JP2009155477A

JP2009155477A - バインダー組成物

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Publication number: JP2009155477A
Application number: JP2007335371A
Authority: JP
Inventors: Akira Seo; 彰瀬尾
Original assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Current assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2009-07-16
Anticipated expiration: 2027-12-26
Also published as: JP5036525B2

Abstract

【課題】電磁波を照射した場合に加熱効率を向上させることができ、しかも全体的に均一的な加熱を実現することが可能なバインダー組成物を提供する。
【解決手段】バインダー組成物中に水酸基を有する有機化合物を含有させた場合に、電磁波を照射することにより、加熱効率を向上させることを見出し、具体的には、水酸基を有する有機化合物を含有させたバインダー組成物全体の水酸基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上である場合において、２４５０ＭＨｚの電磁波を照射した際に有意な温度上昇が認められる。
【選択図】なし

Description

本発明は、道路舗装、防水材、粘着剤等に適用されるバインダー組成物に関し、特に溶融時、使用時における加熱効率に優れたバインダー組成物に関する。

一般にアスファルト（以下アスファルトバインダーと呼ぶ）は、骨材等を配合し、道路舗装材として広く用いられている。

道路のアスファルト舗装工事においては、施工容易性を向上させるために、アスファルトバインダーを１５０℃〜２００℃程度まで加熱して骨材と混合し、流動性を向上させ液状とする必要がある。そしてこの液状としたアスファルトバインダーと骨材の混合物を道路上に敷設し、ロードローラーなどで締め固めて転圧することにより路面を仕上げていく。

このアスファルトバインダーは、道路舗装用のみならず、住宅の屋根及びコンクリート建造物の屋上等において水の漏洩を防止する防水材等としても使用される。このような防水工事には、防水処理を施したい箇所に、加熱して溶融させたアスファルトバインダーを噴きつけるか又は流し込み、防水層を形成する工法がとられている。さらにはその粘着性を応用した粘着剤としても利用されている。

即ち、このアスファルトバインダーは、いずれに適用される場合においても使用時において加熱溶融させることが必須となる。従来では、ヒーターやガスバーナー等の加熱装置を利用し、化石燃料を燃焼させてアスファルトバインダーを加熱する方法が一般的であった。

しかしながら、このようなヒーターやガスバーナー等の加熱装置を利用した加熱方法では、加熱部分の温度を短時間で上昇させることができる一方で、加熱部分から離れた部分については熱伝導や対流等により温度上昇することになるもののその温度上昇速度は前者と比較して遅かった。このため、アスファルトバインダー内において、加熱部分と、加熱部分から離れた部分との間で温度格差が大きくなるという問題点があった。アスファルトバインダーにおける加熱部分から離れた部分の温度を上昇させるべく必要以上に加熱部分を加熱すると、逆に加熱部分のアスファルトバインダーが過度に加熱されてしまう。従って、この過度に加熱されたアスファルトバインダーからは、蒸気や煙が発生することにより悪臭が生じ、またアスファルトバインダー自体の劣化も招くことから舗装の仕上がりや、防水用アスファルトルーフィング、粘着剤の性能にも悪影響を及ぼすことになる。

このため、アスファルトバインダーと骨材の混合物を道路上に敷設する際において加熱効率に優れ、しかも全体的に温度格差が生じることなく均一に加熱することができる方法が従来から求められていた。

特許文献１では、防水用アスファルトルーフィングの均等な加熱を目的とし、その表面に金属やその酸化物等の導電性又は電磁誘導効果のある粒子状物質を塗布し、交番磁界の誘導によるうず電流を発生させて加熱する、いわゆる電磁誘導加熱を利用したアスファルト防水施工方法が提案されている。

また、電磁誘導加熱を利用した方法のみならず、アスファルトバインダーと骨材の混合物（以下アスファルト混合物）を誘電加熱する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２の開示技術では、高周波誘電装置を利用してアスファルト混合物を加熱するものである。

また、同じく、アスファルト混合物を誘電加熱する特許文献３には、アスファルトバインダーに無機物である岩石を混合したマイクロ波を照射したときの温度上昇が、かかる岩石を混合していないものと比較して著しく上昇することが示されている。

また、類似の技術的思想として、アスファルト舗装発生材を搬送しつつ誘導加熱処理を施し、次工程では、別に加熱処理を施した新規アスファルト混合物と混合するアスファルトリサイクル方法も開示されている（例えば、特許文献４参照。）。

また、アスファルトを高い加熱効率を以って誘電加熱する装置も開示されている（例えば、特許文献５参照。）。

更に舗装用加熱アスファルト混合物を製造する上で、配合材を加熱するための容器に対するマイクロ波の吸収特性を向上させる方法も提案されている（例えば、特許文献６参照。）。
特開平３−２７１４５０号公報特開昭６０−１３８１０４号公報特公昭６２−２５８０１号公報特開平７−１９７４１２号公報特開２００１−１４３８６２号公報特開平１０−２６６１１４号公報

しかしながら、上述した従来のアスファルト混合物およびアスファルトルーフィングの加熱方法では、アスファルトバインダー自体に対して何ら改変を施すことなく、或いは何ら物質を混合させることなく、単に誘導加熱したに過ぎないものである。なお、特許文献３には、上述したようにアスファルトバインダーに岩石を混合することによりマイクロ波を照射したときの加熱効率を向上させる旨の記載があり、アスファルト混合物の電磁誘導による加熱効率を向上させる観点から、アスファルトバインダーの中に何らかの物質を混合させるという思想は開示されているものといえる。

しかしながら、この特許文献３の開示技術である、アスファルトバインダーと岩石または砕石を混合する技術は、従来から道路舗装材料の製造方法として実施されてきた方法であり、特段に誘電加熱による加熱効率を向上させる観点から開示されたものとはいえない。さらには、岩石を混合するというステップが施工工程に入ることから施工設備、施工労力の負担が増大し、しかも岩石を均一に混合させるためには、岩石を混合したアスファルトバインダーの撹拌時間が長期化し、撹拌労力の増大も少なからず問題となる。また、防水材用途、粘着剤用途などのようにアスファルトバインダーに岩石を混合することが不可能な用途があり、さらにアスファルトバインダーの誘電加熱による加熱効率を向上させる観点から、岩石を混合する前のアスファルトバインダーそのものに対して、電磁波を照射した際の誘電加熱性能を持たせる必要性があった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、使用時において加熱溶融させる際に、電磁波を照射した場合に加熱効率を向上させることができ、しかも全体的に均一的な加熱を実現することが可能なバインダー組成物を提供することにある。

本発明者は、上述した課題を解決するために、バインダー組成物中に水酸基を有する有機化合物を含有させた場合に、電磁波を照射することにより、加熱効率が向上し、具体的には、水酸基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上となるようにバインダー組成物中に水酸基を有する有機化合物を含有させた場合において、電磁波を照射した際に有意な温度上昇が認められることを見出し、下記に示す構成からなるバインダー組成物並びに、バインダー組成物の誘電加熱方法を発明した。

即ち、請求項１記載のバインダー組成物は、上述した課題を解決するために、水酸基を有する有機化合物を含有し、水酸基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることを特徴とする。

また、請求項２記載のバインダー組成物の誘電加熱方法は、水酸基を有する有機化合物を含有し、水酸基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であるバインダー組成物に電磁波を照射することにより誘電加熱することを特徴とする。

本発明に係るバインダー組成物は、水酸基を有する有機化合物を含有し、水酸基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であり、誘電加熱による温度上昇を助長させるために必要な極性を持たせることが可能となる。このため、このような本発明に係るバインダー組成物に対して電磁波を照射することにより、バインダー組成物自体の発熱により温度上昇を促進させることが可能となる。また、被加熱物全体の均一な昇温も可能となることから、バインダー組成物内における温度格差を解消することが可能となり、ひいては、悪臭の発生をも抑えることが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、道路舗装等に用いられるアスファルトバインダーとして具体化されるバインダー組成物について詳細に説明する。

本発明者は、上述した問題点を解決し、使用時において加熱溶融させる際に、電磁波を照射した場合に加熱効率を向上させることができ、しかも全体的に均一的な加熱を実現するバインダー組成物を提供するために、鋭意実験研究を行った。その結果、本発明者は、バインダー組成物中に水酸基を有する有機化合物を含有させた場合に、電磁波を照射することにより、加熱効率を向上させることを見出した。また、本発明者は、具体的には、水酸基を有する有機化合物を含有させたバインダー組成物全体の水酸基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上である場合において、２４５０ＭＨｚの電磁波を照射した際に有意な温度上昇が認められることを見出した。

以下、本発明を適用したバインダー組成物（以下、本発明バインダー組成物という）を構成する構成要素の詳細並びに数値限定理由について説明する。

水酸基を有する有機化合物を含有

水酸基を有する有機化合物は、水酸基を持つものであればいかなる化合物を用いてもよく、アルコール類、フェノール類であればよい。

この中でも特に、水酸基を有する、グリセリン、ポリエーテル、ポリエチレングリコール、高級アルコール、およびその重合物が望ましい。

水酸基は、酸素原子側がマイナスに、また水素原子側がプラスに分極されており、双極子モーメントが大きい。このため、水酸基を有する有機化合物をバインダー組成物中に混合することにより、組成物全体に極性を帯びさせることが可能となる。その結果、本発明バインダー組成物に対して、後述するように電磁波を照射したときに、かかる極性により、誘電加熱による温度上昇を助長させることが可能となる。

なお、水酸基以外のケトン、アミノ基やカルボン酸を含む有機化合物であっても、誘電加熱を助長できるものと考えられる。特にカルボン酸について蟻酸（ＨＣＯＯＨ、沸点１００℃で揮発性高い）は極性を発現し、誘電加熱を助長できる。しかし蟻酸は揮発性が高いので実用性に劣るという問題点がある。また酢酸（ＣＨ_３ＣＯＯＨ）や酪酸（Ｃ_２Ｈ_５ＣＯＯＨ）よりも炭素数が多いと、２分子で緩やかに結合する２量体を生成して極性を打ち消し、加熱効果が低下し、しかも悪臭を放つという問題点もある。

アミノ酸、ケトンについては、極性基が分子の端、外周ではなく、内部（分子構造の中央ないし内側）に存在するため、分子全体としての双極子モーメントは小さくなり、加熱効果が低下する。

このため、カルボン酸、アミノ酸、ケトンを有する有機化合物よりも、水酸基を有する有機化合物を添加することが望ましい。

水酸基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上

ここでいう水酸基価は、上述した水酸基を有する有機化合物が混合された後のバインダー組成物全体の中にどれだけ水酸基が含まれているかを表している。水酸基価とは、試料１ｇをアセチル化するとき、水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのｍｇ量を示している。

この水酸基価は、ＪＩＳＫ１５５７−１に基づいて測定することができる。このＪＩＳＫ１５５７−１によれば、試料を無水酢酸を含むピリジン溶液とし、ピリジン還流下で、水酸基をアセチル化する。イミダゾールを触媒にして、この反応を促進させ、過剰のアセチル化試薬は水によって加水分解し、生成した酢酸を水酸化ナトリウムの標準液で滴定する。水酸基価は、空試験と試料試験との滴定量の差から計算する。

この水酸基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ未満である場合には、バインダー組成物中の水酸基の割合が少なすぎるため、後述するように電磁波を照射したときに、誘電加熱による所期の温度上昇を助長させるために必要な極性を持たせることができないという問題点がある。

これに対して、水酸基価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上である場合には、バインダー組成物の耐水性が低下し（水酸基価が大きいものは水との親和力が高い）舗装用、防水材、または粘着剤としての機能が低下するという問題点が出てくる。

また、この水酸基価は、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることが望ましい。その理由として、５ｍｇＫＯＨ以上の水酸基価を持たせることにより、バインダー組成物中の水酸基の割合を増加させることができ、誘電加熱により５℃以上もの温度上昇を期待することができることから非常に大きな誘電加熱効果が得られるためである。

また、本発明バインダー組成物は、アスファルトバインダー、石油系溶剤抽出油、石油樹脂、水酸基価を調整するための添加剤、必要に応じて熱可塑性エラストマーが含まれている。

なお、本発明におけるアスファルトバインダーとしては、例えば、ストレートアスファルト（ＪＩＳＫ２２０７参照）、溶剤脱瀝アスファルト（「新石油辞典」，石油学会編，１９８２年，ｐ．３０８参照）、ブローンアスファルト（ＪＩＳＫ２２０７参照）又はこれらを２種以上混合した混合物である。これらのアスファルトバインダーは、いずれも入手が容易であるため、例えば道路という社会基盤の構築に利用するには好適である。なお、通常、アスファルトバインダーは、アスファルテンを少なくとも５．０質量％程度含有している。

石油系溶剤抽出油は、原油から潤滑油を製造する際の溶剤抽出過程で生成される抽出油であり、芳香族分及びナフテン分に富んだ油状物質である（「石油製品のできるまで」，図６−１“一般的な潤滑油製造工程”，石油連盟発行，昭和４６年１１月，ｐ．９９、及び「新石油辞典」，石油学会編，１９８２年，ｐ．３０４参照）。この石油系溶剤抽出油は、バインダー組成物に添加されたときに、軟化剤として作用する成分であり、沸点が３５０℃以上、１００℃における粘度が５〜１００ｍＰａ・秒、引火点が２５０℃以上で、芳香族含有量が７５．０質量％以上であることが望ましい。このような石油系溶剤抽出油としては、例えば、原油精製の工程において、フェノール、Ｎ−メチルピロリドン、液体二酸化硫黄及びフルフラール等の溶剤により抽出されるブライトストックの溶剤抽出分がある。

更に本発明を適用したバインダー組成物には、石油樹脂や熱可塑性エラストマー等、さらにそれらの水素添加物を混合するようにしてもよい。

石油樹脂は、石油精製過程において熱分解留分中に存在する不飽和炭化水素の重合物であり、分子量が１００〜２０００程度、一般には２００〜１５００であり、軟化点が６０〜１５０℃程度である淡黄色の材料である。このような未水添の石油樹脂の分子中の二重結合に水素を付加した水添石油樹脂を使用することもできる。この水添石油樹脂の軟化点は通常９０〜１３０℃程度である。これらの水添石油樹脂及び未水添石油樹脂は、バインダー組成物において構造部材として作用する成分である。

熱可塑性エラストマーは、末端セグメントがポリスチレンセグメントであり、ゴム成分セグメントがポリブタジエン、ポリイソプレン等のセグメントである鎖状又は枝状のブロック共重合体であることが好ましい。このような熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体）、ＳＩＳ（スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体）等が挙げられる。これらは構造材料として作用すると共に、バインダー組成物に柔軟性を付与する成分である。

水添熱可塑性エラストマーは、未水添の熱可塑性エラストマーの分子中のジエンブロックの二重結合に水素を付加したものであり、構造材料として作用すると共に、バインダー組成物に柔軟性を付与する成分である。

また本発明バインダー組成物に配合される水添熱可塑性エラストマーは、水添率が９５％以上であれば、その種類に特別の制限はないが、末端セグメントがポリスチレンセグメントであり、ゴム成分セグメントがポリエチレン、ポリブチレン等の二重結合を含まないセグメントである鎖状又は枝状のブロック共重合体であることが好ましい。このような水添熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ＳＥＢＳ（スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体）、ＳＥＰＳ（スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体）等が挙げられる。また、これらのブロック共重合体の中でも、分子量が５００００以上、ＭＦＲ（メルトフローレート）（２００℃、５ｋｇ）が１０ｇ／分以下、ポリスチレン含有量が１０〜５０質量％、比重が０．９以上のものがより好ましい。

さらに、この本発明バインダー組成物においては、粘度調節又は透明度向上等のために潤滑油等の各種添加剤を配合することもできる。

なお、上述した本発明バインダー組成物は、あくまでも一例であって、これに限定されるものではない。石油系溶剤抽出油が含まれているものに限定されることなく、例えば、潤滑油基油にこれを代替させるようにしてもよい。また、周知のいかなるバインダー組成物を適用してもよいことは勿論である。例えば、本発明を適用したバインダー組成物では、例えば公知の特開平１１−３４９８１６号公報における段落[００２３]に記載のバインダー組成物、或いは特開２００１−１７２４６９号公報における段落[００３１]に記載のバインダー組成物、特開２００７−２７００４２号公報における段落[００１５]に記載のバインダー組成物、或いは特開平１１−２８６６５４号公報における段落[０００６]に記載の舗装用バインダー組成物に水酸基を有する有機化合物を含有し、水酸基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であるように調整するようにしてもよい。

次に、上述した構成からなる本発明バインダー組成物を利用して実際に道路舗装をする方法について、以下詳細に説明をする。

先ず本発明バインダー組成物を作製する。このとき、上述したアスファルトバインダーや、石油系溶剤抽出油等から構成される一般のアスファルトバインダー代替物であるバインダー組成物に対して、水酸基を有する有機化合物を含有する。このとき、１５０℃程度まで加熱すると同時にこれらを３０分程度ミキサーにより攪拌することが望ましい。このとき水酸基を有する有機化合物の添加量は、得られる本発明バインダー組成物全体の水酸基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上となるように調整されている必要がある。このときの水酸基価の測定方法は、上述したように、ＪＩＳＫ１５５７−１に基づいて測定する。

次に、この本発明バインダー組成物に対して電磁波照射装置により電磁波を照射する。この照射する電磁波の周波数はいかなるものであってもよいが、一般の電磁レンジと同様に例えば２４５０ＭＨｚとしてもよい。この本発明バインダー組成物に電磁波を照射することにより、これを誘電加熱することができ、全体的にほぼ均一に１５０℃〜２００℃程度まで加熱して流動性を向上させ液状とすることができる。

以降は従来から行われている道路舗装と同様にして、この液状とした本発明バインダー組成物と所定の粒度に調整した骨材を混合し、アスファルト混合物とする。このアスファルト混合物を舗装する道路まで運搬し、道路上に敷設し、ロードローラーなどで締め固めて転圧することにより路面を仕上げていく。

また本発明では次のように道路舗装を構築してもよい。本発明バインダー組成物を舗装する道路まで運搬する。次にこの本発明バインダー組成物に対して電磁波照射装置により電磁波を照射する。この本発明バインダー組成物に電磁波を照射することにより、これを誘電加熱することができ、全体的にほぼ均一に１５０℃〜２００℃程度まで加熱して流動性を向上させ液状とすることができる。次に、この液状とした本発明バインダー組成物の上に適切な骨材をまき、ロードローラーなどで締め固めて転圧することにより路面を仕上げていく。

このとき、例えば特開平８−１３４１４号公報に示すような誘電加熱装置に本発明バインダー組成物を収容し、これを誘電加熱しながら現場へと搬送し、道路上に敷設するようにしてもよい。

なお本発明バインダー組成物を舗装する道路まで運搬し、その上に骨材を撒いた後に電磁波照射装置により電磁波を照射し、本発明バインダー組成物を加熱し、この液状とした本発明バインダー組成物と骨材を、ロードローラーなどで締め固めて転圧することにより路面を仕上げることもできる。

さらに本発明では、一度道路上に敷設した本発明バインダー組成物と骨材の混合物に対して電磁波を照射することにより、これを均一な温度に温め、ロードローラーなどで締め固めて転圧することにより路面を仕上げ、その後冷却するようにしてもよい。このとき、例えば特許文献５に記載されている誘電加熱装置を用いて、道路上に敷設した本発明バインダー組成物を誘電加熱するようにしてもよい。

さらに本発明では、本発明バインダー組成物と骨材を予め混合した後に、常温で貯蔵保管し、道路舗設時に誘電加熱により加熱し流動性をもたせ、舗設現場まで運搬し、従来からの道路舗設方法で道路上に敷設するようにしてもよい。もしくは常温で貯蔵保管してある本発明バインダー組成物と骨材の混合物を、常温のまま道路舗設現場に運搬し、道路上に敷き並べてから誘電加熱により加熱し流動性をもたせ、従来からの道路舗設方法で道路上に敷設するようにしてもよい。

従来の如きヒーターやガスバーナー等の加熱装置を利用した加熱方法では、対流や熱伝導による温度上昇に依存するのに対して、本発明において適用する誘電加熱方式では、本発明バインダー組成物自体の発熱により温度上昇を促進させることが可能となる。

具体的には、２４５０ＭＨｚ程度の電磁波を照射された本発明バインダー組成物は、その中の分子がかかる電磁波に基づいて振動することになる。即ち、電磁波のプラス電荷、マイナス電荷に基づいて、本発明バインダー組成物中の分子が整列することになる。この電磁波は、２４５０ＭＨｚもの短波で構成されていることから、プラス又はマイナスに振動する時間間隔が非常に短い。このため本発明バインダー組成物中の分子の整列方向が短い時間間隔で激しく変化することになり、その結果かかる分子間に摩擦熱が生じるため、本発明バインダー組成物自体を発熱させることが可能となる。即ち、電磁波を本発明バインダー組成物に照射することにより、内部の分子を揺り動かして、分子同士による摩擦熱によりこれを加熱することが可能となる。

特に、本発明バインダー組成物では、水酸基を有する有機化合物を含有させている。これにより、水酸基の持つ極性により、照射した電磁波による分子間の整列方向の変化をより激しくすることが可能となる。その結果、この水酸基の存在により、分子同士による摩擦熱をより高くすることが可能となる。

特に本発明バインダー組成物全体の水酸基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上となるように調整されていることから、本発明バインダー組成物中の水酸基の割合が少なすぎることもなくなり、電磁波を照射したときに、誘電加熱による温度上昇を助長させるために必要な極性を持たせることが可能となる。具体的には、上述した周波数からなる電磁波を照射した場合において、何ら水酸基を有する有機化合物を添加しないバインダー組成物と比較して、本発明バインダー組成物は、約４℃以上高く加熱することができる。

即ち、同一の周波数からなる電磁波を照射した場合において、本発明バインダー組成物は、何ら水酸基を有する有機化合物を添加しないバインダー組成物と比較して、加熱効率を向上させることが可能となる。また、この誘電加熱では、あくまで本発明バインダー組成物自体を発熱させるものであって、バーナー等を用いた従来の加熱装置のような熱の移動を要するものでは無いため、被加熱物全体の急速な昇温が可能となり、更に被加熱物全体の均一な昇温も可能となる。

また、この電磁波を照射した場合において、被加熱物としての本発明バインダー組成物自体を昇温させることができることから、炉体や雰囲気等の余分なものまでを加熱するエネルギーが不要となり、総合的なエネルギー効率を向上させることが可能となる。

更に、この電磁波を照射するのは、あくまで電気をエネルギー源とすればよいことから、ＣＯ_２等の排出を軽減させることが可能となる。また、本発明バインダー組成物に対して均一な加熱を実現することができることから、ガスバーナー等の加熱装置を利用した加熱方法のように、加熱部分と、加熱部分から離れた部分との間で温度格差が大きくなるという問題点も解消することができる。その結果、加熱部分から離れた部分の温度を上昇させるべく必要以上に加熱部分を加熱することによる悪臭の発生も抑えることが可能となり、より環境にやさしいアスファルト舗装、明色舗装およびアスファルトバインダー、明色バインダーの加熱を実現することも可能となる。

以下、本発明の効果について、実施例及び比較例を挙げて具体的に説明する。既存の明色バインダー組成物に水酸基を有する有機化合物からなる添加剤を添加することにより、本発明バインダー組成物に相当する実施例を構成している。

既存の明色バインダー組成物は、例えば、特開平１１−３４９８１６号公報における段落[００２３]に開示されているバインダー組成物１を適用するようにしてもよい。

このバインダー組成物１は、石油系溶剤抽出油と、石油樹脂と、熱可塑性エラストマーと、剥離防止剤等から構成される。

石油系溶剤抽出油：１００℃での粘度が６８センチストークス、芳香族分３３重量％、ナフテン分２６重量％、パラフィン分４１重量％、引火点２５４℃のものである。この石油系溶剤抽出油は、６３．４重量％含有している。

石油樹脂：Ｃ９留分を原料とする石油樹脂で、その性状は、軟化点１４０℃、酸価０．１以下（ｍｇＫＯＨ：ＪＩＳＫ００７０）、臭素価２５（ｇ：ＪＩＳＫ２５４３）、平均分子量約１０００（ＧＰＣ法、ポリエチレン換算）のものである。この石油樹脂は、３２．１重量％含有されている。

熱可塑性エラストマー：スチレン−ブタジエン−スチレン・ブロック共重合体の熱可塑性エラストマーであり、その性状は、比重０．９４、硬度（ショアＡ）７２、溶液粘度４０００ｃｐｓ（ポリマー濃度２５ｗｔ％トルエン溶液、２５℃）である。この熱可塑性エラストマーは、４．５重量％含有されている。

剥離防止剤：酸価１９０（ｍｇＫＯＨ：ＪＩＳＫ００７０）、ヨウ素価１１０で、炭素数１８のモノマー酸７重量％、炭素数３６のダイマー酸７６重量％、炭素数５４のトリマー酸７重量％よりなる混合物で、平均分子量は約５９０である。この剥離防止剤は、０．３重量％含有されている。

既存の明色バインダー組成物は、例えば、特開２００１−１７２４６９号公報における段落[００３１]に開示されているバインダー組成物２を適用するようにしてもよい。

このバインダー組成物２は、石油系溶剤抽出油と、石油樹脂と、熱可塑性エラストマーと、剥離防止剤等から構成される。

石油系溶剤抽出油：１００℃での粘度が６８ｃｐｓ、芳香族分３３重量%、ナフテン分２６重量%、パラフィン分４１重量%、引火点２５４℃である。この石油系溶剤抽出油は、４９．７重量%含有されている。

水添石油樹脂：ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）を原料とする石油樹脂の水素添加物で、軟化点１３０℃、臭素価３（ｇ：ＪＩＳＫ２５４３）、平均分子量約５００（ＧＰＣ法、ポリエチレン換算）である。水添石油樹脂は、４７重量%含有されている。

水添熱可塑性エラストマー：スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン・ブロック共重合体の熱可塑性エラストマーであり、その性状が比重０．９１、硬度（ショアＡ）７６、溶液粘度１０００ｃｐｓ（ポリマー濃度１０重量%トルエン溶液、２５℃）である。水添熱可塑性エラストマーは、３重量%含有されている。

剥離防止剤：酸価１９０（ｍｇＫＯＨ：ＪＩＳＫ００７０）、よう素価１１０で、炭素数１８のモノマー酸７重量％、炭素数３６のダイマー酸７６重量％、炭素数５４のトリマー酸７重量％よりからなる混合物で、平均分子量が約５９０である。剥離防止剤は、０．３重量％含有されている。

既存の明色バインダー組成物は、例えば、特許３７２７８２９号公報における段落[００２２]に開示されているバインダー組成物３を適用するようにしてもよい。

バインダー組成物３は、パラフィン系プロセスオイル（出光興産（株）製、商品名ＰＷ−３８０）３７．１重量部、水素化石油樹脂（出光石油化学（株）製、商品名：アイマープＰ−１２５）５８．０重量部、水素化スチレン系熱可塑性エラストマー（ＳＥＢＳ）（旭化成工業（株）製、商品名タフテックＨ１０４１）５．０重量部を１７０〜１８０℃で加熱溶融混合したものである。

水酸基を有する有機化合物としては、添加剤４〜７を適用するようにしてもよい。

添加剤４：グリセリン（Ｃ_３Ｈ_８Ｏ_３）、分子量９２．１、水酸基価１８２０ｍｇＫＯＨ／ｇ。

添加剤５：分子量が約８５０、水酸基価３８０ｍｇＫＯＨ／ｇであるポリエーテル。（東邦化学（株）製ポリエーテルＯ−８５０）

添加剤６：分子量が約５００、水酸基価４００ｍｇＫＯＨ／ｇであるポリエーテル。（東邦化学（株）製ポリエーテルＰＥ−５５５）

添加剤７：分子量が約１０００、水酸基価２５０ｍｇＫＯＨ／ｇであるポリエーテル。（東邦化学（株）製ポリエーテルＯＢ−１０１０）

上述したバインダー組成物１〜３の何れかに対して、添加剤４〜７の何れかを１５０℃で３０分間、ホモミキサーにより混合する。そして、混合したサンプル３０ｇを５０ｍｌのビーカーに入れ、高周波出力５００Ｗの電子レンジを用いて２４５０ＭＨｚの電磁波を１８０秒間照射した。加熱前後の水酸基価は、ＪＩＳＫ１５５７−１に基づいて測定をした。また、電磁波の照射による上昇温度は、加熱前の温度と加熱後の温度との温度差を放射温度計（輻射率０．９５）を用いて測定をしたものである。

実施例１〜８、比較例１〜３の水酸基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）並びに上昇温度（℃）の関係を表１に示す。この表１における上昇温度としては、あくまで加熱前の温度を基準としたものと、比較例２の上昇温度を基準としたものに分けて表示している。

ちなみに、実施例１〜８は、それぞれバインダー組成物１〜３の何れかに対して、添加剤４〜７の何れかを混合したものである。

実施例１は、バインダー組成物２を９９重量％、添加剤４を１重量％含有させており、水酸基価は、１８．２８ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例２は、バインダー組成物２を９９．７重量％、添加剤５を０．３重量％含有させており、水酸基価は、１．１４ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例３は、バインダー組成物２を９９重量％、添加剤５を１重量％含有させており、水酸基価は、３．８ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例４は、バインダー組成物２を９８重量％、添加剤５を２重量％含有させており、水酸基価は、７．６ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例５は、バインダー組成物２を９６重量％、添加剤５を４重量％含有させており、水酸基価は、１５．２ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例６は、バインダー組成物２を９８重量％、添加剤６を２重量％含有させており、水酸基価は、８．０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例７は、バインダー組成物２を９６重量％、添加剤６を４重量％含有させており、水酸基価は、１６ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例８は、バインダー組成物２を９６重量％、添加剤７を４重量％含有させており、水酸基価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

また、比較例１〜３は、バインダー組成物１〜３のみ１００重量％で構成し、何ら添加剤４〜７を添加しない場合を示している。即ち、比較例１は、バインダー組成物１を１００重量％で構成したものであり、比較例２は、バインダー組成物２を１００重量％で構成したものであり、比較例３は、バインダー組成物３を１００重量％で構成したものである。比較例１〜３は、何れも０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

表１に示すように、比較例１〜３の上昇温度は、いずれも１０℃前後であった。これに対して、実施例１〜８は、何れも上昇温度が１４．７℃以上であった。また、これら実施例１〜８において、比較例２を基準とした上昇温度差は、４．５℃以上であった。このため、水酸基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であれば、少なくとも４．５℃以上もの温度上昇があり、加熱効率を向上させることができる。

また、実施例２、３は、何れも水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるが、温度上昇が小さく、比較例２を基準とした上昇温度差も６℃未満であり、他の実施例と比較しても低い温度上昇であった。また、水酸基価が何れも１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上である実施例１、５、７は、温度上昇が大きく、特に比較例２を基準とした上昇温度差も２０℃以上と高い温度上昇であった。

このため、水酸基価が高い方が上昇温度を向上させる上で好適であることがわかる。

以下、本発明の効果について、実施例及び比較例を挙げて具体的に説明する。既存のストレートアスファルトに水酸基を有する有機化合物からなる添加剤を添加することにより、本発明バインダー組成物に相当する実施例を構成している。

既存のストレートアスファルトは、例えば、ＪＩＳＫ２２０７に示される石油アスファルト６０〜８０であり、昭和四日市石油（株）製である。

上述したストレートアスファルトに対して、添加剤４〜７の何れかを１５０℃で３０分間、ホモミキサーにより混合する。そして、混合したサンプル３０ｇを５０ｍｌのビーカーに入れ、高周波出力５００Ｗの電子レンジを用いて２４５０ＭＨｚの電磁波を１８０秒間照射した。加熱前後の水酸基価は、ＪＩＳＫ１５５７−１に基づいて測定をした。また、電磁波の照射による上昇温度は、加熱前の温度と加熱後の温度との温度差を放射温度計（輻射率０．９５）を用いて測定をしたものである。

実施例９〜１９、比較例の水酸基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）並びに上昇温度（℃）の関係を表２に示す。この表２における上昇温度としては、あくまで加熱前の温度を基準としたものと、比較例の上昇温度を基準としたものに分けて表示している。

ちなみに、実施例９〜１９は、それぞれストレートアスファルトに対して、添加剤４〜７の何れかを混合したものである。

実施例９は、ストレートアスファルトを９９重量％、添加剤４を１重量％含有させており、水酸基価は、１８．２８ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例１０は、ストレートアスファルトを９８．４２重量％、添加剤４を１．５８重量％含有させており、水酸基価は、２８．８８ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例１１は、ストレートアスファルトを９６重量％、添加剤４を４重量％含有させており、水酸基価は、７３．１２ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例１２は、ストレートアスファルトを９９．７重量％、添加剤５を０．３重量％含有させており、水酸基価は、１．１４ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例１３は、ストレートアスファルトを９９重量％、添加剤５を１重量％含有させており、水酸基価は、３．８ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例１４は、ストレートアスファルトを９８重量％、添加剤５を２重量％含有させており、水酸基価は、７．６ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例１５は、ストレートアスファルトを９６重量％、添加剤５を４重量％含有させており、水酸基価は、１５．２ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例１６は、ストレートアスファルトを９２重量％、添加剤５を８重量％含有させており、水酸基価は、３０．４ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例１７は、ストレートアスファルトを９８重量％、添加剤６を２重量％含有させており、水酸基価は、８．０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例１８は、ストレートアスファルトを９６重量％、添加剤６を４重量％含有させており、水酸基価は、１６ｍｇＫＯＨ／ｇであった。実施例１９は、ストレートアスファルトを９６重量％、添加剤７を４重量％含有させており、水酸基価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

また、比較例は、ストレートアスファルトのみ１００重量％で構成し、何ら添加剤４〜７を添加しない場合を示している。比較例の水酸基価は、０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

表２に示すように、比較例の上昇温度は、９．８℃であった。これに対して、実施例９〜１９は、何れも上昇温度が１４．１℃以上であった。また、これら実施例９〜１９において、比較例を基準とした上昇温度差は、４．３℃以上であった。このため、水酸基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であれば、少なくとも４．３℃以上もの温度上昇があり、加熱効率を向上させることができる。

なお、４．３℃以上の温度上昇に有意性を持たせている理由は、試験誤差０．４℃の１０倍である約４℃以上の温度差が出るものを、加熱効率が特に優れているものとして判断しているためである。

但し、水酸基価が厳密に１．１４ｍｇＫＯＨ／ｇ以上である必要は無く、１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であればほぼ期待した温度上昇が起きるものと考えられる。

また、実施例１２、１３は、何れも水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるが、温度上昇が小さく、比較例を基準とした上昇温度差も６℃未満であり、他の実施例と比較しても低い温度上昇であった。また、水酸基価が何れも１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上である実施例９〜１１、１５、１６、１８は、温度上昇が大きく、特に比較例を基準とした上昇温度差も２０℃以上と高い温度上昇であった。

Claims

水酸基を有する有機化合物を含有し、水酸基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であること
を特徴とするバインダー組成物。
水酸基を有する有機化合物を含有し、水酸基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であるバインダー組成物に電磁波を照射することにより誘電加熱すること
を特徴とするバインダー組成物の誘電加熱方法。