JPH04216868A - 加水分解またはアルコリシスされたポリマー残渣を含む瀝青質組成物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリマー残渣、特に自
動車廃品を含む瀝青質組成物に関する。

【０００２】

【従来技術および解決すべき課題】ポリマーは、道路用
または工業用アルファルトおよび瀝青において、熱間の
レオロジー特性を変えることによってこれらの使用特性
を改善するために、あるいはこれらの物理化学特徴（冷
間脆性、靱性、たわみ性、安定性、熱感受性、衝撃、振
動、および摩耗への機械抵抗）を改良するために、添加
剤として広く用いられている。

【０００３】一般に、使用されるポリマーは、熱可塑性
樹脂（オレフィンのポリマーまたはコポリマー）、ゴム
および特に熱可塑性エラストマー（ジオレフィンとスチ
レンとの多元ブロックコポリマー）、またはそれより少
ない程度で、熱硬化性樹脂（ポリウレタン、エポキシ、
フェノール−ホルマリン）である。先行技術によれば、
これらのポリマーは、単独でまたは混合物として用いる
ことができる。例えば瀝青への添加剤として、産業廃棄
物（ポリエチレンワックス、アタクチックポリプロピレ
ン、ポリビニルアルコール、加硫ゴム粉末（ｐｏｕｄｒ
ｅｔｔｅ）　等）、または家庭のごみから生じるプラス
チック廃棄物、特にプラスチック包装材をリサイクルす
ることが提案されている。この後者の場合、ポリマー混
合物は、主としてポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポ
リスチレンおよびポリエチレン・テレフタレートを含む
。

【０００４】ポリマーは、成分間の相互作用も化学反応
も含まない「単純」混合物の形態で、またはポリマーと
瀝青のいくつかの成分（アスファルテン、マルテン、樹
脂等）との相互作用または化学反応を含む「複雑」混合
物の形態で、場合によって三番目の成分（触媒、反応体
）の存在下に、少量（一般に２〜１０重量％）、瀝青中
に添加される。最も多くの場合、ポリマーは、固体状態
でまたは溶融状態で、予め加熱された過剰な瀝青中に分
散され、攪拌後、混合物は、そのまま溶融状態で用いら
れるか、あるいは固体状態で冷却され、場合によっては
粉砕されるかまたは顆粒状にされる。オレフィンポリマ
ーが添加された、道路用瀝青の溶融状態の混合物の製造
のためのいくつかの方法では、少なくとも５〜３０重量
％の無機微粒子の添加を推奨している。これらの粒子は
、瀝青中へのポリマーの溶解を促進する（例えば１９６
７年８月１５日に発行された米国特許ＵＳ　３，３３６
，２５２参照）。１９７７年６月７日に発行された米国
特許ＵＳ　４，０２８，２９３は、瀝青材料の製造につ
いて特許請求している。この材料は特に道路の分野およ
び建築において用いられるものであり、無機化合物、例
えば砂または砂利と、家庭または住宅のごみから生じる
ポリマーまたはポリマー混合物との高温（少なくとも１
８０　℃）での反応によって得られる。ついで生じた混
合物を、熱間、瀝青中に添加し、かつ冷却する。この方
法の大きな欠点は、１つまたは複数のポリマーの添加前
に、多量な無機材料の高温での予備加熱を要する操作の
最終コストである。

【０００５】本発明は、道路または工業用瀝青中へのポ
リマー廃棄物のリサイクルのための、単純かつ経済的な
方法に関する。この方法は特に、「自動車廃品」、すな
わち場合によっては例えば家電製品のスクラップから生
じる他のポリマー廃棄物を少ない割合で含むこともある
、自動車のスクラップから生じるプラスチック廃棄物の
リサイクルに特に適する。

【０００６】「自動車廃品」または”ＲＢＡ”　（自動
車の粉砕廃棄物またはくず）という総称は、実際には、
大部分が自動車のボディ、およびそれより少ない割合が
家電製品および産業廃棄物の粉砕または切刻みから生じ
た無機および有機材料であって、主な金属材料を、例え
ば磁気選別によって、引力または液体サイクロンによっ
て、浮選または手によって分離した後に得られるもの全
体を示す。回収されたこれらの金属材料は、原料として
金属工業に一般的にリサイクルされている。これに対し
て、「廃品」または非金属廃棄物のリサイクルは、現在
、この材料の不均質性のために大きな問題を提起してい
る。 実際、様々な組成の混合物のことであり、この混合物は
非金属無機粒子、および様々なポリマー、例えば発泡材
料またはフォーム、加硫ゴム、合成繊維、熱可塑性樹脂
および熱硬化樹脂からなっている。

【０００７】自動車および家電製品の製造の際に用いら
れるポリマー材料の量がますます増えていることを考え
ると、これらの「廃品」材料が処分されるための新規手
段であって、環境保護のために、経済面と同時に環境面
でも満足すべき手段を見つけることが必要になった。家
庭のごみの場合のように、焼却によって「自動車廃品」
の大部分を消滅させることが既に提案されている。「自
動車廃品」用の特別な焼却場の建設が技術レベルで可能
であるとしても、特に燃焼煤煙の除塵、および毒性また
は腐蝕性のあるガスの拡散の防止のために保証されなけ
ればならない環境安全性を考慮にいれると、これは、実
際にはエネルギーの観点から、および財政的な面から、
最も満足すべき解決策ではない。包装材および家庭ごみ
から生じるプラスチック廃棄物の場合のように、「自動
車廃品」を、単独で、あるいは第一世代の「新品」材料
と混合して用いる、第二世代の原料としての「自動車廃
品」のリサイクルも考えられた。にもかかわらず、これ
らの組成がより不均質であるために、「自動車廃品」の
リサイクル材料としての使用は、現在まで非常に限定さ
れており、これによって、ますます量が増加する「廃品
」を処分するのに十分なほど多くの適用法を考えること
はできない。従って、「自動車廃品」の大部分は、現在
のところ、廃棄物置き場（ｄｅｃｈａｒｇｅｓ）　に放
置されている。このことは貯蔵コストがますます高くな
ることを意味し、あらゆる注意が払われているにもかか
わらず、環境保護にとっては、これはほとんど満足すべ
き解決策にはならない。

【０００８】このため、道路用および工業用瀝青または
アスファルトの特性を改善するための、「自動車廃品」
の本発明による使用が、少なくとも混合物を作るのに、
単純かつ信頼性のある技術を用いことができるならば、
有効かつ有利なリサイクル手段となる。主として瀝青中
への家庭のプラスチック廃棄物のリサイクルに限定され
た、先行技術に記載された方法とは逆に、本発明による
改良方法によって、ポリマー、例えば「自動車廃品」ま
たは”ＲＢＡ”　の、より不均質かつ複雑な混合物の利
用が可能になる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリマー残渣
を含む瀝青またはアスファルトの改良組成物の製造方法
において、ポリウレタン、ポリエステルおよび／または
ポリエポキシドを含むポリマー残渣を、加水分解および
／またはアルコリシス処理に付し、ついでこれらを、最
終組成物に対して１〜８０重量％の割合で溶融された瀝
青および／またはアスファルトと反応させることを特徴
とする方法である。

【００１０】本発明によって用いられる瀝青（アスファ
ルト）は、鉱油および原油の天然の成分である。これは
、脱アスファルト、例えばプロパンでの沈澱、または石
油製品の精製物質（ピッチ）および／または分解物質の
蒸溜によって得られる。これはまた、石炭から生じたタ
ールから得ることもできる。

【００１１】本発明の枠から逸脱せずに、同様に、例え
ば留分または芳香族残渣によってフラックスに溶かされ
た瀝青、あるいはさらには空気で酸化された瀝青または
ブローン瀝青を用いることもできる。

【００１２】本発明の主な独創性は、主として自動車、
それより少ない割合の、家電製品および産業廃棄物の切
刻みおよび粉砕の際に生じる有機ポリマーの複雑な混合
物を、これらを瀝青またはアスファルトバインダに添加
することによって、また特に道路、建築、公共事業およ
び特別な設備における、特に、固体材料例えば砂利の塗
装、塗料または被覆への使用のために、いくつかの特性
を改良することによって価値をより高めることである。

【００１３】自動車廃品または同等の他のポリマー残渣
の混合物を、必要であれば水で洗浄して土を除去する。 ついでこれを加水分解および／またはアルコリシス処理
に付して、廃品のポリウレタンの少なくとも１つのフラ
クションを、アルコール、イソシアネートまたはアミン
に転換するようにする。および／または廃品のポリエス
テルのフラクションを酸とアルコールとに転換するよう
にする。この処理は、場合によっては触媒、例えばアル
カリ金属の水酸化物、例えば水酸化ナトリウムまたは水
酸化カリウム、金属塩または金属酸化物、またはアルカ
リ金属のアルコラートを、例えば加水分解またはアルコ
リシス反応体の重量に対して０．５　〜５重量％の濃度
で添加して、廃品重量に対して、１〜５０重量％の水、
アルコール、アミノアルコール、アミンまたはカルボン
酸の存在下に、自動車廃品を、一般に８０〜２００　℃
の温度で加熱することからなる。この処理は、効果的に
は、ポリマー残渣中に含まれるポリエステルおよび／ま
たはポリウレタンの少なくとも５重量％、好ましくは２
０〜９０重量％の加水分解および／またはアルコリシス
に至るまで続行される。

【００１４】このようにして得られた混合物を、次にこ
れに溶融瀝青を加えて攪拌して、ポリマー１〜８０重量
％を含む瀝青質混合物を得るようにする。この混合物を
、少なくとも５分間、１２０　〜２３０　℃の温度に維
持する。同様に、ポリマー重量に対して少量、例えば０
．５　〜１５重量％の触媒、例えば無機酸または有機酸
および／または反応体、例えばポリ無水物、ポリ酸、ポ
リアミン、ポリアルコールまたはポリイソシアネートを
添加してもよい。 これは、予備処理の際に形成される酸、アルコール、ア
ミン、またはイソシアネートの「現場で」の縮合を促進
する。これらの化合物は、互いにまたは瀝青またはアス
ファルトのいくつかの成分と反応することもある。これ
らの触媒および重縮合反応体は、当業者によく知られて
おり、これらは、好ましくは予備処理されたポリマー混
合物の添加前に瀝青またはアスファルトに添加される。

【００１５】本発明による方法によって、熱硬化樹脂の
瀝青へのより良い混入が可能になる。その結果、これは
、ポリウレタン、ポリエステルおよび／またはポリエポ
キシド樹脂フラクションを含む自動車廃品による、一般
に有機廃品の重量に対して４〜１５重量％の濃度におけ
る瀝青またはアスファルトの添加剤化（ａｄｄｉｔｉｖ
ａｔｉｏｎ）に非常に適する。

【００１６】好ましくは、加水分解またはアルコリシス
前に、ポリマー残渣を粉末にする。粒子は平均の大きさ
が１０　ｍｍ　以下であり、好ましくは２〜４　ｍｍ　
である。

【００１７】本発明の枠から逸脱することなく、自動車
廃品の加水分解および／またはアルコリシス処理の間、
溶媒例えば芳香族またはハロゲン化炭化水素を添加して
もよい。ついで溶媒を、瀝青の添加前に、蒸溜または蒸
発によって除去する。

【００１８】

【発明の効果】この方法によって、ポリウレタン、ポリ
エステルおよび／またはポリエポキシド樹脂のフラクシ
ョンを含むポリマー残渣のより良好な混入、およびその
結果、道路用または工業用の適用のための改良された瀝
青質組成物の製造が可能になる。

【００１９】

【実施例】下記実施例は本発明を例証する。

【００２０】実施例１ 土を除去するために予め水で洗浄された自動車廃品２　
ｋｇ　と、水酸化カリウム１モル水溶液４００　ｍｌと
を混練する。この混合物を、ステンレス鋼製の反応器で
１４０　℃で２０分間加熱する。ついで予め溶融された
瀝青４　ｋｇ　を添加し、混合物を１０分間攪拌し、つ
いで塩酸の添加によって中和し、水を蒸溜する。そこに
ポリエチレングリコール１６０　ｇ　と、パラ−トルエ
ンスルフォン酸２０　ｇとを添加し、混合物を１８０　
℃で１５分間加熱し、その後周囲温度まで冷却する。

【００２１】これらの条件下に得られた自動車廃品の濃
縮混合物は、均質な外見を有し、これは過剰の瀝青中へ
の希釈の際、急速に溶解する。

【００２２】実施例２ １０　ｍｍ　以下の粒子状の自動車廃品５　ｋｇ　に、
第三ブチルアルコール０．５　ｋｇと、クロロベンゼン
１リットル中に希釈されたナトリウム・ブチレート１０
　ｇを添加し、この混合物を９０℃で２０分間攪拌する
。次に反応混合物を漸次１６０　℃まで加熱して溶媒を
蒸溜する。これに、瀝青２．７　ｋｇと、トルイレン・
ジイソシアネート０．６　ｋｇを添加する。 混合物を１６０　℃で２５分間加熱して、均質な外見を
有する瀝青質組成物を得る。

【００２３】このポリマー濃縮混合物が、軟化温度５４
℃（ＡＳＴＭ　３６　球−環法によって測定されたもの
）の瀝青１００　ｋｇに添加されると、これは急速に分
散されて、軟化温度が１２７　℃まで上がっている瀝青
調合物を生じる。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ポリマー残渣を含む瀝青またはアスフ
   ァルトの改良組成物の製造方法において、ポリウレタン
   、ポリエステルおよび／またはポリエポキシドを含むポ
   リマー残渣を、加水分解および／またはアルコリシス処
   理に付し、ついでこれらを、最終組成物に対して１〜８
   ０重量％の割合で溶融された瀝青および／またはアスフ
   ァルトと反応させることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】　　前記ポリマー残渣が、少なくとも大部
   分、自動車廃品からなることを特徴とする、請求項１に
   よる方法。
3. 【請求項３】　　瀝青またはアスファルトへの添加前の
   、前記ポリマー残渣中に含まれるポリエステルおよび／
   またはポリウレタンの少なくとも５重量％の加水分解お
   よび／またはアルコリシスを特徴とする、請求項１また
   は２による方法。
4. 【請求項４】　　加水分解および／またはアルコリシス
   処理が、８０〜２００　℃の温度で、水、アルコール、
   アミノアルコール、アミンおよびカルボン酸から選ばれ
   る反応体１〜５０重量％の存在下に実施されることを特
   徴とする、請求項１〜３のうちの１つによる方法。
5. 【請求項５】　　反応体の重量に対して、さらに、金属
   塩または金属酸化物、およびアルカリ金属の水酸化物ま
   たはアルコラートから選ばれる触媒０．５　〜５重量％
   を添加することを特徴とする、請求項４による方法。
6. 【請求項６】　　ポリマー残渣の加水分解および／また
   はアルコリシス生成物への添加前に、瀝青またはアスフ
   ァルト中への、共反応体（ｃｏｒｅａｃｔｉｆ）例えば
   ポリ無水物、ポリ酸、ポリアミン、ポリアルコールまた
   はポリイソシアネートの添加を特徴とする、請求項１〜
   ５のうちの１つによる方法。
7. 【請求項７】　　ポリエステルおよび／またはポリウレ
   タンの加水分解および／またはアルコリシス生成物の、
   瀝青またはアスファルト中での重縮合反応を促進する、
   無機酸または有機酸から選ばれる触媒の添加を特徴とす
   る、請求項１〜６のうちの１つによる方法。
8. 【請求項８】　　瀝青またはアスファルトの、ポリマー
   残渣の加水分解および／またはアルコリシス生成物との
   反応が、１２０　〜２３０　℃の温度で、少なくとも５
   分間実施されることを特徴とする、請求項１〜７のうち
   の１つによる方法。
9. 【請求項９】　　ポリマー残渣が、ポリウレタン、ポリ
   エステルおよび／またはポリエポキシド樹脂４〜１５重
   量％を含むことを特徴とする、請求項１〜８のうちの１
   つによる方法。
10. 【請求項１０】　　請求項１〜９のうちの１つによる方
    法によって得られた瀝青質組成物。
11. 【請求項１１】　　道路用または工業用瀝青またはアス
    ファルトを調合するための、請求項１０による瀝青質組
    成物の使用。