JP3469094B2 - 燃料油添加剤および燃料油組成物 - Google Patents
燃料油添加剤および燃料油組成物Info
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Description
燃料油組成物に関し、特に軽油の潤滑特性を向上させ、
かつ燃料噴射ポンプの摩耗防止に有効で、さらに凝結水
によるエンジン内の発錆防止性を備えた燃料用添加剤、
及び燃料油組成物に関する。
ら、世界各国でディーゼル車の排ガス規制の強化と共に
軽油中の硫黄含有量の低減が進められている。日本では
1997年10月から硫黄含量が0.05重量%以下に
規制強化された。その為、軽油基材について深度脱硫を
行わなければならず、この過程において軽油中の潤滑性
物質が一緒に除去され、潤滑性能が低下する事が知られ
ている。ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプは軽油に
よって潤滑を行っているため、このような潤滑性の低下
した軽油を使用すると、燃料噴射ポンプの異常摩耗、エ
ンジンの回転不良などが起こるという事例が欧米諸国か
ら報告されている。このような軽油の潤滑性低下に対し
て、ディーゼルエンジンの部品面からも対応されている
が、燃料面からの対応も要求され、検討が行なわれてき
た。その結果、現在のところ、軽油に摩耗防止剤が添加
されている。しかし、現在使用されている摩耗防止剤
は、従来の軽油並みの潤滑性を付与するために必要な添
加量が多く、石油会社にとって大きな負担となってい
る。また、自動車メーカー側では、この添加剤を添加す
ることにが、エンジン内における凝結水が燃料と混合さ
れた際にエンジン部品に対する発錆の原因とならないか
という心配がなされている。将来、さらに低硫黄化が進
むことが予測され、より低添加量で有効に作用する添加
剤の開発が望まれている。
黄含量が低減された軽油であっても、低添加量で優れた
潤滑性能が維持され発錆など、ディーゼルエンジンの燃
料噴射ポンプにトラブルを起こすことがない添加剤、及
びこの添加剤を添加した燃料油組成物が必要とされてい
る。
解決するために、硫黄含量が0.05重量%以下の低硫
黄軽油に対して現在使用されている摩耗防止剤よりも低
添加量で優れた潤滑性能を付与する添加剤、及び燃料油
組成物について鋭意検討した結果、本発明にいたった。
(SP値)が8.0〜9.6、HLB値が0.5〜1.
7、分子量が200〜350、酸価(AV)が130〜
250、ヨウ素価が60.0〜188.0である潤滑性
向上剤(A)と連鎖移動定数が0.001〜100、S
P値が8.0〜12.0であるジフェニルアミン系化合
物からなる老化防止剤(B)を必須成分とする、硫黄含
量が0.05重量%以下の低硫黄燃料油用添加剤を提供
するものであり、さらに硫黄含量0.05重量%以下の
低硫黄燃料油と該燃料油添加剤とから成り、該添加剤を
0.002〜0.10重量%含有して成る燃料油組成物
を提供するものである。
する。本発明においてHLB値はグリフィンのHLB
(「新・界面活性剤入門」三洋化成工業株式会社発行P
128)によって算出される値であり、溶解度パラメー
ター(SP値)はFedors法[Polym.En
g.Sci.14(2)152,(1974)]によっ
て算出される値、連鎖移動定数はスチレンに対する60
℃における値である。
0〜9.6であり、好ましくは8.5〜9.2である。
HLB値は、通常0.5〜1.7であり、好ましくは
0.8〜1.4である。Mwは通常200〜350であ
り、好ましくは250〜300である。AVは通常13
0〜250であり、好ましくは140〜185である。
ヨウ素価は通常60.0〜188.0であり、好ましく
は90〜170である。これらの物性値のすべてを満足
しない場合、燃料に対する溶解性の不良、添加剤の酸化
安定性の不良、金属表面への吸着力の不都合、抗乳化性
の悪化、水の抱きこみ性の進行、防錆性の低下などの問
題が起こり、好ましくない。
〜22の不飽和脂肪酸などが挙げられる。具体的にはモ
ノ不飽和モノカルボン酸(ツズ酸、フィゼテリン酸、ミ
リストレイン酸、パルミトレイン酸、ペトロセリン酸、
オレイン酸、エライジン酸、アスクレピン酸、バクセン
酸、ガドレイン酸、ゴンドイン酸、セトレイン酸、エル
カ酸、ブラシジン酸など)、ジ不飽和モノカルボン酸
(ソルビン酸、リノール酸、トランス−2、シス−4−
デカジエン酸、トランス−10、トランス−12−オク
タデカジエン酸など)、トリ不飽和モノカルボン酸(ヒ
ラゴ酸、α−エレオステアリン酸、β−エレオステアリ
ン酸、プニカ酸、リノレン酸、γ−リノレン酸、ドコサ
トリエン酸、エイコサトリエン酸、など)、テトラ不飽
和モノカルボン酸(モノクチ酸、ステアリドン酸、アラ
キドン酸、ドコサテトラエン酸、など)、ペンタ不飽和
モノカルボン酸(エイコサペンタエン酸、イワシ酸な
ど)などが挙げられる。これらの酸は単独で用いても良
いし、配合しても良い。
レイン酸、リノール酸、リノレン酸から成る混合物であ
り、(A)/(B)の重量比としては1/0.5〜1/
0.0001であり、この範囲を下回ると潤滑性向上剤
の劣化が激しくなり、上回ると添加効率が悪くなり、経
済的に不利である。
℃における連鎖移動定数は、通常0.001〜100で
あり、好ましくは0.01〜60である。SP値は、通
常8.0〜12.0であり、好ましくは8.5〜11.
0である。これらの物性値を外れると、溶解性不良、酸
化安定性の不良などの問題が起こり、好ましくない。
ミン系化合物{p−(p−トルエン・スルホニルアミ
ド)−ジフェニルアミン、4,4’−(α、α’−ジメ
チルベンジル)ジフェニルアミンおよびオクチル化ジフ
ェニルアミン}が挙げられる。
加することができ、防錆剤(C)の具体例としては、炭
素数1〜30の脂肪族アミン、炭素数1〜30の脂肪族
アミンの炭素数2〜4のアルキレンオキサイド付加物な
どが挙げられる。炭素数1〜30の脂肪族アミンの具体
例としては、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチ
ルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチル
アミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、オレイルア
ミンなどが挙げられる。炭素数1〜30の脂肪族アミン
の炭素数2〜4のアルキレンオキサイド付加物の具体例
としては、エチルアミンのエチレンオキサイド付加物、
エチルアミンのプロピレンオキサイド付加物、エチルア
ミンのブチレンオキサイド付加物、ドデシルアミンのエ
チレンオキサイド付加物、ドデシルアミンのプロピレン
オキサイド付加物、ドデシルアミンのブチレンオキサイ
ド付加物、オレイルアミンのエチレンオキサイド付加
物、オレイルアミンのプロピレンオキサイド付加物、オ
レイルアミンのブチレンオキサイド付加物、モノエタノ
ールアミンのブチレンオキサイド付加物などが挙げられ
る。
を添加でき、流動性向上剤(D)の具体例としては、E
VA(エチレン酢酸ビニル)系流動点降下剤、ASA
(アルケニルコハク酸)系流動点降下剤、PMA(ポリ
メタクリレート)系流動点降下剤などが挙げられる。E
VA系流動点降下剤の具体例としては、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体のフマ
ル酸エステルグラフト物、エチレン−酢酸ビニル共重合
体のマレイン酸エステルグラフト物、エチレン−酢酸ビ
ニル−ベヘン酸ビニル3元共重合体、エチレン−酢酸ビ
ニル−ベヘン酸ビニル3元共重合体のフマル酸エステル
グラフト物、エチレン−酢酸ビニル−ベヘン酸ビニル3
元共重合体のマレイン酸エステルグラフト物、エチレン
−カルボン酸共重合物などが挙げられる。ASA系流動
点降下剤としてはアルケニル基の炭素鎖長が8〜50の
アルケニルコハク酸アミドなどが挙げられる。PMA系
流動点降下剤の具体例としては、アルキル基の炭素数が
12〜30のポリアルキルメタクリレート、アルキル基
の炭素数が12〜30のアルキルメタクリレート−スチ
レン共重合物などが挙げられる。
以下のものを添加してもよい。例えばさらに腐食防止性
を付与する場合には腐食防止剤(例えばアルケニルコハ
ク酸系防錆剤、アルケニルコハク酸のエステル系防錆
剤)、清浄性を付与する場合には清浄剤(例えば、ジブ
チルアミンのエチレンオキサイド付加物、ブタノールの
エチレンオキサイド付加物)を添加してもよい。
以下の低硫黄化燃料油の具体例としては、低硫黄原油
(たとえば、ミナス原油等南方系の原油)の通常の蒸留
で得られるJIS1号軽油、JIS2号軽油、JIS3
号軽油、JIS特3号軽油;通常の原油から水素化脱硫
処理工程を経て製造される脱硫軽油;この脱硫軽油と直
留軽油(水素化脱硫工程前の軽油)をブレンドして得ら
れる軽油留分から製造されるJIS1号軽油、JIS2
号軽油、JIS3号軽油、JIS特3号軽油が挙げられ
る。特に好ましくは、水素化脱硫処理工程を経て製造さ
れる脱硫軽油を50重量%以上使用して製造されるJI
S1号軽油、JIS2号軽油、JIS3号軽油、JIS
特3号軽油である。
含まれる潤滑性向上剤(A)は通常20〜300pp
m、好ましくは30〜150ppm、さらに好ましくは
50〜100ppmである。20ppm未満では潤滑性
が不十分であり、300ppmを越えると添加効率が悪
くなり経済性が損なわれる。
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
摩耗評価のテーブル試験法、例えばファレックスブロッ
クオンリング摩擦・摩耗試験機を用いた試験、BOCL
E試験機を用いた試験(ASTM D5001)、SR
V試験機(独国 オプチモル社製)を用いた試験、ディ
ーゼル燃料油の潤滑性評価のために開発されたHFRR
試験等により評価できる。特に、HFRR試験(英国P
CSインスツルメンツ社製)による評価が実際の燃料ポ
ンプの摩耗と相関が高いため、この試験機を用いて評価
した。
は、JIS K 2276「航空燃料油試験方法」の水
溶解度試験方法により、評価できる。JIS K 22
76に記載されているように、100mlの栓付きメスシ
リンダーに試料80ml、緩衝液20ml取り、所定の条件
で振り混ぜ、静置後の緩衝液部分の容量変化および界面
の状態、分離状態を表1、表2に従い評価した。
OT試験機を用いて行うことができ、実車におけるエン
ジン付着物発生の有無を表3に従って相対評価した。
錆止め試験法によって行った。評価は表4にしたがって
行った。
び比較例で使用する添加剤(R1〜3)の組成比を表5
に示す。( )内の数値は添加剤に占める質量%を示
す。
燃料油に、S1〜S3を30〜100ppm溶解させ、
表6のように実施例1〜5の燃料油を作成した。得られ
た燃料油はいずれも透明で、カスミ等は確認されなかっ
た。8種の燃料油について、温度60℃、ストローク長
1mm、周波数50Hz、時間75分の条件でHFRR
摩耗試験を行い、摩擦係数および摩耗痕の大きさを測定
した。また、同じく得られた燃料油についてJIS K
2776に記載の水溶解度試験方法に従い、水分離性
と抗乳化性を評価した。さらにISOT試験(110
℃、700rpm、8時間)による酸化安定性とJIS
K 2510の錆止め試験による防錆性を測定した。
この評価結果を表7に示す。
度で溶解させ比較例1〜2の燃料油を作成し、HFRR
法による摩耗試験およびJIS K 2776による水
溶解度試験による、水分離性を評価した。さらにISO
T試験(110℃、700rpm、8時間)による酸化
安定性とJIS K 2510の錆止め試験による防錆
性を測定した。あわせて、なにも添加しないディーゼル
燃料油のみのブランク試験も行った。この評価結果を表
7に示す。
物は従来の添加剤と比較して低添加量で優れた潤滑性を
発揮すると同時に、酸化安定性、水分離性、防錆性の面
でも優れた性能を発揮している。
Claims (6)
- 【請求項1】 溶解度パラメーター(SP値)が8.0
〜9.6、HLB値が0.5〜1.7、分子量が200
〜350、酸価(AV)が130〜250、ヨウ素価が
60.0〜188.0である潤滑性向上剤(A)と連鎖
移動定数が0.001〜100、SP値が8.0〜1
2.0であるジフェニルアミン系化合物からなる老化防
止剤(B)を必須成分とする、硫黄含量が0.05重量
%以下の低硫黄燃料油用添加剤。 - 【請求項2】 (A)がオレイン酸、リノール酸、リノ
レン酸からなる高級脂肪酸混合物であり、(A)/
(B)の重量比が1/0.5〜1/0.0001である
請求項1記載の燃料油添加剤 - 【請求項3】 (B)が、p−(p−トルエン・スルホ
ニルアミド)−ジフェニルアミン、4,4’−(α、
α’−ジメチルベンジル)ジフェニルアミンおよびオク
チル化ジフェニルアミンから選ばれる1種以上である請
求項1または2記載の燃料油添加剤。 - 【請求項4】 さらに防錆剤(C)を含有してなる請求
項1〜3のいずれか記載の燃料油添加剤。 - 【請求項5】 さらに流動性向上剤(D)を含有して成
る請求項1〜4のいずれか記載の燃料油添加剤。 - 【請求項6】 硫黄含量0.05重量%以下の低硫黄燃
料油と請求項1〜5のいずれか記載の燃料油添加剤とか
ら成り、該添加剤を20〜300重量ppm含有して成
る燃料油組成物。
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