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技術 エンジンクーラント及びその添加剤

出願人 三興油脂株式会社
発明者 加藤行平
出願日 2000年1月26日 (20年5ヶ月経過) 出願番号 2000-016720
公開日 2001年7月31日 (18年11ヶ月経過) 公開番号 2001-207165
状態 特許登録済
技術分野 熱効果発生材料 金属の防食及び鉱皮の抑制
主要キーワード 防錆剤成分 エンジンクーラント 相手金属 硼酸ソーダ JIS規格 カーボン数 金属腐食性試験 使用製品
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この項目の情報は公開日時点(2001年7月31日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

クーラントに長期に亘る安定した冷却性能の維持と防錆性能を保持させることができ、また、試用後に廃棄物として処理する場合に環境汚染の恐れのない、エンジンクーラント及びそのための添加剤を提供する

解決手段

エチレングリコールを含有し、炭素数8〜12の1塩基酸または2塩基酸のグリコールエステルを0.5重量%以上含有する

概要

背景

最近の地球環境保護と高度文明の水準維持の思想とを両立させるのには、使用する製品について、構成物質の環境に対する影響性の検討と製品の長寿命化の可能性の両面より再検討する必要性がある。

自動車用冷却液であるクーラントについて、最近種々の問題点が指摘されている。即ち、従来クーラントは、使用開始後1〜2年で全量交換するのが習慣になっているが、世界的に計算すると、毎年100万トンを越えるエチレングリコールを地上や河川に排出している事となり、地球環境に対する汚染は膨大であると指摘されている。

概要

クーラントに長期に亘る安定した冷却性能の維持と防錆性能を保持させることができ、また、試用後に廃棄物として処理する場合に環境汚染の恐れのない、エンジンクーラント及びそのための添加剤を提供する

エチレングリコールを含有し、炭素数8〜12の1塩基酸または2塩基酸のグリコールエステルを0.5重量%以上含有する

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

エチレングリコールを含有し、炭素数8〜12の1塩基酸または2塩基酸のグリコールエステルを0.5重量%以上含有することを特徴とする自動車エンジンクーラント

請求項2

エチレングリコールを含有し、炭素数8〜12の1塩基酸または2塩基酸のグリコールエステルを0.5重量%以上含有し、かつ炭素数4〜9の有機酸無機塩を3重量%以上含有することを特徴とする自動車エンジンクーラント。

請求項3

エチレングリコールを含有する自動車エンジンクーラント用の添加剤であって、炭素数8〜12の1塩基酸または2塩基酸のカルボン酸のグリコールエステルを含有することを特徴とする自動車エンジンクーラント用の添加剤。

請求項4

エチレングリコールを含有する自動車エンジンクーラント用の添加剤であって、炭素数4〜12の有機酸の無機塩を含有することを特徴とする自動車エンジンクーラント用の添加剤。

技術分野

試験片の変化量アルミ鋳物±0.60 ±0.20

背景技術

0001

この発明はエンジンクーラント及びその添加剤、特に自動車用クーラント及びその添加剤に関するものである。

0002

最近の地球環境保護と高度文明の水準維持の思想とを両立させるのには、使用する製品について、構成物質の環境に対する影響性の検討と製品の長寿命化の可能性の両面より再検討する必要性がある。

0003

自動車用の冷却液であるクーラントについて、最近種々の問題点が指摘されている。即ち、従来クーラントは、使用開始後1〜2年で全量交換するのが習慣になっているが、世界的に計算すると、毎年100万トンを越えるエチレングリコールを地上や河川に排出している事となり、地球環境に対する汚染は膨大であると指摘されている。

0004

要因として、クーラントの主要構成物質であるエチレングリコールは其の分解過程有害物質を生成して一定期間滞留する事が報告されている。但し完全に分解した時は水と炭酸ガスになるのは一般の有機物と同じであるが、完全分解する迄にやや時間が必要である点が問題点である。

0005

更に現在使用されているクーラントの添加剤には最近環境汚染原因物質とされた物質も複数含まれている。

0006

高度文明の水準維持の為には、リサイクル等の方法で資源を有効に大切にする事の重要性が言われているが、使用製品のリサイクルの前に長寿命化する方法の検討が必要である。クーラントを長寿命化する為と、環境汚染物質を排除する為には、クーラントに使用されている添加剤の検討が必要である。

0007

クーラントの添加剤については、最近環境汚染の疑いが濃厚な物質として、燐酸モリブデン酸珪酸硝酸亜硝酸アミン類等が挙げられている。対応として、有機酸特にカルボン酸主体にして、無機アルカリとの塩類によりクーラントの防錆を図る方法が種々提案されている。

0008

然し有機酸特にカルボン酸を主体にした添加剤処方においては、1〜2年の防錆性能を保持する事は出来ても長期に亙る安定した防錆性能を保持する為には、カルボン酸も1塩基と2塩基のカルボン酸を併用する必要があり、且つ5%〜10%を越える大量の添加が必要になり、コスト的にも又添加剤を大量使用する為に起きる物性の変化もあり問題点とされている。

0009

また従来カーボン数の少い有機酸即ちC4〜C7の有機酸は、壁を接する相手金属ゴムプラスチックスに対して密着性不足するので防錆性欠陥が出る場合があり、大きな問題点とされていた。

0010

さらに従来より、クーラントには、アルカリリザーブ性能が多ければ多い程良いとされており、以前は硼酸ソーダアルカーノールアミンが使用されていた。アルカノールアミンは、90℃を越える高温時に銅等の非鉄金属溶出する性質が強く出て不具合を生じる。

0011

硼酸ソーダはアルカリのリザーブ効果は非常に良いのであるが、アルミニューム等の非鉄金属に対して影響が大きい場合があり、特に条件によりアルミニュームに対する腐食性が指摘され、クーラント添加剤としての使用が敬遠されている。然しながら、硼酸ソーダに匹敵するリザーブ効果を持った無機化学品は他に見当たらない。最近欧州では、一旦使用を中止した硼酸ソーダを極小量使用する処方が増えてきたが、小量ではリザーブ効果に限界がある。

課題を解決するための手段

0012

この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであって、クーラントに長期に亘る安定した冷却性能の維持と防錆性能を保持させることができ、また、使用後に廃棄物として処理する場合に環境汚染の恐れのない、エンジンクーラント及びそのための添加剤を提供することを目的とするものである。

0013

この目的に対応して、この発明のエンジンクーラントは、エチレングリコールを含有し、炭素数8〜12の1塩基酸または2塩基酸のグリコールエステルを0.5重量%以上含有することを特徴としている。

0014

またこの発明のクーラント用添加剤は、エチレングリコールを含有する自動車エンジンクーラント用の添加剤であって、炭素数8〜12の1塩基酸または2塩基酸のカルボン酸のグリコールエステルを含有することを特徴としている。

0015

以下この発明の詳細を一実施例について説明する。本発明においては、C9(Cは炭素数)を中心にした、特にC8〜C12の1塩基または2塩基のカルボン酸のグリコールエステル(以下カルボン酸エステルと言う)を0.5%以上添加し、またはこれに加えて有用な有機酸の無機塩を添加する事で優れ防錆性能をもつクーラントが出来る。尚添加する有機塩としては、C4以上の有機酸を3%以上添加すれば、顕著な防錆が発揮出来る。

0016

このカルボン酸エステルは、添加した液の表面張力を顕著に降下させると共に、壁を接する金属、ゴム、プラスチックスの表面に薄く緻密に配列する性質を有している。特にC9を中心にした、C4〜C12の1塩基または、2塩基のカルボン酸の無機塩を併用する事により、防錆性能を飛躍的に向上させ、更に優れた表面張力の降下性を安定的に保持させカルボン酸総量を少なくすると共に、1塩基と2塩基のカルボン酸を併用する必要を無くす事が出来る。

0017

本発明の壁を接する相手金属、ゴム、プラスチックスに対して密着性が良好である性質が次の諸点で有効な作用をもたらす。本発明によるC8〜C12のカルボン酸エステル0.5%以上とC4〜C12の有機酸を配合すると低カーボンの有機酸の欠点である壁を接する相手に対しての密着性の不足が解消して、特にC4〜C7の有機酸の特性である各種の防錆性能のアルカリのリザーブを行う事が出来て、コスト的にも優位性が出る。カルボン酸エステルは表面張力の降下性のみでは無く、壁を接する相手金属、ゴム、プラスチックスの表面に均一に分子配列する性質に優れ添加する防錆剤成分を均一に分散し壁を接する相手金属等に密着するので防錆性能を飛躍的に向上する。

0018

本発明によるC8〜C12のカルボン酸エステルとC4〜C12の有機酸の無機塩とを合計2%以上をクーラントに添加した場合は、硼酸ソーダをアルカリのリザーブに充分必要な量を添加しても、アルミニューム等の非鉄金属に対して腐蝕等の影響が起きない。

0019

次に、添加するカルボン酸エステルの構造を示す。

0020

(添加するカルボン酸エステルの効果)
エチレン系付加モル数が多くなると容易に水に溶け易水溶性になる。プロピレン系は非水溶性であるが、水とは容易に懸濁する性質がある。従って、此の性質を利用してカルボン酸エステルの種類(エチレン又はプロピレン系と付加モル数の違い)を複合する事により目的に合った性質を付与する事が出来る。
カルボン酸エステルの大きな特徴として、本品が溶解又は懸濁した液体は、表面張力が降下すると共に、容器等壁を接する物体表面に極めて薄く緻密に配列する性質がある。此の性質が共存する防錆剤等の添加剤の効果を安定して発揮させる結果になる。
実験例)クーラントの添加剤として使用した場合の効果例を示す。
1:評価試験の方法
クーラントの評価試験の方法としては、JIS−2234不凍液による試験が一般的であるが、現在の自動車エンジンの実際運転条件と必ずしも一致していない。

0021

金属腐食試験の温度がJISでは88±2℃であるが、実際には100℃以上の温度になっているし、電熱腐食試験項目で試験結果が報告となっているが、実際には、此の結果数値が或る限界以下である事によりその試験クーラントの高温時の耐熱性が判明するので、結果値が報告になっているのは、実情に適合していない。

0022

我々は、JIS−2234不凍液の金属腐食試験の試験の温度を98±2℃とし、電熱面腐食試験の結果値を1mg/cm2/WEEK以下として評価する事とした。又JIS−2234不凍液の循環腐食試験について、此の規定はASTM2570の企画を準用したものであるが、評価基準は大変簡略化しているので、ASTM2570の通りとした。
金属腐食性試験では
JIS規格今回の評価基準
試験温度88±2℃ 98±2℃

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