JP6110260B2 - エンジン洗浄用組成物及びエンジン洗浄方法 - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン洗浄用組成物、及び当該組成物を使用したエンジンの洗浄方法に関する。
エンジン内部に堆積物が形成すると、エンジンの機能が低下することが知られている。そのため、様々な方法を用いて堆積物を除去することが行われている。
例えば、エンジンの燃焼室、インテークバルブ等に堆積物が形成された場合、自動車の修理工場等でエンジンを取り外し、分解した後、堆積物を削り落とすことが行われている。しかしながら、この方法では、作業の負担が大きく、多くの時間及び費用が必要となる。
種々の成分を含む洗浄用組成物を使用して、堆積物を除去することも行われている。例えば、特許文献１は、炭化水素系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、及びケトン系溶剤を含む洗浄用組成物を開示している。特許文献２は、水、防錆剤、及び界面活性剤を含む洗浄用組成物を開示している。特許文献３は、非イオン界面活性剤、及び陰イオン界面活性剤を含む洗浄用組成物を開示している。
なお、エンジン内部の堆積物の除去を目的とするものではないが、車両の塗装表面に付着した水垢を除去するための洗浄用組成物も報告されている。例えば、特許文献４は、界面活性剤、金属イオン封鎖剤、及びアンモニア又は水溶性アミンを含む洗浄用組成物を開示している。
前記の通り、これまでに数多くの洗浄用組成物が報告されている。しかしながら、既存の洗浄用組成物は、有機溶媒を大量に含んでいることが多いため、排気ガスから黒煙及び悪臭が発生する場合がある。また、既存の洗浄用組成物は、油溶性の堆積物に対しては有効であるものの、リン酸塩、硫酸塩等を含む水溶性の堆積物に対しては洗浄効果が十分でないことが多い。更に、洗浄用組成物がアンモニア等を含むことによってアルカリ性になっていると、エンジンのアルミ製部品を腐食させるおそれがある。
そのため、本発明は、エンジン内部の堆積物を除去するための新たな洗浄用組成物を提供すること、及び当該組成物を使用してエンジンを洗浄する方法を提供することを目的とする。
本発明者らが鋭意検討した結果、界面活性剤、アンモニア又はアミン、珪酸塩、及びキレート剤を組み合わせた組成物を使用することにより、堆積物を効率的に除去できると共に、アルミ製部品の腐食を回避できることを見出した。また、前記組成物を使用することにより、エンジンを車両から取り外すことなく、搭載した状態のままで、エンジンを洗浄できることを見出した。
すなわち、本発明は以下を包含する。
［１］界面活性剤、アンモニア又はアミン、珪酸塩、及びキレート剤を含む、エンジン洗浄用組成物。
［２］界面活性剤が陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、及び両性界面活性剤からなる群から選択される少なくとも１種である、［１］に記載のエンジン洗浄用組成物。
［３］界面活性剤が陰イオン界面活性剤及び非イオン界面活性剤である、［２］に記載のエンジン洗浄用組成物。
［４］陰イオン界面活性剤がスルホン酸塩の基を有する、［２］又は［３］に記載のエンジン洗浄用組成物。
［５］非イオン界面活性剤のＨＬＢ値が１３〜１８である、［２］〜［４］のいずれかに記載のエンジン洗浄用組成物。
［６］界面活性剤の含有量が、エンジン洗浄用組成物の重量を基準として、１重量％以上である、［１］〜［５］のいずれかに記載のエンジン洗浄用組成物。
［７］アンモニア又はアミンの含有量が、エンジン洗浄用組成物の重量を基準として、０．１重量％以上である、［１］〜［６］のいずれかに記載のエンジン洗浄用組成物。
［８］珪酸塩の含有量が、エンジン洗浄用組成物の重量を基準として、０．１重量％以上である、［１］〜［７］のいずれかに記載のエンジン洗浄用組成物。
［９］キレート剤の含有量が、エンジン洗浄用組成物の重量を基準として、０．１重量％以上である、［１］〜［８］のいずれかに記載のエンジン洗浄用組成物。
［１０］［１］〜［９］のいずれかに記載のエンジン洗浄用組成物を、車両に搭載されているエンジンと接触させる洗浄工程を含む、エンジンの洗浄方法。
［１］界面活性剤、アンモニア又はアミン、珪酸塩、及びキレート剤を含む、エンジン洗浄用組成物。
［２］界面活性剤が陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、及び両性界面活性剤からなる群から選択される少なくとも１種である、［１］に記載のエンジン洗浄用組成物。
［３］界面活性剤が陰イオン界面活性剤及び非イオン界面活性剤である、［２］に記載のエンジン洗浄用組成物。
［４］陰イオン界面活性剤がスルホン酸塩の基を有する、［２］又は［３］に記載のエンジン洗浄用組成物。
［５］非イオン界面活性剤のＨＬＢ値が１３〜１８である、［２］〜［４］のいずれかに記載のエンジン洗浄用組成物。
［６］界面活性剤の含有量が、エンジン洗浄用組成物の重量を基準として、１重量％以上である、［１］〜［５］のいずれかに記載のエンジン洗浄用組成物。
［７］アンモニア又はアミンの含有量が、エンジン洗浄用組成物の重量を基準として、０．１重量％以上である、［１］〜［６］のいずれかに記載のエンジン洗浄用組成物。
［８］珪酸塩の含有量が、エンジン洗浄用組成物の重量を基準として、０．１重量％以上である、［１］〜［７］のいずれかに記載のエンジン洗浄用組成物。
［９］キレート剤の含有量が、エンジン洗浄用組成物の重量を基準として、０．１重量％以上である、［１］〜［８］のいずれかに記載のエンジン洗浄用組成物。
［１０］［１］〜［９］のいずれかに記載のエンジン洗浄用組成物を、車両に搭載されているエンジンと接触させる洗浄工程を含む、エンジンの洗浄方法。
本発明によれば、エンジンのアルミ製部品の腐食を引き起こすことなく、エンジン内部の堆積物を除去することができる。また、本発明によれば、エンジンを車両に搭載した状態のままで、エンジンを洗浄することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、界面活性剤、アンモニア又はアミン、珪酸塩、及びキレート剤を含むエンジン洗浄用組成物を対象とする。これらの成分を組み合わせて使用することにより、エンジンのアルミ製部品の腐食を引き起こすことなく、エンジン内部の堆積物を除去することができる。また、前記組成物を、水をベースとした水性組成物とすることにより、排気ガスからの黒煙及び悪臭の発生を防止することができる。
本明細書において「洗浄」とは、既に形成されている堆積物を除去することを意味する。除去する堆積物の種類は特に限定されるものではなく、油溶性及び親水性の堆積物をいずれも除去することができる。また、半固体形状（粘性形状）、固体形状等の堆積物を除去することもできる。特に、熱によって固化した有機性の汚れである固体形状の堆積物は、既存の洗浄用組成物を用いて除去することが困難であるため、本発明に係る洗浄用組成物はそのような固体形状の堆積物を除去する用途において好適に使用される。
除去すべき堆積物が形成されている箇所は特に限定されるものではない。例えば、エンジンの燃焼室（例えば、ピストン頂面）、インテークバルブ等に形成された堆積物を除去することができる。
本発明に係るエンジン洗浄用組成物は、界面活性剤、アンモニア又はアミン、珪酸塩、及びキレート剤を含んでいる。ここで、界面活性剤は、洗浄用組成物の表面張力を下げて、堆積物への浸透性を高めることにより、洗浄性能を向上させる機能を有する。アンモニア又はアミンは、堆積物に含まれるリン酸塩、硫酸塩等に作用して、これらをリン酸アンモニウム、硫酸アンモニウム等として溶出させることにより、洗浄性能を向上させる機能を有する。珪酸塩は、堆積物に含まれる炭化水素酸化物に作用して、これをカルボン酸塩として溶出させることにより、洗浄性能を向上させる機能を有する。また、珪酸塩は、アルミ製部品の腐食を抑制する機能も有する。キレート剤は、堆積物に含まれるエンジンオイル由来の金属（例えば、カルシウム）を取り込むことにより、洗浄性能を向上させる機能を有する。
洗浄用組成物に含まれる界面活性剤の種類は、特に限定されないが、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、及び両性界面活性剤からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましく、２種であることがより好ましい。洗浄性能をより向上させるためには、陰イオン界面活性剤及び非イオン界面活性剤を組み合わせて使用することが好ましい。
陰イオン界面活性剤は、スルホン酸塩（例えば、−ＳＯ３Ｎａ）基、カルボン酸塩（例えば、−ＣＯＯＮａ）基、硫酸エステル塩（例えば、−ＯＳＯ３Ｎａ）基、及びリン酸エステル塩（例えば、−ＯＰＯ３Ｎａ２）基からなる群から選択される少なくとも１種の基を有していることが好ましく、スルホン酸塩の基を有していることがより好ましい。
スルホン酸塩の基を有する陰イオン界面活性剤は、堆積物に対する浸透性が高いため、高い洗浄性能を有している。また、スルホン酸塩の基を有する陰イオン界面活性剤は、加水分解される可能性が低く、また、河川の富栄養化を引き起こす可能性も低い。そのため、スルホン酸塩の基を有する陰イオン界面活性剤が特に好ましく使用される。
スルホン酸塩の基を有する陰イオン界面活性剤の具体例としては、例えば、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、α−オレフィンスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸塩等を挙げることができる。
カルボン酸塩の基を有する陰イオン界面活性剤は、洗浄性能がわずかに劣るものの、加水分解される可能性が低く、河川の富栄養化を引き起こす可能性も低い。
カルボン酸塩の基を有する陰イオン界面活性剤の具体例としては、例えば、高級脂肪酸のアルカリ金属塩（セッケン）等を挙げることができる。
硫酸エステル塩の基を有する陰イオン界面活性剤は、加水分解される可能性があるものの、洗浄性能に優れ、河川の富栄養化を引き起こす可能性も低い。
硫酸エステル塩の基を有する陰イオン界面活性剤の具体例としては、例えば、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルエーテル硫酸エステル塩、硫酸化油等を挙げることができる。
リン酸エステル塩の基を有する陰イオン界面活性剤は、加水分解される可能性があり、河川の富栄養化を引き起こす可能性があるものの、洗浄性能に優れている。
リン酸エステル塩の基を有する陰イオン界面活性剤の具体例としては、例えば、高級アルコールエチレンオキサイド付加物のリン酸エステル塩等を挙げることができる。
非イオン界面活性剤は、親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）値が８〜２０であることが好ましく、１３〜１８であることがより好ましく、１３〜１５であることが特に好ましい。このようなＨＬＢ値を有する非イオン界面活性剤を使用することにより、洗浄性能を更に向上させることができる。また、このようなＨＬＢ値を有する非イオン界面活性剤は水に溶解しやすいため、可溶化剤の使用を抑制することができる。更に、ＨＬＢ値が１３〜１８であると、曇点が７０℃以上となるため、高温条件（例えば、エンジン停止直後）においてもエンジンの洗浄を行うことができる。
非イオン界面活性剤としては、エーテル型及びエステル型の非イオン界面活性剤等を挙げることができる。エーテル型の非イオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪アルコールエトキシレート等を挙げることができる。エステル型の非イオン界面活性剤としては、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル等を挙げることができる。
両性界面活性剤の具体例としては、例えば、アルキルベタイン、アルキルベンジルアンモニウム塩等を挙げることができる。
洗浄用組成物に含まれる界面活性剤の含有量は、洗浄用組成物の重量を基準として、１重量％以上であることが好ましく、３重量％以上であることがより好ましく、６重量％以上であることが特に好ましい。このような量の界面活性剤を使用することにより、洗浄性能を更に向上させることができる。界面活性剤の含有量の上限は限定されないが、２０重量％を超えると洗浄性能がもはや向上しないため、上限を２０重量％とすることができる。また、上限を１８重量％、１６重量％、１４重量％、１２重量％等としてもよい。
洗浄用組成物はアンモニアを含んでいることが好ましいが、アンモニアの代わりにアミンを含んでいてもよい。アミンは水溶性アミンであることが好ましい。水溶性アミンとしては、例えば、１級、２級、又は３級の低級アルキルアミン、より具体的には１級、２級、又は３級のＣ１〜Ｃ３アルキルアミン又はＣ１〜Ｃ２アルキルアミン等を挙げることができる。また、水溶性アミンとして、アルコールアミン、より具体的には、モノ−、ジ−、若しくはトリエタノールアミン又はモノ−、ジ−、若しくはトリプロパノールアミン等を挙げることができる。
洗浄用組成物に含まれるアンモニア又はアミンの含有量は、洗浄用組成物の重量を基準として、０．１重量％以上であることが好ましく、０．５重量％以上であることがより好ましく、０．８重量％以上であることが特に好ましい。このような量のアンモニアを使用することにより、洗浄性能を更に向上させることができる。アンモニアの含有量の上限は限定されないが、１０重量％を超えると洗浄性能がもはや向上しないため、上限を１０重量％とすることができる。また、上限を８重量％、６重量％、４重量％等としてもよい。
洗浄用組成物に含まれる珪酸塩の種類は特に限定されない。珪酸塩の具体例としては、例えば、珪酸ナトリウム、珪酸リチウム、珪酸カリウム等を挙げることができる。
洗浄用組成物に含まれる珪酸塩の含有量は、洗浄用組成物の重量を基準として、０．１重量％以上であることが好ましく、０．５重量％以上であることがより好ましく、１重量％以上であることが特に好ましい。このような量の珪酸塩を使用することにより、洗浄性能、及びアルミ製部品の腐食抑制作用を更に向上させることができる。珪酸塩の含有量の上限は限定されないが、５重量％を超えると洗浄性能及び腐食抑制作用がもはや向上しないため、上限を５重量％とすることができる。また、上限を４重量％、３重量％等としてもよい。
洗浄用組成物に含まれるキレート剤の種類は特に限定されない。キレート剤の具体例としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレンテトラアミン六酢酸等を挙げることができる。
洗浄用組成物に含まれるキレート剤の含有量は、洗浄用組成物の重量を基準として、０．１重量％以上であることが好ましく、０．５重量％以上であることがより好ましく、１重量％以上であることが特に好ましい。このような量のキレート剤を使用することにより、洗浄性能を更に向上させることができる。キレート剤の含有量の上限は限定されないが、１０重量％を超えると洗浄性能がもはや向上しないため、上限を１０重量％とすることができる。また、上限を８重量％、６重量％、４重量％等としてもよい。
洗浄用組成物は、水をベースとした水性組成物であることが好ましい。この場合、水の含有量は、洗浄用組成物の重量を基準として、７０重量％以上であることが好ましく、７５重量％以上であることがより好ましく、８０重量％以上であることが特に好ましい。水の含有量の上限は限定されないが、例えば、９５重量％、９０重量％等とすることができる。
洗浄用組成物は、本発明の効果に悪影響を与えない限度において、任意の成分を更に含んでいてもよい。洗浄性能の向上及び前記成分の溶解性の向上を目的する場合、任意の成分として、水酸化アルカリ、グリコール系溶媒等を挙げることができる。
水酸化アルカリの具体例としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アンモニウム等を挙げることができる。
グリコール系溶媒の具体例としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルグリコール等を挙げることができる。
本発明は更に、前記エンジン洗浄用組成物を、車両に搭載されているエンジンと接触させる洗浄工程を含む、エンジンの洗浄方法を対象とする。前記洗浄用組成物を使用することにより、エンジンを車両から取り外すことなく、搭載した状態のままで、エンジンを洗浄することができる。
洗浄用組成物は、プラグホールを通して燃焼室にそのまま注ぎ入れてもよいし、エアゾールとして噴霧してもよい。エンジンの洗浄条件は特に限定されない。例えば、２０〜８０℃、２５〜６５℃、３０〜５０℃等の温度条件でエンジンを洗浄することができる。洗浄終了後には、注射器、スポイト等を用いて洗浄用組成物を除去することができる。
以下、実施例及び比較例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
＜洗浄試験及び腐食抑制試験＞
実施例１〜９及び比較例１〜４において、以下の表１に示す成分を含む洗浄用組成物を調製した。堆積物が形成されたアルミ製ピストンを各洗浄用組成物（５ｍｌ）に４０℃で１時間浸漬した。その後、洗浄用組成物をイオン交換水で洗い流し、エアブローしてから、ピストンを目視で観察した。結果を表１に示す。なお、表１における数値の単位は重量％である。
実施例１〜９及び比較例１〜４において、以下の表１に示す成分を含む洗浄用組成物を調製した。堆積物が形成されたアルミ製ピストンを各洗浄用組成物（５ｍｌ）に４０℃で１時間浸漬した。その後、洗浄用組成物をイオン交換水で洗い流し、エアブローしてから、ピストンを目視で観察した。結果を表１に示す。なお、表１における数値の単位は重量％である。
洗浄性能に関して、「◎」は堆積物を７０〜１００％除去したことを示し、「○」は堆積物を３０〜７０％除去したことを示し、「×」は堆積物を０〜３０％除去したことを示す。
アルミ腐食抑制作用に関して、「◎」は腐食及び変色がないことを示し、「○」は軽微な変色があることを示し、「×」は明確な腐食及び変色があることを示す。
実施例と比較例との比較から、界面活性剤、アンモニア、珪酸塩、及びキレート剤を含む洗浄用組成物は、洗浄性能及びアルミ腐食抑制作用に優れていることが示された。
実施例１〜４と実施例５〜９との比較から、成分の含有量を調節することにより、洗浄性能及びアルミ腐食抑制作用が更に向上することが示された。
＜陰イオン界面活性剤の検討＞
スルホン酸塩の基、カルボン酸塩の基、硫酸エステル塩の基、又はリン酸エステル塩の基を有する陰イオン界面活性剤について、洗浄性能、加水分解性、及び河川の富栄養化の観点から検討を行った。結果を表２に示す。
スルホン酸塩の基、カルボン酸塩の基、硫酸エステル塩の基、又はリン酸エステル塩の基を有する陰イオン界面活性剤について、洗浄性能、加水分解性、及び河川の富栄養化の観点から検討を行った。結果を表２に示す。
スルホン酸塩の基を有する陰イオン界面活性剤は、洗浄性能、加水分解性、及び河川の富栄養化のいずれにおいても優れた結果を示した。
カルボン酸塩の基を有する陰イオン界面活性剤は、洗浄性能がわずかに劣るものの、加水分解性、及び河川の富栄養化において優れた結果を示した。
硫酸エステル塩の基を有する陰イオン界面活性剤は、加水分解される可能性があるものの、洗浄性能、及び河川の富栄養化において優れた結果を示した。
リン酸エステル塩の基を有する陰イオン界面活性剤は、加水分解される可能性、及び河川の富栄養化を引き起こす可能性があるものの、洗浄性能において優れた結果を示した。
＜非イオン界面活性剤の検討＞
様々なポリオキシエチレンアルキルエーテルについて、ＨＬＢ値と洗浄性能との関係を検討した。結果を表３に示す。
様々なポリオキシエチレンアルキルエーテルについて、ＨＬＢ値と洗浄性能との関係を検討した。結果を表３に示す。
ＨＬＢ値が１３〜１８である非イオン界面活性剤は、優れた浄化性能を示した。また、ＨＬＢ値が１３〜１８であると、曇点が７０℃以上になるため、高温条件（例えば、エンジン停止直後）においてもエンジンの洗浄を行うことができる。
Claims (10)
- 界面活性剤、アンモニア又はアミン、珪酸塩、及びキレート剤を含む、エンジン内部に形成されている堆積物を除去するための組成物。
- 界面活性剤が陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、及び両性界面活性剤からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１に記載の組成物。
- 界面活性剤が陰イオン界面活性剤及び非イオン界面活性剤である、請求項２に記載の組成物。
- 陰イオン界面活性剤がスルホン酸塩の基を有する、請求項２又は３に記載の組成物。
- 非イオン界面活性剤のＨＬＢ値が１３〜１８である、請求項２〜４のいずれかに記載の組成物。
- 界面活性剤の含有量が、組成物の重量を基準として、１重量％以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の組成物。
- アンモニア又はアミンの含有量が、組成物の重量を基準として、０．１重量％以上である、請求項１〜６のいずれかに記載の組成物。
- 珪酸塩の含有量が、組成物の重量を基準として、０．１重量％以上である、請求項１〜７のいずれかに記載の組成物。
- キレート剤の含有量が、組成物の重量を基準として、０．１重量％以上である、請求項１〜８のいずれかに記載の組成物。
- 請求項１〜９のいずれかに記載の組成物を、車両に搭載されているエンジンと接触させる洗浄工程を含む、エンジンの洗浄方法。
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