금속가공유는 기유(Base Oil)와 첨가제를 조합함으로써 다양한 금속가공 공정에 활용된다.
코스트·환경에 관한 해결 과제 및 공구의 초고속화, 유제의 초고압화 등 고부가가치제품을 생산하기 위해 조성 단계에서 설계된다.
최근 수용성 제재화가 이루어지고 있는 가운데 첨가제의 역할이 늘어나고 있으며, 특히 금속가공유 첨가제의 40%를 유화제(계면활성제) 및 바이오사이드(Biocide)가 차지하고 있다.
가공유를 포함한 첨가제는 세계시장이 약 260만kl에 달하며 연평균 2% 성장하고 있는 것으로 추정된다.
미국은 절삭 및 냉각 분야에서 용도 전환이 활발해 수용성이 80%를 차지하고 있으며 유럽이 60%, 아시아가 50% 수준에 달하고 있다.
금속 가공유제에 투입되는 첨가제는 세계시장이 60만톤 가량으로 추정되고 있다.
금속가공유의 종류에 따라 기유와 첨가제 배합 비율이 60대40에서 90대10 등으로 다양하며, 불용성 가공유제는 원액으로 사용하나 수용성 첨가제는 원액을 희석하고 각각 재활용해 사용할 수 있다.
첨가제는 액제를 초고압 속에서 사용할 수 있고 절삭공구의 마찰조정·내마모성을 높이는 등 가공기기의 성능 향상을 위해 활용된다.
첨가제의 40%를 차지하는 것은 액제 자체를 구성하는 유화제 및 바이오사이드로 총 14만톤 가량이 사용되고 있다.
유화 목적에 따라 음이온 및 양이온성이 각각 선택되며 소포제로는 지방산 아민(Amine) 비누, 윤활성 부여에는 술폰산염(Sulfonate), 부식방지 및 내마모성 부여에는 인산 에스테르(Phosphate Ester) 등이 주로 활용되고 있다.
대규모 생산설비에는 수용성 가공유가 전용탱크에서 공급되나 대부분은 가공기기에 탱크가 내장돼 있다. 액량을 관리해야 하는 것은 불용성 가공유와 동일하나 수용성은 정기적인 세균관리를 실시할 필요가 제기되고 있다.
효모 등 진균이 발생하면 가공기기의 배관을 손상시킬 수 있기 때문에 가공액의 품질관리도 중요해 약제 및 측정 키트 등도 상품화되고 있다.
일본은 2014년 금속가공유 시장규모가 25만5000키로리터로 3년 연속 동일한 것으로 나타났다. 세계시장의 10% 수준으로 JIS(일본공업규격) 제정 등 규격정비에 주력하고 있다.
이형제는 시장규모가 300키로리터 줄며 3년 연속 감소한 반면 열처리유는 3만키로리터로 1000키로리터 증가했다. 2015년에도 변동폭은 크지 않은 것으로 추정되고 있다.
일본은 생산량이 안정세를 나타내고 있으나 금속가공유의 수용성화가 이루어짐에 따라 사용하는 화학제품의 종류·양 모두 증가하고 있어 규제 강화에 대한 대응이 필요한 것으로 파악되고 있다.
선진국에서는 이미 GHS(화학제품의 분류 및 표시에 관한 세계조화 시스템)에 대한 대응으로 표시제도 및 생산제품 데이터시트의 첨부 등이 시행되고 있으나 수출입할 때 문제가 발생할 가능성이 높은 것으로 알려졌다.
바이오사이드는 붕소류, 포름알데히드(Formaldehyde)류 등에 관한 규제 강화가 이루어지고 있으며 생산기업 뿐만 아니라 수요처도 안전성이 높은 생산제품으로 이전하는 움직임이 확대되고 있다.
일본은 독·극물 지정에 관해서도 글로벌 규제가 시행되고 있는 물질부터 순차적으로 평가를 실시하고 있다.
금속가공유에 활용되는 제제도 대상이 늘어나고 있으며 대체제품이 평가대상으로 지정되는 사례도 증가하고 있다.
일본은 2016년 이후 30개 물질을 극독물로 지정하기 위한 심의를 추진하기로 결정했다.
1-Aminopropan-2-ol, Morphiline, Dicyclohexylamine 등 주로 방청을 위해 첨가되는 물질·제재가 「극물」 지정 검토대상으로 거론되고 있으며, 극물로 지정되면 생산제품 라벨링, 보관·운송방법 등이 엄격해진다.
앞으로도 금속가공유 제재가 검토대상으로 거론될 가능성이 있는 만큼 정부 및 관련기업들이 주요 화학제품에 관한 안정성 평가를 실시할 필요성도 제기되고 있다.
일본은 금속가공유에 관한 JIS를 10년 만에 개정한다.
JIS는 5년 마다 수정하는 것이 기본이나 물에 관한 시험방법을 업그레이드하는 내용이 추가될 것으로 예상되고 있다.