JPH09302375A - 水性媒体用摩擦抵抗低減剤及び該低減剤を用いた水性媒体の摩擦抵抗低減方法 - Google Patents
水性媒体用摩擦抵抗低減剤及び該低減剤を用いた水性媒体の摩擦抵抗低減方法Info
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- JPH09302375A JPH09302375A JP8116544A JP11654496A JPH09302375A JP H09302375 A JPH09302375 A JP H09302375A JP 8116544 A JP8116544 A JP 8116544A JP 11654496 A JP11654496 A JP 11654496A JP H09302375 A JPH09302375 A JP H09302375A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温において析出がなく長期間安定に使用で
き、かつ低温から高温にわたる広い温度範囲で水性媒体
の摩擦抵抗を低減できる添加剤を提供すること。 【解決手段】 （ａ）Ｒ1(Ｒ2) (Ｒ3) Ｎ→Ｏ で表さ
れるアミンオキシド（式中、Ｒ1 は、炭素数８〜２２の
直鎖状あるいは分岐鎖状の飽和または不飽和脂肪族炭化
水素基、Ｒ2 及びＲ3 は、メチル基、エチル基または−
ＣＨ2 ＣＨ2 ＯＨで表される基）、及び（ｂ）有機酸ま
たは有機酸塩とを含有する水性媒体用摩擦抵抗低減剤。
き、かつ低温から高温にわたる広い温度範囲で水性媒体
の摩擦抵抗を低減できる添加剤を提供すること。 【解決手段】 （ａ）Ｒ1(Ｒ2) (Ｒ3) Ｎ→Ｏ で表さ
れるアミンオキシド（式中、Ｒ1 は、炭素数８〜２２の
直鎖状あるいは分岐鎖状の飽和または不飽和脂肪族炭化
水素基、Ｒ2 及びＲ3 は、メチル基、エチル基または−
ＣＨ2 ＣＨ2 ＯＨで表される基）、及び（ｂ）有機酸ま
たは有機酸塩とを含有する水性媒体用摩擦抵抗低減剤。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、乱流水性媒体の摩
擦抵抗を減少させるための添加剤、特に、管内乱流の摩
擦抵抗を低温から高温にわたる広い温度範囲で減少させ
ることができる摩擦抵抗低減剤及び該摩擦抵抗低減剤を
用いる摩擦抵抗の低減方法に関するものである。
擦抵抗を減少させるための添加剤、特に、管内乱流の摩
擦抵抗を低温から高温にわたる広い温度範囲で減少させ
ることができる摩擦抵抗低減剤及び該摩擦抵抗低減剤を
用いる摩擦抵抗の低減方法に関するものである。
【従来の技術】管内乱流に少量の特定物質を添加すると
摩擦抵抗が減少することは、抗力減少効果として一般に
知られている。このような抗力減少効果を発揮する物
質、すなわち抗力減少剤として、高分子化合物を使用す
ることが知られており、米国特許第３，９６１，６３９
号公報にはポリエチレンオキサイドが開示されており、
又特開昭５６−２８２６２号公報にはポリアクリルアミ
ドなどの使用が開示されている。しかしながら、高分子
化合物はポンプや曲がった管内を流れる際に高分子鎖の
切断が起こり、抗力減少効果を示さなくなる欠点があ
る。従って高分子化合物はその機械的劣化により抗力減
少剤として長期間使用することができない。これに対し
て界面活性剤を添加することによる抗力減少方法が考え
られている。界面活性剤は水性媒体中でミセルを形成し
て抗力減少効果を発揮すると考えられており機械的劣化
を起こさないので抗力減少剤として長期間使用すること
が可能である。
摩擦抵抗が減少することは、抗力減少効果として一般に
知られている。このような抗力減少効果を発揮する物
質、すなわち抗力減少剤として、高分子化合物を使用す
ることが知られており、米国特許第３，９６１，６３９
号公報にはポリエチレンオキサイドが開示されており、
又特開昭５６−２８２６２号公報にはポリアクリルアミ
ドなどの使用が開示されている。しかしながら、高分子
化合物はポンプや曲がった管内を流れる際に高分子鎖の
切断が起こり、抗力減少効果を示さなくなる欠点があ
る。従って高分子化合物はその機械的劣化により抗力減
少剤として長期間使用することができない。これに対し
て界面活性剤を添加することによる抗力減少方法が考え
られている。界面活性剤は水性媒体中でミセルを形成し
て抗力減少効果を発揮すると考えられており機械的劣化
を起こさないので抗力減少剤として長期間使用すること
が可能である。
【０００２】特公平４−６２３１号公報には粘弾性界面
活性剤と有機電解質を併用する方法が記載されている
が、かかる粘弾性界面活性剤のすべてが抗力減少効果を
発揮するわけではない。また、特公平５−４７５３４号
公報にはアルキルトリメチルアンモニウム塩、ピリジウ
ム塩などの界面活性剤、特開昭６０−１５２４４８号公
報にはアルキルジメチルポリオキシエチルアンモニウム
塩などの界面活性剤を抗力減少剤として使用する方法が
記載されている。これらの方法は、室温から高温域にか
けて抗力減少効果が認められるもののその効果は十分で
はなく、しかも低温域では、溶解性が著しく劣り結晶が
析出し、抗力減少効果が著しく阻害されるといった問題
がある。さらに、特開昭６０−９９１９９号公報にはオ
レイルジ（ヒドロキシエチル）アミンオキシドなどの界
面活性剤を抗力減少剤として使用する方法が記載されて
いる。この方法では腐食性のハロゲンイオンを含有しな
い利点があるものの、添加量を多く必要とし、しかもそ
の抗力減少効果は不十分である問題がある。
活性剤と有機電解質を併用する方法が記載されている
が、かかる粘弾性界面活性剤のすべてが抗力減少効果を
発揮するわけではない。また、特公平５−４７５３４号
公報にはアルキルトリメチルアンモニウム塩、ピリジウ
ム塩などの界面活性剤、特開昭６０−１５２４４８号公
報にはアルキルジメチルポリオキシエチルアンモニウム
塩などの界面活性剤を抗力減少剤として使用する方法が
記載されている。これらの方法は、室温から高温域にか
けて抗力減少効果が認められるもののその効果は十分で
はなく、しかも低温域では、溶解性が著しく劣り結晶が
析出し、抗力減少効果が著しく阻害されるといった問題
がある。さらに、特開昭６０−９９１９９号公報にはオ
レイルジ（ヒドロキシエチル）アミンオキシドなどの界
面活性剤を抗力減少剤として使用する方法が記載されて
いる。この方法では腐食性のハロゲンイオンを含有しな
い利点があるものの、添加量を多く必要とし、しかもそ
の抗力減少効果は不十分である問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低温におい
て析出がなく長期間安定に使用でき、かつ低温から高温
にわたる広い温度範囲で水性媒体の摩擦抵抗を低減でき
る添加剤及び該添加剤を用いた水性媒体の摩擦抵抗低減
方法を提供することを目的とする。
て析出がなく長期間安定に使用でき、かつ低温から高温
にわたる広い温度範囲で水性媒体の摩擦抵抗を低減でき
る添加剤及び該添加剤を用いた水性媒体の摩擦抵抗低減
方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】本発明は、脂肪族炭化水
素基を有するアミンオキシドと有機酸または有機酸塩と
を併用すると上記課題を効率的に解決できるとの知見に
基づいてなされたのである。すなわち、本発明は、
（ａ）飽和または不飽和脂肪族炭化水素基を有する下記
一般式（Ｉ）で表されるアミンオキシド、及び（ｂ）有
機酸または有機酸塩とを含有することを特徴とする水性
媒体用摩擦抵抗低減剤を提供する。
素基を有するアミンオキシドと有機酸または有機酸塩と
を併用すると上記課題を効率的に解決できるとの知見に
基づいてなされたのである。すなわち、本発明は、
（ａ）飽和または不飽和脂肪族炭化水素基を有する下記
一般式（Ｉ）で表されるアミンオキシド、及び（ｂ）有
機酸または有機酸塩とを含有することを特徴とする水性
媒体用摩擦抵抗低減剤を提供する。
【０００４】
【化３】
【０００５】（式中、Ｒ1 は、炭素数８〜２２の直鎖状
あるいは分岐鎖状の飽和または不飽和脂肪族炭化水素
基、Ｒ2 及びＲ3 は、メチル基、エチル基または下記一
般式（II）で表される基である。）
あるいは分岐鎖状の飽和または不飽和脂肪族炭化水素
基、Ｒ2 及びＲ3 は、メチル基、エチル基または下記一
般式（II）で表される基である。）
【０００６】
【化４】
【０００７】（式中、ｎは１〜５、Ｙは水素又はメチル
基である。）本発明は、又、水性媒体に上記摩擦抵抗低
減剤を加えることを特徴とする水性媒体の摩擦抵抗低減
方法を提供する。
基である。）本発明は、又、水性媒体に上記摩擦抵抗低
減剤を加えることを特徴とする水性媒体の摩擦抵抗低減
方法を提供する。
【発明の実施の形態】一般式（Ｉ）中、Ｒ2 及びＲ3 は
同一の基であるのが好ましい。又、一般式（II）中、Ｙ
は水素が好ましく、ｎは１が好ましい。本発明におい
て、（ａ）成分のＲ1 は炭素数８〜２２、好ましくは１
２〜２２の直鎖状あるいは分岐鎖状の飽和または不飽和
脂肪族炭化水素基、特にアルキル、アルケニル基を表
し、ラウリン酸残基、椰子脂肪酸残基、パルミチン酸残
基、ステアリン酸残基、オレイン酸残基、牛脂脂肪酸残
基、エルカ酸残基、リノール酸残基、リノレイン酸残基
等が挙げられる。本発明で用いるアミンオキシドの具体
例としては、ラウリルジメチルアミンオキシド、ココイ
ルジメチルアミンオキシド、ミリストイルジメチルアミ
ンオキシド、パルミチルジメチルアミンオキシド、ステ
アリルジメチルアミンオキシド、オレイルジメチルアミ
ンオキシド、タロージメチルアミンオキシド、エルシル
ジメチルアミンオキシド、ステアリルジ（ヒドロキシエ
チル）アミンオキシド、オレイルジ（ヒドロキシエチ
ル）アミンオキシド、タロージ（ヒドロキシエチル）ア
ミンオキシド、エルシルジ（ヒドロキシエチル）アミン
オキシドなどの一種又は二種以上の混合物があげられ
る。
同一の基であるのが好ましい。又、一般式（II）中、Ｙ
は水素が好ましく、ｎは１が好ましい。本発明におい
て、（ａ）成分のＲ1 は炭素数８〜２２、好ましくは１
２〜２２の直鎖状あるいは分岐鎖状の飽和または不飽和
脂肪族炭化水素基、特にアルキル、アルケニル基を表
し、ラウリン酸残基、椰子脂肪酸残基、パルミチン酸残
基、ステアリン酸残基、オレイン酸残基、牛脂脂肪酸残
基、エルカ酸残基、リノール酸残基、リノレイン酸残基
等が挙げられる。本発明で用いるアミンオキシドの具体
例としては、ラウリルジメチルアミンオキシド、ココイ
ルジメチルアミンオキシド、ミリストイルジメチルアミ
ンオキシド、パルミチルジメチルアミンオキシド、ステ
アリルジメチルアミンオキシド、オレイルジメチルアミ
ンオキシド、タロージメチルアミンオキシド、エルシル
ジメチルアミンオキシド、ステアリルジ（ヒドロキシエ
チル）アミンオキシド、オレイルジ（ヒドロキシエチ
ル）アミンオキシド、タロージ（ヒドロキシエチル）ア
ミンオキシド、エルシルジ（ヒドロキシエチル）アミン
オキシドなどの一種又は二種以上の混合物があげられ
る。
【０００８】また（ｂ）成分の有機酸としては、有機ス
ルホン酸、有機カルボン酸またはそれらの塩等の一種又
は二種以上の混合物があげられる。有機スルホン酸塩、
有機カルボン酸は、アルキルまたはアルケニルスルホン
酸、芳香族スルホン酸、脂肪族カルボン酸または芳香族
カルボン酸等であり、特に炭素数６〜１０の芳香族スル
ホン酸と炭素数７〜１１の芳香族カルボン酸が望まし
い。有機酸塩としては、上記有機酸のアルカリ金属塩ま
たはアルカリ土類金属塩等であり、特に芳香族のスルホ
ン酸塩、カルボン酸塩が望ましい。これらのうち、炭素
数７〜１１の芳香族カルボン酸またはそのの塩が好まし
い。具体的には、サリチル酸、ナフトエ酸、メタ−クロ
ロ安息香酸、サリチル酸ナトリウム、ナフトエ酸ナトリ
ウムなどがあげられる。これらのうち、サリチル酸ナト
リウムが特に好ましい。（ａ）成分のアミンオキシドの
添加量は水性媒体に対して0.００１〜５重量％が好適で
あり、より好ましくは0.０１〜１重量％である。（ｂ）
成分の有機酸または有機酸塩の添加量は（ａ）成分に対
して0.００１〜３倍モルが好適であり、より好ましくは
0.０１〜１倍モルである。
ルホン酸、有機カルボン酸またはそれらの塩等の一種又
は二種以上の混合物があげられる。有機スルホン酸塩、
有機カルボン酸は、アルキルまたはアルケニルスルホン
酸、芳香族スルホン酸、脂肪族カルボン酸または芳香族
カルボン酸等であり、特に炭素数６〜１０の芳香族スル
ホン酸と炭素数７〜１１の芳香族カルボン酸が望まし
い。有機酸塩としては、上記有機酸のアルカリ金属塩ま
たはアルカリ土類金属塩等であり、特に芳香族のスルホ
ン酸塩、カルボン酸塩が望ましい。これらのうち、炭素
数７〜１１の芳香族カルボン酸またはそのの塩が好まし
い。具体的には、サリチル酸、ナフトエ酸、メタ−クロ
ロ安息香酸、サリチル酸ナトリウム、ナフトエ酸ナトリ
ウムなどがあげられる。これらのうち、サリチル酸ナト
リウムが特に好ましい。（ａ）成分のアミンオキシドの
添加量は水性媒体に対して0.００１〜５重量％が好適で
あり、より好ましくは0.０１〜１重量％である。（ｂ）
成分の有機酸または有機酸塩の添加量は（ａ）成分に対
して0.００１〜３倍モルが好適であり、より好ましくは
0.０１〜１倍モルである。
【０００９】本発明の摩擦抵抗低減剤の抗力減少効果の
試験は通常の方法で、直径Ｄの管に界面活性剤の水溶液
を流して、平均流速ｕavと圧力損失△Ｐとの関係を調べ
ることによって行うことができる。これらの測定値から
レイノルズ数Ｒｅと摩擦係数ｆを求める。 Ｒｅ＝（Ｄｕavρ）／μ 但し、ρは密度、μは粘度を表す。通例にはρおよびμ
については水の値が用いられる。 ｆ＝（１×Ｄ×２△Ｐ）／（４×Ｌ×ρｕav 2 ） 但し、Ｌは圧力取り出し間隔を表す。本発明の摩擦抵抗
低減剤は、水性媒体の様々な目的に応じてさらにアミン
等の防錆剤やエチレングリコール等の溶剤などを含有さ
せることができる。本発明の摩擦抵抗低減剤は、上記成
分の混合物として、又は水で希釈して上記成分を２０重
量％以上含有する濃縮物とすることができる。又、本発
明の摩擦抵抗低減方法を行うにあたって、本発明の摩擦
抵抗低減剤をそのまま、又は所望の濃度に希釈して対象
とする流体に添加するのがよい。又、対象とする流体に
成分（ａ）と（ｂ）とを別々に添加することもできる。
試験は通常の方法で、直径Ｄの管に界面活性剤の水溶液
を流して、平均流速ｕavと圧力損失△Ｐとの関係を調べ
ることによって行うことができる。これらの測定値から
レイノルズ数Ｒｅと摩擦係数ｆを求める。 Ｒｅ＝（Ｄｕavρ）／μ 但し、ρは密度、μは粘度を表す。通例にはρおよびμ
については水の値が用いられる。 ｆ＝（１×Ｄ×２△Ｐ）／（４×Ｌ×ρｕav 2 ） 但し、Ｌは圧力取り出し間隔を表す。本発明の摩擦抵抗
低減剤は、水性媒体の様々な目的に応じてさらにアミン
等の防錆剤やエチレングリコール等の溶剤などを含有さ
せることができる。本発明の摩擦抵抗低減剤は、上記成
分の混合物として、又は水で希釈して上記成分を２０重
量％以上含有する濃縮物とすることができる。又、本発
明の摩擦抵抗低減方法を行うにあたって、本発明の摩擦
抵抗低減剤をそのまま、又は所望の濃度に希釈して対象
とする流体に添加するのがよい。又、対象とする流体に
成分（ａ）と（ｂ）とを別々に添加することもできる。
【００１０】
【発明の効果】本発明の摩擦抵抗低減剤及び低減方法
は、流体輸送において配管設備費の低減、ポンプ所要動
力の低減に有効である。特に、機械的劣化がなく、低温
から高温の広い温度範囲で使用できることから、循環使
用される流体中、例えば、各種工業プラントの加熱、冷
却系、地域冷暖房システムに利用できる。次ぎに実施例
により本発明を説明する。
は、流体輸送において配管設備費の低減、ポンプ所要動
力の低減に有効である。特に、機械的劣化がなく、低温
から高温の広い温度範囲で使用できることから、循環使
用される流体中、例えば、各種工業プラントの加熱、冷
却系、地域冷暖房システムに利用できる。次ぎに実施例
により本発明を説明する。
【００１１】
実施例１ オレイルジメチルアミンオキシド（ＯＤＭＡＯ）及びサ
リチル酸ナトリウム（ＮａＳａ）を溶解した水溶液を、
内径１1.４ｍｍのステンレス製円管中で循環させ、２５
℃における抗力減少効果を測定した。すなわち、円管内
乱流におけるレイノルズ数Ｒｅを水溶液の流量から、摩
擦係数ｆを圧力損失から算出した。また、オレイルジメ
チルアミンオキシドの代わりにタロージメチルアミンオ
キシド（ＴＤＭＡＯ）用いたことを除き、実施例１と同
様にして実験を行った。 比較例１ オレイルジメチルアミンオキシドおよびサリチル酸ナト
リウムの両成分を用いないことを除き、実施例１と同様
にして実験を行った。得られた結果をまとめて表-1に示
す。
リチル酸ナトリウム（ＮａＳａ）を溶解した水溶液を、
内径１1.４ｍｍのステンレス製円管中で循環させ、２５
℃における抗力減少効果を測定した。すなわち、円管内
乱流におけるレイノルズ数Ｒｅを水溶液の流量から、摩
擦係数ｆを圧力損失から算出した。また、オレイルジメ
チルアミンオキシドの代わりにタロージメチルアミンオ
キシド（ＴＤＭＡＯ）用いたことを除き、実施例１と同
様にして実験を行った。 比較例１ オレイルジメチルアミンオキシドおよびサリチル酸ナト
リウムの両成分を用いないことを除き、実施例１と同様
にして実験を行った。得られた結果をまとめて表-1に示
す。
【００１２】
【表１】 表−１ ────────────────────────────── 本発明No１ 本発明No2 比較例１ ＯＤＭＡＯ 濃度(PPM) 500 0 0 ＴＤＭＡＯ 濃度(PPM) 0 500 0 ＮａＳａ 濃度(PPM) 50 50 0 レイノルズ数(Re) 12000 11500 11500 40000 12500 21000 50000 14000 40000 摩擦係数(f) 0.0021 0.0027 0.0070 0.0016 0.0020 0.0064 0.0025 0.0030 0.0052
【００１３】実施例２ 実施例１と同様の測定装置において、５００ｐｐｍのオ
レイルジメチルアミンオキシド（ＯＤＭＡＯ）と５０ｐ
ｐｍのサリチル酸ナトリウム（ＮａＳａ）を溶解した水
溶液を用いて、水溶液の温度を変えてレイノルズ数と摩
擦係数を測定した。 比較例２ 実施例１と同様の測定装置を用いて１０℃において、オ
レイルジメチルアミンオキシドの代わりにステアリルト
リメチルアンモニウムクロライド（ＳＴＡＣ）を用いた
以外は実施例２と同様にしてレイノルズ数と摩擦係数を
測定した。結果をまとめて表−２に示す。
レイルジメチルアミンオキシド（ＯＤＭＡＯ）と５０ｐ
ｐｍのサリチル酸ナトリウム（ＮａＳａ）を溶解した水
溶液を用いて、水溶液の温度を変えてレイノルズ数と摩
擦係数を測定した。 比較例２ 実施例１と同様の測定装置を用いて１０℃において、オ
レイルジメチルアミンオキシドの代わりにステアリルト
リメチルアンモニウムクロライド（ＳＴＡＣ）を用いた
以外は実施例２と同様にしてレイノルズ数と摩擦係数を
測定した。結果をまとめて表−２に示す。
【００１４】
【表２】 表−２ ───────────────────────────────── 本発明No.3 本発明No.4 比較例２ ＯＤＭＡＯ 濃度(PPM) 500 500 0 ＳＴＡＣ 濃度(PPM) 0 0 500 ＮａＳａ 濃度(PPM) 50 50 50 温度（℃) 10 40 10 レイノルズ数(Re) 5000 12000 5500 7200 90000 8000 9000 140000 12000 摩擦係数(f) 0.0063 0.0020 0.0090 0.0046 0.0011 0.0065 0.0055 0.0015 0.0056
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 均 神奈川県横浜市戸塚区名瀬町790−48 (72)発明者 川島 晶子 東京都江戸川区西瑞江３−33−６ ピアク レスト307
Claims (2)
- 【請求項１】 （ａ）下記一般式（Ｉ）で表されるアミ
ンオキシド、及び（ｂ）有機酸または有機酸塩とを含有
することを特徴とする水性媒体用摩擦抵抗低減剤。 【化１】 （式中、Ｒ1 は、炭素数８〜２２の直鎖状あるいは分岐
鎖状の飽和または不飽和脂肪族炭化水素基、Ｒ2 及びＲ
3 は、メチル基、エチル基または下記一般式（II）で表
される基である。） 【化２】 （式中、ｎは１〜５、Ｙは水素又はメチル基である。） - 【請求項２】 水性媒体に請求項１記載の摩擦抵抗低減
剤を加えることを特徴とする水性媒体の摩擦抵抗低減方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8116544A JPH09302375A (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 水性媒体用摩擦抵抗低減剤及び該低減剤を用いた水性媒体の摩擦抵抗低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8116544A JPH09302375A (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 水性媒体用摩擦抵抗低減剤及び該低減剤を用いた水性媒体の摩擦抵抗低減方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09302375A true JPH09302375A (ja) | 1997-11-25 |
Family
ID=14689752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8116544A Pending JPH09302375A (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 水性媒体用摩擦抵抗低減剤及び該低減剤を用いた水性媒体の摩擦抵抗低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09302375A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018177994A (ja) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 株式会社デンソー | 熱輸送媒体および熱輸送システム |
-
1996
- 1996-05-10 JP JP8116544A patent/JPH09302375A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018177994A (ja) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 株式会社デンソー | 熱輸送媒体および熱輸送システム |
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