JP2005126596A - Coolant for internal combustion engine and its regeneration method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coolant for an internal combustion engine, of which the heat conductivity is as high as that of water and which has a long product life and which is capable of easily regenerating the waste coolant even after the usage. <P>SOLUTION: The coolant for the internal combustion engine is characterized in that the kind is adopted so that the predetermined anti-freezing properties are exhibited at a service temperature and in that an inorganic salt of which the amount of formulation is prescribed is included as a main component. Preferably, the inorganic salt is at least one of a molybdate and a tungstate and does not substantially contain an organic solvent as a non-freezing ingredient. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、自動車エンジン等の内燃機関を冷却するための内燃機関用冷却液及びその再生方法に関する。   The present invention relates to a coolant for an internal combustion engine for cooling an internal combustion engine such as an automobile engine and a method for regenerating the coolant.

従来、内燃機関用冷却液、例えば自動車エンジン用冷却液として、アルコール類やグリコール類、例えばエチレングリコールやプロピレングリコール等の有機溶媒を不凍性成分(凝固点降下剤)として含むものが知られている(例えば、特許文献1、2等参照)。   Conventionally, as a coolant for an internal combustion engine, for example, a coolant for an automobile engine, an alcohol or a glycol, for example, an organic solvent such as ethylene glycol or propylene glycol as an antifreezing component (freezing point depressant) is known. (For example, see Patent Documents 1 and 2).

また、このような自動車エンジン用冷却液には、一般に、エンジンを構成するアルミ鋳物、鋼、鋳鉄、黄銅や銅等の金属材料の腐食を防止すべく、ケイ酸塩やリン酸塩等、種々の腐食防止剤が添加されている。
特開2000−239658号公報 特開平11−349935号公報
Moreover, in order to prevent the corrosion of metal materials, such as aluminum castings, steel, cast iron, brass, and copper, which constitute an engine, such automobile engine coolants are generally various, such as silicates and phosphates. Corrosion inhibitors are added.
JP 2000-239658 A JP 11-349935 A

しかし、上記従来の自動車エンジン用冷却液は、アルコール類やグリコール類等の有機溶媒を不凍性成分として含むことから、以下に示すような問題があった。   However, the conventional automotive engine coolant has the following problems because it contains an organic solvent such as alcohols and glycols as an antifreeze component.

すなわち、アルコール類やグリコール類を不凍性成分として含む従来の冷却液は、熱伝導率が水よりもかなり低くなる。冷却液の熱伝導率が低いと、エンジンの冷却効率を高める上で不利となる。このため、冷却効率を高めるべく、ラジエータ等の熱交換器の大型化や、冷却液の循環量の増大によるポンプの大型化が必要になる。   That is, the conventional cooling liquid containing alcohols or glycols as an antifreeze component has a thermal conductivity much lower than that of water. If the thermal conductivity of the coolant is low, it is disadvantageous in increasing the cooling efficiency of the engine. For this reason, in order to increase the cooling efficiency, it is necessary to increase the size of a heat exchanger such as a radiator or to increase the size of the pump by increasing the circulation amount of the coolant.

一方、アルコール類やグリコール類は、空気や熱等により酸化劣化されるので、酸化劣化生成物としての複数の酸(ギ酸やグリコール酸等)を生成する。そして、この酸化劣化による酸の生成は冷却液のpH低下を引き起こすので、これによって、腐食防止性能が低下したり、腐食防止剤の溶解性が低下して不溶解物が生成したりして、冷却液の短寿命化に繋がる。また、従来の冷却液を使用することによって生じた廃冷却液は劣化生成物としての複数の酸を含んでいるため、この廃冷却液を再生して再使用することは困難となる。したがって、使用後の廃冷却液は、通常、焼却等により処分していた。なお、イオン交換樹脂による脱イオン処理や蒸留操作等により廃冷却液を再生する方法もあるが、このような再生方法はきわめて面倒である。   On the other hand, alcohols and glycols are oxidatively deteriorated by air, heat, etc., and thus generate a plurality of acids (formic acid, glycolic acid, etc.) as oxidative deterioration products. And since the generation of acid due to this oxidative degradation causes the pH of the cooling liquid to decrease, the corrosion prevention performance decreases, the solubility of the corrosion inhibitor decreases, and insoluble matter is generated, This will shorten the life of the coolant. In addition, since the waste cooling liquid generated by using the conventional cooling liquid contains a plurality of acids as deterioration products, it is difficult to regenerate and reuse the waste cooling liquid. Accordingly, the used cooling liquid after use is usually disposed of by incineration or the like. In addition, there is a method of regenerating the waste cooling liquid by a deionization process using an ion exchange resin or a distillation operation, but such a regeneration method is very troublesome.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、水と同程度に熱伝達率が高く、また、長寿命で、しかも使用後の廃冷却液を容易に再生することのできる内燃機関用冷却液を提供することを解決すべき技術課題とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a heat transfer coefficient as high as that of water, has a long life, and can easily regenerate waste coolant after use. Providing a liquid is a technical problem to be solved.

上記課題を解決する本発明の内燃機関用冷却液は、使用温度で所定の凍結防止性能を発揮しうるようにその種類が採択されるとともにその配合量が規定された無機塩を主な有効成分として含むことを特徴とするものである。   The coolant for an internal combustion engine of the present invention that solves the above-mentioned problems is selected from the types that can exhibit the predetermined antifreezing performance at the operating temperature, and the inorganic salt whose blending amount is defined is the main active ingredient. It is characterized by including.

好適な態様において、前記無機塩は、モリブデン酸塩及びタングステン酸塩のうちの少なくとも一種である。   In a preferred embodiment, the inorganic salt is at least one of molybdate and tungstate.

好適な態様において、前記モリブデン酸塩はモリブデン酸のアルカリ金属塩であり、前記タングステン酸塩はタングステン酸のアルカリ金属塩である。   In a preferred embodiment, the molybdate is an alkali metal salt of molybdate and the tungstate is an alkali metal salt of tungstic acid.

好適な態様において、前記アルカリ金属塩は、リチウム塩、カリウム塩及びセシウム塩のうちの一種である。   In a preferred embodiment, the alkali metal salt is one of a lithium salt, a potassium salt, and a cesium salt.

好適な態様において、前記無機塩はモリブデン酸リチウムである。   In a preferred embodiment, the inorganic salt is lithium molybdate.

本発明の内燃機関用冷却液は、好適な態様において、前記無機塩を20wt%以上の配合割合で含む。   In a preferred embodiment, the coolant for an internal combustion engine of the present invention contains the inorganic salt at a blending ratio of 20 wt% or more.

本発明の内燃機関用冷却液は、好適な態様において、前記無機塩を39wt%以上の配合割合で含む濃度における凍結温度が−35℃以下である。   In a preferred embodiment, the internal combustion engine coolant according to the present invention has a freezing temperature of −35 ° C. or less at a concentration containing the inorganic salt in a blending ratio of 39 wt% or more.

本発明の内燃機関用冷却液は、好適な態様において、不凍性成分としてアルコール類やグリコール類等の有機溶媒を実質的に含まない。   In a preferred embodiment, the coolant for an internal combustion engine of the present invention does not substantially contain an organic solvent such as alcohols or glycols as an antifreeze component.

本発明の内燃機関用冷却液は、好適な態様において、7以上のpHで使用に供される。   In a preferred embodiment, the internal combustion engine coolant of the present invention is used at a pH of 7 or higher.

本発明の内燃機関用冷却液は、好適な態様において、使用環境で用いられる金属に対して所定の腐食防止性能を発揮しうる腐食防止剤をさらに含む。   In a preferred embodiment, the coolant for an internal combustion engine of the present invention further includes a corrosion inhibitor capable of exhibiting a predetermined corrosion prevention performance for the metal used in the use environment.

好適な態様において、前記腐食防止剤はトリアゾール類である。   In a preferred embodiment, the corrosion inhibitor is a triazole.

本発明の内燃機関用冷却液の再生方法は、請求項1乃至11に記載の内燃機関用冷却液を使用することによって生成した廃冷却液を、ろ過処理により、リユース可能とすることを特徴とするものである。   The method for regenerating a coolant for an internal combustion engine according to the present invention is characterized in that the waste coolant produced by using the coolant for an internal combustion engine according to claim 1 can be reused by filtration. To do.

本発明の内燃機関用冷却液は、使用温度で所定の凍結防止性能を発揮しうるようにその種類が採択されるとともにその配合量が規定された無機塩を主な有効成分として含むものである。すなわち、本発明の内燃機関用冷却液は、使用温度で所定の凍結防止性能を発揮しうる凝固点降下剤として機能する無機塩を主な有効成分として含む。   The coolant for an internal combustion engine of the present invention includes an inorganic salt as a main active ingredient, the kind of which is selected so that the predetermined antifreezing performance can be exhibited at the operating temperature and the blending amount thereof is defined. That is, the coolant for an internal combustion engine of the present invention contains an inorganic salt functioning as a freezing point depressant capable of exhibiting a predetermined antifreezing performance at the operating temperature as a main active ingredient.

このため、本発明の内燃機関用冷却液は、優れた凍結防止性能を発揮する。   For this reason, the coolant for an internal combustion engine of the present invention exhibits excellent anti-freezing performance.

また、本発明の内燃機関用冷却液は、後述する実施例で示すように、水と同程度の熱伝導率を有し、現存のLLC(Long Life Coolant)よりも優れた熱伝導性を示す。このため、熱交換器の小型化や、冷却液の循環の減少によるポンプの小型化(ポンプ負荷の低減)が可能となる。   Moreover, the cooling fluid for an internal combustion engine of the present invention has a thermal conductivity comparable to that of water as shown in the examples described later, and exhibits a thermal conductivity superior to that of an existing LLC (Long Life Coolant). . For this reason, it is possible to reduce the size of the heat exchanger and the size of the pump (reducing the pump load) by reducing the circulation of the coolant.

さらに、本発明の内燃機関用冷却液は、前記無機塩と水とを主成分とし、好適な態様において、アルコール類及びグリコール類等の有機溶媒を何れも含まない。このため、冷却液としての使用中に、アルコール類やグリコール類等の熱・酸化劣化による劣化生成物(ギ酸やグリコール酸等の酸)が生成されない。したがって、劣化生成物に起因する冷却液のpH低下により腐食防止性能が低下したり、腐食防止剤の不溶解物が生成したりするようなことがない。よって、冷却液の寿命が長くなる。そして、この内燃機関用冷却液を使用することによって生じた廃冷却液は、劣化生成物としての酸を含んでいないので、この廃冷却液をろ過処理等することによって使用中の混入異物を除去すれば、容易に廃冷却液を再生することができ、そのままリユース(再使用)が可能となる。   Furthermore, the coolant for an internal combustion engine of the present invention contains the inorganic salt and water as main components, and in a preferred embodiment, does not contain any organic solvent such as alcohols and glycols. For this reason, during use as a coolant, degradation products (acids such as formic acid and glycolic acid) due to thermal and oxidative degradation such as alcohols and glycols are not generated. Accordingly, there is no possibility that the corrosion prevention performance is lowered due to a decrease in the pH of the cooling liquid caused by the deteriorated product, and an insoluble substance of the corrosion inhibitor is not produced. Therefore, the life of the coolant is extended. The waste coolant generated by using the coolant for the internal combustion engine does not contain an acid as a degradation product. Therefore, the contaminated foreign matter in use is removed by filtering the waste coolant. Then, the waste coolant can be easily regenerated and reused (reused) as it is.

ここに、使用環境で所定の凍結防止性能を発揮しうるとは、無機塩による凍結防止(凝固点降下)効果により、本発明の内燃機関用冷却液の凍結温度を、該冷却液が使用される可能性のある環境の温度(使用温度)として想定される温度範囲よりも十分に低い温度にすることができること、言い換えれば、無機塩による凍結防止(凝固点降下)効果により、本発明の内燃機関用冷却液が使用中に凍結することを確実に防止することができることをいう。   Here, the fact that the predetermined antifreezing performance can be exhibited in the use environment means that the freezing temperature of the cooling liquid for the internal combustion engine of the present invention is used for the freezing temperature due to the freezing prevention (freezing point depression) effect by the inorganic salt. Due to the fact that the temperature can be made sufficiently lower than the temperature range assumed as a possible environmental temperature (use temperature), in other words, due to the effect of freezing prevention (freezing point depression) by the inorganic salt, for the internal combustion engine of the present invention It means that the cooling liquid can be surely prevented from freezing during use.

本発明の内燃機関用冷却液に用いることのできる前記無機塩の種類及びその配合量としては、使用温度で所定の凍結防止性能を発揮しうるものであれば特に限定されないが、無機塩による凍結防止(凝固点降下)効果により、本発明の内燃機関用冷却液の凍結温度が−15℃以下(より好ましくは−35℃以下)となるようにすることが好ましい。また、使用環境で用いられる金属に対して所定の腐食防止性能を発揮しうるようにすることが好ましい。   The kind of inorganic salt that can be used in the cooling fluid for an internal combustion engine of the present invention and the amount of the inorganic salt are not particularly limited as long as a predetermined antifreezing performance can be exhibited at the operating temperature. It is preferable that the freezing temperature of the coolant for an internal combustion engine of the present invention is −15 ° C. or lower (more preferably −35 ° C. or lower) due to the prevention (freezing point lowering) effect. Moreover, it is preferable that predetermined corrosion prevention performance can be exhibited with respect to the metal used in a use environment.

前記無機塩として、例えば、モリブデン酸塩やタングステン酸塩等の無機酸塩を好適に用いることができる。これらの無機酸塩は、単独で用いてもよいし、又は二種以上を同時に用いてもよい。一方、凝固点降下剤として一般的な塩化カルシウムや臭化リチウム等は、良好な凍結防止性能を発揮するが、十分な金属防食性能を得ることが困難なため、好ましくない。   As the inorganic salt, for example, an inorganic acid salt such as molybdate or tungstate can be suitably used. These inorganic acid salts may be used alone or in combination of two or more. On the other hand, calcium chloride, lithium bromide, etc., which are general freezing point depressants, exhibit good anti-freezing performance, but are not preferable because it is difficult to obtain sufficient metal anti-corrosion performance.

また、前記モリブデン酸塩はモリブデン酸のアルカリ金属塩であり、前記タングステン酸塩はタングステン酸のアルカリ金属塩であることが好ましい。このアルカリ金属塩としては、リチウム塩、カリウム塩及びセシウム塩のうちの一種であることが好ましい。また、前記無機塩として、モリブデン酸又はタングステン酸のナトリウム塩を用いることも可能ではある。しかし、ナトリウム塩は、リチウム塩、カリウム塩及びセシウム塩と比較して低温での溶解度が低い。このため、ナトリウム塩を採用した場合は、低温で不溶解物が生成してしまうので、凍結防止性能の不足により、本発明の内燃機関用冷却液を使用することのできる環境温度の範囲が高温側に移行して、使用可能な地域が制限される。   The molybdate is preferably an alkali metal salt of molybdic acid, and the tungstate is preferably an alkali metal salt of tungstic acid. This alkali metal salt is preferably one of lithium salt, potassium salt and cesium salt. Moreover, it is also possible to use a sodium salt of molybdic acid or tungstic acid as the inorganic salt. However, sodium salts have lower solubility at low temperatures than lithium, potassium and cesium salts. For this reason, when a sodium salt is employed, insoluble substances are generated at low temperatures, so that the environmental temperature range in which the coolant for an internal combustion engine of the present invention can be used is high due to insufficient freezing prevention performance. The area that can be used is limited.

したがって、好適な前記無機塩として、モリブデン酸リチウム、モリブデン酸カリウム、モリブデン酸セシウム、タングステン酸リチウム、タングステン酸カリウム及びタングステン酸セシウムを挙げることができる。これらの中では、モリブデン酸リチウムが特に好ましい。前記無機塩としてモリブデン酸リチウムを用いた場合は、三酸化モリブデンと水酸化リチウムとの配合割合により冷却液のpHを7とすることが可能で、かつモリブデン酸リチウムとしての配合割合が39wt%以上の濃度となるように配合、調製された冷却液の凍結防止温度を−35℃以下とすることができ、優れた凍結防止性能と金属に対する腐食防止性能とを示す。このように無機塩としてモリブデン酸リチウムを採用した場合に優れた凍結防止性能及び腐食防止性能を発揮するのは、pHを金属を防食可能な中性域(特にアルミ)に設定可能で、さらにpH中性域でのモリブデン酸リチウムの溶解性が優れるためである。   Accordingly, preferable examples of the inorganic salt include lithium molybdate, potassium molybdate, cesium molybdate, lithium tungstate, potassium tungstate, and cesium tungstate. Among these, lithium molybdate is particularly preferable. When lithium molybdate is used as the inorganic salt, the pH of the coolant can be set to 7 by the mixing ratio of molybdenum trioxide and lithium hydroxide, and the mixing ratio as lithium molybdate is 39 wt% or more. The antifreeze temperature of the coolant prepared and prepared so as to have the concentration of −35 ° C. or lower can be set to −35 ° C. or less, and exhibits excellent antifreeze performance and anticorrosion performance for metals. In this way, when lithium molybdate is used as an inorganic salt, the excellent antifreezing performance and corrosion prevention performance can be achieved because the pH can be set in a neutral range (especially aluminum) where the metal can be protected from corrosion. This is because the solubility of lithium molybdate in the neutral range is excellent.

そして、本発明の内燃機関用冷却液は、前記無機塩を20wt%以上の配合割合で含むことが好ましい。この無機塩の配合割合が20wt%よりも少ないと、十分な凍結防止性能が得られない。なお、本発明の内燃機関用冷却液は、温度等の使用環境によっては必要に応じて適宜水で希釈して使用に供することもできる。このため、実際の使用に供される際の冷却液において、前記無機塩の配合割合とされていることが好ましい。すなわち、本発明の内燃機関用冷却液は、前記無機酸塩を20wt%以上の配合割合で含む濃度で使用に供されることが好ましい。   And it is preferable that the cooling fluid for internal combustion engines of this invention contains the said inorganic salt in the mixture ratio of 20 wt% or more. If the blending ratio of the inorganic salt is less than 20 wt%, sufficient antifreezing performance cannot be obtained. The coolant for an internal combustion engine of the present invention can be used by diluting with water as needed depending on the usage environment such as temperature. For this reason, it is preferable to set it as the mixture ratio of the said inorganic salt in the cooling liquid at the time of using for actual use. That is, the coolant for an internal combustion engine of the present invention is preferably used at a concentration containing the inorganic acid salt at a blending ratio of 20 wt% or more.

また、本発明の内燃機関用冷却液は、前記無機塩を39wt%以上の配合割合で含む濃度における凍結温度が−35℃以下になる態様とすることが好ましい。例えば、上述したように、前記無機塩としてモリブデン酸リチウムを採用した場合は、このモリブデン酸リチウムの配合割合を39wt%以上とすることにより、冷却液の凍結温度を−35℃以下とすることができる。   Moreover, it is preferable that the coolant for an internal combustion engine of the present invention has an aspect in which the freezing temperature is −35 ° C. or less at a concentration containing the inorganic salt in a blending ratio of 39 wt% or more. For example, as described above, when lithium molybdate is employed as the inorganic salt, the freezing temperature of the coolant may be set to −35 ° C. or lower by setting the blending ratio of this lithium molybdate to 39 wt% or more. it can.

さらに、本発明の内燃機関用冷却液は、7以上のpHで使用に供されることが好ましい。冷却液のpHは腐食防止性能に影響し、pHが7未満になると金属に対する腐食防止効果が十分に得られない。   Furthermore, the coolant for an internal combustion engine of the present invention is preferably used at a pH of 7 or higher. The pH of the coolant affects the corrosion prevention performance, and if the pH is less than 7, the corrosion prevention effect on the metal cannot be sufficiently obtained.

加えて、本発明の内燃機関用冷却液は、使用環境で用いられる金属に対して所定の腐食防止性能を発揮しうる腐食防止剤をさらに含むことが好ましい。この腐食防止剤は、使用環境により必要に応じて適宜含ませることができる。例えば、銅系金属が用いられた使用環境に本発明の内燃機関用冷却液を使用する場合は、銅系金属に対する腐食防止剤として、ベンゾトリアゾールやトリルトリアゾール等のトリアゾール類を含ませることが好ましい。このトリアゾール類の配合量は、本発明の内燃機関用冷却液がトリアゾール類を0.005wt%以上の配合割合で含む濃度で使用に供されるようにすることが好ましい。トリアゾール類の配合割合が0.005wt%よりも少ないと、銅系金属に対する十分な腐食防止性能を期待できない。一方、トリアゾール類の配合割合を多くし過ぎてもトリアゾール類による効果が飽和となるため、上限は1.0wt%程度とすることができる。   In addition, it is preferable that the coolant for an internal combustion engine of the present invention further includes a corrosion inhibitor capable of exhibiting predetermined corrosion prevention performance with respect to a metal used in a use environment. This corrosion inhibitor can be appropriately included as necessary depending on the use environment. For example, when the internal combustion engine coolant of the present invention is used in an environment where copper-based metal is used, it is preferable to include triazoles such as benzotriazole and tolyltriazole as a corrosion inhibitor for the copper-based metal. . The blending amount of the triazoles is preferably such that the coolant for an internal combustion engine of the present invention is used at a concentration containing the triazoles at a blending ratio of 0.005 wt% or more. When the blending ratio of triazoles is less than 0.005 wt%, sufficient corrosion prevention performance for copper-based metals cannot be expected. On the other hand, even if the blending ratio of the triazole is increased too much, the effect of the triazole is saturated, so the upper limit can be set to about 1.0 wt%.

本発明の内燃機関用冷却液に含ませることができる他の腐食防止剤としては、ケイ酸塩、リン酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩や有機酸塩等を挙げることができる。なお、腐食防止剤の他に、着色剤、消泡剤や苦味剤等を含ませてもよい。   Examples of other corrosion inhibitors that can be included in the coolant for an internal combustion engine of the present invention include silicates, phosphates, nitrites, nitrates, and organic acid salts. In addition to the corrosion inhibitor, a colorant, an antifoaming agent, a bittering agent, and the like may be included.

本発明の内燃機関用冷却液は、予め準備した前記無機塩をそのまま水に溶解して製造してもよいし、無機酸とアルカリ金属等の水酸化物等とを水に溶解して製造してもよい。酸とアルカリを水に溶解して製造する場合は、酸とアルカリの配合割合を変えることにより冷却液のpHを調製することができる。   The coolant for an internal combustion engine of the present invention may be produced by dissolving the inorganic salt prepared in advance as it is in water, or by dissolving an inorganic acid and a hydroxide such as an alkali metal in water. May be. In the case of producing by dissolving an acid and an alkali in water, the pH of the coolant can be adjusted by changing the blending ratio of the acid and the alkali.

本発明の内燃機関用冷却液は、前述のとおり、使用後の廃冷却液中に有機溶媒の劣化生成物を含むことがない。このため、本発明の内燃機関用冷却液を使用することによって生成した廃冷却液は、使用中に混入した異物のみをろ過処理で除去することにより、リユース可能な状態に再生することができる。すなわち、このろ過処理の方法は特に限定されない。例えば、上記混入異物を効果的に除去すべく、5〜50μm程度のメッシュ幅をもつメッシュを用いてろ過することができる。なお、こうしてろ過処理により再生した冷却液は、必要に応じて腐食防止剤等を適宜添加してからリユースしてもよい。   As described above, the coolant for an internal combustion engine of the present invention does not contain an organic solvent degradation product in the used coolant after use. For this reason, the waste cooling liquid produced | generated by using the cooling fluid for internal combustion engines of this invention can be reproduced | regenerated in a reusable state by removing only the foreign material mixed during use by filtration. That is, the method of this filtration process is not specifically limited. For example, in order to effectively remove the contaminated foreign matter, it can be filtered using a mesh having a mesh width of about 5 to 50 μm. The coolant regenerated by the filtration process may be reused after appropriately adding a corrosion inhibitor or the like as necessary.

したがって、本発明の内燃機関用冷却液は、水と同程度に熱伝達率が高く、また、長寿命で、しかも使用後の廃冷却液を容易に再生することができるため、内燃機関、特に自動車エンジン用冷却液として好適に利用することができる。   Therefore, the coolant for an internal combustion engine of the present invention has a heat transfer rate as high as that of water, has a long life, and can easily regenerate waste coolant after use. It can be suitably used as a coolant for automobile engines.

表1に示される組成の水溶液からなる試料No.1〜12を準備した。これらの試料No.1〜12は、予め準備した無機塩をそのまま水に溶解して製造したり、無機酸とアルカリ金属等の水酸化物等とを水に溶解して製造したりした。酸とアルカリを水に溶解して製造する場合は、酸とアルカリの配合割合を変えることにより冷却液のpHを調製した。   Sample No. consisting of an aqueous solution having the composition shown in Table 1. 1-12 were prepared. These sample Nos. Nos. 1 to 12 were prepared by dissolving an inorganic salt prepared in advance in water, or by dissolving an inorganic acid and a hydroxide such as an alkali metal in water. In the case of producing an acid and alkali dissolved in water, the pH of the cooling liquid was adjusted by changing the blending ratio of the acid and alkali.

なお、試料NO.11は、エチレングリコールの50%水溶液よりなる現存のLLCの主成分である。   In addition, sample NO. 11 is the main component of the existing LLC consisting of a 50% aqueous solution of ethylene glycol.

例えば、試料NO.4、7及び8は、溶液のpHを7に調製するために、三酸化モリブデン(MoO3 )、水酸化リチウム・一水和物(LiOH・H2 O)及びイオン交換水を下記に示す配合割合で混合して製造した。 For example, sample NO. 4, 7 and 8 are prepared by mixing molybdenum trioxide (MoO 3 ), lithium hydroxide monohydrate (LiOH · H 2 O) and ion-exchanged water in order to adjust the pH of the solution to 7. Produced by mixing in proportions.

三酸化モリブデン(MoO3 ) :34.2wt%
水酸化リチウム・一水和物(LiOH・H2 O):19.8wt%
イオン交換水 :46.0wt%
(凍結防止性能の評価)
そして、試料No.1〜12について、pH及び凍結温度を調べた。それらの結果を表1に併せて示す。
Molybdenum trioxide (MoO 3 ): 34.2 wt%
Lithium hydroxide monohydrate (LiOH.H 2 O): 19.8 wt%
Ion exchange water: 46.0 wt%
(Evaluation of anti-freezing performance)
And sample no. About 1-12, pH and freezing temperature were investigated. The results are also shown in Table 1.

Figure 2005126596
Figure 2005126596

表1からわかるように、タングステン酸のアルカリ金属塩の水溶液及びモリブデン酸のアルカリ金属塩(ナトリウム塩を除く)の水溶液である試料No.1〜8は、何れも凍結温度が−35℃以下であり、現存のLLCである試料No.11と同等以上の凍結防止性能を示した。   As can be seen from Table 1, sample No. 1 was an aqueous solution of an alkali metal salt of tungstic acid and an aqueous solution of an alkali metal salt of molybdic acid (excluding sodium salt). Samples Nos. 1 to 8 each have a freezing temperature of −35 ° C. or lower and are existing LLCs. The antifreezing performance equal to or better than 11 was exhibited.

また、モリブデン酸リチウムの場合は、モリブデン酸及び水酸化リチウムの水溶液である試料No.4、7及び8に示すように、三酸化モリブデンと水酸化リチウムの配合割合により水溶液のpHを変えることができ、かつ、pH中性でも、現存のLLCである試料No.11と同等以上の凍結防止性能にすることもできた。   In the case of lithium molybdate, Sample No. which is an aqueous solution of molybdic acid and lithium hydroxide. As shown in FIGS. 4, 7 and 8, the pH of the aqueous solution can be changed depending on the blending ratio of molybdenum trioxide and lithium hydroxide. The anti-freezing performance equal to or higher than 11 could be achieved.

なお、モリブデン酸のナトリウム塩の水溶液よりなる試料No.9では、ナトリウム塩の低温での溶解度が低く、十分な凍結防止性能が得られなかった。このため、凍結防止性能の観点からは、アルカリ金属として、ナトリウムを採用することは好ましくなく、リチウム、カリウム及びセシウムを採用することが好ましいことがわかる。   In addition, sample No. which consists of the aqueous solution of the sodium salt of molybdate. In No. 9, the solubility of sodium salt at low temperatures was low, and sufficient anti-freezing performance was not obtained. For this reason, from the viewpoint of anti-freezing performance, it is understood that it is not preferable to employ sodium as the alkali metal, and it is preferable to employ lithium, potassium and cesium.

また、試料No.4について、モリブデン酸リチウムとしての配合割合(濃度)を種々変化させ、濃度と凍結温度との関係を調べた。一方、現存のLLCである試料No.11についても同様に濃度と凍結温度との関係を調べた。それらの結果を図1に示すように、モリブデン酸リチウムの配合割合が20wt%未満のときは、現存のLLCと同程度の凍結防止性能を示すが、モリブデン酸リチウムの配合割合が20wt%以上になると、現存のLLCよりも優れた凍結防止性能を示すことがわかる。また、モリブデン酸リチウムの配合割合を25wt%以上にすると凍結温度が−15℃以下になり、モリブデン酸リチウムの配合割合を39wt%以上にすると凍結温度が−35℃以下になることがわかる。   Sample No. Regarding 4, the blending ratio (concentration) as lithium molybdate was changed variously, and the relationship between the concentration and the freezing temperature was examined. On the other hand, the existing LLC sample No. Similarly, the relationship between the concentration and the freezing temperature was also examined for No. 11. As shown in FIG. 1, when the blending ratio of lithium molybdate is less than 20 wt%, the antifreezing performance is comparable to that of existing LLC, but the blending ratio of lithium molybdate is 20 wt% or more. It can be seen that the antifreezing performance superior to that of the existing LLC is exhibited. It can also be seen that when the blending ratio of lithium molybdate is 25 wt% or more, the freezing temperature is −15 ° C. or less, and when the blending ratio of lithium molybdate is 39 wt% or more, the freezing temperature is −35 ° C. or less.

(熱伝導性の評価)
前記試料No.7、11及び12並びにエチレングリコールについて、非定常熱線法により、液温と熱伝導率との関係を調べた。その結果を図2に示す。
(Evaluation of thermal conductivity)
Sample No. For 7, 11, 12 and ethylene glycol, the relationship between the liquid temperature and the thermal conductivity was examined by the unsteady hot wire method. The result is shown in FIG.

図2からわかるように、モリブデン酸リチウムの41%水溶液である試料NO.7の熱伝導性は、水と同レベルにあり、また、現存のLLCである試料NO.11よりも優れていた。なお、試料NO.7、11及び12の80℃における熱伝導率は、以下のとおりであった。   As can be seen from FIG. 2, the sample NO. The thermal conductivity of No. 7 is at the same level as water, and the existing LLC sample NO. It was better than 11. In addition, sample NO. The thermal conductivity at 80 ° C. of 7, 11 and 12 was as follows.

NO.7(モリブデン酸リチウムの水溶液):0.00168cal/sec・deg
No.11(現存LLC) :0.00099cal/sec・deg
No.12(イオン交換水) :0.00160cal/sec・deg
(金属防食性能の評価)
試料試料NO.4、7、8及び10について、88℃×336hの高温試験(JIS K2234 不凍液の金属腐食性に準拠)により、各種金属に対する腐食防止性能を調べた。その結果を表1に併せて示す。なお、JIS K2234の質量変化規格値は、アルミ鋳物が±0.30以内、鋳鉄、鋼、黄銅及び銅は±0.15以内である。
NO. 7 (aqueous solution of lithium molybdate): 0.00168 cal / sec · deg
No. 11 (existing LLC): 0.00099 cal / sec · deg
No. 12 (ion exchange water): 0.00160 cal / sec · deg
(Evaluation of metal anticorrosion performance)
Sample Sample No. About 4, 7, 8, and 10, the corrosion prevention performance with respect to various metals was investigated by the high-temperature test (based on JIS K2234 antifreeze metal corrosiveness) of 88 degreeC x 336h. The results are also shown in Table 1. The mass change standard value of JIS K2234 is within ± 0.30 for aluminum castings and within ± 0.15 for cast iron, steel, brass and copper.

<アルミ・鉄系金属に対する腐食防止性能>
表1からわかるように、モリブデン酸リチウムの41%水溶液である試料No.4、7及び8は、いずれもアルミ系及び鉄系の金属に対して良好な腐食防止性能を示した。
<Corrosion prevention performance for aluminum and ferrous metals>
As can be seen from Table 1, sample No. 1 was a 41% aqueous solution of lithium molybdate. 4, 7 and 8 all showed good corrosion prevention performance against aluminum-based and iron-based metals.

これに対し、臭化リチウムを主成分とする試料No.10は、アルミ・鉄系防食剤として機能しうるモリブデン酸ナトリウムを添加したにもかかわらず、アルミ鋳物、鋳鉄及び鋼に大きな腐食減量がみられた。   On the other hand, sample no. No. 10 showed significant corrosion weight loss in aluminum castings, cast iron and steel, despite the addition of sodium molybdate which can function as an aluminum / iron-based anticorrosive.

<銅系金属に対する腐食防止性能>
また、試料No.4にベンゾトリアゾールを添加した試料No.7及び8は、銅系の金属に対しても良好な腐食防止性能を示し、特にベンゾトリアゾールを0.005wt%添加した試料No.7は、特に良好な腐食防止性能を示した。
<Corrosion prevention performance for copper-based metals>
Sample No. Sample No. 4 with benzotriazole added to No. 4 Samples Nos. 7 and 8 show good corrosion prevention performance even for copper-based metals, and in particular, sample No. 7 containing 0.005 wt% of benzotriazole was added. No. 7 showed particularly good corrosion prevention performance.

(長寿命・リユース性の評価)
試料No.4について前記金属防食性の試験を行った後の液には、0.25vol%の異物が混入していたが、この液を50μm幅のメッシュでろ過することにより、液中の異物を除去することができ、その後そのまま再使用可能であることが確認できた。
(Evaluation of long life and reusability)
Sample No. The liquid after the metal anticorrosion test for No. 4 was contaminated with 0.25 vol% foreign matter. By filtering this liquid with a 50 μm wide mesh, the foreign matter in the liquid was removed. It can be confirmed that it can be reused as it is.

モリブデン酸リチウム水溶液及びLLCについて、濃度と凍結温度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a density | concentration and freezing temperature about lithium molybdate aqueous solution and LLC. モリブデン酸リチウム水溶液、LLC及びエチレングリコールについて、液温と熱伝導率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between liquid temperature and thermal conductivity about lithium molybdate aqueous solution, LLC, and ethylene glycol.

Claims (12)

使用温度で所定の凍結防止性能を発揮しうるようにその種類が採択されるとともにその配合量が規定された無機塩を主な有効成分として含むことを特徴とする内燃機関用冷却液。   A coolant for an internal combustion engine comprising an inorganic salt whose main active ingredient is selected as its type and capable of exhibiting a predetermined anti-freezing performance at the operating temperature. 前記無機塩は、モリブデン酸塩及びタングステン酸塩のうちの少なくとも一種であることを特徴とする請求項1記載の内燃機関用冷却液。   The coolant for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the inorganic salt is at least one of molybdate and tungstate. 前記モリブデン酸塩はモリブデン酸のアルカリ金属塩であり、前記タングステン酸塩はタングステン酸のアルカリ金属塩であることを特徴とする請求項2記載の内燃機関用冷却液。   The coolant for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the molybdate is an alkali metal salt of molybdic acid, and the tungstate is an alkali metal salt of tungstic acid. 前記アルカリ金属塩は、リチウム塩、カリウム塩及びセシウム塩のうちの一種であることを特徴とする請求項3記載の内燃機関用冷却液。   The coolant for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the alkali metal salt is one of a lithium salt, a potassium salt, and a cesium salt. 前記無機塩はモリブデン酸リチウムであることを特徴とする請求項1記載の内燃機関用冷却液。   The coolant for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the inorganic salt is lithium molybdate. 前記無機塩を20wt%以上の配合割合で含むことを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の内燃機関用冷却液。   6. The coolant for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the inorganic salt is contained at a blending ratio of 20 wt% or more. 前記無機塩を39wt%以上の配合割合で含む濃度における凍結温度が−35℃以下であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6記載の内燃機関用冷却液。   The cooling fluid for an internal combustion engine according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, wherein the freezing temperature at a concentration containing the inorganic salt at a blending ratio of 39 wt% or more is -35 ° C or less. 不凍性成分として有機溶媒を実質的に含まないことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の内燃機関用冷却液。   The coolant for an internal combustion engine according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, characterized by being substantially free of an organic solvent as an antifreeze component. 7以上のpHで使用に供されることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載の内燃機関用冷却液。   The coolant for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the coolant is used at a pH of 7 or more. 使用環境で用いられる金属に対して所定の腐食防止性能を発揮しうる腐食防止剤をさらに含むことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9記載の内燃機関用冷却液。   The corrosion inhibitor according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9, further comprising a corrosion inhibitor capable of exhibiting a predetermined corrosion prevention performance for a metal used in a use environment. Coolant for internal combustion engines. 前記腐食防止剤はトリアゾール類であることを特徴とする請求項10記載の内燃機関用冷却液。   The coolant for an internal combustion engine according to claim 10, wherein the corrosion inhibitor is a triazole. 請求項1乃至11に記載の内燃機関用冷却液を使用することによって生成した廃冷却液を、ろ過処理により、リユース可能とすることを特徴とする内燃機関用冷却液の再生方法。   12. A method for regenerating a coolant for an internal combustion engine, wherein the waste coolant generated by using the coolant for an internal combustion engine according to claim 1 can be reused by filtration.
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