JPH02150458A - ビチューメン組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の前日 本発明はビチューメン組成物に関する。より詳しくは、
本発明は、ビチューメンと低分子量オレフィン重合体と
を含む組成物に関する。

１種以上の重合体型改質剤を含むビチューメン組成物、
特にアスファルト組成物は、当然ながら先行技術におい
てよく知られている。一般に、ビチューメン組成物、特
にアスファルト組成物に重合体型改質剤を添加すると、
特開昭５８−４７０５７号に記載されているように、ビ
チューメンの諸性質（例えば、針入度、軟化点、靭性、
粘り強さ、耐熱性）の一つ以上が改良される。好適な重
合体型添加剤としては、米国特許第４，５８５，８１６
号及び該特許に引用されている諸特許に記載されている
ような、アルケニル芳香族モノマーと共役ジオレフィン
とのブロック共重合体、米国特許第３．９１５９１４号
及び該特許に引用されている諸特許に記載されているよ
うな、オフイン単独重合体及び共重合体、特に１−ブテ
ン単独重合体及び共重合体、更には、米国特許第３．６
１５．８０３号に記載されているような、イソオレフィ
ン単独重合体、特にポリイソブチレンが包含される。

米国特許第４，０３２，４９１号及び該特許に引用され
ている諸特許に記載されているように、屋根材及び塗料
の製造に、重合体型改質剤を含むアスファルト組成物を
使用することも、先行技術において知られている。この
ような屋根材は、性質、特に針入度及び耐熱性が改良さ
れているが、世界の極寒地域で使用した場合、良好な低
温特性、特に良好な低温柔軟性を示さなかった。その結
果、アスファルト屋根材、特にアスファルト屋根板は、
世界の極寒地域においては屋根材としては一般に使用さ
れておらず、或いは使用した場合でも、極端な低温に長
期間置かれた場合は、とビ割れや収縮破壊が起こるので
頻繁にとりかえなければならない。

アスファルト屋根材、特にアスファルト屋根板が頻繁な
破壊を起こすことなく使用されるのであれば、それら屋
根材は幾つかの利点を有する。従って、世界の極寒地域
で使用可能な改良アスファルト屋根材の必要性は、容易
に明らかであると考えられる。加えて、気温の極めて低
い地域で使用した場合の取扱いが容易となるようにかか
る屋根材を製造することができれば、有益であろうと考
えられる。

発明の概要 本発明者らは先行技術ビヂューメン組成物の有する前記
欠点及び他の欠点が、本発明のビチューメン組成物を用
いれば避けられる或いは少なくとも顕著に低減できるこ
と、並びに、本発明のビチューメン組成物を用いて、極
寒地域での破壊頻度が少ない改良ビチューメン屋根材を
製造することができることを見出した。従って、本発明
の目的の一つは、低温特性が改良した屋根材の製造に有
用なビチューメン組成物を提供することである。

本発明の他の目的は、低温特性が改良した屋根材を提供
することである。本発明の更に他の目的は、低温柔軟性
が改良された屋根材を提供することである。本発明の更
に、他の目的は、低温における収縮特性が改良された屋
根材を提供することである。これら及び他の目的並びに
利点は、以下に述べる本発明の記載より明らかになるで
あろう。

本発明に従えば、前記の及び他の目的及び利点は、アス
ファルトと低分子量オレフィン単独重合体又は共重合体
とを含むビチューメン組成勺により達成される。このビ
チューメン組成物は、塗料として使用することができる
し、屋根板のような適当な屋根材に予備成形することも
できる。

ｌ肛立ｌ！皇呈１ 上述した通り、本発明は、アスファルトと低分子ｍオレ
フィン単独重合体又は共重合体とを含むビチューメン組
成物−このものは屋根材用組成物及び構造体の製造に有
用であるーに関する。以下にもっと詳しく述べるが、こ
のビチューメン組成物は、他の物質、例えば、充填剤、
顔料、他の合成又は天然樹脂、安定剤、難燃剤などを含
むこと゛ができる。

一般に、本発明の組成物用として、天然アスファルト及
び合成アスファルトの何れも適当である。適当なアスフ
ァルトとして、天然アスファルト、岩石アスファルト、
湖アスファルト（ｌａｋｅａｓｐｈａｌｔ）、並びに石
油アスファルトがあげられる。

これらの適当なアスファルトは、純品、高度分解量、残
渣量又は空気吹逸品であることができる。

一般に、本発明組成物に用い得るアスファルトは、針入
度が約５乃至約３５０（ＡＳＴＨＤ　５法）、軟化点が
約３０℃乃至約１３０℃、破壊点が約２０℃乃至約−５
℃の範囲にあるものである。高度酸化アスファルト、即
ち、アスファルトンを約１０乃至約５０重量％含有する
アスファルトが本発明組成物に特に有用であり、従って
好ましい。

一般に、八Ｈ−８３２０，０６法で測定した場合の分子
量が約７００乃至５　、　Ｇｏｏ　、好ましくは約７０
０乃至２．５００の範囲にあり、低温柔軟性が所望程度
に改良を付与するのに充分な分校を有するオレフィン重
合体又は共重合体であれば、如何なるオレフィン重合体
又は共重合体をも本発明の組成物に使用することができ
る。適当な重合体として、炭素数３乃至約１０のα−オ
レフィンの単独重合体及び共重合体−１ｆｌ１体付加の
少なくとも約８０％が１又は２位で行なわれる−があげ
られる。炭素数４乃至約１０の線状α−オレフィンと、
炭素数４乃至約１０のα−イソオレフィンとの共重合体
が、本発明の組成物に特に有効であり、従って好ましい
。本発明の好ましい組成物において、オレフィン共重合
体は、α−イソオレフィン、例えば、イソブチレンを約
１０乃至約９５ｍｍ％と、線状α−オレフィン、例えば
、ブテン−１を約２０乃至約８０重量％含み、その場合
、これらオレフィン中の炭素数は約４乃至８に亘る。内
部オレフィン、例えば、ブテン−２も、２乃至約３０重
６％程度存在することができると考えられる。本発明の
最も好ましい態様においては、１−ブテンを約０乃至約
３０重量％と、イソブチレンを約１００乃至約７０重量
％含む共重合体が使用される。最も好ましい態様におい
ては、該共重合体は普通液状であり、ＡＭ−３３２０，
０６試験法で測定した分子量が約７００乃至約２，２０
０である。

一般にオレフィン重合体又は共重合体は、アスファルト
に対し約１乃至１０重多量の濃度で組成物中に添加され
る。好ましい態様においては、オレフィン−イソオレフ
ィン共重合体が、アスファルトに対し、約３乃至約７重
量％の濃度で組成物中に添加される。

本発明の組成物に使用し得る重合体が、従来技術におい
てよく知られていることは勿論であり、多数の重合体が
市販されている。本発明の組成物に使用し得る特に好ま
しい共重合体がパラボール（Ｐａｒａｐｏｌ）という名
でエクソン・ケミカル・カンパニー（Ｅｘｘｏｎ　Ｃｈ
ｍｉｃａｌ　Ｃｏｕａｎｙ）から市販されている。パラ
ボールはイソブチレンと１−ブテンとの液状共重合体で
あり、約７００乃至約２，５００の異なる分子量の数種
のパラボールが市販されている。

一般に、本発明の組成物に使用し得る低分子量の重合体
は、塊状、懸濁、溶液及びエマルジョンの各重合法で製
造することができる。よく知られている通り、適当な単
層体の重合による低分子層重合体の製造は、遊離ケミカ
ル、カチオン及びアニオン開始剤、或いは、重合触媒を
用いて達成することができる。一般に、重合は、約−２
０’Ｃ乃至約５０℃の温度下、約０．１４　Ｋ９／　ｃ
Ｉｌ！（２ＤＳｉ（Ｊ）乃至約１４．１に９／ｃｄ　（
２００ｐｓ１ｇ　）の圧力下１達成される。

一般に、低分子量オレフィン単独重合体又は共重合体と
アスファルトとの組合せは、このような原料を組合せる
ための従来技術において知られている方法のいずれを用
いても、行なうことができる。適当な方法としては、周
囲湿度における単純温合、溶融状態における撹拌混合、
並びに、両成分のそれぞれの溶液の混合があげられる。

従来技術において知られているように、多成分を周囲条
件下で混合する場合は、アスファルト並びに、オレフィ
ン酊合体（周囲条件下でやはり固体である）を微細化す
ることが有利である。従来技術においてやはりよく知ら
れでいるように、溶融状態における混合は、両成分をそ
れぞれの融点より高い温度に加熱して達成することがで
きる。しかし、液状重合体を使用する場合は、液状混合
は、アスファルトを溶融状態になる迄加熱して而単に達
成することができる。更に従来技術において知られてい
るように、溶液混合は、白成分を適当な溶剤に溶解しく
溶剤は同種でも異種でもよい）、次いで溶剤を蒸発させ
て達成することができる。しかし、以下により詳しく述
べるように、本発明の組成物を塗料組成物として使用し
ようとする場合は、該組成物は一般に溶液状で使用され
る。この場合、溶液混合は、組成物中に使用しようと考
える溶剤又は混合溶剤中で達成され、溶剤を蒸発させる
必要はない。

上述の通り、本発明の組成物は又、他の添加剤（高分子
量重合体を包含する）を含むことができる。接着性、針
入度、軟化点、靭性、粘り強さ、耐熱性などの改良を包
含する従来技術において知られている理由の何れかのた
めに、これら添加剤の添加が行なわれる。これら添加剤
の添加順序は好適な組成物の製造にとって臨界的な要件
ではないが、添加を達成するために異なる複数の方法が
必要とされる場合には、本発明の範晴に入るベース組成
物、すなわち、アスファルトと低分子量オレフィン重合
体との混合物を最初に作製することが望ましい。添加剤
添加の好適な方法が、例えば、米国特許第４，０３２，
４９１号に開示されている。この開示を水明１８ｍに組
み込む。

よく知られている通り、屋根材組成物は、かなりの量の
充填剤を一般に含有する。このような充填剤を本発明の
組成物に用いることができる。好適な充填剤としては、
アスベスト（短繊維及び長繊維）、ケイ酸マグネシウム
、炭酸カルシウム、微粉シリカ、硫酸バリウム及び水和
粘土があげられる。これら充填剤それぞれを使用した場
合の利点は、勿論従来技術においてよく知られている。

例えば、何れの充填剤も、所望厚さの屋根材層を作るの
に必要なアスファルトωを低下させる。更にこれら添加
剤のほとんど（全部でないにしても）が、耐火性を改良
し、一部の添加剤は、強度、硬度及び他の性質を実際に
改良する。炭酸カルシウムは、本発明の組成物に使用す
る充填剤として特に好ましい。何故なら、炭酸カルシウ
ムとしての石灰石は比較的安価であり、それを用いると
、本発明で求められる屋根用最終構造体の性質、特に低
温柔軟性の変化が最小となるからである。一般に本発明
の組成物における充填剤の添加量は、アスファルトと低
分子量α−オレフィン重合体との混合物１部に対し、約
２０乃至約７５部である。充填剤の添加量は、好ましく
は、アスファルトとα−オレフィン重合体との混合物１
部に対し、約５０乃至約７０部である。

本発明の組成物は更に、酸化防止剤及び／又はオゾン亀
裂防止剤のような他の添加剤を含むことができる。本発
明の屋根材用組成物は更に、紫外線安定化の為の顔料と
してカーボン・ブラックを使用しない場合は特に、他の
紫外線安定剤を含むことができる。これらの添加剤の使
用は勿論随意であり、屋根がさらされる環境に依存する
。使用する場合は、それら添加剤は、従来技術において
よく知られている濃度で加えられる。

好ましい実施態様 本発明の好ましい実施態様においては、針入度が約２０
乃至約５０、アスファルテン含量が約１０重量％乃至約
３０重量％の高度酸化アスファルトを使用する。好まし
いベース組成物は、分子量が約７００乃至２，２００で
あり、イソブチレン単固体単位の含量が約１００重量％
乃至約７０重量％であり、ブテン単聞体単位の含量が約
ｏＴｉｅ％乃至約３０重量％である、液状イソブチレン
−ブテン共重合体を約３重量％乃至約７重量％含む。ベ
ース組成物の製造においては、重合体とアスファルトと
を、約１５０℃乃至約１８０℃で約１分乃至約１０分間
おだやかに撹拌しながら混合する。本発明の範躊に入る
好ましい組成物は更に、アスファルトとα−オレフィン
重合体との合計１部に対し、約５０乃至約７０部の炭酸
カルシウム（石灰石）を含む。ベース組成物を製造した
後の組成物への炭酸カルシウムの添加は、ベース組成物
と炭酸カルシウムとを、約１５０℃乃至約１８０℃で約
１０分乃至約５０分間おだやかに撹拌しながら混合する
。組成物はついで、ガラスマット強化アスファルト屋根
板の製造に用いられる。すなわち、組成物塗料をガラス
・ベースの両側に塗布法又は類似法により塗布する。

以上に本発明及び好ましい或いは最も好ましい実施態様
を概説した。本発明は、以下の実施例により更に明らか
になると考える。しかし、実施例は単に説明のためのも
のであり、本発明を限定するものではない。

実施例１ 本実施例では、本発明の範陰に入る組成物２種、並びに
、市販の配合を用いた従来技術の組成物１種を製造し、
ついでこれらをガラス系アスファルト屋根板の製造に用
いた。後考の組成物は比較目的にために製造した。本発
明の範陰に入る組成物の１つは、針入度１５／　２０の
酸化アスファルトを４４．５重量％、石灰石を５５．５
重量％、分子量が９５０でイソブチレン単量体単位含量
が８５乃至９５川Ｍ％、１−ブテン単量体単位含量が５
乃至１５重量％のイソブチレン−１−ブテン共重合体を
酸化アスファルトに対し５重量％含んでいた。本発明の
範陰に入るもう１つの組成物は、針入度１５／２０の同
じ酸化アスファルトを４４．５重量％、石灰石を５５．
５重量％、分子量が２，２００、イソブチレン単量体単
位含量が８５乃至９５重邑％、１−ブテン単量体単位含
量が５乃至１５重量％のイソブチレン−１−ブテン共重
合体を酸化アスファルトに対し５重量％含んでいた。比
較目的のために製造した第３の組成物は、針入度１５／
２０の同じ酸化アスファルトを４４，５重量％、石灰石
を５５．５重量％含んでいた。第３の組成物は、低分子
量α−オレフィン重合体を全く含んでいなかった。便宜
上、これらの組成物を以後、組成物Ａ、Ｂ、Ｃと呼ぶ。

本発明の馳駆に入る２種の組成物は、まず酸化アスファ
ルトと石灰石とを試験室ミキサー中で１５０℃で混合し
、ついで低分子量α−オレフィン重合体を混合して、製
造した。第３の組成物は、酸化アスファルトと石灰石と
を試験室ミキサー中で１５０℃で混合するのみで製造し
た。各組成物の層をガラス・ベースの両側にはり合わせ
て、ガラス系アスファルト屋根板を製造した。各屋根板
においては、ガラス・ベースの両側上のアスファルト組
成物の層の厚さは約１．０ｍであり屋根板全体の厚さは
約３．　ｏ＃Ｉであった。各組成物の軟化点（”Ｃ）を
測定し、針入度は２０℃及び５０℃で測定し、粘度は１
９０℃及び２００℃で測定した。各屋根板の低温柔軟性
は０℃、−５℃及び−７℃で測定した。試験操作は、屋
根板を直径２５．の円筒のまわりに巻き、５秒間保持し
た。

屋根板がひび割れを起こした場合は、その屋根板は試験
温度で低温柔軟性に対し不合格であった。

３種の組成物の各々について得られた結果を、以下の表
にまとめる。

軟化点（”Ｃ） 針入度、２０℃ 側大度、５０℃ 粘度、１９０℃ 粘度、２００℃ 低温柔軟性、 低温柔軟性、 低温柔軟性、 （ＣＰＳ）　　　３．１７０ （ｃＰｓ）　　　１．２１５ ０℃　　　合格 一５℃　　　合格 一１℃　　不合格 １０２　　　　１Ｇ３ １．４１４　　１．６８８ ９００　　　１．０７４ 合格　不合格 合格　不合格 不合格　不合格 上記より明らかなように、低分子量イソブチレンーブテ
ン共重合体を５Φυ％添加すると、従来のアスファルト
屋根板組成物の低温柔軟性が著しく改良する。この点で
注目すべきは、塗料Ｃで製造した屋根板は３測定温度（
０℃、−５℃、−７℃）すべてで不合格となったのに対
し、本発明の範陰に入る組成物で作った屋根板は、０℃
及び−５℃における柔軟性試験に合格した。

上記より明らかな如く、前記組成物に、より多くの量の
アスファルトを使用してｂ１少なくとも２つの、より高
い方の測定温度においては、屋根板の低温柔軟性合格能
力に悪影響を与えない。

特定の実施態様を用いて本発明を説明した。本発明は本
川ｍ１ｌｌに説明しない態様にも適用できることは、当
業者に明らかである。

特許出願代理人

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）アスファルトと、アスファルトに対し１乃至１０
   重量％の、分子量が７００乃至５，０００の範囲にある
   α−オレフィン重合体とを含むビチューメン組成物。
2. （２）請求項（１）に記載の組成物において、該α−オ
   レフィン重合体が、炭素数３乃至１０のα−オレフィン
   の単独重合体である組成物。
3. （３）請求項（１）に記載の組成物において、該α−オ
   レフィン重合体が、炭素数４乃至１０の線状α−オレフ
   ィンと、炭素数４乃至１０のイソオレフィンとの共重合
   体である組成物。
4. （４）請求項（３）に記載の組成物において、該共重合
   体が１−ブテンとイソブチレンとの共重合体である組成
   物。
5. （５）請求項（４）に記載の組成物において、該共重合
   体がイソブチレンを１０乃至９５重量％、１−ブテンを
   ２０乃至８０重量％、並びに２−ブテンを２乃至３０重
   量％含む組成物。
6. （６）請求項（３）乃至（５）の何れか１項に記載の組
   成物において、該共重合体の分子量が７００乃至２，２
   ００の範囲にある組成物。
7. （７）アスファルトと、アスファルトに対し１乃至１５
   重量％の、分子量が７００乃至２，２００の範囲にある
   α−オレフィン重合体とを含むビチューメン組成物。
8. （８）請求項（７）に記載の組成物において、該α−オ
   レフィン重合体が、炭素数４乃至１０のα−オレフィン
   の単独重合体である組成物。
9. （９）請求項（７）に記載の組成物において、該α−オ
   レフィン重合体が、炭素数４乃至１０の線状α−オレフ
   ィンと、炭素数４乃至１０のイソオレフィンとの共重合
   体、好ましくは、１−ブテン、イソブチレン及び２−ブ
   テンの共重合体、特に、イソブチレンを１０乃至９５重
   量％、１−ブテンを２０乃至８０重量％、２−ブテンを
   ２乃至３０重量％含む共重合体である組成物。
10. （１０）請求項（１）乃至（９）の何れか１請求項に記
    載の組成物を含む屋根材板。