2 조
주세연 , 오원기 , 장성호
폐 절삭유의 처리 및
재생을 위한 기본물성 조사
차 례
절삭유의 정의 및 분류……… ...
폐절삭유의 문제점……… .
폐절삭유의 처리방법……… .
오존을 이용한 폐절삭유의 재생실험…… ...
결 론……… 절삭유 ( 한국공업규격 KSM2173-1985) : 금속의 절삭 및 연삭가공에 사용하는 유제
기능 : 절삭공구와 가공 금속간의1) 마찰 (friction) , 마모 (wear and galling) 를 줄임 2) 가공 표면이 유착되거나 녹아 붙는 것을 방
3) 발생된 열로 인한 변형을 방지
4) 절삭된 토막이나 조각 , 미세한 가루 , 잔여물 등을 씻어냄
55) 가공된 표면의 부식 방지
비수용성 절삭유제의 한국 공업규격
100℃
1h 150℃
1h
1호 3~8
2호 8~15
3호 15이상
4호 3~8
5호 8~15
6호 15이상
1호 1~5
2호 5~15
3호 1~5
4호 5~15
5호 1~5
6호 5~15
성 상
종 류
동점도 동판부식 (cSt)㎣ (40℃)
지방유분% 염소분
% 정유황분
%
1종
10미만
10이상
10미만
10~50 비수
용성
절삭
― ― ―
2이상 2이하
1이하
― 3~10 10이상
수용성 절삭유제의 한국 공업 규격
유층 크림층 유층 크림층
1호 ㅡ
2호 1이상
15이하
3호 8.0∼
10.5 ㅡ 변색없음
(알루미늄 및 동판)
1호 ㅡ
2호 1이상
15이하
3호 8.0∼
10.5 ㅡ 변색없음
(알루미늄 및 동판)
금속부식 (실온,
48hrs) 변색없음(강판)
변색없음 (강판) 성상
종류
수용 성절 삭유 제
염소분
% 전유
황분
5이하
기포시험㎖ 24±2℃
1이하 pH
8.5∼
10.5
30 이상
8.5∼
10.5 ㅡ
불휘발분
%
90 흔적 2.5 이상
이하 2.5
이하 2.5 이하 물 ( 경수,24hrs) 유화 안정도㎖ 실온
표면장력
W 1 종
W 2 종
ㅡ
40 미만
비수용성절삭유의 조성물질
, (KS1,2 ) 기계유 경유등 종
: (KS 2WHD 11~17GH) 황화광유 황화 기계유 등
동식물유 지방산 에스테르유 등 , 올레인산 등
, ,
염소파라핀 염소화 유지 황염화유 등 인계 극압첨가제 디티오포스페이트 등 :Zn-
: ,
방청 첨가제 소르비탄 모노올레에이 술 트 유 석 등 산염 폰
벤조트리아졸 메르캅토 벤조티아졸 등 , 광유
황화광유 지방유 지방산
첨가제 비
수 용 성 절 삭 유
염소 극압 첨가제 극압첨가제
유성 기유
동합금 방식제 방청 첨가제
유황 극압 첨가제
수용성절삭유의 조성성분
W1종
(에멀전) W2종
(솔루블)
광 유 50~80 0~30%
유지 지방산, 0~50 5~20
극압첨가제 0~50 0~20
계면활성제 15~35 20~80
알카놀아민 무기알칼리, 0~5 5~40
폴리올 글리콜, 0~10 0~20
유기 인히비터 0~5 5~20
방부 살균제 <2 <1
동합금 방식제 <0.5 <0.5
소 포 제 <0.5 <0.5
물 0~10 0~70
사용 희석 배율 10~50 30~80
유제의 종류
조 성 성 분
1) 극압첨가제
(EP=Extreame Pressure Additives) 접촉하 는 금속표면에서 화 학적으로 반응하여 높은 내압력과 전단 강도를 가진 질긴 윤 활피막을 형성하게
2) 극성첨가제
금속 표면에서 견고한 금속 비 누피막을 형성하 게 하는 물질
3) 계면활성제
Oil 이 물속에서미세하게 분포되어 섞 일 수 있도록 도와주는 물질
절삭유재의 사용기간을 연장해 폐유 , 폐액량을 감소시켜 폐절삭유에 대한 총비용 감소를 위한 노력
비수용성 절삭유제의 평균 사용기간 :6~12 개월 → 2 년 이상연장
수용정 절삭유제의 평균 사용기간 :3~6 개월 → 1 년 이상연장수용성 폐절삭유의 처리
폐절삭유의 성상이 일정하지 않고 계면활성제를 다량 함유 하여 유분 분리가 어렵다 .비수용성 폐절삭유의 처리
연소처리 :
극압첨가제 ( 황 , 염소화합물 )→ 황산화물 , 염산
◎ 절삭유제의 염소분 , 전유황분의 규정
( 비수용성 절삭유제 ) ( 수용성 절삭유제 ) 염소분
(%) 전유황분
(%) KSM 2173 1985ㅡ
종 류 W
1 종
1 호 2 호 3 호
ㅡ 1~15
ㅡ
5이하5이하 5이하
절삭유 중의 발암물질
(metalworking fluids, MWF) 절삭유 노출은 대부분 절삭유미스트로 부터 발생
건강상의 장애 ~ 취장 , 피부 , 담남 , 방광 ,
소화기계 등 인체여러조직에 암 유발
절삭유 중에 포함되어 있는 발암물질
. 기유 (bace oil)
~
다핵방향족탄화수소 ( polynuclear aromatic hydrocarbons, PAHs)1. 절삭유의 기본으로 5~100% 까지 함유
2. 기유에 노출된 근로자 손 , 팔 , 음남등에 피부암 발생
극압첨가제 ~ 염소화파라핀 (chlorinated paraffins) 1. 절삭유에 0~40% 포함
방부제 ~ 포름알데히드
1. 대부분의 절삭유에 방부제는 포름알데히드방출제로서 포름알데히드와 암모니아 , 아민류와 반응에 의해서 만들어짐 (triazine)
2. 포름알데히드 자체는 발암물질이 아니지만 호흡기를 통해 흡수되면 발 암물질로 작용
나이트로스아민 (nitrosamine)
1. 사용공정중 가장 흔하게 발생 N-nitrosodiethanolamine ( 이하 NDELA 라 함 )
2. 나이트로스아민은 아민류가 첨가된 수용성 , 합성 , 준합성절삭유에서만
생성
Material
수용성 절삭유 : S 사의 CNC 선반 가공공정에 사용된 폐 절삭유와 원 절삭유
종류 : W 1 종과 W 2 종을 분류하여 사용
혼합비율 : 5 : 95 ( 절삭유 : 물 )
Type : Emulsion typeMethods
1. 수용성 절삭유의 기본 물성
- Sample : W 1 종 , W 2 종 수용성 절삭유 ( 원 절삭유 , 폐절삭유 ) - 분석 : 비중 (Pyconometer), SS, pH, 점도 (RION VT-03E),
CODcr, TOC(Phoenix 8000)
2. 사용기간에 따른 수용성 절삭유의 물성 변화
- Sample : W 2 종 수용성 절삭유 ( 가공기간 1 주 ∼ 3 개월 )
- 분석 : pH, CODcr, TOC, 점도 , 산가 (acid value)
3. 수용성 절삭유의 분산 변화
- Sample : W 1 종 수용성 절삭유 - 분석 : 광학현미경 ( × 300)
4. 오존 발생기를 이용한 수용성 절삭유의 처리
- Sample : 유화제 ( 계면 활성제 ), W 1 종 수용성 폐 절삭유
- 분석 ( 오존 발생기 (1.5 ∼ 3.5g O
3/hr) 와 접촉 반응 칼럼을 이용 )
Fig. 3 Photographs of Reactor(a) and Ozone (b)
Results
비중 SS(mg/L) pH 점도
(cP) CODcr(ppm) TOC(ppm)
원절삭유 0.991 ㅡ10.4 1.4 44,750 10,569
폐절삭유 0.994 250 7.82 2.1151,000 74,556
원절삭유 0.991 ㅡ10.2 1.4 29,720 5,735
폐절삭유 0.996 210 7.76 2.2155,000 41,003 W1
종W2
종구 분
수용성 절삭유의 기본물성
사용기간에 따른 수용성 절삭유의 물성 변화 (W 2 종 ) 사용기간 산가pH CODcr(ppm)TOC(ppm)
점도(cP)
원절삭유 0.36 10.02
29,720 5,735 1.4
1 week 0.41 9.94 29,700 5,703 1.4
2 weeks 0.76 9.42 35,910 6,130 1.4
3 weeks 1.02 9.25 49,500 7,049 1.6
4 weeks 1.18 8.98 59,420 8,374 1.6
완전폐액 2.08 7.76155,000 41,003 2.2
수용성 절삭유의 분산 변화
원 절삭유 폐 절삭유
Ozone 처리에 의한 수용성 폐 절삭유의 살균효과
수용성 절삭유에 사용된 유화제의 오존 접촉에 따른 농도변화 ( 2.5 - 3.5 g O3/hr)
