KR100581347B1

KR100581347B1 - 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더

Info

Publication number: KR100581347B1
Application number: KR1020040017484A
Authority: KR
Inventors: 이춘배
Original assignee: (주)에이알앤씨
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2024-03-10
Also published as: KR20050090935A

Abstract

본 발명은 칼라 아스콘 혼합물에 사용되는 플랜트 믹스형 착색 바인더에 관한 것으로서 칼라 아스콘 혼합물의 선명한 색상의 확보와 탁월한 내후성 및 내구성의 확보를 위해 개발된 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더에 관한 것이다.

본 발명은 칼라 아스콘 혼합물에 사용되는 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더로서 투입되는 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더의 색상에 따라 자유로이 원하는 색상을 선명하게 나타낼 수 있으며 기존의 일반 아스콘에 비해 월등한 내구성능을 발휘할 수 있는 것을 특징으로 하는 물질이다.

이와 더불어 본 발명은 기존의 액상 투명 바인더와 달리 플랜트에 고상의 바인더를 직접 투입함으로써 소량 및 대량 생산이 가능하고 바인더를 장기 보관할 때 액상투명 바인더는 열에 의한 제품의 노화가 진행되어 제품의 물성이 변질될 우려가 있는 반면에 본 발명에 의한 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더는 상온에서 저장하므로 품질관리가 용이한 장점이 있다. 또한, 본 발명에 의한 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더는 별도의 가열 등의 처리가 필요 없어 언제라도 즉시 생산이 가능한 장점이 있는 것을 특징으로 한다.

플랜트 믹스형, 착색 바인더, 아스콘, 포장, SBS

Description

플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더{Plant mix type color binder for color paving}

본 발명은 종래의 일반 칼라아스팔트 및 칼라콘크리트의 단점을 보완하고 더 뛰어난 칼라포장재의 물성을 보이는 칼라아스팔트 포장용 혼합물의 제조를 위한 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더에 관한 것으로서, 현재 국내 자전거 전용도로 및 공원 도로, 운동장 등의 체육시설 등에 사용되고 있는 칼라콘크리트 및 일반 칼라아스팔트는 여러 가지 단점을 가지고 있어 칼라 포장의 대중화에 많은 애로사항이 있다. 그 단점들을 예로 들면,

(1) 칼라콘크리트의 단점으로는 ① 콘크리트 양생 및 에폭시 코팅 경화시간 등에 의한 시공기간의 장기화와 ② 신축 줄눈공사 등에 의한 공정의 복잡화 ③ 시공기간의 장기화 및 시공 공정의 복잡화로 인한 인건비의 상승 ④ 취약한 내 충격성으로 인한 균열의 발생 ⑤ 콘크리트 특유의 백화현상으로 인한 칼라의 변색 ⑥ 시공 후 유지 보수의 어려움 등이 거론되고 있으며, (2) 기존 일반 칼라아스팔트의 단점으로는 ① 가열된 액상 바인더를 사용하는 제품이므로 소량 단위의 생산이 어렵고, ② 바인더가 투명 또는 반투명의 제품이므로 별도의 전용 저장 탱크가 필요 하며, ③ 바인더 사용 시 가열하고 장기 저장 시 냉각하는 가열과 냉각의 반복으로 바인더의 물성이 변질되어 품질관리가 어려우며, ④ 냉각된 바인더를 가열하여 사용 가능한 액상으로 만드는데 많은 시간이 소요되는 등의 문제점이 대두되고 있는 바 본 발명은 상기의 문제점들을 해결할 수 있는 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더에 관한 것이다.

본 발명은 상기 열거한 문제점들을 동시에 해결하기 위해 바인더의 물성을 충분히 향상시키고, 바인더를 고체상의 입자로 제조하여, 모든 문제를 해결함과 동시에 일반 아스콘 플랜트를 개량하지 않고 그대로 사용하여 생산하므로 혼합물 생산에 따른 추가비용 발생을 최대한 억제하여 칼라포장이 대중화 할 수 있는 기반을 마련하는 것이 1차 목적이다. 본 발명은 상기 칼라콘크리트의 문제점인 시공의 장기화, 공정의 복잡화, 이로 인한 인건비 상승 등의 문제점은 본 발명의 시공이 일반 아스콘 시공과 동일하므로 자연적으로 해결될 수 있고, 균열의 발생은 바인더 고유의 연성 및 강도로 충분히 개선된다. 또한 백화현상에 대한 문제도 바인더의 착색안료에 의해 해결될 수 있다. 그리고 기존 칼라 아스팔트의 단점인 가열된 액상 바인더를 사용하는 제품이므로 소량 단위의 생산이 어려운 것은 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더가 상온에서 고체상으로 사용하기 때문에 언제든지 최소단위 생산이 가능하게 하여 해결하였고, 별도의 전용 저장 탱크가 필요한 문제점도 본 발명에 의한 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더가 상온에서 고체상으로 사용됨으로써 별도의 전용 탱크는 필요가 없게되어 칼라 아스팔트의 생산비용을 절감 하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 바인더의 물성이 변질되어 품질관리가 어려운 단점도 본 발명에 의한 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더가 보관 시 일체의 가열 등의 처리가 필요치 않으므로 항상 일정한 품질을 유지할 수 있다. 그리고, 한번 생산하기 위하여 냉각된 바인더를 가열하여 사용 가능한 액상으로 만드는데 많은 시간이 소요되는 문제점도 본 발명품은 상온으로 사용함으로서 해결할 수 있다. 따라서 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 일반 가열 액상 투명 바인더가 아닌 상온에서 고체인 입자상의 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더를 사용하여 다양한 색상을 그대로 표현할 수 있고, 우수한 색 안정성과 시공성을 확보함은 물론 우수한 골재 파악력(把握力) 및 부착성으로 인해 탁월한 내구성을 가지고 있으므로 자전거 전용도로, 공원도로 이외에도 중 차량이 통과할 수 있는 중 차량 교통용도로(예 버스전용차로), 초 중 교통용 도로에도 적용 가능한 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더를 제시하는 것이 그 목적이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 제1 견지에 따른 본 발명은 프로세스 오일 10∼30중량%와 석유수지 또는 열가소성 수지 20∼60중량%, 열가소성 엘라스토머(이하 'TPE'라 함) 또는 고무 15∼30중량%를 160∼200℃의 온도에서 균일하게 분산하고, 여기에 내열 산화방지제 0.1∼0.5중량%, 자외선 안정제 0.1∼0.5중량%를 추가로 투입하고, 여기에 고분자와 수지의 상용성을 향상시키는 특수 첨가제를 0.1∼0.5%를 추가 투입한 후 균일 혼합된 바인더에 원하는 색상의 무기 또는 유기안료를 바인더: 안료 중량비를 20:1∼10:1의 비율로 투입하여 균일상이 되도록 충분히 분산시킨 후 이것을 직경 1cm 이하 길이 2cm 이하의 고체 입자 상으로 성형하여 완성하는 과정으로 이루어진 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더의 제조방법을 구현하였다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다, 하기의 설명에서는 본 발명을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

우선 앞에서 구현한 본 발명의 개념을 살펴보면 기존 일반 칼라아스팔트 및 칼라 콘크리트의 물성과 비교하여 동등 이상의 물성을 확보하고, 보다 품질관리가 용이하며, 모든 아스콘 설비에서 생산 가능하고, 소량 생산이 가능하며, 별도의 저장설비가 필요치 않고, 상온에서 그대로 사용 가능한 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더를 제조할 수 있도록 그 방법을 제시하고자 하는 것이다. 즉 프로세스 오일 10∼30중량%와 석유수지 또는 열가소성 수지 20∼60중량%, TPE 또는 고무 15∼30중량%를 160∼200℃의 온도에서 균일하게 분산하고, 여기에 내열 산화방지제 0.1∼0.5중량%, 자외선 안정제 0.1∼0.5중량%를 추가로 투입하고, 여기에 고분자와 수지의 상용성을 향상시키는 특수 첨가제를 0.1∼0.5%를 추가 투입한 후 균일 혼합된 바인더에 원하는 색상의 무기 또는 유기안료를 바인더:안료 중량비를 20:1∼10:1의 비율로 투입하여 균일상이 되도록 충분히 분산시킨 후 이것을 직경 1cm 이하 길이 2cm 이하의 고체 입자상으로 성형함으로서 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더를 제조할 수 있는 방법을 제안한다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더는 프로세스 오일 10∼30중량%와 석유수지 또는 열가소성 수지 20∼60중량%, TPE 또는 고무 15∼30중량%, 내열 산화방지제 0.1∼0.5중량%, 자외선 안정제 0.1∼0.5중량%, 고분자와 수지의 상용성을 향상시키는 특수 첨가제 0.1∼0.5% 그리고 바인더:안료 중량비 20:1∼10:1의 무기 또는 유기안료로 조성되어 있다.

본 발명에 사용되는 각 구성물질의 역할은 다음과 같다. 먼저 프로세스 오일은 고분자 물질, 바람직하게는 TPE 및 고무를 균일 분산시키기 위한 고온의 용매 역할을 수행한다. 그러나, 본 발명의 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더에 있어 프로세스 오일은 그 조성이 10중량% 미만일 경우 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더를 제조함에 있어 TPE 및 고무를 균일 분산시키기 위한 고온의 용매 역할을 충분히 소화하지 못하여 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더에 미 분산된 TPE 및 고무가 남아 칼라아스팔트 조성물의 물성이 충분히 확보되기가 어렵고 품질관리 또한 어렵게 된다. 또한 본 발명의 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더에 있어 프로세스 오일은 그 조성이 30중량%를 초과한 경우 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더를 제조함에 있어 TPE 및 고무의 분산은 용이하나 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더를 직경 1cm이하, 길이 5cm이하로 입자화 하기가 매우 어려워 상품화하기가 곤란하다.

그리고, 석유수지 및 열가소성 수지는 칼라 아스팔트 조성물에서 골재간의 접착력 증진, TPE 및 고무의 분산 유동성 확보 및 바인더 자체의 경도 및 내구성을 향상시키는 역할을 한다. 그러나, 본 발명의 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인 더에 있어 석유수지 및 열가소성 수지는 그 조성이 20중량% 미만일 경우 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더를 제조함에 있어 TPE 및 고무의 분산 유동성 확보가 어렵고 칼라 아스팔트 조성물에 충분한 접착력이 부여되지 않으므로 골재 탈리 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한 본 발명의 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더에 있어 석유수지 및 열가소성 수지는 그 조성이 60중량%를 초과할 경우 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더를 제조함에 있어 TPE 및 고무의 분산 유동성 확보 및 접착력은 중대하나 이로 인해 상대적으로 강성이 강화되어 칼라 아스팔트의 탄성을 충분히 확보하지 못하는 문제가 있다.

그리고, TPE와 고무는 칼라 아스팔트 조성물에서 포장체에 저온 탄성 및 고온 내구성을 부여하여 도로의 저온균열 및 소성변형에 대응하는 물성을 제공한다. 그러나, 본 발명의 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더에 있어 TPE와 고무는 그 조성이 15중량% 미만일 경우 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더를 제조함에 있어 칼라 아스팔트 조성물의 탄성 및 내구성 확보가 어려워 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더로서의 역할을 수행할 수 없게 된다. 또한, 본 발명의 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더에 있어 TPE와 고무는 그 조성이 30중량%를 초과할 경우 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더를 제조함에 있어 균일한 분산이 어려워 칼라 아스팔트 조성물의 품질이 저하되는 등의 문제가 있다.

그리고, 본 발명에서 내열 산화방지제는 TPE와 고무의 고온에서의 산화 및 열화를 방지하기 위하여 0.1∼0.5중량%를 추가 투입하며, 자외선안정제는 칼라 아스팔트 조성물이 도로에 포장되었을 때 햇빛에 의한 자외선 노화를 방지하기 위하 여 0.1∼0.5중량%를 추가 투입하며, 특수 첨가제는 고분자와 수지의 상용성을 향상시키기 위하여 0.1∼0.5중량％를 추가 투입하고, 무기 또는 유기 안료는 바인더에 미리 착색을 하여 아스콘 생산 플랜트에 직접 안료를 투입하는 공정을 줄임과 동시에 안료의 고른 분산 효과와 더불어 집진기에 의한 안료의 손실도 예방하기 위하여 바인더:안료 중량비 20:1∼10:1로 바인더와 블랜딩하여 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더의 제조를 용이하게 하기 위한 수단으로 사용된다.

상기한 바와 같이 본 발명을 구성하는 물질을 자세히 설명하면 프로세스 오일은 사용 후 폐기하는 일반 윤활유와는 달리 산업 생산품의 한 구성 품으로서 특정 제품이 제조되는 동안 가공성을 향상시키는 보조물로서 사용되는 탄화수소 화합물이고, 그 화학적 조성에 따라 파라핀계, 나프텐계, 아로마틱계 등이 있다. 그리고, 석유수지는 석유계 하이드로카본 수지를 말하며 연화점 90∼150℃의 것을 사용할 수 있다. 그리고 열가소성 수지는 가열하면 연화되어 가소성이 생기지만 냉각하면 원래의 고체로 돌아가는 고분자 물질로서, 단위구성 성분이 선상으로 결합한 고분자이며, 성형 후 냉각하면 성형된 모양을 그대로 유지된 상태로 굳는 것이 특징이다. 그 종류로는 폴리에틸렌 수지(이하 'PE'라 함), 폴리프로필렌 수지(이하 'PP'라 함), 에틸-비닐-아세테이트 수지(이하 'EVA'라 함), 아탁틱 폴리프로필렌 수지(이하 'APP'라 함), 써모-플라스틱-올레핀 수지(이하 'TPO'라 함), PE 왁스, PP왁스, LP(low-polymer)왁스 등이 사용될 수 있다. 그리고, 열가소성 엘라스토머는 열가소성 수지와 마찬가지로 가열하면 연화되어 가소성이 생기고 냉각하면 원래의 고체로 돌아가는 특성은 열 가소성 수지와 같지만 고체 상태에서 열가소성 수지 와는 달리 풍부한 탄성을 발휘하는 것이 특징이다, 그 종류로는 선형 스티렌-부타디엔 공중합체(이하 'SBS'라 함), 레디알형 SBS등이 사용 가능하다. 그리고, 고무는 열가소성 수지나 열가소성 엘라스토머와 같은 열에의한 가소성은 없지만 저온 및 고온에서 탄성을 유지하고 내구성이 뛰어난 것이 특징이다. 그리고 비 가류된 고무는 외부에서 충분한 물리적인 힘으로 비비거나 문질러서 오일 및 수지 중에 분산시킬 수 있는 것이 특징이다. 그 종류로는 천연라택스, 스티렌-부타디엔 고무(이하 'SBR'이라 함)라택스, SBR, 이소프렌 고무 등이 사용 가능하다.

한편, 본 발명에 따른 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더의 제조 방법은 가열 및 교반이 가능한 탱크에 프로세스 오일을 투입하고, 교반하면서 온도를 160∼200℃로 승온시킨 후 석유수지 또는 열가소성 수지를 투입하고 교반하면서 온도를 160∼200℃로 유지하면서 균일상으로 분산하고, 교반을 유지하면서 여기에 TPE 또는 고무를 투입하고, 내열 산화방지제를 투입하여 160∼200℃의 온도에서 균일분산 시키고, 자외선안정제, 특수첨가제를 투입한 후 160∼200℃의 온도하에서 균일상으로 충분히 분산시킨 균일 혼합된 바인더에 원하는 색상의 무기 또는 유기안료를 바인더:안료 중량비를 20:1∼10:1의 비율로 투입하여 균일상이 되도록 충분히 분산시킨 후 이것을 직경 1cm 이하 길이 2cm 이하의 고체 입자상으로 성형하여 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더를 완성하게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

{실시예 1}

가열 및 교반이 가능한 탱크에 프로세스 오일 20중량%와 연화점 120℃인 석유수지 55중량%를 투입하여 160∼200℃의 온도에서 균일 분산하고, SBS 25중량%와 내열 산화방지제 0.3중량%를 투입하여 160∼200℃의 온도에서 균일하게 분산하고, 여기에 자외선 안정제 0.3중량%, 특수 첨가제를 0.3중량%를 추가로 투입한 후 균일혼합된 바인더에 적색의 무기 안료를 바인더:안료 중량비 10:1의 비율로 투입하여 균일상이 되도록 충분히 분산시킨 후 이것을 직경 0.5cm, 길이 1cm의 고체 입자상으로 성형하여 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더를 제조하였다. 이때 전술한 방법으로 제조된 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더의 물성은 표 1에 상세히 나타내었다.

삭제

한편, 전술한 {실시예 1}의 방법으로 제조된 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더를 일반 표층용 밀입도 아스팔트 조성물에 적용하여 밀입도 아스팔트 조성물 전체 량 대비 5.5중량% 투입하여 제조된 칼라 아스팔트 조성물과 일반 아스팔트 조성물을 비교하여 표 2에 나타내었다.

이상으로 살펴본 바와 같이 본 발명은 기존에 사용되고 있던 가열 액상형 칼라 아스팔트 바인더의 한계를 극복하여 별도의 저장시설 없이 아스콘 플랜트가 있 {표 2}

는 곳이면 어디에서든지 칼라 아스팔트 조성물의 생산이 가능하다. 또한, 본 발명으로 제조된 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더는 일체의 가열이 없이 상온으로 사용함으로서 소량생산을 가능하게 하여 그동안 소규모 공사에는 적용이 불가능하던 칼라 아스콘의 시공이 가능하게 되었다. 그리고, 어떠한 예비나 준비 없이 아스콘 플랜트와 가열 골재만 있으면 언제라도 생산 가능하고 장기 재고에 대한 부담이 감소되어 칼라 아스팔트 포장의 대중화에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대가 된다.

특히, 본 발명을 통하여 색상이 미려한 칼라 아스팔트 포장이 대중화되어 보다 쾌적하고, 산뜻한 주거환경과 자연 친화적인 환경을 이루는 데에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

Claims

프로세스 오일, 석유수지 또는 열가소성수지, TPE 또는 고무를 이용한 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더에 있어서,

프로세스 오일 10∼30중량%에 석유수지 또는 열가소성 수지 20∼60중량%를 160∼200℃의 온도에서 균일하게 분산하고, 여기에 TPE 또는 고무 15∼30중량%와 내열산화방지제 0.1∼0.5중량%를 투입하여 160∼200℃의 온도에서 균일하게 분산하고, 여기에 자외선 안정제 0.1∼0.5중량%, 고분자와 수지의 상용성을 향상시키는 특수첨가제를 0.1∼0.5%를 추가 투입한 후 160∼200℃의 온도에서 균일 혼합된 바인더에 원하는 색상의 무기 또는 유기안료를 바인더:안료 중량비를 20:1∼10:1의 비율로 투입하여 균일상이 되도록 충분히 분산시킨 후 이것을 직경 1cm 이하 길이 2cm 이하의 고체 입자상으로 성형하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 플랜트 믹스형 칼라 포장용 착색 바인더.