JPWO2017179582A1 - 抽出溶媒組成物、抽出方法、および検査方法 - Google Patents

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Abstract

トリクロロエチレンと同等のアスファルト抽出能があり、より安全性が高く効率的な抽出操作が可能な抽出溶媒組成物、該抽出溶媒組成物を用いたアスファルトの抽出方法、および、該抽出溶媒組成物を用いたより安全性が高く効率的な抽出操作が可能な舗装材の検査方法の提供。抽出溶媒組成物全量に対してトランス−1,2−ジクロロエチレンを65質量%以上含む、骨材とアスファルトを含む混合物からアスファルトを抽出するための抽出溶媒組成物および該抽出溶媒組成物を用いて、骨材とアスファルトを含む舗装材を抽出処理し、抽出処理によりアスファルト含有抽出成分が除かれた舗装材の残部の質量を測定することで舗装材中のアスファルト含有抽出成分の含有量を測定し、得られたアスファルト含有抽出成分の含有量が所定の含有量範囲にあるかを判定する舗装材の検査方法。

Description

本発明は、抽出溶媒組成物、抽出方法、および検査方法に関し、特には、骨材とアスファルトを含む混合物からアスファルトを抽出するための抽出溶媒組成物および抽出方法、ならびに骨材とアスファルトを含む舗装材の検査方法に関する。
アスファルト舗装の舗装材(以下、単に「舗装材」ともいう。)は、主として、砂や石を含む骨材と、それらを結合するために使用するアスファルトから構成されている。アスファルトとは、天然から得られる天然アスファルト、石油の蒸留残さとして得られる石油アスファルトの総称であり、黒色の固体または半固体で、主成分は複雑な炭化水素であるが、一般に硫黄化合物、窒素化合物、酸素化合物等を含んでいる物質である。
上記舗装材中のアスファルト含有量は舗装材の用途に応じて異なっており、製品ごとに含有されるアスファルト含有量を測定して目標品質を満たすことを確認する必要がある。舗装材に含まれるアスファルト含有量を確認する方法としては、アスファルトを溶解できる抽出溶媒(以下、「アスファルト抽出溶媒」ともいう。)を用いて舗装材を抽出処理に供し、該抽出溶媒中に抽出されたアスファルトを含む抽出成分(以下、「アスファルト成分」ともいう。)の量を測定し、これをアスファルト含有量とする方法が一般的に用いられている。舗装材の抽出処理には、ソックスレー抽出装置が主に使用されており、アスファルト抽出溶媒としては従来からトリクロロエチレンが使われている。
しかしながら、近年、トリクロロエチレンの毒性懸念や環境への影響から、アスファルト抽出溶媒としてトリクロロエチレンに代わる代替抽出溶媒が提案されている。例えば、特許文献1には塩化アルキルや臭化アルキルが、特許文献2にはテレビン油やテレビン油誘導体が、特許文献3にはD,L−リモネンのような炭化水素系抽出溶媒が、アスファルト抽出溶媒としてそれぞれ記載されている。
特開2013−193045号公報 特開平9−165582号公報 特開平7−265603号公報
一方で、特許文献1においてアスファルト抽出溶媒として最適とされる1−ブロモプロパンを含む臭化アルキルは、近年発がん性が明らかになり、管理濃度が厳しくなり本用途には実質的に使用不可能になることが予想される。また、テレビン油やテレビン油誘導体、D,L−リモネンのような炭化水素系抽出溶媒は、トリクロロエチレンに比べて沸点が高いため、従来の抽出装置で使用する場合には加熱のために多くの熱量を与える必要がある。さらに、抽出処理後には安全な取り扱いのために冷却に長時間を有すること、加えて、抽出装置を減圧にして沸点を下げるなど物理的な工夫が必要であるといった欠点がある。
このように、従来提案されているトリクロロエチレンに代わるアスファルト抽出溶媒では、アスファルトの抽出能においてはトリクロロエチレンと同等であるものの、発がん性などの毒性の問題や、効率的に連続使用できないなどの経済的な問題があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、トリクロロエチレンと同等のアスファルト抽出能があり、より安全性が高く、効率的なアスファルト抽出操作が可能な抽出溶媒組成物、該抽出溶媒組成物を用いたより安全性が高く効率的なアスファルトの抽出方法、および、該抽出溶媒組成物を用いたより安全性が高く効率的なアスファルト抽出操作が可能な舗装材の検査方法の提供を目的とする。
本発明は、以下の構成を有する抽出溶媒組成物、抽出方法、および検査方法を提供する。
[1]骨材とアスファルトを含む混合物からアスファルトを抽出するための抽出溶媒組成物であって、前記抽出溶媒組成物全量に対してトランス−1,2−ジクロロエチレンを65質量%以上含む、抽出溶媒組成物。
[2]前記抽出溶媒組成物全量に対するトランス−1,2−ジクロロエチレンの割合が、65〜99質量%である[1]に記載の抽出溶媒組成物。
[3]さらに、25℃で液状のフッ素化合物を前記抽出溶媒組成物全量に対して10〜35質量%の割合で含有し、前記抽出溶媒組成物全量に対するトランス−1,2−ジクロロエチレンの割合が65質量%〜90質量%である、[1]または[2]に記載の抽出溶媒組成物。
[4]前記フッ素化合物が、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロオレフィンおよびハイドロフルオロオレフィンからなる群から選ばれる少なくとも1種である[3]に記載の抽出溶媒組成物。
[5]前記ハイドロフルオロエーテルが、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,2−トリフルオロエチルエーテル、メトキシノナフルオロブタン、エトキシノナフルオロブタンおよび3−メトキシ−4−トリフルオロメチル−1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタンからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、[4]に記載の抽出溶媒組成物。
[6]前記ハイドロフルオロカーボンが、1,1,1,2,3,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン、および1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、[4]に記載の抽出溶媒組成物。
[7]前記ハイドロクロロフルオロオレフィンが、モノクロロトリフルオロプロペンを含む、[4]に記載の抽出溶媒組成物。
[8]前記ハイドロフルオロオレフィンが、メトキシトリデカフルオロヘプテンを含む、[4]に記載の抽出溶媒組成物。
[9][1]〜[8]のいずれかに記載の抽出溶媒組成物を使用して、骨材とアスファルトを含む混合物からアスファルトを抽出する方法。
[10][1]〜[8]のいずれかに記載の抽出溶媒組成物を用いて、骨材とアスファルトを含む所定の質量の舗装材を抽出処理し、前記抽出処理によりアスファルト含有抽出成分が除かれた、前記舗装材の残部の質量を測定し、該質量と前記所定の質量から前記舗装材中の前記アスファルト含有抽出成分の含有量を算定し、得られたアスファルト含有抽出成分の含有量が所定の含有量範囲にあるかを判定する、舗装材の検査方法。
本発明によれば、トリクロロエチレンと同等のアスファルト抽出能があり、より安全性が高く、効率的なアスファルト抽出操作が可能な抽出溶媒組成物、該抽出溶媒組成物を用いたより安全性が高く効率的なアスファルトの抽出方法、および、該抽出溶媒組成物を用いたより安全性が高く効率的なアスファルト抽出操作が可能な舗装材の検査方法が提供できる。
[抽出溶媒組成物]
本発明の抽出溶媒組成物(以下、単に「組成物」ともいう。)は、骨材とアスファルトを含む混合物(以下、「アスファルト混合物」ともいう。)からアスファルトを抽出するための組成物として用いられる。本発明の組成物は、特には、骨材とアスファルトを含む舗装材からアスファルト成分を抽出してその量を測定する舗装材の検査に好適に用いられる。
本発明が適用されるアスファルト混合物は、骨材とアスファルトを含む混合物であれば特に制限されない。本明細書において、骨材とは、砂や石等の所定の大きさ、形状を有する充填物をいう。アスファルトは、該充填物の間を埋めながら該充填物同士を結合させるバインダーとして機能する。アスファルト混合物として具体的には、道路の舗装材等が挙げられる。本発明が適用されるアスファルト混合物におけるアスファルトの種類は特に制限されず、天然アスファルトであっても石油アスファルトであってもよい。
アスファルト混合物は、骨材とアスファルトのみからなってもよく、骨材とアスファルト以外に各種用途に応じて添加剤を含有するものであってもよい。本発明の組成物は、このようなアスファルト混合物から、少なくともアスファルトを抽出することが可能な、抽出溶媒組成物である。本発明の組成物を用いて、アスファルト混合物からアスファルトの抽出を行う場合、アスファルトの他にアスファルト以外の有機化合物、例えば、上記添加剤等が抽出されてもよい。その場合、必要に応じてアスファルトとその他の抽出成分を常法により分離することもできる。
ただし、例えば、上記のとおり舗装材中のアスファルト含有量を測定する際には、アスファルト抽出溶媒中に抽出されたアスファルトを含む抽出成分の量をアスファルト含有量とする方法が一般的に用いられている。このような用途に本発明の組成物を用いて、上記同様にして舗装材中のアスファルト含有量を測定する際には、アスファルトとアスファルト以外の有機化合物を含んだ抽出成分が得られる場合であっても、アスファルトとその他の抽出成分を分離する必要はない。
本発明の組成物は以下に説明する構成を有することで、トリクロロエチレンと同等のアスファルト抽出能を有し、アスファルト以外の有機化合物等の抽出可能な成分についてもトリクロロエチレンと同様の抽出能を有する。よって、本発明の組成物を用いれば、舗装材中のアスファルト含有量の測定において、トリクロロエチレンと同様の測定結果が得られるものである。
本発明の組成物は、上記アスファルト抽出用途に用いるものであって、組成物全量に対してトランス−1,2−ジクロロエチレン(trans−CHCl=CHCl、以下、「tDCE」ともいう。)を65質量%以上含有する。
(tDCE)
tDCEは、分子内に塩素を有し、実施例に示すとおりアスファルトに対して、トリクロロエチレンと同等の優れた溶解性を有する。tDCEは低毒性であるとともに、炭素原子−炭素原子間に二重結合を有するオレフィンであるため、大気中での寿命が短く、地球環境に悪影響を及ぼさない。
tDCEは沸点が47.7℃(溶剤ハンドブック第9版、講談社サイエンティフィク)である。アスファルトは、軟化点付近から抽出溶媒への溶解性が高まり、抽出効率が高まることが知られている。例えば、舗装材に用いられるアスファルトは、JIS K2207によると、軟化点は種類により異なるが、いずれの種類であっても平均値で45〜50℃付近である。なお、本明細書において、化合物の沸点は特に断りのない限り760mmHgにおける沸点である。
抽出溶媒組成物を用いたアスファルト混合物からのアスファルトの抽出は、通常、抽出溶媒組成物の気化・凝縮が繰り返されるソックスレー抽出法により行われる。本発明の組成物を用いて、例えば、ソックスレー抽出法でアスファルト混合物からのアスファルトの抽出を行えば、tDCEの沸点とアスファルトの軟化点が上記関係にあることから、アスファルトの軟化点付近での抽出が可能であり高い抽出効率が得られる。さらに、tDCEは炭化水素系抽出溶媒と比べれば格段に沸点が低く、またトリクロロエチレン(沸点;87℃)と比べても沸点が低いため、本発明の組成物を用いればソックスレー抽出法において組成物を気化させるために必要とされる熱量が小さい。
tDCEの市販品としては、例えば、下記のものが挙げられる。
「Trans−LC(登録商標)」(Air Products and Chemical社製)。
「trans−1,2−dichloroethylene」(AXIALL CORPORATION社製)。
本発明の組成物に占めるtDCEの含有量は65質量%以上であり、好ましくは65〜99質量%である。tDCEの含有量が65質量%以上であれば、トリクロロエチレンと同等のアスファルト抽出能が得られる。tDCEの含有量が99質量%以下であれば、後述する各種目的のための添加剤の充分量を含有することができ好ましい。
本発明の組成物は、上記含有量のtDCEに加えてさらに、25℃で液状のフッ素化合物(以下、「液状フッ素化合物」ともいう。)を含有することが好ましい。
tDCEと液状フッ素化合物の混合物においては、tDCE単体の場合と比べて沸点および蒸発熱が低下する。上記割合でtDCEを含有し、さらに液状フッ素化合物を含有する組成物を用いれば、アスファルト抽出能を充分に有しながら、ソックスレー抽出法における組成物を気化させるための熱量が低減される。言い換えれば、ソックスレー抽出装置に一定熱量を供給した場合、tDCEと液状フッ素化合物を含む組成物においては、tDCE単体よりも気化・凝縮速度が大きく、単位時間当たりの組成物の循環量を増大させられることから、高効率でアスファルトの抽出が行える。
さらに、tDCEは引火点を有するが、tDCEと液状フッ素化合物を所定の割合で組み合わせることで、不燃性の組成物が得られる。本明細書において引火点を有するとは、23℃〜沸点の間に引火点を有することを意味し、引火点を有しないとは、23℃〜沸点の間に引火点を有しないことを意味する。また、不燃性であるとは、引火点を有しないことをいう。
(液状フッ素化合物)
液状フッ素化合物としては、tDCEに可溶な液状フッ素化合物が用いられる。なお、本明細書において、ある物質がtDCEに可溶であるとは、該物質を所望の濃度となるようにtDCEに混合して、常温(25℃)で撹拌することにより二層分離や濁りを起こさずに均一に溶解できる性質を意味する。
このような液状フッ素化合物として、具体的には、いずれも25℃で液状のハイドロフルオロカーボン(以下、「HFC」と記す。)、ハイドロフルオロエーテル(以下、「HFE」と記す。)、ハイドロクロロフルオロオレフィン(以下、「HCFO」と記す。)、およびハイドロフルオロオレフィン(以下、「HFO」と記す。)が好ましい。以下、「液状」とは、特に断りのない限り25℃で液状であることをいう。
<液状HFE>
液状HFEとしては、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,2−トリフルオロエチルエーテル(沸点54℃、以下、「HFE−347pc−f」ともいう。)、1,1−ジフルオロエチル−2,2,2−トリフルオロエチルエーテル(沸点40℃、以下「HFE−365mf−c」ともいう。)、1,1−ジフルオロエチル−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルエーテル(沸点59℃、以下「HFE−467sc−f」ともいう。)、1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル−2,2,2−トリフルオロエチルエーテル(沸点72℃、以下「HFE−449mec−f」ともいう。)、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルエーテル(沸点73℃、以下「HFE−449pc−f」ともいう。)、1,1−ジフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル(沸点85℃、以下「HFE−476pcf−c」ともいう。)、1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルエーテル(沸点86℃、以下「HFE−54−11mec−f」ともいう。)、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル(沸点95℃、以下「HFE−458pc−fc」ともいう。)、1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル(沸点102℃、以下「HFE−55−10mec−f」ともいう。)、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルエーテル(沸点141℃、以下「HFE−65−12」ともいう。)、1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル−2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルエーテル(沸点146℃、以下「HFE−75−14」ともいう。)、メトキシノナフルオロブタン(沸点61℃、以下、「HFE−449s1」ともいう。)、エトキシノナフルオロブタン(沸点72℃、以下、「HFE−569s1」ともいう。)、3−メトキシ−4−トリフルオロメチル−1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン(沸点98℃、以下、「HFE−64−13」ともいう。)が挙げられる。
(HFE−347pc−f)
HFE−347pc−fは、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。HFE−347pc−fは、引火点を有しない。HFE−347pc−fは、表面張力や粘度が低い。
HFE−347pc−fは、例えば、下記の方法によって製造できる。
非プロトン性極性溶媒および触媒(アルカリ金属アルコキシドまたはアルカリ金属水酸化物)の存在下に、2,2,2−トリフルオロエタノールとテトラフルオロエチレンとを反応させる方法(国際公開第2004/108644号を参照)。
HFE−347pc−fの市販品としては、例えば、下記のものが挙げられる。
「アサヒクリン(登録商標)AE−3000」(旭硝子社製)。
(HFE−365mf−c)
HFE−365mf−cは、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。HFE−365mf−cは、表面張力や粘度が低い。
HFE−365mf−cは、例えば下記の方法によって、製造できる。
非プロトン性極性溶媒および触媒(アルカリ金属アルコキシドまたはアルカリ金属水酸化物)の存在下に、2,2,2−トリフルオロエタノールとフッ化ビニリデンとを反応させる方法(特開平9−263559号を参照)。
(HFE−467sc−f)
HFE−467sc−fは、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。HFE−467sc−fは、表面張力や粘度が低い。
HFE−467sc−fは、例えば下記の方法によって製造できる。
非プロトン性極性溶媒および触媒(アルカリ金属アルコキシドまたはアルカリ金属水酸化物)の存在下に、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロパノールとフッ化ビニリデンとを反応させる方法(特開平9−263559号を参照)。
(HFE−449mec−f)
HFE−449mec−fは、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。
HFE−449mec−fは、例えば下記の方法によって、製造できる。
非プロトン性極性溶媒および触媒(アルカリ金属アルコキシドまたはアルカリ金属水酸化物)の存在下に、2,2,2−トリフルオロエタノールとヘキサフルオロプロペンとを反応させる方法(特開平9−263559号を参照)。
(HFE−449pc−f)
HFE−449pc−fは、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。
HFE−449pc−fは、例えば下記の方法によって、製造できる。
非プロトン性極性溶媒および触媒(アルカリ金属アルコキシドまたはアルカリ金属水酸化物)の存在下に、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロパノールとテトラフルオロエチレンとを反応させる方法(特開平9−263559号を参照)。
(HFE−476pcf−c)
HFE−476pcf−cは、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。
HFE−476pcf−cは、例えば下記の方法によって、製造できる。
非プロトン性極性溶媒および触媒(アルカリ金属アルコキシドまたはアルカリ金属水酸化物)の存在下に、2,2,3,3−テトラフルオロプロパノールとフッ化ビニリデンとを反応させる方法(特開平9−263559号を参照)。
(HFE−54−11mec−f)
HFE−54−11mec−fは、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。
HFE−54−11mec−fは、例えば下記の方法によって、製造できる。
非プロトン性極性溶媒および触媒(アルカリ金属アルコキシドまたはアルカリ金属水酸化物)の存在下に、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロパノールとヘキサフルオロプロペンとを反応させる方法(特開平9−263559号を参照)。
(HFE−458pc−fc)
HFE−458pc−fcは、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。
HFE−458pc−fcは、例えば下記の方法によって、製造できる。
非プロトン性極性溶媒および触媒(アルカリ金属アルコキシドまたはアルカリ金属水酸化物)の存在下に、2,2,3,3−テトラフルオロプロパノールとテトラフルオロエチレンとを反応させる方法(特開平9−263559号を参照)。
(HFE−55−10mec−f)
HFE−55−10mec−fcは、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。
HFE−55−10mec−fcは、例えば下記の方法によって、製造できる。
非プロトン性極性溶媒および触媒(アルカリ金属アルコキシドまたはアルカリ金属水酸化物)の存在下に、2,2,3,3−テトラフルオロプロパノールとヘキサフルオロプロペンとを反応させる方法(特開平9−263559号を参照)。
(HFE−65−12)
HFE−65−12は、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。
HFE−65−12は、例えば下記の方法によって、製造できる。
非プロトン性極性溶媒および触媒(アルカリ金属アルコキシドまたはアルカリ金属水酸化物)の存在下に、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンタノールとテトラフルオロエチレンとを反応させる方法(特開平9−263559号を参照)。
(HFE−75−14)
HFE−75−14は、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。
HFE−75−14は、例えば下記の方法によって、製造できる。
非プロトン性極性溶媒および触媒(アルカリ金属アルコキシドまたはアルカリ金属水酸化物)の存在下に、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンタノールとヘキサフルオロプロペンとを反応させる方法(特開平9−263559号を参照)。
(HFE−449s1)
HFE−449s1は1−メトキシ−2−トリフルオロメチル−1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(CHOCFC(CF)FCF)および1−メトキシ−1,1,2,2,3,3,4,4,4−ノナフルオロブタン(CHOCFCFCFCF)から選ばれる1種以上からなる。1−メトキシ−2−トリフルオロメチル−1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンと1−メトキシ−1,1,2,2,3,3,4,4,4−ノナフルオロブタンは互いに構造異性体であり、引火性、溶解性、毒性、地球環境への負荷等の性質は略同等である。よって、以下に示すHFE−449s1の性質は、1−メトキシ−2−トリフルオロメチル−1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1−メトキシ−1,1,2,2,3,3,4,4,4−ノナフルオロブタンおよび両者のいかなる割合の混合物にも適合する。
HFE−449s1は、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。HFE−449s1は、引火点を有しない。
HFE−449s1は、市販品として例えば「ノベック(登録商標)7100」(スリーエムジャパン社製)(1−メトキシ−2−トリフルオロメチル−1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンと1−メトキシ−1,1,2,2,3,3,4,4,4−ノナフルオロブタンの20:80〜80:20(質量比)の組成範囲の混合物)として、入手可能である。
(HFE−569s1)
HFE−569s1は、1−エトキシ−2−トリフルオロメチル−1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(COCFC(CF)FCF)および1−エトキシ−1,1,2,2,3,3,4,4,4−ノナフルオロブタン(COCFCFCFCF)から選ばれる1種以上からなる。1−エトキシ−2−トリフルオロメチル−1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンと1−エトキシ−1,1,2,2,3,3,4,4,4−ノナフルオロブタンは互いに構造異性体であり、引火性、溶解性、毒性、地球環境への負荷等の性質は略同等である。よって、以下に示すHFE−569s1の性質は、1−エトキシ−2−トリフルオロメチル−1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1−エトキシ−1,1,2,2,3,3,4,4,4−ノナフルオロブタンおよび両者のいかなる割合の混合物にも適合する。
HFE−569s1は、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。HFE−569s1は、引火点を有しない。
HFE−569s1は、市販品として例えば「ノベック(登録商標)7200」(スリーエムジャパン社製)(1−エトキシ−2−トリフルオロメチル−1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンと1−エトキシ−1,1,2,2,3,3,4,4,4−ノナフルオロブタンの80:20〜20:80(質量比)の組成範囲の混合物)として、入手が可能である。
(HFE−64−13)
HFE−64−13は、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。HFE−64−13は、引火点を有しない。
HFE−64−13は、公知の方法により製造できる。例えば下記の方法によって、製造できる。
CF−(CF−C(O)Rfを原料として無水アルカリ金属フッ化物(例えば、フッ化カリウムもしくはフッ化セシウム)またはフッ化銀などの無水フッ化物イオンの任意の好適な供給源とを第四級アンモニウム化合物の存在下で無水の極性非プロトン性溶剤中でジエチルスルフェート等のアルキル化剤と反応させることによって調製することができる。(ドイツ特許第1294949号公報を参照)。
HFE−64−13は、市販品として例えば、「ノベック(登録商標)7300」(スリーエムジャパン株式会社製)として入手可能である。
これらの液状HFEのうち、経済性および入手容易性、取扱いの面からHFE−347pc−f、HFE−449s1、HFE−569s1およびHFE−64−13からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
<液状HFC>
液状HFCとしては、1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタン(沸点55℃、以下、「HFC−43−10mee」ともいう。)、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン(沸点82℃、以下、「HFC−c447ef」ともいう。)、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン(沸点40℃、以下、「HFC−365mfc」ともいう。)が挙げられる。
HFC−43−10meeは「バートレル(登録商標)XF」(三井デュポンフルオロケミカル社製)として、HFC−c447efは「ゼオローラ(登録商標)H」(日本ゼオン社製)として、HFC−365mfcは「ソルカン(登録商標)365」(日本ソルベー社製)として、いずれも市販品の入手が可能である。
<液状HCFO>
液状HCFOとしては、モノクロロトリフルオロプロペンが挙げられる。モノクロロトリフルオロプロペンとしては、1−クロロ−2,3,3−トリフルオロ−1−プロペン(以下、「HCFO−1233yd」ともいう。)、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−1−プロペン(以下、「HFCO−1233zd」ともいう。)等が、引火点がない点で好ましい。
HCFO−1233yd、HFCO−1233zdには、それぞれシス体(Z体)、トランス体(E体)が存在する。本明細書中では特に断らずに化合物名や化合物の略称を用いた場合には、Z体およびE体から選ばれる少なくとも1種を示し、化合物名や化合物の略称の後ろに(E)または(Z)を付した場合には、それぞれの化合物の(E)体または(Z)体であることを示す。なお、沸点は、HCFO−1233yd(E)が48℃、HCFO−1233yd(Z)が54℃、HFCO−1233zd(Z)が40℃である。また、HFCO−1233zd(E)は、沸点が19℃であり、単独では液状フッ素化合物の要件を満たさないが、HFCO−1233zd(Z)との混合物として沸点が25℃以上のものであれば液状フッ素化合物として使用できる。
モノクロロトリフルオロプロペンは、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。
モノクロロトリフルオロプロペンは、例えば、HFCO−1233zd(E)について、「ソルスティス(登録商標)1233zd(E)」(ハネウェル社製)として市販品の入手が可能である。
<液状HFO>
液状HFOとしては、メトキシトリデカフルオロヘプテン(沸点110℃、以下、「MPHE」ともいう)が適している。MPHEは、4−メトキシ−トリデカフルオロ−3−ヘプテン、4−メトキシ−トリデカフルオロ−2−ヘプテンおよび5−メトキシ−トリデカフルオロ−3−ヘプテンから選ばれる少なくとも1種である。4−メトキシ−トリデカフルオロ−3−ヘプテン、4−メトキシ−トリデカフルオロ−2−ヘプテンおよび5−メトキシ−トリデカフルオロ−3−ヘプテンは互いに構造異性体であり、引火性、溶解性、毒性、地球環境への負荷等の性質は略同等である。よって、以下に示すMPHEの性質は、4−メトキシ−トリデカフルオロ−3−ヘプテン、4−メトキシ−トリデカフルオロ−2−ヘプテンおよび5−メトキシ−トリデカフルオロ−3−ヘプテン、ならびにこれらから選ばれる2種または3種のいかなる割合の混合物にも適合する。
MPHEは、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。MPHEは、引火点を有しない。
MPHEは、「バートレル(登録商標)スープリオン」(三井デュポンフルオロケミカル社製)として市販品が入手可能である。
上記液状フッ素化合物を組成物に含有させる場合、それらの1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記のとおりtDCEを液状フッ素化合物と混合することで、tDCE単体の場合と比べて沸点が低下した組成物が得られる。tDCEと液状フッ素化合物の混合物の沸点や蒸発熱は、液状フッ素化合物の種類、tDCEと液状フッ素化合物の混合比により異なる。本発明の組成物において沸点は、上記のようにアスファルトの軟化点に近いことが好ましい。本発明の組成物において沸点は、適用されるアスファルト混合物に応じて、tDCEと組み合わせる液状フッ素化合物の種類やtDCEと液状フッ素化合物の混合比を調整することで、適宜調整可能である。
本発明の組成物を舗装材に適用した場合、該アスファルトの軟化点を考慮すれば、沸点が40℃〜tDCEの沸点(47.7℃)であることが好ましく、42℃〜47.7℃がより好ましく、44℃〜47.7℃がさらに好ましい。
また、tDCEと液状フッ素化合物を含む組成物は、tDCE単体と比べて蒸発熱が低い。tDCEと液状フッ素化合物を含む組成物の蒸発熱が低いと、ソックスレー抽出法に該組成物を適用した場合に、単位時間当たりの組成物の循環量が増大しアスファルト混合物と組成物との接触効率が高められる。すなわち、単位熱量当たりのアスファルト抽出量を増大でき、高いアスファルト抽出効率が得られる。tDCEと液状フッ素化合物を含む組成物の沸点における蒸発熱は、tDCEの蒸発熱に比較して5%以上低いことが好ましく、10%以上低いことがより好ましく、20%以上低いことがさらに好ましく、25%以上低いことが最も好ましい。
本発明の組成物において、液状フッ素化合物の含有量は、用いる液状フッ素化合物の種類によるが、組成物全量に対して5〜35質量%の割合が好ましい。液状フッ素化合物の含有量が上記範囲内であれば、tDCEの含有量の下限値を担保しながら、沸点降下や蒸発熱低減の効果が得られる。この場合、組成物に占めるtDCEの割合は65〜95質量%が好ましい。組成物に占めるtDCEの割合の下限は、本発明の組成物においてアスファルト溶解性の観点から設定された上記規定値である。
なお、用いる液状フッ素化合物によって、1種のみを上記所定の割合でtDCEと組み合わせるのが好ましい場合と、2種以上を合計量が上記所定の割合となるようにtDCEと組み合わせるのが好ましい場合がある。tDCEと所定の液状フッ素化合物を組み合わせる際の好ましい組成範囲を、組成1〜9として以下の表1に示す。表1に示す数値範囲の単位は、全て組成物全量に対する質量%である。また、表1において液状フッ素化合物を2種以上用いる場合、その合計量は組成物全量に対して5〜35質量%である。
Figure 2017179582
本発明の組成物において、組成物全量に対する、液状フッ素化合物の含有量は10〜35質量%がより好ましく、tDCEの含有量は65〜90質量%がより好ましい。組成物における液状フッ素化合物およびtDCEの含有量が上記範囲内であれば、tDCEの含有量の下限値を担保しながら、tDCE単体に比較して、沸点低下や抽出効率を高めるための蒸発熱の低下が充分に見込める。さらに、液状フッ素化合物の種類や配合量の調整により組成物の不燃化が達成できる。本発明の組成物において、組成物全量に対する、液状フッ素化合物の含有量は15〜35質量%が特に好ましく、tDCEの含有量は65〜85質量%が特に好ましい。
本発明の組成物は、必須成分としてのtDCEおよび任意成分の液状フッ素化合物以外に、さらに、本発明の効果を損なわない範囲で、アスファルトを抽出可能なその他の溶媒を含有してもよい。ただし、本発明の組成物は、上記tDCEの所定の含有量および任意成分の液状フッ素化合物を用いる場合に、トリクロロエチレンと同等のアスファルト抽出能を有し、より安全性が高く効率的な抽出操作を可能としていることから、特には、その他の溶媒を含有しないことが好ましい。ただし、本発明においては、経済性を勘案すれば、tDCEや液状フッ素化合物として、その製造過程で除去に高度な精製技術を必要とするような微量の不純物を含むものを使用してもよい。その場合、本発明の組成物における該微量の不純物の含有量は、組成物全量に対して1質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましい。
本発明の組成物は、tDCEおよび液状フッ素化合物以外に、本発明の効果を損なわない範囲で、tDCEを安定化する、接触する金属の腐食を防止する等の各種目的のために添加剤を含有してもよい。添加剤として、具体的には、安定剤、金属腐食防止剤等が挙げられる。本発明の組成物が添加剤を含有する場合、その含有量は、組成物全量に対して1質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましい。さらに、上記微量の不純物や添加剤の合計量についても、組成物全量に対して1質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましい。
本発明の組成物は、トリクロロエチレンと同等のアスファルト抽出能があり、アスファルト混合物からのアスファルト抽出に用いれば、より安全性が高く、効率的なアスファルト抽出操作が可能である。よって、本発明の組成物は、骨材とアスファルトを含む混合物からアスファルトを抽出する方法に、アスファルト抽出能と安全性が高い抽出溶媒組成物として用いることができる。
[アスファルト抽出方法]
本発明のアスファルト抽出方法は、抽出溶媒として本発明の抽出溶媒組成物を用いる以外は、従来公知の骨材とアスファルトを含む混合物からアスファルトを抽出する方法と同様にできる。
例えば、一般的に抽出溶媒を加熱気化させ、発生した抽出溶媒蒸気を凝縮してその凝縮液とアスファルト混合物を接触することで、アスファルト混合物からアスファルトを抽出するソックスレー抽出法に適用できる。ソックスレー抽出法に用いる装置や条件は、特に制限されない。具体的には、例えば、JISR3503に規定されている装置や条件が適用できる。
なお、ソックスレー抽出法を応用したアスファルト抽出方法および装置の例として、ソックスレー抽出法と同様の抽出溶媒を加熱して発生させた抽出溶媒蒸気の凝縮液を使ってアスファルト混合物からアスファルトを抽出する基本的な仕組みに、測定装置を連結して連続抽出ができるようにしたもの、遠心分離装置を組み合わせて効率的にアスファルトが抽出できるようにしたもの、減圧装置を組み合わせて高沸点の抽出溶媒を低温で気化させることができるもの、不活性ガスを注入するもの等、様々なアスファルト抽出方法および装置が挙げられる。
本発明のアスファルト抽出方法は、これらのソックスレー抽出法を応用したアスファルト抽出方法であってもよい。なお、明細書において、「ソックスレー抽出法」および「ソックスレー抽出装置」の用語は、上に例示したようなソックスレー抽出法を応用した抽出法および抽出装置をそれぞれその範疇に含むものとして使用される。
本発明のアスファルトの抽出方法は、本発明の組成物を用いることで、安全性が高い。また、本発明の組成物はトリクロロエチレンと同等のアスファルト抽出能を有し、かつ低沸点、低蒸発熱であることから、本発明のアスファルトの抽出方法によれば、アスファルト混合物からの、経済的かつ効率的なアスファルトの抽出が可能である。
[舗装材の検査方法]
本発明の組成物は、舗装材からアスファルト成分を抽出してその量を測定し、該量が所定の範囲内にあるかを判定する舗装材の検査方法に好適に用いられる。
本発明の舗装材の検査方法は、一般的に行われる、抽出溶媒により舗装材を抽出処理した後、アスファルト成分が除かれた舗装材の残部の質量を測定し、その量から舗装材に含まれるアスファルト成分の含有量を算出し、該含有量が所定の範囲内にあるかを判定する方法において、抽出溶媒として本発明の組成物を用いる以外は全て同様にすることができる。
本発明の舗装材の検査方法は、具体的には、以下の(1)〜(3)の工程を含む。
(1)本発明の抽出溶媒組成物を用いて骨材とアスファルトを含む所定の質量の舗装材を抽出処理する抽出工程
(2)抽出工程により抽出されたアスファルト含有抽出成分が除かれた舗装材の残部の質量を測定し、該質量と上記所定の質量から舗装材中のアスファルト含有抽出成分の含有量を算定する算定工程
(3)算定工程で得られるアスファルト含有抽出成分の含有量が所定の含有量範囲にあるかを判定する判定工程
上記検査方法において、抽出工程には、上記本発明の抽出方法を適用すればよい。特に、一般的に行われるソックスレー抽出法が好ましい。また、算定工程における舗装材の残部の質量を測定する方法は従来公知の方法を用いることができる。
本発明の舗装材の検査方法においては、本発明の組成物がトリクロロエチレンと同等のアスファルト抽出能を有することから、得られるアスファルト含有抽出成分の含有量の値は、トリクロロエチレンを用いて同様の抽出処理を行い得られるアスファルト含有抽出成分の含有量の値と略同じである。これは、例えば、舗装材が、骨材とアスファルトのみからなる場合であっても、骨材とアスファルト以外にアスファルト以外のトリクロロエチレンで抽出可能な有機化合物を含む場合であっても同様である。
舗装材について、トリクロロエチレンを用いて抽出処理を行い得られるアスファルト含有抽出成分の含有量の値(I)と、本発明の組成物を用いて抽出処理を行い得られるアスファルト含有抽出成分の含有量の値(II)が略同じであるとは、値(II)が、値(I)の±5%以内であることをいう。本発明の検査方法においては、値(II)が、値(I)の±3%以内である本発明の組成物を用いることが、より優れた、よりトリクロロエチレンに近いアスファルト抽出能力を発揮できる点で好ましく、値(II)が、値(I)の±2%以内である本発明の組成物を用いることがより好ましい。
本発明の舗装材の検査方法は、より安全性が高く、効率的な抽出操作が可能であるという本発明の抽出溶媒組成物の利点を活かしながら、トリクロロエチレンを抽出溶媒として用いた舗装材の検査方法に、数値補正等を行うことなく、そのまま代替可能である。
以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されない。例1〜9は実施例、例10は比較例、例11は参考例である。
[例1〜11]
以下に示す市販品のtDCE、HFE−347pc−f、HFE−449s1、HFE−569s1、HFE−64−13、HFC−c447ef、MPHEおよびトリクロロエチレンを、表2に示す割合で混合して、または単一成分の場合はそのまま用いて、例1〜11の組成物を作製した。
(化合物の製造元、製品名)
tDCE;trans−1,2−dichloroethylene(AXIALL CORPORATION社製)
HFE−347pc−f:「アサヒクリン(登録商標)AE−3000)」(旭硝子社製)
HFE−449s1:「ノベック(登録商標)7100」(スリーエムジャパン社製)
HFE−569s1:「ノベック(登録商標)7200」(スリーエムジャパン社製)
HFE−64−13:「ノベック(登録商標)7300」(スリーエムジャパン社製)
HFC−c447ef:「ゼオローラ(登録商標)H」(日本ゼオン社製)
MPHE:「バートレル(登録商標)スープリオン」(三井デュポンフルオロケミカル社製)
トリクロロエチレン:「アサヒトリクロールAL」(旭硝子社製)
<物性測定および評価>
(沸点、蒸発熱)
上記で得られた組成物の沸点および沸点における蒸発熱をDSC法(示差走査熱量測定法)により測定して、表2に示した。なお、例1、例11については溶剤ハンドブック第9版(講談社サイエンティフィク)による値、例2および例8については、例2および例8と同じ組成と公表されているノベック72DEおよびノベック73DE(ともにスリーエム株式会社)の公開情報による値である。
(舗装材のアスファルト含有量測定試験)
JISR3503に準拠したソックスレー抽出装置を用いて、上記で得られた例1〜11の組成物により、アスファルト成分含有量が既知の舗装材サンプルからアスファルト成分の抽出を行い、アスファルト成分含有量を求める試験を行った。用いた舗装材サンプルのアスファルト成分含有率は、サンプル全量に対して6.0質量%であった。
ソックスレー抽出装置に舗装材サンプルを100g加えて、300mlの丸底フラスコに300gの例1〜11のいずれかの組成物を加えて、加熱還流して舗装材サンプルからのアスファルト成分の抽出処理を行った。抽出処理時間は、24時間であった。24時間後のアスファルト成分が除かれた舗装材サンプルの残部の質量を測定し、用いた舗装材サンプルの質量(100g)との差を求め、その差を、舗装材サンプルに含まれるアスファルト成分量(xg)とした。xの値はそのまま舗装材サンプル中のアスファルト成分含有率(x%)を示す。
例1〜10における試験の評価は、アスファルト成分含有率について、例11のトリクロロエチレンを基準として、以下の評価基準を用いて行った。なお、例11におけるトリクロロエチレンでのアスファルト成分含有率は6.0質量%であった。
(評価基準)
〇:トリクロロエチレンで得られたアスファルト成分含有率に対して95%以上のアスファルト成分含有率である。すなわち、アスファルト成分含有率が5.7質量%以上である。
△:トリクロロエチレンで得られたアスファルト成分含有率に対して80%以上95%未満のアスファルト成分含有率である。すなわち、アスファルト成分含有率が4.8質量%以上5.7質量%未満である。
×:トリクロロエチレンで得られたアスファルト成分含有率に対して80%未満のアスファルト成分含有率である。すなわち、アスファルト成分含有率が4.8質量%未満である。
結果を表2の最下欄に示す。なお、表2において空欄は、その成分が含まれないことを意味し、「−」は、物性が未測定であることを意味する。
Figure 2017179582
表2の結果から、本発明の実施例である例1〜9では、参考例である例11のトリクロロエチレンと同程度のアスファルト抽出能があることが明らかになった。tDCE含有量が低く、本発明の範囲外である例10では、アスファルト抽出能が不十分であった。
以上、本発明の抽出溶媒組成物は、トリクロロエチレンと同等のアスファルト抽出能を有し、アスファルト抽出用の溶媒組成物として優れた性能であることが明らかになった。

Claims (10)

  1. 骨材とアスファルトを含む混合物からアスファルトを抽出するための抽出溶媒組成物であって、前記抽出溶媒組成物全量に対してトランス−1,2−ジクロロエチレンを65質量%以上含む、抽出溶媒組成物。
  2. 前記抽出溶媒組成物全量に対するトランス−1,2−ジクロロエチレンの割合が、65〜99質量%である請求項1に記載の抽出溶媒組成物。
  3. さらに、25℃で液状のフッ素化合物を前記抽出溶媒組成物全量に対して10〜35質量%の割合で含有し、前記抽出溶媒組成物全量に対するトランス−1,2−ジクロロエチレンの割合が65質量%〜90質量%である、請求項1または2に記載の抽出溶媒組成物。
  4. 前記フッ素化合物が、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロオレフィンおよびハイドロフルオロオレフィンからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項3に記載の抽出溶媒組成物。
  5. 前記ハイドロフルオロエーテルが、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,2−トリフルオロエチルエーテル、メトキシノナフルオロブタン、エトキシノナフルオロブタンおよび3−メトキシ−4−トリフルオロメチル−1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタンからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項4に記載の抽出溶媒組成物。
  6. 前記ハイドロフルオロカーボンが、1,1,1,2,3,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンおよび1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項4に記載の抽出溶媒組成物。
  7. 前記ハイドロクロロフルオロオレフィンが、モノクロロトリフルオロプロペンを含む、請求項4に記載の抽出溶媒組成物。
  8. 前記ハイドロフルオロオレフィンが、メトキシトリデカフルオロへプテンを含む、請求項4に記載の抽出溶媒組成物。
  9. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の抽出溶媒組成物を使用して、骨材とアスファルトを含む混合物からアスファルトを抽出する方法。
  10. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の抽出溶媒組成物を用いて、骨材とアスファルトを含む所定の質量の舗装材を抽出処理し、
    前記抽出処理によりアスファルト含有抽出成分が除かれた、前記舗装材の残部の質量を測定し、該質量と前記所定の質量から前記舗装材中の前記アスファルト含有抽出成分の含有量を算定し、
    得られたアスファルト含有抽出成分の含有量が所定の含有量範囲にあるかを判定する、舗装材の検査方法。
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