(57)【要約】【課題】実際に飛躍的な燃費の向上が図れる内燃機関の冷却液用改質剤及び、クーラント液の提供を目的とする。  【解決手段】内燃機関の冷却液用改質剤は、緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩を含有してなる構成にしてあり、また、更にｐＨ調整剤及び／またはキレート剤を含有するものである。特に、キレート剤の含有量は全体の３．３重量％〜４．６重量％であるものが好ましい。更に、クーラント液は緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩を含有してなるものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩を含有してなる内燃機関の冷却液用改質剤。
【請求項２】
キレート剤及び／またはｐＨ調整剤を含有する請求項１に記載の冷却液用改質剤。
【請求項３】
キレート剤の含有量が全体の３．３重量％〜４．６重量％である請求項２に記載の冷却液用改質剤。
【請求項４】
緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩を含有してなる内燃機関のクーラント液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却液用改質剤及びクーラント液に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の内燃機関を冷却する冷却液に所定の添加剤を添加することにより、自動車の燃費を向上させる技術が開示されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、冷却液に電気石を混在させて、シリンダ内の燃料混合ガスをイオン活性化させて、馬力の向上と燃費の改善を図るようにした車輌等のラジエータ冷却液が記載されている。
【０００４】
また、下記特許文献２には、内燃機関の冷却液、またはガソリンと混合して燃焼する空気中に含有されている水蒸気としての水等を改質し、燃費向上を図るため、冷却液に添加し用いる水改質液に土の焼成物を含有した技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開特開２００３−１６１１５２号公報号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２００６−１８１５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の方法では、実際に燃費の飛躍的な向上が達成されたものはなかった。
【０００８】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、実際に飛躍的な燃費の向上が図れる内燃機関の冷却液用改質剤及び、クーラント液の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の冷却液用改質剤は、緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩を含有してなる構成にしてある。
【００１０】
また、前記構成において、ｐＨ調整剤及び／またはキレート剤を含有するものである。
【００１１】
そして、前記した各構成において、キレート剤の含有量が全体の３．３重量％〜４．６重量％であるものである。
【００１２】
更に、本発明に係るクーラント液は緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩を含有してなるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る冷却液用改質剤によれば、緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩を含有してなるので、水のクラスターが分割され、水のクラスターを小さくすることができ、これにより冷却液中の凝固点降下剤と、水とがよく絡み合うために、冷却液の熱伝導率がよくなり、従って、燃費向上を図ることができる。
【００１４】
また、キレート剤及び／またはｐＨ調整剤を含有する場合は、冷却液中の金属と錯体を構成することで水垢の付着を防止でき、冷却液用改質材の添加によって冷却液のｐＨに影響を与え、冷却液がゲル化するのを防止することができる。
【００１５】
そして、キレート剤の含有量が全体の３．３重量％〜４．６重量％である場合は、より良好な水垢付着防止効果がある。
【００１６】
更に、本発明に係るクーラント液は、緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩を含有してなるので、水のクラスターが分割され、水のクラスターを小さくすることができ、これにより凝固点降下剤と、冷却液中の水とがよく絡み合うために、冷却液の熱伝導率がよくなり、従って、燃費向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の最良の実施形態を説明する。本実施形態に係る冷却液用改質剤は、緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩を含有してなり、更に、キレート剤及び／またはｐＨ調整剤を含有し、更に、チタンを用い後述する所定の処理を行ったチタン処理水を含有してなる。
【００１８】
緑泥石は、クロライトともいわれ、単斜晶系または三斜晶系の珪酸塩鉱物の一種であり、構造式は、（Ｍｇ、Ｆｅ、Ａｌ）6（Ｓｉ、Ａｌ）4Ｏ10（ＯＨ）8などにより表される。産地は特に限定されないが、例えば、沖縄県今帰仁村、岩手県釜石鉱山、島根県都茂鉱山、長崎県大串村などが挙げられ、これらのうち沖縄県今帰仁村産のナキジン変成岩が好ましい。ナキジン変成岩はナキジンクロライト雲母系鉱物である黒雲母が変成作用を受け粘土化している。
【００１９】
緑泥石由来の金属および非金属とは、緑泥石に含有されているか、或いは、緑泥石を無機酸に溶解させる等の処理を行うことによって得られる金属および非金属等、緑泥石に由来する金属及び非金属を意味する。このような金属及び非金属としては、緑泥石の化学組成にもよるが、例えば、珪素、アルミニウム、鉄、チタン、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、マンガン、リチウム、バナジウム、コバルト、銅、亜鉛、ストロンチウム、硫黄、リン、フッ素等が挙げられる。
【００２０】
緑泥石を無機酸に溶解させる場合の一例として、詳しくは、緑泥石を粉砕し、所定濃度の無機酸に溶解し、８〜１０時間といった所定時間１００℃〜１５０℃といった所定温度で加熱処理し、クエン酸緩衝液などの所定のｐＨ調整剤によりｐＨ調整した後、濾過により沈殿物を除去することにより得るといった方法を行うことができる。
【００２１】
無機酸は、例えば硫酸、塩酸、硝酸、及びそれらの混合物からなる群から選択されるものを挙げることができる。混合物としては、たとえば王水、硫酸及び塩酸の混合液、硫酸及び硝酸の混合液を挙げることができる。これらのうち、緑泥石の溶解度と反応速度が大きく、かつ不揮発性であることの理由から硫酸が好ましい。
【００２２】
無機酸として硫酸を用いる場合には、例えば０．５〜５重量％の水溶液とすることが好ましい。０．５重量％未満であると緑泥石の溶解度が低下し、重量％を超えると溶解操作が困難となり、また、保存安定性が低下する。
【００２３】
緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩としては、たとえば無機酸として硫酸を用いた場合、塩として、硫酸水素ナトリウム、硫酸ソーダ、硫酸水素カリウム、硫酸カリウム、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、硫酸アルミニウム、複塩として、カリミョウバン、アルミン酸ソーダ、鉄ミョウバン等を挙げることができる。
【００２４】
緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩の含有量は、全体の１重量％〜１０重量％、好ましくは２重量％〜５重量％である。この緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩の含有量が、１％未満では、水のクラスター分解することによる燃費向上の効果、及び抗菌効果を発揮することができず、また、１０％を越えると、防錆性を損なう懸念がある。
【００２５】
このような緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩を含有する組成物として、市販されている緑泥石由来のミネラル水を用いてもよい。市販されている緑泥石由来のミネラル水としては、ナキジンミネラル社製ミネラル水などを挙げることができる。
【００２６】
市販されている緑泥石由来のミネラル水を用いる場合には、全体の１０重量％〜３０重量％、好ましくは１２重量％〜２４重量％用いる。
【００２７】
ｐＨ調整剤は、車両に既に使用されているまたは新たに使用する冷却液に、本実施形態に係る冷却用改質剤を添加した際、冷却液と冷却液用改質剤とのｐＨの相違により冷却液がゲル化するのを防止する。ｐＨ調整剤により、冷却液用改質剤のｐＨを全体の３重量％〜８重量％とする。３重量％未満及び８重量％より大きい場合にはアルカリ性または酸性の強い冷却液とのｐＨの相違によりゲル化するからである。ｐＨ調整剤は特に限定されず、クエン酸、クエン酸三ナトリウム、炭酸ナトリウム、リン酸等を挙げることができる。
【００２８】
キレート剤は、車両の冷却管内やラジエータ内に水垢となって付着するカルシウム、マグネシウム等の金属の錯化除去のため用いられる。キレート剤としては、特に限定されず、例えば、リン系、カルボン酸系の酸ないしその塩が挙げられ、具体的には、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸三ナトリウム、ヒドロキシエタンジホスホン酸ナトリウム、ポリカルボン酸ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム、グルコン酸ナトリウム、コハク酸二ナトリウム、リンゴ酸二ナトリウム、クエン酸二ナトリウム等が挙げられる。これらの中でも、乳化安定性及び抗菌性を更に発揮させる効果が高いエチレンジアミン４酢酸塩が好ましい。
【００２９】
キレート剤を配合する場合、一種を単独で配合してもよく、二種以上を混合して配合しても構わない。また、キレート剤を配合する場合、その配合量は特に限定されないが、全体の３.３重量％〜４．６重量％とすることが好ましい。２３．３重量％未満の配合量では金属の錯化除去効果があまりみられず、また４．６重量％を超えて配合すると緑泥石由来金属及び非金属のクラスターを小さくする効果を妨げるからである
【００３０】
チタン処理水は、金属チタン粉末または二酸化チタン粉末をセラミックス、チタン、ステンレスなどの表面に、噴射するなどして二酸化チタン皮膜等を形成させたいわゆるチタンボールに、所定時間にわたり浸漬させるという処理を行った水である。ここでいう水とは蒸留水、水道水または井戸水等を意味する。このように、チタンボールを水に浸漬したチタン処理水を用いることにより水が活性化され、波動水を形成し、冷却液の吸熱効果を向上させることができる。
【００３１】
チタン処理水の調製の際、チタンボールの水への浸漬時間は、チタンボールの水への浸漬直後から、利用することが可能であるが、より一層の効果を得るには数日〜数ヶ月程度、更に好ましくは一週間から１ヶ月程度浸漬することが好ましい。浸漬時間が数ヶ月より長い場合は冷却液用改質剤の製造期間が長くなる。
【００３２】
上記各物質を混合し得られた冷却液用改質材は、通常赤紫色を呈する液体である。本冷却液用改質剤の冷却液への添加量は、冷却液全体に対して０．０１〜５．０重量％、好ましくは０．１２５〜２．５重量％である。
【００３３】
冷却液用改質剤を冷却液に添加する際には、ラジエータから所定量の冷却液を抜き取り、冷却液用改質剤をラジエータに注入することにより行う。冷却液用改質剤を冷却液に添加することにより、冷却液用改質剤は、緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩を含有してなるので、水のクラスターが分割され、水のクラスターを小さくすることができる。
【００３４】
このように水のクラスターを小さくすると、冷却液に含有されているエチレングリコール、プロピレングリコール等の凝固点降下剤と、冷却液中の水とがよく絡み合うために、冷却液の熱伝導率がよくなり、従って、冷却液の放熱作用が高められる。この結果、冷却管内を流通する冷却液の温度を平均約２℃程度低くすることができ、内燃機関を構成するシリンダー表面からの吸熱率を向上させることができる。吸気時のシリンダー内の温度は通常より低く維持されるので、より多くの空気をシリンダー内に吸気可能となり、完全燃焼による出力向上及び燃焼効率向上を図ることができる。
【００３５】
以上の結果、車両の燃費は向上すると共に、不完全燃焼による化学物質の排出量が削減されるので、環境にもよい。
【００３６】
また、冷却液用改質剤は、緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩を含有してなるので、緑泥石由来の金属及び非金属の作用により、防錆効果及び水の防腐効果がある。
【００３７】
また、冷却液用改質剤がキレート剤を含有する場合には、冷却管、ウォーターポンプ、冷却液の温度検出器、ラジエータ等の部品への水垢の付着を防止することができるので、内燃機関の冷却効果が高まり、燃費が向上し、また、各部品の耐用寿命を長期化させることが可能となる。
【００３８】
続いて、本実施形態に係るクーラント液に関し、以下に説明する。クーラント液は、上記した緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩、凝固点硬化剤及び上記したチタン処理水を含有してなる。
【００３９】
緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩は、クーラント液全体の０．１０重量％〜２．０重量％用いられる。０．１０重量％未満の場合には、上述した冷却水用改質剤と同様に、緑泥石由来の金属及び非金属が水のクラスターを分割する能力が低下し、これにより燃費の向上があまりみられなり、また、抗菌効果が低下する。２．０重量％を越えて用いた場合には、防錆効果が低下する。
【００４０】
凝固点降下剤は、水の凝固点を下げる媒体であれば、特にその種別を問わないが、プロピレングリコール 、ジプロピレングリコール 、エチレングリコール 、ジエチレングリコールなどのグリコール類、または、メタノール、エタノール、グリセリン等のアルコール類を用いることができ、これらを１種または複数種組み合わせて用いることができる。特に、プロピレングリコール は、食品添加物として使用可能な毒性の低いものであり、環境に対する影響を考慮してもより好ましい。
【００４１】
クーラント液は、水道水または蒸留水等の水と混合し、この混合液が冷却液となる。冷却液中のクーラント液の配合割合は全体の３０重量％〜５０重量％である。
【００４２】
クーラント液は、緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩を含有してなるので、緑泥石由来の金属及び非金属の作用により、防錆効果及び水の防腐効果がある。よって、クーラント液中に防錆剤、防腐剤を配合する必要がないので、原料費を安価に抑えることができ、防錆材、防腐剤の計量、添加や混合といった作業を省略できるので作業性も向上する。
【実施例１】
【００４３】
実施例１として、緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩に、ナキジンミネラル社製の市販ミネラル水であるビコウ（Ｂｉｋｏｕ）のしずく２０重量％用い、キレート剤に中部キレスト社製エチレンジアミン四酢酸ナトリウム四水塩を２重量％、及びチタン処理水７８重量％を常温常圧下において攪拌混合し、冷却液用改質剤を調製した。
【実施例２】
【００４４】
実施例２として、実施例１に用いたミネラル水を８重量％用い、キレート剤を４％重量％、及びチタン処理水８８重量％とし、他の条件は実施例１と同様にして冷却液用改質剤を調製した。
【実施例３】
【００４５】
実施例３として、実施例１に用いたミネラル水を１２重量％用い、キレート剤を４％重量％、及びチタン処理水８４重量％とし、他の条件は実施例１と同様にして冷却液用改質剤を調製した。
【実施例４】
【００４６】
実施例４として、実施例１に用いたミネラル水を２４重量％用い、キレート剤を４％重量％、及びチタン処理水７２重量％とし、他の条件は実施例１と同様にして冷却液用改質剤を調製した。
【実施例５】
【００４７】
実施例５として、実施例１に用いたミネラル水を３５重量％用い、キレート剤を４％重量％、及びチタン処理水６９重量％とし、他の条件は実施例１と同様にして冷却液用改質剤を調製した。
【実施例６】
【００４８】
実施例６として、実施例１に用いたミネラル水を２０重量％用い、キレート剤を２．５％重量％、及びチタン処理水７７．５重量％とし、他の条件は実施例１と同様にして冷却液用改質剤を調製した。
【実施例７】
【００４９】
実施例７として、実施例１に用いたミネラル水を２０重量％用い、キレート剤を３．３％重量％、及びチタン処理水７６．７重量％とし、他の条件は実施例１と同様にして冷却液用改質剤を調製した。
【実施例８】
【００５０】
実施例８として、実施例１に用いたミネラル水を２０重量％用い、キレート剤を４．６％重量％、及びチタン処理水７５．４重量％とし、他の条件は実施例１と同様にして冷却液用改質剤を調製した。
【実施例９】
【００５１】
実施例９として、実施例１に用いたミネラル水を２０重量％用い、キレート剤を４．９％重量％、及びチタン処理水７５．１重量％とし、他の条件は実施例１と同様にして冷却液用改質剤を調製した。
【実施例１０】
【００５２】
実施例１０として、実施例１に用いたミネラル水を２０重量％用い、ｐＨ調整剤としてのトリエタノールアミンを５重量％、及びチタン処理水７５重量％とし、他の条件は実施例１と同様にして冷却液用改質剤を調製した。
以上の実施例１〜１０を表１にまとめて示す。
【表１】
2008303359.tif 000002
【００５３】
上記実施例１の冷却液用改質剤を、平成９年式トヨタレジアス、平成９年式スズキエブリ％及び平成１７年式トヨタサクシードの冷却液に、それぞれ全体の２．５重量％となるよう冷却液に添加したところ、全ての車種において冷却液用改質剤は冷却液に良好に溶解され、ゲル化等の問題は生じなかった。そして、上記３車種の市街地及び高速道における走行試験をトヨタレジアス及びトヨタサクシードについては各２回ずつ、スズキエブリは３回行った。また、比較例として、冷却液溶解質剤を添加しなかった以外は実施例１の走行試験と同じ条件で走行試験を行った。試験結果を表２に示す。
【表２】
2008303359.tif 000003
【００５４】
表２より全ての車両において１Ｌあたりの走行距離が長くなっており、燃費が向上した。特に、トヨタレジアスやトヨタサクシードにおいて燃費向上率が２６．４％〜３４．３％と非常に高かった。
【００５５】
同様に実施例２〜１０の冷却液用改質剤を、車両用冷却液に添加したところ、冷却液用改質剤は冷却液に良好に溶解され、ゲル化等の問題は生じなかった。また、走行試験を行ったところ、冷却液溶解質剤を添加しなかった場合に比較して、燃費が向上した。
【実施例１１】
【００５６】
実施例１１として、緑泥石由来の金属及び非金属と、無機酸との塩または複塩に、ナキジンミネラル社製の市販ミネラル水であるビコウ（Ｂｉｋｏｕ）のしずく５ｇ、プロピレングリコール２０ｇ、チタン処理水４３５ｇを常温常圧下において攪拌混合し、クーラント液を調製した。
【００５７】
上記実施例１１のクーラント液を蒸留水と混合し、車両のラジエータに注入し走行試験を行ったところ、燃費の向上効果がみられた。