粉末状物質を舗装用バインダーに添加する場合には、次のような方法で行うと良い。すなわち、舗装用バインダーに添加する予定のＳＢＳなど他の改質剤と金属酸化物とを、あらかじめ良く混合しておき、その混合物を舗装用バインダーに添加すると、微細粒子の凝集が防止され、粉末状物質がバインダーの中に均一に分散しやすくなる。
【００２１】
本発明において非アスファルト系舗装用バインダーにはエチレンコポリマーを添加することもできる。エチレンコポリマーとはエチレンと二重結合含有モノマーとの共重合体である。例えばエチレンーエチルアクリレートコポリマー（ＥＥＡ）、エチレンービニルアセテートコポリマー（ＥＶＡ）またはこれらの混合物が挙げられる。これらのエチレンコポリマーを２種以上混合して用いることができる。
【００２２】
非アスファルト系舗装用バインダーの構成主成分の含有割合は芳香族系重質鉱油が好ましくは３０〜７０重量部、石油樹脂が好ましくは３０〜７０重量部、熱可塑性エラストマーあるいはゴムが好ましくは２〜６重量部、硫黄あるいは硫黄化合物と結合して硫化物を生成する金属およびその化合物が好ましくは０．２〜５．０重量部である。エチレンコポリマーの含有割合は好ましくは２〜１０重量部である。
【００２３】
非アスファルト系舗装用バインダーの製造方法は、例えば熱可塑性エラストマーあるいはゴムと硫黄あるいは硫黄化合物と結合して硫化物を生成する金属およびその化合物とを予め混合しておき、その混合物を、芳香族系重質鉱油と芳香族系石油樹脂とＥＥＡ（エチレン・エチルアクリレート共重合体）との混合物に添加して好ましくは１４０〜２００℃、より好ましくは１６０〜１８０℃で撹拌溶解後、好ましくは１４０〜２００℃、より好ましくは１６０〜１８０℃で硫黄を添加して、好ましくは１４０〜２００℃、より好ましくは１６０〜１８０℃でさらに撹拌して加硫する。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例および比較例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００２５】
（比較例２）
熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ）４．０重量部を、芳香族系重質鉱油５５重量部と芳香族系石油樹脂３６重量部とＥＥＡ（エチレン・エチルアクリレート共重合体）５．０重量部との混合物に添加して、１８０℃で撹拌溶解後、１８０℃で硫黄を０．２重量部添加して１８０℃でさらに撹拌した。その時の撹拌槽を覆った気相中の硫化水素濃度を、ガス検知管を使用して、時間の経過と共に測定した。測定した結果を表２に示す。
【００２６】
（実施例８）
熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ）４．０重量部と微粉末の酸化亜鉛０．５重量部を予め混合しておき、その混合物を、芳香族系重質鉱油５５重量部と芳香族系石油樹脂３６重量部とＥＥＡ（エチレン・エチルアクリレート共重合体）５．０重量部との混合物に添加して１８０℃で撹拌溶解後、１８０℃で硫黄を０．２重量部添加して１８０℃でさらに撹拌した。酸化亜鉛０．５重量部は、硫黄０．２重量部の当量にほぼ相当する。その時の撹拌槽を覆った気相中の硫化水素濃度を、ガス検知管を使用して、時間の経過と共に測定した。測定した結果を表２に示す。
【００２７】
（実施例９）
熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ）４．０重量部と微粉末の亜鉛０．８重量部を予め混合しておき、その混合物を芳香族系重質鉱油５５重量部と芳香族系石油樹脂３６重量部とＥＥＡ（エチレン・エチルアクリレート共重合体）５．０重量部との混合物に添加して１８０℃で撹拌溶解後、１８０℃で硫黄を０．２重量部添加して１８０℃でさらに撹拌した。亜鉛０．８重量部は、硫黄０．２重量部の当量のほぼ２倍に相当する。その時の撹拌槽を覆った気相中の硫化水素濃度を、ガス検知管を使用して、時間の経過と共に測定した。測定した結果を表２に示す。
【００２８】
（実施例１０）
熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ）４．０重量部と微粉末のステアリン酸亜鉛４．０重量部を予め芳香族系重質鉱油５５重量部と芳香族系石油樹脂３６重量部とＥＥＡ（エチレン・エチルアクリレート共重合体）５．０重量部との混合物に添加して１８０℃で撹拌溶解後、１８０℃で硫黄を０．２重量部添加して１８０℃でさらに撹拌した。ステアリン酸亜鉛４．０重量部は、硫黄０．２重量部の当量にほぼ相当する。その時の撹拌槽を覆った気相中の硫化水素濃度を、ガス検知管を使用して、時間の経過と共に測定した。測定した結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】
0004256993.tif 000002
【００３０】
表２から、実施例８〜実施例１０の場合は、加硫に伴って発生する有害な硫化水素を大幅に削減できることが判る。それに対して、比較例２の場合は、硫化水素の発生量が多いことが判る。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の舗装用バインダーの製造方法により、多大な設備費を要することなく、少量の物質をあらかじめバインダーの中に添加しておくことによって、加硫に伴って発生する有害な硫化水素を大幅に削減することができる。そして、加硫を利用してバインダー中の熱可塑性エラストマーあるいはゴムの量を削減することによるコストダウン、舗装用バインダーの製造における安全性向上、作業環境改善などの効果が得られる。また、加硫を利用できることにより、バインダー中において熱可塑性エラストマーやゴムとアスファルトを含まないカラー舗装用バインダーや自然石舗装用バインダー等との分離が起きにくくなると言う付随的効果が得られる。