WO2017037963A1

WO2017037963A1 - オイル用粉末洗浄添加剤

Info

Publication number: WO2017037963A1
Application number: PCT/JP2015/086536
Authority: WO
Inventors: 聖森山
Original assignee: 聖森山
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2017-03-09
Also published as: JPWO2017037963A1

Abstract

保管や注入作業が容易で、エンジンの排ガスによる有害物質の放出を抑制でき、また、著しい燃料消費軽減効果のある無機質の微小粉末で構成されたオイル用微粉末清浄添加剤を提供する。添加剤は、非油溶性のカルシウム塩の微粉末を主成分とした、無機質材料から構成されており、望ましい実施例では、生物由来のカルシウム天然物である動物の硬骨や岩石、貝殻などを所定の工程を経て焼成し、微小粉末に生成して製造されている。

Description

オイル用粉末洗浄添加剤

　本発明は、非油溶性のカルシウム塩の微小粉体を主成分とした、オイル用微粉末清浄添加剤に関する。

従来技術

エンジンオイルは、一般にエンジンの駆動時におけるピストンとシリンダとの摺動面を油膜でシールして保護するだけでなく、エンジンの内部で発生したすすやスラッジなどを除去する機能がある。
しかしながら、エンジン内部で発生する熱にさらされたり、走行の有無にかかわらず、空気にさらされると酸化し、気温の寒暖によってエンジン内部に結露が発生して水分が混ざったりすると劣化する。また、ミッションなど、金属同士の圧力を受けるとせん断性能が低下し、エンジン内の摩耗によって生じた金属粉や燃料の未燃焼成分を取り込み汚れて劣化する。
このような原因によってエンジンオイルが劣化してしまうと、粘性が下がり、エンジンの潤滑機能や洗浄機能がなくなるため、車両の走行距離や時間の経過に従って交換する必要がある。
　そのため、エンジンオイルには添加剤を加えて、酸化による劣化を抑制したり、清浄、再生成したりする試みが従来よりなされており、次のような添加剤が公知になっている。

すなわち、特許文献１には、過塩基性の清浄剤を用いて、エンジンに使用される潤滑剤の分解によって生成される酸性の分解生成物を中和し、潤滑システムおよびオイルの換油期限を改良するものが提案されている。
また、特許文献２には、カーボンブラック、シリカ、アルミナなどの添加剤組成物をオイルに溶解させて、エンジンの潤滑油中のすす量および／またはエンジンの排気を低下させるものが提案されている。
更に、近時においては、高価ではあるが、テフロン（登録商標）樹脂を配合したものや、有機モリブデンを配合したものも販売されている。
しかしながら、これらのオイル添加剤は、いずれも液体であるため、保管や持ち運びが面倒で、エンジンへの添加注入作業も面倒であった。
また、エンジンの燃費や排気ガスの環境保護にも十分とはいえず、改善が望まれている。

特開２００７－９２０９号公開特許公報特表２００７－５１６３０４号公表特許公報

本発明は、保管や持ち運びが便利な上に、エンジンへの添加注入作業も容易で、更に近時、問題とされているエンジンの燃費や排気ガスの環境保護にも十分に配慮された、無機質のカルシウム塩の微粉体から成る新規な構成のオイル用微粉末清浄添加剤を提供することを目的とする。
このような本発明は、オイルの添加剤として、保管時に劣化がなく、取扱いに便利な無機質の粉体を使用するという、従来にはない本発明者の独自の発想に基づいており、新規なオイル用添加剤を開発するにあたって、保管と取り扱いの便宜さを条件とするだけでなく、近時のオイルの添加剤として最も望まれている、燃費や排気ガスの環境保護にも優位性のある材料を探求し、試行錯誤を繰り返した結果として、本発明を知得し、提供するに至ったものである。

上記目的を達成するため、非油溶性のカルシウム塩の微小粉体を主成分とした、オイル用微粉末清浄添加剤を提供する。
本発明において、前記カルシウム塩は、炭酸カルシウム、あるいはリン酸カルシウムであってもよい。また、前記カルシウム塩は、５０μｍ以下の微小粉体であってもよく、リン酸カルシウムは、ハイドロキシアパタイトであってもよい。また、ハイドロキシアパタイトは、動物の硬骨を焼成し、粉砕して生成されたものであってもよく、より具体的な構成では、カルシウムを主成分として３０重量％以上、リンを１５重量％以上を含んだ無機質の微小粉末を含んで成るものでもよい。

　本発明によれば、次のような効果が発揮される。
１）添加剤が微小粉体であるため、袋詰めにして保管でき、したがって、保管や持ち運びが便利な上に保管時にも劣化がなく、持ち運びが容易である。
２）微小粉体であるため、エンジンへの注入作業時に液だれもなく、エンジンへの注入作業も汚れなく容易に行える。
更に、エンジンオイルの添加剤として使用した場合、次のような効果が確認されている。
１）エンジン音が低下し、燃費も向上する。
２）エンジンのトルク出力・加速性能を向上させる。
３）排ガスの煙（排煙）のすすが減少するだけでなく、窒素酸化物や硫黄酸化物を減少させ、また、近時において環境問題になっている微粒子状物質の放出も著しく抑制することが出来る。
４）オイルの汚れや減少によるオイル交換期限の延長化が図れる。
５）エンジンオイルの劣化を抑制するので、エンジンを清浄にして損傷を加えることがなく、エンジンの寿命を延長化することができる。

本発明の添加剤を用いたエンジンオイルと、添加剤を用いないエンジンオイルの排気ガスに含まれる窒素酸化物、硫黄酸化物、微粒子状物質を比較した実測値を示すグラフ。初期値を１００％とした場合の窒素酸化物、硫黄酸化物、微粒子状物質の変化率を示すグラフ。

以下、本発明のオイル用微粉末清浄添加剤について説明する。
炭酸カルシウムやリン酸カルシウムは、一般に酸性を中和する作用を有するため、排水中に酸とともに溶解させて排水中の腐敗性有機物を凝集する凝集剤や、食品類や食品加工用材料の酸化防止剤などして利用することは知られているが、酸がないと、水に溶けない。
したがって、このような非油溶性のカルシウム塩を使用する場合には、オイル内に混入したときの沈殿を無くして十分に分散させることが望まれ、そのため必要な寸法の微小粉体に生成されるが、それらは、微小粉体を生成する前、あるいは微小粉体を生成した後に焼成することが望ましい。

ここでいう非油溶性とは、通常の有機溶媒などと比べると、溶解し難い性質を有したものをいい、エンジンオイル内でカルシウム塩が残って本発明の作用効果を奏するものであればよく、油中では、絶対に溶けない性質をいうものではない。
また、リン酸カルシウムを主成分とする場合には、化学的に合成したものも使用可能ではあるが、天然アパタイトを用いれば、より一層環境に優しい商品を提供することができる。
このような本発明のオイル用添加剤は、複数の車両のエンジンのオイルに投下し、エンジンを駆動して、その動作を確認したところ、エンジン音が低下し、燃費も向上するだけでなく、エンジンのトルク出力と加速性能が向上したことを体感している。

本発明者が推察したところ、カルシウム塩を焼成し、５０μｍ以下の微小粉末にすることで、ベースオイル内で十分に分散した状態でベースオイルとともに、エンジン内をくまなく移動して、金属の表面の凹凸部に入り込んで、剥がれにくい油膜を形成し、その状態を長く保持するので、潤滑性能が著しく改善され、そのため、エンジンの滑らかな動きを実現して、燃費の改善や静粛性、エンジンのトルク出力や加速性能を向上させることができ、エンジン寿命の延長化などに寄与しているものと推察される。
また、カルシウム塩の微小粉末は、アルカリイオン化することで、オイルの分解によって生成される酸性の生成物を中和するので、オイルを清浄化して、オイルの延命化を助長するものと推察される。
特に、微小な粉体となったカルシウム塩がエンジン内に蓄積した不純物を細かく分解し、分散させることで、エンジンの汚れの蓄積を防止し、滑らかな動きがなされるものと推察される。

本発明において、エンジンオイルに添加される添加剤は、粉末状あるいは粒状のリン酸カルシウム、例えば、天然アパタイト（ハイドロキシアパタイトCa₅(PO₄)₃(OH)）が好適であるが、これに限定するものではなく、フルオロアパタイトCa₅(PO₄)₃F、塩素燐灰石（chlorapatite）Ca₅(PO₄)₃Cl、炭酸フッ素燐灰石（carbonate-fluorapatite）Ca₅(PO₄,CO₃)₃F、あるいは炭酸水酸燐灰石（carbonate-hydroxylapatite）Ca₅(PO₄,CO₃)₃(OH)であってもよい。
また、このようなリン酸カルシウムに代えて、あるいはリン酸カルシウムと共に、炭酸カルシウムCaCO₃を添加してもよい。
エンジンオイルに添加する量としては、例えば、一般的な乗用車
（排気量２，０００ｃｃクラス）に対しては、約４リットルのエンジンオイルに対して、天然アパタイト粉末を約８ｇ（約スプーン２杯）添加する。
添加の時期としては、オイル交換の際に、予めオイルに混合添加してからエンジン室に注入するか、新しいオイルをエンジン室に入れてから、添加剤を入れる。
エンジンオイルは、車両や船舶を問わず、４ストロークガソリンエンジン用オイル、２ストロークガソリンエンジン用オイルあるいはディーゼルエンジン用オイルのいずれにも添加可能であるが、ディーゼルエンジンにおいては、
３０～４０％を上回る著しい燃費向上効果が確認されている。

望ましい実施例

　次いで、本発明の添加剤の製造方法について、望ましい実施例を説明する。
添加剤の原料となる非油溶性のカルシウム塩としては、炭酸カルシウム、リン酸カルシウムが一般的であるが、リン酸カルシウムに限って言えば、化学的に合成したものの他、天然アパタイトを用いたものが使用できる。
　天然アパタイトは、牛、馬などの動物の硬骨の骨粉を用いて製造できるが、それらを焼成する前には前処理によって、骨に付着している有機物を完全に除去してから所定の寸法に粉砕して微小粉末に加工することが望まれる。
　すなわち、動物骨は、骨成分以外にゼラチン、脂肪、タンパク質、にかわ等の有機物が付着しているため、生骨を適当な大きさに切断してから、圧力釜に投入して、約２００～４００℃で約９０分程度煮沸して、不要な有機物を除去する。

ついで、この骨を焼成炉に入れて、約９００～１２００℃で約６０～１８０分間焼成してから、湿気を吸わない環境で自然冷却させると、骨は白色化して無数の気孔を有した原形組織状態になる。
ここに、煮沸の温度や時間が十分でないと、焼成時に骨が炭化してしまい、温度や時間過度になると、骨が灰になってしまうので、適切な条件に設定して、骨から有機物を完全に除去することが望まれる。
硬骨は、このように焼成冷却した後、パウダー粉砕機などを使用して５０μｍ以下に粉砕するが、１μｍ未満のナノ粒子程度に微細化してもよい。
５０μｍ程度の微小粉末に生成するのは、ベースオイル内で十分に分散した状態でベースオイルとともに、エンジン内をくまなく移動させて、金属の表面の凹凸部に入り込ませて剥がれにくい強い油膜を形成するためである。
これによって、従来の添加剤にはない効果、すなわち、エンジン内部に、容易に切れ落ちない油膜のコーティングを成形することによって、融着荷重を向上させて、エンジンを滑らかに駆動させてエンジンを保護することが出来た。
かくして、生成された硬骨の微小粉末は、有機物は燃焼して除去され、カルシウム（約３６重量％）を主成分とし、リン（約１７重量％）を含むとともに、他にバリウム、ナトリウム、マグネシウムなどの無機質を含んだものが得られた。

天然アパタイトとして、牛、馬などの動物の硬骨を利用することで、従来は廃棄処分されていた資源を有効に利用することができる。
また、炭酸カルシウムは、自然の岩石、貝殻などを利用すれば、天然のものが得られるが、これらを用いる場合には、大ざっぱに粉砕したものを人体に害のない酢酸やクエン酸などで溶解させた後に、再結晶化させたものを利用すればよく。１μｍ未満のナノ粒子として生成してもよい。
本発明のオイル用微粉末清浄添加剤は、このような天然物由来のカルシウム塩を材料として生成することができるので、従来の添加剤に比べて、人が扱う面での安全性が高く、その点でも優位性が確保される。

排気ガスについての比較実験例

ついで、排ガス浄化作用について、説明する。
本発明者は、排気量１１００ｃｃのディーゼルエンジン、定格回転数１５００ｒｐｍ、計算排ガス量２４．７５ｍ３を用いて、本発明の添加剤を添加したエンジンオイルと、添加しないエンジンオイルを使用した場合のエンジンの排気ガスの比較実験を行った。
測定方法はオパシメータ（光吸収係数）を採用し、窒素酸化物ＮＯ,ＮＯ２,硫黄酸化物ＳＯ２を北川式検知管を用いて計測した。また、昨今問題になっている微粒子状物質ＰＭについても計測した。

この場合の比較結果は、図１に実測値を示しており、図２には初期値を１００％とした場合の変化率を解析してグラフに示している。
比較実験の結果、ＳＯ２については、本発明の添加剤を添加した排気ガスは、９４．１％となり、５．９％の低下を示したが、
ＮＯについては、８０．０％となり、２０．０％の低下となった。
また、ＮＯ２については、７０．８％となり、２９．２％の低下を確認することができた。
更に、近時、問題になっているＰＭについても７７．３％となり、２２．７％の著しい低下を確認した。

　本発明者は、更にディーゼルエンジンを搭載した４トントラックのエンジンオイルに、本発明のオイル用微粉末清浄添加剤（登録商標：エンジンオイルピュリファー）を注入して、エンジンの燃費試験を行った。
燃費試験は、車両重量が９，５６５Ｋｇ，総排気量７，９６０ＣＣのエンジンに、オイル用微粉末清浄添加剤を８ｇ投入して行った。
表と図３に試験結果を示している。

実験では、オイル用微粉末清浄添加剤を使用しなかった７月では、１３１Ｋｍの走行距離に対して、３９リットルの軽油を消費していたものが、８月からオイル用微粉末清浄添加剤の使用を始めた結果、８月には、走行距離２６８Ｋｍで軽油の消費量が５５リットル、９月には、走行距離５４７Ｋｍで軽油の消費量が５５リットル、１０月には、走行距離３８０Ｋｍで軽油の消費量が８２リットル、１１月には、走行距離７３９Ｋｍで軽油の消費量が１７２リットルとなった。
この結果、軽油１リットル当たりの実走行距離は、７月には３，３６Ｋｍだったものが、８月には４．８７Ｋｍ、９月には４．７６Ｋｍ、１０月には４．６３Ｋｍ、１１月には４．３０Ｋｍと変化し、７月を基準にすると、８月は４４．９％、９月は４１．７％、１０月は３７．８％、１１月は２７．９％の燃費消費量が軽減されたことが確認された。
８月以降は、月を経る毎に、軽油１リットル当たりの実走行距離が減少しているが、季節変化、特に外気温度の低下が要因になっているものと推察される。
７月と比べれば、１１月でも、３０％に近い燃費向上が保持されている点は注目すべきである。

　本発明のオイル用微粉末清浄添加剤を使用する場合、エンジンオイルを浄化する作用があるので、使用しないものに比べて、著しくオイル交換の時期を延ばすことができるので、経費を節減でき、経済的な利点も大きい。
　また、このようなオイル用微粉末清浄添加剤は、投入すべきエンジンオイルの容量に応じて袋詰めされることが望ましいが、オイルの投入口からの投入の便宜を考慮した形状、寸法に応じた蓋付きカプセルなど、袋体以外の容器を使用してもよい。
このような態様のものでは、投入時に、微粉末の添加剤が風で飛ばされるようなこともなく、スムーズに残りなく注入できる。袋体以外の容器は、種々の形状、構造のものが適用できる。

実施可能な他の実施形態

　以上、本発明の望ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明は実施例によって特定された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形、変更が可能である。

本発明は、エンジンオイルに適量を添加させることで、エンジン音を低下させ、燃費を向上させるだけでなく、排ガスの煙（排煙）のすすを減少させ、窒素酸化物や硫黄酸化物を減少させる。また、近時において環境問題になっている微粒子状物質の放出も著しく減少することが出来るなどの効果があり、乗用車、大型車、二輪車、ディーゼルエンジンのオイル用添加剤として使用できる。特に、ディーゼルエンジンのオイル用添加剤として使用した場合には、排ガスの軽減、燃料費の軽減において、著しい効果を確認し得た。

Claims

　非油溶性のカルシウム塩の微小粉体を主成分とした、オイル用微粉末清浄添加剤。
　請求項１において、
　前記カルシウム塩は、炭酸カルシウム、あるいはリン酸カルシウムである、オイル用微粉末清浄添加剤。
　請求項１または２において、
　前記カルシウム塩は、５０μｍ以下の微小粉体である、オイル用微粉末清浄添加剤。
　請求項１～３のいずれか１項において、
　前記リン酸カルシウムは、ハイドロキシアパタイトである、オイル用微粉末清浄添加剤。
　請求項４において、
　前記ハイドロキシアパタイトは、動物の硬骨を焼成し、粉砕して生成されたものである、オイル用微粉末清浄添加剤。
　請求項１～５のいずれか１項において、
　カルシウムを主成分として３０重量％以上、リンを１５重量％以上を含んだ無機質の微小粉末を含んで成る、オイル用微粉末清浄添加剤。