KR20110054694A

KR20110054694A - 친환경 절연유 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20110054694A
Application number: KR1020090111443A
Authority: KR
Inventors: 권태훈
Original assignee: 경상대학교산학협력단
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2011-05-25

Abstract

본 발명은 친환경 절연유 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 갈색거저리(Tenebrio molitor)에서 추출한 오일을 유효성분으로 포함하는 친환경 절연유 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 친환경 절연유 및 이의 제조방법은 변압기와 같은 전력기기에 갈색거저리 추출 오일을 그 자체 그대로 사용할 때 발생하는 높은 점도 문제를 갈색거저리 추출 오일과 저분자 알콜의 에스테르화 반응 및 상분리를 통해 해결할 수 있으며, 탄소 배출 증가를 억제하고 절연성능과 냉각성능이 우수하며, 높은 산화안정성, 낮은 유동점을 갖는 절연유를 제공할 수 있으며, 생분해성이 좋아 환경 오염물질을 최소화할 수 있어 친환경적인 효과가 있다.

갈색거저리 추출 오일, 에스테르화, 변압기용 절연유, 친환경

Description

친환경 절연유 및 이의 제조방법{Insulating oil for eco-environment and manufacturing method thereof}

본 발명은 생분해성이 좋아 환경 오염물질을 최소화할 수 있으며, 탄소 배출 증가를 억제하고 절연성능과 냉각성능이 우수하며, 높은 산화안정성, 낮은 유동점을 갖는 친환경 절연유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

고압의 전기를 저압의 전기로 변환해 주는 변압기는 동선의 부하손과 철심의 무부하손으로 인하여 열이 발생된다. 이러한 열은 변압기 수명과 효율에 지대한 영향을 미치므로 절연유의 강제순환(전력용 변압기) 또는 자연대류(주상 변압기)를 통해 변압기 내부를 냉각시키고 있다. 자연대류를 통한 냉각은 냉각효율이 낮기 때문에 고부하로 운전할 때나 대기 온도가 높을 때 장시간 운전하면 절연유의 온도가 높아져 절연유가 빨리 열화된다. 절연유의 열화는 변압기의 수명과 직결되는데 일반적으로 절연유 온도가 6 ~ 8℃ 높아지면 열화의 정도는 2배로 가속된다고 알려져 있다.

한편, 최근에는 송전의 효율을 높이기 위해 전력용 변압기의 고압측 전압이 높아지는 추세에 따라 변압기가 대형화되고 있으며, 이와 더불어 절연유의 국부적인 온도상승이 문제로 대두되고 있다. 절연유의 온도가 상승하면 절연유의 열화가 촉진되며 슬러지가 생성되고, 이것이 동선 및 철심에 부착되기도 하고, 침전하면 대류, 열전도 등을 저하시켜 열의 발산을 방해하여 냉각능력을 감소시키고, 변압기내 기기의 손상을 초래하기도 한다. 심한 경우는 동선 등에 슬러지가 탄화된 상태로 부착되어 제거할 수 없게 되기도 하고, 일부 과열상태로 되어 절연유가 타한다악취나 연기를 내기도 한다. 또한, 동선을 감싸고 있는 절연지의 열화를 촉진시켜 궁극적으로 변압기의 수명을 단축시키기도 한다.

절연유의 온도 상승을 억제하기 위해서는 절연유의 순환속도를 증가시켜 냉각속도를 높일 수 있으나, 유속이 어느 정도 높아지면 변압기 내부의 절연유가 유동에 의해 고체 절연물의 계면에 전하의 분리가 생기고 권선 내부와 유로 주변의 절연물에 전하가 축적되어 그 부위에 직류전위가 상승하고, 정전기 방전에 의한 소위 유동대전 현상이 발생하며, 정전기 방전이 진전되면 절연유의 절연파괴가 일어난다. 종래에는 유로구조개선, 절연물 처리, 절연유 제조 시 유동대전 억제 효과가 있는 BTA(bensotriasol)의 첨가 등으로 문제를 완화하였다.

따라서, 우수한 절연특성을 가짐과 동시에 냉각 능력이 우수한 절연유가 요구되고 있는 실정이다.

종래에는 정제 광유, 알킬벤젠, 폴리부텐, 알킬나프탈렌, 알킬디페닐에탄, 실리콘유, 에스테르유 등의 다양한 종류의 절연유가 이용되고 있으며, 전기 절연유 로 염소계 유기화합물의 일종인 PCBs가 많이 사용되었으나, 생식기관, 내분비계 장애 등을 일으키는 원인물질로 알려져 1970년대 후반부터 국제적으로 사용을 규제하고 있다.

최근 개발되는 전력기기에 대하여 환경 기후 협약에 따른 규약의 대응으로 인체 및 자연환경에 친화적이어야 하며, 경제성의 향상, 소형화에 대한 요구가 증가되고 있다. 종래의 변압기 오일에 있어서 석유를 기초로 한 광유는 PCB 성분으로 인하여 인체 유해성 및 환경오염 문제가 매우 심각하고 인화점이 150 ℃ 정도로 낮아 과부하시 폭발의 위험성을 내포하고 있으며, 실리콘유는 동점도가 높아 변압기 내부에서 순환이 양호하지 못해 냉각 효율이 떨어지는 단점이 있었다.

또한, 유입변압기에 있어서 유분출 고장은 도심지에 있어서 화재로 인한 인명사고와 2차적인 문제를 유발시킬 수 있으며, 연소 시 발생하는 탄소가스 증가 및 대기오염, 수질 오염 등의 2차적인 환경오염은 심각한 문제가 아닐 수 없다. 또한, 석유 자원 고갈에 따라 절연유의 공급이 불안해지고, 수급 불안정에 따른 원가 상승을 야기한다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결할 수 있는 순환자원으로서 기존의 석유를 기초로 한 절연유와 대별될 수 있는 생분해성 친환경 절연유에 대한 관심이 증가하고 있고, 친환경 절연유를 위해 식물성 오일 등의 무해한 오일 활용 기술 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 따라, 절연유의 탈석유화에 따른 친환경원료를 사용한 대체 재료의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 그러나 아직까지 곤충을 이용한 절연유에 대해서는 보고된 바가 없다.

이에 본 발명자들은 갈색거저리에서 추출한 오일을 절연유로 사용할 수 있는 것에 착안하여 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 전기절연유로 사용될 수 있는 갈색거저리 추출 오일의 배합과 화학반응에 의하여 높은 산화안정성과 낮은 유동점을 갖으며 생분해성이 우수한 친환경적인 전기 절연유를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 갈색거저리 추출 오일을 저분자 알콜과 에스테르화 반응시켜 절연유를 제조하는 친환경 절연유의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 갈색거저리(Tenebrio molitor)에서 추출한 오일을 유효성분으로 포함하는 친환경 절연유 조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 갈색거저리에서 추출한 오일은 수증기증류법, 열수추출법, 용매추출법, 압착법, 탄산가스추출법, 환류냉각추출법, 냉침법 및 용출법 중에서 선택된 어느 하나의 방법을 이용하여 추출한 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 합성 에스테르유, 폴리알파올레핀, 미정제 오일, 정제 오일 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 어느 하나의 오일을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 알킬 나프탈렌을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 산화방지제를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 갈색거저리에서 추출한 오일을 알칼리 촉매 하에 저분자 알콜과 혼합하여 에스테르화 반응을 시키는 것을 특징으로 하는 친환경 절연유의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 에스테르화 반응에 의하여 생성된 에스테르 물질과 글리세린을 물과 석유에테르를 첨가하여 상분리시키는 단계; 및 상기 상분리된 에스테르 물질을 증류시켜 잔존하는 알콜과 수분을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 저분자 알콜은 에틸알콜, 프로판올, 이소프로필알콜, 부탄올 및 이소부틸알콜로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 혼합된 혼합물일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 알칼리 촉매는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화리튬 및 소듐 알콕사이드로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 알칼리 촉매는 상기 갈색거저리 추출 오일에 대하여 0.1 ~ 2.0 중량% 첨가될 수 있다.

본 발명에 따른 친환경 절연유 및 이의 제조방법은 변압기와 같은 전력기기에 갈색거저리 추출 오일을 그 자체 그대로 사용할 때 발생하는 높은 점도 문제를 갈색거저리 추출 오일과 저분자 알콜의 에스테르화 반응 및 상분리를 통해 해결할 수 있으며, 탄소 배출 증가를 억제하고 절연성능과 냉각성능이 우수하며, 높은 산화안정성, 낮은 유동점을 갖는 절연유를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 친환경 절연유 및 이의 제조방법은 곤충인 갈색거저리에서 추출한 오일을 사용하기 때문에 해외의존도가 큰 기존의 석유계 절연유인 광유 및 합성유의 해외의존도를 낮출 수 있고, 생분해성이 좋아 환경 오염물질을 최소화할 수 있어 친환경적인 효과가 있다.

본 발명은 갈색거저리(Tenebrio molitor)에서 추출한 오일을 유효성분으로 포함하는 절연유 조성물을 제공한다.

본 발명에서 상기 “갈색거저리(Tenebrio molitor)”는 딱정벌레목 거저리과의 곤충으로, 갈색쌀거저리라고도 한다. 몸길이는 약 15mm정도이며, 몸 빛깔이 구룡충(구룡거저리)과 비슷해 어두운 갈색이며 광택이 난다. 머리에 점들이 있으나 촘촘히 나 있지 않으며, 촉각(더듬이)의 끝마디는 길이와 나비가 같다. 앞가슴등판은 정사각형이고, 뒷가두리의 새로홈은 뚜렷하며, 복판은 나비가 넓은 오각형이다. 딱지날개는 갈색으로 8줄의 새로홈이 있고 간실은 볼록하며 작은 점들이 촘촘히 있다. 성충은 주로 곡류 속에 알을 낳는데, 알은 매우 작아 눈으로 쉽게 찾을 수 없으며 1∼2주일 후 부화한다. 갈색거저리의 유충은 밀웜(mealworm)이라 하여 먹이곤충이나 애완용으로 많이 사육하는데, 유충기간은 약 10주이나 인공 사육할 때에는 약 2주 정도이다. 밀웜이 애완용으로 이용되는 이유는 변태기간이 비교적 짧아 곤충을 쉽게 체험할 수 있고 곡식을 먹이로 하는 매우 청결한 곤충이기 때문이다. 유충은 번데기가 되기까지 먹이와 온도에 따라 9∼20번 탈피한다. 번데기가 되고 2∼3주가 지나면 성충으로 우화하며 처음으로 우화할 때에는 연한 갈색이나 점차 검게 변한다. 성충은 야행성으로 낮에는 구멍 속에 숨어 지내다가 밤에 활동한다. 주로 인가 근처의 곡식부대 속에서 유충으로 월동하다가 봄에 번데기와 성충으로 변태한다. 곡식의 해충으로 유명하며 최근 동물원에서 새나 고슴도치와 같은 작은 동물의 먹이로 많이 기르고 있으며, 한국을 비롯하여 전 세계에 분포한다.

이와 같은 갈색거저리는 식용곤충으로 성장이 빠르며 번식률이 아주 높고, 양질의 유지방 추출이 용이하다. 또한, 갈색거저리 유충은 적응력이 강하고 양식기술을 익히기가 쉬워서 공장에서 양식하거나 분산사육이 가능해서 집중가공에 적합하며, 겨울철에도 번식을 하므로 계절에 관계없이 4계절 양식을 할 수 있다. 밀기울과 미강 등 농작물 줄기, 겨, 폐기채소 등이 갈색거저리 유충에게 좋은 사료이기 때문에, 농작물의 줄기나 잎 등이 농업작물과 농업유기폐기물을 자원으로 이용할 수 있어 자원낭비와 환경오염문제를 해결할 수 있는 장점도 있다.

따라서, 본 발명에서는 4계절 내내 양식을 할 수 있어서 풍부한 원료 공급이 가능한 갈색거저리에서 추출된 오일을 활용하여 변압기용 친환경 절연유를 제조하였다.

본 발명에 따른 갈색거저리 추출 오일을 이용한 절연유는 탄소 배출 증가를 억제하고, 높은 생분해성을 가지며, 소형화된 대용량 변압기에 적합한 절연성능과 냉각성능 및 변압기에 적용 가능한 고내구성을 가지고 있다. 또한, 절연유의 원료로 사용되는 갈색거저리를 안정하게 공급할 수 있어 공급안정성도 갖추고 있다.

이하, 본 발명에 따른 친환경 절연유 및 이의 제조방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 갈색거저리에서 추출한 오일과 저분자 알콜을 소정 비율로 혼합한 후, 알칼리 촉매 하에서 에스테르화 반응을 진행시킨다. 갈색거저리 추출 오일과 저분자 알콜은 다양한 비율로 혼합시킬 수 있는데, 본 발명에서는 1 : 2 ~ 1 : 9의 몰비로 갈색거저리 추출 오일과 저분자 알콜을 혼합시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 절연유의 원료가 되는 갈색거저리 추출 오일은 당업계에서 통상적인 추출 및 정제방법을 사용하여 천연으로부터 추출 및 정제할 수 있으며, 갈색거저리 유충 또는 성충으로부터 오일을 추출하는 것이 바람직하다. 상기 당업계의 추출 및 정제방법의 종류로는, 수증기증류법, 열수추출법, 용매추출법, 압착법, 탄산가스추출법, 환류냉각추출법, 냉침법, 용출법 등의 방법으로 수행할 수 있으나, 이에 제안되는 것은 아니다. 예를 들면, 갈색거저리 추출 오일은 건조 시킨 갈색거저리를 아세톤, 헥산, 에틸아세테이트, 메틸알콜, 에틸알콜, 프로판올, 부탄올, 아세토니트릴 및 디클로로메탄으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 유기용매를 이용하여 추출할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 저분자 알콜은 메틸알콜, 에틸알콜, 부틸알콜, 프로판올, 이소프로필알콜, 부탄올 및 이소부틸알콜 중 어느 하나 또는 두개 이상이 혼합된 혼합물을 사용할 수 있다.

또한, 상기 알칼리 촉매로는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화리튬, 소듐 알콕사이드, 알루미노 실리케이트 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 이 때 첨가되는 촉매는 상기 갈색거저리 추출 오일의 중량에 대하여 0.1 ~ 2.0 중량% 만큼 첨가되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 갈색거저리 추출 오일과 저분자 알콜을 혼합하여 알칼리 촉매 하에서 에스테르화 반응을 진행시키는데, 이 에스테르화 반응은 40 ~ 90℃의 불활성 가스 분위기 하에서 200 ~ 10,000rpm의 교반속도로 0.1 ~ 5시간 동안 진행시킬 수 있다. 에스테르화 반응에서 반응온도를 40℃ 이하로 진행하는 경우에는 에스테르화 반응이 완전하게 이루어지지 않아 잔류 용제가 갈색거저리 추출 오일과 혼합된 상태로 존재하는 문제가 있고, 90℃를 초과하는 온도에서 반응을 진행시키게 되면 고온으로 인한 제조물의 색상 및 열화로 인한 성상 저하를 일으키는 문제를 발생하게 된다.

이와 같은 에스테르화 반응을 진행시키면, 에스테르 물질과 반응하지 않고 잔존하는 글리세롤 물질이 생성된다. 이와 같은 글리세롤 물질과 에스테르 물질을 분리하기 위하여 상분리를 수행하는데, 과량의 물과 석유에테르를 첨가하여 반응 생성물인 에스테르와 미반응 물질을 포함한 글리세롤 층으로 상분리가 쉽게 일어날 수 있도록 한다. 이때, 상부는 에스테르층, 하부는 글리세롤 층으로 상분리가 일어나 에스테르 물질을 용이하게 분리할 수 있다.

상기와 같은 상분리를 통해 얻어진 에스테르 물질에는 미량의 알콜과 수분이 포함되어 있을 수 있다. 따라서, 상기 상분리된 에스테르 물질을 증류시켜 잔존하는 알콜과 수분을 제거시켜, 친환경 절연유로 사용되는 점성이 작아진 에스테르 물질을 최종적으로 얻을 수 있다.

이와 같은 과정에 의하여 얻어진 친환경 절연유는 점성이 적당하고 광유보다 인화점이 높아 안전한 절연유로 사용될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 절연유의 특성을 개선시키기 위하여 알킬 나프탈렌(alkyl naphthalene)을 더 첨가시킬 수 있으며, 절연유 전체 조성물을 기준으로 4 ∼ 20 중량% 범위에서 첨가되는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용되는 알킬 나프탈렌은 나프타(Naphtha)를 원료로 백금촉매를 이용해 알킬 나프탈렌으로 전환시킨 것으로 탄소수가 16에서 24개에 이르는 혼합물이다. 바람직하게 상기 알킬 나프탈렌으로는 메틸 사이클로헥실 나프탈렌(Methyl cyclohexyl napnthalene), 프로필이소부틸 나프탈렌(propyl isobutyl naphthalene), 디메틸 이소부틸 나프탈렌(Dimethyl isbutyl naphthalene)과 같은 탄소수 16에서 24개로 구성된 알킬나프탈렌 이성질체들의 혼합물로 구성된 군으로부터 증류범위 300에서 325℃의 범위를 갖는 유분이 선택되어 사용된다.

나프타(Naphtha)를, 백금 촉매를 사용해 520℃에서 수소의 나프타에 대한 몰 비율을 2∼4로 조절하고 공간속도를 2∼4/hr로 하여 반응시켜 얻어진 본 발명에 따른 알킬나프탈렌(alkyl naphthalene)은 퓨란(furan)과 같은 발암물질을 포함하지 않고 나프탈렌 환(naphthalene ring)에 있는 알킬그룹에 콘쥬게이션(conjugation)되지 않은 올레핀을 포함하고 있어 수소 기체 흡수성이 매우 우수하고 식물성 절연유의 수소 기체 흡수성을 현저히 개선시키는 효과가 있다. 본 발명에 따른 알킬나프탈렌은 증류범위가 300∼325℃이며 40℃에서의 동점도가 6∼10cSt이고 유동점이 영하 45℃인 것이 특징이다. 비점이 300℃ 보다 낮은 경우에는 제조되는 갈색거저리 추출 오일의 인화점을 200℃ 이하로 낮추게 되어 바람직하지 않고, 325℃ 보다 높으면 갈색거저리 추출 오일의 점도가 상승하게 되는 문제가 있어 비점과 점도를 조정하기 위해서는 증류범위를 상기와 같은 300∼325℃ 범위 이내로 조정할 필요가 있다.

한편, 본 발명에 따른 친환경 절연유는 산화방지제를 더 포함할 수 있으며, 절연유 전체 조성물을 기준으로 0.01 ~ 5 중량% 범위에서 첨가될 수 있다. 이러한 산화방지제는 당업계에서 일반적으로 사용되는 것은 모두 이용될 수 있으며, 예를 들어, 페놀계 산화 방지제 또는 아민계 산화 방지제일 수 있으며, 이들 산화 방지제는 1종 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

상기 페놀계 산화 방지제로서, 구체적으로는 2,6-다이-t-뷰틸-4-메틸페놀(DBPC), 2,6-다이-t-뷰틸페놀, 4,4'-메틸렌비스(2,6-다이-t-뷰틸페놀), 4,4'-뷰틸리덴비스(3-메틸-6-t-뷰틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-t-뷰틸페놀), 2,2'- 메틸렌비스(4-메틸-6-t-뷰틸페놀), 4,4'-아이소프로필리덴비스페놀, 2,4-다이메틸-6-t-뷰틸페놀, 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메테인, 1,1,3-트리스(2-메틸-4-하이드록시-5-t-뷰틸페닐)뷰테인, 1,3,5-트라이메틸-2,4,6-트리스(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시벤질)벤젠, 2,6-다이-t-뷰틸-4-에틸페놀, 2,6-비스(2'-하이드록시-3'-t-뷰틸-5'-메틸벤질)-4-메틸페놀, 비스[2-(2-하이드록시-5-메틸-3-t-뷰틸벤질)-4-메틸-6-t-뷰틸페닐]테레프탈레이트, 트라이에틸렌글라이콜-비스[3-(3-t-뷰틸-5-메틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 1,6-헥세인다이올-비스[3-(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]를 들수 있다. 이들 페놀계 산화 방지제는 1종 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

상기 아민계 산화 방지제로서, 구체적으로는 (1) 모노옥틸다이페닐아민, 모노노닐다이페닐아민 등의 모노알킬다이페닐아민, (2) 4,4'-다이뷰틸다이페닐아민, 4,4'-다이펜틸다이페닐아민, 4,4'-다이헥실다이페닐아민, 4,4'-다이헵틸다이페닐아민, 4,4'-다이옥틸다이페닐아민, 4,4'-다이노닐다이페닐아민 등의 다이알킬다이페닐아민, (3) 테트라뷰틸다이페닐아민, 테트라헥실다이페닐아민, 테트라옥틸다이페닐아민, 테트라노닐다이페닐아민 등의 폴리알킬다이페닐아민, (4) α-나프틸아민, 페닐-α-나프틸아민, 뷰틸페닐-α-나프틸아민, 펜틸페닐-α-나프틸아민, 헥실페닐-α-나프틸아민, 헵틸페닐-α-나프틸아민, 옥틸페닐-α-나프틸아민, 노닐페닐-α-나프틸아민 등의 나프틸아민 및 그 유도체를 들 수 있다. 이들 중에서도, 다이알킬다이페닐아민 및 알킬페닐나프틸아민이 바람직하고, 탄소수 4~24의 알킬기를 갖는 다 이알킬다이페닐아민 및 알킬페닐나프틸아민이 더욱 바람직하며, 탄소수 6~18의 알킬기를 갖는 다이알킬다이페닐아민 및 알킬페닐나프틸아민이 보다 더욱 바람직하다. 이들 아민계 산화 방지제는 1종 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

한편, 본 발명에 있어서 절연유 조성물은 통상적으로 사용되는 마모방지제, 극압첨가제, 마찰저감제, 녹방지제, 부식방지제, 유동점강하제, 점착제, 점도조절제, 금속탈활성화제, 기포방지제, 유화제 및 유화파괴제를 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

본 발명에 따른 갈색거저리 추출 오일의 제조

본 발명자들은 갈색거저리 추출 오일을 제조하는데, 유기용매 추출법을 사용하였으며 건조된 갈색거저리 유충 또는 선충을 아세톤을 용매로 하여 오일을 추출하였다.

<실시예 2>

본 발명에 따른 친환경 절연유의 제조

본 발명자들은 상기 <실시예 1>에서 제조한 갈색거저리 추출 오일을 이용하여 절연유를 제조하였다. 먼저, 갈색거저리 추출 오일과 에틸 알콜을 1 : 3의 비율로 혼합한 후, 촉매로 소듐 알콕사이드를 갈색거저리 추출 오일 중량에 대해 0.5 중량% 첨가하여 에스테르화 반응을 진행시켰다. 이때, 에스테르화 반응은 60℃의 불활성 가스 분위기 하에서 500rpm의 교반속도로 3시간 동안 진행시켰다.

에스테르화 반응이 끈난 반응물에 과량의 물과 석유에테르를 첨가하여 상분리를 시켜 반응하지 않고 잔존하는 글리세롤 물질과 에스테르 물질을 분리하였다. 이때, 상부는 에스테르층, 하부는 글리레롤 층으로 상분리가 일어나 에스테르 물질을 쉽게 분리할 수 있다.

다음으로 상분리를 통해 얻어진 에스테르 물질을 증류하여 잔존하는 알콜과 수분을 제거하면, 점성이 작아진 에스테르 물질을 최종적으로 얻을 수 있으며, 이 물질을 친환경 절연유로 사용하였다.

<실험예 1>

본 발명에 따른 친환경 절연유의 특성

본 발명자들은 상기 <실시예 2>에서 제조한 본 발명에 따른 친환경 절연유에 대한 점도, 유동점, 인화점을 각각 측정하였으며, 그 결과는 다음 표 1에 나타내었다.

본 발명에 따른 절연유 특성평가

	본 발명에 따른 절연유
점도(40)	32.8
유동점()	-17.6
유전손실(80)	0.05
전산가(mgKOH/g)	0.047

그 결과, 본 발명에 따른 갈색거저리 추출 오일을 이용한 절연유는 낮은 점도와 낮은 유동점을 나타내었으며, 전산가가 낮아 산화안정성이 우수함을 확인할 수 있었다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

갈색거저리(Tenebrio molitor)에서 추출한 오일을 유효성분으로 포함하는 친환경 절연유 조성물.
제1항에 있어서,

상기 갈색거저리에서 추출한 오일은 수증기증류법, 열수추출법, 용매추출법, 압착법, 탄산가스추출법, 환류냉각추출법, 냉침법 및 용출법 중에서 선택된 어느 하나의 방법을 이용하여 추출한 것을 특징으로 하는 친환경 절연유 조성물.
제1항에 있어서,

상기 조성물은 알킬 나프탈렌을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 절연유 조성물.
제1항에 있어서,

상기 조성물은 산화방지제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 절연유 조성물.
갈색거저리에서 추출한 오일을 알칼리 촉매 하에 저분자 알콜과 혼합하여 에스테르화 반응을 시키는 것을 특징으로 하는 친환경 절연유의 제조방법.
제5항에 있어서,

상기 에스테르화 반응에 의하여 생성된 에스테르 물질과 글리세린을 물과 석유에테르를 첨가하여 상분리시키는 단계; 및

상기 상분리된 에스테르 물질을 증류시켜 잔존하는 알콜과 수분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 절연유의 제조방법.
제5항에 있어서,

상기 저분자 알콜은 에틸알콜, 프로판올, 이소프로필알콜, 부탄올 및 이소부틸알콜로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 혼합된 혼합물인 것을 특징으로 하는 친환경 절연유의 제조방법.
제5항에 있어서,

상기 알칼리 촉매는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화리튬 및 소듐 알콕사이드로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 친환경 절연유의 제조방법.
제5항에 있어서,

상기 알칼리 촉매는 상기 갈색거저리 추출 오일에 대하여 0.1 ~ 2.0 중량% 첨가되는 것을 특징으로 하는 친환경 절연유의 제조방법.