JP2001508117A - 燃料−水−エマルジョン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、実質的に６０〜８０重量％の燃料、０． ５〜５重量％の、式（Ａ） ［式中、Ｒはそれぞれ炭素原子数８〜１８のアルキルーまたはアルケニル基またはＣ₉〜Ｃ₁₄−アルキルフェニル基でありそしてｘは８〜３０の整数を意味する。］で表される１種類以上の水溶性でガソリン不溶性の乳化剤、または ［式中、エチレンオキシド単位の割合が分子の４０〜８０重量％である。］または（Ｃ）

Description

【発明の詳細な説明】 燃料−水−エマルジョン 大型のディーゼルエンジンの場合、特に造船におけるそれの場合または高出力 内燃機関、例えばレーシングカーのそれの場合、内燃室中に水を意図的に噴入さ せることは既に公知である。これによって、改善された効率および向上したアン チノック性が達成される。かゝる水噴入の本質的長所は、この方法によって窒素 酸化物の排出が減少されることである。 水含有燃料の使用は例えば英国特許出願公開（Ａ）第０，６６９，０３７号明 細書、同第０，２０５，５８２号明細書、ヨーロッパ特許出願公開（Ａ）第０， ０９５，８２３号明細書およびＷＯ−８８／０４３１１号で開示されている。上 述の各文献は炭化水素、アルコールおよび水より成る混合物を内燃機関のための 燃料として使用することを開示している。 ヨーロッパ特許出願公開（Ａ）第０，４３１，３５７号明細書は水含有燃料を 使用して内燃機関を運転する方法を開示しており、この場合には触媒が燃焼室で 使用されている。 ヨーロッパ特許出願公開（Ａ）第０，３７２，３５３号明細書は電磁的に作動 する装置による燃料−水−混合物の製法を開示している。 本発明は、水を別個に噴入することおよび触媒を使用することを避けそして燃 料および水が同時に均一な状態で含まれるアルコール不含のエマルジョンを開発 することを課題としている。この課題は特別な乳化剤および安定剤を使用するこ とによって解決される。 本発明の対象は、実質的に６０〜８０重量％の燃料、０．５〜５重量％の、式 （Ａ） Ｒ−Ｏ−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_x−Ｈ ［式中、Ｒはそれぞれ炭素原子数８〜１８のアルキル−またはアルケニル基また はＣ₉〜Ｃ₁₄−アルキルフェニル基でありそしてｘは８〜３０の整数を意味す る。］ で表される１種類以上の水溶性でガソリン不溶性の乳化剤、および／または （Ｂ）エチレンオキシド単位の割合が分子の４０〜８０重量％であるエチレンオ キシド／プロピレンオキシド−ブロックポリマー、および／または （Ｃ） ［式中、ｘは１０〜３０の数を意味する。］ および１〜１０重量％の、安定剤としての水溶性でガソリン不溶性のポリアルキ レングリコール並びに全体として１００重量％とするのに必要な量の水と場合に よっては別の添加物より成る燃料−水−エマルジョンである。 ０．５〜１重量％、好ましくは０．６５〜０．７５重量％の乳化剤を使用する のが有利である。Ａ）の所に記載した化合物の場合にはＲは炭素原子数１２〜１ ６のアルキルまたはアルケニルまたはＣ₉−アルキルフェニル基であるのが有利 である。ｘは９〜１３の数であるのが好ましい。Ｃ）の所に記載した化合物の場 合にはｘは９〜１３の数であるのが好ましい。乳化剤は一般に市販のオキシエチ ル化生成物が適しており、即ち（Ａ）はオキシエチル化脂肪アルコール、特に好 ましくはオキシエチル化アルキルフェノール類(Alkopal^(R)、製造元:Hoechst AG )でありそして（Ｂ）は一般式 ＨＯ−（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）_a−（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）_b−（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）_c−Ｈ で表されるＥＯ／ＰＯ−共重合体である。 これらのブロックポリマーでは指数ａ、ｂおよびｃは、ＥＯの重量割合が４０ 〜８０％となるような数である。それ故にａ．ｂおよびｃの数値は、好ましくは ２０００〜１００００の単位であるブロックポリマーの分子量によって左右され る。エチレンオキシド（ＥＯ）およびプロピレンオキシド（ＰＯ）より成るこれ らのコポリマーはGenapol^(R)PFの名称(製造元:Hoechst AG)で市販されている。 Ｃ）の所に記載のブチルフェノールオキシエチレートはSapogenat^(R)Ｔの名称( 製造元:Hoechst AG)の名称で市販されている。この場合、Ｃ₄Ｈ₉はｎ−でもイソ −でもよい。乳化剤としてはオキシエチル化アルキルフェノール類が有利に使用 される。それらの内、オキシエチル化ノニルフェノール類が特に有利である。 安定剤として使用されるポリアルキレングリコールは好ましくは１．５〜５重 量％、特に好ましくは２．５〜３．５重量％の量で添加する。ポリアルキレング リコールとしては、エチレンオキシド基並びにプロピレンオキシド基を含有して いるものが特に有利であり、例えばHoechst AGのポリグリコールＢ１１−タイプ がある。更に１０００〜１００００単位の分子量を有するポリアルキレングリコ ールを使用するのが特に有利である。 本発明の乳化剤は更に他の添加物として０．５〜８重量％、好ましくは１．５ 〜２．５重量％の過酸化水素を制生物剤として含有していてもよい。過酸化水素 は燃料を燃焼するための追加的酸素を付与するという長所を有しているが、この ものは跡形もなく燃焼する他の殺菌剤、アルジサイド剤(algicide)および殺真菌 剤も使用することができる。重量％の全ての表示はエマルジョン全体を基準とし ている。 燃料としては好ましくは内燃機関のためのガソリン（例えばレギュラー等級ま たはプレミアム等級）が使用されるが、その他に別の種類の燃料、例えばディー ゼル油、ナフサまたは灯油がある。７０〜７５重量％のレギュラー等級またはプ レミアム等級のガソリンを含有する燃料−水−エマルジョンが特に有利である。 本発明の燃料−水−エマルジョンの製造は色々な方法で行なうことができる。 乳化剤およびポリアルキレングリコールを熱水中に溶解しそしてこの溶液を燃料 中に攪拌混入することも可能である。混合物を短時間攪拌し、次いで攪拌装置の スイッチを切る。混合物は二つの相に分離する。次にエマルジョンが均一にかつ 十分に流動性になるまで再び攪拌する。この変法の場合には攪拌を中間段階で中 止しそしてエマルジョンを単時間放置することが重要である。 第二の変法では同様に乳化剤およびポリアルキレングリコールを水に溶解して 透明な溶液を得る。次いで攪拌下に燃料をこの溶液に添加しそしてエマルジョン が均一にかつ流動性になるまでの間、攪拌する。エマルジョンが燃焼した時に固 体残留物を残さぬために、このエマルジョンを製造するために必要な水を脱塩す るのが好ましい。本発明のエマルジョンを製造するための装置としては、この種 の目的で当業者に知られるあらゆる装置、例えば高剪断分散装置（Urtraturrax ）、超音波分散装置またはCowls-ミキサーまたはCaddy-ミルの種類の分散用ディ スクがある。 本発明の燃料−水−エマルジョンは内燃機関、特に直噴式内燃機関を運転する のに適している。 実施例： 実施例１： ３ｍＬのオキシエチル化ノニルフェノール（１１モルのエチレンオキシドを含 有する）、および１：１のエチレンオキシド：プロピレンオキシド比および３１ ００の分子量の７ｍＬのエチレンオキシド／プロピレンオキシド−ポリアルキレ ングリコールを、二度蒸留した８４ｍＬの水に４０〜４５℃で溶解する。この混 合物を室温に冷却した後に２０ｍＬのＨ₂Ｏ₂（３０％濃度）を添加する。３００ ｍＬのレギュラーガソリンをこの溶液中に攪拌混入しそしてその混合物を１５分 間強力に剪断する。安定なエマルジョンが得られる。 実施例２： 実施例１に従う３ｍＬのオキシエチル化ノニルフェノールおよび１５ｍＬの実 施例１のポリアルキレングリコールを、二度蒸留した９０ｍＬの水に４０℃で溶 解する。この溶液中に約４５℃で３００ｍＬのレギュラーガソリンを、高剪断力 で運転される混合機（Ｃａｄｄｙ−ミルのタイプ）によって、粘度が著しく低下 するまでの間攪拌する。その際に温度が約５０℃に上昇する。冷却後に２０ｍＬ のＨ₂Ｏ₂（３０％濃度）を添加する。これにより粘度が更に低下する。 例１および２に従う本発明のエマルジョンは表１に記載の組成および性質を有 している： 実施例３： ４：１のエチレンオキシド：プロピレンオキシド比および１０００の分子量の １０ｍＬのエチレンオキシド／プロピレンオキシド−ブロックポリマーを９０ｍ Ｌの軟化水（ｐＨ５）と混合する。この混合物に実施例１に従う３ｍＬのオキシ アルキル化ノニルフェノールを添加しそしてより良好に均一化するために短時間 約５０℃に加温する。３００ｍＬのレギュラーガソリンを別の容器に装入しそし て高速攪拌機によって水−エマルジョン−混合物をガソリン中にゆっくり攪拌混 入する。水／ガソリン型の白色エマルジョンを得る。これを更に約３〜５分間攪 拌する。こうして得られるエマルジョンを、放置した際に生じる白色の水含有層 が全容積の約５０％に低下するまで放置する。再度激しく攪拌することによって 相の反転を行いそして安定で低粘度のエマルジョンを得る。 ３ｍＬの代わりに４ｍＬのオキシエチル化ノニルフェノールを使用した場合に も同様に良好なエマルジョンが得られる。 実施例４： 実施例１に記載されているオキシエチル化ノニルフェノールおよびポリアルキ レングリコールの両方を電解質不含の水に約４５℃できれいに溶解する。この溶 液を次いで、予め導入されたガソリン中に攪拌混入する。５分攪拌した後この混 合物を放置する。その間に二つの異なる相が明瞭に生じる。５分後に、エマルジ ョンが流動性になるまで更に攪拌する。攪拌の間にエマルジョンを約４８℃に昇 温する。 実施例５： 水および添加物を実施例３の場合の様に混合しそして加温する。次いでガソリ ンを最初に導入した溶液中にＵｌｔｒａｔｕｒｒａｘによって攪拌混入する。エ マルジョンを途中で放置することなく、エマルジョンが流動性になるまでの間攪 拌する。 実施例４および５に従うエマルジョンは表２に記載の組成および性質を有して いる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年１月２３日（１９９９．１．２３） 【補正内容】 １．実質的に６０〜８０重量％の燃料、０．５〜５重量％の、式 （Ａ） Ｒ−Ｏ−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_x−Ｈ ［式中、Ｒはそれぞれ炭素原子数８〜１８のアルキル−またはアルケニル基ま たはＣ₉〜Ｃ₁₄−アルキルフェニル基でありそしてｘは８〜３０の整数を意 味する。］ で表される１種類以上の水溶性でガソリン不溶性の乳化剤、および／または （Ｂ）エチレンオキシド単位の割合が分子の４０〜８０重量％であるエチレンオ キシド／プロピレンオキシド−ブロックポリマー、および／または （Ｃ） ［式中、Ｘは１０〜３０の数を意味する。］、 ０．５〜８重量％の過酸化水素および １〜１０重量％の、安定剤としての水溶性でガソリン不溶性のポリアルキレン グリコール並びに 全体として１００重量％とするのに必要な量の水と場合によっては別の添加物 より成る燃料−水−エマルジョン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，ＣＡ，Ｃ Ｎ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ (72)発明者 ベレンボルト・ヘルムート ドイツ連邦共和国、Ｄ―65159 ヴィース バーデン、エーバーラインストラーセ、25 (72)発明者 クラス・ゲールハルト ドイツ連邦共和国、Ｄ―61169 フリード ベルク、アイヒェルスガルテンストラー セ、９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．実質的に６０〜８０重量％の燃料、０．５〜５重量％の、式 （Ａ） Ｒ−Ｏ−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_x−Ｈ ［式中、Ｒはそれぞれ炭素原子数８〜１８のアルキル−またはアルケニル基ま たはＣ₉〜Ｃ₁₄−アルキルフェニル基でありそしてｘは８〜３０の整数を意 味する。］ で表される１種類以上の水溶性でガソリン不溶性の乳化剤、および／または （Ｂ）エチレンオキシド単位を分子中に４０〜８０重量％の割合で含有するエチ レンオキシド／プロピレンオキシド−ブロックポリマー、および／または （Ｃ） ［式中、ｘは１０〜３０の数を意味する。］ および１〜１０重量％の、安定剤としての水溶性でガソリン不溶性のポリアル キレングリコール並びに全体として１００重量％とするのに必要な量の水と場 合によっては別の添加物より成る燃料−水−エマルジョン。 ２．乳化剤含有量が０．５〜１重量％、好ましくは０．６５〜０．７５重量％で ある請求項１に記載の燃料−水−エマルジョン。 ３．乳化剤が８〜３０単位のエチレンオキシド単位を持つノニルフェノール−オ キシエチラートである請求項１または２に記載の燃料−水−エマルジョン。 ４．乳化剤が９〜１３単位のエチレンオキシド単位を持つノニルフェノール−オ キシエチラートである請求項１〜３のいずれか一つに記載の燃料−水−エマル ジョン。 ５．エマルジョンが１．５〜５、好ましくは２．５〜３．５重量％のポリアルキ レングリコールを含有する請求項１〜４のいずれか一つに記載の燃料−水−エ マルジョン。 ６．エマルジョンが別の添加物として０．５〜８、好ましくは１．５〜２．５重 量％の過酸化水素を含有する請求項１〜５のいずれか一つに記載の燃料−水− エマルジョン。 ７．エマルジョンが別の添加物として殺菌剤、アルジサイド剤および殺真菌剤を 含有する請求項１〜５のいずれか一つに記載の燃料−水−エマルジョン。 ８．エマルジョンが７０〜７５重量％のレギュラーガソリンまたはプレミアムガ ソリンを含有する請求項１〜７のいずれか一つに記載の燃料−水−エマルジョ ン。 ９．乳化剤として使用されるエチレンオキシド／プロピレンオキシド−ブロック ポリマーが２０００〜１００００単位の分子量を有する請求項１〜８のいずれ か一つに記載の燃料−水−エマルジョン。 １０．乳化剤として使用されるポリアルキレングリコールが１０００〜１０００ ０単位の分子量を有する請求項１〜９のいずれか一つに記載の燃料−水−エマ ルジョン。 １１．内燃機関、特に直噴式内燃機関を運転するための請求項１〜１０のいずれ か一つに記載の燃料−水−エマルジョンの用途。 １２．乳化剤および安定剤の溶液を最初に導入しそして燃料をその中に乳化させ る、燃料−水−エマルジョンの製造方法。 １３．燃料の乳化を時間的に互いに分かれた少なくとも２つの段階で行なう請求 項１２に記載の方法。