プラウ触媒で活性化された低級アルコール、それを含有してなる燃料添加剤
本発明は、ガソリンや軽油などの燃料の燃費を悪化させることなく、有害ガスの放出を抑制することができ、かつ燃料を安定に保存できる燃料添加剤、及び当該燃料添加剤が添加された燃料組成物を提供する。 本発明は、木酢液及び／又は竹酢液の存在下で、加温、加圧することにより活性化された物質、又は当該物質の加工物に低級アルコールを接触させることからなる、低級アルコールを活性化させる方法、及びその方法により活性化された低級アルコールに関する。また、本発明は、当該活性化された低級アルコールを含有してなる低級アルコール、当該低級アルコールの１種又は２種以上を含有してなる燃料添加剤に関する。さらに、本発明は、燃料、及び前記した燃料添加剤を含有してなる燃料組成物に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、木酢液及び／又は竹酢液の存在下で、加温、加圧することにより活性化された物質、又は当該物質の加工物に低級アルコールを接触させることからなる、低級アルコールを活性化させる方法、及びその方法により活性化された低級アルコールに関する。また、本発明は、当該活性化された低級アルコールを含有してなる低級アルコール、当該低級アルコールの１種又は２種以上を含有してなる燃料添加剤に関する。さらに、本発明は、燃料、及び前記した燃料添加剤を含有してなる燃料組成物に関する。
【背景技術】
２０世紀は西洋文明の歴史であり、物質科学と市場経済の歴史でもあった。その結果として、自然のリズムは徐々に狂い始め、大気汚染や河川・海洋の汚染、更には酸性雨による土壌の酸性化、地球温暖化等の自然破壊が随所に表面化してきた。また、一方では、農作物への化学肥料・農薬の無計画な使用により土壌の無機化と化学物質の残留が進み、年々農作物への栄養供給能力が低下していることは、承知の通りである。更に、土壌中に残留する硝酸や農薬などに含まれる有害物質が農作物に残留し、意に反して人の体内に取り込まれた硝酸は、活性酸素を発生させる要因となり、農薬による残留有害物質は、人体に少なからず障害を引き起こしていると考えられている。
特にガソリンなどの化石燃料を使用した内燃機関の普及は、大気中の二酸化炭素の量を増加させるだけでなく、多量の酸化窒素や酸化硫黄、さらに有機微粒子（ＨＣ）を大気中に放出し、大気汚染の大きな原因のひとつになっている。このために、化石燃料の使用に換えて、アルコールや天然ガスを燃料にした内燃機関や、燃料電池などによる電気自動車などの開発が行われているが、馬力や加速性が十分ではなく、普及するに至っていない。
本発明者は、ガソリンなどの燃料の低公害化についての発明をしてきた（先行技術文献１及び２参照。）。これはガソリンなどの燃料油を磁場中に通し、次いで超音波で処理し、トルマリン石などの特定の無機物質の存在下の電場に通すことからなる燃料油の処理方法及びその装置に関するものである。詳細な理由は必ずしも明確ではないが、このような処理を行うことにより排気ガス中のＣＯ２、ＮＯｘ及びＳＯｘの量が減少し、また同時に炭化水素微粒子の排出量も減少し、公害の少ない燃料油を得ることができることを明らかにしてきた。
この方法における詳細な機構は現在のところ必ずしも明確にはなっていないが、このような処理により驚くべき効果があったことが事実にされている。
また、畑中らは、セラミックス、金属片、強磁性鉱物などの無機物質に加圧水を通し、次いで曝気して、水を活性化鉱水にする方法を開示している（先行技術文献３参照。）。水をこのように処理することにより、無機物質中の無機質が溶存し、曝気により溶存酸素量も増加し、大腸菌などの微生物の繁殖が抑制された水を得ることができると開示されているが、燃料への適用については開示されていない。
本発明者らは、物質を、木酢液及び／又は竹酢液の存在下で、加温、加圧することにより、当該物質を活性化させる方法、及び当該方法により活性化された物質（これを、プラウ触媒という。）についての発明を特許出願してきた（先行技術文献４参照）。さらに、このような活性化された物質を利用したコンクリートボード（このボードを、エコボードという。）についての発明も特許出願してきた（先行技術文献５参照）。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
１．ＷＯ ９８／４２８０７号
２．米国特許明細書第５９８０７００号
３．特開平３−１０６４９４号
４．特願２００２−３４８１５１号明細書
５．特願２００２−３４８１５２号明細書
【発明の開示】
本発明は、ガソリンや軽油などの燃料の燃費を悪化させることなく、有害ガスの放出を抑制することができ、かつ燃料を安定に保存できる燃料添加剤、及び当該燃料添加剤が添加された燃料組成物を提供することを目的としている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のプラウ触媒を製造する装置の例を上から見た図である。
第２図は、本発明のプラウ触媒を製造する装置の例の断面図である。
【符号の説明】
１ 本発明のプラウ触媒の製造装置
２ 蓋
３ 蓋ロックハンドル
４ オーリングシール
５ 加圧空気供給口
６ 液体取り出し口
７ サクションパイプ
８ プロテクター
９ リリーフバルブ
【発明を実施するための最良の形態】
本発明者は燃料油を低公害化する方法について検討してきたが（先行技術文献１及び２参照。）、さらにそれを広く応用することができる方法を検討してきた。その結果、燃料油に限らず物質に特定の処理をすることにより当該物質が活性化し、生体をはじめ他の多くの物質に大きな影響を与えることを見出し、このような物質の活性化方法、及び当該方法で活性化された物質を提供してきた（先行技術文献４及び５参照）。即ち、ガラスなどの物質を、木酢液及び／又は竹酢液の存在下で、加温、加圧することにより、当該物質を活性化させる方法、及び当該方法により活性化された物質を提供してきた。本発明者らは、さらに検討を進めてきた結果、このような活性化された物質（以下、このような方法で活性化された物質を「プラウ触媒」という。）を用いて低級アルコールを活性化することができ、これをガソリンや軽油などの燃料に添加することにより、排気ガス中の有害ガスの量を大幅に減少させることを見出した。
即ち、本発明は、木酢液及び／又は竹酢液の存在下で、加温、加圧することにより活性化された物質、又は当該物質の加工物に低級アルコールを接触させることからなる、低級アルコールを活性化させる方法、及びそれにより活性化された低級アルコールに関する。
また、本発明は、前記した本発明の活性化された低級アルコールを含有してなる燃料添加剤、及び当該燃料添加剤を含有してなる燃料組成物に関する。
本発明は、木酢液及び／又は竹酢液の存在下で、物質を特定の温度と圧力で加温及び加圧することにより、物質を活性化させ、このようにして活性化された物質の利用に関する。以下、本発明ではこのようにして活性化された物質のことを「プラウ触媒」と称する。
このようなプラウ触媒の製造に使用される物質としては、セラミックス、ガラス、天然石などのシリカ等を主成分とする物質、二酸化ケイ素などの無機物質類：アルミニューム、チタン、ステンレス、鉄等の金属類：金、銀等の貴金属類：樹脂等の有機物質類などの化学品などが挙げられる。
本発明のプラウ触媒により、これまで破壊された自然環境の回復を図るべく、土壌や河川に自助活性能をもたせることが期待できる。応用例としては、新規プラウ触媒を活用して酸性化した土壌をもとの自然の土壌に還元する方法等が提案される。
本発明のプラウ触媒により物質がどのように活性化されるのかということについては必ずしも明確ではないが、本発明者が動植物の基本構成元素のひとつである水素の機能にヒントを得て開発したものである。本発明のプラウ触媒は、分子中の水素原子の分子内での運動や分子間の会合状態を、本発明の方法により人工的に特殊化できたものと考えられる。このように本発明の方法により分子内での水素原子などの元素の運動や状態を特殊化させたものが本発明の「プラウ触媒」であると考えられる。そして、このプラウ触媒に接触した物質は、プラウ触媒からその分子の運動や状態についての情報が伝えられ、その物質が持つ水素原子などの元素の分子運動が正常に反応し始めることになると考えられる。
水は、この世に存在する物質の中で最も多い物質であり、かつ生命体においても最も多く含まれる物質である。そして、水は、酸素原子と２個の水素原子からなるものであり、通常は水素結合により多数の水分子が会合した状態で存在している。水の水素原子が正常かつ活発な分子運動を起こすことによって、水を含む物質が本来持っている機能、特性が引き出されることになる。しかし、現代は様々な化学物質などにより、その基本的な構造がゆがんできており、本発明のプラウ触媒は、そのゆがんだ構造を、もともとの自然のリズムに戻してやる役割を果たしていると考えられる。
また、植物の光合成や動物の免疫機能を持つ細胞に大きく影響しているのが遺伝子やたんぱく質である。そして、その遺伝子やたんぱく質の構造を維持しているのが水素原子であり、多数の水素結合による３次元的な構造が維持されている。本発明のプラウ触媒による、分子内での水素原子などの運動や状態などの正常化作用は、当然、この機能を最大限に引き出し、生命維持に必要なものは増やし、不必要なものからは防御する力を、自ら保有する自然の能力として発揮するようになる。
これまで、鉱物に水を接触させるなどして作った水や、バイオの力で生物の機能回復や拡大を図った発見はあるが、水素の分子運動に着目したものは、このプラウ触媒が初めてである。
次に、本発明のプラウ触媒の効果を実験により示す。
ガラスビーズを用いて製造した本発明のプラウ触媒を用いて製造された本発明のプラウ活性水を用いてコンクリート塊を製造した。製造されたコンクリート塊は、Ｂ４の大きさで厚さ１２〜１３ｃｍとした。このコンクリート塊（以下、このコンクリート塊をエコボードと呼ぶ。）を用いて、全国３３カ所の田んぼで稲の生育についての比較試験を行った。約３００坪の田んぼ当たり６枚のエコボードを等間隔に用いた。比較のために一方の田んぼにはエコボードを用いなかった。
この結果を次の表１に示す。
農薬散布が大幅に減少したのは、稲自体の生命力が強くなり、害虫などに対する生命力が強くなったためと考えられる。また、プラウ触媒を用いた田んぼで育った稲は通常のものより根が２倍大きく茎も太く丈夫であった。さらに、米の小米が通常の米に比べ半分に減少していた。このように、本発明のプラウ触媒を使用することにより、収穫量が増加するだけでなく、稲自体の生育が健全になり、自然により近い状態での育成が可能となる。
更に、一部の田んぼでは、オタマジャクシの他にみみずやトンボの増加も観察された。また、プラウ触媒を用いた田んぼの土は、さらさら地質から粘り地質に変化し、これはプラウ触媒が土壌の改善にも寄与したことを示している。
この実験において収穫された米の成分を測定した結果、プラウ触媒を用いた田んぼから収穫された米は、たんぱく質成分（うまみ成分）が含有量が平均約８〜８．５％であった。通常の米のたんぱく質成分の含有量は平均約５〜５．５％であったことから、本発明のプラウ触媒を用いた田んぼから収穫された米は通常の米に比べて約６０％もタンパク質成分が増加していることがわかった。一般に米のたんぱく質の含有量が多すぎると冷めたときにご飯が硬くなると言われているが、この場合、冷めても味に格別の変化は見られず、プラウ触媒を用いた田んぼから収穫された米は冷めてもおいしく食べられるのが特徴である。
次に、ガラスビーズ状の本発明のプラウ触媒を用いて金属の錆びについての実験を行った。
透明なプラスチックの器を二つ用意し、一方にはプラウ触媒の機能を持つガラスビーズと水道水及び安全ピンを入れ、他方には水道水と安全ピンだけを入れ、共に密閉して静置した。ガラスビーズ状の本発明のプラウ触媒を入れない器の安全ピンは水道水中ですぐに錆び始めたが、ガラスビーズ状の本発明のプラウ触媒を入れた前者の器の安全ピンは６ヶ月を経過しても錆びなかった。現在もこの実験を継続しているが、未だ錆びはじめていない。
これは、本発明のプラウ触媒の働きにより水が活性化され、金属製のピンが錆びにくくなったためと考えられる。
次に、プラウ触媒を用いた魚の生育状況について実験を行った。
ガラスビーズを用いて製造した本発明のプラウ触媒を用いて製造された本発明のプラウ活性水を用いてコンクリート塊を製造した。製造されたコンクリート塊は、直径約１．５〜２ｃｍの粒状（エコ粒）とした。このコンクリート塊を、魚や水草が生育している水槽に４０個入れた。
現在のところ、このコンクリート塊を水槽に入れてから焼く４年以上が経過しているが、水槽の水は実験開始から変えなくても、腐っていない。現在さらに実験を継続中である。魚や水草も、元気に成長を続けている。さらに、水槽の底にたまった魚の糞も塊となって残るものの、腐食していない。
通常、水槽にコンクリートを上記のように入れると、コンクリートのアルカリ性が強いため、生物は死滅するが、プラウ触媒の作用により、有毒なものは排除され、自然界に存在する動植物の生命維持、育成に必要なエネルギーが生命に伝達された結果、腐敗することなく生育できたものと考えられる。
また、本発明のプラウ触媒を含有するコンクリートの塊の上に水道水を入れたガラスコップを置き、生花をいけた。ただ単に水道水入りのガラスコップにいけた同じ生花より、前者の方が開花が大幅に早かった。これも、本発明のプラウ触媒の持つエネルギーが、コップのガラスを通過し、中の水道水に伝達されて開花が促進された結果と考えられる。
同様に、観葉植物や植木などの生育も、本発明のプラウ触媒を用いることにより活発化された。
さらに、本発明のプラウ触媒と接触させた水を用いることにより、お茶やコーヒー、お酒水割りの味がまろやかになった。お茶などは、出がらしでもよく色も味もでた。また、いりこなどのだしがよくとれる一方、臭みを感じなくなった。
本発明のプラウ触媒と接触させた牛乳は、賞昧期限が通常よりも延びるだけでなく、その後も腐食するのではなく、放置しておくと次第に分離（水、たんぱく質、脂肪分）し、ヨーグルト状態になった。これを、ヨーグルトとして食べることができた。
以上のように、本発明のプラウ触媒は、種々の作用効果を奏し、生物の生育、金属の保存、味覚の改善、食品の保存などの各用途において極めて優れた作用効果を奏するものである。
さらに、本発明のプラウ触媒は、前記した作用効果の他に、有害な電磁波から生体を保護する作用、マイナスイオンの増加作用、空気の清浄化作用なども有ると考えられる。
次に、本発明のプラウ触媒の製造方法について説明する。
本発明のプラウ触媒は、セラミックス、ガラス、天然石などのシリカ等を主成分とする物質、二酸化ケイ素などの無機物質類：アルミニューム、チタン、ステンレス、鉄等の金属類：金、銀等の貴金属類：樹脂等の有機物質類などの化学品などの物質を、木酢液及び／又は竹酢液の存在下で、当該物質を特定の温度と圧力で加温及び加圧することにより製造することができる。
本発明のプラウ触媒の製造に使用される木酢液は、木材を乾留して得られる黒褐色で刺激臭のある液体であり、エステル類、ラクトン類などの多数の成分を含有している液体である。本発明の方法において使用される木酢液としては、木材からのものであればよいが、広葉樹や針葉樹等からの木酢液が好ましい。また本発明の方法で使用される竹酢液としては、竹を乾留して得られる液体であり、前記した木酢液と同様に使用することができる。
本発明の方法では、木酢液又は竹酢液をそれぞれ単独で使用することもできるが、木酢液及び竹酢液の両者を併用するのが好ましい。両者を併用する場合の混合比には特に制限はないが、木酢液：竹酢液の比が１：０．０１〜１０，１：０．１〜５，又は１：０．１〜３の範囲で混合するのが好ましい。
これらの木酢液及び／又は竹酢液は、水で希釈して使用するのが好ましく、通常は０．０００１％〜１％程度の濃度、好ましくは０．００２％〜０．２％の濃度、より好ましくは０．００２％〜０．０２％の濃度で使用される。
また、木酢液及び／又は竹酢液の使用量は特に制限はないが、活性化される物質が十分に浸る量、好ましくは１．２〜５倍量、１．５〜３倍量使用される。
本発明のプラウ触媒を製造するための温度としては、室温付近の温度が好ましく、通常は約１０〜８０℃、好ましくは２０〜５０℃程度である。
本発明のプラウ触媒を製造するための圧力としては、ゲージ圧で５〜５０気圧、好ましくは５〜１０気圧程度である。加圧するために使用される気体としては、窒素ガスなどの不活性ガスを使用することができるが、空気や炭酸ガスなどを使用することもできる。
本発明のプラウ触媒を製造する際に、木酢液及び／又は竹酢液を加温、加圧することにより、製造装置内において木酢液及び／又は竹酢液の固有の電磁波が発生しているとも考えられる。木酢液及び／又は竹酢液が有する固有の電磁波の吸収帯がどのあたりかという詳細な検討はなされていないが、本発明の方法による処理により、物質が電磁的な影響を受け、物質内の水素原子、特に水素結合などに関与している水素原子が特有な影響を受け、活性化されたのではないかと考えられる。このように、本発明は、物質の活性化に当たり、木酢液及び／又は竹酢液を使用することを第一の特徴とし、さらにこれを加温及び／又は加圧することを第二の特徴とするものである。
また、本発明は、このようにして活性化された物質を原材料として、これを加工して活性化された物質を製造する方法、及びその方法により製造された物質を提供するものである。例えば、前記した本発明の方法によりガラスの原料である二酸化ケイ素を活性化し、このようにして得られた活性化された二酸化ケイ素を用いてガラスを製造することができる。このようにして製造されたガラスは本発明の活性化された物質として作用を有している。
本発明のプラウ触媒を製造するための装置としては、加圧できる容器であれば特に制限はない。装置としては第１図および第２図に示す装置を例示することができる。第１図は製造装置を上から見た図であり、第２図はその断面図である。
製造装置１は、略円筒状の形状であり、その上部には、蓋２があり、蓋２には蓋ロックハンドル３が取り付けられており、蓋２はオーリングシール４でシールされて加圧可能になっている。装置１の上部には加圧空気供給口５、リリーフバルブ９、及び液体取り出し口６が設けられている。装置１の内部にはサクションパイプ７が導入されている。装置１はプロテクター８により補強されている。
製造装置１の中に０．００２％〜０．０２％の濃度の木酢液及び／又は竹酢液を入れ、活性化される物質として、例えばガラスの原料である二酸化ケイ素を添加して、オーリングシール４と共に蓋２を締める。蓋ロックハンドル３でロックした後、加圧空気供給口５から加圧空気を注入して、８気圧で３０℃に保つ。この状態で約４８時間維持することにより二酸化ケイ素が活性され、プラウ触媒機能をもったガラスの原料となる。活性化された二酸化ケイ素をガラスビーズの生産量の５％を添加することにより、製造されたガラスビーズ全量がプラウ触媒となる。
一般にこのような活性化された物質を用いて、これを原材料として次の物質を製造する場合には、原材料として０．０１重量％以上、好ましくは０．０１重量％〜８０重量％、０．１％以上、１〜８０重量％、より好ましくは１〜５０重量％、１〜２０重量％、１〜１０重量％程度が選択される。
本発明は、このようにして活性化された物質（プラウ触媒）を用いて低級アルコールを活性化する方法に関する。本発明の活性化された低級アルコールは、前記してきたプラウ触媒に低級アルコールを接触させて製造することができる。例えば、貯蔵槽などの容器に低級アルコールを入れ、その中にプラウ触媒を入れておくことにより製造することができる。好ましい製造方法としては、プラウ触媒を充填した容器に低級アルコールを循環させて、全ての低級アルコールが十分にプラウ触媒と接触できるように、循環ポンプなどを使用して低級アルコールを循環する方法が挙げられる。
本発明の方法におけるプラウ触媒と低級アルコールとの接触時間には特に制限はないが、活性化が十分に移行できる時間接触させておくのが好ましい。
本発明の低級アルコールとしては、炭素数１〜１５、炭素数１〜１０、又は炭素数１〜８の直鎖状又は分枝状の脂肪族飽和低級アルコールが好ましい。好ましい低級アルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｉ−ブチルアルコール、第三級ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコールなどの常温で液状のアルコールが挙げられるが、これらに限定されるものではない。人間や生物に対する安全性、価格の点からエチルアルコール、ｉ−ブチルアルコールなどが好ましい。
前記の方法により活性化された本発明の活性化低級アルコールは、そのまま使用することもできるが、これを同一又は異なるアルコールにより希釈して使用することもできる。前記の方法により製造された本発明の活性化アルコールの含有率としては、０．５％以上、好ましくは０．５〜１０重量％、０．５〜５重量％の範囲で含有することができる。通常は活性化されたアルコールと同一のアルコールを用いて、活性化アルコールが１〜３重量％になるように希釈して使用される。
本発明の燃料添加剤は、前記した方法により活性化された低級アルコール、又は活性化された低級アルコールの濃度が０．５〜１０重量％になるように希釈された低級アルコールの１種又は２種以上を含有することを特徴とするものである。経済的な観点からは、約０．５〜３重量％の活性化された低級アルコールを含有する低級アルコールを使用するのが好ましく、この程度の濃度で十分本発明の効果を奏することができる。
本発明の燃料添加剤は、前記した方法により活性化された低級アルコール、又は活性化された低級アルコールの濃度が０．５〜１０重量％になるように希釈された低級アルコールの１種又は２種以上を、少なくとも１重量％以上、好ましくは１〜１００重量％、１〜８０重量、３〜５０重量％、３〜４０重量％、又は５〜４０重量％含有してなるものである。本発明の燃料添加剤は、前記した低級アルコールの他に、燃料となる成分、又は燃料の性質改善剤などを含有していてもよい。例えば、メチル−ｔｅｒｔ−ブチル−エーテルなどのエーテル系化合物、ブタノールやメタノールなどの低級アルコール、トルエンやベンゼンなどの炭化水素類、ナフサや石油エーテルなどの石油留分などを含有していてもよい。また、水分除去剤や、アンチノック剤などの性質改善剤をさらに含有していてもよい。
本発明は、前記した本発明の燃料添加剤を含有してなる燃料組成物を提供するものである。本発明の燃料としては、自動車、船、飛行機などに使用される内燃機関に使用される燃料が好ましいが、ボイラーなどに使用される燃料に使用することもできる。このような燃料としては、例えばガソリン、軽油、重油などが挙げられる。
本発明の燃料組成物は、燃料に対して任意の割合で前記した本発明の燃料添加剤を添加してなるものである。混合割合には特に制限はないが、例えば、５〜８０重量％、５〜７０重量、好ましくは５〜２０重量％、通常は５〜１０重量％の範囲で使用される。
また、本発明の燃料組成物は、ガソリン、軽油、重油などの燃料、及び前記してきた本発明の燃料添加剤の他に、他の燃料成分を含有していてもよい。他の燃料成分としては、メチル−ｔｅｒｔ−ブチル−エーテルなどのエーテル系化合物、ブタノールやメタノールなどの低級アルコール、トルエンやベンゼンなどの炭化水素類、ナフサや石油エーテルなどの石油留分などが挙げられる。
本発明の燃料添加剤は、低級アルコールを主成分とするものであり、ガソリン、軽油、重油などの燃料の多くは炭化水素類であることから、低級アルコールの濃度が高くなると一般に相分離が起きる可能性があるが、本発明の活性化された低級アルコールを使用すれば、低級アルコールの濃度が７０重量％であっても長期間にわたって安定に保存することができる。例えば、
本発明の活性化されたエタノールを１重量％含有するエタノール：６５重量％、
ブタノール：５重量％、及び、
ガソリン：３０重量％
からなる燃料組成物は、常温で４年間保存しておいても相分離は観察されていない。また、この燃料組成物を−２０℃で２４時間冷却しても相分離は観察されなかった。
このように、安定な燃料組成物を提供することができることも、本発明のおおきな特徴のひとつである。
また、本発明の燃料組成物、又は本発明の燃料添加剤を添加してなる燃料は、排気ガス中から有害な成分の排出を抑制できる。例えば、次の組成の本発明の燃料添加剤を製造して、その性能を試験した。
燃料添加剤（プラウＦＡ）：
活性化されたイソブタノールを１重量％含有するイソブタノール：５重量％、
エタノール ： ６５重量％
ナフサ・ラフィネート ： ３０重量％
この燃料添加剤（プラウＦＡ）を７重量％含有するガソリンと、全く含有していない対照のガンソリを用いて、型式：Ｅ−ＧＸ−１１０エンジン（トヨタ）により１０・１５モードでの試験を行った。その結果を次の表２に示す。
この結果、燃費はいずれも１０．２ｋｍ／Ｌで同じであったが、一酸化炭素（ＣＯ）の排出量は、無添加のガソリンでは０．８０ｇ／ｋｍであったのに対して、本発明の燃料添加剤を添加したガソリンでは、０．４１ｇ／ｋｍと約半減していた。炭化水素（ＨＣ）の排出量においても、無添加のガソリンでは０．１０ｇ／ｋｍであったのに対して、本発明の燃料添加剤を添加したガソリンでは、０．０４ｇ／ｋｍと約半減していた。窒素酸化物（ＮＯｘ）や二酸化炭素（ＣＯ２）では両者におおきな差はみられなかった。
本発明の燃料添加剤を含有するガソリンは、合計で約５重量％の低級アルコールを含有するものであるが、この程度の通常の低級アルコールの含有率では排気ガスの成分に大きな変化が現れることは無いことから、以上の結果は、本発明の方法により活性化された低級アルコールの効果ということになる。即ち、本発明の燃料添加剤を使用することにより、燃料の燃費に大きな影響を与えることなく、排気ガス中の一酸化炭素や炭化水素の排出量を約半分に減少させることができることになる。
本発明のプラウ触媒により活性化された低級アルコールの効果は、前記してきたように、極めて優れてものである。その作用機構の詳細は必ずしも明確ではないが、プラウ触媒の作用を受けやすいと考えられる水素原子を有する低級アルコールがプラウ触媒により活性化され、活性化された低級アルコールの成分が燃料の燃焼に何らかの作用をしているものと考えられる。活性化された低級アルコールの水酸基部分の水素原子が、燃料の炭化水素の水素原子や、空気中の酸素原子などと何らかの相互作用をして、より完全な燃焼を誘導するものと考えられる。その結果、排気ガス中の不完全燃焼の残渣と考えられる一酸化炭素や炭化水素の量が減少したものと考えられる。
なお、特願２００２−３７９８８５明細書に記載された内容を、本明細書にすべて取り込む。
【実施例】
以下、参考例及び実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
参考例１ ガラス製品からなるプラウ触媒の製造
（１） 二酸化ケイ素の活性化
第１図及び第２図に示した装置１を用いて、ガラスの原料である二酸化ケイ素をプラウ触媒に活性化した。
水道水１０Ｌに対し、木酢液、竹酢液の混合液の濃度が０．０５％となるように調製した溶液を装置１に入れ、その中にガラスの原料である二酸化ケイ素を１０ｋｇ入れて蓋２を締めて、加圧空気を導入して８気圧とした。
３０℃で４８時間、この状態で維持した後、装置１から活性化された二酸化ケイ素を取り出した。
（２） ガラスビー玉、ガラスビーズからなるプラウ触媒の製造
ガラスビー玉、ガラスビーズ製造時に、実施例１で活性化された二酸化ケイ素をガラスビーズを製造する量の５％となるように調製し、ガラスビー玉、ガラスビーズからなるプラウ触媒を製造した。
実施例１ プラウ触媒により活性化されたイソブタノールの製造
容積６００ｍｌの容器に参考例１で製造したガラスビー玉及びガラスビーズからなるプラウ触媒を、それぞれ４００ｇを充填し、５５０Ｌの貯蔵槽に貯蔵したイソブタノール１００Ｌを流速１０Ｌ／分で、４８時間循環させてプラウ触媒で活性化されたイソブタノール１００Ｌを製造した。
実施例２ プラウ触媒により活性化されたエタノールの製造
容積６００ｍｌの容器に参考例１で製造したガラスビー玉及びガラスビーズからなるプラウ触媒を、それぞれ４００ｇを充填し、５５０Ｌの貯蔵槽に貯蔵したエタノール１００Ｌを流速１０Ｌ／分で、４８時間循環させてプラウ触媒で活性化されたエタノール１００Ｌを製造した。
実施例３ 活性化されたイソブタノールを含有するイソブタノールの製造
実施例１に記載の方法で製造されたイソブタノール０．１Ｌを、イソブタノール９．９Ｌ中に加えて、良く撹拌して、活性化されたイソブタノールを１重量％含有する本発明の活性化イソブタノール１０Ｌを製造した。
実施例４ 活性化されたエタノールを含有するエタノールの製造
実施例２に記載の方法で製造されたエタノール０．１Ｌを、エタノール９．９Ｌ中に加えて、良く撹拌して、活性化されたエタノールを１重量％含有する本発明の活性化エタノール１０Ｌを製造した。
実施例５ 燃料添加剤プラウＦＡの製造
実施例３で製造した活性化されたイソブタノールを１重量％含有するイソブタノール（比重、０．８０２）を５００ｇ、エタノール（比重、０．８１６）を６５０ｇ、及びナフサ・ラフィネート（比重、０．７３０７）を３００ｇ取り、これらを混合して撹拌して、燃料添加剤プラウＦＡを１０００ｇ製造した。
実施例６ 燃料添加剤Ｂの製造
実施例３で製造した活性化されたイソブタノールを１重量％含有するイソブタノール（比重、０．８０２）を５０ｇ、メタノールを４１０ｇ、メチル−ｔｅｒｔ−ブチル−エーテルを５０ｇ、トルエンを１００ｇ、及びナフサを３９０ｇとり、これらを混合して、燃料添加剤Ｂを製造した。
実施例７ ガソリン燃料組成物の製造
実施例５で製造した燃料添加剤プラウＦＡを重量で約７重量％になるようにレギュラーガソリンに添加して、本発明のガソリン燃料組成物を製造した。
実施例８ ガソリン燃料組成物の製造
実施例４で製造した活性化されたエタノールを１重量％含有する本発明の活性化エタノールを６５００ｇ、ブタノールを５００ｇとり、これらの混合物をガソリン３０００ｇ中に混合してガソリン燃料組成物を製造した。
このガソリン燃料組成物を常温で４年間保存してきたが、未だに相分離を起こしていない。また、この燃料組成物を−２０℃で、２４時間冷却したが、相分離は生じなかった。
試験例１
実施例７で製造したガソリン燃料組成物、及びレギュラーガソリンを使用して東京都環境科学研究所にて排気ガス及び燃費の試験を行った。
使用した自動車：型式Ｅ−ＧＸ１００（トヨタ）
エンジン排気量 １９８８ｃｃ
圧縮比 ９．６
最大出力 １４０ｐｓ／５６００ｒｐｍ
試験条件 ： １０・１５モード
試験室温度 ： ２２．２℃
試験室相対湿度： ５５．２％
試験室大気圧 ： ７５９．０ｍｍＨｇ
試験機器 ： 小型シャシダイナモメータ（日立製作所）
排気ガス測定器： ＭＥＸＡ−９２００、ＭＥＸＡ−９５００Ｇ（堀場製作所）
ＣＶＳ装置（ＣＦＶ）： ＣＶＳ−９２００（堀場製作所）
（１） レギュラーガソリンを用いた試験結果
まず、レギュラーガソリンを用いて試験した。
ガス採取量 ： ６．０８４ｍ３／分
希釈排出ガス量： ６６．９２８ｍ３
希釈率 ： １６．０１４
であり、カーボンバランスによる燃料消費率は、１０．２３ｋｍ／Ｌであった。
排気ガスの分析の結果を次の表３に示す。
（２） 実施例７で製造したガソリン燃料組成物を用いた試験結果
次に、実施例７で製造したガソリン燃料組成物を用いて試験した。
ガス採取量 ： ６．０６５ｍ３／分
希釈排出ガス量： ６６．７１０ｍ３
希釈率 ： １５．９２４
であり、カーボンバランスによる燃料消費率は、１０．２２ｋｍ／Ｌであった。
排気ガスの分析の結果を次の表４に示す。
【産業上の利用可能性】
本発明は、プラウ触媒で活性化された低級アルコール、それを用いた燃料添加剤、及び燃料組成物を提供するものである。本発明の燃料添加剤を使用した燃料や、本発明の燃料組成物は、従来の燃料の燃費などの性能を下げることなく、排気ガスの有害成分を大幅に減少させることができ、内燃機関などによる大気汚染を防止することができ、環境にやさしい燃料組成物を提供することができる。また、本発明の燃料添加剤は、燃料を比較的高濃度で混合することができ、混合後も長期間にわたって安定していることから、化石燃料の使用量を減少させた、環境にやさしい燃料組成物を提供するものである。
【図１】
【図２】
【技術分野】
本発明は、木酢液及び／又は竹酢液の存在下で、加温、加圧することにより活性化された物質、又は当該物質の加工物に低級アルコールを接触させることからなる、低級アルコールを活性化させる方法、及びその方法により活性化された低級アルコールに関する。また、本発明は、当該活性化された低級アルコールを含有してなる低級アルコール、当該低級アルコールの１種又は２種以上を含有してなる燃料添加剤に関する。さらに、本発明は、燃料、及び前記した燃料添加剤を含有してなる燃料組成物に関する。
【背景技術】
２０世紀は西洋文明の歴史であり、物質科学と市場経済の歴史でもあった。その結果として、自然のリズムは徐々に狂い始め、大気汚染や河川・海洋の汚染、更には酸性雨による土壌の酸性化、地球温暖化等の自然破壊が随所に表面化してきた。また、一方では、農作物への化学肥料・農薬の無計画な使用により土壌の無機化と化学物質の残留が進み、年々農作物への栄養供給能力が低下していることは、承知の通りである。更に、土壌中に残留する硝酸や農薬などに含まれる有害物質が農作物に残留し、意に反して人の体内に取り込まれた硝酸は、活性酸素を発生させる要因となり、農薬による残留有害物質は、人体に少なからず障害を引き起こしていると考えられている。
特にガソリンなどの化石燃料を使用した内燃機関の普及は、大気中の二酸化炭素の量を増加させるだけでなく、多量の酸化窒素や酸化硫黄、さらに有機微粒子（ＨＣ）を大気中に放出し、大気汚染の大きな原因のひとつになっている。このために、化石燃料の使用に換えて、アルコールや天然ガスを燃料にした内燃機関や、燃料電池などによる電気自動車などの開発が行われているが、馬力や加速性が十分ではなく、普及するに至っていない。
本発明者は、ガソリンなどの燃料の低公害化についての発明をしてきた（先行技術文献１及び２参照。）。これはガソリンなどの燃料油を磁場中に通し、次いで超音波で処理し、トルマリン石などの特定の無機物質の存在下の電場に通すことからなる燃料油の処理方法及びその装置に関するものである。詳細な理由は必ずしも明確ではないが、このような処理を行うことにより排気ガス中のＣＯ２、ＮＯｘ及びＳＯｘの量が減少し、また同時に炭化水素微粒子の排出量も減少し、公害の少ない燃料油を得ることができることを明らかにしてきた。
この方法における詳細な機構は現在のところ必ずしも明確にはなっていないが、このような処理により驚くべき効果があったことが事実にされている。
また、畑中らは、セラミックス、金属片、強磁性鉱物などの無機物質に加圧水を通し、次いで曝気して、水を活性化鉱水にする方法を開示している（先行技術文献３参照。）。水をこのように処理することにより、無機物質中の無機質が溶存し、曝気により溶存酸素量も増加し、大腸菌などの微生物の繁殖が抑制された水を得ることができると開示されているが、燃料への適用については開示されていない。
本発明者らは、物質を、木酢液及び／又は竹酢液の存在下で、加温、加圧することにより、当該物質を活性化させる方法、及び当該方法により活性化された物質（これを、プラウ触媒という。）についての発明を特許出願してきた（先行技術文献４参照）。さらに、このような活性化された物質を利用したコンクリートボード（このボードを、エコボードという。）についての発明も特許出願してきた（先行技術文献５参照）。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
１．ＷＯ ９８／４２８０７号
２．米国特許明細書第５９８０７００号
３．特開平３−１０６４９４号
４．特願２００２−３４８１５１号明細書
５．特願２００２−３４８１５２号明細書
【発明の開示】
本発明は、ガソリンや軽油などの燃料の燃費を悪化させることなく、有害ガスの放出を抑制することができ、かつ燃料を安定に保存できる燃料添加剤、及び当該燃料添加剤が添加された燃料組成物を提供することを目的としている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のプラウ触媒を製造する装置の例を上から見た図である。
第２図は、本発明のプラウ触媒を製造する装置の例の断面図である。
【符号の説明】
１ 本発明のプラウ触媒の製造装置
２ 蓋
３ 蓋ロックハンドル
４ オーリングシール
５ 加圧空気供給口
６ 液体取り出し口
７ サクションパイプ
８ プロテクター
９ リリーフバルブ
【発明を実施するための最良の形態】
本発明者は燃料油を低公害化する方法について検討してきたが（先行技術文献１及び２参照。）、さらにそれを広く応用することができる方法を検討してきた。その結果、燃料油に限らず物質に特定の処理をすることにより当該物質が活性化し、生体をはじめ他の多くの物質に大きな影響を与えることを見出し、このような物質の活性化方法、及び当該方法で活性化された物質を提供してきた（先行技術文献４及び５参照）。即ち、ガラスなどの物質を、木酢液及び／又は竹酢液の存在下で、加温、加圧することにより、当該物質を活性化させる方法、及び当該方法により活性化された物質を提供してきた。本発明者らは、さらに検討を進めてきた結果、このような活性化された物質（以下、このような方法で活性化された物質を「プラウ触媒」という。）を用いて低級アルコールを活性化することができ、これをガソリンや軽油などの燃料に添加することにより、排気ガス中の有害ガスの量を大幅に減少させることを見出した。
即ち、本発明は、木酢液及び／又は竹酢液の存在下で、加温、加圧することにより活性化された物質、又は当該物質の加工物に低級アルコールを接触させることからなる、低級アルコールを活性化させる方法、及びそれにより活性化された低級アルコールに関する。
また、本発明は、前記した本発明の活性化された低級アルコールを含有してなる燃料添加剤、及び当該燃料添加剤を含有してなる燃料組成物に関する。
本発明は、木酢液及び／又は竹酢液の存在下で、物質を特定の温度と圧力で加温及び加圧することにより、物質を活性化させ、このようにして活性化された物質の利用に関する。以下、本発明ではこのようにして活性化された物質のことを「プラウ触媒」と称する。
このようなプラウ触媒の製造に使用される物質としては、セラミックス、ガラス、天然石などのシリカ等を主成分とする物質、二酸化ケイ素などの無機物質類：アルミニューム、チタン、ステンレス、鉄等の金属類：金、銀等の貴金属類：樹脂等の有機物質類などの化学品などが挙げられる。
本発明のプラウ触媒により、これまで破壊された自然環境の回復を図るべく、土壌や河川に自助活性能をもたせることが期待できる。応用例としては、新規プラウ触媒を活用して酸性化した土壌をもとの自然の土壌に還元する方法等が提案される。
本発明のプラウ触媒により物質がどのように活性化されるのかということについては必ずしも明確ではないが、本発明者が動植物の基本構成元素のひとつである水素の機能にヒントを得て開発したものである。本発明のプラウ触媒は、分子中の水素原子の分子内での運動や分子間の会合状態を、本発明の方法により人工的に特殊化できたものと考えられる。このように本発明の方法により分子内での水素原子などの元素の運動や状態を特殊化させたものが本発明の「プラウ触媒」であると考えられる。そして、このプラウ触媒に接触した物質は、プラウ触媒からその分子の運動や状態についての情報が伝えられ、その物質が持つ水素原子などの元素の分子運動が正常に反応し始めることになると考えられる。
水は、この世に存在する物質の中で最も多い物質であり、かつ生命体においても最も多く含まれる物質である。そして、水は、酸素原子と２個の水素原子からなるものであり、通常は水素結合により多数の水分子が会合した状態で存在している。水の水素原子が正常かつ活発な分子運動を起こすことによって、水を含む物質が本来持っている機能、特性が引き出されることになる。しかし、現代は様々な化学物質などにより、その基本的な構造がゆがんできており、本発明のプラウ触媒は、そのゆがんだ構造を、もともとの自然のリズムに戻してやる役割を果たしていると考えられる。
また、植物の光合成や動物の免疫機能を持つ細胞に大きく影響しているのが遺伝子やたんぱく質である。そして、その遺伝子やたんぱく質の構造を維持しているのが水素原子であり、多数の水素結合による３次元的な構造が維持されている。本発明のプラウ触媒による、分子内での水素原子などの運動や状態などの正常化作用は、当然、この機能を最大限に引き出し、生命維持に必要なものは増やし、不必要なものからは防御する力を、自ら保有する自然の能力として発揮するようになる。
これまで、鉱物に水を接触させるなどして作った水や、バイオの力で生物の機能回復や拡大を図った発見はあるが、水素の分子運動に着目したものは、このプラウ触媒が初めてである。
次に、本発明のプラウ触媒の効果を実験により示す。
ガラスビーズを用いて製造した本発明のプラウ触媒を用いて製造された本発明のプラウ活性水を用いてコンクリート塊を製造した。製造されたコンクリート塊は、Ｂ４の大きさで厚さ１２〜１３ｃｍとした。このコンクリート塊（以下、このコンクリート塊をエコボードと呼ぶ。）を用いて、全国３３カ所の田んぼで稲の生育についての比較試験を行った。約３００坪の田んぼ当たり６枚のエコボードを等間隔に用いた。比較のために一方の田んぼにはエコボードを用いなかった。
この結果を次の表１に示す。
農薬散布が大幅に減少したのは、稲自体の生命力が強くなり、害虫などに対する生命力が強くなったためと考えられる。また、プラウ触媒を用いた田んぼで育った稲は通常のものより根が２倍大きく茎も太く丈夫であった。さらに、米の小米が通常の米に比べ半分に減少していた。このように、本発明のプラウ触媒を使用することにより、収穫量が増加するだけでなく、稲自体の生育が健全になり、自然により近い状態での育成が可能となる。
更に、一部の田んぼでは、オタマジャクシの他にみみずやトンボの増加も観察された。また、プラウ触媒を用いた田んぼの土は、さらさら地質から粘り地質に変化し、これはプラウ触媒が土壌の改善にも寄与したことを示している。
この実験において収穫された米の成分を測定した結果、プラウ触媒を用いた田んぼから収穫された米は、たんぱく質成分（うまみ成分）が含有量が平均約８〜８．５％であった。通常の米のたんぱく質成分の含有量は平均約５〜５．５％であったことから、本発明のプラウ触媒を用いた田んぼから収穫された米は通常の米に比べて約６０％もタンパク質成分が増加していることがわかった。一般に米のたんぱく質の含有量が多すぎると冷めたときにご飯が硬くなると言われているが、この場合、冷めても味に格別の変化は見られず、プラウ触媒を用いた田んぼから収穫された米は冷めてもおいしく食べられるのが特徴である。
次に、ガラスビーズ状の本発明のプラウ触媒を用いて金属の錆びについての実験を行った。
透明なプラスチックの器を二つ用意し、一方にはプラウ触媒の機能を持つガラスビーズと水道水及び安全ピンを入れ、他方には水道水と安全ピンだけを入れ、共に密閉して静置した。ガラスビーズ状の本発明のプラウ触媒を入れない器の安全ピンは水道水中ですぐに錆び始めたが、ガラスビーズ状の本発明のプラウ触媒を入れた前者の器の安全ピンは６ヶ月を経過しても錆びなかった。現在もこの実験を継続しているが、未だ錆びはじめていない。
これは、本発明のプラウ触媒の働きにより水が活性化され、金属製のピンが錆びにくくなったためと考えられる。
次に、プラウ触媒を用いた魚の生育状況について実験を行った。
ガラスビーズを用いて製造した本発明のプラウ触媒を用いて製造された本発明のプラウ活性水を用いてコンクリート塊を製造した。製造されたコンクリート塊は、直径約１．５〜２ｃｍの粒状（エコ粒）とした。このコンクリート塊を、魚や水草が生育している水槽に４０個入れた。
現在のところ、このコンクリート塊を水槽に入れてから焼く４年以上が経過しているが、水槽の水は実験開始から変えなくても、腐っていない。現在さらに実験を継続中である。魚や水草も、元気に成長を続けている。さらに、水槽の底にたまった魚の糞も塊となって残るものの、腐食していない。
通常、水槽にコンクリートを上記のように入れると、コンクリートのアルカリ性が強いため、生物は死滅するが、プラウ触媒の作用により、有毒なものは排除され、自然界に存在する動植物の生命維持、育成に必要なエネルギーが生命に伝達された結果、腐敗することなく生育できたものと考えられる。
また、本発明のプラウ触媒を含有するコンクリートの塊の上に水道水を入れたガラスコップを置き、生花をいけた。ただ単に水道水入りのガラスコップにいけた同じ生花より、前者の方が開花が大幅に早かった。これも、本発明のプラウ触媒の持つエネルギーが、コップのガラスを通過し、中の水道水に伝達されて開花が促進された結果と考えられる。
同様に、観葉植物や植木などの生育も、本発明のプラウ触媒を用いることにより活発化された。
さらに、本発明のプラウ触媒と接触させた水を用いることにより、お茶やコーヒー、お酒水割りの味がまろやかになった。お茶などは、出がらしでもよく色も味もでた。また、いりこなどのだしがよくとれる一方、臭みを感じなくなった。
本発明のプラウ触媒と接触させた牛乳は、賞昧期限が通常よりも延びるだけでなく、その後も腐食するのではなく、放置しておくと次第に分離（水、たんぱく質、脂肪分）し、ヨーグルト状態になった。これを、ヨーグルトとして食べることができた。
以上のように、本発明のプラウ触媒は、種々の作用効果を奏し、生物の生育、金属の保存、味覚の改善、食品の保存などの各用途において極めて優れた作用効果を奏するものである。
さらに、本発明のプラウ触媒は、前記した作用効果の他に、有害な電磁波から生体を保護する作用、マイナスイオンの増加作用、空気の清浄化作用なども有ると考えられる。
次に、本発明のプラウ触媒の製造方法について説明する。
本発明のプラウ触媒は、セラミックス、ガラス、天然石などのシリカ等を主成分とする物質、二酸化ケイ素などの無機物質類：アルミニューム、チタン、ステンレス、鉄等の金属類：金、銀等の貴金属類：樹脂等の有機物質類などの化学品などの物質を、木酢液及び／又は竹酢液の存在下で、当該物質を特定の温度と圧力で加温及び加圧することにより製造することができる。
本発明のプラウ触媒の製造に使用される木酢液は、木材を乾留して得られる黒褐色で刺激臭のある液体であり、エステル類、ラクトン類などの多数の成分を含有している液体である。本発明の方法において使用される木酢液としては、木材からのものであればよいが、広葉樹や針葉樹等からの木酢液が好ましい。また本発明の方法で使用される竹酢液としては、竹を乾留して得られる液体であり、前記した木酢液と同様に使用することができる。
本発明の方法では、木酢液又は竹酢液をそれぞれ単独で使用することもできるが、木酢液及び竹酢液の両者を併用するのが好ましい。両者を併用する場合の混合比には特に制限はないが、木酢液：竹酢液の比が１：０．０１〜１０，１：０．１〜５，又は１：０．１〜３の範囲で混合するのが好ましい。
これらの木酢液及び／又は竹酢液は、水で希釈して使用するのが好ましく、通常は０．０００１％〜１％程度の濃度、好ましくは０．００２％〜０．２％の濃度、より好ましくは０．００２％〜０．０２％の濃度で使用される。
また、木酢液及び／又は竹酢液の使用量は特に制限はないが、活性化される物質が十分に浸る量、好ましくは１．２〜５倍量、１．５〜３倍量使用される。
本発明のプラウ触媒を製造するための温度としては、室温付近の温度が好ましく、通常は約１０〜８０℃、好ましくは２０〜５０℃程度である。
本発明のプラウ触媒を製造するための圧力としては、ゲージ圧で５〜５０気圧、好ましくは５〜１０気圧程度である。加圧するために使用される気体としては、窒素ガスなどの不活性ガスを使用することができるが、空気や炭酸ガスなどを使用することもできる。
本発明のプラウ触媒を製造する際に、木酢液及び／又は竹酢液を加温、加圧することにより、製造装置内において木酢液及び／又は竹酢液の固有の電磁波が発生しているとも考えられる。木酢液及び／又は竹酢液が有する固有の電磁波の吸収帯がどのあたりかという詳細な検討はなされていないが、本発明の方法による処理により、物質が電磁的な影響を受け、物質内の水素原子、特に水素結合などに関与している水素原子が特有な影響を受け、活性化されたのではないかと考えられる。このように、本発明は、物質の活性化に当たり、木酢液及び／又は竹酢液を使用することを第一の特徴とし、さらにこれを加温及び／又は加圧することを第二の特徴とするものである。
また、本発明は、このようにして活性化された物質を原材料として、これを加工して活性化された物質を製造する方法、及びその方法により製造された物質を提供するものである。例えば、前記した本発明の方法によりガラスの原料である二酸化ケイ素を活性化し、このようにして得られた活性化された二酸化ケイ素を用いてガラスを製造することができる。このようにして製造されたガラスは本発明の活性化された物質として作用を有している。
本発明のプラウ触媒を製造するための装置としては、加圧できる容器であれば特に制限はない。装置としては第１図および第２図に示す装置を例示することができる。第１図は製造装置を上から見た図であり、第２図はその断面図である。
製造装置１は、略円筒状の形状であり、その上部には、蓋２があり、蓋２には蓋ロックハンドル３が取り付けられており、蓋２はオーリングシール４でシールされて加圧可能になっている。装置１の上部には加圧空気供給口５、リリーフバルブ９、及び液体取り出し口６が設けられている。装置１の内部にはサクションパイプ７が導入されている。装置１はプロテクター８により補強されている。
製造装置１の中に０．００２％〜０．０２％の濃度の木酢液及び／又は竹酢液を入れ、活性化される物質として、例えばガラスの原料である二酸化ケイ素を添加して、オーリングシール４と共に蓋２を締める。蓋ロックハンドル３でロックした後、加圧空気供給口５から加圧空気を注入して、８気圧で３０℃に保つ。この状態で約４８時間維持することにより二酸化ケイ素が活性され、プラウ触媒機能をもったガラスの原料となる。活性化された二酸化ケイ素をガラスビーズの生産量の５％を添加することにより、製造されたガラスビーズ全量がプラウ触媒となる。
一般にこのような活性化された物質を用いて、これを原材料として次の物質を製造する場合には、原材料として０．０１重量％以上、好ましくは０．０１重量％〜８０重量％、０．１％以上、１〜８０重量％、より好ましくは１〜５０重量％、１〜２０重量％、１〜１０重量％程度が選択される。
本発明は、このようにして活性化された物質（プラウ触媒）を用いて低級アルコールを活性化する方法に関する。本発明の活性化された低級アルコールは、前記してきたプラウ触媒に低級アルコールを接触させて製造することができる。例えば、貯蔵槽などの容器に低級アルコールを入れ、その中にプラウ触媒を入れておくことにより製造することができる。好ましい製造方法としては、プラウ触媒を充填した容器に低級アルコールを循環させて、全ての低級アルコールが十分にプラウ触媒と接触できるように、循環ポンプなどを使用して低級アルコールを循環する方法が挙げられる。
本発明の方法におけるプラウ触媒と低級アルコールとの接触時間には特に制限はないが、活性化が十分に移行できる時間接触させておくのが好ましい。
本発明の低級アルコールとしては、炭素数１〜１５、炭素数１〜１０、又は炭素数１〜８の直鎖状又は分枝状の脂肪族飽和低級アルコールが好ましい。好ましい低級アルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｉ−ブチルアルコール、第三級ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコールなどの常温で液状のアルコールが挙げられるが、これらに限定されるものではない。人間や生物に対する安全性、価格の点からエチルアルコール、ｉ−ブチルアルコールなどが好ましい。
前記の方法により活性化された本発明の活性化低級アルコールは、そのまま使用することもできるが、これを同一又は異なるアルコールにより希釈して使用することもできる。前記の方法により製造された本発明の活性化アルコールの含有率としては、０．５％以上、好ましくは０．５〜１０重量％、０．５〜５重量％の範囲で含有することができる。通常は活性化されたアルコールと同一のアルコールを用いて、活性化アルコールが１〜３重量％になるように希釈して使用される。
本発明の燃料添加剤は、前記した方法により活性化された低級アルコール、又は活性化された低級アルコールの濃度が０．５〜１０重量％になるように希釈された低級アルコールの１種又は２種以上を含有することを特徴とするものである。経済的な観点からは、約０．５〜３重量％の活性化された低級アルコールを含有する低級アルコールを使用するのが好ましく、この程度の濃度で十分本発明の効果を奏することができる。
本発明の燃料添加剤は、前記した方法により活性化された低級アルコール、又は活性化された低級アルコールの濃度が０．５〜１０重量％になるように希釈された低級アルコールの１種又は２種以上を、少なくとも１重量％以上、好ましくは１〜１００重量％、１〜８０重量、３〜５０重量％、３〜４０重量％、又は５〜４０重量％含有してなるものである。本発明の燃料添加剤は、前記した低級アルコールの他に、燃料となる成分、又は燃料の性質改善剤などを含有していてもよい。例えば、メチル−ｔｅｒｔ−ブチル−エーテルなどのエーテル系化合物、ブタノールやメタノールなどの低級アルコール、トルエンやベンゼンなどの炭化水素類、ナフサや石油エーテルなどの石油留分などを含有していてもよい。また、水分除去剤や、アンチノック剤などの性質改善剤をさらに含有していてもよい。
本発明は、前記した本発明の燃料添加剤を含有してなる燃料組成物を提供するものである。本発明の燃料としては、自動車、船、飛行機などに使用される内燃機関に使用される燃料が好ましいが、ボイラーなどに使用される燃料に使用することもできる。このような燃料としては、例えばガソリン、軽油、重油などが挙げられる。
本発明の燃料組成物は、燃料に対して任意の割合で前記した本発明の燃料添加剤を添加してなるものである。混合割合には特に制限はないが、例えば、５〜８０重量％、５〜７０重量、好ましくは５〜２０重量％、通常は５〜１０重量％の範囲で使用される。
また、本発明の燃料組成物は、ガソリン、軽油、重油などの燃料、及び前記してきた本発明の燃料添加剤の他に、他の燃料成分を含有していてもよい。他の燃料成分としては、メチル−ｔｅｒｔ−ブチル−エーテルなどのエーテル系化合物、ブタノールやメタノールなどの低級アルコール、トルエンやベンゼンなどの炭化水素類、ナフサや石油エーテルなどの石油留分などが挙げられる。
本発明の燃料添加剤は、低級アルコールを主成分とするものであり、ガソリン、軽油、重油などの燃料の多くは炭化水素類であることから、低級アルコールの濃度が高くなると一般に相分離が起きる可能性があるが、本発明の活性化された低級アルコールを使用すれば、低級アルコールの濃度が７０重量％であっても長期間にわたって安定に保存することができる。例えば、
本発明の活性化されたエタノールを１重量％含有するエタノール：６５重量％、
ブタノール：５重量％、及び、
ガソリン：３０重量％
からなる燃料組成物は、常温で４年間保存しておいても相分離は観察されていない。また、この燃料組成物を−２０℃で２４時間冷却しても相分離は観察されなかった。
このように、安定な燃料組成物を提供することができることも、本発明のおおきな特徴のひとつである。
また、本発明の燃料組成物、又は本発明の燃料添加剤を添加してなる燃料は、排気ガス中から有害な成分の排出を抑制できる。例えば、次の組成の本発明の燃料添加剤を製造して、その性能を試験した。
燃料添加剤（プラウＦＡ）：
活性化されたイソブタノールを１重量％含有するイソブタノール：５重量％、
エタノール ： ６５重量％
ナフサ・ラフィネート ： ３０重量％
この燃料添加剤（プラウＦＡ）を７重量％含有するガソリンと、全く含有していない対照のガンソリを用いて、型式：Ｅ−ＧＸ−１１０エンジン（トヨタ）により１０・１５モードでの試験を行った。その結果を次の表２に示す。
この結果、燃費はいずれも１０．２ｋｍ／Ｌで同じであったが、一酸化炭素（ＣＯ）の排出量は、無添加のガソリンでは０．８０ｇ／ｋｍであったのに対して、本発明の燃料添加剤を添加したガソリンでは、０．４１ｇ／ｋｍと約半減していた。炭化水素（ＨＣ）の排出量においても、無添加のガソリンでは０．１０ｇ／ｋｍであったのに対して、本発明の燃料添加剤を添加したガソリンでは、０．０４ｇ／ｋｍと約半減していた。窒素酸化物（ＮＯｘ）や二酸化炭素（ＣＯ２）では両者におおきな差はみられなかった。
本発明の燃料添加剤を含有するガソリンは、合計で約５重量％の低級アルコールを含有するものであるが、この程度の通常の低級アルコールの含有率では排気ガスの成分に大きな変化が現れることは無いことから、以上の結果は、本発明の方法により活性化された低級アルコールの効果ということになる。即ち、本発明の燃料添加剤を使用することにより、燃料の燃費に大きな影響を与えることなく、排気ガス中の一酸化炭素や炭化水素の排出量を約半分に減少させることができることになる。
本発明のプラウ触媒により活性化された低級アルコールの効果は、前記してきたように、極めて優れてものである。その作用機構の詳細は必ずしも明確ではないが、プラウ触媒の作用を受けやすいと考えられる水素原子を有する低級アルコールがプラウ触媒により活性化され、活性化された低級アルコールの成分が燃料の燃焼に何らかの作用をしているものと考えられる。活性化された低級アルコールの水酸基部分の水素原子が、燃料の炭化水素の水素原子や、空気中の酸素原子などと何らかの相互作用をして、より完全な燃焼を誘導するものと考えられる。その結果、排気ガス中の不完全燃焼の残渣と考えられる一酸化炭素や炭化水素の量が減少したものと考えられる。
なお、特願２００２−３７９８８５明細書に記載された内容を、本明細書にすべて取り込む。
【実施例】
以下、参考例及び実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
参考例１ ガラス製品からなるプラウ触媒の製造
（１） 二酸化ケイ素の活性化
第１図及び第２図に示した装置１を用いて、ガラスの原料である二酸化ケイ素をプラウ触媒に活性化した。
水道水１０Ｌに対し、木酢液、竹酢液の混合液の濃度が０．０５％となるように調製した溶液を装置１に入れ、その中にガラスの原料である二酸化ケイ素を１０ｋｇ入れて蓋２を締めて、加圧空気を導入して８気圧とした。
３０℃で４８時間、この状態で維持した後、装置１から活性化された二酸化ケイ素を取り出した。
（２） ガラスビー玉、ガラスビーズからなるプラウ触媒の製造
ガラスビー玉、ガラスビーズ製造時に、実施例１で活性化された二酸化ケイ素をガラスビーズを製造する量の５％となるように調製し、ガラスビー玉、ガラスビーズからなるプラウ触媒を製造した。
実施例１ プラウ触媒により活性化されたイソブタノールの製造
容積６００ｍｌの容器に参考例１で製造したガラスビー玉及びガラスビーズからなるプラウ触媒を、それぞれ４００ｇを充填し、５５０Ｌの貯蔵槽に貯蔵したイソブタノール１００Ｌを流速１０Ｌ／分で、４８時間循環させてプラウ触媒で活性化されたイソブタノール１００Ｌを製造した。
実施例２ プラウ触媒により活性化されたエタノールの製造
容積６００ｍｌの容器に参考例１で製造したガラスビー玉及びガラスビーズからなるプラウ触媒を、それぞれ４００ｇを充填し、５５０Ｌの貯蔵槽に貯蔵したエタノール１００Ｌを流速１０Ｌ／分で、４８時間循環させてプラウ触媒で活性化されたエタノール１００Ｌを製造した。
実施例３ 活性化されたイソブタノールを含有するイソブタノールの製造
実施例１に記載の方法で製造されたイソブタノール０．１Ｌを、イソブタノール９．９Ｌ中に加えて、良く撹拌して、活性化されたイソブタノールを１重量％含有する本発明の活性化イソブタノール１０Ｌを製造した。
実施例４ 活性化されたエタノールを含有するエタノールの製造
実施例２に記載の方法で製造されたエタノール０．１Ｌを、エタノール９．９Ｌ中に加えて、良く撹拌して、活性化されたエタノールを１重量％含有する本発明の活性化エタノール１０Ｌを製造した。
実施例５ 燃料添加剤プラウＦＡの製造
実施例３で製造した活性化されたイソブタノールを１重量％含有するイソブタノール（比重、０．８０２）を５００ｇ、エタノール（比重、０．８１６）を６５０ｇ、及びナフサ・ラフィネート（比重、０．７３０７）を３００ｇ取り、これらを混合して撹拌して、燃料添加剤プラウＦＡを１０００ｇ製造した。
実施例６ 燃料添加剤Ｂの製造
実施例３で製造した活性化されたイソブタノールを１重量％含有するイソブタノール（比重、０．８０２）を５０ｇ、メタノールを４１０ｇ、メチル−ｔｅｒｔ−ブチル−エーテルを５０ｇ、トルエンを１００ｇ、及びナフサを３９０ｇとり、これらを混合して、燃料添加剤Ｂを製造した。
実施例７ ガソリン燃料組成物の製造
実施例５で製造した燃料添加剤プラウＦＡを重量で約７重量％になるようにレギュラーガソリンに添加して、本発明のガソリン燃料組成物を製造した。
実施例８ ガソリン燃料組成物の製造
実施例４で製造した活性化されたエタノールを１重量％含有する本発明の活性化エタノールを６５００ｇ、ブタノールを５００ｇとり、これらの混合物をガソリン３０００ｇ中に混合してガソリン燃料組成物を製造した。
このガソリン燃料組成物を常温で４年間保存してきたが、未だに相分離を起こしていない。また、この燃料組成物を−２０℃で、２４時間冷却したが、相分離は生じなかった。
試験例１
実施例７で製造したガソリン燃料組成物、及びレギュラーガソリンを使用して東京都環境科学研究所にて排気ガス及び燃費の試験を行った。
使用した自動車：型式Ｅ−ＧＸ１００（トヨタ）
エンジン排気量 １９８８ｃｃ
圧縮比 ９．６
最大出力 １４０ｐｓ／５６００ｒｐｍ
試験条件 ： １０・１５モード
試験室温度 ： ２２．２℃
試験室相対湿度： ５５．２％
試験室大気圧 ： ７５９．０ｍｍＨｇ
試験機器 ： 小型シャシダイナモメータ（日立製作所）
排気ガス測定器： ＭＥＸＡ−９２００、ＭＥＸＡ−９５００Ｇ（堀場製作所）
ＣＶＳ装置（ＣＦＶ）： ＣＶＳ−９２００（堀場製作所）
（１） レギュラーガソリンを用いた試験結果
まず、レギュラーガソリンを用いて試験した。
ガス採取量 ： ６．０８４ｍ３／分
希釈排出ガス量： ６６．９２８ｍ３
希釈率 ： １６．０１４
であり、カーボンバランスによる燃料消費率は、１０．２３ｋｍ／Ｌであった。
排気ガスの分析の結果を次の表３に示す。
（２） 実施例７で製造したガソリン燃料組成物を用いた試験結果
次に、実施例７で製造したガソリン燃料組成物を用いて試験した。
ガス採取量 ： ６．０６５ｍ３／分
希釈排出ガス量： ６６．７１０ｍ３
希釈率 ： １５．９２４
であり、カーボンバランスによる燃料消費率は、１０．２２ｋｍ／Ｌであった。
排気ガスの分析の結果を次の表４に示す。
【産業上の利用可能性】
本発明は、プラウ触媒で活性化された低級アルコール、それを用いた燃料添加剤、及び燃料組成物を提供するものである。本発明の燃料添加剤を使用した燃料や、本発明の燃料組成物は、従来の燃料の燃費などの性能を下げることなく、排気ガスの有害成分を大幅に減少させることができ、内燃機関などによる大気汚染を防止することができ、環境にやさしい燃料組成物を提供することができる。また、本発明の燃料添加剤は、燃料を比較的高濃度で混合することができ、混合後も長期間にわたって安定していることから、化石燃料の使用量を減少させた、環境にやさしい燃料組成物を提供するものである。
【図１】
【図２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木酢液及び／又は竹酢液の存在下で、加温、加圧することにより活性化された物質、又は当該物質の加工物に低級アルコールを接触させることからなる、低級アルコールを活性化させる方法。
【請求項２】
物質が、セラミックス、天然石、ガラス、二酸化ケイ素などの無機物質類、アルミニューム、チタン、ステンレス、鉄等の金属類、金、銀等の貴金属類、樹脂などの有機物質類からなる群から選ばれる物質である請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項３】
加圧が、５〜５０気圧である請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。
【請求項４】
木酢液が、広葉樹、針葉樹等からの木酢液である請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の方法において、活性化された物質が二酸化ケイ素であり、その加工物がガラスである請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の方法により活性化された低級アルコール。
【請求項７】
低級アルコールが、エタノール及び／又はイソブタノールである請求の範囲第６項に記載の活性化された低級アルコール。
【請求項８】
請求の範囲第６項又は第７項に記載の活性化された低級アルコールを、０．５％以上含有している低級アルコール。
【請求項９】
活性化された低級アルコールの含有量が、０．５〜１０重量％である請求の範囲第８項に記載の低級アルコール。
【請求項１０】
請求の範囲第８項又は第９項に記載の低級アルコールの１種又は２種以上を含有してなる燃料添加剤。
【請求項１１】
請求の範囲第８項又は第９項に記載の低級アルコールの１種又は２種以上を１〜８０重量％含有してなる燃料添加剤。
【請求項１２】
さらに、石油留分を含有してなる請求の範囲第１０項又は第１１項に記載の燃料添加剤。
【請求項１３】
燃料、及び請求の範囲第１０項〜第１２項のいずれかに記載の燃料添加剤を含有してなる燃料組成物。
【請求項１４】
燃料添加剤の含有量が、５〜７０重量％である請求の範囲第１３項に記載の燃料組成物。
【請求項１５】
燃料が、ガソリン、軽油、又は重油である請求の範囲第１３項又は第１４項に記載の燃料組成物。
【請求項１】
木酢液及び／又は竹酢液の存在下で、加温、加圧することにより活性化された物質、又は当該物質の加工物に低級アルコールを接触させることからなる、低級アルコールを活性化させる方法。
【請求項２】
物質が、セラミックス、天然石、ガラス、二酸化ケイ素などの無機物質類、アルミニューム、チタン、ステンレス、鉄等の金属類、金、銀等の貴金属類、樹脂などの有機物質類からなる群から選ばれる物質である請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項３】
加圧が、５〜５０気圧である請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。
【請求項４】
木酢液が、広葉樹、針葉樹等からの木酢液である請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の方法において、活性化された物質が二酸化ケイ素であり、その加工物がガラスである請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の方法により活性化された低級アルコール。
【請求項７】
低級アルコールが、エタノール及び／又はイソブタノールである請求の範囲第６項に記載の活性化された低級アルコール。
【請求項８】
請求の範囲第６項又は第７項に記載の活性化された低級アルコールを、０．５％以上含有している低級アルコール。
【請求項９】
活性化された低級アルコールの含有量が、０．５〜１０重量％である請求の範囲第８項に記載の低級アルコール。
【請求項１０】
請求の範囲第８項又は第９項に記載の低級アルコールの１種又は２種以上を含有してなる燃料添加剤。
【請求項１１】
請求の範囲第８項又は第９項に記載の低級アルコールの１種又は２種以上を１〜８０重量％含有してなる燃料添加剤。
【請求項１２】
さらに、石油留分を含有してなる請求の範囲第１０項又は第１１項に記載の燃料添加剤。
【請求項１３】
燃料、及び請求の範囲第１０項〜第１２項のいずれかに記載の燃料添加剤を含有してなる燃料組成物。
【請求項１４】
燃料添加剤の含有量が、５〜７０重量％である請求の範囲第１３項に記載の燃料組成物。
【請求項１５】
燃料が、ガソリン、軽油、又は重油である請求の範囲第１３項又は第１４項に記載の燃料組成物。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０６１０５６
【国際公開日】平成１６年７月２２日（２００４．７．２２）
【発行日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５６４５０４（Ｐ２００４−５６４５０４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１６４５７
【国際出願日】平成１５年１２月２２日（２００３．１２．２２）
【出願人】（５９２００５８９２）
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１６年７月２２日（２００４．７．２２）
【発行日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１６４５７
【国際出願日】平成１５年１２月２２日（２００３．１２．２２）
【出願人】（５９２００５８９２）
【Ｆターム（参考）】
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