JP2004323821A - 燃料組成物に対する添加剤としての摩擦調整剤であるカルボン酸のアルコキシアミン塩、およびその使用法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】分岐した又は直鎖の飽和カルボン酸のアルコキシル化されたアミン塩又はエーテルアミン塩を含んで成ることを特徴とする摩擦調整剤およびこれを含む燃料組成物に対する添加剤組成物。
【選択図】 なし
Description
本発明によれば飽和カルボン酸とアルコキシル化されたアミンまたはエーテルアミンを組み合わせることにより製造された摩擦調整剤が提供される。また本発明は摩擦調整剤および清浄剤パッケージを含む燃焼エンジン用の燃料に対する添加剤濃縮物として有用な組成物に関する。一具体化例においては(a)アルコキシル化されたアミンまたはエーテルアミンの分岐したもしくは直鎖の飽和カルボン酸塩を含んで成る摩擦調整剤および(b)清浄剤パッケージを含む、燃焼エンジン用の燃料に対する添加剤濃縮物として有用な組成物が提供される。
(a)好ましくは室温および常圧において液体であるか或いは可溶化させ得るモノ−またはジアルコキシアミンまたはエーテルアミンの分岐したもしくは直鎖のカルボン酸塩を含んで成る摩擦調整剤0.2〜50%、
(b)主として清浄剤と担体の混合物を含んで成る清浄剤パッケージ40〜99.8%、および
(c)溶媒0〜80%を含んで成る添加剤濃縮物が提供される。
本発明に用いられる摩擦調整剤は、好適具体化例においては、モノアルコキシル化されたまたはポリアルコキシル化されたアミンの分岐したもしくは直鎖飽和カルボン酸塩を含んで成っている。さらに好適な具体化例においては、飽和カルボン酸の骨格の中に分岐が含まれ、低い周囲温度における燃料との相容性(compatibility)が強化されている。
2−エチルヘキシルオキシプロピルアミン、
オクチル/デシルオキシプロピルアミン、
イソデシルオキシプロピルアミン、
イソドデシルオキシプロピルアミン、
イソトリデシルオキシプロピルアミン、
C12〜15アルキルオキシプロピルアミン、
イソデシルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
イソドデシルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
イソトリデシルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
イソヘキシルオキシプロピルアミン、
2−エチルヘキシルオキシプロピルアミン、
オクチル/デシルオキシプロピルアミン、
イソデシルオキシプロピルアミン、
イソプロピルオキシプロピルアミン、
テトラデシルオキシプロピルアミン、
ドデシル/テトラデシルオキシプロピルアミン、
テトラデシル/ドデシルオキシプロピルアミン、
オクタデシル/ヘキサデシルオキシプロピルアミン。
伝統的なGPAパッケージは一般に、主としてエンジンの構成部分に沈着物が付着しないように保つことを主な目的とする清浄剤および担体混合物を含む清浄剤パッケージを含んで成っている。GPAパッケージ中に存在する他の成分には典型的には腐蝕防止剤、抗乳化剤、酸化防止剤および溶媒が含まれる。或る場合には識別を行うためにGPAパッケージの中にマーカーを加えることがある。従って清浄剤パッケージは典型的にはGPAパッケージの一部として燃料添加剤濃縮物に導入されるが、このことは必ずしも必要ではない。
本明細書に記載された添加剤濃縮物の清浄剤パッケージ成分に使用される清浄剤即ち沈着物阻止剤は、この機能をもった任意の市販の清浄剤または沈着物阻止剤を含んでいることができる。通常清浄剤または分散剤と呼ばれるガソリンに対する沈着物阻止剤は公知であり、多様な種類の化合物を使用することができる。その例としてはマンニッヒ塩基、ポリアルキレン基の数平均分子量が典型的には600〜2000、好ましくは800〜1400のポリアルキレンアミンおよびポリアルキレン琥珀酸イミド、およびポリエーテルアミンがある。本発明の添加剤濃縮物に対する好適な清浄剤はマンニッヒ塩基清浄剤である。
好適具体化例においては、清浄剤は担体即ち導入助剤と共に使用することが好ましい。この担体は典型的には担持用の流体である。このような担体には種々のタイプがあり、例えば液状のポリ−α−オレフィンのオリゴマー、鉱油、液状のポリ(オキシアルキレン)化合物、ポリアルケン、および同様な液状担体であることができる。2種またはそれ以上のこのような担体の混合物も使用することができる。
望ましい場合または必要に応じて、特に、溶媒を添加することにより添加剤濃縮物の動粘度(kinematic viscosity)を調節する(減少させる)ことができる。これを達成するためには、例えば芳香族炭化水素溶媒またはアルコールのような溶媒を濃縮物に加えることができる。これらの溶媒の例にはトルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、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、および石油系炭化水素溶媒、例えば溶媒ナフサ等が含まれる。
本発明の燃料組成物は、上記の沈着物抑制添加剤の他に、補助的な添加剤を含んでいることができる。該補助的な添加剤は、分散剤/清浄剤、酸化防止剤、担持用流体、金属不活性化(metal deactivator)、染料、マーカー、腐蝕防止剤、殺虫剤、帯電防止用添加剤、滑り減少剤(drag reducing agent)、抗乳化剤、乳化剤、濁り除去剤(dehazar)、氷結防止用添加剤、オクタン価向上剤、アンチノック用添加剤、弁座凹み防止用添加剤(anti−valve−seat recession additive)、潤滑用添加剤、表面活性剤および燃焼改良剤が含まれる。特に好適な補助的な添加剤はメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル(MMT)である。
下記の実施例の目的に対し、境界摩擦(boundary friction)の測定のために5W30 GF−3試験油中の5%溶液として、或いはSequence VI−B燃料経済性エンジン試験(Sequence VI−B fuel economy engine tests)およびIVDの測定を行うために、該溶液と清浄剤HiTEC(R)6421とを組み合わせ、幾つかの異なった摩擦調整剤の試験を行った。HiTEC(R)6421ガソリン性能向上用添加剤(GPA)は、米国バージニア州、RichmondのEthyl Corporationから市販されている。下記実施例に記載されているSequence VI−Bエンジンの燃料経済性試験に対しては、摩擦調整剤/GPAの組み合わせは(a)50PTBの摩擦調整剤および(b)清浄剤源としての80.9PTBのHiTEC(R)6421 GPAを含むように調合を行った。
添加剤の組成 瞬間的なFEI(%) 長期間のFEI(%)
マンニッヒ清浄剤パッケージ 2.04 2.24
(A)+FM−1(本発明)
マンニッヒ清浄剤パッケージ 1.99 2.45
(A)+FM−3(本発明でない)
マンニッヒ清浄剤パッケージ 1.73 2.05
(A)+FM−4(本発明でない)
本発明の添加剤FM−1を使用した場合でも、対照の添加剤(即ちFM−3およびFM−4)と比較して燃料の経済性に悪影響は示さないことをこれらの結果は明らかに示している。さらに、本発明の添加剤を加えた燃料の酸含有量はFM−3またはFM−4を加えた燃料の酸含量と比べ劇的に減少している。
実施例2
添加剤の組成 吸気バルブの沈着物(IVD)(mg単位)
マンニッヒ清浄剤(A) 209.8
(A)+FM−1(本発明) 204.6
(A)+FM−2(本発明でない) 285.3
表2に示された結果もまた、分岐した脂肪酸のアルコキシアミン塩である本発明の摩擦調整剤(FM−1)と清浄剤との組み合わせを含む燃料の方が、同じタイプの清浄剤と組み合わされたn−ブチルアミンオレエート添加剤(FM−2)を含む燃料に比べ、IVDの抑制および減少を著しく良好に達成できることを示している。
Claims (59)
- 分岐したまたは直鎖の飽和カルボン酸のアルコキシル化されたアミン塩またはエーテルアミン塩を含んで成ることを特徴とする摩擦調整剤。
- 一般構造式
を有することを特徴とする請求項1記載の摩擦調整剤。 - アルコキシル化されたアミンがモノアルコキシル化されたアミンおよびポリアルコキシル化されたアミンから選ばれることを特徴とする請求項1記載の摩擦調整剤。
- エーテルアミンがモノエーテルアミンおよびポリエーテルアミンから選ばれることを特徴とする請求項1記載の摩擦調整剤。
- アミンがモノアルコキシル化されたモノアミンおよびジアルコキシル化されたモノアミンから選ばれることを特徴とする請求項1記載の摩擦調整剤。
- アミンがモノアルコキシル化されたジアミンおよびジアルコキシル化されたポリアミンから選ばれることを特徴とする請求項1記載の摩擦調整剤。
- アミンがポリアルコキシル化されたジアミンから選ばれることを特徴とする請求項1記載の摩擦調整剤。
- アミンがポリアルコキシル化されたポリアミンから選ばれることを特徴とする請求項1記載の摩擦調整剤。
- R4、R5およびR6は、もし存在するなら、飽和の脂肪族ヒドロカルビル基であることを特徴とする請求項2記載の摩擦調整剤。
- カルボン酸がイソステアリン酸、2−エチルヘキサン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、デカン酸、ドデカン酸、ウンデカン酸、ミリスチン酸、カプリン酸、カプロン酸、カプリル酸、メチル吉草酸、ジメチル吉草酸、およびこれらの異性体および混合物から選ばれることを特徴とする請求項1記載の摩擦調整剤。
- カルボン酸が分岐した或いは環式のカルボン酸であることを特徴とする請求項1記載の摩擦調整剤。
- カルボン酸がモノカルボン酸、ジカルボン酸およびポリカルボン酸から選ばれることを特徴とする請求項1記載の摩擦調整剤。
- アルコキシル化されたアミンが
イソヘキシルオキシプロピルアミン、
2−エチルヘキシルオキシプロピルアミン、
オクチル/デシルオキシプロピルアミン、
イソデシルオキシプロピルアミン、
イソドデシルオキシプロピルアミン、
イソトリデシルオキシプロピルアミン、
C12〜15アルキルオキシプロピルアミン、
イソデシルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
イソドデシルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
イソトリデシルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
イソヘキシルオキシプロピルアミン、
2−エチルヘキシルオキシプロピルアミン、
オクチル/デシルオキシプロピルアミン、
イソデシルオキシプロピルアミン、
イソプロピルオキシプロピルアミン、
テトラデシルオキシプロピルアミン、
ドデシル/テトラデシルオキシプロピルアミン、
テトラデシル/ドデシルオキシプロピルアミン、
オクタデシル/ヘキサデシルオキシプロピルアミン
テトラデシルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
C12〜15アルキルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
から成る群から選ばれることを特徴とする請求項1記載の摩擦調整剤。 - アルコキシル化されたアミンの飽和カルボン酸塩、および清浄剤と担持用流体とを含んで成る清浄剤パッケージを含んで成ることを特徴とする燃焼エンジン用燃料に対する添加剤濃縮物として有用な組成物。
- アルコキシル化されたアミンの酸塩がイソデシルオキシプロピルアミンを含んで成ることを特徴とする請求項14記載の組成物。
- アルコキシル化されたアミンがモノアルコキシル化されたアミンおよびポリアルコキシル化されたアミンから選ばれることを特徴とする請求項14記載の組成物。
- アルコキシル化されたアミンがジアルコキシル化されたアミンから選ばれることを特徴とする請求項14記載の組成物。
- アルコキシル化されたアミンがアルコキシル化されたモノアミンおよびアルコキシル化されたポリアミンから選ばれることを特徴とする請求項14記載の組成物。
- アルコキシル化されたアミンの酸塩が、それぞれ異なった分岐した飽和カルボン酸部分の混合物から誘導される、モノアルコキシル化されたまたはジアルコキシル化されたアミンの種々の異なった分岐した飽和カルボン酸塩の混合物を含んで成ることを特徴とする請求項14記載の組成物。
- カルボン酸がイソステアリン酸、2−エチルヘキサン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、デカン酸、ドデカン酸、ウンデカン酸、ミリスチン酸、カプリン酸、カプロン酸、カプリル酸、メチル吉草酸、ジメチル吉草酸、およびこれらの異性体および混合物から選ばれることを特徴とする請求項14記載の組成物。
- カルボン酸が分岐した或いは環式のカルボン酸であることを特徴とする請求項14記載の組成物。
- カルボン酸がモノカルボン酸、ジカルボン酸およびポリカルボン酸から成る群から選ばれることを特徴とする請求項14記載の組成物。
- 清浄剤パッケージの清浄剤がマンニッヒ塩基、ポリアルキレンアミン、ポリアルキレン琥珀酸イミド、ポリエーテルアミンの単独またはこれらの組み合わせから成る群から選ばれることを特徴とする請求項14記載の組成物。
- さらに石油系の溶媒を含んで成ることを特徴とする請求項14記載の組成物。
- エーテルアミンの分岐したもしくは直鎖の飽和カルボン酸塩、および清浄剤と担持用流体とを含んで成る清浄剤パッケージを含んで成ることを特徴とする燃焼エンジン用燃料に対する添加剤濃縮物として有用な組成物。
- エーテルアミンの酸塩がイソデシルオキシプロピルアミンとイソステアリン酸とを組み合わせて得られる反応生成物を含んで成ることを特徴とする請求項25記載の組成物。
- エーテルアミンがモノアルコキシル化されたアミンおよびポリアルコキシル化されたアミンから選ばれることを特徴とする請求項25記載の組成物。
- エーテルアミンがジアルコキシル化されたアミンから選ばれることを特徴とする請求項25記載の組成物。
- アミンがアルコキシル化されたモノアミンおよびアルコキシル化されたポリアミンから選ばれることを特徴とする請求項25記載の組成物。
- エーテルアミンの酸塩が、それぞれ異なった分岐した飽和カルボン酸部分の混合物から誘導される、モノアルコキシル化されたまたはジアルコキシル化されたアミンの種々の異なった分岐した飽和カルボン酸塩の混合物を含んで成ることを特徴とする請求項25記載の組成物。
- カルボン酸がイソステアリン酸、2−エチルヘキサン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、デカン酸、ドデカン酸、ウンデカン酸、ミリスチン酸、カプリン酸、カプロン酸、カプリル酸、メチル吉草酸、ジメチル吉草酸、およびこれらの異性体および混合物から選ばれることを特徴とする請求項25記載の組成物。
- カルボン酸が分岐したもしくは環式のカルボン酸であることを特徴とする請求項25記載の組成物。
- カルボン酸がモノカルボン酸、ジカルボン酸およびポリカルボン酸から成る群から選ばれることを特徴とする請求項25記載の組成物。
- エーテルアミンが
イソヘキシルオキシプロピルアミン、
2−エチルヘキシルオキシプロピルアミン、
オクチル/デシルオキシプロピルアミン、
イソデシルオキシプロピルアミン、
イソドデシルオキシプロピルアミン、
イソトリデシルオキシプロピルアミン、
C12〜15アルキルオキシプロピルアミン、
イソデシルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
イソドデシルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
イソトリデシルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
イソヘキシルオキシプロピルアミン、
2−エチルヘキシルオキシプロピルアミン、
オクチル/デシルオキシプロピルアミン、
イソデシルオキシプロピルアミン、
イソプロピルオキシプロピルアミン、
テトラデシルオキシプロピルアミン、
ドデシル/テトラデシルオキシプロピルアミン、
テトラデシル/ドデシルオキシプロピルアミン、
オクタデシル/ヘキサデシルオキシプロピルアミン
テトラデシルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
C12〜15アルキルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
から成る群から選ばれることを特徴とする請求項25記載の組成物。 - 清浄剤パッケージの清浄剤がマンニッヒ塩基、ポリアルキレンアミン、ポリアルキレン琥珀酸イミド、ポリエーテルアミンの単独またはこれらの組み合わせから成る群から選ばれることを特徴とする請求項25記載の組成物。
- さらに石油系の溶媒を含んで成ることを特徴とする請求項25記載の組成物。
- (a)モノ−またはポリ−アルコキシル化されたアミンの分岐したもしくは直鎖の飽和カルボン酸塩を含んで成る摩擦調整剤0.2〜50重量%、
(b)清浄剤と担体とを含んで成る清浄剤パッケージ40〜99.8重量%、および
(c)溶媒0〜80重量%
を含んで成ることを特徴とする燃料用添加剤濃縮物。 - 摩擦調整剤がモノアルコキシル化されたアミンの分岐した飽和カルボン酸塩を含んで成ることを特徴とする請求項37記載の濃縮物。
- 清浄剤パッケージの清浄剤がマンニッヒ塩基、ポリアルキレンアミン、ポリアルキレン琥珀酸イミド、ポリエーテルアミンの単独またはこれらの組み合わせから成る群から選ばれた清浄剤を含んで成っていることを特徴とする請求項37記載の濃縮物。
- さらに石油系の溶媒を含んで成ることを特徴とする請求項37記載の濃縮物。
- 摩擦調整剤が室温、常圧において液体であることを特徴とする請求項37記載の濃縮物。
- 燃焼可能な燃料;および
(a)アルコキシル化されたアミン又はエーテルアミンの分岐したまたは直鎖の飽和カルボン酸を含んで成る摩擦調整剤0.2〜50重量%、
(b)清浄剤と担体とを含んで成る清浄剤パッケージ40〜99.8重量%、および場合により
(c)溶媒0〜80重量%
を含んで成る添加剤の組み合わせを、燃料の重量を基準にして50〜2500重量ppm含んで成ることを特徴とする燃料組成物。 - 燃料がガソリン、ジェット燃料、ケロセン、ディーゼル燃料、バイオディーゼル燃料、菜種油、家庭用暖房燃料、ジェット燃料、および油中水型の燃料乳化物から成る群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項42記載の燃料組成物。
- 燃料がガソリンであることを特徴とする請求項42記載の燃料組成物。
- 摩擦調整剤がアルコキシアミンの分岐した飽和カルボン酸塩を含んで成ることを特徴とする請求項42記載の燃料組成物。
- 摩擦調整剤(a)が0.5〜10重量%の量で含まれていることを特徴とする請求項42記載の燃料組成物。
- 該清浄剤がマンニッヒ塩基、ポリアルキレンアミン、ポリアルキレン琥珀酸イミド、ポリエーテルアミンの単独またはこれらの組み合わせから成る群から選ばれることを特徴とする請求項42記載の燃料組成物。
- 清浄剤パッケージ(b)の量が20〜75重量%であることを特徴とする請求項42記載の燃料組成物。
- アミンがモノアルコキシル化されたアミンおよびジアルコキシル化されたアミンから選ばれることを特徴とする請求項42記載の燃料組成物。
- さらに、分散剤、清浄剤、酸化防止剤、担持用流体、金属不活性化剤、染料、マーカー、腐蝕防止剤、殺虫剤、帯電防止用添加剤、滑り減少剤、抗乳化剤、乳化剤、濁り除去剤、氷結防止用添加剤、オクタン価向上剤、アンチノック用添加剤、弁座凹み防止用添加剤、潤滑用添加剤、表面活性剤および燃焼改善剤から成る群から選ばれる1種またはそれ以上の追加の添加剤を含んでなることを特徴とする請求項42記載の燃料組成物。
- さらにメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニルを含んで成ることを特徴とする請求項42記載の燃料組成物。
- 吸気バルブを有するガソリンエンジンの中で燃焼し得る燃料を請求項30記載の燃料添加剤濃縮物と組み合わせることを特徴とする燃料を燃焼させる方法。
- ガソリン燃焼エンジンの中で燃料効率を増加させる方法において、該方法がガソリンの沸点範囲で沸騰する燃料の主要量とアルコキシル化されたアミンまたはエーテルアミンの分岐したまたは直鎖の飽和カルボン酸塩の少量とを含んで成るガソリン燃料を該エンジン中で燃焼させることを特徴とする方法。
- アルキル化されたアミンの飽和カルボン酸塩が、アルコキシル化されたアミンまたはエーテルアミンの飽和カルボン酸塩を含まないガソリン燃料を該エンジンの中で燃焼させて得られる燃料効率に比べ燃料効率を増加させるのに十分な量で該燃料中に存在していることを特徴とする請求項53記載の方法。
- 該エンジンが吸気バルブを有し、該燃料は、分岐したもしくは直鎖の飽和カルボン酸とアルコキシアミンとを組み合わせることにより生成した摩擦調整剤を同等量含んで成るガソリン燃料を該エンジン中で燃焼させることにより生じる吸気バルブの沈着物(IVD)の量に比べ、吸気バルブの沈着物の量を減少させるのに十分な量の少量の清浄剤をさらに含んでいることを特徴とする請求項53記載の方法。
- アルコキシル化されたアミンの飽和カルボン酸塩がエーテルアミンの分岐した飽和カルボン酸塩を含んで成っていることを特徴とする請求項53記載の方法。
- カルボン酸がイソステアリン酸、2−エチルヘキサン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、デカン酸、ドデカン酸、ウンデカン酸、ミリスチン酸、カプリン酸、カプロン酸、カプリル酸、メチル吉草酸、ジメチル吉草酸、およびこれらの異性体および混合物から成る群から選ばれることを特徴とする請求項53記載の方法。
- 該アミンが
イソヘキシルオキシプロピルアミン、
2−エチルヘキシルオキシプロピルアミン、
オクチル/デシルオキシプロピルアミン、
イソデシルオキシプロピルアミン、
イソドデシルオキシプロピルアミン、
イソトリデシルオキシプロピルアミン、
C12〜15アルキルオキシプロピルアミン、
イソデシルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
イソドデシルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
イソトリデシルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
イソヘキシルオキシプロピルアミン、
2−エチルヘキシルオキシプロピルアミン、
オクチル/デシルオキシプロピルアミン、
イソデシルオキシプロピルアミン、
イソプロピルオキシプロピルアミン、
テトラデシルオキシプロピルアミン、
ドデシル/テトラデシルオキシプロピルアミン、
テトラデシル/ドデシルオキシプロピルアミン、
オクタデシル/ヘキサデシルオキシプロピルアミン
テトラデシルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、及び
C12〜15アルキルオキシプロピル−1,3−ジアミノプロパン、
から成る群から選ばれることを特徴とする請求項53記載の方法。 - 請求項1記載の摩擦調整剤を含んで成る燃料組成物を燃焼させるエンジン。
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