図面 (/)

技術 冷却液組成物及びこれを用いた内燃機関の運転方法

出願人 トヨタ自動車株式会社花王株式会社日本ケミカル工業株式会社
発明者 児玉康朗亀ノ上翔吾八重田一人吉井揚一郎長澤雅之
出願日 2016年4月4日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2016-075081
公開日 2017年10月12日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2017-186417
状態 特許登録済
技術分野 熱効果発生材料 機械または機関の冷却一般
主要キーワード 熱透過率 各冷却液 モリブテン酸塩 エンジン冷却液 作業用車両 苦味剤 アルキルアミノエーテル 冷暖房システム
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年10月12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

図面 (0)

図面はありません

課題

内燃機関燃費効果を向上させることができる冷却液組成物及びこれを用いた内燃機関の運転方法を提供する。

解決手段

本発明は、粘度特性改良剤及び基剤を含有する冷却液組成物であって、粘度特性改良剤が、少なくとも1種のノニオン性界面活性剤と、下記式(1)R1O−(R2O)m−SO3M[式中、R1は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数16以上かつ24以下のアルキル基又はアルケニル基であり、R2は、エチレン基又はプロピレン基であり、mは、R2Oの平均付加モル数を示し、0.5以上かつ10以下の数であり、Mは、陽イオン又は水素原子である]で表されるアニオン性界面活性剤の少なくとも1種とからなり、基剤が、一価アルコール二価アルコール三価アルコール及びグリコールモノアルキルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコール類及び/又は水からなり、せん断粘度が、25℃で8.5mPa・s以上であり、かつ100℃で2.0mPa・s以下である、冷却液組成物に関する。

概要

背景

自動車エンジン等を冷却するための冷却液としては様々なものが知られているが、その中でも水はエンジン用冷却液として冷却性能が最も高いために好ましい。しかし真水摂氏0℃以下になると凍結する。このような事情から、不凍性を目的としてエチレングリコール等のグリコール類ベースに必要な凍結温度を得るように水で希釈し、必要によりエンジンラジエータ等に使用される金属、ゴム及び樹脂等の劣化を保護するための各種添加剤を配合した冷却液組成物が使用されてきた。

しかしながら、エチレングリコール等のグリコール類を使用した場合、特に低温において冷却液組成物の粘度が著しく上昇してしまうという問題があった。したがって、従来の粘度特性改良技術においては、一般に、低温時の流動性向上のための低粘度化が行われてきた。

しかしながら、低粘度化を行った場合、冷却液とボア壁との境界層が薄くなり、また対流が起こりやすくなるため、冷却液がボア壁から熱を奪いやすくなり、その結果、冷却損失が増大し、燃費悪化を招くというおそれがある。一方、放熱性を低下させて冷却損失を低減させるために、エチレングリコール等のグリコール類の濃度を上げて低温時の冷却液の粘度を増大させると、高温時において冷却能力不足となり、オーバーヒートを招くというおそれがある。

前記問題を解決する技術としては、例えば特許文献1には、特定の範囲の動粘度を有する冷却液組成物及びこれを用いた内燃機関運転方法が開示されており、冷却液組成物の動粘度を特定の範囲とすることにより、低温時の冷却損失を低減させ、かつ高温時の冷却能力を維持することができるとされている。特許文献2には、水と曇点を有する界面活性剤とを含む冷却液組成物が開示されており、曇点を有する界面活性剤を所定の割合で添加することにより、高い冷却性能と不凍性とを有する冷却液組成物が得られるとされている。特許文献3には、アルキルエーテルと、水及び/又は水溶性有機溶剤を含有する冷却液組成物が開示されており、エンジン運転直後における冷却液の動粘度をより高くすることで冷却損失を低減し速やかにエンジンを最適温度まで上昇させることができるとされている。特許文献4には、アルキルエーテル2種と、水及び/又は水溶性有機溶剤を含有する冷却液組成物が開示されており、エンジン運転直後における冷却液の動粘度をより高くすることで冷却損失を低減し速やかにエンジンを最適温度まで上昇させることができるとされている。特許文献5には、アルキルエーテル3種と、水及び/又は水溶性有機溶剤を含有する冷却液組成物が開示されており、エンジン運転直後における冷却液の動粘度をより高くすることで冷却損失を低減し速やかにエンジンを最適温度まで上昇させることができるとされている。特許文献6には、粘度特性改良剤としての非イオン性界面活性剤を用い、動粘度が、25℃で8.5mm2/秒以上であり、かつ100℃で2.0mm2/秒以下である冷却液組成物が開示されている。

前記のように、従来技術において、冷却液の添加剤として各種粘度特性改良剤が用いられてきたが、内燃機関の燃費効果を向上させるためには、さらに、高温時の粘度上昇が小さく高温時の冷却能力を維持したまま、低温時に増粘し冷却損失を低減させて低温時の暖機性を向上させる必要があった。

概要

内燃機関の燃費効果を向上させることができる冷却液組成物及びこれを用いた内燃機関の運転方法を提供する。本発明は、粘度特性改良剤及び基剤を含有する冷却液組成物であって、粘度特性改良剤が、少なくとも1種のノニオン性界面活性剤と、下記式(1)R1O−(R2O)m−SO3M[式中、R1は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数16以上かつ24以下のアルキル基又はアルケニル基であり、R2は、エチレン基又はプロピレン基であり、mは、R2Oの平均付加モル数を示し、0.5以上かつ10以下の数であり、Mは、陽イオン又は水素原子である]で表されるアニオン性界面活性剤の少なくとも1種とからなり、基剤が、一価アルコール二価アルコール三価アルコール及びグリコールモノアルキルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコール類及び/又は水からなり、せん断粘度が、25℃で8.5mPa・s以上であり、かつ100℃で2.0mPa・s以下である、冷却液組成物に関する。なし

目的

本発明は、内燃機関の燃費効果を向上させることができる冷却液組成物及びこれを用いた内燃機関の運転方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

粘度特性改良剤及び基剤を含有する冷却液組成物であって、粘度特性改良剤が、少なくとも1種のノニオン性界面活性剤と、下記式(1)で表されるアニオン性界面活性剤の少なくとも1種とからなり、R1O−(R2O)m−SO3M(1)[式中、R1は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数16以上かつ24以下のアルキル基又はアルケニル基であり、R2は、エチレン基又はプロピレン基であり、mは、R2Oの平均付加モル数を示し、0.5以上かつ10以下の数であり、Mは、陽イオン又は水素原子である]基剤が、一価アルコール二価アルコール三価アルコール及びグリコールモノアルキルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコール類及び/又は水からなり、せん断粘度が、25℃で8.5mPa・s以上であり、かつ100℃で2.0mPa・s以下である、冷却液組成物。

請求項2

ノニオン性界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルポリオキシアルキレン多価アルコールエーテルポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテルポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタンエステル及びポリオキシアルキレン脂肪酸アミドからなる群より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

ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが、下記式(2):R3O−(R4O)n−H(2)[式中、R3は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数12以上かつ24以下のアルキル基又はアルケニル基であり、R4は、エチレン基又はプロピレン基であり、nは、R4Oの平均付加モル数を示し、0.5以上かつ20以下の数である]で表される化合物である、請求項2に記載の冷却液組成物。

請求項4

粘度特性改良剤を、組成物100質量部に対して、0.05〜10質量部含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷却液組成物。

請求項5

ノニオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤との質量比(ノニオン性界面活性剤/アニオン性界面活性剤)が、0.1〜5である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷却液組成物。

請求項6

さらに防錆剤を含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の冷却液組成物。

請求項7

請求項1〜6のいずれか1項に記載の冷却液組成物を冷却液として用いる、内燃機関運転方法

技術分野

0001

本発明は、内燃機関燃費効果を向上させることができる冷却液組成物及びこれを用いた内燃機関の運転方法に関する。

背景技術

0002

自動車エンジン等を冷却するための冷却液としては様々なものが知られているが、その中でも水はエンジン用冷却液として冷却性能が最も高いために好ましい。しかし真水摂氏0℃以下になると凍結する。このような事情から、不凍性を目的としてエチレングリコール等のグリコール類ベースに必要な凍結温度を得るように水で希釈し、必要によりエンジンラジエータ等に使用される金属、ゴム及び樹脂等の劣化を保護するための各種添加剤を配合した冷却液組成物が使用されてきた。

0003

しかしながら、エチレングリコール等のグリコール類を使用した場合、特に低温において冷却液組成物の粘度が著しく上昇してしまうという問題があった。したがって、従来の粘度特性改良技術においては、一般に、低温時の流動性向上のための低粘度化が行われてきた。

0004

しかしながら、低粘度化を行った場合、冷却液とボア壁との境界層が薄くなり、また対流が起こりやすくなるため、冷却液がボア壁から熱を奪いやすくなり、その結果、冷却損失が増大し、燃費悪化を招くというおそれがある。一方、放熱性を低下させて冷却損失を低減させるために、エチレングリコール等のグリコール類の濃度を上げて低温時の冷却液の粘度を増大させると、高温時において冷却能力不足となり、オーバーヒートを招くというおそれがある。

0005

前記問題を解決する技術としては、例えば特許文献1には、特定の範囲の動粘度を有する冷却液組成物及びこれを用いた内燃機関の運転方法が開示されており、冷却液組成物の動粘度を特定の範囲とすることにより、低温時の冷却損失を低減させ、かつ高温時の冷却能力を維持することができるとされている。特許文献2には、水と曇点を有する界面活性剤とを含む冷却液組成物が開示されており、曇点を有する界面活性剤を所定の割合で添加することにより、高い冷却性能と不凍性とを有する冷却液組成物が得られるとされている。特許文献3には、アルキルエーテルと、水及び/又は水溶性有機溶剤を含有する冷却液組成物が開示されており、エンジン運転直後における冷却液の動粘度をより高くすることで冷却損失を低減し速やかにエンジンを最適温度まで上昇させることができるとされている。特許文献4には、アルキルエーテル2種と、水及び/又は水溶性有機溶剤を含有する冷却液組成物が開示されており、エンジン運転直後における冷却液の動粘度をより高くすることで冷却損失を低減し速やかにエンジンを最適温度まで上昇させることができるとされている。特許文献5には、アルキルエーテル3種と、水及び/又は水溶性有機溶剤を含有する冷却液組成物が開示されており、エンジン運転直後における冷却液の動粘度をより高くすることで冷却損失を低減し速やかにエンジンを最適温度まで上昇させることができるとされている。特許文献6には、粘度特性改良剤としての非イオン性界面活性剤を用い、動粘度が、25℃で8.5mm2/秒以上であり、かつ100℃で2.0mm2/秒以下である冷却液組成物が開示されている。

0006

前記のように、従来技術において、冷却液の添加剤として各種粘度特性改良剤が用いられてきたが、内燃機関の燃費効果を向上させるためには、さらに、高温時の粘度上昇が小さく高温時の冷却能力を維持したまま、低温時に増粘し冷却損失を低減させて低温時の暖機性を向上させる必要があった。

先行技術

0007

国際公開2013/183161号パンフレット
特開2010−270256号公報
特開2014−189736号公報
特開2014−189737号公報
特開2015−74669号公報
特開2014−12831号公報

発明が解決しようとする課題

0008

本発明は、内燃機関の燃費効果を向上させることができる冷却液組成物及びこれを用いた内燃機関の運転方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明者らは、ノニオン性界面活性剤に特定のアニオン性界面活性剤を併用することで、高温時の粘度上昇が小さく高温時の冷却能力を維持したまま、低温時に増粘し冷却損失を低減させて低温時の暖機性を向上させることができ、これにより、内燃機関の燃費効果を向上させることができることを見出した。

0010

すなわち、本発明は以下の発明を包含する。
[1]粘度特性改良剤及び基剤を含有する冷却液組成物であって、
粘度特性改良剤が、少なくとも1種のノニオン性界面活性剤と、下記式(1)で表されるアニオン性界面活性剤の少なくとも1種とからなり、
R1O−(R2O)m−SO3M (1)
[式中、
R1は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数16以上かつ24以下のアルキル基又はアルケニル基であり、
R2は、エチレン基又はプロピレン基であり、
mは、R2Oの平均付加モル数を示し、0.5以上かつ10以下の数であり、
Mは、陽イオン又は水素原子である]
基剤が、一価アルコール二価アルコール三価アルコール及びグリコールモノアルキルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコール類及び/又は水からなり、
せん断粘度が、25℃で8.5mPa・s以上であり、かつ100℃で2.0mPa・s以下である、冷却液組成物。
[2]ノニオン性界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルポリオキシアルキレン多価アルコールエーテルポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテルポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタンエステル及びポリオキシアルキレン脂肪酸アミドからなる群より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]ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが、下記式(2):
R3O−(R4O)n−H (2)
[式中、R3は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数12以上かつ24以下のアルキル基又はアルケニル基であり、
R4は、エチレン基又はプロピレン基であり、
nは、R4Oの平均付加モル数を示し、0.5以上かつ20以下の数である]
で表される化合物である、[2]に記載の冷却液組成物。
[4]粘度特性改良剤を、組成物100質量部に対して、0.05〜10質量部含有する、[1]〜[3]のいずれかに記載の冷却液組成物。
[5]ノニオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤との質量比(ノニオン性界面活性剤/アニオン性界面活性剤)が、0.1〜5である、[1]〜[4]のいずれか記載の冷却液組成物。
[6]さらに防錆剤を含有する[1]〜[5]のいずれかに記載の冷却液組成物。
[7][1]〜[6]のいずれかに記載の冷却液組成物を冷却液として用いる、内燃機関の運転方法。

0011

本発明の冷却液組成物は、少なくとも1種のノニオン性界面活性剤と、式(1)で表されるアニオン性界面活性剤の少なくとも1種とからなる粘度特性改良剤を含み、これにより低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有するものである。尚、本発明において、低温とは25℃を意味し、高温とは100℃を意味する。本発明の冷却液組成物において、各種粘度特性改良剤は、単独で用いてもよく、また組み合わせて用いてもよい。

0012

本発明の冷却液組成物において粘度特性改良剤として用いられる式(1)で表されるアニオン性界面活性剤は、下記の構造:
R1O−(R2O)m−SO3M (1)
[式中、
R1は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数16以上かつ24以下のアルキル基又はアルケニル基であり、
R2は、エチレン基又はプロピレン基であり、
mは、R2Oの平均付加モル数を示し、0.5以上かつ10以下の数であり、
Mは、陽イオン又は水素原子である]
を有する。

0013

前記R1について、アルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状であってもよいが、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、直鎖状であることが好ましい。アルキル基の炭素原子数は16以上かつ24以下であり、18以上かつ22以下のものが好ましく、20以上かつ22以下のものがより好ましい。

0014

前記R1について、アルケニル基は、直鎖状でも分岐鎖状であってもよいが、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、直鎖状であることが好ましい。アルケニル基の炭素原子数は16以上かつ24以下であり、18以上かつ22以下のものが好ましく、20以上かつ22以下のものがより好ましい。

0015

具体的には、セチル基マルガリル基、イソステアリル基、2−ヘプチルウンデシル基、ステアリル基、アラキジル基、ベヘニル基リグセリル基等のアルキル基;オレイル基等のアルケニル基が挙げられ、セチル基、ステアリル基、アラキジル基、ベヘニル基が好ましく、ベヘニル基がより好ましい。

0016

前記R2は、エチレン基又はプロピレン基であり、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、エチレン基が好ましい。

0017

前記mはR2Oの平均付加モル数を示し、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、0.5以上かつ10以下の数であり、1以上かつ8以下の数であることが好ましく、2以上かつ7以下の数であることがより好ましく、3以上かつ6以下の数であることさらに好ましい。

0018

前記Mは陽イオン又は水素原子であり、陽イオンが好ましく、陽イオンとしては、具体的には、アルカリ金属イオン及びアンモニウムイオン等が挙げられ、アルカリ金属としては、リチウムナトリウムカリウム等が挙げることができ、ナトリウム又はカリウムが好ましい。

0019

本発明の一実施形態において、R1が、直鎖状の炭素原子数18以上かつ22以下のアルキル基であり、R2がエチレン基であり、R2Oの平均付加モル数を示すmが2以上かつ7以下の数であり、Mがナトリウムイオン又はカリウムイオンである、式(1)のアニオン性界面活性剤を用いることが好ましく、本発明の一実施形態において、R1が、直鎖状の炭素原子数20以上かつ22以下のアルキル基であり、R2がエチレン基であり、R2Oの平均付加モル数を示すmが3以上かつ6以下の数であり、Mがナトリウムイオン又はカリウムイオンである、式(1)のアニオン性界面活性剤を用いることがより好ましい。

0020

式(1)のアニオン性界面活性剤としては、具体的には、C18H37O−(CH2CH2O)3−SO3Na、C18H37O−(CH2CH2O)3−SO3K、C22H45O−(CH2CH2O)4−SO3Na及びC22H45O−(CH2CH2O)4−SO3K、C18H37O−(CH2CH2O)3−SO3H、C22H45O−(CH2CH2O)4−SO3Hを挙げることができる。

0021

本発明の冷却液組成物において粘度特性改良剤として用いられるノニオン性界面活性剤は、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、ポリオキシアルキレン基を有するものが好ましい。ノニオン性界面活性剤としては、具体的には、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレン多価アルコールエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタンエステル及びポリオキシアルキレン脂肪酸アミドからなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられ、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが好ましい。

0022

前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、下記式(2):
R3O−(R4O)n−H (2)
[式中、R3は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数12以上かつ24以下のアルキル基又はアルケニル基であり、
R4は、エチレン基又はプロピレン基であり、
nは、R4Oの平均付加モル数を示し、0.5以上かつ20以下の数である]
で表される化合物であることが好ましい。

0023

前記R3について、アルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状であってもよいが、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、直鎖状であることが好ましい。アルキル基の炭素原子数は12以上かつ24以下であり、16以上かつ22以下のものが好ましく、20以上かつ22以下のものがより好ましい。

0024

前記R3について、アルケニル基は、直鎖状でも分岐鎖状であってもよいが、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、直鎖状であることが好ましい。アルケニル基の炭素原子数は12以上かつ24以下であり、16以上かつ22以下のものが好ましく、20以上かつ22以下のものがより好ましい。

0025

具体的には、ラウリル基ミリスチル基、セチル基、マルガリル基、イソステアリル基、2−ヘプチルウンデシル基、ステアリル基、アラキジル基、ベヘニル基、リグノセリル基等のアルキル基;オレイル基等のアルケニル基が挙げられ、セチル基、ステアリル基、ベヘニル基が好ましく、ステアリル基及びベヘニル基がより好ましい。

0026

前記R4は、エチレン基又はプロピレン基であり、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、エチレン基が好ましい。

0027

前記nはR4Oの平均付加モル数を示し、低温時及び高温時において特定のせん断粘度を有する観点から、0.5以上かつ20以下の数であり、1以上かつ15以下の数であることが好ましく、2以上かつ11以下の数であることがより好ましく、3以上かつ8以下の数であることがさらに好ましい。

0028

本発明の一実施形態において、R3が直鎖状の炭素原子数16以上かつ20以下のアルキル基であり、R4がエチレン基であり、R4Oの平均付加モル数を示すnが1以上かつ18以下の数である、式(2)のポリオキシアルキレンアルキルエーテルを用いることが好ましい。

0029

本発明の一実施形態において、R3が直鎖状の炭素原子数20以上かつ24以下のアルキル基であり、R4がエチレン基であり、R4Oの平均付加モル数を示すnが5以上かつ12以下の数である、式(2)のポリオキシアルキレンアルキルエーテルを用いることが好ましい。

0030

式(2)のポリオキシアルキレンアルキルエーテルとしては、具体的には、C18H37O−(CH2CH2O)6−H、C22H45O−(CH2CH2O)7−H、C22H45O−(CH2CH2O)10−Hを挙げることができる。

0031

本発明の冷却液は、上述したように、少なくとも1種のノニオン性界面活性剤と、式(1)で表されるアニオン性界面活性剤の少なくとも1種とからなる粘度特性改良剤を含むために、せん断粘度を前記所定の範囲とすることが可能となる。25℃におけるせん断粘度を高くしたい場合には、粘度特性改良剤の含有量を増加させる方法、アニオン性界面活性剤の含有量を増加させる方法、基剤がアルコール類を含む場合アルコール類の含有量を増加させる方法等により達成することができ、また100℃におけるせん断粘度を低くしたい場合には、粘度特性改良剤の含有量を減少させる方法、アニオン性界面活性剤とノニオン性界面活性剤の含有割合を調整する方法、基剤がアルコール類を含む場合アルコール類の含有量を低下させる方法等により達成することができる。

0032

本発明の冷却液組成物100質量部中、前記式(1)で表されるアニオン性界面活性剤の含有量は、低温時及び高温時、特に低温時の冷却液組成物のせん断粘度を前記所定の範囲とする観点から好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.02質量部以上、さらに好ましくは0.03質量部以上、よりさらに好ましくは0.05質量部以上、よりさらに好ましくは0.15質量部以上であり、よりさらに好ましくは0.25質量部以上であり、冷却性を高める観点及び析出を抑制する観点から、好ましくは9.99質量部以下、より好ましくは5質量部以下、さらに好ましくは3質量部以下、よりさらに好ましくは2質量部以下であり、よりさらに好ましくは1質量部以下であり、よりさらに好ましくは0.5質量部以下であり、これらの観点から、アニオン性界面活性剤の含有量は、好ましくは0.01〜9.99質量部、より好ましくは0.02〜5質量部、さらに好ましくは0.03〜3質量部、よりさらに好ましくは0.05〜2質量部、よりさらに好ましくは0.15〜1質量部、よりさらに好ましくは0.25〜0.5質量部である。

0033

本発明の冷却液組成物100質量部中、前記アニオン性界面活性剤との組み合わせにおいて低温時及び高温時の冷却液組成物のせん断粘度を前記所定の範囲とする観点から、前記ノニオン性界面活性剤の含有量は、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.02質量部以上、さらに好ましくは0.03質量部以上、よりさらに好ましくは0.05質量部以上、よりさらに好ましくは0.15質量部以上、よりさらに好ましくは0.25質量部以上であり、冷却性を高める観点及び析出を抑制する観点から、好ましくは9.99質量部以下、より好ましくは5質量部以下、さらに好ましくは3質量部以下、よりさらに好ましくは2質量部以下、よりさらに好ましくは1質量部以下、よりさらに好ましくは0.5質量部以下であり、これらの観点から、ノニオン性界面活性剤の含有量は、好ましくは0.01〜9.99質量部、より好ましくは0.02〜5質量部、さらに好ましくは0.03〜3質量部、よりさらに好ましくは0.05〜2質量部、よりさらに好ましくは0.15〜1質量部、よりさらに好ましくは0.25〜0.5質量部である。

0034

前記粘度特性改良剤の含有量は、本発明の冷却液組成物100質量部中、低温時及び高温時の冷却液組成物のせん断粘度を前記所定の範囲とする観点から、好ましくは0.05質量部以上、より好ましくは0.1質量部以上、さらに好ましくは0.2質量部以上、よりさらに好ましくは0.3質量部以上、よりさらに好ましくは0.38質量部以上であり、冷却性を高める観点及び析出を抑制する観点から、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下、さらに好ましくは3質量部以下、よりさらに好ましくは1質量部以下、よりさらに好ましくは0.75質量部以下であり、これらの観点から、粘度特性改良剤の含有量は、好ましくは0.05〜10質量部、より好ましくは0.1〜5質量部、さらに好ましくは0.2〜3質量部、よりさらに好ましくは0.3〜1質量部、よりさらに好ましくは0.38〜0.75質量部である。

0035

本発明の冷却液組成物中、ノニオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤の質量比(ノニオン性界面活性剤/アニオン性界面活性剤)は、低温時及び高温時の冷却液組成物のせん断粘度を前記所定の範囲とする観点から好ましくは0.1以上、より好ましくは0.11以上、さらに好ましくは0.12以上、よりさらに好ましくは0.13以上、よりさらに好ましくは0.14以上であり、低温時の冷却液組成物のせん断粘度を前記所定の範囲とする観点から、好ましくは5以下、より好ましくは4以下、さらに好ましくは3以下、よりさらに好ましくは2以下、よりさらに好ましくは1以下、よりさらに好ましくは0.5以下であり、これらの観点から、ノニオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤の質量比は、好ましくは0.1〜5、より好ましくは0.11〜4、さらに好ましくは0.12〜3、よりさらに好ましくは0.13〜2、よりさらに好ましくは0.14〜1、よりさらに好ましくは0.14〜0.5である。

0036

尚、前記アニオン性界面活性剤の質量部は、前記アニオン性界面活性剤が複数種ある場合には、各アニオン性界面活性剤の合計質量部である。また、前記ノニオン性界面活性剤の質量部は、前記ノニオン性界面活性剤が複数種ある場合には、各ノニオン性界面活性剤の合計質量部である。

0037

本発明の冷却液組成物は、せん断粘度が、25℃で8.5mPa・s以上であり、かつ100℃で2.0mPa・s以下である。

0038

本発明の冷却液組成物は、低温時の冷却損失を抑制する観点から、25℃におけるせん断粘度が8.5mPa・s以上であり、ウォーターポンプへの負荷を回避し、内燃機関の燃費悪化を抑制する観点から、25℃におけるせん断粘度が3000mPa・s以下が好ましく、これらの観点から、好ましくは8.5〜3000mPa・s、より好ましくは12〜2000mPa・s、さらに好ましくは20〜1000mPa・s、よりさらに好ましくは30〜500mPa・s、よりさらに好ましくは45〜300mPa・s、さらに好ましくは55〜200mPa・s、よりさらに好ましくは65〜100mPa・sである。

0039

本発明の冷却液組成物は、高温時の冷却能力が維持され、オーバーヒートを防ぐ観点から、100℃におけるせん断粘度が2.0mPa・s以下であり、好ましくは0.2〜1.9mPa・s、より好ましくは0.3〜1.5mPa・s、さらに好ましくは0.4〜1.3mPa・s、よりさらに好ましくは0.5〜1.1mPa・sである。冷却液組成物の冷却能力は、例えばラジエータ熱透過率を測定することにより評価することができる。尚、水100%の冷却液の100℃におけるせん断粘度は0.3mPa・sである。

0040

尚、本願の粘度特性改良剤以外の増粘剤又は減粘剤又等の粘度特性改良剤をさらに含有することによって、せん断粘度を25℃で8.5mPa・s以上かつ100℃で2.0mPa・s以下の範囲内で調整してもよい。前記せん断粘度は、実施例に記載の方法により測定することができる。

0041

本発明の冷却液組成物は基剤を含む。本発明の冷却液組成物に用いられる基剤は、一価アルコール、二価アルコール、三価アルコール等のアルコール及びグリコールモノアルキルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコール類及び/又は水からなる。

0042

本発明の冷却液組成物は、不凍性を有する基剤を含むことが好ましいが、不凍性が必要とされない場合には、基剤は水単独であってもよい。

0043

一価アルコールとしては、例えばメタノールエタノールプロパノールブタノールペンタノールヘキサノールヘプタノールオクタノール等の炭素数1〜8の一価アルコールが挙げられ、これらの中から選ばれる1種又は2種以上の混合物からなるものを挙げることができる。

0044

二価アルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコールトリエチレングリコールプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオールヘキシレングリコール等の炭素数2〜8の二価アルコールが挙げられ、これらの中から選ばれる1種又は2種以上の混合物からなるものを挙げることができる。

0045

三価アルコールとしては、例えばグリセリントリメチロールエタントリメチロールプロパン、5−メチル−1,2,4−ヘプタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール等の炭素数3〜6の三価アルコールが挙げられ、これらの中から選ばれる1種又は2種以上の混合物からなるものを挙げることができる。

0046

グリコールモノアルキルエーテルの具体例として、エチレングリコールモノメチルエーテルジエチレングリコールモノメチルエーテルトリエチレングリコールモノメチルエーテルテトラエチレングリコールモノメチルエーテルエチレングリコールモノエチルエーテルジエチレングリコールモノエチルエーテルトリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテルエチレングリコールモノブチルエーテルジエチレングリコールモノブチルエーテルトリエチレングリコールモノブチルエーテルテトラエチレングリコールモノブチルエーテルの中から選ばれる1種又は2種以上の混合物からなるものを挙げることができる。グリコールモノアルキルエーテルのアルキル基の炭素数は1〜4が好ましく、炭素数1〜2がより好ましく、グリコールの炭素数は2〜6が好ましく、炭素数2がより好ましい。

0047

前記基剤の中でもエチレングリコール、プロピレングリコール及び1,3−プロパンジオールが、取り扱い性、価格、入手容易性の観点から好ましい。

0048

従って、基剤は、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール及び水からなる群から選ばれる一種以上を含むことが好ましく、エチレングリコールと水とを含むことがより好ましい。

0049

前記基剤として用いる水としてはイオン交換水が好ましい。

0050

本発明の冷却液組成物100質量部中、基剤の含有量は、冷却液として機能する観点から、好ましくは50質量部以上、より好ましくは75質量部以上、さらに好ましくは80質量部以上、よりさらに好ましくは90質量部以上であり、粘度特性改良剤を配合する観点から、好ましくは99.92質量部以下であり、より好ましくは99.9質量部以下であり、さらに好ましくは99質量部以下、よりさらに好ましくは98質量部以下であり、これらの観点から、50〜99.92質量部であることが好ましく、80〜99.9質量部であることがより好ましく、90〜99.9質量部であることがさらに好ましく、90〜99質量部であることがよりさらに好ましく、90〜98質量部であることがよりさらに好ましい。

0051

基剤が水とアルコール類を含む場合、水とアルコール類の配合割合については不凍性・引火性を考慮し、任意に調整できる。基剤中の水とアルコール類の質量割合は、引火点を発生することを回避する観点から20:80〜90:10(水:アルコール類)であることが好ましく、40:60〜75:25であることがより好ましい。

0052

本発明の冷却液組成物は、基剤、前記粘度特性改良剤、必要により防錆剤、並びに必要により防錆剤以外の添加剤(以下、その他の添加剤ともいう)とを混合して得られるものが好ましく、混合後、好ましくは60℃以上、より好ましくは80℃以上、そして、好ましくは100℃以下に、加熱し、必要に応じ攪拌し、溶解させた後、室温(20℃)まで、冷却することで得られるものであることがより好ましい。

0053

本発明の冷却液組成物には、エンジン冷却液経路に使用されている金属の腐食を効果的に抑制するため、少なくとも1種以上の防錆剤をせん断粘度に影響を与えない範囲で含ませることができる。防錆剤としては、リン酸及びその塩、脂肪族カルボン酸及びその塩、芳香族カルボン酸及びその塩、トリアゾール類チアゾール類ケイ酸塩硝酸塩亜硝酸塩ホウ酸塩モリブテン酸塩、及びアミン塩のいずれか1種又は2種以上の混合物を挙げることができる。防錆剤の含有量は、冷却液組成物100質量部中、0.01〜8量部であることが好ましく、0.05〜7質量部であることがより好ましく、0.1〜6質量部であることがさらに好ましく、0.1〜5質量部であることがよりさらに好ましい。

0054

本発明の冷却液組成物には、必要に応じて、前記粘度特性改良剤以外に、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の添加剤を基剤に配合することができる。その他の添加剤としては、例えばpH調整剤消泡剤着色剤又は苦味剤等が挙げられる。前記その他の添加剤の合計配合量は、組成物100質量部に対して、通常10質量部以下、好ましくは5質量部以下である。

0055

本発明の冷却液組成物は、前記粘度特性改良剤、必要により防錆剤及び溶剤、並びに必要により防錆剤以外の添加剤を高濃度で含有する濃縮組成物に、前記基剤及び場合によりその他の添加剤を加えて、粘度特性改良剤の濃度を2分の1〜100分の1に希釈することにより、得てもよい。

0056

本発明の濃縮組成物に含まれる溶剤は、冷却液組成物を得るために加える前記基剤と同一であっても異なっていてもよい。例えば、溶剤として最初にエチレングリコール等のアルコールを用いて濃縮組成物を得た後に、残余の基剤として水を添加して希釈してもよい。前記濃縮組成物100質量部中、前記粘度特性改良剤を0.1〜99質量部含有することが好ましく、1〜90質量部含有することがより好ましく、3〜50質量部含有することがさらに好ましい。また、前記濃縮組成物100質量部中、前記溶剤を1〜99.9質量部含有することが好ましく、50〜99質量部含有することがより好ましく、70〜95質量部含有することがさらに好ましい。

0057

本発明の冷却液組成物は、一般に冷却液として用いることができ、内燃機関の冷却液として用いることが好ましい。よって、本発明は、本発明の冷却液組成物を冷却液として用いる、内燃機関の運転方法(以下、本発明の内燃機関の運転方法ともいう)にも関する。本発明の内燃機関の運転方法によれば、内燃機関の燃費効果が大きく向上させることが可能となる。尚、本発明の冷却液組成物は、電池スタック燃料電池スタック等の冷却液にも用いることができる。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は実施例の範囲に限定されない。

0058

実施例1〜10及び比較例1〜5
下記表1に示す処方の材料を添加し、撹拌・混合して、LLCを作製した。なお、表1中、防錆剤としては小合成工業株式会社製のセバシン酸、pH調整剤としては株式会社大阪ソーダ製の苛性カリ(47%品)を使用した。

0059

各実施例及び比較例について、下記表2に示す各成分を混合し、90℃の恒温槽で1時間静置後、撹拌を行って各冷却液組成物を調製した。

0060

0061

実施例1〜10及び比較例1〜5により得られた冷却液組成物の安定性を、外観を観察することにより判定した。また、実施例1〜10及び比較例1〜5により得られた冷却液組成物の25℃及び100℃におけるせん断粘度を測定した。

0062

<安定性>
各実施例及び比較例で調製した冷却液組成物を、90℃の恒温槽で1時間静置後、目視で状態を観察した。沈殿又は異物等の生成が観察されない状態を「均一」と判定し、沈殿又は異物等の生成が観察された場合を「分離」と判定した。

0063

<せん断粘度測定方法>
各実施例及び比較例で調製した冷却液組成物を用いて、測定温度に設定した恒温槽で1時間静置させた後に、アントンパール社製レオメーターMCR−302形)、アタッチメント(CP50−1)を用いて、25℃の粘度を回転速度22/s、100℃の粘度を回転速度100/sで測定した。
結果を表2に示す。

0064

実施例

0065

表2より、実施例1及び2の冷却液組成物は、比較例2の冷却液組成物に対し、同量の粘度特性改良剤で25℃のせん断粘度が高いことがわかる。実施例3及び4の冷却液組成物は、比較例3の冷却液組成物に対し、同量の粘度特性改良剤で25℃のせん断粘度が高いことがわかる。実施例5〜8の冷却液組成物は、比較例4の冷却液組成物に対し、同量の粘度特性改良剤で25℃のせん断粘度が高いことがわかる。実施例9及び10の冷却液組成物は、比較例5の冷却液組成物に対し、同量の粘度特性改良剤で25℃のせん断粘度が高い。

0066

本発明の冷却液組成物は、自動車作業用車両トラック重機等)等の車両、船舶航空機発電機、冷暖房システムの内燃機関(ハイブリッドシステムを含む)及び、電池及び燃料電池の冷却に好適に使用される。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ