JP2005179737A - 配合組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】 低温領域におけるアゾール類の溶解性を従来よりも高くして、開放循環系用冷却水処理剤又は酸性の金属洗浄剤などに高度の金属腐食抑制機能を備えさせる添加剤として用いられる配合組成物を提供することである。
【解決手段】 本発明の配合組成物は、アゾール類から選ばれる少なくとも一種と、含酸素系溶剤から選ばれる少なくとも一種とを含有する配合組成物であって、前記含酸素系溶剤から選ばれる少なくとも一種が、前記アゾール類から選ばれる少なくとも一種の１重量部に対して、０．５重量部以上含有されるものである。
【選択図】 なし
【解決手段】 本発明の配合組成物は、アゾール類から選ばれる少なくとも一種と、含酸素系溶剤から選ばれる少なくとも一種とを含有する配合組成物であって、前記含酸素系溶剤から選ばれる少なくとも一種が、前記アゾール類から選ばれる少なくとも一種の１重量部に対して、０．５重量部以上含有されるものである。
【選択図】 なし
Description
本発明は、開放循環系用冷却水処理剤又は酸性の金属洗浄剤などに用いられる配合組成物であって、銅、鉄、アルミニウム及びその合金の腐食抑制剤を安定して溶解させる配合組成物に関するものである。
経済的利点のために高濃度に配合された組成物（開放循環系用冷却水処理剤又は酸性の金属洗浄剤など）は、近年は補給水質の悪化に伴い、金属腐食抑制剤に加え、防スケール剤、防スライム剤及びレジオネラ属菌等の防菌機能を付加したものが採用されている。
上記のような多種配合組成物を含む開放循環系用冷却水処理剤などが添加される冷却水系に使用される水は、水質の悪化と節水運転を行うため、冷却水系を構成する金属材料の腐食抑制や熱効率の低下を含めた対応として、金属腐食抑制剤などの薬剤による腐食抑制機能が重要な要素となっている。一般的な使用方法では、高濃度に配合された組成物（例えば、開放循環系用冷却水処理剤）を冷却水系へ添加する場合に、この冷却水系へ金属腐食抑制剤を数ｐｐｍ〜数千ｐｐｍとなるように添加溶解する方法がとられ、このような方法により冷却水系を構成する金属材料の腐食を抑制する機能を維持しようとするものである。このときに、金属腐食抑制剤の安定した溶解性技術が重要となる。
上述した開放循環系用冷却水処理剤などが含まれる冷却水は、通常酸性で用いられることが多く、寒冷地から温暖地まで幅広い地域で保管、使用されるものである（例えば、下記特許文献１参照）。
特開平５−９７６１
しかし、特許文献１の水処理剤は、酸性領域で安定溶解性を維持するためにベンゾトリアゾール類を可溶化剤を用いて溶解させているが、−５℃ではベンゾトリアゾール類の安定溶解性は得られ難いものであった。
そこで、本発明の目的は、開放循環系用冷却水処理剤又は酸性の金属洗浄剤などに金属腐食抑制機能を備えさせ、かつ、低温領域でも溶解性の高い添加剤として用いられる配合組成物を提供することである。
本発明の配合組成物は、アゾール類から選ばれる少なくとも一種と、含酸素系溶剤から選ばれる少なくとも一種とを含有するものであって、前記含酸素系溶剤から選ばれる少なくとも一種が、前記アゾール類から選ばれる少なくとも一種の１重量部に対し、０．５重量部以上含有されるものである。
また、本発明の配合組成物は、前記アゾール類が、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、クロロベンゾトリアゾール、エチルベンゾトリアゾール、ナフトトリアゾールの群を含むものであることが好ましい。
また、本発明の配合組成物は、前記含酸素系溶剤が、アルコール性ケトン類又はオルトギ酸類のような有機溶剤であることが好ましい。
また、本発明の配合組成物は、前記アルコール性ケトン類が、ジアセトンアルコール、ジヒドロキシアセトン、４−ヒドロキシ−２−ブタノン、ヒドロキシアセトン、４−ヒドロキシ−３，３−ジメチル−２−ブタノンの群を含むものであることが好ましい。
また、本発明の配合組成物は、前記オルトギ酸類が、オルトギ酸エチル、オルトギ酸メチルを含むものであることが好ましい。
また、本発明の配合組成物は、前記アゾール類が、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、クロロベンゾトリアゾール、エチルベンゾトリアゾール、ナフトトリアゾールの群を含むものであることが好ましい。
また、本発明の配合組成物は、前記含酸素系溶剤が、アルコール性ケトン類又はオルトギ酸類のような有機溶剤であることが好ましい。
また、本発明の配合組成物は、前記アルコール性ケトン類が、ジアセトンアルコール、ジヒドロキシアセトン、４−ヒドロキシ−２−ブタノン、ヒドロキシアセトン、４−ヒドロキシ−３，３−ジメチル−２−ブタノンの群を含むものであることが好ましい。
また、本発明の配合組成物は、前記オルトギ酸類が、オルトギ酸エチル、オルトギ酸メチルを含むものであることが好ましい。
本発明によれば、開放循環系用冷却水処理剤又は酸性の金属洗浄剤などに対し、金属腐食抑制剤を安定して溶解させることができ、かつ、低温領域におけるアゾール類の溶解性を従来よりも高くすることができるので、開放循環系用冷却水処理剤又は酸性の金属洗浄剤などに高度の金属腐食抑制機能を備えさせる添加剤として用いられる配合組成物を提供することができる。
次に、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。なお、以下の実施例では、本発明に係る配合組成物を酸性物質の水溶液に溶解（添加）したものを示し、比較例では、含酸素系溶剤を含まないアゾール類を酸性物質の水溶液に溶解したもの、及び、酸性物質の水溶液のみからなるものを示している。
１、５又は１０重量％のベンゾトリアゾール（以下、ＢＴ）と、ＢＴ１重量部に対して、０．２、０．５、２．０又は１０重量部のダイアセトンアルコール（以下、ＤＡＡ）と、酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の硫酸水溶液との組合せからなる酸性水溶液群を作成した。さらに、上記ＤＡＡの代わりに、ジヒドロキシアセトン（以下、ＤＨＡ）、４−ヒドロキシ−２−ブタノン（以下、ＨＢ）、オルトギ酸エチル（以下、ＥＯＦ）を用いて合計１４４通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を実施例１の試料群とする。
０．５、５又は１０重量％のトリルトリアゾール（以下、ＴＴ）と、ＴＴ１重量部に対して、０．２、０．５、２．０又は１０重量部のＤＡＡと、酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の硫酸水溶液との組合せからなる酸性水溶液群を作成した。さらに、上記ＤＡＡの代わりに、ＤＨＡ、ＨＢ、ＥＯＦを用いて合計１４４通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を実施例２の試料群とする。
実施例２の０．５、５又は１０重量％のＴＴの代わりに、０．５、５又は１０重量％のカルボキシベンゾトリアゾール（以下、ＣＢＴ）を用い、それ以外は実施例２と同様の溶剤や水溶液との組合せとなる合計１４４通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を実施例３の試料群とする。
実施例２の０．５、５又は１０重量％のＴＴの代わりに、０．５、５又は１０重量％のクロロベンゾトリアゾール（以下、Ｃｌ−ＢＴ）を用い、それ以外は実施例２と同様の溶剤や水溶液との組合せとなる合計１４４通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を実施例４の試料群とする。
実施例１の酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の硫酸水溶液の代わりに、酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の塩酸水溶液を用い、それ以外は実施例１と同様の組合せとなる合計１４４通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を実施例５の試料群とする。
実施例２の酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の硫酸水溶液の代わりに、酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の塩酸水溶液を用い、それ以外は実施例２と同様の組合せとなる合計１４４通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を実施例６の試料群とする。
実施例３の酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の硫酸水溶液の代わりに、酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の塩酸水溶液を用い、それ以外は実施例３と同様の組合せとなる合計１４４通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を実施例７の試料群とする。
実施例４の酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の硫酸水溶液の代わりに、酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の塩酸水溶液を用い、それ以外は実施例４と同様の組合せとなる合計１４４通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を実施例８の試料群とする。
実施例１の酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の硫酸水溶液の代わりに、酸性水溶液をｐＨ２又は５に調整する残重量％のクエン酸水溶液を用い、それ以外は実施例１と同様の組合せとなる合計９６通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を実施例９の試料群とする。
実施例２の酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の硫酸水溶液の代わりに、酸性水溶液をｐＨ２又は５に調整する残重量％のクエン酸水溶液を用い、それ以外は実施例２と同様の組合せとなる合計９６通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を実施例１０の試料群とする。
実施例３の酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の硫酸水溶液の代わりに、酸性水溶液をｐＨ２又は５に調整する残重量％のクエン酸水溶液を用い、それ以外は実施例３と同様の組合せとなる合計９６通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を実施例１１の試料群とする。
実施例４の酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の硫酸水溶液の代わりに、酸性水溶液をｐＨ２又は５に調整する残重量％のクエン酸水溶液を用い、それ以外は実施例４と同様の組合せとなる合計９６通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を実施例１２の試料群とする。
下記の表１３に示すような各アゾール類の併用、各含酸素系溶剤の併用、及び、酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の水溶液（硫酸とクエン酸とを１：１で含む）の組合せからなる合計３６通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を実施例１３の試料群とする。
下記の表１４に示すような各アゾール類の併用、各含酸素系溶剤の併用、及び、酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の水溶液（塩酸とクエン酸とを１：１で含む）の組合せからなる合計３６通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を実施例１４の試料群とする。
〔比較例１〕
〔比較例１〕
下記の表１５に示すような含酸素系溶剤を含まないアゾール類と酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の硫酸水溶液との組合せ、及び、硫酸水溶液のみからなる合計３６通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を比較例１の試料群とする。
〔比較例２〕
〔比較例２〕
下記の表１６に示すような含酸素系溶剤を含まないアゾール類と酸性水溶液をｐＨ０、ｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％の塩酸水溶液との組合せ、及び、塩酸水溶液のみからなる合計３６通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を比較例２の試料群とする。
〔比較例３〕
〔比較例３〕
下記の表１７に示すような含酸素系溶剤を含まないアゾール類と酸性水溶液をｐＨ２又はｐＨ５に調整する残重量％のクエン酸水溶液との組合せ、及び、クエン酸水溶液のみからなる合計３６通りの酸性水溶液群を作成した。なお、これらの酸性水溶液群を比較例３の試料群とする。
次に、上記の実施例１〜１４及び比較例１〜３の各試料群について、試料ごとに−５℃一定のインキュベータに放置し不溶解物の発生を２４時間毎に目視により測定し、アゾール類の溶解安定性試験を行った。その結果、２４時間以降、不溶解物の発生が観測されない場合は合格、発生が観測された場合は不合格とした。
また、実施例１〜１４の試料群の中で溶解安定性試験に合格したものと、比較例１〜３の試料群の中で酸性物質の水溶液のみからなる試料とについて下記の腐食性試験（１）、（２）を行った。
腐食性試験（１）として、実施例１〜１４の試料群の中で溶解安定性試験に合格した試料のアゾール類が１、１０、１００ｐｐｍの３種類のものとなるように純水で希釈し、腐食因子を所定量添加した試料１００ｇに、３つの試験片（銅：ＪＩＳ Ｈ３１００に規定するＣ１１００Ｐ、鋼：ＪＩＳ Ｇ３１４１に規定するＳＰＣＣ−Ｂ、アルミニウム：ＪＩＳ Ｈ５３０２に規定するＡＤＣ−１２）を５０℃で７日間浸漬して、各試験片の単位面積当りの重量減を測定した。また、比較例１〜３の試料群の中で酸性物質の水溶液のみからなる試料についても、同様の試験を行った。その結果、各試験片の重量減が０．１ｍｇ／ｃｍ2未満を合格、０．１ｍｇ／ｃｍ2以上を不合格とする評価を行った。ここで、腐食因子及びその所定量とは、炭酸水素ナトリウム（試薬一級）３０２ｐｐｍ、塩化カルシウム・二水和物（試薬一級）１７６ｐｐｍ、硫酸マグネシウム・七水和物（試薬一級）２８６ｐｐｍ、ケイ酸３号（試薬一級）３４４ｐｐｍ、硫酸ナトリウム（試薬一級）６．８ｐｐｍ、塩化ナトリウム（試薬一級）４０３ｐｐｍである。
腐食性試験（２）として、実施例１〜１４の試料群の中で溶解安定性試験に合格した試料であって、ｐＨ０のものについて、アゾール類が１００、１０００、１００００ｐｐｍになるように純水で希釈した試料１００ｇに、３つの試験片（銅：ＪＩＳ Ｈ３１００に規定するＣ１１００Ｐ、鋼：ＪＩＳ Ｇ３１４１に規定するＳＰＣＣ−Ｂ、アルミニウム：ＪＩＳ Ｈ５３０２に規定するＡＤＣ−１２）を５０℃で３時間浸漬して、各試験片の単位面積当りの重量減を測定した。また、比較例１〜３の試料群の中で酸性物質の水溶液のみからなる試料についても、同様の試験を行った。その結果、各試験片の重量減が０．１ｍｇ／ｃｍ2未満を合格、０．１ｍｇ／ｃｍ2以上を不合格とする評価を行った。
以下の表１〜１４に、実施例１〜１４までの試料群の組成と、試料の溶解安定性試験及び腐食性試験（１）、（２）の結果とを示す。また、以下の表１５〜１７に、比較例１〜３までの試料群の組成と、試料の安定性試験及び腐食性試験（１）、（２）の結果とを示す。表１〜１７において、各試験に合格したものは「○」、不合格であったものには「×」、試験を行う必要がないものには「−」を付している。
なお、水溶液のｐＨを変化させても各酸性水溶液について全く同様の結果が得られたので、まとめて表している。また、表１〜１２（実施例１〜１２）の各含酸素系溶剤は単独で用いられているが、各含酸素系溶剤の重量％が同じものは全く同様の結果が得られたので、まとめて表している。また、表１３、１４（実施例１３、１４）の各アゾール類及び各含酸素系溶剤で数値が示されているもので、縦列に並んでいるものは、同時併用されて酸性水溶液の組成物となっているものである。つまり、縦列一つでｐＨ０、ｐＨ２、ｐＨ５における一つの酸性水溶液の組成と試験結果を表している。
なお、水溶液のｐＨを変化させても各酸性水溶液について全く同様の結果が得られたので、まとめて表している。また、表１〜１２（実施例１〜１２）の各含酸素系溶剤は単独で用いられているが、各含酸素系溶剤の重量％が同じものは全く同様の結果が得られたので、まとめて表している。また、表１３、１４（実施例１３、１４）の各アゾール類及び各含酸素系溶剤で数値が示されているもので、縦列に並んでいるものは、同時併用されて酸性水溶液の組成物となっているものである。つまり、縦列一つでｐＨ０、ｐＨ２、ｐＨ５における一つの酸性水溶液の組成と試験結果を表している。
以上の表１〜１４より、実施例１〜１４の中でも、本発明に係る配合組成物を含む実施例の試料（表１〜１４の中で安定性試験の結果が「○」だったもの）は、アゾール類から選ばれる少なくとも一種を０．５重量％以上含有し、アゾール類の１重量部に対して含酸素系溶剤から選ばれる少なくとも一種を０．５重量部以下しか含有しておらず、残重量％の酸性物質からなる酸性水溶液であって、ｐＨ６以下の水溶液に調整されてなるもの（表１〜１４の中で安定性試験の結果が「×」だったもの）に比べ、アゾール類を高濃度で安定して溶解できることがわかった。また、表１〜１７より、実施例１〜１４の中の本発明に係る実施例の試料は、含酸素系溶剤を用いていない比較例１〜３の試料と比べても、アゾール類を高濃度で安定して溶解できることがわかった。
また、表１〜１７の腐食性試験の結果項目より、実施例１〜１４の中の本発明に係る実施例の試料は、比較例１〜３の酸性水溶液のみの試料と比べると、水溶液中のアゾール類が１〜１００００ｐｐｍになるように、好ましくは数ｐｐｍ〜数千ｐｐｍになるように添加、希釈された系は、銅、鉄、アルミニウム及び合金に対して高い腐食防止能があることが示された。
また、表１〜１７の腐食性試験の結果項目より、実施例１〜１４の中の本発明に係る実施例の試料は、比較例１〜３の酸性水溶液のみの試料と比べると、水溶液中のアゾール類が１〜１００００ｐｐｍになるように、好ましくは数ｐｐｍ〜数千ｐｐｍになるように添加、希釈された系は、銅、鉄、アルミニウム及び合金に対して高い腐食防止能があることが示された。
Claims (5)
- アゾール類から選ばれる少なくとも一種と、含酸素系溶剤から選ばれる少なくとも一種とを含有する配合組成物であって、
前記含酸素系溶剤から選ばれる少なくとも一種が、前記アゾール類から選ばれる少なくとも一種の１重量部に対して、０．５重量部以上含有される配合組成物。 - 前記アゾール類が、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、クロロベンゾトリアゾール、エチルベンゾトリアゾール、ナフトトリアゾールの群を含むものである請求項１に記載の配合組成物。
- 前記含酸素系溶剤が、アルコール性ケトン類又はオルトギ酸類である請求項１記載の配合組成物。
- 前記アルコール性ケトン類が、ダイアセトンアルコール、ジヒドロキシアセトン、４−ヒドロキシ−２−ブタノン、ヒドロキシアセトン、４−ヒドロキシ−３，３−ジメチル−２−ブタノンの群を含むものである請求項３記載の配合組成物。
- 前記オルトギ酸類が、オルトギ酸エチル、オルトギ酸メチルの群を含むものである請求項３記載の配合組成物。
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