KR20010025392A - Additive for paving a road from the stone mastic asphalt and its granule preparation method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장용 첨가재 및 이의 그래뉼 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 셀룰로오스 섬유 100중량부에 대하여 무기질 분말 10 내지 100중량부, 수용성 폴리머 0.2 내지 20중량부, 탄소수 4 이하의 저급 알코올 10 내지 100중량부 또는 물 5 내지 20중량부로 구성되어지되, 천연펄프, 재생지 또는 폐지를 분쇄 및 해면하여 미세 셀룰로오스 단섬유를 제조하여 제1 셀룰로오스 섬유 저장탱크에 저장하는 공정; 별도로 무기질 분말을 계량하여 무기질 분말 계량탱크에 저장하는 공정; 저급 알코올 또는 물에 수용성 폴리머를 용해한 수용액을 계량하여 수용액 저장탱크에 저장하는 공정; 미세 셀룰로오스 단섬유, 무기질 분말과 저급 알코올 또는 물에 수용성 폴리머를 용해한 수용액을 더블 패들 믹서에서 혼합하고 제2 셀룰로오스 섬유 저장탱크로 이송하여 저장하는 공정; 제2 셀룰로오스 섬유 저장탱크로부터 혼합물을 스크류 컨베이어를 이용하여 펠릿 머시인으로 이송하고 펠릿 머시인을 이용하여 펠릿으로 성형하는 공정; 성형된 펠릿을 냉각실에서 건조하되 사이클론을 이용하여 발생되는 먼지를 집진하면서 건조하는 공정; 건조된 펠릿을 저장조로 이송하고 일정 단위로 포장하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장용 첨가재 및 이의 그래뉼 제조방법에 관한 것으로, 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장 방법에 있어서는 굵은 골재를 다량으로 사용하게 되며, 이 때 아스팔트의 흘러내림을 방지하기 위하여 공극이 많은 셀룰로오스 섬유를 선택하여 사용하였고, 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 혼합물의 생산, 운반, 포설시 아스팔트의 흘러내림을 방지함은 물론 아스팔트 바인더의 일부로서 노화, 수분침투에 대하여 혼합물의 내구성을 증진시키고 피로에 대한 저항력을 증진시키는 효과를 얻기 위한 것이다.The present invention relates to a flow-resistant or drainable asphalt concrete pavement additives and granules manufacturing method thereof, more specifically, 10 to 100 parts by weight of inorganic powder, 0.2 to 20 parts by weight of water-soluble polymer, 4 carbon atoms with respect to 100 parts by weight of cellulose fibers. It is composed of 10 to 100 parts by weight of the lower alcohol or 5 to 20 parts by weight of water, pulverized and spun natural pulp, recycled paper or waste paper to produce fine cellulose short fibers to store in a first cellulose fiber storage tank; Separately measuring the inorganic powder and storing in the inorganic powder measuring tank; Measuring an aqueous solution in which a water-soluble polymer is dissolved in lower alcohol or water and storing the aqueous solution in an aqueous storage tank; Mixing fine cellulose short fibers, inorganic powder and an aqueous solution in which water-soluble polymers are dissolved in lower alcohol or water in a double paddle mixer, and transferring them to a second cellulose fiber storage tank for storage; Transferring the mixture from the second cellulose fiber storage tank to a pellet machine using a screw conveyor and shaping it into pellets using the pellet machine; Drying the molded pellets in a cooling chamber while collecting dust generated by using a cyclone and drying the dust; The present invention relates to a flow-resistant or drainable asphalt concrete pavement and a granule manufacturing method thereof, wherein the dried pellets are transferred to a storage tank and packed in a predetermined unit. In order to prevent the flow of asphalt, cellulose fibers with many voids were selected and used.In addition, it prevents the flow of asphalt during the production, transportation, and installation of the flow-resistant or drainable asphalt concrete mixture. As part of the asphalt binder, to achieve the effect of enhancing the durability of the mixture against aging, moisture penetration and enhancing fatigue resistance.
기존의 밀입도 아스팔트 포장의 전단저항특성은 골재의 맞물림보다는 골재 사이의 마찰력과 아스팔트 바인더의 점성에 의존함으로 현재와 같은 중차량의 급격한 증가와 정체구간의 발생빈도가 높아지는 현 실정에서는 바퀴자국 패임에 따른 승차감 저하 뿐만 아니라 교통사고의 위험성 증대, 유지보수에 따른 교통체증 등은 도로이용자에 상당한 불편함으로 작용해 왔다.The shear resistance of conventional pavement asphalt pavement depends on the friction between the aggregates and the viscosity of the asphalt binder rather than on the aggregates of the aggregates. In addition to the deterioration of ride comfort, increased risks of traffic accidents and traffic congestion due to maintenance have caused significant inconvenience for road users.
특히, 여름철 고온에 의한 아스팔트 포장재의 온도상승으로 기온이 높고 교통량이 많은 도심구간의 포장도로는 소성변형이 심각하여 쉽게 포장의 파손으로 이어져 도로포장의 수명단축에 의한 직접적인 국고손실 등 사회간접비용이 심각하게 늘어나고 있다.In particular, pavement roads in urban areas with high temperatures and heavy traffic due to high temperature in asphalt pavement due to high temperature in summer are easily deformed due to severe plastic deformation, which leads to loss of pavement. It's growing seriously.
즉, 아스팔트는 저온에서는 취성을 나타내어 균열을 발생시키며, 고온에서는 형태변형이 쉽게 발생하므로 소성변형을 일으키게 되고, 국민 생활 수준의 전반적인 향상과 산업의 발전에 따른 물류량 증가에 의하여 도로를 운행하는 차량의 대수가 확대되고, 이에 따른 교통량 증가 및 차체의 중량화 등의 원인으로 인하여 균열이나 소성변형이 더욱 촉진됨으로서 아스팔트 포장도로의 수명이 급격히 단축되는 문제점이 있다.In other words, asphalt exhibits brittleness at low temperatures, causing cracks, and plastic deformations at high temperatures, causing plastic deformation, and increasing the amount of logistics due to the improvement of national living standards and industrial development. As the number of logs is expanded, cracks and plastic deformation are further promoted due to the increase of traffic volume and weight of the vehicle body, thereby shortening the life of the asphalt pavement.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근 들어 아스팔트의 특성을 우수하게 개질하기 위한 여러 가지 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다.In order to solve the problems as described above, a variety of researches for improving the characteristics of asphalt have been actively conducted in recent years.
아스팔트를 개질하는 방법으로는 여러 가지의 방법들이 알려져 있으나, 국내 공개특허 제95-3393호, 제94-702908호, 제94-7121호, 일본 특개소52-105925호, 소51-63819호, 소56-93757호, 소56-98262호, 소50-84622호, 소49-98418호, 미국 특허 제3,853,799호, 제3,992,341호, 제4,240,946호, 제5,039,342호, 제5,037,474호 등에 기재되어 있는 바와 같이 폴리머를 이용한 아스팔트의 개질 방법이 이론적 또는 경제적인 측면에서 가장 바람직한 것으로 알려져 있다.As a method for reforming asphalt, various methods are known, but Korean Patent Publication Nos. 95-3393, 94-702908, 94-7121, Japanese Patent Laid-Open Nos. 52-105925, and 51-63819, As described in So 56-93757, So 56-98262, So 50-84622, So 49-98418, U.S. Patent Nos. 3,853,799, 3,992,341, 4,240,946, 5,039,342, 5,037,474, etc. Likewise, a method of modifying asphalt using polymers is known to be the most preferable from a theoretical or economical point of view.
그러나, 상기와 같이 아스팔트를 개질하는 방법은 개질 효과에 있어서 한계가 존재할 뿐만 아니라 일반적인 아스팔트 포장 공법 특유의 문제점 즉, 고온 및 중차량 조건에서 소성변형에 대한 저항력의 한계, 저온에서의 균열 발생 및 골재의 탈리 현상 발생, 표면 조직이 평활하여 마찰저항성이 미약하고 우천시 노면반사와 수막의 형성, 소음 발생, 높은 마모력과 내구성 저하, 동적 안정도가 낮다는 등의 많은 문제점이 발생하고 있다.However, the method of modifying the asphalt as described above not only has a limitation in the modification effect, but also a problem peculiar to the general asphalt pavement method, that is, a limit of resistance to plastic deformation at high and heavy vehicle conditions, crack generation at low temperatures and aggregates. There are many problems such as desorption of phenomena, smooth surface texture, low frictional resistance, formation of road reflection and water film in rainy weather, noise, high wear and durability, and low dynamic stability.
뿐만 아니라, 상기와 같은 개질 아스팔트 콘크리트는 수명을 다하게 되면 개질화되어 있기 때문에 산업폐기물로 처리되고 재활용하기에는 적합하지 않은 것으로 현재까지 알려져 왔다.In addition, such modified asphalt concrete is known to be not suitable to be treated and recycled as industrial waste because it is modified at the end of its life.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 많은 공법들이 연구 개발되고 있으나 현재까지 알려진 방법 중 가장 효과적인 것은 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장 방법(SMA : Stone Mastic Asphalt)으로 알려져 있다.In order to solve this problem, many methods have been researched and developed, but the most effective methods known to date are known as SMA (Stone Mastic Asphalt).
내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장 방법은 독일을 비롯한 유럽전역 및 미국 등 전세계적으로 사용되고 있는 아스팔트 콘크리트 포장 공법으로 아스팔트 포장의 내유동성, 내구성 향상을 증진하고자 아스팔트 결합재 보다는 골재의 입도 특성을 최적 맞물림 상태로 하는 것으로, 일반 아스팔트 포장 공법과 비교할 때 굵은 골재를 다량 사용하며, 골재와 골재 사이를 채울 수 있는 결합재로서 아스팔트, 부순모래, 충진재(Filler)와 셀룰로오스 섬유가 사용되며, 이들 결합재(매스틱)는 골재와 골재들을 결합시켜 주는 페이스트(paste)로 작용한다.Flow-resistant or drainable asphalt concrete pavement method is an asphalt concrete pavement method that is used worldwide in Germany, Europe, and the United States, etc., in order to improve the flow resistance and durability of asphalt pavement, and to optimize the particle size characteristics of aggregates rather than asphalt binders. Compared to the general asphalt pavement method, a large amount of coarse aggregate is used, and asphalt, crushed sand, filler and cellulose fiber are used as a binder to fill the aggregate and aggregate, and these binders (mastic) It acts as a paste that combines aggregate with aggregate.
그러나, 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장 방법을 시행함에 있어서 5 ∼ 13mm 정도의 굵은 골재를 70% 이상 다량 사용하기 때문에 많은 양의 아스팔트가 흘러 내리게 되며, 이러한 문제점을 개선하기 위하여 셀룰로오스 섬유 및 기타 첨가물을 일정한 비율로 맞추어 정밀 제조된 그래뉼을 개발하여 적용하면 양호한 섬유의 분산과 아스팔트의 흘러내림을 방지하는 효과를 얻을 수 있지만 셀룰로오스 섬유가 잘못 제조되면 저장탱크의 햇볕 노출로 저장탱크에 달라붙게 되고, 이는 곧 자동 계량투입에 지장을 주게 되며, 또한 셀룰로오스 섬유만 투입하게 되면 아스콘 혼합물에 셀룰로오스 섬유의 분산이 잘 되지 않아 균일한 혼합물이 될 수 없으며, 이로 인하여 아스팔트가 흘러내리게 되고, 골재가 탈리되는 현상이 있어 목적하는 정도의 효과를 얻을 수 없게 된다.However, in implementing the flow-resistant or drainage asphalt concrete pavement method, since a large amount of coarse aggregate of about 5 to 13 mm is used in a large amount of 70% or more, a large amount of asphalt flows down and cellulose fibers and other additives are used to improve this problem. Developing and applying precisely manufactured granules to a certain ratio can provide good fiber dispersion and prevention of asphalt dripping. However, if cellulose fiber is incorrectly manufactured, it will stick to the storage tank due to sun exposure of the storage tank. Soon, it will interfere with automatic metering, and if only cellulose fiber is added, the cellulose fiber will not be dispersed well in the ascon mixture, so it will not be a uniform mixture. As a result, asphalt will flow down and aggregates will desorb. The effect of the degree that there is Can not be obtained.
따라서, 본 발명의 목적은 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장 공법에 사용되어 아스팔트와 골재의 접착력을 증가시킬 뿐만 아니라 제조가 용이하고 기기의 손상을 유발하지 않으며 제조시 에너지의 사용량이 적게 소요되고, 균일한 품질의 제품을 얻을 수 있고 실제의 적용에 있어서도 균질한 혼합이 이루어지는 효과가 있는 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장용 첨가재 및 이의 그래뉼 제조방법을 제공하는 데 있다.Therefore, the object of the present invention is to be used in the flow resistance or drainage asphalt concrete pavement method not only to increase the adhesion of asphalt and aggregate, but also easy to manufacture, does not cause damage to the device, requires less energy during manufacturing, uniformity It is to provide a flow-resistant or drainable asphalt concrete pavement additive and granule manufacturing method thereof, which can obtain a quality product and have an effect of homogeneous mixing even in practical application.
상기 목적 뿐만 아니라 용이하게 표출되는 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 셀룰로오스 섬유 100중량부에 대하여 무기질 분말 10 내지 100중량부, 수용성 폴리머 0.2 내지 20중량부, 탄소수 4 이하의 저급 알코올 10 내지 100중량부 또는 물 5 내지 20중량부로 구성되어지되, 천연펄프, 재생지 또는 폐지를 분쇄 및 해면하여 미세 셀룰로오스 단섬유를 제조하여 제1 셀룰로오스 섬유 저장탱크에 저장하는 공정; 별도로 무기질 분말을 계량하여 무기질 분말 계량탱크에 저장하는 공정; 저급 알코올 또는 물에 수용성 폴리머를 용해한 수용액을 계량하여 수용액 저장탱크에 저장하는 공정; 미세 셀룰로오스 단섬유, 무기질 분말, 저급 알코올 또는 물에 수용성 폴리머를 용해한 수용액을 더블 패들 믹서에서 혼합하고 제2 셀룰로오스 섬유 저장탱크로 이송하여 저장하는 공정; 제2 셀룰로오스 섬유 저장탱크로부터 혼합물을 스크류 컨베이어를 이용하여 펠릿 머시인으로 이송하고 펠릿으로 성형하는 공정; 성형된 펠릿을 냉각실에서 건조하되 사이클론을 이용하여 발생되는 먼지를 집진하면서 건조하는 공정; 건조된 펠릿을 저장조로 이송하고 일정 단위로 포장하는 공정으로 구성되는 방법으로 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장용 첨가재를 제조하므로서, 아스팔트와 골재의 접착력을 증가시킬 뿐만 아니라 제조가 용이하고 기기의 손상을 유발하지 않으며 제조시 에너지의 사용량이 적게 소요되고, 균일한 품질의 제품을 얻을 수 있고 실제의 적용에 있어서도 계량 및 투입이 용이하고 분산이 잘 되어 균질한 혼합이 이루어지는 효과를 얻을 수 있다.In order to achieve the above object as well as other objects easily expressed in the present invention, 10 to 100 parts by weight of inorganic powder, 0.2 to 20 parts by weight of water-soluble polymer, 10 to 100 parts by weight of lower alcohol having 4 or less carbon atoms, based on 100 parts by weight of cellulose fiber. 5 to 20 parts by weight of water or water, and natural pulp, recycled paper or waste paper, pulverized and sponged to produce fine cellulose short fibers to store in a first cellulose fiber storage tank; Separately measuring the inorganic powder and storing in the inorganic powder measuring tank; Measuring an aqueous solution in which a water-soluble polymer is dissolved in lower alcohol or water and storing the aqueous solution in an aqueous storage tank; Mixing fine cellulose short fibers, inorganic powders, lower alcohols, or aqueous solutions in which water-soluble polymers are dissolved in a double paddle mixer, and transferring them to a second cellulose fiber storage tank for storage; Transferring the mixture from the second cellulose fiber storage tank to a pellet machine using a screw conveyor and molding into pellets; Drying the molded pellets in a cooling chamber while collecting dust generated by using a cyclone and drying the dust; It is a method of transporting dried pellets to storage tanks and packing them in certain units to manufacture additives for pavement resistance or drainage of asphalt concrete. In the manufacturing process, less energy is used, a product of uniform quality can be obtained, and even in actual application, it is easy to weigh and input, and it is well dispersed, so that a homogeneous mixing effect can be obtained.
도 1은 본 발명에 따른 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장용 첨가재의 그래뉼 제조공정도이고,1 is a granule manufacturing process of the flow resistance or drainage asphalt concrete pavement additives according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장용 첨가재의 그래뉼 제조 과정을 나타내는 플로우이며,Figure 2 is a flow showing the granules manufacturing process of the flow-resistant or drainage asphalt concrete pavement additive according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 장치 중 펠릿 머시인(pellet machine)의 일부 절결 사시도이다.3 is a partially cutaway perspective view of a pellet machine of the apparatus according to the invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명.* Explanation of symbols for the main parts of the drawings.
1. 햄머 크루셔(Hammer crusher) 2, 13. 터보 팬(Turbo fan)1.Hammer crusher 2, 13. Turbo fan
3. 제1 셀룰로오스 섬유 저장탱크3. First Cellulose Fiber Storage Tank
4, 15. 스크류우 컨베이어(Screw conveyor)4, 15. Screw conveyor
5. 더블 패들 믹서(Double paddle mixer)5. Double paddle mixer
6. 수용액 주저장탱크 7. 수용액 펌프6. Aqueous solution main storage tank 7. Aqueous pump
8. 수용액 저장탱크 9. 펌프8. Aqueous Storage Tank 9. Pump
10. 무기질 분말 저장탱크 11. 무기질 분말 계량탱크10. Mineral Powder Storage Tank 11.Inorganic Powder Storage Tank
12. 무기질 분말 운송기 14. 제2 셀룰로오스 섬유 저장탱크12. Mineral Powder Transporter 14. Second Cellulose Fiber Storage Tank
16. 터닝 큐트(Turning chute)16. Turning chute
17. 서스 메쉬 컨베이어(Sus mesh conveyor)17. Sus mesh conveyor
18. 냉각실(건조실) 19. 팬(Fan)18. Cooling Room (Drying Room) 19. Fan
20. 버킷 엘리베이터(Bucket elevator)20. Bucket elevator
21. 저장조 22. 로타리 밸브21. reservoir 22. rotary valve
23. 터보 팬 24. 백필터23. Turbo Fan 24. Bag Filter
25. 사이클론(Cyclone) 30. 펠릿 머시인(Pellet machine)25. Cyclone 30. Pellet machine
본 발명을 첨부 도면에 의거하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장용 첨가재의 제조공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장용 첨가재의 제조 과정을 나타내는 플로우이며, 도 3은 본 발명에 따른 장치 중 펠릿 머시인(pellet machine)의 일부 절결 사시도이다.1 is a manufacturing process chart of the flow-resistant or drainage asphalt concrete pavement additive according to the present invention, Figure 2 is a flow showing the manufacturing process of the flow-resistant or drainage asphalt concrete pavement additive according to the invention, Figure 3 Partially cutaway perspective view of a pellet machine in the apparatus.
본 발명에 따른 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장용 첨가재는 셀룰로오스 섬유 100중량부에 대하여 무기질 분말 10 내지 100중량부, 수용성 폴리머 0.2 내지 20중량부, 탄소수 4 이하의 저급 알코올 10 내지 100중량부 또는 물 5 내지 20중량부로 구성되는 것으로 특징지워진다.The flow-resistant or drainable asphalt concrete pavement additive according to the present invention is 10 to 100 parts by weight of inorganic powder, 0.2 to 20 parts by weight of water-soluble polymer, 10 to 100 parts by weight of lower alcohol having 4 or less carbon atoms or 100 parts by weight of cellulose fiber. It is characterized by consisting of 20 to 20 parts by weight.
본 발명의 셀룰로오스 섬유는 비중이 0.02 내지 0.04 정도인 것을 펠릿(pellet)화에 의해 비중을 0.2 내지 0.8 정도로 증가시켜서 압출시킨다.The cellulose fiber of the present invention is extruded by increasing the specific gravity to 0.2 to 0.8 by pelletizing the specific gravity of about 0.02 to 0.04.
본 발명의 셀룰로오스 섬유는 천연펄프, 재생지 또는 폐지를 햄머 크루셔 등을 이용하여 건식으로 분쇄 및 해면하는 기계적인 가공에 의해 미세 셀룰로오스 단섬유로 제조한다. 이때의 셀룰로오스 단섬유의 길이는 0.01 내지 8mm, 두께는 7 내지 80㎛이며, 이들의 중량 평균길이는 1.5 내지 3mm이고, 평균 두께는 35㎛이다.The cellulose fiber of the present invention is made of fine cellulose short fibers by mechanical processing such as natural pulp, recycled paper, or waste paper, which is pulverized and sponged dry using a hammer crusher or the like. The length of the cellulose short fibers at this time is 0.01 to 8 mm, the thickness is 7 to 80 μm, the weight average length thereof is 1.5 to 3 mm, and the average thickness is 35 μm.
무기질 분말은 공기중의 수분을 함유하고 있다가 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 혼합물 생산시 높은 온도(150 내지 180℃)에서 골재가 혼합되면서 수분이 증발하여 수축되므로 셀룰로오스 섬유가 잘 분산되게 하는 역할을 하며, 그래뉼화된 셀룰로오스섬유의 비중을 높여 자동 계량 및 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 혼합물 생산시 투입이 용이하도록 하는 성형조제로서, 특히 Na-벤토나이트 또는 규조토가 바람직하다. 무기질 분말은 펠릿화 초기의 점착성, 유동성, 분산성 증가를 위하여 투입되며, 펠릿화 후에는 펠릿화된 셀룰로오스 섬유의 비중을 높여서 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 혼합물 내로의 혼합 및 분산을 용이하게 하고, 자동 계량 및 투입이 용이하도록 한다.Inorganic powders contain moisture in the air, but the aggregates are mixed at high temperatures (150 to 180 ° C) during the production of flow-resistant or drainable asphalt concrete mixtures. In particular, Na-bentonite or diatomaceous earth is preferable as a molding aid to increase the specific gravity of the granulated cellulose fibers to facilitate the automatic metering and easy addition during the production of flow resistance or drainage asphalt concrete mixtures. Inorganic powder is added to increase the adhesiveness, flowability and dispersibility of the initial pelletization, and after pelletizing it increases the specific gravity of the pelletized cellulose fibers to facilitate mixing and dispersing into the flow-resistant or drainable asphalt concrete mixture, and automatic Make weighing and feeding easy.
수용성 폴리머는 바인더로서, 펠릿화된 본 발명의 첨가재에 점착성을 부여하고 펠릿에 결합력을 제공한다. 상기 수용성 폴리머는 펠릿화된 셀룰로오스 섬유를 바인더로 결합시키지만 수용성이기 때문에 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 혼합물로 혼합된 후에는 혼합물의 높은 온도(150 내지 180℃)에 의하여 용해되어 결합력을 상실하고 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 혼합물 내로 포함되게 되며, 수용성 폴리머에 의해 결합되어 있던 셀룰로오스 섬유는 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 혼합물 내로 자유롭게 이동이 가능하게 되어 균일하게 분산된다.The water soluble polymer, as a binder, imparts tackiness to the pelletized additives of the present invention and provides bonding to the pellets. The water-soluble polymer binds the pelletized cellulose fibers with a binder but is water-soluble, and after being mixed into a flow-resistant or drainable asphalt concrete mixture, it is dissolved by the high temperature (150-180 ° C.) of the mixture to lose binding strength and flow resistance or It is included in the drainable asphalt concrete mixture, and the cellulose fibers bound by the water soluble polymer are freely movable into the flow resistant or drainable asphalt concrete mixture and are uniformly dispersed.
수용성 폴리머로는 특별히 한정되는 것은 아니지만 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리아크릴아마이드로 구성되는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.The water-soluble polymer is not particularly limited but is preferably selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, polyethylene glycol or polyacrylamide.
탄소수 4 이하의 저급 알코올은 수용성 폴리머의 용매로서 사용되며, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등이 바람직하다. 특히, 용매로서 상기와 같은 알코올을 사용하는 것은 펠릿화된 셀룰로오스 섬유가 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장용 복합체 조성물과 혼합될 때 분산되지 않고 뭉칠 수 있는 문제점을 해결할 수 있다. 이는 펠릿화 후에 알코올의 빠른 증발로 인하여 수용성 폴리머가 빠른 시간 안에 경화되어 제조된 펠릿끼리 붙어버리는 문제도 해결할 수 있다. 알코올을 사용하지 않고 물을 용매로 사용할 경우에는 압출시 높은 압력으로 인하여 펠릿이 돌덩어리처럼 단단하게 굳을 수 있기 때문에 바람직하지 않지만 공기 중의 수분 함량을 포함하여 5 내지 20중량부의 물을 사용하여도 가능한 것으로 확인되었다.Lower alcohols having 4 or less carbon atoms are used as the solvent of the water-soluble polymer, and methanol, ethanol, isopropanol and the like are preferable. In particular, the use of such an alcohol as a solvent can solve the problem that the pelletized cellulose fibers may not be dispersed and aggregated when mixed with the flow resistant or drainable asphalt concrete pavement composite composition. This also solves the problem of sticking the pellets produced by curing the water-soluble polymer in a short time due to rapid evaporation of alcohol after pelletization. If water is used as a solvent without using alcohol, it is not preferable because the pellet may be hardened like a lump due to the high pressure during extrusion. Confirmed.
따라서, 증발 속도가 높고 수용성 폴리머를 용해할 수 있는 용매가 바람직하며, 특히 경제적인 면과 휘발 후의 환경적인 면을 고려한다면 에탄올이 가장 바람직하고, 경제적인 측면을 고려한다면 물이 가장 효과적이다.Therefore, a high evaporation rate and a solvent capable of dissolving the water-soluble polymer are preferable. Ethanol is most preferable in consideration of economical aspects and environmental aspects after volatilization, and water is most effective in consideration of economic aspects.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장용 첨가재는 다음과 같은 방법으로 제조된다.The flow-resistant or drainage asphalt concrete pavement additive of the present invention configured as described above is manufactured by the following method.
즉, 본 발명에 따른 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장용 첨가재의 제조방법은 천연펄프, 재생지 또는 폐지를 분쇄 및 해면하여 미세 셀룰로오스 단섬유를 제조하여 제1 셀룰로오스 섬유 저장탱크에 저장하는 공정; 별도로 무기질 분말을 계량하여 무기질 분말 계량탱크에 저장하는 공정; 저급 알코올 또는 물에 수용성 폴리머를 용해한 수용액을 계량하여 수용액 저장탱크에 저장하는 공정; 미세 셀룰로오스 단섬유, 무기질 분말, 저급 알코올또는 물에 수용성 폴리머를 용해한 수용액을 더블 패들 믹서에서 혼합하고 제2 셀룰로오스 섬유 저장탱크로 이송하여 저장하는 공정; 제2 셀룰로오스 섬유 저장탱크로부터 혼합물을 스크류 컨베이어를 이용하여 일정량으로 펠릿 머시인으로 이송하고 펠릿으로 성형하는 공정; 성형된 펠릿을 냉각실에서 건조하되 사이클론을 이용하여 발생되는 먼지를 집진하면서 건조하는 공정; 건조된 펠릿을 저장조로 이송하고 일정 단위로 포장하는 공정으로 구성된다.That is, the manufacturing method of the flow-resistant or drainage asphalt concrete pavement additive according to the present invention is a step of pulverizing and spun natural pulp, recycled paper or waste paper to produce fine cellulose short fibers to store in the first cellulose fiber storage tank; Separately measuring the inorganic powder and storing in the inorganic powder measuring tank; Measuring an aqueous solution in which a water-soluble polymer is dissolved in lower alcohol or water and storing the aqueous solution in an aqueous storage tank; Mixing fine cellulose short fibers, inorganic powders, lower alcohols, or aqueous solutions in which water-soluble polymers are dissolved in water in a double paddle mixer, and transferring them to a second cellulose fiber storage tank for storage; Transferring the mixture from the second cellulose fiber storage tank to the pellet machine in a predetermined amount using a screw conveyor and molding into pellets; Drying the molded pellets in a cooling chamber while collecting dust generated by using a cyclone and drying the dust; It consists of the process of transporting the dried pellets to the storage tank and packing in a predetermined unit.
먼저, 천연펄프, 재생지 또는 폐지를 400kg/HR 압력의 햄머 크루셔(1)를 이용하여 건식으로 분쇄 및 해면하고 터보 팬(2)을 이용하여 제1 셀룰로오스 섬유 저장탱크(3)로 이송하여 저장한다.First, the natural pulp, recycled paper or waste paper is pulverized and spun dry using a hammer crusher (1) at 400 kg / HR pressure and transferred to a first cellulose fiber storage tank (3) using a turbo fan (2) for storage. do.
별도로 수용성 폴리머와 탄소수 4 이하의 저급 알코올에 용해한 것 또는 물에 용해한 것이 간헐적 또는 반복적으로 교반되는 수용액 주저장탱크(6)에 저장하며, 무기질 분말을 무기질 분말 운송기(12)를 이용하여 무기질 분말 저장탱크(10)에 저장한다.Separately, water-soluble polymers and those dissolved in lower alcohols having 4 or less carbon atoms or those dissolved in water are stored in an aqueous solution main storage tank 6 which is intermittently or repeatedly stirred, and the inorganic powders are stored using the inorganic powder transporter 12. Store in the tank (10).
그 다음에 제1 셀룰로오스 섬유 저장탱크(3)에 저장되어 있는 셀룰로오스 단섬유, 수용액 주저장탱크(6)에 저장되어 있는 수용성 폴리머와 탄소수 4 이하의 저급 알코올 수용액 또는 수용성 폴리머의 수용액, 무기질 분말 저장탱크(10)에 저장되어 있는 무기질 분말을 더블 패들 믹서(5)에서 혼합하되, 셀룰로오스 단섬유는 스크류우 컨베이어(4)를 이용하고, 수용성 폴리머와 탄소수 4 이하의 저급 알코올 수용액 또는 수용성 폴리머의 수용액은 수용액 주저장탱크(6)로부터 수용액 펌프(7)를 이용하여 수용액 저장탱크(8)로 이송한 후, 펌프(9)에 의하여 노즐을 통하여 더블 패들 믹서(5)에 골고루 분사되는 형태로 혼합되도록 하며, 무기질 분말은 무기질 분말 계량탱크(11)를 통하여 계량하여 더블 패들 믹서(5)로 이송되어 혼합되도록 한다.Next, the cellulose short fibers stored in the first cellulose fiber storage tank 3, an aqueous solution of a water-soluble polymer stored in the aqueous solution main storage tank 6, a lower alcohol aqueous solution having 4 or less carbon atoms or a water-soluble polymer, and inorganic powder storage. The inorganic powder stored in the tank 10 is mixed in the double paddle mixer 5, but the cellulose short fibers are used by the screw cow conveyor 4, and an aqueous solution of a water-soluble polymer and a lower alcohol solution having 4 or less carbon atoms or a water-soluble polymer. The silver aqueous solution is transferred from the main storage tank (6) to the aqueous solution storage tank (8) using an aqueous solution pump (7), and then mixed in such a manner that the pump (9) is evenly sprayed onto the double paddle mixer (5) through the nozzle. The inorganic powder is weighed through the inorganic powder metering tank 11 and transferred to the double paddle mixer 5 to be mixed.
더블 패들 믹서(5)에서 혼합된 혼합물을 터보 팬(13)을 이용하여 제2 저장탱크(14)로 이송한 다음, 스크류우 컨베이어(15)와 터닝 큐트(16)를 이용하여 펠릿 머시인(30)으로 일정한 양으로 이송하여 펠릿화가 되도록 한다.The mixture mixed in the double paddle mixer 5 is transferred to the second storage tank 14 using the turbo fan 13, and then pelleted into the pellet machine using the screw conveyor 15 and the turning cut 16. 30) to a certain amount to be pelletized.
이 때 제2 저장 탱크(14)로 혼합물을 이송시 혼합되지 않은 셀룰로오스 단섬유 또는 무기질 분말은 터보 팬(13)에 의하여 비산되므로 터보 팬(23)을 이용하여 백필터(24)로 집진한다.In this case, when the mixture is transferred to the second storage tank 14, unmixed short cellulose fibers or inorganic powder is scattered by the turbo fan 13, and the dust is collected into the bag filter 24 using the turbo fan 23.
본 발명에서 사용되는 펠릿 머시인(30)은 제2 저장탱크(14)로부터 혼합물이 주입되는 주입구(301), 주입된 혼합물을 다이(302)의 통공으로 압출하는 팬 그라인더 로울러(Pan grinder roller ; 303), 로울러의 표면에 붙어 있는 혼합물을 탈리시켜주는 스크레이퍼(304), 혼합물이 압출되어 성형되도록 하는 다이(302), 압출되는 혼합물을 일정 크기로 절단하여 펠릿화시키는 컷팅 장치(305), 성형된 펠릿을 배출시키는 배출구(306), 성형된 펠릿이 배출구(306)로 모두 배출될 수 있도록 회전시키는 기어(307)와 메인 베어링(308)로 구성되며, 주입구로 투입된 혼합물이 그라인더 로울러(303)에 의하여 다이(302)의 통공으로 압출되고 일정 크기로 절단되므로서 펠릿 형태로 본 발명의 첨가재가 제조된다.The pellet machine 30 used in the present invention includes an injection hole 301 into which the mixture is injected from the second storage tank 14, and a pan grinder roller for extruding the injected mixture into the through hole of the die 302; 303), a scraper 304 for detaching the mixture adhering to the surface of the roller, a die 302 for extruded and molded mixture, a cutting device 305 for cutting and pelletizing the extruded mixture to a certain size, It consists of a discharge port 306 for discharging pellets, a gear 307 and a main bearing 308 that rotates so that the molded pellet can be discharged to the discharge port 306, the mixture injected into the inlet to the grinder roller 303 The additive of the present invention is produced in the form of pellets by being extruded into the through hole of the die 302 and cut into a predetermined size.
이 때 펠릿 머시인(30)의 다이(302) 두께는 30 내지 60mm가 되도록 하며, 이는 다이(302)가 팬 그라인더 로울러(303)의 압력을 견딜 수 있도록 하기 위함이고, 다이(302)의 재질은 고강도의 합금강이 되도록 하는 것이 효과적이다.In this case, the thickness of the die 302 of the pellet machine 30 is 30 to 60 mm, which is to allow the die 302 to withstand the pressure of the pan grinder roller 303 and the material of the die 302. It is effective to make silver alloy steel of high strength.
그러나, 다이(302)의 두께대로 통공을 형성하면 펠릿화된 셀룰로오스 섬유의 그래뉼이 분산되는 데 문제점을 발생하며, 셀룰로오스 섬유가 펠릿화되는 통공의 길이는 30mm 이상이 되어서는 않되고, 통공에 있어서 팬 그라인더 로울러(303)에 의하여 셀룰로오스 섬유 혼합물이 유입되는 부분과 압출되어 나오는 부분은 압출이 용이하도록 테이퍼 형상으로 제조되는 것이 바람직하다. 또한, 통공은 직경이 5 내지 8mm인 것이 제조되는 펠릿의 분산, 펠릿의 제조 용이성 등의 측면에서 효과적이다.However, if the through holes are formed to the thickness of the die 302, the granules of the pelletized cellulose fibers are dispersed, and the length of the holes through which the cellulose fibers are pelletized should not be more than 30 mm. The part where the cellulose fiber mixture flows in and out by the grinder roller 303 is preferably manufactured in a tapered shape to facilitate the extrusion. In addition, the through hole is effective in terms of dispersion of the pellets produced, the ease of manufacture of the pellets, and the like, having a diameter of 5 to 8 mm.
펠릿 머시인(30)에 의하여 펠릿화된 본 발명의 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장용 첨가재는 냉각실(18)에서 냉각 및 건조되고, 버킷 엘리베이터(20)에 의하여 저장조(21)에 저장된 다음, 로타리밸브(22)에 의하여 일정량씩 계량되면서 포장되어 완제품으로 제조된다.The flowable or drainable asphalt concrete pavement additive of the present invention pelletized by the pellet machine 30 is cooled and dried in the cooling chamber 18, stored in the storage tank 21 by the bucket elevator 20, and then rotary Packaged while being measured by a predetermined amount by the valve 22 is produced as a finished product.
이 때 냉각실(18)에서 발생하는 열 및 먼지 등은 팬(23)을 통하여 흡수되고 사이클론(25)에 의하여 자체적으로 정화를 시킨 후에 대기 중으로 방출한다.At this time, the heat and dust generated in the cooling chamber 18 is absorbed through the fan 23 and purified by the cyclone 25 itself, and then released into the atmosphere.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 셀룰로오스 섬유 100중량부에 대하여 무기질 분말 10 내지 100중량부, 수용성 폴리머 0.2 내지 20중량부, 탄소수 4 이하의 저급 알코올 10 내지 100중량부 또는 물 5 내지 20중량부로 구성되어지되, 천연펄프, 재생지 또는 폐지를 분쇄 및 해면하여 미세 셀룰로오스 단섬유를 제조하여 제1 셀룰로오스 섬유 저장탱크에 저장하는 공정; 별도로 무기질 분말을 계량하여 무기질 분말 계량탱크에 저장하는 공정; 저급 알코올 또는 물에 수용성 폴리머를 용해한 수용액을 계량하여 수용액 저장탱크에 저장하는 공정; 미세 셀룰로오스 단섬유, 무기질 분말, 저급 알코올 또는 물에 수용성 폴리머를 용해한 수용액을 더블 패들 믹서에서 혼합하고 제2 셀룰로오스 섬유 저장탱크로 이송하여 저장하는 공정; 제2 셀룰로오스 섬유 저장탱크로부터 혼합물을 스크류 컨베이어를 이용하여 펠릿 머시인으로 이송하고 펠릿으로 성형하는 공정; 성형된 펠릿을 냉각실에서 건조하되 사이클론을 이용하여 발생되는 먼지를 집진하면서 건조하는 공정; 건조된 펠릿을 저장조로 이송하고 일정 단위로 포장하는 공정으로 구성되는 방법으로 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장용 첨가재를 제조하므로서, 아스팔트와 골재의 접착력을 증가시킬 뿐만 아니라 제조가 용이하고 기기의 손상을 유발하지 않으며 제조시 에너지의 사용량이 적게 소요되고, 균일한 품질의 제품을 얻을 수 있고 실제의 적용에 있어서도 계량 및 투입이 용이하고 분산이 잘 되어 균질한 혼합이 이루어지는 효과를 얻을 수 있다.As described above, the present invention comprises 10 to 100 parts by weight of inorganic powder, 0.2 to 20 parts by weight of water-soluble polymer, 10 to 100 parts by weight of lower alcohol having 4 or less carbon atoms or 5 to 20 parts by weight of water, based on 100 parts by weight of cellulose fibers. Ground, natural pulp, recycled paper or waste paper to pulverize and sponge to produce fine cellulose short fibers to store in a first cellulose fiber storage tank; Separately measuring the inorganic powder and storing in the inorganic powder measuring tank; Measuring an aqueous solution in which a water-soluble polymer is dissolved in lower alcohol or water and storing the aqueous solution in an aqueous storage tank; Mixing fine cellulose short fibers, inorganic powders, lower alcohols, or aqueous solutions in which water-soluble polymers are dissolved in a double paddle mixer, and transferring them to a second cellulose fiber storage tank for storage; Transferring the mixture from the second cellulose fiber storage tank to a pellet machine using a screw conveyor and molding into pellets; Drying the molded pellets in a cooling chamber while collecting dust generated by using a cyclone and drying the dust; It is a method of transporting dried pellets to storage tanks and packing them in certain units to manufacture additives for pavement resistance or drainage of asphalt concrete. In the manufacturing process, less energy is used, a product of uniform quality can be obtained, and even in actual application, it is easy to weigh and input, and it is well dispersed, so that a homogeneous mixing effect can be obtained.
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