JP2001500183A - 燃料組成物のための添加濃縮物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （ａ）(i)ｎ-ブチルアミンオレエートまたはその誘導体、(ii)トール油脂肪酸またはその誘導体を含む物質、及び(iii)(i)と(ii)との混合物から選択される室温及び室圧で液体である０．２〜１０％の無灰摩擦調整剤と、（ｂ）１０〜８０重量％の付着防止剤と(iii)キャリア液体と、を含む、燃料、特に内燃機関のガソリンに使用するための添加濃縮物。摩擦調整剤（ａ）の特定の選択により、内燃機関の燃料に用いられるガソリン中に取り入れられるときに、摩擦損失の著しい利点を得るのに十分な摩擦調整剤を含有したまま、添加濃縮物のためのほかの可溶化剤を必要とせずに安定した添加濃縮物が調合されることができ、したがって燃料の経済性を改善することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 燃料組成物のための添加濃縮物 技術分野 この発明は、燃料、特に内燃機関のガソリンに使用するための添加濃縮物に関 する。 背景技術 ガソリン及び他の燃料の性能が添加剤技術の使用によって改善され得ることは 公知である。例えば、洗剤を添加して、吸気装置付着物の形成を抑制し、それに よってエンジンの清浄度を改善することができる。ごく最近、摩擦調整剤をガソ リンに添加し、エンジン摩擦を減らすことによって燃料節減を拡大することがで きることが提案された。洗剤／摩擦調整剤の添加剤パッケージのための好適な成 分を選択するときに、性質のバランスを確保することが重要である。摩擦調整剤 は、洗剤の付着物制御に悪影響を及ぼすべきではない。更に、そのパッケージは 、弁固着などのエンジンの性能にいかなる有害な効果も示すべきでない。 ガソリンの供給の現行のやり方は概して、燃料添加剤を炭化水素溶剤ベースの 濃縮物中に予め混合し、次いでその濃縮物を、顧客に供給する前にタンカーに補 充するために用いられるガソリンパイプライン中に射出することである。現在の 運転条件下で、ガソリンタンカーに取り入れられることができる濃縮物の最大量 は一般に、ガソリンの重量に対して約２０００ppmである(その約７００〜１５０ ０ppmは、従来の洗剤含有ガソリン添加剤パッケージによって占められる)。濃縮 物をガソリ ン中に射出するのを容易にするために、濃縮物が低粘度で均一な液体の形である ことが重要である。従来の摩擦調整剤の溶解度が不十分であるために、特に低温 で安定性がある濃縮物を得るのに問題点がある。摩擦調整剤の溶解度は、可溶化 剤を使用することによって補助されることができる。しかしながら、濃縮物に所 望の量の摩擦調整剤を可溶化するために必要とされる可溶化剤の量はしばしば、 ガソリン中に射出されることができる濃縮物の量及び濃縮物に含有されることが できる可溶化剤の量の制約条件に与えられる最大量を超える。更に、可溶化剤の なかには、濃縮物中に含有される摩擦調整剤または他の添加剤との反応を妨げ、 化学分解及び／または得られたガソリン組成物の性能の低下をもたらす傾向があ るものがある。 したがって、付着物制御及び摩擦減少の両方を提供し、濃縮物が保管され得る 温度範囲にわたり安定性があると共に、完成ガソリンまたはそのガソリンが用い られるエンジンの性能及び性質に悪影響を及ぼすことのない、ガソリン用の洗剤 ／摩擦調整剤添加濃縮物が必要とされている。 本発明は、濃縮物の全重量に対して、（ａ）(i)ｎ-ブチルアミンオレエートま たはその誘導体、(ii)トール油脂肪酸またはその誘導体を含む物質、及び(iii)( i)と(ii)との混合物から選択される室温及び室圧で液体である０．２〜１０重量 ％の無灰摩擦調整剤と、（ｂ）１０〜８０重量％の付着防止剤と、（ｃ）１０〜 ８０重量％のキャリア液体と、を含む添加濃縮物を提供するものである。 摩擦調整剤（ａ）の特定の選択により、摩擦損失の著しい利点を得るのに十分 な摩擦調整剤を含有したまま、完成ガソリン中の濃縮物約２０ ００重量ppm（その最大約１５００ppmまでが付着防止剤である）の現行制約条件 内で安定した添加濃縮物が調合されることができ、したがって燃料の経済性を改 善することができ、添加濃縮物のためのほかの可溶化剤を必要としない。可溶化 剤、例えばアルコールなどの炭化水素溶剤が、必要ならば含まれてもよく、従っ て本発明の範囲から除外されないが、それらは不可欠な必要条件ではない。 摩擦調整剤は、添加濃縮物が保管される可能性が高い温度範囲にわたり好まし くは液体である。一般にこの温度は、−２０〜＋３５℃である。 摩擦調整剤は、n-ブチルアミンオレエートまたはその誘導体の他、トール油脂 肪酸またはその誘導体を含む物質、またはこれらの混合物であってもよい。広範 囲の利用可能な摩擦調整剤化合物を調査してかなりの研究がなされたにもかかわ らず、これらの２つの化合物の種類だけが、上に説明された利点を提供すること が見いだされた。 n-ブチルアミンオレエートは、以下の式を有する。 好適な市販のn-ブチルアミンオレエート摩擦調整剤の例は、ビトレズリミテッ ドによって供給されるRS １２４である。 トール油脂肪酸を含む物質は、１００％のトール油脂肪酸、または実質的に１ ００％のトール油脂肪酸であってもよく、またはトール油脂肪酸と他の脂肪酸ま たはそれらの誘導体との混合物であってもよい。好ま しくはこのような混合物は、少なくとも５０重量％、より好ましくは少なくとも ７０重量％のトール油脂肪酸を含有する。トール油脂肪酸を含有する好適な市販 の物質の例は、ペトロライトリミテッドによって供給されるTolad ９１０３であ る。 添加濃縮物中に含有される摩擦調整剤の量は、０．２〜１０重量％、好ましく は０．５〜５重量％、より好ましくは１〜４重量％である。完成ガソリン中２０ ００重量ppmの全濃縮物に対して、これは、完成ガソリン中４〜２００ppm、好ま しくは１０〜１００ppm、より好ましくは２０〜６０ppmの摩擦調整剤の処理量に 対応する。 付着防止剤（ｂ）は、何れの好適な市販の添加剤であってもよい。通常洗剤ま たは分散剤と称されるガソリン用の付着防止剤は、公知であり、いろいろな化合 物が用いられることができる。例は、ポリアルキレンアミン、ポリアルキレンス クシンイミド（ポリアルキレン基の数平均分子量が一般に、６００〜２０００、 好ましくは８００〜１４００である）及びポリエーテルアミンなどである。本発 明の添加濃縮物のための好ましい洗剤は、ポリアルキレンアミン、例えばポリイ ソブチレンアミンである。好適なPIB-アミンの例は、米国特許第４８３２７０２ 号（その内容を本願明細書に引用したものとする）に提供されている。同様に、 PIB-アミン洗剤は、例えばエクソンケミカルカンパニー、オロナイト及びBASFか ら得られることができる。 添加濃縮物中に含有される付着防止剤の量は、１０〜８０重量％、好ましくは ２０〜７５重量％、より好ましくは３０〜６０重量％である。２０００重量ppm の添加濃縮物の全処理量に対して、これは、完成ガソリン中５０〜１５００ppm 、好ましくは１００〜１０００ppm、よ り好ましくは２００〜８００ppmの付着防止剤の処理量に対応する。 キャリア液体は、ガソリンと相溶性であると共に添加剤パッケージの成分を分 散することができる何れの好適なキャリア液体であってもよい。一般にそれは、 液体炭化水素、例えば、鉱油の他、ポリエステルまたはポリエーテルまたは他の ポリオール、または水素化分解または水素異性化基原料油などの合成油を含む、 石油または合成潤滑油基原料油である。あるいはキャリア液体は、ガソリン範囲 で沸騰する留出物である。本発明の添加濃縮物に含有されるキャリア液体の量は 、１０〜８０重量％、好ましくは２０〜７５重量％、より好ましくは３０〜６０ 重量％である。 本発明による添加濃縮物はまた、ガソリンが水で汚染される場合に形成される ガソリン中のエマルジョンの形成を抑制するために抗乳化剤を含有してもよい。 抗乳化剤は、摩擦調整剤がトール油脂肪酸を含む物質である場合に酸が乳化を促 進する傾向があるので特に都合がよい。ガソリンのための抗乳化剤は公知であり 、好適な化合物の例はアルコキシル化フェノールホルムアルデヒド樹脂である。 抗乳化剤が添加濃縮物中で用いられる場合、それは、好ましくはガソリンの重量 に対して１〜４重量ppmの量である。 添加濃縮物は、好ましくは射出によってガソリンまたは他の燃料に取り入れら れるが、取り込みの他の好適な方法が用いられてもよい。射出を容易にするため に添加濃縮物の動粘度は、好ましくは-１０℃で３００ｍｍ／秒より小さく、よ り好ましくは-１０℃で５〜２５０ｍｍ／秒、最も好ましくは-１０℃で１０〜２ ００ｍｍ／秒である。この粘度に達するために、溶剤が通常、芳香族炭化水素溶 剤またはアルコールなどの濃縮 物に添加される。例は、トルエン、キシレン、テトラ（tetro）ヒドロフラン、 イソプロパノール、イソブチルカルビノール、ｎ-ブタノールの他、溶剤ヘビー ナフサなどの石油炭化水素溶剤、エクソンケミカルカンパニー製のSolvesso １ ５０などである。概して使用される溶剤の量は、添加濃縮物の全重量に対して最 大約５０重量％までであり、例えば１０〜２０重量％である。 添加濃縮物はまた、一般に燃料添加濃縮物中に含有される一つ以上の他の成分 を含有してもよい。これらは、例えば、酸化防止剤、腐食防止剤、伝導促進剤な どである。概してこれらの付加成分のそれぞれが、完成燃料組成物中１〜２０重 量ppmの処理量に対応する量で濃縮物に含まれる。 別の実施例において、本発明は、可燃性燃料と、上述の請求の範囲のいずれか 一項に規定された成分（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を含む添加剤配合物５００〜２ ５００重量ppmとを含む燃料紹成物を提供するものである。 この発明の燃料組成物に用いられた燃料は概して、内燃機関用の燃料として有 用な石油炭化水素、例えばガソリンである。この燃料は一般に、直鎖及び分岐鎖 パラフィン、オレフィン、芳香族化合物及びナフテン系炭化水素などのいろいろ な種類の炭化水素の混合物を含む。これらの組成物は、多くの未加鉛及び加鉛ガ ソリンなど、多数の銘柄で供給され、一般に、直留蒸留、熱分解、水素化分解、 接触分解及び種々の改質工程などの従来の精製及びブレンド工程によって石油原 油から得られる。ガソリンは、ASTM D86蒸留方法によって求めると約２０〜６０ ℃の範囲の初留点及び約１５０〜２３０℃の範囲の終点有する液体炭化水素また は 炭化水素酸素化物の混合物として規定されることができる。ガソリンはアルコー ル、例えばメタノールまたはエタノールなどの他の可燃物を少量、例えば最大２ ０重量％まで、一般に約１０重量％を含有することができる。 用いられることができる他の燃料は、ケロシン、ディーゼル燃料、家暖房用燃 料、ジェット燃料などの可燃性の燃料などである。 本発明は、以下の実施例を参照して具体的に説明される。 産業上の利用可能性 例１ 多数の異なった添加濃縮物が、(ａ)摩擦調整剤と、(ｂ)洗剤と、(ｃ)キャリア 液体とをブレンドすることによって調製された。摩擦調整剤は、多くの市販の生 成物の１つから選択された。洗剤は、ポリイソブチレン-アミン、ポリイソブチ レンスクシンイミドまたはポリエーテルアミンのどちらかであった。これらの洗 剤は公知であり、市販されている。それぞれの洗剤の種類については、同じ生成 物が、結果の直接比較を確実にできるようにするために実施例全体に用いられた 。キャリア液体、ポリエーテルは、実施例全体で同じであった。 得られた添加濃縮物のそれぞれの安定性は、濃縮物の試料を−２０℃、−１０ ℃、０℃、周囲温度及び＋３５℃の温度に曝露し、同試料を定期的に沈殿物の形 成、含水率、曇り度及びエマルジョンの形成について検査することによって調べ た。全温度範囲にわたり少なくとも３カ月間安定したままであった濃縮物が、安 定性の必要条件を満たすと考えられる。 表１の注 アトサーフ５９４は、ICI製のｅグリセロールモノオレエート摩擦調整剤であ る。 トーラド９１０３は、ペトロライト製の約７５重量％の活性成分（残り希釈剤 ）を含有するトール油脂肪酸混合物摩擦調整剤である。 ECA５７７８/１１６は、エクソンケミカルカンパニー製のオレイン酸ポリオー ルエステル摩擦調整剤である。 EX６９-１６９は、メイコEX６９-１６９、メイコ製の浸硫処理脂肪酸アミド摩 擦調整剤である。 Ｍ１０２２９は、脂肪酸アミド摩擦調整剤のアディティンM１０２２９である 。 SMOは、ヘンケル製のソービタンモノオレエート摩擦調整剤である。 n-BAOは、ビトレズ製のｎ-ブチルアミンオレエート摩擦調整剤である。 １０G４０は、キャプロール製のポリグリセロールエステル摩擦調整剤である 。 PMOは、ヘンケル製のペンタエリトリトールモノオレエート摩擦調整剤である 。 エデノールPDOは、ヘンケル製のペンタエリトリトール ジオレエート摩擦調 整剤である。 PIBAは、ポリイソブチレン-アミン洗剤である。 PEAは、ポリエーテルアミン洗剤である。 PIBSは、ポリイソブチレンスクシンイミド洗剤である。 結果は、特定の摩擦調整剤を含有する添加濃縮物だけが、全温度範囲及び処理 量にわたり洗剤のそれぞれの種類で安定性があることを示す。これらは、Talad ９１０３、Mayco EXG９-１６９、n-BAO、Henkel PMO、及びEdenor PDOである。 例２ 次に、安定性試験に合格した例１の添加濃縮物は、濃縮物中に含有される摩擦 調整剤が付着物の制御、入口弁固着、摩擦及び摩耗に有害な影響を及ぼさないこ とを確実にするように試験される。 付着物の制御は、標準エンジン試験M102E(CEC F-05-A-93)に従って測定された 。試験の終わりに（ミリグラム／弁で測定された）弁表面の付着物の量がより少 なくなると、添加剤パッケージの付着物の制御はより良好になる。目標の量は、 ２５ミリグラム以下／弁である。 弁の固着は、サイクル条件下で１００時間自動チョークでOpel Ascona１．６ １ ４-シリンダエンジンを操作することによって調べられた。サイクルは、エ ンジンの反復冷間始動によって都市運転をシミュレートするようにされる。試験 期間の終わりにシリンダヘッドは、弁が自重下で弁ガイドから自由に落ちること を可能にするために回される。弁のすべてが自由に動くとき、はっきり合格とさ れる。 摩擦及び摩耗は、標準的な高周波往復動式リグ（HFRR）試験によって調べられ た。試験は、摩擦係数及び摩耗傷跡直径（(WSD)を評価する。その値がより低い と、添加剤パッケージの性能はより良好であり、目標は摩擦係数が０.２５以下 、WSDが５００μ未満である。結果を表２に示す。 結果は、Tolad ９１０３またはn-BAO摩擦調整剤のどちらかを用いると最も良 い性能及び最少の害が得られることを示す。他の摩擦調整剤は全て、十分に低い 摩擦係数（目標０．２５以下）を有さず、及び／または過度の摩耗を生じた(目 標WSD ５００μ未満)。 摩擦調整剤の好ましい処理量に関しては、n-BAO摩擦調整剤は、用いた２５〜 １００ppmの処理量について性能の実質的な差異を示さなかった。しかしながら 、Tolad ９１０３の摩擦調整剤については、処理量は、入口弁付着物を目標最大 値の２５ミリグラム／弁より少なく維持するために、好ましくは５０ppmより少 ない、例えば約２５ppmである。 例３ 本発明による添加濃縮物の例は、燃料節減の利益について試験された。これら の濃縮物は、例１.０２（２５ppm Tolad ９１０３＋PIBA洗剤）と例１.１９（５ ０ppm n-BAO＋PIBA洗剤）であった。結果は、同じPIBA洗剤を含有するが摩擦調 整剤を含有しない濃縮物と比較された。 ２つの試験を用いた：(１)標準試験PL-０５４に従って標準ECE／EUDC走行サイク ルを使用する台上エンジン試験方法と、(２)標準試験EG-RL ８０／１２６８／EW G（改正EG-RL９３／１１６／EWGを含む）に従って標準ECE／EUDC走行サイクルを 使用する車両隊試験方法。 結果を以下の表３に示す。 結果は、上記の摩擦調整剤の一つを含有するガソリンが、０.６〜１％の摩擦 調整剤を用いない同じガソリンと比較して燃料節減において全体的な平均の利益 を提供する（Tolad ９１０３については１.４４％、ｎ-Baoについては２.２８％ の最大利益）ことを示す。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年９月１７日（１９９８．９．１７） 【補正内容】 重量％、好ましくは３０〜６０重量％である上述の請求の範囲のいずれか一項に 記載の添加濃縮物。 ９．可燃性燃料と、燃料の重量に対して、上述の請求の範囲のいずれか一項に規 定された成分（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を含む添加剤配合物５００〜２５００重 量ppmとを含む燃料組成物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 濃縮物の全重量に対して、 （ａ）(i)ｎ-ブチルアミンオレエートまたはその誘導体、(ii)トール油脂肪酸 またはその誘導体を含む物質、及び(iii)(i)と(ii)との混合物から選択される室 温及び室圧で液体である０.２〜１０％の無灰摩擦調整剤と、 （ｂ）１０〜８０％の付着防止剤と、 （ｃ）１０〜８０％のキャリア液体と、を含む添加濃縮物。 ２．前記摩擦調整剤（ａ）が、ｎ-ブチルアミンオレエートである請求の範囲第 １項に記載の添加濃縮物。 ３．前記摩擦調整剤（ａ）が、トール油脂肪酸を含む物質である請求の範囲第１ 項に記載の添加濃縮物。 ４．前記摩擦調整剤（ａ）が、商品名Tolad ９１０３として市販の物質である請 求の範囲第３項に記載の添加濃縮物。 ５．摩擦調整剤（ａ）のための可溶化剤として取り入れられる何れの付加成分も 含有しない上述の請求の範囲のいずれか一項に記載の添加濃縮物。 ６．前記摩擦調整剤（ａ）の量が、濃縮物の全重量に対して０．５〜１０重量％ 、好ましくは１〜４重量％である上述の請求の範囲のいずれか一項に記載の添加 濃縮物。 ７．前記付着防止剤（ｂ）が、ポリアルキレンアミン、ポリアルキレンスクシン イミド及びそれらの混合物から選択される上述の請求の範囲のいずれか一項に記 載の添加濃縮物。 ８．前記付着防止剤（ｂ）の量が、濃縮物の全重量に対して２０〜７５ 重量％、好ましくは３０〜６０重量％である上述の請求の範囲のいずれか一項に 記載の添加濃縮物。 ９．可燃性燃料と、燃料の重量に対して、上述の請求の範囲のいずれか一項に規 定された成分（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を含む添加剤配合物５００〜２５００重 量ppmとを含む燃料組成物。 １０．可燃性燃料と、燃料の重量に対して、(i)ｎ-ブチルアミンオレエートまた はその誘導体、(ii)トール油脂肪酸またはその誘導体を含む物質、及び(iii)(i) と(ii)との混合物から選択される摩擦調整剤４〜２００重量ppmとを含む燃料組 成物。 １１．前記可燃性燃料がガソリンである請求の範囲第９項または１０項に記載の 燃料組成物。