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オイルの知識

本ページの内容は一般的なエンジンオイルに関する情報について作成しております。SKZIC製品とは直接関係のない情報も含まれております。

2.ベースオイル編

Q:鉱物油とは?
A:世界的にも最もポピュラーなベースオイルで,原油由来の原料を溶剤で分離精製する方法で生産されています。
ベースオイルのカテゴリーは「グループⅠ・Ⅱ」になります。
「グループⅠ」は溶剤精製油で、飽和分が少なく硫黄分が多い。
粘度指数は80~120。
「グループⅡ」は水素化処理油で、飽和分が多く硫黄分が少ない。
粘度指数は80~120。
更に、水素化分解処理をした「グループⅡプラス」もあります。
一般的に、安価な製品に多く使用されています。
年式が古い旧車用に高粘度の鉱物油エンジンオイルとしての需要があります。
日本を始め、先進国では省燃費性能を重視している為に需要は少なくなっていますが、後進国ではまだ多くの需要があり、国内で生産したベースオイルを輸出をしています。
中国、インドでの需要が増えています。
Q:VHVIとは?
A:「Very High Viscosity Index」の頭文字で「VHVI」です。
他に「High Viscosity Index」で「HIVI」とも言います。
鉱物油に高度水素化分解・異性化精製を施した高粘度指数鉱物油です。
元は鉱物油ですが、粘度指数が120以上と高く、硫黄分が少なく飽和分が多いので、「合成油」としての性能をクリアーしています。
ベースオイルのカテゴリーは「グループⅢ」になります。
更に、粘度指数が135以上の「グループⅢプラス」もあります。
最近では、グループⅢ及びⅢプラスのベースオイルが、低コストで高性能と言うことで、低粘度タイプ(0W-20or5W-20or5W-30)のメーカー純正油で採用されていたり、高性能な化学合成油のベースオイルとして使用されています。
また、最新のSN/GF-5規格クリアーの為にはグループⅢ以上の性能が求められているので、需要が増えています。
※SKルブリカンツは世界の「VHVI」のシェア50%で「VHVI」生産量世界一です。
Q:XHVIとは?
A:「eXtremely High Viscosity Index」で「XHVI」です。
天然ガスを液化した「GTL」(Gas to Liquid)を用いたシェル独自の化学合成ベースオイルです。
ベースオイルカテゴリーは「グループⅢ」です。
カテゴリー的には「グループⅢ」ですが、鉱物油を原料とした「VHVI・HIVI」とは原料からして違います。
PAOを凌駕する非常に高い粘度指数(145以上)でせん断安定性と省燃費性に優れています。
耐熱性・酸化安定性・蒸発性にも優れています。
また引火点も高く、「XHVI」使用したエンジンオイルの中で、引火点270℃以上の製品もあります。
低温流動性はあまり良くないようで、「XHVI」単独使用での0Wグレードのオイルは難しい。
Q:ポリアルファオレフィンとは?
A:エチレンから製造されるα-オレフィンを原料として、重合反応と水素化処理によって製造され、安定性を阻害する不飽和二重結合や硫黄や窒素などの不純物を含まない、均一な分子を有する化学合成ベースオイルです。
ベースオイルのカテゴリーは「グループⅣ」になります。
当初は航空機用のオイルとして開発されました。 
ポリαオレフィン(PAO)の重合度を変えることによって、粘度が変わります。 鉱油に較べて次のような長所があります。
・粘度指数が高い。
・流動点が低く低温流動性に優れている。
・引火点が高い(粘度の割に蒸発しにくい)
ただし、長所だけではなく短所もあります。
ポリαオレフィン自体は、エンジンのシール材として幅広く用いられているゴム(アクリロニトリル) との相性があまり良くありません。
シール材を収縮させてしまうという性質があるのです。
化学合成油が初めて世に出た当初は、この収縮性が問題になった時期が確かにありました。
しかし、逆の性質、すなわちシール材を膨潤させる性質を持つ エステル を付加させたり、シール膨潤剤等の添加剤を使用する事により、実用上は全く問題にならなくなりました。 
 
Q:エステルとは?
A:エステルとは、アルコールと塩基酸との化合物です。
前述のように、「ジ」 は 「2」 という意味ですから、分子内に 「2個のエステル結合を持つ」 ということになります。
戦争( World War Ⅱ)を境にドイツやアメリカで研究が進み、やはり航空機(ジェットエンジン油)として実用化が進んだと言われています。
ベースオイルのカテゴリーは「グループⅤ」になります。
化合するアルコールと塩基酸の種類や化合率を変える事による様々な種類のエステルが作れます。
自動車用潤滑油に主に使用されるエステルは「ポリオールエステル」「ジ・エステル」「コンプレックスエステル」などがあります。

「ポリオールエステル」は耐熱性・耐酸化性・摩擦低減効果に優れています。
摩擦低減効果に関しては、エステルには金属の表面に吸着してある種の皮膜を形成するという効果が確認されています。
その理由は、分子間中に極性基を持つためです。この皮膜により、金属表面の摩擦係数 が下げられるので、エンジンオイルに用いると摩擦(フリクションロス)を低減できる効果が期待出来ます。

「ジ・エステル」は、粘度指数が高く、特に低温流動性に優れており、低粘度であり、引火点の高いものが多いことが特徴です。
ただし、単独のままでは熱に弱いので、酸化が進むと重合反応が起こってポリエステル化するため、添加剤とともに用いられるのが普通です。 
 
「コンプレックスエステル」は「ポリオールエステル」より更に耐熱性に優れていますが、粘度指数はあまり高くありません。

エステル系基油の特長
極性基を持ち金属表面に吸着しやすい。
摩擦低減効果が高く、油膜破断しにくい(特にポリオールエステル)
オレフィン系程ではないが、鉱油系より高耐熱性(特にネオペンティル系エステル)

エステル系基油の欠点
合成過程が複雑で、用途も限定されるので高コスト(特にポリオールエステル)
オレフィン系に比べ粘度指数が低く、加水分解性の為、耐久性に劣る。
吸着性が高すぎて摩擦調整剤等の吸着を妨害することもある。

基本的には、VHVI・PAO・アルキルナフタレンなどとブレンドをして使用しますが、100%フルエステルの製品もあり、その場合はフルエステル専用のエステルを使用します。
ベースオイルとしてではなく、FM剤・油性向上などの添加剤として使用する事もあります。
Q:アルキルナフタレンとは?
A:ナフタレンとオレフィンとを反応させることにより合成出来ます。
極性が低く、金属との親和力が小さいので、添加剤の効果が発揮されやすい。
ベースオイルのカテゴリーは「グループⅤ」になり、他の「グループⅤ」ベースオイルより、酸化安定性、熱安定性および加水分解安定性に優れ、多用途に利用可能です。
主に、高性能なオイルに使用され単独使用ではなくPAOやエステルなどとブレンドして使用します。
ベースオイルへの添加量は、10~30質量%の添加が最も効果が出ます。
添加量が少なすぎると、効果が発揮されにくくなり、添加量が多すぎると、効果が飽和してしまい無駄なコストになってしまいます。

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