(57)【要約】【課題】長期間にわたって分離せず、燃焼機関を損なうことなく燃費や排気を改善する高性能エマルジョンを提供する。【解決手段】ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤を主成分として５９〜８９重量％、脂肪酸エステルを副成分として５〜１５重量％、更にアルキレングリコールを１〜９重量％含有して成る界面活性剤組成物を主要素材とし、好ましくはソルビタンモノオレエートを防錆剤として１〜５重量％添加する。このような界面活性剤組成物を予め油類１００重量％に対して０．２〜２．０重量％添加して溶解させ、しかる後に水２０〜８０重量％を混合してエマルジョン化する。とりわけ、上記界面活性剤組成物を予め油類１００重量％に対して０．２〜２．０重量％添加して溶解させ、しかる後に水を１０〜５０重量％加えて１分間以上、好ましくは３分間以上、静かに放置して水油分離状態にした後、急速ミキシングを行いエマルジョン化させる方法が良い。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤を主成分として５９〜８９重量％、脂肪酸エステルを副成分として５〜１５重量％、更にアルキレングリコールを１〜９重量％含有して成ることを特徴とする界面活性剤組成物。
【請求項２】
請求項１記載の組成物にソルビタンモノオレエートを防錆剤として１〜５重量％添加した界面活性剤組成物。
【請求項３】
油類１００重量％に対して、請求項１ないし請求項２記載の界面活性剤組成物を予め０．２〜２．０重量％添加して溶解させ、しかる後に水２０〜８０重量％をこれに加え混合させて得られる高性能エマルジョン。
【請求項４】
油類１００重量％に対して、請求項１ないし請求項２記載の界面活性剤組成物を予め０．２〜２．０重量％添加して溶解させ、これに水を１０〜５０重量％加えて１分間以上静置して水油分離状態にした後、急速ミキシングを行いエマルジョン化させることを特徴とする高性能エマルジョンの製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】この発明は、界面活性剤組成物、及びこれを用いた水と燃料油などの油類との高性能エマルジョンとその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】水に溶けない油類と水とを混ぜて双方の成分から成る液体を作るために、界面活性剤を少量添加してミキシングし、乳濁状のいわゆるエマルジョンにする手段は広く知られており、例えば１０〜３０％程度の水を混合したエマルジョン燃料など、これらに関する技術文献はあまりに多く、既に一般知識化している。ただその割りにはエマルジョン燃料があまり普及に至っていないが、それは燃焼効率が上がるなどのメリットよりも、乳化の安定性が不十分で時間とともに分離しやすく、燃焼機関の発錆や金属腐食などのデメリットの方が大きいからだとされているのが現状である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】上記のような様々な公知の水油エマルジョンについても、当然ながらその欠点を解消しようとする各種提案がなされており、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤と低級アルコールとアルキレングリコールと植物油とを所定比率で混合した界面活性剤組成物は、発火点が低く、燃焼効率が良く、有害物質の排出を低減したエマルジョン燃料を製造し得るとしている（技術文献１）。【０００４】
【技術文献１】
特開２００１−１１４７７
【０００５】しかしながらこれにしても、低級アルコールとしてのメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどは消防法の観点から不適であり、また肝心の分離しない高性能エマルジョンを得るという大目的が達成されないという難点がある。
【０００６】本発明はかかる難点を解決して、在来のものとは段違いの安定性を有する真に実用的な高性能エマルジョン燃料を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤を主成分として５９〜８９重量％、脂肪酸エステルを副成分として５〜１５重量％、更にアルキレングリコールを１〜９重量％含有して成る界面活性剤組成物を、本発明における主要素材として用いるものとする。
【０００８】上記界面活性剤組成物には、ソルビタンモノオレエートを防錆剤として１〜５重量％添加することが特に好ましい。添加量がこれに満たないと効果が不十分だったり、またこれを超えると無駄であるばかりか乳化状態が不安定になるなどの懸念がある。
【０００９】このような界面活性剤組成物を予め油類１００重量％に対して０．２〜２．０重量％添加して溶解させ、しかる後に水２０〜８０重量％をこれに加え混合させて得られるエマルジョンは、きわめて安定性などの物性にすぐれた高性能なものであることが判明した。ここで言う油類とは、重油、灯油、軽油、種子油などの燃料油が代表的なものであり、その他これに類する油の定義に沿ったものを言う。
【００１０】特にそのような高性能エマルジョンを製造する手段として、上記界面活性剤組成物を予め油類１００重量％に対して０．２〜２．０重量％添加して溶解させ、しかる後に水を１０〜５０重量％加えて１分間以上、好ましくは３分間以上、静かに放置して油水分離状態にした後、急速ミキシングを行いエマルジョン化させる方法を挙げることができる。
【００１１】かかる方法によれば、一旦、水と油に二分された液体が瞬時にして白色のエマルジョンと化し、しかもそのエマルジョンは長期にわたって分離、変質しない甚だ高品質なものになることが判明した。
【００１２】なおここで使われるミキシング装置は、通常の回転撹拌ミキサーでも良いが、好ましいのは静止した所定空間内に２液を強制的に送り込む公知かつ既成の高圧ミキサーである。後者を用いた場合は必要な界面活性剤組成物の添加率を０．５％またはそれ以下に低減できる傾向がある。
【００１３】先に掲げた界面活性剤組成物の主成分であるポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤は、具体的にはエチレンオキシ基を１〜１５モル程度、好ましくは２〜８モルを有するものを用いることができる。
【００１４】また上記主成分のポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤は、非イオン活性剤で下記の物質が推薦される。
【００１５】ポリオキシエチレンデシルエーテル    ＥＯ付加モル数３〜７  ＨＬＢ９〜１３
ポリオキシエチレンラウリルエーテル  ＥＯ付加モル数３〜６  ＨＬＢ８〜１２
ポリオキシエチレンオレイルエーテル  ＥＯ付加モル数３〜７  ＨＬＢ６〜１１
ポリオキシエチレンドバノールエーテル
ＥＯ付加モル数３〜７  ＨＬＢ８〜１２
ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル
ＥＯ付加モル数５〜８  ＨＬＢ１１〜１３
ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
ＥＯ付加モル数４〜８  ＨＬＢ９〜１２
【００１６】上記はいずれも常温で液体であるが、アルキル基がステアリルのような長鎖で飽和の物質は取り扱いの点で好ましくない。
【００１７】又、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル系、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー及びプロピレンオキシド系非イオンは乳化分散性が劣り好ましくない。
【００１８】本発明の界面活性剤組成物においては、副成分として脂肪酸エステルを要することを特徴とする。その混合比率は、前記のポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤５９〜８９重量％に対し５〜１５重量％であることが、本発明特有の高性能エマルジョンにするための条件であり、この範囲を逸脱すると、エマルジョンはできるものの水混合率や長期間の乳化安定性などの物性が不満足なものになる。脂肪酸エステルとして特に推薦できるのは下記の通りである。
【００１９】ポリオキシエチレンラウリン酸エステル  ＥＯ２〜ＥＯ８Ｍ  ＨＬＢ１２〜１６
ポリオキシエチレンオレイン酸エステル  ＥＯ４〜ＥＯ８Ｍ  ＨＬＢ１０〜１５
ポリオキシエチレンソルビタンラウリン酸エステル
ＥＯ４〜ＥＯ８Ｍ  ＨＬＢ１２〜１６
ポリオキシエチレンソルビタンオレイン酸エステル
ＥＯ４〜ＥＯ８Ｍ  ＨＬＢ１０〜１４
ソルビタンオレイン酸エステル          ＨＬＢ４．３
ソルビタンラウリン酸エステル          ＨＬＢ８．１
【００２０】なお、更にアルキレングリコールを配合することについては公知手段であり、具体的にはエチレングリコール又はプロピレングリコールなどが該当する。これも混合比率が１〜９重量％を逸脱すると、本発明の所望する高性能エマルジョンにするには適さない。
【００２１】なお、前記防錆添加剤としてのソルビタンモノオレエートの配合は、本発明のような水和型燃料油の長期保存において保管槽及びパイプラインの腐食を防止するのに極めて有効である。
【００２２】また本発明の水和型燃料油の効果をより充分に発揮させるために、加水する水に対し、静電気活水装置等を用いて水分子のクラスターを細分化するなどの手段を講じることは任意である。
【発明の効果】
【００２３】本発明によれば、水が約３０％程度の水中油滴型エマルジョンが数週間以上も分離しない安定性の極めて優れたかたちで容易に得られる。従ってそのエマルジョン燃料は、通常の燃料油と同様に円滑に燃焼するとともにそれ以上に燃焼効率を高め、煤塵やＮＯｘを減少させ得るものであり、これが在来のエマルジョンと異なり分離しないことによって、実際のエンジンやボイラーなどの燃焼機関を損ねることなく燃料として安定的に使用することができるという甚大な効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】（界面活性剤組成物の実施例１）
ポリオキシエチレンオレイルエーテル（ＨＬＢ１２〜１４）    ７５Ｗ％
ポリオキシエチレンオレイン酸エステル                      １５Ｗ％
プロピレングリコール                                        ８Ｗ％
ソルビタンモノオレエート                                    ２Ｗ％【００２５】（界面活性剤組成物の実施例２）
ポリオキシエチレンドバノールエーテル（ＨＬＢ１２〜１４）  ８０Ｗ％
ポリオキシエチレンオレイン酸エステル                      １０Ｗ％
エチレングリコール                                          ７Ｗ％
ソルビタンモノオレエート                                    ３Ｗ％【００２６】上記いずれの界面活性剤組成物も撹拌機を用いて調整作成し、そのいずれかを予め重油、灯油、軽油などの燃料油７０ｌに対し１ｌ添加し、均一に溶解させ、その中に水３０ｌをゆっくり加えてそのまま約３分間静かに放置し、水と油が上下に二分された状態に至った後、これを市販の静止型高圧ミキサーにかけて急速にミキシングする。【００２７】得られたエマルジョンは白色の濃厚な牛乳状を呈し、１ケ月以上経過しても全く分離することがなく、きわめて良好な安定性を示すものであった。これを用いて加熱炉での８時間連続燃焼試験を行なった結果、デジタル温度計では炉の中心部温度は１２００℃に保たれ、約３０％含水燃料であるにもかかわらず温度低下が認められなかった。【００２８】更に車両走行試験では燃費は通常燃料運転に比べ２０〜２５％削減できることが判明し、すす、煤塵など不完全燃焼物質はほとんど確認できず、排気塔のガス分析測定ではＮＯｘの発生は通常の燃焼に比べ５分の１になった。
【産業上の利用可能性】
【００２９】本発明の高性能エマルジョンは従来になく安定性があり分離しにくいエマルジョン燃料を提供するものであり、燃費や公害防止上からも甚だニーズが高く、またその製造など実施上の問題もないから、産業上の利用可能性は十分にある。