特許 6236063 回収アスファルトの再生

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6236063

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】回収アスファルトの再生

(51)【国際特許分類】

   C08L 95/00 20060101AFI20171113BHJP

   C08K 5/09 20060101ALI20171113BHJP

   C08L 93/04 20060101ALI20171113BHJP

   C08L 91/08 20060101ALI20171113BHJP

   C08K 3/00 20060101ALI20171113BHJP

   C08K 5/053 20060101ALI20171113BHJP

   C08K 5/13 20060101ALI20171113BHJP

   C08L 25/02 20060101ALI20171113BHJP

   E01C 7/22 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   C08L95/00

   C08K5/09

   C08L93/04

   C08L91/08

   C08K3/00

   C08K5/053

   C08K5/13

   C08L25/02

   E01C7/22

【請求項の数】23

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2015-509150(P2015-509150)

(86)(22)【出願日】2013年4月25日

(65)【公表番号】特表2015-515536(P2015-515536A)

(43)【公表日】2015年5月28日

(86)【国際出願番号】US2013038277

(87)【国際公開番号】WO2013163467

(87)【国際公開日】20131031

【審査請求日】2015年12月9日

(31)【優先権主張番号】61/638,989

(32)【優先日】2012年4月26日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】PCT/US12/68994

(32)【優先日】2012年12月11日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505333816

【氏名又は名称】アリゾナ・ケミカル・カンパニー・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075270

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100101373

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 茂雄

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100112634

【弁理士】

【氏名又は名称】松山 美奈子

(74)【代理人】

【識別番号】100196597

【弁理士】

【氏名又は名称】横田 晃一

(72)【発明者】

【氏名】セヴェランス，レイチェル

(72)【発明者】

【氏名】グレイディ，ウィリアム・ルイス

(72)【発明者】

【氏名】ブロアー，デヴィッド・ジャン・コーネリス

(72)【発明者】

【氏名】ポロー，ローラン

(72)【発明者】

【氏名】オーバーストリート，トレーシャ

【審査官】 岡▲崎▼ 忠

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１５４４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５０５８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０２８７７１２９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０７８１１３７２（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１７０４１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭５５−１６１８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５０６６３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０８Ｌ ９５／００

２５／００−２５／１８

９１／００−９１／０８

９３／００−９３／０４

Ｃ０８Ｋ ３／００−５／５９

Ｅ０１Ｃ ７／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回収アスファルトと再生剤とを含み、前記再生剤が熱安定性改善アルコールに由来し、前記回収アスファルトが、骨材と老化アスファルト結合剤とを含むアスファルト組成物であって、
前記再生剤が、（ａ）老化結合剤と再生剤を合わせた量に対して０．１〜２０重量％の範囲内の量で存在し、（ｂ）少なくとも５重量％の環式含量を有し、および（ｃ）芳香族酸、脂肪酸、脂肪酸モノマー、脂肪酸ダイマー、脂肪酸トリマー、ロジン酸、ロジン酸ダイマー、およびその混合物からなる群から選択される酸由来のエステルまたはエステルブレンドを含み、
前記再生剤が、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、およびその混合物からなる群から選択されるアルコールに由来するエステルであり、
前記再生剤が−２０℃未満の曇り点および−３０℃未満の流動点を有する、
前記アスファルト組成物
（ただし、以下のアスファルト組成物（ｉ）〜（iii）を除く：
（ｉ）回収アスファルトと、エステル官能性再生剤とを含むアスファルト組成物であって、前記回収アスファルトが、骨材と酸化アスファルト結合剤とを含み、前記再生剤が、酸化アスファルト結合剤および再生剤を合わせた量に対して０．１〜１５重量％の量で存在して、再生剤を含まない酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度に比較して酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも５℃低減し、前記再生剤が、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、またはネオペンチルグリコールに由来するエステルである、前記アスファルト組成物；
（ii）０．０１〜１０重量％のロジンエステルおよび少なくとも１５重量％の回収アスファルトを含むアスファルト組成物であって、前記ロジンエステルが、トールオイルロジンまたはトールオイルと、ペンタエリトリトールとの反応生成物である、前記アスファルト組成物；及び
（iii）アスファルト組成物であって、
（ａ）酸化結合剤を含む少なくとも１５重量％の回収アスファルトと、
（ｂ）エステル官能性再生剤とを含み、
前記再生剤が、酸化結合剤と再生剤を合わせた量に対して１〜１０重量％の範囲内の量で存在し、前記再生剤が、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、またはネオペンチルグリコールに由来するエステルであり、
前記再生剤および前記酸化結合剤が、６０℃未満のＥＮ１４２７による環球式軟化点と、２０ｄｍｍを超えるＥＮ１４２６による針入値とを有する再生結合剤を形成する、前記アスファルト組成物）。

【請求項2】

ポリテルペン、テルペンフェノール、トールオイルピッチ、トールオイルピッチ誘導体、ステロール、アルキル化フェノール、α−メチルスチレンポリマー、またはその混合物をさらに含む、請求項１に記載の組成物。

【請求項3】

０．５〜１０重量％の前記再生剤を含む、請求項１に記載の組成物。

【請求項4】

未使用アスファルトをさらに含み、前記未使用アスファルトが未使用結合剤と未使用骨材とを含み、前記アスファルト組成物が未使用アスファルト、回収アスファルトおよび再生剤を合わせた量に対して１〜９９重量％の未使用骨材を含む、請求項１に記載の組成物。

【請求項5】

前記再生剤が、トールオイル由来の脂肪酸エステル、ロジンエステル、またはその混合物を含む、請求項１に記載の組成物。

【請求項6】

前記再生剤が、１０〜９０重量％のトールオイル由来の脂肪酸エステルと１０〜９０重量％のロジンエステルとを含む、請求項５に記載の組成物。

【請求項7】

前記脂肪酸エステルが、脂肪酸モノマー、脂肪酸ダイマー、脂肪酸トリマー、およびその混合物からなる群から選択される酸に由来する、請求項５に記載の組成物。

【請求項8】

前記ロジンエステルが、トールオイルロジン、木材ロジン、ガムロジン、またはその混合物に由来する、請求項５に記載の組成物。

【請求項9】

前記ロジンエステルが、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、ピマル酸、レボピマル酸、サンダラコピマル酸、イソピマル酸、パルストリン酸、およびその混合物からなる群から選択される酸に由来する、請求項５に記載の組成物。

【請求項10】

前記再生剤が、少なくとも１０重量％の環式含量を有する、請求項１に記載の組成物。

【請求項11】

前記再生剤が、５〜９５重量％の範囲内の環式含量を有する、請求項１に記載の組成物。

【請求項12】

前記再生剤が、再生剤を含まない老化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度に比較して少なくとも５℃老化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を低減するのに有効な量で存在する、請求項１に記載の組成物。

【請求項13】

前記再生剤が、トールオイルに由来する、請求項１に記載の組成物。

【請求項14】

前記再生剤が、再生剤を含まない老化結合剤に比較して、老化結合剤を軟化し、併せてその感温性を復活させるのに有効な量で存在する、請求項１に記載の組成物。

【請求項15】

老化結合剤と０．１〜２０重量％の再生剤とを含む再生結合剤であって、前記再生剤が熱安定性改善アルコールに由来し、前記再生剤が、少なくとも５重量％の環式含量を有し、芳香族酸、脂肪酸、脂肪酸モノマー、脂肪酸ダイマー、脂肪酸トリマー、ロジン酸、ロジン酸ダイマー、およびその混合物からなる群から選択される酸由来のエステルまたはエステルブレンドを含み、前記再生剤が、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、およびその混合物からなる群から選択されるアルコールに由来するエステルであり、前記再生剤が−２０℃未満の曇り点および−３０℃未満の流動点を有する、前記再生結合剤
（ただし、以下の再生結合剤（iv）及び（ｖ）を除く：
（iv）回収アスファルトと一緒に使用するのに適した再生結合剤であって、
（ａ）酸化アスファルト結合剤と、
（ｂ）酸化アスファルト結合剤と再生剤を合わせた量に対して０．１〜１５重量％のエステル官能性再生剤とを含み、
前記再生剤が、再生剤を含まない酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度に比較して酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも５℃低減し、前記再生剤が、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、またはネオペンチルグリコールに由来するエステルである、前記再生結合剤；及び
（ｖ）再生結合剤であって、
（ａ）酸化結合剤と、
（ｂ）エステル官能性再生剤とを含み、
前記再生剤が、酸化結合剤と再生剤を合わせた量に対して１〜１０重量％の範囲内の量で存在し、前記再生剤が、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、またはネオペンチルグリコールに由来するエステルであり、
前記再生結合剤が、６０℃未満のＥＮ１４２７による環球式軟化点と、２０ｄｍｍを超えるＥＮ１４２６による針入値とを有する、前記再生結合剤）。

【請求項16】

ポリテルペン、テルペンフェノール、トールオイルピッチ、トールオイルピッチ誘導体、ステロール、アルキル化フェノール、α−メチルスチレンポリマー、またはその混合物をさらに含む、請求項１５に記載の結合剤。

【請求項17】

前記再生剤が、トールオイル由来の脂肪酸エステル、ロジンエステル、またはその混合物を含む、請求項１５に記載の結合剤。

【請求項18】

前記再生剤が、少なくとも１０重量％の環式含量を有する、請求項１５に記載の結合剤。

【請求項19】

前記再生剤が、５〜９５重量％の範囲内の環式含量を有する、請求項１５に記載の結合剤。

【請求項20】

回収アスファルトを再生剤と合わせるステップを含み、前記再生剤が熱安定性改善アルコールに由来し、前記回収アスファルトが、骨材と老化アスファルト結合剤とを含む方法であって、
前記再生剤が、（ａ）老化結合剤と再生剤を合わせた量に対して０．１〜２０重量％の量で使用され、（ｂ）少なくとも５重量％の環式含量を有し、および（ｃ）芳香族酸、脂肪酸、脂肪酸モノマー、脂肪酸ダイマー、脂肪酸トリマー、ロジン酸、ロジン酸ダイマー、およびその混合物からなる群から選択される酸由来のエステルまたはエステルブレンドを含み、
前記再生剤が、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、およびその混合物からなる群から選択されるアルコールに由来するエステルであり、
前記再生剤が−２０℃未満の曇り点および−３０℃未満の流動点を有する、前記方法。

【請求項21】

前記再生剤が、ポリテルペン、テルペンフェノール、トールオイルピッチ、トールオイルピッチ誘導体、ステロール、アルキル化フェノール、α−メチルスチレンポリマー、またはその混合物をさらに含む、請求項２０に記載の方法。

【請求項22】

前記再生剤が、少なくとも１０重量％の環式含量を有する、請求項２０に記載の方法。

【請求項23】

請求項１に記載のアスファルト組成物を含む舗装面。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アスファルト組成物、および環式含量（cyclic content）を有するエステル官能性組成物によるその再生に関する。

【背景技術】

【0002】

回収アスファルトとして、数ある供給源の中でも、回収舗装アスファルト（reclaimed asphalt pavement）（ＲＡＰ）、回収アスファルト礫（reclaimed asphalt shingles）（ＲＡＳ）、工場廃棄物から回収されたアスファルト、および屋根フェルトから回収されたアスファルトが挙げられる。

【0003】

舗装アスファルト（asphalt pavement）は、世界で最もリサイクルされている材料の一つであり、未舗装道路上の砂利代替物としておよび舗装アスファルト（asphalt pavement）における未使用骨材および結合剤の代替物として舗装面および橋台の肩部で使用されている。しかし、リサイクルされる舗装アスファルト（asphalt pavement）は、通常、表面下の「黒い岩」としての使用、またはアスファルト基礎および表面層における限定された量の使用に限定されている。重要な表面層におけるリサイクル材料の有用性は限定的である。その理由は、アスファルトは、時間と共に劣化し、可とう性を失い、酸化および脆化し、特に応力下または低温で亀裂が生じやすいからである。この結果は、特に天候への暴露でアスファルトの有機成分、すなわち瀝青含有結合剤の老化のためである。老化結合剤はまた、非常に高粘性でもある。したがって、回収舗装アスファルト（reclaimed asphalt pavement）は、未使用アスファルトと異なる特性を有し、加工が困難である。未処理のＲＡＰは、わずかしか使用することができない；一般に、最大３０重量％までのＲＡＰを含むアスファルト混合物は、表面下の黒い岩として使用することができる。さらに、舗装面に対する要件はより高度であるために、そこでの未処理ＲＡＰの使用は、一般に、１５〜２５％に限定される。

【0004】

回収アスファルトは、未使用アスファルト、未使用結合剤、またはその両方とブレンドすることができる（例えば、米国特許第４５４９８３４号を参照されたい）。基礎と表面層の両方に組み込める回収アスファルトの量を増加させるための再生剤が開発されてきた。再生剤は、粘弾性挙動など、舗装アスファルト特性および瀝青結合剤の物理特性の一部分を復活させるので、回収アスファルトの特性が、未使用アスファルトにより近くまで類似する。リサイクルアスファルトの特性、特にＲＡＰ中の瀝青結合剤の特性を改善することによって、最終舗装の特性および寿命を落とすことなくアスファルト混合物中で使用するＲＡＰ量を増加させることが可能になる。

【0005】

ＲＡＰ用の通常使用される再生剤として、原油の蒸留または他の炭化水素油系の材料によって得られる低粘度生成物が挙げられる（例えば、米国特許第５７６６３３３号または第６１１７２２７号を参照されたい）。

【0006】

植物起源の再生剤も記載されている。例えば、米国特許第７８１１３７２号（瀝青およびパーム油を含む再生剤）；米国特許第７００８６７０号（密封または再生用に使用される大豆油、大豆油由来のアルキルエステル、およびテルペン）；米国特許出願公開第２０１０／００３４５８６号（大豆、ひまわり、菜種または他の植物由来の油に基づく再生剤）および米国特許出願公開第２００８／００４１２７６号（植物油から作製された植物油またはアルキルエステルであってよいリサイクルアスファルト用の可塑剤）を参照されたい。米国特許第８０７６３９９号には、植物起源の樹脂、植物油、および無水物、カルボン酸、またはエポキシド官能基を有するポリマーを含む結合剤組成物が記載されているが、この結合剤は、具体的に、再生用として教示されていない。植物油は、老化結合剤の望ましい軟化を提供することができるが、結合剤との混和性が平均〜不十分な傾向がある。その理由は、結合剤が、通常、顕著な多環式芳香族特性を有するからである。したがって、植物油は、漏出しやすく、結合剤が天然産の油を保持するのに役立たない。

【0007】

老化結合剤、特に激しく老化した結合剤の粘弾性特性は、温度変化に対しての対応が未使用瀝青より劣る、すなわち、「感温性」がより低い。望ましい再生剤は、老化結合剤を軟化することに加えて、またはそれと別個に、老化結合剤においてこの特性を変更または復活する能力を有する。感温性は、以下でより詳細に説明される動的せん断粘弾性測定（ＤＳＲ）技法を使用して評価することができる。したがって、感温性と軟化は、両者ともに重要であるが、特性が未使用結合剤に似た再生結合剤に老化結合剤を変換するという点でこの両者は異なる復活様式である。

【0008】

カシューナッツ殻の油由来の再生剤が最近紹介されており、これは、カルダノール、すなわち、Ｃ_１５不飽和鎖を有するフェノール性化合物を主として含む（例えば、ＰＣＴ国際公開ＷＯ第２０１０／０７７１４１号およびＷＯ第２０１０／１１０６５１号を参照されたい）。かかる生成物は、ベントラコ ケミー ビーブイ（Ｖｅｎｔｒａｃｏ Ｃｈｅｍｉｅ、Ｂ．Ｖ．）から例えばレオファルト（ＲｈｅｏＦａｌｔ）（登録商標）ＨＰ−ＥＭとして入手することができる。

【0009】

粗製トールオイル（ＣＴＯ）の蒸留から単離される多様な画分が、アスファルト組成物で使用されている。但し、それらは、具体的に、再生用として教示されていない。例えば、米国特許出願公開第２０１０／０１７０４１７号（アスファルト組成物におけるカッティング溶媒用途としてのＣＴＯ蒸留画分）；米国特許第８０３４１７２号（アスファルト組成物で使用するための蒸留または酸化トールオイル成分）および米国特許第４４７９８２７号および第４３７３９６０号（アスファルト、トールオイルおよび恐らくはオルガノポリシロキサンを含むパッチ用組成物）を参照されたい。

【0010】

モノマー酸（例えば、米国特許第７２５６１６２号に記載の独特な生成物）、ダイマー酸など、トールオイル脂肪酸（ＴＯＦＡ）、トールオイルロジン、トールオイルピッチまたはＣＴＯの下流生成物から作製されるエステルは、回収アスファルト用の再生剤として使用することがこれまで示唆されていない。

【0011】

ロジンエステルのアスファルト組成物における使用は、散発的に教示された。例えば、これらは、アスファルトプレミックス用の安定剤（米国特許第４２０７２３１号）、液体エマルジョン（米国特許第４４９２７８１号）もしくはホットミックスアスファルト配合剤（米国特許第６２２１４２８号）の成分、またはアスファルト結合剤成分（米国特許第８０７６３９９号）であってよい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】米国特許第４５４９８３４号

【特許文献2】米国特許第５７６６３３３号

【特許文献3】米国特許第６１１７２２７号

【特許文献4】米国特許第７８１１３７２号

【特許文献5】米国特許第７００８６７０号

【特許文献6】米国特許出願公開第２０１０／００３４５８６号

【特許文献7】米国特許出願公開第２００８／００４１２７６号

【特許文献8】米国特許第８０７６３９９号

【特許文献9】国際公開第２０１０／０７７１４１号

【特許文献10】国際公開第２０１０／１１０６５１号

【特許文献11】米国特許出願公開第２０１０／０１７０４１７号

【特許文献12】米国特許第８０３４１７２号

【特許文献13】米国特許第４４７９８２７号

【特許文献14】米国特許第４３７３９６０号

【特許文献15】米国特許第７２５６１６２号

【特許文献16】米国特許第４２０７２３１号

【特許文献17】米国特許第４４９２７８１号

【特許文献18】米国特許第６２２１４２８号

【特許文献19】米国特許第８０７６３９９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

回収アスファルト用の改善された再生剤が必要である。詳細には、当業界には、良好な耐わだち掘れ性（rutting resistance）を維持しつつ、耐低温クラック性および耐疲労クラック性を改善できる回収アスファルト用の添加剤が必要である。より良好な再生剤は、新規の舗装でＲＡＰをより多量に使用し、未使用で再生不可能な結合剤および骨材材料に対する依存を低減することを可能にすることによって道路建設のコストを低減すると思われる。好ましい再生剤は、未使用結合剤に匹敵する水準まで結合剤の粘度を低減し、また結合剤のガラス転移温度を低下させてより軟らかく、より容易に加工できるアスファルト混合物を可能にすると思われる。理想的には、再生剤は、再生可能な資源に由来し、結合剤から移動する傾向が低減するように老化結合剤との混和性が改善され、感温性が改善され、結合剤に元来の性能グレードを復活させることができる。

【課題を解決するための手段】

【0014】

一態様では、本発明は、回収アスファルトと再生剤とを含むアスファルト組成物に関する。回収アスファルトは、骨材と老化結合剤とを含む。再生剤は、老化結合剤と再生剤を合わせた量に対して０．１〜２０重量％の範囲内の量で存在する。加えて、再生剤は、少なくとも５重量％の環式含量（cyclic content）を有する。再生剤は、芳香族酸、脂肪酸、脂肪酸モノマー、脂肪酸ダイマー、脂肪酸トリマー、ロジン酸、ロジン酸ダイマー、およびその混合物から選択される酸由来のエステルまたはエステルブレンドを含む。

【0015】

別の態様では、再生剤は、エステルまたはエステルブレンドに加えて、ポリテルペン、テルペンフェノール、トールオイルピッチ、トールオイルピッチ誘導体、ステロール、アルキル化フェノール、α−メチルスチレンポリマーを含む。

【0016】

他の態様では、再生剤は、トールオイル由来の脂肪酸エステル、ロジンエステル、またはその混合物を含む。

【0017】

本発明の一部のアスファルト組成物では、再生剤は、熱安定性改善アルコールに由来する。こうした組成物用の再生剤は、例外的に低い曇り点および流動点を有する。

【0018】

本発明には、回収アスファルトと一緒に使用するのに適した結合剤組成物、本発明のアスファルトおよび結合剤組成物を作製するための方法、および本発明の結合剤とアスファルト組成物とを含む舗装面が含まれる。

【0019】

本発明者らは、驚くべきことに、適切な環式含量（cyclic content）を有するある種のエステル官能性再生剤を組み込むことによって回収アスファルトの老化瀝青結合剤を再生し、元来の性能グレードの瀝青に類似の物理的特性を備える再生結合剤を生成できることを見出した。再生結合剤は、低減されたガラス転移開始温度、すなわち、老化し脆い結合剤の望ましい軟化の指標を実際に示す。動的せん断粘弾性測定実験による結果は、再生アスファルトの良好な耐低温クラック性および改善された耐疲労クラック性をさらに立証する。ＤＳＲの結果は、また再生結合剤が耐わだち掘れ性（rutting avoidance）に関連する良好な高められた温度における性能を有することを示す。わだち掘れ（Rutting）は、アスファルト道路面、特に頻繁な交通量または高重量の交通のあるアスファルト道路面では普通の破損モードである。

【0020】

要約すれば、本発明の再生剤によって、アスファルト混合物中でより高い水準の回収アスファルトを使用することが可能になる。再生剤は、望ましい軟化を提供するが、植物油および他の代替品と異なり、本発明の再生剤は、より良好な混和性を有し、失われた感温性を結合剤に復活させることができる。これによって、配合者は、舗装用途で高水準の回収アスファルトを使用しても未使用結合剤の特性のより多くの部分を回復することが可能になる。道路でより多くの回収アスファルトを組み込むことによって結合剤と骨材の両方のコストが低減し、未使用で再生不可能な材料に対する道路建設業の依存度を低減するのに役立つ。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明は、エステル官能性再生剤によるアスファルト組成物の再生に関する。詳細には、骨材および老化アスファルト結合剤を含む回収アスファルト、特に回収舗装アスファルト（reclaimed asphalt pavement）（ＲＡＰ）の再生に関する。

【0022】

文献では、「アスファルト」は、結合剤を記述するのに使用される場合があり、結合剤プラス骨材を記述するのに使用される場合もある。本発明の説明では、「アスファルト」とは、一般に舗装用途のために使用される、瀝青結合剤と骨材とを含む複合材料を指す。かかるアスファルトはまた、「アスファルトコンクリート」とも呼ばれる。アスファルトは、通常、舗装用途に適している。舗装用途で使用されるアスファルトグレードの例として、砕石マスチックアスファルト、軟質アスファルト、ホットロールアスファルト、密粒度アスファルト、ギャップ型アスファルト、多孔質アスファルト、マスチックアスファルト、および他のアスファルト型が挙げられる。通常、アスファルト中の瀝青結合剤の全量は、アスファルトの全重量に対して１〜１０重量％、一部の場合では２．５〜８．５重量％、一部の場合では４〜７．５重量％である。

【0023】

「回収アスファルト」として、回収舗装アスファルト（reclaimed asphalt pavement）（ＲＡＰ）、回収アスファルト礫（reclaimed asphalt shingles）（ＲＡＳ）、工場廃棄物からの回収アスファルト、屋根フェルトからの回収アスファルト、および他の用途からのアスファルトが挙げられる。

【0024】

「回収舗装アスファルト（reclaimed asphalt pavement）」（ＲＡＰ）は、過去に舗装として使用されていたアスファルトである。ＲＡＰは、道路または他の構造物から除去され、次いで粉砕、断裂、破壊、破砕、および／または粒状化を含めた周知の方法によって処理されたアスファルトから取得することができる。使用する前に、ＲＡＰは、例えば、最終の舗装用途に応じて検査、分級および選択することができる。

【0025】

「骨材」（または「建設用骨材」）は、アスファルトで使用するのに適した粒状鉱物材料である。これは、一般に、砂、砂利、砕石、およびスラグを含む。アスファルトで使用するのに適した任意の従来型の骨材を使用することができる。適切な骨材の例として、花こう岩、石灰石、砂利およびその混合物が挙げられる。

【0026】

「瀝青」とは、黒色であり、粘着性であり、二硫化炭素に溶解性であり、主として縮合芳香族炭化水素からなる原油からの粘性の有機液体または準固体の混合物を指す。あるいは、瀝青とは、マルテンとアスファルテンの混合物を指すこともある。瀝青は、当業者に公知の任意の従来型の瀝青であってよい。瀝青は、天然起源であってよい。これは、粗製の瀝青であってもよく、原油の真空蒸留、熱分解または水添分解からの底部残渣として得られる精製瀝青であってもよい。回収舗装アスファルト（reclaimed asphalt pavement）中に含まれる瀝青または回収舗装アスファルト（reclaimed asphalt pavement）から得られる瀝青は、さらに、ＲＡＰ起源の瀝青と呼ばれる。

【0027】

「未使用瀝青」（「新鮮な瀝青」としても知られる）とは、使用されたことがない瀝青、例えば、道路舗装から回収されたことがない瀝青を指す。未使用瀝青は、未使用結合剤の成分である。「未使用結合剤」は、過去に道路舗装のために使用されたことがない結合剤である。

【0028】

「未使用アスファルト」とは、未使用骨材と未使用瀝青または未使用結合剤の組合せを指す。未使用アスファルトは、それまでに舗装のために使用されたことがない。

【0029】

「結合剤」とは、瀝青と任意選択で他の成分との組合せを指す。他の成分として、エラストマー、非瀝青結合剤、接着促進剤、軟化剤、追加の再生剤（本発明以外の）、または他の適切な添加剤が挙げられる。有用なエラストマーとして、例えば、エチレン−ビニルアセタートコポリマー、ポリブタジエン、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー、ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）ブロックターポリマー、イソプレン−スチレンブロックコポリマーおよびスチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）ブロックターポリマーなどが挙げられる。老化エラストマー添加剤は、粉砕タイヤゴム材料を含むことができる。

【0030】

「老化結合剤」とは、回収アスファルト中に存在する、または回収アスファルトから回収された結合剤を指す。通常、老化結合剤は、回収アスファルトから単離されない。老化結合剤は、老化および戸外の天候への暴露の結果として未使用瀝青に比較して高い粘度を有する。一部の例では、「老化結合剤」はまた、本明細書中で、本明細書に記載のＲＴＦＯおよびＰＡＶ実験室老化試験方法を使用して老化した未使用結合剤を指すのに使用される。「老化結合剤」とはまた、再生剤との組合せによって利益を得ることができる硬くて、不十分な品質のまたは規格外の未使用結合剤、特に、ＥＮ１４２７によって６５℃超の環球式軟化点およびＥＮ１４２６によって２５℃で１２ｄｍｍ以下の針入値を有する未使用結合剤を指すことができる。

【0031】

「再生剤」とは、老化結合剤または回収アスファルト（または未使用結合剤および／または未使用アスファルトとこれとの混合物）と組み合わせて老化結合剤または回収アスファルトを再生し、未使用結合剤または未使用アスファルトの元来の特性の一部または全部を復活させる組成物または混合物を指す。

【0032】

「トールオイル由来の」とは、再生剤が、少なくとも一部分は粗製トールオイル（ＣＴＯ）成分に由来することを意味する。ＣＴＯ成分として、例えば、トールオイル脂肪酸（ＴＯＦＡ）、トールオイルヘッド、トールオイルロジン、およびトールオイルピッチが挙げられる。エステル官能性再生剤を作製するために適したトールオイル誘導体として、ＴＯＦＡから作製されるモノマー、ダイマーおよびトリマー酸、ダイマー化ロジン酸、およびトールオイルから取得可能な精製脂肪酸などの酸官能性トールオイル誘導体が挙げられる。

【0033】

結合剤中の瀝青は、舗装グレード瀝青、すなわち、舗装用途に適した瀝青などの市販未使用瀝青であってよい。市販の舗装グレード瀝青の例として、例えば、針入グレード（ＰＥＮ）分類系でＰＥＮ３５／５０、４０／６０および７０／１００と呼ばれる瀝青、または性能グレード（ＰＧ）分類系でＰＧ６４−２２、５８−２２、７０−２２および６４−２８と呼ばれる瀝青が挙げられる。かかる瀝青は、例えば、シェル（Ｓｈｅｌｌ）、トタル（Ｔｏｔａｌ）およびブリティッシュ ペトロリアム（Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ）（ＢＰ）から入手可能である。ＰＥＮ分類では、商品番号は、ＥＮ１４２６法で測定した場合の瀝青の針入範囲を指し、例えば、４０／６０ＰＥＮ瀝青は、４０〜６０デシメートル（ｄｍｍ）の範囲にある針入を有する瀝青に対応する。ＰＧ分類（ＡＡＳＨＴＯ ＭＰ １規格）では、商品番号の最初の値は、スーパーペーブ（Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ）（役務商標）系として当技術分野で公知である方法によって測定した場合の高温性能を指し、第２の値は、低温性能を指す。

【0034】

Ｉ．結合剤組成物
一態様では、本発明は、回収アスファルトと一緒に使用するのに適した再生結合剤組成物に関する。結合剤組成物は、老化結合剤と再生剤の組合せを含む。

【0035】

本発明の組成物で使用するのに適した老化結合剤は、ＲＡＰであってよい回収アスファルト中に存在し、または回収アスファルトから回収される。結合剤は、溶媒抽出など従来の手段によってＲＡＰから回収することができる。回収アスファルト組成物中の結合剤の量は、一般に、供給者から知らされているが、当業者に公知の方法によっても決定することができる。例えば、ＲＡＰの既知量は、適切な溶媒、例えば、ジクロロメタンで処理して結合剤を抽出することができる。抽出画分中の結合剤の重量は、測定することができ、それによってＲＡＰ中の結合剤含量を決定する。ＲＡＰ中の結合剤量は、通常、ＲＡＰの全重量に対して１〜１０重量％、詳細には、２．５〜８．５重量％、より詳細には、４〜７．５重量％の範囲であってよい。

【0036】

好ましくは、老化結合剤は、回収アスファルトから単離されない。代わりに、回収アスファルトは、単純に、再生剤の望ましい量と合わせられる。好ましい手法では、再生剤は、未使用結合剤、回収アスファルト、および任意選択で未使用アスファルトと合わせ、混合して再生アスファルト生成物を得る。

【0037】

再生結合剤組成物は、老化結合剤と再生剤を合わせた量に対して０．１〜２０重量％、好ましくは、０．５〜１０重量％の再生剤を含む。

【0038】

本発明の結合剤組成物で使用するのに適した再生剤は、以下でより十分に説明される。簡潔に言えば、再生剤は、少なくとも５重量％の環式含量（cyclic content）を有し、芳香族酸、脂肪酸、脂肪酸モノマー、脂肪酸ダイマー、脂肪酸トリマー、ロジン酸、ロジン酸ダイマー、およびその混合物から選択される酸由来のエステルまたはエステルブレンドを含む。

【0039】

ＩＩ．アスファルト組成物
別の態様では、本発明は、アスファルト組成物に関する。アスファルト組成物は、回収アスファルトと再生剤とを含む。回収アスファルトは、骨材と老化結合剤とを含む。本発明の組成物中の回収アスファルト、骨材および老化結合剤は、上で定義したのと同様である。適切な再生剤は、以下でより詳細に議論される。

【0040】

再生剤
本発明のアスファルトおよび結合剤組成物では、再生剤は、老化結合剤と再生剤を合わせた量に対して０．１〜２０重量％、好ましくは、０．５〜１０重量％の範囲内の量で存在する。

【0041】

再生剤は、少なくとも５重量％、より好ましくは、少なくとも１０重量％の環式含量（cyclic content）を有する。ある種の態様では、再生剤は、５〜９５重量％、好ましくは、１０〜９０重量％の環式含量（cyclic content）を有する。

【0042】

「環式含量（cyclic content）」とは、構造の一部として一つまたは複数の脂環式または芳香族環を有する化合物の再生剤中の重量％を意味する。したがって、環式含量（cyclic content）は、モノ−、バイ−（bi-）、トリ−または他のポリ環式化合物に由来することができる。環は、縮合していてもよく、単離していてもよい。環は、好ましくは、３−、４−、５−、６−、または７−員であり、５−または６−員環がより好ましい。環はまた、一つまたは複数のヘテロ原子、例えば、酸素、窒素、イオウなどを含むことができる。

【0043】

再生剤は、エステルまたはエステルブレンドを含む。エステルまたはエステルブレンドは、芳香族酸、脂肪酸、脂肪酸モノマー、脂肪酸ダイマー、脂肪酸トリマー、ロジン酸、ロジン酸ダイマー、およびその混合物から選択される酸に由来する。

【0044】

１．芳香族酸のエステル
一部の態様では、再生剤は、一つまたは複数の芳香族酸に由来するエステルを含む。芳香族酸の適切なエステルとして、例えば、フタラート、イソフタラート、テレフタラート、ベンゾアート、アルキル化ベンゾアート、ナフトアート、アントロアート、フェナントロアートなどが挙げられる。具体的な例として、ジメチルフタラート、ジオクチルフタラート、ジメチルイソフタラート、ジメチルテレフタラート、ジベンジルフタラート、オレイルベンゾアートなど、およびその混合物が挙げられる。

【0045】

２．脂肪酸のエステル
適切な脂肪酸エステルとして、飽和または不飽和、直鎖または分枝であり、好ましくは、６〜４０個、より好ましくは、８〜３０個、最も好ましくは、８〜２０個の炭素原子を有する酸のエステルが挙げられる。好ましい脂肪酸エステルは、Ｃ_１〜Ｃ_１８アルコールに由来する。脂肪酸エステルは、天然油などのトリグリセリドに由来してもよい。適切な脂肪酸エステルとして、例えば、カプラート、カプリラート、アゼラート、リシノレアート、１２−ヒドロキシステアラート、イソステアラート、ステアラート、ラウラート、ミリスタート、オレアート、パルミタート、リノラート、リノレナートなどが挙げられる。脂肪酸エステルは、通常、環式含量（cyclic content）を有さないので、ロジンエステルなど環式含量（cyclic content）を有する他の材料と通常合わせる。

【0046】

好ましい態様では、再生剤は、トールオイル、脂肪酸（ＴＯＦＡ）またはＴＯＦＡ誘導体（例えば、ＴＯＦＡダイマー酸）に由来する。トールオイル脂肪酸は、蒸留によって粗製トールオイル（ＣＴＯ）から単離される。ＣＴＯは、クラフト木材パルプ工程の副生物である。ＣＴＯの蒸留は、トールオイル脂肪酸に加えて、「トールオイルヘッド」と呼ばれる長鎖脂肪酸（大部分はパルミチン酸）のより揮発性で高飽和度の画分をもたらす。トールオイル脂肪酸は、次の留分であり、これは、多様な程度の不飽和度を有する大部分がＣ_１８およびＣ_２０の脂肪酸（例えば、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、およびこれらの多様な異性体）を含む。蒸留トールオイルまたは「ＤＴＯ」と呼ばれる別の留分は、大部分を占めるトールオイル脂肪酸と少量のトールオイルロジンの混合物である。次に単離されるトールオイルロジン（「ＴＯＲ」）は、主として、Ｃ_１９〜Ｃ_２０三環式モノカルボン酸からなる。蒸留の底部留分は、「トールオイルピッチ」または単に「ピッチ」と呼ばれる。一般に、少なくともいくらかのトールオイル脂肪酸を含む任意の留分は、エステル官能性再生剤の作製で使用するのに好ましい。

【0047】

３．脂肪酸モノマー、ダイマーおよびトリマーのエステル
再生剤は、脂肪酸モノマー、ダイマーまたはトリマー由来のエステルを含むことができる。脂肪酸モノマーは、不飽和脂肪酸を二量化またはポリマー化するのに使用される工程の副生物として得られる。

【0048】

不飽和脂肪酸は、通常、酸性白土触媒を使用して重合される。高水準のモノーまたはポリ不飽和を有する脂肪酸は、好ましい。この高温過程では、不飽和脂肪酸は、例えば、「エン反応」による分子間付加反応を行うことによって重合脂肪酸を形成する。機構は複雑であり、十分理解されていない。しかし、生成物は、大部分がダイマー化した脂肪酸と、モノマー性脂肪酸の独特の混合物とを含む。蒸留によって、通常「ダイマー酸」と呼ばれる非常にダイマー化脂肪酸に富む画分がもたらされる。かかるダイマー酸は、エステル官能性再生剤の作製で使用するのに適している。

【0049】

重合ＴＯＦＡの蒸留によって、非常にモノマー性脂肪酸に富み、「モノマー」（大文字の「Ｍ」を有する）または「モノマー酸」と呼ばれる画分がもたらされる。独特な組成物であるモノマーは、エステル官能性再生剤を作製するための好ましい出発材料である。天然資源由来のＴＯＦＡは、大部分、直鎖Ｃ_１８不飽和カルボン酸、主としてオレインおよびリノール酸からなるが、モノマーは、比較的少量のオレインおよびリノール酸を含み、代わりに飽和および不飽和の相当量の分枝および環状Ｃ_１８酸、およびエライジン酸を含む。モノマーのより多様で相当に分枝した組成物は、重合中にＴＯＦＡに対して実施される接触工程からもたらされる。当技術分野では、モノマーがアルコールと反応して「モノメラート」エステルを作製することによって、対応するＴＯＦＡ系エステルと異なる独特の誘導体がもたらされることが認められている。モノマーは、ＣＡＳ 登録番号（Ｒｅｇｉｓｔｒｙ Ｎｕｍｂｅｒ） ６８９５５−９８−６として指定された。モノマー生成物の例は、アリゾナ ケミカル社（Ａｒｉｚｏｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）の製品であるセンチュリー（Ｃｅｎｔｕｒｙ）（登録商標）ＭＯ５およびＭＯ６脂肪酸である。モノマーの組成物およびその多様なエステルへの変換に関するさらなる情報については、その教示が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第７２５６１６２号を参照されたい。

【0050】

モノマー、ダイマーおよびトリマー脂肪酸由来の適切なエステル官能性再生剤の具体的な例として、例えば、エチレングリコールモノメラート、グリセリンモノメラート、トリメチロールプロパンモノメラート、ネオペンチルグリコールモノメラート、２−エチルヘキシルモノメラート、エチレングリコールジメラート、２−エチルヘキシルジメラート、２−エチルヘキシルトリメラートなどが挙げられる。

【0051】

４．ロジン酸およびロジン酸ダイマーのエステル
適切な再生剤として、ロジン酸またはロジン酸ダイマーのエステルが挙げられる。ロジン酸は、３個の縮合６炭素環の核を含む一般式Ｃ_１９Ｈ_２９ＣＯＯＨを有するモノカルボン酸を含み、数および位置が変動する二重結合を含む。ロジン酸の例として、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、ピマル酸、レボピマル酸、サンダラコピマル酸、イソピマル酸、パルストリン酸が挙げられる。

【0052】

ロジン酸は、単離形態で使用してもよく、複数のロジン酸を含むことができる組成物の一部として使用してもよい。詳細には、ロジンは、ロジン酸の供給源として使用することができる。ロジンは、多数の植物、特に、Ｐｉｎｕｓ ｐａｌｕｓｔｒｉｓや Ｐｉｎｕｓ ｃａｒｉｂａｅａなどの針葉樹の分泌炭化水素である。天然ロジンは、通常、７または８種のロジン酸の混合物、および他の微量成分からなる。ロジンは、市販されており、含油樹脂（蒸留の残渣であるガムロジン）の蒸留によって、松の幹の抽出（木材ロジン）によって、またはトールオイルの分留（トールオイルロジン）によって松の木から得ることができる。トールオイルロジン、ガムロジンおよび木材ロジンを含めた任意の型のロジンを使用することができる。トールオイルロジンは、通常、その安定供給性のために使用される。適切な市販ロジンの例として、トールオイルロジン（例えば、アリゾナ ケミカル（Ａｒｉｚｏｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）からのシルバロス（Ｓｙｌｖａｒｏｓ）（登録商標）８５、シルバロス（Ｓｙｌｖａｒｏｓ）（登録商標）９０またはシルバロス（Ｓｙｌｖａｒｏｓ）（登録商標）９５）が挙げられる。

【0053】

ロジン酸は、例えば、水素化、不均化、二量化もしくはオリゴマー化、ディールス−アルダー反応、異性化またはその組合せによって、エステル化の前に修飾することができる。ロジンエステルはまた、修飾して不均化ロジンエステルを形成することができる。例えば、デヒドロアビエチン酸が有用であることもある。

【0054】

ロジンエステルは、当技術分野で公知の方法（例えば、その教示が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第５５０４１５２号を参照されたい）によってロジン酸およびアルコールから得ることができる。一般に、ロジンは、ロジン酸とアルコールの加熱反応によってエステル化することができる。エステル化反応を促進して完結させるために、蒸留、真空の印加、および当業者に公知の他の手段などの方法によって反応器から水を除去することができる。

【0055】

例えば、全てアリゾナ ケミカル（Ａｒｉｚｏｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）からのシルバタック（Ｓｙｌｖａｔａｃ）（登録商標）ＲＥ１０３、シルバタック（Ｓｙｌｖａｔａｃ）（登録商標）ＲＥ５５、シルバタック（Ｓｙｌｖａｔａｃ）（登録商標）ＲＥ８５、シルバタック（Ｓｙｌｖａｔａｃ）（登録商標）ＲＥ１２およびシルバタック（Ｓｙｌｖａｔａｃ）（登録商標）ＲＥ５；全てイーストマン（Ｅａｓｔｍａｎ）からのイーストマン（Ｅａｓｔｍａｎ）（登録商標）エステルＧｕｍ１５Ｄ−Ｍ、パーマリン（Ｐｅｒｍａｌｙｎ）（登録商標）３１００、パーマリン（Ｐｅｒｍａｌｙｎ）（登録商標）５１１０−Ｃおよびステイベライト（Ｓｔａｙｂｅｌｉｔｅ）（商標）エステル３−Ｅ；全てＤＲＴ（ｌｅｓ Ｄｅｒｉｖｅｓ Ｒｅｓｉｎｉｑｕｅｓ＆Ｔｅｒｐｅｎｉｑｕｅｓ）からのダートリン（Ｄｅｒｔｏｌｉｎｅ）（登録商標）Ｇ２Ｌ、ダートリン（Ｄｅｒｔｏｌｉｎｅ）（登録商標）ＳＧ２、ダートリン（Ｄｅｒｔｏｌｉｎｅ）（登録商標）Ｐ１０５、ダートリン（Ｄｅｒｔｏｌｉｎｅ）（登録商標）Ｐ１１０、ダートリン（Ｄｅｒｔｏｌｉｎｅ）（登録商標）Ｐ２Ｌ、ダートリン（Ｄｅｒｔｏｌｉｎｅ）（登録商標）ＰＬ５、ダートポリン（Ｄｅｒｔｏｐｏｌｉｎｅ）Ｐ１２５、グラノライト（Ｇｒａｎｏｌｉｔｅ）ＳＧ、グラノライト（Ｇｒａｎｏｌｉｔｅ）Ｐ、グラノライト（Ｇｒａｎｏｌｉｔｅ）Ｐ１１８およびグラノライト（Ｇｒａｎｏｌｉｔｅ）ＴＥＧ；ならびにジョージア パシフィック（Ｇｅｏｒｇｉａ Ｐａｃｉｆｉｃ）からのノバレス（ＮｏｖａＲｅｓ）（登録商標）１１００などの市販のロジンエステルを使用することもできる。

【0056】

ロジンエステルは、いくらかの残留した未反応酸およびアルコールを含む場合がある。通常、ロジンエステルは、２０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満、詳細には、１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の酸価を有する。酸価は、変色指示薬滴定法を使用するＡＳＴＭ Ｄ９７４標準法など、当業者に公知の方法によって測定することができる。

【0057】

適切なロジンエステルは、液体ロジンエステルであり、または、３０〜１２０℃、３０〜８０℃もしくは４０〜６０℃の軟化点を有する固体ロジンエステルであってもよい。軟化点は、当業者に公知の方法によって、例えば、「環球式」法と呼ばれる方法を使用するＡＳＴＭ ２８−９９標準法に従って測定することができる。適切なロジンエステルとして、トールオイルロジンのエステル、ガムロジンのエステル、および木材ロジンのエステルが挙げられる。多数のアルコールおよびグリコールが、一つまたは複数のロジンと反応してロジンエステルを作製するのに適している。例として、Ｃ_８〜Ｃ_１１アルキルおよびイソアルキルアルコールおよびグリコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどが挙げられる。

【0058】

追加の再生剤成分
一部の態様では、エステル官能性再生剤は、ポリテルペン、テルペンフェノール、トールオイルピッチ、トールオイルピッチ誘導体、ステロール、アルキル化フェノール、α−メチルスチレンポリマー、またはその混合物をさらに含む。適切な材料は、周知であり、多数のものが市販されている。例として、シルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）ＴＰ９６、シルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）ＴＰ１０５およびシルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）ＴＰ１１５などのシルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）テルペンフェノールが挙げられる。適切なポリテルペンとして、例えば、シルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）ＴＲ９０、シルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）ＴＲ１０５、およびシルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）ＴＲ１２５などのシルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）ＴＲシリーズポリテルペンが挙げられる。適切なα−メチルスチレンポリマーとして、例えば、シルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）ＳＡ１００、シルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）ＳＡ１２０、およびシルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）ＳＡ１４０などのシルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）ＳＡシリーズ芳香族樹脂、ならびにα−メチルスチレンフェノール樹脂、例えば、シルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）５２０、シルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）５２５、およびシルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）５４０が挙げられる。上記のシルバレス（Ｓｙｌｖａｒｅｓ）（登録商標）製品は、全て、アリゾナ ケミカル（Ａｒｉｚｏｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）の製品である。

【0059】

一部の態様では、少なくとも５重量％の環式含量（cyclic content）を有する再生剤は、トールオイル由来の脂肪酸エステル、ロジンエステル、またはその混合物を含む。好ましくは、再生剤は、１０〜９０重量％のトールオイル由来の脂肪酸エステルと１０〜９０重量％のロジンエステルとを含む。他の好ましい再生剤では、脂肪酸エステルは、脂肪酸モノマー、脂肪酸ダイマー、および脂肪酸トリマーから選択される酸に由来する。他の好ましい再生剤では、ロジンエステルは、トールオイルロジン、木材ロジン、ガムロジン、またはその混合物に由来する。一部の態様では、ロジンエステルは、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、ピマル酸、レボピマル酸、サンダラコピマル酸、イソピマル酸、パルストリン酸、およびその混合物に由来する。

【0060】

好ましい態様では、本発明のアスファルトまたは結合剤組成物用のエステル官能性再生剤は、一つまたは複数の熱安定性改善アルコールに由来する。「熱安定性改善アルコール」とは、その任意のヒドロキシル基の酸素に対してβ位に位置する第四級炭素を有するアルコールを意味する。例として、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ベンジリックアルコール（benzylic alcohols）など、およびその混合物が挙げられる。詳細には、本発明者らは、エステル成分の少なくとも一部分が熱安定性改善アルコールに由来する再生剤が、望ましくは低い曇り点（好ましくは、−２０℃未満）、低い流動点（好ましくは、−３０℃未満）、および良好なから優れたまでの低温特性（以下の表３を参照されたい）を有する再生剤をもたらすことを見出した。

【0061】

本発明の一部の態様では、再生剤は、好ましくは、２００℃超、より好ましくは、２２０℃超、および最も好ましくは、２５０℃超の引火点を有する。再生剤は、好ましくは、非結晶性であり、好ましくは、３０℃以下、より好ましくは、２０℃以下、最も好ましくは、０℃以下の融点またはタイター（ＡＳＴＭ Ｄ１９８２または類似の方法によって）を有する。

【0062】

好ましくは、再生剤は、０℃未満、より好ましくは、−１０℃未満、さらにより好ましくは、−２０℃未満、最も好ましくは、−２５℃未満の曇り点を有する。曇り点は、混ざりもののない溶融試料を徐々に冷却し、清澄な試料がちょうど曇る温度を観察することによって見出される。

【0063】

一部の態様では、再生剤は、再生剤を含まない老化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度に比較して老化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも５℃、好ましくは、少なくとも１０℃低減するのに有効な量で存在する。ガラス転移開始温度は、任意の所望の方法によって測定することができるが、好都合には、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によってまたはビーム曲げ粘弾性測定（bending beam rheometry）（ＢＢＲ）による損失弾性率のピークによって測定される。試料が温度の上昇および／または下降プログラムによって循環される場合のＤＳＣ曲線の推移が記録される。熱流（Ｗ／ｇ）対温度のプロットにおいて、変曲点が、ガラス転移の開始および終点を示す。開始温度と終点の間の温度範囲は、「広がり」である。望ましい再生剤は、ガラス転移の開始温度を下げ、また広がりを狭くする。ＤＳＣは、これまで、アスファルト組成物を評価するための診断道具として使用されてきた；例えば、Ａｓｐｈａｌｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ａ．Ｍ．Ｕｓｎａｍｉ編、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ、Ｉｎｃ．、ＮＹ（１９９７）頁５９〜１０１中のＲ．Ｆ．ＴｕｒｎｅｒおよびＪ．Ｆ．Ｂｒａｎｔｈａｖｅｎ、「ＤＳＣ Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ Ａｓｐｈａｌｔｓ ａｎｄ Ａｓｐｈａｌｔ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ」を参照されたい。

【0064】

本発明者らは、驚くべきことに、少なくとも５重量％の環式含量（cyclic content）を有するある種の再生剤が、低から中までの水準で導入された場合、老化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも５℃低減するのに有効であり得ることを見出した。低減は、舗装アスファルト（asphalt pavement）における耐低温クラック性の予期された改善と相関性があるので重要である。表１（以下）の結果が示唆するように、多様なエステル官能性再生剤は、老化アスファルト結合剤に対して２．５〜１０重量％で使用された場合、ガラス転移の開始温度を少なくとも５℃低減するのに有効である。再生剤の多くは、ガラス転移の開始温度を少なくとも１０℃低減し、一部のものは、その温度を２０℃も低減することができる。他方では、他の試験された組成物は、１０重量％の水準でＴｇ開始温度を少なくとも５℃低減するのに有効ではない。例えば、表１に示されるように、数ある中でも高ヒドロキシルロジンエステル（Ｃ１０）およびテルペンフェノール（Ｃ１２）は、Ｔｇ開始温度を低減するのに有効ではない（「Δ開始」欄を参照されたい）。別の市販の再生剤（ベントラコ ケミー ビーブイ（Ｖｅｎｔｒａｃｏ Ｃｈｅｍｉｅ、Ｂ．Ｖ．）の製品であるレオファルト（ＲｈｅｏＦａｌｔ）（登録商標）ＨＰ−ＥＭ）の有効成分であるカルダノールは、Ｔｇ開始温度を有効に低減するが、カルダノールは、フェノールの長鎖不飽和アルキラートであり、エステル官能基を持たない。

【0065】

本発明の一部の好ましいアスファルトおよび結合剤組成物では、少なくとも５重量％の環式含量（cyclic content）を有する再生剤は、ガラス転移温度の広がり（または溶融範囲）を少なくとも５℃だけ、好ましくは、少なくとも１０℃低減するのに有効な量で存在する。表１（「Δ広がり」欄を参照されたい）に示されるように、例えば、エチレングリコールモノメラート、グリセリンモノメラート、ネオペンチルグリコールモノメラート、およびその他を含めてこの能力を有するかかる再生剤の膨大な例が存在する。Ｔｇ開始温度の低減よりいくらか診断性が劣るが、結合剤のＴｇ広がりがより狭いことは、一般に、均一性がより大きいことを示し、これによって、周囲温度においてアスファルト組成物の耐疲労クラック性がより良好になり得る。

【0066】

少なくとも５重量％の環式含量（cyclic content）を有するエステル官能性再生剤の価値のさらなる証拠は、動的せん断粘弾性測定（ＤＳＲ）データに由来する。物質の変形および流動の調査であるレオロジーは、未使用の、老化した、養生した、または処理したいずれかの瀝青の粘弾性挙動の特徴を提供する。この測定された挙動は、アスファルト骨材内の瀝青の性能、続いて道路の性能と相関関係を有する。試験は、線形粘弾性の原理および重ね合わせの原理に基づく機能を示し、ここで材料の歪は、受けた応力に比例する。応力が、試料に印加され、応答およびその応答の遅延（位相角）が、解析されて試料の多様な特性を表す弾性率を計算するのに使用される。

【0067】

特に米国では、ＤＳＲを使用してアスファルト生成物を評価することによって低、周囲および高められた温度における期待される性能が検定される。ＤＳＲを使用して広範囲の温度における複素せん断弾性率（Ｇ^＊）および位相角のレオロジー特性を試験することができ、これによって試料の粘性と弾性の両方の挙動を特徴づけることができる。

【0068】

低温（例えば、−１０℃）では、道路面には耐クラック性が必要である。周囲温度下では、剛性および疲労特性が重要である。高められた温度では、アスファルトが過剰に軟らかくなる場合に、道路には耐わだち掘れ性（to resist rutting）が必要である。３種の共通の組の温度条件下で、期待される舗装道路面の性能と相関する結合剤のレオロジー特性を特定することを目的として、基準がアスファルト工業によって確立された。

【0069】

したがって、低温では、−１０℃で測定された再生結合剤の複素弾性率（Ｇ^＊）は、未使用結合剤に対する値以下であるべきである。３０／５０グレード未使用結合剤では、−１０℃のＧ^＊は、理想的には、２．８×１０^８Ｐａ以下である。老化結合剤は、この特性においては未使用結合剤と顕著に異なることはない。

【0070】

周囲温度では、再生結合剤の複素弾性率は、未使用結合剤に対する値以下であるべきである。３０／５０グレード未使用結合剤では、２０℃のＧ^＊は、理想的には、６．０×１０^６Ｐａ以下である。

【0071】

疲労基準もまた、周囲温度性能に関係する。１０ｒａｄ／ｓで測定される複素弾性率（Ｇ^＊）と位相角（δ）の正弦の積が、決定される。１０ｒａｄ／ｓにおけるＧ^＊ｓｉｎδの値が５．０×１０^６Ｐａに等しい温度は、３５／５０グレード未使用結合剤に匹敵する再生結合剤では、２０℃以下であるべきである。

【0072】

高温では、商Ｇ^＊／ｓｉｎδが重要である。１０ｒａｄ／ｓにおけるＧ^＊／ｓｉｎδの値が１０００Ｐａに等しい温度は、老化結合剤と比較して再生結合剤では低減されるべきである。３０／５０グレード未使用結合剤では、１０ｒａｄ／ｓにおけるＧ^＊／ｓｉｎδの値が１０００Ｐａに等しい温度は、約７０℃である。高温基準は、一般に、最大約１０重量％までのエステル官能性再生剤で満足される。

【0073】

表２は、低温性能、特に−１５℃におけるｍ−値およびクリープ剛性における改善を示す。例えば、ＥＧモノメラートおよびグリセリンモノメラートは、テルペンフェノールに比較して良好に働く。周囲温度では、再生剤は、ＲＡＰ結合剤のＧ^＊ｓｉｎδを明白に低減させる。これは、究極のアスファルト組成物における耐疲労クラック性の改善を示す。低および周囲温度性能における利点は、顕著であるが、こうした利点は、耐わだち掘れ性（resistance to rutting）などの高められた温度における特性を犠牲にすることによってのみ得られる場合が頻発し過ぎる。しかし、表２に示されるように、７０℃で測定されるＧ^＊／ｓｉｎδの低い値（対照に対して）は、再生剤を含む結合剤が高められた温度で同様に良好に働くことを示す。試験結果は、特定の結合剤を使用する際に予想されるわだち掘れ（rut）の形成量を予想するのに使用される。表２の結果は、再生剤による結合剤の軟化は、暑い夏の日でも究極のアスファルト組成物に対してわだち掘れ（rutting）問題を創出しないことを示唆している。

【0074】

好ましい一態様では、再生剤は、一つまたは複数の低温アルコールに由来するエステルまたはエステルブレンドを含む。「低温アルコール」とは、そのヒドロキシル基の任意の酸素に対してβ位に位置する第四級炭素を有するアルコールを意味する。例として、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ベンジリックアルコール（benzylic alcohols）などが挙げられる。詳細には、本発明者らは、エステル成分の少なくとも一部分が低温アルコールに由来する再生剤が、望ましくは低い曇り点、低い流動点、および良好なから優れたまでの低温特性（以下の表３を参照されたい）を有する再生剤をもたらすことを見出した。

【0075】

他の態様では、再生剤は、改善された混和性を有する。混和性は、一つの材料が別の材料と均一な溶液を形成する能力である。添加剤と瀝青の混和性は、混合および施用中および後に瀝青中に存在する添加剤の親縁性と相関する。瀝青との混和性が小さい添加剤は、混合中により大きい質量損失を示す、または時間をかけて骨材内に漏出する傾向がより大きく、それによって添加剤を添加することによって得られる如何なる利益も否定することになる。本発明者らは、ロジンエステルやロジンエステルブレンドなどの環式組成物が、適切な試験法で良好なから優れたまでの老化結合剤との混和性を実際に示し、例えば、植物油または炭化水素ワックスで見られるような漏出傾向の低減を示すことを見出した（以下の表４を参照されたい）。さらに、本発明の再生剤の環式含量（cyclic content）は、それ自体の天然油を保持する際に老化結合剤を補助することができる。

【0076】

ある種の態様では、再生剤は、再生剤を含まない老化結合剤と比較して老化結合剤を軟化し、併せてその感温性を復活させるのに有効な量で添加される。

【0077】

感温性は、温度変化に対する結合剤の粘弾性応答のレオロジー指標である。老化結合剤において添加剤がこの特性を変更または復活させる能力は、軟化と別個に追加の復活効果の尺度として働く。再生結合剤における感温性の有効な変化は、老化結合剤と比較する場合にＧ^＊、Ｇ^＊ｓｉｎδ、またはＧ^＊／ｓｉｎδの傾斜の増加または減少のいずれかによって示すことができる。この傾斜の変化は、垂直軸上の疲労基準（すなわち、１０ｒａｄ／ｓにおけるＧ^＊ｓｉｎδ＝５．０×１０^６Ｐａである温度（℃））対水平軸上の高温基準（すなわち、１０ｒａｄ／ｓにおけるＧ^＊／ｓｉｎδ＝１０００Ｐａである温度（℃））からなるｘｙプロット上の点の相対的な位置によって知ることができる。

【0078】

以下の表８は、未使用結合剤の特性を老化材料に復活させる最高の感温性および能力を提供する組成物が、大含量の環式成分（例えば、芳香族エステル、ロジンエステル、二量化ロジンエステル）を有する傾向があることを例示する。感温性の変更という点では、植物油、石油フラックスオイルまたは脂肪酸エステルの復活能力は比較的小さいことに留意されたい。環式を含む組成物は、単独の成分である場合、瀝青の軟化であまり良好でないので、環式組成物と非環式組成物の組合せを使用して、良好な軟化と良好な感温性のより好ましいバランスをとることができる。

【0079】

本発明のアスファルトおよび結合剤組成物は、任意の所望の順序で成分を合わせることによって作製することができる。好都合な一手法では、アスファルト組成物は、再生剤を未使用結合剤と合わせ、次いで生成混合物をＲＡＰとブレンドすることによって作製される。別の手法では、アスファルト組成物は、再生剤をＲＡＰと、任意選択で未使用アスファルトと合わせることによって作製される。

【0080】

本発明のアスファルト組成物は、好ましくは、再生剤と、５〜９５重量％のＲＡＰと、少なくともいくらかの未使用結合剤とを含む。より好ましいアスファルト組成物は、１０〜９０重量％のＲＡＰ、最も好ましくは、３０〜９０重量％のＲＡＰを含む。他の好ましい組成物は、１〜９９重量％、好ましくは、１０〜９０重量％、より好ましくは、３０〜７０重量％の未使用結合剤を含む。

【0081】

一態様では、本発明は、回収アスファルトと、上述のトールオイル由来のエステル官能性再生剤とを含み、アスファルト組成物が未使用アスファルトをさらに含むアスファルト組成物に関する。未使用アスファルトは、未使用結合剤と未使用骨材とを含む。アスファルト組成物は、未使用アスファルト、回収アスファルト、および再生剤を合わせた量に対して１〜９９重量％の未使用骨材を含む。

【0082】

供給源、材令（age）、履歴、任意の前処理、および他の因子に応じて、ＲＡＰは、通常、２〜８重量％、より通常には、３〜６重量％の老化アスファルト結合剤を含む。したがって、再生剤の有効量は、アスファルト源によって変動してよい。一般に、再生剤は、好ましくは、老化アスファルト結合剤の量に対して０．１〜１５重量％、より好ましくは、０．５〜１０重量％、さらにより好ましくは、２〜８重量％、最も好ましくは、３〜６重量％で使用される。

【0083】

回収アスファルト中に再生剤を含ませることによって一つまたは複数の工場の運転でアスファルト組成物の取り扱いを容易にすることができる。したがって、一態様では、再生剤は、２００ｍＰａ・ｓ以下の粘度で混合するのに必要な温度を少なくとも５℃、好ましくは、少なくとも１０℃低減する。２００ｍＰａ・ｓの粘度に到達するのに高温が必要である場合、その工程は、あまりにも多くのエネルギーを消費するのでコスト効率が悪くなる恐れがある。したがって、混合するための妥当な粘度に到達するために必要な温度を少しでも低減することは貴重である。別の態様では、再生剤は、３０００ｍＰａ・ｓ以下の粘度で圧密するのに必要な温度を少なくとも５℃、好ましくは、少なくとも１０℃低減する。３０００ｍＰａ・ｓの粘度に到達するのに高温が必要である場合、その工程は、あまりにも多くのエネルギーを消費するのでコスト効率が悪くなる恐れがある。したがって、圧密するための妥当な粘度に到達するために必要な温度を少しでも低減することは貴重である。再生剤は、混合と圧密の両方に必要な最低温度を低減するのに有効であり得る。

【0084】

本発明は、本発明のアスファルト組成物または結合剤のための使用を含む。アスファルト組成物および結合剤は、例えば、舗装面、道路面および表面の下部、肩部、橋梁、橋台、未舗装道路用の砂利代替物などのために使用することができる。一態様では、本発明は、本発明のアスファルトまたは結合剤組成物を含む舗装面に関する。

【0085】

以下の実施例は、本発明を単に例示するのみである；当業者は、本発明の趣旨および特許請求の範囲内にある多数の変形形態を認識している。

【実施例】

【0086】

回収舗装アスファルト（reclaimed asphalt pavement）におけるトールオイル由来の再生剤の評価：老化結合剤におけるＴｇ開始温度の低減
再生剤を用いてＲＡＰ結合剤を調製するための方法
ＲＡＰを１８．１ｋｇ（４０ポンド）袋で受け取る。材料を袋から取り出し、眼に見える水分が残らずなくなるまで空気乾燥させる。複数の針金ゲージを備えた篩台を利用して材料を異なる大きさ：大、中、微細に分ける。

【0087】

「大」として分級された材料を一次ろ過として使用されるグラスウールを備えた大型フリットカラム内に入れる。トルエン／エタノール（８５：１５）をＲＡＰ上に注ぎ、重力ろ過が完結するまで静置する。溶媒ブレンドがほとんど無着色になり、清澄になるまでこの工程を複数回反復する。「中」および「微細」材料を大型エーレンマイヤーフラスコ内に入れた後に、同じ溶媒ブレンドを一定水準まで添加する。材料を撹拌し、生成した溶媒／アスファルトミックスをデカンテーションする。この工程をやはり同じ目標まで反復する。

【0088】

合わせた抽出液を１８．９ｌ（５ガロン）容器に装入し、２４時間静置して泥／岩の微細物を沈降させる。材料を中グレードフィルター（Ｗｈａｔｍａｎ ＃４）で注意深くデカンテーションする。ろ液をバッチごとに５Ｌフラスコに装入し、溶媒を４０〜５０℃に暖めつつ、真空下で揮散させる。材料が固形分の目標である〜２０〜２５％に到達するまで濃縮を継続する。濃縮した材料をすべて合わせて単一容器内に入れ、溶媒を回収し、リサイクルする。

【0089】

ガイドラインとして固体含量を使用して、濃縮材料を目標２ｇで５０ｍＬ丸底フラスコに装入する。評価すべき添加剤をトルエンで最小５０％まで稀釈し、全添加量０．２ｇを目標に同じ丸底に装入する。次いで１５０℃の油浴を使用して溶液を０．５時間真空下で揮散させる。冷却するまで濃縮生成物を窒素パージ下に保持する。

【0090】

試料の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）分析
示差走査熱量測定分析を、以下の条件：試料重量：４〜６ｍｇのＲＡＰ；試料容器：ティーエー社（ＴＡ Ｉｎｃ．）製標準アルミニウム皿および蓋（ティーエー社（ＴＡ Ｉｎｃ．）の部品番号９００７８６．９０１および９００７７９．９０１）；装置のパージ：窒素、５０ｍＬ／分を使用してサーマル アナリシス社（Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｉｎｃ．）モデルＱ２０００装置で実施する。

【0091】

温度プログラム：Ｔｇに対する測定基準を以下の方法ログのセグメント（２３）からのデータに適用する：（１）試料採取間隔０．６０ｓｅｃ／ｐｔ；（２）０．０℃におけるゼロ熱流；（３）１６５．００℃において平衡化させる；（４）データの保存オフ；（５）５．００分間等温；（６）サイクル１のエンドマーク；（７）データの保存オン；（８）−４５．００℃まで５．００℃／分の傾斜；（９）データの保存オフ；（１０）５．００分間等温；（１１）サイクル２のエンドマーク；（１２）データの保存オン；（１３）１６５．００℃まで１０．００℃／分の傾斜；（１４）データの保存オフ；（１５）５．００分間等温；（１６）サイクル３のエンドマーク；（１７）データの保存オン；（１８）−８５．００℃まで５．００℃／分の傾斜；（１９）データの保存オフ；（２０）５．００分間等温；（２１）サイクル４のエンドマーク；（２２）データの保存オン；（２３）１６５．００℃まで１０．００℃／分の傾斜；（２４）サイクル５のエンドマーク；（２５）方法の終了。

【0092】

−８０℃〜８０℃の範囲にわたり温度（℃）の関数として熱流（Ｗ／ｇ）をプロットすることによって曲線を作成する。ガラス転移の開始およびガラス転移の終点を表す変曲点を記入し、中間点を決定する。「広がり」は、ガラス転移の終点の温度とガラス転移開始温度の差である。したがって−３６℃に開始Ｔｇおよび１０℃に終点を有する試料では、広がりを４６℃として報告する。各試料に対する開始のΔおよび広がりのΔ（それぞれ℃で）の値を、老化アスファルト結合剤の対照試料の複数試行に対して得た平均値と比較して報告する。試験試料は、表１において別段の指示のない限り９０重量％の老化アスファルト結合剤と１０重量％の潜在的再生剤添加剤とを含む。

【0093】

ガラス転移の開始を少なくとも５℃低減できれば、ＲＡＰの低温特性に対するかなり重要な効果が期待され、実施例１〜６および１３〜２７（表１）はそれぞれ、この要件を満たす。市販の再生剤の主成分であるレオファルト（Ｒｈｅｏｆａｌｔ）（登録商標）蒸留物（カルダノール）、すなわち長鎖アルキル化フェノールが比較のために提供される。

【0094】

疲労クラックの低減は、通常、ガラス転移温度のより狭い広がりと相関する均一性の改善から推論される。したがって、疲労クラックの改善は、対照試料に比べてＴｇ広がりを少なくとも５℃狭くすることに由来する場合がある。表１に報告した多数の試料は、やはりこの試験を満足し、より好ましいと考えられる。

【0095】

【表1】

【0096】

動的せん断粘弾性測定（ＤＳＲ）によるＲＡＰ結合剤の再生剤の低、中、および高温性能の評価
上記のように調製した１０重量％の再生剤Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、およびＦを含むＲＡＰ結合剤の試料を、動的せん断粘弾性測定（ＤＳＲ）を使用して低、中、および高温性能を評価するために独立の実験室に提出した。試料Ｅを除いて試料はそれぞれ、再生剤によって顕著に軟化することが判明する。レオロジー特性を使用してＲＡＰに富む熱いおよび暖かいミックスアスファルトで使用するための再生生成物を評価する。

【0097】

動的せん断弾性率を、マルバーン キネクサス（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｋｉｎｅｘｕｓ）（登録商標）回転式動的せん断粘弾性測定器により直径４ｍｍの平行板構造を使用して測定する。−３０℃〜６０℃の温度範囲および０．１〜１００ラジアン／ｓｅｃ（一部の場合、０．１〜５０ラジアン／ｓｅｃを使用する）の角周波数範囲にわたり１５℃間隔で周波数掃引を実施する。

【0098】

対照試料は、添加の再生剤を含まない抽出した結合剤である。低歪み水準を保証し、かつ試験結果が線形粘弾性範囲内にあることを保証するために、各周波数掃引の前に応力掃引を実施する。

【0099】

Ｇ^＊／ｓｉｎδなどの高温（７０℃）および一部の場合の低温（−１５℃）性能パラメーター用のマスター曲線を、クリステンセン アンダーソン（Ｃｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎ Ａｎｄｅｒｓｏｎ）（ＣＡ）モデル（Ｄ．Ｗ．Ｃｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎら、Ｊ．Ａｓｓｏｃ．Ａｓｐｈａｌｔ Ｐａｖｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔｓ、６１（１９９２） ６７）を使用することによって外挿する。ＣＡモデルは、複素弾性率の周波数依存度をガラス弾性率（Ｇ_ｇ）、クロスオーバー周波数（ω_ｃ）およびレオロジーインデックス（Ｒ）に関連づける。数学的関数の形は、

【0100】

【数1】

【0101】

である。

【0102】

クリステンセン（Ｃｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎ）の近似法（Ｃｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎ，Ｒ．Ｍ．、Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ（１９７１）Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋを参照されたい）を使用して貯蔵弾性率（Ｇ’（ω））を相互変換することによってＧ（ｔ）マスター曲線を作成する。

【0103】

１．低温特性
低温特性を４ｍｍ板粘弾性測定法を用いて測定する。曲げビーム粘弾性測定計（ＢＢＲ）によるｍ−値およびクリープ剛性（Ｓ（ｔ））をＳｕｉらが開発した相関関係（「Ａ Ｎｅｗ Ｌｏｗ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｇｒａｄｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｉｎｇ ４−ｍｍ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｐｌａｔｅｓ ｏｎ ａ ＤＳＲ」、Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｒｅｃｏｒｄ ２２０７ （２０１１）４３〜４８．）によって評価する。

【0104】

ｍ−値は、６０秒における性能グレード温度プラス１０℃のクリープ剛性曲線の傾斜である。これは、応力を緩和するアスファルトの能力の指標である。最小のｍ−値０．３を、通常、実験室ＲＴＦＯ／ＰＡＶ（回転薄膜オーブン／加圧老化ベッセル）老化アスファルトに対して指定する。クリープ剛性を使用して高熱応力発生に対する潜在力を評価する。より高いクリープ剛性値は、舗装内のより高い潜在熱応力発生を示し、最大値３００ＭＰａを通常指定する。クリープ剛性をｍ−値として同じ時間および温度で測定する。結果は、表２にある。

【0105】

２．中温特性
ＲＴＦＯ／ＰＡＶ老化アスファルト結合剤の耐疲労クラック性は、通常、Ｇ^＊ｓｉｎδ（疲労因子）を使用して評価する。Ｇ^＊は、結合剤の複素せん断弾性率を表し、δは、位相角を表す。Ｇ^＊は、剛性を近似し、δは、結合剤の粘弾性応答を近似する。結合剤購入規格では、通常、その因子が５ＭＰａ未満であることが必要である。因子は、疲労損傷に関係するエネルギー消散の評価基準であるとみなされる。疲労損傷に対する臨界温度範囲は、最高使用温度と最低使用温度の間の中間温度に近い。試験温度２５℃が使用される。結果は、表２にある。

【0106】

３．高温特性
高温機械特性はパラメーターＧ^＊／ｓｉｎδによって評価される。この因子は、結合剤の耐わだち掘れ性（resistance to rutting）の指標である。結合剤購入規格では、通常、この因子がＲＴＦＯの老化アスファルトについて２．２ｋＰａ超、ＲＴＦＯ老化前では１ｋＰａ超であることが必要である。試験試料の全てにおいて、Ｇ^＊／ｓｉｎδは、再生剤の添加で顕著に減少する。

【0107】

表２に示すように、試料Ａ、Ｃ、およびＦは、ｍ−値の最大の改善を示し、この改善は、熱クラックをもたらす恐れのある熱応力発生を緩和および防止する材料能の改善に直接関連する。Ｇ^＊ｓｉｎδは、疲労性能の指標を提供する。試料Ｆ（グリセリンモノメラート）およびＡ（ＥＧモノメラート）は、（ｍ−値）と（Ｇ^＊ｓｉｎδ）両方の改善の点で最高ランクとして卓越している。試料ＣおよびＤは、いくらか有効である。比較例Ｅ（テルペンフェノール）は、特に無効である。

【0108】

【表2】

【0109】

曇り点、流動点、および低温性能
曇り点は、混ざりもののない溶融試料を徐々に冷却し、清澄な試料がちょうど曇る温度を観察することによって分る。流動点は、液体試料が注げる状態にある最低温度である。

【0110】

表３は、表に列挙した老化結合剤の試料および表に列挙した再生剤のこうした特性を要約する。表３に示すように、最良の低温特性を有する再生剤は、比較的低い曇り点および流動点を有するものである。熱安定性改善アルコール（ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトールなど）由来の脂肪酸エステルを含む再生剤が特に注目すべきであり、これらは、例外的に低い曇り点（−２５℃未満）および流動点（−５０℃未満）を有する。こうした添加剤は、結合剤の用途における温度範囲内で相変化を受けず、一般に再生結合剤に優れた低および高温性能をもたらす。

【0111】

【表3】

【0112】

老化および再生結合剤の混和性
滲出液滴試験（Ｓｈｅｌｌ Ｂｉｔｕｍｅｎ Ｈａｎｄｂｏｏｋ（２００３）、４章、頁５３および「Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｐａｖｉｎｇ Ｇｒａｄｅ Ｂｉｔｕｍｅｎ−Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｉｎ Ｔｅｒｍｓ ｏｆ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｔｅｓｔｓ」、第４回Ｅｕｒｏｂｉｔｕｍｅ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｍａｄｒｉｄ（１９８９年１０月）２９０を参照されたい）によって混和性を測定する。試験は、５個の１ｍｍ×１０ｍｍ試料用凹所を有するセル中の白色大理石試験板（５０×５０×６ｍｍ）上に処理瀝青の液滴を置くステップを含む。各タイル上で、対照試料、より良好な差別化をするために１０％の投与量の添加剤で処理した３個の瀝青試料、および１０％の投与量のパラフィンワックスで処理した試料を計量して別個のセル内に入れる。対照試料は、ゼロ点として使用する未処理瀝青である。不混和性であることが公知であるパラフィンワックスを標準として使用し、大きな漏出がプレート間の規格化のために使用される。窒素の定常流下で６０±１°Ｃオーブン中にタイルを９６時間置く。

【0113】

３６６ｎｍでＵＶカメラを使用してセル像を撮影する。各セルの周囲の８点と、オーラおよび各セルの面積に基づいて各試料の平均の計算半径との両方について顕微鏡を使用して測定を実施する。２つの測定法は、互いによく一致する。実験した添加剤で処理した試料の滲出距離を、対照（０％）とパラフィンワックスで処理した試料（１００％）の間の百分率として規格化する。その後、実験した処理試料を比較する。

【0114】

表４は、結果を要約する。本発明者らは、ロジンエステルやロジンエステルブレンドなどの環式組成物が、試験における老化結合剤について良好なから優れたまでの混和性を実際に示し、例えば、植物油または炭化水素ワックスで見られるように漏出する傾向の低減を示すことを見出した。

【0115】

【表4】

【0116】

表５は、未使用結合剤の特性を復活させるために使用したエステル官能性材料の環式含量（cyclic content）を要約する。使用した組成物は、それぞれ、少なくとも５重量％の環式含量（cyclic content）を有することに留意されたい。再生剤中の環式含量（cyclic content）の量は、好都合には、特定の老化結合剤に対する必要量が指定された場合に高または低環式含量（cyclic content）を有する成分をブレンドすることによって望みのように変化する。表６は、表５および８に列挙したエステル官能性再生剤の一般クラスのそれぞれからの代表的な例を提供する。

【0117】

【表5】

【0118】

【表6】

【0119】

トールオイル由来の再生剤の追加の評価
試験した結合剤は、回収アスファルトから回収した老化結合剤および実験室で老化した結合剤（両方が「ＡＢ」として特定される）である。

【0120】

老化した結合剤を２段階で調製する。第１の段階は、回転薄膜オーブン（ＲＴＦＯ）試験であり、これは、ＥＮ１２６０７−１に従って実施される。これは、アスファルトの製造、輸送、および敷設中に通常行われる短期老化を反映する。ＲＴＦＯ試験には、空気吹き込みオーブン内の回転式コンベヤ上のガラス円筒中で結合剤を１６３℃で７５分間加熱することが必要であり、その後結合剤は、所望の温度に到達する。試験後に、質量損失を記録し、結合剤特性を測定する。第２の段階は、ＥＮ１４７６９に従う加圧老化ベッセル（ＰＡＶ）試験である。ＰＡＶ試験では、結合剤試料を、圧力２．０７ＭＰａ下で２０時間９０〜１１０℃のオーブン中で加熱する。試験後に、質量損失を記録し、結合剤特性を測定する。

【0121】

動的せん断粘弾性測定試験法
傾斜速度６．００°Ｃ／分、−１５〜１２０℃、角周波数１０ｒａｄ／ｓにおける８ｍｍ平行板上の２つの傾斜で等時または温度傾斜データを収集する。これは非常に短時間の温度平衡であるが、全てを同じ条件下で試験する場合、多様な材料を互いに比較するには十分である。法線力を０．０Ｎに設定し、全体として許容誤差を０．１０Ｎとする。第１の温度傾斜では、５０００．０μＮ・ｍにトルクを制御する。％歪が１５．００％を超えると、第２の温度傾斜が始まり、制御変数を５０００．０μＮ・ｍのトルクから１５．００％の％歪に変更する。

【0122】

６０、４０、２０、１０、５、０、−５、および−１０°Ｃで０．１０００〜１０．００Ｈｚの角周波数に対して８ｍｍ平行板上で等温または周波数掃引データを収集する。低温（例えば、５℃以下）で範囲外になる場合を除いて、法線力制御を使用しない。％歪は、変動するが、通常、０．００７００〜０．００８００％にあり、歪掃引に基づいている。等温データの収集から生成する２０℃におけるＧ^＊のマスター曲線は、中間温度で最も正確であるが、高温および低温挙動を予想するのにも使用できる。

【0123】

表７は、等温周波数掃引から２０℃で生成したＧ^＊のマスター曲線からの試料のレオロジーデータを与える。類似のデータが、多様な再生剤について生成する。測定したＧ^＊および位相角（δ）を使用して、こうした組成物に対する高温および低温（疲労）基準を比較する。表８は、多様なクラスの再生剤（例えば、芳香族エステルまたはロジンエステル）による結果をグループ分けする。

【0124】

【表7】

【0125】

【表8】

【0126】

既に記載したように、感温性の変化は、垂直軸上の疲労基準（すなわち、１０ｒａｄ／ｓにおけるＧ^＊ｓｉｎδ＝５．０×１０^６Ｐａである温度℃）対水平軸上の高温基準（すなわち、１０ｒａｄ／ｓにおけるＧ^＊／ｓｉｎδ＝１０００Ｐａである温度℃）のプロットにおける線の傾斜の増加または減少のいずれかによって示すことができる。表８に示すように、未使用結合剤の感温性を老化材料に復活させる、または感温性を未使用結合剤よりも改善する能力を最高に提供する組成物は、環式成分（例えば、芳香族エステル、ロジンエステル、二量化ロジンエステル）の高含量を有する傾向がある。植物油、石油フラックスオイルまたは脂肪酸エステルの場合、感温性を復活させる能力が比較的低いことに留意されたい。環式を含む組成物は、単独の成分である場合、瀝青の軟化であまり良好でないので、環式組成物と非環式組成物の組合せを使用して、良好な軟化と変更した感温性のより好ましいバランスをとることができる。

【0127】

これまでの実施例は、例示としての意味のみを有する；以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲を定義する。
本発明の具体的態様は以下のとおりである。
[１]
回収アスファルトと再生剤とを含み、前記回収アスファルトが、骨材と老化アスファルト結合剤とを含むアスファルト組成物であって、再生剤が、
（ａ）老化結合剤と再生剤を合わせた量に対して０．１〜２０重量％の範囲内の量で存在し、（ｂ）少なくとも５重量％の環式含量を有し、および（ｃ）芳香族酸、脂肪酸、脂肪酸モノマー、脂肪酸ダイマー、脂肪酸トリマー、ロジン酸、ロジン酸ダイマー、およびその混合物からなる群から選択される酸由来のエステルまたはエステルブレンドを含む、
アスファルト組成物。
[２]
ポリテルペン、テルペンフェノール、トールオイルピッチ、トールオイルピッチ誘導体、ステロール、アルキル化フェノール、α−メチルスチレンポリマー、またはその混合物をさらに含む、[１]に記載の組成物。
[３]
０．５〜１０重量％の再生剤を含む、[１]に記載の組成物。
[４]
未使用アスファルトをさらに含み、前記未使用アスファルトが未使用結合剤と未使用骨材とを含み、アスファルト組成物が未使用アスファルト、回収アスファルトおよび再生剤を合わせた量に対して１〜９９重量％の未使用骨材を含む、[１]に記載の組成物。
[５]
再生剤が、トールオイル由来の脂肪酸エステル、ロジンエステル、またはその混合物を含む、[１]に記載の組成物。
[６]
再生剤が、１０〜９０重量％のトールオイル由来の脂肪酸エステルと１０〜９０重量％のロジンエステルとを含む、[５]に記載の組成物。
[７]
脂肪酸エステルが、脂肪酸モノマー、脂肪酸ダイマー、脂肪酸トリマー、およびその混合物からなる群から選択される酸に由来する、[５]に記載の組成物。
[８]
ロジンエステルが、トールオイルロジン、木材ロジン、ガムロジン、またはその混合物に由来する、[５]に記載の組成物。
[９]
ロジンエステルが、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、ピマル酸、レボピマル酸、サンダラコピマル酸、イソピマル酸、パルストリン酸、およびその混合物からなる群から選択される酸に由来する、[５]に記載の組成物。
[１０]
再生剤が、熱安定性改善アルコールに由来する、[１]に記載の組成物。
[１１]
再生剤が、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ベンジリックアルコール、およびその混合物からなる群から選択されるアルコールに由来する、[１０]に記載の組成物。
[１２]
−２０℃未満の曇り点および−３０℃未満の流動点を有する、[１０]に記載の組成物。
[１３]
再生剤が、少なくとも１０重量％の環式含量を有する、[１]に記載の組成物。
[１４]
再生剤が、５〜９５重量％の範囲内の環式含量を有する、[１]に記載の組成物。
[１５]
再生剤が、再生剤を含まない老化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度に比較して少なくとも５℃老化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を低減するのに有効な量で存在する、[１]に記載の組成物。
[１６]
再生剤が、トールオイルに由来する、[１]に記載の組成物。
[１７]
再生剤が、再生剤を含まない老化結合剤に比較して、老化結合剤を軟化し、併せてその感温性を復活させるのに有効な量で存在する、[１]に記載の組成物。
[１８]
老化結合剤と０．１〜２０重量％の再生剤とを含み、再生剤が、少なくとも５重量％の環式含量を有し、芳香族酸、脂肪酸、脂肪酸モノマー、脂肪酸ダイマー、脂肪酸トリマー、ロジン酸、ロジン酸ダイマー、およびその混合物からなる群から選択される酸由来のエステルまたはエステルブレンドを含む再生結合剤。
[１９]
ポリテルペン、テルペンフェノール、トールオイルピッチ、トールオイルピッチ誘導体、ステロール、アルキル化フェノール、α−メチルスチレンポリマー、またはその混合物をさらに含む、[１８]に記載の結合剤。
[２０]
再生剤が、トールオイル由来の脂肪酸エステル、ロジンエステル、またはその混合物を含む、[１８]に記載の結合剤。
[２１]
再生剤が、少なくとも１０重量％の環式含量を有する、[１８]に記載の結合剤。
[２２]
再生剤が、５〜９５重量％の範囲内の環式含量を有する、[１８]に記載の結合剤。
[２３]
回収アスファルトを再生剤と合わせるステップを含み、前記回収アスファルトが、骨材と老化アスファルト結合剤とを含む方法であって、再生剤が、（ａ）老化結合剤と再生剤を合わせた量に対して０．１〜２０重量％の量で使用され、（ｂ）少なくとも５重量％の環式含量を有し、および（ｃ）芳香族酸、脂肪酸、脂肪酸モノマー、脂肪酸ダイマー、脂肪酸トリマー、ロジン酸、ロジン酸ダイマー、およびその混合物からなる群から選択される酸由来のエステルまたはエステルブレンドを含む、方法。
[２４]
再生剤が、ポリテルペン、テルペンフェノール、トールオイルピッチ、トールオイルピッチ誘導体、ステロール、アルキル化フェノール、α−メチルスチレンポリマー、またはその混合物をさらに含む、[２３]に記載の方法。
[２５]
再生剤が、少なくとも１０重量％の環式含量を有する、[２３]に記載の方法。
[２６]
[１]に記載のアスファルト組成物を含む舗装面。