KR20220070947A - 수성 절삭유 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수성의 투명 절삭유 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면인 절삭유 조성물은 투명하여 절삭 가공 중 절삭면을 정확히 확인할 수 있으므로 절삭 작업 효율을 높이고, 작업자의 안전을 담보할 수 있다. 또한, 상기 절삭유 조성물은 수용성으로, 절삭 작업 후 세정이 용이하며, 바이오 오일을 포함하여 친환경적이다. 또한, 본 발명의 일 측면인 절삭유 조성물은 고온 및 저온 등의 극한 환경에서 안전성이 우수하여 저장성이 우수하다.
Description
본 발명은 수성의 투명 절삭유 조성물에 관한 것이다.
절삭유란 금속 재료 등을 절삭할 때 절삭부위 또는 절삭공구부위를 냉각시키고 윤활하게 하여, 공구의 수명을 연장하고 절삭 효율을 높이기 위한 오일을 의미한다. 절삭유는 성상에 따라 크게 유성과 수성으로 나뉜다. 상기 유성 절삭유는 석유계 오일, 광물유 등을 포함하여, 악취가 강하여 작업자에게 두통 및 메스꺼움을 유발하여 작업효율을 떨어뜨리고 안전사고를 유발하는 문제점이 있고, 피부병, 암 등을 유발하는 것을 알려져 있다. 또한, 절삭 작업 후 이들 잔존물을 세정하기 위한 별도의 세정 공정을 수행해야 한다. 절삭유 세정 공정에서 사용되는 세정제에 함유된 용매들은 인체에 강한 독성을 가지며, 인화성이 강하여 화재 위험이 높다.
반면, 수성 절삭유는 절삭 작업 후 세정 공정이 수월하고, 인체 독성이 적어 최근사용 빈도가 증가하는 추세이다. 그러나, 현재까지 개발된 수성 절삭유는 절삭유로서 기본적인 기능인 절삭능이 낮을 뿐더러, 절삭 원액와 물을 혼합하여 유화한 후 색깔이 유백색 불투명으로 변하여 절삭 작업시 작업자가 절삭면을 정확히 볼 수 없어 작업 능률이 떨어지고, 안전사고 발생률이 높다는 문제점이 있다. 또한, 수성 절삭유는 물과 혼합한 이후에는 생화학적 안정성이 급격히 저하되어 저장 안정성이 낮다는 문제가 있다.
일 측면에서, 본 발명의 목적은 투명한 절삭유를 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명의 목적은 수성의 절삭유를 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명의 목적은 작업 안전성이 담보된 절삭유를 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명의 목적은 절삭시 작업 효율을 높일 수 있는 절삭유를 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명의 목적은 작업 후 청소가 용이한 절삭유를 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명의 목적은 친환경적인 절삭유를 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명의 목적은 저온 및 고온 환경에서의 안정성이 우수한 절삭유를 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명의 목적은 자기유화 기능을 갖는 절삭유를 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명의 목적은 절삭능이 우수한 수성 절삭유를 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명의 목적은 유화제를 포함하지 않는 투명 절삭유를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일 측면에서, 베이스 오일; 올레산, 과산화수소, 및 구연산으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 친수화도 조절제; 및 금속 수산화물을 포함하는 중화제를 포함하는, 절삭유 조성물을 제공한다.
또한, 상기와 같은 측면에서, 본 발명은 상기 금속 수산화물의 금속은 알칼리 금속을 포함하는, 절삭유 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 베이스 오일은 바이오 오일을 포함하는, 절삭유 조성물을 제공한다.
또한, 일 측면에서 본 발명은 상기 바이오 오일은, 팜유 및 재생유 중 하나 이상을 포함하는, 절삭유 조성물을 제공한다.
일 측면에서, 본 발명은 상기 절삭유 조성물은 물을 더 포함하는, 절삭유 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 일 측면에서, 상기 베이스 오일은, 조성물 총 중량을 기준으로, 5~40 중량%로 포함되고, 상기 친수화도 조절제는, 조성물 총 중량을 기준으로, 4~15 중량%로 포함되며, 상기 중화제는, 조성물 총 중량을 기준으로, 1~10 중량%로 포함되는 절삭유 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 측면에서, 상기 절삭유 조성물은, 친수화도 조절제로서, 올레산, 과산화수소, 및 구연산 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 일 구현예에서, 상기 조성물은 올레산을 조성물 총 중량을 기준으로, 1~10 중량%로 포함되는, 절삭유 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 측면에서, 상기 물은, 조성물 총 중량을 기준으로, 10~45 중량%로 포함되는, 절삭유 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 측면인 절삭유 조성물은 투명하여 절삭 가공 중 절삭면을 정확히 확인할 수 있으므로 절삭 작업 효율을 높이고, 작업자의 안전을 담보할 수 있다. 또한, 상기 절삭유 조성물은 수용성으로, 절삭 작업 후 세정이 용이하며, 바이오 오일을 포함하여 친환경적이다. 또한, 본 발명의 일 측면인 절삭유 조성물은 고온 및 저온 등의 극한 환경에서 안전성이 우수하여 저장성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 측면인 절삭유 조성물의 사진이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
이하에서, 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
일 측면에서, 본 발명은 절삭유 조성물로서, 상기 절삭유 조성물은, 베이스 오일; 올레산, 과산화수소, 및 구연산으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 친수화도 조절제; 및 금속 수산화물을 포함하는 중화제를 포함하는, 절삭유 조성물이다.
본 발명의 일 측면인 절삭유 조성물은 상기 친수화도 조절제를 포함함으로써, 유성 물질과 수성 물질간의 우수한 화학적 균형을 이끌어낼 수 있고, 이로 인해 안정적인 제형의 절삭유 조성물을 얻을 수 있다.
일 측면에서, 상기 절삭유 조성물은 친수화도 조절제로서, 올레산, 과산화수소, 및 구연산의 조합을 포함할 수 있다.
또한, 상기 절삭유 조성물에 포함된 금속 수산화물의 금속은 알칼리 금속을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 슴속 수산화물은, 염화나트륨, 염화칼슘, 염화바륨 등을 포함할 수 있고, 바람직하게는 염화나트륨을 포함할 수 있다.
일 측면에서 상기 절삭유 조성물은 금속 수산화물을 포함함으로써, 상기 절삭유 조성물의 pH를 조절할 수 있다.
또한, 상기와 같은 측면에서, 상기 베이스 오일은 바이오 오일을 포함할 수 있다. 바이오 오일이란, 석유계 오일을 제외한 것으로, 팜유와 같이 동식물 등으로부터 유래한 오일을 주성분으로 포함하는 오일을 의미할 수 있다.
일 측면에서, 본 발명의 절삭유 조성물은 베이스 오일로서, 팜유 및 재생유를 포함할 수 있다.
상기 팜유와 재생유는 각각 1:9~9:1의 중량비율로 포함될 수 있다.
또한, 일 측면에서, 상기 절삭유 조성물은 물을 더 포함할 수 있다.
일 측면에서, 상기 절삭유 조성물은 상기 성분들의 조합을 포함할 때, 투명하고, 세척성이우수한 절삭유 조성물을 얻을 수 있다.
일 측면에서, 상기 베이스 오일은, 조성물 총 중량을 기준으로, 5~40 중량%로 포함될 수 있다. 구체적으로 상기 베이스 오일은, 조성물 총 중량을 기준으로, 5~30 중량%, 또는 10~30 중량%, 또는 10~25 중량%, 또는 10~20 중량%로 포함될 수 있다.
또한, 상기 친수화도 조절제는, 조성물 총 중량을 기준으로, 4~15 중량%로 포함될 수 있고, 또는 6~15 중량%, 또는 6~14 중량%, 또는 7~13 중량%, 또는 8~12 중량%로 포함될 수 있다.
일 측면에서, 상기 절삭유 조성물이 친수화도 조절제로서 올레산, 과산화수소, 및 구연산의 3종을 포함할 경우에는, 각각이 조성물 총 중량을 기준으로 1~ 5 중량%, 또는 1~4 중량%, 또는 2~3 중량%로 포함될 수 있다. 상기 조성물이 친수화도 조절제로서 올레산만을 포함할 경우에는, 올레산은 조성물 총 중량을 기준으로, 1~10 중량%, 또는 3~8 중량%, 또는 4~8 중량%로 포함될 수 있다.
또한, 상기 중화제는, 조성물 총 중량을 기준으로, 1~10 중량%로 포함될 수 있고, 또는 구체적으로, 1~8 중량%, 또는 2~8 중량%, 또는 2~6 중량%, 또는 2~4 중량%로 포함될 수 있다.
또한, 상기 물은, 조성물 내에 잔량 포함될 수 있고, 또는 조성물 총 중량을 기준으로 10~45 중량%로 포함될 수 있고, 또는 15~35 중량%, 또는 15~33 중량%, 또는 15~25 중량%로 포함될 수 있다.
일 측면에서, 상기 절삭유 조성물은 상기 성분들을 상기 함량으로 포함할 때, 안정적인 제형을 나타낼 수 있으며, 즉각적인 자기유화 효과를 나타낼 수 있다.
상기 조성물은, 상기 열거된 성분 외에도 본 조성물의 성능을 향상시킬 수 있는 공지의 물질을 더 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 조성물은 솔비톨을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 솔비톨은 조성물 총 중량을 기준으로 0.1~5 중량%, 또는 0.5~2 중량%, 또는 0.5~1.5 중량%로 포함될 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 조성물은 알코올류를 더 포함할 수 있으며, 알코올류는 조성물 총 중량을 기준으로, 1~10 중량%, 또는 3~7 중량%로 포함될 수 있다. 상기 알코올류는 예컨대, 폴리프로필렌글리콜(PPG)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 일 측면에서, 상기 조성물은 소포제를 더 포함할 수 있으며, 이 때 소포제는 조성물 총 중량을 기준으로 0.1~1 중량%, 또는 0.1~0.7 중량%로 포함될 수 있다.
일 측면에서, 상기 조성물은 상기 성분들을 혼합하여, 약 50~90℃, 또는 약 50~80℃, 또는 약60~80℃로 가온하여 제조할 때, 조성물의 제형 안정성 및 투명도를 극대화할 수 있다.
상기 가온은 약 20~50분, 또는 20~40분, 또는 25~35분동안 수행할 수 있다.
가온 온도가 상기 범위보다 고온이거나, 가온 시간이 상기 시간 범위를 초과할 경우에는 조성물의 탁도가 높아지는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 조성물은 물에 희석하여 사용할 수 있으며, 이때 물은 상기 조성물의 중량을 100중량부라고 할 때, 800~1500 중량부, 또는 800~1300 중량부, 또는 800~1200 중량부, 또는 900~1100 중량부로 사용될 수 있다.
일 측면에서, 상기 희석된 절삭유 조성물은 8 이상 9.5 이하의 pH를 나타낼 수 있다. 상기 조성물의 pH가 8 미만일 경우에는 내부식성이 저하되고, 미생물 번식을 제어할 수 없어 제형 안정성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 조성물의 pH가 9.5를 초과할 경우에는 피부 자극성 등 작업자의 인체 안전성을 위협할 수 있다.
이하, 제조예 및 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 제조예와 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
[제조예] 절삭유의 제조
물, 소포제, NaOH, PPG, 팜유, 솔비톨, 및 올레익산을 약 20:0.5:3:5:14:1:6의 중량비율로 혼합하여, 약 70℃에서 약 30분동안 가온하여 절삭유 조성물을 제조하였다. 제조된 절삭유 조성물을 10배 중량의 물과 혼합하여 희석하여, 절삭유 희석액을 제조하였다.
[실험예 1] 투명도 테스트
제조된 절삭유 희석액(실시예)과, 비교예에 대하여 육안으로 투명도 테스트를 수행하였다. 투명도에 대하여 1~10점을 점수 배점을 하였고, 구체적으로, 투명할수록 높은 점수를 부여하였고, 불투명할수록 낮은 점수를 부여하였다.
비교예는, 혼합시 혼합물에 가온하지 않은 경우(비교예 1), 약 40℃로 가온한 경우(비교예 2), 약 100℃로 가온한 경우(비교예 3), 성분의 함량을 제조예와 달리한 경우(비교예 4~비교예 11, 표 1 참조)를 사용하였다.
| 성분 및 함량비 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 | 비교예 7 | 비교예 8 | 비교예 9 | 비교예 10 | 비교예 11 |
| 물 | 20 | |||||||
| 소포제 | 0.5 | |||||||
| NaOH | 0.1 | 7 | 3 | |||||
| PPG | 5 | |||||||
| 팜유 | 14 | 9 | 31 | 14 | ||||
| 솔비톨 | 1 | 0.05 | 6 | 1 | ||||
| 올레산 | 6 | 0.1 | 11 | |||||
그 결과, 본 발명의 경우 투명도가 10점으로 투명하나, 비교예들은 투명도가 낮아 불투명함을 확인할 수 있었다(표 2).
| 실시예 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 | 비교예 7 | 비교예 8 | 비교예 9 | 비교예 10 | 비교예 11 | |
| 투명도 | 10 | 5 | 4 | 3 | 4 | 5 | 5 | 4 | 5 | 4 | 4 | 5 |
[실험예 2] 제형 안정성 테스트
제조된 본 발명의 희석액과 비교예들을 약 30일 동안 상온에서 보관하면서, 상분리가 발생하는지 여부를 관찰하고 점수화하였다. 상분리나, 부유물이 발생하지 않을 경우 10점 만점을 기준으로 높은 점수를 부여하였고, 상분리 또는 부유물 등이 발생한 경우 제형 안정성이 낮은것으로 보아 낮은 점수를 부여하였다.
그 결과, 본 발명의 절삭유 희석액의 경우 제형 안정성이 우수한 반면, 비교예들은 제형 안정성이 떨어짐을 확인할 수 있었다(표 3).
| 실시예 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 | 비교예 7 | 비교예 8 | 비교예 9 | 비교예 10 | 비교예 11 | |
| 제형안정성 | 10 | 5 | 4 | 5 | 6 | 6 | 5 | 5 | 4 | 5 | 4 | 5 |
Claims (8)
- 절삭유 조성물로서,
상기 절삭유 조성물은,
베이스 오일;
올레산, 과산화수소, 및 구연산으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 친수화도 조절제; 및
금속 수산화물을 포함하는 중화제를 포함하는, 절삭유 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 금속 수산화물의 금속은, 알칼리 금속을 포함하는, 절삭유 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 베이스 오일은, 바이오 오일을 포함하는, 절삭유 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 절삭유 조성물은, 물을 더 포함하는, 절삭유 조성물. - 제3항에 있어서,
상기 바이오 오일은, 팜유 및 재생유 중 하나 이상을 포함하는, 절삭유 조성물. - 제5항에 있어서,
상기 팜유 및 재생유는 1:9~9:1의 중량비율로 포함되는, 절삭유 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 베이스 오일은, 조성물 총 중량을 기준으로, 5~40 중량%로 포함되고,
상기 친수화도 조절제는, 조성물 총 중량을 기준으로, 4~15 중량%로 포함되며,
상기 중화제는, 조성물 총 중량을 기준으로, 1~10 중량%로 포함되는, 절삭유 조성물. - 제4항에 있어서,
상기 물은, 조성물 총 중량을 기준으로, 10~45 중량%로 포함되는, 절삭유 조성물
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-
2020
- 2020-11-23 KR KR1020200158045A patent/KR102619419B1/ko active IP Right Grant
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