JPH09227859A - 冷却液組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 凍結温度が低く低温においても低粘度を保持
し、また水で希釈して使用できるアルコール系冷却液組
成物を得る。 【解決手段】 炭素数が１〜３の脂肪族アルコールを含
有する水溶液に対し、その凍結温度を降下させるため
に、芳香族カルボン酸塩および亜硝酸塩からなる群から
選ばれてなる少なくとも１つの化合物を配合したことを
特徴とする冷却液組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷却液組成物に関す
るものである。詳しく述べると本発明は、アルコール系
冷却液において凍結温度が低く低温においても低粘度を
保持する冷却液組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、食品、化学、機械工場等
の冷却設備、冷凍倉庫、製氷用などの各種の分野におい
て、エチルアルコール等の低級アルコール類は水溶液と
して低温を得るための有効な冷却液として使用されてい
る。

【０００３】冷却液の凍結温度は、当該冷却液を使用し
ての冷却条件よりも十分に低いことが望ましいが、アル
コール水溶液における低級アルコール類の濃度を高めて
も、期待する以上に凍結温度を降下させることができ
ず、かつアルコール濃度が高くなることによる引火性の
問題、腐食性の問題等が顕著となるものであり、改善が
望まれていた。

【０００４】なお、アルコール類は鉄系その他の多くの
金属類に対して腐食性があり、低級アルコール系冷却液
を使用する冷却設備等を構成する素材としては、普通鋼
が使用できず、ステンレス鋼等の高価な素材を使用せざ
るをえず、実際上使用し難いという問題があった。

【０００５】特公昭５１−３８１０５号においては、エ
タノール系水溶液に食塩を添加してなる冷却液組成物
が、特開昭６４−２４８８０号においては、エタノール
系水溶液にクエン酸誘導体を添加してなる冷却液組成物
が、それぞれ提唱されているが、これらの組成において
も、十分な冷却能力が得られなかったり、防錆性が劣る
ものであって、実用的なものではなかった。

【０００６】このように従来、低級アルコールを含有す
る水溶液からなる冷却液において、十分に低い凍結温度
を有しかつ防錆性にも優れた組成は知られておらずその
出現が望まれていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルコール
系冷却液の冷却特性を向上してなる冷却液組成物を提供
することを目的とする。本発明はまた、冷却特性が向上
し、かつ防錆性にも優れ、さらに安全性が高く食品製造
等の用途においても使用可能なアルコール系冷却液組成
物を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、アルコール系冷却
液に、芳香族カルボン酸塩および／または亜硝酸塩を添
加することにより、凍結防止能を向上させることがで
き、またこのような芳香族カルボン酸塩および亜硝酸塩
はいずれもアルコール系冷却液に添加することで防錆効
果を発揮することができ、当該アルコール系冷却液は長
期間の使用に耐えることができることを見い出し本発明
に至ったものである。

【０００９】すなわち、上記課題を解決する本発明は、
（１）炭素数が１〜３の脂肪族アルコールを含有する水
溶液に対し、その凍結温度を降下させるために、芳香族
カルボン酸塩および亜硝酸塩からなる群から選ばれてな
る少なくとも１つの化合物を配合したことを特徴とする
冷却液組成物である。

【００１０】本発明はまた、（２）３℃以上の凍結温度
降下が生じる量の前記化合物を、炭素数が１〜３の脂肪
族アルコールを含有する水溶液に添加してなる前記
（１）の冷却液組成物を示すものである。

【００１１】本発明はまた、（３）水１００重量部に対
し、前記化合物が３〜３５重量部配合されているもので
ある前記（１）または（２）の冷却液組成物を示すもの
である。

【００１２】本発明はさらに、（４）芳香族カルボン酸
が安息香酸、ｐ−tert−ブチル安息香酸、フタル酸、イ
ソフタル酸、およびテレフタル酸の少なくともいずれか
であり、また亜硝酸塩が亜硝酸ナトリウムおよび亜硝酸
カリウムの少なくともいずれかである前記（１）〜
（３）のいずれかの冷却液組成物を示すものである。

【００１３】本発明はさらにまた、（５）脂肪族アルコ
ールと水との配合割合が重量比で８０：２０〜１０：９
０である前記（１）〜（４）のいずれかの冷却液組成物
を示すものである。

【００１４】本発明はまた、（６）脂肪族アルコールが
エタノールである前記（１）〜（５）のいずれかの冷却
液組成物を示すものである。

【００１５】本発明はさらに、（７）冷却液組成物がさ
らにグリコール類およびグリセリンからなる群から選ば
れてなる少なくとも１種のものを含有するものである前
記（１）〜（６）のいずれかに記載の冷却液組成物を示
すものである。

【００１６】さらに本発明は、（８）脂肪族アルコール
と水との配合割合が重量比で８０：２０〜１０：９０、
前記化合物の配合量が水１００重量部に対し３〜３５重
量部である前記（１）〜（７）のいずれかに記載の冷却
液組成物のアルコールの濃度を、１０％以上の濃度に希
釈して使用することを特徴とする冷却液組成物の使用方
法を示すものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施態様に基づき
より詳細に説明する。

【００１８】本発明の冷却液組成物に使用される炭素数
が１〜３の脂肪族アルコールとしては、具体的には、メ
チルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアル
コールなどがあり、これらは１種であるいは複数組合せ
て使用可能である。このうちエチルアルコールが、食品
等に対する安全性、凍結温度低下性等の面において優れ
ているために特に望ましい。なお、炭素数が４以上の脂
肪族アルコールでは、その添加量を増やしても凍結温度
が十分に低いものとならず、冷却液組成を構成するもの
に適さないものである。

【００１９】本発明の冷却液組成物における、このよう
な脂肪族アルコール類の濃度は、特に限定されるもので
はなく、必要とされる冷却液の凍結温度により決定され
得、通常、使用最低温度より約１０℃程度低い凍結温度
を有するように設定すればよい。具体的には、例えば、
水との混合比（アルコール：水）が、重量比で、８０：
２０〜１０：９０程度、より好ましくは７０：３０〜２
０：８０である。さらに、安全性、取扱いの容易さの面
を考慮すると６０：４０〜２０：８０程度が望ましい。
なお、アルコール：水の混合比が１０：９０よりもアル
コール量が少ないものであると、後述するような芳香族
カルボン酸塩および／または亜硝酸塩を十分に添加した
としても、凍結温度が高く冷却液としての用途が限定さ
れてしまい、一方、アルコール：水の混合比が８０：２
０よりもアルコール量が多いものであると、製品の保管
・搬送時における引火の危険性等取扱いが煩雑となるた
め、上記したような範囲内の比率とすることが望まし
い。

【００２０】また、本発明の冷却液組成物において使用
される水としては、その用途に応じて、水道水、工業用
水、脱イオン水あるいは蒸留水などを使用することがで
きるがこのうち好ましくは脱イオン水である。

【００２１】本発明の冷却液組成物においては、このよ
うな脂肪族アルコール類の水溶液に、凍結温度降下剤と
して、芳香族カルボン酸塩および亜硝酸塩からなる群か
ら選ばれてなる少なくとも１種の化合物が添加される。

【００２２】芳香族カルボン酸としては、具体的には、
例えば、安息香酸、ｐ−tert−ブチル安息香酸、フタル
酸、イソフタル酸、およびテレフタル酸などが用いられ
得、これらは単独であるいは複数種組合せて使用するこ
とができる。このうち特に、食品安全性（毒性）等の面
から安息香酸が望ましい。このような芳香族カルボン酸
は通常、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、あるい
はアミン等の塩として用いられる。

【００２３】また、亜硝酸塩としても、各種の塩が用い
られ得るが、食品安全性（毒性）および入手容易性、取
扱容易性等の点から、通常、亜硝酸ナトリウムが用いら
れる。

【００２４】本発明の冷却液組成物におけるこのような
凍結温度降下剤としての芳香族カルボン酸塩および／ま
たは亜硝酸塩の添加量としては、ベースとなるアルコー
ル水溶液の凍結温度を３℃以上、より好ましくは５℃以
上降下させる量を添加することが望ましい。

【００２５】具体的な添加量としては、ベースとなるア
ルコール水溶液における水とアルコールとの配合割合、
アルコールの種類、さらに使用する芳香族カルボン酸お
よび／または亜硝酸塩の種類等によっても左右される
が、一般的に、アルコール水溶液に含有される水１００
重量部に対し、前記化合物が３〜３５重量部、より好ま
しくは８〜３３重量部が適当である。すなわち、芳香族
カルボン酸および／または亜硝酸塩の量が３重量部より
も低いと、実質的に有効な、具体的には、例えば３℃以
上の凍結温度降下をもたらすことができず、一方、前記
化合物の量が３５重量部を越えると、使用時に前記化合
物が析出してしまう虞れがあり、かつ３５重量部以下の
添加量の場合と比較して、費用対効果の面で著しく劣る
ものとなりコスト高となるためである。なお、上記した
析出の問題は、ベースとなるアルコール水溶液における
水の配合量と、凍結温度降下剤として使用する芳香族カ
ルボン酸および／または亜硝酸塩の種類との関係によっ
てある程度左右され、水の配合量が小さい場合において
は、析出は、芳香族カルボン酸塩よりも亜硝酸塩の使用
によってより影響を受け、一方、水の配合量がある程度
高くなると、析出は、逆に亜硝酸塩よりも芳香族カルボ
ン酸塩使用によってより影響を受ける傾向にある。

【００２６】また、本発明に係る冷却液組成物は、ベー
スとなるアルコール水溶液に、さらに必要に応じて、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、エチレング
リコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエ
ーテル等のグリコール類および／またはグリセリンを配
合することも可能である。これらは１種であるいは複数
組合せて使用可能である。経済性、凍結温度低下効果、
低温粘性といった面からはエチレングリコールが好まし
いが、食品等に対する安全性等の面からは、プロピレン
グリコール、グリセリンが好ましい。このようなグリコ
ール類および／またはグリセリンを配合する場合におけ
る脂肪族アルコール類とグリコール類との配合割合は重
量比で９２：８〜３０：７０、より好ましくは８０：２
０〜６０：４０程度が適当である。凍結防止能はアルコ
ール類とグリコール類は同じような性質を持っている
が、一般にはアルコール類の方が凍結温度効果の割合が
大きい。しかしながら、アルコール類は引火性がグリコ
ール類と比べて高いため配合量が増えると安全面で問題
となる。一方、グリコール類は引火性の面では問題はな
いが、低温において粘性が著しく増大し、配合量が増え
ると凍結防止能の低下、粘性の増大という問題が生じる
ためである。上記した範囲内であると、引火性および低
温粘性のいずれについても優れた特性の組成物となるか
らである。さらに驚くべきことに、このような特定の配
合比においては、アルコール類とグリコール類の混合が
凍結防止作用において相乗効果を発揮するものである。

【００２７】しかしながらもちろん本発明の冷却液組成
物において、このようなグリコール類および／またはグ
リセリンは、必須成分ではなく、上記したような特定の
範囲よりもグリコール類および／またはグリセリンの添
加量が少ない組成、さらにグリコール類および／または
グリセリンを全く添加しない組成も、当然に本発明の組
成物に含まれるものである。

【００２８】なお、本発明の冷却液組成物において、こ
のようにグリコール類および／またはグリセリンを添加
した場合も、炭素数１〜３の脂肪族アルコールとグリコ
ール類および／またはグリセリンとの総量と水との配合
割合が、前記したような重量比である８０：２０〜１
０：９０程度、より好ましくは７０：３０〜２０：８０
程度、さらに望ましくは６０：４０〜２０：８０程度と
することが望ましい。

【００２９】本発明の冷却液組成物は、そのまま、食
品、化学、機械工場等の冷却設備、冷凍倉庫、製氷用な
どの各種の分野における０℃以下、特に−３０℃以下の
低温を必要とする冷却液として好適に使用することがで
きるが、さらに、本発明の冷却液組成物は、上記したよ
うな冷却系において既に使用されているエタノール系冷
却液に対して、防錆作用を付与する目的の上から添加さ
れる補充用液としても好適に使用され得る。

【００３０】さらにまた本発明の冷却液組成物が、脂肪
族アルコールと水との配合割合が重量比で８０：２０〜
１０：９０、前記芳香族カルボン酸塩および／または亜
硝酸塩の配合量が水１００重量部に対し３〜３５重量部
である組成を有するものであること、これを原液のまま
あるいはアルコールの濃度で１０％濃度を限度として希
釈して使用することにより、各種冷却条件に対応できる
ものとなるために、製品仕様および使用方法として好適
である。

【００３１】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、本発明はこれらの実施例に特に限定される
ものではない。

【００３２】性能試験 表１に示すように、エタノールと水との配合割合を重量
比（エタノール：水）で９０：１０〜０：１００とした
各種の割合で調製したエタノール水溶液ないし水に対
し、芳香族カルボン酸塩としての安息香酸ナトリウムお
よび／または亜硝酸塩としての亜硝酸ナトリウムを各種
の割合で添加して、本発明範囲内の組成を有する冷却液
組成物および本発明範囲外の組成を各種調製した。な
お、表１の上部見出しにおける符号Ａは安息香酸ナトリ
ウムを、符号Ｂは亜硝酸ナトリウムを示し、「Ａ」と示
される列は、凍結温度降下剤として安息香酸ナトリウム
のみを添加したものであり、「Ａ／Ｂ」と示される列
は、凍結温度降下剤として安息香酸ナトリウムおよび亜
硝酸ナトリウムを添加したものであり、「Ｂ」と示され
る列は凍結温度降下剤として亜硝酸ナトリウムのみを添
加したものである。さらに「Ａ／Ｂ」と示される列にお
ける各項には、安息香酸ナトリウムと亜硝酸ナトリウム
の配合割合を安息香酸ナトリウム／亜硝酸ナトリウム
（重量比）の数値として示している。

【００３３】これらの冷却液組成物について凍結温度を
調べ、ベースとなったエタノール水溶液ないし水に対す
る凍結温度降下の割合を調べた。得られた結果を表１に
示す。なお、表１において、凍結温度降下の項目におい
て、○を付されたものは５℃以上の凍結温度降下があっ
たものを、△を付されたものは３℃以上５℃未満の凍結
温度降下があったものを、また×を付されたものは３℃
未満の凍結温度降下があったものをそれぞれ示すもので
ある。

【００３４】また２５℃におけるこれらの冷却液組成物
中の凍結温度降下剤の溶解の状況についても観測し、そ
の結果を併せて表１に示した。なお表１の析出の項目に
おいて「無」を付されたものは析出がなかったものを、
「有」は析出があったものをそれぞれ示している。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１に示すように本発明の好適範囲内にお
ける組成を有する冷却液は、優れた耐凍結性を有し、か
つ添加剤の析出も見られなかった。

【００３７】参考試験 エタノールおよび／または多価アルコールと水との配合
割合を重量比で９０：１０〜０：１００とした各種の割
合で調製したアルコール水溶液ないし水を用意した。な
お、エタノールと多価アルコールとの配合割合は、重量
比（エタノール：多価アルコール）が１００：０、９
２：８、３０：７０、０：１００の４つのタイプとし
た。このアルコール水溶液ないし水に対し、安息香酸ナ
トリウムおよび／または亜硝酸ナトリウムを総量で、上
記アルコール水溶液または水における水の配合量の５０
％にあたる割合で添加して各種の冷却液組成物を調製し
た。なお、安息香酸ナトリウムと亜硝酸ナトリウムとの
配合割合は、重量比で１００：０、５０：５０、０：１
００の３タイプとした。なお、表２の上部見出しにおけ
る符号Ａは安息香酸ナトリウムを、符号Ｂは亜硝酸ナト
リウムを示す。

【００３８】これらの冷却液組成物の凍結温度降下剤の
溶解の状況も観測し、その結果を表２に示した。なお表
２において「無」を付されたものは析出がなかったもの
を、「有」は析出があったものをそれぞれ示している。

【００３９】

【表２】

【００４０】表２に示すように、第１に、アルコール水
溶液における多価アルコールの含有量が多くなると、安
息香酸ナトリウムと亜硝酸ナトリウムとの配合割合が異
なるいずれの場合においても、これらの析出が生じにく
くなる傾向があることが示され、アルコール水溶液への
グリコール類の添加は、安息香酸塩および／または亜硝
酸ナトリウムの析出を抑制する上からも効果があること
が示された。

【００４１】また第２に、アルコール水溶液における水
の含有割合が小さい場合は、安息香酸塩を使用した場合
の方が析出が起りにくく、逆にアルコール水溶液におけ
る水の含有割合が大きい場合は、亜硝酸塩を使用した場
合の方が析出が起りにくくなる傾向があることが示さ
れ、アルコール水溶液における水の含有割合に応じて、
ある程度安息香酸塩と亜硝酸塩の配合割合を変えること
で、析出を抑制できることが示された。なお、この試験
における凍結温度降下剤としての安息香酸塩および／ま
たは亜硝酸ナトリウムの添加量は、本発明の好適範囲内
よりも過剰なものであり、先の表１に示すように、本発
明の好適範囲内においては、安息香酸塩と亜硝酸塩の配
合割合がどのようなものであっても、ほぼ析出の可能性
はないものである。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように本発明の冷却液組成物
は、低温下においても低粘度を有し、高い凍結防止能を
発揮できるものであるため、各種の冷却系における冷却
液として好適に使用できるものである。特に、低級アル
コールがエチルアルコールである場合においては、毒性
の面においても問題がなく、食品分野における冷却系に
おいても好ましく使用できる。さらに本発明の冷却液組
成物は、普通鋼に対する防錆性も兼ね備えている。さら
に、本発明の冷却液組成物は、必要な凍結温度を有する
ように希釈して使用することも可能である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭素数が１〜３の脂肪族アルコールを含
   有する水溶液に対し、その凍結温度を降下させるため
   に、芳香族カルボン酸塩および亜硝酸塩からなる群から
   選ばれてなる少なくとも１つの化合物を配合したことを
   特徴とする冷却液組成物。
2. 【請求項２】 ３℃以上の凍結温度降下が生じる量の前
   記化合物を、炭素数が１〜３の脂肪族アルコールを含有
   する水溶液に添加してなる請求項１に記載の冷却液組成
   物。
3. 【請求項３】 水１００重量部に対し、前記化合物が３
   〜３５重量部配合されているものである請求項１または
   ２に記載の冷却液組成物。
4. 【請求項４】 芳香族カルボン酸が安息香酸、ｐ−tert
   −ブチル安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、およびテ
   レフタル酸の少なくともいずれかであり、また亜硝酸塩
   が亜硝酸ナトリウムおよび亜硝酸カリウムの少なくとも
   いずれかである請求項１〜３のいずれかに記載の冷却液
   組成物。
5. 【請求項５】 脂肪族アルコールと水の配合割合が重量
   比で８０：２０〜１０：９０である請求項１〜４のいず
   れかに記載の冷却液組成物。
6. 【請求項６】 脂肪族アルコールがエタノールである請
   求項１〜５のいずれかに記載の冷却液組成物。
7. 【請求項７】 冷却液組成物がさらにグリコール類およ
   びグリセリンからなる群から選ばれてなる少なくとも１
   種のものを含有するものである請求項１〜６のいずれか
   に記載の冷却液組成物。
8. 【請求項８】 脂肪族アルコールと水との配合割合が重
   量比で８０：２０〜１０：９０、前記化合物の配合量が
   水１００重量部に対し３〜３５重量部である請求項１〜
   ７のいずれかに記載の冷却液組成物のアルコールの濃度
   を、１０％以上の濃度に希釈して使用することを特徴と
   する冷却液組成物の使用方法。