JP2001520694A

JP2001520694A - 航空機用氷結防止および着氷防止組成物

Info

Publication number: JP2001520694A
Application number: JP54408998A
Authority: JP
Inventors: フー，ジョセフ・チェン; ウェイクリン，ジョン; ウィーセンフェルド，アーノルド
Original assignee: オクタゴン・プロセス・インコーポレーテッド
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 2001-10-30
Also published as: LV12499B; DE69801162T2; WO1998046695A1; LV12499A; EE9900496A; NO995026D0; KR20010006469A; NO995026L; DK1009780T3; US5935488A; US5817252A; ATE203265T1; CA2286123A1; PL336429A1; EE03931B1; EP1009780A4; HUP0003146A3; DE69801162D1; EP1009780B1; RU2196163C2

Abstract

(57)【要約】氷結防止および着氷防止組成物の３５．５〜８０．０重量％で、プロピレングリコールおよび／またはエチレングリコールであるベース化合物を含む航空機表面用氷結防止および着氷防止組成物。稀釈剤が、グリコールのキャリヤー流体として使用するために水の形で含まれる。第一分子量非イオン性界面活性剤が、４〜１７の範囲のＨＬＢを有して含まれ、第二分子量非イオン性界面活性剤が、５〜１８の範囲のＨＬＢを有して含まれる。第二非イオン性界面活性剤は、第一非イオン性界面活性剤よりも少なくとも２ユニット高いＨＬＢを有する。乳化剤が、氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲で、ポリカルボキシレート化合物の形で含まれる。ｐＨ調節剤が、氷結防止および着氷防止組成物のｐＨを６〜１０の値に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】航空機用氷結防止および着氷防止組成物発明の分野本発明は、主として航空機の表面に使用される新しい改善された氷結防止／着氷防止流体組成物に関する。より具体的には、その氷結防止／着氷防止組成物は、沈殿期間中、処理表面の水の凍結の襲撃および進行を遅延させる低拡散速度を有する単相流体である。発明の背景氷結防止流体は、氷および雪の氷結もしくは特に氷結した付着物を、そのような汚染がないことが要求される表面から除去するために使用される。着氷防止流体は、限られた期間、処理表面の水の再凍結を防止する。２つのタイプの流体が、当業界で周知である。空港操作を進行させるためには、凍結沈殿の期間氷結防止／着氷防止組成物流体を適用することが必要である。着氷防止流体が新たに浄化された表面に適用されたときに、その表面に再凍結の襲撃が起こるまでの間隔が長いほど、その襲撃に対する利点は大きい。この時間遅延を評価する標準的な方法は、ＷａｔｅｒＳｐｒａｙＥｎｄｕｒａｎｃｅＴｅｓｔ（ＷＳＥＴ）であり、ＳＡＥ／ＡＭＳ１４２８の付録に完全に記載されている。先行技術の氷結防止および着氷防止流体は、性能を達成するためには増粘ポリマーに大いに依存し、２０℃で測定して１５，０００〜５５，０００ｍＰａｓの範囲の見掛粘度を有する。この固有厚みが厚い層を定める。再凍結の襲撃を遅延する偉大な貢献者が、グリコールのこの体積厚さである。先行技術流体が達成した時間は、３０〜１３０分の範囲である。（進歩した流体のための現在の最低標準は、８０分である。）先行技術航空機表面用氷結防止および着氷防止流体組成物は、先行技術に開示されてきた。例えば、Ｍａ等による米国特許第４，９５４，２７９号は、航空機用氷結防止および着氷防止組成物を開示している。その組成物は、効果的な氷結防止および着氷防止特性を有する組成物を与えるために、増粘剤、実質的に水不溶性な乳化剤およびアルカノールアミンを有する水／グリコール溶液中に油のマイクロエマルションを含む。この先行技術特許は、本発明の氷結防止および着氷防止流体の作業のための化学的組成物も化学的メカニズムも開示していない。Ｎｉｃｈによる米国特許第５，１１８，４３５号は、航空機の翼の表面に使用するポリアクリル酸、およびアクリル酸と疎水性ビニルモノマーとのコポリマーとを有する増粘剤ブレンドを含む着氷防止組成物を開示している。これらの組成物は、水で稀釈しても高粘度保持し、好ましい流れ特性を示す高擬似塑性レオロギーを示す。この先行技術特許は、本発明の氷結防止および着氷防止流体の作業のための化学的組成物も化学的メカニズムも開示していない。Ｆｕｓｉｎｋ等による米国特許第５，２６８，１１７号は、航空機の露出表面に使用される非引火性高擬似塑性氷結防止組成剤を開示している。その組成物は、０．２〜１．０％の架橋ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）を含むグリコール系着氷防止流体を、主要ポリマー添加物として０．０５〜５重量％の範囲で、かつ水性Ｃ₂〜Ｃ₈アルキレングリコールを９５〜９９．５重量％の範囲で含む。この先行技術特許は、本発明の氷結防止および着氷防止流体の作業のための化学的組成物も化学的メカニズムも開示していない。Ａｓｈｒａｗｉ等による米国特許第５，２７３，６７３号は、航空機の翼の表面で使用される、アルキルフェノールエトキシレート非イオン性界面剤およびアルキルアリールスルホネートヒドロトロープを有する着氷防止組成物を開示している。さらに、その着氷組成物は、ポリアクリル酸およびポリアクリル酸とビニルモノマーとのコポリマーのブレンドを含む増粘剤を使用するが、そこではコポリマーは増粘剤調節剤として作用する。この先行技術特許は、本発明の氷結防止および着氷防止流体の作業のための化学的組成物も化学的メカニズムも開示していない。Ｓｃｈｒｉｍｐｆ等による米国特許第５，３３４，３２３号は、航空機用氷結防止もしくは着氷防止流体を開示している。これらの流体組成物は、グリコール、架橋ポリアクリル酸、アルコキシル化Ｃ₁₀〜Ｃ₂₀アルコールに基づく非イオン性界面剤、腐蝕抑制剤、ＮａＯＨおよびＫＯＨの混合物、酸化防止剤および水を含む。この先行技術特許は、本発明の氷結防止および着氷防止流体の作業のための化学的組成物も化学的メカニズムも開示していない。Ｊｅｎｋｉｎｓ等による米国特許第５，４６１，１００号は、ポリマーを約５重量％未満の量で含むマクロモノマーで増粘させたグリコール系水溶液を含む航空機用氷結防止／着氷防止流体を開示している。この先行技術特許は、本発明の氷結防止および着氷防止流体の作業のための化学的組成物も化学的メカニズムも開示していない。前記先行技術特許のいずれも、本発明のように着氷防止流体の保護膜の表面に水の再凍結の襲撃を遅延させる明確な化学的メカニズムを有する化学的組成物を教示も開示もしていない。したがって、本発明の目的は、水の拡散を制御し、それにより着氷防止流体の適用膜の表面に水の再凍結の襲撃を遅延させる化学的メカニズムを有する改善された氷結防止および着氷防止流体組成物を教示および定義することである。本発明の別の目的は、航空機の表面に適用されたとき、着水防止流体の保護膜の表面に水の再凍結の襲撃を遅延させる明確な化学的メカニズムを有する化学的組成物を提供することである。本発明の別の目的は、その目的を達成するために増粘ポリマー（単数または複数）の使用のみに頼らない流体組成物を提供することである。発明の要約本発明に記載される流体および実施例により説明されるものは、着氷防止流体を使用してもよいし、水でいくら稀釈して使用してもよいことを理解すべきであるが、それは、稀釈が満足させるべき作業条件に依存するからである。本発明によれば、主に航空機の表面に使用される氷結防止および着氷防止流体組成物が提供され、それは一般に流体組成物の３５．０〜５５．０重量％の範囲、好ましくは流体組成物の５１．０〜５２．０重量％の範囲のプロピレングリコールを含む化合物である。別の実施態様は、一般に流体組成物の３５．０〜８０．０重量％の範囲、好ましくは流体組成物の５９．０〜６３．０重量％の範囲のエチレングリコールを含む化合物である。別の実施態様は、結合グリコール含量が流体組成物の３５．０〜８０．０重量％の範囲、好ましくは流体組成物の４５．０〜６５．０重量％の範囲である、プロピレンおよびエチレングリコールの無限に可変の組合せを含む化合物である。主としてプロピレングリコール系の組成物の残りは、一般に流体組成物の４４．０〜６３．０重量％の範囲、好ましくは流体組成物の４７．０〜４９．０重量％の範囲で水を含む。流体組成物はまた、ＨＬＢの一般的な範囲が４〜１７、好ましいＨＬＢ範囲が４〜９であり、一般的に流体組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲である重量割合で使用される、第一低分子量非イオン性界面活性剤を含む。流体組成物はまた、ＨＬＢの一般的な範囲が５〜１８、好ましいＨＬＢ範囲が１３〜１８であり、一般的に氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲である重量割合で使用される、第二高分子量非イオン性界面活性剤を含む。第二非イオン性界面活性剤は、第一非イオン性界面活性剤よりも少なくとも２ユニット高いＨＬＢを有する。流体組成物はまた、乳化剤を、一般に流体組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲でポリカルボキシレート化合物の形で含む。流体組成物はまた、氷結防止および着氷防止組成物のｐＨを６〜１０の値に調整し、一般的に氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲である重量割合で使用される、ｐＨ調節剤を含む。好ましい実施態様の詳細な説明組成物の好ましい実施態様は、ベース化合物中の凍結点降下剤としてのプロピレングリコールそのものであり、別の実施態様は、プロピレングリコールの代わりに化合物のベースとしてエチレングリコールそのものの使用、もしくは好ましい実施態様のプロピレングリコールの代わりに化合物の結合ベースとしてのエチレングリコールおよびプロピレングリコールの組合せを含む。本発明において、氷結防止および着氷防止流体組成物の好ましい別の実施態様は、下記のごとくである：本発明の航空機用氷結防止および着氷防止組成物は、水の凍結点を降下させるための主要氷結防止および着氷防止成分として、プロピレングリコールおよび／またはエチレングリコールなどのベース化合物を含む。プロピレングリコール成分は、一般に氷結防止／着氷防止組成物の３５．０〜５５．０重量％、好ましくは氷結防止／着氷防止組成物の５１．０〜５２．０重量％の範囲である。エチレングリコール成分は、一般に氷結防止／着氷防止組成物の３５〜８０重量％、好ましくは氷結防止／着氷防止組成物の５９〜６３重量％の範囲である。プロピレングリコールおよびエチレングリコールの組合せは、一般に氷結防止／着氷防止組成物の３５〜８０重量％、好ましくは氷結防止／着氷防止組成物の４５．０〜６５．０重量％の範囲である。化合物の他の主要成分は、プロピレングリコールもしくはエチレングリコール、あるいはエチレンおよびプロピレングリコールのブレンドのキャリヤー流体である水である。プロピレングリコールを有する組成物における水の使用量は、一般に組成物の４４．０〜６５．０重量％、好ましくは組成物の４７．０〜４９．０重量％の範囲である。あるいは、エチレングリコールのみを有する組成物における水の使用量は、一般に組成物の２０〜６５重量％、好ましくは組成物の３７．０〜４１．０重量％の範囲である。エチレングリコールおよびプロピレングリコールの両方を有する組成物における水の使用量は、一般に組成物の２０．０〜６５．０重量％、好ましくは組成物の３５．０〜６５．０重量％の範囲の稀釈水を有する。本発明に使用される界面活性剤には、４〜１８の範囲のＨＬＢを有する２つのタイプの非イオン性界面活性剤の混合物が含まれる。ＨＬＢは、ＨＬＢが高いほど水相溶性が大きいというｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｌｉｐｏｐｈｉｌｉｃｂａｌａｎｃｅ（ＨＬＢ）と定義される。第一低分子量非イオン性界面活性剤は、一般に４〜１７、好ましくは４〜９の範囲のＨＬＢを有し、一般に氷結防止／着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲である重量割合で使用される。第二高分子量非イオン性界面活性剤は、一般に５〜１８、好ましくは１３〜１８の範囲のＨＬＢを有し、一般に氷結防止／着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲である重量割合で使用される。第二非イオン性界面活性剤は、第一非イオン性界面活性剤よりも少なくとも２ユニット異なる（高い）ＨＬＢを有する。両タイプの非イオン性界面活性剤には、アルコール、アルキルフェノール、アミンおよび脂肪酸のアルコキシル化（エトキシル化および／またはプロポキシル化）誘導体；プロピレンオキシドおよびエチレンオキシドブロックポリマー；およびこれらの同価物が含まれる。アルコキシル化誘導体の例は、上記組成物表に列記した。乳化剤は、ポリカルボキシレート化合物の形である。ポリカルボキシレート乳化剤は、５００，０００〜３，０００，０００の分子量を有する。本発明の組成物におけるポリカルボキシレート乳化剤の使用量は、一般に氷結防止／着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲である。本発明は、氷結防止および着氷防止組成物のｐＨを６〜１０の値であるよう調整および維持するために、ｐＨ調節剤を使用する。ｐＨ調節剤には、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、燐酸ジカリウム、有機アミンベース、トリトリアゾール、ベンゾトリアゾールおよびこれらの同価物が含まれる。本発明の組成物におけるｐＨ調節剤の使用量は、一般に氷結防止／着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲である。氷結防止および着氷防止組成物は、氷結防止／着氷防止系に含まれる全添加物および必要な化合物の総合的化学組成により、アルカリ性でも酸性でもよい。アルカリ性なら、ｐＨ値は７．０１〜１０の範囲であり、酸性なら、ｐＨ値は６．０１〜６．９９の範囲である。好ましい実施態様の流体組成物は、防蝕性、消泡、非引火性、水硬度調節および液体組成物内の着色剤染料の特性を有する成分化合物を１種以上含むことも可能である。防蝕化合物は、氷結防止／着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲のトリトリアゾール、ベンゾトリアゾール、アルコキシル化ブチンジオール、チオ尿素、プロパルギルアルコール、硝酸ナトリウム、ブチン−１，４ジオールおよびこれらの同価物および組合せからなる群より選ぶことができる。消泡剤は、シリコーン油系脱泡剤である。シリコーン脱泡剤の例には、氷結防止／着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲のＳＡＧ１０００(登録商標)、ＳｉｌｔｅｃｈＥ−２２０２(登録商標)、ＡＦ−９０２０(登録商標)、ＤＣ１５２０Ｓｉｌｉｃｏｎｅａｎｔｉ−ｆｏａｍ(登録商標)およびこれらの同価物が含まれる。非引火性剤は、氷結防止／着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲のトリトリアゾールもしくはベンゾトリアゾールからなる群より選ぶことができる。非引火性剤は、氷結防止および着氷防止組成物の発火もしくは引火点をさらに下げるために使用される。水硬度調節剤は、氷結防止／着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲のＥＤＴＡナトリウム、ＨＥＥＤＴＡナトリウム、トリトリアゾール、ベンゾトリアゾール、ポリ燐酸ナトリウム、ＮＴＡナトリウム，ピロ燐酸ナトリウムおよびこれらの同価物からなる群より選ぶことができる。水溶性染料などの色染料識別成分には、氷結防止／着氷防止組成物の１０ｐｐｂ〜１．０重量％の範囲のタイプＩのレッド−オレンジ、タイプ１１の無色〜淡黄色、およびタイプＩＶのグリーンが含まれる。観察に基づくと、使用された重量割合での成分のこの組合せは、明らかに水の組成物混合物の薄膜への拡散速度を制御し、それにより凍結の襲撃および進行を遅延させる。特に、組成物に使用された非イオン性界面活性剤およびポリカルボキシレート界面活性剤の組合せは、本発明の氷結防止および着氷防止系への水の拡散速度を制御する働きをする。険しい条件中に特別な表面に起こる凍結までにかかる時間の長さは、ＷＳＥＴ時間として既知であるが、あるいは普通「繰越」時間と言及される。ＡｅｒｏｓｐａｃｅＭａｔｅｒｉａｌＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＡＭＳ）１４２８最新版の付録Ａに記載されるように、ＷａｔｅｒＳｐｒａｙＥｎｄｕｒａｎｃｅＴｅｓｔ（ＷＳＥＴ）は、着氷防止製品の適用と凍結状態の襲撃との間のこの時間間隔を監視し、試験するための国際的に認められる方法である。実験的観察に基づくと、プロピレングリコールおよび／またはエチレングリコールならびに水の混合物は、いずれも添加水分を吸収し、拡散する。グリコールを十分に稀釈すると、凍結が生じる。拡散が早いと、凍結が急速に生じる。拡散を激しく遅延すると、非拡散水が表面に集まって凍結する。非イオン性界面活性剤および乳化剤がグリコールおよび水に添加されると、流体への水の拡散速度( 移動)を遅らせ、再凍結の襲撃が起こるまでの時間が、実質的に増加する。先行技術に記載されるように、物質が増粘されると、凍結の時間（ＷＳＥＴ）が、増加したグリコール容積のおかげで延長する。本発明におけるように拡散速度が制御されると、本発明の薄膜は非常に延長したＷＳＥＴ時間を示す。発明の実施試料それぞれを１ｋｇ配合する手順は、下記のようである：実施例１の配合においては、技術者は機械的攪拌器付き１５００ｍｌビーカーを使用し、１８５ｇの水を添加し、攪拌器を操作しながら１．８４ｇのポリカルボキシレート乳化剤を添加し、ついで１時間攪拌する。ついでビーカーに５５０ｇのプロピレングリコールを添加し、さらに５分間混合する。表１に示されるように、プロピレングリコールの重量％は、５５％である。次に、ビーカーに１．７１ｇのオクチルフェノール３モルエトキシレートを添加し、５分間混合する。ついで技術者は、２６０．６ｇの水を添加して、５分間混合する。ついで０．１２ｇのノニルフェノール１２モルエトキシレートを添加し、１５００ｍｌビーカーに取り入れ、さらに５分間混合する。ついで組成物混合物を、水酸化カリウムで６〜８のｐＨ(純) 値に調整する。実施例２および３は、第二の水の添加量を処方の変形に合わせて調整したことを除き、類似の方法により調製した。表１に示されるように、実施例２のプロピレングリコールの重量％は５１％であり、実施例３のそれは３８％である。実施例４の配合においては、技術者は機械的攪拌器付き１５００ｍｌビーカーを使用し、４４７ｇの水を添加し、攪拌器を操作しながら２．３ｇのカルボポル（Ｃａｒｂｏｐｏｌ）(登録商標)１６１０増粘ポリマーを添加し、ついで２時間攪拌する。混合物を、一晩中蓋をしたビーカーに入れたまま放置する。翌日、技術者は、５５０ｇのプロピレングリコールを添加し、５分間混合する。表１に示されるように、プロピレングリコールの重量％は、５５％である。ついで組成物混合物を、水酸化カリウムで６〜８のｐＨ(純)値に調整する。実施例５および６は、水の添加量を処方の変形に合わせて調整したが、類似の方法により調製した。表１に示されるように、実施例５のプロピレングリコールの重量％は５１％であり、実施例６のそれは３８％である。実施例７の配合においては、技術者は機械的攪拌器付き１５００ｍｌビーカーを使用し、５１０ｇのプロピレングリコールを添加する。ついで攪拌器をスタートさせ、１５ｇのパイン油を添加し、１０分間混合する。表１に示されるように、プロピレングリコールの重量％は５１％である。次に、４７５ｇの水をビーカーに添加し、１０分間混合する。実施例８の配合においては、技術者は機械的攪拌器付き１５００ｍｌビーカーを使用し、５１０ｇのプロピレングリコールおよび４９０ｇの水をビーカーに添加し、ついで１０分間混合する。表１に示されるように、プロピレングリコールの重量％は５１％である。実施例９の配合においては、技術者は機械的攪拌器付き１５００ｍｌビーカーを使用し、１９５．６３ｇの水を添加し、攪拌器を操作しながら１．８４ｇのポリカルボキシレート乳化剤を添加し、ついで１時間攪拌する。ビーカーに０．１２ｇのノニルフェノール１２モルエトキシレートを添加し、５分間混合する。ついで技術者は、ビーカーに８００ｇのエチレングリコールを添加して、さらに５分間混合する。表３に示されるように、エチレングリコールの重量％は８０％である。次に、ビーカーに１．７１ｇのオクチルフェノール３モルエトキシレートを添加し、さらに５分間混合する。ついで組成物混合物を、水酸化カリウムで６〜８のｐＨ(純)値に調整する。実施例１０〜１４は、使用した各実施例のエチレングリコールの目標パーセンテージを達成するために、実施例９を水で稀釈して調製した。表３に示されるように、実施例１０のエチレングリコールの重量％は６５％で、実施例１１のそれは６０％で、実施例１２のそれは５５％で、実施例１３のそれは５０％で、実施例１４のそれは３５％である。実施例１５の配合においては、技術者は機械的攪拌器付き１５００ｍｌビーカーを使用し、１８５ｇの水を添加し、攪拌器を操作しながら１．８４ｇのポリカルボキシレート乳化剤を添加し、ついで１時間攪拌する。ついでビーカーに１００ｇのプロピレングリコールを添加し、さらに５分間混合する。次に、ビーカーに１．７１ｇのオクチルフェノール３モルエトキシレートを添加し、５分間混合する。ついでビーカーに４００ｇのエチレングリコールを添加し、さらに５分間混合する。表４に示されるように、実施例１５のブレンドのパーセンテージは、プロピレングリコールが１０重量％で、エチレングリコールが４０重量％である。ついで技術者は、５分間混合した第二の水を３１０．６ｇ添加する。ついで０．１２ｇのノニルフェノール１２モルエトキシレートを添加し、１５００ｍｌビーカーに取り入れ、さらに５分間混合する。組成物混合物を、水酸化カリウムで６〜８のｐＨ(純)値に調整する。実施例１６〜２１は、プロピレングリコールおよびエチレングリコールの使用量が各実施例について示されるパーセンテージと一致することを除き、類似の方法により調製する。表４に示されるように、実施例１６のブレンドのパーセンテージは、プロピレングリコールが２０．０重量％で、エチレングリコールが３０．０重量％である；実施例１７のブレンドは、プロピレングリコールが３０．０重量％で、エチレングリコールが２０．０重量％である；実施例１８のブレンドは、プロピレングリコールが４０．０重量％で、エチレングリコールが１０．０重量％である；実施例１９のブレンドは、プロピレングリコールが３４．０重量％で、エチレングリコールが１．０重量％である；実施例２０のブレンドは、プロピレングリコールが１．０重量％で、エチレングリコールが３４．０重量％である；実施例２１のブレンドは、プロピレングリコールが１．０重量％で、エチレングリコールが７９．０重量％である。 ^★水酸化カリウムは、ｐＨを６〜８の値に調整するために、「必要に応じて」添加する。上記表１においては、実施例４から８は、先行技術における氷結防止および着氷防止組成物の実践を説明する。実施例１，２および３は、本発明の実践を説明する。ＷＳＥＴを、ＡＭＳ１４２８試験手順にしたがって各試料につき実施し、結果を表１にまとめた。実施例１〜８は、表１に示される所定の処方により調製された。表１に示されるように、実施例１，２および３は、本発明と実施例３が実施例２の７５：２５稀釈であり、ＷＳＥＴ時間が８０〜１４０分の範囲であることを説明する。実施例４，５および６は、増粘ポリマーを用いる先行技術を説明する。混合物は、実施例１，２および３のようなプロピレングリコール含量を有して作られたが、ＷＳＥＴ時間はたった２５〜３５分である。実施例７は、表面への拡散を遅延させるためにパイン油を使用し、たった３分のＷＥＳＴを有する。実施例８は、急速な拡散を防ぐものはなにも有さず、たった６分以内で急速に凍結する。実施例４，５および６の１５，０００〜５５，０００ｃｐｓに対比して約１，０００ｃｐｓの粘度を有する実施例２の試料は、１４０分のＷＳＥＴを有しており、延長した繰越時間は本発明の独特な処方によるもので、粘度との関連ではないことを証明した。本発明の組成物は、増粘ポリマーに依存しない。本発明の独特な界面活性剤系は、下記表２に示されるように凍結の襲撃を遅延させる。４インチ×１８インチの２枚の長方形アルミニウムシートを、パネルが水平表面と１０°の角度をなすように、一方の端を上げた。第一のパネルに実施例２の試料を注ぎ、第二のパネルに実施例５の試料を注いだ。５分後、各流体の厚さを、未乾燥塗膜隙間ゲージを用いて測定した。実施例２の流体膜は、２０〜２２ミル厚さで、実施例５の流体膜は、４０〜４４ミル厚さだった。かくて、実施例２流体の量の約半分が、実施例５を使用するのに比して表面を覆うのに必要な量であり、性能は容積の厚さよりもむしろ独特な組成物によることを示す。表３に示すように、実施例９〜１４は、本発明の界面活性剤系がプロピレングリコール同様エチレングリコールにも有効であることを示すが、エチレングリコールの有用な範囲および最長ＷＳＥＴを有するエチレングリコールのパーセンテージは、好ましい実施態様のプロピレングリコール組成物のそれらとは異なる。実施例１０〜１４は、実施例９の水性稀釈液である。このことは、本発明に関しては、前記プロピレングリコール同様エチレングリコールに基づく流体を水で稀釈しても延期されたＷＳＥＴ時間を維持することができることを説明する。表４に示すように、実施例１５〜１８は、本発明の界面活性剤系がプロピレングリコールおよびエチレングリコールのブレンドで有効であることを示す。プロピレングリコールおよびエチレングリコールを合計５０％含むブレンドの性能は、単独で使用されるプロピレングリコールもしくはエチレングリコールを約５０％含む実施例のそれに類似する。したがって、１つのグリコールもしくはいずれかの調製によるプロピレングリコールおよびエチレングリコールのブレンドが、類似の性能を有することが期待される。表４の実施例１９〜２１は、使用範囲の両極端でのブレンドを示すが、これらのブレンドも、それぞれ１００分、１２０分および１００分のＷＳＥＴ時間を有していた。表４に示すように、実施例１９の結合ブレンド混合物パーセンテージは、プロピレングリコールが３４．０重量％、エチレングリコールが１．０重量％であるところで３５．０重量％であり、実施例２０の結合ブレンド混合物パーセンテージは、プロピレングリコールが１．０重量％、エチレングリコールが３４．０重量％であるところで３５．０重量％である。実施例２１の結合ブレンド混合物パーセンテージは、プロピレングリコールが１．０重量％、エチレングリコールが７９．０重量％であるところで８０．０重量％である。 ^★水酸化カリウムは、ｐＨを６〜８の値に調整するために、「必要に応じて」添加する。 ^★水酸化カリウムは、ｐＨを６〜８の値に調整するために、「必要に応じて」添加する。発明の利点したがって、本発明の１つの利点は、従来のタイプＩＩおよびタイプＩＶ氷結防止／着氷防止ビヒクルを使用して適用したとき、少なくとも２時間のＷＳＥＴ時間間隔を有し、また非選択設備の使用で品質が低下しても、粘度が７０％まで減少するにもかかわらず標準の８０分ＷＳＥＴ時間を与える、改善された氷結防止／着氷防止流体組成物を提供することである。本発明の別の利点は、航空機の表面に適用したときに、着氷防止流体の保護膜表面の水の再凍結の襲撃を遅延させる明確な化学的メカニズムを有する化学的組成物を提供することである。本発明の別の利点は、その目的を達成するために、流体の増加させた厚さおよび容積に依存しない流体組成物を提供することである。本発明の別の利点は、水で稀釈でき、少なくとも８０分の延期した繰越を保持し続けることのできる、改善された氷結防止および着氷防止流体組成物を提供することである。本発明の別の利点は、十分な性能を確実にするために高粘度および容積厚さに依存する先行技術の流体のケースである、全体の適用範囲を確実にするための第二および第三コーティングを適用する必要性を削除する、流体組成物の適用および処理表面上を流れ平らになる能力のケースである。改質、変化および置換の寛容度が、前記開示に意図されており、いくつかの例では、いくつかの特徴が他の特徴の対応する使用なしで用いられる。したがって、付記する請求項が広く解釈され、本発明の精神および範囲と一致する流儀であることがふさわしい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＧ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ウィーセンフェルド，アーノルドアメリカ合衆国ニュージャージー州07430, マーワー，ペンデルトン・ロード６

Claims

【特許請求の範囲】１．下記を含んでなる航空機の表面に適用する混合物である氷結防止および着氷防止組成物：ａ）前記氷結防止および着氷防止組成物の３５．０〜５５．０重量％の範囲のプロピレングリコールであるベース化合物；ｂ）前記氷結防止および着氷防止組成物の４４．０〜６５．０重量％の範囲で前記プロピレングリコールのキャリヤー流体として使用される水の形の稀釈剤；ｃ）４〜１７の範囲のＨＬＢを有する第一非イオン性界面活性剤(前記第一界面活性剤は、前記氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％である)；ｄ）５〜１８の範囲のＨＬＢを有する第二非イオン性界面活性剤(前記第二界面活性剤は、前記氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％であり；前記第二非イオン性界面活性剤は、前記第一非イオン性界面活性剤よりも少なくとも２ユニット高いＨＬＢを有し、前記第一界面活性剤よりも大きい分子量を有する)；ｅ）前記氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲で存在するポリカルボキシレート化合物の形の乳化剤；およびｆ）前記氷結防止および着氷防止組成物のｐＨを６〜１０の値に維持するｐＨ調節剤（前記ｐＨ調節剤は、前記氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％である）。２．ａ）前記ベース化合物が、氷結防止および着氷防止組成物の５１．０〜５２．０重量％の範囲であり；ｂ）前記稀釈剤が、氷結防止および着氷防止組成物の４７．０〜４９．０重量％の範囲であり；ｃ）前記第一界面活性剤が、４〜９の範囲のＨＬＢを有し、氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％であり；ｄ）前記第二界面活性剤が、１３〜１８の範囲のＨＬＢを有し、氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％であり；かつｅ）前記乳化剤が、氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲で存在する、請求項１に記載の氷結防止および着氷防止組成物。３．前記第一および第二非イオン性界面活性剤が、アルコール、アルキルフェノール、アミン、脂肪酸、プロピレンオキシドブロックポリマーおよびエチレンオキシドブロックポリマーからなる基を有する群より選ばれる、請求項１に記載の氷結防止および着氷防止組成物。４．前記ｐＨ調節剤が、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、有機アミンベース、トリトリアゾールおよびベンゾトリアゾールからなる群より選ばれる、請求項１に記載の氷結防止および着氷防止組成物。５．アルカリ性であるために７よりも大きいｐＨ値を有する、請求項１に記載の氷結防止および着氷防止組成物。６．アルカリ性であるために７．０１〜１０．００の範囲のｐＨ値を有する、請求項５に記載の氷結防止および着氷防止組成物。７．酸性であるために７未満のｐＨ値を有する、請求項１に記載の氷結防止および着氷防止組成物。８．酸性であるために６．００〜６．９９の範囲のｐＨ値を有する、請求項７に記載の氷結防止および着氷防止組成物。９．前記航空機表面の酸化層を調整するために、さらに防蝕化合物を含み、前記防蝕化合物が氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲である、請求項１に記載の氷結防止および着氷防止組成物。１０．前記防蝕化合物が、トリトリアゾール、ベンゾトリアゾール、アルコキシル化ブチンジオール、チオ尿素、プロパルギルアルコール、硝酸ナトリウム、ブチン−１，４ジオールおよびこれらの組合せからなる群より選ばれる、請求項９に記載の氷結防止および着氷防止組成物。１１．氷結防止および着氷防止組成物の発泡を防ぐために、さらに消泡剤をシリコーン油系脱泡剤の形で含み、前記消泡剤が氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲である、請求項１に記載の氷結防止および着氷防止組成物。１２．さらに非引火性剤を含み、前記非引火性剤が水結防止および着水防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲である、請求項１に記載の氷結防止および着氷防止組成物。１３．前記非引火性剤が、トリトリアゾールおよびベンゾトリアゾールからなる群より選ばれる、請求項１２に記載の氷結防止および着氷防止組成物。１４．氷結防止および着氷防止組成物内の前記稀釈剤の軟化のために、さらに水硬度調節剤を含み、前記水硬度調節剤が氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲である、請求項１に記載の氷結防止および着氷防止組成物。１５．前記水硬度調節剤が、エチレンジアミンテトラアセテートナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミントリアセテートナトリウム、トリトリアゾール、ベンゾトリアゾール、ポリ燐酸ナトリウム、ニトリロトリアセテートナトリウムおよびピロ燐酸ナトリウムからなる群より選ばれる、請求項１４に記載の氷結防止および着氷防止組成物。１６．氷結防止および着氷防止組成物が前記航空機表面に適用されたことを示すために、さらに色染料識別成分を水溶性染料の形で含み、前記色染料識別成分が氷結防止および着氷防止組成物の１０ｐｐｂ〜０．１重量％の範囲である、請求項１に記載の氷結防止および着氷防止組成物。１７．前記水溶性染料が、レッド−オレンジ染料、無色〜淡黄色染料およびグリーン染料からなる群より選ばれる、請求項１６に記載の氷結防止および着氷防止組成物。１８．下記を含んでなる航空機の表面に適用する混合物である氷結防止および着氷防止組成物：ａ）前記氷結防止および着氷防止組成物の３５．０〜８０．０重量％の範囲のエチレングリコールであるベース化合物；ｂ）前記氷結防止および着氷防止組成物の２０．０〜６５．０重量％の範囲で前記エチレングリコールのキャリヤー流体として使用される水の形の稀釈剤；ｃ）４〜１７の範囲のＨＬＢを有する第一非イオン性界面活性剤(前記第一界面活性剤は、前記氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％である)；ｄ）５〜１８の範囲のＨＬＢを有する第二非イオン性界面活性剤(前記第二界面活性剤は、前記氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％であり；前記第二非イオン性界面活性剤は、前記第一非イオン性界面活性剤よりも少なくとも２ユニット高いＨＬＢを有し、前記第一界面活性剤よりも大きい分子量を有する)；ｅ）前記氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲で存在するポリカルボキシレート化合物の形の乳化剤；およびｆ）前記氷結防止および着氷防止組成物のｐＨを６〜１０の値に維持するｐＨ調節剤(前記ｐＨ調節剤は、前記氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲である)。１９．ａ）前記ベース化合物が、氷結防止および着氷防止組成物の５９．０〜６３．０重量％の範囲であり；ｂ）前記稀釈剤が、氷結防止および着氷防止組成物の３７．０〜４１．０重量％の範囲であり；ｃ）前記第一界面活性剤が、４〜９の範囲のＨＬＢを有し、氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％であり；ｄ）前記第二界面活性剤が、１３〜１８の範囲のＨＬＢを有し、氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％であり；かつｅ）前記乳化剤が、氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲で存在する、請求項１８に記載の氷結防止および着氷防止組成物。２０．前記第一および第二非イオン性界面活性剤が、アルコール、アルキルフェノール、アミン、脂肪酸、プロピレンオキシドブロックポリマーおよびエチレンオキシドブロックポリマーからなる基を有する群より選ばれる、請求項１８に記載の氷結防止および着氷防止組成物。２１．前記ｐＨ調節剤が、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、燐酸ジカリウム、有機アミンベース、トリトリアゾールおよびベンゾトリアゾールからなる群より選ばれる、請求項１８に記載の氷結防止および着氷防止組成物。２２．アルカリ性であるために７よりも大きいｐＨ値を有する、請求項１８記載の氷結防止および着氷防止組成物。２３．アルカリ性であるために７．０１〜１０．００の範囲のｐＨ値を有する、請求項２２に記載の氷結防止および着氷防止組成物。２４．酸性であるために７未満のｐＨ値を有する、請求項１８に記載の氷結防止および着氷防止組成物。２５．酸性であるために６．００〜６．９９の範囲のｐＨ値を有する、請求項２４に記載の氷結防止および着氷防止組成物。２６．前記航空機表面の酸化層を調整するために、さらに防蝕化合物を含み、前記氷防蝕化合物が結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲である、請求項１８に記載の氷結防止および着氷防止組成物。２７．前記防蝕化合物が、トリトリアゾール、ベンゾトリアゾール、アルコキシル化ブチンジオール、チオ尿素、プロパルギルアルコール、硝酸ナトリウム、ブチン−１，４ジオールおよびこれらの組合せからなる群より選ばれる、請求項２６に記載の氷結防止および着氷防止組成物。２８．氷結防止および着氷防止組成物の発泡を防ぐために、さらに消泡剤をシリコーン油系脱泡剤の形で含み、前記消泡剤が氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲である、請求項１８に記載の氷結防止および着氷防止組成物。２９．さらに非引火性剤を含み、前記非引火性剤が氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲である、請求項１８に記載の氷結防止および着氷防止組成物。３０．前記非引火性剤が、トリトリアゾールおよびベンゾトリアゾールからなる群より選ばれる、請求項２９に記載の氷結防止および着氷防止組成物。３１．氷結防止および着氷防止組成物内の前記稀釈剤の軟化のために、さらに水硬度調節剤を含み、前記水硬度調節剤が氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲である、請求項１８に記載の氷結防止および着水防止組成物。３２．前記水硬度調節剤が、エチレンジアミンテトラアセテートナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミントリアセテートナトリウム、トリトリアゾール、ベンゾトリアゾール、ポリ燐酸ナトリウム、ニトリロトリアセテートナトリウムおよびピロ燐酸ナトリウムからなる群より選ばれる、請求項３１に記載の氷結防止および着氷防止組成物。３３．氷結防止および着氷防止組成物が前記航空機表面に適用されたことを示すために、さらに色染料識別成分を水溶性染料の形で含み、前記色染料識別成分が氷結防止および着氷防止組成物の１０ｐｐｂ〜０．１重量％の範囲である、請求項１８に記載の氷結防止および着氷防止組成物。３４．前記水溶性染料が、レッド−オレンジ染料、無色〜淡黄色染料およびグリーン染料からなる群より選ばれる、請求項３３に記載の氷結防止および着氷防止組成物。３５．下記を含んでなる航空機の表面に適用する混合物である氷結防止および着氷防止組成物：ａ）前記氷結防止および着氷防止組成物の３５．０〜８０．０重量％の範囲のプロピレングリコールおよびエチレングリコールの組合せ(プロピレングリコール成分は、前記氷結防止および着氷防止組成物の５５重量％を超えず、エチレングリコール成分は、前記氷結防止および着氷防止組成物の７９．９重量％を超えない)；ｂ）前記氷結防止および着氷防止組成物の２０．０〜６５．０重量％の範囲で前記エチレングリコールおよびプロピレングリコールの組合せのキャリヤー流体として使用される水の形の稀釈剤；ｃ）４〜１７の範囲のＨＬＢを有する第一非イオン性界面活性剤(前記第一界面活性剤は、前記氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％である)；ｄ）５〜１８の範囲のＨＬＢを有する第二非イオン性界面活性剤(前記第二界面活性剤は、前記氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％であり；前記第二非イオン性界面活性剤は、前記第一非イオン性界面活性剤よりも少なくとも２ユニット高いＨＬＢを有し、前記第一界面活性剤よりも大きい分子量を有する)；ｅ）前記氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲で存在するポリカルボキシレート化合物の形の乳化剤；およびｆ）前記氷結防止および着氷防止組成物のｐＨを６〜１０の値に維持するｐＨ調節剤(前記ｐＨ調節剤は、前記氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲である)。３６．ａ）前記ベース化合物が、氷結防止および着氷防止組成物の４５．０〜６５．０重量％の範囲であり；ｂ）前記稀釈剤が、氷結防止および着氷防止組成物の３５．０〜５５．０重量％の範囲であり；ｃ）前記第一界面活性剤が、４〜９の範囲のＨＬＢを有し、氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％であり；ｄ）前記第二界面活性剤が、１３〜１８の範囲のＨＬＢを有し、氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％であり；かつｅ）前記乳化剤が、氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲で存在する、請求項３５に記載の氷結防止および着氷防止組成物。３７．前記第一および第二非イオン性界面活性剤が、アルコール、アルキルフェノール、アミン、脂肪酸、プロピレンオキシドブロックポリマーおよびエチレンオキシドブロックポリマーからなる基を有する群より選ばれる、請求項３５に記載の氷結防止および着氷防止組成物。３８．前記ｐＨ調節剤が、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、有機アミンベース、トリトリアゾールおよびベンゾトリアゾールからなる群より選ばれる、請求項３５に記載の氷結防止および着氷防止組成物。３９．アルカリ性であるために７よりも大きいｐＨ値を有する、請求項３５に記載の氷結防止および着氷防止組成物。４０．アルカリ性であるために７．０１〜１０．００の範囲のｐＨ値を有する、請求項３９に記載の氷結防止および着氷防止組成物。４１．酸性であるために７未満のｐＨ値を有する、請求項３５に記載の氷結防止および着氷防止組成物。４２．酸性であるために６．００〜６．９９の範囲のｐＨ値を有する、請求項４１に記載の氷結防止および着氷防止組成物。４３．前記航空機表面の酸化層を調整するために、さらに防蝕化合物を含み、前記防蝕化合物が氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲である、請求項３５に記載の氷結防止および着氷防止組成物。４４．前記防蝕化合物が、トリトリアゾール、ベンゾトリアゾール、アルコキシル化ブチンジオール、チオ尿素、プロパルギルアルコール、硝酸ナトリウム、ブチン−１，４ジオールおよびこれらの組合せからなる群より選ばれる、請求項４３に記載の氷結防止および着氷防止組成物。４５．氷結防止および着氷防止組成物の発泡を防ぐために、さらに消泡剤をシリコーン油系脱泡剤の形で含み、前記消泡剤が氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜０．５重量％の範囲である、請求項３５に記載の氷結防止および着氷防止組成物。４６．さらに非引火性剤を含み、前記非引火性剤が氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲である、請求項３５に記載の氷結防止および着氷防止組成物。４７．前記非引火性剤が、トリトリアゾールおよびベンゾトリアゾールからなる群より選ばれる、請求項４６に記載の氷結防止および着氷防止組成物。４８．氷結防止および着氷防止組成物内の前記稀釈剤の軟化のために、さらに水硬度調節剤を含み、前記水硬度調節剤が氷結防止および着氷防止組成物の１ｐｐｍ〜１．０重量％の範囲である、請求項３５に記載の氷結防止および着氷防止組成物。４９．前記水硬度調節剤が、エチレンジアミンテトラアセテートナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミントリアセテートナトリウム、トリトリアゾール、ベンゾトリアゾール、ポリ燐酸ナトリウム、ニトリロトリアセテートナトリウムおよびピロ燐酸ナトリウムからなる群より選ばれる、請求項４８に記載の氷結防止および着氷防止組成物。５０．氷結防止および着氷防止組成物が前記航空機表面に適用されたことを示すために、さらに色染料識別成分を水溶性染料の形で含み、前記色染料識別成分が氷結防止および着氷防止組成物の１０ｐｐｂ〜０．１重量％の範囲である、請求項３５に記載の氷結防止および着氷防止組成物。５１．前記水溶性染料が、レッド−オレンジ染料、無色〜淡黄色染料およびグリーン染料からなる群より選ばれる、請求項５０に記載の氷結防止および着氷防止組成物。