KR20120032468A - 저온 아스팔트 또는 코팅 물질 제조용 역청질 바인더 - Google Patents

저온 아스팔트 또는 코팅 물질 제조용 역청질 바인더 Download PDF

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토탈 라피나쥬 마케팅
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Abstract

본 발명은 혼합물의 제조 온도, 가공 온도 및 압축 온도를 낮출 수 있고, 아스팔트의 제조 온도 및 가공 온도를 낮출 수 있는, 역청(bitumen) 및 적어도 두 개의 첨가제를 포함하는 역청질 바인더(bituminous binder)에 관한 것으로, 제1 첨가제는 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 톨유 유도체(Tall Oil derivative)이고, 제2 첨가제는 지방산 혼합물의 모노에스테르(monoester)이다. 본 발명은 또한 첨가제를 포함하는 바인더에서 얻은 혼합물 및 아스팔트의 저온 제조방법에 관한 것이다. 마지막으로 본 발명은 저온에서 혼합물 및 아스팔트를 생성하기 위하여, 첨가제를 포함하는 바인더의 사용 및 하층 노반(sub-base courses), 기층(base courses), 예비층(foundation courses), 바인더 층(binder courses) 및/또는 마모층(wearing courses) 등과 같은 표층(surface courses)에 있어, 도로포장(road applications)에서의 혼합물 또는 아스팔트의 사용에 관한 것이다.

Description

저온 아스팔트 또는 코팅 물질 제조용 역청질 바인더{BITUMINOUS BINDER FOR PREPARING LOW-TEMPERATURE ASPHALT OR COATED MATERIALS}
본 발명은 혼합물의 제조 온도, 가공 온도 및 압축 온도를 낮출 수 있고, 아스팔트의 제조 온도 및 가공 온도를 낮출 수 있는, 역청(bitumen) 및 적어도 두 개의 첨가제를 포함하는, 첨가제를 포함하는 역청질 바인더(bituminous binder)에 관한 것이다. 제1 첨가제는 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 톨유 유도체(Tall Oil derivative)이고, 제2 첨가제는 지방산 혼합물의 모노에스테르(monoester)이다. 본 발명은 또한 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)가 추가된 상기 역청질 바인더에서 얻은 혼합물(혼합 역청질 코팅(mix bituminous coating) 또는 역청질 혼합물(bituminous mix)) 및 아스팔트에 관한 것이다.
본 발명은 또한 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)가 추가된 상기 역청질 바인더에서 얻은 혼합물 및 아스팔트의 저온 제조방법에 관한 것이다.
마지막으로 본 발명은 역청질 바인더에서의 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 사용 및 저온에서 혼합물 및 아스팔트를 생성하기 위하여, 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)가 추가된 상기 역청질 바인더의 사용에 관한 것이다.
본 발명은 또한 도로(roads), 차도(carriageways), 보도(footways), 도로 시스템(road systems), 도시 개발(urban developments), 지면(floors), 건물 또는 토목 공사(civil engineering works)의 방수(waterproofing), 특히, 하층 노반(sub-base courses), 기층(base courses), 예비층(foundation courses), 바인더 층(binder courses) 및/또는 마모층(wearing courses) 등과 같은 표층(surface courses)의 제조를 위한 도로포장(road applications)를 위한 표면마감재(surfacing material)의 제조를 위한 이런 혼합물 또는 아스팔트의 사용에 특히 관한 것이다.
아스팔트는 무기 충전물과 역청질 바인더의 혼합물을 의미한다. 무기 충전물은 파인(fine)(0.063㎜ 미만의 입자 크기), 모래(0.063㎜ 내지 2㎜의 입자 크기) 및 선택적으로 칩핑(chipping)(2㎜ 초과의 입자 크기, 바람직하게 2㎜ 내지 4㎜의 입자 크기)로 이루어진다.
역청질 혼합물(bituminous mix)은 골재(aggregate) 및 선택적으로 무기 충전물과 역청질 바인더의 혼합물을 의미한다. 골재(aggregate)는 특히 무기 골재 및/또는 합성 골재, 입자가 2㎜보다 큰, 바람직하게 2㎜ 내지 14㎜인, 재생 커팅(recycled cuttings)이다.
아스팔트는 주로 보도를 제조 및 피복(covering)하는데 이용되며, 반면 혼합물은 도로를 제조하는데 이용된다. 혼합물과 달리, 아스팔트를 놓고 롤러로 압축하지 않는다.
가열 혼합물(hot mix) 또는 아스팔트의 제조방법은 몇몇 단계를 포함한다. 제1 단계는 소위 제조 온도 또는 코팅 온도에서 (혼합물의 경우) 골재(aggregate)와, 또는 (아스팔트의 경우) 충전물과 역청질 바인더를 혼합하는 것으로 이루어진다. 그러고 나서 역청질 바인더/골재 혼합물 또는 역청질 바인더/충전물 혼합물을 소위 가공 온도에서 (혼합물의 경우) 펴고 또는 (아스팔트의 경우) 따른다. 역청질 혼합물(bituminous mix)의 경우, 소위 압축 온도에서의 압축 단계가 있다. 역청질 혼합물(bituminous mix)을 압축하거나 아스팔트를 따른 후, 역청질 혼합물(bituminous mix) 또는 아스팔트를 주위 온도로 냉각시킨다.
혼합물 및 종래의 아스팔트의 제조에 이용되는 다른 온도는 아주 높다. 따라서, 역청질 혼합물(bituminous mix)의 경우, 제조 (또는 코팅) 및 가공 온도는 160℃ 내지 180℃이고, 압축 온도는 120℃ 내지 150℃이다. 아스팔트의 경우, 이 온도는 더 높아서, 제조 (또는 코팅) 및 가공 온도는 200℃ 내지 250℃이다.
이런 비교적 높은 온도로 인하여 고에너지 비용, 온실 가스의 방출 및 휘발성 유기화합물이 발생되고 방사선 및 배기 가스 때문에 작업 상태를 어렵게 한다.
그러므로 역청질 혼합물(bituminous mix)의 경우, 제조, 가공 및 압축 온도를, 아스팔트의 경우 제조 및 가공 온도를 낮추기 위해 노력하고 있다. 상기 온도를 낮추는 해결책이 이미 제시되었다.
특허출원 FR2721936는 폴리메틸렌 왁스(polymethylene waxes), 폴리에틸렌 왁스(polyethylene waxes), 폴리프로필렌 왁스(polypropylene waxes) 또는 에틸렌-프로필렌 공중합체(ethylene-propylene copolymer)와 같은 탄화수소 왁스(hydrocarbon waxes)를, 열용융성(thermofusible) 유기 바인더에 추가하는 것을 기술한다. 바인더에서 이 탄화수소 왁스의 사용은 따른(poured) 아스팔트의 제조 및 가공 온도를 낮추게 할 수 있다. 이 출원에서 이용된 첨가제는 화석 근원(fossil origin)의 첨가제이며, 재생 불가능하고, 아스팔트에서만 사용된다.
특허출원 FR2855523는 녹는점이 85℃ 이상이고 탄화수소 왁스를, 열용융성(thermofusible) 유기 바인더에 추가하는 것을 제시하며, 제2 첨가제로서 지방산 에스테르 왁스를 포함하고, 이 지방산 에스테르 왁스는 합성 기원, 식물 기원 또는 화석 식물 기원이며, 녹는점이 85℃ 이하이다. 이러한 두 종류의 첨가제를 사용하여 150℃ 내지 170℃의 온도에서 따른 아스팔트를 제조할 수 있게 된다. 이용된 탄화수소 왁스는 화석 근원의 첨가제이어서 재생 불가능하다. 첨가제의 조합은 아스팔트에서만 사용된다.
특허출원 FR2883882는 골재/역청질 생성물 혼합물의 생성 온도를 20℃ 내지 40℃ 만큼 낮추고, 펴는 동안 골재/역청질 생성물 혼합물의 온도를 10℃ 내지 40℃ 만큼 낮추며, 압축하는 동안 중심에서의 골재/역청질 생성물 혼합물의 온도를 50℃까지 낮추기 위해, (폴리)옥시에틸레이트((poly)oxyethylated) 그룹 및/또는 (폴리)옥시프로필레이트((poly)oxypropylated) 그룹을 포함하는, 하나 이상의 화학 첨가제의 역청질 생성물에의 투입을 제안한다.
특허출원 FR2878856는 골재를 포함하는 역청질 혼합물(bituminous mix) 및 녹는점이 85℃ 이상인 탄화수소 왁스 및 합성 근원, 식물 근원, 화석 식물 근원이며 녹는점이 85℃ 이하인 지방산 에스테르 왁스를 포함하는 바인더를 기술한다. 이 두 종류 첨가제를 사용하여 80℃ 내지 130℃의 온도에서 역청질 혼합물(bituminous mix)을 제조할 수 있게 된다. 이용된 탄화수소 왁스는 화석 근원의 첨가제이어서 재생 불가능하다.
특허출원 FR2901279는 2개의 첨가제를 포함하는 바인더를 기술한다. 제1 첨가제는 식물 근원의 천연 수지 또는 탄화수소 왁스에서 선택된 고분자화합물(macromolecular compound)이다. 제2 첨가제는 지방산 디에스테르(fatty acid diesters) 및 지방산 에테르로 이루어진 그룹에서 선택된 지방산 유도체이다. 아스팔트의 제조 온도는 140℃ 내지 170℃이다. 이 첨가제의 효력은 아스팔트의 제조에서만 설명된다.
이 관점에서, 본 출원인은 혼합물의 제조, 가공 및 압축 온도 및 아스팔트의 제조 및 가공 온도를 낮추기 위해 노력하였다.
본 출원인은 의외로 역청질 바인더에 식물 근원 및/또는 동물 근원의 적어도 2개의 화합물을 추가하여 첨가제를 포함하는 상기 역청질 바인더에서 제조된 혼합물 및 아스팔트의 제조, 가공 및 압축 온도를 상당히 감소시킬 수 있음을 알게 되었다. 제1 첨가제는 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 톨유 유도체(Tall Oil derivative)이며, 제2 첨가제는 지방산 혼합물의 모노에스테르(monoester)이다.
그러므로, 본 발명의 주요 목적은 에너지 소비를 감소시키고, 연소 가스 배출을 감소시키고 증기(fume) 방출을 감소시키기 위하여, 첨가제를 포함하는 역청질 바인더로 낮은 온도에서 혼합물 및 따른 아스팔트를 제조할 수 있는 것을 제시하는 것이다.
혼합물의 경우, 목적은 소위 "중온(warm)" 혼합물을 제조하고, 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃의 코팅 온도, 80℃ 내지 130℃, 바람직하게 90℃ 내지 120℃, 더 바람직하게 100℃ 내지 110℃의 가공 온도, 및/또는 70℃ 내지 120℃, 바람직하게 80℃ 내지 110℃, 더 바람직하게 90℃ 내지 100℃의 압축 온도를 달성하는 것이다.
아스팔트의 경우, 목적은 140℃ 내지 180℃의 코팅 온도 및/또는 120℃ 내지 160℃의 가공 온도를 달성하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 첨가제를 포함하는 역청질 바인더로, 재생 불가능한 화석 근원의 탄화수소 화합물을 포함하지 않는 첨가제의 조합을 포함하는, 혼합물 및 따른 아스팔트를 저온에서 제조하는 것을 제시하는 것이며, 즉, 재생 가능한, 이용가능하며 싼 원료만 추가된 역청질 바인더를 제시하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 낮은 함량의 첨가제를 이용하기 때문에, 경제적인, 첨가제를 포함하는 역청질 바인더로 낮은 온도에서 혼합물 및 따른 아스팔트를 제조할 수 있는 것을 제시하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 첨가제를 포함하는 역청질 바인더로 낮은 온도에서 혼합물 및 따른 아스팔트를 제조할 수 있는 것을 제시하는 것으로, 이 혼합물 및 아스팔트는 고온에서 표준 양식으로 제조된, 종래의 혼합물 및 아스팔트에 비하여 동등한 또는 향상된 기계적 성질을 가진다.
특히, 본 발명의 목적 중 하나는 양호한 내박리성(resistance to stripping)을 가지는, 저온에서 제조된 중온 혼합물(warm mix)을 제시하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적 중 하나는 양호한 소성변형 저항성(resistance to rutting)을 가지는, 저온에서 제조된 중온 혼합물(warm mix)을 제시하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적 중 하나는 양호한 강성율(modulus of rigidity)을 가지는, 저온에서 제조된 중온 혼합물(warm mix)을 제시하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적 중 하나는 필요한 압입 자국(indentation) 및 수축값(shrinkage value)을 가지는, 저온에서 제조된 아스팔트를 제시하는 것이다.
본 발명은 적어도 하나의 역청(bitumen), 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 적어도 하나의 톨유 유도체(Tall Oil derivative), 및 적어도 하나의 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)를 포함하는 역청질 바인더에 관한 것이다.
역청질 바인더는 역청질 바인더의 질량에 대하여, 0.1 내지 5 질량%, 현저하게 0.1 내지 4 질량%, 및/또는 0.1 내지 3 질량%, 및/또는 0.1 내지 2 질량%의 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)를 포함한다.
바람직하게, 일 구체예에 따르면, 역청질 바인더는 역청질 바인더의 질량에 대하여, 0.5 내지 5 질량%, 바람직하게 1 내지 5 질량%의 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)를 포함한다.
바람직하게, 다른 구체예에 따르면, 역청질 바인더는 역청질 바인더의 질량에 대하여, 0.1 내지 1.5 질량%, 바람직하게 0.5 내지 1 질량%의 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)를 포함한다.
바람직하게, 톨유 유도체(Tall Oil derivative)는 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 조톨유(crude Tall Oil), 증류 톨유(distilled Tall Oil), 톨유 지방산(Tall Oil fatty acid), 톨유 수지산(Tall Oil resing acid) 및 톨유 피치(Tall Oil pitch)에서 선택된다.
바람직하게, 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)는 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 메틸 모노에스테르, 에틸 모노에스테르, 프로필 모노에스테르 및 부틸 모노에스테르(monoester)에서 선택된 알킬 모노에스테르(monoester)이다.
바람직하게, 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 지방산은 6 내지 24개의 탄소 원자, 바람직하게 14 내지 22개의 탄소 원자, 더 바람직하게 16 내지 20개의 탄소 원자를 포함하며, 유리하게는 18개의 탄소 원자를 포함하는 지방산이다.
바람직하게 역청질 바인더는 또한 중합체를 포함한다.
바람직하게 역청질 바인더는 또한 가교제(cross-linking agent)를 포함한다.
제1 구체예에서, 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)에 대한 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량비는 5:95 내지 45:55, 바람직하게 10:90 내지 40:60, 더 바람직하게 20:80 내지 30:70이다.
제2 구체예에서, 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)에 대한 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량비는 50:50이다.
제3 구체예에서, 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)에 대한 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량비는 55:45 내지 95:5, 바람직하게 60:40 내지 90:10, 더 바람직하게 70:30와 80:20이다.
본 발명은 또한 상기에서 정의한 것과 같은 역청질 바인더의 제조방법에 관한 것으로, 역청(bitumen), 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 혼합 온도는 100℃ 내지 170℃, 바람직하게 110℃ 내지 150℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃이다.
본 발명은 또한 상기 정의되는 것과 같은 역청질 바인더 및 선택적으로 파인(fine), 모래 및 칩핑(chipping)을 포함하는 골재(aggregate)를 포함하는 역청질 혼합물(bituminous mix)에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기 정의되는 것과 같은 역청질 바인더 및 파인(fine), 모래 및 칩핑(chipping)와 같은 충전물을 포함하는 아스팔트에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기 정의되는 것과 같은 역청질 바인더에 골재(aggregate)를 혼합하는 것을 포함하는, 상기 정의되는 것과 같은 역청질 혼합물(bituminous mix)의 제조방법에 관한 것으로, 코팅 온도는 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃이다.
바람직하게, 역청질 바인더 및 골재(aggregate)는 둘 다 코팅 동안, 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃에 있다.
바람직하게, 역청질 바인더/골재 혼합물을 펴는 동안의 가공 온도는 80℃ 내지 130℃, 바람직하게 90℃ 내지 120℃, 더 바람직하게 100℃ 내지 110℃이다.
바람직하게, 퍼진 혼합물의 압축 온도는 70℃ 내지 120℃, 바람직하게 80℃ 내지 110℃, 더 바람직하게 90℃ 내지 100℃이다.
본 발명은 또한 상기 정의되는 것과 같은 역청질 바인더와 충전물을 혼합하는 것을 포함하는, 상기 정의되는 것과 같은 아스팔트의 제조방법에 관한 것으로, 제조 온도는 140℃ 내지 180℃, 바람직하게 150℃ 내지 170℃이다.
바람직하게, 역청질 바인더 및 충전물은 둘 다 혼합하는 동안, 140℃ 내지 180℃, 바람직하게 150℃와 170℃에 있다.
바람직하게, 역청질 바인더/충전물 혼합물을 따르는 동안의 가공 온도는 120℃ 내지 160℃, 바람직하게 130℃ 내지 150℃이다.
본 발명은 또한 역청질 혼합물(bituminous mix)의 제조, 가공 및/또는 압축 온도를 낮추기 위한 또는 아스팔트의 제조 및/또는 가공 온도를 낮추기 위한, 역청질 바인더에서의 단일물 형태 또는 혼합물 형태의, 톨유 유도체(Tall Oil derivative), 및 지방산 모노에스테르의 사용에 관한 것이다.
본 발명은 또한 역청질 혼합물(bituminous mix)의 제조, 가공 및/또는 압축 온도를 낮추기 위한 또는 아스팔트의 제조 및/또는 가공 온도를 낮추기 위한, 상기에서 정의한 것과 같은 역청질 바인더의 사용에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 또한 도로(roads), 차도(carriageways), 보도(footways), 도로 시스템(road systems), 도시 개발(urban developments), 지면(floors), 건물 또는 토목 공사(civil engineering works)의 방수(waterproofing), 특히, 하층 노반(sub-base courses), 기층(base courses), 예비층(foundation courses), 바인더 층(binder courses) 및/또는 마모층(wearing courses) 등과 같은 표층(surface courses)의 제조를 위한 도로포장(road applications)를 위한 표면마감재(surfacing material)의 제조를 위한, 상기에서 정의한 것과 같은 혼합물 또는 상기에서 정의한 것과 같은 아스팔트의 사용에 관한 것이다.
본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 바인더는 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 적어도 하나의 톨유 유도체(Tall Oil derivative)를 포함한다.
톨유(Tall Oil)는 제지산업의 부산물, 특히 Kraft 방법 또는 설페이트 방법에 의한 제지 펄프 생산의 부산물이다. 톨유는 3개의 주요 화합물계를 포함하는 복잡한 혼합물이다: 수지산(resin acid), 지방산(fatty acid) 및 비검화 중성 생성물(unsaponifiable neutral product). 일반적으로 톨유 (또는 조톨유(crude Tall Oil))는 40 내지 60 질량%의 수지산, 30 내지 50 질량%의 지방산 및 5 내지 10 질량%의 비검화 중성 생성물(unsaponifiable neutral product)을 포함한다. 조톨유(crude Tall Oil)는 진공 하에서 분별 증류(fractional distillation)에 의해 정제될 수 있고 지방산, 수지산 및 비검화 중성 생성물(unsaponifiable neutral product)에서 다소 풍부한 다른 증류 커트에 이른다. 예를 들면, 주요 증류 커트는 톨유 지방산(Tall Oil Fatty acid)(TOFA)이라고 불리는 지방산에 풍부한 커트, 톨 유 수지(Tall Oil resin) (또는 Tall Oil Rosin 또는 TOR)라고 불리는 수지산에 풍부한 커트 및 톨유 피치(Tall Oil pitch) (TOP)라고 불리는 지방산, 수지산 및 비검화 중성 생성물(unsaponifiable neutral product)에 동시에 포함되는, 분류 컬럼의 바닥부에 남아 있는 커트(또는 잔여물)이다.
본 발명의 의미 내에서, 톨유 유도체(Tall Oil derivative)는 조톨유(crude Tall Oil) 또는 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 조톨유(crude Tall Oil)를 증류하여 얻은 커트 중 하나를 의미한다. 조톨유(crude Tall Oil) 및 조톨유를 증류하여 얻은 다른 커트는 말레 무수물(maleic anhydride)로 수소첨가(hydrogenations), 산화(oxidations), 불균등화(dismutation), 중합(polymerizations), 에스테르화(esterifications), 비누화(saponifications) 및/또는 반응(reactions)과 화학적 변형을 거칠 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)는 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 조톨유(crude Tall Oil), 증류 톨유, 톨유 지방산, 톨유 수지산, 톨유 피치에서 선택된다.
더 바람직하게, 본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)는 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 톨유 피치에서 선택된다. 톨유 피치는 이용가능하고, 저렴하며, 본 발명에 따른 혼합물 및 아스팔트를 제조하는 동안 포함된 온도를 낮추는데 효과적임이 증명되었기 때문에, 톨유 피치가 바람직하다. 또한, 톨유 피치는 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)인, 제2 첨가제와 상용성(compatible)을 가지며, 상기 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)에 완전히 녹을 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)는 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량에 대하여 10 내지 60 질량%의, 바람직하게 20 내지 50 질량%, 더 바람직하게 30 내지 40 질량%의 유리산(free acid)을 포함한다. 이 유리산(free acid) 중에서, 본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)는 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량에 대하여, 0.5 내지 10 질량%, 바람직하게 1 내지 5 질량%, 더 바람직하게 2 내지 4 질량%의 유리지방산(free fatty acid)을 포함한다. 이 유리산(free acid) 중에서, 본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)는 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량에 대하여, 0.5 내지 20 질량%, 바람직하게 1 내지 15 질량%, 더 바람직하게 5 내지 10 질량%의 유리수지산(free resin acid)을 포함한다. 유리산(free acid)의 나머지는 고분자량을 가진 복합 분자(complex molecule)이다.
바람직하게, 본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)는 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량에 대하여, 10 내지 50 질량%의, 바람직하게 20 내지 40 질량%의, 더 바람직하게 25 내지 35 질량%의 에스테르화 형태의 산(acids in esterified form)을 포함한다. 이 에스테르화 형태의 산 중에서, 본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)는 톨유 유도체의 질량에 대하여, 1 내지 30 질량%의, 바람직하게 2 내지 20 질량%의, 더 바람직하게 5 내지 10 질량%의 에스테르화 형태의 지방산을 포함한다. 이 에스테르화 형태의 산 중에서, 본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)는 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량에 대하여, 0.1 내지 10 질량%의, 바람직하게 1 내지 5 질량%의, 더 바람직하게 2 내지 4 질량%의 에스테르화 형태의 수지산을 포함한다. 에스테르화 형태의 산(acids in esterified form)의 나머지는 고분자량을 가진 복합 분자(complex molecule)이다.
바람직하게, 본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)는 톨유 유도체의 질량에 대하여, 10 내지 60 질량%의, 바람직하게 20 내지 50 질량%의, 더 바람직하게 30 내지 40 질량%의 비검화 중성 생성물(unsaponifiable neutral product)을 포함한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 지방산은 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 팔미트산(palmitic acids), 스테아르산(stearic acids), 올레산(oleic acids), 리놀레산(linoleic acids), 리놀렌산(linolenic acids)에서 선택된다. 바람직하게, 지방산은 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 올레산(oleic acids) 및 리놀레산(linoleic acids)에서 선택된다. 바람직하게, 본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 수지산은 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 아비에트산(abietic acid), 디하이드로아비에트산(dehydroabietic acid), 팔루스트린산(palustric acid), 이소피마르산(isopimaric acid), 피마르산(pimaric acid), 네오아비에트산(neoabietic acid)에서 선택된다. 바람직하게 수지산은 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 아비에트산(abietic acid) 및 디하이드로아비에트산(dehydroabietic acid)에서 선택된다.
바람직하게, 본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 비검화 중성 생성물(unsaponifiable neutral product)은 특히 디터펜(diterpene) 및 트리테르펜(triterpene)에서 선택된 테르펜 유도체(terpene derivative)를 포함한다. 예로서, 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 피마롤(pimarol), 이소피마롤(isopimarol), 스테롤(sterol), 시토스테롤(sitosterol), 캠페스테롤(campesterol), 시토스타놀(sitostanol), 베툴리놀(betulinol)과 같은, 디터펜 알코올(diterpenic alchols) 및 트리테르펜 알코올(triterpenic alchols)의 유도체를 언급할 수 있다. 본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 비검화 중성 생성물(unsaponifiable neutral product)은 또한 8 내지 30개의 탄소 원자, 바람직하게 10 내지 24개의, 더 바람직하게 16 내지 22개의 탄소 원자를 포함하는 지방 알코올을 포함한다. 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 옥타놀(octanol) 노나놀(nonanol), 데카놀(decanol), 운데카놀(undecanol), 테트라데카놀(tetradecanol), 헥사데카놀(hexadecanol), 옥타데카놀(octadecanol), 도코사놀(docosanol), 포리코사놀(policosanol), 트리아콘타놀(triacontanol)을 예로 들 수 있다.
본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 산가(acid value)는 20 내지 200 mg KOH/g, 바람직하게 25 내지 190 mg KOH/g, 더 바람직하게 35 내지 180 mg KOH/g, 더 바람직하게 55 내지 160 mg KOH/g이다. 산도가 10 내지 75 mg KOH/g, 바람직하게 20 내지 55 mg KOH/g, 더 바람직하게 25 내지 35 mg KOH/g로 낮은 톨유 유도체(Tall Oil derivative)를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 비누화값(saponification value)은 80 내지 200 mg KOH/g, 바람직하게 100 내지 190 mg KOH/g, 더 바람직하게 120 내지 160 mg KOH/g이다. 비누화값이 50 내지 150 mg KOH/g, 바람직하게 70 내지 120 mg KOH/g, 더 바람직하게 80 내지 110 mg KOH/g, 더 바람직하게 90 내지 100 mg KOH/g로 낮은, 톨유 유도체(Tall Oil derivative)를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 연화점(softening point)은 10 내지 120℃ 사이에서, 바람직하게 20 내지 100℃, 더 바람직하게 30 내지 80℃이다. 연화점이 5 내지 80℃, 바람직하게 10 내지 60℃, 더 바람직하게 20 내지 40℃로 낮은 톨유 유도체(Tall Oil derivative)를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 바인더는 또한 적어도 하나의 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)를 포함한다. 이것은 몇몇 지방산 혼합물의 모노에스테르(monoester)이며, 각 지방산은 모노-에스테르화된(mono-esterified) 지방산이다.
지방산 에스테르는 알코올로 유리지방산(free fatty acid)의 에스테르화 반응(esterification) 또는 동물성 및/또는 식물성 오일 (또는 지방산 트리글리세라이드(fatty acid triglyceride))의 에스테르 교환반응(transesterification)에 의해 얻는다. 에스테르화 반응 또는 에스테르교환 반응 동안, 모노글리세라이드(monoglyceride), 디글리세라이드(diglyceride), 트리글리세라이드(triglyceride) 형태의 소량의 지방산 또는 유리 형태의 지방산이 남아 있을 수 있다.
따라서, 비록 본 발명에 따른 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 대부분이 모노에스테르(monoester) 형태라고 하더라도, 모노글리세라이드(monoglyceride), 디글리세라이드(diglyceride), 트리글리세라이드(triglyceride)의 형태로 또는 유리 지방산을 소량 포함한다.
본 발명에 따른 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 80 질량% 이상, 바람직하게는 80 내지 90 질량%, 더 바람직하게는 80 내지 85 질량%가 모노에스테르 형태이다. 모노글리세라이드(monoglyceride), 디글리세라이드(diglyceride), 트리글리세라이드(triglyceride) 형태 또는 유리 지방산의 양은 소량이며 본 발명에 따른 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 질량의 15% 미만, 바람직하게는 10% 미만, 더 바람직하게는 6% 미만, 더 바람직하게 4% 미만을 나타낸다.
특히, 본 발명에 따른 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)는 5 질량% 미만의, 바람직하게는 1 질량% 미만의 모노글리세라이드 형태의 지방산을 포함한다. 특히, 본 발명에 따른 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)는 5 질량% 미만의, 바람직하게는 2 질량% 미만의 디글리세라이드 형태의 지방산을 포함한다. 특히, 본 발명에 따른 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)는 5 질량% 미만의, 바람직하게 1 질량% 미만의 트리글리세라이드(triglyceride) 형태의 지방산을 포함한다. 특히, 본 발명에 따른 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)는 6 질량% 미만의, 바람직하게 3 질량% 미만의 유리 지방산을 포함한다.
본 발명에 따른 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 지방산은 6 내지 24개의 탄소 원자, 바람직하게 14 내지 22개의 탄소 원자, 더 바람직하게 16 내지 20개의 탄소 원자를 포함하는 지방산이며, 대부분의 지방산은 18개의 탄소 원자를 포함하는 지방산이다.
바람직하게, 지방산의 총 질량에 대하여 본 발명에 따른 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 16개의 탄소 원자를 포함하는 지방산의 질량은 10 내지 25%, 바람직하게는 15 내지 20%이다. 바람직하게, 16개의 탄소 원자를 포함하는 지방산은 팔미트산(palmitic acids) 및 팔미톨레산(palmitoleic acid)에서 선택되며, 특히 팔미트산(palmitic acids)이다.
바람직하게, 지방산의 총 질량에 대하여 본 발명에 따른 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 18개의 탄소 원자를 포함하는 지방산의 질량은 50 내지 85%, 바람직하게 60 내지 80%, 더 바람직하게 70 내지 75%이다. 바람직하게, 18개의 탄소 원자를 포함하는 지방산은 스테아르산(stearic acids), 올레산(oleic acids), 리놀레산(linoleic acids), 리놀렌산(linolenic acids)에서 선택되며, 특히 올레산(oleic acids)이다. 더 바람직하게, 지방산의 총 질량에 대하여, 18개의 탄소 원자(C18:0)를 포함하는 포화지방산의 질량은 1 내지 10%, 바람직하게 2 내지 5%이다. 18개의 탄소 원자를 포함하는 포화지방산은 바람직하게 스테아르산(stearic acids)이다. 더 바람직하게, 지방산의 총 질량에 대하여, 18개의 탄소 원자 및 1개의 불포화(C18:1)를 포함하는 지방산의 질량은 35 내지 70%, 바람직하게 40 내지 60%, 더 바람직하게 50 내지 55%이다. 18개의 탄소 원자 및 하나의 불포화를 포함하는 지방산은 바람직하게 올레산(oleic acids)이다. 더 바람직하게, 지방산의 총 질량에 대하여, 18개의 탄소 원자 및 2개의 불포화(unsaturation)를 포함하는 지방산은 5 내지 45%, 바람직하게 10 내지 40%, 더 바람직하게 15 내지 25%이다. 18개의 탄소 원자 및 2개의 불포화를 포함하는 지방산은 바람직하게 리놀레산(linoleic acids)이다. 더 바람직하게, 지방산의 총 질량에 대하여, 18개의 탄소 원자 및 3개의 불포화를 포함하는 지방산의 질량은 0.1 내지 5%, 바람직하게 1 내지 2%이다. 18개의 탄소 원자 및 3개의 불포화 포함하는 지방산은 바람직하게 리놀렌산(linolenic acids)이다.
본 발명에 따른 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)는 메틸 모노에스테르(methyl monoester), 에틸 모노에스테르(ethyl monoester), n-프로필 모노에스테르(n-propyl monoester), i-프로필 모노에스테르(i-propyl monoester), n-부틸 모노에스테르(n-butyl monoester), s-부틸 모노에스테르(s-butyl monoester), t-부틸 모노에스테르(t-butyl monoester)와 같은 C1-C4 알킬 모노에스테르(monoester)이다. 바람직하게, 모노에스테르는 메틸 모노에스테르이다.
지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 산도는 2 내지 50 mg KOH/g, 바람직하게 5 내지 10 mg KOH/g이다.
지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 요오드값은 40 내지 120mg KOH/g, 바람직하게 50 내지 100 mg KOH/g, 더 바람직하게 70 내지 90 mg KOH/g이다.
본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 역청질 바인더는 역청질 바인더의 질량에 대하여, 0.1 내지 5 질량%, 바람직하게 0.5 내지 5 질량%, 더 바람직하게 1 내지 5 질량%의 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)를 포함한다. 경제적인 이유 및 기술적 이유에서 가능한 적은 양의 이 두 종류 첨가제를 이용하는 것이 바람직하다. 사실, 이 두 종류 첨가제가 역청질 바인더에 상당량이 첨가되는 경우, 침투성(penetrability), 링 앤드 볼 온도(ring and ball temperature), 점도, 접착률(adhesiveness), 복소 탄성률(complex modulus) 등과 같은 역청질 바인더의 성질 및 Duriez 저항성, 소성변형 저항성(resistance to rutting) 및 모듈러스(modulus) 등과 같은 상기 역청질 바인더에서 얻은 역청질 혼합물의 성질이 영향을 받아서 첨가제를 포함하지 않는 역청질 바인더의 성질 및 첨가제를 첨가하지 않은 상기 바인더에서 얻은 혼합물의 성질과 상당히 달라진다. 따라서 예를 들면, 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 양이 너무 많으면 바람직하지 않게, 바인더를 너무 유동적으로 만들 수 있다. 바람직하게, 본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 역청질 바인더는 역청질 바인더의 질량에 대하여, 0.1 내지 1.5 질량%의, 바람직하게는 0.5 내지 1 질량%의 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)를 포함한다.
톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 조합은 본 발명에 있어 필수적이고 혼합물 및 아스팔트를 제조하는 동안 제조 온도, 가공 온도 및 압축 온도를 낮출 수 있도록 역청질 바인더에서 매우 적은 함량으로 첨가제를 포함하는 역청질 바인더를 제조할 수 있게 한다. 이 조합의 계면활성력(surfactant power)이 높고 골재(aggregate)에 대한 역청질 바인더의 접착률(adhesiveness) 및 습윤성(wettability)을 양호하게 하여, 역청질 바인더를 종래 사용된 것보다 훨씬 낮은 온도에서도 취급하기 아주 쉽다.
역청질 바인더에서의 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 양 및 역청질 바인더에서의 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 양은 상기에서 주어진 역청질 바인더에서의 이 두 종류 첨가제의 총량의 함수 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)에 대한 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량비로서 산출된다. 세 다른 구체예는 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)에 대한 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량비에 대하여 상정된다.
제1 구체예에서, 본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 역청질 바인더는 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)보다 톨유 유도체(Tall Oil derivative)를 약간 더 많이 포함한다. 이 제1 구체예에서, 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)에 대한 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량비는 55:45 내지 95:5, 바람직하게 60:40 내지 90:10, 더 바람직하게 70:30 내지 80:20이다.
제2 구체예에서, 본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 역청질 바인더는 톨유 유도체(Tall Oil derivative)와 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)를 동일양 포함한다. 이 제2 구체예에서, 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)에 대한 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량비는 50:50이다.
제3 구체예에서, 본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 역청질 바인더는 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)보다 톨유 유도체(Tall Oil derivative)를 약간 적게 포함한다. 이 제3 구체예에서, 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)에 대한 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량비는 5:95 내지 45:55, 바람직하게 10:90 내지 40:60 , 더 바람직하게 20:80 내지 30:70이다.
본 발명에 따른 역청질 바인더는, 적어도 하나의 역청(bitumen)을 포함한다. 이 역청(bitumen)은 단일물 형태 또는 혼합물 형태이다. 먼저 천연 역청(bitumen), 천연 역청의 퇴적물에 포함된 역청, 천연 아스팔트 또는 역청질 모래를 들 수 있다. 본 발명에 따른 역청(bitumen)은 또한 원유의 정제에서 기인하는 역청이다. 역청(bitumen)은 오일의 상압 증류물(atmospheric distillation) 및/또는 진공 증류물(vacuum distillation)에서 기인한다. 선택적으로 이런 역청은 취입(blown), 비스브로큰(visbroken) 및/또는 탈아스팔트화(deasphalted) 처리할 수 있다. 가장 효과적인 기술적인 타협을 얻기 위해 정제 방법으로 얻은 다른 역청(bitumen)이 결합될 수 있다. 역청(bitumen)은 또한 재생 역청일 수 있다. 역청(bitumen)은 경질(hard grade) 또는 연질(soft grade) 역청일 수 있다. 표준 EN 1426에 따라 25℃에 측정된, 본 발명에 따른 역청의 침투성(penetrability)은 5 내지 200 1/10㎜, 바람직하게 10 내지 100 1/10㎜, 더 바람직하게는 20 내지 60 1/10㎜, 더 바람직하게는 30 내지 50 1/10㎜이다.
본 발명에 따른 역청질 바인더는 또한 적어도 하나의 중합체를 포함할 수 있다. 이용된 중합체는 탄성중합체(elastomer) 또는 소성중합체(plastomer)이다. 그 예로서, 랜덤 또는 블록 스틸렌 및 부타디엔 공중합체(random or block styrene and butadiene copolymer), 선형(linear) 또는 스타형(star-shaped) (SBR, SBS), 또는 스틸렌 및 이소프렌(styrene and isoprene) (SIS) 공중합체, 에틸렌 및 비닐 아세테이트 공중합체(ethylene and vinyl acetate copolymer), 에틸렌 및 메틸 아크릴레이트 공중합체(ethylene and methyl acrylate copolymers), 에틸렌 및 부틸 아크릴레이트 공중합체(ethylene and butyl acrylate copolymers), 에틸렌 및 말레 무수화물 공중합체(ethylene and maleic anhydride copolymers), 에틸렌 및 글리시딜 메타크릴레이트 공중합체(ethylene and glycidyl methacrylate copolymers), 에틸렌 및 글리시딜 아크릴레이트 공중합체(ethylene and glycidyl acrylate copolymers), 에틸렌 및 프로펜 공중합체(ethylene and propene copolymers),에틸렌/프로펜/디엔 삼원중합체(ethylene/propene/diene terpolymers; EPDM), 아크릴니트릴/부타디엔/스틸렌 삼원중합체(acrylonitrile/butadiene/styrene terpolymers; ABS), 에틸렌/아크릴레이트 또는 알킬 메타크릴레이트/아크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트 삼원중하체(ethylene/acrylate or alkyl methacrylate/acrylate or glycidyl methacrylate terpolymers) 및 특히, 에틸렌/메틸아크릴레이트/글리시딜 메타크릴레이트 삼원중합체(ethylene/methyl acrylate/glycidyl methacrylate terpolymer) 및 에틸렌/아크릴레이트 또는 알킬 메타크릴레이트/말레 무수산 삼원중합체(ethylene/acrylate or alkyl methacrylate/maleic anhydride terpolymers) 및 특히 에틸렌/부틸 아크릴레이트/말레 무수물 삼원중합체(ethylene/butyl acrylate/maleic anhydride terpolymer), 올리핀 단일중합체(olefinic homopolymer) 및 에틸렌 (또는 프로필렌 또는 부틸렌)의 공중합체(copolymers of ethylene (or propylene, or butylene)), 폴리이소부틸렌(polyisobutylenes), 폴리부타디엔(polybutadienes), 폴리이소프렌(polyisoprenes), 폴리(염화비닐)(poly(vinyl chloride)), 폐타이어 고무(reground rubber), 부틸 고무(butyl rubber), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메타크릴레이트(polymethacrylate), 폴리클로로프렌(polychloroprene), 폴리노보넨(polynorbornene), 폴리부텐(polybutene), 폴리이소부텐(polyisobutene), 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 그들의 혼합물 또는 역청을 변형시키는데 이용되는 모든 중합체와 같은 열가소성 탄성중합체를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직한 중합체는 스틸렌 및 부타디엔의 공중합체이다.
스틸렌 및 부타디엔 공중합체에서 스틸렌의 함량은 유리하게, 공중합체 질량에 대하여, 5 내지 50 질량%, 바람직하게 20 내지 40 질량%이다.
스틸렌 및 부타디엔 공중합체에서 부타디엔의 함량은 유리하게, 공중합체 질량에 대하여, 50 내지 95 질량%, 바람직하게 60 내지 80 질량%이다.
부타디엔 모노머 중에서, 부타디엔에서 나온 1-4 이중 결합을 갖는 모노머 및 부타디엔에서 1-2 이중 결합을 갖는 모노머를 구별할 것이다. 부타디엔에서 나온 1-4 이중 결합을 갖는 모노머를 부타디엔의 중합 동안 1,4 첨가를 통해 얻은 모노머로 이해할 것이다. 부타디엔에서 나온 1-2 이중 결합을 갖는 모노머를 부타디엔의 중합 동안 1,2 첨가를 통해 얻은 모노머로 이해할 것이다. 이 1,2 첨가의 결과는 "펜던트(pendant)"라고 불리는 비닐 이중결합(vinylic double bond)이다. 스틸렌 및 부타디엔 공중합체의 부타디엔에서 나온 1-2 이중 결합을 갖는 모노머의 함량은 부타디엔 모노머의 총 질량에 대하여, 바람직하게 5 내지 50 질량%, 바람직하게 10 내지 40 질량%, 더 바람직하게 15 내지 30 질량% 및 더 유리하게 18 내지 23 질량%이다.
스틸렌 및 부타디엔 공중합체의 평균 분자량 MW는 4,000 내지 500,000 daltons, 바람직하게 10,000 내지 200,000 daltons, 더 바람직하게 50,000 내지 150,000 daltons, 더 유리하게 80,000 내지 130,000 daltons, 더 유리하게 100,000 내지 120,000 daltons이다. 분자량은 (표준 ASTM D5296-05에 의해 대체되는) 표준 ASTM D3536에 따른 폴리스티렌 기준과 더불어, GPC 크로마토그래피에 의해 측정된다.
스틸렌 및 부타디엔 공중합체는 선형 또는 스타형(star-shaped)일 수 있고, 디블록(diblock), 트리블록(triblock)일 수 있으며, 다중 가지 형상(multiarmed)일 수 있다. 스틸렌 및 부타디엔 공중합체는 또한 랜덤 힌지(random hinge)를 포함할 수 있다. 스틸렌 및 부타디엔 공중합체의 혼합물은 또한 가능하다.
일반적으로 역청질 바인더의 질량에 대하여, 1 내지 20 질량%, 바람직하게 5 내지 10 질량%의 중합체가 사용된다.
이 중합체는 선택적으로 교차 결합될 수 있다. 이용가능한 가교제(cross-linking agent)는 본래 매우 다양하며 본 발명에 따른 역청질 바인더에 포함된 중합체의 유형의 기능으로 선택된다. 바람직하게, 가교제(cross-linking agent)는 황 단독 또는 가황 촉진제(vulcanization accelerator)와의 혼합물에서 선택된다. 이 가황 촉진제(vulcanization accelerator)는 하이드로카르빌 폴리설파이드(hydrocarbyl polysulphide), 또는 황-공여 가황 촉진제(sulphur-donor vulcanization accelerator) 또는 비-황-공여 가황 촉진제(non-sulphur-donor vulcanization accelerator)이다. 하이드로카르빌 폴리설파이드(hydrocarbyl polysulphide)는 특허 FR2528439에서 정의되는 것에서 선택될 수 있다. 황-공여 가황 촉진제(sulphur-donor vulcanization accelerator)는 테트라부틸티오람 디설파이드(tetrabutylthiurame disulphide), 테트라에틸티오람 디설파이드(tetraethylthiurame disulphide) 및 테트라메틸티오람 디설파이드(tetramethylthiurame disulphide) 등과 같은 티오람 폴리설파이드(thiurame polysulphides)에서 선택할 수 있다. 본 발명에 따라 이용될 수 있는 비-황-공여 가황 촉진제(sulphur-donor vulcanization accelerator)는 메르캅도벤조티아졸(mercaptobenzothiazole) 및 그 유도체, 디티오카르바메이트(dithiocarbamate) 및 그 유도체, 및 티오람 모노설파이드(thiurame monosulphide) 및 그 유도체에서 선택된 황-함유 화합물(sulphur-containing compound)일 수 있다. 그 예로서, 아연-2-메르캅토벤조티아졸(zinc-2-mercaptobenzothiazole), 아연 디부틸디티오카르바메이트(zinc dibutyldithiocarbamate) 및 테트라메틸티오람 모노 설파이드(tetramethylthiurame mono sulphide)를 들 수 있다. 본 발명에 따라 이용가능한 황-공여 및 비 황-공여 가황 촉진제(sulphur-donor vulcanization accelerator)에 대한 상세한 사항은 특허 EP0360656, EP0409683 및 FR2528439을 참조할 수 있다. 일반적으로, 역청질 바인더의 질량에 대하여 0.1 내지 2 질량%의 가교제(cross-linking agent)가 이용된다.
본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 역청질 바인더에 접착제(adhesiveness additive) 및/또는 계면활성제를 추가할 수 있다. 그들은 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 알킬아민 유도체(alkylamine derivative), 알킬 폴리아민 유도체(alkyl polyamine derivative), 알킬 아미도폴리아민 유도체(alkyl amidopolyamine derivative), 알킬 아미도폴리아민 유도체(alkyl amidopolyamine derivative) 및 사차암모늄염 유도체(quaternary ammonium salt derivative)에서 선택된다. 사용된 탈로 프로필렌 디아민(tallow propylene diamine), 탈로 아미도아민(tallow amidoamine) 및 탈로 프로필렌-디아민(tallow propylene-diamine)의 사차화(quaternization)에 의해 얻은 사차암모늄(quaternary ammonium) 및 탈로 프로필렌-폴리아민(tallow propylene-polyamine)이 가장 많이 이용된다. 본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 역청질 바인더에서의 접착제(adhesiveness additive) 및/또는 계면활성제의 양은 0.2 내지 2 질량%, 바람직하게 0.5 내지 1 질량%이다.
본 발명의 주제는 또한 역청(bitumen), 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 혼합 온도가 100℃ 내지 170℃, 바람직하게 110℃ 내지 150℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃인, 첨가제를 포함하는 역청질 바인더의 제조방법이다.
본 발명의 주제는 또한 본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 역청질 바인더가 골재(aggregate)와 혼합되는, 소위 중온 역청질 혼합물(warm bituminous mix)의 제조방법이다.
방법은 역청질 바인더로 골재(aggregate)의 혼합 또는 코팅이 특히 저온에서 일어는 것을 특징으로 하며, 혼합물의 코팅 또는 제조 온도는 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃이다.
코팅 동안, 골재(aggregate) 및 첨가제를 포함하는 역청질 바인더는 둘 다 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃의 동일한 온도에 있거나, 또는 첨가제를 포함하는 역청질 바인더는 약 160℃의 온도에 있고 골재(aggregate)는 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃의 온도에 있다. 첨가제를 포함하는 역청질 바인더에 대하여 골재(aggregate)가 상당량이 있기 때문에 (약 5 질량%의 첨가제를 포함하는 역청질 바인더에 대하여 95 질량%이 골재(aggregate)), 따라서 전반적인 코팅 온도를 나타내는 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃의 온도는 골재(aggregate)의 온도이다. 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃의 온도에서 골재(aggregate)를 이용하고 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃의 온도와 동일한 온도에서 첨가제를 포함하는 역청질 바인더를 이용하는 것이 바람직하다. 역청질 바인더에 특정한 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)를 첨가해도 역청질 바인더의 점도에 영향을 미치지 않고 줄어들지 않고, 역청질 바인더의 점도가 너무 커서 역청질 바인더를 펌핑할 수 없을 때, 첨가제를 포함하는 역청질 바인더를 약 160℃에서 이용하고 골재(aggregate)를 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃의 온도에서 이용하여, 여전히 전반적인 코팅 온도를 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃의 온도로 할 수 있다. 이 경우, 첨가제를 포함하는 역청질 바인더를 120℃ 내지 180℃, 바람직하게 140℃ 내지 160℃에서, 골재(aggregate)를 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃의 온도에서 이용하여, 전반적인 코팅 온도는 여전히 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃의 온도이다.
본 발명에 따른 방법에서 코팅 온도가 더 낮더라도, 코팅의 품질이 좋고, 고온에서의 종래 방법에 비하여 코팅 시간이 증가하지 않는다. 따라서 본 발명에 따른 방법의 코팅 시간은 2 내지 120초, 바람직하게 5 내지 60초, 더 바람직하게 10 내지 40초이다.
일단 골재(aggregate)가 코팅되면, 첨가제를 포함한 역청질 바인터/골재 혼합물이 퍼진다. 역청질 바인더/골재 혼합물이 퍼지는 동안의 가공 온도는 80℃ 내지 130℃, 바람직하게 90℃ 내지 120℃, 더 바람직하게 100℃ 내지 110℃이다. 그러고 나서 전체 혼합물이 압축되고 퍼진 혼합물의 압축 온도는 70℃ 내지 120℃, 바람직하게 80℃ 내지 110℃, 더 바람직하게 90℃ 내지 100℃이다. 그러고 나서, 전체 혼합물을 주위 온도로 냉각시킨다.
본 발명의 또 다른 주제는 따른(poured) 아스팔트의 제조방법으로, 본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 역청질 바인더가 충전물과 혼합된다. 방법은 바인더와 충전물의 혼합이 특히 낮은 온도에서 일어나는 것을 특징으로 하며, 아스팔트의 제조 온도는 140℃ 내지 180℃, 바람직하게는 150℃ 내지 170℃이다. 제조 동안, 충전물 및 첨가제를 포함하는 역청질 바인더가 둘 다 동일한 온도에 있다(140℃ 내지 180℃, 바람직하게는 150℃ 내지 170℃). 다음으로, 첨가제를 포함하는 역청질 바인더/충전물 혼합물을 따른다. 역청질 바인더/충전물 혼합물을 따르는 동안의 가공 온도는 120℃ 내지 160℃, 바람직하게 130℃ 내지 150℃이다. 전체 혼합물을 주위 온도로서 냉각시킨다.
본 발명의 주제는 또한 본 발명에 따른 역청질 바인더, 골재(aggregate) 및 선택적으로 충전물을 포함하는 역청질 혼합물(bituminous mix)이다. 역청질 혼합물(bituminous mix)은 혼합물의 총 질량에 대하여, 1 내지 20 질량%의, 바람직하게 4 내지 8 질량%의 첨가제를 포함하는 역청질 바인더를 포함한다.
본 발명의 또 다른 주제는 본 발명에 따른 역청질 바인더 및 무기 충전물을 포함하는 아스팔트이다. 아스팔트는 아스팔트의 총 질량에 대하여, 1 내지 20 질량%의, 바람직하게 5 내지 10 질량%의 첨가제를 포함하는 역청질 바인더를 포함한다.
본 발명의 주제는 역청질 혼합물(bituminous mix)의 제조 온도, 가공 온도 및/또는 압축 온도 및 따른(poured) 아스팔트의 제조 온도 및/또는 가공 온도를 낮추기 위해, 적어도 하나의 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 적어도 하나의 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)를 포함하는 첨가제의 적어도 하나의 조합의, 역청(bitumen)의 사용이다. 이런 조합의 첨가제를 사용하면 침투성(penetrability)에 상관없이 모든 역청(경질 역청, 중질(intermediate grade) 역청, 연질 역청)의 상기 온도를 낮출 수 있다. 따라서, 첨가제 조합은 35 내지 50 1/10㎜의 침투성(penetrability)을 가지는 역청 및 10 내지 20 1/10㎜의 침투성(penetrability)을 가진 역청에 적합하다.
매우 낮은 첨가량으로, 이런 조합의 첨가제는 역청질 혼합물(bituminous mix) 및 따른 아스팔트의 기계적 성질을 유지하면서 상기 온도를 낮출 수 있다.
혼합물의 제조 동안, 첨가제의 조합을 사용하면 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃의 제조 또는 코팅 온도를 얻을 수 있다. 첨가제의 조합을 사용하면 퍼는 동안의 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃의 가공 온도를 얻을 수 있다. 첨가제의 조합을 사용하면, 70℃ 내지 120℃의, 바람직하게 80℃ 내지 130℃, 더 바람직하게 90℃ 내지 100℃의 압축 온도를 얻을 수 있다.
아스팔트의 제조 동안, 첨가제의 조합을 사용하면, 140℃ 내지 180℃의, 바람직하게 150℃ 내지 170℃의 제조 온도를 얻을 수 있다. 첨가제의 조합을 사용하면, 120℃ 내지 160℃의, 바람직하게 130℃ 내지 150℃의 가공 온도를 얻을 수 있다.
혼합물의 제조 동안, 첨가제의 조합을 사용하면, 10℃ 내지 80℃, 바람직하게 20℃ 내지 60℃, 더 바람직하게 30℃ 내지 50℃까지 제조 온도를 낮출 수 있다. 첨가제의 조합을 사용하면, 30℃ 내지 100℃, 바람직하게 40℃ 내지 120℃, 더 바람직하게 50℃ 내지 70℃까지 퍼는 동안의 가공 온도를 낮출 수 있다. 첨가제의 조합을 사용하면, 30℃ 내지 80℃, 바람직하게 40℃ 내지 70℃, 더 바람직하게 50℃ 내지 60℃까지 압축 온도를 낮출 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 주제는 도로(roads), 차도(carriageways), 보도(footways), 도로 시스템(road systems), 도시 개발(urban developments), 지면(floors), 건물 또는 토목 공사(civil engineering works)의 방수(waterproofing), 특히, 하층 노반(sub-base courses), 기층(base courses), 예비층(foundation courses), 바인더 층(binder courses) 및/또는 마모층(wearing courses) 등과 같은 표층(surface courses)의 제조를 위한 도로포장(road applications)를 위한 표면마감재(surfacing material)의 제조를 위한 이런 혼합물 또는 아스팔트의 사용에 특히 관한 것이다.
실시예
이용된 다른 제품은 다음과 같다:
- (표준 EN 1426에 따른) 42의 1/10㎜의 침투성(penetrability) 및 (표준 EN 1427에 따른) 52.5℃의 볼 앤 볼 온도를 가지는 순수 역청(bitumen),
- 25 내지 35 mg KOH/g의 산가, 90 내지 100 mg KOH/g의 비누화값 및 20 내지 40℃의 연화점을 가지는 톨유 피치,
- 18 질량%의 팔미트산(palmitic acids) C16:0, 51.4 질량%의 올레산(oleic acids) C18:1 및 19.8 질량%의 리놀레산(linoleic acids) C18:2를 포함하고, 5 내지 10 mg KOH/g의 산가 및 70 내지 90 mgKOH/g의 요오드화가를 가지는 지방산 메틸 모노에스테르.
다른 역청질 바인더를 제조한다:
- 역청질 바인더 L1는 첨가제를 포함하지 않는, 본 발명에 따른 역청질 바인더의 대조구이다. 역청질 바인더 L1은 상술한 순수 역청(bitumen)로 구성된다.
- 역청질 바인더 L2는 본 발명에 따른 첨가제의 조합이 추가된 본 발명에 따른 역청질 바인더이다. 역청질 바인더 L2는 99 질량%의 상술한 순수 역청, 0.5 질량%의 상술한 톨유 피치 및 0.5 질량%의 상술한 지방산 메틸 모노에스테르를 포함한다.
- 역청질 바인더 L3는 본 발명에 따라 첨가제의 조합이 추가된 본 발명에 따른 역청질 바인더이다. 역청질 바인더 L3는 99 질량%의 상술한 순수 역청, 0.6 질량%의 상술한 톨유 피치 및 0.4 질량%의 상술한 지방산 메틸 모노에스테르를 포함한다.
- 역청질 바인더 L4는 본 발명에 따라 첨가제의 조합이 추가된 본 발명에 따른 역청질 바인더이다. 역청질 바인더 L4는 99 질량%의 상술한 순수 역청, 0.4 질량%의 상술한 톨유 피치 및 0.6 질량%의 상술한 지방산 메틸 모노에스테르를 포함한다.
역청질 바인더 L2 내지 L4는 120℃의 온도에서 역청질 바인더 L1과 첨가제의 조합을 혼합하여 제조된다. 두 첨가제의 도입 순서는 중요하지 않아서, 동시에 또는 이시에 추가될 수 있다. 이 경우, 두 첨가제를 역청질 바인더에 동시에 추가한다.
역청질 바인더의 성질
LI L2 L3 L4
25℃에서의 침투성(Penetrability) (1/10㎜)(1) 42 50 47 54
RBT(℃) (2) 52.5 50 51.2 49.5
160℃에서의 점도(㎟/s)(3) 200 180 190 150
140℃에서의 점도(㎟/s)(3) 550 500 530 450
120℃에서의 점도(㎟/s)(3) 1530 1375 1450 1300
PI(4) -1 -1.2 -1 -1.1
접착률(adhesiveness)(%)(5) 75 75 90 75
복소 탄성률(complex modulus) E* (MPa) (6)
- 15℃ 및 10 Hz에서
- 10℃ 및 7.5 Hz에서
185
290
150
245
165
255
135
230
(1) 침투성(penetrability) P25는 표준 EN 1426에 따라 25℃에서 측정했다.
(2) 링 앤 볼 온도는 표준 EN 1427에 따라 측정하였다.
(3) 120℃에서의 점도는 표준 NF EN 12596에 따라 측정하였다.
(4) 침투도(penetrability index) (또는 Pfeiffer index).
(5) 수동 접착률(adhesiveness)은 표준 PR NF EN 15626에 따라 측정하였다.
(6) 복소 탄성률(complex modulus) E*는 표준 NF EN 14770에 따라 측정하였다.
본 발명에 따른 역청질 바인더 L2 내지 L4는 침투성(penetrability), 링 앤 볼 온도, 가소성 범위, 접착률(adhesiveness) 및 복소 탄성률(complex modulus)의 측면에서 대조구 역청질 바인더 L1과 동일한 성질을 가진다. 저온에서 본 발명에 따른 역청질 바인더 L2 내지 L4로 첨가제를 투입하면, 이용된 특정한 첨가제의 조합 때문에, 본 발명에 따른 역청질 바인더 L2 내지 L4의 성질이 저하되지 않는다. 본 발명에 따른 역청질 바인더 L3의 경우, 심지어 접착률(adhesiveness)이 향상되었다. 특히 이용된 첨가제의 특정한 조합은 바인더의 점도에 영향을 미치지 않고, 본 발명에 따른 역청질 바인더 L1 내지 L4의 120℃, 140℃ 및 160℃에서의 점도는 대등하다. 이용된 첨가제의 특정한 조합은 점도가 변하지 않음에도 불구하고 제조 온도가 낮아진다.
대조구 역청질 혼합물(bituminous mix) 및 본 발명에 따른 역청질 혼합물(bituminous mix) E1, E2, E3 및 E4 각각은 대조구 역청질 바인더 및 본 발명에 따른 역청질 바인더 L1, L2, L3 및 L4에서 제조된다:
- 대조구 역청질 혼합물(bituminous mix) E1으로서, 94.6 질량%의 골재 및 5.4 질량%의 대조구 역청질 바인더 L1로 이루어지며, 165℃의 제조 온도 또는 코팅 온도에서, 골재(aggregate) 및 역청질 바인더 둘 다에 66초 동안 165℃의 온도에 있다. 그 후 역청질 바인더/골재 혼합물을 155℃에서 펴고, 145℃에서 압축하며 주위 온도로 냉각한다. 120℃의 코팅 온도, 100℃의 가공 온도에서 제조되고 주위 온도로 냉각된 동일한 혼합물에 120 초의 혼합 시간이 걸린다.
- 본 발명에 따른 역청질 혼합물(bituminous mix) E2로, 94.6 질량%의 골재 및 5.4 질량%의 본 발명에 따른 역청질 바인더 L2로 이루어지며, 120℃의 제조 온도 또는 코팅 온도에서, 골재(aggregate) 및 역청질 바인더 둘 다에 68초 동안 120℃의 온도에 있다. 그 후 역청질 바인더/골재 혼합물을 100℃에서 펴고, 80℃에서 압축하며 주위 온도로 냉각한다.
- 본 발명에 따른 역청질 혼합물(bituminous mix) E3로, 94.6 질량%의 골재 및 5.4 질량%의 본 발명에 따른 역청질 바인더 L3로 이루어지며, 120℃의 제조 온도 또는 코팅 온도에서, 골재(aggregate) 및 역청질 바인더 둘 다에 69초 동안 120℃의 온도에 있다. 그 후 역청질 바인더/골재 혼합물을 100℃에서 펴고, 80℃에서 압축하며 주위 온도로 냉각한다.
- 본 발명에 따른 역청질 혼합물(bituminous mix) E4로, 94.6 질량%의 골재 및 5.4 질량%의 본 발명에 따른 역청질 바인더 L4로 이루어지며, 120℃의 제조 온도 또는 코팅 온도에서, 골재(aggregate) 및 역청질 바인더 둘 다에 75초 동안 120℃의 온도에 있다. 그 후 역청질 바인더/골재 혼합물을 100℃에서 펴고, 80℃에서 압축하며 주위 온도로 냉각한다.
120℃의 코팅 온도에서 본 발명에 따른 역청질 바인더 E2 내지 E4의 코팅 시간은 165℃의 코팅 온도에서 대조구 역청질 바인더 E1의 코팅 시간과 거의 동일하고, 120℃의 코팅 온도에서 대조구 역청질 바인더 E1의 코팅 시간보다 훨씬 작다.
역청질 혼합물(bituminous mix)의 성질
E1 E2 E3 E4
Duriez Test(7)
공극분율(void content)(%) 11.2 10.8 10.6 11
R(MPa) 10.1 9.5 9 8
r(MPa) 8.3 7.9 7.5 6.5
r/R 0.82 0.83 0.84 0.80
소성변형 시험(rutting test)(8)
공극분율 (%) 6.9 7.2 7.5 7.2
30, 000 사이클에서의 소성변형(rutting)(%) 4.2 5.3 4.9 6.0
모듈러스 시험(9)
복소 탄성률(MPa) 8300 7900 8100 7800
(7) 표준 NF P 98-251-1에 따른 물에서의 스트리핑(stripping)에 대한 저항도 시험은 역청질 바인더와 골재 사이의 접착도를 반영한다.
(8) 표준 NF EN 12697-22에 따른 소성변형 저항성(resistance to rutting) 시험은 수송 상태(traffic conditions) 하에서 사용에 관련된 크리프(creep)를 저항하는 역청질 혼합물(bituminous mix)의 능력을 반영한다.
(9) 표준 NF P 98-2601 또는 NF EN 12697-26에 따른 강성(rigidity)의 복소 탄성률(complex modulus)의 측정은 응력을 견디는 역청질 혼합물(bituminous mix)의 능력을 반영한다.
본 발명에 따른 역청질 혼합물(bituminous mix) E2, E3 및 E4는 대조구 역청질 혼합물 E1과 동일한, 스트리핑(stripping) 저항성을 가지만, 제조 온도는 45℃가 낮고, 가공 온도는 55℃가 낮으며, 압축 온도는 65℃가 낮다.
본 발명에 따른 역청질 혼합물(bituminous mix) E2, E3 및 E4는 대조구 역청질 혼합물 E1과 동일한, 소성변형 저항성(resistance to rutting)을 가지만, 제조 온도는 45℃가 낮고, 가공 온도는 55℃가 낮으며, 압축 온도는 65℃가 낮다.
본 발명에 따른 역청질 혼합물(bituminous mix) E2, E3 및 E4는 대조구 역청질 혼합물 E1과 동일한, 강성률(rigidity modulus)을 가지만, 제조 온도는 45℃가 낮고, 가공 온도는 55℃가 낮으며, 압축 온도는 65℃가 낮다.
본 발명에 따른 역청질 혼합물(bituminous mix) E2, E3 및 E4에 소량의 첨가제를 도입하여 역청질 혼합물(bituminous mix)의 기계적 성질을 저하시키지 않고 혼합물의 제조 온도, 가공 온도 및 압축 온도를 낮출 수 있다고 결론을 내릴 수 있다.

Claims (24)

  1. 적어도 하나의 역청(bitumen)을 포함하고, 역청질 바인더의 질량에 대하여,단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 0.1 내지 5 질량%의 적어도 하나의 톨유 유도체(Tall Oil derivative), 및 적어도 하나의 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)를 포함하는 역청질 바인더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 역청질 바인더의 질량에 대하여, 0.5 내지 5 질량%, 바람직하게 1 내지 5 질량%의 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)를 포함하는 역청질 바인더.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 역청질 바인더의 질량에 대하여, 0.1 내지 1.5 질량%, 바람직하게 0.5 내지 1 질량%의 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)를 포함하는 역청질 바인더.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 톨유 유도체(Tall Oil derivative)는 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 조톨유(crude Tall Oil), 증류 톨유(distilled Tall Oil), 톨유 지방산(Tall Oil fatty acid), 톨유 수지산(Tall Oil resing acid) 및 톨유 피치(Tall Oil pitch)에서 선택되는 역청질 바인더.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)는 단일물 형태의 또는 혼합물 형태의, 메틸 모노에스테르, 에틸 모노에스테르, 프로필 모노에스테르 및 부틸 모노에스테르(monoester)에서 선택된 알킬 모노에스테르(monoester)인 역청질 바인더.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 지방산은 6 내지 24개의 탄소 원자, 바람직하게 14 내지 22개의 탄소 원자, 더 바람직하게 16 내지 20개의 탄소 원자를 포함하며, 유리하게는 18개의 탄소 원자를 포함하는 지방산인 역청질 바인더.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    중합체를 포함하는 역청질 바인더.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    가교제(cross-linking agent)를 포함하는 역청질 바인더.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)에 대한 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량비는 5:95 내지 45:55, 바람직하게 10:90 내지 40:60, 더 바람직하게 20:80 내지 30:70인 역청질 바인더.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)에 대한 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량비는 50:50인 역청질 바인더.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)에 대한 톨유 유도체(Tall Oil derivative)의 질량비는 55:45 내지 95:5, 바람직하게 60:40 내지 90:10, 더 바람직하게 70:30와 80:20인 역청질 바인더.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 역청질 바인더의 제조방법으로서,
    역청(bitumen), 톨유 유도체(Tall Oil derivative) 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester)의 혼합 온도는 100℃ 내지 170℃, 바람직하게 110℃ 내지 150℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃인 역청질 바인더의 제조방법.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 역청질 바인더 및 선택적으로 파인(fine), 모래 및 칩핑(chipping)을 포함하는 골재(aggregate)를 포함하는 역청질 혼합물(bituminous mix).
  14. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 역청질 바인더 및 파인(fine), 모래 및 칩핑(chipping)과 같은 충전물을 포함하는 아스팔트.
  15. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 역청질 바인더 및 골재(aggregate)를 혼합하는 것을 포함하며, 코팅 온도가 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃인, 제13항에 따른 역청질 혼합물(bituminous mix)의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    역청질 바인더 및 골재(aggregate)는 둘 다 코팅 동안, 100℃ 내지 150℃, 바람직하게 110℃ 내지 140℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 130℃에 있는 역청질 혼합물(bituminous mix)의 제조방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    역청질 바인더/골재 혼합물을 펴는 동안의 가공 온도는 80℃ 내지 130℃, 바람직하게 90℃ 내지 120℃, 더 바람직하게 100℃ 내지 110℃인 역청질 혼합물(bituminous mix)의 제조방법.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    퍼진 혼합물의 압축 온도는 70℃ 내지 120℃, 바람직하게 80℃ 내지 110℃, 더 바람직하게 90℃ 내지 100℃인 역청질 혼합물(bituminous mix)의 제조방법.
  19. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 역청질 바인더와 충전물을 혼합하며, 제조 온도는 140℃ 내지 180℃, 바람직하게 150℃ 내지 170℃인 제14항에 따른 아스팔트의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    역청질 바인더 및 충전물은 둘 다 혼합하는 동안, 140℃ 내지 180℃, 바람직하게 150℃와 170℃에 있는 아스팔트의 제조방법.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    역청질 바인더/충전물 혼합물을 따르는 동안의 가공 온도는 120℃ 내지 160℃, 바람직하게 130℃ 내지 150℃인 아스팔트의 제조방법.
  22. 역청질 혼합물(bituminous mix)의 제조, 가공 및/또는 압축 온도를 낮추기 위한 또는 아스팔트의 제조 및/또는 가공 온도를 낮추기 위한, 역청질 바인더에서의, 단일물 형태 또는 혼합물 형태의 톨유 유도체(Tall Oil derivative), 및 지방산 모노에스테르의 사용.
  23. 역청질 혼합물(bituminous mix)의 제조, 가공 및/또는 압축 온도를 낮추기 위한 또는 아스팔트의 제조 및/또는 가공 온도를 낮추기 위한, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 역청질 바인더의 사용.
  24. 도로(roads), 차도(carriageways), 보도(footways), 도로 시스템(road systems), 도시 개발(urban developments), 지면(floors), 건물 또는 토목 공사(civil engineering works)의 방수(waterproofing), 특히, 하층 노반(sub-base courses), 기층(base courses), 예비층(foundation courses), 바인더 층(binder courses) 및/또는 마모층(wearing courses) 등과 같은 표층(surface courses)의 제조를 위한 도로포장(road applications)를 위한 표면마감재(surfacing material)의 제조를 위한, 제13항에 따른 혼합물 또는 제14항에 따른 아스팔트의 사용.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102236380B1 (ko) * 2020-10-21 2021-04-05 중앙방수기업 주식회사 내균열 추종성이 우수한 고무화 아스팔트 도막방수제의 제조방법 및 시공방법
KR102503758B1 (ko) 2022-10-27 2023-02-27 주식회사 성문화학 내균열 추종성이 우수한 이액형 수용성 고무화아스팔트 도막방수재 제조방법 및 이를 이용한 복합방수 시공방법

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2952066B1 (fr) 2009-10-29 2012-01-20 Total Raffinage Marketing Utilisation de cires dans une composition bitume/polymere reticulee pour ameliorer sa resistance aux agressions chimiques et composition bitume/polymere reticulee comprenant lesdites cires
FR2984342B1 (fr) 2011-12-20 2014-01-03 Total Raffinage Marketing Procede de production d'une composition bitume/polymere reticulee avec reduction des emissions de h2s
FR2992653B1 (fr) 2012-07-02 2015-06-19 Total Raffinage Marketing Compositions bitumineuses additivees aux proprietes thermoreversibles ameliorees
CA2846351C (en) 2013-03-15 2022-11-15 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Use of an additive and paving grade asphalt in shingle coating asphalt compostion manufacture
FR3006340B1 (fr) * 2013-05-28 2015-10-09 Colas Sa Procede de fabrication d'un enrobe basse temperature
US9434841B2 (en) * 2014-01-17 2016-09-06 Maeda Road Constructions Co., Ltd Asphalt mixture, process for production of same, and paving method using same
FR3023284B1 (fr) * 2014-07-03 2020-07-24 Colas Sa Grave agglomeree scellee pour couche d'assise comprenant une forte proportion en gros granulats
WO2016073442A1 (en) 2014-11-03 2016-05-12 Flint Hills Resources, Lp Asphalt binders containing a glyceride and fatty acid mixture and methods for making and using same
BR112017017850B1 (pt) 2015-02-27 2022-04-05 Cargill, Incorporated Óleo polimerizado, asfalto modificado, rejuvenescedor para uso em asfalto e método de incorporação de um óleo polimerizado em aplicações de asfalto
JP5916938B1 (ja) * 2015-12-21 2016-05-11 前田道路株式会社 アスファルト混合物およびその製造方法、ならびにそれを用いた舗装方法
JP5916937B1 (ja) * 2015-12-21 2016-05-11 前田道路株式会社 アスファルト混合物およびその製造方法、ならびにそれを用いた舗装方法
AU2016409898B2 (en) 2016-06-10 2021-11-11 A.L.M Holding Company A method for identifying the extent of aging in an asphalt
FR3052771B1 (fr) * 2016-06-16 2020-01-10 Green World S.A.R.L. Produit d'amelioration des caracteristiques rheologiques, chimiques et physico-chimiques des liants bitumineux
HUE051838T2 (hu) 2016-08-09 2021-03-29 Alm Holding Co Szterol keverékek, mint adalék aszfalt kötõanyagban
CN110799597A (zh) * 2017-02-02 2020-02-14 A.L.M控股公司 用于沥青路面的含甾醇添加剂的沥青乳液
AU2017202921B1 (en) * 2017-05-02 2018-08-02 Maeda Road Construction Co., Ltd Asphalt mixture, process for production of same, and paving method using same
AU2017202947B1 (en) * 2017-05-03 2018-07-19 Maeda Road Construction Co., Ltd Asphalt mixture, process for production of same, and paving method using same
EP3630880A1 (en) 2017-05-24 2020-04-08 POET Research, Inc. Enhanced alkyl ester containing oil compositions and methods of making and using the same
BR112019024623A2 (pt) 2017-05-24 2020-06-16 Poet Research, Inc. Uso de uma esterase para aumentar teor de éster de etila em meios de fermentação
US11427697B2 (en) 2017-07-26 2022-08-30 A.L.M. Holding Company Use of sterols from animal waste as an additive in asphalt binder
RU2662829C1 (ru) * 2017-07-31 2018-07-31 Общество с ограниченной ответственностью "ДОРЭКСПЕРТ" Способ приготовления минерального порошка
CR20200164A (es) 2017-10-20 2020-10-22 Alm Holding Co Tratamiento de superficie de emulsion de asfalto conteniendo esteroles
EP3799598B1 (en) 2018-06-11 2022-10-05 POET Research, Inc. Methods of refining a grain oil composition feedstock and related systems compositions and uses
JP6458194B1 (ja) * 2018-08-31 2019-01-23 世紀東急工業株式会社 常温アスファルト混合物
US11518910B2 (en) 2018-10-25 2022-12-06 Poet Research, Inc. Bio-based additive for asphalt
FR3089986B1 (fr) 2018-12-18 2022-07-15 Total Marketing Services Enrobé avec coke de pétrole
US11814506B2 (en) 2019-07-02 2023-11-14 Marathon Petroleum Company Lp Modified asphalts with enhanced rheological properties and associated methods
FR3105241B1 (fr) 2019-12-20 2021-12-31 Total Marketing Services Compositions de brai, procédés et utilisations associés
FR3105240B1 (fr) 2019-12-20 2021-12-31 Total Marketing Services Compositions bitumineuses, procédés et utilisations associés
BR112023001818A2 (pt) 2020-08-06 2023-02-23 Poet Res Inc Lipase endógena para redução de metais em óleo de milho de destilaria
CN112962380B (zh) * 2021-02-19 2022-08-19 中交第二公路工程局有限公司 一种沥青路面的施工方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2877129A (en) * 1955-07-05 1959-03-10 Standard Oil Co Asphalt composition containing a fatty ester and a process of making it
RU2119513C1 (ru) * 1997-07-31 1998-09-27 Воронежский филиал Государственного предприятия "Научно-исследовательский институт синтетического каучука им.акад.С.В.Лебедева" Битумная композиция и способ ее получения
US6133351A (en) * 1999-06-03 2000-10-17 Marathon Ashland Petroleum Llc Sulfur-in-oil in asphalt and polymer composition and process
US6764542B1 (en) * 2002-05-31 2004-07-20 Marathon Ashland Petroleum Llc Biodiesel cutback asphalt and asphalt emulsion
US6802897B1 (en) * 2002-05-31 2004-10-12 Marathon Ashland Petroleum Llc Biodiesel sulfur slurry
FR2855523B1 (fr) * 2003-05-28 2005-10-21 Smac Acieroid Liant thermofusible pour produit asphaltique a temperature de fabrication abaissee, et applications de ce liant.
KR101203476B1 (ko) * 2004-10-04 2012-11-23 더블유.알. 그레이스 앤드 캄파니-콘. 완전히 내수성인 콘크리트
FR2891838B1 (fr) * 2005-10-11 2007-11-30 Colas Sa Procede de preparation d'esters d'acides gras d'origine naturelle fonctionnalises par oxydation utilisables comme fluxants pour bitume
RU2289604C1 (ru) * 2005-12-15 2006-12-20 Ярославский государственный технический университет Способ получения битумного вяжущего из кислого гудрона
FR2901279B1 (fr) * 2006-05-19 2008-08-01 Eurovia Sa Liant thermofusible a base d'asphalte ou de bitume a temperature de fabrication abaissee
US8608845B2 (en) * 2009-01-08 2013-12-17 Pvs Meridian Chemicals, Inc. Cutback asphalt compositions and products comprising an extender derived from tall oil, and methods for making and using same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102236380B1 (ko) * 2020-10-21 2021-04-05 중앙방수기업 주식회사 내균열 추종성이 우수한 고무화 아스팔트 도막방수제의 제조방법 및 시공방법
KR102503758B1 (ko) 2022-10-27 2023-02-27 주식회사 성문화학 내균열 추종성이 우수한 이액형 수용성 고무화아스팔트 도막방수재 제조방법 및 이를 이용한 복합방수 시공방법

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