潤滑油

潤滑油（じゅんかつゆ）とは、機械の歯車などを、効率よく潤滑するための、潤滑剤として使われる油であり、時には冷却にも益する。エンジンオイルもこの一種。 また、この化学的性質を例えとして、物事が円滑に運ばれるための仲立ちとなる物や人を指す言葉としても使われる。

概要

油は分子量が大きく、液体としては水などに比べ粘性が高く皮膜が丈夫で、物体間の摩擦を軽減させる。このため多くの機械装置の潤滑には油が利用される。また機械装置に利用する上では、電気的性質が中性で金属の錆（酸化）を誘発させないなど都合がよい。絶縁の性質も強いものが多い。
潤滑油は、機械の機械要素間に働く摩擦を軽減するために利用される油全般を指す表現で、一般には機械油とも呼ばれるが、機械油自体は切削油や伝熱材としての利用など、潤滑以外に利用されている油も含まれ、潤滑油を含む概念である。
こういった油の多くは、特に機械装置内を潤滑する場合に於いて長期間粘度が変わらないことが求められ、そのためには酸化し難いことや温度変化で極端に粘性が変化しないことなどが求められる。特に内燃機関では高温の環境下で変質したり燃焼しないよう、高い沸点のものが利用される。また難燃剤や添加剤などを加え、沸点を押し上げることも行われるが、この添加剤によっては有害なものもあり、注意が必要である（カドミウムなど）。

鉱物油

鉱物油（鉱油）とは、石油の精製により得られる油分である。潤滑油の90%以上は鉱油である。その成分により、パラフィン系とナフテン系に分けられる。一般的に、環分析（n-d-M法）でパラフィンの炭素数が50以上をパラフィン系、ナフテンの炭素数が30～45をナフテン系と呼ぶ。
安価である。粘度範囲は広く、様々な粘度の鉱油が存在する。
精製では不純物を完全に除去することはできない。一般に、この不純物により、熱安定性が低く、流動点が高い。低くとも-20℃で凝固するこのため、不純物がない合成油に比べると使用温度範囲は狭い。

合成油

一般的に合成油系潤滑油とは、化学合成により生産された潤滑油である。製造工程ではまず石油原料を分解し、目的物質に応じて各種精製や合成を行う。潤滑油用途に限っても、合成油の種類と製造法は非常に多岐にわたる。
一般に鉱油に比べて生産費用が高く、高価である。鉱油で十分に代替できる場合は鉱油系潤滑油が用いられることが多い。一般的な合成油系潤滑油の用途は、鉱油系潤滑油では困難な特殊な用途である。例えば、低温潤滑、高温潤滑、高速剪断、対樹脂、対ゴム、真空などである。

植物油

植物由来の潤滑油。植物由来の潤滑剤は概して液体である。
植物油はまた代表的な油性剤でもある。また、種々の化学反応で処理することにより、基油や油性剤、極圧添加剤、乳化・分散剤になる。このように、原料のままでも加工したものでも潤滑剤用の添加剤として用いられている。
一般に生分解性であり、環境中に放出されても早期に消失する。また、人体に対して無害である。このため、農業用や食品工場用の機械に用いられている。環境汚染防止や環境保全の観点から、鉱油や合成油から動植物油への代替が進んでいる。例えば、低公害車燃料にパーム油のメチルエステルや菜種油の活用が欧米やマレーシア等で開発されている。ナタネ油の脂肪酸メチルエステルはヨーロッパにおいて自動車や農機具、チェンソー用の潤滑油に利用されている。

塩素化油

油脂の二重結合部分に塩素（Cl）が付加されたもの。極圧添加剤に用いられる。

硫化油

油脂の二重結合部分に硫黄（S）が付加されたもの。極圧添加剤に用いられる。

重合油

油脂が熱、または酸化重合されたもの。潤滑油一般の油性向上剤および、水溶性切削油や水溶性研削油の基剤に用いられる。

ワックス（蝋）

固形で照明にも使われるが、建具などの潤滑にも利用される。障子や襖の溝に塗るのはその一例。

潤滑油添加剤

基本的に潤滑油には性能の向上や付加のために添加剤が混入されている。

錆止め剤

鉄の錆を防止する添加剤。作用機序としては第一に、金属表面に保護膜を形成し、錆の原因物質である酸素分子や水を金属に接触させなくする。この効果は耐荷重添加剤も有するため、錆止め剤かつ耐荷重添加剤である物質も存在する。第二に潤滑油内の酸性物質を中和して錆の発生を防止する。錆止め剤にはカルボン酸、スルホネート、リン酸塩、アルコール、エステルなどがある。通常、添加量は0.1～1%。

腐食防止剤

鉄以外の金属の錆（腐食）を防止する添加剤。基本的に作用機序は錆止め剤と同じ。含窒素化合物（ベンゾトリアゾールおよびその誘導体、2,5-ジアルキルメルカプト-1,3,4-チアジアゾール）、ジチオリン酸亜鉛などがある。通常、添加量は0.4～2%。

粘度指数向上剤

温度変化に伴う潤滑油の粘度変化、特に低温時での粘度増加を低減する。主な用途はエンジン油であり、他の一般的な潤滑油には粘度指数向上剤は用いられない。エンジン油の場合、起動直後および、冬場や寒冷地での低温で粘度指数が悪いとエンジンの立ち上がりや運転が非効率となる。粘度指数向上剤の添加は省燃費性の向上、エンジン油の消費量低減、エンジン油の交換時期の延長、エンジンの長寿命化、低温での始動の効率化が得られる。ポリメタクリレート、オレフィンコポリマー、スチレンオレフィンコポリマー、ポリイソブチレンなどがある。通常、添加量は2～20%である。

流動点降下剤

潤滑油の流動点を低下させ、潤滑油として使用可能な温度範囲を低温側に広げる添加剤。作用機序については、低温における潤滑油中の蝋分の結晶化を防止する。結晶化が進行すると流動性が無くなり、潤滑性能が失われる。ポリメタクリレート、アルキル化芳香族化合物、フマレート・酢酸ビニル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合物などがある。通常、添加量は0.05～0.5%である。

消泡剤

潤滑油の泡を破壊し、潤滑油の泡立ちを抑制する添加剤。ポリメチルシロキサン、シリケート、有機フッ素化合物、金属石鹸、脂肪酸エステル、リン酸エステル、高級アルコール、ポリアルキレングリコールなどがある。通常、添加量は1～1,000ppmである。

乳化剤

油を乳化し、生成したエマルションの安定性を保つ界面活性剤。エチレンオキサイド付加物、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのブロックポリマー、エステル、カルボン酸塩、硫酸エステル、スルホン酸塩、リン酸エステル、アミン誘導体、第4級アンモニウム塩などがある。通常、添加量は3%未満である。

抗乳化剤

エマルションを破壊する。また、潤滑油の乳化を防止する。エチレンオキサイド付加物、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのブロックポリマー、アルキルフェノール・ホルマリン縮合物のエチレンオキサイド付加物、第4級アンモニウム塩などがある。通常、添加量は3%未満である。

カビ防止剤

エマルション中に生存する細菌、カビ、酵母などの微生物の増殖を防ぎ、それらに起因する障害を抑制する。フェノール化合物、ホルムアルデヒド供与体化合物、サリチリアリニド化合物などがある。

潤滑油の等級

業界では以下の様に添加剤配合の有無による分類も存在する。現代では一部を除く殆どの潤滑油は高級潤滑油となるため用いられることはあまり多くない。

並級潤滑油

基油（鉱油）のみで構成され添加剤を含まないストレート油。軸受油としてはマシン油、スピンドル油、ダイナモ油、タービン油、その他はモーター油、シリンダー油、絶縁油の一部など。
無添加の軸受油に関しては旧JIS規格ではタービン油を除きマシン油、スピンドル油、ダイナモ油それぞれに規格が存在したが1979年に（広義の）マシン油（JIS K 2238）として統合された。これは粘度の差を除くと大きな違いがなく、ISOで分類される全損式の無添加潤滑油との規格の共通性を持たせる為でもある。
並級潤滑油は高い性能が求められない事から精製度の低い鉱油も許容されていたが、鉱油に含まれる多環芳香族（PCA）の発ガン性に対する懸念から現在では基準値以下となるように並級潤滑油においても一定以上の高度な精製が行われている。

高級潤滑油

基油に添加剤を配合した潤滑油。高い性能が要求される現代の潤滑油では何かしらの添加剤が配合されるため、自動車、産業、工業用の潤滑油の大多数は高級潤滑剤に分類される。
なお戦前戦中など添加剤を配合する事が一般的ではなく、ストレート油がスタンダードだった時代において言及される「高級潤滑油」は添加剤の有無ではなく、一定以上の性能を持つもの、強いて言えば粘度指数および精製度が相当に高いもの(例:当時の高性能モビール油、航空潤滑油など)を指す事もあるため混同しない様に注意が必要となる。
この粘度指数と精製度で定義した場合、現在流通する並級潤滑油も当時の高級潤滑油に相当する場合もある。

潤滑油が適さない例

小さい力で動くよう設計されている精密機械では油の粘性がかえって邪魔になることもある。例えば腕時計のような微小な装置や、カメラのシャッターのような高速で動くことを前提とした機構では、粘度の高い潤滑油の場合は動作を不確実なものとしてしまう。
そのほか、空気中の埃など微細な汚れを吸着し、作動不良を招くことがある。例えば古く動作の固くなった鍵穴に潤滑油を挿すと、その時は動作が軽くなるが、後々砂などがくっついてしまい、余計に動作が悪くなることがある。
こういったものの潤滑には専用の潤滑剤を特に摩擦の影響を受け易い場所だけに適量塗布したり、あるいは脱脂などで余計な汚れや油を取り除いたりする。
極端には潤滑油の使用を避け、固体潤滑剤を使用する。宇宙機のように真空に暴露されるので液体ではすぐに揮発してしまう場合などは、固体被膜潤滑剤が必須である。