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技術 防水工事用アスファルト製造用組成物

出願人 コスモ石油株式会社株式会社コスモ総合研究所
発明者 伊藤弘昭大家豊川付正明
出願日 1994年5月13日 (27年5ヶ月経過) 出願番号 1994-123301
公開日 1995年11月21日 (25年11ヶ月経過) 公開番号 1995-304962
状態 特許登録済
技術分野 タール、ピッチの処理 高分子組成物
主要キーワード 施工作業員 吹込み孔 吹込孔 空気吹込量 製造用基材 触媒無添加 JIS規格 針入度指数
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (1)

構成

(1)100℃における動粘度が150〜300cStの減圧蒸留残渣油が55〜95容量%、(2)ベース油が2〜25容量%及び(3)100℃における動粘度が500〜3500cStの減圧蒸留残渣油が3〜20容量%から成る防水工事用アスファルト製造用組成物

効果

低温特性に優れ、加熱溶解して施工する際に煙や臭気の発生が少なく、作業性、施工性及び実用性能の優れた防水工事用アスファルトを得ることができる。

概要

背景

防水工事用アスファルトの種類と規格は、日本工業規格(JIS K2207石油アスファルト)に示されており、用途別に1種から4種まで分類されている。これらの防水工事用アスファルトは、JIS規格だけを満足すればよいというものではなく、実用上JIS規格には規定されていない耐候性接着性及び作業性などの実用性能面でも優れたものが要求されている。従来、防水工事用アスファルトは、一般に石油減圧蒸留残渣油減圧蒸留留出油などをカットバック材として使用し、適度な針入度又は粘度に調整したものを原料油とし、無触媒あるいは触媒下において、所定の反応条件ブローイングすることにより製造されている。例えば、防水工事用アスファルトの製造方法についてJIS3種を例に挙げると、最初に石油の減圧蒸留残渣油に減圧蒸留留出油を混合して、所定の粘度、例えば100℃の粘度を300〜600センチストークス(cSt)に調整した原料油に、五酸化リンなどのリン化合物を触媒として所定量添加し、高温下でブローイングすると防水工事用アスファルト3種(以下KJIS3種アスファルトという。)を製造することができる。このようにして得られた製品は、加熱溶解時に触媒に起因する特有の煙や臭気が多く発生する。このため、施工作業員あるいは周辺住民の安全面や健康面で問題がある。また、前記の原料油を触媒無添加でブローイングした場合には、軟化点が100℃以上のJIS3種規格は満たすが、針入度が20未満あるいはフラース脆化点が−15℃以上となるなど、JIS3種規格に適合しない場合が多い。

また、別の方法として、前記原料油中の減圧蒸留留出油の割合を大きくして原料油粘度を低下させ、触媒無添加でブローイングしてJIS3種アスファルトを製造する方法がある。しかし、この場合に得られた製品は、軟質分を比較的多く含むため、加熱安定性、耐候性などが悪くなる欠点がある。さらに、別の方法として、減圧蒸留残渣油に潤滑油ベース油を添加してブローイングし、JIS3種アスファルトを製造する方法がある。潤滑油のベース油を用いることにより、針入度指数を増大させ、フラース脆化点を低下させることで、JIS3種規格に適合させる手法である。このようなベース油をブローイング時に添加する方法は、JIS3種アスファルト以外の他種の防水工事用アスファルトの製造においても、同様に用いられている。

概要

(1)100℃における動粘度が150〜300cStの減圧蒸留残渣油が55〜95容量%、(2)ベース油が2〜25容量%及び(3)100℃における動粘度が500〜3500cStの減圧蒸留残渣油が3〜20容量%から成る防水工事用アスファルト製造用組成物

低温特性に優れ、加熱溶解して施工する際に煙や臭気の発生が少なく、作業性、施工性及び実用性能の優れた防水工事用アスファルトを得ることができる。

目的

しかしながら、ベース油を添加する方法においては、防水工事ブローンアスファルトを使用した場合、ミセル構造を有するアスファルトは分散微粒子であるミセルアスファルテンレジン)とミセル間相のオイル芳香族分飽和分)で分離が進行し、オイル分シートに滲み出し、結果として施工面景観を損なう欠点を有する。本発明は、上記従来技術の状況に鑑みてなされたものであり、ベース油が一定量含有される場合であっても、オイルとミセル構造物の分離を起こさず、低温性能に優れ、また加熱溶解して施工する際に煙や臭気の発生が少なく、作業性、施工性及び実用性能の優れた防水工事用アスファルト製造用組成物を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

(1)100℃における動粘度が150〜300cStの減圧蒸留残渣油が55〜95容量%、(2)ベース油が2〜25容量%及び(3)100℃における動粘度が500〜3500cStの減圧蒸留残渣油が3〜20容量%から成ることを特徴とする防水工事用アスファルト製造用組成物

技術分野

0001

本発明は、防水工事用アスファルト製造用組成物に関し、詳しくは低温特性に優れ、加熱溶解して施工する際に煙や臭気の発生が少なく、作業性、施工性及び実用性能の優れた防水工事用アスファルトを製造するための組成物に関するものである。

背景技術

0002

防水工事用アスファルトの種類と規格は、日本工業規格(JIS K2207石油アスファルト)に示されており、用途別に1種から4種まで分類されている。これらの防水工事用アスファルトは、JIS規格だけを満足すればよいというものではなく、実用上JIS規格には規定されていない耐候性接着性及び作業性などの実用性能面でも優れたものが要求されている。従来、防水工事用アスファルトは、一般に石油減圧蒸留残渣油減圧蒸留留出油などをカットバック材として使用し、適度な針入度又は粘度に調整したものを原料油とし、無触媒あるいは触媒下において、所定の反応条件ブローイングすることにより製造されている。例えば、防水工事用アスファルトの製造方法についてJIS3種を例に挙げると、最初に石油の減圧蒸留残渣油に減圧蒸留留出油を混合して、所定の粘度、例えば100℃の粘度を300〜600センチストークス(cSt)に調整した原料油に、五酸化リンなどのリン化合物を触媒として所定量添加し、高温下でブローイングすると防水工事用アスファルト3種(以下KJIS3種アスファルトという。)を製造することができる。このようにして得られた製品は、加熱溶解時に触媒に起因する特有の煙や臭気が多く発生する。このため、施工作業員あるいは周辺住民の安全面や健康面で問題がある。また、前記の原料油を触媒無添加でブローイングした場合には、軟化点が100℃以上のJIS3種規格は満たすが、針入度が20未満あるいはフラース脆化点が−15℃以上となるなど、JIS3種規格に適合しない場合が多い。

0003

また、別の方法として、前記原料油中の減圧蒸留留出油の割合を大きくして原料油粘度を低下させ、触媒無添加でブローイングしてJIS3種アスファルトを製造する方法がある。しかし、この場合に得られた製品は、軟質分を比較的多く含むため、加熱安定性、耐候性などが悪くなる欠点がある。さらに、別の方法として、減圧蒸留残渣油に潤滑油ベース油を添加してブローイングし、JIS3種アスファルトを製造する方法がある。潤滑油のベース油を用いることにより、針入度指数を増大させ、フラース脆化点を低下させることで、JIS3種規格に適合させる手法である。このようなベース油をブローイング時に添加する方法は、JIS3種アスファルト以外の他種の防水工事用アスファルトの製造においても、同様に用いられている。

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、ベース油を添加する方法においては、防水工事ブローンアスファルトを使用した場合、ミセル構造を有するアスファルトは分散微粒子であるミセルアスファルテンレジン)とミセル間相のオイル芳香族分飽和分)で分離が進行し、オイル分シートに滲み出し、結果として施工面景観を損なう欠点を有する。本発明は、上記従来技術の状況に鑑みてなされたものであり、ベース油が一定量含有される場合であっても、オイルとミセル構造物の分離を起こさず、低温性能に優れ、また加熱溶解して施工する際に煙や臭気の発生が少なく、作業性、施工性及び実用性能の優れた防水工事用アスファルト製造用組成物を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、防水工事用アスファルト製造用原料組成物において、100℃における動粘度が500〜3500cStの減圧蒸留残渣油を特定量含有させることにより、上記課題を解決することができることを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

0006

すなわち、本発明は、(1)100℃における動粘度が150〜300cStの減圧蒸留残渣油が55〜95容量%、(2)ベース油が2〜25容量%及び(3)100℃における動粘度が500〜3500cStの減圧蒸留残渣油が3〜20容量%から成ることを特徴とする防水工事用アスファルト製造用組成物を提供するものである。以下、本発明を詳細に説明する。

0007

本発明の防水工事用アスファルト製造用組成物は、(1)成分として100℃における動粘度が150〜300cStの減圧蒸留残渣油を含有する。ここで、減圧蒸留残渣油とは、原油常圧蒸留装置の搭底から抜き出した残渣油をさらに減圧蒸留装置にかけて搭底から抜き出した残渣油を指す。なお、原料粘度調整や、要求性能を向上させるため、例えばフラース脆化点の向上、針入度の向上のため、適宜減圧蒸留留出油を添加したものも使用可能である。この場合の減圧蒸留留出油の添加量は、おおよそ減圧蒸留残渣油に対して約10〜30容量%程度である。ここで、減圧蒸留留出油とは、残渣油が搭底から抜き出す留分であるのに対し、内から抜き出す留分を指す。100℃における動粘度が150cSt未満の減圧蒸留残渣油を用いる場合、元来飽和分や芳香族分などのオイル分を多く含み、油滲み量が多く、これにさらにベースオイルを添加することは、さらに油滲みを多くすることになり、防水工事用アスファルト製造用基材としては適さない。一方、100℃における動粘度が300cStを超える減圧蒸留残渣油を用いる場合、上記とは逆に軽質なオイル分が少なく、重質な減圧残油にオイル分を多く含むベース油を添加し、さらにより高粘度な基材を配合しても、油滲み量はほとんど変化しない。上記(1)成分は、1種単独の減圧蒸留残渣油であってもよいし、2種以上の減圧蒸留残渣油を混合したものであってもよい。本発明の防水工事用アスファルト製造用組成物においては、(1)成分の含有割合は、組成物全量に対して55〜95容量%の範囲であり、好ましくは75〜95容量%の範囲である。

0008

本発明の防水工事用アスファルト製造用組成物は、(2)成分としてベース油を含有する。ベース油の添加により防水工事用アスファルトの針入度、フラース脆化点などのJIS規格に適応させることができる。ベース油は、潤滑油基油及びそれと同等な性質を有する油であれば、特に限定されないが、40℃における粘度が130〜600cSt、100℃における粘度が13〜50cSt、15℃における密度が0.85〜0.95g/cm3の性状を有するものが好ましい。粘度及び密度が上記範囲の下限値より小さい値であると、ブローイング時に飛散してしまい、製品中に残存しにくくなる傾向があり、逆に上記範囲の上限値より大きいとベース油を添加してフラース脆化点や針入度などの規格性状を良くする効果が小さくなる傾向がある。ベース油の好適な具体例としては、例えばブライトストックニュートラルオイルなどが挙げられる。

0009

本発明の防水工事用アスファルト製造用組成物においては、(2)成分の含有割合は、組成物全量に対して2〜25容量%の範囲であり、好ましくは2〜15容量%の範囲である。ベース油の含有割合が2容量%未満であると、添加効果が小さく、フラース脆化点の低下が認められなくなり、また25容量%を超えると引火点が減少しJIS規格基準を満足しなくなったり、油滲み性の悪化が認められる。ここで、油滲み性とは、ブローンアスファルトの内部から低分子のオイル分が滲み出す性質のことで、この滲みが大きいとブローンアスファルトと接触する部分が変色するなど景観を損ねる。ベース油は、ブローイングの前あるいはブローイングの途中に一回又は複数回に分けて合計2〜25容量%添加することができる。原料の処理量やベース油の添加量が多いときは、複数回に分けて行うのが好ましい。

0010

本発明の防水工事用アスファルト製造用組成物は、(3)成分として100℃における動粘度が500〜3500cStの減圧蒸留残渣油を含有する。この高粘度な減圧蒸留残渣油を添加することにより、油滲みの悪化を抑制することができる。(3)成分の減圧蒸留残渣油の100℃における動粘度が500cSt未満であると、油滲み抑制効果が小さく、逆に100℃における動粘度が3500cStを超えると、防水工事用アスファルトの粘度が上昇し、本発明の特徴の一つである低温溶解性が悪化する。本発明の防水工事用アスファルト製造用組成物においては、(3)成分の含有割合は、組成物全量に対して3〜20容量%の範囲であり、好ましくは3〜15容量%の範囲である。

0011

本発明の防水工事用アスファルト製造用組成物においては、上記(1)成分、(2)成分及び(3)成分の好ましい含有割合は、各成分の粘度により変わる。例えば、(1)成分の100℃における動粘度が150〜300cStの減圧蒸留残渣油に、(2)成分のベース油を5容量%含有させる場合、(3)成分の100℃における動粘度が500〜3500cStの減圧蒸留残渣油の含有割合は粘度により異なり、例えば100℃における動粘度が900cStであるときは、7〜10容量%であり、また100℃における動粘度が3300cStであるときは、5〜7容量%である。

0012

この好適な含有割合は、図1グラフを用いると容易に決めることができる。例えば、(1)成分の低粘度減圧蒸留残渣油の100℃における動粘度が190cSt未満の場合、ベース油の添加量は5容量%であり、さらに(1)成分の減圧蒸留残渣油の100℃における動粘度が180cStの場合、(3)成分の100℃における動粘度が800〜900cStの高粘度減圧蒸留残渣油(図1では高粘度基材と表示)の含有割合は7〜10容量%の範囲が好適であり、残りが(1)成分の減圧蒸留残渣油であることが分かる。同様に、(1)成分の低粘度減圧蒸留残渣油の100℃における動粘度が190〜235cStの場合、ベース油の添加量は4容量%であり、さらに(1)成分の減圧蒸留残渣油の100℃における動粘度が220cStの場合、(3)成分の100℃における動粘度が800〜900cStの高粘度減圧蒸留残渣油の含有割合は10容量%が好適であり、残りが(1)成分の減圧蒸留残渣油であることが分かる。

0013

また、この図1は、(1)成分の低粘度減圧蒸留残渣油が2種類の低粘度減圧蒸留残渣油の混合物である場合の各成分の含有量を簡単に決定するために、使用することができる。例えば、(1)成分の低粘度減圧蒸留残渣油が中東系低粘度減圧蒸留残渣油A(100℃における動粘度が150cSt)と中東系低粘度減圧蒸留残渣油B(100℃における動粘度が270cSt)との2種類の低粘度減圧蒸留残渣油の混合物である場合、両成分の混合割合斜線との交点の位置が好適な含有割合を示すことができる。すなわち、斜線上のの点は、中東系低粘度減圧蒸留残渣油Aを85容量%と中東系低粘度減圧蒸留残渣油Bを15容量%混合することにより、100℃における動粘度が175cStの基材が得られることを意味しており、(3)成分の高粘度減圧蒸留残渣油の含有割合を5容量%にし、ベース油を5容量%にし、残りを(1)成分の低粘度減圧蒸留残渣油にすれば良いことを示している。同様に、斜線上のの点は、中東系低粘度減圧蒸留残渣油Aを70容量%と中東系低粘度減圧蒸留残渣油Bを30容量%混合することにより、100℃における動粘度が200cStの基材が得られることを意味しており、(3)成分の高粘度減圧蒸留残渣油の含有割合を5容量%にし、ベース油を4容量%にし、残りを(1)成分の低粘度減圧蒸留残渣油にすれば良いことを示している。なお、図1中の含有割合の単位は、容量%である。

0014

本発明の防水工事用アスファルト製造用組成物は、ブローイングすることにより防水工事用アスファルトを製造することができる。このブローイングは、防水工事用アスファルト製造用組成物に空気を吹き込み酸化重合反応を起こすものであり、種々の方法が適用できる。ブローイングする時の反応温度は、特に限定されるものではないが、通常約150〜300℃であり、好ましくは160〜290℃である。150℃未満の温度範囲では、原料を供給する際に、粘性が高く流動性に乏しいため好ましくない。300℃を超える温度範囲では引火する危険性があり、好ましくない。好ましい反応温度パターンは、反応開始温度を150〜190℃にして、その後徐々に昇温し、最高反応温度で所定時間維持するものである。最高反応温度は、特に限定されるものではないが、通常235〜290℃であればよく、好ましくは240〜280℃であり、特に240〜270℃が好ましい。また、昇温速度は、空気の流量により左右されるため特に限定されないが、通常1〜60℃/hrの範囲であればよい。なお、空気流量も反応毎に変更したりすることも可能なので特に限定されず、昇温速度も一定でなくてもよい。

0015

また、ブローイングの空気吹込量は、特に限定されるものではなく、通常10〜100リットル/hr/kgの範囲であり、好ましくは20〜60リットル/hr/kgの範囲である。ブローイング時間は、原油種や原料の性状、さらには反応条件に左右されるので特に限定されないが、無触媒下で、通常約3〜20時間、好ましくは約5〜15時間行うとよい。ブローイングは、無触媒下で行うことが望ましいが、加熱溶解して施工する際に煙や臭気の発生が多くならない限度で用いるのならば触媒下で反応を行うことも可能である。この触媒としては、例えば五酸化リン、リン酸などが挙げられる。ブローイングするための反応槽としては、反応槽の下部に空気の吹込孔を有する縦型のものが好ましい。また、ブローイングの反応形式は、バッチ式でも連続式でも行うことができる。このようにして得られた防水工事用アスファルトは、回転粘度計による200℃における粘度が100c/p〜250c/pの範囲になることが好ましい。

0016

次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。実施例及び比較例に使用したベース油は、表1に記載した性状を有するものを使用した。

0017

0018

また、油滲み性については、次の評価方法により評価した。所定の容器試料溶融したアスファルトを入れて、十分室温になるまで放置し、固まった後、前もって乾燥処理を施した複数枚の和紙が重ねられた和紙上にアスファルト面を接触させる。その後、所定の重りを載せ、恒温槽(60℃)中で、一定期間(5日間程度)放置する。その後、アスファルト面と接触している和紙上の油の広がり(幅)を計測し、油が浸透した和紙の枚数及びその油の広がりのアスファルト接触面に対する割合を評価した。

0019

実施例1
原料油として下記の成分の混合物を調製した。
(1)低粘度減圧蒸留残渣油(中東系減圧蒸留残渣油A:82容量%、中東系減圧蒸留残渣油B:14容量%、中東系減圧蒸留残渣油C:2容量%、中東系減圧蒸留残渣油D:2容量%の混合物)を85容量%
100℃における動粘度:176cSt
(2)ベース油(ニュートラルオイル)を5容量%
(3)高粘度減圧蒸留残渣油(中東系)を10容量%
100℃における動粘度:900cSt
上記配合組成物原料を下部に空気の吹込み孔を有する縦型反応槽張り込み、反応開始温度170℃に加熱し、空気吹き込み量20リットル/hr/kgの割合で、空気を吹き込み、ブローイングを開始した。その後、昇温速度60℃/hrの割合で徐々に昇温して、最高反応温度243℃で12.5時間ブローイングした。結果を表2に示した。

0020

実施例2
原料油として下記の成分の混合物を調製した。
(1)低粘度減圧蒸留残渣油(中東系減圧蒸留残渣油A:65容量%、中東系減圧蒸留残渣油B:35容量%の混合物)を91容量%
100℃における動粘度:198cSt
(2)ベース油(ニュートラルオイル)を4容量%
(3)高粘度減圧蒸留残渣油(中東系)を5容量%
100℃における動粘度:900cSt
上記配合組成物原料を下部に空気の吹込み孔を有する縦型反応槽に張り込み、反応開始温度130℃に加熱し、空気吹き込み量20リットル/hr/kgの割合で、空気を吹き込み、ブローイングを開始した。その後、昇温速度27℃/hrの割合で徐々に昇温して、最高反応温度265℃で11.5時間ブローイングした。結果を表2に示した。

0021

実施例3
原料油として下記の成分の混合物を調製した。
(1)低粘度減圧蒸留残渣油(中東系減圧蒸留残渣油A:55容量%、中東系減圧蒸留残渣油B:45容量%の混合物)を86容量%
100℃における動粘度:223cSt
(2)ベース油(ニュートラルオイル)を4容量%
(3)高粘度減圧蒸留残渣油(中東系)を10容量%
100℃における動粘度:900cSt
上記配合組成物原料を下部に空気の吹込み孔を有する縦型反応槽に張り込み、反応開始温度180℃に加熱し、空気吹き込み量20リットル/hr/kgの割合で、空気を吹き込み、ブローイングを開始した。その後、昇温速度13℃/hrの割合で徐々に昇温して、最高反応温度255℃で10.3時間ブローイングした。結果を表2に示した。

0022

比較例1
原料油として下記の成分の混合物を調製した。
(1)低粘度減圧蒸留残渣油(中東系減圧蒸留残渣油A:53容量%、中東系減圧蒸留残渣油B:47容量%の混合物)を97容量%
100℃における動粘度:223cSt
(2)ベース油(ニュートラルオイル)を3容量%
上記配合組成物原料を下部に空気の吹込み孔を有する縦型反応槽に張り込み、反応開始温度170℃に加熱し、空気吹き込み量20リットル/hr/kgの割合で、空気を吹き込み、ブローイングを開始した。その後、昇温速度12℃/hrの割合で徐々に昇温して、最高反応温度270℃で12.5時間ブローイングした。結果を表2に示した。

0023

比較例2
原料油として下記の成分の混合物を調製した。
(1)低粘度減圧蒸留残渣油(中東系減圧蒸留残渣油A:71容量%、中東系減圧蒸留残渣油B:29容量%の混合物)を95容量%
100℃における動粘度:176cSt
(2)ベース油(ニュートラルオイル)を5容量%
上記配合組成物原料を下部に空気の吹込み孔を有する縦型反応槽に張り込み、反応開始温度170℃に加熱し、空気吹き込み量20リットル/hr/kgの割合で、空気を吹き込み、ブローイングを開始した。その後、昇温速度8℃/hrの割合で徐々に昇温して、最高反応温度257℃で11.8時間ブローイングした。結果を表2に示した。

0024

比較例3
原料油として下記の成分の混合物を調製した。
(1)低粘度減圧蒸留残渣油(中東系減圧蒸留残渣油A:53容量%、中東系減圧蒸留残渣油B:43容量%、中東系減圧蒸留残渣油C:4容量%の混合物)を95容量%
100℃における動粘度:208cSt
(2)ベース油(ニュートラルオイル)を5容量%
上記配合組成物原料を下部に空気の吹込み孔を有する縦型反応槽に張り込み、反応開始温度170℃に加熱し、空気吹き込み量20リットル/hr/kgの割合で、空気を吹き込み、ブローイングを開始した。その後、昇温速度12℃/hrの割合で徐々に昇温して、最高反応温度255℃で11.8時間ブローイングした。結果を表2に示した。

0025

0026

なお、実施例1〜3の防水工事用アスファルトの200℃における回転粘度は、いずれも200c/p以下であり、低温溶解性に優れており、発煙や臭気の発生が少ないものである。

発明の効果

0027

本発明の防水工事用アスファルト製造用組成物によると、ベース油の添加による油滲み量を抑制しながら、低温特性をそのまま保持し、JIS規格を満足する防水工事用アスファルトを製造することができる。また、その防水工事用アスファルトは、加熱溶解して施工する際に、煙や臭気の発生が少なく、低温溶解性にも優れ、作業性、施工性及び実用性能が優れている。

図面の簡単な説明

0028

図1各成分の含有量を簡単に決定するために、各成分の含有割合の関係を示した図である。

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