JPH1025470A - 冷却液組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルカノールアミン塩やケイ酸塩を添加する
ことなく、金属材料、特にアルミニウム材の腐食を抑制
する効果のある冷却液組成物を提供する。 【解決手段】 アルコール類及びグリコール類の少なく
ともいずれかを主要成分とする凝固点降下剤と、防錆剤
を含み、更に、アミノ窒素に結合した炭化水素基がカル
ボン酸又はカルボン酸塩である金属イオン封鎖剤が０．
０１〜１．０重量％、シランカップリング剤が０．０１
〜１．０重量％の範囲で含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車・船舶など
の内燃機関用クーラントや工業用プラントなどのブライ
ンとして使用される冷却液組成物に関し、特にアルミニ
ウム合金などの金属材料に対して優れた防錆効果を有す
る冷却液組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、主として船舶・自動車などの内燃
機関に使用される冷却液組成物には、内燃機関を構成す
るアルミニウム合金・鋼・鋳鉄・黄銅・ハンダ・銅等の
金属材料に対して、腐食を防止する効果のある種々の防
錆剤が添加されている。代表的な防錆剤としては、リン
酸塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、安息香
酸塩、トリアゾール化合物、チアゾール化合物、アルカ
ノールアミン塩等が挙げられ、少なくとも１種以上の組
合せにより構成されている。

【０００３】近年、自動車のエンジン等の内燃機関を構
成する金属には軽量化に伴いアルミニウム合金などのア
ルミニウム材が多用されるようになり、特にアルミニウ
ム材に対する腐食防止効果が優れた冷却液組成物の要望
が高まっており、従来においては、これに好適なアルカ
ノールアミン塩やケイ酸塩等が防錆剤として使用されて
いた。

【０００４】一方、不凍液（ＪＩＳ Ｋ−２２３４）の
品質試験項目の中でも、新たに「アルミニウム鋳物伝熱
面腐食試験」が追加され、冷却組成物の品質規定が厳し
くなっている現状がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来防錆剤と
して添加されていたアルカノールアミン塩は、アルカノ
ールアミンが亜硝酸塩と反応し、発ガン性物質であるニ
トロソアミンを生成するという問題がある。そこで、ア
ルカノールアミン塩を含有しないリン酸アルカリ金属塩
を主成分とした冷却液を使用することも提案されている
が、リン酸アルカリ金属塩を主成分とした冷却液は、Ｊ
ＩＳ Ｋ−２２３４記載のアルミニウム鋳物伝熱面腐食
試験において、アルミニウム合金の表面が黒く顕著に変
色するという問題がある。

【０００６】また、ケイ酸塩を防錆剤として添加する
と、長期間の貯蔵中にケイ酸塩がゲル化分離しやすいと
いう問題がある。

【０００７】本発明の課題は、防錆剤としてアルカノー
ルアミン塩やケイ酸塩を添加することなく、金属材料、
特にアルミニウム材の腐食を抑制する効果のある冷却液
組成物を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、アルコール類及びグ
リコール類の少なくともいずれかを主要成分とした凝固
点降下剤と、防錆剤を含み、更に、アミノ窒素に結合し
た炭化水素基がカルボン酸又はカルボン酸塩である金属
イオン封鎖剤を含有させることにより、特にアルミニウ
ム材の腐食を抑制する効果を得ることを知見し、本発明
を完成するに至った。

【０００９】すなわち、請求項１の発明は、アルコール
類及びグリコール類の少なくともいずれかを主要成分と
した凝固点降下剤と、防錆剤を含み、更に、アミノ窒素
に結合した炭化水素基がカルボン酸又はカルボン酸塩で
ある金属イオン封鎖剤を含有する冷却液組成物である。

【００１０】上記の手段により、発ガン性物質であるニ
トロソアミンが生成したり、アルミニウム合金の表面が
黒く顕著に変色することもなく、また長期間の貯蔵中に
ゲル化分離することもなく、アルミ合金等のアルミ材に
対して防錆性を発揮することができる。

【００１１】つまり、従来使用されているリン酸アルカ
リ金属塩や有機系防錆剤がアルミニウム材の表面に電気
的に吸着し、防錆性を発揮するが、この保護膜はアルミ
ニウム鋳物伝熱面腐食試験のように、高温高圧での条件
下（１３５℃×１８０ｋＰａ）では,腐食水中のＣｌ^-イ
オンの影響が強くアルミニウム表面の黒変を防止するに
至らないのに対し、前記の金属イオン封鎖剤がアルミ合
金等のアルミ材に対して防錆性を向上する機構は定かで
はないが、キレート効果のある化合物がアルミニウム表
面に被覆した保護膜は電気的な吸着膜に比べ強固であり
黒変を防止する役割を果している為と考えられる。その
化合物としては、前記の金属イオン封鎖剤が有効である
事を見出した。

【００１２】また、本発明に係る冷却液組成物は、従来
公知の防錆剤に金属イオン封鎖剤単独でもアルミニウム
材に対する防錆性は向上するが、金属イオン封鎖剤とシ
ランカップリング剤を併用して添加するとなお好適であ
る。

【００１３】これは、キレート効果の強い、前記金属イ
オン封鎖剤に更にカップリング効果のある化合物と併用
することにより、アルミニウム表面の保護が、より強固
になる為と考えられる。その化合物として、前記のシラ
ンカップリング剤が有効である事を見出した。

【００１４】すなわち、請求項５の発明は、シランカッ
プリング剤を含有する請求項１乃至４のいずれか記載の
冷却液組成物である。

【００１５】

【発明の実施の形態】上述の様に、本発明は、凝固点降
下剤として、アルコール類及びグリコール類を主要成分
としている。一般に使用されるアルコール類、グリコー
ル類としては、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、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、グリセリン等があり、単独あるいは、
２種以上を混合して使用できる。

【００１６】防錆剤としては、本発明では非アルカノー
ルアミン塩・非ケイ酸塩系の防錆剤をいうが、当該防錆
剤であれば種々使用でき、この点で限定されない。例え
ば、従来公知である、リン酸塩、モリブデン酸塩、硝酸
塩、タングステン酸塩等の無機系防錆剤、芳香族カルボ
ン酸塩、脂肪族カルボン酸塩、トリアゾール化合物、チ
アゾール化合物等の有機系防錆剤が挙げられる。防錆剤
については、単独あるいは、２種以上を混合して使用で
きる。

【００１７】本発明で使用する金属イオン封鎖剤は、ア
ミノ窒素に結合した炭化水素基がカルボン酸又はカルボ
ン酸塩であれば特に限定されない。例えば、アミノ窒素
に結合した炭化水素基がカルボン酸である金属イオン封
鎖剤としては、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴ
Ａ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）、
ニトリロトリ酢酸（ＮＴＡ）、ヒドロキシエチルエチレ
ンジアミントリ酢酸（ＨＥＤＴＡ）、ジヒドロキシエチ
ルエチレンジアミンジ酢酸（ＤＨＥＤＤＡ）、１，３−
プロパンジアミンテトラ酢酸（１，３−ＰＤＴＡ）、ジ
エチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）、トリエチ
レンテトラミンヘキサ酢酸（ＴＴＨＡ）、ヒドロキシエ
チルイミノジ酢酸（ＨＩＭＤＡ）、が挙げられる。それ
らの塩としては、ナトリウム、カリウム、カルシウム、
マグネシウム、マンガン、亜鉛、コバルト塩等が挙げら
れ、単独あるいは２種以上の混合塩が使用できる。

【００１８】シランカップリング剤としては、γ−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチ
ル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−
（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシ
シラン等、アルカリ共存下で比較的安定な化合物があげ
られる。これらは単独あるいは２種以上を混合して使用
できる。

【００１９】なお、上記に示した金属イオン封鎖剤は、
冷却液中に０．０１〜１．０重量％含むことが望まし
い。０．０１重量％より少なくなると満足のいく防錆効
果が得られず、１．０重量％を越えて添加しても防食効
果があまり向上せず、コストメリットがないからであ
る。

【００２０】上記シランカップリング剤についても同様
のことが言え、冷却液中に０．０１〜１．０重量％含む
ことが望ましい。０．０１重量％より少なくなると満足
のいく防錆効果が得られず、１．０重量％を越えて添加
しても防食効果があまり向上せず、コストメリットがな
い。

【００２１】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。

【００２２】表１に示すよう各組成を配合した本発明に
係る冷却液組成物である実施例１〜６と、比較例１〜３
にＪＩＳ Ｋ−２２３４不凍液（アルミニウム鋳物伝熱
面腐食試験）に基づく腐食試験を行い、腐食量の測定
と、外観変化を比較した。腐食量とは試験後の試験片の
質量から試験前の試験片の質量を差し引きした差を試験
片と試験液との接触部面積で割った値を指す。また、外
観変化の評価基準は変色無し＞僅変色＞濃灰色＞黒変と
いった順序で示す。なお、試験条件は下記の通りであ
る。 冷却液濃度 ：２５体積％ 試験片 ：ＪＩＳ Ｈ−５２０２に規定する
アルミニウム合金鋳物ＡＣ２Ｂ−Ｆ 試験温度 ：１３５℃ 試験時間 ：１６８時間 試験溶液のＣｌ^-量 ：１００ｐｐｍ 加圧圧力 ：１８０ｋＰａ

【００２３】

【表１】

【００２４】比較例１は、金属イオン封鎖剤を添加して
いないため、アルミニウムの表面が黒く変色しているの
に対し、金属イオン封鎖剤（ＥＤＴＡナトリウム塩）を
添加した実施例１では、アルミニウム表面が僅かに変色
するに止まり、しかも防錆効果が良好となっている。ま
た、２種の金属イオン封鎖剤を混合して用いた実施例
２、金属イオン封鎖剤の塩違いである実施例３及び実施
例４においても、アルミニウム面が僅かに変色するに止
まり、防錆効果が良好となっている。

【００２５】更に、金属イオン封鎖剤とシランカップリ
ング剤とを添加した実施例５、及び２種のシランカップ
リング剤を混合して金属イオン封鎖剤と用いた実施例６
においても、防錆効果が更にあがっており、アルミニウ
ム表面は変色していない。比較例２は、金属イオン封鎖
剤を過剰に添加した例であるが、これ以上添加しても防
錆効果のさらなる向上はみられなかった。比較例３は金
属イオン封鎖剤を過小に添加した例で、満足のいく防錆
効果はあまりみられないが、０．０１重量％以上添加す
れば防錆効果が明らかにあらわれた。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明における冷却液組
成物は、アルコール類及びグリコール類のいずれかを主
要成分とした凝固点降下剤と、防錆剤を含み、更に、前
記の金属イオン封鎖剤を含有することにより、アルミニ
ウム合金などの金属材料に対して、変色を押えつつ、優
れた防錆効果が得られる。特に、アルコール類及びグリ
コール類のいずれかを主要成分とした凝固点降下剤と、
防錆剤を含み、更に、金属イオン封鎖剤とシランカップ
リング剤を併用すると、特にアルミニウム合金などの金
属材料に対して、変色を無くし、防錆効果が更に向上す
る。また、本発明における冷却液組成物は、アルカノー
ルアミンを含有しないため、有害物質であるニトロソア
ミンを発生することがない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｆ 11/18 １０２ Ｃ２３Ｆ 11/18 １０２

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルコール類及びグリコール類の少なくと
   もいずれかを主要成分とする凝固点降下剤と、防錆剤を
   含み、更に、アミノ窒素に結合した炭化水素基がカルボ
   ン酸又はカルボン酸塩である金属イオン封鎖剤を含有す
   る冷却液組成物。
2. 【請求項２】金属イオン封鎖剤が、エチレンジアミンテ
   トラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢
   酸（ＤＴＰＡ）、ニトリロトリ酢酸（ＮＴＡ）、ヒドロ
   キシエチルエチレンジアミントリ酢酸（ＨＥＤＴＡ）、
   ジヒドロキシエチルエチレンジアミンジ酢酸（ＤＨＥＤ
   ＤＡ）、１，３−プロパンジアミンテトラ酢酸（１，３
   −ＰＤＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴ
   ＰＡ）、トリエチレンテトラミンヘキサ酢酸（ＴＴＨ
   Ａ）、ヒドロキシエチルイミノジ酢酸（ＨＩＭＤＡ）、
   またそれらのナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム
   塩、マグネシウム塩、マンガン塩、亜鉛塩、コバルト塩
   のうち少なくとも一である請求項１記載の冷却液組成
   物。
3. 【請求項３】金属イオン封鎖剤を０．０１〜１．０重量
   ％含有する請求項１、又は２記載の冷却液組成物。
4. 【請求項４】請求項１の防錆剤が、リン酸塩、モリブデ
   ン酸塩、硝酸塩、タングステン酸塩等の無機系防錆剤、
   芳香族カルボン酸塩、脂肪族カルボン酸塩、トリアゾー
   ル化合物チアゾール化合物である請求項１、２又は３記
   載の冷却液組成物。
5. 【請求項５】シランカップリング剤を含有する請求項１
   乃至４のいずれか記載の冷却液組成物。
6. 【請求項６】シランカップリング剤がγ−アミノプロピ
   ルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ
   −アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミ
   ノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラ
   ン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランのう
   ち少なくとも一である請求項５のうちいずれかに記載の
   冷却液組成物。
7. 【請求項７】シランカップリング剤が０．０１〜１．０
   重量％を含有する請求項５又は６のうちいずれかに記載
   の冷却液組成物。