(57)【要約】【課題】循環系管内水輸送で、広温度域での抗力軽減による流量増加が期待でき、長期の使用が可能な、抗力軽減用添加剤を提供する。【解決手段】アミンオキシド型非イオン界面活性剤（ａ）の単独又は２種以上から構成される組成物に、タウリン酸塩（ｂ）とアミノアルコール類（ｃ）を組合せて加えることで、より広い温度域での水輸送抗力の軽減効果の発現と、その効果持続性を向上させることが出来ることを特徴とする、水輸送抗力軽減用添加剤。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表されるアミンオキシド型非イオン界面活性剤（ａ）の１種又は２種以上と、一般式（２）で表されるタウリン誘導体塩（ｂ）を含有する水輸送抗力軽減用添加剤。
【化１】
2004323813.tif 000007
一般式（１）で表される（ａ）成分中のＲ１は炭素数が８〜２２のアルキル基、又はアルケニル基を意味する。又、Ｒ２及びＲ３は、炭素数が１〜４のアルキル基、又はアルケニル基、又は  −（ＣｎＨ２ｎＯ）ｑＨで表されるアルキレングリコールエーテル基である。ｎは２又は３又はそれらの混合（ランダム付加、ブロック付加のいずれでもよく、付加順序も特に限定されない）を意味する。ｐ、ｑは０〜１０の整数である。
【化２】
2004323813.tif 000008
一般式（２）で表される（ｂ）成分中のＲ１は炭素数が８〜２２のアルキル基、又はアルケニル基であり、Ｒ４は水素又はメチル基、Ｘはアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子を示す。
【請求項２】
請求項１の一般式（２）で表される（ｂ）成分がヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウムであることを特徴とする請求項１記載の水輸送抗力軽減用添加剤。
【請求項３】
請求項１、２記載の成分（ａ）、（ｂ）、さらに一般式（３）で表されるアミン類（ｃ）を含有することを特徴とする水輸送抗力軽減用添加剤。
【化３】
2004323813.tif 000009
一般式（３）で表される（ｃ）成分中のＲ５、Ｒ６、Ｒ７は炭素数が１〜４のアルキル基又は−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｒＨ（ｒは０又は１、ｍは１〜４の整数）又は−ＣｎＨ２ｎＮＨ２（ｎは１〜４の整数）を表す。
【請求項４】
請求項１、２、３記載の水輸送抗力軽減用添加剤を使用した水の配管輸送系における流動時の摩擦抵抗低減方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷温水の配管輸送系において、流動時の摩擦抗力を軽減し、搬送ポンプの動力を削減するための輸送抗力軽減用添加剤およびそれを用いる輸送抗力軽減方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ある特定物質を添加することにより配管内流動水の摩擦抗力が軽減され、ポンプ動力が削減できることは知られている。このような機能を発現する物質として水溶性高分子や界面活性剤がある。このような物質を摩擦抗力軽減剤（ＤＲ剤）およびその効果を摩擦抗力軽減効果（ＤＲ効果）という。しかしながら、高分子系はポンプ、エルボ等の局部損失要素での機械的劣化により短時間で効果が失われるため循環系配管には不向きとされている。また、界面活性剤系でこれまで検討され一部使用されているカチオン系界面活性剤と対イオンの組合せは、一定濃度以上でのミセル再形成能によりある程度効果は持続するが、配管・錆等との電気的結合による濃度低下が大きく、また、その強い殺菌作用の外部環境に対する影響への懸念から実用化には問題があるというのが現状である。
【０００３】
又、カチオン系界面活性剤以外では、特許文献１記載のアミンオキシド化合物がある。しかし、これらのアミンオキシドのみの使用では効果が弱く多くの添加量が必要であり、また、効果の持続性が弱く長期使用できないなどの問題点がある。本発明者らは既に特許文献２においてアミンオキシドと各種両性界面活性剤の組合せを提案した。しかし、この方法では優れた配管内摩擦抵抗低減効果を示すものの、１つの薬剤で補える温度範囲が限られてくるため、汎用的に使用することが難しく、また水質の影響により効果の持続性に差が生じるため長期使用が難しいという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−９９１９９
【特許文献２】特開２０００−３１３８７２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記のような理由から、カチオン系界面活性剤を含まず、広温度域で効果が得られ、長期の循環系配管水輸送に使用可能な、環境適合性と優れた省エネルギー性を兼ね備えた、新しい水輸送抗力軽減用添加剤を提供することである。
【０００６】
【問題を解決するための手段】
本発明者らは種々検討を重ねた結果、アミンオキシド型非イオン界面活性剤（ａ）にタウリン誘導体塩（ｂ）を組合せて使用することにより前記課題を解決することが出来た。すなわち、下記一般式（１）で表されるアミンオキシド型非イオン界面活性剤（ａ）の１種又は２種以上から構成される組成物と一般式（２）で表されるタウリン誘導体塩（ｂ）を組合せることにより製造される水輸送効力軽減用添加剤が、より広い温度域での水輸送抗力の軽減効果の発現し、その効果持続性を向上させ、さらに一般式（３）で表わされるアミン類を配合することによりこれらの効果を高めることができることを見出した。以下、本発明を詳細に説明する。
【０００７】
本発明に係わるアミンオキシド型非イオン界面活性剤は、下記一般式（１）で表わされる。
【化４】
2004323813.tif 000002
Ｒ１は炭素数が８〜２２のアルキル基、又はアルケニル基を意味する。又、Ｒ２及びＲ３は、炭素数が１〜４のアルキル基、又はアルケニル基、又は−（ＣｎＨ２ｎＯ）ｑＨで表されるアルキレングリコールエーテル基である。ｎは２又は３又はそれらの混合（ランダム付加、ブロック付加のいずれでもよい）を意味する。ｐ、ｑは０〜１０の整数である。
【０００８】
本発明に係わるタウリン誘導体塩は、下記一般式（２）で表わされる。
【化５】
2004323813.tif 000003
Ｒ１は炭素数が８〜２２のアルキル基、又はアルケニル基であり、Ｒ４は水素又はメチル基、Ｘはアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子を示す。
具体的には、ヤシ油脂肪酸タウリンナトリウム、ヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウム、牛脂脂肪酸タウリンナトリウム、牛脂脂肪酸メチルタウリンナトリウム、ラウリン酸タウリンナトリウム、ラウリン酸メチルタウリンナトリウム、ミリスチン酸タウリンナトリウム、ミリスチン酸メチルタウリンナトリウム、パルミチン酸タウリンナトリウム、パルミチン酸メチルタウリンナトリウム、ステアリン酸タウリンナトリウム、ステアリン酸メチルタウリンナトリウム、オレイン酸タウリンナトリウム、オレイン酸メチルタウリンナトリウムがあげられ、特にヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウムが望ましい。
【０００９】
本発明に係わるアミン類は、下記一般式（３）で表わされる。
【化６】
2004323813.tif 000004
Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７は炭素数が１〜４のアルキル基又は−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｒＨ（ｒは０又は１、ｍは１〜４の整数）又は−ＣｎＨ２ｎＮＨ２（ｎは１〜４の整数）を表す。
具体的には、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルエタノールアミン、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−（２−アミノエチル）エタノールアミンがあげられ、特にＮ−メチル−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミンが望ましい。
【００１０】
本発明における水輸送抗力軽減用添加剤の組成は、アミンオキシド型非イオン界面活性剤（ａ）の量に対し、タウリン誘導体塩（ｂ）は０．００１〜１倍モル、望ましくは０．０１〜０．５倍モル、アミン類（ｃ）は０〜１０倍モル、望ましくは０．５〜３倍モルであり、全水量に対して０．００５〜１０重量％、特に０．０５〜１．０重量％の濃度で添加して使用する。また、本剤には必要に応じて、防錆剤、スケール防止剤、スライム処理剤、分散剤、防腐剤等の添加剤を添加することが出来る。
温度範囲は、冷房時の低温域から暖房時の高温域までの１〜１２０℃位、特に５℃〜８０℃で適用するのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次の方法にてヤシ油脂肪酸メチルタウリンの合成を行う。
市販のＮ−メチルタウリン１．７ｋｇ、水２．０ｋｇ、キレート剤０．２ｇを２０℃にて混合・撹拌し、ヤシ油脂肪酸クロライド０．９ｋｇとＮａＯＨ水溶液０．４ｋｇを徐々に加えて所定時間熟成を行なう。次に過酸化水素にて処理、塩酸中和を行ない、固形分３０％のヤシ油脂肪酸メチルタウリンを得た。
また、特定のアミンオキシド型非イオン界面活性剤は公知方法にて合成し、アミン類、防錆剤類は市販のものを使用した。
【００１２】
上記アミンオキシド型非イオン界面活性剤（ａ）とタウリン誘導体塩（ｂ）、アミン類（ｃ）を組合せて処方した水輸送抗力軽減用添加剤は以下の２種類の方法にて性能評価を行なった。
評価法１：直径５０ｍｍ、高さ９０ｍｍ、平底に製作された専用ビーカーに試験流体を１００ｇ入れ、撹拌子（８ｍｍ×３５ｍｍ）にて７００回転にて撹拌した時に出来る渦の液面からの深さを測定した。水温は１０〜８０℃とし、ブランク（水）の渦深さに対する渦の減衰率（％）にて評価した。
評価法２：ループ式評価装置を用い、管内径ｄ（ｍｍ）の試験部配管中を試験水が流動する際、長さＬ（ｍ）間の圧力損失△Ｐを測定することで数１に示す計算式にて摩擦係数を算出した。水温は１５℃および６０℃とし、流速２ｍ／ｓ時のＤＲ効果とその効果持続時間を測定した。
【００１３】
【数１】
2004323813.tif 000005
【００１４】
【実施例】
図１に本実施例で実験に用いた評価装置を示した。装置は配管径を６（ｍｍ）、配管全長を５（ｍ）、流速を２（ｍ／ｓ）、水量を９リットルとすることで、流体が流動する際、大管径の実機設備に比べてかなり大きなせん断力を流体が受ける加速試験装置であるとみなすことが出来る。配管径２００（ｍｍ）、流速１（ｍ／ｓ）の実機設備ではせん断速度４０（１／ｓ）であるのに対して、本試験装置の条件では２７００（１／ｓ）となっている。
【００１５】
実施例１〜２
抗力軽減用添加剤として、アミンオキシド型非イオン界面活性剤（ａ）にオレイルジメチルアミンオキシド（ＯＤＭＡＯ）、タウリン誘導体塩（ｂ）にヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウム（ＬＭＴＮａ）、アミン類（ｃ）にＮ−メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）を用いて処方した組成物を水に加え、前記の２種類の方法にて性能評価を行なった。
【００１６】
実施例３
実施例１〜２の（ａ）成分をオレイルジヒドロキシエチルアミンオキシド（ＯＤＨＥＡＯ）、（ｂ）成分をヤシ油脂肪酸タウリンナトリウム（ＬＴＮａ）として試料を調整し、実施例１〜２と同様に評価した。
【００１７】
実施例４
抗力軽減用添加剤として（ａ）成分にステアリルジメチルアミンオキシド（ＳＤＭＡＯ）、（ｂ）成分にステアリン酸メチルタウリンナトリウム（ＳＭＴＮａ）、（ｃ）成分にＮ，Ｎ−ジブチルエタノールアミン（ＤＢＥＡ）を用いて処方した組成物を水に対し所定量加え、前記の２種類の方法にて性能評価を行なった。
【００１８】
実施例５
実施例４の（ｂ）成分をヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウム（ＬＭＴＮａ）として試料を調整し、評価した。
【００１９】
実施例６
実施例１〜２の（ａ）成分をオレイル（ＥＯ４）ジメチルアミンオキシド（Ｏ（ＥＯ）４ＤＭＡＯ）として試料を調製し、評価した。
【００２０】
実施例７
（ｃ）成分を添加しないことを除き、実施例１〜２と同様に試料を調整し、評価した。
【００２１】
比較例１
（ｂ）成分と（ｃ）成分を添加しないことを除き、実施例１〜２と同様に試料を調整し、評価した。
【００２２】
比較例２
比較例１の（ａ）成分をオレイルジヒドロキシエチルアミンオキシド（ＯＤＨＥＡＯ）とパルミチルジメチルアミンオキシド（ＰＤＭＡＯ）として試料を調整し、比較例１と同様に評価した。
【００２３】
比較例３〜４
（ｂ）成分と（ｃ）成分を添加しないことを除き、実施例４〜５と同様に試料を調整し、評価した。
【００２４】
実施例１〜５と比較例１〜４の配合比および試験結果を表２に示す。
【表２】
2004323813.tif 000006
【００２５】
【発明の効果】
本発明品は、カチオン系界面活性剤を含まず、広温度域で効果が得られ、長期の循環系配管水輸送に使用可能な、環境適合性と優れた省エネルギー性を兼ね備えた新しい水輸送抗力軽減用添加剤である。これにより、地域冷暖房やビル空調用の熱輸送系および各種工場の冷却水系など、水系媒体の大量輸送系でのポンプ動力が削減されることで、システム全体の効率アップによるコスト削減効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係わる評価法２のループ式評価装置概略図である。
【符号の説明】
１  差圧測定用試験区間
２  助走区間
３  流動ポンプ
４  タンク
５  電磁流量計
６  冷凍機
７  ヒーター
８  差圧発信機
【図１】
2004323813.tif 000010