JP6308568B2 - 顆粒状の瀝青組成物およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、コアと被膜を含む顆粒形態の瀝青組成物および該組成物の製造方法に関する。

結合剤マトリックス（binder matrix）を含む瀝青組成物（bituminous compositions）は、今日、無水結合剤（anhydrous binder）を生成するために一般的に用いられている。また、これらの組成物は道路舗装に乳剤の形態で用いられている。物理化学的特性を改善するため、結合剤マトリックスを含む瀝青組成物は、特にそこに分散するポリマーを被覆してもよい。

一般に、そのような組成物の製造は長い期間を要し、組成物を形成する様々な構成成分および添加剤を受け入れるように構成された混合タンクを有する専用のプラントで行われる。タンクは、攪拌、粉砕、分散、および剪断を行う器具、または組成物の熟成に寄与する他の要素を含むことができる。押出機型の装置が用いられ、これは短時間での連続的な製造工程を可能にする利点を有している。しかしながら、押出機の使用は時として、以下に述べる不都合と関連している。

所望の組成物によって、製造器具は、架橋剤の添加を可能にするシステムを含むことができる。架橋または分散が起こる条件は、必要に応じて所望の最終組成物に応じて変更することができる。このことが、生成速度および／または製造コストに影響を及ぼす場合がある。

また、一定の添加剤の使用は、環境に多大な影響を及ぼす場合がある。また、使用される原料およびそれらの物理化学的性質は、最終組成物の物理化学的特性（熱機械的性能を含む）に大きな影響を与える。使用される原料は、恒常的に監視し規格化する必要がある。そのような監視は、長期に亘り経費のかかる工程である。

組成物の製造方法を実行する間、特に、時として大量の構成成分を含有し得る混練タンクの加熱に関しては、エネルギーの量が極めて大きくなる。そのような加熱の場合も、最終組成物の熱機械的性能が損なわれないように、監視を行わなければならない。

良好な貯蔵特性（特に均質性）を有していることも、瀝青組成物にとっては極めて重要である。

特許文献ＦＲ２８７１８０４は、押出機における様々な温度での、瀝青および少なくとも１種類のポリマーを含む混合物の製造方法を提案している。

ポリマーの粒径は、瀝青組成物の製造において重要な役割を果たすことが示されている。ポリマーの粒径がより微細になるほど、瀝青の分散率は高くなる。しかしながら、粉末の形態でポリマーの状態を調整するためのコストは、該粉末の粒径が小さくなるほど益々高くなる。また、そのような状態調整には一定のリスクが伴い、費用のかかる安全対策の施行が必要となる。

また、液体状のポリマーを瀝青組成物の結合剤マトリックスと混合する試みが行われており、これにより極短時間での混練と、ほぼ瞬時の混合が可能になっている。しかしながら、ポリマーを液化するために必要なエネルギーは極めて大きく、必要とする時間は長い。また、この段階は、ポリマーの分解を引き起こし得る温度で行われる。

一般に、結合剤マトリックス組成物を製造するための押出機の使用では、極めて正確な操作条件が必要となる。したがって、上記不都合に対処するために製造方法を改善することが常時求められる。とりわけ、出発原料の選択の余地を拡げ、特に組成物の供給することに関して、コストを抑制する必要がある。経時的安定性は、特に大気温度での長期貯蔵の可能性を意味するものと理解される。

本発明は、このような問題を改善するものである。

この目的のために、本発明は、結合剤マトリックス組成物を含む顆粒を製造する方法を提案している。この方法は、
ａ．４０重量％〜６０重量％の結合剤マトリックス（binder matrix）、３０重量％〜４０重量％のポリマー（polymer）、４重量％〜６重量％の相溶化剤（compatibilizing agent）、および３重量％〜１５重量％の抗粘着性充填剤（anti-adhesive filler）を準備する工程と、
ｂ．前記相溶化剤の存在下で前記ポリマーを微粉砕して、２５０μｍ〜１，０００μｍ、好ましくは４００μｍ〜６００μｍの粒径のポリマー微粒子を有する微粉砕ポリマー（micronized polymer）を含む調整品（preparation）を形成する工程と、
ｃ．工程ｂで得た微粉砕ポリマーを含む前記調整品に結合剤マトリックスを添加して、結合剤マトリックス（binder matrix）を含む混合物（mixture）を形成する工程と、
ｄ．工程ｃで得た結合剤マトリックスを含む前記混合物に抗粘着性充填剤（anti-adhesive filler）を添加して、コアを形成する工程と、
ｅ．工程ｄで得たコアを調合して、予備造粒生成物（pre-granulated product）にする工程と、
ｆ．前記予備造粒生成物を乾燥させる工程と、
ｇ．前記予備造粒生成物を固着防止剤（anti-sticking agent）で被覆する工程と、を含んでいる。ここで、前記工程ｂは６０℃以下の温度で実施され、前記工程ｃおよびｄは１３０℃〜２００℃の温度で実施される。

一実施の形態によれば、前記工程ｅが２，０００ｋＰａ〜７，０００ｋＰａの加圧を含んでいる。

前記ポリマーはスチレンブタジエンスチレン（ＳＢＳ）コポリマーであることが好ましい。

前記工程ｄが１重量％〜５重量％の架橋剤の添加を更に含んでもよい。本発明の一実施の形態によれば、前記工程ｄが１重量％〜５重量％の架橋剤「Ｒｅｔｉｆｌｅｘ」の添加を更に含んでもよい。

前記相溶化剤は、脂肪酸誘導体の混合物をベースにしたワックス、パラフィンワックス、植物由来ワックス、動物由来ワックス、またはそれらの混合物から成る群より選択されるのが好ましい。

前記結合剤マトリックスは、グレード３５／５０の瀝青、グレード５０／７０の瀝青、グレード７０／１００の瀝青、グレード１６０／２２０の瀝青、トール油ピッチまたはそれらの誘導体、脂肪酸またはそれらの誘導体の混合物、植物由来の油、動物由来の油、コロホニウム誘導体、植物油のメチルエステル、あるいはそれらの混合物から成る群から選択してもよい。

前記抗粘着性充填剤は、タルク、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ポリエチレン粉体、ポリエチレンワックス、グランドシリカ、カーボンブラックまたはそれらの混合物から成る群から選択してもよい。

前記工程ｅは、微粒子で形成された予備造粒生成物を得るために、前記コアの剪断工程を含んでもよい。この実施の形態では、得られた微粒子は、約１００個で０．４ｇ〜０．９ｇの質量を有している。

前記工程ａで準備されるポリマーが１ｍｍ〜１０ｍｍの大きさの粒の形態としてもよい。前記工程ａで準備されるポリマーが１ｍｍ〜５ｍｍの大きさの粒の形態であることが好ましい。

また、本発明は顆粒形態の瀝青組成物に関し、個々の顆粒がコアと被膜を含み、約１００個で０．６ｇ〜１．０ｇの質量を有しており、前記コアが、
‐ ４０重量％〜６０重量％の結合剤マトリックスと、
‐ ３０重量％〜４０重量％のポリマーと、
‐ ４重量％〜６重量％の相溶化剤と、
‐ ３重量％〜１５重量％の抗粘着性充填剤と、を含み、
被膜が固着防止剤を含んでいる。

この組成物では、前記結合剤マトリックスは、グレード３５／５０の瀝青、グレード５０／７０の瀝青、グレード７０／１００の瀝青、グレード１６０／２２０の瀝青、トール油ピッチまたはそれらの誘導体、脂肪酸またはそれらの誘導体の混合物、植物由来の油、動物由来の油、コロホニウム誘導体、植物油のメチルエステル、あるいはそれらの混合物から成る群より選択することができる。ポリマーは、スチレンブタジエンスチレン（ＳＢＳ）コポリマーとすることができる。前記相溶化剤は、脂肪酸誘導体の混合物をベースにしたワックス、パラフィンワックス、植物由来ワックス、動物由来ワックス、またはそれらの混合物から成る群より選択されるのが好ましい。脂肪酸の混合物は、本発明の組成物においてとりわけ好ましい。前記コアの抗粘着性充填剤は、タルク、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ポリエチレン粉体、ポリエチレンワックス、グランドシリカ、カーボンブラック、またはそれらの混合物から成る群より選択することができる。前記被膜の固着防止剤は、タルク、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウムおよびポリエチレン粉体から成る群より選択することができる。

また、本発明の前記組成物のコアは、１重量％〜５重量％の架橋剤を含むことができる。

また、本発明は、一方では、先に述べたように道路舗装における瀝青組成物の使用に関するものであり、他方では、砂礫を含む瀝青混合物の生産に関するものである。

本発明の組成物は、被覆装置の混練機に直接導入してもよい。組成物が架橋剤を含む場合は、概して、ポリマー改質結合剤を生成するためのプラントで瀝青と混合することを目的としている。本発明は、バインダー・プラントにおける本発明の組成物の使用に関する。

最後に、本発明は、吸込区画、中間区画および放出区画を有する双軸スクリュー押出機を有し、該吸込区画が少なくともポリマーおよび相溶化剤から成る群の要素を受け入れるように構成され、該中間区画が少なくとも結合剤マトリックスを受け入れるように構成され、該放出区画が少なくとも抗粘着性充填剤および、必要に応じて、架橋剤を受け入れるように構成された双軸スクリュー押出機と、吸込区画に配置され、相溶化剤の存在下で該ポリマーを微粉砕し、直径５００μｍ以下のポリマー微粒子を有する微粉砕ポリマーを含む製剤を形成するための微粉砕器具と、吸込区画、中間区画および放出区画で各々受け入れられた要素を混合し、放出区画でコアを形成するために各区画に配置された混合器具と、該吸込区画の温度を６０℃以下に維持するため、ならびに該中間区画および終端区画の温度を１３０℃〜２００℃に維持するために各区画と協働する温度調整装置と、押出機の少なくとも放出区画と協働して２，０００ｋＰａ〜７，０００ｋＰａの圧力を放出区画に加えるための圧縮機と、該放出区画に隣接して配置された剪断器具を含み、該コアを切断して、約１００個で０．４ｇ〜０．９ｇの質量を有する微粒子で形成された予備造粒生成物を得るように構成された造粒チャンバーと、該予備造粒生成物を乾燥するための乾燥器具と、該予備造粒生成物を固着防止剤で被覆することで、約１００個で０．５ｇ〜１ｇの質量を有する顆粒を含む造粒組成物を形成する被覆チャンバーとを含む装置に関する。

本発明の他の効果および特徴は、下記の詳細な説明と添付図面から明らかになる。

図１は、本発明の装置および結合剤マトリックス組成物を含む顆粒の製造方法の工程を示す図である。

図面および下記説明は主に特定の性質の要素を含んでいる。それらは記載の必須要素を形成しており、本発明の更なる理解だけでなく、それらの定義付けにも寄与している。

結合剤マトリックス組成物（例えばポリマー改質アスファルト）を含む顆粒の製造は、押出機型装置で行ってもよい。

本発明は、特に結合剤マトリックス組成物を含む顆粒を製造する方法に関するものである。最終組成物は、とりわけ結合剤マトリックス（瀝青）および少なくとも一つのポリマーを含んでいる。この方法は、押出機型の装置で実施される。

押出機型装置は、顆粒の形態で最終生成物を得るために、ペースト状の塊を剪断し一つ以上の適切なオリフィスを通した運搬を可能にする処理を提供している。押出機の操作は、材料の粉砕、混練および輸送の段階を伴い、結合剤マトリックスの混合物、ポリマー、および構成成分の残留物を均質化させて最終生成物を形成し、生成物は従来別々に押出機に導入される。攪拌を効率的に行うために、押出機は、アルキメデススクリュー型の１本以上のスクリューで形成可能な混合部材を含んでいる。

少なくとも２本のスクリューを備えた双軸スクリュー押出機と称される押出機が知られている。これらのスクリューは同方向または反対方向に回転することが可能である。この押出機は、このように、数十秒間で混合物の形成を可能にしている。混合操作（攪拌や混練の効率等）を最適化するために、スクリュープロフィール、温度、回転数、構成成分の流速を変更および適合させることが可能である。

押出機の使用が種々の利点をもたらし、特に押出スクリューが位置するバレルに沿った作業温度の変更が可能である。押出機に導入される化学成分に応じて押出機の各区画の温度の調整および変更が可能なことで、最終生成物の物理化学的特性の決定に基本的な役割を果たしている。このように、ポリマーの分散時間は数秒にまで短縮できる、高温曝露を抑制して性能の低下を回避することができる。

トリシーケンスコポリマーであるスチレンブタジエンスチレンブロックコポリマー（ＳＢＳ）をポリマーとして用いる場合、それらの軟化、瀝青の油および樹脂の良好な分散および膨張を確実ならしめる上で、１６０℃を超える作業温度が好ましいことが判っている。その温度を混合／混練押出機の選択した区画に適用する。他の区画における温度の低下は、最終生成物を大気貯蔵温度範囲に冷却する助けとなる。

押出機はマスターバッチの形成を可能にしている。マスターバッチは、必要に応じて極めて異なる物理化学的特性の異なる化学成分から構成可能である。したがって、温度調整は、特定の用途を目的とする生成物の製造において基本的かつ重要な要素である。

もう一つの利点は、押出機が相互の相乗作用により機能するように構成された一連の要素を含むことと、それらの要素が要件に応じて適合可能なことである。したがって、押出機は、例えば特定の混合機／混練機を形成する器具を備えた固有のスクリューを有してもよい。

先行技術は、ポリマーを微細にするほど攪拌時間が短くなることを教示している。また、先行技術は、ポリマーを液体状にすることで攪拌／混練の時間が大幅に短縮されることも教示している。

しかしながら、粉末の形態でポリマーの状態を調整するためのコストは、該粉末の粒径が小さくなるほど高くなり、一方でポリマーを液化するには極めて多くのエネルギーが必要で、所用時間も長くなる。

また、粉末形態のポリマーは、操作者に健康上の問題（微細粒子の吸入、自然発火または爆発のリスク等）をきたす。出願人は、液体状態のポリマーについて分析を行っており、概してポリマーの使用が不可能となる不都合な点を特定できている。これらの不都合な点の中でも特筆すべきは、高温暴露（約２００℃）によって生じる酸化と関連した剛性の増加である。

出願人は、最終生成物の物理化学的特性を最適化する方法および微粉砕器具を開発した。その方法および微粉砕器具の実現によって、ポリマー粉末または液体状態のポリマーの使用と関連する先行技術の不都合な点が抑制される。また、出願人は、
‐ 最終生成物の物理化学的特性（特に貯蔵安定性に関する）の向上と、
‐ 押出機でのスチレンブタジエンスチレンポリマーの顆粒への微粉砕と、
‐ 結合剤マトリックスのスチレンブタジエンスチレンポリマーの分散および膨脹の最適化と、
‐ 大気温度で貯蔵可能な顆粒（マスターバッチ）の入手と、
が可能な、押出機を用いた生成における作業温度と作業手順を明らかにした。

これにより、先行技術で既知の組成物より最適化されている物理化学的特性を有する結合剤マトリックス組成物が得られる。また、本発明の方法は、コストおよびエネルギーの見地から既知の方法より経済的である。

本発明の長所は、特に粒等の粗製形態でポリマーを添加することが可能な点である。その形態のポリマーは広く市販されていて、経済的で、貯蔵が容易で、前処理が不要である。

微粉砕器具は、押出機の開始地点に配置され、それにより粗製ポリマーを直径が２５０μｍ〜１，０００μｍ、好ましくは４００μｍ〜６００μｍの微粒子に微粉砕することが可能になる。微粉砕は、相溶化剤の存在下で行われる。相溶化剤の存在により微粉砕の間の摩擦のエネルギーが低減し、それによりポリマーの自己加熱が抑制される。好都合なことに、微粉砕の間の温度は６０℃以下の温度に調整されている。ポリマーの劣化（特に酸化による）は回避され、最終生成物の物理化学的特性が向上する。

他の実施の形態では、ポリマーはそれを押出機に導入する地点より上流で微粉砕されてもよい。

本発明の別の特筆すべき特徴は、最終生成物における抗粘着性充填剤と固着防止剤の組合せである。抗粘着性充填剤は最終生成物のコアに含まれ、固着防止剤はコアを被覆している。それらの２つの構成成分の相乗作用は、特に最終生成物の貯蔵安定性を向上させている。

一方では、出願人は、意外にも、能動調節により押出機を加圧することで最終生成物を形成する微粒子の質量および直径が制御可能なことを発見した。

押出機の放出区画に配置される切断（または剪断）器具は、理論上、造粒されるペースト状の組成物を、選択された粒径の微粒子に形成することが可能である。しかしながら、剪断器具によるペースト状の組成物の作業の進捗は、特に粘度の変動やペースト状組成物内の気泡のため、必ずしも一様ではない。本願では、加圧により進捗の能動的制御が可能になるため、剪断器具の使用によって、制御され規格化されたペースト状組成物の切断が可能になる。

このように、本発明の一実施の形態によれば、上記の本発明の方法の工程ｂおよびｄは、押出機によって２，０００ｋＰａ〜７，０００ｋＰａ、好ましくは３，０００ｋＰａ〜６，０００ｋＰａの圧力下で実行可能である。具体的な実施の形態によれば、圧力は５，５００ｋＰａ〜５，７００ｋＰａである。結果的に、最終生成物の微粒子は、約１００個で０．４ｇ〜０．９ｇの質量を有している。

図１は本発明の装置１０を示している。装置１０は、双軸スクリュー型の押出機５００、空気中または水中造粒チャンバー２６と、乾燥器具２０と、被覆チャンバー２２を含んでいる。

装置１０と並行して、図１は本発明の具体的な実施の形態の方法の操作を示している。

押出機５００は、吸込区画１００、中間区画２００および放出区画３００を有している。１００、２００、３００の各区画は、本発明の結合剤マトリックス組成物を形成する構成成分を受け入れるように構成されている。

本発明の結合剤マトリックス組成物の様々な化学成分を押出機に導入するにあたって、本発明の方法は、それらの構成成分を利用可能にしている。ここに記載の実施の形態において、構成成分は、４０重量％〜６０重量％の結合剤マトリックスと、３０重量％〜４０重量％のポリマーと、４重量％〜６重量％の相溶化剤と、３重量％〜１５重量％の抗粘着性充填剤（そして、必要に応じて１重量％〜１５重量％の架橋剤）を準備する工程から成る操作Ａにより利用可能となる。

ポリマーは、好ましくはスチレンブタジエンスチレン（ＳＢＳ）コポリマーである。

相溶化剤は、脂肪酸誘導体の混合物をベースにしたワックス、パラフィンワックス、植物由来ワックス、動物由来ワックスまたはそれらの混合物から構成される群より選択される。

結合剤マトリックスは、グレード３５／５０の瀝青、グレード５０／７０の瀝青、グレード７０／１００の瀝青、グレード１６０／２２０の瀝青、トール油ピッチまたはそれらの誘導体、脂肪酸またはそれらの誘導体の混合物、植物由来の油、動物由来の油、コロホニウム誘導体、植物油のメチルエステル、またはそれらの混合物から構成される群より選択可能である。

抗粘着性充填剤は、タルク、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ポリエチレン粉体、ポリエチレンワックス、グランドシリカ、カーボンブラック、またはそれらの混合物から構成される群より選択可能である。

吸込区画１００は、少なくともポリマーおよび相溶化剤を受け入れることができる。中間区画２００は、少なくとも結合剤マトリックスを受け入れることができ、放出区画３００は、抗粘着性充填剤および、必要に応じて少なくとも架橋剤を受け入れることができる。

また、図１は、押出機５００の各区画に配置される混合器具１２を示している。本実施の形態において、混合器具１２は双軸スクリューを含んでいる。吸込区画１００において、混合器具１２は微粉砕器具１４と協働する。微粉砕器具は、押出機に粗製状態で導入されたポリマーの粒を、吸込区画１００で微粉砕することが可能である。微粉砕は、後述するように、相溶化剤の存在下で温度を制御して行われる。

したがって、本発明の方法は、本明細書において、相溶化剤の存在下でポリマーを微粉砕して直径５００μｍ以下のポリマー微粒子を有する微粉砕ポリマー含む製剤を形成する工程から成る操作Ｂを提供している。

微粉砕器具１４の使用が、粗製形態、すなわち粒の形態で直接ポリマーを導入することを可能にしている。先述のように、先行技術は、押出機に導入する前にポリマーの状態を調整するために、少なくとも一つの追加的工程を含んでいる。この工程は、基本的にポリマーを粉末に変換する工程を含んでいる。本発明は、押出機５００の吸込区画に配置された微粉砕器具１４によって、この状態調整工程の省略を可能にしている。

本発明は、ポリマーの微粉砕を補助するために、相溶化剤と並行した導入を提案している。相溶化剤の存在下でのポリマーの微粉砕は、６０℃以下の制御された温度下で行うことができる。これによりポリマーの劣化（例えばそれらの酸化）を回避して、最終生成物の質を向上させている。相溶化剤は、ポリマーを微粉砕する間の温度調節に寄与し、そのことが、基本的に該微粉砕の間に生じる摩擦エネルギーを低減している。また、操作が６０℃以下の温度で行われることによって、スチレンブタジエンスチレンポリマーのエラストマー特性が可能になる。これらによって良好な物理化学的性能を有する最終生成物になる。

本発明の装置１０内の温度制御を強化するため、装置は、温度調整装置１６を含んでいる。温度調整装置１６は、本発明の装置１０の各部に作用するように構成されている。図１の実施の形態では、温度調整装置１６と押出機５００との直接的結合を示している。しかしながら、調節装置が、装置の各部、特に造粒チャンバー２６内の空気または水の温度に作用可能なことが理解される。

温度調整装置１６は、押出機５００に沿った温度の連続的な制御を可能にしている。本発明の製造方法の各工程は、したがって、選択された温度で大幅に最適化される。したがって、吸入区画１００に拡がる温度は、中間区画２００に拡がる温度や、放出区画３００に拡がる温度とも異なるようにすることができる。温度調整装置１６は、一方を加熱抵抗器で構成し、一方を水回路で構成することができる。装置１０に配置されたセンサーによって温度調整装置１６が温度を検出し、必要に応じて温度を高くまたは低く調整することができる。例えば、もし所定の閾値温度（例えば操作Ｂの間の６０℃の温度）超えるリスクがある場合には、調節装置１６がシステムを冷却する。

相溶化剤とポリマーの併用導入と、温度調整装置１６により選択した温度での保守管理とを組み合わせることによって究極的に均質なポリマーの生成が可能になり、均質に製造されることで後の工程で添加される結合剤マトリックスの分散が補助されることに留意しておく必要がある。これにより、最終生成物の安定性および均質性がもたらされる。

装置１０内のポリマーの微粉砕は、一方で相溶化剤と並行して添加することにより、また一方で温度調節によって制御される。

直径５００μｍ以下のポリマー微粒子を有する微粉砕ポリマーを含む製剤を、微粉砕操作Ｂによって得た後は、微粉砕ポリマーを含む該製剤に結合剤マトリックスを添加する工程から成る操作Ｃが続いて行われる。操作Ｃは１８０℃の温度で行われるのが好ましい。

結合剤マトリックスを添加する操作Ｃの後は、結合剤マトリックスを含む混合物に抗粘着性充填剤を添加することで成る操作Ｄが続いて行われる。コアは、こうして形成される。ここで、コアがペースト状の組成物の形態であることが理解される。この方法の残りの作業では、コアは、後述するように予備造粒生成物に状態調整される。操作Ｄは１４０℃の温度で行われるのが好ましい。

任意には、操作Ｄが、１重量％〜５重量％の架橋剤を更に添加することで成る操作Ｄｌを含んでもよい。

添加操作Ｃ、ＤおよびＤ１は従来の方法で行われる。これらの操作は、押出機５００に化学成分を添加することが必要である。添加は各々、選択された区画（押出機５００の吸込区画１００、中間区画２００または放出区画３００）に行うことができる。

後に続く操作Ｅは、（依然としてペースト状の組成物の形態で）該コアを予備造粒生成物を調合する工程である。これは造粒操作である。

放出区画３００に隣接し、金型２８、次いで造粒チャンバー２６が配置されている。他の実施の形態では、ここでは示していないが、造粒チャンバー２６を押出機５００内に配置することができる。

金型２８は、ペースト状の組成物から糸状または鎖状の組成物への変換を可能にしている。

造粒チャンバー２６は、造粒されるペースト状の組成物（コア）を選択された質量および／または寸法の微粒子に変換することが可能な、剪断器具（または切削器具）を含んでいる。

本発明の装置１０内で造粒操作Ｅを制御するために、装置は圧縮機１８を含んでいる。温度調整装置１８は、本発明の装置１０の各部に作用するように構成されている。図１の実施の形態は、温度調整装置１６と押出機５００との直接的結合を示している。圧縮機１８が、装置の各部、より詳細には、瀝青組成物一定の粘性を有する糸または鎖にさえ変換させることが可能な金型２８に作用し得ることが理解される。

圧縮機１８は、ペースト状の組成物の押出機５００に沿って、より詳細には、金型２８、次いで造粒チャンバー２６と進捗を能動的に制御することができる。好ましい実施の形態によれば、金型内の圧力は、約５，０００ｋＰａおよび６，０００ｋＰａに調節される。剪断器具は、このようにして、ペースト状の組成物の切断を規格化して、約１００個で０．４ｇ〜０．９ｇの質量を有する微粒子を供給するために、正確に動作することができる。微粒子は予備造粒生成物を形成している。

言い換えると、操作Ｅは、制御された造粒による調合と考えることができる。

造粒チャンバー２６は、概して新たに切断された微粒子を冷却する冷却水注入口を含んでいる。結果的に、予備造粒生成物は仕上塗の前に乾燥させる必要がある。乾燥は、概して温度調節式送風装置を含む乾燥器具２４によって行われる。

したがって、図１は、操作Ｅで得た予備造粒生成物を乾燥する操作Ｆを行う乾燥器具２４を示している。

乾燥後、本発明の方法は予備造粒生成物を固着防止剤で被覆する操作Ｇを含んでいる。そのために、本発明の装置１０は、被覆チャンバー２２を含んでいる。

本発明の一実施の形態によれば、固着防止剤は、タルク、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウムおよびポリエチレン粉体から構成される群より選択される。

コアに含有される抗粘着性充填剤およびコアを被覆する固着防止剤は、化学的性質が類似または相等しいことに留意する必要がある。しかしながら、本発明によれば、それらの最終的な機能は異なっている。したがって、出願人は、意外にも、抗粘着性充填剤と固着防止剤の組合せが、結果として最終生成物の安定性を高める相乗効果を示すことを発見した。

予備造粒生成物を本明細書に記載の条件下において固着防止剤で被覆した後、本発明による結合剤マトリックス組成物を含む顆粒が得られる。本発明の結合剤マトリックス組成物を含む顆粒は、良好な物理化学的特性を有し、６０℃までの温度で高い経時貯蔵安定性を示している。

温度調整装置１６と圧縮機１８が、全体として装置１０に作用できるように構成されていることが理解できる。したがって、本発明は各操作の実質的な制御を行っている。本発明によれば、温度調整装置は、吸込区画１００と協働して温度を６０℃以下に維持し、更に中間区画２００および終端区画３００と協働して温度を１３０℃〜２００℃に維持する。圧縮機１８は、押出機１０の各区画の圧力を３００ｋＰａ〜７，０００ｋＰａに加圧するように調節される。制御された圧力が、ペースト状の組成物を造粒器具で切断し、該ペースト状組成物を予備造粒生成物に調合する前に確保される。制御された圧力により、所定の質量および寸法の顆粒が入手可能になる。

混合器具１２のプロファイル、すなわち、例えば吸込区画１００のスクリュープロファイルは、用途に応じて個別に選択される。このように、スクリュープロファイルは微粉砕器具１４を構成することができる。押出機の他の区画では、操作者は、必要に応じて、当該技術の一般的な方法に従って、スクリュープロファイルを適合させて他の要素と結合することができる。

如何なる制限も示唆することなく、実施例によって本発明を以下に記載する。

［実施例］
実施例の百分率は重量換算されている。

出願人は、本発明による結合剤マトリックス組成物を含む顆粒が異なる変形形態を製造した。各製剤は、本発明の方法を用いて、上記概要に記載した条件下で生成された。

表１〜６は本発明によるコアの組成物を含んでいる。表４〜６は各コアが架橋剤、すなわちＲｅｔｉｆｌｅｘを含む実施の形態を示している。

各コア組成物は、操作Ｇに関連して記載される条件下で固着防止剤で被覆した。

相溶化剤は、脂肪酸誘導体の混合物、すなわちワックスＬｉｃｏｍｏｎｔ（登録商標）ＢＳ １００である。

組成物の例では、ＶＥＲＳＡＬＩＳ社よりＳＯＬ Ｔ ６２０５ Ｇの名称で市販される瀝青７０／１００および星型のスチレンブタジエンスチレンを使用している。

架橋／加硫剤は、Ｅｉｆｆａｇｅ Ｔｒａｖｕｘ Ｐｕｂｌｉｃｓ社のＲｅｔｉｆｌｅｘの名称のものを入手する。

［比較例１］
表７は、本発明の顆粒と混合した瀝青７０／１００と、要求される仕様に従って従来の方法で生成した瀝青７０／１００（組成物４のコア；上記表４参照）の比較例を示している。また、表７は、選択された規格に従った試験の結果についても概説（集約）している。

実施例４による顆粒で改質された瀝青は、要求される仕様を満たしている。

［比較例２］
表８は、研究施設において従来の方法で生成された瀝青／ポリマー組成物から得られたアスファルト（混合物１）と、本発明による組成物１（混合物２）から得られた顆粒を含む瀝青／ポリマーコンパウンドから得られたアスファルト（組成物１のコア；上記表１参照）の比較例を示している。また、表８は、選択された規格に従う試験の結果についても概説（集約）している。

表８の混合物１は、１８０℃に予熱された顆粒および充填剤（微粉とも称される）に、５％未架橋スチレンブタジエンスチレンポリマーを含む７０／１００型の瀝青に分散された瀝青／ポリマー組成物（研究施設において従来の方法で生成）を添加することによって得た。瀝青／ポリマー組成物は、顆粒に導入する前に、温度を１８０℃に上昇させた。

混合物２は、組成物１による顆粒を、１８０℃に予熱した顆粒に添加することによって得た（大気温度での導入）。次いで、１４０℃まで予熱した７０／１００型の純瀝青（添加瀝青）を添加して混合物１と同一の結合剤およびポリマーを有するアスファルトを得た。

組成物１による顆粒をベースにしてスチレンブタジエンスチレンポリマーで改質された瀝青で生成されたアスファルトは、要求される仕様を満たしている。

［比較例３］
様々な量の瀝青、スチレンブタジエンスチレンポリマー、および抗粘着性充填剤を含有する顆粒の８種類の組成物の貯蔵安定性について評価した。対照２と称される組成物を除く全ての顆粒を、造粒および乾燥の後、５質量％のタルクで被覆した。

全ての造粒組成物は、生成後、大型バッグ（内容量約６００ｋｇ）と称される従来の大型のバッグか、６００Ｋｇのパレットに梱包された従来の小型のプラスチックバッグ（内容量１０ｋｇ）の何れかに梱包した。貯蔵安定性を９ヶ月間にわたり評価した。その９ヵ月間に温度を−１０℃〜＋６０℃まで変化させた。

貯蔵の間の観察の結果が表９に示されている。

本発明の組成物（少なくとも３０％のポリマー含有量、すなわち組成物ストックＣ、ストックＤ、ストックＥおよびストックＦ）が、良好な貯蔵安定性を示すことに留意する必要がある。

本発明により、スチレンブタジエンスチレンポリマーで改質された瀝青を含むアスファルトを、被覆装置の混練機で直接生成することができる。製造されたアスファルトの性能は、結合剤プラントにて従来の方法で製造された瀝青／スチレンブタジエンスチレンポリマーから生成したアスファルトの性能と少なくとも同一である。また、本発明に基づいて生成された生成物は、簡易な貯蔵（よって、簡易輸送等）を可能にする。結果的に、貯蔵および輸送のコストは、先行技術の瀝青／ポリマーを含む生成物（液体状態での温暖貯蔵を必要とする生成物）の場合より大幅に低く抑えられる。このことは全てエネルギー消費量の低減に直接繋がっている。また、生成物の安定性は生成物の簡易な輸出を可能にしている。

本発明の組成物は、したがって、天然あるいは合成の顆粒、充填剤および再生材を含む瀝青混合物の生成の基礎として用いることができる。

Claims (13)

1. 結合剤マトリックス組成物を含む顆粒を製造する方法であって、
   ａ． ４０重量％〜６０重量％の結合剤マトリックス、３０重量％〜４０重量％のポリマー、４重量％〜６重量％の相溶化剤、および３重量％〜１５重量％の抗粘着性充填剤を準備する工程と、
   ｂ． 前記相溶化剤の存在下で前記ポリマーを微粉砕して、２５０μｍ〜１，０００μｍ、好ましくは４００μｍ〜６００μｍの粒径のポリマー微粒子を有する微粉砕ポリマーを含む調整品を形成する工程と、
   ｃ． 工程ｂで得た微粉砕ポリマーを含む前記調整品に結合剤マトリックスを添加して、結合剤マトリックスを含む混合物を形成する工程と、
   ｄ． 工程ｃで得た結合剤マトリックスを含む前記混合物に抗粘着性充填剤を添加して、コアを形成する工程と、
   ｅ． 工程ｄで得たコアを調合して、予備造粒生成物にする工程と、
   ｆ． 前記予備造粒生成物を乾燥させる工程と、
   ｇ． 前記予備造粒生成物を固着防止剤で被覆する工程と、を含み、
   前記工程ｂは６０℃以下の温度で実施され、前記工程ｃおよびｄは１３０℃〜２００℃の温度で実施される方法。
2. 前記工程ｅが２，０００ｋＰａ〜７，０００ｋＰａの加圧を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ポリマーは、スチレンブタジエンスチレンブロック（ＳＢＳ）コポリマーであることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記工程ｄが１重量％〜５重量％の架橋剤の添加を更に含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の方法。
5. 前記相溶化剤は、脂肪酸誘導体の混合物をベースにしたワックス、パラフィンワックス、植物由来ワックス、動物由来ワックス、またはそれらの混合物から成る群より選択されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の方法。
6. 前記結合剤マトリックスは、グレード３５／５０の瀝青、グレード５０／７０の瀝青、グレード７０／１００の瀝青、グレード１６０／２２０の瀝青、トール油ピッチまたはそれらの誘導体、脂肪酸またはそれらの誘導体の混合物、植物由来の油、動物由来の油、コロホニウム誘導体、植物油のメチルエステル、あるいはそれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の方法。
7. 前記抗粘着性充填剤は、タルク、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ポリエチレン粉体、ポリエチレンワックス、グランドシリカ、カーボンブラックまたはそれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の方法。
8. 前記工程ｅは、微粒子で形成された予備造粒生成物を得るために、前記コアの剪断工程を含み、前記微粒子が約１００個で０．６ｇ〜０．８ｇの質量を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか一つに記載の方法。
9. 前記工程ａで準備されるポリマーが１ｍｍ〜１０ｍｍの大きさの粒の形態であることを特徴とする請求項１〜８の何れか一つに記載の方法。
10. 顆粒形態の結合剤マトリックス組成物であって、個々の顆粒がコアと被膜を含み、約１００個で０．６ｇ〜１．０ｇの質量を有し、前記コアが、
    ‐ ４０重量％〜６０重量％の結合剤マトリックスと、
    ‐ ３０重量％〜４０重量％のポリマーと、
    ‐ ４重量％〜６重量％の相溶化剤と、
    ‐ ３重量％〜１５重量％の抗粘着性充填剤と、を含み、
    前記被膜が固着防止剤を含む、結合剤マトリックス組成物。
11. 前記組成物のコアが１重量％〜５重量％の架橋剤を含むことを特徴とする請求項１０に記載の組成物。
12. 被覆装置における請求項１０または１１に記載の前記組成物の使用。
13. バインダー・プラントにおける請求項１１に記載の前記組成物の使用。

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