KR20240020241A - 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법 - Google Patents

중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240020241A
KR20240020241A KR1020220097960A KR20220097960A KR20240020241A KR 20240020241 A KR20240020241 A KR 20240020241A KR 1020220097960 A KR1020220097960 A KR 1020220097960A KR 20220097960 A KR20220097960 A KR 20220097960A KR 20240020241 A KR20240020241 A KR 20240020241A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
asphalt
parts
mixing
mixture
Prior art date
Application number
KR1020220097960A
Other languages
English (en)
Inventor
황익현
황주철
Original Assignee
황익현
황주철
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 황익현, 황주철 filed Critical 황익현
Priority to KR1020220097960A priority Critical patent/KR20240020241A/ko
Publication of KR20240020241A publication Critical patent/KR20240020241A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0076—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials characterised by the grain distribution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/36—Bituminous materials, e.g. tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/26—Bituminous materials, e.g. tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L17/00—Compositions of reclaimed rubber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00—Compositions of unspecified rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/16—Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/04—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08L27/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L53/00—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L53/02—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L57/00—Compositions of unspecified polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C08L57/02—Copolymers of mineral oil hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L91/00—Compositions of oils, fats or waxes; Compositions of derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L91/00—Compositions of oils, fats or waxes; Compositions of derivatives thereof
    • C08L91/06—Waxes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L93/00—Compositions of natural resins; Compositions of derivatives thereof
    • C08L93/04—Rosin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/20—Recycled plastic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/32—Properties characterising the ingredient of the composition containing low molecular weight liquid component
    • C08L2207/322—Liquid component is processing oil

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 제조방법은, 아스팔트 100 중량부에 대하여 폐PVC 분쇄물 1~20 중량부와, 상기 폐PVC 분쇄물 100 중량부에 대하여 숙성SBS 1~45 중량부를 혼합하는 과정; 및 여기에 석유수지, 로진 혼합물, 고무분말 및 목분 중 어느 하나 이상을 선택하여 혼합하는 과정;을 포함한다.

Description

중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법{Medium-Low temperature asphalt modifier that can be used even at high temperatures and its manufacturing method, and asphalt mixture using the same and its manufacturing method}
본 발명은 PVC를 사용한 바닥재, 전선, 파이프, 신발류 등의 폐기물을 재활용하여 아스팔트 혼합물, 즉 개질 아스팔트 혼합물, 저소음 아스팔트 혼합물, 배수성 아스팔트 혼합물, 방수 아스팔트 혼합물, 재생 아스팔트 혼합물 등에 적용할 수 있는 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 도로는 골재, 필러(Filler), 아스팔트(Asphalt)를 혼합하여 제조된 아스팔트 혼합물을 이용하여 포장되는 바, 이러한 아스팔트 포장 도로는 차량 통행에 따라 점차 마모되어 주기적인 재 포장 작업이 요구된다.
특히, 현대사회에서는 교통량의 증가로 인해 아스팔트 포장의 변형 및 파손이 빈번하게 발생하는 바, 이를 개선하기 위하여 여러 종류의 아스팔트 개질제를 사용하여 아스팔트를 개질함으로써 물성을 개선하고자 하는 시도가 있다.
이러한 아스팔트 개질제는 아스팔트 혼합물의 안정도, 흐름값, 공극률, 포화도, 간접인장강도, 강성(toughness), 동적안정도, 칸타브로 손실률 등을 개선하여 시공성과 설치 후의 품질을 향상시킬 수 있다.
통상적으로 아스팔트 개질제는 SBS를 주로 사용하고, 여기에 필요에 따라 추가적인 첨가제를 혼합하여 제조하기도 한다. 예를 들어, 필요에 따라 CRM(분쇄폐타이어 고무) 등 고무 분말과, LDPE, HDPE, EVA 등 합성 수지와, 사소비트(Sasobit®), 로진 등 왁스와, 프로세스오일 등을 추가적으로 첨가할 수 있다.
한편, PVC(Polyvinyl Chloride, 염화비닐수지)는 열가소성 비결정성 고분자 화합물로써, 건축자재, 음료수병, 건축물 내부 바닥재, 파이프, 창문, 건축자재, 전선피복재, 신발류, 포장재, 식기, 장난감 등 많은 제품에 적용되고 있다.
PVC 소재는 그 범용성이 우수하여 매년 막대한 양이 제조되고, 이와 비례하여 막대한 양의 폐기물을 발생시킨다. 폐PVC는 통상적으로 매립(Landfill)이나 소각(Incineration)에 의해 처리되지만, 매립지 감소에 따른 매립 비용 증가와, 고온 분해 및 소각 과정에서 다이옥신, 퓨란(Furan), 염화수소 등과 같은 독성 물질을 생산하는 등 환경 문제가 발생하게 된다.
특히, PVC의 소각 시에는 배기부에 특수필터를 설치하여 독성 물질을 차단할 수도 있으나, 설비 비용이 과다하게 소모되고, 필터를 이용하더라도 독성 물질을 완전히 차단할 수는 없는 바, 소각 시설을 확대하는 데에는 한계가 있다.
또한, PVC 폐기물을 소각하면서 열병합 발전 등 에너지를 회수하는데 활용하고자 하여도, PVC는 1700K 이상의 온도에서 완전연소가 이루어지기 때문에, 에너지 회수 효율이 낮아 경제성이 떨어진다. 따라서 PVC를 물리적/화학적으로 재활용하는 기술이 합리적인 해결책으로 판단된다.
PVC의 물리적인 재활용 방법은 세정, 분쇄, 선별 과정을 거쳐 새로운 플라스틱 제품의 원료로 공급하는 것이고, 화학적 재활용 방법은 가열, 시약, 촉매를 사용하여 고분자화합물을 기본 화합물로 분해한 후 이를 정제하여 원화합물과 같거나 유사한 화합물로 다시 제조하여 사용하는 것이다.
특히 폐PVC는 바닥재, 파이프, 창문틀, 식기, 전선피복재 등 사용처에 따라 그 조성이 거의 균일하기 때문에, 폐PVC를 제품별로 구분하여 수집하면 지속적으로 동일 조성의 원료를 용이하게 확보할 수 있다.
이와 같이, 폐PVC를 원료로 하여 제조된 아스팔트 개질제를 사용할 경우, 원소재를 비교적 용이하고 저렴하게 지속적으로 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 아스팔트의 내구성 및 품질을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1780261 B1 (2017.09.14.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 중저온 및 고온 아스팔트 혼합물에 모두 사용할 수 있고, 아스팔트 개질제로서의 성능이 우수하면서, 폐PVC를 사용하여 아스팔트 개질제를 제조함으로써, 아스팔트 혼합물의 품질을 향상시키고 폐자원을 재활용하여 환경 보호에 이바지하기 위한 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 제조방법은, 아스팔트 100 중량부에 대하여 폐PVC 분쇄물 1~20 중량부와, 상기 폐PVC 분쇄물 100 중량부에 대하여 숙성SBS 1~45 중량부를 혼합하는 과정; 및 여기에 석유수지, 로진 혼합물, 고무분말 및 목분 중 어느 하나 이상을 선택하여 혼합하는 과정;을 포함한다.
상기 숙성SBS는, SBS 100 중량부에 10~50 중량부의 프로세스오일을 혼합하여 3시간 이상 숙성하여 제조할 수 있다.
상기 석유수지는, 상기 폐PVC 분쇄물 100 중량부에 대하여 5~50 중량부 첨가하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 로진 혼합물은, 로진, 사소비트(Sasobit) 왁스, PE 왁스, 프로세스오일 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 프로세스오일은, 아로마오일, 파라핀오일, 나프타오일 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 분쇄고무는, 상기 아스팔트 100 중량부에 대하여 2~20 중량부를 첨가하고, 상기 분쇄고무는, 폐타이어, EPDM, 우레탄칩 중 어느 하나 이상을 16메쉬 이하의 크기로 분쇄한 후, 분쇄물 100 중량부에 대하여 아로마오일 5~10 중량부를 혼합한 후 3시간 이상 숙성하여 제조할 수 있다.
상기 목분은, 상기 아스팔트 100 중량부에 대하여 0.9~10 중량부를 첨가하고, 상기 목분은, 함수량이 10% 이하인 셀룰로오스 또는 목재를 2mm 이하 크기로 분쇄한 후, 분쇄물 100 중량부에 대하여 BR 라텍스, SR 라텍스, 수용성 아크릴, 에폭시, 우레탄 중 어느 하나 이상을 10~50 중량부 혼합하여 제조할 수 있다.
이에 따라, 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제는, 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조되는 것이 바람직하다.
한편, 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제를 이용한 아스팔트 혼합물 제조방법은, 아스팔트 100 중량부에 대하여 폐PVC 분쇄물 1~20 중량부와, 상기 폐PVC 분쇄물 100 중량부에 대하여 숙성SBS 1~45 중량부를 혼합하는 과정; 여기에 석유수지, 로진 혼합물, 고무분말 및 목분 중 어느 하나 이상을 선택하여 혼합하는 과정; 혼합물을 압출 성형하여 아스팔트 개질제를 제조하는 과정; 및 상기 아스팔트 개질제와, 일반골재 및 재생골재 중 어느 하나 이상을 포함하는 골재와, 석분과, 필러와, AP-5 아스팔트를 혼합하여 아스팔트 혼합물을 제조하는 과정;을 포함한다.
상기 선택하여 혼합하는 과정은, 폐PVC 분쇄물 및 숙성SBS에, 석유수지, 로진 혼합물 및 고무분말 중 어느 하나 이상을 혼합한 후, 여기에 추가로 목분을 혼합할 수 있다.
상기 골재는, 20mm 체를 통과하는 체통과중량백분율이 100%이고, 13mm 체를 통과하는 체통과중량백분율이 90~100%일 수 있다.
이에 따라, 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제를 이용한 아스팔트 혼합물은, 상술한 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 폐PVC를 재활용하여 아스팔트 개질제를 제조함으로써, 중저온 및 고온에서 모두 사용이 가능한 아스팔트 개질제를 제조하여 다양한 작업 환경에서 높은 품질의 아스팔트를 제조할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면 아래와 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 폐PVC에는 PVC, 가소재, 탄산칼슘, 안정재, 카본블랙 등이 포함되는 바, 이러한 성분들은 모두 아스팔트 개질제에 긍정적인 효과를 나타내어 아스팔트 개질 효과를 향상시킬 수 있다.
둘째, 폐PVC는 그 원 목적에 따라 성분이 표준화되어 있는 바, 동일 목적으로 활용된 모든 폐PVC를 균일한 성분의 우수한 원소재로 활용이 가능하여 지속적이고 안정적으로 재료를 수급할 수 있다.
셋째, 종래의 폐PVC 처리 방법은 환경 오염을 유발하는 바, 이러한 폐PVC를 재활용하여 환경 오염을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 제조과정을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 아스팔트 혼합물 제조과정을 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 제조과정을 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 아스팔트 개질제 제조방법은, 아스팔트 100 중량부에 대하여 폐PVC 분쇄물 1~20 중량부와, 폐PVC 분쇄물 100 중량부에 대하여 숙성SBS 1~45 중량부를 혼합하는 과정과, 여기에 석유수지, 로진 혼합물, 고무분말 및 목분 중 어느 하나 이상을 선택하여 혼합하는 과정을 포함하여 구성된다.
본 발명의 핵심적인 기술적 특징은 아스팔트 개질제의 주요 성분으로 폐PVC를 이용하는 것으로서, 폐PVC는 바닥재, 파이프, 창틀, 식기 등 다양한 용도에 따라 PVC함량의 차이는 있으나, 사용재를 살펴보면 원재료가 대체적으로 PVC, 가소재, 탄산칼슘, 안정재 등으로 구성되어 있다.
아래 표에는 폐PVC의 예시적인 성분이 기재되어 있다.
□ 폐PVC 바닥재 재료비
폐PVC를 이루는 각 성분들의 비율은 PVC 제품이 요구하는 물성에 따라 다소 차이가 있지만, 같은 품목의 제품은 그 성분 또한 유사한 바, 동종 품목으로 구성된 폐PVC를 수집하여 사용할 경우, 그 조성 및 품질을 균일하게 유지할 수 있다.
따라서, 폐PVC를 활용할 경우, 폐PVC에 함유되어 있는 PVC의 함량을 기준으로 하여 함량이 유사 폐기물을 수집하고, 이를 원료로 사용할 수 있는 것이다.
예를 들어, PVC 바닥재(타일)의 경우, 예를 들어 중량%로 PVC 28%, 가소재 10%, 탄산칼슘 60%, 안정재 1%, 카본블랙 1%의 성분을 가지게 된다.
다른 용도의 PVC 제품일 경우, 예를 들어 위의 조성에서 탄산칼슘의 함량을 줄이고 PVC 및 가소재의 함량을 증가시키는 등의 방법으로 제조되며, 색상을 나타내기 위해서 염료, 카본블랙 등을 사용할 수 있다.
본 발명에서는 폐PVC의 함량을 엄밀하게 제한하지는 않는 바, 이는 본 발명이 아스팔트 개질제 및 이를 이용한 아스팔트 혼합물을 제조하기 위한 것이기 때문에, PVC를 제외한 나머지 성분, 즉 탄산칼슘, 안정재, 카본블랙 등의 함량에 약간의 오차가 있더라도, 최종 제품인 아스팔트 혼합물에 미치는 품질 영향이 크지 않기 때문이다.
폐PVC를 아스팔트 개질제로 사용하기 위해서, 우선 수집된 폐PVC를 2mm 이하의 크기로 분쇄하여 사용하며, PVC 함량 28%인 폐PVC를 기준으로, 아스팔트 100중량부 대비 폐PVC를 1~20 중량부 사용하게 된다.
예를 들어, PVC 28%의 폐PVC를 10중량부 사용할 경우, 아스팔트 50kg에 폐PVC 5kg을 사용하는 것이고 실질적인 PVC의 첨가량은 5×0.28=1.4kg이 된다.
폐PVC를 이루는 나머지 성분들에 대해 살펴 보면, 가소재는 작업성 개선재, 탄산칼슘은 충진재(필러)의 역할을 하고, 안정재는 자외선(UV)을 차단하는 등 PVC의 산화 및 열화를 방지하여 아스팔트의 내구성을 향상시키는 등 유익한 물성을 제공할 수 있으며, 카본블랙은 미세 충진재의 역할을 함으로써 아스팔트의 밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 안정재는 PVC의 연화를 목적으로 하므로 아스팔트에 잘 융해되기 때문에, 기존의 아스팔트 개질제에 사용되던 프로세스오일을 일부 또는 전체 대체할 수 있게 된다.
이와 같이 다양한 성분으로 구성된 폐PVC를 이용하여 아스팔트 혼합물을 제조할 경우, 아스팔트 혼합물의 품질을 향상시키기 위한 개질제로서 충분히 유용한 결과를 나타낼 수 있지만, 여기에 추가적으로 다른 재료를 혼합하여 더욱 우수한 개질제를 제조할 수 있게 된다.
SBS는 단독으로 사용할 경우 아스팔트 혼합물의 생산 온도에서 잘 용융되지 않는 바, 이러한 SBS의 용융점을 낮추기 위한 숙성 과정이 필요하다.
즉, SBS 100 중량부에 10 내지 50 중량부의 프로세스오일을 혼합한 후, 3시간 이상 숙성하면, 융점이 낮아지면서 아스팔트 혼합물 생산시 용융되어 아스팔트를 개질할 수 있게 된다.
이때, 프로세스오일의 첨가량이 10 중량부 미만일 경우 SBS의 용융점을 충분히 낮추지 못 하는 한계가 있고, 50 중량부를 초과하면 SBS를 지나치게 연화시켜 품질을 도리어 악화시키는 문제가 있다.
프로세스오일을 이용하여 숙성된 SBS는 폐PVC 100 중량부를 기준으로 하여 1~45 중량부의 범위에서 사용한다.
SBS의 함량이 폐PVC 대비 1 중량부 미만일 경우에는 접착성과 개질제의 역할을 할 수 없고, 45 중량부 이상은 아스팔트 혼합물의 작업성을 떨어뜨리는 바, 1~45중량부만큼 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 폐PVC와 SBS는 본 발명의 가장 필수적인 구성 성분이며, 여기에 추가적으로 석유수지, 로진 혼합물, 고무분말 및 목분 중 어느 하나 이상을 선택하여 추가로 혼합하는 과정을 거치게 된다.
석유수지는 아스팔트 혼합물의 유동성(작업성) 개선과 점착력 향상을 위하여 사용되는 바, 그 첨가량은 폐PVC 100 중량부를 기준으로 5 내지 50 중량부 첨가하는 것이 바람직하다.
석유수지의 첨가량이 5 중량부 미만일 경우에는 점착력이 크게 증가되지 않고, 50 중량부를 초과하여 첨가하더라도 점착력 증가 효과가 포화되어 더 이상의 물성 개선을 기대할 수 없는 바, 불필요한 사용량이 되기 때문이다.
석유수지는 예를 들어 HIKOTACK® P-90 등 방향족계 C9 석유수지를 사용할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
로진 혼합물은 로진, 송진, 사소비트(Sasobit®) 왁스, PE 왁스, 프로세스오일(아로마오일, 파라핀오일, 나프타오일 중 1개 이상) 중 하나 이상을 포함하는 물질을 의미한다.
이러한 로진 혼합물은, 80~130℃에서 사용되는 중고온 아스팔트 혼합물을 위하여 첨가되는 바, 그 첨가량은 폐PVC 100 중량부를 기준으로 5 내지 50 중량부 첨가하는 것이 바람직하다.
로진 혼합물의 첨가량이 5 중량부 미만일 경우에는 점착력이 크게 증가되지 않고, 50 중량부를 초과하여 첨가하더라도 점착력 증가 효과가 포화되어 더 이상의 물성 개선을 기대할 수 없으므로 경제성이 저하되는 바, 로진 혼합물의 사용 범위는 상술한 범위 내에서 사용한다.
고무분말은, 저소음 아스팔트 등을 제조하기 위해 첨가되는 성분으로서, 16메쉬 이하의 분쇄고무(폐타이어, EPDM, 우레탄칩)를 사용할 수 있다.
이러한 고무분말의 경우 아스팔트와 친화성이 비교적 떨어지기 때문에, 친화성을 향상시키기 위한 아로마오일의 첨가가 필요할 수 있다.
이러한 폐타이어, EPDM 및 우레탄칩은 발포된 것으로 내부 공극이 많아 아로마오일이 쉽게 흡수되어 사용이 용이한 바, 고무분말 100 중량부에 아로마오일 5 내지 10 중량부를 혼합 후 3시간 이상 숙성시킬 경우, 고무분말에 아로마오일이 흡수되어 아스팔트와 용이하게 혼합될 수 있다.
숙성된 고무분말은 저소음 배수성, 저공극 저소음 아스팔트 혼합물에 적용할 수 있으며, 아스팔트 100 중량부에 2 내지 20 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
숙성 고무분말의 첨가량이 2 중량부 미만일 경우에는 사용효과를 기대할 수 없고, 20 중량부 초과일 경우에는 작업성을 떨어뜨리게 된다.
또한, 저소음을 위하여 목분 성분이 첨가될 수 있는 바, 목분은 예를 들어 5mm 이하로 분쇄된 셀룰로오스 섬유 또는 2mm 이하로 분쇄된 목재 분쇄물을 사용할 수 있다.
이때, 목분과 아스팔트 사이의 접착력을 향상시키기 위해 목분 100 중량부에 SBR 라텍스, SR 라텍스, 수용성 아크릴, 에폭시, 우레탄 중 어느 하나 이상을 10 내지 50 중량부 혼합 및 흡수시켜 사용하는 것이 바람직하다.
목분은 기본적으로 함수량 10% 이하의 건조 상태로 사용하며, 이러한 목분은 아스팔트 100 중량부 기준으로 1 내지 10 중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 목분의 첨가량이 1 중량부 미만일 경우 사용 효과가 없고, 10 중량부를 초과할 경우 아스팔트 혼합물의 작업성을 저하시킨다.
위와 같은 성분으로 제조되는 아스팔트 개질제는, 상기 재료들을 혼합한 후 아스팔트 혼합물에 정해진 양을 투입하기 용이하도록 고형의 펠릿 형상으로 가공되는 것이 바람직하다.
이를 위하여, 예를 들어 가축 사료용 압출기를 이용하여 상기 재료의 혼합물을 압출 성형함으로써, 일정 크기의 펠릿 형상으로 아스팔트 개질제의 형상을 성형할 수 있다.
한편, 도 2는 본 발명의 아스팔트 혼합물 제조과정을 나타낸 도면이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 아스팔트 혼합물 제조방법은, 아스팔트 100 중량부에 대하여 폐PVC 분쇄물 1~20 중량부와, 상기 폐PVC 분쇄물 100 중량부에 대하여 숙성SBS 1~45 중량부를 혼합한 후, 여기에 석유수지, 로진 혼합물, 고무분말 및 목분 중 어느 하나 이상을 선택하여 혼합하고, 혼합된 혼합물을 압출 성형하여 아스팔트 개질제를 제조하는 과정과, 상기 아스팔트 개질제와, 일반골재 및 재생골재 중 어느 하나 이상을 포함하는 골재와, 석분과, 필러와, AP-5 아스팔트를 혼합하여 아스팔트 혼합물을 제조하는 과정을 포함한다.
여기에서 아스팔트 개질제의 각 성분 및 이의 조성은 앞서 설명한 아스팔트 개질제의 제조방법에 대한 설명과 중복되는 바, 여기에서는 중복되는 설명을 생략하도록 한다.
아스팔트 혼합물은 앞서 설명한 아스팔트 개질제와, 골재 및 아스팔트를 혼합하여 도로 포장 등에 사용되는 아스팔트를 제조하는데 사용된다.
먼저 아스팔트 개질제를 제조하기 위해 폐PVC 및 SBS와, 여기에 추가로 석유수지, 로진, 숙성고무분말 중 어느 하나 이상을 더 포함한 혼합물을 제조하고, 마지막으로 필요에 따라 목분 혼합물을 더하여 혼합한 후, 이렇게 제조된 혼합물을 사료용 압출기로 압출하여, 소정 크기의 단위로 포장하여 아스팔트 혼합물 생산 공장으로 이송 및 사용할 수 있다.
이렇게 제조된 아스팔트 첨가제의 성분 예시는 다음과 같다. (아래 표의 수치는 모두 아스팔트 혼합물 1000 중량부 기준 중량부이다.)
□ 아스팔트 첨가제
이렇게 제조된 아스팔트 첨가제는, 골재, 석분, 필러(filler), AP-5 아스팔트, 아스팔트 개질제를 배합량대로 계량하여, 정해진 가열 온도 조건에서 믹서 혼합하여 다음 표와 같은 아스팔트 혼합물을 제조하게 된다.
□ 아스팔트 혼합물 배합비
□ 아스팔트 혼합물 골재 합성 입도 분포
아스팔트 혼합물에 사용되는 골재는, 재생골재의 경우 13mm 크기 골재이고, 배수성, 저소음, 방수성의 경우 13mm 크기 또는 10mm 크기 골재를 사용하는 것이 바람직하다.
□ 시험 결과
* 다짐 횟수 : 양면 75회
상기와 같이 제조된 아스팔트 혼합물을 실제로 포장하여 양면 75회 다짐을 수행한 후, 안정도, 흐름값, 공극률, 동적안정도, 칸타브로 손실률 등을 측정한 결과, 모든 물성 조건을 만족하는 것으로 나타났다.
상술한 바와 같이, 제품별 온도변화에 있어서 품질의 안정성을 확인할 수 있었으며, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 아스팔트 100 중량부에 대하여 폐PVC 분쇄물 1~20 중량부와, 상기 폐PVC 분쇄물 100 중량부에 대하여 숙성SBS 1~20 중량부를 혼합하는 과정; 및
    여기에 석유수지, 로진 혼합물, 고무분말 및 목분 중 어느 하나 이상을 선택하여 혼합하는 과정;을 포함하는, 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 숙성SBS는, SBS 100 중량부에 10~50 중량부의 프로세스오일을 혼합하여 3시간 이상 숙성하여 제조하는 것을 특징으로 하는, 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 석유수지는, 상기 폐PVC 분쇄물 100 중량부에 대하여 5~50 중량부 첨가하는 것을 특징으로 하는, 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 로진 혼합물은, 로진, 사소비트(Sasobit) 왁스, PE 왁스, 프로세스오일 중 어느 하나 이상을 포함하고,
    상기 프로세스오일은, 아로마오일, 파라핀오일, 나프타오일 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 분쇄고무는, 상기 아스팔트 100 중량부에 대하여 2~20 중량부를 첨가하고,
    상기 분쇄고무는, 폐타이어, EPDM, 우레탄칩 중 어느 하나 이상을 16메쉬 이하의 크기로 분쇄한 후, 분쇄물 100 중량부에 대하여 아로마오일 5~10 중량부를 혼합한 후 3시간 이상 숙성하여 제조하는 것을 특징으로 하는, 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 목분은, 상기 아스팔트 100 중량부에 대하여 0.9~10 중량부를 첨가하고,
    상기 목분은, 함수량이 10% 이하인 셀룰로오스 또는 목재를 5mm 이하 크기로 분쇄한 후, 분쇄물 100 중량부에 대하여 BR 라텍스, SR 라텍스, 수용성 아크릴, 에폭시, 우레탄 중 어느 하나 이상을 10~50 중량부 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는, 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 제조방법.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제.
  8. 아스팔트 100 중량부에 대하여 폐PVC 분쇄물 1~20 중량부와, 상기 폐PVC 분쇄물 100 중량부에 대하여 숙성SBS 1~45 중량부를 혼합하는 과정;
    여기에 석유수지, 로진 혼합물, 고무분말 및 목분 중 어느 하나 이상을 선택하여 혼합하는 과정;
    혼합물을 압출 성형하여 아스팔트 개질제를 제조하는 과정; 및
    상기 아스팔트 개질제와, 일반골재 및 재생골재 중 어느 하나 이상을 포함하는 골재와, 석분과, 필러와, AP-5 아스팔트를 혼합하여 아스팔트 혼합물을 제조하는 과정;을 포함하는, 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제를 이용한 아스팔트 혼합물 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 선택하여 혼합하는 과정은, 폐PVC 분쇄물 및 숙성SBS에, 석유수지, 로진 혼합물 및 고무분말 중 어느 하나 이상을 혼합한 후, 여기에 추가로 목분을 혼합하는 것을 특징으로 하는, 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제를 이용한 아스팔트 혼합물 제조방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 골재는, 20mm 체를 통과하는 체통과중량백분율이 100%이고, 13mm 체를 통과하는 체통과중량백분율이 90~100%인 것을 특징으로 하는, 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제를 이용한 아스팔트 혼합물 제조방법.
  11. 상기 청구항 8 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제를 이용한 아스팔트 혼합물.
KR1020220097960A 2022-08-05 2022-08-05 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법 KR20240020241A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220097960A KR20240020241A (ko) 2022-08-05 2022-08-05 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220097960A KR20240020241A (ko) 2022-08-05 2022-08-05 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240020241A true KR20240020241A (ko) 2024-02-14

Family

ID=89896498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220097960A KR20240020241A (ko) 2022-08-05 2022-08-05 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240020241A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101780261B1 (ko) 2016-01-06 2017-09-21 황익현 중저온 아스팔트 혼합물 첨가제 및 그 제조방법, 그리고 중저온 아스팔트 혼합물 첨가제를 이용한 아스팔트 혼합물 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101780261B1 (ko) 2016-01-06 2017-09-21 황익현 중저온 아스팔트 혼합물 첨가제 및 그 제조방법, 그리고 중저온 아스팔트 혼합물 첨가제를 이용한 아스팔트 혼합물 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103773006B (zh) 一种高模量沥青混合料添加剂及其制备方法
KR100946588B1 (ko) 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물 및 그 시공방법
KR101141259B1 (ko) 폐아스콘 및 폐콘크리트를 재활용한 친환경성 상온 재생포장재 조성물
KR100823352B1 (ko) 중온화 아스팔트 조성물과 이를 이용한 저소음 배수 및보수성 개질 아스팔트 콘크리트 제조 방법 및 유색화아스팔트 포장재 시공 방법
KR101545882B1 (ko) 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트 제조방법
KR100669079B1 (ko) 아스팔트 개질재 및 그의 제조방법과 아스팔트 개질재를이용하여 제조된 아스팔트 콘크리트의 제조방법
CN112646380A (zh) 一种sbs沥青再生剂及其制备方法
KR101546506B1 (ko) 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물
CN102070822A (zh) 耐高温、抗车辙沥青路面改性材料及制备方法和沥青产品
HU230899B1 (hu) Hulladékbeton keverék és eljárás hulladékbeton keverék előállítására
CN102337035A (zh) 废旧塑料改性沥青及其制备方法
KR102134403B1 (ko) 냄새가 저감된 중온형 개질 아스팔트 혼합물 및 이의 제조방법
CN101240093B (zh) 路面强力剂
CN101885867B (zh) 一种热塑性弹性体、其制备方法和用途以及一种复合改性沥青混合料及其制备方法
CN111218052A (zh) 一种利用废旧塑料薄膜制备的沥青改性剂及其制备方法
CN102964525A (zh) 一种道路沥青混合料抗车辙添加剂及其制备方法
WO2004089610A2 (de) Verfahren zur verwertung von polymerarmierten elastomerprodukten, fraserfraktion, bituminöses mischgut, baumaterial und vorrichtung
KR102226750B1 (ko) 순환 아스팔트 혼합물용 개질 첨가제 및 이를 첨가한 순환 개질 아스팔트 혼합물
KR20240020241A (ko) 중저온 및 고온 겸용 아스팔트 개질제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법
CN101629000B (zh) 一种沥青改性产品及其制备方法
CN109486234A (zh) 一种废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂及其制备方法
KR20130122814A (ko) 폐고무와 폐합성수지를 이용하여 제조된 인장강도가 우수한 토목·건축건자재
KR100740671B1 (ko) 폐 아스콘을 이용한 재생 아스콘의 제조방법
CN109851283A (zh) 一种橡塑合金改性沥青混凝土的施工方法
CN114316614A (zh) 一种再生资源制备多功能沥青混合料改性剂及其制备方法