ES2910094T3 - Composición de asfalto, método para producir la misma y aditivo para asfalto - Google Patents

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Abstract

Composición de asfalto que comprende asfalto y celulosa, en la que el contenido de la celulosa es de 0,01 partes en masa o más y de 10 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa del asfalto, y un índice de cristalización de la celulosa es del 50% o menos.

Description

DESCRIPCIÓN
Composición de asfalto, método para producir la misma y aditivo para asfalto
Campo técnico
La presente invención se refiere a una composición de asfalto y a un método para producir la misma, y a un aditivo para asfalto.
Antecedentes de la invención
Se ha realizado un pavimiento de asfalto que usa una mezcla de asfalto para pavimentar entradas de vehículos, espacios de estacionamiento, muelles de carga, aceras, etc., debido a una construcción relativamente fácil y un corto periodo de tiempo desde el comienzo de los trabajos de pavimentación hasta el inicio del tráfico.
El pavimiento de asfalto incluye una superficie de carreteras que está formada por una mezcla de asfalto que contiene agregados unidos entre sí a través del asfalto y, por tanto, las carreteras pavimentadas presentan buena dureza y buena durabilidad.
Sin embargo, este pavimiento de asfalto presentaba tal problema que se deteriora con el tiempo, dando como resultado la aparición de surcos o grietas.
Con el propósito de reducir la carga ambiental mientras se inhibe la aparición de surcos en la superficie del pavimento, PTL 1 (documento JP 2011-111712 A) divulga una composición de hormigón asfáltico para pavimento que se compone de una mezcla de asfalto y un cuerpo de fibra vegetal, en el que el cuerpo de fibra vegetal es una fibra de kenaf o una lámina de malla compuesta por fibra de kenaf.
Además, con el propósito de proporcionar una composición de asfalto que tenga resistencia al flujo, resistencia a la abrasión y resistencia al agrietamiento mejoradas del asfalto, PTL 2 (documento JP 2001-158857 A) divulga una composición de asfalto que contiene asfalto y una fibra de celulosa hidrofobizada.
Sumario de la invención
La presente invención se refiere a una composición de asfalto que contiene asfalto y celulosa, en la que el contenido de celulosa es de 0,01 partes en masa o más y de 10 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa del asfalto, y el índice de cristalización de la celulosa es del 50% o menos.
Descripción detallada de la invención
[Composición de asfalto]
La composición de asfalto de la presente invención contiene asfalto y celulosa, en la que el contenido de la celulosa es de 0,01 partes en masa o más y de 10 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa del asfalto, y el índice de cristalización de la celulosa es del 50% o menos. La celulosa que tiene un índice de cristalización del 50% o menos se denomina también a continuación en el presente documento “celulosa amorfa”.
La presente invención es proporcionar una composición de asfalto que permita proporcionar un pavimento de asfalto en el que se inhiba la aparición de surcos y grietas por fatiga y un método para producir la misma, y también para proporcionar un aditivo para el asfalto.
Los presentes inventores han encontrado que cuando la composición de asfalto contiene una cantidad especificada de celulosa amorfa, cuyo índice de cristalización es un valor especificado, se inhibe la aparición de surcos y grietas por fatiga del pavimiento de asfalto obtenido usando la composición de asfalto.
Aunque aún no se ha elucidado un mecanismo detallado en el que se obtiene el efecto de la presente invención, una parte del mismo puede considerarse tal como sigue. Es decir, con el fin de mejorar la resistencia mecánica, se ha realizado hasta ahora la adición de una fibra reforzada al asfalto. En la presente invención, puede suponerse que mediante el uso de celulosa que no tiene una estructura cristalina fuerte y que tiene un índice de cristalización bajo, se mejora la dispersabilidad de la celulosa en la composición de asfalto, mediante lo cual se mejoran las propiedades mecánicas, tales como resistencia a la formación de surcos y resistencia a la formación de grietas por fatiga.
La “formación de surcos” significa irregularidad que se genera continuamente en la dirección longitudinal en la parte de conducción de la carretera cuando a una temperatura alta en la temporada de verano o similar, fluye una capa de asfalto que forma la superficie del pavimento. La formación de surcos se correlaciona con la resistencia al flujo plástico de la composición de asfalto que es un aglomerante del pavimiento de asfalto, y según las normas de aglomerante de SUPERPAVE (Asociación de Carreteras de Japón, “Manual for Test Method of Pavement (volumen separado)”, 1996), es posible evaluar la formación de surcos en cuanto a G*/sin8 de la composición de asfalto (aglomerante). En este caso, G* representa un módulo complejo de elasticidad, y G* y sen8 se miden con un reómetro.
En vista del hecho de que cuanto mayor es el valor de G*/sin8, mayor es la resistencia al flujo plástico, se evalúa que la composición de asfalto anterior puede proporcionar un pavimiento de asfalto con excelente resistencia a la formación de surcos.
Por su parte, la “formación de grietas por fatiga” es un fenómeno en el que la superficie del pavimento se agrieta debido a una carga repetida. Según las normas de aglomerantes de SUPERPAVe (Asociación de Carreteras de Japón, “Manual for Test Method of Pavement (volumen separado)”, 1996), es posible evaluar la resistencia a la formación de grietas por fatiga en cuanto a G*sin8 de la composición de asfalto (aglomerante). En este caso, G* representa un módulo complejo de elasticidad, y G* y sen8 se miden con un reómetro.
En vista del hecho de que cuanto menor es el valor de G*sin8, mayor es la resistencia a la formación de grietas por fatiga, se evalúa que la composición de asfalto anterior puede proporcionar un pavimiento de asfalto con excelente resistencia a la formación de grietas por fatiga.
En la siguiente descripción, el hecho de que se mejore la viscoelasticidad de la composición de asfalto significa que G*sin8 se vuelve pequeño con un aumento del valor de G*/sin8.
Según la presente invención, una composición de asfalto que permite proporcionar el pavimento de asfalto en el que se inhibe la aparición de surcos y grietas por fatiga y un método para producir la misma, y también proporcionar un aditivo para el asfalto.
<Asfalto>
La composición de asfalto de la presente invención contiene asfalto.
Como asfalto que se usa en la presente invención, pueden usarse diversos tipos de asfaltos. Los ejemplos de los mismos incluyen, además de un asfalto sin modificar que es asfalto de petróleo para pavimento, asfaltos modificados.
El asfalto sin modificar al que se hace referencia en el presente documento se refiere a un material bituminoso residual obtenido mediante el tratamiento de un petróleo crudo con un aparato de destilación atmosférica, un aparato de destilación a vacío o similar.
Los ejemplos del asfalto modificado incluyen asfalto soplado; y un asfalto modificado con polímero modificado con un material polimérico, tal como un elastómero termoplástico y una resina termoplástica (a continuación en el presente documento denominado también simplemente “asfalto modificado con polímero”).
Los ejemplos del elastómero termoplástico incluyen un copolímero de bloque de estireno/butadieno/estireno (SBS), un copolímero de bloque de estireno/isopreno/estireno (SIS) y un copolímero de etileno/acetato de vinilo (EVA).
Los ejemplos de la resina termoplástica incluyen un copolímero de etileno/acrilato de etilo, una poliolefina, tal como polietileno y polipropileno, y un polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina.
En la presente invención, el asfalto es preferiblemente uno seleccionado de un asfalto sin modificar y un asfalto modificado con polímero; más preferiblemente un asfalto modificado con polímero; y todavía más preferiblemente un asfalto modificado con polímero que contiene un polímero que tiene un grupo polar y un grupo de poliolefina, concretamente uno modificado con un polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina.
En el polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina (a continuación en el presente documento también denominado “modificador”), en vista del hecho de que el resto de la cadena de poliolefina del mismo tiene afinidad por el asfalto sin modificar, mientras que el resto de la cadena polar del mismo interactúa con celulosa amorfa para revelar una afinidad, puede considerarse que se mejora la afinidad entre la celulosa amorfa y el asfalto, y se mejora la viscoelasticidad de la composición de asfalto.
Los ejemplos del grupo polar incluyen un grupo isocianato orgánico, un grupo ácido carboxílico (anhidro), un grupo haluro de ácido carboxílico, un grupo amino, un grupo hidroxilo y un grupo epoxi. De estos, desde el punto de vista de potenciar la afinidad por la celulosa amorfa, se prefieren un grupo ácido carboxílico (anhidro) y un grupo epoxi, y se prefiere más un grupo ácido carboxílico (anhidro). El “grupo ácido carboxílico (anhidro)” es un término general de un grupo anhídrido carboxílico y un grupo ácido carboxílico (grupo carboxilo). Específicamente, los ejemplos de los mismos incluyen grupos polares derivados de anhídrido maleico, ácido maleico o (met)acrilato de glicidilo.
Los ejemplos preferidos de la cadena de poliolefina incluyen cadenas poliméricas derivadas de un polímero a base de etileno (por ejemplo, polietileno de alta densidad, polietileno de densidad media, polietileno de baja densidad y un copolímero de etileno y al menos otro compuesto de vinilo (por ejemplo, una a-olefina, acetato de vinilo, ácido metacrílico y ácido acrílico), un polímero a base de propileno (por ejemplo, polipropileno y un copolímero de propileno y al menos otro compuesto de vinilo), un copolímero de etileno/propileno, polibuteno o poli-4-metilpenteno-1. Las cadenas poliméricas derivadas de un polímero a base de etileno o un polímero a base de propileno son más preferidas.
Los ejemplos del polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina incluyen una poliolefina modificada con anhídrido maleico.
Como polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina, pueden usarse productos disponibles comercialmente. Los ejemplos adecuados del producto disponible comercialmente incluyen “BONDFAST 7M” (un copolímero de etileno y metacrilato de glicidilo), fabricado por Sumitomo Chemical Co., Ltd.; “serie REXPEARL ET” (un copolímero de etileno, ácido (met)acrílico y/o su éster, y anhídrido maleico), fabricado por Japan Polyethylene Corporation; “serie MODIPER A4000” (un copolímero de injerto en el que una cadena principal del mismo es un copolímero de etileno y metacrilato de glicidilo), fabricado por NOF Corporation; “UMEX” (polipropileno modificado con anhídrido maleico), fabricado por Sanyo Chemical Industries, Ltd.; “OREVAC” (polietileno modificado con anhídrido maleico o polipropileno modificado con anhídrido maleico), fabricado por Arkema Inc.; “LOTADER” (un copolímero de etileno, un éster de ácido acrílico y metacrilato de glicidilo), fabricado por Arkema Inc.; “BONDINE” (un copolímero de etileno, un éster de ácido acrílico y anhídrido maleico), fabricado por Arkema Inc.; “KAYABRID” (polipropileno modificado con anhídrido maleico), fabricado por Kayaku Akzo Co., Ltd.; “NUCREL” (un copolímero de etileno y ácido metacrílico), fabricado por Du Pont-Mitsui Polychemicals Co., Ltd.; y “PRIMACOR” (un copolímero de etileno y ácido acrílico), fabricado por The Dow Chemical Company.
De estos, desde el punto de vista de mejorar la viscoelasticidad de la composición de asfalto, el modificador es preferiblemente una poliolefina modificada con anhídrido maleico, más preferiblemente al menos una seleccionada de polietileno modificado con anhídrido maleico y polipropileno modificado con anhídrido maleico, todavía más preferiblemente polipropileno modificado con anhídrido maleico o polietileno modificado con anhídrido maleico, y aún todavía más preferiblemente polipropileno modificado con anhídrido maleico.
Desde el punto de vista de mejorar la afinidad entre la celulosa amorfa y el asfalto, el peso molecular promedio en peso de la poliolefina modificada con anhídrido maleico, preferiblemente polietileno modificado con anhídrido maleico o polipropileno modificado con anhídrido maleico, es preferiblemente de 1.000 o más, más preferiblemente de 5.000 0 más, todavía más preferiblemente de 10.000 o más, y aún todavía más preferiblemente de 30.000 o más, y es preferiblemente de 1.000.000 o menos, más preferiblemente de 500.000 o menos, todavía más preferiblemente de 300.000 o menos, y aún todavía más preferiblemente de 100.000 o menos.
Desde el punto de vista de mejorar la afinidad entre la celulosa amorfa y el asfalto, el índice de acidez de la poliolefina modificada con anhídrido maleico, preferiblemente polietileno modificado con anhídrido maleico o polipropileno modificado con anhídrido maleico, es preferiblemente de 1 mg de KOH/g o más, más preferiblemente de 2 mg de KOH/g o más, todavía más preferiblemente de 3 mg de KOH/g o más, aún todavía más preferiblemente de 5 mg de KOH/g o más, e incluso aún todavía más preferiblemente de 10 mg de KOH/g o más, y es preferiblemente de 200 mg de KOH/g o menos, más preferiblemente de 100 mg de KOH/g o menos, todavía más preferiblemente de 60 mg de KOH/g o menos, y aún todavía más preferiblemente de 30 mg de KOH/g o menos.
En el caso de que el asfalto sea un asfalto modificado con polímero que contenga un polímero (modificador) que tenga un grupo polar y una cadena de poliolefina, y desde el punto de vista de mejorar la dispersabilidad de la celulosa amorfa en la composición de asfalto y mejorar la viscoelasticidad de la composición de asfalto, la cantidad del modificador añadida al asfalto sin modificares preferiblemente de 0,1 partes en masa o más, más preferiblemente de 0,3 partes en masa o más, todavía más preferiblemente de 0,5 partes en masa o más, y aún todavía más preferiblemente de 0,8 partes en masa o más, y es preferiblemente de 20 partes en masa o menos, más preferiblemente de 10 partes en masa o menos, todavía más preferiblemente de 5 partes en masa o menos, y aún todavía más preferiblemente de 2 partes en masa o menos, basándose en 100 partes en masa del asfalto sin modificar.
<Celulosa amorfa>
La composición de asfalto de la presente invención contiene celulosa (celulosa amorfa) que tiene un índice de cristalización del 50% o menos. Cuando el índice de cristalización de la celulosa es superior al 50%, la celulosa tiene una estructura cristalina fuerte y el efecto de mejorar la viscoelasticidad de la composición de asfalto no es satisfactorio.
En la presente invención, el índice de cristalización de la celulosa es un índice de cristalización de la celulosa de tipo 1 calculado a partir de un valor de intensidad de difracción mediante el método de difracción de cristales de rayos X según el método Segal y se define mediante la siguiente expresión (A).
Índice de cristalización de la celulosa (%) = [(Í22,6 - I18,5)/I22,a] x 100 (A)
En la expresión (A), I22,a representa una intensidad de difracción de un plano reticular (plano 002) en la difracción de rayos X (ángulo de difracción 20 = 22,6°) e I-i8,5 representa una intensidad de difracción de una parte amorfa (ángulo de difracción 20 = 18,5°).
En esta memoria descriptiva, la celulosa que tiene un índice de cristalización del 50% o menos se denomina ocasionalmente “celulosa amorfa”, mientras que la celulosa que tiene un índice de cristalización superior al 50% se denomina ocasionalmente “celulosa cristalina”. La “celulosa de tipo I” se refiere a una forma cristalina de celulosa natural. El índice de cristalización de la celulosa de tipo I también está relacionado con las propiedades físicas y químicas de la celulosa, y como su valor es grande, aumentan la dureza y la densidad y similares, pero disminuyen el alargamiento, la flexibilidad y la reactividad química.
El índice de cristalización de la celulosa que se usa en la presente invención es del 50% o menos, y desde el punto de vista de mejorar más la viscoelasticidad de la composición de asfalto, es preferiblemente del 45% o menos, y más preferiblemente del 40% o menos. Según el índice de cristalización de la celulosa de tipo I definido por la expresión (A), aunque existe un caso en el que el valor calculado se vuelve negativo, en el caso en que el valor calculado se vuelve negativo, el índice de cristalización de la celulosa de tipo I se define como 0%. Por consiguiente, el índice de cristalización de la celulosa que se usa en la presente invención es del 0% o más, y desde el punto de vista de la resistencia a la formación de surcos y a la formación de grietas por fatiga, es preferiblemente del 1% o más, y más preferiblemente del 10% o más. Además, aunque puede usarse una combinación de dos o más tipos de celulosas que tengan un índice de cristalización diferente entre sí, el índice de cristalización de la celulosa en ese caso significa un índice de cristalización determinado a partir de un promedio ponderado de las celulosas que van a usarse, y se prefiere que un valor del mismo se encuentre dentro del intervalo mencionado anteriormente.
Aunque la celulosa amorfa no está particularmente limitada siempre que su índice de cristalización sea del 50% o menos, por ejemplo, se prefiere la celulosa obtenida sometiendo una materia prima que contiene celulosa a un tratamiento mecánico o similar tal como se menciona más adelante.
La materia prima que contiene celulosa no está particularmente limitada, y pueden usarse los sitios respectivos de plantas, tales como tronco, rama, hoja, tallo, raíz, semilla y fruto, por ejemplo, tallos y hojas de plantas, tales como paja de arroz y tallo de maíz; y pueden usarse cáscaras de plantas, tales como cáscara de arroz, cáscara de palma y cáscara de coco. Además, pueden usarse pulpas, tales como pulpas de madera fabricadas a partir de aserrío procedente de aclareos, ramas podadas, diversas astillas de madera, pulpa de madera fabricada a partir de madera y pulpa de pelusa de algodón obtenida a partir de fibras alrededor de semillas de algodón; papeles, tales como periódicos, cartón, revistas y papel sin madera. Sin embargo, se prefieren las pulpas desde el punto de vista de obtener celulosa amorfa menos coloreada. Además, también pueden usarse pulpas regeneradas y papeles regenerados obtenidos mediante la regeneración de papel (papel usado), tal como periódicos, cartón, revistas y papel sin madera.
Además, como materia prima que contiene celulosa, puede usarse celulosa cristalina disponible comercialmente. Los ejemplos de la celulosa cristalina disponible comercialmente incluyen KC FLOCK (fabricada por Nippon Paper Chemical Co., Ltd.) y CEOLUS (fabricada por Asahi Kasei Chemicals Corporation).
La forma de tal materia prima que contiene celulosa no está particularmente limitada, y pueden usarse diversas formas, tales como forma de virutas y forma de lámina. El índice de cristalización de la celulosa de tipo I de la pulpa disponible comercialmente es normalmente del 80% o más, y el índice de cristalización de la celulosa de tipo I de la celulosa cristalina disponible comercialmente es normalmente del 60% o más.
En la materia prima que contiene celulosa, el contenido de celulosa en el componente residual en el caso de eliminar agua de la materia prima es preferiblemente del 20% en masa o más, más preferiblemente del 40% en masa o más, y todavía más preferiblemente del 60% en masa o más. Por ejemplo, en la pulpa disponible comercialmente, el contenido de celulosa en el componente residual en el caso de eliminar agua de la misma es normalmente del 75 al 99% en masa, y lignina y similares están contenidos como otro componente. Un método para eliminar agua de la materia prima no está particularmente limitado, y el agua puede eliminarse, por ejemplo, mediante secado a vacío o secado con aire seco. En esta memoria descriptiva, el contenido de celulosa mencionado anteriormente significa una cantidad total de la cantidad de celulosa y la cantidad de hemicelulosa. El contenido de celulosa puede medirse mediante el método descrito en la sección de ejemplos del documento JP 2011-137094 A.
En el caso de usar una pulpa, un papel regenerado o similar como materia prima que contiene celulosa, desde el punto de vista de mejorar la viscoelasticidad de la composición de asfalto, la cantidad de lignina en la materia prima que contiene celulosa es preferiblemente del 20% en masa o menos, más preferiblemente del 15% en masa o menos, y todavía más preferiblemente del 10% en masa o menos. Una unidad estructural de la lignina no está particularmente limitada, y existen ejemplos conocidos. Desde el punto de vista de mejorar la viscoelasticidad de la composición de asfalto, la unidad estructural de la lignina es preferiblemente de tipo guayacilo, tipo siringilo o tipo p-hidroxifenilo.
Los ejemplos de un método para reducir la lignina incluyen el método de cocción alcalina descrito en el documento JP 2008-92910 A; y el método de descomposición del ácido sulfúrico descrito en el documento JP 2005-229821 A.
El contenido de humedad de la materia prima que contiene celulosa es preferiblemente del 10% en masa o menos, más preferiblemente del 5% en masa o menos, todavía más preferiblemente del 3% en masa o menos, y aún todavía más preferiblemente del 1,8% en masa o menos. Cuando el contenido de humedad de la materia prima que contiene celulosa es del 10% en masa o menos, no solo la materia prima que contiene celulosa puede pulverizarse fácilmente, sino que también se mejora la tasa de descristalización mediante el tratamiento de pulverización, mediante lo cual el índice de cristalización puede reducirse eficazmente durante un corto periodo de tiempo.
La materia prima que contiene celulosa que se usa para el tratamiento de descristalización en la presente invención es preferiblemente una que tiene una densidad aparente que oscila preferiblemente desde 50 hasta 600 kg/m3 y un área de superficie específica que oscila preferiblemente desde 0,2 hasta 750 m2/kg.
Desde el punto de vista de realizar más eficazmente la pulverización y la descristalización, la densidad aparente de la materia prima que contiene celulosa que se usa para el tratamiento de descristalización en la presente invención es preferiblemente de 50 kg/m3 o más, más preferiblemente de 65 kg/m3 o más, y todavía más preferiblemente de 100 kg/m3 o más. Cuando esta densidad aparente es de 50 kg/m3 o más, la materia prima que contiene celulosa tiene una capacidad apropiada y, por tanto, se mejoran las propiedades de manejo. Además, la cantidad de materia prima cargada en un pulverizador puede hacerse alta y, por tanto, se mejora la capacidad de procesamiento. Mientras tanto, desde el punto de vista de las propiedades de manejo y la productividad, un límite superior de esta densidad aparente es preferiblemente de 600 kg/m3 o menos, más preferiblemente de 500 kg/m3 o menos y todavía más preferiblemente de 400 kg/m3 o menos. Desde estos puntos de vista, la densidad aparente es preferiblemente de 50 a 600 kg/m3, más preferiblemente de 65 a 500 kg/m3 y todavía más preferiblemente de 100 a 400 kg/m3. La densidad aparente puede medirse mediante el método descrito en la sección de ejemplos del documento JP 2011-1547 A.
Desde el punto de vista de la dispersión eficaz de la materia prima pulverizada en un pulverizador, la materia prima que contiene celulosa que va a suministrarse al pulverizador es preferiblemente una que tiene un área de superficie específica en un intervalo de 0,2 m2/kg o más y 750 m2/kg o menos. Cuando esta área de superficie específica es de 0,2 m2/kg o más, cuando se suministra en el pulverizador, la materia prima pulverizada puede dispersarse eficazmente en el pulverizador y puede alcanzar el índice de cristalización y el diámetro de partícula predeterminados sin requerir mucho tiempo. Mientras tanto, desde el punto de vista de la productividad, un límite superior de esta área de superficie específica es preferiblemente de 750 m2/kg o menos. Desde estos puntos de vista, esta área de superficie específica es más preferiblemente de 0,65 m2/kg o más, y todavía más preferiblemente de 0,8 m2/kg o más, y es más preferiblemente de 200 m2/kg o menos y todavía más preferiblemente de 50 m2/kg o menos. El área de superficie específica puede medirse mediante el método descrito en la sección de ejemplos del documento JP 2011-1547 A.
Mediante el tratamiento de la materia prima que contiene celulosa con un pulverizador, la materia prima que contiene celulosa se pulveriza, mediante lo cual la celulosa puede descristalizarse eficazmente durante un corto periodo de tiempo.
En el caso de que la materia prima que contiene celulosa que va a suministrarse al pulverizador esté en forma de virutas de 1 mm cuadrado o más, desde el punto de vista de la dispersión eficaz de la materia prima pulverizada en el pulverizador, el área de superficie específica es preferiblemente de 0,2 m2/kg o más, más preferiblemente de 0,65 m2/kg o más, y todavía más preferiblemente de 0,8 m2/kg o más, y es preferiblemente de 4 m2/kg o menos, más preferiblemente de 3,5 m2/kg o menos, y todavía más preferiblemente de 3 m2/kg o menos.
En el caso de que la materia prima que contiene celulosa que va a suministrarse al pulverizador esté en forma de partículas de 1 mm o menos, desde el punto de vista de la productividad y de la dispersión eficaz de la materia prima pulverizada en el pulverizador, el área de superficie específica es preferiblemente de 3 m2/kg o más, más preferiblemente 4,5 m2/kg o más, y todavía más preferiblemente de 7,5 m2/kg o más, y es preferiblemente de 750 m2/kg o menos, más preferiblemente de 200 m2/kg o menos, y todavía más preferiblemente de 50 m2/kg o menos.
[Pretratamiento del tratamiento de descristalización]
En el caso de utilizar una materia prima que contiene celulosa que tenga una densidad aparente inferior a 50 kg/m3, se prefiere realizar un pretratamiento para tener una densidad aparente en un intervalo de 50 kg/m3 o más y 600 kg/m3 o menos, o un área de superficie específica en un intervalo de 0,2 m2/kg o más y 750 m2/kg o menos. Por ejemplo, realizando un tratamiento de corte y/o un tratamiento de pulverización gruesa como pretratamiento de la materia prima que contiene celulosa, es posible controlar la densidad aparente y el área de superficie específica de la materia prima que contiene celulosa a intervalos preferidos mencionados anteriormente. Desde el punto de vista de producir la celulosa amorfa en un pequeño número de procesos, se prefiere realizar el tratamiento de corte como pretratamiento de la materia prima que contiene celulosa.
[Tratamiento de corte]
Como método para cortar la materia prima que contiene celulosa, puede seleccionarse un método apropiado según el tipo y la forma de la materia prima que contiene celulosa. Los ejemplos del mismo incluyen un método de uso de al menos una máquina cortadora seleccionada de una trituradora, una cortadora longitudinal y una cortadora giratoria.
En el caso de usar una materia prima que contiene celulosa en forma de lámina, se usa preferiblemente una trituradora 0 una cortadora longitudinal como máquina cortadora, y desde el punto de vista de la productividad, se usa más preferiblemente una cortadora longitudinal.
Cuando se usa una cortadora longitudinal, la materia prima que contiene celulosa en forma de lámina se corta a lo largo de la dirección longitudinal de la misma por medio de una cortadora de rodillos, proporcionando así tiras largas. Posteriormente, las tiras largas se cortan en trozos cortos a lo largo de la dirección transversal (ancho) por medio de cuchillas fijas y cuchillas giratorias, proporcionando así fácilmente fragmentos de materia prima que contiene celulosa en forma de dados. Como cortadora longitudinal, puede adoptarse preferiblemente un granulador de láminas, fabricado por HORAI Co., Ltd. o una súper cortadora, fabricada porOgino Seiki Co., Ltd. Por medio de esta máquina, una materia prima que contiene celulosa en forma de lámina puede cortarse en fragmentos de aproximadamente 1 a 20 mm cuadrados.
En el caso de que se corte un material de madera, tal como madera procedente de aclareos, ramas podadas y residuos de construcción, o una materia prima que contiene celulosa no en forma de lámina, se usa preferiblemente una cortadora giratoria. Una cortadora giratoria está configurada con cuchillas giratorias y un tamiz. Mediante la acción de las cuchillas giratorias, pueden proporcionar fácilmente fragmentos cortados de la materia prima que contiene celulosa que tienen un tamaño igual a o menor que el tamaño de la abertura del tamiz. Si es necesario, se proporciona una cuchilla fija y la materia prima puede cortarse por medio de las cuchillas giratorias y la cuchilla fija.
En el caso de utilizar una cortadora giratoria, el tamaño del producto pulverizado de manera gruesa resultante puede controlarse cambiando el tamaño de abertura del tamiz. El tamaño de abertura del tamiz es preferiblemente de 1 a 70 mm, más preferiblemente de 2 a 50 mm y todavía más preferiblemente de 3 a 40 mm. Cuando el tamiz tiene un tamaño de abertura de 1 mm o más, se obtiene un producto pulverizado de manera gruesa que tiene un volumen adecuado y se mejoran las propiedades de manejo del mismo. Cuando el tamiz tiene un tamaño de abertura de 70 mm o menos, el producto tiene un tamaño adecuado como materia prima pulverizada para someterse a un tratamiento posterior a la pulverización y, por tanto, la carga puede reducirse.
El tamaño de la materia prima que contiene celulosa obtenido después del tratamiento de corte es preferiblemente de 1 mm cuadrado o más, y más preferiblemente de 2 mm cuadrado o más, y es preferiblemente de 70 mm cuadrado o menos, y más preferiblemente de 50 mm cuadrado o menos. Cortando en el tamaño mencionado anteriormente, puede realizarse eficazmente un tratamiento posterior al secado con facilidad, y puede reducirse la carga requerida para la pulverización en el tratamiento posterior a la pulverización.
[Tratamiento de pulverización gruesa]
Posteriormente, la materia prima que contiene celulosa, preferiblemente la materia prima que contiene celulosa obtenida a través del tratamiento de corte mencionado anteriormente, puede someterse además a un tratamiento de pulverización gruesa, según sea necesario. El tratamiento de pulverización gruesa es preferiblemente un tratamiento de extrusión. Se permite que actúe una fuerza de cizalladura por compresión a través de un tratamiento con prensa extrusora, rompiendo de ese modo la estructura cristalina de la celulosa. Por tanto, la materia prima que contiene celulosa se pulveriza, mediante lo cual la densidad aparente puede aumentarse adicionalmente.
En el método de pulverización mecánica de la materia prima que contiene celulosa al permitir que actúe una fuerza de cizalladura por compresión, cuando se adopta un pulverizador de tipo impacto que generalmente se adopta convencionalmente, por ejemplo, un molino cortador, un molino de martillos y un molino de púas, el material pulverizado tiende a experimentar floculación para volverse voluminoso, mediante lo cual se deterioran las propiedades de manejo y se reduce la capacidad basada en la masa. Por otro lado, mediante el uso de una prensa extrusora, se obtiene una materia prima pulverizada que tiene una densidad aparente deseada, lo que da como resultado mejores propiedades de manejo.
Aunque el tipo de prensa extrusora puede ser del tipo de un solo husillo o del tipo de doble husillo, desde el punto de vista de la mejora de la capacidad de transporte, etc., se prefiere una prensa extrusora de doble husillo.
Como prensa extrusora de doble husillo, puede usarse una prensa extrusora de doble husillo convencionalmente conocida en la que dos husillos se insertan de manera giratoria en un cilindro. Las direcciones de rotación de los dos husillos en la prensa extrusora de doble husillo pueden ser idénticas o inversas entre sí. Desde el punto de vista de la mejora de la capacidad de transporte, se hacen girar los husillos preferiblemente en la misma dirección.
El tipo de engrane de los husillos en la prensa extrusora puede ser cualquiera de un tipo de engrane completo, un tipo de engrane parcial y un tipo de desengrane. Desde el punto de vista de la mejora de la capacidad de tratamiento, se prefiere una prensa extrusora del tipo de engrane completo o del tipo de engrane parcial.
Desde el punto de vista de la aplicación de una fuerte fuerza de cizalladura por compresión, la prensa extrusora está preferiblemente provista de un denominado segmento de disco de amasado en cualquier parte de los husillos respectivos de la misma.
El segmento de disco de amasado está configurado por una pluralidad de discos de amasado que están dispuestos continuamente en combinación con sus posiciones desplazadas en una fase constante, por ejemplo, a intervalos de 90°, y es capaz de aplicar una fuerza de cizalladura extremadamente fuerte a la materia prima que contiene celulosa con rotación de los husillos haciendo pasar la materia prima a la fuerza a través de un espacio estrecho entre los discos de amasado o entre el disco de amasado y el cilindro. El husillo preferiblemente tiene una configuración tal que los segmentos de disco de amasado y los segmentos de husillo están dispuestos en una relación alternativa entre sí. En la prensa extrusora de doble husillo, los dos husillos tienen preferiblemente una estructura idéntica entre sí.
Como método de tratamiento de pulverización gruesa, un método en el que la materia prima que contiene celulosa, preferiblemente la materia prima que contiene celulosa obtenida a través del tratamiento de corte mencionado anteriormente, se carga en una prensa extrusora y se trata continuamente. La velocidad de cizalladura es preferiblemente de 10 s-1 o más, más preferiblemente de 20 s-1 o más, todavía más preferiblemente de 50 s-1 o más, y aún todavía más preferiblemente de 500 s-1 o más, y es preferiblemente de 30.000 s-1 o menos, y más preferiblemente de 3.000 s-1 o menos. Cuando la velocidad de cizalladura es de 10 s-1 o más, la pulverización avanza de manera eficaz. Aunque otras condiciones de tratamiento no están particularmente limitadas, la temperatura de tratamiento es preferiblemente de 5 a 200°C.
El número de pases por la prensa extrusora puede ser solo uno (pase) para lograr un efecto suficiente. Sin embargo, desde el punto de vista de reducir el índice de cristalización y el grado de polimerización de la celulosa, en el caso de que el tratamiento de un solo pase no sea satisfactorio, se realizan preferiblemente 2 o más pases. Además, desde el punto de vista de la productividad, el número de pases es preferiblemente de 1 o más y de 10 o menos. Repitiendo el pase, las partículas gruesas se pulverizan, mediante lo cual puede obtenerse una materia prima que contiene celulosa en polvo que tiene una menor fluctuación en el diámetro de partícula. Cuando se realizan 2 o más pases, puede disponerse una pluralidad de prensas extrusoras en serie teniendo en cuenta la capacidad de producción.
Desde el punto de vista de la dispersión eficaz de la materia prima pulverizada en el pulverizador para el tratamiento de descristalización, el diámetro de partícula promedio (mediana del diámetro) de la materia prima que contiene celulosa obtenida después del tratamiento de pulverización gruesa es preferiblemente de 0,01 mm o más y de 1 mm o menos. Cuando este diámetro de partícula promedio es de 1 mm o menos, la materia prima pulverizada puede dispersarse de manera eficaz en el pulverizador en el tratamiento de descristalización, mediante lo cual el diámetro de partícula puede ajustarse a un nivel predeterminado sin requerir mucho tiempo. Por otro lado, desde el punto de vista de la productividad, el límite inferior del diámetro de partícula promedio es preferiblemente de 0,01 mm o más. Desde estos puntos de vista, el diámetro de partícula promedio es más preferiblemente de 0,03 mm o más, y todavía más preferiblemente de 0,05 mm o más, y es más preferiblemente de 0,7 mm o menos, y todavía más preferiblemente de 0,5 mm o menos. El diámetro de partícula promedio puede medirse mediante el método descrito en la sección de ejemplos.
[Tratamiento de secado]
En la presente invención, se prefiere que la materia prima que contiene celulosa, preferiblemente la materia prima que contiene celulosa obtenida a través del tratamiento de corte y/o tratamiento de pulverización gruesa mencionados anteriormente, se someta a un tratamiento de secado antes del tratamiento de descristalización.
En general, las materias primas que contienen celulosa que pueden usarse generalmente, tales como la pulpa disponible comercialmente y los recursos de biomasa, por ejemplo, papel, madera, tallos, hojas y cáscaras de plantas, contienen humedad en una cantidad superior al 5% en masa, normalmente de aproximadamente del 5 al 30% en masa.
En consecuencia, en la presente invención, se prefiere ajustar el contenido de humedad de la materia prima que contiene celulosa al 10% en masa o menos mediante un tratamiento de secado.
El método de secado puede seleccionarse apropiadamente entre medios de secado conocidos. Los ejemplos de los mismos incluyen un método de secado por calentamiento con aire caliente, un método de secado por calentamiento por conducción, un método de secado por aire deshumidificado, un método de secado por aire frío, un método de secado por microondas, un método de secado por infrarrojos, un método de secado al sol, un método de secado a vacío y un método de secado por liofilización.
En los métodos de secado mencionados anteriormente, puede seleccionarse y usarse apropiadamente un secador conocido. Los ejemplos del mismo incluyen un secador descrito en “Outline of Particle Technology” (editado por la Asociación de Industria e Ingeniería de Procedimientos de Polvo, Japón, publicado por el Centro de Información de Tecnología de Partículas, Japón (1995), página 176).
Estos métodos de secado o secadores pueden emplearse solos o en combinación de dos o más de los mismos. Aunque para el tratamiento de secado puede adoptarse cualquiera de los tratamientos discontinuos y continuos, desde el punto de vista de la productividad, se prefiere un secado continuo.
Desde el punto de vista de la eficiencia de la conducción térmica, el secador continuo es preferiblemente un secador de agitación horizontal del tipo de calentamiento por conducción. Además, desde el punto de vista de evitar el micropolvo y lograr la estabilidad de la descarga continua, se prefiere un secador de agitación horizontal de doble husillo. Como secador de agitación horizontal de doble husillo, puede usarse preferiblemente un secador de paletas de doble husillo, fabricado por Nara Machinery Co., Ltd.
Aunque la temperatura en el tratamiento de secado no puede determinarse inequívocamente dependiendo de los medios de secado, el tiempo de secado, etc., es preferiblemente de 10°C o más, más preferiblemente de 25°C o más, y todavía más preferiblemente de 50°C o más, y es preferiblemente de 250°C o menos, más preferiblemente de 180°C o menos, y todavía más preferiblemente de 150°C o menos. El tiempo de tratamiento es preferiblemente de 0,01 horas o más, y más preferiblemente de 0,02 horas o más, y es preferiblemente de 2 horas o menos, y más preferiblemente de 1 hora o menos. Si se desea, el tratamiento de secado puede realizarse a presión reducida. La presión es preferiblemente de 1 kPa o más, y más preferiblemente de 50 kPa o más, y es preferiblemente de 120 kPa o menos, y más preferiblemente de 105 kPa o menos.
[Tratamiento de descristalización]
Puede usarse preferiblemente un pulverizador de tipo medio como el pulverizador que se usa para el tratamiento de descristalización. El pulverizador de tipo medio se clasifica en un pulverizador de tipo impulsor de recipiente y un pulverizador de tipo agitador medio.
Los ejemplos del pulverizador de tipo impulsor de recipiente incluyen un molino giratorio, un molino vibratorio, un molino planetario y un molino de fluido centrífugo. De estos, se prefiere un molino vibratorio desde el punto de vista de la alta eficiencia y productividad de la pulverización.
Los ejemplos del pulverizador de tipo agitador medio incluyen un pulverizador de tipo torre, tal como un molino de torre; un pulverizador tipo tanque de agitación, tal como un Attritor, un Aquamizery un molino de arena; un pulverizador tipo tanque de flujo, tal como un molino Visco y un molino Pearl; un pulverizador de tipo tubo de flujo; un pulverizador de tipo anular, tal como un molino de bolas conjuntas; y un pulverizador dinámico de tipo continuo. De estos, se prefiere un pulverizador de tipo tanque de agitación desde el punto de vista de la alta eficiencia y productividad de la pulverización. En el caso de usar un pulverizador de tipo agitador medio, la velocidad periférica de la punta de las paletas de agitación del mismo es preferiblemente de 0,5 m/s o más, y más preferiblemente de 1 m/s o más, y es preferiblemente de 20 m/s o menos, y más preferiblemente de 15 m/s o menos.
En cuanto al tipo de pulverizador, puede hacerse por referencia a “Progress of Chemical Engineering, 30a colección, Control of Microparticle”, Instituto de Ingeniería Química, división Tokai, 10 de octubre de 1996, Maki-Shoten).
Aunque el método de tratamiento puede ser o bien un método discontinuo o bien un método continuo, desde el punto de vista de la productividad, se prefiere un método continuo.
Los ejemplos del medio incluyen una bola, una barra y un tubo. De estos, desde el punto de vista de la alta eficiencia y productividad de la pulverización, se prefieren una bola y una barra, siendo más preferida la barra.
El material del medio del pulverizador no está particularmente limitado, y los ejemplos del mismo incluyen hierro, acero inoxidable, alúmina, zirconio, carburo de silicio, nitruro de silicio y vidrio.
En el caso de que el pulverizador sea un molino vibratorio y el medio sea una bola, el diámetro exterior de la bola es preferiblemente de 0,1 mm o más, y más preferiblemente de 0,5 mm o más, y es preferiblemente de 100 mm o menos, y más preferiblemente de 50 mm o menos. Cuando el tamaño de la bola se encuentra dentro del intervalo mencionado anteriormente, no solo se logra una fuerza de pulverización deseada, sino que también la celulosa puede descristalizarse de manera eficaz sin que se produzca la contaminación de la materia prima que contiene celulosa debido a la inclusión de un fragmento de la bola o similar.
En la presente invención, la celulosa en la materia prima puede descristalizarse de manera eficaz mediante un tratamiento de pulverización con un molino vibratorio que tiene una barra en el mismo y, por tanto, es adecuado.
Los ejemplos del molino vibratorio incluyen un molino Vibro, fabricado por Uras Techno Co., Ltd.; un molino vibratorio, fabricado por Chuo Kakohki Co., Ltd.; un molino de barras vibratorio de tamaño pequeño “modelo 1045”, fabricado por Yoshida Seisakusho Co., Ltd.; un molino de copa vibratorio “modelo P-9”, fabricado por Fritsch Inc., en Alemania; y un molino vibratorio de tamaño pequeño “modelo NB-O”, fabricado por Nitto Kagaku Co., Ltd.
La barra que se usa como medio en el pulverizador es un medio en forma de barra, y pueden usarse barras que tienen una sección transversal, tal como una forma poligonal, por ejemplo, una forma cuadrada y una forma hexagonal, una forma circular y una forma elíptica.
El diámetro exterior de la barra es preferiblemente de 0,5 mm o más, más preferiblemente de 1 mm o más, y todavía más preferiblemente de 5 mm o más, y es preferiblemente de 200 mm o menos, más preferiblemente de 100 mm o menos, y todavía más preferiblemente de 50 mm o menos. La longitud de la barra no está particularmente limitada siempre que sea más corta que la longitud del recipiente del pulverizador. Cuando el tamaño de la barra se encuentra dentro del intervalo mencionado anteriormente, no solo se obtiene una fuerza de pulverización deseada, sino que también la celulosa puede descristalizarse de manera eficaz sin que se produzca la contaminación de la materia prima que contiene celulosa debido a la inclusión de un fragmento de la barra o similar.
Aunque la razón de llenado del medio, tal como una bola y una barra, varía en cuanto a un intervalo adecuado del mismo dependiendo del tipo de pulverizador, es preferiblemente del 10% o más, y más preferiblemente del 15% o más, y es preferiblemente del 97% o menos, y más preferiblemente del 95% o menos. Cuando la razón de llenado se encuentra dentro del intervalo mencionado anteriormente, no solo puede aumentarse la frecuencia de contacto entre la materia prima que contiene celulosa y el medio, sino que también puede mejorarse la eficiencia de pulverización sin inhibir el movimiento del medio. La “razón de llenado” a la que se hace referencia en el presente documento significa un volumen aparente del medio con respecto a la capacidad de la sección de agitación del pulverizador.
Aunque el tiempo de tratamiento del pulverizador no puede determinarse inequívocamente y varía dependiendo del tipo de pulverizador, el tipo, tamaño, razón de llenado, etc. del medio, tal como una bola y una barra, desde el punto de vista de reducir el índice de cristalización, es preferiblemente de 0,5 minutos o más, más preferiblemente de 2 minutos o más, todavía más preferiblemente de 3 minutos o más, aún todavía más preferiblemente de 4 minutos o más, e incluso aún todavía más preferiblemente de 5 minutos o más, y es preferiblemente de 24 horas o menos, más preferiblemente de 12 horas o menos, todavía más preferiblemente de 6 horas o menos, aún todavía más preferiblemente de 1 hora o menos, e incluso aún todavía más preferiblemente de 40 minutos o menos.
Aunque la temperatura de tratamiento no está particularmente limitada, desde el punto de vista de evitar que el deterioro de la celulosa sea provocado debido al calor, es preferiblemente de 5°C o más, y más preferiblemente de 10°C o más, y es preferiblemente de 250°C o menos, y más preferiblemente de 200°C o menos.
[Tratamiento de reducción del diámetro de partícula]
En la presente invención, si se desea, la celulosa amorfa obtenida a través del tratamiento de descristalización puede someterse además a un tratamiento de reducción del diámetro de partícula. El tratamiento de reducción del diámetro de partícula puede realizarse seleccionando y usando apropiadamente un pulverizador conocido, y los ejemplos del pulverizador incluyen los descritos en “Handbook of Chemical Engineering, sexta edición revisada” (editado por la Sociedad de Ingenieros Químicos, Japón, publicado porMaruzen Co., Ltd. (1999), página 843).
Estos pulverizadores pueden usarse solos o en combinación de dos o más de los mismos. Aunque el tratamiento de reducción del diámetro de partícula puede ser un método discontinuo o un método continuo, se prefiere un método continuo desde el punto de vista de la productividad.
Desde el punto de vista de la alta eficiencia de pulverización y la reducción del diámetro de partícula, el pulverizador es preferiblemente un molino giratorio de alta velocidad, y más preferiblemente un molino de tipo turbo y un molino de tipo anular. Como molino de tipo turbo, puede usarse preferiblemente un molino turbo fabricado por Turbo Corporation. Como molino de tipo anular, puede usarse preferiblemente la serie Kryptron fabricada por EARTHTECHNICA Co., Ltd.
Como método de tratamiento del diámetro de partícula, se prefiere un método en el que la celulosa amorfa obtenida a través del tratamiento de descristalización se carga en el pulverizador y se procesa de manera continua. Desde el punto de vista de obtener la celulosa amorfa que tiene un diámetro de partícula pequeño, la velocidad periférica del molino giratorio de alta velocidad es preferiblemente de 50 m/s o más, y más preferiblemente de 100 m/s o más. Aunque otras condiciones de tratamiento no están particularmente limitadas, la temperatura de tratamiento es preferiblemente de 5°C o más y de 200°C o menos.
[Tratamiento de clasificación]
En la presente invención, si se desea, la celulosa amorfa obtenida a través del tratamiento de descristalización puede someterse además a un tratamiento de clasificación. La celulosa amorfa que tiene un diámetro de partícula deseado puede obtenerse a través del tratamiento con clasificador. El método de tratamiento de clasificación puede realizarse a través de una técnica seleccionada apropiadamente de los medios de clasificación en seco conocidos, y los ejemplos del mismo incluyen el tamizado y la clasificación neumática.
Cargando de nuevo un polvo grueso después del tratamiento de clasificación junto con la materia prima que contiene celulosa en el molino vibratorio, puede obtenerse eficazmente celulosa amorfa que tiene un diámetro de partícula pequeño.
Por tanto, se obtiene celulosa (celulosa amorfa) que tiene un índice de cristalización del 50% o menos.
Aunque la celulosa así obtenida se descristaliza hasta el punto de que el índice de cristalización es del 50% o menos, desde el punto de vista de mejorar la viscoelasticidad de la composición de asfalto y el punto de vista de las propiedades de manejo, la mediana del diámetro (diámetro de partícula medial en volumen) es preferiblemente de 200 |im o menos, más preferiblemente de 150 |im o menos, todavía más preferiblemente de 100 |im o menos, y aún todavía más preferiblemente de 80 |im o menos, y es preferiblemente de 1 |im o más, más preferiblemente de 3 |im o más, todavía más preferiblemente de 5 |im o más, y aún todavía más preferiblemente de 10 |im o más.
En el caso de que la celulosa amorfa sea celulosa sometida a un tratamiento de hidrofobización de superficie tal como se menciona más adelante, la mediana del diámetro de la celulosa significa la mediana del diámetro de la celulosa amorfa después del tratamiento de hidrofobización de superficie, y el intervalo preferido de la misma es igual.
En la presente invención, la celulosa amorfa es preferiblemente una celulosa con superficie hidrofobizada. Aunque un agente de hidrofobización para realizar el tratamiento de hidrofobización de superficie no está particularmente limitado, es preferiblemente al menos uno seleccionado de un agente de acoplamiento a base de silano, un agente de acoplamiento a base de titanato, un agente de acoplamiento a base de aluminio, un aceite de silicona, un aceite de flúor, una resina de silicona, una resina de flúor, una resina acrílica y un polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina.
Los ejemplos del agente de acoplamiento a base de silano incluyen trimetil metoxisilano, dimetil metoxisilano, metil trimetoxisilano, metil trietoxisilano, vinil trimetoxisilano, y-aminopropil trietoxisilano y fluorometil trimetoxisilano.
Los ejemplos del agente de acoplamiento a base de titanato incluyen titanato de triisoestearoílo y isopropilo, titanato de tris(pirofosfato de dioctilo) y isopropilo, titanato de tris(N-aminoetil-aminoetilo) y isopropilo y titanato de bis(pirofosfato de dioctil) y etileno.
Los ejemplos del agente de acoplamiento a base de aluminio incluyen acetoacetato de etilo-diisopropilato de aluminio, tris(acetoacetato de etilo) de aluminio, acetoacetato de alquilo-diisopropilato de aluminio, bis(acetoacetato de etilo)-monoacetilacetato de aluminio y tris(acetilacetato) de aluminio.
Como polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina, se ejemplifican los polímeros que tienen un grupo polar y una cadena de poliolefina, que se ejemplifican como el modificador en el asfalto modificado con polímero, y también es el mismo intervalo preferido de los mismos.
De estos, el agente de hidrofobización de superficie es preferiblemente al menos uno seleccionado de un agente de acoplamiento a base de silano, un agente de acoplamiento a base de titanato, un agente de acoplamiento a base de aluminio y un polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina; más preferiblemente un polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina; todavía más preferiblemente una poliolefina modificada con anhídrido maleico; aún todavía más preferiblemente al menos uno seleccionado de polietileno modificado con anhídrido maleico y polipropileno modificado con anhídrido maleico; incluso aún todavía más preferiblemente polietileno modificado con anhídrido maleico o polipropileno modificado con anhídrido maleico; e incluso todavía más preferiblemente polipropileno modificado con anhídrido maleico.
Desde el punto de vista de mejorar la viscoelasticidad de la composición de asfalto, la cantidad de tratamiento con el agente de hidrofobización de superficie es preferiblemente de 1 parte en masa o más, más preferiblemente de 3 partes en masa o más, todavía más preferiblemente de 5 partes en masa o más, aún todavía más preferiblemente de 10 partes en masa o más, e incluso aún todavía más preferiblemente de 20 partes en masa o más, y es preferiblemente de 100 partes en masa o menos, más preferiblemente de 80 partes en masa o menos, todavía más preferiblemente de 60 partes en masa o menos, aún todavía más preferiblemente de 40 partes en masa o menos, e incluso aún todavía más preferiblemente de 30 partes en masa o menos, basándose en 100 partes en masa de la celulosa amorfa no tratada.
Aunque el método de tratamiento de hidrofobización de superficie de la celulosa amorfa no está particularmente limitado, es preferiblemente un método en el que el agente de hidrofobización de superficie se añade junto con la celulosa en el pulverizador durante el tratamiento de descristalización mencionado anteriormente, mezclando y pulverizando de ese modo el contenido. Es decir, se prefiere producir la celulosa con superficie hidrofobizada añadiendo el agente de hidrofobización de superficie a la celulosa que tiene un índice de cristalización de más del 50%, seguido de mezcla y pulverización, controlando de ese modo el índice de cristalización al 50% o menos.
El método de tratamiento de hidrofobización de superficie no está limitado a lo mismo, y el tratamiento de superficie puede realizarse agitando y mezclando la celulosajunto con el agente de hidrofobización de superficie en un disolvente orgánico soluble en agua. Los ejemplos del disolvente orgánico soluble en agua incluyen alcohol metílico, alcohol etílico, alcohol propílico, alcohol isopropílico y acetona.
En la composición de asfalto de la presente invención, el contenido de celulosa amorfa es de 0,01 partes en masa o más y de 10 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa del asfalto. Cuando el contenido de celulosa amorfa es de 0,01 partes en masa o más, el efecto de mejora de la formación de surcos o grietas es elevado. Por otro lado, cuando el contenido de celulosa amorfa es de 10 partes en masa o menos, esto es lo que se prefiere desde el punto de vista de los costes. La mejora de la formación de surcos o grietas significa la inhibición de la aparición de surcos o grietas. A continuación, lo mismo es aplicable.
El contenido de celulosa amorfa es preferiblemente de 0,03 partes en masa o más, más preferiblemente de 0,1 partes en masa o más, todavía más preferiblemente de 0,3 partes en masa o más, aún todavía más preferiblemente de 1 parte en masa o más, e incluso aún todavía más preferiblemente de 2 partes en masa o más, y es preferiblemente de 8 partes en masa o menos, más preferiblemente de 6 partes en masa o menos, y todavía más preferiblemente de 4 partes en masa o menos, basándose en 100 partes en masa del asfalto.
En el caso de que el asfalto sea un asfalto modificado con polímero, la masa del asfalto significa una masa de la totalidad del asfalto incluyendo el asfalto sin modificar y el modificador.
De manera similar, en el caso de que la celulosa amorfa sea una celulosa con superficie hidrofobizada, la masa de la celulosa amorfa significa una masa de la totalidad de la celulosa amorfa que incluye el cuerpo principal de celulosa y el agente de hidrofobización de superficie.
Desde el punto de vista de mejorar la formación de surcos o grietas, el contenido de celulosa amorfa en la composición de asfalto de la presente invención es preferiblemente del 0,01% en masa o más, más preferiblemente del 0,03% en masa o más, todavía más preferiblemente del 0,1% en masa o más, aún todavía más preferiblemente del 0,3% en masa o más, incluso aún todavía más preferiblemente del 1% en masa o más, e incluso todavía más preferiblemente del 2% en masa o más; y desde el punto de vista de los costes, es preferiblemente del 10% en masa o menos, más preferiblemente del 8% en masa o menos, todavía más preferiblemente del 6% en masa o menos, y aún todavía más preferiblemente del 4% en masa o menos.
Desde el punto de vista de presentar el rendimiento del asfalto, el contenido del asfalto en la composición de asfalto de la presente invención es preferiblemente del 50% en masa o más, más preferiblemente del 70% en masa o más, todavía más preferiblemente del 90% en masa o más, aún todavía más preferiblemente del 92% en masa o más, incluso aún todavía más preferiblemente del 94% en masa o más, e incluso todavía más preferiblemente del 96% en masa o más; y desde el punto de vista de contener la celulosa amorfa y mejorar la formación de surcos o grietas, es preferiblemente del 99,99% en masa o menos, más preferiblemente del 99,97% en masa o menos, todavía más preferiblemente del 99,9% en masa o menos, aún todavía más preferiblemente del 99,7%% en masa o menos, incluso aún todavía más preferiblemente del 99% en masa o menos, e incluso todavía más preferiblemente del 98% en masa o menos.
A la composición de asfalto de la presente invención, además del asfalto y la celulosa amorfa mencionados anteriormente, pueden añadirse diversos aditivos que se usan habitualmente de manera convencional para composiciones de asfalto, tales como un agente de formación de película, un estabilizador espesante y un emulsionante, según sea necesario.
Específicamente, los ejemplos de los mismos incluyen cargas y agentes de refuerzo, tales como carbonato de calcio, un polvo de sustancia mineral y fibra de vidrio; agregados de una sustancia mineral; pigmentos, tales como óxido de hierro rojo y dióxido de titanio; ceras, tales como cera de parafina, cera microcristalina y cera de polietileno de bajo peso molecular; agentes espumantes, tales como azodicarbonamida; resinas termoplásticas aromáticas de vinilo a base de poliolefina o de bajo peso molecular, tales como polipropileno atáctico y un copolímero de etileno-acrilato de etilo; cauchos naturales; y cauchos sintéticos, tales como caucho de poliisopreno, caucho de polibutadieno, caucho de estireno-butadieno, caucho de etileno-propileno, caucho de cloropreno, caucho acrílico, caucho de isoprenoisobutileno, caucho de polipentenámero, copolímero de bloque a base de estireno-butadieno, copolímero de bloque a base de estireno-isopreno, copolímero de bloque a base de estireno-butadieno hidrogenado y copolímero de bloque a base de estireno-isopreno hidrogenado.
La cantidad total de adición de estos aditivos es preferiblemente del 50% en masa o menos, más preferiblemente del 30% en masa o menos, todavía más preferiblemente del 20% en masa o menos, aún todavía más preferiblemente del 10% en masa o menos, e incluso aún todavía más preferiblemente del 5% en masa o menos con respecto al total de la composición de asfalto.
[Método de producción de la composición de asfalto]
Un método de producción de la composición de asfalto de la presente invención incluye una etapa de mezclado de asfalto y celulosa amorfa.
La composición de asfalto se obtiene fundiendo asfalto con calor, añadiendo celulosa amorfa y opcionalmente otro aditivo, y agitando y mezclando el contenido en una mezcladora de uso general hasta que los componentes respectivos se dispersen uniformemente.
Los ejemplos de la máquina mezcladora de uso general incluyen una homomezcladora, un dispositivo de disolución, una mezcladora de paletas, una mezcladora de cinta, una mezcladora de husillo, una mezcladora planetaria, una mezcladora de contraflujo a vacío, un molino de rodillos y una prensa extrusora de doble husillo.
Desde el punto de vista de la dispersión uniforme de la celulosa amorfa en el asfalto, la temperatura de mezclado del asfalto y la celulosa amorfa mencionados anteriormente es preferiblemente de 100°C o más, más preferiblemente de 130°C o más, todavía más preferiblemente de 160°C o más, y aún todavía más preferiblemente de 170°C o más, y es preferiblemente de 230°C o menos, más preferiblemente de 2l0°C o menos, todavía más preferiblemente de 200°C o menos, y aún todavía más preferiblemente de 190°C o menos.
Desde el punto de vista de la dispersión eficaz y uniforme de la celulosa amorfa en el asfalto, el tiempo de mezclado del asfalto y la celulosa amorfa es preferiblemente de 0,1 horas o más, más preferiblemente de 0,5 horas o más, todavía más preferiblemente de 1,0 horas o más, y aún todavía más preferiblemente de 1,5 horas o más, y es preferiblemente de 10 horas o menos, más preferiblemente de 7 horas o menos, todavía más preferiblemente de 5 horas o menos, y aún todavía más preferiblemente de 3 horas o menos.
El contenido preferido de celulosa amorfa con respecto al asfalto es el mencionado anteriormente.
Tal como se mencionó anteriormente, la celulosa amorfa que se usa para la composición de asfalto de la presente invención y el método de producción de la misma es celulosa amorfa que tiene un índice de cristalización del 50% o menos, y preferiblemente una celulosa con superficie hidrofobizada.
Se prefiere que la celulosa con superficie hidrofobizada se produzca a través de una etapa de añadir un agente de hidrofobización de superficie a la celulosa que tiene un índice de cristalización de más del 50%, seguido de mezclar y pulverizar, controlando de ese modo el índice de cristalización al 50% o menos.
[Aditivo para asfalto]
Un aditivo para asfalto de la presente invención incluye celulosa que tiene un índice de cristalización del 50% o menos. La celulosa (celulosa amorfa) que tiene un índice de cristalización del 50% o menos es una que se obtiene mediante el método mencionado anteriormente, y es preferiblemente una celulosa con superficie hidrofobizada.
El aditivo para asfalto se usa tras mezclarse con asfalto, y la cantidad de adición del aditivo para asfalto es preferiblemente de 0,01 partes en masa o más y de 10 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa del asfalto. Cuando la cantidad de adición del aditivo para asfalto es inferior a 0,01 partes en masa, el efecto de mejora de la formación de surcos o grietas es bajo. Por otra parte, cuando el contenido del aditivo para asfalto es superior a 10 partes en masa, no se prefiere desde el punto de vista de los costes.
La cantidad de adición del aditivo para asfalto es más preferiblemente de 0,03 partes en masa o más, todavía más preferiblemente de 0,1 partes en masa o más, aún todavía más preferiblemente de 0,3 partes en masa o más, incluso aún todavía más preferiblemente de 1 parte en masa o más, e incluso todavía más preferiblemente de 2 partes en masa o más, y es más preferiblemente de 8 partes en masa o menos, todavía más preferiblemente de 6 partes en masa o menos, y aún todavía más preferiblemente de 4 partes en masa o menos, basándose en 100 partes en masa del asfalto.
En el caso de que el asfalto sea un asfalto modificado con polímero, la masa del asfalto significa una masa de la totalidad del asfalto incluyendo el asfalto sin modificar y el modificador.
De manera similar, en el caso de que el aditivo para asfalto sea una celulosa con superficie hidrofobizada, la masa del aditivo para asfalto significa una masa como un todo que incluye el cuerpo principal de celulosa y el agente de hidrofobización de superficie.
[Mezcla de asfalto y método de producción de la misma]
La composición de asfalto de la presente invención es una composición de aglomerante y se usa para pavimentación después de añadir un agregado a la misma para proporcionar una mezcla de asfalto. Es decir, la composición de asfalto de la presente invención es adecuada para pavimentación y especialmente adecuada para pavimentación de carreteras.
El agregado puede seleccionarse, por ejemplo, opcionalmente de piedra triturada, adoquín, grava, arena, agregado recuperado y cerámica, y usarse.
Como agregado, puede usarse todo un agregado grueso que tiene un diámetro de partícula de 2,36 mm o más y un agregado fino que tiene un diámetro de partícula de menos de 2,36 mm. Los ejemplos del agregado grueso incluyen piedra triturada n.° 7 que tiene un intervalo de diámetro de partícula de 2,36 mm o más y menos de 4,75 mm, piedra triturada n.° 6 que tiene un intervalo de diámetro de partícula de 4,75 mm o más y menos de 13,2 mm, piedra triturada n.° 5 con un intervalo de diámetro de partícula de 13,2 mm o más y menos de 19 mm, y piedra triturada n.° 4 con un intervalo de diámetro de partícula de 19 mm o más y menos de 31,5 mm.
El agregado fino es preferiblemente un agregado fino que tiene un diámetro de partícula de 0,075 mm o más y menos de 2,36 mm.
Los ejemplos de agregado fino incluyen arena de río, arena de colina, arena de montaña, arena de mar, arena triturada, arena fina, cribas, polvo de piedra triturada, arena de sílice, arena artificial, desperdicios de vidrio, arena de moldeo y arena triturada de agregado recuperado.
El diámetro de partícula mencionado anteriormente es un valor indicado en la norma JIS 5001-1995.
De estos, se prefiere una combinación de agregado grueso y agregado fino.
El agregado fino puede contener un producto de relleno que tiene un diámetro de partícula de menos de 0,075 mm (por ejemplo, arena). Un valor límite inferior del diámetro de partícula promedio del producto de relleno es, por ejemplo, de 0,001 mm o más.
Desde el punto de vista de mejorar la resistencia en seco, el diámetro de partícula promedio del producto de relleno es preferiblemente de 0,001 mm o más, y desde el mismo punto de vista, es preferiblemente de 0,05 mm o menos, más preferiblemente de 0,03 mm o menos, y todavía más preferiblemente de 0,02 mm o menos. El diámetro de partícula promedio del producto de relleno puede medirse mediante un analizador de distribución de tamaño de partícula de difracción láser. En este caso, el diámetro de partícula promedio significa un diámetro de partícula promedio del 50% del volumen acumulativo.
[Método de medición del diámetro de partícula promedio del producto de relleno]
El diámetro de partícula promedio del producto de relleno es un valor medido mediante un analizador de distribución de tamaño de partícula de difracción láser (“LA-950”, fabricado por HORIBA, Ltd.) con las siguientes condiciones.
• Método de medición: método de flujo
• Medio de dispersión: etanol
• Preparación de muestra: 2 mg/100 ml
• Método de dispersión: Agitación y 1 minuto de ondas ultrasónicas incorporadas
Los ejemplos del producto de relleno incluyen arena, cenizas volantes, carbonato de calcio y cal hidratada. De estos, se prefiere el carbonato de calcio desde el punto de vista de mejorar la resistencia en seco.
La razón en masa del agregado grueso con respecto al agregado fino es preferiblemente de 10/90 o más, más preferiblemente de 20/80 o más, y todavía más preferiblemente de 30/70 o más, y es preferiblemente de 90/10 o menos, más preferiblemente de 80/20 o menos, y todavía más preferiblemente de 70/30 o menos.
El contenido del agregado es preferiblemente de 1.000 partes en masa o más, más preferiblemente de 1.200 partes en masa o más, y todavía más preferiblemente de 1.500 partes en masa o más, y es preferiblemente de 3.000 partes en masa o menos, más preferiblemente de 2.500 partes en masa o menos, y todavía más preferiblemente de 2.000 partes en masa o menos, basándose en 100 partes en masa de la composición de asfalto.
La razón de combinación de asfalto en las mezclas de asfalto convencionales que contienen el agregado y el asfalto puede determinarse en general haciendo referencia a una cantidad óptima de asfalto obtenida a partir de “Formulation and Design of Asphalt Mixture” tal como se describe en la “Guideline for Pavement Design and Construction” publicada por la Asociación Japonesa de Carreteras.
En la presente invención, la cantidad óptima de asfalto mencionada anteriormente corresponde a la cantidad total del asfalto y la celulosa amorfa. En consecuencia, en general, la cantidad de combinación total del asfalto y la celulosa amorfa se determina preferiblemente a partir de la cantidad óptima de asfalto mencionada anteriormente.
Sin embargo, no es necesario limitar la cantidad óptima de asfalto al método tal como se describe en “Guideline for Pavement Design and Construction”, y también puede determinarse mediante cualquier otro método.
La mezcla de asfalto de la presente invención puede usarse como una mezcla de asfalto calentada que no contiene sustancialmente agua, o también puede usarse como una mezcla de asfalto fría obtenida combinando la mezcla de asfalto mencionada anteriormente con un emulsionante o agua para proporcionar una emulsión de asfalto, con la cual se mezcla entonces un agregado o similar.
En particular, la composición de asfalto de la presente invención tiene tales propiedades que la celulosa amorfa es apta para dispersarse uniformemente en la composición de asfalto. Por tanto, cuando se usa como mezcla de asfalto calentada, puede presentar efectivamente sus rasgos característicos.
En el caso de usar la mezcla de asfalto como una mezcla de asfalto calentada, el método para producir la mezcla de asfalto no está particularmente limitado y la mezcla de asfalto puede producirse mediante cualquier método. Sin embargo, en general, la mezcla de asfalto puede producirse según cualquier método para producir una mezcla de asfalto que contiene un agregado y una composición de asfalto.
El método para producir la mezcla de asfalto de la presente invención incluye preferiblemente una etapa de preparar una composición de asfalto que tiene asfalto y celulosa amorfa y mezclar un agregado con la misma a 130°C o más y 200°C o menos.
Desde el punto de vista del ablandamiento del asfalto, la temperatura de mezclado es preferiblemente de 140°C o más, y es preferiblemente de 190°C o menos, y más preferiblemente de 180°C o menos.
El tiempo de mezclado es preferiblemente de 30 segundos o más, más preferiblemente de 1 minuto o más, todavía más preferiblemente de 2 minutos o más, y aún todavía más preferiblemente de 5 minutos o más. Aunque el límite superior del tiempo de mezclado no está particularmente limitado, es, por ejemplo, de aproximadamente 3o minutos.
Como método de producción específico, se prefiere añadir la celulosa amorfa a la composición de asfalto en la etapa de mezclar el agregado y la composición de asfalto en un método de producción de la mezcla de asfalto que se denomina método convencional de mezcla en planta (premezcla). Además, al producir la mezcla de asfalto, pueden mezclarse el agregado, el asfalto y la celulosa amorfa.
[Método de pavimentación de carreteras]
La composición de asfalto de la presente invención es adecuada para pavimentación de carreteras y, tal como se mencionó anteriormente, la mezcla de asfalto que tiene el agregado añadido a la composición de asfalto se usa para pavimentar la carretera.
El método de pavimentación de carreteras de la presente invención incluye preferiblemente una etapa de extender la mezcla de asfalto de la presente invención sobre una carretera o similar, formando de ese modo una capa de material de pavimentación de asfalto.
En el método de pavimentación de carreteras, la mezcla de asfalto puede someterse a la extensión por compactación usando las mismas máquinas de extensión y el mismo método de extensión que se usa para las mezclas de asfalto habituales. En el caso de usar la mezcla de asfalto como una mezcla de asfalto calentada, la temperatura de compactación de la mezcla de asfalto es preferiblemente de 100°C o más, más preferiblemente de 120°C o más, y todavía más preferiblemente de 130°C o más, y es preferiblemente de 200°C o menos, más preferiblemente de 180°C o menos, y todavía más preferiblemente de 170°C o menos.
Con respecto a las realizaciones mencionadas anteriormente, la presente invención divulga además la siguiente composición de asfalto, método para producir una composición de asfalto y aditivo para asfalto.
<1> Una composición de asfalto que contiene asfalto y celulosa, en la que el contenido de la celulosa es de 0,01 partes en masa o más y de 10 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa del asfalto, y el índice de cristalización de la celulosa es del 50% o menos.
<2> La composición de asfalto tal como se expone en <1>, en la que el asfalto se selecciona de un asfalto sin modificar y un asfalto modificado con polímero, y preferiblemente un asfalto modificado con polímero.
<3> La composición de asfalto tal como se expone en <1> o <2>, en la que el asfalto es un asfalto modificado con polímero que contiene un polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina.
<4> La composición de asfalto tal como se expone en <3>, en la que el polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina es preferiblemente una poliolefina modificada con anhídrido maleico, más preferiblemente al menos uno seleccionado de polipropileno modificado con anhídrido maleico y polietileno modificado con anhidrido maleico, todavía más preferiblemente polipropileno modificado con anhidrido maleico o polietileno modificado con anhidrido maleico, y aún todavía más preferiblemente polipropileno modificado con anhidrido maleico.
<5> La composición de asfalto tal como se expone en <4>, en la que el peso molecular promedio en peso de la poliolefina modificada con anhídrido maleico, preferiblemente polietileno modificado con anhidrido maleico o polipropileno modificado con anhidrido maleico, es preferiblemente de 1.000 o más, más preferiblemente de 5.000 o más, todavía más preferiblemente de 10.000 o más, y aún todavía más preferiblemente de 30.000 o más.
<6> La composición de asfalto tal como se expone en <4> o <5>, en la que el peso molecular promedio en peso de la poliolefina modificada con anhídrido maleico, preferiblemente polietileno modificado con anhídrido maleico o polipropileno modificado con anhidrido maleico, es preferiblemente de 1.000.000 o menos, más preferiblemente de 500.000 o menos, todavía más preferiblemente de 300.000 o menos, y aún todavía más preferiblemente de 100.000 o menos.
<7> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <4> a <6>, en la que el peso molecular promedio en peso de la poliolefina modificada con anhídrido maleico, preferiblemente polietileno modificado con anhidrido maleico o polipropileno modificado con anhidrido maleico, es preferiblemente de 1.000 o más y de 1.000.000 o menos, más preferiblemente de 5.000 o más y de 500.000 o menos, todavía más preferiblemente de 10.000 o más y de 300.000 o menos, y aún todavía más preferiblemente de 30.000 o más y de 100.000 o menos.
<8> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <3> a <7>, en la que el asfalto es un asfalto modificado con polímero que contiene un polímero (modificador) que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina, y la cantidad del modificador añadida al asfalto sin modificar es preferiblemente de 0,1 partes en masa o más, más preferiblemente de 0,3 partes en masa o más, todavía más preferiblemente de 0,5 partes en masa o más, y aún todavía más preferiblemente de 0,8 partes en masa o más basándose en 100 partes en masa del asfalto sin modificar.
<9> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <3> a <8>, en la que el asfalto es un asfalto modificado con polímero que contiene un polímero (modificador) que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina, y la cantidad del modificador añadida al asfalto sin modificar es preferiblemente de 20 partes en masa o menos, más preferiblemente de 10 partes en masa o menos, todavía más preferiblemente de 5 partes en masa o menos, y aún todavía más preferiblemente de 2 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa del asfalto sin modificar.
<10> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <3> a <9>, en la que el asfalto es un asfalto modificado con polímero que contiene un polímero (modificador) que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina, y la cantidad del modificador añadida al asfalto sin modificar es preferiblemente de 0,1 partes en masa o más y de 20 partes en masa o menos, más preferiblemente de 0,3 partes en masa o más y de 10 partes en masa o menos, todavía más preferiblemente de 0,5 partes en masa o más y de 5 partes en masa o menos, y aún todavía más preferiblemente de 0,8 partes en masa o más y de 2 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa del asfalto sin modificar.
<11> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <10>, en la que el índice de cristalización de la celulosa es preferiblemente del 45% o menos, y más preferiblemente del 40% o menos.
<12> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <11>, en la que el índice de cristalización de la celulosa es preferiblemente del 1% o más, y más preferiblemente del 10% o más.
<13> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <12>, en la que el índice de cristalización de la celulosa es preferiblemente del 1% o más y del 45% o menos, y más preferiblemente del 10% o más y del 40% o menos.
<14> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <13>, en la que el contenido de humedad de una materia prima que contiene celulosa para obtener la celulosa es preferiblemente del 10% en masa o menos, más preferiblemente del 5% en masa o menos, todavía más preferiblemente del 3% en masa o menos, y aún todavía más preferiblemente del 1,8% en masa o menos.
<15> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <14>, en la que la celulosa es una celulosa con superficie hidrofobizada.
<16> La composición de asfalto tal como se expone en <15>, en la que la celulosa con superficie hidrofobizada es celulosa sometida a un tratamiento de superficie con al menos un agente de hidrofobización de superficie seleccionado de un agente de acoplamiento a base de silano, un agente de acoplamiento a base de titanato, un agente de acoplamiento a base de aluminio y un polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina; preferiblemente celulosa sometida a un tratamiento de superficie con un polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina; más preferiblemente celulosa sometida a un tratamiento de superficie con un polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina; todavía más preferiblemente celulosa sometida a un tratamiento de superficie con una poliolefina modificada con anhídrido maleico; aún todavía más preferiblemente celulosa sometida a un tratamiento de superficie con al menos uno seleccionado de polipropileno modificado con anhidrido maleico y polietileno modificado con anhidrido maleico; incluso aún todavía más preferiblemente celulosa sometida a un tratamiento de superficie con polipropileno modificado con anhidrido maleico o polietileno modificado con anhidrido maleico; e incluso todavía más preferiblemente celulosa sometida a un tratamiento de superficie con polipropileno modificado con anhidrido maleico.
<17> La composición de asfalto tal como se expone en <15> o <16>, en la que la cantidad de tratamiento con el agente de hidrofobización de superficie es preferiblemente de 1 parte en masa o más, más preferiblemente de 3 partes en masa o más, todavía más preferiblemente de 5 partes en masa o más, aún todavía más preferiblemente de 10 partes en masa o más, e incluso aún todavía más preferiblemente de 20 partes en masa o más basándose en 100 partes en masa de la celulosa no tratada.
<18> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <15> a <17>, en la que la cantidad de tratamiento con el agente de hidrofobización de superficie es preferiblemente de 100 partes en masa o menos, más preferiblemente de 80 partes en masa o menos, todavía más preferiblemente de 60 partes en masa o menos, aún todavía más preferiblemente de 40 partes en masa o menos, e incluso aún todavía más preferiblemente de 30 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa de la celulosa no tratada.
<19> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <15> a <18>, en la que la cantidad de tratamiento con el agente de hidrofobización de superficie es preferiblemente de 1 parte en masa o más y de 100 partes en masa o menos, más preferiblemente de 3 partes en masa o más y de 80 partes en masa o menos, todavía más preferiblemente de 5 partes en masa o más y de 60 partes en masa o menos, aún todavía más preferiblemente de 10 partes en masa o más y de 40 partes en masa o menos, e incluso aún todavía más preferiblemente de 20 partes en masa o más y de 30 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa de la celulosa no tratada.
<20> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <19>, en la que el contenido de la celulosa es preferiblemente de 0,03 partes en masa o más, más preferiblemente de 0,1 partes en masa o más, todavía más preferiblemente de 0,3 partes en masa o más, aún todavía más preferiblemente de 1 parte en masa o más, e incluso aún todavía más preferiblemente de 2 partes en masa o más basándose en 100 partes en masa del asfalto.
<21> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <20>, en la que el contenido de la celulosa es preferiblemente de 8 partes en masa o menos, más preferiblemente de 6 partes en masa o menos, y todavía más preferiblemente de 4 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa del asfalto.
<22> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <21>, en la que el contenido de la celulosa es preferiblemente de 0,03 partes en masa o más y de 8 partes en masa o menos, más preferiblemente de 0,1 partes en masa o más y de 6 partes en masa o menos, todavía más preferiblemente de 0,3 partes en masa o más y de 4 partes en masa o menos, aún todavía más preferiblemente de 1 parte en masa o más y de 4 partes en masa o menos, e incluso aún todavía más preferiblemente de 2 partes en masa o más y 4 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa del asfalto.
<23> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <22>, en la que el contenido de la celulosa en la composición de asfalto es preferiblemente del 0,01% en masa o más, más preferiblemente del 0,03% en masa o más, todavía más preferiblemente del 0,1% en masa o más, aún todavía más preferiblemente del 0,3% en masa o más, incluso aún todavía más preferiblemente del 1% en masa o más, e incluso todavía más preferiblemente del 2% en masa o más.
<24> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <23>, en la que el contenido de la celulosa en la composición de asfalto es preferiblemente del 10% en masa o menos, más preferiblemente del 8% en masa o menos, todavía más preferiblemente del 6% en masa o menos, y aún todavía más preferiblemente del 4% en masa o menos.
<25> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <24>, en la que el contenido de la celulosa en la composición de asfalto es preferiblemente del 0,01% en masa o más y del 10% en masa o menos, más preferiblemente del 0,03% en masa o más y del 8% en masa o menos, todavía más preferiblemente del 0,1% en masa o más y del 6% en masa o menos, aún todavía más preferiblemente del 0,3% en masa o más y del 4% en masa o menos, incluso aún todavía más preferiblemente del 1% en masa o más y del 4% en masa o menos, e incluso todavía más preferiblemente del 2% en masa o más y del 4% en masa o menos.
<26> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <25>, en la que el contenido del asfalto en la composición de asfalto es preferiblemente del 50% en masa o más, más preferiblemente del 70% en masa o más, todavía más preferiblemente del 90% en masa o más, aún todavía más preferiblemente del 92% en masa o más, incluso aún todavía más preferiblemente del 94% en masa o más, incluso todavía más preferiblemente del 96% en masa o más, e incluso aún todavía más preferiblemente del 98% en masa o más.
<27> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <26>, en la que el contenido del asfalto en la composición de asfalto es preferiblemente del 99,99% en masa o menos, más preferiblemente del 99,97% en masa o menos, todavía más preferiblemente del 99,9% en masa o menos, aún todavía más preferiblemente del 99,7% en masa o menos, incluso aún todavía más preferiblemente del 99% en masa o menos, e incluso todavía más preferiblemente del 98% en masa o menos.
<28> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <27>, en la que el contenido del asfalto en la composición de asfalto es preferiblemente del 50% en masa o más y del 99,99% en masa o menos, más preferiblemente del 70% en masa o más y del 99,97% en masa o menos, todavía más preferiblemente del 90% en masa o más y del 99,9% en masa o menos, aún todavía más preferiblemente del 92% en masa o más y del 99,7% en masa o menos, incluso aún todavía más preferiblemente del 94% en masa o más y del 99% en masa o menos, e incluso todavía más preferiblemente del 96% en masa o más y del 98% en masa o menos.
<29> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <28>, en la que la mediana del diámetro de la celulosa es preferiblemente de 200 |im o menos, más preferiblemente de 150 |im o menos, todavía más preferiblemente de 100 |im o menos, y aún todavía más preferiblemente de 80 |im o menos.
<30> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <29>, en la que la mediana del diámetro de la celulosa es preferiblemente de 1 |im o más, más preferiblemente de 3 |im o más, todavía más preferiblemente de 5 |im o más, y aún todavía más preferiblemente de 10 |im o más.
<31> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <30>, en la que la mediana del diámetro de la celulosa es preferiblemente de 1 |im o más y de 200 |im o menos, más preferiblemente de 3 |im o más y de 150 |im o menos, todavía más preferiblemente de 5 |im o más y de 100 |im o menos, y aún todavía más preferiblemente de 10 |im o más y de 80 |im o menos.
<32> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <31>, que va a usarse para pavimento de carreteras.
<33> La composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <32>, en la que la composición de asfalto es una composición de aglomerante y se usa para pavimento después de añadir un agregado a la misma para proporcionar una mezcla de asfalto.
<34> Un método para producir la composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <1> a <33>, que incluye una etapa de mezclar asfalto y celulosa.
<35> El método para producir la composición de asfalto tal como se expone en <34>, en el que la temperatura de mezclado de asfalto y celulosa es preferiblemente de 100°C o más, más preferiblemente de 130°C o más, todavía más preferiblemente de 160°C o más, y aún todavía más preferiblemente de 170°C o más.
<36> El método para producir la composición de asfalto tal como se expone en <34> o <35>, en el que la temperatura de mezclado de asfalto y celulosa es preferiblemente de 230°C o menos, más preferiblemente de 210°C o menos, todavía más preferiblemente de 200°C o menos, y aún todavía más preferiblemente de 190°C o menos.
<37> El método para producir la composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <34> a <36>, en el que la temperatura de mezclado de asfalto y celulosa es preferiblemente de 100°C o más y de 230°C o menos, más preferiblemente de 130°C o más y de 210°C o menos, todavía más preferiblemente de 160°C o más y de 200°C o menos, y aún todavía más preferiblemente de 170°C o más y de 190°C o menos.
<38> El método para producir la composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <34> a <37>, en el que el tiempo de mezclado de asfalto y celulosa es preferiblemente de 0,1 horas o más, más preferiblemente de 0,5 horas o más, todavía más preferiblemente de 1,0 hora o más, y aún todavía más preferiblemente de 1,5 horas o más.
<39> El método para producir la composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <34> a <38>, en el que el tiempo de mezclado de asfalto y celulosa es preferiblemente de 10 horas o menos, más preferiblemente de 7 horas o menos, todavía más preferiblemente de 5 horas o menos, y aún todavía más preferiblemente de 3 horas o menos.
<40> El método para producir la composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <34> a <39>, en el que el tiempo de mezclado de asfalto y celulosa es preferiblemente de 0,1 horas o más y de 10 horas o menos, más preferiblemente de 0,5 horas o más y de 7 horas o menos, todavía más preferiblemente de 1,0 hora o más y de 5 horas o menos, y aún todavía más preferiblemente de 1,5 horas o más y de 3 horas o menos.
<41> El método para producir la composición de asfalto tal como se expone en cualquiera de <15> a <19>, en el que la celulosa es una celulosa con superficie hidrofobizada, y la celulosa con superficie hidrofobizada se produce mediante una etapa de añadir un agente de hidrofobización de superficie a celulosa que tiene un índice de cristalización de más del 50%, seguido de mezclar y pulverizar, controlando de ese modo el índice de cristalización al 50% o menos.
<42> Un aditivo para asfalto, que incluye celulosa que tiene un índice de cristalización del 50% o menos.
<43> El aditivo para asfalto tal como se expone en <42>, en el que el aditivo para asfalto se usa tras mezclarse con asfalto, y la cantidad de adición del aditivo para asfalto es preferiblemente de 0,01 partes en masa o más, más preferiblemente de 0,03 partes en masa o más, todavía más preferiblemente de 0,1 partes en masa o más, y aún todavía más preferiblemente de 0,3 partes en masa o más basándose en 100 partes en masa del asfalto.
<44> El aditivo para asfalto tal como se expone en <42> o <43>, en el que el aditivo para asfalto se usa tras mezclarse con asfalto, y la cantidad de adición del aditivo para asfalto es preferiblemente de 10 partes en masa o menos, más preferiblemente de 8 partes en masa o menos, todavía más preferiblemente de 6 partes en masa o menos, y aún todavía más preferiblemente de 4 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa del asfalto.
<45> El aditivo para asfalto tal como se expone en cualquiera de <42> a <44>, en el que el aditivo para asfalto se usa tras mezclarse con asfalto, y la cantidad de adición del aditivo para asfalto es preferiblemente de 0,01 partes en masa o más y de 10 partes en masa o menos, más preferiblemente de 0,03 partes en masa o más y de 8 partes en masa o menos, todavía más preferiblemente de 0,1 partes en masa o más y de 6 partes en masa o menos, aún todavía más preferiblemente de 0,3 partes en masa o más y de 4 partes en masa o menos, incluso aún todavía más preferiblemente de 1 parte en masa o más y de 4 partes en masa o menos, e incluso todavía más preferiblemente de 2 partes en masa o más y de 4 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa del asfalto.
<46> El aditivo para asfalto tal como se expone en cualquiera de <42> a <45>, en el que el índice de cristalización de la celulosa es preferiblemente del 45% o menos, y más preferiblemente del 40% o menos.
<47> El aditivo para asfalto tal como se expone en cualquiera de <42> a <46>, en el que el índice de cristalización de la celulosa es preferiblemente del 1% o más, y más preferiblemente del 10% o más.
<48> El aditivo para asfalto tal como se expone en cualquiera de <42> a <47>, en el que el índice de cristalización de la celulosa es preferiblemente del 1% o más y del 45% o menos, y más preferiblemente del 10% o más y del 40% o menos.
Ejemplos
Se midieron los valores físicos respectivos y se evaluaron mediante los siguientes métodos.
En los siguientes ejemplos y ejemplos comparativos, los términos “partes” y “%” están basados en masa a menos que se indique lo contrario.
(1) Medición del contenido de humedad
Se midió el contenido de humedad de cada pulpa y celulosa en polvo con un analizador de humedad infrarrojo (“MOC-120H”, fabricado por Shimadzu Corporation). Usando 5 g de una muestra para una sola medición, se niveló la muestra y se midió a una temperatura de 120°C, y se definió como punto final de la medición un punto en el que la tasa de cambio de masa durante 30 segundos alcanzó el 0,05% o menos. Se expresó el contenido de humedad medido en cuanto a un % en masa con respecto a la celulosa, definiendo de ese modo cada contenido de humedad.
(2) Cálculo del índice de cristalización
Se midió la intensidad de difracción de rayos X de la celulosa en polvo con un difractómetro de rayos X (“MiniFlex II”, fabricado por Rigaku Corporation) en las siguientes condiciones, y se midió el índice de cristalización de la celulosa de tipo I basándose en la expresión de cálculo (1) mencionada anteriormente.
Se realizó la medición bajo las siguientes condiciones: fuente de rayos X: radiación Cu/Ka, voltaje del tubo: 30 kV, corriente del tubo: 15 mA, intervalo de medición: ángulo de difracción 20 = de 5 a 35°, velocidad de exploración de rayos X: 40°/min. Se preparó la muestra para la medición comprimiendo un gránulo que tenía un área de 320 mm2 y un grosor de 1 mm.
(3) Medición del diámetro de partícula medial en volumen (mediana del diámetro, D50)
Se midió el diámetro de partícula medial en volumen (mediana del diámetro, D50) de la celulosa en polvo con un aparato de medición de distribución de tamaño de partículas por difracción/dispersión láser (“LS13320”, fabricado por Beckman Coulter, Inc.) por medio de un método en seco (sistema de tornado). Específicamente, se cargaron 20 ml de la celulosa en polvo en una celda y se aspiraron para realizar la medición.
(4) Medida de viscoelasticidad (G*, sin8)
Se realizó la medida de la viscoelasticidad con un reómetro MCR301 (fabricado por Anton Paar GmbH). Se realizó la medición en las siguientes condiciones: diámetro de la placa: 25 mm, frecuencia: 1,6 Hz, deformación por cizalladura: 1,0%. Específicamente, se fijó un grosor de prueba (hueco) en 1 mm, y se obtuvieron G* (módulo complejo de elasticidad) y sen8 a 60°C y 0°C mientras se enfriaba de desde 100°C hasta 0°C a una tasa de 4°C/min.
Método de producción 1 (producción de celulosa amorfa)
(1) Tratamiento de corte
Se cortó una pulpa de madera en forma de lámina (“Biofloc HV+”, fabricada por Tembec, Inc., índice de cristalización: 82%, contenido de humedad: 8,5% en masa) como materia prima que contiene celulosa en forma de virutas que tienen un tamaño de aproximadamente 3 mm * 1,5 mm * 1 mm usando una máquina cortadora.
(2) Tratamiento de secado
Se secó la pulpa obtenida mediante el tratamiento de corte anterior (1) a través de un tratamiento continuo con un secador con agitación horizontal de doble husillo (un secador de paletas de doble husillo: “NPD-3W (1/2)”, fabricado por Nara Machinery Co., Ltd ). Se usó vapor a 150°C como medio de calentamiento del secador, y se realizó el tratamiento a una tasa de suministro de pulpa de 45 kg/h a presión atmosférica. El contenido de humedad de la pulpa después del secado fue del 0,3%.
(3) Tratamiento de descristalización de celulosa
Se pulverizó la pulpa seca obtenida mediante el tratamiento de secado anterior (2) de manera gruesa con un molino vibratorio de tipo continuo (“molino Vibro, YAMT-200”, fabricado por Uras Techno Co., Ltd., capacidades de las cámaras de pulverización primera y segunda: 112 l, fabricadas en acero inoxidable). Cada una de las cámaras de pulverización primera y segunda alojaba 80 medios (barras) de pulverización de forma redonda fabricados en acero inoxidable que tenían un diámetro de 30 mm y una longitud de 1.300 mm. Se suministró la pulpa seca a una tasa de 20,0 kg/h en una condición de molino vibratorio de tipo continuo con un número de vibración de 16,7 Hz y una amplitud de 13,4 mm.
(4) Tratamiento de reducción del diámetro de partícula de celulosa
Se sometió la celulosa amorfa obtenida en el tratamiento de descristalización anterior (3) a reducción del diámetro de partícula con un pulverizador giratorio de alta velocidad (nombre del producto: “ATOMIZER tipo AIIW-5”, fabricado por DALTON Corporation). Se instaló un tamiz con abertura de 1,0 mm; se accionó el pulverizador a una velocidad periférica del rotor de 8.000 rpm y a una tasa de 50 m/s; se suministró la celulosa amorfa desde una parte de suministro de materia prima a la misma tasa de suministro que en el tratamiento de descristalización; y se recuperó la celulosa amorfa de un puerto de descarga. En la celulosa amorfa resultante, el contenido de humedad era del 2,5% en masa, el índice de cristalización era del 0% y el diámetro de partícula medial en volumen (mediana del diámetro, D50) era de 62 |im.
Se realizaron los tratamientos (1) a (4) de manera continua.
Ejemplo de producción 2 (producción de celulosa 1 con superficie hidrofobizada)
(1) Tratamiento de corte
Se cortó una pulpa de madera en forma de lámina (“Biofloc HV+”, fabricada por Tembec, Inc., índice de cristalización: 82%, contenido de humedad: 8,5% en masa) como materia prima que contiene celulosa en forma de virutas que tienen un tamaño de aproximadamente 3 mm * 1,5 mm * 1 mm usando una máquina cortadora.
(2) Tratamiento de secado
Se secó la pulpa obtenida mediante el tratamiento de corte anterior (1) a través de un tratamiento continuo con un secador con agitación horizontal de doble husillo (un secador de paletas de doble husillo: “NPD-3W (1/2)”, fabricado por Nara Machinery Co., Ltd.). Se usó vapor a 150°C como medio de calentamiento del secador, y se realizó el tratamiento a una tasa de suministro de pulpa de 45 kg/h a presión atmosférica. El contenido de humedad de la pulpa después del secado fue del 0,3%.
(3) Tratamiento de descristalización de celulosa
Se mezclaron la pulpa seca obtenida mediante el tratamiento de secado anterior (2) y un agente de hidrofobización de superficie y se pulverizaron con un molino vibratorio de tipo discontinuo (“molino vibratorio, FV-10”, fabricado por Chuo Kakohki Co., Ltd., capacidad de la cámara de pulverización: 33 l, fabricada en acero inoxidable). La cámara de pulverización alojaba 63 medios (barras) de pulverización de forma redonda fabricados en acero inoxidable que tenían un diámetro de 30 mm y una longitud de 510 mm. Se cargaron 736 g de la pulpa seca y 184 g del agente de hidrofobización de superficie (“UMEX 1001”, fabricado por Sanyo Chemical Industries, Ltd., polipropileno modificado con anhídrido maleico, índice de acidez: 26 mg de KOH/g, peso molecular Mw = 45.000) y luego se mezclaron y se pulverizaron (tiempo de pulverización: 10 minutos) en una condición de molino vibratorio de tipo discontinuo a un número de vibración de 20 Hz y una amplitud de 8 mm.
(4) Tratamiento de reducción del diámetro de partícula de celulosa
Se sometió la celulosa con superficie hidrofobizada obtenida mediante el tratamiento de mezclado y pulverización anterior (3) a reducción del diámetro de partícula con un pulverizador giratorio de alta velocidad (nombre del producto: “pulverizador libre tipo M-3”, fabricado por Nara Machinery Co., Ltd.). Se instaló un tamiz con una abertura de 1,0 mm; se accionó el pulverizador a una velocidad periférica del rotor de 7.700 rpm y a una tasa de 81 m/s; se suministró la celulosa con superficie hidrofobizada desde una parte de suministro de materia prima a una tasa de 18 kg/h; y se recuperó la celulosa con superficie hidrofobizada de un puerto de descarga. En la celulosa con superficie hidrofobizada resultante, el contenido de humedad era del 1,0% en masa, el índice de cristalización era del 37% y el diámetro de partícula medial en volumen (mediana del diámetro, D50) era de 44 |im.
Se llevaron a cabo los tratamientos (1) a (2) de manera continua, y se llevaron a cabo los tratamientos (3) a (4) de manera discontinua.
Ejemplo de producción 3 (producción de celulosa 2 con superficie hidrofobizada)
Se obtuvo una celulosa 2 con superficie hidrofobizada de la misma manera que en el ejemplo de producción 2, excepto que se cambió el tiempo de mezclado y pulverización a 30 minutos. En la celulosa con superficie hidrofobizada resultante, el índice de cristalización fue del 1,7%, y el diámetro de partícula medial en volumen (D50) fue de 63 |im. Ejemplo de producción 4 (producción de celulosa 3 con superficie hidrofobizada)
Se obtuvo una celulosa 3 con superficie hidrofobizada de la misma manera que en el ejemplo de producción 3, excepto que se cambió la cantidad del agente de hidrofobización de superficie (“UMEX 1001”, fabricado por Sanyo Chemical Industries, Ltd., polipropileno modificado con anhídrido maleico, índice de acidez: 26 mg de KOH/g, peso molecular Mw = 45.000) a 242,9 g. En la celulosa con superficie hidrofobizada resultante, el índice de cristalización fue del 17%, y el diámetro de partícula medial en volumen (D50) fue de 72 |im.
Ejemplo de producción 5 (producción de celulosa 4 con superficie hidrofobizada)
Se obtuvo una celulosa 4 con superficie hidrofobizada de la misma manera que en el ejemplo de producción 2, excepto que se cambió el agente de hidrofobización de superficie a 36,8 g de Z-6011 (3-aminopropiltrietoxisilano, fabricado por Dow Toray Co., Ltd.). En la celulosa con superficie hidrofobizada resultante, el índice de cristalización fue del 49%, y el diámetro de partícula medial en volumen (D50) fue de 57 |im.
Ejemplo de producción 6 (producción de asfalto modificado con polímero)
A 100 partes de asfalto sin modificar que se había calentado previamente hasta 180°C, se le añadió 1 parte de “UMEX 1001” (fabricado por Sanyo Chemical Industries, Ltd., polipropileno modificado con anhídrido maleico, índice de acidez: 26 mg de KOH/g, peso molecular Mw = 45.000) y se agitó con una homomezcladora (TK Robomix: una especificación de homomezcladora TK, fabricada por PRIMIX Corporation) durante 5 minutos en una condición a un número de rotación de 8.000 rpm.
Ejemplo 1
(Mezclado de asfalto sin modificar y celulosa amorfa)
A 100 partes del asfalto sin modificar que se había calentado previamente hasta 180°C, se le añadieron 3 partes de la celulosa amorfa preparada en el ejemplo de producción 1 y se agitó con una homomezcladora durante 2 horas en una condición a un número de rotación de 8.000 rpm y una temperatura interior de 180°C.
Ejemplo 2
(Mezclado de asfalto modificado con polímero y celulosa amorfa)
A 100 partes del asfalto modificado con polímero preparado en el ejemplo de producción 6, se le añadieron 3 partes de la celulosa amorfa preparada en el ejemplo de producción 1 y se agitó en la misma condición que en el ejemplo 1. Ejemplo 3
(Mezclado de asfalto sin modificar y celulosa 1 con superficie hidrofobizada)
A 100 partes del asfalto sin modificar que se había calentado previamente hasta 180°C, se le añadieron 3 partes de la celulosa 1 con superficie hidrofobizada preparada en el ejemplo de producción 2 y se agitó en la misma condición que en el ejemplo de producción 1.
Ejemplo 4
(Mezclado de asfalto modificado con polímero y celulosa 1 con superficie hidrofobizada)
A 100 partes del asfalto modificado con polímero preparado en el ejemplo de producción 6, se le añadieron 3 partes de la celulosa 1 con superficie hidrofobizada preparada en el ejemplo de producción 2 y se agitó en la misma condición que en el ejemplo 1.
Ejemplo 5
(Mezclado de asfalto sin modificar y celulosa 1 con superficie hidrofobizada)
A 100 partes del asfalto sin modificar que se había calentado previamente hasta 180°C, se le añadieron 0,3 partes de la celulosa 1 con superficie hidrofobizada preparada en el ejemplo de producción 2 y se agitó en la misma condición que en el ejemplo de producción 1.
Ejemplo 6
(Mezclado de asfalto sin modificar y celulosa 2 con superficie hidrofobizada)
A 100 partes del asfalto sin modificar que se había calentado previamente hasta 180°C, se le añadieron 3 partes de la celulosa 2 con superficie hidrofobizada preparada en el ejemplo de producción 3 y se agitó en la misma condición que en el ejemplo de producción 1.
Ejemplo 7
(Mezclado de asfalto sin modificar y celulosa 3 con superficie hidrofobizada)
A 100 partes del asfalto sin modificar que se había calentado previamente hasta 180°C, se le añadieron 3 partes de la celulosa 3 con superficie hidrofobizada preparada en el ejemplo de producción 4 y se agitó en la misma condición que en el ejemplo de producción 1.
Ejemplo 8
(Mezclado de asfalto sin modificar y celulosa 4 con superficie hidrofobizada)
A 100 partes del asfalto sin modificar que se había calentado previamente hasta 180°C, se le añadieron 3 partes de la celulosa 4 con superficie hidrofobizada preparada en el ejemplo de producción 5 y se agitó en la misma condición que en el ejemplo de producción 1.
Ejemplo comparativo 1
Se realizó la agitación en la misma condición que en el ejemplo 1, excepto que no se añadió la celulosa amorfa. Ejemplo comparativo 2
Se realizó la agitación en la misma condición que en el ejemplo 2, excepto que no se añadió la celulosa amorfa. Ejemplo comparativo 3
(Mezclado de asfalto modificado con polímero y celulosa cristalina)
A 100 partes del asfalto modificado con polímero preparado en el ejemplo de producción 6, se le añadieron 3 partes de celulosa cristalina (“KC FLOCK W-50GK”, fabricada por Nippon Paper Industries Co., Ltd., índice de cristalización: 62%, mediana del diámetro: 45 |im) y se agitó en la misma condición que en el ejemplo 1.
Ejemplo comparativo 4
Usando como materia prima celulosa, la obtenida al pulverizar adicionalmente la viruta producida por el tratamiento de corte del ejemplo de producción 1 en forma fibrosa mediante el uso de un molino de café, repitiendo posteriormente una operación de pulverización con un molino planetario de bolas (tipo P-6, fabricado por Fritsch Inc., usando como medio 100 bolas de alúmina de ^10 mm, total de productos pulverizados: 40 g) a un número de rotación de 250 rpm durante 50 minutos y parando durante 10 minutos en 24 ciclos, se realizó la agitación en la misma condición que en el ejemplo 1.
Con respecto a las composiciones de asfalto obtenidas en los ejemplos y ejemplos comparativos, se midieron G* y sin8, y se calcularon G*/sin8 y G*sin8. Los resultados se muestran en la siguiente tabla 1.
En vista del hecho de que cuanto mayor es el valor de G*/sin8, mayor es la resistencia al flujo plástico, se evalúa que la composición de asfalto anterior puede proporcionar un pavimento de asfalto con excelente resistencia a la formación de surcos.
Además, en vista del hecho de que cuanto menor es el valor de G*sin8, mayor es la resistencia a la formación de grietas por fatiga, se evalúa que la composición de asfalto anterior puede proporcionar un pavimento de asfalto con excelente resistencia a la formación de grietas por fatiga.
Tabla 1
Figure imgf000023_0001
Se observa a partir de los resultados de la tabla 1 que, según las composiciones de asfalto de los ejemplos, se obtiene un pavimento de asfalto en el que se inhibe la aparición de surcos y grietas por fatiga, en comparación con las composiciones de asfalto de los ejemplos comparativos.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Composición de asfalto que comprende asfalto y celulosa, en la que
    el contenido de la celulosa es de 0,01 partes en masa o más y de 10 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa del asfalto, y
    un índice de cristalización de la celulosa es del 50% o menos.
  2. 2. Composición de asfalto según la reivindicación 1, en la que el asfalto se selecciona de un asfalto sin modificar y un asfalto modificado con polímero.
  3. 3. Composición de asfalto según la reivindicación 1 ó 2, en la que el asfalto es un asfalto modificado con polímero que contiene un polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina.
  4. 4. Composición de asfalto según la reivindicación 3, en la que el polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina es polipropileno modificado con anhidrido maleico o polietileno modificado con anhidrido maleico.
  5. 5. Composición de asfalto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la celulosa es una celulosa con superficie hidrofobizada.
  6. 6. Composición de asfalto según la reivindicación 5, en la que la cantidad de tratamiento con un agente de hidrofobización de superficie es de 1 parte en masa o más y de 100 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa de la celulosa no tratada.
  7. 7. Composición de asfalto según la reivindicación 5 ó 6, en la que la celulosa con superficie hidrofobizada es celulosa sometida a un tratamiento de superficie con al menos un agente de hidrofobización de superficie seleccionado de un agente de acoplamiento a base de silano, un agente de acoplamiento a base de titanato, un agente de acoplamiento a base de aluminio y un polímero que tiene un grupo polar y una cadena de poliolefina.
  8. 8. Composición de asfalto según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, en la que el asfalto es un asfalto modificado con polímero, y la cantidad de un modificador añadido al asfalto sin modificar es de 0,1 partes en masa o más y de 20 partes en masa o menos basándose en 100 partes en masa del asfalto sin modificar.
  9. 9. Composición de asfalto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que la mediana del diámetro de la celulosa es de 5 |im o más y de 200 |im o menos.
  10. 10. Composición de asfalto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que va a usarse para pavimento de carreteras.
  11. 11. Método para producir la composición de asfalto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende una etapa de mezclar asfalto y celulosa que tiene un índice de cristalización del 50% o menos.
  12. 12. Método para producir la composición de asfalto según la reivindicación 11, en el que
    la celulosa es una celulosa con superficie hidrofobizada, y
    la celulosa con superficie hidrofobizada se produce mediante una etapa de añadir un agente de hidrofobización de superficie a celulosa que tiene un índice de cristalización de más del 50%, seguido de mezclar y pulverizar, controlando de ese modo el índice de cristalización al 50% o menos.
  13. 13. Aditivo para asfalto, que comprende celulosa que tiene un índice de cristalización del 50% o menos.
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