KR20090021643A - 생분해성 그리스의 제조방법 및 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생분해성 그리스의 제조방법 및 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기유와 증주제를 함유하는 그리스 조성물에 있어서, 피마자유, 채종유, 대두유 및 합성 에스테르 기유 중에서 선택된 특정의 기유와, 리튬계 및 실리카계 증주제 중에서 선택된 특정의 증주제를 일정 성분비로 배합하여 그리스 제조시의 최종 반응온도에 따라 제조하여 종래에 광유를 기유 성분으로 사용한 그리스와 비교한 결과 생분해성 그리스 제조시의 최적 최종온도는 종래 광유를 기유로 한 그리스 제조시의 최종 반응온도에 비하여 낮은 반응온도에서 동등 이상의 물성을 유지함과 동시에 우수한 생분해성으로 여러 산업 분야 특히 철도, 광산 및 일반 자동차 분야에서 친환경적 소재로 유용하게 사용될 수 있는 생분해성 그리스의 제조방법 및 조성물에 관한 것이다.

피마자유, 채종유, 대두유, 합성 에스테르 기유, 리튬계 및 실리카계 증주제, 그리스

Description

생분해성 그리스의 제조방법 및 조성물 {Manufacturing method and composition of biodegradation characteristic grease}

본 발명은 생분해성 그리스의 제조방법 및 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기유와 증주제를 함유하는 그리스 조성물에 있어서, 피마자유, 채종유, 대두유 및 합성 에스테르 기유 중에서 선택된 특정의 기유와, 리튬계 또는 실리카계 증주제 중에서 선택된 특정의 증주제를 일정 성분비로 함유하며, 특정 반응온도에서 혼합을 함에 따라 그리스로 제조가 가능하도록 하는 제조방법 및 이에 따른 생분해성 그리스 조성물에 관한 것이다.

그리스는 기유에 증주제를 혼합하여 제조한 반고체 형태의 윤활제로서, 주로 큰 하중이 걸리거나 열이 많이 나는 기계부 및 급유를 자주하기가 불편한 장소의 기계, 금속, 제철, 전자, 자동차 산업 등 거의 모든 산업분야에 걸쳐 널리 사용되고 있다.

그리스에 대부분을 차지하는 기유로는 광유계, 합성유계, 실리콘계 등이 많이 사용된다.

증주제로는 금속비누(metallic soap), 우레아계, 실리카에어로겔, 벤토나이트 및 카본블랙 등이 널리 사용되고 있다. 증주제 중 금속비누는 지방산의 금속염으로 비누 증주제의 주원료는 지방산과 금속 수산화물로 분류된다. 지방산은 주로 정제 스테아린산이 사용되며, 금속원으로는 리튬 또는 나트륨 등의 알칼리 금속, 칼슘 또는 바륨 등의 알칼리 토류금속의 수산화물이 사용된다. 그러나, 증주제의 금속성분이 산화 및 부식을 일으키는 촉매로 작용할 수 있기 때문에, 그리스 조성물의 산화안정성과 열안정성이 떨어지고, 고 하중 윤활 조건에 있어 사용하기가 힘들고, 내마모성이 낮아지는 문제점들이 있다. 우레아계 증주제는 디우레아, 트리우레아, 테트라우레아 및 폴리우레아가 사용되며, 이들 우레아계 증주제는 금속비누에 비해 열안정성, 산화안정성, 마찰특성 및 내수성이 우수하나, 실리콘 오일에서의 친화성이 좋지 않다. 이와 같이 증주제의 선택에 따라, 그리스 조성물의 물리, 화학적 성질이 크게 달라지므로 이러한 증주제의 선택이 매우 중요하게 된다.

이렇게 구성된 그리스는 내구성, 윤활성만을 강조하고 있으나, 환경문제가 대두되고 있는 현 시점에서 보다 환경친화적인 소재가 요구되고 있다. 환경친화적이라는 것은 자연에 노출되었을 때 미생물에 의한 생분해성과 연관이 있다. 그러나, 종래의 그리스는 구성의 대부분을 차지하고 있는 기유 성분들이 생분해성이 20 ~ 30%로 떨어져 그리스 누출에 의한 토양 및 수질 등의 환경오염을 유발하는 문제가 있다.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 종래 그리스의 낮은 분해성으로 인한 환경오염의 문제를 해결하기 위하여 연구 노력하였다. 그 결과 종래의 기유 성분으로 사용된 광유 대신에 피마자유, 채종유, 대두유 등의 식물성 기유 및 합성 에스테르 기유를 사용하고, 상기 기유 성분과 반응성이 좋고 그리스로써 반고체상을 유지시켜 주며 우수한 내구성 및 윤활성능의 특징을 가진 리튬계 또는 실리카계 증주제를 일정비로 혼합 사용하면서 그리스 제조시의 최종 반응온도를 낮춤으로써 종래의 광유를 기유로 사용한 그리스와 동등이상의 물성을 가짐과 동시에 우수한 생분해성을 가진다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 종래와 동등 이상의 물성을 유지하면서 생분해성이 월등히 향상되어 환경 친화적인 그리스의 제조방법 및 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은 생분해성 그리스의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 그리스를 제조하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하면,

a) 피마자유, 채종유, 대두유 및 합성 에스테르 기유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기유를 80 ~ 90℃에서 가열 교반하여 완전히 용해시키는 단계;

b) 상기 혼합물이 완전히 용해된 후 하기 화학식 1로 표시되는 리튬계 증주 제를 서서히 투입하여 교반하면서 검화 반응하는 단계;

[화학식 1]

(상기 화학식 1에서, n은 5 ~ 20의 정수이다.)

c) 상기 검화 반응이 완료되면 반응기 내부의 온도를 150 ~ 160℃까지 승온하여 중간오일로 피마자유, 채종유, 대두유 및 합성 에스테르 기유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기유를 투입 교반하는 단계;

d) 반응기 내부의 온도를 최종온도 185 ~ 190 ℃로 승온하여 교반하는 단계;

e) 냉각오일로 피마자유, 채종유, 대두유 및 합성 에스테르 기유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기유를 투입하고 교반하면서 냉각시키는 단계;

를 갖는다.

또한, 선택적으로 상기 e)단계 후, 반응기 내부 온도가 120 ~ 160℃로 냉각되면, f) 상기 120 ~ 160 ℃로 냉각된 그리스 조성물에 극압제, 마찰저감제, 부식방지제, 산화방지제에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 첨가하는 단계;를 더 추가하는 것도 가능하다.

본 발명에서 상기 그리스 제조 시 최종 반응온도가 그리스의 제조에 중요한 역할을 하며, 종래에 광유를 기유 성분으로 사용한 그리스의 최종 반응온도인 195 ~ 205 ℃의 범위로 제조하면 그리스가 묽어지며 또한 너무 낮은 온도에서는 그리스의 형상이 나타나지 않는다. 따라서 생분해성 그리스를 제조하기 위하여 최종 반응온도를 변화시켜 실험한 결과 생분해성 그리스의 최종 반응온도는 185 ~ 190℃ 일 때 최적의 반응 조건을 나타냈다.

본 발명은 상기의 제조방법에 따른 경우 종래 광유를 기유 성분으로 사용한 그리스와 동등 이상의 물성을 유지함과 동시에 우수한 생분해성으로 여러 산업 분야 특히 철도, 광산 및 일반 자동차 분야에서 친환경적 소재로 유용하게 사용될 수 있는 생분해성 그리스를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 특정의 생분해성 기유와 증주제를 일정성분비로 혼합 사용하여 종래의 일반적으로 널리 사용되는 광유와 동등 이상의 물성을 가짐과 동시에 생분해성이 월등히 향상되어 철도, 광산 및 일반 자동차용으로 사용 가능한 생분해성 그리스 조성물에 관한 것이다.

구체적으로 본 발명은 피마자유, 채종유, 대두유 및 합성 에스테르 기유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기유 70 ~ 95 중량%와 하기 화학식 1로 표시되는 리튬계 증주제 또는 실리카계 증주제 5 ~ 25 중량% 및 첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생분해성 그리스 조성물에 관한 것이다. 상기 첨가제는 극압제, 마찰저감제, 부식방지제, 산화방지제에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용 가능하며, 상기 조성물은 최종반응온도를 185 ~ 190℃의 범위에서 제조를 함으로써 그리스 형태로 제조할 수 있다.

본 발명은 그리스의 대부분을 차지하는 기유성분으로 피마자유, 채종유, 대 두유 등의 식물성 기유 및 합성 에스테르 기유를 사용한 것에 기술 구성상의 특징이 있다. 상기 기유는 단순히 생분해성을 가진 것을 기유 성분으로 사용한 것이 아니라 우수한 윤활성을 특징으로 가지며, 그리스로서의 물성을 유지하기 위하여 적절한 점도를 가진 것으로 선택하여 사용한다.

또한, 본 발명에서 상기 생분해성인 식물성 및 합성 에스테르 기유 성분은 종래에 광유계, 합성유계, 실리콘계 기유에 비해 내구성이 떨어지는 단점이 있어, 이를 보완할 수 있는 특정의 증주제를 선택하여 일정 성분비로 혼합하여 사용하였다. 상기 증주제는 리튬계 또는 실리카계 증주제를 사용하는 바, 이는 단순한 비누계, 비비누계 증주제에 비해 반응성 및 친유성이 우수한 특성을 가지고 있어 상기 본 발명의 기유 성분과 혼화가 잘 일어나고 장기적으로 윤활작용을 하기 위하여 제조된 그리스의 반고체 상태를 유지시키는 역할을 한다.

본 발명에서 사용된 기유성분은 다음과 같은 각각 특정 범위의 동점도를 갖는 바, 기유 성분의 동점도는 특정 온도에서의 기유의 점성을 나타내는 것으로, 이에 의해 제조된 그리스의 물리적 성질을 변화시킬 수 있는 주요한 요인으로 작용하게 된다. 먼저, 피마자유는 100 ℃에서 동점도가 10 ~ 30 cSt, 40 ℃에서 동점도가 150 ~ 300 cSt, 채종유는 100 ℃에서 동점도가 5 ~ 15 cSt, 40 ℃에서 동점도가 20 ~ 50 cSt, 대두유는 100 ℃에서 동점도가 5 ~ 20 cSt, 40 ℃에서 동점도가 20 ~ 50 cSt, 합성 에스테르 기유는 100 ℃에서의 동점도가 3 ~ 20 cSt, 40 ℃에서 동점도가 20 ～ 100 cSt인 기유를 사용한다.

상기 동점도 범위를 벗어나는 경우에는 그리스의 물리적 성질을 변화시키는 문제가 있는데 동점도가 낮으면 그리스의 유막이 빨리 파괴되며 동점도가 높으면 그리스의 첨가제 효과성이 떨어지며 마찰이 증가하는 현상이 나타나 상기 범위에 해당되는 것을 선택 사용하는 것이 바람직하다.

상기 합성에스테르는 알콜과 지방산으로부터 원하는 화학구조의 오일을 인위적으로 합성하여 얻는 에스테르계 오일의 총칭으로서 사용하는 알콜의 종류에 따라 모노에스테르, 디에스테르, 폴리올에스테르 등으로 구분하고 있다. 그 중에서 특히 생분해성 윤활유로 사용되는 것은 폴리올에스테르로서 -OH기를 두 개 이상 가지고 있는 알콜 예를 들어 네오펜틸글리콜 (Neopentylglycol), 트리메틸올프로판(Trimethylolpropane), 펜타에리스리톨 (Pentaerythritol) 또는 디펜타에리스리톨(Dipentaerythritol) 등과 모노베이직(monobasic) 지방산 (C7-C18)과의 반응에 의해 합성되고 있다.

본 발명에서 상기 기유는 70 ~ 95 중량% 사용하며, 상기 사용량이 70 중량% 미만이면 그리스의 주도가 너무 되고, 95 중량%를 초과하는 경우에는 그리스가 묽어지는 문제가 발생한다.

또한 장기간 반고체 상태를 유지하기 위하여 사용되는 증주제는 리튬계 또는 실리카계를 선택하여 사용할 수 있다. 상기 리튬계는 하기 화학식 1로 표시되는 것으로 탄소수가 16 이상인 지방산과 금속 수산화물과의 반응에 의해 생성되는 지방산 금속염중에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 증주제는 5 ~ 25 중량%의 범위로 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 12-히드록시스테아린산과 수산화리튬을 5 ~ 10 : 1 중량비로 혼합하여 사용한다. 상기 실리카계 증주제 는 습식(친수) 실리카 및 건식(소수) 실리카 등을 사용할 수 있다.

(상기 화학식 1에서, n은 5 ~ 20의 정수이다.)

리튬계 증주제를 사용하는 경우 제조되는 그리스의 내구성이 향상되므로 바람직하며, 실리카계 증주제를 사용하는 경우 생분해성이 보다 향상되므로 바람직하다. 상기 실리카 증주제를 사용하는 경우는 별도로 가온할 필요 없이 상온에서 교반을 하는 것도 가능하다.

본 발명에서 상기 증주제는 5 ~ 25 중량%를 사용하는 것이 좋다. 사용량이 5 중량% 미만이면 주도가 묽어지며 내구성이 떨어지는 문제가 있고, 25 중량%를 초과하면 주도가 되어지며 윤활성 및 저온성이 나빠지는 문제가 발생한다.

이외에, 그리스의 내구성 및 윤활성 등의 물성을 향상시키기 위하여 당 분야에서 통상적으로 사용되는 극압계, 마찰저감제, 산화방지제, 부식방지제 등의 첨가제를 0.1 ~ 5 중량% 추가로 첨가 사용할 수 있다.

상기 통상적으로 사용되는 극압계로는 안티몬계 극압계를 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 안티모니 디알킬디티오카바메이트를 사용할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 마찰저감제로는 아연계 마찰저감제를 사용할 수 있으며, 구체적으로 예 를 들면, 2-에틸헥실징크디티오포스페이트를 사용할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 산화방지제는 아민계, 페놀계 산화방지제를 사용할 수 있으며, 아민계 산화방지제를 예를들면, 디옥틸디페닐아민을 사용할 수 있으며, 페놀계 산화방지제로는 3,5-디테트-부틸-4-하이드록시톨루엔을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 부식방지제로는 티아졸계 부식방지제를 사용할 수 있으며, 예를들면, 2,5-디머캅토-1,3,4-티아디아졸 유도체를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

이러한 첨가제 성분이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 상대적인 기유와 증주제의 함량비에 영향을 주어 본 발명이 목적으로 하는 효과 발현에 문제가 있으며, 또한, 생분해도 및 윤활성능 감소시키는 문제를 가지므로 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 상기 그리스 조성물은 종래의 기유로 광유를 사용한 그리스가 약 200 ~ 205 ℃의 반응온도를 갖는 반면에 본 발명은 비교적 낮은 180 ~ 200 ℃, 보다 바람직하기로는 190 ℃ 정도의 온도범위를 가진다. 상기 반응온도가 180 ℃ 미만이면 그리스의 형상을 이루기 어렵고 200 ℃를 초과하는 경우에는 그리스의 구조가 파괴되는 문제가 발생한다. 이는 그리스가 온도에 따라 큰 영향을 받기 때문에 나타나며 낮은 온도로 인하여 그리스 구조의 안정되어 증주 효과를 얻을 수 있다.

상기 그리스의 반응온도는 최종온도에 따라 민감하게 작용하는 것으로 미세한 차이에 의해서 그리스의 물성 변화는 크게 나타난다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 생분해성 기유인 피마자유, 채종유, 대두유 등의 식물성 기유 및 합성 에스테르 기유를 사용한 그리스가 종래의 기유 성분으로 광유를 사용한 그리스와 동등 이상의 물성을 가지면서 동시에 생분해성이 월등히 향상되어 토양 및 수질 등의 환경오염이 저하되어 여러 산업 분야 특히 철도, 광산 및 일반 자동차 분야에서 그 이용도가 기대된다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예를 통하여 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실험예 1]

그리스 제조 시 반응 온도에 따른 물성을 검토하기 위하여 하기와 같이 제조하여 그 물성을 비교 검토하여 최적의 반응온도를 찾아내었다.

온도계, 적하깔대기, 교반기가 장착된 2 L 그리이스 반응기에 식물성 기유인피마자유(100 ℃, 19.4 cSt) 720 g과 12-히드록시스테아린산 180 g을 가한 후, 90 ℃에서 20 분간 가열하여 교반하였다. 상기 혼합물이 완전히 용해되면 수산화리튬 25 g을 서서히 가하고 120 ℃까지 온도를 상승시키면서 교반하여 검화 반응하였다. 상기 검화 반응이 거의 완료되면 반응기 내부의 온도를 150 ℃로 승온하여 중간오일로 피마자유를 500 g 투입하고 교반하였다. 이때, 반응기 내부의 온도를 최종온도 각각 180 ℃(제조예1), 185 ℃(제조예 2), 190 ℃(제조예 3), 195 ℃(제조예 4) 및 200 ℃(제조예 5)로 승온하여 20분간 교반하면서 온도를 유지한 후, 냉각오일로 피마자유을 400 g 투입하고 충분히 교반하면서 상온까지 냉각시켰다. 상기 냉각이 완료되면 콜로이드 밀로 균질화 처리를 하여 그리스를 제조하였다.

상기 제조예 1 ~ 5에서 제조한 그리스의 물성을 다음과 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

[물성측정방법]

1. 주도 : 그리스의 묽고 되기를 측정, KS M 2032법에 따라 실시.

2. 적점 : 그리스의 내열성을 측정, KS M 2033법에 따라 실시.

[표 1]

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 식물성 기유와 합성 에스테르를 기유 성분으로 하여 최종온도에 따른 주도와 적점을 나타낸 것이다.

일반적으로 그리스는 증주제 함량이 동일할 때 주도가 낮으며 적점이 높은 것이 우수하다고 볼 수 있다. 상기 표 1에 나타낸 결과를 살펴보면 190 ℃일 때, 255로 가장 낮게 나타났다. 또한, 적점은 그리스의 고온에서의 사용 한계온도와 밀접한 물성으로 적점이 높을수록 그리스의 구조가 정밀하며 물성이 우수하다고 할 수 있는데 190 ℃에서 195 ℃로 가장 높게 나타났다.

이로써, 본 발명에 따른 그리스의 주도 및 적점을 측정한 결과, 반응 최종온도가 190 ℃인 경우 물성이 가장 우수하다는 것을 확인 할 수 있었으며, 상기 피마자유 이외에 다른 기유인 채종유, 대두유, 합성 에스테르 기유에서도 동일하게 반응 최종온도가 190 ℃에서 최적의 주도 및 물성치를 가진다는 것을 확인할 수 있었다.

이하는 상기 최대 주도 물성치를 나타내는 온도 범위에서 그리스를 제조하여, 주도, 혼화안정도, 적점, 내마모성, 내하중성 및 생분해도를 측정하였다.

[실시예 1]

온도계, 적하깔대기, 교반기가 장착된 2 L 그리스 반응기에 식물성 기유인 피마자유(100 ℃, 19.4 cSt) 720 g과 12-히드록시스테아린산 180 g을 가하고 90 ℃로 가열하여 20분간 교반하였다. 상기 완전히 혼합된 용액에 수산화리튬 25 g을 서서히 가하고 120 ℃에서 교반하면서 검화반응을 수행하였다. 반응이 대부분 완료되면 반응기 내부의 온도를 150 ℃로 승온하여 중간오일로 피마자유를 500 g 투입하 고 교반한 후에, 반응기 내부의 온도를 190 ℃로 승온하여 20분간 교반하면서 온도를 유지한 후 냉각오일 피마자유를 400 g 투입하고 충분히 교반하면서 냉각시켰다.

상기 반응기 내부의 온도가 140 ℃로 냉각되면 극압제로 안티모니 디알킬디티오카바메이트(반데르빌트사의 반루브 73) 38g, 마찰저감제로 2-에틸헥실징크디티오포스페이트(라인케미사의 알씨-3080) 19g, 부식방지제로 2,5-디머캅토-1,3,4-티아디아졸 유도체(반데르빌트사의 쿠반 826) 3.8g, 산화방지제 디옥틸디페닐아민 (반데르빌트사의 반루브 81) 11.4g 와 3,5-디테트-부틸-4-하이드록시톨루엔(바이엘사의 비에치티) 5.7g 를 첨가하였으며 첨가한 후, 20분간 추가로 교반하면서 윤활기유인 피마자유를 조금씩 가하여 그리스의 혼화주도를 260 ~ 300으로 조절하였으며, 제조가 완료되면 콜로이드밀로 균질화 처리를 하여 그리스를 제조하였다.

[실시예 2]

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 피마자유 대신에 채종유(100 ℃, 8.1 cSt)를 사용하여 반응을 수행하였다.

[실시예 3]

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 피마자유 대신에 대두유(100 ℃, 7.7 cSt)를 사용하여 반응을 수행하였다.

[실시예 4]

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 피마자유 대신에 폴리올 에스테르기유(엑슨모빌사의 엔피 395)를 사용하여 반응을 수행하였다.

[실시예 5]

2 L 비이커에 채종유(100 ℃, 8.1 cSt) 920 g을 투입하고 실온에서 교반하였다. 이후에 실리카(카보트사의 티에스-720) 60g을 투입하고 1시간 정도 교반한 후 2,5-디머캅토-1,3,4-티아디아졸 유도체(반데르빌트사의 쿠반 826) 2g, 디옥틸디페닐아민 (반데르빌트사의 반루브 81) 10g, 3,5-디테트-부틸-4-하이드록시톨루엔(바이엘사의 비에치티) 5g를 첨가한 후 20분간 교반하였다. 상기 교반이 완료되면 3단 로울 밀 처리하여 그리스를 제조하였다.

[비교예 1]

실시예 1의 방법과 동일하게 제조하였으며 최종온도는 200 ℃로 하였다. 기유는 100 ℃ 점도가 15 cSt인 파라핀계 광유를 사용하였다. 첨가제는 실시예 6과 동일하게 첨가하였다.

[비교예 2]

상기 실시예 5와 동일하게 실시하되, 상기 채종유 대신에 100 ℃ 점도가 15 cSt인 파라핀계 광유를 사용하여 그리스를 제조하였다.

[실험예 2]

상기 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 2에서 제조된 그리스의 물성을 다음과 같은 방법으로 측정하여 다음 표 2에 나타내었다.

[물성 측정방법]

1. 주도 : 그리스의 묽고 되기를 측정, KS M 2032법에 따라 실시.

2. 혼화안정도 : 그리스의 전단안정성을 측정, KS M 2051법에 따라 실시.

3. 적점 : 그리스의 내열성을 측정, KS M 2033법에 따라 실시.

4. 내마모성 : 그리스의 윤활성을 측정, ASTM D 2266법에 따라 실시.

5. 내하중성 : 그리스의 윤활성 측정, ASTM D 2596법에 따라 실시.

6. 생분해도 : CEC-L-33-A-93법에 따라 실시.

CEC-L-33-A-93법을 구체적인 방법을 설명하면 다음과 같다.

진탕 항온기내에 시료 그리스 50 ppm과 활성오니 104 ~ 107 CFU를 500 ml 삼각 플라스크에 넣고 20 ~ 25 도에서 21일간 진탕, 배양하여 활성오니에 의해 그리스가 분해되기를 기다렸다. 그 후에 삼각 플라스틱내에 잔류하는 시료 그리스를 1,1,2-트리클로로플루오로에탄으로 추출하고 이를 적외선 분광법으로 분석하여 2930 cm-1 에서 흡수피크의 크기를 측정한다. 초기에 비해 80% 이상 줄어들었을 경우 합격기준으로 하고 있다.

[표 2]

상기 표 2에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1을 비교한 결과 주도, 혼화안정도, 적점, 내마모성, 내하중성 등의 일반적인 물성에서는 유사한 결과를 나타냈으나, 생분해도에서 실시예 1 ~ 4가 81.0 ~ 88.1%인 반면 비교예 1의 생분해도는 30.5 %로 실시예가 월등히 우수한 결과를 보이고 있음을 확인할 수 있었다.

또한, 실리카 증주제를 사용한 실시예 5와 비교예 2의 경우도 주도, 적점, 내마모, 내하중은 유사한 결과를 나타내었으나, 생분해도에서는 실시예 2가 우수한 결과를 보이고 있음을 확인할 수 있었다.

즉, 본 발명에 따른 식물성 기유 및 합성 에스테르 기유를 사용한 실시예 1 ~4는 종래의 광유를 사용한 비교예와 비교하여 동등 이상의 물성을 가지면서 동시에 우수한 생분해성을 가진다는 것을 알 수 있었다.

Claims (11)

1. a) 피마자유, 채종유, 대두유 및 합성 에스테르 기유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기유를 80 ~ 90℃에서 가열 교반하여 완전히 용해시키는 단계;

   b) 상기 혼합물이 완전히 용해된 후 하기 화학식 1로 표시되는 리튬계를 서서히 투입하여 교반하면서 검화 반응하는 단계;

   [화학식 1]

   

   (상기 화학식 1에서, n은 5 ~ 20의 정수이다.)

   c) 상기 검화 반응이 완료되면 반응기 내부의 온도를 150 ~ 160℃까지 승온하여 중간오일로 피마자유, 채종유, 대두유 및 합성 에스테르 기유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기유를 투입 교반하는 단계;

   d) 반응기 내부의 온도를 최종온도 185 ~ 190 ℃로 승온하여 교반하는 단계;

   e) 냉각오일로 피마자유, 채종유, 대두유 및 합성 에스테르 기유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기유를 투입하고 교반하면서 냉각시키는 단계;

   를 갖는 것을 특징으로 하는 생분해성 그리스 조성물의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 e)단계 후, 반응기 내부 온도가 120 ~ 160 ℃로 냉각되면,

   f) 상기 120 ~ 160 ℃로 냉각된 그리스 조성물에 극압제, 마찰저감제, 부식방지제, 산화방지제에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 첨가하는 단계;

   를 더 추가하는 것을 특징으로 하는 생분해성 그리스 조성물의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 피마자유는 100 ℃ 동점도가 10 ~ 30 cSt이고, 40 ℃ 동점도가 150 ~ 300 cSt인 것을 특징으로 하는 생분해성 그리스 조성물의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 채종유는 100 ℃ 동점도가 5 ~ 15 cSt이고, 40 ℃ 동점도가 20 ~ 50 cSt인 것을 특징으로 하는 생분해성 그리스 조성물의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 대두유는 100 ℃ 동점도가 5 ~ 20 cSt이고, 40 ℃ 동점도가 20 ~ 50 cSt인 것을 특징으로 하는 생분해성 그리스 조성물의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 합성 에스테르 기유는 100 ℃ 동점도가 3 ~ 20 cSt이고, 40 ℃ 동점도가 20 ~ 100 cSt인 것을 특징으로 하는 생분해성 그리스 조성물의 제조방법.
7. 제 1항 내지 제 6항에서 선택된 어느 한 항에 있어서,

   상기 그리스 조성물은 CEC-L-33-A-93법에 의한 생분해도가 80% ~ 100 %인 것을 특징으로 하는 생분해성 그리스 조성물의 제조방법.
8. 피마자유, 채종유, 대두유 및 합성 에스테르 기유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기유 70 ~ 95 중량%와 하기 화학식 1로 표시되는 리튬계 증주제 또는 실리카계 증주제 5 ~ 25 중량% 및 첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생분해성 그리스 조성물.

   [화학식 1]

   

   (상기 화학식 1에서, n은 5 ~ 20의 정수이다.)
9. 제 8항에 있어서,

   상기 첨가제는 극압제, 마찰저감제, 부식방지제, 산화방지제에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 생분해성 그리스 조성물.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 피마자유는 100 ℃ 동점도가 10 ~ 30 cSt이고, 40 ℃ 동점도가 150 ~ 300 cSt, 상기 채종유는 100 ℃ 동점도가 5 ~ 15 cSt이고, 40 ℃ 동점도가 20 ~ 50 cSt, 상기 대두유는 100 ℃ 동점도가 5 ~ 20 cSt이고, 40 ℃ 동점도가 20 ~ 50 cSt, 상기 합성 에스테르 기유는 100 ℃ 동점도가 3 ~ 20 cSt이고, 40 ℃ 동점도가 20 ~ 100 cSt인 것을 특징으로 하는 생분해성 그리스 조성물.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 그리스 조성물은 리튬계 증주제 사용 시 최종반응온도 185 ~ 190℃에서 제조된 것을 특징으로 하는 생분해성 그리스 조성물.