JP2003027074A - エマルジョン燃料用乳化剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 乳化安定性に優れたエマルジョン燃料用乳化
剤を提供する。 【解決手段】 下記およびを満たすアルコール類の
アルキレンオキサイド付加物（Ａ）を含有するエマルジ
ョン燃料用乳化剤。 （Ａ）が下記一般式（１）で表される化合物の１種ま
たは２種以上の混合物からなる。 Ｒ¹−［（ＯＡ）_k−ＯＨ］_x （１） （Ａ）の水酸基１個当たりの重量平均分子量（Ｍｗ）
と数平均分子量（Ｍｎ）との比：Ｍｗ／Ｍｎ、が下記の
式（２）又は（３）を満たす。 Ｍｗ／Ｍｎ≦０．０３０×Ｌｎ（ｖ）＋１．０１０（但
し、ｖ＜１０）（２） Ｍｗ／Ｍｎ≦−０．０２６×Ｌｎ（ｖ）＋１．１３９
（但し、ｖ≧１０）（３）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエマルション燃料用
乳化剤に関し、さらに詳しくは、軽油または重油などの
燃料油と水を乳化して得られるエマルション燃料を製造
するための乳化剤、および該乳化剤を使用して得られる
エマルジョン燃料に関する。

【０００２】

【従来の技術】エマルション燃料とは水を軽油または重
油などの燃料油に乳化したもので、燃焼にともない生成
する窒素酸化物や煤塵を通常の燃料より低減できること
が知られている。乳化するためには、通常、乳化剤が使
用され、代表的な乳化剤としてはアルコールのアルキレ
ンオキサイド付加物などのノニオン性界面活性剤や脂肪
酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩などのアニオン性
界面活性剤、またそれらの配合物などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のアルコ
ールのアルキレンオキサイド付加物を乳化剤として使用
したエマルジョン燃料は十分な乳化安定性が無く、経時
的または経日的にエマルジョンが分離するという問題点
があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意検討した結果、特定のアルキレンオ
キサイド付加物が優れた乳化分散能を有することを見出
し、本発明に到達した。

【０００５】すなわち本発明は、下記およびを満た
すアルコール類のアルキレンオキサイド付加物（Ａ）を
含有することを特徴とするエマルジョン燃料用乳化剤、
および該乳化剤を含有してなるエマルジョン燃料であ
る。 （Ａ）が下記一般式（１）で表される化合物の１種ま
たは２種以上の混合物からなる。 Ｒ¹−［（ＯＡ）_k−ＯＨ］_x （１） ［式中、Ｒ¹は炭素数８〜２４の脂肪族炭化水素基を有
する１価アルコールまたは多価アルコールの残基；Ａは
炭素数２以上の１種以上のアルキレン基；ｋは平均が１
〜５０となる０または１以上の整数、ｘは１または２〜
６の整数］ （Ａ）の水酸基１個当たりの重量平均分子量（Ｍｗ）
と数平均分子量（Ｍｎ）との比：Ｍｗ／Ｍｎが下記関係
式（２）または（３）を満たす。 Ｍｗ／Ｍｎ≦０．０３０×Ｌｎ(ｖ)＋１．０１０ （但し、ｖ＜１０）（２） Ｍｗ／Ｍｎ≦−０．０２６×Ｌｎ(ｖ)＋１．１３９（但し、ｖ≧１０）（３） ［但し、ｖはアルコール類（ａ）の水酸基１個当たりに
付加したアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表
し、上記一般式（１）でのｋの平均に相当する。］

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明において、アルコール類
（ａ）としては、炭素数８〜２４の脂肪族炭化水素基を
有する１価アルコールまたは多価アルコールを含み、一
般式（１）または（１’）のＲ¹はこれらのアルコール
から水酸基を除いた残基である。

【０００７】Ｒ¹のうち、炭素数８〜２４の炭化水素基
を有する１価アルコールの残基としては、直鎖または分
岐の以下のものが挙げられる。 (1)脂肪族鎖状炭化水素系１価アルコールの残基；アル
キル基（オクチル、ノニル、デシル、ラウリル、トリデ
シル、ミリスチル、セチル、ステアリル、ノナデシル、
２−エチルヘキシル、２−エチルオクチル基など）、ア
ルケニル基（オクテニル、デセニル、ドデセニル、トリ
デセニル、ペンタデセニル、オレイル、ガドレイル基な
ど）およびアルカジエニル基（リノレイル基など）。 (2)芳香環含有炭化水素系１価アルコールの残基；アラ
ルキル基（フェニルノニル、フェニルオクチル基など）
など。 (3)脂環基含有炭化水素系１価アルコールの残基；単環
脂環基含有炭化水素基（エチルシクロヘキシル、プロピ
ルシクロヘキシル、オクチルシクロヘキシル、ノニルシ
クロヘキシル、シクロヘキシルオクチル、シクロヘキシ
ルノニル、シクロヘキシルビスメチレン、シクロヘキシ
ルビスエチレン基など）および多環脂環基含有炭化水素
基（アダマンチル基など）。

【０００８】Ｒ¹のうち、炭素数８〜２４の炭化水素基
を有する多価アルコールの残基としては以下のものが挙
げられる。 (4)脂肪族鎖状炭化水素系多価アルコールの残基；アル
キレン基（オクタメチレン、ノナメチレン、ドデカメチ
レン基など）、アルケニレン基（オクタメチレニレン基
など）。 (5)脂環基含有炭化水素系多価アルコールの残基；シク
ロヘキシルビスメチレン、シクロヘキシルビスエチレン
基など。 (6)芳香環含有炭化水素系多価アルコールの残基； (7)炭素数９〜２５の脂肪族モノカルボン酸の多価アル
コール部分エステルの残基；炭素数９〜２５の脂肪族モ
ノカルボン酸（炭素数はカルボキシル基の炭素も含む）
［例えば、飽和脂肪族モノカルボン酸（ペラルゴン酸、
カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン
酸、ステアリン酸など）および不飽和脂肪族カルボン酸
（ウンデシレン酸、リノール酸、リノレン酸、オレイン
酸など）］と多価アルコール［例えば、２価アルコール
（エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペ
ンチルグリコール、ブチレングリコール、ヘキシレング
リコールなど）および３価以上のアルコール（グリセリ
ン、ポリグリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタ
エリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、ソルバイ
ドなど）］とのエステルであって、少なくとも１個以上
の水酸基が残存する部分エステルから水酸基を除いた残
基が挙げられる。

【０００９】Ｒ¹のうち、好ましいものは、炭素数８〜
２４の脂肪族炭化水素基を有する１価アルコールの残
基、および炭素数９〜２５の脂肪族モノカルボン酸の多
価アルコール部分エステルの残基であり、さらに好まし
いものは、炭素数８〜２４の脂肪族鎖状炭化水素基を有
する１価アルコールの残基、および炭素数１１〜１９の
脂肪族モノカルボン酸の多価アルコール部分エステルの
残基である。多価アルコールのうち、好ましいものはソ
ルビタンおよびソルバイドである。

【００１０】一般式（１）中、Ａは炭素数２以上、好ま
しくは２〜８、さらに好ましくは２〜４、特に好ましく
は炭素数２または３のアルキレン基を表し、(ＯＡ)の部
分は、炭素数２以上のアルキレンオキサイド（ｃ）の付
加により形成される。このようなアルキレンオキサイド
（ｃ）としては、エチレンオキサイド（以下、ＥＯと略
記）、プロピレンオキサイド（以下、ＰＯと略記）、
１，２−または２，３−ブチレンオキサイド、テトラヒ
ドロフラン、スチレンオキサイドなどが挙げられる。好
ましくはＥＯおよび／またはＰＯである。

【００１１】一般式（１）中、ｋは（ｃ）の付加モル数
に相当し、平均が１〜５０となる整数であり、好ましく
は２〜４０、さらに好ましくは２〜２０である。ｋが５
０を超えると、十分な乳化性能が得られない。

【００１２】一般式（１）中のｘは、好ましくは１〜
４、さらに好ましくは１〜３である。

【００１３】前記アルコール類（ａ）は、残基Ｒ¹ を与
えるものであり、炭素数８〜２４の炭化水素基を有する
１価アルコールまたは多価アルコールである。

【００１４】（Ａ）としては、工程が煩雑でないことか
ら、（ａ）から直接製造されたものであることが好まし
い。ここで、「直接製造された」とは、上記付加物が、
精留などにより未反応アルコールや付加モル数の異なる
ものを分別する操作なしで、直接得られたものであるこ
とを意味する。但し、分別を目的としないで、簡単な操
作で未反応アルキレンオキサイドや低沸点物をストリッ
ピングしたものは分別操作に含まれない。

【００１５】また、本発明で、（Ａ）の水酸基１個当た
りの重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）と
の比：Ｍｗ／Ｍｎが上記関係式（２）または（３）を満
たす必要がある。これらの式で、Ｌｎ(ｖ)はｖの自然対
数を意味し、ｖはアルコール類（ａ）の水酸基１個当た
りに付加したアルキレンオキサイドの平均付加モル数を
表し、前記一般式（１）でのアルキレンオキサイドの付
加モル数であるｋの平均に相当する。（以下同じ） 関係式（２）または（３）を満たさない、すなわち分子
量分布が広くなると、乳化剤としたときに、充分な乳化
能が得られない。また、Ｍｗ／Ｍｎは下記関係式
（２'）または（３'）を満たすことが好ましい。 Ｍｗ／Ｍｎ≦０．０３１×Ｌｎ(ｖ)＋１．０００（但し、ｖ＜１０）（2'） Ｍｗ／Ｍｎ≦−０．０２６×Ｌｎ(ｖ)＋１．１２９（但し、ｖ≧１０）（3'）

【００１６】一般式（１）においてＡがエチレン基のみ
である場合、即ち、アルコール類にエチレンオキサイド
のみを付加した場合には、Ｍｗ／Ｍｎが関係式（６）ま
たは（７）を満たすことが好ましい。 Ｍｗ／Ｍｎ≦０．０２０×Ｌｎ(ｖ)＋１．０１０ （但し、ｖ＜１０）（６） Ｍｗ／Ｍｎ≦−０．０２６×Ｌｎ(ｖ)＋１．１１６（但し、ｖ≧１０）（７） 関係式（６）または（７）を満たす場合、即ち分子量分
布が狭くなると、乳化剤としたときに、良好な乳化能を
示す。また、この場合、Ｍｗ／Ｍｎは下記関係式
（６'）または（７'）を満たすことがさらに好ましい。 Ｍｗ／Ｍｎ≦０．０１８×Ｌｎ(ｖ)＋１．０１５ （但し、ｖ＜１０） (６') Ｍｗ／Ｍｎ≦−０．０２３×Ｌｎ(ｖ)＋１．１１３（但し、ｖ≧１０）(７')

【００１７】さらに（Ａ）は、ｖが１２以下の場合に下
記関係式（４）において分布定数ｃが２．０以下である
ことが好ましい。関係式（４）は、下記Ｗｅｉｂｕｌｌ
の分布則の式（８）から導き出される式である。ｃは好
ましくは１．０以下、さらに好ましくは０．７以下であ
る。分布定数ｃの値が小さい、すなわち未反応のアルコ
ールの含有量が少ないほど分子量分布が狭いことを意味
する。 なお、この式は、未反応のアルコールの量が検
出限界（０．００１質量％）以上の場合に適用される式
であり、（Ａ）の場合はアルキレンオキサイド（ｃ）の
水酸基１個当たりの平均付加モル数が１２モル程度まで
適用可能である。ｃが２を超えると、乳化剤としたとき
に充分な乳化能が得られない。 ｃ＝(ｖ＋ｎ₀/ｎ₀₀−１)／[Ｌｎ(ｎ₀₀/ｎ₀)＋ｎ₀/ｎ₀₀−１] （４） ｖ＝ｃ×Ｌｎ（ｎ₀₀／ｎ₀）−（ｃ−１）×（１−ｎ₀／ｎ₀₀） （８） これらの式で、Ｌｎ(ｎ₀₀／ｎ₀)は(ｎ₀₀／ｎ₀)の自然対
数を意味し、ｖは上記に同じ、ｎ₀₀は反応に用いたアル
コールのモル数、ｎ₀ は未反応のアルコールのモル数を
表す。

【００１８】本発明において、上記（Ａ）としては、さ
らに下記一般式（１’）で表される化合物が乳化能の点
で好ましい。 Ｒ¹−[｛(ＯＣ₂Ｈ₄)m／(ＯＤ)n｝−(ＯＣ₂Ｈ₄)p−ＯＨ］x （１’） ［式中、Ｒ¹ は炭素数８〜２４の炭化水素基を有する１
価アルコールまたは多価アルコールの残基；Ｄは炭素数
３または４のアルキレン基；ｍは平均が０〜５となる０
または１以上の整数、ｎは平均が０〜５となる０または
１以上の整数、ｐは平均が１〜４０となる０または１以
上の整数であり、（ｍ＋ｎ＋ｐ）は平均が１〜５０とな
る整数であり、（ｍ＋ｐ）／（ｍ＋ｎ＋ｐ）は平均０．
５以上である。［(ＯＣ₂Ｈ₄)m／(Ｄ)n］は、ｍ≠０かつ
ｎ≠０のときブロック付加またはランダム付加を表す。
ｘは１または２〜６の整数を表す。］

【００１９】上記一般式（１’）中、(ＯＣ₂Ｈ₄)の部分
は、ＥＯの付加により形成される。Ｄは炭素数３または
４のアルキレン基を表し、(ＯＤ)の部分は、炭素数３ま
たは４のアルキレンオキサイドの付加により形成され
る。このようなアルキレンオキサイドとしては、ＰＯ、
１，２−もしくは２，３−ブチレンオキサイドなどが挙
げられる。

【００２０】上記一般式（１’）中、ｍは平均が０〜５
となる０または１以上の整数であり、さらに好ましくは
０〜３の整数である。ｎは平均が０〜５となる０または
１以上の整数であり、さらに好ましくは０または１であ
る。ｐは平均が１〜４０となる０または１以上の整数で
あり、さらに好ましくは１〜２０である。（ｍ＋ｎ＋
ｐ）は平均が１〜５０の整数であり、さらに好ましくは
２〜３０である。（ｍ＋ｐ）／（ｍ＋ｎ＋ｐ）は平均
０．５以上であり、さらに好ましくは０．７以上であ
る。０．５以上であると、乳化分散剤としたときの乳化
分散能が良好となる。［（ＯＣ₂Ｈ₄）m／（ＯＤ）n］
の部分は、ブロック付加〔（ＯＣ₂Ｈ₄）m、（ＯＤ）nの
順〕 でもランダム付加でもよいが、さらに好ましくは
ブロック付加である。ｘは１または２〜６の整数であ
り、好ましくは１〜４、さらに好ましくは１〜３であ
る。

【００２１】本発明において、（Ａ）としては、以下に
述べる方法により製造された（Ａ１）または（Ａ２）で
あることが好ましい。すなわち、分布定数ｃが２．０以
下の付加物を与える触媒（ｄ）の存在下、アルコール類
（ａ）にアルキレンオキサイド（ｂ１）を平均１〜２．
５モル付加して得られるアルコールアルキレンオキサイ
ド付加物（Ａ１）であるか、（Ａ１）にさらにアルカリ
触媒（ｆ）の存在下でアルキレンオキサイド（ｂ２）を
付加反応させてなるアルコールアルキレンオキサイド付
加物（Ａ２）であるのが好ましい。

【００２２】上記アルキレンオキサイド（ｂ１）および
（ｂ２）としては、炭素数２以上のアルキレンオキサイ
ドが挙げられる。具体例としては、一般式（１）におけ
るＯＡを形成するアルキレンオキサイド（ｂ）の例とし
て前記したアルキレンオキサイドが挙げられ、２種以上
を併用してもよい。２種以上用いる場合は、ブロック付
加でもランダム付加でもよいが、好ましくはブロック付
加である。これらのうちで好ましくは、ＥＯおよび／ま
たはＰＯである。

【００２３】触媒（ｄ）としては、得られるアルキレン
オキサイド付加物の分布定数ｃが２．０以下となるもの
を用いる。好ましくはｃが１．０以下、さらに好ましく
は０．７以下、特に好ましくは０．４５以下となるもの
である。分布定数ｃが２．０を超えるものを用いると、
乳化分散剤とした場合に、乳化分散能が低下する。

【００２４】触媒（ｄ）の具体例としては、過ハロゲン
酸もしくはその塩、硫酸もしくはその塩、燐酸もしくは
その塩、および硝酸もしくはその塩が挙げられる。塩を
形成する場合の金属は、特に限定されるものではない
が、アルカリ金属以外のものが好ましく、２価または３
価の金属が好ましい。これら金属として好ましくは、Ｍ
ｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ
であり、より好ましくは、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ
ａ、Ａｌであり、特に好ましくは、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌで
ある。過ハロゲン酸（塩）のハロゲンとしては塩素、臭
素、沃素が挙げられ、塩素が好ましい。したがって、
（ｄ）としては、２価もしくは３価の金属（特に、Ｍ
ｇ、ＺｎおよびＡｌから選ばれる金属）の過塩素酸塩が
好ましい。また、（ｄ）に２価もしくは３価の金属アル
コラートを併用してもよい。金属アルコラートのアルキ
ル基としては、アルコールとして留去し易い低級（炭素
数１〜４）アルキル基、または原料脂肪族系アルコール
と同一組成のアルキル基が挙げられる。これらの触媒は
１種でもよいが、２種以上の触媒〔たとえば、過塩素酸
マグネシウム／硫酸マグネシウム７水塩＝９５／５〜５
０／５０、過塩素酸マグネシウム／過塩素酸アルミニウ
ム＝９９／１〜３０／７０（いずれも質量比）〕を併用
した方が好ましい。

【００２５】触媒（ｄ）の使用量としては、反応速度と
経済性の点から、（ａ）と（ｂ１）の合計１００質量部
当たり、０．００１〜１質量部が好ましい。さらに好ま
しくは０．００３〜０．８質量部、特に好ましくは０．
００５〜０．５質量部である。

【００２６】（ａ）に（ｂ１）を付加して得られるアル
キレンオキサイド付加物（Ａ１）に、アルキレンオキサ
イド（ｂ２）を付加させる際に用いる触媒は、アルカリ
触媒（ｅ）である。アルカリ触媒（ｅ）としては、アル
カリ金属およびアルカリ土類金属の水酸化物、たとえ
ば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カル
シウム、水酸化バリウムなどが挙げられる。好ましいの
は水酸化カリウム、水酸化セシウムである。触媒（ｅ）
の使用量としては、反応速度と経済性の点から、（Ａ
１）と（ｂ２）の合計１００質量部当たり、０．０００
１〜１質量部が好ましい。さらに好ましくは０．００１
〜０．８質量部である。

【００２７】（ａ）と（ｂ１）を反応させる場合の反応
条件としては、（ａ）と（ｄ）を混合し、窒素置換を行
った後、−０．８〜５ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇで、８０〜２０
０℃で（ｂ１）を導入し、所定量の（ｂ１）を投入後、
８０〜２００℃で反応系内の圧力が平衡になるまで熟成
を行う方法などが挙げられる。このようにして得られた
アルキレンオキサイド付加物（Ａ１）に、アルカリ触媒
（ｅ）を添加し、アルキレンオキサイド（ｂ２）を、上
記と同様の方法で反応することで、脂肪族系アルコール
アルキレンオキサイド付加物（Ａ２）が得られる。

【００２８】本発明の乳化剤のＨＬＢ値は燃料中に水を
安定に乳化するために１〜１２がよい。好ましくはＨＬ
Ｂ値が２〜８である。ここで扱うＨＬＢ値は小田法
（「新・界面活性剤入門」三洋化成工業株式会社発行Ｐ
１９７）によって算出される値である。

【００２９】本発明の（Ａ）を含有する乳化剤は、単独
で乳化剤として用いてもよいが、必要により、本発明の
効果を妨げない量の本発明以外のアニオン性界面活性
剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両
性界面活性剤から選ばれる１種以上の界面活性剤を配合
することができる。乳化剤中の界面活性剤の全量のう
ち、本発明の（Ａ）の割合（有効成分換算：質量％）
は、好ましくは１０〜１００％、さらに好ましくは２０
〜１００％である。アニオン性界面活性剤を併用する場
合、界面活性剤の全量のうちアニオン性界面活性剤が好
ましくは６０％以下、さらに好ましくは５０％以下であ
る。また、（Ａ）以外のノニオン性界面活性剤を併用す
る場合は、界面活性剤の全量のうち好ましくは９０％以
下、さらに好ましくは８０％以下である。同様に、カチ
オン性界面活性剤を併用する場合は好ましくは５％以
下、さらに好ましくは３％以下である。また、両性界面
活性剤を併用する場合は、好ましくは５０％以下、さら
に好ましくは３０％以下である。また、本発明以外の界
面活性剤は、上記のように予め配合して使用しても、ま
たは乳化工程の途中で別々に添加してもよい。この場合
の添加量の割合は、上記の配合する場合と同様である。

【００３０】具体的には、アニオン性界面活性剤として
は、炭素数８〜２４の炭化水素基を有するエーテルカル
ボン酸またはその塩［（ポリ）オキシエチレン（重合度
＝１〜１００）ラウリルエーテル酢酸ナトリウムな
ど］、炭素数８〜２４の炭化水素基を有するエーテル硫
酸エステル塩［（ポリ）オキシエチレン（重合度＝１〜
１００）ラウリル硫酸ナトリウムなど］、炭素数８〜２
４の炭化水素基を有するスルホコハク酸エステル塩［モ
ノもしくはジアルキルスルホコハク酸エステルジもしく
はモノナトリウム、（ポリ）オキシエチレン（重合度＝
１〜１００）モノもしくはジアルキルスルホコハク酸エ
ステルジもしくはモノナトリウム等］、（ポリ）オキシ
エチレン（重合度＝１〜１００）ヤシ油脂肪酸モノエタ
ノールアミド硫酸ナトリウム、炭素数８〜２４の炭化水
素基を有するスルホン酸塩［ドデシルベンゼンスルホン
酸ナトリウム等］、炭素数８〜２４の炭化水素基を有す
るリン酸エステル塩［ラウリルリン酸ナトリウム、（ポ
リ）オキシエチレン（重合度＝１〜１００）ラウリルエ
ーテルリン酸ナトリウム等］、脂肪酸塩［ラウリン酸ナ
トリウム、ラウリン酸トリエタノールアミン等］、アシ
ル化アミノ酸塩［ヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウ
ム、ヤシ油脂肪酸ザルコシンナトリウム、ヤシ油脂肪酸
サルコシントリエタノールアミン、Ｎ−ヤシ油脂肪酸ア
シル−Ｌ−グルタミン酸トリエタノールアミン、Ｎ−ヤ
シ油脂肪酸アシル−Ｌ−グルタミン酸ナトリウム、ラウ
ロイルメチル−β−アラニンナトリウム等］、反応基を
有する硫酸エステル塩およびスルホン酸塩［アルキル
（炭素数３〜１８）（メタ）アリルスルホコハク酸塩、
ポリ（ｎ＝２〜３０）オキシアルキレン（アルキレン基
はエチレン、プロピレン、ブチレン：単独、ランダム、
ブッロクでもよい）モノメタクリレート硫酸エステル化
物塩、などが挙げられる。

【００３１】ノニオン性界面活性剤としては、本発明以
外の脂肪族系アルコール（炭素数８〜２４）アルキレン
オキサイド（炭素数２〜８）付加物（重合度＝１〜１０
０）、（ポリ）オキシアルキレン（炭素数２〜８、重合
度＝１〜１００）高級脂肪酸（炭素数８〜２４）エステ
ル［モノステアリン酸ポリエチレングリコール（重合度
＝２０）、ジステアリン酸ポリエチレングリコール（重
合度＝３０）等］、多価（２価〜１０価またはそれ以
上）アルコール脂肪酸（炭素数８〜２４）エステル［モ
ノステアリン酸グリセリン、モノステアリン酸エチレン
グリコール、モノラウリン酸ソルビタン等］、（ポリ）
オキシアルキレン（炭素数２〜８，重合度＝１〜１０
０）多価（２価〜１０価またはそれ以上）アルコール高
級脂肪酸（炭素数８〜２４）エステル［モノラウリン酸
ポリオキシエチレン（重合度＝１０）ソルビタン、ポリ
オキシエチレン（重合度＝５０）ジオレイン酸メチルグ
ルコシド等］、脂肪酸アルカノールアミド［１：１型ヤ
シ油脂肪酸ジエタノールアミド、１：１型ラウリン酸ジ
エタノールアミド等］、（ポリ）オキシアルキレン（炭
素数２〜８、重合度＝１〜１００）アルキル（炭素数１
〜２２）フェニルエーテル、（ポリ）オキシアルキレン
（炭素数２〜８、重合度＝１〜１００）アルキル（炭素
数８〜２４）アミノエーテルおよびアルキル（炭素数８
〜２４）ジアルキル（炭素数１〜６）アミンオキシド
［ラウリルジメチルアミンオキシド等］等が挙げられ
る。

【００３２】カチオン性界面活性剤としては、第４級ア
ンモニウム塩型［塩化ステアリルトリメチルアンモニウ
ム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム、塩化ジステ
アリルジメチルアンモニウム、エチル硫酸ラノリン脂肪
酸アミノプロピルエチルジメチルアンモニウム等］、ア
ミン塩型［ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド乳
酸塩、ジラウリルアミン塩酸塩、オレイルアミン乳酸塩
等］等が挙げられる。両性界面活性剤としては、ベタイ
ン型両性界面活性剤［ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメ
チルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸
ベタイン、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−
ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ラウリル
ヒドロキシスルホベタイン、ラウロイルアミドエチルヒ
ドロキシエチルカルボキシメチルベタインヒドロキシプ
ロピルリン酸ナトリウム等］、アミノ酸型両性界面活性
剤［β−ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム等］が
挙げられる。これらの１種または２種以上が使用出来
る。

【００３３】本発明のアルキレンオキサイド付加物
（Ａ）および必要により他の界面活性剤からなる乳化剤
は、液体、ペースト、固体、粉末など種々の形態で使用
することができるが、液体およびペーストが使いやすく
好ましい。本発明の乳化剤において、（Ａ）を含む界面
活性剤以外の成分は、特に限定されないが、油溶性有機
溶媒、水溶性有機溶媒、水およびこれらの２種以上の併
用が挙げられ、好ましいものは、油溶性有機溶媒であ
る。油溶性有機溶媒としては、例えば、軽油、アルキル
ベンゼン（ジエチルベンゼン、エチルメチルベンゼンな
ど）、炭素数６〜２４の炭化水素（ヘキサン、ヘプタ
ン、オクタン、ノナン、デカン、２メチルヘキサン、オ
クチルシクロヘキサン）などおよびこれら２種以上の併
用が挙げられる。これらのうちで特に好ましいものは軽
油である。親水性有機溶媒としては、例えば炭素数５以
下の脂肪族炭化水素系モノアルコール（メタノール、エ
タノール、iso-およびｎ−プロパノール、iso-、sec-、
tert-およびn-ブタノール、並びにn-ペンタノールな
ど）、炭素数５以下の多価アルコール（エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、
グリセリンなど）、炭素数５以下の脂肪族カルボン酸ア
ルキルエステル（酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピ
ルなど）、炭素数５以下の脂肪族ケトン（アセトン、メ
チルエチルケトン、ジエチルケトンなど）、炭素数５以
下の脂肪族グリコールモノアルキルエーテル（エチレン
グリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモ
ノエチルエーテルなど）、炭素数５以下の環状エーテル
（テトラヒドロフランなど）が挙げられる。本発明の乳
化剤は、液体およびペースト状で使用する場合、（Ａ）
を含む界面活性剤の濃度は、好ましくは３〜１００質量
％、さらに好ましくは１０〜１００質量％である。

【００３４】本発明のエマルション燃料を構成する燃料
油としては、石油留分、ＬＮＧ、植物油等内燃機関の燃
料として使用しうる全ての燃料油が挙げられるが、好ま
しくは軽油、および重油である。

【００３５】本発明の乳化剤（有効成分換算）の燃料油
への添加量は０．１〜１０質量％が好ましい。０．１％
以上であれば十分な乳化力が得られ、１０％以下であれ
ば経済的である。

【００３６】本発明のエマルジョン燃料において、燃料
油、水および乳化剤（純分換算）の質量比は、好ましく
は５０〜９９．９／０〜５０／０．１〜１５、さらに好
ましくは７０〜９９．９／０〜２９．９／０．１〜１
２、特に好ましくは７５〜９９．９／０〜２４．９／
０．１〜１０である。

【００３７】本発明のエマルジョン燃料は、Ｗ／Ｏ型ま
たはＯ／Ｗ型であるが、好ましくはＷ／Ｏ型である。Ｗ
／Ｏ型の方がエマルション形成時の粘度が低く、燃焼室
内への燃料噴射の点で好ましい。

【００３８】また、エマルジョン燃料は、水以外に水溶
性有機溶媒、例えば不凍液成分として使用されるジエチ
レングリコール、トリエチレングリコールなど、および
これらの２種以上の混合物を含有していてもよい。これ
らの水溶性有機溶媒の含有量はエマルジョン燃料の合計
質量に対して、好ましくは０〜２０％（乳化剤中に親水
性有機溶媒を含む場合は、それらも含む合計が０〜２０
％）である。

【００３９】なお、本発明のエマルジョン燃料中には、
必要に応じてその他の添加剤、例えば防錆剤、流動点降
下剤、腐食防止剤などを配合することもできる。例え
ば、防錆剤の具体例としては、炭素数１〜３０の脂肪族
アミン、炭素数１〜３０の脂肪族アミンの炭素数２〜４
のアルキレンオキサイド付加物（付加モル数＝１〜２０
０、無触媒またはアルカリ触媒による付加物）などが挙
げられる。炭素数１〜３０の脂肪族アミンの具体例とし
ては、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミ
ン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミ
ン、オクチルアミン、ドデシルアミン、オレイルアミン
などが挙げられる。炭素数１〜３０の脂肪族アミンの炭
素数２〜４のアルキレンオキサイド付加物の具体例とし
ては、エチルアミンのＥＯ付加物、エチルアミンのＰＯ
付加物、エチルアミンのＢＯ付加物、ドデシルアミンの
ＥＯ付加物、ドデシルアミンのＰＯ付加物、ドデシルア
ミンのＢＯ付加物、オレイルアミンのＥＯ付加物、オレ
イルアミンのＰＯ付加物、オレイルアミンのＢＯ付加
物、モノエタノールアミンのＢＯ付加物などが挙げられ
る。防錆剤の添加量はエマルジョン燃料全量に対して５
０〜５０，０００ｐｐｍが好ましい。

【００４０】さらに低温流動性が必要な場合には流動点
降下剤を添加でき、流動点降下剤の具体例としては、Ｅ
ＶＡ（エチレン酢酸ビニル）系流動点降下剤、ＡＳＡ
（アルケニルコハク酸）系流動点降下剤、ＰＭＡ（ポリ
アルキルメタクリレート）系流動点降下剤などが挙げら
れる。ＥＶＡ系流動点降下剤の具体例としては、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合
体のフマル酸アルキル（炭素数１〜１２）エステルグラ
フト物、エチレン−酢酸ビニル共重合体のマレイン酸ア
ルキル（炭素数１〜１２）エステルグラフト物、エチレ
ン−酢酸ビニル−ベヘン酸ビニル３元共重合体、エチレ
ン−酢酸ビニル−ベヘン酸ビニル３元共重合体のフマル
酸アルキル（炭素数１〜１２）エステルグラフト物、エ
チレン−酢酸ビニル−ベヘン酸ビニル３元共重合体のマ
レイン酸アルキル（炭素数１から１２）エステルグラフ
ト物、エチレン−酢酸ビニル−（４−メチルペンテン−
１）３元共重合物、エチレン−酢酸ビニル−（４−メチ
ルペンテン−１）３元共重合物のフマル酸アルキル（炭
素数１〜１２）エステルグラフト物、エチレン−酢酸ビ
ニル−（４−メチルペンテン−１）３元共重合物のマレ
イン酸アルキル（炭素数１〜１２）エステルグラフト物
などが挙げられる。これらの共重合体における単量体の
構成比率は、２元共重合体の場合、通常、エチレン／酢
酸ビニル＝９０／１０〜６０／４０質量％、３元共重合
体の場合はエチレン＋酢酸ビニル／その他の単量体＝９
０／１０〜９９．９／０．１質量％、さらにグラフト物
の場合、幹ポリマーに対するグラフト部分の質量割合が
通常５０〜２００質量％である。

【００４１】ＡＳＡ系流動点降下剤としてはアルケニル
基の炭素鎖長が８〜５０のアルケニルコハク酸アミドな
どが挙げられる。ＰＭＡ系流動点降下剤の具体例として
は、アルキル基の炭素数が１２〜３０のポリアルキルメ
タクリレート、アルキル基の炭素数が１２〜３０のアル
キルメタクリレート−スチレン共重合物などが挙げられ
る。流動点降下剤の添加量としては、エマルジョン燃料
全量に対して５０〜５，０００ｐｐｍが好ましい。

【００４２】腐食防止性を付与する場合には腐食防止剤
（例えばアルケニルコハク酸系防錆剤、アルケニルコハ
ク酸のエステル系防錆剤）、清浄性を付与する場合には
清浄剤（例えば、ジブチルアミンのＥＯ付加物）を添加
してもよい。腐食防止剤の添加量はエマルジョン燃料全
量に対して５０〜５０，０００ｐｐｍが好ましい。

【００４３】本発明のエマルジョン燃料の製造方法とし
ては、前述の燃料油、水およびその他の添加剤を乳化で
きる方法であれば特に限定されない。例えば、まず、
燃料油に乳化剤を混合してから、水を徐々に添加する方
法、 水に乳化剤を混合してから、燃料油に添加する方法 水、燃料油、乳化剤を一括混合する方法 これらのうち、好ましい方法は混合機の簡略性、エマル
ション形成の容易さの点での方法である。乳化混合機
としては、特に限定されないが、櫂型もしくはスクリュ
ー型攪拌羽根を装着した撹拌混合機およびホモジナイザ
ーなどが例示される。

【００４４】本発明のエマルジョン燃料の用途として
は、自動車、航空機、船舶、発電機、ボイラー、暖房機
など燃料を使用する対象であればいずれの用途にも使用
できる。

【００４５】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。部
は質量部を示す。ゲルパーミエーションクロマトグラフ
（ＧＰＣ）による分子量の測定、ガスクロマトグラフ
（ＧＣ）による未反応の脂肪族アルコールの含有量の測
定は次の通り。なお、一般式（１）または（１’）にお
けるｘが２〜６の場合の水酸基１個当たりの重量平均分
子量Ｍｗおよび数平均分子量Ｍｎは、（Ａ）のＭｗおよ
びＭｎをＧＰＣで測定した後、ｘで除した値である。

【００４６】 《ＧＰＣの測定条件》 カラム ＴＳＫ ｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ４０００ ＴＳＫ ｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ３０００ ＴＳＫ ｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ２０００ （いずれも東ソー株式会社製） カラム温度 ：４０℃ 検出器 ：ＲＩ 溶媒 ：テトラヒドロフラン 流速 ：０．６ｍｌ／分 試料濃度 ：０．２５重量％ 注入量 ：１０μｌ 標準 ：ポリオキシエチレングリコール （東ソー株式会社製；ＴＳＫ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＰＯＬＹＥＴＨＹＬＥＮＥ ＯＸＩＤＥ） データ処理装置：ＳＣ−８０２０（東ソー株式会社製）

【００４７】《ＧＣの測定条件》 カラム シリコンＧＥ−ＳＥ３０ 検出器 ：ＦＩＤ Injection ：２８０℃ 昇温速度 ：１００〜２５０℃／１０℃毎分 内部標準 ：オクタノール

【００４８】製造例１ 撹拌および温度調節機能の付いたステンレス製オートク
レーブに、ラウリルアルコール１８６部、過塩素酸マグ
ネシウム０．３２部および水酸化マグネシウム０．０３
部を投入し、混合系内を窒素で置換した後、減圧下（２
０ｍｍＨｇ）、１２０℃にて１時間脱水を行った。次い
でＥＯ８８部を１５０℃にて、ゲージ圧が１〜３ｋｇｆ
／ｃｍ² となるように導入した。反応物に「キョーワー
ド６００」；協和化学工業製を３部投入し、９０℃にて
触媒を吸着処理後、ろ過により本発明の乳化剤（Ａ−
１）を得た。乳化剤（Ａ−１）の分子量分布と未反応ア
ルコール量をＧＰＣおよびＧＣにより測定した結果、Ｍ
ｗ／Ｍｎは、１．０２０［一般式（２）をみたすＭｗ／
Ｍｎの上限計算値１．０３１］、未反応のラウリルアル
コールは全反応物中の３．９８質量％（０．０５８モ
ル）であった。（定数ｃ＝０．５５８）

【００４９】製造例２ 製造例１と同様にして、ラウリルアルコールの第１段階
ＥＯ付加物（水酸化カリウム触媒使用前）得た。得られ
た生成物にさらに水酸化カリウム１．３部を加え、ＥＯ
８８部を１３０℃で反応した。反応物に「キョーワード
６００」；協和化学工業製を３部投入し、９０℃にて触
媒を吸着処理後、ろ過により、乳化剤（Ａ−２）を得
た。乳化剤（Ａ−２）の分子量分布と未反応アルコール
量をＧＰＣおよびＧＣにより測定した結果、Ｍｗ／Ｍｎ
は、１．０３７［一般式（２）をみたすＭｗ／Ｍｎの上
限計算値；１．０４３］、ＧＣの測定条件により測定し
た未反応のラウリルアルコールは全反応物中の２．３５
重量％（０．０４０モル）であった。（定数ｃ＝０．９
１０）

【００５０】比較製造例１ 撹拌および温度調節機能の付いたステンレス製オートク
レーブに、ラウリルアルコール１８６部、水酸化カリウ
ム０．３部を投入し、混合系内を窒素で置換した後、減
圧下（２０ｍｍＨｇ）、１２０℃にて１時間脱水を行っ
た。次いでＥＯ１７６部を１５０℃にて、ゲージ圧が１
〜３ｋｇｆ／ｃｍ² となるように導入した。反応物に
「キョーワード６００」；協和化学工業製を３部投入
し、９０℃にて触媒を吸着処理後、ろ過により乳化剤
（Ｂ−１）を得た。乳化剤（Ｂ−１）の分子量分布と未
反応アルコール量をＧＰＣおよびＧＣにより測定した結
果、はＭｗ／Ｍｎは、１．１０［一般式（２）をみたす
Ｍｗ／Ｍｎの上限計算値；１．０５２］、未反応のラウ
リルアルコールは全反応物中の１１．０質量％（０．２
１４モル）であった。（定数ｃ＝２．２６）

【００５１】比較製造例２ 撹拌および温度調節機能の付いたステンレス製オートク
レーブに、ラウリルアルコール１８６部、水酸化カリウ
ム０．３部を投入し、混合系内を窒素で置換した後、減
圧下（２０ｍｍＨｇ）、１２０℃にて１時間脱水を行っ
た。次いで、ＥＯ８８部を１５０℃にて、ゲージ圧が１
〜３ｋｇｆ／ｃｍ² となるように導入した。反応物に
「キョーワード６００」；協和化学工業製を３部投入
し、９０℃にて触媒を吸着処理後、ろ過により乳化剤
（Ｂ−２）を得た。乳化剤（Ｂ−２）の分子量分布と未
反応アルコール量をＧＰＣおよびＧＣにより測定した結
果、Ｍｗ／Ｍｎは、１．０７［一般式（２）をみたすＭ
ｗ／Ｍｎの上限計算値；１．０３１］、ＧＣの測定条件
により測定した未反応のラウリルアルコールは全反応物
中の３８．０質量％（０．５６０モル）であった。（定
数ｃ＝１１．１５）

【００５２】実施例 乳化剤（Ａ−１）、（Ａ−２）、（Ｂ−１）または（Ｂ
−２）によるエマルジョン燃料の乳化安定性の評価を行
った。それらの結果を表１に示す。

【００５３】評価方法；櫂型撹拌羽根付きの攪拌機を装
着したステンレス製ビーカーに軽油（９０ｍｌ）を仕込
み、さらに表１記載の乳化剤を添加し、低速撹拌（２０
０ｒｐｍ）して溶解した後、１０００ｒｐｍの速度で撹
拌しながら１分間かけて水を徐々に加え、さらに３分間
１０００ｒｐｍで撹拌してＷ／Ｏ型エマルジョンを製造
した（各成分の添加量は、表１に記載した部数であ
る）。製造したエマルジョンを共栓付きガラス製メスシ
リンダー（１００ｍｌ）に移して２５℃で静置した。エ
マルションが分離し始めるまでの時間を測定し、乳化安
定性の評価とした。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【発明の効果】本発明の乳化剤は燃料と水の乳化安定性
に優れる。したがって貯蔵安定性に優れたエマルション
燃料を製造できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D077 AA07 AB09 AC01 AC02 BA02 BA07 DC01X DC15X DC20X DD04X DD30X DD32X DE01X 4H013 DC03 DC06 4J005 AA21

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記およびを満たすアルコール類の
   アルキレンオキサイド付加物（Ａ）を含有するエマルジ
   ョン燃料用乳化剤。 （Ａ）が下記一般式（１）で表される化合物の１種ま
   たは２種以上の混合物からなる。 Ｒ¹−［（ＯＡ）_k−ＯＨ］_x （１） ［式中、Ｒ¹は炭素数８〜２４の炭化水素基を有する１
   価アルコールまたは多価アルコールの残基；Ａは炭素数
   ２以上の１種以上のアルキレン基；ｋは平均が１〜５０
   となる０または１以上の整数、ｘは１または２〜６の整
   数］ （Ａ）の水酸基１個当たりの重量平均分子量（Ｍｗ）
   と数平均分子量（Ｍｎ）との比：Ｍｗ／Ｍｎが下記関係
   式（２）または（３）を満たす。 Ｍｗ／Ｍｎ≦０．０３０×Ｌｎ(ｖ)＋１．０１０ （但し、ｖ＜１０）（２） Ｍｗ／Ｍｎ≦−０．０２６×Ｌｎ(ｖ)＋１．１３９（但し、ｖ≧１０）（３） ［但し、ｖはアルコール類（ａ）の水酸基１個当たりに
   付加したアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表
   し、上記一般式（１）でのｋの平均に相当する。］
2. 【請求項２】 さらに（Ａ）は、ｖが１２以下の場合に
   下記を満たす請求項１記載のエマルジョン燃料用乳化
   剤。 下記式（４）から求められる分布定数ｃが１．０以下
   である。（本項はｖが１２以下の場合のみ適用する。） ｃ＝(ｖ＋ｎ₀/ｎ₀₀−１)／[Ｌｎ(ｎ₀₀/ｎ₀)＋ｎ₀/ｎ₀₀−１] （４） ［但し、ｖは上記に同じ、ｎ₀₀は反応に用いた（ａ）の
   モル数、ｎ₀ は未反応の（ａ）のモル数を表す。］
3. 【請求項３】 （Ａ）が、下記一般式（１’）で表され
   る化合物である請求項１または２記載のエマルジョン燃
   料用乳化剤。 Ｒ¹−[｛(ＯＣ₂Ｈ₄)m／(ＯＤ)n｝−(ＯＣ₂Ｈ₄)p−ＯＨ］x （１’） ［式中、Ｒ¹ は炭素数８〜２４の炭化水素基を有する１
   価アルコールまたは多価アルコールの残基；Ｄは炭素数
   ３または４のアルキレン基；ｍは平均が０〜５となる０
   または１以上の整数、ｎは平均が０〜５となる０または
   １以上の整数、ｐは平均が１〜４０となる０または１以
   上の整数であり、（ｍ＋ｎ＋ｐ）は平均が１〜５０とな
   る整数であり、（ｍ＋ｐ）／（ｍ＋ｎ＋ｐ）は平均０．
   ５以上である。［(ＯＣ₂Ｈ₄)m／(Ｄ)n］は、ｍ≠０かつ
   ｎ≠０のときブロック付加またはランダム付加を表す。
   ｘは１または２〜６の整数を表す。］
4. 【請求項４】 一般式（１）または（１’）においてＲ
   ¹が炭素数８〜２４の脂肪族鎖状炭化水素基、炭素数８
   〜２４の脂環基含有炭化水素基または炭素数９〜２５の
   脂肪族モノカルボン酸の多価アルコール部分エステルの
   残基である請求項１〜３のいずれか記載のエマルジョン
   燃料用乳化剤。
5. 【請求項５】ＨＬＢが１〜１２である請求項１〜４のい
   ずれか記載のエマルション燃料用乳化剤
6. 【請求項６】 さらに、他のノニオン性界面活性剤、ア
   ニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤および両性
   界面活性剤からなる群から選ばれる１種以上の界面活性
   剤を含有する請求項１〜５のいずれか記載のエマルジョ
   ン燃料用乳化剤。
7. 【請求項７】 請求項１〜６いずれか記載のエマルジョ
   ン燃料用乳化剤、燃料油および水を含有してなるエマル
   ジョン燃料。
8. 【請求項８】 Ｗ／Ｏ型エマルジョンである請求項７記
   載のエマルジョン燃料。
9. 【請求項９】 燃料油に対する乳化剤の添加量が０．１
   〜１０重量％である請求項７または８記載のエマルジョ
   ン燃料。