KR101247613B1

KR101247613B1 - 드레인다운 방지 건식 아스팔트 개질제 조성물 및 이를 함유한 개질 아스팔트

Info

Publication number: KR101247613B1
Application number: KR1020100054942A
Authority: KR
Inventors: 천승한; 박준상; 편준범; 박한수; 이광호; 김형배
Original assignee: 한국도로공사; 금호석유화학 주식회사
Priority date: 2010-06-10
Filing date: 2010-06-10
Publication date: 2013-03-29
Also published as: KR20110135180A

Abstract

본 발명은 드레인다운 방지 건식 아스팔트 개질제 조성물 및 이를 함유한 개질 아스팔트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 점착성 부여 수지, 프로세스 오일 및 셀룰로오스 섬유를 포함하는 건식 아스팔트 개질제 및 이를 함유한 개질 아스팔트에 관한 것이다. 본 발명의 건식 아스팔트 개질제를 사용하면 셀룰로오스 섬유가 아스팔트를 흡수하여 아스팔트가 골재에서 흘러내리는 드레인다운 현상이 억제되고 아스팔트 콘크리트 제조시 개질제의 분산 속도가 증가되어 향상된 품질의 아스팔트 콘크리트를 생산할 수 있으며, 건식 아스팔트 개질제를 함유하는 개질 아스팔트는 건식타입의 아스팔트 콘크리트의 제조, 배수성 아스팔트 포장 공법, 쇄석 매스틱 아스팔트 포장 공법 등에 유용하게 적용할 수 있다.

Description

드레인다운 방지 건식 아스팔트 개질제 조성물 및 이를 함유한 개질 아스팔트{Dry type asphalt modifier composition preventing draindown characteristics and Modified asphalt containing the same}

본 발명은 드레인다운 방지 건식 아스팔트 개질제 조성물 및 이를 함유한 개질 아스팔트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 점착성 부여 수지 및 프로세스 오일을 포함하는 아스팔트 개질제 조성물에 셀룰로오스 섬유를 추가로 함유함으로써 아스팔트 내의 개질제의 분산시간을 단축시키며 골재에서 아스팔트가 흘러내리는 드레인다운 현상을 방지할 수 있는 건식 아스팔트 개질제 조성물 및 이를 함유한 개질 아스팔트에 관한 것이다.

아스팔트는 상온에서 흑색을 띄며 끈끈한 반고체 상태의 매우 점성이 높은 재료로, 종류는 단단한 정도를 기준으로 하여 여러 등급으로 구분되며, ASTM D946에 의하면 아스팔트의 침입도 시험결과를 이용해서 아스팔트를 분류할 수 있다. 침입도는 표준 침을 기준 온도에서 규정된 하중 및 시간 동안 아스팔트에 관입시켜, 그 관입량을 아스팔트의 침입도로 규정하는 시험으로, 구체적으로 25℃에서 아스팔트의 경도를 나타내는 지수로서, 아스팔트에 규정된 침의 바늘로 100 g의 힘으로 5초 동안 눌렀을 때의 침의 관입 깊이를 0.1 mm 단위로 나타낸 값으로 이 값이 작을수록 단단한 아스팔트를 의미한다. 이러한 침입도에 의한 등급에는 40 ~ 50, 60 ~ 70, 85 ~ 100, 120 ~ 150, 200 ~ 300 등의 5가지 표준 침입도 등급 범위가 있다. 즉, 침입도 40 ~ 50의 아스팔트는 침입도 200 ~ 300의 아스팔트 보다 단단한 아스팔트이다. 국내에서 생산되는 대표적인 도로포장용 아스팔트는 침입도 85 ~ 100(AP-3) 및 침입도 60 ~ 70(AP-5)의 2종류가 있다.

이러한 아스팔트는 사용 중 고온에 노출되면 점성이 높게 되어 고온 소성이 발생하며 저온에서는 외부 충격에 의해 잘 깨지는 특성을 가지게 되어 저온 균열을 유발하는 문제가 있다.

이에 아스팔트의 온도 특성을 개선하는 방법으로 대중화된 것이 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 폴리올레핀계 수지 및 스티렌-부타디엔 고무 등의 첨가제를 혼합하여 사용하는 방법이 있으며, 이 같은 첨가제에 의해 물성을 향상시킨 아스팔트를 '개질 아스팔트'라 일컫는다. 이때, 첨가제 중 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체가 가장 널리 사용되고 있다[J. of materials science 36, 2001, P451-460].

도로용 개질 아스팔트 콘크리트(아스콘)를 제조하는 방법은 대형 용융설비에서 아스팔트에 펠렛이나 크럼 형태의 3 ~ 10 중량%의 개질제(스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 등)를 투입하여 용융시킨 후 아스콘 공장 등으로 이송하여 골재와 개질 아스팔트를 혼합하는 습식타입과, 아스콘 공장에서 골재와 아스팔트를 혼합할 때 5 ~ 15 중량%의 개질제를 투입하여 아스콘을 제조하는 건식타입이 있다.

도로용 개질 아스팔트 콘크리트 제조공법 중 습식타입의 경우 대형 용융설비에서 아스팔트와 개질제를 160 ~ 200℃에서 용융, 혼합시켜 제조하기 때문에 대량 생산할 수 있다는 장점이 있어 도로 포장에 일반적으로 많이 사용된다. 그러나 대형 용융설비에서 장시간에 걸쳐 용융시킨 후 아스콘 공장으로 이동하여 사용하기 때문에 이송 거리가 멀 경우 개질 아스팔트가 노화되어 성능저하를 발생시킬 수 있고, 포장 구간이 짧아 개질 아스팔트를 소량 사용하는 경우에 공정운영상 적합하지 않으며 또한 저장이나 이동시 개질제와 아스팔트가 분리되는 상분리 현상이 일어 날 수 있다는 문제점이 있다.

건식타입은 아스콘 공장에서 즉시 혼합하기 때문에 저장공정이 없기 때문에 상분리 현상 및 제조과정에서 고온에 의한 물성 저하를 최소화시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 습식타입의 적용에 어려운 짧은 구간 포장, 접근성이 용이하지 않은 도로 포장, 도로 유지보수 및 배수성과 같은 특수 아스팔트 포장에 많이 이용된다. 이러한 건식타입에 사용되는 아스팔트 개질제의 경우 공정상 아스팔트에 단시간에 용해되도록 하는 것이 중요하다. 만약 용융시간이 늦으면 아스팔트 콘크리트의 제조 시 작업시간이 지연되는 문제가 발생하거나 충분히 용융되지 않아 개질 아스팔트로서의 제대로 된 성능을 발현할 수 없다. 이를 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제 10-0417294 호와 제 10-0655635 호에는 건식타입에 사용되는 아스팔트 개질제의 용해 속도를 향상시키기 위하여 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체에 점착성 부여 수지와 가공 보조제를 혼합한 개질제 조성물이 개시되어 있다. 그러나 이러한 개질제들도 조성물 제조시 고점도의 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 사용할 경우 용융속도에 한계가 있다.

한편, 배수성 아스팔트 포장 공법은 굵은 골재를 사용하여 비가 올 때 도로 표면에 물이 고이는 것을 방지하는 포장 공법이다. 이때 물 빠짐을 좋게 하기 위하여 굵은 골재의 비율을 높게 할 경우, 골재의 표면적이 적어져 아스팔트 콘크리트 제조 후 시공 현장까지 운반 중에 아스팔트가 골재에서 흘러내리는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 아스팔트 표층의 소성변형을 최소화시키기 위하여 골재끼리 맞물림을 이상적으로 구성시켜 소성변형에 대한 저항성을 높이고 균열 발생의 지연을 유도하는 쇄석 매스틱 아스팔트(stone mastic asphalt, SMA) 포장 공법이 있는데, 이때 아스팔트 사용량이 일반 아스팔트 콘크리트 제조시보다 많아(아스콘 1톤에 아스팔트 함량은 6 ~ 7%) 아스팔트 콘크리트 제조 후 시공 현장까지 운반 중에 아스팔트가 골재에서 흘러내리는 문제가 있다. 이와같이, 아스팔트가 골재에서 흘러내리는 현상을 '드레인다운'이라고 하며 아스팔트가 골재에서 흘러내리면 시공 후 골재가 탈리되는 현상이 발생될 수 있는데, 이를 위해 대한민국 등록특허 제 10-0248892 호에서는 셀룰로오스 섬유가 주성분인 섬유 첨가제(아스콘 1톤당 0.3% 또는 아스팔트 대비 4 ~ 5%)를 별도로 투입하고 있다. 그러나, 섬유 첨가제를 별도로 투입하게 되면 아스팔트 콘크리트의 생산시 배치별로 섬유첨가제를 계량하여 투입하는 자동계량 및 투입설비가 추가적으로 설치되어야 하며 결과적으로 아스팔트 콘크리트 생산의 원가 상승 요인으로 작용하게 된다.

결국, 아스팔트 개질제를 적용한 개질 아스팔트 콘크리트를 건식 혼합으로 제조시, 아스팔트 개질제의 분산 속도를 향상시켜 1분 정도의 아스팔트 콘크리트 제조시간 이내에 아스팔트 개질제가 충분히 고르게 분산되도록 하는 것이 필요하다. 이와 더불어 굵은 골재를 사용하거나 아스팔트 사용량이 많은 아스팔트 콘크리트에 아스팔트가 골재에서 흘러내리는 것을 방지하기 위한 셀룰로오스 섬유 사용시 사용량을 최소화하고 별도 투입의 문제를 개선할 필요성이 있다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 노력한 결과, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 주성분으로 한 건식형 아스팔트 개질제 조성물에 셀룰로오스 섬유를 추가로 첨가하면 개질 아스팔트 제조시 아스팔트 개질제의 분산 속도를 향상시킬 수 있으며, 또한 아스팔트 콘크리트 제조시 셀룰로오스 섬유를 별도 투입하지 않으면서 셀룰로오스 섬유의 사용량을 최소화하여 아스팔트의 드레인다운 현상을 억제할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 개질 아스팔트 제조시 아스팔트 개질제의 분산속도가 우수하며, 소량의 셀룰로오스 섬유 함유량으로도 드레인다운 현상을 방지할 수 있는 건식 아스팔트 개질제 조성물 및 이를 이용한 개질 아스팔트의 제공에 그 목적이 있다.

본 발명은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 점착성 부여 수지 10 ~ 60 중량부, 프로세스 오일 5 ~ 40 중량부 및 셀룰로오스 섬유 10 ~ 100 중량부를 포함하는 건식 아스팔트 개질제 조성물을 그 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 건식 아스팔트 개질제 조성물 3 ~ 20 중량% 및 아스팔트 80 ~ 97 중량%를 포함하는 개질 아스팔트를 그 특징으로 한다.

본 발명의 건식 아스팔트 개질제 조성물은 셀룰로오스 섬유를 추가로 함유함으로써 아스팔트에 대한 용해성이 우수하고, 아스팔트가 골재에서 흘러내리는 드레인다운 현상를 방지할 수 있으며, 향상된 개질제의 분산성으로 인해 셀룰로오스 섬유의 사용량을 최소화하여 제조비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 건식 아스팔트 개질제 조성물을 함유하는 개질 아스팔트는 건식타입의 아스팔트 콘크리트의 제조, 배수성 아스팔트 포장 공법, 쇄석 매스틱 아스팔트 포장 공법 등에 유용하게 적용할 수 있다.

이하에서는 본 발명을 더욱 자세하게 설명하겠다.

본 발명은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 주성분으로 하며, 아스팔트가 골재에서 흘러내리는 드레인다운 현상을 방지하기 위해 셀룰로오스 섬유를 함유하는 건식 아스팔트 개질제 조성물에 관한 것이다.

상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 스티렌 함량이 10 ~ 50 중량%, 바람직하기로는 20 ~ 45 중량%이고, 중량 평균 분자량이 50,000 ~ 400,000 g/mol, 바람직하기로는 60,000 ~ 300,000 g/mol 범위인 선형 또는 가지형의 공중합체를 사용하는 것이 좋다. 상기 스티렌 함량이 10 중량% 미만이면 탄성이 부족하여 아스팔트 개질 시 연화점 등의 물성이 저하될 수 있고, 50 중량%를 초과하는 경우에는 플라스틱 성질이 강하게 되어 아스팔트 개질 효과가 크지 않은 문제가 발생할 수 있다. 또한, 중량 평균 분자량이 50,000 g/mol 미만이면 아스팔트 개질 효과가 크지 않을 수 있고, 400,000 g/mol을 초과하는 경우에는 점도와 상전이온도가 너무 높아 아스팔트에 용융시키는데 어려움이 있게 된다.

본 발명에서 사용되는 상기 점착성 부여 수지는 방향족 탄화수소계 석유수지, 지방족 탄화수소계 석유수지, 디시클로펜타디엔계 수지, 폴리부텐, 쿠마론-인덴 수지 등의 합성 석유수지 및 폴리터펜 수지, 터펜 페놀 수지, 로진, 로진 에스터 등의 천연계 석유수지와 이들의 수소 첨가물 등을 사용할 수 있으며, 연화점이 70 ~ 170℃인 방향족 탄화수소계 석유수지 등을 주로 사용하는 것이 바람직하며, 골재와의 접착력 등의 물성 개선을 위하여 두 가지 이상의 혼합사용이 가능하다. 점착성 부여 수지의 사용량은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 10 ~ 60 중량부가 바람직한데, 사용량이 10 중량부 미만이면 골재와의 접착력이 약해질 수 있으며, 60 중량부를 초과하여 사용할 경우에는 제품 가공시에 제품간에 응집 현상이 발생하게 되어 가공이 어려워지며, 이를 해결하기 위해 추가적인 가공비 상승을 초래하게 된다.

상기 프로세스 오일은 방향족계 프로세스 오일과 파라핀계 프로세스 오일을 모두 사용할 수 있으나, 이것 역시 아스팔트 조성물의 점도 향상을 위해서는 방향족 성분의 함량이 0 ~ 30 중량%, 나프텐 함량이 20 ~ 50 중량%, 파라핀 함량이 40 ~ 80 중량%인 파라핀계 프로세스 오일을 사용하는 것이 바람직하다. 프로세스 오일의 사용량은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 5 ~ 40 중량부가 바람직한데, 사용량이 5 중량부 미만일 경우 가공상 흐름이 낮아 어려움이 있으며, 40 중량부를 상회하는 경우 개질된 아스팔트 조성물의 60℃에서의 점도 및 연화점 등의 저하를 가져올 수 있다.

본 발명에서 사용되는 셀룰로오스 섬유는 천연펄프, 재생지 또는 폐지를 햄머 크류서 등을 사용하여 건식으로 분쇄 및 기계적인 가공에 의해 미세 셀룰로오스 단섬유로 제조된 것을 사용할 수 있다. 이때의 셀룰로오스 단섬유는 길이 0.01 ~ 8 mm, 직경 5 ~ 80 ㎛인 것을 사용하는 것이 좋다. 셀룰로오스 단섬유의 길이가 0.01 mm 미만인 경우 섬유의 엄김현상이 현저하게 떨어져 제조하고자 하는 개질제의 펠렛화가 어려워지며, 반대로 8 mm를 초과하는 겨우 엉김현상이 지나치게 커지기 때문에 개질제 제조시 설비에 과부하가 걸리는 문제가 발생할 수 있다. 또한 단섬유의 직경이 80 ㎛를 초과하면 단섬유의 표면적이 작아져 아스팔트 흡수효과가 떨어질 수 있으며, 반대로 5 ㎛ 미만의 것을 사용하여도 직경감소에 따른 아스팔트 흡수효과의 실익이 미미하고 오히려 제조단가 상승의 문제가 발생할 수 있으므로 상기 범위의 직경을 갖는 셀룰로오스 단섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 셀룰로오스 섬유의 사용량은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 10 ~ 100 중량부가 바람직한데, 사용량이 10 중량부 미만일 경우 아스팔트가 골재에서 흘러내리는 드레인다운 현상을 억제하기 미흡하며, 100 중량부를 초과하는 경우 아스팔트 콘크리트 제조시 셀룰로오스 섬유의 사용 함량이 높아져 셀룰로오스 섬유를 별도 투입 하는 것과 비교할 때 경제적인 실익이 미미하다.

본 발명의 건식 아스팔트 개질제 조성물은 단축 또는 이축 압출기, 니더, 밤바리 믹서 등을 이용하여 사용된 폴리머들이 용융될 수 있는 110 ~ 180℃에서 용융 혼련하여 펠렛 형상으로 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 건식 아스팔트 개질제 조성물은 상기 구성성분 외에도 필요에 따라 산화방지제, 열안정제, 대전방지제, 활제 등을 발명의 목적에 어긋나지 않은 범위에서 첨가하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은 상기 건식 아스팔트 개질제 조성물을 함유하는 개질 아스팔트에 관한 것이다.

본 발명의 개질 아스팔트는 상기 건식 아스팔트 개질제 조성물 3 ~ 20 중량% 및 아스팔트 80 ~ 97 중량%를 포함한다. 건식 아스팔트 개질제의 함유량이 3 중량% 미만이면 아스팔트 개질효과가 거의 없어 제조된 아스팔트 콘크리트의 소성변형 저항성 및 균열 저항성 증가에 효과가 미미하며, 함유량이 20 중량%를 초과하면 지나치게 높은 점도로 인해 아스팔트 콘크리트 제조시 혼합효과가 떨어지며 도로포장 현장에서도 다짐이 어려운 문제가 있으므로, 상기 범위의 아스팔트 개질제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 아스팔트는 일반적으로 도로포장에 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 아니한다. 이러한 개질 아스팔트는 아스팔트 개질제 조성물과 아스팔트를 160 ~ 180℃의 온도에서 용융 혼합시켜 제조할 수 있다.

본 발명의 건식 아스팔트 개질제 조성물은 아스팔트에의 용융속도가 우수하며, 소량의 셀룰로오스 섬유 함유량으로도 아스팔트가 골재에서 흘러내리는 드레인다운 현상을 방지할 수 있으므로, 이를 함유하는 개질 아스팔트는 건식타입의 아스팔트 콘크리트의 제조, 배수성 아스팔트 포장 공법 및 쇄석 매스틱 아스팔트 포장 공법 등에 유용하게 적용 가능하다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

중량평균분자량이 100,000 g/mol이고, 스티렌 함량이 33 중량%인 선형 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부, 점착성 부여 수지 40 중량부, 프로세스 오일 30 중량부 및 셀룰로오스 섬유 20 중량부를 밤바리 믹서에 넣고 140℃ 온도에서 20분간 혼합하였다. 혼합 후 155℃의 압출기를 통해 스트랜드로 토출한 다음, 냉각수를 통과하여 냉각된 스트랜드를 커터로 절단하여 지름 1 ~ 2 mm 정도의 펠렛 형태의 아스팔트 개질제를 제조하였다.

상기에서 제조된 아스팔트 개질제는 180℃로 용융되어 있는 침입도(25℃, 100 g, 5 초, 0.1 mm)가 70이고, 연화점 50℃인 아스팔트(AP-5)에 10 중량% 용융 혼합하여 개질 아스팔트를 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 셀룰로오스 섬유를 40 중량부로 사용하여 아스팔트 개질제를 제조하고, 이를 개질 아스팔트 제조에 적용하였다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 셀룰로오스 섬유를 40 중량부로 사용하여 아스팔트 개질제를 제조하고, 이를 아스팔트(AP-5)에 12.4 중량% 용융혼합하여 개질 아스팔트를 제조하였다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 셀룰로오스 섬유를 사용하지 않은 아스팔트 개질제를 제조하고, 이를 아스팔트(AP-5)에 8 중량%로 용융 혼합하여 개질 아스팔트를 제조하였다.

비교예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 셀룰로오스 섬유를 사용하지 않은 아스팔트 개질제를 제조하고, 이를 아스팔트(AP-5)에 10 중량%로 용융 혼합하여 개질 아스팔트를 제조하였다.

물성측정시험

1)용해 속도 평가

일본도로협회에서 제정한 포장시험법 편람에 기재되어 있는 '개질 아스팔트의 시료제작법'을 참고하여 개질제 분산 완료시간을 구하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구분		실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
개질제 조성물	SBS(중량부)	100	100	100	100	100
	점착성 부여 수지(중량부)	40	40	40	40	40
	프로세스 오일(중량부)	30	30	30	30	30
	셀룰로오스 섬유(중량부)	20	40	40	-	-
개질 아스팔트	아스팔트(중량%)	90	90	87.6	92	90
개질 아스팔트	개질제(중량%)	10 (1.05)^*	10 (1.90)^*	12.4 (2.36)^*	8	10
개질제 분산 완료시간(min)		15	10	12	35	40
SBS: 중량평균분자량이 100,OOO g/mol이고 스티렌 함량이 33 중량%인 선형 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체[KTR-101, 금호석유화학(주)] 점착성 부여 수지: 연화점이 110℃인 방향족 탄화수소계 석유수지[P110S, 코오롱 유화] 프로세스 오일: 40℃ 동점도가 100 cSt인 파라핀계 오일[600N, GS칼텍스] 셀룰로오스 섬유: 길이 0.01 ~ 8 mm, 직경 7 ~ 80 ㎛인 셀룰로오스 단섬유[PAPER POWDER, 주식회사 성지] 아스팔트: 침입도 70인 아스팔트[AP-5, SK에너지] ( )^* 개질 아스팔트 내 셀룰로오스 섬유의 함량

상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 아스팔트 개질제 조성물에서 셀룰로오스 섬유가 포함된 경우(실시예 1 ~ 3), 아스팔트에 대한 분산 완료시간이 셀룰로오스 섬유가 포함되지 않은 비교예 1 ~ 2 보다 짧아 용해속도가 증가했음을 알 수 있다. 이는 아스팔트 개질제의 아스팔트에의 용해시 아스팔트 개질제 내의 셀룰로오스 섬유가 다른 개질제 성분들이 아스팔트 내로 분산되도록 하는 보조재료로 작용하여 아스팔트 개질제의 분산속도를 증가시켰음을 보여주는 결과이다.

2)드레인다운 평가

드레인다운 평가를 위하여 개질 아스팔트 7.0 중량%와 13 mm 배수성 골재 93.0 중량%로 아스팔트 콘크리트 조성을 설계하고, KS F 2489 시험법에 의해 평가하였다. 개질 아스팔트로는 실시예 3과 비교예 2 조성의 개질 아스팔트를 이용하였다. 비교예 2 조성의 개질 아스팔트 제조시 셀룰로오스 섬유가 주성분인 섬유 첨가제를 넣지 않은 경우와 2.4 중량%, 4.8 중량%를 투입한 경우로 구분하여 평가하였다. 평가 결과는 하기 표 2와 같다.

구분		실시예 3	비교예 2	비교예 2-1	비교예 2-1
개질제 조성물	SBS(중량부)	100	100	100	100
	점착성 부여 수지(중량부)	40	40	40	40
	프로세스 오일(중량부)	30	30	30	30
	셀룰로오스 섬유(중량부)	40	-	-	-
개질 아스팔트	아스팔트(중량%)	87.6	90	87.6	85.2
	개질제(중량%)	12.4 (2.36)^*	10	10	10
	섬유 첨가제(중량%)	-	-	2.4	4.8
드레인다운 시험값(%)		0.25	0.45	0.32	0.25
SBS: 중량평균분자량이 100,OOO g/mol이고 스티렌 함량이 33 중량%인 선형 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체[KTR-101, 금호석유화학(주)] 점착성 부여 수지: 연화점이 110℃인 방향족 탄화수소계 석유수지[P110S, 코오롱 유화] 프로세스 오일: 40℃ 동점도가 100 cSt인 파라핀계 오일[600N, GS칼텍스] 셀룰로오스 섬유: 길이 0.01 ~ 8 mm, 직경 7 ~ 80 ㎛인 셀룰로오스 단섬유[PAPER POWDER, 주식회사 성지] 아스팔트: 침입도 70인 아스팔트[AP-5, SK에너지] 섬유 첨가제: 주성분이 셀룰로오스인 섬유 첨가제[VIATOP, 인성산업] ( )^* : 개질 아스팔트 내 셀룰로오스 섬유의 함량

상기 표 2의 결과를 살펴보면, 별도로 셀룰로오스 섬유를 투입한 경우(비교예 2-2)에 견주어 셀룰로오스 섬유가 아스팔트 개질제 내에 포함된 경우(실시예 3)는 절반 정도의 셀룰로오스 섬유 함유량으로 동등한 드레인다운 개선효과를 보이는 것을 알 수 있다. 이는 아스팔트 콘크리트 배합시 셀룰로오스를 별도로 투입하는 것보다 셀룰로오스를 아스팔트 개질제에 함유시켜 투입하는 것이 분산효과가 더 우수하여 아스팔트의 점도를 충분히 상승시킨 결과이다.

결국, 본 발명의 셀룰로오스 섬유를 함유한 건식 아스팔트 개질제는, 셀룰로오스 섬유가 다른 개질제 성분들이 아스팔트 내로 분산되는 것을 촉진시켜 개질제의 분산속도가 증가되며, 또한 분산효과 상승으로 소량의 셀룰로오스 섬유만으로도 드레인다운 현상을 방지할 수 있으므로, 이를 함유하는 개질 아스팔트는 건식타입의 아스팔트 콘크리트의 제조, 배수성 아스팔트 포장 공법 및 쇄석 매스틱 아스팔트 포장 공법 등으로 유용하게 적용 가능함을 확인할 수 있었다.

Claims

스티렌 함량이 10 ~ 50 중량%이고, 중량 평균 분자량이 50,000 ~ 300,000 g/mol 인 선형 또는 가지형 공중합체인 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부에 대하여,
점착성 부여수지 30 ~ 50 중량부;
프로세스 오일 20 ~ 40 중량부; 및
셀룰로오스 섬유 20 ~ 50 중량부;
를 포함하는 개질 분산성 증진용 건식 아스팔트 개질제 조성물.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 섬유는 길이가 0.01 ~ 8 mm 이고, 직경이 5 ~ 80 ㎛ 인 셀룰로오스 단섬유인 것을 특징으로 하는 건식 아스팔트 개질제 조성물.
제 1 항 또는 제 3 항의 건식 아스팔트 개질제 조성물 3 ~ 20 중량%; 및
아스팔트 80 ~ 97 중량%;
를 포함하는 개질 아스팔트.