KR100632867B1 - 유색 개질 아스팔트 혼합물 및 이를 이용한 유색 개질아스팔트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아스팔트 혼합물에 관한 것으로, 채색 또는 착색골재에 의해 색상이 발현되거나, 아스콘용 유성도료로 표면을 코팅함으로써 색상을 발현하며, 첨가재에 의하여 골재와 아스팔트의 접착력을 강화시킨 유색 개질 아스팔트 혼합물 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로는 채색 또는 착색된 굵은 골재 50 ~ 80 중량%, 채색 또는 착색된 잔골재 15 ~ 40 중량%, 채움재 5 ~ 10 중량%를 혼합하여 100 중량부가 되도록 하고, 상기 혼합물에 대하여 바인더재로서 유색의 천연 아스팔트, 석유 아스팔트, 타르에서 선택되는 어느 하나의 아스팔트 피치 또는 투명한 석유수지계 무색 바인더를 5 ~ 30 중량부, 에틸렌계 공중합체 또는 스티렌계 공중합체에서 선택되는 어느 하나 이상의 아스팔트 개질용 첨가제 1 ~ 10 중량부를 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 유색 개질 아스팔트 혼합물에 관한 것이다.

착색 골재, 유색 아스팔트, 에틸렌계 공중합체, 스티렌계 공중합체, 유성 도료

Description

유색 개질 아스팔트 혼합물 및 이를 이용한 유색 개질 아스팔트{The Color Modified Asphalt Mixture and Color Modified Asphalt Using thereof}

본 발명은 채색 또는 착색 골재와 흑색, 흑갈색 등의 유색 아스팔트 또는 석유수지계 무색 바인더, 채움재, 아스팔트 개질용 첨가재를 혼합하여 제조된 아스팔트 혼합물에 관한 것으로, 채색 또는 착색골재에 의해 색상이 발현되거나 아스콘용 유성도료를 코팅함으로써 색상이 발현되며, 아스팔트 개질용 첨가재에 의하여 골재와 아스팔트의 접착력을 강화시킨 유색 개질 아스팔트 혼합물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 아스콘은 아스팔트 콘크리트(Asphalt Concrete)를 줄인 명칭이며, 아스팔트, 아스팔트 혼합물, 아스팔트 콘크리트, 가열혼합·가열포설 역청포장용 혼합물(KS F 2349 규격), HMA(hot mix asphalt)등 여러 가지로 명명된다. 아스팔트를 시공하기 위하여 제조되는 혼합물인 아스팔트 콘크리트 혼합물(이하"아스콘"이라 한다.)은 아스팔트 피치와 부순 돌, 부순 자갈 등의 굵은 골재(조골재), 모래, 석분 등의 잔 골재(세골재) 또는 포장용 필러, 석분 등의 채움재를 가열 혼합 또는 상온 혼합한 것으로 사용목적이나 용도, 기능, 공법에 따라 여러 가지로 구분하고 있다.

상기 아스팔트 피치는 석유를 구성하고 있는 성분 중에서 경질유분이 제거되고 남은 최종 잔사물로서, 유기혼합물과 미량의 무기화합물 등이 포함된 수천종 이상의 고분자 탄화수소가 매우 복잡하게 구성된 흑색 또는 흑갈색의 고체 또는 반고체의 열가소성 물질이다.

종래의 아스콘은 아스팔트 피치와 자갈 등의 조골재와 모래 등의 세골재와 석분 등의 채움재가 일정비율로 혼합되고 흑색을 원하는 경우 흑색의 아스팔트 피치를 사용하고, 색상을 발현하고자 할 때는 별도의 안료를 아스팔트 피치와 혼합하여 사용하였다. 이 때 아스팔트는 골재와 안료를 결합시키기 위한 바인더의 역할을 하는 것이며, 골재는 혼합물의 강도와 내마모성을 제공하고, 안료는 다양한 색상을 발현하기 위하여 사용된다.

그러나 상기와 같이 아스팔트를 사용하는 경우 검정색, 또는 흑갈색을 띄는 아스팔트 때문에 색상을 발현하기 위하여 사용되었던 안료의 색상이 발현되기 어려웠으며, 시간이 지남에 따라 변색되거나 안료가 포함된 아스팔트가 벗겨져 나가는 등의 색상 발현에 한계가 있어 이를 대체하기 위한 개발이 요구되었다.

따라서 이를 대체하기 위해 채색 골재 또는 착색 골재들의 개발이 이루어졌는데 채색 골재란 골재 자체가 고유한 색상을 가지고 있는 것을 뜻하며, 착색골재란 천연석, 인조석 또는 소결석 등을 일정 입도로 분쇄한 골재에 내구성, 내약품성, 내후성 및 내열성이 우수한 세라믹으로 코팅한 것으로서, 건축구조물 또는 토목용으로 사용되고 있다. 이러한 채색 또는 착색 골재는 내수성, 내알칼리성, 내열 성, 내마모성 및 광택성 등이 우수한 친환경적인 것이 요구된다.

그러나 상기의 채색 골재는 일반적으로 가격이 비싸고 물량이 제한되어 있어 일반 유색 도로 포장에 적용하기에는 경제적인 문제점을 가지고 있었으며 또한 착색 골재를 사용하는 경우, 자동차 바퀴 등에 의하여 마모가 진행되므로 골재의 탈리가 발생하고, 탈색 또는 변색이 진행되어 최초의 색상을 유지하기는 곤란하였다.

본 발명은 채색 또는 착색골재를 사용하여 아스팔트 포장 시 시공면이 칼라감을 갖도록 할 수 있으며, 아스팔트의 색상이 흑색 또는 흑갈색인 경우에도 칼라를 발현할 수 있는 유색 아스팔트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 채색 또는 착색골재와 아스팔트의 접착성능이 우수하도록 아스팔트를 개질함으로써 채색 또는 착색골재가 탈리되는 것을 방지하고, 소성 변형이 없으며, 탈색이나 변색 등의 색상변화가 없는 유색 개질 아스콘을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은 채색 또는 착색골재를 사용하여 흑색 또는 무기안료를 첨가하여 색상을 갖는 개질 아스팔트 혼합물을 제조하고, 도로에 포장하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은 일반 흑색 또는 무기안료를 첨가하여 색상을 갖는 개질 아스팔트 혼합물을 도로에 포장한 후 도로 표면에 아스콘용 칼라 유성도료를 코팅함으로써 채색 또는 착색 골재를 사용하지 않아 비용을 절감할 수 있으며 색상 발현이 뛰어나고 도로의 내구성 및 소음감소 효과를 갖도록 하는 유색 개질 아스팔트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 채색 또는 착색골재를 이용한 유색 아스팔트에 관한 것으로, 본 발명의 일 양태는 흑색 또는 흑갈색 등의 유색 아스팔트, 아스팔트 피치, 또는 석유수지계 무색 개질 바인더 등과 채색 또는 착색골재를 혼합하여 노면에 포설한 후, 흑색 아스팔트를 사용한 경우에는 상부면을 에어 또는 워터브라스트를 이용하여 표면의 흑색 또는 흑갈색의 아스팔트를 벗겨내어 채색 또는 착색골재의 색상이 외부로 노출되도록 함으로써 채색 또는 착색골재의 색상이 반영되어 칼라감을 갖도록 하며, 아스팔트 개질용 특수 첨가제를 사용하여 골재의 표면과 아스팔트를 화학적으로 결합되도록 함으로써 골재의 탈리를 방지할 수 있도록 한 유색 개질 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

또한 본 발명의 다른 양태로는 일반 골재가 혼합된 흑색 개질 아스팔트로 도로를 포장한 후 색상 발현을 위해 아스콘용 유성도료로 표면을 코팅함으로써 시공 비용을 절감할 수 있고 다양한 색상 연출이 가능한 유색 개질 아스팔트를 제공하는 것이다. 이때 상기 개질 아스팔트는 흑색 또는 흑갈색의 아스팔트 또는 무기 안료를 첨가하여 색상을 갖는 아스팔트를 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 채색 또는 착색골재는 조골재와, 세골재를 의미하는 것으로 통상적으로 아스팔트 포장 시 사용되는 골재를 총칭하며, 본 발명에서 사용되는 골 재는 골재 자체가 고유 색상을 가지고 있는 채색 골재이거나 또는 무기안료 등을 이용하여 착색시킨 착색 골재이다. 이때 채색 또는 착색골재는 통상적으로 사용되고 있는 것을 사용하며, 색상은 용도에 맞게 다양하게 사용할 수 있다.

또한 일반 골재를 사용한 개질 아스콘 위에 색상 발현을 위해 코팅하는 아스콘용 코팅재는 아크릴 및 우레탄 수지로 구성된 1액형 또는 2액형 유성도료와 용제, 그리고 무기안료로 구성된 것이다.

또한 본 발명은 종래 채색 또는 착색골재를 사용하여 아스팔트 포장을 하는 경우 도로가 마모되어 골재가 아스팔트와의 접착력이 약해져서 탈리되거나 소성 변형이 일어나는 경우가 있어, 이를 개선하기 위하여 연구한 결과 아스팔트 개질용 첨가제로서 특정한 분자량의 범위에서 에틸렌계 공중합체 또는 스티렌계 공중합체에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 첨가하는 경우 골재의 탈리가 없으며, 포장면의 내구성이 증가하고, 차량 주행시 마찰소음이 감소하는 결과가 있음을 발견하게 되어 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명은 채색 또는 착색골재를 사용하거나 또는 아스콘용 유성도료를 표면 코팅재로 사용하여 다양한 색상을 발현하는데 그 특징이 있으며, 또한, 아스팔트 개질용 특수 개질제를 사용하여 골재의 탈리를 예방하고 노면의 기계적 물성을 우수하게 할 수 있는 유색 개질 아스팔트를 제공하는데 특징이 있는 발명이다.

다음은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 아스콘의 종류 및 재료 등에 대해서 간략하게 정리하였다.

우선 아스팔트(Asphalt)는 유기혼합물과 미량의 무기화합물 등이 포함된 수 천 종 이상의 고분자 탄화수소(CH)가 매우 복잡하게 구성된 흑색 또는 흑갈색 고체 또는 반고체의 열가소성 물질을 뜻하며 미국은 아스팔트 시멘트(Asphalt Cement), 유럽은 비트멘(Bitumen: 역청)으로 통용된다. 그 종류로는 레이크(Lake) 아스팔트, 록(Lock) 아스팔트, 샌드 아스팔트, 길소나이트 아스팔트, 그라하마이트 아스팔트, 글랜스피치 아스팔트 등의 천연 아스팔트, 스트레이트 아스팔트(KS M 2201), 아스팔트 시멘트(도로 포장용 아스팔트로 사용) 커트백 아스팔트 (KS M 2202), 유화 아스팔트 (KS M 2203), 블로운 아스팔트, 개질 아스팔트 등의 석유 아스팔트 및 타르(Tar)가 있으며, 상기 타르는 주로 석탄의 건류 과정에서 얻어지며 매우 특이한 냄새가 나는 것이 특징으로 흑색의 액체이며, 한국산업규격 KS M 2206 포장 타르로 정하여져 있다.

다음으로 골재는 굵은 골재와 잔 골재를 사용하며, 아스콘용 굵은 골재는 단단하고, 강하고, 내구적이며, 부착물이 없어야 하고 점토나 실트 그 밖의 해로운 물질이 함유되어 있지 않은 것으로 KS F 2357 규격에 적합한 것이어야 한다. 아스콘용 잔 골재는 자연모래와 암석, 자갈 등을 깨어 얻어진 부순 모래 또는 이들의 혼합물을 말하며, KS F 2357 규격에 적합한 것이어야 한다.

다음으로 채움재는 석회석분, 포틀랜드 시멘트, 소석회, 플라이 애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강 더스트, 주물 더스트, 각종 소각회 및 기타 적당한 광물성 물질의 분말을 사용한다. 사용할 때에는 먼지, 진흙, 유기물, 덩어리진 미립자 등의 해로운 물질이 함유되어 있지 않아야 하며, 품질이 KS F 3501규격에 적합한 것이어 야 한다.

일반적인 기존의 칼라아스팔트는, 상술된 각 군의 재료로부터 선택된 아스팔트, 골재, 채움재 등과 발현시키고자 하는 색상의 안료를 믹싱기 내에 동시에 투입하고, 아스팔트재의 특성에 따라 상기를 상온 혼합 또는 가열 혼합함으로써 전체적으로 단일한 색상을 띠는 칼라아스콘을 제조하고 이를 칼라아스팔트의 시공에 사용하거나, 채색 또는 착색골재와 바인더재인 아스팔트를 무색 또는 반투명으로 개질하여 색상을 발현하도록 하여 왔다.

그러나 본 발명은 채색 또는 착색 골재를 사용하거나, 또는 유성도료 코팅재를 사용함으로써 흑색 또는 흑갈색의 아스팔트를 사용하여도 색상을 부여할 수 있는 유색 개질 아스팔트 혼합물을 제공하는 것이다. 이때 상기 개질 아스팔트는 흑색 또는 흑갈색의 아스팔트 또는 무기 안료를 첨가하여 색상을 갖는 아스팔트를 사용할 수 있다.

이하는 본 발명의 유색 개질 아스팔트를 제공하기 위한 혼합물 및 이의 제조방법에 대하여 구체적으로 기재한다.

본 발명은 채색 또는 착색된 굵은 골재 50 ~ 80 중량%, 채색 또는 착색된 잔 골재 15 ~ 40 중량%, 채움재 5 ~ 10 중량%를 혼합하여 100 중량부가 되도록 하고, 상기 혼합물에 대하여 바인더재로서 유색의 천연 아스팔트, 석유 아스팔트, 타르에서 선택되는 어느 하나의 아스팔트 피치 또는 투명한 석유수지계 무색 바인더를 5 ~ 30 중량부, 에틸렌계 공중합체 또는 스티렌계 공중합체에서 선택되는 어느 하나 이상의 아스팔트 개질용 첨가제 1 ~ 10 중량부를 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 유색 개질 아스팔트 혼합물을 개시한다.

본 발명에서 사용되는 골재의 품질 및 규격은 KS F 2357 규격에 적합한 것을 사용한다. 이때 상기 골재는 골재 자체가 고유한 색상을 지니고 있는 채색 골재나 통상적으로 사용되는 무기안료에 의하여 착색된 착색 골재를 사용한다.

본 발명에서는 상기 골재로서 채색 또는 착색된 굵은 골재를 50 ~ 80 중량% 사용하고, 채색 또는 착색된 잔골재를 15 ~ 40 중량% 사용하는데, 굵은 골재를 상대적으로 많이 사용하는 이유는 골재의 맞물림을 좋게 하기 위함이다. 상기의 범위는 본 발명자가 실험에 의하여 색상발현이 가장 우수한 범위에서 사용한 것으로 도로의 물성 및 기후 등에 따라 사용자가 조절하여 사용할 수 있음은 자명한 것이다.

본 발명에서 상기 채움재는 석분 등 통상적으로 아스팔트에 첨가되는 채움재를 사용할 수 있으며, 골재와 마찬가지로 착색되어 색상을 나타내는 경우 우수한 색상 발현을 할 수 있으므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다. 그 함량은 골재의 사용량에 따라 조절하여 골재와의 합이 100 중량부가 되도록 하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 아스팔트 피치는 석유를 구성하고 있는 성분 중에서 경질유분이 제거되고 남은 최종 잔사물로서, 유기혼합물과 미량의 무기화합물 등이 포함된 수천종 이상의 고분자 탄화수소가 매우 복잡하게 구성된 흑색 또는 흑갈색의 고체 또는 반고체의 열가소성 물질이다. 본 발명에서는 석유수지계 무색 바인더를 사용하는 것도 가능하나 이는 가격이 상당히 고가이므로 사용하기에는 한계가 있으며, 주로 흑색 또는 흑갈색의 아스팔트 피치를 사용한다. 그 사용량은 골재와 채움재의 합이 100 이 되도록 하여 5 ~ 30 중량부를 사용한다. 상기 아스팔트 피치는 골재들 간의 접착성을 부여하기 위하여 사용하는 것이므로 많은 양을 사용할 필요가 없으며, 상기 범위를 초과하는 경우 아스팔트를 포장한 후 도로면의 끈적임이 강하게 되므로 바람직하지 않다.

또한 상기 아스팔트 개질용 첨가제는 착색골재의 표면과 아스팔트가 화학적으로 결합되어 골재의 탈리가 발생하는 것을 방지하기 위하여 사용하는 것으로, 수평균 분자량 1,500 ~ 90,000인 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA), 에틸렌메틸아크릴레이트(EMA)에서 선택되는 어느 하나의 에틸렌계 공중합체 또는 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체(SBS), 스티렌-부타디엔-고무 공중합체(SBR)에서 선택되는 어느 하나의 스티렌계 공중합체를 사용한다. 상기 스티렌-부타디엔-스티렌공중합체는 스티렌 함량이 15∼50몰%인 것이 바람직하고, 20∼40몰%인 것은 더욱 바람직하다. 블록 공중합체의 형태는 선형 또는 분기된 것을 사용할 수 있으며 블록 공중합체의 수평균 분자량은 2,000 ~ 9,00,000까지 사용가능하며, 바람직하게는 15,000 ~ 300,000을 사용하는 것이 좋다. 상기의 공중합체는 펠릿, 플래이크, 분말 형태로 제공되는 열가소성 고무이고, 제품 형태는 분말 형태가 플래이크 보다 용해시간이 짧은 장점이 있어 바람직하다.

또는 상기 성분에 점착성 부여제로서 방향족계 석유수지, 쿠마론인덴수지, 지방족계 석유수지, 페놀 수지, 로진, 수소화로진, 변성 로진, 쿠마론-인덴 수지, 쉘락, 코팔, 지방산, 폴리아미드 수지 및 폴리에스터 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 더 추가하여 사용하는 것도 가능하다. 그 함량으로는 골재와 채움재의 합이 100이 되도록 하여 1 ~ 10 중량부를 사용한다. 상기 범위를 초과하는 경우 혼합물의 점도가 상승하므로 가공이 어려워지는 경향이 있으며, 1 중량부 미만으로 사용하는 경우에는 효과가 미미하므로 바람직하지 않다.

또한 본 발명에서는 상기 착색골재와 아스팔트가 화학적 결합을 이루도록 하기 위하여 상기 골재와 채움재 100 중량부에 대하여 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체로 자체에 나트륨 또는 아연의 금속염을 포함하는 아이오노머 0.5 ~ 2중량부를 더 첨가하여 사용할 수 있으며, 이 외에 유동화제로 수평균 분자량 200 ~ 15,000인 실록산 올리고머 0.1 ~ 2 중량부 또는 수평균 분자량 2,000 ~ 15,000인 실란화합물을 0.1 ~ 2 중량부를 더 추가하여 사용한다.

상기 아이오노머는 분자쇄가 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀을 아크릴산, 메타크릴산, 말레인산, 이타콘산등과 공중합시켜서 얻은 올레핀 공중합체의 카르복실기의 일부에서 금속이온에 의해 다리 연결되어 있는 기본구조를 갖고 있고, 상기 아이오노머에는 다른 공단량체와의 공중합에 의해 생성된 것들이 포함된다. 금속이온으로서는 1 내지 3가 이온 예컨대, 나트륨, 칼륨, 은, 구리, 칼슘, 바륨, 아연, 철, 마그네슘 등을 들 수 있고, 특히, 나트륨 또는 아연의 금속염을 갖는 아이오노머를 사용하응 것이 기계적 물성이 우수하다. 아이오노머로서는 특히, 에틸렌과 메타크릴산의 금속염과의 공중합체가 좋다.

또한, 상기 수평균 분자량 200 ~ 15,000인 실록산 올리고머는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란 등의 테트라알콕시실란; 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리 에톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 프로필트리에톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 부틸트리에톡시실란, 펜틸트리메톡시실란, 펜틸트리에톡시실란, 헵틸트리메톡시실란, 헵틸트리에톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 도데실트리에톡시실란, 헥사데실트리메톡시실란, 헥사데실트리에톡시실란, 옥타데실트리메톡시실란, 옥타데실트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴록시프로필트리에톡시실란 등의 트리알콕시실란; 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란 등의 디알콕시실란에서 선택되는 어느 하나 이상의 알콕시실란을 에탄올 또는 메탄올에서 선택되는 알코올 용매, 물, 염산 또는 질산에서 선택되는 산촉매의 존재하에서, 실온에서 수시간 반응시키고, 부분적으로 가수분해 후 축중합시키는 것에 따라 얻어진 것을 사용하거나, 통상적으로 시판되고 있는 것을 사용할 수 있다. 그 함량은 골재와 채움재의 합이 100이 되도록 하여 0.1 ~ 2 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 범위로 사용하는 경우 혼합물의 저장안정성이 증가하고, 혼합물의 유동성이 개선되어 타설시 우수한 도포성능을 나타낸다.

또한, 상기 수평균 분자량 2,000 ~ 15,000인 실란화합물로는 하기의 일반식(1)로 표시되는 퍼플루오로알킬알콕시실란, 또는 일반식 (2)로 표시되는 테트라알콕시실란을 골재와 채움재의 합이 100이 되도록 하여 0.1 ~ 2 중량부를 사용한다. 상기 범위로 사용하는 경우 혼합물의 저장안정성이 증가하고, 혼합물의 유동성이 개선되어 타설시 우수한 도포성능을 나타낸다.

[일반식 (1)]

CF₃(CF₂)nCH₂CH₂Si(OR₂)₃

(R₂ 는 탄소수 1∼5 개의 알킬기를 나타내고, n 은 0∼12 의 정수를 나타낸다)

[일반식 (2)]

Si(OR₁)₄

(R₁ 은 탄소수 1∼5 의 알킬기를 나타낸다)

상기 퍼플루오로알킬알콕시실란으로서는 예를 들어, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리플루오로프로필트리에톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플로오로데실트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 상기 n 이 2∼6 의 화합물이 바람직하다. 상기 테트라알콕시실란으로서는, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란 등을 들 수 있으며, 이들 중에서도 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란 등이 바람직하다.

본 발명에서는 상기 조성 이외에도 증점제, 조막조제, 레벨링제, 가소제, 동결방지제, pH 조정제, 방부제, 방미제, 항균제, 분산제, 소포제, 자외선차단제, 산화방지제 등의 첨가제를 더 추가하여 사용할 수 있으며, 이들의 함량은 실험에 따라 적절한 물성을 갖도록 하는 것이 바람직하므로 한정되지는 않는다.

이하는 본 발명의 유색 개질 아스팔트 혼합물을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 일 양태로는,

1) 채색 또는 착색골재와 유색의 아스팔트 핏치 또는 석유수지계 무색 바인더를 믹싱기에 투입하여 혼합한다.

2) 상기에 채움재와 아스팔트 개질용 첨가제를 투입하여 혼합한다.

3) 상기를 아스팔트 시공면에 포설 및 다짐 후 양생한다.

이때 함량 및 성분은 상기와 동일하며, 혼합방법은 공지의 아스팔트 포장에서 사용하는 방법과 동일하다. 또한 상기 유색의 아스팔트 핏치는 흑색 또는 흑갈색과 같은 색상을 갖는 아스팔트 핏치를 의미한다.

본 발명은 상기 2) 단계에서 무기 안료를 더 추가하는 것도 가능하며, 무기안료를 첨가하는 경우 색상 발현이 뛰어나며, 통상적으로 사용되는 무기안료라면 어느 것이든 제한되지 않고 사용가능하다. 상기 무기안료의 사용량은 필요에 따라 조절하여 사용할 수 있으므로 한정되지 않으나, 본 발명에서는 사용하지 않거나 전체 혼합물에 대하여 0.1 ~ 5 중량부의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기와 같이 시공면에 포장하는 경우 흑색 아스팔트의 색상에 의하여 채색 또는 착색골재의 색상이 잘 발현되지 않는 경우가 있어, 상기 3) 단계 후 에어 또는 워터 브라스트를 이용하여 표면의 흑색 또는 흑갈색의 아스팔트를 벗겨내는 단계를 더 포함하는 것도 가능하다.

또한, 상기 3) 단계 후 아스팔트 표면에 유성도료를 코팅하는 단계를 더 포 함하는 것도 가능하다. 상기 유성도료는 앞서 설명한 바와 같이, 아크릴 및 우레탄 수지로 구성된 1액형 또는 2액형 유성도료와 용제, 그리고 무기안료로 구성된 것을 사용할 수 있으며, 아스팔트에 사용할 수 있는 유성도료라면 어느 것이든 사용할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태는 상기의 개질 아스팔트에 채색 또는 착색 골재를 사용하는 대신 일반 골재를 사용하여 포장한 아스팔트 표면 위에 칼라를 연출시키기 위해 아스콘용 유성도료를 코팅함으로써 더욱 경제적인 방법으로 다양한 색상을 선명하게 발현시킬 수가 있다. 즉,

1) 일반 골재와 유색의 아스팔트핏치를 믹싱기에 투입하여 혼합하는 단계;

2) 상기에 채움재와 아스팔트 개질용 첨가제를 투입하여 혼합하는 단계;

3) 상기 2)의 혼합물을 아스팔트 시공면에 포설 및 다짐 후 양생하는 단계;

4) 아크릴 및 우레탄 수지로 구성된 1액형 또는 2액형 유성도료와 용제 그리고 무기안료로 이루어진 유성도료를 코팅하는 단계;

에 의하여 본원발명의 유색 개질 아스팔트를 완성할 수 있다.

상기 유색의 아스팔트 핏치는 흑색 또는 흑갈색과 같은 색상을 갖는 아스팔트 핏치를 의미한다.

또한, 상기 2) 단계에서 무기 안료를 더 추가하는 것도 가능하며, 통상적으로 사용되는 무기안료라면 제한되지 않고 사용 가능하며, 상기 무기안료의 사용량은 필요에 따라 조절하여 사용할 수 있으므로 한정되지 않으나, 본 발명에서는 사 용하지 않거나 전체 혼합물에 대하여 0.1 ~ 5 중량부의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 사용되는 유성도료는 용도에 맞게 다양한 색상을 사용할 수 있으며 아크릴 및 우레탄 수지로 구성된 1액형 또는 2액형 유성도료와 용제 그리고 무기안료로 이루어진 유성도료를 사용하는 것이 색상발현이 뛰어나고, 미끄럼 방지 효과를 갖으며, 우수한 도막안정성과 내수성을 부여할 수 있으므로 바람직하다. 그러나 이에 제한되지 않고 아스팔트에 사용할 수 있는 유성도료라면 어느 것이든 사용할 수 있다.

이하는 본 발명의 바람직한 일실시예를 들어 구체적으로 설명하는바, 본 발명이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

적색으로 착색된 굵은 골재(자갈:Aggregate) 60 kg

적색으로 착색된 잔 골재(모래:Sand) 34 kg

채움재(필러, 석분:mineral filler) 6 kg

검정 아스팔트 핏치 5.3 kg

첨가재로 수평균 분자량 30,000인 에틸렌비닐아세테이트 2 kg

을 혼합하여 아스팔트 혼합물을 제조하였다.

그 제조방법은 먼저, 골재와 아스팔트피치를 혼합한 후, 채움재와 에틸렌비닐아세테이트를 혼합하였다. 상기 혼합은 건식 혼합방법을 사용하였다.

[실시예 2]

상기 실시예 1에서 첨가재로 수평균 분자량 35,000인 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 제조하였다.

[실시예 3]

상기 실시예 1에서 방향족계 석유수지인 코오롱 유화의 P-110S를 2kg 더 추가하여 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 4]

상기 실시예 1에서 첨가제로 아이오노머로서 HI-MILAN(미쓰이 듀퐁 폴리케미칼 사제품) 1 중량부, 수평균 분자량 분자량 500인 실록산 올리고머 0.5 중량부, 수펼균 분자량 2500인 테트라메톡시실란 0.5 중량부를 더 추가하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.

[비교예]

상기 실시예 1에서 첨가재를 사용하지 않은 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.

[실험예 1]

상기 실시예 1 내지 4, 비교예에서 제조한 아스팔트 혼합물의 물리적 성질을 하기한 방법으로 측정하고 그 결과를 표 1에 함께 나타내었다.

KS F 2337(마샬시험기를 이용한 역청 혼합물의 소성흐름에 대한 저항력 시험방법)에 의한 마샬안정도, KS F 2337(마샬시험기를 이용한 역청 혼합물의 소성흐름에 대한 저항력 시험방법)에 의한 흐름도, KS F 2446(표면 건조포화 상태의 공시체를 사용하는 다져진 역청 혼합물의 겉보기 비중 및 밀도측정 방법)에 의한 밀도와 동적안정도, 간접인장강도를 측정하였다.

상기 동적안정도는 휠트랙킹시험(Wheel Tracking Test) 방법에 따라 60℃에서 300mm× 300mm× 50mm의 공시체에 접지압 6.4kg/㎠의 힘을 바퀴로 가하여 패임깊이당 왕복회수(회/mm)를 측정하였으며, 그 수치가 높을수록 동적안정도가 우수하다는 것을 나타내는 것으로 변형이 적다는 것을 의미한다.

또한 간접인장강도는 직경 100mm의 원통형 공시체를 이용하여 단면과 수직 방향으로 분당 50mm의 변형속도로 하중을 가하여 파괴시의 최종 수평방향 변형치를 측정하고, 이때의 최대하중을 측정하고, 상기 변형치와 최대하중을 이용하여 통상의 방법에 따라 간접인장강도를 구하였다. 간접인장강도는 그 수치가 높을수록 최대하중이 높고 변형치가 작다는 것을 나타낸다.

[표 1]

항목	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예
마샬안정도(60℃)	1,560Kg	1,680Kg	1,698Kg	1,712Kg	1,130Kg
동적안정도(60℃)	5,265회/mm	6,230회/mm	6,600회/mm	6,720회/mm	1,025회/mm
간접인장강도(25℃)	1,311 kPa	1,217 kPa	1,286 kPa	1,316 kPa	1,092 kPa
회복탄성계수(40℃)	860 MPa	863 Mpa	870 Mpa	872 Mpa	814 MPa
미끄럼 저항성(BPN)	67	63	65	66	51
수분박리 저항성(%)	0	0	0	0	64

상기 표에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 경우 비교예에 비하여 물성이 우수한 것을 알 수 있었으며, 특히, 첨가제로서 아이오노머와 실록산올리고머, 실란화합물을 더 추가하여 사용하는 경우 가장 우수한 물성을 나타내는 것을 알 수 있었다.

또한, KS M 2252(하중 150g)에 의한 침입도(dmm), KS M 2250에 의한 연화점(℃), KS F 4052에 의한 신도(cm), KS F 2368에 의한 원상회복율(%), KS F 2368에 의한 인장점착길이(mm)를 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.

[표 2]

항목	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예
침입도(dmm)	86	92	93	95	70
연화점(℃)	78	67	68	69	42
신도(cm)	>150	>150	>150	>150	68
원상회복율(%)	68	70	72	75	45
인장점착길이(mm)	18	20	20	20	0.6

표 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 경우 비교예에 비하여 저온유연성 및 접착성이 뛰어난 것을 알 수 있었으며, 탄성이 우수한 것을 알 수 있었다.

또한 본 발명의 아스팔트 혼합물은 골재와 아스팔트의 접착력이 우수하여 내구성이 증가하는 것을 알 수 있었으며, 유동화제를 혼합하여 사용하는 경우 발림성이 우수한 것을 알 수 있었다.

본 발명은 칼라아스콘의 제조에 사용되는 바인더재의 원색상에 관계없이 원하는 색상의 채색 또는 착색 골재를 사용하거나 또는 채색 혹은 착색 골재 대신 일반 골재를 사용하여 포장한 아스팔트 표면 위에 아스콘용 유성도료를 코팅함으로써 보다 경제적인 방법으로 선명한 색상 발현이 가능하도록 하였고, 에틸렌계 공중합체 또는 스티렌계 공중합체에서 선택되는 어느 하나 이상의 아스팔트 개질용 첨가제를 사용함으로써 골재의 표면과 아스팔트를 화학적으로 결합하여 줌으로써 골재의 접착력이 우수하며, 내구성이 우수하고, 차량 운행시 마찰소음을 감소시킬 수 있는 유색 개질 아스팔트 혼합물을 제공할 수 있다.

Claims (14)

1. 채색 또는 착색된 굵은 골재 50 ~ 80 중량%, 채색 또는 착색된 잔골재 15 ~ 40 중량%, 채움재 5 ~ 10 중량%를 혼합하여 100 중량부가 되도록 하고, 상기 혼합물에 대하여 바인더재로서 유색의 천연 아스팔트, 석유 아스팔트, 타르에서 선택되는 어느 하나의 아스팔트 피치 또는 투명한 석유수지계 무색 바인더를 5 ~ 30 중량부, 에틸렌계 공중합체 또는 스티렌계 공중합체에서 선택되는 어느 하나 이상의 아스팔트 개질용 첨가제 1 ~ 10 중량부 및 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체로 자체에 나트륨 또는 아연의 금속염을 포함하는 아이오노머 0.5 ~ 2중량부, 유동화제로 수평균 분자량 200 ~ 15,000인 실록산 올리고머 0.1 ~ 2 중량부 또는 수평균 분자량 2,000 ~ 15,000인 실란화합물을 0.1 ~ 2 중량부를 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 유색 개질 아스팔트 혼합물.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 첨가제는 수평균 분자량 1,500 ~ 90,000인 에틸렌 비닐아세테이트, 에틸렌에틸아크릴레이트, 에틸렌메틸아크릴레이트에서 선택되는 어느 하나의 에틸렌계 공중합체 또는 수평균 분자량 2,000 ~ 9,00,000인 분말형의 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체, 스티렌-부타디엔-고무 공중합체에서 선택되는 어느 하나의 스티렌계 공중합체를 사용하는 것을 특징으로 하는 유색 개질 아스팔트 혼합물.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 혼합물에 접착성 부여제로 방향족계 석유수지, 쿠마론인덴수지, 지방족계 석유수지, 페놀 수지, 로진, 수소화로진, 변성 로진, 쿠마론-인덴 수지, 쉘락, 코팔, 지방산, 폴리아미드 수지 및 폴리에스터 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 1 ~ 10 중량부로 더 추가하여 사용하는 것을 특징으로 하는 유색 개질 아스팔트 혼합물.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,

   상기 실록산 올리고머는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란 등의 테트라알콕시실란; 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 프로필트리에톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 부틸트리에톡시실란, 펜틸트리메톡시실란, 펜틸트리에톡시실란, 헵틸트리메톡시실란, 헵틸트리에톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 도데실트리에톡시실란, 헥사데실트리메톡시실란, 헥사데실트리에톡시실란, 옥타데실트리메톡시실란, 옥타데실트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴록시프로필트리에톡시실란 등의 트리알콕시실란; 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란 등의 디알콕시실란에서 선택되는 어느 하나 이상의 알콕시실란으로부터 제조된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 유색 개질 아스팔트 혼합물.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 실란화합물은 하기의 일반식 (1)의 화합물인 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리플루오로프로필트리에톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플로오로데실트리에톡시실란에서 선택되는 어느 하나 이상의 퍼플루오로알킬알콕시실란 또는 하기의 일반식 (2)의 화합물인 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란에서 선택되는 어느 하나 이상의 테트라알콕시실란을 사용하는 것을 특징으로 하는 유색 개질 아스팔트 혼합물.

   [일반식 (1)]

   CF₃(CF₂)nCH₂CH₂Si(OR₂)₃

   (R₂ 는 탄소수 1∼5 개의 알킬기를 나타내고, n 은 0∼12 의 정수)

   [일반식 (2)]

   Si(OR₁)₄

   (R₁ 은 탄소수 1∼5 의 알킬기)
7. 제 1항에 있어서,

   상기 혼합물에 무기안료를 더 추가하는 것을 특징으로 하는 유색 개질 아스팔트 혼합물.
8. 제 1항, 제 2항, 제 3항 또는 제 5항 내지 제 7항에서 선택되는 어느 한 항의 혼합물을 이용하여 노면에 포장된 것을 특징으로 하는 유색 개질 아스팔트.
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