(57)【要約】【課題】排気ガス中の窒素酸化物や粒子状物質の発生抑制効果が高く、高温安定性に優れたＷ／Ｏ型の乳化燃料、およびこの乳化燃料を低剪断力で製造できる方法の提供。【解決手段】下記（Ａ）〜（Ｅ）成分を含有し、（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の質量比（（Ｃ）成分／（Ｄ）成分）が３０／７０〜９０／１０であり、かつＷ／Ｏ型乳化液であることを特徴とする乳化燃料とその製造方法。成分（Ａ）：液体燃料。成分（Ｂ）：水。成分（Ｃ）：エチレンオキサイドの平均付加モル数が５〜２０であるポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、および／または、該ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油と炭素数１４〜２０の脂肪酸とのエステル化合物。成分（Ｄ）：アルキル基の炭素数が１２〜１８であり、エチレンオキサイドの平均付加モル数が３〜２０であるポリオキシエチレンアルキルエーテル、および／または、炭素数１２〜１８の脂肪酸塩。成分（Ｅ）：硫黄酸素酸、リン酸、スルホン酸、ジカルボン酸、アミン、アミノ酸の少なくとも一種からなる水溶性化合物又はその塩【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（Ａ）〜（Ｅ）成分を含有し、（Ｃ）成分/（Ｄ）成分の質量比が３０／７０〜９０／１０であり、かつＷ／Ｏ型乳化液であることを特徴とする乳化燃料。
（Ａ）：液体燃料
（Ｂ）：水
（Ｃ）：エチレンオキサイドの平均付加モル数が５〜２０のポリオキシエチレン硬化ヒマシ油および/またはその炭素数１４〜２０の脂肪酸とのエステル化合物。
（Ｄ）：アルキル基の炭素数が１２〜１８でありエチレンオキサイドの平均付加モル数が３〜２０であるポリオキシエチレンアルキルエーテル、および/または炭素数が１２〜１８の脂肪酸塩。
（Ｅ）硫黄酸素酸、リン酸、スルホン酸、ジカルボン酸、アミン、アミノ酸の少なくとも一種からなる水溶性化合物又はその塩。
【請求項２】
前記（Ｅ）が亜硫酸、リン酸、メタンスルホン酸、シュウ酸、フマル酸、L-アスパラギン酸のアルカリ金属塩である[１]に記載の乳化燃料。
【請求項３】
前記（Ｄ）がアルキル基の炭素数が１６〜１８であり、エチレンオキサイドの平均付加モル数が３〜１０であるポリオキシエチレンアルキルエーテルであることを特徴とする[１]〜[２]に記載の乳化燃料。
【請求項４】
前記（Ｃ）成分の含有量が０．２〜１．８質量％であり、前記（Ｄ）成分の含有量が０．０１〜０．９質量％であることを特徴とする[１]〜[３]に記載の乳化燃料。
【請求項５】
前記（Ｅ）成分の含有量が０．０１〜７質量％であることを特徴とする[１]〜[４]に記載の乳化燃料。
【請求項６】
[１]〜[５]のいずれか一項に記載の乳化燃料の製造方法であって、前記（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）を混合したあと、（Ａ）と（Ｂ）の質量比が１０／９０〜５０／５０となるように（Ｂ）および(Ｅ)を加えて周速１〜５ｍ／ｓで混合し、次いで更に（Ａ）を加えて（Ａ）と（Ｂ）の質量比が３０／７０〜９０／１０になるように添加することを特徴とする乳化燃料製造方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｗ／Ｏ型の乳化燃料およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境に対する関心の高まりから、燃焼排気ガスのクリーン化が求められており、油に水を分散させたＷ／Ｏ型の乳化燃料や、水に油を分散させたＯ／Ｗ型の乳化燃料が注目されている。
乳化燃料は、水が界面活性剤の乳化作用により液体燃料（油）中に微分散状態で存在している燃料であり、燃焼の際、水の蒸発による燃焼温度の低下によって、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯＸ）の発生を抑制させる効果が期待できる。
また、乳化燃料は、燃焼の際に水が突沸することで、周囲に存在する液体燃料が小さな液滴へと２次微粒化し、飛散しやすくなる。そのため、乳化燃料は、燃焼の際に液体燃料を単に噴射させる場合に比べて、より微細な油滴の形成が可能であることに加え、乳化燃料そのものが燃えやすい（発火性が良好である）ことにより、燃焼性に優れる。よって、不完全燃焼が原因とされる粒子状物質（ＰＭ）などの発生を抑制させる効果も期待できる。
【０００３】
乳化燃料としては、軽油、灯油、重油等の石油系液体燃料を乳化させた石油系の乳化燃料が提案されている（例えば特許文献１〜７参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３８１６９号公報
【特許文献２】特開２００３−２０１４８５号公報
【特許文献３】特開２００６−２４１４２４号公報
【特許文献４】特開２０１１−２１９６７５号公報
【特許文献５】特開２０１２−１８４３６６号公報
【特許文献６】特開２０１３−２４１５４３号公報
【特許文献７】Ｗ０１１／０５４８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＷ／Ｏ型の乳化燃料は、安定性（分散性）の点で必ずしも十分ではなく、特に高温下においては内水相の合一が促進され相分離するため解決しなければならない課題である。また、窒素酸化物（ＮＯＸ）や粒子状物質（ＰＭ）などの発生抑制効果においても、さらなる向上が求められている。
また、Ｗ／Ｏ型の乳化燃料を製造する際には、強力な剪断力を与える乳化機や高圧ホモジナイザーなどを用いて、高剪断力で攪拌する必要があり、大規模な製造には不向きであった。
【０００６】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、排気ガス中の窒素酸化物や粒子状物質の発生抑制効果が高く、高温安定性に優れたＷ／Ｏ型の乳化燃料、およびこの乳化燃料を低剪断力で製造できる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討した結果、特定のポリオキシエチレン硬化ヒマシ油および/またはその脂肪酸エステルと、特定のポリオキシエチレンアルキルエーテル、さらに硫黄酸素酸、リン酸、スルホン酸、ジカルボン酸、アミン、アミノ酸の少なくとも一種からなる水溶性化合物又はその塩を特定の比率で液体燃料に配合することで、低粘度かつ高温下での分散性、及び安定性が向上することを見出した。また得られるＷ／Ｏ型の乳化燃料中の液体燃料と水の質量比に応じて製造条件をかえることで、Ｗ／Ｏ型の乳化物の安定性が著しく改善され、強力な剪断力を与える乳化機や高圧ホモジナイザーなどは用いなくても、低剪断力で乳化燃料を想像できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は以下の態様を有する。
［１］下記（Ａ）〜（Ｅ）成分を含有し、（Ｃ）成分/（Ｄ）成分の質量比が３０／７０〜９０／１０であり、かつＷ／Ｏ型乳化液であることを特徴とする乳化燃料。
（Ａ）：液体燃料
（Ｂ）：水
（Ｃ）：エチレンオキサイドの平均付加モル数が５〜２０のポリオキシエチレン硬化ヒマシ油および/またはその炭素数１４〜２０の脂肪酸とのエステル化合物。
（Ｄ）：アルキル基の炭素数が１２〜１８でありエチレンオキサイドの平均付加モル数が３〜２０であるポリオキシエチレンアルキルエーテル、および/または炭素数が１２〜１８の脂肪酸塩。
（Ｅ）硫黄酸素酸、リン酸、スルホン酸、ジカルボン酸、アミン、アミノ酸の少なくとも一種からなる水溶性化合物又はその塩。
【０００９】
［２］前記（Ｅ）が亜硫酸、リン酸、メタンスルホン酸、シュウ酸、フマル酸、L-アスパラギン酸のアルカリ金属塩である[１]に記載の乳化燃料。
［３］前記（Ｄ）がアルキル基の炭素数が１６〜１８であり、エチレンオキサイドの平均付加モル数が３〜１０であるポリオキシエチレンアルキルエーテルであることを特徴とする[１]〜[２]に記載の乳化燃料。
［４］前記（Ｃ）成分の含有量が０．２〜１．８質量％であり、前記（Ｄ）成分の含有量が０．０１〜０．９質量％であることを特徴とする[１]〜[３]に記載の乳化燃料。
［５］前記（Ｅ）成分の含有量が０．０１〜７質量％であることを特徴とする[１]〜[４]に記載の乳化燃料。
［６］[１]〜[５]のいずれか一項に記載の乳化燃料の製造方法であって、前記（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）を混合したあと、（Ａ）と（Ｂ）の質量比が１０／９０〜５０／５０となるように（Ｂ）および(Ｅ)を加えて周速１〜５ｍ／ｓで混合し、次いで更に（Ａ）を加えて（Ａ）と（Ｂ）の質量比が３０／７０〜９０／１０になるように添加することを特徴とする乳化燃料製造方法。
【００１０】
本発明の乳化燃料は、排気ガス中の窒素酸化物や粒子状物質の発生抑制効果が高く、高温安定性に優れる。
また、本発明の乳化燃料の製造方法によれば、排気ガス中の窒素酸化物や粒子状物質の発生抑制効果が高く、高温安定性に優れる乳化燃料を低剪断力で製造できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の乳化燃料は、下記（Ａ）成分〜（Ｅ）成分を含有する、Ｗ／Ｏ型乳化液である。
【００１２】
＜（Ａ）成分＞
（Ａ）成分は、液体燃料である。
（Ａ）成分としては例えば、軽油、重油（Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油）、重質油などが挙げられる。
（Ａ）成分の含有量は、乳化燃料１００質量％中、３０〜９１質量％が好ましく、４３〜９０質量％がより好ましい。（Ａ）成分の含有量が３０質量％未満であると、（Ａ）成分の燃焼性が低下し、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）の発生抑制効果が低下する傾向にある。一方、（Ａ）成分の含有量が９１質量％を超えると、乳化燃料の燃焼温度が低下しにくくなり、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生抑制効果が低下する傾向にある。
また、（Ａ）成分の２次微粒化が抑制されるため、ＰＭの発生抑制効果が低下する傾向にある。
【００１３】
＜（Ｂ）成分＞
（Ｂ）成分は、水である。
（Ｂ）成分の含有量は、乳化燃料１００質量％中、７〜６９質量％が好ましく、８〜５６質量％がより好ましい。（Ｂ）成分の含有量が８質量％未満であると、乳化燃料の燃焼温度が低下しにくくなり、排気ガス中のＮＯｘ発生抑制効果が低下する傾向にある。また、（Ａ）成分の２次微粒化が抑制されるため、ＰＭの発生抑制効果が低下する傾向にある。一方、（Ｂ）成分の含有量が６９％を超えると、（Ａ）成分の燃焼性が低下し、排ガス中のＰＭの発生抑制効果が低下する傾向にある。
【００１４】
（（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比）
Ａ成分とＢ成分の質量比Ａ／Ｂは３０／７０〜９５／５が好ましく、より好ましくは４０／６０〜９０／１０である。Ａ／Ｂが３０／７０未満では、Ａ成分の燃焼性が低下し、排気ガス中のＰＭの発生抑制効果が低下する傾向にある。一方、Ａ／Ｂが９５／５を越えると、排気ガス中の窒素化合物（ＮＯｘ）の発生抑制効果が低下する傾向にある。また、（Ａ）成分の２次微粒化が促進されるため，ＰＭの発生抑制効果が低下する傾向にある。
【００１５】
＜（Ｃ）成分＞
（Ｃ）成分は、エチレンオキサイドの平均付加モル数が５〜２０であるポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、および／または、該ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油と炭素数１４〜２０の脂肪酸とのエステル化合物である。
ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油はヒマシ油（多量の不飽和脂肪酸（リシノレイン酸が８７〜９１質量％、オレイン酸が２．５〜４質量％、リノール酸が４〜５質量％）と少量の飽和脂肪酸（パルミチン酸、ステアリン酸などが３質量％）が、脂肪酸組成であるグリセリド）の二重結合に水素を添加した硬化ヒマシ油に、エチレンオキサイドを付加して得られるノニオン性界面活性剤である。
【００１６】
ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油のエチレンオキサイド（ＥＯ）の平均付加モル数は５〜２０である。ＥＯの平均付加モル数が上記範囲外であると、（Ｂ）成分（水滴）が合一しやすくなり、離水抑制効果が低下するので乳化燃料の安定性が低下する傾向にある。
（Ｃ）成分としてポリオキシエチレン硬化ヒマシ油を用いる場合は、ＥＯの平均付加モル数は５〜７が好ましく、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油と脂肪酸とのエステル化合物を用いる場合は、ＥＯの平均付加モル数は１０〜２０が好ましい。
【００１７】
（Ｃ）成分として用いるエステル化合物は、上述したポリオキシエチレン硬化ヒマシ油と、炭素数１４〜２０の脂肪酸とのモノエステル化、ジエステル化、またはトリエステル化によって得られるポリオキシエチレン硬化ヒマシ油の脂肪酸エステルである。
エステル化に用いる脂肪酸の炭素数は１４〜２０であり、１６〜１８が好ましい。脂肪酸の炭素数が上記範囲外であると、界面活性剤としての機能を十分に発揮せず、（Ｂ）成分が乳化しにくくなり、安定性が低下する。
脂肪酸の炭素鎖は直鎖状でもよいし、分岐鎖状でもよい。
【００１８】
脂肪酸としては、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸などが挙げられる。
【００１９】
ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油の市販品としては、例えば日本エマルジョン株式会社製の「ＥＭＡＬＥＸ  ＨＣ−５」、「ＥＭＡＬＥＸ  ＨＣ−７」、「ＥＭＡＬＥＸ  ＨＣ−１０」、「ＥＭＡＬＥＸ  ＨＣ−２０」；日光ケミカルズ株式会社製の「ＮＩＫＫＯＬ  ＨＣＯ−５」、「ＮＩＫＫＯＬ  ＨＣＯ−１０」、「ＮＩＫＫＯＬ  ＨＣＯ−２０」などが挙げられる。
これらポリオキシエチレン硬化ヒマシ油は１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２０】
ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油の脂肪酸エステルの市販品としては、例えば日本エマルジョン株式会社製の「ＥＭＡＬＥＸ  ＲＷＩＳ−１０５」、「ＥＭＡＬＥＸ  ＲＷＩＳ−１１０」、「ＥＭＡＬＥＸ  ＲＷＩＳ−１１５」、「ＥＭＡＬＥＸ  ＲＷＩＳ−１２０」（以上、イソステアリン酸ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油）、「ＥＭＡＬＥＸ  ＲＷＩＳ−３０５」、「ＥＭＡＬＥＸ  ＲＷＩＳ−３１０」、「ＥＭＡＬＥＸ  ＲＷＩＳ−３１５」、「ＥＭＡＬＥＸ  ＲＷＩＳ−３２０」（以上、トリイソステアリン酸ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油）などが挙げられる。
これらポリオキシエチレン硬化ヒマシ油の脂肪酸エステルは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２１】
（Ｃ）成分の含有量は、乳化燃料１００質量％中、０．２〜１．８質量％が好ましく、０．３〜１．２質量％がより好ましい。（Ｃ）成分の含有量が０．２質量％未満であると、水滴が合一しやすくなり、離水抑制効果が低下するので乳化燃料の安定性が低下する傾向にある。一方、（Ｃ）成分の含有量が１．８質量％を超えると、界面が強固に安定化され２次微粒化効果が抑制されるために、排気ガス中のＰＭの発生抑制効果が低下する傾向にある。
【００２２】
＜（Ｄ）成分＞
（Ｄ）成分は、アルキル基の炭素数が１２〜１８であり、ＥＯの平均付加モル数が３〜２０であるポリオキシエチレンアルキルエーテル、および／または、炭素数１２〜１８の脂肪酸塩であり、界面活性剤の役割を果たす。
ポリオキシエチレンアルキルエーテルのアルキル基の炭素数が上記範囲外であると、界面活性剤としての機能を十分に発揮せず、（Ｂ）成分が乳化しにくくなり、安定性が低下する。アルキル基の炭素数は１６〜１８が好ましい。
アルキル基は、直鎖状でもよいし、分岐鎖状でもよい。
【００２３】
また、ポリオキシエチレンアルキルエーテルのＥＯの平均付加モル数が上記範囲外であると、（Ａ）成分中に分散された（Ｂ）成分（水滴）同士が凝集し、分離抑制効果が低下する。ＥＯの平均付加モル数は３〜１０が好ましい。
【００２４】
ポリオキシエチレンアルキルエーテルとしては、ポリオキシエチレン（３）セチルエーテル（例えば日本エマルジョン株式会社製の「ＥＭＡＬＥＸ  １０３」）、ポリオキシエチレン（５）セチルエーテル（例えば日本エマルジョン株式会社製の「ＥＭＡＬＥＸ  １０５」）、ポリオキシエチレン（１０）セチルエーテル（例えば日光ケミカルズ株式会社製の「ＮＩＫＫＯＬ  ＢＣ−１０」）、ポリオキシエチレン（５）ステアリルエーテル（例えば日本エマルジョン株式会社製の「ＥＭＡＬＥＸ  ６０５」）、ポリオキシエチレン（５）イソステアリルエーテル（例えば日本エマルジョン株式会社製の「ＥＭＡＬＥＸ  １８０５」）、ポリオキシエチレン（２０）ステアリルエーテル（例えば日光ケミカルズ株式会社製の「ＮＩＫＫＯＬ  ＢＳ−２０」）、ポリオキシエチレン（３）ラウリルエーテル（例えば日本エマルジョン株式会社製の「ＥＭＡＬＥＸ  ７０３」）、ポリオキシエチレン（２０）ラウリルエーテル（例えば日本エマルジョン株式会社製の「ＥＭＡＬＥＸ  ７２０」）などが挙げられる。なお、「エチレン」の後のカッコ内の数値は、ＥＯの平均付加モル数である。
これらポリオキシエチレンアルキルエーテルは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２５】
一方、脂肪酸塩の炭素数が上記範囲外であると、界面活性剤としての機能を十分に発揮せず、（Ｂ）成分が乳化しにくくなり、安定性が低下する。脂肪酸塩の炭素数は１４〜１８が好ましい。
脂肪酸の炭素鎖は直鎖状でもよいし、分岐鎖状でもよい。
【００２６】
脂肪酸塩としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸などのナトリウム塩またはカリウム塩が挙げられる。
これら脂肪酸塩は１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２７】
（Ｄ）成分としては、噴霧時の微粒化効果によるＰＭ抑制の点で、ポリオキシエチレンアルキルエーテルが好ましく、中でも乳化安定性の点で、アルキル基の炭素数が１６〜１８であり、エチレンオキサイドの平均付加モル数が３〜１０であるポリオキシエチレンアルキルエーテルが特に好ましい。
【００２８】
（Ｄ）成分の含有量は、乳化燃料１００質量％中、０．０１〜０．９質量％が好ましく、０．０２〜０．８質量％がより好ましい。（Ｄ）成分の含有量が０．０１質量％未満であると、水滴が合一しやすくなり、離水抑制効果が低下するので乳化燃料の安定性が低下する傾向にある。一方、（Ｄ）成分の含有量が０．９質量％を超えると、Ｏ／Ｗ型エマルションが形成されやすくなるとともに、Ｗ／Ｏ型の乳化燃料の特徴である、水の突沸による（Ａ）成分の２次微粒化効果が抑制されやすくなり、排気ガス中のＰＭの発生抑制効果が低下する傾向にある。
【００２９】
また、成分（Ｃ）と成分（Ｄ）の含有量の合計は、乳化燃料１００質量％中、０．２２〜１．８質量％が好ましく、０．４〜１．０質量％がより好ましい。含有量の合計が０．２２質量％未満であると、乳化燃料の安定性が低下する傾向にある。一方、含有量の合計が１．８質量％を超えると、（Ａ）成分の２次微粒化効果が抑制されやすくなり、排気ガス中のＰＭの発生抑制効果が低下する傾向にある。
【００３０】
（（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の質量比）
（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の質量比（（Ｃ）成分／（Ｄ）成分）は、３０／７０〜９０／１０であり、４０／６０〜８５／１５あることが好ましい。質量比が３０／７０未満であると、Ｏ／Ｗ型エマルションが形成される。一方、質量比が９０／１０を超えると、乳化燃料の安定性（特に分離抑制効果）が低下し、（Ａ）成分が分離する。
【００３１】
＜（Ｅ）成分＞
（Ｅ）成分は、硫黄酸素酸、リン酸、スルホン酸、ジカルボン酸、アミン、アミノ酸の少なくとも一種からなる水溶性化合物又はその塩である。
【００３２】
硫黄酸素酸としては、亜硫酸やそのアルカリ金属塩が挙げられる。
リン酸としては、リン酸やそのアルカリ金属塩が挙げられる。
スルホン酸としては、ナフタレンスルホン酸、スルファミン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、５−アミノ−１−ナフタレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、メタンスルホン酸やそのアルカリ金属塩が挙げられる。
ジカンルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、クエン酸、シュウ酸、フマル酸、やそのアルカリ金属塩が挙げられる。
アミンとしては、アンモニア、エチルアミン、モノエタノールアミン、グアニジン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、トリメチルフェニルアンモニウム、ベンジルトリプロピルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムやその塩酸塩が挙げられる。
アミノ酸としては、ベタイン、グリシン、ＤＬ−アラニン、Ｌ−バリン、Ｌ−グルタミン酸、フェニルアラニン、カゼイン、Ｌ−アスパラギン酸やその塩酸塩またはアルカリ金属塩が挙げられる。
なお、上記以外のフッ化ナトリウム、四ホウ酸ナトリウム、塩化ナトリウム、過マンガン酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムや、酢酸、安息香酸、乳酸、ミリスチン酸、ＥＤＴＡ、Ｌ−アスコルビン酸、カチオン化セルロース、カルボキシメチルセルロース、アクリル酸-ジメチルジアリルアンモニウムクロライド-アクリルアミド共重合体、メタクリル酸-メタクリル酸ジメチルアミノエチル-メタクリル酸t-ブチル共重合体やその塩酸塩またはアルカリ金属塩が挙げられる。より好ましいものとして亜硫酸、リン酸、メタンスルホン酸、シュウ酸、フマル酸、L-アスパラギン酸のアルカリ金属塩などが挙げられる。
【００３３】
（Ｅ）成分の含有量は、乳化燃料１００質量％中、０．０１〜７％が好ましく、０．１〜３．５％がより好ましい。
【００３４】
＜任意成分＞
本発明の乳化燃料は、（Ａ）成分〜（Ｅ）成分以外に、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲内で、その他の成分を適宜含有してもよい。
その他の成分としては、燃焼性液体である炭化水素や、グリセリン、粘度調整剤などが挙げられる。
【００３５】
＜乳化燃料の製造方法＞
本発明の乳化燃料は（Ａ）成分の一部と（Ｃ）成分と（Ｄ）を混合した後、混合中の（Ａ）と（Ｂ）の質量比が１０／９０〜５０／５０となるように（Ｂ）および(Ｅ)を加えて混合し、次いで、（Ａ）と（Ｂ）の質量比が３０／７０〜９０／１０になるように残りの（Ａ）を加えてさらに混合する。
【００３６】
従来、各成分の混合には、剪断力の指標として周速（または翼周速度）が使われており、これまではホモミキサー等を用いて、周速８ｍ／ｓｅｃ以上の高剪断力が必要とされていたが、本発明によって、周速１〜５ｍ／ｓｅｃの剪断力で乳化燃料を調整できるようになった。これによって、実機へのスケールアップを、ディスパー羽根攪拌等の低い剪断力の装置でも検討できるようになった。
混合時の周速は１〜５ｍ／ｓが好ましい。周速が１ｍ／ｓ以上であれば、安定性に優れた乳化燃料が得られやすくなる。一方、周速が５ｍ／ｓを超えても安定性に優れた乳化燃料は得られるが、上記の質量比を満たせば周速が５ｍ／ｓ以下であっても安定性に優れた乳化燃料を十分に製造できる。しかも、周速が５ｍ／ｓ以下であれば、低剪断力で乳化燃料を製造できる。   
ここで、「周速」とは攪拌羽根の回転の速さであり、回転数と攪拌羽根の直径から求めることができる。
【００３７】
ところで、上述したように、乳化燃料を製造するには、強力な剪断力を与える乳化機や高圧ホモジナイザーなどを用いて、高剪断力（例えば周速８ｍ／ｓ以上）で攪拌する必要があり、大規模な製造には不向きであった。   
しかしながら、本発明により得られるＷ／Ｏ型の乳化物の安定性は著しく改善されているため、強力な剪断力を与える乳化機や高圧ホモジナイザーなどを用いなくても、例えば上述したようなディスパー羽根を備えた攪拌装置を用いて、周速１〜５ｍ／ｓ程度の低剪断力で乳化燃料を製造できる。
【００３８】
このようにして得られる乳化燃料は、Ｗ／Ｏ型の乳化物であるが、特に、エマルションの粒径が１〜１０μｍである水滴が油中に分散している状態が好ましい。   
このようなＷ／Ｏ型乳化液とするためには、例えば機械的な処理、あるいは界面膜に存在する乳化剤（（Ｃ）成分や（Ｄ）成分）の量を調節すればよい。具体的には、乳化時の剪断力や乳化剤濃度が高くなるに連れて、水滴径は小さくなる傾向にある。
【００３９】
＜作用効果＞
以上説明した本発明の乳化燃料は、燃焼温度が低いので排気ガス中のＮＯＸの発生を効果的に抑制できるとともに、燃焼性に優れるため排気ガス中のＰＭの発生も効果的に抑制できる。
加えて、本発明の乳化燃料は、（Ｃ）成分と（Ｄ）成分とを特定の比率で使用し、さらに（Ｅ）成分を併用することで、Ｗ／Ｏ型乳化液でありながら、高温安定性に優れる。
また、本発明の乳化燃料の製造方法によれば、排気ガス中の窒素酸化物や粒子状物質の発生抑制効果が高く、安定性に優れる乳化燃料を低剪断力で製造できる。従って、大規模な製造にも適している。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４１】
［使用原料］
（Ａ）成分として、Ａ重油を用いた。
（Ｂ）成分として、蒸留水を用いた。
【００４２】
（Ｃ）成分としてトリイソステアリン酸ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油（日本エマルジョン株式会社製、「ＥＭＡＬＥＸ  ＲＷＩＳ−３２０」、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油（ＥＯの平均付加モル数＝２０）と、イソステアリン酸（炭素数＝１８）のトリエステル化によって得られるポリオキシエチレン硬化ヒマシ油の脂肪酸エステル）を用いた。
【００４３】
（Ｄ）成分としてポリオキシエチレンイソステアリルエーテル（日本エマルジョン株式会社製、「ＥＭＡＬＥＸ  １８０５」、アルキル基の炭素数＝１８、ＥＯの平均付加モル数＝５）を用いた。
【００４４】
（Ｅ）成分として、以下に示す化合物を用いた。
・Ｅ−１：亜硫酸ナトリウム（関東化学株式会社製）
・Ｅ−２：リン酸二水素ナトリウム（関東化学株式会社製）
・Ｅ−３：メタンスルホン酸（関東化学株式会社製）
・Ｅ−４：シュウ酸二水和物（関東化学株式会社製）
・Ｅ−５：フマル酸（関東化学株式会社製）
・Ｅ−６：Ｌ−アスパラギン酸（関東化学株式会社製）
・Ｅ−７：エタノール（関東化学株式会社製）
【００４５】
配合量は表１、表２、表３(実施例１〜８、比較例１〜３)に記載の量とした。
＜乳化燃料の製造＞
まず、（Ｂ）成分（水）と（Ｅ）成分を混合し、水酸化ナトリウム水溶液、塩酸を用いてｐＨを７に調整する。その後、これらを（Ａ）成分（Ａ重油）、（Ｃ）成分（ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油およびその脂肪酸エステル）、（Ｄ）成分（ポリオキシエチレンアルキルエーテル）が入った胴径８０．５φ、全高１３０ｍｍのマヨネーズ瓶に加え、メカニカルスターラー（ＨＥＩＤＯＮ製、ＦＢＬ１２００）とディスパー羽根（ＩＫＡ製 Ｒ１３０３、羽根直径４３ｍｍ）を用いて１０００ｒｐｍ（周速２ｍ／ｓｅｃ）で５分間攪拌した。その後、Ａ成分を添加していき、添加後１０００ｒｐｍで５分間攪拌して乳化燃料を得た。
【００４６】
［評価］
各実施例および比較例で得られた乳化燃料について、以下に示す評価および測定を行った。結果を表１〜３に示す。
なお、以下に示す「安定性の評価」において、離水率の測定および分離率の測定の結果の少なくとも一方が「２」以下の場合は、安定な燃焼状態を確保できず、乳化燃料としての機能が不十分であることは明らかなので、「燃焼試験」は行わなかった。この場合を表中、「−」として表記した。
【００４７】
（安定性の評価）
離水率の測定（離水抑制効果の評価）；
胴径４０φ、全高１２０ｍｍのバイアル瓶に乳化燃料を７０ｇ入れ、５０℃の恒温槽に１週間放置した後の状態を目視にて観察した。乳化燃料から水が離水している場合は、乳化燃料の高さ（ａ）と水の高さ（ｂ）を計測して離水率［ｂ／（ａ＋ｂ）］を求め、以下の評価基準に基づいて評価した。
５：離水率が０．０２未満。
４：離水率が０．０２以上、０．０４未満。
３：離水率が０．０４以上、０．０６未満。
２：離水率が０．０６以上、０．０８未満。
１：離水率が０．１０以上。
【００４８】
分離率の測定（分離抑制効果の評価）；
胴径×全高（ｍｍ）が４０φ×１２０のバイアル瓶に乳化燃料を７０ｇ入れ、５０℃の恒温槽に１日間放置した後の状態を目視にて観察した。乳化燃料から油成分が分離している場合は、乳化燃料の高さ（ａ）と油成分の高さ（ｃ）を計測して分離率［ｃ／（ａ＋ｃ）］を求め、以下の評価基準に基づいて評価した。
５：油成分が分離していない。
４：油成分が分離したが、分離率が０．０２未満。
３：分離率が０．０２以上、０．０３未満。
２：分離率が０．０３以上、０．４未満。
１：分離率が０．４以上。
【００４９】
燃焼試験；
ディーゼル発電機ＨＧ−６５００ＣＥ（ハイガー産業株式会社製）の燃料タンクに調製した乳化燃料約５００ｇ入れて始動させ、２０分後に以下の測定を行った。
【００５０】
ＮＯＸ濃度の測定；
ポータブル燃焼排ガス分析計ＨＣ-３０００（ホダカ株式会社製）のプローブをディーゼル発電機のマフラー内に差し込み測定した。その結果を以下の評価基準に基づいて評価した。
◎：２５０ｐｐｍ以下
○：３００ｐｐ以下２５０ｐｐｍ以上
×：３００ｐｐｍ以上
【００５１】
ＰＭ量の測定；
スモークテスター ＨＴ−１６５０（ホダカ株式会社製）のプローブをマフラー内に差し込み、スモークスケール（ホダカ株式会社製）に基づいて１０点評価を行った。その結果を以下の基準に基づいて評価した。
◎：１点
○：２点
×：３〜１０点
【００５２】
（乳化型の判定）
乳化燃料を一滴、スライドグラスの上に滴下し、その上に水を一滴垂らし、スパチュラで混合したとき、容易に交じり合わない場合を「Ｗ／Ｏ」型、容易に交じり合う場合を「Ｏ／Ｗ」型として、乳化燃料の乳化型を判定した。なお、「Ｗ／Ｏ」型は油中水型、「Ｏ／Ｗ」型は水中油型である。なお、乳化していない場合を「−」として表中に示した。
【００５３】
【表１】
2015214616.tif 000002
【００５４】
【表２】
2015214616.tif 000003
【００５５】
【表３】
2015214616.tif 000004
【００５６】
表１、２から明らかなように、各実施例で得られた乳化燃料はＷ／Ｏ型であり、排気ガス中のＮＯＸおよびＰＭの発生を効果的に抑制できた。また、安定性にも優れていた。
また、実施例１〜８を比較すると、（Ｅ）成分が０．１〜３．５％の範囲内である実施例１〜４の乳化燃料は、ＮＯＸおよびＰＭの発生抑制効果が特に高かった。
【００５７】
一方、表３から明らかなように、（Ｅ）成分を欠く比較例１は、分離率、分離率の結果が「２」であった。これら比較例１の乳化燃料は安定性に劣るため、乳化燃料としての機能が不十分であることが示された。
（Ｅ）成分の比較品としてＣ−７を用いた比較例２は、離水率、分離率の結果が「１」であった。これら比較例２の乳化燃料は安定性に劣るため、乳化燃料としての機能が不十分であることが示された。
（Ｅ）成分を必要以上添加した比較例３は、離水率、分離率の結果が「３」であった。これら比較例３は安定性は満たしているものの、燃焼後に固形分がエンジン内に付着する恐れがあるため乳化燃料として不十分であることが考えられる。