KR100995979B1 - 금속 가공유제 조성물 및 금속 가공 방법 - Google Patents

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Abstract

우수한 내부패 성능을 나타내는 동시에, 지구 환경이나 인체에 대하여 악영향을 거의 미치지 않는 수용성 금속 가공유제 조성물 및 이를 이용한 금속 가공 방법을 제공한다. (성분 A) 탄소수 4 이상의 직쇄 또는 분지 알킬기를 갖는 아민, 및, (성분 B) 사이클로 고리 또는 벤젠 고리를 갖는 아민을 포함하며, 성분 A를 0.5~20%, 성분 B를 0.5~20% 함유하는 것을 특징으로 하는 금속 가공유제 조성물 및 이를 이용한 금속 가공 방법.
내부패 성능, 금속 가공유제 조성물, 금속 가공 방법

Description

금속 가공유제 조성물 및 금속 가공 방법{METALWORKING FLUID COMPOSITION AND METALWORKING PROCESS}
본 발명은 절삭 연삭 가공을 비롯해 소성 가공 등의 금속 가공에도 널리 적용할 수 있는 수용성 금속 가공유제 조성물 및 이를 이용한 금속 가공 방법에 관한 것으로, 특히, 내부패 성능이 우수한 수용성 금속 가공유제 조성물 및 이를 이용한 금속 가공 방법에 관한 것이다.
절삭, 연삭 가공 분야에 널리 사용되는 절삭유제로는 광유를 베이스로 한 불수용성 절삭유제와, 광유, 계면 활성제, 유기 아민 등을 함유하며 물에 희석하여 사용하는 수용성 절삭유제가 있다.
그리고, 수용성 절삭유제에 있어서는, 유제의 내부패 성능을 향상시키기 위하여 방부제라 불리는 화합물을 첨가하거나 방부 효과가 있는 아민을 처방하거나 한다.
그러나, 최근 지구 자원의 절약, 지구 환경 악화 방지의 측면에서 절삭유제에 있어서도 종래와 비교하여, 지구 환경을 한층 더 생각하는 유제, 가능한 한 장기간 사용할 수 있는 유제의 개발이 요구되고 있다.
종래, 수용성 금속 가공유로는 예를 들면, 박하유를 이용하는 수용성 금속 가공유제 조성물(일본 특허 제 2676056호), 계피유를 이용하는 수용성 금속 가공유제 조성물(일본 특허 제 2645675호), 방향족 아민 혹은 지환식 아민을 이용하는 수용성 금속 가공유제(일본 특허 제 2510233호), 벤젠계 화합물과 파라옥시벤조산에스테르 화합물을 이용하는 수용성 연삭유제 조성물(일본 특허공고 평 7-37632호 공보), 알킬렌디아민을 이용하는 항균성 수용성 절삭유제(일본 특허공고 평 7-30348호 공보), 지방산 알카놀아미드에틸렌옥사이드 부가물과 알킬아민에틸렌옥사이드 부가물, 지환식 아민에틸렌옥사이드 부가물, 지방산 고급알콜 부가물을 이용하는 수용성 절삭유 조성물(일본 특허공고 평 6-31388호 공보), 1급, 2급, 3급의 알킬아민, 방향족 디아민옥시알킬렌 부가물, 지환식 디아민옥시알킬렌 부가물 등을 이용하는 수용성 절삭 연삭유제(일본 특허공개 평 9-316482호 공보), 제 1급 알카놀아민과 탄소 원자수 6~24의 카르본산과, 특정 알킬렌디아민을 포함하는 것(일본 특허공고 평 6-76590호 공보) 등이 알려져 있다.
그러나, 이들 수용성 금속 가공유제는 일반 세균에는 효과가 있지만, 곰팡이, 효모에 대해서는 충분한 효과를 얻을 수 없다. 또한, 효과가 있는 것에 있어서는, 할로겐을 함유하는 화합물, 다환방향족 화합물, 페놀계 화합물 혹은 금속염을 사용하고 있으며, PRTR 대상 물질로 되어 있는 화합물도 있어 인체에 대한 영향이 우려된다.
이상의 관점에서, 절삭유제에 사용하는 주요 성분(원료)을 다시 살펴 본 결과, 내부패 성능에 효과를 발휘하는 방부제, 아민 등에서 다음과 같은 문제가 판명되었다.
방부제의 대표적 화합물로는 함염소 화합물, 함취소 화합물, 함불소 화합물을 들 수 있다. 금속 가공유제는 사용 후에는 폐유가 발생한다. 예를 들어 그 폐유를 연소 처리한 경우에는 염소 가스, 염화 수소 가스 등의 발생으로 인한 소각로의 손상, 소각로의 수명 저하로 이어진다. 또한, 일부 염소계 첨가제에서는 다이옥신의 발생이 인정되고 있다.
한편, 아민은, 작년 시행된 PRTR법에 따른 지정 물질로 된 모노에탄올아민, 아질산염과 병용한 경우, 발암성이 있다는 니트로소아민을 생성할 가능성이 높은 2급 아민 등, 인체에 악영향을 미칠 것으로 여겨지므로 사용을 자제하는 움직임이 있다.
그러나, 방부제, 아민은 유제의 내부패 성능을 향상시키기 위해서는 필요 불가결한 화합물이었다.
본 발명의 목적은 절삭 연삭 가공을 비롯해 소성 가공 등의 금속 가공에도 널리 적용할 수 있는 수용성 금속 가공유제 조성물 및 이를 이용한 금속 가공 방법을 제공하는 것이다. 특히, 내부패 성능이 우수한 수용성 금속 가공유제 조성물 및 이를 이용한 금속 가공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 우수한 내부패 성능을 나타내는 동시에, 지구 환경이나 인체에 대하여 악영향을 거의 미치지 않는 수용성 금속 가공유제 조성물 및 이를 이용한 금속 가공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자는 예의 검토한 결과, 이들 방부제, 아민의 대체 물질로서 특정의 아민을 특정의 비율로 함유함으로써 종래의 방부제나, 아민을 함유한 절삭유제 이상의 내부패 효과를 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 본 발명은 이하의 수용성 금속 가공유제 조성물 및 이를 이용한 금속 가공 방법을 제공하는 것이다.
1. (성분 A) 탄소수 4 이상의 직쇄 또는 분지 알킬기를 갖는 아민, 및, (성분 B) 사이클로 고리 또는 벤젠 고리를 갖는 아민을 포함하며, 성분 A를 0.5~20%, 성분 B를 0.5~20% 함유하는 것을 특징으로 하는 금속 가공유제 조성물.
2. 성분 A가 다음 일반식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 상기 1에 기재된 금속 가공유제 조성물.
(일반식 1)
Figure 112007089433457-pct00001
R1은 탄소수 4 이상의 알킬기 또는 탄소수 4 이상의 옥시알킬기이고, R2 및 R3는 (CxH2xO)yH로 표시되는 기 또는, H, 탄소수 4 이상의 알킬기 또는 탄소수 4 이상의 옥시알킬기로부터 선택되는 적어도 1종이고, x는 2~4의 정수, y는 1 또는 2이다.
3. 성분 B가 다음 일반식 2~5로 표시되는 아민 중 적어도 1종인 상기 1 또는 2에 기재된 금속 가공유제 조성물.
(일반식 2)
Figure 112007089433457-pct00002
(일반식 3)
Figure 112007089433457-pct00003
(일반식 4)
Figure 112007089433457-pct00004
(일반식 5)
Figure 112007089433457-pct00005
R4~R11은 H 또는 (CxH2xO)nH로 표시되는 기로서, 각각이 같거나 다르며, x는 2~4의 정수이고, n은 1~3의 정수이다.
R12 및 R13은 H 또는 C6H11(사이클로헥실기), 또는 (CxH2xO)nH로서, 각각이 같거나 다르며, x는 2~4의 정수이고, n은 1~3의 정수이다.
R14~R16은 H 또는 (CxH2xO)nH로서, 각각이 같거나 다르며, x는 2~4의 정수이고, n은 1~3의 정수이다.
R17은 CxH2x이고, x는 2~4의 정수이다.
4. 성분 A가 일반식 1에 있어서, R1이 탄소수 4~12의 알킬기이고, R2 및 R3가 (CxH2xO)yH, H, 탄소수 4~12의 알킬기로부터 선택되는 적어도 1종이며, x가 2~4의 정수이고, y가 1 또는 2인 아민인 상기 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 금속 가공유제 조성물.
5. 성분 A가 일반식 1에 있어서, R1이 탄소수 4의 알킬기이고, R2 및 R3가 (CxH2xO)yH, H, 탄소수 4의 알킬기로부터 선택되는 적어도 1종이며, x가 2~4의 정수이고, y가 1 또는 2인 아민인 상기 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 금속 가공유제 조성물.
6. 성분 A가 일반식 1에 있어서, R1이 노르말부틸기 또는 터셔리부틸기이고, R2가 (CxH2xO)yH이며, R3가 H이고, x가 2~4의 정수이며, y가 1 또는 2인 제 2급 아민인 상기 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 금속 가공유제 조성물.
7. 성분 A가 노르말부틸모노에탄올아민 또는 터셔리부틸모노에탄올아민인 상기 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 금속 가공유제 조성물.
8. 성분 B가 일반식 2 또는 3에 있어서, R4~R11이 H 또는 (CxH2xO)nH로서, 각각이 같거나 다르며, x는 2~4의 정수이고, n은 1~3의 정수인 아민인 상기 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 금속 가공유제 조성물.
9. 성분 B가 일반식 2 또는 3에 있어서, R4~R11이 모두 H인 아민인 상기 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 금속 가공유제 조성물.
10. 성분 B가 일반식 4로 표시되는 아민인 상기 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 금속 가공유제 조성물.
11. 성분 B가 디사이클로헥실아민인 상기 10에 기재된 금속 가공유제 조성물.
12. 성분 B가 일반식 4에 있어서, R12 및 R13이 (CxH2xO)nH로서, 각각이 같거나 다르며, x는 2~4의 정수이고, n이 1~3의 정수인 아민인 상기 10에 기재된 금속 가공유제 조성물.
13. 성분 B가 일반식 4에 있어서, R12 및 R13이 (C2H4O)nH로서, 각각이 같거나 다르며, n이 1~3의 정수인 아민인 상기 12에 기재된 금속 가공유제 조성물.
14. 성분 B가 일반식 5로 표시되는 아민인 상기 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 금속 가공유제 조성물.
15. 성분 B가 일반식 5에 있어서, R14 ~ R16이 H 또는 (C2H4O)nH로서, 각각이 같거나 다르며, n이 1~3의 정수인 아민인 상기 14에 기재된 금속 가공유제 조성물.
16. 상기 1 내지 15 중 어느 한 항에 기재된 금속 가공유제 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 금속의 가공 방법.
본 발명의 금속 가공유제 조성물(원액)은 전 성분 중에, (성분 A) 탄소수 4 이상의 직쇄 또는 분지 알킬기를 갖는 아민을 0.5~20%(명세서 중, 달리 명기하지 않는 한 '%'는 중량%를 나타낸다), 바람직하게는 0.5~15%, (성분 B) 사이클로 고리 또는 벤젠 고리를 갖는 아민을 0.5~20%, 바람직하게는 0.5~15% 함유하는 것을 특징으로 한다.
성분 A의 탄소수 4 이상의 직쇄 또는 분지 알킬기를 갖는 아민으로는 예를 들면, 노르말부틸모노에탄올아민, 노르말부틸디에탄올아민, 디노르말부틸모노에탄올아민, 터셔리부틸모노에탄올아민, 터셔리부틸디에탄올아민, 디터셔리부틸모노에탄올아민, 노르말부틸모노이소프로판올아민, 노르말부틸디이소프로판올아민, 디노르말부틸모노이소프로판올아민, 터셔리부틸모노이소프로판올아민, 터셔리부틸디이소프로판올아민, 디터셔리부틸모노이소프로판올아민, 노르말옥틸모노에탄올아민, 노르말옥틸디에탄올아민, 디노르말옥틸모노에탄올아민, 노르말라우릴디에탄올아민, 디노르말라우릴모노에탄올아민 등을 들 수 있다.
성분 B의 사이클로 고리 또는 벤젠 고리를 갖는 아민으로는, 1, 3-비스아미노메틸사이클로헥산, 1, 3-비스아미노메틸사이클로헥산에틸렌옥사이드 부가물, 1, 3-비스아미노메틸사이클로헥산프로필렌옥사이드 부가물, 메타자이렌디아민, 메타자이렌디아민에틸렌옥사이드 부가물, 메타자이렌디아민프로필렌옥사이드 부가물, 사이클로헥실아민, 디사이클로헥실아민, 사이클로헥실아민에틸렌옥사이드 부가물, 사이클로헥실아민프로필렌옥사이드 부가물, 사이클로헥실에틸렌디아민, 사이클로헥실프로필렌디아민, 사이클로헥실부틸렌디아민, 사이클로헥실에틸렌디아민에틸렌옥사이드 부가물, 사이클로헥실프로필렌디아민에틸렌옥사이드 부가물, 사이클로헥실부틸렌디아민에틸렌옥사이드 부가물 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수도, 복수종을 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 금속 가공유제 조성물은, (성분 A) 탄소수 4 이상의 직쇄 또는 분지 알킬기를 갖는 아민 중 적어도 일종, (성분 B) 사이클로 고리 또는 벤젠 고리를 갖는 아민 중 적어도 일종을 필수 성분으로 하는데, 바람직하게는 성분 A로서 노르말부틸모노에탄올아민, 터셔리부틸모노에탄올아민이 좋고, 성분 B로서 사이클로헥실프로필디아민, 디사이클로헥실아민, 사이클로헥실아민에틸렌옥사이드 부가물이 좋으며, 더욱 바람직하게는 사이클로헥실프로필디아민과 디사이클로헥실아민의 병용, 혹은 사이클로헥실아민에틸렌옥사이드 부가물과 디사이클로헥실아민의 병용이 좋다.
본 발명의 금속 가공유제 조성물은 성분 A, 성분 B를 특정 비율로 함유하는 것을 특징으로 한다. 성분 A는 0.5~20%, 바람직하게는 0.5~15%, 더욱 바람직하게는 2~8%, 및 성분 B는 0.5~20%, 바람직하게는 0.5~15%, 더욱 바람직하게는 2~8%이다.
성분 A가 0.5% 미만인 경우, 성분 B가 0.5% 미만인 경우에는 기대하는 내부패 성능을 얻을 수 없다.
한편, 성분 A가 20%를 초과한 경우, 또는 성분 B가 20%를 초과한 경우에는 자극이 강하여 피부 손상 등의 위험이 있기 때문에, 금속 가공유제로서의 사용에는 적합하지 않다. 이러한 관점에서 성분 A 및 B는 각각 15% 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 성분 A, 성분 B는 각각이 단일한 것이어도, 2종류 이상의 혼합물이어도 무방하다.
또한, 본 발명에 따른 수용성 금속 가공유제 조성물은 필요에 따라 다른 수용성 아민 및/또는 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 염기성 물질을 함유할 수 있는데, 예를 들면 수용성 아민으로는 디에탄올아민, 디이소프로판올아민, 트리에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 메틸디에탄올아민, 디메틸에탄올아민, 모노이소프로판올아민, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 디에틸모노이소프로판올아민, N,N-디-n-프로필아미노이소프로판올, N,N-에틸렌디아민(디이소프로판올), N,N-에틸렌디아민(디에탄올), 모노에틸디이소프로판올아민, 디글리콜아민 등을 들 수 있는데, 그 외의 수용성 아민 혹은 무기 알칼리라도 좋다.
구체적으로는 pH를 어느 정도 높게 유지하기 위하여 디글리콜아민, 메틸디에탄올아민, 모노이소프로판올아민, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 등과의 조합이 좋다.
또한, 본 발명에 따른 수용성 금속 가공유제 조성물은 필요에 따라, 직쇄 및/또는 분기형의 포화지방산 및/또는 이염기산을 함유할 수 있으며, 예를 들면 카프론산, 에난트산, 카프릴산, 펠라르곤산, 카프린산, 운데칸산, 도데칸산, 트리데칸산, 펜타데칸산, 헵타데칸산, 노나데칸산, 라우릴산, 미리스틴산, 팔미틴산, 스테아린산, 아라킨산, 베헤닌산, 이소스테아린산, 엘라이드산, 올레인산, 리놀산, 리놀레산, 하이드록시라우릴산, 하이드록시미리스틴산, 하이드록시팔미틴산, 하이드록시스테아린산, 하이드록시아라킨산, 하이드록시베헤닌산, 리시놀레산, 하이드록시옥타데칸산, 세바신산, 도데칸2산, 도데실숙신산, 라우릴숙신산, 스테아릴숙신산, 이소스테아릴숙신산, 다이머산 등을 들 수 있다. 그 외에, 동물, 어류, 식물, 곡물 등의 천연 유지로부터 얻을 수 있는 지방산일 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 수용성 금속 가공유제 조성물은 필요에 따라, 베이스유를 함유한다. 베이스유로는 예를 들면 광유, 폴리올에스테르, 유지, 폴리글리콜, 폴리α올레핀, α-올레핀, 노르말파라핀, 이소파라핀, 알킬벤젠, 폴리에테르 등을 들 수 있다. 이들은 단품에 한정되지 않고, 복수종의 블렌드유로 할 수도 있다. 바람직하게는 광유, 폴리글리콜, 알킬벤젠이 좋다.
본 발명의 금속 가공유제 조성물은 필요에 따라 라우릴숙신산, 스테아릴숙신산, 이소스테아릴숙신산, 도데칸2산 등의 지방산, 석유 술폰산나트륨 등의 술폰산염, 카르본산아미드 등을 방청제로서 이용할 수도 잇다.
또한, 본 발명의 금속 가공유제 조성물은 필요에 따라 실리콘계 소포제, 알콜계 소포제, 벤조티아졸계 금속 방식제 등을 이용할 수도 있다.
또한, 본 발명의 금속 가공유제 조성물은 필요에 따라 벤조이소티아졸린, 및/또는 그 유도체, 소디움오마딘, 금속피리티온염 등의 방부제, 라우릴아민, 올레일아민 등으로 대표되는 알킬아민 및 그들의 옥시에틸렌 부가물을 방부제 혹은 균억제제로 이용할 수도 있다.
본 발명의 금속 가공유제 조성물은 물로 5~200배 정도로 희석하여 사용하는 것이 일반적이다.
이하 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다.
표 1(예 1~8), 표 2(예 9~16) 및 표 3(예 17~28)에 나타내는 질량 조성(각각 전체 100질량부)의 금속 가공유제 조성물을 조제하였다.
1 2 3 4 5 6 7 8
성분 A 노르말부틸모노에탄올아민 5 5 5 5 5
노르말부틸디에탄올아민 5
터셔리부틸모노에탄올아민 5
노르말옥틸모노에탄올아민 2
성분 B 메타자일렌디아민 3
메타자일렌디아민EO2몰 부가물 4
1,3비스아미노메틸사이클로헥산 3
디사이클로헥실아민 5 5 5 5 3 3 3 5
사이클로헥실프로필디아민 1 1 1 1
사이클로헥실아민EO2몰 부가물 1
메틸디에탄올아민 6 6 6 6 6 6 6 6
모노이소프로판올아민 2
펠라르곤산 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5
네오데칸산 1 1 1 1 1 1 1 1
올레인산 5 5 5 5 5 5 5 5
도데칸2산 2 2 2 2 2 2 2 2
솔비탄모노올레이트 9 9 9 8 9 9 9 9
라우릴아민EO7몰 부가물 3 3 3 3 3 3 3 3
올레일알콜EO2몰 부가물 3 3 3 3 3 3 3 3
광유 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
물 10 10 10 10 10 10 10 10
9 10 11 12 13 14 15 16
성분 A 노르말부틸모노에탄올아민 6 5 15 3 3 3 3 3
노르말부틸디에탄올아민 3
터셔리부틸모노에탄올아민
노르말옥틸모노에탄올아민
성분 B 메타자일렌디아민
메타자일렌디아민EO2몰 부가물
1,3비스아미노메틸사이클로헥산 1 1 3
디사이클로헥실아민 3 2 2 3 3 3 3 3
사이클로헥실프로필디아민
사이클로헥실아민EO2몰 부가물 8
메틸디에탄올아민
모노이소프로판올아민
디글리콜아민 6 5 8 8 2 6 4
펠라르곤산 7 5 5 5 5 5 5
네오데칸산 4
올레인산 6 5 6 1
피마자지방산 5 6 6 6 6 6
피마자지방산 중축합물(AV:32) 9 6 6 16 10 10 10 10
도데칸2산 2 1 2 2 3 3 3 3
솔비탄모노올레이트
라우릴아민EO7몰 부가물 2 2 1
올레일알콜EO2몰 부가물 1 3 3 3 3 3
티아졸린계 방부제
광유 잔량
알킬벤젠 20 20 30 30 30 30 30
폴리글리콜 5 5 5 5 5
물 5 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
성분 A 노르말부틸모노에탄올아민 5 5 5 22 3 3 3 22
노르말부틸디에탄올아민
터셔리부틸모노에탄올아민
노르말옥틸모노에탄올아민
성분 B 메타자일렌디아민 6 6
메타자일렌디아민EO2몰 부가물
1,3비스아미노메틸사이클로헥산 6
디사이클로헥실아민 5 5 10 5 3 3 10 10 5
사이클로헥실프로필디아민 1 1 1 1 1 1 1
사이클로헥실아민EO2몰 부가물 5 5 5
메틸디에탄올아민 6 6 6 6 6 6
모노이소프로판올아민 3.2 3.2 2.5 2.5
디글리콜아민 10 10 10 8 8 8
펠라르곤산 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 5 5 5 5 5 5
네오데칸산 1 1 1 1 1 1
올레인산 5 5 5 5 9 9 4 4 4
피마자지방산 6 6 6 6 6 6
피마자지방산 중축합물(AV:32) 10 10 10 10 10 10
도데칸2산 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3
솔비탄모노올레이트 7 7 10 10 9 9
라우릴아민EO7몰 부가물 3 3 3 3 3 3
올레일알콜EO2몰 부가물 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
티아졸린계 방부제 0.5 0.5 0.5
광유 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
알킬벤젠 30 30 30 30 30 30
폴리글리콜 5 5 5 5 5 5
물 10 10 10 10 10 10 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
상기 각 조성물에 대하여 내부패성, 피부 손상성, 희석 안정성 및 절삭성을 이하의 방법에 따라 평가하였다.
(내부패성 시험)
상기 조성물을 함유하는 각 유제를 물로 3%로 희석한 액 100㎖에 하기 부패액을 3% 첨가하여, 30℃, 150rpm으로 14일간 진탕 배양 후, 생균수를 측정하였다.
부패액: 부패 열화하고 있는 에멀젼형 절삭액 50%
트립틱소이 배지 25%
포도당펩톤 배지 25%
상기를 24시간 에어레이션하여 활성화한 부패액
(판정 기준)
일반 세균, 곰팡이, 효모, 혐기성균의 수 혹은 오염도를 산아이 바이오체커(일본 산아이세키유 가부시키가이샤제)에 의해 평가하였다.
일반 세균 및 효모에 대해서는 1㎖ 중의 균수를, no, 103개〉, 103개, 104개 105개, 106개, 107개, 107개〈 의 8단계로 평가.
곰팡이 및 혐기성균에 대해서는 오염도를 no, 낮음, 중(중간 정도), 높음의 4단계로 평가.
합격 여부의 판정은 곰팡이, 효모, 혐기성균이 no, 일반 세균 103개〉/1㎖를 보더라인으로 하였다.
(피부 손상성)
상기 조성물을 함유하는 각 유제를 물로 2배로 희석한 액을, 패치 테스트 유닛(epi test사제 핀챔버)에 한 방울 적하하고 상완부에 테이프로 첩부하여, 24시간 후의 피부의 상태로 판단한다. 평가는 피험자(남자 10명)의 결과를 합계로 판정한다.
(판정 기준)
3점: 수포, 구진(丘疹)을 수반하는 적변
2점: 적변하고 부어오름
1점: 약간 적변
0.5점: 의심스러움
0점: 반응없음
상기 판정 기준으로, 10명의 결과를 합계한 점수가 판정 결과가 되며, 점수가 낮을수록 피부에 대한 자극이 적고, 피부 손상성은 좋다. 합격 여부의 판정은 5점을 보더라인으로 하였다.
(희석 안정성 시험)
조정한 경수(염화칼슘2수염 0.0757g을 증류수로 희석하여 1L로 한 물: 독일 경도 3°, Ca 경도 54ppm, JIS K 2221 절삭유제 유화 안정성 시험 참조)를 이용하고, 상기 조성물을 물로 희석하여 5% 희석액을 만들어, 희석 직후 및 24시간 후의 상태를 눈으로 관찰한다. 판정 기준은 하기와 같다.
○: 합격 균일하게 용해되고, 분리, 크림층 없음.
Em: 불합격 분리, 크림층 있음.
(절삭성 시험)
실험재로서, 알루미늄 합금(AC8B-T6, 300×200×30㎜, HRB60)을 이용하고, 아래구멍 5.45φ 막힌 구멍을 뚫어, M6의 탭(OSG제: 뉴롤탭 B-NRT)에 의한 절삭성 시험을 수행하였다.
절삭 속도: 10m/min
수송: 1㎜/rev
절삭 길이: t=17㎜(막힌 구멍)
N수: 5
희석 금속 가공유제 조성물을 6ℓ/min으로 급유
평가 절삭 저항치 및 공구 절손(折損)의 유무에 의해 판정, 판정 기준은 하기와 같다.
○: 합격 절삭 저항 500N·㎝ 이하
×: 불합격 용착 발생(가공 불가)
결과를 표 4~표 6에 나타낸다.
1 2 3 4 5 6 7 8
내부패성
7일 후
일반 세균 no no no no no no no no
곰팡이 no no no no no no no no
효모 no no no no no no no no
혐기성 균 no no no no no no no no
14일 후
일반 세균 no no no no no no no no
곰팡이 no no no no no no no no
효모 no no no no no no no no
혐기성 균 no no no no no no no no
피부 손상성 2.5 2.5 2.5 3.0 2.5 2.5 2.5 2.0
종합 평가
내부패성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
피부손상성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
절삭성 시험 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
희석액 안정성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
9 10 11 12 13 14 15 16
내부패성
7일 후
일반 세균 no no no no no no no no
곰팡이 no no no no no no no no
효모 no no no no no no no no
혐기성 균 no no no no no no no no
14일 후
일반 세균 no no no no no no no no
곰팡이 no no no no no no no no
효모 no no no no no no no no
혐기성 균 no no no no no no no no
피부 손상성 4.0 3.0 5.0 4.5 2.5 2.5 2.5 2.5
종합 평가
내부패성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
피부손상성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
절삭성 시험 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
희석액 안정성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
내부패성
7일 후
일반 세균 no no no no no no no no no no no no
곰팡이 no no 낮음 no no no no no 낮음 no no no
효모 104 no 103 no no no 104 no 104 no no no
혐기성 균 no no no no no no no no no no no no
14일 후
일반 세균 no no no no no no no no no no no no
곰팡이 no no 높음 no no no no no 높음 no no no
효모 106 no 105 no no no 106 no 105 no no no
혐기성 균 no no no no no no no no no no no no
피부 손상성 2.5 6.0 2.0 5.5 5.5 5.5 3.0 6.0 2.5 6.5 6.5 6.0
종합 평가
내부패성 × ○ × ○ ○ ○ × ○ × ○ ○ ○
피부손상성 ○ × ○ × × × ○ × ○ × × ×
절삭성 시험 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
희석액 안정성 ○ ○ ○ ○ × ○ ○ ○ ○ × × ○
표 4 내지 표 6의 결과로부터, 본 발명의 성분을 함유한 수용성 유제(원액)의 실시예 1 내지 6은 내부패성, 피부 손상성, 절삭성 및 희석 안정성 모두에 있어서 우수한 것을 알 수 있다.
본 발명의 수용성 금속 가공유제 조성물은 절삭, 연삭 가공을 비롯한 금속 가공에 있어서,우수한 가공 성능을 갖는다. 또한, 내부패 성능이 우수한 동시에, 지구 환경이나 인간에 대하여 악영향을 거의 미치지 않는다. 본 발명은 특정의 수용성 아민과 특정의 불수용성 아민을 혼합하여 사용함으로써, 상승 작용에 의해, 일반 세균뿐만 아니라 곰팡이, 효모 등의 균류에 대해서도 항균 작용이 있어, 종래의 금속 가공유제 조성물과 비교하여 현저한 내부패 효과가 있다.

Claims (16)

  1. (성분 A) 다음 일반식 1로 표시되는 제 2급 아민 0.5 내지 20 중량%, 및
    (성분 B) 사이클로알킬 고리 또는 벤젠 고리를 갖는 아민 0.5 내지 20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 가공유제 조성물 :
    [일반식 1]
    Figure 112010013324828-pct00011
    상기 일반식 1에서,
    R1은 노르말부틸기 또는 터셔리부틸기를 나타내고;
    R2는 (CxH2xO)yH로 표시되는 기를 나타내고, 이때 x는 2 내지 4의 정수이고, y는 1 또는 2 이며;
    R3은 H를 나타낸다.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    성분 B가 다음 일반식 2, 3, 4, 또는 5로 표시되는 아민 중에서 선택된 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 금속 가공유제 조성물 :
    [일반식 2]
    Figure 112010013324828-pct00007
    [일반식 3]
    Figure 112010013324828-pct00008
    [일반식 4]
    Figure 112010013324828-pct00009
    [일반식 5]
    Figure 112010013324828-pct00010
    상기 일반식 2, 3, 4, 또는 5에서,
    R4 내지 R11은 H 또는 (CxH2xO)nH로 표시되는 기로서 각각이 같거나 다르며, 이때 x는 2 내지 4의 정수이고, n은 1 내지 3의 정수이며;
    R12 및 R13은 H 또는 C6H11(사이클로헥실기), 또는 (CxH2xO)nH로서 각각이 같거나 다르며, 이때 x는 2 내지 4의 정수이고, n은 1 내지 3의 정수이며;
    R14 내지 R16은 H 또는 (CxH2xO)nH로서 각각이 같거나 다르며, 이때 x는 2 내지 4의 정수이고, n은 1 내지 3의 정수이며;
    R17은 CxH2x이고, 이때 x는 2 내지 4의 정수이다.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    성분 A가 노르말부틸모노에탄올아민 또는 터셔리부틸모노에탄올아민인 것을 특징으로 하는 금속 가공유제 조성물.
  8. 제 3 항에 있어서,
    성분 B가 일반식 2 또는 3에 있어서, R4 내지 R11이 H 또는 (CxH2xO)nH로서 각각이 같거나 다르며, 이때 x는 2 내지 4의 정수이고, n은 1 내지 3의 정수인 아민인 것을 특징으로 하는 금속 가공유제 조성물.
  9. 제 3 항에 있어서,
    성분 B가 일반식 2 또는 3에 있어서, R4 내지 R11이 모두 H인 아민인 것을 특징으로 하는 금속 가공유제 조성물.
  10. 제 3 항에 있어서,
    성분 B가 일반식 4로 표시되는 아민인 것을 특징으로 하는 금속 가공유제 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서,
    성분 B가 디사이클로헥실아민인 것을 특징으로 하는 금속 가공유제 조성물.
  12. 제 10 항에 있어서,
    성분 B가 일반식 4에 있어서, R12 및 R13이 (CxH2xO)nH로서, 각각이 같거나 다르며, x는 2~4의 정수이고, n이 1~3의 정수인 아민인 것을 특징으로 하는 금속 가공유제 조성물.
  13. 제 12 항에 있어서,
    성분 B가 일반식 4에 있어서, R12 및 R13이 (C2H4O)nH로서, 각각이 같거나 다르며, n이 1~3의 정수인 아민인 것을 특징으로 하는 금속 가공유제 조성물.
  14. 제 3 항에 있어서,
    성분 B가 일반식 5로 표시되는 아민인 것을 특징으로 하는 금속 가공유제 조성물.
  15. 제 14 항에 있어서,
    성분 B가 일반식 5에 있어서, R14 ~ R16이 H 또는 (C2H4O)nH로서, 각각이 같거나 다르며, n이 1~3의 정수인 아민인 것을 특징으로 하는 금속 가공유제 조성물.
  16. 제 1 항에 기재된 금속 가공유제 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 금속의 가공 방법.
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