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제목 그리스의 환경
작성자 (주)루브텍 (ip:)
  • 작성일 2016-04-08 13:31:20
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환경문제는 오래전부터 공해규제와 더불어 지구전체의 환경보전차원으로 확산되고
있으며, 세계 각국의 공동과제로 부상된지 이미 오래다. 이와같은 배경중에서도
산업계에서는 省자원·省에너지 기기의 개발이 계속되어 많은 기술적 변천을 가져오고
있다. 또한 기계요소에 적용되는 윤활제에 대한 요구성능도 매우 엄격하고 복잡하게 되었다.

이와 같은 환경문제를 배경으로한 그리스의 품질은

① 환경에 유해한 물질의 배제
② 오래 사용할 수 있는 그리스의 사용으로 環境負荷의 低減
③ 폐기물의 재이용·무해화 등이다.

여기서는 주로 ②,③의 면에서 환경문제에 크게 기여하는 것으로 생각되는 합성윤활유의
역할위주로 환경문제를 알아보기로 하겠다.


1. 그리스의 생산실적·사용형태와 환경대책

세계적인 그리스의 주류는 정제광유를 기유로한 리튬그리스이며, 또한 기유별 사용량은
광물유가 주류를 이루고 있으며, 광물유 이외의 기유로는 PAO(폴리알파올레핀),
생분해성유, 기타 합성유인데 사용비율은 미국·캐나다에서 사용량의 1%전후, 유럽에서는
3~8%정도이다.

- 그리스의 사용형태와 환경대책

그리스의 사용분야중에서 양적으로 가장 큰 비중을 차지하고 있는 분야는 철강공업과 자동차산업이다.

철강용 그리스는 주로 공장내에서 사용되어지는 반면, 자동차·베어링용 그리스는 각종
완성제품의 부품에 적용되기 때문에 우리의 생활과 보다 밀접한 관계가 있음을 알 수
있다. 여기서 그리스의 사용으로부터 폐기까지의 과정을 추적해보면, 공장내에서 사용
되어지는 경우에는 비교적 잘 관리되는 상태에서 처리됨을 기대할 수 있으나, 완성품의
부품에 적용되어 유통되는 경우에는 그리스의 폐기처분관리는 거의 무방비 상태임을 알
수 있다. 이러한 그리스의 사용실태로 미루어볼 때, 이에 따른 환경대책이 시급함을
공감하게 된다.

합성그리스가 이와같은 환경대책에 기여함은 앞에서 기술한 ②항의 오래 사용할 수 있는
점과 ③항의 생분해성을 충족시켜 줄 수 있는 점에서 주목할만하다. ①항에서 유해물질의
제거 및 대체원료의 검토에서는 주로 첨가제에 관련한 것으로서 납화합물이나 안티몬화합
물과 같은 중금속화합물 또는 염소화합물 등이 대상이 되고 있으며, 최근에는 저정제광유
기유의 발암성문제는 검토대상이 되고 있다.

이와 같은 문제점의 해결을 위하여 일부 첨가제의 대체사용이나, 저정제광유에서 발암
원인물질로 생각되는 다환방향족화합물(PCA)의 함유량을 3%이하로 규제하는 등의 내용이
EU를 중심으로 검토되고 있다.

2. 오래 사용할 수 있는 그리스의 개발과 합성유그리스의 동향


- 오래 사용할 수 있는 그리스의 개발동향

최근 철강공업분야에서는 연속주조설비 비율의 증대, 생산설비의 무인화, 고능률화가
진행되고 있는 한편, 자동차산업분야에서도 省에너지대책의 일환으로서 자동차의 경량화,
FF형식의 승용차 보급, 부품의 소형경량화, 특수플라스틱 등 신소재의 채용, 생산설비·
부품의 환경개선과 합리화가 추진되고 있다. 철강의 연속주조설비용 그리스와 FF형식의
승용차에 사용되는 등속조인트(CVJ)용 그리스는 최근 커다란 개발과제이다.

이와같은 기술적 변환은 부품의 소형화, 고속화, Maintenance-Free화를 추구하며, 이에
대응한 그리스는 열안정성이 우수해야 하며, 구름과 미끄럼이 동시에 발생하는 특수조건
하에서도 내마멸성이 우수하지 않으면 안된다. 이와같은 요구조건에 대응하는 제품으로서
요소계증주제, 리튬복합계증주제 또는 합성유를 기유로 사는 특수그리스가 개발되고 있다.

아래표에서는 각종 그리스의 베어링윤활 수명시험결과를 나타내었다. 합성유-우레아계증주제, 에스테르계합성유-리튬비누그리스는 광유-리튬비누그리스에 비하여 오래 사용할 수 있음을 알 수 있다.





시험조건 : ASTM D 1741
베어링-6306,
그리스충전량-6.0g,
회전수 3500rpm,
하중-111N(25LBf)
20hr 운전, 4hr 휴지

3. 합성유그리스의 개발동향

합성유그리스는 에스테르계합성유를 기유로한 리튬비누그리스가 거의 최초의 제품이며,
당시에는 미군규격(MIL)에 따라서 항공기 등 정밀기기를 위한 특수용도(저온용도)로
개발되었다. 그후 밀봉소형베어링에 사용이 확대되어 생산량도 계속 증가되었으며,
밀봉소형베어링이 자동차, 가전제품 등의 구성품으로 용도가 확대됨에 따라서 합성유
그리스의 개발도 계속 진행되고 있다.

에스테르계합성유에는 디에스테르 또는 폴리올에스테르가 널리 사용되는데, 윤활성이
우수한 특징이 있다. 증주제로서는 리튬비누가 일반적이나, 디우레아화합물을 증주제로
하는 내열형그리스도 시판되고 있다.

합성탄화수소유(PAO)는 그 중합도에 따라서 여러 그레이드의 점도유가 있으며, 특성은
광유와 비슷하다. 윤활성은 에스테르계합성유에서 다소 떨어지지만, 안정성이 양호하며
고무, 플라스틱 등 유기재료에 미치는 영향이 적은 특징이 있기 때문에 고무,
플라스틱이 많이 사용되는 자동차전장부품, 가전제품의 樹脂기어 및 전기접점부품의
윤활등에 많이 사용된다. 증주제로는 리튬비누, 디우레아화합물 및 유기화벤토나이트
등이 사용되고 있다.

폴리글리콜계합성유는 耐고무성이 우수한 성질을 갖고 있으므로, 천연고무나 EDPM등과
같이 합성탄화수소유에 적합치 않은 소재에도 적용이 가능하다. 증주제로는 리튬비누,
유기화벤토나이트가 사용되며, 주로 많이 사용되는 분야는 고부접동부, 樹脂기어 및
자동차브레이크계통 등이다.

페닐에테르계 합성윤활유는 고온에서 우수한 성능을 가지며, 증주제로는 우레아화합물이
주로 사용되는데, 특히 내열성이 우수한 그리스이다. 이 그리스는 비교적 최근에
실용화되었으며, 고온에서 긴 수명이 요구되는 제철설비나 자동차부품 등으로 그 용도가
확대되고 있다. 또한 화학안정성(내약품성)이 우수하기 때문에 NOx등 산성가스환경에서도
품질이 안정하므로 자동차의 디스트리뷰터 등에 사용되고 있으며, 최근에는 방사선에
대해서도 안정성이 있다는 자료도 있다.

실리콘계합성유는 저온으로부터 고온까지 폭넓게 사용할 수 있으며, 열 빛 산화
안정성이 우수하지만 鋼에 대한 윤활성이 떨어지므로 그 용도는 한정되어 있다.
주로 고진공하에서의 윤활제 또는 樹脂와 접촉되는 윤활부위에 사용된다.

불소계합성윤활유는 물성상으로 볼 때 내열·산화안정성, 내약품성이 가장 우수하다.
증주제로서 테프론을 사용할 경우 250℃까지 사용이 가능하다. 또한 저휘발성을 이용하여
특수조건인 고진공하에서 사용할 수 있으며, 최근에는 200~250℃의 고온윤활개소에서
오래 사용할 수 있도록 제조되고 있으므로, 가격은 비싸지만 관리유지비 절감차원에서
사용하는 예도 있다.

아래표에 대표적인 합성유그리스의 종류별 품질특성 등을 나타내었다.





4. 생분해성 그리스의 동향

생분해성 그리스는 주로 미국, 유럽을 위주로 실용화되고 있는데, 아래표에 각종 기유별
증주제와 생분해도를 나타내었다.








생분해성 그리스는 세계 각국에서 깊은 관심을 갖고 있으며, 그 생산량도 계속 증가되고
있는 추세이다. 우리나라에서도 환경마크제도의 시행으로 생분해성 그리스생산에 많은
제조업체들이 관심을 갖고 개발에 박차를 가하고 있다. 그리스의 최종적인 생분해도는
거의 기유의 생분해성에 의존되는 것으로 알려져 있다.

그리스와 기유의 생분해성 관계를 살펴보면 동식물유나 에스테르유를 기유로한 그리스는
생분해도가 높으며, 광물유나 에스테르유를 기유로한 그리스는 생분해도가 낮다. 다만,
에스테르유에서는 그 조성에 따라서 생분해도에 큰 차이가 있는데, 저점도에스테르유는
거의 100%에 가깝고, 폴리올에스테르유는 80%정도의 생분해도를 나타내었다. 현재 시판
되고 있는 생분해성 그리스는 주로 식물유를 기유로한 것과, 에스테르유를 기유로한 두
종류이다.

생분해성 그리스의 용도로는 건설기계, 철도레일의 이음매윤활, 농기계, 삼림벌목기계,
선박 등의 분야로서 앞으로도 더욱 생분해성 그리스의 요청은 확대될 것으로 전망된다.

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