JP5044544B2

JP5044544B2 - 冷却液組成物

Info

Publication number: JP5044544B2
Application number: JP2008509629A
Authority: JP
Inventors: 泰昭森; 志瑞酒井田
Original assignee: Shishiai KK
Current assignee: Shishiai KK
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: US20090045376A1; EP2003182A2; WO2007116478A1; EP2003182A9; CN101395241A; JPWO2007116478A1

Description

本発明は、主として内燃機関等の冷却系統を構成する金属、特にはアルミニウムまたはアルミニウム合金に対して優れた腐食防止機能を有する冷却液組成物に関する。詳細にはリン酸塩を含有する冷却液組成物とリン酸塩を含有しない冷却液組成物とが混合使用された場合でも、アルミニウムまたはアルミニウム合金に対する優れた腐食防止機能が低下しない冷却液組成物に関する。

従来より、主に内燃機関等の冷却系統に使用される冷却液組成物には、鉄およびアルミニウムに対する防食性に優れたリン酸塩を含有するものが多く採用されている。

ところが、リン酸塩は、冷却液組成物中等に含まれる硬水成分と反応し、沈澱物を生成する。これにより腐食防止機能が低下するばかりでなく、この沈澱物の堆積により、冷却系統の循環路等が閉塞するというトラブルが発生する。

このような事情から、最近では、リン酸塩を含有しない冷却液組成物が提案されている。例えば本出願人が提案した冷却液組成物には、セバシン酸またはそのアルカリ金属塩と、ｐ−ｔｅｒｔブチル安息香酸またはそのアルカリ金属塩のうち、少なくとも１つを含有することを特徴とするものがある（特許文献１参照）。

この冷却液組成物にあってはリン酸塩を含有しないことから、上述の種々の問題を引き起こす恐れがない。

このような事情から市場では、リン酸塩を含有する冷却液組成物、リン酸塩を含有しない冷却液組成物の両方が販売されており、一般の使用者は、冷却液の組成物についての知らないで使用することが多いため、冷却液組成物の交換や補充により、リン酸塩を含む冷却液組成物とリン酸塩を含有しない冷却液組成物を混合して使用することになり、新たな問題を引き起こしていた。

それは、リン酸塩を含有する冷却液組成物とリン酸塩を含有しない冷却液組成物とが混合使用された場合、冷却系統の腐食、特にアルミニウム材料の腐食防止機能を著しく低下させるという問題である。

このような問題解決を目的として、本出願人は、リン酸塩を含有する冷却液組成物とリン酸塩を含有しない冷却液組成物とが混合使用された場合でも、冷却系統の腐食、特にアルミニウム材料の腐食防止機能が維持されるようにした冷却液組成物を提案している（特許文献２参照）。
特許第２７７２５７８号掲載公報特開平６−１６６８６７号公報

本発明は、本出願人提案の上記冷却液組成物をさらに改良したものであり、アルミニウムまたはアルミニウム合金に対する腐食防止機能に優れ、しかもリン酸塩を含有する冷却液組成物とリン酸塩を含有しない冷却液組成物とが混合使用された場合でも、アルミニウムまたはアルミニウム合金に対する腐食防止機能が維持される冷却液組成物を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
グリコール類をベースとし、
（ａ）０．０５〜０．５質量％のケイ酸またはそのアルカリ金属塩と、
（ｂ）０．５〜５質量％のｐ−ｔｅｒｔブチル安息香酸またはそのアルカリ金属塩と、
（ｃ）０．１〜０．８質量％のセバシン酸またはそのアルカリ金属塩と、
（ｄ）０．００１〜０．５質量％のストロンチウム化合物、マグネシウム化合物、およびカルシウム化合物から選ばれる少なくとも１種と、
（ｅ）０．０５〜１．０質量％のトリアゾール類と、
を含有することを特徴とする冷却液組成物をその要旨とした。

請求項２記載の発明は、ベース中に安息香酸塩、トルイル酸塩、硝酸塩、モリブテン酸塩およびチアゾール類のうち少なくとも１種を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をその要旨とした。

請求項３記載の発明は、ベース中にリン酸塩、アミン塩及び亜硝酸塩を含有しないことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の冷却液組成物をその要旨とした。

上記構成を有することにより、請求項１、２記載の発明は、冷却系統を構成するアルミニウムまたはアルミニウム合金に対する優れた腐食防止機能を有し、しかもリン酸塩を含有する冷却液組成物とリン酸塩を含有しない冷却液組成物とを混合使用した場合でも、アルミニウムまたはアルミニウム合金に対する腐食防止機能が維持されるので、一般の使用者が、冷却液の交換や冷却液組成物の補充を行っても、アルミニウムまたはアルミニウム合金に対する腐食防止機能が低下する恐れが少ない。

また、請求項１、２記載の発明は、硬水成分と反応して沈澱物を生成することもなく、従って冷却系統に使用した場合に循環路等が閉塞するようなトラブルを起こす心配がない。

また、請求項３記載の発明は、ベース中にリン酸塩、アミン塩及び亜硝酸塩を含有しないので、この冷却液組成物は硬水成分と反応して沈殿物を生成することがなく、発ガン性物質のニトロソアミンを生成することもない。

以下、本発明の冷却液組成物（以下、単に組成物という）をさらに詳しく説明する。本発明の組成物はグリコール類をベースとしている。グリコール類としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ヘキシレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテルの中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物からなるものを挙げることができる。

本発明の組成物は、上記ベース中に、（ａ）ケイ酸またはそのアルカリ金属塩、（ｂ）ｐ−ｔｅｒｔブチル安息香酸またはそのアルカリ金属塩、（ｃ）セバシン酸またはそのアルカリ金属塩、（ｄ）ストロンチウム化合物、マグネシウム化合物、およびカルシウム化合物から選ばれる少なくとも１種、および（ｅ）トリアゾール類を含有することで特徴付けられたものである。

（ａ）成分は、ケイ酸、またはそのナトリウム塩やカリウム塩などのアルカリ金属塩から選ばれる１種であり、液中において冷却系統を構成する金属、特には鉄系金属、或いはアルミニウムまたはアルミニウム合金に対し優れた腐食防止機能を有する。この（ａ）成分が上記ベース中に０．０５〜０．５質量％の割合で含まれている。（ａ）成分の含有量が０．０５質量％を下回る場合、上述した十分な作用効果が得られず、（ａ）成分の含有量が０．５質量％を上回る場合には、上回った分だけの効果が期待できず、不経済となる。

（ｂ）成分は、ｐ−ｔｅｒｔブチル安息香酸、またはそのナトリウム塩やカリウム塩などのアルカリ金属塩から選ばれる１種であり、液中において冷却系統を構成する金属、特には鉄系金属、或いはアルミニウムまたはアルミニウム合金に対し優れた腐食防止機能を有する。またこの（ｂ）成分は、後述する（ｃ）成分と併存させることで、（ｃ）成分の持つ硬水安定化機能を著しく向上させる働きがある。この（ｂ）成分が上記ベース中に０．５〜５質量％の割合で含まれている。（ｂ）成分の含有量が０．５質量％を下回る場合、上述した十分な作用効果が得られず、（ｂ）成分の含有量が５質量％を上回る場合には、上回った分だけの効果が期待できず、不経済となる。

（ｃ）成分は、セバシン酸、またはそのナトリウム塩やカリウム塩などのアルカリ金属塩から選ばれる１種であり、液中において冷却系統を構成する金属、特には鉄系金属、或いはアルミニウムまたはアルミニウム合金に対し優れた腐食防止機能を有する。またこの（ｃ）成分は、冷却液中に含まれる硬水成分を溶解させ、硬水成分と冷却液中の他の成分とによる沈殿物の生成を抑制する働きがある。またこの（ｃ）成分の硬水安定化機能は、上記（ｂ）成分と液中で共存させることで飛躍的に向上することになる。この（ｃ）成分が上記ベース中に０．１〜０．８質量％の割合で含まれている。（ｃ）成分の含有量が０．１質量％を下回る場合、上述した十分な作用効果が得られず、（ｃ）成分の含有量が０．８質量％を上回る場合には、上回った分だけの効果が期待できず、不経済となる。

次に、（ｄ）成分について説明する。（ｄ）成分は、液中において冷却系統を構成する金属、特には鉄系金属、或いはアルミニウムまたはアルミニウム合金に対し優れた腐食防止機能を有するものであり、ストロンチウム化合物、マグネシウム化合物、およびカルシウム化合物から選ばれる少なくとも１種である。

ストロンチウム化合物の具体例としては、例えば酸化ストロンチウム、水酸化ストロンチウム、塩化ストロンチウム、弗化ストロンチウム、ヨウ化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、ホウ酸ストロンチウム、タングステン酸ストロンチウム、蟻酸ストロンチウム、酢酸ストロンチウム、プロピオン酸ストロンチウム、酪酸ストロンチウム、吉草酸ストロンチウム、ラウリン酸ストロンチウム、ステアリン酸ストロンチウム、オレイン酸ストロンチウム、グルタミン酸ストロンチウム、乳酸ストロンチウム、コハク酸ストロンチウム、リンゴ酸ストロンチウム、酒石酸ストロンチウム、マレイン酸ストロンチウム、クエン酸ストロンチウム、蓚酸ストロンチウム、マロン酸ストロンチウム、セバシン酸ストロンチウム、安息香酸ストロンチウム、フタル酸ストロンチウム、サリチル酸ストロンチウム、マンデル酸ストロンチウムなどを挙げることができる。上記ストロンチウム化合物の中でも、硝酸ストロンチウムや硫酸ストロンチウムは、腐食防止機能に優れ、かつ取り扱い性および入手容易性に優れる点で好ましい。

マグネシウム化合物の具体例としては、例えば酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、チタン酸マグネシウム、タングステン酸マグネシウム、クロム酸マグネシウム、過マンガン酸マグネシウム、弗化マグネシウム、沃化マグネシウムなどの無機酸のマグネシウム化合物、蟻酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、プロピオン酸マグネシウム、酪酸マグネシウム、吉草酸マグネシウム、ラウリン酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸マグネシウム、グルタミン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、琥珀酸マグネシウム、リンゴ酸マグネシウム、酒石酸マグネシウム、酒石酸水素マグネシウム、マレイン酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、蓚酸マグネシウム、マロン酸マグネシウム、セバシン酸マグネシウム、安息香酸マグネシウム、フタル酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、マンデル酸マグネシウムなどの有機酸のマグネシウム化合物等を挙げることができる。

カルシウム化合物の具体例としては、蟻酸カルシウム、酢酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、酪酸カルシウム、吉草酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、オレイン酸カルシウム、グルタミン酸カルシウム、乳酸カルシウム、コハク酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、酒石酸カルシウム、マレイン酸カルシウム、クエン酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、マロン酸カルシウム、セバシン酸カルシウム、安息香酸カルシウム、フタル酸カルシウム、サリチル酸カルシウム、マンデル酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、過マンガン酸カルシウム、クロム酸カルシウム、フッ化物、ヨウ化カルシウム、炭酸カルシウム、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、チタン酸カルシウム、タングステン酸カルシウムなどを挙げることができる。

この（ｄ）成分が上記ベース中に０．００１〜０．５質量％の割合で含まれている。（ｄ）成分の含有量が０．００１質量％を下回る場合、上述した十分な作用効果が得られず、（ｃ）成分の含有量が０．５質量％を上回る場合には、上回った分だけの効果が期待できず、不経済となる。

（ｅ）成分はトリアゾール類であり、このトリアゾール類としては、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、４−フェニル−１、２、３−トリアゾール、２−ナフトトリアゾールおよび４−ニトロベンゾトリアゾールなどを挙げることができ、その中でも、特にベンゾトリアゾールやトリルトリアゾールが望ましい。

（ｅ）成分は、冷却系統を構成する黄銅や銅などの銅系金属に対し優れた腐食防止機能を持つ。この（ｅ）成分の含有量は０．０５〜１．０質量％の範囲である。この範囲よりも（ｅ）成分の含有量が少ない場合、十分な腐食防止効果が得られず、この範囲よりも（ｅ）成分の含有量が多い場合には、範囲を上回った分だけの効果が期待できず、不経済となるからである。

また本発明の組成物は、上記成分のほかに、安息香酸塩、トルイル酸塩、硝酸塩、モリブテン酸塩およびチアゾール類のうち少なくとも１種を含有する形態を採ることもできる。これらの成分は、冷却系統を構成する鉄系金属、アルミニウムまたはアルミニウム合金、黄銅や銅などの銅系金属に対する腐食防止機能を持ち、上記（ａ）成分〜（ｅ）成分とともに使用することで、冷却系統を構成する金属の腐食防止機能をさらに向上させることができる。

また本発明の組成物は、ベース中にリン酸塩、アミン塩及び亜硝酸塩を含有しない形態とするのが望ましい。ベース中にリン酸塩、アミン塩及び亜硝酸塩を含有しないので、硬水成分と反応して沈殿物を生成することがなく、発ガン性物質のニトロソアミンを生成することもない。

以下、本実施例を詳細に説明するが、これは代表的なものを示したものであり、本実施例により本発明が限定されるものではない。下記表１には、本発明の実施例および比較例１〜３、並びにリン酸塩を含む市販品Ａの各組成物の組成を示した。表１に示す実施例および比較例１〜３、並びに市販品Ａの各組成物についてアルミの伝熱面腐食の試験を行うと共に、これら実施例および比較例１〜３の各組成物と市販品Ａの組成物とを混合使用したときのアルミの伝熱面腐食の試験を行い、これらの試験結果を表２に示した。尚、アルミの伝熱面腐食の試験は、ＡＳＴＭＤ４３４０−９６（Corrosion of Cast Alminium Alloy in Engine Coolant Under Heat-Rejecting Condition）に準拠して行った。

表２の実施例および比較例１〜３、並びに市販品Ａの各組成物のアルミの伝熱面腐食の試験結果から、リン酸塩を含む市販品Ａの腐食量が０．５ｍｇ／ｃｍ^２であり、ケイ酸ナトリウムと安息香酸ナトリウムと硝酸ストロンチウムを含む比較例３の腐食量が０．７ｍｇ／ｃｍ^２であり、従来、アルミニウムまたはアルミニウム合金の腐食防止効果に優れるとされるセバシン酸とｐ−ｔｅｒｔブチル安息香酸を含む比較例１の腐食量が０．５ｍｇ／ｃｍ^２であり、さらにケイ酸ナトリウムを含む比較例２の腐食量が０．２ｍｇ／ｃｍ^２となっているのに対し、実施例の組成物の場合、その腐食量は０．０ｍｇ／ｃｍ^２であり、本発明の実施例に係る組成物がアルミニウムまたはアルミニウム合金の腐食防止効果に優れることが確認された。

また表２より、実施例および比較例１〜３の各組成物とリン酸塩を含む市販品Ａの組成物とを混合したとき、比較例３の腐食量が１．５ｍｇ／ｃｍ^２、比較例２の腐食量が１．３ｍｇ／ｃｍ^２、比較例１の腐食量が１．０ｍｇ／ｃｍ^２となっているのに対し、本発明の実施例に係る組成物の場合、その腐食量は０．１ｍｇ／ｃｍ^２となっており、リン酸塩を含む市販品Ａの組成物と混合使用した場合でも、アルミの腐食防止機能が低下せず維持されていることが確認された。

主に内燃機関等の冷却系統に適用され、冷却系統を構成するアルミニウムまたはアルミニウム合金に対する優れた腐食防止機能を有し、しかもリン酸塩を含有する冷却液組成物とリン酸塩を含有しない冷却液組成物とを混合使用した場合でも、アルミニウムまたはアルミニウム合金に対する腐食防止機能が維持されるので、一般の使用者が、冷却液の交換や冷却液組成物の補充を行っても、アルミニウムまたはアルミニウム合金に対する腐食防止機能が低下する恐れが少ない。

Claims

グリコール類をベースとし、
（ａ）０．０５〜０．５質量％のケイ酸またはそのアルカリ金属塩と、
（ｂ）０．５〜５質量％のｐ−ｔｅｒｔブチル安息香酸またはそのアルカリ金属塩と、
（ｃ）０．１〜０．８質量％のセバシン酸またはそのアルカリ金属塩と、
（ｄ）０．００１〜０．５質量％のストロンチウム化合物、マグネシウム化合物、およびカルシウム化合物から選ばれる少なくとも１種と、
（ｅ）０．０５〜１．０質量％のトリアゾール類と、
を含有することを特徴とする冷却液組成物。
ベース中に、安息香酸塩、トルイル酸塩、硝酸塩、モリブテン酸塩およびチアゾール類のうち少なくとも１種を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。
ベース中に、リン酸塩、アミン塩及び亜硝酸塩を含有しないことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の冷却液組成物。