JP6466879B2 - 冷却液組成物及びこれを用いた内燃機関の運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃費効果を向上させることができる冷却液組成物及びこれを用いた内燃機関の運転方法に関する。

自動車エンジン等を冷却するための冷却液としては様々なものが知られているが、その中でも水はエンジン用冷却液として冷却性能が最も高いために好ましい。しかし真水は摂氏０℃以下になると凍結する。このような事情から、不凍性を目的としてエチレングリコール等のグリコール類をベースに必要な凍結温度を得るように水で希釈し、必要によりエンジンやラジエータ等に使用される金属、ゴム及び樹脂等の劣化を保護するための各種添加剤を配合した冷却液組成物が使用されてきた。

しかしながら、エチレングリコール等のグリコール類を使用した場合、特に低温において冷却液組成物の粘度が著しく上昇してしまうという問題があった。したがって、従来の粘度特性改良技術においては、一般に、低温時の流動性向上のための低粘度化が行われてきた。

しかしながら、低粘度化を行った場合、冷却液とボア壁との境界層が薄くなり、また対流が起こりやすくなるため、冷却液がボア壁から熱を奪いやすくなり、その結果、冷却損失が増大し、燃費悪化を招くというおそれがある。一方、放熱性を低下させて冷却損失を低減させるために、エチレングリコール等のグリコール類の濃度を上げて低温時の冷却液の粘度を増大させると、高温時において冷却能力不足となり、オーバーヒートを招くというおそれがある。

前記問題を解決する技術としては、例えば特許文献１には、特定の範囲の動粘度を有する冷却液組成物及びこれを用いた内燃機関の運転方法が開示されており、冷却液組成物の動粘度を特定の範囲とすることにより、低温時の冷却損失を低減させ、かつ高温時の冷却能力を維持することができるとされている。特許文献２には、水と曇点を有する界面活性剤とを含む冷却液組成物が開示されており、曇点を有する界面活性剤を所定の割合で添加することにより、高い冷却性能と不凍性とを有する冷却液組成物が得られるとされている。特許文献３には、アルキルエーテルと、水及び／又は水溶性有機溶剤を含有する冷却液組成物が開示されており、エンジン運転直後における冷却液の動粘度をより高くすることで冷却損失を低減し速やかにエンジンを最適温度まで上昇させることができるとされている。特許文献４には、アルキルエーテル２種と、水及び／又は水溶性有機溶剤を含有する冷却液組成物が開示されており、エンジン運転直後における冷却液の動粘度をより高くすることで冷却損失を低減し速やかにエンジンを最適温度まで上昇させることができるとされている。特許文献５には、アルキルエーテル３種と、水及び／又は水溶性有機溶剤を含有する冷却液組成物が開示されており、エンジン運転直後における冷却液の動粘度をより高くすることで冷却損失を低減し速やかにエンジンを最適温度まで上昇させることができるとされている。特許文献６には、粘度特性改良剤としての非イオン性界面活性剤を用い、動粘度が、２５℃で８．５ｍｍ^２／秒以上であり、かつ１００℃で２．０ｍｍ^２／秒以下である冷却液組成物が開示されている。

前記のように、従来技術において、冷却液の添加剤として各種粘度特性改良剤が用いられてきたが、内燃機関の燃費効果を向上させるためには、さらに、高温時の粘度上昇が小さく高温時の冷却能力を維持したまま、低温時に増粘し冷却損失を低減させて低温時の暖機性を向上させる必要があった。

国際公開２０１３／１８３１６１号パンフレット 特開２０１０−２７０２５６号公報 特開２０１４−１８９７３６号公報 特開２０１４−１８９７３７号公報 特開２０１５−７４６６９号公報 特開２０１４−１２８３１号公報

本発明は、内燃機関の燃費効果を向上させることができる冷却液組成物及びこれを用いた内燃機関の運転方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、ノニオン性界面活性剤に特定のアニオン性界面活性剤を併用することで、高温時の粘度上昇が小さく高温時の冷却能力を維持したまま、低温時に増粘し冷却損失を低減させて低温時の暖機性を向上させることができ、これにより、内燃機関の燃費効果を向上させることができることを見出した。

すなわち、本発明は以下の発明を包含する。
［１］粘度特性改良剤及び基剤を含有する冷却液組成物であって、
粘度特性改良剤が、少なくとも１種のノニオン性界面活性剤と、下記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤の少なくとも１種とからなり、
Ｒ^１Ｏ−（Ｒ^２Ｏ）_ｍ−ＳＯ_３Ｍ （１）
［式中、
Ｒ^１は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数１６以上かつ２４以下のアルキル基又はアルケニル基であり、
Ｒ^２は、エチレン基又はプロピレン基であり、
ｍは、Ｒ^２Ｏの平均付加モル数を示し、０．５以上かつ１０以下の数であり、
Ｍは、陽イオン又は水素原子である］
基剤が、一価アルコール、二価アルコール、三価アルコール及びグリコールモノアルキルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルコール類及び／又は水からなり、
せん断粘度が、２５℃で８．５ｍＰａ・ｓ以上であり、かつ１００℃で２．０ｍＰａ・ｓ以下である、冷却液組成物。
［２］ノニオン性界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレン多価アルコールエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタンエステル及びポリオキシアルキレン脂肪酸アミドからなる群より選ばれる少なくとも１種である、［１］に記載の冷却液組成物。
［３］ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが、下記式（２）：
Ｒ^３Ｏ−（Ｒ^４Ｏ）_ｎ−Ｈ （２）
［式中、Ｒ^３は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数１２以上かつ２４以下のアルキル基又はアルケニル基であり、
Ｒ^４は、エチレン基又はプロピレン基であり、
ｎは、Ｒ^４Ｏの平均付加モル数を示し、０．５以上かつ２０以下の数である］
で表される化合物である、［２］に記載の冷却液組成物。
［４］粘度特性改良剤を、組成物１００質量部に対して、０．０５〜１０質量部含有する、［１］〜［３］のいずれかに記載の冷却液組成物。
［５］ノニオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤との質量比（ノニオン性界面活性剤／アニオン性界面活性剤）が、０．１〜５である、［１］〜［４］のいずれか記載の冷却液組成物。
［６］さらに防錆剤を含有する［１］〜［５］のいずれかに記載の冷却液組成物。
［７］［１］〜［６］のいずれかに記載の冷却液組成物を冷却液として用いる、内燃機関の運転方法。

本発明の冷却液組成物は、少なくとも１種のノニオン性界面活性剤と、式（１）で表されるアニオン性界面活性剤の少なくとも１種とからなる粘度特性改良剤を含み、これにより低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有するものである。尚、本発明において、低温とは２５℃を意味し、高温とは１００℃を意味する。本発明の冷却液組成物において、各種粘度特性改良剤は、単独で用いてもよく、また組み合わせて用いてもよい。

本発明の冷却液組成物において粘度特性改良剤として用いられる式（１）で表されるアニオン性界面活性剤は、下記の構造：
Ｒ^１Ｏ−（Ｒ^２Ｏ）_ｍ−ＳＯ_３Ｍ （１）
［式中、
Ｒ^１は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数１６以上かつ２４以下のアルキル基又はアルケニル基であり、
Ｒ^２は、エチレン基又はプロピレン基であり、
ｍは、Ｒ^２Ｏの平均付加モル数を示し、０．５以上かつ１０以下の数であり、
Ｍは、陽イオン又は水素原子である］
を有する。

前記Ｒ^１について、アルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状であってもよいが、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、直鎖状であることが好ましい。アルキル基の炭素原子数は１６以上かつ２４以下であり、１８以上かつ２２以下のものが好ましく、２０以上かつ２２以下のものがより好ましい。

前記Ｒ^１について、アルケニル基は、直鎖状でも分岐鎖状であってもよいが、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、直鎖状であることが好ましい。アルケニル基の炭素原子数は１６以上かつ２４以下であり、１８以上かつ２２以下のものが好ましく、２０以上かつ２２以下のものがより好ましい。

具体的には、セチル基、マルガリル基、イソステアリル基、２−ヘプチルウンデシル基、ステアリル基、アラキジル基、ベヘニル基、リグノセリル基等のアルキル基；オレイル基等のアルケニル基が挙げられ、セチル基、ステアリル基、アラキジル基、ベヘニル基が好ましく、ベヘニル基がより好ましい。

前記Ｒ^２は、エチレン基又はプロピレン基であり、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、エチレン基が好ましい。

前記ｍはＲ^２Ｏの平均付加モル数を示し、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、０．５以上かつ１０以下の数であり、１以上かつ８以下の数であることが好ましく、２以上かつ７以下の数であることがより好ましく、３以上かつ６以下の数であることさらに好ましい。

前記Ｍは陽イオン又は水素原子であり、陽イオンが好ましく、陽イオンとしては、具体的には、アルカリ金属イオン及びアンモニウムイオン等が挙げられ、アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げることができ、ナトリウム又はカリウムが好ましい。

本発明の一実施形態において、Ｒ^１が、直鎖状の炭素原子数１８以上かつ２２以下のアルキル基であり、Ｒ^２がエチレン基であり、Ｒ^２Ｏの平均付加モル数を示すｍが２以上かつ７以下の数であり、Ｍがナトリウムイオン又はカリウムイオンである、式（１）のアニオン性界面活性剤を用いることが好ましく、本発明の一実施形態において、Ｒ^１が、直鎖状の炭素原子数２０以上かつ２２以下のアルキル基であり、Ｒ^２がエチレン基であり、Ｒ^２Ｏの平均付加モル数を示すｍが３以上かつ６以下の数であり、Ｍがナトリウムイオン又はカリウムイオンである、式（１）のアニオン性界面活性剤を用いることがより好ましい。

式（１）のアニオン性界面活性剤としては、具体的には、Ｃ_１８Ｈ_３７Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_３−ＳＯ_３Ｎａ、Ｃ_１８Ｈ_３７Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_３−ＳＯ_３Ｋ、Ｃ_２２Ｈ_４５Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_４−ＳＯ_３Ｎａ及びＣ_２２Ｈ_４５Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_４−ＳＯ_３Ｋ、Ｃ_１８Ｈ_３７Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_３−ＳＯ_３Ｈ、Ｃ_２２Ｈ_４５Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_４−ＳＯ_３Ｈを挙げることができる。

本発明の冷却液組成物において粘度特性改良剤として用いられるノニオン性界面活性剤は、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、ポリオキシアルキレン基を有するものが好ましい。ノニオン性界面活性剤としては、具体的には、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレン多価アルコールエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタンエステル及びポリオキシアルキレン脂肪酸アミドからなる群より選ばれる少なくとも１種が挙げられ、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが好ましい。

前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、下記式（２）：
Ｒ^３Ｏ−（Ｒ^４Ｏ）_ｎ−Ｈ （２）
［式中、Ｒ^３は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数１２以上かつ２４以下のアルキル基又はアルケニル基であり、
Ｒ^４は、エチレン基又はプロピレン基であり、
ｎは、Ｒ^４Ｏの平均付加モル数を示し、０．５以上かつ２０以下の数である］
で表される化合物であることが好ましい。

前記Ｒ^３について、アルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状であってもよいが、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、直鎖状であることが好ましい。アルキル基の炭素原子数は１２以上かつ２４以下であり、１６以上かつ２２以下のものが好ましく、２０以上かつ２２以下のものがより好ましい。

前記Ｒ^３について、アルケニル基は、直鎖状でも分岐鎖状であってもよいが、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、直鎖状であることが好ましい。アルケニル基の炭素原子数は１２以上かつ２４以下であり、１６以上かつ２２以下のものが好ましく、２０以上かつ２２以下のものがより好ましい。

具体的には、ラウリル基、ミリスチル基、セチル基、マルガリル基、イソステアリル基、２−ヘプチルウンデシル基、ステアリル基、アラキジル基、ベヘニル基、リグノセリル基等のアルキル基；オレイル基等のアルケニル基が挙げられ、セチル基、ステアリル基、ベヘニル基が好ましく、ステアリル基及びベヘニル基がより好ましい。

前記Ｒ^４は、エチレン基又はプロピレン基であり、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、エチレン基が好ましい。

前記ｎはＲ^４Ｏの平均付加モル数を示し、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、０．５以上かつ２０以下の数であり、１以上かつ１５以下の数であることが好ましく、２以上かつ１１以下の数であることがより好ましく、３以上かつ８以下の数であることがさらに好ましい。

本発明の一実施形態において、Ｒ^３が直鎖状の炭素原子数１６以上かつ２０以下のアルキル基であり、Ｒ^４がエチレン基であり、Ｒ^４Ｏの平均付加モル数を示すｎが１以上かつ１８以下の数である、式（２）のポリオキシアルキレンアルキルエーテルを用いることが好ましい。

本発明の一実施形態において、Ｒ^３が直鎖状の炭素原子数２０以上かつ２４以下のアルキル基であり、Ｒ^４がエチレン基であり、Ｒ^４Ｏの平均付加モル数を示すｎが５以上かつ１２以下の数である、式（２）のポリオキシアルキレンアルキルエーテルを用いることが好ましい。

式（２）のポリオキシアルキレンアルキルエーテルとしては、具体的には、Ｃ_１８Ｈ_３７Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_６−Ｈ、Ｃ_２２Ｈ_４５Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_７−Ｈ、Ｃ_２２Ｈ_４５Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_１０−Ｈを挙げることができる。

本発明の冷却液は、上述したように、少なくとも１種のノニオン性界面活性剤と、式（１）で表されるアニオン性界面活性剤の少なくとも１種とからなる粘度特性改良剤を含むために、せん断粘度を前記所定の範囲とすることが可能となる。２５℃におけるせん断粘度を高くしたい場合には、粘度特性改良剤の含有量を増加させる方法、アニオン性界面活性剤の含有量を増加させる方法、基剤がアルコール類を含む場合アルコール類の含有量を増加させる方法等により達成することができ、また１００℃におけるせん断粘度を低くしたい場合には、粘度特性改良剤の含有量を減少させる方法、アニオン性界面活性剤とノニオン性界面活性剤の含有割合を調整する方法、基剤がアルコール類を含む場合アルコール類の含有量を低下させる方法等により達成することができる。

本発明の冷却液組成物１００質量部中、前記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤の含有量は、低温時及び高温時、特に低温時の冷却液組成物のせん断粘度を前記所定の範囲とする観点から好ましくは０．０１質量部以上、より好ましくは０．０２質量部以上、さらに好ましくは０．０３質量部以上、よりさらに好ましくは０．０５質量部以上、よりさらに好ましくは０．１５質量部以上であり、よりさらに好ましくは０．２５質量部以上であり、冷却性を高める観点及び析出を抑制する観点から、好ましくは９．９９質量部以下、より好ましくは５質量部以下、さらに好ましくは３質量部以下、よりさらに好ましくは２質量部以下であり、よりさらに好ましくは１質量部以下であり、よりさらに好ましくは０．５質量部以下であり、これらの観点から、アニオン性界面活性剤の含有量は、好ましくは０．０１〜９．９９質量部、より好ましくは０．０２〜５質量部、さらに好ましくは０．０３〜３質量部、よりさらに好ましくは０．０５〜２質量部、よりさらに好ましくは０．１５〜１質量部、よりさらに好ましくは０．２５〜０．５質量部である。

本発明の冷却液組成物１００質量部中、前記アニオン性界面活性剤との組み合わせにおいて低温時及び高温時の冷却液組成物のせん断粘度を前記所定の範囲とする観点から、前記ノニオン性界面活性剤の含有量は、好ましくは０．０１質量部以上、より好ましくは０．０２質量部以上、さらに好ましくは０．０３質量部以上、よりさらに好ましくは０．０５質量部以上、よりさらに好ましくは０．１５質量部以上、よりさらに好ましくは０．２５質量部以上であり、冷却性を高める観点及び析出を抑制する観点から、好ましくは９．９９質量部以下、より好ましくは５質量部以下、さらに好ましくは３質量部以下、よりさらに好ましくは２質量部以下、よりさらに好ましくは１質量部以下、よりさらに好ましくは０．５質量部以下であり、これらの観点から、ノニオン性界面活性剤の含有量は、好ましくは０．０１〜９．９９質量部、より好ましくは０．０２〜５質量部、さらに好ましくは０．０３〜３質量部、よりさらに好ましくは０．０５〜２質量部、よりさらに好ましくは０．１５〜１質量部、よりさらに好ましくは０．２５〜０．５質量部である。

前記粘度特性改良剤の含有量は、本発明の冷却液組成物１００質量部中、低温時及び高温時の冷却液組成物のせん断粘度を前記所定の範囲とする観点から、好ましくは０．０５質量部以上、より好ましくは０．１質量部以上、さらに好ましくは０．２質量部以上、よりさらに好ましくは０．３質量部以上、よりさらに好ましくは０．３８質量部以上であり、冷却性を高める観点及び析出を抑制する観点から、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは５質量部以下、さらに好ましくは３質量部以下、よりさらに好ましくは１質量部以下、よりさらに好ましくは０．７５質量部以下であり、これらの観点から、粘度特性改良剤の含有量は、好ましくは０．０５〜１０質量部、より好ましくは０．１〜５質量部、さらに好ましくは０．２〜３質量部、よりさらに好ましくは０．３〜１質量部、よりさらに好ましくは０．３８〜０．７５質量部である。

本発明の冷却液組成物中、ノニオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤の質量比（ノニオン性界面活性剤／アニオン性界面活性剤）は、低温時及び高温時の冷却液組成物のせん断粘度を前記所定の範囲とする観点から好ましくは０．１以上、より好ましくは０．１１以上、さらに好ましくは０．１２以上、よりさらに好ましくは０．１３以上、よりさらに好ましくは０．１４以上であり、低温時の冷却液組成物のせん断粘度を前記所定の範囲とする観点から、好ましくは５以下、より好ましくは４以下、さらに好ましくは３以下、よりさらに好ましくは２以下、よりさらに好ましくは１以下、よりさらに好ましくは０．５以下であり、これらの観点から、ノニオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤の質量比は、好ましくは０．１〜５、より好ましくは０．１１〜４、さらに好ましくは０．１２〜３、よりさらに好ましくは０．１３〜２、よりさらに好ましくは０．１４〜１、よりさらに好ましくは０．１４〜０．５である。

尚、前記アニオン性界面活性剤の質量部は、前記アニオン性界面活性剤が複数種ある場合には、各アニオン性界面活性剤の合計質量部である。また、前記ノニオン性界面活性剤の質量部は、前記ノニオン性界面活性剤が複数種ある場合には、各ノニオン性界面活性剤の合計質量部である。

本発明の冷却液組成物は、せん断粘度が、２５℃で８．５ｍＰａ・ｓ以上であり、かつ１００℃で２．０ｍＰａ・ｓ以下である。

本発明の冷却液組成物は、低温時の冷却損失を抑制する観点から、２５℃におけるせん断粘度が８．５ｍＰａ・ｓ以上であり、ウォーターポンプへの負荷を回避し、内燃機関の燃費悪化を抑制する観点から、２５℃におけるせん断粘度が３０００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、これらの観点から、好ましくは８．５〜３０００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは１２〜２０００ｍＰａ・ｓ、さらに好ましくは２０〜１０００ｍＰａ・ｓ、よりさらに好ましくは３０〜５００ｍＰａ・ｓ、よりさらに好ましくは４５〜３００ｍＰａ・ｓ、さらに好ましくは５５〜２００ｍＰａ・ｓ、よりさらに好ましくは６５〜１００ｍＰａ・ｓである。

本発明の冷却液組成物は、高温時の冷却能力が維持され、オーバーヒートを防ぐ観点から、１００℃におけるせん断粘度が２．０ｍＰａ・ｓ以下であり、好ましくは０．２〜１．９ｍＰａ・ｓ、より好ましくは０．３〜１．５ｍＰａ・ｓ、さらに好ましくは０．４〜１．３ｍＰａ・ｓ、よりさらに好ましくは０．５〜１．１ｍＰａ・ｓである。冷却液組成物の冷却能力は、例えばラジエータ熱透過率を測定することにより評価することができる。尚、水１００％の冷却液の１００℃におけるせん断粘度は０．３ｍＰａ・ｓである。

尚、本願の粘度特性改良剤以外の増粘剤又は減粘剤又等の粘度特性改良剤をさらに含有することによって、せん断粘度を２５℃で８．５ｍＰａ・ｓ以上かつ１００℃で２．０ｍＰａ・ｓ以下の範囲内で調整してもよい。前記せん断粘度は、実施例に記載の方法により測定することができる。

本発明の冷却液組成物は基剤を含む。本発明の冷却液組成物に用いられる基剤は、一価アルコール、二価アルコール、三価アルコール等のアルコール及びグリコールモノアルキルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルコール類及び／又は水からなる。

本発明の冷却液組成物は、不凍性を有する基剤を含むことが好ましいが、不凍性が必要とされない場合には、基剤は水単独であってもよい。

一価アルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール等の炭素数１〜８の一価アルコールが挙げられ、これらの中から選ばれる１種又は２種以上の混合物からなるものを挙げることができる。

二価アルコールとしては、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、１，４−ブタンジオール、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等の炭素数２〜８の二価アルコールが挙げられ、これらの中から選ばれる１種又は２種以上の混合物からなるものを挙げることができる。

三価アルコールとしては、例えばグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、５−メチル−１，２，４−ヘプタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール等の炭素数３〜６の三価アルコールが挙げられ、これらの中から選ばれる１種又は２種以上の混合物からなるものを挙げることができる。

グリコールモノアルキルエーテルの具体例として、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種又は２種以上の混合物からなるものを挙げることができる。グリコールモノアルキルエーテルのアルキル基の炭素数は１〜４が好ましく、炭素数１〜２がより好ましく、グリコールの炭素数は２〜６が好ましく、炭素数２がより好ましい。

前記基剤の中でもエチレングリコール、プロピレングリコール及び１，３−プロパンジオールが、取り扱い性、価格、入手容易性の観点から好ましい。

従って、基剤は、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール及び水からなる群から選ばれる一種以上を含むことが好ましく、エチレングリコールと水とを含むことがより好ましい。

前記基剤として用いる水としてはイオン交換水が好ましい。

本発明の冷却液組成物１００質量部中、基剤の含有量は、冷却液として機能する観点から、好ましくは５０質量部以上、より好ましくは７５質量部以上、さらに好ましくは８０質量部以上、よりさらに好ましくは９０質量部以上であり、粘度特性改良剤を配合する観点から、好ましくは９９．９２質量部以下であり、より好ましくは９９．９質量部以下であり、さらに好ましくは９９質量部以下、よりさらに好ましくは９８質量部以下であり、これらの観点から、５０〜９９．９２質量部であることが好ましく、８０〜９９．９質量部であることがより好ましく、９０〜９９．９質量部であることがさらに好ましく、９０〜９９質量部であることがよりさらに好ましく、９０〜９８質量部であることがよりさらに好ましい。

基剤が水とアルコール類を含む場合、水とアルコール類の配合割合については不凍性・引火性を考慮し、任意に調整できる。基剤中の水とアルコール類の質量割合は、引火点を発生することを回避する観点から２０：８０〜９０：１０（水：アルコール類）であることが好ましく、４０：６０〜７５：２５であることがより好ましい。

本発明の冷却液組成物は、基剤、前記粘度特性改良剤、必要により防錆剤、並びに必要により防錆剤以外の添加剤（以下、その他の添加剤ともいう）とを混合して得られるものが好ましく、混合後、好ましくは６０℃以上、より好ましくは８０℃以上、そして、好ましくは１００℃以下に、加熱し、必要に応じ攪拌し、溶解させた後、室温（２０℃）まで、冷却することで得られるものであることがより好ましい。

本発明の冷却液組成物には、エンジン冷却液経路に使用されている金属の腐食を効果的に抑制するため、少なくとも１種以上の防錆剤をせん断粘度に影響を与えない範囲で含ませることができる。防錆剤としては、リン酸及びその塩、脂肪族カルボン酸及びその塩、芳香族カルボン酸及びその塩、トリアゾール類、チアゾール類、ケイ酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、ホウ酸塩、モリブテン酸塩、及びアミン塩のいずれか１種又は２種以上の混合物を挙げることができる。防錆剤の含有量は、冷却液組成物１００質量部中、０．０１〜８量部であることが好ましく、０．０５〜７質量部であることがより好ましく、０．１〜６質量部であることがさらに好ましく、０．１〜５質量部であることがよりさらに好ましい。

本発明の冷却液組成物には、必要に応じて、前記粘度特性改良剤以外に、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の添加剤を基剤に配合することができる。その他の添加剤としては、例えばｐＨ調整剤、消泡剤、着色剤又は苦味剤等が挙げられる。前記その他の添加剤の合計配合量は、組成物１００質量部に対して、通常１０質量部以下、好ましくは５質量部以下である。

本発明の冷却液組成物は、前記粘度特性改良剤、必要により防錆剤及び溶剤、並びに必要により防錆剤以外の添加剤を高濃度で含有する濃縮組成物に、前記基剤及び場合によりその他の添加剤を加えて、粘度特性改良剤の濃度を２分の１〜１００分の１に希釈することにより、得てもよい。

本発明の濃縮組成物に含まれる溶剤は、冷却液組成物を得るために加える前記基剤と同一であっても異なっていてもよい。例えば、溶剤として最初にエチレングリコール等のアルコールを用いて濃縮組成物を得た後に、残余の基剤として水を添加して希釈してもよい。前記濃縮組成物１００質量部中、前記粘度特性改良剤を０．１〜９９質量部含有することが好ましく、１〜９０質量部含有することがより好ましく、３〜５０質量部含有することがさらに好ましい。また、前記濃縮組成物１００質量部中、前記溶剤を１〜９９．９質量部含有することが好ましく、５０〜９９質量部含有することがより好ましく、７０〜９５質量部含有することがさらに好ましい。

本発明の冷却液組成物は、一般に冷却液として用いることができ、内燃機関の冷却液として用いることが好ましい。よって、本発明は、本発明の冷却液組成物を冷却液として用いる、内燃機関の運転方法（以下、本発明の内燃機関の運転方法ともいう）にも関する。本発明の内燃機関の運転方法によれば、内燃機関の燃費効果が大きく向上させることが可能となる。尚、本発明の冷却液組成物は、電池スタック、燃料電池スタック等の冷却液にも用いることができる。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は実施例の範囲に限定されない。

実施例１〜１０及び比較例１〜５
下記表１に示す処方の材料を添加し、撹拌・混合して、ＬＬＣを作製した。なお、表１中、防錆剤としては小倉合成工業株式会社製のセバシン酸、ｐＨ調整剤としては株式会社大阪ソーダ製の苛性カリ（４７％品）を使用した。

各実施例及び比較例について、下記表２に示す各成分を混合し、９０℃の恒温槽で１時間静置後、撹拌を行って各冷却液組成物を調製した。

実施例１〜１０及び比較例１〜５により得られた冷却液組成物の安定性を、外観を観察することにより判定した。また、実施例１〜１０及び比較例１〜５により得られた冷却液組成物の２５℃及び１００℃におけるせん断粘度を測定した。

＜安定性＞
各実施例及び比較例で調製した冷却液組成物を、９０℃の恒温槽で１時間静置後、目視で状態を観察した。沈殿又は異物等の生成が観察されない状態を「均一」と判定し、沈殿又は異物等の生成が観察された場合を「分離」と判定した。

＜せん断粘度測定方法＞
各実施例及び比較例で調製した冷却液組成物を用いて、測定温度に設定した恒温槽で１時間静置させた後に、アントンパール社製レオメーター（ＭＣＲ−３０２形）、アタッチメント（ＣＰ５０−１）を用いて、２５℃の粘度を回転速度２２／ｓ、１００℃の粘度を回転速度１００／ｓで測定した。
結果を表２に示す。

表２より、実施例１及び２の冷却液組成物は、比較例２の冷却液組成物に対し、同量の粘度特性改良剤で２５℃のせん断粘度が高いことがわかる。実施例３及び４の冷却液組成物は、比較例３の冷却液組成物に対し、同量の粘度特性改良剤で２５℃のせん断粘度が高いことがわかる。実施例５〜８の冷却液組成物は、比較例４の冷却液組成物に対し、同量の粘度特性改良剤で２５℃のせん断粘度が高いことがわかる。実施例９及び１０の冷却液組成物は、比較例５の冷却液組成物に対し、同量の粘度特性改良剤で２５℃のせん断粘度が高い。

本発明の冷却液組成物は、自動車、作業用車両（トラック、重機等）等の車両、船舶、航空機、発電機、冷暖房システムの内燃機関（ハイブリッドシステムを含む）及び、電池及び燃料電池の冷却に好適に使用される。

Claims (7)

1. 粘度特性改良剤及び基剤を含有する冷却液組成物であって、
   粘度特性改良剤が、少なくとも１種のノニオン性界面活性剤と、下記式（１）で表されるアニオン性界面活性剤の少なくとも１種とからなり、
   Ｒ^１Ｏ−（Ｒ^２Ｏ）_ｍ−ＳＯ_３Ｍ （１）
   ［式中、
   Ｒ^１は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数１６以上かつ２４以下のアルキル基又はアルケニル基であり、
   Ｒ^２は、エチレン基又はプロピレン基であり、
   ｍは、Ｒ^２Ｏの平均付加モル数を示し、０．５以上かつ１０以下の数であり、
   Ｍは、陽イオン又は水素原子である］
   基剤が、一価アルコール、二価アルコール、三価アルコール及びグリコールモノアルキルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルコール類及び／又は水からなり、
   せん断粘度が、２５℃で８．５ｍＰａ・ｓ以上であり、かつ１００℃で２．０ｍＰａ・ｓ以下である、冷却液組成物。
2. ノニオン性界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレン多価アルコールエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタンエステル及びポリオキシアルキレン脂肪酸アミドからなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項１に記載の冷却液組成物。
3. ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが、下記式（２）：
   Ｒ^３Ｏ−（Ｒ^４Ｏ）_ｎ−Ｈ （２）
   ［式中、Ｒ^３は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数１２以上かつ２４以下のアルキル基又はアルケニル基であり、
   Ｒ^４は、エチレン基又はプロピレン基であり、
   ｎは、Ｒ^４Ｏの平均付加モル数を示し、０．５以上かつ２０以下の数である］
   で表される化合物である、請求項２に記載の冷却液組成物。
4. 粘度特性改良剤を、組成物１００質量部に対して、０．０５〜１０質量部含有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却液組成物。
5. ノニオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤との質量比（ノニオン性界面活性剤／アニオン性界面活性剤）が、０．１〜５である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷却液組成物。
6. さらに防錆剤を含有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却液組成物。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷却液組成物を冷却液として用いる、内燃機関の運転方法。