(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリコール類を主成分とする不凍液／冷却液組成物であって、
前記グリコール類中に、キャビテーション損傷を抑制するために、０．１〜８．０重量％のセバシン酸、またはそのアルカリ金属塩と、０．１〜１０重量％のｐ−トルイル酸、またはそのアルカリ金属塩の２つの成分を含有することを特徴とする不凍液／冷却液組成物。
【請求項２】
成分中に、ケイ酸塩、アミン塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩、及びリン酸塩を含有しないことを特徴とする請求項１記載の不凍液／冷却液組成物。
【請求項３】
さらにトリアゾール類を０．０５〜１．０重量％の割合で含有していることを特徴とする請求項１または２記載の不凍液／冷却液組成物。
【請求項４】
さらにチアゾール類を０．０１〜１．０重量％の割合で含有していることを特徴とする請求項１または２記載の不凍液／冷却液組成物。
【請求項５】
さらにトリアゾール類を０．０５〜１．０重量％、チアゾール類を０．０１〜１．０重量％の割合でそれぞれ含有していることを特徴とする請求項１または２記載の不凍液／冷却液組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン等の内燃機関の冷却系統に使用されている金属、特には鉄、アルミ系金属に対し、長期に渡って優れた腐食防止機能を有し、かつキャビテーション損傷を効果的に抑制する不凍液／冷却液組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン等の内燃機関の冷却系統には、アルミニウム、アルミニウム合金、鋳鉄、鋼、黄銅、はんだ、銅などの金属が使用されている。これらの金属は、水あるいは空気との接触により腐食を生じる。これら冷却系統における金属の腐食を防止するため、従来より、リン酸塩、ケイ酸塩、アミン塩、ホウ酸塩、及び亜硝酸塩といった腐食防止剤を含む不凍液組成物や冷却液組成物が提案されている。
【０００３】
ところが、これらの腐食防止剤にあっては、以下の如き欠点を有していた。すなわちリン酸塩は、これが河川等に流入すると、富栄養化を引き起こし、水中のＢＯＤ、ＣＯＤが上昇して藻類が繁殖し、この結果、赤潮やスライムが発生するという問題があった。
【０００４】
またリン酸塩は、冷却液中に含まれる硬水成分と反応して沈殿を生じ、これにより冷却液の腐食防止機能が低下し、さらには沈殿物が堆積して冷却系統の循環路が閉塞してしまうという事態を引き起こしていた。
【０００５】
アミン塩は、亜硝酸塩と反応して発ガン性物質であるニトロソアミンを生成し易いという欠点がある。またホウ酸塩は、アルミニウムやその合金を腐食させる性質があり、ケイ酸塩は、不凍液／冷却液中での安定性に劣り、熱やｐＨが変化した場合や他の塩類が共存する場合には、容易にゲル化してしまい、腐食防止機能が低下するという不具合があった。
【０００６】
また、冷却系統内に充填される不凍液／冷却液組成物及び水中には僅かながら空気が溶存している。このため、該不凍液／冷却液組成物が水と共に循環する過程で圧力差が生じると、これが原因で気泡が発生し、この気泡により金属、特には鉄表面が浸食される、いわゆるキャビテーション損傷が発生していた。またキャビテーション損傷を引き起こす気泡は振動によっても発生していた。
【０００７】
こうした圧力差や振動による気泡の発生によって引き起こされるキャビテーション損傷に対しては、従来、該不凍液／冷却液組成物中に、亜硝酸塩を添加することで、その対策が採られていた。亜硝酸塩は、冷却系統内において金属、特に鉄表面に皮膜を形成し、この皮膜が気泡による浸食を防いでいるものと考えられる。
【０００８】
しかしながら亜硝酸塩は、前述の如くアミン塩と反応して発ガン性物質であるニトロソアミンを発生することが知られており、その使用はかねてより問題視されている。しかしながら、キャビテーション損傷に対する有効な手段が未だ見つけられていないことから、亜硝酸塩は危険ではあるものの、使用せざるを得ないというのが現状であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者は、このような事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、炭素数６〜１２の脂肪族二塩基酸、またはそのアルカリ金属塩と、ｐ−トルイル酸、またはそのアルカリ金属塩とからなるユニットが、不凍液／冷却液中において、優れた金属腐食防止機能を発現すると共に、キャビテーション損傷を効果的に抑制することを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成させた。
【００１０】
本発明は、エンジン等の内燃機関の冷却系統に使用されている金属、特には鉄、アルミ系金属に対し、長期に渡って優れた腐食防止機能を有し、かつキャビテーション損傷を効果的に抑制する不凍液／冷却液組成物を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、本発明の不凍液／冷却液組成物をさらに詳しく説明する。この不凍液／冷却液組成物は、冷却系統の不凍液や冷却液として適用される組成物であり、グリコール類を主成分としている。グリコール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等が挙げられる。その中でもエチレングリコールやプロピレングリコールなどは、化学的安定性、価格などの点からより好ましい。この不凍液／冷却液組成物中には、セバシン酸（以下Ａ成分という）、またはそのアルカリ金属塩の中から選ばれた少なくとも１種と、ｐ−トルイル酸（４−メチル安息香酸）（以下Ｂ成分という）、またはそのアルカリ金属塩とが含まれている。
【００１２】
Ａ成分は、ナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属塩の形態で使用することもできる。
【００１３】
Ａ成分、またはそのアルカリ金属塩は、後述するＢ成分、またはそのアルカリ金属塩とともに金属、特には鉄、アルミニウム系の金属の腐食を防止し、かつ冷却系統内のキャビテーション損傷を効果的に抑制する。このＡ成分、またはそのアルカリ金属塩の含有量は、０．１〜８．０重量％である。Ａ成分、またはそのアルカリ金属塩の含有量が前記範囲よりも少ない場合、金属の腐食防止機能及びキャビテーション損傷の抑制機能は不十分なものとなり、含有量がこの範囲よりも多い場合には、含まれる量だけの効果が現れず、不経済となる。
【００１４】
Ｂ成分は、そのままの形態で用いても良いし、ナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属塩の形態で使用することもできる。これらＢ成分、またはそのアルカリ金属塩は、前述のＡ成分、またはそのアルカリ金属塩とともに金属、特には鉄、アルミニウム系の金属の腐食を防止し、かつ冷却系統内のキャビテーション損傷を効果的に抑制する。Ｂ成分、またはそのアルカリ金属塩の含有量は、０．１〜１０重量％である。Ｂ成分、またはそのアルカリ金属塩の含有量が前記範囲よりも少ない場合、金属の腐食防止機能及びキャビテーション損傷の抑制機能は不十分なものとなり、含有量がこの範囲よりも多い場合には、含まれる量だけの効果が現れず、不経済となる。
【００１５】
またこの不凍液／冷却液組成物は、成分中にケイ酸塩、アミン塩、ホウ酸塩、亜硝酸塩、及びリン酸塩を含有しない形態を採ることもできる。このような形態としたときのメリットは以下のとおりである。すなわちアミン塩及び亜硝酸塩を含有していると、これらが反応してニトロソアミンを生成し易いのであるが、その恐れがなくなる。またケイ酸塩は、冷却液中での安定性に劣り、熱やｐＨが変化した場合や他の塩類が共存する場合には、容易にゲル化してしまい、腐食防止機能が低下するという不具合があるが、そのような不具合が生じない。ホウ酸塩は、アルミニウムやその合金を腐食させる傾向があり、亜硝酸塩は消耗が速く、その分腐食防止機能も速く低下してしまうという欠点があるが、それらを含まないことから、そのような不具合も生じることもない。
【００１６】
さらにリン酸塩を含有していない場合は、これが河川等に流入すると、富栄養化を引き起こし、水中のＢＯＤ、ＣＯＤが上昇して藻類が繁殖し、この結果、赤潮やスライムが発生するという問題、また冷却液中に含まれる硬水成分と反応して沈殿を生じ、これにより冷却液の腐食防止機能が低下し、さらには沈殿物が堆積して冷却系統の循環路が閉塞してしまうという事態を引き起こすという問題が発生することもない。
【００１７】
またこの不凍液／冷却液組成物は、トリアゾール類をさらに含む態様を採ることができる。この場合、トリアゾール類は、不凍液／冷却液組成物中にあって、冷却系統の金属、特に銅、アルミニウムを成分とする金属に対し優れた腐食防止性を示す。トリアゾール類としては、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、４−フェニル−１、２、３−トリアゾール、２−ナフトトリアゾールあるいは４−ニトロベンゾトリアゾールなどを好ましい例として挙げることができる。
【００１８】
このトリアゾール類は、該組成物中において十分な腐食防止機能を発揮するため、０．０５〜１．０重量％の範囲で含まれるのが望ましい。
【００１９】
またこの不凍液／冷却液組成物には、さらに０．０１〜１．０重量％の範囲でチアゾール類を含ませることもできる。このチアゾール類としては、メルカプトベンゾチアゾールなどが挙げられる。チアゾール類は、前記トリアゾール類と同じく金属、特に銅に対して優れた腐食防止機能を有しており、そのような腐食防止機能を組成物中において十分に発揮するため、０．０１〜１．０重量％の範囲で含まれるのが望ましい。
【００２０】
なお、この不凍液／冷却液組成物には、前記の成分以外に例えば消泡剤、着色剤等を含有させても良いし、他の従来公知の腐食防止剤である、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、硫酸塩、硝酸塩及び安息香酸塩などを使用しても良い。
【実施例】
【００２１】
以下にこの不凍液／冷却液組成物を実施例に従いさらに詳しく説明する。下記表１には、この不凍液／冷却液組成物の好ましい実施例として例１〜例３を示すとともに、比較としてＡ成分またはＢ成分のいずれか一方のみを含むものを例４〜例８として挙げた。
【００２２】
【表１】
0004616536.tif 000002
【００２３】
上記表１に示す例１〜例８の各サンプルについて、金属腐食試験を行った。その結果を表２に示す。尚、金属腐食試験は、ＪＩＳ Ｋ ２２３４ ７．８の規定に基づいて行い、この試験に供する金属には、アルミニウム鋳物、鋳鉄、鋼、黄銅、はんだ、銅の各試験片を使用した。
【００２４】
【表２】
0004616536.tif 000003
【００２５】
次に、上記表１に示す例１〜例８の各サンプルについて、磁歪式振動法によるキャビテーション破損防止性能試験を行った。その結果を表４に示す。尚、試験は図１に示す装置を用い、下記表３に示す試験条件の下で行った。
【００２６】
【表３】
0004616536.tif 000004
【００２７】
【表４】
0004616536.tif 000005
【００２８】
表２及び表４から、Ａ成分とＢ成分のうち、いずれか一方のみを含む例４〜例８については、鉄、アルミ系の金属に金属腐食が生じていたり、金属腐食防止性能は十分ではあるものの、キャビテーション損傷を生じていたりするなど、金属腐食防止機能と、キャビテーション損傷の抑制機能の両機能について十分な性能を示したものは無かった。
【００２９】
これに対し、実施例に係る例１〜例３のサンプルについては、金属腐食防止機能及びキャビテーション損傷の抑制機能のいずれも申し分なく、優れた性能を有していることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
図１は、磁歪式振動法によるキャビテーション破損防止性能を試験する試験装置を示す模式図である。
【図１】
0004616536.tif 000006