マグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物
【課題】例えばエンジン等の内燃機関の冷却系統に好適に使用されるマグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食を効果的に抑制することができる不凍液／冷却液組成物を提供すること。
【解決手段】マグネシウム化合物、カルシウム化合物およびストロンチウム化合物の中から選ばれるいずれかを含有することを特徴とする。
【解決手段】マグネシウム化合物、カルシウム化合物およびストロンチウム化合物の中から選ばれるいずれかを含有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエンジン等の内燃機関の冷却系統を構成するマグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制効果に優れたマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば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。このため、冷却系統に適用される不凍液／冷却液組成物中に金属腐食防止剤を含ませることで、これらの金属の腐食防止が図られていた。
【０００３】
近年、省資源、省エネルギーの目的で自動車の軽量化が図られている。この流れの中で、エンジンの冷却系統を構成する部品材料についても、軽量化を目的とした再検討がなされるようになり、実用金属中最も比重が軽く、しかもリサイクル性にも優れるマグネシウムまたはマグネシウム合金が脚光を浴びている。
【０００４】
ところが、マグネシウムまたはマグネシウム合金は、実用金属中最も標準電極電位が卑であり、水溶液中での腐食を効果的に抑制することは困難とされていた。
【０００５】
最近になって、マグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食防止に効果的な化合物を用いた組成物が提案されるに至っている。例えばフッ化物はマグネシウムの防錆剤として知られている（非特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１には、このフッ化物またはフルオロカルボン酸にカルボン酸を加えた組成を含む冷却液組成物が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、マグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食防止に効果的な化合物として、カルボン酸アミドやスルホン酸アミドを用いた冷却液組成物も提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
これらの化合物を含む冷却液組成物は、いずれもマグネシウムに対して腐食軽減効果を有するものの、エンジン等の冷却系統に適用するには不十分であり、より高い腐食抑制効果を有する組成物が求められていた。
【非特許文献１】ＳＡＥ Technical Paper Series ８５０４１８
【特許文献１】特表２００２−５２７６１９
【特許文献２】特表２００４−５０６０９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らは、マグネシウムまたはマグネシウム合金により構成されたエンジン等の冷却系統に適用するに十分な腐食抑制効果を有する不凍液／冷却液組成物につき、鋭意研究を重ねた結果、アルカリ土類金属により構成される化合物がマグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制にきわめて有効であることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成した。
【００１０】
すなわち本発明は、冷却系統を構成するマグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制効果に優れる不凍液／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】
上記目的を達成するため、本発明は、アルカリ土類金属により構成される化合物を含有することを特徴とするマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物をその要旨とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の不凍液／冷却液組成物は、アルカリ土類金属により構成される化合物を含有することから、冷却系統を構成するマグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物（以下、単に不凍液／冷却液組成物という）をさらに詳しく説明する。本発明の不凍液／冷却液組成物は、アルカリ土類金属により構成される化合物を含有することを最大の特徴としている。
【００１４】
アルカリ土類金属により構成される化合物には、例えばエンジン等の内燃機関の冷却系統を循環する不凍液／冷却液中において、該冷却系統を構成するマグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食を効果的に抑制する働きがある。またこの化合物は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の腐食を抑制する機能もあることから、冷却系統がアルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成されている場合、或いは冷却系統がマグネシウムまたはマグネシウム合金とアルミニウムまたはアルミニウム合金とによって構成されている場合にも、これらの金属に対して優れた腐食抑制効果を発揮することになる。
【００１５】
上記化合物としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、或いはラジウムといった金属により構成されるものを挙げることができ、これらの化合物から選ばれるいずれか１種若しくは２種以上の混合物という形態で用いることができる。
【００１６】
マグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制効果に優れる点でより好ましくは、該化合物を構成する金属がマグネシウム、カルシウム及びストロンチウムからなるものである。これらの化合物は、腐食抑制効果に一段と優れていて、しかも取り扱い性及び入手容易性に優れている。
【００１７】
上記マグネシウムにより構成される化合物の具体例としては、例えば酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、チタン酸マグネシウム、タングステン酸マグネシウム、硼酸マグネシウム、燐酸マグネシウム、燐酸二水素マグネシウム、燐酸マグネシウムアンモニウム、クロム酸マグネシウム、過マンガン酸マグネシウム、弗化マグネシウム、沃化マグネシウムなどの無機酸のマグネシウム化合物、蟻酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、プロピオン酸マグネシウム、酪酸マグネシウム、吉草酸マグネシウム、ラウリン酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸マグネシウム、グルタミン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、琥珀酸マグネシウム、リンゴ酸マグネシウム、酒石酸マグネシウム、酒石酸水素マグネシウム、マレイン酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、蓚酸マグネシウム、マロン酸マグネシウム、セバシン酸マグネシウム、安息香酸マグネシウム、フタル酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、マンデル酸マグネシウムなどの有機酸のマグネシウム化合物等を挙げることができる。
【００１８】
カルシウムにより構成される化合物の具体例としては、蟻酸カルシウム、酢酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、酪酸カルシウム、吉草酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、オレイン酸カルシウム、グルタミン酸カルシウム、乳酸カルシウム、コハク酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、酒石酸カルシウム、マレイン酸カルシウム、クエン酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、マロン酸カルシウム、セバシン酸カルシウム、安息香酸カルシウム、フタル酸カルシウム、サリチル酸カルシウム、マンデル酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、過マンガン酸カルシウム、クロム酸カルシウム、フッ化物、ヨウ化カルシウム、炭酸カルシウム、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、チタン酸カルシウム、タングステン酸カルシウム、ホウ酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸二水素カルシウムなどを挙げることができる。
【００１９】
ストロンチウムにより構成される化合物の具体例としては、例えば酸化ストロンチウム、水酸化ストロンチウム、塩化ストロンチウム、弗化ストロンチウム、ヨウ化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、ホウ酸ストロンチウム、タングステン酸ストロンチウム、燐酸ストロンチウム、燐酸二水素ストロンチウム、蟻酸ストロンチウム、酢酸ストロンチウム、プロピオン酸ストロンチウム、酪酸ストロンチウム、吉草酸ストロンチウム、ラウリン酸ストロンチウム、ステアリン酸ストロンチウム、オレイン酸ストロンチウム、グルタミン酸ストロンチウム、乳酸ストロンチウム、コハク酸ストロンチウム、リンゴ酸ストロンチウム、酒石酸ストロンチウム、マレイン酸ストロンチウム、クエン酸ストロンチウム、蓚酸ストロンチウム、マロン酸ストロンチウム、セバシン酸ストロンチウム、安息香酸ストロンチウム、フタル酸ストロンチウム、サリチル酸ストロンチウム、マンデル酸ストロンチウムなどを挙げることができるが、その中でも、特に硝酸ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、燐酸ストロンチウムを挙げることができる。
【００２０】
また、本発明の不凍液／冷却液組成物は、アルカリ土類金属により構成される化合物とともにフッ素化合物を併用した形態を採ることもできる。フッ素化合物は、それ自体でもマグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制効果は有している。しかし、上記化合物と併用することで、マグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制効果が飛躍的に高まり、該化合物の持つ腐食抑制効果をも凌ぐ優れた腐食抑制効果を発揮するようになる。
【００２１】
フッ素化合物としては、フッ化水素、フッ化カリウム、フッ化ナトリウム、フッ化アンモニウム、フッ化リチウム、フルオロカルボン酸ナトリウム、及びフルオロカルボン酸カリウムなどを使用することができる。上記フッ素化合物の中でも、フッ化水素、フッ化カリウム、フッ化ナトリウム、フッ化アンモニウム、フッ化リチウムの中から選ばれるいずれか１種若しくはこれらの２種以上の混合物は、マグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制効果に優れている点でより好ましい。
【００２２】
アルカリ土類金属により構成される化合物をマグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制剤として含有する不凍液／冷却液のベースとしては、例えば水、アルコール類、グリコール類、及びグリコールエーテル類の中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物を挙げることができる。
【００２３】
アルコール類としては、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、オクタノールの中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物からなるものを挙げることができる。
【００２４】
グリコール類としては、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、１，３−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の中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物からなるものを挙げることができる。
【００２５】
グリコールエーテル類としては、例えば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種若しくは２種以上の混合物からなるものを挙げることができる。
【００２６】
本発明の不凍液／冷却液組成物におけるアルカリ土類金属により構成される化合物の含有量としては、マグネシウムまたはマグネシウム合金に対する十分な腐食抑制効果を確保するため、ベース１００質量％に対して、０．０００１〜５質量％の範囲とすることが望ましい。この範囲よりも化合物の含有量が少ない場合、マグネシウムまたはマグネシウム合金に対する十分な腐食抑制効果を得ることができず、この範囲よりも化合物の含有量が多い場合には、範囲を上回る分だけの効果が期待できず、不経済となるからである。
【００２７】
また、本発明の不凍液／冷却液組成物において、上記化合物とフッ素化合物とを併用する場合、フッ素化合物の含有量としては、ベース１００質量％に対して、０．０１〜５質量％の範囲が好ましい。この範囲よりもフッ素化合物の含有量が０．０１質量％よりも少ない場合、該化合物との相乗効果が期待できず、マグネシウムまたはマグネシウム合金に対する十分な腐食抑制効果を得ることができなくなる。フッ素化合物の含有量が５質量％よりも多い場合には、範囲を上回る分だけの効果が期待できず、不経済となる。
【００２８】
また、本発明に係る不凍液／冷却液組成物には、芳香族一塩基酸、芳香族二塩基酸、脂肪族一塩基酸、脂肪族二塩基酸、及びそれらの塩の中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物を含ませることができる。
【００２９】
芳香族一塩基酸及びそれらの塩としては、安息香酸、ニトロ安息香酸、ヒドロキシ安息香酸などの安息香酸類、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ブチル安息香酸などのアルキル安息香酸、一般式ＲＯ−Ｃ6Ｈ4−ＣＯＯＨ（ＲはＣ1〜Ｃ5のアルキル基）で表されるアルコキシ安息香酸、一般式Ｒ−Ｃ6Ｈ4−ＣＨ＝ＣＯＯＨ（ＲはＣ1〜Ｃ5のアルキル基またはアルコキシ基）で表されるケイ皮酸、アルキルケイ皮酸、アルコキシケイ皮酸、又はそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩を挙げることができる。中でも、安息香酸、ｐ−トルイル酸、及びｐ−tertブチル安息香酸は、アルミ系又は鉄系金属の腐食防止性能に優れており、これらの少なくとも１種が含まれていることが望ましい。
【００３０】
また、芳香族二塩基酸及びそれらの塩としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸或いはそれらのアルカリ金属塩やアンモニウム塩などを挙げることができる。
【００３１】
上記芳香族一塩基酸又は芳香族二塩基酸の含有量としては、０．１〜１０質量％の範囲が望ましい。これら芳香族一塩基酸又は芳香族二塩基酸の含有量が０．１質量％よりも少ない場合、アルミ系又は鉄系金属に対する十分な腐食防止効果が期待できず、１０質量％よりも多い場合には、１０質量％を越えた分だけの効果が得られないため、不経済となる。
【００３２】
脂肪族一塩基酸及びそれらの塩としては、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、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、ステアリン酸及びそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩などを挙げることができる。
【００３３】
脂肪族二塩基酸及びそれらの塩としては、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２酸、ドデカン２酸、ブラシル酸、およびタプチン酸、あるいはそれらのアルカリ金属塩、アミン塩、アンモニウム塩などを挙げることができる。中でもスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン２酸およびドデカン２酸は、上記性能に優れるという点でより好ましい。
【００３４】
上記脂肪族一塩基酸、脂肪族二塩基酸及びそれらの塩は、０．１〜１０質量％の範囲で含まれているのが望ましい。脂肪族一塩基酸、脂肪族二塩基酸及びそれらの塩の含有量が、０．１質量％を下回る場合、アルミ系又は鉄系金属に対する十分な腐食防止効果が発揮されず、１０質量％を上回る場合には、上回る分だけの効果がなく、不経済となる。
【００３５】
また、本発明に係る不凍液／冷却液組成物には、トリアゾール類及びチアゾール類の中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物を含ませることができる。トリアゾール類の具体例としては、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および４−ニトロベンゾトリアゾールなどを挙げることができ、その中でも、特にベンゾトリアゾールやトリルトリアゾールが望ましい。またチアゾール類としては、ベンゾチアゾールやメルカプトベンゾチアゾールなどを挙げることができる。
【００３６】
これらトリアゾール類又はチアゾール類の添加により黄銅や銅などの銅系金属の腐食防止効果の改善が計られる。トリアゾール類の含有量としては０．０１〜１．０質量％の範囲が好ましく、チアゾール類の含有量としては０．０１〜１．０質量％の範囲が好ましい。
【００３７】
尚、本発明に係る不凍液／冷却液組成物には、上記成分のほかに消泡剤や着色剤、従来公知の腐食防止剤を含ませたりすることもできる。従来公知の腐食防止剤としては、リン酸又はその塩、ケイ酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、ホウ酸塩、及びアミン塩のいずれか１種、若しくは２種以上の混合物を挙げることができる。
【００３８】
尚、本発明は、下記実施例に限定されるものではなく、「特許請求の範囲」に記載された範囲で自由に変更して実施することができる。
【実施例】
【００３９】
下記表１には、好ましい組成物の例として、エチレングリコールとイオン交換水をベースとし、このベース中に硝酸マグネシウムを含んだ実施例１および２、ベース中に硝酸マグネシウムとフッ化カリウムを含んだ実施例３、ベース中に硝酸ストロンチウムを含んだ実施例４、およびベース中に硝酸ストロンチウムとフッ化カリウムを含んだ実施例５を挙げ、比較としてベース中にアルカリ土類金属により構成される化合物を含まないベースのみからなるものを比較例として示した。これら実施例１〜５、並びに比較例の各サンプルにつき、浸漬試験及び金属腐食試験を行い、外観の変色の有無並びに各金属の質量変化を確認した。浸漬試験の結果を表２に示し、金属腐食試験の結果を表３に示した。
【００４０】
浸漬試験は、各サンプルの温度を１００℃に設定し、このサンプル中にマグネシウム合金（ＡＺ９１Ｄ）からなる試験片を２４時間浸漬し、浸漬後の試験片表面に黒変があったかどうかを確認することで行った。腐食が生じたとき、試験片表面には水酸化マグネシウムが生成し、試験片表面が黒色に変色する。
【００４１】
金属腐食試験は、ＪＩＳ Ｋ ２２３４ 金属腐食性の規定に準拠して行い、この金属試験片には、マグネシウム合金（ＡＺ９１Ｄ）を使用した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
表２から明らかなように、ベースのみからなる比較例の場合、黒変を生じていた。これに対し、ベース中にアルカリ土類金属により構成される化合物を含む実施例１及び２の場合、変色は生じてはいるものの、いずれも中度または軽度であり、ベース中に該化合物とフッ素化合物とを含む実施例３および５の場合には、試験片の変色は確認されなかった。
【００４５】
また表２の金属腐食試験から、比較例の質量変化が＋２．２８ｍｇ／ｃｍ2であったのに対し、ベース中に該化合物を含む実施例１及び４の場合、その質量変化はそれぞれ＋１．３３ｍｇ／ｃｍ2、＋１．３１ｍｇ／ｃｍ2という結果であり、ベース中に該化合物とフッ素化合物とを含む実施例３の場合には、−０．２１という僅かな変化量に留まっていた。これら表２および表３の結果から、ベース中に該化合物を含むものは腐食抑制効果に優れていることが確認された。また、ベース中に該化合物とフッ素化合物とを含む場合には、その腐食抑制効果が飛躍的に向上することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、例えばエンジン等の内燃機関の冷却系統、特にはマグネシウム及びマグネシウム合金によって構成される冷却系統に好適に使用される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエンジン等の内燃機関の冷却系統を構成するマグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制効果に優れたマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば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。このため、冷却系統に適用される不凍液／冷却液組成物中に金属腐食防止剤を含ませることで、これらの金属の腐食防止が図られていた。
【０００３】
近年、省資源、省エネルギーの目的で自動車の軽量化が図られている。この流れの中で、エンジンの冷却系統を構成する部品材料についても、軽量化を目的とした再検討がなされるようになり、実用金属中最も比重が軽く、しかもリサイクル性にも優れるマグネシウムまたはマグネシウム合金が脚光を浴びている。
【０００４】
ところが、マグネシウムまたはマグネシウム合金は、実用金属中最も標準電極電位が卑であり、水溶液中での腐食を効果的に抑制することは困難とされていた。
【０００５】
最近になって、マグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食防止に効果的な化合物を用いた組成物が提案されるに至っている。例えばフッ化物はマグネシウムの防錆剤として知られている（非特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１には、このフッ化物またはフルオロカルボン酸にカルボン酸を加えた組成を含む冷却液組成物が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、マグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食防止に効果的な化合物として、カルボン酸アミドやスルホン酸アミドを用いた冷却液組成物も提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
これらの化合物を含む冷却液組成物は、いずれもマグネシウムに対して腐食軽減効果を有するものの、エンジン等の冷却系統に適用するには不十分であり、より高い腐食抑制効果を有する組成物が求められていた。
【非特許文献１】ＳＡＥ Technical Paper Series ８５０４１８
【特許文献１】特表２００２−５２７６１９
【特許文献２】特表２００４−５０６０９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らは、マグネシウムまたはマグネシウム合金により構成されたエンジン等の冷却系統に適用するに十分な腐食抑制効果を有する不凍液／冷却液組成物につき、鋭意研究を重ねた結果、アルカリ土類金属により構成される化合物がマグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制にきわめて有効であることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成した。
【００１０】
すなわち本発明は、冷却系統を構成するマグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制効果に優れる不凍液／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】
上記目的を達成するため、本発明は、アルカリ土類金属により構成される化合物を含有することを特徴とするマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物をその要旨とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の不凍液／冷却液組成物は、アルカリ土類金属により構成される化合物を含有することから、冷却系統を構成するマグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物（以下、単に不凍液／冷却液組成物という）をさらに詳しく説明する。本発明の不凍液／冷却液組成物は、アルカリ土類金属により構成される化合物を含有することを最大の特徴としている。
【００１４】
アルカリ土類金属により構成される化合物には、例えばエンジン等の内燃機関の冷却系統を循環する不凍液／冷却液中において、該冷却系統を構成するマグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食を効果的に抑制する働きがある。またこの化合物は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の腐食を抑制する機能もあることから、冷却系統がアルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成されている場合、或いは冷却系統がマグネシウムまたはマグネシウム合金とアルミニウムまたはアルミニウム合金とによって構成されている場合にも、これらの金属に対して優れた腐食抑制効果を発揮することになる。
【００１５】
上記化合物としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、或いはラジウムといった金属により構成されるものを挙げることができ、これらの化合物から選ばれるいずれか１種若しくは２種以上の混合物という形態で用いることができる。
【００１６】
マグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制効果に優れる点でより好ましくは、該化合物を構成する金属がマグネシウム、カルシウム及びストロンチウムからなるものである。これらの化合物は、腐食抑制効果に一段と優れていて、しかも取り扱い性及び入手容易性に優れている。
【００１７】
上記マグネシウムにより構成される化合物の具体例としては、例えば酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、チタン酸マグネシウム、タングステン酸マグネシウム、硼酸マグネシウム、燐酸マグネシウム、燐酸二水素マグネシウム、燐酸マグネシウムアンモニウム、クロム酸マグネシウム、過マンガン酸マグネシウム、弗化マグネシウム、沃化マグネシウムなどの無機酸のマグネシウム化合物、蟻酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、プロピオン酸マグネシウム、酪酸マグネシウム、吉草酸マグネシウム、ラウリン酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸マグネシウム、グルタミン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、琥珀酸マグネシウム、リンゴ酸マグネシウム、酒石酸マグネシウム、酒石酸水素マグネシウム、マレイン酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、蓚酸マグネシウム、マロン酸マグネシウム、セバシン酸マグネシウム、安息香酸マグネシウム、フタル酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、マンデル酸マグネシウムなどの有機酸のマグネシウム化合物等を挙げることができる。
【００１８】
カルシウムにより構成される化合物の具体例としては、蟻酸カルシウム、酢酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、酪酸カルシウム、吉草酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、オレイン酸カルシウム、グルタミン酸カルシウム、乳酸カルシウム、コハク酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、酒石酸カルシウム、マレイン酸カルシウム、クエン酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、マロン酸カルシウム、セバシン酸カルシウム、安息香酸カルシウム、フタル酸カルシウム、サリチル酸カルシウム、マンデル酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、過マンガン酸カルシウム、クロム酸カルシウム、フッ化物、ヨウ化カルシウム、炭酸カルシウム、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、チタン酸カルシウム、タングステン酸カルシウム、ホウ酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸二水素カルシウムなどを挙げることができる。
【００１９】
ストロンチウムにより構成される化合物の具体例としては、例えば酸化ストロンチウム、水酸化ストロンチウム、塩化ストロンチウム、弗化ストロンチウム、ヨウ化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、ホウ酸ストロンチウム、タングステン酸ストロンチウム、燐酸ストロンチウム、燐酸二水素ストロンチウム、蟻酸ストロンチウム、酢酸ストロンチウム、プロピオン酸ストロンチウム、酪酸ストロンチウム、吉草酸ストロンチウム、ラウリン酸ストロンチウム、ステアリン酸ストロンチウム、オレイン酸ストロンチウム、グルタミン酸ストロンチウム、乳酸ストロンチウム、コハク酸ストロンチウム、リンゴ酸ストロンチウム、酒石酸ストロンチウム、マレイン酸ストロンチウム、クエン酸ストロンチウム、蓚酸ストロンチウム、マロン酸ストロンチウム、セバシン酸ストロンチウム、安息香酸ストロンチウム、フタル酸ストロンチウム、サリチル酸ストロンチウム、マンデル酸ストロンチウムなどを挙げることができるが、その中でも、特に硝酸ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、燐酸ストロンチウムを挙げることができる。
【００２０】
また、本発明の不凍液／冷却液組成物は、アルカリ土類金属により構成される化合物とともにフッ素化合物を併用した形態を採ることもできる。フッ素化合物は、それ自体でもマグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制効果は有している。しかし、上記化合物と併用することで、マグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制効果が飛躍的に高まり、該化合物の持つ腐食抑制効果をも凌ぐ優れた腐食抑制効果を発揮するようになる。
【００２１】
フッ素化合物としては、フッ化水素、フッ化カリウム、フッ化ナトリウム、フッ化アンモニウム、フッ化リチウム、フルオロカルボン酸ナトリウム、及びフルオロカルボン酸カリウムなどを使用することができる。上記フッ素化合物の中でも、フッ化水素、フッ化カリウム、フッ化ナトリウム、フッ化アンモニウム、フッ化リチウムの中から選ばれるいずれか１種若しくはこれらの２種以上の混合物は、マグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制効果に優れている点でより好ましい。
【００２２】
アルカリ土類金属により構成される化合物をマグネシウムまたはマグネシウム合金の腐食抑制剤として含有する不凍液／冷却液のベースとしては、例えば水、アルコール類、グリコール類、及びグリコールエーテル類の中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物を挙げることができる。
【００２３】
アルコール類としては、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、オクタノールの中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物からなるものを挙げることができる。
【００２４】
グリコール類としては、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、１，３−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の中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物からなるものを挙げることができる。
【００２５】
グリコールエーテル類としては、例えば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種若しくは２種以上の混合物からなるものを挙げることができる。
【００２６】
本発明の不凍液／冷却液組成物におけるアルカリ土類金属により構成される化合物の含有量としては、マグネシウムまたはマグネシウム合金に対する十分な腐食抑制効果を確保するため、ベース１００質量％に対して、０．０００１〜５質量％の範囲とすることが望ましい。この範囲よりも化合物の含有量が少ない場合、マグネシウムまたはマグネシウム合金に対する十分な腐食抑制効果を得ることができず、この範囲よりも化合物の含有量が多い場合には、範囲を上回る分だけの効果が期待できず、不経済となるからである。
【００２７】
また、本発明の不凍液／冷却液組成物において、上記化合物とフッ素化合物とを併用する場合、フッ素化合物の含有量としては、ベース１００質量％に対して、０．０１〜５質量％の範囲が好ましい。この範囲よりもフッ素化合物の含有量が０．０１質量％よりも少ない場合、該化合物との相乗効果が期待できず、マグネシウムまたはマグネシウム合金に対する十分な腐食抑制効果を得ることができなくなる。フッ素化合物の含有量が５質量％よりも多い場合には、範囲を上回る分だけの効果が期待できず、不経済となる。
【００２８】
また、本発明に係る不凍液／冷却液組成物には、芳香族一塩基酸、芳香族二塩基酸、脂肪族一塩基酸、脂肪族二塩基酸、及びそれらの塩の中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物を含ませることができる。
【００２９】
芳香族一塩基酸及びそれらの塩としては、安息香酸、ニトロ安息香酸、ヒドロキシ安息香酸などの安息香酸類、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ブチル安息香酸などのアルキル安息香酸、一般式ＲＯ−Ｃ6Ｈ4−ＣＯＯＨ（ＲはＣ1〜Ｃ5のアルキル基）で表されるアルコキシ安息香酸、一般式Ｒ−Ｃ6Ｈ4−ＣＨ＝ＣＯＯＨ（ＲはＣ1〜Ｃ5のアルキル基またはアルコキシ基）で表されるケイ皮酸、アルキルケイ皮酸、アルコキシケイ皮酸、又はそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩を挙げることができる。中でも、安息香酸、ｐ−トルイル酸、及びｐ−tertブチル安息香酸は、アルミ系又は鉄系金属の腐食防止性能に優れており、これらの少なくとも１種が含まれていることが望ましい。
【００３０】
また、芳香族二塩基酸及びそれらの塩としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸或いはそれらのアルカリ金属塩やアンモニウム塩などを挙げることができる。
【００３１】
上記芳香族一塩基酸又は芳香族二塩基酸の含有量としては、０．１〜１０質量％の範囲が望ましい。これら芳香族一塩基酸又は芳香族二塩基酸の含有量が０．１質量％よりも少ない場合、アルミ系又は鉄系金属に対する十分な腐食防止効果が期待できず、１０質量％よりも多い場合には、１０質量％を越えた分だけの効果が得られないため、不経済となる。
【００３２】
脂肪族一塩基酸及びそれらの塩としては、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、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、ステアリン酸及びそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩などを挙げることができる。
【００３３】
脂肪族二塩基酸及びそれらの塩としては、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２酸、ドデカン２酸、ブラシル酸、およびタプチン酸、あるいはそれらのアルカリ金属塩、アミン塩、アンモニウム塩などを挙げることができる。中でもスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン２酸およびドデカン２酸は、上記性能に優れるという点でより好ましい。
【００３４】
上記脂肪族一塩基酸、脂肪族二塩基酸及びそれらの塩は、０．１〜１０質量％の範囲で含まれているのが望ましい。脂肪族一塩基酸、脂肪族二塩基酸及びそれらの塩の含有量が、０．１質量％を下回る場合、アルミ系又は鉄系金属に対する十分な腐食防止効果が発揮されず、１０質量％を上回る場合には、上回る分だけの効果がなく、不経済となる。
【００３５】
また、本発明に係る不凍液／冷却液組成物には、トリアゾール類及びチアゾール類の中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物を含ませることができる。トリアゾール類の具体例としては、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および４−ニトロベンゾトリアゾールなどを挙げることができ、その中でも、特にベンゾトリアゾールやトリルトリアゾールが望ましい。またチアゾール類としては、ベンゾチアゾールやメルカプトベンゾチアゾールなどを挙げることができる。
【００３６】
これらトリアゾール類又はチアゾール類の添加により黄銅や銅などの銅系金属の腐食防止効果の改善が計られる。トリアゾール類の含有量としては０．０１〜１．０質量％の範囲が好ましく、チアゾール類の含有量としては０．０１〜１．０質量％の範囲が好ましい。
【００３７】
尚、本発明に係る不凍液／冷却液組成物には、上記成分のほかに消泡剤や着色剤、従来公知の腐食防止剤を含ませたりすることもできる。従来公知の腐食防止剤としては、リン酸又はその塩、ケイ酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、ホウ酸塩、及びアミン塩のいずれか１種、若しくは２種以上の混合物を挙げることができる。
【００３８】
尚、本発明は、下記実施例に限定されるものではなく、「特許請求の範囲」に記載された範囲で自由に変更して実施することができる。
【実施例】
【００３９】
下記表１には、好ましい組成物の例として、エチレングリコールとイオン交換水をベースとし、このベース中に硝酸マグネシウムを含んだ実施例１および２、ベース中に硝酸マグネシウムとフッ化カリウムを含んだ実施例３、ベース中に硝酸ストロンチウムを含んだ実施例４、およびベース中に硝酸ストロンチウムとフッ化カリウムを含んだ実施例５を挙げ、比較としてベース中にアルカリ土類金属により構成される化合物を含まないベースのみからなるものを比較例として示した。これら実施例１〜５、並びに比較例の各サンプルにつき、浸漬試験及び金属腐食試験を行い、外観の変色の有無並びに各金属の質量変化を確認した。浸漬試験の結果を表２に示し、金属腐食試験の結果を表３に示した。
【００４０】
浸漬試験は、各サンプルの温度を１００℃に設定し、このサンプル中にマグネシウム合金（ＡＺ９１Ｄ）からなる試験片を２４時間浸漬し、浸漬後の試験片表面に黒変があったかどうかを確認することで行った。腐食が生じたとき、試験片表面には水酸化マグネシウムが生成し、試験片表面が黒色に変色する。
【００４１】
金属腐食試験は、ＪＩＳ Ｋ ２２３４ 金属腐食性の規定に準拠して行い、この金属試験片には、マグネシウム合金（ＡＺ９１Ｄ）を使用した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
表２から明らかなように、ベースのみからなる比較例の場合、黒変を生じていた。これに対し、ベース中にアルカリ土類金属により構成される化合物を含む実施例１及び２の場合、変色は生じてはいるものの、いずれも中度または軽度であり、ベース中に該化合物とフッ素化合物とを含む実施例３および５の場合には、試験片の変色は確認されなかった。
【００４５】
また表２の金属腐食試験から、比較例の質量変化が＋２．２８ｍｇ／ｃｍ2であったのに対し、ベース中に該化合物を含む実施例１及び４の場合、その質量変化はそれぞれ＋１．３３ｍｇ／ｃｍ2、＋１．３１ｍｇ／ｃｍ2という結果であり、ベース中に該化合物とフッ素化合物とを含む実施例３の場合には、−０．２１という僅かな変化量に留まっていた。これら表２および表３の結果から、ベース中に該化合物を含むものは腐食抑制効果に優れていることが確認された。また、ベース中に該化合物とフッ素化合物とを含む場合には、その腐食抑制効果が飛躍的に向上することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、例えばエンジン等の内燃機関の冷却系統、特にはマグネシウム及びマグネシウム合金によって構成される冷却系統に好適に使用される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ土類金属により構成される化合物を含有することを特徴とするマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【請求項２】
アルカリ土類金属により構成される化合物とともにフッ素化合物を含有することを特徴とする請求項１記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【請求項３】
アルカリ土類金属により構成される化合物が、マグネシウム化合物、カルシウム化合物およびストロンチウム化合物の中から選ばれるいずれか１種若しくは２種以上であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【請求項４】
水、アルコール類、グリコール類及びグリコールエーテル類の中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物をベースとすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【請求項５】
アルカリ土類金属により構成される化合物の含有量がベース１００質量％に対して０．０００１〜５質量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【請求項６】
フッ素化合物の含有量がベース１００質量％に対して０．０１〜５質量％であることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【請求項７】
芳香族一塩基酸、芳香族二塩基酸、脂肪族一塩基酸、脂肪族二塩基酸及びそれらの塩から選ばれる１種若しくは２種以上を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【請求項８】
トリアゾール類またはチアゾール類の中から選ばれる１種若しくは２種以上を含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【請求項１】
アルカリ土類金属により構成される化合物を含有することを特徴とするマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【請求項２】
アルカリ土類金属により構成される化合物とともにフッ素化合物を含有することを特徴とする請求項１記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【請求項３】
アルカリ土類金属により構成される化合物が、マグネシウム化合物、カルシウム化合物およびストロンチウム化合物の中から選ばれるいずれか１種若しくは２種以上であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【請求項４】
水、アルコール類、グリコール類及びグリコールエーテル類の中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物をベースとすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【請求項５】
アルカリ土類金属により構成される化合物の含有量がベース１００質量％に対して０．０００１〜５質量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【請求項６】
フッ素化合物の含有量がベース１００質量％に対して０．０１〜５質量％であることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【請求項７】
芳香族一塩基酸、芳香族二塩基酸、脂肪族一塩基酸、脂肪族二塩基酸及びそれらの塩から選ばれる１種若しくは２種以上を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【請求項８】
トリアゾール類またはチアゾール類の中から選ばれる１種若しくは２種以上を含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金用不凍液／冷却液組成物。
【公開番号】特開２００７−２６９８５４（Ｐ２００７−２６９８５４Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９３８８８（Ｐ２００６−９３８８８）
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【出願人】（０００１０６７７１）シーシーアイ株式会社 (245)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【出願人】（０００１０６７７１）シーシーアイ株式会社 (245)
【Ｆターム（参考）】
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