KR100803923B1 - 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 윤활유를 압축공기로 미스트화 시켜 금속가공지점에 극미량의 윤활유 공급으로 금속가공을 하는 곳에 사용되는 윤활유에 관한 것으로, 더욱더 상세하게는 절단가공, 절삭가공, 연삭가공, 소성가공 등의 미스트가공유로서 금속가공을 하는 곳에 사용되는 미스트가공유 구성물에 관한 것이다.

본 발명의 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 MQL 금속가공방법 중 반건조식 금속가공방법에 사용되는 미스트가공유 구성물이 박막 산화안정성, 저온유동성, 윤활특성, 방청성능 및 부식방지성능 등이 아주 우수하여 산업상으로 사용함에 있어서 문제점 발생이 없도록 하는 것이 기술적 과제이며, 또한 염소, 황, 인 성분 등 인체유해성 물질이 포함 되지 않아 작업자 노출에 의한 작업환경과 관련하여 인체에 대한 영향을 최소화할 수 있는 환경친화적으로 안정된 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물에 관한 것이다.

압축공기, 미스트가공유, 유동점, 윤활특성, 부식방지성, 전산가, MQL 금속가공,

Description

유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물{The pour point low and lubrication characteristic excellent oil mist a process composites}

본 발명은 윤활유를 압축공기로 미스트화(이하 “미스트가공유”이라 함) 시켜 금속가공지점에 극미량의 윤활유 공급(Minimal Quantity Lubrication, 이하 “MQL”이라 함)으로 금속가공을 하는 곳에 사용되는 윤활유 구성물에 관한 것이다.

본 발명에서 압축공기와 윤활유를 사용하여 금속가공을 하는 방법을 "반건조식 금속가공방법"이라 하고, 반건조식 금속가공방법에 사용되는 윤활유를 “가공유” 또는 “미스트가공유” 또는 “MQL 미스트가공유”이라 하고, 가공유를 압축공기로 미스트화 시키는 기계를 극미량 미스트가공유 공급기계(The minimal quantity oil mist supply equipment which)를 “MQL 공급기계"라 하고, 절단가공, 절삭가공, 연삭가공, 소성가공 등의 금속가공방법을 “MQL 금속가공방법” 또는 “MQL 금속가공”이라 하고 본 발명의 기술분야에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 미스트가공유 구성물은 고압의 압축공기(1㎏/㎠ 이상)와 함께 가 공유를 미스트화 시켜 가공지점에 시간당 0.5㎖/hr 내지 50㎖/hr 정도로 공급하여 금속가공을 할 경우 저온유동성(이하 “유동점”이라 함)이 낮은 우수한 특성으로 -30℃ 이하의 겨울철 사용에도 응고되는 등의 문제점 발생이 없으며, 아주 우수한 윤활특성을 나타내어 공구나 피삭재의 마찰에 의한 마멸 감소, 금속가공저항 감소, 금속가공정밀도의 정확성, 표면 거칠기 양호, 녹 및 부식 발생 억제 등의 가공유로서 아주 기능적 특성이 있으며, 염소, 황, 인 성분 등 인체유해성 물질 불포함 등으로 작업환경 청정화를 할 수 있으며, 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물에 관한 발명이다.

금속가공공정에서의 고품질, 고능률 및 저비용이라는 목표를 달성하기 위해 여러 종류의 금속가공유를 많이 사용하고 있으나, 금속가공유를 사용함으로써 발생하는 환경오염문제는 전 세계적으로 주목되고 있다. 비수용성 금속가공유, 물, 수용성 금속가공유, 내부패성 수용성 금속가공유, 기계유와 기어유와 유압작동유와 습동면유 등으로 겸용 사용할 수 있는 금속가공유 등을 사용하는 금속가공방법에서 발생하는 문제점들은 피 가공소재에 대한 가공정밀도(이하 “가공 조도”이라 함) 불량 및 녹 및 부식 발생, 금속가공유의 부패로 인한 가공기계 및 피 가공소재에 대한 녹 및 부식 발생과 폐유 및 폐액 발생, 폐수발생, 악취발생과 폐유 및 폐액 소각처리 시 이산화탄소(CO₂) 및 다이옥신(Dioxin) 등이 발생 되어 배출되는 등의 사회 환경적인 직접적 요인과 염소, 황, 인 등의 인체유해성 물질이 작업자에게 노출로 인한 작업자 건강장애발생 등의 작업환경적인 간접적 환경부하 요인의 발생문제가 있다.

또한, 환경문제와 관련하여 지구온난화에 의한 이산화탄소의 발생규제와 폐기물에 관한 재활용법 및 다이옥신 등의 환경부하물질규제법 등과 같은 환경보호를 위한 법률이 다수 제정되고 특히 다이옥신규제 및 특정 화학물질의 환경으로의 배출량 파악 및 관리의 개선촉진에 관한 법률(Pollutant Release and Transfer Register법, 이하“ PRTR법”이라 함) 제정 후에는 각 기업에서도 환경규제 법률을 중요시하게 되었으며 금속가공유에 대한 품질요구도 엄격하게 되고 있다.

그에 대한 대응책으로 환경대응형 금속가공유 즉 염소, 황, 인, 질소 등의 성분 무함유 가공유, PRTR법 대응형 가공유, 폐유 및 폐액발생의 발생량을 억제하는 가공유 등이 개발되어 사용 중에 있으나, 피 가공물에 대한 문제, 금속가공유의 부패로 인한 문제, 작업자 건강장해 및 환경오염 문제 등 사회 환경의 직접적인 요인과 작업환경의 간접적인 환경부하 요인에 대한 근본적인 대응 방법이 되지 못하고 있으며, 물 가공, 열 가공, 광(빛) 가공, 전기전자가공, 플라스마가공, 냉풍 공기가공(이하“ 냉풍가공”이라 함), 압축공기가공 등 금속가공유를 전혀 사용하지 않는 건식가공방법 등을 사용하고 있으나, 이와 같은 금속가공방법은 가공방법의 특성상 산업상으로 적용할 수 있는 범위의 한계가 있음으로 현재 반건조식 금속 가공방법에 대한 연구개발이 일반화되어 가고 있다.

MQL 금속가공방법은 트라이볼로지 메커니즘과 함께 수행되며 시간당 0.5㎖/hr 내지 50㎖/hr 정도의 극미량 미스트가공유를 시간당 1㎏/㎠ 내지 15㎏/㎠의 다량의 압축공기와 함께 가공지점에 공급하여 극미량의 미스트가공유에 의해 윤활을 하고 압축공기에 의해 가공 칩의 배출과 함께 가공지점을 냉각하는 금속가공방법으로 종래의 수용성 금속가공유 또는 비수용성 금속가공유 사용의 금속가공방법보다 가공유의 비산을 최소화할 수 있으며, 작업적인 측면에서 작업장 청정화 효과 악취발생 방지, 가공소재에 칩의 부착과 녹 방지 효과적이며, 가공작업 시 더욱 정확한 금속가공으로 작업능률 극대화와 환경적인 측면에서 가공소재 청결 및 깨끗한 작업환경 조성과 폐유 및 폐액, 폐수발생 방지 등의 2차 환경오염 방지와 법적 규제 사전예방과 비용적인 측면에서 미스트가공유를 시간당 약 0.5㎖/hr 내지 50㎖/hr 정도를 사용함으로 금속가공유의 사용량을 약 100분의 1(이하 "1/100"이라 함) 내지 1,000분의 1(이하 "1/1,000"이라 함)까지 줄일 수 있으며, 금속가공유 구입비용 및 산업폐기물 처리비용과 에너지 소모비용 등 유지관리비용 또한 약 100분의 1 내지 1,000분의 1까지 절감할 수 있는 반건조가공방식의 극미량 윤활유 공급의 MQL 금속가공방법에 대한 연구로 실용화되고 있는 추세에 있다.

그러나 MQL 공급기계에 대한 기술개발에 비교하여 방청성 및 부식방지성이 양호하며, 저온유동성이 좋으며, 윤활특성이 우수한 MQL 미스트가공유에 대한 공개 된 연구 및 기술개발은 특허 출원번호 10-2003-7012948(극미량 유제 공급식 절삭 및 연삭 가공용 유제 조성물)와 특허 출원번호 10-2001-7008041(극미량 오일 공급식 절삭 또는 연삭 가공용 오일 조성물)과 특허 출원번호 10-2003-7013017(극미량 유제 공급식 절삭. 연삭가공용 및 접동면유 유제 및 이를 사용한 극미량 유제 공급식 절삭. 연삭가공 방법)과 특허 출원번호 10-2005-0032639(압축공기 윤활 금속가공유 구성물) 등이 있으나, 기술개발이 보편화 되어 있지 못하며 연구실적이 미흡한 실정이다.

MQL 금속가공방법은 압축공기 또는 냉각공기의 공급이 아주 중요하며 MQL 금속가공 방법에 사용되는 가공유는 가공정밀도 및 표면 거칠기 등의 금속가공 기술적 측면과 미스트가공유 발생으로 인한 작업 환경적 측면에서 더욱더 중요하다. 현재 사용되고 있는 미스트가공유는 광물유계(이하 “광유” 또는 “석유계 탄화수소유”이라 함)와 생분해성이 높은 식물성유(대두유, 채종유, 해바라기유, 옥수수유, 팜유, 야자유, 올리브유, 홍화씨유 등)나 지방산(올레인산 등) 등을 직접 사용하거나 식물성유나 지방산을 알코올(일가 알코올, 다가 알코올 등)과 반응시켜 제조된 에스테르계(이하 “Fatty acid ester” 또는 “지방산 에스테르계” 또는 “지방산 에스테르계 합성유”이라 함)를 사용하기도 하며, 폴리알파올레핀계(Poly Alpha Olefin, 이하 “PAO”이라 함), 폴리알킬렌글리콜계(Poly Alkylene Glycol, 이하 “PAG”이라 함) 등이 사용되기도 한다.

광물유계는 탄소와 수소로 구성되어 있으며 분자 내에서의 전하 편중이 없는 무극성이며, 식물성유는 탄화수소의 끝에 카르복실기(RCOOH)를 가진 극성인 지방산 물질이며, 에스테르계 역시 알킬기(RCOOR')를 가진 극성이다. 극미량 윤활유 공급 금속가공방법에는 석유계 탄화수소유 등의 무극성인 것보다 식물성유나 에스테르계를 많이 사용한다. 그 이유는 에스테르계의 저온유동성이 낮은 우수한 특성과 유극성인 특성으로 공구나 피삭재에 강하게 부착되어 마찰에 의한 마멸을 감소시키며 금속가공저항과 공구마멸의 감소에도 효과적으로 윤활작용을 하며 가공정밀도가 높기 때문이다.

극미량 압축공기 미스트가공유로 사용되고 있는 식물성유는 생분해성을 가지며 가격이 싸고 구입이 쉬워 MQL 금속가공방법의 개발 초기부터 많이 사용되어 왔지만 저온유동성이 높아 낮은 온도에서 응고되어 급유불가 현상이 일어나고 박막 산화안정성이 낮은 문제로 질량평균분자량 변화가 많으며, 점착물질로 쉽게 변하여 금속가공기계와 공구, 절삭 칩 등에 고착되는 경우가 많으며, 미스트가공유를 가공지점에 일정하게 급유를 할 수 없다는 문제가 발생하기도 하며, 점착성의 문제로 미스트가공유의 입자 크기가 고르지 못하는 단점이 있다. 폴리알파올레핀계, 폴리알킬렌글리콜계, 지방산 에스테르계 합성유 등은 생분해성을 가지며 질량평균분자량 변화가 적고 점착성 물질의 생성이 없어 좋으나, 이들 물질 자체로서는 MQL 미스트가공유로서 방청성 및 부식방지성, 저온유동성, 윤활특성이 부족하다는 단점이 있다.

일반적으로 미스트가공유는 광물유계, 식물성유, 지방산, 지방산 에스테르계, 폴리알파올레핀계 등이 산업상으로 보편화 되어 사용되고 있으며, 폴리알킬렌글리콜계는 습기가 많고 물과의 상용성이 필요한 특별한 곳에 제한적으로 일부 사용되고 있다. 광물유계는 가격이 “싸다.”라는 장점이 있으나, 방청성, 부식방지성, 저온유동성, 윤활특성 등이 양호하지 못하며, 식물성유나 지방산 역시 가격이 싸고 생분해성이 우수한 장점이 있으나, 산화박막안정성(이화 “전산가”또는 “산화안정성”이라 함)이 나쁘고 저온유동성이 양호하지 못하며, 금속에 대하여 방청성, 부식 방지성이 좋지 않은 단점이 있으며, 지방산 에스테르계와 폴리알파올레핀계, 폴리알킬렌글리콜계 등은 저온유동성이 아주 우수하며 양호한 윤활특성을 나타내나 다가 알코올과 다염기산 에스테르계(Polyester, 이하 “염기산 에스테르계”이라 함)보다 양호하지 못하고 금속에 대한 방청성 및 부식방지성도 염기산 에스테르계 더욱 양호하지 못한 특성을 나타낸다.

MQL 금속가공방법에서 미스트가공유가 미스트화 된 입자크기 조절이 중요하며 입자크기가 너무 크면 미스트가공유 이송배관 내에 부착하여 가공지점에 가공유가 일정하게 공급되지 않게 되며 입자크기가 너무 작으면 미스트가공유가 확산하여 가공지점에 공급되는 가공유의 부착 량이 감소한다. 따라서 미스트가공유 입자크기는 MQL 공급기계에 공급되는 공기압력이 일반적으로 2㎏/㎠ 전후에서 적절한 미스 트가공유가 발생하므로 유효적절한 공기의 압력을 조절하여 미스트가공유의 입자크기를 2㎛ 이하로서 평균하여 1㎛ 전후로 하는 것이 바람직하다. 그러나 생분해성이 높은 식물성유나 지방산 등은 박막 산화안정성이 높아 미스트가공유의 입자크기를 2㎛ 이하로 고르게 발생시키지 못하는 단점이 있다.

미스트가공유가 공작기계 등에 부착하여 산화 또는 열화 되면 절삭 칩의 퇴적이나 가공기계의 습동면 부분에 고착되어 가공기계운전이 양호하지 못하며, 녹 및 부식발생, 가공정밀도 불량발생, 가공소재 청결불량 등의 문제점 발생이 일어나 작업환경을 악화시킬 우려가 있으므로 미스트가공유는 쉽게 산화되거나 열화 되지 않으며 점착성의 물질로 변화하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 미스트가공유의 미스트화 된 입자크기는 미스트가공유의 밀도, 점도, 온도, 표면장력, 점착성과 압축공기의 압력 등에 의해서 많은 영향을 받게 되며, MQL 공급기계의 기계적 운전조건이 비슷할 경우 밀도, 점도 및 표면장력, 점착성 등이 낮으면 미스트가공유 입자크기도 작게 되며, 밀도, 점도 및 표면장력, 점착성 등이 높으면 미스트가공유 입자크기가 크게 된다.

본 발명의 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 MQL 금속가공방법 중 반건조식 금속가공방법에 사용되는 미스트가공유 구성물이 미스트가공유 구성물은 박막 산화안정성이 우수하여 열화나 산화에 의한 점착성 문제가 발생하지 않으며, 저온유동성이 낮은 우수한 특성 으로 -30℃ 이하의 겨울철 사용에도 응고되는 등의 문제점 발생이 없어 저온유동성을 만족시킬 수 있으며, 아주 우수한 윤활특성을 나타내어 공구나 피삭재의 마찰에 의한 마멸을 감소시키며, 금속가공저항과 공구마멸의 감소에 효과적이며, 금속가공정밀도 및 표면 거칠기가 좋으며, 우수한 방청성능으로 금속가공기계 및 철, 동, 동합금, 알루미늄, 알루미늄합금 등의 가공소재에 대하여 녹 및 부식 발생이 없어 방청성능 및 부식방지성능이 우수하고, 염소, 황, 인 성분 등 인체유해성 물질이 포함되지 않아 작업자 노출에 의한 작업환경과 관련하여 인체에 대한 영향을 최소화할 수 있는 환경친화적으로 안정된 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물 발명이 이루고자 하는 기술적 과제이다.

또한, 동, 동합금, 알루미늄, 알루미늄합금 등의 비철금속에 대하여 부식방지성과 변색방지성능이 아주 특별한 미스트가공유 구성물로 발명하기 위하여 특정 부식방지 및 변색방지 기능성 첨가제를 제조하여 본 발명의 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물 발명에 부식방지제 및 변색방지제로 첨가 사용하여 본 발명의 기술적 과제를 더욱더 우수하게 한다.

본 발명의 목적에 따른 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물은 산업상으로 사용하기 위한 것이며, 본 발명에서 명기하는 동점도(cSt, 40℃)는 국제표준화기구의 동점도(International Organization for Standardization Viscosity Grade, 이하 “ISO VG”이라 함)이며,

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 사용되는 기초 원료유는 폴리알파올레핀계로 명명되며 공지되어 있는 것 중 화학물질군이 탄화수소유 또는 지방족 화합물로 분류되는 물질명 1-데센, 이분자체, 수소화된{1-Decene, dimer, hydrogenated, cas no : 68649-11-6, (관용명 합성 탄화수소 염기성 유체(Synthetic hydrocarbon base fluid))} 동점도 ISO VG 10.0 내지 20.0을 갖는 것과

화학물질군이 에스테르로 분류되는 물질명 1,2,4-벤젠트리카르복실산(트리데킬 아이소데킬 에스터) 1,2,4-Benzenetricarboxylic acid, (Branched tridecyl isodecyl esters) cas no : 70225-05-7) 동점도 ISO VG 200 내지 220을 갖는 것과

화학물질군이 에스테르로 분류되는 물질명 아디스산 디트리데킬 (Diisotridecyl adipate, cas no : 16958-92-2, 분자량 510.84) 동점도 ISO VG 25.0 내지 30.0을 갖는 것과

극압성능과 산화방지성능을 향상시키기 위하여 화학물질군이 방향족 화합물로 분류되는 물질명 페놀, 아이소프로필화된, 인산(Phenol, isopropylated, phosphate, cas no : 68937-41-7) 동점도 ISO VG 30.0 내지 35.0을 갖는 것과

윤활성능을 더욱더 우수하게 하기 위하여 화학물질군이 지방족 화합물로 분 류되는 트리메틸올프로판 트리올레인 산(Trimethylolpropane trioleate, cas no : 57675-44-2) 동점도 ISO VG 45.0 내지 48.0을 갖는 것을 제조하여 사용하거나 공지되어 시판되고 있는 방향족 화합물을 사용할 수 있으며,

니켈, 주석, 동, 아연, 망간, 코발트, 납, 알루미늄, 비스무트 등의 비철금속과 이들 비철 합금에 대하여 부식방지성과 변색방지성능을 더욱더 우수하게 하기 위하여 특정 부식방지 및 변색방지 기능성 첨가제를 제조하여 본 발명의 MQL 미스트가공유 구성물 발명에 부식방지제 및 변색방지제로 0.5 wt%를 첨가하여 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물 발명의 목적을 달성한다.

본 발명에 따른 특정 부식방지 및 변색방지 기능성 첨가제 제조에 사용되는 원료 물질들은 공지되어 있는 것을 사용하며 표 1과 같이 제조사용 한다. 제조방법은 실시 예와 같다.

1. 특정 부식방지 및 변색방지 기능성 첨가제의 제조방법

구 분	특정 부식방지 및 변색방지 기능성 첨가제의 제조 배합비 (wt%)
디아이소옥틸 지방질	70.0 wt%
벤조트리아졸	20.0 wt%
메틸-1H-벤조트리아졸	10.0 wt%
계	100 wt%

가. 반응조에 화학물질군이 에스테르로 분류되는 물질명 디아이소옥틸 지방질(Diisoctyl adipate, cas no : 1330-85-6 분자량 370.56)을 무게 중량으로 70.0 wt%를 투입하고

나.벤조트리아졸(Benzotriazole, cas no : 95-14-7, 분자량 119.14)을 무게 중량으로 20.0 wt%를 투입하고

다. 메틸-1H-벤조트리아졸(Methyl-1H-benzotriazole, cas no : 29385-43-1, 분자량 133.15)을 무게 중량으로 10.0 wt%를 투입하여

라. 교반기 회전속도 30 내지 50rpm 속도로 교반 하여 20℃ 내지 80℃에서 30분간 반응시켜 특정 부식방지 및 변색방지 기능성 첨가제를 제조 사용한다.

본 발명의 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물의 제조에 사용되는 원료 물질들은 공지되어 있는 것을 사용할 수 있으며, 본 발명에 따른 특정 부식방지 및 변색방지 기능성 첨가제는 본 발명에 의해 제조된 것을 사용하고 표 2에 의해 제조한다. 제조된 미스트가공유 구성물의 동점도는 점도범위 ISO VG 28.0 내지 48.0이다.

2. 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물의 제조방법

구 분	유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물의 배합비 (wt%)
1-데센, 이분자체, 수소화된(합성 탄화수소 염기성 유체)	20.0 wt%
1,2,4-벤젠트리카르복실산(트리데킬 아이소데킬 에스터)	20.0 wt%
아디스산 디트리데킬	56.0 wt%
페놀, 아이소프로필화된, 인산	1.0 wt%
트리메틸올프로판 트리올레인 산	3.5 wt%
특정 부식방지 및 변색방지 기능성 첨가제	0.5 wt%
계	100 wt%

가. 배합조에 폴리알파올레핀계로 명명되며 공지되어 있는 것 중 화학물질군이 중합체로 분류되는 물질명 1-데센, 이분자체, 수소화된{1-Decene, dimer, hydrogenated, cas no : 68649-11-6, (관용명 합성 탄화수소 염기성 유체(Synthetic hydrocarbon base fluid))} 동점도 ISO VG 10.0 내지 20.0을 갖는 것 20.0 wt%를 투입하고

나. 화학물질군이 에스테르로 분류되는 물질명 1,2,4-벤젠트리카르복실산(트리데킬 아이소데킬 에스터)(1,2,4-Benzenetricarboxylic acid, Branched tridecyl isodecyl esters, cas no : 70225-05-7) 동점도 ISO VG 200 내지 220을 갖는 것 20.0 wt%를 투입하고

다. 화학물질군이 에스테르로 분류되는 물질명 화학물질군이 에스테르로 분류되는 물질명 아디스산 디트리데킬 (Diisotridecyl adipate, cas no : 16958-92-2, 분자량 510.84) 동점도 ISO VG 25.0 내지 30.0을 갖는 것 56.0 wt%를 투입하고

라. 화학물질군이 방향족 화합물로 분류되는 물질명 페놀, 아이소프로필화된, 인산(Phenol, isopropylated, phosphate, cas no : 68937-41-7) 동점도 ISO VG 30.0 내지 35.0의 것 1.0 wt%를 투입하고

마. 화학물질군이 지방족 화합물로 분류되는 트리메틸올프로판 트리올레인 산(Trimethylolpropane trioleate, cas no : 57675-44-2) 동점도 ISO VG 45.0 내지 48.0을 갖는 것 3.5 wt%를 투입하고 상온 15℃ 내지 40℃의 온도에서 교반기 회전속도 50rpm 내지 100rpm 속도로 30분간 배합하여 이루어진 구성물에 대하여

바. 본 발명에 의해 제조된 특정 부식방지 및 변색방지 기능성 첨가제를 0.5 wt% 첨가하여 상온 40℃ 이하의 온도에서 교반기 회전속도 50rpm 내지 100rpm 속도로 30분간 배합하여 제조한다.

본 발명에 의해 제조된 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물에 대한 발명의 효과는 한국산업규격의 시험방법으로 실시하여 그 우수성을 실시 예들에 의해 밝힌다.

3. 제조된 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물의 시험

1. 시험방법

가·동점도 시험은 석유제품 동점도 시험방법(KS M 2014)으로

나. 유동점 시험은 석유제품 유동점 및 담점 시험방법(KS M 2016)으로

다. 방청성능은 윤활유의 방청성능 시험방법(KS M 2009)으로 증류수에 24시간 실시하고

라. 부식방지성은 동판부식 시험방법(KS M 2018)으로 시험조건 100℃ 온도에서 3시간 동안 실시하고

마·전산가 시험은 석유제품 및 윤활유-산/염기가 시험방법(KS M ISO 6618)으로 실시하고

바. 윤활성은 윤활성 시험방법(KS M ISO 12156-1-2001)으로 실시하여 그 특성의 우수성을 밝힌다.

이하 본 발명을 표 3에 의해 그 우수성을 동점도 ISO VG 32.0 점도범위를 갖는 식물성유, 지방산 에스테르계, 폴리알파올레핀계와 발명된 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물과 동점도, 유동점, 전산가(산화안정성), 방청성능, 동판부식, 윤활성 시험 등을 비교시험을 실시하여 상세히 설명한다.

시험항목	식물성 미스트가공유	지방산 에스테르계 미스트가공유	폴리알파올레핀계 미스트가공유	발명된 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물
	동점도(40℃, cSt)	29.5	31.0	32.5	32.5
유동점(℃)	-10	-40	-41.0	-50.0
방청성능(증류수, 24h)	녹 있음	녹 있음	녹 있음	녹 없음
동판부식(100℃, 3h)	2c	2a	2a	1b
전산가(㎎KOH/g)	0.7	0.5	0.08	0.05
윤활성(㎛)	230	170	250	145

상기 표 3의 비교시험 결과 발명된 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물이 유동점 시험에서 식물성 미스트가공유보다 -40℃, 지방산 에스테르계 미스트가공유보다 -10℃, 폴리알파올레핀계 미스트가공유보다 -9℃로 더 낮은 유동점 특성을 나타내었으며, 방청성능 실험에서는 “녹 없음”으로 나타났으며, 동판부식 시험에서는 “1b”로 나타내어 녹 및 부식 발생 방지에 우수한 성능의 특성을 나타내었으며,

또한, 본 발명의 기술적 과제인 박막 산화안정성을 확인하는 전산가 시험에서는 식물성 미스트가공유보다 0.65㎎KOH/g, 지방산 에스테르계 미스트가공유보다 0.45㎎KOH/g, 폴리알파올레핀계 미스트가공유 0.03㎎KOH/g으로 더 낮은 전산가를 나타냄으로써 발명된 미스트가공유가 아주 우수한 산화안정성 특성을 나타내었으며,

윤활성 시험에서는 식물성 미스트가공유보다 85㎛, 지방산 에스테르계 미스트가공유보다 25㎛, 폴리알파올레핀계 미스트가공유 105㎛로 나타내어 발명된 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물이 식물성 미스트가공유, 지방산 에스테르계 미스트가공유, 폴리알파올레핀계 미스트가공유보다 더욱더 우수한 윤활특성을 나타냄으로써 본 발명의 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물이 우수한 성능을 확보된 미스트가공유라는 것을 증명하였다.

유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물은 산업상으로 사용할 경우 다음과 같은 효과를 나타낼 수 있으며, 그 활용 가능성은 매우 높다.

1. 수용성 금속가공유 및 비수용성 금속가공유의 사용량 감소로 인한 구매비용 줄이기효과

2. 수용성 금속가공유 및 비수용성 금속가공유를 사용하지 않으므로 인한 환 경 오염 및 환경부하 요인 발생문제 방지효과

3. 가공소재에 칩이 달라붙거나 산화로 인한 가공기계와 가공소재의 녹 및 부식 발생방지로 생산제품 불량방지 및 작업환경청정화효과

4. 압축공기와 미스트가공유가 혼합된 최상의 냉각작용과 윤활작용으로 금속가공을 함으로 가공정밀도향상 및 공구수명연장

5. 폐유 및 폐액, 폐수발생 등 사회 환경적인 직접적 요인 발생 방지로 인한 폐기물 처리비용 줄이기효과

6. 작업자 건강장애발생 등의 작업환경적인 간접적 환경부하 요인의 발생방지로 인한 관리비용 줄이기효과

7. 환경대응형 금속가공방법으로 인한 환경규제 등의 법률문제 저촉방지

8.이산화탄소 발생규제 및 폐기물에 관한 재활용법, 다이옥신규제 및 특정 화학물질의 환경으로의 배출량 파악 및 관리의 개선 촉진에 관한 법률, 위험물 안전 관리법, 근로기준법, 제조물책임법 등의 문제해결

Claims (1)

1. 배합조에 폴리알파올레핀계로 명명되며 공지되어 있는 것 중 화학물질군이 중합체로 분류되는 물질명 1-데센, 이분자체, 수소화된{1-Decene, dimer, hydrogenated, cas no : 68649-11-6, (관용명 합성 탄화수소 염기성 유체(Synthetic hydrocarbon base fluid))} 동점도 ISO VG 10.0 내지 20.0을 갖는 것 20.0 wt%를 투입하고, 화학물질군이 에스테르로 분류되는 물질명 1,2,4-벤젠트리카르복실산(트리데킬 아이소데킬 에스터)(1,2,4-Benzenetricarboxylic acid, Branched tridecyl isodecyl esters, cas no : 70225-05-7) 동점도 ISO VG 200 내지 220을 갖는 것 20.0 wt%를 투입하고, 화학물질군이 에스테르로 분류되는 물질명 화학물질군이 에스테르로 분류되는 물질명 아디스산 디트리데킬 (Diisotridecyl adipate, cas no : 16958-92-2, 분자량 510.84) 동점도 ISO VG 25.0 내지 30.0을 갖는 것 56.0 wt%를 투입하고, 화학물질군이 방향족 화합물로 분류되는 물질명 페놀, 아이소프로필화된, 인산(Phenol, isopropylated, phosphate, cas no : 68937-41-7) 동점도 ISO VG 30.0 내지 35.0의 것 1.0 wt%를 투입하고, 화학물질군이 지방족 화합물로 분류되는 트리메틸올프로판 트리올레인 산(Trimethylolpropane trioleate, cas no : 57675-44-2) 동점도 ISO VG 45.0 내지 48.0을 갖는 것 3.5 wt%를 투입하고 상온 15℃ 내지 40℃의 온도에서 교반기 회전속도 50rpm 내지 100rpm 속도로 30분간 배합하여 이루어진 구성물에 대하여

   반응조에 화학물질군이 에스테르로 분류되는 물질명 디아이소옥틸 지방질(Diisoctyl adipate, cas no : 1330-85-6 분자량 370.56)을 무게 중량으로 70 wt%를 투입하고

   벤조트리아졸(Benzotriazole, cas no : 95-14-7, 분자량 119.14)을 무게 중량으로 20 wt%를 투입하고

   메틸-1H-벤조트리아졸(Methyl-1H-benzotriazole, cas no : 29385-43-1, 분자량 133.15)을 무게 중량으로 10 wt%를 투입하여 교반기 회전속도 30 내지 50rpm 속도로 교반 하여 20℃ 내지 80℃에서 30분간 반응시켜 제조된 특정 부식방지 및 변색 방지 기능성 첨가제 0.5 wt%를 본 발명의 미스트가공유 구성물에 부식방지제 및 변색방지제로 첨가하여 제조된 동점도 특성 ISO VG 28.0 내지 48.0을 특징으로 하는 유동점이 낮고 윤활특성이 우수한 미스트가공유 구성물