KR100418258B1 - 나노실버메탈 콜로이드 첨가의 수용성절삭유제 구성물 - Google Patents

나노실버메탈 콜로이드 첨가의 수용성절삭유제 구성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특정 나노미터버메탈 콜로이드 용액 항균제를 부패방지제로 첨가하여 항균성을 나타내는 수용성절삭유제 구성물에 관한 것으로 더욱더 상세하게는 공지되어 있는 수용성절삭유제 구성물에 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제의 첨가로 수용성절삭유제에 항균효과를 부여하여 수용성절삭유제를 공업적으로 사용함에 있어서 세균이나 곰팡이 등의 미생물 증식에 의한 수용성절삭유제의 부패를 근본적으로 억제하는 특징을 가지는 수용성절삭유제 구성물에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 광유(미네랄오일 : mineral oil){분자식 : (CH₂)n, n=12~50로 이루어지며, 탄화수소조성비가 카본파라핀(Carbon Paraffine) 60.0±5.0wt%, 카본나프텐(Carbon Naphthene) 45.0±5.0wt%, 카본아로마틱(Carbon Aromatic) 3.0±3.0wt%로 이루어 진 것} 60±5.0wt%, 올레인산(Oleic acid, cas no : 112-80-1) 10±5.0wt%, 채종유(Rape seed oil, cas no : 8002-13-9) 10±5.0wt%, 호박산(Succinic acid, cas no : 13438-4) 10±2.5wt%, 톨유(Tall oil, cas no : 8002-26-4) 3±1.5wt%, 테트라나트륨염(Tetrasodium selt, cas no : 64-02-8) 0.5±0.3wt%, 수산화칼륨15~45%수용액(Potassium hydroxide 15~45% aqueous solution, cas no : 1310-58-3) 0.5±0.4wt%, 벤조트리아졸(Benzotriazole, cas no : 95-14-7) 0.5±0.4wt%, 소르비탄 모노올레인산(Sorbitan monooleate, cas no : 9005-65-6) 10±5.0wt%로 이루어 진 혼합물에 대하여
질산은 6± 1.2wt%를 이온 교환된 증류수 86± 2.0wt%에 투입하여 녹인 후 메탄올 8± 1.5wt%를 첨가하고 빙초산 0.7± 0.1wt%에 수산화칼륨 0.3± 0.1wt%를 투입하여 중화시킨 화합물 1± 0.2wt%(또는 폴리비닐알코올)를 첨가하여 교반기 속도 300rpm에서 1시간 동안 교반을 한 후 자외선(UV-A : Wave length 315~420 nm)에 6시간 조사하여 제조된 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제 2± 1.0wt%를 부패방지제로 첨가한 것을 특징으로 하는 수용성절삭유제 구성물에 관한 것이다.

Description

나노실버메탈 콜로이드 첨가의 수용성절삭유제 구성물{Nanometer-Silver metal Colloid biocide a addition water-Cutting fluids composition}
본 발명은 특정 나노미터(10~100㎚)실버메탈 콜로이드 용액 항균제를 부패방지제로 첨가하여 항균성을 나타내는 수용성절삭유제 구성물에 관한 것으로,
더욱더 상세하게는 공지되어 있는 수용성절삭유제 구성물에 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제의 첨가로 수용성절삭유제에 항균효과를 부여하여 수용성절삭유제를 공업적으로 사용함에 있어서 세균이나 곰팡이(이하 "미생물"이라 함) 등의 미생물 증식에 의한 수용성절삭유제의 부패를 근본적으로 억제하는 특징을 가지는 수용성절삭유제 구성물에 관한 것이다.
일반적으로 공지되어 있는 수용성절삭유제 제조방법은 광유, 유지, 지방산, 극압제, 계면활성제, pH 조절제, 방청제, 동합금 방식제, 소포제 등을 구성 성분으로 하여 부패방지제로 페놀계, 포름알데히드계, 살리실산계, 구아니딘계, 키토산계, 아민계 등을 첨가하여 수용성절삭유제를 제조 있으나, 이들 부패방지제들은 각각이 지니고 있는 특성으로 인하여 수용성절삭유제를 공업적으로 사용함에 있어서 아래와 같이 몇가지 기술적인 문제가 발생되고 있다.
지금까지 사용되어 왔던 페놀계, 포름알데히드계, 살리실산계, 구아니딘계, 키토산계, 아민계 등의 부패방지제를 첨가한 수용성절삭유제들은 특정 미생물에 대해서 부패방지제로서 대체로 양호한 기성능을 나타내나, 이들 부패방지제들에 대하여 저항력을 나타내는 미생물이나 돌연변이 형상을 나타내는 미생물에 대해서 부패방지제로서 효과적인 기능성을 나타내지 못하여 수용성절삭유제를 공업적으로 사용 중에 어떠한 형태로든 부패가 되어 악취발생, 방청성능저하, 가공물의 품질저하 등의 문제가 발생되어 수용성절삭유제를 교체하는 사유가 발생되는 문제가 있으며,
부패방지제로서 가져야 할 부족한 기능성을 극복하기 위하여 수용성절삭유제에 많은량의 부패방지제를 첨가하거나, 여러 종류의 부패방지제를 혼합하여 첨가 사용 할 경우 인체에 대하여 경구독성을 유발하거나 피부 균열, 피부염, 피부 암 등을 유발시키는 문제를 발생시킨다.
수용성절삭유제는 가공성(또는 피삭성, 작업성)이 우수하고 부패가 되지 않는 것이 좋다. 부패가 됨으로서 일어나는 문제는 녹 발생과 악취, 교환주기 단축, 폐액, 폐수 발생 등이다, 수용성절삭유제의 부패는 혐기성 황 환원성 세균, 호기성세균, 통성진균류, 황산환원성세균 등 밝혀진 미생물의 번식으로 일어난다고 공지되어 있다,
미생물의 생존 및 번식으로 인하여 수용성절삭유제가 부패된다는 것은 수용성절삭유제가 생분해가 된다는 것을 의미한다, 생분해가 빠른 것은 환경친화적으로 좋다. 그러나, 수용성 절삭유제에 있어서 생분해가 좋으면 부패 및 방청성능 저하, 기타 절삭유제로서의 기능성 저하 등의 문제가 더 많이 발생을 하게 됨으로 생분해가 늦을 수록 좋다.
본 발명의 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제를 부패방지제로 첨가하여 항균성을 나타내는 수용성절삭유제는 미생물에 대하여 살균 및 항균의 효과로 미생물의 생존이나 번식이 없도록 하여 수용성절삭유제를 공업적으로 사용함에 있어서 부패성(생분해성)이 없도록 하는 것이 발명의 과제이다.
본 발명에 따른 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제를 부패방지제로 첨가한 수용성절삭유제 구성물은 광유(미네랄오일 : mineral oil){분자식 : (CH₂)n, n=12~50로 이루어지며, 탄화수소조성비가 카본파라핀(Carbon Paraffine) 60.0±5.0wt%, 카본나프텐(Carbon Naphthene) 45.0±5.0wt%, 카본아로마틱(Carbon Aromatic) 3.0±3.0wt%로 이루어 진 것} 60±5.0wt%, 올레인산(Oleic acid, cas no : 112-80-1) 10±5.0wt%, 채종유(Rape seed oil, cas no : 8002-13-9) 10±5.0wt%, 호박산(Succinic acid, cas no : 13438-4) 10±2.5wt%, 톨유(Tall oil, cas no : 8002-26-4) 3±1.5wt%, 테트라나트륨염(Tetrasodium selt, cas no : 64-02-8) 0.5±0.3wt%, 수산화칼륨15~45%수용액(Potassium hydroxide 15~45% aqueous solution, cas no : 1310-58-3) 0.5±0.4wt%, 벤조트리아졸(Benzotriazole, cas no : 95-14-7) 0.5±0.4wt%, 소르비탄 모노올레인산(Sorbitan monooleate, cas no : 9005-65-6) 10±5.0wt% 로 이루어 진 구성물에 대하여 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제 2± 1.0wt%를 첨가하는 것만이 필요하다.
본 발명에 사용되는 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제 제조 방법은 다음과 같으며, 제조에 사용되는 은{Silver,(銀)}및 기타의 첨가물들은 이미 물리화학적으로 공지되어 있는 것 중에서 사용된다. 또한 사용되어지는 모든 첨가물들은 1901년 이후로부터 공업적으로 응용되며 사용되어왔던 것들이다.
본 발명에서 사용되어지는 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제의 제조 방법은
1. 질산은{(AgNO3), 순도 99.0% 이상인 것} 6± 1.2wt%를 이온 교환된 증류수 86± 2.0wt%에 투입하여 녹인 후 메탄올 8± 1.5wt%를 첨가하고 빙초산(C2H4O2)0.7± 0.1wt%에 수산화칼륨(KOH) 0.3± 0.1wt%를 투입하여 중화시킨 화합물 1± 0.2wt%(또는 폴리비닐알코올)를 첨가하여 교반기 속도 300rpm에서 1시간 동안 교반을 한 후 자외선(UV-A : Wave length 315~420 nm)에 6시간 조사하여 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제를 제조하거나, (이하 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제 "A"라 함)
2. 질산은{(AgNO3), 순도 99.0% 이상인 것} 6± 1.2wt%를 이온 교환된 증류수 86± 2.0wt%에 투입하여 녹인 후 메탄올 8± 1.5wt%를 첨가하고 빙초산(C2H4O2)0.7± 0.1wt%에 수산화칼륨(KOH) 0.3± 0.1wt%를 투입하여 중화시킨 화합물 1± 0.2wt%(또는 폴리비닐알코올)를 첨가한 것에 대하여 질산구리육수화물{(CU(NO3)2} 1± 0.5wt%를 첨가하여 교반기 속도 300rpm에서 1시간 동안 교반을 한 후 자외선(UV-A : Wave length 315~420 nm)에 6시간 조사하여 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제를 제조한다. (이하 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제 "B"라 함)
본 발명에서 상기 1항 및 2항의 방법으로 제조된 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제 "A" 및 "B"를 수용성절삭유제 구성물에 항균성을 나타내는 부패방지제로 첨가 할 수가 있다.
본 발명에서 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제가 첨가된 수용성절삭유제는 ISO 9408 {KS M 9241,OECD 301F : 수질-액상 배지 내 유기 화합물의 호기성 최종 생분해도 측정,(밀폐 respirometer에서 산소 요구량 측정)} 방법에 따라부패성의 시험 결과 부패(생분해)가 거의 되지 않음을 발견하였다.
이하, 본 발명을 아래의 실시예 들에 의해 상세히 설명한다.
(실시예 1)
본 발명에서 종래의 부패방지제가 첨가된 수용성절삭유제 구성물 및 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제가 첨가된 수용성절삭유제 구성물을 표 1에 나타내었다.
[성능 평가]
표 1에 나타난 구성물을 갖는 수용성절삭유제에 대하여 이하의 실험을 행하여 각각 수용성절삭유제의 부패성(생분해도) 및 pH감소 정도를 평가하였다.
(1) 시료의 제조
표 1의 수용성절삭유제에 대한 생분해도 및 pH를 측정하기 위하여 KS M 2173 규격 시험 방법에 따라 이온교환 하여 얻은 증류수 900㎖에 수용성절삭유제 100㎖를 희석하여 시료를 10% 용액으로 제조하여 사용하였다.
(2) 생분해도{(BOD값): mg CO2/ℓ} 측정
제조된 시료 용액은 ISO 9408 {KS M 9241,OECD 301F : 수질-액상 배지 내 유기 화합물의 호기성 최종 생분해도 측정,(밀폐 respirometer에서 산소 요구량 측정)} 방법에 따라 Sensomat System Digital 용기에 각각 360㎖ 채취하여 시험을 실시하였다. 시험 개시 후 1일, 7일, 14일, 21일, 28일째 등 7일간의 간격으로 28일 동안 35℃, 60rpm으로 교반하여 생분해도를 측정하였다.
생분해도의 시험에서 BOD값이 약 800 이상 발생되었을 경우 악취 발생이 나기 시작하며, 2,000 이상 발생되었을 경우 악취가 심하게 일어난다.
(3) PH
pH는 유리전극 pH메타로 측정하였다. pH감소는 미생물에 의한 부패 정도를 나타낸다. 낮은 pH는 미생물에 의한 부패의 경과를 나타낸다.
(실시예 2)
또한, 종래의 부패방지제가 첨가된 수용성절삭유제 구성물에 대한 생분해성 시험 결과 및 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제가 첨가된 수용성절삭유제 구성물에 대한 생분해성 시험 결과를 표 2에 나타내었다.
(실시예 3)
수용성절삭유제의 pH감소는 미생물의 증식으로 부패가 진행되고 있음을 나타낸다. 종래의 부패방지제가 첨가된 수용성절삭유제 구성물에 대한 생분해성 시험 결과 및 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제가 첨가된 수용성절삭유제 구성물에 대한 생분해성 시험 결과를 표 3에 나타내었다.
구 분 종래의 부패방지제 첨가로 제조된 특정 수용성절삭유제 구성 성분 (wt%) 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제 "A"가 첨가된 수용성절삭유제 구성 성분 (wt%) 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제 "B"가 첨가된 수용성절삭유제 구성 성분 (wt%)
광유(mineral oil) 60±5.0 wt% 60±5.0 wt% 60±5.0 wt%
Oleic acid 10± 5.0 wt% 10± 5.0 wt% 10± 5.0 wt%
Rape seed oil 10± 5.0 wt% 10± 5.0 wt% 10± 5.0 wt%
Succinic acid 10± 2.5 wt% 10± 2.5 wt% 10± 2.5 wt%
Tall oil 3± 1.5 wt% 3± 1.5 wt% 3± 1.5 wt%
Tetrasodium selt 0.5± 0.3 wt% 0.5± 0.3 wt% 0.5± 0.3 wt%
Potassium hydroxide 0.5± 0.4 wt% 0.5± 0.4 wt% 0.5± 0.4 wt%
Benzotriazole 0.5± 0.4 wt% 0.5± 0.4 wt% 0.5± 0.4 wt%
Sorbitan monooleate 10± 5.0 wt% 10± 5.0 wt% 10± 5.0 wt%
부패방지제 2± 1.0 wt% 0.0 wt% 0.0 wt%
특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제 0.0 wt% 2± 1.0 wt% 2± 1.0 wt%
계 100 wt% 100 wt% 100 wt%
구 분 경과일수에 따른 생분해도(BOD값): mg CO2/ℓ의 발생 량
1일 7일 14일 21일 28일
종래의 부패방지제 첨가로 제조된 특정 수용성절삭유제 0 800 1,400 2,600 4,000
특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제"A"가 첨가된 수용성절삭유제 구성물 0 30 10 10 20
특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제"B"가 첨가된 수용성절삭유제 구성물 0 10 10 10 20
구 분 경과일수에 따른 pH 감소 (초기pH : 9.5)
1일 7일 14일 21일 28일
종래의 부패방지제 첨가로 제조된 특정 수용성절삭유제 9.5 9.3 8.3 7.8 7.2
특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제"A"가 첨가된 수용성절삭유제 구성물 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5
특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제"B"가 첨가된 수용성절삭유제 구성물 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5
본 발명의 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제가 첨가된 수용성절삭유제는 우수한 항균력으로 부패성(생분해성)을 나타내지 않음으로서 공업적으로 사용 시 반영구적으로 사용할 수 있는 수용성절삭유제이다.
본 발명의 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제가 첨가된 수용성절삭유제는 미생물의 증식이나 pH 감소로 인하여 부패성을 나타내지 않음으로서 기계장치와 가공물에 대한 방청성능 저하, 악취 발생, 폐액, 폐수 발생이 없으며, 부패로 인한 수용성절삭유제의 교체 사유가 없음으로 환경친화적인 수용성절삭유제라고 할 수 있다.

Claims (2)

  1. 광유(미네랄오일 : mineral oil){분자식 : (CH₂)n, n=12~50로 이루어지며, 탄화수소조성비가 카본파라핀(Carbon Paraffine) 60.0±5.0wt%, 카본나프텐(Carbon Naphthene) 45.0±5.0wt%, 카본아로마틱(Carbon Aromatic) 3.0±3.0wt%로 이루어 진 것} 60±5.0wt%, 올레인산(Oleic acid, cas no : 112-80-1) 10±5.0wt%, 채종유(Rape seed oil, cas no : 8002-13-9) 10±5.0wt%, 호박산(Succinic acid, cas no : 13438-4) 10±2.5wt%, 톨유(Tall oil, cas no : 8002-26-4) 3±1.5wt%, 테트라나트륨염(Tetrasodium selt, cas no : 64-02-8) 0.5±0.3wt%, 수산화칼륨15~45%수용액(Potassium hydroxide 15~45% aqueous solution, cas no : 1310-58-3) 0.5±0.4wt%, 벤조트리아졸(Benzotriazole, cas no : 95-14-7) 0.5±0.4wt%, 소르비탄 모노올레인산(Sorbitan monooleate, cas no : 9005-65-6) 10±5.0wt% 로 이루어 진 구성물에 대하여
    질산은{(AgNO3), 순도 99.0% 이상인 것} 6± 1.2wt%를 이온 교환된 증류수 86± 2.0wt%에 투입하여 녹인 후 메탄올 8± 1.5wt%를 첨가하고 빙초산(C2H4O2)0.7± 0.1wt%에 수산화칼륨(KOH) 0.3± 0.1wt%를 투입하여 중화시킨 화합물 1± 0.2wt%(또는 폴리비닐알코올)를 첨가하여 교반기 속도 300rpm에서 1시간 동안 교반을 한 후 자외선(UV-A : Wave length 315~420 nm)에 6시간 조사하여 제조된 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제 2± 1.0wt%를 부패방지제로 첨가한 것을 특징으로 하는 수용성절삭유제 구성물(독립항)
  2. 광유(미네랄오일 : mineral oil){분자식 : (CH₂)n, n=12~50로 이루어지며, 탄화수소조성비가 카본파라핀(Carbon Paraffine) 60.0±5.0wt%, 카본나프텐(Carbon Naphthene) 45.0±5.0wt%, 카본아로마틱(Carbon Aromatic) 3.0±3.0wt%로 이루어 진 것} 60±5.0wt%, 올레인산(Oleic acid, cas no : 112-80-1) 10±5.0wt%, 채종유(Rape seed oil, cas no : 8002-13-9) 10±5.0wt%, 호박산(Succinic acid, cas no : 13438-4) 10±2.5wt%, 톨유(Tall oil, cas no : 8002-26-4) 3±1.5wt%, 테트라나트륨염(Tetrasodium selt, cas no : 64-02-8) 0.5±0.3wt%, 수산화칼륨15~45%수용액(Potassium hydroxide 15~45% aqueous solution, cas no : 1310-58-3) 0.5±0.4wt%, 벤조트리아졸(Benzotriazole, cas no : 95-14-7) 0.5±0.4wt%, 소르비탄 모노올레인산(Sorbitan monooleate, cas no : 9005-65-6) 10±5.0wt% 로 이루어 진 구성물에 대하여
    질산은{(AgNO3), 순도 99.0% 이상인 것} 6± 1.2wt%를 이온 교환된 증류수 86± 2.0wt%에 투입하여 녹인 후 메탄올 8± 1.5wt%를 첨가하고 빙초산(C2H4O2)0.7± 0.1wt%에 수산화칼륨(KOH) 0.3± 0.1wt%를 투입하여 중화시킨 화합물 1± 0.2wt%(또는 폴리비닐알코올)를 첨가한 것에 대하여 질산구리육수화물{(CU(NO3)2} 1± 0.5wt%를 첨가하여 교반기 속도 300rpm에서 1시간 동안 교반을 한 후 자외선(UV-A : Wave length 315~420 nm)에 6시간 조사하여 제조된 특정 나노미터실버메탈 콜로이드 용액 항균제 2± 1.0wt%를 부패방지제로 첨가한 것을 특징으로 하는 수용성절삭유제 구성물(종속항)
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