JPS6356587A - 内燃機関用冷却液組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は液冷式内燃機関の冷却液に関するものである。

（ロ）　従来の技術 内燃機関用冷却液（以下冷却液と称す）は比熱、熱容量
、及び価格面から水が一般的に使用されてきている。

しかし、水を使用した冷却系では冬期の凍結現象と金属
の腐食発生が必ず問題となるため、不凍液や防錆剤など
の物質を使用し、これらの欠点を解決している◇不凍液
は凍結、発錆の両方を同時に防止することが出来るため
、この目的に適した冷却液であるが、防錆効果の持続性
が低い事が欠点であった０近年に入り、防錆効果の持続
性を向上させた長寿命型不凍液（一般にロングライフク
ー２ント又はＬＬＣと称している。）が開発され、現在
の冷却液の主流となっている〇 （ハ）発明が解決しようとする問題点 近年自動車用エンジンに代表される内燃機関工学の著し
い発達により、小型化、軽量化。

耐久性向上を目的として金属材料の変更や構造の改善が
はかられてきた。冷却液を取シ巻く環境も例外ではなく
、金属材料のアルミニウム合金への変更、ファインセラ
ミックスの採用１部品の小型化１部品の肉厚の減少など
が進められている。

冷却液にとって、これらの改良事項はほとんどが過酷要
因として作用するため、これに対応する冷却液の性能向
上が必要となるが。

加えて内燃機関自身の耐久性が向上するに伴い、冷却液
に対してもよシ耐久性のある製品が要求さ、れている◎
冷却液はエンジンから発生する熱エネルギーを放熱器（
ラジェター）まで移送する熱的担体としての役目を果す
事が目的であるため、常時８０℃〜２５０℃の温度環境
にさらされている◎従って、冷却液自身がこうした温度
変化に対応する安定性を有することは必須要因である。

しかし、実際には冷却液はこうした熱的要素に加えて、
大気中の炭酸ガスの溶解により生成する炭酸根、ブロー
パイガス中の硫黄分が溶解して生成する硫酸根、金属材
料、非金属材料よシ抽出される各種物質などの影響を受
けて経時的に諸性能が低下する現象（一般に液劣化と称
している）を逐次生じている。

液劣化が進行するに従い、種々の不具合が発生するが、
特に顕著に現われ問題となる現象は金属の腐食である。

に）問題点を解決するための手段 本発明の内燃機関用冷却液組成物は、次式：で表わされ
るビス（カルボキシメトキシフェニル）ジメチルメタン
又はその塩を含有することを特徴とする〇 冷却液の耐久性向上には液劣化の抑制あるいは防止が不
可欠の要素であるが、液劣化は種々の要因が相乗的に作
用しておシ、各椎添加剤の変質挙動も単一的ではないと
考えられる０従って実用上における液劣化の要因を把握
する必要があり、この目的の為に乗用車。

小型トラックを中心とした走行試験を数年間にわたシ実
施した＠ この結果、走行試験後の冷却液を分析したデータなどか
ら冷却液に加えられる熱エネルギー、冷却液中に溶存す
る銅イオン量、流速、酸化性物質の存在、ブローバイガ
スの量などが液劣化の主要因子として作用している事が
判明した。

冷却液に対し、これらの要因ｔ−総合的に加えるため１
次に示す劣化条件を設定した試験（以下劣化試験と称す
）を行ったＯ ａ）試験方法 試験方法はＪＩＳ　Ｋ　２２３４不凍液の７．４金属腐
食試験に規定する装置を用い、以下の部分を変更したも
のを使用する０ トールビーカー　：内容量５００−のものでガラス製す
シ合せ又はセパラ式のふたをつ ける。

加熱槽　　　　：　１１０℃〜１５０℃の範囲で連続加
熱ができる適当な装置及び熱媒 体を選択して使用する〇 試験片（銅板）　　：　　ＪＩＳ　　Ｈ３１００に規定
するＣ１１００Ｐｉ用い、表面積４００ −とする〇 試験液　　　　：不凍液又はＬＬＣの場合は原液を使用
し、防錆剤の場合は原液に対 し４倍量のエチレングリコールを 加えたものを使用する。

液量　　　　　：４００−とする。

温度　　　　　；　１１０℃〜１４０℃の一定温度を設
定する。

空気吹き込みｆ：３００ｄ／−とする。

ｂ）操作 操作は次の順序で行う◎ 銅板を耐水研磨紙ＡＡ−３２３７Ｃ’磨き、水。

アセトン、エチルアルコールの順に洗浄して乾燥後精秤
したものヲトールビーカーに入れる。

試料を４００ｄ入れ、ふたをして冷却器、温度計１通気
管を取り付け、規定温度に刃口熱し、空気吹き込みを開
始する。

規定時間この状態を維持する。

試験終了後銅板を取υだし、水洗後１：１塩酸に３０秒
間浸漬した後、水、アセトン。

エチルアルコールの順に洗浄して乾燥後精秤する。

試料は外観、ｐＨ（３０チ水溶液）、予備アルカリ度（
几Ａ）ｔ−測定する。　ｐＨ５３０％水溶液）、予備ア
ルカリ度の測定方法はＪＩＳ　Ｋ　２２５４　による＠ Ｃ）評価方法 次の事項について計算によシ数値を求める。

銅板　　　　　　　　　；試験前後の銅板の質量差→ｐ
Ｈ（３０％水溶液）　；試験前後における変化量予備ア
ルカリ度（ＲＡ）：試験前後における変化率係）予備ア
ルカリ度の変化率は次式により算出する。

（試験前の几Ａ−試験稜のＲＡ　）　ｘ　１００Ａｔ、
験前のＲＡ（ホ）作用 腐食防止剤が防錆作用を営む為に吸着、配向、被覆など
の形態をとって正当な目的のために消耗された場合は金
属表面が外部環境よシ保護される結果、防錆環境に達す
ることができる。

しかし、この保護皮膜は熱や振動、溶存イオン及び液の
流れなどによってしばしば脱落して金属表面を露出させ
るため、随時この部分を補修するための腐食防止剤が冷
却液中に残存していなければ長期間にわたる防錆は出来
ない０実際には、腐食防止剤が本来の防錆作用を営む目
的で消費される以外に腐食防止剤自身が熱や酸化などの
影響を受け１次第に変質して所要の効果を示さなくなり
、金属の腐食につながっていく経過をたどる〇 ここで実施した劣化試験では金属材料は浸漬された銅板
のみであシ、試験液は不凍成文＃１ＬＬｃでは原液を使
用し、防錆剤は添加剤濃度が高いので、この試験の間に
各種添加剤が防錆作用を営むために消耗したとしてもご
く一部に限られ、大部分は試験液中に溶存した状態にあ
る。従って、劣化試験における添加剤の変化が少ない事
は、上記理由から冷却液の耐久性を向上させる作用につ
ながる＠劣化試験の過酷度を調査する目的で市場にある
不凍液、　ＬＬＣの製品（ＪＩＳ　Ｋ　２２３４規格適
合品）を入手し劣化試験を実施したところ。

わずか１００時間の間に効果の完全消失してしまうもの
を含め、かなシ激しい液劣化が認められた。

これに対して１本発明の特徴であるビス（カルボキシメ
トキシフェニル）ジメチルメタン（以下ＣＭＰＭと称す
）を添加した冷却液は、劣化試験後の性状変化が少なく
、液体クロマトグラフによる成分定量の結果からも腐食
防止剤の変質が少ない事が判明したＯＣＭＰＭはビスフ
ェノールＡの末端ＯＨ基をカルボキシル基に置換した構
造を持っておシ。

三塩基性酸としての挙動を呈するので末端のカルボキシ
ル基を塩基性物質（苛性アルカリ。

アミン等）で中和する事によシ容易に水溶性にする事が
出来る＠ 不凍液やＬＬＣ及び防錆剤はｐＨ緩衝効果を必要とする
ため１通常側等かの塩基性物質を添加している。従って
、　ＣＭＰＭをこれらの製品に配合する方法は特別の手
段を必要としないが、ＣＭＰＭを配合した製品のｐＨは
当然添加量に比例して低下して行く傾向を有する。

製品のｐＨの低下を避けるために、予じめ塩の形とした
ＣＭＰＭを使用してもよい。塩は。

上記苛性アルカリ、アミン等からなる水溶性塩が好まし
い。

また、不凍液やＬＬＣ及び防錆剤には金属腐食防止剤、
消泡剤１色素などの添加剤を配合するが、ＣＭＰＭはこ
れら添加剤と混合しても同等問題を生じない。ＣＭＰＭ
の効果を確認するために数種類の基本配合品を試作し、
それぞれの劣化試験を行い、つぎにこれら基本配合品に
ＣＭＰＭを添加量を変えて添加した後、同様に劣化試験
を実施した。

この結果、基本配合品のみの液劣化は市販品と同様かな
シ激しいものであったが、ＣＭＰＭを添加したものはい
ずれも未添加のものより良好な成績であった。

また、別の確認試験方法としてＣＭＰＭを添加した冷却
液を使用してデーゼル車１０数台による走行試験を実施
した◎その結果、排気量の大小を問わす１０万一〜２０
万一の走行後においても液劣化の程度は軽微で充分な耐
久性を保持していることが確認された。

以下に実施例を挙げて説明する＠ （へ）実施例 実施例ａ） 劣化試験の過酷度と市場製品の劣化試験に対する適応性
を調べる目的で、現在純正品として市販されている不凍
液、　ＬＩ、Ｃを合計７種類くいずれもＪＩＳ　Ｋ　２
２３４　不凍液規格適合品）購入し、比較例として供試
した＠ 後述のＣＭＰＭ配合品よ９２種類を同時に同じ条件にて
試験を行った。

試験条件は次の通りとした０ 試験温度：１２０℃ 試験時間：１００時間 結果を第１表に示す。

実施例　ｂ） 劣化試験を実施した製品の防錆能力がどのように変化す
るかを調べる目的で、実施例ａ）Ｋ供した試料の新液及
び劣化試験を終了した液によシ腐食試験を実施した。

試験方法はＪＩＳ　Ｋ　２２３４不凍液の７．４による
◎結果を第２表に示す〇 実施例　Ｃ） 本発明品の効果を確認するために第５表に示す基本配合
品を調製し、これＩｃ　ＣＭＰＭを添加してそれぞれ劣
化試験を実施した〇 試験条件は次の通シとした◎ 試験温度：１２０℃ 試験時間：１５０時間 結果は第４表に示す◇ 実施例　ｄ） ＣＭＰＭを配合した試験液によシ走行試験を実施した〇 試験車両の冷却系を清水で洗浄した後試験液を注入し、
約１８走行後イニシャルのサンプルを採取する。

試験中の走行条件については特別な規制は行わなかった
が、冷却水の補充、走行、中の異常、冷却系の整備につ
いてその詳細を報告する事にした〇 一定期間（試験車両毎に異なる）走行後。

冷却水を回収し、ｐＨ変化量、几Ａ変化率、沈殿量、試
験液濃度及び金属腐食試験を実施した０結果を第５表に
示す＠

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 式： ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされるビス（カルボキシメトキシフェニル）ジメ
   チルメタン又はその塩を含有することを特徴とする内燃
   機関用冷却液組成物。