JP2009531525A

JP2009531525A - 改善された凍結防止組成物

Info

Publication number: JP2009531525A
Application number: JP2009503009A
Authority: JP
Inventors: ロバート・スコット・ケフォド
Original assignee: カーギル・インコーポレイテッド
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2009-09-03
Also published as: CA2647222A1; US7507349B2; KR20080108580A; WO2007117386A1; EP2004772A1; US20070227398A1; EA200802062A1

Abstract

本発明は、凍結防止剤および光線吸収剤の混合物を含む凍結防止組成物およびその製造方法を提供する。本発明において、光線吸収剤は、凍結防止剤単独で使用するよりも高い融氷能をもたらす。本発明の凍結防止組成物は塩化ナトリウムなどの融氷塩を含み光線吸収剤は水溶性の染料を含む。本発明の凍結防止組成物は、抑錆剤および／または湿潤剤も含む。さらに、本発明の凍結防止組成物の製造方法は、凍結防止剤と光線吸収剤を混合することを特徴とする。光線吸収剤は、にがりなどの液体に溶解し、固体状の融氷塩に散布することができる。

Description

本発明は凍結防止組成物組成物に関する。より詳しくは、本発明は、融氷特性が向上した凍結防止組成物に関する。

降雨や降雪後に路面に氷雪ができやすい地方において、冬季には、通常、岩塩(塩化ナトリウム)などの固体状の凍結防止組成物を路面に散布する。岩塩などの固体状の凍結防止組成物は、氷雪を解かすのに有効であるが、通常、固体状の凍結防止組成物を過剰に散布するのは望ましくない。例えば、岩塩は、自動車の金属部品を錆びさせ、コンクリートを損壊する。氷雪が融けると、地面に塩が残留し、あるいは、氷雪が融けた水によって塩が土壌や地下水へと運ばれ、土壌や地下水の塩度の望ましくない上昇を招く。そのため、固体状の凍結防止組成物の融氷特性を向上させて、融かす氷雪に対する固体状の凍結防止組成物の必要量を低減させることが必要とされる。

本願は、米国を除き全ての指定国において出願人である米国企業のCargill Incorporatedおよび米国のみにおいて出願人である米国市民のRobert Scott Koefodの名義でＰＣＴ国際出願として２００７年３月２９日に出願され、２００６年３月２９日に出願された米国特許仮出願第６０/７８６,８７０に基づく優先権を主張するものである。

関連出願の相互参照
本願は、２００５年１１月８日に出願され、２００４年１１月８に出願された米国特許仮出願第６０/６２６,５０８の利益を享受する米国特許出願第１１／２７０,３２３にも関連する。米国特許出願第１１／２７０,３２３および米国特許仮出願第６０/６２６,５０８は出典明示して本願明細書に含まれるとみなされる。

ここに開示する本発明は、改善された凍結防止組成物およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明のひとつの態様によれば、凍結防止組成物は凍結防止剤および光線吸収剤の混合物を含む。光線吸収剤は、凍結防止剤を単独で用いるよりも高い融氷特性をもたらす。凍結防止組成物は塩化ナトリウムなどの融氷塩を含むことができ、また、光線吸収剤は染料を含むことができ、それは水溶性である。凍結防止組成物は抑錆剤および／または予備湿潤剤も含むことができる。

本発明の別の態様によれば、凍結防止組成物の製造方法は、凍結防止剤および光線吸収剤を混合することを特徴とする。光線吸収剤を塩化マグネシウムの水溶液などの液体に溶解し、塩化ナトリウムなどの固体融氷塩にスプレーするか、または、それと混合することができる。

本発明のひとつの態様によれば、凍結防止組成物は、凍結防止剤および入射光を吸収し、それを熱に変換できる剤の混合物を含む。適当な光線吸収剤は、スペクトルの赤外線、可視光線および／または紫外線部分において高いモル吸光度を有し、内部転換についての高い量子収率を示し、それにより、吸収した太陽光線を効率よく熱に変換する化学物質を含む。このタイプの化合物は特定の染料を含む。

本発明の特定の具体例において、凍結防止組成物は、融氷塩（典型的には、固体またはほぼ固体の形態である）、抑錆剤および光線吸収剤として染料を含有する。より詳しくは、この融解塩は塩化ナトリウムおよび塩化マグネシウムを含む。抑錆剤はトリエタノールアミンを含む。染料はナフトールグリーンＢを含む。特に、成分濃度（質量換算で）は、９０から９９％の塩化ナトリウム、５％までの塩化マグネシウム、１０００ｐｐｍまでのトリエタノールアミンおよび１０００ｐｐｍまでのナフトールグリーンＢである。別の成分濃度として、９３.５％から９８％の塩化ナトリウムおよび２.０％までの塩化マグネシウムなどを用いることができる。

様々な凍結防止剤を用いることができる。典型的には、凍結防止剤は、少なくとも、水や氷と一緒になったときに水よりも低い融点を有する液体となる成分を有する物質である。融氷塩は、典型的には、水や氷と一緒になったときに水よりも低い凝固点を有する液体となる塩である。一例として、塩化ナトリウムは水と一緒になって、０℃よりも低い凝固点を有する溶液となる。

本発明の別の具体例において、凍結防止組成物は約９０から約９７％の塩化ナトリウム、約０.６から約１.９％の塩化マグネシウム、約１５０から約５００ｐｐｍのトリエタノールアミンおよび約５０から約２００ｐｐｍのナフトールグリーンＢを含有する。

本発明のもうひとつの態様によれば、凍結防止組成物は、凍結防止剤と、光線吸収剤および、所望により抑錆剤および予備湿潤剤などの他の成分と、混合することによって製造される。本発明のひとつの例示的な具体例において、凍結防止組成物は、約３０％の塩化マグネシウム、０.８％のトリエタノールアミン、および約０.２５％の染料を含有する水溶液と、固体状の融氷塩とを混合することによって製造される。塩化物および酢酸塩の水溶液などの他の液体も使用できる。例えば、塩化ナトリウム、塩化カルシウムおよび酢酸カリウムの水溶液も使用できる。他の成分として、尿素、グリセリン、およびポリプロピレングリコールも含まれる。

本発明の他の具体例において、凍結防止組成物は、約２０から約３５％の塩化マグネシウム、少なくとも約２％の尿素、および約０.１５％から約０.５０％の染料を含有する水溶液と、融氷塩とを混合することによって製造される。より好ましくは、凍結防止組成物は、約２２％から約３０％の塩化マグネシウム、約０.５％から約１.０％のトリエタノールアミン、約２〜１０％の尿素、および約０.２０から約０.３５％の染料を含有する水溶液と融氷塩とを混合することによって製造される。より一層好ましくは、凍結防止組成物は、約２６％の塩化マグネシウム、約０.７％のトリエタノールアミン、約７〜８％の尿素、および約０.２５％の染料を含有する水溶液と融氷塩とを混合することによって製造される。また、グリセリンおよび／またはポリプロピレングリコールを尿素およびその組合せの代わりとすることができる。

上記のごとく、本発明による凍結防止組成物は、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、尿素、酢酸塩、ギ酸塩およびそれらの組合せなどの固体状の凍結防止剤を含み得る。適当な固体状の凍結防止剤は、塩化ナトリウムおよび塩化マグネシウムの混合物を含む。光線吸収剤および、抑錆剤および予備湿潤剤のような他の成分を含有する液体を予備処理剤として固体状の凍結防止剤にスプレー散布するか、または固体状の凍結防止剤と混合して凍結防止組成物の性能およびアプリケーションを向上させることができる。そのような混合物において、凍結防止組成物中の固体状の融氷塩粒子は、少なくとも部分的に光線吸収剤で被覆され得る。

塩化マグネシウムは、用いる場合、にがり液に由来するものであってよい。本明細書において用いるとき、にがり液とは、海塩生成物に由来する生成物であり、海水から塩化ナトリウムを除いた残りの液体である。にがり液は、通常、高濃度の塩化マグネシウムおよび低濃度の他の塩とともに水を含有する。本発明の多くの具体例において、にがり液は２０から３５％の塩化マグネシウムを含有する。しかしながら、２０％以下など他の濃度の塩化マグネシウムを含有するにがり液も使用できる。

上記の具体例のいくつかにおいて、本発明に合致するよう、抑錆剤としてトリエタノールアミンを使用できる。他の適当な抑錆剤を使用できる。例えば、オルトリン酸塩、ポリリン酸塩、ピロリン酸塩および有機ホスホン酸塩などのリン酸塩が含まれる。リン酸二アンモニウムおよびリン酸ナトリウムは、抑錆性を付与するために単独または一緒に使用できるリン酸塩の２つの特別な例示である。リン酸カルシウムも抑錆剤として使用するのに適している。

凍結防止組成物についての成分の他の組合せは、光線吸収剤と組合せて使用して、融氷能の向上を達成できる。凍結防止組成物についての成分の組合せの例は、本願と共有され、出典明示して本明細書に含まれる米国特許第６,８００,２１７号および６,３９８,９７９号に開示されたものを含む。

上記の例示に用いられるナフトールグリーンＢ染料に加えて、他の適当な光線吸収剤を使用できる。一般に、染料などの光線吸収剤は、固体状の凍結防止組成物を単独で使用するのと比較して、凍結防止組成物の太陽光線吸収能を増大させることによって、凍結防止組成物の融氷能を向上させる機能がある。かくして、紫外線領域を含む太陽光線スペクトルの広範囲において、凍結防止剤よりも高い光吸光度を有する光線吸収剤が好ましい。別の光線吸収剤の例は、Organic Dyestuffs Corporation, East Providence, Rhode Islandより入手可能なOrcoform Blackなどのブラック染料である。

引用した全ての特許および刊行物は出典明示して本明細書に含まれる。上記の特定の具体例は単なる例示に過ぎず、本発明を修正し、異なるけれども当業者にとって明らかであって、ここに教示される利益を有する均等なやり方で、実施することができる。さらに、特許請求の範囲に記載されたもの以外、ここに示された構成または設計の詳細に限定する意図はない。それゆえ、上記の特定の具体例は変更や修正することができ、そのような変形の全ては本発明の範囲および概念に含まれるとみなされる。したがって、受けようとする保護は特許請求の範囲に記載した。

Claims

凍結防止剤；
塩化マグネシウムを含む予備湿潤剤；および
光線吸収剤
の混合物を含む凍結防止組成物。
前記光線吸収剤が染料を含む、請求項１に記載の凍結防止組成物。
前記凍結防止剤が凍結防止用岩塩を含む、請求項２に記載の凍結防止組成物。
前記光線吸収剤が、前記凍結防止剤よりも高い太陽光線吸収能を有する、請求項１に記載の凍結防止組成物。
前記染料が水溶性である、請求項２に記載の凍結防止組成物。
前記塩化マグネシウムがにがりに由来する、請求項１に記載の凍結防止組成物。
前記混合物が、
約９０から約９９質量％の塩化ナトリウム；
約０．５から約５質量％の塩化マグネシウム；
少なくとも約２質量％の尿素；および
約５０ｐｐｍから約０．５質量％の染料
を含む、請求項１に記載の凍結防止剤。
前記混合物が、
約９０から約９９質量％の塩化ナトリウム；
約０．５から約５質量％の塩化マグネシウム；
少なくとも約２質量％のグリセリン；および
約５０ｐｐｍから約０．５質量％の染料
を含む、請求項１に記載の凍結防止剤。
前記混合物が、
約９０から約９９質量％の塩化ナトリウム；
約０．５から約５質量％の塩化マグネシウム；
少なくとも約２質量％のプロピレングリコール；および
約５０ｐｐｍから約０．５質量％の染料
を含む、請求項１に記載の凍結防止剤。
凍結防止剤；
予備湿潤剤；
抑錆剤；および
光線吸収剤
の混合物を含む凍結防止組成物。
前記凍結防止剤が固体状の塩化ナトリウムを含む、請求項１０に記載の凍結防止組成物。
前記予備湿潤剤が塩化マグネシウムを含む、請求項１０に記載の凍結防止組成物。
前記抑錆剤がトリエタノールアミンである、請求項１０に記載の凍結防止組成物。
前記光線吸収剤が染料である、請求項１０に記載の凍結防止組成物。
前記光線吸収剤がナフトールグリーンである、請求項１４に記載の凍結防止組成物。
前記光線吸収剤が塩化ナトリウムよりも高い太陽光線吸収能を有する、請求項１０に記載の凍結防止組成物。
前記混合物が
約９０から約９９質量％の塩化ナトリウム；
約０．５から約５質量％の塩化マグネシウム；
少なくとも約２質量％の尿素、グリセリンおよびポリプロピレングリコールおよびそれらの混合物よりなる群から選択されるもの；
約１００ｐｐｍから約０.５質量％のトリエタノールアミン；および
約５０ｐｐｍから約０.５質量％のナフトールグリーンＢ
を含む、請求項１０に記載の凍結防止組成物。
前記混合物が
約９０から約９９質量％の塩化ナトリウム；ならびに
約３から約５質量％の予備湿潤溶液であって、
約２０から約３５質量％の塩化マグネシウム；
少なくとも約２質量％の、尿素、グリセリンおよびポリプロピレングリコール、およびそれらの混合物よりなる群から選択されるもの；
約１００ｐｐｍから約１.０質量％のトリエタノールアミン
を含む予備湿潤溶液；ならびに
約５０ｐｐｍから約０.５質量％のナフトールグリーンＢ
を含む、請求項７に記載の凍結防止組成物。
前記予備湿潤溶液が、
約２２％から約３０質量％の塩化マグネシウム；
約２％から約１０質量％の、尿素、グリセリンおよびポリプロピレングリコール、およびそれらの混合物よりなる群から選択されるもの；
約０.５％から約１.０質量％のトリエタノールアミン；ならびに
約０.２０％から約０.５０質量％の染料
を含む、請求項１８に記載の凍結防止組成物。
前記予備湿潤溶液が、
約２６質量％の塩化マグネシウム；
約７％から約８質量％の、尿素、グリセリンおよびポリプロピレングリコール、およびそれらの混合物よりなる群から選択されるもの；
約０.７質量％のトリエタノールアミン；ならびに
約０.２５質量％のナフトールグリーンＢ
を含む、請求項１８に記載の凍結防止組成物。
凍結防止剤、塩化マグネシウムを含む予備湿潤剤および光線吸収剤を混合することを特徴とする、凍結防止組成物の製造方法。
前記混合物が抑錆剤も含む請求項２１に記載の方法。
前記予備湿潤剤組成物が塩化マグネシウムおよび尿素を含む請求項２１に記載の方法。
前記予備湿潤剤組成物が塩化マグネシウムおよび尿素を含む請求項２２に記載の方法。