KR101592411B1 - 해조류와 바이오수지를 이용한 상온 경화형 아스콘 조성물 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아스팔트 100중량부를 기준으로, 해조류 2 내지 30중량부; 바이오 수지 5 내지 20중량부; 규사 10 내지 50중량부; 경화제 2 내지 30중량부; 변형방지제 10 내지 50중량부; 박리방지제 5 내지 30중량부; 산화방지제 3 내지 20중량부; 및 충진제 2 내지 15중량부를 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물 및 이의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 상온 경화형 아스콘 조성물은 소성변형, 노화 및/또는 박리가 쉽게 발생하지 않으면서도, 침투수 및 포트홀을 방지하고, 소음을 저감하며, 저비용으로 도로포장을 수행할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 상온 경화형 아스콘 조성물은 소성변형, 노화 및/또는 박리가 쉽게 발생하지 않으면서도, 침투수 및 포트홀을 방지하고, 소음을 저감하며, 저비용으로 도로포장을 수행할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 상온 경화형 아스콘 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해조류와 바이오수지를 이용한 상온 경화형 아스콘 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
아스콘이란 아스팔트 콘크리트(Asphalt Concrete)를 줄인 명칭으로서, 포장용 가열 아스팔트 혼합물(KS F 2349규격), HMA(hot mix asphalt) 등으로도 일컬어진다.
일반적인 아스콘은 아스팔트 바인더(asphalt binder), 굵은 골재(Aggregate), 잔골재(Sand), 채움재(filler) 등을 고온에서 혼합하여 제조하며, 도로포장용 재료로서 널리 사용되고 있다.
특히, 일반적인 도로포장방법으로 아스팔트콘크리트를 이용한 아스콘 도로포장 시공방법이 주로 시행되어 왔다.
하지만, 전술한 아스콘 포장은 시공 후 5년이 되기 전에 주행트랙을 따라 가끔 소성변형이 생겨서 심각한 주행문제를 발생시키거나, 소성변형 문제는 없다 하더라도 시간의 흐름과 함께 포장 재료가 점차 노화되어 결국에는 심한 균열을 발생시켜 주기적으로 유지보수를 하여야 하는 문제점이 있으며, 이러한 보수 방법의 일례로서, 대한민국 특허등록 제0880030호에는 아스팔트 시멘트 60~80중량%; 식물성 오일 15~35중량%;을 포함하고, 알라파틱 폴리아미드(Aliphatic polyamides)가 포함된 것을 특징으로 하는 바인더로 이루어진 도로포장 긴급보수용 아스콘 조성물이 개시되어 있다.
이에, 상기 유지보수에 따른 비용을 최소화하기 위해 아스콘을 이용하여 포장한 도로의 소성변형을 최소화하고, 장시간 동안 노화되지 않으면서, 쉽게 박리되지 않도록 하는 아스콘 조성물을 개발하는 것이 요구되고 있다.
한편, 종래의 아스콘의 예를 들면 잔골재로서 모래와 석분을 각각 8중량% 및 50중량%, 굵은 골재로서 자갈 33중량%, 채움재 3중량% 및 아스팔트 6중량%를 포함하는 아스콘을 들 수 있다. 상기와 같은 잔골재, 굵은 골재 및 채움재는 아스콘의 강도를 유지하고 내부 공극을 최소화하기 위하여 적절한 비율로 사용되고 있다.
종래에는 상기 예에서 언급한 바와 같이 골재로서 천연자원으로부터 얻을 수 있는 모래, 석분, 자갈 등을 주로 사용하였으나, 상기 골재는 채취가능한 자원이 한계를 드러내고 환경파괴의 요인으로 작용하기 때문에 그 채취에 제약을 받게 되고, 따라서 이에 대한 대체 골재의 도입이 시급한 실정이다.
이러한 점을 감안하여 천연골재 대신 대체 골재를 이용한 아스콘이 제안되어 왔으나, 이러한 종래의 대체 골재를 이용한 아스콘의 경우 골재 자체의 물성이 아스콘용 잔골재에서 요구되는 물성치에 미치지 못하거나 특별한 전처리를 하여야 하는 등의 문제를 가지고 있어서 대체골재를 포함하는 아스콘의 제조가 어려움은 물론 제조 공수가 증가되는 문제가 있으며, 종래의 아스콘 조성물에 비하여 요구 물성이 오히려 열악해지는 단점도 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 극복하기 위해 창출된 것으로서, 소성변형, 노화 및/또는 박리가 쉽게 발생하지 않으면서도, 침투수 및 포트홀을 방지하고, 소음을 저감하며, 저탄소 및 저비용으로 친환경적인 도로포장을 수행할 수 있도록 하는 상온 경화형 아스콘 조성물, 특정적으로 해조류와 바이오수지를 이용한 상온 경화형 아스콘 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은
아스팔트 100중량부를 기준으로,
가시파래, 홀파래 청태, 해캄, 파래, 청각, 구슬청각, 옥덩굴, 염주말, 미역, 다시마, 헛가지말, 민가지말, 패, 고리매, 미역쇠, 감태, 곰피, 대황, 쇠미역사촌, 모자반, 괭생이 모자반, 지충이, 톳, 김, 우뭇가사리, 불등가사리, 코토니, 개도박, 둥근돌김, 개우무, 새발, 참풀가사리, 꼬시래기, 진두발, 참도박, 가시우무, 비단풀, 단박, 돌가사리, 석목, 지누아리, 또는 이들 중 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함하는 해조류 15중량부;
유변성 알키드 수지와 코코넛오일이 1:1의 중량비로 혼합된 바이오수지 10중량부;
규사 25중량부;
경화제로서 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트 15중량부;
에틸렌비닐아세테이트 변형방지제 25중량부;
비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제 15중량부;
모노페놀계 산화방지제 10중량부; 및
충진제로서 실리카 8중량부를 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물에,
가교된 폴리아크릴레이트염을 아스팔트 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하고,
아스팔트 100중량부를 기준으로,
가시파래, 홀파래 청태, 해캄, 파래, 청각, 구슬청각, 옥덩굴, 염주말, 미역, 다시마, 헛가지말, 민가지말, 패, 고리매, 미역쇠, 감태, 곰피, 대황, 쇠미역사촌, 모자반, 괭생이 모자반, 지충이, 톳, 김, 우뭇가사리, 불등가사리, 코토니, 개도박, 둥근돌김, 개우무, 새발, 참풀가사리, 꼬시래기, 진두발, 참도박, 가시우무, 비단풀, 단박, 돌가사리, 석목, 지누아리, 또는 이들 중 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함하는 해조류 15중량부;
유변성 알키드 수지와 코코넛오일이 1:1의 중량비로 혼합된 바이오수지 10중량부;
규사 25중량부;
경화제로서 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트 15중량부;
에틸렌비닐아세테이트 변형방지제 25중량부;
비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제 15중량부;
모노페놀계 산화방지제 10중량부; 및
충진제로서 실리카 8중량부를 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물에,
가교된 폴리아크릴레이트염을 아스팔트 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하고,
폴리에틸렌 왁스를 아스팔트 100중량부를 기준으로 3중량부로 더 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물을 제공한다.
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또한, 본 발명은,
아스팔트 표면에서 노후화된 표면을 컷팅하는 표면 컷팅단계;
표면 컷팅된 아스팔트를 분쇄시켜 입자화시키는 분쇄단계;
분쇄된 아스팔트 입자에 아스팔트 100중량부를 기준으로, 가시파래, 홀파래 청태, 해캄, 파래, 청각, 구슬청각, 옥덩굴, 염주말, 미역, 다시마, 헛가지말, 민가지말, 패, 고리매, 미역쇠, 감태, 곰피, 대황, 쇠미역사촌, 모자반, 괭생이 모자반, 지충이, 톳, 김, 우뭇가사리, 불등가사리, 코토니, 개도박, 둥근돌김, 개우무, 새발, 참풀가사리, 꼬시래기, 진두발, 참도박, 가시우무, 비단풀, 단박, 돌가사리, 석목, 지누아리, 또는 이들 중 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함하는 해조류 15중량부, 유변성 알키드 수지와 코코넛오일이 1:1의 중량비로 혼합된 바이오수지 10중량부, 규사 25중량부, 경화제로서 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트 15중량부, 에틸렌비닐아세테이트 변형방지제 25중량부, 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제 15중량부, 모노페놀계 산화방지제 10중량부, 및 충진제로서 실리카 8중량부를 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물에, 가교된 폴리아크릴레이트염을 아스팔트 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하고, 폴리에틸렌 왁스를 아스팔트 100중량부를 기준으로 3중량부로 더 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물을 혼합하여 상온 포장 가능한 도로 포장재를 형성하는 믹싱단계; 및
믹싱된 혼합물을 표면 컷팅된 공간에 채워넣는 채움단계를 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물의 시공방법을 제공한다.
아스팔트 표면에서 노후화된 표면을 컷팅하는 표면 컷팅단계;
표면 컷팅된 아스팔트를 분쇄시켜 입자화시키는 분쇄단계;
분쇄된 아스팔트 입자에 아스팔트 100중량부를 기준으로, 가시파래, 홀파래 청태, 해캄, 파래, 청각, 구슬청각, 옥덩굴, 염주말, 미역, 다시마, 헛가지말, 민가지말, 패, 고리매, 미역쇠, 감태, 곰피, 대황, 쇠미역사촌, 모자반, 괭생이 모자반, 지충이, 톳, 김, 우뭇가사리, 불등가사리, 코토니, 개도박, 둥근돌김, 개우무, 새발, 참풀가사리, 꼬시래기, 진두발, 참도박, 가시우무, 비단풀, 단박, 돌가사리, 석목, 지누아리, 또는 이들 중 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함하는 해조류 15중량부, 유변성 알키드 수지와 코코넛오일이 1:1의 중량비로 혼합된 바이오수지 10중량부, 규사 25중량부, 경화제로서 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트 15중량부, 에틸렌비닐아세테이트 변형방지제 25중량부, 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제 15중량부, 모노페놀계 산화방지제 10중량부, 및 충진제로서 실리카 8중량부를 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물에, 가교된 폴리아크릴레이트염을 아스팔트 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하고, 폴리에틸렌 왁스를 아스팔트 100중량부를 기준으로 3중량부로 더 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물을 혼합하여 상온 포장 가능한 도로 포장재를 형성하는 믹싱단계; 및
믹싱된 혼합물을 표면 컷팅된 공간에 채워넣는 채움단계를 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물의 시공방법을 제공한다.
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본 발명에 따른 상온 경화형 아스콘 조성물은 소성변형, 노화 및/또는 박리가 쉽게 발생하지 않으면서도, 침투수 및 포트홀을 방지하고, 소음을 저감하며, 저탄소 및 저비용으로 친환경적인 도로포장을 수행할 수 있도록 한다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 아스팔트 100중량부를 기준으로, 해조류 2 내지 30중량부; 바이오 수지 5 내지 20중량부; 규사 10 내지 50중량부; 경화제 2 내지 30중량부; 변형방지제 10 내지 50중량부; 박리방지제 5 내지 30중량부; 산화방지제 3 내지 20중량부; 및 충진제 2 내지 15중량부를 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 아스팔트 표면에서 노후화된 표면을 컷팅하는 표면 컷팅단계; 표면 컷팅된 아스팔트를 분쇄시켜 입자화시키는 분쇄단계; 분쇄된 아스팔트 입자에 아스팔트 100중량부를 기준으로, 해조류 2 내지 30중량부, 바이오 수지 5 내지 20중량부, 규사 10 내지 50중량부, 경화제 2 내지 30중량부, 변형방지제 10 내지 50중량부, 박리방지제 5 내지 30중량부, 산화방지제 3 내지 20중량부; 및 충진제 2 내지 15중량부를 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물을 혼합하여 상온 포장 가능한 도로 포장재를 형성하는 믹싱단계; 및 믹싱된 혼합물을 표면 컷팅된 공간에 채워넣는 채움단계를 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 아스팔트는 당업계에서 통상적으로 사용되는 아스팔트, 특정적으로 석유계 아스팔트라면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 상온 경화형 아스콘 조성물을 구성하는 아스팔트 외 나머지 성분들의 함량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 한다.
본 발명에 따른 해조류는 상온 경화형 아스콘 조성물, 특정적으로 해조류와 바이오수지를 이용한 상온 경화형 아스콘 조성물에 포함되어 상기 상온 경화형 아스콘 조성물의 건조 및 경화시에 수축이 커져 갈라지거나 굴곡 및 충격강도가 약하여 용이하게 부서지는 것을 방지할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 해조류는 아스콘 조성물로 포장된 포장면의 공극을 채워줌으로써 방수효과를 제공할 뿐만 아니라 동결융해시 손상이 발생되지 않도록 할 수 있다.
또한, 상기 해조류는 포장용 아스콘 조성물을 구성하는 구성성분들 간의 결합을 촉진시키고, 균열을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 침투수 및 포트홀을 방지하고, 소음을 저감할 수 있도록 한다.
여기서, 상기 해조류는 세계적으로 약 8,000종, 한국 근해에는 약 500여 종이 서식하고 있으므로 이들 모두를 사용할 수 있지만, 바람직한 해조류로서 녹조류, 갈조류, 홍조류 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상을 사용하는 것이 좋다.
바람직한 해조류로 대표적인 것은 녹조류로는 가시파래, 홀파래 청태, 해캄, 파래, 청각, 구슬청각, 옥덩굴, 염주말 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 갈조류로는 미역, 다시마, 헛가지말, 민가지말, 패, 고리매, 미역쇠, 감태, 곰피, 대황, 쇠미역사촌, 모자반, 괭생이 모자반, 지충이, 톳 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 홍조류로는 김, 우뭇가사리, 불등가사리, 코토니, 개도박, 둥근돌김, 개우무, 새발, 참풀가사리, 꼬시래기, 진두발, 참도박, 가시우무, 비단풀, 단박, 돌가사리, 석목, 지누아리 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 해조류는 건조된 해조류, 분말 형태의 해조류 또는 끊여서 농축시킨 농축액 형태를 사용할 수도 있다.
바람직한 해조류의 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 2 내지 30중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 바이오 수지는 상온 경화형 아스콘 조성물의 균열발생을 억제하고, 접착력 및 내구성을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 바이오 수지라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 유변성 알키드 수지, 유변성 우레탄 수지, 유변성 우레탄 수지의 지방산 에스테르, 유변성 에폭시 수지, 유변성 에폭시 수지의 지방산 에스테르, 바이오 폴리에틸렌 수지, L-폴리락트산 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것을 사용하는 것이 좋고, 추천하기로는 유변성 알키드 수지를 사용하는 것이 좋다.
여기서, 상기 유변성은 지방산 등의 유성분을 분자 중에 함유하는 수지를 지칭하는 것으로서, 이러한 유변성 수지를 사용하게 되면 분산성, 기계적 성질, 경화성, 피막 형성성을 제어하기 용이하다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 바이오 수지는 식물성 오일, 예를 들면 식물 또는 식물의 씨로부터 추출된 오일로, 쌀 기름, 팜 오일, 코코넛 오일, 피마자 오일, 포도씨 오일, 호호바 오일, 홍화 오일, 마카데미아너츠 오일, 올리브씨 오일, 및 이들의 혼합 오일과 혼합하여 사용할 수 있다.
이때, 상기 바이오 수지와 식물성 오일의 혼합비는 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 추천하기로는 바이오 수지와 식물성 오일의 중량비율로서 1:9 내지 9:1인 것이 좋다.
바람직한 바이오 수지의 함량은 특별히 한정되지 않지만, 상온 경화형 아스콘 조성물에 포함된 아스팔트 100중량부를 기준으로 5 내지 20중량부를 포함하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 규사는 당업계에서 통상적으로 사용되는 규사라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 추천하기로는 규사2호, 규사3호 또는 규사6호를 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 10 내지 50중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 경화제는 아스콘 조성물을 경화시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 통상적인 경화제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 4.4-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 핵사메틸렌테트라민, 아민류, 폴리아마이드 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 2 내지 30중량부인 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 경화제는 저수축제를 더 포함할 수 있다.
이러한 경우, 상기 저수축제는 경화제 전체 중량 기준으로 30중량%를 넘지 않는 범위에서 사용하는 것을 추천한다.
바람직한 저수축제로는 불포화 폴리에스터계 저수축제, 예를 들면 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제를 사용하는 것을 추천한다.
본 발명에 따른 변형방지제는 상온 경화형 아스콘 조성물의 소성변형을 감소시키기 위한 것이다.
바림직한 변형방지제는 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리뷰텐, 하임팩트폴리스티렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 추천하고, 그 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 10 내지 50중량부인 것이 좋다.
이때, 상기 변형방지제의 사용량이 10중량부 미만이면 변형을 방지하는 효과가 미미하고, 50중량부를 초과하면 아스콘을 제조할 경우 다른 구성성분과의 혼합이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 박리방지제는 아스콘 조성물이 포장 대상면으로부터 쉽게 박리되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 박리방지제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 폴리인산계, 아민계, 또는 인산 에스테르계 박리방지제를 사용하는 것이 좋다.
특정적으로, 상기 박리방지제는 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제; 산가가 10 KOH/g 이하이고, 총 아민가가 140 내지 400HCl/g인 아민계 박리방지제일 수 있다.
바람직한 박리방지제의 사용량은 아스팔트 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 산화방지제는 상온 경화형 아스콘 조성물의 산화를 방지하기 위한 것이다.
바람직한 산화방지제는 아민계, 비스페놀계, 모노페놀계 및 유황계 산화방지제가 사용될 수 있고, 그 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 3 내지 20중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 충진제는 치수 안정성 및 내마모성을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 충진제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 아스팔트 100중량부 기준으로 2 내지 15중량부인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 충진제의 사용량이 2중량부 미만이면 치수 안정성 및 내마모성, 칙소성(Thixotropic)의 저하를 가져와 내구성 저하를 유발하고, 15중량부를 초과하는 경우에는 칙소 상승에 의한 작업성 저하 및 내충격성 저하 등의 영향을 유발하므로 바람직하지 못하다.
바람직한 충진제로는 벤톤, 실리카, 탄산칼슘, 탈크, 황산바륨, 수산화알루미늄 중에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 상온 경화형 아스콘 조성물은 건조층의 표면 택키(tacky)를 방지하여 차량 통행으로 인한 표면오염을 방지하기 위한 왁스를 아스팔트 100중량부를 기준으로 2 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
바람직한 왁스로는 폴리에틸렌 왁스 또는 폴리프로필렌 왁스 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 상온 경화형 아스콘 조성물은 폐아스콘을 더 포함할 수 있다.
상기 폐아스콘은 종래에 포장용으로 사용된 아스콘이 노후화되거나 파손되어 교체할 경우 발생되는 것을 주로 사용하며, 그 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 50 내지 150중량부인 것을 추천한다.
여기서, 상기 폐아스콘을 아스콘 조성물에 부가하여 새로운 아스콘 조성물을 구성할 경우, 기능이 저하된 폐아스콘의 기능을 향상시키기 위해 아스콘 성능개선제를 더 부가할 수 있다.
상기 아스콘 성능개선제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 성능개선제, 특정적으로 아스콘 성능개선제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 폐아스콘 100중량 기준으로 5 내지 30중량부인 것이 바람직하다.
바람직한 성능개선제로는 성능개선제 전체 중량 기준으로 비닐아세테이트 모노머-파라핀오일 90 내지 99.5중량% 및 과산화벤조일 0.5내지 10중량%를 포함하는 것이 좋다.
여기서, 상기 비닐아세테이트 모노머-파라핀오일은 비닐아세테이트 모노머 5 내지 25중량% 및 파라핀 오일 75 내지 95중량%가 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스콘 조성물은 고분자 개질제를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 고분자 개질제는 당업계에서 통상적으로 사용하는 고분자 개질제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 2 내지 40중량부인 것을 추천한다.
상기 고분자 개질제의 일 양태로서, 본 발명에서는 스티렌부타디엔스티렌, 생고무, 스티렌이소프렌스티렌, 니트릴고무, 스티렌부타디엔고무, 부타디엔고무 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 고분자 수지를 포함하는 개질제를 사용하는 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스콘 조성물은 약 80 이상의 고온에서 점도를 감소시키고, 아스콘 조성물을 구성하는 구성성분간의 혼합을 원활하게 수행할 수 있도록 가소제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 가소제는 테레프탈산 금속염, 스테아린산 금속염, 석유수지, 저분자량 폴리에틸렌 및 저분자량 폴리아미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 좋고, 그 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 1 내지 20중량부인 것이 좋다.
여기서, 상기 가소제의 사용량인 1중량부 미만이면 효과가 없고, 20중량부를 초과하면 점도가 낮아져 소성변형 저항성이 약해지는 문제점이 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 상온 경화형 아스콘 조성물은 분산제를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 분산제는 전체 아스콘 조성물에 극성을 부여하여 아스콘 조성물을 구성하는 구성성분, 특정적으로 골재와의 부착력을 향상시키고, 화합물들을 균일하게 분산시키며, 내한성을 개선시키는 기능을 수행하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 분산제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 유기산, 아로마틱 오일, 지방족 오일, 동 식물성 기름, 캐스터 오일, 면실유, 미네랄 오일 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용하는 것이 좋다.
바람직한 분산제의 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 0.1 내지 10중량부인 것이 좋다.
이때, 상기 분산제의 사용량이 0.1중량부 미만이면 거의 효과가 없고, 10중량부를 초과하면 액체처럼 되어서 상온에서도 전혀 강도를 발현하지 못하는 단점이 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 상온 경화형 아스콘 조성물은 파이버를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 파이버는 본 발명에 따른 상온 경화형 아스콘 조성물로 형성된 포장면의 종-횡 방향으로 가해지는 응력에 의한 인장력을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 파이버, 예를 들면 셀룰로즈 파이버, 바람직하게는 천연 셀룰로즈 파이버를 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 아스팔트 100중량부 기준으로 5 내지 10중량부인 것이 좋다.
상기 셀룰로즈 파이버의 함량이 5중량부 미만인 경우에는 인장력 향상 효과가 저하되고, 10중량부를 초과하는 경우에는 인장력 향상 효과는 우수하나 아스콘 조성물의 제조시 점도가 급격히 상승하여 시공점도가 너무 높아지게 되어 바람직하지 않다.
또 다른 양태로서, 본 발명에 따른 아스콘 조성물, 특정적으로 상온 경화형 아스콘 조성물은 수분침투를 방지하여 내구성을 향상시키기 위해 아스팔트 100중량부 기준으로 가교된 폴리아크릴레이트 염 1 내지 10중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 아스콘 조성물에 수분이 침투하게 되면, 수분에 의해 팽창되어 콘크리트 조성물 내부의 공극을 채우게 되어 수분의 침투를 방지하게 되고 이에 따라 아스콘 조성물 내부의 내구성을 증진시키는 역할을 한다.
더욱, 상세하게는, 상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 아크릴레이트염의 중합체가 가교(crosslink)된 물질을 말하며, 고흡수성 폴리머의 일종으로, 가교제로 아크릴산(Acrylic acid)dl 포함된 아크릴산과 소듐아크릴레이트(sodium acrylate)의 공중합체로 이루어지며, 하기 (C3H4O2.C3H3O2Na)x 의 분자식을 갖는다.
상기의 구조로 이루어지는 가교된 폴리아크릴레이트염은 고분자 사슥 간의 가교결합(cross-linking)을 통한 3차원의 망상구조 또는 단일 사슬구조에서 친수성기의 도입에 따른 유체의 흡수현상을 나타내는 폴리머로, 일반 폴리머 재료에 비하여 흡수성이 월등히 높기 때문에 위생용품의 슬림화 및 고성능화 실현을 위한 필수적인 고기능성 재료로 사용되며, 이러한 고흡수성 폴리머인 가교된 폴리아크릴레이트염이 아스콘 조성물에 사용되면 수분 침투시 팽창하여 아스콘 조성물의 내부 공극을 채워 수분의 침투를 방지하고, 내구성을 증진시키게 된다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 상온 경화형 아스콘 조성물, 특정적으로 해조류와 바이오수지를 이용한 상온 경화형 아스콘 조성물의 시공방법을 설명하면 다음과 같다.
여기서, 상기 상온 경화형 아스콘 조성물의 시공방법은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 아스팔트 표면에서 노후화된 표면을 컷팅하는 표면 컷팅단계;
표면 컷팅된 아스팔트를 분쇄시켜 입자화시키는 분쇄단계;
분쇄된 아스팔트 입자에 아스팔트 100중량부를 기준으로, 해조류 2 내지 30중량부, 바이오 수지 5 내지 20중량부, 규사 10 내지 50중량부, 경화제 2 내지 30중량부, 변형방지제 10 내지 50중량부, 박리방지제 5 내지 30중량부, 산화방지제 3 내지 20중량부; 및 충진제 2 내지 15중량부를 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물을 혼합하여 상온 포장 가능한 도로 포장재를 형성하는 믹싱단계; 및
믹싱된 혼합물을 표면 컷팅된 공간에 채워넣는 채움단계를 포함한다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
석유계 아스팔트인 아스팔트 AP-3 100g, 가시파래 15g, 유변성 알키드 수지 10g, 규사 25g, 4.4-디페닐메탄 디이소시아네이트 15g, 에틸렌비닐아세테이트로 이루어진 변형방지제 25g, 비중이 1.0 이상이고 60 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제 15g, 모노페놀계 산화방지제 10g, 충진제로서 실리카 8g을 혼합하여 상온 경화형 아스콘 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 가시파래 15g 대신 청태 5g, 미역 5g 및 우뭇가사리 5g을 사용하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 유변성 알키드 수지 10g 대신 유변성 알키드 수지 5g과 피마자 오일 5g을 혼합한 혼합물을 사용하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 유변성 알키드 수지 10g 대신 유변성 우레탄 수지의 에스테르 10g을 사용하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 4.4-디페닐메탄 디이소시아네이트 15g 대신 4.4-디페닐메탄 디이소시아네이트 12g 및 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제 3g를 포함하는 경화제를 사용하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폐아스콘 70g을 더 포함시켜 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 6과 동일한 방법으로 실시하되, 비닐아세테이트 모노머-파라핀오일 13.5g 및 과산화벤조일 1.5g이 혼합된 아스콘 성능개선제를 더 포함시켜 실시하였다.
[실시예 8]
실시예 6과 동일한 방법으로 실시하되, 스티렌부타디엔스티렌을 포함하는 고분자 개질제 15g을 더 포함시켜 실시하였다.
[실시예 9]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 천연 셀룰로즈 파이버 8g을 더 포함시켜 실시하였다.
[실시예 10]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 가교된 폴리아크릴레이트 염 5g을 더 포함시켜 상온 경화형 아스콘 조성물을 제조하였다.
[실시예 11]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리에틸렌 왁스 3g을 더 포함시켜 상온 경화형 아스콘 조성물을 제조하였다.
[비교예 1]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 가시파래 15g을 제외하여 실시하였다.
[비교예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 유변성 알키드 수지 10g을 제외하여 실시하였다.
[비교예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 에틸렌비닐아세테이트로 이루어진 변형방지제 25g을 제외하여 실시하였다.
[비교예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 비중이 1.0 이상이고 60 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제 15g을 제외하여 실시하였다.
[실 험]
실시예 및 비교예에 따라 제조된 아스콘 조성물의 수침잔류안정도(KS F 2369), 마샬안정도, 간접인장강도를 측정하여 다음 표 1 내지 3으로 나타냈다.
| 수침잔류안정도 (%) | |||
| 수침전 안정도(N) | 수침 후 안정도(N) | 잔류 안정도(%) | |
| 실시예 1 | 19692.0 | 14595.0 | 82 |
| 실시예 2 | 19641.0 | 14465.0 | 83 |
| 실시예 3 | 19982.0 | 15585.0 | 85 |
| 실시예 4 | 19692.0 | 14662.0 | 82 |
| 실시예 5 | 19952.0 | 15665.0 | 85 |
| 실시예 6 | 19634.0 | 14645.0 | 83 |
| 실시예 7 | 19696.0 | 14545.0 | 82 |
| 실시예 8 | 19794.0 | 14633.0 | 81 |
| 실시예 9 | 19486.0 | 14453.0 | 85 |
| 실시예 10 | 19822.0 | 14553.0 | 83 |
| 실시예 11 | 19219.0 | 14632.0 | 84 |
| 비교예 1 | 19692.0 | 12751.0 | 62 |
| 비교예 2 | 19692.0 | 12323.0 | 66 |
| 비교예 3 | 19692.0 | 12432.0 | 64 |
| 비교예 4 | 19692.0 | 13175.0 | 63 |
| 마샬안정도(N) | ||||||
| 양생기간(시간) | ||||||
| 3 | 5 | 7 | 10 | 20 | 48 | |
| 실시예 1 | 3396 | 6664 | 14155 | 19863 | 28945 | 38832 |
| 실시예 2 | 3493 | 6678 | 14145 | 19823 | 28945 | 38882 |
| 실시예 3 | 3121 | 6847 | 14163 | 21893 | 29547 | 39851 |
| 실시예 4 | 3313 | 6546 | 14165 | 19893 | 28945 | 38832 |
| 실시예 5 | 3412 | 6745 | 15176 | 20893 | 30431 | 39832 |
| 실시예 6 | 3111 | 6454 | 14163 | 19893 | 28935 | 36832 |
| 실시예 7 | 3212 | 6235 | 14163 | 19453 | 28946 | 38823 |
| 실시예 8 | 3293 | 6645 | 14316 | 19323 | 28348 | 38331 |
| 실시예 9 | 3253 | 6785 | 14168 | 19933 | 29665 | 38543 |
| 실시예 10 | 3323 | 6643 | 14165 | 19892 | 29545 | 39765 |
| 실시예 11 | 3363 | 6745 | 14133 | 19603 | 27948 | 38812 |
| 비교예 1 | 2217 | 5342 | 12065 | 15677 | 23678 | 30765 |
| 비교예 2 | 2123 | 5442 | 12144 | 14581 | 22934 | 30546 |
| 비교예 3 | 2124 | 5352 | 12498 | 15469 | 23678 | 30542 |
| 비교예 4 | 2311 | 5532 | 12698 | 15989 | 24698 | 31982 |
| 간접인장강도(MPa) | ||||||
| 양생기간(시간) | ||||||
| 3 | 5 | 7 | 10 | 20 | 48 | |
| 실시예 1 | 0.043 | 0.098 | 0.278 | 0.819 | 1.083 | 1.283 |
| 실시예 2 | 0.041 | 0.098 | 0.274 | 0.817 | 1.023 | 1.198 |
| 실시예 3 | 0.049 | 0.102 | 0.312 | 0.989 | 1.383 | 1.582 |
| 실시예 4 | 0.043 | 0.095 | 0.279 | 0.843 | 1.101 | 1.283 |
| 실시예 5 | 0.047 | 0.122 | 0.352 | 0.997 | 1.383 | 1.622 |
| 실시예 6 | 0.042 | 0.097 | 0.284 | 0.823 | 1.201 | 1.283 |
| 실시예 7 | 0.043 | 0.095 | 0.254 | 0.877 | 1.011 | 1.298 |
| 실시예 8 | 0.041 | 0.096 | 0.268 | 0.823 | 1.123 | 1.184 |
| 실시예 9 | 0.042 | 0.097 | 0.283 | 0.817 | 1.001 | 1.123 |
| 실시예 10 | 0.042 | 0.093 | 0.292 | 0.876 | 1.092 | 1.283 |
| 실시예 11 | 0.041 | 0.091 | 0.267 | 0.819 | 1.086 | 1.192 |
| 비교예 1 | 0.004 | 0.012 | 0.186 | 0.698 | 0.821 | 1.283 |
| 비교예 2 | 0.004 | 0.011 | 0.185 | 0.643 | 0.831 | 1.098 |
| 비교예 3 | 0.005 | 0.015 | 0.198 | 0.688 | 0.823 | 1.283 |
| 비교예 4 | 0.008 | 0.019 | 0.210 | 0.712 | 0.989 | 1.098 |
표 1 내지 표 3에 나타낸 바와 같이, 비교예들과 비교하여 수침후에도 14000N이상의 안정도를 보였으며, 시간이 지날수록 마샬안정도가 증가하고, 인장가도가 높은 것으로 나타났다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (5)
- 아스팔트 100중량부를 기준으로,
가시파래, 홀파래 청태, 해캄, 파래, 청각, 구슬청각, 옥덩굴, 염주말, 미역, 다시마, 헛가지말, 민가지말, 패, 고리매, 미역쇠, 감태, 곰피, 대황, 쇠미역사촌, 모자반, 괭생이 모자반, 지충이, 톳, 김, 우뭇가사리, 불등가사리, 코토니, 개도박, 둥근돌김, 개우무, 새발, 참풀가사리, 꼬시래기, 진두발, 참도박, 가시우무, 비단풀, 단박, 돌가사리, 석목, 지누아리, 또는 이들 중 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함하는 해조류 15중량부;
유변성 알키드 수지와 코코넛오일이 1:1의 중량비로 혼합된 바이오수지 10중량부;
규사 25중량부;
경화제로서 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트 15중량부;
에틸렌비닐아세테이트 변형방지제 25중량부;
비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제 15중량부;
모노페놀계 산화방지제 10중량부; 및
충진제로서 실리카 8중량부를 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물에,
가교된 폴리아크릴레이트염을 아스팔트 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하고,
폴리에틸렌 왁스를 아스팔트 100중량부를 기준으로 3중량부로 더 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 아스팔트 표면에서 노후화된 표면을 컷팅하는 표면 컷팅단계;
표면 컷팅된 아스팔트를 분쇄시켜 입자화시키는 분쇄단계;
분쇄된 아스팔트 입자에 아스팔트 100중량부를 기준으로, 가시파래, 홀파래 청태, 해캄, 파래, 청각, 구슬청각, 옥덩굴, 염주말, 미역, 다시마, 헛가지말, 민가지말, 패, 고리매, 미역쇠, 감태, 곰피, 대황, 쇠미역사촌, 모자반, 괭생이 모자반, 지충이, 톳, 김, 우뭇가사리, 불등가사리, 코토니, 개도박, 둥근돌김, 개우무, 새발, 참풀가사리, 꼬시래기, 진두발, 참도박, 가시우무, 비단풀, 단박, 돌가사리, 석목, 지누아리, 또는 이들 중 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함하는 해조류 15중량부, 유변성 알키드 수지와 코코넛오일이 1:1의 중량비로 혼합된 바이오수지 10중량부, 규사 25중량부, 경화제로서 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트 15중량부, 에틸렌비닐아세테이트 변형방지제 25중량부, 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제 15중량부, 모노페놀계 산화방지제 10중량부, 및 충진제로서 실리카 8중량부를 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물에, 가교된 폴리아크릴레이트염을 아스팔트 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하고, 폴리에틸렌 왁스를 아스팔트 100중량부를 기준으로 3중량부로 더 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물을 혼합하여 상온 포장 가능한 도로 포장재를 형성하는 믹싱단계; 및
믹싱된 혼합물을 표면 컷팅된 공간에 채워넣는 채움단계를 포함하는 상온 경화형 아스콘 조성물의 시공방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020150046090A KR101592411B1 (ko) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | 해조류와 바이오수지를 이용한 상온 경화형 아스콘 조성물 및 이를 이용한 시공방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150046090A KR101592411B1 (ko) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | 해조류와 바이오수지를 이용한 상온 경화형 아스콘 조성물 및 이를 이용한 시공방법 |
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| KR1020150046090A KR101592411B1 (ko) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | 해조류와 바이오수지를 이용한 상온 경화형 아스콘 조성물 및 이를 이용한 시공방법 |
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| KR (1) | KR101592411B1 (ko) |
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2015
- 2015-04-01 KR KR1020150046090A patent/KR101592411B1/ko active IP Right Grant
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