JP2005529993A - 炭化水素を含むディーゼル燃料にセタン価向上剤として安定化ベータカロチンを使用する方法および組成物 - Google Patents

Abstract

２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンにより安定化されたベータカロチンを含有するディーゼル燃料添加剤が提供される。この添加剤は、燃料の燃焼中の望ましくない成分の排出を減少させ、改善された燃料の経済性、エンジンの清浄さ、および／または性能を提供するために、任意の液体炭化水素燃料、固体炭化水素燃料、または他の炭化水素質可燃性燃料に加えても良い。この添加剤を調製する方法も提供される。

Description

２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンにより安定化されたベータカロチンを含有するディーゼル燃料添加剤が提供される。この添加剤は、燃料の燃焼中の望ましくない成分の排出を減少させ、改善された燃料の経済性、エンジンの清浄さ、および／または性能を提供するために、任意の液体炭化水素燃料、固体炭化水素燃料、または他の炭化水素質可燃性燃料に加えても良い。この添加剤を調製する方法も提供される。

炭化水素燃料は、一般に、炭化水素、すなわち、様々な形状の水素原子と炭素原子を含有する分子の複雑な混合物を有してなる。その燃料は、清浄剤、酸化防止剤、氷結防止剤、乳化剤、腐食防止剤、染料、付着防止剤、および酸素添加剤などの非炭化水素を含む様々な添加剤を含有するであろう。

そのような炭化水素燃料が燃焼したときに、様々な汚染物質が生成される。これらの燃焼生成物としては、オゾン、粒子状物質、一酸化炭素、二酸化窒素、二酸化硫黄、および鉛が挙げられる。米国環境保護局（ＥＰＡ）およびカリフォルニア大気資源委員会（ＣＡＲＢ）の両者は、これらの汚染物質に関する環境空気の品質基準を導入した。両団体は、低公害ガソリンの仕様も導入した。

フェーズＩＩカリフォルニア改質ガソリン（ＣａＲＦＧ２）規則が１９９６年３月１日に施行された。デービス・カリフォルニア州知事が、２００２年１２月３１日までにカリフォルニア州のガソリンにおけるメチルｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）の使用を段階的に廃止することに関する大統領命令Ｄ−５−９９に１９９９年３月２５日に署名した。フェーズＩＩＩカリフォルニア改質ガソリン（ＣａＲＦＧ３）規則が、２０００年８月３日に承認され、２０００年９月２日に施行された。ＣａＲＦＧ２およびＣａＲＦＧ３基準が表Ａに示されている。

ＥＰＡおよびＣＡＲＢ基準に適合しているガソリンを配合するために、主要な石油会社は多大な労力を費やしてきた。適合ガソリンを配合するための最も一般的な手法は、上述した仕様を満たすガソリンのベース燃料を製造するように精製プロセスを調節する工程を含む。そのような手法は、おそらくは他の精製製品の量または品質に悪影響を及ぼす精製プロセスの再構成に伴う高コスト、および適合するベースガソリンを製造しなければならないことに関連する融通のきかなさを含む多数の欠点を被る。

ガソリンと同様に、ディーゼル燃料にも規則が課されるかもしれない。質の悪いディーゼル燃料は、仕様に合わせられるまでは、または仕様に合わせられなければ、使用に適していないであろう。このことは精製関係のプロセスに一般的に行われており、それは、ガソリンベースの燃料の性能を高めるための上述したものと同じ欠点を被る。

許容できるセタン価を持つ高品質のディーゼル燃料を製造するための従来の精製ベースのプロセスには、多数の欠点がある。したがって、これらの欠点のない高品質のディーゼル燃料を製造する方法が望ましい。従来技術の方法におけるような不活性雰囲気よりもむしろ周囲条件下で行える、ベータカロチンを含有するディーゼル燃料添加剤およびディーゼル燃料を調製する方法も望ましい。

改善されたセタン価を持つディーゼル燃料を生成するように従来のディーゼル燃料と組み合わせられるディーゼル燃料添加剤が提供される。改善されたディーゼル燃料を製造するために、添加剤が用いられるので、精製の解決策に関連する設備や製品のコスト増が避けられる。添加剤は、ガソリン燃料、ジェット燃料、２サイクル燃料、石炭などの他の炭化水素燃料、および他の炭化水素質燃料と組み合わせて、燃料の燃焼中の汚染物質の排出を減少させたり、燃焼を改善したり、燃料の経済性を改善したり、および／または他の利点を提供したりしてもよい。

第一の実施の形態において、ベータカロチン、および２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンを含有する、ディーゼル燃料のセタン価向上剤が提供される。

第二の実施の形態において、カロチン、カロチノイド、カロチン誘導体、カロチン前駆体、カロチノイド誘導体、カロチノイド前駆体、長鎖オレフィン化合物、およびそれらの混合物からなる群より選択されるセタン価向上添加剤、およびセタン価向上添加剤の酸化を妨げる安定化化合物を含有するディーゼル燃料セタン価向上剤が提供される。

第二の実施の形態のある態様において、安定化化合物は、２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンを含有する。

第二の実施の形態のある実施の形態において、セタン価向上剤は、植物油抽出物および熱安定剤をさらに含む。

第二の実施の形態のある態様において、植物油抽出物はマメ科（Ｌｅｇｕｍｉｎｏｓａｅ）の植物の油抽出物を含む。

第二の実施の形態のある態様において、植物油抽出物は大麦の油抽出物を含む。

第二の実施の形態のある態様において、植物油抽出物はクロロフィルを含む。

第二の実施の形態のある態様において、熱安定剤はホホバ油を含む。

第二の実施の形態のある態様において、熱安定剤はＣ２０〜Ｃ２２の直鎖単不飽和カルボン酸のエステルを含む。

第二の実施の形態のある態様において、植物油抽出物は大麦の油抽出物を含み、熱安定剤はホホバ油を含む。

第二の実施の形態のある態様において、セタン価向上剤はさらに希釈剤を含む。

第二の実施の形態のある態様において、希釈剤は、トルエン、ガソリン、ディーゼル燃料、ジェット燃料、およびそれらの混合物からなる群より選択される。

第二の実施の形態のある態様において、セタン価向上剤はさらに酸素添加剤を含む。

第二の実施の形態のある態様において、酸素添加剤は、メタノール、エタノール、メチルｔ−ブチルエーテル、エチルｔ−ブチルエーテル、ｔ−アミルメチルエーテル、およびそれらの混合物からなる群より選択される。

第二の実施の形態のある態様において、セタン価向上剤はさらに、オクタン価向上剤、セタン価向上剤、清浄剤、乳化破壊剤、腐食防止剤、金属不活性化剤、点火促進剤、分散剤、ノッキング防止剤、アンチ・ラン・オン(anti-run-on)添加剤、過早点火防止剤、不点火防止(anti-misfire)添加剤、耐磨耗添加剤、酸化防止剤、熱安定剤、植物油抽出物、乳化破壊剤、キャリヤ流体、溶媒、燃料節約剤、排ガス減少剤、潤滑向上剤、およびこれらの混合物からなる群より選択される少なくとも一つの追加の添加剤を含む。

第一の実施の形態のある態様において、添加剤中の２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンのグラム数に対するベータカロチンのグラム数の比は、約２０：１から約１：１である。

第一の実施の形態のある態様において、添加剤中の２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンのグラム数に対するベータカロチンのグラム数の比は、約１５：１から約５：１である。

添加剤中の２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンのグラム数に対するベータカロチンのグラム数の比は、約１０：１である。

第二の実施の形態のある態様において、ディーゼル燃料のセタン価向上剤はさらに硝酸２−エチルヘキシルを含む。

第三の実施の形態において、ベース燃料と、ベータカロチンおよび２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンを含有する、セタン価を向上させるのに使用する燃料添加剤とを含む添加ディーゼル燃料が提供される。

第四の実施の形態において、ベースディーゼル燃料と、カロチン、カロチノイド、カロチン誘導体、カロチン前駆体、カロチノイド誘導体、カロチノイド前駆体、長鎖オレフィン化合物、およびこれらの混合物からなる群より選択されるセタン価向上添加剤、並びにセタン価向上添加剤の酸化を妨げる安定化化合物を含む、セタン価を向上させるのに使用される燃料添加剤とを含有する添加ディーゼル燃料が提供される。

第四の実施の形態において、燃料は、３７８５ｍｌの添加ディーゼル燃料当たり０．０００２５ｇから０．０５ｇのベータカロチンおよび３７８５ｍｌの添加ディーゼル燃料当たり０．００００２５ｇから０．００５ｇのエトキシキンを含む。

第四の実施の形態において、燃料は、３７８５ｍｌの添加ディーゼル燃料当たり０．０００５３ｇから０．０２１ｇのベータカロチンおよび３７８５ｍｌの添加ディーゼル燃料当たり０．００００５３ｇから０．００２１ｇのエトキシキンを含む。

第五の実施の形態において、添加ディーゼル燃料を製造する方法であって、ベータカロチン、エトキシキン、ホホバ油、および希釈剤を組み合わせることにより第一の添加剤を調製する工程であって、第一の添加剤が、第一の添加剤３７８５ｍｌ当たり、約４ｍｌのホホバ油、約４ｇのベータカロチン、および約０．４ｇのエトキシキンを含むものである工程；大麦の油抽出物、ホホバ油、および希釈剤を組み合わせることにより第二の添加剤を調製する工程であって、第二の添加剤が、第二の添加剤３７８５ｍｌ当たり、約４ｍｌのホホバ油および約１９．３６ｇの大麦の油抽出物を含むものである工程；および添加ディーゼル燃料が、添加ディーゼル燃料３７８５ｍｌ当たり約０．１５ｍｌから約２０ｍｌの第一の添加剤、および添加ディーゼル燃料３７８５ｍｌ当たり約０．３ｍｌから約３．６ｍｌの第二の添加剤を含むように第一の添加剤と第二の添加剤をベースのディーゼル燃料に加えて、添加ディーゼル燃料を製造する工程；を有してなる方法が提供される。

第五の実施の形態において、添加ディーゼル燃料を製造する方法であって、ベータカロチン、エトキシキン、ホホバ油、および希釈剤を組み合わせることにより第一の添加剤を調製する工程であって、第一の添加剤が、第一の添加剤３７８５ｍｌ当たり、約３２ｍｌのホホバ油、約３．２ｇのエトキシキン、および約３２ｇのベータカロチンを含むものである工程；大麦の油抽出物、ホホバ油、および希釈剤を組み合わせることにより第二の添加剤を調製する工程であって、第二の添加剤が、第二の添加剤３７８５ｍｌ当たり、約３２ｍｌのホホバ油および約１５５ｇの大麦の油抽出物を含むものである工程；および添加ディーゼル燃料が、添加ディーゼル燃料３７８５ｍｌ当たり約０．０６２５ｍｌから約０．６２５ｍｌの第一の添加剤、および添加ディーゼル燃料３７８５ｍｌ当たり約０．３ｍｌから約０．４５ｍｌの第二の添加剤を含むように第一の添加剤と第二の添加剤をベースのディーゼル燃料に加えて、添加ディーゼル燃料を製造する工程；を有してなる方法が提供される。

第六の実施の形態において、２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンを含む、ガソリン用のガム状物質阻害剤が提供される。

第七の実施の形態において、２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンを含むガソリン組成物が提供される。

第七の実施の形態のある態様において、２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンがガソリン組成物中に約５０から１０００ｐｐｍの濃度で存在する。

第七の実施の形態のある実施の形態において、２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンがガソリン組成物中に約１００から５００ｐｐｍの濃度で存在する。

第七の実施の形態のある実施の形態において、２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンがガソリン組成物中に約２００から４００ｐｐｍの濃度で存在する。

序論
以下の説明および実施例は、本発明の好ましい実施の形態を詳細に例示したものである。当業者には、特許請求の範囲により包含される本発明の様々な変更および改変があることが理解されるであろう。したがって、好ましい実施の形態の説明は、本発明の範囲を制限するものと考えるべきではない。

セタン価向上添加剤配合物
公害減少添加剤配合物は、以下に記載するようなベターカロチンまたは適切な置換体、および以下に記載するような２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンまたは適切な置換体の二成分を含有する。好ましい実施の形態において、添加剤配合物はさらに、随意的な添加剤として、硝酸２−エチルヘキシルなどの従来のセタン価向上添加剤を含む。

化石エネルギーの実際に全ての実用用途は、それよって、燃料が空気中の酸素により燃焼して、酸化反応からの熱を放出する燃焼プロセスを含む。燃料と酸素は、十分に高温に加熱されたときに反応して、特定の閾値のエネルギーレベルを乗り越えることができる。「アレニウスの活性化エネルギー」と呼ばれるこの閾値レベルは非常に温度に依存し、温度が高いほどより低いエネルギーレベルしか必要としなくなる。活性化エネルギーは、触媒の存在などの他の要因によっても低下させることができる。

好ましい実施の形態の添加剤は、活性化エネルギーを低下させ、燃焼プロセス中に消費されると考えられている点で触媒とは異なるであろう。これとは反対に、触媒は、反応を促進させ、活性化エネルギーを低下させるが、燃焼プロセス中では消費されない。任意の特定の理論に拘束することを意図するものではないが、一般に、植物および他の再生し得る供給源の生分解性材料に由来する、好ましい実施の形態の配合物における活性材料は、燃焼前温度で長鎖炭化水素鎖の結合を弱める。添加剤は、燃料と空気の混合物からの酸素に結合し、したがって、サブ分子レベルで酸素と炭化水素の近接を促進する。改善された混合と低い活性化エネルギーによって、より完全な燃焼プロセスが行われ、一酸化炭素および炭化水素などの望ましくない副生成物の排出を減少させると同時に、全体の燃焼効率が改善されるであろう。より均一な火炎の前線に亘る燃焼温度がより低いと、一般に、低ＮＯｘ排出となる。１９２０年代のチャールズ・エフ・ケタリング(Charles F.Kettering)等によるテトラエチル鉛および他のノッキング防止剤についての初期の研究以来、少量の添加剤で、内燃機関のシリンダ内の火炎の前線が伝搬（または燃焼）する様式に相当な影響があることが認識されてきた。

好ましい実施の形態の配合物中の特定の成分が、燃焼反応プロセス中に放出されるために酸素と結合するであろうと考えられているが、それらは一般に、「酸素添加剤(oxygenate)」と考えられていない。何故ならば、この用語は従来、炭化水素ベースの燃料配合物の分野において用いられるからである。メチルｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）およびエタノールなどの酸素添加剤は、分子鎖中に酸素を含有する化学化合物である。燃料と空気が、ＭＴＢＥなどの酸素添加剤の存在下で加熱されると、点火し始めたときに酸素添加剤が分解し、フリーラジカルを放出する。フリーラジカルは炭化水素鎖の分割を助長して、燃焼を促進させる。酸素添加剤は一旦点火温度に達したときだけにフリーラジカルを放出するので、また酸素添加剤は火炎の前線より前方の反応を抑制するので、一般に、オクタン価向上剤としても働く。好ましい実施の形態の配合物の存在下で燃料と空気が加熱されたときに、配合物の成分が、炭化水素の構造を弱くするのに寄与し、酸素を捕捉する。燃焼剤の近接効果が活性化エネルギーを低下させ、燃焼を加速させる。好ましい実施の形態の配合物は、火炎の前線を滑らかに伸ばし、より均一な熱分布の良好な化学量論的（空燃比）燃焼を提供し、カーボン堆積物の蓄積を防ぐのに役立つ清浄効果を生じるであろう。酸素添加剤の作用は、固有の分子構造から酸素を放出することにより、燃焼反応中に酸素を「押し出す」ことに対照することができ、一方で、好ましい実施の形態の配合物は、燃料と空気の混合物から酸素を「引き抜き」、燃焼プロセスに入れ込むものとしてみなされるであろう。

任意の特定の理論に拘束することを意図するものではないが、１、２、３またはそれより多いオレフィン結合を有する長い炭化水素鎖（すなわち、約５、６または７の炭素原子、好ましくは、約８または９の炭素原子、より好ましくは、約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０またはそれより多い炭素原子を含む炭化水素鎖）を含有する化合物は、燃焼条件下で特に反応性であると考えられている。したがって、ベータカロチンなどの長鎖オレフィン（不飽和）化合物は、特に、硝酸２−エチルヘキシル（２ＥＨＮ）などの従来のセタン価向上剤と比較したときに、増強されたセタン価向上効果を提供するであろう。

不活性雰囲気下で調製され、不活性雰囲気下でディーゼル燃料に添加されたベータカロチン含有添加剤は、ディーゼル燃料にとって効果的なセタン価向上添加剤であることが知られている。２００１年４月１２日に出願された同時係属出願である国際公開第０１／７９３９８号、２００２年２月２６日に出願された米国特許出願第１０／０８４８３８号、２００２年２月２６日に出願された米国特許出願第１０／０８４６０２号、２００２年２月２６日に出願された米国特許出願第１０／０８４６０３号、２００２年２月２６日に出願された米国特許出願第１０／０８４２３７号、２００２年２月２６日に出願された米国特許出願第１０／０８４８３５号、２００２年２月２６日に出願された米国特許出願第１０／０８４６０１号、２００２年２月２６日に出願された米国特許出願第１０／０８４８３６号、２００２年２月２６日に出願された米国特許出願第１０／０８４５７９号、２００２年２月２６日に出願された米国特許出願第１０／０８４２４３号、２００２年２月２６日に出願された米国特許出願第１０／０８４８３３号、２００２年２月２６日に出願された米国特許出願第１０／０８４２３６号、２００２年２月２６日に出願された米国特許出願第１０／０８４８３１号、２００２年２月２６日に出願された国際特許出願第ＵＳ０２／０６１３７号、および２００２年２月２６日に出願されたカナダ国特許出願第２３７３３２７号の各明細書を参照のこと。

これとは対照的に、ベータカロチンが従来の調製方法（例えば、周囲雰囲気下で）にしたがってディーゼル燃料に加えられた場合、ベータカロチンは、セタン価向上剤としての有効性を急激に失う。ベータカロチンと他のカロチンおよびカロチノイドの安定性は、特に食物および食品におけるそのような化合物の安定性に関する、数多くの研究の主題であった。例えば、"Stability of Beta-Carotene in Isolated Systems" in J.Food Technol. (1979), 14(6), 571-8; "Use of Beta-Carotene in Extrusion-Cooking" in Ind.Aliment.Agric. (1986), 103(6), 527-32; "Thermal Degradation of Beta-Carotene - formation of Nonvolatile Compound by Thermal Degradation of Beta-Carotene: Protection by Antioxidants" in Methods in Enzymology, Vol.213, (1992), Acad.Press, Inc., 129-142; "Heat-Stabilized, Carotenoid-Colored Edible Oils"と題する米国特許第４５０４４９９号明細書; "Beta-Lactoglobulin Protects Beta-Ionone-Related Compound from Degradation by Heating, Oxidation, and Irradiation" in Biosci.Biotech.Biochem. (1995), 59(12), 2295-2297; "Study of the Effect of Some Antioxidants on the Stability of Beta-Carotene in an Ointment Containing Extracts from Flos arnicae and Herba calendulae" in Herba Pol. (1981), 27(1), 39-43; "Thermal Degradation of All-Trans-Beta-Carotene in ht ePresence of Phenylalanine" in J.Sci.Food Agric. (1994), 65(4), 373-9; "Kinetics of All-Trans-Beta-Carotene Degradation on Heating With and Without Phenylalanine" in J.Am.Oil Chem.Soc. (1994), 71(8), 893-6; "Proposal of a Mechanism for the Inhibition of All-Trans-Beta-Carotene Autoxidation at Elevated Temperature by N-(2-phenylethyl)-3,4-Diphenylpyrrole" in Food Chem. (1995), 54(3), 251-3; "The Stability of Beta-Carotene Under Different Laboratory Conditions" in J.Nutr.Biochem. (1992), 3(3), 124-8; "Inhibition of Beta-Carotene Oxidation in an Aromatic Solvent" in Izv.Akad.Nauk SSR, Ser.Khim. (1972), (2), 312-16; "Kinetics and Mechanism of Oxidation and Stabilization of Beta-Carotene" in Vitam.Prep. (1973), 232-40; "Efficient Search for New Antioxidatants as Stabilizers of Carotene in Dehydrated Feeds" in Fizol.-Biokhim. Osn.Povysh.Prod. Sel'skokhoz. Zhivotn. (1971), 232-41; および"Tetrahydroquinone Derivatives as Feed Antioxidants" in Sin.Issled.Eff.Khim.Polim.Mater. (1970), (4), 283-8を参照のこと。

ベータカロチンと他のカロチノイドのカプセル化および他の保存料の使用並びに安定性を改善する保護方法も研究されている。例えば、"Comparison of Spray Drying, Drum Drying and Freeze Drying for Beta-Carotene Encapsulation and Preservation" in J.Food Sci. (1997) 62(6), 1158-1162; "Preservation of Beta-Carotene from Carrots" in Crit.Rev.Food Sci.Nutr. (1998), 38(5), 381-396; "Influence of Maltodextrin Systems at and Equivalent 25DE on Encapsulated Beta-Carotene" in J.Food Process.Preserv. (1999), 23(1), 39-55; "Kinetic Studies of Degradation of Saffron Carotenoids Encapsulated in Amorpohous Polymer Matrices" in Food Chemistry (2000), 71(2), 199-206; "Stability of Spray-dried Encapsulated Carrot Carotenes" in J.Food Sci. (1995), 60(5), 1048-53を参照のこと。

しかしながら、これらの文献のどれにも、セタン価向上剤として使用したときのベータカロチンまたは他のカロチンおよびカロチノイドに使用する安定剤やその保存方法が記載されておらず、ましてや、ベータカロチンを含有するセタン価向上剤が、周囲条件下で調製されたり、周囲条件下で燃料に加えられたり、または周囲条件下で貯蔵された燃料中にあるときに、セタン価向上特性を維持できるようにするうえでそのような方法の効率はなおのことである。予期せぬことに、ベータカロチンまたは他のカロチンおよびカロチノイドは、特定の安定化成分と組み合わされた場合、または特定の保存技法を施した場合、周囲条件下で追加のパッケージ中に配合したときまたは周囲条件下で貯蔵された添加燃料中に存在したときに、セタン価向上添加剤としての有効性が維持されることが発見された。

ベータカロチン
好ましい実施の形態の配合物の一成分はベータカロチンである。ベータカロチンは、精製形態の別個の成分としてベース配合物に加えても、または例えば、以下に記載するような植物油抽出物などの別の成分中に存在するか天然に生じてもよい。ベータカロチンは高分子量の酸化防止剤である。植物中では、ベータカロチンは、酸素ラジカルのスカベンジャーとして機能し、クロロフィルを酸化から保護する。

ベータカロチンは、天然のものであっても、合成されたものであってもよい。好ましい形態において、ベータカロチンは、天然の形態にあり、天然に生じる異性体の混合物、すなわち、シスとトランスの異性体の混合物を含有する。別の好ましい形態において、ベータカロチンは合成されたものであるが、天然のベータカロチンについて観察されたものと同様の異性体の混合物を含有する。他の実施の形態において、ベータカロチンは、トランス・ベータカロチンのみ、シス・ベータカロチンのみ、またはシスとトランスの異性体の様々な比率での混合物を含有することが好ましいであろう。ベータカロチンの他の異性体、鏡像異性体、立体異性体、または置換形態も使用に適しているであろう。

好ましい実施の形態において、ベータカロチンは、ビタミンＡ活性の１．６百万単位の純度を有するビタミンＡと同等の形態で提供される。それより多いか少ない純度のビタミンＡが使用に適しているかもしれない。活性に応じて使用するベータカロチンの量を調節することが望ましいであろう。ビタミンＡの活性の１．６百万単位と等しい活性を生じるようにその量を調節することが特に好ましい。例えば、純度がビタミンＡの活性の８００，０００単位である場合、使用する量は、所望の活性を生じるために倍にされる。

ベータカロチンまたは他のカロチンもしくはカロチノイド、例えば、ビタミンＡの前駆体、誘導体、または置換形態が、好ましい実施の形態に使用するのに適しているであろう。カロチンおよびカロチノイドのメトキシル化またはエトキシル化誘導体を含むアルコキシル化誘導体、並びにカロチンおよびカロチノイドのエステルが、使用に適しているであろう。適切な置換形態としては、直鎖と枝分れのヒドロカルビル基、アルキル、アルケニル、アリール、アルキルアリール、アリールアルキル、シクロアルキル、アルキニル基および任意のそれらの組合せを含む、ヒドロカルビル置換形態を含んでよい。ヘテロ原子置換形態、または他の置換基を持つ形態が、使用に適しているであろう。立体異性体、幾何学異性体、光学異性体、鏡像異性体等を含む全ての異性形態が使用に適している。

多くの実施の形態においてベータカロチンが好ましいが、他の実施の形態において、別のカロチンまたはカロチノイド、例えば、アルファカロチンや以下に記載するカロチノイドをベータカロチンの代わりに使用することが望ましいこともある。あるいは、以下に限られるものではないが、アルファカロチン、または藻類キセアキサンチン(xeaxanthin)、クリプトキサンチン、リコピン、ルテイン、ブロッコリ濃縮物、ほうれん草濃縮物、トマト濃縮物、ケール濃縮物、キャベツ濃縮物、芽キャベツ濃縮物およびリン脂質、緑茶抽出物、オオアザミ抽出物、クルクミン抽出物、ケルセチン、ブロメライン、クランベリーおよびクランベリー粉末抽出物、パイナップル抽出物、パイナップル葉抽出物、ローズマリー抽出物、ブドウ種子抽出物、銀杏葉抽出物、ポリフェノール、フラボノイド、根生姜抽出物、ホーソンベリー抽出物、ビルベリー抽出物、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、マリーゴールドの油抽出物、ニンジン、果物、野菜、花、草、天然穀物、樹木の葉、生け垣の葉、枯草、任意の生きている植物または樹木の任意の全ての油抽出物、およびこれらの組合せまたは混合物を含む別の成分がベータカロチンを補ってもよい。

リコピン、ルテイン、アルファカロチン、ニンジンまたは藻類からの他のカロチノイド、ベータチン、および天然のニンジン抽出物を含有するものを含む効能の保証された植物カロチノイドが特に好ましい。ベータカロチンの置換体として、またはベータカロチンと組み合わされた植物カロチノイドが特に好ましい。

カロチンまたはカロチノイドの任意の適切な異性体形態または異性体形態の混合物を好ましい実施の形態に用いてもよい。純粋なカロチンまたはカロチノイド、もしくは二種類以上のカロチンおよび／またはカロチノイドの混合物が、特定の実施の形態に使用するのに適しているであろう。上述したカロチンおよびカロチノイドの適切な置換体としては、１、２、３またはそれより多くオレフィン結合を有する長い炭化水素鎖（すなわち、約５、６または７の炭素原子、好ましくは、約８または９の炭素原子、より好ましくは、約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０またはそれより多い炭素原子を含む炭化水素鎖）を含有する化合物が挙げられる。そのような化合物は、カロチンおよび／またはカロチノイドと組み合わせて存在してもよい。

カロチン、カロチノイド、もしくはその前駆体、誘導体、または置換形態は、天然、例えば、植物由来であっても、または合成のものであってもよい。それらは、遺伝子操作された、変性された、または変異された生物、例えば、藻類、細菌、微生物、または植物により生成されてもよい。比較的高いレベルの化合物、比較的高いレベルの好ましい異性体形態、もしくはカロチンまたはカロチノイドまたは他の成分の特に好ましい比または組合せを生成するように遺伝子操作された植物から得られたカロチンまたはカロチノイドまたは関連する化合物を使用することが特に好ましいであろう。

任意の特定の機構に制限することを意図するものではないが、好ましい実施の形態の配合物中のベータカロチンは、燃焼プロセスにおいて酸素ラジカルを取り除く、または燃焼のための空気／燃料蒸気中に存在する利用できる酸素の酸素可溶化剤または酸素ゲッターとして働くであろうと考えられている。

ベータカロチンは、一般に、液体形態でディーゼル燃料配合物に加えられる。ベータカロチンを液体形態で燃料配合物に加えること以外に、ベータカロチンには、以下に詳しく記載するように、固体形態、例えば、脱水形態、またはカプセル化された液体または固体の形態で加えてもよい。ベータカロチンまたは他の植物ベースの材料の溶液または懸濁液の保存および貯蔵は、減少した重量と貯蔵空間、および増加した安定性と耐酸化性などの利点があるであろう。脱水形態のベータカロチンは、フリーズドライ、真空または空気乾燥、凍結乾燥、噴霧乾燥、流動床乾燥、および当該技術分野において知られた他の保存法および脱水法を含む方法により調製してよい。脱水形態のベータカロチンは、脱水形態の燃料に加えても、適切な溶媒中に戻された液体として加えてもよい。好ましい実施の形態において、ベータカロチン含有固体が、添加すべき燃料に加えられる。適切な固体形態としては、以下に限られるものではないが、錠剤、顆粒、粉末、カプセル化された固体および／またはカプセル化された液体などが挙げられる。追加の成分が固体形態中に存在してもよい。任意の適切なカプセル化材料を用いてもよく、添加すべき燃料中に可溶性の高分子または他の材料が好ましい。カプセル化材料は燃料中に溶解し、カプセル化された材料を放出する。錠剤は、許容できる期間に亘り燃料中に溶解することが好ましい。溶解する酸が錠剤中に含まれてもよく、例えば、活性成分の小さな顆粒または粒子が、燃料中の溶解度が高いマトリクス中に存在してもよい。固体と液体の添加方法の組合せを用いても、固体を、例えば、消費者により直接、車両の燃料タンク、精油所内のバルク燃料等に、任意の好ましいときに燃料に加えてもよい。特定の実施の形態において、当業者に認識されるように、添加形態の組合せ、例えば、液体と固体の組合せを用いることが好ましいであろう。

２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリン
好ましい実施の形態の配合物中のベータカロチンまたは他の長鎖オレフィン化合物は、安定化化合物と共に存在する。安定化化合物は、添加パッケージの調製中、ディーゼル燃料の添加中、またはディーゼル燃料の貯蔵中の周囲雰囲気の存在にもかかわらず、セタン価向上特性をベータカロチンに維持させることができる。

特に好ましい実施の形態において、安定化化合物は、エトキシキンと通常称される、キノリン部分、好ましくは、２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンを含有する。この化合物は、ミズーリ州、セントルイス所在のソルティア社(Solutia Inc.)によりＳＡＮＴＯＱＵＩＮ（登録商標）の名称で市販されており、動物の餌と飼料のための酸化防止剤として広く用いられている。

ベータカロチン（またはカロチン、カロチノイド、その誘導体と前駆体、および長鎖不飽和化合物などの適切な置換体）のための他の適切な安定化化合物としては、ブチル化ヒドロキシアニソール；ブチル化ヒドロキシトルエン；没食子酸オクチル、没食子酸ドデシル、および没食子酸プロピルなどの没食子酸エステル；以下に限られるものではないが、リノール酸メチル、オレイン酸メチル、ステアリン酸メチルなどのメチルエステル、アスコルビン酸パルミテートなどの他のエステルを含む脂肪酸エステル；ジスルフィラム；ガンマトコフェロール、デルタトコフェロールおよびアルファトコフェロールなどのトコフェロール、およびトコフェロール誘導体と前駆体；ローズマリーの防臭抽出物；チオジプロピオン酸ラウリルやチオジプロピオン酸ジラウリルなどのプロピオン酸エステルおよびチオプロピオン酸エステル；ベータラクトグロブリン；アスコルビン酸；フェニルアラニン、システイン、トリプトファン、メチオニン、グルタミン酸、グルタミン、アルギニン、ロイシン、チロシン、リジン、セリン、ヒスチジン、スレオニン、アスパラギン、グリシン、アスパラギン酸、イソロイシン、バリン、およびアラニンなどのアミノ酸；タナン(tanan)とも称される２，２，６，６−テトラメチルピペリジノオキシ；タノール(tanol)とも称される２，２，６，６−テトラメチル−４−ヒドロキシピペリジン−１−オキシル；ジメチル−ｐ−フェニルアミノフェノキシシラン；ジ−ｐ−アニシルアゾキシド(di-p-anisylazoxide)；２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２，３，４−テトラヒドロキノリン；ジヒドロサントキン；サントキン；ｐ−ヒドロキシジフェニルアミン、並びにその炭酸エステル、フタル酸エステルおよびアジピン酸エステル；および１，４−ジヒドロピリジン誘導体であるジルジン(diludin)が挙げられる。

ベータカロチンのための特に好ましい安定化化合物としては、以下に限られるものではないが、アルコルビン酸パルミテート、ブチル化ヒドロキシアニソール、ブチル化ヒドロキシトルエン、レシチン、没食子酸プロピル、アルファトコフェロール、フェニル−アルファ−ナフチルアミン、ヒドロキノン、ノルジヒドログアヤレチックン酸、ローズマリー抽出物、それらの混合物等が挙げられる。

特定の実施の形態において、従来の合成および天然の酸化防止剤が、ベータカロチンのための安定化化合物として好ましい。合成および天然の酸化防止剤としては、以下に限られるものではないが、ビタミンＣおよびその誘導体（アスコルビン酸）；ビタミンＥおよびその誘導体（トコフェロールおよびトコトリエノール）；フラボノイドおよびその誘導体（カテキンを含む）；フェノール酸およびその誘導体；ｔ−ブチルヒドロキノン（ＴＢＨＱ）；イミダゾリジニル尿素、第四アンモニウム、ジアゾリジニル尿素；エリソルビン酸；エリソルビン酸ナトリウム、乳酸、アスコルビン酸カルシウム、アスコルビン酸ナトリウム、アスコルビン酸カリウム、ステアリン酸アスコルビル、エリソルビン酸；エリソルビンナトリウム；ブチルヒドロキシノン；乳酸ナトリウムまたはカリウムまたはカルシウムまたはマグネシウム；クエン酸；クエン酸ナトリウム、モノナトリウム、ジナトリウムまたはトリナトリウム；クエン酸カリウム、モノカリウムまたはトリカリウム；酒石酸；酒石酸ナトリウム、モノナトリウムまたはジナトリウム；酒石酸カリウム、モノカリウムまたはトリカリウム；酒石酸ナトリウムカリウム；リン酸；リン酸ナトリウム、モノナトリウム、ジナトリウムまたはトリナトリウム；リン酸カリウム、モノカリウム、ジカリウムまたはトリカリウム；塩化第一スズ；レシチン；ノルジヒドログアヤレチック酸（ＮＤＧＡ）；没食子酸のアルコールエステル；ステアリン酸アスコルビル；２−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシアニソール；３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシアニソール；１−システイン塩酸塩；ガムガイアカム；クエン酸レシチン；クエン酸モノグリセリド；クエン酸モノイソプロピル；エチレンジアミンテトラ酢酸；２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシメチルフェノール；ポリリン酸；トリヒドロキシブチロフェノン；およびアノキソマー(anoxomer)が挙げられる。

アスコルビン酸、メタ重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム、イソアスコルビン酸、チオグリセロール、チオソルビトール、チオ尿素、チオグリコール酸、システイン塩酸塩、１，４−ジアゾビシクロ−（２，２，２）−オクタン、マレイン酸、フマル酸、リコピンおよびそれらの混合物などの水溶性酸化防止剤は、好ましい実施の形態におけるベータカロチンのための安定化化合物として使用するのに適しているであろう。そのような水溶性成分は、ディーゼル燃料と相溶性の乳濁液中に配合するか、またはディーゼル燃料に加える前に非極性または親油性物質中にカプセル化することが好ましい。

安定剤として使用するのに適しているであろう他の化合物としては、モノブチルフェノール、テトラブチルフェノール、トリブチルフェノール、２−ｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、エチルフェノール、２−ｔ−ブチル−４−ｎ−ブチルフェノール、２，４，６−トリ−ｔ−ブチルフェノール、および２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−ブチルフェノールなどのアルキルフェノール；２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール；２，２’−メチレン−ビス（６−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール）；ｎ−オクタデシル−３−（２，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェノール）プロピオネート；１，１，３−トリス（３−ｔ−ブチル−６−メチル−４−ヒドロキシフェノール）ブタン；ペンタエリトリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェノール）プロピオネート］；ジ−ｎ−オクタデシル（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ホスホネート；２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）メシチレン；トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート；ペンタエリトリトールから誘導されたペンタエリトリトールコエステル、（３−アルキル−４−ヒドロキシフェニル）−アルカノール酸およびアルキルチオアルカノール酸または通常は酸化劣化および／または熱劣化しやすい有機材料の安定剤として有用なそのような酸の低級アルキルエステル；マロン酸、ドデシルアルデヒドおよびタロウアミン(tallowamine)の反応生成物；ヒンダードフェニルホスファイト；ヒンダードピペリジンカルボン酸およびその金属塩；２，６−ジヒドロキシ−９−アザビシクロ［３，３，１］ノナンのアシル化誘導体；二環式ヒンダードアミン；ジアルキル−４−ヒドロキシフェニルトリアジンの硫黄含有誘導体；二環式ヒンダードアミノ酸およびその金属塩；トリアルキル置換ヒドロキシベンジルマロネート；ヒンダードピペリジンカルボン酸およびその金属塩；ピロリジンジカルボン酸およびそのエステル；Ｎ，Ｎ−二置換ベータアラニンの金属塩；ヒドロカルビルチオアルキレンホスファイト；ヒドロキシベンジルチオアルキレンホスファイト；置換または非置換いずれかのジフェニルアミン、ジナフチルアミン、およびフェニルナフチルアミン、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルフェニレンジアミン、ｐ−オクチルジフェニルアミン、ｐ，ｐ−ジオクチルジフェニルアミン、Ｎ−フェニル−１−ナフチルアミン、Ｎ−フェニル−２−ナフチルアミン、Ｎ−（ｐ−ドデシル）フェニル−２−ナフチルアミン、ジ−１−ナフチルアミン、およびジ−２−ナフチルアミン；Ｎ−アルキルフェノチアジンなどのフェノチアジン；イミノ（ビスベンジル）；エミュー油；アルファリポ酸；等、およびそれらの混合物が挙げられる。

任意の特定の機構または理論に拘束することを意図するものではないが、安定化化合物は、フリーラジカルの形成によるカロチンや他の長鎖オレフィン化合物の酸化を阻害することにより保存料または安定剤として機能すると考えられている。安定化化合物がベータカロチンと一緒に存在する場合、燃料添加剤または添加燃料を不活性雰囲気下で調製または貯蔵する必要がない。このことは、添加燃料の燃焼前にベータカロチンの活性を維持するために、不活性雰囲気下での調製と貯蔵が一般に必要である従来技術の方法とは対照的である。エトキシキンなどの安定化化合物をベータカロチンまたは長鎖オレフィン化合物などのセタン価向上化合物と組み合わせることにより、以下の実施例で実証するように、セタン価が相乗的に増加するであろう。

セタン価向上剤
特定の実施の形態において、添加剤またはディーゼル燃料は、一種類以上の従来のセタン価向上剤および／または点火促進剤を含んでもよい。好ましい有機硝酸エステルは、約１０までの炭素原子、好ましくは、２から１０の炭素原子を有する置換または未置換硝酸アルキルまたはシクロアルキルである。このアルキル基は線状または枝分れのいずれであってもよい。好ましい実施の形態に使用するのに適した硝酸エステル化合物の特定の例としては、以下に限られないが、硝酸メチル、硝酸エチル、硝酸ｎ−プロピル、硝酸イソプロピル、硝酸アリル、硝酸ｎ−ブチル、硝酸イソブチル、硝酸ｓｅｃ−ブチル、硝酸ｔ−ブチル、硝酸ｎ−アミル、硝酸イソアミル、硝酸２−アミル、硝酸３−アミル、硝酸ｔ−アミル、硝酸ｎ−ヘキシル、硝酸２−エチルヘキシル、硝酸ｎ−ヘプチル、硝酸ｓｅｃ−ヘプチル、硝酸ｎ−オクチル、硝酸ｓｅｃ−オクチル、硝酸ｎ−ノニル、硝酸ｎ−デシル、硝酸ｎ−ドデシル、硝酸シクロペンチル、硝酸シクロヘキシル、硝酸メチルシクロヘキシル、硝酸イソプロピルシクロヘキシル、および１−メトキシプロピル−２−ニトレート、１−エトキシプロピル−２ニトレート、１−イソプロポキシ−ブチルニトレート、１−エトキシブチルニトレートなどのアルコキシ置換脂肪族アルコールのエステルが挙げられる。好ましい硝酸アルキルは、硝酸エチル、硝酸プロピル、硝酸アミル、および硝酸ヘキシルである。他の好ましい硝酸アルキルは、硝酸第一アミルまたは硝酸第一ヘキシルの混合物である。第一とは、硝酸基が、二つの水素原子に結合している炭素原子に結合していることを意味する。硝酸第一ヘキシルの例としては、硝酸ｎ−ヘキシル、硝酸２−エチルヘキシル、硝酸４−メチル−ｎ−ペンチル等が挙げられる。硝酸エステルの調製は、例えば、適切なアルコールのエステル化、適切なハロゲン化アルキルの硝酸銀との反応などの通常使用される方法のいずれにより行ってもよい。セタン価を向上させるおよび／または粒子状物質を減少させる上で使用するのに適した別の添加剤は過酸化ジ−ｔ−ブチルである。

過酸化水素、過酸化ベンゾイル、過酸化ジ−ｔ−ブチルなどの従来の点火促進剤を用いてもよい。さらに、例えば、塩化または臭化アルミニウム、塩化または臭化エチルなどの特定の無機または有機の塩化物または臭化物には、他の点火促進剤と組み合わせて用いたときに、プライマーとして好ましい実施の形態において用途が見出されるであろう。

ベータカロチンの安定化化合物に対する比
好ましい実施の形態において、ベースとなる添加配合物の各成分は、特定の比で存在し、添加燃料中において特定の処理比で存在する。各成分の比および処理比を決定する上で、考慮しなければならない要因としては、標高、ベース燃料の純度、燃料のタイプ（例えば、ガソリン燃料、ディーゼル燃料、残留燃料、２サイクル燃料等）、硫黄分、メルカプタン含有量、オレフィン含有量、芳香族含有量および燃料を使用する機関または装置（例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、２サイクルエンジン、定置ボイラ）が挙げられるであろう。例えば、ディーゼル燃料が、高硫黄分（１重量％以上）、高オレフィン含有量（１２ｐｐｍ以上）、または高芳香族含有量（３５重量％以上）を有するものなどの低級のものである場合、比は、追加のベータカロチンを提供することにより補正するように調節されるであろう。

好ましい実施の形態の添加配合物および添加燃料において、添加剤中のベータカロチンのグラム数のエトキシキンのグラム数に対する比は、一般に、約２０：１以上から約１：２０以下であり、典型的に、約１９：１、１８：１、１７：１、１６：１、または１５：１から約１：１５、１：１６、１：１７、１：１８または１：１９まで；好ましくは、約１４：１、１３：１、１２：１、または１１：１から約１：１１、１：１２、１：１３、または１：１４まで；より好ましくは、約１０：１、９：１、８：１、７：１、６：１、５：１から、約１：５、１：６、１：７、１：８、１：９または１：１０まで；最も好ましくは、約４：１、３：１、２：１、または１：１から約１：２、１：３、または１：４までである。これらの比は、ベータカロチンの適切な置換体およびエトキシキンの適切な置換体についても一般に好ましい。しかしながら、安定剤がエトキシキンほど効き目がないまたは効果的ではない場合、添加剤の組合せ中に比率でより多くの安定剤を使用することが好ましいであろう。同様に、安定剤がエトキシキンより効き目があるまたは効果的である場合、添加剤の組合せ中に比率でより少なく安定剤を使用することが好ましいであろう。

ベータカロチンおよび／またはその置換体のエトキシキンおよび／またはその置換体に対する比が上記比に近づくことが好ましい。特定の実施の形態において、エトキシキンの処理比を、燃料の酸化の重大性およびベータカロチンに提供すべき安定化の度合いに応じて、上下に調節することが好ましいであろう。添加燃料中の各成分の合計処理比は、上述した様々な要因に応じて上下に調節してもよい。

他の添加剤
好ましい実施の形態の添加剤パッケージおよび配合燃料組成物は、上述したもの以外の添加剤を含有してもよい。このような添加剤の例としては、以下に限られるものではないが、これより先に説明されている、一種類以上のオクタン価向上剤、清浄剤、酸化防止剤、乳化破壊剤、腐食防止剤および／または金属不活性化剤、希釈剤、低温フロー向上剤、熱安定剤などが挙げられるであろう。

植物油抽出物
好ましい実施の形態において、配合物は、追加の成分として、例えば、ベッチ、ホップ、大麦、またはアルファルファから抽出された植物油を含んでもよい。ここで用いている「植物油抽出物」という用語は、広義の用語であり、制限を意図するものではなく、ｎ−ヘキサン中に可溶性である、植物材料中に存在する成分を含む普通の意味で用いられる。クロロフィルは、油抽出物の全てまたは一部の置換体として、またはそれに加えて用いてもよい。疎水性油抽出物はクロロフィルを含有する。クロロフィルは、二酸化炭素と水が結合して、グルコースと酸素を形成するプロセスである光合成を行う、植物中の緑色の色素である。疎水性油抽出物は、一般に、以下に限られるものではないが、有機金属、酸化防止剤、油、脂質、熱安定剤、またはこれらのタイプの製品の出発材料、並びに主に低分子量から高分子量の酸化防止剤からなる約３００種類の他の化合物を含む多くの他の化合物も含有する。

大麦からの油抽出物が多くの実施の形態において好ましいが、他の実施の形態において、全部または一部を、以下に限られるものではないが、アルファルファ、ホップの油抽出物、ウシノケグサの油抽出物、ベッチの油抽出物、グリーンクローバーの油抽出物、小麦の油抽出物、穀物の緑色の部分の抽出物、緑色の食物材料の油抽出物、緑色の生け垣または緑色の葉または緑色の草の油抽出物、緑色の部分を含む任意の花、マメ科植物の葉の部分または緑の部分、クロロフィルまたはクロロフィル含有抽出物、もしくはこれらの組合せまたは混合物と置換することが望ましいであろう。適切な豆果としては、ライマメ、インゲン豆(kidney bean)、インゲンマメ(pinto bean)、小豆、大豆、グレート・ノーザン・ビーン(Great Northern Bean)、平豆、白インゲンマメ、ブラック・タートル・ビーン(Black turtle Bean)、エンドウ豆、ヒヨコマメ、およびブラック・アイ・ピー(Black eye pea)からなる群より選択される豆果が挙げられる。適切な穀物としては、ウシノケグサ、クローバー、小麦、オート麦、大麦、ライ麦、サトウモロコシ、麻、ライ小麦、米、トウモロコシ、スペルト(spelt)、キビ、アマランス、そばの実、キノア、カミュ、およびテフが挙げられる。

特の好ましい植物油抽出物は、通常マメ科（pulse family, pea or legume family）と称されるフェバセア（マメ科:Leguminosae）植物科の構成物である植物由来のものである。Leguminosae科は、低木、樹木、およびハーブを含む、７００を超える属および１７，０００を超える種を含む。この科は、三つの亜科に分類される：主に熱帯の樹木と低木であるネムノキ亜科(Mimosoideae)；熱帯と亜熱帯の低木を含むジャケツイバラ亜科(Caesalpinioideae)；およびエンドウおよび豆を含むソラマメ亜科(Papilioniodeae)。Leguminosae科のほとんどの構成員に共通する特徴は、窒素を固定する根粒菌細菌を含有する根粒の存在である。Leguminosae科の多くの構成物も、種子中に高レベルの植物油を蓄積する。Leguminosae科としては、ほんの数例であるが、クロバナエンジュ属の一種、アメリカヤブマメ、アメリカホドイモ、カナダレンゲ、インジゴ、大豆、ペール・レンリソウ(pale vetchling)、マーシュ・レンリソウ(marsh vetchling)、ヴェイニー・ピー(veiny pea)、ラウンド・ヘッディド・ブッシュ・クローバー(round headed bush clover)、多年ルピナス、ホップ・クローバー(hop clover)、アルファルファ、ホワイト・スイート・クローバー、イエロー・スイート・クローバー、ホワイト・プレーリー・クローバー、パープル・プレーリー・クローバー、一般のイナゴマメ、スモール・ワイルド・ビーン(small wild bean)、レッド・クローバー、ホワイト・クローバー、細い葉のベッチ、ヘアリーベッチ、ガーデン・ピー(garden pea)、ヒヨコマメ、ストリング・ピー(string pea)、インゲン豆(kidney bean)、グリーン・ビーンズ、ライマメ、ソラマメ、平豆、ピーナツまたは落花生、およびカウピーが挙げられる。

最も好ましい形態の油抽出材料は、抽出後にペーストまたは泥状のコンシステンシーを有する材料、すなわち、抽出後に液体であるよりむしろ固体または半固体からなる。そのようなペーストは一般に、抽出物中でクロロフィルＢよりも高い濃度でクロロフィルＡを含有する。そのような材料の色は一般に濃い黒緑であり、材料全体に亘りある程度の蛍光が見られる。そのような材料は、Leguminosae科に列挙される植物源の多くまたは全てから回収できる。そのような形態はほとんどの実施の形態にとって好ましいが、特定の他の実施の形態において、液体やある他の形態が好ましいであろう。

油抽出物は、当業者によく知られた抽出方法を用いて得られるであろう。溶媒抽出法が一般に好ましい。植物材料から油分画および油溶性分画を分離できる任意の適切な抽出溶媒が用いられるであろう。非極性溶媒が一般に好ましい。溶媒は、一種類の溶媒、または二種類以上の溶媒の混合物を含んでもよい。適切な溶媒としては、以下に制限されるものではないが、約５以下から１２以上の炭素原子を含有する環状、直鎖、および枝分れ鎖のアルカンが挙げられる。非環式アルカン抽出溶媒の特別な例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、混合ヘキサン、混合ヘプタン、混合オクタン、イソオクタン等が挙げられる。環状アルカン抽出溶媒の例としては、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、メチルシクロヘキサン等が挙げられる。ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、およびデセンなどのアルケンも使用に適しており、ベンゼン、トルエン、およびキシレンなどの芳香族炭化水素も同様である。シクロベンゼン、ジシクロベンゼン、トリクロロベンゼン、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、ペルクロロエチレン、トリクロロエチレン、トリクロロエタン、およびトリクロロトリフルオロエタンなどのハロゲン化炭化水素を用いてもよい。一般に好ましい溶媒は、Ｃ６〜Ｃ１２アルカン、特に、ｎ−ヘキサンである。

ヘキサン抽出が、種子から油を抽出するための最も一般的に用いられている技法である。これが、植物材料中の実質的に全ての油溶性分画を分離する非常に効率的な抽出方法である。典型的なヘキサン抽出において、植物材料は粉砕される。草および葉の植物を小片に切り刻んでもよい。種子は、一般に粉に挽いたり、フレーク状にされる。種子材料は一般に、高温でヘキサンに曝される。油を溶解させる可燃性の高い無色の揮発性溶媒であるヘキサンは、残留した植物材料中に数重量パーセントの油しか残さない。油／溶媒の混合物を、ヘキサンが引火する温度である２１２°Ｆ（１００℃）まで加熱してもよく、次いで、蒸留して、全ての微量のヘキサンを除去する。あるいは、減圧下での蒸発により、ヘキサンを除去してもよい。このように得られた油抽出物は、好ましい実施の形態の配合物に使用するのに適している。

食用商品や化粧品に使用するための植物油抽出物は一般に、外観、貯蔵寿命、味覚などに影響を与えることのある不純物を除去して精製油を生成するための追加の加工工程を経る。このような不純物としては、リン脂質、粘液性ガム状物質、遊離脂肪酸、着色顔料および微細な植物粒子が挙げられるであろう。これらの副生成物を除去するために、水沈殿や有機酸の水溶液による沈殿を含む異なる方法が用いられる。着色化合物は一般に、漂白により除去され、ここで、油は一般に、珪藻土などの吸着体を通過する。消臭を行ってもよく、これは一般に、蒸気蒸留の使用を含む。そのような追加の加工は一般に不必要である。しかしながら、そのような処理が施された油は、好ましい実施の形態の配合物に使用するのに適しているであろう。

他の好ましい抽出プロセスとしては、以下に限られるものではないが、一般に二酸化炭素による、超臨界抽出法が挙げられる。ヘリウム、アルゴン、キセノン、および窒素などの他のガスも、超臨界抽出法における溶媒として使用するのに適しているであろう。

所望の油抽出分画を得るために、以下に限られるものではないが、機械プレスを含む任意の他の適切な方法を用いてもよい。連続圧搾としても知られている機械プレスは、種子または他の油を含む材料を、油が絞り出されるパルプに粉砕する連続駆動スクリューを使用することにより、油を除去する。このプロセスにおいて生成された分画は、約５０℃から９０℃の温度を生じさせることができ、または外部熱を施してもよい。低温プレスは一般に、外部熱を全く加えずに、４０℃以下の温度で行うことを称する。

植物材料から得られるであろう油抽出物の収率は、様々な要因、主に植物材料の含油量に依存するであろう。例えば、ベッチの典型的な含油量（ヘキサン抽出、無水ベース）は約４〜５重量％であり、一方で、大麦の含油量は約６〜７．５重量％、アルファルファの含油量は約２〜４．２重量％である。

熱安定剤
好ましい実施の形態において、配合物は、追加の成分としてホホバ油も含有してよい。ホホバ油は、抗酸化特性を有し、抗酸化性を失わずに非常に高い温度に耐えることのできる液体である。ホホバ油は、アリゾナ州、カリフォルニア州およびメキシコ北部原産の低木からの粉に挽かれたまたは粉砕された種子から抽出した液状ワックスエステル混合物である。ホホバ油の供給源は、ホホバと一般に呼ばれるSimmondsia chinensis低木である。ホホバは、厚く革のような青緑色の葉および濃い茶色のナッツのような果実を有する木質の常緑の低木である。ホホバ油は、従来のプレス法または溶媒抽出法により果実から抽出してもよい。ホホバ油は透明で金色である。ホホバ油は、ほぼ完全に、高分子量（Ｃ１６〜Ｃ２６）の単不飽和直鎖酸とアルコールとのワックスエステルからなる。ホホバ油は一般に、一般化学式ＲＣＯＯＲ”を持つ液体ワックスエステルとして定義され、ここで、ＲＣＯはオレイン酸（Ｃ１８）、エイコサン酸（Ｃ２０）および／またはエルカ酸（Ｃ２２）を表し、−ＯＲ”はエイコセニルアルコール（Ｃ２０）、ドコセニルアルコール（Ｃ２２）および／またはテトラセニルアルコール（Ｃ２４）部分を表す。ＲがＣ２０〜Ｃ２２アルキル（アルケニル）基であり、Ｒ”がＣ２０〜Ｃ２２アルキル（アルケニル）基である、化学式ＲＣＯＯＲ”を有する純粋なエステルまたは混合エステルが、ホホバ油の部分的または全体の適切な置換体であろう。単不飽和直鎖アルケニル基を含む酸およびアルコールが最も好ましい。

多くの実施の形態においてホホバ油が好ましいが、他の実施の形態においては、全部または一部を、以下に限られるものではないが、ピーナッツ油、綿実油、菜種油、マカデミア油、アボガド油、ヤシ油、パーム核油、ヒマシ油、全ての他の植物油と堅果油、ほ乳類の油（例えば、鯨油）と魚油を含む全ての動物油、並びにこれらの組合せと混合物などの熱安定性が知られている油を含む別の成分で置き換えることが望ましいであろう。好ましい実施の形態において、油は、アルコキシル化、例えば、メトキシル化またはエトキシル化されていてもよい。アルコキシル化は、ヒマシ油、マカデミアナッツ油、綿実油などの中鎖油に行うことが好ましい。アルコキシル化は、燃料中の油／水混合物を結合でき、燃料の燃焼の際に窒素酸化物および／または粒子状物質の放出を潜在的に減少させるという点で利点を与えるであろう。

好ましい実施の形態において、これらの他の油は、部分置換または完全置換のいずれかで、１：１の容積比基準でホホバ油と置き換えられる。他の実施の形態において、１：１の容積比より大きいか小さい容積比で他の油でホホバ油を置き換えることが好ましいかもしれない。好ましい実施の形態において、精製されたまたは単に抽出されたまたは綿実から粉砕されたいずれかの綿実油、スクアレン、またはスクアランで、ホホバ油の一部または全容積を１：１の容積比基準で置き換えている。当該技術分野において知られている適切な熱安定剤としては、中間留分燃料の安定剤として使用するのに適している、２−ｔ−ブチルフェノール、２，６−ｔ−ブチルフェノール、２−ｔ−ブチル−４−ｎ−ブチルフェノール、２，４，６−トリ−ｔ−ブチルフェノール、および２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−ｎ−ブチルフェノールを含むアルキルフェノールの液体混合物が挙げられる（ハンロン(Hanlon)等の米国特許第５０７６８１４号および同第５０２４７７５号）。熱安定効果を示す他の市販のヒンダードフェノール酸化防止剤としては、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２，２’−メチレン−ビス（６−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール）、ｎ−オクタデシル３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、１，１，３−トリス（３−ｔ−ブチル−６−メチル−４−ヒドロキシフェニル）ブタン、ペンタエリトリチルテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、ジ−ｎ−オクタデシル（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ホスホネート、２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）メスチレン、およびトリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレートが挙げられる（米国特許第４００７１５７号および同第３９２０６６１号）。

他の熱安定剤としては、通常は酸化劣化および／または熱劣化しやすい有機材料の安定剤として有用な、ペンタエリトリトール、（３−アルキル−４−ヒドロキシフェニル）−アルカノイック酸およびアルキルチオアルカノイック酸由来のペンタエリトリトールコエステルまたはそのような酸の低級アルキルエステル（ダンスキ(Dunski)等の米国特許第４８０６６７５号および同第４７３４５１９号）；マロン酸、ドデシルアルデヒドおよびタロウアミンの反応生成物（ネルソン(Nelson)等の米国特許第４６７００２１号）；ヒンダードフェニルホスファイト（スピバック(Spivack)の米国特許第４２０７２２９号）；ヒンダードピペリジンカルボン酸およびその金属塩（ラミー(Ramey)等の米国特許第４１９１８２９号および同第４１９１６８２号）；２，６−ジヒドロキシ−９−アゾビシクロ［３，３，１］ノナンのアシル化誘導体（ステフェン(Stehpen)の米国特許第４０００１１３号）；二環式ヒンダードアミン（ラミー等の米国特許第３９９１０１２号）；時アルキル−４−ヒドロキシフェニルトリアジンの硫黄含有誘導体（デクスター(Dexter)等の米国特許第３９４１７４５号）；二環式ヒンダードアミノ酸およびその金属塩（ラミー等の米国特許第４０５１１０２号）；トリアルキル置換マロン酸ヒドロキシベンジル（スピバックの米国特許第４０８１４７５号）；ヒンダードピペリジンカルボン酸およびその金属塩（ラミー等の米国特許第４０８９８４２号）；ピロリジンジカルボン酸およびそのエステル（ステフェンの米国特許第４０９３５８６号）；Ｎ，Ｎ−二置換ベータアラニンの金属塩（ステフェンの米国特許第４０７７９４１号）；ヒドロカルビルチオアルキレンホスファイト（米国特許第３５２４９０９号）；ヒドロキシベンジルチオアルキレンホスファイト（米国特許第３６５５８３３号）；などが挙げられる。

特定の化合物が、酸化防止剤および熱安定剤の両方として機能できる。したがって、特定の実施の形態において、追加の成分として、一方が熱安定性を与え、他方が酸化防止活性を提供する、二つの異なる化合物よりもむしろ、熱安定性と酸化防止効果の両方を提供する一つの化合物と組み合わされた疎水性植物油抽出物を含有する配合物を調製することが好ましいであろう。耐酸化性と熱安定性の両方をある程度提供するものとして当該技術分野において知られている化合物の例としては、置換または未置換のジフェニルアミン、ジナフチルアミン、およびフェニルナフチルアミン、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルフェニレンジアミン、ｐ−オクチルジフェニルアミン、ｐ，ｐ−ジオクチルジフェニルアミン、Ｎ−フェニル−１−ナフチルアミン、Ｎ−フェニル−２−ナフチルアミン、Ｎ−（ｐ−ドデシル）フェニル−２−ナフチルアミン、ジ−１−ナフチルアミン、およびジ−２ナフチルアミン；Ｎ−アルキルフェノチアジンなどのフェノチアジン；および６−（ｔ−ブチル）フェノール、２，６−ジ−（ｔ−ブチル）フェノール、４−メチル−２，６−ジ−（ｔ−ブチル）フェノール、４，４’−メチレンビス（−２，６−ジ−（ｔ−ブチル）フェノール）などのヒンダードフェノール等が挙げられる。

特定の潤滑流体ベース物質が高い熱安定性を示すことが当該技術分野において知られている。そのようなベース物質は、好ましい実施の形態の配合物に熱安定性を与えることができるであろうし、それ自体が、ホホバ油の一部または全部を置き換えてもよい。適切なベース物質としては、ポリアルファオレフィン、二塩基酸エステル、ポリオールエステル、アルキル化芳香族化合物、ポリアルキレングリコール、およびリン酸エステルが挙げられる。

ポリアルファオレフィンは、硫黄もリンも金属も含まない炭化水素ポリマーである。ポリアルファオレフィンは、良好な熱安定性を有するが、一般に、適切な酸化防止剤と共に用いられる。二塩基酸エステルは、良好な熱安定性を有するが、通常は、加水分解と酸化に対する耐性のための添加剤と共に用いられる。

ポリオールエステルとしては、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、およびペンタエリトリトールエステルなどの二つ以上のアルコール部位を含有する分子が挙げられる。合成ポリオールエステルは、動物または植物の供給源いずれか由来の脂肪酸と合成ポリオールとの反応生成物である。ポリオールエステルは、優れた熱安定性を有しており、他のベース物質よりも良好に加水分解と酸化に抵抗するかもしれない。天然に生じるトリグリセリドまたは植物油は、ポリオールエステルと同じ化学の部類に含まれる。しかしながら、ポリオールエステルは、そのような油よりも高い耐酸化性を示す傾向にある。植物油に通常関連する酸化の不安定性は、一般に、リノール脂肪酸とリノレン脂肪酸の高含有量のためである。さらに、植物油中の脂肪酸における不飽和（すなわち二重結合）の度合いは酸化に対する感度に相関関係にあり、多数の二重結合により、酸化に敏感であり、急激に酸化しやすい材料が得られる。

トリメチロールプロパンエステルは、モノ、ジおよびトリエステルを含むであろう。ネオペンチルグリコールエステルはモノおよびジエステルを含むであろう。ペンタエリトリトールエステルはモノ、ジ、トリおよびテトラエステルを含む。ジペンタエリトリトールエステルは６までのエステル部分を含むであろう。好ましいエステルは、一般に、長鎖一塩基性脂肪酸のエステルである。Ｃ２０以上の酸のエステル、例えば、ゴンドイック酸(gondoic acid)、エイコサジエン酸、エイコサトリエン酸、エイコサテトラエン酸、エイコサペンタエン酸、アラキン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、エルカ酸、ドコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、リグニセル酸(ligniceric acid)が好ましい。しかしながら、特定の実施の形態において、Ｃ１８以下の酸のエステル、例えば、ブチル酸、カプロン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリストレイン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ヘキサデカジエン酸、ヘキサデカチエン酸、ヘキサデカテトラエン酸、マルガリン酸、マルガロレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、オクタデカテトラエン酸、バクセン酸、またはリノレン酸が好ましいであろう。特定の実施の形態において、ペンタエリトリトールを異なる酸の混合物でエステル化することが好ましいであろう。

アルキル化芳香族化合物は、オレフィンまたはハロゲン化アルキルのベンゼンなどの芳香族化合物による反応により形成される。熱安定性は、ポリアルファオレフィンのものと同様であり、この添加剤は、一般に、酸化安定性を与えるために用いられる。ポリアルキレングリコールは、良好な熱安定性を示すアルキレン酸化物のポリマーであるが、一般に、酸化耐性を与える添加剤と共に用いられる。リン酸エステルは、オキシ塩化リンおよびアルコールまたはフェノールから合成され、良好な熱安定性も示す。

特定の実施の形態において、他の植物油と共にホホバ油を含有する配合物を調製するこしとが好ましいであろう。例えば、粗製メドウフォーム油は、ほとんどの一般的な植物油、すなわち、大豆油よりもほぼ１８倍も長く酸化破壊に耐えることが報告されている。メドウフォーム油は、酸化安定性を改善するために、トリオレイン油、ホホバ油、およびヒマシ油などの他の油に少量加えてもよい。粗製メドウフォーム油の安定性は、一般の酸化防止剤には寄与できなかった。メドウフォーム油の酸化安定性に考えられる一つの説明は、その独特な脂肪酸組成であろう。メドウフォーム油からの主要な脂肪酸は５−エイコセン酸であり、これは、最も一般な脂肪酸であるオレイン酸のほぼ５倍以上の酸化に対して安定であり、他の単不飽和脂肪酸よりも１６倍以上も安定であることが分かった。"Oxidative Stability Index of Vegetable Oils in Binary Mixtures with Meadowfoam Oil," Terry, et al., United States Department of Agriculture, Agricultural Research Service, 1997を参照のこと。

清浄添加剤 − キャブレター堆積物がスロットル本体とプレート、アイドル・エア・サーキット、および計量オリフィスとジェット内に形成されるであろう。これらの堆積物は、燃料中の不飽和炭化水素から形成されたガム状物質により一緒に保持された埃とエンジン排気物からの汚染物の組合せである。この堆積物は、空気／燃料比を変え、アイドリングを乱し、燃料の消費を増し、排気物質を増加させ得る。キャブレター清浄剤は、堆積物が形成されるのを防ぎ、既に形成された堆積物を除去することができる。この用途に用いられる清浄剤は、２０〜６０ｐｐｍの添加範囲にあるアミンである。

フュエル・インジェクタは、燃料の流動を変え、インジェクタの噴霧パターンを変え得る堆積物に対して非常に敏感である。これらの堆積物は、車両が動き出すのを難しくし、重大な操縦性の問題を生じ、消費燃料と排気物質を増加させ得る。フュエル・インジェクタ堆積物は、キャブレター堆積物よりも高い温度で形成され、したがって、処理するのがより難しい。キャブレター堆積物のための使用されるアミンは、いくぶん効果的であるが、一般に、おおよそ１００ｐｐｍの添加レベルで使用される。このレベルでは、アミン清浄剤は、実際に、吸気マニホールドおよびバルブの堆積物を形成し得る。アミン清浄剤よりも熱安定性の高いポリマー分散剤が、この問題を克服するために用いられてきた。これらは、２０〜６００ｐｐｍの範囲の添加量で用いられる。これらの同じ添加剤は、吸気マニホールドおよびバルブの堆積物の制御のためにも効果的である。吸気マニホールドおよびバルブの堆積物は、操縦性、消費燃料、および排気物質に対してキャブレターおよびエンジンの堆積物と同じ効果がある。堆積物が存在しているエンジンへの清浄剤および分散剤の添加剤の効果には、特に添加剤が低添加量で用いられる場合、タンク数個のガソリンが必要となるであろう。

燃焼室堆積物は、蓄積するにつれ、車両に要求されるオクタン価を増加させ得る。これらの堆積物は、末端ガス・ゾーンおよびインジェクション・ポート区域において蓄積する。それら堆積物は、断熱材であり、エンジンの作動中に非常に熱くなり得る。金属表面は熱を放出し、比較的低温のままである。熱い堆積物は、過早点火や不点火を生じ、よりオクタン価の高い燃料が必要になり得る。ポリエーテルアミンおよび他の専売の添加剤が、燃焼室の堆積物の大きさを減少させることが知られている。燃焼室堆積物の量を減少させると、ＮＯｘ放出物が減少することが示されてきた。

様々な実施の形態のディーゼル燃料組成物中に、様々な異なるタイプの適切な清浄添加剤を含ませても差し支えない。これらの清浄剤としては、スクシンイミド清浄剤／分散剤、長鎖脂肪族ポリアミン、長鎖マンニッヒ塩基、およびカルバメート清浄剤が挙げられる。ガソリンに使用するための望ましいスクシンイミド清浄剤／分散剤は、ジエチレントリアミンやトリエチレンテトラアミンなどのエチレンポリアミンを、少なくとも一種類のアクリルヒドロカルビル置換スクシンアシル化剤と反応させる工程を含むプロセスにより調製される。そのようなアシル化剤の置換基は、平均で約５０から約１００（好ましくは、約５０から約９０、より好ましくは、約６４から約８０）の炭素原子を含有することにより特徴付けられる。さらに、アシル化剤は、約０．７から約１．３の範囲（例えば、０．９から１．３の範囲、または０．７から１．１の範囲）、より好ましくは、約０．８から１．０の範囲、まはた１．０から１．２の範囲、最も好ましくは、約０．９の酸価を有する。この清浄剤／分散剤は、化学結合形態の分子構造において、平均でポリアミン１モル当たり約１．５から約２．２（好ましくは、１．７から１．９、または１．９から２．１、より好ましくは、１．８から２．０、最も好ましくは、約１．８）モルのアシル化剤を含有する。ポリアミンは、一般に、線状、枝分れおよび環状の化学種からなる工業グレードのエチレンポリアミンまたは純粋な化合物であって差し支えない。

清浄剤／分散剤の非環式ヒドロカルビル置換基は、上述した必要な数の炭素原子を有するアルキル基またはアルケニル基であることが好ましい。適切な分子量のポリオレフィンホモポリマーまたはコポリマー（例えば、プロペンホモポリマー、ブテンホモポリマー、Ｃ₃およびＣ₄オレフィンコポリマー等）由来のアルケニル置換基が適している。置換基は、７００から１２００、好ましくは、９００から１１００、最も好ましくは、９４０から１０００の範囲の数平均分子量（ゲル透過クロマトグラフィーにより測定される）を有するポリイソブテンから形成されたポリイソブテニル基であることがより好ましい。そのようなポリマー材料の定評のある製造業者は、各自のポリマー材料の数平均分子量を適切に確認することができる。それゆえ、通常は、材料の製造業者により付与された公称の数平均分子量を、かなりの確信をもって信頼することができる。

非環式ヒドロカルビル置換コハク酸アシル化剤およびその調製方法並びにスクシンイミドの形成における使用が、当業者によく知られており、度々文献に報告されている。例えば、米国特許第３０１８２４７号参照のこと。

蒸留燃料中の吸気清浄剤としての燃料の可溶性の長鎖脂肪族ポリアミンの使用が、例えば、米国特許第３４３８７５７号に記載されている。

内燃機関中の吸気系統堆積物の形成を制御するために、長鎖アルキルフェノール、ホルムアルデヒド（またはそのホルムアルデヒド前駆体）、およびポリアミンから形成された、燃料に可溶性のマンニッヒ塩基添加剤の使用が、例えば、米国特許第４２３１７５９号に記載されている。

カルバメート燃料清浄剤は、カルバメート結合により結合したポリエーテルおよびアミン基を含有する組成物である。このタイプの典型的な化合物が米国特許第４２７０９３０号に記載されている。このタイプの好ましい材料は、テキサス州、ヒューストン所在のシェブロン・オロナイト社(Shevron Oronite Company)からＯＧＡ−４８０（商標）添加剤として市販されている。

操縦性添加剤 − ガソリンエンジンに関して、これらには、燃焼プロセスに直接影響するノッキング防止剤、アンチ・ラン・オン添加剤、過早点火防止剤、不点火防止剤が挙げられる。ノッキング防止剤は、米国ではもはや使用されていないアルキル鉛を含む。これらと他の金属ノッキング防止剤は、約０．２ｇ金属／燃料のリットル（または約０．１重量％または１０００ｐｐｍ）の添加量で一般に用いられる。この添加レベルでの一般的なオクタン価の向上は、リサーチオクタン価（ＲＯＮ）およびモーターオクタン価（ＭＯＮ）の両方について３ユニットである。数多くの有機化合物が、ノッキング防止活性を有することが知られている。これらの化合物としては、１０００ｐｐｍ範囲の添加量で用いられるアミン、アルコール、およびエーテルが挙げられる。これらの添加剤は、反応性ラジカルを緩和するために水素を移転させることにより働く。メタノールおよびＭＴＢＥなどの酸素添加剤は、オクタン価を増やすが、実際には添加剤ではなくブレンド成分であるほど多い添加量で用いられる。過早点火は、一般に、燃焼室堆積物の存在により生じ、燃焼室清浄剤を使用し、オクタン価を上昇させることにより対処される。操縦性添加剤は、ディーゼルエンジンに用いてもよい。

耐磨耗剤 − 様々な実施の形態のディーゼル燃料組成物は、一種類以上の耐磨耗剤を含有することが有利である。好ましい耐磨耗剤は、８から５０の炭素原子を有するアルキルまたはアルケニルラジカルを含む長鎖第一アミンを含む。使用すべきアミンは、一種類のアミンであっても、そのようなアミンの混合物からなっていてもよい。好ましい実施の形態に使用できる長鎖第一アミンの例としては、２−エチルヘキシルアミン、ｎ−オクチルアミン、ｎ−デシルアミン、ドデシルアミン、オレイルアミン、リノリルアミン、ステアリルアミン、エイコシルアミン、トリアコンチルアミン、ペンタコンチルアミン等が挙げられる。好ましい効果的なアミンは、イリノイ州、シカゴ所在のアクゾ・ノベル・サーフェス・ケミストリー社(Akzo Novel Surface Chemistry LLC)からＡＲＭＥＥＮ（登録商標）ＯまたはＡＲＭＥＥＮ ＯＤの名称で得られるオレイルアミンである。一般に脂肪族アミンの混合物である他の適切なアミンとしては、０〜２％のテトラデシルアミン、２４％〜３０％のヘキサデシルアミン、２５％〜２８％のオクタデシルアミンおよび４５％〜４６％のオクタデセニルアミンの混合物を含有するＡＲＭＥＥＮ Ｔの蒸留形態であるＡＲＭＥＥＮ ＴＤとＡＲＭＥＥＮ Ｔを含有する。ＡＲＭＥＥＮ ＴおよびＡＲＭＥＥＮ ＴＤはタロウ脂肪酸由来のものである。ラウリルアミンは、上述した供給業者から得られるＡＲＭＥＥＮ １２Ｄのように適している。この製品は、約０〜２％のデシルアミン、９０％〜９５％のドデシルアミン、０〜３％のテトラデシルアミンおよび０〜１％のオクタデセニルアミンである。有用であることが示されたタイプのアミンは、当該技術分野においてよく知られており、酸または酸の混合物をアンモニウム石鹸に転化させ、この石鹸を熱により対応するアミドに転化させ、さらに、このアミドを対応するニトリルに転化させ、このニトリルを水素化してアミンを製造することにより脂肪酸から調製されるであろう。上述した様々なアミンに加え、大豆脂肪酸由来のアミンの混合物も、上述したアミンの部類に含まれ、本発明による使用に適している。有用であると上述したアミンの全てが直鎖の脂肪族第一アミンであることに留意されたい。分子当たり１６から１８の炭素原子を有し、飽和または不飽和のこれらのアミンが特に好ましい。

他の好ましい耐磨耗剤は、二量化不飽和脂肪酸、好ましくは、比較的長鎖の脂肪酸のダイマー、例えば、８から３０の炭素原子を含有するもののダイマーを含み、純粋な、または実質的に純粋なダイマーであってよい。あるいは、好ましくは、「ダイマー酸」として知られている市販の材料を用いてもよい。この後者の材料は、不飽和脂肪酸を二量化することにより調製され、酸のモノマー、ダイマーおよびトリマーの混合物からなる。特に好ましいダイマー酸はリノール酸のダイマーである。

酸化防止剤 − 酸化阻害剤として使用されることが知られている様々な化合物を様々な実施の形態の燃料配合物に使用できる。これらの化合物としては、中でも、フェノール酸化防止剤、アミン酸化防止剤、硫黄処理フェノール化合物、有機ホスファイトが挙げられる。最良の結果のためには、酸化防止剤は、主にまたは完全に（１）２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、４−メチル−２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２，４−ジメチル−６−ｔ−ブチルフェノール、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、および混合されたメチレン架橋ポリアルキルフェノールなどのヒンダードフェノール酸化防止剤、または（２）シクロアルキル−ジ−低級アルキルアミン、およびフェニレンジアミンなどの芳香族アミン酸化防止剤、またはそのようなフェノール酸化防止剤一種類以上のそのようなアミン酸化防止剤一種類以上との組合せいずれかを含む。２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２，４，６−トリ−ｔ−ブチルフェノールおよびｏ−ｔ−ブチルフェノールなどの第三ブチルフェノールの組合せが特に好ましい。また、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、およびその類似体などのＮ，Ｎ’−ジ−低級アルキルフェニレンジアミン、並びにそのようなフェニレンジアミンとそのような第三ブチルフェノールの組合せも有用である。

乳化破壊剤 − 乳化破壊剤は、通常は非常に低い濃度で水から油を分離するのを助ける分子である。乳化破壊剤は、水と油の混合物の形成を防ぐ。例えば、有機スルホネート、ポリオキシアルキレングリコール、オキシアルキル化フェノール樹脂、および類似材料を含む、様々な乳化破壊剤が、様々な実施の形態の燃料配合物の使用に利用できる。テキサス州、スュガーランド所在のベイカー・ペトロライト社(Baker Petrolite Corporation)からＴＯＬＡＤ（登録商標）の名称で市販されているものなどの、スルホン酸アルキルアリール、ポリオキシアルキレングリコールおよびオキシアルキル化フェノール樹脂の混合物が特に好ましい。他の公知の乳化破壊剤を使用しても差し支えない。

腐食防止剤 − 様々な腐食防止剤が、様々な実施の形態の燃料配合物に使用するのに利用できる。ダイマーおよびトリマー酸を使用でき、タル油脂肪酸、オレイン酸、リノール酸などから生成される。例えば、オハイオ州、シンシナティー所在のコグニス社(Cognis Corporation)によりＥＭＰＯＬ（登録商標）の名称で販売されているダイマーおよびトリマー酸などのこのタイプの製品は、様々な工業供給源から現在入手できる。他の有用なタイプの腐食防止剤は、例えば、テトラプロペニルコハク酸、テトラプロペニル無水コハク酸、テトラデセニルコハク酸、テトラデセニル無水コハク酸、ヘキサデセニルコハク酸、ヘキサデセニル無水コハク酸などのアルケニルコハク酸およびアルケニル無水コハク酸腐食防止剤である。ポリグリコールなどのアルコールとのアルケニル基中に８から２４個の炭素原子を有するアルケニルコハク酸のハーフエステルも有用である。

アミノコハク酸またはその誘導体も有用である。１５〜２０の炭素原子を含有するアルキル基または２〜１０の炭素原子を含有する飽和または不飽和カルボン酸から誘導されたアシル基を有するアミノコハク酸のジアルキルエステルを使用することが好ましい。アミノコハク酸のジアルキルエステルが最も好ましい。

金属不活性化剤 − 所望であれば、燃料組成物は、銅などの重金属と錯体を形成する能力を有するタイプの従来の金属不活性化剤を含有してもよい。一般に、使用される金属不活性化剤は、ガソリンに可溶性のＮ，Ｎ’−ジサリチリデン−１，２−アルカンジアミンまたはＮ，Ｎ’−ジサリチリデン−１，２−シクロアルカンジアミン、またはそれらの混合物である。その例としては、Ｎ，Ｎ’−ジサリチリデン−１，２−エタンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジサリチリデン−１，２−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジサリチリデン−１，２−シクロ−ヘキサンジアミン、およびＮ，Ｎ”−ジサリチリデン−Ｎ’−メチル−ジプロピレン−トリアミンが挙げられる。

本発明のディーゼル組成物中に含めても差し支えない様々な添加物が従来の量で使用される。任意の特定の場合に使用した量は、燃料組成物に所望の機能的特性を与えるのに十分であり、そのような量は、当業者にはよく知られている。

熱安定剤 − オクテル・スタリオン(Octel Starreon)高温燃料油安定剤ＦＯＡ−８１（商標）などの熱安定剤、または他のそのような添加剤を燃料配合物に添加してもよい。

キャリヤ流体 − キャリヤ流体として使用するのに適した物質としては、以下に限られるものではないが、鉱油、植物油、動物油、および合成油が挙げられる。適切な鉱油は、主に、組成物中でパラフィン系、ナフテン系、または芳香族であってよい。動物油としては、タロウおよびラードが挙げられる。植物油としては、以下に限られないが、菜種油、大豆油、ピーナッツ油、トウモロコシ油、ヒマワリ油、綿実油、ヤシ油、オリーブ油、小麦胚種油、アマニ油、扁桃油、ベニバナ油、ヒマシ油などのが挙げられるであろう。合成油としては、以下に限られないが、アルキルベンゼン、ポリブチレン、ポリイソブチレン、ポリアルファオレフィン、ポリオールエステル、モノエステル、ジエステル（アジピン酸エステル、セバシン酸エステル、ドデカン二酸エステル、フタル酸エステル、ダイマー酸エステル）、およびトリエステルが挙げられるであろう。

溶媒 − 好ましい実施の形態の配合物と共に使用するのに適した溶媒は、配合物の一種類以上の成分と混和性および相溶性である。好ましい溶媒としては、ベンゼン、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレンなどの芳香族溶媒、並びにシクロヘキサン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナンなどの非極性溶媒が挙げられる。適切な溶媒としては、添加すべき燃料、例えば、ガソリン、ディーゼル１、ディーゼル２などが挙げられるであろう。酸素添加剤、キャリヤ流体、またはここに列挙された添加剤などの溶媒和すべき材料に応じて、他の液体が、溶媒として使用するのに適しているであろう。

酸素添加剤 − オクタン価を向上させるため、およびＣＯの排出を減少させるために、ガソリンに酸素添加剤が加えられる。これらの例としては、特定の実施の形態においてはより高濃度が望ましいかもしれないが一般に２重量パーセントまでの酸素含有量を生じるようにガソリンにブレンドされる様々なアルコールおよびエーテルが挙げられる。ＣＯ排出の利点は、酸素添加剤の化学構造のものではなく、燃料の酸素レベルの関数であるようである。酸素添加剤はガソリンよりも低い発熱量を有するので、これらの成分を含有する燃料については、体積当たりの燃費（マイル・パー・ガロン）がより低い。しかしながら、一般的なブレンドレベルでは、その影響は、非常に精密な測定装置しか検出できないほど小さい。酸素添加剤は、ＮＯｘや炭化水素の排出に影響することは知られていない。

特定の実施の形態において、一種類以上の酸素添加剤を燃料に加えることが好ましいであろう。酸素添加剤は、一つ以上の酸素原子を含有する炭化水素である。主な酸素添加剤は、メタノール、燃料エタノール、メチルターシャリーブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、エチルターシャリーブチルエーテル（ＥＴＢＥ）、ジイソプロピルエーテル（ＤＩＰＥ）、およびターシャリーアミルメチルエーテル（ＴＡＭＥ）を含む、アルコールおよびエーテルである。

マイクロカプセル化ベータカロチン
好ましい実施の形態において、燃料添加剤、ディーゼル燃料配合物、または他の燃料配合物中に含ませる前に、ベータカロチンまたは他のカロチノイドおよび／またはカロチンをカプセル化することが望ましいであろう。マイクロカプセル化は、添加剤と、周囲の酸素および他の物質との間の望ましくない化学的相互作用を防ぐ効果的な技法である。カプセル化されたまたは他の様式で保存されたベータカロチンは、セタン価向上剤または他のタイプの燃料添加剤（例えば、排出減少添加剤、燃費節約添加剤等）としての有効性を阻害するかもしれない酸化および他の劣化効果に耐性を示すであろう。したがって、エトキシキンなどの酸化防止剤または他の添加剤は、周囲条件下でセタン価向上剤として効果的なままであるようにベータカロチンを安定化させるためには必要ないであろう。

好ましい実施の形態において、ベータカロチンおよび必要に応じて他の添加剤成分は、レシチンマイクロカプセルまたはナノ粒子中に捕捉される。他の好ましいシェル材料としては、燃料可溶性ポリマーまたは燃料混和性ポリマーが挙げられる。マイクロカプセルのシェルは、中に含まれる酸化剤と燃料または雰囲気とが直接接触するのを実質的に防ぐことにより、望ましくない反応を遮断する。マイクロカプセル化された添加剤は、予め選択された濃度で燃料に添加剤を長期に亘り調節された状態で放出するであろう。

マイクロカプセル化技法は一般に、小さな固体粒子、液滴、または気泡を、マイクロカプセルの内容物のための保護シェルを提供する材料の薄膜により被覆する工程を含む。好ましい実施の形態に使用するのに適したマイクロカプセルは、一般に、約１μｍ以下から約１０００μｍ以上、好ましくは、約２μｍから約５０、６０、７０、８０、９０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００または９００μｍ、より好ましくは、約３、４、５、６、７、８または９μｍから約１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０または４５μｍまでの任意の適切なサイズのものであってよい。特定の実施の形態において、ナノメートルサイズのマイクロカプセルを使用することが好ましいであろう。そのようなマイクロカプセルは、約１０ｎｍ以下から約１０００ｎｍ（１μｍ）未満まで、好ましくは、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７０、８０または９０ｎｍから約１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００または９００ｎｍまでに及ぶであろう。

ほとんどの実施の形態において、液相ベータカロチンまたは別の液体添加剤物質がカプセル化されるが、特定の実施の形態において、固体物質を含むことが好ましいであろう。固体含有マイクロカプセルは、マイクロカプセル形成の当該技術分野においてよく知られている従来の方法を用いて調製してよく、そのようなマイクロカプセルは、好ましい実施の形態の添加剤パッケージおよび燃料に含まれてよい。

マイクロカプセル成分
好ましい実施の形態のマイクロカプセルは充填材料を含有する。充填材料は一般に、必要に応じて、ベータカロチン安定剤、例えば、エトキシキンなどの他の物質と組み合わせられる、一種類以上のカロチン、カロチノイド、それらの誘導体と前駆体、または長鎖不飽和化合物である。充填材料は、シェル材料によりマイクロカプセル内にカプセル化される。

一般的なシェル材料としては、以下に限られるものではないが、アラビアゴム、ゼラチン、エチルセルロース、ポリウレア、ポリアミド、アミノプラスト、マルトデキストリン、および水素化植物油が挙げられるであろう。好ましい実施の形態にどのような適切なシェル材料を使用してもよいが、一般に、食品用途または医薬品用途への使用が認可されたシェル材料を使用することが好ましい。ゼラチンは、低コスト、生分解性、およびゼラチンシェルのマイクロカプセルを調製する容易さのために、特に好ましい。しかしながら、特定の実施の形態において、他のシェル材料が好ましいであろう。最適なシェル材料は、例えば、充填材料の粒子または液滴サイズおよびサイズ分布、充填材料粒子の形状、充填材料との相溶性、充填材料の安定性、およびマイクロカプセルからの充填材料の放出速度に依存するであろう。親水性物質をシェル材料として使用する場合、燃料の添加剤パッケージまたは添加燃料中にマイクロカプセルを確実に均一に分布させるために、分散剤または乳化剤を使用することが望ましいであろう。

マイクロカプセル化プロセス
様々なカプセル化方法を用いて、好ましい実施の形態のマイクロカプセルを調製してよい。これらの方法としては、シェルを形成するように充填材料粒子にコーティングが噴霧されるか他の様式で付着される気相および真空プロセスや、液体が気相中に噴霧され、その後、固化してマイクロカプセルを形成するプロセスが挙げられる。適切な方法としては、マイクロカプセルが反応器内の液相中に形成される乳化および分散方法が挙げられる。

噴霧乾燥
噴霧乾燥によるカプセル化は、充填材料粒子または不混和性の液体充填材料の分散体を含有するシェル材料の濃縮液を、急激な脱溶媒が生じる加熱されたチャンバ中に噴霧する工程を含む。どのような適切な溶媒系を使用してもよい。噴霧乾燥は、例えば、ゼラチン、加水分解ゼラチン、アラビアゴム、修飾デンプン、マルトデキストリン、スクロース、またはソルビトールなどのシェル材料を含むマイクロカプセルを調製するために一般に用いられる。シェル材料の水溶液を使用する場合、充填材料は一般に、疎水性液体または水不混和性油を含有する。分散剤および／または乳化剤をシェル材料の濃縮液に加えてもよい。噴霧乾燥法により、比較的小さな、例えば、約１μｍ未満から約５０μｍより大きいマイクロカプセルが調製される。このように得られた粒子は、個々の粒子並びに個々の粒子の凝集塊を含むであろう。噴霧乾燥技法を用いてカプセル化されるであろう充填材料の量は、一般に、マイクロカプセルの約２０重量％未満からマイクロカプセルの６０重量％より多い。このプロセスは、他の方法と比較したときの低コストのために好ましく、マイクロカプセルの調製において幅広い有用性がある。この方法は、感熱材料を調製するのには好ましくないであろう。

別の様々な噴霧乾燥において、脱溶媒よりも冷気を用いて、粒子または不混和性液の形態にある充填材料を含有するシェル材料の溶融混合物を固化させる。そのようなカプセル化方法におけるシェル材料として、様々な脂肪、ワックス、脂肪アルコール、および脂肪酸が一般に用いられる。この方法は、水不溶性シェルを有するマイクロカプセルを調製するのに一般に好ましい。

流動床マイクロカプセル化
流動床技法を用いたカプセル化は、一般に、液体または溶融形態にある液体のシェル材料を、気流、典型的に熱気中に浮遊した固体粒子上に噴霧する工程を含み、このようにカプセル化された粒子は、その後冷却される。一般に使用されるシェル材料としては、以下に限られるものではないが、コロイド、溶媒可溶性ポリマー、および糖類が挙げられる。シェル材料は、反応器の頂部から粒子に施されても、例えば、ワースター・プロセスにおけるように、反応器の底部からのスプレーとして施されてもよい。粒子は、所望のシェル厚が達成されるまで反応器内に維持される。流動床マイクロカプセル化は、カプセル化された水溶性成分を調製するために一般に用いられる。この方法は、不規則な形状の粒子をコーティングするのに特に適している。流動床カプセル化は、約１００μｍより大きいマイクロカプセルを調製するのに一般に用いられるが、それより小さなマイクロカプセルを調製してもよい。

複合コアセルベーション
液体の複合コアセルベーションを形成できる反対に荷電した高分子電解質のペア（すなわち、静電引力により互いに結合したコロイド粒子の塊）を用いて、複合コアセルベーションによりマイクロカプセルを形成しても差し支えない。好ましいポリアニオンはゼラチンであり、これは、様々なポリアニオンと複合体を形成できる。典型的なポリアニオンとしては、アラビアゴム、ポリリン酸塩、ポリアクリル酸、およびアルギン酸塩が挙げられる。複合コアセルベーションは主に、水不混和性液または水不溶性固体をカプセル化するために用いられる。この方法は、水溶性物質、または酸性条件に敏感な物質に使用するのには適していない。

ゼラチンのアラビアゴムによる複合コアセルベーションにおいて、水不溶性充填材料を暖かい水性ゼラチン乳濁液中に分散させ、次いで、アラビアゴムと水をこの乳濁液に加える。水相のｐＨはやや酸性に調節し、それによって、充填材料の表面に吸着する複合コアセルベートが形成される。この系を冷却し、グルタルアルデヒドなどの架橋剤を加える。マイクロカプセルは、必要に応じて、シェルの親水性を減少させるように低ｐＨで尿素およびホルムアルデヒドにより処理し、それによって、凝集体を過剰に形成せずに乾燥を促進させてもよい。次いで、このように得られたマイクロカプセルを乾燥させて粉末を形成してもよい。

ポリマー−ポリマー不相溶性
不相溶性であるが、共通の溶媒中で可溶性である二種類の液体ポリマーを含有する溶液を用いて、マイクロカプセルを調製してもよい。一方のポリマーは、充填材料により優先的に吸収される。充填材料は、溶液中に分散したときに、同時に、優先的に吸収されたポリマーの薄膜により被覆される。マイクロカプセルは、吸収されたポリマーを架橋するか、ポリマーの非溶媒を溶液に加えることのいずれかにより得られる。次いで、液体を除去して、乾燥粉末の形態にあるマイクロカプセルを得る。

ポリマー−ポリマー不相溶性カプセル化は、水性媒質中でも非水性媒質中でも行うことができる。これは一般に、水溶解度が限られている極性固体を含有するマイクロカプセルを調製するために用いられる。適切なシェル材料としては、エチルセルロース、ポリラクチド、およびラクチド−グリコシドコポリマーが挙げられる。ポリマー−ポリマー不相溶性カプセル化により調製されるマイクロカプセルは、他の方法により調製されるマイクロカプセルよりも小さい傾向にあり、一般に、１００μｍ以下の直径を有する。

界面重合
マイクロカプセルは、液体中の界面で重合反応を行うことにより調製してもよい。そのような一つのタイプのマイクロカプセル化方法において、二種類の不混和性液体の分散体を調製する。分散相が充填材料を形成する。各相は別々の反応体を含有し、これらの反応体は、シェルを形成する重合反応を行うことができる。分散相中の反応体および連続相中の反応体が、分散相と連続相との間の界面で反応して、シェルを形成する。連続相中の反応体は一般に、拡散プロセスにより界面に行われる。一旦反応が開始したら、シェルは次第に拡散に対するバリアとなり、それによって、界面重合反応の速度を制限する。これは、シェルの厚さの均一性とモルホロジーに影響するであろう。連続相に分散剤を加えてもよい。分散相は、水性溶媒または非水性溶媒を含んでも差し支えない。連続相は、分散相中で不混和性であるように選択される。

一般的な重合反応体としては、アミンまたはアルコールとの重合反応を行うことのできる酸塩化物またはイソシアネートが挙げられるであろう。アミンまたはアルコールを、アミンまたはアルコールを可溶化できる非水性相中の水相中で可溶化させる。次いで、酸塩化物またはイソシアネートを水（または非水性溶媒）不混和相中に溶解させる。同様に、反応体を含有するかまたは表面に反応体が被覆された固体粒子を、固体粒子が実質的に可溶性ではない液体中に分散させてもよい。次いで、固体粒子中または上の反応体が連続相中の反応体と反応して、シェルを形成する。

ｉｎ ｓｉｔｕカプセル化と一般に称される界面重合による別のタイプのマイクロカプセル化において、実質的に不溶性粒子の形態にあるかまたは水不混和性液体の形態にある充填材料を水相中に分散させる。水相は、尿素、メラミン、水溶性尿素−ホルムアルデヒド縮合体、または水溶性尿素−メラミン縮合体を含有する。充填材料をカプセル化するシェルを形成するために、ホルムアルデヒドを水相に加え、これを加熱し、酸性化する。次いで、重合反応が進行するにつれ、縮合生成物が分散したコア材料の表面上に堆積する。上述した界面重合反応とは異なり、この方法は、反応剤を充填材料中に溶解させる必要がないので、敏感な充填材料に使用するのに適しているであろう。関連するｉｎ ｓｉｔｕ重合方法において、水不混和性ビニルモノマーおよびビニルモノマー重合開始剤を含有する水不混和性液体または固体を水相中に分散させる。重合は加熱により開始され、水相による界面にビニルシェルが生成される。

気相重合
マイクロカプセルは、充填材料粒子を、粒子の表面で重合できる気体に曝露することにより調製してもよい。そのような一つの方法において、気体は、粒子の表面で重合してポリ（ｐ−キシレン）シェルを形成するｐ−キシレンダイマーを有してなる。そのようなコーティング方法を行うには、特殊なコーティング設備が必要であり、特定の液相カプセル化方法よりも費用がかかってしまうであろう。また、カプセル化すべき充填材料は、反応体および反応条件に敏感ではないことが好ましい。

溶媒蒸発
マイクロカプセルは、二つの不混和性液体の乳濁液、例えば、水中油型、油中油型、または水中油中水型の乳濁液から揮発性溶媒を除去することにより調製してもよい。シェルを形成する材料は、揮発性溶媒中に不溶性である。充填材料は溶液中に、溶解されるか、分散されるか、または乳化される。適切な溶媒としては、塩化メチレンおよび酢酸エチルが挙げられる。溶媒蒸発は、水溶性充填材料、例えば、ポリペプチドをカプセル化するのに好ましい方法である。そのような水溶性成分をカプセル化すべき場合、一般に、増粘剤を水相に加え、次いで、溶媒を除去する前に、溶液を冷却して水相をゲル化させる。溶媒を除去する前に、乳濁液に分散剤を加えてもよい。溶媒は、一般に、大気圧または減圧下での蒸発により除去する。溶媒蒸発方法を用いて、１μｍ未満から１０００μｍを超えるマイクロカプセルを調製してもよい。

遠心力カプセル化
遠心力によるマイクロカプセル化では一般に、シェルと充填材料の乳濁液を含有する有孔カップを使用する。このカップを油浴中に浸漬し、所定の速度で回転させ、それによって、シェルと充填材料を含む液滴が、回転しているカップの外側の油中に形成される。液滴を冷却によりゲル化して、その後乾燥させてもよい油充填粒子が形成される。このようにして製造されたマイクロカプセルは一般に比較的大きい。回転懸濁分離と称される遠心力カプセル化の別の変更例において、充填材料粒子と溶融シェルかまたはシェル材料の溶液の混合物を回転ディスク上に供給する。被覆された粒子がディスクの縁から振り落とされ、そこで、粒子がゲル化または脱溶媒され、収集される。

浸漬ノズルカプセル化
浸漬ノズルによるマイクロカプセル化は一般に、シェルと充填材料の液体混合物をノズルに通してキャリア流体の流れに噴霧する工程を含む。このようにして得られた液滴はゲル化され、冷却される。このように製造されたマイクロカプセルは一般に比較的大きい。

脱溶媒
脱溶媒または抽出乾燥において、濃縮シェル材料溶液または分散体中の分散充填材料を脱溶媒用溶媒中、一般に、水性分散体を使用する場合には水混和性アルコール中に噴霧させる。マルトデキストリン、糖類、およびゴムを含む水溶性シェル材料を一般に使用する。好ましい脱溶媒用溶媒としては、２−プロパノールやポリグリコールなどの水混和性アルコールが挙げられる。このように得られたマイクロカプセルは別個の充填材料相を有していない。このように製造されたマイクロカプセルは一般に、約１５重量％未満の充填材料を含有するが、特定の実施の形態においては、それより多く充填材料を含有してもよい。

リポソーム
リポソームは、一般に約３０ｎｍ未満から１ｍｍを超えるサイズの及ぶマイクロカプセルである。リポソームは、水性空間をカプセル化するリン脂質の二層からなる。脂質分子は、極性の頭部基を水相に曝露することによりそれ自体を配列し、疎水性の炭化水素基は、水性領域を分離する近接した同心の脂質リーフレットを形成する二層内に互いに付着する。薬物を、水性空間中にカプセル化するか、または脂質の二層の間に捕捉することができる。薬物をカプセル化する場所は、その生理化学特性および脂質の組成による。リポソームは、脂質の酵素的加水分解により任意の収容されている薬物をゆっくりと放出するであろう。レシチンベースの二層リポソームは、一部にはレシチンの酸化防止特性のために、特に望ましいカプセルの材料である。

ナノ粒子
ナノ粒子は、一般にレシチンから調製される、ナノメートルの範囲にある小さな液体小胞である。リポソームおよびナノ粒子は、同様のサイズのものである。両方とも、直径が２０から１０００ｎｍの範囲で生じる。リポソームは一つ以上の二層膜から構成されるのに対して、ナノ粒子は単層シェルにより形成される。リポソームは、一般に、水溶性すなわち親水性成分が充填されており、したがって、親水性物質のための典型的なキャリヤである。これとは対照的に、ナノ粒子は、親油性すなわち疎水性物質が充填されており、脂肪親和性剤のためのキャリヤとして理想的になっている。

マイクロフリューダイザを用いた高圧均質化は、リポソームおよびナノ粒子などの液体小胞を調製するための高度な技術である。この方法は、規模を大きくするのが容易であり、再現性のある結果を生じる。ホモジナイザーは、特別に設計された相互作用チャンバである。このチャンバ中で、予混成分の流れを最初に分割し、次いで、特定の角度で再度組み合わせる。この地点で、高い剪断力およびキャビテーション力により、１２００バールまでの圧力で液体小胞が形成される。高圧均質化の技法により、小胞中に分散油が１００％カプセル化される。

通常は、均質な生成物を得るために、相互作用チャンバによる多段階サイクルが必要である。平均液滴サイズおよびサイズ分布は、ナノ粒子の調製を特徴付ける主要パラメータである。それらは、光子相関法により、またはフリーズ・フラクチャーにより調製された試料の電子顕微鏡を用いて測定できる。

粒子のコアは、カロチンおよびカロチノイド、並びに疎水性酸化防止剤などの様々な脂肪親和性剤を含有し得る。これらの成分の化学的安定性（酸化に対する）は、ナノ粒子中へのカプセル化により向上させることができる。ナノ粒子の調製品は、４０％までの油溶性成分を含有できる。小胞サイズは、多くのパラメータにより影響を受ける。均質化圧力、レシチンの濃度とタイプ、油の濃度とタイプおよび溶媒濃度が最も重要である。高いリン脂質対油の比で、非常に小さな粒子のみを得ることができる。

その他のマイクロカプセル化プロセス
上述したマイクロカプセル化方法は、好ましい実施の形態のマイクロカプセルを調製するのに一般に好ましいが、当業者に知られているような他の適したマイクロカプセル化方法を用いてもよい。さらに、特定の実施の形態において、カプセル化されていないカロチン、カロチノイドや他の物質を燃料添加剤または添加燃料配合物中に直接含ませることが望ましいであろう。あるいは、添加剤または他の物質をキャリヤ物質の固体基質中に含ませてもよい。燃料添加剤または添加燃料配合物に加えられるマイクロカプセルは、全てが同じタイプであり、かつ同じ添加剤または他の物質を含有していてもよく、または様々なタイプのマイクロカプセルおよび／またはカプセル化された添加剤または他の物質を含有してもよい。

噴霧乾燥およびフリーズドライ
噴霧乾燥は、溶液、乳濁液およびポンピング可能な懸濁液などの液体の供給原料から、粉末、顆粒または凝集塊いずれかの形態の乾燥固体を製造する方法として、工業的に広く用いられている。噴霧乾燥方法は、カロチン、カロチノイド等を含有する固体粒子を調製するために適しているであろう。噴霧乾燥に使用される装置は、一般に、供給ポンプ、回転式またはノズル噴霧器、空気加熱器、エア・ディスペンサ、乾燥室、および排気清浄と粉末回収のためのシステムからなる。噴霧乾燥において、液体供給原料を、液滴のスプレーに噴霧し、これら液滴を乾燥室内の熱気と接触させる。制御された温度および気流条件下で、液滴から水分が蒸発し、乾燥粒子が形成される。次いで、形成された粉末、顆粒または凝集塊を乾燥室から排出する。ある場合には、噴霧工程の終わりに生成された組成物がまだ良好に混ざった状態にあるように、噴霧乾燥プロセス中に溶液の撹拌または揺動を続ける必要があるであろう。作動条件および乾燥機の設計を調節することにより、噴霧乾燥した生成物の特徴を決定することができる。

溶媒を除去する別の好ましい方法はフリーズドライである。フリーズドライは、以下の三段階：予備凍結、第一乾燥、および第二乾燥からなる。フリーズドライを開始する前に、フリーズドライすべき混合物を適切に予備凍結しなければならない。すなわち、材料は、未凍結の濃縮溶質のポケットがないように完全に凍結されている。周囲の水温より低い温度で凍結する溶質の水性混合物の場合、混合物は、共融温度まで凍結させなければならない。一旦混合物を適切に予備凍結させたら、第一乾燥工程において、昇華により凍結混合物から溶媒を除去する。第一乾燥工程が終了した後、溶媒は結合形態で混合物中にまだ存在するかもしれない。この結合溶媒を除去するために、生成物から溶媒を脱着するために連続乾燥が必要である。

ベータカロチンをカプセル化または保存する好ましい方法
好ましい実施の形態において、上述した方法にしたがって、ベータカロチンをカプセル化または保存してもよい。ベータカロチンは、マルトデキストリン中のベータカロチンの混合物を噴霧乾燥、ドラム乾燥、またはフリーズドライすることによりカプセル化してもよい。４０％のマルトデキストリン２５ＤＥの１０００ｇ水溶液当たり０．５ｇのベータカロチンを使用し、乾燥前にこの混合物を均質化することが一般に好ましい。フリーズドライ、噴霧乾燥、および／またはドラム乾燥によるマルトデキストリン中のベータカロチンをカプセル化する適切な方法が、J.Food Sci. (1997), 62(6), 1158-1162; Crit.Rev.Food Sci.Nutr. (1998), 38(5), 381-396;およびJ.Food Process.Preserv. (1999), 23(1), 39-55に記載されている。

ベータカロチンのマルトデキストリン以外のカプセル化物質を用いてもよい。そのようなカプセル化物質としては、Food Chemistry (2000), 71(2), 199-206に記載されているような、プルラン（粘性かつ酸素に不透過性にするような様式で重合されたグルコース単位からなる水溶性多糖類）および様々な分子量のポリビニルピロリドン（例えば、ＰＶＰ４０およびＰＶＰ３６０）が挙げられる。加水分解デンプンを、J.Food Sci (1995), 60(5), 1048-53に記載されたように、カプセル化物質として使用してもよい。

添加剤濃縮物
セタン価向上パッケージをベース燃料に直接加えても差し支えない。あるいは、添加剤配合物を、添加燃料を調製するのに用いてもよい添加剤パッケージの形態で提供してもよい。必要に応じて、上述した添加剤は濃縮物の状態で存在してもよい。

ベースのディーゼル燃料
好ましい実施の形態に使用されるディーゼル燃料は、ガソリンの沸騰範囲よりも高い、約１５０℃から３７０℃（６９８°Ｆ）の温度範囲内で留出する原油分を含む。ディーゼル燃料は、電気火花により点火する自動車用ガソリンとは対照的に、高圧縮条件下で空気熱により内燃機関のシリンダ内で点火する。点火の様式のために、良好なディーゼル燃料において高いセタン価が必要である。ディーゼル燃料は、沸騰範囲と組成が軽油に近い。ディーゼル燃料には、ＡＳＴＭにより設定された二つのグレード：ディーゼル１とディーゼル２がある。ディーゼル１は、ディーゼル２よりも軽質であり、揮発性が高く、燃料がより清浄なケロシンタイプの燃料であり、速度と負荷が頻繁に変化するエンジン用途で用いられる。ディーゼル２は、工業系用途に用いられ、Ｎｏ．４とＮｏ．５は軽質と重質で、Ｎｏ．６燃料油は大型車両用途に用いられる。

適切なディーゼル燃料としては、高硫黄および低硫黄両方の燃料が挙げられる。低硫黄燃料は、一般に、５００ｐｐｍ（重量パーセント基準）以下の硫黄を含有する燃料を含み、１００、９５、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１０または５ｐｐｍ以下の硫黄さらには、例えば、合成ディーゼル燃料の場合には、０ｐｐｍほど少ない硫黄含有していてもよい。高硫黄ディーゼル燃料としては一般に、例えば、１、２、３、４または５重量％以下の硫黄を含有する燃料が挙げられる。

１５０℃から３３０℃の範囲で沸騰する燃料がディーゼルエンジンにおいて最良に動作する。何故ならば、それらの燃料は、排気物が過剰ではなく、燃料の廃物がなく、燃焼中に完全に消費されるからである。最良のセタン評価を与えるパラフィンが、ディーゼルブレンドにとって好ましい。燃料のパラフィン含有量が多いほど、より燃焼し易く、暖気運転が迅速になり、燃焼が完全になる。より高い温度範囲で沸騰するより重い原油成分も、それほど望ましくないが、使用してもよい。ナフテンは、次に軽い成分であり、芳香族化合物は、ディーゼル燃料中で見つかる最も重い分画である。これらの重い成分を使用することにより、ディーゼル燃料のワックスのような性質を最小にするのに役立つ。低温では、パラフィンは固化し、燃料フィルタを詰まらせる傾向にある。

ディーゼル１およびディーゼル２の燃料以外に、ディーゼルエンジン内で燃焼できる他の燃料を、様々な実施の形態におけるベース燃料として用いてもよい。そのような燃料としては、以下に限られるものではないが、石炭粉乳濁液および植物油に基づく燃料が挙げられるであろう。植物油ベースのディーゼル燃料は、市場で入手でき、「バイオ・ディーゼル」の名称で販売されている。それらの燃料は、一般に、植物起源の脂肪酸のメチルエステルのブレンドを含有し、従来のディーゼル燃料への添加物として使用されることが多い。

セタン価向上剤
燃料中のセタンの量を増加させるための組成物および方法を提供する。ある好ましい実施の形態において、セタン価向上剤は、ベータカロチンまたは別のカロチン、カロチノイド、それらの誘導体または前駆体を一種類以上の安定化化合物と共に有してなる。他の好ましい実施の形態において、セタン価向上剤は、カプセル化されたまたは他の様式で保存されたまたは保護されたベータカロチンまたは別のカロチン、カロチノイド、その誘導体または前駆体を、必要に応じて一種類以上の安定化化合物と共に有してなる。

ベータカロチンは、カプセル化されたとき、または安定化化合物の存在下では、Ｎｏ．２ディーゼル燃料中のセタンのレベルをより効率的に上昇させ、従来の方法により調製されたベータカロチンよりも長く、上昇したセタンのレベルを維持する。好ましい実施の形態において、セタン価向上剤は、ベータカロチンをエトキシキンなどの安定剤と混合し、硝酸アルキル、例えば、硝酸２−エチルヘキシルを加えることにより調製される。ここに記載した方法により調製された好ましいセタン価向上剤は、Ｎｏ．２ディーゼル燃料中のセタンのレベルを相乗様式で上昇させる。

好ましい実施の形態において、セタン価向上剤配合物は、以下の方法により配合することができる。３グラムのベータカロチン（グラム当たりのビタミンＡの活性で１．６百万国際単位）および３グラムのエトキシキンを、トルエンを有してなる２００ｍｌの液体炭化水素キャリヤ中に溶解させる。ベータカロチンおよびエトキシキンを加熱し、撹拌しながら溶解させることが好ましい。次に、この混合物に約９４６ミリリットルの硝酸２−エチルヘキシルの１００％溶液を加え、３．７８５リットルの総容積を得るようにトルエンを加える。セタン価向上剤配合物を不活性雰囲気下で調製する必要はないが、そのようにしても構わない。上述した一種類以上の燃料添加剤を、所望なように、セタン価向上剤配合物に加えてもよい。

随意添加剤として純粋な硝酸２−エチルヘキシルが特に好ましいが、他の硝酸アルキルまたは他のグレードの硝酸２−エチルヘキシルも適していることを理解すべきである。さらに、上述したような、他の硝酸アルキルまたは従来のセタン価向上剤または点火促進剤が、硝酸２−エチルヘキシルと同様に働き、したがって、置き換えられることが当業者には認識されるであろう。それぞれが、異なる一種類以上の硝酸アルキルおよび／またはベータカロチンに対するその比を有する、セタン価向上剤の多くの異なる配合物を製造することが望ましい。そのような特定の配合物を、以下に記載する方法にしたがってＮｏ．２ディーゼル燃料中のセタンのレベルを上昇させる能力について評価した。上述した実施の形態において、上述した順序で成分を加えることが望ましい。しかしながら、他の実施の形態において、添加の順序を変更しても差し支えない。

上述したように調製したセタン価向上剤は、「濃縮セタン価向上剤」の実施の形態の一つである。Ｎｏ．２ディーゼル燃料中のセタンのレベルを向上させるために、１ガロンのＮｏ．２ディーゼル燃料当たり約０．１ｍｌ未満から約７０ｍｌ以上の上述したセタン価向上剤を加えることが好ましい。１ガロンのＮｏ．２ディーゼル燃料に加えられる濃縮セタン価向上剤の量は、好ましくは、約０．３ｍｌから約３０ｍｌまたは３５ｍｌ、より望ましくは、約０．５ｍｌから約２５ｍｌ、さらに好ましくは、約０．７５ｍｌから約２０ｍｌ、より好ましくは、約１ｍｌから約１５ｍｌ、最も好ましくは、約２、３、４または５ｍｌから約６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４ｍｌの範囲にある。高硫黄ディーゼル燃料、低硫黄ディーゼル燃料、低品質のディーゼル燃料、高品質のディーゼル燃料、バイオ・ディーゼル燃料等を含む他のディーゼル燃料について、同様の処理比を用いてもよい。

上述した添加剤レベルは特定の実施の形態については好ましいが、他の実施の形態においては、他の添加剤レベルを有することが好ましいであろう。例えば、５００ｍｌの添加剤合計（「ＯＲ−ＣＴ」）を得るための０．４９ｇのベータカロチンおよびｑ．ｓ．トルエンに対して１２５ｍｌの硝酸２−エチルヘキシルを有してなる添加剤が、１ガロンの添加燃料当たり約０．０５ｍｌ以下から１ガロンの添加燃料当たり約１００ｍｌ以上、好ましくは、約０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８または０．９ｍｌから、約１０、１５、２０、３０、４０または５０ｍｌまで、最も好ましくは、約１、１．５、２、２．５、３、３．５または４ｍｌから、約４．５、５、６、７、８、９または１０ｍｌまで存在してもよい。ＯＲ−ＣＴ添加剤を含有するこの添加燃料に、エトキシキンを、１ガロンの添加燃料当たり約０．０５ｍｌ以下から１ガロンの添加燃料当たり約１００ｍｌ以上、好ましくは、約０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８または０．９ｍｌから、約１０、１５、２０、３０、４０または５０ｍｌまで、最も好ましくは、約１、１．５、２、２．５、３、３．５または４ｍｌから、約４．５、５、６、７、８、９または１０ｍｌまで加えてもよい。

他の実施の形態において、好ましい燃料は、硝酸２−エチルヘキシルが全く加えられずにベータカロチンを含有する。これらの実施の形態においては、５００ｍｌの添加剤を得るための０．４９ｇのベータカロチンおよびｑ．ｓ．トルエンを有してなる添加剤を、１ガロンの添加燃料当たり約０．０５ｍｌ以下から１ガロンの添加燃料当たり約１００ｍｌ（またはｇ）以上、好ましくは、約０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８または０．９ｍｌ（またはｇ）から、約１０、１５、２０、３０、４０または５０ｍｌ（またはｇ）まで、最も好ましくは、約１、１．５、２、２．５、３、３．５または４ｍｌ（またはｇ）から、約４．５、５、６、７、８、９または１０ｍｌ（またはｇ）までの処理比を生じるように加えてもよい。加えられるエトキシキンまたは他の安定剤のレベルは、１ガロンの添加燃料当たり約０．０５ｍｌ以下から１ガロンの添加燃料当たり約１００ｍｌ以上、好ましくは、約０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８または０．９ｍｌ（またはｇ）から、約１０、１５、２０、３０、４０または５０ｍｌ（またはｇ）まで、最も好ましくは、約１、１．５、２、２．５、３、３．５または４ｍｌ（またはｇ）から、約４．５、５、６、７、８、９または１０ｍｌ（またはｇ）までに及んでよい。これらの処理比は、ベータカロチンが、純粋な形態にある、またはカプセル化されているまたは他の様式で保存または保護されているかに応じて好ましい。

所望であれば、ベータカロチンおよび／またはエトキシキンの適切な置換体を、添加剤レベルを適切に調節して製造してもよい。しかしながら、上述した添加剤レベルは一般に、置換体についても同様に好ましい。特定の実施の形態において、より高いまたはより低い処理比が好ましいであろう。

実施例
特定の好ましい実施の形態の燃料添加剤を以下の記載にしたがって調製してもよい。他の実施の形態において、添加剤を調製する他の方法を行ってもよい。成分の添加順序、上述した成分の置換体、様々な希釈剤の使用、使用する器具、混合条件、および方法の他の態様を含む、これらの方法の改変の全てが検討される。

ベースディーゼル燃料において、様々なセタン価向上剤配合物を試験した。セタン試験は、それぞれが、ＣＡＲＢ、ＥＰＡ、およびＡＳＴＭ認定の独立した石油研究所により行った。セタンを試験する方法は、ＡＳＴＭ Ｄ−６１３であり、これは、Ｎｏ．２ディーゼル燃料の引火点を測定する公表されている方法である。表１および２に提供された試験データは、ここに記載されたセタン価向上剤がＮｏ．２ディーゼル燃料中のセタンのレベルを相乗的に上昇させることを実証している。

３９５．８重量部のトルエン対６６０．６重量部の硝酸２−エチルヘキシル対０．５３重量部のベータカロチンを含有する添加剤ＯＲ−ＣＴを調製した。１０５７ｐｐｍの添加剤ＯＲ−ＣＴを含有するように、Ｎｏ．２ディーゼル燃料の様々な試料を処理した（「２＋２」燃料と称する）。以下の表に「１＋０．５」と称される添加燃料は、２６４ｐｐｍのＯＲ−ＣＴおよび１３２ｐｐｍの硝酸２−エチルヘキシルにより処理された燃料に相当する。「４＋４」と称される添加燃料は、１０５７ｐｐｍのＯＲ−ＣＴおよび１０５７ｐｐｍの硝酸２−エチルヘキシルを含有し、「８＋８」と称される添加燃料は、２１１４ｐｐｍのＯＲ−ＣＴおよび２１１４ｐｐｍの硝酸２−エチルヘキシルを含有する。

表１は、基準のセタン価データを与える。データは、様々なＮｏ．２ディーゼル燃料、従来のセタン価向上剤の硝酸２−エチルヘキシルが添加されたベース燃料、および不活性雰囲気下で調製されたＯＲ−ＣＴが添加されたベース燃料を含むベース燃料についてのセタン価を含む。

好ましい実施の形態のセタン価向上剤配合物を含有するディーゼル燃料配合物を調製し、セタン価を対照のディーゼル燃料と比較した。「窒素あり」と表記した試料には空気で泡立てた。「窒素なし」と表記した試料は、不活性雰囲気下で調製した。Ｎｏ２−ＥＨＮを「４＋０」と表記した任意の処理済み試料に別々に加えた。エトキシキンは、「＋エトキシキン」と表記した配合物に加えた。表２および３に報告した実験に使用したベース燃料は、インペリアル・オイル(Imperial Oil)「クリア」ディーゼル燃料ベース素材であった。表４に報告した実験に用いたベース燃料は、ペトロ・カナダ(Petro-Canada)「クリア」ディーゼル燃料ベース素材であった。

表２〜４の比較データは、過酷な酸化条件下（すなわち、数分に亘り試料を気泡で泡立てた条件）でさえベータカロチンのセタン価向上特性へのエトキシキンの保護効果を明らかに示している。

表５は、従来の添加剤および好ましい実施の形態の添加剤により処理した燃料の空気への曝露の影響をさらに定量化するために試験した５種類のディーゼル燃料試料の詳細を示している。以下に記載した添加剤ＯＲ−ＣＴ−Ａは、５００ｍｌの添加剤（不活性雰囲気下で調製した）を生成するために、１２５ｍｌの硝酸２−エチルヘキシル対０．４９ｇのベータカロチンおよびｑ．ｓ．トルエンを含有していた。ＯＲ−ＣＴ−Ａ添加剤を、表に報告したような効果的な処理比を生じるように、選択した試料に加えた。補助２ＥＨＮを、選択した試料に加えた。各試料の全試料サイズは９５０ｍｌであった。試料４ａ〜５ａには曝気工程（周囲条件下での振とう）を行った。試料３ａ〜５ａは、上部空間に空気を含む状態で貯蔵した。試料１ａ〜２ａは、不活性雰囲気下で調製調製し、上部空間を不活性雰囲気にして貯蔵した。燃料試料の調製（行った場合は曝気を含む）からオクタン試験までの時間は、各試料について３日間に亘った。

これらのデータは、周囲条件下で調製したベータカロチンおよびエトキシキンを含有する配合物に関するように、エトキシキンを加えずに不活性雰囲気下で調製したベータカロチン含有配合物についても、同様のオクタン価向上性能が観察されることを実証している。

セタン価向上剤としてベータカロチンを含有する曝気ディーゼル燃料中のエトキシキンの保護効果を決定した。表６は、試験した５種類のディーゼル燃料試料の詳細を示している。添加剤ＯＲ−ＣＴ−Ｂは、５００ｍｌの添加剤を生成するために、２５０ｍｌの硝酸２−エチルヘキシル対１ｇのベータカロチン対０．２５ｇのエトキシキンおよびｑ．ｓ．トルエンを含有した。ＯＲ−ＣＴ−Ｂ添加剤は、表中に報告した効果的な処理比を生じるように、選択した試料に加えた。補助２ＥＨＮを、選択した試料に加えた。エトキシキンを試料３ｂ〜４ｂに加えた。各試料の全試料サイズは９５０ｍｌであった。各試料に曝気工程を行った。ここでは、２０分間に亘り添加試料に、２０ｐｓｉ（約１４０ｋＰａ）の空気で泡立てた。そのような曝気条件は、燃料が実地で曝露されるであろう任意の周囲雰囲気条件よりも相当過酷なものである。セタン試験の結果は以下のとおりであった。

単独の添加剤としてエトキシキンおよびベータカロチンを含有するディーゼル燃料を、セタン価向上特性について試験した。表７は、試験した５種類のディーゼル燃料試料の詳細を示している。試料３ｃおよび５ｃは周囲条件下で調製した。試料２ｃおよび４ｃは不活性雰囲気下で調製したが、貯蔵容器のキャップは、１５分間に亘り外したままにして、その期間に亘り周囲条件に試料を曝露した。セタン試験の結果は以下のとおりであった。

これらのデータは、エトキシキンを添加すると、ベータカロチンのみの場合に観察されたよりもセタン価の向上が効果的に倍増するであろうことを示している。典型的な処理比で従来のセタン価向上剤を添加すると、一般に、約２〜３のセタン価が向上する。補助２ＥＨＮを含む上述したＯＲ−ＣＴ添加剤により、約５以上のセタン価の向上が見られるであろう。エトキシキンを添加したベータカロチン含有配合物は、約８以上のセタン価の向上が見られるであろう。

ガソリン燃料、ジェット燃料、および他の燃料のためのガム状物質阻害剤
ガソリンが空気の存在下で老化するにつれ、特定の燃料成分がゆっくりと酸化するので、化学変化が生じる。これらの化学変化は、以下に記載するように、既存のガム状物質および潜在的なガム状物質に寄与する。この酸化プロセスは、燃料に阻害剤を添加することにより遅くされるであろう。酸化安定性の試験は、貯蔵されているときのゴム状物質の形成に抵抗する燃料の能力を予測するが、ガソリンは、ゴム状物質の形成は完全には除去できないので、貯蔵寿命は有限である。

従来の並びに改質した酸素添加ガソリンは、一般に、約６ヶ月の貯蔵寿命を有するが、過酷な貯蔵条件下では、貯蔵寿命は、著しく短くなることがある。分留プロセスにより製造されたガソリンは、貯蔵中に酸化し、望ましくない酸化生成物を形成するかもしれない不飽和成分を含有する。どのような不安定なガソリンも、都合の良い周囲条件下で酸化と重合を経て、樹脂製材料であるガム状物質を形成する。これらの初期段階のガム状物質は、溶液中に残留し、さらに別の化学変化のために、沈殿するかもしれない。ガム状物質の形成は、一般に、過酸化物などのラジカルにより開始される不飽和パラフィンの連鎖反応の結果であり、精製作業および取扱い作業の最中に燃料を汚染した金属、特に、銅の存在により触媒作用を受けると考えられている。

ガソリンは一般に、車両に給油したすぐ後に消費され、ほとんどの消費者にとっては貯蔵寿命はそれほど重要ではない。しかしながら、ガソリンの流通業者、給油所、または消費者までもが、長期、例えば、６ヶ月よりも長い期間に亘り、もしくは最適ではない貯蔵条件下でガソリンを貯蔵することを望んでいるかもしれない。したがって、使用したときに貯蔵されたガソリンに申し分なく機能させることのできる、ガム状物質の形成に対する優れた耐性を与える添加剤が望ましい。

既存のガム状物質は、燃料システム中で好ましくない粘着性でワニス状の材料である。ガム状物質は、過剰に存在する場合、燃料ライン、フィルタとポンプのスクリーン、およびキャブレター・ジェットに詰まり、マニホールド・堆積物を生じ、吸気バルブを粘着性にし、ガソリンのノッキング値を低下させる。既存のガム状物質は、ガソリン燃料またはジェット燃料中に存在する不揮発性残留物である。既存のガム状物質の試験結果は、生成物が直ちに使用される場合に生じるかもしれないガム状物質堆積物の量を示しているが、生成物が貯蔵されたときに形成されるかもしれないがガム状物質の量は示していない。ジェット気化による燃料中の既存のガム状物質に関するＡＳＴＭ試験Ｄ３８１は、試験前または試験中に形成されるゴム状物質（酸化生成物）を測定するのに用いられる。ほとんどの場合、ゴム状物質の形成が少ないと、吸気系統に問題がないことが保証されると請け合うことができる。他方で、航空機のタービン燃料中の多量のゴム状物質は、高沸点油または粒子状物質により燃料が汚染されたことを示し、一般に、精製所の下流の分配の取扱手法が不十分であることを反映する。多量のガム状物質は、自動車用エンジン中の吸気弁を固着し、堆積物を生じさせることがある。

潜在的なガム状物質（酸化安定性を示す）は、ガム状物質形成材料の存在、および加速老化の所定の期間後にガム状物質を形成するガソリン燃料とジェット燃料の相対的傾向を示す試験により決定される。この値は、長期の貯蔵中にゴム状物質を形成する燃料の傾向の指標として用いられる。阻害剤は、燃料に加えられたときに、ガム状物質の形成を遅らせるが、既に形成されたガム状物質を減少させるものではない。潜在的なガム状物質の影響は、既存のガム状物質について記載したものと同様である。自動車用ガソリンについて、潜在的なガム状物質は、「誘導期間」（耐久時間と呼ばれることもある）と表現されるであろう。これは、燃料を酸素を急激に吸収するまで加速試験中に経過する時間（分で表す）尺度である。航空ガソリンおよびジェット燃料について、潜在的なガム状物質は、「潜在的なまたは加速ガム状物質」と表現されるであろう。これは、所定の加速老化（酸化）期間の終わりに測定したガム状物質に鉛堆積物（有鉛燃料からの）を加えたものである。ガソリンの酸化安定性に関するＡＳＴＭ試験Ｄ５２５（誘導期間法）では、完成したガソリンの安定性を決定するために加速酸化条件を利用する。誘導期間は、貯蔵中にガム状物質を形成する自動車用ガソリンの傾向、すなわち、潜在的なガム状物質の指標として用いてもよい。

エトキシキンなどのジヒドロキノリンを含むキノリンは、ガム状物質の形成、特に、潜在的または加速ガム状物質試験により測定されるガム状物質を阻害するために燃料中に使用するのに特に好ましい。キノリンは、他のガム状物質阻害剤に典型的なレベルで燃料に加えてよい。燃料の過酷さに応じて、キノリンを、１ｐｐｍ未満のレベルで、または２、３、４、５、６、７、８、９または１０ｐｐｍ以上、好ましくは、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００ｐｐｍ以上、より好ましくは、約１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０または５００ｐｐｍ以上のレベルで加えてもよい。燃料が特に過酷である場合、すなわち、ベース燃料の潜在的なガム状物質が多い場合、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０、９００、９５０、１０００、２０００、３０００または４０００ｐｐｍ以上のレベルでキノリンを添加することが望ましいであろう。特に好ましい実施の形態において、キノリンは、５０から７５０ｐｐｍ、好ましくは、１００から５００ｐｐｍ、より好ましくは、２００から４００ｐｐｍのレベルでガソリンに添加される。

様々な実施の形態の実施に利用されるガソリンは、従来のブレンドまたはガソリンの沸騰範囲にある炭化水素の混合物であって差し支えなく、またはそれらは、メタノール、エタノール、メチルｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、エチルｔ−ブチルエーテル（ＥＴＢＥ）、ｔ−アミルメチルエーテル（ＴＡＭＥ）、および「酸素添加」ガソリンおよび／またはガソリンの沸騰範囲にあるオレフィン系炭化水素により形成される混合酸素含有生成物等の適切な沸点および適度な燃料溶解度を有するアルコールおよび／またはエーテルなどの酸素添加ブレンド成分を含有しても差し支えない。それゆえ、様々な実施の形態は、ベース燃料自体の組成、燃料に使用される成分、性能基準、毒性事項および／または環境事項に関する様々な政府規制を満足するように設計されたいわゆる改質ガソリンを含むガソリンの使用を含む。それゆえ、酸素添加成分、清浄剤、酸化防止剤、乳化破壊剤、燃料に用いられる他のものの量は、任意の規定の政府規制を満足するように変更して差し支えない。

航空ガソリンは、特に航空ピストンエンジンのためのものであり、そのエンジンに合ったオクタン価、−６０℃の凝固点、および通常は３０℃から１８０℃の上下限内の蒸留範囲を有する。

好ましい実施の形態に用いるのに適したガソリンとしては、２サイクル（２Ｔ）エンジンに給油するのに用いられるガソリンが挙げられる。２サイクルエンジンにおいて、潤滑油が燃焼室に加えられ、ガソリンと混ぜられる。燃焼により、未燃焼燃料と黒煙が排出される。特定の２サイクルエンジンは、負荷のかかったそのようなエンジンを２時間運転すると、１３０，０００マイル（約２０８，０００ｋｍ）運転された典型的な排出物質浄化装置を備えたガソリン車と同じ量の汚染物を生成するほど非効率であるかもしれない。典型的な２サイクルエンジンの車両において、燃料の２５〜３０％が未燃焼のまま排気管から放出される。カリフォルニア州だけで、約５００，０００台の２サイクルエンジンがあり、これは、４百万台のガソリン車の排気相当量を生成する。マレーシアとアジアの多く、中国とインドにおいて、この問題はずっと深刻である。マレーシアは、４，０００，０００台の２サイクルエンジンを有し、これは３２，０００，０００台の車両からの汚染物に相当する汚染物を生成する。

エトキシキンなどのキノリンは、ディーゼル燃料、ジェット燃料、および残留燃料を含む、ガム状物質を形成しやすい任意に液体炭化水素質燃料に加えてもよい。処理比はガソリンに使用した比と同様であってよいが、燃料の過酷さおよびガム状物質を形成する感受性に応じて、処理比を上下に調節することが好ましいであろう。

上記記載は、本発明の方法および材料をいくつか開示している。本発明は、ベース燃料の選択、ベース配合物に選択した成分、並びに燃料と添加剤混合物の配合の変更などの方法および材料の変更を行ってよい。そのような変更は、この開示を検討することから、またはここに開示された本発明を実施することにより、当業者には明らかであろう。その結果、本発明は、ここに開示された特定の実施の形態に制限されず、添付された特許請求の範囲に開示された精神と範囲に入る変更および改変の全てを包含することが意図されている。

Claims (30)

1. ベータカロチン、および
   ２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリン、
   を有してなるディーゼル燃料用セタン価向上剤。
2. カロチン、カロチノイド、カロチン誘導体、カロチン前駆体、カロチノイド誘導体、カロチノイド前駆体、長鎖オレフィン化合物、およびこれらの混合物からなる群より選択されるセタン価向上添加剤、および
   前記セタン価向上添加剤の酸化を阻害する安定化化合物、
   を有してなるディーゼル燃料用セタン価向上剤。
3. 前記安定化化合物が２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンを有してなることを特徴とする請求項２記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
4. 植物油抽出物および熱安定剤をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
5. 前記植物油抽出物がマメ科の植物の油抽出物を有してなることを特徴とする請求項４記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
6. 前記植物油抽出物が大麦の油抽出物を有してなることを特徴とする請求項４記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
7. 前記植物油抽出物がクロロフィルを有してなることを特徴とする請求項４記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
8. 前記熱安定剤がホホバ油を有してなることを特徴とする請求項４記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
9. 前記熱安定剤がＣ２０〜Ｃ２２の直鎖単不飽和カルボン酸のエステルを有してなることを特徴とする請求項４記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
10. 前記植物油抽出物が大麦の油抽出物を有してなり、前記熱安定剤がホホバ油を有してなることを特徴とする請求項４記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
11. 希釈剤をさらに含むことを特徴とする請求項２記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
12. 前記希釈剤が、トルエン、ガソリン、ディーゼル燃料、ジェット燃料、およびそれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする請求項１１記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
13. 酸素添加剤をさらに含むことを特徴とする請求項２記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
14. 前記酸素添加剤が、メタノール、エタノール、メチルターシャリーブチルエーテル、エチルターシャリーブチルエーテル、およびターシャリーアミルメチルエーテル、並びにそれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする請求項１３記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
15. オクタン価向上剤、セタン価向上剤、清浄剤、乳化破壊剤、腐食阻害剤、金属不活性化剤、点火促進剤、分散剤、ノッキング防止剤、アンチ・ラン・オン添加剤、過早点火防止剤、不点火防止添加剤、耐磨耗添加剤、酸化防止剤、熱安定剤、植物油抽出物、キャリヤ流体、溶媒、燃料節約剤、排ガス減少剤、潤滑向上剤、およびこれらの混合物からなる群より選択される少なくとも一つの追加の添加剤をさらに有してなることを特徴とする請求項２記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
16. 前記向上剤中のベータカロチンのグラム数対２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンのグラム数の比が約２０：１から約１：１までであることを特徴とする請求項１記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
17. 前記向上剤中のベータカロチンのグラム数対２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンのグラム数の比が約１５：１から約５：１までであることを特徴とする請求項１記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
18. 前記向上剤中のベータカロチンのグラム数対２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンのグラム数の比が約１０：１であることを特徴とする請求項１記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
19. 硝酸２−エチルヘキシルをさらに含むことを特徴とする請求項２記載のディーゼル燃料用セタン価向上剤。
20. ベース燃料およびセタン価を向上させるのに用いられる燃料添加剤を有してなる添加ディーゼル燃料であって、前記燃料添加剤が、
    ベータカロチン、および
    ２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリン、
    を有してなることを特徴とする添加ディーゼル燃料。
21. ベースディーゼル燃料およびセタン価を向上させるのに用いられる燃料添加剤を有してなる添加ディーゼル燃料であって、前記燃料添加剤が、
    カロチン、カロチノイド、カロチン誘導体、カロチン前駆体、カロチノイド誘導体、カロチノイド前駆体、長鎖オレフィン化合物、およびこれらの混合物からなる群より選択されるセタン価向上添加剤、および
    前記セタン価向上添加剤の酸化を阻害する安定化化合物、
    を有してなることを特徴とする添加ディーゼル燃料。
22. 前記燃料が、３７８５ｍｌの添加ディーゼル燃料当たり約０．０００２５ｇから約０．０５ｇのベータカロチンおよび３７８５ｍｌの添加ディーゼル燃料当たり約０．００００２５ｇから約０．００５ｇのエトキシキンを有してなることを特徴とする請求項２０記載の添加ディーゼル燃料。
23. 前記燃料が、３７８５ｍｌの添加ディーゼル燃料当たり約０．０００５３ｇから約０．０２１ｇのベータカロチンおよび３７８５ｍｌの添加ディーゼル燃料当たり約０．００００５３ｇから約０．００２１ｇのエトキシキンを有してなることを特徴とする請求項２０記載の添加ディーゼル燃料。
24. 添加ディーゼル燃料を製造する方法において、
    ベータカロチン、エトキシキン、ホホバ油、および希釈剤を組み合わせることにより、第一の添加剤を調製する工程であって、該第一の添加剤が、該第一の添加剤３７８５ｍｌ当たり約４ｍｌのホホバ油、約４ｇのベータカロチン、および約０．４ｇのエトキシキンを有してなるものである工程、
    大麦の油抽出物、ホホバ油、および希釈剤を組み合わせることにより、第二の添加剤を調製する工程であって、該第二の添加剤が、該第二の添加剤３７８５ｍｌ当たり約４ｍｌのホホバ油および約１９．３６ｇの大麦の油抽出物を有してなるものである工程、および
    ベースディーゼル燃料に前記第一の添加剤と前記第二の添加剤を加えて添加ディーゼル燃料を製造し、それにより、該添加ディーゼル燃料が、該添加ディーゼル燃料３７８５ｍｌ当たり約０．５ｍｌから約２０ｍｌの第一の添加剤および該添加ディーゼル燃料３７８５ｍｌ当たり約０．３ｍｌから約３．６ｍｌの第二の添加剤を有してなるものである工程、
    を有してなることを特徴とする方法。
25. 添加ディーゼル燃料を製造する方法において、
    ベータカロチン、エトキシキン、ホホバ油、および希釈剤を組み合わせることにより、第一の添加剤を調製する工程であって、該第一の添加剤が、該第一の添加剤３７８５ｍｌ当たり約３２ｍｌのホホバ油、約３．２ｇのエトキシキン、および約３２ｇのベータカロチンを有してなるものである工程、
    大麦の油抽出物、ホホバ油、および希釈剤を組み合わせることにより、第二の添加剤を調製する工程であって、該第二の添加剤が、該第二の添加剤３７８５ｍｌ当たり約３２ｍｌのホホバ油および約１５５ｇの大麦の油抽出物を有してなるものである工程、および
    ベースディーゼル燃料に前記第一の添加剤と前記第二の添加剤を加えて添加ディーゼル燃料を製造し、それにより、該添加ディーゼル燃料が、該添加ディーゼル燃料３７８５ｍｌ当たり約０．０６２５ｍｌから約０．６２５ｍｌの第一の添加剤および該添加ディーゼル燃料３７８５ｍｌ当たり約０．３ｍｌから約０．４５ｍｌの第二の添加剤を有してなるものである工程、
    を有してなることを特徴とする方法。
26. ２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンを有してなるガソリン用のガム状物質阻害剤。
27. ２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンを有してなるガソリン組成物。
28. 前記２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンが、約５０から１０００ｐｐｍの濃度で前記ガソリン組成物中に存在することを特徴とする請求項２７記載のガソリン組成物。
29. 前記２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンが、約１００から５００ｐｐｍの濃度で前記ガソリン組成物中に存在することを特徴とする請求項２７記載のガソリン組成物。
30. 前記２，２，４−トリメチル−６−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリンが、約２００から４００ｐｐｍの濃度で前記ガソリン組成物中に存在することを特徴とする請求項２７記載のガソリン組成物。