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날짜 : 2024 년 04 월 29 일

엔진보호제의 역할
작성자 : 칼톤화학(주)호남지역본부()	글번호 : 8 조회수 : 3054

*엔진보호제 개발동기

산업 기계가 발달하면서 기계의 마모와 에너지 손실을 방지하기 위한 노력은 끈임없이 이어져 왔습니다.
초기에는 각종의 기계류에 윤활유만 첨가하여 써 왔는데, 기계가 점차로 발달함에 따라 각종의 기계들이 윤활유 자체만으로는 이룰 수 없는 성질을 요구하게 되었습니다. 일 예로 과거에는 자동차의 최고 속도가 30Km/hr 였던 것이 현재는 대부분이 150Km/hr 이상을 낼 수 있게 되었습니다. 이와 같이 자동차의 사용 환경은 5배 이상 악화되었으나, 그에 따른 윤활유의 발전은 미비한 것이 현재의 실정입니다.
또 과거에는 금속 자체를 그냥 사용하였으나, 현대에 와서 금속 자체만의 성질로는 만족할 수가 없어서 일반 금속보다 강도, 경도가 높은 대체 금속(합금 및 담금질)을 만들어 사용 함으로써 가혹한 사용 환경에 적응할 수 있도록 만들게 되었습니다.
그러나, 금속 자체만의 성능 개선에는 한계가 있으므로 현재의 가혹한 사용 조건을 충족시키지 못하는 것이 현 실정입니다.
이러한 윤활유와 금속의 미비점을 보완하고, 윤활유 및 금속에는 없는 성질을 보강하고, 보다 효과적인 사용을 위하여 금속 코팅제가 필요하게 되었습니다. 이러한 점에 착안하여 수 많은 업체들이 엔진보호제를 개발 시판하고 있으나 효능은 원하는 만큼 나타나지 않은 실정입니다.그러나 [K화학]에서 다년간의 연구 노력 끝에 성능이 뛰어나고 부작용이 전혀없는 금속 코팅제를 개발하게 되었습니다.

*금속 코팅 윤활제 작용 원리

산업 기계의 운동에 대한 저항성은 에너지 손실과 기계의 수명 단축이라는 면에서 대단히 중요한 의미를 갖는다.

에너지의 손실을 규명하는 과정에서 마찰을 제 1차로 검토할 필요는 없으나, 마찰로 인한 마모와 에너지 손실은 결코 소홀히 보아 넘길 수 만은 없는 것이다. 이것에 대한 예를 든다면 동력 기계가 용량이 500Mw인 것이 있다고 가정했을 때 그 마모와 마찰에 의한 손실을 0.1%만 되어도 0.5Mw가 되며, 이것은 가정용 등기구인 형광등 25만 등의 소비 전력에 해당한다.

일반 승용차(100마력으로 가정)를 예를 들 경우 그 출력을 환산해 보면 약 76Kw가 나오는데, 그 마찰에 의한 동력 손실을 1%로 가정한다면 그 소비 동력은 760W가 되며, 이것은 일반 가정용 형광등 (20W)38개를 계속 켜 놓고 주행하는 것이 된다. 이 손실을 10%(전체의 0.1%)만 절감시킨다고 하더라도 하루에 2시간을 주행한다고 할 때 152Wh가 되며, 이것은 가정용 형광등을 2일 동안 (1일 사용 시간대를 오후 7시부터 11시까지라고 할 경우)절약하는 것과 동일한 효과가 나오는 것이다.

그렇다면, 이것이 어떤 원리로 이런 효과를 기대 할 수 있는가를 검토해 보기로 한다.

대한민국특허와 국제규격 ISO 9002 인증을 받은 본 코팅제는 원자단을 고도의 기술로 활성화시킨 후 음극성을 띠도록 제조한 음극성 원자단을 주 성분으로 하며, 그 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

금속 코팅 윤활제인 [칼톤]의 작용에 의한 윤활은 계면에 있는 유막의 두께 및 유막 구성력 등과 윤활 상태에 따라 다음과 같이 그 특성이 3단계로 나타난다.

(1) 후막윤활 (Thick film Lubrication)

완전 윤활, 수력학적 윤활 또는 유체 윤활이라고도 하며, 이것은 가장 이상적인 윤활로서 충분히 두터운 유막에 의해 두개의 마찰면이 완벽이 분리되고 베어링 간극 중에는 수력학적인 후막의 형성으로 이것이 하중과는 균형을 이룬다. 이것은 윤활 상태가 아주 좋을 경우에 지속되며, 이때의 마찰력은 윤활유의 성질과 밀접한 관계가 있으며, 금속과는 무관하다. 그리고 마찰계수는 0.01-0.005로서 최저이다. 이때, [칼톤]은 (+)를 띠는 금속과 결합해서 마찰면 사이의 금속 표면에서 상대방간에 척력을 유발하여 마찰력을 저하시킨다.

(2) 경계 윤활(Boundary Lubrication)

박막윤활, 불완전 윤활 또는 동력학적 윤활이라 하며, 이것은 후막윤활 상태에서 하중이 증가하거나 유온이 상승해서 점도가 떨어지면 후막윤활에서 벗어나서 국부적으로 금속간의 직접적인 접촉이 일어나는 경우를 이야기한다. 이것은 오일의 점도와는 무관하게 일어나는데, 이러한 현상은 수력학으로는 설명을 할 수가 없고, 이것은 유막의 특성에 관계된다. 이때, [칼톤]은 (+)를 띠는 금속과 결합해서 마찰면 사이에서 상대방 사이의 금속 표면에 (-)막을 형성하고, 이 (-)막이 강한 척력을 유발하여 경계 윤활을 할 경우 금속 상호간의 직접 마찰을 방지하므로 마찰을 줄여 주는 것이다.

(3) 극압 윤활 (Extreme pressure Lubrication)

고속주행등으로 하중이 더욱 증대되어 마찰면의 회전과 온도가 더욱 높아지면 경계 윤활만으로는 하중을 지탱할 수 없어 유막이 파괴되고, 마침내 금속 접촉이 일어나 접촉 금속 부분에 융착과 인열이 일어나고, 마찰은 급증한다. 동시에 마찰면은 파괴, 균열, 긁힘이 일어나고, 국부적인 고온, 고압은 금속 피로의 원인이 된다. 이런 경우 유성제는 효과가 없으며, 본 코팅제는 X와 Y로 분리되면서 X는 금속과 결합해서 금속-X화합물이 되고, Y 부분은 윤활유에 흘러 들어가게 된다. 이때, 금속-X화합물은 해당 금속에 비해 융착이 잘 안되고, 극압 마찰을 저하시킨다.

이상과 같이 본 코팅제 [칼톤]은 저온일 경우에는 후막윤활을 도와주는 보조제로서 동작하며, 점차 온도가 올라가거나 압력이 증가함에 따라 윤활유의 점도가 떨어지면 본 코팅제 자체가 극성 부분인 X와 비극성 부분인 Y로 이루어 졌으므로 극성 부분인 X는 금속에 결합하고, 비극성 부분인 Y는 윤활유 중의 윤활유 분자와 섞어서 윤활유와 금속 사이에서 첨가제의 막을 형성하므로 윤활 피막의 강도는 순수 윤활유 때보다 커지므로 마찰 감소 효과가 있는 것이다. 그리고, 더욱 온도가 올라가거나 압력이 증가하면 엔진보호제로서 본 코팅제는 극성 부분이 분리되어 엔진인 금속과 결합하여 금속-X의 화합물을 만드는데, 이 금속-X화합물은 경도가 낮고, 마모와 마찰을 감소시킨다.
그리고, 남아 있는 Y부분은 윤활유에 섞여서 윤활유 역할을 계속한다.

제 목 : 기아차, 상반기 순이익 2천792억원

자동차의 안전을 위한 첨단기술