KR101195856B1

KR101195856B1 - 중온 재생 개질 첨가제, 이의 제조방법 및 이를 이용한 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트

Info

Publication number: KR101195856B1
Application number: KR1020120054559A
Authority: KR
Inventors: 이춘배; 정연우; 오영조; 이일운; 우정수; 정길채; 김중천; 이경아
Original assignee: 이경아; 주식회사 드림아스콘
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2012-10-30

Abstract

본 발명은 중온 재생 개질 첨가제, 이의 제조방법 및 이를 이용한 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 근래 문제가 되고 있는 폐 아스팔트 콘크리트의 처리문제 및 재생 포장의 문제점인 물성의 저하, 고비용, 온실가스의 배출 등을 해결하기 위한 것이다.
이를 위한 본 발명은 프로세스 오일 20?50중량%, 점착 부여제 4?35중량%, 점도 강하제 0.5?20중량%, 유화제 0.5?6중량%, 고분자 개질제 10?40중량% 및 물 30?65중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명에 따르면 중온 아스팔트 콘크리트포장, 재생 아스팔트 콘크리트 포장과 개질 아스팔트 콘크리트 포장을 한 가지 제품으로 동시에 가능하도록 하는 것이다.

Description

중온 재생 개질 첨가제, 이의 제조방법 및 이를 이용한 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트{WORM-MIX RECYCLING POLYMER MODIFIED ADDITIVE MATERIAL, METHOD OF PRODUCING THEFEOF AND WORM-MIX RECYCLING POLYMER MODIFIED ASPHALT CONCRETE}

본 발명은 중온 재생 개질 첨가제, 이의 제조방법 및 이를 이용한 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트에 관한 것으로 더욱 상세하게는 근래 문제가 되고 있는 폐 아스팔트 콘크리트의 처리문제 및 재생 포장의 문제점을 동시에 해결할 수 있도록 하는 것이다.

국내 도로의 포장은 90% 이상이 아스팔트 콘크리트 포장이나, 아스팔트 콘크리트 포장도로는 급속한 교통량의 증가로 인하여 소성변형과 균열 등으로 공용수명이 다하지 못하고 파손으로 인해 유지보수비가 증가하고 있으며, 폭발적으로 늘어난 자동차와 급격히 발전하는 산업화에 따른 도로망의 확충이 절실히 요구됨에 따라, 아스팔트 콘크리트의 주원료인 골재의 수요는 폭발적으로 증가하고 있으나 공급은 한계에 가까워 골재의 가격이 나날이 상승하고 있으며, 또 다른 원료인 아스팔트의 가격도 국제 유가의 상승으로 인해 나날이 상승하고 있는 실정이다.

이러한 아스팔트 콘크리트 포장의 유지보수공법으로는 덧씌우기 공법과 절삭 덧씌우기 공법이 있는바, 과거에 주로 채택하여온 덧씌우기 공법은 시공할 때마다 덧씌우기 두께만큼 노면이 상승하여 차량통과 높이 제한에 따른 사고의 위험이 있고, 배수구조물의 기능저하, 도로면 경계석, 맨홀 등과의 높이 유지에 따른 문제와 주변 구조물과의 높이차이, 불필요한 길어깨까지 덧씌우기 하여야하는 점 등의 문제점이 있었고, 최근에 많이 사용되는 절삭 덧씌우기 공법은 기존노면을 절삭한 후 덧씌우는 방법으로 덧씌우기 공법 대부분의 문제점을 해결할 수 있었으나, 절삭 및 재시공에 막대한 공사비가 소요되고 그 결과물로 발생하는 폐 아스팔트 콘크리트의 처리방법이 환경문제로 대두되었다.

상기 폐 아스팔트 콘크리트는 종래 현장에서 절삭된 후 폐 아스팔트 콘크리트를 재생하는 업체나 건설폐기물 처리장으로 이송되어 폐기물로 처리되거나 아스팔트 콘크리트 재생장치에 의해 다시 포장재료로 재활용되고 있다. 그러나 재활용되는 폐 아스팔트 콘크리트의 양은 전체 폐 아스팔트 콘크리트 양의 20%에도 미치지 못하는 미미한 수준이고, 재생된 아스팔트 콘크리트 또한 그 물성이 우수하지 못하여 도로 포장의 표층에 한정적으로 사용할 수밖에 없어 주로 기층의 재료로 사용되고 있는 실정이다.

상기와 같이 폐 아스팔트 콘크리트가 제대로 재활용되지 못하는 것은 폐 아스팔트 콘크리트를 재생할 대 사용되는 재생 첨가제가 노화된 아스팔트의 손실된 오일 부분을 보충하는 정도의 기능만을 수행하여 재생하기 때문에, 그 물성이 재생 후 기존에 사용하고 있는 포장용 일반 아스팔트 수준이나 그 이하의 수준으로만 회복이 가능하기 때문이다. 이는 종래 사용되던 재생 첨가제는 여러 가지 오일들의 조합으로 노화된 아스팔트의 손실된 오일을 보충하여 원 아스팔트 상태로 복원하는 것이 1차 목적으로 하기 때문인 데, 실제로 아스팔트가 노화되면서 오일분이 빠져나가는 것은 사실이나 아스팔트의 성분 중 말텐은 아스팔트의 점착력을 유지해 주는 성분으로서 이 성분이 상당 부분 아스팔텐이라는 성분으로 변화되어 점착력이 상당히 약화된 상태로 변하기 때문이다. 따라서 이러한 부분도 보충을 해 주어야 원 아스팔트의 물성으로 복원이 가능하다.

그리고 이렇게 재생 첨가제를 사용하여 원래의 아스팔트 수준으로 물성이 회복되었어도 폐 아스팔트 콘크리트의 절삭 과정에서 골재가 다량 파손되어 상대적으로 잔골재의 비율이 높아져 실제 재생된 아스팔트 콘크리트의 물성은 기존보다 많이 저하될 수밖에 없는 것이다.

따라서 상기한 문제점들을 해결하기 위하여, 아스팔트의 오일 외에도 점착 성분을 보충하는 재생 첨가제, 고분자 탄성 개질제를 첨가하여 골재의 파손 등으로 약화된 아스팔트 콘크리트의 물리적 특성을 향상시키는 재생 첨가제 등이 제안되었으며, 또한 재생 아스팔트 콘크리트에 새로 만들어진 아스팔트 콘크리트 혼합물을 일부 첨가하여 물성을 보강하는 방법 등이 제안되었다.

그러나, 상기 점착 성분 보충 및 고분자 개질을 하여 재생된 아스팔트 콘크리트 혼합물의 물성이 충분히 발휘된다 하더라도 이를 생산하고 포설하는데 상당한 비용이 들고. 특히 겨울철 시공은 더욱 고온으로 생산함으로써 생산비용이 증가하고 온실가스가 다량 발생되는 등의 문제점과 함께, 폐기물을 재생하는 친환경적인 요소도 있지만 폐아스콘을 재생하기 위하여 많은 에너지를 소비하여 온실가스를 대량 방출하는 등의 환경적 문제점이 있었다. 또한, 새로 만들어진 아스팔트 콘크리트 혼합물을 일부 첨가하는 방법은 재생 아스팔트 콘크리트의 물성을 충분히 확보할 수 없는 등의 문제점이 있었다.

더욱이 우리 사회의 경제 발전과 소득 증대로 인하여 차량의 통행량이 폐 아스팔트 콘크리트를 절삭해 내는 대부분의 도로가 처음 포장될 당시보다 매우 증가한 것을 감안하면, 절삭 후 재포장을 하는 구간은 이전보다 더욱 우수한 물성의 아스팔트 콘크리트 포장을 요구하게 되며 실제로 근래 절삭 보수구간을 일반 아스팔트 콘크리트 포장보다 훨씬 물성이 뛰어난 개질 아스팔트 콘크리트로 시공하는 경우가 부쩍 늘고 있는 바, 상기한 방법들, 고분자 물질로 되는 재생 첨가제 및 신규 콘크리트 혼합물을 일부 첨가하는 방법만으로는 요구되는 물성을 충족시킬 수 없었다.

따라서 본 발명의 목적은, 상기한 종래의 재생 첨가제 및 재생 방법들이 갖는 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프로세스 오일을 사용하여 손실된 아스팔트 내의 오일분을 보충함은 물론, 여기에 점착 부여제 및 고분자 개질제를 첨가함으로써 아스팔트의 약화된 점착성을 원상회복하도록 하여 우수한 점착성을 지닌 아스팔트로 재생할 수 있게 하고, 재생 아스팔트 콘크리트가 기존의 일반 아스팔트 콘크리트보다 물성이 훨씬 뛰어난 개질 아스팔트 콘크리트 포장이 가능하도록 하는 것이다.

또한, 점도 강하제를 사용하여 아스팔트의 고온 점도를 낮추어주고, 첨가제의 제품 형태를 에멀젼화하여 제품 속의 물이 뜨거운 아스팔트에서 끓어올라 미세기포를 발생시켜 폼드 아스팔트화 되도록 함으로써, 중온 아스팔트 콘크리트포장, 재생 아스팔트 콘크리트 포장과 개질 아스팔트 콘크리트 포장을 한 가지 제품으로 동시에 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중온 재생 개질 첨가제는 프로세스 오일 20?50중량%, 점착 부여제 4?35중량%, 점도 강하제 0.5?20중량%, 유화제 0.5?6중량%, 고분자 개질제 10?40중량% 및 물 30?65중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 중온 재생 개질 첨가제의 제조방법은, 110?200℃의 프로세스 오일 20?50중량%에 점착 부여제 4?35중량% 및 점도 강하제 0.5?20중량%를 투입하여 110?200℃의 온도에서 균일하게 분산 혼합하는 1차 분산 단계와, 상기 1차 분산된 분산물을 60?120℃로 온도를 조절하고 여기에 유화제 0.5?6중량%를 투입하여 2차 균일 분산하는 2차 분산 단계와, 상기 2차 분산된 분산물에 물 30?65중량%을 투입하여 분산하는 3차 분산 단계와, 상기 3차 분산된 분산물에 고분자 개질제 10?40중량%를 투입하고 교반하는 4차 분산 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 프로세스 오일은 나프텐계 오일, 파라핀계 오일 및 방향족계 오일로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이고, 상기 점착 부여제는 C9계 석유 수지, C5계 석유수지, C9-C5공중합계 석유수지, 말레인화 석유 수지, 에스테르화 석유 수지, 로진 에스테르, 페놀 수지 및 송진으로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 점도 강하제는 마이크로 왁스, 스테아린산 염, 산화 왁스, 왁스 에멀젼, 스테아린산, 가소제 및 식물성 오일로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이고, 상기 유화제는 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제 및 양쪽이온성 계면활성제로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 고분자 개질제는 천연 라텍스, 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 라텍스, 부틸고부(IIR) 라텍스, 클로로프렌고무(CR) 라텍스, 아크릴 수지 에멀젼, 에틸비닐아세테이트(EVA) 수지 에멀젼, 수용성 비닐수지, 수성 우레탄 및 수성 에폭시로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트는 상기한 중온 재생 개질 첨가제 0.1?1중량%와 폐 아스팔트 콘크리트 99.0?99.9중량%로 조성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트에 신생 아스팔트 콘크리트를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 노화된 아스팔트에 손실된 오일을 보충함과 동시에 균일 분산된 고분자에 의해 개질되는 효과를 부여하고, 그와 동시에 점도 강하제 및 물에 의한 미세기포 효과로 중온화 포장이 가능하게 하여 생산 및 포설 온도를 기존의 온도보다 약 10?30℃ 낮추어 주는 효과가 얻어지며, 중온 재생 아스팔트 콘크리트의 물리적 특성을 기존의 일반 아스팔트 콘크리트가 아닌 고분자 개질 아스팔트 콘크리트의 물성에 적합하도록 할 수 있는 등의 유용한 효과를 제공한다.

또한 종래의 재생 첨가제를 사용한 재생 아스팔트 콘크리트의 용도는 그 물리적 취약성 때문에 도로의 기층 재료로 많이 사용하였으나, 본 발명의 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트는 우수한 품질의 표층용 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트로서 사용할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트는 생산온도를 10 ~ 30℃ 낮게 생산할 수 있어 경비(연료)를 절감하고 온실가스(CO₂)의 배출량을 감소시키며, 다짐밀도 상승에 따른 동절기 장거리 시공이 가능할 뿐만 아니라, 조기교통개방과 교통체증 감소로 인한 사회적 기회비용이 증가하게 되는 효과가 있다.

또한 기존의 폐 아스팔트 콘크리트가 건설 폐기물로 대부분 매립되거나 재생 골재로 사용되던 것을 원래의 목적인 아스팔트 콘크리트로 재생하여 사용할 수 있도록 함으로써, 자원 재활용과 환경보존의 역할도 상당히 큰 효과를 기대할 수 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

먼저 본 발명은 중온 재생 개질 첨가제는 프로세스 오일 20?50중량%, 점착 부여제 4?35중량%, 점도 강하제 0.5?20중량%, 유화제 0.5?6중량%, 고분자 개질제 10?40중량% 및 물 30?65중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서 프로세스 오일은 나프텐계 오일, 파라핀계 오일 및 방향족계 오일로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 그 사용량은 중온 개질 재생 첨가제 내에서 20~50중량%로 하는 것이 바람직 한데, 이유는 그 조성비가 20중량% 미만일 경우 폐 아스팔트 콘크리트의 노화된 아스팔트에서 손실된 오일의 양을 보충하기 위하여 재생 개질 첨가제를 과량 투입하여야 하므로 효과적이지 않다는 단점이 있고, 50중량%를 초과할 경우 재생 개질 첨가제의 사용량은 감소하나 오일 이외의 다른 구성 물질인 점착 부여제, 점도 강하제, 고분자 개질제 등의 조성 비율이 충분치 않아 물성이 우수한 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트를 얻을 수 없게 되는 결과를 가져올 수 있기 때문이다.

그리고 상기 점착 부여제는 노화된 아스팔트에 점착성능을 부여하는 것으로, 석유 수지(C9계, C5계, C9-C5공중합계), 말레인화 석유 수지, 에스테르화 석유 수지, 로진 에스테르, 페놀 수지 및 송진으로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 그 사용량은 중온 개질 재생 첨가제 내에서 4~35중량%인 것이 바람직한 바, 그 이유는 조성비가 4중량% 미만일 경우 그 함량이 적어 폐 아스팔트 콘크리트에서의 노화된 아스팔트의 점착력을 증가시키는 효과가 거의 없어 우수한 물성의 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트를 얻을 수 없으며, 35중량%를 초과하면 필요 이상으로 과량이 투입되는 결과를 가져오므로 비용의 부담이 커지고 노화 아스팔트의 물성도 오히려 악화시킬 수 있기 때문이다.

다음으로, 상기 점도 강하제의 역할은, 중온 재생 개질 첨가제가 폐 아스팔트 콘크리트와 혼합되어 완성된 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트가 포설될 때 포설 온도를 10~30 낮추어 줌으로서 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트의 생산온도를 낮게 할 수 있고, 이로 인해 생산 경비의 절감과 온실가스의 배출량을 감소시키며, 아스팔트 콘크리트 운반 시 온도가 급격히 떨어지는 동절기에도 장거리 시공이 가능하게 하고, 조기교통개방과 교통체증 감소로 사회적 기회비용이 증가하며 자원절약 및 환경보존의 역할을 한다. 상기 점도 강하제의 종류로는 마이크로 왁스, 스테아린산 염, 산화 왁스, 왁스 에멀젼, 스테아린산, 가소제 및 식물성 오일로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 그 사용량은 중온 개질 재생 첨가제 내에서 0.5~20중량%인 것이 바람직한 바, 그 사용량이 0.5중량% 미만이면 그 함량이 너무 적기 때문에 첨가 효과를 기대하기가 어렵고, 20중량%를 초과할 경우 유효한 필요량 이상이 되어 아스팔트 콘크리트의 물성에 오히려 악영향을 끼치는 결과가 되기 때문에 제조 원가만 상승하고 물성은 떨어지는 결과가 되기 때문이다.

또한 상기 유화제는 프로세스 오일, 점착 부여제, 고분자 개질제, 점도 강하제 등을 에멀젼화(유화)하기 위한 재료로서, 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제 및 양쪽이온성 계면활성제로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 그 사용량은 중온 개질 재생 첨가제 내에서 0.5~6중량%인 것이 바람직한 바, 그 사용량이 0.5중량% 미만이면 사용량이 너무 적어 제품을 에멀젼화할 수 없어 본 발명을 완성할 수 없으며, 6중량%를 초과할 경우 필요 이상의 양을 투입하여 결과적으로 제품의 가격을 상승시켜 가격 경쟁력이 약화되는 결과가 초래되기 때문이다.

또한 상기 고분자 개질제는 아스팔트 내에 균일 분산되어 탄성을 부여하고 내열성, 내 저온특성 및 바인더 강도 향상 등의 역할을 하는 재료로서, 천연 라텍스, 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 라텍스, 부틸고부(IIR) 라텍스, 클로로프렌고무(CR) 라텍스, 아크릴 수지 에멀젼, 에틸비닐아세테이트(EVA) 수지 에멀젼, 수용성 비닐수지, 수성 우레탄 및 수성 에폭시로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있으며, 그 사용량은 중온 개질 재생 첨가제 내에서 10~40중량%인 것이 바람직한 바, 그 사용량이 10중량% 미만이면 사용량이 적어 아스팔트에 충분한 개질 효과를 줄 수 없어 목표하는 아스팔트의 물성을 확보할 수 없게 되어 품질이 우수한 제품을 얻을 수 없으며, 40중량%를 초과하면 제품의 점도가 너무 높게 되어 실제로 현장에서 사용할 수 없게 되기 때문이다.

그리고 상기 물은 상기한 재료들을 에멀젼화 하는데 사용되며, 물속에 상기 재료들을 균일하게 분산하여 제조하는 O/W형 에멀젼으로 제조할 수도 있고, 상기한 재료들의 균일 분산하여 그 분산물 속에 물을 균일하게 분산시켜서 에멀젼을 완성하는 W/O형 에멀젼으로 제조할 수도 있는 것이다.

본 발명에 사용되는 물의 양이 30중량% 미만이면 물의 양이 너무 적어 제품을 에멸젼화 하기가 어렵고 에멀젼화 되었어도 그 상태가 안정적이지 못하여 쉽게 에멀젼이 파괴되어 제품이 응고되는 등의 문제가 발생할 수 있고 그 사용량이 65중량%를 초과하면 제품에 포함되는 프로세스 오일, 점착 부여제, 점도 강하제, 유화제 및 고분자 개질제의 양이 전체적으로 너무 적어 제품을 다량 투입해야 하며 물 또한, 다량 투입되고 이로 인해 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트의 온도가 너무 많이 낮아지는 결과를 가져오므로 본 발명의 목적 중 하나인 생산 비용절감 및 친환경 목표를 만족시키기가 어려운 문제가 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 중온 재생 개질 첨가제는, 프로세스 오일을 통해 노화된 아스팔트에 손실된 오일을 보충해주고, 고분자 개질제를 통해 개질되는 효과를 부여하며, 점도 강하제 및 물에 의한 미세기포 효과로 중온화 포장이 가능하게 하여 생산 및 포설 온도를 기존의 온도보다 약 10?30℃ 낮추어 주는 효과를 갖게 된다. 또한, 이러한 중온 재생 아스팔트 콘크리트의 물리적 특성은 기존의 일반 아스팔트 콘크리트가 아닌 고분자개질 아스팔트 콘크리트의 물성에 적합한 정도가 될 수 있으므로, 기층은 물론 표층용 아스팔트 콘크리트로서 사용할 수 있게 되는 것이다. 또한, 생산온도를 낮출 수 있으므로 연료를 절감하고 이산화탄소 등의 온실가스의 배출량을 감소시킬 수 있는 것이다.

이하 본 발명의 제조방법에 대해 설명한다.

본 발명의 제조 방법에 사용되는 물질 및 그 투입량은 이미 상기에서 충분히 설명되었으므로 그 설명을 생략한다.

먼저, 110?200℃의 프로세스 오일에 점착 부여제 및 점도 강하제를 투입하여 110?200℃의 온도에서 균일하게 1차 분산 혼합한다. 이때 상기 프로세스 오일의 온도가 110℃ 미만이 되면 온도가 너무 낮아 점착 부여제 및 점도 강하제의 용융 및 분산이 어렵고, 200℃를 초과하면 점착 부여제와 점도 강하제의 물성이 열에 의해 변화되거나 프로세스 오일의 증발에 의한 손실이 많아 원하는 물성의 확보가 어려운 문제점이 있고 또 필요 이상으로 고온을 유지하기 위해 소요되는 에너지의 낭비로 제조비용이 상승하는 단점이 있으므로, 그 온도를 110?200℃로 유지하도록 한다.

상기와 같이 1차 분산이 완료되면 1차 분산물을 60?120℃로 온도를 조절하고 여기에 유화제를 투입하여 2차 균일 분산한다. 이때 상기 온도를 조절하는 이유는 그 온도가 60℃ 미만이면 분산물의 점도가 높아져 유화제의 균일한 분산 작용이 어렵고 그 온도가 120℃를 초과하면 고온으로 인한 유화제의 증발 감소 및 물이 들어갔을 때 끓어 넘치는 경우가 있어 제품을 제조하기 어렵기 때문이다.

그리고 상기와 같이 2차 분산이 완료되면 2차 분산물에 물을 투입하여 고속 분산하는 3차 분산을 한다. 이때 상기 고속 분산이란 분산 믹서의 종류에 따라 다르고 실험용 믹서와 생산용 믹서에 따라 다르므로 특별히 정하지는 않으나 설치된 교반기의 최대 교반속도의 50% 이상의 속도로 분산을 실시하는 것이 바람직 하다.

상기와 같이 3차 분산된 3차 분산물에 고분자 개질제를 투입 교반하여 4차 분산을 통하여 본 발명의 폐 아스팔트 콘크리트 재생용 중온 재생 개질 첨가제를 제조한다.

상기와 같이 4차에 걸쳐 차례로 분산하는 이유는, 먼저 점착 부여제와 점도 강하제는 고온에서 프로세스 오일에 가장 잘 분산되고 완전히 분산되어 있어야 에멀젼화가 용이하기 때문에 1차 분산한 것이고, 그 후 온도를 조절하여 유화제를 투입하여 에멀젼화 할 수 있도록 준비한 다음 여기에 다시 물을 투입하여 고속 교반 함으로서 에멀젼화하는 것이다. 그리고 에멀젼화 된 3차 분산물에 에멀젼형 고분자 개질제를 투입 교반 분산하여 중온 재생 개질 첨가제를 완성하는 것이다.

이때 상기 유화제는 그 종류에 따라 투입 시기를 결정하는 데, 상기와 같이 1차 분산물에 투입, 분산할 수도 있으며, 필요에 따라 3차 분산시 투입되는 물에 먼저 투입, 분산하여 유화수를 제조하고, 상기 유화수를 1차 분산물에 투입할 수도 있는 것이다. 그리고 상기 고분자 개질제 역시 종류에 따라 투입하는 시기를 달리 할 수 있는 데 고체형 고분자 개질제는 1차 분산 후, 상기 1차 분산물에 투입하여, 용융 교반하여 분산하고, 에멀젼화된 고분자 개질제는 3차 분산된 에멀젼에 투입 분산하여 완성될 수도 있는 것으로, 그 투입시기를 제한하는 것은 아니다.

그리고 본 발명에 따른 중온 재생 개질 첨가제를 이용한 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트는 상기 중온 재생 개질 첨가제 0.1?1중량%와 폐 아스팔트 콘크리트 99?99.9중량%로 조성되는 것이 바람직한 바, 상기 중온 재생 개질 첨가제는 폐 아스팔트 콘크리트의 산화된 아스팔트를 원래의 아스팔트 상태로 복원시킴과 동시에 고분자로 물성을 개선하고 고온 점도가 낮고 상온 점도는 높게 되도록 하여 중온 포장이 가능하도록 하는 것으로서, 그 사용량이 0.1중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어 폐 아스팔트 콘크리트의 물성을 충분히 개선할 수 없고 그 사용량이 1중량%를 초과하면 완성된 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트의 물성은 향상되나 필요 이상의 투입량으로 인해 가격이 상승하여 재생 아스팔트 콘크리트를 사용하는 경제적 효과가 떨어지는 단점이 있으므로 상기한 배합비로서 조성한다.

또한 본 발명에 따른 재생 중온 개질 아스팔트 콘크리트의 골재 배합을 조절하고 사용 용도에 적합한 재생 중온 개질 아스팔트 콘크리트를 공급하기 위하여, 상기와 같이 중온 재생 개질 첨가제 0.1?1중량%와 폐 아스팔트 콘크리트 99?99.9중량%로 조성된 폐 아스팔트 콘크리트 재생 중온 개질 아스팔트 콘크리트에 신생 아스팔트 콘크리트를 추가로 배합할 수 있다. 이때 상기 신생 아스팔트 콘크리트의 조성비는 전체 콘크리트의 70%를 초과하지 않도록 함이 바람직하나 이를 반드시 제한하는 것은 아니다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하도록 한다.

먼저 하기 표 1, 2, 3과 같은 배합으로 본 발명의 폐 아스팔트 콘크리트 재생용 중온 재생 개질 첨가제를 제조하였다. 그 제조방법으로는 프로세스 오일에 점착 부여제와 점도 강하제를 분산하여 1차 분산물을 제조하였다. 이때의 프로세스 오일의 온도는 실시예 1에서는 180℃, 실시예 2에서는 140℃, 실시예 3에서는 160℃였다. 그리고 얻어진 1차 분산물의 온도를 100℃로 조절하고 이에 유화제를 투입하여 균일 분산하여 2차 분산물을 얻었다. 그리고 상기 2차 분산물에 물을 투입하여 균일 분산하여 3차 분산물, 즉 에멀젼을 얻고 여기에 에멀젼화된 고분자 개질제를 투입 교반하여 4차 분산된 폐 아스팔트 콘크리트 재생용 중온 재생 개질 첨가제를 제조하였다.

실시예 1에 따른 배합비

재료명	배합비(중량%)	비고
프로세스 오일	30	방향족계 오일
점착 부여제	5	석유 수지(C5계)
점도 강하제	10	스테아린산
유화제	2	음이온계
고분자 개질제	13	SBR 라텍스
물	40	-
합계	100

실시예 2에 따른 배합비

재료명	배합비(중량%)	비고
프로세스 오일	25	나프텐계 오일
점착 부여제	13	석유 수지(C5계)
점도 강하제	5	가소제
유화제	2	음이온계
고분자 개질제	20	천연 라텍스
물	35	-
합계	100

실시예 3에 따른 배합비

재료명	배합비(중량%)	비고
프로세스 오일	20	파라핀계 오일
점착 부여제	10	폴리 부텐
점도 강하제	8	합성 왁스
유화제	2	비이온계
고분자 개질제	10	EVA 라텍스
물	50	-
합계	100

그리고 상기 실시예들의 비교예를 표 4, 5과 같이 제조하였다. 이때 프로세스 오일의 온도는 비교예 1에서는 140℃, 비교예 2에서는 60℃로 하였으며, 2차 분산시의 온도는 비교예 1에서는 100℃, 비교예 2에서는 60℃로 하였다.

비교예 1에 따른 배합비

재료명	배합비(중량%)	비고
프로세스 오일	10	파라핀계 오일
점착 부여제	5	폴리 부텐
점도 강하제	3	합성 왁스
유화제	2	비이온계
고분자 개질제	5	EVA 라텍스
물	75	-
합계	100

비교예 2에 따른 배합비

재료명	배합비(중량%)	비고
프로세스 오일	15	나프텐계 오일
점착 부여제	9	석유 수지(C5)
점도 강하제	4	가소제
유화제	2	음이온계
고분자 개질제	45	SBR 라텍스
물	25	-
합계	100

상기 각 실시예 및 비교예에 따라서 제조한 폐 아스팔트 콘크리트용 중온 재생 개질 첨가제의 물성을 측정하여 하기 표 6에 그 조건과 함께 나타내었다.

각 실시예 및 비교예의 재생 개질 첨가제의 물성 측정 결과

시험 항목	단위	시험 조건	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
저장안정성	%	5일 정치 후	2	3	1	9	측정 불가
불휘발분	%	105℃, 3시간	60.5	66.0	49.8	26	측정 불가
점도	cps	25℃	500	850	420	250	측정 불가
비중	-	25℃	0.97	0.96	0.96	0.98	측정 불가

* 상기 실시한 비교예 2는 에멀젼화가 되지 않아 물성을 측정할 수 없었음.

상기 실시예 및 비교예를 통하여 제조한 중온 재생 개질 첨가제를 강제 산화된 노화 아스팔트에 일정량(6중량%) 첨가하여 그 물성을 측정한 결과를 표 7에 나타내었다.

각 실시예 및 비교예의 중온 재생 개질 첨가제로 개질한 강제 산화아스팔트의 물성 측정 결과

시험 항목	단위	시험 조건	강제 산화 아스팔트	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
연화점		매분 5℃ 상승	83	67	72	66	75
침입도	%	105℃,3시간	25	55	48	58	29
비중	-	25℃	1.03	1.01	1.01	1.00	1.01
PG 등급	고온-저온	-	94-10	76-22	76-22	76-22	82-14

* 상기 PG 등급은 전 세계적으로 사용되고 있는 아스팔트 등급으로서 ASTM 및 KS 규격으로 정해져 있는 규격임.

상기 비교예 2로 제조된 중온 재생 개질 첨가제는 에멀젼화가 불가능하여 제품을 제조할 수 없어 아스팔트 배합실험을 실시하지 않았다.

상기 실시예 1 내지 3에 의해 제조된 중온 재생 개질 첨가제를 사용하여 폐 아스팔트 콘크리트 재생 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트를 제조하여 그 물리적 특성을 측정하여 표 8에 나타내었다. 배합비는 중온 재생 개질 첨가제 0.3중량%, 폐 아스팔트 콘크리트 99.7중량%이며 혼합 온도는 150℃, 다짐 온도는 130℃로 하였다.

각 실시예 및 비교예의 중온 재생 개질 첨가제로 개질한 폐 아스팔트 콘크리트의 물성 측정 결과

시험 항목	단위	폐 아스팔트 콘크리트	실시예 1 혼합	실시예 2 혼합	실시예 3 혼합
안정도	N	7000	11000	12000	10500
흐름값	1/10mm	25	35	37	35
공극율	%	7.0	4.0	3.9	3.8
밀도	g/㎤	2.26	2.37	2.38	2.37

상기한 실험 결과에서 분명히 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 실시예 1 내지 3의 폐 아스팔트 콘크리트 재생용 중온 재생 개질 첨가제는 노화 아스팔트의 내열 고온 특성은 거의 손상하지 않으면서 저온특성을 상당히 개선하는 것을 볼 수 있다. 그리고 상기에서 비교예 1, 2보다 실시예 1 내지 3의 저온 특성이 우수하게 나타나는 것은 노화 아스팔트에 오일 및 고분자 개질제의 양이 상대적으로 많아 저온 성능 개선이 더 효과적이라는 것을 보여주는 것이다.

이상에서 본 발명을 상기한 실시예에 의하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다.

Claims

프로세스 오일 20?50중량%, 점착 부여제 4?35중량%, 점도 강하제 0.5?20중량%, 유화제 0.5?6중량%, 고분자 개질제 10?40중량% 및 물 30?65중량%를 포함하여 이루어지며,
상기 점도 강하제는 마이크로 왁스, 스테아린산 염, 산화 왁스, 왁스 에멀젼, 스테아린산, 가소제 및 식물성 오일로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이고,
상기 유화제는 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제 및 양쪽이온성 계면활성제로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 중온 재생 개질 첨가제.
제 1항에 있어서,
상기 프로세스 오일은 나프텐계 오일, 파라핀계 오일 및 방향족계 오일로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 중온 재생 개질 첨가제.
제 1항에 있어서,
상기 점착 부여제는 C9계 석유 수지, C5계 석유수지, C9-C5공중합계 석유수지, 말레인화 석유 수지, 에스테르화 석유 수지, 로진 에스테르, 페놀 수지 및 송진으로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 중온 재생 개질 첨가제.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 고분자 개질제는 천연 라텍스, 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 라텍스, 부틸고부(IIR) 라텍스, 클로로프렌고무(CR) 라텍스, 아크릴 수지 에멀젼, 에틸비닐아세테이트(EVA) 수지 에멀젼, 수용성 비닐수지, 수성 우레탄 및 수성 에폭시로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 중온 재생 개질 첨가제.
110?200℃의 프로세스 오일 20?50중량%에 점착 부여제 4?35중량% 및 점도 강하제 0.5?20중량%를 투입하여 110?200℃의 온도에서 균일하게 분산 혼합하는 1차 분산 단계와,
상기 1차 분산된 분산물을 60?120℃로 온도를 조절하고 여기에 유화제 0.5?6중량%를 투입하여 2차 균일 분산하는 2차 분산 단계와,
상기 2차 분산된 분산물에 물 30?65중량%을 투입하여 분산하는 3차 분산 단계와,
상기 3차 분산된 분산물에 고분자 개질제 10?40중량%를 투입하고 교반하는 4차 분산 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중온 재생 개질 첨가제의 제조 방법.
제 7항에 있어서,
상기 프로세스 오일은 나프텐계 오일, 파라핀계 오일 및 방향족계 오일로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이고,
상기 점착 부여제는 C9계 석유 수지, C5계 석유수지, C9-C5공중합계 석유수지, 말레인화 석유 수지, 에스테르화 석유 수지, 로진 에스테르, 페놀 수지 및 송진으로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며,
상기 점도 강하제는 마이크로 왁스, 스테아린산 염, 산화 왁스, 왁스 에멀젼, 스테아린산, 가소제 및 식물성 오일로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이고,
상기 유화제는 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제 및 양쪽이온성 계면활성제로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며,
상기 고분자 개질제는 천연 라텍스, 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 라텍스, 부틸고부(IIR) 라텍스, 클로로프렌고무(CR) 라텍스, 아크릴 수지 에멀젼, 에틸비닐아세테이트(EVA) 수지 에멀젼, 수용성 비닐수지, 수성 우레탄 및 수성 에폭시로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 중온 재생 개질 첨가제의 제조방법.
중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트에 있어서,
상기 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트는 상기 제 1항 내지 제3항 및 제6항 중 어느 한 항의 중온 재생 개질 첨가제 0.1?1중량%와 폐 아스팔트 콘크리트 99.0?99.9중량%로 조성되는 것을 특징으로 하는 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트.
제 9항에 있어서,
상기 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트에 신생 아스팔트 콘크리트를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중온 재생 개질 아스팔트 콘크리트.