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Introduction
판재 및 주석판 냉간 압연 (sheet and tinplate cold mills) 공장 에서 생산성 증가, 제품 품질 향상 및 생산 비용 절감을 위해
여러 기술적 솔루션이 적용되는데 더 높은 압연 속도와 감소율, 표면 탄소와 롤 마모 감소,
일관된 공장 성능 등의 Solution 적용에서 윤활유는 매우 중요한 역할을 합니다.
냉간 압연 공정에 사용되는 윤활유는 하나의 emulsion 형태로서 Roll Bite 입구에서 적절한 두께의 필름을 형성해야 하는 것이 가장 중요한 첫번째 조건입니다.
윤할유가 갖추어야 할 두번 째 중요한 것은 낮은 마찰과 롤 마모 감소 등과 같은 oil 의 본질적 특성을 가져야 한다는 것입니다..
STEP® Technology 에 기반한 Multisample Analytical Centrifugation 기법은 Emulsion Stability 를 정량적 정성적으로 분석하는데 매우 탁월한 장비입니다.
이 장비를 이용한 결과들은 전통적인 분석방법과 정확히 일치하면서도 분석속도가 매우 빠르고 적은 양의 시료만 있어도 분석이 가능한 큰 장점이 있습니다.
여기서는 각기 다른 성분을 가진 세종류의 윤할유를 분석하였습니다.
Monitoring of Destabilization Process for Lubricants
Lubricant 3, prepared with low homogenizer speed, measured 1000 sec at 11 xg, 45°C, every 10th profile displayed
위 투과도 프로파일 (Transmission Profile) 은 Oil-in-Water Emulsions 의 전형적인 모습으로서 Continuous Phase 즉 물층이 분리되고 있는 현상을 볼 수 있는데
이를 통해 윤할유가 어느 정도 불안정한지 확인할 수 있습니다.
물과 Emulsion 의 경계면은 Tube Cell 바닥에서 (position here 114 mm) 상부로 이동하고 있다는 것을 확인할 수 있으며 이러한 Separation 은 Contineous Acqueous Phase 내부에서 oil droplet 이
Creaming 되어 지는 것을 보고 확인할 수 있다.
Fast Stability Ranking and Influence of Emulsion Preparation
위 Transmission Profile 을 base 로 하여 Oil 의 Droplet 정도를 Integral Transmission Curves 방식으로 표현할 수 있는데 이 때 Curve 의 초기 범위내 기울기가 크면 클수록
윤할유의 층분리가 더 빨리 일어나므로 해당 윤할유가 더 불안정하다는 것을 의미합니다.
Fast evaluation of lubricant stability within 1000 sec at 11 xg, 45°C, determined with Integral transmission mode in the range 101-111 mm.
Lubricants prepared with high homogenizer speed.
그러므로 위 3가지 윤할유의 Stability 순서는 윤활유 1 (안정) > 윤활유 2 > 윤활유 3 (불안정) 이 됩니다.
이처럼 3종류 윤할유의 stability 가 각기 다르게 나오는 원인을 확인하기 위해 윤할유 emulsion 을 만들 때 사용한 Homogenizer 의 속도를 달리한 후 안정성 분석을 다시 하였더니
동일한 결과를 구할 수 있었다. 즉 homogenizer 속도를 윤활유 1 (가장빠름) > 윤활유 2 (중간) > 윤활유 3 (가장느림) 으로 처리하였을 때 속도가 빠르면 빠를 수록 윤할유의 Stability 가 좋았다.
Comparison with Conventional Emulsion Stability Index
Multisample Analytical Centrifugation 방법에 의한 윤할유시료의 Stability 의 순서는 전통적인 방법으로 측정하는 Emulsion Stability Index (ESI) 와 비교하였을 때 동일한 결과를 보이고 있습니다.
Summary
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Transmission Profile 에서 알 수 있듯이 모든 시료의 입도 분포는 매우 넓게 분포하고 있으며 입자의 표면적이 증가하면 할수록 입자 크기는 감소하고 있습니다. |
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테스트를 여러번 반복하여도 동일한 결과를 보이고 있어 테스트의 재현성이 매우 탁월하다는 것을 알 수 있습니다. |
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분석장비의 소프트웨어인 SEPView® 프로그램은 실험 프로토콜 외에도 다양한 분포 유형, 표준 편차값 계산 등 매우 다양한 실험적 분석 데이터를 제공합니다. |
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SEPView® 소프트웨어의 분석 프로토콜 내에서는 측정 프로토콜, 다양한 분포 유형, 조화 평균값, 표준 편차, 적합 함수 등 추가 세부 사항을 제공합니다 |
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