KR102034851B1

KR102034851B1 - 휘발유 대체 자동차 연료용 상 안정화제 조성물

Info

Publication number: KR102034851B1
Application number: KR1020180167563A
Authority: KR
Inventors: 선석근
Original assignee: 주식회사 동이기술
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2019-10-21

Abstract

본 발명은 휘발유, 알코올 및 등유를 포함하는 휘발유 대체 자동차 연료에 첨가되는 상 안정화제 조성물로서, 아미솔 오디이(AO, Amisol Ode) 20 내지 30 중량부, 부틸 셀로솔브(BC, Butyl cellosolve) 10 내지 20 중량부, 화이트 올레익 애시드(WOA, White oleic acid) 20 내지 30 중량부, 및 이소프로필알코올(IPA, Iso propylalcohol) 30 내지 40 중량부를 포함한다.
전술한 비율로 상기 성분들을 포함하는 본 발명의 휘발유 대체 자동차 연료용 상 안정화제 조성물을 첨가한 휘발유 대체 자동차 연료는 상 분리 현상이 해소되어 자동차용 휘발유의 대체 연료로서 원활히 기능한다.

Description

휘발유 대체 자동차 연료용 상 안정화제 조성물 {Phase stabilizing composition for alternative fuel of Automobile gasoline, alternative fuel of Automobile gasoline comprising the same and manufacturing method of the alternative fuel of Automobile gasoline}

본 발명은 휘발유, 알코올 및 등유를 포함하는 휘발유 대체 자동차 연료에 첨가되는 상 안정화제 조성물로서, 보다 상세하게는 휘발유, 알코올 및 등유를 포함하는 휘발유 대체 자동차 연료의 상 분리를 방지하는 상 안정화제 조성물에 관한 것이다.

현대사회에서 휘발유는 자동차의 주요 연료 중 하나이다.

그러나, 석유를 기반으로 추출되는 휘발유의 사용을 저감시키기 위하여, 휘발유를 대체할 수 있는 휘발유 대체 자동차 연료의 개발이 지속되고 있다.

이러한 휘발유 대체 자동차 연료의 개발 방향 중 하나로서, 휘발유, 알코올 및 등유가 혼합된 휘발유 대체 자동차 연료에 대한 연구가 동남 아시아, 인도, 중국, 남미 등의 지역을 중심으로 널리 연구되고 있다. 휘발유, 알코올 및 등유가 혼합된 휘발유 대체 자동차 연료의 가장 큰 문제점은 비중이 서로 다른 위 3성분계 연료는 서로 잘 혼합되지 않은 성분들이고 보관 또는 운행과정에서 대기에 잔존하는 수분 접촉하여 상 분리가 가속화되는데 있다.

휘발유 대체 자동차 연료의 각 성분들이 서로 상 분리되면, 자동차의 시동이 걸리지 않거나 안정적인 운행이 어렵게 된다.

따라서, 휘발유, 알코올 및 등유가 혼합된 휘발유 대체 자동차 연료의 보관 및 주행 중에도 각 성분들이 상 분리되지 않도록 할 필요성이 매우 크다.

한국 공개특허공보 제2004-0088798호는 단지 알코올을 기반으로 하는 휘발유 대체 연료를 개시한다.

한국 공개특허공보 제2001-0073722호는 단지 알코올 또는 가솔린과 알코올로 된 휘발유 대체 연료와, 이소펜탄, 자이렌 등으로 구성되어 부식성과 연비 특성을 개선한 첨가제를 개시한다.

한국 등록특허공보 제10-0822381호는 가솔린 또는 알코올과 같은 탄화수소 기반의 연료를 사용하는 자동차 엔진의 가속 성능을 향상시키기 위하여, 알킬렌산화물-첨가 하이드로카빌 아미드를 함유하는 연료 첨가제용 조성물을 개시할 뿐이다.

한국 공개특허공보 제2004-0088798호 한국 공개특허공보 제2001-0073722호 한국 등록특허공보 제10-0822381호

본 발명의 제1 과제는 상기와 같은 기술적 배경을 고려하여 창안된 것으로서, 휘발유, 알코올 및 등유를 포함하는 자동차용 휘발유의 대체 연료에 첨가시 장기간 동안 상 분리 현상이 해소되어 자동차용 휘발유의 대체 연료로서 원활히 기능하게 하는 휘발유 대체 자동차 연료용 상 안정화제 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 제2 과제는 장기간 동안 상 분리 현상이 해소된 자동차용 휘발유 대체 자동차 연료의 제조방법 휘발유 대체 자동차 연료를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따라 휘발유, 알코올 및 등유를 포함하는 휘발유 대체 자동차 연료에 첨가되는 상 안정화제 조성물은,

아미솔 오디이(AO, Amisol Ode) 20 내지 30 중량부,

부틸 셀로솔브(BC, Butyl cellosolve) 10 내지 20 중량부,

화이트 올레익 애시드(WOA, White oleic acid) 20 내지 30 중량부, 및

이소프로필알코올(IPA, Iso propylalcohol) 30 내지 40 중량부를 포함한다.

전술한 휘발유 대체 자동차 연료용 상 안정화제 조성물은 휘발유, 알코올 및 등유를 포함하는 휘발유 대체 자동차 연료에 첨가하는 방법으로 휘발유 대체 자동차 연료를 제조할 수 있고, 이러한 자동차 연료는 휘발유를 사용하는 자동차를 운행하는데 이용할 수 있다.

휘발유, 알코올 및 등유를 포함하는 휘발유 대체 자동차 연료에 있어서, 알코올 및 등유의 함량은 휘발유 100 중량부를 기준으로 각각 30 내지 60 중량부 및 4 내지 10 중량부인 것을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 휘발유 대체 자동차 연료용 상 안정화제 조성물을 첨가한 휘발유 대체 자동차 연료는 장기간 동안 상 분리 현상이 해소된다.

이에 따라, 안정적인 성능과 출력으로 자동차 운행이 가능하게 된다.

도 1은 휘발유 대체 자동차 연료의 상 분리 현상을 촬영한 사진이다.
도 2 내지 도 4는 각각 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따라 상 안정화제 조성물을 휘발유 대체 자동차 연료에 첨가하여 혼합하고 120 시간 동안 정치한 후에 촬영한 사진이다.
도 5 내지 12는 본 발명의 상 안정화제 조성물의 함량 비율을 벗어난 상 안정화제 조성물을 휘발유 대체 자동차 연료에 첨가하여 혼합하고 24 시간 동안 정치한 후에 촬영한 사진이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 상 안정화제 조성물은 휘발유, 알코올 및 등유를 포함하는 휘발유 대체 자동차 연료에 첨가되는 상 안정화제로서,

아미솔 오디이(AO, Amisol Ode) 20 내지 30 중량부,

부틸 셀로솔브(BC, Butyl cellosolve) 10 내지 20 중량부,

본 발명의 상 안정화제 조성물이 첨가 및 혼합되어 상 안정화가 가능한 휘발유 대체 자동차 연료는 휘발유, 알코올 및 등유를 동시에 포함하는 대체 자동차 연료이다. 이러한 성분들을 포함하는 대체 자동차 연료에서 알코올 및 등유의 함량은 예를 들어 휘발유 100 중량부를 기준으로 알코올 30 내지 60 중량부 및 등유 4 내지 10 중량부인 것이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

휘발유 대체 자동차 연료에 있어서, 알코올로는 에탄올, 메탄올 등을 사용할 수 있으며, 이들을 혼용하여 사용할 수도 있다.

본 발명의 상 안정화제 조성물에 있어서, 아미솔 오디이(C₂₂H₄₃NO₃)는 비이온계 계면활성제로서 휘발유 대체 자동차 연료의 구성성분인 휘발유, 에탄올 및 등유가 서로 잘 혼화되도록 한다.

또한, 부틸셀로솔브(C₆H₁₄O₂)는 음이온계 계면활성제로서 수분분산, 분사기 세정 등의 역할을 수행할 수 있다.

화이트올레익애시드(C₁₇H₃₃COOH)는 비이온계 계면활성제이며, 다른 원료에 비해 산성을 띠는 물질로서 대체 연료의 안정성을 강화하는 기능을 수행할 수 있다.

이소프로필알코올(CH₃CH(OH)CH₃)은 음이온계 계면활성제로서, 대체 연료 각 성분의 표면 장력을 약화시켜 서로 잘 혼합되도록 도와주며 합성중간체, 동결방지, 탈수기능을 수행할 수 있다.

전술한 본 발명의 상 안정화제 조성물은 통상적인 방법에 따라 각 성분들을 균일하게 혼합하는 방법으로 제조될 수 있다. 본 발명의 상 안정화제 조성물은 전술한 4가지 조성성분만으로 이루어질 수 있으나, 본 발명의 목적으로 저해하지 않는 한도 내에서 기타 다른 첨가 성분들을 더 포함할 수 있음은 당연하다고 할 것이다.

위와 같은 조성비율에 따른 조성성분들을 혼합한 상 안정화제 조성물은 휘발유, 알코올 및 등유를 포함하는 휘발유 대체 자동차 연료에 첨가하여 혼합시 장기간 동안 대체 자동차 연료의 상 분리 현상을 해소함으로서, 이를 이용한 휘발유 자동차가 안정적인 성능과 출력으로 운행이 가능하도록 해준다. 즉, 본 발명에 있어서, 전술한 조성성분과 조성비율은 매우 중요하다. 전술한 조성성분의 비율이 본 발명에서 정한 비율을 벗어나면 뒤에서 입증하는 바와 같이 대체 자동차 연료의 상 분리 현상을 장기간 동안 해소하기 어려워진다.

본 발명의 상 안정화제 조성물은 휘발유 대체 자동차 연료에 첨가하는 방법으로 휘발유 대체 자동차 연료로 제조할 수 있는데, 예를 들어, 휘발유 대체 자동차 연료 1 L 당 6 내지 25 mL의 비율로 상 안정화제 조성물을 첨가 및 혼합하여 상 안정화제 조성물이 혼합된 휘발유 대체 자동차 연료를 제조할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.

휘발유 대체 자동차 연료의 준비

휘발유 50 중량부, 에탄올 45 중량부 및 등유 4.2 중량부로 구성된 휘발유 대체 자동차 연료를 준비하였다.

준비된 휘발유 대체 자동차 연료를 혼합한 후 24 시간 정치한 후에 나타난 상 분리 현상을 촬영하여 도 1에 나타냈다. 도 1에 나타난 바와 같이, 휘발유 대체 자동차 연료는 혼합 후 짧은 시간 내에 상 분리가 되었고 24시간 후에도 이러한 현상은 계속 유지되었다.

실시예 1~3

하기 표 1에 기재된 조성에 따라 각 성분들을 혼합하여 상 안정화제 조성물을 제조한 후, 전술한 휘발유 대체 자동차 연료에 상 안정화제 조성물을 0.8 중량부의 비율로 첨가 및 혼합하여 휘발유 대체 자동차 연료를 제조하였다.

조성성분	실시예 1	실시예 2	실시예 3
아미솔 오디이 (중량부)	30	25	20
부틸 셀로솔브 (중량부)	20	15	10
화이트 올레익 애시드 (중량부)	20	25	30
이소프로필알코올 (중량부)	30	35	40
합계 (중량부)	100	100	100

도 2 내지 도 4는 각각 실시예 1 내지 3에 따라 상 안정화제 조성물을 첨가 및 혼합한 자동차 대체 연료 조성물을 120 시간 동안 정치한 후에 촬영한 사진이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 실시예 1 내지 3의 휘발유 자동차 대체 연료는 120시간의 장시간 동안 정치하여도 상 분리가 전혀 나타나지 않았고 이 후로도 장시간 동안 상 분리 현상은 발견되지 않았다.

비교예 1~8

하기 표 2에 기재된 조성에 따라 각 성분들을 혼합하여 상 안정화제 조성물을 제조한 후, 전술한 휘발유 대체 자동차 연료에 상 안정화제 조성물을 0.8 중량부의 비율로 첨가 및 혼합하여 휘발유 대체 자동차 연료를 제조하였다.

조성성분	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	비교예 5	비교예 6	비교예 7	비교예 8
아미솔 오디이 (중량부)	34	17	25	21	30	20	30	20
부틸 셀로솔브 (중량부)	20	13	25	6	21	10	20	10
화이트 올레익 애시드 (중량부)	20	30	20	33	17	35	24	27
이소프로필알코올 (중량부)	26	40	30	40	32	35	26	43
합계 (중량부)	100	100	100	100	100	100	100	100

도 5 내지 도 12는 각각 비교예 1 내지 8에 따른 조성비의 상 안정화제 조성물을 첨가 및 혼합한 자동차 대체 연료 조성물을 24 시간 동안 정치한 후에 촬영한 사진이다.

도 5 내지 도 12를 참조하면, 일부 성분의 비율이 본 발명에서 정한 범위를 벗어난 상 안정제 실시예 1 내지 3의 휘발유 자동차 대체 연료는 혼합 후 얼마 지나지 않아 상 분리 현상을 보였고, 24시간의 짧은 시간이 경과한 후에도 상 분리 현상이 계속되고 있음을 확인할 수 있다.

이와 같이 상 분리가 되는 휘발유 대체 연료는 시동 꺼짐이나 출력 불안정 등의 문제가 발생하여 자동차 연료로서 사용할 수 없다.

<주행 실험>

휘발유 사용 차량 (차량번호: 57러 1368, 차명연식: 모닝 2010년식)을 실험 대상으로 앞서 제조한 실시예 1의 휘발유 대체 연료를 2018년 8월 12일 ~ 10월 19일까지 120 L를 주입하여 주행하였다. 주행 기간 중 안정적인 성능과 출력을 내고 있음을 확인하였다.

Claims

휘발유, 알코올 및 등유를 포함하는 휘발유 대체 자동차 연료에 첨가되는 상 안정화제 조성물로서,
아미솔 오디이(AO, Amisol Ode) 20 내지 30 중량부,
부틸 셀로솔브(BC, Butyl cellosolve) 10 내지 20 중량부,
화이트 올레익 애시드(WOA, White oleic acid) 20 내지 30 중량부, 및
이소프로필알코올(IPA, Iso propylalcohol) 30 내지 40 중량부를 포함하는,
휘발유 대체 자동차 연료용 상 안정화제 조성물.
제1항의 휘발유 대체 자동차 연료용 상 안정화제 조성물을 휘발유, 알코올 및 등유를 포함하는 휘발유 대체 자동차 연료에 첨가하는 단계를 포함하는 휘발유 대체 자동차 연료의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 알코올 및 등유의 함량은 휘발유 100 중량부를 기준으로 각각 30 내지 60 중량부 및 4 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 휘발유 대체 자동차 연료의 제조방법.
휘발유, 알코올 및 등유를 포함하는 휘발유 대체 자동차 연료에 있어서,
상기 제1항의 휘발유 대체 자동차 연료용 상 안정화제 조성물을 더 포함하는 휘발유 대체 자동차 연료.
제4항에 있어서, 상기 알코올 및 등유의 함량은 휘발유 100 중량부를 기준으로 각각 30 내지 60 중량부 및 4 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 휘발유 대체 자동차 연료.