JP2005501170A - 燃料添加剤組成物 - Google Patents
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Abstract
環状外部ハウジング（21）、ナットプレート（22）、実質的に円筒型のフィルター構成部品（23）、流出口端板（24）、底面端板（25）、支持バネ（26）及びバネ保護装置（27）を含む燃料フィルター組立て品（20）、並びに徐放性成分及び添加剤成分を含む燃料添加剤組成物である。前記添加剤成分は、燃料中に放出された場合に燃料に少なくとも一つの利益を提供することに有効であり、前記徐放性成分は（１）高分子材料であり、（２）燃料に実質的に不溶性であり、（３）添加剤成分の燃料中への放出速度を、徐放性成分を含まない同一組成物に対して減少させることに有効である。
【選択図】図４
【選択図】図４
Description
【０００１】
（技術分野）
本発明は、一般的に燃料添加剤組成物に関する。より詳しくは、本発明は、燃料システムにおいて使用するための燃料添加剤成分及び徐放性成分を含む燃料添加剤組成物を対象としており、前記燃料システムは例えば、自動車、トラック、重機等のもののようなエンジン燃料システム、燃料搬送システム及び燃料分配システムである。
（技術背景）
燃料は、異なる供給源からの多種多様な汚染物質を飛沫同伴し得る。例えば燃料は、しばしば酸化して、一般的にアスファルテンと呼ばれるニスのような樹脂材料を形成する。また、細菌及び菌類のような微生物が燃料中で増殖し得る。これらの汚染物質は、燃料中に放置された場合には、エンジン及び他の下流の構成部品の性能を低下させる。
燃料フィルターは、汚染物質を濾過して取り除くことによってエンジンを保護することに用いられる必須構成部品である。一般的には、燃料がフィルター組立て品に入ってそれを充填するようにして濾過され、従って、燃料がフィルター構成部品を通り抜けてフィルター組立て品から出て行き、エンジン並びに弁、燃料ライン、燃料噴射装置(fuel injector)及び関連構成部品のような他の下流構成部品に移動するときに、フィルター構成部品全体が燃料を浴びせられる。加えて、電気的に制御される燃料噴射エンジンシステムの出現で、燃料フィルターシステムが、燃料中の汚染物質を減少させ排除することにおいて益々重要な役割を果たしている。前記のような燃料噴射システムは、高い噴射圧力を利用し、種々の汚染物質に対して感度がよい。例えば、燃料噴射システムの高い噴射圧力のために、燃料中の微量の汚染物質が、スプレーの穴及び先端の摩損及び腐食を引き起こして噴射装置を損傷し得る。
【０００２】
燃料フィルター組立て品の使用は燃料から汚染物質を排除することに役立つが、その濾過処理は他の問題を生じる。例えば一つの主要な問題は、例えばアスファルテン又はニスといった濾過される汚染物質が、燃料から濾過され取り除かれるときに燃料フィルター構成部品を塞ぐことである。このような目詰まりは、燃料の流れを制限し得る。制限された燃料の流れはエンジンの性能を更に低下させ、処置されない場合には、エンジン構成部品の性能の継続的な劣化、機械的破損及び構造上の欠陥を生じ得る。
そのうえ、塞がれたフィルターは、フィルター組立て品において圧力差を作り出し得る。燃料を強制的に通すため、フィルター構成部品の濾過されていない側において圧力が増加するときに、圧力差が増加する。このことが、汚染物質をフィルター構成部品に強制的に通して、フィルター構成部品を引き裂いて損傷させ得る。
従ってエンジンの性能及び信頼性を維持するために、燃料フィルターが、2,000-4,000車両マイル(vehicle mile)おきに、その度毎に高い頻度で交換されなければならないことが多い。このことは、多くの車両、特にひと月に何千マイルも移動する商業用トラックに対して、車両の維持費及び運転経費を有意に増加させる。そのうえ、フィルター交換の増加に伴って、環境整備のような他の関連する問題点が優勢になる。
【０００３】
幸運にも、フィルターを目詰まりさせている汚染物質の形成は、燃料中に入れられる添加剤によって防がれ得る。例えば、分散剤は、燃料に添加されて、ニスを防ぎ溶解させ得る。しかしながら、燃料中に一定のレベル又は所望のレベルの添加剤を保持することは、困難である。従って添加剤は、典型的には各充填ごとに燃料タンクに添加される。しかしながら、燃料中に添加剤を保持する前記のような技術は、不便であり非効率的である。例えば、添加剤は容易に入手可能ではなかったり、又は運転者が添加剤を添加することを忘れたりし得る。さらに、添加剤が燃料タンクに添加される場合、添加剤が燃料と共に均質な混合物を常には形成せず、このことがエンジン燃焼問題を生み出し得る。
燃料を濾過するだけでなく、燃料添加剤の安定した持続的供給源を提供し得る燃料フィルターを提供するために、幾つかの試みが行われた。近年では、Davisが米国特許第5,372,942号において、徐放性成分、例えばワックスに埋込まれた添加剤成分を含む可溶性組成物を有する加圧燃料フィルターを開示した（この内容は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。このワックス/添加剤組成物は、燃料によって接触される場合に、長期間にわたって添加剤を燃料中にゆっくりと完全に溶解して放出する。
Davisによって開示される装置は添加剤の燃料中へのゆっくりとした徐放を可能にするが、前記装置等に付随する固有の問題が存在する。例えば、徐放性成分、例えばワックスは、添加剤を燃料中に放出するときに、燃料中に溶解する。溶解したワックスは、燃料の燃焼速度を損ない、エンジンの性能に影響し得る。加えて、可溶性のワックスは蓄積して、寒い気候の運転の間にフィルターを目詰まりさせ得る。
添加剤のゆっくりとした徐放を提供しうる添加剤組成物に対する必要性が、継続して存在している。
【０００４】
（発明の要約）
少なくとも一つの添加剤の例えば液体燃料といった燃料中への放出、好ましくは徐放を提供するための、新しい機器及び方法を発見した。本発明は燃料添加剤組成物を提供し、前記燃料添加剤組成物は、燃料と接触する場合に燃料添加剤の燃料中への徐放を効率的に提供する。本発明は添加剤組立て品(assembly)も提供し、前記添加剤組立品は、エンジンの燃料ラインに沿って設置されて、燃料ラインを通り抜ける燃料への添加剤の放出速度を実質的に制御することに適応する。本発明の機器及び方法は、例えば自動車、トラック、重機等のもののようなエンジン燃料システムといった燃料システム、燃料搬送システム及び燃料分配システムにおける使用に対して非常に有用かつ有効である。
本発明の燃料添加剤組成物は一般的に徐放性成分及び添加剤成分を含み、前記添加剤成分は、添加剤が燃料中に放出又は溶解されて燃料中に存在している場合に、燃料に一つ以上の利益を提供することに有効である。前記燃料には液体燃料、例えば炭化水素をベースとする燃料が挙げられるが、これだけに限られない。前記徐放性成分が好ましくは、燃料に実質的に不溶性であって、添加剤成分の燃料中への放出速度を減少することに有効である高分子材料である。
特に有利なある態様では、徐放性成分が、マトリックス材料、好ましくは高分子材料を含むマトリックス材料の形態である。前記マトリックス材料は、最初は固体であってもよく、また好ましくは最初は固体である。例えばエンジンの使用温度での燃料添加剤組成物の燃料に対する曝露において、最初は固体のマトリックス材料が柔かくなり得る。あるいは、前記マトリックス材料が、最初はゲル又はペーストの形態であってもよい。幾つかの事象では、燃料に対して曝露される場合に、燃料添加剤組成物が一般的には、可溶性燃料添加剤を放出するか、又はマトリックス材料の中から添加剤を放出する。
【０００５】
本発明の燃料添加剤組立て品は、燃料ラインに沿って設置され得るハウジングを一般的に含む。前記ハウジングの構成部品は好ましくは、例えば内燃機関エンジンといった作業環境における高温の燃料又は燃料組成物であっても、燃料又は燃料組成物に実質的に不溶性である材料から作製され、そのため、前記構成部品が原型を保ち、燃料システムの中に溶解しない及び/又は燃料システムに他の悪影響を与えない。加えて、本発明の機器の不溶性構成成分は、その中に含まれる燃料添加剤の放出の後に再利用され得る。本発明の機器は、対費用効果を高く製造することが容易であって複雑でない。
本発明の燃料添加剤組立て品は、車両に付随するもののような燃料システム並びに燃料の搬送及び/又は分配のためのシステム等における使用に合わせて設計されており、燃料中への少なくとも一つの添加剤の徐放又は穏やかな放出、好ましくは実質的に制御される放出を提供するために設計されている。
一態様では、本発明の燃料添加剤組立て品がハウジングを含み、前記ハウジングは、その中に含まれる本発明の燃料添加剤組成物を含むチャンバーを規定している。前記添加剤組立て品は、燃料ラインに沿って適切な位置に“直列形”に置かれることに適応する。ライン中を流れている燃料は前記組立て品を通り抜け、燃料添加剤の一部分が燃料中へ放出される。
燃料添加剤組成物は、好ましくは粒子又はペレットの形態である。本発明の一態様では、燃料添加剤組成物が、徐放性材料で被覆されるペレットの形態である。
【０００６】
本発明の別の側面では、燃料フィルター要素が組立て品の中に提供される。前記組立て品に入る燃料は、ハウジングの内部に配置された添加剤組成物を通り抜ける前に、最初に堆積物(debris)及び粒子で濾過されるようになり得る。あるいは、又は加えて、第二のフィルター要素が、燃料が添加剤組成物を通った後に、その燃料を濾過するために提供され得る。
やはりさらなる側面では、本発明は、燃料中、例えば液体燃料中に、持続的な速度、好ましくは実質的に制御される速度で添加剤成分を放出する方法を対象としている。本発明の方法は、例えば本発明の燃料添加物組成物を、燃料と接触している例えば容器又はカートリッジ、好ましくは燃料不溶性材料で作製されている容器又はカートリッジ中に置くことを含む。添加剤の燃料中への徐放、好ましくは実質的に制御される放出は、このようにして得られる。
整理番号（代理人整理番号D-2912）及び（代理人整理番号D-2959CIP）を有する同一の期日に出願された同一出願人による米国特許出願は、幾つかの関連する主題を対象としている。これらの同時係属米国出願の各々の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする。
本明細書中で説明される特徴の各々及び全て、並びに前記特徴の二つ以上の組合せの各々及び全てが、前記特徴が相互に矛盾しないような組合せで含まれることを条件に、本発明の範囲内に含まれる。
本発明の更なる側面及び利点は、特に、同様な部分が同様な参照数字を有する添付図面と併せて考慮する場合に、次の説明及びクレームにおいて示される。
【０００７】
（発明の詳細な説明）
本発明は、燃料に使用するための添加剤組成物に関する。前記添加剤組成物は、燃料中、好ましくは液体燃料中に添加剤成分をゆっくりと放出し得る。有利には、前記燃料が実質的には有機燃料組成物、例えば実質的には炭化水素に基づく燃料組成物であって、ディーゼル、ガソリン、灯油、ジェット燃料、バイオディーゼル(biodiesel)、及びFisher-Tropsch法で得られるもののような合成炭化水素に基づく液体燃料が挙げられるが、これだけに限られない。任意で、前記炭化水素に基づく液体燃料は、本発明の機器によって放出されるもの以外の添加剤を含み得る。それらの添加剤には、酸化剤、抗酸化剤、抗磨耗添加剤、セタン向上剤、腐食防止剤、乳化破壊剤、清浄剤/分散剤、流動性向上剤、潤滑剤、金属活性低下剤等及びこれらの混合物が挙げられるが、これだけに限られない。
広範な態様では、前記添加剤組成物が添加剤成分及び徐放性成分を含む。
それと反対の特に明白な断りのない限り、本明細書中で一つ以上のもの又は行為を参照して用いられる単語“含む”、“挙げられる”、“含まれる”及び“含まれている”並びに略語“例えば(e.g.)”は、その参照が、具体的に言及される一つ以上のもの又は行為だけに限られないことを意味している。
【０００８】
＜添加剤組成物＞
本明細書中で用いられる“炭化水素”、“ハイドロカルビル”又は“炭化水素に基づく”という用語は、説明される基が、本発明の文脈の中で炭化水素の特性を優勢に有することを意味している。前記基は、本来純粋な炭化水素である基、炭素及び水素を含む基を含む。前記基は、前記基の優勢な炭化水素の特性を変えない非炭化水素の置換基又は原子を含む基も含み得る。前記置換基には、ハロ-、アルコキシ-、ニトロ等が含まれ得る。それらの基は、ヘテロ原子も含み得る。適切なヘテロ原子は、当業者にとっては明らかであろうし、例えば硫黄、窒素及び酸素が挙げられる。従って本発明の状況の中では炭化水素の特性を優勢に保持するが、前記基は、別の炭素原子からなる鎖又は環に存在する炭素以外の原子を含み得る。
本明細書中で用いられる“ポリオレフィン”という表現は、オレフィンに由来するポリマーを規定する。“ポリオレフィンの”という表現は、二つ以上のC＝C結合を含む化合物を指す。
明細書及びクレームの全体を通して、“可溶性”という表現が用いられている。“可溶性”は、所望のレベルの活性又は性能を提供するのに必要な量が、溶解、分散又は懸濁されることによって通常の液体燃料に組込まれ得ることを意味している。通常、前記表現は、少なくとも材料の約0.001質量％が通常の液体燃料に組込まれ得ることを意味している。
ある広範な態様では、添加剤成分が少なくとも一つの添加剤を含む。本明細書中で用いられる“添加剤”という用語は、徐放性成分と配合又は混合され得る材料であって、フィルターユニットを通じて循環させられる燃料に有益な特性を与える前記材料の全てを含む。
好ましくは、前記添加剤組成物は、次の種類の添加剤を含む。
【０００９】
１．燃料可溶性の無灰分散剤/清浄剤添加物
非常に多くの種類の添加剤が、燃料組成物を改良することに用いられる。前記添加剤には、勿論、無灰及び灰を含む種々の分散剤及び清浄剤だけに限られず、酸化防止剤、抗磨耗剤、摩擦改質剤等も挙げられる。前記の材料は、当業者には周知であり、例えばSmalheer, et al., “Lubricant Additives”, Lezius-Hiles Co., Cleveland, Ohio, USA (1967)；M. W. Ranney, Ed., “Lubricant Additives”, Noyes Data Corp., Park Ridge, N. J., USA (1973)；M. J. Satriana, Ed., “Synthetic Oils and Lubricant Additives”, Advances since 1979, Noyes Data Corp., Park Ridge N. J., USA (1982)；W. C. Gergel., “Lubricant Additive Chemistry”, Publication 694-320-65R1 of The Lubrizol Corp., Wickliffe, Ohio, USA (1994)；及びW. C. Gergel et al., “Lubrication Theory and Practice” Publication 794-320-59R3 of The Lubrizol Corp., Wickliffe, Ohio, USA (1994)といった多数の刊行物、並びに例えば、Chamberlin, IIIの米国特許第4,326,972号、Schroeckらの米国特許第4,904,401号及びRippleらの米国特許第4,981,602号といった多数の米国特許に開示されている。前記刊行物及び前記特許の各々の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする。
前記添加剤の多くは、例えば酸、エステル、無水物、ラクトン及びその他といったカルボキシル基を有する反応体にしばしば由来する。燃料添加剤を調製するための中間体として用いられる馴染み深いカルボキシル化合物の具体的な例には、アルキル及びアルケニル置換したコハク酸及びその酸無水物、ポリオレフィン置換カルボン酸、サリチル酸のような芳香族酸並びにその他が挙げられる。実例となるカルボキシル化合物は、Meinhardtらの米国特許第4,234,435号、Normanらの米国特許第3,172,892号、LeSuerらの米国特許第3,454,607号及びRenseの米国特許第3,215,707号において開示されている。前記特許の各々の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする。
【００１０】
燃料添加剤の調製において用いられるカルボキシル化合物中間体の多くは、塩素を含む。存在する塩素の量は、中間体の総質量のうちの非常に少量のみであることが多いが、前記塩素は、しばしば所望のカルボキシル化合物誘導体中へ持ち越される。政府規制、環境問題及び商業上の理由を含む種々の理由のために、本産業は燃料添加剤としての使用を考慮して設計した添加剤から塩素を減少又は排除するように努力している。
従って、燃料に使用するための低塩素又は塩素フリーの添加剤を調製することに用いられ得る低塩素又は塩素フリーの中間体を提供することが望ましい。一態様では、前記中間体が、米国特許第5,840,920号に開示される方法によって作製される（前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。
加えて、燃料に有用な中間体及び/又は添加剤を生成することに有用な特定の材料及び/又は方法が、欧州特許出願公開EP 279,863号、及び米国特許第3,598,738号、第4,026,809号、第4,032,700号、第4,137,185号、第4,156,061号、第4,320,019号、第4,357,250号、第4,658,078号、第4,668,834号、第4,937,299号、第5,324,800号、第5,071,919号、第5,137,978号、第5,137,988号、第5,286,823号、第5,408,018号、第3,361,673号、第3,087,436号、第3,172,892号、第3,272,746号、第3,215,707号、第3,231,587号、第3,912,764号、第4,110,349号、第4,234,435号、第5,053,152号、第5,160,648号、第5,230,714号、第5,296,154号、第5,368,615号、第5,696,060号、第5,696,067号、第5,739,356号、第5,777,142号、第5,856,524号、第5,786,490号、第6,020,500号及び第6,114,547号において開示されている。前記欧州特許出願公開及び前記米国特許の各々の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする。
一態様では、燃料可溶性の無灰分散剤/清浄剤は、芳香族化合物を含む。そのような添加剤の例は、米国特許第5,458,793号において開示されているものを含み、前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする。
例えば、添加剤は、次の一般式を有し得る：
【００１１】
【化１】
【００１２】
（式中、
Arの各々が独立であって、約5から約30の炭素原子を有する芳香族基であり、例えばアミノ、ヒドロキシ-ポリオキシアルキル、アルキル-ポリオキシアルキル、ニトロ、アミノアルキル、カルボキシからなる群より選択される0から約3の任意置換基又は異なる二つ以上の任意置換基の組合せを有していてもよく；
Rの各々が独立であって、ハイドロカルビル基であり；
R1がH又はハイドロカルビル基であり；
R2及びR3の各々が独立であって、H又はハイドロカルビル基であり；
R4が、H、ハイドロカルビル基、Ar上の任意置換基の群のメンバー又は低級アルコキシからなる群より選択され；
mの各々が、独立であって、0又は1から約6の整数であって；
xが0から約8までであり；
Zの各々が独立であって、OH、低級アルコキシ、(OR5)bOR6又はO-であり；
R5が独立であって、二価のハイドロカルビル基であり；
R6がH又はハイドロカルビルであり；
bが1から約30までの数であり；
cが1から約3までであり；
yが1から約10までの数であり；
和m＋cが、置換に利用可能な対応するArの原子価の数を越えず；
Aの各々が、独立であって、アミド基、アミド含有基、カルボキシル基、エステル基、アシルアミノ基又は次式によって特徴付けられる基である：
【００１３】
【化２】
【００１４】
式中、
Rb、Rc、Rd及びReの各々が独立であって、H、ヒドロキシハイドロカルビル基又はハイドロカルビル基であり；
xはO、S又はNRaであって；
RaはH、ハイドロカルビル、ヒドロキシハイドロカルビル、アミノハイドロカルビル又は次式の基である：
【００１５】
【化３】
【００１６】
式中、Yの各々が、次式の基である：
【００１７】
【化４】
【００１８】
R5の各々が二価のハイドロカルビル基であって；
R7の各々がH、アルコキシアルキル、ヒドロキシアルキル、ハイドロカルビル基、アミノハイドロカルビル基、N-アルコキシアルキル置換アミノハイドロカルビル基又はヒドロキシアルキル置換アミノハイドロカルビル基であり；
aが、0、又は1から約100までの数であり；
Dが次式の基である）
【００１９】
【化５】
【００２０】
又は、一つのZ及びAが一緒になる場合は、少なくとも一つのAが式（II）の基であれば、次式のラクトン基である。
【００２１】
【化６】
【００２２】
加えて、前記添加剤の生成に有用な特定の材料及び/又は方法は、“フェノールのアルキル化”と題される論文（Third Edition, vol. 2, pages 65-66, InterScience publishers, a division of John Wiley and company, N.Y.）並びに米国特許第5,458,793号、第3,954,808号、第5,336,278号、第4,379,065号、第4,663,063号、第4,708,809号及び第5,620,949号に開示されている。前記刊行物及び前記特許の各々の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする。
【００２３】
２．少なくとも一つの塩基性窒素原子を有する脂肪族ハイドロカルビル置換アミンを含む、燃料可溶性の無灰分散剤/清浄剤
別の態様では、本発明に用いられる燃料可溶性の無灰分散剤/清浄剤は、少なくとも一つの塩基性窒素原子を有する脂肪族ハイドロカルビル置換アミンである。前記脂肪族ハイドロカルビル置換アミン及びそれらの調製方法は、本技術分野において周知である。前記アミン及び前記方法は、例えば米国特許第6,140,541号、第3,275,554号、第3,438,757号、第3,454,555号、第3,565,804号、第3,574,576号、第3,671,511号、第3,755,433号、第3,756,793号、第3,822,289号、第5,346,965号、第5,508,356号、第5,496,383号、第5,567,845号、第5,674,950号、第5,691,422号、第5,777,041号、第5,780,554号、第5,880,219号及び第5,919,869号、並びに欧州特許出願公開EP-B-573 578号、EP-B-516 838号及びEP-B-476 485号に開示されている。前記特許の各開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする。
一態様では、次式を有する脂肪族ハイドロカルビル置換アミンが調製され得る：
【００２４】
【化７】
【００２５】
（式中、
R1、R2、R3及びR4の各々が相互に独立であって、水素、又は約40000までの数平均分子量を有する未置換若しくは置換された飽和、モノ不飽和若しくはポリ不飽和の脂肪族ラジカルであり；
前記ラジカルR1からR4の少なくとも一つが、約150から約40000の数平均分子量を有し；
R5及びR6の各々が相互に独立であって、水素、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル、アルキルアリール、hetアリール(hetaryl)又は次式のアルキレンイミン ラジカルである
【００２６】
【化８】
【００２７】
（式中、
Alkが直鎖又は分枝アルキレンであり；
mが0から10までの整数であり；
R7及びR8の各々が相互に独立であって、水素、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル、アルキルアリール若しくはhetアリールであるか、又は
R7及びR8が結合している窒素原子と一緒になって複素環式構造を形成するか、又は
R5及びR6が、それらが結合している窒素原子と一緒になって複素環構造を形成する）。
ラジカルR5、R6、R7及びR8の各々が、ヒドロキシル基又はアミノ基を有する更なるアルキルラジカルにより置換されることが可能であり、その場合、（IX）の式のエポキシドが（X）の式の窒素化合物と反応させられて、（XI）の式のアミノアルコールを生じ：
【００２８】
【化９】
【００２９】
（式中、R1、R2、R3及びR4は上述する意味を有する）
【００３０】
【化１０】
【００３１】
（式中、R5及びR6は上述する意味を有する）
【００３２】
【化１１】
【００３３】
式（XI）のアミノアルコールが触媒的に脱水され、形成したオレフィンが水素化されて、式（VII）のアミンを生じる。
第一の有用な態様では、エポキシド（IX）のアミン（VII）への変換が、脱水と同時に水素化する特性を有する触媒及び水素の存在下において窒素化合物（X）と共にエポキシド（IX）を反応させることによって、一段階で行われる。
第二の有用な態様では、エポキシド（IX）のアミン（VII）への変換が、アルコキシル化触媒の存在下において窒素化合物（X）と共にエポキシド（IX）を反応させてアミノアルコール（XI）を生じる第一段階によって、また必要に応じて未変換の反応体を分離することによって、二段階で行われる。アミノアルコール（XI）は、脱水と同時に水素化する特性を有する触媒の存在下において二段階で水素化されて、アミン（VII）を生じる。
【００３４】
３．燃料可溶性の無灰Mannich型分散剤/清浄剤
別の種類の燃焼可溶性である分散剤/清浄剤は、Mannich分散剤である。Mannich分散剤は一般的に、ホルムアルデヒド又はパラホルムアルデヒドのような少なくとも一つのアルデヒド、アミン、及び少なくとも一つのアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物の反応によって形成される。前記ヒドロキシ芳香族化合物は一般的には、フェノール類を含むアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物である。前記ヒドロキシ芳香族化合物は少なくとも一つ、好ましくは三つ以上の脂肪族基又は脂環式基で置換されたものであり、前記脂肪族基及び脂環式基は約6から約400、又は約30から約300、又は約50から約200の炭素原子を有する。前記基は、一つ以上のオレフィン又はポリアルケンに由来してもよい。一態様では、前記ヒドロキシ芳香族化合物は、約500から約2000の量平均分子量（MW）を有する脂肪族炭化水素又は脂環式炭化水素に基づく基によって置換されたフェノールである。Mannich分散剤添加物は、米国特許第3,980,569号、第3,877,899号、第3,368,972号、第3,413,347号、第3,649,229号、第3,697,574号、第3,725,277号及び第3,726,882号に開示されている。前記特許の各開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする。
前記添加剤の一つは、二つ以上の炭素原子を有するアルデヒド反応体、ケトン反応体、又は前記アルデヒド反応体と前記ケトン反応体との混合物を、次のMannich縮合生成物と反応させることによって作られ得る：
（１）アルキル置換フェノール、ホルムアルデヒド及びアルキレン ポリアミンの縮合によって形成するMannich生成物、及び
（２）金属置換アミノピリジン、ホルムアルデヒド及びアルキレン ポリアミンのMannich縮合生成物。
【００３５】
好ましくは、アルデヒド反応体及びケトン反応体が、少なくとも6の炭素原子を有する。アルデヒド反応体及びケトン反応体における炭素原子の数が増えるにつれて、また前記反応体の炭化水素鎖の分枝が増えるにつれて、縮合生成物がさらに油溶性となる。
適切なアルデヒド反応体の例は、次のようである：ヘキサナル、へプタナル、2-メチル へプタナル、2-エチル へプタナル、2-メチル-4-エチル へプタナル、3-メチル デカナル、3,5-ジメチル デカナル、3-エチル-5-メチル デカナル、5-ブチル デカナル、5-メチル-6-ブチル デカナル、5-メチル ペンタデカナル、5-エチル ペンタデカナル及び3-メチル へプタデカナル。適切なケトン反応体の例は、次のようである：2-ヘキサノン、3-ヘプタノン、3-オクタノン、2-メチル-3-オクタノン、2-エチル-3-オクタノン、5-メチル-3-デカノン、5-エチル-3-デカノン、5-プロピル-3-デカノン、5-プロピル-3-ウンデカノン、5-ペンタ-3-デカノン、2-メチル-5-ペンタデカノン、2-エチル-5-ペンタデカノン及び2-プロピル-5-ペンタデカノン。
好ましいアルキル置換フェノール類のアルキル置換基は、約40より少ない炭素原子を含み、最も好ましくは約1から約18の炭素原子の分枝アルキル基を含む。好ましいメチル置換アミノピリジン類は、2-アミノ-4,6-ジメチル ピリジンである。他の適切なメチル置換アミノピリジン類は、α-ピコリン、β-ピコリン及びγ-ピコリンである。
適切なアルキレンポリアミンは、次式を含むものである
【００３６】
（XII） H2N(−アルキレン−NH)nH
【００３７】
（式中、nが約1から約10までの整数であり、“アルキレン”が約2から約8の炭素原子を有する二価の飽和炭素原子である）。好ましいアルキレンポリアミンは、（“アルキレン”が2の炭素原子を有する）エチレン ポリアミン類であり、その中でテトラエチレン ペンタミン(pentamine)が最も好ましい。他のアルキレンポリアミン類には、例えばプロピレン ポリアミン類、ブチレン ポリアミン類、及びこれらポリアミン類の環式同族体（例えばピペラジン類）が挙げられる。さらに他のアルキレンポリアミン類の具体例は、エチレン ジアミン、ジエチレン トリアミン、ペンタ-エチレン テトラミン(tetramine)及びN-2-アミノエチル-ピペラジンである。
加えて、前記添加剤の生成に有用な特定の材料及び/又は方法は、米国特許第3,422,157号、第3,932,537号、第4,469,908号、第4,323,714号、第4,740,321号、第4,849,569号、第5,019,669号、第5,300,701号及び第5,663,457号に開示されており、前記特許の各開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする。
【００３８】
４．少なくとも一つの塩基性窒素原子を有する燃料可溶性ポリ(オキシアルキレン)アミン；“ポリエーテル ポリアミン類”
本発明における使用に適する更に別の種類の分散剤/清浄剤はポリ(オキシアルキレン)アミンを含み、前記ポリ(オキシアルキレン)アミンが少なくとも一つの塩基性窒素原子、及びガソリン又はディーゼルの範囲に収まる炭化水素にポリ(オキシアルキレン)アミンを溶解させるのに充分な数のオキシアルキレン単位を有する。前記種類の添加剤は、ハイドロカルビルポリ(オキシアルキレン)ポリアミン類、ポリアルキレン グリコール ポリアミン類又は便宜上“ポリエーテル ポリアミン類”と称され得る。
適切なポリ(オキシアルキレン)アミン化合物は、例えば米国特許第3,440,029号、第4,247,301号、第4,261,704号、第5,192,335号及び第5,752,991号において開示されるハイドロカルビル ポリ(オキシアルキレン)ポリアミン類を含む。前記特許の各開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする。
ポリ(オキシアルキレン)アミン化合物の例は、次式を有する長鎖アルキルフェニル ポリオキシアルキレン アミンである：
【００３９】
【化１２】
【００４０】
（式中、
R1'が、少なくとも40の炭素原子を有するアルキル基であり；
R2'及びR3'の各々が独立であって、水素、又は約1から約2の炭素原子を有する低級アルキルであり、
R2及びR3の各々が各 - - O−CHR2−CHR3 - -単位において独立に選択され；
Aが、アンモニア由来のアミン部分、約1-約20の炭素原子を有する第一級アルキル モノアミン、各アルキル基において約1-約20の炭素原子を有する第二級ジアルキル モノアミン、又は約2-約12のアミン窒素原子及び約2-約40の炭素原子を有するポリアミンであり；
xが約1-約2までの整数であり；
yが約5-約50までの整数である）。
別の態様では、ヒドロキシ化合物 ROHとアルキレンオキシド CmH2mOとを縮合し、又は前記オキシド類の混合物を（任意で第二アルキレンオキシドCmH2nO又はこれらの混合物と）縮合し、最終的に、還元的アミノ化（米国特許第2,754,330号及び第2,928,877号）又はシアノエチル化に続く水素化（米国特許第2,280,792号）のいずれかにより末端アミノ基を付け加えることによって、ポリ(オキシアルキレン)アミン類が都合よく作られ得る。前記特許の各開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする。
加えて、前記添加剤の生成に有用な特定の材料及び/又は方法は、米国特許第3,849,085号、第4,231,759号、第4,238,628号、第4,247,301号、第4,261,704号、第2,841,479号及び第2,782,240号、1991年9月25日に公開された欧州特許出願第0,448,365 Al 号、並びにKirk Othmerの“Encyclopedia of Chemical Technology”, vol. 19, Interscience Publishers, New York (1998)に開示されている。前記特許、特許出願及び刊行物の各開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする。
【００４１】
一態様では、燃料添加剤組成物が、燃焼方式及び燃料に適合性の微生物殺生剤(microbiocide)を含む。前記微生物殺生剤は、水よりも燃料においてより可溶性である。別の態様では、流動向上剤が燃料に添加される。例えば、コハク酸及びフタル酸に由来する脂肪族アミド類は、Daviesらの米国特許第5,833,722号に開示されるように、ワックスの結晶成長抑制剤として用いられる（前記特許の開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする）。また、Feldmanの米国特許第3,790,359号によって開示されるように、約1000 MWの分枝炭化水素混合物が、エチレンと不飽和エーテルとの共重合体と共に用いられる（前記特許の開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする）。Langerの米国特許第3,999,960号によって開示されるように、アルキルジフェニルエーテルも流動向上剤、例えば燃料ワックス結晶抑制剤として、本発明に用いられ得る（前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。
燃料に添加され得る適切な抗酸化剤は、金属ジチオフォスフェート類及び金属ジチオカーボネート類である。非常に申し分ないことが見出された好ましいある特定の抗酸化剤添加物は、フェノール類の抗酸化剤であって、ETHYL 702（Ethyl Corporation）の商標名のもとで商業的に入手可能な4,4’-メチレン-ビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)である。
硫黄、金属ナフテネート類、リン酸エステル類及び硫化炭化水素等のような抗磨耗剤も用いられ得る。ある非常に申しの分ない好ましいEP添加剤であって、ベアリング腐蝕防止剤として非常に申し分ない前記EP添加剤は、BUTYL ZIMATE（R.T. Vanderbuilt Company）として商業的に入手可能な亜鉛ジブチルジチオ-カルバメートである。
【００４２】
Feldmanらの米国特許第5,094,666号によって開示されるもののような流動向上剤が用いられ得る（前記特許の開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする）。例えば、前記のような抗ゲル化常温流動(cold flow)添加剤は、エチレンと脂肪酸のビニルエステル類との共重合体であって500-50,000の分子量を有するもの；又は0.005-0.2％で用いられるフタル酸無水物の獣脂アミン塩；又は0.005-0.15％で用いられるジチオ-安息香酸の獣脂アミン塩；又は4-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチル ジチオ安息香酸；又はエチレン-ビニル酢酸共重合体を含む。
Herbstmanの米国特許第5,332,407号によって開示されるもののような分散剤/清浄剤も用いられ得る（前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。例えば一態様では、前記のような分散剤/清浄剤が、4-アルキル-2-モルフォリン及びアルキルフェニル ポリオキシアルキレン アミンを含む。
潤滑剤、例えばカルボン酸ポリオール エステル類、ダイマー酸、ポリオール エステル類、ひまし油、植物性油、脂肪酸メチル エステル類（特にナタネ油）、グリコール エステル類、特に（不飽和の）オレエート類及びリノレエート類も用いられ得る。Careyらの米国特許第5,756,435号によって開示されるもののような潤滑剤が含まれ得る（前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。潤滑剤の例は、グリセロール モノオレエート、脂肪酸ホルメート類、脂肪酸アミド類又は1,2-アルカン ジオール類をさらに含む。
【００４３】
Sweeneyらの米国特許第4,460,379号によって開示されるもののような安定剤が用いられ得る（前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。例えば、そのような添加剤は、ハイドロカルビル ポリオキシプロピレン ジ(ポリオキシエチレン) アミンを含む。
Bowersらの米国特許第4,892,562号に開示されるもののような排気（例えばCO及び窒素酸化物）還元剤が用いられ得る（前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。例えば、オクチル ニトレートのような酸素化溶剤中の0.01-1.0 ppmの燃料可溶性有機金属プラチナ化合物が、排気還元剤として用いられ得る。排気添加剤の別の例は、オクチルニトレート中のジベンジル シクロオクタジエン プラチナIIを含む。Coxの米国特許第4,294,586号も、ディーゼル燃料に使用するための排気還元剤を開示している。そのような添加剤は、アルコール、トルエン及び過酸化水素の混合物を含む。さらに、Vararuらの米国特許第4,857,073号は、約6％のジ-tert-ブチル ペルオキシド、約1％のタル油イミダゾリン、約0.5％のネオ-デカン酸、及び前記ペルオキシド、イミダゾリン及び酸と充分に混合された炭化水素溶剤担体である残余を混合形態で含む組成物を開示している。上記Coxの特許及びVararuらの特許の各開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする。
O’Brienらの米国特許第4,125,382号によって開示されるもののような乳化破壊剤が用いられ得る（前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。例えば、そのような添加剤はポリオキシエチレン エーテル類を含む。
【００４４】
＜徐放性成分＞
燃料フィルターの使用温度は、約49℃であるが、約100℃と同じ高さに近づき得る。従って高分子材料が燃料フィルター組立て品等に用いられる場合は、前記高分子材料が約50℃から約200℃の範囲の融点を有することが好ましい。より好ましくは、前記融点が約77℃から約170℃の範囲である。また、高分子材料は硬く、非粘着性である。そのうえ高分子材料は、好ましくは燃焼に不溶性であり、より好ましくはディーゼル燃料に不溶性である。
広範な態様では、徐放性成分が、添加剤成分の放出速度の制御を提供する。例えば徐放性成分は、添加剤組成物の添加剤成分の燃料中への放出を減速させることに有効である。一態様では、徐放性成分が高分子材料を含む。高分子材料は、ゲルであってもよく、好ましくは固体であり得る。本発明をいずれかの動作機構又は動作理論に制限することを望まないが、高分子材料が燃料と添加剤成分との間の物的障壁としての機能を果たし、添加剤の燃料への放出、例えば拡散を減速させることが信じられている。
好ましい態様では、高分子材料が、分子あたり2から約12の原子を有するオレフィン成分に由来するポリマー反復単位を含む。前記のようなポリオレフィン類は一般的に、2から約12の炭素原子の未置換脂肪族炭化水素オレフィンのポリマーであり、より詳しくは2から約12の炭素原子の未置換脂肪族炭化水素オレフィン及び2から約12の炭素原子の置換脂肪族炭化水素オレフィンのポリマーである。ある有用な態様では、高分子材料が酸化されている。別の好ましい態様では、高分子材料がアミド化されている。
【００４５】
一態様では、マトリックス材料が、脂肪酸成分、例えば約18の炭素原子又は約28-約36の炭素原子を有する脂肪酸分子を含む脂肪酸成分である。特に有用な脂肪酸成分は、通常はC28H56O2であるモンタン酸である。適切な脂肪酸成分、例えばモンタン酸は、好ましくは約76℃から約87℃の融点、より好ましくは約76℃から約81℃の融点を有する。ある有用な態様では、脂肪酸成分の融点が、少なくとも約80℃又は少なくとも約82℃である。これらの特性を有するモンタン酸は、例えばS-Wachsの商標名の下で既知である。
好ましい態様では、脂肪酸成分、例えばモンタン酸がエステル化されて、脂肪酸エステル ワックス、例えばモンタン酸エステル ワックスをも形成し得る。前記脂肪酸エステル ワックスが、好ましくは、モンタン酸を含む約C20-約C30の脂肪酸のエステル類の優勢な構成成分を有する。
別の好ましい態様では、モンタン酸が他の脂肪族カルボン酸と結び付いて、カルボン酸アミド類を形成する。例えばモンタン酸は、少なくとも約10の炭素原子、好ましくは約14から約25の炭素原子を有する少なくとも一つの脂肪族カルボン酸に、約60から約400、好ましくは約60から約200の分子量を有する少なくとも二官能性のポリアミン類、ポリオール類又はアルカノールアミン類で結び付けられ得る。
他の高分子材料も徐放性成分を形成し得る。それらの高分子材料には、エチルセルロース、セルロース、シリコン、ゴム、脂肪性合成界面活性剤、熱可塑性樹脂、吸着剤（粘土）及びこれらの混合物が挙げられる。
好ましいポリオレフィン類は、エチレン、プロピレン、ブテン-1、イソブテン、ペンテン、ヘキセン、へプテン、オクテン、イソブテン、3-メチルブテン-1、4-メチルペンテン-1、4-メチルヘキセン-1及び5-メチルヘキセン-1のような直鎖及び分子鎖化合物を含む未置換脂肪族炭化水素モノオレフィン類から調製される。
【００４６】
ポリオレフィンは、好ましくは、ジエン又はトリエンのような未置換脂肪族炭化水素ポリエンもモノマー単位として含む。そのような未置換化合物は、直鎖化合物、分枝鎖化合物又は環式化合物であり得る。一般的には、約4から約12の炭素原子のポリエン類が使用される。
ポリオレフィン類を調製するのに適する共重合体は、上に列挙するようなホモポリマーを調製することに利用されるものであって、プロパン若しくはブテン-1とエチレンとのもの、又はイソブチレンとイソプレンとのもの等である。適切なターモノマー(termonomer)は、プロパン、エチレン等のような上に開示されるホモポリマー及び共重合体を調製することに利用されるものであって、約15質量％まで、好ましくは約10質量％までのポリエンを含む。前記ポリエンは、例えばジシクロペンタジエン、1,3-ブタジエン、1,5-シクロオクタジエン、2-エチリデンノルボルネン-5、1,4-ヘキサジエン、1,4-へプタジエン、ビシクロ(2,2,1) ヘプタ-2,5-ジエン、他の共役ジエン及び、特に直鎖又は環状鎖を有する非共役ジエンである。
イソプロピリデン シクロペンタジエンのようなトリエン類、並びにこれらのシクロペンタジエンとのDiels-Alderモノ-及びジ-付加生成物が、ジエンの代わりに用いられ得る。
未置換脂肪族ジオレフィン類も、ブタジエン、イソプレン、オクタジエン等のような有用なポリオレフィン類を調製するために用いられ得る。特に有用なのは種々の形態のポリブタジエンであって、乳化、懸濁又は溶液処理で作製されるもの、並びにスチレンのようなモノマーとのランダム重合体、ブロック重合体及び星型ブロック重合体のようなものでる。
【００４７】
高分子材料は、エチレン化不飽和モノマーに由来する異なるポリマー反復単位を含み得る。一態様では、高分子材料がポリエチレンを含む。有用な態様では、前記材料が酸化ポリエチレン ワックスを含む。別の有用な態様では、前記材料がアミド化ポリエチレン ワックスを含む。
別の態様では、高分子材料が、例えばAirflex 410の商標名の下でAir Productsから販売されているポリエチレン/ビニル アセテート共重合体といった、エチレンとビニル アセテートとの共重合体である。ポリエチレン/ビニル アセテート共重合体は、高度に燃料耐性の保護膜を提供し、高温に耐え得る。一態様では、高分子材料がエチレンとブチレンとの共重合体である。
別の態様では、高分子材料が、ポリプロピレン、より好ましくはポリプロピレン オキシドであって、約500,000の分子量を有する。前記ポリプロピレン オキシドは、Coathylene PY 0787Fの商標名の下で販売されている。他のエチレン化不飽和モノマーは、約200,000から約300,000の分子量のエチレン-プロピレン共重合体；約200,000から約30,000の分子量のエチレン-エチルアクリレート ポリマーを含む。非常に申し分ないことが見出された好ましい一つのポリマーは、約60,000から約135,000の分子量であるポリイソブチレンであり、好ましいポリイソブチレンは、Enjay Chemical Companyによって製造されているVISTANEX（登録商標）によって特定される。
【００４８】
高分子材料を形成することに用いられるエチレン化不飽和モノマーに由来する反復単位は、次のものを含む：モノオレフィン炭化水素、すなわち炭素及び水素のみを含むモノマーであって、エチレン、プロピレン、3-メチルブテン-1、4-メチルペンテン-1、ペンテン-1、3,3-ジメチルブテン-1、4,4-ジメチルブテン-1、オクテン-1、デセン-1、スチレン及びその中心のα-アルキル置換誘導体又はアリール置換誘導体、例えばo-、m-若しくはp-メチル、エチル、プロピル又はブチル スチレン、α-メチル、エチル、プロピル又はブチル スチレンのような材料を含むもの；フェニル スチレン、及びα-クロロスチレンのようなハロゲン化スチレン類；例えばビニル アセテート、ビニル プロピオネート、ビニル ブチレート、ビニル ステアレート、ビニル ベンゾエート、ビニル-p-クロロベンゾエート類といったビニル エステル類、並びに例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、オクチル及びラウリル メタクリレートといったアルキル メタクリレート類を含むモノオレフィン化不飽和エステル類；例えばオクチルといったアルキル クロトネート類；例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、2-エチルヘキシル、ステアリル、ヒドロキシエチル及びtert-ブチルアミノ アクリレート類といったアルキル アクリレート類；例えばイソプロピル アセテート、イソプロピル プロピオネート、イソプロピル ブチレート及びイソプロピル イソブチレートといったイソプロピル エステル類；
【００４９】
例えばイソプロピル クロリドといったイソプロピル ハライド類；例えばビニル α-クロロアセテート、ビニル α-クロロプロピオネート及びビニル α-ブロモプロピオネートといった、ハロゲン化した酸のビニルエステル類；例えばアリル クロリド、アリル アルコール、アリル シアニド、アリル クロロカーボネート、アリル ニトレート、アリル ホルメート及びアリル アセテート並びに対応するメタリル化合物といったアリル化合物及びメタリル化合物；例えばβ-エチル アリル アルコール及びβ-プロピル アリル アルコールといった、アルケニル アルコール類のエステル類；例えばメチル α-クロロアクリレート、エチル α-クロロアクリレート、メチル α-ブロモアクリレート、エチル α-ブロモアクリレート、メチル α-フルオロアクリレート、エチル α-フルオロアクリレート、メチル α-ヨードアクリレート及びエチル α-ヨードアクリレートといったハロアルキル アクリレート類；例えばメチル α-シアノアクリレート及びエチル α-シアノアクリレートといったアルキル α-シアノアクリレート類、並びに例えばモノメチル マレエート、モノエチル マレエート、ジメチル マレエート、ジエチル マレエートといったマレエート類；例えばモノメチル フマレート、モノエチル フマレート、ジメチル フマレート、ジエチル フマレートといったフマレート類；ジエチル グルタコネート(glutaconate)；
【００５０】
例えばフマロニトリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、1,1-ジシアノプロペン-1、3-オクテノニトリル、クロトノニトリル及びオレオニトリルを含むモノオレフィン化不飽和有機ニトリル類；例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、3-ブテン酸、ケイヒ酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸無水物等を含むモノオレフィン化不飽和カルボン酸。アクリルアミドのような、前記の酸のアミド類も有用である。例えばビニル メチル エーテル、ビニル エチル エーテル、ビニル プロピル エーテル、ビニル n-ブチル エーテル、ビニル イソブチル エーテル、ビニル 2-エチルヘキシル エーテル、ビニル-2-クロロエチル エーテル、ビニル プロピル エーテル、ビニル n-ブチル エーテル、ビニル イソブチル エーテル、ビニル-2-エチルヘキシル エーテル、ビニル 2-クロロエチル エーテル、ビニル セチル エーテル等といったビニル アルキル エーテル類及びビニル エーテル類；並びに、例えばビニル β-クロロエチル スルフィド、ビニル β-エトキシエチル スルフィド等といったビニル スルフィド類も、ジオレフィン化不飽和炭化水素として含まれ得る。前記ジオレフィン化不飽和炭化水素は、共役関係にある二つのオレフィン基及びそれらのハロゲン誘導体、例えばブタジエン-1,3；2-メチルブタジエン-1,3；2,3-ジメチルブタジエン-1,3；2-メチルブタジエン-1,3；2,3-ジメチルブタジエン-1,3；2-クロロブタジエン-1,3；2,3-ジクロロブタジエン-1,3；及び2-ブロモ-ブタジエン-1,3等を含む。前述の化合物の混合物も使用され得る。
【００５１】
特に有用なモノマー組成物は、スチレン、メチル メタクリレート、メチル アセテート、ビニル アセテート、スチレンとアクリロニトリルとの混合物、及びスチレンと種々のマレエート類との混合物も含む。
本発明によると、徐放性成分がマトリックス材料又はコーティング材料であり得る。徐放性成分が添加剤成分と混合される場合は、徐放性成分がマトリックス材料と呼ばれる。徐放性成分が添加剤成分の周囲を被覆する場合は、徐放性成分がコーティング材料と呼ばれる。徐放性成分がマトリックス材料又はコーティング材料のいずれであろうと、好ましくは燃料に不溶性である。
一態様では、マトリックス材料が、無制限に、徐放性成分高分子材料のいずれかから選択され得る。一態様では、マトリックスが、所要の放出速度、硬度、可溶性及び融解範囲を達成するように選択されたポリマーの混合物であり得る。そのような混合物は、例えばポリエチレン/ポリプロピレン、好ましくは、より優れた耐久性を有するエチレン/ブチレンを含み得る。マトリックス材料はさらに、組成物に対する構造剤(structural agent)としての機能を果たし得る。一態様では、マトリックス材料がゲルである。好ましい態様では、マトリックス材料が固体、例えばワックスである。
一態様では、添加剤組成物が重構造である。例えば、添加剤組成物の最も内側のコアは、添加剤成分と第一マトリックス材料との混合物であり得る。添加剤組成物の次の層は、添加剤成分と、第一のものと異なるマトリックス材料との混合物であり得る。あるいは、前記次の層が、添加剤成分と第一層のマトリックス材料との混合物であるが、異なる混合比を有する前記混合物であり得る。本発明の添加剤組成物は、二つ以上の層を含み得る。一態様では、添加剤組成物が三つ以上の層を含む。別の態様では、添加剤組成物が四つ以上の層を含む。前記のような重構造の添加剤組成物は、例えば、速く、それから遅くといった可変性の放出特徴を提供する。
他の配置計画(arrangement scheme)は、添加剤成分の放出パターンを変動させることに役立ち得る。例えば本発明の添加剤組成物は、例えば分散剤といった、液体添加剤成分を含み得る。前記液体添加剤成分は、添加剤成分/マトリックス材料混合物の固形層で覆われており、放出パターンを制御される。
一態様では、添加剤成分及びマトリックス材料を含む添加剤組成物が、放出エンハンサー(enhancer)成分をさらに含み、放出速度を増加させ得る。放出エンハンサー成分は、灯心材料(wicking materials)、界面活性剤、例えばポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン共重合体等といった非イオン界面活性剤等、及びこれらの混合物から選択され得る。前記灯心材料は、綿、ポリエステル繊維及びこれらの混合物が含まれ得るが、これだけに限られない。
【００５２】
一態様では、添加剤成分及びマトリックス材料を含む添加剤組成物が補強成分をさらに含み、添加剤組成物の構造を補強して、燃料を流動させることによる侵食(erosion)に対して感受性をより低くし得る。前記補強成分は繊維を含み得るが、それだけに限られない。好ましい態様では、綿繊維、ポリエステル繊維及び/又はファイバーグラス繊維並びにこれらの混合物が、前記添加剤組成物のマトリックス、好ましくは融解マトリックスに添加される。
好ましい態様では、マトリックス材料が、ポリプロピレン、好ましくはLicowax PP 230の商標名の下で販売されているポリプロピレン ワックスである。ポリプロピレン ワックスは、高温におけるその不溶性のために好ましい。また、ポリプロピレンは、高い、すなわち329℃の軟化点を有することから好ましい。より高い軟化点は、高分子材料がユニットとしての原型を保持し、放出の安定な速度を維持することを可能にする。
本発明の添加剤組成物は外側のコーティング材料を含んでもよく、前記外側のコーティング材料は、選択される添加剤成分、及び/又は、被覆された添加剤組成物を形成する添加剤成分/マトリックス材料の混合物を覆う又は取り囲む。コーティング材料は、好ましくは、コーティング材料を含まない同一組成物からの添加剤放出速度に対して、コーティング組成物からの添加剤の燃料中への放出速度を減少させるのに有効な量で存在する。コーティング材料は、上で開示される徐放性成分のいずれかから選択され得る。一態様では、コーティング材料が融解高分子材料（融解徐放性成分）、例えば乳化ポリマー、又は溶媒材料中の高分子材料を含む。勿論、前記溶媒はコーティング材料がその中に可溶であって、かつ前記溶媒がコーティング材料、添加剤組成物又は最終生成物の性能に対して有意に有害な影響を有さないように選択されるべきである。好ましい態様では、コーティング材料が、ポリエチレン ビニル アセテートを含む。
【００５３】
外側のコーティングは硬くても又は軟らかくてもよく、各形式は、覆われている添加剤を燃料に曝露させるために独自のメカニズムを有するが、いずれの形式も本発明に伴う使用に適する。例えば、ポリビニリデン クロリド（PVDC）は、コーティング材料として用いられ得る。PVDCは、燃料がコーティングを通じて染み込む場合に添加剤を放出する、硬いコーティングである。燃料がコーティングの内側の添加剤を膨らませて、最終的には被覆ペレットが割られる。これにより、次に内側の添加剤が燃料に曝露される。軟らかいコーティング材料の例は、ポリビニル アセテート（PVA）である。燃料は軟らかいコーティングにも浸透するが、その軟らかいコーティングは、柔軟であることから割れない。前記燃料は、コーティングを通じて拡散するよりも、添加剤の一部を溶解してから被覆組成物を退いて脱出する。PVDC及びPVAの両方のコーティング材料は、エンジン使用温度で燃料に不溶性である。
表１は他のポリプロピレン ワックス化合物及び混合物を示しており、これらは高温において不溶性であって、高い軟化点を有することから優れたマトリックス材料である。
一態様では、マトリックス材料が、ポリエチレン ワックス、好ましくは酸化ポリエチレン ワックス、例えばLicowax PED Wax 522の商標名の下でClariantにより販売されているものである。しかしながら、表１から見られるように、前記マトリックス材料は高温、例えば約121℃で融解する。前記マトリックス材料は高温で融解し得るが、それでもやはり、例えばポリエチレン ビニル アセテート等の燃料耐性材料と共に、マトリックス材料として有用である。表１は、マトリックス材料に分配される添加剤が18％のポリエチレン ビニル アセテートで被覆されている場合に、前記添加剤が121℃で不溶性であることを示している。さらに、中に被覆添加剤マトリックス組成物が位置している燃料は、121℃であっても濁らない。この観察は、酸化ポリエチレン ワックスが実質的に不溶性であることを示している。
【００５４】
【表１】
【００５５】
好ましい態様では、添加剤組成物が、鉱物油担体中のポリオレフィン アミド アルケンアミンである添加剤を含む。より好ましくは、前記添加剤が、Lubrizol Corpotrationにより製造されている製品 0276.6である。さらに前記添加剤は、マトリックス材料である前記酸化ポリプロピレン ワックス及び/又はポリプロピレン ワックス、例えばClariant Corporationによって製造されるLicowax PP 230及び/又はCoathylene PY 0787F（マトリックス材料）と混合され得る。前記マトリックス材料は、例えばマトリックスを含む添加剤組成物の粒子が実質的に安定な構造を維持するために構造剤として機能すること、及び添加剤放出の速度を減少させるための徐放性成分であることの二重の目的を有する。
好ましい態様では、添加剤組成物が、約50質量％から約75質量％、例えば約66質量％の製品 0276.6；約10％質量から約25質量％、例えば17質量％のLicowax PP 230；及び約10質量％から約25質量％、例えば約17質量％のCoathylene PY 078Fを含む。添加剤組成物は、例えば、アイスホッケーのパックに少なくとも幾らか類似する形をした物体のような単一物、又は錠剤、ピル、顆粒等の粒子形態のような複数個の粒子のような適切な形態のいずれかであり得る。
添加剤の放出速度は、マトリックス材料の量によって調整され得る。例えば、添加剤組成物中のより多くのマトリックス材料含有量が、添加剤の放出速度を減少する。一態様では、マトリックス材料が、総添加剤組成物の約10質量％から約90質量％を構成する。好ましい態様では、マトリックス材料が、総添加剤組成物の約25質量％から約70質量％、より好ましくは約50質量％を構成する。
添加剤が放出される速度は、添加剤組成物にコーティングを使用すること、及び/又は前記コーティングの厚さを調整することによって、調整され得る。より好ましい態様では、コーティングが、総添加剤組成物の約5質量％から約50質量％を構成する。より好ましい態様では、コーティングが、総添加剤組成物の約8質量％から約25質量％を構成する。
【００５６】
不溶性コーティング材料は既知であって、冷却材(coolant)添加物のような添加剤を被覆することに用いられる。例えば、Hudgenらの米国特許第5,662,799号は、不溶性コーティングであるポリビニル アセテートに覆われた冷却材添加物を含む冷却材フィルターを開示している。前記特許の開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする。
冷却材システムに使用するための不溶性コーティング材料を含むコーティング添加剤は既知であるが、冷却材システムと燃料システムとは非常に異なることから、同様なコーティングが燃料システムに応用し得ることは驚くべきことである。例えば、冷却材システムは、閉ループであることが多い。対照的に燃料システムは、有意な再生利用を伴う半-再循環である。従って燃料システムは多くの場合、燃料がひとたびシステムを通るときに、燃料との実質的な即時的化合に充分な添加剤をコーティング材料が放出し得ることを必要とする。さらに添加剤は、燃料の流れに比例する速度で放出されることを必要とし得る。このことは冷却材システムにおいて必須の要求ではない。また、冷却システム温度は、燃料システム、例えばエンジン燃料システムのものより低いことが多い。そのうえ、燃料システムと冷却材システムとは、化学的に異なっている。例えば、エンジン冷却材はしばしば水に基づいており、エンジン燃料はしばしば炭化水素を含み実質的に水を含まない。
上記の燃料添加剤組成物は、単一物の形態でハウジングに存在し得る。別の態様では、前記組成物が複数個の粒子として存在する。前記組成物は、種々のサイズであり得る。そのサイズに関わらず、前記添加剤組成物は、円筒形錠剤、立方体錠剤、球形錠剤及び“ドーナツ”型パックのような、種々の形状で提供され得る。前記添加剤組成物は、立方体であってもよい。添加剤組成物の形状及びサイズは、添加剤の徐放性速度を制御することに用いられ得る。
【００５７】
一態様では、添加剤組成物が錠剤の形態である。錠剤は、長さ約9 mm×直径約9 mmの円筒形であり得る。錠剤は、全て約9 mmの辺を有する立方体であってもよい。別の態様では、添加剤組成物が中央に穴を有する平面状のパック様の構造であって、その外径が約8 cm、内径が約5 cm、高さが約3 cmである。
本発明のある広範な態様では、組成物を形成する方法が次のようである。実質的に固形ユニットである燃料添加物、例えば燃料分散剤のLubrizol 129093Aは、例えばポリエチレン ビニルアセテート共重合体といったコーティング材料の中に沈められるか、又は前記材料を吹き付けられる。前記コーティング材料は、前記燃料添加剤ユニットを包んで、その上を乾燥させる。本方法において燃料添加剤ユニットを被覆することに用いられるコーティング材料を含む材料は、最初は、融解コーティング材料であるか又は溶媒材料に含まれるコーティング材料であり得る。
添加剤-マトリックス組成物を形成するために、前記添加剤、例えば燃料分散剤のLubrizol 129093Aは、融解マトリックス材料、例えば酸化ポリエチレン ワックスと混合される。本明細書の他の場所で記述される他のマトリックス材料が用いられ得る。一態様では、マトリックス材料が、単一成分又は多数成分の硬化ポリマーであり得る。例えば、触媒を伴うモノマー、又はエポキシ若しくはウレタンのような二部(two part)ポリマーが、添加剤と混合されて、固体への重合化又は硬化を可能にし得る。本明細書の他の場所で記述されるようなコーティングは、添加剤-マトリックス組成物に応用されて、被覆添加剤-マトリックス組成物を形成し得る。
【００５８】
図１を参照すると、本発明の一態様の添加剤組立て品が、１で一般的に示されている。添加剤組立て品１は、注入口ポート３、流出口ポート４及び中に燃料添加剤組成物６を含むチャンバー５を備えるハウジング２を含む。添加剤組立て品１は、例えば内燃エンジンの燃料ラインに沿った適切な位置で、“直列形”に置かれるように適応する。エンジン（図示せず）に向かって流れる燃料は、組立て品注入口ポート３に入り、チャンバー５へ流込んで、燃料添加剤組成物６と接触し得る。本明細書の他の場所で記述されるような燃料添加剤組成物６は、燃料不溶性マトリックスの形態である徐放性成分、及び前記マトリックス全体にわたって分配されている燃料添加剤成分を含む。溶解した添加剤組成物６の一部分を有する燃料は、次にチャンバー５から流出口ポート４へ通り抜ける。
次に図２を参照すると、本発明の別の燃料添加剤組立て品が１０で一般的に示されている。添加剤組立て品１０は、通常の燃料フィルターの典型であって、構築物の基礎的構成部品を含む。示される態様１０では、注入口ポート１３、流出口ポート１４及びチャンバー１５を含むハウジング１２が提供されている。示されるように、ハウジング１２は、燃料添加剤組成物１６及びフィルター要素１８の両方がチャンバー１５の中に含まれるようになっている。
【００５９】
注入口１３は、燃料をハウジング１２へと受け入れる。ハウジング１２の内部に配置されたフィルター構成部品１８は、燃料を濾過する。濾過された後、その燃料は添加剤組成物１６と接触する。本発明の添加剤組成物１６は、徐放性成分及び添加剤成分を含み、濾過された燃料中に添加剤を放出する。組成物１６が、組成物６を使用することによって得られる速度に対して燃料への添加剤放出速度を減少させるのに有効な高分子コーティングも含むことを除いて、組成物１６は組成物６と同様である。添加剤を含む濾過された燃料は、流出口ポート１４を通ってハウジング１２を出て行き、燃料噴射装置（図示せず）のような燃料システムの下流構成部品へ移動する。
図３は、本発明の別の態様を図示しており、燃料添加剤組立て品１０aは、図２で示される燃料添加剤組立て品１０と同様に構成されている。組立て品１０aでは、燃料ラインの燃料が、注入口ポート１３aを通ってハウジング１２aに入り、フィルター要素１８aを通って濾過される前に添加剤組成物１６aと接触する。添加剤を含む濾過された燃料は、次に流出口ポート１４aを経てフィルター組立て品を出て行く。図３及び４は、添加剤組成物１６、１６aが、フィルター要素１８、１８aの上流又は下流のいずれかに位置し得ることを図示している。
【００６０】
次に図４を参照すると、本発明の燃料フィルター組立て品２０が図示されている。フィルター組立て品２０の基礎的構成部品は、環状外部ハウジング２１、ナットプレート(nutplate)２２、実質的に円筒形のフィルター構成部品２３、流出口端板(outlet endplate)２４、底面端板(base endplate)２５、支持バネ２６及びバネ保護装置２７を含む。
外部ハウジング２１は、閉じた底面末端２１a及び開いた流出口末端２１bを有し、前記流出口末端は、ナットプレート２２の外縁周辺部に対してひだを寄せられている。ひだを寄せられている組合せが、フィルターハウジング組立て品を作っている。ナットプレート２２は、注入口ポート３１に燃料を提供し、前記燃料はフィルター組立て品２０及び内部に糸を通した流出口ポート３２に入る。前記流出口ポートは、濾過された燃料に流れの出口を提供するナットプレート２２によって規定されている。流出口端板２４は、燃料の流れが、環状空間３３の中に入ってくるように、また前記環状空間からフィルター構成部品２３を通って放射状に内部方向に内部空間３４の中に入ってくるように、ナットプレート２２の内面に対して形作られ配置される。内部空間３４は、流れを制御オリフィス３５に通して流出口端板２４に入れ、流出口ポート３２へと至らせる。流出口端板２４は、接着剤の層によってフィルター構成部品２３の隣接末端３８に結合されている。前記接着剤の層は、所望しないバイパスのいずれもを防止するため又は燃料の流れの回路を短くするために、フィルター構成部品２３の末端も密封する。
底面端板２５は、フィルター構成部品２３、及び燃料添加剤組成物３６を含む本発明に関連する構成部品に、支柱(support)及び台座を提供する。図３に示されるように、燃料添加剤組成物３６は、複数個の徐放性錠剤又は徐放性立方体３９の形態で提供される。各錠剤３９は、燃料不溶性マトリックスに分配されている燃料添加剤を含み、添加剤/マトリックスの組合せは３９aとして示されている。各錠剤３９は、添加剤が燃料中に放出される速度をさらに減少させるために、被覆されている。燃料添加剤錠剤３９は、燃料添加剤組成物１６と同様に構成されているが、より小さいサイズである。バネ２６は、バネ保護装置２７の内側にはめ込まれており、底面端板２５の中央に形成されている受入れ用のくぼみ４０に対して押し上がる。
【００６１】
図４の燃料フィルター組立て品２０は成形単一端板４６も含み、前記単一端板は、内側の実質的な円筒形部分４７及び外側の実質的な円筒形部分４８で形作られている。前記単一端板４６は内部チャンバーを規定し、前記内部チャンバーは、添加剤組成物錠剤３９で充填されて、底面端板２５によって囲われる。環状棚４９は、フィルター構成部品１５の受け器(receipt)及び支柱に実質的な平面を提供する。フィルター構成部品２３の隣接末端５０と棚４９との間に施された接着剤の層は、フィルター構成部品２３を所定の位置に結合させること及びフィルター構成部品２３の末端５０を密封することの二重の目的に役立つ。部分４７の外径サイズは、フィルター構成部品２３の内径サイズより僅かに小さい。底面端板２５は、開放端５１を閉鎖するように、端板４６の開放端５１の全体にわたって適合し、その側面の周囲に取りつけられる。相対的に短い円筒形の壁５４は内側部分４７と実質的に同心であって、環状の溝を作り、棚４９に施されている接着剤を押さえる。
内側部分４７は、ハウジング２１の流出口末端２１bに隣接している上板５５を含み、内部へ軸方向に突き出た、中心に位置する先細りの拡散管５６で形成されている。拡散管５６は先細りの拡散通路又はオリフィス５７を規定し、前記通路又はオリフィスは前記拡散管を通じて拡張し、端板４６の内部チャンバーと内部空間３４との間の連絡通路を設置する。上板５５は添加剤供給源と流出口ポート３２との間に位置付けられ、拡散オリフィスから内部空間３４への出口の地点は、上板５５の円錐形部分と一致している。この配置は、内部チャンバー中から燃料中へ放出される添加剤のいずれもが拡散管５６を通って流れなければならないことを必要とする。
図示されるように、底面端板２５の内部及び上にはめ込まれる単一端板４６は、密閉型チャンバーへ通じる唯一の開口部を有する密閉型チャンバー６１を作り、前記開口部は拡散オリフィス57である。密閉型チャンバー６１は錠剤３９で充填され、前記錠剤は錠剤３９からの燃料添加剤の燃料中への徐放を提供する。
【００６２】
好ましい態様では、拡散管５６及び拡散オリフィス５７で形作られている端板４６のような機械的な手段を使用し、添加剤の燃料中への放出を依然としてさらに減速させることが可能である。拡散管５６及び拡散オリフィス５７によって、エンジン燃料の添加剤との接触を制限する流量制限オリフィスが提供され、従って、前記エンジン燃料中へ溶解させるより遅い速度及びより長い耐用マイル数間隔が添加剤に提供される。チャンバー６１において添加剤が燃料中に放出されると、高濃度の添加剤が、密閉型チャンバー６１の内側の添加剤/燃料混合物に存在する。拡散オリフィス５７は次に、より低濃度の添加剤を有する燃料の主要フロー・ストリーム(flow stream)中により高濃度の前記溶液が拡散する速度を制限する。加えて、空気抜き５８が提供されて、気泡が拡散オリフィス５７を通って流れる必要なく逃げることを可能にし得る。
本発明の別の特徴は、例えば上板５５と保持板６７との間に挟まれた多孔性又は半透性の膜が、例えばウエファー６６の形態で提供されることである。これはウエファー６６の構造及び/又は組成によって、燃料添加剤の放出を更に遅くすることを提供するためである。この機械的配置は、添加剤組成物３６と併せて用いられ得る。
燃料フィルター組立て品２０は、カートリッジ組立て品として構成され得る。一態様では、示されるフィルター組立て品２０が、使い捨てのカートリッジユニットとして形作られる。例えば外部ハウジング２１及びナットプレート２２は、分離可能な構成部材として構成されてもよく、それにより、組立て品２０の構成部品が取外されて置換えられることを可能にし得る。例えば取外し可能な構成部品は、フィルター構成部品２３、流出口端板２４、底面端板２５、添加剤組成物の供給源３６及び端板４６を含み得る。
次の実施例は本発明のある側面を説明するが、本発明の範囲を制限することを意図しない。
【００６３】
（実施例１）
Lubrizol OS♯69593 分散剤/清浄剤 500 g及び商業的に入手可能なポリエチレン ワックスを準備する。前記ポリエチレン ワックスを、その融点より高い温度、例えば約140℃まで加熱する。前記分散剤/清浄剤を融解ポリエチレン ワックスと、絶えず攪拌しながら、全ての分散剤/清浄剤が含まれて実質的に均質な混合物が形成するまで穏やかに混合する。その混合物を次に、通常の技術及び設備を用いて、冷却し錠剤へと形成する。その錠剤は、ポリエチレン ワックスのマトリックス中に実質的に均一に分配されている分散剤/清浄剤を含む。
（実施例２）
50質量％のLubrizol OS♯69593を50質量％のポリエチレン（PEワックス）に含む錠剤形態のもの600 gを、商業的に入手可能なポリエチレン/ビニル アセテート共重合体樹脂191 gで21分間にわたって被覆して、被覆錠剤を形成する。パン(pan)速度が20 rpm、気流(airflow)が38-52ft3/分、空気吸入温度が約42℃から約57℃（約45℃が好ましい）、排気温度が約27℃から約32℃である。錠剤はよく崩壊し、事実上“双晶形成”が存在しない。12.7％の乾燥コーティング重量を有する錠剤が得られる。その錠剤は無光沢仕上げを有し、顕微鏡下において均質なミカン肌(orange peel)の外観を有する。静置の後、錠剤のブロッキング(blocking)が明らかとなる。
【００６４】
（実施例３）
実施例２に示す組成を有する被覆のない錠剤800 gを、コーティングユニットの中に置く。商業的に入手可能なポリエチレン/ビニル アセテート共重合体樹脂を合計で365 g噴霧し、約25 gの被覆錠剤をおよそ10分間毎に取出して、次第に増加するコーティング質量を有する錠剤を得る。総実行時間は39分間である。パン速度が20 rpm、気流が38-42 ft3/分、空気吸入温度が43℃から56℃、排気温度が27℃から30℃である。3.2％、9.7％、15.6％及び18.3％のコーティング（乾燥質量）を有する錠剤が、10分間隔毎に得られる。その錠剤は無光沢仕上げを有し、顕微鏡下において均質なミカン肌の外観を有する。静置の後、錠剤のブロッキングが明らかとなる。
（実施例４）
可溶性マトリックス中に分配されている添加剤は、添加剤組成物を可溶性にし得る。しかしながら、前記組成物がポリエチレン/ビニル アセテートで被覆されている場合は、添加剤組成物は高温であっても不溶性となる。
例えば、ほぼ室温の28℃では、50％の分散剤/清浄剤及び50％のポリエチレン ワックスを含む被覆錠剤及び被覆のない錠剤の両方が燃料に不溶である。82℃では、被覆のない錠剤が完全に溶解する。しかしながら、18％のポリエチレン/ビニル アセテートで被覆された錠剤は、82℃での燃料における可溶化から保護される。
【００６５】
（実施例５）
添加剤放出速度は、添加剤組成物における添加剤の濃度に依存する。前記速度は、コーティング材料の厚さにも依存する。
被覆のない錠剤が64質量％の分散剤/清浄剤と36質量％のポリエチレン ワックスで構成される場合は、放出速度が約240 mg/L/hrである。より低い分散剤濃度では、前記速度が低下させられ得る。例えば50％又は35％の分散剤/清浄剤では、放出速度が約50 mg/L/hrである。従って、マトリックス/添加剤組成物中の添加剤濃度を減少させることは、放出速度を減少させる。
マトリックス/添加剤組成物を被覆することも、放出速度を減少させる。例えば、5％のポリエチレン/ビニル アセテートで被覆された64％の分散剤/清浄剤の錠剤は、32 mg/L/hrの放出速度を有する。
Fleetguard FS 1000の燃料フィルターに含まれる50％ 分散剤/清浄剤の錠剤の放出速度をテストする。重さが合計で約190 gである300錠が、フィルター中に置かれている。各錠剤は、50質量％の分散剤/清浄剤及び50質量％のポリエチレン ワックスを含む。前記錠剤は被覆されていない。テストでは、5.7 L/分のフィルター経由の燃料流速及び10ガロン（37.85 L）の総燃料容量が提供される。3週間の間、50 mlの燃料を毎日サンプリングする。燃料は、フィルターを通って継続的に循環する。
到達し得る最大の分散剤/清浄剤の濃度は、600時間で5,000 mg/Lである。このテストの結果は、2,200 mg/Lの分散剤/清浄剤が300時間で到達されることを示している。600時間について推定すると、濃度が4,400 mg/Lであって、用いられる錠剤の数に対して約4 ppmである。この放出速度は、30,000マイル（50 mphにて600時間）にわたって絶え間ない放出に必要とされる速度に近い。さらに燃料バイパスのために、真のシステムにおいて分散剤/清浄剤の濃度は、より高くなり得る。本シュミレーションは、マトリックス/添加剤の錠剤が、時間/マイル距離の実施期間にわたって有用な添加剤濃度を提供する効率的なアプローチであることの証拠を提供する。
本発明は種々の具体的な実施例及び態様に関連して説明されているが、本発明が前記実施例及び態様に制限されないこと及びクレームの範囲で多様に実行し得ることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一般的な態様による燃料添加剤組立て品の全断面における正面図である。
【図２】本発明の一般的な態様による燃料フィルター組立て品の全断面における正面図である。
【図３】本発明の別の態様による燃料フィルター組立て品の全断面における正面図である。
【図４】本発明の別の態様による燃料フィルターの全断面における正面図である。
（技術分野）
本発明は、一般的に燃料添加剤組成物に関する。より詳しくは、本発明は、燃料システムにおいて使用するための燃料添加剤成分及び徐放性成分を含む燃料添加剤組成物を対象としており、前記燃料システムは例えば、自動車、トラック、重機等のもののようなエンジン燃料システム、燃料搬送システム及び燃料分配システムである。
（技術背景）
燃料は、異なる供給源からの多種多様な汚染物質を飛沫同伴し得る。例えば燃料は、しばしば酸化して、一般的にアスファルテンと呼ばれるニスのような樹脂材料を形成する。また、細菌及び菌類のような微生物が燃料中で増殖し得る。これらの汚染物質は、燃料中に放置された場合には、エンジン及び他の下流の構成部品の性能を低下させる。
燃料フィルターは、汚染物質を濾過して取り除くことによってエンジンを保護することに用いられる必須構成部品である。一般的には、燃料がフィルター組立て品に入ってそれを充填するようにして濾過され、従って、燃料がフィルター構成部品を通り抜けてフィルター組立て品から出て行き、エンジン並びに弁、燃料ライン、燃料噴射装置(fuel injector)及び関連構成部品のような他の下流構成部品に移動するときに、フィルター構成部品全体が燃料を浴びせられる。加えて、電気的に制御される燃料噴射エンジンシステムの出現で、燃料フィルターシステムが、燃料中の汚染物質を減少させ排除することにおいて益々重要な役割を果たしている。前記のような燃料噴射システムは、高い噴射圧力を利用し、種々の汚染物質に対して感度がよい。例えば、燃料噴射システムの高い噴射圧力のために、燃料中の微量の汚染物質が、スプレーの穴及び先端の摩損及び腐食を引き起こして噴射装置を損傷し得る。
【０００２】
燃料フィルター組立て品の使用は燃料から汚染物質を排除することに役立つが、その濾過処理は他の問題を生じる。例えば一つの主要な問題は、例えばアスファルテン又はニスといった濾過される汚染物質が、燃料から濾過され取り除かれるときに燃料フィルター構成部品を塞ぐことである。このような目詰まりは、燃料の流れを制限し得る。制限された燃料の流れはエンジンの性能を更に低下させ、処置されない場合には、エンジン構成部品の性能の継続的な劣化、機械的破損及び構造上の欠陥を生じ得る。
そのうえ、塞がれたフィルターは、フィルター組立て品において圧力差を作り出し得る。燃料を強制的に通すため、フィルター構成部品の濾過されていない側において圧力が増加するときに、圧力差が増加する。このことが、汚染物質をフィルター構成部品に強制的に通して、フィルター構成部品を引き裂いて損傷させ得る。
従ってエンジンの性能及び信頼性を維持するために、燃料フィルターが、2,000-4,000車両マイル(vehicle mile)おきに、その度毎に高い頻度で交換されなければならないことが多い。このことは、多くの車両、特にひと月に何千マイルも移動する商業用トラックに対して、車両の維持費及び運転経費を有意に増加させる。そのうえ、フィルター交換の増加に伴って、環境整備のような他の関連する問題点が優勢になる。
【０００３】
幸運にも、フィルターを目詰まりさせている汚染物質の形成は、燃料中に入れられる添加剤によって防がれ得る。例えば、分散剤は、燃料に添加されて、ニスを防ぎ溶解させ得る。しかしながら、燃料中に一定のレベル又は所望のレベルの添加剤を保持することは、困難である。従って添加剤は、典型的には各充填ごとに燃料タンクに添加される。しかしながら、燃料中に添加剤を保持する前記のような技術は、不便であり非効率的である。例えば、添加剤は容易に入手可能ではなかったり、又は運転者が添加剤を添加することを忘れたりし得る。さらに、添加剤が燃料タンクに添加される場合、添加剤が燃料と共に均質な混合物を常には形成せず、このことがエンジン燃焼問題を生み出し得る。
燃料を濾過するだけでなく、燃料添加剤の安定した持続的供給源を提供し得る燃料フィルターを提供するために、幾つかの試みが行われた。近年では、Davisが米国特許第5,372,942号において、徐放性成分、例えばワックスに埋込まれた添加剤成分を含む可溶性組成物を有する加圧燃料フィルターを開示した（この内容は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。このワックス/添加剤組成物は、燃料によって接触される場合に、長期間にわたって添加剤を燃料中にゆっくりと完全に溶解して放出する。
Davisによって開示される装置は添加剤の燃料中へのゆっくりとした徐放を可能にするが、前記装置等に付随する固有の問題が存在する。例えば、徐放性成分、例えばワックスは、添加剤を燃料中に放出するときに、燃料中に溶解する。溶解したワックスは、燃料の燃焼速度を損ない、エンジンの性能に影響し得る。加えて、可溶性のワックスは蓄積して、寒い気候の運転の間にフィルターを目詰まりさせ得る。
添加剤のゆっくりとした徐放を提供しうる添加剤組成物に対する必要性が、継続して存在している。
【０００４】
（発明の要約）
少なくとも一つの添加剤の例えば液体燃料といった燃料中への放出、好ましくは徐放を提供するための、新しい機器及び方法を発見した。本発明は燃料添加剤組成物を提供し、前記燃料添加剤組成物は、燃料と接触する場合に燃料添加剤の燃料中への徐放を効率的に提供する。本発明は添加剤組立て品(assembly)も提供し、前記添加剤組立品は、エンジンの燃料ラインに沿って設置されて、燃料ラインを通り抜ける燃料への添加剤の放出速度を実質的に制御することに適応する。本発明の機器及び方法は、例えば自動車、トラック、重機等のもののようなエンジン燃料システムといった燃料システム、燃料搬送システム及び燃料分配システムにおける使用に対して非常に有用かつ有効である。
本発明の燃料添加剤組成物は一般的に徐放性成分及び添加剤成分を含み、前記添加剤成分は、添加剤が燃料中に放出又は溶解されて燃料中に存在している場合に、燃料に一つ以上の利益を提供することに有効である。前記燃料には液体燃料、例えば炭化水素をベースとする燃料が挙げられるが、これだけに限られない。前記徐放性成分が好ましくは、燃料に実質的に不溶性であって、添加剤成分の燃料中への放出速度を減少することに有効である高分子材料である。
特に有利なある態様では、徐放性成分が、マトリックス材料、好ましくは高分子材料を含むマトリックス材料の形態である。前記マトリックス材料は、最初は固体であってもよく、また好ましくは最初は固体である。例えばエンジンの使用温度での燃料添加剤組成物の燃料に対する曝露において、最初は固体のマトリックス材料が柔かくなり得る。あるいは、前記マトリックス材料が、最初はゲル又はペーストの形態であってもよい。幾つかの事象では、燃料に対して曝露される場合に、燃料添加剤組成物が一般的には、可溶性燃料添加剤を放出するか、又はマトリックス材料の中から添加剤を放出する。
【０００５】
本発明の燃料添加剤組立て品は、燃料ラインに沿って設置され得るハウジングを一般的に含む。前記ハウジングの構成部品は好ましくは、例えば内燃機関エンジンといった作業環境における高温の燃料又は燃料組成物であっても、燃料又は燃料組成物に実質的に不溶性である材料から作製され、そのため、前記構成部品が原型を保ち、燃料システムの中に溶解しない及び/又は燃料システムに他の悪影響を与えない。加えて、本発明の機器の不溶性構成成分は、その中に含まれる燃料添加剤の放出の後に再利用され得る。本発明の機器は、対費用効果を高く製造することが容易であって複雑でない。
本発明の燃料添加剤組立て品は、車両に付随するもののような燃料システム並びに燃料の搬送及び/又は分配のためのシステム等における使用に合わせて設計されており、燃料中への少なくとも一つの添加剤の徐放又は穏やかな放出、好ましくは実質的に制御される放出を提供するために設計されている。
一態様では、本発明の燃料添加剤組立て品がハウジングを含み、前記ハウジングは、その中に含まれる本発明の燃料添加剤組成物を含むチャンバーを規定している。前記添加剤組立て品は、燃料ラインに沿って適切な位置に“直列形”に置かれることに適応する。ライン中を流れている燃料は前記組立て品を通り抜け、燃料添加剤の一部分が燃料中へ放出される。
燃料添加剤組成物は、好ましくは粒子又はペレットの形態である。本発明の一態様では、燃料添加剤組成物が、徐放性材料で被覆されるペレットの形態である。
【０００６】
本発明の別の側面では、燃料フィルター要素が組立て品の中に提供される。前記組立て品に入る燃料は、ハウジングの内部に配置された添加剤組成物を通り抜ける前に、最初に堆積物(debris)及び粒子で濾過されるようになり得る。あるいは、又は加えて、第二のフィルター要素が、燃料が添加剤組成物を通った後に、その燃料を濾過するために提供され得る。
やはりさらなる側面では、本発明は、燃料中、例えば液体燃料中に、持続的な速度、好ましくは実質的に制御される速度で添加剤成分を放出する方法を対象としている。本発明の方法は、例えば本発明の燃料添加物組成物を、燃料と接触している例えば容器又はカートリッジ、好ましくは燃料不溶性材料で作製されている容器又はカートリッジ中に置くことを含む。添加剤の燃料中への徐放、好ましくは実質的に制御される放出は、このようにして得られる。
整理番号（代理人整理番号D-2912）及び（代理人整理番号D-2959CIP）を有する同一の期日に出願された同一出願人による米国特許出願は、幾つかの関連する主題を対象としている。これらの同時係属米国出願の各々の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする。
本明細書中で説明される特徴の各々及び全て、並びに前記特徴の二つ以上の組合せの各々及び全てが、前記特徴が相互に矛盾しないような組合せで含まれることを条件に、本発明の範囲内に含まれる。
本発明の更なる側面及び利点は、特に、同様な部分が同様な参照数字を有する添付図面と併せて考慮する場合に、次の説明及びクレームにおいて示される。
【０００７】
（発明の詳細な説明）
本発明は、燃料に使用するための添加剤組成物に関する。前記添加剤組成物は、燃料中、好ましくは液体燃料中に添加剤成分をゆっくりと放出し得る。有利には、前記燃料が実質的には有機燃料組成物、例えば実質的には炭化水素に基づく燃料組成物であって、ディーゼル、ガソリン、灯油、ジェット燃料、バイオディーゼル(biodiesel)、及びFisher-Tropsch法で得られるもののような合成炭化水素に基づく液体燃料が挙げられるが、これだけに限られない。任意で、前記炭化水素に基づく液体燃料は、本発明の機器によって放出されるもの以外の添加剤を含み得る。それらの添加剤には、酸化剤、抗酸化剤、抗磨耗添加剤、セタン向上剤、腐食防止剤、乳化破壊剤、清浄剤/分散剤、流動性向上剤、潤滑剤、金属活性低下剤等及びこれらの混合物が挙げられるが、これだけに限られない。
広範な態様では、前記添加剤組成物が添加剤成分及び徐放性成分を含む。
それと反対の特に明白な断りのない限り、本明細書中で一つ以上のもの又は行為を参照して用いられる単語“含む”、“挙げられる”、“含まれる”及び“含まれている”並びに略語“例えば(e.g.)”は、その参照が、具体的に言及される一つ以上のもの又は行為だけに限られないことを意味している。
【０００８】
＜添加剤組成物＞
本明細書中で用いられる“炭化水素”、“ハイドロカルビル”又は“炭化水素に基づく”という用語は、説明される基が、本発明の文脈の中で炭化水素の特性を優勢に有することを意味している。前記基は、本来純粋な炭化水素である基、炭素及び水素を含む基を含む。前記基は、前記基の優勢な炭化水素の特性を変えない非炭化水素の置換基又は原子を含む基も含み得る。前記置換基には、ハロ-、アルコキシ-、ニトロ等が含まれ得る。それらの基は、ヘテロ原子も含み得る。適切なヘテロ原子は、当業者にとっては明らかであろうし、例えば硫黄、窒素及び酸素が挙げられる。従って本発明の状況の中では炭化水素の特性を優勢に保持するが、前記基は、別の炭素原子からなる鎖又は環に存在する炭素以外の原子を含み得る。
本明細書中で用いられる“ポリオレフィン”という表現は、オレフィンに由来するポリマーを規定する。“ポリオレフィンの”という表現は、二つ以上のC＝C結合を含む化合物を指す。
明細書及びクレームの全体を通して、“可溶性”という表現が用いられている。“可溶性”は、所望のレベルの活性又は性能を提供するのに必要な量が、溶解、分散又は懸濁されることによって通常の液体燃料に組込まれ得ることを意味している。通常、前記表現は、少なくとも材料の約0.001質量％が通常の液体燃料に組込まれ得ることを意味している。
ある広範な態様では、添加剤成分が少なくとも一つの添加剤を含む。本明細書中で用いられる“添加剤”という用語は、徐放性成分と配合又は混合され得る材料であって、フィルターユニットを通じて循環させられる燃料に有益な特性を与える前記材料の全てを含む。
好ましくは、前記添加剤組成物は、次の種類の添加剤を含む。
【０００９】
１．燃料可溶性の無灰分散剤/清浄剤添加物
非常に多くの種類の添加剤が、燃料組成物を改良することに用いられる。前記添加剤には、勿論、無灰及び灰を含む種々の分散剤及び清浄剤だけに限られず、酸化防止剤、抗磨耗剤、摩擦改質剤等も挙げられる。前記の材料は、当業者には周知であり、例えばSmalheer, et al., “Lubricant Additives”, Lezius-Hiles Co., Cleveland, Ohio, USA (1967)；M. W. Ranney, Ed., “Lubricant Additives”, Noyes Data Corp., Park Ridge, N. J., USA (1973)；M. J. Satriana, Ed., “Synthetic Oils and Lubricant Additives”, Advances since 1979, Noyes Data Corp., Park Ridge N. J., USA (1982)；W. C. Gergel., “Lubricant Additive Chemistry”, Publication 694-320-65R1 of The Lubrizol Corp., Wickliffe, Ohio, USA (1994)；及びW. C. Gergel et al., “Lubrication Theory and Practice” Publication 794-320-59R3 of The Lubrizol Corp., Wickliffe, Ohio, USA (1994)といった多数の刊行物、並びに例えば、Chamberlin, IIIの米国特許第4,326,972号、Schroeckらの米国特許第4,904,401号及びRippleらの米国特許第4,981,602号といった多数の米国特許に開示されている。前記刊行物及び前記特許の各々の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする。
前記添加剤の多くは、例えば酸、エステル、無水物、ラクトン及びその他といったカルボキシル基を有する反応体にしばしば由来する。燃料添加剤を調製するための中間体として用いられる馴染み深いカルボキシル化合物の具体的な例には、アルキル及びアルケニル置換したコハク酸及びその酸無水物、ポリオレフィン置換カルボン酸、サリチル酸のような芳香族酸並びにその他が挙げられる。実例となるカルボキシル化合物は、Meinhardtらの米国特許第4,234,435号、Normanらの米国特許第3,172,892号、LeSuerらの米国特許第3,454,607号及びRenseの米国特許第3,215,707号において開示されている。前記特許の各々の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする。
【００１０】
燃料添加剤の調製において用いられるカルボキシル化合物中間体の多くは、塩素を含む。存在する塩素の量は、中間体の総質量のうちの非常に少量のみであることが多いが、前記塩素は、しばしば所望のカルボキシル化合物誘導体中へ持ち越される。政府規制、環境問題及び商業上の理由を含む種々の理由のために、本産業は燃料添加剤としての使用を考慮して設計した添加剤から塩素を減少又は排除するように努力している。
従って、燃料に使用するための低塩素又は塩素フリーの添加剤を調製することに用いられ得る低塩素又は塩素フリーの中間体を提供することが望ましい。一態様では、前記中間体が、米国特許第5,840,920号に開示される方法によって作製される（前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。
加えて、燃料に有用な中間体及び/又は添加剤を生成することに有用な特定の材料及び/又は方法が、欧州特許出願公開EP 279,863号、及び米国特許第3,598,738号、第4,026,809号、第4,032,700号、第4,137,185号、第4,156,061号、第4,320,019号、第4,357,250号、第4,658,078号、第4,668,834号、第4,937,299号、第5,324,800号、第5,071,919号、第5,137,978号、第5,137,988号、第5,286,823号、第5,408,018号、第3,361,673号、第3,087,436号、第3,172,892号、第3,272,746号、第3,215,707号、第3,231,587号、第3,912,764号、第4,110,349号、第4,234,435号、第5,053,152号、第5,160,648号、第5,230,714号、第5,296,154号、第5,368,615号、第5,696,060号、第5,696,067号、第5,739,356号、第5,777,142号、第5,856,524号、第5,786,490号、第6,020,500号及び第6,114,547号において開示されている。前記欧州特許出願公開及び前記米国特許の各々の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする。
一態様では、燃料可溶性の無灰分散剤/清浄剤は、芳香族化合物を含む。そのような添加剤の例は、米国特許第5,458,793号において開示されているものを含み、前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする。
例えば、添加剤は、次の一般式を有し得る：
【００１１】
【化１】
（式中、
Arの各々が独立であって、約5から約30の炭素原子を有する芳香族基であり、例えばアミノ、ヒドロキシ-ポリオキシアルキル、アルキル-ポリオキシアルキル、ニトロ、アミノアルキル、カルボキシからなる群より選択される0から約3の任意置換基又は異なる二つ以上の任意置換基の組合せを有していてもよく；
Rの各々が独立であって、ハイドロカルビル基であり；
R1がH又はハイドロカルビル基であり；
R2及びR3の各々が独立であって、H又はハイドロカルビル基であり；
R4が、H、ハイドロカルビル基、Ar上の任意置換基の群のメンバー又は低級アルコキシからなる群より選択され；
mの各々が、独立であって、0又は1から約6の整数であって；
xが0から約8までであり；
Zの各々が独立であって、OH、低級アルコキシ、(OR5)bOR6又はO-であり；
R5が独立であって、二価のハイドロカルビル基であり；
R6がH又はハイドロカルビルであり；
bが1から約30までの数であり；
cが1から約3までであり；
yが1から約10までの数であり；
和m＋cが、置換に利用可能な対応するArの原子価の数を越えず；
Aの各々が、独立であって、アミド基、アミド含有基、カルボキシル基、エステル基、アシルアミノ基又は次式によって特徴付けられる基である：
【００１３】
【化２】
式中、
Rb、Rc、Rd及びReの各々が独立であって、H、ヒドロキシハイドロカルビル基又はハイドロカルビル基であり；
xはO、S又はNRaであって；
RaはH、ハイドロカルビル、ヒドロキシハイドロカルビル、アミノハイドロカルビル又は次式の基である：
【００１５】
【化３】
式中、Yの各々が、次式の基である：
【００１７】
【化４】
R5の各々が二価のハイドロカルビル基であって；
R7の各々がH、アルコキシアルキル、ヒドロキシアルキル、ハイドロカルビル基、アミノハイドロカルビル基、N-アルコキシアルキル置換アミノハイドロカルビル基又はヒドロキシアルキル置換アミノハイドロカルビル基であり；
aが、0、又は1から約100までの数であり；
Dが次式の基である）
【００１９】
【化５】
又は、一つのZ及びAが一緒になる場合は、少なくとも一つのAが式（II）の基であれば、次式のラクトン基である。
【００２１】
【化６】
加えて、前記添加剤の生成に有用な特定の材料及び/又は方法は、“フェノールのアルキル化”と題される論文（Third Edition, vol. 2, pages 65-66, InterScience publishers, a division of John Wiley and company, N.Y.）並びに米国特許第5,458,793号、第3,954,808号、第5,336,278号、第4,379,065号、第4,663,063号、第4,708,809号及び第5,620,949号に開示されている。前記刊行物及び前記特許の各々の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする。
【００２３】
２．少なくとも一つの塩基性窒素原子を有する脂肪族ハイドロカルビル置換アミンを含む、燃料可溶性の無灰分散剤/清浄剤
別の態様では、本発明に用いられる燃料可溶性の無灰分散剤/清浄剤は、少なくとも一つの塩基性窒素原子を有する脂肪族ハイドロカルビル置換アミンである。前記脂肪族ハイドロカルビル置換アミン及びそれらの調製方法は、本技術分野において周知である。前記アミン及び前記方法は、例えば米国特許第6,140,541号、第3,275,554号、第3,438,757号、第3,454,555号、第3,565,804号、第3,574,576号、第3,671,511号、第3,755,433号、第3,756,793号、第3,822,289号、第5,346,965号、第5,508,356号、第5,496,383号、第5,567,845号、第5,674,950号、第5,691,422号、第5,777,041号、第5,780,554号、第5,880,219号及び第5,919,869号、並びに欧州特許出願公開EP-B-573 578号、EP-B-516 838号及びEP-B-476 485号に開示されている。前記特許の各開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする。
一態様では、次式を有する脂肪族ハイドロカルビル置換アミンが調製され得る：
【００２４】
【化７】
（式中、
R1、R2、R3及びR4の各々が相互に独立であって、水素、又は約40000までの数平均分子量を有する未置換若しくは置換された飽和、モノ不飽和若しくはポリ不飽和の脂肪族ラジカルであり；
前記ラジカルR1からR4の少なくとも一つが、約150から約40000の数平均分子量を有し；
R5及びR6の各々が相互に独立であって、水素、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル、アルキルアリール、hetアリール(hetaryl)又は次式のアルキレンイミン ラジカルである
【００２６】
【化８】
（式中、
Alkが直鎖又は分枝アルキレンであり；
mが0から10までの整数であり；
R7及びR8の各々が相互に独立であって、水素、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル、アルキルアリール若しくはhetアリールであるか、又は
R7及びR8が結合している窒素原子と一緒になって複素環式構造を形成するか、又は
R5及びR6が、それらが結合している窒素原子と一緒になって複素環構造を形成する）。
ラジカルR5、R6、R7及びR8の各々が、ヒドロキシル基又はアミノ基を有する更なるアルキルラジカルにより置換されることが可能であり、その場合、（IX）の式のエポキシドが（X）の式の窒素化合物と反応させられて、（XI）の式のアミノアルコールを生じ：
【００２８】
【化９】
（式中、R1、R2、R3及びR4は上述する意味を有する）
【００３０】
【化１０】
（式中、R5及びR6は上述する意味を有する）
【００３２】
【化１１】
式（XI）のアミノアルコールが触媒的に脱水され、形成したオレフィンが水素化されて、式（VII）のアミンを生じる。
第一の有用な態様では、エポキシド（IX）のアミン（VII）への変換が、脱水と同時に水素化する特性を有する触媒及び水素の存在下において窒素化合物（X）と共にエポキシド（IX）を反応させることによって、一段階で行われる。
第二の有用な態様では、エポキシド（IX）のアミン（VII）への変換が、アルコキシル化触媒の存在下において窒素化合物（X）と共にエポキシド（IX）を反応させてアミノアルコール（XI）を生じる第一段階によって、また必要に応じて未変換の反応体を分離することによって、二段階で行われる。アミノアルコール（XI）は、脱水と同時に水素化する特性を有する触媒の存在下において二段階で水素化されて、アミン（VII）を生じる。
【００３４】
３．燃料可溶性の無灰Mannich型分散剤/清浄剤
別の種類の燃焼可溶性である分散剤/清浄剤は、Mannich分散剤である。Mannich分散剤は一般的に、ホルムアルデヒド又はパラホルムアルデヒドのような少なくとも一つのアルデヒド、アミン、及び少なくとも一つのアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物の反応によって形成される。前記ヒドロキシ芳香族化合物は一般的には、フェノール類を含むアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物である。前記ヒドロキシ芳香族化合物は少なくとも一つ、好ましくは三つ以上の脂肪族基又は脂環式基で置換されたものであり、前記脂肪族基及び脂環式基は約6から約400、又は約30から約300、又は約50から約200の炭素原子を有する。前記基は、一つ以上のオレフィン又はポリアルケンに由来してもよい。一態様では、前記ヒドロキシ芳香族化合物は、約500から約2000の量平均分子量（MW）を有する脂肪族炭化水素又は脂環式炭化水素に基づく基によって置換されたフェノールである。Mannich分散剤添加物は、米国特許第3,980,569号、第3,877,899号、第3,368,972号、第3,413,347号、第3,649,229号、第3,697,574号、第3,725,277号及び第3,726,882号に開示されている。前記特許の各開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする。
前記添加剤の一つは、二つ以上の炭素原子を有するアルデヒド反応体、ケトン反応体、又は前記アルデヒド反応体と前記ケトン反応体との混合物を、次のMannich縮合生成物と反応させることによって作られ得る：
（１）アルキル置換フェノール、ホルムアルデヒド及びアルキレン ポリアミンの縮合によって形成するMannich生成物、及び
（２）金属置換アミノピリジン、ホルムアルデヒド及びアルキレン ポリアミンのMannich縮合生成物。
【００３５】
好ましくは、アルデヒド反応体及びケトン反応体が、少なくとも6の炭素原子を有する。アルデヒド反応体及びケトン反応体における炭素原子の数が増えるにつれて、また前記反応体の炭化水素鎖の分枝が増えるにつれて、縮合生成物がさらに油溶性となる。
適切なアルデヒド反応体の例は、次のようである：ヘキサナル、へプタナル、2-メチル へプタナル、2-エチル へプタナル、2-メチル-4-エチル へプタナル、3-メチル デカナル、3,5-ジメチル デカナル、3-エチル-5-メチル デカナル、5-ブチル デカナル、5-メチル-6-ブチル デカナル、5-メチル ペンタデカナル、5-エチル ペンタデカナル及び3-メチル へプタデカナル。適切なケトン反応体の例は、次のようである：2-ヘキサノン、3-ヘプタノン、3-オクタノン、2-メチル-3-オクタノン、2-エチル-3-オクタノン、5-メチル-3-デカノン、5-エチル-3-デカノン、5-プロピル-3-デカノン、5-プロピル-3-ウンデカノン、5-ペンタ-3-デカノン、2-メチル-5-ペンタデカノン、2-エチル-5-ペンタデカノン及び2-プロピル-5-ペンタデカノン。
好ましいアルキル置換フェノール類のアルキル置換基は、約40より少ない炭素原子を含み、最も好ましくは約1から約18の炭素原子の分枝アルキル基を含む。好ましいメチル置換アミノピリジン類は、2-アミノ-4,6-ジメチル ピリジンである。他の適切なメチル置換アミノピリジン類は、α-ピコリン、β-ピコリン及びγ-ピコリンである。
適切なアルキレンポリアミンは、次式を含むものである
【００３６】
（XII） H2N(−アルキレン−NH)nH
【００３７】
（式中、nが約1から約10までの整数であり、“アルキレン”が約2から約8の炭素原子を有する二価の飽和炭素原子である）。好ましいアルキレンポリアミンは、（“アルキレン”が2の炭素原子を有する）エチレン ポリアミン類であり、その中でテトラエチレン ペンタミン(pentamine)が最も好ましい。他のアルキレンポリアミン類には、例えばプロピレン ポリアミン類、ブチレン ポリアミン類、及びこれらポリアミン類の環式同族体（例えばピペラジン類）が挙げられる。さらに他のアルキレンポリアミン類の具体例は、エチレン ジアミン、ジエチレン トリアミン、ペンタ-エチレン テトラミン(tetramine)及びN-2-アミノエチル-ピペラジンである。
加えて、前記添加剤の生成に有用な特定の材料及び/又は方法は、米国特許第3,422,157号、第3,932,537号、第4,469,908号、第4,323,714号、第4,740,321号、第4,849,569号、第5,019,669号、第5,300,701号及び第5,663,457号に開示されており、前記特許の各開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする。
【００３８】
４．少なくとも一つの塩基性窒素原子を有する燃料可溶性ポリ(オキシアルキレン)アミン；“ポリエーテル ポリアミン類”
本発明における使用に適する更に別の種類の分散剤/清浄剤はポリ(オキシアルキレン)アミンを含み、前記ポリ(オキシアルキレン)アミンが少なくとも一つの塩基性窒素原子、及びガソリン又はディーゼルの範囲に収まる炭化水素にポリ(オキシアルキレン)アミンを溶解させるのに充分な数のオキシアルキレン単位を有する。前記種類の添加剤は、ハイドロカルビルポリ(オキシアルキレン)ポリアミン類、ポリアルキレン グリコール ポリアミン類又は便宜上“ポリエーテル ポリアミン類”と称され得る。
適切なポリ(オキシアルキレン)アミン化合物は、例えば米国特許第3,440,029号、第4,247,301号、第4,261,704号、第5,192,335号及び第5,752,991号において開示されるハイドロカルビル ポリ(オキシアルキレン)ポリアミン類を含む。前記特許の各開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする。
ポリ(オキシアルキレン)アミン化合物の例は、次式を有する長鎖アルキルフェニル ポリオキシアルキレン アミンである：
【００３９】
【化１２】
（式中、
R1'が、少なくとも40の炭素原子を有するアルキル基であり；
R2'及びR3'の各々が独立であって、水素、又は約1から約2の炭素原子を有する低級アルキルであり、
R2及びR3の各々が各 - - O−CHR2−CHR3 - -単位において独立に選択され；
Aが、アンモニア由来のアミン部分、約1-約20の炭素原子を有する第一級アルキル モノアミン、各アルキル基において約1-約20の炭素原子を有する第二級ジアルキル モノアミン、又は約2-約12のアミン窒素原子及び約2-約40の炭素原子を有するポリアミンであり；
xが約1-約2までの整数であり；
yが約5-約50までの整数である）。
別の態様では、ヒドロキシ化合物 ROHとアルキレンオキシド CmH2mOとを縮合し、又は前記オキシド類の混合物を（任意で第二アルキレンオキシドCmH2nO又はこれらの混合物と）縮合し、最終的に、還元的アミノ化（米国特許第2,754,330号及び第2,928,877号）又はシアノエチル化に続く水素化（米国特許第2,280,792号）のいずれかにより末端アミノ基を付け加えることによって、ポリ(オキシアルキレン)アミン類が都合よく作られ得る。前記特許の各開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする。
加えて、前記添加剤の生成に有用な特定の材料及び/又は方法は、米国特許第3,849,085号、第4,231,759号、第4,238,628号、第4,247,301号、第4,261,704号、第2,841,479号及び第2,782,240号、1991年9月25日に公開された欧州特許出願第0,448,365 Al 号、並びにKirk Othmerの“Encyclopedia of Chemical Technology”, vol. 19, Interscience Publishers, New York (1998)に開示されている。前記特許、特許出願及び刊行物の各開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする。
【００４１】
一態様では、燃料添加剤組成物が、燃焼方式及び燃料に適合性の微生物殺生剤(microbiocide)を含む。前記微生物殺生剤は、水よりも燃料においてより可溶性である。別の態様では、流動向上剤が燃料に添加される。例えば、コハク酸及びフタル酸に由来する脂肪族アミド類は、Daviesらの米国特許第5,833,722号に開示されるように、ワックスの結晶成長抑制剤として用いられる（前記特許の開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする）。また、Feldmanの米国特許第3,790,359号によって開示されるように、約1000 MWの分枝炭化水素混合物が、エチレンと不飽和エーテルとの共重合体と共に用いられる（前記特許の開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする）。Langerの米国特許第3,999,960号によって開示されるように、アルキルジフェニルエーテルも流動向上剤、例えば燃料ワックス結晶抑制剤として、本発明に用いられ得る（前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。
燃料に添加され得る適切な抗酸化剤は、金属ジチオフォスフェート類及び金属ジチオカーボネート類である。非常に申し分ないことが見出された好ましいある特定の抗酸化剤添加物は、フェノール類の抗酸化剤であって、ETHYL 702（Ethyl Corporation）の商標名のもとで商業的に入手可能な4,4’-メチレン-ビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)である。
硫黄、金属ナフテネート類、リン酸エステル類及び硫化炭化水素等のような抗磨耗剤も用いられ得る。ある非常に申しの分ない好ましいEP添加剤であって、ベアリング腐蝕防止剤として非常に申し分ない前記EP添加剤は、BUTYL ZIMATE（R.T. Vanderbuilt Company）として商業的に入手可能な亜鉛ジブチルジチオ-カルバメートである。
【００４２】
Feldmanらの米国特許第5,094,666号によって開示されるもののような流動向上剤が用いられ得る（前記特許の開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする）。例えば、前記のような抗ゲル化常温流動(cold flow)添加剤は、エチレンと脂肪酸のビニルエステル類との共重合体であって500-50,000の分子量を有するもの；又は0.005-0.2％で用いられるフタル酸無水物の獣脂アミン塩；又は0.005-0.15％で用いられるジチオ-安息香酸の獣脂アミン塩；又は4-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチル ジチオ安息香酸；又はエチレン-ビニル酢酸共重合体を含む。
Herbstmanの米国特許第5,332,407号によって開示されるもののような分散剤/清浄剤も用いられ得る（前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。例えば一態様では、前記のような分散剤/清浄剤が、4-アルキル-2-モルフォリン及びアルキルフェニル ポリオキシアルキレン アミンを含む。
潤滑剤、例えばカルボン酸ポリオール エステル類、ダイマー酸、ポリオール エステル類、ひまし油、植物性油、脂肪酸メチル エステル類（特にナタネ油）、グリコール エステル類、特に（不飽和の）オレエート類及びリノレエート類も用いられ得る。Careyらの米国特許第5,756,435号によって開示されるもののような潤滑剤が含まれ得る（前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。潤滑剤の例は、グリセロール モノオレエート、脂肪酸ホルメート類、脂肪酸アミド類又は1,2-アルカン ジオール類をさらに含む。
【００４３】
Sweeneyらの米国特許第4,460,379号によって開示されるもののような安定剤が用いられ得る（前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。例えば、そのような添加剤は、ハイドロカルビル ポリオキシプロピレン ジ(ポリオキシエチレン) アミンを含む。
Bowersらの米国特許第4,892,562号に開示されるもののような排気（例えばCO及び窒素酸化物）還元剤が用いられ得る（前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。例えば、オクチル ニトレートのような酸素化溶剤中の0.01-1.0 ppmの燃料可溶性有機金属プラチナ化合物が、排気還元剤として用いられ得る。排気添加剤の別の例は、オクチルニトレート中のジベンジル シクロオクタジエン プラチナIIを含む。Coxの米国特許第4,294,586号も、ディーゼル燃料に使用するための排気還元剤を開示している。そのような添加剤は、アルコール、トルエン及び過酸化水素の混合物を含む。さらに、Vararuらの米国特許第4,857,073号は、約6％のジ-tert-ブチル ペルオキシド、約1％のタル油イミダゾリン、約0.5％のネオ-デカン酸、及び前記ペルオキシド、イミダゾリン及び酸と充分に混合された炭化水素溶剤担体である残余を混合形態で含む組成物を開示している。上記Coxの特許及びVararuらの特許の各開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする。
O’Brienらの米国特許第4,125,382号によって開示されるもののような乳化破壊剤が用いられ得る（前記特許の開示は、参照により本明細書にそのまま含まれるものとする）。例えば、そのような添加剤はポリオキシエチレン エーテル類を含む。
【００４４】
＜徐放性成分＞
燃料フィルターの使用温度は、約49℃であるが、約100℃と同じ高さに近づき得る。従って高分子材料が燃料フィルター組立て品等に用いられる場合は、前記高分子材料が約50℃から約200℃の範囲の融点を有することが好ましい。より好ましくは、前記融点が約77℃から約170℃の範囲である。また、高分子材料は硬く、非粘着性である。そのうえ高分子材料は、好ましくは燃焼に不溶性であり、より好ましくはディーゼル燃料に不溶性である。
広範な態様では、徐放性成分が、添加剤成分の放出速度の制御を提供する。例えば徐放性成分は、添加剤組成物の添加剤成分の燃料中への放出を減速させることに有効である。一態様では、徐放性成分が高分子材料を含む。高分子材料は、ゲルであってもよく、好ましくは固体であり得る。本発明をいずれかの動作機構又は動作理論に制限することを望まないが、高分子材料が燃料と添加剤成分との間の物的障壁としての機能を果たし、添加剤の燃料への放出、例えば拡散を減速させることが信じられている。
好ましい態様では、高分子材料が、分子あたり2から約12の原子を有するオレフィン成分に由来するポリマー反復単位を含む。前記のようなポリオレフィン類は一般的に、2から約12の炭素原子の未置換脂肪族炭化水素オレフィンのポリマーであり、より詳しくは2から約12の炭素原子の未置換脂肪族炭化水素オレフィン及び2から約12の炭素原子の置換脂肪族炭化水素オレフィンのポリマーである。ある有用な態様では、高分子材料が酸化されている。別の好ましい態様では、高分子材料がアミド化されている。
【００４５】
一態様では、マトリックス材料が、脂肪酸成分、例えば約18の炭素原子又は約28-約36の炭素原子を有する脂肪酸分子を含む脂肪酸成分である。特に有用な脂肪酸成分は、通常はC28H56O2であるモンタン酸である。適切な脂肪酸成分、例えばモンタン酸は、好ましくは約76℃から約87℃の融点、より好ましくは約76℃から約81℃の融点を有する。ある有用な態様では、脂肪酸成分の融点が、少なくとも約80℃又は少なくとも約82℃である。これらの特性を有するモンタン酸は、例えばS-Wachsの商標名の下で既知である。
好ましい態様では、脂肪酸成分、例えばモンタン酸がエステル化されて、脂肪酸エステル ワックス、例えばモンタン酸エステル ワックスをも形成し得る。前記脂肪酸エステル ワックスが、好ましくは、モンタン酸を含む約C20-約C30の脂肪酸のエステル類の優勢な構成成分を有する。
別の好ましい態様では、モンタン酸が他の脂肪族カルボン酸と結び付いて、カルボン酸アミド類を形成する。例えばモンタン酸は、少なくとも約10の炭素原子、好ましくは約14から約25の炭素原子を有する少なくとも一つの脂肪族カルボン酸に、約60から約400、好ましくは約60から約200の分子量を有する少なくとも二官能性のポリアミン類、ポリオール類又はアルカノールアミン類で結び付けられ得る。
他の高分子材料も徐放性成分を形成し得る。それらの高分子材料には、エチルセルロース、セルロース、シリコン、ゴム、脂肪性合成界面活性剤、熱可塑性樹脂、吸着剤（粘土）及びこれらの混合物が挙げられる。
好ましいポリオレフィン類は、エチレン、プロピレン、ブテン-1、イソブテン、ペンテン、ヘキセン、へプテン、オクテン、イソブテン、3-メチルブテン-1、4-メチルペンテン-1、4-メチルヘキセン-1及び5-メチルヘキセン-1のような直鎖及び分子鎖化合物を含む未置換脂肪族炭化水素モノオレフィン類から調製される。
【００４６】
ポリオレフィンは、好ましくは、ジエン又はトリエンのような未置換脂肪族炭化水素ポリエンもモノマー単位として含む。そのような未置換化合物は、直鎖化合物、分枝鎖化合物又は環式化合物であり得る。一般的には、約4から約12の炭素原子のポリエン類が使用される。
ポリオレフィン類を調製するのに適する共重合体は、上に列挙するようなホモポリマーを調製することに利用されるものであって、プロパン若しくはブテン-1とエチレンとのもの、又はイソブチレンとイソプレンとのもの等である。適切なターモノマー(termonomer)は、プロパン、エチレン等のような上に開示されるホモポリマー及び共重合体を調製することに利用されるものであって、約15質量％まで、好ましくは約10質量％までのポリエンを含む。前記ポリエンは、例えばジシクロペンタジエン、1,3-ブタジエン、1,5-シクロオクタジエン、2-エチリデンノルボルネン-5、1,4-ヘキサジエン、1,4-へプタジエン、ビシクロ(2,2,1) ヘプタ-2,5-ジエン、他の共役ジエン及び、特に直鎖又は環状鎖を有する非共役ジエンである。
イソプロピリデン シクロペンタジエンのようなトリエン類、並びにこれらのシクロペンタジエンとのDiels-Alderモノ-及びジ-付加生成物が、ジエンの代わりに用いられ得る。
未置換脂肪族ジオレフィン類も、ブタジエン、イソプレン、オクタジエン等のような有用なポリオレフィン類を調製するために用いられ得る。特に有用なのは種々の形態のポリブタジエンであって、乳化、懸濁又は溶液処理で作製されるもの、並びにスチレンのようなモノマーとのランダム重合体、ブロック重合体及び星型ブロック重合体のようなものでる。
【００４７】
高分子材料は、エチレン化不飽和モノマーに由来する異なるポリマー反復単位を含み得る。一態様では、高分子材料がポリエチレンを含む。有用な態様では、前記材料が酸化ポリエチレン ワックスを含む。別の有用な態様では、前記材料がアミド化ポリエチレン ワックスを含む。
別の態様では、高分子材料が、例えばAirflex 410の商標名の下でAir Productsから販売されているポリエチレン/ビニル アセテート共重合体といった、エチレンとビニル アセテートとの共重合体である。ポリエチレン/ビニル アセテート共重合体は、高度に燃料耐性の保護膜を提供し、高温に耐え得る。一態様では、高分子材料がエチレンとブチレンとの共重合体である。
別の態様では、高分子材料が、ポリプロピレン、より好ましくはポリプロピレン オキシドであって、約500,000の分子量を有する。前記ポリプロピレン オキシドは、Coathylene PY 0787Fの商標名の下で販売されている。他のエチレン化不飽和モノマーは、約200,000から約300,000の分子量のエチレン-プロピレン共重合体；約200,000から約30,000の分子量のエチレン-エチルアクリレート ポリマーを含む。非常に申し分ないことが見出された好ましい一つのポリマーは、約60,000から約135,000の分子量であるポリイソブチレンであり、好ましいポリイソブチレンは、Enjay Chemical Companyによって製造されているVISTANEX（登録商標）によって特定される。
【００４８】
高分子材料を形成することに用いられるエチレン化不飽和モノマーに由来する反復単位は、次のものを含む：モノオレフィン炭化水素、すなわち炭素及び水素のみを含むモノマーであって、エチレン、プロピレン、3-メチルブテン-1、4-メチルペンテン-1、ペンテン-1、3,3-ジメチルブテン-1、4,4-ジメチルブテン-1、オクテン-1、デセン-1、スチレン及びその中心のα-アルキル置換誘導体又はアリール置換誘導体、例えばo-、m-若しくはp-メチル、エチル、プロピル又はブチル スチレン、α-メチル、エチル、プロピル又はブチル スチレンのような材料を含むもの；フェニル スチレン、及びα-クロロスチレンのようなハロゲン化スチレン類；例えばビニル アセテート、ビニル プロピオネート、ビニル ブチレート、ビニル ステアレート、ビニル ベンゾエート、ビニル-p-クロロベンゾエート類といったビニル エステル類、並びに例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、オクチル及びラウリル メタクリレートといったアルキル メタクリレート類を含むモノオレフィン化不飽和エステル類；例えばオクチルといったアルキル クロトネート類；例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、2-エチルヘキシル、ステアリル、ヒドロキシエチル及びtert-ブチルアミノ アクリレート類といったアルキル アクリレート類；例えばイソプロピル アセテート、イソプロピル プロピオネート、イソプロピル ブチレート及びイソプロピル イソブチレートといったイソプロピル エステル類；
【００４９】
例えばイソプロピル クロリドといったイソプロピル ハライド類；例えばビニル α-クロロアセテート、ビニル α-クロロプロピオネート及びビニル α-ブロモプロピオネートといった、ハロゲン化した酸のビニルエステル類；例えばアリル クロリド、アリル アルコール、アリル シアニド、アリル クロロカーボネート、アリル ニトレート、アリル ホルメート及びアリル アセテート並びに対応するメタリル化合物といったアリル化合物及びメタリル化合物；例えばβ-エチル アリル アルコール及びβ-プロピル アリル アルコールといった、アルケニル アルコール類のエステル類；例えばメチル α-クロロアクリレート、エチル α-クロロアクリレート、メチル α-ブロモアクリレート、エチル α-ブロモアクリレート、メチル α-フルオロアクリレート、エチル α-フルオロアクリレート、メチル α-ヨードアクリレート及びエチル α-ヨードアクリレートといったハロアルキル アクリレート類；例えばメチル α-シアノアクリレート及びエチル α-シアノアクリレートといったアルキル α-シアノアクリレート類、並びに例えばモノメチル マレエート、モノエチル マレエート、ジメチル マレエート、ジエチル マレエートといったマレエート類；例えばモノメチル フマレート、モノエチル フマレート、ジメチル フマレート、ジエチル フマレートといったフマレート類；ジエチル グルタコネート(glutaconate)；
【００５０】
例えばフマロニトリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、1,1-ジシアノプロペン-1、3-オクテノニトリル、クロトノニトリル及びオレオニトリルを含むモノオレフィン化不飽和有機ニトリル類；例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、3-ブテン酸、ケイヒ酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸無水物等を含むモノオレフィン化不飽和カルボン酸。アクリルアミドのような、前記の酸のアミド類も有用である。例えばビニル メチル エーテル、ビニル エチル エーテル、ビニル プロピル エーテル、ビニル n-ブチル エーテル、ビニル イソブチル エーテル、ビニル 2-エチルヘキシル エーテル、ビニル-2-クロロエチル エーテル、ビニル プロピル エーテル、ビニル n-ブチル エーテル、ビニル イソブチル エーテル、ビニル-2-エチルヘキシル エーテル、ビニル 2-クロロエチル エーテル、ビニル セチル エーテル等といったビニル アルキル エーテル類及びビニル エーテル類；並びに、例えばビニル β-クロロエチル スルフィド、ビニル β-エトキシエチル スルフィド等といったビニル スルフィド類も、ジオレフィン化不飽和炭化水素として含まれ得る。前記ジオレフィン化不飽和炭化水素は、共役関係にある二つのオレフィン基及びそれらのハロゲン誘導体、例えばブタジエン-1,3；2-メチルブタジエン-1,3；2,3-ジメチルブタジエン-1,3；2-メチルブタジエン-1,3；2,3-ジメチルブタジエン-1,3；2-クロロブタジエン-1,3；2,3-ジクロロブタジエン-1,3；及び2-ブロモ-ブタジエン-1,3等を含む。前述の化合物の混合物も使用され得る。
【００５１】
特に有用なモノマー組成物は、スチレン、メチル メタクリレート、メチル アセテート、ビニル アセテート、スチレンとアクリロニトリルとの混合物、及びスチレンと種々のマレエート類との混合物も含む。
本発明によると、徐放性成分がマトリックス材料又はコーティング材料であり得る。徐放性成分が添加剤成分と混合される場合は、徐放性成分がマトリックス材料と呼ばれる。徐放性成分が添加剤成分の周囲を被覆する場合は、徐放性成分がコーティング材料と呼ばれる。徐放性成分がマトリックス材料又はコーティング材料のいずれであろうと、好ましくは燃料に不溶性である。
一態様では、マトリックス材料が、無制限に、徐放性成分高分子材料のいずれかから選択され得る。一態様では、マトリックスが、所要の放出速度、硬度、可溶性及び融解範囲を達成するように選択されたポリマーの混合物であり得る。そのような混合物は、例えばポリエチレン/ポリプロピレン、好ましくは、より優れた耐久性を有するエチレン/ブチレンを含み得る。マトリックス材料はさらに、組成物に対する構造剤(structural agent)としての機能を果たし得る。一態様では、マトリックス材料がゲルである。好ましい態様では、マトリックス材料が固体、例えばワックスである。
一態様では、添加剤組成物が重構造である。例えば、添加剤組成物の最も内側のコアは、添加剤成分と第一マトリックス材料との混合物であり得る。添加剤組成物の次の層は、添加剤成分と、第一のものと異なるマトリックス材料との混合物であり得る。あるいは、前記次の層が、添加剤成分と第一層のマトリックス材料との混合物であるが、異なる混合比を有する前記混合物であり得る。本発明の添加剤組成物は、二つ以上の層を含み得る。一態様では、添加剤組成物が三つ以上の層を含む。別の態様では、添加剤組成物が四つ以上の層を含む。前記のような重構造の添加剤組成物は、例えば、速く、それから遅くといった可変性の放出特徴を提供する。
他の配置計画(arrangement scheme)は、添加剤成分の放出パターンを変動させることに役立ち得る。例えば本発明の添加剤組成物は、例えば分散剤といった、液体添加剤成分を含み得る。前記液体添加剤成分は、添加剤成分/マトリックス材料混合物の固形層で覆われており、放出パターンを制御される。
一態様では、添加剤成分及びマトリックス材料を含む添加剤組成物が、放出エンハンサー(enhancer)成分をさらに含み、放出速度を増加させ得る。放出エンハンサー成分は、灯心材料(wicking materials)、界面活性剤、例えばポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン共重合体等といった非イオン界面活性剤等、及びこれらの混合物から選択され得る。前記灯心材料は、綿、ポリエステル繊維及びこれらの混合物が含まれ得るが、これだけに限られない。
【００５２】
一態様では、添加剤成分及びマトリックス材料を含む添加剤組成物が補強成分をさらに含み、添加剤組成物の構造を補強して、燃料を流動させることによる侵食(erosion)に対して感受性をより低くし得る。前記補強成分は繊維を含み得るが、それだけに限られない。好ましい態様では、綿繊維、ポリエステル繊維及び/又はファイバーグラス繊維並びにこれらの混合物が、前記添加剤組成物のマトリックス、好ましくは融解マトリックスに添加される。
好ましい態様では、マトリックス材料が、ポリプロピレン、好ましくはLicowax PP 230の商標名の下で販売されているポリプロピレン ワックスである。ポリプロピレン ワックスは、高温におけるその不溶性のために好ましい。また、ポリプロピレンは、高い、すなわち329℃の軟化点を有することから好ましい。より高い軟化点は、高分子材料がユニットとしての原型を保持し、放出の安定な速度を維持することを可能にする。
本発明の添加剤組成物は外側のコーティング材料を含んでもよく、前記外側のコーティング材料は、選択される添加剤成分、及び/又は、被覆された添加剤組成物を形成する添加剤成分/マトリックス材料の混合物を覆う又は取り囲む。コーティング材料は、好ましくは、コーティング材料を含まない同一組成物からの添加剤放出速度に対して、コーティング組成物からの添加剤の燃料中への放出速度を減少させるのに有効な量で存在する。コーティング材料は、上で開示される徐放性成分のいずれかから選択され得る。一態様では、コーティング材料が融解高分子材料（融解徐放性成分）、例えば乳化ポリマー、又は溶媒材料中の高分子材料を含む。勿論、前記溶媒はコーティング材料がその中に可溶であって、かつ前記溶媒がコーティング材料、添加剤組成物又は最終生成物の性能に対して有意に有害な影響を有さないように選択されるべきである。好ましい態様では、コーティング材料が、ポリエチレン ビニル アセテートを含む。
【００５３】
外側のコーティングは硬くても又は軟らかくてもよく、各形式は、覆われている添加剤を燃料に曝露させるために独自のメカニズムを有するが、いずれの形式も本発明に伴う使用に適する。例えば、ポリビニリデン クロリド（PVDC）は、コーティング材料として用いられ得る。PVDCは、燃料がコーティングを通じて染み込む場合に添加剤を放出する、硬いコーティングである。燃料がコーティングの内側の添加剤を膨らませて、最終的には被覆ペレットが割られる。これにより、次に内側の添加剤が燃料に曝露される。軟らかいコーティング材料の例は、ポリビニル アセテート（PVA）である。燃料は軟らかいコーティングにも浸透するが、その軟らかいコーティングは、柔軟であることから割れない。前記燃料は、コーティングを通じて拡散するよりも、添加剤の一部を溶解してから被覆組成物を退いて脱出する。PVDC及びPVAの両方のコーティング材料は、エンジン使用温度で燃料に不溶性である。
表１は他のポリプロピレン ワックス化合物及び混合物を示しており、これらは高温において不溶性であって、高い軟化点を有することから優れたマトリックス材料である。
一態様では、マトリックス材料が、ポリエチレン ワックス、好ましくは酸化ポリエチレン ワックス、例えばLicowax PED Wax 522の商標名の下でClariantにより販売されているものである。しかしながら、表１から見られるように、前記マトリックス材料は高温、例えば約121℃で融解する。前記マトリックス材料は高温で融解し得るが、それでもやはり、例えばポリエチレン ビニル アセテート等の燃料耐性材料と共に、マトリックス材料として有用である。表１は、マトリックス材料に分配される添加剤が18％のポリエチレン ビニル アセテートで被覆されている場合に、前記添加剤が121℃で不溶性であることを示している。さらに、中に被覆添加剤マトリックス組成物が位置している燃料は、121℃であっても濁らない。この観察は、酸化ポリエチレン ワックスが実質的に不溶性であることを示している。
【００５４】
【表１】
好ましい態様では、添加剤組成物が、鉱物油担体中のポリオレフィン アミド アルケンアミンである添加剤を含む。より好ましくは、前記添加剤が、Lubrizol Corpotrationにより製造されている製品 0276.6である。さらに前記添加剤は、マトリックス材料である前記酸化ポリプロピレン ワックス及び/又はポリプロピレン ワックス、例えばClariant Corporationによって製造されるLicowax PP 230及び/又はCoathylene PY 0787F（マトリックス材料）と混合され得る。前記マトリックス材料は、例えばマトリックスを含む添加剤組成物の粒子が実質的に安定な構造を維持するために構造剤として機能すること、及び添加剤放出の速度を減少させるための徐放性成分であることの二重の目的を有する。
好ましい態様では、添加剤組成物が、約50質量％から約75質量％、例えば約66質量％の製品 0276.6；約10％質量から約25質量％、例えば17質量％のLicowax PP 230；及び約10質量％から約25質量％、例えば約17質量％のCoathylene PY 078Fを含む。添加剤組成物は、例えば、アイスホッケーのパックに少なくとも幾らか類似する形をした物体のような単一物、又は錠剤、ピル、顆粒等の粒子形態のような複数個の粒子のような適切な形態のいずれかであり得る。
添加剤の放出速度は、マトリックス材料の量によって調整され得る。例えば、添加剤組成物中のより多くのマトリックス材料含有量が、添加剤の放出速度を減少する。一態様では、マトリックス材料が、総添加剤組成物の約10質量％から約90質量％を構成する。好ましい態様では、マトリックス材料が、総添加剤組成物の約25質量％から約70質量％、より好ましくは約50質量％を構成する。
添加剤が放出される速度は、添加剤組成物にコーティングを使用すること、及び/又は前記コーティングの厚さを調整することによって、調整され得る。より好ましい態様では、コーティングが、総添加剤組成物の約5質量％から約50質量％を構成する。より好ましい態様では、コーティングが、総添加剤組成物の約8質量％から約25質量％を構成する。
【００５６】
不溶性コーティング材料は既知であって、冷却材(coolant)添加物のような添加剤を被覆することに用いられる。例えば、Hudgenらの米国特許第5,662,799号は、不溶性コーティングであるポリビニル アセテートに覆われた冷却材添加物を含む冷却材フィルターを開示している。前記特許の開示は、参照によりそのまま本明細書に含まれるものとする。
冷却材システムに使用するための不溶性コーティング材料を含むコーティング添加剤は既知であるが、冷却材システムと燃料システムとは非常に異なることから、同様なコーティングが燃料システムに応用し得ることは驚くべきことである。例えば、冷却材システムは、閉ループであることが多い。対照的に燃料システムは、有意な再生利用を伴う半-再循環である。従って燃料システムは多くの場合、燃料がひとたびシステムを通るときに、燃料との実質的な即時的化合に充分な添加剤をコーティング材料が放出し得ることを必要とする。さらに添加剤は、燃料の流れに比例する速度で放出されることを必要とし得る。このことは冷却材システムにおいて必須の要求ではない。また、冷却システム温度は、燃料システム、例えばエンジン燃料システムのものより低いことが多い。そのうえ、燃料システムと冷却材システムとは、化学的に異なっている。例えば、エンジン冷却材はしばしば水に基づいており、エンジン燃料はしばしば炭化水素を含み実質的に水を含まない。
上記の燃料添加剤組成物は、単一物の形態でハウジングに存在し得る。別の態様では、前記組成物が複数個の粒子として存在する。前記組成物は、種々のサイズであり得る。そのサイズに関わらず、前記添加剤組成物は、円筒形錠剤、立方体錠剤、球形錠剤及び“ドーナツ”型パックのような、種々の形状で提供され得る。前記添加剤組成物は、立方体であってもよい。添加剤組成物の形状及びサイズは、添加剤の徐放性速度を制御することに用いられ得る。
【００５７】
一態様では、添加剤組成物が錠剤の形態である。錠剤は、長さ約9 mm×直径約9 mmの円筒形であり得る。錠剤は、全て約9 mmの辺を有する立方体であってもよい。別の態様では、添加剤組成物が中央に穴を有する平面状のパック様の構造であって、その外径が約8 cm、内径が約5 cm、高さが約3 cmである。
本発明のある広範な態様では、組成物を形成する方法が次のようである。実質的に固形ユニットである燃料添加物、例えば燃料分散剤のLubrizol 129093Aは、例えばポリエチレン ビニルアセテート共重合体といったコーティング材料の中に沈められるか、又は前記材料を吹き付けられる。前記コーティング材料は、前記燃料添加剤ユニットを包んで、その上を乾燥させる。本方法において燃料添加剤ユニットを被覆することに用いられるコーティング材料を含む材料は、最初は、融解コーティング材料であるか又は溶媒材料に含まれるコーティング材料であり得る。
添加剤-マトリックス組成物を形成するために、前記添加剤、例えば燃料分散剤のLubrizol 129093Aは、融解マトリックス材料、例えば酸化ポリエチレン ワックスと混合される。本明細書の他の場所で記述される他のマトリックス材料が用いられ得る。一態様では、マトリックス材料が、単一成分又は多数成分の硬化ポリマーであり得る。例えば、触媒を伴うモノマー、又はエポキシ若しくはウレタンのような二部(two part)ポリマーが、添加剤と混合されて、固体への重合化又は硬化を可能にし得る。本明細書の他の場所で記述されるようなコーティングは、添加剤-マトリックス組成物に応用されて、被覆添加剤-マトリックス組成物を形成し得る。
【００５８】
図１を参照すると、本発明の一態様の添加剤組立て品が、１で一般的に示されている。添加剤組立て品１は、注入口ポート３、流出口ポート４及び中に燃料添加剤組成物６を含むチャンバー５を備えるハウジング２を含む。添加剤組立て品１は、例えば内燃エンジンの燃料ラインに沿った適切な位置で、“直列形”に置かれるように適応する。エンジン（図示せず）に向かって流れる燃料は、組立て品注入口ポート３に入り、チャンバー５へ流込んで、燃料添加剤組成物６と接触し得る。本明細書の他の場所で記述されるような燃料添加剤組成物６は、燃料不溶性マトリックスの形態である徐放性成分、及び前記マトリックス全体にわたって分配されている燃料添加剤成分を含む。溶解した添加剤組成物６の一部分を有する燃料は、次にチャンバー５から流出口ポート４へ通り抜ける。
次に図２を参照すると、本発明の別の燃料添加剤組立て品が１０で一般的に示されている。添加剤組立て品１０は、通常の燃料フィルターの典型であって、構築物の基礎的構成部品を含む。示される態様１０では、注入口ポート１３、流出口ポート１４及びチャンバー１５を含むハウジング１２が提供されている。示されるように、ハウジング１２は、燃料添加剤組成物１６及びフィルター要素１８の両方がチャンバー１５の中に含まれるようになっている。
【００５９】
注入口１３は、燃料をハウジング１２へと受け入れる。ハウジング１２の内部に配置されたフィルター構成部品１８は、燃料を濾過する。濾過された後、その燃料は添加剤組成物１６と接触する。本発明の添加剤組成物１６は、徐放性成分及び添加剤成分を含み、濾過された燃料中に添加剤を放出する。組成物１６が、組成物６を使用することによって得られる速度に対して燃料への添加剤放出速度を減少させるのに有効な高分子コーティングも含むことを除いて、組成物１６は組成物６と同様である。添加剤を含む濾過された燃料は、流出口ポート１４を通ってハウジング１２を出て行き、燃料噴射装置（図示せず）のような燃料システムの下流構成部品へ移動する。
図３は、本発明の別の態様を図示しており、燃料添加剤組立て品１０aは、図２で示される燃料添加剤組立て品１０と同様に構成されている。組立て品１０aでは、燃料ラインの燃料が、注入口ポート１３aを通ってハウジング１２aに入り、フィルター要素１８aを通って濾過される前に添加剤組成物１６aと接触する。添加剤を含む濾過された燃料は、次に流出口ポート１４aを経てフィルター組立て品を出て行く。図３及び４は、添加剤組成物１６、１６aが、フィルター要素１８、１８aの上流又は下流のいずれかに位置し得ることを図示している。
【００６０】
次に図４を参照すると、本発明の燃料フィルター組立て品２０が図示されている。フィルター組立て品２０の基礎的構成部品は、環状外部ハウジング２１、ナットプレート(nutplate)２２、実質的に円筒形のフィルター構成部品２３、流出口端板(outlet endplate)２４、底面端板(base endplate)２５、支持バネ２６及びバネ保護装置２７を含む。
外部ハウジング２１は、閉じた底面末端２１a及び開いた流出口末端２１bを有し、前記流出口末端は、ナットプレート２２の外縁周辺部に対してひだを寄せられている。ひだを寄せられている組合せが、フィルターハウジング組立て品を作っている。ナットプレート２２は、注入口ポート３１に燃料を提供し、前記燃料はフィルター組立て品２０及び内部に糸を通した流出口ポート３２に入る。前記流出口ポートは、濾過された燃料に流れの出口を提供するナットプレート２２によって規定されている。流出口端板２４は、燃料の流れが、環状空間３３の中に入ってくるように、また前記環状空間からフィルター構成部品２３を通って放射状に内部方向に内部空間３４の中に入ってくるように、ナットプレート２２の内面に対して形作られ配置される。内部空間３４は、流れを制御オリフィス３５に通して流出口端板２４に入れ、流出口ポート３２へと至らせる。流出口端板２４は、接着剤の層によってフィルター構成部品２３の隣接末端３８に結合されている。前記接着剤の層は、所望しないバイパスのいずれもを防止するため又は燃料の流れの回路を短くするために、フィルター構成部品２３の末端も密封する。
底面端板２５は、フィルター構成部品２３、及び燃料添加剤組成物３６を含む本発明に関連する構成部品に、支柱(support)及び台座を提供する。図３に示されるように、燃料添加剤組成物３６は、複数個の徐放性錠剤又は徐放性立方体３９の形態で提供される。各錠剤３９は、燃料不溶性マトリックスに分配されている燃料添加剤を含み、添加剤/マトリックスの組合せは３９aとして示されている。各錠剤３９は、添加剤が燃料中に放出される速度をさらに減少させるために、被覆されている。燃料添加剤錠剤３９は、燃料添加剤組成物１６と同様に構成されているが、より小さいサイズである。バネ２６は、バネ保護装置２７の内側にはめ込まれており、底面端板２５の中央に形成されている受入れ用のくぼみ４０に対して押し上がる。
【００６１】
図４の燃料フィルター組立て品２０は成形単一端板４６も含み、前記単一端板は、内側の実質的な円筒形部分４７及び外側の実質的な円筒形部分４８で形作られている。前記単一端板４６は内部チャンバーを規定し、前記内部チャンバーは、添加剤組成物錠剤３９で充填されて、底面端板２５によって囲われる。環状棚４９は、フィルター構成部品１５の受け器(receipt)及び支柱に実質的な平面を提供する。フィルター構成部品２３の隣接末端５０と棚４９との間に施された接着剤の層は、フィルター構成部品２３を所定の位置に結合させること及びフィルター構成部品２３の末端５０を密封することの二重の目的に役立つ。部分４７の外径サイズは、フィルター構成部品２３の内径サイズより僅かに小さい。底面端板２５は、開放端５１を閉鎖するように、端板４６の開放端５１の全体にわたって適合し、その側面の周囲に取りつけられる。相対的に短い円筒形の壁５４は内側部分４７と実質的に同心であって、環状の溝を作り、棚４９に施されている接着剤を押さえる。
内側部分４７は、ハウジング２１の流出口末端２１bに隣接している上板５５を含み、内部へ軸方向に突き出た、中心に位置する先細りの拡散管５６で形成されている。拡散管５６は先細りの拡散通路又はオリフィス５７を規定し、前記通路又はオリフィスは前記拡散管を通じて拡張し、端板４６の内部チャンバーと内部空間３４との間の連絡通路を設置する。上板５５は添加剤供給源と流出口ポート３２との間に位置付けられ、拡散オリフィスから内部空間３４への出口の地点は、上板５５の円錐形部分と一致している。この配置は、内部チャンバー中から燃料中へ放出される添加剤のいずれもが拡散管５６を通って流れなければならないことを必要とする。
図示されるように、底面端板２５の内部及び上にはめ込まれる単一端板４６は、密閉型チャンバーへ通じる唯一の開口部を有する密閉型チャンバー６１を作り、前記開口部は拡散オリフィス57である。密閉型チャンバー６１は錠剤３９で充填され、前記錠剤は錠剤３９からの燃料添加剤の燃料中への徐放を提供する。
【００６２】
好ましい態様では、拡散管５６及び拡散オリフィス５７で形作られている端板４６のような機械的な手段を使用し、添加剤の燃料中への放出を依然としてさらに減速させることが可能である。拡散管５６及び拡散オリフィス５７によって、エンジン燃料の添加剤との接触を制限する流量制限オリフィスが提供され、従って、前記エンジン燃料中へ溶解させるより遅い速度及びより長い耐用マイル数間隔が添加剤に提供される。チャンバー６１において添加剤が燃料中に放出されると、高濃度の添加剤が、密閉型チャンバー６１の内側の添加剤/燃料混合物に存在する。拡散オリフィス５７は次に、より低濃度の添加剤を有する燃料の主要フロー・ストリーム(flow stream)中により高濃度の前記溶液が拡散する速度を制限する。加えて、空気抜き５８が提供されて、気泡が拡散オリフィス５７を通って流れる必要なく逃げることを可能にし得る。
本発明の別の特徴は、例えば上板５５と保持板６７との間に挟まれた多孔性又は半透性の膜が、例えばウエファー６６の形態で提供されることである。これはウエファー６６の構造及び/又は組成によって、燃料添加剤の放出を更に遅くすることを提供するためである。この機械的配置は、添加剤組成物３６と併せて用いられ得る。
燃料フィルター組立て品２０は、カートリッジ組立て品として構成され得る。一態様では、示されるフィルター組立て品２０が、使い捨てのカートリッジユニットとして形作られる。例えば外部ハウジング２１及びナットプレート２２は、分離可能な構成部材として構成されてもよく、それにより、組立て品２０の構成部品が取外されて置換えられることを可能にし得る。例えば取外し可能な構成部品は、フィルター構成部品２３、流出口端板２４、底面端板２５、添加剤組成物の供給源３６及び端板４６を含み得る。
次の実施例は本発明のある側面を説明するが、本発明の範囲を制限することを意図しない。
【００６３】
（実施例１）
Lubrizol OS♯69593 分散剤/清浄剤 500 g及び商業的に入手可能なポリエチレン ワックスを準備する。前記ポリエチレン ワックスを、その融点より高い温度、例えば約140℃まで加熱する。前記分散剤/清浄剤を融解ポリエチレン ワックスと、絶えず攪拌しながら、全ての分散剤/清浄剤が含まれて実質的に均質な混合物が形成するまで穏やかに混合する。その混合物を次に、通常の技術及び設備を用いて、冷却し錠剤へと形成する。その錠剤は、ポリエチレン ワックスのマトリックス中に実質的に均一に分配されている分散剤/清浄剤を含む。
（実施例２）
50質量％のLubrizol OS♯69593を50質量％のポリエチレン（PEワックス）に含む錠剤形態のもの600 gを、商業的に入手可能なポリエチレン/ビニル アセテート共重合体樹脂191 gで21分間にわたって被覆して、被覆錠剤を形成する。パン(pan)速度が20 rpm、気流(airflow)が38-52ft3/分、空気吸入温度が約42℃から約57℃（約45℃が好ましい）、排気温度が約27℃から約32℃である。錠剤はよく崩壊し、事実上“双晶形成”が存在しない。12.7％の乾燥コーティング重量を有する錠剤が得られる。その錠剤は無光沢仕上げを有し、顕微鏡下において均質なミカン肌(orange peel)の外観を有する。静置の後、錠剤のブロッキング(blocking)が明らかとなる。
【００６４】
（実施例３）
実施例２に示す組成を有する被覆のない錠剤800 gを、コーティングユニットの中に置く。商業的に入手可能なポリエチレン/ビニル アセテート共重合体樹脂を合計で365 g噴霧し、約25 gの被覆錠剤をおよそ10分間毎に取出して、次第に増加するコーティング質量を有する錠剤を得る。総実行時間は39分間である。パン速度が20 rpm、気流が38-42 ft3/分、空気吸入温度が43℃から56℃、排気温度が27℃から30℃である。3.2％、9.7％、15.6％及び18.3％のコーティング（乾燥質量）を有する錠剤が、10分間隔毎に得られる。その錠剤は無光沢仕上げを有し、顕微鏡下において均質なミカン肌の外観を有する。静置の後、錠剤のブロッキングが明らかとなる。
（実施例４）
可溶性マトリックス中に分配されている添加剤は、添加剤組成物を可溶性にし得る。しかしながら、前記組成物がポリエチレン/ビニル アセテートで被覆されている場合は、添加剤組成物は高温であっても不溶性となる。
例えば、ほぼ室温の28℃では、50％の分散剤/清浄剤及び50％のポリエチレン ワックスを含む被覆錠剤及び被覆のない錠剤の両方が燃料に不溶である。82℃では、被覆のない錠剤が完全に溶解する。しかしながら、18％のポリエチレン/ビニル アセテートで被覆された錠剤は、82℃での燃料における可溶化から保護される。
【００６５】
（実施例５）
添加剤放出速度は、添加剤組成物における添加剤の濃度に依存する。前記速度は、コーティング材料の厚さにも依存する。
被覆のない錠剤が64質量％の分散剤/清浄剤と36質量％のポリエチレン ワックスで構成される場合は、放出速度が約240 mg/L/hrである。より低い分散剤濃度では、前記速度が低下させられ得る。例えば50％又は35％の分散剤/清浄剤では、放出速度が約50 mg/L/hrである。従って、マトリックス/添加剤組成物中の添加剤濃度を減少させることは、放出速度を減少させる。
マトリックス/添加剤組成物を被覆することも、放出速度を減少させる。例えば、5％のポリエチレン/ビニル アセテートで被覆された64％の分散剤/清浄剤の錠剤は、32 mg/L/hrの放出速度を有する。
Fleetguard FS 1000の燃料フィルターに含まれる50％ 分散剤/清浄剤の錠剤の放出速度をテストする。重さが合計で約190 gである300錠が、フィルター中に置かれている。各錠剤は、50質量％の分散剤/清浄剤及び50質量％のポリエチレン ワックスを含む。前記錠剤は被覆されていない。テストでは、5.7 L/分のフィルター経由の燃料流速及び10ガロン（37.85 L）の総燃料容量が提供される。3週間の間、50 mlの燃料を毎日サンプリングする。燃料は、フィルターを通って継続的に循環する。
到達し得る最大の分散剤/清浄剤の濃度は、600時間で5,000 mg/Lである。このテストの結果は、2,200 mg/Lの分散剤/清浄剤が300時間で到達されることを示している。600時間について推定すると、濃度が4,400 mg/Lであって、用いられる錠剤の数に対して約4 ppmである。この放出速度は、30,000マイル（50 mphにて600時間）にわたって絶え間ない放出に必要とされる速度に近い。さらに燃料バイパスのために、真のシステムにおいて分散剤/清浄剤の濃度は、より高くなり得る。本シュミレーションは、マトリックス/添加剤の錠剤が、時間/マイル距離の実施期間にわたって有用な添加剤濃度を提供する効率的なアプローチであることの証拠を提供する。
本発明は種々の具体的な実施例及び態様に関連して説明されているが、本発明が前記実施例及び態様に制限されないこと及びクレームの範囲で多様に実行し得ることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一般的な態様による燃料添加剤組立て品の全断面における正面図である。
【図２】本発明の一般的な態様による燃料フィルター組立て品の全断面における正面図である。
【図３】本発明の別の態様による燃料フィルター組立て品の全断面における正面図である。
【図４】本発明の別の態様による燃料フィルターの全断面における正面図である。
Claims (47)
- 徐放性成分及び添加剤成分を含む燃料添加剤組成物であって、
前記添加剤成分が、燃料中に放出される場合に燃料に少なくとも一つの利益を提供することに有効であり、
前記徐放性成分が（１）燃料に実質的に不溶性であり、（２）前記徐放性成分を含まない同一組成物に対して、前記添加剤成分の燃料中への放出速度を減少させることに有効である、前記燃料添加剤組成物。 - 徐放性成分が少なくとも一つの高分子材料を含む、請求項１の添加剤組成物。
- 高分子材料が、分子あたり2から約12の炭素原子を有するオレフィン成分に由来するポリマー反復単位を含む、請求項２の添加剤組成物。
- 徐放性成分が添加剤成分と混合されている、請求項１の添加剤組成物。
- 徐放性成分が、その中に添加剤成分が置かれているマトリックスとして存在している、請求項４の添加剤成分。
- 徐放性成分が添加剤成分を被覆している、請求項１の添加剤組成物。
- マトリックス及び添加剤成分を被覆している付加的な徐放性成分を更に含む、請求項５の添加剤組成物。
- マトリックス材料及び添加剤成分を含む添加剤組成物であって、
前記添加剤成分が、前記マトリックス材料中に置かれており、燃料中に放出される場合に燃料に少なくとも一つの利益を提供することに有効であり、
前記マトリックス材料が（１）燃料に実質的に不溶性であり、（２）前記マトリックス材料を含まない同一組成物に対して、添加剤成分の燃料中への放出速度を減少させることに有効である、前記添加剤組成物。 - マトリックス材料が少なくとも一つの高分子材料を含む、請求項８の添加剤組成物。
- マトリックス材料が、組成物において最初は固体である、請求項８の添加剤組成物。
- マトリックス材料が、最初はゲル及びペーストからなる群より選択される形態である、請求項８の添加剤組成物。
- マトリックス材料が、二つ以上の高分子材料を含む、請求項９の添加剤組成物。
- 高分子材料が、分子あたり2から約12の炭素原子を有するオレフィン成分に由来するポリマー反復単位を含む、請求項９の添加剤組成物。
- 高分子材料がエチレンのポリマーを含む、請求項９の添加剤組成物。
- 高分子材料が、エチレンとビニル アセテートとの共重合体を含む、請求項９の添加剤組成物。
- 高分子材料が、少なくとも部分的に酸化されているか、又は少なくとも部分的にアミド化されている、請求項９の添加剤組成物。
- 高分子材料が酸化ポリエチレン ワックス又は酸化ポリプロピレン ワックスである、請求項９の添加剤組成物。
- マトリックス材料が脂肪酸成分を含む、請求項８の添加剤組成物。
- 脂肪酸成分が、約28から約36の炭素原子を有する脂肪酸分子を含む、請求項１８の添加剤組成物。
- 脂肪酸成分がモンタン酸を含む、請求項１８の添加剤組成物。
- 組成物が二つ以上の層を有し、各層が添加剤成分とマトリックス材料との異なる混合物を含む、請求項８の添加剤組成物。
- 添加剤成分及びマトリックス材料の少なくとも一部分を取り囲むコーティング材料を更に含む請求項８の添加剤組成物であって、前記コーティング材料が、前記コーティング材料を含まない同一添加剤組成物に対して、添加剤成分の燃料中への放出速度を減少させることに有効な量で存在している前記添加剤組成物。
- コーティング材料がコーティング高分子材料を含む、請求項２２の添加剤組成物。
- コーティング高分子材料がポリエチレン ビニル アセテートを含む、請求項２３の添加剤組成物。
- マトリックス材料が、コーティング材料と異なる組成を有する、請求項２２の添加剤組成物。
- マトリックス材料が、コーティング材料と同じ組成を有する、請求項２２の添加剤組成物。
- 組成物が、放出エンハンサー成分を含まない同一組成物に対して、添加剤成分の前記組成物からの放出速度を増加させることに有効な量の放出エンハンサー成分を更に含んでいる、請求項２２の添加剤組成物。
- 放出エンハンサー成分が、灯心材料、界面活性剤及びこれらの混合物からなる群より選択される、請求項２７の添加剤組成物。
- 補強成分を含まない同一組成物に対して、組成物の構造強度を増加することに有効な量の補強成分を更に含む、請求項８の添加剤組成物。
- 燃料注入口及び燃料流出口を含むハウジング並びに前記ハウジングの中に配置され添加剤成分及びマトリックス材料を含む添加剤組成物を含む添加剤組立て品であって、
前記添加剤成分が前記マトリックス材料中に位置し、燃料中に放出される場合に燃料に少なくとも一つの利益を提供することに有効であり、
前記マトリックス材料が（１）前記添加剤組成物に接触している燃料に実質的に不溶性であり、（２）マトリックス材料を含まない同一添加剤組成物に対して、前記添加剤成分の燃料中への放出速度を減少させることに有効である、前記添加剤組立て品。 - マトリックス材料が少なくとも一つの高分子材料を含む、請求項３０の添加剤組立て品。
- マトリックス材料が実質的に炭化水素不溶性である、請求項３０の添加剤組立て品。
- 高分子材料が、分子あたり2から約12の炭素原子を有するオレフィン成分に由来するポリマー反復単位を含む、請求項３１の添加剤組立て品。
- 高分子材料が、エチレン由来のポリマー反復単位を含む、請求項３１の添加剤組立て品。
- 高分子材料が、エチレンとビニル アセテートとの共重合体を含む、請求項３１の添加剤組立て品。
- 高分子材料が、少なくとも部分的に酸化されているか、又は少なくとも部分的にアミド化されている、請求項３１の添加剤組み立て品。
- マトリックス材料が脂肪酸成分を含む、請求項３０の添加剤組立て品。
- 脂肪酸成分が、約28から約36の炭素原子を有する脂肪酸分子を含む、請求項３７の添加剤組成物。
- 脂肪酸成分がモンタン酸を含む、請求項３７の添加剤組立て品。
- 添加剤成分及びマトリックス材料の少なくとも一部分を取り囲むコーティング材料を更に含む請求項３０の添加剤組立て品であって、前記コーティング材料が、前記コーティング材料を含まない同一添加剤組成物に対して前記添加剤の燃料中への放出速度を減少させることに有効な量で存在している前記添加剤組立て品。
- コーティング材料がコーティング高分子材料を含む、請求項４０の添加剤組立て品。
- コーティング高分子材料がポリエチレン ビニル アセテートである、請求項４１の添加剤組立て品。
- 添加剤組成物が、複数個の粒子としてハウジング中に存在している、請求項３０の添加剤組立て品。
- 燃料に利益を提供するための添加剤組成物を生産する方法であって：
添加剤成分とマトリックス材料とを混合して混合物を形成する工程であって、前記添加剤が、燃料中に放出される場合に燃料に少なくとも一つの利益を提供することに有効である前記工程；及び
前記混合物の一つ以上の不連続単位を形成する工程であって、前記マトリックス材料が少なくとも一つの高分子材料を含み、前記混合物の不連続単位が、前記マトリックス材料を含まない同一単位に対して添加剤成分の燃料中への放出速度を減少させることを提供する前記工程:
を含む前記方法。 - マトリックス材料が実質的には炭化水素不溶性である、請求項４４の方法。
- マトリックス材料が少なくとも約82℃の融点を有し、混合する工程が融解状態のマトリックス材料によって少なくとも部分的に起る、請求項４４の方法。
- 一つ以上の不連続単位に対してコーティング材料を提供する工程であって、前記コーティング材料が、提供されたコーティング材料を含まない同一単位に対して、添加剤成分の燃料中への放出速度を減少させることに有効である前記工程を更に含む、請求項４４の方法。
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