JP2002097461A - エンジン不凍液組成物 - Google Patents

エンジン不凍液組成物

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JP2002097461A
JP2002097461A JP2001192689A JP2001192689A JP2002097461A JP 2002097461 A JP2002097461 A JP 2002097461A JP 2001192689 A JP2001192689 A JP 2001192689A JP 2001192689 A JP2001192689 A JP 2001192689A JP 2002097461 A JP2002097461 A JP 2002097461A
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coolant
coolant composition
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JP2001192689A
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R Douglas Hudgens
アール・ダグラス・ハジェンス
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/20—Antifreeze additives therefor, e.g. for radiator liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却液組成物を改良し、また冷却液組成物に
関連する腐食を低減する方法を提供する。 【解決手段】 不凍液組成物は冷却液の凝固点温度を下
げ、そして冷却装置に関連する金属成分の腐食を抑制す
るために、冷却装置における水又は他の適当な冷却液に
添加できる。この不凍液組成物は、限定はされないが、
硬水を使用する場合に、特に好適する。この不凍液組成
物はアジピン酸を含み、また安息香酸及び１又はそれ以
上のＣ9〜Ｃ12ジカルボン酸又はこれらの酸の塩の少な
くとも１つを含む有機酸成分を含む。この不凍液組成物
はまた他の耐食性添加剤及び種々の緩衝剤を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷却液組成物に関す
る。特に、限定はされないが、本発明は燃焼エンジンに
用いられる耐食性添加剤を含む冷却液組成物及び冷却装
置の成分腐食を抑制する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、冷却液組成物はエチレングリコ
ール又はプロピレングリコール又はそれらの誘導体を用
いて調製され、また冷却液装置の腐食を抑制及び低減す
る特定の添加剤を含有する。高性能エンジン、特にヘビ
ーデューティーディーゼルエンジンの出現により、これ
らのエンジンの増大した構成成分は多種類の材料から製
造されて、重量を低下させ、そして効率を向上させるた
め、特殊な冷却液配合物が望まれている。同様に、これ
らのエンジン中を流れる冷却液は種々の物質と接触す
る。一般に、添加剤は１又はそれ以上の選ばれた材料を
保護することができるような、特定の利点を提供するた
めに選定される。また添加剤が互いの利点が生じるよう
に選定されることは珍しくはない。冷却液組成物が調製
される特殊性にもかかわらず、大部分の運転者は硬水を
冷却装置に注入するため、多くの添加剤に関連する利点
が失われる。硬水は冷却装置を最初に満たす時に、又は
運転者が冷却装置を使用中に充填する時に添加できる。
【０００３】世界の多くの地域で、冷却装置に使用する
適切な水に出会うことは容易ではない。硬水は数多くの
鉱物、特にカルシウム、マグネシウム、及び鉄塩を含有
する。これらの鉱物は効き目を失わせる原因となり、冷
却液組成物の寿命を低下させるであろう。この効き目の
損失は1か月に１０，０００マイルを超えて走行するヘ
ビーデューティーディーゼルトラックに特に有害であ
る。効果のない冷却液組成物はエンジンの寿命を短縮
し、冷却装置の内部通路を詰らせ、シリンダーライナー
の点食(pitting)及び水ポンプのキャビテーションを発
生させ、その結果、エンジンの分解修理の費用が増大す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、上述の問題を
考慮すると、冷却液組成物の改良と冷却液組成物に関連
する腐食を低減する改良された方法が求められている。
本発明はこのような改良を実現し、また多様な利益と利
点を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は新規な冷却液組
成物、その製法及び用途に関する。本発明の種々の態様
は新規で、非自明であり、そして種々の利点を提供す
る。本発明の保護される本質は添付のクレイムによって
のみ決定できるが、好ましい態様を以下に簡単に記述す
る。
【０００６】一つの態様では、本発明は冷却装置に使用
できるエンジン冷却液組成物を提供する。このエンジン
冷却液組成物は有機酸成分又はその塩を含む。この有機
酸成分はＣ4〜Ｃ6ジカルボン酸を含み、そして安息香酸
又はＣ9〜Ｃ12脂肪族ジカルボン酸の少なくとも１つを
含む。また前記エンジン冷却液はモリブデン酸塩を含
み、またメルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾ
ール、トリルトリアゾール、亜硝酸塩、硝酸塩、及びケ
イ酸塩の少なくとも１つを含む耐食性添加剤を含み、ま
たホウ酸塩及び／又はリン酸塩の少なくとも１つのナト
リウム塩を含む緩衝液成分を含み、そして凝固点降下剤
を含む。一つの態様では、前記冷却液組成物の有機酸成
分はアジピン酸、安息香酸、そして任意にＣ9〜Ｃ12脂
肪族ジカルボン酸を含む。別の態様では、前記冷却液組
成物はモリブデン酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩を含み、また
メルカプトベンゾチアゾール又はトリルトリアゾールの
少なくとも１つを含み、そして緩衝剤を含む。
【０００７】その他の態様では、本発明は有機酸成分又
はその塩を含むエンジン冷却液組成物を提供する。この
有機酸成分はアジピン酸を含み、また安息香酸及びＣ9
〜Ｃ1 2脂肪族ジカルボン酸、又はこれらの酸の塩の少な
くとも１つを含み、またモリブデン酸塩を含む耐食性添
加剤であって、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾト
リアゾール、トリルトリアゾール、亜硝酸塩、硝酸塩、
及びケイ酸塩の少なくとも１つを含む耐食性添加剤を含
み、またホウ酸塩又はリン酸塩の少なくとも１つを含む
緩衝液成分を含み、そして硬水を含む。
【０００８】更に別の態様では、本発明は硬水を含有す
る循環液体冷却液を有する冷却装置の金属表面の腐食を
低減する方法を提供する。この方法は前記液体冷却液に
添加剤を添加することを含む。この添加剤は有機酸成分
又はその塩、耐食性添加剤、及び緩衝剤を含むことがで
きる。前記有機酸成分はＣ4〜Ｃ6ジカルボン酸と、安息
香酸又はＣ9〜Ｃ12脂肪族ジカルボン酸の少なくとも１
つと、を含む混合物を含有できる。前記耐食性添加剤は
モリブデン酸塩を含み、またメルカプトベンゾチアゾー
ル、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、亜硝酸
塩、硝酸塩、及びケイ酸塩から成る群から選ばれる少な
くとも１つの化合物を含むことができる。
【０００９】その他の目的、特徴、形態、態様、利益、
利点は本明細書に含まれる記述および図面から明らかに
なるであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の原理の理解を増進するた
めに、具体例を示し、またこれを理解するために特定の
用語を使用する。しかしながら、本発明の範囲はこれに
より限定されないことを理解すべきである。本発明で記
述された方法、システム又は装置における変更及び修
正、及び本発明の原理の応用は本発明に関連する技術の
専門家に容易に実施できるであろう。
【００１１】一般に、本発明は、ヘビーデューティーデ
ィーゼルエンジン、ライトデューティートラック及び乗
用車のエンジン冷却液組成物に関する。本発明は更に種
々の他の有益な用途、例えば、伝熱の用途、好ましくは
水性ベースの、又はアルコールベースの（グリコール類
を含む）、又は別の相溶性の伝熱媒体を用いた用途を提
供できる。前記冷却液組成物は優れた不凍液能力を有
し、従ってエンジン冷却液が凝固又は凍り始める温度を
低下させる。好ましい態様において、本発明はＣ 4〜Ｃ6
ジカルボン酸から成る有機酸成分及び少なくとも１つの
別の有機酸を他の耐食性添加剤及び緩衝剤と組合せて含
有し、これにより金属成分の腐食を低減し、そして内燃
装置の通路の詰りを低減する。ある好ましい態様は意外
にも硬水の存在下で耐食性が向上したことを示した。
【００１２】本出願で使用される用語の“硬水”は種々
の鉱物又は無機塩、特に陽イオンアルカリ金属塩、例え
ば、カルシウム塩、マグネシウム塩、鉄塩を含有する水
として理解される。硬水は一般に、硬度レベルに換算し
て評価され、この硬度レベルはしばしば百万分率（ｐｐ
ｍ）で表示される。硬度は種々の商業的に入手できる水
テストキット、例えば、Fleetguard株式会社から商標の
Monitor Cとして販売されるテストキットを用いて測定
される。水は約１７０ｐｐｍ以上の硬度レベルで硬質で
あると判断され、また約３００ｐｐｍ以上の硬度レベル
で極めて硬質であると判断される。
【００１３】本発明のエンジン冷却液組成物の好ましい
組成は、硬水に基づく腐食を低減するために、有機酸、
耐食剤、及び緩衝剤の特殊な組合せを含む。これにより
薬剤を低濃度で選定できる利点が得られ、有効な耐食性
の保護を均等化できる。本発明は冷却液装置に硬水を使
用することにより生じる塩の沈澱を低減できる利点が得
られる。
【００１４】本発明の冷却組成物は液体濃縮物として、
又はすぐ使用できる配合物として、即ち、予め希釈され
た配合物として供給できる。すぐ使用できる配合物は冷
却装置において“そのままで”使用できる。より好まし
くは、すぐ使用できる配合物は、容量で、約１部の配合
物対約０．４部の水〜約１部の配合物対約１．６部の水
の希釈比で水により希釈される。
【００１５】本発明のエンジン冷却液組成物は有機酸成
分と他の耐食性添加剤を含む。前記有機酸成分は著しい
耐食性と共にその他の有益な特性を付与することを理解
すべきである。前記有機酸成分はＣ4〜Ｃ6脂肪族ジカル
ボン酸と、芳香族カルボン酸及びＣ9〜Ｃ12ジカルボン
酸又はこれらの酸の塩とから実質的に構成される。前記
耐食性添加剤は無機及び有機の薬剤の組合せであっても
よい。
【００１６】本発明に使用されるＣ4〜Ｃ6脂肪族ジカル
ボン酸の具体例はマレイン酸、コハク酸、及びアジピン
酸を含む。より好ましくは、前記有機酸成分はアジピン
酸を含む。Ｃ4〜Ｃ6脂肪族ジカルボン酸は冷却装置の金
属表面の腐食を抑制するのに十分な量で冷却液組成物中
に含有される。好ましくは、冷却液組成物は遊離酸とし
て測定され、そして冷却液組成物の合計重量に基づい
て、約０．１重量％〜約５重量％の量でＣ4〜Ｃ6脂肪族
ジカルボン酸を含有する。より好ましくは、冷却液組成
物は約０．１重量％〜約１重量％のアジピン酸を含有
し、更により好ましくは、冷却液組成物は約０．１重量
％〜約０．５重量％のアジピン酸を含有する。冷却液組
成物が少量のアジピン酸を含有する場合、冷却液組成物
は、特に冷却液組成物が硬水と組合される場合、極めて
優れた耐食性を示すことが意外にも判明した。
【００１７】また前記有機酸は芳香族カルボン酸を含有
できる。好ましくは、芳香族カルボン酸は安息香酸又は
その塩を含むように選択される。冷却液組成物は芳香族
カルボン酸を変動量で含む。冷却液組成物がすぐ使用で
きる配合物として供給される場合、冷却液組成物は遊離
酸として測定され、そして冷却液組成物の合計重量に基
づいて、約０．１重量％〜約５重量％の安息香酸又は安
息香酸塩を含有する。より好ましくは、冷却液組成物は
約０．５重量％〜約２．５重量％の安息香酸又は安息香
酸塩を含有し、更により好ましくは、冷却液組成物は約
０．６重量％〜約１．５重量％の安息香酸又は安息香酸
塩を含有する。
【００１８】また前記有機酸はＣ9〜Ｃ12ジカルボン酸
を含有できる。好ましくは、Ｃ9〜Ｃ 12脂肪族ジカルボ
ン酸はアゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸(und
ecanedioic acid)、及びドデカン二酸(dodecanedioic a
cid)又はその塩を含むように選択される。冷却液組成物
はＣ9〜Ｃ12ジカルボン酸を変動量で含む。冷却液組成
物がすぐ使用できる配合物として供給される場合、冷却
液組成物は遊離酸として測定され、そして冷却液組成物
の合計重量に基づいて、約０．１重量％〜約５重量％の
Ｃ9〜Ｃ12ジカルボン酸又はその塩を含有する。より好
ましくは、冷却液組成物は約０．５重量％〜約２．５重
量％のＣ9〜Ｃ12ジカルボン酸又はその塩を含有し、更
により好ましくは、冷却液組成物は約１．０重量％〜約
２．０重量％のＣ9〜Ｃ12ジカルボン酸又はその塩を含
有する。本発明のその他の態様においては、冷却液組成
物は約２．０重量％〜約３．０重量％のＣ9〜Ｃ12ジカ
ルボン酸又はその塩を含有できる。
【００１９】これらの酸の塩は好ましくは、限定はされ
ないが、アンモニウム、テトラアルキルアンモニウム、
及びアルカリ金属塩であり、また、例えば、リチウム、
ナトリウム、及びカリウムの陽イオンを含む。しかし、
ナトリウム及びカリウム塩がより好ましいことが判る。
【００２０】本発明の冷却液組成物は更に耐食性添加剤
を含む。この耐食性添加剤は有機添加剤であるか、又は
無機添加剤であってもよい。有機耐食性添加剤の例はベ
ンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、メルカプトベ
ンゾチアゾール、スルホン酸塩、及びイミダゾリンを含
む。好ましくは、本発明の冷却液組成物はトリルトリア
ゾール及び／又はメルカプトベンゾチアゾールを含む。
この有機耐食性添加剤は、好ましくは、約０．０５重量
％〜約０．５重量％の変動量で含まれる。より好ましく
は、前記冷却液組成物は約０．１重量％〜約０．５重量
％のそれぞれの有機耐食性添加剤を含有する。
【００２１】また冷却液組成物は無機の耐食性添加剤を
含有できる。無機耐食性添加剤はホウ酸塩、リン酸塩、
ケイ酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、及びモリブデン酸塩を含
む。これらの無機耐食性添加剤は、すぐ使用できる配合
物用として、約０．０重量％〜約５．０重量％の範囲の
濃度で使用される。この無機耐食性添加剤は塩、好まし
くは、アンモニウム塩、テトラアルキルアンモニウム
塩、及びアルカリ金属塩として供給できる。好ましい冷
却液組成物は２又はそれ以上の種類の無機耐食性添加剤
を含有する。
【００２２】好ましい態様において、前記冷却液組成物
はモリブデン酸を含み、またメルカプトベンゾチアゾー
ル、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、ケイ酸
塩、亜硝酸塩、及び硝酸塩から成る群から選ばれる少な
くとも１つの耐食性添加剤を含む。塩基性冷却液組成物
は選択する用途に応じて変性されて、冷却液装置の成分
のアルミニウム保護を向上させる。例えば、硝酸塩及び
ケイ酸塩はアルミニウムを保護することが知られてい
る。ホウ酸塩及び亜硝酸塩は鉄金属を保護するために添
加でき、またベンゾトリアゾール及びトリルトリアゾー
ルは銅及び黄銅を保護するために添加できる。更に、ヘ
ビーデューティー用として、冷却液組成物は可変量のア
ルカリ金属亜硝酸塩を含むことができ、これによりヘビ
ーデューティーディーゼルエンジンのシリンダーライナ
ーの点食に対する保護が向上する。冷却液組成物は約
０．０重量％〜約０．５重量％のそれぞれ所望の添加剤
を含有できる。より好ましくは、冷却液組成物は約０．
０５重量％〜約０．５重量％の添加剤、更により好まし
くは約０．１重量％〜約０．５重量％の添加剤を含有で
きる。
【００２３】また冷却液組成物は緩衝剤を含有できる。
緩衝剤は公知の通常使用されている緩衝剤から選択でき
る。選択された緩衝剤は耐食性と緩衝性の両方を示すこ
とを当業者は理解できるであろう。例えば、安息香酸
塩、ホウ酸塩及びリン酸塩は特定の配合において緩衝性
と耐食性の両方を提供できる。好ましい緩衝剤の例はホ
ウ酸塩及びリン酸塩を含む。好ましい態様では、緩衝系
は混合されたリン酸塩／ホウ酸塩緩衝系を含む。エンジ
ン製造業者、政府機関及び／又は消費者は選択された緩
衝系を望むか、又は要求することを当業者は理解できる
であろう。緩衝系の選定は本発明の実施に重要ではない
が、緩衝剤は最終使用者の要望に適合するように選定で
きる。また塩基を冷却液組成物中に含有させて、所望の
ｐＨ水準にｐＨを調整できる。本発明に使用される塩基
の具体例は公知の使用されている塩基、例えば、ＫＯ
Ｈ、ＮａＯＨを含む無機塩基、及びＮａＨＣＯ3、Ｋ2Ｃ
Ｏ3及びＮａ2ＣＯ3のような弱塩基を含む。従って、緩
衝系及び塩基は約７．５〜約１１ｐＨ単位のｐＨ水準を
有する冷却液組成物を提供できるように調整できる。よ
り好ましくは、緩衝系及び塩基は約８．０〜約９．０ｐ
Ｈ単位のｐＨ水準を有する冷却液組成物を提供できるよ
うに選定される。
【００２４】十分に調整された冷却液は一般に種々の添
加剤、例えば、脱泡剤、スケール防止剤、界面活性剤、
洗浄剤、及び染料を含有する。脱泡剤の具体例はケイ素
脱泡剤のような成分（単独又は組合せ）、ポリエトキシ
化グリコール、ポリプロポキシ化グリコール、又はアセ
チレングリコールのようなアルコール類を含む。スケー
ル防止剤の具体例は、例えば、リン酸エステル、ホスフ
ィノカルボキシレート、ポリアクリレート、ポリメタク
リレート、スチレン‐無水マレイン酸、スルホネート、
無水マレイン酸共重合体、アクリレート‐スルホネート
共重合体、等の成分の単独又は組合せを含む。本発明で
使用される界面活性剤はアルキルスルホネート、アクリ
ルスルホネート、リン酸エステル、スルホスクシネー
ト、アセチレングリコール、及びエトキシ化アルコール
を単独又は組合せで含む。洗浄剤は、例えば、リン酸エ
ステル界面活性剤、ナトリウムアルキルスルホネート、
ナトリウムアリールスルホネート、ナトリウムアルキル
アリールスルホネート、線状アルキルベンゼンスルホネ
ート、アルキルフェノール、エトキシ化アルコール、カ
ルボン酸エステル、等の非イオン及び／又は陰イオン成
分を含む。
【００２５】本発明の冷却液組成物は均一な組成物を形
成するために混合される。各成分の添加順序は本発明の
実施に重要ではない。しかし、冷却液組成物が十分に混
合され、そして全ての成分が最適の性能を得るために十
分に溶解されることが望ましい。上述したように、一つ
の好ましい態様では、冷却液組成物はすぐ使用できる配
合物として、即ち、予め希釈された配合物として供給さ
れる。このように供給される場合、すぐ使用できる配合
物は更に凝固点降下剤を含有できる。この凝固点降下剤
は種々の公知及び／又は一般に使用される凝固点降下剤
から選択できる。一般に使用される具体例は、例えば、
プロパノール、モノエチレングリコール、ジエチレング
リコール、プロピレングリコール、等を含む。冷却液組
成物が調製される場合、凝固点降下剤は冷却液組成物の
合計重量に基づいて約３０重量％〜約７０重量％の量で
添加される。またすぐ使用できる冷却液組成物は可変量
の水を含有できる。
【００２６】その他の態様では、本発明の冷却液組成物
は液体濃縮物として供給できる。一般に、液体濃縮物は
アルコール又はグリコールを含み、また更に、必要では
ないが、添加剤を溶解するための少量の水を含有でき
る。液体濃縮物は冷却装置に供給され、そして液体冷却
液を形成するために水で希釈される。最適の性能を得る
ために、液体濃縮物は使用前に十分に水と混合されるべ
きである。必要ではないが、混合室としての放熱器を使
用するよりも、液体濃縮物をむしろ冷却液系に添加する
前に、冷却液と予備混合することが好ましい。
【００２７】アジピン酸を含有する冷却液組成物はこの
酸又はその塩を含まない組成物に比べて優れた耐食性を
示す。この冷却液組成物は冷却装置中の冷却液による腐
食に対してアルミニウム及び鉄金属を保護する能力を向
上させる。
【００２８】本発明の冷却組成物は硬水中で予期しない
効果又は増大した保護を与える。ディーゼルエンジン及
び乗用車のエンジンの冷却装置が冷却液媒体の一部とし
て水を含むことは異常ではない。また運転中に、冷却装
置はしばしば漏洩又は蒸発により液体を失う。従って、
運転者は水のような組成液を冷却装置に補給する。この
組成水は概して硬水であり、これは世界の多くの地域で
観察される。硬水は冷却装置の成分に多くの悪影響を与
える。この悪影響は金属表面、特に鉄及びアルミニウム
の表面の腐食を増大させる。更に、硬水はある種の耐食
性成分に対し不相溶性の問題を生じる。例えば、カルシ
ウム及びマグネシウムの塩を含有する硬水は添加剤を沈
澱又はゲル化させる。これはエンジン保護を低下させ、
そして腐食を増大させる。典型的な幹線道路用のヘビー
デューティーディーゼルエンジンの冷却装置において
は、その流量は毎分８０〜１５０ガロンの範囲内にあ
る。これは流速が毎秒８〜１０フィートに達することを
意味する。半田及びアルミニウムは高い流速の効果に敏
感であることを試験は証明した。これらの効果は固体又
はゲル化した添加剤の添加により低下する。
【００２９】アジピン酸を添加すると、硬水に接触する
アルミニウム成分の保護を極めて増大させることが予想
外に判明した。例えば、ケイ酸塩のような添加剤が冷却
液組成物から沈澱すると、溶解したケイ酸塩により既に
与えられていた望ましいアルミニウムの保護が急激に低
下する。どのような理論にも拘束はされないが、アジピ
ン酸及びその塩がアルミニウム金属の保護を極めて向上
させ、またこの効果の少なくとも一部が添加剤の沈澱を
減少させるのに寄与すると考えられる。
【００３０】アジピン酸を冷却組成物に添加すると、ア
ルカリ金属陽イオン、特にカルシウム及びマグネシウム
とキレート化するか、又は結合することにより、金属表
面の保護を向上させると考えられる。これらの陽イオン
は熱い金属表面上にスケールを蓄積させるのに貢献す
る。このスケールは冷却装置中の通路を通じて流れを劇
的に低下又は停止させる。また前記スケールは熱い金属
表面から冷却液への効率的な熱伝達を阻害するであろ
う。陽イオンのキレート化は熱い表面上のスケールの生
成を低下させ、そしてスケール蓄積の有害な効果を大幅
に低減する。
【００３１】また硬水中のアジピン酸は冷却装置の多く
の金属成分、特にアルミニウム成分上に薄い表面被膜を
形成できることが判明した。この被膜は数オングストロ
ームまでの厚さを有する。限定はされないが、この被膜
は金属表面を腐食から保護するが、熱伝達に大きくは影
響を与えない。
【００３２】使用中の冷却装置に組成水を供給すること
に加えて、運転者はしばしば追加の冷却添加剤をその冷
却装置に添加できる。一般に、追加の冷却添加剤は上述
のような種々の耐食性剤を含む。運転者が耐食性添加剤
の選択成分を与えすぎることも珍しくはない。特に、陸
上のディーゼルエンジンの冷却装置における亜硝酸塩の
水準が冷却装置のアルミニウム及び半田成分に有害にな
る水準まで増大することが判明した。本発明はアルミニ
ウム表面の保護を高めて、与えすぎによる欠点を改善す
る。またモリブデン酸塩と有機二酸が鉄金属及びシリン
ダーライニングを保護することが確認された。耐食性が
向上するため、選択された添加剤、例えば、亜硝酸塩の
濃度を低減できる。その結果、運転者が冷却装置に亜硝
酸塩を過剰に与える可能性を減少させる。
【００３３】本発明及びその利点を更に理解するため
に、下記の実施例を提供する。しかし、これらの実施例
は例示のためであり、何ら限定するものではないことが
理解されるであろう。
【００３４】
【実施例】濃縮冷却液組成物を得るために、表１に示さ
れた特定成分を塩基性不凍液溶液中で化合させることに
より表１の実施例１〜５で示す５種類の冷却液組成物を
調製した。前記塩基性不凍液溶液は最終不凍液配合物の
合計重量に基づいて、重量％で、９５％エチレングリコ
ール、ホウ酸ナトリウム（０．２０％）、モリブデン酸
ナトリウム（０．３０％）、メルカプトベンゾチアゾー
ル（ＭＢＴ）（０．４０％、５０％活性）、トリルトリ
アゾール（０．２０％）、ケイ酸ナトリウム（０．１０
％）、界面活性剤、スケール防止剤、及び脱泡剤（０．
０５％）を含有する。次にそれぞれの濃縮冷却液組成物
を約３００ｐｐｍの硬度を有し、約８．３〜約８．５の
ｐＨを有する水で希釈して、実施例１〜５で示された冷
却液組成物を得た。次いでこれらの冷却液組成物はＡＳ
ＴＭＤ‐２８０９標準テキスト法に基づき、キャビテー
ション腐食及び腐食及び浸蝕‐腐食の小規模試験に関し
て以下に示すように評価された。
【００３５】
【表１】
【００３６】侵食腐食の小規模試験方法 この試験方法は半田及びアルミニウム成分に対する高流
速の効果を評価するのに役立つ。３個の予め秤量された
束を有する取付け具が流動装置のラインに設置された。
流速及び温度は試験を通じて一定に保持された。アルミ
ニウム試験片を鋳鉄に直流接続した。試験の持続期間は
７日であった。試験の終了時に、浸食腐食に基づく減量
をアルミニウム試料について測定した。このフロースタ
ンドは１５ガロン（５７リットル）の試験溶液を毎分５
〜５０ガロン（毎分１９〜１９０リットル）の割合で流
すことができ、また３セットの試験束（１５／８インチ
（５．１ｃｍ）直径のラジエーターホース）を保持する
ことができるループを備える。試験取付け具は３セット
の試験束（長さ１７インチ（４３ｃｍ））を保持でき
る。
【００３７】Ａ．試験片及び試験溶液の調製 試験片： アルミニウム及び鋳鉄のサンプルはＡＳＴＭ
Ｄ‐１３８４ガラス器試験で使用された形式のものであ
る。試験用の種々のアルミニウム合金はアラバマ州、Mu
nfordのMetal Samples株式会社から入手できる。このサ
ンプルは試験前にこれらをアセトン中に入れてプロセス
油を除去することにより清浄化された。これらのサンプ
ルを吸収性のタオルに包み、そして乾燥のためにデキケ
ーターに入れた。試験溶液は不凍液とＳＣＡ配合物を３
００ｐｐｍの硬水中で化合させることにより調製され
た。この硬水はリットル当り２７７ｍｇのＣａＣｌ2、
１２３ｍｇのＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、及び２１０ｍｇのＮ
ａＨＣＯ3を含有した。
【００３８】Ｂ．試験方法 １．サンプルは略０．１ｍｇであった。次いで、ＡＳＴ
ＭＤ‐１３８４ハードウエアを用いて、試験束を次の順
序で準備した： テフロン（Ｒ）スペーサ、アルミニウ
ム試験片、スチールスペーサ、鋳鉄試験片、スチールス
ペーサ、アルミニウム試験片、テフロン（Ｒ）スペー
サ。試験束を試験取付け具に固定するために、黄銅の機
械ねじを前記取付け具と試験束を通して挿入した。各束
のアルミニウム試験片は同じ合金から構成された。
【００３９】２．全ての束を同じ順序で準備した。別の
束を試験取付け具に取付けて、取付け具上の各束間が４
インチになるようにした。 ３．試験取付け具をフローループ中に置いて、漏洩を防
ぐために接続を確実にした。
【００４０】４．試験溶液を８８℃（１９０華氏）に加
熱し、そして前記フローループを通して真直ぐに流し
た。 ５．試験取付け具を横断して適正な流速を得るために、
流量を調節した。
【００４１】６．試験の終了時に、試験取付け具をフロ
ーループから取外した。 ７．試験束を分解して、ＡＳＴＭＤ‐１３８４に従って
清浄化した。サンプルを乾燥した後、サンプルの重量が
略０．１ｍｇであることを確認した。
【００４２】Ｃ．計算 減量＝Ａ−Ｂ＝Ｃ、ここでＡ＝試験前の重量、Ｂ＝試験
後の重量、及びＣ＝減量。
【００４３】それぞれの試験束の形状に基づき、各合金
を２回処理した。２０％以内の単一合金の各減量及びミ
リグラムで表される平均減量が報告された（J.A. Worde
n, J.F. Burke ＆ T. Cox, “１０．８リットルディー
ゼルエンジン用のアルミニウム冷却装置成分の発展”,
SAE Technical Paper Series 960643 ４６〜５９頁、１
９９６年、参考用として記載）。
【００４４】表１から明らかなように、アジピン酸を含
有する冷却液組成物は硬水の存在下でアルミニウム保護
を向上させる。更に、実施例４及び５で観察されるよう
に、冷却液添加剤の合計重量に基づいてアジピン酸を
０．２重量％のように低含量で含有させると、アルミニ
ウム保護が向上する。図１及び図２は浸蝕腐食試験を実
施された２つのアルミニウムクーポンの部分の走査像で
ある。クーポン１０は実施例１の冷却液配合物に浸漬さ
れた。クーポン２０は実施例３の冷却液配合物に浸漬さ
れた。クーポン２０はクーポン１０よりも表面の浸食が
著しく大きいことが容易に観察できる。最初の研摩マー
クがクーポンの幅を横断して伸びる一連の実質的に平行
な線又は傷として、クーポン１０の表面に見られる。こ
れに対し、クーポン２０は点食され、また最初の研摩マ
ークが見られない。クーポン２０の表面は十分に浸食さ
れ、研摩マークが除去された。
【００４５】更に、アジピン酸を添加すると、亜硝酸塩
とモリブデン酸塩の存在下でアルミニウムと鉄の表面の
保護を向上させることが理解される。他の態様では、ア
ジピン酸とセバシン酸を含む有機酸成分を添加すると、
冷却装置の金属表面の保護が向上する。
【００４６】本発明は当業者が想到できる修正を含む。
本発明で具体化された組成物及び方法は、本発明の精神
を逸脱することなく、当業者が想到できるように、変更
され、再整理され、置換され、削除され、複製され、組
合され、又は他の方法に加えることができる。またこれ
らの方法に含まれる種々の段階、工程、手順、技術、
相、及び操作は、当業者が想到できるように、変更さ
れ、再整理され、置換され、削除され、複製され、組合
されてもよい。
【００４７】更に、作用の理論、証拠、又はここに述べ
られた発見は本発明の理解を高めるためであって、本発
明の範囲をこれらの理論、証拠、又は発見に従属させる
ものではない。本発明は図面、実施例、及び上述の説明
で詳細に説明され、記述されたが、これらは例示のため
であり、特徴を限定するものではない。好ましい態様の
みが示され、記述され、そして本発明の精神の範囲内に
ある全ての変更と修正は保護されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は浸食腐食小規模試験に従って異なるエン
ジン不凍液組成物中で評価された後の２種類のアルミニ
ウムクーポンの走査像である。
【図２】図２は図１で示したクーポンの別の面の走査像
である。
フロントページの続き (71)出願人 594110468 100 ＢＮＡ Ｃｏｒｐｏｒａｔｅ Ｃｅ ｎｔｅｒ，Ｓｕｉｔｅ 500，Ｎａｓｈｖ ｉｌｌｅ，Ｔｅｎｎｅｓｓｅｅ 32717, Ｕ．Ｓ．Ａ. Ｆターム(参考） 4K062 AA03 BA08 BA10 BB01 BB04 BB06 BB18 BB22 FA03 FA05 GA01

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アジピン酸を含み、また安息香酸及びＣ
    9〜Ｃ12脂肪族ジカルボン酸の少なくとも１つを含む有
    機酸成分又はその塩；モリブデン酸塩を含み、またメル
    カプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、トリル
    トリアゾール、亜硝酸塩、硝酸塩、及びケイ酸塩の少な
    くとも１つを含む耐食性添加剤；ホウ酸塩、又はリン酸
    塩の少なくとも１つのナトリウム塩を含む緩衝液成分；
    及び凝固点降下剤：を含むエンジン冷却液組成物。
  2. 【請求項２】 前記アジピン酸又はその塩は、遊離酸と
    して測定され、そして冷却液組成物の合計重量に基づい
    て、約０．１重量％〜約５重量％の量で含有される請求
    項１記載の冷却液組成物。
  3. 【請求項３】 遊離酸として測定され、そして冷却液組
    成物の合計重量に基づいて、約０．５重量％〜約１０重
    量％の有機酸成分を含有する請求項１記載の冷却液組成
    物。
  4. 【請求項４】 安息香酸及びＣ9〜Ｃ12脂肪族ジカルボ
    ン酸は、遊離酸として測定され、そして冷却液組成物の
    合計重量に基づいて、約０．５重量％〜約５重量％の量
    で含有される請求項１記載の冷却液組成物。
  5. 【請求項５】 約７．５〜約１１ｐＨ単位のｐＨ水準を
    有するように供給される請求項１記載の冷却液組成物。
  6. 【請求項６】 液体濃縮物として供給される請求項１記
    載の冷却液組成物。
  7. 【請求項７】 内燃機関冷却装置用のすぐ使用できる配
    合物として供給される請求項１記載の冷却液組成物。
  8. 【請求項８】 アジピン酸、安息香酸及び少なくとも１
    つのＣ9〜Ｃ12脂肪族ジカルボン酸を含む有機酸成分又
    はその塩；モリブデン酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩、ケイ酸
    塩を含み、またメルカプトベンゾチアゾール、ベンゾト
    リアゾール、又はトリルトリアゾールの少なくとも１つ
    を含む耐食性添加剤；ホウ酸塩；及び凝固点降下剤：を
    含む請求項１記載の組成物。
  9. 【請求項９】 アジピン酸、安息香酸及び少なくとも１
    つのＣ9〜Ｃ12脂肪族ジカルボン酸から成る有機酸成分
    又はその塩；モリブデン酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩を含
    み、またメルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾ
    ール、又はトリルトリアゾールの少なくとも１つを含む
    耐食性添加剤；リン酸塩；及び凝固点降下剤：を含む請
    求項１記載の組成物。
  10. 【請求項１０】 約０．１重量％〜約０．５重量％のア
    ジピン酸、 セバシン酸、ドデカン二酸、及びその混合物から成る群
    から選ばれる約１．０重量％〜約２．０重量％の脂肪族
    ジカルボン酸、 約０重量％〜約０．５重量％の亜硝酸塩、 約０重量％〜約０．５重量％の硝酸塩、 約０重量％〜約０．５重量％のモリブデン酸塩、 約０重量％〜約０．５重量％のケイ酸塩、 約０．１重量％〜約０．５重量％のメルカプトベンゾチ
    アゾール、ベンゾトリアゾール、又はトリルトリアゾー
    ルの少なくとも１つ、 約０．１重量％〜約０．５重量％のホウ酸塩及びリン酸
    塩の少なくとも１つ、そして約８０重量％〜約９９重量
    ％のエチレングリコール又はプロピレングリコールの少
    なくとも１つ、 を含む請求項１記載の組成物。
  11. 【請求項１１】 約０．１重量％〜約０．５重量％のア
    ジピン酸、 約１．０重量％〜約２．０重量％のセバシン酸、 約０．１重量％〜約０．５重量％の少なくとも１つのメ
    ルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、又は
    トリルトリアゾール、 約８０重量％〜約９９重量％のエチレングリコール又は
    プロピレングリコールの少なくとも１つ、そして任意に
    約０．１重量％〜約０．５重量％のモリブデン酸塩、 を含む冷却液組成物。
  12. 【請求項１２】 約０．１重量％〜約０．５重量％のア
    ジピン酸、 セバシン酸、ドデカン二酸、及びその混合物から成る群
    から選ばれる約２．０重量％〜約３．０重量％の脂肪族
    ジカルボン酸、 約０．５重量％〜約２．５重量％の安息香酸、 約０．１重量％〜約０．５重量％の亜硝酸塩、 約０．１重量％〜約０．５重量％の硝酸塩、 約０．１重量％〜約０．５重量％のモリブデン酸塩、 約０．１重量％〜約０．５重量％のメルカプトベンゾチ
    アゾール、ベンゾトリアゾール、又はトリルトリアゾー
    ルの少なくとも１つ、そして約８０重量％〜約９９重量
    ％のエチレングリコール又はプロピレングリコールの少
    なくとも１つ、 から実質的に成る請求項１１記載の組成物。
  13. 【請求項１３】 アジピン酸を含み、また安息香酸及び
    Ｃ9〜Ｃ12脂肪族ジカルボン酸の少なくとも１つを含
    み、又はこれらの酸の塩を含む有機酸成分；モリブデン
    酸塩を含み、またメルカプトベンゾチアゾール、ベンゾ
    トリアゾール、トリルトリアゾール、亜硝酸塩、硝酸
    塩、及びケイ酸塩の少なくとも１つを含む耐食性添加
    剤；ホウ酸塩又はリン酸塩の少なくとも１つを含む緩衝
    液成分；及び硬水：を含むエンジン冷却液組成物。
  14. 【請求項１４】 凝固点降下剤を含む請求項１３記載の
    冷却液組成物。
  15. 【請求項１５】 前記アジピン酸又はその塩は、遊離酸
    として測定され、そして冷却液組成物の合計重量に基づ
    いて、約０．１重量％〜約５重量％の量で含有される請
    求項１３記載の冷却液組成物。
  16. 【請求項１６】 遊離酸として測定され、そして冷却液
    組成物の合計重量に基づいて、約０．５重量％〜約１０
    重量％の有機酸成分を含有する請求項１３記載の冷却液
    組成物。
  17. 【請求項１７】 前記安息香酸及びＣ9〜Ｃ12脂肪族ジ
    カルボン酸又はその塩は、遊離酸として測定され、そし
    て冷却液組成物の合計重量に基づいて、約０．５重量％
    〜約５重量％の量で含有される請求項１３記載の冷却液
    組成物。
  18. 【請求項１８】 約７．５〜約１１ｐＨ単位のｐＨ水準
    を有するように供給される請求項１３記載の冷却液組成
    物。
  19. 【請求項１９】 硬水を含有する循環液体冷却液を有す
    る冷却装置の金属表面の腐食を低減する方法であって、
    この方法は、 前記液体冷却液に有機酸成分又はその塩及び耐食性添加
    剤を含む添加剤を添加する工程を含み、 前記有機酸成分はＣ4〜Ｃ6ジカルボン酸と、安息香酸又
    はＣ9〜Ｃ12脂肪族ジカルボン酸の少なくとも１つとの
    混合物を含み、前記耐食性添加剤はモリブデン酸塩を含
    み、またメルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾ
    ール、トリルトリアゾール、亜硝酸塩、硝酸塩、及びケ
    イ酸塩から成る群から選ばれる少なくとも１つの化合物
    を含む前記方法。
  20. 【請求項２０】 前記液体冷却液は約７．５〜約１１ｐ
    Ｈ単位のｐＨ水準に維持される請求項１９記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記Ｃ4〜Ｃ6ジカルボン酸又はその塩
    はアルミニウム含有成分の腐食の抑制を高めるのに十分
    な量を前記Ｃ4〜Ｃ6ジカルボン酸又はその塩を含まない
    液体冷却液に対して添加される請求項１９記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記添加剤はホウ酸塩、リン酸塩、安
    息香酸塩、及びこれらの混合物から成る群から選ばれる
    緩衝剤を含む請求項１９記載の方法。
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