(57)【要約】  （Ａ）植物または動物由来あるいはそれらの混合物の少なくとも１種類の液体油を約５０〜９５重量％含む連続相と、（Ｂ）約１〜５０重量％の水を含む水含有分散相と、（Ｃ）一価、二価、三価、および多価アルコールからなる群より選択されるヒドロキシル含有有機化合物であって、但し、一価アルコールが使用される場合はｔｅｒｔ−ブチルアルコール、少なくとも１種類のＣ２〜Ｃ４アルキレングリコール、または両方の混合物の少なくとも１つも存在する、約１〜２５重量％のヒドロキシル含有有機化合物と、（Ｄ）約０．０５〜１０重量％の少なくとも１種類の乳化剤とを含み、分散した水含有液滴が約２０ミクロン未満の平均粒度を有する乳化バイオ燃料組成物。上記バイオ燃料は、高剪断条件下、好ましくは超音波エネルギーを使用して混合することによって、これらの成分から調製される。上記乳化剤は、好ましくは親水性親油性バランスが約８．５〜約１８であり、上記バイオ燃料は、セタンエンハンサーと、アルコールおよびモノ−またはポリ−アルキレングリコールの混合物とを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性エマルジョンを含むバイオ燃料組成物であって、
（Ａ）植物または動物由来あるいはそれらの混合物の少なくとも１種類の液体油を約５０重量％〜約９５重量％含む連続相と、
（Ｂ）約１重量％〜約５０重量％の水を含む水含有分散相と、
（Ｃ）一価、二価、三価、および多価アルコールからなる群より選択されるヒドロキシル含有有機化合物であって、但し、一価アルコールが使用される場合はｔｅｒｔ−ブチルアルコール、少なくとも１種類のＣ２〜Ｃ４アルキレングリコール、または両方の混合物の少なくとも１つも存在する、約１重量％〜約２５重量％のヒドロキシル含有有機化合物と、
（Ｄ）約０．０５重量％〜約１０重量％の少なくとも１種類の乳化剤と
を有し、前記分散相が、約２０ミクロン未満の平均粒度を有する水含有液滴を含み、全ての量は、組成物の全重量を基準として表しているバイオ燃料組成物。
【請求項２】
前記少なくとも１種類の乳化剤の親水性親油性バランスＨＬＢが約８．５〜約１８である請求項１に記載のバイオ燃料。
【請求項３】
前記少なくとも１種類の乳化剤が、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロックコポリマー、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタントリオレエート、ポリエチレン（２０）ソルビタンモノオレエート、ポリエチレン（２０）ソルビタンモノラウレート、およびそれらの混合物からなる群より選択される請求項２に記載のバイオ燃料。
【請求項４】
前記バイオ燃料組成物のセタン価を増加させるために有効量の添加剤をさらに含む請求項１に記載のバイオ燃料。
【請求項５】
前記セタン添加剤が、過酸化物、ニトレート、ニトライト、ニトロカルバメート、およびそれらの混合物からなる群より選択される請求項４に記載のバイオ燃料。
【請求項６】
前記セタン添加剤が、最大約１０個の炭素原子を有する置換または非置換、線状、分岐、または線状と分岐とが混合されたアルキルまたはシクロアルキル硝酸エステル、ならびにそれらの混合物からなる群より選択される請求項５に記載のバイオ燃料。
【請求項７】
前記セタン添加剤が、式Ｒ１ＯＯＲ２のジアルキル過酸化物（式中のＲ１およびＲ２は、１〜約１０個の炭素原子を有する同種または異種のアルキル基である）、およびそれらの混合物からなる群より選択される請求項５に記載のバイオ燃料。
【請求項８】
前記セタン添加剤が、硝酸２−エチルヘキシル、過酸化ジ−ｔｅｒｔ−ブチル、およびそれらの混合物からなる群より選択される請求項５に記載のバイオ燃料。
【請求項９】
前記ヒドロキシル含有有機化合物が、Ｃ１〜Ｃ４直鎖および分岐鎖モノアルコール、Ｃ２〜Ｃ４モノ−およびポリ−アルキレングリコール、Ｃ２〜Ｃ４モノ−およびポリ−アルキレングリコールの誘導体、ならびにそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１つのメンバーを含み、但しこのようなポリアルキレングリコールの分子量が、前記燃料組成物中への使用に好適な分子量である請求項１に記載のバイオ燃料。
【請求項１０】
前記アルコールが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、およびそれらの混合物からなる群より選択される請求項９に記載のバイオ燃料。
【請求項１１】
炭化水素溶剤、塗料用シンナー、テルペンチン、ミネラルスピリット、およびそれらの混合物からなる群より選択される補助的な低粘度低密度可燃性液体をさらに含む請求項１に記載のバイオ燃料。
【請求項１２】
乳化燃料組成物の調製方法であって、
（Ａ）前記組成物の全重量を基準にした以下の量の成分を準備するステップであって、
（１）約５０重量％〜約９５重量％の植物または動物由来の少なくとも１種類の液体油またはそれらの混合物と、
（２）約１重量％〜約５０重量％の水含有分散相を生成するのに十分な量の水と、
（３）一価、二価、三価、および多価アルコールからなる群より選択されるヒドロキシル含有有機化合物であって、但し、一価アルコールが使用される場合はｔｅｒｔ−ブチルアルコール、少なくとも１種類のＣ２〜Ｃ４アルキレングリコール、または両方の混合物の少なくとも１つも存在する、約１〜２５重量％のヒドロキシル含有有機化合物と、
（４）約０．０５重量％〜約１０重量％の少なくとも１種類の乳化剤と
を準備するステップと、
（Ｂ）高剪断条件下で成分（Ａ）（１）〜（Ａ）（４）を互いに混合して、約２０ミクロン未満の平均粒度を有する水含有液滴を含む分散相を生成するステップとを含む方法。
【請求項１３】
前記分散相が、約０．１〜約１０ミクロンの平均粒度を有する水含有液滴を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１種類の乳化剤の親水性親油性バランスＨＬＢが約８．５〜約１８である請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１種類の乳化剤が、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロックコポリマー、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタントリオレエート、ポリエチレン（２０）ソルビタンモノオレエート、ポリエチレン（２０）ソルビタンモノラウレート、およびそれらの混合物からなる群より選択される請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記バイオ燃料組成物のセタン価を増加させるために有効量の添加剤を提供するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記セタン添加剤が、過酸化物、ニトレート、ニトライト、ニトロカルバメート、およびそれらの混合物からなる群より選択される請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記ヒドロキシル含有有機化合物が、Ｃ１〜Ｃ４直鎖および分岐鎖モノアルコール、Ｃ２〜Ｃ４モノ−およびポリ−アルキレングリコール、Ｃ２〜Ｃ４モノ−およびポリ−アルキレングリコールの誘導体、ならびにそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１つの要素を含み、但しこのようなポリアルキレングリコールの分子量が、前記燃料組成物中への使用に好適な分子量である請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記成分の提供および混合が実質的に同時に行われる請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記水が前記植物油以外の前記成分とあらかじめ混合されて水性混合物が生成され、その後、前記水性混合物が前記植物油と混合される請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
高剪断発生混合装置が使用される請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
超音波エネルギーを発生させ前記混合物中に導入可能な混合装置を使用して、高剪断が発生される請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
乳化剤量が、超音波エネルギーを使用せずに前記分散粒度を得るのに必要な量の乳化剤の約２０％〜約９０％である請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記平均液滴粒度が、約０．０１〜約１５ミクロン、０．１〜約１０ミクロン、０．５〜約５ミクロン、およびそれらの混合物からなる群より選択される請求項１に記載の乳化燃料。
【請求項２５】
前記バイオ燃料組成物のセタン価を増加させるために有効量の添加剤をさらに含む請求項２４に記載の乳化燃料。
【請求項２６】
前記セタン添加剤が、過酸化物、ニトレート、ニトライト、ニトロカルバメート、およびそれらの混合物からなる群より選択される請求項２５に記載の乳化燃料。
【請求項２７】
熱安定剤、老化安定剤、酸化防止剤、着色剤、染料、マーカー、臭気調整剤、防錆剤、ガム形成防止剤、金属不活性化剤、上部シリンダー潤滑剤、摩擦調整剤、洗浄剤、静菌剤、殺真菌剤、殺微生物剤、およびそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１つのメンバーをさらに含む請求項１に記載の乳化燃料。
【請求項２８】
前記乳化剤が、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロックコポリマー、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタントリオレエート、ポリエチレン（２０）ソルビタンモノオレエート、ポリエチレン（２０）ソルビタンモノラウレート、およびそれらの混合物からなる群より選択され、前記アルコールが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、およびそれらの混合物からなる群より選択される請求項２５に記載の乳化燃料。
【請求項２９】
炭化水素溶剤、塗料用シンナー、テルペンチン、ミネラルスピリット、およびそれらの混合物からなる群より選択される補助的な低粘度低密度可燃性液体をさらに含む請求項２８に記載の乳化燃料。
【請求項３０】
植物の種子または果実、あるいはそれらの混合物から得られる油を含む請求項１に記載のバイオ燃料組成物。
【請求項３１】
植物の種子または果実、あるいはそれらの混合物から得られる油を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項３２】
前記少なくとも１種類の乳化剤が、少なくとも２種類の乳化剤の混合物を含み、前記２種類の乳化剤の少なくとも１つが、約１〜約６の低ＨＬＢ値を示し、前記２種類の乳化剤の少なくとも１つが、約６〜約２０の高ＨＬＢ値を示し、但し、前記低ＨＬＢ値および前記高ＨＬＢ値がともに６となることはない請求項２に記載のバイオ燃料。
【請求項３３】
（Ｉ）（ａ）前記水の重量と（ｂ）前記ヒドロキシル含有有機化合物の重量との合計を、（ＩＩ）前記植物性および動物性の脂肪および油の重量で割った値が約０．２５未満である請求項３２に記載のバイオ燃料。
【請求項３４】
前記少なくとも１種類の乳化剤が、少なくとも２種類の乳化剤の混合物を含み、前記２種類の乳化剤の少なくとも１つが、約１〜約６の低ＨＬＢ値を示し、前記２種類の乳化剤の少なくとも１つが、約６〜約２０の高ＨＬＢ値を示し、但し、前記低ＨＬＢ値および前記高ＨＬＢ値がともに６となることはない請求項１４に記載の方法。
【請求項３５】
（Ｉ）（ａ）前記水の重量と（ｂ）前記ヒドロキシル含有有機化合物の重量との合計を、（ＩＩ）前記植物性および動物性の脂肪および油の重量で割った値が約０．２５以下である請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
（Ａ）１５００部の植物性または動物性の油または脂肪と、（Ｂ）水９００部と、（Ｃ）９０重量％（１８０プルーフ）の変性エタノール４００部のと、（Ｄ）（１）水素化ヒマシ油、（２）セチルアルコール、および（３）（１）と（２）との混合物からなる群より選択される少なくとも１つの成分３０部と、場合により補助的な可燃性液体５００部との成分から調製された乳化燃料混合物。
【請求項３７】
乳化燃料混合物の調製方法であって、（Ｉ）（Ａ）９０重量％の変性水含有エタノール（１８０プルーフ）４００部と、（Ｂ）（１）水素化ヒマシ油、（２）セチルアルコール、および（３）（１）と（２）との混合物からなる群より選択される少なくとも１つの成分３０部とを混合して添加剤を形成するステップと、（ＩＩ）前記添加剤を成分（Ｂ）水９００部と混合して混合物（ＩＩ）を形成するステップと、（ＩＩＩ）同時に混合しながら混合物（ＩＩ）を（Ｄ）植物性または動物性の油または脂肪１５００部に加えて、実質的に乳化された混合物を生成するステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（相互参照）
本出願は、２００６年４月２７日に出願され、バイオ燃料添加剤およびバイオ燃料の製造方法（Ｂｉｏｆｕｅｌ  Ａｄｄｉｔｉｖｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ａ  Ｂｉｏｆｕｅｌ）と題される米国特許出願第６０／７９５，３６５号の恩典を主張し、本開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、燃料添加剤、そのような添加剤の製造方法、およびそのような添加剤を使用する燃料組成物に関し、この燃料は、植物または動物に由来するものを実質的に主成分とする。
【背景技術】
【０００３】
ガソリンやディーゼル燃料などの石油に由来する燃料の代替燃料を見出そうとする努力によって、バイオディーゼル燃料が開発された。従来のバイオディーゼルは、植物油または植物性脂肪のエステル交換によって製造される。このようなプロセスでは、触媒を使用してまたは使用せずに、通常、大気圧において追加のエネルギーを投入し、大気圧において、植物性脂肪または植物油を典型的にはアルコール、例えばメタノールまたはエタノールであるエステル化剤と反応させる。反応時間は、温度に依存して０．５〜８時間の範囲となることができる。
【０００４】
用語「油」および「脂肪」は、類義語であるとみなされることが多く、本出願の目的では化学的に交換可能であるとみなすことができ、これらの生成物の間の区別は、単にそれらの物理的状態に基づいて行われる。例えば、「油」は、典型的には周囲温度または室温において液体である生成物を表すために使用され、一方、用語「脂肪」は、典型的には室温において実質的に固体である生成物を表すために使用される。しかし、このような区別は、室温の定義によって左右されるという点において幾分不自然である。例えば、同じ生成物が、ある年の所与の時期においてある緯度では「脂肪」とみなされ、同じ年の別の緯度または別の時期においては「油」とみなされる場合がある。他の種類の油（例えば精油または石油に由来する油）での混乱を避けるために、これらの油は、「植物油または動物油」あるいは「植物性または動物性の脂肪」とできる限り区別するが、特に明記しない限り、脂肪および油に対する言及は、例えば石油などとは対照的な、本発明において有用な植物性または動物性の油成分に対する言及であると理解されたい。言い換えると、ディーゼル油、ガスオイルなどのような石油から得られた油が場合が本発明の組成物中に存在する場合、それは添加剤または少量成分として存在し、言い換えると、５０重量％未満、例えば約４０、３０、２０、１０、５、またはさらに３重量％未満、例えば、約０重量％を超えて約５重量％未満、または１０重量％未満、または１５重量％、または２０重量％未満、または２５重量％未満の量で存在する。
【０００５】
典型的にはディーゼルエンジンの燃料として使用される一般的な植物油由来の燃料は、「バイオディーゼル」と呼ばれる。バイオディーゼルは、エステル交換と呼ばれる化学反応を使用して製造される。本プロセスで、脂肪酸メチルエステル（ＦＡＭＥ、バイオディーゼルの化学名）とグリセリンとの２つの主要生成物が形成される。この反応では、触媒を使用してまたは使用せずに、追加のエネルギーを投入し、通常は大気圧において、植物油または脂肪を、通常はアルコール（例えば、メタノールまたはエタノール）であるエステル化剤と反応させる。反応時間は、温度に依存し、触媒が使用されるかどうかによって約０．５〜約８時間を変動し得る。本方法で発生され、１００％の純粋な形態で使用される（言い換えると石油系燃料またはエタノールのいずれかである別の燃料で「希釈」されない）バイオディーゼル燃料は「Ｂ  １００」と呼ばれる。例えばディーゼル燃料やガスオイルなどの別の燃料で希釈される場合、存在するバイオディーゼルのパーセント値によって典型的には区別され、例えば、Ｂ５、Ｂ２０、Ｂ３０などである。従来のバイオディーゼルの主な物理的および化学的性質は以下の通りである。メチルエステル含有率＞９６．５％、１５℃における密度約０．８６〜約０．９０ｇ／ｃｃ、４０℃における粘度約３．５〜約５．０ｍｍ２／ｓの間、燃焼点＞１１０℃、セタン価＞５１、真発熱量＝約３３１７５ｋＪ／Ｌ（典型的なＮｏ．２ディーゼル燃料と比較、バイオディーゼルは、ＢＴＵ／ｇａｌで表される発熱量が約８．６５％少ない、すなわち、１１８，２９６対１２９，５００）。
【０００６】
さらに、従来のバイオディーゼル燃料は、従来のガスオイルとは異なる蒸留曲線を示す。これによって、石油系ディーゼル燃料と比較してバイオディーゼルの粘度および密度が高いために、より長くより小さな火炎断面が生じる。このような火炎では、容積燃料ポンプの圧力が例えば約１〜１．５ａｔｍなどのわずかな上昇ができない場合に運転上の問題が発生する。同じ理由で、バイオディーゼルの特性により適合させた形態を有する改良燃料ノズルの使用が必要となり、例えば、中央において６０°のノズル開口で最も高性能となる。
【０００７】
さらに、バイオディーゼルを使用するためには、一次空気対二次空気の関係のさらなる調整（燃焼ヘッドの調節）が必要となる。しかし、これによってさらに問題が生じるが、その理由は、二次空気が増加すると、エンジンの低温性能が改善されるが、平衡燃焼がわずかに悪化し、また逆のことも生じるためである。従来のバイオディーゼルの別の欠点は、メチルエステルの高い溶解力のために生じる。このため、一般にライナーやシールとして存在する不適合性のプラスチックが損傷されることがあり、不注意により貯蔵タンク中に残留するガスオイルの堆積物による問題も発生し得る。したがって、ポリマー部品（例えば吸い込み管および戻り管、ポンプの圧縮シール、屈曲要素、ならびにライナーおよびシールなど）の取り替えまたは少なくとも定期的な管理も必要となる。さらに、化石燃料の全ての残留物を除去するためにタンクおよびヒーターの洗浄を行うことも強く推奨される。
【０００８】
従来のバイオディーゼルが潤滑油と混合された場合も、その混合物のヨウ素価が増加するために種々の問題が発生することがあり、ヨウ素価は有機不飽和の指標の１つである。油のヨウ素価が約１１５を超えると、混合物は重合しやすくなり、ゴム状堆積物が潤滑ライン中に形成されて、潤滑剤の流動が減少することがある。このため、モーターの潤滑油の望ましくない交換が必要となり得る。さらに、バイオディーゼルの組成はガスオイルとは非常に異なるため、排出ガスに関するその挙動は、特にＮＯｘ排出に関して、ガスオイルと大きく異なる場合がある。
【０００９】
従来のバイオディーゼルが燃料噴射器を有するエンジン中に使用される場合、ガスオイルが使用される場合の少なくとも２〜３倍は噴射機中に堆積物が形成されやすくなる。通常、このような堆積物は炭素堆積物であり、特に「コモンレール」型モーターの場合に、経時により摩耗する傾向にある。しかし、堆積物の問題は、従来のバイオディーゼル燃料を使用しても噴射圧力を例えば約１００ｂａｒまで増加させれば回避することができる。
【００１０】
エステル交換プロセス中に使用されるメタノールによって、従来のバイオディーゼルの残分中の化石燃料に基づくＣＯ２の増加が最小限となる。バイオディーゼルの製造に使用される油の供給源が再生可能な供給源（典型的にはバイオマスと呼ばれる）による場合、バイオディーゼルの燃焼によって生成される全ＣＯ２が再生可能となる。しかし、燃焼の最も望ましくない副生成物に含まれると現在考えられている酸化窒素の問題は、従来のバイオディーゼル燃料の弱点である。バイオ燃料は酸素含有率が高いために、ガスオイルよりもＮＯｘ排出が平均で１０〜１３％増加する。１００％未満のバイオディーゼルを含有する混合物でさえも、ＮＯｘ排出が増加する。例えば、Ｂ２０の場合、ガスオイルよりも約２〜３％増加する。他方、Ｂ１００のＣＯ排出は平均でガスオイルの場合の約４０％未満であり、Ｂ２０バイオディーゼル混合物は約１５％少ないＣＯを排出する。モーター領域内の一酸化炭素は、大きな問題が発生することがなく、より弱い汚染物質とみなすことができる。むしろ、酸素不足の結果を生じるので、不完全燃焼の指標となる。
【００１１】
バイオディーゼルの燃焼による粒子状排出物は、バイオディーゼルの合成に使用される原料の化学組成に関連する場合があり、燃焼に関連する問題を示している場合もある。このような粒子に関連する危険性は、それらの化学組成および粒子の平均寸法によって変動する。さらに、これらの粒子は、ある程度発癌性および／または突然変異誘発性であると考えられる芳香族物質を一定量吸収および／または吸着する。バイオディーゼルが硫黄を完全に含有しない訳ではない場合には、ＳＯ２排出が問題となり得る。明らかに、ガスオイルとバイオディーゼルとの混合物では、化石燃料の含有率に比例してＳＯ２排出が増加する。従来のボイラーのバイオ燃料の使用は、まだ十分に研究されていない。例えば、バイオディーゼルを供給した１７５０ｋＷボイラーの排気筒から測定した粒子状排出物、ＮＯｘ、ＳＯ２、およびＣＯの量を、０．２５重量％の硫黄を含有するガスオイルを燃焼させるボイラーから排出される物質とを比較すると、バイオディーゼルから排出される汚染物質は、ＮＯｘ量が多いことを除けばガスオイルの汚染物質よりも少ないことが分かる。
【００１２】
最後に、原材料費を基準とすると、バイオディーゼルは、例えば欧州での費用に基づいて現在計算すると、通常のディーゼル燃料よりもはるかに高価となる。現在では非石油系燃料の使用促進を政府が推奨しているため、「ガソリンスタンドでの」最終原価を同等にすることができる。
【００１３】
したがって、非石油系燃料、特に再生可能な植物源に基づく燃料の分野におけるさらなる改善が、特にこのような燃料が許容できる性能特性を示す場合に、非常に望ましい。
【発明の開示】
【００１４】
一実施形態においては、ディーゼルエンジン中での使用に好適な乳化バイオ燃料組成物は、（Ａ）植物または動物由来あるいはそれらの混合物の少なくとも１種類の液体油を約５０〜９５重量％含む連続相と、（Ｂ）約１〜５０重量％の水を含む水含有分散相と、（Ｃ）一価、二価、三価、および多価アルコールからなる群より選択されるヒドロキシル含有有機化合物であって、但し、一価アルコールが使用される場合はｔｅｒｔ−ブチルアルコール、少なくとも１種類のＣ２〜Ｃ４アルキレングリコール、または両方の混合物の少なくとも１つも存在する、約１〜２５重量％のヒドロキシル含有有機化合物と、（Ｄ）約０．０５〜１０重量％の少なくとも１種類の乳化剤とを含み、分散した水含有液滴が約２０ミクロン未満の平均粒度を有する。このバイオ燃料は、高剪断条件下、好ましくは超音波エネルギーを使用して混合することによって、これらの成分から調製される。上記少なくとも１種類の乳化剤は、好ましくは親水性親油性バランスが約８．５〜約１８であり、上記バイオ燃料は、セタンエンハンサー（ｃｅｔａｎｅ−ｅｎｈａｎｃｅｒ）と、アルコールおよびモノ−またはポリ−アルキレングリコールの混合物とを含む。
【００１５】
一実施形態においては、植物油連続相を含む乳化燃料中の分散水相は、平均液滴粒度が約０．０１〜約１５ミクロンであり、乳化剤の親水性親油性バランスＨＬＢが約８．５〜約１８である。
【００１６】
別の一実施形態においては、乳化燃料混合物は、以下の成分、（Ａ）混合物を含む植物性または動物性の油または脂肪と、（Ｂ）水と、（Ｃ）Ｃ１〜Ｃ４アルコールからなる群より選択される少なくとも１種類のアルコールと、（Ｄ）少なくとも１種類の界面活性剤または乳化剤と、場合により、炭化水素溶剤、塗料用シンナー、テルペンチン、ミネラルスピリット、およびそれらの混合物からなる群より選択される補助的な低粘度低密度可燃性液体から調製される。一実施形態においては、後者の乳化燃料混合物は、以下の方法によって調製することができる。（Ｉ）成分（Ｃ）および（Ｄ）を互いに混合して添加剤を生成し、この添加剤を水（Ｂ）と混合して混合物（ＩＩ）を形成する。混合物（ＩＩ）を同時に混合しながら好適な比率で植物油の成分（Ａ）に加えて、実質的に乳化した混合物を生成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本明細書において使用される場合、以下の用語または語句は以下に示す意味を有する。
【００１８】
用語「エマルジョン」は、２種類の不混和性物質の混合物または分散体を意味し、本発明の液体では、一方の物質の分散相が他方の物質の連続相中に分散している。乳化剤として公知の１種類以上の物質を使用することによってエマルジョンは安定化し、言い換えると、保管中および／または使用直前および使用中などの関連する時間の間分散相が分散した状態に維持される。存在する油の量（ならびに油の種類）および水の量、エマルジョンの調製に使用される条件、乳化剤の種類および量、温度などの変量、ならびにこのような変量の組み合わせ依存して、エマルジョンは油中水型エマルジョンまたは水中油型エマルジョンとなり得る。分散相の粒度または液滴サイズは、大きな範囲で変動することができ、エマルジョンは安定な状態で維持することができるが、特定の用途におけるその性質および適合性は、分散相の粒度に応じて変動し得る。分散相の均一性も上記変量により変動しるため、典型的には粒度は平均サイズで表される。粒度は、粒子が必ずしも球形であることを必要とせず、粒子サイズは各粒子の主要寸法または平均寸法を基準とすることができるが、連続液相中に分散液相を含む系の場合、流体力学によると、分散した粒子は実質的な球形になりやすい。
【００１９】
用語「乳化剤」は、エマルジョンの形成を促進する能力、および／または少なくとも短期間、すなわち実際的または商業的に対象となる時間の間編めるジョンを実質的に安定化させる能力を有する化合物または化合物混合物を意味する。乳化剤によって、エマルジョンの分散相の大規模なまたは実質的な凝集または合体に対する安定性が得られる。典型的には乳化剤は、エマルジョンの分散相および連続相と、それらの間の界面で相互作用することができるという点で界面活性物質であるとみなされる。本明細書の目的では、「界面活性剤」および「乳化剤」は同等で交換可能な用語とみなされる。さらに、一般名称の範囲内で、界面活性剤には、非イオン性、イオン性または部分イオン性、陰イオン性、両性、陽イオン性、および両性イオン性の界面活性剤などの様々な種類の界面活性剤が含まれる。
【００２０】
用語「セタン価」は、ディーゼル燃料着火特性の指標の１つを意味し、ガソリンの場合のオクタン価と類似のものであり、同様に数値が大きいほど性能が良好であることを示す。固有の試験が燃料産業によって開発および受容され、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ６１３、ＩＰ  ４１、およびＥＮ  ＩＳＯ  ５１６５を含む種々の規格設定機関によって定義されている。この試験方法では、標準的な単気筒で４サイクルで可変圧縮比の間接噴射ディーゼルエンジンを使用して、セタン価の任意の尺度でディーゼル燃料油が評価付けされる。セタン価の尺度は０〜１００の範囲であるが、ディーゼル燃料およびディーゼル用途における使用が意図された燃料における典型的な試験結果は、通常３０〜６５セタン価の範囲内となる。
【００２１】
用語「引火点」は、一般に、物質または組成物、典型的には流体の着火または燃焼のしやすさを意味する。引火点の測定は、英国のエネルギー協会（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）、米国のＡＳＴＭ、欧州のＣＥＮ、および国際的なＩＳＯなどの標準化団体によって管理される試験方法によって定義される。例えば、ディーゼル燃料の場合、この手順はＡＳＴＭ  Ｄ９７５に定義されている。燃料の引火点は、試験部分からの蒸気が空気と混合されて引火性混合物が得られて、着火源が使用された場合に「発火」が起こる実質的な最低温度である。引火点の高い材料は、引火点の低い材料よりも着火しにくい。例えば、６６℃〜９３℃（１５０°Ｆ〜２００°Ｆ）の引火点は、出火危険が中程度に低いとみなされ、３８℃〜６６℃（１００°Ｆ〜１５０°Ｆ）の引火点は中から高の出火危険であるとみなされる。参照の目的で、ディーゼル燃料の引火点は約３８℃〜５４℃（１００°Ｆ〜１３０°Ｆ）であり、ガソリンの引火点は約−４０℃〜−４６℃（−４０°Ｆ〜−５０°Ｆ）である。燃料の引火点は、実際に使用する燃料組成物の適合性を決定するために考慮する必要がある性質の１つである。
【００２２】
一般的に使用される場合または修飾語が使用されない場合の用語「混合」は、ある成分を別の成分中に分散させるための本明細書に記載の各プロセスを含む。
【００２３】
用語「ヒドロカルビル置換基」または「ヒドロカルビル基」は、当業者に周知である通常の意味で使用される。具体的には、分子の残りの部分に直接結合した炭素原子を有し、主要な炭化水素特性を有する基を指す。ヒドロカルビル基の例としては、（１）炭化水素置換基、すなわち、脂肪族（例えばアルキルまたはアルケニル）、脂環式（例えばシクロアルキル、シクロアルケニル）置換基、ならびに芳香族、脂肪族、および脂環式で置換された芳香族置換基、ならびに分子の別の部分を介して環が完成している環状置換基（例えば、２つの置換基が合わさって１つの脂環式基を形成する）、（２）置換炭化水素置換基、すなわち、本発明の場合では主要な炭化水素置換基を変化させない非炭化水素基（例えば、ハロ（特にクロロおよびフルオロ）、ヒドロキシ、アルコキシ、メルカプト、アルキルメルカプト、ニトロ、ニトロソ、およびスルホキシ）を含有する置換基、（３）ヘテロ置換基、すなわち、主要な炭化水素特性を有し、本発明の場合では環または鎖の中に炭素以外を含有し、残りが炭素原子で構成されている置換基が含まれる。ヘテロ原子としては、硫黄、酸素、窒素が含まれ、ピリジル、フリル、チエニル、およびイミダゾリルとして置換基を包含する。一般に、２つ以下、好ましくは１つ以下の非炭化水素置換基が、ヒドロカルビル基中の炭素原子１０個ごとに存在し、典型的には、ヒドロカルビル基中に非炭化水素置換基は存在しない。
【００２４】
アルキル、アルケニル、およびアルコキシなどの用語とともに使用される場合の用語「低級」は、合計で最大７個の炭素原子を含有するそのような基を表すことを意図している。
【００２５】
「油」に対する以下の本開示における言及は、一般に、植物油、動物由来の油、および植物油と動物由来の油との混合物を指し、それらの再利用されたものを含む。説明の場合に他の意味が要求されるのでなければ、「植物油」に関する言及は、動物由来の油、および植物油と動物由来の油との両方の混合物に対する言及を含むものと理解されたい。
【００２６】
エマルジョンに関して使用される場合の用語「安定性」または「安定」は、分散相または親水性相が親油性相（植物性および／または動物性の油および／または脂肪）中に実質的に分散して維持されることを指す。言い換えると、エマルジョンの調製から少なくとも約２４時間後、好ましくは少なくとも約４８時間後、より好ましくは少なくとも約７２時間後に目視観察して示されるように相分離が実質的に起こらず、例えば、意図する用途における乳化燃料組成物の使用、例えば、バーナー、自動車などにおける使用に好適な周囲温度において約４日以上後で実質的に相分離が観察されない。あるいは、試験方法ＡＳＴＭ  Ｄ９６に準拠して沈殿形成を測定することによって安定性の特性決定を行うこともできる。
【００２７】
本発明の目的で燃料組成物として特徴付けられ、「バイオ燃料」と呼ばれる本発明の組成物は、種々の構成の内燃エンジン、好ましくはディーゼルエンジン、ならびに、燃料を燃焼させて熱を発生させる装置、例えば加熱炉、ボイラー、発電設備など、例えばガスタービンまたは燃焼タービンなどにおける使用に好適である。本発明の組成物を使用して運転可能なディーゼルエンジンとしては、移動用（機関車および船舶用を含む）および固定型の発電装置の両方のあらゆる圧縮点火エンジンが含まれる。これらは、２サイクル型および４サイクル型のディーゼルエンジンを含む。ディーゼルエンジンとしては、軽荷重用および高荷重用のディーゼルエンジン、およびオンハイウェイおよびオフハイウェイエンジン、例えば新しいエンジンおよび使用中のエンジンが含まれるが、これらに限定されるものではない。ディーゼルエンジンとしては、自動車、トラック、市内バスなどのバス、機関車、固定型発電機などにおいて使用されるものが含まれる。例えば、バーナーにおける使用に関して、本組成物は、家庭用およびその他の加熱用の種々のオイルバーナーにおいて有用であり、例えばスリーブバーナー、自然通風ポットバーナー、強制通風ポットバーナー、回転壁火炎バーナー（ｒｏｔａｒｙ  ｗａｌｌ  ｆｌａｍｅ  ｂｕｒｎｅｒ）、ならびに空気噴霧式および圧力噴霧式ガンバーナーを含み、特に後半のバーナーは特に米国において最も一般的に使用されている家庭暖房用バーナーである。特に、このような組成物は、ディーゼルモーター（新世代および旧世代の両方）用および／またはボイラー用、ならびに当分野において多段バーナーとも呼ばれる単段または複数段バーナー用に有用な燃料となる。
【００２８】
当分野において周知の種々の混合装置を、本発明の実施形態および本発明の乳化組成物の形成を容易にするために使用することができ、一般にそのような装置としては、例えば、典型的にはステーターのごく近くで動作する高速ローターを使用するミキサー乳化機（ニューヨーク州のチャールズ・ロス・アンド・サンズ・カンパニー（Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｒｏｓｓ  ＆  Ｓｏｎｓ  Ｃｏ．，ＮＹ）製造の種類など）、逆ピッチ、アンカー、リーフ、ゲート、フィンガー、ダブルモーション、らせんなどの様々な設計形状を有するパドルを使用するバトルミキサーが含まれ、これらはバッチ式およびインライン式装置などを含む。本実施形態および一般に本発明において有用な他の混合方法については後にさらに説明する。本発明の種々の実施形態のプロセスは、例えば周囲温度または室温、例えば約２０℃〜約２２℃、またはさらには２５℃の高さなどの好都合な温度で行うことができる。所望の乳化組成物が得られ、後の観察および／または試験を基準にして使用するまで、および使用中に好適には安定となるのであれば、混合時間および温度を変化させることができる。燃料組成物の成分の混合後に沈殿物が形成され得る条件下では、沈殿が起こる場合には沈殿が起こるのに十分な時間待った後、そのような材料を乳化燃料組成物から除去または分離することが望ましいことがある。典型的には、このような時間は、少なくとも約４分、好ましくは約５分、より好ましくは約６分以上である。好ましい時間は、限定されかつ単純な実験によって容易に決定することができ、このような時間は、例えば、使用される植物油、および乳化剤を含む混合物中の他の成分の種類、量、および組成に基づいて調整することができる。
【００２９】
上述の方法以外の混合方法も本発明における使用に好適となり、場合によっては特に好ましい。混合物は、例えばパドル、らせんなどの種々の構成のモーター駆動撹拌機が取り付けられたバットまたはタンクなどの従来の混合またはブレンド装置で調製することができる。このような装置中で行われる混合は時間がかかり、多くの場合、均一で安定なエマルジョンを得るための混合が１０分を超え、例えば、約１０〜約３０分、あるいは約１５〜約２０分を要する。しかし、このようなエマルジョンは、平均粒度、例えば、直径または平均寸法が約２０ミクロンを超え、例えば約２０〜約５０ミクロン、または約２０〜約３５ミクロンとなる分散粒子を含有する。約２０ミクロン以上の平均粒度を有するエマルジョンを本明細書では「マクロエマルジョン」と呼ぶ。マクロエマルジョンの特徴を有する燃料組成物は典型的には、はるかに小さい平均粒度を有する、言い換えるとマイクロエマルジョン、すなわち粒度が約２０ミクロン未満、例えば１９ミクロン以下である同じ燃料組成物とは異なる性質を示す。例えば、マイクロエマルジョン形態の同じ組成物と比較すると、マクロエマルジョン形態のある所与の組成物は、プロセス中、より高い粘度、低い引火点、および低い安定性を示し、そのため燃料組成物の長時間の再循環を必要とし、満足できる安定したエマルジョンを得るためにより多量の乳化剤を必要とすることがある。
【００３０】
１つの好ましい方法においては、本発明の燃料混合物は、超音波混合装置を使用して調製され、この装置は、小さな粒度、例えば平均で約１０ミクロン未満、または約０．０１〜約５ミクロンの安定なエマルジョン、言い換えるとマイクロエマルジョンの実施形態の調製に特に好都合である。この種類の好ましい装置は、「ソノレーター」（Ｓｏｎｏｌａｔｏｒ）超音波均質化システムとして、コネチカット州のソニック・コーポレーション（Ｓｏｎｉｃ  Ｃｏｒｐ．，Ｃｏｎｎ）より市販されている。このようなマイクロエマルジョンは、周囲温度、例えば約２２℃において、約５００ｐｓｉ〜約１５００ｐｓｉの圧力で調製することができるが、５０００ｐｓｉまでの高さの圧力を使用して安定なマイクロエマルジョンを生成することもできる。上記ソノレーターシステムは、半連続、連続、単回供給、または複数回供給を含む別の有用な方式で動作可能であるという点で特に有用である。特に、複数回供給方式で動作するこのようなシステムは、例えば、植物油、水、乳化剤、ならびにアルコール、セタンエンハンサー、アルキルグリコール、またはアルキルグリコール誘導体などの他の成分を収容する複数の供給タンクを使用することができる。このようなシステムは、限定するものではないが特定のエマルジョン粒度、粒度分布、混合時間などの特に望ましい結果を得るために、１つ以上の成分を同時、連続、または断続的に供給することができる。前述したように、超音波乳化を使用して調製される燃料組成物は、他の成分、特に植物油と水が同じ濃度の場合に乳化剤をより低濃度で実現することができる。例えば、超音波混合を使用せずに調製される組成物では、十分なエマルジョンを得るために約１．０重量％の乳化剤が必要であるが、十分なエマルジョン、好ましくは粒度がより小さく、マイクロエマルジョンが得られるという点で向上したエマルジョンを得るために、同じ組成で約０．５重量％しか乳化剤を必要としない場合がある。典型的には乳化剤量は、超音波乳化を使用しない場合に必要な量よりも約１０％少なく、超音波エネルギー入力を使用せずに十分なエマルジョンを得るのに必要な乳化剤量よりも、好ましくは約２０％少なく、より好ましくは約３０％少なく、さらにより好ましくは約４０％少なく、例えば、約５０％、６０％、７０％、８０％、さらには９０％少ない。例えば、平均エマルジョン粒度約２０ミクロンを得るために１重量％の乳化剤を必要とする乳化燃料組成物は、その代わりに同じ組成物中に０．２重量％の同じ乳化剤を使用して、約５ミクロンの粒度を有するエマルジョンを得ることができる。本明細書の目的では、微視的または分子規模で起こり得る物理プロセスとは無関係に、混合および乳化のために超音波エネルギーを導入する装置の使用を「高剪断」方法と呼ぶ。
【００３１】
超音波装置によって得られるような高剪断を使用した乳化によって、約０．０１ミクロン〜約２０ミクロン未満、例えば約０．０１ミクロン〜約１５ミクロン、または約０．１ミクロン〜約１０ミクロン、約０．１ミクロン〜約８ミクロン、約０．２ミクロン〜約６ミクロン、約０．５ミクロン〜約５ミクロン、約０．５ミクロン〜約４ミクロン、約０．５ミクロン〜約３ミクロン、約０．５ミクロン〜約３ミクロン、約０．１ミクロン〜約２ミクロン、約０．１ミクロン〜約１ミクロン、または約０．１ミクロン〜約１ミクロン以下、例えば約０．８ミクロンの範囲内の平均粒度または液滴サイズを有するエマルジョンが得られる。本発明の好ましい一実施形態によると、燃料組成物の分散相、すなわち水含有相は、平均直径、または主要寸法が５ミクロン以下である液滴を含む。したがって、乳化は、このような平均液滴粒度を得るのに十分な条件下で行われる。
【００３２】
使用可能な高剪断装置としては、約５００〜約５，０００ｐｓｉなどの広範囲にわたって圧力を変化させることができるソニック・コーポレーション・ソノレーター・ホモジナイジング・システム（Ｓｏｎｉｃ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  Ｓｏｎｏｌａｔｏｒ  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＩＫＡワーク・ディスパックス（ＩＫＡ  Ｗｏｒｋ  Ｄｉｓｐａｘ）、および多段、例えば３段ローター／ステーターの組み合わせなどの剪断ミキサーなどが含まれるが、これらに限定されるものではない。ローター／ステーター発生器の先端速度は、モーターを制御する可変周波数駆動部によって変化させることができる。シルバーソン（Ｓｉｌｖｅｒｓｏｎ）ミキサー２段ミキサーは、ローター／ステーター設計も組み込まれ、このミキサーは遠心ポンプに類似した大容量圧送特性を使用している。ローター−ステーター乳化方法を使用するインライン剪断ミキサー（シルバーソン・コーポレーション（Ｓｉｌｖｅｒｓｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ））、ジェット・ミキサー（Ｊｅｔ  Ｍｉｘｅｒ）、ベンチュリ型／キャビテーション剪断ミキサー、マイクロフルイダイザー（Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｚｅｒ）剪断ミキサー、高圧均質化剪断ミキサー（マイクロフルイディクス・インコーポレイテッド（Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ  Ｉｎｃ．））、ならびに所望のマイクロエマルジョンを製造可能な他の利用可能な高剪断発生ミキサー、例えば、アクアシェア（Ａｑｕａｓｈｅａｒ）ミキサー（フロー・プロセス・テクノロジーズ・インコーポレイテッド（Ｆｌｏｗ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．））、パイプラインスタティックミキサー、液圧剪断装置、回転剪断ミキサー、超音波混合、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される高剪断ミキサー。
【００３３】
成分の混合は、好ましくは周囲温度条件、または実質的な周囲温度条件で行われる。乳化燃料組成物を得るための混合が、わずかな発熱反応によって行われる場合があることが観察された。混合は、約５℃〜約７５℃、例えば約１０℃〜約６５℃、または約１５℃〜約５５℃、または約２０℃〜約４５℃、例えば２２℃〜約３５℃の範囲内の温度で十分に実施することができる。
【００３４】
本発明の組成物中に使用される水は、あらゆる供給源によるものであってよい。本発明の燃料組成物の調製に使用される水は、逆浸透または蒸留、および／または脱塩などを使用して脱イオン、精製を行うことができ、例えばカルシウム、ナトリウム、およびマグネシウムの塩などの溶存無機物を少量有することができ、同様に、存在するとしても塩素および／またはフッ素はわずかであり、溶解していない粒子状物質は実質的に含まない。好ましくは水は、溶存無機塩を除去するための水処理の当業者に周知の方法によって実質的に脱塩され、他の添加剤、または塩素やフッ素を含む化学物質を除去するための処理も行われている。このような材料が実質的に存在しないことで、エンジンおよびバーナーの金属表面、特にシリンダーおよびノズルの内面の条件が改善されると期待される。水は、水−植物油燃料エマルジョン中に約１％〜約５０重量％、または約２％〜約５０重量％、約３％〜約４０重量％、約４％〜約３５重量％、および約５％〜約３０％の水の濃度で存在することができる。
【００３５】
本発明において有用な燃料は、動物由来の油および脂肪、ならびに植物性の油および脂肪にそれらの混合物を含むものを主成分とする。植物性の油および脂肪は、種々の植物の種子または果実中に種々のパーセント値で存在する物質である。典型的に利用可能な天然のものに加えて、本発明は、藻類、および特に多量の油および脂肪を産生するために開発することができるものを含む遺伝子操作された植物から得られる植物性の油および脂肪を利用することもでき、このため、このような材料は燃料としての使用に特に好ましい供給源である。脂肪および油は、本発明の組成物として使用され、燃料として燃焼させるので、このような脂肪および油が食用である必要はない。現在のところ、最も一般的な市販の植物油は、本明細書において特に有用であり、これらは、落花生、ヒマワリ、大豆、ゴマ、セイヨウアブラナ（ナタネ油と性質が類似しているが、Ｂｒａｓｓｉｃａ  ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ，ｖａｒ．ｏｌｅｉｆｅｒａの種子から得られる）、ナタネ、またはキャノーラ、トウモロコシ、および綿の種子、ならびにヤシ、オリーブ、およびココヤシの果実から得られる。脂肪性物質は、果実全体（例えばオリーブ油）、果肉（ヤシ油）、または核のみ（ヤシ種油）を処理することによって得ることができる。これら全ての植物油または植物由来油が、本発明における使用に適した油の例である。本発明において有用となり得る他の植物油としては、ハマナ油、ジャトロファ油、アマニ油、キリ油、ならびに「Ｍｉｎｏｒ  Ｏｉｌ  Ｃｒｏｐｓ」，ＦＡＯ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  Ｎｏ．９４、国連食糧農業機関（Ｆｏｏｄ  ａｎｄ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｕｎｉｔｅｄ  Ｎａｔｉｏｎｓ），Ｒｏｍｅ，１９９２（参照により本明細書に組み込む）に記載される他のいわゆる非主流油料穀物が含まれ、このような油としては一般に、非主流食用油料穀物の中で、アルガン、アボカド、ババスヤシ、バラニテス、ボルネオタローナッツ、ブラジルナッツ、カリオカル種、  カシューナッツ、チャイニーズ・ベジタブル・タロー（ｃｈｉｎｅｓｅ  ｖｅｇｅｔａｂｌｅ  ｔａｌｌｏｗ）、コフネヤシ、ヒョウタン、バッファローゴード、フルーテッド・パンプキン（ｆｌｕｔｅｄ  ｐｕｍｐｋｉｎ）、およびマローを含むウリ科、ヘチマ、グレープシード、イリッペ、クスム、マカダミアナッツ、マンゴーシード、ヌーグ・アビシニア（ｎｏｏｇ  ａｂｙｓｓｉｎｉａ）、ナツメグ、シソ、ピリナッツ、米ぬか、サッチャインチェ（ｓａｃｈａ  ｉｎｃｈｅ）、セジェ（ｓｅｊｅ）、シアナッツ、ならびにティーズド（ｔｅａｓｅｄ）が含まれる。非主流非食用油料穀物の中ではアランブラキア、アーモンド、ダイフウシノキ、クフェア種、ヤトロパ・クルガス（ｊａｔｒｏｐａ  ｃｕｒｇａｓ）、カランジャシード、ニーム、パパイヤ、トンカマメ、アブラギリ、およびウクーバが含まれる。植物油は、機械的抽出または圧搾、ならびに化学的または溶剤抽出などの当分野において周知の方法によって植物の草木、種子などから得られ、通常は、実質的に純粋な生成物を送達するために無関係な物質が濾過される。しかし、例えば、食品を揚げる作業など、商業的供給源からの使用済みの植物性の油または脂肪も使用できることが本発明の範囲内となる。
【００３６】
さらに、本発明において有用な油および脂肪は、動物由来の供給源から得ることができる。この動物由来の油または抽出油としては、動物組織抽出物、魚油、タラ肝油およびサメ肝油、一般に多種多様の油を含む魚から得られる油を含み、その一部はアラスカ漁業によって現在推進されている魚油を含むその目的で養殖することもできる魚油、タロー、およびそれらの混合物が含まれる。本明細書の目的では、タローは、食用などで飼育されているウシ、ヒツジ、雄ウシ、ウマ、ニワトリ、およびその他の鳥類の身体の一部から得られる脂肪を意味し、植物から得られる脂肪などの類似の脂肪もタローと呼ばれる。大量の動物由来の脂肪および油が、精肉処理加工施設の副産物として得ることができる。植物性および動物性供給源から得られた油および脂肪の混合物も本発明において有用となる。
【００３７】
植物性および動物性由来の油および脂肪の分類に加えて、またはその一部として、通常はレストランおよび食品加工工場からの再生油および再処理油脂から得られる油および脂肪も挙げられる。このような脂肪および油は、本来は植物性および動物性供給源から得ることができる。これらの供給源からの油および脂肪は、当業者に周知の方法を用いて食物および他の粒子状物質を除去し、存在し得る遊離の脂肪酸または硫黄含有化合物による酸性度を低下させるためにある前処理が必要となる場合もあるが、それでも有用となり得ることを理解されたい。
【００３８】
界面活性剤は、エマルジョンの安定性を向上させることが知られている。界面活性剤は、燃料−水エマルジョンの安定性を特に長期間向上させるために本発明により使用することができる。以下の表に本発明によって考慮される界面活性剤の例を示すが、有用な界面活性剤がこの表中のものに限定されるものではない。例えば、赤外スペクトル、多くの場合化学組成、ならびに化学的および物理的性質、ならびに情報源が含まれるバイオ−ラド・ラボラトリーズ（Ｂｉｏ−Ｒａｄ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）のスペクトルデータベース（ｗｗｗ．ｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ．ｂｉｏ−ｒａｄ．ｃｏｍ）（参照により本明細書に組み込む）に見ることができる界面活性剤の総覧に開示されている界面活性剤も有用となる。これらの化合物は、アルコール、窒素含有化合物、長鎖カルボン酸のエステル、炭化水素、長鎖カルボン酸の種々のエステルおよび塩、硫酸化およびスルホン酸化化合物、例えばアルキルアリールスルホネートイソチオネート、リグノスルホネート、硫酸化およびスルホン化アルコール、アミン、アミド、カルボン酸、カルボン酸エステル、硫酸化およびスルホン酸化ポリアルコキシル化材料、例えばエステル、エーテル、窒素化合物、アミノポリカルボン酸、例えばエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、およびニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）を含む、言い換えるとＥＤＴＡ、ＤＴＰＡ、ＮＴＡの酸および塩、ホスフェート、シリケート、およびシリコーンとして特徴づけられる。特定の界面活性剤が、例えば硫黄などの汚染に不必要に寄与し得る原子、基、または化合物を含む範囲内で、その使用は、安定なエマルジョンまたは燃料組成物の製造および／または維持に必要な量に限定することができる。特に好ましい界面活性剤としては、セチルアルコール、水素化ヒマシ油、およびセチルアルコールと水素化ヒマシ油との混合物が含まれる。本明細書において界面活性剤と呼ばれる以下の材料を、本発明の水−燃料組成物により使用することができる。
【００３９】
（有用な界面活性剤のまとめ）
（Ａ：非イオン界面活性剤）
多価アルコールのエステル、アルコキシル化アミド、ポリオキシアルキレン、ポリオキシプロピレンのエステル、およびポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコールのエステル、ポリオキシアルキレングリコールのエーテル、第３級アセチレン系グリコール、ならびにポリオキシエチル化アルキルホスフェート。
【００４０】
（Ｂ：陰イオン界面活性剤）
カルボン酸およびセッケン、硫酸化されたエステル、アミド、アルコール、エーテル、およびカルボン酸（全ての塩）、スルホン化された石油、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、エステル、アミド、アミン、エーテル、カルボン酸、フェノール類、およびリグニン（全ての塩）、アシル化ポリペプチド（塩）、ならびにホスフェート。
【００４１】
以下の特定の化合物も含まれる。以下の一覧中、略語「Ｐ．Ｏ．Ｅ．」はポリオキシエチレン（ポリエチレングリコール）を指し、略語「Ｐ．Ｏ．Ｐ．」はポリオキシプロピレンを指す。
【００４２】
（Ｃ：脂肪酸）
カプリル酸、アビエチン酸、ペラルゴン酸、ココヤシ油脂肪酸、カプリン酸、トウモロコシ油脂肪酸、ラウリン酸、綿実油脂肪酸、ミリスチン酸、大豆油脂肪酸、パルミチン酸、タロー脂肪酸、ステアリン酸、水素化魚油脂肪酸、ベヘン酸、トール油脂肪酸、ウンデシレン酸、ダイマー酸、オレイン酸、トリマー酸、エルカ酸、ヒマシ油、リノール酸、水素化ヒマシ油、リシノール酸、ラノリン、ナフテン酸、およびラノリン脂肪酸。
【００４３】
（Ｄ：脂肪酸塩）
ステアリン酸リチウム、オレイン酸アンモニウム、ステアリン酸カドミウム、カプリン酸ナトリウム、リノール酸アンモニウム、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸ナトリウム、リシノール酸アンモニウム  オレイン酸カルシウム、ミリスチン酸ナトリウム、ナフテン酸アンモニウム、リノール酸カルシウム、パルミチン酸ナトリウム、アビエチン酸アンモニウム、リシノール酸カルシウム、ステアリン酸ナトリウム、モルホリンラウレート、ナフテン酸カルシウム、ウンデシレン酸ナトリウム、モルホリンミリステート、ステアリン酸コバルト、オレイン酸ナトリウム、モルホリンパルミテート、ナフテン酸コバルト、リノール酸ナトリウム、モルホリンステアレート、ステアリン酸銅、リシノール酸ナトリウム、モルホリンウンデシレネート、オレイン酸銅、ナフテン酸ナトリウム、モルホリンオレエート、ナフテン酸銅、アビエチン酸ナトリウム、モルホリンリノレエート、ステアリン酸鉄、ポリカルボン酸ナトリウム、モルホリンレシノレエート、ナフテン酸鉄、モルホリンナフテネート（ｍｏｒｐｈｏｌｉｎｅ  ｎａｐｔｈｅｎａｔｅ）、ステアリン酸鉛、トール油のナトリウム塩、モルホリンアビエテート、オレイン酸鉛、カプリン酸カリウム、カプリン酸トリエタノールアミン、ナフテン酸鉛、ラウリン酸カリウム、ラウリン酸トリエタノールアミン、ステアリン酸マグネシウム、ミリスチン酸カリウム、ミリスチン酸トリエタノールアミン、オレイン酸マグネシウム、パルミチン酸カリウム、ステアリン酸マンガン、ステアリン酸カリウム、パルミチン酸トリエタノールアミン、ナフテン酸マンガン、ウンデシレン酸カリウム、ステアリン酸トリエタノールアミン、オレイン酸ニッケル、オレイン酸カリウム、ステアリン酸ストロンチウム、リノール酸カリウム、ウンデシレン酸トリエタノールアミン、オレイン酸スズ、リシノール酸カリウム、ラウリン酸亜鉛、ナフテン酸カリウム、オレイン酸トリエタノールアミン、パルミチン酸亜鉛、アビエチン酸カリウム、リノール酸トリエタノールアミン、ステアリン酸亜鉛、カプリン酸アンモニウム、リシノール酸トリエタノールアミン、オレイン酸亜鉛、ラウリン酸アンモニウム、リノール酸亜鉛、ミリスチン酸アンモニウム、ナフテン酸トリエタノールアミン、ナフテン酸亜鉛、パルミチン酸アンモニウム、樹脂酸亜鉛、ステアリン酸アンモニウム、アビエチン酸トリエタノールアミン、ウンデシレン酸アンモニウム、パルミチン酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、オレイン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウム、およびナフテン酸バリウム。
【００４４】
（Ｅ：オレフィン）
線状Ｃ１４α−オレフィン、および線状Ｃ１６α−オレフィン。
【００４５】
（Ｆ：リン化合物およびメルカプタン）
ＰＯＥオクチルホスフェート、ナトリウム化ヒマシ油、アンモニウムリン酸化ヒマシ油、ポリリン酸２−エチルヘキシルナトリウム塩、ポリリン酸カプリルナトリウム塩、ジ（２−エチルヘキシル）リン酸ナトリウム、レシチン（大豆リン脂質）、およびＰＯＥ  ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプトエタノール。
【００４６】
（Ｇ：ポリエチレンおよびプロピレングリコールエステル）
ラウリン酸ヒドロキシエチル、ＰＥＧモノオレエート、プロピレングリコールモノラウレート、ラウリンヒドロキシエトキシ酸エチル、ＰＥＧジオレエート、エチレングリコールモノリシノレエート、プロピレングリコールモノステアレート、ヒドロキシエトキシエトキシラウリン酸エチル、ジエチレングリコールモノリシノレエート、プロピレングリコールジラウレート、ＰＥＧモノラウレート、ＰＥＧモノリシノレエート、プロピレングリコールジステアレート、ＰＥＧジラウレート、ジエチレングリコールココネート、エチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールモノステアレート、ＰＯＥココ脂肪酸エステル、ジエチレングリコールモノステアレート、プロピレングリコールモノオレエート、ＰＯＥヒマシ油、トリエチレングリコールモノステアレート、エチレングリコールヒドロキシステアレート、プロピレングリコールモノリシノレエート、ＰＥＧモノステアレート、ＰＥＧトリヒドロキシステアリン酸塩、プロピレングリコールモノイソステアレート、エチレングリコールジステアレート、ＰＯＥ水素化ヒマシ油、プロピレングリコールモノヒドロキシステアレート、ＰＥＧジステアレート、ＰＯＥトール油、ＰＥＧモノイソステアレート、ＰＯＥアビエチン酸、プロピレングリコールジペラルゴネート、ＰＥＧジイソステアレート、ＰＯＥラノリン、オレイン酸ヒドロキシエチル、アセチル化ラノリン、ラノリン脂肪酸のイソプロピルエステル、オレイン酸ヒドロキシエトキシエチル、ＰＯＥラノリンアセチル化物、メトキシＰＥＧモノオレエート、ＰＯＥプロピレングリコールモノステアレート、およびオレイン酸ヒドロキシエトキシエトキシエチル。
【００４７】
（Ｈ：アルコール、フェノール類、およびポリオキシエチレン誘導体）
ステアリルアルコール、オレイルアルコール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、ｔｅｒｔ−オクチルフェノキシエタノール、ｐ−ドデシルフェノール、ジノニルフェノール、トリデシルアルコール、テトラデシルアルコール、ラノリンアルコール、コレステロール、ジメチルヘキシノール、ジメチルオクチンジオール、テトラメチルデシンジオール、ＰＯＥトリデシルフェニルエーテル、ＰＯＥラノリンアルコールエーテル、ＰＯＥコレステロール、ＰＯＥ  ｎ−オクチルフェノール、ＰＯＥ  ｔｅｒｔ−オクチルフェノール、ＰＯＥノニルフェノール、ＰＯＥジノニルフェノール、ＰＯＥドデシルフェノール、ＰＯＥラウリルアルコールエーテル、ＰＯＥセチルアルコールエーテル、ＰＯＥステアリルアルコールエーテル、ＰＯＥテトラメチルデシンジオール、ＰＯＥオレイルアルコールエーテル、ＰＯＰ−ＥｔＯ、ＰＯＥイソヘキサデシルアルコールエーテル２，６，８−トリメチル−４−ノニルオキシポリエチレンオキシエタノール、ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンブロックコポリマー、ＰＯＥ／ＰＯＰのアルキルエーテル、およびＰＯＥトリデシルアルコールエーテル。
【００４８】
（Ｊ：グリセリンエステル）
グリセリンモノカプリレート、グリセリンモノラウレート、グリセリンモノ／ジココエート、グリセリンジラウレート、グリセリンモノステアレート、グリセリンモノステアレート蒸留物、グリセリンジステアレート、グリセリンモノオレエート、グリセリンジオレエート、グリセリントリオレエート、グリセリンモノイソステアレート、グリセリンモノリシノレエート、グリセリンモノヒドロキシステアレート、ＰＯＥグリセリンモノステアレート、アセチル化グリセリンモノステアレート、スクシニル化グリセリンモノステアレート、ジアセチル化グリセリンモノステアレートタータレート、改質グリセリンフタレート樹脂、トリグリセロールモノステアレート、トリグリセロールモノオレエート、トリグリセロールモノイソステアレート、デカグリセロールテトラオレエート、デカグリセロールデカステアレート、ペンタエリスリトールモノラウレート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールモノオレエート、ペンタエリスリトールジオレエート、ペンタエリスリトールトリオレエート、ペンタエリスリトールテトラレシノレエート、ソルビタンモノラウレート、ＰＯＥソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ＰＯＥソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ＰＯＥソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート、ＰＯＥソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレエート、ＰＯＥソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタントリオレエート、ＰＯＥソルビタントリオレエート、ＰＯＥソルビトールヘキサオレエート、ＰＯＥソルビトールオレエートラウレート、ＰＯＥソルビトールポリオレエート、ＰＯＥソルビトール、蜜蝋エステル、スクロースモノラウレート、スクロースココエート、スクロースモノミリステート、スクロースモノパルミテート、スクロースジパルミテート、スクロースモノステアレート、スクロースジステアレート、スクロースモノオレエート、スクロースジオレエート、乳酸ラウリル、乳酸セチル、ラウリル乳酸ナトリウム、ステアロイル乳酸ナトリウム、イソステアロイル−２−乳酸ナトリウム、ステアロイル−２−乳酸ナトリウム、ステアロイル−２−乳酸カルシウムト、カプリル乳酸ナトリウム、ラウリルアルコール、およびセチルアルコール。
【００４９】
（Ｋ：アミドおよびアミド誘導体）
ステアルアミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘン酸アミド、ラウリン酸モノエタノールアミド、タローモノエタノールアミド、ＰＯＥラウリン酸アミド、ミリスチン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド、ＰＯＥオレイン酸アミド、ココ酸ジエタノールアミド、ＰＯＥココアミド、ＰＯＥ水素化タローアミド、ラウリン酸モノイソプロパノールアミド、およびオレイン酸モノイソプロパノールアミド。
【００５０】
（Ｌ：サルフェート）
ｎ−オクチル硫酸ナトリウム、２−エチルヘキシル硫酸ナトリウム、デシル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、トリデシル硫酸ナトリウム、ｓｅｃ−テトラデシル硫酸ナトリウム、セチル硫酸ナトリウム、ｓｅｃ−ヘプタデシル硫酸ナトリウム、オレイル硫酸ナトリウム、オレイルステアリン酸硫酸ナトリウム、トリデシルエーテル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸カリウム、ラウリル硫酸マグネシウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸ジエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアンモニウム、ＰＯＥオクチルフェノールナトリウム塩、アルキルアリールポリエーテル硫酸ナトリウム塩、硫酸化ＰＯＥノニルフェノールナトリウム塩、テトラエチレングリコールアンモニウム塩の硫酸化ノニルフェニルエーテル、テトラエチレングリコールナトリウム塩の硫酸化ラウリルエーテル、ＰＯＥラウリルモノエーテル硫酸ナトリウム、ＰＯＥラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ＰＯＥラウリル硫酸アンモニウム、硫酸化オレイン酸ナトリウム塩、硫酸化ヒマシ油脂肪酸トリウム塩、硫酸化プロピルオレエートナトリウム塩、硫酸化イソプロピルオレエートナトリウム塩、硫酸化ブチルオレエートナトリウム塩、硫酸化グリセリンモノラウレートナトリウム塩、硫酸化グリセリントリオレエートナトリウム塩、硫酸化ヒマシ油ナトリウム塩、スルホン化魚油、硫酸化牛脚油ナトリウム塩、硫酸化ツルアズキ油ナトリウム塩、硫酸化大豆油ナトリウム塩、硫酸化合成マッコウ鯨油、および硫酸化タローナトリウム塩。
【００５１】
（Ｍ：その他の界面活性化合物）
陰イオン性パーフルオロ界面活性剤、陽イオン性パーフルオロ界面活性剤、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム塩、ジヒドロキシエチルグリシン酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸三ナトリウム、クエン酸ナトリウム、油性シリコーン消泡剤、水分散性シリコーン消泡剤、四ホウ酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、第三リン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸−プロピレン四量体。
【００５２】
（Ｎ：スルホネート）
トルエンスルホン酸ナトリウム、キシレンスルホン酸ナトリウム、クメンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ケリルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム、キシレンスルホン酸アンモニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸トリエタノールアンモニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸アルキルアンモニウム、脂肪族炭化水素スルホン酸、石油スルホン酸ナトリウム、石油スルホン酸カルシウム、ブライトン（Ｂｒｙｔｏｎ）バリウムスルホネート、石油スルホン酸マグネシウム、石油スルホン酸アンモニウム、石油スルホン酸イソプロピルアミン、石油スルホン酸エチレンジアミン、石油スルホン酸トリエタノールアミン、スルホン化ナフタレンナトリウムジイソプロピルナフタレンスルホネート、ジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ベンジルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンホルムアルデヒド縮合物スルホン酸ナトリウム、重合アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、重合アルキルナフタレンスルホン酸カリウム、ジブチルナフタレンスルホン酸アンモニウム、ジブチルナフタレンスルホン酸エタノールアミン、スルホオレイン酸ナトリウム、モノブチルフェニルフェノールモノスルホン酸ナトリウム、ジブチルフェニルフェノールジスルホン酸二ナトリウム、モノエチルフェニルフェノールモノスルホン酸カリウム、モノエチルフェニルフェノールモノスルホン酸アンモニウム、モノエチルフェニルフェノールモノスルホン酸グアニジウム、デシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、重合アルキル−ベンゼンスルホン酸カルシウム、スルホン化ポリスチレン、スルホン化脂肪族ポリエステル、２−スルホエチルオレイン酸塩ナトリウム、アミルスルホオレイン酸ナトリウム、ラウリルスルホ酢酸ナトリウム、ジイソブチルスルホコハク酸ナトリウム、ジアミルスルホコハク酸ナトリウム、ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジトリデシルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルアリールポリエーテルスルホン酸ナトリウム、およびリグノスルホン酸ナトリウム。
【００５３】
（Ｏ：アミンおよびアミン誘導体）
ｔｅｒｔ−Ｃ１１−Ｃ１４アミン、ｎ−ドデシルアミン、ｎ−テトラデシルアミン、ｎ−ヘキサデシルアミン、ｎ−オクタデシルアミン、Ｃ１８−Ｃ２４アミン、オレイルアミン、ココアミン、水素化タローアミン、タローアミン、ＰＯＥ  ｔｅｒｔ−アミン、ＰＯＥステアリルアミン、ＰＯＥオレイルアミン、Ｃ１２−Ｃ１４ｔｅｒｔ−アルキルアミン、エトキシル化ＰＯＥココアミン、ＰＯＥタローアミン、ＰＯＥ大豆アミン、ＰＯＥオクタデシルアミン、Ｎ−ｂ−ヒドロキシエチルステアリルイミダゾリン、ＰＯＥ（３）Ｎ−タロートリメチレンジアミン、Ｎ−ｂ−ヒドロキシエチルココイミダゾリン、Ｎ−ｂ−ヒドロキシエチルオレイルイミダゾリン、ｎ−ドデシルアミンアセテート、ヘキサデシルアミンアセテート、オクタデシルアミンアセテートオレイルアミンアセテート、ココアミンアセテート、水素化タローアミンアセテート、タローアミンアセテート、大豆アミンアセテート、Ｎ−ステアリル−Ｎ’．Ｎ’−ジエチルエチレン−ジアミンアセテート、Ｎ−オレイルエチレンジアミンホルメート、ココアミドプロピルジメチルアミンオキシド、ラウリルジメチルアミンオキシド、ミリスチルジメチルアミンオキシド、大豆アミン、ジココアミン、二水素化タローアミン、ジメチルヘキサデシルアミン、ジメチルオクタデシルアミン、ジメチルココアミン、ジメチル大豆アミン、Ｎ−ココ−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ−大豆−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ−タロー−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ−ココ−ｂ−アミノ酪酸、ステアラミドエチルジエチルアミン、Ｎ−ココ−ｂ−アミノプロピオン酸ナトリウム、Ｎ−タロートリメチレンジアミンジアセテート、二ナトリウム−Ｎ−タロー−ｂ−イミノジプロピオン酸二ナトリウム、Ｎ−ラウリル−ｂ−イミノジプロピオン酸二ナトリウム、セチルベタイン、ココベタイン、ミリストアミドプロピルベタイン、オレイルベタイン、ココヤシアミドベタイン、オレイルアミドベタイン、イセチオン酸ナトリウムのココヤシ油酸エステル、ココアミドアルキルジメチルアミン、ベヘン酸アミドアルキルジメチルアミン、イソステアリン酸アミドアルキルジメチルアミン、オレイン酸アミドアルキルジメチルアミン、Ｎ−メチル−Ｎ−パルミトイルタウリンナトリウム、Ｎ−メチル−Ｎ−オレイルタウリンナトリウム、Ｎ−ココヤシ酸Ｎ−メチルタウリンナトリウム、Ｎ−メチル−Ｎ−トール油タウリンナトリウム、Ｎ−ラウリルサルコシン、ココイルサルコシン、Ｎ−オレイルサルコシン、Ｎ−ラウリルサルコシンナトリウム、カルボキシメチルノニルヒドロキシ−エチルイミダゾリニウムヒドロキシドナトリウム塩、カルボキシメチルウンデシルヒドロキシ−エチルイミダゾリニウムヒドロキシドナトリウム塩、カルボキシメチルココヒドロキシ−エチルイミダゾリニウムヒドロキシドナトリウム塩、カルボキシエチルオレイルヒドロキシ−エチルイミダゾリニウムヒドロキシドナトリウム塩、カルボキシメチルステアリルヒドロキシ−エチルイミダゾリニウムヒドロキシドナトリウム塩、カルボキシメチルナトリウムカルボキシ−エチルココエーテルイミダゾリニウムナトリウム。
【００５４】
（Ｐ：第４級アミン塩）
塩化ドデシルトリメチルアンモニウム、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化オクタデシルトリメチルアンモニウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、臭化セチルジメチルエチルアンモニウム、塩化ココトリメチルアンモニウム、塩化タロートリメチルアンモニウム、塩化大豆トリメチルアンモニウム、塩化ジココジメチルアンモニウム、ジメチル８０％ベヘニルベンジルアンモニウムクロライド、塩化メチルビス（２−ヒドロキシエチル）ココアンモニウム、二水素化タロージメチルアンモニウムクロライド、塩化メチルドデシルベンジルトリメチルアンモニウム、塩化ｎ−アルキルジメチルベンジルアンモニウム、アルキルジメチル−３．４−ジコロル−ベンジルアンモニウムクロライド、塩化オクチルフェノキシエトキシエチルジメチル−ベンジルアンモニウム、塩化オクチルクレゾキシエトキシエチルジメチル−ベンジルアンモニウム、ココアミドプロピルＰＧ−ジモニウムクロライドホスフェート、２−ヒドロキシエチルベンジルステアリルイミダゾリニウムクロライド、２−ヒドロキシエチルベンジルココイミダゾリニウムクロライド、塩化エチルビス（ポルエトキシエタノール）アルキルアンモニウム、ジエチルヘプタデシルイミダゾリニウムエチルサルフェート、塩化ラウリルジメチルベンジルアンモニウム、塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム、ラウリルピリジニウムクロライド、１−ヘキサデシルピリジニウムクロライド、セチルピリジニウムブロミド、ラウリルイソキノリニウムブロミド、および置換オキサゾリン。
【００５５】
一実施形態においては、乳化剤または界面活性剤は少なくとも１種類のソルビタンエステルを含む。これらのソルビタンエステルは、ソルビタン脂肪酸エステルを含み、そのエステルの脂肪酸成分が、約１０〜約１００個の炭素原子、一実施形態においては約１２〜約２４個の炭素原子のカルボン酸を含む。ソルビタンは、アンヒドロソルビトール、主として１，４−ソルビタンおよびイソソルビド（式ＩおよびＩＩ）の混合物である。
【化１】
2009535449.tif 000002
ソルビタン（モノアンヒドロソルビトール、またはソルビトール無水物とも呼ばれる）は、水１分子が除去されることでソルビトールからの誘導可能な無水物の一般名である。本発明のソルビタン脂肪酸エステルは、ソルビトールおよびその無水物と脂肪酸との部分エステルの混合物である。これらのソルビタンエステルは、以下の構造で表すことができ、これらはモノエステル、ジエステル、トリエステル、テトラエステル、またはそれらの混合物のいずれか１つであってよい（式ＩＩＩ）
【化２】
2009535449.tif 000003
式（ＩＩＩ）中、各Ｚは独立に、水素原子またはＣ（Ｏ）Ｒ−−を表し、各Ｒは互いに独立に、約９〜約９９個の炭素原子、より好ましくは約１１〜約２３個の炭素原子のヒドロカルビル基を表す。ソルビタンエステルの例としては、ステアリン酸ソルビタンおよびオレイン酸ソルビタン、例えばソルビタンステアリン酸塩（すなわち、モノステアレート）、ソルビタンジステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレエート、およびソルビタンセスキオレエートが含まれる。ソルビタンエステルは、ＩＣＩより商標「Ｓｐａｎ」および「Ａｒｌａｃｅｌ」で市販されている。ソルビタンエステルとしては、ポリオキシアルキレンソルビタンエステルも挙げられ、このアルキレン基は約２〜約３０個の炭素原子を有する。これらのポリオキシアルキレンソルビタンエステルは式ＩＶで表すことができ、
【化３】
2009535449.tif 000004
式ＩＶ中、各Ｒは独立に約２〜約３０個の炭素原子のアルキレン基であり、Ｒ’は約９〜約９９個の炭素原子、より好ましくは約１１〜約２３個の炭素原子のヒドロカルビル基であり、ｗ、ｘ、ｙ、およびｚは繰り返しオキシアルキレン単位の数を表している。例えばソルビタン脂肪酸エステルのエトキシル化によって、親水性がより高い一連の界面活性剤が得られ、これはソルビタンのヒドロキシ基とエチレンオキシドとの反応により得られる。これらのエトキシル化ソルビタンエステルの主要な商業分類の１つは、約２〜約８０個のエチレンオキシド単位、一実施形態においては約２〜約３０個のエチレンオキシド単位、一実施形態においては約４個、一実施形態においては約５個、一実施形態においては約２０個のエチレンオキシド単位を含有する。これらは、カルゲン・ケミカル（Ｃａｌｇｅｎｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）の商標「ＰＯＬＹＳＯＲＢＡＴＥ」およびＩＣＩの商標「ＴＷＥＥＮ」として入手可能である。典型例は、ポリオキシエチレン（以降「ＰＯＥ」）（２０）ソルビタントリステアレート（ＰＯＬＹＳＯＲＢＡＴＥ６５、ＴＷＥＥＮ６５）、ＰＯＥ（４）ソルビタンモノステアレート（ＰＯＬＹＳＯＲＢＡＴＥ６１、ＴＷＥＥＮ６１）、ＰＯＥ（２０）ソルビタントリオレエート（ＰＯＬＹＳＯＲＢＡＴＥ８５、ＴＷＥＥＮ８５）、ＰＯＥ（５）ソルビタンモノオレエート（ＰＯＬＹＳＯＲＢＡＴＥ８１、ＴＷＥＥＮ８１）、およびＰＯＥ（８０）ソルビタンモノオレエート（ＰＯＬＹＳＯＲＢＡＴＥ８０、ＴＷＥＥＮ８０）である。本明細書において使用される場合、括弧内の数は組成物中に存在するエチレンオキシド単位数を指す。
【００５６】
以下は、特に有用となり得る乳化剤の一覧である。
【００５７】
【表１Ａ】
2009535449.tif 000005
【表１Ｂ】
2009535449.tif 000006
【００５８】
上記表に列挙された種類の有用な乳化剤は、以下の種類の化合物によって一般に表すことができ、これらは、市販され、安定な乳化組成物を生成するための本明細書の教示を使用して適宜提供することができる。
（ａ）以下の一般式のソルビトールエステル
【化４】
2009535449.tif 000007
（式中、ラジカルＸは、互いに同種または異種であり、それぞれＯＨまたはＲ１ＣＯＯ−であり、Ｒ１は、場合によりヒドロキシルで置換されていてもよく、７〜２２個の炭素原子を有する線状または分岐、飽和または不飽和の脂肪族炭化水素ラジカルであり、但し、ラジカルＸの少なくともはＲ１ＣＯＯ−である）、
（ｂ）以下の一般式の脂肪酸エステル
【化５】
2009535449.tif 000008
（式中、Ｒ２は、場合によりヒドロキシル基で置換されていてもよく、７〜２２個の炭素原子を有する線状または分岐、飽和または不飽和の脂肪族炭化水素ラジカルであり、
Ｒ３は線状または分岐Ｃ１−Ｃ１０アルキレンであり、
ｎは６以上の整数であり、
Ｒ４は、Ｈ、線状または分岐Ｃ１−Ｃ１０アルキル、あるいは
【化６】
2009535449.tif 000009
であり、式中、Ｒ５は、Ｒ２に関する前述の定義と同じである）、および
（ｃ）以下の一般式のポリアルコキシル化アルキルフェノール
【化７】
2009535449.tif 000010
（式中、Ｒ６は、線状または分岐Ｃ１−Ｃ２０アルキルであり、
ｍは８以上の整数であり、
Ｒ７およびＲ８は、それぞれ式（ＩＩ）のＲ３およびＲ４に関して前述した定義と同じである）。
【００５９】
特に有用な乳化剤としては、親水性親油性バランス（ＨＬＢ、乳化剤または界面活性剤分子を含む極性（親水性）基および非極性（親油性）基の大きさおよび強度を指す）が典型的には約１〜約４０の範囲内、別の実施形態においては約５〜約２０の範囲内である化合物が含まれる。ＨＬＢは、乳化剤の特性決定のために当業者によって利用されている周知のパラメータである。これは、例えば、参考文献の「Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ：Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ，Ｐ．Ｂｅｃｈｅｒ，Ｒｅｉｎｈｏｌｄ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｒｐ．，ＡＣＳ  Ｍｏｎｏｇｒａｐｈ，ｅｄ．１９６５」の「Ｔｈｅ  ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  ｅｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇ  ａｇｅｎｔｓ」の章（２３２ページ以降）、ならびに、Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  ａｎｄ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｋ．Ｈｏｌｍｂｅｒｇ  Ｅｄ，「Ｃｈａｐｔｅｒ  １１，  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ」，Ｊ．Ｒ．Ｋａｎｉｃｋｙ  ｅｔ  ａｌ．，２５１−２６７において詳細に定義され、後者には化学構造に基づいてＨＬＢ値を計算する方法も記載され、これらの参考文献は許可される程度において参照により本明細書に組み込まれる。所与の乳化剤のＨＬＢ値を求めるための十分に確立された経験的手順の１つは、Ｗ．Ｃ．グリフィン（Ｇｒｉｆｆｉｎ），Ｊ．Ｓｏｃ．Ｃｏｓｍｅｔｉｃ  Ｃｈｅｍ．，１，３１１（１９４９）の方法によって実験的に定めることができ、この文献は許可される程度において参照により本明細書に組み込まれる。好適な化合物の例は、上記表にも含まれているし、ＭｃＣｕｔｃｈｅｏｎ’ｓ  Ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｓ  ａｎｄ  Ｄｅｔｅｒｇｅｎｔｓ，１９９８，Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｅｄｉｔｉｏｎ（１−２３５ページ）およびＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｄｉｔｉｏｎ（１−１９９ページ）にも開示され、上記文献のＨＬＢが約１〜約４０の範囲内、一実施形態においては約１〜約３０の範囲内、一実施形態においては約１〜２０の範囲内、別の一実施形態においては約４〜約１８の範囲内、あるいは、約８を超える、例えば約８．５または約９〜約１８である化合物に関する開示が参照により本明細書に組み込まれる。種々の有用な化合物としては、上記表中に同定の化合物、例えば、ソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノオレエート、およびポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウレートが含まれる。
【００６０】
複数の乳化剤の組み合わせを使用して安定な乳化燃料組成物を得ることも可能である。限定ではなく説明のため、例えば、ＨＬＢ値が約１２の１種類の乳化剤の代わりに、一方のＨＬＢ値が約１６であり、他方のＨＬＢ値が約８である２つの乳化剤の５０／５０混合物などの乳化剤混合物を使用して、乳化燃料組成物を調製することができる。同様に、混合物のＨＬＢ値が所望の全体値を示し、混合物の作用によって安定なエマルジョンが得られるのであれば、３種類以上の乳化剤の組み合わせを使用することもできる。混合乳化剤組成物のためには、乳化剤混合物のＨＬＢ値は、存在する乳化剤の総量に対する各乳化剤を表す重量分率を基準にして線形和加重平均として計算され、
ＨＬＢｍ＝Σ［（ＨＬＢｎ）（ｗｔｎ／ｗｔｔｏｔ）］
式中、
Σ＝括弧内に示される値の合計
ＨＬＢｍ＝乳化剤の１つまたは混合物のＨＬＢ値、
ｎ＝混合物中に存在する乳化剤の数、この場合、あらゆる数の乳化剤を使用することができ、典型的にはｎ＝１〜約５、より典型的には１〜約４、または１〜約３、または１〜約２である。例えば、安定なエマルジョンを得るために２、３、または４種類の乳化剤の混合物を使用することが好適であり、
ＨＬＢｎ＝１つの乳化剤のＨＬＢ値（ｎ＝１の場合）、または乳化剤の混合物中の各乳化剤のＨＬＢ値、
ｗｔｎ＝例えば乳化剤の混合物中の各乳化剤の単位グラムなどでの重量、
ｗｔｔｏｔ＝乳化剤混合物中の全ての乳化剤の総重量。
【００６１】
好ましい一実施形態においては、２種類の乳化剤の混合物が使用され、この場合、第１の乳化剤のＨＬＢ値が約６以下、例えば約１〜約６．０、または約２〜約５．９、または約３〜約５．５、または約４〜約５．９などであり、第２の乳化剤のＨＬＢ値が約６を超え、例えば約６〜約２０、または約６．１〜約１８、または約６．５〜約１６、または約７〜約１５などであり、但し両方の乳化剤のＨＬＢ値が６となることはない。あるいは、それぞれがＨＬＢ特性を示す二峰性分布の化学種を含む１つの乳化剤を使用することができる。
【００６２】
同じ乳化燃料組成物の中で複数の乳化剤を使用することは、親水性成分の総濃度が低い組成物においては好都合となり得る。例えば、水の濃度が約５重量％未満、例えば約１重量％〜約５重量％、または約１重量％〜約４重量％、または１重量％〜約３重量％、または１重量％〜約２重量％である組成物。あるいは、様々な親水性または実質的に親水性の成分の濃度を、水、１種類以上のアルコールまたはグリコールなどのヒドロキシル含有成分などの上記濃度への考慮に加えることができる。特に、このような親水性成分の総量と、限定するものではないが動物性および植物性の脂肪および油などの親油性成分の総量との比が、約０．２５以下である場合、例えば約０．０５〜約０．２５、またはそれらの間の任意の特定の値、例えば、約０．０６、０．０８、０．１０、０．１２、０．１４、０．１６、０．１８、０．２０、０．２２、または０．２４を含む場合、前述のような乳化剤の混合物、言い換えると、少なくとも１種類の乳化剤のＨＬＢ値が約６以下であり、少なくとも１種類の乳化剤のＨＬＢ値が約６を超える（但し前述の条件が付く）乳化剤混合物を使用することが望ましい。例えば、重量％の単位で、８０の植物油、４の水、および１４のエタノール（例えば、５重量％の水および／または変性剤を含有する９５重量％のエタノール）を含む組成物の比率を計算すると１８／８０＝０．２２５となる。このような成分を使用して安定なエマルジョンを調製するためには、例えばＨＬＢ値が、例えば約４である乳化剤と、ＨＬＢ値が約１５である乳化剤との５０／５０混合物などの乳化剤混合物を使用することが好ましい。対照的に、親油性成分および親水性成分が、７５重量％の植物油、１重量％の水、および２３重量％のアルコールで構成される場合には１種類の乳化剤を使用して安定な乳化組成物を調製することができる。あるいは、計算による比が０．２５を超える場合、特にこの値がわずかに大きい、例えば約５％〜約１０％大きい場合にも、乳化剤混合物を使用することができる。場合により、希望する場合、特に、そのような燃料組成物の使用者が後にこの計算比を変化させる作用を有し得る添加剤を組成物中に導入し得ることが予想される場合に、乳化剤の混合物を使用することができる。
【００６３】
本発明において有用なアルコールとしては、（Ａ）（１）直鎖および分岐鎖が含まれ、さらにパラフィン系（例えば、エタノール）およびオレフィン系（例えば、アリルアルコール）と特徴付けられる脂肪族、（２）脂環式（例えば、シクロヘキサノール）、（３）芳香族（例えば、フェノール、ベンジルアルコール）、（４）複素環式（例えば、フルフリルアルコール）、および（５）多環式（例えば、ステロール）として特徴付けられる一価（１つのＯＨ基の）アルコール、（Ｂ）グリコールおよび誘導体を含む二価（２つのＯＨ基）（例えば、ジオール）、（Ｃ）グリセリンおよび誘導体を含む三価（３つのＯＨ基）、ならびに（Ｄ）３つまたは４つ以上ＯＨ基を有する多価（ポリオール）からなる群より選択されるヒドロキシル含有有機化合物が含まれる。特に、有用なアルコールとしては、Ｃ１〜Ｃ４直鎖および分岐鎖モノアルコール、Ｃ２〜Ｃ４モノ−およびポリアルキレングリコール、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、Ｃ２〜Ｃ４モノ−およびポリアルキレングリコールの誘導体、ならびにそれらの混合物からなる群より選択されるアルコールが含まれ、但し、上記のポリアルキレングリコールの分子量が、本発明の燃料組成物中に使用すると好適であることが条件である。モノアルコールが含まれる燃料組成物は、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、少なくとも１種類のＣ２〜Ｃ４アルキレングリコール、またはこれら両方の混合の少なくとも１つを含むことも好ましい。エチルアルコールまたはエタノールおよびプロピレングリコールが本発明の組成物において特に好ましい。エタノールは、無水形態（無水アルコールまたは１００％エタノールとも呼ばれる）、ならびに種々のプルーフ数またはパーセント値のエタノールで市販され、ここでエタノール中の別の成分は水であり、最も一般的には１９０プルーフまたは９５体積％である。エタノールが飲料以外の目的で使用される場合、人間が消費するのには望ましくないが、燃料中の成分または燃料としてなどの工業目的では使用できる製品を製造するために、メタノール、２−プロパノール、酢酸エチル、メチルイソブチルケトン、ヘプタン、またはケロシンなどの物質を加えることで変性される。前述したように、無水エタノール以外のエタノールは典型的には用語「プルーフ」を使用して同定されるが、プルーフとエチルアルコールの濃度の間の換算は、２プルーフが１体積％に等しく、典型的には２０℃において測定されるが、例えば１５．６℃を含む他の温度における測定も許容される。エタノール（水分または水が存在するまたは存在しない）が人間による消費に適さないようにすることができる種々の変性剤が使用できるが、このような変性剤の一部は、燃料安定性、自動車エンジン、ならびに燃料システムおよび排出に対して悪影響が生じるため、燃料と関連させた使用に適していない場合がある。種々の目的でエチルアルコールと関連して使用される変性剤の一覧は、Ｔｈｅ  Ｍｅｒｃｋ  Ｉｎｄｅｘ，Ｔｈｉｒｔｅｅｎｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，２００１，ｅｎｔｒｙ  ３７９６，ｐａｇｅ  ６７０に見ることができ、こ��を参照により本明細書に組み込む。エタノールの物理的性質は、エタノールが無水であるか、種々の濃度で水と混合されるか、さらには変性されているか、および使用した変性剤の種類によって変動し得る。燃料と関連させた使用に適していない可能性がある変性剤は当業者には公知であり、多くの場合は種々の行政機関によって規定されている。例えば、インド政府は、メタノール、ピロール類、テルペンチン、ケトン、およびタール（化石または非化石植物性物質の高分子量熱分解生成物）の使用を禁止している。参照により本明細書に組み込まれるＡＳＴＭ  Ｄ４８０６およびＡＳＴＭ  Ｄ５７９８の規格には、燃料中への使用が通常許可される変性剤の種類および量が記載され、前述のような悪影響の可能性から使用すべきでない他の物質も記載されている。さらに、ＡＳＴＭ  Ｄ５７９８には、石油の代替品としてのエタノールを使用するために設計されたエンジンで使用される燃料、すなわち実質的に高いパーセント値でエタノールを含む燃料の規格も記載されている。無水エチルアルコールは、０．５体積％以下の水を含有するエチルアルコールを意味するものと通常は理解されているが、本発明の目的では、このような水分の制限はあまり重要ではない。本発明の植物油エマルジョン燃料組成物中に使用される場合、本明細書において有用であると確認されたアルコールまたは複数のアルコールの混合物は、燃料組成物の全重量を基準として約１重量％〜約２５重量％、または約２重量％〜約２２重量％、または約３重量％〜約２０重量％、または約４重量％〜約１８重量％、または約５重量％〜約２０重量％、または約１重量％〜約１５重量％、または約１重量％〜約１０重量％、または約１重量％〜約５重量％、または約２重量％〜約６重量％、あるいは、約３重量％〜約８重量％の濃度で含まれる。
【００６４】
あるいは、Ｃ４アルコールであるブチルアルコールも本発明において有用である。ブチルアルコールが使用される場合、水により容易に溶解するためにｔｅｒｔ−ブチルアルコールの使用が好ましい。しかし、ｎ−ブチルアルコールおよびｓｅｃ−ブチルアルコールは水に対する溶解性が十分でないため、これらを使用するためには、安定なエマルジョンを得るために燃料組成物中の乳化剤の種類および量をさらに調整する必要がある。ｔｅｒｔ−ブチルアルコールは、エタノールの代わりにまたはエタノールとともに使用することができ、例えばエタノール対ｔｅｒｔ−ブチルアルコールの重量基準の相対量が約９５／５〜５／９５である混合物を含み、これらの間の約８５／１５、８０／２０、７５／２５、７０／３０、６５／３５、６０／４０、５５／４５、５０／５０、４５／５５、４０／６０、３５／６５、３０／７０、２５／７５、２０／８０、１５／８５、および約１０／９０などの有用な量を含む。
【００６５】
本発明の水−植物油燃料エマルジョンは、連続植物油燃料相と、平均直径が好ましくは約１０ミクロン以下、例えば５ミクロンである水性液滴で構成される不連続水相または水性相と、乳化量の少なくとも１種類の乳化剤とを含む。このエマルジョンは、本明細書に記載の種々のステップまたは添加順序によって調製することができ、例えば、（１）標準的な混合技術を使用して植物油、乳化剤、および他の所望の添加剤を混合して植物油−乳化剤混合物を形成するステップ、ならびに（２）乳化混合条件下で植物油−乳化剤混合物を水（および場合により、例えばエタノール、プロピレングリコール、セタン価向上剤、またはそれらの混合物を含む追加の添加剤）と混合して所望の水−植物油燃料エマルジョンを形成するステップとによって調製することができる。
【００６６】
場合により、乳化剤、植物油、水、またはそれらの組み合わせに添加剤を加えることができる。添加剤としては、セタン価向上剤、有機溶剤、ディーゼル燃料などの他の燃料、グリコール、界面活性剤、または乳化剤、燃料中への使用が知られている他の添加剤などが含まれるが、これらに限定されるものではない。添加剤の溶解性またはその他の流体特性に依存して、添加剤は、乳化剤、植物油、または水に対して、乳化装置の前および別の方法で加えられる。添加剤は、一般に燃料混合物の約１％〜約４０重量％の範囲内、別の一実施形態においては約５％〜約３０重量％の範囲内、別の一実施形態においては約７％〜約２５重量％の範囲内である。
【００６７】
植物油燃料乳化剤混合物は、約５０％〜約９５重量％、別の一実施形態においては約５５％〜約９０重量％、別の一実施形態においては約６０％〜約８５重量％の植物油燃料を含有し、さらに約０．０５％〜約１０％、別の一実施形態においては約０．１％〜約１０％、別の一実施形態においては約１％〜約５重量％の少なくとも１種類の乳化剤をさらに含有する。
【００６８】
水は場合により、限定するものではないが１種類以上のアルキレングリコール、アルコール、セタン価向上剤、またはそれらの混合物を含むことができる。一実施形態においては、水、アルコールおよび／またはアルキレングリコールおよび／またはセタン価向上剤が互いに混合され、連続的に燃料添加剤流に供給される。別の一実施形態においては、水、アルコールおよび／またはアルキレングリコールおよび／またはセタン価向上剤またはそれらの混合物は別々のタンクおよび／またはそれらの組み合わせから流れ出て、乳化装置に入るか、その前に混合される。一実施形態においては、水、アルコールおよび／またはアルキレングリコールおよび／またはセタン価向上剤混合物は植物油燃料添加剤混合物と乳化装置の直前または乳化装置中で合流する。
【００６９】
本発明の乳化燃料の一実施形態を調製するために、別の方法を使用することもできる。例えば、植物油または植物油混合物と、所望量の大部分または全てのＣ１〜Ｃ４アルコール、例えばエタノールとを互いに混合して、アルコールが上相となる２相組成物を形成する。水、および乳化剤を含む残りの成分を撹拌しながら加えると、安定な乳化組成物が生成される。あるいは、Ｃ１〜Ｃ４アルコール、またはその一部、例えば５０重量％を超えるなどの大部分を、水以外の成分と混合し、それに植物油を加えることで、油が上相となる２相組成物を得ることもできる。アルコールの分割添加を使用する場合、あらゆる好都合な分割量を使用して、水を加えるまでに２相混合物を得ることができる。撹拌しながらこの混合物に水を加えると安定な乳化組成物が生成される。希望するなら、記載の２相混合物のいずれかを生成し、水成分、および必要であれば追加成分を加えて安定な乳化組成物を形成するまで保管することができる。さらに、混合物中の水の輸送の負担を軽減するために、水を加える前にこれらの２相混合物を所望の場所に輸送することができる。
【００７０】
補助的可燃性液体と呼ばれる燃料混合物の任意選択の成分は、「塗料用シンナー」、テルペンチンまたはミネラルスピリットであってよい。この種の材料は、概略的に米国特許第５，６０９，６７８号明細書に記載され、この内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。あるいは、本発明におけるこの成分の使用は、低粘度低密度の補助的可燃性液体添加剤と特徴付けることができる。このような任意選択の成分は、セタン価、密度および粘度を含む燃料組成物の１つ以上の性質を調整するために有用となり得る。したがって、このような成分の量および種類は、得られる燃料組成物のセタン価によって、得られる燃料組成物の密度によって、およびその粘度、ならびに使用される界面活性剤の量および種類を考慮してマイクロエマルジョンの相分布に対するその影響によって測定される燃焼特性に基づいて選択することができる。それぞれの場合、例えばディーゼルエンジン、加熱炉などの燃料などの燃料製品の最終用途に好適な性質、あるいは、例えば、冬期または夏期に使用される自動車用ディーゼル燃料など、使用が意図される周囲温度環境に燃料組成物の性質を調整するのに好適な性質の全体的なバランスがとれた燃料組成物を製造するために、加えられる液体の量を適宜調整することができる。
【００７１】
塗料用シンナー型の有用な補助的可燃性液体添加剤としては、水素化処理軽質水蒸気分解ナフサ残渣（石油）として同定される製品が含まれ、ナフサ、石油、水素化処理重油とも呼ばれ、ＣＡＳ  ６４７４２−４８−９として同定される。この製品は、触媒の存在下で水素を使用して石油留分を処理することによって得られる炭化水素の複雑な組み合わせとしても説明されている。これは典型的には、炭素数が主としてＣ６〜Ｃ１３の範囲内であり、沸点が約６５℃〜２３０℃（１４９°Ｆ〜４４６°Ｆ）の範囲内である炭化水素を有する。この特徴的な物理的性質の一部としては以下のものが含まれる。沸点１５５〜２１７℃、融点０℃、密度０．７６〜０．７９ｇ／ｃｍ３、２０℃における蒸気圧０．１〜０．３ｋＰａ、引火点４０〜６２℃、自己発火温度２５５〜２７０℃、爆発限界、給気中０．７〜６．０体積％。好適な材料の１つは、イタルキミカ・ラツィオＳ．ｒ．ｌ．（Ｉｔａｌｃｈｉｍｉｃａ  Ｌａｚｉｏ  Ｓ．ｒ．ｌ．）（イタリアのモンテロトンド・スカーロ（Ｍｏｎｔｅｒｏｔｏｎｄｏ  Ｓｃａｌｏ））より市販されている。特に有用な製品は、「無臭」とさらに説明されるように処理された製品であり、この用語は当分野において理解されている通りである。この製品は、粘度が１．２３ｍｍ２／ｓ（ＡＳＴＭ  Ｄ４４５）であり、密度が０．７７２ｋｇ／ＤＭ３（ＡＳＴＭ  Ｄ４０５２）である。これは、本明細書で後述する実施例において使用される製品に対応している。
【００７２】
本発明の目的では、本発明において有用な補助的可燃性液体成分は、広範囲の石油蒸留材料、ならびに植物または植物性供給源などの他の供給源からの補助的可燃性液体を含むとして当業者に一般に理解され得ることを理解されたい。有用な製品は、一般に約１４５℃〜約２００℃の範囲内で沸騰する。テルペンチンは、使用可能な補助的可燃性流体の１つである。「ガムテレピン油」（天然、有機、または植物性のテルペンチン）の規格が、米国材料試験協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）（ＡＳＴＭ  Ｄ  １３−９２）およびインド規格局（Ｂｕｒｅａｕ  ｏｆ  Ｉｎｄｉａｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）（ＩＳ  ５３３：１９７３）などのいくつかの国の組織で発表されている。これらの規格は、溶剤として、すなわち、組成物が最も重要となる化学原料の１つとしてではなく全体的な形態としての使用が意図されたテルペンチンの品質保証のために主として考案されたものである。これらは一般に、相対密度または比重、屈折率、蒸留、ならびに蒸発残留物などのパラメータを指定している。国の規格機関の世界的な連合体である国際標準化機構（ＩＳＯ）は、以下の表に示される主要必要条件の規格を発行している。「テルペンチン油、ポルトガル型、カイガンショウ（ｏｉｌ  ｏｆ  ｔｕｒｐｅｎｔｉｎｅ，Ｐｏｒｔｕｇａｌ  ｔｙｐｅ，Ｐｉｎｕｓ  ｐｉｎａｓｔｅｒ）（１９９４）」のＩＳＯ規格原案は、以下の表と非常に類似した物理的データを含み、一連の−２８°〜−３５°の旋光度（２０℃）も付け加えられている。α−ピネン（７２〜８５％）およびβ−ピネン（１２〜２０％）を含むテルペンチンの多数の構成要素の組成範囲も提供されている。
【００７３】
【表２】
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【００７４】
「代用テルペンチン」は、植物性有機溶剤テルペンチンの「鉱油」系代替品の１つであり、本明細書における使用に適している。これは、石油の軽質留分を水素処理したものであり、周囲温度または室温において透明な液体を形成する。これは、主としてＣ９〜Ｃ１６の範囲内の高度精製炭化水素留分の複合混合物である。この液体は高い揮発性であり、その上記は引火性である。これは、テルペンチンのより安価な代用品として広く利用されている。希釈用油性塗料およびブラシの洗浄のために塗装および装飾における有機溶剤として一般に使用されている。代用テレピン油、ミネラルテルペンチン、または単純にテレピン油とも呼ばれ、植物性テルペンチンと混乱が生じ得る。
【００７５】
ホワイトスピリットはスタッダード（Ｓｔｏｄｄａｒｄ）溶剤とも呼ばれ、これも本明細書における使用に好適である。これは、パラフィン由来の透明液体であり、塗装および装飾に使用される一般的な有機溶剤の１つである。これは、飽和脂肪族および脂環式Ｃ７〜Ｃ１２炭化水素に、最大含有率２５％のＣ７〜Ｃ１２アルキル芳香族炭化水素を有する混合物である。ホワイトスピリットは典型的には、抽出溶剤、洗浄溶剤、脱脂溶剤、ならびにエアロゾル、塗料、木材防腐剤、ラッカー、ワニス、およびアスファルト製品中の溶剤として使用される。西欧では、ホワイトスピリットの全消費の約６０％が塗料、ラッカー、およびワニス中に使用されている。ホワイトスピリットは、塗料産業において最も広く使用されている溶剤である。
【００７６】
３つの異なるタイプおよび３つの異なるグレードのホワイトスピリットが利用可能である。これらのタイプは、溶剤に対して水素化脱硫（硫黄除去）のみ（タイプ１）、溶剤抽出（タイプ２）、または水素化（タイプ３）が行われていることを指す。各タイプは、低引火点グレード、レギュラーグレード、および高引火点グレードの３つの異なるグレードを含む。このグレードは、出発物質として使用される原油、および蒸留条件によって決定される。さらに、タイプ０も存在し、これは、さらなる処理は行われず、沸点が１４０〜２００℃の範囲の飽和Ｃ９〜Ｃ１２炭化水素を主として含む留分を指す。
【００７７】
３つのタイプのホワイトスピリットの物理的性質を以下の表に示す。
【００７８】
【表３】
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【００７９】
「ミネラルスピリット」と呼ばれる種々の流体が、本発明における補助的可燃性流体としての使用に適している。ミネラルスピリットは塗料用シンナーおよび穏やかな溶剤として一般に使用され、本明細書における使用に好適である。欧州では、石油スピリットと呼ばれている。これらは、油、グリース、炭素、およびその他の材料を金属から除去するのに特に有効である。ミネラルスピリットは、原油精製中の軽質留分から誘導され、Ｃ６〜Ｃ１１化合物を含み、その大部分はＣ９〜Ｃ１１である。一般にミネラルスピリットと呼ばれる多数の異なる物質が存在し、一般にそれぞれが異なるＣＡＳ番号を有する。一般的なタイプの１つは、ＣＡＳ  ６４４７５−８５−０として同定されるミネラルオイルスピリット（ｍｉｎｅｒａｌ  ｏｉｌ  ｓｐｉｒｉｔ）である。前述のスタッダード溶剤は、特定のタイプ、下位区分、またはサブセットのミネラルスピリットであり、ＣＡＳ  ８０５２−４１−３として同定され、および３０〜６２重量％のアルカン類、２７〜４０重量％のシクロアルカン類、０．３〜２０重量％のアルキルベンゼン類、０．００７〜０．１重量％の他のベンゼン類、０．２重量％のナフタレン類、および０．３重量％のアセナフタレン類を含有する。市販のスタッダード溶剤製品は、商品名Ｖａｒｓｏｌ  １およびＴｅｘｓｏｌｖｅ  Ｓで入手可能である。同様に、ベンジンは、別のサブセットのミネラルスピリットであり、Ｃ５〜Ｃ９炭化水素を含み、約１５４℃〜約２０４℃で沸騰する。他方、ミネラルスピリットは、２０〜６５重量％のアルカン類、１５〜４０重量％のシクロアルカン類、および１０〜３０重量％の芳香族を含み、それぞれの具体的な量は考慮される特定の「ミネラルスピリット」により変動する。ミネラルスピリットの一般的性質としては、蒸気圧２．５３ｍｍＨｇ、ＡＰＩ比重約４８〜約５１、密度が１５℃において約０．７９３および２０℃において約０．７７９、動粘度が１５℃において１．４３ｃＳｔ（またはｍｍ２／ｓｅｃ）、および０℃において１．７８ｃＳｔが含まれる。
【００８０】
使用可能な別の補助的可燃性液体の１つはケロシンである。ケロシンは、典型的には石油精製溶剤の１つとして規定され（主としてＣ９−Ｃ１６炭化水素、これは典型的には２５％の直鎖パラフィン、１１％の分岐パラフィン、３０％のモノシクロパラフィン，１２％のジシクロパラフィン、１％のトリシクロパラフィン、１６％の単核芳香族、および５％の二核芳香族の混合物である（ＮＩＯＳＨ  Ｐｏｃｋｅｔ  Ｇｕｉｄｅ、ｗｗｗ．ｃｄｃ．ｇｏｖ）。あるいは、水素処理ケロシン（ＣＡＳ番号６４７４２−４７−８）として公知の製品を使用することができる。その名前に示されるように、これは、ケロシンの種々の分子中に存在する二重結合を飽和させるために水素化することによってケロシンまたは直留ケロシンから誘導される。その物理的性質はケロシンと類似している。一般的な物理的性質およびその他の特徴を以下の表に示す。
【００８１】
【表４】
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【００８２】
一実施形態において、本発明の添加剤組成物は、少なくとも１種類のアルコール、および少なくとも１種類の界面活性剤または乳化剤、ならびに場合により、塗料用シンナーなどの低粘度低密度補助的可燃性液体、ならびに本明細書に記載の他の成分を含む。本発明の燃料組成物の種々の実施形態は、一般に本明細書に記載の方法により調製される。一実施形態においては、混合物を調製するために、本明細書に記載される成分を含む添加剤組成物が、水に段階的に加えられるか、またはその逆が行われ、好ましくは添加中に混合が行われるが、成分を互いに加えた後で混合することもできる。あるいは、均一混合物が得られるのであれば、添加剤混合物の個別の成分および水をあらゆる好都合な順序で混合することができる。成分が十分に分散した分散体またはエマルジョンが得られるまで、混合が続けられる。典型的には、添加剤組成物は、最終混合物中に存在する植物油の量を基準にして約２０重量％の量で使用される。使用される添加剤量は適宜変更することができる。典型的には、添加剤は、存在する油の重量を基準にして約２重量％〜約３０重量％で使用され、好ましくは約２０重量％〜約２８重量％、より好ましくはエンジンの場合約１０重量％〜約３０重量％、ヒーターおよびバーナーの場合約１０重量％〜約２０重量％で使用される。さらに、好適な量を使用することで所望の効果が得られ、経済条件に一致する費用となるように考慮した費用を維持しながら、より多量の添加剤、例えば、約３５重量％または約４０重量％または最大約４５重量％を使用することができる。あるいは、有用な量は、約２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、および３０重量％以上の特定の濃度、ならびに記載される個別の値の任意の２つに基づいた値の範囲、例えば２〜３０％、５〜２５％などを含むことができる。本実施形態においては、添加剤は、組成物中に存在する水および油の実質的に完全なエマルジョンを得るのに十分な量で使用される。水および添加剤を含む混合物は、ナタネ油またはキャノーラ油などの植物由来の油または脂肪に加えられる。水対油の重量比は、典型的には、ある範囲にわたって変動させることができ、依然として本発明において有用となることができ、例えば、約４：１〜約１：４とすることができ、水対油の好ましい比は約３：１〜約１：３であり、より好ましくは約２：１〜約１：２であり、さらにより好ましくは約１：１である。水−添加剤の組み合わせと植物油との混合は、実質的に完了するまで、すなわち成分の好適なエマルジョンが得られるまで続けられる。
【００８３】
ディーゼル燃料に対するセタン価またはＣＮは、ガソリンに対するオクタン価と同じであり、燃料の燃焼性の指標の１つとして一般に認識されている。セタンは、アルカン分子の１つで、具体的にはＣ１６Ｈ３４であり、圧縮下で非常に容易に発火するため、これはセタン価１００と割り当てられる。ディーゼル燃料、およびバイオディーゼルや本発明のバイオ燃料組成物を含むディーゼルエンジン中での使用が意図された他の燃料の他の全ての炭化水素は、圧縮下での発火しやすさの指標としてセタンに対する指数が付けられる。したがってセタン価は、ディーゼルエンジン条件の標準化された設定の下で燃料がいかに速く燃焼（自己発火）し始めるかを表している。典型的な炭化水素系ディーゼル燃料は、多くの炭化水素化合物を含有し、本発明の燃料を含む他の燃料中で発火しやすい化合物が２種類以上存在し得る。各成分は異なるセタン価を示したり、それが成分となる燃料のセンタン（ｃｅｎｔａｎｅ）価を調節したりすることがあるので、燃料全体のセタン価は、存在する全成分の平均セタン特性の指標となる。高セタン価の燃料は、シリンダー内に噴射された直後に燃焼を開始し、短い点火遅れ時間を有する。逆に、低セタン価の燃料は自己発火が起こりにくく、長い点火遅れ時間を有する。典型的なディーゼルエンジンの１つは、約４５〜約５０の間のＣＮを有する燃料を使用した場合に許容される性能を示す。典型的には、ＣＮが約５０を超えると性能または排出の利点が存在せず、この値より大きいと燃料の性能がプラトーに到達する。市販の炭化水素ディーゼル燃料は、レギュラーディーゼルで４０〜４６、プレミアムで４５〜５０の２つのＣＮ範囲で利用可能と言われている。高いＣＮに加えて、プレミアムディーゼルは、燃料の有効ＣＮおよび潤滑性を向上させる添加剤、ならびに燃料噴射器を洗浄し、炭素堆積物を最小限にするための洗浄剤、水分散剤（炭化水素ディーゼル燃料中の水は好ましくないと考えられるため）、および地理的および季節的な要求に応じた他の添加剤を含む。セタン価は、ＡＳＴＭ  Ｄ６１３およびＥＮ  ＩＳＯ  ５１６５を含む標準試験を使用して求めることができる。この試験におけるセタン価の評価では、標準エンジン中のディーゼル燃料性能が、セタンとα−メチル−ナフタレンとの混合物の性能と比較される。セタン価は、試験される燃料と同じ性能を有する混合物中のセタンの体積パーセント値となる。好適な燃料は、典型的にはＣＮ値が、少なくとも約３５〜約５５、好ましくは約４０〜約５０、より好ましくは約４５〜約５０、例えば少なくとも約４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４または５５である。あるいは、セタン価は、その燃料の密度および中間蒸留温度を使用するＡＳＴＭ  Ｄ９７６、または４変数方程式を使用するＡＳＴＭ  Ｄ４７３７に明記される手順により値を計算することによって評価できる。評価されるセタン価がこの方法で求められる場合、その値は、ＡＳＴＭ  ６１３のようなエンジン試験により求められる値と区別するためにセタン指数と呼ばれる場合がある。当業者であれば理解しているように、セタン指数が計算される場合、その値は燃料の性質に依存し、セタン価を向上させるために含むことができ���添加剤の影響は受けない。当然ながらこのような添加剤は、エンジン試験を使用して求められるセタン価に影響するが、その理由は、燃料組成物全体がその試験で測定される値に影響するからである。セタン指数の値は、本発明の燃料組成物の特性決定にも有用となり得る。セタン価向上添加剤または添加剤の混合物を使用する場合、それらは本発明の燃料組成物のＣＮを所望の程度まで、言い換えると、乳化植物燃料が使用される個別の用途または使用に適した程度まで向上させるのに有効な量で存在することができる。一実施形態においては、セタン価向上剤の濃度は、最大約１０重量％であり、別の一実施形態においては約０．０５〜約１０重量％であり、さらに別の一実施形態においては約０．０５〜約５重量％であり、さらに別の一実施形態においては約０．０５〜約１重量％であり、あるいは、約０．１〜約１重量％である。
【００８４】
ディーゼル燃料のセタン価を向上させる能力を有する種々の化合物が同定されている。特定の用途において特定の性能要求に適合させるのに必要または望ましい場合には、本発明の植物油系水−燃料エマルジョン組成物の一実施形態は、セタン価を増加させる能力を有する１種類以上の化合物を場合により含むことができる。有用なセタン価向上剤としては、１種類以上の過酸物、硝酸、亜硝酸塩、ニトロカルバメート、それらの混合物などが含まれるが、これらに限定されるものではない。有用なセタン価向上剤としては、ニトロプロパン、ジニトロプロパン、テトラニトロメタン、２−ニトロ−２−メチル−１−ブタノール、２−メチル−２−ニトロ−１−プロパノールなどが含まれるが、これらに限定されるものではない。一価または多価であってよく置換または非置換の脂肪族または脂環式のアルコールの硝酸エステルも含まれる。このような化合物としては、最大約１０個の炭素原子、一実施形態においては約２〜約１０個の炭素原子を有する置換および非置換アルキルまたはシクロアルキルの硝酸エステルが含まれる。アルキル基は、線状または分岐、あるいは線状または分岐のアルキル基の混合物のいずれであってもよい。このような化合物の例としては、硝酸メチル、硝酸エチル、ｎ−硝酸プロピル、硝酸イソプロピル、硝酸アリル、ｎ−硝酸ブチル、硝酸イソブチル、硝酸ｓｅｃ−ブチル、硝酸ｔｅｒｔ−ブチル、硝酸ｎ−アミル、硝酸イソアミル、硝酸２−アミル、硝酸３−アミル、硝酸ｔｅｒｔ−アミル硝酸、硝酸ｎ−ヘキシル、硝酸ｎ−ヘプチル、硝酸ｎ−オクチル、硝酸２−エチルヘキシル、硝酸ｓｅｃ−オクチル、硝酸ｎ−ノニル、硝酸ｎ−デシル、硝酸シクロペンチル、硝酸シクロヘキシル、硝酸メチルシクロヘキシル、および硝酸イソプロピルシクロヘキシルが含まれる。アルコキシ置換脂肪族アルコールの硝酸エステル、例えば硝酸２−エトキシエチル、硝酸２−（２−エトキシ−エトキシ）エチル、１−メトキシプロピル−２−ニトレート、硝酸４−エトキシブチルなど、ならびにジオール硝酸エステル、例えば１，６−ヘキサメチレンジニトレートも有用である。有用なセタン価向上剤の１つは硝酸２−エチルヘキシルである。
【００８５】
有機過酸化物も、本明細書の燃料組成物中のセタン価向上剤として有用となり得る。一般に有用な化合物は、式Ｒ１ＯＯＲ２のジアルキル過酸化物であり、式中のＲ１およびＲ２は、１〜約１０個の炭素原子を有する同種または異種のアルキル基である。好適な過酸化物セタン価向上剤化合物は、燃料組成物に対して溶解性であり、運転エンジンの典型的な燃料温度において熱安定性であるべきである。Ｒ１およびＲ２が約４または約５個の炭素原子を有する第３級アルキル基である過酸化物が特に有用である。好適な過酸化物の例としては、過酸化ジ−ｔｅｒｔ−ブチル、過酸化ジ−ｔｅｒｔ−アミル、過酸化ジエチル、過酸化ジ−ｎ−プロピル、過酸化ジ−ｎ−ブチル、過酸化メチルエチル過酸化、過酸化メチル−ｔ−ブチル、過酸化エチル−ｔ−ブチル、過酸化プロピル−ｔ−アミル、それらの混合物などが含まれる。好ましい過酸化物は一般に、燃料に対する良好な溶解性、好適な水分配係数特性、良好な熱安定性、および取り扱い特性の性質の１つ以上、好ましくは大部分を示し、燃料品質または燃料系統の構成要素に影響を与えず、低毒性である。有用な過酸化物の１つは過酸化ジ−ｔｅｒｔ−ブチルであり、これは過酸化ｔｅｒｔ−ブチルと呼ばれることもある。
【００８６】
本発明のバイオ燃料は、典型的には、ディーゼルエンジン中、ならびに他の場合ではディーゼル燃料が有用となる加熱炉、ガスタービン、燃焼タービン、およびその他の燃焼装置などの他の装置中の燃料としての使用に適した密度を有する。密度は、標準試験方法ＥＮ  ＩＳＯ  ３６７５に準拠して１５℃で測定することができ、好適な燃料の密度は約８５０ｋｇ／ｍ３〜約９５０ｋｇ／ｍ３、好ましくは約８６０ｋｇ／ｍ３〜約９１０ｋｇ／ｍ３、例えば  約８７０ｋｇ／ｍ３〜約８９０ｋｇ／ｍ３である。あるいは、米国においては、ディーゼル燃料の密度は、米国石油協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）によって開発されたＡＰＩ比重と呼ばれる規格によって特徴付けられる。ディーゼルエンジンの燃料として有用な本発明の燃料の典型的なＡＰＩ比重値は、約２５ＡＰＩ〜約４０ＡＰＩの範囲であり、これは約０．９０４〜約０．８２５（６０°Ｆまたは１５．６℃）の比重値に対応し、好ましくは約２６ＡＰＩ比重〜約３８ＡＰＩ比重、より好ましくは約２７ＡＰＩ比重〜約３７ＡＰＩ比重、例えば、約３５ＡＰＩ比重であり、これは比重約０．８５０に対応する。ＡＰＩ比重を比重と関連づけると認められた式は、ＡＰＩ＝（１４１．５／Ｓｐ．Ｇｒ．）−１３１．５であり、式中の略語Ｓｐ．Ｇｒ．は比重を意味し、前述のように６０°Ｆまたは１５．６℃において測定される。
【００８７】
本発明のバイオ燃料組成物は典型的には、ディーゼルエンジン、ならびに加熱炉および他の燃焼装置を含む他の場合にはディーゼル燃料が有用となり得る他の用途で燃料として使用するのに適した粘度を有する。粘度は、標準試験方法ＥＮ  ＩＳＯ  ３１０４またはＡＳＴＭ  Ｄ４４５（４０℃における動粘度）により測定することができ、有用となり得る値は約３ｍｍ２／ｓ〜約６０ｍｍ２／ｓ、または約３．５ｍｍ２／ｓ〜約５０ｍｍ２／ｓ、または例えば約３．６ｍｍ２／ｓ〜約４０ｍｍ２／ｓ、約３ｍｍ２／ｓ〜約４０ｍｍ２／ｓ、約３ｍｍ２／ｓ〜約３０ｍｍ２／ｓ、約１ｍｍ２／ｓ〜約２５ｍｍ２／ｓ、約２ｍｍ２／ｓ〜約１２ｍｍ２／ｓ、約３ｍｍ２／ｓ〜約１０ｍｍ２／ｓ、約４ｍｍ２／ｓ〜約８ｍｍ２／ｓ、約２ｍｍ２／ｓ〜約６ｍｍ２／ｓであり、および試験により好適なバイオ燃料組成物の用途または環境における使用に適した粘度値であってよい。
【００８８】
組成物の性能および意図する使用に実質的な悪影響を与えないのであれば、他の好適な任意選択の成分を本発明の組成物中に含むことができる。このような他の任意選択成分の分類に含まれるものは、例えば、熱安定剤および老化安定剤、着色剤、染料、およびマーカー、特にＥＮ  １４２１４：２００３−５．１に記載されるように欧州連合において認可されているもの、例えばアルキドを含む、不注意による摂取を防止するために混合物の臭気を変化させる物質などである。あるいは、必要であれば、燃焼後の排出ガスに不愉快な臭気または香りが存在する場合に、それを変化または遮蔽することができる物質を好適な量、典型的には低濃度で加えることができる。本発明の燃料組成物のために他の従来の添加剤およびブレンド剤が存在することができる。例えば、本発明の燃料は、アルキル化コハク酸および無水物などの防錆剤、ガム形成防止剤、金属不活性化剤、上部シリンダー潤滑剤、摩擦調整剤、洗浄剤、酸化防止剤、熱安定剤、静菌剤、殺微生物剤、殺真菌剤などの従来の添加剤を従来量で含有することができる。このような従来の添加剤は、水−植物油燃料エマルジョンの全重量を基準として最大約１重量％の濃度、例えば約０．０１重量％〜約１重量％の濃度で燃料組成物中に存在することができる。
【００８９】
特に前述の添加剤組成物を含む本発明の実施によって、長時間、例えば約−１０℃〜約＋５０℃などの広い温度範囲にわたって安定な動物性または植物性の脂肪または油および水を主成分とするエマルジョンの燃料組成物が調製される。さらに、−２５℃で試験を行うと、本発明の組成物、例えば塗料用シンナーおよび３０グラムのセチルアルコールを含む実施例１および２に示されるような組成物は、凍結、曇り、および相分離の形跡が全く見られなかった。本発明の組成物および方法により製造された燃料は、一般的用途のモーターおよびバーナーのタンクおよび／または配管系を修正せずに使用することができる。本発明の別の利点は、燃料が使用されるシステムを修正することなく、あらゆる時点で従来の燃料の使用に戻すことができることである。
【００９０】
本発明の特定の好ましい方法および組成物を使用して、以下のようなさらなる利点を実現することができる。
【００９１】
（ａ）特に組成物中に水が存在するために、製造原価および製造費が低く、他の燃料と競合する。
【００９２】
（ｂ）本発明の組成物は、貯蔵システム、バーナー、およびエンジン、例えばライニング、パッキンリング、およびシールに存在するポリマー材料において問題が発生し得る、従来のバイオディーゼル中に存在するメチルエステルの高い溶解力を示すことがない。
【００９３】
（ｃ）本発明の燃料は、貯蔵タンクおよび燃料ライニング中に堆積物が残留せず、そのため頻繁に整備を行う必要性が軽減される。
【００９４】
（ｄ）本発明の燃料は、定期的に補充され得る植物性および動物性の生成物を主成分としているため再生可能である。さらに、エネルギー源が再生可能であるだけでなく、燃焼中に放出される二酸化炭素量も、油または脂肪の供給源である植物性物質を産生する植物によって使用される二酸化炭素量に非常に近い。当然ながらこのことは石油系燃料の場合には起こり得ない。
【００９５】
（ｅ）特に望ましくない汚染物質である酸化窒素の排出が、特に水および添加剤の混合物を考慮すると、従来のバイオディーゼル系燃料よりも減少する。１５００ｒｐｍで運転されるディーゼルエンジンを使用した試験において、従来のバイオディーゼルでは１９６ｍｇ／Ｎｍ３が生成され、同じ条件下で本発明の組成物は１６０ｍｇ／Ｎｍ３を生成し、１８％を超える減少となる（ここでＮｍ３は「標準」立方メートルを指し、温度Ｔ＝２０．０℃（６８°Ｆ）、および圧力Ｐ＝１．０１ｂａｒ（１４．７２ｐｓｉａ）における体積として定義される）。
【００９６】
（ｆ）本発明の燃料組成物の燃焼中に生成される不燃性炭化水素は、従来のバイオディーゼル系燃料およびＣＯ排出によって生成される量よりも少なく、典型的には約１５％〜２０％少ないと考えられる。実施例１に示すものと類似した燃料組成物（３０グラムのセチルアルコールを含むが、塗料用溶剤葉含まない）を１５００ｒｐｍで運転されるディーゼルエンジン中で試験すると、ＣＯ排出が３７重量％減少することが観察された（８３８対１２４８ｍｇ／Ｎｍ３）。
【００９７】
（ｇ）従来のバイオディーゼル系燃料および本発明の燃料の燃焼によって生じる粒子状物質の化学組成および平均サイズは変動しやすい。バカラックスケール（Ｂａｃｈａｒａｃｈ  Ｓｃａｌｅ）（値０〜９、０は最低レベルを示す）を使用し、ザンベルリ・エミコント（Ｚａｍｂｅｌｌｉ  Ｅｍｉｃｏｎｔ）５０試験計器およびディーゼルエンジンに接続された長さ３ｍの排気管を使用して、煙の限界試験を行った（バカラックスケールは、石油蒸留物加熱燃料を燃焼させた燃焼排ガス中の煙濃度を測定する試験方法ＡＳＴＭ  Ｄ  ２１５６においても言及されている）。前述の（ｆ）項に記載されるような本発明の燃料組成物を使用して比較値６が観察された。従来のバイオディーゼル系燃料の燃焼中に発生した粒子状物質は、燃料の燃焼中に生成される望ましくなく汚染性の芳香族化合物の一部を吸収する有用な機能を果たすと考えられるが、本発明の燃料は、最初の段階でこのような芳香族化合物の生成が非常に少ないと考えられている。さらに、本発明の燃料の燃焼中に生成される粒子状物質は石油系燃料によって生成されるものよりも最大約７０％少なく、このような石油系燃料によって生成されるものよりも平均的に大きいことが見出された。さらに、粒子が大きいと、小さな粒子よりも肺の中に永久的に維持される可能性が低いため、危険性が低いと一般に考えられている。ＵＮＩＣＨＩＭ  ４９４（化学産業分野における統合のための協会（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｕｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）、イタリアの規格設定機関）により測定した粒子は０．１６ｍｇ／Ｎｍ３となり、ガスオイル（０．３０ｍｇ／Ｎｍ３）およびバイオディーゼル（０．２４ｍｇ／Ｎｍ３）で観察される量よりも十分少なかった。
【００９８】
（ｈ）植物油または脂肪の中に硫黄が存在せず、存在する他の成分の量および種類は、硫黄（および窒素）の存在を制限、軽減、または除去するために制御できるので、本発明の燃料ではＳＯ２の排出は問題とはならない。
【００９９】
（ｊ）本発明のバイオ燃料組成物は、特に水素化ヒマシ油および／またはセチルアルコールならびにエタノールを含む組成物で、抗微生物、抗菌、および防カビ特性を示すことが観察された。３０グラムの水素化ヒマシ油および５００グラムの塗料用溶剤を含有する実施例１、ならびに２５グラムのセチルアルコールを含有する実施例２の新しく配合したバイオ燃料のこの活性を確認するために、それぞれ細菌、胞子、およびカビ／真菌類に対する３つの異なる試験を行った。これらのバイオ燃料組成物は、以下の試験で満足のいく結果を示した。
【０１００】
胞子に対する活性の試験：５分以内に細胞数が５ｌｏｇ減少した場合に、英国規格（Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）（ＢＳ  ＥＮ  １２７６）による消毒が成功したとみなされ、これは指定時間内に胞子数が少なくとも９５％減少することを意味する。これに基づいて、以下の菌株、Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｓｍｅｇｍａｔｉｓおよびＢａｃｉｌｌｕｓ  Ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓの胚（胞子）に対して本発明のバイオ燃料組成物の試験を行った。
【０１０１】
カビに対する活性の試験：カビおよび真菌に対する試験は、５分以内に細胞数が４ｌｏｇ減少することが最低限必要とされる欧州規格（Ｅｕｒｏｐｅａｎ  ｓｔａｎｄａｒｄ）１２７５の指針に従った。使用した菌株はＣａｎｄｉｄａ  ａｌｂｉｃａｎｓのＡＴＣＣ番号１０２３１の菌株であった。
【０１０２】
本明細書の方法および前述の成分により製造されるバイオ燃料組成物としては、例えばマルチジェット新世代ディーゼルエンジンおよび従来のディーゼルエンジンにおいて有用な組成物が含まれる。このような組成物は、例えば、約２５〜約３０重量％の水、約４０〜約６０重量％の植物油、および約１５〜約３０重量％の添加剤を含むことができる。
【０１０３】
本発明の以下の態様は、可能な別の実施形態を表す。
１．（Ａ）１５００部の植物油または脂肪と、（Ｂ）９００部の水と、（Ｃ）４００部の変性エタノール９０重量％（１８０プルーフ）と、（Ｄ）（１）水素化ヒマシ油、（２）セチルアルコール、および（３）（１）と（２）との混合物からなる群より選択される少なくとも１つの成分３０部との成分から調製される燃料混合物。
２．５００部の無臭塗料用溶剤をさらに含む態様１の燃料混合物。
３．（Ａ）１５００部の植物油または脂肪と、（Ｂ）９００部の水と、（Ｃ）４００部の変性エタノール９０重量％（１８０プルーフ）と、（Ｄ）（１）水素化ヒマシ油、（２）セチルアルコール、および（３）（１）と（２）との混合物からなる群より選択される少なくとも１つの成分３０部との成分から、（Ｉ）成分（Ｃ）および（Ｄ）を互いに混合して添加剤を形成し、（ＩＩ）その添加剤を成分（Ｂ）と混合して混合物（ＩＩ）を形成し、（ＩＩＩ）混合物（ＩＩ）を同時に混合しながら好適な比率で（Ａ）に加えて実質的に乳化した混合物を形成する方法によって調製される燃料組成物。
４．（Ａ）４００部の変性エタノール９０重量％（１８０プルーフ）と、（Ｂ）（１）水素化ヒマシ油、（２）セチルアルコール、および（３）（１）と（２）との混合物からなる群より選択される少なくとも１つの成分３０部との混合物を含む燃料添加剤。
【０１０４】
主張される本発明の実施形態の具体的な説明として、以下の実施例を提供する。しかし、それらの実施例に記載される特定の詳細に本発明が限定されるものではないことを理解されたい。本実施例および本明細書中の全ての部およびパーセント値は、特に明記しない限り重量を基準としている。さらに、特定の組の性質、測定単位、条件、物理的状態、またはパーセント値を表すものなどの本明細書または特許請求の範囲に記載のあらゆる数値範囲は、記載の任意の範囲内の数のあらゆる部分集合を含めたそのような範囲内にあるあらゆる数を参照などとして文字通り参照により本明細書に明示的に組み込む。例えば、下限ＲＬおよび上限ＲＵを有する数値範囲が開示されている場合は、その範囲内にあるあらゆる数値Ｒが明確に開示されている。特に、その範囲内にある以下の数値Ｒが明確に開示される。Ｒ＝ＲＬ＋ｋ（ＲＵ−ＲＬ）、式中のｋは１％の増分で１％〜１００％の範囲の変数であり、例えば、ｋは１％、２％、３％、４％、５％、．．．、５０％、５１％、５２％、．．．、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％である。さらに、上記のように計算したあらゆる２つのＲの値によって表されるあらゆる数値範囲も明確に開示される。
【０１０５】
特定の性質、特性、または変量に関して定義されているのでなければ本発明の目的では、そのような性質、特性、または変量の任意の基準に適用される用語「実質的に」は、達成されるべき利点、あるいは所望の条件または特性値に適合すると当業者が理解するように、そのような尺度における記載の基準に適合することを意味する。
【０１０６】
特許請求の範囲を含む本明細書全体で、単語「含む」（ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｃｏｍｐｒｉｓｅｓなどのその単語の変形）、ならびに「有する」（ｈａｖｅ、ｈａｖｉｎｇ）、「含有する」（ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｅ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇならびにそれらの変形）は、言及される指定のステップ、要素、または材料が必須であるが、他のステップ、要素、または材料を付け加えることができ、特許請求の範囲または本開示の中の構成体をさらに形成し得ることを意味する。本発明の説明および特許請求の範囲中に記載される場合、本発明および主張される事項が、記載のものにさらに付け加えられる可能性があるとみなされることを意味する。特に特許請求の範囲において使用される場合、これらの用語は、包括的または変更可能であり、追加の記載されていない要素または方法ステップを排除するものではない。
【０１０７】
記載の実施形態を含む本明細書全体で使用される場合、文脈上明確に他のことが記載されているのでない限り、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「１つの界面活性剤」への言及は、１種類の界面活性剤および２種類以上の異なる界面活性剤の組み合わせを含み、「植物油または脂肪」への言及は、２種類以上の植物油または脂肪の混合物、ならびに１種類の植物油または脂肪などを含む。
【０１０８】
関連の性質または条件の値が本明細書および特許請求の範囲に詳細が記載される本発明の技術的目標を適度に促進するのであれば、用語「約」は明記される値よりも大きい値および小さい値を含む。より具体的には、変数の修飾語として使用されたり、変数と併用されたりする場合の用語「約」は、本明細書に開示される数値および範囲に順応性があり、記載の範囲外にあるまたは１つの値とは異なる濃度、量、含有率、炭素数、温度、密度や純度などの性質などを使用して当業者が本発明を実施して所望の結果、すなわちバイオ燃料添加剤組成物またはそのような添加剤を含む燃料組成物や混合物が得られるということを伝えることを意図している。
【実施例】
【０１０９】
（実施例１．新世代高圧噴射ディーゼル）
以下の成分の燃料混合物を調製する。
１５００グラムの植物油または脂肪高圧噴射ディーゼル、ならびに
９００グラムの水（例えば、水道水）高圧噴射ディーゼル、ならびに
４００グラムの９０度変性エタノール（１８０プルーフ）、ならびに
（ａ）３０グラムの水素化リシン油（ヒマシ油）、あるいは、（ｂ）３０グラムのセタロール（ｃｅｔａｌｏｌ）（セチルアルコール）を使用して混合物が調製され、（ｃ）（ａ）＋（ｂ）（合計３０グラム）をともに使用した別の混合物も調製され、場合により、
５００グラムの無臭塗料用溶剤も、１つ以上の上記混合物に含まれる。
【０１１０】
この混合物は、新世代高圧噴射ディーゼルエンジンへの使用に好適である。現在の原料費に基づくと、上記組成物の費用は約２０４ユーロ／１０００Ｌ（現在の為替レートで約０．９４ドル／ガロン）と見積もられる。商業規模で上記組成物を製造する費用はより低くなると予想される。比較の目的で、市販のバイオディーゼル燃料の原料費は約４９２ユーロ／１０００Ｌ（現在の為替レートで約２．２６ドル／ガロン）である。
【０１１１】
（実施例２．従来のトラクター型低圧噴射ディーゼル）
以下の成分の燃料混合物を調製する。
１１００グラムの植物油、ならびに
５００グラムの水、ならびに
２５０グラムのエチルアルコール（１８０プルーフ）、ならびに
２５グラムの水素化ヒマシ油、またはセタロール（セチルアルコール）、またはヒマシ油とセタロールとの混合物、ならびに
２５グラムの塗料用シンナー。
【０１１２】
この混合物は、従来のトラクター型低圧噴射ディーゼルエンジンへの使用に好適である。現在の原料費に基づくと、上記組成物の費用は約２４３ユーロ／１０００Ｌ（現在の為替レートで約１．１２ドル／ガロン）と見積もられる。商業規模で上記組成物を製造する費用はより低くなると予想される。
【０１１３】
（実施例３．改良型の従来のトラクター型低圧噴射ディーゼル）
以下の成分の燃料混合物を調製する。
１１００グラムの植物油、
９００グラムの水、
２５０グラムのエチルアルコール（１８０プルーフ）、
２５グラム（ａ）水素化ヒマシ油、または（ｂ）セタロールまたは（ａ）と（ｂ）との混合物、
３００グラムの無臭塗料用シンナー。
【０１１４】
この混合物は、改良型の従来のトラクター型低圧噴射ディーゼルエンジンへの使用に好適である。
【０１１５】
（実施例４．オイルバーナー中で使用するための燃料）
以下の成分の燃料混合物を調製する。
９００グラムの油、
５００グラムの水、
２５グラムの（ａ）ヒマシ油、または（ｂ）セタロール、または（ａ）と（ｂ）との混合物、
２５０グラムのエチルアルコール。
【０１１６】
この混合物はオイルバーナー中での使用に好適である。
【０１１７】
（実施例５．改良オイルバーナー中で使用するための燃料）
以下の成分の燃料混合物を調製する。
１１００グラムの油、
９００グラムの水、
３７５グラムのエチルアルコール、
３０グラム（ａ）水素化ヒマシ油、または（ｂ）セタロール。
【０１１８】
この混合物は改良オイルバーナー中での使用に好適である。
【０１１９】
（実施例６）
本発明の燃料混合物を以下のようにして調製した。最初に水およびエタノールを互いに混合した。次にこのアルコール−水混合物に撹拌しながら植物油をゆっくりと加え、最後にこの油を含有する混合物に乳化剤または界面活性剤を加えた。セタン価向上剤が使用される組成物の場合は、最後にその成分を混合物に加えた。混合物は全て、ほぼ周囲温度または室温の２２℃で調製した。例えば平均約５ミクロン未満などの小さな粒度を有する安定なエマルジョンを調製するのに特に好都合な装置である超音波混合装置（「ソノレーター」超音波均質化システム、コネチカット州のソニック・コーポレーション）を使用して、対応する混合物を調製した。本明細書に記載の組成物は、本明細書においてマイクロエマルジョンとも呼ぶこのようなエマルジョンの調製に適用可能である。これらのマイクロエマルジョンは２２℃および約５００ｐｓｉ〜約１５００ｐｓｉの圧力でも調製可能であるが、最高５０００ｐｓｉの圧力でも安定なマイクロエマルジョンを製造することができる。燃料の成分および量を以下の表に示す。
【０１２０】
【表５】
2009535449.tif 000014
【０１２１】
上記混合物について、異なる試験条件下、および比較のための種々の標準的燃料を使用して、種々の性質および性能特性の試験を行った。
【０１２２】
特に、バイオ燃料３は、固定バーナー中で試験を行い、その性能をガスオイル、バイオディーゼル、およびＢＴＺ燃料油と水エマルジョンとの混合物と比較した。基準燃料の説明および性質は、Ｓｔａｚｉｏｎｅ  Ｓｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｅ  ｐｅｒ  ｉ  Ｃｏｍｂｕｓｔｉｂｉｌｉ（ＳＳＣ）およびＣｏｎｓｏｒｚｉｏ  Ｉｎｇｅｎｇｎｅｒｉａ  ｐｅｒ  ｌ’Ａｍｂｉｅｎｔｅ  ｅ  ｌｏ  Ｓｖｉｌｕｐｐｏ  Ｓｏｓｔｅｎｉｂｌｉｌｅ（ＩＰＡＳＳ）による表題「Ｓｐｅｒｉｍｅｎｔａｚｉｏｎｅ  Ｃｏｍｂｕｓｔｉｂｉｌｉ  Ａｎａｌｉｓｉ  ｃｏｍｐａｒａｔｉｖａ  ｄｉ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｂｉｌｉ  ｐｅｒ  ｕｓｏ  ｃｉｖｉｌｅ」２００５年１２月５日の公開レポートに見ることができ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｓｃ．ｉｔ／においても報告され、これらは参照により本明細書に組み込まれる。バイオ燃料３は、公称熱容量１７５ｋＷの倒立火炎ラバシオ・モデル（Ｒａｖａｓｉｏ  Ｍｏｄｅｌ）ＴＲＭ  １５０ボイラーおよび燃料油用のエルコ・クロックナー・モデル（Ｅｌｃｏ  Ｋｌｏｃｋｎｅｒ  Ｍｏｄｅｌ）ＥＫ  ３．５０  Ｓ−Ｚバーナーからなる実験用熱プラントを使用して試験を行った。発生した熱を熱交換器に送り込んで性能を測定し、排出される排気ガスも分析した。以下の条件を使用した。燃料タンク温度約１６℃、バーナー暖機温度約６０℃、霧化圧力２８ｂａｒ、燃料供給２３ｋｇ／ｈ、熱出力１６０ｋＷ、排気ガス中の過剰の酸素６％。ＢＴＺ燃料油は、水と１３重量％で混合し、バイオディーゼル（脂肪酸メチルエステルの標準混合物）と２０重量％で混合した。試験結果を以下の表に報告する。
【０１２３】
【表６】
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【０１２４】
別の実験室での試験において、バイオ燃料３は、−４２℃の優れた流動点（ＩＳＯ  ３０１６−９４に準拠して測定）、ならびに燃料油のクラスに典型的な粘度および低い加熱容量値（ＡＳＴＭ  Ｄ  ２４０−０２）を示した。上記に示したように、バイオ燃料３はＮＯｘおよび他の排出も少なかった。バイオ燃料３は、バーナーにおいて規則的で安定な濃黄色の炎を示すことも観察された。再循環した燃料の密度増加が観察され、これは、エマルジョン粒度のさらなる改善、および前述の方法による組成物の調整によっておそらく軽減可能である。
【０１２５】
標準的な熱重量分析（ＴＧＡ）、および変調示差走査熱量測定（ＭＴＤＳＣ）の新しい技術を使用して、バイオ燃料２およびバイオ燃料３の熱容量および低温特性を測定した。ＴＧＡの場合、１００℃までは１０℃／分の加熱速度を使用し、その後試料を等温的に１時間加熱し、続いて１０００℃まで同じ加熱速度を再開すると、その後試料は完全に分解した。ＭＴＤＳＣは、加熱正弦波（±０．５℃、６０秒周期）を、通常の直線ランプ（５℃／分）、不活性窒素雰囲気中の温度間隔−２０℃〜＋２５０℃の上に重ねる。溶剤および水が１００℃で蒸発するので、この加熱試験は乳化剤安定性を反映している。この実験室試験より、バイオ燃料１は２００℃まで安定であり、一方バイオ燃料２は約１６５℃まで安定であることが分かった。熱容量（Ｊ／ｇ＊℃）は、バイオ燃料１が約１．６、バイオ燃料２が約１．８であり、ガスオイルと同程度であった。さらに、バイオ燃料１およびバイオ燃料２はどちらも、−２０℃における熱的影響および凍結を示さなかった。
【０１２６】
イタリアのローマの近くの「Ｃｅｎｔｒｏ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔａｒｉｏ  ｄｉ  Ｒｉｃｅｒｃａ  ｐｅｒ  ｌｏ  Ｓｖｉｌｕｐｐｏ  ｓｏｓｔｅｎｉｂｉｌｅ」（研究および持続可能な開発のための大学センター、ＣＩＲＰＳ）においてさらに試験を行った。２つの異なる自動車エンジン、フィアット・マルチプラ（Ｆｉａｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌａ）１．９  ｊｔｄ（コモンレールエンジン）、およびフィアット・プント（Ｆｉａｔ  Ｐｕｎｔｏ）１．７  ｔｄ（吸気エンジン、フィアット・プントＴＤ  ７０  ＥＬＸとも呼ばれる）を使用して、バイオ燃料１およびバイオ燃料２について出力性能および排気ガスの試験を行い、従来のディーゼル燃料と比較した。出力試験を、動力計のカーテック（Ｃａｒｔｅｃ）ＬＰＳ  ２５１０を使用して行い、以下の結果が得られた。
【０１２７】
【表７】
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【０１２８】
従来のディーゼルと比較すると、フィアット・マルチプラの出力はバイオ燃料１で約３％、バイオ燃料２で約１５％低下した。フィアット・プントでは出力は、従来のディーゼルよりもバイオ燃料２で約４％、バイオ燃料１で約１１％低下した。しかし、従来のバイオディーゼルを従来のディーゼルの出力と比較すると約１１％低下することも報告されている（エネルギー情報局（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ）、ｗｗｗ．ｅｉａ．ｄｏｅ．ｇｏｖ／ｏｉａｆ／ａｎａｌｙｓｉｓｐａｐｅｒ／ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ）。
【０１２９】
硫黄および酸化窒素測定の種々の規格および基準ＵＮＩＣＨＩＭ  ４２２、４６７、および４９４の方法、ＵＮＩ  １０１６９規制、およびＤＭ  ２５／０８／００に準拠して同じ自動車を使用してバイオ燃料２の排出試験を行った。試験結果を以下の表にまとめている。
【０１３０】
【表８】
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【０１３１】
これらの試験結果は、バイオ燃料２の性能が従来のディーゼル燃料よりも非常に良好であることを示している。
【０１３２】
（実施例７）
固定バーナーまたは加熱炉、例えば、熱および出力を発生するために使用されルバーナーにおいて特に有用な組成物が得られる成分を有するバイオ燃料組成物と呼ばれる本発明の組成物。これらの成分を以下の表に示す。
【０１３３】
【表９】
2009535449.tif 000018
【０１３４】
バイオ燃料７Ａで示される組成物をいくつかの標準燃料試験で評価した。試験およびそれらの結果を以下の表にまとめている。
【０１３５】
【表１０】
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【０１３６】
例えば好ましくはディーゼルエンジン、またはディーゼル燃料の燃焼に適したエンジン、またはそれらの同等物を有する自動車、トラック、農機具などの乗り物に特に有用な別のバイオ燃料組成物も、以下の配合により調製した。
【０１３７】
【表１１】
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【０１３８】
（実施例８）
本発明のさらに別のバイオ燃料組成物を以下のようにして調製した。最初に水およびプロピレングリコールを互いに混合した。次に、このアルコール−水混合物に撹拌しながら少量ずつの植物油をゆっくりと加え、それらの添加後、最後にこの油を含有する混合物に乳化剤または界面活性剤を加えた。この混合物はほぼ室温の２２℃で調製した。あるいは、前述のように超音波混合装置を使用して混合物を調製した。しかし、このような装置を使用すると、全ての成分を同時に加えても安定なエマルジョン、例えば平均で約５ミクロン未満の小さな粒度を有するマイクロエマルジョンを得ることができる。前述したように、これらのマイクロエマルジョンは２２℃および約５００ｐｓｉ〜約１５００ｐｓｉの圧力でも調製可能であるが、最高５０００ｐｓｉの圧力でもマイクロエマルジョンを調製することができる。本実施例の燃料組成物では、限定するものではないが乗り物およびバーナーのディーゼルエンジンなどに使用される前述の組成物と比較して高い引火点が要求される用途において特に有用な組成物が得られる成分を使用した。燃料の成分を以下の表に示す。
【０１３９】
【表１２】
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【０１４０】
バイオ燃料８で示される組成物をいくつかの標準燃料試験で評価した。試験およびそれらの結果を以下の表にまとめている。
【０１４１】
【表１３】
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【０１４２】
明らかに、バイオ燃料８の引火点は、バイオ燃料７Ａよりもはるかに高い。さらに、最大２５重量％のバイオ燃料８と、従来のディーゼル燃料、バイオディーゼル燃料、およびエタノールとの混合物を調製することができ、２種類の燃料混合物は互いに容易に分散させることができ、安定であり、言い換えるとこれらは異なる相に分離しない。
【０１４３】
（実施例９）
別の実験において、０．５重量％のセタン価向上剤、硝酸ヘキシル２−エチルをバイオ燃料８の組成物に加えて、本発明の範囲内にある安定なバイオ燃料組成物を製造すると、セタン価の向上が示された。
【０１４４】
（実施例１０）
さらに別の配合物を調製し、植物油系エマルジョン組成物の安定性を評価するための試験を行った。これらの配合を以下の表に示す。
【０１４５】
【表１４】
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【０１４６】
分離可能な沈殿物の量に基づくと、上記表中の実施例１０−１は安定なエマルジョン燃料として特徴づけられるが、実施例１０−２は不安定であるとみなされる。しかし、有効ＨＬＢが９．６（（０．５×１４．９）＋（０．５×４．３））である乳化剤混合物を使用することによって、組成物の性質を十分改良することができ、安定な乳化燃料を得ることができた。
【０１４７】
特定の実施形態を参照しながら本明細書における本発明を説明してきたが、これらの実施形態は単に本発明の原理および用途を説明するものであることを理解されたい。したがって、説明的実施形態に対して多数の修正を行うことができ、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲から逸脱せずに他の配置を考案することができることを理解されたい。
【国際調査報告】
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