JP2001081325A

JP2001081325A - 舗装用バインダーの製造方法

Info

Publication number: JP2001081325A
Application number: JP25591799A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Minami; 和男南
Original assignee: Nippon Mitsubishi Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2001-03-27
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: JP4256993B2

Abstract

(57)【要約】【課題】舗装用バインダー中の熱可塑性エラストマー
あるいはゴムを加硫することに伴って発生する有害な硫
化水素の量を削減できる舗装用バインダーの製造方法を
提供する。【解決手段】アスファルト、熱可塑性エラストマーあ
るいはゴムを含有するアスファルト系舗装用バインダー
あるいは、重質鉱油、石油樹脂、熱可塑性エラストマー
あるいはゴムを含有する非アスファルト系舗装用バイン
ダーを製造する際、該熱可塑性エラストマーあるいはゴ
ムを加硫するにあたり、硫黄あるいは硫黄化合物と結合
して硫化物を生成する金属およびその化合物から選ばれ
る１種または２種以上をあらかじめ添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、舗装用バインダー
の製造方法に関するものである。ここで言う舗装用バイ
ンダーには、アスファルトに改質剤を添加したアスファ
ルト系舗装用バインダー、およびカラー舗装用バインダ
ーや自然石舗装用バインダー等の非アスファルト系舗装
用バインダーを含んでいる。

【０００２】

【従来の技術】アスファルトに改質剤を添加した舗装用
改質アスファルトを製造するにあたり、改質剤として、
ＳＢＳ（スチレン・ブタジエン系熱可塑性エラストマ
ー）、ＳＢＲ（スチレン・ブタジエン・ゴム）など、各
種の熱可塑性エラストマー、あるいは各種のゴムが広く
使用されている。また、ＳＢＳ、ＳＢＲなど熱可塑性エ
ラストマーあるいはゴムを含んだ舗装用改質アスファル
トに、さらに、硫黄または硫黄化合物を添加して、熱可
塑性エラストマーあるいはゴムと硫黄架橋の反応を起こ
させて、舗装用改質アスファルトを製造する方法、つま
り加硫と呼ばれる方法も、既に知られている。

【０００３】熱可塑性エラストマーあるいはゴムを加硫
させることにより、次のようなメリットがあることが知
られている。すなわち、アスファルトに添加する熱可塑
性エラストマーあるいはゴムの量を削減することが可能
で、その分だけ舗装用バインダーのコストダウンが可能
となること、また、熱可塑性エラストマーあるいはゴム
とアスファルトとの分離が起きにくくなり、均一な改質
アスファルトが得られることである。以上述べたこと
は、アスファルトに改質剤を添加した舗装用アスファル
ト系バインダーについてであるが、非アスファルト系カ
ラー舗装用バインダーや自然石舗装用バインダー等につ
いても、熱可塑性エラストマーあるいはゴムを加硫させ
ることにより同様のメリットが得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、熱可塑性エラ
ストマーあるいはゴムを加硫させることにより舗装用バ
インダーを製造するにあたり、それに伴って起こる重大
な問題点がある。それは、臭気の発生である。臭気の主
な原因は、加硫に伴って発生する硫化水素である。硫化
水素は単に臭気の原因になるだけではなく、人間にとっ
て有害物質である。この硫化水素の発生のために、熱可
塑性エラストマーあるいはゴムの加硫を利用した舗装用
バインダーの製造は、前述したような多大なメリットが
あるにもかかわらず、ごく限られた範囲でのみ利用さ
れ、一般に広く利用されるには到っていないのが現状で
ある。そこで、熱可塑性エラストマーあるいはゴムの加
硫を利用した舗装用バインダーの製造において、硫化水
素の量を削減する方法としては、バインダーを製造する
ための撹拌混合槽から発生する気体を洗浄装置等に導入
して硫化水素を捕捉し除去する方法もあるが、洗浄液の
他に多大な設備費を要する。

【０００５】本発明の目的は、加硫させることにより前
記メリットが得られるとともに、多大な設備費を要する
ことなく、少量の物質をあらかじめ舗装用バインダーの
中に添加しておくことによって、加硫に伴って発生する
有害な硫化水素を大幅に削減でき、安全性向上、作業環
境改善などの効果が得られる舗装用バインダーの製造方
法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意検討した結果、発生する硫化水素
を迅速に捕捉できる特定の物質を、加硫の前にあらかじ
め舗装用バインダーの中に添加しておくことにより硫化
水素の発生量を削減することができることを見いだし
て、本発明を成すに到った。

【０００７】すなわち、本発明は、アスファルト、熱可
塑性エラストマーあるいはゴムを含有するアスファルト
系舗装用バインダーの製造方法において、該熱可塑性エ
ラストマーあるいはゴムを加硫するにあたり、硫黄ある
いは硫黄化合物と結合して硫化物を生成する金属および
その化合物から選ばれる１種または２種以上を添加する
ことを特徴とするアスファルト系舗装用バインダーの製
造方法に関するものである。

【０００８】また本発明は、重質鉱油、石油樹脂、熱可
塑性エラストマーあるいはゴムを含有する非アスファル
ト系舗装用バインダーの製造方法において、該熱可塑性
エラストマーあるいはゴムを加硫するにあたり、硫黄あ
るいは硫黄化合物と結合して硫化物を生成する金属およ
びその化合物から選ばれる１種または２種以上を添加す
ることを特徴とする非アスファルト系舗装用バインダー
の製造方法に関するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明においてアスファルト系舗
装用バインダーに用いるアスファルトとしては、天然ア
スファルト、石油アスファルト、あるいはこれらの混合
物などのあらゆるアスファルトが使用できる。

【００１０】天然アスファルトとしては、例えばギルソ
ナイト、グラハマイト、トリニダットレークアスファル
トなどが挙げられる。

【００１１】また石油アスファルトとしては、例えば原
油の蒸留により得られる各種針入度グレードのストレー
トアスファルト、ストレートアスファルトを触媒の存在
下あるいは不存在下で空気を吹き込んで得られるブロー
ンアスファルトあるいはセミブローンアスファルト、ア
スファルト質を含む留分からプロパン、ｎ−ブタンなど
の溶剤によりアスファルト質を分離する際に生成する溶
剤脱歴アスファルトなどが例示できる。これらの石油ア
スファルトは２種以上混合して使用できる。

【００１２】本発明においてアスファルト系舗装用バイ
ンダー及び非アスファルト系舗装用バインダーに用いる
熱可塑性エラストマーとしては、スチレンと共役ジエン
のブロック・コポリマーおよびその部分水素化物が用い
られる。一般式はＳ―Ｂ―Ｓで表される。ここでＳはス
チレンのポリマーブロック、Ｂはブタジエン、イソプレ
ン等の共役ジエンのポリマーブロックである。

【００１３】本発明においてアスファルト系舗装用バイ
ンダー及び非アスファルト系舗装用バインダーに用いる
ゴムとしては、例えばスチレンブタジエン共重合体ゴム
（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、メタクリル酸
メチルブタジエンゴム（ＭＢＲ）、アクリロニトリルブ
タジエンゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）などが挙げ
られる。これらの熱可塑性エラストマーおよびゴムは２
種以上を混合して用いることができる。

【００１４】本発明において非アスファルト系舗装用バ
インダーに用いる重質鉱油としてはパラフィン系重質鉱
油や芳香族系重質鉱油が用いられる。

【００１５】パラフィン系重質鉱油とは原油を常圧蒸留
および減圧蒸留して得られる潤滑油留分を溶剤脱れき、
溶剤抽出、水素化分解溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化
精製、硫酸洗浄、白土処理等を適宜組み合わせて精製し
た留分が使用できる。特に原油を減圧蒸留して得られる
潤滑油留分をフルフラール抽出などの溶剤抽出、水素化
精製およびＭＥＫ脱ろうなどの溶剤脱ろうを組み合わせ
て得られるブライトストックなどが好適に用いられる。

【００１６】芳香族系重質鉱油とは芳香族分が好ましく
は３０重量％以上、より好ましくは５０重量％以上の重
質留分である。これらの重質鉱油は２種以上を混合して
用いることができる。

【００１７】本発明において非アスファルト系舗装用バ
インダーに用いる石油樹脂としては脂肪族系石油樹脂
（通常Ｃ５系石油樹脂という）、芳香族系石油樹脂（通
常Ｃ９系石油樹脂という）、ジシクロペンタジエン樹脂
が用いられる。

【００１８】Ｃ５系石油樹脂とは石油ナフサ、灯油、軽
油などの石油留分をスチームクラッキングなどの熱分解
により軽質オレフィンを製造する際に得られる沸点が１
００℃以下の分解留分を触媒存在下あるいは不存在下で
重合して得られる石油樹脂である。

【００１９】Ｃ９系石油樹脂とは石油ナフサ、灯油、軽
油などの石油留分をスチームクラッキングなどの熱分解
により軽質オレフィンを製造する際に得られる沸点が１
４０〜２４０℃の範囲の分解留分を触媒存在下あるいは
不存在下で重合して得られる石油樹脂である。

【００２０】ジシクロペンタジエン樹脂とはシクロペン
タジエンのディールス・アルダー付加物を重合して得ら
れる樹脂である。これらの石油樹脂は２種以上を混合し
て用いることができる。

【００２１】本発明において熱可塑性エラストマーある
いはゴムを加硫したときに発生する硫化水素を捕捉する
ための硫黄あるいは硫黄化合物と結合して硫化物を生成
する金属としては亜鉛、銅、鉄、アルミニウム、バリウ
ム、カルシウム、マグネシウム、錫など、硫化水素と結
合して硫化物を生成する金属が挙げられる。

【００２２】またその化合物としては酸化亜鉛、酸化
銅、酸化鉄、酸化アルミニウムなどの各種金属酸化物、
あるいは、ステアリン酸亜鉛、ラウリル酸亜鉛、ステア
リン酸カルシウムなどの各種金属石けん（有機酸金属
塩）などが挙げられる。これらの金属および金属化合物
は２種以上を混合して用いることができる。

【００２３】特に金属石けんには、加硫温度において液
状となるものがあり、これらの物質は液状であるために
舗装用バインダーの中に均一に混合されやすい。しかし
一方、液状物質であるために舗装用バインダーの性状、
例えば粘度などに影響を与えることがある。

【００２４】また、固体の金属酸化物を添加する場合、
微細な粉末状で添加するが、それを直接、舗装用バイン
ダーの中に添加すると、微細な粒子が凝集して比較的大
きな粒子となって均一に分散しなくなる場合がある。そ
こで、金属酸化物など微細な粉末状物質を舗装用バイン
ダーに添加する場合には、次のような方法で行うと良
い。すなわち、舗装用バインダーに添加する予定のＳＢ
Ｓなど他の改質剤と金属酸化物とを、あらかじめ良く混
合しておき、その混合物を舗装用バインダーに添加する
と、微細粒子の凝集が防止され、粉末状物質がバインダ
ーの中に均一に分散しやすくなる。

【００２５】本発明において非アスファルト系舗装用バ
インダーにはエチレンコポリマーを添加することもでき
る。エチレンコポリマーとはエチレンと二重結合含有モ
ノマーとの共重合体である。例えばエチレンーエチルア
クリレートコポリマー（ＥＥＡ）、エチレンービニルア
セテートコポリマー（ＥＶＡ）またはこれらの混合物が
挙げられる。これらのエチレンコポリマーを２種以上混
合して用いることができる。

【００２６】本発明においてアスファルト系舗装用バイ
ンダーの構成主成分の含有割合はアスファルトが好まし
くは８５〜９８重量部、熱可塑性エラストマーあるいは
ゴムが好ましくは２〜６重量部、硫黄あるいは硫黄化合
物と結合して硫化物を生成する金属およびその化合物が
好ましくは０．２〜５．０重量部である。

【００２７】非アスファルト系舗装用バインダーの構成
主成分の含有割合は芳香族系重質鉱油が好ましくは３０
〜７０重量部、石油樹脂が好ましくは３０〜７０重量
部、熱可塑性エラストマーあるいはゴムが好ましくは２
〜６重量部、硫黄あるいは硫黄化合物と結合して硫化物
を生成する金属およびその化合物が好ましくは０．２〜
５．０重量部である。エチレンコポリマーの含有割合は
好ましくは２〜１０重量部である。

【００２８】本発明において、具体的なアスファルト系
舗装用バインダーの製造方法は、例えば熱可塑性エラス
トマーあるいはゴムと硫黄あるいは硫黄化合物と結合し
て硫化物を生成する金属およびその化合物から選ばれる
１種または２種以上を予め混合しておき、その混合物を
ストレート・アスファルトに添加して好ましくは１４０
〜２００℃、より好ましくは１６０〜１８０℃で撹拌溶
解後、好ましくは１４０〜２００℃、より好ましくは１
６０〜１８０℃で硫黄を添加して好ましくは１４０〜２
００℃、より好ましくは１６０〜１８０℃でさらに撹拌
して加硫する。

【００２９】非アスファルト系舗装用バインダーの製造
方法は、例えば熱可塑性エラストマーあるいはゴムと硫
黄あるいは硫黄化合物と結合して硫化物を生成する金属
およびその化合物とを予め混合しておき、その混合物
を、芳香族系重質鉱油と芳香族系石油樹脂とＥＥＡ（エ
チレン・エチルアクリレート共重合体）との混合物に添
加して好ましくは１４０〜２００℃、より好ましくは１
６０〜１８０℃で撹拌溶解後、好ましくは１４０〜２０
０℃、より好ましくは１６０〜１８０℃で硫黄を添加し
て、好ましくは１４０〜２００℃、より好ましくは１６
０〜１８０℃でさらに撹拌して加硫する。

【００３０】

【実施例】以下、実施例および比較例によって具体的に
説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものでは
ない。（比較例１）熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ）４重量部
をストレート・アスファルト９６重量部に添加して、１
８０℃で撹拌溶解後、１８０℃で硫黄を０．２重量部添
加して１８０℃でさらに撹拌した。その時の撹拌槽を覆
った気相中の硫化水素濃度を、ガス検知管を使用して、
時間の経過と共に測定した。測定した結果を表１に示
す。

【００３１】（実施例１）熱可塑性エラストマー（ＳＢ
Ｓ）４．０重量部と微粉末の酸化亜鉛０．５重量部とを
あらかじめ混合しておき、その混合物をストレート・ア
スファルト９６重量部に添加して１８０℃で撹拌溶解
後、１８０℃で硫黄を０．２重量部添加して１８０℃で
さらに撹拌した。酸化亜鉛０．５重量部は、硫黄０．２
重量部の当量にほぼ相当する。その時の撹拌槽を覆った
気相中の硫化水素濃度を、ガス検知管を使用して、時間
の経過と共に測定した。測定した結果を表１に示す。

【００３２】（実施例２）熱可塑性エラストマー（ＳＢ
Ｓ）４．０重量部と微粉末の酸化亜鉛０．５重量部とを
あらかじめ混合しておき、その混合物をストレート・ア
スファルト９６重量部に添加して１８０℃で撹拌溶解
後、１６０℃で硫黄を０．２重量部添加して１６０℃で
さらに撹拌した。酸化亜鉛０．５重量部は、硫黄０．２
重量部の当量にほぼ相当する。その時の撹拌槽を覆った
気相中の硫化水素濃度を、ガス検知管を使用して、時間
の経過と共に測定した。測定した結果を表１に示す。

【００３３】（実施例３）熱可塑性エラストマー（ＳＢ
Ｓ）４．０重量部と微粉末の酸化亜鉛１．０重量部とを
あらかじめ混合しておき、その混合物をストレート・ア
スファルト９６重量部に添加して１８０℃で撹拌溶解
後、１８０℃で硫黄を０．２％添加して１８０℃でさら
に撹拌した。酸化亜鉛１．０重量部は、硫黄０．２重量
部の当量の２倍にほぼ相当する。その時の撹拌槽を覆っ
た気相中の硫化水素濃度を、ガス検知管を使用して、時
間の経過と共に測定した。測定した結果を表１に示す。

【００３４】（実施例４）熱可塑性エラストマー（ＳＢ
Ｓ）４．０重量部と微粉末の酸化亜鉛１．０重量部とを
あらかじめ混合しておき、その混合物をストレート・ア
スファルト９６重量部に添加して１８０℃で撹拌溶解
後、１６０℃で硫黄を０．２重量添加して１６０℃でさ
らに撹拌した。酸化亜鉛１．０重量部は、硫黄０．２重
量部の当量の２倍にほぼ相当する。その時の撹拌槽を覆
った気相中の硫化水素濃度を、ガス検知管を使用して、
時間の経過と共に測定した。測定した結果を表１に示
す。

【００３５】（実施例５）熱可塑性エラストマー（ＳＢ
Ｓ）４．０重量部と微粉末のステアリン酸亜鉛４．０重
量部をあらかじめストレート・アスファルト９６重量部
に添加して、１８０℃で撹拌溶解後、１８０℃で硫黄を
０．２重量部添加して１８０℃でさらに撹拌した。ステ
アリン酸亜鉛４．０重量部は、硫黄０．２重量部の当量
にほぼ相当する。その時の撹拌槽を覆った気相中の硫化
水素濃度を、ガス検知管を使用して、時間の経過と共に
測定した。測定した結果を表１に示す。

【００３６】（実施例６）熱可塑性エラストマー（ＳＢ
Ｓ）４．０重量部と微粉末の酸化銅０．５重量部とをあ
らかじめ混合しておき、その混合物をストレート・アス
ファルト９６重量部に添加して１８０℃で撹拌溶解後、
１８０℃で硫黄を０．２重量部添加して１８０℃でさら
に撹拌した。酸化銅０．５重量部は、硫黄０．２重量部
の当量にほぼ相当する。その時の撹拌槽を覆った気相中
の硫化水素濃度を、ガス検知管を使用して、時間の経過
と共に測定した。測定した結果を表１に示す。

【００３７】（実施例７）熱可塑性エラストマー（ＳＢ
Ｓ）４．０重量部と微粉末の亜鉛０．８重量部とをあら
かじめ混合しておき、その混合物をストレート・アスフ
ァルト９６重量部に添加して１８０℃で撹拌溶解後、１
８０℃で硫黄を０．２重量部添加して１８０℃でさらに
撹拌した。亜鉛０．８重量部は、硫黄０．２重量部の当
量のほぼ２倍に相当する。その時の撹拌槽を覆った気相
中の硫化水素濃度を、ガス検知管を使用して、時間の経
過と共に測定した。測定した結果を表１に示す。

【００３８】（比較例２）熱可塑性エラストマー（ＳＢ
Ｓ）４．０重量部を、芳香族系重質鉱油５５重量部と芳
香族系石油樹脂３６重量部とＥＥＡ（エチレン・エチル
アクリレート共重合体）５．０重量部との混合物に添加
して、１８０℃で撹拌溶解後、１８０℃で硫黄を０．２
重量部添加して１８０℃でさらに撹拌した。その時の撹
拌槽を覆った気相中の硫化水素濃度を、ガス検知管を使
用して、時間の経過と共に測定した。測定した結果を表
２に示す。

【００３９】（実施例８）熱可塑性エラストマー（ＳＢ
Ｓ）４．０重量部と微粉末の酸化亜鉛０．５重量部を予
め混合しておき、その混合物を、芳香族系重質鉱油５５
重量部と芳香族系石油樹脂３６重量部とＥＥＡ（エチレ
ン・エチルアクリレート共重合体）５．０重量部との混
合物に添加して１８０℃で撹拌溶解後、１８０℃で硫黄
を０．２重量部添加して１８０℃でさらに撹拌した。酸
化亜鉛０．５重量部は、硫黄０．２重量部の当量にほぼ
相当する。その時の撹拌槽を覆った気相中の硫化水素濃
度を、ガス検知管を使用して、時間の経過と共に測定し
た。測定した結果を表２に示す。

【００４０】（実施例９）熱可塑性エラストマー（ＳＢ
Ｓ）４．０重量部と微粉末の亜鉛０．８重量部を予め混
合しておき、その混合物を芳香族系重質鉱油５５重量部
と芳香族系石油樹脂３６重量部とＥＥＡ（エチレン・エ
チルアクリレート共重合体）５．０重量部との混合物に
添加して１８０℃で撹拌溶解後、１８０℃で硫黄を０．
２重量部添加して１８０℃でさらに撹拌した。亜鉛０．
８重量部は、硫黄０．２重量部の当量のほぼ２倍に相当
する。その時の撹拌槽を覆った気相中の硫化水素濃度
を、ガス検知管を使用して、時間の経過と共に測定し
た。測定した結果を表２に示す。

【００４１】（実施例１０）熱可塑性エラストマー（Ｓ
ＢＳ）４．０重量部と微粉末のステアリン酸亜鉛４．０
重量部を予め芳香族系重質鉱油５５重量部と芳香族系石
油樹脂３６重量部とＥＥＡ（エチレン・エチルアクリレ
ート共重合体）５．０重量部との混合物に添加して１８
０℃で撹拌溶解後、１８０℃で硫黄を０．２重量部添加
して１８０℃でさらに撹拌した。ステアリン酸亜鉛４．
０重量部は、硫黄０．２重量部の当量にほぼ相当する。
その時の撹拌槽を覆った気相中の硫化水素濃度を、ガス
検知管を使用して、時間の経過と共に測定した。測定し
た結果を表２に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】表１および表２から、実施例１〜実施例１
０の場合は、加硫に伴って発生する有害な硫化水素を大
幅に削減できることが判る。それに対して、比較例１〜
比較例２の場合は、硫化水素の発生量が多いことが判
る。

【００４５】

【発明の効果】本発明の舗装用バインダーの製造方法に
より、多大な設備費を要することなく、少量の物質をあ
らかじめバインダーの中に添加しておくことによって、
加硫に伴って発生する有害な硫化水素を大幅に削減する
ことができる。そして、加硫を利用してバインダー中の
熱可塑性エラストマーあるいはゴムの量を削減すること
によるコストダウン、舗装用バインダーの製造における
安全性向上、作業環境改善などの効果が得られる。ま
た、加硫を利用できることにより、バインダー中におい
て熱可塑性エラストマーやゴムとアスファルトとの分離
が起きにくくなり、均一な改質アスファルトが得られる
という付随的効果も得られる。アスファルトを含まない
カラー舗装用バインダーや自然石舗装用バインダー等に
ついても、同様の付随的効果が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アスファルト、熱可塑性エラストマーあ
るいはゴムを含有するアスファルト系舗装用バインダー
の製造方法において、該熱可塑性エラストマーあるいは
ゴムを加硫するにあたり、硫黄あるいは硫黄化合物と結
合して硫化物を生成する金属およびその化合物から選ば
れる１種または２種以上を添加することを特徴とするア
スファルト系舗装用バインダーの製造方法。
【請求項２】重質鉱油、石油樹脂、熱可塑性エラスト
マーあるいはゴムを含有する非アスファルト系舗装用バ
インダーの製造方法において、該熱可塑性エラストマー
あるいはゴムを加硫するにあたり、硫黄あるいは硫黄化
合物と結合して硫化物を生成する金属およびその化合物
から選ばれる１種または２種以上を添加することを特徴
とする非アスファルト系舗装用バインダーの製造方法。