KR20220063243A - 아스팔트 혼합 조성물의 제조 방법 - Google Patents

아스팔트 혼합 조성물의 제조 방법 Download PDF

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버니 루이스 말론슨
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칼 알 거스트
스테판 보케른
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Abstract

본 발명은
(1) 아스팔트 조성물을 제공하고 상기 조성물을 110 내지 200℃ 범위의 온도로 가열하는 단계;
(2) 입상 물질을 제공하고 상기 물질을 110 내지 240℃ 범위의 온도로 가열하는 단계;
(3) 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물을 제공하는 단계;
(4) 단계 (3)에서 제공된 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물을 단계 (1)에서 얻어진 아스팔트 조성물에 첨가하고 2 내지 180초 범위의 기간 동안 혼합물을 균질화하는 단계;
(5) 단계 (4)에서 얻어진 혼합물을 단계 (2)에서 얻은 입상 물질에 첨가하고 5 내지 180초 범위의 기간 동안 슬러리를 균질화하는 단계
를 포함하는, 아스팔트 혼합 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 얻어지거나 얻을 수 있는 아스팔트 혼합 조성물 및 이의 용도에 관한 것이다.

Description

아스팔트 혼합 조성물의 제조 방법
본 발명은 아스팔트 혼합 조성물의 제조 방법, 상기 방법에 의해 얻어지거나 얻을 수 있는 아스팔트 혼합 조성물, 및 이의 용도에 관한 것이다.
일반적으로, 아스팔트는 아스팔텐과 말텐으로 분류되는 서로 다른 분자 화학종을 포함하는 콜로이드 물질이다. 아스팔트는 점탄성이며 열가소성이므로 극한의 추위에서 극한의 열에 이르기까지, 다양한 온도 범위에서 특성 변화를 겪는다. 아스팔트는 더운 날씨에서는 연화되고 극한의 추위에서는 갈라지는 경향이 있다. 저온에서, 아스팔트는 부서지기 쉽고 균열이 생기기 쉬운 반면, 상승된 온도에서는 연화되고 물리적 특성을 잃는다.
결합제로서 또는 더욱 일반적인 용어로 개질제(modifiers)로서의 열경화성 반응성 성분의 첨가는 아스팔트의 물리적 특성이 온도 범위에 걸쳐 더 일정하게 유지되고/유지되거나 아스팔트가 처리되는 온도 범위에 걸쳐 물리적 특성이 개선될 수 있도록 한다.
이러한 첨가된 결합제 또는 개질제에 의해 개질된 아스팔트는 당해 기술 분야에서 수년 동안 공지되어 있다. 그러나 아스팔트 산업에서는 개선된 아스팔트에 대한 수요가 여전히 존재한다. 부분적으로 이는 현재 공지된 중합체-개질된 아스팔트가 많은 결함을 가지고 있기 때문이다. 이는, 예를 들어 영구 변형(루팅(rutting)), 굴곡 피로, 수분, 저온 작동 시의 탄성 감소에 대한 민감성을 포함한다.
국제 특허 출원 공개 제WO 01/30911 A1호는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 8%의 중합체성 MDI를 포함하는 아스팔트 조성물을 개시하고 있으며, 여기서 중합체성 MDI는 2.5 이상의 작용가(functionality)를 갖는다. 이는 또한 2시간 미만의 반응 시간을 사용하여, 상기 아스팔트 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. MDI-아스팔트 생성물의 형성은 생성물의 점도 증가에 의해 또는 더욱 바람직하게는 동적 기계적 분석(DMA)에 의해 측정된다.
국제 특허 출원 공개 제WO 01/30912 A1호는 아스팔트 및 물 외에 유화성(emulsifiable) 폴리이소시아네이트를 포함하는 수성 아스팔트 유화액을 개시하고 있다. 이는 또한 상기 유화액을 포함하는 골재(aggregate) 조성물, 및 상기 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
국제 특허 출원 공개 제WO 01/30913 A1호는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 5%의 중합체성 MD1-기반 예비중합체를 포함하는 아스팔트 조성물을 개시하며, 여기서 중합체성 MD1은 2.5 이상의 작용가를 갖는다. 이는 또한 상기 아스팔트 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
문헌[https://eapa.org/wp-content/uploads/2018/07/EAPA-paper-Warm-MixAsphalt-version-2014-1.pdf “The use of Warm Mix Asphalt”, EAPA Position Paper, 1 January 2014, pp 1-23]은 100℃보다 약간 높은 온도에서 기존 HMA와 동일한 특성 또는 성능을 갖는 아스팔트를 생산하기 위한, 중온 혼합 아스팔트(Warm Mix Asphalt(WMA)) 기술을 개시한다.
문헌[https://www.faa.gov/documentlibrary/media/advisory_circular/150-5370-14A/150_5370_14a_app 1 _part_l l_a. pdf: “Hot Mix Asphalt Paving Handbook, AC 150/5370-14A, Appendix 1, Part Ⅱ-a”, 1 January 2001, pp 1-11]은 일부 유형의 아스팔트 플랜트, 즉, 배취(batch) 플랜트, 병렬-흐름 드럼-혼합 플랜트, 및 역-흐름 드럼-혼합 플랜트의 맥락에서의 고온 혼합 아스팔트(hot-mix asphalt) 플랜트 작업을 개시한다.
문헌[http://web.archive.org/web/20071223141536/http://www.in.gov/indot/files/chapter_03(5).pdf: “HOT MIX ASPHALT PLANT OPERATIONS, Chapter 3”, 23 December 2007, pp 1-78]은 배취 및 드럼 플랜트의 맥락에서 고온 혼합 아스팔트 플랜트 작업, 플랜트 유형이 HMA 특성에 미치는 영향, 골재 블렌딩(blending), 플랜트 조사 및 규모 확인, 플렌트 교정 및 플랜트 문제 해결에 대해 개시한다.
문헌[http://www.astecinc.com/images/file/literature/Nomad_with_Baghouse.pdf: “NOMAD(TM) Hot Mix Asphalt Plant”, 1 January 2008, pp 1-5]은 냉각-공급 용기(bins), 스캘핑(scalping) 스크린, 건조 드럼, 액체 아스팔트 탱크, 트윈- 샤프트(twin-shaft) 코터, 백하우스, 서지 빈(surge bin) 및 제어실을 포함하는 노매드(Nomad)TM 고온 혼합 아스팔트 플랜트를 개시한다.
문헌[https://store.asphaltpavement.org/pdfs/ec-101.pdf: “Best Management Practices To Minimize Emissions During HMA Construction; EC-101 4/00”, 1 April 2000, pp 1-12]은 HMA 공사 중의 배출을 최소화하기 위한 최적의 관리 방법을 개시한다. 이러한 맥락에서, 고온 혼합 아스팔트(Hot Mix Asphalt(HMA)) 생산자는 HMA에 대한 적합한 저장, 혼합, 및 압축 온도를 사용하는 것이 배출을 최소화하는 핵심이라는 사실을 알고 있어야 한다는 점이 개시된다. 또한 주요 목표는 사양 밀도를 충족하면서 온도를 최소화하는 것이라는 점이 개시된다.
문헌[Malcolm D Graham et al.: “Reduced Mixing Time for Asphalt Concrete Mixes”, Paper presented at the 47th Annual Meeting, 1 January 1968, pp 1-17]은 아스팔트 콘크리트 믹서의 줄어든 혼합 시간을 개시하고, 이 맥락에서 개별 플랜트 설계 및 조건이 골재 입자의 적절한 분포 및 아스팔트 코팅을 위한 시간 요구 조건에 영향을 미치므로, 줄어든 시간을 확보하기 위해서는 플랜트별 시험이 필요하다는 점이 언급된다.
문헌[BECKER Y et al.: “Polymer Modified Asphalt”, VISION TECNOLOGICA, INTEVEP, LOS TE-QUES, VE, vol. 9, no. 1, 1 January 2001, pp 39-50]은 중합체로 아스팔트를 개질하는 것이 아스팔트 특성을 개선하기 위한 최선의 선택으로 간주된다는 점을 개시한다. 또한, 중합체는 결합제의 유용한 온도 범위를 상당히 증가시키다는 점이 개시되어 있다. 또한, 개질된 역청(bitumen)의 가능한 제한 사항인 (i) 비용 증가, (ii) 가능한 호환성 및 안정성 문제, (iii) 역청 저장 시에 발생할 수 있는 일부의 어려움, (iv) 혼합 온도, 및 (v) 물질의 부설 전에 고온에서 유지되는 시간의 길이가 개시되어 있다.
문헌[Bjarne Bo Jensen et al.: “15 YEARS EXPERIENCE ADDING POLYMER POWDER DIRECTLY INTO THE ASPHALT MIXER”, 5th Eurasphalt & Eurobitume Congress, 13-15th June 2012, Istanbul, 15 June 2012, pp 1-8]은 더 좋은 아스팔트 특성(더 좋은 루팅 저항성(rut resistance) 및 더 좋은 피로 특성)을 얻기 위해 특수한 중합체 분말의 중합체 첨가를 증가시키는 시도를 해왔음을 개시한다. 실험 결과는 개선된 결합제 특성을 보여주고 다양한 도로 유형에 대한 현장 시험은 아스팔트 포장의 개선된 기능(더 적은 균열 전파, 더 좋은 루팅 저항성)을 보여준다. 또한, 중합체를 아스팔트 믹서에 직접 첨가할 경우, 심지어 역청 경도가 다른 소량의 아스팔트도 개질할 수 있고, 특수한 역청 저장 시설이 필요하지 않음이 개시되어 있다.
문헌[HESAMI EBRAHIM et al.: “Study of the amine-based liquid anti-stripping agents by simulating hot mix asphalt plant production process”, CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, vol. 157, 2017, pp 1011-1017]은 HMA 생산 조건을 시뮬레이션한 다음, 인장 강도 비율(TSR) 및 반원 굽힘(semi-circular Bending)(SCB) 시험을 사용하여 HMA의 성능에 대한 두 가지 유형의 액체 아민-기반 스트리핑(stripping) 방지제의 영향을 조사하는 것을 개시한다. 또한 이 연구의 결과는 이러한 첨가제의 효과가 HMA 생산을 위한 장기간 가열 후에 현저히 감소되었음을 나타내었다.
문헌[LUO SANG et al.: “Performance evaluation of epoxy modified open graded porous asphalt concrete”, CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, ELSEVIER, NETHERLANDS, vol. 76, 12 December 2014, pp 97-102]은 혼합 내구성을 개선하기 위한 결합제로 에폭시 아스팔트를 사용하는 새로운 개입도(open-graded) 다공성 아스팔트 혼합물을 개시한다. 본 연구를 위해, 교량 상판 포장용 밀입도(dense-graded) 아스팔트 콘크리트에 성공적으로 적용된 한 종류의 에폭시 아스팔트가 선택되었다. 또한, 혼합물을 슬래브 시편(slab specimens)으로 압축하는 절차 및 칸타브로(Cantabro) 손실, 투과성, 흡음(acoustic absorption), 간접 인장(indirect tensile), 마찰, 전단 강성(shear stiffness) 및 강도, 및 휠(wheel) 루팅을 비롯한, 새로운 혼합물의 성능을 평가하기 위한 일련의 연구 시험이 수행되었음이 개시된다. 또한, 결과가 기존의 개입도 다공성 아스팔트 혼합물과 비교할 때, 에폭시 개질된 개입도 다공성 아스팔트 혼합물의 우수한 전체 성능을 보여주었음이 개시되어 있다.
문헌[FANG CHANGQING et al.: “Preparation and properties of isocyanate and nano particles composite modified asphalt”, CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, ELSEVIER, NETH-ERLANDS, vol. 119, 13 May 2016, pp 113-118]은 이소시아네이트 개질된 아스팔트 샘플이 베이스 아스팔트에 정량적 이소시아네이트를 첨가함으로써 얻었다는 점을 개시하고 있다. 이소시아네이트 및 나노 입자 복합 개질된 아스팔트 샘플은 각각 정량적 이소시아네이트 및 3가지 종류의 무기 나노입자(이산화규소, 이산화티타늄, 산화아연)를 베이스 아스팔트에 첨가하여 제조되었다. 이소시아네이트 개질된 아스팔트, 이소시아네이트 및 나노 입자 복합 개질된 아스팔트는 물리적 시험, SEM, 형광현미경, TG 및 FTIR 시험을 통해 특성화되었으며, 이는 이소시아네이트 및 나노 입자 복합 개질 아스팔트의 고온 및 저온 성능이 효과적으로 개선되었음을 입증했다. 미시적 관점에서, 기초 아스팔트의 개질은 매우 중요했다는 점 및 그 결과는 또한 복합 개질된 아스팔트의 온도 민감도가 감소했음을 나타내었다는 점이 추가로 개시되어 있다. 또한, 베이스 아스팔트 및 이소시아네이트 개질된 아스팔트와 비교할 때, 열 안정성이 개선되었다는 점이 개시되어 있다.
유럽 특허 출원 공개 제 3 006 525 A1호는, 적어도, 2개 이상의 히드록실기를 갖는 폴리올레핀 폴리올, 단쇄 다가 알코올 및 MDI의 단량체(monomer)를 반응시켜 생성한 MDI 예비중합체(prepolymer), MDI의 단량체, 및 용매 a를 첨가하여 얻은 성분 (A); 및 아스팔트, 촉매 및 용매 b를 포함하는 성분 (B)를 함유하는 아스팔트-우레탄 조성물을 개시한다.
국제 특허 출원 공개 제WO 2017/125421 A1호는 아스팔트, 폴리에스테르 수지 및 골재를 130℃ 이상 200℃ 이하에서 30초 이상 혼합하는 단계를 포함하는 도로 포장용 아스팔트 조성물의 제조 방법이 개시되어 있으며, 이때 상기 폴리에스테르 수지는 비스페놀 A의 알킬렌 옥사이드 부가물을 65몰% 이상 함유하는 알코올 성분-유도된 구성 단위 및 테레프탈산 및 이소프탈산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 카르복실산 성분-유도된 구성 단위를 갖는 폴리에스터이고, 95℃ 이상 130℃ 이하의 연화점 및 20mgKOH/g 이상 및 50mgKOH/g 이하의 히드록실기 가를 가지며, 폴리에스테르 수지는 아스팔트 100 질량부 기준으로 5 질량부 이상 50 질량부 이하의 비율로 혼합된다.
유럽 특허 제 0 537 638 B1호는 0.5 내지 10 중량부의 작용화된 폴리옥텐나머(polyoctenamer)와 100 중량부의 역청 및 임의적으로 가교제를 함유하는 중합체-개질된 역청 조성물을 개시하고 있으며, 상기 조성물은 폴리옥텐나머가 주로 트랜스-폴리옥텐나머이고 카르복실 기뿐만 아니라 이로부터 유도된 기, 예를 들어 말레산을 함유하는 것을 특징으로 한다.
한편, 국제 특허 출원 공개 제WO 2018/228840 A1호는 온도 범위 전체에 걸쳐서 보다 일정하다는 점에서 개선된 물리적 특성을 나타내는 개선된 아스팔트 조성물을 개시하며, 상기 아스팔트 조성물은 아스팔트와 열경화성 반응성 화합물을 혼합하는 단계 및 혼합물을 적어도 2.5시간 동안 교반하는 단계를 포함하는 공정에 의해 얻어진다.
물리적 특성과 관련하여 아스팔트 조성물에 대해 상당한 개선이 이루어졌지만, 상기 이점은 시간과 에너지 모두에서 증가된 노력을 필요로 한다. 이러한 관점에서, 특히 시간 및 에너지 효율성과 관련하여, 매우 효과적인 방식으로 상기 물질을 얻기 위한 개선된 방법을 제공할 필요가 남아 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 유리한 물리적 특성을 나타내는 아스팔트 혼합 조성물의 개선된 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, “재생된 아스팔트 포장”(RAP로도 약칭됨), “재활용된 아스팔트”, “재생된 아스팔트”, “재생된 아스팔트 포장 물질” 및 “재생된 아스팔트 혼합물”이라는 용어들은 “아스팔트와 골재를 포함하는 재처리된 포장재” 로도 기술될 수 있는 물질을 기술하기 위해 서로 유사하게 사용된다.
본 발명에 따르면, 용어 “입상(granular) 물질”은 “골재” 또는 “골재들”로도 기술될 수 있는 성분을 기술하기 위해 유사하게 사용된다. 또한, 본 발명에 따르면, 입상 물질 또는 골재는 자갈, 모래, 충전재, 및 잔골재 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이와 관련하여 추가적인 특정 및/또는 바람직한 실시양태가 본 명세서에 개시되어 있다.
따라서, 놀랍게도 종래 기술의 교시와 달리, 모래 또는 자갈과 같은 입상 물질과 최종 혼합물을 첨가하기 전의 열경화성 반응성 화합물과 아스팔트를 혼합하는 기간은 아스팔트의 개질 정도에 실질적으로 영향을 미치지 않는다는 점이 발견되었다. 오히려, 정말 예기치 않게, 최종 혼합물과 입상 물질의 혼합 조건 및 기간이 온도 범위 전체에 걸쳐서 보다 일정하다는 점에서 아스팔트의 물리적 특성을 상당히 개선할 수 있다는 점이 발견되었다(즉, 이러한 아스팔트 혼합 조성물 내에 함유된 아스팔트는 유효 온도 간격(UTI)의 증가, 비-회복성 크리프 컴플라이언스(non-recoverable creep compliance)(Jnr)의 감소, 증가된 탄성 반응, 증가된 연화점 및 감소된 바늘 침투도를 나타내므로, 예를 들어, 루팅 및 피로 저항성, 저온 저항성, 및 확장된 온도 범위에 걸친 향상된 도로 내구성 측면에서 아스팔트 혼합 조성물에 대한 더 좋은 성능을 제공함). 이는 비교적 짧은 혼합 단계 후에도 달성될 수 있다. 따라서 상당히 놀랍게도, 상당한 시간 및 에너지의 절약을 가능하게 할뿐만 아니라 포장 응용 분야의 제품을 사용하기 직전에 출발 구성의 인-라인 혼합을 가능하게 하는 것과 같이, 비교적 짧은 혼합 단계의 특정한 배열을 이용하여 유리한 특성을 갖는 아스팔트 혼합 조성물이 얻어질 수 있음이 발견되었다.
따라서, 본 발명은
(1) 아스팔트 조성물을 제공하고 상기 조성물을 110 내지 200℃ 범위의 온도로 가열하는 단계;
(2) 입상 물질을 제공하고 상기 물질을 110 내지 240℃ 범위의 온도로 가열하는 단계;
(3) 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물을 제공하는 단계;
(4) 단계 (3)에서 제공된 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물을 단계 (1)에서 얻어진 아스팔트 조성물에 첨가하고 2 내지 180초 범위의 기간 동안 혼합물을 균질화하는 단계;
(5) 단계 (4)에서 얻은 혼합물을 단계 (2)에서 얻어진 입상 물질에 첨가하고 5 내지 180초 범위의 기간 동안 슬러리를 균질화하는 단계
를 포함하는 아스팔트 혼합 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
단계 (5)에서 얻어진 균질화된 슬러리의 온도는 110 내지 200℃, 더욱 바람직하게는 130 내지 197℃, 더욱 바람직하게는 150 내지 195℃, 더욱 바람직하게는 170 내지 192℃, 더욱 바람직하게는 175 내지 190℃, 및 더욱 바람직하게는 180 내지 185℃의 범위 내인 것이 바람직하다.
단계 (4)에서 열경화성 반응성 화합물의 첨가로 시작하여 후속적으로 단계 (5)에서 균질화된 슬러리가 얻어질 때까지의 총 기간은 10초 내지 7일, 더욱 바람직하게는 10초 내지 3일, 더욱 바람직하게는 15초 내지 1일, 더욱 바람직하게는 15초 내지 12시간, 더욱 바람직하게는 20초 내지 6시간, 더욱 바람직하게는 20초 내지 1시간, 더욱 바람직하게는 25초 내지 30분, 더욱 바람직하게는 25초 내지 15분, 더욱 바람직하게는 30초 내지 6분, 더욱 바람직하게는 30초 내지 3분, 더욱 바람직하게는 35초 내지 2분, 더욱 바람직하게는 35초 내지 90초, 더욱 바람직하게는 40초 내지 85초, 더욱 바람직하게는 45초 내지 70초, 및 더욱 바람직하게는 50초 내지 60초 범위 내인 것이 바람직하다.
단계 (4) 이후 단계 (5) 이전에, 단계 (4)에서 얻어진 혼합물이 60 내지 190℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 185℃, 더욱 바람직하게는 80 내지 180℃, 더욱 바람직하게는 90 내지 175℃, 더욱 바람직하게는 110 내지 170℃, 더욱 바람직하게는 130 내지 165℃, 및 더욱 바람직하게는 150 내지 160℃의 범위 내에서 저장되는 것이 바람직하다.
단계 (4) 이후 단계 (5) 이전에, 단계 (4)에서 얻어진 혼합물이 0초 내지 7일, 더욱 바람직하게는 5초 내지 3일, 더욱 바람직하게는 10초 내지 1일, 더욱 바람직하게는 15초 내지 12시간, 더욱 바람직하게는 20초 내지 6시간, 더욱 바람직하게는 25초 내지 1시간, 더욱 바람직하게는 30초 내지 30분, 더욱 바람직하게는 35초 내지 15분, 더욱 바람직하게는 40초 내지 6분, 더욱 바람직하게는 45초 내지 3분, 더욱 바람직하게는 50초 내지 2분, 더욱 바람직하게는 55초 내지 90초, 및 더욱 바람직하게는 60초에서 70초 범위 내의 기간 동안 저장되는 것이 바람직하다.
단계 (4) 이후 단계 (5) 이전에, 단계 (4)에서 얻어진 혼합물을 100rpm 이하, 더욱 바람직하게는 50rpm 이하, 더욱 바람직하게는 25rpm 이하, 더욱 바람직하게는 20rpm 이하, 더욱 바람직하게는 15rpm 이하, 더욱 바람직하게는 10rpm 이하, 더욱 바람직하게는 5rpm 이하, 및 더욱 바람직하게는 3rpm 이하의 혼합 속도로 혼합 처리하는 것이 바람직하다.
단계 (4) 이후 단계 (5) 이전에, 단계 (4)에서 얻어진 혼합물을 혼합 처리하지 않는 것이 바람직하고, 이때 더욱 바람직하게는 단계 (4) 이후 단계 (5) 이전에, 단계 (4)에서 얻은 혼합물을 균질화 처리하지 않는다.
대안적으로, 단계 (4)에서 얻은 혼합물을 단계 (5)에서 직접 처리하는 것이 바람직하다.
단계 (1)에서 아스팔트 조성물은 130 내지 197℃, 더욱 바람직하게는 150 내지 195℃, 더욱 바람직하게는 170 내지 192℃, 더욱 바람직하게는 175 내지 190℃, 및 더욱 바람직하게는 180 내지 185℃의 범위 내 온도로 가열되는 것이 바람직하다.
단계 (2)에서 입상 물질은 130 내지 220℃, 더욱 바람직하게는 150 내지 200℃, 더욱 바람직하게는 170 내지 195℃, 더욱 바람직하게는 175 내지 190℃, 및 더욱 바람직하게는 180 내지 185℃ 범위 내의 온도로 가열되는 것이 바람직하다.
단계 (5)에서의 균질화는 110 내지 200℃, 더욱 바람직하게는 130 내지 195℃, 더욱 바람직하게는 150 내지 190℃, 더욱 바람직하게는 170℃ 내지 185℃, 및 더욱 바람직하게는 175 내지 180℃ 범위 내 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
일반적으로, 본 발명에 사용되는 아스팔트 조성물은 공지된 임의의 아스팔트일 수 있고 일반적으로 임의의 역청 화합물을 포함한다. 이것은 역청 또는 아스팔트라고 불리는 모든 물질이 될 수 있다. 특히, 본 발명의 맥락 내에서 본 명세서에 사용된 용어 “아스팔트” 또는 “아스팔트 조성물”은 ASTM D8-02에 함유된 정의를 의미하는 것이 바람직하며, 이때 아스팔트는 주성분이 자연적으로 발생하거나 석유 처리에서 얻어진 역청인, 암갈색 내지 흑색 시멘트질 물질로서 정의된다.
단계 (1)에 제공된 아스팔트 조성물은 20-30, 30-45, 35-50, 40-60, 50-70, 70-100, 100-150, 160-220, 및 250-330로 이루어진 목록으로부터 선택되는 바늘 침투도 또는 52-16, 52-22, 52-28, 52-34, 52-40, 58-16, 58-22, 58-28, 58-34, 58-40, 64-16, 64-22, 64-28, 64-34, 64-40, 70-16, 70-22, 70-28, 70-34, 70-40, 76-16, 76-22, 76-28, 76-34, 76-40의 성능 등급을 가지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 단계 (1)에 제공된 아스팔트 조성물은 30-45, 35-50, 40-60, 50-70, 70-100, 100-150, 및 160-220로 이루어진 목록으로부터 선택되는 바늘 침투도 또는 52-16, 52-22, 52-28, 52-34, 52-40, 58-16, 58-22, 58-28, 58-34, 58-40, 64-16, 64-22, 64-28, 64-34, 70-16, 70-22, 70-28, 76-16, 76-22의 성능 등급을 가지며, 더욱 바람직하게는 단계 (1)에 제공된 아스팔트 조성물은 40-60, 50-70, 70-100, 및 100-150로 이루어진 목록으로부터 선택되는 바늘 침투도 또는 52-16, 52-22, 52-28, 52-34, 52-40, 58-16, 58-22, 58-28, 58-34, 64-16, 64-22, 64-28, 70-16, 70- 22, 76-16, 76-22의 성능 등급을 가지며, 이때 더욱 바람직하게는 단계 (1)에서 제공된 아스팔트 조성물은 50-70 또는 70-100의 바늘 침투도를 가지며, 이때 바늘 침투도는 DIN EN 1426에 따라 결정된다.
단계 (1)에서 제공된 아스팔트 조성물은 개질된 역청, 바람직하게는 중합체 개질된 역청을 포함하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 단계 (1)에서 제공된 아스팔트 조성물은 개질된 역청, 더욱 바람직하게는 중합체 개질된 역청으로 이루어진다.
단계 (1)에서 제공된 아스팔트 조성물이 개질된 역청을 포함하는 경우, 상기 역청은 열가소성 엘라스토머(elastomers), 라텍스, 열가소성 중합체, 열경화성 중합체, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물로 개질되는 것이 바람직하다.
역청이 열가소성 엘라스토머로 개질되는 경우, 열가소성 엘라스토머는 스티렌 부타디엔 엘라스토머(SBE), 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS), 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 스티렌 이소프렌 스티렌(SIS), 스티렌 에틸렌 부타디엔 스티렌(SEBS), 에틸렌 프로필렌 디엔 삼원 공중합체(terpolymer)(EPDT), 이소부텐 이소프렌 공중합체(IIR), 폴리이소부텐(PIB), 폴리부타디엔(PBD), 폴리이소프렌(PI), 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
역청이 라텍스로 개질된 경우, 라텍스는 천연 고무인 것이 바람직하다.
역청이 열가소성 중합체로 개질되는 경우, 열가소성 중합체는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 에틸렌 메틸 아크릴레이트(EMA), 에틸렌 부틸 아크릴레이트(EBA), 어택틱 폴리프로필렌(APP), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
역청이 열경화성 중합체로 개질되는 경우, 열경화성 중합체는 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
단계 (1)에서 제공된 아스팔트 조성물이 개질된 역청을 포함하는 경우, 역청은 화학적 개질제(예를 들어, 유기금속 화합물, 황, 인산(PA), 폴리인산(PPA), 설폰산, 황산, 카르복실산 무수물, 산 에스테르, 디벤조일 퍼옥시드, 실란, 유기 및 무기 황화물 유레아), 재활용된 물질(예를 들어, 고무 부스러기, 플라스틱), 섬유(예를 들어, 리그닌, 셀룰로오스, 유리 섬유, 알루미노 마그네슘 실리케이트, 폴리에스테르, 폴리프로필렌), 접착 개선제(예를 들어, 유기 아민, 아미드), 천연 아스팔트(예를 들어, 트리니다드(Trinidad) 호수 아스팔트(TLA), 길소나이트(gilsonite), 암석 아스팔트), 산화 방지제(예를 들어, 페놀, 유기물-아연 화합물, 유기-납 화합물), 충전제(예를 들어, 카본 블랙(carbon black), 소석회(hydrated lime), 석회, 비산회(fly ash)), 점도 개질제(예를 들어, 플럭스 오일, 왁스), 반응성 중합체(예를 들어, 에틸렌, 아크릴 에스테르 및 글리시딜 메타크릴레이트의 임의의 삼원 공중합체, 말레익 무수물-그래프트 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체), 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 사용하여 개질되는 것이 바람직하다.
하나 이상의 열경화성 반응성 화합물은 폴리이소시아네이트, 에폭시 수지, 멜라민 포름알데히드 수지, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 지방족 폴리이소시아네이트, 방향지방족 폴리이소시아네이트, 방향족 폴리이소시아네이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 방향족 디이소시아네이트, 올리고머성 방향족 폴리이소시아네이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 것이 바람직하며, 이때 더욱 바람직하게는 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물은 하나 이상의 방향족 디이소시아네이트와 하나 이상의 올리고머성 방향족 폴리이소시아네이트의 혼합물을 포함하며, 이때 더욱 바람직하게는 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물은 하나 이상의 방향족 디이소시아네이트와 하나 이상의 올리고머성 방향족 폴리이소시아네이트의 혼합물로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 폴리이소시아네이트는 지방족, 고리지방족, 방향지방족인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 당업계에 공지된 방향족 다가(polyvalent) 이소시아네이트이다. 이러한 다작용성(polyfunctional) 이소시아네이트는 공지되어 있고 그 자체로 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 다작용성 이소시아네이트는 또한 특히 혼합물로서 사용될 수도 있으므로, 이 경우 폴리이소시아네이트는 다양한 다작용성 이소시아네이트를 함유한다. 본 발명에 따르면, 폴리이소시아네이트는 분자당 2개(이하, 디이소시아네이트라고 함) 또는 2개 이상의 이소시아네이트 기를 갖는 다작용성 이소시아네이트이다. 또한, 본 발명에 따르면, 용어 “올리고머성 폴리이소시아네이트” 및 더욱 구체적으로 “올리고머성 방향족 폴리이소시아네이트”는 분자당 3개 이상의 이소시아네이트 기를 갖는 다작용성 이소시아네이트를 지칭한다.
특히, 본 발명에 따르면, 폴리이소시아네이트는 알킬렌 라디칼에 4 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌디이소시아네이트, 예컨대 1,12-도데칸디이소시아네이트, 2-에틸테트라메틸렌디이소시아네이트-1,4,2-메틸펜타메틸렌디이소시아네이트-1,5, 테트라메틸렌디이소시아네이트-1,4, 및 바람직하게는 헥사메틸렌디이소시아네이트-1,6; 지환족 디이소시아네이트 예컨대 시클로헥산-1,3- 및 1,4-디이소시아네이트 및 이들 이성질체의 임의의 혼합물, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸시클로헥산(IPDI), 2,4- 및 2,6-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트 및 상응하는 이성질체 혼합물, 4,4'-, 2,2'- 및 2,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 및 상응하는 이성질체 혼합물, 및 바람직하게는 방향족 폴리이소시아네이트, 예컨대 2,4- 및 2,6-톨루엔 디이소시아네이트 및 상응하는 이성질체 혼합물, 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 상응하는 이성질체 혼합물, 4,4'- 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 폴리페닐폴리메틸렌 폴리이소시아네이트의 혼합물, 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 폴리페닐폴리에틸렌 폴리이소시아네이트의 혼합물 및 MDI 및 톨루엔 디이소시아네이트의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
2,2'-, 2,4'- 및/또는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트(NDI), 2,4- 및/또는 2,6-톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 3,3'-디메틸 디페닐 디이소시아네이트, 1,2-디페닐에탄 디이소시아네이트 및/또는 p-페닐렌 디이소시아네이트(PPDI), 트리-, 테트라-, 펜타-, 헥사-, 헵타- 및/또는 옥타메틸 디이소시아네이트, 2-메틸펜타메틸렌-1,5-디이소시아네이트, 2-에틸부틸렌-1,4-디이소시아네이트, 펜타메틸렌-1,5-디이소시아네이트, 부틸렌-1,4-디이소시아네이트, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소-시아네이토메틸-시클로헥산(이소포론 디이소시아네이트, IPDI), 1,4- 및/또는 1,3-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산(HXDI), 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1-메틸-2,4- 및 /또는 -2,6-시클로헥산 디이소시아네이트 및 4,4'-, 2,4'- 및/또는 2,2'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트가 특히 적합하다.
바람직하게는 개질된 폴리이소시아네이트, 즉 유기 폴리이소시아네이트의 화학 반응에 의해 얻어지고 분자당 2개 이상의 반응성 이소시아네이트 기를 함유하는 생성물도 사용된다. 에스테르, 유레아, 뷰렛, 알로파네이트, 카르보디이미드, 이소시아누레이트, 우레트디온, 카르바메이트 및/또는 우레탄 기를 함유하는 폴리이소시아네이트가 특히 언급되며, 종종 또한 미반응 폴리이소시아네이트도 함께 언급된다.
본 발명에 따르면, 폴리이소시아네이트는 특히 바람직하게는 2,2'-MDI 또는 2,4'-MDI 또는 4,4'-MDI 또는 이들 이소시아네이트(단량체 디페닐메탄 또는 MMDI로도 지칭됨) 중 2종 이상의 혼합물 또는 3개 이상의 방향족 핵 및 3개 이상의 작용기를 갖는 MDI의 고급-코어 동족체(homologues)로 이루어진 올리고머성 MDI, 또는 상기 언급된 디페닐메탄 디이소시아네이트 중 2종 이상의 혼합물, 또는 MDI의 제조에서 얻어진 미가공(crude) MDI, 또는 바람직하게는 MDI의 하나 이상의 고급-코어 동족체와 저분자량 MDI 유도체 2,2'-MDI, 2,4'-MDI 또는 4,4'-MDI 중 1종 이상의 혼합물(혼합물도 중합체성 MDI로서 언급됨)을 함유한다. 중합체성 MDI를 함유하는 폴리이소시아네이트의 평균 작용가는 약 2.2 내지 약 4, 특히 2.4 내지 3.8 및 특히 2.6 내지 3.0의 범위 내로 다양할 수 있다.
다작용성 이소시아네이트 또는 MDI를 기반으로 한 여러 다작용성 이소시아네이트의 혼합물이 공지되어 있고, 예를 들어 바스프 에스이(BASF SE)로부터 상업적으로 구매 가능하다. 본 발명에 따르면, 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물은 바람직하게는, 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물의 총 중량을 기준으로, 적어도 70 중량%, 특히 바람직하게는 적어도 90 중량%, 특히 100 중량%의, 2,2'-MDI, 2,4'-MDI, 4,4'-MDI 및 MDI의 고급 동족체로 이루어진 군에서 선택되는, 하나 이상의 이소시아네이트를 함유한다. 3개 초과의 고리를 갖는 고급 동족체의 함량은 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 20 중량% 이상, 특히 바람직하게는 30 중량% 초과 내지 80 중량% 미만이다.
본 발명의 방법에 사용되는 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물의 점도는 넓은 범위에 걸쳐 변할 수 있다. 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물은 25℃에서 100 내지 3000 mPa*s, 특히 바람직하게는 100 내지 1000 mPa*s, 특히 바람직하게는 100 내지 600 mPa*s, 더욱 특히 바람직하게는 200 내지 600 mPa*s 및 특히 400 내지 600 mPa*s의 점도를 갖는 것이 바람직하다. 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물의 점도는 넓은 범위 내에서 변할 수 있다.
하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 지방족 폴리이소시아네이트를 포함하는 경우, 지방족 폴리이소시아네이트는 알킬렌 라디칼에 4 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌디이소시아네이트 및 이들의 둘 이상의 혼합물, 1,12-도데칸디이소시아네이트, 2-에틸테트라메틸렌디이소시아네이트-1,4, 2-메틸펜타메틸렌디이소시아네이트-1,5, 테트라메틸렌디이소시아네이트-1,4, 헥사메틸렌디이소시아네이트-1,6, 트리메틸 디이소시아네이트, 테트라메틸 디이소시아네이트, 펜타메틸 디이소시아네이트, 헥사메틸 디이소시아네이트, 헵타메틸 디이소시아네이트, 옥타메틸 디이소시아네이트, 2-메틸펜타메틸렌-1,5-디이소시아네이트, 2-에틸부틸렌-1,4-디이소시아네이트, 펜타메틸렌-1,5-디이소시아네이트, 부틸렌-1,4-디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 트리메틸 디이소시아네이트, 테트라메틸 디이소시아네이트, 펜타메틸 디이소시아네이트, 헥사메틸 디이소시아네이트, 헵타메틸 디이소시아네이트, 옥타메틸 디이소시아네이트, 2-메틸펜타메틸렌-1,5-디이소시아네이트, 2-에틸부틸렌-1,4-디이소시아네이트, 펜타메틸렌-1,5-디이소시아네이트, 부틸렌-1,4-디이소시아네이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 것이 바람직하며, 이때 더욱 바람직하게는 지방족 폴리이소시아네이트는 헥사메틸렌디이소시아네이트-1,6을 포함하며, 이때 더욱 바람직하게는 지방족 폴리이소시아네이트는 헥사메틸렌디이소시아네이트-1,6으로 이루어진다.
하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 지환족 폴리이소시아네이트를 포함하는 경우, 지환족 폴리이소시아네이트는 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5- 이소시아네이토메틸-시클로헥산(이소포론 디이소시아네이트, IPDI), 1,4-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산 및/또는 1,3-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산(HXDI), 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1-메틸-2,4- 및/또는 -2,6-시클로헥산 디이소시아네이트 및 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,2'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 시클로헥산-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 2,4-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,2'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소-시아네이토메틸-시클로헥산(이소포론 디이소시아네이트, IPDI), 1,4-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산 및/또는 1,3-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산(HXDI), 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1-메틸-2,4- 및/또는 -2,6-시클로헥산 디이소시아네이트 및 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,2'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 지환족 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 방향족 폴리이소시아네이트를 포함하는 경우, 방향족 폴리이소시아네이트 및 바람직하게는 방향족 디이소시아네이트는, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트(NDI), 3,3'-디메틸 디페닐 디이소시아네이트, 1,2-디페닐에탄 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트(PPDI), 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 2,4-톨루엔 디이소시아네이트(2,4-TDI), 2,6-톨루엔 디이소시아네이트(2,6-TDI), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-MDI), 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(2,4'-MDI), 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트(2,2'-MDI), MDI의 제조에서 얻어진 미가공 MDI, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물(이성질체 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 혼합물은 단량체성 디페닐메탄 또는 MMDI로도 지칭됨)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 것이 바람직하며, 이때 더욱 바람직하게는 방향족 폴리이소시아네이트, 및 바람직하게는 방향족 디이소시아네이트는, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 혼합물을 포함하며, 이때 더욱 바람직하게는 방향족 폴리이소시아네이트, 및 바람직하게는 방향족 디이소시아네이트는, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 혼합물로 이루어진다.
하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 폴리이소시아네이트를 포함하는 경우, 폴리이소시아네이트는 개질된 폴리이소시아네이트, 바람직하게는 개질된 유기 폴리이소시아네이트, 및 더욱 바람직하게는 하나 이상의 에스테르, 유레아, 뷰렛, 알로파네이트, 카르보디이미드, 이소시아누레이트, 우레트디온, 카르바메이트 및/또는 우레탄 기를 함유하는 개질된 유기 폴리이소시아네이트를 포함하는 것이 바람직하다.
하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 올리고머성 방향족 폴리이소시아네이트를 포함하는 경우, 올리고머성 방향족 폴리이소시아네이트는 폴리페닐폴리메틸렌 폴리이소시아네이트, 폴리페닐폴리에틸렌 폴리이소시아네이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 하나 이상의 폴리메틸렌 폴리페닐이소시아네이트, 폴리에틸렌 폴리페닐이소시아네이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 것이 바람직하며, 이때 더욱 바람직하게는 방향족 폴리이소시아네이트는 하나 이상의 폴리메틸렌 폴리페닐이소시아네이트를 포함하며, 이때 더욱 바람직하게는 방향족 폴리이소시아네이트는 하나 이상의 폴리메틸렌 폴리페닐이소시아네이트로 이루어진다.
하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 올리고머성 방향족 폴리이소시아네이트를 포함하는 경우, 올리고머성 방향족 폴리이소시아네이트는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 중 하나 이상의 고급-코어 동족체로 구성된 하나 이상의 올리고머를 포함하는 것이 바람직하며, 이때 상기 고급-코어 동족체는 3개 이상의 방향족 핵 및 3개 이상의 작용기를 갖는다.
하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 폴리이소시아네이트, 에폭시 수지, 멜라민 포름알데히드 수지, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 경우, 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물은 중합체성 MDI이고 중합체성 MDI에서 4,4'-MDI의 총량은 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물 100 중량%를 기준으로 26 내지 98 중량% 범위, 바람직하게는 30 내지 95 중량% 범위, 및 더욱 바람직하게는 35 내지 92 중량% 범위인 것이 바람직하다.
하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 폴리이소시아네이트, 에폭시 수지, 멜라민 포름알데히드 수지, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 경우, 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물은 중합체성 MDI이고 중합체성 MDI의 2개 고리의 함량은 중합체성 MDI 100 중량%을 기준으로 20 내지 62 중량%, 더욱 바람직하게는 26 내지 48 중량%, 및 가장 바람직하게는 26 내지 48중량% 범위인 것이 바람직하다.
하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 폴리이소시아네이트, 에폭시 수지, 멜라민 포름알데히드 수지, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 경우, 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물, 및 바람직하게는 그 안에 함유된 폴리이소시아네이트 전체는, 2.1 내지 3.5, 바람직하게는 2.3 내지 3.2, 더욱 바람직하게는 2.4 내지 3, 더욱 바람직하게는 2.5 내지 2.9, 및 더욱 바람직하게는 2.6 내지 2.8의 평균 이소시아네이트 작용가를 갖는 것이 바람직하다.
하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 1 내지 100 wppm, 바람직하게는 1 내지 80 wppm, 더욱 바람직하게는 1 내지 60 wppm, 더욱 바람직하게는 1 내지 40 wppm, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 wppm, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 wppm, 및 더욱 바람직하게는 1 내지 5 wppm 범위의 철 함량을 갖는 것이 바람직하다.
하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 100 내지 3000 mPa*s, 바람직하게는 100 내지 1000 mPa*s, 더욱 바람직하게는 100 내지 600 mPa*s, 더욱 바람직하게는 200 내지 600 mPa*s, 및 더욱 바람직하게는 400 내지 600 mPa*s 범위의 점도를 나타내는 것이 바람직하며, 이때 상기 점도는 25℃에서 측정된 점도이다.
하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 하나 이상의 에폭시 수지를 포함하는 경우, 에폭시 수지는 방향족 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 비스페놀 A 비스글리시딜 에테르(DGEBA), 비스페놀 F 비스글리시딜 에테르, 고리-수소화된 비스페놀 A 비스글리시딜 에테르, 고리-수소화된 비스페놀 F 비스글리시딜 에테르, 비스페놀 S 비스글리시딜 에테르(DGEBS), 테트라글리시딜메틸렌디아닐린(TGMDA), 에폭시 노볼락(에피클로로히드린과 페놀 수지(노볼락)의 반응 생성물), 3,4-에폭시시클로헥실메틸, 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 디글리시딜 헥사히드로프탈레이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하며, 이때 더욱 바람직하게는 에폭시 수지는 비스페놀 A 비스글리시딜 에테르 및/또는 비스페놀 F 비스글리시딜 에테르를 포함하며, 이때 더욱 바람직하게는 에폭시 수지는 비스페놀 A 비스글리시딜 에테르 및/또는 비스페놀 F 비스글리시딜 에테르로 이루어진다.
하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 하나 이상의 멜라민 포름알데히드 수지를 포함하는 경우, 멜라민 포름알데히드 수지는 수성 멜라민 수지 혼합물 100 중량%를 기준으로 50 내지 70 중량% 범위의 수지 함량을 갖는 수성 멜라민 수지 혼합물을 포함하고, 이때 멜라민 및 포름알데히드가 1:3 내지 1:1, 바람직하게는 1:1.3 내지 1:2.0, 및 더욱 바람직하게는 1:1.5 내지 1:1.7의 몰 비율로 수지 내에 존재하는 것이 바람직하다.
또한, 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 하나 이상의 멜라민 포름알데히드 수지를 포함하는 경우, 멜라민 포름알데히드 수지는 1 내지 10 중량%의 다가 알코올, 더욱 바람직하게는 3 내지 6 중량%의 다가 알코올, 더욱 바람직하게는 3 내지 6 중량%의 C2 내지 C12 디올, 더욱 바람직하게는 3 내지 6 중량%의 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 펜탄 디올, 헥산 디올, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 및 더욱 바람직하게는 3 내지 6 중량%의 디에틸렌 글리콜을 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 하나 이상의 멜라민 포름알데히드 수지를 포함하는 경우, 멜라민 포름알데히드 수지는, 각각 멜라민 포름알데히드 수지 100중량%를 기준으로, 0 내지 8 중량%의 카프로락탐 및 0.5 내지 10 중량%의 2-(2-페녹시에톡시)-에탄올 및/또는 200 내지 1500의 평균 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜을 함유하는 것이 바람직하다.
단계 (4)에서 혼합물은 3 내지 120초, 더욱 바람직하게는 4 내지 90초, 더욱 바람직하게는 6 내지 60초, 더욱 바람직하게는 8 내지 40초, 더욱 바람직하게는 10 내지 30초, 더욱 바람직하게는 12 내지 25초, 및 더욱 바람직하게는 15 내지 20초 범위의 기간 동안 균질화되는 것이 바람직하다.
단계 (5)에서 슬러리는 10 내지 120초, 더욱 바람직하게는 15 내지 100초, 더욱 바람직하게는 20 내지 80초, 더욱 바람직하게는 30 내지 60초, 및 더욱 바람직하게는 40 내지 50초 범위의 기간 동안 균질화되는 것이 바람직하다.
하나 이상의 열경화성 반응성 화합물의 총량 대 아스팔트 조성물의 중량 비율은 0.1 : 99.9 내지 25 : 75, 더욱 바람직하게는 0.3 : 99.7 내지 15 : 85, 더욱 바람직하게는 0.5 : 99.5 내지 10 : 90, 더욱 바람직하게는 0.8 : 99.2 내지 7 : 93, 더욱 바람직하게는 1 : 99 내지 5 : 95, 더욱 바람직하게는 1.3 : 98.7 내지 4 : 96, 더욱 바람직하게는 1.5 : 98.5 내지 3.5 : 96.5, 더욱 바람직하게는 1.8 : 98.2 내지 3.2 : 96.8, 더욱 바람직하게는 2 : 98 내지 3 : 97, 더욱 바람직하게는 2.2 : 97.8 내지 2.8 : 97.2, 및 더욱 바람직하게는 2.4 : 97.6 내지 2.6 : 97.4 범위 내인 것이 바람직하다.
단계 (4)에서 얻어진 혼합물 대 단계 (2)에서 얻어진 입상 물질의 중량 비율은 0.5 : 99.5 내지 25 : 75, 더욱 바람직하게는 1 : 99 내지 20 : 80, 더욱 바람직하게는 1.5 : 98.5 내지 15 : 85, 더욱 바람직하게는 2 : 98 내지 10 : 90, 더욱 바람직하게는 2.5 : 97.5 내지 7 : 93, 더욱 바람직하게는 3 : 97 내지 5 : 95, 및 더욱 바람직하게는 3.5 : 96.5 내지 4.5 : 95.5 범위 내인 것이 바람직하다.
단계 (2)에 제공된 입상 물질은 자갈, 재생된 아스팔트 포장재, 모래, 하나 이상의 충전재, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 석회석, 바사나이트, 디아베이스(diabase), 재생된 아스팔트 포장재, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
단계 (1)에 제공된 아스팔트 조성물은 하나 이상의 첨가제, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 섬유 물질 및/또는 하나 이상의 재생제(rejuvenators)를 포함하는 것이 바람직하다. 단계 (1)에 제공된 아스팔트 조성물이 셀룰로오스 섬유를 포함하는 것이 특히 바람직하다. 본 발명에 따르면, 섬유 물질, 재생제, 및 셀룰로오스 섬유가 첨가제로 간주된다.
단계 (1)에서 제공된 아스팔트 조성물이 하나 이상의 첨가제를 포함하는 경우, 단계 (1)에서 제공된 아스팔트 조성물은 아스팔트 조성물 100 중량%를 기준으로 10 중량% 이하, 바람직하게는 5 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 3 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 2 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 1 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 이하, 및 더욱 바람직하게는 0.1중량% 이하의 하나 이상의 첨가제를 포함하는 것이 바람직하다.
단계 (2)에 제공된 입상 물질은 입상 물질 100 중량%를 기준으로 5 내지 100 중량%의 재생된 아스팔트 포장재를 포함하는 것이 바람직하며, 이때 더욱 바람직하게는 입상 물질은 입상 물질 100 중량%를 기준으로 10 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 15 내지 80 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 70 중량%, 더욱 바람직하게는 25 내지 60 중량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 50 중량%, 및 더욱 바람직하게는 35 내지 45 중량%의 재생된 아스팔트 포장재를 포함한다.
단계 (2)에 제공된 입상 물질의 입자 크기에는 특별한 제한이 없다. 단계 (2)에 제공된 입상 물질은 0.1 내지 70 mm, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 50 mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 40 mm, 더욱 바람직하게는 1 내지 30 mm, 더욱 바람직하게는 3 내지 25mm, 더욱 바람직하게는 5 내지 20mm, 더욱 바람직하게는 7 내지 15mm, 및 더욱 바람직하게는 8 내지 11mm의 입자 크기를 나타내는 것이 바람직하다.
단계 (4)에서의 첨가는 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물의 적어도 일부를 아스팔트 조성물의 적어도 일부에 주입함으로써 달성되는 것이 바람직하다. 주입이 투여(dosage) 펌프의 도움으로 달성되는 것이 특히 바람직하다.
단계 (4)에서의 첨가는 리시버(receiver) 탱크, 더욱 바람직하게는 가중(weighted) 리시버 탱크에서 수행되는 것이 바람직하다.
단계 (4)에서의 첨가가 리시버 탱크 또는 가중 리시버 탱크에서 수행되는 경우, 단계 (1)에서 얻은 아스팔트 조성물이 리시버 탱크 또는 가중 리시버 탱크에 첨가된 후에 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물을 첨가하는 것이 바람직하다.
단계 (4)에서의 균질화는 하나 이상의 동적 혼합 장치의 도움으로, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 순환 펌프 및/또는 고전단(high shear) 혼합기 및/또는 하나 이상의 교반기 및/또는 하나 이상의 스크류(screws), 더욱 바람직하게는 하나 이상의 교반기의 도움으로 달성되는 것이 바람직하다.
단계 (4)에서의 균질화는 하나 이상의 정적 혼합 구성 요소의 도움으로, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 노즐 및/또는 술저(Sulzer) 믹서 및/또는 케닉스(Kenics) 믹서의 도움으로 달성되는 것이 바람직하다.
단계 (4)에서의 균질화는 적어도 부분적으로는 혼합 유닛, 더욱 바람직하게는 중량 교반 용기(vessel)에서 수행되는 것이 바람직하다.
단계 (4)에서의 균질화는 혼합에 의해 달성되는 것이 바람직하다. 단계 (4)의 균질화가 혼합에 의해 달성되는 경우, 혼합 속도는 30 내지 12,000rpm, 더욱 바람직하게는 50 내지 8,000rpm, 더욱 바람직하게는 100 내지 5,000rpm, 더욱 바람직하게는 300 내지 4,000 rpm, 더욱 바람직하게는 500 내지 3,000 rpm, 더욱 바람직하게는 800 내지 2,500 rpm, 더욱 바람직하게는 1,000 내지 2,000 rpm, 더욱 바람직하게는 1,200 내지 1,800 rpm, 및 더욱 바람직하게는 1,400 내지 1,600rpm의 범위 내인 것이 바람직하다.
단계 (5)에서의 첨가는 단계 (4)에서 얻어진 혼합물의 적어도 일부를 단계 (2)에서 얻어진 입상 물질의 적어도 일부에 주입함으로써 달성되는 것이 바람직하다. 단계 (5)에서의 첨가는 투여 펌프의 도움으로, 단계 (4)에서 얻어진 혼합물의 적어도 일부를 단계 (2)에서 얻은 입상 물질의 적어도 일부에 주입함으로써 달성되는 것이 특히 바람직하다.
단계 (5)에서 균질화는 하나 이상의 동적 혼합 장치의 도움으로, 더 바람직하게는 하나 이상의 교반기 및/또는 하나 이상의 스크류의 도움으로, 더 바람직하게는 이중 샤프트 필수 혼합기(compulsory mixer)(트윈-샤프트 퍼그밀(pugmill))의 도움으로 달성되는 것이 바람직하다.
단계 (5)의 균질화는 혼합 장치에서 수행되는 것이 바람직하다. 혼합 장치가 아스팔트 혼합 플랜트의 일부인 것이 특히 바람직하다.
단계 (5)의 균질화가 혼합 장치에서 수행되는 경우, 단계 (2)에서 얻은 입상 물질이 혼합 장치에 첨가된 후에 단계 (4)에서 얻은 혼합물을 첨가하는 것이 바람직하다.
단계 (4)에서, 첨가와 균질화가 동시에 수행되는 것이 바람직하다.
단계 (5)에서, 첨가와 균질화가 동시에 수행되는 것이 바람직하다.
단계 (4) 및/또는 단계 (5), 더욱 바람직하게는 단계 (4) 및 단계 (5)가 산소 함유 분위기 하에서, 더욱 바람직하게는 1 내지 21 부피%, 더욱 바람직하게는 5 내지 21 부피%, 더욱 바람직하게는 10 내지 21 부피%의 산소를 함유하는 분위기 하에서 수행되는 것이 바람직하다. 단계 (4) 및/또는 단계 (5), 더욱 바람직하게는 (4) 및 (5)가 공기 하에 수행되는 것이 특히 바람직하다.
단계 (4) 및/또는 단계 (5), 더욱 바람직하게는 단계 (4) 및 단계 (5)가 배취 공정 또는 연속 공정으로 수행되는 것이 바람직하다. 단계 (4) 및/또는 단계 (5), 더욱 바람직하게는 단계 (4) 및 단계 (5)를 연속 공정으로 수행하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 본 발명은 본 명세서에 개시된 실시양태 중 어느 하나의 제조 방법에 따라 얻어지거나 얻을 수 있는 아스팔트 혼합 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 본 명세서에 개시된 실시양태 중 어느 하나에 따른 포장 응용 분야에 대한 아스팔트 혼합 조성물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 나타낸 바와 같은 종속 및 역-참조로 인한 하기 실시양태의 세트 및 실시양태의 조합에 의해 추가로 예시된다. 특히, 실시양태의 범위가 언급되는 각각의 경우, 예를 들어 “실시양태 1 내지 4 중 어느 하나의 제조 방법”과 같은 용어의 맥락에서, 이 범위의 모든 실시양태가 당업자를 위해 명시적으로 개시된 것을 의미하며, 즉 이 용어의 표현은 당업자에 의해 “실시양태 1, 2, 3 및 4 중 어느 하나의 제조 방법”과 동의어로 이해되어야 한다는 점에 유의해야 한다. 또한, 하기 실시양태 세트는 보호 범위를 결정하는 청구범위 세트가 아니라, 본 발명의 일반적이고 바람직한 양태에 관한 설명의 적절하게 구조화된 부분을 나타낸다는 점을 분명히 주지해야 한다.
1. (1) 아스팔트 조성물을 제공하고 상기 조성물을 110 내지 200℃ 범위의 온도로 가열하는 단계;
(2) 입상 물질을 제공하고 상기 물질을 110 내지 240℃ 범위의 온도로 가열하는 단계;
(3) 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물을 제공하는 단계;
(4) 단계 (3)에서 제공된 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물을 단계 (1)에서 얻어진 아스팔트 조성물에 첨가하고 2 내지 180초 범위의 기간 동안 혼합물을 균질화하는 단계;
(5) 단계 (4)에서 얻어진 혼합물을 단계 (2)에서 얻어진 입상 물질에 첨가하고 5 내지 180초 범위의 기간 동안 슬러리를 균질화하는 단계
를 포함하는 아스팔트 혼합 조성물의 제조 방법으로서,
단계 (5)에서 얻어진 균질화된 슬러리의 온도는 바람직하게는 110 내지 200℃, 더욱 바람직하게는 130 내지 197℃, 더욱 바람직하게는 150 내지 195℃, 더욱 바람직하게는 170 내지 192℃, 더욱 바람직하게는 175 내지 190℃, 및 더욱 바람직하게는 180 내지 185℃인, 제조 방법.
2. 실시양태 1에 있어서, 단계 (4)에서 열경화성 반응성 화합물의 첨가로 시작하여 단계 (5)에서 균질화된 슬러리가 후속적으로 얻어질 때까지의 총 기간이 10초 내지 7일, 바람직하게는 10초 내지 3일, 더욱 바람직하게는 15초 내지 1일, 더욱 바람직하게는 15초 내지 12시간, 더욱 바람직하게는 20초 내지 6시간, 더욱 바람직하게는 20초 내지 1시간, 더욱 바람직하게는 25초 내지 30분, 더욱 바람직하게는 25초 내지 15분, 더욱 바람직하게는 30초 내지 6분, 더욱 바람직하게는 30초 내지 3분, 더욱 바람직하게는 35초 내지 2분, 더욱 바람직하게는 35초 내지 90초, 더욱 바람직하게는 40초 내지 85초, 더욱 바람직하게는 45초 내지 70초, 및 더욱 바람직하게는 50초 내지 60초인, 제조 방법.
3. 실시양태 1 또는 2에 있어서, 단계 (4) 이후 단계 (5) 이전에, 단계 (4)에서 얻어진 혼합물이 60 내지 190℃, 바람직하게는 70 내지 185℃, 더욱 바람직하게는 80 내지 180℃, 더욱 바람직하게는 90 내지 175℃, 더욱 바람직하게는 110 내지 170℃, 더욱 바람직하게는 130 내지 165℃, 및 더욱 바람직하게는 150 내지 160℃ 범위의 온도에서 저장되는, 제조 방법.
4. 실시양태 1 내지 3 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (4) 이후 단계 (5) 이전에, 단계 (4)에서 얻어진 혼합물이 0초 내지 7일, 바람직하게는 5초 내지 3일, 더욱 바람직하게는 10초 내지 1일, 더욱 바람직하게는 15초 내지 12시간, 더욱 바람직하게는 20초 내지 6시간, 더욱 바람직하게는 25초 내지 1시간, 더욱 바람직하게는 30초 내지 30분, 더욱 바람직하게는 35초 내지 15분, 더욱 바람직하게는 40초 내지 6분, 더욱 바람직하게는 45초 내지 3분, 더욱 바람직하게는 50초 내지 2분, 더욱 바람직하게는 55초 내지 90초, 및 더욱 바람직하게는 60초 내지 70초 범위의 기간 동안 저장되는, 제조 방법.
5. 실시양태 1 내지 4 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (4) 이후 단계 (5) 이전에, 단계 (4)에서 얻어진 혼합물이 100rpm 이하, 바람직하게는 50rpm 이하, 더욱 바람직하게는 25 rpm 이하, 더욱 바람직하게는 20 rpm 이하, 더욱 바람직하게는 15 rpm 이하, 더욱 바람직하게는 10 rpm 이하, 더욱 바람직하게는 5 rpm 이하, 및 더욱 바람직하게는 3 rpm 이하의 혼합 속도로 혼합 처리되는, 제조 방법.
6. 실시양태 1 내지 4 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (4) 이후 단계 (5) 이전에 단계 (4)에서 얻어진 혼합물이 혼합 처리되지 않고, 이때 바람직하게는 단계 (4) 이후 단계 (5) 이전에 단계 (4)에서 얻어진 혼합물이 균질화 처리되지 않는, 제조 방법.
7. 실시양태 1에 있어서, 단계 (4)에서 얻어진 혼합물이 단계 (5)에서 직접 처리되는, 제조 방법.
8. 실시양태 1 내지 7 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (1)에서 아스팔트 조성물이 130 내지 197℃, 바람직하게는 150 내지 195℃, 더욱 바람직하게는 170 내지 192℃, 더욱 바람직하게는 175 내지 190℃, 및 더욱 바람직하게는 180 내지 185℃ 범위의 온도로 가열되는, 제조 방법.
9. 실시양태 1 내지 8 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (2)에서 입상 물질이 130 내지 220℃, 바람직하게는 150 내지 200℃, 더욱 바람직하게는 170 내지 195℃, 더욱 바람직하게는 175 내지 190℃, 및 더욱 바람직하게는 180 내지 185℃ 범위의 온도로 가열되는, 제조 방법.
10. 실시양태 1 내지 9 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (5)에서의 균질화가 110 내지 200℃, 바람직하게는 130 내지 195℃, 더욱 바람직하게는 150 내지 190℃, 더욱 바람직하게는 170 내지 185℃, 및 더욱 바람직하게는 175 내지 180℃ 범위의 온도에서 수행되는, 제조 방법.
11. 실시양태 1 내지 10 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (1)에 제공된 아스팔트 조성물이 20-30, 30-45, 35-50, 40-60, 50-70, 70-100, 100-150, 160-220, 및 250-330으로 이루어진 목록으로부터, 더욱 바람직하게는 30-45, 35-50, 40-60, 50-70, 70-100, 100-150, 및 160-220으로 이루어진 목록으로부터, 더욱 바람직하게는 40-60, 50-70, 70-100, 및 100-150으로 이루어진 목록으로부터 선택되는 바늘 침투도를 가지고, 이때 더욱 바람직하게는 단계 (1)에 제공된 아스팔트 조성물은 50-70 또는 70-100의 바늘 침투도를 가지며, 이때 바늘 침투도는 DIN EN 1426에 따라 결정되는, 제조 방법.
12. 실시양태 1 내지 11 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (1)에 제공된 아스팔트 조성물이 개질된 역청, 바람직하게는 중합체 개질된 역청을 포함하고, 이때 더욱 바람직하게는 단계 (1)에서 제공된 아스팔트 조성물이 개질된 역청, 더욱 바람직하게는 중합체 개질된 역청으로 이루어지는, 제조 방법.
13. 실시양태 12에 있어서, 상기 역청이 열가소성 엘라스토머, 라텍스, 열가소성 중합체, 열경화성 중합체, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물로 개질되는, 제조 방법.
14. 실시양태 13에 있어서, 상기 열가소성 엘라스토머가 스티렌 부타디엔 엘라스토머(SBE), 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS), 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 스티렌 이소프렌스티렌(SIS), 스티렌 에틸렌 부타디엔 스티렌(SEBS), 에틸렌 프로필렌 디엔 삼원공중합체(EPDT), 이소부텐 이소프렌 공중합체(IIR), 폴리이소부텐(PIB), 폴리부타디엔(PBD), 폴리이소프렌(PI), 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 제조 방법.
15. 실시양태 13 또는 14에 있어서, 상기 라텍스가 천연 고무인, 제조 방법.
16. 실시양태 13 내지 15 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 열가소성 중합체가 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 에틸렌 메틸 아크릴레이트(EMA), 에틸렌 부틸 아크릴레이트(EBA), 어택틱 폴리프로필렌(APP), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 제조 방법.
17. 실시양태 13 내지 16 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 열경화성 중합체가 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 제조 방법.
18. 실시양태 12 내지 17 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 개질된 역청이 화학적 개질제(예를 들어, 유기금속 화합물, 황, 인산(PA), 폴리인산(PPA), 술폰산, 황산, 카르복실산 무수물, 산 에스테르, 디벤조일 퍼옥사이드, 실란, 유기 및 무기 황화물 유레아), 재활용 물질(예를 들어, 고무 부스러기, 플라스틱), 섬유(예를 들어, 리그닌, 셀룰로오스, 유리 섬유, 알루미노 마그네슘 실리케이트, 폴리에스테르, 폴리프로필렌), 접착 개선제(예를 들어, 유기 아민, 아미드), 천연 아스팔트(예를 들어, 트리니다드 호수 아스팔트(TLA), 길소나이트, 암석 아스팔트), 산화 방지제(예를 들어, 페놀, 유기-아연 화합물, 유기-납 화합물), 충전제(예를 들어, 카본 블랙, 소석회, 석회, 비산회), 점도 개질제(예를 들어, 플럭스 오일, 왁스), 반응성 중합체(예를 들어, 에틸렌, 아크릴 에스테르 및 글리시딜 메타크릴레이트의 임의의 삼원 중합체, 말레산 무수물-그래프트 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체), 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 사용하여 개질되는, 제조 방법.
19. 실시양태 1 내지 18 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 폴리이소시아네이트, 에폭시 수지, 멜라민 포름알데히드 수지, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 지방족 폴리이소시아네이트, 방향지방족 폴리이소시아네이트, 방향족 폴리이소시아네이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 방향족 디이소시아네이트, 올리고머성 방향족 폴리이소시아네이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하고, 이때 더욱 바람직하게는 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물은 하나 이상의 방향족 디이소시아네이트와 하나 이상의 올리고머성 방향족 폴리이소시아네이트의 혼합물을 포함하고, 이때 더 바람직하게는 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물은 하나 이상의 방향족 디이소시아네이트와 하나 이상의 올리고머성 방향족 폴리이소시아네이트의 혼합물로 이루어지는, 제조 방법.
20. 실시양태 19에 있어서, 지방족 폴리이소시아네이트가 알킬렌 라디칼에 4 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌디이소시아네이트 및 이들의 둘 이상의 혼합물, 1,12-도데칸디이소시아네이트, 2-에틸테트라메틸렌디이소시아네이트-1,4, 2-메틸펜타메틸렌디이소시아네이트-1,5, 테트라메틸렌디이소시아네이트-1,4, 헥사메틸렌디이소시아네이트-1,6, 트리메틸 디이소시아네이트, 테트라메틸 디이소시아네이트, 펜타메틸 디이소시아네이트, 헥사메틸 디이소시아네이트, 헵타메틸 디이소시아네이트, 옥타메틸 디이소시아네이트, 2-메틸펜타메틸렌-1,5-디이소시아네이트, 2-에틸부틸렌-1,4-디이소시아네이트, 펜타메틸렌-1,5-디이소시아네이트, 부틸렌-1,4-디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 트리메틸 디이소시아네이트, 테트라메틸 디이소시아네이트, 펜타메틸 디이소시아네이트, 헥사메틸 디이소시아네이트, 헵타메틸 디이소시아네이트, 옥타메틸 디이소시아네이트, 2-메틸펜타메틸렌-1,5-디이소시아네이트, 2-에틸부틸렌-1,4-디이소시아네이트, 펜타메틸렌-1,5-디이소시아네이트, 부틸렌-1,4-디이소시아네이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하며, 이때 더욱 바람직하게는 지방족 폴리이소시아네이트는 헥사메틸렌디이소시아네이트-1,6을 포함하고, 이때 더욱 바람직하게는 지방족 폴리이소시아네이트는 헥사메틸렌디이소시아네이트-1,6으로 이루어지는, 제조 방법.
21. 실시양태 19 또는 20에 있어서, 상기 지방족 폴리이소시아네이트가 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소-시아네이토메틸-시클로헥산(이소포론 디이소시아네이트, IPDI), 1,4-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산 및/또는 1,3-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산(HXDI), 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1-메틸-2,4- 및/또는 -2,6-시클로헥산 디이소시아네이트 및 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,2'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 시클로헥산-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 2,4-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,2'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소-시아네이토메틸-시클로헥산(이소포론 디이소시아네이트, IPDI), 1,4-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산 및/또는 1,3-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산(HXDI), 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1-메틸-2,4- 및/또는 -2,6-시클로헥산 디이소시아네이트 및 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,2'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는, 제조 방법.
22. 실시양태 19 내지 21 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 방향족 폴리이소시아네이트, 및 바람직하게는 방향족 디이소시아네이트가, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트(NDI), 3,3'-디메틸 디페닐 디이소시아네이트, 1,2-디페닐에탄 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트(PPDI), 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 2,4-톨루엔 디이소시아네이트(2,4-TDI), 2,6-톨루엔 디이소시아네이트(2,6-TDI), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-MDI), 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(2,4'-MDI), 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트(2,2'-MDI), MDI의 제조에서 얻어진 미가공 MDI , 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물(이성질체 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 혼합물도 단량체성 디페닐메탄 또는 MMDI로 지칭됨)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하며, 이때 더욱 바람직하게는 상기 방향족 폴리이소시아네이트, 및 바람직하게는 방향족 디이소시아네이트가, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 혼합물을 포함하며, 이때 더욱 바람직하게는 상기 방향족 폴리이소시아네이트, 및 바람직하게는 방향족 디이소시아네이트가, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 혼합물로 이루어지는, 제조 방법.
23. 실시양태 19 내지 22 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 폴리이소시아네이트가 개질된 폴리이소시아네이트, 바람직하게는 개질된 유기 폴리이소시아네이트, 및 더욱 바람직하게는 하나 이상의 에스테르, 유레아, 뷰렛, 알로파네이트, 카르보디이미드, 이소시아누레이트, 우레트디온, 카바메이트 및/또는 우레탄 기를 함유하는 개질된 유기 폴리이소시아네이트를 포함하는, 제조 방법.
24. 실시양태 19 내지 23 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 올리고머성 방향족 폴리이소시아네이트가 폴리페닐폴리메틸렌 폴리이소시아네이트, 폴리페닐폴리에틸렌 폴리이소시아네이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 하나 이상의 폴리메틸렌 폴리페닐이소시아네이트, 폴리에틸렌 폴리페닐이소시아네이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하며, 이때 더욱 바람직하게는 상기 방향족 폴리이소시아네이트는 하나 이상의 폴리메틸렌 폴리페닐이소시아네이트를 포함하고, 이때 더욱 바람직하게는 상기 방향족 폴리이소시아네이트는 하나 이상의 폴리메틸렌 폴리페닐이소시아네이트로 이루어지는, 제조 방법.
25. 실시양태 19 내지 24 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 올리고머성 방향족 폴리이소시아네이트가 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 중 하나 이상의 고급-코어 동족체로 이루어진 하나 이상의 올리고머를 포함하며, 이때 상기 고급-코어 동족체는 3개 이상의 방향족 핵 및 3 이상의 작용가를 갖는, 제조 방법.
26. 실시양태 19 내지 25 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 중합체성 MDI이고 중합체성 MDI 내의 4,4'-MDI의 총량이 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물 100 중량%를 기준으로 26 내지 98 중량%, 바람직하게는 30 내지 95 중량%, 및 더욱 바람직하게는 35 내지 92 중량% 범위 내인, 제조 방법.
27. 실시양태 19 내지 26 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 중합체성 MDI이고 중합체성 MDI의 2개 고리의 함량이 중합체성 화합물 100 중량%를 기준으로 20 내지 62 중량%, 더욱 바람직하게는 26 내지 48 중량%, 및 가장 바람직하게는 26 내지 48 중량% 범위 내인, 제조 방법.
28. 실시양태 19 내지 27 중 어느 한 실시양태에 있어서, 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물, 바람직하게는 그 안에 함유된 폴리이소시아네이트 전부가 2.1 내지 3.5, 바람직하게는 2.3 내지 3.2, 더욱 바람직하게는 2.4 내지 3, 더욱 바람직하게는 2.5 내지 2.9, 및 더욱 바람직하게는 2.6 내지 2.8의 평균 이소시아네이트 작용가를 갖는, 제조 방법.
29. 실시양태 1 내지 28 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 1 내지 100 wppm, 바람직하게는 1 내지 80 wppm, 더욱 바람직하게는 1 내지 60 wppm, 더욱 바람직하게는 1 내지 40 wppm, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 wppm, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 wppm, 및 더욱 바람직하게는 1 내지 5 wppm 범위의 철 함량을 갖는, 제조 방법.
30. 실시양태 1 내지 29 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 100 내지 3000 mPa*s, 바람직하게는 100 내지 1000 mPa*s, 더욱 바람직하게는 100 내지 600 mPa*s, 더욱 바람직하게는 200 내지 600 mPa*s, 및 더욱 바람직하게는 400 내지 600 mPa*s 범위의 점도를 나타내고, 이때 상기 점도는 25℃에서 측정된 점도인, 제조 방법.
31. 실시양태 19 내지 30 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 에폭시 수지는 방향족 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 바람직하게는 비스페놀 A 비스글리시딜 에테르(DGEBA), 비스페놀 F 비스글리시딜 에테르, 고리-수소화된 비스페놀 A 비스글리시딜 에테르, 고리-수소화된 비스페놀 F 비스글리시딜 에테르, 비스페놀 S 비스글리시딜 에테르(DGEBS), 테트라글리시딜 메틸렌디아닐린(TGMDA) , 에폭시 노볼락(에피클로로히드린과 페놀 수지(노볼락)의 반응 생성물), 3,4-에폭시시클로헥실메틸, 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 디글리시딜 헥사히드로프탈레이트, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하고, 이때 더욱 바람직하게는 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A 비스글리시딜 에테르 및/또는 비스페놀 F 비스글리시딜 에테르를 포함하며, 이때 더욱 바람직하게는 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A 비스글리시딜 에테르 및/또는 비스페놀 F 비스글리시딜 에테르로 이루어지는, 제조 방법.
32. 실시양태 19 내지 31 중 어느 한 실시양태에 있어서, 멜라민 포름알데히드 수지가 수성 멜라민 수지 100 중량%를 기준으로 50 내지 70 중량% 범위의 수지 함량을 갖는 수성 멜라민 수지 혼합물을 포함하고, 멜라민 및 포름알데히드가 1:3 내지 1:1, 바람직하게는 1:1.3 내지 1:2.0, 및 더욱 바람직하게는 1:1.5 내지 1:1.7의 몰 비율로 수지 내에 존재하는, 제조 방법.
33. 실시양태 19 내지 32 중 어느 한 실시양태에 있어서, 멜라민 포름알데히드 수지가 1 내지 10 중량%의 다가 알코올, 바람직하게는 3 내지 6 중량%의 다가 알코올, 더욱 바람직하게는 3 내지 6 중량%의 C2 내지 C12 디올, 더욱 바람직하게는 3 내지 6 중량%의, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 펜탄 디올, 헥산 디올, 및 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 더 바람직하게는 3 내지 6 중량%의 디에틸렌 글리콜을 포함하는, 제조 방법.
34. 실시양태 19 내지 33 중 어느 한 실시양태에 있어서, 멜라민 포름알데히드 수지가, 각각 멜라민 포름알데히드 수지 100 중량%를 기준으로, 0 내지 8 중량%의 카프로락탐 및 0.5 내지 10 중량%의 2-(2-페녹시에톡시)-에탄올 및/또는 200 내지 1500의 평균 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜을 함유하는, 제조 방법.
35. 실시양태 1 내지 34 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (4)에서 혼합물이 3 내지 120초, 바람직하게는 4 내지 90초, 더욱 바람직하게는 6초 내지 60초, 더욱 바람직하게는 8 내지 40초, 더욱 바람직하게는 10 내지 30초, 더욱 바람직하게는 12 내지 25초, 및 더욱 바람직하게는 15 내지 20초 범위 내의 기간 동안 균질화되는, 제조 방법.
36. 실시양태 1 내지 35 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (5)에서 슬러리가 10 내지 120초, 바람직하게는 15 내지 100초, 더욱 바람직하게는 20초 내지 80초, 더욱 바람직하게는 30초 내지 60초, 및 더욱 바람직하게는 40 내지 50초 범위 내의 기간 동안 균질화되는, 제조 방법.
37. 실시양태 1 내지 36 중 어느 한 실시양태에 있어서, 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물의 총량 대 아스팔트 조성물의 중량 비율이 0.1 : 99.9 내지 25 : 75, 바람직하게는 0.3 : 99.7 내지 15 : 85, 더욱 바람직하게는 0.5 : 99.5 내지 10 : 90, 더욱 바람직하게는 0.8 : 99.2 내지 7 : 93, 더욱 바람직하게는 1 : 99 내지 5 : 95, 더욱 바람직하게는 1.3 : 98.7 내지 4 : 96, 더욱 바람직하게는 1.5 : 98.5 내지 3.5 : 96.5, 더욱 바람직하게는 1.8 : 98.2 내지 3.2 : 96.8, 더욱 바람직하게는 2 : 98 내지 3 : 97, 더욱 바람직하게는 2.2 : 97.8 내지 2.8 : 97.2, 및 더욱 바람직하게는 2.4 : 97.6 내지 2.6 : 97.4인, 제조 방법.
38. 실시양태 1 내지 37 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (4)에서 얻어진 혼합물 대 단계 (2)에서 얻어진 입상 물질의 중량 비율이 0.5 : 99.5 내지 25 : 75, 바람직하게는 1 : 99 내지 20 : 80, 더욱 바람직하게는 1.5 : 98.5 내지 15 : 85, 더욱 바람직하게는 2 : 98 내지 10 : 90, 더욱 바람직하게는 2.5 : 97.5 내지 7 : 93, 더욱 바람직하게는 3 : 97 내지 5 : 95, 및 더욱 바람직하게는 3.5 : 96.5 내지 4.5 : 95.5인, 제조 방법.
39. 실시양태 1 내지 38 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (2)에서 제공된 입상 물질이 자갈, 재생된 아스팔트 포장재, 모래, 하나 이상의 충전재, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 석회석, 바사나이트, 디아베이스, 재생된 아스팔트 포장재, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 석회석, 바사나이트, 디아베이스, 재생된 아스팔트 포장재 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 입상 물질을 포함하는, 제조 방법.
40. 실시양태 1 내지 39 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (1)에서 제공된 아스팔트 조성물이 하나 이상의 첨가제, 바람직하게는 하나 이상의 섬유 물질 및/또는 하나 이상의 재생제를 포함하고, 이때 더욱 바람직하게는 상기 아스팔트 조성물은 단계 (1)에서 제공된 셀룰로오스 섬유를 포함하는, 제조 방법.
41. 실시양태 40에 있어서, 단계 (1)에서 제공된 아스팔트 조성물이 아스팔트 조성물 100 중량%를 기준으로 10 중량% 이하, 바람직하게는 아스팔트 조성물 100 중량%를 기준으로 5 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 3 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 2 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 1 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 이하, 및 더욱 바람직하게는 0.1 중량% 이하의 하나 이상의 첨가제를 포함하는, 제조 방법.
42. 실시양태 1 내지 41 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (2)에서 제공된 입상 물질이 입상 물질 100 중량%를 기준으로 5 내지 100 중량%의 재생된 아스팔트 포장재를 포함하고, 이때 더욱 바람직하게는 상기 입상 물질이 입상 물질 100 중량%를 기준으로 10 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 15 내지 80 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 70 중량%, 더욱 바람직하게는 25 내지 60 중량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 50중량%, 및 더욱 바람직하게는 35 내지 45중량%의 재생된 아스팔트 포장재를 포함하는, 제조 방법.
43. 실시양태 1 내지 42 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (2)에서 제공된 입상 물질은 0.1 내지 70 mm, 바람직하게는 0.3 내지 50 mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 40 mm, 더욱 바람직하게는 1 내지 30 mm, 더욱 바람직하게는 3 내지 25 mm, 더욱 바람직하게는 5 내지 20 mm, 더욱 바람직하게는 7 내지 15 mm, 및 더욱 바람직하게는 8 내지 11 mm 범위의 입자 크기를 나타내는, 제조 방법.
44. 실시양태 1 내지 43 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (4)에서의 첨가가 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물의 적어도 일부를 아스팔트 조성물의 적어도 일부에 주입함으로써 달성되고, 이때 상기 주입은 바람직하게는 투여 펌프의 도움으로 달성되는, 제조 방법.
45. 실시양태 1 내지 44 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (4)의 첨가가 리시버 탱크, 바람직하게는 가중 수용 탱크에서 수행되는, 제조 방법.
46. 실시양태 45에 있어서, 단계 (1)에서 얻어진 아스팔트 조성물을 리시버 탱크에 첨가한 후 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물을 첨가하는, 제조 방법.
47. 실시양태 1 내지 46 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (4)의 균질화가 하나 이상의 동적 혼합 장치의 도움으로, 바람직하게는 하나 이상의 순환 펌프 및/또는 고전단 혼합기 및/또는 하나 이상의 교반기 및/또는 하나 이상의 스크류의 도움으로, 바람직하게는 하나 이상의 교반기의 도움으로 달성되는, 제조 방법.
48. 실시양태 1 내지 47 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (4)에서의 균질화가 하나 이상의 정적 혼합 요소의 도움으로, 바람직하게는 하나 이상의 노즐 및/또는 술저 혼합기 및/또는 케닉스 혼합기의 도움으로 달성되는, 제조 방법.
49. 실시양태 1 내지 48 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (4)에서의 균질화가 혼합 유닛, 바람직하게는 중량 교반 용기에서 적어도 부분적으로 수행되는, 제조 방법.
50. 실시양태 1 내지 49 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (4)에서의 균질화가 혼합에 의해 달성되고, 이때 바람직하게는 혼합 속도가 30 내지 12,000 rpm, 바람직하게는 50 내지 8,000 rpm, 더욱 바람직하게는 100 내지 5,000 rpm, 더욱 바람직하게는 300 내지 4,000 rpm, 더욱 바람직하게는 500 내지 3,000 rpm, 더욱 바람직하게는 800 내지 2,500 rpm, 더욱 바람직하게는 1,000 내지 2,000 rpm, 더욱 바람직하게는 1,200 내지 1,800rpm, 및 더욱 바람직하게는 1,400 내지 1,600rpm인, 제조 방법.
51. 실시양태 1 내지 50 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (5)에서의 첨가가 단계 (4)에서 얻어진 혼합물의 적어도 일부를 단계 (2)에서 얻어진 입상 물질의 적어도 일부에 주입함으로써 달성되고, 이때 상기 주입은 바람직하게는 투여 펌프의 도움으로 달성되는, 제조 방법.
52. 실시양태 1 내지 51 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (5)에서의 균질화가 하나 이상의 동적 혼합 장치의 도움으로, 바람직하게는 하나 이상의 교반기 및/또는 하나 이상의 스크류의 도움으로, 더 바람직하게는 이중 샤프트 필수 혼합기(트윈-샤프트 퍼그밀)의 도움으로 달성되는, 제조 방법.
53. 실시양태 1 내지 52 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (5)의 균질화가 혼합 장치에서 수행되고, 이때 바람직하게는 상기 혼합 장치가 아스팔트 혼합 플랜트의 일부인, 제조 방법.
54. 실시양태 53에 있어서, 단계 (2)에서 얻어진 입상 물질을 혼합 장치에 첨가한 후 단계 (4)에서 얻어진 혼합물을 첨가하는, 제조 방법
55. 실시양태 1 내지 54 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (4)에서 첨가 및 균질화가 동시에 수행되는, 제조 방법.
56. 실시양태 1 내지 55 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (5)에서 첨가 및 균질화가 동시에 수행되는, 제조 방법.
57. 실시양태 1 내지 56 중 어느 한 실시양태에 있어서, 단계 (4) 및/또는 단계 (5), 바람직하게는 단계 (4) 및 단계 (5)가 산소 함유 분위기 하에서, 바람직하게는 1 내지 21 부피%, 더욱 바람직하게는 5 내지 21 부피%, 및 더욱 바람직하게는 10 내지 21 부피% 양의 산소를 함유하는 분위기 하에서 수행되고, 이때 더욱 바람직하게는 단계 (4) 및/또는 단계 (5), 바람직하게는 단계 (4) 및 단계 (5)는 공기 중에서 수행되는, 제조 방법.
58. 실시양태 1 내지 57 중 어느 하나에 있어서, 단계 (4) 및/또는 단계 (5), 바람직하게는 단계 (4) 및 단계 (5)가 배취 공정 또는 연속 공정으로, 바람직하게는 연속 공정으로 수행되는, 제조 방법.
59. 실시양태 1 내지 58 중 어느 하나의 제조 방법에 따라 얻어진 아스팔트 혼합 조성물.
60. 포장 응용 분야에 대한 실시양태 59에 따른 아스팔트 혼합 조성물의 용도.
본 발명은 하기 실시예 및 참고예에 의해 추가로 예시된다.
실험 섹션
특성분석 방법 - 아스팔트 시험
연화점 DIN EN 1427
견착 놋쇠 고리(shouldered brass ring)로 주조된 2개의 역청 수평형 디스크(disk)를 액체 욕(bath)에서 제어된 속도로 가열하는 한편, 이들 각각으로 강철 볼(steel ball)을 지지시킨다. 연화점은 상기 2개의 디스크가 역청에 싸여진 각각의 볼이 25 ± 0.4 mm의 거리로 멀어지기에 충분히 연화되는 온도를 통해 보고된다.
롤링(rolling) 박막 오븐 시험(RTFOT) DIN EN 12607-1
역청을 오븐 내 병에서 163℃에서 75분 동안 가열한다. 상기 병을 15rpm으로 회전시키고 가열된 공기를 이의 이동 최저점에서 4000mL/분으로 각각의 병에 취입한다. 가열 및 공기의 효과를 상기 오븐 처리 전후에 측정된 물리적 시험 값의 변화로부터 측정한다.
가압 시효(pressing aging) 용기(PAV) DIN EN 14769
RTFOT로부터의 잔사(residue)를 표준 스테인리스 강 팬에 위치시키고 공기에 의해 2.10 MPa로 가압된 용기에서 특정된 조건화 온도(90℃, 100℃ 또는 110℃)에서 20시간 동안 시효시킨다. 상기 온도를 아스팔트 결합제의 등급(적용례)에 따라 선택한다. 최종적으로, 상기 잔사를 진공으로 탈기시킨다.
동적 전단 유동계(DSR) DIN EN 14770 - ASTM D7175
동적 전단(dynamic shear) 유동계 시험 시스템은 평행 판, 시편의 온도를 제어하기 위한 수단, 부하(loading) 장치, 및 제어 및 데이터 획득 시스템으로 이루어진다.
온도 스위프(sweep) DIN EN 14770
본 시험은 아스팔트 결합체의 복합 전단 탄성률(complex shear modulus) 및 상 각도를 측정하기 위한 것이다. 본 시험은 정의된 진동수 및 온도에서 평행 금속 판들 사이에서 8 또는 25 mm 직경의 시편을 가압하는 것으로 이루어진다. 상기 평행 판들 중 하나는 다른 하나에 대해, 이 경우에는 1.59 Hz 및 각 편향 진폭(angular deflection amplitude)으로 진동한다. 요구되는 진폭은 본 시험이 선형 거동의 영역 내에 있도록 선택되어야 한다. 이를 30, 40, 50, 60, 70, 80 및 90℃에서 반복한다.
다중 응력(stress) 크리프 회복 시험(MSCRT) DIN EN 16659 - ASTM D7405
본 시험을 사용하여 2가지의 응력 수준(0.1 kPa 및 3.2 kPa) 및 특정한 온도(60℃)에서 전단 크리프 및 회복 하에 아스팔트 결합제에서의 탄성 반응의 존재를 측정한다. 본 시험은 DSR을 사용하여 일정 응력으로 1초 동안 25mm를 부하한 후, 9초 동안 회복하게 한다. 10회의 크리프 및 회복 사이클을 0.100 kPa 크리프 응력에서 수행한 후, 10회의 사이클을 3.200kPa 크리프 응력에서 수행하였다.
굽힘(bending) 빔 유동계(BBR) DIN EN 14771 - ASTM D6648
본 시험을 사용하여 일정한 부하가 중간점에 적용된, 아스팔트 결합제의 단순 지지된 프리즘 빔(prismatic beam)의 중간점 편향을 측정한다. 프리즘 시험 시편을 제어된 온도의 유체 욕에 위치시키고 일정한 시험 부하량으로 240초 동안 부하한다. 시험 부하량(980 ± 50 mN) 및 시험 시편의 중간점 편향을 전산화된 데이터 획득 시스템을 사용하여 모니터링한다. 시험 시편의 중간점에서의 최대 굽힙 응력을 상기 시험 시편의 치수, 지지점 사이의 거리, 및 상기 시험 시편에 부하 시간 8.0초, 15.0초, 30.0초, 60.0초, 120.0초 및 240.0초 동안 적용된 부하량으로부터 계산한다. 특정 부하 시간에 다른 시험 시편의 강성을, 최대 굽힘 응력을 최대 굽힘 변형(strain)으로 나눔으로써 계산한다.
특성분석 방법 - 아스팔트 혼합 조성물 시험
사이클릭(cyclic) 압축 시험(CCT) - TP 아스팔트-StB 테일(Teil) 25 B1 DIN EN 12697-25:2016
1축 사이클릭 압축 시험을 사용하여 아스팔트 시편의 변형 거동을 측정한다. 본 시험에서, 시편을 150±10분 동안 50±0.3℃에서 담금질하고, 시험도 동일한 온도에서 수행한다. 담금질 후, 시편을 만능 시험기에 세팅하고 반복적으로 부하하였다. 각각의 사이클을 1.7초 동안 지속시키되, 부하 시간은 0.2초이고, 일시 정지는 1.5초 동안 지속시켰다. 적용되는 상위(upper) 부하는 0.35 MPa이고 하위 부하는 0.025 MPa이다. 사이클의 횟수 및 변형을 기록한다. 10,000회의 부하 사이클이 완료되거나 변형이 40% 초과일 때 시험을 종료한다.
간접 인장 강도 시험 - TP 아스팔트-StB 테일 23 DIN EN 12697-23:2003
아스팔트 시편의 피로 거동을 결정하는 데 간접 인장 강도 시험을 사용한다. 간접 인장 강도 시험을 원기둥형 시편을 이의 수직 직경 평면을 가로질러 특정 변형 속도 (이 경우에는 50±0.2 mm/분) 및 시험 온도(이 경우에는 20±2℃에서 부하함으로써 수행한다. 실패 시의 최고 부하를 기록하고 사용하여 시편의 간접 인장 강도를 계산한다.
1축 인장 응력 시험 및 열 응력 억제 시편 시험 - TP 아스팔트-StB 테일 46A(LTT = 저온 시험) DIN EN 12697-46:2012
아스팔트 시편의 저온 거동을 결정하는 데 1축 인장 응력 시험 및 열응력 억제 시편 시험을 사용한다. 아스팔트 혼합물의 저온 균열은, 냉각 중 열 수축으로 인해 아스팔트 혼합물에 인장 응력이 유발되어 야기된다. 포장층의 상태를 시뮬레이션하기 위해 유럽 표준 EN 12697-46:2012에 따른 아스팔트 시편에 대한 하기 시험 방법을 사용한다.
(i) 열 응력 억제 시편 시험(TSRST): 시편의 변형을 억제하는 동안, 미리 지정된 냉각 속도로 온도를 감소시킨다.
(ii) 1축 인장 강도 시험(UTST): 저온 균열의 위험을 평가하기 위해, 열 수축에 의해 유발된 응력을 각 인장 강도와 비교한다.
휠(wheel) 추적 테스트 - TP 아스팔트-StB 테일 22 DIN EN 12697-22:2003
일정하고 제어된 온도 조건 하에서, 부하된 고무 휠의 통과 사이클의 시험을 받는 아스팔트 혼합물의 변형(루트) 깊이를 결정하는 데 휠 추적 테스트를 사용한다. 일반적으로 50℃에서 10,000회의 사이클을 수행한다.
실시예 1. 아스팔트 혼합 플랜트에서의 아스팔트 혼합 조성물의 제조 - 아스팔트와 열경화성 반응성 화합물의 짧은 혼합 시간
입자 크기가 8 내지 11 mm인 굵은 자갈 1920kg을 180℃의 온도로 가열하고 혼합 유닛에 넣는다. DIN EN 1426에 따른 7 내지 10 mm의 바늘 침투도(70-100의 바늘 침투도와 동일)을 나타내는, 160 내지 170℃의 온도로 예열된, 아스팔트 80 kg을 교반 용기에 칭량(weigh)하고, 2.7의 평균 이소시아네이트 작용가를 갖는 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트(이하 “As20”으로 표기) 2.075kg을 교반(1,500rpm) 하에서 아스팔트에 첨가하고, 생성된 혼합물을 추가로 교반하며, 이때 투여 속도를 0.1 L/s 와 2.0 L/s 사이로 세팅하고 교반 시간을 20초로 세팅한다. 생성된 개질된 아스팔트를 그 후 교반 하에서 혼합 유닛 내의 굵은 자갈에 첨가하고, 그 후 혼합물을 추가 교반하는데, 이때 추가 교반의 총 지속 시간은 30초이다. 생성된 아스팔트 혼합 조성물의 온도는 171.6℃였다. 그 후, 개질된 아스팔트를 굵은 자갈에서 (적하되게 하여) 분리하고 추가 분석했다. 연화점은 52.4℃로 측정되었다.
실시예 2. 아스팔트 혼합 플랜트에서의 아스팔트 혼합 조성물의 제조 - 아스팔트와 열경화성 반응성 화합물의 짧은 혼합 시간
생성된 아스팔트 혼합 조성물의 온도가 173.4℃이도록 하여, 실시예 1을 반복하였다. 그 후, 개질된 아스팔트를 굵은 자갈로부터 (적하되게 하여) 분리하고 추가로 분석하였다. 연화점은 52.4℃로 측정되었다.
비교예 1. 아스팔트 혼합 플랜트에서 아스팔트 혼합 조성물의 제조 - 아스팔트와 열경화성 반응성 화합물의 긴 혼합 시간
실시예 1을 반복하되, As2O를 아스팔트에 첨가하는 단계를 수정하여, 생성된 혼합물을 추가 교반의 총 지속 시간이 300초가 되도록 더 긴 시간 동안 추가로 교반하였다. 생성된 아스팔트 혼합 조성물의 온도는 175.4℃였다. 그 후, 개질된 아스팔트를 굵은 자갈에서 (적하되게 하여) 분리하고 추가 분석했다. 연화점은 53.9℃로 측정되었다.
비교예 2. 아스팔트 혼합 플랜트에서의 아스팔트 혼합 조성물의 제조 - 아스팔트와 열경화성 반응성 화합물의 긴 혼합 시간
실시예 1을 반복하되, As2O를 아스팔트에 첨가하는 단계를 수정하여, 생성된 혼합물을 추가 교반의 총 지속 시간이 600초가 되도록 더 긴 시간 동안 추가 교반하였다. 생성된 아스팔트 혼합 조성물의 온도는 172.8℃였다. 그 후, 개질된 아스팔트를 굵은 자갈에서 (적하되게 하여) 분리하고 추가 분석했다. 연화점은 53.8℃로 측정되었다.
실시예 3. 아스팔트 혼합 플랜트에서의 아스팔트 혼합 조성물의 제조 - 아스팔트와 열경화성 반응성 화합물의 혼합물 및 입상 물질의 긴 혼합 시간과 조합된, 아스팔트 및 열경화성 반응성 화합물의 짧은 혼합 시간
실시예 1을 반복하되, 굵은 자갈에 개질된 아스팔트를 첨가하는 단계를 수정하여 생성된 혼합물을 추가 교반의 총 지속 시간이 60초가 되도록 더 긴 기간 동안 추가로 교반하였다. 생성된 아스팔트 혼합 조성물의 온도는 172.8℃였다. 그 후, 개질된 아스팔트를 굵은 자갈에서 (적하되게 하여) 분리하고 추가 분석했다. 연화점은 56.7℃로 측정되었다.
Figure pct00001
실시예 4. 아스팔트와 As20 첨가제를 혼합하지 않은 아스팔트 혼합 조성물의 제조
다양한 아스팔트 혼합 조성물은 아스팔트 혼합 플랜트에서 제조된다. 모든 혼합물에 대해, 입상 물질 및 아스팔트의 양은 다음과 같다(선택된 입도 곡선(granulometric curve)은 SMA 11 S임): 모래(입자 크기 0 내지 2mm) 519kg, 자갈 조각(split)(2 내지 5mm) 282kg, 자갈 조각(5 내지 8 mm) 372kg, 자갈 조각(8 내지 11 mm) 1.092kg, 자갈 조각(11 내지 16 mm) 300kg, 충전재 60kg, 석회석 180kg, 셀룰로오스 섬유 9kg, 및 170 내지 180℃의 온도로 예열된, DIN EN 1426에 따른 5 내지 7 mm의 바늘 침투도(=50-70의 바늘 침투도)를 나타내는 아스팔트 186 kg. 입상 물질은 182℃의 온도로 예열되었다.
Figure pct00002
비교예에 대해서는, As20를 아스팔트에 첨가하지 않는다. As20를 첨가하는 경우, As20 4.65kg(사용된 아스팔트 양에 대하여 나타낸 2.5 중량%)를 두 가지 다른 방식으로 아스팔트에 첨가한다: a) 저울에 As20 및 아스팔트의 동시 첨가 및 b) 먼저 As20 첨가 후 아스팔트를 첨가. 첨가 유형에 관계없이, 아스팔트-As20-혼합물의 교반은 수행하지 않는다. As2O 첨가제가 없는 생성된 혼합물/아스팔트를 교반 하에 혼합 유닛의 과립 물질에 첨가하고, 혼합물을 추가로 교반하며, 이때 추가 교반의 총 지속 시간은 30초이다. 각 변형물(표 2 참조: (1) As20 첨가제 미첨가, (2) 저울에 As20 및 아스팔트 동시 첨가, (3) 먼저 As20 첨가 후 아스팔트 첨가)에 대하여, 위에서 언급한 조성에 따른 2개의 배취를 제조했다. 생성된 아스팔트 혼합 조성물의 온도는 172℃와 175℃ 사이였다(표 2 참조). 그 후, 세 가지 다른 아스팔트 혼합 조성물을 추가로 분석했다. 이에 따른 결과를 표 2에 나타내었다.
따라서, 놀랍게도 입상 물질에 첨가하기 전에 열경화성 반응성 화합물을 아스팔트와 혼합하는 기간이 생성된 아스팔트 혼합 조성물의 연화점(즉, 개질 정도)에 실질적으로 영향을 미치지 않는다는 것이 발견되었다. 그러나, 실시예 4에서 알 수 있듯이, 아스팔트의 개질을 제공하려면 혼합이 필요하다. 전혀 예기치 못하게, 생성된 개질된 아스팔트 혼합물과 굵은 자갈을 혼합하는 기간이 생성 아스팔트 혼합물의 연화점을 실질적으로 증가시킨다는 것이 발견되었다. 그 결과, 매우 놀랍게도, 열경화성 반응성 화합물로 개질된 아스팔트를 함유하는 아스팔트 혼합 조성물의 성분들의 매우 짧은 혼합 과정이 우수한 물성을 갖는 생성물을 유도한다는 것이 발견되었다. 따라서, 본 발명은 시간 및 에너지의 상당한 절약을 제공할 뿐만 아니라, 포장용 응용분야에 제품을 사용하기 직전에 성분들의 인-라인 혼합을 허용하는 아스팔트 혼합 조성물의 매우 효율적인 제조 방법을 제공한다.
참고예 5. 실험실 조건 하에서 제조된 비개질된, 배취 개질된, 및 인라인 개질된 아스팔트 샘플 간의 비교
당업계에 따른 배취 개질된 아스팔트 조성물의 제조를 위한 일반 절차(비교예)
표 3에 따른 각 등급의 아스팔트 2.5kg을 오일 욕(온도는 150℃로 설정됨)에서 400rpm으로 교반하면서 공기 하에서 140℃까지 가열하였다. 내부 온도가 100℃에 도달했을 때, 표 3에 따른 각각의 열경화성 반응성 화합물(사용된 아스팔트 양에 대해 나타낸 2 중량% As20) 50g을 용융된 아스팔트에 첨가하였다. 반응을 420분 동안 140℃에서 추가로 수행한 다음 실온에서 냉각시킨다. 샘플을 추가 시험을 위해 캔에 넣어 실온에서 보관했다.
인라인 개질된 아스팔트 조성물의 제조를 위한 일반 절차(본 발명)
표 3에 따른 각 등급의 아스팔트 350g을 오븐(150℃로 설정된 온도)에서 공기 하에 150℃까지 가열하였다. 표 3에 따른 각각의 열경화성 반응성 화합물(사용된 아스팔트 양에 대해 나타낸 2 중량% As20) 7g을 용융된 아스팔트에 첨가하였다. 혼합물을 몇 초(10초 미만) 동안 교반하여 균질성을 달성한다. 샘플을 35g +/- 0.5g 부분으로 분할하여 혼합 공정에서 시작되는 아스팔트의 시효를 시뮬레이션하는 단기 시효를 위한 롤링 박막 오븐 시험(RTFOT, “특성분석 방법” 섹션 참조)을 수행한 후에, 아스팔트 혼합물의 레이다운(laydown) 때까지 아스팔트 혼합 조성물을 공사 현장으로 운송한다. 시효 후, 개질된 아스팔트는 실온에서 보관되거나 예를 들어 장기 노화 시험(PAV, “특성분석 방법” 섹션 참조)과 같은 추가 시험에 사용된다.
비교예 5 및 본 발명의 실시예 5에 대해 기술된 절차 후에, 놀랍게도 아스팔트의 인라인 개질은 국제 특허 출원 공개 제WO 2018/228840 A1호에 기술된 배취 개질 방법과 본질적으로 동일한 아스팔트 성능 값을 제공한다는 것이 발견되었다. 구체적으로, MSCR 및 DSR 값은 고온 조건에서의 탄성 및 강성(stiffness)의 증가를 나타낸다. 동시에, BBR 값에서 볼 수 있듯이, 동일한 저온 성능이 달성된다. 유용한 온도 간격(UTI)은 80.1℃(비개질된 (포장 등급) 아스팔트)에서 87.7℃(As20 개질된 아스팔트, 본 발명의 실시예)로 가면서 증가되며, 이는 배취 개질 방법으로 달성한 온도(87.9℃)와 본질적으로 동일한 (오차 범위 내) 증가이다.
Figure pct00003
결론적으로, 표 3의 비교예와 본 발명의 결과를 비교하여 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예와 비교예는 수행된 테스트에 대해 거의 동일한 값을 나타낸다. 따라서, 매우 놀랍게도, 역시, 열경화성 반응성 화합물을 단 몇 초 동안 첨가한 후 매우 짧은 혼합 단계 후에도, 생성된 아스팔트가 7시간 동안 혼합 처리한 아스팔트와 유사한 품질을 나타낸다는 것이 발견되었다. 이는 본 발명과 비교예 사이의 혼합 단계의 지속 시간의 엄청난 차이를 고려할 때 매우 예상치 못한 점이다.
실시예 6. 실험실 조건에서 제조된 비개질된, 배취 개질된, 및 인라인 개질된 아스팔트 혼합 조성물 샘플 간의 비교
아스팔트 혼합 조성물의 제조
선택한 입도 곡선은 SMA 8 S였다.
Figure pct00004
아스팔트 혼합 조성물에 사용되는 입상 물질의 조성은 다음과 같다.
Figure pct00005
입상 물질, 아스팔트 및 섬유로 이루어진 아스팔트 혼합 조성물은 다음과 같다.
Figure pct00006
아스팔트 혼합 조성물의 제조를 위해 TP 아스팔트-StB 파트 35 규격을 사용하였다. 다음 절차를 따랐다:
성분 혼합
150±5℃의 온도에서 석재 매스틱(mastic) 아스팔트를 다음 순서로 혼합한다.
1. 굵은 골재
2. 충전재 및 미세 골재
3. 섬유
4. 2분간 건식 혼합
5. 각각의 비개질된 (포장 등급) 아스팔트 또는 개질된 아스팔트를 개별적으로 교반한 다음, 단계 1 내지 4를 수행한 후 얻어진 혼합물에 첨가하고; 인라인 변형물의 경우, 첨가제(사용된 아스팔트 양에 대해 나타낸 2.0 중량% As20)를 비개질된(포장 등급) 아스팔트에 첨가하고 짧게(60초 미만) 교반하여 균질성을 달성했고; 배취 개질된 변형물은 실시예 5에 기재된 바와 같이 제조한다 (사용된 아스팔트 양에 대해 나타낸 2.0 중량% As20).
6. 아스팔트 실험실 믹서(밀폐되지 않고 공기에 노출됨)에서 30rpm으로 5분 동안 혼합한다.
저장
혼합 후, 혼합물을 압밀(compaction) 온도보다 10℃ 높은 온도에서 1 내지 3시간 동안 공기(저장 용기를 닫지 않은 상태) 하에서 저장한다.
시험 시편의 제조 및 압밀
시편의 제조 및 압밀을 위해, TP 아스팔트-StB 파트 33 규격을 사용하였다. 이 규격은 롤링 압밀 기계(발체크토르-베르디흐퉁스게렛(Walzsektor-Verdichtungsgerat))를 사용하여 실험실에서 시험 시편을 제조하는 절차를 설명한다.
시험 시편을 제조하기 위해, 열 혼합된 아스팔트 혼합물을 플레이트에 붓고 롤링 압밀 기계를 사용하여 압밀화한다. 플레이트는 길이 320mm, 너비 260mm, 높이 40mm 이상의 것이다. 플레이트의 높이는 특정 시험에 필요한 시편 치수에 따라 다르다.
플레이트를 압밀화하기 위해, 장비(기계, 몰드(mold) 및 프레스)를 80℃에서 템퍼링해야 하고 압밀 과정 동안 혼합물 온도는 다음(표 5)을 준수해야 한다.
Figure pct00007
시험 시편 절단(sawing)
플레이트 제조 후에는 필요한 치수로 절단해야 한다. 치수는 시험에 따라 다르다.
Figure pct00008
표 6의 비교예와 본 발명의 실시예의 결과를 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예는 비교예와 비교하여 거의 동일한 저온 거동 값을 나타낸다. 그러나, 샘플의 변형 거동과 관련하여, 본 발명의 샘플은 변곡에 관하여 더 좋은 결과 및 특히 변곡점에서의 낮은 변형 속도를 나타낸다. 따라서, 본 발명의 방법에 따른 아스팔트/열경화성 반응성 화합물 혼합물의 혼합 단계가 매우 짧음에도 불구하고 당해 기술 분야에 따른 물질와 비교할 때 유사한 품질을 나타내는 것 뿐만 아니라, 본 발명의 물질은 심지어, 당업자들이 상당히 더 긴 혼합 단계가 개선된 결과를 제공한다고 예상하거나 아니면 비개질된 (포장 등급) 아스팔트의 사용과 비교하여 상당히 개선된 임의의 결과를 제공하는 데에 필수 불가결한 것이라고 예상했음에도 불구하고, 당해 기술 분야에 따라 얻어진 것들 보다 더 좋은 품질을 나타낸다는 것이 상당히 예상치 못하게 발견되었다. 다시 한번, 이는 본 발명 실시예와 비교예 사이의 혼합 단계의 지속 시간의 엄청난 차이를 고려할 때 매우 예상치 못한 것임을 강조한다.
실시예 7: 열경화성 반응성 화합물에 대한 맞춤형 투여 시스템을 갖춘 아스팔트 혼합 플랜트의 실제 조건 하에서의 실험실 결과 제어
아스팔트 혼합 조성물의 제조(선택된 입도 곡선은 AC 22 BS임)
아스팔트 혼합 플랜트는 열경화성 반응성 화합물을 아스팔트 혼합 플랜트의 아스팔트 저울(교반 용기)에 투여할 수 있는 맞춤형 투여 시스템(가열 가능한 주입 라인, 주입 펌프)을 갖추었다. 또한, 아스팔트 저울은, i) 열경화성 반응성 화합물이 투입되고 ii) 아스팔트 20kg의 최소 충전 수준에 도달할 때 작동되는 교반기를 갖추고 있다. 혼합뿐만 아니라 첨가 투여의 양과 속도는 아스팔트 혼합 플랜트의 공정 제어 시스템을 통해 제어된다.
실험실 결과의 제어는 비개질된 (포장 등급) 아스팔트 펜 70/100(DIN EN 1426에 따른 7 내지 10mm의 바늘 침투도) 및 1.25 중량%의 열경화성 반응성 화합물 As20로 개질된 아스팔트 펜 70/100(DIN EN 1426에 따른 7 내지 10mm의 바늘 침투도) 사이의 특성 변화에 중점을 둔다. 각 변형물(비개질된 및 인라인 개질된)에 대해 4톤 아스팔트 혼합 조성물의 배취 크기를 선택하였다. 표 7에 주어진 입자 크기 분포는 50 중량%의 천연 입자 물질(충전재(입자 크기: 0 내지 0.063 mm), 미세 골재(입자 크기: 0 내지 2 mm) 및 굵은 골재(입자 크기: 2 내지 5mm, 5 내지 8mm, 8 내지 11mm, 11 내지 16mm, 16 내지 22mm) 및 50 중량%의 재생된 아스팔트 포장 물질로 조정되었다. 아스팔트 및 입상 물질의 혼합물에서 총 아스팔트 함량은 4.3 중량%, 즉 4t 배취당 아스팔트 172kg였다. 아스팔트 172kg 중 100kg은 재생된 아스팔트 포장 물질에서 유래하고 나머지 72kg은 비개질된 (포장 등급) 아스팔트 펜 70/100의 첨가로부터 유래한다. 본 발명의 실시예의 경우, 열경화성 반응성 화합물 As20의 사용된 양은 2.16 kg, 즉 사용된 아스팔트(즉, 재생된 아스팔트 포장 물질로부터의 아스팔트 + 비개질된 (포장 등급) 아스팔트 펜 70/100)의 총량에 대해 1.25 중량%였다. 천연 입상 물질과 재생된 아스팔트 포장 물질을 서로 별도로 예열한 다음, 해당 혼합물의 온도가 200℃를 초과하지 않도록 6초 동안 함께 혼합한다. 비개질된(포장용) 아스팔트 펜 70/100 72kg을 175 내지 180℃의 온도로 예열하고 교반 용기(=아스팔트 저울)에 부하하고, 그 후에 비교예의 경우, 교반(1500rpm) 하에서 As20 2.16kg을 상기 아스팔트에 첨가하고 생성된 혼합물을 추가로 교반하며, 이때 투여 속도는 0.1L/s 및 2.0L/s 사이로 설정하고 교반 시간은 20초로 설정한다. 생성된 개질된 아스팔트를 입상 물질(200℃ 이하의 온도를 갖는 천연 입상 물질 및 재생된 아스팔트 포장 물질의 혼합물)과 함께 혼합 유닛(이중 샤프트 필수 혼합기)에 첨가하고 생성 혼합물을 추가로 교반하며, 이때 추가 교반의 총 지속 시간은 30초이다. 공정의 이 단계에서 아스팔트 혼합 조성물의 온도는 175 내지 180℃로 결정되었다. 그 후, 아스팔트 혼합 조성물을 트럭에 적재하거나 몇 시간 동안 보관될 수 있는 사일로(silo)로 공급하였다. 얻어진 모든 아스팔트 혼합 조성물을 추가로 분석하였다. 결과는 표 8에 나와 있다.
Figure pct00009
Figure pct00010
표 8의 비교예와 본 발명의 실시예에 대한 결과를 비교할 때, 실험실 조건에서 상기 실시예에서 얻은 결과가 실제 조건에서도 얻어짐이 명백하다. 따라서, 표 8의 결과는, 선행 기술에서 개시된 바와 같은 열경화성 반응성 화합물과 아스팔트의 혼합 절차에 비해 매우 짧은 혼합 단계가 사용되었다는 사실에도 불구하고, 선행 실시예의 인라인 시험 실험에 대한 실험실 조건 하에서 얻은 놀라운 기술적 효과를 확인시켜준다.
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Claims (15)

  1. (1) 아스팔트 조성물을 제공하고 상기 조성물을 110 내지 200℃ 범위의 온도로 가열하는 단계;
    (2) 입상(granular) 물질을 제공하고 상기 물질을 110 내지 240℃ 범위의 온도로 가열하는 단계;
    (3) 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물을 제공하는 단계;
    (4) 단계 (3)에서 제공된 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물을 단계 (1)에서 얻어진 아스팔트 조성물에 첨가하고 2 내지 180초 범위의 기간 동안 혼합물을 균질화하는 단계;
    (5) 단계 (4)에서 얻어진 혼합물을 단계 (2)에서 얻은 입상 물질에 첨가하고 5 내지 180초 범위의 기간 동안 슬러리를 균질화하는 단계
    를 포함하는, 아스팔트 혼합 조성물의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계 (4) 이후 단계 (5) 이전에, 단계 (4)에서 얻어진 혼합물이 60 내지 190℃ 범위의 온도에서 저장되는, 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 (4) 이후 단계 (5) 이전에, 단계 (4)에서 얻어진 혼합물이 100 rpm 이하의 혼합 속도로 혼합 처리되는, 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 단계 (4)에서 얻어진 혼합물이 단계 (5)에서 직접 처리되는, 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물이 폴리이소시아네이트, 에폭시 수지, 멜라민 포름알데히드 수지, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는, 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 열경화성 반응성 화합물의 총량 대 상기 아스팔트 조성물의 중량 비율이 0.1 : 99.9 내지 25 : 75의 범위인, 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (4)에서 얻어진 혼합물 대 단계 (2)에서 얻어진 입상 물질의 중량 비율이 0.5 : 99.5 내지 25 : 75의 범위인, 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (2)에서 제공된 입상 물질이 자갈, 재생된 아스팔트 포장재, 모래, 하나 이상의 충전재, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 입상 물질을 포함하는, 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (1)에서 제공된 아스팔트 조성물이 하나 이상의 첨가제를 포함하는, 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (2)에서 제공된 입상 물질이 5 내지 100 중량%의 재생된 아스팔트 포장재를 포함하는, 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (2)에서 제공된 입상 물질이 0.1 내지 70 mm 범위의 입자 크기를 나타내는, 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (4) 및/또는 단계 (5)가 산소 함유 분위기 하에서 수행되는, 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (4) 및/또는 단계 (5)가 배취(batch) 공정 또는 연속 공정으로 수행되는, 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 제조 방법에 따라 얻어지거나 또는 얻을 수 있는 아스팔트 혼합 조성물.
  15. 포장 응용분야에 대한 제14항에 따른 아스팔트 혼합 조성물의 용도.
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