(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、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）〜（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。【選択図】なし【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）成分：液体燃料。
（Ｂ）成分：水。
（Ｃ）成分：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。
（Ｄ）成分：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。
【請求項２】
前記（Ｄ）成分が、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０．２〜１．８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請求項１または２に記載の乳化燃料。
【請求項４】
請求項１〜３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）成分と（Ｂ）成分の質量比（（Ａ）成分／（Ｂ）成分）が５０／５０以下である乳化燃料を製造する場合は下記条件（１）を満たし、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が５０／５０を超える乳化燃料を製造する場合は下記条件（２）を満たすことを特徴とする乳化燃料の製造方法。
条件（１）：（Ａ）成分と（Ｃ）成分と（Ｄ）成分を混合した後、（Ｂ）成分を加えて混合する。または、（Ａ）成分の一部と（Ｃ）成分と（Ｄ）成分を混合した後、（Ｂ）成分を加えて混合し、次いで（Ａ）成分の残りを加えてさらに混合する。
条件（２）：（Ａ）成分の一部と（Ｃ）成分と（Ｄ）成分を混合した後、混合物中の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が１０／９０〜５０／５０となるように（Ｂ）成分を加えて混合し、次いで（Ａ）成分の残りを加えてさらに混合する。
【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。
Ｗ／Ｏ型の乳化燃料は、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、Ｗ／Ｏ型の乳化燃料は、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、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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０１４８５号公報
【特許文献２】特開２００６−２４１４２４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かった。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、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および／または特定の脂肪酸塩とを、特定の比率で液体燃料に配合することで、窒素酸化物や粒子状物質の発生抑制効果や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変えることで、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を用いなくても、低剪断力で乳化燃料を製造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）〜（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）成分：液体燃料。
（Ｂ）成分：水。
（Ｃ）成分：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。
（Ｄ）成分：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。
【０００９】
［２］前記（Ｄ）成分が、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］に記載の乳化燃料。
［３］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］または［２］に記載の乳化燃料。
［４］［１］〜［３］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）成分と（Ｂ）成分の質量比（（Ａ）成分／（Ｂ）成分）が５０／５０以下である乳化燃料を製造する場合は下記条件（１）を満たし、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が５０／５０を超える乳化燃料を製造する場合は下記条件（２）を満たすことを特徴とする乳化燃料の製造方法。
条件（１）：（Ａ）成分と（Ｃ）成分と（Ｄ）成分を混合した後、（Ｂ）成分を加えて混合する。または、（Ａ）成分の一部と（Ｃ）成分と（Ｄ）成分を混合した後、（Ｂ）成分を加えて混合し、次いで（Ａ）成分の残りを加えてさらに混合する。
条件（２）：（Ａ）成分の一部と（Ｃ）成分と（Ｄ）成分を混合した後、混合物中の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が１０／９０〜５０／５０となるように（Ｂ）成分を加えて混合し、次いで（Ａ）成分の残りを加えてさらに混合する。
【発明の効果】
【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、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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
＜（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、４３〜７５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。
【００１４】
＜（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、（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質量％を超えると、（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。
【００１５】
（（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、３０／７０〜９５／５であることが好ましく、４０／６０〜８５／１５あることがより好ましい。質量比が３０／７０未満であると、（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、質量比が９５／５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、（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。
【００１６】
＜（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。
【００１７】
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。
（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。
【００１８】
（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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
（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（Ａ）成分の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。
【００２３】
＜（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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
一般に燃料を噴霧ノズルで噴射した際に、噴霧された燃料滴が小さいほど、燃焼が促進されるためＰＭの発生は抑制される。噴霧された燃料滴の大きさは燃料粘度に依存しやすく、粘度が低いほど細かい燃料滴となりやすい。そのため（Ｄ）成分としては、噴霧時の（Ａ）成分の噴霧微粒化効果によるＰＭの発生抑制の点で、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。
【００２９】
（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。
【００３０】
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。
【００３１】
（（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。
【００３２】
＜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。
【００３３】
＜乳化燃料の製造方法＞
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、さらに攪拌することで得られる。このとき、最終的に得られる乳化燃料中の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比に応じて、製造条件を変えて製造することが好ましい。具体的には（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比（（Ａ）成分／（Ｂ）成分）が５０／５０以下である乳化燃料を製造する場合は下記条件（１）を満たし、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が５０／５０を超える乳化燃料を製造する場合は下記条件（２）を満たすように、乳化燃料を製造することが好ましい。
【００３４】
条件（１）：（Ａ）成分と（Ｃ）成分と（Ｄ）成分を混合した後、（Ｂ）成分を加えて混合する（条件（１−１））。または、（Ａ）成分の一部と（Ｃ）成分と（Ｄ）成分を混合した後、（Ｂ）成分を加えて混合し、次いで（Ａ）成分の残りを加えてさらに混合する（条件（１−２）。
条件（２）：（Ａ）成分の一部と（Ｃ）成分と（Ｄ）成分を混合した後、混合物中の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が１０／９０〜５０／５０となるように（Ｂ）成分を加えて混合し、次いで（Ａ）成分の残りを加えてさらに混合する。
なお、条件（１−２）、（２）において、残りの（Ａ）成分を加える前の段階でも混合物はＷ／Ｏ型の乳化物であり、これに残りの（Ａ）成分を加えることで、連続相が増えていく。
【００３５】
条件（１−１）の場合、混合物中の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が３０／７０〜５０／５０となるように、（Ｂ）成分を加えることが好ましい。
条件（１−２）の場合、（Ｂ）成分を加える際には、混合物中の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が１０／９０〜５０／５０となるように、好ましくは２０／８０〜５０／５０となるように、（Ｂ）成分を加えることが好ましい。また、残りの（Ａ）成分を加える際には、残りの（Ａ）成分を加えた後の混合物中の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が３０／７０〜５０／５０となるように、（Ａ）成分を加えることが好ましい。
条件（２）の場合、（Ｂ）成分を加える際の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比は、１０／９０〜５０／５０であり、２０／８０〜５０／５０であることが好ましい。また、残りの（Ａ）成分を加える際には、残りの（Ａ）成分を加えた後の混合物中の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が５０／５０を超え、９５／５以下となるように、（Ａ）成分を加えることが好ましい。
【００３６】
特に、最終的に得られる乳化燃料中の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が５０／５０を超える乳化燃料を製造する場合において、（Ｂ）成分を加える際の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比を１０／９０〜５０／５０の範囲内とすることで、安定性に優れた乳化燃料が得られやすくなる。
【００３７】
各成分の混合には、例えばディスパー羽根などの攪拌羽根を備えた攪拌装置を用いることができる。
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、上述した条件（１）、（２）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。
【００３８】
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、本発明であれば、得られる乳化燃料中の（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の質量比を特定し、かつ、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比に応じて製造条件を変えることで、特に（Ａ）成分を２段階に分けて混合する条件（１−２）、（２）の場合において、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が１０／９０〜５０／５０となるように（Ｂ）成分を加えることで、混合物を混合攪拌して得られるＷ／Ｏ型の乳化物の安定性が著しく改善される。従って、本発明であれば、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。
【００３９】
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。
【００４０】
＜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】
【００４１】
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。
【００４２】
［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。
【００４３】
（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：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  ＨＣ−５」、ＥＯの平均付加モル数＝５）。
・Ｃ−２：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  ＨＣ−１０」、ＥＯの平均付加モル数＝１０）。
・Ｃ−３：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）。
・Ｃ−４（比較品）：縮合リシノレイン酸ポリグリセリン（太陽化学株式会社製、「サンソフト  Ｎｏ．８１８ＤＧ」、グリセリン平均重合度＝４）。
・Ｃ−５（比較品）：ヤシ油脂肪酸ソルビタン（日光ケミカルズ株式会社製、「ＮＩＫＫＯＬ  ＳＬ−１０」）。
【００４４】
（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）。
・Ｄ−２：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  １０３」、アルキル基の炭素数＝１６、ＥＯの平均付加モル数＝３）。
・Ｄ−３：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」、アルキル基の炭素数＝１８、ＥＯの平均付加モル数＝５）。
・Ｄ−４：ミリスチン酸カリウム（炭素数１４の脂肪酸塩）。
・Ｄ−５（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」、アルキル基の炭素数＝２２、ＥＯの平均付加モル数＝１０）。
・Ｄ−６（比較品）：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  １０２」、アルキル基の炭素数＝１６、ＥＯの平均付加モル数＝２）。
・Ｄ−７（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」、アルキル基の炭素数＝１８、ＥＯの平均付加モル数＝２５）。
【００４５】
［実施例１、４、６、１５、比較例３］
＜乳化燃料の製造＞
上述した条件（１−１）に従って、以下のようにして乳化燃料を製造した。
胴径×全高（ｍｍ）が８０．５φ×１３０のマヨネーズ瓶に、（Ａ）成分と（Ｃ）成分と（Ｄ）成分を加え、メカニカルスターラー（新東科学株式会社製、「ＨＥＩＤＯＮ  ＦＢＬ１２００」）とディスパー羽根（ＩＫＡ社製、「Ｒ１３０３」、羽根直径４３ｍｍ）を用いて、回転数１０００ｒｐｍ（周速２ｍ／ｓ）で１分間攪拌した（第１工程）。その後、表１〜３に示す「質量比（Ａ／Ｂ）初期」の比率に合わせて（Ｂ）成分を１分間かけて添加して、さらに周速２ｍ／ｓで５分間攪拌し（第２工程）、乳化燃料を得た。ただし、比較例３については（Ｂ）成分が含まれないので第１工程のみの操作を行い、燃料とした。表１〜３に、最終的に得られた乳化燃料の配合組成を示す。
なお、表１〜３に示す「質量比（Ａ／Ｂ）最終」とは、最終的に得られた乳化燃料中の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比（（Ａ）成分／（Ｂ）成分）である。
また、表１〜３に示す「（Ａ）成分後添加量」とは、乳化燃料に含まれる全ての（Ａ）成分の含有量を１００質量％としたときの、第２工程の後（すなわち、後述する第３工程）で添加した（Ａ）成分の添加量のことである。第２工程の後で（Ａ）成分を添加していない場合は「０」と表記した。
【００４６】
［実施例２、３、５、７〜１４、１６〜２３、比較例１、２、４〜１０］
＜乳化燃料の製造＞
上述した条件（２）に従って、以下のようにして乳化燃料を製造した。
胴径×全高（ｍｍ）が８０．５φ×１３０のマヨネーズ瓶に、（Ａ）成分の一部と（Ｃ）成分と（Ｄ）成分を加え、メカニカルスターラー（新東科学株式会社製、「ＨＥＩＤＯＮ  ＦＢＬ１２００」）とディスパー羽根（ＩＫＡ社製、「Ｒ１３０３」、羽根直径４３ｍｍ）を用いて、回転数１０００ｒｐｍ（周速２ｍ／ｓ）で１分間攪拌した（第１工程）。その後、表１〜３に示す「質量比（Ａ／Ｂ）初期」の比率に合わせて（Ｂ）成分を１分間かけて添加して、さらに周速２ｍ／ｓで５分間攪拌した（第２工程）。ついで、表１〜３に示す「質量比（Ａ／Ｂ）最終」の比率に合わせて残りの（Ａ）成分を添加し、さらに周速２ｍ／ｓで５分間攪拌し（第３工程）、乳化燃料を得た。ただし、実施例２３については攪拌時の周速を０．５ｍ／ｓとし、比較例１０については攪拌時の周速を１．３ｍ／ｓとした。表１〜３に、最終的に得られた乳化燃料の配合組成を示す。
【００４７】
［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。
【００４８】
（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。
【００４９】
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。
【００５０】
（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。
【００５１】
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）
【００５２】
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。
【００５３】
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）
【００５４】
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。
【００５５】
（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。
【００５６】
【表１】
2013241543.tif 000002
【００５７】
【表２】
2013241543.tif 000003
【００５８】
【表３】
2013241543.tif 000004
【００５９】
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１〜６を比較すると、最終的に得られた乳化燃料中の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比が４０／６０〜８５／１５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。
また、実施例１、７〜１０を比較すると、最終的に得られた乳化燃料中の（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の質量比が４０／６０〜８５／１５の範囲内である実施例１、８、９の乳化燃料は、安定性に特に優れていた。
また、実施例１、１９、２０を比較すると、（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の含有量の合計が０．４〜１．０質量％の範囲内である実施例１の乳化燃料は、ＮＯＸおよびＰＭの発生抑制効果が特に高く、しかも安定性にも特に優れていた。
なお、実施例１、１１〜１８は、（Ｃ）成分および（Ｄ）成分の種類を変更した例である。これらの結果から、乳化燃料のＮＯＸおよびＰＭの発生抑制効果や安定性は、（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の質量比の適切な選択で実現されており、（Ｃ）成分および（Ｄ）成分の種類の変更で実現されたのではないことは明らかである。
また、実施例１〜２３を比較すると、条件（１）、（２）を満たし、かつ周速が１〜５ｍ／ｓの範囲内で乳化燃料を製造した実施例１〜２１の乳化燃料は、安定性に特に優れていた。
【００６０】
一方、表３から明らかなように、（Ｃ）成分、（Ｄ）成分のいずれかを欠く比較例１、２は、分離率の結果が「２」であった。特に（Ｃ）成分を含有しない比較例２は、離水率の結果も「２」であった。これら比較例１、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。
（Ｂ）成分を含有しない比較例３の場合、水の蒸発による燃焼温度の低下や（Ａ）成分の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）成分の比較品としてＣ−４またはＣ−５を用いた比較例４、５は、分離率の結果が「２」以下であった。特にヤシ油脂肪酸ソルビタン（Ｃ−５）を用いた比較例５は、離水率の結果も「１」であった。これら比較例４、５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。
（Ｄ）成分の比較品としてＤ−５〜Ｄ−７のいずれかを用いた比較例６〜８は、分離率の結果が「２」以下であった。これら比較例６〜８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。
最終的に得られた乳化燃料中の（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の質量比が３０／７０未満である比較例９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「２」であった。比較例９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。
最終的に得られた乳化燃料中の（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の質量比が９０／１０を超える比較例１０は、分離率の結果が「２」であった。比較例１０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】
【００６１】
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。
【図１】
2013241543.tif 000005