(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記成分からなる燃料添加剤組成物：
ａ）（１）アルキル基の数平均分子量が３００乃至５０００である高分子量アルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物、（２）少なくとも１個の活性水素原子を持つアミノ基を含むアミン、および（３）アルデヒドからなり、そして反応物（１）、（２）及び（３）それぞれのモル比が１：０．１−１０：０．１−１０であるマンニッヒ縮合物；
ｂ）平均分子量が５００乃至５０００であり、そしてオキシアルキレン基がＣ2〜Ｃ5のオキシアルキレン基であり、炭化水素基がＣ1〜Ｃ30の炭化水素基である炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオール；
ｃ）重合体の数平均分子量が５００乃至３０００である、Ｃ2〜Ｃ6のモノオレフィンのポリオレフィン重合体；および
ｄ）炭素原子数８〜３０のモノカルボン酸；
ただし、ａ）：ｂ）：ｃ）：ｄ）の重量比は、１００：２５：２５：１乃至１００：２００：２００：１０の範囲にある。
【請求項２】
アルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物のアルキル基の数平均分子量が４００乃至３０００である請求項１に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項３】
アルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物のアルキル基の数平均分子量が５００乃至２０００である請求項２に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項４】
アルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物のアルキル基の数平均分子量が７００乃至１５００である請求項３に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項５】
アルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物がポリアルキルフェノールである請求項１に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項６】
ポリアルキルフェノールがポリプロピルフェノールまたはポリイソブチルフェノールである請求項５に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項７】
ポリアルキルフェノールがポリイソブチルフェノールである請求項６に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項８】
ポリイソブチルフェノールが、メチルビニリデン異性体を少なくとも７０％含有するポリイソブテンから誘導される請求項７に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項９】
マンニッヒ縮合物のアミン成分が、下記式を有するアルキレンポリアミンである請求項１に記載の燃料添加剤組成物：
Ｈ2Ｎ−（Ａ−ＮＨ）d−Ｈ
［式中、Ａは炭素原子数が１〜１０の二価アルキレン基であり、そしてｄは１〜１０の整数である］。
【請求項１０】
アルキレンポリアミンがポリエチレンポリアミンである請求項９に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項１１】
ポリエチレンポリアミンがジエチレントリアミンである請求項１０に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項１２】
反応物（１）、（２）および（３）それぞれのモル比が、１．０：０．５−２．０：１．０−３．０である請求項１に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項１３】
マンニッヒ縮合物のアルデヒド成分が、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドまたはホルマリンである請求項１に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項１４】
炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオールの数平均分子量が、９００乃至１５００である請求項１に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項１５】
炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオールの炭化水素基末端ポリオキシアルキレン基のオキシアルキレン基が、Ｃ3〜Ｃ4のオキシアルキレン基である請求項１に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項１６】
炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオールのオキシアルキレン基が、Ｃ3のオキシプロピレン基である請求項１５に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項１７】
炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオールのオキシアルキレン基がＣ4のオキシブチレン基である請求項１５に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項１８】
炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオールの炭化水素基がＣ7〜Ｃ30のアルキルフェニル基である請求項１に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項１９】
ポリオレフィン重合体がＣ2〜Ｃ4のモノオレフィンの重合体である請求項１に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項２０】
ポリオレフィン重合体がポリプロピレンまたはポリブテンである請求項１９に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項２１】
ポリオレフィン重合体がポリイソブテンである請求項２０に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項２２】
ポリイソブテンがメチルビニリデン異性体を少なくとも７０％含有する請求項２１に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項２３】
ポリオレフィン重合体の数平均分子量が７００乃至２５００である請求項１に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項２４】
ポリオレフィン重合体の数平均分子量が７５０乃至１８００である請求項２３に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項２５】
炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオールがＣ7〜Ｃ30のアルキルフェニル末端ポリ（オキシプロピレン）モノオールであり、そしてポリオレフィン重合体がポリイソブテンである請求項１に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項２６】
モノカルボン酸がオレイン酸である請求項１に記載の燃料添加剤組成物。
【請求項２７】
ガソリンまたはディーゼル燃料の沸点範囲の沸点を有する主要量の炭化水素燃料と、堆積物の生成の抑制に有効な量の請求項１乃至２６のうちのいずれかの項に記載の燃料添加剤組成物とを含む燃料組成物。
【請求項２８】
２０〜１０００ｐｐｍのマンニッヒ縮合物、５〜２０００ｐｐｍの炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオール、５〜２０００ｐｐｍのポリオレフィン重合体、そして１〜１００ｐｐｍのモノカルボン酸を含む請求項２７に記載の燃料組成物。
【請求項２９】
６５℃乃至２０５℃の範囲の沸点を有する不活性で安定な親油性有機溶剤と、１０乃至９０重量％の請求項１乃至２６のうちのいずれかの項に記載の燃料添加剤組成物とを含む燃料濃縮物。
【請求項３０】
内燃機関のエンジン堆積物の生成を抑制する方法であって、請求項２７もしくは２８に記載の燃料組成物を用いて内燃機関を作動させることからなる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マンニッヒ縮合物、炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオール、ポリオレフィン重合体、およびカルボン酸を含む燃料添加剤組成物に関するものである。さらに本発明は、エンジン堆積物、特に吸気弁堆積物などのエンジン吸気系堆積物を防止および抑制するために、これらの添加剤組成物を燃料組成物に使用することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
多数の堆積物形成物質は炭化水素燃料に内在しているものである。これらの物質は、内燃機関に使用したときに、燃料が接触するエンジンの限定された領域及びその周囲に堆積物を形成する傾向にある。一般的にそして時にはひどく、堆積物の形成によって負荷を負う代表的な領域としては、キャブレータ口、スロットル本体およびベンチュリ、エンジン吸気弁などがある。
【０００３】
堆積物は車両の運転に悪影響を与える。例えば、キャブレータスロットル本体およびベンチュリにおける堆積物は、燃焼室へのガス混合物の燃料対空気比率を増加させ、それにより燃焼室から排出される未燃焼の炭化水素および一酸化炭素の量を増加させる。高い燃料−空気比率はまた、車両から得られうるガス走行距離を低減する。
【０００４】
エンジン吸気弁の堆積物は一方、充分に重質であると、燃焼室へのガス混合物の流れを制限する。この制限は、エンジンにおいて空気と燃料を不足させ、結果として出力不足を起こさせる。弁堆積物はまた、燃焼や不適切なバルブシートのために弁故障の確率を増加させる。さらに、これらの堆積物はちぎれて燃焼室に侵入し、おそらくはピストン、ピストンリング、エンジンヘッドなどに機械的損傷をもたらすことになる。
【０００５】
これら堆積物の形成は、燃料に活性清浄剤を加えることによって阻止することも取り除くこともできる。これら清浄剤は、有害な堆積物による堆積を受けやすいこれらの領域を洗浄するように機能し、それによりエンジンの性能および寿命を増大させる。程度の差こそあるものの、これらの機能を果たす清浄剤型のガソリン添加剤が今日、多数市販されている。
【０００６】
エンジン堆積物の防止および抑制のための燃料添加剤として、マンニッヒ縮合物が当該分野では知られている。例えば、１９８０年１１月４日発行の米国特許第４２３１７５９号（ウデルホーフェン、外）明細書には、高分子量のアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物と、少なくとも１個の活性水素原子を持つアミノ基を含むアミンと、ホルムアルデヒドなどのアルデヒドとのマンニッヒ縮合によって得られた反応生成物が開示されている。この特許には更に、そのようなマンニッヒ縮合物は、キャブレータ表面および吸気弁の堆積物抑制のために有用な燃料用清浄添加剤であると教示されている。
【０００７】
一般に、マンニッヒ縮合物は他の燃料添加剤成分と組み合わせて用いられる。例えば、ポリオレフィンやポリエーテル化合物も、当該分野では燃料添加剤としてよく知られている。エンジン堆積物の防止および抑制のために、二種類以上のこのような燃料添加剤の組合せによる利点の増大に文献が言及するのは稀なことではない。
【０００８】
１９９６年５月７日発行の米国特許第５５１４１９０号（カニンガム、外）明細書には、（ａ）高分子量のアルキル置換フェノールとアミンとアルデヒドのマンニッヒ反応生成物、（ｂ）ポリ（オキシアルキレン）カルバメート、および（ｃ）ポリ（オキシアルキレン）アルコール、グリコール又はポリオール、またはそのモノ又はジエーテルからなる、吸気弁堆積物抑制のための燃料添加剤組成物が開示されている。
【０００９】
１９９７年６月３日発行の米国特許第５６３４９５１号（コルッチ、外）明細細書には、清浄剤としてマンニッヒ縮合物を含むガソリン組成物が開示されている。この特許には、吸気弁堆積物および／または吸気弁固着を最少にする、あるいは低減するに際して、マンニッヒ縮合物の有効性を高めるために、液体ポリアルキレンを含むキャリヤ油を組成物に加えてもよいと教示されている。
【００１０】
１９９７年１２月１６日発行の米国特許第５６９７９８８号（マルファー、外）明細書には、（ａ）高分子量のアルキル置換フェノールとアミンとアルデヒドのマンニッヒ反応生成物、（ｂ）ポリオキシアルキレン化合物、好ましくはポリオキシアルキレングリコールまたはそのモノエーテル誘導体、および（ｃ）任意にポリ−アルファ−オレフィンからなる、燃料噴射器、吸気弁および燃焼室の堆積物を低減させる燃料添加剤組成物が開示されている。
【００１１】
２０００年４月１１日発行の米国特許第６０４８３７３号（マルファー、外）明細書には、（ａ）火花点火の内燃燃料、（ｂ）マンニッヒ清浄剤、および（ｃ）分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．４かそれ以下のポリブテンからなる燃料組成物が開示されている。
【００１２】
１９８２年１１月２日発行の米国特許第４３５７１４８号（グレイフ）明細書には、火花点火の内燃機関における燃費の改善とともに、オクタン要求値の増加の抑制または逆戻りは、特定の油溶性の脂肪族ポリアミンと、炭素原子数６までのモノオレフィンの特定の低分子量重合体および／または共重合体とを、特定の比率でオクタン要求値の増加を阻止する量で含有する燃料組成物を、燃焼充填で導入することによって達成されることが開示されている。
【００１３】
１９８９年１０月３１日発行の米国特許第４８７７４１６号（キャンベル）明細書には、（ａ）平均分子量が約７５０〜１００００で少なくとも１個の塩基性窒素原子を持つ約０．００１〜１．０重量％の炭化水素置換アミン又はポリアミン、および（ｂ）平均分子量が約５００〜５０００の炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオールを含有する燃料組成物であって、該燃料組成物における炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオールの重量％が、炭化水素置換アミン又はポリアミンの量の約０．０１〜１００倍の範囲にある燃料組成物が開示されている。
【００１４】
１９９１年４月９日発行の米国特許第５００６１３０号（エイーロ、外）明細書には、（ａ）少なくとも１つのオレフィン重合体鎖を含み、ポリアミンの分子量が約６００〜１００００である油溶性の脂肪族アルキレンポリアミンの形態にある、百万分の約２．５重量部以上の塩基性窒素と、（ｂ）特定の油溶性オレフィン重合体の燃料組成物を基準として百万分の約７５〜約１２５重量部のポリ（オキシアルキレン）アルコール、グリコール又はポリオールまたはそのモノ又はジエーテル誘導体、非芳香族ナフタレン系又はパラフィン系石油、またはポリアルファオレフィンとの混合物を含有する無鉛ガソリン組成物が開示されている。この特許には更に、実際のところ、脂肪族ポリアミン成分の塩基性窒素含量は通常は、約４．０以下であること、そして脂肪族ポリアミンが、Ｎ−ポリイソブテニル−Ｎ’，Ｎ’−ジメチル−１，３−ジアミノプロパンなどの分子量１０５０の脂肪族ジアミンであるとき、これは一般に約１００〜１６０ｐｐｍの濃度に相当することが教示されている。
【００１５】
１９９５年４月１１日発行の米国特許第５４０５４１９号（アンサリ、外）明細書には、（ａ）少なくとも１個の塩基性窒素原子を持ち、炭化水素基の数平均分子量が約７００〜３０００である燃料可溶性の脂肪族炭化水素置換アミン、（ｂ）重合体の数平均分子量が約３５０〜３０００であるＣ2〜Ｃ6のモノオレフィンのポリオレフィン重合体、および（ｃ）数平均分子量が約５００〜５０００である炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオールからなる燃料添加剤組成物が開示されている。この特許には更に、これらの添加剤を含む燃料組成物は一般に、約５０〜５００重量ｐｐｍの脂肪族アミン、約５０〜１０００重量ｐｐｍのポリオレフィン、および約５０〜１０００重量ｐｐｍのポリ（オキシアルキレン）モノオールを含有すると教示されている。この特許にはまた、脂肪族アミン、ポリオレフィンおよびポリ（オキシアルキレン）モノオールをそれぞれ１２５ｐｐｍ含む燃料組成物は、１２５ｐｐｍの脂肪族アミンと１２５ｐｐｍのポリ（オキシアルキレン）モノオールを含む組成物よりも、良好な堆積物抑制性能をもたらすことが教示されている。
【００１６】
１９７４年３月１９日発行の米国特許第３７９８２４７号（ピアセク及びカール）明細書には、マンニッヒ縮合条件下での反応は他の化学反応と同様に、理論上の完了まで至らず、反応物の一部、一般的にはアミンであるが、は未反応のままで、あるいは副生成物として部分的にのみ反応して残っていることが開示されている。不純なマンニッヒ生成物はまた、通常、ホルムアルデヒドとポリアミンの高分子量縮合物であるように見えるマンニッヒ縮合反応の不溶性粒子状副生成物も少量含んでいる。アミンおよびアミン副生成物は、貯蔵中に曇りの発生をを招き、そしてディーゼル油配合物においては、ディーゼルエンジンのピストンリング溝の炭質堆積物とスカートワニスの急速な蓄積を招く。不溶性または溶解度がぎりぎりの副生成物は、濾過による除去が実質的に不可能であり、また生成物の濾過速度を大きく制限する。これらの欠点は、マンニッヒ反応からの固形物形成の量を減らすために、反応中に長鎖のカルボン酸を加えることによって克服することができた。これは、特定のポリアミン−ホルムアルデヒド縮合物をアミド型結合の形成によって可溶化するためであると考えられた。特に、オレイン酸はアルキルフェノールの０．１〜０．３モル／モルで良好に作用した。未消費のまたは部分的に反応したアミンの量については、この特許には記載されていなかった。
【００１７】
１９８２年６月６日発行の米国特許第４３３４０８５号（バザレイ及びウデルホーフェン）明細書には、マンニッヒ縮合物はアミノ基転移をすることができ、そして米国特許第３７４８２４７号明細書で直面している副生成物アミン−ホルムアルデヒド樹脂の生成の問題を、脂肪酸を使用する必要性無しに解決するのにこれを利用できることが開示されている。米国特許第４３３４０８５号明細書は、ポリアミンを単窒素アミンに換えるための、単窒素アミンをベースとするマンニッヒ付加物とポリアミンとの反応として、アミノ基転移を定義した。この特許の実施例では、米国特許第３７９８２４７号明細書で述べられている未消費のアミンと部分反応したアミンは、単に未消費なのではなくて、マンニッヒ縮合反応の生成物と化学的平衡にあるにちがいないと推定されている。米国特許第４３３４０８５号明細書の実施例１では、マンニッヒ縮合物は、０．５モルのポリイソブチルフェノール、１．０モルのジエチルアミン、および１．１モルのホルムアルデヒドから製造される。この生成物０．０５モルに、０．０５モルのテトラエチレンペンタアミン（ＴＥＰＡ）を加え、次いで混合物に窒素を吹き込みながら１５５℃に加熱した。ＴＥＰＡは、マンニッヒとの平衡によって利用可能になったジエチルアミンを窒素がストリップして除いたとき、マンニッヒ中のジエチルアミンの８０〜９５％を置換した。
【００１８】
１９９４年１１月１日発行の米国特許第５３６０４６０号（モズゼン、外）明細書には、（Ａ）アルキレンオキシド縮合物またはその反応生成物とアルコール、（Ｂ）モノカルボキシル脂肪酸、および（Ｃ）炭化水素アミンまたはその反応生成物とアルキレンオキシドからなる燃料添加剤組成物が開示されている。この燃料添加剤組成物は、噴射口の洗浄、ディーゼル車両の燃料系統の潤滑、および燃料系統の腐食の最少化を扱っている。しかしながら、マンニッヒ縮合物の使用については全く開示されてもいないし、示唆されてもいない。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、エンジン堆積物、特に吸気弁堆積物などのエンジン吸気系堆積物の生成に対して優れた抑制をもたらす燃料添加剤組成物を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
マンニッヒ縮合物、炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオール、ポリオレフィン重合体、およびカルボン酸の特定の組合せが、エンジン堆積物、特に吸気弁堆積物などのエンジン吸気系堆積物の生成に対して優れた抑制をもたらす、独特の燃料添加剤組成物を与えることをこの度見い出した。
【００２１】
従って、本発明は、下記成分からなる新規な燃料添加剤組成物を提供することにある。
ａ）（１）アルキル基の数平均分子量が約３００乃至約５０００である高分子量アルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物、（２）少なくとも１個の活性水素原子を持つアミノ基を含むアミン、および（３）アルデヒドからなり、そして反応物（１）、（２）及び（３）それぞれのモル比が１：０．１−１０：０．１−１０であるマンニッヒ縮合物；
ｂ）平均分子量が約５００乃至約５０００であり、そしてオキシアルキレン基がＣ2〜Ｃ5のオキシアルキレン基であり、炭化水素基がＣ1〜Ｃ30の炭化水素基である炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオール；
ｃ）重合体の数平均分子量が約５００乃至約３０００である、Ｃ2〜Ｃ6のモノオレフィンのポリオレフィン重合体；および
ｄ）下記式で表されるカルボン酸またはその無水物。
【００２２】
【化１】
Ｒ3（ＣＯＯＨ）f
【００２３】
［式中、Ｒ3は炭素原子数約２〜約５０の炭化水素基を表し、そしてｆは１〜約４の整数を表す］
【００２４】
また、本発明は、ガソリンまたはディーゼル燃料の沸点範囲の沸点を有する主要量の炭化水素と、堆積物の生成の抑制に有効な量の本発明の燃料添加剤組成物とからなる燃料組成物にもある。
【００２５】
さらに、本発明は、約１５０゜Ｆ乃至約４００゜Ｆの範囲の沸点を有する不活性で安定な親油性有機溶剤と、約１０乃至約９０重量％の本発明の燃料添加剤組成物とからなる燃料濃縮物にもある。
【００２６】
さらにまた、本発明は、本発明の燃料添加剤組成物を含む燃料組成物を用いて内燃機関を作動させることにより、内燃機関のエンジン堆積物を抑制する方法にもある。
【００２７】
本発明は、数ある因子の中でも、マンニッヒ縮合物、炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオール、ポリオレフィン重合体、およびカルボン酸の独特な組合せが、エンジン堆積物、特に吸気弁堆積物などのエンジン吸気系堆積物の優れた抑制をもたらすという驚くべき発見に基づいている。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の燃料添加剤組成物は、マンニッヒ縮合物、炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオール、ポリオレフィン重合体、およびカルボン酸から構成される。
【００２９】
［定義］
本発明について詳細に述べる前に、以下の用語は、特にことわらない限りは以下の意味である。
「炭化水素基」は、主として炭素と水素からなる有機基を意味し、脂肪族、脂環式、芳香族、またはそれらの組合せ、例えばアラルキルまたはアルカリールなどであってもよい。このような炭化水素基はまた、脂肪族不飽和、すなわちオレフィンまたはアセチレン不飽和を含んでいてもよく、そしてヘテロ原子、例えば酸素または窒素、または塩素などのハロゲンを少量含んでいてもよい。カルボキシル脂肪酸と結合して用いられるとき、炭化水素基はオレフィン不飽和も含んでいることになる。
【００３０】
「アルキル基」は、直鎖および分枝鎖両方のアルキル基を意味する。
「アルキレン基」は、少なくとも炭素原子数２の直鎖および分枝鎖両方のアルキレン基を意味する。代表的なアルキレン基としては、例えばエチレン（−ＣＨ2ＣＨ2−）、プロピレン（−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−）、イソプロピレン（−ＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2−）、ｎ−ブチレン（−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−）、sec−ブチレン（−ＣＨ（ＣＨ2ＣＨ3）ＣＨ2−）、ｎ−ペンチレン（−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−）などを挙げることができる。
【００３１】
「ポリオキシアルキレン基」は、下記一般式を有する重合体またはオリゴマーを意味する。
【００３２】
【化２】
0004903329.tif 000002
【００３３】
［式中、ＲaおよびＲbはそれぞれ独立に、水素または低級アルキル基であり、そしてｃは約５〜約１００の整数である］
本明細書において、特定のポリオキシアルキレン化合物におけるオキシアルキレン単位の数に言及するとき、この数は、特にことわらない限りは、そのような化合物中のオキシアルキレン単位の平均数を意味すると理解すべきである。
【００３４】
「燃料」または「炭化水素燃料」は、ガソリンおよびディーゼル燃料の沸点範囲の沸点を有する通常は液体の炭化水素を意味する。
【００３５】
［マンニッヒ縮合物］
本発明に用いられるマンニッヒ反応生成物は、アルキル置換基の数平均分子量が約３００乃至約５０００であるアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物、好ましくは、ポリアルキル置換基が数平均分子量約３００乃至約５０００、より好ましくは約４００乃至約３０００の１−モノ−オレフィン重合体から誘導されたポリアルキルフェノール；少なくとも１個の＞ＮＨ基を含むアミン、好ましくは下記式のアルキレンポリアミン；
【００３６】
【化３】
Ｈ2Ｎ−（Ａ−ＮＨ）d−Ｈ
【００３７】
［式中、Ａは炭素原子数１〜約１０の二価アルキレン基であり、そしてｄは１〜約１０の整数である］
およびアルデヒド、好ましくはホルムアルデヒドを、溶媒の存在下で縮合することにより得られる。
【００３８】
本発明の燃料添加剤組成物において添加剤として有用な高分子量のマンニッヒ反応生成物は好ましくは、マンニッヒ縮合物の製造に用いられる従来法に従い、上記の反応物を高分子量アルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物、アミンおよびアルデヒドの各モル比が、およそ１．０：０．１−１０：０．１−１０で使用して製造される。好適な縮合操作には、およそ室温乃至９５℃の温度でホルムアルデヒド試薬（例えばホルマリン）を、単独の、あるいはベンゼン、キシレンまたはトルエンなどの容易に除去可能な有機溶媒中の、あるいは溶媒−精製ニュートラル油中の、アミンとアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物の混合物に加えて、次いで反応混合物を高温（約１２０℃乃至約１７５℃）で加熱しながら、反応の水分を上方で蒸留し分離することが含まれる。こうして得られた反応生成物は、濾過し、そして所望により溶媒で希釈して仕上げられる。
【００３９】
本発明に用いられるマンニッヒ反応生成物添加剤は好ましくは、アルキルフェノール、エチレンポリアミン及びホルムアルデヒドを、反応物の各モル比を１．０：０．５−２．０：１．０−３．０にして、反応させることによって生成した高分子量のマンニッヒ縮合物から誘導される。ここで、アルキルフェノールのアルキル基の数平均分子量は約３００乃至約５０００である。
【００４０】
高分子量アルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物の代表的なものは、ポリプロピルフェノール、ポリブチルフェノール、およびその他のポリアルキルフェノールであり、ポリイソブチルフェノールが最も好ましい。ポリアルキルフェノールは、ＢＦ3などのアルキル化触媒の存在下で、フェノールを高分子量のポリプロピレン、ポリブチレンおよび他のポリアルキレン化合物でアルキル化して、フェノールのベンゼン環に数平均分子量が約３００乃至約５０００のアルキル置換基を付与することにより得ることができる。
【００４１】
ヒドロキシ芳香族化合物のアルキル置換基は、高分子量のポリプロピレン、ポリブテン、およびモノ−オレフィン、主として１−モノ−オレフィンのその他重合体から誘導することができる。モノ−オレフィンと共重合可能なモノマーとの共重合体であって、共重合体分子が少なくとも約９０重量％のモノ−オレフィン単位を含むものも使用できる。特定の例としては、ブテン（１−ブテン、２−ブテン、およびイソブチレン）と共重合可能なモノマーとの共重合体であって、共重合体分子が少なくとも約９０重量％のプロピレンとブテンの単位をそれぞれ含むものがある。プロピレンまたは該ブテンと共重合可能な該モノマーとしては、重合体の油溶性をそれほど低下させない非反応性の極性基、例えばクロロ、ブロモ、ケト、エーテルまたはアルデヒドを低い比率で含むモノマーを挙げることができる。プロピレンまたは該ブテンと重合したコモノマーは、脂肪族であってもよいし、また非脂肪族基、例えばスチレン、メチルスチレン、ｐ−ジメチルスチレンおよびジビニルベンゼン等を含むこともできる。プロピレンまたは該ブテンと共重合するモノマーに課せられた上記の制限から、該重合体およびプロピレンと該ブテンの共重合体は実質的に脂肪族炭化水素重合体であることが明らかである。よって、得られたアルキル化フェノールは実質的には、数平均分子量が約３００乃至約５０００のアルキル炭化水素置換基を含んでいる。
【００４２】
上記の高分子量ヒドロキシ芳香族化合物に加えて、使用してもよいその他のフェノール化合物としては、数ある中でも、レゾルシノール、ヒドロキノン、クレゾール、カテコール、キシレノール、ヒドロキシ−ジ−フェニル、ベンジルフェノール、フェネチルフェノール、ナフトール、トリルナフトールの高分子量アルキル置換誘導体を挙げることができる。そのような好ましいマンニッヒ縮合物の製造には、ポリアルキルフェノール反応物、例えばポリプロピルフェノールおよびポリブチルフェノール、特にポリイソブチルフェノールが好ましく、そしてそのアルキル基の数平均分子量は約３００乃至約５０００、好ましくは約４００乃至約３０００、より好ましくは約５００乃至約２０００、そして最も好ましくは約７００乃至約１５００である。
【００４３】
上述したように、本発明に用いられるポリアルキルヒドロキシ芳香族化合物のポリアルキル置換基は一般に、モノ−オレフィン、特に１−モノ−オレフィン、例えばエチレン、プロピレンおよびブチレン等の重合体または共重合体であるポリオレフィンから誘導することができる。使用するモノ−オレフィンは炭素原子数が約２〜約２４であることが好ましく、より好ましくは炭素原子数約３〜約１２である。より好ましいモノ−オレフィンとしては、プロピレン、ブチレン、特にイソブチレン、１−オクテンおよび１−デセンを挙げることができる。そのようなモノ−オレフィンから製造されたポリオレフィンとしては、ポリプロピレン、ポリブテン、特にポリイソブテン、および１−オクテンや１−デセンから生成したポリアルファオレフィンを挙げることができる。
【００４４】
本発明に用いられるポリアルキルヒドロキシ芳香族化合物を製造するのに使用される好ましいポリイソブテンは、反応性の高いメチルビニリデン異性体を少なくとも約２０％、好ましくはメチルビニリデン異性体を少なくとも約５０％、そしてより好ましくは少なくとも約７０％含有するポリイソブテンである。好適なポリイソブテンとしてはＢＦ3触媒を用いて製造されたものが挙げられる。メチルビニリデン異性体が全組成中高比率で占めるそのようなポリイソブテンの製造については、米国特許第４１５２４９９号及び第４６０５８０８号明細書に記載されている。
【００４５】
アルキルビニリデン含量が高い好適なポリイソブテンの例としては、ウルトラビス（Ｕｌｔｒａｖｉｓ）１０、分子量が約９５０でメチルビニリデン含量が約７６％のポリイソブテン、およびウルトラビス３０、分子量が約１３００でメチルビニリデン含量が約７４％のポリイソブテンを挙げることができ、両方ともブリティッシュ・ペトロリウム社より入手できる。また、グリッソパル（Ｇｌｉｓｓｏｌｐａｌ）１０００、１３００および２２００はＢＡＳＦ社より入手できる。
【００４６】
アルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物の好ましい立体配置は、パラ置換されたモノ−アルキルフェノールの立体配置である。しかしながら、マンニッヒ縮合反応で容易に反応するアルキルフェノールであれば如何なるものを用いてもよい。従って、オルトモノ−アルキルフェノールおよびジアルキルフェノールは、本発明での使用に適している。
【００４７】
代表的なアミン反応物は、アルキレンポリアミン、主としてポリエチレンポリアミンである。マンニッヒ反応生成物の製造での使用に適した、少なくとも１個の＞ＮＨ基を含むその他の代表的な有機化合物もよく知られていて、モノ及びジ−アミノアルカンおよびそれらの置換類似物、例えばエチルアミン、ジメチルアミン、ジメチルアミノプロピルアミンおよびジエタノールアミン；芳香族ジアミン、例えばフェニレンジアミン、ジアミノナフタレン；複素環式アミン、例えばモルホリン、ピロール、ピロリジン、イミダゾール、イミダゾリジンおよびピペリジン；メラミン、およびそれらの置換類似物を挙げることができる。
【００４８】
本発明で有用なアルキレンポリアミン反応物としては、各アルキレン基が１〜約１０個の炭素原子を含む、直鎖、分枝鎖または環状のポリアミン；あるいは直鎖、分枝鎖および／または環状のポリアミンの混合物を挙げることができる。好ましいポリアミンは、分子当たり約２〜１０個の窒素原子を含むポリアミン、または分子当たり平均約２〜約１０個の窒素原子を含むポリアミン混合物であり、例えばエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタアミン、ペンタエチレンヘキサアミン、ヘキサエチレンペプタアミン、ペプタエチレンオクタアミン、オクタエチレンノナアミン、ノナエチレンデカアミン、およびこのようなアミンの混合物である。対応するプロピレンポリアミン、例えばプロピレンジアミン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレンテトラアミン、テトラプロピレンペンタアミン、およびペンタプロピレンヘキサアミンも好適な反応物である。特に好ましいポリアミンは、窒素原子数約３〜約７のポリアミンまたはポリアミン混合物であり、そしてジエチレントリアミン、あるいは物理的および化学的性質がジエチレントリアミンのそれに近いエチレンポリアミンとの組合せまたは混合物が最も好ましい。好適なポリアミンを選択するに際しては、得られる清浄分散剤とそれが混ぜ合わされるガソリン燃料混合物との相溶性を考慮すべきである。
【００４９】
通常、最も好ましいポリアミンであるジエチレントリアミンは、総じて全体的にジエチレントリアミンの組成に近い物理的および／または化学的組成を有するものの、少量の分枝鎖や環状のもの、並びにトリエチレンテトラアミンやテトラエチレンペンタアミン等の直鎖ポリエチレンポリアミンも含有しうる市販の混合物からなる。最良の結果を得るには、そのような混合物は、ジエチレントリアミンを沢山含む直鎖ポリエチレンポリアミンを少なくとも約５０重量％、好ましくは少なくとも約７０重量％含有すべきである。
【００５０】
アルキレンポリアミンは通常は、アンモニアとジクロロアルカンなどのジハロアルカンとの反応によって得られる。よって、アルキレンポリアミンは、アンモニア約２〜約１１モルと、炭素原子数約２〜約６で塩素が異なる炭素上にあるジクロロアルカン１〜約１０モルとの反応から得られる。
【００５１】
本発明に用いられる高分子量マンニッヒ反応生成物の製造に使用される代表的なアルデヒドとしては、脂肪族アルデヒド、例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、カプロアルデヒド、ヘプトアルデヒド、およびステアルアルデヒドを挙げることができる。使用してもよい芳香族アルデヒドとしては、ベンズアルデヒドおよびサリチルアルデヒドが挙げられる。本発明に使用される例示的な複素環式アルデヒドは、フルフラールおよびチオフェンアルデヒドなどである。パラホルムアルデヒドなどのホルムアルデヒドを生成する試薬、あるいはホルマリンなどのホルムアルデヒド水溶液も使用できる。最も好ましいのはホルムアルデヒドまたはホルマリンである。
【００５２】
［炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオール］
本発明に用いられる炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）重合体は、モノヒロドロキシ化合物、すなわち往々にしてモノヒドロキシポリエーテル、またはポリアルキレングリコールモノヒドロカルビルエーテル、または「保護された」ポリ（オキシアルキレン）グリコールと称されるアルコールであり、そして炭化水素を末端基としない、すなわち保護されていないポリ（オキシアルキレン）グリコール（ジオール）又はポリオールとは区別されるべきである。炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）アルコールは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドまたはペンチレンオキシドなどの低級アルキレンオキシドを、重合条件下でヒドロキシ化合物Ｒ1ＯＨ（Ｒ1はポリ（オキシアルキレン）鎖をキャップする炭化水素基である）に付加することによって生成する。これら重合体の製造方法および性質については、米国特許第２８４１４７９号及び第２７８２２４０号明細書およびカーク−オスマーの「化学工学大辞典」（Encycropedia of Chemical Technology、第２版、第１９巻、５０７頁）に開示されている。重合反応において、単一種のアルキレンオキシド、例えばプロピレンオキシドを用いてもよく、その場合には生成物は単独重合体、例えばポリ（オキシアルキレン）プロパノールである。しかしながら、共重合体も同様に満足できるものであり、ランダム共重合体は、ヒドロキシ含有化合物にアルキレンオキシドの混合物、例えばプロピレン及びブチレンオキシドの混合物を接触させることにより容易に製造される。オキシアルキレン単位のブロック共重合体もまた、本発明の実施においては満足できるポリ（オキシアルキレン）重合体を与える。ランダム重合体は、オキシドの反応性が相対的に同等であるときは、より容易に製造される。場合によってはエチレンオキシドが他のオキシドと共重合するとき、エチレンオキシドの高い反応速度は、ランダム共重合体の製造を困難にする。いずれにしても、ブロック共重合体を製造することができる。ブロック共重合体は、ヒドロキシル含有化合物を重合条件下で最初に一種類のアルキレンオキシドに接触させ、次いで如何なる順序でも、あるいは繰り返し、残りのアルキレンオキシドに接触させることにより製造される。特定のブロック共重合体としては、好適なモノヒドロキシ化合物にプロピレンオキシドを重合させて、ポリ（オキシプロピレン）アルコールを生成させ、次いでポリ（オキシプロピレン）アルコールにブチレンオキシドを重合させることによって製造された重合体が代表的である。
【００５３】
一般に、ポリ（オキシアルキレン）重合体は、重合体鎖の長さが異なる化合物の混合物である。しかしながら、それらの性質は平均の組成および分子量で表される重合体の性質に極めて近い。
【００５４】
本発明に用いられるポリエーテルは、下記式で表すことができる。
【００５５】
【化４】
Ｒ1Ｏ−（Ｒ2Ｏ）e−Ｈ
【００５６】
［式中、Ｒ1は炭素原子数が１〜約３０の炭化水素基であり、Ｒ2はＣ2〜Ｃ5のアルキレン基であり、そしてｅはポリエーテルの分子量が約５００乃至約５０００であるような整数である］
【００５７】
Ｒ1はＣ7〜Ｃ30のアルキルフェニル基であることが好ましい。最も好ましくは、Ｒ1はドデシルフェニルである。
【００５８】
Ｒ2はＣ3またはＣ4のアルキレン基であることが好ましい。最も好ましくは、Ｒ2はＣ3のアルキレン基である。
【００５９】
ポリエーテルの分子量は約７５０乃至約３０００であることが好ましく、より好ましくは約９００乃至約１５００である。
【００６０】
［ポリオレフィン重合体］
本発明の燃料添加剤組成物のポリオレフィン重合体成分は、Ｃ2〜Ｃ6のモノ−オレフィンのポリオレフィン重合体であり、ポリオレフィン重合体の数平均分子量は約５００乃至約３０００である。ポリオレフィン重合体は、単独重合体であってもよいし、あるいは共重合体であってもよい。ブロック共重合体も本発明での使用に適している。
【００６１】
一般に、ポリオレフィン重合体の数平均分子量は約５００乃至約３０００であり、好ましくは約７００乃至約２５００であり、そしてより好ましくは約７５０乃至約１８００である。特に好ましいポリオレフィン重合体の数平均分子量は約７５０乃至約１５００である。
【００６２】
本発明に用いられるポリオレフィン重合体は一般に、モノ−オレフィン、特に１−モノ−オレフィン、例えばエチレン、プロピレンおよびブチレン等の重合体または共重合体であるポリオレフィンである。使用するモノ−オレフィンは炭素原子数約２〜約４であることが好ましく、より好ましくは炭素原子数約３〜約４である。より好ましいモノ−オレフィンとしては、プロピレンおよびブチレン、特にイソブチレンを挙げることができる。そのようなモノ−オレフィンから製造されるポリオレフィンとしては、ポリプロピレンおよびポリブテン、特にポリイソブテンが挙げられる。
【００６３】
本発明でに使用に適したポリイソブテンとしては、従来のポリイソブテン、並びに反応性の高いメチルビニリデン異性体を少なくとも約２０％、好ましくは少なくとも約５０％、そしてより好ましくは少なくとも約７０％含有する高級アルキルビニリデンポリイソブテンである。好適なポリイソブテンとしてはＢＦ3触媒を用いて製造されたものが挙げられる。メチルビニリデン異性体が全組成中高比率で占めるそのようなポリイソブテンの製造については、米国特許第４１５２４９９号及び第４６０５８０８号明細書に記載されている。
【００６４】
アルキルビニリデン含量が高い好適なポリイソブテンの例としては、ウルトラビス３０、数平均分子量が約１３００でメチルビニリデン含量が約７４％のポリイソブテン、およびウルトラビス１０、メチルビニリデン含量が約７６％の分子量９５０のポリイソブテンを挙げることができ、両方ともブリティッシュ・ペトロリウム社より入手できる。また、グリッソパル１０００、１３００および２２００はＢＡＳＦ社より入手できる。
【００６５】
従来のポリイソブテンの例としては、数平均分子量が約７００乃至約２５００のもの、例えばエクソン−モービル化学会社より入手できるパラポール（Ｐａｒａｐｏｌ）９５０、数平均分子量が約９５０のポリイソブテンを挙げることができる。
【００６６】
［カルボン酸］
本発明の燃料添加剤組成物は更に、カルボン酸化合物を含有する。本発明に用いられるカルボン酸は、下記式で表される化合物またはその無水物であることが好ましい。
【００６７】
【化５】
Ｒ3（ＣＯＯＨ）f
【００６８】
［式中、Ｒ3は炭素原子数が約２〜約５０の炭化水素基を表し、そしてｆは１〜約４の整数を表す］
【００６９】
好ましい炭化水素基は、アルキル基およびアルケニル基などの脂肪族基であり、直鎖であっても分枝鎖であってもよい。好ましいカルボン酸の例としては、炭素原子数約８〜約３０の脂肪酸であり、その例としてはカプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリット酸、カプロレイン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレイン酸、ヤシ油の脂肪酸、硬化魚油の脂肪酸、硬化ナタネ油の脂肪酸、硬化牛脂油の脂肪酸、および硬化パーム油の脂肪酸を挙げることができる。さらに例としては、ドデシルコハク酸およびその無水物が挙げられる。好ましい脂肪酸はオレイン酸である。
【００７０】
［燃料組成物］
本発明の燃料添加剤組成物は一般に、エンジン堆積物、特に吸気弁堆積物を防止し抑制するために炭化水素燃料に用いられる。通常は、エンジン堆積物の所望の抑制は、本発明の添加剤組成物を含有する燃料組成物を用いて内燃機関を作動させることにより達成される。エンジン堆積物の所望の抑制を達成するのに必要な添加剤の適正濃度は、使用する燃料の種類、エンジンの種類、エンジン油、作動条件、および他の燃料添加剤の有無によって異なる。
【００７１】
本発明の燃料添加剤組成物は炭化水素燃料に、一般には１００万分の約３１乃至約４０００重量部（ｐｐｍ）の範囲の濃度で用いられ、好ましくは約５１乃至約２５００ｐｐｍの範囲である。
【００７２】
個々の成分に関して、本発明の燃料添加剤組成物を含有する炭化水素燃料は、一般にはマンニッヒ縮合物成分を約２０乃至約１０００ｐｐｍ、好ましくは約３０乃至約４００ｐｐｍ、炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオール成分を約５乃至２０００ｐｐｍ、好ましくは約１０乃至約４００ｐｐｍ、ポリオレフィン重合体を約５乃至約２０００ｐｐｍ、好ましくは約１０乃至約４００ｐｐｍ、そしてカルボン酸を１乃至約１００ｐｐｍ、好ましくは１乃至約２０ｐｐｍ含有する。マンニッヒ縮合物と炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオールとオレフィン重合体とカルボン酸の重量比は、一般には約１００：２５：２５：１乃至約１００：２００：２００：１０の範囲にあり、好ましくは約１００：２５：２５：１乃至約１００：１５０：１５０：５の範囲にある。
【００７３】
本発明の燃料添加剤組成物は、沸点が約１５０゜Ｆ乃至約４００゜Ｆ（約６５℃乃至約２０５℃）の範囲にある不活性で安定な親油性の（すなわち、ガソリンに溶解する）有機溶剤を用いて、濃縮物として配合することができる。好ましくは、脂肪族または芳香族炭化水素溶剤、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、またはより高沸点の芳香族炭化水素または芳香族シンナーが用いられる。炭化水素溶剤と組み合わせて、イソプロパノール、イソブチルカルビノールおよびｎ−ブタノールなどの約３〜約８個の炭素原子を含む脂肪族アルコールも、本発明の添加剤と一緒に使用するのに適している。濃縮物において、添加剤の量は一般には約１０乃至約７０重量％の範囲にあり、好ましくは約１０乃至約５０重量％、より好ましくは約２０乃至約４０重量％の範囲にある。
【００７４】
ガソリン燃料において、その他の燃料添加剤を本発明の添加剤組成物と併用してもよく、その例としては、ｔ−ブチルメチルエーテルなどの酸素化剤、メチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニルなどのアンチノック剤、および炭化水素アミンまたはスクシンイミドなどの他の種類の清浄分散剤を挙げることができる。さらに、酸化防止剤、腐食防止剤、金属不活性化剤、抗乳化剤、その他の防止剤およびキャブレータ又は燃料噴射器清浄剤が含まれていてもよい。
【００７５】
ディーゼル燃料においては、その他の周知の添加剤、例えば流動点降下剤、流動性付与剤、潤滑性付与剤、およびセタン価向上剤などを任意に使用することができる。
【００７６】
本発明の燃料添加剤組成物と一緒に用いられるガソリンおよびディーゼル燃料としては、硫黄、芳香族炭化水素およびオレフィンのレベルが一般的な量からほんの痕跡量の範囲にわたるクリーン燃焼ガソリン、および硫黄および芳香族炭化水素のレベルが一般的な量から僅か痕跡量の範囲に渡るクリーン燃焼ディーゼル燃料も挙げることができる。
【００７７】
燃料可溶性の不揮発性キャリヤ液あるいは油もまた、本発明の燃料添加剤組成物と一緒に使用してもよい。キャリヤ液は、オクタン要求値の増加に大幅に寄与することなく、不揮発性残渣（ＮＶＲ）または燃料添加剤組成物の非溶剤液体成分を実質的に増加させる、化学的に不活性な炭化水素可溶性液体媒体である。キャリヤ液は天然油であっても合成油であってもよく、例えば、鉱油、精製した石油、水素化及び非水素化ポリアルファオレフィンを含む合成ポリアルカンおよびアルケン類、および合成ポリオキシアルキレン誘導液体、例えば米国特許第４１９１５３７号［ルイス］明細書に記載のもの、およびポリエステル類、例えば米国特許第３７５６７９３号［ロビンソン］及び第５００４４７８号［ボーゲル、外］明細書、およびヨーロッパ特許出願第３５６７２６号［１９９０年３月７日発行］及び第３８２１５９号［１９９０年８月１６日発行］公報に記載のものがある。
【００７８】
これらのキャリヤ液は、本発明の燃料添加剤組成物の担体として働き、またエンジン堆積物、特に吸気弁などエンジン吸気システムの堆積物を抑制するのを助けると考えられる。キャリヤ液はまた、本発明の燃料添加剤組成物と組み合わせて使用すると、相乗作用によってエンジン堆積物の抑制性能を発揮することができる。
【００７９】
キャリヤ液は、一般には炭化水素燃料に対して重量で約２５乃至約５０００ｐｐｍの範囲の量で用いられ、好ましくは燃料に対して約１００乃至約３０００ｐｐｍの範囲にある。キャリヤ液と燃料添加剤の比率は、好ましくは約０．２：１乃至約１０：１の範囲にあり、より好ましくは約０．５：１乃至約３：１の範囲にある。
【００８０】
キャリヤ液を燃料濃縮物に使用する場合に、その量は一般には約２０乃至約６０重量％の範囲にあり、好ましくは約３０乃至約５０重量％の範囲にある。
【００８１】
【実施例】
本発明について、本発明の特定の有利な態様を示す以下の実施例により更に説明する。実施例は、本発明を説明するために呈示されるのであって、それによって本発明が限定されるものではない。
【００８２】
以下の実施例および表において、燃料添加剤組成物の成分を次のように定義する。
Ａ）「マンニッヒ」は、ポリイソブチルフェノール、ホルムアルデヒドおよびジエチレントリアミンを１：２：１の比率で、実施例１に記載した方法で反応させて製造したマンニッヒ縮合物を意味する。ポリイソブチルフェノールは、米国特許第５３００７０１号に記載のようにして、少なくとも７０％のメチルビニリデン異性体を含むポリイソブチレンから生成させた。
Ｂ）オレイン酸は、コグニス・エデナー(株)製のＴＩ０５として市販されているもの、並びにJ.T.ベイカー社および他の供給会社製のものであった。
Ｃ）「ＰＯＰＡ」は、平均分子量が約１０００のドデシルフェニル末端ポリ（オキシプロピレン）モノオールを意味する。
Ｄ）「1000MWＰＩＢ」は、ＢＡＳＦ社製のグリッソパル１０００など、メチルビニリデン末端基を持つ物質を少なくとも７０％含む分子量１０００のポリイソブチレンを意味する。
Ｅ）「950MWＰＩＢ」は、エクソン−モービル化学会社製のパラポール９５０など、分子量９５０の従来のポリイソブチレンを意味する。
【００８３】
［実施例１］  マンニッヒ縮合物
マンニッヒ縮合物は、蒸留カラムと上方ディーン−スタークトラップシステムを備えた反応器中で、以下の一般的な操作により生成させた。ポリイソブチルフェノールのソルベッソ・アロマティック１００溶媒溶液を、約４０℃〜約４５．６℃で反応器に注入した。ソルベッソ・アロマティック１００溶媒はエクソン化学会社で製造されたものである。ポリイソブチルフェノールは、米国特許第５３００７０１号に記載のようにして、少なくとも約７０％のメチルビニリデン異性体を含むポリイソブチレンから生成させた。なお、その記載内容はあらゆる用途に参照することができる。ポリイソブチルフェノールは、不揮発性残渣含量が６７．５％であり、ヒドロキシル価が約４０．０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。純度約９９．２％のジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）を、ポリイソブチルフェノールのモル当たりＤＥＴＡ１モルの比率で反応器に注入し、ポリイソブチルフェノールと完全に混合した。ＤＥＴＡ注入後に反応器の加熱を開始した。反応器の温度が約５５℃〜約６０℃になったとき、純度約９１．９％のパラホルムアルデヒドを反応器に注入した。注入の比率は、ポリイソブチルフェノールモル当たりホルムアルデヒド２モルであった。温度を３時間以上かけて約１７５℃〜約１７７℃に上げ、圧力を徐々に約５２０〜約５４０ｍｍＨｇに下げた。副生成物の水が生じるにつれて、水と溶媒の蒸気は反応器から蒸留され、蒸留カラムを上方に通過していった。正味の溶媒が上方で捕捉されないように、副生成物の水と溶媒は分離され、溶媒は還流物としてカラムに戻された。最終の温度および圧力を約６時間維持して、マンニッヒ縮合反応が確実に完了するようにした。マンニッヒ縮合物を約６０℃に冷却し、そして濾過の必要もなくポンプで送って貯蔵した。
【００８４】
マンニッヒ縮合物は、透明（日本電飾(株)製３００Ａ型曇り度計を用いた曇り度１％）で、明るい金色（ＡＳＴＭ Ｄ１５００では２．５）であり、約２．７％の窒素を含有していた。マンニッヒ縮合物の試料３グラムを１００ｍＬのヘキサンと０．１ｍＬの抗乳化剤で希釈し、次いで４０ｍＬの温水で２回抽出した。水抽出物を０．１Ｎの塩酸で滴定した。水溶性アミンの含量は約０．１７６ｍＥｇ／ｇと測定された。
【００８５】
別の分析方法として、マンニッヒ縮合物２ｇをガラス瓶中で、０．５ｇのｎ−ブタノールと１ｇの脱イオン水で希釈し、完全に混合した。相分離後に、水性相を取り除いてガスクロマトグラフィー（「ＧＣ」）で分析した。主要ピークを同定するために、比較標準および質量分析法を用いた。この分析に基づいて、マンニッヒ縮合物は０．６１％のＤＥＴＡ、および０．１６％の１−（２−アミノエチル），３−イソジアゾリジン（ホルムアルデヒドから誘導された２個の隣接する窒素を架橋するメチレン基１個を持つＤＥＴＡ）を含有していた。その他のＤＥＴＡ−ホルムアルデヒド化合物も存在していたが、主な成分は１−（２−アミノエチル），３−イソジアゾリジンであった。ＧＣ法は、滴定法で測定された全ての水溶性アミンを明らかにするものではない。というのは、ＧＣピーク全てが定量化されるわけではなく、また抽出操作によっても異なるからである。
【００８６】
［実施例２］  フォード２．３Ｌエンジンのダイナモメータ試験
本発明の燃料添加剤組成物を、二種類の異なる四シリンダフォード２．３Ｌエンジンのダイナモメータ試験スタンドにて試験して、吸気弁および燃焼室堆積物の抑制性能について評価した。四シリンダフォード２．３Ｌエンジンは入口燃料噴射型であり、２つの点火プラグを有する。このエンジンは、認可されたエンジン試験方法に従って試験用に製造されたものである。エンジン試験は、長さ６０時間であり、１３分サイクルの２７７回反復からなる。
フォード２．３Ｌエンジンでの試験サイクルの詳細を表１に示す。
【００８７】
【表１】
0004903329.tif 000003
【００８８】
フォード２．３Ｌエンジンダイナモメータ試験による試験結果を表２および表３に示す。
【００８９】
【表２】
0004903329.tif 000004
【００９０】
【表３】
0004903329.tif 000005
【００９１】
表２および表３から明らかなように、試料４における一部ＰＯＰＡのＰＩＢによる置き換えとオレイン酸の添加は、比較試料１、２および３に比べてＩＶＤ（吸気弁堆積物）質量の予期しない減少をもたらしている。表３において試料６および試料５は、アルキルビニリデン高含量の1000MWＰＩＢの従来型950MWＰＩＢによる置き換えがＩＶＤ質量の減少をもたらすことを示している。
【００９２】
［実施例３］  ＧＭ３．１Ｌエンジンのダイナモメータ試験
本発明の燃料添加剤組成物を、六シリンダＧＭ３．１Ｌエンジンのダイナモメータ試験スタンドにて試験して、吸気弁および燃焼室堆積物の抑制性能について評価した。六シリンダＧＭ３．１Ｌエンジンは入口燃料噴射型である。このエンジンは、認可されたエンジン試験方法に従って試験用に製造されたものである。エンジン試験は、長さ１２０時間であり、２０分サイクルの３６０回反復からなる。
ＧＭ３．１Ｌエンジンでの試験サイクルの詳細を表４に示す。
【００９３】
【表４】
0004903329.tif 000006
【００９４】
ＧＭ３．１Ｌエンジンダイナモメータ試験による試験結果を表５に示す。
【００９５】
【表５】
0004903329.tif 000007
【００９６】
表５の試料３から明らかなように、一部ＰＯＰＡのＰＩＢによる置き換えとオレイン酸の添加は、比較試料１および２に比べてＡＶＧ ＩＶＤ（平均吸気弁堆積物）の予期しない向上をもたらしている。
【００９７】
［実施例４］  ＧＭ２．４Ｌエンジンのダイナモメータ試験
本発明の燃料添加剤組成物を、四シリンダＧＭ２．４Ｌエンジンのダイナモメータ試験スタンドにて試験して、吸気弁および燃焼室堆積物の抑制性能について評価した。四シリンダＧＭ２．４Ｌエンジンは入口燃料噴射型であり、一シリンダ四弁の構造を有する。このエンジンは、認可されたエンジン試験方法に従って試験用に製造されたものである。エンジン試験は、長さ約１２４時間であり、１００分サイクルの７４回反復からなる。
ＧＭ２．４Ｌエンジンでの試験サイクルの詳細を表６に示す。
【００９８】
【表６】
0004903329.tif 000008
【００９９】
ＧＭ２．４Ｌエンジンダイナモメータ試験による試験結果を表７に示す。
【０１００】
【表７】
0004903329.tif 000009
【０１０１】
表７の試料４から明らかなように、一部ＰＯＰＡのＰＩＢによる置き換えとオレイン酸の添加は、比較試料１、２および３に比べてＡＶＧ ＩＶＤの予期しない向上をもたらしている。
【０１０２】
［実施例５］  ダイムラー・ベンツM102E２．３Ｌエンジンダイナモメータ試験
本発明の燃料添加剤組成物を、２種類の異なる四シリンダのダイムラー・ベンツ２．３Ｌエンジンのダイナモメータ試験スタンドにて試験して、吸気弁及び燃焼室堆積物の生成抑制性能について評価した。四シリンダのダイムラー・ベンツ２．３ＬエンジンはＫＥ−ジェトロニック燃料計を有する。このエンジンは、認可されたエンジン試験方法に従って試験用に製造されたものである。エンジン試験は、長さ６０時間であり、２７０秒サイクルの８００回反復からなる。
M102Eエンジンでの試験サイクルの詳細を表８に示す。
【０１０３】
【表８】
0004903329.tif 000010
【０１０４】
ダイムラー・ベンツM102Eエンジンダイナモメータ試験による試験結果を表９および表１０に示す。
【０１０５】
【表９】
0004903329.tif 000011
【０１０６】
【表１０】
0004903329.tif 000012
【０１０７】
表９から明らかなように、一部ＰＯＰＡのＰＩＢによる置き換えとオレイン酸の添加は、比較試料１、２および３に比べてＩＶＤ質量の予期しない減少をもたらしている。さらに、表９において試料５および試料４は、アルキルビニリデン高含量の1000MWＰＩＢの従来型950MWＰＩＢによる置き換えが同等のＩＶＤ性能をもたらすことを示している。表１０は、試料４における一部ＰＯＰＡのＰＩＢによる置き換えとオレイン酸の添加が、少なくとも比較試料１と同じように良好な性能をもたらすことを示している。
【０１０８】
［実施例６］  ダイムラー・ベンツM111２．０Ｌエンジンダイナモメータ試験
本発明の燃料添加剤組成物を、四シリンダダイムラー・ベンツ２．０Ｌエンジンのダイナモメータ試験スタンドにて試験して、吸気弁および燃焼室堆積物の抑制性能について評価した。四シリンダダイムラー・ベンツ２．０Ｌエンジンは多点切換え電子燃料計を有する。このエンジンは、認可されたエンジン試験方法に従って試験用に製造されたものである。エンジン試験は、長さ６０時間であり、２７０秒サイクルの８００回反復からなる。
M111エンジンでの試験サイクルの詳細を表１１に示す。
【０１０９】
【表１１】
0004903329.tif 000013
【０１１０】
ダイムラー・ベンツM111エンジンダイナモメータ試験による試験結果を表１２に示す。
【０１１１】
【表１２】
0004903329.tif 000014
【０１１２】
表１２から明らかなように、試料４における一部ＰＯＰＡのＰＩＢによる置き換えとオレイン酸の添加は、比較試料１、２および３に比べて同等かもしくはそれ以上のＩＶＤ質量抑制をもたらしている。さらに、表１２において試料４および試料５は、アルキルビニリデン高含量の1000MWＰＩＢの従来型950MWＰＩＢによる置き換えが同等のＩＶＤ性能をもたらすことを示している。
【０１１３】
本発明について特定の態様を参照しながら説明したが、本出願は、添付した請求の範囲の真意および範囲から逸脱することなしに当該分野の熟練者によってなされうる様々な変更や置換を包含するものである。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明のマンニッヒ縮合物、炭化水素基末端ポリ（オキシアルキレン）モノオール、ポリオレフィン重合体およびカルボン酸の組合せからなる燃料添加剤組成物は、エンジン堆積物、特に吸気弁堆積物などエンジン吸気系堆積物を効率良く防止し、抑制することができる。また、この添加剤組成物を含有する本発明の燃料組成物および燃料濃縮物は、エンジン堆積物の生成を顕著に抑制することができる。さらに、本発明の方法によれば、この燃料添加剤組成物を含む燃料組成物を用いて内燃機関を作動させることにより、内燃機関のエンジン堆積物の生成を抑制することができる。