WO2021240665A1 - カーボン洗浄剤ならびに該カーボン洗浄剤を用いる洗浄方法 - Google Patents

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aqueous solution
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和広 飯塚
幸太郎 本村
秀文 河内
司 佐々木
洋 長坂
豊 吉田
弘樹 増田
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光貴スペーステクノロジーズ株式会社
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    • C11D7/22—Organic compounds
    • C11D7/26—Organic compounds containing oxygen

Definitions

  • the present invention relates to a carbon cleaning agent. More specifically, the present invention relates to a carbon cleaning agent used for cleaning carbon-containing emissions generated in an internal combustion engine and a cleaning method using the carbon cleaning agent.
  • carbon-containing emissions derived from fuel oil or lubricating oil are generated.
  • This carbon-containing emission contains carbon components, unburned oils, sulfur oxides, hydrocarbons and the like. Further, such carbon-containing emissions are generated in a highly viscous liquid state (sludge), and as heating progresses, they become solid deposits (deposits) and adhere to the inside of an internal combustion engine or the like. If a large amount of this carbon-containing emission is deposited inside the internal combustion engine, the combustion efficiency of the internal combustion engine may be significantly reduced.
  • carbon-containing emissions may be released to the outside of the internal combustion engine and deposited in the piping of the exhaust system or the exhaust gas purification catalyst. In this case, the exhaust gas purification performance may be deteriorated. Therefore, a technique for cleaning and removing this type of carbon-containing waste has been conventionally proposed.
  • Patent Document 1 describes an engine cleaning composition containing a dispersant, a chelating agent, a glycol-based solvent, and naphthenic oil.
  • this type of non-chlorine carbon cleaning agent tends to have lower cleaning performance than chlorine-based cleaning agents. Therefore, when a non-chlorine carbon cleaning agent is used, long-term immersion and physical peeling treatment are required.
  • the cleaning agent described in Patent Document 1 is required to secure a very long cleaning time of 1 hour to 10 hours. Further, with such a cleaning agent that requires long-term immersion, it is very difficult to clean a large member (jet engine or the like) that cannot be immersed in the cleaning agent.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and provides a carbon cleaning agent capable of easily removing carbon-containing emissions generated in an internal combustion engine in a short time and a cleaning method using the carbon cleaning agent. It is to be.
  • Carbon-containing emissions (sludge, deposits, etc.) generated in an internal combustion engine show strong acidity because they contain sulfur oxides (for example, sulfuric acid) derived from sulfur in fuel oil. Therefore, in order to appropriately remove carbon-containing emissions, a cleaning means of using an alkaline aqueous solution to neutralize sulfur oxides and dissolving carbon components in water can be considered.
  • the carbon-containing emissions generated by the internal combustion engine contain unburned oil (fuel oil, lubricating oil, etc.), and the surface of the carbon component is covered with the unburned oil, so that the carbon component becomes a carbon component. Difficult to contact with alkaline aqueous solution.
  • DGME diethylene glycol monoalkyl ether
  • alkaline aqueous solution is carbon. It was discovered that it exhibits good cleaning performance for contained emissions. It is presumed that this is because the unburned oil is dissolved in DGME and the alkaline aqueous solution can be brought into contact with the carbon component.
  • the present inventor examined a means for cleaning carbon-containing emissions in a shorter time and more easily. As a result, it is difficult to uniformly disperse the alkaline aqueous solution and DGME in a room temperature environment, and it is easy to separate the DGME layer and the alkaline aqueous solution layer. In such a case, it is difficult to efficiently bring the alkaline aqueous solution into contact with the carbon component from which the oil content has been removed by DGME. Therefore, the present inventor can discharge carbon-containing substances by adding a surfactant so that the alkaline aqueous solution and DGME can maintain a dispersed state for a long time (at least one day or more) when the mixture is allowed to stand in a normal temperature environment. We thought that it would be possible to obtain a cleaning agent that can easily remove objects in a short time. The carbon cleaning agents disclosed herein are based on this finding.
  • the carbon cleaning agent disclosed here is used for cleaning carbon-containing emissions generated in an internal combustion engine.
  • a carbon cleaning agent contains at least an alkaline aqueous solution having a pH of 13 or more and a diethylene glycol monoalkyl ether having an alkyl group having 3 or more carbon atoms.
  • the carbon cleaning agent disclosed herein has a surfactant added so that the alkaline aqueous solution and the diethylene glycol monoalkyl ether maintain a dispersed state for at least one day when the carbon cleaning agent is allowed to stand at room temperature.
  • the carbon cleaning agent having such a structure contains DGME having 3 or more carbon atoms in the alkyl group, the unburned oil contained in the carbon-containing emissions can be removed from the surface of the carbon component. Since the surfactant is added so as to maintain a good dispersed state between the alkaline aqueous solution and DGME, the alkaline aqueous solution can be efficiently brought into contact with the carbon component in the carbon-containing discharge. Since the alkaline aqueous solution that comes into contact with the carbon component has a pH of 13 or more and is highly alkaline, the sulfur oxide can be neutralized and the carbon component can be appropriately dissolved. Due to such an action, the carbon cleaning agent disclosed herein can easily clean the carbon-containing waste in a shorter time than the conventional cleaning agent.
  • the alkaline aqueous solution is at least one selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, ammonium carbonate, ammonium nitrate and ammonia. It is an aqueous solution containing. It is easy to adjust the pH of these alkaline aqueous solutions to 13 or higher.
  • the diethylene glycol monoalkyl ether contains at least one selected from the group consisting of diethylene glycol monopropyl ether and diethylene glycol monobutyl ether. These DGMEs can more appropriately remove the unburned oil that covers the surface of the carbon component.
  • the volume ratio of the diethylene glycol monoalkyl ether when the total volume of the carbon cleaning agent is 100% by volume is 1% by volume to 10% by volume.
  • a lower alcohol is further contained. This makes it possible to more appropriately remove the unburned oil component that covers the carbon component.
  • the carbon cleaning agent of such an embodiment preferably contains at least one selected from the group consisting of methanol and ethanol as the lower alcohol.
  • a preferred embodiment of the carbon cleaning agent disclosed herein further comprises an alkali metal silicate.
  • an alkali metal silicate As the alkali metal silicate, sodium orthosilicate is preferable.
  • a cleaning method for removing carbon-containing emissions generated in an internal combustion engine from a cleaning target includes at least a cleaning liquid preparation step of preparing a cleaning liquid containing a carbon cleaning agent in any one of the above-mentioned embodiments, and a cleaning step of cleaning the cleaning target by supplying the cleaning liquid to the cleaning target. Since the cleaning method disclosed herein uses a cleaning liquid containing the above-mentioned carbon cleaning agent, carbon-containing waste can be easily removed from the cleaning target in a short time.
  • a cleaning liquid heated to 50 ° C to 60 ° C is supplied to the cleaning target. This makes it possible to more preferably remove carbon-containing emissions from the object to be cleaned.
  • the object to be cleaned is immersed in a cleaning solution for 10 to 30 minutes in the cleaning step.
  • the carbon-containing waste can be cleaned in a very short time of 30 minutes or less as compared with the conventional case.
  • the cleaning target is immersed in the cleaning liquid
  • the cleaning target is immersed in the cleaning liquid
  • the cleaning liquid is sprayed on the cleaning target in the cleaning step.
  • the cleaning liquid may be sprayed on the cleaning target. Since the carbon cleaning agent described above can dissolve carbon-containing emissions in a very short time, carbon-containing emissions can be suitably removed from the cleaning target even when spray cleaning is adopted.
  • the cleaning method disclosed here can target parts to which carbon-containing emissions generated in an internal combustion engine can adhere without particular limitation.
  • cleaning targets include an internal combustion engine, an exhaust gas purification catalyst, and piping arranged in an exhaust path of the internal combustion engine.
  • the carbon cleaning agent disclosed herein is used for cleaning carbon-containing emissions generated in an internal combustion engine.
  • This carbon cleaning agent contains at least an alkaline aqueous solution, diethylene glycol monoalkyl ether, and a surfactant. According to such a carbon cleaning agent, carbon-containing emissions can be easily cleaned in a short time.
  • each component contained in the carbon cleaning agent disclosed herein will be specifically described.
  • Alkaline aqueous solution The carbon cleaning agent disclosed here is an alkaline cleaning agent containing an alkaline aqueous solution having a pH of 13 or more as a main component.
  • alkaline cleaning agents include inorganic alkaline builders such as alkali metal hydroxides and water-soluble alkali metal salts. This alkaline aqueous solution neutralizes sulfur oxides (sulfuric acid, etc.) and dissolves the carbon component by coming into contact with the carbon component in the carbon-containing waste.
  • the alkaline builder added to the alkaline aqueous solution is not particularly limited, and conventionally known components can be used without particular limitation.
  • ) 2 CO 3 ), ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ), ammonia (NH 3 ), etc. can be dissolved in water to easily prepare an alkaline aqueous solution having a pH of 13 or higher.
  • the alkaline aqueous solution may contain two or more kinds of the above-mentioned components.
  • One example is an alkaline aqueous solution containing sodium hydroxide and potassium hydroxide.
  • the alkaline aqueous solution is the main component of the carbon cleaning agent disclosed herein.
  • the content of the alkaline aqueous solution is preferably 80% by volume or more, more preferably 85% by volume or more, and particularly preferably 90% by volume or more.
  • the pH of the alkaline aqueous solution is preferably 13.2 or higher, and particularly preferably 13.5 or higher.
  • the upper limit of the pH of the alkaline aqueous solution is not particularly limited and may be 14 or less.
  • diethylene glycol monoalkyl ether diethylene glycol monoalkyl ether is a compound one substituted with an alkyl group (-C n H 2n + 1) of diethylene glycol hydroxy group (-OH). That is, DGME has an alkyl group which is a hydrophobic group and a hydroxy group which is a hydrophilic group.
  • DGME has an alkyl group which is a hydrophobic group and a hydroxy group which is a hydrophilic group.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group of DGME is limited to 3 or more from the viewpoint of significantly shortening the cleaning time as compared with the conventional cleaning agent. That is, in the carbon cleaning agent disclosed herein, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monopentyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol monoheptyl ether and the like are used as DGME. Further, the carbon cleaning agent disclosed herein may contain two or more types of DGME having three or more carbon atoms as described above.
  • the alkyl group of DGME preferably has 4 or more carbon atoms.
  • diethylene glycol monobutyl ether can be particularly preferably used from the viewpoint of achieving both solubility in oil and dispersibility in an alkaline aqueous solution and exhibiting high cleaning performance.
  • DGME diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether
  • DGME diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether
  • the content of DGME is preferably 1% by volume or more, more preferably 1.5% by volume or more, and particularly preferably 2% by volume or more. This makes it possible to more appropriately remove the unburned oil component that covers the surface of the carbon component.
  • the upper limit of the content of DGME is preferably 15% by volume or less, more preferably 10% by volume or less, and particularly preferably 7.5% by volume or less.
  • the "content of DGME" in the present specification is a volume ratio when the total volume of the carbon cleaning agent is 100% by volume.
  • the term "maintaining a good dispersed state” as used herein means that the alkaline aqueous solution and DGME are maintained in a dispersed state for at least one day when allowed to stand at room temperature. More specifically, the "dispersed state" in the present specification means a state in which the layer made of DGME and the layer made of an alkaline aqueous solution are not separated.
  • the surfactant used in the carbon cleaning agent disclosed herein is not particularly limited, and a surfactant that can be added to a general cleaning agent can be used without particular limitation.
  • the surfactant include anionic surfactant (anionic surfactant) and nonionic surfactant (nonionic surfactant).
  • anionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether acetic acid, polyoxyethylene alkyl sulfate ester, alkyl sulfate ester, polyoxyethylene alkyl sulfate, alkyl sulfate, alkylbenzene sulfonic acid, alkyl phosphate ester, and polyoxyethylene alkyl phosphate.
  • Ester polyoxyethylene sulfosuccinic acid, alkylsulfosuccinic acid, alkylnaphthalene sulfonic acid, alkyldiphenyl ether disulfonic acid, polyacrylic acid, sodium lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, sodium dodecylbenzene sulfonate, polyoxyethylene alkyl ether sodium sulfate, polyoxyethylene Examples thereof include ammonium alkylphenyl ether sulfate, sodium polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfate, and salts thereof.
  • anionic surfactant naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate, methylnaphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate, anthracene sulfonic acid formaldehyde condensate, benzene sulfonic acid formaldehyde condensate, melamine sulfonic acid formaldehyde condensate, lignin.
  • Sulfonic acid modified lignin sulfonic acid, aminoaryl sulfonic acid-phenol-formaldehyde condensate, polyisoprene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyisoamylene sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, salts thereof, etc.
  • the above-mentioned salt is preferably an alkali metal salt such as a sodium salt or a potassium salt.
  • nonionic surfactant examples include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyalkylene alkyl ether, sorbitan fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, and alkylalkanolamide. Can be mentioned.
  • the specific amount of the surfactant added varies depending on various factors such as the amount of each component added such as an alkaline aqueous solution and DGME, the number of carbon atoms of the alkyl group of DGME, and the type of surfactant.
  • the techniques disclosed herein are not limited.
  • the amount of the surfactant added is preferably 1 ⁇ 2 times or more and twice or less (more preferably 1 times (equal amount)) of the amount of DGME added. This makes it possible to easily realize a carbon cleaning agent capable of maintaining a state in which the alkaline aqueous solution and DGME are well dispersed for one day or more.
  • the amount of DGME (diethylene glycol monobutyl ether) added to the total volume (100% by volume) of the carbon detergent is 1.9 volumes, and polyoxyethylene alkyl ether and Na alkylbenzene sulfonate are used.
  • the amount of the surfactant added should be 0.95% by volume to 3.8% by volume (preferably 1.9% by volume), and the balance should be an alkaline aqueous solution. Is preferable. This makes it possible to surely realize a carbon cleaning agent capable of maintaining a state in which the alkaline aqueous solution and DGME are well dispersed for one day or more.
  • this is an example of a formulation capable of maintaining a good dispersed state for a long period of time, and those skilled in the art can change the type and amount of the surfactant after setting conditions other than the amount of the surfactant added.
  • the type and amount of the surfactant that can maintain a good dispersed state for a long period of time can be determined. It can be easily examined.
  • the carbon cleaning agent disclosed herein may contain components (other additives) other than the components (1) to (3) described above.
  • other additives include lower alcohols, alkali metal silicates and the like.
  • the carbon cleaning agent disclosed herein preferably further contains a lower alcohol.
  • a lower alcohol is an alcohol having 1 to 5 carbon atoms, having a straight chain or a branched chain, and being saturated or unsaturated.
  • Specific examples of such lower alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol and the like.
  • the content of lower alcohol when the total volume of the carbon cleaning agent is 100% by volume is preferably 0.1% by volume or more, preferably 0.5% by volume. The above is more preferable, and 1% by volume or more is particularly preferable.
  • the amount of the lower alcohol added is preferably 10% by volume or less, more preferably 7.5% by volume or less, further preferably 5% by volume or less, and particularly preferably 3% by volume or less.
  • alkali Metal Silicates The carbon cleaning agents disclosed herein may further contain alkali metal silicates. Experiments have confirmed that this can further reduce the cleaning time of carbon-containing emissions.
  • alkali metal silicates include orthosilicates (A 4 SiO 4 ), metasilicates (A 2 SiO 3 ), metanisilicates (A 2 Si 2 O 5 ) and the like (in each formula).
  • A refers to alkali metal).
  • orthosilicate can contribute to shortening the washing time.
  • sodium (Na) and potassium (K) are mentioned as a preferable example of an alkali metal.
  • a particularly preferred example of such an alkali metal silicate is sodium orthosilicate.
  • the amount of the alkali metal silicate added is preferably 0.5 g or more, more preferably 1 g or more, further preferably 1.5 g or more, and particularly preferably 2 g or more with respect to 100 ml of the carbon cleaning agent. Thereby, the cleaning time of the carbon-containing waste can be more preferably shortened. On the other hand, if the amount of the alkali metal silicate added is too large, the alkali metal silicate may be recrystallized and may not be dissolved in the cleaning agent even if the temperature is raised.
  • the amount of the alkali metal silicate added is preferably 15 g or less, more preferably 12.5 g or less, still more preferably 10 g or less, and particularly preferably 8.5 g or less with respect to 100 ml of the carbon cleaning agent.
  • additives are not limited to the above-mentioned lower alcohols and alkali metal silicates, and components other than these may be added as additives.
  • additives that can be added to conventionally known cleaning agents can be used without particular limitation as long as the effects of the techniques disclosed herein are not impaired.
  • examples of such additives include tartaric acid, amines, lactic acid esters, organic solvents (N-methylpyrrolidone, isopropyl alcohol, etc.) and the like.
  • Such a cleaning method is a method for removing carbon-containing emissions generated in an internal combustion engine from a cleaning target, and includes at least a cleaning liquid preparation step and a cleaning step.
  • the cleaning target of the cleaning method disclosed here can target parts on which carbon-containing emissions generated in an internal combustion engine can be deposited.
  • cleaning targets include an internal combustion engine, an exhaust gas purification catalyst, and piping arranged in an exhaust path of the internal combustion engine.
  • the "internal combustion engine” in the present specification is not limited to an automobile engine such as a diesel engine or a gasoline engine, but also includes a jet engine for an aircraft. Jet fuel used in jet engines for aircraft is mainly composed of components obtained by refining crude oil, and has properties similar to those of light oil and gasoline.
  • the carbon-containing emissions generated by the jet engine also contain a carbon component, a sulfur oxide, and an unburned oil component, and the carbon component is covered with the unburned oil content. Therefore, the cleaning method disclosed herein can easily clean carbon-containing emissions generated by a jet engine for an aircraft in a short time.
  • the state of the carbon-containing discharge adhering (deposited) to the object to be cleaned is not particularly limited, and may be sludge or a deposit. According to the cleaning method disclosed herein, any state can be easily removed in a short time.
  • a cleaning liquid containing a carbon cleaning agent is prepared.
  • the above-mentioned carbon cleaning agent diluted with a predetermined medium water, lower alcohol, etc.
  • a predetermined medium water, lower alcohol, etc.
  • the dilution ratio may be, for example, about 1.5 to 100 times or about 5 to 30 times on a volume basis.
  • a cleaning liquid obtained by mixing the above-mentioned carbon cleaning agent and another cleaning agent may be used.
  • a mixed cleaning solution obtained by mixing the above-mentioned carbon cleaning agent and another cleaning agent may be used.
  • a cleaning liquid containing the carbon cleaning agent disclosed here is supplied to the cleaning target.
  • the carbon cleaning agent disclosed herein contains DGME having 3 or more carbon atoms in the alkyl group
  • unburned oil contained in the carbon-containing waste can be removed from the surface of the carbon component. ..
  • the surfactant is added so as to maintain a good dispersed state between the alkaline aqueous solution and DGME, the alkaline aqueous solution can be efficiently brought into contact with the carbon component in the carbon-containing discharge.
  • the sulfur oxide can be neutralized and the carbon component can be appropriately dissolved.
  • the carbon-containing waste can be easily washed in a shorter time than before by the above-mentioned action.
  • the means for supplying the cleaning liquid to the cleaning target is not particularly limited, and an appropriate means according to the shape and size of the cleaning target can be adopted.
  • an appropriate means according to the shape and size of the cleaning target can be adopted.
  • the carbon-containing waste can be sufficiently removed from the cleaning target in a very short immersion time of 30 minutes or less (typically 20 minutes or less) as compared with the conventional case.
  • the immersion time in this step is preferably set to 10 minutes or more.
  • the means for supplying the cleaning liquid there is a spray cleaning in which the cleaning liquid is sprayed on the cleaning target.
  • Such spray cleaning can be particularly preferably adopted when a large part (jet engine or the like) that is difficult to be immersed in the cleaning liquid is to be cleaned.
  • the carbon cleaning agent disclosed herein can easily remove carbon-containing emissions in a short time, so that unlike conventional cleaning agents, the cleaning target can be sufficiently cleaned even when spray cleaning is adopted. ..
  • cleaning means other than immersion cleaning and spray cleaning can also be adopted.
  • the cleaning target is a pipe, flushing or the like in which a cleaning liquid is circulated in the pipe can be adopted.
  • immersion cleaning, spray cleaning, flushing and the like may be performed in combination.
  • the temperature of the cleaning liquid is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 45 ° C. or higher, further preferably 50 ° C. or higher, and particularly preferably 55 ° C. or higher.
  • the temperature of the cleaning liquid is preferably 75 ° C. or lower, more preferably 70 ° C. or lower, further preferably 65 ° C. or lower, and particularly preferably 60 ° C. or lower.
  • a rinse step may be carried out after the cleaning step.
  • water for example, deionized water, pure water, ultrapure water, distilled water, etc.
  • the means for supplying water in the rinsing step is not particularly limited, and immersion cleaning, spray cleaning, flushing and the like can be appropriately adopted depending on the shape of the object to be cleaned. Further, these cleaning means may be combined and carried out a plurality of times.
  • the water supplied in the rinsing step is preferably warm water having a temperature of about 25 ° C to 40 ° C.
  • Test example Next, a test example relating to the present invention will be described. The following test examples are not intended to limit the present invention.
  • silicate was further added to a cleaning agent containing an aqueous sodium hydroxide solution, an aqueous potassium hydroxide solution, DGMbE, and a surfactant, and the mixture was mixed and dispersed with a magnet stirrer.
  • sodium metasilicate was used as the silicate
  • sodium orthosilicate was used as the silicate.
  • the content and pH of each component are shown in Tables 1 and 2.
  • the amount of silicate added in the table is the amount (g) added to a volume of 100 ml of the cleaning agent.
  • Table 1 shows the evaluation results of the dissolution time of the deposit and the cleaning performance in each sample.
  • an alkaline cleaning agent capable of dissolving a carbon deposit can be obtained by mixing a DGME (DGMpE, DGMbE) having 3 or more carbon atoms of an alkyl group with an alkaline aqueous solution. It is presumed that this is because the oil component covering the carbon component was dissolved by the DGME having three or more carbon atoms in the alkyl group, and the carbon component and the alkaline aqueous solution could be suitably brought into contact with each other.
  • DGME DGMpE, DGMbE

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Abstract

ここに開示される技術により、内燃機関にて生じた炭素含有排出物を短時間かつ容易に除去できるカーボン洗浄剤が提供される。ここに開示されるカーボン洗浄剤は、内燃機関にて生じた炭素含有排出物の洗浄に用いられる。かかるカーボン洗浄剤は、ｐＨが１３以上のアルカリ水溶液と、アルキル基の炭素数が３個以上のジエチレングリコールモノアルキルエーテル（ＤＧＭＥ）とを少なくとも含有する。そして、ここに開示されるカーボン洗浄剤は、常温で静置した場合に、少なくとも１日、アルカリ水溶液とＤＧＭＥとが分散状態を維持するように界面活性剤が添加されている。かかるカーボン洗浄剤は、炭素含有排出物中のカーボン成分に付着した未燃焼油分をＤＧＭＥで溶解した上で、カーボン成分に効率良くアルカリ水溶液を接触させることができるため、炭素含有排出物を短時間かつ容易に除去できる。

Description

カーボン洗浄剤ならびに該カーボン洗浄剤を用いる洗浄方法
　本発明は、カーボン洗浄剤に関する。詳しくは、内燃機関にて生じた炭素含有排出物の洗浄に用いられるカーボン洗浄剤ならびに該カーボン洗浄剤を用いた洗浄方法に関する。
　自動車、航空機などの内燃機関（エンジン）を稼働させると、燃料油や潤滑油に由来する炭素含有排出物が生成される。この炭素含有排出物は、カーボン成分、未燃焼の油分、硫黄酸化物、炭化水素などを含んでいる。また、かかる炭素含有排出物は、粘性の強い液状の状態（スラッジ）で生成され、加熱が進むと固形堆積物（デポジット）になり、内燃機関の内部などに付着する。この炭素含有排出物が内燃機関内部に多量に堆積すると、内燃機関の燃焼効率が大きく低下するおそれがある。また、炭素含有排出物は、内燃機関の外部に放出され、排気系の配管や排ガス浄化触媒に堆積することもある。この場合には、排ガス浄化性能を低下させる可能性がある。このため、この種の炭素含有排出物を洗浄・除去する技術が従来から提案されている。
　上述したような炭素含有排出物を洗浄するカーボン洗浄剤の一例として、塩化メチレン（ジクロロメタン）を主成分とする塩素系洗浄剤が挙げられる。しかし、かかる塩素系洗浄剤は、環境への負荷が大きいため、ＰＲＴＲ法（Pollutant Release and Transfer Register）によって、利用量と廃棄量の管理・公表が義務付けられている。このため、近年では、非塩素系のカーボン洗浄剤を内燃機関等の洗浄に使用することが検討されている。かかる非塩素系カーボン洗浄剤の一例として、分散剤と、キレート剤と、グリコール系溶媒と、ナフテンオイルとを含むエンジン洗浄用組成物が特許文献１に記載されている。
日本国特許出願公開第２０１４－６５８６１号公報
　しかしながら、この種の非塩素系カーボン洗浄剤は、塩素系洗浄剤と比べて洗浄性能が低くなる傾向がある。このため、非塩素系カーボン洗浄剤を使用する場合には、長時間の浸漬や物理的な剥離処理などが必要となる。例えば、特許文献１に記載の洗浄剤では、１時間～１０時間という非常に長い洗浄時間を確保することが求められている。また、このような長時間の浸漬が必要な洗浄剤では、洗浄剤に浸漬させることができない大型の部材（ジェットエンジンなど）を洗浄することが非常に難しい。
　本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、内燃機関にて生じた炭素含有排出物を短時間かつ容易に除去できるカーボン洗浄剤ならびに該カーボン洗浄剤を用いた洗浄方法を提供することである。
　本発明者は、上記目的を実現するために種々の検討を行った結果、次の知見を得るに至った。内燃機関にて生じた炭素含有排出物（スラッジやデポジットなど）は、燃料油中の硫黄に由来する硫黄酸化物（例えば、硫酸）を含んでいるため強い酸性を示す。このため、炭素含有排出物を適切に除去するには、アルカリ水溶液を使用し、硫黄酸化物を中和すると共に、カーボン成分を水に溶解させるという洗浄手段が考えられる。しかしながら、内燃機関にて生じた炭素含有排出物は、未燃焼の油分（燃料油や潤滑油など）を含んでおり、当該未燃焼油分でカーボン成分の表面が覆われているため、カーボン成分にアルカリ水溶液を接触させることが難しい。これに対して種々の実験を行った結果、本発明者は、アルキル基の炭素数が３個以上のジエチレングリコールモノアルキルエーテル（ＤＧＭＥ：Ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅ　Ｇｌｙｃｏｌ　Ｍｏｎｏａｌｋｙｌ　Ｅｔｈｅｒ）とアルカリ水溶液とを混合した洗浄剤が炭素含有排出物に対して良好な洗浄性能を発揮することを発見した。これは、未燃焼油分がＤＧＭＥに溶解し、カーボン成分にアルカリ水溶液を接触させることができるようになったためと推測される。
　そして、本発明者は、より短時間かつ容易に炭素含有排出物を洗浄できる手段について検討した。その結果、アルカリ水溶液とＤＧＭＥとは、常温環境で均一に分散させることが難しく、ＤＧＭＥの層とアルカリ水溶液の層に分離しやすい。このような場合、ＤＧＭＥによって油分が除去されたカーボン成分にアルカリ水溶液を効率よく接触させることが難しい。このため、本発明者は、常温環境で静置した場合に、長時間（少なくとも１日以上）、アルカリ水溶液とＤＧＭＥとが分散状態を維持できるように界面活性剤を添加すれば、炭素含有排出物を短時間かつ容易に除去できる洗浄剤を得ることができると考えた。ここに開示されるカーボン洗浄剤は、かかる知見に基づいてなされたものである。
　ここに開示されるカーボン洗浄剤は、内燃機関にて生じた炭素含有排出物の洗浄に用いられる。かかるカーボン洗浄剤は、ｐＨが１３以上のアルカリ水溶液と、アルキル基の炭素数が３個以上のジエチレングリコールモノアルキルエーテルとを少なくとも含有している。そして、ここに開示されるカーボン洗浄剤は、常温で静置した場合に、少なくとも１日、アルカリ水溶液とジエチレングリコールモノアルキルエーテルとが分散状態を維持するように界面活性剤が添加されている。
　かかる構成のカーボン洗浄剤は、アルキル基の炭素数が３個以上のＤＧＭＥを含んでいるため、炭素含有排出物に含まれる未燃焼油分をカーボン成分の表面から除去できる。そして、アルカリ水溶液とＤＧＭＥとの良好な分散状態が維持されるように界面活性剤が添加されているため、炭素含有排出物中のカーボン成分にアルカリ水溶液を効率よく接触させることができる。そして、カーボン成分と接触するアルカリ水溶液は、ｐＨが１３以上の高アルカリ性であるため、硫黄酸化物を中和してカーボン成分を適切に溶解できる。かかる作用によって、ここに開示されるカーボン洗浄剤は、従来の洗浄剤よりも短い時間で容易に炭素含有排出物を洗浄できる。
　ここに開示されるカーボン洗浄剤の好ましい一態様では、アルカリ水溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、アンモニアからなる群から選択される少なくとも一種を含む水溶液である。これらのアルカリ水溶液は、ｐＨを１３以上に調節することが容易である。
　ここに開示されるカーボン洗浄剤の好ましい一態様では、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルとして、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルからなる群から選択される少なくとも一種を含む。これらのＤＧＭＥは、カーボン成分の表面を覆う未燃焼油分をより適切に除去できる。
　ここに開示されるカーボン洗浄剤の好ましい一態様では、カーボン洗浄剤の総体積を１００体積％としたときのジエチレングリコールモノアルキルエーテルの体積比が１体積％～１０体積％である。これによって、炭素含有排出物に対して高い洗浄性能を発揮することができる。
　また、ここに開示されるカーボン洗浄剤の好ましい一態様では低級アルコールをさらに含む。これによって、カーボン成分を覆う未燃焼油分をさらに適切に除去できる。なお、かかる態様のカーボン洗浄剤は、低級アルコールとして、メタノール、エタノールからなる群から選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。
　ここに開示されるカーボン洗浄剤の好ましい一態様では、アルカリ金属のケイ酸塩をさらに含む。本発明者が行った実験によると、アルカリ金属のケイ酸塩を添加することによって、炭素含有排出物の洗浄に要する時間をさらに短縮できる。なお、かかるアルカリ金属のケイ酸塩としては、オルトケイ酸ナトリウムが好ましい。
　また、ここに開示される技術の他の側面として、内燃機関にて生じた炭素含有排出物を洗浄対象から除去する洗浄方法が提供される。かかる洗浄方法は、上述した何れかの態様におけるカーボン洗浄剤を含有する洗浄液を準備する洗浄液準備工程と、洗浄液を洗浄対象に供給することによって洗浄対象を洗浄する洗浄工程とを少なくとも含む。ここに開示される洗浄方法は、上述したカーボン洗浄剤を含む洗浄液を使用しているため、洗浄対象から炭素含有排出物を短時間かつ容易に除去することができる。
　ここに開示される洗浄方法の好ましい一態様では、洗浄工程において、５０℃～６０℃に加温された洗浄液を洗浄対象に供給する。これによって、洗浄対象から炭素含有排出物をより好適に除去することができる。
　ここに開示される洗浄方法の好ましい一態様では、洗浄工程において、洗浄対象を洗浄液に１０分間～３０分間浸漬する。ここに開示される洗浄方法によると、３０分以下という従来と比べて非常に短い時間で炭素含有排出物を洗浄できる。
　また、上記洗浄対象を洗浄液に浸漬させる態様では、洗浄対象を浸漬した洗浄液に超音波を加えることが好ましい。これによって、炭素含有排出物をより好適に洗浄できる。
　また、上記洗浄対象を洗浄液に浸漬させる態様では、洗浄対象を浸漬した洗浄液に、洗浄対象の下方から微細な気泡を加えることが好ましい。これによって、洗浄対象から炭素含有排出物をより好適に除去することができる。
　ここに開示される洗浄方法の好ましい一態様では、洗浄工程において、洗浄対象に洗浄液を噴霧する。洗浄液への浸漬が困難な大きな部材が洗浄対象である場合には、洗浄対象に洗浄液を噴霧してもよい。上述したカーボン洗浄剤は、非常に短時間で炭素含有排出物を溶解できるため、噴霧洗浄を採用した場合でも洗浄対象から炭素含有排出物を好適に除去できる。
　また、ここに開示される洗浄方法は、内燃機関にて生じた炭素含有排出物が付着し得る部品を特に制限なく洗浄対象にすることができる。かかる洗浄対象の一例として、内燃機関、排ガス浄化触媒、内燃機関の排気経路に配置された配管などが挙げられる。
　以下、本発明の好適な一実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術知識とに基づいて実施することができる。なお、本明細書において数値範囲を「Ａ～Ｂ」と示す場合、「Ａ以上Ｂ以下」を意味するものとする。
１．カーボン洗浄剤
　ここに開示されるカーボン洗浄剤は、内燃機関にて生じた炭素含有排出物の洗浄に用いられる。このカーボン洗浄剤は、アルカリ水溶液と、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルと、界面活性剤とを少なくとも含有する。かかるカーボン洗浄剤によると、炭素含有排出物を短時間で容易に洗浄することができる。以下、ここに開示されるカーボン洗浄剤に含まれる各成分について具体的に説明する。
（１）アルカリ水溶液
　ここに開示されるカーボン洗浄剤は、ｐＨが１３以上のアルカリ水溶液を主成分とするアルカリ洗浄剤である。かかるアルカリ洗浄剤は、アルカリ金属水酸化物、水溶性アルカリ金属塩などの無機系のアルカリビルダーを含む。このアルカリ水溶液は、炭素含有排出物中のカーボン成分に接触することによって、硫黄酸化物（硫酸等）を中和してカーボン成分を溶解する。なお、アルカリ水溶液に添加されるアルカリビルダーは、特に限定されず、従来公知の成分を特に制限なく使用できる。一例として、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、炭酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＣＯ３）、硝酸アンモニウム（ＮＨ４ＮＯ３）、アンモニア（ＮＨ３）などを水に溶解させることによって、ｐＨが１３以上のアルカリ水溶液を容易に調製できる。また、アルカリ水溶液は、上述した成分を二種類以上含んでいてもよい。一例として、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムを含むアルカリ水溶液が挙げられる。また、アルカリ水溶液は、ここに開示されるカーボン洗浄剤の主成分である。例えば、アルカリ水溶液の含有量は、８０体積％以上が好ましく、８５体積％以上がより好ましく、９０体積％以上が特に好ましい。また、カーボン成分に対する溶解性を更に向上させるという観点から、アルカリ水溶液のｐＨは、１３．２以上が好ましく、１３．５以上が特に好ましい。一方、アルカリ水溶液のｐＨの上限は、特に限定されず、１４以下であってもよい。
（２）ジエチレングリコールモノアルキルエーテル
　ジエチレングリコールモノアルキルエーテル（ＤＧＭＥ）は、ジエチレングリコールのヒドロキシ基（－ＯＨ）の１つがアルキル基（－ＣｎＨ２ｎ＋１）に置換された化合物である。すなわち、ＤＧＭＥは、疎水基であるアルキル基と、親水基であるヒドロキシ基を有している。これによって、カーボン成分を覆う未燃焼油分を溶解し、アルカリ水溶液とカーボン成分とを接触させることができる。なお、ＤＧＭＥのアルキル基の炭素数が多くなるにつれて未燃焼油分に対する溶解性能が向上する傾向がある。ここに開示されるカーボン洗浄剤では、洗浄時間を従来の洗浄剤から大幅に短縮するという観点から、ＤＧＭＥのアルキル基の炭素数が３個以上に限定されている。すなわち、ここに開示されるカーボン洗浄剤では、ＤＧＭＥとして、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノヘプチルエーテルなどが用いられる。また、ここに開示されるカーボン洗浄剤は、上述した炭素数が３個以上のＤＧＭＥを２種以上含有していてもよい。また、未燃焼油分に対する溶解性をより向上させるという観点から、ＤＧＭＥのアルキル基の炭素数は４個以上が好ましい。一方で、アルキル基の炭素数が多くなりすぎると、ＤＧＭＥとアルカリ水溶液の分散状態を維持することが難しくなり得る。このため、油分に対する溶解性とアルカリ水溶液との分散性とを両立させ、高い洗浄性能を発揮させるという観点から、ジエチレングリコールモノブチルエーテルが特に好ましく用いられ得る。
　なお、上述の説明は、アルキル基の炭素数が３個未満のＤＧＭＥを、ここに開示されるカーボン洗浄剤の含有成分から排除することを目的としたものではない。例えば、アルキル基の炭素数が３個以上のＤＧＭＥを添加した場合でも、不可避的不純物としてアルキル基の炭素数が３個未満のＤＧＭＥが混入することもあり得る。従って、ここに開示されるカーボン洗浄剤は、炭素数が３個以上のＤＧＭＥを含有していることを前提に、アルキル基の炭素数が３個未満のＤＧＭＥ（ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルなど）を含んでいてもよい。
　また、未燃焼油分とＤＧＭＥとの接触効率を向上させるという観点から、ＤＧＭＥの含有量は、１体積％以上が好ましく、１．５体積％以上がより好ましく、２体積％以上が特に好ましい。これによって、カーボン成分の表面を覆う未燃焼油分をより適切に除去できる。一方、ＤＧＭＥの含有量が多くなりすぎると、アルカリ水溶液とＤＧＭＥとを均一に分散させることが難しくなるため、炭素含有排出物に対する最終的な洗浄性能が却って低下する可能性がある。かかる観点から、ＤＧＭＥの含有量の上限は、１５体積％以下が好ましく、１０体積％以下がより好ましく、７．５体積％以下が特に好ましい。なお、本明細書における「ＤＧＭＥの含有量」は、カーボン洗浄剤の総体積を１００体積％としたときの体積比である。
（３）界面活性剤
　上述の通り、ここに開示されるカーボン洗浄剤では、ＤＧＭＥが未燃焼油分を溶解するため、カーボン成分にアルカリ水溶液を接触させることができる。しかしながら、洗浄剤中でＤＧＭＥとアルカリ水溶液とが分離していると、未燃焼油分が除去された後のカーボン成分に対するアルカリ水溶液の接触効率が悪く、洗浄時間を十分に短縮することができない。このため、ここに開示されるカーボン洗浄剤では、ＤＧＭＥとアルカリ水溶液との良好な分散状態が維持されるように界面活性剤が添加されている。ここで、本明細書において「良好な分散状態が維持される」とは、常温で静置した場合に、少なくとも１日、アルカリ水溶液とＤＧＭＥとが分散した状態を維持されていることをいう。より具体的には、本明細書における「分散状態」とは、ＤＧＭＥからなる層と、アルカリ水溶液からなる層とが分離していない状態をいう。
　また、ここに開示されるカーボン洗浄剤に使用される界面活性剤は、特に限定されず、一般的な洗浄剤に添加され得る界面活性剤を特に制限なく使用できる。界面活性剤の好適例として、アニオン性界面活性剤（陰イオン性界面活性剤）、ノニオン性界面活性剤（非イオン性界面活性剤）が挙げられる。アニオン性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酢酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル、アルキル硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキル硫酸、アルキル硫酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンスルホコハク酸、アルキルスルホコハク酸、アルキルナフタレンスルホン酸、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸、ポリアクリル酸、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム、およびこれらの塩等が挙げられる。また、アニオン性界面活性剤の他の例として、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メチルナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、アントラセンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ベンゼンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、リグニンスルホン酸、変成リグニンスルホン酸、アミノアリールスルホン酸－フェノール－ホルムアルデヒド縮合物、ポリイソプレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリイソアミレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、およびこれらの塩等が挙げられる。なお、上述の塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩が好ましい。また、ノニオン性界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド等が挙げられる。
　なお、界面活性剤の具体的な添加量は、アルカリ水溶液やＤＧＭＥ等の各成分の添加量、ＤＧＭＥのアルキル基の炭素数、界面活性剤の種類などの様々な要因によって変化するものであり、ここに開示される技術を限定するものではない。例えば、界面活性剤の添加量は、ＤＧＭＥの添加量の１／２倍以上２倍以下（より好適には１倍（等量））であると好ましい。これによって、アルカリ水溶液とＤＧＭＥとが良好に分散した状態を１日以上維持できるカーボン洗浄剤を容易に実現できる。また、より具体的な一例として、カーボン洗浄剤の総体積（１００体積％）に対するＤＧＭＥ（ジエチレングリコールモノブチルエーテル）の添加量が１．９体積であり、ポリオキシエチレンアルキルエーテルとアルキルベンゼンスルホン酸Ｎａとを含む混合界面活性剤を使用した場合には、当該界面活性剤の添加量を０．９５体積％～３．８体積％（好適には１．９体積％）にし、残部をアルカリ水溶液とすることが好ましい。これによって、アルカリ水溶液とＤＧＭＥとが良好に分散した状態を１日以上維持できるカーボン洗浄剤を確実に実現できる。但し、これは、良好な分散状態を長期間維持できる配合の一例であり、当業者は、界面活性剤の添加量以外の条件を設定した上で、当該界面活性剤の種類や添加量を変化させながら洗浄剤の調製を行い、調製から１日後にアルカリ水溶液とＤＧＭＥとが分離しているか否かを確認することによって、良好な分散状態を長期間維持できる界面活性剤の種類や添加量を容易に調べることができる。
（４）他の添加剤
　また、ここに開示されるカーボン洗浄剤は、上述した（１）～（３）の成分以外の成分（他の添加剤）を含んでいてもよい。かかる他の添加剤の一例として、低級アルコール、アルカリ金属のケイ酸塩などが挙げられる。
（ａ）低級アルコール
　ここに開示されるカーボン洗浄剤は、低級アルコールをさらに含有することが好ましい。これによって、カーボン成分を覆う未燃焼油分をさらに適切に除去できるため、炭素含有排出物に対する洗浄性能が更に向上し得る。なお、本明細書における「低級アルコール」とは、炭素原子数が１～５であり、直鎖または分岐鎖を有し、かつ、飽和または不飽和であるアルコールである。このような低級アルコールの具体例として、メタノール、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、１－ブタノール、２－ブタノール、ｔｅｒｔ－ブチルアルコール、イソブチルアルコール、１－ペンタノール、２－ペンタノール等の一価のアルコールや、エチレングリコール、プロピレングリコール等の２価のアルコール、グリセリン等の多価アルコールなどが挙げられる。これらの低級アルコールのなかでも一価のアルコールが好ましく、メタノール、エタノールがより好ましい。なお、未燃焼油分をさらに好適に除去するという観点から、カーボン洗浄剤の総体積を１００体積％としたときの低級アルコールの含有量は、０．１体積％以上が好ましく、０．５体積％以上がより好ましく、１体積％以上が特に好ましい。一方、低級アルコールの添加量を多くしすぎると、可燃性の付与や溶解力の低下などの弊害が生じる可能性がある。かかる観点から、低級アルコールの添加量は、１０体積％以下が好ましく、７．５体積％以下がより好ましく、５体積％以下がさらに好ましく、３体積％以下が特に好ましい。
（ｂ）アルカリ金属ケイ酸塩
　ここに開示されるカーボン洗浄剤は、アルカリ金属のケイ酸塩をさらに含有していてもよい。これによって、炭素含有排出物の洗浄時間を更に短縮できることが実験によって確認されている。かかるアルカリ金属ケイ酸塩は、オルトケイ酸塩（Ａ４ＳｉＯ４）、メタケイ酸塩（Ａ２ＳｉＯ３）、メタ二ケイ酸塩（Ａ２Ｓｉ２Ｏ５）などを包含する（各式中におけるＡはアルカリ金属を指す）。これらのなかでも、オルトケイ酸塩は、洗浄時間の短縮により貢献し得る。また、アルカリ金属の好適例として、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）が挙げられる。かかるアルカリ金属ケイ酸塩の特に好適な一例として、オルトケイ酸ナトリウムが挙げられる。また、アルカリ金属ケイ酸塩の添加量は、カーボン洗浄剤１００ｍｌに対して０．５ｇ以上が好ましく、１ｇ以上がより好ましく、１．５ｇ以上がさらに好ましく、２ｇ以上が特に好ましい。これによって、炭素含有排出物の洗浄時間をより好適に短縮できる。一方、アルカリ金属ケイ酸塩の添加量を多くしすぎると、アルカリ金属ケイ酸塩が再結晶化し、温度を挙げても洗浄剤に溶解しないという弊害が生じる可能性がある。かかる観点から、アルカリ金属ケイ酸塩の添加量は、カーボン洗浄剤１００ｍｌに対して１５ｇ以下が好ましく、１２．５ｇ以下がより好ましく、１０ｇ以下がさらに好ましく、８．５ｇ以下が特に好ましい。
（ｃ）他の成分
　また、他の添加剤は、上述した低級アルコールやアルカリ金属ケイ酸塩に限定されず、これら以外の成分を添加剤として添加してもよい。具体的には、ここに開示される技術の効果を阻害しない限りにおいて、従来公知の洗浄剤に添加し得る添加剤を特に制限なく使用できる。かかる添加材の一例として、酒石酸、アミン、乳酸エステル、有機溶剤（Ｎ－メチルピロリドン、イソプロピルアルコール等）などが挙げられる。
２．洗浄方法
　次に、ここに開示されるカーボン洗浄剤を用いた洗浄方法について説明する。かかる洗浄方法は、内燃機関にて生じた炭素含有排出物を洗浄対象から除去する方法であって、洗浄液準備工程と、洗浄工程とを少なくとも含む。
（１）洗浄対象
　まず、ここに開示される洗浄方法の洗浄対象について説明する。ここに開示される洗浄方法は、内燃機関にて生じた炭素含有排出物が堆積し得る部品を洗浄対象とすることができる。かかる洗浄対象の一例として、内燃機関、排ガス浄化触媒、内燃機関の排気経路に配置された配管などが挙げられる。また、本明細書における「内燃機関」は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの自動車用エンジンに限定されず、航空機用のジェットエンジンなども包含する。航空機用のジェットエンジンに使用されるジェット燃料は、原油を精製して得られる成分を主体として構成されており、軽油やガソリンに近い性質を有している。すなわち、ジェットエンジンにて生じた炭素含有排出物も、カーボン成分と、硫黄酸化物と、未燃焼油分とを含み、カーボン成分が未燃焼油分に覆われている。このため、ここに開示される洗浄方法は、航空機用のジェットエンジンにて生じた炭素含有排出物も短時間で容易に洗浄できる。なお、洗浄対象に付着（堆積）している炭素含有排出物の状態は、特に限定されず、スラッジであってもよいし、デポジットであってもよい。ここに開示される洗浄方法によると、いずれの状態であっても短時間で容易に除去できる。
（２）洗浄液準備工程
　次に、ここに開示される洗浄方法を構成する各工程について説明する。ここに開示される洗浄方法では、まず、カーボン洗浄剤を含む洗浄液を準備する。かかる洗浄液には、上述したカーボン洗浄剤を所定の媒体（水や低級アルコールなど）で希釈したものを使用してもよいし、カーボン洗浄剤をそのまま使用してもよい。カーボン洗浄剤を希釈する場合には、洗浄対象の素材や汚れの程度に応じて希釈倍率を適宜調節することが好ましい。希釈倍率は、例えば、体積基準で１．５倍～１００倍程度であってもよく、５倍～３０倍程度であってもよい。また、本発明の効果が著しく妨げられない限りにおいて、上述したカーボン洗浄剤と他の洗浄剤とを混合した洗浄液を用いても良い。洗浄対象の材料や汚れの種類によっては、このような混合洗浄液を使用した方が好ましい場合もあり得る。
（３）洗浄工程
　次に、ここに開示される洗浄方法では、ここに開示されるカーボン洗浄剤を含む洗浄液を洗浄対象に供給する。上述したように、ここに開示されるカーボン洗浄剤は、アルキル基の炭素数が３個以上のＤＧＭＥを含んでいるため、炭素含有排出物に含まれる未燃焼油分をカーボン成分の表面から除去できる。そして、アルカリ水溶液とＤＧＭＥとの良好な分散状態が維持されるように界面活性剤が添加されているため、炭素含有排出物中のカーボン成分にアルカリ水溶液を効率よく接触させることができる。そして、カーボン成分と接触するアルカリ水溶液は、ｐＨが１３以上の高アルカリ性であるため、硫黄酸化物を中和してカーボン成分を適切に溶解できる。ここに開示される洗浄方法では、上述の作用によって、従来よりも短い時間で容易に炭素含有排出物を洗浄できる。
　なお、洗浄液を洗浄対象に供給する手段は、特に限定されず、洗浄対象の形状やサイズに応じた適切な手段を採用できる。例えば、内燃機関を分解して、その構成部材の一部（シリンダ等）のみを洗浄する場合には、洗浄対象を洗浄液に浸漬することが好ましい。このとき、ここに開示される技術によると、３０分以下（典型的には２０分以下）という従来と比べて非常に短い浸漬時間で、洗浄対象から炭素含有排出物を十分に除去できる。なお、洗浄対象を確実に洗浄するという観点から、本工程における浸漬時間は、１０分以上に設定することが好ましい。また、洗浄対象を洗浄液に浸漬させる場合には、洗浄液に超音波を加える超音波洗浄や、洗浄対象の下方から洗浄液に微細な気泡を加えるマイクロバブル洗浄などを実施することが好ましい。これによって、炭素含有排出物をさらに好適に除去することができる。
　また、洗浄液を供給する手段の他の例として、洗浄対象に洗浄液を噴霧するという噴霧洗浄が挙げられる。かかる噴霧洗浄は、洗浄液への浸漬が困難な大型の部品（ジェットエンジン等）が洗浄対象である場合に特に好適に採用できる。上述したように、ここに開示されるカーボン洗浄剤は、短時間で容易に炭素含有排出物を除去できるため、従来の洗浄剤と異なり、噴霧洗浄を採用した場合でも洗浄対象を十分に洗浄できる。なお、噴霧洗浄を実施する場合には、洗浄液を高圧で吹き付ける高圧洗浄を実施するとより好ましい。また、本工程では、浸漬洗浄や噴霧洗浄以外の洗浄手段を採用することもできる。例えば、洗浄対象が配管である場合には、当該配管内に洗浄液を流通させるフラッシングなどを採用できる。また、浸漬洗浄、噴霧洗浄、フラッシングなどを組み合わせて実施してもよい。
　なお、本工程では、洗浄対象に供給する洗浄液を加温すると好ましい。これによって、未燃焼油分がＤＧＭＥに溶解されやすくなり、炭素含有排出物に対する洗浄性能が更に向上する。具体的には、洗浄液の温度は、４０℃以上が好ましく、４５℃以上がより好ましく、５０℃以上がさらに好ましく、５５℃以上が特に好ましい。一方、洗浄液の温度を高くしすぎると、アルカリ水溶液とＤＧＭＥとが分離しやすくなり、却って洗浄性能が低下する可能性がある。かかる観点から、洗浄液の温度は、７５℃以下が好ましく、７０℃以下がより好ましく、６５℃以下がさらに好ましく、６０℃以下が特に好ましい。
（４）リンス工程
　また、ここに開示される洗浄方法では、洗浄工程の後にリンス工程を実施してもよい。かかるリンス工程は、水（例えば、脱イオン水、純水、超純水、蒸留水等）を洗浄対象に供給する。これによって、洗浄工程において、洗浄対象から剥離した炭素含有排出物を好適に除去できると共に、炭素含有排出物が溶解した洗浄剤が洗浄対象に残留することを防止できる。なお、洗浄工程と同様に、リンス工程において水を供給する手段は特に限定されず、洗浄対象の形状に応じて、浸漬洗浄、噴霧洗浄、フラッシング等を適宜採用できる。また、これらの洗浄手段を組み合わせて複数回実施してもよい。なお、リンス工程で供給される水は、２５℃～４０℃程度の温水であると好ましい。
　以上、ここに開示されるカーボン洗浄剤および当該カーボン洗浄剤を使用した洗浄方法の一例について説明した。しかし、上述の説明は、例示にすぎず、請求の範囲に記載の技術を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、上述したカーボン洗浄剤を様々に変更したものが含まれる。
［試験例］
　次に、本発明に関する試験例を説明する。なお、以下の試験例は、本発明を限定することを意図したものではない。
Ａ．第１の試験
　本試験では、成分が異なる１７種類の洗浄剤（サンプル１～１７）を準備し、各々の洗浄剤の炭素含有排出物に対する洗浄性能を調べた。
１．洗浄剤の準備
（１）サンプル１
　サンプル１では、ｐＨ＝１２．５の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液を洗浄剤として準備した。
（２）サンプル２～５
　サンプル２～５では、ｐＨ＝１２．５～１３．５の水酸化ナトリウム水溶液と、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル（ＤＧＭＥ）とを混合したものを洗浄剤として準備した。サンプル２～５の各々におけるＤＧＭＥの種類と含有量（体積％）を表１、２に示す。なお、表中の「ＤＧＭｍＥ」は、ジエチレングリコールモノメチルエーテルを示し、「ＤＧＭｅＥ」は、ジエチレングリコールモノエチルエーテルを示す。また、「ＤＧＭｐＥ」は、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルを示し、「ＤＧＭｂＥ」は、ジエチレングリコールモノブチルエーテルを示す。
（３）サンプル６～１０
　サンプル６～１０では、水酸化ナトリウム水溶液とＤＧＭｂＥとを含む洗浄剤に、界面活性剤を更に添加し、マグネットスターラーで分散させた。また、サンプル６～１０では、水酸化ナトリウム水溶液のｐＨをサンプル毎に異ならせている。各成分の含有量とｐＨを表１、２に示す。
（４）サンプル１１
　サンプル１１では、水酸化ナトリウム水溶液と水酸化カリウム水溶液とを混合した溶液をアルカリ水溶液として使用した。そして、かかるアルカリ水溶液と、ＤＧＭｂＥと、界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテルとアルキルベンゼンスルホン酸Ｎａとの混合界面活性剤）とを混合し、マグネットスターラーで分散させたものを洗浄剤として準備した。各成分の含有量とｐＨを表１、２に示す。
（５）サンプル１２、１３
　サンプル１２、１３では、水酸化ナトリウム水溶液と、水酸化カリウム水溶液と、ＤＧＭｂＥと、界面活性剤とを含む洗浄剤に、ケイ酸塩を更に添加し、マグネットスターラーで混合・分散した。なお、サンプル１２では、ケイ酸塩としてメタケイ酸ナトリウムを使用し、サンプル１３では、ケイ酸塩としてオルトケイ酸ナトリウムを使用した。各成分の含有量とｐＨを表１、２に示す。また、表中のケイ酸塩の添加量は、洗浄剤の体積１００ｍｌに対する添加量（ｇ）である。
（６）サンプル１４～１７
　サンプル１４～１７では、水酸化ナトリウム水溶液と、水酸化カリウム水溶液と、ＤＧＭｂＥと、界面活性剤と、オルトケイ酸ナトリウムとを含む洗浄剤に、低級アルコールを更に添加し、マグネットスターラーで混合・分散した。なお、サンプル１４～１７では、低級アルコールとしてエタノールを使用した。各成分の含有量とｐＨを表１、２に示す。
２．評価試験
（１）分散性評価
　各サンプルの洗浄剤について、ＤＧＭＥとアルカリ水溶液との良好な分散状態が維持されているか否かを評価した。具体的には、調製後の洗浄剤を常温環境（２０℃）で一日静置した後にＤＧＭＥとアルカリ水溶液との分散状態を目視で観察した。そして、アルカリ水溶液とＤＧＭＥとが均一に分散し、アルカリ水溶液の層やＤＧＭＥの層が形成されていない場合を「○」と評価した。一方、アルカリ水溶液とＤＧＭＥとが分離していた場合を「×」を評価した。評価結果を表１、２に示す。
（２）洗浄性能評価
　本評価では、各サンプルの洗浄剤の洗浄性能を評価した。具体的には、試験用のガソリンエンジンを分解し、固形の炭素含有排出物（デポジット）を採集した。次に、準備した洗浄剤を５０ｍｌ分秤量し、マグネットスターラーで撹拌しながら６０℃まで加熱し、１ｇのデポジットを投入した。そして、洗浄剤の温度を維持したまま３０分間保持し、デポジットの溶解状態を観察した。そして、デポジットが全く溶解していなかった場合を「×」と評価した。また、デポジットの溶解が確認されたが、３０分を経過した後でも一部のデポジットが残留していた場合を「△」と評価した。そして、３０分が経過した時点でデポジットの概ね全てが溶解していた場合を「○」と評価した。また、１５分経過する前に全てのデポジットが溶解した場合を「◎」と評価した。各サンプルにおけるデポジットの溶解時間と洗浄性能の評価結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　まず、表１中のサンプル１～サンプル５の洗浄性能を比較すると、サンプル１～３の洗浄剤と比べて、サンプル４、５の洗浄剤の方が好適な洗浄性能を発揮していた。このことから、アルキル基の炭素数が３個以上のＤＧＭＥ（ＤＧＭｐＥ、ＤＧＭｂＥ）とアルカリ水溶液とを混合することによって、カーボンデポジットを溶解可能なアルカリ洗浄剤が得られることが分かった。これは、アルキル基の炭素数が３個以上のＤＧＭＥによってカーボン成分を覆う油分が溶解され、カーボン成分とアルカリ水溶液とを好適に接触させることができるようになったためと推測される。
　しかし、サンプル４、５の洗浄剤は、カーボンデポジットを十分に溶解するために、３０分という長い時間を要した。これは、洗浄液中でＤＧＭＥとアルカリ水溶液とが分離し、カーボン成分とアルカリ水溶液との接触効率が悪いためと推測される。これに対して、サンプル６～９、１１では、非常に短時間でカーボンデポジットを溶解できた。このことから、界面活性剤を添加し、常温環境において静置した場合に、少なくとも１日、ＤＧＭＥとアルカリ水溶液とが分離しないように調整された洗浄剤は、炭素含有排出物を短時間で容易に洗浄できることが分かった。また、サンプル１０の結果から、ｐＨが１３以上になるようにアルカリ水溶液のｐＨを調節する必要があることが分かった。加えて、サンプル１２、１３の結果から、ケイ酸塩を添加することによって、カーボンデポジットに対する洗浄性能が向上することが分かった。さらに、サンプル１４～１７の結果から、低級アルコールを添加すると洗浄性能がより向上することも確認された。
　以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

Claims (15)

  1. 　内燃機関にて生じた炭素含有排出物の洗浄に用いられるカーボン洗浄剤であって、
    　ｐＨが１３以上のアルカリ水溶液と、
    　アルキル基の炭素数が３個以上のジエチレングリコールモノアルキルエーテルと
    を少なくとも含有し、
    　常温で静置した場合に、少なくとも１日、前記アルカリ水溶液と前記ジエチレングリコールモノアルキルエーテルとが分散状態を維持するように界面活性剤が添加されている、カーボン洗浄剤。
  2. 　前記アルカリ水溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、アンモニアからなる群から選択される少なくとも一種を含む水溶液である、請求項１に記載のカーボン洗浄剤。
  3. 　前記ジエチレングリコールモノアルキルエーテルとして、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルからなる群から選択される少なくとも一種を含む、請求項１または２に記載のカーボン洗浄剤。
  4. 　前記カーボン洗浄剤の総体積を１００体積％としたときの前記ジエチレングリコールモノアルキルエーテルの体積比が１体積％～１０体積％である、請求項１～３のいずれか一項に記載のカーボン洗浄剤。
  5. 　低級アルコールをさらに含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のカーボン洗浄剤。
  6. 　前記低級アルコールとして、メタノール、エタノールからなる群から選択される少なくとも一種を含む、請求項５に記載のカーボン洗浄剤。
  7. 　アルカリ金属のケイ酸塩をさらに含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のカーボン洗浄剤。
  8. 　前記アルカリ金属のケイ酸塩として、オルトケイ酸ナトリウムを含む、請求項７に記載のカーボン洗浄剤
  9. 　内燃機関にて生じた炭素含有排出物を洗浄対象から除去する洗浄方法であって、
    　請求項１～８のいずれか一項に記載のカーボン洗浄剤を含有する洗浄液を準備する洗浄液準備工程と、
    　前記洗浄液を洗浄対象に供給することによって洗浄対象を洗浄する洗浄工程と
    を少なくとも含む、洗浄方法。
  10. 　前記洗浄工程において、５０℃～６０℃に加温された前記洗浄液を前記洗浄対象に供給する、請求項９に記載の洗浄方法。
  11. 　前記洗浄工程において、前記洗浄対象を前記洗浄液に１０分間～３０分間浸漬する、請求項９または１０に記載の洗浄方法。
  12. 　前記洗浄対象を浸漬した前記洗浄液に超音波を加える、請求項１１に記載の洗浄方法。
  13. 　前記洗浄対象を浸漬した前記洗浄液に、前記洗浄対象の下方から微細な気泡を加える、請求項１１または１２に記載の洗浄方法。
  14. 　前記洗浄工程において、前記洗浄対象に前記洗浄液を噴霧する、請求項９または１０に記載の洗浄方法。
  15. 　前記洗浄対象は、内燃機関、排ガス浄化触媒、前記内燃機関の排気経路に配置された配管から選択される一種である、請求項９～１４のいずれか一項に記載の洗浄方法。
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