KR101652660B1 - 금속 고온 프로세싱에 있어서 스케일로부터 보호를 위한 및 윤활제로서의 조성물 - Google Patents

금속 고온 프로세싱에 있어서 스케일로부터 보호를 위한 및 윤활제로서의 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 성분을 적어도 함유하고:
(a) 0 내지 15 중량% 의 2 차 또는 3 차 칼슘 포스페이트 화합물, 히드록실 아파타이트 또는 이의 혼합물,
(b) 0.1 내지 35 중량% 의 지방산, 지방산 염 또는 이의 혼합물,
(c) 1 내지 90 중량% 의 분쇄된 붕소 실리케이트 유리, 붕소 실리케이트 유리에 대해 이것은 Na, B, Si 및 Al 을 이들의 각각의 산화물에 의해 표현되는 하기 중량 분율로 함유함:
1 내지 30 중량% 의 Na2O,
2 내지 70 중량% 의 B2O3,
10 내지 70 중량% 의 SiO2, 및
0 내지 10 중량% 의 Al2O3,
(d) 9 내지 85 중량% 의 축합된 알칼리 포스페이트,
(e) 산화물에 의해 표현되는, 0 내지 3.2 중량% 의 B2O3 의 붕소 함량에 상응하는 양으로의 붕산, 붕산 염 또는 이의 혼합물, 및
(f) 0 내지 10 중량% 의 흑연,
≤ 300 ㎛ 의 평균 입자 크기 D50 를 갖는 혼합물인 미세하게 분쇄된 물질의 혼합물로 이루어지는, 금속의 고온 프로세싱에 있어서 스케일로부터 보호를 위한 및 윤활제로서의 조성물에 관한 것이다.

Description

금속 고온 프로세싱에 있어서 스케일로부터 보호를 위한 및 윤활제로서의 조성물 {COMPOSITION FOR PROTECTION FROM SCALE AND AS LUBRICANT FOR HOT PROCESSING METALS}
본 발명은 금속의 고온 프로세싱에 있어서 스케일 (scale) 로부터 보호를 위한 및 윤활제로서의 조성물에 관한 것이다.
500 내지 1300℃ 의 온도 범위에서의 금속, 특히 강철의 고온 작업에서, 예컨대 예를 들어 롤링 (rolling) 또는 낙하 단조 (drop forging) 에서, 스케일 형성이 주위 공기에서 가열된 금속 표면에서 일어나고, 스케일 형성은 후속 공정 단계에 대한 각각의 이동 시간에 따라 상이한 정도로 현저할 수 있다. 이음새가 없는 튜브의 제조를 위한 강철에 대한 고온 롤링 공정에서 고체 물질을 관통시기고, 공동 (hollow) 블록을 형성하고, 이것을 이 후 후속 롤링 단계에서 신장시킨다. 여기서 신장 공정으로의 이동 동안 공동 블록의 가열된 금속 표면 상의 스케일 형성의 위험이 특히 높다. 후속 롤링 단계에서 스케일 형성은 이음새가 없는 튜브 내의 내부 결함을 유발할 수 있다. 그러한 이유로 발생하는 스케일은 예를 들어 압축 공기 또는 비활성 기체를 이용하여 불어서 제거 (블로우 아웃: blown out) 된다. 또한 분말 형태로의 광범위하게 상이한 성분은 윤활제 또는 에칭제 또는 스케일 용해제로서 공동 블록의 내부 표면에 적용된다. 이러한 작용제의 예는 흑연, 보로니트라이드, 몰리브덴 술파이드, 실리케이트, 나트륨 염, 알칼리 금속 술페이트, 비누화 지방산 또는 알칼리 토금속 포스페이트 및 이의 혼합물을 함유한다. 상이한 수 결정화를 갖는 알칼리 금속 보레이트 또는 붕산이 종종 사용된다.
추가의 적용 영역에서, 단조 공정, 특히 예를 들어 철도용 휠과 같은 크고 무거운 부품을 위한 공정에서, >1200℃ 로 예열된 원통 금속 블록은 콘투어 단조 (contour forging), 휠 롤링 (wheel rolling) 및 피니싱 단조 (finishing forging) 의 주요 성형 단계 전에 미리-성형 프레스에서 뒤집어진다, 다시 말해 이것은 디스크 형태로 거칠게 미리-성형된다. 가열된 부품의 비교적 긴 잔류 시간 때문에, 관여하는 공정 조건으로 인해, 두번째 스케일 현상이 표면에서 일어나고, 이들은 성형 작업 뿐 아니라 부품의 표면의 품질에도 악영향을 준다. 이러한 금속 부품이 가열 작업 전에 또는 윤활제를 이용한 첫번째 성형 단계 전에 코팅되는 경우, 악영향을 주는 상기-언급된 종류의 에칭제 및 스케일 용해제가 현저하게 감소한다.
윤활 및 스케일로부터의 보호를 위한 용융물의 급속한 형성을 확보하기 위해 상기-언급된 작용제를 분말 또는 과립 물질의 형태로 분무 분사함으로써 달아오른 표면에 적용한다. 그 결과는 공지된 작용제에 함유된 붕소 화합물이, 수 용해도 및 이들이 공간적으로 퍼지는 것을 저지하는데 어려움으로 인해, 폐수를 통과하고 수 공급원에 대한 잠재적인 위험을 나타낸다는 것이다. 또한 붕소 염 및 붕산을 기재된 적용에서 분말 또는 과립 물질의 형태로 사용하는 경우, 흡인의 위험이 있다. 이와 관련한 연구는 생식력 손상 및 자궁 내 태아에 대한 위험을 지적하였고 붕소 화합물 및 혼합물을 생식기능 독성이 있는 것으로 분류하였다. 이들 특성은 따라서 인간 및 환경에 대한 상당한 위험을 나타내고, 따라서 분말 혼합물의 제조, 저장, 수송, 취급, 폐기 및 금속 작업에서 상기 물질의 실제적 사용 및 목적에 있어서 관련성이 있다. 높은 비율의 수용성 붕소 화합물을 갖는, 금속의 고온 작업을 위한 윤활제는 예를 들어, WO 2008/000700 에 기재되어 있다.
금속의 고온 작업을 위한 많은 윤활제가, 흑연의 양호한 단조 특성 및 온도 안정성 때문에 이를 함유한다. 그러나 흑연은 심각한 단점, 예컨대 예를 들어, 작업된 금속 표면으로의 흑연 탄소의 흡수가 있는데, 이에 의해 금속 표면의 조성 및 특성이 변형될 수 있음이 주지될 것이다. 또한 흑연은 흑연 분말이 주위 분위기 내로 쉽게 미립자화되고 근처에서 작업하는 사람들이 미끄러질 위험이 있기 때문에 작업 위생과 관련한 이유로 인해 바람직하지 못하다. 또한 흑연 분진은 이의 작업에서 전기 기기의 작업능에 위험을 줄 수 있다. 따라서 흑연이 없거나 가능하면 낮은 흑연의 비율을 가진, 동시에 양호한 윤활 작용을 가진 윤활제를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
또한 많은 공지된 윤활제는 이들의 물리적 특성 및 입도 (grain size) 로 인해 양호한 자유-유동 또는 흐름 행동을 갖지 않는다. 큰 입도를 가진 거친 물질은 종종 금속 표면의 부적합하고 불규칙한 코팅을 산출하여 따라서 스케일 감소가 열악해진다. 따라서 입도가 미세해질수록 더욱 양호한 층 형성이 달성될 수 있다는 장점을 가질 것이다. 그러나 작은 입도, 예를 들어 50 ㎛ 미만을 갖는 공지된 미세-알갱이 물질은 종종, 특히 저장시에, 덩어리를 형성하는 경향이 있고, 이러한 이유로, 이들이 금속 표면 상에 분말 형태로 분무될 수 있기에는 어려움이 있고, 이것은 또다시 공지된 조성물의 미세한 입도의 장점을 무효로 만든다.
본 발명의 목적은 따라서 스케일로부터의 보호로서 및 윤활제로서 작용하는, 금속의 고온 프로세싱을 위한 조성물을 제공하고, 성분으로서 내부에서 사용되는 붕소 화합물로 인한 위험 잠재력이 종래 기술과 비교하여 감소되고, 양호한 자유-유동 및 흐름 행동을 갖고, 가열된 금속 표면 상의 스케일 용해 및 윤활과 관련하여 양호한 특성을 갖고, 분말 형태로 적용되는 경우 금속 표면 상에 양호한 코팅을 허용하고 흑연을 가능한 한 적게 또는 전혀 필요로 하지 않는 그러한 조성물을 제공하는 것이었다.
본 발명에 따르면 상기 목적은 하기 성분을 적어도 함유하고:
(a) 0.5 내지 10 중량% 의 2 차 또는 3 차 칼슘 포스페이트 화합물, 히드록시아파타이트 또는 이의 혼합물,
(b) 1 내지 35 중량% 의 지방산, 지방산 염 또는 이의 혼합물,
(c) 1 내지 80 중량% 의 분쇄된 보로실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리에 대해 이것은 Na, B, Si 및 Al 을 이들의 각각의 산화물에 의해 표현되는 하기 중량비로 함유함:
1 내지 30 중량% 의 Na2O,
2 내지 70 중량% 의 B2O3,
10 내지 70 중량% 의 SiO2, 및
0 내지 10 중량% 의 Al2O3,
(d) 40 내지 85 중량% 의 축합된 알칼리 금속 포스페이트,
(e) 산화물에 의해 표현되는, 0 내지 3.2 중량% 의 B2O3 의 붕소 함량에 상응하는 양으로의 붕산, 붕산 염 또는 이의 혼합물, 및
(f) 10 중량% 이하의 흑연,
본 명세서에서 "입자 크기 측정" 이라는 제목으로 언급되는 방법에 따라 측정된, ≤ 300 ㎛ 의 평균 입자 크기 D50 를 갖는 혼합물인 미세-분말 물질의 혼합물을 포함하는, 금속의 고온 프로세싱에 있어서 스케일로부터 보호를 위한 및 윤활제로서의 조성물에 의해 획득된다.
본 발명에 따른 윤활제는 추가의 성분이 원하는 유리한 특성에 실질적으로 해로운 영향을 주지 않으므로 상기 추가의 성분을 함유할 수 있는 것으로 인식될 것이다.
놀랍게도 본 발명에 따른 조성물은 비록 이것이 어떤 비율로도 보레이트 또는 붕산을 함유하지 않거나, 또는 공지된 보레이트-계열 윤활제와 비교하여 오직 매우 약간인 이의 임의의 비율을 함유할지라도, 금속의 고온 프로세싱에 있어서 스케일로부터의 보호를 위한 작용제로서 및 윤활제로서 매우 적합하다는 것으로 밝혀졌다. 인간 및 환경에 대해 높은 위험 잠재성을 수반하는 쉽게 물에 가용성인 보레이트의 비율이 본 발명에 따른 조성물에서 공지된 작용제와 비교하여 상당히 감소하거나, 또는 최상의 경우의 시나리오에서는 심지어 완전히 제거된다. 고온 금속 표면에 적용되는 경우 본 발명에 따른 조성물은 공지된 윤활제를 사용하는 것보다 좀더 빠르게 원하는 용융물을 형성하고 양호한 윤활 및 스케일로부터의 양호한 보호를 제공한다. 이것은 성분의 본 발명에 따른 조합에 의해 달성되고, 이와 관련하여 조성물의 윤활 및 스케일로부터의 보호에 대한 수요가 분쇄된 보로실리케이트 유리의 비율 및 붕산 또는 보레이트의 적은 비율에도 불구하고 달성될 것이라는 것이 놀라웠다.
본 발명에 따른 조성물의 특정한 장점은 종래 기술과 비교하여, 필적할만한 또는 심지어 더욱 양호한 효율성 및 기능성을 가지면서, 현저하게 감소된 보레이트 성분의 용해도에 있다. 보레이트 성분의 상기 감소된 용해도는 성분 (e) 에 따른 적은 비율의 또는 없는 비율의 붕산 및/또는 붕산 염에 의해 달성되고, 성분 (b) 에 따른 지방산 및/또는 지방산 염의 비율 대 성분 (e) 에 따른 붕산 및/또는 붕산 염의 비의 변화에 의해 추가로 영향을 받을 수 있다. 분쇄된 보로실리케이트 유리 내의 보레이트의 비율은 극히 열악하게 수용성이다. 본 발명에 따른 조성물의 장점은 따라서 낮은 수준의 보레이트 용해도 때문에, 사용자는 예를 들어 EN ISO 11885:2007 에 따라 준거하는 폐수 지침의 통상 까다로운 요건을 더욱 쉽게 준수할 수 있다는 점이다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에서 조성물은 반구 온도 >400℃ 를 갖는다. 반구 온도는 가열 현미경 (heating microscope) 에서 재 (ash) 융합 특성을 시험하는데 시험체가 대략 반구의 형상에 도달하는 때에 도달한다. 본 발명에 따른 조성물의 반구 온도 >400℃ 는 조성물의 융점에 너무 빨리 도달하지 않고 적용에 적합한 점도가 유지된다는 장점을 갖는다. 조성물의 반구 온도가 400℃ 미만인 경우, 600 - 1300℃ 의 사용 범위에서 용융물의 점도가 과도하게 낮아서, 충분한 용융 필름이 달성되지 않는다.
2 차 및/또는 3 차 칼슘 포스페이트 화합물은 놀랍게도 금속의 고온 프로세싱을 위해 본 발명에 따른 유형의 조성물에서 특히 적합한 자유-유동 보조 첨가제인 것으로 밝혀졌다. 모노칼슘 포스페이트는 공기 중의 습도로 이것이 덩어리를 형성하기 때문에 부적합하다.
본 발명의 바람직한 구현예에서 칼슘 포스페이트 화합물 (a) 는 히드록시아파타이트 [Ca5(PO4)3OH] 및 트리칼슘 포스페이트 [Ca3(PO4)2] 로부터 선택되고, 히드록시아파타이트가 특히 바람직하다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에서 칼슘 포스페이트 화합물 (a) 는 조성물 중에 1 내지 5 중량% 의 양으로 함유된다.
본 발명에 따른 조성물은 지방산, 지방산 염 또는 이의 혼합물을 다른 성분과 조합으로 추가로 포함한다. 놀랍게도 지방산 또는 지방산 염의 사용이 미세-알갱이 분말에 있어서 덩어리 형성을 상당히 저하시키고 저장 저항성을 개선할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 본 출원인은 이론에 구애되지 않고, 지방산 또는 지방산 염이 혼합물의 하나 이상의 추가의 성분의 알갱이 상에 증착되고 이러한 방식으로 알갱이의 덩어리 형성이 방지되거나 감소되고, 알갱이가 습기로부터 차단되어, 그 결과 윤활제의 저장 저항성 뿐 아니라 자유-유동 또는 흐름 행동이 개선되는 것으로 가정한다. 또한 지방산 또는 지방산 염이 600 - 1300℃ 의 사용 영역에서 분해 및 기체 쿠션 (cushion) 의 형성에 비추어 윤활 효과를 개선하는 것으로 가정한다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에서 지방산 또는 지방산 염 (b) 는 6 내지 26 개의 탄소 원자를 갖는 포화 및 불포화 지방산 또는 이의 염으로부터, 바람직하게는 카프르산, 카프릴산, 카프린산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 마르가르산, 스테아르산, 아라크산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 팔미톨레산, 올레산, 엘라이드산, 박센산, 이코센산, 에루크산, 네르본산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산, 팀노돈산, 클루파노돈산 및 이의 염으로부터 선택되며, 단 지방산 또는 지방산 염은 온도 >30℃ 에서 고체의 형태이다. 특히 바람직하게는 지방산 또는 지방산 염은 스테아르산 또는 이의 염이다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에서 지방산 또는 지방산 염 (b) 는 혼합물 중에 1 내지 15 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%, 특히 바람직하게는 3 내지 7 중량% 의 양으로 함유된다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에서 분쇄된 보로실리케이트 유리 (c) 는 ≤ 300 ㎛ 의 평균 입자 크기 D50 을 갖는 알갱이를 갖는다. 분쇄된 보로실리케이트 유리는 고온 금속 표면 상에서 조성물의 균일한 분배를 개선시키고 스케일형성을 감소시킨다. 금속 프로세싱에 수반되는 고온에서 조성물은 용융물을 형성하는데, 이때 보로실리케이트 유리는 용융물의 빠른 형성을 개선하고, 공지된 윤활제보다 넓은 온도 범위에 걸쳐 동일함을 확보한다. 조성물 중의 분쇄된 보로실리케이트 유리의 평균 입자 크기가 과도하게 큰 경우 필요한 용융물의 형성이 너무 오래 걸릴 수 있고, 조성물의 적용 후, 이것은 단점이다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에서 보로실리케이트 유리 (c) 는 혼합물 중에 3 내지 80 중량%, 특히 바람직하게는 5 내지 15 중량% 의 양으로 함유된다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에서 축합된 알칼리 금속 포스페이트 (d) 가 축합 나트륨 또는 칼륨 포스페이트 또는 이의 혼합물로부터, 바람직하게는 폴리포스페이트 및/또는 파이로포스페이트 및/또는 메타포스페이트 또는 이의 혼합물, 특히 바람직하게는 디나트륨 파이로포스페이트 [Na2H2P2O7], 트리나트륨 파이로포스페이트 [Na3HP2O7], 테트라나트륨 파이로포스페이트 [Na4P2O7], 나트륨 트리폴리포스페이트 [Na5P3O10], 나트륨 트리메타포스페이트 [(NaPO3)3], 나트륨 폴리포스페이트 [(NaPO3)n], 디칼륨 파이로포스페이트 [K2H2P2O7], 트리칼륨 파이로포스페이트 [K3HP2O7], 테트라칼륨 파이로포스페이트 [K4P2O7], 칼륨 트리폴리포스페이트 [K5P3O10], 칼륨 트리메타포스페이트 [(KPO3)3] 및 칼륨 폴리포스페이트 [(KPO3)n] 또는 이의 혼합물로부터 선택되고, 성분 (d) 는 가장 바람직하게는 나트륨 트리폴리포스페이트 [K5P3O10] 이다.
본 발명에 따른 조성물의 혼합물 중의 폴리포스페이트 및/또는 파이로포스페이트 및/또는 메타포스페이트의 사용은 유리하게는 특히 스케일 용해에 기여하는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에서 축합된 알칼리 금속 포스페이트 (d) 는 혼합물 중에 40 내지 80 중량%, 바람직하게는 40 내지 75 중량% 의 양으로 함유된다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에서 본 발명에 따른 조성물의 성분 (e) 는, 포함되는 경우, 붕산 [H3BO3], 붕사 [Na2B4O5(OH)4.8H2O 또는 Na2B4O7.10H2O], Na2B4O7.5H2O 와 같은 나트륨 보레이트, Na2B4O7 (물-없음), 나트륨 메타보레이트 [NaBO24H2O] 및 붕산 무수물 [B2O3] 및 이의 혼합물로부터 선택된다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에서 혼합물은 ≤ 250 ㎛, 바람직하게는 ≤ 200 ㎛ 의 평균 입자 크기 D50 을 갖는다. 본 발명에 따른 혼합물의 성분의 작은 평균 입자 크기로 인해, 본 발명에 따른 조성물의 자유-흐름 또는 유동 특성은, 분말 형태로 표면 상에 분무가 용이하고, 금속 표면 상에 양호하고 좀더 규칙적인 층 형성 또는 코팅이 확보된다는 점에서, 공지된 윤활제에 대해 상당히 개선된다. 동시에 혼합물의 본 발명에 따른 성분의 조합은 작은 입도를 가진 종래 기술에 따른 윤활제의 경우에 정기적으로 발생하고 심각한 단점을 산출하는 덩어리형성을 방지하거나 감소시킨다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에서 혼합물은 ≥ 3 ㎛, 바람직하게는 ≥ 10 ㎛, 특히 바람직하게는 ≥ 15 ㎛ 의 평균 입자 크기 D50 을 갖는다. 과도하게 작은 평균 입자 크기는 한편으로는 제조하기가 매우 어렵고 비용이 상당히 클 뿐 아니라, 다른 한편으로는 이들은 또한 덩어리 형성의 경향이 다시 증가하는 것으로 발견되었다. 따라서 20 내지 50 ㎛ 의 범위의 평균 입자 크기가 최적인 것으로 입증되었다.
본 발명은 또한 금속의 고온 프로세싱에서 스케일로부터 보호를 위한 및 윤활제로서의 본 발명에 따른 조성물의 용도를 포함하며, 상기 조성물은 분말 형태로 금속 상에 적용되고, 바람직하게는 그 위에 취입된다. 금속의 고온 프로세싱에 있어서 과립 물질의 형태로 종종 사용되는 작용제와 반대로, 본 발명에 따른 조성물은 좀더 안정한 저장 특성, 큰 표면적에 의해 고온 작업편과 접촉시 빠른 용융, 취입되기에 더욱 양호한 적합성 및 작업편의 표면 상의 좀더 균일한 분배 뿐 아니라, 좀더 신뢰성있고 좀더 경제적인 계량에 의해 구별된다. 현탁액의 형태로, 예를 들어 물에서 이러한 작용제의 또한 공지된 사용과 비교하여, 본 발명에 따른 조성물의 분말 형태로의 건식 사용은 작업편의 원치 않는 냉각이 유체로 인해 일어나고 이의 사용을 위해 현탁액을 제조하는 부가적인 작업 단계가 또한 불필요하다는 점에서 장점을 제공한다.
저장 특성, 응집물 형성 및 습기 흡수
제조 조건 하에서의 덩어리 형성의 경향을 시험하기 위해, 저장 시험을 제조 조건 하에서 다양한 혼합물로 실시하였다. 본 목적을 위해 150 g 샘플을 기후 노출 시험 캐비넷 (유형 3821/15, Feutron 사제) 내에 일정한 30℃ 및 80% 상대 공기 습도에서 0 h, 67 h 및 96 h 동안 저장한 다음, 이의 응집물 형성 (자유-유동 능력) 을 체 시험에서 결정하였고, 이의 습기 흡수를 본래의 중량측정과 비교하여 중량에서의 증가에 기반하여 측정하였다.
이것은 단지 제조 조건 하에서 이들의 품질 및 적합성에 대한 정보를 제공하는 것을 가능하게 하는 각각의 혼합물의 조합된 저장 및 자유-유동 특징의 전반적인 평가이다.
입자 크기 측정
본 발명에 따른 조성물의 혼합물 또는 성분의 평균 입자 크기를 측정하는 작업은 Cilas 모델 715/920 레이저 입도분석기 (granulometer) (Cilas US Inc 사제) 에 의해 실행된다. 약 80 mg 샘플을 프로판-2-올에 현탁하였고, 제조사의 지시에 따라 현탁액의 제조 후 1 분에 측정을 실시하였다.
실시예
표 1 에는 본원에서 이하 금속의 고온 프로세싱에 있어서 스케일로부터 보호를 위한 및 윤활제로서의 본 발명에 따른 조성물 뿐 아니라 비교 조성물이 언급된다. 표 2 에는 표 1 에 언급된 조성물의 파라미터가 언급된다.
표 1: 조성물
Figure 112015100872514-pct00001

표 2: 표 1 에 따른 조성물의 특성
Figure 112015100872514-pct00002

표 2 에 언급된 "필요한 사용량" 은 코팅하고자 하는 작업편 (중공 블록) 의 내부 표면적 "m2" 에 대해, 적합한 적용 기술에 의해, 예를 들어 통상의 주입기 기술 (블로잉-인 (blowing-in)) 을 사용하여 프로세싱하고자 하는 중공 블록 내로 도입되는 평균인 양 "g" 으로서 정의된다.
특성 스케일 용해 특징, 안쪽 튜브의 품질, 저장 안정성 및 자유-유동 능력은 평가 옵션 "매우 양호", "양호", "만족스러움", "적합" 및 "열악" 의 5-단계 평가 척도를 기준으로 분류하고, 용융물의 점도는 평가 "높음", "중간" 및 "낮음" 의 3-단계 평가 척도를 기준으로 분류하였다.

Claims (19)

  1. 하기 성분을 적어도 함유하고:
    (a) 0.5 내지 10 중량% 의 2 차 또는 3 차 칼슘 포스페이트 화합물, 히드록시아파타이트 또는 이의 혼합물,
    (b) 1 내지 35 중량% 의 지방산, 지방산 염 또는 이의 혼합물,
    (c) 1 내지 58.5 중량% 의 분쇄된 보로실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리에 대해 이것은 Na, B, Si 및 Al 을 이들의 각각의 산화물에 의해 표현되는 하기 중량비로 함유함:
    1 내지 30 중량% 의 Na2O,
    2 내지 70 중량% 의 B2O3,
    10 내지 70 중량% 의 SiO2, 및
    0 내지 10 중량% 의 Al2O3,
    (d) 40 내지 85 중량% 의 축합된 알칼리 금속 포스페이트,
    (e) 산화물에 의해 표현되는, 0 내지 3.2 중량% 의 B2O3 의 붕소 함량에 상응하는 양으로의 붕산, 붕산 염 또는 이의 혼합물, 및
    (f) 0 내지 10 중량% 의 흑연,
    ≤ 300 ㎛ 의 평균 입자 크기 D50 를 갖는 혼합물인 미세-분말 물질의 혼합물을 포함하는, 금속의 고온 프로세싱에 있어서 스케일로부터 보호를 위한 및 윤활제로서의 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 혼합물이 5 중량% 이하의 흑연을 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 칼슘 포스페이트 화합물 (a) 가 히드록시아파타이트 [Ca5(PO4)3OH] 및 트리칼슘 포스페이트 [Ca3(PO4)2] 로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 2 차 또는 3 차 칼슘 포스페이트 화합물 (a) 가 혼합물 중에 1 내지 5 중량% 의 양으로 함유되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 지방산 또는 지방산 염 (b) 가 6 내지 26 개의 탄소 원자를 갖는 포화 및 불포화 지방산 또는 이의 염으로부터 선택되며, 단 지방산 또는 지방산 염이 온도 >30℃ 에서 고체의 형태인 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 지방산 또는 지방산 염 (b) 가 혼합물 중에 1 내지 15 중량% 의 양으로 함유되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 분쇄된 보로실리케이트 유리 (c) 가 ≤ 300 ㎛ 의 평균 입자 크기 D50 을 갖는 알갱이를 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 보레이트 유리 프릿 (c) 가 혼합물 중에 5 내지 15 중량% 의 양으로 함유되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 축합된 알칼리 금속 포스페이트 (d) 가 축합 나트륨 또는 칼륨 포스페이트 또는 이의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 축합된 알칼리 금속 포스페이트 (d) 가 혼합물 중에 40 내지 80 중량% 의 양으로 함유되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 성분 (e) 가, 포함되는 경우, 붕산 [H3BO3], 붕사 [Na2B4O5(OH)4.8H2O 또는 Na2B4O7.10H2O], 나트륨 보레이트 및 이의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 혼합물이 ≤ 250 ㎛ 의 평균 입자 크기 D50 을 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 혼합물이 ≥ 3 ㎛ 의 평균 입자 크기 D50 을 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 분말 형태로 재료 상에 적용되고, 금속의 고온 프로세싱에서 스케일로부터 보호를 위한 및 윤활제로서 사용되는 조성물.
  15. 제 14 항에 있어서, 조성물이 분말 형태로 재료 상에 취입 (blown) 되는 조성물.
  16. 제 5 항에 있어서, 지방산 또는 지방산 염 (b) 가 카프르산, 카프릴산, 카프린산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 마르가르산, 스테아르산, 아라크산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 팔미톨레산, 올레산, 엘라이드산, 박센산, 이코센산, 에루크산, 네르본산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산, 팀노돈산, 클루파노돈산 및 이의 염으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  17. 제 9 항에 있어서, 축합된 알칼리 금속 포스페이트 (d) 가 나트륨 또는 칼륨 폴리포스페이트, 나트륨 또는 칼륨 파이로포스페이트, 나트륨 또는 칼륨 메타포스페이트 또는 이의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  18. 제 17 항에 있어서, 축합된 알칼리 금속 포스페이트 (d) 가 디나트륨 파이로포스페이트 [Na2H2P2O7], 트리나트륨 파이로포스페이트 [Na3HP2O7], 테트라나트륨 파이로포스페이트 [Na4P2O7], 나트륨 트리폴리포스페이트 [Na5P3O10], 나트륨 트리메타포스페이트 [(NaPO3)3], 나트륨 폴리포스페이트 [(NaPO3)n], 디칼륨 파이로포스페이트 [K2H2P2O7], 트리칼륨 파이로포스페이트 [K3HP2O7], 테트라칼륨 파이로포스페이트 [K4P2O7], 칼륨 트리폴리포스페이트 [K5P3O10], 칼륨 트리메타포스페이트 [(KPO3)3] 및 칼륨 폴리포스페이트 [(KPO3)n] 또는 이의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  19. 제 11 항에 있어서, 나트륨 보레이트가 Na2B4O7.5H2O, 무수 Na2B4O7, 나트륨 메타보레이트 [NaBO24H2O] 및 붕산 무수물 [B2O3]로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.

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