【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は灯油を基剤とするディーゼル燃料油に関する物であり、さらに詳しくは、灯油に多価アルコールアルキルエステル、殊に、廃食油を混合し、又はさらに、廃食油エステルを混合して得られるディーゼル燃料油に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼル自動車の燃料としては、従来、軽油、重油が用いられていた。 しかしながら、これらの燃料をディーゼルエンジンに用いると、燃料の不完全燃焼に起因して、微細な炭素粒子（以下ＰＭという）
からなる黒煙を排出するという問題点がある。 このＰＭ
は、環境を害するものであり、人の健康を害するものであるため、軽油、重油からなるディーゼルエンジン燃料の不完全燃焼によって生ずる排ガス中の黒煙を排ガス中から有効に除くため、触媒を用いて取り除く研究も行われているが、成果は未だ見られず、そのため、首都圏を始め、人口の密集する地域におけるディーゼル車の走行は規制されつつある。 また、軽油、重油を燃料とするディーゼルエンジンは、排気ガスにＰＭ以外にも、有害な硫黄酸化物、および窒素酸化物を撒き散らし、さらに、
不完全燃焼に起因して生ずる無色のハイドロカーボン、
一酸化炭素、（以下ＨＣＣＯという）を放出するという問題点がある。 排ガス中の硫黄酸化物は、空中に放出されると水分を吸収し亜硫酸や硫酸となって、金属構造物を腐食させたり、立ち木を枯れさせるため、工場排煙からの脱硫はかなり進んでいるが、ディーゼルエンジンにおいては、軽油には２００ｐｐｍ、硫黄分の少ない重油にも１０００ｐｐｍの硫黄化合物が含有されており、ディーゼルエンジンの硫黄酸化物が放出の抑制が強く求められ、多くても５０ｐｐｍ以下にすることが求められている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の軽油、重油をディーゼルエンジンの燃料として用いたときの問題点、つまり、排ガス中の黒煙を形成するＰＭを排ガス中から著しく少なくしまた、有害な硫黄酸化物、および窒素酸化物、ＨＣＣＯの排出を著しく少なくしたディーゼルエンジン燃料油を提供するのである。 本発明はこの問題点を解決するために、種々検討した結果、軽油、重油に代えて灯油を使用し、灯油に多価アルコールアルキルエステルとある種の化合物を混合した組成物がこの問題点を解決し得ることを見出して本発明に到った。

【０００４】また、別の環境問題として、家庭および外食産業から排出される使用済みの食油（以下廃食油という）が、凝固剤で処理され、あるいはそのまま、土に埋められたり、河川に流されたりされ、公害問題として指摘されている。 食油は、高温で食物の加工に使用された結果、酸化されており、その程度は利用者により異なって一様ではなく、回収されてもその色は黒く濁り、粘度も大きく、再利用の道がほとんどない。 そこで、環境の中に捨てられるということが行われるのである。 本発明は、灯油と共にディーゼルエンジンの燃料成分として、
廃食油を使用することにより、廃食油をリサイクルし有効活用することを可能にするものである

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、上記の問題点を解決するものとして、 白灯油６０〜９０
部と多価アルコールアルキルエステル１０〜４０部、および、セタン価向上剤０．０１〜１０部とからなるディーゼル燃料油組成物を提供する。 殊に、白灯油６０〜９
０部と多価アルコールアルキルエステル１０〜４０部、
および、引火点が４５℃以上であって、発火点が３００
℃以下の化学物質０．０１〜１０部とからなるディーゼル燃料油組成物を提供するのであり、請求項３の発明として白灯油６０〜９０部と過酸化物価が１０〜３０００
の多価アルコールアルキルエステル１０〜４０部からなるディーゼル燃料油組成物を提供し、請求項４の発明として、多価アルコールアルキルエステルとして塩分又は夾雑物を除去した多価アルコールアルキルエステルを用いたディーゼル燃料油組成物を提供し、請求項５の発明として、白灯油７２〜７８部と多価アルコールアルキルエステル２２〜２８部、および、セタン価向上剤０．１
〜１０部とからなるのディーゼル燃料油組成物を提供するのである。 また、請求項６の発明として、多価アルコールアルキルエステルとして廃食油を用いるディーゼル燃料油組成物を提供し、請求項７の発明として、請求項６の廃食油に植物油である廃食油を用いたディーゼル燃料油組成物を提供するのである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明に係るディーゼル燃料油組成物は、従来の軽油、重油に変えて、主成分として、灯油を用いる。 灯油を用いることにより、ディーゼルエンジンの排ガスからＰＭを著しく少なくすることができ、
そのため黒煙の発生をほとんど無いくらいまでに、極めて小さくすることができる。 灯油は、石油から分留して得られ、ＪＩＳ規格による１号灯油と２号灯油とがある。 １号灯油は白灯油と称されるものであり、家庭用のいわゆる灯油である２号灯油は茶灯油と称され、工業用に用いられるものである。 本発明に用いられる灯油は、
白灯油（以下単に「灯油」という）であり、市販されているものが用いられる。 灯油は、技術の進歩の結果、
硫黄が５０ｐｐｍ以下となっており、このため、燃焼させても、硫黄酸化物の発生が軽油、重油に較べて極端に小さく、環境汚染を防止することができる。 本発明で提供されるディーゼル燃料油は、白灯油６０〜９０部に対して多価アルコールアルキルエステルを１０〜４０部用いるので、硫黄分は４５ｐｐｍ以下となる。

【０００７】本発明に用いられる多価アルコールアルキルエステルの代表的なものは、グリセリン１モルに脂肪酸が１〜３モルエステル結合した化学物質であって、その代表は、油脂であり、天然油脂でも合成油脂でもよい。 天然油脂は入手しやすく、代表的なものとしては、
アマニ油、ヤシ油、綿実油、ダイズ油、オリーブ油、サフラワー油、ココナッツ油、アーモンド油、ヒマシ油、
ゴマ油、パーム油、パーム核油、トウモロコシ油、ラッカセイ油、桐油、ラード油、バター脂、牛脂、豚脂、羊脂、鯨油、イワシ油、サバ油、などがあげられるが、植物油は、広い温度範囲で液状を保つので、動物油より使いやすく、好ましい。 多価アルコールアルキルエステルとしては、グリセリンのほか、エチレングリコール、ペンタエリスリトール、プロピレングリコールブチレングリコールなどのアルキルエステルも使用可能なものとしてあげることができる。

【０００８】本発明において多価アルコールアルキルエステルとしては、廃食油が好ましく用いられる。 廃食油を用いることにより、廃食油が土に埋められ、河川に流されるなどの廃棄行為に基づく公害問題を押さえることができるだけでなく、資源として再利用できるからである。 廃食油は、家庭や外食産業、惣菜販売店、スーパーなどから回収されるが、その使用履歴により、てんぷら滓が入っていたり、わずかな塩分など調味料が混入したりしており、燃焼した時にダイオキシンを発生させたり、エンジンをいためたりすることの無いよう、混入物を除去しておくことが好ましく、そのために、使用前に水洗し、または、更に濾過しておくことが好ましく、又は、更に、白土処理をしておくことが好ましい。 処理としては、廃食用油を水洗して、水溶性の異物を取り除き、ついで、濾過するか、又は、更に、白土処理によって、水洗では除けない異物を吸着除去することが好ましい。 本発明において、使用する廃食油として、特に、過酸化物価が１０〜３０００のものを用いると、灯油と併用したときの着火性はよく、この場合にはセタン価向上剤は不要である。 過酸化物価が１０〜３０００の廃食用油により請求項３の発明が構成される。 性能、及び、入手しやすさからすると、過酸化物価が２０〜５００のものが好ましい。 過酸化物価が１０〜３０００の廃食油は、通常の廃食油から得ることも可能であるが、過酸化物価を高くするためには廃食油に空気やオゾンを吹き込んで酸化を進め、過酸化物価が１０〜３０００となるようにしたものでもよい。

【０００９】本発明において、多価アルコールアルキルエステルを用いる他の利点は、灯油を燃料に用いた時に、燃料供給のピストン／シリンダーの潤滑不足を補う事ができる点にある。 多価アルコールアルキルエステルが燃料供給のピストン／シリンダーの潤滑性を向上させるのである。 従って、潤滑不足を補うために、スピンドル油等潤滑成分を添加することも不要になる。

【００１０】本発明において、多価アルコールアルキルエステルの一部を一価アルコールアルキルエステルでおきかえることができる。 多価アルコールアルキルエステルの半分以下を一価アルコールアルキルエステルで置換して、灯油とともに用い、ディーゼル燃料油とすることができる。 多価アルコールアルキルエステルの一部を一価アルコールアルキルエステルでおきかえる場合には、
多価アルコールアルキルエステルの５０％以下が適当である。 例えば、灯油８０部、多価アルコールアルキルエステル２０部とセタン価向上剤０．５部からなるディーゼル燃料油の多価アルコールアルキルエステルの４０％
をラウリルメチルエステルでおきかえると、灯油８０
部、多価アルコールアルキルエステル１２部、ラウリルメチルエステル８部とセタン価向上剤０．５部からなるディーゼル燃料油となる。 用いられる一価アルコールアルキルエステルはメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコールなどの一価アルコールの有機酸エステルであり、有機酸は炭素数８〜２０のカルボン酸で、合成された有機酸でもよいが、通常、天然の油脂から得られる。 一価アルコールアルキルエステルの好ましいものは、メチルエステルであり、廃食油のメチルエステルがより好ましい。

【００１１】本発明においては他の成分として、セタン価向上剤を用いる。 燃料の着火性を向上させる為である。 使用し得るセタン価向上剤としては、具体的には、
硝酸イソプロピル、硝酸ブチル、硝酸アミル、硝酸オクチル、硝酸シクロヘキシル、など硝酸アルキルエステル、四硫化ジエチルなどの多硫化物、ニトロプロパン、
ニトロエタンなどニトロ化合物、ジエチルエーテル、アセトン、ブチルカルビノール、ジエチルカルビノールなどの含酸素化合物、ジターシャリーブチルパーオキシド、ターシャリーブチルハイドロパーオキシド、などのような有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリルのようなジアゾ化合物、ジビニルアセチレンなどのどの脂肪族炭化水素があげられるが、好ましいものは、引火点が４５℃以上であって、発火点が３００℃以下の化学物質である。 消防上の取り扱いの危険性から４５℃以上の引火点であることが好ましく、また、発火のしやすさから発火点が３００℃以下であることが好ましい。 ＮＯｘやＳＯｘの発生を抑える視点からは、過酸化物が好ましい。 セタン価向上剤は、０．０１〜１０部用いられる。
好ましくは０．０１〜０．５部である。 重油では硫黄分の少ないものでも１０００ｐｐｍの硫黄化合物を含んでおり、軽油では約２００ｐｐｍの硫黄化合物を含んでおり、これらの硫黄化合物は燃料油の着火を促進する機能を発現しているが、本発明に係る灯油と多価アルコールアルキルエステル混合物では、硫黄化合物をこのように多量含んでおらず、硫黄化合物の着火性の機能を補充するために引火点が４５℃以上であって、発火点が３００
℃以下の化学物質を併用することにより灯油と多価アルコールの混合物の着火性を著しく向上することができるのである。

【００１２】本発明に係るディーゼル燃料油は、灯油６
０〜９０部と多価アルコールアルキルエステル１０〜４
０部の組成物が用いられる。 灯油が６０部より少なく、
多価アルコールアルキルエステルが４０部以上では、燃料としての粘度が高くなりすぎて使用することができない。 粘度は夏には低く、冬には高くなると言うように、
季節により変動するものであるため、灯油の含量は好ましくは７０部以上であり、多価アルコールアルキルエステルの含量は、好ましくは３０部以下である。 また、本発明に係るディーゼル燃料油を構成する、灯油６０〜９
０部と多価アルコールアルキルエステル１０〜４０部の組成物は、灯油が９０部より多く、多価アルコールアルキルエステルが１０部より少なくては、燃料供給のピストン／シリンダーの潤滑性が不足することになる。 このような潤滑性の点からは、灯油の含量は好ましくは８０
部以下であり、多価アルコールアルキルエステルの含量は、好ましくは２０部以上である。 したがって、本発明に係るディーゼル燃料油を構成する灯油６０〜９０部と多価アルコールアルキルエステル１０〜４０部の組成物は、好ましい範囲として灯油７０〜８０部と多価アルコールアルキルエステル２０〜３０部であり、更に、好ましく使いやすいのは灯油７２〜７８部と多価アルコールアルキルエステル２２〜２８部の組成物である。

【００１３】本発明にかかるディーゼル燃料油において、引火点が４５℃以上であって、発火点が３００℃以下の化学物質は着火性を向上させるために使用する一般公知の化学物質であるので、その使用量は、１０部以下用いるが、通常０．０１〜０．５部の割合で用いれば十分であり、好ましくは０．１〜０．３部であり、より好ましくは０．２部である。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、従来の軽油、重油をディーゼルエンジンの燃料として用いたときの問題点、つまり、不完全燃焼によって生ずる排ガス中の黒鉛を形成するＰＭを排ガス中から著しく少なくすることができるのである。 また、硫黄酸化物の含量は灯油に５０ｐｐｍ
入っていたとしても、多価アルコールアルキルエステルによって希釈されるので多くても４５ｐｐｍ以下、好ましい範囲では４０ｐｐｍ以下となり、現在のディーゼル燃料の５００ｐｐｍ以下という硫黄酸化物濃度を大幅に小さくし、今後ディーゼルエンジンの排気管に取り付けられる触媒保全の面から、強く求められている５０ｐｐ
ｍ以下という要望にもこたえることができる。 また、窒素酸化物の排出濃度もほぼ１０％以上小さくすることができる。 その理由は燃焼温度による。 軽油や重油においては燃焼温度が高く、そのため空気中にある窒素をも酸化させ、窒素酸化物を排出させる結果となっているが、
本発明にかかるディーゼル燃料油である灯油を主成分としこれに多価アルコールアルキルエステルを加えた組成物は燃焼温度が低く、窒素を酸化する割合が小さい。 また、本発明にかかるディーゼル燃料油は、その成分に多価アルコールアルキルエステルを用いており、多価アルコールアルキルエステルの分子中には酸素原子が含まれ、その燃焼に自家消費される為、完全燃焼がしやすく、不完全燃焼の結果出てくるＨＣＣＯの量が著しく小さくなるという優れた効果がある。 さらにまた、本発明のディーゼル燃料油の多価アルコールアルキルエステルとして廃食油を用いれば、家庭および外食産業から排出される使用済みの廃食油が凝固剤で処理され、あるいはそのまま、土に埋められたり、流されたりする環境問題に対するひとつの解決策となるばかりでなく、資源が有効に利用されることにもなるのである。 本発明にかかるディーゼル燃料油を軽油と比較すると、灯油は軽油より着火性が大きいがパワーに少し劣る。 多価アルコールアルキルエステルは、軽油と比較するとパワーが大きいが、着火性に劣る。 しかし、灯油と多価アルコールアルキルエステルを混合することにより、着火性が良くなり、かつ、パワーも持続すると言う効果を本発明は奏するのである。 また、一価アルコールアルキルエステルは、着火性とパワーにおいて、灯油と多価アルコールアルキルエステルの中間的性能を有するので、多価アルコールアルキルエステルの５０％以下を一価アルコールアルキルエステルで置き換えた場合、着火性とパワーのバランスがよくなるという効果がある。

【００１５】

【実施例】以下実施例によって本発明を更に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。 （資料の調製）市販の灯油に使用済みの天ぷら油とヘキシルアルコールを添加し供試燃料Ａ、供試燃料Ｂ、供試燃料Ｃ、供試燃料Ｄとし、比較例に市販の軽油を供試燃料Ｅとして用い、評価した。

【００１６】（エンジン運転評価）表２に示した供試燃料を表１に示すディーゼルエンジンに供給し、表１に示す運転条件でディーゼルエンジン運転を運転し、排気ガス中のＰＭをミニダイリューションシステム（堀場製作所製）により、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）は自動車排気ガス測定装置ＭＥＸＡ−４０００（堀場製作所製）により測定した。

【表１】

【表２】

【表３】

【００１７】測定結果を表３に示した。 測定値は供試油Ｅを１００としたときの相対値で表した。 これらの結果からわかるように、本発明品に供試燃料のＡ〜Ｆは、Ｐ
Ｍが大幅に減少していることが確認できる。 また、Ｈ
Ｃ、ＣＯ、ＮＯｘも著しく減少していることがわかる。
また、供試油Ｅを燃料として用いてもノッキングがおこった。

【００１８】実施例 種々の過酸化物価（以下［ＰＯＶ］という）を有する使用済みのてんぷら油イてんぷら油ロ、てんぷら油ハ、てんぷら油ニを市販の灯油にそれぞれ添加し、ディーゼル燃料油として評価した。 天ぷら油ハ、及び、は天ぷら油ニは、常温で天ぷら油イにオゾンを通し、ＰＯＶを高くしたものである。

【表４】

【表５】