WO2020013634A1

WO2020013634A1 - 자동차 연료 첨가제 조성물

Info

Publication number: WO2020013634A1
Application number: PCT/KR2019/008574
Authority: WO
Inventors: 이병국
Original assignee: 주식회사 동이기술
Priority date: 2018-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2020-01-16
Also published as: KR101950489B1

Abstract

본 발명은 휘발유, 경유 등의 자동차 연료에 사용되는 자동차 연료 첨가제 조성물로서, 화이트올레익애시드 3 내지 5 중량부; 이소프로필알코올 12 내지 20 중량부; 부틸셀로솔브 5 내지 10 중량부; 스티라시톨 5 내지 6 중량부; 및 케로신 62 내지 75 중량부를 포함한다. 본 발명의 자동차 연료 첨가제 조성물을 첨가한 자동차 연료는 매연 배출이 저감되고 출력도 개선되는 효과를 나타낸다.

Description

자동차 연료 첨가제 조성물

본 발명은 휘발유, 경유 등의 자동차 연료에 사용되는 자동차 연료 첨가제 조성물, 이를 포함하는 자동차 연료의 제조방법 및 자동차 연료에 관한 것이다.

휘발유, 경유, 바이오 연료 등 자동차 연료의 연소시 배출되는 일산화탄소나 미연소된 탄화수소와 같은 매연을 감소시키면서 출력 특성을 개선하려는 시도가 지속되고 있다.

이러한 방법 중 하나로서, 자동차 연료를 더욱 잘 연소시키면서 매연 배출 량을 저감시킬 수 있는 자동차 연료 첨가제의 개발이 이루어지고 있다.

한국 등록특허공보 제10-0544568호는 연소 효율과 열효율 증대와 함께 오염물질의 제거 효과를 높이기 위하여 아민계열 안정제, 과산화수소, 수산화나트륨 및 붕사를 소정 비율로 혼합한 연료 첨가제를 개시한다.

한국 등록특허공보 제10-0584224호는 연료의 효율적인 연소를 촉진시키고 매연을 감소시키기 위하여 탄화수소계 용매를 주성분으로 하되, 산화방지제, 부직방지제, 오일첨가제 등을 첨가한 내연기관용 연료 첨가제를 개시한다.

한국 등록특허공보 제10-0390973호는 휘발유, 경유 등의 연소 속도를 증가시키고 배기가스의 조성을 개량하기 위하여 과일에서 추출한 D-락티드, L-락티드, D-글리코라이드 등의 락티드 유도체와 담체 및 MTBE를 소정 비율로 혼합한 연료 첨가제를 개시한다.

한국 공개특허공보 특2001-0089264호 및 특2001-0073722호는 각각 배출가스를 감소시키기 위하여 각각 미네랄 시일 오일, 미네랄 스피리트, 글리콜 알킬 에테르 및 알킬 방향족 에톡실화 계면활성제를 소정 비율로 혼합한 연료 첨가제와, 소정 알코올 성분들을 포함하는 가솔린 대체연료 및 가솔린 첨가제를 개시한다.

이와 같이, 다양한 성분을 이용한 연료 첨가제들이 개발되고 있으며, 환경문제가 심각해짐에 따라 자동차 연료 첨가제에 대한 필요성이 더욱 강조되고 있다.

본 발명의 제1 과제는 상기와 같은 기술적 배경을 고려하여 창안된 것으로서, 휘발유나 경유와 같은 자동차 연료에 첨가 시 배출되는 일산화탄소나 미연소된 탄화수소와 같은 매연을 감소시킬 수 있는 자동차 연료 첨가제 조성물, 이를 포함하는 자동차 연료의 제조방법 및 자동차 연료를 제공하는데 있다.

본 발명의 제2 과제는 자동차 연료에 첨가 시 자동창의 출력 특성을 개선할 수 있는 자동차 연료 첨가제 조성물, 이를 포함하는 자동차 연료의 제조방법 및 자동차 연료를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자동차 연료 첨가제 조성물은,

화이트올레익에시드 3 내지 5 중량부;

이소프로필알코올 12 내지 20 중량부;

부틸셀로솔브 5 내지 10 중량부;

스티라시톨 5 내지 6 중량부; 및

케로신 62 내지 75 중량부를 포함한다.

본 발명에 따른 자동차 연료 첨가제 조성물에 있어서, 이소프로필알코올의 함량은 12 내지 16 중량부이고, 부틸셀로솔브의 함량은 5 내지 6 중량부이고, 케로신의 함량은 67 내지 75 중량부인 것이 바람직하다.

전술한 자동차 연료 첨가제 조성물은 자동차 연료에 첨가하는 방법으로 자동차 연료를 제조할 수 있고, 이러한 자동차 연료는 자동차를 운행하는데 이용할 수 있다. 이러한, 자동차 연료로는 휘발유, 경유, 바이오 연료, 이들의 혼합물 등을 들 수 있으며, 휘발유 또는 경유인 것이 바람직하다.

본 발명의 자동차 연료 첨가제 조성물의 조성 성분들은 자동차 연료에 첨가시 문제를 발생시키지 않으며, 배출되는 일산화탄소와 미연소된 탄화수소 등의 매연을 크게 감소시킨다.

또한, 본 발명에 따라 자동차 연료 첨가제 조성물을 혼합한 자동차 연료는 자동차의 출력 특성도 큰 폭으로 개선한다.

따라서, 본 발명의 자동차 연료 첨가제는 휘발유, 경유 등의 자동차 연료의 첨가제로서 매우 유용하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 연료 첨가제 조성물을 첨가하기 전의 휘발유 차량의 배출가스 측정 결과 화면을 촬영한 사진이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 연료 첨가제 조성물을 휘발유 차량에 첨가하고 주행한 후의 배출가스 측정 결과 화면을 촬영한 사진이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 연료 첨가제 조성물을 첨가하기 전의 경유 차량의 배출가스 측정 결과 화면을 촬영한 사진이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 연료 첨가제 조성물을 경유 차량에 첨가하고 주행한 후의 배출가스 측정 결과 화면을 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 자동차 연료 첨가제 조성물은,

화이트올레익애시드 3 내지 5 중량부;

이소프로필알코올 12 내지 20 중량부;

부틸셀로솔브 5 내지 10 중량부;

스티라시톨 5 내지 6 중량부; 및

케로신 62 내지 75 중량부를 포함한다.

본 발명의 자동차 연료 첨가제 조성물은 화이트올레익애시드를 3 내지 5 중량부 포함한다.

화이트올레익애시드(WHITE OLEIC ACID, C ₁₇H ₃₃COOH)는 비이온계 계면활성제이며, 엔진세정, 수분유화, 연료유연 등의 기능을 수행할 수 있다. 그 함유 비율이 3 중량부 미만이면 첨가되는 대상물인 자동차 연료의 PH 조절에 문제점이 발생할 수 있고, 5 중량부를 초과하면 연료분사 장치 및 엔진에 손상이 발생될 수 있다.

본 발명의 자동차 연료 첨가제 조성물은 이소프로필알코올을 12 내지 20 중량부 포함한다.

이소프로필알코올(IPA, Iso propylalcohol, CH ₃CH(OH)CH ₃)은 음이온계 계면활성제로서, 전술한 함량 범위에서 연료 라인의 세정, 합성중간체, 동결방지, 탈수기능을 원활히 수행할 수 있다. 더욱 바람직한 함유 비율은 12 내지 16 중량부이다.

본 발명의 자동차 연료 첨가제 조성물은 부틸셀로솔브를 5 내지 10 중량부 포함한다.

부틸셀로솔브(BC, Butyl cellosolve, C ₆H ₁₄O ₂)는 음이온계 계면활성제로서 수분분산, 분사기 세정 등의 역할을 수행할 수 있다. 그 함유 비율이 5 중량부 미만이면 분사기 세정이 충분치 않을 수 있고, 10 중량부를 초과하면 과다세정으로 인한 문제점이 발생할 수 있다. 더욱 바람직한 함유 비율은 5 내지 6 중량부이다.

본 발명의 자동차 연료 첨가제 조성물은 스티라시톨을 5 내지 6 중량부 포함한다.

스티라시톨(STR, Styracitol, C ₆H ₁₂O ₅)은 쪽동백(Styrax obassia, 때죽나무과)의 과피에서 추출할 수 있으며, 본 조성물의 필수적인 조성성분으로서 파라핀계 및 나프틴계 화합물에 작용하여 연료개질, 분산, 부식방지 기능을 수행할 수 있다. 그 함유 비율이 5 중량부 미만이면 매연 가스 저감이 충분치 않을 수 있고, 6 중량부를 초과하면 경제적인 문제점이 발생할 수 있다.

본 발명의 자동차 연료 첨가제 조성물은 케로신을 62 내지 75 중량부 포함한다.

케로신(KEROSINE)은 시중에서 등유라고 불리는 물질로서, 첨가제 조성물의 베이스를 담당하면서 열량 증가와 점화속도의 조절 기능, 엔진 내부의 연소 프로세스 세정 기능과 수분제거 기능을 수행할 수 있어 보다 원활한 엔진의 연소활동에 도움을 준다. 그 함유 비율이 62 중량부 미만이면 자동차의 출력이 충분히 증대되지 않을 수 있고 75 중량부를 초과하면 겨울철 초기 시동 시 문제점이 발생할 수 있다. 더욱 바람직한 함유 비율은 67 내지 75 중량부이다.

전술한 자동차 연료 첨가제 조성물은 통상적인 방법에 따라 각 성분들을 균일하게 혼합하는 방법으로 제조될 수 있다. 본 발명의 자동차 연료 참가제 조성물은 전술한 5가지 조성성분만으로 이루어질 수 있으나, 본 발명의 목적으로 저해하지 않는 한도 내에서 기타 다른 첨가성분들을 더 포함할 수 있음은 당연하다고 할 것이다.

본 발명의 자동차 연료 첨가제 조성물의 조성 성분들은 자동차 연료에 첨가시 문제를 발생시키지 않으며, 배출되는 일산화탄소와 미연소된 탄화수소 등의 매연을 크게 감소시킨다, 또한, 본 발명에 따라 자동차 연료 첨가제 조성물을 혼합한 자동차 연료는 자동차의 출력 특성도 큰 폭으로 개선한다.

이러한 연료 첨가제 조성물은 자동차 연료에 첨가하는 방법으로 자동차 연료로 제조할 수 있는데, 예를 들어, 자동차 연료 1 L 당 0.6 내지 1 mL의 비율로 자동차 연료 첨가제 조성물을 첨가하여 첨가제가 혼합된 자동차 연료를 제조할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 자동차 연료로는 휘발유, 경유, 바이오 연료, 이들의 혼합물 등을 들 수 있으며, 휘발유 또는 경유인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.

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.

실시예 1~2

하기 표 1에 기재된 조성에 따라 자동차 연료 첨가제 조성물을 제조하였다.

조성성분	실시예 1	실시예 2
화이트올레익애시드 (중량부)	3	5
이소프로필알코올 (중량부)	12	16
부틸셀로솔브 (중량부)	5	6
스티라시톨 (중량부)	5	6
케로신 (중량부)	75	67

<매연 저감 측정>

실험예 1

휘발유 사용 차량 (차량번호: 62도 5240, 차명연식: SM5 2014년식)을 실험 대상으로 대한민국 전라남도 화순읍에 위치한 자동차 종합 검사소에서 하기와 같이 실시하였다.

도 1은 2018년 5월 20일 본 발명의 연료 첨가제를 주입하지 않은 상태에서의 배출가스를 측정한 결과를 나타낸 화면이다. 이러한 결과를 확인한 후 바로 실시예 1의 연료 첨가제를 휘발유 1L 당 0.6 mL의 비율로 총 30 mL를 주입한 후, 2018년 5월 27일까지 약 7일간 연료 첨가제 및 휘발류의 추가 주입 없이 210km를 주행한 후 배출가스를 측정하였고(도 2), 도 1 및 도 2의 결과를 하기 표 2에 정리하였다.

구 분	HC(탄화수소, ppm)	CO(일산화탄소, ppm)
실시예 1의 연료 첨가제 주입 전(Before)	9	0.24
실시예 1의 연료 첨가제 주입 및 주행 후(After)	1	0.00
결 과	88.88% 감소	100% 감소

표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 연료 첨가제를 휘발유에 주입하여 주행한 후의 휘발유 차량의 탄화수소 및 일산화탄소의 배출양은 매우 크게 저감된 것을 알 수 있다.

실험예 2

경유 사용 차량 (차량번호: 11머 4726, 차명연식: 트라제 2004년식)을 실험 대상으로 대한민국 전라남도 화순읍에 위치한 자동차 종합 검사소에서 하기와 같이 실시하였다.

도 3은 2018년 6월 19일 본 발명의 연료 첨가제를 주입하지 않은 상태에서의 배출가스를 측정한 결과를 나타낸 화면이다. 이러한 결과를 확인한 후 바로 실시예 2의 연료 첨가제를 경유 1L 당 0.8 mL의 비율로 총 32 mL를 첨가한 후, 2018년 6월 25일까지 약 7일간 연료 첨가제 및 경유의 추가 주입 없이 260km를 주행한 후 배출가스를 측정하였고(도 4), 도 3 및 도 4의 결과를 하기 표 3에 정리하였다.

구 분	매연농도(%)
실시예 2의 연료 첨가제 주입 전(Before)	89
실시예 2의 연료 첨가제 주입 후(After)	24
결 과	73% 감소

표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 연료 첨가제를 경유에 주입하여 주행한 후의 경유 차량의 매연 농도는 매우 크게 저감된 것을 알 수 있다.

<출력 증가율 측정>

하기 표 4에 기재된 차량들을 대상으로 실시예 2의 연료 첨가제를 경유 1L 당 0.7 mL의 비율로 총 35 mL를 주입하기 전과 후의 출력을 측정하였다.

유종	차종	연식	연료 첨가제	RPM	측정마력
경유	투산 2467	2012	주입전	3950	73
				3500	72
				3250	69
			주입후	4100	77
				3600	76
				3100	74
	카렌스5687	2008	주입전	4100	68
				3520	67
				3310	67
			주입후	3960	71
				3800	71
				3250	69

표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 연료 첨가제를 경유에 주입한 경유 차량의 출력은 5 내지 10% 정도 증가하였음을 알 수 있다.

Claims

화이트올레익애시드 3 내지 5 중량부;

이소프로필알코올 12 내지 20 중량부;

부틸셀로솔브 5 내지 10 중량부;

스티라시톨 5 내지 6 중량부; 및

케로신 62 내지 75 중량부를 포함하는

자동차 연료 첨가제 조성물.
제1항에 있어서,

상기 이소프로필알코올의 함량은 12 내지 16 중량부이고, 부틸셀로솔브의 함량은 5 내지 6 중량부이고, 케로신의 함량은 67 내지 75 중량부인 것을 특징으로 하는 자동차 연료 첨가제 조성물.
제1항의 자동차 연료 첨가제 조성물을 자동차 연료에 첨가하는 단계를 포함하는 자동차 연료의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 자동차 연료는 휘발유 또는 경유인 것을 특징으로 하는 자동차 연료의 제조방법.
제1항의 자동차 연료 첨가제 조성물을 포함하는 자동차 연료.
제5항에 있어서, 상기 자동차 연료는 휘발유 또는 경유인 것을 특징으로 하는 자동차 연료.