JP2001003040A - 冷却液組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 引火点が３２℃以上であり、ゲル化温度が−
５℃以下、凍結温度が−１５℃以下の冷却液組成物であ
って、−５℃以下の広範囲の低温領域において、従来の
ものよりも優れた安全性、流動性、低腐蝕性を有するも
のを得ること。 【解決手段】 （ａ）プロピレングリコール、（ｂ）エ
タノール、（ｃ）塩化カリウム及び／又は塩化カルシウ
ム、並びに（ｄ）水を含有し、全体を１００重量％とし
たときに、（ａ）成分が１０〜８０重量％、（ｂ）成分
が０〜４２重量％、（ｃ）成分が１〜２７重量％、但
し、塩化カリウムは単独で配合する場合でも１９．２重
量％以下、（ｄ）成分が１０〜８０重量％の各範囲内に
あり、引火点が３２℃以上、ゲル化温度が−５℃以下、
凍結温度が−１５℃以下である冷却液組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば内燃機関、
冷却設備等において低温を得るために使用される冷却液
組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開平８−１８３９５０号には、
「（ａ）炭素数が１〜３の脂肪族アルコール、（ｂ）グ
リコール類および／またはグリセリン、並びに（ｃ）水
を含有し、（ａ）化合物と（ｂ）化合物の重量比が９２
／８〜３０／７０であり、組成物全量に対する水分量が
１０重量％以上４５％未満である冷却液組成物。」が開
示されている。

【０００３】この組成物は、アルコールの重量比が大き
いため引火点が低くて安全性に問題があり、凍結温度も
概ね本発明より高い。また、市販されている日曹丸善ケ
ミカル株式会社製の食品用ナイブランＮＦＰは、粘性が
非常に大きく、凍結温度も十分低いとは言えない（後出
の表２の関連説明を参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、引火
点が３２℃以上、ゲル化温度が−５℃以下、且つ、凍結
温度が−１５℃以下であり、−５℃以下の広範囲の低温
領域において安全性、流動性及び低腐蝕性について優れ
た特性を備えた冷却液組成物を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を重ね、プロピレングリコールに水と塩化カリウム及び
／又は塩化カルシウムを配合し、好ましくはさらにエタ
ノールを配合し、かつ、それらの配合比及び水分量を特
定の範囲に定めることによって上記課題を解決し得るこ
とを見い出した。

【０００６】即ち、上記課題は、「（ａ）プロピレング
リコール、（ｂ）エタノール、（ｃ）塩化カリウム及び
／又は塩化カルシウム、並びに（ｄ）水を含有し、全体
を１００重量％としたときに、（ａ）成分が１０〜８０
重量％、（ｂ）成分が０〜４２重量％、（ｃ）成分が１
〜２７重量％、但し、塩化カリウムは単独で配合する場
合でも１９．２重量％以下、（ｄ）成分が１０〜８０重
量％の各範囲内にあり、引火点が３２℃以上、ゲル化温
度が−５℃以下、凍結温度が−１５℃以下である冷却液
組成物。」によって解決される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の態様を詳細
に説明する。本発明の冷却液組成物に使用されるプロピ
レングリコールとしては、工業用、食品添加物用などの
ものが入手可能である。また、エタノールは、医薬品
用、食品添加物用などのものが入手可能である。

【０００８】プロピレングリコールは２価アルコールで
あって、水やエタノールに溶解し易く、エタノールと混
合した場合にはその不凍液特性を促進させる効果があ
る。塩化カリウムには、１級、特級、食品添加物用など
があるが、特級の方が粘度低減効果が大きい。

【０００９】塩化カルシウムには、無水物及び二水和物
（食品添加物）、六水和物などがある。これらのうち食
品添加物用のものを選択して用いることにより環境に対
して安全な冷却液組成物を得ることができる。水には、
用途に応じて水道水、工業用水、蒸留水、脱イオン水な
どを用いる。水を−２０℃以下の不凍液として利用する
場合には、粘度低減効果やゲル化温度低下効果からみて
蒸留水、脱イオン水が好ましく、特に脱イオン水が好ま
しい。

【００１０】なお、（ｃ）成分を混合する際には、まず
これらを水に溶解させ、その後で他の成分と混合するこ
とが適当である。こうすれば、混合に要する時間が少な
くなり、（ｃ）成分の溶解が容易になる。溶解が不十分
であると、粘度低減効果が減殺されるおそれがある。

【００１１】プロピレングリコールは、１０重量％未満
では他の要件を満足しつつ凍結温度を−１０℃以下に保
つことが難しく、８０重量％より多くしても返って凍結
温度が上昇する上に粘度が大きくなるので好ましくな
い。エタノールは、４２重量％より多くなると引火点の
低下が加速され、安全性が急速に悪化する。

【００１２】（ｃ）成分は、塩化カルシウムが最大２７
重量％、塩化カリウムが最大１９．２重量％しか水に溶
解しないので、これらの数値が上限となる。また、１重
量％未満では凍結温度低下効果が僅少となってしまう。
さらに、両者を併用すると単独の場合よりも凍結温度低
下効果が小さくなるので単独の方が好ましい。

【００１３】水分量は、１０重量％未満では塩化カリウ
ムや塩化カルシウムの溶解時間が長くなるし、組成物の
粘性も大きくなる。水分量が８０重量％より多くなると
組成物のゲル化温度が−５℃よりも高くなると共に、凍
結温度が−１５℃よりも高くなってしまう。

【００１４】本発明の冷却液組成物中には、必要に応じ
て、安定化剤、防蝕剤、ＰＨ調節剤などの各種添加剤を
配合することもできるが、配合しなくても十分目的とす
る安全性、流動性、低腐食性などの性能は達成できる。

【００１５】本発明の冷却液組成物は、食品、化学、機
械工場などの冷却設備、冷凍倉庫、製氷装置など各種の
分野における冷媒液として有用であり、特に−３０℃以
下の低温でも流動性を保持しているものは利用価値が高
い。

【００１６】

【実施例】以下、表１〜２及び図１〜図４を用いて本発
明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実
施例に限定されるものではない。

【００１７】実施例及び比較例の冷却液組成物は、まず
（ｃ）成分を水に溶解させ、次いでエタノール（配合す
る例のみ）、プロピレングリコールを順に添加し、溶存
酸素を増加させないように攪拌して作製した。蒸留水以
外の成分はいずれも食品添加物用のものを用いた。

【００１８】表中の動粘度（mm２/Ｓ）は、懸垂液面形
粘度計により測定し、腐蝕試験は、ＪＩＳ２２３４に準
じて測定した。また、表及び図中の引火点は、ＪＩＳＫ
２２６５（原油及び石油製品引火点試験方法）の中のタ
グ密閉式引火点試験方法に準じて測定した、。ゲル化温
度（℃）と凍結温度（℃）は、ＣＵＳＴＯＭ製ＣＴ−２
３２０の熱伝対温度計により測定した。

【００１９】先ず、表１は本発明の実施例１〜１２及び
比較例１を纏めて示したものである。

【００２０】比較例１及び実施例１〜７は、エタノール
及び塩化カリウムを１．０重量％とし、プロピレングリ
コールと蒸留水の量比を変化させた例であり、動粘度に
ついては、０℃から−３５℃まで５℃毎の測定値を示し
た。

【００２１】実施例８はプロピレングリコールが下限の
１０重量％の例であり、塩化カリウムを上限の１９．２
重量％配合してもゲル化温度が許容限界に近い−６℃を
示している。

【００２２】

【表１】

【００２３】図１はエタノール及び塩化カリウムを１．
０重量％とし、プロピレングリコールと蒸留水の量比を
変化させたときのゲル化温度（×印）及び凍結温度（△
印）をプロットしたグラフである。

【００２４】なお、本図及び図２〜図４の各グラフにお
いて、縦軸は温度（℃）、横軸は各成分の重量％であ
る。横軸の重量％が上下２段に記載されているのは、２
種の成分の合計量を一定としその量比を変化させたとき
の各成分の重量％を上下に分けて示したものである。

【００２５】図１のグラフに示されているように、プロ
ピレングリコールが７０重量％の近辺で、ゲル化温度及
び凍結温度が低下傾向から上昇傾向にに反転する。その
上、粘度も増大していくので、プロピレングリコールは
約８０重量％を上限とするのが実際的である。

【００２６】また、同図及び実施例１、比較例１から分
かるように、水分量が７８％ではゲル化温度、凍結温度
共に許容範囲内にあるが、８８重量％になるとゲル化温
度が−５℃よりも、凍結温度が−１５℃よりも高くなっ
てしまう。従って、水分量については、約８０重量％を
上限とするのが実際的である。

【００２７】図４はプロピレングリコール１０重量％、
塩化カリウム１．０重量％とし、エタノールと蒸留水の
量比を変化させたときの引火点（○印）の変化をプロッ
トしたグラフである。このグラフから明かなように、エ
タノールを４２重量％より多くすると引火点の低下が加
速され安全性は急速に悪化する。

【００２８】実施例１０〜１２は、プロピレングリコー
ルを６５．６重量％、塩化カリウムを３．８重量％と
し、エタノールと水の配合量を、エタノールが１７重量
％、１４．２重量％、１０重量％となるように変化させ
た例であり、エタノールの配合量の減少と共に、引火点
が４０℃、４５℃、５０℃と上昇していくことが分か
る。

【００２９】図２はプロピレングリコール５０重量％、
塩化カリウム１．０重量％とし、エタノールと蒸留水の
量比を変化させたときのゲル化温度（×印）及び凍結温
度（△印）をプロットしたグラフである。また、図３は
プロピレングリコール５０重量％、エタノール１．０重
量％とし、塩化カリウムと蒸留水の量比を変化させたと
きのゲル化温度（×印）及び凍結温度（△印）をプロッ
トしたグラフである。これらグラフから、エタノール又
は塩化カリウムの増加と共にゲル化温度及び凍結温度が
低下していくことが判る。

【００３０】次に、表２は、実施例１１と従来例との物
性比較表である。従来例としては、市販されている日曹
丸善ケミカル株式会社製の食品用ナイブランＮＦＰを採
用した。

【００３１】粘度（mpa・sec ）は−３５℃で測定した。
また、腐蝕性の程度を示す侵蝕度（mm/yr ）は、同表中
の各金属材料を−１５℃の環境下、実施例１１の冷却液
組成物及びナイブラインＮＦＰの３０％水溶液中に浸漬
して２０日間放置したときの結果である。なお、金属材
料の種類及び侵蝕度の単位はナイブラインの製品カタロ
グに従って選択した。

【００３２】

【表２】

【００３３】この表２から分かるように、侵蝕度につい
ては両者ほぼ同等であるが、粘度及び凍結温度について
は本発明の方が遥かに優れている。

【００３４】比較例２及び実施例１３〜１９について；
比較例２及び実施例１３〜１９は、表１の比較例１及び
実施例１〜７における塩化カリウムを塩化カルシウムに
換えたものに相当している（表中へのデータ記載は省
略）。それらの物性値は、対応する比較例１及び実施例
１〜７に対して、動粘度についてはほぼ同じ値を示して
いる。引火点は、ほぼ０．５℃高く、ゲル化温度及び凍
結温度はほぼ０．２℃低くなっている。

【００３５】実施例２０〜２１について；実施例２０
は、表１の実施例８における塩化カリウム１９．２重量
％を塩化カルシウム２７．０重量％に換え、これに伴い
水を６２重量％にした例である（表中へのデータ記載は
省略）。−５℃における動粘度は４．４、引火点は１０
１℃、ゲル化温度は−８℃、そして凍結温度は−１９℃
を示す。

【００３６】実施例２１は、表１の実施例９における塩
化カリウムを塩化カルシウムに換えた例である（表中へ
のデータ記載は省略）。−５℃における動粘度は３．
５、引火点は３２．５℃、ゲル化温度は−６．２℃、そ
して凍結温度は−１５．２℃を示す。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の冷却液組
成物は、引火点が高く、−５℃以下の広範囲の低温領域
において、優れた安全性、流動性、低腐蝕性を有してい
る。従って、各種分野の冷媒液として有用であり、特に
−３０℃以下の低温でも流動性を保持しているものは利
用価値が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】エタノール及び塩化カリウムを１．０重量％と
し、プロピレングリコールと蒸留水の量比を変化させた
ときのゲル化温度（×印）及び凍結温度（△印）をプロ
ットしたグラフである。

【図２】プロピレングリコール５０重量％、塩化カリウ
ム１．０重量％とし、エタノールと蒸留水の量比を変化
させたときのゲル化温度（×印）及び凍結温度（△印）
をプロットしたグラフである。

【図３】プロピレングリコール５０重量％、エタノール
１．０重量％とし、塩化カリウムと蒸留水の量比を変化
させたときのゲル化温度（×印）及び凍結温度（△印）
をプロットしたグラフである。

【図４】プロピレングリコール１０重量％、塩化カリウ
ム１．０重量％とし、エタノールと蒸留水の量比を変化
させたときの引火点（○印）の変化をプロットしたグラ
フである。

【符号の説明】

ＰＧ プロピレングリコール Ｅ エタノール ＫＣｌ 塩化カリウム Ｗ 蒸留水

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）プロピレングリコール、 （ｂ）エタノール、 （ｃ）塩化カリウム及び／又は塩化カルシウム、並び
   に、 （ｄ）水を含有し、全体を１００重量％としたときに、 前記（ａ）成分が１０〜８０重量％、前記（ｂ）成分が
   ０〜４２重量％、前記（ｃ）成分が１〜２７重量％、但
   し、塩化カリウムは単独で配合する場合でも１９．２重
   量％以下であり、且つ、前記（ｄ）成分が１０〜８０重
   量％の各範囲内にあり、 引火点が３２℃以上、ゲル化温度が−５℃以下、凍結温
   度が−１５℃以下である冷却液組成物。
2. 【請求項２】 引火点が４０℃以上である請求項１に記
   載の冷却液組成物。
3. 【請求項３】 前記（ａ）成分、前記（ｂ）及び前記
   （ｃ）成分のいずれも食品添加物用のものを用いる請求
   項１又は請求項２に記載の冷却液組成物。