KR20100025081A

KR20100025081A - 새로운 혼재폐비닐 아스콘 조성물 및 이를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR20100025081A
Application number: KR20080083697A
Authority: KR
Inventors: 최재영
Original assignee: 최재영
Priority date: 2008-08-27
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2010-03-09

Abstract

본 발명은 새로운 페플라스틱 아스콘에 관한 것으로, 보다 상세하게는 혼재폐비닐(생활비닐쓰레기)를 원료로 하여 새로운 아스콘을 산업화함으로서 넘쳐나는 생화비닐쓰레기를 매립 또는 태워서 지구를 오염시키는 것을 막고 고갈되어 가는 지구의 자원 보호로서 일석이조의 역할을 하는 기술과 이것의 활용에 관한 것이다.

본 발명의 아스콘 조성물은 굵은골재, 잔골재, 채움재 및 혼재폐비닐, 비닐 개질제로 이루어지고, 혼재폐비닐이 1 내지 30 중량부 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.

폐플라스틱, 아스콘, 혼재폐비닐, 생활비닐쓰레기, 오염.

Description

새로운 혼재폐비닐 아스콘 조성물 및 이를 제조하는 방법{The composition and preparation method of the novel ascon by the vinyl compounds.}

본 발명은 종래의 아스콘 중에서 결합제로 사용되는 아스팔트를 생활비닐쓰레기를 개질하여 사용하는 기술에 관한 것이다. 생활비닐쓰레기는 여러 종류의 폐비닐과 이물질이 혼재해 있는 것으로 이 혼재폐비닐을 종래의 아스팔트와 똑 같거나 보다 나은 물성으로 개질하는 기술에 관한 것이다.

상기에서 아스콘이라 함은 아스팔트 콘크리트(asphalt concrete)의 약자로서 석유정제 후 배출되는 아스팔트에 잔골재, 굵은골재, 및 채움재 등을 혼합한 도로포장재를 일컫는 것이다. 종래의 아스콘의 예를 들면 잔골재로서 모래와 석분을 각각 8중량％ 및 50중량％, 굵은 골재로서 자갈 33중량％, 채움재 3중량％ 및 아스팔트 6중량％를 포함하는 아스콘을 들 수 있다. 상기와 같은 잔골재, 굵은 골재 및 채움재는 아스콘의 강도를 유지하고 내부 공극을 최소화하기 위하여 적절한 비율로 사용되고 있다.

종래에는 상기의 골재들을 천연자원으로부터 얻을 수 있는 모래, 석분, 자갈 등을 주로 사용하였으나 이들 골재는 채취가능한 자연의 한계를 넘어서 환경파괴의 요인으로 작용하고 있기 때문에 그 채취에 제약을 받게 되고, 따라서 이에 대한 대체 골재를 다각도로 모색하고 있는 실정이다.

본 발명에서 사용하는 생활폐비닐쓰레기는 아스팔트와 같은 골재들을 잡아주는 바인더 역할을 하지만 이와 동시에 골재 역할도 하게 되어 골재와 아스팔트의 사용양을 줄여주게 된다. 그리고 생활비닐쓰레기 속에 들어있는 이물질들은 수세를 할 필요 없이 잔골재 및 채움재의 역할을 하게 되어 경제적으로 매우 우수한 아스콘의 원료로 될 것이다.

생활비닐쓰레기를 아스콘의 원료로 사용할 경우, 매우 많은 양을 소모하게 되지만 생활비닐쓰레기의 배출량도 엄첨나게 많으므로 별 문제는 되지 않을 것이지만 이 많은 양을 사용하기 위해서 공장 안에 상당 양을 비축해 두어야 하고 이 비축된 생활비닐쓰레기로 인한 악취가 주변 거주자들에게 불쾌감을 주는 과제를 해결해야 된다.

그리고 생활비닐쓰레기의 각종 비닐화합물의 물성을 개질하여 연화점을 낮추어서 작업조건을 종래의 아스콘과 같은 조건으로 맞추어야 하는 2 가지의 큰 문제점이 해결되어야 하는 과제이다.

상기의 2 가지 문제점 중에서 첫 번째 문제점; 생활비닐쓰레기로 인한 악취는 기술 외적인 문제점으로 그냥 지나칠 수 있는 문제지만 이로 인해 공장의 존폐 를 결정짓게 될 수 있는 문제이다. 본 발명은 이 문제점을 옥외가열교반기를 설치하여 외부로부터 운송되어 오는 생활비닐쓰레기를 적체하지 않고 곧 바로 탈취제와 함께 옥외가열교반기로 투입하여 용융시키는 과정을 통하여 악취가 날 수 있는 시간적 여유를 주지 않는다는 것이다. 이 문제는 실제로 생활비닐쓰레기를 취급해 보지 않고 책상에서 이론적으로 추론만 해서는 결코 피부로 느낄 수 없는 문제이다.

그리고 두 번째 문제점; 비닐화합물의 연화점을 낮추는 문제에 관해서는, 만약 비닐화합물의 연화점을 낮추지 못하면 혼재폐비닐들은 단순히 충진제와 같은 역할 밖에는 못한다. 그러나 비닐화합물들은 대부분 얇은 필름형태로 하기 때문에 충진제의 성상을 만족 시킬 수 없고 오히려 아스콘 형상을 저해하여 분해되는 요인으로 작용하게 된다. 본 발명에서는 이 혼재폐비닐을 60℃ 이하의 연화점에서 반고상의 액상으로 되게끔 물성을 개질하여 아스팔트와 같이 골재들의 바인더 역할을 하게끔 하여 문제점을 해결하고자 한다.

본 발명은 넘쳐나는 생활비닐쓰레기를 양적으로 그리고 경제적으로 충분히 소화할 수 있는 상품의 활용분야를 찾았다는 의미를 갖고 있으며 그리고 악취나고 보기 역겨운 생활비닐쓰레기를 이외의 다른 용도로 상품화 한다는 것은 매우 어려운 일이라고 생각한다. 만약, 이 생활비닐쓰레기를 합판이나 다른 생필품으로 재활용하였다고 하더라도 그것이 아무리 외관상 좋게 재활용되었다고 하더라도 소비자에게 뒤로 풍기는 여운은 결코 좋지 않을 것이고 이로인해 상품화에 실패할 것으로 생각된다. 그러나 이 생활비닐쓰레기를 우리가 신발을 신고 밟고 다니는 땅바닥에 깔았을 경우에는 그리 불쾌감을 느끼게 하지 않을 것으로 생각된다. 어쨌든, 생활비닐쓰레기를 아스콘의 원료로 사용하게 되면 지구상에서 폐비닐로 돌아다니는 것은 볼 수 없게 될 것이고 "전생애 순환자원"으로서 새로운 개념이 생기게 되리라 믿는다.

도 1은 본 발명의 혼재폐비닐 아스콘의 제조방법을 보여 준다.

우선 1 단계로서, 굵은 골재, 잔골재, 모래, 석분, 및 채움재를 각각의 호퍼에 투입한다. 여기서 잔골재 대신에 제강 슬래그 볼을 사용하여 혼재폐비닐에 의해 저하되는 밀도와 압축강도를 보강하도록 함이 바람직하다. 그리고 개질제 화합물과 옥외혼재폐비닐은 별도로 각각 가열한다.

2 단계로서, 각각의 호퍼에 저장된 굵은 골재, 잔골재, 모래, 석분, 및 채움재를 아스콘 조성물 제조에 필요한 소정량에 맞추어 혼합기로 분출하는 단계, 여기서 각각의 호퍼로부터 필요한 재료를 소정량 독립콘베이어 밸트를 통해 이송한 다음 메인 컨베이어 밸트에서 합하여 혼합기에 분출하는 방식이 바람직하다. 이와 별도로 옥외혼재폐비닐과 개질제 화합물을 가열 상태에서 혼합하여 아스콘 제조에 필요한 량만큼 분출한다.

3 단계로서, 상기의 순서로 가열 혼합기에서 가열 혼합한다. 이때 혼합물 온도는 130∼160℃ 정도로 유지한다.

상기와 같이 가열된 혼합물은 저장 및 배출단계를 통하여 도로 등의 포장용으로 사용된다. 그리고 아래는 본 발명이 제공하고자 하는 아스콘 조성물의 조성범 위 한정이유에 대하여 상세히 설명한다.

굵은 골재: 20∼50중량％

굵은 골재는 잔골재와 함께 아스콘 조성물에 가장 많이 포함되는 재료이다. 즉, 굵은 골재와 잔 골재의 투입비율은 상호보완적이어서 잔 골재가 많이 투입되면 굵은 골재가 적게 투입된다. 종래의 경우에 비추어 보면, 굵은 골재는 17 중량％ 미만 포함될 경우에는 공극 감소, 노면의 굴곡 또는 강도 감소 등의 문제점이 나타나게 되며, 38 중량％를 초과하여 포함될 경우에는 수분 침투, 표면 박리 등의 문제가 발생한다. 본 발명에서 혼재폐비닐이 들어가게 되면 공극 감소가 주로 발생되므로 종래의 아스팔트를 사용할 때보다 굵은 골재를 조금 많이 사용함이 바람직하다.

잔 골재: 30∼50 중량％

잔 골재는 굵은 골재 사이의 공극을 메우고 아스콘의 강도를 확보하는 역할을 한다.

채움재: 1∼8％ 중량％

채움재는 아스콘 조성물의 공극율을 제어하기 위한 것으로 통상 포장된 아스콘은 3∼6％의 공극율을 요구한다.

혼재폐비닐 1∼30 중량％

초기의 혼재폐비닐은 고체 비닐과 이물질로 구성되어 있지만 개질이 되면 아스콘 조성물에 결합력을 부여할 뿐만이 아니라, 유동성을 부여하여 포장을 원활하게 하는 작용을 한다. 종래의 아스콘의 경우 아스팔트의 함량이 많으면 포장재의 강도가 약해지는 경우가 발생하지만 혼재폐비닐은 포장재의 강도 저하가 그렇게 심하지 않기 때문에 가급적 많이 사용함이 바람직하고 환경문제에 있어서 혼재폐비닐 소모량을 많이 함이 바람직하기 때문이다.

상기에서 언급한 혼재폐비닐의 물성을 개질하기 위하여 다음과 같이 조성된 혼합물을 첨가한다. 우선, 혼재폐비닐에 있는 여러 종류의 비닐화합물과 충진재를 묶어주는 접착제 역할을 하는 수지로서 로진, 로진에스테르, 그리고 석유수지를 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 1 내지 30 중량부를 사용함이 바람직하다. 여기서 석유수지는 대한민국산 코오롱유화에서 생산되는 상품명 HIKOTACK(CIR) C-120, HIKOREZ A-1100S, HIKOTACK P-120, HIKOTACK P-140, HIKOTACK A-1115, HIKOTACK P-160, HIKOREZ A-1100 등이 있으며 이것에 국한하는 것은 아니다.

그리고 혼재폐비닐의 탄성을 보강하기 위하여 EVA 또는 열가소성 엘라스토머(TPE, Thermoplastic Elastomer)를 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 1 내지 30 중량부를 사용함이 바람직하다. 여기서 열가소성 엘라스토머로서는 BR(butadiene rubber), CR(chloroprene rubber), SBR(styrene-butadiene rubber), EPDM(ethylene-propylene- diene rubber), EPM(ethylene-propylene rubber), 그리고 NR(isoprene rubber, natural rubber) 등이 있으며 이것에 국한하는 것은 아니다.

그리고 접착력과 탄성을 더욱 증진시키기 위하여 가소제 역할을 하는 아스팔트와 오일류의 화합물을 사용하고 1 내지 30 중량부를 사용함이 바람직하다. 여기서 아스팔트는 바이더 역할을 하면서 동시에 가소제 역할을 한다. 그리고 오일류는 미네랄 오일, 아마인유, 테레빈유, 파라핀유, 그리고 대두유, 등이 있으며 이것에 국한하는 것은 아니다.

[실시예 1]

굵은 골재로서 자갈을 사용하고, 잔 골재로서는 제강 슬래그 볼과 석분을 사용한 아스콘 공시체를 제작하여 시험하였다. 아스콘 조성물의 자갈 40 중량％, 잔 골재 46 중량％, 채움재 2 중량％, 혼재폐비닐 12 중량％ 이었으며, 상기 잔 골재 100 중량부 중에는 제강슬래그 볼이 59 중량부, 크기5mm 이하의 석분이 41 중량부 포함되어 있었다. 상기 아스콘의 공시체에 대한 시험결과를 하기 표1에 나타내었다.

[표 1]

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Claims

본 발명에서는 종래의 아스콘의 조성물인 굵은 골재, 잔골재, 채움재, 아스팔트를 포함하여 혼재폐비닐(생활비닐쓰레기), 접착력과 침투력이 매우 강한 수지 계열의 화합물, 탄성을 부여하는 EVA수지 또는 열가소성 엘라스토머(TPE, Thermoplastic Elastomer), 그리고 가소제로서 아스팔트 및 오일류의 화합물이 추가로 혼합하여 다음과 같이

굵은 골재 : 20∼50 중량％

잔골재 : 30∼50 중량％

채움재 : 1∼8 중량％

아스팔트 : 1∼5 중량％

혼재폐비닐 : 1∼30 중량％

접착력과 침투력이 강한 수지계열 화합물 : 1∼30 중량％

EVA 또는 열가소성 엘라스토머 : 1∼30 중량％

가소제 화합물 : 0∼10 중량％

탈취제 : 0∼5 중량％

및 기타 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하고, 굵은 골재의 혼합 량은 많아지고, 잔골재의 혼합 량은 줄어들고, 아스팔트의 혼합 량은 줄어들게 되는 특징이 있는 새로운 혼재폐비닐 아스콘 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 접착력과 침투력이 강한 수지계열 화합물로서는 로진, 로진에스테르화합물, 또는 석유수지 등이 하나 또는 둘 이상을 사용함을 특징으로 하는 새로운 혼재폐비닐 아스콘 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 열가소성 엘라스토머로는 BR(butadiene rubber), CR(chloroprene rubber), SBR(styrene-butadiene rubber), EPDM(ethylene-propylene-diene rubber), EPM(ethylene-propylene rubber), 그리고 NR(isoprene rubber, natural rubber) 등이 하나 또는 둘 이상을 사용함을 특징으로 하는 새로운 혼재폐비닐 아스콘 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 오일류는 미네랄 오일, 아마인유, 테레빈유, 파라핀유, 그리고 대두유 등이 하나 또는 둘 이상을 사용함을 특징으로 하는 새로운 혼재폐비닐 아스콘 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 혼재폐비닐을 사용함에 있어서 악취가 나는 것을 방지하기 위하여 옥외 혼재폐비닐 가열교반기를 설치하여 혼재폐비닐을 공장 안에 적체하지 않고 곧 바로 옥외 혼재폐비닐 가열교반기에서 탈취제와 함께 용융하여 악취가 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 새로운 혼재폐비닐 아스콘 제조방법.