(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有し、（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の質量比（（Ｃ）成分／（Ｄ）成分）が１〜１０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。
成分（Ａ）：植物油脂、または、脂肪酸と炭素数３以下のアルコールとから得られるエステルおよび植物油脂。
成分（Ｂ）：水。
成分（Ｃ）：縮合リシノレイン酸ポリグリセリン。
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５〜２０であるポリオキシエチレンアルキルエーテル。
【請求項２】
前記（Ａ）成分が、炭素鎖長が８〜１８の脂肪酸とメタノールとから得られる脂肪酸メチルエステルおよび植物油脂であることを特徴とする請求項１に記載の乳化燃料。
【請求項３】
前記（Ｃ）成分の含有量が０．３〜０．８質量％であり、前記（Ｄ）成分の含有量が０．０３〜０．８質量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の乳化燃料。
【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、２参照）。
しかし、石油系の乳化燃料は、安定性（分散性）の点で必ずしも十分ではなかった。また、石油系液体燃料に含まれる硫黄原子によって、排気ガス中に硫黄酸化物（ＳＯＸ）が発生しやすかった。
【０００４】
そこで、ＳＯＸが発生しにくい植物系液体燃料が注目されている（例えば非特許文献１参照）。
また、植物系液体燃料は、光合成を行う植物が原料であり、環境負荷低減の観点から、植物系液体燃料を乳化させた植物系の乳化燃料への有効な利用開発が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０１４８５号公報
【特許文献２】特開２００４−１０７６５号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】吉本康文、他、「バイオディーゼル油を燃料とする機関の性能（水乳化の効果）」、日本機械学会論文集（Ｂ編）、６７巻、６５３号、ｐｐ．２６４−２７１、２００１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、乳化燃料の乳化型としては、Ｗ／Ｏ型（油中水型）とＯ／Ｗ型（水中油型）があるが、防腐性や防錆性などの観点から、Ｗ／Ｏ型が適している。
しかしながら、植物系の乳化燃料に、特許文献１、２に記載の技術を単に適用しても、Ｗ／Ｏ型乳化の安定性に劣るとともに、燃料に適する流動性が得られなかった。
【０００８】
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、硫黄酸化物、粒子状物質の発生を抑制でき、安定性および流動性に優れたＷ／Ｏ型の乳化燃料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】
【０００９】
本発明の乳化燃料は、下記（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有し、（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の質量比（（Ｃ）成分／（Ｄ）成分）が１〜１０であり、かつＷ／Ｏ型乳化液であることを特徴とする。
成分（Ａ）：植物油脂、または、脂肪酸と炭素数３以下のアルコールとから得られるエステルおよび植物油脂。
成分（Ｂ）：水。
成分（Ｃ）：縮合リシノレイン酸ポリグリセリン。
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５〜２０であるポリオキシエチレンアルキルエーテル。
【００１０】
ここで、前記（Ａ）成分が、炭素鎖長が８〜１８の脂肪酸とメタノールとから得られる脂肪酸メチルエステルおよび植物油脂であることが好ましい。
また、前記（Ｃ）成分の含有量が０．３〜０．８質量％であり、前記（Ｄ）成分の含有量が０．０３〜０．８質量％であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、排気ガス中の窒素酸化物、硫黄酸化物、粒子状物質の発生を抑制でき、安定性および流動性に優れたＷ／Ｏ型の乳化燃料を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例および比較例の燃焼試験に用いた燃焼装置の概略構成図である。
【図２】実施例および比較例の発火点測定に用いた発火点測定装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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〜（Ｄ）成分を含有する、Ｗ／Ｏ型乳化液である。
【００１４】
＜（Ａ）成分＞
（Ａ）成分は、植物油脂、または、脂肪酸と炭素数３以下のアルコールとから得られるエステルおよび植物油脂である。
植物油脂は植物より製造または精製された油であり、本発明においては５０℃で液体状のものを用いる。このような植物油脂としては、オリーブ油、大豆油、菜種油、ひまわり油、ヤシ油、パーム油、ジャトロファ油、トウモロコシ油などが挙げられる。
一方、脂肪酸と炭素数３以下のアルコールとから得られるエステルとしては、植物油脂を原料とする脂肪酸と炭素数３以下のアルコールとから得られるエステルを用いるのが好ましい。特に、脂肪酸としては、炭素鎖長が１８以下である脂肪酸が好ましく、より好ましくは炭素鎖長が１４以下である。脂肪酸の炭素鎖長が１８を超えると、液体状を容易に維持しにくくなる。なお、植物油脂を原料とする脂肪酸を容易に入手できる点で、脂肪酸の炭素鎖長の下限値は８以上が好ましい。
【００１５】
これら（Ａ）成分は１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。ただし、（Ａ）成分として脂肪酸と炭素数３以下のアルコールとから得られるエステルのみを用いると、乳化燃料の安定性が低下する。従って、脂肪酸と炭素数３以下のアルコールとから得られるエステルを用いる場合は、植物油脂と併用する。特に、発火点を低下させる（すなわち、燃焼性を向上できる）点で、炭素鎖長が８〜１８の脂肪酸と炭素数３以下のアルコールとから得られるエステルおよび植物油脂の組み合わせが好ましく、中でも、炭素鎖長が８〜１８の脂肪酸とメタノールとから得られる脂肪酸メチルエステルおよび植物油脂の組み合わせが特に好ましい。
炭素鎖長が８〜１８の脂肪酸とメタノールとから得られる脂肪酸メチルエステルとしては、例えばカプリル酸メチル（例えばライオン株式会社製の「パステルＭ−８」）、カプリン酸メチル（例えばライオン株式会社製の「パステルＭ−１０」）、ミリスチン酸メチル（例えばライオン株式会社製の「パステルＭ−１４」）、オレイン酸メチル（例えばライオン株式会社製の「パステルＭ１８１」）、ラウリン酸メチル（例えば花王株式会社製の「エキセパールＭＬ−８５」）、ステアリン酸メチル（例えば花王株式会社製の「エキセパールＭＳ」）などが挙げられる。これらの中でも、特にカプリル酸メチル、ミリスチン酸メチル、ラウリン酸メチル、ステアリン酸メチルが好ましい。
【００１６】
（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、４３〜７５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）成分の発火性が低下し、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、乳化燃料の２次微粒化効果が抑制されやすくなり（すなわち、（Ａ）成分が２次微粒化しにくくなり）、排気ガス中のＰＭの発生抑制効果が低下する傾向にある。
【００１７】
また、（Ａ）成分として脂肪酸と炭素数３以下のアルコールとから得られるエステルと、植物油脂とを併用する場合、脂肪酸と炭素数３以下のアルコールとから得られるエステルの含有量は、乳化燃料１００質量％中、５〜３０質量％が好ましく、１０〜２０質量％がより好ましい。脂肪酸と炭素数３以下のアルコールとから得られるエステルの含有量が５質量％未満であると、発火点が十分に低下せず、排気ガス中のＰＭの発生抑制効果が低下する傾向にあり、液体燃料を乳化せずに用いる場合と大差がない。一方、脂肪酸と炭素数３以下のアルコールとから得られるエステルの含有量が３０質量％を超えると、乳化燃料の安定性が低下する傾向にある。
【００１８】
上述したように、従来の乳化燃料は、液体燃料として軽油、灯油、重油等の石油系液体燃料を用いているが、これら石油系液体燃料には数ｐｐｍ〜数質量％の硫黄原子を含んでいるため、燃焼時に硫黄酸化物（ＳＯＸ）が発生しやすかった。ＳＯＸは燃焼装置の腐食や酸性雨の原因になるとされている。
しかし、本発明の乳化燃料は、液体燃料として上述した（Ａ）成分を用いる。（Ａ）成分には硫黄原子が含まれていないので、本発明の乳化燃料であれば、排気ガス中のＳＯＸの発生を抑制できる。
【００１９】
＜（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、８〜６９質量％が好ましく、２４〜５６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の発生抑制効果が低下する傾向にある。また、乳化燃料の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。一方、（Ｂ）成分の含有量が６９質量％を超えると、（Ａ）成分の発火性が低下し、排気ガス中のＰＭの発生抑制効果が低下する傾向にある。
【００２０】
（（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比）
（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比（（Ａ）成分／（Ｂ）成分）は、０．５〜１０であることが好ましく、０．８〜３であることがより好ましい。質量比が０．５未満であると、乳化燃料の粘度が上昇し、流動性が低下する傾向にある。一方、質量比が１０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ＮＯＸの発生抑制効果が低下する傾向にある。また、乳化燃料の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。
【００２１】
＜（Ｃ）成分＞
（Ｃ）成分は、縮合リシノレイン酸ポリグリセリンであり、界面活性剤の役割を果たす。
（Ｃ）成分としては、縮合リシノレイン酸と、水酸基価から算出した平均重合度が４〜１０であるポリグリセリンとのエステルが好ましく、具体的には縮合リシノレイン酸テトラグリセリン、縮合リシノレイン酸ペンタグリセリン、縮合リシノレイン酸ヘキサグリセリンなどが挙げられる。
このような（Ｃ）成分としては、市販品として、太陽化学株式会社製の「サンソフトＮｏ．８１８ＤＧ」（グリセリン平均重合度：４）、「サンソフトＮｏ．８１８ＴＹ」（グリセリン平均重合度：６）、「チラバゾールＨ−８１８」（グリセリン平均重合度：１０）；阪本薬品工業株式会社製の「ＣＲ−３１０」（グリセリン平均重合度：４）、「ＣＲ−５００」（グリセリン平均重合度：６）、「ＣＲＳ−７５」（グリセリン平均重合度：６）などが挙げられる。
これら（Ｃ）成分は１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２２】
（Ｃ）成分の含有量は、乳化燃料１００質量％中、０．２〜０．９質量％が好ましく、０．３〜０．８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０．９質量％を超えると、乳化燃料の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。
【００２３】
＜（Ｄ）成分＞
（Ｄ）成分は、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５〜２０であるポリオキシエチレンアルキルエーテルであり、界面活性剤の役割を果たす。
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。
なお、アルキル基は、直鎖状でもよいし、分岐鎖状でもよい。
【００２４】
また、エチレンオキサイド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。
【００２５】
（Ｄ）成分としては、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（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（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、エチレンオキサイドの平均付加モル数である。
これら（Ｄ）成分は１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２６】
（Ｄ）成分の含有量は、乳化燃料１００質量％中、０．０２〜０．９質量％が好ましく、０．０３〜０．８質量％がより好ましい。（Ｄ）成分の含有量が０．０２質量％未満であると、分離抑制効果が低下し、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、乳化燃料の安定性が低下する傾向にある。
【００２７】
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、乳化燃料の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。
【００２８】
（（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、１〜１０であり、２〜８であることが好ましい。質量比が１未満であると、Ｏ／Ｗ型エマルションが形成されるとともに、乳化燃料の安定性が低下する。一方、質量比が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。
【００２９】
＜任意成分＞
本発明の乳化燃料は、（Ａ）成分〜（Ｄ）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、アルコール、粘度調整剤などが挙げられる。
【００３０】
＜乳化燃料の調製＞
本発明の乳化燃料は、例えば（Ｂ）成分以外の成分を混合し、これを攪拌しながら（Ｂ）成分を徐々に投入し、さらに撹拌することで得られる。
【００３１】
このようにして得られる乳化燃料は、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ未満であることが好ましい。粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以上になると、十分な流動性が得られにくくなる。粘度の下限値については特に制限されないが、分離抑制効果の観点から１０ｍＰａ・ｓ以上が好ましい。
乳化燃料の粘度は、例えば（Ａ）成分に高粘度の成分を添加することで調整できる。具体的には、炭化水素や分子量の大きな油脂、オイルゲル化剤などの粘度調整剤を添加すると、粘度は高くなる傾向にある。
【００３２】
また、本発明の乳化燃料はＷ／Ｏ型乳化液であるが、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、乳化時のせん断力を高めたり、乳化剤濃度を高くしたりすると、水滴径は小さくなる傾向にある。
【００３３】
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の発生も抑制できる。
さらに、液体燃料として上述した（Ａ）成分を用いるので、排気ガス中のＳＯＸの発生をも抑制できる。
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となるように併用することで、Ｗ／Ｏ型乳化液でありながら、安定性および流動性に優れる。
【００３４】
本発明の乳化燃料は、例えば自動車、船舶、農業機械、建設機械、発電、暖房などのあらゆる用途の燃料として好適に使用できる。
【実施例】
【００３５】
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。
【００３６】
［使用原料］
（Ａ）成分および（Ａ）成分の比較品として、以下に示す化合物を用いた。
・Ａ−１：大豆油（日華油脂株式会社製の大豆白絞油）。
・Ａ−２：菜種油（日清オイリオグループ株式会社製の菜種白絞油）。
・Ａ−３：ジャトロファ油（日本植物燃料株式会社製のジャトロファ油）。
・Ａ−４：カプリン酸メチル（ライオン株式会社製、「パステルＭ−１０」）。
・Ａ−５：ミリスチン酸メチル（ライオン株式会社製、「パステルＭ−１４」）。
・Ａ−６：オレイン酸メチル（ライオン株式会社製、「パステルＭ１８１」）。
・Ａ−７（比較品）：重油（１種１号（ＪＩＳ  Ｋ  ２２０５））。
・Ａ−８（比較品）：灯油（１号灯油（ＪＩＳ  Ｋ  ２２０３））。
【００３７】
（Ｂ）成分として、蒸留水を用いた。
（Ｃ）成分および（Ｃ）成分の比較品として、以下に示す化合物を用いた。
・Ｃ−１：縮合リシノレイン酸テトラグリセリン（太陽化学株式会社製、「サンソフトＮｏ．８１８ＤＧ」）。
・Ｃ−２：縮合リシノレイン酸ヘキサグリセリン（太陽化学株式会社製、「サンソフトＮｏ．８１８ＴＹ」）。
・Ｃ−３（比較品）：ショ糖ステアリン酸エステル（三菱化学フーズ株式会社製、「Ｓ−０７０」）。
・Ｃ−４（比較品）：ペンタオレイン酸テトラグリセリン（阪本薬品工業株式会社製、「ＰＯ−３Ｓ」）。
【００３８】
（Ｄ）成分および（Ｄ）成分の比較品として、以下に示す化合物を用いた。
・Ｄ−１：ポリオキシエチレンセチルエーテル（日光ケミカルズ株式会社製、「ＮＩＫＫＯＬ  ＢＣ−１０」、エチレンオキサイドの平均付加モル数（ＥＯ）＝１０）。
・Ｄ−２：ポリオキシエチレンステアリルエーテル（日光ケミカルズ株式会社製、「ＮＩＫＫＯＬ  ＢＳ−２０」、ＥＯ＝２０）。
・Ｄ−３：ポリオキシエチレンラウリルエーテル（日本エマルジョン株式会社製、「ＥＭＡＬＥＸ  ７２０」、ＥＯ＝２０）。
・Ｄ−４：ポリオキシエチレンセチルエーテル（日本エマルジョン株式会社製、「ＥＭＡＬＥＸ  １０５」、ＥＯ＝５）。
・Ｄ−５：ポリオキシエチレンステアリルエーテル（日本エマルジョン株式会社製、「ＥＭＡＬＥＸ  ６０５」、ＥＯ＝５）。
・Ｄ−６（比較品）：ポリオキシエチレンラウリルエーテル（日本エマルジョン株式会社製、「ＥＭＡＬＥＸ  ７０３」、ＥＯ＝３）。
・Ｄ−７（比較品）：ポリオキシエチレンラウリルエーテル（日本エマルジョン株式会社製、「ＥＭＡＬＥＸ  ７２５」、ＥＯ＝２５）。
・Ｄ−８（比較品）：ポリオキシエチレンベヘニルエーテル（日本エマルジョン株式会社製、「ＥＭＡＬＥＸ  ＢＨＡ−１０」、ＥＯ＝１０）。
・Ｄ−９（比較品）：ポリオキシエチレンステアリルエーテル（日本エマルジョン株式会社製、「ＥＭＡＬＥＸ  ６０３」、ＥＯ＝３）。
・Ｄ−１０（比較品）：ポリオキシエチレンステアリルエーテル（日本エマルジョン株式会社製、「ＥＭＡＬＥＸ  ６２５」、ＥＯ＝２５）。
【００３９】
［実施例１〜８３、比較例１〜１４］
＜乳化燃料の調製＞
胴径×全高（ｍｍ）が４０φ×１２０のバイアル瓶に、表１〜１１に示す種類と配合量（質量％）の（Ａ）成分と（Ｃ）成分および（Ｄ）成分を加え、ホモミキサー（ＩＫＡ社製、「ＵＬＴＲＡ−ＴＵＲＲＡＸ Ｔ２５ ｂａｓｉｃ」）を用い、回転数９５００ｒｐｍでせん断をかけながら、表１〜１１に示す配合量（質量％）の（Ｂ）成分を添加していき、（Ｂ）成分の添加後、回転数９５００ｒｐｍで１分間攪拌を続け、乳化燃料を得た。
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１〜１１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」および「発火点の測定」は行わなかった。この場合を表中、「−」として表記した。
また、表３〜９には、各実施例を対比しやすいように、一部重複して記載した実施例もある。
【００４０】
＜評価＞
（安定性の評価）
離水率の測定（離水抑制効果の評価）；
胴径×全高（ｍｍ）が４０φ×１２０のバイアル瓶に乳化燃料を４０ｇ入れ、２５℃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。なお「３」以上を合格とする。
５：離水率が０．０２未満。
４：離水率が０．０２以上、０．０５未満。
３：離水率が０．０５以上、０．１未満。
２：離水率が０．１以上、０．１５未満。
１：離水率が０．１５以上。
【００４１】
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４０ｇ入れ、２５℃の恒温槽に３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。なお「３」以上を合格とする。
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、０．０５未満。
２：分離率が０．０５以上、０．１未満。
１：分離率が０．１以上。
【００４２】
（流動性の評価）
胴径×全高（ｍｍ）が４０φ×１２０のバイアル瓶に乳化燃料を８０ｇ入れ、Ｂ型粘度計（株式会社東京計器製、「ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ  ＭＯＤＥＬ  ＤＶＭ−Ｂ」）を用い、ローターＮＯ．２〜４、２５℃、６０ｒｐｍ、３０秒の条件で乳化燃料の粘度を測定し、以下の評価基準に基づいて評価した。なお「○」、「◎」を合格とする。
◎：粘度が５００ｍＰａ・ｓ未満。
○：粘度が５００ｍＰａ・ｓ以上、１０００ｍＰａ・ｓ未満。
△：粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以上、３０００ｍＰａ・ｓ未満。
×：粘度が３０００ｍＰａ・ｓ以上。
【００４３】
（燃焼試験）
図１に示す燃焼装置１０を用いて、乳化燃料の燃焼試験を行った。
この燃焼装置１０は、容器１１と、該容器１１に収納された燃焼バーナー１２と、燃焼バーナー１２に乳化燃料および第一の空気を供給する噴霧ノズル１３と、第二の空気を送風する空気送風管１４と、燃焼により発生した排気ガスを吸引するプローブ１５と、プローブ１５より吸引した排気ガスを冷却する冷却手段１６と、冷却手段１６により冷却された排気ガス中のＮＯＸ濃度およびＳＯＸ濃度を測定するポータブルガス分析計１７と、プローブ１５より吸引した排気ガス中のＰＭを捕集するフィルター１８を具備して構成されている。なお、噴霧ノズル１３には、乳化燃料を燃焼バーナー１２に供給するためのスリット（図示略）と、第一の空気を燃焼バーナー１２に供給するためのスリット（図示略）がそれぞれ設けられている。また、プローブ１５は、噴霧ノズル１３先端より上方６００ｍｍの位置に配置した。また、容器１１の上端には、排気ガスの温度を測定する温度計１９を取り付けた。また、ポータブルガス分析計１７として株式会社堀場製作所製の「ＰＧ−２５０」を用い、フィルター１８としてポリ４フッ化エチレン製のフィルターを用いた。
この燃焼装置１０を用いて燃焼試験を行い、排気ガス中のＮＯＸ濃度、ＳＯＸ濃度、およびＰＭ濃度を以下のようにして測定した。なお、本試験では、排気ガス中の燃料油滴や微炭分の残炭分をＰＭとして測定した。
【００４４】
ＮＯＸ濃度の測定；
等量比（φ）１．０の条件にて、乳化燃料および第一の空気を噴霧ノズル１３から燃焼バーナー１２に供給し、空気送風管１４から第二の空気を送風しながら乳化燃料を燃焼させた。
ここで、「等量比」とは、１ｋｇの空気に対して理論量の何倍の液体燃料（（Ａ）成分）が供給されたかを表す量であり、下記式（ｉ）より求められる。なお、式（ｉ）中、「Ｆ」は（Ａ）成分の質量［ｋｇ］、「Ａ」は第一の空気と第二の空気の合計の質量［ｋｇ］、「（Ｆ／Ａ）ｓｔ」は理論燃空費である。
φ＝（Ｆ／Ａ）／（Ｆ／Ａ）ｓｔ    ・・・（ｉ）
【００４５】
この燃焼により発生した排気ガスをプローブ１５より吸引し、冷却手段１６に導入して冷却および水分除去を行った後、ポータブルガス分析計１７により化学発光法にて排気ガス中のＮＯＸ濃度を測定し、以下の評価基準に基づいて評価した。なお「○」、「◎」を合格とする。
◎：ＮＯＸ濃度が２０ｐｐｍ未満。
○：ＮＯＸ濃度が２０ｐｐｍ以上、６０ｐｐｍ未満。
×：ＮＯＸ濃度が６０ｐｐｍ以上。
【００４６】
ＳＯＸ濃度の測定；
等量比（φ）１．０の条件にて、乳化燃料および第一の空気を噴霧ノズル１３から燃焼バーナー１２に供給し、空気送風管１４から第二の空気を送風しながら乳化燃料を燃焼させた。
この燃焼により発生した排気ガスをプローブ１５より吸引し、冷却手段１６に導入して冷却および水分除去を行った後、ポータブルガス分析計１７により非分散赤外線吸収法にて排気ガス中のＳＯＸ濃度を測定し、以下の評価基準に基づいて評価した。なお「○」、「◎」を合格とする。
◎：ＳＯＸは検出されない。
○：ＳＯＸが検出されたが、ＳＯＸ濃度が１ｐｐｍ未満。
△：ＳＯＸ濃度が１ｐｐｍ以上、２０ｐｐｍ未満。
×：ＳＯＸ濃度が２０ｐｐｍ以上。
【００４７】
ＰＭ濃度の測定；
等量比（φ）１．２の条件にて、乳化燃料および第一の空気を噴霧ノズル１３から燃焼バーナー１２に供給し、空気送風管１４から第二の空気を送風しながら乳化燃料を燃焼させた。
この燃焼により発生した排気ガスの一部をプローブ１５より４Ｌ／分で等速吸引し、フィルター１８上に捕集し、捕集前後のフィルター１８の質量差より、捕集されたＰＭの質量を算出した。なお、捕集されたＰＭの質量を算出する際は、水分の影響を取り除くため、捕集前、捕集後ともにフィルター１８を恒温室内（室温２５℃、湿度５５％）で１２時間以上除湿した後、上皿電子天秤（ＭＥＴＴＬＥＲ ＡＥ２４０）で計測した。
捕集されたＰＭの質量を、下記式（ii）を用いて排気ガス１ｍ３中のＰＭ濃度に換算した。なお、式（ii）中、「ＰＭ０」は捕集されたＰＭの質量［ｍｇ］、「Ｑ」は排気ガスの吸引量［Ｌ／分］、「ｔ」は排気ガスの吸引時間である。
ＰＭ濃度［ｍｇ／ｍ３］＝ＰＭ０／（Ｑ×ｔ×１０−３）    ・・・（ii）
【００４８】
求めたＰＭ濃度より、以下の評価基準に基づいて評価した。なお「○」、「◎」を合格とする。
◎：ＰＭ濃度が２００ｍｇ／ｍ３未満。
○：ＰＭ濃度が２００ｍｇ／ｍ３以上、１０００ｍｇ／ｍ３未満。
×：ＰＭ濃度が１０００ｍｇ／ｍ３以上。
【００４９】
（発火点の測定）
図２に示す発火点測定装置２０を用いて、乳化燃料の発火点を測定した。
この発火点測定装置２０は、加熱炉２１と、加熱炉２１内の温度を調整するヒーター２２と、加熱炉２１に乳化燃料Ｆを投入する電動ステージ２３と、加熱炉２１内の温度を測定する温度計２４と、加熱炉２１内の様子を録画するカメラ２５と、加熱炉２１を挟んでカメラ２５と対向配置された光源２６とを具備して構成されている。なお、電動ステージ２３にはＫ熱電対（ＫＦＧ−２５−２００−１００）２３ａが設けられ、電動ステージ２３の先端に吊り下げて取り付けられた乳化燃料Ｆが加熱炉２１内で発火したときの発火点を測定できるようになっている。さらに、電動ステージ２３は、上下に移動可能に支持軸２７に取り付けられている。また、加熱炉２１の壁面の１つには、カメラ２５にて内部を録画できるように窓２１ａが設けられている。さらに、窓２１ａに対向する壁面は、光源２６からの光が加熱炉２１内に差し込むように、透明な材質でできている。
【００５０】
ヒーター２２により６００℃に加熱された加熱炉２１内に、乳化燃料０．０３ｇを電動ステージ２３により投入した。加熱炉２１内の乳化燃料Ｆの温度をＫ熱電対２３ａにて測定しつつ、光源２６により加熱炉２１内を照射し、加熱炉２１内の様子をカメラ２５にて録画した。そして、録画した画像を解析し、油滴が発火し、油滴温度が急激に上昇する直前の温度を乳化燃料の発火点とし、以下の評価基準に基づいて評価した。なお「２」以上を合格とする。
４：発火点が２００℃未満。
３：発火点が２００℃以上、４００℃未満。
２：発火点が４００℃以上。
１：発火しない。
【００５１】
（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。
【００５２】
【表１】
0005677140.tif 000002
【００５３】
【表２】
0005677140.tif 000003
【００５４】
【表３】
0005677140.tif 000004
【００５５】
【表４】
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【００５６】
【表５】
0005677140.tif 000006
【００５７】
【表６】
0005677140.tif 000007
【００５８】
【表７】
0005677140.tif 000008
【００５９】
【表８】
0005677140.tif 000009
【００６０】
【表９】
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【００６１】
【表１０】
0005677140.tif 000011
【００６２】
【表１１】
0005677140.tif 000012
【００６３】
表１〜１０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、ＳＯＸ、ＰＭの発生を抑制できた。また、安定性および流動性にも優れていた。
特に、実施例１、９〜３２の対比から、（Ｃ）成分の含有量が０．３〜０．８である実施例１、１４〜２７の乳化燃料は、離水率および分離率の結果がいずれも「４」以上と良好であり、かつＰＭの発生を効果的に抑制できた。なお、実施例９〜１３の対比では、（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の質量比（（Ｃ）成分／（Ｄ）成分）が２〜８である実施例１０〜１２の乳化燃料が安定性に優れていた。
また、実施例１、９、１１、１３、１９、２２、２８、３０、３２〜６８の対比から、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比（（Ａ）成分／（Ｂ）成分）が０．８〜３である実施例１、９、１１、１３、１９、２２、２８、３０、３２、３４、３５、３８、３９、４２、４３、４６、４７、５０、５１、５４、５５、５８、５９、６２、６３、６６、６７の乳化燃料は、流動性に特に優れ、かつＮＯＸの発生を効果的に抑制できた。これらの中でも、特に成分（Ｃ）の含有量が０．２〜０．６である実施例１、９、１１、１３、１９、２２、３４、３５、３８、３９、４６、４７、５０、５１、５８、５９、６２、６３の乳化燃料は、ＰＭの発生も効果的に抑制できた。
また、実施例１、６９〜８３の対比から、炭素鎖長が８〜１８の脂肪酸とメタノールとから得られる脂肪酸メチルエステルおよび植物油脂を（Ａ）成分として用いた実施例６９〜８３の乳化燃料は、発火点が低下し、燃焼性に特に優れることが示された。
【００６４】
一方、表１０、１１から明らかなように、（Ｂ）成分を含有しない比較例１の場合、水の蒸発による燃焼温度の低下や２次微粒化が起きず、排気ガス中にＮＯＸおよびＰＭが発生しやすかった。
（Ｃ）成分、（Ｄ）成分のいずれかを欠く比較例２、３の乳化燃料は、分離率の結果が「２」以下と悪かった。これら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。
（Ａ）成分の比較品としてＡ−７（重油）またはＡ−８（灯油）を用いた比較例４、５の乳化燃料は、排気ガス中にＳＯＸが発生しやすかった。
（Ｃ）成分の比較品としてＣ−３またはＣ−４を用いた比較例６、７は、分離率の結果が「１」と悪かった。これら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。特に、比較例６の乳化燃料は、流動性にも劣っていた。
（Ｄ）成分の比較品としてＣ−６〜Ｃ−１０のいずれかを用いた比較例８〜１２は、分離率の結果が「２」と悪かった。これら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。
（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の質量比（（Ｃ）成分／（Ｄ）成分）が０．４３である比較例１３の乳化燃料はＯ／Ｗ型であった。また、離水率および分離率の結果がいずれも「１」と悪かった。比較例１３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。
（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の質量比（（Ｃ）成分／（Ｄ）成分）が１２．５である比較例１４の乳化燃料は、分離率の結果が「２」と悪かった。比較例１４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。
【符号の説明】
【００６５】
１０：燃焼装置、１１：容器、１２：燃焼バーナー、１３：噴霧ノズル、１４：空気送風管、１５：プローブ、１６：冷却手段、１７：ポータブルガス分析計、１８：フィルター、１９：温度計、２０：発火点測定装置、２１：加熱炉、２１ａ：窓、２２：ヒーター、２３：電動ステージ、２３ａ：Ｋ熱電対、２４：温度計、２５：カメラ、２６：光源、２７：支持軸、Ｆ：乳化燃料。
【図１】
0005677140.tif 000013
【図２】
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