プロセス油、ゴム伸展油
【課題】所望のアニリン点並びに所望の動粘度となるように製造されたプロセス油を提供する。
【解決手段】原油の減圧蒸留残油を溶剤脱れきして得られた溶剤脱れきアスファルトに対して、上記溶剤脱れきして得られた溶剤脱れき油及び／又は上記溶剤脱れき油を溶剤抽出して得られた溶剤抽出油が、所望のアニリン点並びに所望の動粘度となるように、混合されてなり、溶剤脱れきアスファルトは、１．０〜２０重量％含有され、アニリン点は、７５〜９０℃であり、上記動粘度は、４０〜９０ｍｍ２／ｓとされている。
【解決手段】原油の減圧蒸留残油を溶剤脱れきして得られた溶剤脱れきアスファルトに対して、上記溶剤脱れきして得られた溶剤脱れき油及び／又は上記溶剤脱れき油を溶剤抽出して得られた溶剤抽出油が、所望のアニリン点並びに所望の動粘度となるように、混合されてなり、溶剤脱れきアスファルトは、１．０〜２０重量％含有され、アニリン点は、７５〜９０℃であり、上記動粘度は、４０〜９０ｍｍ２／ｓとされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天然ゴムや合成ゴムに添加され、ゴム組成物を形成するプロセス油、ゴム伸展油に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用のタイヤ等に適用されるゴム材料は、一般的に軟化させ加工容易性を向上させる観点から鉱油が配合される。この鉱油は、ゴム用潤滑油、或いはゴム配合油と呼ばれる。ゴム配合油は、一般的にゴム伸展油とプロセス油に区別される。
【０００３】
ゴム伸展油は、伸展ゴム製造の際にラテックスに乳化油として混入させ共凝固させ、体積増量と可塑化とを目的として配合されるものである。これに対してプロセス油は、ゴムの製品化工程において練りにくいゴム原料にプロセス油を配合して、素練り、添加剤配合、押出し、バンバリーミキサー作業などを容易化することを目的として配合される。プロセス油は、ゴムポリマーの間に入り、潤滑の作用をして分子間の流動性を増加させる。即ち、分子間内部摩擦を減少させて、可塑性を付与する。
【０００４】
この特にプロセス油としては、上述したようにゴムの可塑性を高め、加硫ゴムの硬度を低下させて加工性を向上させる観点から、ゴム種に対応させてパラフィン系、ナフテン系又は芳香族炭化水素成分が多く含まれているエキストラクトなどが用いられている。そして、これらゴム伸展油やプロセス油は、天然ゴム、合成ゴム等のゴム材料以外に、熱可塑性樹脂の可塑剤や印刷用インキの構成成分、再生アスファルトの軟化剤等としても用いられる。
【０００５】
これらゴム伸展油やプロセス油は、従来より原油の減圧蒸留残油を脱れきした脱れき油を溶剤抽出することにより、溶剤精製油を製造する際に副生されるアロマ分が多いエキストラクトが多く利用されてきた。
【０００６】
例えば特許文献１には、エキストラクトと、多環芳香族炭化水素（ＰＣＡ）含有量が３質量％未満の潤滑油基油とを混合したプロセス油が提案されている。このプロセス油においては、粘度やアニリン点といった各種性状が規定されている。
【０００７】
同様に特許文献２には、原油の減圧蒸留残渣を脱れきすることにより得られた脱れき油を原料として用い、粘度やアニリン点といった各種性状を有することを特徴としたプロセス油が提案されている。この特許文献２に開示されているプロセス油は、実際に脱れき油を溶剤抽出して得られたエキストラクトを所定の質量％混合することにより生成される。
【０００８】
例えば特許文献３に示すように、エキストラクトと溶剤脱れき油を混合することにより得られたゴム用軟化剤が提案されている。この特許文献３の開示技術では、性状について、１００℃において３５〜５５ｍｍ２／ｓからなる粘度とする点は示されているものの、その他アニリン点に関しては特に言及されていない。
【０００９】
また、特許文献４では、ゴム用のプロセス油としての用途では無いが、アスファルト：０．５〜２０．０質量％を含有し、残部が石油系溶剤抽出油からなるアスファルトバインダーが開示されている。ここで使用されるアスファルトとして、溶剤脱れきアスファルト等が含まれる。ちなみに、この特許文献４では、特にゴム用のプロセス油としての用途を想定していないことから、粘度やアニリン点といった各種性状に関する言及はなされていない。
【００１０】
なお、粘度やアニリン点に関する性状について言及されているプロセス油として、は、例えば特許文献５〜７においても開示されている。
【特許文献１】特開２００７−８４６７５号公報
【特許文献２】特開２００６−３３５８３３号公報
【特許文献３】特開２００６−２９１１９５号公報
【特許文献４】特開２００８−５６７４２号公報
【特許文献５】特開２００３−９６２４４号公報
【特許文献６】特開２００８−３１２１１号公報
【特許文献７】特開２０００−８０２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上述した従来のゴム伸展油並びにプロセス油は、何れも一定の製造プロセスを経て製造されるものであった。このため、得られるゴム伸展油等の粘度とアニリン点は、特定の性状に限定されてしまい、あるプロセスでは、動粘度が決まればアニリン点もそれに応じて特定されるのが通常であった。
【００１２】
しかしながら、特にこの自動車用のタイヤ等に適用されるゴム材料に使用されることを前提とした場合において、ある一の動粘度に対してある一のアニリン点が一義的に決まってしまうと、ゴムの性状そのものが一定のものに収束されてしまい、タイヤの製造工程における様々なニーズ、例えば、ゴム・コンパウンドの表面にオイルが滲み出てくる、いわゆるオイルブリードの発生を防止する観点や、ゴム・コンパウンド成型時の寸法安定性を確保する観点、またゴム・コンパウンドの伸度を確保する観点、所定のゴム・コンパウンド粘度や弾性率を得たい等の各種要望に応えることができないという問題点があった。
【００１３】
このため、動粘度、アニリン点を任意に選択できるように、換言すれば、一の動粘度に対してある特定の一のアニリン点が決まってしまうのではなく、一の動粘度に対してもあらゆる任意のアニリン点を自由に選択できるような、或いは一のアニリン点に対してもあらゆる任意の動粘度を自由に選択できるようなゴム伸展油並びにプロセス油が従来より望まれていた。動粘度とアニリン点との組み合わせを自由に選択した上でゴム伸展油並びにプロセス油を製造することができれば、上述したオイルブリードの発生防止、ゴム・コンパウンド成型時の寸法安定性確保、ゴム・コンパウンドの伸度確保、所定のゴム・コンパウンド粘度や弾性率の確保等の問題点を解決することができるためである。
【００１４】
特に、従来においては、この動粘度とアニリン点を最適に調整するためには、混合すべき材料の比率の調整について、所望の動粘度とアニリン点に至るまであくまで試行錯誤で何度もトライしなければならず、多大な労力と時間を要していた。特に１００ｔ、２００ｔレベルのプロセス油を作製する場合には、プラントレベルでプロセスの運転条件を変更し、試作をした後でないと、所望の動粘度とアニリン点に到達しているか否か判断することができなかった。このため、新たな動粘度とアニリン点からなるプロセス油を製造する度にプラントの改造や新設が必要になり、コスト（時間、エネルギー、物質の消費）が増大してしまうという問題点もあった。
【００１５】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたものであり、その目的とするところは、安価でしかも低労力で所望のアニリン点並びに所望の動粘度となるように製造されたプロセス油、ゴム伸展油を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るプロセス油は、上述した課題を解決するために、アスファルトに対して、原油の減圧蒸留残油を溶剤脱れきして得られた溶剤脱れき油及び／又は上記溶剤脱れき油を溶剤抽出して得られた溶剤抽出油が、所望のアニリン点並びに所望の動粘度となるように、混合されてなることを特徴とする。
【００１７】
このとき、上記アスファルトは、原油の減圧蒸留残油を溶剤脱れきして得られた溶剤脱れきアスファルトであってもよい。また、上記溶剤脱れきアスファルトは、１．０〜２０重量％含有され、残部が上記溶剤脱れき油及び／又は上記溶剤抽出油からなることを特徴とするようにしてもよい。
【００１８】
また、アニリン点は、７５〜９０℃であり、動粘度は、４０〜９０ｍｍ２／ｓであることを特徴とするようにしてもよい。
【００１９】
本発明に係るゴム伸展油は、上述した課題を解決するために、請求項１〜３のうちいずれか１項記載のプロセス油からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
上述した構成からなる本発明によれば、アスファルトに対して、溶剤脱れき油及び／又は溶剤抽出油が混合されてなることにより、所望のアニリン点並びに所望の動粘度となるようなプロセス油、ゴム伸展油を得ることが可能となる。即ち、動粘度とアニリン点との組み合わせを自由に選択した上で製造されたプロセス油、ゴム伸展油を得ることが可能となる。特に、従来においては、この動粘度とアニリン点を最適に調整するためには、混合すべき材料の比率の調整について、所望の動粘度とアニリン点に至るまであくまで試行錯誤で何度もトライしなければならず、多大な労力、時間、コストを要していたが、本発明によれば、予め調査したアスファルトに対する、溶剤脱れき油及び溶剤抽出油の混合比率に対する動粘度とアニリン点に基づいて、その混合比率を決定することができるため、従来の如く新たな動粘度とアニリン点からなるプロセス油を製造する度にプラントの改造や新設することも無くなり、労力やコストの低減を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、天然ゴムや合成ゴムに添加され、ゴム組成物を形成するプロセス油、ゴム伸展油について、詳細に説明する。
【００２２】
本発明者は、上述した問題点を解決し、所望のアニリン点並びに所望の動粘度となるようにプロセス油を製造するために鋭意実験研究を行った。その結果、本発明者は、原油の減圧蒸留残油を溶剤脱れきして得られた溶剤脱れきアスファルトに対して、その溶剤脱れきして得られた溶剤脱れき油及び／又は係る溶剤脱れき油を溶剤抽出して得られた溶剤抽出油を混合することにより、アニリン点並びに動粘度をそれぞれ独立して所望の値にコントロールすることができることを見出した。
【００２３】
即ち、本発明を適用したプロセス油は、溶剤脱れきアスファルトに対して、溶剤脱れき油及び／又は溶剤抽出油が、所望のアニリン点並びに所望の動粘度となるように、混合されてなる。
【００２４】
溶剤脱れきアスファルトは、減圧蒸留残油に対して、プロパン、又はプロパンとブタンの混合物を溶剤として使用し、脱れき処理して得られた、いわゆるプロパン脱れきアスファルトである。なお、以下の説明においては、あくまで溶剤脱れきアスファルトを例に挙げて説明をするが、これに限定されるものではなく、この溶剤脱れきアスファルトの代替として、例えばストレートアスファルトや、ブローンアスファルト等のいかなるアスファルトを使用するようにしてもよい。
【００２５】
溶剤脱れきアスファルトは、減圧蒸留残油から溶剤脱れき油（高粘度潤滑油留分）を抽出した残渣分に相当する。この溶剤脱れきアスファルトは、主として動粘度を調整するために添加されるが、アニリン点を調整するためにも使用される。この溶剤脱れきアスファルトは、ＪＩＳ Ｋ２２０７の下で２５℃における針入度が３〜２０（１／１０ｍｍ）、軟化点が５６〜７０℃、１５℃における密度が１０２０〜１０６５ｋｇ／ｍ３である。この溶剤脱れきアスファルトの針入度を４〜１２、軟化点を６８〜６０℃の範囲とすることで、図２に示す性状を得る事ができる。
【００２６】
なお、この溶剤脱れきアスファルトについて、上述した物性の範囲に限定されるものではなく、いかなる範囲であってもよい。但し、針入度と軟化点は、ほぼ一対一で対応し、後述する調整をより最適に行うためには、上述した範囲において行うことが望ましい。
【００２７】
溶剤脱れき油は、減圧蒸留残油に対して、プロパン、又はプロパンとブタンの混合物を溶剤として使用し、脱れき処理することにより、上述した溶剤脱れきアスファルトを除去した後の脱れき油である。この溶剤脱れき油は、主としてアニリン点を調整するために添加されるものであるが、僅かながら動粘度の調整にも寄与する。この溶剤脱れき油における１００℃における動粘度は、２５〜４２ｍｍ２／ｓ、１５℃における密度が９１０〜９４０ｋｇ／ｍ３である。溶剤脱れき油の１００℃における動粘度を３１〜３５ｍｍ２／ｓ、密度を９２０〜９３５ｋｇ／ｍ３の範囲とすることで、図２の性状を得る事ができる
【００２８】
溶剤抽出油は、溶剤脱れき油を極性溶剤を用いて溶剤抽出することにより得られた、いわゆるエキストラクトである。この溶剤抽出油は、主としてアニリン点を調整するために添加されるものであるが、僅かながら動粘度の調整にも寄与する。溶剤抽出油における１００℃における動粘度は、５０〜２００ｍｍ２／ｓ、１５℃における密度が９６０〜９９０ｋｇ／ｍ３である。溶剤抽出油の１００℃における動粘度を６０〜７０ｍｍ２／ｓの範囲、密度を９７０〜９８０ｋｇ／ｍ３とすることで、図２の性状を得る事ができる。
【００２９】
なお、溶剤脱れき油、溶剤抽出油についても、上述した物性の範囲に限定されるものではなく、いかなる範囲であってもよい。
【００３０】
また、本発明を適用したプロセス油において、性状調整の対象となるアニリン点は、上述したプロセス油が等容量のアニリンと均一な溶液として存在する最低温度を意味する。このアニリン点は、より具体的には、プロセス油を等容積のアニリンと混合して冷やしたとき、互いに溶解し合えなくなって濁りが見え始めたときの温度で表すものであり、ＪＩＳ Ｋ ２２５６においてその詳細が規定されている。即ち、このアニリン点は、プロセス油と混合するゴムの親和性を示す指標であり、主としてプロセス油とゴムとの配合後に、膨潤するか否か、溶解するか否かを判断する指標である。一般に、このアニリン点は、配合するゴム種により最適値が異なる。たとえば天然ゴムとプロセス油を配合する場合において、プロセス油のアニリン点は、９５〜１００℃が最適である。その理由として、アニリン点が９５℃未満であると、ゴムとの配合後において膨潤してしまい、またアニリン点が１００℃を超えると、ゴムとの相溶性が悪化し、プロセス油がゴム表面にブリードしてしまう可能性がある。
【００３１】
また動粘度は、流速勾配とそれに対して発生する剪断応力との比例係数を流体密度で除したものとして表される。動粘度は、ゴム伸展油として適用する場合において、目的とするゴムとプロセス油のコンパウンドの粘度、及び弾性率から要求値が決定される。この動粘度としては、いかなる範囲で構成されていてもよいが、一般的にプロセス油をタイヤ用途に向けたゴム伸展油としての適用を考えた場合、４０〜９０ｍｍ２／ｓであることが望ましい。プロセス油の動粘度が要求値（例えば４０ｍｍ２／ｓ）よりも低いと、配合されるゴムの常態物性が低下してしまい、また動粘度が要求値（例えば９０ｍｍ２／ｓ）よりも高いと、粘度や弾性率が高すぎて、配合時に成形不良を起こし、ひいてはゴム物性にも悪影響を及ぼす。
【００３２】
次に、本発明を適用したプロセス油の製造方法について、図１のフローチャートを用いて詳細に説明をする。
【００３３】
先ずステップＳ１１において原油について常圧蒸留を行う。この常圧蒸留においては、公知のいかなる常圧蒸留装置並びに蒸留条件で行うようにしてもよい。例えば、精製対象となるパラフィン系原油やナフテン系原油等からなる原油を、加熱炉等で約３５０℃（炭化水素の分解が開始する温度である３６０℃に満たない温度）に加熱した上で常圧蒸留塔へ送出し、常圧蒸留塔内部で石油蒸気とされ、冷却後、沸点の低いものから高いものへと順に分離する。
【００３４】
次にステップＳ１２に移行し、ステップＳ１１において常圧蒸留することにより得られた常圧蒸留残油を減圧蒸留する。この減圧蒸留では、公知のいかなる減圧蒸留装置並びに蒸留条件で行うようにしてもよい。この減圧蒸留を通じて減圧軽油、減圧流出油、減圧蒸留残油へと分離、脱れきされることになる。本発明では、今後のプロセスにおいて、これらのうち減圧蒸留残油のみを使用していくことになる。
【００３５】
次にステップＳ１３へ移行し、ステップＳ１２において得た減圧蒸留残油に対して溶剤脱れきを行う。具体的には、減圧蒸留残油に対してプロパン、又はプロパンとブタンの混合物を溶剤として使用し、油分とアスファルト分とを分離する。この油分が上述した溶剤脱れき油に相当し、アスファルト分が上述した溶剤脱れきアスファルトに相当する。ちなみにこのステップＳ１３におけるプロパンによる脱れきは、減圧蒸留残油に対して４〜８倍の液化プロパンを混合し、抽出温度を５５〜７５℃として脱れき油を抽出するようにしてもよい。このステップＳ１３において脱れきされた溶剤脱れきアスファルトは、上述した理由により、針入度が３〜２０（１／１０ｍｍ）、軟化点が５６〜７０℃、１５℃における密度が１０２０〜１０６５ｋｇ／ｍ３とされている必要がある。また同様に，溶剤脱れき油における１００℃における動粘度は、２５〜４２ｍｍ２／ｓ、１５℃における密度が９１０〜９４０ｋｇ／ｍ３とされていることが望ましい。分離された溶剤脱れきアスファルトは、後述する混合のプロセスにおいて使用されるため、そのまま保存しておくか、製油所内において中間タンク等に保管しておく。また、分離された溶剤脱れき油も同様に後述する混合のプロセスにおいて使用されるため、一部は取り出して保存しておくが、残りは、次のステップＳ１４に示す処理に利用されることになる。
【００３６】
ステップＳ１４では、溶剤脱れき油について極性溶剤を用いて溶剤抽出することにより、エキストラクトとしての溶剤抽出油を得る。ステップＳ１４において使用する極性溶剤としては、例えばフルフラール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、フェノール、クレゾール酸、二硫化イオウ、ニトロベンゼン、アニリンなどを用いる。このステップＳ１４では、溶剤脱れき油に対して混合する極性溶媒の体積比は、２〜４の範囲内とされ、望ましくは２．５〜３．５の範囲内とされていることが望ましい。また、このステップＳ１４における抽出温度は、４０〜１４０℃とされているのが望ましい。最終的にこのステップＳ１４において得られた溶剤抽出油は、後述する混合のプロセスにおいて使用するため、保存しておく。
【００３７】
次にステップＳ１５に移行し、実際に製造したいプロセス油における、所望のアニリン点と所望の動粘度を選定する。ちなみに、このアニリン点と動粘度は、互いに独立して自由に選定してよく、何れか一方を選定した場合に他の一方がこれに応じて一義的に決まる性質のものではない。次に選定したアニリン点と動粘度に調整するための、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率を決定する。
【００３８】
図２は、本発明者が明らかにした、動粘度とアニリン点に対する、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率の関係を示している。この図２によれば横軸に１００℃における動粘度（ｍｍ２／ｓ）、縦軸にアニリン点（℃）を示しており、太字実線が溶剤脱れきアスファルト（ＰＤＡ）の混合比率に対する動粘度、アニリン点の関係を示している。ちなみに、この図２は、溶剤脱れきアスファルトについて、ＪＩＳ Ｋ２２０７の下で２５℃における針入度が８（１／１０ｍｍ）、軟化点が６６．５℃、１５℃における密度が１０２８ｋｇ／ｍ３であり、溶剤脱れき油について１００℃における動粘度が３３．２ｍｍ２／ｓ、１５℃における密度が９２６．２ｋｇ／ｍ３であり、溶剤抽出油について１００℃における動粘度が６５．０ｍｍ２／ｓ、１５℃における密度が９７６．４ｋｇ／ｍ３である。ちなみに、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の物性が上述した値から外れる場合であっても、図２とは曲線の傾きや隣接する曲線の間隔は異なるものの、溶剤脱れきアスファルトと類似した曲線を引くことができ、以下に説明する方法を同様に実現可能であることは勿論である。
【００３９】
この溶剤脱れきアスファルトは、例として、重量％で１．０、２．５、５、１０、１５、２０％を示している。また、比較例としてＰＤＡが２５％のものも示してある。太字実線は、それぞれ左上から右下にかけて動粘度とアニリン点の関係が曲線状に変化しているのが分かる。また、溶剤脱れきアスファルトの混合比率が高くなるにつれて、その曲線の傾きは緩やかになる傾向も示されている。
【００４０】
本発明によれば、溶剤脱れきアスファルトは、１．０〜２０重量％含有されることを必須の要件としてもよい。その理由として、溶剤脱れきアスファルトが１．０重量％未満では、特にタイヤ用途を想定した場合における動粘度の調整が困難になり、また、溶剤脱れきアスファルトが２０重量％を超えてしまうと、図２におけるＰＤＡ２５％の例に示すように動粘度が高くなってしまい、ゴム自体が硬くなりすぎてしまうためである。さらに溶剤脱れきアスファルトが２０重量％を超えてしまうとアニリン点の調整範囲が狭くなり、実用的でなくなる。
【００４１】
また、図中の点線は、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比に対する動粘度、アニリン点の関係を示している。溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比は、プロセス油全体から上記溶剤脱れきアスファルトの重量％を引いた後の残分を構成する溶剤脱れき油と溶剤抽出油の重量比率を示している。この混合比は、例として、溶剤脱れき油（ＤＡＯ）と、溶剤抽出油（ＢＦＥ）とが、それぞれＤＡＯ：ＢＦＥ＝１００：０、７５：２５、５０：５０、２５：７５、０：１００を示している。この点線は、それぞれ左上から右下にかけて動粘度とアニリン点の関係が曲線状に変化しているのが分かる。また、溶剤抽出油（ＢＦＥ）の混合比率が高くなるにつれて、その曲線の傾きは徐々に緩やかになり、特にＤＡＯ：ＢＦＥ＝０：１００の場合には、アニリン点は、６７℃でほぼ一定となり、曲線ではなく水平直線で示される傾向となる。
【００４２】
なお、溶剤脱れきアスファルト（ＰＤＡ）の混合比率に応じた太字実線の方が、溶剤脱れき油と溶剤抽出油の重量比率に応じた点線よりも傾きが大きくなる傾向が示されている。
【００４３】
本発明では、選定した所望のアニリン点、所望の動粘度を、この図２の傾向に照らし合わせて、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率を決定する。
【００４４】
例えば、動粘度が６９ｍｍ２／ｓ、アニリン点が７６℃と選定した場合に、これに対応する図２上の点は、Ａ点となる。このＡ点は、溶剤脱れきアスファルト（ＰＤＡ）の混合比率が１０重量％である。そして残りの９０重量％分が溶剤脱れき油（ＤＡＯ）と、溶剤抽出油（ＢＦＥ）から構成されるが、Ａ点は、ちょうどＤＡＯ：ＢＦＥが２５：７５となる。このため、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率をこのように決定し、図１のステップＳ１６において、その決定した混合比率に基づいてこれらを混合することにより、選定した動粘度６９ｍｍ２／ｓ、アニリン点７６℃からなるプロセス油を製造することが可能となる。例えばまた、動粘度が５８ｍｍ２／ｓ、アニリン点が８２℃と選定した場合に、これに対応する図２上の点は、Ｂ点となる。このＢ点は、溶剤脱れきアスファルト（ＰＤＡ）の混合比率が７．５重量％である。そして残りの９２．５重量％分が溶剤脱れき油（ＤＡＯ）と、溶剤抽出油（ＢＦＥ）から構成されるが、Ｂ点は、ちょうどＤＡＯ：ＢＦＥが３７．５：６２．５となる。このため、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率をこのように決定し、図１のステップＳ１６において、その決定した混合比率に基づいてこれらを混合することにより、選定した動粘度５８ｍｍ２／ｓ、アニリン点８２℃からなるＢ点のプロセス油を製造することが可能となる。
【００４５】
実際に、このＢ点の混合比率を求める方法について、図３を利用して詳細に説明をする。先ずＢ点を中心にして水平方向、鉛直方向に線を引く。その結果、垂直方向の線は、ＤＡＯ：ＢＦＥが５０：５０の曲線と交わると共に、ＤＡＯ：ＢＦＥが２５：７５の曲線と交わる。同様にＢ点からの水平線は、ＰＤＡ５％の曲線と、ＰＤＡ１０％の曲線と交わることになる。
【００４６】
次に、これら曲線との交点とＢ点との距離を図から求める。Ｂ点とＤＡＯ：ＢＦＥが５０：５０の曲線との距離をｘ１、Ｂ点とＤＡＯ：ＢＦＥが２５：７５の曲線との距離をｘ２とする。また、Ｂ点とＰＤＡ５％の曲線との距離をｙ１、Ｂ点とＰＤＡ１０％の曲線との距離をｙ２とする。このとき、Ｂ点のＤＡＯ：ＢＦＥにおけるＤＡＯの比率は、以下の計算式で求めることができる。
【００４７】
ＤＡＯの比率＝ＤＡＯ（下辺）の比率＋ｘ２／（ｘ１＋ｘ２）×{ＤＡＯ（上辺）の比率−ＤＡＯ（下辺）の比率}
【００４８】
ここでいう上辺とは、Ｂ点にとって上側に位置するＤＡＯ：ＢＦＥの曲線に相当するものであり、この例におけるＤＡＯ（上辺）の比率は５０である。また、下辺とは、Ｂ点にとって下側に位置するＤＡＯ：ＢＦＥの曲線に相当するものであり、この例におけるＤＡＯ（下辺）の比率は２５である。また、ｘ１とｘ２は、線分比率が１：１であったので、ｘ２／（ｘ１＋ｘ２）の項は０．５となるため、ＤＡＯの比率は、２５＋０．５×（５０−２５）＝３７．５となり、ＢＦＥの比率も同様に６２．５となる。
【００４９】
また、Ｂ点のＰＤＡ比率は、以下の計算式で求めることができる。
【００５０】
ＰＤＡの比率＝ＰＤＡ（左辺）の比率＋ｙ１／（ｙ１＋ｙ２）×{ＰＤＡ（右辺）の比率−ＰＤＡ（左辺）の比率}
【００５１】
ここでいう左辺とは、Ｂ点にとって左側に位置するＰＤＡ５％の曲線に相当するものである。また、右辺とは、Ｂ点にとって右側に位置するＰＤＡ１０％の曲線に相当するものである。また、ｙ１とｙ２は、線分比率が１：１であったので、ｙ１／（ｙ１＋ｙ２）の項は０．５となるため、ＰＤＡの比率は、５＋０．５×（１０−５）＝７．５となる。このように、本発明によれば、動粘度とアニリンの２軸からなるグラフにおいて、予め調査した上記アスファルトの各混合比率に対するアニリン点並びに動粘度の関係を示す第１曲線（ＰＤＡの曲線）と、予め調査した溶剤脱れき油並びに溶剤脱れき油の各混合比率に対するアニリン点並びに動粘度の関係を示す第２曲線（ＤＡＯ：ＢＦＥの曲線）を書き入れ、所望のアニリン点並びに動粘度が第１曲線と第２曲線の交点に対応する場合には、当該交点を通過する第１曲線と第２曲線から上記混合比を求める。また、所望のアニリン点並びに動粘度が第１曲線と第２曲線の交点以外に位置する場合には、当該所望のアニリン点並びに動粘度に対応するグラフ上の所望点Ｂから鉛直線並びに水平線を引く。そして、水平線が最初に交わる２つの第１曲線との交点ｂ１、ｂ２と、所望点Ｂとの距離比率に基づいてアスファルトの混合比率を求め、鉛直線が最初に交わる２つの第２曲線との交点ａ１、ａ２と、所望点Ｂとの距離比率に基づいて溶剤脱れき油及び上記溶剤抽出油の混合比率を求める。
【００５２】
これにより、所望のアニリン点並びに動粘度が第１曲線と第２曲線の交点以外に位置する場合であっても混合比率を容易に求めることが可能となる。
【００５３】
同様に他の動粘度とアニリン点との組み合わせであっても、それに対応する図２上の点を特定し、これに対応する溶剤脱れきアスファルトの混合比率を特定し、次に溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率を特定することにより、選定した動粘度、アニリン点からなるプロセス油を製造することが可能となる。
【００５４】
なお、本発明では、選定した動粘度とアニリン点との組み合わせが、上述した太字実線、点線の交点から外れる場合においても、所望の動粘度とアニリン点からの鉛直線のＤＡＯ：ＢＦＥ曲線の交点からの距離比率と、所望の動粘度とアニリン点からの水平線のＰＤＡの比率の交点からの距離比率から、上述した計算式に基づいて、対応するＤＡＯ：ＢＦＥとＰＤＡの比率を容易に求めることが可能となる。そして、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率を割り出すことにより、所望の動粘度、アニリン点からなるプロセス油を同様に製造することが可能となる。
【００５５】
また、これら溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油が上述した物性の範囲から逸脱する場合であっても、図２に示す各曲線の傾きや広がり等の傾向が変わってくるものの、大まかな傾向についてはほぼ不変である。即ち、溶剤脱れきアスファルトの物性の変化は、図２で示される領域の右辺部分（ＰＤＡ２０％のライン）の形状の変化に影響を及ぼし、溶剤脱れき油の物性の変化は、図２で示される領域の上辺部分（ＤＡＯ：ＢＦＥ＝１００：０のライン）の形状の変化に影響を及ぼし、更に溶剤抽出油の物性の変化は、図２で示される領域の下辺部分（ＤＡＯ：ＢＦＥ＝０：１００のライン）の形状の変化に影響を及ぼす。しかしながら、これらの曲線の形状が変化しても、それぞれの物性毎に図２に示すような関係図を作成しておくことにより、所望のアニリン点、所望の動粘度を選定し、その作成した関係図に照らし合わせることにより、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率を決定する。そのときの混合比率についても、その関係図を作成する上において使用した溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の各物性のものに限ることは言うまでもない。
【００５６】
また、上述した例では、あくまで溶剤脱れきアスファルトに対して、溶剤脱れき油及び溶剤抽出油を混合する、いわゆる３成分系を中心に説明をしたが、これに限定されるものではなく、溶剤脱れきアスファルトに対して溶剤脱れき油を混合する場合や、溶剤脱れきアスファルトに対して溶剤抽出油を混合する場合のように、いわゆる２成分系で構成してもよいことは勿論である。かかる場合には、図２でいうところのＤＡＯ：ＢＦＥ＝１００：０の線や、ＤＡＯ：ＢＦＥ＝０：１００の線における成分の調整に終始することになる。
【００５７】
また、本発明では、溶剤脱れきアスファルトの代替として、ブローンアスファルト、ストレートアスファルトを初めとしたいかなるアスファルトを用いてもよいが、かかる場合においても、図２とは曲線の傾きや隣接する曲線の間隔は異なるものの、溶剤脱れきアスファルトと類似した曲線を引くことができる。このため、かかるアスファルトを適用する場合においても、予め溶剤脱れき油及び溶剤抽出油との関係において、動粘度、アニリン点のグラフを予め作成しておくことにより、上述した例と同様に動粘度とアニリン点との組み合わせを自由に選択した上でプロセス油を低労力かつ安価で製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明を適用したプロセス油の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】動粘度とアニリン点に対する、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率の関係を示す図である。
【図３】Ｂ点の混合比率を実際に求める方法について説明するための図である。
【符号の説明】
【００５９】
Ｓ１１ 常圧蒸留
Ｓ１２ 減圧蒸留
Ｓ１３ 溶剤脱れき
Ｓ１４ 溶剤抽出
Ｓ１５ 所望の性状の特定
Ｓ１６ 混合
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天然ゴムや合成ゴムに添加され、ゴム組成物を形成するプロセス油、ゴム伸展油に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用のタイヤ等に適用されるゴム材料は、一般的に軟化させ加工容易性を向上させる観点から鉱油が配合される。この鉱油は、ゴム用潤滑油、或いはゴム配合油と呼ばれる。ゴム配合油は、一般的にゴム伸展油とプロセス油に区別される。
【０００３】
ゴム伸展油は、伸展ゴム製造の際にラテックスに乳化油として混入させ共凝固させ、体積増量と可塑化とを目的として配合されるものである。これに対してプロセス油は、ゴムの製品化工程において練りにくいゴム原料にプロセス油を配合して、素練り、添加剤配合、押出し、バンバリーミキサー作業などを容易化することを目的として配合される。プロセス油は、ゴムポリマーの間に入り、潤滑の作用をして分子間の流動性を増加させる。即ち、分子間内部摩擦を減少させて、可塑性を付与する。
【０００４】
この特にプロセス油としては、上述したようにゴムの可塑性を高め、加硫ゴムの硬度を低下させて加工性を向上させる観点から、ゴム種に対応させてパラフィン系、ナフテン系又は芳香族炭化水素成分が多く含まれているエキストラクトなどが用いられている。そして、これらゴム伸展油やプロセス油は、天然ゴム、合成ゴム等のゴム材料以外に、熱可塑性樹脂の可塑剤や印刷用インキの構成成分、再生アスファルトの軟化剤等としても用いられる。
【０００５】
これらゴム伸展油やプロセス油は、従来より原油の減圧蒸留残油を脱れきした脱れき油を溶剤抽出することにより、溶剤精製油を製造する際に副生されるアロマ分が多いエキストラクトが多く利用されてきた。
【０００６】
例えば特許文献１には、エキストラクトと、多環芳香族炭化水素（ＰＣＡ）含有量が３質量％未満の潤滑油基油とを混合したプロセス油が提案されている。このプロセス油においては、粘度やアニリン点といった各種性状が規定されている。
【０００７】
同様に特許文献２には、原油の減圧蒸留残渣を脱れきすることにより得られた脱れき油を原料として用い、粘度やアニリン点といった各種性状を有することを特徴としたプロセス油が提案されている。この特許文献２に開示されているプロセス油は、実際に脱れき油を溶剤抽出して得られたエキストラクトを所定の質量％混合することにより生成される。
【０００８】
例えば特許文献３に示すように、エキストラクトと溶剤脱れき油を混合することにより得られたゴム用軟化剤が提案されている。この特許文献３の開示技術では、性状について、１００℃において３５〜５５ｍｍ２／ｓからなる粘度とする点は示されているものの、その他アニリン点に関しては特に言及されていない。
【０００９】
また、特許文献４では、ゴム用のプロセス油としての用途では無いが、アスファルト：０．５〜２０．０質量％を含有し、残部が石油系溶剤抽出油からなるアスファルトバインダーが開示されている。ここで使用されるアスファルトとして、溶剤脱れきアスファルト等が含まれる。ちなみに、この特許文献４では、特にゴム用のプロセス油としての用途を想定していないことから、粘度やアニリン点といった各種性状に関する言及はなされていない。
【００１０】
なお、粘度やアニリン点に関する性状について言及されているプロセス油として、は、例えば特許文献５〜７においても開示されている。
【特許文献１】特開２００７−８４６７５号公報
【特許文献２】特開２００６−３３５８３３号公報
【特許文献３】特開２００６−２９１１９５号公報
【特許文献４】特開２００８−５６７４２号公報
【特許文献５】特開２００３−９６２４４号公報
【特許文献６】特開２００８−３１２１１号公報
【特許文献７】特開２０００−８０２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上述した従来のゴム伸展油並びにプロセス油は、何れも一定の製造プロセスを経て製造されるものであった。このため、得られるゴム伸展油等の粘度とアニリン点は、特定の性状に限定されてしまい、あるプロセスでは、動粘度が決まればアニリン点もそれに応じて特定されるのが通常であった。
【００１２】
しかしながら、特にこの自動車用のタイヤ等に適用されるゴム材料に使用されることを前提とした場合において、ある一の動粘度に対してある一のアニリン点が一義的に決まってしまうと、ゴムの性状そのものが一定のものに収束されてしまい、タイヤの製造工程における様々なニーズ、例えば、ゴム・コンパウンドの表面にオイルが滲み出てくる、いわゆるオイルブリードの発生を防止する観点や、ゴム・コンパウンド成型時の寸法安定性を確保する観点、またゴム・コンパウンドの伸度を確保する観点、所定のゴム・コンパウンド粘度や弾性率を得たい等の各種要望に応えることができないという問題点があった。
【００１３】
このため、動粘度、アニリン点を任意に選択できるように、換言すれば、一の動粘度に対してある特定の一のアニリン点が決まってしまうのではなく、一の動粘度に対してもあらゆる任意のアニリン点を自由に選択できるような、或いは一のアニリン点に対してもあらゆる任意の動粘度を自由に選択できるようなゴム伸展油並びにプロセス油が従来より望まれていた。動粘度とアニリン点との組み合わせを自由に選択した上でゴム伸展油並びにプロセス油を製造することができれば、上述したオイルブリードの発生防止、ゴム・コンパウンド成型時の寸法安定性確保、ゴム・コンパウンドの伸度確保、所定のゴム・コンパウンド粘度や弾性率の確保等の問題点を解決することができるためである。
【００１４】
特に、従来においては、この動粘度とアニリン点を最適に調整するためには、混合すべき材料の比率の調整について、所望の動粘度とアニリン点に至るまであくまで試行錯誤で何度もトライしなければならず、多大な労力と時間を要していた。特に１００ｔ、２００ｔレベルのプロセス油を作製する場合には、プラントレベルでプロセスの運転条件を変更し、試作をした後でないと、所望の動粘度とアニリン点に到達しているか否か判断することができなかった。このため、新たな動粘度とアニリン点からなるプロセス油を製造する度にプラントの改造や新設が必要になり、コスト（時間、エネルギー、物質の消費）が増大してしまうという問題点もあった。
【００１５】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたものであり、その目的とするところは、安価でしかも低労力で所望のアニリン点並びに所望の動粘度となるように製造されたプロセス油、ゴム伸展油を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るプロセス油は、上述した課題を解決するために、アスファルトに対して、原油の減圧蒸留残油を溶剤脱れきして得られた溶剤脱れき油及び／又は上記溶剤脱れき油を溶剤抽出して得られた溶剤抽出油が、所望のアニリン点並びに所望の動粘度となるように、混合されてなることを特徴とする。
【００１７】
このとき、上記アスファルトは、原油の減圧蒸留残油を溶剤脱れきして得られた溶剤脱れきアスファルトであってもよい。また、上記溶剤脱れきアスファルトは、１．０〜２０重量％含有され、残部が上記溶剤脱れき油及び／又は上記溶剤抽出油からなることを特徴とするようにしてもよい。
【００１８】
また、アニリン点は、７５〜９０℃であり、動粘度は、４０〜９０ｍｍ２／ｓであることを特徴とするようにしてもよい。
【００１９】
本発明に係るゴム伸展油は、上述した課題を解決するために、請求項１〜３のうちいずれか１項記載のプロセス油からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
上述した構成からなる本発明によれば、アスファルトに対して、溶剤脱れき油及び／又は溶剤抽出油が混合されてなることにより、所望のアニリン点並びに所望の動粘度となるようなプロセス油、ゴム伸展油を得ることが可能となる。即ち、動粘度とアニリン点との組み合わせを自由に選択した上で製造されたプロセス油、ゴム伸展油を得ることが可能となる。特に、従来においては、この動粘度とアニリン点を最適に調整するためには、混合すべき材料の比率の調整について、所望の動粘度とアニリン点に至るまであくまで試行錯誤で何度もトライしなければならず、多大な労力、時間、コストを要していたが、本発明によれば、予め調査したアスファルトに対する、溶剤脱れき油及び溶剤抽出油の混合比率に対する動粘度とアニリン点に基づいて、その混合比率を決定することができるため、従来の如く新たな動粘度とアニリン点からなるプロセス油を製造する度にプラントの改造や新設することも無くなり、労力やコストの低減を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、天然ゴムや合成ゴムに添加され、ゴム組成物を形成するプロセス油、ゴム伸展油について、詳細に説明する。
【００２２】
本発明者は、上述した問題点を解決し、所望のアニリン点並びに所望の動粘度となるようにプロセス油を製造するために鋭意実験研究を行った。その結果、本発明者は、原油の減圧蒸留残油を溶剤脱れきして得られた溶剤脱れきアスファルトに対して、その溶剤脱れきして得られた溶剤脱れき油及び／又は係る溶剤脱れき油を溶剤抽出して得られた溶剤抽出油を混合することにより、アニリン点並びに動粘度をそれぞれ独立して所望の値にコントロールすることができることを見出した。
【００２３】
即ち、本発明を適用したプロセス油は、溶剤脱れきアスファルトに対して、溶剤脱れき油及び／又は溶剤抽出油が、所望のアニリン点並びに所望の動粘度となるように、混合されてなる。
【００２４】
溶剤脱れきアスファルトは、減圧蒸留残油に対して、プロパン、又はプロパンとブタンの混合物を溶剤として使用し、脱れき処理して得られた、いわゆるプロパン脱れきアスファルトである。なお、以下の説明においては、あくまで溶剤脱れきアスファルトを例に挙げて説明をするが、これに限定されるものではなく、この溶剤脱れきアスファルトの代替として、例えばストレートアスファルトや、ブローンアスファルト等のいかなるアスファルトを使用するようにしてもよい。
【００２５】
溶剤脱れきアスファルトは、減圧蒸留残油から溶剤脱れき油（高粘度潤滑油留分）を抽出した残渣分に相当する。この溶剤脱れきアスファルトは、主として動粘度を調整するために添加されるが、アニリン点を調整するためにも使用される。この溶剤脱れきアスファルトは、ＪＩＳ Ｋ２２０７の下で２５℃における針入度が３〜２０（１／１０ｍｍ）、軟化点が５６〜７０℃、１５℃における密度が１０２０〜１０６５ｋｇ／ｍ３である。この溶剤脱れきアスファルトの針入度を４〜１２、軟化点を６８〜６０℃の範囲とすることで、図２に示す性状を得る事ができる。
【００２６】
なお、この溶剤脱れきアスファルトについて、上述した物性の範囲に限定されるものではなく、いかなる範囲であってもよい。但し、針入度と軟化点は、ほぼ一対一で対応し、後述する調整をより最適に行うためには、上述した範囲において行うことが望ましい。
【００２７】
溶剤脱れき油は、減圧蒸留残油に対して、プロパン、又はプロパンとブタンの混合物を溶剤として使用し、脱れき処理することにより、上述した溶剤脱れきアスファルトを除去した後の脱れき油である。この溶剤脱れき油は、主としてアニリン点を調整するために添加されるものであるが、僅かながら動粘度の調整にも寄与する。この溶剤脱れき油における１００℃における動粘度は、２５〜４２ｍｍ２／ｓ、１５℃における密度が９１０〜９４０ｋｇ／ｍ３である。溶剤脱れき油の１００℃における動粘度を３１〜３５ｍｍ２／ｓ、密度を９２０〜９３５ｋｇ／ｍ３の範囲とすることで、図２の性状を得る事ができる
【００２８】
溶剤抽出油は、溶剤脱れき油を極性溶剤を用いて溶剤抽出することにより得られた、いわゆるエキストラクトである。この溶剤抽出油は、主としてアニリン点を調整するために添加されるものであるが、僅かながら動粘度の調整にも寄与する。溶剤抽出油における１００℃における動粘度は、５０〜２００ｍｍ２／ｓ、１５℃における密度が９６０〜９９０ｋｇ／ｍ３である。溶剤抽出油の１００℃における動粘度を６０〜７０ｍｍ２／ｓの範囲、密度を９７０〜９８０ｋｇ／ｍ３とすることで、図２の性状を得る事ができる。
【００２９】
なお、溶剤脱れき油、溶剤抽出油についても、上述した物性の範囲に限定されるものではなく、いかなる範囲であってもよい。
【００３０】
また、本発明を適用したプロセス油において、性状調整の対象となるアニリン点は、上述したプロセス油が等容量のアニリンと均一な溶液として存在する最低温度を意味する。このアニリン点は、より具体的には、プロセス油を等容積のアニリンと混合して冷やしたとき、互いに溶解し合えなくなって濁りが見え始めたときの温度で表すものであり、ＪＩＳ Ｋ ２２５６においてその詳細が規定されている。即ち、このアニリン点は、プロセス油と混合するゴムの親和性を示す指標であり、主としてプロセス油とゴムとの配合後に、膨潤するか否か、溶解するか否かを判断する指標である。一般に、このアニリン点は、配合するゴム種により最適値が異なる。たとえば天然ゴムとプロセス油を配合する場合において、プロセス油のアニリン点は、９５〜１００℃が最適である。その理由として、アニリン点が９５℃未満であると、ゴムとの配合後において膨潤してしまい、またアニリン点が１００℃を超えると、ゴムとの相溶性が悪化し、プロセス油がゴム表面にブリードしてしまう可能性がある。
【００３１】
また動粘度は、流速勾配とそれに対して発生する剪断応力との比例係数を流体密度で除したものとして表される。動粘度は、ゴム伸展油として適用する場合において、目的とするゴムとプロセス油のコンパウンドの粘度、及び弾性率から要求値が決定される。この動粘度としては、いかなる範囲で構成されていてもよいが、一般的にプロセス油をタイヤ用途に向けたゴム伸展油としての適用を考えた場合、４０〜９０ｍｍ２／ｓであることが望ましい。プロセス油の動粘度が要求値（例えば４０ｍｍ２／ｓ）よりも低いと、配合されるゴムの常態物性が低下してしまい、また動粘度が要求値（例えば９０ｍｍ２／ｓ）よりも高いと、粘度や弾性率が高すぎて、配合時に成形不良を起こし、ひいてはゴム物性にも悪影響を及ぼす。
【００３２】
次に、本発明を適用したプロセス油の製造方法について、図１のフローチャートを用いて詳細に説明をする。
【００３３】
先ずステップＳ１１において原油について常圧蒸留を行う。この常圧蒸留においては、公知のいかなる常圧蒸留装置並びに蒸留条件で行うようにしてもよい。例えば、精製対象となるパラフィン系原油やナフテン系原油等からなる原油を、加熱炉等で約３５０℃（炭化水素の分解が開始する温度である３６０℃に満たない温度）に加熱した上で常圧蒸留塔へ送出し、常圧蒸留塔内部で石油蒸気とされ、冷却後、沸点の低いものから高いものへと順に分離する。
【００３４】
次にステップＳ１２に移行し、ステップＳ１１において常圧蒸留することにより得られた常圧蒸留残油を減圧蒸留する。この減圧蒸留では、公知のいかなる減圧蒸留装置並びに蒸留条件で行うようにしてもよい。この減圧蒸留を通じて減圧軽油、減圧流出油、減圧蒸留残油へと分離、脱れきされることになる。本発明では、今後のプロセスにおいて、これらのうち減圧蒸留残油のみを使用していくことになる。
【００３５】
次にステップＳ１３へ移行し、ステップＳ１２において得た減圧蒸留残油に対して溶剤脱れきを行う。具体的には、減圧蒸留残油に対してプロパン、又はプロパンとブタンの混合物を溶剤として使用し、油分とアスファルト分とを分離する。この油分が上述した溶剤脱れき油に相当し、アスファルト分が上述した溶剤脱れきアスファルトに相当する。ちなみにこのステップＳ１３におけるプロパンによる脱れきは、減圧蒸留残油に対して４〜８倍の液化プロパンを混合し、抽出温度を５５〜７５℃として脱れき油を抽出するようにしてもよい。このステップＳ１３において脱れきされた溶剤脱れきアスファルトは、上述した理由により、針入度が３〜２０（１／１０ｍｍ）、軟化点が５６〜７０℃、１５℃における密度が１０２０〜１０６５ｋｇ／ｍ３とされている必要がある。また同様に，溶剤脱れき油における１００℃における動粘度は、２５〜４２ｍｍ２／ｓ、１５℃における密度が９１０〜９４０ｋｇ／ｍ３とされていることが望ましい。分離された溶剤脱れきアスファルトは、後述する混合のプロセスにおいて使用されるため、そのまま保存しておくか、製油所内において中間タンク等に保管しておく。また、分離された溶剤脱れき油も同様に後述する混合のプロセスにおいて使用されるため、一部は取り出して保存しておくが、残りは、次のステップＳ１４に示す処理に利用されることになる。
【００３６】
ステップＳ１４では、溶剤脱れき油について極性溶剤を用いて溶剤抽出することにより、エキストラクトとしての溶剤抽出油を得る。ステップＳ１４において使用する極性溶剤としては、例えばフルフラール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、フェノール、クレゾール酸、二硫化イオウ、ニトロベンゼン、アニリンなどを用いる。このステップＳ１４では、溶剤脱れき油に対して混合する極性溶媒の体積比は、２〜４の範囲内とされ、望ましくは２．５〜３．５の範囲内とされていることが望ましい。また、このステップＳ１４における抽出温度は、４０〜１４０℃とされているのが望ましい。最終的にこのステップＳ１４において得られた溶剤抽出油は、後述する混合のプロセスにおいて使用するため、保存しておく。
【００３７】
次にステップＳ１５に移行し、実際に製造したいプロセス油における、所望のアニリン点と所望の動粘度を選定する。ちなみに、このアニリン点と動粘度は、互いに独立して自由に選定してよく、何れか一方を選定した場合に他の一方がこれに応じて一義的に決まる性質のものではない。次に選定したアニリン点と動粘度に調整するための、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率を決定する。
【００３８】
図２は、本発明者が明らかにした、動粘度とアニリン点に対する、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率の関係を示している。この図２によれば横軸に１００℃における動粘度（ｍｍ２／ｓ）、縦軸にアニリン点（℃）を示しており、太字実線が溶剤脱れきアスファルト（ＰＤＡ）の混合比率に対する動粘度、アニリン点の関係を示している。ちなみに、この図２は、溶剤脱れきアスファルトについて、ＪＩＳ Ｋ２２０７の下で２５℃における針入度が８（１／１０ｍｍ）、軟化点が６６．５℃、１５℃における密度が１０２８ｋｇ／ｍ３であり、溶剤脱れき油について１００℃における動粘度が３３．２ｍｍ２／ｓ、１５℃における密度が９２６．２ｋｇ／ｍ３であり、溶剤抽出油について１００℃における動粘度が６５．０ｍｍ２／ｓ、１５℃における密度が９７６．４ｋｇ／ｍ３である。ちなみに、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の物性が上述した値から外れる場合であっても、図２とは曲線の傾きや隣接する曲線の間隔は異なるものの、溶剤脱れきアスファルトと類似した曲線を引くことができ、以下に説明する方法を同様に実現可能であることは勿論である。
【００３９】
この溶剤脱れきアスファルトは、例として、重量％で１．０、２．５、５、１０、１５、２０％を示している。また、比較例としてＰＤＡが２５％のものも示してある。太字実線は、それぞれ左上から右下にかけて動粘度とアニリン点の関係が曲線状に変化しているのが分かる。また、溶剤脱れきアスファルトの混合比率が高くなるにつれて、その曲線の傾きは緩やかになる傾向も示されている。
【００４０】
本発明によれば、溶剤脱れきアスファルトは、１．０〜２０重量％含有されることを必須の要件としてもよい。その理由として、溶剤脱れきアスファルトが１．０重量％未満では、特にタイヤ用途を想定した場合における動粘度の調整が困難になり、また、溶剤脱れきアスファルトが２０重量％を超えてしまうと、図２におけるＰＤＡ２５％の例に示すように動粘度が高くなってしまい、ゴム自体が硬くなりすぎてしまうためである。さらに溶剤脱れきアスファルトが２０重量％を超えてしまうとアニリン点の調整範囲が狭くなり、実用的でなくなる。
【００４１】
また、図中の点線は、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比に対する動粘度、アニリン点の関係を示している。溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比は、プロセス油全体から上記溶剤脱れきアスファルトの重量％を引いた後の残分を構成する溶剤脱れき油と溶剤抽出油の重量比率を示している。この混合比は、例として、溶剤脱れき油（ＤＡＯ）と、溶剤抽出油（ＢＦＥ）とが、それぞれＤＡＯ：ＢＦＥ＝１００：０、７５：２５、５０：５０、２５：７５、０：１００を示している。この点線は、それぞれ左上から右下にかけて動粘度とアニリン点の関係が曲線状に変化しているのが分かる。また、溶剤抽出油（ＢＦＥ）の混合比率が高くなるにつれて、その曲線の傾きは徐々に緩やかになり、特にＤＡＯ：ＢＦＥ＝０：１００の場合には、アニリン点は、６７℃でほぼ一定となり、曲線ではなく水平直線で示される傾向となる。
【００４２】
なお、溶剤脱れきアスファルト（ＰＤＡ）の混合比率に応じた太字実線の方が、溶剤脱れき油と溶剤抽出油の重量比率に応じた点線よりも傾きが大きくなる傾向が示されている。
【００４３】
本発明では、選定した所望のアニリン点、所望の動粘度を、この図２の傾向に照らし合わせて、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率を決定する。
【００４４】
例えば、動粘度が６９ｍｍ２／ｓ、アニリン点が７６℃と選定した場合に、これに対応する図２上の点は、Ａ点となる。このＡ点は、溶剤脱れきアスファルト（ＰＤＡ）の混合比率が１０重量％である。そして残りの９０重量％分が溶剤脱れき油（ＤＡＯ）と、溶剤抽出油（ＢＦＥ）から構成されるが、Ａ点は、ちょうどＤＡＯ：ＢＦＥが２５：７５となる。このため、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率をこのように決定し、図１のステップＳ１６において、その決定した混合比率に基づいてこれらを混合することにより、選定した動粘度６９ｍｍ２／ｓ、アニリン点７６℃からなるプロセス油を製造することが可能となる。例えばまた、動粘度が５８ｍｍ２／ｓ、アニリン点が８２℃と選定した場合に、これに対応する図２上の点は、Ｂ点となる。このＢ点は、溶剤脱れきアスファルト（ＰＤＡ）の混合比率が７．５重量％である。そして残りの９２．５重量％分が溶剤脱れき油（ＤＡＯ）と、溶剤抽出油（ＢＦＥ）から構成されるが、Ｂ点は、ちょうどＤＡＯ：ＢＦＥが３７．５：６２．５となる。このため、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率をこのように決定し、図１のステップＳ１６において、その決定した混合比率に基づいてこれらを混合することにより、選定した動粘度５８ｍｍ２／ｓ、アニリン点８２℃からなるＢ点のプロセス油を製造することが可能となる。
【００４５】
実際に、このＢ点の混合比率を求める方法について、図３を利用して詳細に説明をする。先ずＢ点を中心にして水平方向、鉛直方向に線を引く。その結果、垂直方向の線は、ＤＡＯ：ＢＦＥが５０：５０の曲線と交わると共に、ＤＡＯ：ＢＦＥが２５：７５の曲線と交わる。同様にＢ点からの水平線は、ＰＤＡ５％の曲線と、ＰＤＡ１０％の曲線と交わることになる。
【００４６】
次に、これら曲線との交点とＢ点との距離を図から求める。Ｂ点とＤＡＯ：ＢＦＥが５０：５０の曲線との距離をｘ１、Ｂ点とＤＡＯ：ＢＦＥが２５：７５の曲線との距離をｘ２とする。また、Ｂ点とＰＤＡ５％の曲線との距離をｙ１、Ｂ点とＰＤＡ１０％の曲線との距離をｙ２とする。このとき、Ｂ点のＤＡＯ：ＢＦＥにおけるＤＡＯの比率は、以下の計算式で求めることができる。
【００４７】
ＤＡＯの比率＝ＤＡＯ（下辺）の比率＋ｘ２／（ｘ１＋ｘ２）×{ＤＡＯ（上辺）の比率−ＤＡＯ（下辺）の比率}
【００４８】
ここでいう上辺とは、Ｂ点にとって上側に位置するＤＡＯ：ＢＦＥの曲線に相当するものであり、この例におけるＤＡＯ（上辺）の比率は５０である。また、下辺とは、Ｂ点にとって下側に位置するＤＡＯ：ＢＦＥの曲線に相当するものであり、この例におけるＤＡＯ（下辺）の比率は２５である。また、ｘ１とｘ２は、線分比率が１：１であったので、ｘ２／（ｘ１＋ｘ２）の項は０．５となるため、ＤＡＯの比率は、２５＋０．５×（５０−２５）＝３７．５となり、ＢＦＥの比率も同様に６２．５となる。
【００４９】
また、Ｂ点のＰＤＡ比率は、以下の計算式で求めることができる。
【００５０】
ＰＤＡの比率＝ＰＤＡ（左辺）の比率＋ｙ１／（ｙ１＋ｙ２）×{ＰＤＡ（右辺）の比率−ＰＤＡ（左辺）の比率}
【００５１】
ここでいう左辺とは、Ｂ点にとって左側に位置するＰＤＡ５％の曲線に相当するものである。また、右辺とは、Ｂ点にとって右側に位置するＰＤＡ１０％の曲線に相当するものである。また、ｙ１とｙ２は、線分比率が１：１であったので、ｙ１／（ｙ１＋ｙ２）の項は０．５となるため、ＰＤＡの比率は、５＋０．５×（１０−５）＝７．５となる。このように、本発明によれば、動粘度とアニリンの２軸からなるグラフにおいて、予め調査した上記アスファルトの各混合比率に対するアニリン点並びに動粘度の関係を示す第１曲線（ＰＤＡの曲線）と、予め調査した溶剤脱れき油並びに溶剤脱れき油の各混合比率に対するアニリン点並びに動粘度の関係を示す第２曲線（ＤＡＯ：ＢＦＥの曲線）を書き入れ、所望のアニリン点並びに動粘度が第１曲線と第２曲線の交点に対応する場合には、当該交点を通過する第１曲線と第２曲線から上記混合比を求める。また、所望のアニリン点並びに動粘度が第１曲線と第２曲線の交点以外に位置する場合には、当該所望のアニリン点並びに動粘度に対応するグラフ上の所望点Ｂから鉛直線並びに水平線を引く。そして、水平線が最初に交わる２つの第１曲線との交点ｂ１、ｂ２と、所望点Ｂとの距離比率に基づいてアスファルトの混合比率を求め、鉛直線が最初に交わる２つの第２曲線との交点ａ１、ａ２と、所望点Ｂとの距離比率に基づいて溶剤脱れき油及び上記溶剤抽出油の混合比率を求める。
【００５２】
これにより、所望のアニリン点並びに動粘度が第１曲線と第２曲線の交点以外に位置する場合であっても混合比率を容易に求めることが可能となる。
【００５３】
同様に他の動粘度とアニリン点との組み合わせであっても、それに対応する図２上の点を特定し、これに対応する溶剤脱れきアスファルトの混合比率を特定し、次に溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率を特定することにより、選定した動粘度、アニリン点からなるプロセス油を製造することが可能となる。
【００５４】
なお、本発明では、選定した動粘度とアニリン点との組み合わせが、上述した太字実線、点線の交点から外れる場合においても、所望の動粘度とアニリン点からの鉛直線のＤＡＯ：ＢＦＥ曲線の交点からの距離比率と、所望の動粘度とアニリン点からの水平線のＰＤＡの比率の交点からの距離比率から、上述した計算式に基づいて、対応するＤＡＯ：ＢＦＥとＰＤＡの比率を容易に求めることが可能となる。そして、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率を割り出すことにより、所望の動粘度、アニリン点からなるプロセス油を同様に製造することが可能となる。
【００５５】
また、これら溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油が上述した物性の範囲から逸脱する場合であっても、図２に示す各曲線の傾きや広がり等の傾向が変わってくるものの、大まかな傾向についてはほぼ不変である。即ち、溶剤脱れきアスファルトの物性の変化は、図２で示される領域の右辺部分（ＰＤＡ２０％のライン）の形状の変化に影響を及ぼし、溶剤脱れき油の物性の変化は、図２で示される領域の上辺部分（ＤＡＯ：ＢＦＥ＝１００：０のライン）の形状の変化に影響を及ぼし、更に溶剤抽出油の物性の変化は、図２で示される領域の下辺部分（ＤＡＯ：ＢＦＥ＝０：１００のライン）の形状の変化に影響を及ぼす。しかしながら、これらの曲線の形状が変化しても、それぞれの物性毎に図２に示すような関係図を作成しておくことにより、所望のアニリン点、所望の動粘度を選定し、その作成した関係図に照らし合わせることにより、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率を決定する。そのときの混合比率についても、その関係図を作成する上において使用した溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の各物性のものに限ることは言うまでもない。
【００５６】
また、上述した例では、あくまで溶剤脱れきアスファルトに対して、溶剤脱れき油及び溶剤抽出油を混合する、いわゆる３成分系を中心に説明をしたが、これに限定されるものではなく、溶剤脱れきアスファルトに対して溶剤脱れき油を混合する場合や、溶剤脱れきアスファルトに対して溶剤抽出油を混合する場合のように、いわゆる２成分系で構成してもよいことは勿論である。かかる場合には、図２でいうところのＤＡＯ：ＢＦＥ＝１００：０の線や、ＤＡＯ：ＢＦＥ＝０：１００の線における成分の調整に終始することになる。
【００５７】
また、本発明では、溶剤脱れきアスファルトの代替として、ブローンアスファルト、ストレートアスファルトを初めとしたいかなるアスファルトを用いてもよいが、かかる場合においても、図２とは曲線の傾きや隣接する曲線の間隔は異なるものの、溶剤脱れきアスファルトと類似した曲線を引くことができる。このため、かかるアスファルトを適用する場合においても、予め溶剤脱れき油及び溶剤抽出油との関係において、動粘度、アニリン点のグラフを予め作成しておくことにより、上述した例と同様に動粘度とアニリン点との組み合わせを自由に選択した上でプロセス油を低労力かつ安価で製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明を適用したプロセス油の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】動粘度とアニリン点に対する、溶剤脱れきアスファルト、溶剤脱れき油、溶剤抽出油の混合比率の関係を示す図である。
【図３】Ｂ点の混合比率を実際に求める方法について説明するための図である。
【符号の説明】
【００５９】
Ｓ１１ 常圧蒸留
Ｓ１２ 減圧蒸留
Ｓ１３ 溶剤脱れき
Ｓ１４ 溶剤抽出
Ｓ１５ 所望の性状の特定
Ｓ１６ 混合
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスファルトに対して、原油の減圧蒸留残油を溶剤脱れきして得られた溶剤脱れき油及び／又は上記溶剤脱れき油を溶剤抽出して得られた溶剤抽出油が、所望のアニリン点並びに所望の動粘度となるように、混合されてなること
を特徴とするプロセス油。
【請求項２】
上記アスファルトは、原油の減圧蒸留残油を溶剤脱れきして得られた溶剤脱れきアスファルトであること
を特徴とする請求項１記載のプロセス油。
【請求項３】
上記溶剤脱れきアスファルトは、１．０〜２０重量％含有され、残部が上記溶剤脱れき油及び／又は上記溶剤抽出油からなること
を特徴とする請求項２記載のプロセス油。
【請求項４】
上記アニリン点は、７５〜９０℃であり、上記動粘度は、４０〜９０ｍｍ２／ｓであること
を特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載のプロセス油。
【請求項５】
請求項１〜３のうちいずれか１項記載のプロセス油からなること
を特徴とするゴム伸展油。
【請求項１】
アスファルトに対して、原油の減圧蒸留残油を溶剤脱れきして得られた溶剤脱れき油及び／又は上記溶剤脱れき油を溶剤抽出して得られた溶剤抽出油が、所望のアニリン点並びに所望の動粘度となるように、混合されてなること
を特徴とするプロセス油。
【請求項２】
上記アスファルトは、原油の減圧蒸留残油を溶剤脱れきして得られた溶剤脱れきアスファルトであること
を特徴とする請求項１記載のプロセス油。
【請求項３】
上記溶剤脱れきアスファルトは、１．０〜２０重量％含有され、残部が上記溶剤脱れき油及び／又は上記溶剤抽出油からなること
を特徴とする請求項２記載のプロセス油。
【請求項４】
上記アニリン点は、７５〜９０℃であり、上記動粘度は、４０〜９０ｍｍ２／ｓであること
を特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載のプロセス油。
【請求項５】
請求項１〜３のうちいずれか１項記載のプロセス油からなること
を特徴とするゴム伸展油。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１２６６６４（Ｐ２０１０−１２６６６４Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０４０９１（Ｐ２００８−３０４０９１）
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００１８６９１３）昭和シェル石油株式会社 (322)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００１８６９１３）昭和シェル石油株式会社 (322)
【Ｆターム（参考）】
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