JP4540651B2 - 油脂に由来する各種脂肪酸の2−アルコキシエチルエステル混合物、その製造方法、その使用、及びそれを含有する混合物 - Google Patents
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Description
HOCH2CH2OR1 (1)
(式中、R1は、炭素数1〜10のアルキル基である。)
で表されるエチレングリコールモノアルキルエーテルとの、含水率1重量%以下のアルカリの存在下、反応温度20〜135℃での非水有機溶媒を用いないエステル交換反応後、相分離により得られる比重の軽い方のエステル交換反応生成物であって、下記式(2)
R2COOCH2CH2OR1 (2)
(式中、R1は、炭素数1〜10のアルキル基であり、R2は、油脂に由来する炭素数4〜24の各種脂肪酸の残基である。)
で表され、融点が−20℃以下で、沸点が135℃以上である、油脂に由来する各種脂肪酸の2−アルコキシエチルエステル混合物が提供される。該エチレングリコールモノアルキルエーテルがエチレングリコールモノブチルエーテルであることが好ましい。
HOCH2CH2OR1 (1)
(式中、R1は、炭素数1〜10のアルキル基である。)
で表されるエチレングリコールモノアルキルエーテルとを、含水率1重量%以下のアルカリの存在下に、反応温度20〜135℃で、非水有機溶媒を用いないでエステル交換反応を行い、該反応終了後、静置又は遠心分離によって相分離し、比重の軽い方を得る、下記式(2)
R2COOCH2CH2OR1 (2)
(式中、R1は、炭素数1〜10のアルキル基であり、R2は、油脂に由来する炭素数4〜24の各種脂肪酸の残基である。)
で表され、融点が−20℃以下で、沸点が135℃以上の、油脂に由来する各種脂肪酸の2−アルコキシエチルエステル混合物の製造方法が提供される。
(1)エチルアルコールと水とを含有する混合物を前記のエステル混合物と接触させて、該エステル混合物によりエチルアルコールと水とを含有する混合物からエチルアルコールを抽出する工程1;及び
(2)該エステル混合物とエチルアルコールとを含有する抽出液を蒸留して、実質的に水を含まないエチルアルコールを回収する工程2;
を含むエチルアルコールの精製方法が提供される。
HOCH2CH2OR1 (1)
(式中、R1は、炭素数1〜10のアルキル基である。)で表される化合物である。R1としては、炭素数1〜7のアルキル基が好ましく、炭素数1〜4のアルキル基がより好ましく、炭素数4のアルキル基が特に好ましい。炭素数4のアルキル基としては、n−ブチル基(以下、単に「ブチル基」という)が好ましい。
R2COOCH2CH2OR1 (2)
(式中、R1は、炭素数1〜10のアルキル基であり、R2は、油脂に由来する炭素数4〜24の各種脂肪酸の残基である。)
で表され、融点が−20℃以下で、沸点が135℃以上の化合物である。該化合物は、正確には、異なる種類の脂肪酸成分を含有する脂肪酸2−アルコキシエチルの混合物である。
0.1%フェノールフタレインのメタノール溶液を2〜3滴たらした水に、検体(脂肪酸2−アルコキシエチルまたはグリセリン)を等量加えて撹拌し、着色しなかったものをアルカリフリー(中性:pH7)と判定した。
脂肪酸2−アルコキシエチルをジーゼルエンジン搭載排気量2000ccの乗用車の燃料として使用し、一定距離を走行したときの燃料消費量で軽油と比較した。
濾紙法により測定した。具体的には、一定流量の排ガスを円形濾紙に通して、その着色の度合いで比較した。
一定量のエンジン排ガスをn−ヘキサンに吸収し、ガスクロマトグラフィーで芳香族炭化水素を測定した。
油脂として大豆油を用いた。アルカリ含有エチレングリコールアルキルエーテル溶液として、固形の無水水酸化カリウム(KOH)を含水率0.2重量%以下のエチレングリコールモノブチルエーテルに溶解して、アルカリ濃度4重量%の溶液を調製した。大豆油100gにアルカリ含有エチレングリコールモノブチルエーテル溶液50ccを添加し(化学量論的な計算値の10モル%増し)を添加し、60℃で30分間撹拌して、エステル交換反応を行なった。反応の最終段階で、反応混合物の温度を80℃に昇温して、反応を完結させた。
出発原料及び反応条件を表4に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にエステル交換反応を行い、各種の脂肪酸2−アルコキシエチルまたは脂肪酸アルキルエステルを得た。表4の比較例4に、原料大豆油の物性を示す。
(1)KOH: 水酸化カリウム
(2)EGMBE: エチレングリコールモノブチルエーテル
(3)EGMME: エチレングリコールモノメチルエーテル
(4)EGMEE: エチレングリコールモノエチルエーテル
(5)EGMtBE: エチレングリコールモノt−ブチルエーテル
(6)MeOH: メチールアルコール
比較例1で得られた脂肪酸のメチルエステルと実施例1で得られた脂肪酸の2−ブトキシエチルエステルを、それぞれ鉄板上に1滴垂らして、6ヶ月空気中に曝しておいたところ、脂肪酸のメチルエステルは、鉄板に固着して固まった状態を示したが、脂肪酸の2−ブトキシエチルエステルは、液状を保っていた。この事実から、脂肪酸2−アルコキシエチルは、空気酸化に対して抵抗性が強いと判定することができる。
実施例1と同様な方法で得られた脂肪酸2−ブトキシエチルと日本薬局方消毒用エタノール(純度78%)とを100ml:100mlの割合で混ぜ、よく撹拌混合した後、1時開静置したところ、下層にエタノールを殆ど含まない水21mlが分離した。上層を取り出して蒸留したところ、蒸留塔より水分を含まない精製エタノールを得た。カールフィッシャー法により水分の測定を行ったところ、精製エタノールの水分含有率は、0.01重量%以下であった。
実施例1と同様な方法で得られた脂肪酸2−ブトキシエチルと焼酎乙類(エタノール濃度25%)とを100ml:100mlの割合で混ぜ、よく撹拌混合した後、1時間静置したところ、下層にエタノールを殆ど含まない水76mlが分離した。上層を取り出して蒸留したところ、蒸留塔より水分を含まない精製エタノールを得た。
実施例1と同様な方法で得られた脂肪酸2−ブトキシエチルと比較例1と同様な方法で得られた脂肪酸メチルエステルとを50ml:50mlの割合で予め混合し、得られた混合物に市販の葡萄酒(アルコール度12%)100mlを添加して、十分に攪拌混合した。得られた混合液を3時間放置したところ、下層にエタノールを殆ど含まない水86mlが分離した。上層を取り出して蒸留したところ、蒸留塔より実質的に水分を含まない精製エタノールを得た。
(1)防錆混合物の調製
使用後長期間にわたり防錆効果を持続させるために、実施例1と同様な方法で得られた脂肪酸2−ブトキシエチルに、防菌剤、防黴剤、及び酸化防止剤を配合して防錆混合物を調製した。金属同士がこすれた場合でも局部的に金属表面が露出しないように、防錆混合物に極圧剤を配合した。防錆混合物を安価に使用する目的から、水で希釈して用いることを想定して、界面活性剤を添加し、この界面活性剤の発泡を防止するために防泡剤を添加した。防錆混合物に微アルカリ性を付与し、かつ、省資源の目的で、副生物のグリセリンを添加した。防錆混合物の保存時の融点を下げる目的で、エチレングリコールモノブチルエーテル(EGMBE)を配合した。表5に配合処方を示す。
金属の中でも最も空気中で錆びやすい鋳物の金属削り切粉を使用した。試験方法は、濾紙上の切粉2gに防錆混合物を水で20倍に希釈した試料を注ぎ、乾燥した場合は試料を注ぎたした。室温で静置後の濾紙上の腐食の痕跡(濾紙に錆色が付着)を目視により確認して評価した。比較例として用いた水の場合、1時間で錆の痕跡が現われたのに対して、本発明の混合物を用いた場合、1ヶ月後でも錆の痕跡は現われなかった。この結果、本発明の防錆混合物は、空気中に放置される鉄材の錆を防止できることが判明した。
前記防錆混合物を切削油として用いる場合、分類上、JIS K2241−1980に規定され、主として、鋳鋼、銅、中炭素鋼、軟鋼、ねずみ鋳鉄、アルミニウム合金、黄銅などの柔らかい金属の切削油に用いられるW2種の範疇に入り、特に、切削速度が早く切削面で熱を持ち易い金属加工用や、夜間も無人で切削加工を行うときに用いられる。
(1)切削油の調製
切削加工後に金属に付着した切削油が容易に除去できるように、実施例1と同様な方法で得られた脂肪酸2−ブトキシエチルに、防菌剤、防黴剤、及び酸化防止剤を配合して切削油混合物を調製した。金属同士がこすれた場合でも局部的に金属表面が露出しないように、切削油混合物に極圧剤を配合した。切削加工後の金属表面から油分を容易に水洗除去することを目的として、切削油混合物に界面活性剤を添加し、さらに、切削油混合物の保存時の融点を下げる目的で、エチレングリコールモノブチルエーテル(EGMBE)を配合した。表6に配合処方を示す。
金属の中でも最も空気中で錆び易い鋳物の金属ブロックを使用した。試験方法は、該金属ブロックの平らな表面を砥石で磨き、切削油混合物を塗布・被覆した後、塗布面を水洗した。室温で静置後の金属表面の腐食の痕跡を目視により確認して評価した。塗布面を水洗しなかった場合には、1ヶ月後も金属表面に錆の痕跡が現れなかったが、水洗した場合には、1時間後に錆の痕跡が現れた。この結果、本発明の切削油混合物は、切削加工後、次の工程で油分の除去が必要な場合には、水洗によって容易に金属表面を露出させることができることが判った。
前記で調製した切削油混合物は、主として、チタン、ニッケル、ニッケル・クロム合金、ステンレス鋼、工具鋼、高合金鋼、高炭素鋼などの硬い金属の切削油として適している。すなわち、該切削油混合物は、切削速度が遅く、切削加工面で熱を持ち易い金属の加工に適している。
(1)軽油代替燃料としての燃費の測定
本発明の脂肪酸2−ブトキシエチルをジーゼルエンジン搭載排気量2000ccの乗用車の燃料として使用し、約1ヶ月間、一定距離を走行した時の燃料消費量で軽油と比較した。何れも油の消費量は、同等であった。
停止中の乗用車の排ガスを濾紙法(一定流量の排ガスを円筒濾紙に通し、着色の度合いで比較)で測定した。その結果、脂肪酸2−ブトキシエチルを燃料として用いた場合、円形濾紙に付いた炭素粒子は、軽油で運転した乗用車の場合の半分以下であった。また、脂肪酸2−ブトキシエチルを燃料として用い、一定量のエンジン排ガスをn−ヘキサンに吸収させ、ガスクロマトグラフィーで芳香族炭化水素を測定したところ、検出できなかった。
Claims (13)
- 脂肪酸のグリセリントリエステルを主成分とする、動物油脂及び/又は植物油脂からなる油脂と、下記式(1)
HOCH2CH2OR1 (1)
(式中、R1は、炭素数1〜10のアルキル基である。)
で表されるエチレングリコールモノアルキルエーテルとの、含水率1重量%以下のアルカリの存在下、反応温度20〜135℃での非水有機溶媒を用いないエステル交換反応後、相分離により得られる比重の軽い方のエステル交換反応生成物であって、下記式(2)
R2COOCH2CH2OR1 (2)
(式中、R1は、炭素数1〜10のアルキル基であり、R2は、油脂に由来する炭素数4〜24の各種脂肪酸の残基である。)
で表され、融点が−20℃以下で、沸点が135℃以上である、油脂に由来する各種脂肪酸の2−アルコキシエチルエステル混合物。 - 該エチレングリコールモノアルキルエーテルがエチレングリコールモノブチルエーテルである請求項1記載のエステル混合物。
- 脂肪酸のグリセリントリエステルを主成分とする、動物油脂及び/又は植物油脂からなる油脂と、下記式(1)
HOCH2CH2OR1 (1)
(式中、R1は、炭素数1〜10のアルキル基である。)
で表されるエチレングリコールモノアルキルエーテルとを、含水率1重量%以下のアルカリの存在下に、反応温度20〜135℃で、非水有機溶媒を用いないでエステル交換反応を行い、該反応終了後、静置又は遠心分離によって相分離し、比重の軽い方を得る、下記式(2)
R2COOCH2CH2OR1 (2)
(式中、R1は、炭素数1〜10のアルキル基であり、R2は、油脂に由来する炭素数4〜24の各種脂肪酸の残基である。)
で表され、融点が−20℃以下で、沸点が135℃以上の、油脂に由来する各種脂肪酸の2−アルコキシエチルエステル混合物の製造方法。 - 該エチレングリコールモノアルキルエーテルがエチレングリコールモノブチルエーテルである請求項3記載の製造方法。
- 下記工程1及び2:
(1)エチルアルコールと水とを含有する混合物を請求項2記載のエステル混合物と接触させて、該エステル混合物により前記エチルアルコールと水とを含有する混合物からエチルアルコールを抽出する工程1;及び
(2)該エステル混合物とエチルアルコールとを含有する抽出液を蒸留して、実質的に水を含まないエチルアルコールを回収する工程2;
を含むエチルアルコールの精製方法。 - 請求項1記載のエステル混合物の軽油代替燃料としての使用。
- 請求項1記載のエステル混合物の金属切削油としての使用。
- 請求項1記載のエステル混合物と、界面活性剤、防泡剤、酸化防止剤、防菌剤、防黴剤、極圧剤、及び融点降下剤からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物とを含有する防錆混合物。
- 請求項1記載のエステル混合物と、界面活性剤、防泡剤、酸化防止剤、防菌剤、防黴剤、極圧剤、及び融点降下剤からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物とを含有する金属切削油。
- 該界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレンソルビタンエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、及びアルキルアルカノールアミドからなる群より選ばれる少なくとも一種の界面活性剤である請求項8記載の防錆混合物。
- 該界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレンソルビタンエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、及びアルキルアルカノールアミドからなる群より選ばれる少なくとも一種の界面活性剤である請求項9記載の金属切削油。
- 該融点降下剤が、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、i−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、2−エチル−1−ヘキサノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノ−i−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、及びエチル−t−ブチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物である請求項8記載の防錆混合物。
- 該融点降下剤が、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、i−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、2−エチル−1−ヘキサノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノ−i−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、及びエチル−t−ブチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物である請求項9記載の金属切削油。
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