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技術 冷却液

出願人 日産自動車株式会社シーシーアイ株式会社
発明者 久保朋生仲野誠一片山拓也服部直樹加賀伸行長岡俊大
出願日 2014年3月31日 (5年11ヶ月経過) 出願番号 2014-073231
公開日 2015年11月5日 (4年4ヶ月経過) 公開番号 2015-193765
状態 特許登録済
技術分野 金属の防食及び鉱皮の抑制 熱効果発生材料
主要キーワード ヘテロフラーレン 冷却液中 アセチルチオ尿素 シリコーン系溶媒 耐磨耗剤 バッキーオニオン ベンゾイルチオ尿素 クエルシトール
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年11月5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

従来のグリコール冷却液と同等の熱特性を持ち、かつ冷却液の粘度をより低粘度とすることによって、電動ポンプ消費電力を低下させることができる低粘度の冷却液組成物の提供。

解決手段

ホルムアミド及び/又はメチルホルムアミド20〜70重量%、水80〜30重量%、防錆剤0.1〜10重量%含有する冷却液組成物。

概要

背景

特許文献1及び2に記載されるように、シリコーンオイル又は水に対して、1種以上の有機溶媒を含む冷却液において、その有機溶媒としては、極めて広範囲のものが使用できるとされている。
これらの特許文献には、その広範囲な有機溶媒として、単に炭化水素類ハロゲン化炭化水素類、およびアルコール類エーテル類ケトンアルデヒド類エステル類フェノール類などの含酸素化合物、および含窒素化合物シリコーン系溶媒フロン系溶媒が列挙され、これらの有機溶媒が同等に使用されることが示されている。
また、内燃機関冷却系統に使用される冷却液は、エンジンを冷却することによって温度が上昇され、ラジエータによって冷却されるようにウォーターポンプにより循環される。
そして、このような内燃機関の冷却液としては、エチレングリコール水溶液プロピレングリコール水溶液が使用されてきた。
ところが、これらの冷却液は外気温が低下することにより粘度が高くなるので、ウォーターポンプへの負担が大きくなり、ひいてはウォーターポンプの寿命が短くなっていた。

概要

従来のグリコール系冷却液と同等の熱特性を持ち、かつ冷却液の粘度をより低粘度とすることによって、電動ポンプ消費電力を低下させることができる低粘度の冷却液組成物の提供。ホルムアミド及び/又はメチルホルムアミド20〜70重量%、水80〜30重量%、防錆剤0.1〜10重量%含有する冷却液組成物。なし

目的

本発明はこれらの特許文献には記載されていない、従来のグリコール系冷却液と同等の熱特性を持ち、かつ冷却液の粘度をより低粘度とすることによって、電動ポンプの消費電力を低下させることができる低粘度の冷却液組成物の提供を課題とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ホルムアミド及び/又はメチルホルムアミド20〜70重量%、水80〜30重量%、防錆剤0.1〜10重量%含有する冷却液組成物

請求項2

前記防錆剤が脂肪族モノカルボン酸芳香族モノカルボン酸脂肪族ジカルボン酸芳香族ジカルボン酸またはそれらの塩から選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載の冷却液組成物。

請求項3

前記防錆剤が、ホウ酸ホウ酸塩ケイ酸ケイ酸塩リン酸リン酸塩亜硝酸塩硝酸塩モリブデン酸塩トリアゾールジアゾール及びチアゾールから選ばれる少なくとも一種である請求項1又は2に記載の冷却液組成物。

請求項4

20℃における動粘度が2.5mm2/s以下である請求項1〜3のいずれかに記載の冷却液組成物。

技術分野

0001

本発明は、冷却液組成物に関する。

背景技術

0002

特許文献1及び2に記載されるように、シリコーンオイル又は水に対して、1種以上の有機溶媒を含む冷却液において、その有機溶媒としては、極めて広範囲のものが使用できるとされている。
これらの特許文献には、その広範囲な有機溶媒として、単に炭化水素類ハロゲン化炭化水素類、およびアルコール類エーテル類ケトンアルデヒド類エステル類フェノール類などの含酸素化合物、および含窒素化合物シリコーン系溶媒フロン系溶媒が列挙され、これらの有機溶媒が同等に使用されることが示されている。
また、内燃機関冷却系統に使用される冷却液は、エンジンを冷却することによって温度が上昇され、ラジエータによって冷却されるようにウォーターポンプにより循環される。
そして、このような内燃機関の冷却液としては、エチレングリコール水溶液プロピレングリコール水溶液が使用されてきた。
ところが、これらの冷却液は外気温が低下することにより粘度が高くなるので、ウォーターポンプへの負担が大きくなり、ひいてはウォーターポンプの寿命が短くなっていた。

先行技術

0003

特開2013−142149号公報
特開2013−057036号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1に記載の発明は、シリコーンオイル冷却液の循環経路に水分を吸着する吸着剤を配置することにより、低温時には吸着剤が水を吸着して冷却液中に水分を含有しないようにし、高温時には吸着剤が吸着していた水分が脱着されて水相とシリコーンオイル相となる冷却液の発明であって、冷却液が高温下および低温下においても冷却液内に水を存在させるものではなく、さらに、冷却液の粘度を低粘度とすることを意図していない。
特許文献2に記載の発明は、水と有機溶媒を含有する冷却液に係る発明ではあるが、高温域にて冷却液の見掛け比熱を増加させることにより、冷却液をより迅速に所定の温度に到達させることを目的としており、決して、冷却液の粘度を低粘度とすることを意図していない。
電気自動車においては、モータコントロールユニット冷却システムに液を循環させるために電動ポンプを使用しているが、電動ポンプの消費電力が大きく、車輌航続距離が短くなっていた。
そして、本発明はこれらの特許文献には記載されていない、従来のグリコール系冷却液と同等の熱特性を持ち、かつ冷却液の粘度をより低粘度とすることによって、電動ポンプの消費電力を低下させることができる低粘度の冷却液組成物の提供を課題とする。

課題を解決するための手段

0005

1.ホルムアミド及び/又はメチルホルムアミド20〜70重量%、水80〜30重量%、防錆剤0.1〜10重量%含有する冷却液組成物。
2.前記防錆剤が脂肪族モノカルボン酸芳香族モノカルボン酸脂肪族ジカルボン酸芳香族ジカルボン酸またはそれらの塩から選ばれる少なくとも1種である1に記載の冷却液組成物。
3.前記防錆剤が、ホウ酸ホウ酸塩ケイ酸ケイ酸塩リン酸リン酸塩亜硝酸塩硝酸塩モリブデン酸塩トリアゾールジアゾール及びチアゾールから選ばれる少なくとも一種である1又は2に記載の冷却液組成物。
4.20℃における動粘度が2.5mm2/s以下である1〜3のいずれかに記載の冷却液組成物。

発明の効果

0006

本発明によれば、従来のグリコール化合物含有冷却液と同等の熱特性を持ちながら、冷却液をより低粘度化させることができる。その結果、電気自動車における、モータ/コントロールユニット冷却システムに液を循環させるための電動ポンプの消費電力を低下させることができ、ひいては車輌の航続距離をより長くすることができる。

実施例

0007

(冷却液組成物の用途)
本発明の冷却液組成物は、電気自動車における、モータ/コントロールユニットの冷却、さらに、内燃機関、燃料電池、モータ等の冷却系に用いることができる。
以下、具体的に本発明について述べる。

0008

本発明はホルムアミド及び/又はメチルホルムアミド20〜70重量%、水80〜30重量%、防錆剤0.1〜10重量%含有する冷却液組成物である。
[ホルムアミド及び/又はメチルホルムアミド]
冷却液組成物中のホルムアミド及び/又はメチルホルムアミドの含有量は上記の通り20〜70重量%であるが、30〜60重量%が好ましく、40〜50重量%がより好ましい。20〜70重量%の範囲とすることにより、他の有機化合物を含有させたときよりも、低温時において低粘度化させることができる。
冷却液組成物中に同じ含有量で含有させる場合、メチルホルムアミドよりも、ホルムアミドの方が、動粘度を低くする効果が高い。

0009

[防錆剤]
本発明において使用される防錆剤として、脂肪族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸またはそれらの塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩、ケイ酸、リン酸塩、リン酸、亜硝酸塩、硝酸塩、モリブデン酸塩、トリアゾール、及びチアゾールから選ばれる少なくとも一種を使用することができる。
これらの防錆剤の冷却液組成物中の含有量としては0.1〜10重量%であり、1.0〜5.0重量%がより好ましい。0.1重量%未満であると、十分に防錆性を発揮することができず、10重量%を超えて含有させてもさらに防錆性が良くなることはない。
以下に使用できる防錆剤について説明する。

0010

(脂肪族モノカルボン酸)
脂肪族モノカルボン酸としては、ペンタン酸ヘキサン酸、へプタン酸、オクタン酸2−エチルヘキサン酸ノナン酸デカン酸ウンデカン酸ドデカン酸オレイン酸リノール酸リノレン酸リシノール酸ステアリン酸等、及びそれらのアルカリ金属塩アミン塩アンモニウム塩が使用される。
(芳香族モノカルボン酸)
芳香族モノカルボン酸としては、安息香酸ニトロ安息香酸ヒドロキシ安息香酸等の安息香酸類p−トルイル酸、p−エチル安息香酸、p−プロピル安息香酸、p−イソプロピル安息香酸、p−tertブチル安息香酸等のアルキル安息香酸一般式RO−C6H4−COOH(RはC1〜5のアルキル基)で示されるアルコキシ安息香酸、一般式R−C6H4−CH=COOH(RはC1〜5のアルキル基又はアルコキシ基)で示されるケイヒ酸アルキルケイヒ酸、アルコキシケイヒ酸、及びこれらのアルカリ金属塩、アミン塩、アンモニウム塩が使用される。
(脂肪族ジカルボン酸)
脂肪族ジカルボン酸としては、マレイン酸フマル酸イタコン酸シトラコン酸メサコン酸シュウ酸マロン酸コハク酸グルタル酸アジピン酸ピペリン酸スベリン酸アゼライン酸セバシン酸、ウンデカン酸、ドデカン2酸、ブラシル酸タブチン酸等、及びそれらのアルカリ金属塩、アミン塩、アンモニウム塩が使用される。
(芳香族ジカルボン酸)
芳香族ジカルボン酸としては、イソフタル酸無水フタル酸又はテレフタル酸等、及びそれらのアルカリ金属塩、アミン塩、アンモニウム塩が使用される。

0011

(ホウ酸、ホウ酸塩)
ホウ酸、及びホウ酸塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩等が使用される。
(ケイ酸、ケイ酸塩)
ケイ酸、及びケイ酸塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩等が使用される。
(リン酸、リン酸塩)
リン酸、及びリン酸塩としては、正リン酸ピロリン酸トリメタリン酸テトラリン酸等のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩が使用される。
(亜硝酸塩)
亜硝酸塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩等が使用される。
(硝酸塩)
硝酸塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩等が使用される。
(モリブデン酸塩)
モリブデン酸塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩等が使用される。

0012

(トリアゾール)
トリアゾールとしては、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、4−ニトロベンゾトリアゾール等を使用することができる。
(ジアゾール)
イミダゾリンイミダゾールメルカプトイミダゾリン、メルカプトイミダゾール、ベンズイミダゾールメチルイミダゾール等を使用することができる。
(チアゾール)
チアゾールとしては、ベンゾチアゾールメルカプトベンゾチアゾール、及びそのアルカリ金属塩を使用することができる。

0013

(動粘度)
本発明の冷却液組成物は、好ましくは動粘度が2.5mm2/s以下であり、2.3mm2/s以下がより好ましく、2.0以下がさらに好ましく、それ以上に1.8mm2/s以下が好ましい。

0014

酸化防止剤
酸化防止剤としては、シクロアルキルアミン及びその誘導体チオ尿素及びその誘導体、ポリアミン及びその誘導体、ピペリジン及びその誘導体、アミノアルコール類及びアミノフェノール類炭素同素体、及び糖アルコール等を使用することができる。これらの酸化防止剤は優れた抗酸化性を有し、本発明の冷却液組成物中に含有させることができる。その結果、冷却液組成物中にイオン物質の発生を抑制することができる。
これらの酸化防止剤の冷却液組成物中の含有量としては10重量%以下であり、5.0重量%以下がより好ましい。10重量%を超えて含有させてもさらに酸化防止性が良くなることはない。

0015

(シクロアルキルアミン及びその誘導体)
シクロアルキルアミン及びその誘導体としては、シクロプロピルアミンシクロブチルアミンシクロペンチルアミンシクロヘキシルアミンシクロオクチルアミン及びシクロドデシルアミン及びその誘導体を使用することができる。
(チオ尿素及びその誘導体)
チオ尿素及びその誘導体としては、チオ尿素、メチルチオ尿素ジオチルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素、ジエチルチオ尿素ジイソプロピルチオ尿素、ジブチルチオ尿素アリルチオ尿素、アリヒドロキシエチルチオ尿素、アセチルチオ尿素シアジメチルチオ尿素、アミジノチオ尿素、二酸化チオ尿素ジシクロヘキシルチオ尿素、フェニルチオ尿素メチルフェニルチオ尿素、ベンゾイルチオ尿素ジトリルチオ尿素、ジフェニルチオ尿素ナフチルチオ尿素、アダマンチルチオ尿素、チオセミカルバシド、メチルチオセキカルバシド、ジメチルチオセキカルバシド、イソプロピルチオセキカルバシド、フェニルチオセキカルバシド、ジフェニルチオセキカルバシド等を使用することができる。
(ポリアミン及びその誘導体)
ポリアミン及びその誘導体としては、ヒドラジングアニジン及びこれらの誘導体を使用することができる。

0016

(ピペリジン及びその誘導体)
ピペリジン及びその誘導体としては、ピペリジンの環に結合する基が、オキソ基水酸基、アミノ基、炭素数が1〜20の炭化水素基、さらに、水酸基、アミノ基、アルコキシカルボニル基から選ばれた1つ以上で置換された炭化水素基を使用することができる。
具体的には、2,6—ジメチルピペリジン、2−ピペコリン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−ピペリジンエタノール、1−メチルピペリジン、4−ヒドロキシ−1−メチルピペリジン、1−メチル−4−ピペリドン、及び1−ベンジル−4−ピペリドンを使用することができる。
(アミノアルコール類及びアミノフェノール類)
アミノアルコール類及びアミノフェノール類としては、アミノプロパノールアミノメチルプロパノール、ジメチルアミノプロパノール、アミノエチルプロパノール、ジエチルアミノプロパノール、アミノプロパンジオールアミノメチルプロパンジオール、アミノエチルプロパンジオール、アミノヒドロキシメチルプロパンジオール、(ジメチルアミノ)プロパンジオール、アミノブタノール、アミノメチルブタノール、ジメチルアミノブタノール、アミノエチルブタノール、アミノペンタノール、アミノヘキサノール、アミノヘプタノール、アミノオクタール、ジメチルアミノオクタール、(アミノエチルアミノ)エタノール、(アミノエチルアミノ)プロパノール、アミノエトキシエタノール、(tert−ブチルアミノ)エタノール、ジエチルアミノエトキシエタノール、アミノプロペノールメチルアミノプロペノール、アミノプロピノール、メチルアミノプロピノール、アミノブテノール、メチルアミノブテノール、アミノブチノール、メチルアミノブチノール、ジメチルアミノブチノール、メチルアミノブチノール、(ベンジルアミノ)エタノール、アミノベンジルエタノール、(メチルアミノメチルベンジルアルコールアミノシクロヘキサノールアミノフェニルエタノール、アミノフェニルプロパノール、アミノクレゾール、アミノナフトールアミノフェノール、アミノニトロフェノール、アミノメチルフェノールジメチルアミノフェノール、アミノエチルフェノール、ジエチルアミノフェノール等から選ばれる1種以上を使用することができる。

0018

[その他添加剤
本発明の冷却液組成物には、用途等に応じて潤滑剤、耐磨耗剤消泡剤極圧剤着色剤水酸化ナトリウム水酸化カリウム等のpH調整剤の1種以上を含有させることができる。

0019

(実施例)
下記表1の記載に基づいて、本発明の実施例1及び2の冷却液組成物及び比較例1及び2の冷却液組成物を調製し、これらの冷却液組成物に対して動粘度及び凍結温度を測定した。
これらの実施例及び比較例にて使用した冷却液組成物の組成と、これらの試験結果を以下の表1に示す。表1中の数値は重量部を示す。

0020

(動粘度の測定)
JIS K2283に基づいて冷却液組成物の動粘度を測定した。

0021

0022

上記の表に示されているように、本発明に沿った例である実施例1及び2によれば、得られた冷却液組成物は、十分に低い凍結温度を有すると同時に、その動粘度は2.2mm2/s及び1.5mm2/sであり、十分に低い動粘度となった。また、特にホルムアミドを使用した場合のほうが、メチルホルムアミドを使用するよりも良好な結果となった。これらのような低い動粘度であれば、冷却液組成物として使用したときに循環用モータにかかる負荷を低減させることができる。
しかしながら、エチレングリコールジメチルホルムアミドを使用した比較例1及び2によれば、動粘度は3.3及び2.8mm2/sと低い動粘度ではなく、このような冷却液組成物を使用すると循環用モータにかかる負荷は高いといえる。

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