(57)【要約】添加剤が、カルシウム源、懸濁化剤、ヒマシ油及び任意にヒマシ油補完／置換え成分を含む。多くの態様では、ポリアルファオレフィンが含まれる。好ましい懸濁化剤は、脂肪酸エステル、トリグリセリド又は約５℃〜約５０℃の流動点降下点／融点を有する他の物質である。特に重要な懸濁化剤は、１）リシノール酸の重合エステル（１２ヒドロキシオレイン酸の重合エステル）、２）１２ヒドロキシステアリン酸の重合エステル、３）リシノール酸のワックスエステル、４）パーム油、５）パームオレイン、６）ココナッツ油、及び７）ホホバ油である。この添加剤は、燃料において、効率及び排出に関する内燃エンジン性能を改善するために使用することができる。ポリアルファオレフィンも、特にＮＯＸ低減に関しディーゼル燃料の添加剤配合物中で重要となり得る。添加剤は、エンジン、銃器又は他の機械の鉄及び非鉄金属成分の両方の性能を改善する潤滑剤において使用することもできる。この添加剤は、機械加工及び製造のための切削流体において使用することもできる。本発明の態様は、他の添加剤に関連して使用し、油、エステル及び他の同様の製品の流動点を低下させるために使用することができる。
2009503194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料及び潤滑剤のための添加剤であって、内燃エンジン排出及び燃料マイレージを改善し、潤滑性を改善するものであって、
カルシウム含有成分、
ヒマシ油、及び
懸濁化剤
を含み、前記懸濁化剤が、５〜５０℃の融点を有する脂肪酸エステルである、添加剤。
【請求項２】
硫酸ヒマシ油、大豆メチルエステル、カノーラ油及び流動点降下剤からなる群から選択されるヒマシ油補完／部分的置換え成分をさらに含む、請求項１に記載の添加剤。
【請求項３】
第４の成分としてポリアルファオレフィンをさらに含む、請求項１に記載の添加剤。
【請求項４】
前記カルシウム源が、スルホン酸カルシウム、過塩基性スルホン酸カルシウム及び炭酸カルシウムからなる群から選択される、請求項１に記載の添加剤。
【請求項５】
前記懸濁化剤が、脂肪酸エステル、トリグリセリド脂肪酸エステル、リシノール酸のワックスエステル、パーム油、パームオレイン、ココナッツ油及びホホバ油からなる群から選択される、請求項１に記載の添加剤。
【請求項６】
燃料及び潤滑剤のための添加剤であって、内燃エンジンの排出及び燃料マイレージを改善し、潤滑性を改善するものであって、
カルシウム含有成分  １０〜５０ＬＶ％、
ヒマシ油、並びにヒマシ油、硫酸ヒマシ油、大豆メチルエステル、カノーラ油及び流動点降下剤からなる群から選択されるヒマシ油補完成分  １０〜６０ＬＶ％、並びに
融点５〜５０℃の脂肪酸エステルである懸濁化剤  １〜２５ＬＶ％
を含む、添加剤。
【請求項７】
第４の成分としてポリアルファオレフィンをさらに含む、請求項６に記載の添加剤。
【請求項８】
前記カルシウム含有成分が、スルホン酸カルシウム、過塩基性スルホン酸カルシウム及び炭酸カルシウムからなる群から選択される、請求項６に記載の添加剤。
【請求項９】
前記懸濁化剤が、脂肪酸エステル、トリグリセリド脂肪酸エステル、リシノール酸のワックスエステル、パーム油、パームオレイン、ココナッツ油及びホホバ油からなる群から選択される、請求項６に記載の添加剤。
【請求項１０】
前記カルシウム含有成分が添加剤の３０〜５０ＬＶ％、前記ヒマシ油及びヒマシ油補完成分が添加剤の４０〜６０ＬＶ％、前記懸濁化剤が添加剤の１〜４ＬＶ％である、請求項６に記載の添加剤。
【請求項１１】
燃料及び潤滑剤のための懸濁化剤であって、内燃エンジンの排出及び燃料マイレージを改善し、潤滑性を改善するものであって、
カルシウム含有成分  １０〜５０ＬＶ％、
ポリアルファオレフィン  １５〜７５ＬＶ％
ヒマシ油成分、並びにヒマシ油、硫酸ヒマシ油、大豆メチルエステル、カノーラ油及び流動点降下剤からなる群から選択される補完成分  １０〜６０ＬＶ％、並びに
５〜５０℃の融点を有する脂肪酸エステルである懸濁化剤  １〜２０ＬＶ％
を含む、添加剤。
【請求項１２】
カルシウム含有成分が、スルホン酸カルシウム、過塩基性スルホン酸カルシウム及び炭酸カルシウムからなる群から選択される、請求項１１に記載の添加剤。
【請求項１３】
前記懸濁化剤が、脂肪酸エステル、トリグリセリド脂肪酸エステル、リシノール酸のワックスエステル、パーム油、パームオレイン、ココナッツ油及びホホバ油からなる群から選択される、請求項１１に記載の添加剤。
【請求項１４】
前記カルシウム含有成分が添加剤の３０〜５０ＬＶ％、前記ポリアルファオレフィンが添加剤の１５〜３０ＬＶ％、ヒマシ油及びヒマシ補完成分が添加剤の３０〜５０ＬＶ％であり、前記懸濁化剤が添加剤の１〜４ＬＶ％である、請求項１１に記載の添加剤。
【請求項１５】
燃料、潤滑剤、流動点降下剤及び切削流体のための添加剤を配合し使用する方法であって、
カルシウム含有成分を供給し、
脂肪酸エステル、融点５〜５０℃の脂肪酸エステル、トリグリセリド脂肪酸エステル、リシノール酸のワックスエステル、パーム油、パームオレイン及びホホバ油からなる群から選択される懸濁化剤を、前記カルシウム含有成分と混和させて、混和物を得て、
前記混和の後、ヒマシ油を供給し、前記混和物中に前記ヒマシ油を混合することを含む方法。
【請求項１６】
前記混合の後、硫酸ヒマシ油、大豆メチルエステル、カノーラ油及び流動点降下剤からなる群から選択されるヒマシ油補完／部分的置換え成分を前記混合物に添加することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記添加剤の有効量を、車両のガソリン燃料中に供給することをさらに含み、これにより、該車両の燃料マイレージが増加する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記添加剤の有効量を、前記車両のディーゼル燃料に供給することをさらに含み、これにより、該車両の燃料マイレージが増加する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記添加剤の有効量を、内燃エンジンのためのガソリン燃料中に入れることをさらに含み、これにより、内燃エンジンからのＮＯＸ、炭化水素、ＣＯ及びＣＯ２の排出が低減する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記添加剤の有効量を、内燃エンジンのためのディーゼル燃料中に入れることをさらに含み、これにより、内燃エンジンからのＮＯＸ、炭化水素、ＣＯ及びＣＯ２の排出が低減する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記ディーゼル燃料が石油ディーゼルである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ディーゼル燃料がバイオディーゼルを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記ディーゼル燃料がエタノールを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記混合の後、前記混合物にポリアルファオレフィンを添加することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記添加剤の有効量を、内燃エンジンのためのガソリン燃料中に入れることをさらに含み、これにより、内燃エンジンからのＮＯＸ、炭化水素、ＣＯ及びＣＯ２の排出が低減する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記添加剤の有効量を、内燃エンジンのためのディーゼル燃料中に入れることをさらに含み、これにより、内燃エンジンからのＮＯＸ、炭化水素、ＣＯ及びＣＯ２の排出が低減する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記添加剤の有効量を、切削流体中に入れることをさらに含み、これにより、前記切削流体が使用される切削作業で摩擦が低減する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２８】
内燃エンジン用ガソリン燃料中にカルシウムを懸濁させる方法であって、
カルシウム含有成分を供給し、
前記カルシウム含有成分に、脂肪酸エステル、融点５〜５０℃の脂肪酸エステル、トリグリセリド脂肪酸エステル、リシノール酸のワックスエステル、パーム油、パームオレイン、ココナッツ油及びホホバ油からなる群から選択される懸濁化剤を混和し、混和物を得て、
前記混和の後、ヒマシ油成分を前記混和物へ添加して、混合物を得て、
前記ヒマシ油成分を添加して前記混合物を得た後、該混合物をガソリン燃料中に入れ、これにより、カルシウム成分がガソリン燃料中で懸濁する、方法。
【請求項２９】
前記混合後且つ前記混合物をガソリン燃料中へ入れる前に、前記混合物にポリアルファオレフィンをさらに添加する、請求項２８に記載のカルシウムを懸濁させる方法。
【請求項３０】
内燃エンジンのディーゼル燃料中でカルシウムを懸濁させる方法であって、
カルシウム含有成分を供給し、
脂肪酸エステル、融点５〜５０℃の脂肪酸エステル、トリグリセリド脂肪酸エステル、リシノール酸のワックスエステル、パーム油、パームオレイン、ココナッツ油及びホホバ油からなる群から選択される懸濁化剤を、前記カルシウム含有成分と混和し、混和物を得て、
前記混和の後、前記混和物にヒマシ油成分を添加し、混合物を得て、
前記ヒマシ油成分を添加して混合物を得た後、該混合物をディーゼル燃料中に入れることを含み、
これにより、カルシウム成分が前記ディーゼル燃料中で懸濁する、方法。
【請求項３１】
前記混合の後且つ前記混合物を前記ディーゼル燃料中に入れる前に、前記混合物にポリアルファオレフィンをさらに添加する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記ディーゼルがバイオディーゼルを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記ディーゼルがエタノールを含む、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年７月２５日出願の米国特許出願第６０／７０２４２０号明細書及び２００６年３月１３日出願の米国特許出願第６０／７８２０９１号明細書の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、自動車用燃料のための添加剤であって、特に効率及び排出に関し内燃エンジンの性能を向上させるものに関する。また、本発明は、潤滑剤のための添加剤であって、エンジン、銃器又は他の機械の鉄金属要素及び非鉄金属要素の性能を向上させるものに関する。そして、本発明は、切削流体のための添加剤であって、機械加工及び製造、また採鉱並びに他の同様の切削、せん断加工及び粉砕といった、切削を容易にし低温化することにより利益が得られる用途で使用される添加剤に関する。本発明は、流動点降下剤のための添加剤にも関する。本発明は、様々な燃料、油（オイル）、エステル、グリース、ペースト状化合物、例えば化粧品、並びに他の流体及び半固体中での他の用途も見出した。
【背景技術】
【０００３】
Ritterによる米国特許第５５０５８６７号（１９９６年４月９日に登録）は、過塩基性（高塩基性）のスルホン酸塩、ホホバ油及びヒマシ油を含む、燃料及び潤滑剤中に含有させるための組成物を開示している。上記成分の組成物は、機械のための潤滑油に添加した場合、優れた潤滑性能をもたらすことが見出された。上記成分の組成物は、リサーチオクタン価９５のガソリンに添加した場合、単発の航空エンジンを、２０〜２５％で燃料を「希薄」にした場合であっても初期爆発（incipient detonation）を起こすことなく作動させることができる。
【０００４】
多くの他の特許及び製品が、エンジンの性能及び潤滑油の性能を向上させる試みを行っているが、その成果は様々である。多くの商業製品は、大手の製油会社及び中小の専門製造者から入手可能であり、これらの販売元は、堆積物の除去、堆積の防止、エンジン金属表面の潤滑、燃料中の水滴の除去又は錆の抑制によってエンジン性能及び耐用年数が改善することを宣伝している。
【０００５】
しかし、本発明の発明者は、燃料添加剤及び潤滑剤の改善が必要であると確信している。本発明の態様は、この及びその他の必要性に応えるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、燃料の燃焼性能を向上させ、これにより、燃料経済性を増大させ、有害な排出を低減させることを含む。本発明の別の課題は、燃料の潤滑値を改善し、金属の高速での接触における潤滑剤の性能を改善することを含む。別の課題は、本発明のいくつかの態様で、ディーゼル燃料において流動点の降下を促進させることを含む。本発明による組成物は、上記した燃焼性能及び潤滑を良好にし、前記課題のいくつか又は全てを解決する、燃料及び潤滑剤のための添加剤として提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の添加剤は、カルシウム含有成分、ヒマシ油、懸濁化剤、場合によってはヒマシ補完成分／部分的置換え成分（castor supplement/partial replacement）、及び多くの態様では、ポリアルファオレフィン成分を含む。好ましいカルシウム含有成分は、過塩基性のスルホン酸カルシウム、炭酸カルシウム、並びにスルホンカルシウム及び／又は炭酸カルシウムを含むその他の液体及び粉体である。好ましい懸濁化剤（suspension agent、ここでは「結合剤」とも呼ぶ）は、脂肪酸エステル、トリグリセリド又は約５〜５０℃の流動点／融点を有する他の物質である。特に好ましい懸濁化剤は、リシノール酸のワックスエステル、パーム油、パームオレイン、ココナッツ油及びホホバ油である。好ましいヒマシ補完成分／部分的置換え成分は、ヒマシ油、大豆メチルエステル、カノーラ油及び流動点降下剤を含む。
【０００８】
燃料で使用される態様では、本発明による添加剤は、上述に列記したものみを含む成分から配合されていてよいし、又は従来の燃料添加剤パッケージ（additive package）のような別の成分を含んでいてもよい。また、この添加剤は、他の添加剤パッケージをそれ自体で元々含む燃料と共に使用することもできる。潤滑剤で使用される態様又は潤滑剤として使用される態様では、本発明による添加剤は、上に列記したもののみを含む成分から配合されていてもよいし、他の成分、例えば従来の潤滑添加剤パッケージを含んでいてもよい。また、添加剤は、他の添加剤パッケージをそれ自体で元々含む潤滑剤と共に使用することもできる。流動点降下剤で使用される態様では、本発明による添加剤は、上に列記したもののみを含む成分から配合されていてもよいし、他の成分を含んでいてもよい。また、本発明による添加剤は、バイオディーゼル燃料及びバイオディーゼルを含むディーゼル燃料と共に使用して流動点降下を促進させるために使用することができ、最も好ましくは、本発明による添加剤を流動点降下剤と混合させ、その後、その混合物をバイオディーゼル又はバイオディーゼル含有燃料に添加する。
【０００９】
本明細書では、本発明による添加剤の特定の用途について記述しているが、他の用途も、やがて明らかとなるであろう。さらに、本明細書では特定の好ましい配合物を記載しているが、本発明による別の配合物も、本開示の広い範囲内で、又は本出願の優先権を主張する基である特許文献、具体的には２００５年７月２５日出願の米国特許出願第６０／７０２４２０号明細書及び２００６年３月１３日出願の米国特許出願第６０／７８２０９１号明細書の広い範囲内で有効であり得る。これらの文献の範囲は、参照により本願に組み込まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明による組成物の態様は、単独で使用するために配合することができ、また燃料、潤滑剤、処理剤若しくは切削油に混和させたり、燃料、潤滑油、処理剤若しくは切削油のための添加剤若しくは流動点降下剤に混和させることもできる。本発明による組成物の態様は、燃焼エンジンの燃焼及び／又は機能を改善することができ、これにより、１ガロン（３．８リットル）当たりのマイル数及び／又は排出の改善を得ることができる。本発明による添加剤は、カルシウム含有成分、ヒマシ油、懸濁化剤、任意にヒマシ補完成分／部分的置換え成分、並びに多くの態様ではポリアルファオレフィン成分を含む。
【００１１】
カルシウム成分は、スルホン酸カルシウム、好ましくは過塩基性のスルホン酸カルシウムであってよいが、本発明の発明者は、炭酸カルシウムが、スルホン酸カルシウムに代えた使用で若しくはこれに追加的に加えた使用で有効であることも見出した。多くのスルホン酸カルシウム及び過塩基性スルホン酸カルシウムは、公知であり（例えば、米国特許第５５０５８６７号明細書の関連技術）、例えばCrompton Corporation/Great Lakes Corporation（Chemtura）より市販されている。特に好ましいカルシウム源は、Crompton Corporation/Great Lakes Corporation（Chemtura）のC-400（商標）又はC-400-C（商標）又はC-CLR（商標）の過塩基性スルホン酸カルシウムである。Crompton C-400（商標）又はC-400-C（商標）又はC-CLR（商標）は、燃料フィルタを詰まらせるカルシウム粒子の径の問題が現れることのない液体状の優れたカルシウム源であることが見出されている。
【００１２】
本発明の発明者は、スルホン酸マグネシウムを用いて実験し、それらが有効であることを見出したが、スルホン酸マグネシウムは、典型的には、堆積物を燃焼室内に、ヘッド、バルブ、スパークプラグ等上に残り、そのため、スパークプラグ上の堆積物がスパークプラグを「摩滅させ（ground out）」てしまう。したがって、スルホン酸カルシウムに追加して又はこれに代えて、スルホン酸マグネシウムを含有させることは、現実的ではなく、よって好ましくない。本発明者は、スルホン酸バリウムでも実験を行ったが、例えば燃焼エンジンでの対象温度で分解し、不都合な排出を生じることが観察され、有効でないことが分かった。よって、好ましい態様では、他のアルカリ土類成分及び他のアルカリ土類スルホン酸塩でなく、カルシウム含有成分のみを使用する。
【００１３】
本発明者は、全てでないが多くのポリアルファオレフィン成分が、好ましい添加剤中で有効であることを確信している。ポリアルファオレフィンは、好ましい添加剤中での使用のためには、好ましくは水素化されていない。以下に記載する試験及び実施例で有効であった好ましいポリアルファオレフィン化合物の具体的な例は、Crompton Corporation/Great Lakes Corporation（Chemtura）より販売されているSYNTON（商標）ＰＡＯ（例えば、SYNTON-40（商標）及びSYNTON-80（商標））及びBP Amocoより販売されているDURASYN（商標）ＰＡＯである。
【００１４】
懸濁化剤は、本発明者により「結合剤（bonding agent）」とも呼ばれる場合があり、カルシウム含有成分を、それが有機物（例えばスルホン酸塩）又は無機物（例えば炭酸塩）であるに関わらず、好ましい添加剤の植物性油中でも最終的に得られる燃料−添加剤混和物及び最終的に得られる潤滑剤−添加剤混和物中でも、懸濁液中に（懸濁状態に）保持するという点で重要であると考えられている。本発明者は、添加剤−燃料混和物又は潤滑剤−添加剤混和物中に懸濁された過塩基性スルホン酸カルシウムの場合、無機（過塩基性スルホン酸カルシウムの炭酸塩「過塩基性」部分）及び有機（過塩基性スルホン酸カルシウムのスルホン酸塩部分）のカルシウムがいずれも懸濁されていることに注意を向けている。この懸濁化剤の効果は極めて顕著であるため、本発明者には、懸濁化剤がカルシウムを他の成分にほぼ「結合」してカルシウムを懸濁状態に維持しているように観察されるので、この懸濁化剤は「結合剤」との名前で呼ばれる。本発明者は、カルシウムがこの「結合剤」に又はヒマシ油、ヒマシ補完成分／置換え成分若しくはＰＡＯに共有結合していると必ずしも確信しているわけではないが、懸濁化剤を使用することによって達成される驚くべき結果を示すため、この「結合剤」という用語を用いている。
【００１５】
好ましい懸濁化剤は、以下に挙げるもののうち１つ以上を含む。１）リシノール酸の重合エステル（１２ヒドロキシオレイン酸の重合エステル）、２）１２ヒドロキシステアリン酸の重合エステル、３）パーム油、４）パームオレイン、５）ココナッツ油及び６）ホホバ油。特に好ましい懸濁化剤は、
Acme Hardesty Co.のAcme Wax 224（商標）（上記の番号１の例）、
Acme Hardesty Co.のAcme Wax 225（商標）（上記の番号２の例、融点４５℃）、
Columbus Foodsのパーム油 #701（融点４１℃）、#710（融点４１℃）、#720及び#730（融点２８℃）、
パームオレイン #725（融点２１℃）、及び
Columbus Foodsのココナッツ油 #92（融点３４℃）及び#76（融点２６℃）
である。
【００１６】
好ましさが劣る懸濁化剤としては、ホホバ油（好ましくは、融点約７℃の天然由来のホホバのシス−ホホバのみ）があり、特にその価格及び入手が困難なことから好ましさが劣る。
【００１７】
Acme Wax 224（商標）の一般的な化学構造の代表例を図１に示す。図１では、構造中の不飽和部分（つまり、各モノマー中の炭素＝炭素二重結合）及び炭素鎖に結合している多数のヒドロキシ基（ここでは、モノマー当たり１つ）が見られる。Acme Wax 224（商標）ワックスエステルは、二量体、三量体、及び炭素数３０を超える（二量体及びより多い重合モノマー数）、通常炭素数４０を超える（三量体及びより多い重合モノマー数）鎖長のオリゴマーを含んでいてよい。
【００１８】
Acme Wax 225（商標）の一般的な化学構造の代表例を図２に示す。図２では、構造中の飽和部分（つまり、各重合モノマー全体にわたる炭素−炭素単結合）及び炭素鎖に結合している多数のヒドロキシ基（ここでは、モノマー当たり１つ）が見られる。Acme Wax 225（商標）ワックスエステルは、二量体、三量体、及び炭素数３０を超える（二量体及びより多い重合モノマー数）、通常炭素数４０を超える（三量体及びより多い重合モノマー数）鎖長のオリゴマーを含んでいてよい。
【００１９】
Acme Wax 224（商標）及び225（商標）中の１８炭素鎖モノマーがいずれも、カルボキシル（ＣＯＯ−）基を１つ含むことが分かるであろう。
【００２０】
ヒマシ油成分に関しては、多くの販売元から入手可能な従来のヒマシ油が有効である。ヒマシ油成分は、場合によっては補完され（supplemented）、又はヒマシ油の全てではないが一部が置き換えられて（replaced）いてよい。好ましいヒマシ補完／部分的置換え成分は、硫酸ヒマシ油、カノーラ油、大豆メチルエステル及び流動点降下剤（好ましくは、植物油ベースの流動点降下剤、例えばMontrealのRHOMAXから現在入手可能で且つ本発明者によって好ましい菜種油誘導体として報告されているRho-Max 10-310（商標））である。硫酸化ヒマシ油（例えば「７５％硫酸化」）が好ましく、これは、米国ペンシルバニア州Blue Bell在のAcme Hardesty Co.より入手可能である。
【００２１】
広範囲にわたる配合物が添加剤として有効であることが予測され、例えば「３グループ」配合（この配合物にはポリアルファオレフィンが添加されていないことに留意されたい）は、以下の範囲内にあってよい。
グループ１：  スルホン酸カルシウム及び／又は炭酸カルシウムを含むカルシウム成分    １０〜５０ＬＶ％、
グループ２：  ポリアルファオレフィン    ０ＬＶ％、
グループ３：  任意のヒマシ補完／部分的置換え成分を含むヒマシ油    １０〜６０ＬＶ％、及び
グループ４：  懸濁化剤    １〜２５ＬＶ％。
【００２２】
以下に示す「４グループ」配合の範囲も、多くの異なる環境で有効であることが見出された。
グループ１：  スルホン酸カルシウム及び／又は炭酸カルシウム等のカルシウム成分    １０〜５０ＬＶ％、
グループ２：  ポリアルファオレフィン    １５〜７５ＬＶ％、
グループ３：  任意にヒマシ補完／部分的置換え成分を含むヒマシ油    １０〜６０ＬＶ％、及び
グループ４：  懸濁化剤    １〜２０ＬＶ％。
【００２３】
３つのグループからの成分を共に混和して、１００液体体積％の添加剤とし（グループ２は除かれている）、これを「３グループ添加剤」組成物と呼ぶ。４つのグループを共に混和して、１００液体体積％の添加剤とし（グループ２を含む）、これを「４グループ添加剤」と呼ぶ。
【００２４】
混和プロセスは、グループ４成分からグループ１成分までを添加し、しかも他のグループの成分を添加する前に２つの成分／グループを極めてよく混和することによって行うのが最適である。グループ１及び４を混和した後、グループ３成分及び場合によってはグループ２成分を添加することができる。グループ１及び４からの成分を他の成分を添加する前に完全に混和することは、添加剤の全ての成分を溶液／懸濁液中に保持するために、また添加剤を、この添加剤が混入されるオイル、燃料若しくは潤滑剤の適正な溶液／懸濁液中に保持するために極めて重要であると本発明者は考える。上記成分は、混和プロセスの際、所定の温度範囲の温度を有するが、ほぼ室温から約１００〜１４０°Ｆまでの温度で混和するのが好ましい。
【００２５】
「混和する（blend）」、「混合物（mixture）」、「添加する（add）」といった語は、様々な方法及び様々な装置に関して使用することができ、このような語によって、特定の方法、特定の装置又は特定の混合の所要時間を必要とすることを意図していない。特許請求の範囲においては、１つの請求項内で上記用語のうちの複数が、異なるステップがより明確となるよう説明するために使用されているが、そのステップが異なる混合技術若しくは装置が必要であることを示唆する意図はない。しかし、いくつかの態様では、好ましい添加剤の様々な成分の互いの又は添加剤の燃料若しくは潤滑剤への混和／混合／添加は、装置の高速、高せん断又は高エネルギーの混合技術によって行う必要がある場合もあるが、このことは、過度の実験を行わずとも当業者に明らかである。
【００２６】
好ましい３グループ添加剤は、前記の３つのグループのみからなっていてよく、好ましい４グループ添加剤は、前記の４つのグループからなっていてよい。別態様では、好ましい３グループ添加剤若しくは４グループ添加剤は、追加的な成分、例えば市販されている添加剤パッケージに混和し、「混和添加剤」とすることができる。混和添加剤は、例えば、３つのグループの組成物８０〜９９．９９ＬＶ％及び「追加的な成分」２０〜０．０１ＬＶ％からなっていてよい。或いは、混和添加剤は、４つのグループの組成物８０〜９９．９９ＬＶ％及び「追加的な成分」２０〜０．０１ＬＶ％からなっていてよい。よって、この「追加的な成分」の割合は、製品の大きな割合（例えば約２０ＬＶ％）からごく小さな割合（例えば約０．０１ＬＶ％）にわたっていてよい。「３グループ添加剤」若しくは「４グループ添加剤」に添加して「混和添加剤」を形成することのできる成分の例には、限定されることなく、流動点降下剤、冬緑油、染料、オイル、様々なエステル及び／又は燃料又は潤滑剤のための様々な従来の添加剤パッケージが含まれる。さらに、３グループ添加剤若しくは４グループ添加剤又は混和添加剤は、他の材料、好ましくは潤滑油若しくは燃料と添加／混和させることができる。この潤滑油若しくは燃料自体は、他の「添加剤」を既に含んでいてもよい。
【００２７】
従来の潤滑油中での３グループ添加剤若しくは４グループ添加剤又は混和添加剤の有効な濃度は、例えば、潤滑油９９．９９８〜８０ＬＶ％（典型的には９９．９７〜８０ＬＶ％）に対して、４グループ若しくは５グループ又は混和添加剤０．００２〜２０．０ＬＶ％（典型的には０．０３〜２０ＬＶ％）である。燃焼エンジン燃料中での３グループ若しくは４グループ添加剤又は混和添加剤の有効な濃度は、例えば燃料９９．９９８〜９５ＬＶ％（典型的には９９．９７〜９５ＬＶ％）に対して、３グループ若しくは４グループ添加剤又は混和添加剤０．００２〜５．０ＬＶ％（典型的には０．０３〜５ＬＶ％）といえる。
【００２８】
本発明者は、潤滑油、燃料、切削油、処理油中での３グループ添加剤若しくは４グループ添加剤又は混和添加剤の広範囲にわたる濃度での使用を考えている。さらに重要なことは、慣例の又は慣例でない他の添加剤成分の有無に関わらず、少なくとも上記３つの必要なグループからの成分が潤滑剤（油）又は燃料中に存在することである。
【００２９】
以下の実施例では、本発明の態様による添加剤が記載されている。この実施例に関連するデータは、排出の改善、燃料マイレージ若しくは燃料走行距離（ガロン当たりのマイル数）の改善並びに潤滑性及び金属処理における改善があったことを示している。
【００３０】
実施例Ｉ
排出試験
添加剤（本発明の一態様による）：
C-400 スルホン酸カルシウム    ４０ＬＶ％
ポリアルファオレフィン        ２０ＬＶ％
ヒマシ油                      ２０ＬＶ％
ホホバ油                        ２ＬＶ％
カノーラ油                    １８ＬＶ％
合わせて添加剤１００ＬＶ％とした。
上記配合物を、上述の方法によって混和し、ディーゼル燃料及びガソリンに添加し、以下の表に示すように様々なエンジンで実験を行った。
手順：
試験１〜９は、無負荷の条件下で、ディーゼル燃料＋添加剤（市販の従来のディーゼル燃料１２ガロン（約４５．６リットル）中に添加剤１オンスという濃度）を用いて行い、同じエンジンでディーゼル燃料のみを使用した場合と比較した。試験１０及び１１は、無負荷の条件下で、ガソリン＋添加剤（市販の従来の８７オクタンガソリン１８ガロン（約６８．４リットル）中に添加剤１オンスという濃度）を用いて行い、同じエンジンでガソリンのみでを使用した場合と比較した。全ての排出の結果は、車両の排出管に設けた分析装置、例えば、Ferret（商標）、Sun（商標）又はECOM（商標）分析装置を用いて得た。
結果：
この試験の結果は、それぞれディーゼルのみ又はガソリンのみの性能から「ディーゼル＋添加剤」又は「ガソリン＋添加剤」の性能への、排出のパーセント変化として以下に示す。
試験１、３〜９（試験番号２はデータなし）では、添加剤が含まれている場合、Ｏ２は平均で３％増加した一方、ＮＯＸは平均で約１８％減少し、一酸化炭素は平均で約２７％減少し、二酸化炭素は平均で約８％減少した。添加剤が含まれている場合、ＮＯ２は平均で約１９％減少し、ＮＯは平均で約１７％減少した。つまり、ディーゼル＋添加剤の運転では、これらの排出それぞれにおいて顕著で且つ驚くべき改善が見られた。試験１０及び１１では、添加剤が含まれている場合、炭化水素のｐｐｍでの排出量は、極めて大きな割合、つまり、約１００％及び６７％で降下し、これは平均で８３．５％の減少であった。よって、ガソリン＋添加剤での運転においても、排出に関し顕著で且つ驚くべき改善が見られた。
【００３１】
【表１】
2009503194.tif 000003
【００３２】
実施例ＩＩ
排出試験
添加剤（本発明の一態様による）：
C-400-C スルホン酸カルシウム（Crompton Corporation／Great Lakes Corporation（Chemtura））            ３０ＬＶ％
ポリアルファオレフィン    ３０ＬＶ％
ヒマシ油                  ２０ＬＶ％
ホホバ油                    ２ＬＶ％
カノーラ油                １８ＬＶ％
合わせて添加剤１００ＬＶ％とした。
手順：
試験は、Cummins Bシリーズのターボディーゼルで行い、従来の市販の＃２ディーゼル（試験番号１）より始めた。続いて、この同じディーゼルを添加剤と混ぜ合わせたもの（試験番号２）、ディーゼルにバイオディーゼル添加剤２％及び添加剤１オンス／１０ガロンを加えたもの（試験番号３）、ディーゼルにバイオディーゼル添加剤５％及び添加剤１オンス／１０ガロンを加えたもの（試験番号４）、並びに試験番号４の燃料に、燃料１０ガロン当たり１オンスの添加剤を追加的に加えたものについて試験を行った。
結果：
試験は、無負荷状態で様々なエンジンｒｐｍで並びに様々な走行速度で（「負荷状態で」）行った。排出については以下の表に、ベース試験（基本試験）、つまり、試験番号１に対するパーセント変化の形式で報告する。このデータは、添加剤を添加することによって、また添加剤にバイオディーゼルを混ぜ合わせたものを添加することによって、ＮＯＸ排出の顕著で且つ驚くべき改善が得られることを示している。例えば、ＮＯＸは、無負荷、２５００ｒｐｍで約７〜１４％、３０ｍｐｈで８〜３１％、５０ｍｐｈで３〜２１％及び７０ｍｐｈで４〜８％減少した。
車両：
Dodge 2001 ピックアップ、VIN# 387K23601G735111
エンジン：Cummins Bシリーズ  ターボディーゼル
燃料：
１．＃２ディーゼル燃料
２．＃２ディーゼル燃料に、ディーゼル燃料１０ガロン当たり１液量オンス（約２９．６ミリリットル）の割合で添加剤を加えたもの
３．＃２ディーゼル燃料＋バイオディーゼル２％に、ディーゼル燃料１０ガロン当たり１液量オンスの割合で添加剤を加えたもの
４．＃２ディーゼル燃料＋バイオディーゼル５％に、ディーゼル燃料１０ガロン当たり１液量オンスの割合で添加剤を加えたもの
５．上記４．の燃料に、燃料１０ガロン当たり添加剤１オンスを追加的に加えた混合燃料
注：Ｏ２＝％    ＣＯ＝ｐｐｍ    ＮＯｘ＝ｐｐｍ    ＣＯ２＝％
変化＝条件＃１のデータからの差
【００３３】
【表２】
2009503194.tif 000004
【００３４】
【表３】
2009503194.tif 000005
【００３５】
実施例ＩＩＩ
排出試験
添加剤（本発明の一態様による）：
C-400-C スルホン酸カルシウム（Crompton Corporation／Great Lakes Corporation（Chemtura））            ３０ＬＶ％
ポリアルファオレフィン    ３０ＬＶ％
ヒマシ油                  ２０ＬＶ％
ホホバ油                    ２ＬＶ％
カノーラ油                １８ＬＶ％
合わせて添加剤１００ＬＶ％とした。
手順：
この試験では、ガソリン車を、負荷状態で７５ｍｐｈで試験した。この車両は、3800エンジン（ターボチャージャーなし）を搭載した2001 Pontiac Bonnevilleであった。試験番号１は、７５ｍｐｈで、従来のオクタン価８７の市販ガソリンを用いて実施し、試験番号２は、７５ｍｐｈで、この同じガソリンに、ガソリン１０ガロン当たり１オンスで添加剤を加えたものを用いて実施した。
結果：
試験結果は、ＣＯ排出及びＮＯＸ排出における実質的且つ驚くべき結果を示している。以下の表に示すように、ＣＯは１５％を超える量で低減し、ＮＯＸは５０％を超える量で低減した。
試験条件  １〜７５ｍｐｈ  添加剤なし
２〜７５ｍｐｈ  ガソリン１０ガロン当たり添加剤１ｏｚ
【００３６】
【表４】
2009503194.tif 000006
【００３７】
注：  ＨＣ＝ｐｐｍ、ＣＯ＝％、ＣＯ２＝％、Ｏ２＝％、ＮＯＸ＝ｐｐｍ
注：  特定のベースデータ（基本データ）及び実験データは正式に集めていないが、急加速中及び急加速直後でのＨＣ及びＮＯＸに関するピークが実質的に減少したことが明らかとなった。
【００３８】
実施例ＩＶ
排出試験、ＰＡＯを漸次的に増加させて添加
車両：
モンタナ州、City of ButteのMAC Truck
分析装置：
ECOM AC ディーゼル分析装置
手順：
条件＃１では、MAC truckのエンジンを運転温度に加熱し、さらに１５分間、６００ｒｐｍでアイドリング運転した。排出の測定値の読みは、測定値が安定していた５分間で行った。次に、トラックエンジンを２０００ｒｐｍで５分間運転し、安定していた５分間での測定値を再び読んだ。
条件＃２では、以下の配合による添加剤を、＃２ディーゼル燃料２０ガロン当たり１液量オンスの割合で添加した。
条件＃２で、MAC燃料タンクに添加したベース添加剤（基本添加剤）の配合：
スルホン酸カルシウム（Crompton C-400-CFC）    ４８ＬＶ％
ヒマシ油  Acme Hardesty                       ４８ＬＶ％
ホホバ油（Purcell Jojoba、工業用グレード）      ４ＬＶ％
測定値の読出しは、６００ｒｐｍ及び２０００ｒｐｍで、この条件＃２の燃料−添加剤混和物を使用して５分間エンジンを運転させた後に行った。
条件＃３では、ＰＡＯ（Crompton Synton 40）を、MACトラック燃料タンクに、条件＃２の燃料−添加剤混和物２０ガロン当たりＰＡＯ １液量オンスの割合で添加した。この条件＃３のＰＡＯ増量燃料−添加剤混和物でエンジンを５分間運転した後、測定値を６００ｒｐｍ及び２０００ｒｐｍで読んだ。
条件＃４では、追加量のＰＡＯを、MACトラック燃料タンクに、条件＃３のＰＡＯ増量燃料−添加剤混和物２０ガロン当たりＰＡＯ １液量オンスの比率で添加した。エンジンを１０分間運転した（その時間中、ＮＯＸ及びＣＯの測定値は下降）後、測定値が安定し、この条件で６００ｒｐｍ及び２０００ｒｐｍで測定値を読んだ。
条件＃５では、さらに追加量のＰＡＯを、MACトラック燃料タンクに、条件＃４のＰＡＯ増量燃料−添加剤混和物２０ガロンに対し１液量オンスの比率で添加した。エンジンを１０分間運転した（その時間中、ＮＯＸ及びＣＯの測定値は下降）後、測定値が安定し、この条件で６００ｒｐｍ及び２０００ｒｐｍでデータを読んだ。
結果：
上記の条件での測定値は、以下の通りにまとめることができる。６００ＲＰＭ及び２０００ＲＰＭのデータについては、それぞれで添加された物質の量は、２０ガロン当たりの液量オンスで示す。
【００３９】
【表５】
2009503194.tif 000007
【００４０】
上記データによれば、ディーゼル燃料にベース配合物を添加した場合及び既にベース配合物によって強化されている燃料にＰＡＯを添加した場合の両方における、ＣＯ排出及びＮＯＸの低減が明らかになっている。また、追加のＰＡＯ（条件＃４及び５で漸次的に添加していったような）の効果は衰えることも示している。この実施例Ｄは、燃料２０ガロン当たり合計１〜４液量オンスで使用される燃料添加剤に関するものであることに留意されたい。最も有利なのは、ベース添加剤配合物＋ＰＡＯ １オンスである。
【００４１】
実施例Ｖ
懸濁化剤としてAcme Wax 225（商標）を用いた排出試験
添加剤（本発明の一態様による）：
スルホン酸カルシウム（Crompton C-400-CFC（商標））     ４０ＬＶ％
Acme Wax 225（商標）（Acme Hardestyより入手）            ２ＬＶ％
ヒマシ油（Acme Hardestyより入手）                      ２０ＬＶ％
大豆メチルエステル（B-100バイオディーゼル、ノースダコタ州、West FargoのCenexより入手）                                               ３８ＬＶ％
ベース燃料：
エタノール１０％が加えられた８９オクタンガソリン、ミネソタ州、Detroit LakesのCasey's General Storeにて購入
排出測定器具：
Ferret 16  ５種ガス分析装置
車両：
1998 Buick Regal
３８００エンジン、１７３２６７マイル
この車両は、排出管（触媒コンバータの形態）に溶接されたポートを有し、これにより、触媒コンバータの影響を受ける前の排出量が測定される。
手順：
車両を、まず高速道路で３０マイル走行させた。次に、車両を２０分間アイドリングさせた。ベースの測定は、１０分間にわたり３０秒の間隔で行った。同じ手順を利用し、上記添加剤をベース燃料に、１５ガロン当たり１オンスの比率で添加した実験条件で評価した。観察の第１半分（前半）及び第２半分（後半）並びに観察全体（トータル）について、平均及びメジアンを計算した。
【００４２】
【表６】
2009503194.tif 000008
【００４３】
【表７】
2009503194.tif 000009
【００４４】
【表８】
2009503194.tif 000010
【００４５】
実施例ＶＩ
懸濁剤としてパーム油を用いた排出試験
添加剤の組成：
スルホン酸カルシウム（Crompton C-400-CFC（商標））  ４８％
パーム油（Columbus Foodsより入手）                    ４％
ヒマシ油（Acme Hardestyより入手）                   ４８％
ベース燃料：
エタノール１０％が加えられた８７オクタンガソリン、ミネソタ州、Detroit LakesのTesoroのスタンドにて購入
排出測定機器：
Ferret 16 ５種ガス分析装置
車両：
1998 Buick Regal
３８００エンジン、１７３２３７マイル
この車両は、排出管（触媒コンバータの形態の）に溶接されたポートを有し、これにより、触媒コンバータの影響を受ける前の排出が測定される。
手順：
車両をまずベース燃料のみで高速道路を８０マイル走行させた。次に、この車両を、２０分間アイドリングさせた。ベースの測定を、１０分間中に３０秒の間隔で行った。実験例＃１では、上記の添加剤をベース燃料に、１５ガロン当たり１オンスの割合で混和させた。観察の第１半分及び第２半分並びに観察全体について、平均及びメジアンを計算した。
【００４６】
【表９】
2009503194.tif 000011
【００４７】
【表１０】
2009503194.tif 000012
【００４８】
【表１１】
2009503194.tif 000013
【００４９】
実施例ＶＩＩ
懸濁化剤としてパームオレインを用いた排出試験
添加剤（本発明の一態様による）：
スルホン酸カルシウム（Crompton C-400-CLR）    ４８ＬＶ％
ヒマシ油（Acme Hardestyより入手）             ４８ＬＶ％
パームオレイン（Columbus Foodsより入手）        ４ＬＶ％
パームオレインを、スルホン酸塩に添加し、完全に混和したのが観察されるまで、手持ち式ブレンダで強制的に撹拌した。次に、ヒマシ油を添加して同様に混和した。
燃料：
エタノール１０％が加えられた８７オクタンガソリン、ミネソタ州、Detroit LakesのTesoroのスタンドにて購入
排出量測定機器：
Ferret 16  ５種ガス分析装置
車両：
1998 Buick Regal
３８００エンジン、１７３０００＋マイル
車両は、排出管（触媒コンバータの形態の）に溶接されたポートを有し、これにより、触媒コンバータの影響を受ける前の排出が測定される。
手順：
まず、車両を、ベース燃料を使用して、高速道路で８０マイル走行させた。次に、車両を２０分間アイドリングさせた。ベースの測定を、１０分間中に３０秒間隔で行った。同じ手順を利用して、パームオレインが加えられた上記組成の添加剤をベース燃料に、１５ガロン当たり１オンスの比率で添加した実験条件でも評価を行った。観察の第１半分及び第２半分並びに観察全体について、平均及びメジアンを計算した。
【００５０】
【表１２】
2009503194.tif 000014
【００５１】
【表１３】
2009503194.tif 000015
【００５２】
【表１４】
2009503194.tif 000016
【００５３】
実施例ＶＩＩＩ
懸濁化剤としてココナッツ油を用いた排出試験
添加剤（本発明の一態様による）：
スルホン酸カルシウム（Crompton C-400-CFC（商標））    ４８ＬＶ％
ココナッツ油92（Columbus Foodsより入手）                ４ＬＶ％
ヒマシ油（Acme Hardestyより入手）                     ４８ＬＶ％
ベース燃料：
エタノール１０％が加えられた８９オクタンガソリン、ミネソタ州、Detroit LakesのTesoroのスタンドにて購入
排出量測定機器：
Ferret 16  ５種ガス分析装置
車両：
1998 Buick Regal
３８００エンジン、１７３０００＋マイル
車両は、排出管に溶接されたポートを有し（触媒コンバータの形態で）、これにより、触媒コンバータの影響を受ける前の排出が測定される。
手順：
車両をまず、ベース燃料で、高速道路で８０マイル走行させた。次に、車両を２０分間アイドリングさせた。ベースの測定を１０分間中に３０秒間隔で行った。同じ手順を、実験条件での評価を行うために使用した。ココナッツ油92を加えた添加剤の上記組成物をベース燃料に、１５ガロン当たり１オンスの比率で添加した。観察の第１半分及び第２半分並びに観察全体について、平均及びメジアンを計算した。
【００５４】
【表１５】
2009503194.tif 000017
【００５５】
【表１６】
2009503194.tif 000018
【００５６】
【表１７】
2009503194.tif 000019
【００５７】
実施例ＩＸ
カルシウム成分として炭酸カルシウムを用いた排出試験
添加剤（本発明の一態様による）：
Acme Wax 224（商標）−Acme Hardesty    １７％
ヒマシ油−Acme Hardesty                ３３％
ＰＡＯ−ポリアルファオレフィン、Crompton Corporationより入手のSynton 40（商標）
１７％
炭酸カルシウム−Specialty Minerals Inc.より入手のAlba Fil（商標）、沈殿炭酸カルシウム5-205-32                         １７％
添加剤混和手順：
炭酸カルシウム２オンス（体積）を電気炉で１２０°Ｆに加熱した。次に、Acme Wax 224（商標）２液量オンスを炭酸カルシウムと、均一なペースト状の組成物となるまで混合した。次に、ヒマシ油２流量オンスを、炭酸カルシウム及びAcme Wax 224（商標）に添加し、この混合物と混合した。続いて、ＰＡＯを混入させた。
ベース燃料：
エタノール１０％が加えられた８７オクタンガソリン、ミネソタ州、Detroit LakesのTesoroのスタンドにて購入
排出測定機器：
Ferret 16  ５種ガス分析装置
車両：
1998 Buick Regal
３８００エンジン、１７３０００＋マイル
車両は、排出管（触媒コンバータの形態）に溶接されたポートを有し、これにより、触媒コンバータが作用する前に排出が測定される。
手順：
まず車両を、ベース燃料で、高速道路で８０マイル走行させた。次に、車両を２０分間アイドリングさせた。ベース測定を、１０分間で３０秒間隔で行った。同じ手順を利用して、炭酸カルシウムをベース燃料に、２４ガロン当たり１オンスの比率で添加した後の実験条件での評価を行った。平均及びメジアンを、第１半分及び第２半分の観察並びに観察全体について計算した。
【００５８】
【表１８】
2009503194.tif 000020
【００５９】
【表１９】
2009503194.tif 000021
【００６０】
【表２０】
2009503194.tif 000022
【００６１】
実験Ｘ
芝刈り機用燃料に添加剤を添加、１タンクでの運転時間
周囲温度：
５０度
芝刈り機：
Stanley 乗車式芝刈り機、Briggs & Stratton 21HP２気筒エンジンを装備
手順及び測定：
エンジンをウォーミングアップし、タンク内の燃料が全て燃焼し、エンジン停止となるまで運転させた。次に、芝刈り機を、条件Ａの燃料（以下参照）３パイントで充填し、エンジンを始動させ、直ちに芝刈りプレート（mower deck）を装着した。ＲＰＭは４４００に維持した。ＲＰＭをチェックするために「スナップ取付け式（Snap On）」タコメータを使用した。エンジンを、３パイント全てが燃焼しエンジンが停止するまで運転させた。この条件の運転時間を測定するために時計をセットした。
芝刈り機に、条件Ｂの燃料（以下参照）３パイントを充填し、エンジンを始動させて、直ちに芝刈りプレートを装着した。ＲＰＭを４４００に維持した。上記同様、ＲＰＭをチェックするために「スナップ取付け式」タコメータを使用した。エンジンを、３パイント全てが燃焼しエンジンが停止するまで運転させた。上記同様、この条件の運転時間を測定するために時計をセットした。
条件Ａの燃料：オクタン価８７のガソリン２０ガロン＋本発明の一態様による添加剤１オンス：
スルホン酸カルシウム：    ３０ＬＶ％
ポリアルファオレフィン：  ３０ＬＶ％
ヒマシ油：                １０ＬＶ％
ホホバ油：                  １ＬＶ％
大豆メチルエステル：      ２９ＬＶ％
合わせて添加剤１００ＬＶ％とした。
条件Ｂの燃料：オクタン価８７のガソリン１００％（本発明による添加剤のいかなる態様でも処理をしていない）。
結果：
条件Ａでは、２９１０秒間の運転
条件Ｂでは、２７１５秒間の運転
２９１０秒／２７１５秒＝１．０７１２（約７％性能が向上）。
【００６２】
実施例ＸＩ
様々な添加剤を用いての燃料マイレージ（ガロン当たりのマイル数）試験
車両：
2002 Toyota、Forerunner
試験場所：
Bozeman MT
ベース燃料：
中間グレード８８オクタン、Bozeman MT在のExxonにて購入
手順：
車両の燃料タンクに燃料を充填し、車両を特定の走行路で走行させた。次に、同じスタンドで、同じベース燃料を再供給し、添加剤の組成物をその燃料に添加し、その車両で同じ走行路を辿って、この特定の添加剤を含むベース燃料を試験した。タンク中の燃料を減少させる毎に上記手順を繰り返して、ベース燃料を再供給し、別の添加剤の組成物を添加した。異なる４種の添加物は以下の通りである。
ベース運転：中間グレード８８オクタンガソリンのみでの車両の運転
例＃１の添加剤（本発明の一態様による）：  配合はＬＶ％で以下の通り、ベース燃料２０ガロンに対し１流量オンスの比率で添加
炭酸カルシウム−Specialty Minerals Inc.より入手       ４０％
製品−Alba Fil、沈殿炭酸カルシウムA-5-205-32
大豆メチルエステル（Cenex、B-100バイオディーゼル）    ３３％
ヒマシ油                                              ２０％
硫酸ヒマシ油（７５％硫酸化）                            ５％
Acme Wax 224（商標）                                    ２％
例＃２の添加剤（本発明の一態様による）：  配合はＬＶ％で以下の通り、ベース燃料２５ガロンに対し１流量オンスの比率で添加
炭酸カルシウム          ２５％
ヒマシ油                ５０％
Acme Wax 224（商標）    ２５％
例＃３の添加剤（本発明の一態様による）：  配合はＬＶ％で以下の通り、ベース燃料２０ガロンに対し１流量オンスの比率で添加
スルホン酸カルシウム    ４８％
ヒマシ油                ４８％
Acme Wax 225（商標）      ４％
例＃４の添加剤（本発明の一態様による）：   配合はＬＶ％で以下の通り、ベース燃料２０ガロンに対し１流量オンスの比率で添加
スルホン酸カルシウム    ４８％
ヒマシ油                ４８％
パーム油                  ４％
【００６３】
【表２１】
2009503194.tif 000023
【００６４】
実施例ＸＩＩ
カリフォルニア州Adelento のKARCO Engineeringにて行った燃料マイレージ試験
添加剤（本発明の一態様による）：
スルホン酸カルシウム（Crompton C-400-CLR）（商標）    ４０ＬＶ％
大豆メチルエステル（Cenex、B-I00バイオディーゼル）    ３３ＬＶ％
ヒマシ油（Acme Hardestyより入手）                     ２０ＬＶ％
硫酸ヒマシ油（Acme Hardestyより入手）                   ５ＬＶ％
Acme Wax 224（商標）（Acme Hardestyより入手）           ２ＬＶ％
手順：
車両Ａ及びＢを、ベースの中間グレードガソリンを使用して走行させ、これらの同じ車両を、同じベースガソリンに上記の添加剤（２０ガロン当たり１オンス）を加えたものを使用して、対照Ａ及び試験Ｂとして運転した。
【００６５】
【表２２】
2009503194.tif 000024
【００６６】
実施例ＸＩＩＩ
燃料マイレージ試験
試験は、モンタナ州、Butte にて、以下のものを使用して行った。
車両：
Mack １２ヤードダンプ（T-46）、1988
エンジン  Mack 673
燃料タンク容量  １００ガロン
燃料種別  ディーゼル
添加剤（本発明の一態様による）：
スルホン酸カルシウム（Crompton C-400-CLR（商標））     ４０ＬＶ％
大豆メチルエステル（Cenex B-100バイオディーゼル）      ３３ＬＶ％
ヒマシ油（Acme Hardestyより入手）                      ２０ＬＶ％
硫酸ヒマシ油（Acme Hardestyより入手）                    ５ＬＶ％
Acme Wax 224（商標）（Acme Hardestyより入手）            ２ＬＶ％
手順：
ディーゼル燃料の第１のタンクは未処理とした（添加剤なし）。第２のタンクは、ベース燃料（ディーゼル）に添加剤を、２０ガロン当たり１流量オンスで加えたものである（この第２のタンクは。調整処理されたとみなしてよい）。第３のタンクは、ベース燃料に添加剤を、２０ガロン当たり１流量オンスで加えたものである。
【００６７】
【表２３】
2009503194.tif 000025
【００６８】
つまり、第１のタンクベースと第２のタンク（添加剤あり）との間ではＭＰＧの８．６％の増大が観察され、第１のタンクベースと第３のタンク（添加剤あり）との間ではＭＰＧの１０．７７％の増大が観察された。
【００６９】
実施例ＸＩＶ
燃料マイレージ試験
試験は、以下のものを使用して、モンタナ州Butte にて実施した。
車両：
GMC ３／４トン（T-20）
2003年
エンジンサイズ  ６．０Ｌ
燃料タンク容量  ３２ガロン
燃料種別  ガソリン
添加剤（本発明の一態様による）：
スルホン酸カルシウム（Crompton C-400-CLR（商標））   ４０ＬＶ％
大豆メチルエステル（Cenex B-100バイオディーゼル）    ３３ＬＶ％
ヒマシ油（Acme Hardestyより入手）                    ２０ＬＶ％
硫酸ヒマシ油（Acme Hardestyより入手）                  ５ＬＶ％
Acme Wax 224（商標）（Acme Hardestyより入手）          ２ＬＶ％
手順：
第１のタンクのディーゼル燃料は未処理とした（添加剤なし）。第２のタンクの燃料は、ベース燃料（ディーゼル）に添加剤を、２０ガロン当たり１流量オンスで加えたものであった（この第２のタンクは、調整処理されたとみなしてよい）。第３のタンクは、同じベース燃料に添加剤を、２０ガロン当たり１流量オンスを加えたものであった。
【００７０】
【表２４】
2009503194.tif 000026
【００７１】
つまり、第１のタンクのベースと第２のタンク（添加剤あり）との間でＭＰＧの２６．８％の増加が見られた。第１のタンクのベースと第３のタンク（添加剤あり）との間でＭＰＧの１５．９０％の増加が見られた。
【００７２】
実施例ＸＶ
燃料マイレージ試験
車両：
GMC Yukon、1997
燃料タンク容量  ３２ガロン
燃料種別  ガソリン
添加剤（本発明の一態様による）：
スルホン酸カルシウム（Crompton C-400-CLR）（商標）   ４０ＬＶ％
大豆メチルエステル（Cenex B-100バイオディーゼル）    ３３ＬＶ％
ヒマシ油（Acme Hardestyより入手）                    ２０ＬＶ％
Sulfatedヒマシ油（Acme Hardestyより入手）              ５ＬＶ％
Acme Wax 224（商標）（Acme Hardestyより入手）          ２ＬＶ％
手順：
第１のタンクのディーゼル燃料は未処理とした（添加剤なし）。第２のタンクの燃料は、ベース燃料（ディーゼル）に添加剤を、２０ガロン当たり１流量オンスを加えたものであった（この第２のタンクは、調整処理とみなしてよい）。第３のタンクは、同じベース燃料に添加剤を、２０ガロン当たり１流量オンス加えたものであった。
【００７３】
【表２５】
2009503194.tif 000027
【００７４】
上記結果より、第１のタンクベースと第２のタンク（添加剤あり）との間ではＭＰＧの１５．９％の増加が観察され、第１のタンクベースと第３のタンク（添加剤あり）との間ではＭＰＧの３１．８％の増加が観察され、第１のタンクベースと第４のタンク（添加剤あり）との間ではＭＰＧの２１．８％の増加が観察された。 
【００７５】
実施例ＸＶＩ
燃料マイレージ試験
添加剤（本発明の一態様による）：
スルホン酸カルシウム（Crompton C-400-CLR）   ４８ＬＶ％
ヒマシ油（Acme Hardestyより入手）            ４８ＬＶ％
ココナッツ油  92（Columbus Foodsより入手）     ４ＬＶ％
混和手順：
ココナッツ油を、スルホン酸塩に添加し、完全に混和したとみなされるまで手持ち式ブレンダで強制撹拌した。次に、ヒマシ油を添加し、同様に混和する。
車両：
1991 Ford F-250、4x4、standard cab、４．９リットル６気筒エンジン、標準トランスミッション、XLT Lariat
手順：
燃料タンクが空の状態で、ミネソタ州Detroit LakesのTesoroのスタンドにて、車両に、８７オクタン燃料を充填した。その車両を、車速設定を時速６５マイルで、４速ギアで４車線の高速道路を３４５．９マイル走行させた。次に、同じスタンドで、車両に燃料を再供給し、その際、２０ガロン当たり１流量オンスの比率で添加剤を添加した。同じ走行経路を同じ条件下で再度走行させた。
【００７６】
【表２６】
2009503194.tif 000028
【００７７】
実施例ＸＶＩＩ
金属調整特性
添加剤（本発明の一態様による）：
スルホン酸カルシウム：  ４０ＬＶ％
ＰＡＯ：                ２０ＬＶ％
ヒマシ油：              ２０ＬＶ％
ホホバ油：                １ＬＶ％
大豆メチルエステル：    １９ＬＶ％
合わせて添加剤１００ＬＶ％とした。
手順：
ライフルから発射した場合の１８０グレイン３０−０６弾の銃口速度を試験し、ストップウォッチで測定した。
条件Ａ：  手動で装填したカートリッジ（上述のもの）を発砲し、速度を測定した。
条件Ｂ：  カートリッジをまず上述の添加剤中に入れ、その中にカートリッジが「浸された（soaking）」添加剤を２００°Ｆに熱した。２００°Ｆで数分間保持した後、カートリッジを取り出し、綺麗に拭いて、冷却し、手動で装填して、発砲した。
結果：
条件Ａ：  秒速２７６８フィート
条件Ｂ：  秒速２９１６フィート
２９１６／２７６８＝１．０５３５（銃口速度は約５．４％増大）。
【００７８】
実施例ＸＶＩＩＩ
小型石工用チェーンソー
添加剤（本発明の一態様による）：
スルホン酸カルシウム：  ４０ＬＶ％
ＰＡＯ：                ２０ＬＶ％
ヒマシ油：              ２０％
ホホバ油：                １ＬＶ％
大豆メチルエステル：    １９ＬＶ％
合わせて添加剤１００ＬＶ％とした。
手順：
試作品の石工用チェーンソーを使用し、温度を、ソー（先端部）の最も高温の箇所で測定した。また、切削速度についても観察した。
条件Ａ：  ソーを、現存する壁のれんがの間のモルタルを除去するために使用した。水を冷却剤として使用した。
条件Ｂ：  条件Ａと同様、ソーを、現存するれんがの間のモルタルを除去するために使用した。水溶性のPB10硫塩化（sulfur chlorinated）水溶性切削油で処理した水を、冷却剤として使用した。処理率（添加率）：水ガロン当たり１オンス。
条件Ｃ：  条件Ａ及びＢと同様に、ソーを、現存する壁のれんがの間のモルタルを除去するために使用した。条件Ｂの水溶性切削油及び上述の添加剤で処理した水を、冷却剤として使用した。処理率：添加剤１ｏｚをPB10 ４ｏｚに添加した。添加剤にPB-10を加えた混和物１オンスを、水１ガロンに対して添加した。
結果：
条件Ａ：  先端部の温度＝１６１°Ｆ
条件Ｂ：  先端部の温度＝１３０°Ｆ
条件Ｃ：  先端部の温度＝  ９１°Ｆ
冷却剤としての水溶性油（条件Ｂ）を用いたことにより、条件Ａに比べ平均３１°Ｆ低い温度が得られた。
添加剤＋水溶性油（条件Ｃ）により、条件Ａに比べ７０°Ｆ低い温度が、条件Ｂに比べ３９°Ｆ低い温度が得られた。
その他の利点：条件Ａ及びＢ（つまり、添加剤なし）では、切削された破片がチェーン及びバーに刺さって（詰まって）しまった。また、添加剤を使用した場合、操作者は、出力及びＲＰＭが顕著に増大し、切削速度が倍増したと考えられると報告している。
【００７９】
実施例ＸＩＸ
燃料の潤滑性の比較試験
硫黄不含ガソリン及びディーゼル燃料の膜強度を、同じ燃料に結合剤としてパーム油を加えたものと比較した。
添加剤（本発明の一態様による）：
スルホン酸カルシウム（Crompton C-400-CLR（商標））   ４８％
パーム油（Columbus Foodsより入手）                     ４％
ヒマシ油（Acme Hardestyより入手）                    ４８％
ベース（基本）の手順：
硫黄不含ガソリン１流量オンスを、軸受試験機械（bearing test machine）のリザーバ内に注ぎ、２０秒間運転させ、その後、１ｌｂ（１ポンド）を振り子（pendulum）に塗布し、２６ｌｂ（２６ポンド）の重さが回転軸受にかかるようにした。機械は直ちに失速し、軸受は互いに溶け合った（約３秒）。
例＃ｌ：
次に、新しい軸受を軸受試験機械に取り付けて、ベースガソリン＋上記添加剤を、機械のリザーバに注ぎ入れた（燃料２０ガロン当たり添加剤１流量オンス、又は燃料１ガロン当たり添加剤１．４ｃｃ）。
結果：
膜強度が落ちて軸受が溶け、機械が失速するまで、軸受試験は２８秒間（上記の約３秒に対して）行われた。
【００８０】
実施例ＸＸ
Acme Wax 224（商標）及び他の懸濁化剤
Acme Hardesty Corp.より入手したAcme Wax 224（商標）を、懸濁化剤として以下のように評価した。
本発明の一態様による添加剤を以下の成分で混和した。
C-400-CLR（商標）スルホン酸カルシウム   １流量オンス、
Acme Wax 224（商標）                    １ｃｃオンス、及び
ヒマシ油                                １流量オンス
（おおよそで、スルホン酸カルシウム  ４９ＬＶ％、Acme Wax 224（商標）  ２ＬＶ％、ヒマシ油  ４９ＬＶ％）
この添加剤を上述の方法により混和させた。カルシウム成分及びAcme Wax 224（商標）をまずよく混和させ、その後、ヒマシ油を添加した。この混和物を、温度６７°Ｆに冷却した。
上記の添加剤１．５ｃｃを、Exxonガソリンスタンドより入手した新鮮な中間グレードのガソリン１／２パイントに添加し、冷凍庫中で１３時間、−１７°Ｆへさらに冷却した後（その後、室温に加温）、懸濁液／溶液中に成分が留まり、ジャー内には残滓又は濁りは見られず、つまり、完全なカルシウム懸濁液であることを示していた。
ココナッツ油92及び懸濁化剤を使用して行った同じ試験で、同じ懸濁液が得られた。
【００８１】
実施例ＸＸＩ
低温特性
試料Ａ：
B-100    「バルク（bulk）」燃料、大豆メチルエステルであり、「バイオディーゼル」及び「B-100」と呼ばれる。（大豆メチルエステル１００％ということを意味する）。
試料Ｂ：
B-100＋従来の流動点降下剤（Rho-Max 10 - 310（商標））を含む本発明による添加剤の一態様。本発明による添加剤の態様は、以下よりなっている（ＬＶ％）：
スルホン酸カルシウム                    ４０％
ヒマシ油                                １５％
ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）        ３４％
流動点降下剤（RHO-Max 10-310（商標））  １０％
ホホバ油                                  １％
合計で１００ＬＶ％
次に、上記添加剤をB-100に、B-100 ５ガロン当たり１オンスの比率で添加し、１０４°Ｆで５時間加熱した。
手順：
試料Ａ及びＢを、同様の容器に入れ、低温にした。粘性及び注入性（流動性）を目視によりチェックした。
結果：
試料Ａ及びＢのいずれにおいても、同様の粘性が観察され、また、両試料は８０〜３０°Ｆで同様の具合で注がれた（流動した）。
試料Ａは、約２５°Ｆで曇りが生じ、２０°Ｆで固体となった。
試料Ｂでは、−１０°Ｆでいくらか曇りが見られたが、−２０°Ｆで良好に注入された（つまり、試料Ａが７０°Ｆの時と同様に注がれた）。試料Ｂの注入性は、２週間、このレベルで変化が観察されることなく維持された。その後、試料を、大豆メチルエステル５０％で希釈し（つまり、B-100の５０ＬＶ％がさらに添加され）、同じ結果が得られた。
よって、本発明の発明者は、添加剤が、流動点降下のための強化剤として広範な濃度にわたり極めて有効であると確信する。
【００８２】
実施例ＸＸＩＩ
低温特性
本発明の発明者は、従来の流動点降下剤を含む本発明による添加剤の態様を「Ｂ−２０」（従来のディーゼル燃料８０ＬＶ％＋バイオディーゼル（大豆メチルエステル）２０ＬＶ％のバルク燃料に対する一般的な名称）に添加した場合、大豆メチルエステルは、−２０°Ｆで、従来のディーゼル燃料から分離しなかった。この驚くべき結果は、本発明の添加剤がエステルと炭化水素との間での懸濁化剤となっているためであると考えられる。この利点は、極めて低い温度、例えば−４０°Ｆにまで及び、添加剤は、ディーゼル燃料のための抗ゲル化／抗分離剤として機能することができる。
【００８３】
実施例ＸＸＩＩＩ
低温特性ｖｓバイオディーゼル添加剤中の添加剤濃度
添加剤：
いくつかの添加剤成分を、以下の範囲で混和し、バイオディーゼルで試験した。
C-400-C スルホン酸カルシウム              ４０％
ＰＡＯ                              ２０〜３０％
ヒマシ油                            １０〜１５％
硫酸ヒマシ油（「７５％硫酸化」）            ５％
ホホバ又は同様のワックス／エステル          ２％
ＳＭＥ                              １６〜２０％
RHO-MAX-310（商標）流動点降下剤         ２〜３％
結果：
平均で、添加剤１流量オンスをB-100バイオディーゼル１０ガロンに添加した場合、２０〜２５°Ｆで液体状態の処理バイオディーゼルが得られた。
平均で、添加剤１流量オンスをB-100バイオディーゼル５ガロンに添加した場合、１０°Ｆで液体状態の処理バイオディーゼルが得られた。
平均で、添加剤１流量オンスをB-100バイオディーゼル２ガロンに添加した場合、２０°Ｆで液体状態の処理バイオディーゼルが得られた。
【００８４】
上述の実施例及び上述の議論から、広範な添加剤配合が本発明の範囲内にあることが理解されるであろう。特に重要な配合物は、以下のものを含むよう記載できる。
カルシウム含有成分、
好ましくはスルホン酸カルシウム及び／又は炭酸カルシウム
３０〜５０ＬＶ％
ＰＡＯ                                ０ＬＶ％
ヒマシ油及び補完成分          ４０〜６０ＬＶ％
懸濁化剤としての脂肪酸エステル    １〜４ＬＶ％
――又は――
カルシウム含有成分、
好ましくはスルホン酸カルシウム及び／又は炭酸カルシウム
３０〜５０ＬＶ％
ＰＡＯ                        １５〜３０ＬＶ％
ヒマシ油及び補完成分          ３０〜５０ＬＶ％
懸濁化剤としての脂肪酸エステル    １〜４ＬＶ％
多くの添加剤が、上記成分及び割合を含むものであってよいが、いくつかの態様は、上記成分及び割合からなっていてよい（つまり、追加的な原料なしで合計して１００ＬＶ％とする）。
【００８５】
特に重要であり且つ有利なことは、燃焼燃料（ガソリン、ディーゼル、バイオディーゼル及びガソリン−エタノール）からの有害な排出物が低減され、１ガロン当たりのマイル数の性能が増大することが、本発明の組成物の態様により示されたことである。添加剤の態様、その添加剤を燃料中で使用する方法によって、燃焼燃料からのＮＯＸ、ＶＯＣ、ＨＣ、煤煙及び臭気が低減する。ＮＯＸ排出は、ＰＡＯを含む本発明の態様による添加剤によって特に改善され、煤煙及び臭気は、本発明の態様によるディーゼルでの用途において特に改善される。よって、本発明者は、本発明による添加剤が、自動車、バス、トラック、飛行機、電車、重機、発電機等に利益をもたらすものであると確信している。
【００８６】
本発明者は、本発明の対象の組成物には相乗効果があること、特に、金属エンジン表面の処理及び燃焼特性の改善によって、性能が大きく改善され、よりクリーンなエンジンが得られる。有害で好ましくない排出物の低減に関しては速効的な効果が得られ、金属表面の少なくとも一時的な変化に関しては長期にわたる効果が見られ、これにより、エンジンは、燃料中に本発明による添加剤を加えて運転させれば、元の（添加剤添加前の）燃料に再び変更した場合でさえも、改善された性能（添加剤添加前の操作に比べ）をしばらくの間示し続ける。
【００８７】
以上、本発明を、特定の手段、材料及び態様を参照して説明してきたが、本発明は、これらの開示された特定の例に制限されることはなく、添付の特許請求の範囲の広い枠内にある全ての同等の形態に及ぶものであると理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】Acme Wax 224（商標）の一般的な化学構造の代表例を示す。
【図２】Acme Wax 225（商標）の一般的な化学構造の代表例を示す。
【図１】
2009503194.tif 000029
【図２】
2009503194.tif 000030
【国際調査報告】
2009503194.tif 000031
2009503194.tif 000032