수용성절삭유제리사이클링 및 금속가공유제개발 방향 주식회사 …eduk.co.kr/cutting/korea.pdf수용성절삭유제리사이클링. 및. 금속가공유제개발방향

수용성절삭유제수용성절삭유제 리사이클링리사이클링 및및 금속가공유제금속가공유제 개발개발 방향방향

주식회사주식회사 이득이득 부설화학연구소부설화학연구소

((주주) ) 이득이득 attached chemistry a research (1)attached chemistry a research (1)

수용성절삭유제수용성절삭유제 리사이클링리사이클링

리사이클링리사이클링 이유이유 →→ 수용성절삭유제의수용성절삭유제의 부패부패 →→ 성능저하성능저하 ((가공가공. . 폐액폐액))

1. 수용성절삭유제 → 부패

2. 내부패성 수용성절삭유제

→ 부패방지성 있는 주,부재료의 사용 혹은 Biocide 첨가

→ 장수명화

→ [환경친화적인 내부패성 수용성절삭유제 개발],

[나노기술을 이용한 알루미늄 (합금) 가공용 청정 절삭유제 개발]

3. 습동면유 겸용 수용성절삭유제

→ 공작기계유 → 수용성절삭유제로 대체 → 타유 혼입

→ 부패방지

→ 가공 소재로 부터 묻어오는 타유 제거 어렵다.

→ 기계적인 리사이클링 공정 필요

4. 가공방법 개선 → 오일미스트 가공유, 냉풍가공유

→ 리사이클링 공정 불필요


수용성절삭유제의수용성절삭유제의 리사이클링리사이클링 방법방법

1.1. 농도관리농도관리 : 굴절계, 당도계 ((W 1W 1종종 5 ~ 10%, 5 ~ 10%, W 2W 2종종 3 ~ 5%)3 ~ 5%)

2.2. pHpH관리관리 : pH메타, 리트머스 시험지 (9.0(9.0±±0.2)0.2)

3.3. 칩칩 제거제거 : → 자석분리 방법(magnetic separator)

→ 액체 사이클론에 의한 방법(Hydrocyclone)

→ 원심분리에 의한 방법(Centrifuge)

→→ 필터필터((Filter), Filter), 맴브레인맴브레인 방법방법((membrane) membrane)

→ 평막여과기에 의한 방법(Unaided filter)

4.4. 타유타유 제거제거 : → 경사분리 법(Decanting)

→ 오일 스키머(Skimming)

→ 합체형(Coalescing)

→→ 필터필터((Filter), Filter), 맴브레인맴브레인 방법방법((membrane)membrane)

→ 박막회수 법(Thin-film fluid recovery method)

5. 부패방지제부패방지제 첨가첨가 : 인체유해성 없는 것


사용유에사용유에 대한대한 최적최적 리사이클링리사이클링 방법방법 도출도출 및및 적용적용 시험시험

→ 가공성, 세정성, 방청성 : 제조자, 관리자 개선

→ 농도관리 및 pH 관리 : 관리방법 → 관리자

→ 칩 제거 : 제거방법 (미생물 서식지) → 관리자

→ 타유 제거 : 제거방법 (열화요인, 미생물 영양원) → 관리자

→ 부패방지제 첨가 : 부패방지제 첨가방법 (인체유해성)

→ 적용된 리사이클링 방법에 대한 문제점 도출 및 보완

→ 리사이클링 완료

→→ 수용성절삭유제수용성절삭유제 성능성능 문제로문제로 리사이클링리사이클링 방법방법 부적절부적절 함함

((특히특히 가공성가공성, , 방청성방청성 등등))

→→ 수용성절삭유제수용성절삭유제 대체대체 개발개발 보급보급


수용성절삭유제수용성절삭유제 대체대체 개발개발 보급보급 시시 고려해야고려해야 할할 사항사항 및및 적용시험적용시험

→ 사용중인 수용성절삭유제의 1차 성능 및 2차 성능 시험에

대한 문제점 도출 및 보완

→ 구성물질 방향 설정 (첨가물에 대한 기술적 자료 분석 및 보완)

→ 기타 기술적 사항 보완

→ 수용성절삭유제 대체 개발 보급

→ 현장적용시험으로 문제점 도출 및 보완

→→ 최적최적 리사이클링리사이클링 방법방법 적용적용

→→ 리사이클링리사이클링 완료완료


수용성절삭유제수용성절삭유제 대체대체 개발개발 보급보급 시시 고려해야고려해야 할할 사항사항(1)

1.1. 리사이클링을리사이클링을 위한위한 문제점문제점 도출도출 →→ 11차차, 2, 2차차 성능성능 시험시험

가가. 1. 1차차 성능성능 시험시험

(1)가공 시험에 의한 평가

절삭유제, 공작물, 공구, 공작기계, 가공 조건 결정

→ 수명(부패), 가공정밀도, 저항력 등으로 평가

(2) 가공 시험에 의하지 않는 평가

기초 윤활시험

→ 팀켄법 시험, 파렉스 시험, 쉘식4구 시험 등

(1)


나나. 2. 2차차 성능성능 시험시험

(1) 절삭유제 규격(KS M 2173)에 규정된 성능 시험

표면장력 : 침투성 등과 관련하는 성능

유화 안정도 : 유화가 부서지고 쉬움, 부서지기 어려움

불 휘발분 : 윤활 성분 등의 유효 성분량

pH　: 산성, 알칼리성의 힘

염소분　: 염소계 극압 첨가제의 양

전유황분 분　: 유황계 극압 첨가제의 양

기포시험　: 가공 시에 문제가 되는 거품의 서기 쉬움

금속부식　: 강판, 알루미늄판, 동판을 부식 시키기 어려운

성능


(나) 절삭유제 규격(KS M 2173)에 규정되지 않는 성능 시험

침투성　: 절삭 점에 유제의 스며들기 쉬움

방청제성　: 강철, 주철을 녹슬게 한 어려운 성능

내열화성　: 사용 시간 경과에서의 성질과 상태 변화

내부패성　: 부패하기 어려움

항 유화성　: 혼입한 유압작동유 등을 부상시키는 성능

폐수 처리성　: 사용후의 응집 처리의 하기 쉬움

보존 안정성　: 보존시의 성질과 상태, 성분 변화

부식성 : 철, 비철금속, 도료 등에 대하는 영향

분산성　: 미세한 잘라 쓰레기를 유제 중에 분산시키는 성능

인체에 대한 영향　: 독성 시험, 피부 자극성 등

그 외


수용성절삭유제수용성절삭유제 대체대체 개발개발 보급보급 시시 고려해야고려해야 할할 사항사항(2)(2)

2. 2. 대체대체 첨가물첨가물((구성물구성물))의의 방향방향 설정설정

가가. . 기존기존 사용유에사용유에 대한대한 문제점문제점 분석분석

→ 1차, 2차 성능 시험 결과

→ 물질안전보건자료(MSDS) 등 기본 자료 활용

→ 첨가물의 특성, 물리화학적인 성상 등 분석

→ 합성물질의 경우 중합에 사용되었는 주. 부재료 및 촉매

성상 파악

나나. . 대체대체 첨가되는첨가되는 구성물에구성물에 대한대한 기술적기술적 자료자료 분석분석 및및 보완보완

→ 가공성, 방청성, 세정성, 부패방지성

→ 환경독성 자료 (무척추동독성, 해조류 독성, 어독성)

→ 인체유해성 (피부염, 경구 독성)


수용성절삭유제수용성절삭유제 대체대체 개발개발 보급보급 시시 고려해야고려해야 할할 사항사항(3)(3)

3. 3. 대체대체 첨가물첨가물 선정선정 시시 고려고려 사항사항

가. 윤활기유(광유)의 PAHs 함유 → 최소량 물질 적용

나. 유성제 → 지방유, 지방산 단독 첨가 보다

→ 에스테르 화합물, 방향족 에스테르 화합물로 제조 첨가

다. 유화제 → 환경독성, 부패성 ( 미생물 살균 능력, 흡수 능력)

라. 알카놀 아민, 4급 암모늄, 무기 알카리염

→ 환경독성, 첨가 물질과의 반응성, 반응 생성 물질 파악

마. 유기 인히비터 → 부식속도 억제 방법 위주, 환경오염 방지

바. 부패방지제 → 인체유해성, 미생물 종류에 작용 효과 (세균류, 진균류)

사. 소포제 → 미네랄오일계, 실리콘계, 비 실리콘계 폴리머류

아. 극압 첨가제 → 염소, 인, 황, 아연 → 극압성 나타낼 수 있는 유기물질

자. 기타 대체 수용성절삭유제에 보완 되어야 할 기술적 사항


기술이전사업과 관련한 리사이클링을 위한 시험

기술보급기술보급 대상대상 기업의기업의 리사이클링리사이클링 실시실시 순서순서

1. 사용중인 수용성절삭유제 문제점 도출

→ 부식, 변색, 발청

→ pH 상승제 및 부패방지제 첨가(절삭유제 제조자, 작업현장)

2. 리사이클링 방법 제안 및 적용

→ 농도, pH관리, 칩 및 타유 제거 → 세정성 등 여러가지 이유 발생

3. 수용성절삭유제 대체 개발 보급

4. 대체 보급된 수용성절삭유제 문제점 도출

→ 부식, 변색, 발청, 세정성 우수, 수명 연장(2배) → 타유 혼입

→ 타유 자체를 유화 → 반영구적으로 사용 못함

5. 리사이클링리사이클링 방법방법 제안제안 및및 적용적용 →→ 필터필터, , 맴브레인맴브레인 방법방법

6. 리사이클링 완료


기술이전사업과기술이전사업과 관련한관련한 리사이클링을리사이클링을 위한위한 시험시험

인체유해성과인체유해성과 관련된관련된 시험시험

나. 수용성절삭유제에 첨가되는 일반적인 부패방지제

→ 아민계, 구아니딘계, 페놀계, 살리실산계, 키토산계

→ 포름알데히드 방출형 및 비방출형

가. 포름알데히드 검출시험

→ 공정시험법 (대기가스 배출허용 기준 항목별 시험방법)



다. 포름알데히드

→ 경구 자극성, 피부염 원인, 발암성 물질

→ 대기환경보전법 → 대기오염물질별 배출허용 기준

→ 가스상에서 포름알데히드 배출허용 기준

→→ 공장공장 굴뚝굴뚝, , 집진장치집진장치 →→ 2020ppm ppm 이하로이하로 규정규정

→→ 생활환경생활환경 →→ 작업장작업장, , 실내실내 →→ 0.10.1ppm ppm 이하이하

(예 : 담배연기 0.1ppm)



사용중인사용중인 수용성절삭유제수용성절삭유제 희석액희석액 formaldemeter formaldemeter 검출검출 수치

작업 전, 후 장비 작동중인 장비작업장 내부

13:00

10:40

16:00

14:00

0.010.010.01

0.01연구실

0.010.010.01오후

-0.000.00휴식

0.050.010.00오전

formaldemeter 검출 수치 (ppm) 구 분

현장측정 ppm formaldemeter 400연구실측정

수치



생분해도생분해도 시험시험((부패성부패성 시험시험))

수용성절삭유제와수용성절삭유제와 생분해도생분해도 시험시험 (1)

1. 수용성절삭유제 → 부패 원인 → 미생물

→ 수용성절삭유제 부패성

→ 미생물 종류 혹은 균 주수 파악하는 것 보다

→ 부패가 된 정도를 파악 후 대처

→ 리사이클링 방법

2. 수용성절삭유제는 → 작업현장 → 사용 중 → 부패성 나타냄

→ 부패가 쉽게 되지 않도록 하는 것

→ 리사이클링 방법의 최대 목표

(1)



수용성절삭유제와수용성절삭유제와 생분해도생분해도 시험시험(2)

3. 수용성(난용성)화합물

→ 부패원인

→ 미생물

→ 무해물질로 분해(부패)된 정도 측정

→ 생분해도

4. 수용성절삭유제

→ 부패원인

→ 미생물 증식

→ 부패성

→ 부패된 정도를 측정

→ 생분해도

(2)



부패된부패된 정도를정도를 측정하는측정하는 방법방법(1)

1. KS M ISO 13843 수질 - 미생물학적 시험 방법의 검증 지침

2.2. KS M ISO 6222 KS M ISO 6222 수질수질 -- 생존생존 미생물미생물 계수계수

3. KS M ISO 8199 수질 - 배양에 의한 미생물 계수에 대한 일반 지침

4. KS H ISO 4831 미생물학-대장균 군 계수 일반 지침-최확수(MPN)법

5. KS H ISO 4832 미생물학-미생물 계수 일반 지침-집락계수법

6. KS H ISO 4833 미생물학-미생물 계수 일반 지침-30℃ 집락계수법

7. KS H ISO 7954 미생물학－효모 및 곰팡이 계수 일반 지침－25℃ 집

락 계수법

(1)



부패된부패된 정도를정도를 측정하는측정하는 방법방법(2)(2)

1.1. KS M 9220 KS M 9220 -- 수질수질--생분해도생분해도 시험시험 선정선정 방법방법

2. ISO 7827(KS M 9200) - 용존 유기 탄소 분석법

3. ISO 10707(KS M 9188) - 밀폐된 병 시험 (생화학적 산소 요구량 분

석 방법)

4. ISO 9439 - 방출된 이산화 탄소 분석 방법

5. ISO 11734(KS M 9129) - 생물 기체량 측정 방법

6.6. ISO 9408(KS M 9421) ISO 9408(KS M 9421) -- 수질－액상수질－액상 배지배지 내내 유기유기 화합물의화합물의 호기성호기성

최종최종 생분해도생분해도 측정측정((밀폐밀폐 respirometerrespirometer에서에서 산소산소 요구량요구량 측정측정))

→→ OECD 301F, [OECD 301F, [미생물미생물((호기성호기성 세균세균))에에 의해의해 무해물질로무해물질로 분해되는분해되는 수수

용성용성((난용성난용성))물질물질 측정법측정법] ] Aerobic aqueous mediumAerobic aqueous medium의의 Test Test 물질물질

에에 대한대한 Biodegradability Biodegradability 측정법측정법



ISO 9408 (KS M 9421, OECD 301F)ISO 9408 (KS M 9421, OECD 301F)의의 선정선정 이유이유

1. 1. 수용성절삭유제의수용성절삭유제의 부패도에부패도에 대한대한 측정측정 기준기준

→ 설정된 바가 없음

→ 부패의 진행 정도 측정

→ 부패가 진행되어 더 이상 사용할 수가 없을 경우의 부패도 측정은

→ 기술적인 측면에서 측정이 되어져야 함.

→ 부패성을 나타내지 않는 수용성절삭유제의 기술개발과 관련

→ 기준은 설정되어져야 함

2. 2. 부패성부패성 시험의시험의 오류오류

→ KS M ISO 6222 : 수질 - 생존 미생물 계수 (영양 한천 배양 배지 속또는 표층 접종에 의한 군락 계수) 측정의 방법을 실시

→ 이 규격의 시험 방법은 기기적인 오류 혹은 시험자의 객관적인 판단(군락 계수 식별 오류)이 적용되고 수치계산의 오류 혹은 시험자의 숙련정도에 따라서 오차 있었음



ISO 9408 (KS M 9421, OECD 301F)ISO 9408 (KS M 9421, OECD 301F)의의 선정선정 이유

3. 3. 기기장치의기기장치의 AutoAuto--System System 도입도입

가. KS M 9220 (ISO 15642) 수질-생분해도 시험 선정 방법

나. KS M 9241(ISO 9408, OECD 301F)최종 호기성 생분해도 평가 방법

(닫힌 호흡계에서 산소 요구량 측정법 : BOD 값)

다. 측정 규격으로 제조된 Sensomat System Digital (Sensor-IR)

기기를 선택하여 부패성(생분해성)을 측정

라. Auto-System으로서 기기의 오류 혹은 시험자의 객관적 판단,

부패성(BOD 값) 수치 오류 등이 없었음

이유




4. 4. 기기장치의기기장치의 온도온도 설정설정

가. BOD값 시험 → 시료 및 항온조 등 시험의 온도 → 20±1℃로 규정

나. 수용성절삭유제에 대한 BOD값 시험규정이 없음

다. 수용성절삭유제 → 미생물 증식 → 부패

라. 미생물 생장 가장 활발히 될 수 있는 온도 → 30 ~ 35℃

(30℃ 이하, 35℃이상에서도 활동성이 있는 것도 있음)

마. BOD값 측정 시험 → 항온조 온도 35℃에서 시험 실시

이유




5. 5. 수용성절삭유제의수용성절삭유제의 부패성과부패성과 대표적인대표적인 BOD BOD 값값

가. BOD값이 발생 → 수용성절삭유제 부패가 되었다라고 단정 못함

(1) 부패성 나타내지 않는 것.

(2) 부패가 진행되는 것.

(3) 부패가 되어 더 이상 사용을 할 수가 없는 것.

(4) 대표적인 BOD 값 → 수용성절삭유제 개발과 사용유 관리 효율적

나. 부패성을 나타내는 수용성절삭유제의 대표적인 BOD 값

(1) 악취 발생 시의 BOD 값 : 500 ~ 4,000ppm

(2) 방청성능 저하 시의 BOD 값 : 500 ~ 4,000ppm

(3) 부식, 변색 시의 BOD 값 : 500 ~ 4,000ppm

이유




사용유에사용유에 대한대한 시험시험 결과결과 : 4: 4ppmppm

시험기간시험기간 : 28: 28일일((약약 700700hr)hr)

35℃ 조절 항온조

Sensomat System Digital IR

이유



10% 10% 희석액에희석액에 100100㎖㎖ 대한대한 세척성세척성 시험시험

250㎖ 비이커 무게 측정 → 10% 희석액 100㎖ → 250㎖ 비이커 넣고

→ 5분간 방치 후 비우고 → 건조기 [50℃] → 1시간 건조 후 비이커 무게측정 → 비이커 표면의 절삭유제 잔류물량 계산

1. 시험결과 : 0.2g 2. 잔류물이 금속 표면에 묻어 있을 경우

→ 얼룩, 끈적임 현상 초래→ 가공물 품질저하, 후처리 공정 어렵다→ 부식, 변색, 발청 등의 문제 일어 남

디지털식 저울 및 250㎖ 비이커 건조기



시료시료 원액에원액에 대한대한 내하중성내하중성 시험시험 : : 쉘식쉘식 44구법구법 ((KS M 2026)KS M 2026)

1. 수용성절삭유제 → 규격시험 → 사용하지 않음 (1차 성능시험 : 윤활성)

2. 물 → 희석된 수용성절삭유제 → 내하중성 시험 실시 할 수 없음

3. 원액 상태의 수용성절삭유제 내하중성 시험 결과 나쁘면 → 수용액 상태

에서도 나쁘다

4. 내하중성 시험 → 수용성절삭유제 극압성, 윤활성 등 → 객관적인 판단의

기술 자료로 활용하기 위함 → 유제 제조 기술향상 방법 수단으로 실시

5.5. 수용성절삭유제수용성절삭유제 원액원액 융착점융착점 → 100(kg), 126(kg), 160(kg), 200(kg)

6. 100(kg) → 윤활성 양호함

7. 126(kg) → 우수한 윤활성

8. 160(kg) → 아주 우수한 윤활성 및 극압성

9. 특별한 경우 부하마모 지수, 최종 무소부 부하 등이 낮아도

→ 윤활성, 극압성이 우수하게 나타날 수도 있음



시료시료 원액에원액에 대한대한 내하중성내하중성 시험시험 결과결과 : : 쉘식쉘식 44구법구법 ((KS M 2026)KS M 2026)

일반적인 수용성절삭유제 및 유압작동유 내하중성

1262019.8유압작동유

2005019.9윤활성 우수한 수용성절삭유제

1604017.7W 2종 (Same type)

1602024.6W 1종 (에멀젼)

Weld Point

(융착점)

Last No seizure Load

(무소부 부하)

Load Wear Index

(부하마모 지수)

구 분


기술이전사업과기술이전사업과 관련한관련한 리사이클링을리사이클링을 위한위한 시험

사용사용 중인중인 수용성절삭유제의수용성절삭유제의 일자별일자별 농도농도, , pH pH 측정측정(1)(1)

(1) 측정일시 : 2003년 02월 10일 ~ 2003년 02월 06일(2) 시험자 : 대상기업 담당자(3) 측정장비 : 압베굴절계 or 농도계, pH 메타(4) 측정횟수 : 14회 반복측정(5) 측정장소 : 수용성절삭유제가 사용되는 가공기계(전조기 12호기)(6) 측정시간 : 작업시간 중(7) 측정결과 : 농도 1~5.4% (평균 3%), pH 8.1~8.49(평균 8.3)

굴절계(농도측정) 당도계(농도측정) pH 메타

시험



사용사용 중인중인 수용성절삭유제의수용성절삭유제의 일자별일자별 농도농도, , pH pH 측정측정(2)

1. 농도

가. W1종 수용성절삭유제 희석액희석액 5% 5% 이하이하 관리관리 →→ 부패부패

나. 부패 → 비철금속 → 부식, 변색

→ 일반강, 주물강 → 발청

다. 대상기업 → 평균 사용농도 약 3% 관리 → 부패 쉽다

라. 평균평균 3%3%이하이하 농도농도 관리관리 이유이유

→ 3%이상 농도관리 시

→ 가공물에 수용성절삭유제 유분, 혼입된 타유 묻음

→ 세정성, 광택성 문제 발생

(2)



사용사용 중인중인 수용성절삭유제의수용성절삭유제의 일자별일자별 농도농도, , pH pH 측정측정(3)

2. pH

가. 동동 및및 동합금동합금 →→ 최적최적 pH pH 관리농도관리농도 →→ 9.0 ~ 9.5 (9.09.0 ~ 9.5 (9.0±±0.2)0.2)나. pH 8.5이하 → 부패 급속히 진행 → 부식, 변색, 발청 쉽게 일어남다. pH 10.0 이상 → 부패성 나타내지 않음

→ 비철금속, 주물 등 → 부식성, 변색 문제 발생(예) 가공물 → 산 세정, 알카리 세정 후 → 중화 과정 필요한 이유

공업용 알카리 세정제 → pH 9.0 ~ 9.5인 이유 역시 같은 이유이다.라. 대상기업대상기업 pH pH 관리관리 →→ 평균평균 8.3 8.3 →→ 가공물가공물 →→ 부식부식, , 변색변색 일어남일어남

변색 : 가공면의 검은색 부분, 부식 : 가공면에 반점이 있음,

(3)


기술이전사업과기술이전사업과 관련한관련한 리사이클링을리사이클링을 위한위한 시험

사용되고사용되고 있는있는 물에물에 대한대한 강도강도 시험시험(1)(1)

시험결과시험결과 : : 경도경도 33--6, 6, 강도강도 ((칼슘카보넷트칼슘카보넷트((CaCO3)CaCO3)함량함량((Mg/Mg/ℓℓ) : 68) ) : 68)

1. 물의 강도 → 셀 경우

→ 마이셀 내부오일 부상 → 타유 발생

2. 타유 발생 → 미생물 영양분

→ 미생물 성장 촉진 → 부패 촉진

3. 박테리아, 유지 등을 분해

→ 지방산 생성 → pH저하 원인

4. 타유 발생

→ 세척성 저하, 장비 및 가공물 오염강도측정

시험



사용되고사용되고 있는있는 물에물에 대한대한 강도강도 시험시험(2)(2)

물의 강도에 따른 W 1종 수용성절삭유제의 일반적인 부패성

약 28일 이내 부패

BOD 값 :

약 200 ㎎ CO2/ℓ


BOD 값 :

약 500 ㎎ CO2/ℓ

절삭유제 10% 수용액온도 : 10~20℃


BOD 값 :

약 500 ㎎ CO2/ℓ


BOD 값 :

약 1,000 ㎎ CO2/ℓ

절삭유제 10% 수용액온도 : 25~35℃

물의물의 강도강도 : 60 ~ 75 : 60 ~ 75 물의물의 강도강도 : 150 ~ 400 : 150 ~ 400 구 분

※※ 물의물의 강도강도 ((칼슘카보넷트칼슘카보넷트((CaCO3)CaCO3)함량함량((Mg/Mg/ℓℓ) : ppm) : ppm



사용되고사용되고 있는있는 물에물에 대한대한 강도강도 (3)(3)

일반적인 물의 강도

25이상450 ppm이상강경수 (Strong Hard)

18-25300-450 ppm경 수 (Hard)

12-18200-300 ppm 중경수 (Moderately Hard)

6-12100-200 ppm 약경수 (Slightly Hard)

3-650-100 ppm중간연수 (Moderately Soft)

0-30- 50 ppm 연 수 (Soft Water)

'DH 칼슘카보넷트(CaCO3)함량(Mg/ℓ)

물의 형태

※ 물 중에 수소의 중량 표시: ( PH ) = Pounds Hydrogenii= Weight of Hydrogen. ※ 물의 경도 표시: ('DH ) = Denotes Degree of Water Hardness.



적용된적용된 리사이클링리사이클링 방법방법

1. 1. 필터여과필터여과((Filter)Filter)방법방법 적용적용

가. 칩제거 원활 함

나. 타유의 제거가 원활하지 못함

다. 용액 상태가 깨끗 함

라. 진균류(곰팡이)의 제거가 원활하지 못 함

마. 세균(호기성)의 제거가 미흡 한 단점이 발생 함.

2. 2. 맴브레인맴브레인((membrane)membrane)방법방법 적용적용

가. 칩제거, 타유 제거 원활함

나. 수용성절삭유제 수명이 필터여과방법보다 우수 함

다. 진균류(곰팡이)의 제거가 원활 함

라. 세균(호기성)의 제거가 미흡 한 단점이 발생 함.



적용된적용된 리사이클링리사이클링 방법의방법의 결과결과

1.1. 가공성가공성

가가. . 기존기존 수용성절삭유제수용성절삭유제

→ 가공제품 표면이 갈라지거나, 뜻김현상, 깨어지는 현상 있음

→ 가공 정밀도 떨어짐, 가공표면 거칠다.

나나. . 대체대체 수용성절삭유제수용성절삭유제

→ 가공제품 표면이 갈라지거나, 뜻김현상, 깨어지는 현상 작음

→ 가공 정밀도 정확, 가공표면 매끄럽고 광택이 난다




2. 세정성, 부식, 변색

가. 기존 수용성절삭유제→ 가공 후 약 3일 정도 방치 시 광택성 저하 및 변색→ 수용성절삭유제, 인발유 세정 공정 후에도 남아 있음

나. 대체 수용성절삭유제

→ 가공 후 약 3일 정도 방치 시 변색 문제점 발생 않음→ 수용성절삭유, 인발유 깨끗이 세정, 광택성 있음, 변색 없음




3. 3. 공구마모도공구마모도

가. 기존 수용성절삭유제→ 사용 농도 3 ~ 5% : 전조디스크 1일 3회 정도 교체


→ 사용 농도 3 ~ 5% : 전조디스크 3일 1회 정도 교체

4. 4. 부패성부패성((생분해도생분해도) ) 시험시험 77일일[168[168시간시간(10,080(10,080분분))

가. 기존 수용성절삭유제→ BOD값 : 470 ~ 500ppm 이상


→ BOD값 : 6 ~ 16ppm 이하

0 2 0 0 0 4 0 0 0 6 0 0 0 8 0 0 0 1 0 0 0 0 1 2 0 0 0- 1 0 0

0

1 0 0

2 0 0

3 0 0

4 0 0

5 0 0

6 0 0

ppm

(mg/

L)

t im e ( m in )

m e m b r a n e : n o m e m b r a n e : o k


대체대체 개발되어야개발되어야 할할 금속가공유제금속가공유제 개발개발 방향방향

• 비수용성 절삭유제

→ 수용성절삭유제

→ 내부패성 수용성절삭유제

→ 습동면유 겸용 수용성절삭유제

→→ 가공방법가공방법 개선개선

→ 오일미스트 가공유, 냉풍가공유

→→ 부패로부패로 인한인한 리사이클링리사이클링 불필요불필요


가공가공 종류에종류에 따라따라 개발되어야개발되어야 할할 금속가공유제금속가공유제

1. 공작 기계 가공

수용성절삭유제

오일미스트 가공유(수용성 or 비수용성)

냉풍가공유

비수용성절삭유제

내부패성 수용성절삭유제

습동면유 겸용 수용성절삭유제


냉풍가공유


개발 적용되어야 할 금속가공유제구 분


2. 미세 가공

재료 : 금속, 유리, 세라믹스, 고분자 등

가공 : 역학, 전자, 열, 광, 플라스마 등

표면거칠기 : 10nmRa(nanometer roughness average)이하


냉풍가공유

나노급 정밀부품 가공기술

재료 : 금속(SUS, Ni, Au, Ag, Al 등),

유리, 고분자 등

가공(MMF, Micro Metal Fiber) : 신선, 인발

극세사 : 25㎛~100㎛,


냉풍가공유

초.극세금속섬유

개발 적용되어야 할 금속가공유제구 분


환경성환경성/ / 경제성경제성/ / 인체유해성과인체유해성과 관련한관련한 금속가공유제의금속가공유제의 특성특성

1. 비수용성절삭유제

가. 종류

활성황화물

+

염소화합물

염화형유제

불활성황화형유제

활성극압형유제

불활성극압형유제극압형유제

(동판부식)

비수용성절삭유제

(극압첨가제첨가 유무)

광물유, 동식물유, 에스테르유유성형유제

주) 동점도, 지방유분, 인화점 (1종 1~6호, 2종 1~17호)


나. 우수성, 환경성, 경제성, 인체유해성

유해성

환경성, 경제성

유해 미스트 발생

작업자 피부염 발생

호흡기 장애 발생

발연, 오일 미스트 발생량 증가

작업장 오염 발생

화재 위험성 증대

소방법 적용

유지 비용이 많이 든다

우수성절삭성능 우수

빌트업에지 억제효과 크다 (난삭가공)

양호한 다듬질면(난삭재, 다듬질면 정도)


2. 수용성절삭유제

비수용성 절삭유제 → 수용성절삭유제 → 전환 배경

가공조건가혹 → 발연, 오일 미스트 발생량 증가 → 작업환경 나쁨

NC 머신, 머시닝 센타 → 무인화 → 화재 험성 증대

소방법 → 유제 취급수량, 소화설비 → 규제 강화

자원에 대한 의식 높음

가. 종류

W2종 1호

W2종 2호 : (염소계, 황계 극압첨가제 함유)

W2종 3호

W2종(솔루블형)


W1종 1호

W1종 2호 (염소계, 황계 극압첨가제 함유) W1종 3호

W1종(에멀젼형)



유해성


부패방지제 혹은 첨가물 영향 → 경구독성 발생

작업자 피부염 발생

부패성(생분해성) 있음

부패취 발생

농도, pH 저하 → 부패 및 방청성 저하

폐수, 폐액 발생 및 처리비용 발생

신유 교체 비용 발생 및 교체 인건비 발생

우수성

냉각성능 우수

오일 미스트 발생량 감소 → 작업환경 좋다

화재 위험성 없음

비수용성절삭유제 보다 유지 비용 적음 :

(20~100배희석 사용)

소방법 적용 없음


3. 내부패성 수용성절삭유제

수용성절삭유제 → 내부패성 수용성절삭유제 → 전환 배경

수용성절삭유제 → 부패성(생분해성) → 환경성/경제성/유해성 나쁨

우수성우수성, , 환경성환경성, , 경제성경제성, , 인체유해성인체유해성

유해성


경구독성 발생, 작업자 피부염 발생 최소화

부패성(생분해성), 악취 발생, 가공성, 방청성 저

하, 신유 교체 비용 발생 줄임

폐수, 폐액 발생 최소화

우수성

냉각성능 우수

오일 미스트 발생량 감소 → 작업환경 좋다

화재 위험성, 소방법 적용 없음

비수용성절삭유제 보다 유지 비용 적음 :

(20~100배희석 사용)


4. 습동면유 겸용 수용성절삭유제

내부패성 수용성 절삭유제 → 습동면유 겸용 수용성절삭유제 → 전환 배경

내부패성 수용성절삭유제 → 타유 혼입(습동면유 등) → 열화 → 부패

내부패성 수용성절삭유제 → 습동면유 겸용 수용성절삭유제

→ 타유 혼입(겸용 습동면유) → 부패방지

우수성우수성, , 환경성환경성, , 경제성경제성, , 인체유해성인체유해성

유해성


겸용 수용성절삭유 자체의 부패방지성

→ 경구 무독성, 작업자 피부염 발생 최소화

부패, 악취 발생 최소화

폐수 발생, 폐액 발생 최소화

신유 교체 비용 발생 최소화

우수성 타유 혼입으로 인한 부패성 최소화

가공성 저하, 방청성 저하 최소화


5. 오일미스트 가공유

비수용성 및 수용성절삭유제 → 오일미스트가공유, 냉풍가공유 전환 배경

가공유 구매 비용 절감

오염물질 발생 → 폐유, 폐수 발생 없음

작업환경 개선 → 작업장 청결 → 인체유해성 없음

NC 머신, 머시닝 센타 → 무인화 자동화자원에 대한 의식 높음

가. 종류

수용성오일 미스트 가공유

경구 무독성의 물질 사용

기제 : 물

극압첨가제 첨가 불필요

비수용성 오일미스트 가공유

인체에 무해한 식물유 사용

PAH 함유량 최소의 광물유 사용

극압첨가제 최소량 사용



유해성


무공해, 무독성

농도관리, pH 관리, 부패방지 관리 → 없음

폐유 및 폐수 발생, 화재 발생 → 없음

절삭유제 교체 없음 → 보충

가공물 → 세정 방법 개선

높은 윤활성 → 가공성 우수, 방청효과 우수

가공 공구 비싸다

우수성

극 미량의 식물성 절삭유제 미스트화 사용

→ 완전 소비 가능

오염물질 발생 없음 → 작업환경 개선

칩에 미량의 가공유 묻음 → 칩 처리 쉽다

칩 용해 → 리사이클링 가능


6. 냉풍가공유가. 종류

압축식 냉동 사이클 시스템압축 냉각공기

압축 냉각공기와 오일미스트 혼용


유해성


무공해, 무독성,

유제 구매 비용 최소 or 불필요

농도관리, pH 관리, 부패방지 관리 불필요

폐유 및 폐수 발생, 화재 발생 없음, 세정 방법 개선

우수성

냉각공기 사용 (20℃ ~ -40℃)

극 미량의 식물성 절삭유제 미스트화 사용 or 사용 않음 →

완전 소비 가능

오염물질 발생 없음 → 작업환경 개선

칩에 미량의 가공유 묻음 or 묻지 않음 → 칩 처리 쉽다

칩 용해 → 리사이클링 가능


수용성절삭유제리사이클링 및 금속가공유제개발 방향 주식회사 …eduk.co.kr/cutting/korea.pdf수용성절삭유제리사이클링. 및. 금속가공유제개발방향

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