KR101330948B1 - 철도 부재 소음 방지용 친환경 수용성 윤활제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도 차량 운행시 철로와 철도 차량 바퀴의 마찰 영역에서 미끄럼을 극대화시켜 마찰을 극소화함으로써 철로와 바퀴의 마찰에 의한 소음을 억제하고, 친환경 수용성의 특성으로 종래의 유성 윤활제가 가지는 환경 오염과 화재의 위험으로부터 승객의 안전을 증대시킬 수 있으며, 철로의 부식 방지 및 비, 눈 또는 온도의 변화에 영향을 받지 않고, 운용 비용이 낮은 친환경 수용성 윤활제에 관한 것으로, 수용성 윤활 기유, 수용성 윤활 바인더, 윤활 첨가제, 극압제, 증점제, 계면활성제와 기타 첨가제(방청제, 소포제, 분산제) 및 소량의 물이 첨가되어 구성된 철도 부재 소음 방지용 친환경 수용성 윤활제에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 기유 70~75중량％; 수용성 실리콘 윤활 바인더 5~10중량％; 수용성 증점제 1.5~2.0중량％; 윤활 첨가제와 극압제 혼합물 10~15중량％; 계면 활성제와 수용성 분산제 혼합물 1~2중량％; 수용성 방청제 0.5~1.2중량％; 물 2~3중량％의 비율로 구성된 철도 부재 소음 방지용 친환경 수용성 윤활제가 제공된다.

Description

철도 부재 소음 방지용 친환경 수용성 윤활제{Eco-friendly water-based lubricant}

본 발명은 철도 차량 운행시 철로와 철도 차량 바퀴의 마찰 영역에서 미끄럼을 극대화시켜 마찰을 극소화함으로써 철로와 바퀴의 마찰에 의한 소음을 억제하고, 친환경 수용성의 특성으로 종래의 유성 윤활제가 가지는 환경 오염과 화재의 위험으로부터 승객의 안전을 증대시킬 수 있으며, 철로의 부식 방지 및 비, 눈 또는 온도의 변화에 영향을 받지 않고, 운용 비용이 낮은 친환경 수용성 윤활제에 관한 것으로, 수용성 윤활 기유, 수용성 윤활 바인더, 윤활 첨가제, 극압제, 증점제, 계면활성제와 기타 첨가제(방청제, 소포제, 분산제) 및 소량의 물이 첨가되어 구성된 철도 부재 소음 방지용 친환경 수용성 윤활제에 관한 것이다.

철도 부재 소음 방지 윤활제는 철로와 철도 차량 바퀴와의 마찰을 극소화시켜 소음의 방지와 부식 방지 등의 목적으로 개발된다.

대부분의 종래 윤활제는 유성 기유를 베이스로 한 것이고, 일부 수용성 기유로 한 것이 개발되어 있다. 즉, 수용성 기유를 베이스로 한 윤활제로서 일본 공개 특허 제2006-83378에 수용성 그리콜을 이용한 수용성 윤활제에 대하여 개시되어 있고, 일본 공개 특허 제2006-265345에 수용성 그리콜을 이용한 선박 추진기용 수용성 윤활제에 대해 개시되어 있다.

이와 같이 종래의 윤활제는 대부분 유성 기유를 베이스로 하고 있으므로, 환경 오염을 증대시키고, 화재의 발생 요인이 될 뿐만 아니라 화재 발생시 화재의 규모와 피해를 극대화시키는 문제가 있다. 그리고 종래의 수용성 윤활제는 극저온 및 초고온에 대한 내구성이 크지 않고, 또한 하중이 큰 철도 차량으로부터의 수용성 윤활 특성이 낮은 단점이 있어 만족스럽지 못하다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유성 기유를 베이스로 하지 않고 수용성 기유를 베이스로 함으로써 환경 오염을 방지할 뿐만 아니라 화재의 위험성을 낮출 수 있도록 하며, 고하중 철도 차량에 효과적으로 사용할 수 있는 윤활제를 제공함에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수용성 기유를 베이스로 하되, 분자량이 210 이상, 끓는점이 섭씨 300℃ 이상, 어는점이 섭씨 영하 70℃ 이하의 수용성 그리콜을 기유로 한다. 그리고 기유의 윤활 특성을 극대화하기 위해 수용성 실리콘 윤활 바인더를 첨가하고, 윤활성을 높이기 위해 윤활 첨가제 및 극압제가 첨가되며, 높은 윤활성 및 도포 적합성을 유지하기 위해 증점제, 방청제 및 계면 활성제가 첨가되어 구성된다. 따라서 탁월한 윤활 특성 및 소음 방지 효과를 얻을 수 있고, 유성이 아닌 수용성 기유를 사용함으로써 환경 오염이 없고 화재의 위험이 없는 철도 부재 소음 방지용 친환경 수용성 윤활제가 제공된다.

본 발명에 따르면, 극저온 및 초고온에서 윤활 효과 및 소음 방지 효과가 우수하고 방청 기능의 특성을 동시에 가지고 있으며 철도 궤도와 바퀴에 침투 효력이 뛰어난 효과가 있다.

그리고 철도 궤도 차량뿐만 아니라 모든 기계 장비류의 구동부분의 후막 윤활, 경계 윤활 및 극압 윤활은 물론이고 항상 금속 표면의 금속 조직에 침투하여 초극압 윤활 및 방청 작용을 동시에 하여 윤활 작용 부분의 마모 및 부식이 전혀 일어나지 않게 하는 효과가 있다.

그리고 현저히 마찰 및 마모, 부식 현상을 경감시켜 줌으로써 윤활 효율을 극대화시키고, 소음을 극소화시켜주는 효과가 있다.

또한 본 발명은 수용성으로 사용 후 수세성이 우수하고, 가수분해를 하지 않으므로 안정성이 우수하며, 생분해성이 우수하고, 종래의 광물성 윤활제에 비교하여 윤활성이 우수한 특징을 가짐으로써, 환경 친화적 윤활제로서 사용환경을 최적화시켜 주는 효과가 우수하고, 이로 인해 사용자가 사용하기에 편리하고 사용후 생분해성이 뛰어나므로 환경 오염을 극소화시켜주는 효과가 있다.

뿐만 아니라 수용성 윤활제이므로 종래의 유성 윤활제가 가지는 환경 오염과 화재의 위험으로부터 안전할 수 있다.

본 발명은 철도 궤도(철도 레일) 등의 철도용 부재에 이용하는 친환경 수용성 윤활제에 관한 것으로 다음과 같은 조성을 가짐에 특징이 있다.

생분해도가 60％ 이상의 수용성 부틸 포리그리콜의 기유 70~75중량％; 수용성 실리콘 윤활 바인더 5~10중량％; 수용성 증점제 1.5~2.0중량％; 윤활 첨가제와 극압제 혼합물 10~15중량％; 계면 활성제와 수용성 분산제 혼합물 1~2중량％; 수용성 방청제 0.5~1.2중량％; 물 2~3중량％의 비율로 구성되어 철도 궤도 윤활 및 마찰 소음 방지를 비롯하여, 환경 오염을 방지하는 친환경 및 화재의 위험으로부터 안전한 효과를 달성하게 된다.

본 발명의 특징은 종래의 유성 기유를 베이스로 한 윤활제 및 글리콜을 기유로 한 것과 달리 극저온 (영하 70℃ 이 )과 고온 (+ 170 이상)에서도 윤활작용이 우수하여 철도차량의 운행시 발생하는 철도궤도와 바퀴의 마찰에 의한 순간 온도의 증가에 영향을 주지 않아 화재의 위험으로부터 안전하며 동절기 기온의 급강하로 인한 동결이 되지 않음으로써 철도궤도의 윤활효과가 극대화되고 소음을 억제하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기의 기유는 생분해도가 60％이상인 수용성 부틸 포리그리콜로서, 분자량이 210 이상, 끓는점이 300℃ 이상, 어는점이 영하 70℃ 이하인 것이 바람직하다. 부틸 포리그리콜은 70중량％ 미만으로 하면 고온에서의 윤활 특성이 낮고, 75중량％ 이상으로 첨가되면 저온에서의 윤활 특성이 낮게 된다. 따라서 가장 바람직한 구성 비율은 73~74중량％이고, 수용성 실리콘 윤활 바인더 첨가시 가장 적합한 고온 및 저온 특성이 발휘된다.

그리고 수용성 실리콘 바인더는 윤활 특성을 증대시키고, 소음을 극소화시키기 위하여 첨가되는 것으로, 5중량％ 이하로 첨가되면 윤활 효과가 떨어지고 10중량％ 이상으로 첨가되면 가격이 상승도리 뿐만 아니라 부틸 포리그리콜과의 상용성이 떨어지게 되며, 도포 효과가 좋지 못하여 윤활 효과가 오히려 감소하게 된다. 따라서 가장 바람직한 첨가비율은 7~8중량％이다.

그리고 윤활 첨가제 및 극압제 혼합물은 이황화모리브덴, 구형 그래파이트 및 이황화텡스텐으로 구성되고, 가장 바람직한 첨가량은 본 발명인 철도 부재 소음 방지 윤활제 전체 함량을 100중량％라고 했을 때, 이황화모리브덴 5~7중량％, 구형 그래파이트 3~4중량％, 이황화텡스텐 2~4중량％의 구성이다. 이들은 윤활 기유와 실리콘 윤활 바인더와 함께 혼합되어, 윤활성을 더욱 극대화시켜 철도 궤도의 소음방지와 윤활성을 높여 철도 차량의 운행을 더욱 쾌적하게 함과 동시에 마찰 효과를 감소시켜 전력 절감에도 기여하는 역할을 한다.

그리고 수용성 증점제는 본 발명의 윤활제의 적절한 도포와 저장 및 분무 효과를 높이기 위해 첨가되는 것으로, 가장 바람직한 첨가량은 1.5~1.8중량％이다.

그리고 수용성 방청제는 장기 보관 또는 철도 궤도에 도포시 발청 효과를 극소화함으로써 장기간 동안 사용할 수 있도록 하기 위하여 첨가되는 것으로, 가장 바람직한 첨가량은 0.8~1.0중량％이다.

그리고 기타 첨가제는 상기에 언급된 첨가량의 범위에서 첨가하여 소음 방지 및 윤활성을 높이고 방청성을 얻게 하기 위하여 첨가된 것이다.

상기와 같은 조성을 가진 본 발명의 물리적 특성을 아래 [표 1]와 같다.

시험 항목	시험규격 및 시험방법	결과
내 마모성	KSM2026:2007	0.95
내 하중성	KSM2026:2007	370
생분해성		<60％
내한성 및 내열성	-70℃(내한성), 300℃(내열성)	STABLE
난연성	350℃	STABLE

그리고 본 발명의 내마모성과 내하중성의 시험 결과는 아래 [표 2]와 같다.

시험항목	단위	시험치	시험방법
4 ball 내마모성 (shell식, 1200 r/min, 1 h, 40kg)	mm	0.92	KS M 2026:2007
4 ball 내하중성 (shell식, 1,760 r/min, 10 s)	kg	400

Claims (3)

1. 기유로서 생분해도가 60％이상인 수용성 부틸 포리그리콜 70~75중량％; 수용성 실리콘 윤활 바인더 5~10중량％; 수용성 증점제 1.5~2.0중량％; 윤활 첨가제와 극압제 혼합물 10~15중량％; 계면 활성제와 수용성 분산제 혼합물 1~2중량％; 수용성 방청제 0.5~1.2중량％; 물 2~3중량％의 비율로 구성됨을 특징으로 하는 철도 부재 소음 방지용 친환경 수용성 윤활제.
   
2. 제 1항에 있어서, 수용성 부틸 포리그리콜은 분자량이 210 이상, 끓는점이 300℃ 이상, 어는점이 영하 70℃ 이하임을 특징으로 하는 철도 부재 소음 방지용 친환경 수용성 윤활제.
   
3. 제 1항에 있어서, 윤활 첨가제와 극압제 혼합물은 철도 부재 소음 방지 윤활제 전체 함량을 100중량％라고 했을 때, 이황화모리브덴 5~7중량％, 구형 그래파이트 3~4중량％, 이황화텡스텐 2~4중량％의 구성으로 이루어짐을 특징으로 하는 철도 부재 소음 방지용 친환경 수용성 윤활제.