JPH09302324A - 水性媒体用摩擦抵抗低減剤及び該低減剤を用いた水性媒体の摩擦抵抗低減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温から高温にわたる広い温度範囲で水性媒
体の摩擦抵抗を低減できる添加剤を提供すること。 【解決手段】 オレイルジメチルアミンオキシドを含有
する水性媒体用摩擦抵抗低減剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乱流水性媒体の摩
擦抵抗を減少させるための添加剤、特に、管内乱流の摩
擦抵抗を低温から高温にわたる広い温度範囲で減少させ
ることができる摩擦抵抗低減剤及び該摩擦抵抗低減剤を
用いる摩擦抵抗の低減方法に関するものである。

【従来の技術】管内乱流に少量の特定物質を添加すると
摩擦抵抗が減少することは、抗力減少効果として一般に
知られている。このような抗力減少効果を発揮する物
質、すなわち抗力減少剤として、高分子化合物を使用す
ることが知られており、米国特許第３，９６１，６３９
号公報にはポリエチレンオキサイドが開示されており、
又特開昭５６−２８２６２号公報にはポリアクリルアミ
ドなどの使用が開示されている。しかしながら、高分子
化合物はポンプや曲がった管内を流れる際に高分子鎖の
切断が起こり、抗力減少効果を示さなくなる欠点があ
る。従って高分子化合物はその機械的劣化により抗力減
少剤として長期間使用することができない。これに対し
て界面活性剤を添加することによる抗力減少方法が考え
られている。界面活性剤は水性媒体中でミセルを形成し
て抗力減少効果を発揮すると考えられており機械的劣化
を起こさないので抗力減少剤として長期間使用すること
が可能である。

【０００２】特公平４−６２３１号公報には粘弾性界面
活性剤と有機電解質を併用する方法が記載されている
が、かかる粘弾性界面活性剤のすべてが抗力減少効果を
発揮するわけではない。また、特公平５−４７５３４号
公報にはアルキルトリメチルアンモニウム塩、ピリジウ
ム塩などの界面活性剤、特開昭６０−１５２４４８号公
報にはアルキルジメチルポリオキシエチルアンモニウム
塩などの界面活性剤を抗力減少剤として使用する方法が
記載されている。これらの方法は、室温から高温域にか
けて抗力減少効果が認められるもののその効果は十分で
はなく、しかも低温域では、溶解性が著しく劣り結晶が
析出し、抗力減少効果が著しく阻害されるといった問題
がある。さらに、特開昭６０−９９１９９号公報にはオ
レイルジ（ヒドロキシエチル）アミンオキシドなどの界
面活性剤を抗力減少剤として使用する方法が記載されて
いる。この方法では腐食性のハロゲンイオンを含有しな
い利点があるものの、添加量を多く必要とし、しかもそ
の抗力減少効果は不十分である問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低温から高
温にわたる広い温度範囲で水性媒体の摩擦抵抗を低減で
きる添加剤及び該添加剤を用いた水性媒体の摩擦抵抗低
減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】本発明は、分子内に不飽
和結合を有するオレイルジメチルアミンオキシドを用い
ると上記課題を効率的に解決できるとの知見に基づいて
なされたのである。すなわち、本発明は、オレイルジメ
チルアミンオキシドを含有することを特徴とする水性媒
体用摩擦抵抗低減剤を提供する。本発明は、又、水性媒
体に上記摩擦抵抗低減剤を加えることを特徴とする水性
媒体の摩擦抵抗低減方法を提供する。

【０００４】

【発明の実施の形態】本発明で用いるオレイルジメチル
アミンオキシドの添加量は水性媒体に対して0.００１〜
５重量％が好適であり、より好ましくは0.０１〜１重量
％である。本発明の摩擦抵抗低減剤の抗力減少効果の試
験は通常の方法で、直径Ｄの管に界面活性剤の水溶液を
流して、平均流速ｕ_avと圧力損失△Ｐとの関係を調べる
ことによって行うことができる。これらの測定値からレ
イノルズ数Ｒｅと摩擦係数ｆを求める。 Ｒｅ＝（Ｄｕ_avρ）／μ 但し、ρは密度、μは粘度を表す。通例にはρおよびμ
については水の値が用いられる。 ｆ＝（１×Ｄ×２△Ｐ）／（４×Ｌ×ρｕ_av ² ） 但し、Ｌは圧力取り出し間隔を表す。本発明の摩擦抵抗
低減剤は、上記オレイルジメチルアミンオキシドに加え
て不飽和結合基を含まないアルキルジメチルアミンオキ
シドなども含有することができる。

【０００５】また、さらに水性媒体の様々な目的に応じ
てアミン等の防錆剤やエチレングリコール等の溶剤など
を含有させることができる。本発明の摩擦抵抗低減剤
は、上記成分の混合物として、又は水で希釈して上記成
分を２０重量％以上含有する濃縮物とすることができ
る。又、本発明の摩擦抵抗低減方法を行うにあたって、
本発明の摩擦抵抗低減剤をそのまま、又は所望の濃度に
希釈して対象とする流体に添加するのがよい。

【発明の効果】本発明の摩擦抵抗低減剤及び低減方法
は、流体輸送において配管設備費の低減、ポンプ所要動
力の低減に有効である。特に、機械的劣化がなく、低温
から高温の広い温度範囲で使用できることから、循環使
用される流体中、例えば、各種工業プラントの加熱、冷
却系、地域冷暖房システムに利用できる。次ぎに実施例
により本発明を説明する。

【０００６】

【実施例】

実施例１ ５００ｐｐｍのオレイルジメチルアミンオキシド（ＯＤ
ＭＡＯ）を溶解した水溶液を、内径１1.４ｍｍのステン
レス製円管中で循環させ、５０℃における抗力減少効果
を測定した。すなわち、円管内乱流におけるレイノルズ
数Ｒｅを水溶液の流量から、摩擦係数ｆを圧力損失から
算出した。 比較例１ 実施例１と同様の測定装置を用いて、オレイルジメチル
アミンオキシドの代わりに２０００ｐｐｍのオレイルジ
（ヒドロキシエチル）アミンオキシド（ＯＤＨＡＯ）を
用いた以外は実施例１と同様にしてレイノルズ数と摩擦
係数を測定した。 比較例２ 実施例１と同様の測定装置を用いて水性媒体用摩擦抵抗
低減剤を用いないことを除き実施例１と同様にしてレイ
ノルズ数と摩擦係数を測定した。結果をまとめて表−１
に示す。

【０００７】

【表１】 表−１ ────────────────────────────── 本発明No1 比較例１ 比較例２ ＯＤＭＡＯ 濃度(PPM) 500 0 0 ＯＤＨＡＯ 濃度(PPM) 0 2000 0 レイノルズ数(Re) 100000 105000 100000 130000 145000 140000 180000 185000 180000 摩擦係数(f) 0.0014 0.0033 0.0066 0.0012 0.0029 0.0064 0.0017 0.0034 0.0060

【０００８】実施例２ 実施例１と同様の測定装置において、５００ｐｐｍのオ
レイルジメチルアミンオキシドを溶解した水溶液を用い
て、水溶液の温度を変えてレイノルズ数と摩擦係数を測
定した。 比較例３ 実施例１と同様の測定装置を用いて５℃において、オレ
イルジメチルアミンオキシドの代わりにステアリルトリ
メチルアンモニウムクロライド（ＳＴＡＣ）及びサリチ
ル酸ナトリウム（ＮａＳａ）を用いた以外は実施例２と
同様にしてレイノルズ数と摩擦係数を測定した。結果を
まとめて表−２に示す。

【０００９】

【表２】 表−２ ─────────────────────────────────── 本発明No2 本発明No3 本発明No4 比較例３ ＯＤＭＡＯ 濃度(PPM) 500 500 500 0 ＳＴＡＣ 濃度(PPM) 0 0 0 500 ＮａＳａ 濃度(PPM) 0 0 0 300 温度（℃） 2 10 25 5 レイノルズ数(Re) 4000 5000 9000 5000 5500 7000 14000 8000 7000 9000 15000 11500 摩擦係数(f) 0.0070 0.0067 0.0035 0.0091 0.0050 0.0045 0.0018 0.0084 0.0070 0.0054 0.0022 0.0073

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 均 神奈川県横浜市戸塚区名瀬町790−48 (72)発明者 川島 晶子 東京都江戸川区西瑞江３−33−６ ピアク レスト307

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オレイルジメチルアミンオキシドを含有
   することを特徴とする水性媒体用摩擦抵抗低減剤。
2. 【請求項２】 水性媒体に請求項１記載の摩擦抵抗低減
   剤を加えることを特徴とする水性媒体の摩擦抵抗低減方
   法。