JP5167139B2 - ルーフィングフェルト組成物 - Google Patents

Description

本発明は、担体と、重合体変性ビチュメン含有コーティングとを含有するルーフィングフェルト組成物に関する。

ルーフィングフェルト組成物は、建築物の屋上に施工して防水性を付与するのに、好適に使用される。ルーフィングフェルト組成物は広く知られ、例えばＳｈｅｌｌ Ｂｉｔｕｍｅｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，ＩＳＢＮ−０−９５−１６６２５−１−１，ロンドン，１９５５年，８．１．３章，２０８〜２５３頁に記載されている。

ＷＯ−Ａ−９９／０１１７３７は、添加剤としてフィッシャー・トロプシュパラフィン（ＦＴパラフィン）を含有する道路トッピング層作製用のビチュメン組成物を開示している。この文献によれば、フィッシャー・トロプシュパラフィン添加剤は、９０％を超えるｎ-アルカンと、残部イソアルカンとの混合物である。市販のフィッシャー・トロプシュ添加剤は、Ｓａｓｏｌ Ｗａｘ Ｌｔｄ．のＳＡＳＯＢＩＴである。

ＷＯ−Ａ−０２／１６４９９も、添加剤としてフィッシャー・トロプシュパラフィン（ＦＴパラフィン）を含有する道路トッピング層作製用のビチュメン組成物を開示している。ルーフィングフェルトの利用分野では、いわゆる転相を達成することが重要である。ビチュメンに重合体を添加すれば転相が達成される。コストの点からビチュメンには重合体を余り添加しないことを目的とする。重合体の含有量は、使用されるビチュメンの品質に依存する。
ＷＯ−Ａ−９９／０１１７３７ ＷＯ−Ａ−０２／１６４９９ ＵＳ−Ａ−４７０７４３１ Ｓｈｅｌｌ Ｂｉｔｕｍｅｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，ＩＳＢＮ−０−９５−１６６２５−１−１，ロンドン，１９５５年，８．１．３章，２０８〜２５３頁

本発明の目的は、なお転相を達成しながら、重合体の含有量を低減できるルーフィングフェルト組成物を提供することである。

この目的は、担体及びコーティングを含有するルーフィングフェルト組成物であって、該コーティングが重合体変性ビチュメンと、凝固点（ＩＳＯ ２２０７で測定）が８５〜１２０℃で、かつＩＰ ３７６で測定した４３℃でのＰＥＮが０．１ｍｍで表して５を超えるパラフィン蝋とを含有する該ルーフィングフェルト組成物により達成される。

出願人は、前述のような特性を有するパラフィン蝋を添加すると、所望の転相を達成しながら、重合体の含有量を低減できることを見出した。

一般に前記凝固点及びＰＥＮ値を併せ持った軟質パラフィン蝋添加剤は、大部分をイソパラフィンで構成する。しかし、イソパラフィンの量をこの沸点範囲で定量するのは困難である。このため、一層容易に定量できるこれらの特性が使用される。この軟質パラフィン蝋添加剤は、凝固点が８５〜１２０℃で、かつＩＰ ３７６で測定した４３℃でのＰＥＮが０．１ｍｍで表して５を超える。
前記蝋の凝固点は好ましくは９０℃を超える。前記蝋の４５０℃でのＴＢＣ−ＧＬＣ回収率は、好ましくは２重量％未満、更に好ましくは１重量％未満である。

４３℃でのＰＥＮが、０．１ｍｍで表して、好ましくは７を超え、更に好ましくは８を超え、なお更に好ましくは１０を超える軟質蝋を使用することが好ましい。４３℃でのＰＥＮは、好ましくは３５０未満である。ＥＮ４２７による軟化点の上昇及びＦｒａａｓｓ温度の低下を共に所望する場合、４３℃でのＰＥＮは、好ましくは５〜７０、更に好ましくは７〜７０である。前記蝋の柔軟性は、この製造方法のプロセス条件の調整、及び／又は軟質蝋及び硬質蝋のブレンドにより影響を与えることができる。ここで、硬質蝋は、例えばＳＡＳＯＢＩＴ、或いはＳｈｅｌｌ ＭＤＳマレーシアＳｄｎ Ｂｈｄから得られるＳａｒａｗａｘ ＳＸ１００又はＳａｒａｗａｘ ＳＸ１０５型の蝋製品のような更にノーマルなパラフィン系蝋であってよい。

ビチュメン成分（更にビチュメンとも言われる）としては、ＥＮ １４２６に従って測定した貫通度が１〜４５０ｍｍ／１０、好ましくは１００〜３００ｍｍ／１０の範囲のものが挙げられる。好適なビチュメンの軟化点は、ＥＮ １４２７に従って測定して１０〜１３０℃、好ましくは３０〜６０℃の範囲であってよい。

ビチュメンは、ビチュメン単独であっても或いは比較的軟質のビチュメンと比較的硬質のビチュメンとのブレンド又はビチュメンと鉱油とのブレンドであってもよいが、ブレンドは前述のような特性を有する。担体及び任意の充填剤を除くコーティング中の軟質パラフィン蝋添加剤の含有量は、好ましくは２０重量％以下、更に好ましくは０．１〜２０重量％、なお更に好ましくは０．５〜１０重量％、なお更に好ましくは３重量％を超えてよい。
コーティングは、充填剤、例えば石灰石を含有してよい。充填剤の含有量は、好ましくは１０〜６０重量％、更に好ましくは２５〜４５重量％である。

軟質パラフィン蝋添加剤は、いかなる好適な方法を用いてもビチュメンとブレンドできる。例えばこの添加剤は、ペレット又は粉末のような分割形態、或いは溶融した状態でビチュメンに添加してよい。ビチュメンは、該添加剤を溶解又は分散するのに充分な温度の溶融状態であってよい。好適な温度は、１２０〜２３０℃、好ましくは１３０〜１９０℃の範囲である。本発明のルーフィングフェルト組成物のコーティングを得るため、この軟質蝋含有ビチュメンに重合体を添加することが好ましい。こうして得られるブレンドには、いかなる充填剤を添加してもよい。

コーティングは重合体で構成される。好適な重合体は、エラストマー、例えばスチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体；プラストマー、例えばエチレン酢酸ビニル、ポリエチレン又はこれら重合体の組合わせ、反応性重合体、例えば反応性エチレンターポリマー、アクリレート共重合体、架橋剤、例えば硫黄及び硫黄含有化合物、接着ドープ及びＩＰブースター、例えばポリ燐酸である。

好ましくは重合体はスチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＳ）である。担体及び任意の充填剤を除くコーティング中のＳＢＳの好ましい重量割合は、５〜２０重量％である。
更に好ましくは重合体はα−オレフィンの均質重合体又は共重合体である。なお更に好ましくは重合体は、少なくとも一部が立体規則的なイソタクチック又はアタクチック配座であり、再び更に好ましくは重合体は、主としてアタクチック配座を有する重合体鎖を含有する。

こうして、好ましくは非晶質のα−オレフィン重合体は好適には、極めてアタクチックなポリプロピレン、プロピレンとブテン−１と任意に小割合のエチレンとの非晶質共重合体、又はそれらの混合物である。プロピレン／ブテン−１共重合体は、エチレンに由来する単位０〜１５％、及び残部がプロピレン及びブテン−１に由来する単位、好ましくはプロピレン及びブテン−１のいずれか一方に由来する単位を６０〜７０重量％及び他方に由来する単位を残りの割合で含有してよい。好適な材料はＵＳ−Ａ−４７０７４３１（第３欄の参照共重合体（ａ））に記載され、またＤｅｇｕｓｓａ ＡＧから“Ｖｅｓｔｏｐｌａｓｔ”として市販されている。担体及び任意の充填剤を除くコーティング中のα−オレフィン重合体の好ましい重量割合は５〜３０重量％である。α−オレフィン重合体の含有量は、転相を達成するため、できるだけ少ないことが好ましい。

担体は、好適には繊維マットのシートを含む。好適な担体は、１種以上の異なる繊維材料及び織物、特に植物繊維、例えば木綿、ジュート、亜麻、木材パルプ、動物繊維、例えば髪の毛及びウール、好ましくは鉱物繊維、例えばガラス繊維、好ましくは合成繊維、例えばポリエステル、及び前記担体の組合わせである。
ルーフィングフェルト組成物の製造は、例えば前述のＳｈｅｌｌ Ｂｉｔｕｍｅｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｈａｎｄｂｏｏｋに示されるような周知技術で実施できる。

本発明のルーフィングフェルト組成物は、防水用途のような水不浸透性物品に使用できる。本発明のルーフィングフェルト組成物は、屋根や建造物の基底部の保護に好適であり、また家庭廃棄物のような物の処分場用池のライナーとして、或いは道路や橋の防水層としても使用される。

軟質パラフィン蝋添加剤は、好ましくはフィッシャー・トロプシュ法で得られるような、ほぼ線状のパラフィン蝋を水素化異性化して得られる。所要の凝固点を有する蝋は、水素化異性化生成物から蒸留により単離してもよいし、或いは水素化異性化の供給原料を水素化異性化生成物から直接得られるように選択する。前記水素化異性化で得られる蝋添加剤の特性は、前記水素化異性化で得られる蝋を、９０％を超えるｎ−アルカンで構成されるＦＴパラフィンとブレンドして、好適に変性できる。後者の例は、前述のＳＡＳＯＢＩＴ、Ｐａｒａｆｌｉｎｔ Ｈ１、Ｓａｒａｗａｘ ＳＸ１００及びＳａｒａｗａｘ ＳＸ１０５である。Ｐａｒａｆｌｉｎｔ Ｈ１は、Ｓａｓｏｌ−Ｍｏｏｒｅ及びＭｕｎｇｅｒから得られる。Ｓａｒａｗａｘ製品は、Ｓｈｅｌｌ ＭＤＳマレーシアＳｄｎ Ｂｈｄから得られる。表１にＳＡＳＯＢＩＴの特性と、本発明のルーフィングフェルト組成物に使用される好適な軟質パラフィン蝋添加剤の特性とを比較して示す。４３℃で特定のＰＥＮを有する例は、ＳＡＳＯＢＩＴと表１の軟質蝋添加剤との５０／５０重量％ブレンドで得られる。

フィッシャー・トロプシュ合成法及びこのような軟質蝋添加剤を得る方法は、ＷＯ−Ａ−０２１０２９４１、ＥＰ−Ａ−１４９８４６９、ＷＯ−Ａ−２００４００９７３９及びＥＰ−Ａ−１２６８７１２に記載されている。
出願人は、下記フィッシャー・トロプシュ蝋から中間蒸留物を製造する方法の副生物として極めて好適な軟質パラフィン蝋が得られることを見出した。この方法は、（ａ）フィッシャー・トロプシュ生成物を水素化分解／水素化異性化する工程、（ｂ）工程（ａ）の流出液に対し１回以上の蒸留物分離を行なって、中間蒸留物燃料フラクション及び初期沸点範囲が５００〜６００℃の軟質パラフィン蝋添加剤を得る工程を含む。この添加剤は、真空蒸留工程での残留フラクションとして得ることが好ましい。前記方法で得られる軟質パラフィン蝋の一例は表１に示される。この軟質パラフィン蝋は、ＷＯ−Ａ−２００４／００９７３９の実施例１の方法に従って製造した。

前記方法で得られる蝋の４３℃でのＰＥＮ値は、必要ならば、この蝋を、出発フィッシャー・トロプシュ生成物から蒸留により単離した蝋とブレンドして、低下させてもよい。このフラクション、好ましくは酸素化物及びオレフィンを除去するために水素化した、凝固点が９０〜１２０℃のフラクションは、４３℃で低いＰＥＮ値を有する、ほぼノーマルなパラフィン蝋であってよい。この成分を更に軟質の蝋とブレンドすると、４３℃でのＰＥＮ値が制御できる。

中間蒸留物主生成物の工業的に魅力的な収率と共に、所望のＰＥＮ及び凝固点を有する蝋添加剤生成物を得るには、比較的重質のフィッシャー・トロプシュ生成物から出発するのが有利であることが見出された。比較的重質のフィッシャー・トロプシュ生成物は、炭素数３０以上の化合物を好適には３０重量％以上、好ましくは５０重量％以上、更に好ましくは５５重量％以上含有する。更に、フィッシャー・トロプシュ生成物中の炭素原子数６０以上の化合物と炭素原子数３０以上の化合物との重量比は、少なくとも０．２、好ましくは少なくとも０．４、更に好ましくは少なくとも０．５５である。好ましくはフィッシャー・トロプシュ生成物は、ＡＳＦ−α値（Ａｎｄｅｒｓｏｎ−Ｓｃｈｕｌｚ−Ｆｌｏｒｙ連鎖成長ファクター）が少なくとも０．９２５、好ましくは少なくとも０．９３５、更に好ましくは少なくとも０．９４５、なお更に好ましくは少なくとも０．９５５のＣ_２０＋フラクションを含有する。

フィッシャー・トロプシュ生成物の初期沸点は、４００℃以下の範囲であってよいが、好ましくは２００℃未満である。炭素原子数４以下の化合物及びその沸点範囲の沸点を有する化合物は、いずれも工程（ａ）でフィッシャー・トロプシュ生成物を使用する前に、フィッシャー・トロプシュ合成生成物から分離することが好ましい。工程（ａ）ではフィッシャー・トロプシュ生成物以外に、他の追加フラクションも処理できる。可能な他のフラクションは、好適には工程（ｂ）で得られる過剰の微結晶蝋でもよい。

このようなフィッシャー・トロプシュ生成物は、比較的重質のフィッシャー・トロプシュ生成物が得られるいずれの方法でも得ることができる。フィッシャー・トロプシュ法の全てがこのような重質生成物を生成するのではない。好適なフィッシャー・トロプシュ法は、ＷＯ−Ａ−９９３４９１７に記載されている。これらの方法は、前述のようなフィッシャー・トロプシュ生成物を生成できる。
フィッシャー・トロプシュ生成物は、硫黄又は窒素含有化合物を含有しないか、殆ど含有しない。これは、殆ど不純物を含有しない合成ガスを用いるフィッシャー・トロプシュ反応の反応生成物に普通のことである。硫黄及び窒素水準は、現在、硫黄については５ｐｐｍ、窒素については１ｐｐｍである一般に検出限界未満である。したがって、軟質パラフィン蝋添加剤は、このように硫黄及び窒素のレベルが低い。前記方法を実施する方法のプロセス条件及び他の指針は出願人のＷＯ−Ａ−２００４００９７３９（この文献はここに援用する）に既に報告されている。

前記フィッシャー・トロプシュ法の１つから得られるような軟質蝋は、好適には生成物の取扱いを容易にする形態に変換する。好適な形態は、固体蝋生成物を充填した容器である。このような容器は、使用場所で加熱でき、蝋は液状でビチュメンに添加される。蝋を液状で含む加熱した容器も使用できる。蝋は、ペレット、押出物、フレーク又は粉末としても提供できる。蝋粒子が互いに付着するのを防止するため、シリカ粉末等を添加して蝋粒子を低粘着性表面にすることができる。
本発明を以下の非限定的実施例により説明する。

比較例Ａ
鉱油１０重量％と、２５℃でのＰＥＮが１１５のベースビチュメングレード９０重量％とからなるビチュメン組成物に、Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧから得られるＶｅｓｔｏｐｌａｓｔ ８９１（ＶｅｓｔｏｐｌａｓｔはＤｅｇｕｓｓａ ＡＧの登録商標である）を２０％加えた。得られた組成物を表２に示す。得られた重合体変性ビチュメンの平均軟化点は、ＥＮ １４２７に従って２つの測定値を基準として測定して１２７．３℃であった。ＵＶ鏡検法により転相が観察され、境界線とみなされた。図１にＵＶ鏡検法画像を示す。

実施例１
ＡＯＰを添加する前に、ビチュメンに表１の軟質パラフィン蝋を添加した他は比較例Ａを繰り返した。この組成は表２に示す通りである。得られた軟質蝋含有重合体変性ビチュメンの平均軟化点は、ＥＮ １４２７に従って２つの測定値を基準として測定して１４２．３℃であった。ＵＶ鏡検法により転相が観察され、良好とみなされた。図２にＵＶ鏡検法画像を示す。

実施例１を比較例Ａと比較した結果、良好な転相と相まって軟化点にかなりの改良が達成されたことが判る。これらの結果から、組成物が軟質パラフィン蝋も含有すると、なお転相を達成しながら、重合体の含有量を低減する余地があることが判る。

比較例Ｂ
重合体変性ビチュメン及び充填剤を含むコーティング（ルーフィングフェルト）について実験を行なった。使用したポリオレフィンブレンドは、Ｖｅｓｔｏｐｌａｓｔ ８９１と、工業用の完全アタクチックなポリプロピレングレード及び工業用の完全イソタクチックなポリプロピレンとの重量比７１：１７：１２のブレンドである。次いで、このポリオレフィンブレンドをビチュメンとブレンドした。

実施例２
ＡＯＰを添加する前に表１の軟質パラフィン蝋をビチュメンベースに添加した他は、比較例Ｂを繰り返した。
表３にビチュメンブレンドの組成を示す。

この重合体変性ビチュメンブレンドと石灰石充填剤２５重量％とのブレンドからコーティング（ルーフィングフェルト）を製造した。重合体変性ビチュメンをベースとするコーティングのコールドブレンディング温度をＥＮ １１０９に従って測定した。その結果を表４に示す。

表４の結果から、軟質パラフィン蝋も含有する重合体変性ビチュメンのコールドブレンディング温度が著しく向上したことが判る。

比較実験Ａで得られたビチュメン組成物のＵＶ鏡検法写真図である。 実施例１で得られた軟質蝋含有ビチュメン組成物のＵＶ鏡検法写真図である。

Claims (9)

1. 担体及びコーティングを含有するルーフィングフェルト組成物であって、該コーティングが重合体変性ビチュメンと、凝固点が８５〜１２０℃で、かつＩＰ ３７６で測定した４３℃でのＰＥＮが０．１ｍｍで表して５を超えるパラフィン蝋とを含有する該ルーフィングフェルト組成物であって、
   前記パラフィン蝋の含有量が２０重量％以下であり、
   前記パラフィン蝋が、（ａ）フィッシャー・トロプシュ生成物を水素化分解／水素化異性化工程、及び（ｂ）（ａ）工程の流出液に対し１回以上の蒸留物分離を行なって、中間蒸留物燃料フラクションと、初期沸点が５００〜６００℃の軟質パラフィン蝋添加剤とを得る工程を含む方法により得られる、
   前記ルーフィングフェルト組成物。
2. パラフィン蝋の４３℃でのＰＥＮが、ＩＰ ３７６で測定して７を超える請求項１に記載のルーフィングフェルト組成物。
3. パラフィン蝋の４３℃でのＰＥＮが、ＩＰ ３７６で測定して３５０未満である請求項１又は２に記載のルーフィングフェルト組成物。
4. パラフィン蝋の４３℃でのＰＥＮが、ＩＰ ３７６で測定して７０未満である請求項３に記載のルーフィングフェルト組成物。
5. ビチュメン成分が、１００〜３００ｍｍ／１０の範囲の貫通度及び３０〜６０℃の軟化点を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のルーフィングフェルト組成物。
6. パラフィン蝋の含有量が、０．５〜１０重量％である請求項１〜５のいずれか１項に記載のルーフィングフェルト組成物。
7. 重合体変性ビチュメンの重合体が、α−オレフィンの均質重合体又は共重合体を含む請求項１〜６のいずれか１項に記載のルーフィングフェルト組成物。
8. 重合体変性ビチュメンの重合体が、アタクチックポリプロピレン、プロピレンとブテン−１と任意に小割合のエチレンとの非晶質共重合体、又はそれらの混合物を含む請求項７に記載のルーフィングフェルト組成物。
9. 前記方法で得られた蝋が、フィッシャー・トロプシュ生成物から蒸留により単離された凝固点９０〜１２０℃のノーマルパラフィン蝋フラクションとブレンドされる請求項１〜８のいずれか１項に記載のルーフィングフェルト組成物。