KR20180062482A

KR20180062482A - 베어링 가공용 절삭유제

Info

Publication number: KR20180062482A
Application number: KR1020160161137A
Authority: KR
Inventors: 김정길; 노종대; 백상하
Original assignee: 셰플러코리아(유)
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2018-06-11

Abstract

본 발명의 베어링 가공용 절삭유제는 기유와, pH유지제와, 윤활 및 세정 향상제와, 방청제와, 유화제와, 증류수를 포함하여 이루어지며;
상기 pH유지제의 비율은 상기 증류수의 비율보다 많이 포함되는 것을 특징으로 하는 베어링 가공용 절삭유제에 관한 것이다.

Description

베어링 가공용 절삭유제{Cutting oil for processing of bearing}

본 발명은 베어링 가공용 절삭유제에 관한 것으로서, 방부제를 함유하지 않아 친환경적인 베어링 가공용 절삭유제에 관한 것이다.

절삭유제는 금속의 절삭, 연삭 가공 과정에서 가공을 돕기 위해 사용되는 유제를 말한다.

절삭유제의 기능은 절삭공구와 가공 금속 간의 마찰을 줄이고, 마멸과 마모를 감소시키며, 가공표면의 특성을 좋게 한다. 또한, 표면에 유착되거나 녹아 붙는 것을 줄이며, 발생되는 열을 제거하여 열에 의한 변형을 방지하고, 가공 시에 발생되는 칩(Chip)과 잔류물 등을 씻어 내는 역할을 한다.

이러한 절삭유제의 기유로서 통상 원유 정제공정 중 가장 마지막 공정에서 생산된 섬유계 탄화수소 윤활기유가 주로 사용된다.

윤활기유를 가지는 절삭유제의 종류는 에멀젼 타입(Emulsion type) 절삭유제와 세미신데틱 타입(Semi-synthetic type) 절삭유제로 구분된다. 아래 표와 같이, 종래의 절삭유제의 조성성분 및 조성 비율은 아래표와 같다.

첨가제의 종류	Emulsion type	Semi-Synthetic type
유화제	20∼30％	20∼30％
윤활첨가제/극압첨가제	0∼40％	0∼10％
pH향상제(Amine)	3∼10％	3∼10％
방청첨가제	1∼5％	1∼5％
방부제	0∼3％	2∼4％
소포제	0∼2％	0∼2％
윤활기유	∼100％	5∼30％
이온교환수	-	∼100％

상기와 같은 절삭유제에 흔히 사용되는 방부제로는 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온(5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one;CIT)과 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온(2-Methyl-4-isothiazolin-3-one;MIT), 1,2-벤지소티아졸린-3-온(1,2-Benzisothiazolin-3-one), α,α',α"-트리메틸-1,3,5-트리아진-1,3,5(2H,4H,6H)-트리에탄올(α,α',α"-Trimethyl-1,3,5-triazine-1,3,5(2H,4H,6H)-triethanol;'3α-HHT)이 주로 사용된다.

이와 같은 방부제가 포함된 절삭유제는 환경손상을 가져올 수 있으며, 인체에 유해한 성분으로써 작업시 작업실 내에 미스트(mist) 형태로 잔존하여 작업자의 호흡기를 통해 흡입되어 작업자의 건강을 위협할 수 있는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0611735호(2006.08.04)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 인체에 유해한 방부제를 사용하지 않아 친환경적인 베어링 가공용 절삭유제를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 베어링 가공용 절삭유제는 기유와, pH유지제와, 윤활 및 세정 향상제와, 방청제와, 유화제와, 증류수를 포함하여 이루어지며;

상기 pH유지제의 비율은 상기 증류수의 비율보다 많이 포함되는 것을 특징으로 하는 베어링 가공용 절삭유제를 제공한다.

상기에서, 기유는 4∼8중량％, pH유지제는 36∼43중량％, 윤활 및 세정 향상제는 19∼26중량％, 방청제는 1∼6중량％, 유화제는 3∼8중량％, 증류수 10∼35중량％로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에서, pH유지제는 모노에탄올아민(Monoethanolamine), 트리에탄올아민(Triethanolanie), 2-(2아미노에톡시)에탄올(2-(2-aminoethoxy)ethanol)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에서, pH유지제는 모노에탄올아민 6중량％, 트리에탄올아민 22중량％, 2-(2-아미노에톡시)에탄올 10중량％로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 기유는 5중량％, 윤활 및 세정 향상제는 22중량％, 방청제는 4중량％, 유화제는 5중량％, 증류수 26중량％로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 방청제는 폴리(옥시프로필렌)디아민(Poly(oxypropylene)diamine) 2중량％와 톨리트리아졸(Tolytriazole) 2중량％로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 베어링 가공용 절삭유제는 인체에 유해한 방부제 성분을 함유하지 않음으로써 친환경적이며, 작업자의 건강에 영향을 끼치지 않는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 베어링 가공용 절삭유제의 소포성을 테스트한 결과를 도시한 그래프이며,
도 2는 본 발명에 따른 베어링 가공용 절삭유제의 방청성을 테스트하는 방법을 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 베어링 가공용 절삭유제를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 베어링 가공용 절삭유제는 기유와, pH유지제와, 윤활 및 세정 향상제와, 방청제와, 유화제와, 증류수가 혼합되어 이루어진다.

상기에서 증류수는 10∼35중량％ 범위만큼 포함된다.

상기에서 기유로는 Distillates(petroleum), hydrotreated light, 식물류 메틸 에스테르인 메틸 올리에트(Methyl oleate)와 메틸 리놀리에트(Methyl linoleate) 등이 사용될 수 있다.

본 발명에서는 기유로 Distillates(petroleum), hydrotreated light가 사용된다. 상기 기유는 4∼8중량％ 범위만큼 포함된다.

상기 pH유지제로 사용되는 대표적인 물질은 아민류이다. 아민류는 pH를 상승시키고 유지하여 미생물의 장해를 최소화하고, 방청 성능을 부여하여 가공소재 및 공구를 보호한다. 외부로부터 산성물질이 소량 혼입될 경우 완충 작용을 통해 절삭유제의 pH를 유지하는 역할을 한다.

상기 pH유지제로는 모노에탄올아민(Mono-ethanolamine), 디에타올아민(Di-ethanolamine), 트리에탄올아민(Triethanolanie), 2-(2아미노에톡시)에탄올(2-(2-aminoethoxy)ethanol), 모노-이소푸로파놀라민(Mono-isopropanolamine), 디-이소푸로파놀라민(Di-isopropanolamine), 트리-이소푸로파놀라민(Tri-isopropanolamine), 아미노-메틸-푸로파놀(Amino-methyl-propanol) 등이 사용될 수 있다.

본 발명에서는 pH유지제로 모노에탄올아민(Mono-ethanolamine), 트리에탄올아민(Triethanolanie), 2-(2아미노에톡시)에탄올(2-(2-aminoethoxy)ethanol)이 사용된다. 상기 pH유지제는 36∼43중량％ 범위만큼 포함된다.

상기 윤활 및 세정 향상제는 윤활 향상제와 세정 향상제가 각각 포함되거나 윤활 성능과 세정 성능이 함께 포함된 윤활/세정 향상제가 사용될 수 있다. 또한 윤활 향상제, 세정 향상제, 윤활/세정 향상제가 혼합되어 포함될 수 있다.

본 발명에서 윤활 및 세정 향상제는 36∼43중량％ 범위만큼 포함된다.

본 발명에서 상기 윤활 향상제로는 리시놀레산(Ricinoleic acid) 등이 사용되며, 상기 세정 향상제로는 알코올류(Alcohols) 등이 사용된다. 상기 알코올류로는 C12-14, ethoxylated propoxylated 등이 있다. 또한, 상기 윤활 및 세정이 함께 이루어지는 윤활/세정 향상제로는 피마자유(Ethoxylated castor oil) 등이 사용된다.

상기 방청제로는 폴리(옥시프로필렌)다이아민 (Poly(oxypropylene)diamine), 카프릴산(caprylic acid), 펠라곤산(pelargonic acid), 카프릭산(Capric Acid), 세바식산(Sebacic acid), 코프리 M1(Corfree M1), 코프리 M2(Corfree M2), 이르가코 190(Irgacor 190), 이르가코 190 플러스(Irgacor 190 Plus) 등이 사용될 수 있다.

본 발명에서 방청제로는 폴리(옥시프로필렌)다이아민 (Poly(oxypropylene)diamine)이 사용된다. 본 발명에서 방청제는 1∼6중량％ 범위만큼 포함된다.

상기 방청제 중 일부는 비금속 방청제가 사용된다. 상기 비금속 방청제로는 톨리트리아졸(Tolytriazole) 등이 사용된다.

상기 유화제로는 네오데칸산(Neodecanoic acid), 올레인산(Oleic acid)의 아민염, 톨오일(Tall oil)의 아민염, 에루크산(Erucic acid)의 아민염, 술폰산염(sulfonate), 하이퍼머(Hypermer) A70, 하이퍼머(Hypermer) A60, 타르카트(Targat) V20, 베크 에스터(Veg Ester) GY-112, 아드코네트(Addconate) H, 아드코네트(Addconate) M 등이 사용될 수 있다.

본 발명에서 유화제로는 네오데칸산(Neodecanoic acid)이 사용된다. 본 발명에서 유화제는 3∼8중량％ 범위만큼 포함된다.

실시예

종류	명칭	혼합비율
기유	Distillates(petroleum), hydrotreated light	5중량％
pH 유지제	Monoethanolamine	6중량％
pH 유지제	Triethanolanie	22중량％
pH 유지제	2-(2-aminoethoxy)ethanol	10중량％
방청제	Poly(oxypropylene)diamine	2중량％
비금속 방청제	Tolytriazole	2중량％
유화제	Neodecanoic acid	5중량％
윤활향상제	Ricinoleic acid	10중량％
세정향상제	Alcohols, C12-14, ethoxylated propoxylated	2중량％
윤활 및 세정 향상제	Ethoxylated castor oil	10중량％
증류수	Water	26중량％

실험예

상기 실시예에서 제조한 절삭유제의 성상은 아래 표에 나타내었다.

아래 표에서 A는 종래의 절삭유제이며, B는 본 발명에 따른 절삭유제이다.

항목		A	B
비중(15/4℃)		1.033	1.038
외관		황색 투명	담황색 투명
유화안정도/BRIX％ 2 (실온/24시간)	연수	미색 반투명	미색 반투명
유화안정도/BRIX％ 2 (실온/24시간)	경수(200ppm)	미색 불투명	미색 불투명
불휘발분(％)		67	80
불휘발분 잔유물의 끈적임		끈적임 있음	끈적임 적음
원액안정성(60℃/4시간)		분리 및 부유물 없음	분리 및 부유물 없음
원액안정성(-10℃/4시간)		분리 및 흐릿한 현상 없음	분리 및 흐릿한 현상 없음
Brix(％)/10％수용액		7.2	8.4
Factor		1.39	1.19
pH(Brix 10 수용액 기준)		10.0	10.0
방청성 (Petri-야노법/24시간)	3％ 수용액	발청 없음	발청 없음
알카리치(pH 8.0)/5％ 수용액		9.5	8.5
알카리치(pH 7.0)/5％ 수용액		13.0	12.0
Boron(ppm)/5％ 수용액		190	0

상기 실험예의 결과와 도 1에 도시된 바와 같이, 소포성에 대한 실험 결과 종래의 절삭유제(A)보다 소포성이 더 향상되었다. 종래의 절삭유제(A)는 시간이 경과함에 따라 증가되며 기포 높이가 60㎜ 높이만큼 형성되었으나, 본 발명에 따른 절삭유제(B)는 종래의 절삭유제(A)보다 낮은 50㎜ 높이만큼 형성되었다.

방청성 테스트는 도 2에 도시된 바와 같이, 유리접시(10)에 여과지(30)를 놓은 후, 주무칩(30)을 놓아 상기 주물칩(30)에 녹이 발생되는지 실험한다. 방청성 테스트에서 본 발명에 따른 절삭유제(B)는 종래의 절삭유제와 동일하게 발청이 없음이 확인되었다.

내부패 테스트(TSB(Tryptic Soy Broth) 배양액 시험법)에서 본 발명에 따른 절삭유제(B)는 종래와 동일하게 박테리아가 발생되지 않았으나, 시간이 경과함에 따라 pH 변화가 다소 크게 발생되었다.

pH변화에 따른 부패 성능을 보완하기 위해 pH 값, 알카리치(pH 8.0)/5％ 수용액, 알카리치(pH 7.0)/5％ 수용액, 박테리아 수의 값 등을 확인하며 절삭유제의 부패 성능을 향상시킨다.

pH 값은 8.5∼9.8 범위로 유지되며, 바람직하게는 8.8∼9.8 범위가 바람직하다.

알카리치(pH 8.0)/5％ 수용액에서는 3 초과 범위로 유지되며, 바람직하게는 4 초과 범위인 것이 바람직하다.

알카리치(pH 7.0)/5％ 수용액에서는 4 초과 범위로 유지되며, 바람직하게는 5 초과 범위인 것이 바람직하다.

박테리아 수는 10⁴미만으로 유지되며, 바람직하게는 10³ 미만 범위인 것이 바람직하다.

지금까지 본 발명에 따른 베어링 가공용 절삭유제는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10 : 유리접시
20 : 주물칩
30 : 여과지

Claims

기유와, pH유지제와, 윤활 및 세정 향상제와, 방청제와, 유화제와, 증류수를 포함하여 이루어지며;
상기 pH유지제의 비율은 상기 증류수의 비율보다 많이 포함되는 것을 특징으로 하는 베어링 가공용 절삭유제.
제1 항에 있어서, 상기 기유는 4∼8중량％, pH유지제는 36∼43중량％, 윤활 및 세정 향상제는 19∼26중량％, 방청제는 1∼6중량％, 유화제는 3∼8중량％, 증류수 10∼35중량％로 이루어지는 것을 특징으로 하는 베어링 가공용 절삭유제.
제2 항에 있어서, 상기 pH유지제는 모노에탄올아민(Monoethanolamine), 트리에탄올아민(Triethanolanie), 2-(2아미노에톡시)에탄올(2-(2-aminoethoxy)ethanol)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 베어링 가공용 절삭유제.
제3 항에 있어서, 상기 pH유지제는 모노에탄올아민 6중량％, 트리에탄올아민 22중량％, 2-(2-아미노에톡시)에탄올 10중량％로 이루어지는 것을 특징으로 하는 베어링 가공용 절삭유제.
제4 항에 있어서, 상기 기유는 5중량％, 윤활 및 세정 향상제는 22중량％, 방청제는 4중량％, 유화제는 5중량％, 증류수 26중량％로 이루어지는 것을 특징으로 하는 베어링 가공용 절삭유제.
제5 항에 있어서, 상기 방청제는 폴리(옥시프로필렌)디아민(Poly(oxypropylene)diamine) 2중량％와 톨리트리아졸(Tolytriazole) 2중량％로 이루어지는 것을 특징으로 하는 베어링 가공용 절삭유제.