[집중 분석] 자동차 케미컬 정비 Ⅱ

윤활유의 생산 공정과 기유의 이해~!!

최근 국내 운전자들이 합성오일에 대한 관심이 높아져 예전에 비해 점차 합성 오일의 사용이 늘어나고 있다. 그러나 정작 합성오일이 왜? 필요한지 모르고 사용하고 있다. 그리고 각 제품회사의 상품설명을 보면 대부분 대동소이한 내용을 포함하고 있어 어떤 제품이 내차에 꼭 맞는 것인지 알 수 없다.

먼저 합성오일을 이해하려면 기유(Base Oil)에 대하여 이해를 하고 있어야 각 회사에서 판매하는 오일의 상품설명을 이해 할 수 있다. 여기서 기유란? 윤활유를 구성하는 기본 오일을 말한다. 이 기유에 첨가제를 배합하면 윤활유가 완성되는데 각 제조사마다 다른 특징은 첨가제의 성분 때문이다.

윤활유는 크게 일반유(광유계 Mineral), 부분 합성유(Semi-Synthetic, 광유 + 합성오일), 합성 윤활유(Synthetic)로 구분할 수 있다. 이렇게 3가지로 구분을 하는 이유는 기유를 제조하는 과정에 의해 구분한다. 그럼 원유를 정제하는 과정을 간략하게 살펴보자.

원유를 생산하는 방법에는 가장 보편적인 것이 온도차에 의한 끓는점에 의한 분류이다. 원유를 증류기에 넣어 열을 가하는 상압증류 공정에서 LPG, 가솔린, 석유, 경유, 중유 등의 자동차에 사용하는 연료가 생산된다. 그 후 감압 증류 공정에서 아스팔트와 윤활유의 원료인 기유 원료가 생산된다. 여기서 기유 원료에 함유되어 있는 아스팔트분을 제거한다. 이후 왁스를 제거 하고 수소처리 과정을 거처 기유에 포함되어 있는 유황성분을 제거하면 비로소 윤활유의 기유가 완성된다.

광유계 기유는 앞서 설명한 기유 생산공정 과정을 거친 기유를 말한다. 이 광유계 기유에 첨가제를 혼합한 것을 일반 엔진오일이라고 하며, 저렴한 것이 특징이다. 그리고 제거하지 못한 다수의 불순물들이 포함되어 분자구조가 일정하지 않다. 그래서 고 RPM, 급가속, 고속주행 시 점도가 낮아질 수 있으며 엔진 보호 능력이 떨어져서 고온에서 타거나 산화되고, 저온에서는 쉽게 굳는 왁스계 성분 때문에 겨울철 시동을 어렵게 만든다. 그래서 교환주기가 짧다.

반면 합성 기유는 1차 가공과정에서 LPG가 생산되는 온도 부근에서 고순도 에틸렌이 추출되는데, 이것을 기체상태로 수집하여 탄소결합을 재구성한다. 이것이 바로 합성 기유로 불순물이 전혀없고 분자구조가 일정하다. 합성 기유는 고온 및 저온에서도 유동성을 유지하여 광유계 기유가 가지고 있던 문제들을 모두 해결했다. 또한 합성기유는 광유계 기유보다 사용온도 범위가 커서 자동차의 성능을 유지하는데 유리하다. 그래서 교환주기가 광유계 보다 길다. 합성유 기유는 생성 과정에서 PAO(Poly-alpha-olefin) 계열, 에스테르(Ester) 계열 등으로 나뉜다.

이렇게 생산된 각각의 기유 90%에 각 브랜드마다 첨가제를 혼합하여 윤활유의 성능을 좌우하게 된다. 윤활유는 온도 변화에 다른 점도지수의 변화가 적은 것이 우수한 성능을 가진 윤활유다. 이러한 특성을 가진 것이 합성 오일이다.

부분 합성유는 소비자의 니즈에 의해 탄생한 오일로 가격과 성능의 절충점에서 생산되는 오일이다. 그래서 합성 기유 + 광유계 기유 + 첨가제를 혼합하여 만든다. 표기는 합성오일로 표기하고 있으며, 가격은 100% 합성오일보다 저렴하고 성능은 광유계 오일보다 뛰어나다.

판매되는 엔진오일 설명 중에 HVI(High Viscosity Index)는 광유계 오일, VHVI(Very High Viscosity Index)는 부분 합성유, PAO, PAO + Ester, Ester 는 100% 합성오일로 판단하면 된다.

기유에 생산공정과 종류에 대한 설명을 마친다. 다음 편에서는 점도와 윤활유에 대하여 살펴보도록 하겠습니다.

손진석 기자