JP3790860B2 - 冷却液組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として内燃機関等の冷却液に使用される冷却液組成物に関し、詳細には成分中にリン酸塩、アミン塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩を含まず、しかも冷却系統の金属の腐食防止機能に優れ、かつ冷却液の使用実用域での十分な緩衝力を有する冷却液組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
エンジン等の内燃機関の冷却系統には、アルミニウム、アルミニウム合金、鋳鉄、鋼、黄銅、はんだ、銅などの金属が使用されている。これらの金属は、水あるいは空気との接触により腐食を生じる。これら冷却系統における金属の腐食を防止するため、リン酸塩、アミン塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩といった腐食防止剤を含む冷却液組成物が提案されている。
【０００３】
ところが、これらの腐食防止剤にあっては、以下の如き欠点を有していた。すなわちリン酸塩は、これが河川等に流入すると、富栄養化を引き起こし、水中のＢＯＤ、ＣＯＤが上昇して藻類が繁殖し、この結果、赤潮やスライムが発生するという問題があった。
【０００４】
さらにリン酸塩は、冷却液中に含まれる硬水成分と反応して沈殿を生じ、これにより冷却液の腐食防止機能が低下し、さらには沈殿物が堆積して冷却系統の循環路が閉塞してしまうという事態を引き起こしていた。
【０００５】
一方アミン塩は、亜硝酸塩と反応して発ガン性物質であるニトロソアミンを生成し易いという欠点がある。またケイ酸塩は、冷却液中での安定性に劣り、熱やｐＨが変化した場合や他の塩類が共存する場合には、容易にゲル化してしまい、腐食防止機能が低下するという不具合があった。さらにホウ酸塩は、アルミニウムやその合金を腐食させる傾向があり、亜硝酸塩は消耗が速く、その分腐食防止機能も速く低下してしまうという欠点があった。
【０００６】
そこで、成分中にリン酸塩、アミン塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩を含まない冷却液組成物について、鋭意研究がなされてはいたが、これらリン酸塩、アミン塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩といった腐食防止剤を含まない冷却液組成物にあっては、冷却液の使用実用域における緩衝力に乏しく、主成分であるグリコール類の酸化によるｐＨ低下が起こり易く、腐食防止剤が存在するにも拘わらず、冷却系統の金属が溶出し、金属腐食を生じていた。
【０００７】
上記従来の冷却液組成物における欠点の克服を目的として、長年の間鋭意研究を重ねた結果、本発明者は、成分中にリン酸塩、アミン塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩を含まず、しかも冷却系統の金属の腐食防止機能に優れ、かつ冷却液の使用実用域での十分な緩衝力を有する冷却液組成物を発明するに至ったのである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、グリコール類を主成分とし、成分中にリン酸塩、アミン塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩を含まない冷却液組成物であって、Ｃ4 〜Ｃ16のアルケニル琥珀酸またはそのアルカリ金属塩のうち少なくとも１を０．５〜５．０重量％、安息香酸、安息香酸誘導体またはそれらのアルカリ金属塩を０．５〜５．０重量％の範囲で含有することを特徴とする冷却液組成物をその要旨とするものである。
【０００９】
本発明の冷却液組成物において、０．５〜５．０重量％の範囲で含まれるＣ4 〜Ｃ16のアルケニル琥珀酸またはそのアルカリ金属塩は、優れた腐食防止機能を有しているとともに、使用実用域（ｐＨ６．５〜８．０）において優れた緩衝力を有している。また０．５〜５．０重量％の範囲で含まれる安息香酸、安息香酸誘導体またはそれらのアルカリ金属塩は、金属、特にアルミニウム系または鉄系に対して優れた腐食防止機能を有している。また、これらの安息香酸、安息香酸誘導体またはそれらのアルカリ金属塩は、硬水の安定化作用をも有している。
【００１０】
また成分中には、０．００１〜０．５重量％の範囲でマグネシウム化合物を含ませることができる。このマグネシウム化合物は、優れた腐食防止機能を有している。またこのマグネシウム化合物は、ケイ酸塩やリン酸塩を成分とする他の冷却液組成物と冷却液中にて混合されても、冷却系統のアルミニウムまたはその合金の腐食を防止する機能を有する。
【００１１】
また成分中には、０．０５〜１．０重量％の範囲でトリアゾール類を含ませることができる。このトリアゾール類は、金属、特に銅に対して優れた腐食防止機能を有している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の冷却液組成物の態様を述べる。本発明の冷却液組成物における主成分たるグリコール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等が挙げられるが、その中でも特にエチレングリコール、或いはプロピレングリコールが望ましい。
【００１３】
Ｃ4 〜Ｃ16のアルケニル琥珀酸またはそのアルカリ金属塩は、０．５〜５．０重量％の範囲で含まれる。その含有量が０．５重量％よりも少ない場合には十分な腐食防止機能及び緩衝力が得られず、５．０重量％を越える場合には、含有量が増した分だけの腐食防止機能が得られず不経済である。
【００１４】
安息香酸誘導体としては、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチル安息香酸、トルイル酸などのアルキル安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、Ｏ−ニトロ安息香酸、ｍ−ニトロ安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、ケイ皮酸、アルコキシ安息香酸、及びそれらのアルカリ金属塩などを挙げることができる。中でもｐ−ｔｅｒｔ−ブチル安息香酸、ケイ皮酸、アルコキシ安息香酸、及びそれらのアルカリ金属塩は、腐食防止機能が頗る良く好ましい。安息香酸、安息香酸誘導体、及びそれらのアルカリ金属塩は、０．５〜５．０重量％の範囲で含まれる。その含有量が０．５重量％よりも少ない場合には十分な腐食防止機能が得られず、硬水の安定化作用も期待できなくなる。一方その含有量が５．０重量％を越える場合には、含有量が増した分だけの腐食防止機能が得られず不経済となる。
【００１５】
上記Ｃ4 〜Ｃ16のアルケニル琥珀酸またはそのアルカリ金属塩並びに安息香酸誘導体に追加して加えることができるマグネシウム化合物としては、例えば水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、安息香酸マグネシウム、グルタミン酸マグネシウム、琥珀酸マグネシウム、フタル酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、マレイン酸マグネシウム、塩化マグネシウム等を挙げることができる。このマグネシウム化合物の含有量を０．００１〜０．５重量％とした理由は、その含有量が０．００１重量％よりも少ない場合、十分な腐食防止機能が得られず、また０．５重量％を越える場合には、含有量が増した分だけの腐食防止機能が得られず不経済となるからである。
【００１６】
同じくトリアゾール類は、トリルトリアゾールやベンゾトリアゾールなどであるが、これらは優れた腐食防止機能を維持するため、０．０５〜１．０重量％の範囲で含まれるのが望ましい。
【００１７】
なお、本発明に係る冷却液組成物には、前記の成分以外に例えば消泡剤、着色剤等を含有させても良いし、他の従来公知の腐食防止剤であるモリブデン酸塩、タングステン酸塩、硫酸塩、硝酸塩、メルカプトベンゾチアゾール及びアルカリ金属塩等を使用しても良い。
【００１８】
【実施例】
以下に本発明の冷却液組成物を更に詳しく説明する。下記表１に示す、この冷却液組成物の好ましい実施例１、実施例２及び実施例３、本発明の冷却液組成物における必須成分であるＣ4 〜Ｃ16のアルケニル琥珀酸またはそのアルカリ金属塩、あるいは安息香酸、安息香酸誘導体またはそれらのアルカリ金属塩のいずれか１のみを有する比較例１及び比較例２、並びに従来例について、金属腐食試験を行った。
【００１９】
【表１】
【００２０】
上記実施例１、実施例２及び実施例３、比較例１及び比較例２、並びに従来例についての金属腐食試験は、ＪＩＳ Ｋ ２２３４−１９８７ ２種の規定に基づいて行った。試験に供する冷却液組成物は、調合水にて３０ｖｏｌ％に希釈したものを使用し、試験に供する金属には、アルミニウム鋳物、鋳鉄、鋼、黄銅、はんだ、銅の試験片をそれぞれ使用した。この結果を表２に示した。
【００２１】
【表２】
【００２２】
表２から、比較例１を除いて、実施例１〜３、比較例２並びに従来例の各組成物については、ＪＩＳの規定に照らして金属の腐食防止性に優れる結果が得られた。そこで、これら金属の腐食防止性に優れる実施例１〜３、比較例２並びに従来例の各組成物について、その緩衝力を調べた。試験は、上記実施例１〜３、比較例２並びに従来例の各組成物を調合水で１０ｖｏｌ％との濃度とし、これに１／１０規定の塩酸を滴下して、そのｐＨの変化を見た。この結果を図１（実施例１）、図２（実施例２）、図３（実施例３）、図４（比較例２）、図５（従来例）に示した。
【００２３】
図１〜図５から明らかなように、比較例２及び従来例の組成物は、いずれも滴下後速やかにｐＨが６〜６以下まで低下しているのに対し、実施例１〜３の組成物は、なだらかに低下していき、ｐＨが６程度まで低下するのには前記比較例２及び従来例の組成物に対する滴下量の５〜６倍を要した。この実験で、これら実施例１〜３の組成物が如何に緩衝力に優れているかが確認された。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の冷却液組成物は、Ｃ4 〜Ｃ16のアルケニル琥珀酸またはそのアルカリ金属塩のうち少なくとも１を０．５〜５．０重量％、安息香酸、安息香酸誘導体またはそれらのアルカリ金属塩を０．５〜５．０重量％の範囲で含有しているので、成分中にリン酸塩、アミン塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩を含まないにも拘わらず、冷却系統の金属の腐食防止機能に優れ、かつ冷却液の使用実用域での十分な緩衝力を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の緩衝力を示すグラフ。
【図２】実施例２の緩衝力を示すグラフ。
【図３】実施例３の緩衝力を示すグラフ。
【図４】比較例２の緩衝力を示すグラフ。
【図５】従来例の緩衝力を示すグラフ。
【発明の属する技術分野】
本発明は主として内燃機関等の冷却液に使用される冷却液組成物に関し、詳細には成分中にリン酸塩、アミン塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩を含まず、しかも冷却系統の金属の腐食防止機能に優れ、かつ冷却液の使用実用域での十分な緩衝力を有する冷却液組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
エンジン等の内燃機関の冷却系統には、アルミニウム、アルミニウム合金、鋳鉄、鋼、黄銅、はんだ、銅などの金属が使用されている。これらの金属は、水あるいは空気との接触により腐食を生じる。これら冷却系統における金属の腐食を防止するため、リン酸塩、アミン塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩といった腐食防止剤を含む冷却液組成物が提案されている。
【０００３】
ところが、これらの腐食防止剤にあっては、以下の如き欠点を有していた。すなわちリン酸塩は、これが河川等に流入すると、富栄養化を引き起こし、水中のＢＯＤ、ＣＯＤが上昇して藻類が繁殖し、この結果、赤潮やスライムが発生するという問題があった。
【０００４】
さらにリン酸塩は、冷却液中に含まれる硬水成分と反応して沈殿を生じ、これにより冷却液の腐食防止機能が低下し、さらには沈殿物が堆積して冷却系統の循環路が閉塞してしまうという事態を引き起こしていた。
【０００５】
一方アミン塩は、亜硝酸塩と反応して発ガン性物質であるニトロソアミンを生成し易いという欠点がある。またケイ酸塩は、冷却液中での安定性に劣り、熱やｐＨが変化した場合や他の塩類が共存する場合には、容易にゲル化してしまい、腐食防止機能が低下するという不具合があった。さらにホウ酸塩は、アルミニウムやその合金を腐食させる傾向があり、亜硝酸塩は消耗が速く、その分腐食防止機能も速く低下してしまうという欠点があった。
【０００６】
そこで、成分中にリン酸塩、アミン塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩を含まない冷却液組成物について、鋭意研究がなされてはいたが、これらリン酸塩、アミン塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩といった腐食防止剤を含まない冷却液組成物にあっては、冷却液の使用実用域における緩衝力に乏しく、主成分であるグリコール類の酸化によるｐＨ低下が起こり易く、腐食防止剤が存在するにも拘わらず、冷却系統の金属が溶出し、金属腐食を生じていた。
【０００７】
上記従来の冷却液組成物における欠点の克服を目的として、長年の間鋭意研究を重ねた結果、本発明者は、成分中にリン酸塩、アミン塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩を含まず、しかも冷却系統の金属の腐食防止機能に優れ、かつ冷却液の使用実用域での十分な緩衝力を有する冷却液組成物を発明するに至ったのである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、グリコール類を主成分とし、成分中にリン酸塩、アミン塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩を含まない冷却液組成物であって、Ｃ4 〜Ｃ16のアルケニル琥珀酸またはそのアルカリ金属塩のうち少なくとも１を０．５〜５．０重量％、安息香酸、安息香酸誘導体またはそれらのアルカリ金属塩を０．５〜５．０重量％の範囲で含有することを特徴とする冷却液組成物をその要旨とするものである。
【０００９】
本発明の冷却液組成物において、０．５〜５．０重量％の範囲で含まれるＣ4 〜Ｃ16のアルケニル琥珀酸またはそのアルカリ金属塩は、優れた腐食防止機能を有しているとともに、使用実用域（ｐＨ６．５〜８．０）において優れた緩衝力を有している。また０．５〜５．０重量％の範囲で含まれる安息香酸、安息香酸誘導体またはそれらのアルカリ金属塩は、金属、特にアルミニウム系または鉄系に対して優れた腐食防止機能を有している。また、これらの安息香酸、安息香酸誘導体またはそれらのアルカリ金属塩は、硬水の安定化作用をも有している。
【００１０】
また成分中には、０．００１〜０．５重量％の範囲でマグネシウム化合物を含ませることができる。このマグネシウム化合物は、優れた腐食防止機能を有している。またこのマグネシウム化合物は、ケイ酸塩やリン酸塩を成分とする他の冷却液組成物と冷却液中にて混合されても、冷却系統のアルミニウムまたはその合金の腐食を防止する機能を有する。
【００１１】
また成分中には、０．０５〜１．０重量％の範囲でトリアゾール類を含ませることができる。このトリアゾール類は、金属、特に銅に対して優れた腐食防止機能を有している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の冷却液組成物の態様を述べる。本発明の冷却液組成物における主成分たるグリコール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等が挙げられるが、その中でも特にエチレングリコール、或いはプロピレングリコールが望ましい。
【００１３】
Ｃ4 〜Ｃ16のアルケニル琥珀酸またはそのアルカリ金属塩は、０．５〜５．０重量％の範囲で含まれる。その含有量が０．５重量％よりも少ない場合には十分な腐食防止機能及び緩衝力が得られず、５．０重量％を越える場合には、含有量が増した分だけの腐食防止機能が得られず不経済である。
【００１４】
安息香酸誘導体としては、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチル安息香酸、トルイル酸などのアルキル安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、Ｏ−ニトロ安息香酸、ｍ−ニトロ安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、ケイ皮酸、アルコキシ安息香酸、及びそれらのアルカリ金属塩などを挙げることができる。中でもｐ−ｔｅｒｔ−ブチル安息香酸、ケイ皮酸、アルコキシ安息香酸、及びそれらのアルカリ金属塩は、腐食防止機能が頗る良く好ましい。安息香酸、安息香酸誘導体、及びそれらのアルカリ金属塩は、０．５〜５．０重量％の範囲で含まれる。その含有量が０．５重量％よりも少ない場合には十分な腐食防止機能が得られず、硬水の安定化作用も期待できなくなる。一方その含有量が５．０重量％を越える場合には、含有量が増した分だけの腐食防止機能が得られず不経済となる。
【００１５】
上記Ｃ4 〜Ｃ16のアルケニル琥珀酸またはそのアルカリ金属塩並びに安息香酸誘導体に追加して加えることができるマグネシウム化合物としては、例えば水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、安息香酸マグネシウム、グルタミン酸マグネシウム、琥珀酸マグネシウム、フタル酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、マレイン酸マグネシウム、塩化マグネシウム等を挙げることができる。このマグネシウム化合物の含有量を０．００１〜０．５重量％とした理由は、その含有量が０．００１重量％よりも少ない場合、十分な腐食防止機能が得られず、また０．５重量％を越える場合には、含有量が増した分だけの腐食防止機能が得られず不経済となるからである。
【００１６】
同じくトリアゾール類は、トリルトリアゾールやベンゾトリアゾールなどであるが、これらは優れた腐食防止機能を維持するため、０．０５〜１．０重量％の範囲で含まれるのが望ましい。
【００１７】
なお、本発明に係る冷却液組成物には、前記の成分以外に例えば消泡剤、着色剤等を含有させても良いし、他の従来公知の腐食防止剤であるモリブデン酸塩、タングステン酸塩、硫酸塩、硝酸塩、メルカプトベンゾチアゾール及びアルカリ金属塩等を使用しても良い。
【００１８】
【実施例】
以下に本発明の冷却液組成物を更に詳しく説明する。下記表１に示す、この冷却液組成物の好ましい実施例１、実施例２及び実施例３、本発明の冷却液組成物における必須成分であるＣ4 〜Ｃ16のアルケニル琥珀酸またはそのアルカリ金属塩、あるいは安息香酸、安息香酸誘導体またはそれらのアルカリ金属塩のいずれか１のみを有する比較例１及び比較例２、並びに従来例について、金属腐食試験を行った。
【００１９】
【表１】
上記実施例１、実施例２及び実施例３、比較例１及び比較例２、並びに従来例についての金属腐食試験は、ＪＩＳ Ｋ ２２３４−１９８７ ２種の規定に基づいて行った。試験に供する冷却液組成物は、調合水にて３０ｖｏｌ％に希釈したものを使用し、試験に供する金属には、アルミニウム鋳物、鋳鉄、鋼、黄銅、はんだ、銅の試験片をそれぞれ使用した。この結果を表２に示した。
【００２１】
【表２】
表２から、比較例１を除いて、実施例１〜３、比較例２並びに従来例の各組成物については、ＪＩＳの規定に照らして金属の腐食防止性に優れる結果が得られた。そこで、これら金属の腐食防止性に優れる実施例１〜３、比較例２並びに従来例の各組成物について、その緩衝力を調べた。試験は、上記実施例１〜３、比較例２並びに従来例の各組成物を調合水で１０ｖｏｌ％との濃度とし、これに１／１０規定の塩酸を滴下して、そのｐＨの変化を見た。この結果を図１（実施例１）、図２（実施例２）、図３（実施例３）、図４（比較例２）、図５（従来例）に示した。
【００２３】
図１〜図５から明らかなように、比較例２及び従来例の組成物は、いずれも滴下後速やかにｐＨが６〜６以下まで低下しているのに対し、実施例１〜３の組成物は、なだらかに低下していき、ｐＨが６程度まで低下するのには前記比較例２及び従来例の組成物に対する滴下量の５〜６倍を要した。この実験で、これら実施例１〜３の組成物が如何に緩衝力に優れているかが確認された。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の冷却液組成物は、Ｃ4 〜Ｃ16のアルケニル琥珀酸またはそのアルカリ金属塩のうち少なくとも１を０．５〜５．０重量％、安息香酸、安息香酸誘導体またはそれらのアルカリ金属塩を０．５〜５．０重量％の範囲で含有しているので、成分中にリン酸塩、アミン塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩を含まないにも拘わらず、冷却系統の金属の腐食防止機能に優れ、かつ冷却液の使用実用域での十分な緩衝力を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の緩衝力を示すグラフ。
【図２】実施例２の緩衝力を示すグラフ。
【図３】実施例３の緩衝力を示すグラフ。
【図４】比較例２の緩衝力を示すグラフ。
【図５】従来例の緩衝力を示すグラフ。
Claims (3)
- グリコール類を主成分とし、成分中にリン酸塩、アミン塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩を含まない冷却液組成物であって、
Ｃ4 〜Ｃ16のアルケニル琥珀酸またはそのアルカリ金属塩のうち少なくとも１を０．５〜５．０重量％、安息香酸、安息香酸誘導体またはそれらのアルカリ金属塩を０．５〜５．０重量％の範囲で含有することを特徴とする冷却液組成物。 - マグネシウム化合物を０．００１〜０．５重量％の範囲で含有することを特徴とする請求項１記載の冷却液組成物。
- トリアゾール類を０．０５〜１．０重量％の範囲で含有することを特徴とする請求項１記載の冷却液組成物。
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