特表 2024-504283 アスファルト結合材及びルーフィング材用経年劣化防止添加剤

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-31

(54)【発明の名称】アスファルト結合材及びルーフィング材用経年劣化防止添加剤

(51)【国際特許分類】

   C08L 95/00 20060101AFI20240124BHJP

   C08L 91/00 20060101ALI20240124BHJP

   C04B 26/26 20060101ALI20240124BHJP

【ＦＩ】

C08L95/00

C08L91/00

C04B26/26 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023540763

(86)(22)【出願日】2022-01-20

(85)【翻訳文提出日】2023-08-23

(86)【国際出願番号】 US2022013168

(87)【国際公開番号】W WO2022159610

(87)【国際公開日】2022-07-28

(31)【優先権主張番号】63/139,501

(32)【優先日】2021-01-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523248932

【氏名又は名称】エルゴン、インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】クーリー、ケン

(72)【発明者】

【氏名】ジョンソン、ジェリー

(72)【発明者】

【氏名】ダランガ、コドリン

(72)【発明者】

【氏名】ジョンソン、ロバート、ドウェイン

【テーマコード（参考）】

4J002

【Ｆターム（参考）】

4J002AE052

4J002AG001

4J002FD032

4J002GL00

(57)【要約】

バージンアスファルト結合材、エアブローンバージンアスファルト結合材、又は再生アスファルト結合材材料、及び（ｉ）１又は複数のカルボニル基を含有する化合物を含む第１の材料、及び（ｉｉ）第１の材料の１又は複数のカルボニル基と反応してヒドロキシル基を反応生成物に添加する第２の材料を含む成分の反応生成物である経年劣化防止剤のうちの少なくとも１つを含む、アスファルト含有材料において使用するためのアスファルト結合材組成物、ここで経年劣化防止剤は約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バージンアスファルト結合材、エアブローンバージンアスファルト結合材、アスファルト舗装材を含む再生アスファルト結合材材料（ＲＡＰ）、又はアスファルトシングルを含む再生アスファルト結合材材料（ＲＡＳ）のうちの少なくとも１つを含むアスファルト結合材；及び
（ｉ）１又は複数のカルボニル基を含有する化合物を含む第１の材料、及び（ｉｉ）前記第１の材料の前記１又は複数のカルボニル基と反応してヒドロキシル基を反応生成物に追加する第２の材料を含む成分の反応生成物である経年劣化防止剤、ここで前記経年劣化防止剤は約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を含む、
を有する、アスファルト結合材組成物
を備える、アスファルト含有材料。

【請求項2】

前記アスファルト結合材組成物が防湿バリアを提供する熱間塗布されたアスファルト膜である、請求項１に記載のアスファルト含有材料。

【請求項3】

前記アスファルト含有材料が、防湿バリア又は防水フィルム、下ぶき、アスファルト系接着剤、又はシーラント、ルーフィング材、又は前記アスファルト結合材組成物を備えるアスファルト舗装材である、請求項１又は２に記載のアスファルト含有材料。

【請求項4】

前記アスファルト含有材料が前記アスファルト結合材組成物でコーティング又は飽和されているルーフィング基材を備えるルーフィング材である、請求項３に記載のアスファルト含有材料。

【請求項5】

経年劣化防止剤をアスファルト結合材に添加することによってアスファルト結合材組成物を形成する段階、ここで前記アスファルト結合材は、バージンアスファルト結合材、エアブローンバージンアスファルト結合材、アスファルト舗装材を含む再生アスファルト結合材材料（ＲＡＰ）、又はアスファルトシングルを含む再生アスファルト結合材材料（ＲＡＳ）のうちの少なくとも１つを有し；前記経年劣化防止剤は、（ｉ）１又は複数のカルボニル基を含有する化合物を含む第１の材料、及び（ｉｉ）前記第１の材料の前記１又は複数のカルボニル基と反応してヒドロキシル基を反応生成物に添加する第２の材料を含む成分の反応生成物であり、ここで前記経年劣化防止剤は約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を含む、
を備える、アスファルト含有材料の経年劣化作用を遅らせるための方法。

【請求項6】

防湿バリア、防水フィルム、下ぶき、アスファルト系接着剤又はシーラント、ルーフィング材、又は前記アスファルト結合材組成物を含有するアスファルト舗装材を生成する段階をさらに備える、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

ルーフィング材を生成するために前記アスファルト結合材組成物でルーフィング基材をコーティング又は飽和させる段階をさらに含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記ルーフィング基材が繊維マットを備える、請求項４に記載のアスファルト含有材料又は請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記ルーフィング材の少なくとも１つの表面に適用されるルーフィング用骨材をさらに備える、請求項８に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項10】

前記第１の材料の前記１又は複数のカルボニル基が、１又は複数のカルボン酸基、無水物、エステル基、アミド基、又はイミド基を備える、請求項９に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項11】

前記第１の材料が、１又は複数の植物系材料、ロジン酸、又は脂肪酸を備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項12】

前記第１の材料が、ひまし油、カシューナッツ殻油、綿実油、トウモロコシ油、落花生油、ナタネ油、米ぬか油、ベニバナ油、サルサパリラ根油、大豆油、ヒマワリ油、トール油、植物油、及び小麦胚芽油のうちの１又は複数を備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項13】

前記第１の材料が、Ｃ_１～Ｃ_３６カルボン酸、ジカルボン酸、無水物、ケト酸、カルボン酸基及び無水物基の両方を含有する化合物、又はトリカルボン酸のうちの少なくとも１つを備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項14】

前記第１の材料が、トール油、未精製のトール油、又はトール油ピッチのうちの少なくとも１つを備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項15】

前記第１の材料が、石炭系材料又は石油系材料を備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項16】

前記経年劣化防止剤が、ｉｉｉ）前記反応生成物を形成する際に前記第１の材料又は前記第２の材料のうちの少なくとも１つと反応する不飽和基を有する第３の材料をさらに備える成分の反応生成物である、請求項１から１５のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項17】

前記第３の材料が、ＤＣＰＤ、ピペリレン、イソプレン、又は不飽和アルコールのうちの少なくとも１つを備える、請求項１６に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項18】

前記第２の材料が、ポリオール、アミンアルコール、又はそれらの組み合わせを備える、請求項１から１７のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項19】

前記第２の材料が、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、プロピレングリコール、ジメチロールプロピオン酸、グリセリン、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、ソルビトール、スクロース、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、メタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、エタノールアミン、アミノメチルプロパノール、ポリスルフィドポリオール、又はプロパノールアミンのうちの１又は複数を備える、請求項１から１８のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項20】

前記第２の材料が、ポリアルキレンエーテルポリオール、又はポリアルキレンポリオールのうちの少なくとも１つを備える、請求項１から１９のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項21】

前記第２の材料が、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、又はポリプロピレングリコールを備える、請求項２０に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項22】

前記第２の材料がポリブタジエンジオールを備える、請求項２０に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項23】

前記経年劣化防止剤が約３５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を有する、請求項１から２２のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項24】

前記経年劣化防止剤が約５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を有する、請求項１から２３のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項25】

前記経年劣化防止剤が約１００未満の酸価を有する、請求項１から２４のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項26】

前記経年劣化防止剤と混合した前記アスファルト結合材が、１００°Ｃで４０時間のＰＡＶ経年劣化後、－５．０°Ｃ超又はそれと等しいΔＴｃを提供する、請求項１から２５のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項27】

前記経年劣化防止剤と混合された前記アスファルト結合材が、１００°Ｃで４０時間のＰＡＶ経年劣化後、－３．０°Ｃ超又はそれと等しいΔＴｃを提供する、請求項１から２６のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項28】

前記経年劣化防止剤が、１００°Ｃで４０時間のＰＡＶ経年劣化後、前記経年劣化防止剤を伴わない同様に経年劣化した結合材と比較して、より正のΔＴｃ値を提供する有効量で存在する、請求項１から２７のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項29】

前記アスファルト結合材組成物が、前記アスファルト結合材に対して前記経年劣化防止剤の約０．５重量パーセント（ｗｔ％）～約１５ｗｔ％を備える、請求項１から２８のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項30】

前記アスファルト結合材が、再生アスファルト舗装材を有する前記再生アスファルト結合材材料を備える、請求項１から２９のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項31】

前記経年劣化防止剤が、約２００°Ｃ未満の温度で、カルボン酸を含む前記第１の材料を、１又は複数のポリオール又はアミンアルコールを含む前記第２の材料と反応させて前記第１の材料のヒドロキシル価を増大させることから導出される成分を含む、請求項１から３０のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項32】

前記経年劣化防止剤が、約２００°Ｃ超の温度で、エステル基を含む前記第１の材料を、１又は複数のポリオール又はアミンアルコールを含む前記第２の材料と反応させて前記第１の材料のヒドロキシル価を増大させることから導出される成分を含む、請求項１から３１のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項33】

前記アスファルト結合材がＲＡＳを備える、請求項１から３２のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料又は方法。

【請求項34】

防湿バリア、防水フィルム、下ぶき、アスファルト系接着剤又はシーラント、ルーフィング材、又はアスファルト舗装材を生成する際に使用するためのアスファルト結合材組成物であって：
バージンアスファルト結合材、エアブローンバージンアスファルト結合材、アスファルト舗装材を含む再生アスファルト結合材材料（ＲＡＰ）、又はアスファルトシングルを含む再生アスファルト結合材材料（ＲＡＳ）のうちの少なくとも１つを有するアスファルト結合材；及び
アスファルト添加剤を、１又は複数のポリオール又はアミンアルコールと反応させて前記アスファルト添加剤のヒドロキシル価を増大させることから取得される経年劣化防止剤、ここで前記経年劣化防止剤は、非改質アスファルト添加剤を含む同様に経年劣化した結合材と比較して、１００°Ｃで４０時間ＰＡＶ経年劣化させた後、改質経年劣化防止剤を含有する経年劣化アスファルトにおいて、より小さい負のΔＴｃを提供する、
を備える、アスファルト結合材組成物。

【請求項35】

前記経年劣化防止剤は、約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超えるヒドロキシル価を有し、前記アスファルト添加剤は、１又は複数のポリオール又はアミンアルコールと反応する前に、約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ未満のヒドロキシル価を有する、請求項３４に記載のアスファルト結合材組成物。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

アスファルト材料（例えば、アスファルト舗装材及びアスファルトシングル）は、世界で最もリサイクルされている材料の一部であり、舗装された表面及び橋の橋台の肩部において、未舗装の道路での砂利の代替として、また新たなリサイクルされた舗装混合物におけるバージンアスファルト結合材の置き換えとして、リサイクルされるときに使用されているのを見出す。アスファルトをリサイクルすることは、ある難題を提起する。その理由は、特に応力があるか又は低い温度のときに、アスファルトが時間と共に劣化し、柔軟性を失い、酸化してもろくなり、亀裂ができる傾向があるからである。これらの作用は、主に、アスファルト結合材、例えばビチューメン含有結合材の有機成分の経年劣化に起因したものであり、特に天候に露出されて起こる。経年劣化したアスファルト結合材はまた、強粘性である。結果として、再生アスファルト材料は多くの場合、バージンアスファルト結合材と異なる特性を有し、加工するのが困難である。舗装及びルーフィングの適用に際し、道又は屋根のいずれかを作るために使用される材料の組成は、多大な程度、得られる舗装材及びルーフィング材のパフォーマンス（例えば、経年劣化、亀裂、気泡、耐湿性、耐摩耗性、耐藻性、柔軟性／適応性、及び粘着性）を決める。

【発明の概要】

【0002】

元来使用されていたバージンアスファルト結合材の元来の特性の一部又はすべてを保護する又は若返らせるバージン又は経年劣化したアスファルト材料の経年劣化作用を遅延、低減する、又はさもなければそれを克服することのできる組成物及び方法が開示されている。いくつかの実施形態において、開示されている組成物及び方法は、バージンアスファルト及びアスファルト舗装材（ＲＡＰ）、アスファルトシングル（ＲＡＳ）、又はその両方を含む再生アスファルト結合材材料を含有するアスファルト結合材混合物に存在している総アスファルト結合材の経年劣化速度及びパフォーマンス特性を変更することができる。

【0003】

開示されているアスファルト結合材組成物又は混合物は、防湿バリア及び防水フィルム、下ぶき、アスファルト系接着剤及びシーラント、ルーフィング材（ルーフィングシングル、ロール状ルーフィング材及びビルトアップルーフィングなど），アスファルト舗装材、アスファルト舗装回復又は保護材料などの生成の際を含むがそれらに限定されないいくつかの適用において使用されることがある。通常、ルーフィング材は、ガラス繊維マット、基材を飽和させて上部及び底部をコーティングするアスファルト系コーティング、及び上部のコーティングに埋め込まれる顆粒の層などの基材を含む。アスファルトのコーティングはまた、砕いた石灰石などのフィラーを含有することができる。
ルーフィングシングルはまた、束になったときにシングルが互いに固着するのを防ぐために、ケイ砂などのバックダスト材料を含有する裏面のコーティングを有することがある。通常、舗装材料は、アスファルト結合材、骨材粒子、及び他の任意選択の添加剤の混合物を含む。

【0004】

開示されている組成物及び方法は、高レベルの遊離ヒドロキシル基を含有するべく変更される改質アスファルト経年劣化防止剤を使用する。このような改質経年劣化防止剤は、バージン、再生、及び特に酸化したアスファルト結合材材料内での加工及びパフォーマンス特性を改善できる。さらに、このような経年劣化防止剤を統合することは、バージンアスファルト結合材の経年劣化の有害な作用を遅らせるか、より多い量の再生アスファルト材料の使用を可能にするか、又はその両方であり得る。

【0005】

いくつかの実施形態において、本開示は、防湿バリア又は防水フィルム、下ぶき、アスファルト系接着剤又はシーラント、ルーフィング材、アスファルト舗装材、又はアスファルト舗装回復又は保護材料を生成する際に使用するためのアスファルト結合材組成物を記載する。アスファルト結合材組成物は、バージンアスファルト結合材、エアブローンバージンアスファルト結合材、アスファルト舗装材を含む再生アスファルト結合材材料（ＲＡＰ）、又はアスファルトシングルを含む再生アスファルト結合材材料（ＲＡＳ）のうちの少なくとも１つを含有するアスファルト結合材を有し得る。組成物はまた、（ｉ）１又は複数のカルボニル基を含有する化合物を含む第１の材料、及び（ｉｉ）第１の材料の１又は複数のカルボニル基と反応してヒドロキシル基を反応生成物に添加する第２の材料を含む成分の反応生成物である経年劣化防止剤を有し、ここで経年劣化防止剤は約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を含む。

【0006】

別の実施形態において、本開示は、バージンアスファルト結合材、エアブローンバージンアスファルト結合材、ＲＡＰを含む再生アスファルト結合材材料、又はＲＡＳを含む再生アスファルト結合材材料のうちの少なくとも１つを含有するアスファルト結合材を含むアスファルト結合材組成物を備えるアスファルト含有材料を記載する。
アスファルト結合材組成物はまた、（ｉ）１又は複数のカルボニル基を含有する化合物を含む第１の材料、及び（ｉｉ）第１の材料の１又は複数のカルボニル基と反応してヒドロキシル基を反応生成物に添加する第２の材料を含む成分の反応生成物である経年劣化防止剤を有し、ここで経年劣化防止剤は約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を含む。アスファルト含有材料の例は、防湿バリア又は防水フィルム、下ぶき、アスファルト系接着剤又はシーラント、ルーフィング材、アスファルト舗装材、又はアスファルト舗装回復又は保護材料を含み得るがそれらに限定されない。

【0007】

別の実施形態において、本開示は、経年劣化防止剤をアスファルト結合材に添加することによってアスファルト結合材組成物を形成する段階を備える、アスファルト含有材料の経年劣化作用を遅らせるための方法を記載しており、ここでアスファルト結合材は、バージンアスファルト結合材、エアブローンバージンアスファルト結合材、ＲＡＰを備える再生アスファルト結合材材料、又はＲＡＳを備える再生アスファルト結合材材料のうちの少なくとも１つを含み、経年劣化防止剤は、（ｉ）１又は複数のカルボニル基を含有する化合物を含む第１の材料、及び（ｉｉ）第１の材料の１又は複数のカルボニル基と反応してヒドロキシル基を反応生成物に添加する第２の材料を含む成分の反応生成物であり、ここで経年劣化防止剤は約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を含む。

【0008】

別の実施形態において、本開示は、防湿バリア又は防水フィルム、下ぶき、アスファルト系接着剤又はシーラント、ルーフィング材、又はアスファルト舗装材などのアスファルト含有材料を製造する方法を記載する。方法は、コーティング組成物を形成するため、アスファルト結合材組成物に、本明細書において記載されている経年劣化防止剤を添加することを含み、コーティング組成物は、バージンアスファルト結合材、酸化（例えば、エアブローン）アスファルト結合材、経年劣化したアスファルト結合材、例えばＲＡＰ又はＲＡＳ、又はそれらの組み合わせを含む。

【0009】

別の実施形態において、本開示は、コーティングされたルーフィング基材を含むルーフィング材を記載しており、コーティング又は飽和が、アスファルト結合材を含有するアスファルト結合材組成物、及び（ｉ）１又は複数のカルボニル基を含有する化合物を含む第１の材料、及び（ｉｉ）第１の材料の１又は複数のカルボニル基と反応してヒドロキシル基を反応生成物に添加する第２の材料を含む成分の反応生成物である経年劣化防止剤を備え、ここで経年劣化防止剤は約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を含む。

【0010】

開示されている経年劣化防止剤は、経年劣化速度を遅延又は低下させる、又はルーフィング材で使用されるバージン酸化又はエアブローンアスファルト又はバージンアスファルト結合材の元来の特性の一部又はすべてを設けるべく経年劣化したアスファルト結合材を復元又は復活させるのに有用である。

【0011】

いくつかの実施形態において、本開示は、防湿バリア、防水フィルム、下ぶき、アスファルト系接着剤又はシーラント、ルーフィング材、アスファルト舗装材、又はアスファルト舗装回復又は保護材料を生成する際に使用するためのアスファルト結合材組成物を記載する。アスファルト結合材組成物は、バージンアスファルト結合材、エアブローンバージンアスファルト結合材、又は再生アスファルト結合材材料のうちの少なくとも１つを含み、アスファルト添加剤を、１又は複数のポリオール又はアミンアルコールと反応させて添加剤のヒドロキシル価を増大させることから導出される経年劣化防止剤をさらに含み、経年劣化防止剤は、非改質アスファルト添加剤を含む同様に経年劣化したアスファルト結合材と比較して、摂氏１００度で４０時間ＰＡＶ経年劣化させた後、改質経年劣化防止剤を含有する経年劣化したアスファルトにおいてより小さい負のΔＴｃを提供するアスファルト結合材を備える。いくつかのこのような例では、経年劣化防止剤は約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超える、３５ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超える、４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超える、又は５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超えるヒドロキシル価を有し得る。

【0012】

本開示の上掲の概要は、本発明の各実施形態又はすべての実装を記載することを意図したものではない。後続の記載が、より具体的に、説明的な実施形態を例証する。本願全体のいくつかの場所で、例の列挙を通じて誘導が得られ、その例は様々な組み合わせで使用できる。それぞれの例で、記された列挙は代表的な群として機能するだけであり、排他的な列挙として解釈されるべきではない。
略語、頭字語、及び定義

【0013】

「経年劣化」は、再生アスファルトに存在するか、又はそれから回復するアスファルト結合材を示す。経年劣化したアスファルト結合材は、経年劣化及び外部の天候に露出した結果として同じグレードであるバージンアスファルト又はバージンアスファルト結合材と比較して高い粘度を有する。「経年劣化」という用語はまた、エアブローンプロセスを介して、又は本明細書に記載の実験室経年劣化テスト法を使用して（例えば、さらに下記で説明するＲＴＦＯ及びＰＡＶ）人工的に経年劣化させたアスファルト結合材もまた含み得る。経年劣化したアスファルト結合材は、もろいものであり得、バージンアスファルト結合材と比べて高いスティフネス又は高い軟化点を有し得る。

【0014】

「骨材」は、石灰石、花崗岩、トラップロック、砂利、圧砕石砂、圧砕石、圧砕石岩、ルーフィング顆粒、及び、アスファルト結合材に添加され、ルーフィング材の作成などの特定の適用、又は舗装材の適用において有用な鉱物などの粒子性の鉱物材料を示す。

【0015】

「経年劣化防止剤」はアスファルト系材料又はアスファルト結合材の経年劣化の速さを遅延させるか、又はバージンアスファルト又はバージンアスファルト結合材の元来の特性の一部又はすべてをもたらすため経年劣化したアスファルト系材料又は経年劣化したアスファルト結合材を復元するか復活させるため、経年劣化したアスファルト結合材又はバージンアスファルト結合材に結合し得る材料を示す。いくつかの実施形態において、開示されている経年劣化防止剤は、新規化合物又は、本明細書に開示されている基準を満たす反応（例えば、ヒドロキシル価の増大）を経る業界の者に公知の材料を含み得る。経年劣化防止剤のような材料の有効性は、経年劣化防止剤のない同様の経年劣化したアスファルト結合材と比較されるか、出発材料がそのヒドロキシル価を増大させるべく開示されている改質を経る例において、摂氏１００度でＰＡＶ経年劣化の４０時間後に経年劣化防止剤を含有するアスファルト結合材混合物のΔＴｃの値を、非改質の材料と比較することにより、調べることができる。

【0016】

「アスファルト舗装材」又は「アスファルト舗装混合物」は、アスファルト結合材及び骨材、及び任意選択で、骨材及びアスファルト結合材を混合するのに適した他の構成要素を示す。

【0017】

「アスファルト結合材」は強力な粘性の液体又は半固体の形態の石油を示す。管轄に応じて、結合材という用語は「アスファルト」及び「アスファルト結合材」又は「ビチューメン」と示すことができる。「ビチューメン」は、黒又は暗黒の色合いの（固体、半固体、又は粘性の）セメント質物質のクラスを示し、天然又は製造された高分子量の炭化水素から主に構成され、アスファルト、タール、ピッチ、及びアスファルテンが典型的であるものである。「アスファルト結合材」という用語は、本開示の中で、「結合材」、「アスファルト」、及び「ビチューメン」という用語と互換的に使用され得る。

【0018】

「Ｍクリティカル」又は「クリープクリティカル」のグレードは、アスファルト結合材の低温の弛緩グレードを示す。クリープクリティカル温度は、ＡＳＴＭ Ｄ６６４８に係るクリープ時間に対する弯曲のクリープスティフネスのスロープが、０．３００の絶対的な値を有する温度である。代替的に、スティフネス及びクリープクリティカル温度は、４ｍｍの動的せん断レオメーター（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｈｅａｒ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ（ＤＳＲ））テスト又はベンディングビームレオメーター（Ｂｅｎｄｉｎｇ Ｂｅａｍ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ（ＢＢＲ））テストから判定され得る。

【0019】

「改質経年劣化防止剤」は、材料のヒドロキシル価を増大させる（例えば、約２５ｍｇのＫＯＨ／ｇ超へのヒドロキシル価の増大）、開示されているプロセスを経る材料について言及するために使用される。いくつかの実施形態において、改質経年劣化防止剤は、ヒドロキシル価及び経年劣化防止特性を設ける又は増大させる開示されているプロセスを経るアスファルト結合材混合物で先行して使用されていない新規化合物を含み得る。他の実施形態において、改質経年劣化防止剤は、ヒドロキシル価を設ける又は増大させ、経年劣化防止特性を生成又は増大させる、開示されているプロセスを経た、従来の又は市販されている経年劣化防止剤又はアスファルト添加剤の改質されたバージョンを含み得る。したがって、「改質経年劣化防止剤」について言及することは、薬剤がアスファルト結合材の経年劣化速度を低減するよう材料のヒドロキシル価を増大すべく開示されている改質を経る前に、出発材料が認識されている又は市販されている経年劣化防止剤又はアスファルト添加剤でなければならないことを意味しない。

【0020】

「ニート」又は「バージン」結合材は、アスファルト材料（例えば、アスファルト舗装材又はアスファルトシングル）にある又はそれからリサイクルされるまだ使用されていないアスファルト結合材であり、パフォーマンスグレードのアスファルト結合材を含むことができる。

【0021】

「部分的エステル」は、エステル結合を含有し、また未反応なカルボキシル基及び未反応のヒドロキシル基のいずれか又は両方を含有する材料を示す。

【0022】

「部分的エステル化」は、１又は複数の部分的エステルを生成するエステル形成反応を示す。

【0023】

「ＰＡＶ」は加圧経年劣化試験（Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ Ａｇｉｎｇ Ｖｅｓｓｅｌ）を示す。ＡＳＴＭ Ｄ６５２１－１９ａ、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ａｇｉｎｇ ｏｆ Ａｓｐｈａｌｔ Ｂｉｎｄｅｒ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ Ａｇｉｎｇ Ｖｅｓｓｅｌ（ＰＡＶ）に記載されているようなアスファルト結合材の経年劣化の加速をシミュレーションするために、ＰＡＶが使用される。

【0024】

「再生アスファルト」及び「リサイクルされたアスファルト」は、ＲＡＰ、ＲＡＳ、及び古い舗装材、シングル製造スクラップ、ルーフィングフェルト、及びリサイクルされるアスファルト結合材を含有する他の生成物又は適用に由来する再生アスファルト結合材を示す。

【0025】

「再生アスファルト舗装材」及び「ＲＡＰ」は先行して使用されていたアスファルト舗装／道路又は他の類似した構造から除去され又は掘り出され、ミリング、引き裂き、破壊、圧砕、又は粉砕を含む様々な周知の方法のいずれかで再利用すべく加工されたアスファルトを示す。

【0026】

「再生アスファルトシングル」及び「ＲＡＳ」は、屋根から剥がした物、製造業者の廃棄アスファルトシングル、及び消費者廃棄物を含む源からのシングルを示す。

【0027】

「ルーフィングアスファルト結合材」又は「コーティングアスファルト結合材」は、ＡＳＴＭ Ｄ ３４６２によって定義されているようなルーフィング材を作るのに適したアスファルト結合材を示す。８８°Ｃ（１９０°Ｆ）～１１３°Ｃ（２３５°Ｆ）の最低軟化点、及び２５°Ｃ（７７°Ｆ）での１５ｄｍｍの最低限の浸透力である。

【0028】

「ルーフィングフィラー」又は「フィラー」は、ルーフィングアスファルト結合材の製造で使用される鉱物などの材料を示す。フィラー材料は、通常、１００～４００メッシュの粒子径を有し、総計のルーフィングアスファルト結合材組成物は１～８０重量パーセントの範囲である。

【0029】

「ルーフィング顆粒」又は「顆粒」は、ルーフィングシングルの上部に適用される鉱物などの材料を示す。顆粒は通常８～４０メッシュの粒子径を有する。

【0030】

「ルーフィング材」は、アスファルト結合材を含有する材料を示し、ルーフィングシングル、ロール状ルーフィング材、ビルトアップルーフィング、消費者廃棄物（例えば、剥がしたシングル）又は製造業者廃棄シングル、シングル製造スクラップ、ルーフィングフェルトなどが含まれる。

【0031】

「ＲＴＦＯ」はローリング薄膜オーブン（Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｏｖｅｎ）を示す。ＲＦＴＯは、ＡＳＴＭ Ｄ２８７２－１９、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｈｅａｔ ａｎｄ Ａｉｒ ｏｎ ａ Ｍｏｖｉｎｇ Ｆｉｌｍ ｏｆ Ａｓｐｈａｌｔ（Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｔｈｉｎ－Ｆｉｌｍ Ｏｖｅｎ Ｔｅｓｔ）に記載されているアスファルト結合材の短期の経年劣化をシミュレーションするため使用される。

【0032】

「Ｓ－クリティカル」又は「スティフネスクリティカル」グレードは、アスファルト結合材の低い温度のスティフネスグレードを示す。スティフネスクリティカル温度は、ＡＳＴＭ Ｄ６６４８－０８（２０１６）に従ってテストされるアスファルト結合材が３００ＭＰａの弯曲のクリープスティフネス値を有するか、ＢＢＲテスト又はΔＴｃのいずれかに記載の４ｍｍ ＤＳＲテストにより判定されるような温度である。

【0033】

「ＳＨＲＰ」は新道路研究計画（Ｓｔｒａｔｅｇｉｃ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒａｍ）及びそのパフォーマンスグレード（ＰＧ）の仕様を示す。

【0034】

「軟化剤」は、再生アスファルト結合材を混合すること、及びそれをアスファルト系材料の生成プロセスの間バージンアスファルト結合材に取り込むのを容易に（又は促進）する低粘度添加剤を示す。

【0035】

「ΔＴｃ」は低い温度クリープ又はｍ値クリティカル温度が、低温のスティフネスクリティカル温度から減算されたとき取得される値を示す。ΔＴｃパラメータを判定するために４ｍｍ ＤＳＲテスト手順及びデータ分析の方法論が使用され得る。例示的なＤＳＲテスト手順及び方法論はまた、公開国際出願ＷＯ２０１７／０２７０９６Ａ２、ＷＯ２０１７／２１３６９２Ａ１、及びＷＯ ２０１７／２１３６９３Ａ９に開示されており、その各々の開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。４ｍｍ ＤＳＲテスト及び分析手順はまた、Ｓｕｉ， Ｃ．， Ｆａｒｒａｒ， Ｍ．， Ｔｕｍｉｎｅｌｌｏ， Ｗ．、Ｔｕｒｎｅｒ， Ｔ．によるＡ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ａｓｐｈａｌｔ Ｂｉｎｄｅｒｓ ｗｉｔｈ Ｓｍａｌｌ Ａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ， Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｒｅｃｏｒｄ： Ｎｏ １６８１， ＴＲＢ ２０１０に記載されている。Ｓｕｉ， Ｃ．， Ｆａｒｒａｒ， Ｍ． Ｊ．， Ｈａｒｎｓｂｅｒｇｅｒ， Ｐ． Ｍ．， Ｔｕｍｉｎｅｌｌｏ， Ｗ．Ｈ．， Ｔｕｒｎｅｒ， Ｔ． Ｆ．， Ｎｅｗ Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｇｒａｄｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ Ｕｓｉｎｇ ４ ｍｍ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｐｌａｔｅｓ ｏｎ ａ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｈｅａｒ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ、ＴＲＢ Ｐｒｅｐｒｉｎｔ ＣＤ， ２０１１， ａｎｄ Ｆａｒｒａｒ， Ｍ．， ｅｔ ａｌ，（２０１２）， Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｏｘｉｄａｔｉｖｅ Ａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｇｒａｄｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ Ｓｍａｌｌ Ｐｌａｔｅ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｈｅａｒ Ｒｈｅｏｍｅｔｒｙ： Ａｎ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｔｏ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＲＴＦＯ， ＰＡＶ ａｎｄ ＢＢＲ、Ｅｕｒａｓｐｈａｌｔ ＆ Ｅｕｒｏｂｉｔｕｍｅ ５ｔｈ Ｅ＆Ｅ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ－２０１２ Ｉｓｔａｎｂｕｌ（ｐｐ． Ｐａｐｅｒ Ｏ５ｅｅ－４６７）、Ｉｓｔａｎｂｕｌ： Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｅｕｒａｓｐｈａｌｔもまた参照されたい。ΔＴｃパラメータはまたＡＡＳＨＴＯ Ｔ３１３（第２版、２０１９）又はＡＳＴＭ Ｄ６６４８－０８（２０１６）に基づくＢＢＲテスト手順を使用して判定できる。ＢＢＲテスト手順が使用されるとき、テストは相当する数字の温度で実行すべきで、３００ＭＰａのスティフネス不良基準及び０．３００のクリープ又はｍ値不良基準の結果が、不良基準を下回る１つの結果及び不良基準を上回る１つの結果で取得されるようにする。いくつかの例において、－５°Ｃより低いΔＴｃ値のアスファルト結合材に対して、これは３又はそれより高いテスト温度でＢＢＲテストを実行することを必要とすることがある。先に言及したＢＢＲ基準の要求が適合されていないときのデータから計算したΔＴｃ値は、正確でなくともよい。

【0036】

すべての重量、部分、及び割合は、特に指定しない限り、重量基準である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

一態様において、本開示は、アスファルト結合材、及び（ｉ）１又は複数のカルボニル基を含有する化合物を含む第１の材料、及び（ｉｉ）第１の材料の１又は複数のカルボニル基と反応してヒドロキシル基を反応生成物に添加する第２の材料を含む成分の反応生成物である経年劣化防止剤を備えるアスファルト結合材混合物を提供し、ここで経年劣化防止剤は約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を有する。アスファルト結合材は、バージンアスファルト結合材、酸化又は経年劣化（例えばエアブローン）アスファルト結合材、ＲＡＰ又はＲＡＳなどの再生アスファルト結合材材料、又はそれらの組み合わせを含み得る。開示されている経年劣化防止剤は、アスファルトルーフィング結合材の経年劣化の速度を低下させることが示されている。出願人は、先行して、このような改質経年劣化防止剤が、バージンアスファルト結合材の元来の特性の一部又はすべてを保護又は保持するために、アスファルト舗装の経年劣化の作用の一部を遅らせ、低減し、又はさもなければそれを克服することができることを示しており、公開国際出願ＷＯ２０２１／０１１６７７Ａ２を参照されたい。その開示は全体が参照により本明細書に組み込まれる。増大したヒドロキシル価を有する開示されている経年劣化防止剤が、得られるアスファルト結合材混合物の経年劣化特性を改善するために、リサイクルＲＡＰ、リサイクルＲＡＳ又は両者の組み合わせなどの再生又はリサイクル材料を含有するアスファルト結合材と共に使用された。

【0038】

アスファルト系材料が経年劣化すると、材料内のアスファルト結合材が酸化し、それはアスファルト材料の特性に悪影響を与える。例えば、経年劣化したアスファルト結合材は多くの場合、特に低い温度でよりもろくなり、アスファルト材料に亀裂を生じさせるか、意図したように機能しなくさせる。異なるアスファルト結合材がいかに効果的に経年劣化に反応するか、又は異なる構成要素がいかに効果的に経年劣化に対するアスファルト結合材の反応に影響を与えるかを測定するために、異なるパラメータが使用される。アスファルト結合材の経年劣化特性を評価するための１つの特に有用なパラメータは、混合物のデルタＴｃ（ΔＴｃ）を知ることである。ΔＴｃは、材料のｍクリティカル温度を測定し、それをＳクリティカル温度から減算することによって計算できる（例えばΔＴｃ＝Ｔ_{ｃ，Ｓ（６０ｓ）}－Ｔ_{ｃ，ｍ（６０ｓ）}）。従来の文献を検討する者に対する一般的な注意及び歴史的な注意事項として、ΔＴｃを調べている先行文献の一部は、減算の順序を替えており、これにより計算されたΔＴｃの符号が変わっている場合がある。例えば、Ａｎｄｅｒｓｏｎ， Ｒ． Ｍ， Ｋｉｎｇ， Ｇ．Ｎ．， Ｈａｎｓｏｎ， Ｄ．Ｉ．， Ｂｌａｎｋｅｎｓｈｉｐ，Ｐ．Ｂの「Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ Ａｓｐｈａｌｔ Ｂｉｎｄｅｒ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ Ｎｏｎ－Ｌｏａｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｃｒａｃｋｉｎｇ」，Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｓｐｈａｌｔ Ｐａｖｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔｓ， Ｖｏｌｕｍｅ ８０， ｐｐ ６１５－６６３（２０１１）のもとの報告は、フィールドコアからの回復された結合材のデータに基づいて、ΔＴｃを使用して、アスファルト舗装が非荷重関連の混合物亀裂の危険性がある点に到達したとき、また潜在的な破壊限界に到達したときを特定できることを示した。しかし、その調査で、著者らは、Ｓクリティカル温度をクリープ又はｍクリティカル温度から減算し、したがって、不良なパフォーマンス特性を有する結合材では、正であるΔＴｃ値が算出された。

【0039】

おおよそ２０１１年から、業界の研究者は、減算の順序を逆にすることで一致し、したがって、ｍクリティカル温度が、スティフネスクリティカル温度から減算されたとき、不良なパフォーマンス特性を呈する結合材では、負であるΔＴｃ値が算出される。業界は概して、不良なパフォーマンスの結合材が、パフォーマンスの低下に伴ってより負になることは、より直観的であるようだということに一致している。したがって、今日業界では、また本願で使用されているものとして、ΔＴｃの警戒限界値が－３°Ｃで、潜在的な破壊の値が－５°Ｃである。

【0040】

ΔＴｃパラメータはまた、経年劣化が、アスファルト結合材の弛緩特性などのアスファルト結合材の特性に及ぼす影響を評価するのに使用できる（例えば、「低い温度のクリープグレード」と称される特性）。４０時間のＰＡＶ経年劣化にさらされた現場のテストプロジェクトでは、ΔＴｃ値は、非荷重関連のブロック亀裂、特にビチューメン混合物表面での結合材弛緩の損失から生じると概して考えられているトップダウン疲労亀裂に関連するアスファルト材料（例えば、アスファルト舗装材）の損傷との相関関係を示した。ｍクリティカル温度における変化はまた、酸化アスファルト結合材の脆化のレベルが増大する速度又は程度を定量化するのに使用することができる。同様に、酸化アスファルト結合材のＳクリティカル温度を判定することは、酸化したアスファルト結合材混合物の低温でのスティフネス特性の変化を特定する手段として使用できる。

【0041】

したがって、経年劣化に伴い過度に負のΔＴｃ値が生じることに対して影響を受けにくいアスファルト結合材混合物を取得することが望ましい。アスファルト結合材混合物の長期的なパフォーマンスにアスファルト結合材の経年劣化が与える影響を低減するか遅延させるために、多くの材料が調査され、様々な程度の成功を収めてきた。１つのクラスの材料は、経年劣化防止剤又は再生添加剤と称されている。それらの材料は多くの場合、ＲＡＰ及びＲＡＳなどのリサイクルされた原材料に生じた経年劣化を逆転させる、又はバージン結合材の経年劣化作用を遅らせるという目標を掲げて市場に出されている。いくつかの実施形態において、経年劣化防止剤は、経年劣化したアスファルト結合材のレオロジー特性を復元するのに役立ち得て、それにより、より多くの割合のアスファルト結合材混合物がＲＡＰ又はＲＡＳ材料で形成されるのを可能にし得る。

【0042】

探究された経年劣化防止剤の一群は、ステロールを含む。ステロールは、ステロイドアルコールとしても知られており、多くの場合、植物、動物、菌類、又は細菌などの天然供給源に由来する有機分子の群である。ステロールは、経年劣化結合材のΔＴｃの増大を促進し、それにより結合材が材料のより長い寿命にわたりそのパフォーマンス特性を保持するのを可能にすることが判明している。ステロールは、アスファルト経年劣化防止剤として有望性を示してきたが、そのような材料を生成するのに関連するコストが比較的高い場合がある。

【0043】

アスファルト経年劣化防止剤の別の群は、例えば、ひまし、カシューナッツの殻、ナタネ、大豆、ヒマワリ、トール、野菜及び他の植物系油を含むバイオ系供給源から取得されるものを含む。これらの材料の幾分かは、ステロールに比較して相対的に安価で、取得するのが容易であり得るが、それらの材料の多くは、不良な経年劣化防止剤であり、他の欠点を抱えていることが判明している。例えば、植物油は、結合材を軟化するのに役立つが、若返ったアスファルトから浸出する傾向があり、結合材が経年劣化した状態に戻り、経時的に、アスファルト舗装にわだち掘れが発生し得ることをが判明している。

【0044】

「ＲＥＪＵＶＥＮＡＴＩＯＮ ＯＦ ＲＥＣＬＡＩＭＥＤ ＡＳＰＨＡＬＴ」と題する、公開国際出願ＷＯ２０１３／１６３４６３Ａ１（Ｇｒａｄｙ ｅｔ ａｌからＡｒｉｚｏｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ、又は「Ｇｒａｄｙ」に対する）は、アスファルト舗装材の生成でトール油に由来するものなどのエステル官能性経年劣化防止剤を使用することを記載している。Ｇｒａｄｙは、エステル官能基を経年劣化防止剤に組み込むことにより、結合材のガラス転移の開始温度が低下し、それにより、アスファルトの低温耐性および耐疲労亀裂性が、アスファルト舗装材のその他の特性とともに改善され得ると述べた。しかし、本発明者らは、Ｇｒａｄｙにより開示された高エステル官能のトール油誘導体は、アスファルト結合材に不良な効果を及ぼし、高エステル官能誘導体が作製された非改質トール油材料よりも劣るパフォーマンス特性を経時的に呈する傾向があることを見出していた。本発明者らは、Ｇｒａｄｙにより開示された誘導体の低いパフォーマンス特性は、Ｇｒａｄｙにより開示された反応パラメータの下で生成される材料の低いヒドロキシル価含有量（例えば、低いヒドロキシル価）に起因すると考えている。

【0045】

現在開示されている経年劣化防止剤（例えば、増大したヒドロキシル価を有するもの）は、トール油などのカルボニル含有化合物、他の植物系材料（例えば、植物由来の原材料又は抽出物）、又はカルボニル基と反応して反応生成物にヒドロキシル基を付加し、約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価をもたらすことができる第２の材料との反応を経る他のアスファルト添加剤を含む出発材料から導出させることができる。理論に拘束されることなく、例えばトール油材料における遊離ヒドロキシル基の数を増大させることによりそのような薬剤において遊離ヒドロキシル基の数を増大させることは、そのような材料の極性を増大させてそれらの適合性を高め、これによって経年劣化アスファルト結合材及びその他の材料を軟化して混合するのを促すのに、より適していると考えられる。例えば、アスファルト結合材は、材料の複合混合物であり、経年劣化の機構は完全には理解されていないが、酸化に起因して、結合材材料の脂肪族基又はセグメントの相対的な量の、より極性の高い構造への全般的なシフトがあり、これには例えば、経年劣化した結合材材料内でのエーテル、過酸化物、及びアルコール基の形成が含まれる。このシフトにより、結合材は、経時的により硬化し、より極性を増す。本発明者らは、そのような化合物内の遊離ヒドロキシル基の相対的な数を増大させることによりトール油又は他のカルボニル含有剤などの出発材料の極性を増大させることが、アスファルト結合材の経年劣化防止剤としてのそれらの効力を著しく増大させることができるということを見出してきた。得られる経年劣化防止剤は、経年劣化したアスファルト結合材との相溶性が高まり、経年劣化したアスファルト結合材を溶媒和して軟化させ、材料のｍクリティカル及びＳクリティカルグレードを低下させるだけでなく、アスファルト結合材混合物のΔＴｃを増大させるのを促し得ると思われる。改質経年劣化防止剤は、部分的に、経年劣化したアスファルト結合材を軟化することによって、機能的なアスファルト結合材混合物を生成し、ひいては混合物が容易に調製され、舗装され、締め固めるのを可能にするよう促し得る。さらに又は代替的に、改質経年劣化防止剤は、バージンアスファルト結合材の経年劣化作用を遅らせる、又は妨げることを促し、より長い耐用年数にわたり、これらを使用することを可能にし得る。

【0046】

開示されている改質経年劣化防止剤は、アスファルト結合材の経年劣化速度を変更（例えば、低減又は遅延）することができ、又は経年劣化又は再生アスファルト結合材を若返らせる、復元する、又は復活させて、バージンアスファルト結合材の一部又はすべての特性をもたらすことができる。増大したヒドロキシル価を有する開示されている経年劣化防止剤を含有する開示されているアスファルト結合材組成物又は混合物はまた、バージン、再生、及び高度に酸化したアスファルトの加工及びパフォーマンス特性を改善し、それによりアスファルト源又はアスファルト結合材を保護、リサイクル、及び再利用するのに役立ち得る。いくつかの実施形態において、開示されている経年劣化防止剤は、アスファルト結合材混合物のスティフネス、有効な温度の範囲、低温特性などの物理的及びレオロジー的特性を変更又は改善することができる。開示されている経年劣化防止剤を含有するこのようなアスファルト結合材混合物は、防湿バリア及び防水フィルム、下ぶき、アスファルト系接着剤及びシーラント、ルーフィング材（ルーフィングシングル、ロール状ルーフィング材、及びビルトアップルーフィングなど）、アスファルト舗装材、アスファルト舗装回復又は保護材料などを含むが、それらに限定されない様々なアスファルト系材料を生成するのに有用であり得る。

【0047】

開示されている経年劣化防止剤を導出するために使用され得る出発材料は、第２の材料（例えば、ポリオール又はアミンアルコール）と反応して、得られる生成物のヒドロキシル価が約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超えるように、反応生成物における遊離ヒドロキシル基の数を増大させることができる、アクセス可能な又は利用可能なカルボニル基を含有する１又は複数の化合物を含む。そのような出発材料は、ポリオールと反応し（例えば、エステル結合を形成する）、又はアミンアルコールのアミン基と反応し（例えば、アミド結合を形成する）、カルボン酸基、エステル基、アミン基、イミド基、又はそれらの組み合わせを含有するものを含むことができる。例示的なカルボニル含有化合物は、グリセリド及びトリグリセリド、例えば、様々な植物油及び天然油、様々なトール油、植物油、ロジン、ピッチ、木材化学材料、エンジン油、再生油、脂肪酸、一酸、二酸、三酸、Ｃ_１～Ｃ_３６カルボン酸、エステル、ケト酸、オキソカルボン酸、ポリエステル、無水物、無水物及びカルボン酸基の両方を含有する化合物、様々なアミド及びイミド、上記で参照した種類の基を２つ又はそれより多く含有する化合物、それらのブレンドなどを含み得るがそれらに限定されない。さらに又は代替的に、出発材料は異なるカルボニル含有化合物の混合物又はブレンドを含み得、さらに又は代替的に、カルボニル基を含有しないが反応に加わり得る共反応体を含む。下記の例は主に出発材料（例えば、第１の材料）としてトール油に注目しているが、本明細書に開示されている概念は、トール油に限定されない。

【0048】

好ましい出発材料は、１又は複数の反応性カルボニル基（例えば、カルボン酸、エステル、アミド、イミドなど）を伴うもの、及び取得するのに相対的に安価であるものを含む。このような好ましい出発材料は、ひまし、カシューナッツの殻、綿実、トウモロコシ、落花生、ナタネ、米ぬか、ベニバナ、サルサパリラ根、大豆、ヒマワリ、植物、小麦胚芽、その他の植物系油などの植物系材料；再生油；ロジン及びロジン酸；脂肪酸；それらの混合物などを含み得るがそれらに限定されない。さらに又は代替的に、出発材料は、コールタールピッチ、石炭抽出物、石油由来の反応物、それらの誘導体又は混合物などを含むがこれらに限定されない、１又は複数の石炭又は石油系材料を含み得る。開示されている改質の技法はまた、従来の経年劣化防止剤を含む他の市販のアスファルト添加剤に、及びそのような薬剤及び添加剤がポリオールの１又は複数のヒドロキシル基又はアミンアルコールのアミン基と反応して、アスファルト結合材混合物に改善された経年劣化防止特性を付与する、充分にヒドロキシル官能性の改質経年劣化防止剤又は添加剤を設けることができる場合には、市販のアスファルト添加剤に適用することができる。いくつかの実施形態において、出発材料における利用可能なカルボニル基は、酸化プロセス又は他の合成技法を通して増大させることができる。

【0049】

出発材料における遊離ヒドロキシル基の相対的な数は、様々な技法を使用して増大させることができる。いくつかの実施形態において、利用可能なヒドロキシル基を不当に消費又は枯渇させることなくこのようなポリオール又はアミンアルコールの添加を有利にする材料の反応条件及び化学量論比を制御しながら、カルボニル含有出発材料を１又は複数のポリオール又はアミンアルコールと反応させることで、遊離ヒドロキシル基の数を増大させることができる。さらに又は代替的に、出発材料のヒドロキシル価は、アルコール分解―エステル交換反応を通じて、又は異なる反応機構、触媒を使用するか、又は異なる反応物質を使用することによって増大させることができる。各々のそのような例の目標は、反応生成物に未反応の（つまり、遊離）ヒドロキシル基を残しながら、部分的エステル化を達成することである。

【0050】

遊離ヒドロキシル基の利用可能性は、例えばＡＳＴＭ法Ｄ１９５７－８６（１９９５）を使用することによって、得られる化合物のヒドロキシル価の観点から測定することができる。開示されている経年劣化防止剤は、ポリオール又はアミンアルコールとの反応後に、得られるヒドロキシル価が約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超え、より好ましくは少なくとも約３５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、最も好ましくは少なくとも約５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇを有するはずである。比較のため、市販の脂肪酸エステル及びロジン酸エステルは、通常０～５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ及び５～１２ｍｇ／ＫＯＨ／ｇの範囲のヒドロキシル価を有する。未精製のトール油は、約１ｍｇ ＫＯＨ／ｇ程度のヒドロキシル価を有する。

【0051】

最終的なヒドロキシル価は、開示の結合材混合物への最終的な必要性に応じて、ΔＴｃに対する所望の調整を取得するために、一層高い又は低い値に対して必要に応じて調節できる。いくつかの実施形態において、開示されている経年劣化防止剤は、摂氏１００度で４０時間ＰＡＶ経年劣化させた後の経年劣化防止剤を含有する経年劣化アスファルトにおいて、未改質剤を含む同様に経年劣化させた結合材と比較して、ΔＴｃの負がより小さいヒドロキシル価を有する。

【0052】

いくつかの実施形態において、最終的なヒドロキシル価は、出発材料の酸価に依存して、出発材料（例えば、第１の材料）内で利用可能な酸基の数、第２の材料（例えば、選択されたポリオール又はアミンアルコール）内のヒドロキシル基の数、反応物の初期の極性などに基づいて調節され得る。開示されている改質プロセスは、いくつかの実施形態において、出発材料の酸価を低減し得る。例えば、１又は複数のポリオール又はアミンアルコールと脂肪酸材料を反応させることは、脂肪酸のカルボニル基の少なくとも一部をポリオール（例えば、エステル化で）又はアミンアルコール（例えば、アミド形成で）と反応させ、材料の得られる酸価をより低いものにさせることができる。いくつかの実施形態において、開示されている経年劣化防止剤は、約１００未満、約７０未満、約３０未満、又は一層小さい値の酸価を有し得る。いくつかの実施形態において、出発材料の酸価は最初に増大して、開示されているポリオール又はアミンアルコールと結合するために、出発材料内に、より反応性のある酸の基をもたらし得る。出発材料の酸価は、様々な技法を使用して増大させることができる。例えば、出発材料は、例えばＤｉｅｌｓ－Ａｌｄｅｒ添加又はエステル添加により出発分子のカルボン酸基の数を増大させるべく、酸又は無水物（例えば、アクリル酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、コハク酸、ネオデカン酸、その他の二酸など）を含むか又はそれと反応することができる。利用可能なカルボン酸基の増大は、得られる生成物のヒドロキシル価を増大させるために使用される第２の材料（例えば、ポリオール又はアミンアルコール）間の追加の結合を可能にすることができる。さらに又は代替的に、出発材料の利用可能なカルボン酸基の少なくとも一部は、例えばアスファルト結合材混合物における他の機能を果たすために、得られる改質経年劣化防止剤の内部に残留し得る。例えば、カルボン酸基は、骨材とのアスファルト結合材の混合に役立ち、それと結合することを促すことができる。

【0053】

いくつかの実施形態において、開示されている改質プロセスは、ヒドロキシル価を増大させるために、アルコール分解―エステル交換プロセスを含むことができる。例えば、１又は複数のエステル結合を含む出発材料（例えば、大豆油又は他の植物系油）は、エステル交換触媒を使用してポリオールと反応させることができる。２つを超えるヒドロキシル基を有するポリオールは、エステル結合で有機基を置き換えることができる。ポリオールのヒドロキシル基の１つは、除去された有機基に供与されて、除去されたものの反応生成物に残る可能性のある新たなアルコールを形成する。ポリオール（ヒドロキシル基がない）は、改質した出発材料において脱エステルしたカルボニル基（除去された有機基がない）と新たなエステル結合を形成し、１又は複数の付加的な遊離ヒドロキシル基をもたらす。

【0054】

いくつかの実施形態において、出発材料は未精製又は精製された材料であり得る。例えば出発材料は、低コスト、純粋な又は不純な副生成物、又はより価値の高い生成物の製造からの廃棄物ストリームであり得る。

【0055】

いくつかの実施形態において、開示されている経年劣化防止剤は、改質されたトール油を含み得る。従来のトール油は、製紙の副生成物であり、アビエチン酸及びその異性体などのロジン酸；パルミチン酸、オレイン酸、及びリノール酸を含む様々な脂肪酸、脂肪族アルコール；ステロール；及び他のアルキル炭化水素誘導体を含む、様々なロジン及び脂肪酸材料を含む異なる化合物の複合混合物を含む。トール油の組成は、供給源、改良のレベルなどに応じて、大いに変動する。トール油の質又は精製度を定量化する典型的な技法は、酸価、脂肪酸含有レベル、又はその両者を参照することである。従来式のトール油は、約１００～２００又は約１２５～１６５の範囲の酸価で購入できる。トール油は、例えば未精製のトール油及び蒸留又は改良した未精製のトール油を含む多くの形態で入手可能である。未精製のトール油の蒸留は、様々な単離された形態の脂肪酸をもたらし、これは、トール油ヘッドとして知られる高飽和で揮発性の長鎖脂肪酸、様々な程度の不飽和度を有するＣ_８～Ｃ_２０脂肪酸を含むトール油脂肪酸、及び主にＣ_１８～Ｃ_２０の三環式モノカルボン酸を含むトール油ロジン又はピッチを含む。商業的に蒸留されたトール油は、主にトール油の脂肪酸、及び様々な比率のトール油のロジンの混合物を含む。いくつかの実施形態において、開示されている経年劣化防止剤は、未精製のトール油、蒸留されたトール油、トール油ヘッド、トール油ピッチ、又はそれらの混合物から導出され得る。

【0056】

トール油のヒドロキシル価、特にトール油に存在しているこのような脂肪酸、ロジン酸、及び類似した化合物のヒドロキシル価は、比較的低温下でトール油をポリオール又はアミンアルコールと反応させることによって増大させることができる。ヒドロキシル基又はアミン基は、トール油の脂肪酸及びロジン酸の１又は複数のカルボニル基（例えば、カルボン酸基）と反応してエステル又はアミド結合を形成することができる。反応条件、時間、及び化学量論は、反応において使用される個々のカルボニル及びポリオールに独特であり得るが、反応速度は、反応温度と化学量論比の制御を通じて大量の残留ヒドロキシル基の保持を促進しながら、そのようなポリオール又はアミンアルコールの添加を有利にするように制御できる。開示されている反応は、比較的低温でエステル触媒を排除して実行され得て、利用可能なヒドロキシル基がその後の架橋副反応によって消費されないようにし、それにより、得られる化合物に高いヒドロキシル価を確実にもたらすように促す。

【0057】

ポリオール及び脂肪酸を使用する反応のため、反応温度は２００°Ｃ未満にし得る。２００°Ｃを超える温度は、エステル基の形成を促進でき、得られる化合物のヒドロキシル価を著しく減少させる。

【0058】

アミンアルコール及び脂肪酸を使用する反応のために、反応温度は、アミド反応を有利にするのに充分に高く（例えば、約１５０℃）てもよいが、概してエステル化を有利にする反応温度（例えば、約１８０℃を超える）より低い。２００°Ｃを超える温度は、エステル基の形成を促進でき、得られる化合物のヒドロキシル価を著しく減少させる。

【0059】

より大きい分子量の出発材料（例えば、ロジン酸及び高分子量の酸）及びエステル系出発材料（例えば、ポリエステル、植物油、トリグリセリドなど）は、開示されているポリオール又はアミンアルコールと反応するには、上で論じた低分子量脂肪酸と比較して、より高い反応温度、より長い反応時間、又は反応触媒が必要となる可能性がある。

【0060】

第１の材料の１又は複数のカルボニル基と反応して、反応生成物のヒドロキシル基の数を増大させるために使用される第２の材料は、ポリオール、アミンアルコールなどを含むことができる。適しているポリオール及びアミンアルコールは、２つ又はそれより多い遊離ヒドロキシル基を含有するポリオール又は１又は複数のヒドロキシル基を含有するアミンを含むことができるが、それらに限定されず、例えば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、プロピレングリコール、ジメチロールプロピオン酸、グリセリン、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、ソルビトール、スクロース、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、メタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、エタノールアミン、アミノメチルプロパノール、ポリスルフィドポリオール、プロパノールアミン、それらの混合物などを含む。いくつかの実施形態において、ヒドロキシル基の源は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリプロピレングリコール、又は複数の利用可能なヒドロキシル基を有する類似のエーテルポリオールなどのポリアルキレンエーテルポリオールを含み得る。さらに又は代替的に、ヒドロキシル基の源は、ポリブタジエンジオールなどのポリアルキレンポリオールを含むことができる。いくつかの実施形態において、ヒドロキシル基の源は、未精製又は精製された材料を含み得る。例えば、ヒドロキシル基の源は、より価値の高い生成物の製造から生じる低コスト、純粋であるか又は純粋ではない副生成物又は廃棄物ストリーム（例えば、穀物からエタノールを製造する際に取得されるグリセリン）であってもよい。

【0061】

例示的なポリアルキレングリコールは、出発材料において混和性、可溶性又は分散性であり、低から高の分子量、例えば約１９０～約８０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは約１９０ｇ／ｍｏｌを超える数平均分子量を有するエチルオキシド、プロピルオキシド、又はブチルオキシドの繰り返し単位を含む。このようなポリアルキレングリコールは、例えば、それぞれＣＡＲＢＯＷＡＸ（商標）ＰＥＧ３００及びＣＡＲＢＯＷＡＸ ＰＥＧ４００としてＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏから入手可能な、供給されているＰＥＧ３００及びＰＥＧ４００のような液体；ワックス；固体；又はそれらの組み合わせを含み得る。ポリエチレンポリオールは、トール油などの出発材料と反応させるとき、テストした他のポリオールと比較して、より低いヒドロキシル価で同等の若返り特性を呈する改質剤が得られる好ましいポリオールのクラスを表す。理論に拘束されるわけではないが、そのような材料の長鎖ポリエーテル結合は、得られる経年劣化防止剤の極性を増大させるのにまた役立つ可能性があり、それにより、改質経年劣化防止剤が経年劣化アスファルト結合材との適合性が高まり、おそらく経年劣化結合材の酸化分子の凝集を遅らせると考えられる。

【0062】

いくつかの例において、開示されている経年劣化防止剤は、反応成分の一方又は両方（例えば、カルボニル基を含有する第１の材料、ヒドロキシル基に寄与する第２の材料、又は両方）を第３の材料（例えば、共反応物質）と反応させて、経年劣化防止剤反応生成物を生成することによって、調製され得る。第３の材料は、得られた反応生成物を生成する際に他方の出発材料のうちの少なくとも１つと反応及び結合するよう構成された１又は複数の不飽和基を含有することができる。第３の材料は、例えば、反応生成物の分子量を増大させて、生成物の引火点を改質する、又は反応生成物の製造コストを低減するのを促すことによって、得られた反応生成物の物理的特性を改質するために使用できる。第３の材料は、カルボニル又はヒドロキシル基のいずれかを含んでいても良く、又はいずれも含まなくても良い。第３の材料のために使用できる材料は、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、ピペリレン、イソプレン、又は脂肪族アルコールなどの不飽和アルコールを含むがそれらに限定されない。例えば、大豆油又はトール油、無水マレイン酸、及びＤＣＰＤなどの出発材料は、最初、一緒に反応させた後、１又は複数のポリオール又はアミンアルコールと反応させて、約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超えるヒドロキシル価を有する得られた反応生成物をもたらすことができる。その他の使用できる反応は、ＤＣＰＤ、スチレン、不飽和酸又は無水物間のディールス・アルダー反応；ＤＣＰＤ及び植物油又は植物系油；無水マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、ネオデカン酸、又はアクリル酸と反応させた植物油又は植物系油；無水マレイン酸と反応させたロジン酸などを含み得る。反応は、反応生成物の段階的な生成又は単一の反応スキームとして実行できる。

【0063】

いくつかの実施形態において、開示されている経年劣化防止剤は、アスファルト又はアスファルト舗装が経年劣化しているとき－５°Ｃ超又はそれと等しいΔＴｃ値を保持できる。いくつかの実施形態において、開示されている経年劣化防止剤は、４０時間の１００°ＣでのＰＡＶ経年劣化後、－５°Ｃ超又はそれと等しいΔＴｃであるか、より好ましくは－３°Ｃ超又はそれと等しいΔＴｃであるアスファルト結合材をもたらし得る。いくつかの実施形態において、開示されている経年劣化防止剤は、開示されている経年劣化防止剤を含まない同様に経年劣化したアスファルト結合材、又は同様であるが非改質の材料又はより低いヒドロキシル価を有する経年劣化防止剤を使用して製造された経年劣化結合材と比較したとき、経年劣化後に、正により大きいΔＴｃ値及び減少したＲ値であるアスファルト結合材をもたらす。

【0064】

さらに又は代替的に、開示されている改質経年劣化防止剤は、ＲＡＳ及びＲＡＰなどの再生されるビチューメン材料を含有する結合材のレオロジー特性の低落を変更、低減、又は遅延できる。開示されている経年劣化防止剤は、存在している結合材の総量に対して、約０．５～約１５ｗｔ％、又は約１～約１０ｗｔ％、又は約１～約３ｗｔ％で、アスファルト結合材混合物に添加することができる。

【0065】

開示されている経年劣化防止剤は、アスファルト産業において抵抗剤として先行して使用されたことはないが、開示されている高いヒドロキシル価（例えば、約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超える、３５ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超える、４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超える、又は５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超える）を有するように改質され、本明細書に開示される所望のΔＴｃをもたらす新規の材料から導出され得る。そのような新規化合物は、ポリオール、脂肪族変性ポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールなどを含み得る。

【0066】

開示されている経年劣化防止剤は、アスファルト結合材材料のいずれかの適した源と結合させることができる。いくつかの実施形態において、アスファルト結合材混合物は、バージンアスファルト結合材、酸化アスファルト結合材、再生アスファルトから抽出されたアスファルト結合材、又はそれらの組み合わせを含み得る。
ＲＡＳは、アスファルト結合材の含有量が多いことにより、再生及び再利用に関して魅力的な構成要素である。
ＲＡＳは、例えば、約５ｗｔ％のアスファルト含有量を有し得るＲＡＰと比較して、１５～３５ｗｔ％の範囲のアスファルト結合材の含有量を有する。概して、２つの主要な型のＲＡＳ材料があり、引き剥がしルーフィングシングル及びルーフィングシングルタブ（製造業者の廃棄物とも称す）を含む。引き剥がしルーフィングシングルは、必要とされている物理的寸法に対して生成されている間に新たなアスファルトシングルが削られるとき、ルーフィングシングルタブが生成される間、存在している屋根の解体又は置き換えの間生成される。引き剥がしルーフィングシングルの質は、その環境への露出に起因してかなり変動し得る。開示されている経年劣化防止剤は、ＲＡＳ含有アスファルト結合材混合物、例えば引き剥がしルーフィングシングルから生成されたものの高温及び低温特性、及び低温及び高温の両端のＰＧグレードを改善することが示された。

【0067】

当業者が認識するように、開示されている経年劣化防止剤はアスファルト系材料の生成において広い範囲で使用し得る。続く開示は、ルーフィング材（例えばルーフィングシングル、ルーフィングロール、ビルトアップルーフィングなど）の生成におけるこのようなアスファルト結合材混合物の使用に、主に注目している。しかし、このようなアスファルト結合材混合物は、そのような適用に限定される必要がなく、アスファルト舗装、アスファルト舗装メンテナンス（例えば、アスファルト舗装の修復又は保存）生成物、下ぶき、アスファルト系接着剤及びシーラント、アスファルト系防湿バリア又はフィルム、アスファルト系コーティング材料などを含むがこれらに限定されない他の適用での使用が想定される。

【0068】

ルーフィング材は、ルーフィングシングル、ロール状ルーフィング材、及びビルトアップルーフィングを含み得る。そのようなルーフィング材は、ガラス繊維マット、アスファルト結合材系コーティング混合物、及び上部のコーティングに埋め込まれる顆粒の層などの基材の材料を使用して構築できる。基材マットは、熱い飽和剤のアスファルト結合材組成物でしみ込ませることができ、それは次にさらなるアスファルト結合材で両側（例えば、上部及び底部）をコーティングし、最終的に上部層の顆粒で表面を覆うことができる。本明細書で使用される場合、「上部」という用語は、ルーフィング材が屋根に設置されたときに、上に面しているか、屋根と反対を向く側を意味し、「底部」は、下に面しているか、屋根の方を向く側を意味する。

【0069】

飽和剤、上部、及び底部アスファルトコーティング組成物のうちの少なくとも１つは、開示されている経年劣化防止剤含有アスファルト結合材混合物で構成され得、異なる層のアスファルト結合材組成物が同じである必要がない。経年劣化のほとんどが、日光に直接さらされる位置に層があることに起因して、上部アスファルト層の内部で生じるため、少なくとも上部アスファルトコーティング組成物が、開示されている経年劣化防止添加剤を含むことが望ましい場合がある。

【0070】

ルーフィング材用の基材マットは、ガラス繊維、鉱物繊維、セルロース繊維、ラグ繊維、ポリマー繊維などの合成繊維、又はそれらの混合物の不織布マットなどの繊維材料のウェブ、スクリム、又はフェルトを含むがそれらに限定されないアスファルト結合材系ルーフィング材を強化する際に使用するための公知のいずれかの型であり得る。いくつかの実施形態において、基材は、セルロース繊維から生成されるフェルトマット、又はガラス繊維から生成されるガラス系マットなどの有機材料であり得る。いくつかの実施形態において、生成されるルーフィングシングルは、有機フェルトの型である。

【0071】

コーティングアスファルト結合材の上部表面は、上にコーティングされるか中に埋め込まれるかのいずれかのルーフィング顆粒を含み得る。ルーフィング顆粒は、所望の耐候性、耐火性、視覚装飾的な外面、又はそれらのいずれかの組み合わせに貢献するよう促す。いくつかの実施形態において、顆粒は圧砕及びスクリーニングされた鉱物材料であり、続いて上部のアスファルト結合材コーティング組成物でコーティング又は埋め込まれる。いくつかの実施形態において、顆粒は、スレート、玄武岩、ネフェライトなどの硬質の鉱物系岩石である。いくつかの実施形態において、顆粒は顆粒の同じ型であるか、顆粒の異なる型、質感、形状、及び／又は色の混合物であり得る。顆粒はまた、コーティング顆粒（例えば、セラミックコーティング、赤外反射コーティング、又は色付きコーティング）、又は添加剤（例えば、銅化合物）を含み得る。ルーフィング顆粒の供給業者は、３Ｍ、ＧＡＦ、及びＨａｒｓｃｏ Ｍｉｎｅｒａｌｓを含む。

【0072】

ルーフィング材の製造に適したアスファルト結合材組成物は、概して、適したアスファルト結合材を選択し、ルーフィング材として有用な特性を取得するためにアスファルト結合材を加工することによって生成される。例えば、ルーフィングアスファルト結合材は、通常、ある程度の硬度を保持し、太陽光にさらされて生成される高温条件下で流動しない。このような増大した硬度は、概して、浸透力レベルの低減、粘度の増大、及び軟化点の上昇を伴う。

【0073】

いくつかの実施形態において、ルーフィングの適用という状況で経年劣化したアスファルト結合材を含むことが望ましい。アスファルト結合材を経年劣化させることは、例えば、軟化点を上昇させる（例えば、目標軟化点を約８５°Ｃ（１８５°Ｆ）から約９９°Ｃ（２１０°Ｆ）に）、及びルーフィング材の高温での屋根の流れに耐える能力を増大させるのを促す、もろくなりすぎずにシングルの浸透力を低減する（例えば、目標の浸透力約１５ｄｍｍ）、融解粘度を適した範囲に調節する、また概して、太陽、高温、及び悪天候の条件へさらされて耐える結合材の能力を改善させるために、アスファルト結合材の物理的特性を改質することができる。

【0074】

いくつかの実施形態において、結合材を経年劣化させることは、アスファルト混合物の軟化点を上昇させるなど、アスファルト結合材の物理的特性を改質するために、溶融したアスファルト結合材に数時間（例えば、約１時間～約７２時間）空気を吹き込むことによって結合材を意図して酸化させる「エアブローン」プロセスにより実行できる。時間の長さは、使用するアスファルト結合材原料の型、処理温度、空気流量、処理装置の設計、生成されるアスファルト結合材コーティングの所望の特性などの様々な要因に依存する。さらに又は代替的に、ＲＡＳ又はＲＡＰから抽出された結合材を使用することは、ルーフィングの適用のため経年劣化した結合材材料の簡便な源をもたらす。

【0075】

ルーフィング材の一般的な仕様は、ＡＳＴＭ Ｄ２２５－０７（「Ａｓｐｈａｌｔ ｂｉｎｄｅｒ Ｓｈｉｎｇｌｅｓ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｅｌｔ）Ｓｕｒｆａｃｅｄ ｉｎｔｏ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｇｒａｎｕｌｅｓ」Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ａｎｎｕａｌ Ｂｏｏｋ ｏｆ ＡＳＴＭ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ， Ｖｏｌｕｍｅ ０４．０４， Ｗｅｓｔ Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ， ＰＡ， １９９６）；及びＡＳＴＭ Ｄ３４６２Ｍ－１９（「Ａｓｐｈａｌｔ ｂｉｎｄｅｒ Ｓｈｉｎｇｌｅｓ Ｍａｄｅ Ｆｒｏｍ Ｇｌａｓｓ Ｆｅｌｔ ａｎｄ Ｓｕｒｆａｃｅｄ ｗｉｔｈ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｇｒａｎｕｌｅｓ．」Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ａｎｎｕａｌ Ｂｏｏｋ ｏｆ ＡＳＴＭ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ， Ｖｏｌｕｍｅ ０４．０４， Ｗｅｓｔ Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ， ＰＡ， １９９６）に定められている。ルーフィングアスファルト結合材組成物の付加的な特性は、軟化点、すなわち「ＳＰ」、ＡＳＴＭ Ｄ３６Ｍ－１４（２０２０）による；浸透力、すなわち「ｐｅｎ」、２５°Ｃで実行させるＡＳＴＭ Ｄ５Ｍ－２０による；融解粘度、Ｍｏｄｅｌ ＲＶ Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒを使用し、２０４℃（４００°Ｆ）で実行したＡＳＴＭ Ｄ４４０２Ｍ－１５により、第１８スピンドル、６ＲＰＭ、又はＭｏｄｅｌ ＲＶ Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒを使用し、第２１スピンドル、５０ＲＰＭを使用；耐久性、ＡＳＴＭ Ｄ４７９８Ｍ－１１（２０１９）による；引火点、ＡＳＴＭ Ｄ９２－１８による；及び安定性、２６０°Ｃ（５００°Ｆ）のオーブン温度で最長５日間実行するように修正されたＡＳＴＭ Ｄ３７９１Ｍ－１１（２０１８）による、を含むがこれらに限定されない当技術分野で知られている任意の適したテスト、又は同様のテスト手順によって測定することができる。

【0076】

いくつかの実施形態において、ルーフィング材を生成するため構成されるアスファルト結合材組成物は、約７５ｗｔ％～約９５ｗｔ％のバージン結合材、及び約５ｗｔ％～約２５ｗｔ％の、ＲＡＳなどの再生アスファルトから抽出された結合材を含む結合材材料のブレンドを含むことができる。結合材ブレンドは、所望されるように、さらに加工（例えば、エアブローン）することができる。新たに製造されるシングルは、約１５～約３５ｗｔ％、例えば約２０ｗｔ％という結合材の総含有量を有し得る。

【0077】

開示されている経年劣化防止剤は、新たに製造されるルーフィング材を生成するために、ＲＡＳ又はＲＡＰから再生又は抽出された経年劣化したアスファルト結合材、意図して酸化／経年劣化させた（例えばエアブローン）アスファルト結合材、バージンアスファルト結合材、又はそれらの混合物を含有するものを含む、上記のアスファルト結合材混合物に添加され得る。開示されている経年劣化防止剤を、バージンアスファルト結合材、酸化アスファルト結合材、再生アスファルト結合材又はそれらの組み合わせに加えること、及び開示されているルーフィング材のうちの１又は複数を製造するために使用される得られたアスファルト結合材混合物を使用することは、経年劣化結合材の分解又はレオロジー特性を変更又は抑制し、ルーフィング材の耐用年数を改善する可能性がある。例えば、開示されている経年劣化防止剤は、高温でのスティフネス、有効な温度の範囲、及び低温でのスティフネス、及び／又はアスファルト結合材の弛緩特性を改善できる。

【0078】

開示されているアスファルト結合材混合物は、開示されている経年劣化防止剤、結合材源（例えば、バージン、酸化、ＲＡＳ、ＲＡＰ、又はそれらの組み合わせ）、及び他の任意選択の添加剤を一緒に加熱し、混合又はブレンドして、混合物を形成することによって、調製できる。当業者は、成分の添加及び混合の多くの順序が可能であることを認識するであろう。一態様で、アスファルト結合材の経年劣化特性を改善するための方法は、開示されている経年劣化防止剤を、アスファルト結合材と約１００°Ｃ～約２５０°Ｃの温度で混合又はブレンドすることに関与する。いくつかの実施形態において、開示されている経年劣化防止剤は、約１２５°Ｃ～約１７５°Ｃ、又は１８０°Ｃ～２０５°Ｃの温度で、アスファルト結合材と混合される。

【0079】

いくつかの実施形態において、開示されているアスファルト結合材組成物はまた、開示されている経年劣化防止剤、例えば、酸化防止剤、接着促進剤、フィラー、ポリマー、顔料、安定剤、溶剤、ワックスなどの材料に加えて、他の材料（例えば添加剤）を含み得る。このような添加剤の型及び量は、当業者が精通しているものである。添加剤は、意図的な使用（例えば、熱間塗布されたアスファルト膜を生成する）、予期された環境、パフォーマンス特性などに基づき選択され得る。有用なポリマーは、例えば、エチレン－酢酸ビニルコポリマー、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、反応性エチレンターポリマー（例えば、ＥＬＶＡＬＯＹ（商標））、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）ブロックコポリマー、イソプレン－スチレンブロックコポリマー、及びスチレン－イソプレン－スチレン（ＳＩＳ）ブロックコポリマー、クロロプレンポリマー（例えば、ネオプレン）などを含み得る。硬化エラストマー添加剤は、接地タイヤのゴム材料を含んでいても良い。例えば、２０１５ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ（セクション３７， ｐｇ．４２３）、及びセクション３９、Ｈｏｔ Ｍｉｘ Ａｓｐｈａｌｔ、 ｐｇ．４４７開始、またｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｏｔ．ｃａ．ｇｏｖ／ｄｉｓｔ１／ｄ１ｌａｂ／ＳＥＣＴＩＯＮ％２０３９％２０％２０ＨＭＡ．ｐｄｆ ａｎｄ ｈｔｔｐ：／／ｃａｌｔｒａｎｓ－ｏｐａｃ．ｃａ．ｇｏｖ／ｐｕｂｌｉｃａｔ．ｈｔｍで入手可能、を参照されたい。

【0080】

開示されている結合材組成物はまた、コーティング組成物の重量基準で、約１～８０ｗｔ％、４５～６０ｗｔ％、５０～７５ｗｔ％、又は６０～８０ｗｔ％の量で、１又は複数のフィラーを含み得る。いくつかの実施形態において、フィラーは、堆積岩又は鉱物の粒子、例えば石灰石又は炭酸カルシウム、ドロマイト、シリカ、タルク、頁岩、粘土、雲母、堆積岩粒子、又はそれらの組み合わせである。他の適したフィラーは、フライアッシュ、カーボンブラック、及び無機繊維又はそれらの組み合わせを含む。フィラーは、上部、底部、又はマットコーティング層のうちの１又は複数を含むことができる。いくつかの実施形態において、フィラーは、ルーフィング材、例えばシングルに所望の機械的特性を付与すること、原材料のコストを低減すること、又は両者のために機能する。開示されているルーフィング材は、梱包を助け、輸送中に個々のシングルが互いに固着するのを防ぐことを促すために、底部アスファルトコーティングに無機又は有機剤（例えば、ケイ砂）を含むことがまたできる。

【0081】

本願は、以下の非限定的な実施例でさらに説明されるが、特に示さない限り、すべての部分及び割合は重量によるものである。
実施例１

【0082】

アスファルト結合材混合物で使用されるバージン結合材と比較した、再生アスファルト源におけるビチューメン含有結合材の特徴を、表１に示す。

【表1】

【0083】

表１のデータは、精製所で生成される典型的なバージン結合材が、４０時間のＰＡＶ経年劣化後でも－３°Ｃを超えるΔＴｃを保持できることを示す。さらに、表１のデータは、ＲＡＰから回復された結合材が－４°Ｃ未満のΔＴｃ値を有する可能性があること、及び新たなビチューメン混合物における高レベルのＲＡＰの影響により、ΔＴｃ値がさらに低下し得ることを示す。さらに、ＲＡＳリカバー結合材のΔＴｃの値が極度に負であることは、ビチューメン混合物へＲＡＳを組み込んだ全体的な影響について付加的に精査することを必要とする。

【0084】

ＲＡＳアスファルト結合材は、通常、特に酸化して非常に硬い；したがって、ＲＡＳはＲＡＰアスファルト結合材で実験されるよりも高い程度のΔＴｃの影響が予期される。ＲＡＳアスファルト結合材のΔＴｃの計算は、ＢＢＲ分析が難しいことに起因して、ＲＡＰアスファルト結合材よりも複雑であり得る。下掲の表は、ＴＲＢ Ｅ－Ｃｉｒｃｕｌａｒ ２４１で報告されている国立アスファルト技術センター（ＮＣＡＴ）レポート１６－０１のＲＡＳ結合材からの推定のΔＴｃデータ、及びＡＩ ＩＳ ２４０から得られたさらなるデータを提示している。表２：予測されたＲＡＳ結合材のΔＴｃ

【表2】

実施例２

【0085】

未精製のトール油の改質経年劣化防止剤の調製：２つの代表的な改質経年劣化防止剤が、未精製のトール油、及びヒドロキシル基の供給源としてＰＥＧ４００又はグリセリンのいずれかを使用して調製された。

【0086】

サンプル１は、ＡＳＴＭ Ｄ１９５７－８６（１９９５）によって判定される酸価約１６０及びヒドロキシル価約１ｍｇ ＫＯＨ／ｇを有する未精製のトール油６８０グラムを使用して調製した。未精製のトール油は、混合を促進するため約７０°Ｃに加熱して、続いて約３２０グラムのＰＥＧ４００（分子量４００ｇ／モルのポリエチレンエーテルグリコール）を添加した。フラスコの内容物を加熱して１８０°Ｃに昇温させ、少量のエステル化反応（つまり、部分的エステル化）を開始してＰＥＧをトール油化合物に結合させるが、ヒドロキシル基が反応で充分に消費されるのを防ぐ。さらに、どのエステル化触媒も、生じるエステル化の程度を制限するため、反応に使用されなかった。反応は、酸価６５～８５が取得されるまで昇温で保持された。得られた改質経年劣化防止剤は、ヒドロキシル価約３５～６０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのサンプルであり、部分的エステルである。

【0087】

サンプル２は、ＡＳＴＭ Ｄ１９５７－８６（１９９５）によって判定される酸価約１６０及びヒドロキシル価約１ｍｇ ＫＯＨ／ｇを有する未精製のトール油７８５グラムを使用して調製した。未精製のトール油を約７０°Ｃに加熱して混合を促進し、続いてグリセリン約２１５グラムを添加した。フラスコの内容物を加熱して１８０°Ｃに昇温させ、少量のエステル化反応を開始して、グリセリンをトール油化合物に結合させた。どのエステル化触媒も、生じるエステル化の程度を制限するため、反応に使用されなかった。反応は、酸価５０～７０が取得されるまで昇温で保持された。化学量論及び反応条件に基づき、グリセリンは、３つのグリセリンヒドロキシル基のうち約１～１．２５だけが反応し、約１．７５～２．０のヒドロキシル基が遊離したままでいるのを可能にするようにトール油と結合することが予期された。得られた改質経年劣化防止剤は、ヒドロキシル価約４５～７５ｍｇ ＫＯＨ／ｇを有する。
実施例３

【0088】

実施例２の改質経年劣化防止剤の効力を調査するために、５つのアスファルト結合材を生成して、様々な条件で経年劣化テストをした。結合材は、１ガロンの缶の低せん断ＬＩＧＨＴＩＮＧ（商標）ミキサーを使用して、成分を１８７．８°Ｃ～２０４°Ｃ（３７０～４００°Ｆ）の温度で約３０分間混合することで、生成した。

【0089】

結合材１は、バージン結合材ＰＧ６４－２２だけからなっていた。

【0090】

結合材２は、改質経年劣化防止剤サンプル１を４％混合して、ＰＧ６４－２２を９６％含んでいた。

【0091】

結合材３は、改質経年劣化防止剤サンプル１を８％混合して、ＰＧ６４－２２を９２％含んでいた。

【0092】

結合材４は、改質経年劣化防止剤サンプル２を４％混合して、ＰＧ６４－２２を９６％含んでいた。

【0093】

結合材５は、改質経年劣化防止剤サンプル２を８％混合して、ＰＧ６４－２２を９２％含んでいた。

【0094】

得られた結合材の高温及び低温特性は、経年劣化なし、ＡＡＳＨＴＯＴ－２４０に従ったＲＴＦＯ経年劣化サンプル、及び２０時間１００°ＣでＡＡＳＨＴＯＲ２８に従ってＰＡＶ経年劣化させるサンプルに対して、４ｍｍ ＤＳＲテスト手順を使用して測定した。結果を表３に示す。

【表3】

【0095】

非経年劣化条件で加熱される結合材のＰ／Ｆの温度は、ＡＡＳＨＴＯ Ｔ－３１５に従ってテストした場合、結合材のスティフネスが約１キロパスカル（ｋＰａ）に等しくなる温度である。ＲＦＴＯ経年劣化条件での結合材のＰ／Ｆの温度は、ＡＡＳＨＴＯ Ｔ－３１５に従ってテストした場合、結合材のスティフネスが約２．２ｋＰａに等しくなる加熱温度である。ＲＦＴＯ経年劣化条件での結合材のＰ／Ｆの温度は、ＡＡＳＨＴＯ Ｔ－３１５に従ってテストした場合、結合材のスティフネスが約５０００ｋＰａに等しくなる低い温度である。表３の結果は、サンプル中に経年劣化防止剤が存在しない場合、Ｐ／Ｆ温度は、改質経年劣化防止剤が存在する場合よりも速い速度で上昇することを示す。

【0096】

２０及び４０時間、１００°Ｃで経年劣化させたＰＡＶ経年劣化サンプルについて、ＡＡＳＨＴＯ Ｔ－３１３に従って、低温ＢＢＲテストを使用して、ΔＴｃ値をまた測定した。２０及び４０時間の経年劣化サンプルの結果を、表４及び５にそれぞれ示した。

【表4】

【表5】

【0097】

経年劣化防止剤の存在を含んでいなかった結合材１について、ＢＢＲテストでの低温ΔＴｃが、サンプル１又は２の改質経年劣化防止剤を含むサンプル結合材のいずれよりも比較的低かった。テストされる改質経年劣化防止剤を含むすべての結合材サンプルが、より正に大きなΔＴｃを呈した。改質経年劣化防止剤の２０時間ＰＡＶ経年劣化結合材サンプルに関するすべてのΔＴｃ値は、－１．１のΔＴｃを呈した純粋なＰＧ６４－２２と比較して正に大きかった。改質経年劣化防止剤の４０時間のＰＡＶ経年劣化結合材サンプルのΔＴｃ値は、同様に、改質経年劣化防止剤を含む結合材サンプルの最低ΔＴｃ－１．８と比較して、－３．９のΔＴｃを有する純粋なＰＧ６４－２２よりも優れていることを示した。

【0098】

表３～５にまとめられたデータは、高いヒドロキシル価を有する改質経年劣化防止剤は、経年劣化した結合材サンプルの柔軟性、及びｍ値に関連するクリティカル弛緩特性の両方に顕著な好ましい影響を与えたことを示している。
実施例４

【0099】

アルコール分解―エステル交換反応による改質経年劣化防止剤としての大豆油の調製：約８００グラムの大豆油を実験用フラスコに添加する。フラスコを約７０°Ｃに加熱して、混合を促進した。約１００グラムのグリセリン及び５グラムのエステル交換触媒（リシノール酸リチウム）が次に、フラスコに添加される。フラスコの内容物は、２時間約２５０°Ｃ加熱され、次に約２７０°Ｃに加熱されて、１０時間保持された。材料は次に、いずれの反応のないグリセリンをも除去すべく蒸気スパージされる。得られる化合物は、１００ｍｇ ＫＯＨ／ｇのサンプルを超えるヒドロキシル価を有していた。
実施例５

【0100】

アミンアルコールでのトール油の改質経年劣化防止剤の調製：４５～７５ｍｇ ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価である、約８００グラムのサンプル２の材料を、実験用フラスコに加え、混合を促進するために約７０℃に加熱した。約２０グラムのモノエタノールアミンがフラスコに添加された。フラスコの内容物が、約１４０°Ｃまで加熱され、アミド形成促進のため、２時間保持した。得られた材料は次に、いずれの未反応のモノエタノールアミンをも除去すべく蒸気スパージされる。より低い温度の反応は、エステル形成を最小限に抑え、これによってヒドロキシル基を保護しながらも、アミド形成を促進する。得られる化合物は、５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超えるヒドロキシル価を有していた。
実施例６

【0101】

アミンアルコールでのトール油の改質経年劣化防止剤の調製：酸価約１６０である約８００グラムの未精製のトール油を実験用フラスコに添加した。フラスコを７０°Ｃに加熱して混合を促進し、続いてモノエタノールアミン約１００グラム加えた。フラスコの内容物が、１４０°Ｃまで加熱され、アミド形成促進のため、３時間保持した。材料は次に、いずれの未反応のモノエタノールアミンをも除去すべく蒸気スパージされる。より低い温度の反応は、エステル形成を最小限に抑え、これによってヒドロキシル基を保護しながらも、アミド形成を促進する。得られる化合物は、約６０～９０の酸価及び６５ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超えるヒドロキシル価を有している。
実施例７

【0102】

ポリオールでのトール油の改質経年劣化防止剤の調製：約１６０の酸価及び約１のヒドロキシル価である未精製のトール油約７８５グラムを、実験用フラスコに加え、混合を促進するために約７０℃に加熱した。約２４グラムの無水マレイン酸がフラスコに添加された。フラスコの内容物を約２０５°Ｃに加熱して２．５時間保持し、Ｄｉｅｌｓ－Ａｌｄｅｒ付加物の形成を促した。フラスコの内容物は、次に、約１８０°Ｃに冷却し、続いて約２３５グラムのグリセリンを添加して、わずかなレベルのエステル化反応を開始してグリセリンをトール油付加物に結合させるが、ヒドロキシル基が反応で充分に消費されるのを防ぐ。この温度は、最終的なヒドロキシル含有量も維持しながら、わずかなレベルのエステル化反応を開始する。さらに、どのエステル化触媒も、生じるエステル化の程度を制限するため、反応に使用されなかった。反応は、酸価７０～９０が取得されるまで昇温で保持された。得られたサンプルの改質経年劣化防止剤は、ヒドロキシル価約６０～９５ｍｇ ＫＯＨ／ｇのサンプルを有している。
実施例８

【0103】

ポリオールでのトール油の改質経年劣化防止剤の調製：約１６０の酸価及び約１のヒドロキシル価である未精製のトール油約７８５グラムを、実験用フラスコに加え、混合を促進するために約７０℃に加熱した。約３１５グラムのグリセリンが添加された。フラスコの内容物を加熱して１８０°Ｃに昇温させ、約１．５時間保持した。反応マスは、次に約２３５°Ｃに加熱して１時間保持した。反応マスは、次に２７０°Ｃまで加熱して、保持し、約１０未満の酸価にさせた。得られたサンプルの改質経年劣化防止剤は、ヒドロキシル価約６０～１００ｍｇ ＫＯＨ／ｇのサンプルを有している。
実施例９

【0104】

大豆油改質経年劣化防止剤の調製：大豆油及びグリセリンの混合物を、初期の反応生成物を作成するために反応させた。初期の反応生成物は、次に、ロジン酸と約２３５°Ｃでさらに反応させ、１時間保持した。反応マスは、次に２５０～２８０°Ｃまで加熱して、保持し、約１０未満の酸価にさせた。得られたサンプルの改質経年劣化防止剤は、ヒドロキシル価約６０～１００ｍｇ ＫＯＨ／ｇのサンプルを有している。

【0105】

改質経年劣化防止剤の上記の例のいずれかのための出発材料、ポリオール、及びアミンアルコールは、本明細書に開示される技法に従って任意の材料を含むように置き換えることができる。さらに、上記の例の技法のいずれも、変更する、又は本明細書で説明する他の例又は技法と組み合わせることができる。
比較例１

【0106】

トール油ピッチ：５又は１０％の非改質トール油ピッチを含むＰＧ６４－２２ブレンドに関連する実験を実行した。トール油ピッチは、Ｕｎｉｏｎ Ｃａｍｐから、商品名Ｔａｌｌｅｘであるものを取得した。もはや市販されていない。サンプルのブレンドが生成され、２０及び４０時間 ＰＡＶで、ＡＳＴＭ Ｄ６５２１７に従って経年劣化させた。

【0107】

結合材６はＰＧ６４－２２を９５％含み、５％のトール油ピッチが加えられていた。

【0108】

結合材７はＰＧ６４－２２を９０％含み、１０％のトール油ピッチが加えられていた。

【0109】

結合材ブレンドは、１ガロン缶の低せん断ＬＩＧＨＴＩＮＧミキサーを使用して、成分を１８７．８°Ｃ～２０４°Ｃ（３７０～４００°Ｆ）の温度で約３０分間混合することで、生成した。

【0110】

４ｍｍ ＤＳＲテストを下掲にて示す経年劣化条件で実行し、異なる経年劣化条件でのブレンドの低温のＳクリティカル及びＭクリティカルのグレードを判定する。低温のＭクリティカル値を低温のＳクリティカル値から減算することで取得されるΔＴｃを、各経年劣化条件で判定した。

【表6】

【0111】

表５のデータは、結合材６及び７の非改質トール油ピッチが、添加剤を含まないＰＧ６４－２２と比較して、４０時間ＰＡＶ経年劣化サンプルのΔＴｃを改善する（例えば、より正に大きいΔＴｃをもたらす）ことができなかったことを示している。

【0112】

このように、開示された化合物、組成物、及び方法の好ましい実施形態を説明してきたが、当業者は、本明細書において見出せる教示が、添付の特許請求の範囲のさらに他の実施形態に適用され得ることを容易に理解する。本明細書に引用されているすべての特許、特許出願、出版物、及び電子的に入手可能な資料の完全な開示は、参照により組み込まれる。先の詳細な説明及び実施例は、理解の明瞭性だけのために与えられた。不要な限定がそれから理解されるものではない。本発明は、示され記載された正確な詳細に限定されない、なぜなら当業者に明白なバリエーションが、特許請求の範囲により定義される本発明の範囲に含まれるからである。例示として本明細書に開示される本発明は、いくつかの実施形態において、本明細書に特に開示されていないいずれかの要素がない中で、適切に実施され得る。

【手続補正書】

【提出日】2023-08-30

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バージンアスファルト結合材、エアブローンバージンアスファルト結合材、アスファルト舗装材を含む再生アスファルト結合材材料（ＲＡＰ）、又はアスファルトシングルを含む再生アスファルト結合材材料（ＲＡＳ）のうちの少なくとも１つを含むアスファルト結合材；及び
（ｉ）１又は複数のカルボニル基を含有する化合物を含む第１の材料、及び（ｉｉ）前記第１の材料の前記１又は複数のカルボニル基と反応してヒドロキシル基を反応生成物に追加する第２の材料を含む成分の反応生成物である経年劣化防止剤、ここで前記経年劣化防止剤は約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を含む、
を有する、アスファルト結合材組成物
を備える、アスファルト含有材料。

【請求項2】

前記アスファルト結合材組成物が防湿バリアを提供する熱間塗布されたアスファルト膜である、請求項１に記載のアスファルト含有材料。

【請求項3】

前記アスファルト含有材料が、防湿バリア又は防水フィルム、下ぶき、アスファルト系接着剤、又はシーラント、ルーフィング材、又は前記アスファルト結合材組成物を備えるアスファルト舗装材である、請求項１又は２に記載のアスファルト含有材料。

【請求項4】

前記アスファルト含有材料が前記アスファルト結合材組成物でコーティング又は飽和されているルーフィング基材を備えるルーフィング材である、請求項３に記載のアスファルト含有材料。

【請求項5】

経年劣化防止剤をアスファルト結合材に添加することによってアスファルト結合材組成物を形成する段階、ここで前記アスファルト結合材は、バージンアスファルト結合材、エアブローンバージンアスファルト結合材、アスファルト舗装材を含む再生アスファルト結合材材料（ＲＡＰ）、又はアスファルトシングルを含む再生アスファルト結合材材料（ＲＡＳ）のうちの少なくとも１つを有し；前記経年劣化防止剤は、（ｉ）１又は複数のカルボニル基を含有する化合物を含む第１の材料、及び（ｉｉ）前記第１の材料の前記１又は複数のカルボニル基と反応してヒドロキシル基を反応生成物に添加する第２の材料を含む成分の反応生成物であり、ここで前記経年劣化防止剤は約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を含む、
を備える、アスファルト含有材料の経年劣化作用を遅らせるための方法。

【請求項6】

防湿バリア、防水フィルム、下ぶき、アスファルト系接着剤又はシーラント、ルーフィング材、又は前記アスファルト結合材組成物を含有するアスファルト舗装材を生成する段階をさらに備える、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

ルーフィング材を生成するために前記アスファルト結合材組成物でルーフィング基材をコーティング又は飽和させる段階をさらに含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記ルーフィング基材が繊維マットを備える、請求項４に記載のアスファルト含有材料。

【請求項9】

前記ルーフィング材の少なくとも１つの表面に適用されるルーフィング用骨材をさらに備える、請求項８に記載のアスファルト含有材料。

【請求項10】

前記第１の材料の前記１又は複数のカルボニル基が、１又は複数のカルボン酸基、無水物、エステル基、アミド基、又はイミド基を備える、請求項１から４、８及び９のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項11】

前記第１の材料が、１又は複数の植物系材料、ロジン酸、又は脂肪酸を備える、請求項１から４及び８から１０のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項12】

前記第１の材料が、ひまし油、カシューナッツ殻油、綿実油、トウモロコシ油、落花生油、ナタネ油、米ぬか油、ベニバナ油、サルサパリラ根油、大豆油、ヒマワリ油、トール油、植物油、及び小麦胚芽油のうちの１又は複数を備える、請求項１から４及び８から１１のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項13】

前記第１の材料が、Ｃ_１～Ｃ_３６カルボン酸、ジカルボン酸、無水物、ケト酸、カルボン酸基及び無水物基の両方を含有する化合物、又はトリカルボン酸のうちの少なくとも１つを備える、請求項１から４及び８から１２のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項14】

前記第１の材料が、トール油、未精製のトール油、又はトール油ピッチのうちの少なくとも１つを備える、請求項１から４及び８から１３のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項15】

前記第１の材料が、石炭系材料又は石油系材料を備える、請求項１から４及び８から１４のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項16】

前記経年劣化防止剤が、ｉｉｉ）前記反応生成物を形成する際に前記第１の材料又は前記第２の材料のうちの少なくとも１つと反応する不飽和基を有する第３の材料をさらに備える成分の反応生成物である、請求項１から４及び８から１５のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項17】

前記第３の材料が、ＤＣＰＤ、ピペリレン、イソプレン、又は不飽和アルコールのうちの少なくとも１つを備える、請求項１６に記載のアスファルト含有材料。

【請求項18】

前記第２の材料が、ポリオール、アミンアルコール、又はそれらの組み合わせを備える、請求項１から４及び８から１７のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項19】

前記第２の材料が、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、プロピレングリコール、ジメチロールプロピオン酸、グリセリン、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、ソルビトール、スクロース、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、メタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、エタノールアミン、アミノメチルプロパノール、ポリスルフィドポリオール、又はプロパノールアミンのうちの１又は複数を備える、請求項１から４及び８から１８のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項20】

前記第２の材料が、ポリアルキレンエーテルポリオール、又はポリアルキレンポリオールのうちの少なくとも１つを備える、請求項１から４及び８から１９のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項21】

前記第２の材料が、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、又はポリプロピレングリコールを備える、請求項２０に記載のアスファルト含有材料。

【請求項22】

前記第２の材料がポリブタジエンジオールを備える、請求項２０に記載のアスファルト含有材料。

【請求項23】

前記経年劣化防止剤が約３５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を有する、請求項１から４及び８から２２のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項24】

前記経年劣化防止剤が約５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を有する、請求項１から４及び８から２３のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項25】

前記経年劣化防止剤が約１００未満の酸価を有する、請求項１から４及び８から２４のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項26】

前記経年劣化防止剤と混合した前記アスファルト結合材が、１００°Ｃで４０時間のＰＡＶ経年劣化後、－５．０°Ｃ超又はそれと等しいΔＴｃを提供する、請求項１から４及び８から２５のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項27】

前記経年劣化防止剤と混合された前記アスファルト結合材が、１００°Ｃで４０時間のＰＡＶ経年劣化後、－３．０°Ｃ超又はそれと等しいΔＴｃを提供する、請求項１から４及び８から２６のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項28】

前記経年劣化防止剤が、１００°Ｃで４０時間のＰＡＶ経年劣化後、前記経年劣化防止剤を伴わない同様に経年劣化した結合材と比較して、より正のΔＴｃ値を提供する有効量で存在する、請求項１から４及び８から２７のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項29】

前記アスファルト結合材組成物が、前記アスファルト結合材に対して前記経年劣化防止剤の約０．５重量パーセント（ｗｔ％）～約１５ｗｔ％を備える、請求項１から４及び８から２８のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項30】

前記アスファルト結合材が、再生アスファルト舗装材を有する前記再生アスファルト結合材材料を備える、請求項１から４及び８から２９のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項31】

前記経年劣化防止剤が、約２００°Ｃ未満の温度で、カルボン酸を含む前記第１の材料を、１又は複数のポリオール又はアミンアルコールを含む前記第２の材料と反応させて前記第１の材料のヒドロキシル価を増大させることから導出される成分を含む、請求項１から４及び８から３０のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項32】

前記経年劣化防止剤が、約２００°Ｃ超の温度で、エステル基を含む前記第１の材料を、１又は複数のポリオール又はアミンアルコールを含む前記第２の材料と反応させて前記第１の材料のヒドロキシル価を増大させることから導出される成分を含む、請求項１から４及び８から３１のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項33】

前記アスファルト結合材がＲＡＳを備える、請求項１から４及び８から３２のいずれか一項に記載のアスファルト含有材料。

【請求項34】

前記ルーフィング基材が繊維マットを備える、請求項７に記載の方法。

【請求項35】

前記ルーフィング材の少なくとも１つの表面に適用されるルーフィング用骨材をさらに備える、請求項３４に記載の方法。

【請求項36】

前記第１の材料の前記１又は複数のカルボニル基が、１又は複数のカルボン酸基、無水物、エステル基、アミド基、又はイミド基を備える、請求項５から７、３４及び３５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項37】

前記第１の材料が、１又は複数の植物系材料、ロジン酸、又は脂肪酸を備える、請求項５から７及び３４から３６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項38】

前記第１の材料が、ひまし油、カシューナッツ殻油、綿実油、トウモロコシ油、落花生油、ナタネ油、米ぬか油、ベニバナ油、サルサパリラ根油、大豆油、ヒマワリ油、トール油、植物油、及び小麦胚芽油のうちの１又は複数を備える、請求項５から７及び３４から３７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項39】

前記第１の材料が、Ｃ _１ ～Ｃ _３６ カルボン酸、ジカルボン酸、無水物、ケト酸、カルボン酸基及び無水物基の両方を含有する化合物、又はトリカルボン酸のうちの少なくとも１つを備える、請求項５から７及び３４から３８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項40】

前記第１の材料が、トール油、未精製のトール油、又はトール油ピッチのうちの少なくとも１つを備える、請求項５から７及び３４から３９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項41】

前記第１の材料が、石炭系材料又は石油系材料を備える、請求項５から７及び３４から４０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項42】

前記経年劣化防止剤が、ｉｉｉ）前記反応生成物を形成する際に前記第１の材料又は前記第２の材料のうちの少なくとも１つと反応する不飽和基を有する第３の材料をさらに備える成分の反応生成物である、請求項５から７及び３４から４１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項43】

前記第３の材料が、ＤＣＰＤ、ピペリレン、イソプレン、又は不飽和アルコールのうちの少なくとも１つを備える、請求項４２に記載の方法。

【請求項44】

前記第２の材料が、ポリオール、アミンアルコール、又はそれらの組み合わせを備える、請求項５から７及び３４から４３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項45】

前記第２の材料が、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、プロピレングリコール、ジメチロールプロピオン酸、グリセリン、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、ソルビトール、スクロース、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、メタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、エタノールアミン、アミノメチルプロパノール、ポリスルフィドポリオール、又はプロパノールアミンのうちの１又は複数を備える、請求項５から７及び３４から４４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項46】

前記第２の材料が、ポリアルキレンエーテルポリオール、又はポリアルキレンポリオールのうちの少なくとも１つを備える、請求項５から７及び３４から４５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項47】

前記第２の材料が、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、又はポリプロピレングリコールを備える、請求項４６に記載の方法。

【請求項48】

前記第２の材料がポリブタジエンジオールを備える、請求項４６に記載の方法。

【請求項49】

前記経年劣化防止剤が約３５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を有する、請求項５から７及び３４から４８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項50】

前記経年劣化防止剤が約５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ超のヒドロキシル価を有する、請求項５から７及び３４から４９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項51】

前記経年劣化防止剤が約１００未満の酸価を有する、請求項５から７及び３４から５０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項52】

前記経年劣化防止剤と混合した前記アスファルト結合材が、１００°Ｃで４０時間のＰＡＶ経年劣化後、－５．０°Ｃ超又はそれと等しいΔＴｃを提供する、請求項５から７及び３４から５１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項53】

前記経年劣化防止剤と混合された前記アスファルト結合材が、１００°Ｃで４０時間のＰＡＶ経年劣化後、－３．０°Ｃ超又はそれと等しいΔＴｃを提供する、請求項５から７及び３４から５２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項54】

前記経年劣化防止剤が、１００°Ｃで４０時間のＰＡＶ経年劣化後、前記経年劣化防止剤を伴わない同様に経年劣化した結合材と比較して、より正のΔＴｃ値を提供する有効量で存在する、請求項５から７及び３４から５３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項55】

前記アスファルト結合材組成物が、前記アスファルト結合材に対して前記経年劣化防止剤の約０．５重量パーセント（ｗｔ％）～約１５ｗｔ％を備える、請求項５から７及び３４から５４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項56】

前記アスファルト結合材が、再生アスファルト舗装材を有する前記再生アスファルト結合材材料を備える、請求項５から７及び３４から５５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項57】

前記経年劣化防止剤が、約２００°Ｃ未満の温度で、カルボン酸を含む前記第１の材料を、１又は複数のポリオール又はアミンアルコールを含む前記第２の材料と反応させて前記第１の材料のヒドロキシル価を増大させることから導出される成分を含む、請求項５から７及び３４から５６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項58】

前記経年劣化防止剤が、約２００°Ｃ超の温度で、エステル基を含む前記第１の材料を、１又は複数のポリオール又はアミンアルコールを含む前記第２の材料と反応させて前記第１の材料のヒドロキシル価を増大させることから導出される成分を含む、請求項５から７及び３４から５７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項59】

前記アスファルト結合材がＲＡＳを備える、請求項５から７及び３４から５８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項60】

防湿バリア、防水フィルム、下ぶき、アスファルト系接着剤又はシーラント、ルーフィング材、又はアスファルト舗装材を生成する際に使用するためのアスファルト結合材組成物であって：
バージンアスファルト結合材、エアブローンバージンアスファルト結合材、アスファルト舗装材を含む再生アスファルト結合材材料（ＲＡＰ）、又はアスファルトシングルを含む再生アスファルト結合材材料（ＲＡＳ）のうちの少なくとも１つを有するアスファルト結合材；及び
アスファルト添加剤を、１又は複数のポリオール又はアミンアルコールと反応させて前記アスファルト添加剤のヒドロキシル価を増大させることから取得される経年劣化防止剤、ここで前記経年劣化防止剤は、非改質アスファルト添加剤を含む同様に経年劣化した結合材と比較して、１００°Ｃで４０時間ＰＡＶ経年劣化させた後、改質経年劣化防止剤を含有する経年劣化アスファルトにおいて、より小さい負のΔＴｃを提供する、
を備える、アスファルト結合材組成物。

【請求項61】

前記経年劣化防止剤は、約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超えるヒドロキシル価を有し、前記アスファルト添加剤は、１又は複数のポリオール又はアミンアルコールと反応する前に、約２５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ未満のヒドロキシル価を有する、請求項６０に記載のアスファルト結合材組成物。

【国際調査報告】