KR100898393B1 - 재생 아스콘 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재생과정에 있어서 구재(old material)의 가열 직후 오일과 폐비닐수지의 열분해물로 이루어지는 수지기반 오일첨가제를 혼합하고, 그로부터 수득되는 생성물을 신재아스콘과 혼합함으로써 수지기반 오일첨가제의 구재 아스콘에의 코팅비를 높이고, 그에 따라 수득되는 재생 아스콘의 물성을 개선시키며, 특히 폐비닐수지를 이용하여 제조되는 수지기반 오일첨가제의 사용으로 자원의 재활용 및 수득되는 재생 아스콘의 점착성과 탄성 등의 물성을 개선시킬 수 있는 재생 아스콘 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 130 내지 150℃로 가열된 폐아스콘에 수지기반 오일첨가제를 혼합하되, 상기 수지기반 오일첨가제를 상기 폐아스콘에 포함된 노화된 아스팔트의 총중량의 5 내지 30중량%의 양으로 혼합하며, 상기에서 상기 수지기반 오일첨가제는 오일부 50 내지 90중량%와 잔량으로서 폐비닐수지를 포함하여 이루어지는 오일수지 혼합물을 무산소 분위기 또는 희산소 분위기 하에서 250 내지 500℃의 범위 이내의 온도에서 10분 내지 5시간 동안 열분해시켜 수득된 것이며, 여기에서 상기 오일부는 오일부 총량을 기준으로 VHGO 35 내지 70중량%, 아로마틱기유 20 내지 40중량% 및 파라핀기유 10 내지 30중량%를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

아스콘, 재생, 재활용, 폐비닐수지, 오일첨가제, VHGO, 아로마틱기유, 파라핀기유

Description

재생 아스콘 및 그의 제조방법 {Regeneration ascon and manufacturing method thereof}

본 발명은 재생 아스콘 및 그의 제조방법에 관한 것으로 특히, 재생과정에 있어서 폐아스콘의 가열 직후 오일과 폐비닐수지의 열분해물로 이루어지는 수지기반 오일첨가제를 혼합하고, 그로부터 수득되는 생성물을 신재(new material)와 혼합함으로써 수지기반 오일첨가제의 구재 아스콘에의 코팅비를 높이고, 그에 따라 수득되는 재생 아스콘의 물성을 개선시키며, 특히 폐비닐수지를 이용하여 제조되는 수지기반 오일첨가제의 사용으로 자원의 재활용 및 수득되는 재생 아스콘의 점착성과 탄성 등의 물성을 개선시킬 수 있는 재생 아스콘 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

아스콘(아스팔트콘크리트)은 아스팔트와 콘크리트가 결합된 것으로서 도로 등의 건설에 선호되고 있는 재료이다. 그러나 이러한 아스콘은 영구적으로 사용할 수 없기에 일정기간이 지나면 교체를 해야 하고, 또한 지하 매설물 공사 등으로 인해 도로 포장을 걷어내야 하기에 그로 인해 다량 배출되는 폐아스콘의 처리는 사회적으로 큰 문제이다. 따라서 이러한 폐아스콘의 재활용에 관심이 증가하고 있다. 특히 아스콘에서 사용되는 아스팔트는 크게 아스팔텐, 레진, 방향족 탄화수소 및 포화 탄화수소로 이루어진 것으로서 원유를 분류할 때 최종적으로 남는 찌꺼기이기에 일종의 공해물질이다. 그러므로 폐아스콘을 지상 또는 지중에 폐기하면 이에 포함된 아스팔트에 의해 지하수 및 하천, 강 등을 오염시켜 심각한 공해문제를 야기하게 된다. 이러한 이유로 폐아스콘은 공해를 일으키는 산업폐기물로서 분류되고 있다. 따라서 폐아스콘으로 인한 공해 발생을 방지하거나 최소화하기 위해 이를 재활용하는 연구가 진행되고 있다.

현재 폐아스콘 재활용 기술로서 현장에서 적용되고 있는 대부분의 기술은 고온 혼합(Hot Mix) 방식이며, 대표적인 방법으로는 재포장 현장에서 직접 가열하여 폐아스콘을 회수한 후에 폐아스콘(구재 아스콘)과 신재 아스콘, 그리고 재생첨가제(rejuvenator)를 적정 배합하여 현장에서 바로 재포장하는 가열현장재활용(Hot-In-Place Recycling) 공법과 폐아스콘을 아스콘 플랜트로 회수하여 재분쇄 및 분리과정을 거친 후에 신재 아스콘 및 재생첨가제와 함께 플랜트 믹서 내에서 적정 혼합하여 재포장용 재생 아스콘을 생산하는 가열플랜트재활용(Hot-In-Plant Recyclimg) 공법이 있다.

또한 이러한 공법에 사용되는 재생첨가제에 대한 연구 역시 활발하게 진행되어 오고 있으며, 예를 들면 다음과 같다. 미국특허 제4,373,961호에서는 특수한 유화아스팔트를 사용하여 노후한 폐아스콘을 잘게 부수어서 상온에서 배합하여 재사용하는 방법을 제시하면서 재생용 첨가제로서 물과 유화제를 사용한 유화아스팔트를 사용하고 재포장 방법 또한 상온 포장을 원칙으로 하고 있다. 특히 상온 포 장을 위해서는 폐아스콘을 플랜트로 수거해서 크러셔(Crusher)로 잘게 부순 상태에서 특별히 제조된 유화아스팔트를 상온에서 배합하는 방법을 이용하고 있다. 또한 미국특허 제 3,793,189호에서는 노후된 아스팔트의 성상을 개선시키기 위해 초임계 유체 분리방법인 프로판을 용매로 한 탈력유(Deasphaltde Oil)와 중질경유(Heavy Distillate) 그리고 석유 잔사유(Residual Oil)등을 혼합하여 사용하는 방법을 개시하고 있다. 또한, 미국특허 제 3,221,615호에서는 콜타르(Coal tar)유도체를 이용하여 노화 아스팔트의 성상을 회복시키는 방법을 개시하고 있으나, 이 때 사용된 재생용 첨가제는 콜타르에서 추출한 것으로 방향족 벤젠 고리가 2 내지 4개이면서 페놀릭(Phenolic)과 히드록시(hydroxy) 유도체를 가지고 있는 알킬 화합물의 기능 그룹을 가지는 화합물로 한정하고 있다. 또한, 미국특허 제4,278,469호에서는 도로 보수 및 표면 처리용 재생첨가제로서 아스팔트에서 추출한 일부 유분과 특정 고분자 그리고 중질 방향족 용제를 혼합한 조성물이 제시되어 있다. 또한, 미국특허 제4,325,738호에서는 쉘오일(shale oil)에서 추출한 피리딘(pyridine) 계열의 혼합물에 산염(Acid salts)을 첨가하여 아스팔트의 노화를 개선하는 재생첨가제를 개시하고 있다. 또한, 미국특허 제4,549,834호에서는 아스팔틱유(Asphaltic oil)와 레진(resin), 그리고 피치(pitch)로 구성된 폐아스콘 재생용의 재생첨가제를 개시하고 있다. 또한, 캐나다특허 제2,304,260호에서는 하수 오물 내에 슬러지(Sludge)에서 추출한 오일을 활용한 재생용 첨가제를 개시하고 있다.

그러나 이와 같은 종래의 폐아스콘 재생첨가제는 콜타르 유도체나 중질유 접촉분해공정 등에서 부수적으로 생성되는 슬러지 오일 등을 사용하기에 성분 함량과 성능이 항상 동일한 제품을 생산하기 어려울 뿐만 아니라 환경에도 좋지 못한 영향을 끼쳤다.

한편, 대한민국 등록특허 제10-0416301호는 시판되고 있는 고급 기유를 사용하여 폐아스콘의 재활용을 위한 재생첨가제를 기술하고 있으며, 이러한 재생첨가제가 폐아스팔트의 성상 복원 능력이 클 뿐만 아니라 현장에서 직접 폐아스콘과 배합하여 사용할 수 있고 또한 오염도가 낮아 환경에도 안정하다는 점을 특징으로 기재하고 있으나, 이러한 고가의 고급 기유를 폐아스콘의 재생에 사용하는 것은 자원의 재활용이라는 본래의 취지에서 역행하고 있는 것이라는 단점이 있다.

또한, 종래의 재생아스콘의 제조의 경우, 폐아스콘 즉, 회수된 아스콘을 분쇄 및 이물질 분리 등의 전처리를 수행한 다음, 130 내지 150℃의 온도범위로 가열되는 간접가열식 드라이어에서 가열시켜 사일로에 저장하고, 계속해서 상기 구재 아스콘의 중량 대비 신재 아스콘을 계량하여 투입하고, 재생첨가제를 투입하고 재혼합하는 과정으로 이루어진다. 그러나 이러한 종래의 재생아스콘의 제조방법의 경우, 구재 아스콘과 신재 아스콘의 혼합 상태에서 소량의 재생첨가제를 투입하여 혼합하기 때문에 재생첨가제가 특히 구재 아스콘에만 코팅되지 않고, 신재 아스콘에도 함께 코팅되기 때문에 상대적으로 소량 사용되는 재생첨가제가 구재 아스콘에 충분히 고르게 코팅되지 못하게 되는 단점이 있으며, 또한 플랜트믹서의 히터가 내벽에 설치되기 때문에 중심부에 위치하는 구재 아스콘은 충분히 가열되지 못하고 그에 따라 재생첨가제가 고르게 코팅되는 것을 더욱 방해하는 등의 원인으로 인하여 코팅율이 50% 또는 그 이하로까지 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로 재생과정에 있어서 폐아스콘의 가열 직후 오일과 폐비닐수지의 열분해물로 이루어지는 수지기반 오일첨가제를 혼합하고, 그로부터 수득되는 생성물을 신재 아스콘와 혼합함으로써 수지기반 오일첨가제의 구재 아스콘에의 코팅비를 높이고, 그에 따라 수득되는 재생 아스콘의 물성을 개선시키며, 특히 폐비닐수지를 이용하여 제조되는 수지기반 오일첨가제의 사용으로 자원의 재활용 및 수득되는 재생 아스콘의 점착성과 탄성 등의 물성을 개선시킬 수 있는 재생 아스콘 및 그의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 목적을 달성하기 위한 재생 아스콘은, 130 내지 150℃로 가열된 폐아스콘에 수지기반 오일첨가제를 혼합하되, 상기 수지기반 오일첨가제를 상기 폐아스콘에 포함된 노화된 아스팔트의 총중량의 5 내지 30중량%의 양으로 혼합하며, 상기에서 상기 수지기반 오일첨가제는 오일부 50 내지 90중량%와 잔량으로서 폐비닐수지를 포함하여 이루어지는 오일수지 혼합물을 무산소 분위기 또는 희산소 분위기 하에서 250 내지 500℃의 범위 이내의 온도에서 10분 내지 5시간 동안 열분해시켜 수득된 것이며, 여기에서 상기 오일부는 오일부 총량을 기준으로 VHGO 35 내지 70중량%, 아로마틱기유 20 내지 40중량% 및 파라핀기유 10 내지 30중량%를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 수득되는 재생 아스콘 30 내지 80중량%에 신재 아스콘 70 내지 20중량%이 더 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 재생 아스콘의 제조방법은, 구재 아스콘의 재생에 있어서, (1) 오일부 총량을 기준으로 VHGO 35 내지 70중량%, 아로마틱기유 20 내지 40중량% 및 파라핀기유 10 내지 30중량%를 포함하여 이루어지는 오일부 50 내지 90중량%와 잔량으로서 폐비닐수지를 포함하여 이루어지는 오일수지 혼합물을 무산소 분위기 또는 희산소 분위기 하에서 250 내지 500℃의 범위 이내의 온도에서 10분 내지 5시간 동안 열분해시켜 수득되는 수지기반 오일첨가제를 준비하는 수지기반 오일첨가제 준비단계; (2) 수거된 폐아스콘을 조분쇄하고 이물질을 제거하는 전처리단계; (3) 상기 전처리된 폐아스콘을 130 내지 150℃의 범위의 온도로 가열하는 가열단계; 및 (4) 상기 가열단계 이후, 상기 수지기반 오일첨가제를 폐아스콘에 포함되어 있는 노화 아스팔트의 총중량의 5 내지 30중량%의 양으로 투입하고 혼합하여 재생 아스콘을 수득하는 혼합단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 수득되는 재생 아스콘 30 내지 80 중량%와 잔량으로서 신재 아스콘을 혼합하는 제2혼합단계;를 더 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 폐기되던 폐아스콘을 재활용함에 있어서, 특히 폐비닐수지를 활용하는 수지기반 오일첨가제를 사용함으로써 아스콘의 재생을 위한 오일이 구재 아스콘에 충분히 도포되도록 하여 코팅율을 높임으로써 재생 아스콘의 물성을 향상시키도록 하면서도 폐비닐수지의 사용에 의하여 고급 기유의 사용량을 줄일 수 있도록 하여 폐자원의 재활용이라는 본래의 목적을 극대화하는 효과가 있다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 재생 아스콘은, 130 내지 150℃로 가열된 폐아스콘에 수지기반 오일첨가제를 혼합하되, 상기 수지기반 오일첨가제를 상기 폐아스콘에 포함된 노화된 아스팔트의 총중량의 5 내지 30중량%의 양으로 혼합하며, 상기에서 상기 수지기반 오일첨가제는 오일부 50 내지 90중량%와 잔량으로서 폐비닐수지를 포함하여 이루어지는 오일수지 혼합물을 무산소 분위기 또는 희산소 분위기 하에서 250 내지 500℃의 범위 이내의 온도에서 10분 내지 5시간 동안 열분해시켜 수득된 것이며, 여기에서 상기 오일부는 오일부 총량을 기준으로 VHGO 35 내지 70중량%, 아로마틱기유 20 내지 40중량% 및 파라핀기유 10 내지 30중량%를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 즉, 본 발명은 폐아스콘을 재생함에 있어서 재생을 위한 첨가제로서 다른 용도로의 활용도가 높은 기유의 사용량을 줄이면서도 재생 아스콘의 물성을 신재 아스콘과 유사하게 하여 자원의 재활용이라는 본래의 의도를 충실히 하고자 기유를 사용하는 종래의 첨가제에 비해 수지기반 오일첨가제를 사용하고, 또한 이를 구재 아스콘의 초기 가열 시에 바로 혼합시킴으로써 특히 재생시키고자 하는 구재 아스콘의 표면에 첨가제가 충분히 고르게 코팅되도록 하는 점에 특징이 있는 것이다.

먼저 아스팔트 노화에 따른 성분 변화를 알아보는 실험을 통해 신재 아스콘과 구재 아스콘의 성분 분석을 불꽃이온화 검출기를 사용하는 박막크로마토그래 피(TLC-FID ; Thin Layer Chromatography - Flame Ionization Detector)를 사용하여 분석하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

성분		신재 아스콘의 아스팔트 바인더	구재 아스콘의 아스팔트 바인더
오일	포화탄화수소	3 - 5	1 - 4
	방향족탄화수소	45 - 65	12 - 17
레진		15 - 30	30 - 50
아스팔텐		20 - 35	25 - 40

상기 성분 중의 포화탄화수소는 분자량이 가장 적은 유분으로 이중결합이나 방향족 고리가 없는 담황색의 화합물이고, 방향족탄화수소는 방향족 고리를 1개 이상 함유하는 유분으로서 포화 탄화수소를 제외한 나머지 유분을 일컫는다. 이들 오일은 아스팔트 중에서 분산매 역할을 하며, 아스팔트의 점성 등에 영향을 미친다. 또한 레진은 아스팔트에 접착성과 가소성을 부여함과 동시에 유동특성을 좌우하며, 아스팔텐은 오일에 분산되어 있으며, 아스팔트의 단단함 등 경도 특성을 좌우하는 것으로 알려져 있다.

상기 표 1에서 알 수 있듯이, 아스콘이 도로에 포장되어 공용됨에 따라 아스콘이 노화되어 신재 아스콘에 비하여 아스팔텐 및 레진의 함량비가 높아지고, 오일분으로서의 방향족탄화수소 및 포화탄화수소의 함량비가 작아져, 침입도가 낮고 단단하며, 쉽게 깨지는 성질을 가지게 되어 균열이 많이 발생하는 등의 문제를 야기시키게 된다.

본 발명에서는 상기 표 1에 나타난 바와 같은 분석결과에 기초하여 오일분으로서의 방향족탄화수소 및 포화탄화수소를 보충하면서 동시에 활용도가 높고, 고가인 기유의 사용량을 줄이면서도 구재 아스콘의 표면을 첨가제가 충분히 코팅할 수 있도록 하기 위하여 폐비닐수지로 개량시킨 수지기반 오일첨가제를 개발하여 이를 구재 아스콘의 재생에 사용함으로써 종래의 문제점들을 해결하기에 이르렀다.

상기한 바의 수지기반 오일첨가제는 오일부 50 내지 90중량%와 잔량으로서 폐비닐수지를 포함하여 이루어지는 오일수지 혼합물을 무산소 분위기 또는 희산소 분위기 하에서 250 내지 500℃의 범위 이내의 온도, 더 좋게는 250℃내지 350℃ 범위의 온도에서 10분 내지 5시간 동안 열분해시켜 수득된 것이다. 상기에서 오일부는 오일부 총량을 기준으로 VHGO 35 내지 70중량%, 아로마틱기유 20 내지 40중량% 및 파라핀기유 10 내지 30중량%를 포함하여 이루어진다.

상기 VHGO는 Vacuum High Boiling point Gas Oil의 약자로서 이는 진공 하, 고비점의 기체상 오일을 의미하며, 원유의 감압 증류 공정에서 생산되는 반제품으로 주로 산업용 아스팔트를 제조하는데 연화제 및 침입도 조절재로 사용된다. 이는 레진 및 아스팔텐의 비율이 작고, 유분 특히 방향족탄화수소가 다량 함유되어 있으므로, 노화된 아스팔트에 첨가하면, 노화된 아스팔트의 성분이 신제 아스콘과 유사하게 할 수 있어 폐아스콘의 재생용 첨가제로서 적합하다. 상기 VHGO는 비점이 250 내지 650℃의 범위 이내, 점도(70℃, SFS(Saybolt Furol Second) 60 내지 100SFS의 범위 이내, 인화점(COC ; Cleaveland Open Cup)(℃) 205 이상, 톨루엔 가용분(%) 99 이상인 것이 될 수 있다. 상기 VHGO는 상기 오일부 총량을 기준으로 35 내지 70중량%의 양으로 사용될 수 있으며, 상기 VHGO가 35중량% 미만으로 사용되는 경우, 아스콘의 연화 및 침입도 조절이 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있고, 70중량%를 초과하는 경우, 다른 성분 특히 아로마틱기유의 함량이 부족하게 되어 역시 방향족탄화수소의 보충이 불충분하게 되는 문제점이 있을 수 있다.

한편, 상기한 VHGO 만으로는 노화된 아스콘을 신재 아스콘과 동일 또는 유사한 성분으로 조절하는데는 VHGO에 존재하는 유분의 함량을 높일 필요성이 있어 본 발명에서 사용하는 아로마틱계 프로세스오일과 파라핀계 프로세스오일을 적용하여 아스콘의 노화에 따라 감소된 성분인 방향족탄화수소 유분을 보충하여 보다 우수한 성상 복원 능력 및 재생 첨가제의 성능을 향상시킨 것이다.

상기 VHGO의 성분 분석을 불꽃이온화 검출기를 사용하는 박막크로마토그래피를 사용하여 분석하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

항목		VHGO 오일
오일	포화탄화수소	18 - 23
	방향족탄화수소	49 - 53
레진		11 - 16
아스팔텐		10 - 15

상기 아로마틱계 프로세스오일(점도(100℃) 82 내지 125sus(Saybolt Universal Second), 인화점 220℃ 이상) 및 상기 파라핀계 프로세스오일(점도(100℃) 30.5 내지 32.5cSt(센티스토크))은 당업자에게는 상용적으로 이를 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이다. 상기 아로마틱기유는 상기 오일부 총량을 기준으로 20 내지 40중량%의 양으로 그리고 상기 파라핀기유는 상기 오일부 총량을 기준으로 10 내지 30중량%의 양으로 사용될 수 있으며, 이들은 상기 VHGO의 사용량에 따라 그 혼합비가 적의 조절될 수 있으며, 바람직하게는 VHGO : 아로마틱기유 : 파라핀기유가 중량비로 약 5 : 3 : 2의 비율이 되도록 혼합될 수 있다. 이러한 혼합비는 본 발명에 따라 폐아스콘을 재생하기에 특히 적절한 혼합비로 본 발명자들의 반복 실험을 통해 실험적으로 얻어진 혼합비이다.

상기 아로마틱기유와 파라핀기유의 물성은 하기 표 3에 나타낸 바와 같으나, 본 발명이 이들에 제한되는 것은 아니다.

물 성		아로마틱기유	파라핀기유
비중(Specific Gravity) 15/4℃		0.95 내지 1.02	0.88 내지 0.96
인화점(Flash Point) C.O.C		250~280	290 이상
동점도(Kinematic viscocity)	40℃ cSt	-	400 내지 550
	100℃ cSt	20 내지 25	-
유동점(Pour Point) ℃		+7.5	- 5.0 이하
부식성(Corrosive Test) 100℃, 3시간		1a	1a
아닐린점(Aniline Point) ℃		-	120 내지 140

상기 수지기반 오일첨가제는 상기한 바와 같은 구성의 오일부 50 내지 90중량%와 잔량으로서 폐비닐수지를 포함하여 이루어지는 오일수지 혼합물을 무산소 분위기 또는 희산소 분위기 하에서 250 내지 500℃의 범위 이내의 온도에서 10분 내지 5시간 동안 열분해시켜 수득된 것이며, 오일부가 50중량% 미만으로 사용되는 경우, 오일부의 함량이 너무 적어져서 폐아스콘의 재생을 위한 유분의 보충이 부족하게 되어 아스콘의 연화 및 침입도 조절이 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있고, 90중량%를 초과하는 경우, 상대적으로 폐비닐수지의 함량이 적어져서 다른 활용도가 높은 고가의 기유의 사용량의 증대로 인한 폐자원의 재활용이 충분치 못하다는 문제점이 있을 수 있다.

또한, 상기 열처리 조건은 오일수지 혼합물을 무산소 분위기 또는 희산소 분위기 하에서 250 내지 500℃의 범위 이내의 온도에서 10분 내지 5시간 동안 열분해시킨 것으로 이루어지며, 여기에서 무산소 분위기 또는 희산소 분위기가 아닌 경우에는 산소로 인하여 열분해 과정에서 가해지는 열로 인하여 오일부의 오일이나 폐비닐수지 또는 수지의 열분해물들이 부분적으로 산화되어 물성의 저하되는 문제점이 있을 수 있다. 상기 열분해의 온도가 250℃ 미만으로 되는 경우, 열분해를 위한 온도가 낮아 열분해가 이루어지지 않거나 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 500℃를 초과하는 것은 폐비닐수지의 과분해를 유발 및 오일 분의 증발 손실을 유발하여 역시 폐아스콘의 재생을 위한 수지기반 오일첨가제로서의 물성이 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 열처리를 위한 에너지의 낭비라는 문제점도 있을 수 있다. 상기 열처리 시간은 열처리에 적용되는 폐비닐수지의 조성, 상기 오일수지 혼합물의 양이나 공급방식 등에 따라 달라질 수 있으나, 반복적인 실험을 통하여 실험적으로 결정된 수치로서 상기한 시간 범위를 벗어나는 경우 열분해가 충분치 못하게 되거나 폐비닐수지의 과분해를 일으키게 되는 문제점이 있을 수 있다. 그러나 본 발명은 상기 열분해 조건에 의해 한정되는 것이 아님은 당업자에게는 이해될 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이 수득된 수지기반 오일첨가제가 폐아스콘에 포함되어 있는 노화 아스팔트의 5중량% 미만으로 사용되는 경우, 역시 유분의 보충이 불충분하게 되어 수득되는 재생 아스콘의 물성 즉, 아스콘의 연화 및 침입도 조절이 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 30중량%를 초과하는 경우, 역시 수득되는 재생 아스콘의 물성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.

상기 수득되는 재생 아스콘 30 내지 80중량%에 신재 아스콘 70 내지 20중량%이 더 포함될 수 있다. 이렇게 함으로써 충분히 안정적인 물성을 갖는 아스콘을 상용화하는 것을 가능하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 재생 아스콘의 제조방법은, 구재 아스콘의 재생에 있어서, (1) 오일부 총량을 기준으로 VHGO 35 내지 70중량%, 아로마틱기유 20 내지 40중량% 및 파라핀기유 10 내지 30중량%를 포함하여 이루어지는 오일부 50 내지 90중량%와 잔량으로서 폐비닐수지를 포함하여 이루어지는 오일수지 혼합물을 무산소 분위기 또는 희산소 분위기 하에서 250 내지 500℃의 범위 이내의 온도에서 10분 내지 5시간 동안 열분해시켜 수득되는 수지기반 오일첨가제를 준비하는 수지기반 오일첨가제 준비단계; (2) 수거된 폐아스콘을 조분쇄하고 이물질을 제거하는 전처리단계; (3) 상기 전처리된 폐아스콘을 130 내지 150℃의 범위의 온도로 가열하는 가열단계; 및 (4) 상기 가열단계 이후, 상기 수지기반 오일첨가제를 폐아스콘에 포함되어 있는 노화 아스팔트의 총중량의 5 내지 30중량%의 양으로 투입하고 혼합하여 재생 아스콘을 수득하는 혼합단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 (1)의 수지기반 오일첨가제 준비단계는 오일부 총량을 기준으로 VHGO 35 내지 70중량%, 아로마틱기유 20 내지 40중량% 및 파라핀기유 10 내지 30중량%를 포함하여 이루어지는 오일부 50 내지 90중량%와 잔량으로서 폐비닐수지를 포함하여 이루어지는 오일수지 혼합물을 무산소 분위기 또는 희산소 분위기 하에서 250 내지 500℃의 범위 이내의 온도에서 10분 내지 5시간 동안 열분해시켜 수득되는 수지기반 오일첨가제를 준비하는 것으로 이루어진다. 여기에서의 각 성분 및 함량 그리고 열처리조건들은 앞서 설명한 바와 같다.

상기 (2)의 전처리단계는 수거된 폐아스콘을 조분쇄하고 이물질을 제거하는 것으로 이루어진다.

상기 (3)의 가열단계는 상기 전처리된 폐아스콘을 130 내지 150℃의 범위의 온도로 가열하는 것으로 이루어지며, 본 발명에서는 이 가열단계 직후에 상기에서 수득된 수지기반 오일첨가제를 바로 폐아스콘과 혼합하는 것에 특징이 있다.

상기 (4)의 혼합단계는 상기 가열단계 이후, 상기 수지기반 오일첨가제를 폐아스콘에 포함되어 있는 노화 아스팔트의 총중량의 5 내지 30중량%의 양으로 투입하고 혼합하여 재생 아스콘을 수득하는 것으로 이루어지며, 상기 (4)의 혼합단계에서의 혼합비 역시 앞서 설명한 바와 같다.

상기 (4)의 혼합단계 이후, 상기 수득되는 재생 아스콘 30 내지 80 중량%와 잔량으로서 신재 아스콘을 혼합하는 제2혼합단계;를 더 포함할 수 있다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.

이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.

실시예 1

본 발명에 따라 VHGO 50중량%, 아로마틱기유 30중량% 및 파라핀기유 20중량%를 혼합하여 오일부를 구성하고, 상기 오일부 50중량%와 폐비닐수지 50중량%를 혼합하여 수득되는 오일수지 혼합물을 질소분위기 하에서 280℃의 온도에서 4시간 동안 열분해시켜 수지기반 오일첨가제를 준비하였다. 수득된 수지기반 오일첨가제의 물성을 분석하여 표 4에 나타내었다.

실시예 2

본 발명에 따라 VHGO 35중량%, 아로마틱기유 40량% 및 파라핀기유 25중량%를 혼합하여 오일부를 구성하고, 상기 오일부 70중량%와 폐비닐수지 30중량%를 혼합하여 수득되는 오일수지 혼합물을 질소분위기 하에서 300℃의 온도에서 2시간 동안 열분해시켜 수지기반 오일첨가제를 준비하였다. 수득된 수지기반 오일첨가제의 물성을 분석하여 표4에 나타내었다.

실시예 3

본 발명에 따라 VHGO 60중량%, 아로마틱기유 20중량% 및 파라핀기유 20중량%를 혼합하여 오일부를 구성하고, 상기 오일부 90중량%와 폐비닐수지 10중량%를 혼합하여 수득되는 오일수지 혼합물을 질소분위기 하에서 300℃의 온도에서 2시간 동안 열분해시켜 수지기반 오일첨가제를 준비하였다. 수득된 수지기반 오일첨가제의 물성을 분석하여 표4에 나타내었다.

물 성	실시예 1	실시예 2	실시예 3
점도(CsT), 100℃	218	140	68
인화점(℃)	240 이상	240 이상	240 이상
포화탄화수소(중량%)	25	25	26

실시예 4

별도로, 수거된 폐아스콘을 조분쇄하고 이물질을 제거하고, 이를 140℃의 온도로 가열한 후, 여기에 실시예 1의 수지기반 오일첨가제를 폐아스콘에 포함된 노화아스팔트의 10중량% 추가한 후 혼합하여 수득한 재생 아스콘 50%와 잔량으로서 상기 온도범위로 가열된 신재 아스콘(50중량%)을 혼합하여 재생 아스콘을 수득하였다. 수득된 재생 아스콘을 이용하여 양면 각 75회 다짐을 실시하여 마샬 공시체를 제작하여 마샬 안정도 등 물성을 측정하여 하기 표 5에 나타내었다.

실시예 5

실시예 1의 수지기반 오일첨가제를 폐아스콘에 포함된 노화아스팔트의 10중량% 대신 20중량%로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일하게 수행하여 재생 아스콘을 수득하였다. 수득된 재생 아스콘을 이용하여 양면 각 75회 다짐을 실시하여 마샬 공시체를 제작하여 마샬 안정도 등 물성을 측정하여 하기 표 5에 나타내었다.

실시예 6

별도로, 수거된 폐아스콘을 조분쇄하고 이물질을 제거하고, 이를 140℃의 온도로 가열한 후, 여기에 실시예 1의 수지기반 오일첨가제를 폐아스콘에 포함된 노화아스팔트의 10중량% 추가한 후 혼합하여 수득한 구재 아스콘 70%와 잔량으로서 상기 온도범위로 가열된 신재 아스콘(30중량%)을 혼합하여 재생 아스콘을 수득하였다. 수득된 재생 아스콘을 이용하여 양면 각 75회 다짐을 실시하여 마샬 공시체를 제작하여 마샬 안정도 등 물성을 측정하여 하기 표 5에 나타내었다.

실시예 7

실시예 2의 수지기반 오일첨가제사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 4과 동일하게 수행하여 재생 아스콘을 수득하였다. 수득된 재생 아스콘을 이용하여 양면 각 75회 다짐을 실시하여 마샬 공시체를 제작하여 마샬 안정도 등 물성을 측정하여 하기 표 5에 나타내었다.

실시예 8

실시예 3의 수지기반 오일첨가제사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 4과 동일하게 수행하여 재생 아스콘을 수득하였다. 수득된 재생 아스콘을 이용하여 양면 각 75회 다짐을 실시하여 마샬 공시체를 제작하여 마샬 안정도 등 물성을 측정하여 하기 표 5에 나타내었다.

비교예

상기 실시예들과 비교하기 위하여 실시예와 동일한 골재 입도를 가지고, 바인더로서 침입도가 60에서 80인 아스팔트를 사용한 신재아스콘을 제조하였다. 제조된 신제 아스콘을 이용하여 양면 각 75회 다짐을 실시하여 마샬 공시체를 제작하여 마샬 안정도 등 물성을 측정하여 하기 표 5에 나타내었다.

물 성	비교예	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7	실시예 8
안정도(kgf)	1100	1220	1170	1275	1160	1035
흐름값(1/100cm)	32	28	33	24	34	31
공극률(%)	5.0	4.6	4.4	4.1	5.2	4.8

상기한 실시예들을 종합한 결과, 상기 표 5에서는 포장용 아스콘에 널리 사용되는 신재 아스콘(침입도 등급 60 내지 80 아스팔트 사용)의 물리적 성질 나타내었다. 상기 표 5에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 재생 아스콘의 경우 물성이 신재 아스콘과 거의 유사함을 확인할 수 있었다.

본 발명은 폐아스콘을 재생하여 재활용하고, 재생 아스콘을 사용하여 도로포장 등에 사용할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발 명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (4)

130 내지 150℃로 가열된 폐아스콘에 수지기반 오일첨가제를 혼합하되, 상기 수지기반 오일첨가제를 상기 폐아스콘에 포함된 노화된 아스팔트의 총중량의 5 내지 30중량%의 양으로 혼합하며, 상기에서 상기 수지기반 오일첨가제는 오일부 50 내지 90중량%와 잔량으로서 폐비닐수지를 포함하여 이루어지는 오일수지 혼합물을 무산소 분위기 또는 희산소 분위기 하에서 250 내지 500℃의 범위 이내의 온도에서 10분 내지 5시간 동안 열분해시켜 수득된 것이며, 여기에서 상기 오일부는 오일부 총량을 기준으로 VHGO(Vacuum High Boiling point Gas Oil) 35 내지 70중량%, 아로마틱기유 20 내지 40중량% 및 파라핀기유 10 내지 30중량%를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 재생 아스콘.

제 1 항에 있어서,

상기 재생 아스콘 30 내지 80중량%에 신재 아스콘 70 내지 20중량%을 혼합하여 제조되는 재생 아스콘.

(1) 오일부 총량을 기준으로 VHGO(Vacuum High Boiling point Gas Oil) 35 내지 70중량%, 아로마틱기유 20 내지 40중량% 및 파라핀기유 10 내지 30중량%를 포함하여 이루어지는 오일부 50 내지 90중량%와 잔량으로서 폐비닐수지를 포함하여 이루어지는 오일수지 혼합물을 무산소 분위기 또는 희산소 분위기 하에서 250 내지 500℃의 범위 이내의 온도에서 10분 내지 5시간 동안 열분해시켜 수득되는 수지기반 오일첨가제를 준비하는 수지기반 오일첨가제 준비단계;

(2) 수거된 폐아스콘을 조분쇄하고 이물질을 제거하는 전처리단계;

(3) 상기 전처리된 폐아스콘을 130 내지 150℃의 범위의 온도로 가열하는 가열단계; 및

(4) 상기 가열단계 이후, 상기 수지기반 오일첨가제를 폐아스콘에 포함되어 있는 노화 아스팔트의 총중량의 5 내지 30중량%의 양으로 투입하고 혼합하여 재생 아스콘을 수득하는 혼합단계;

를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 재생 아스콘의 제조방법.

제 3 항에 있어서,

상기 수득되는 재생 아스콘 30 내지 80 중량%와 잔량으로서 신재 아스콘을 혼합하는 제2혼합단계;를 더 포함함을 특징으로 하는 재생 아스콘의 제조방법.