JP2740381B2 - 酢酸塩を基礎にした液状除氷剤および上記の剤を用いて通行面上の雪および氷を融解する方法 - Google Patents

酢酸塩を基礎にした液状除氷剤および上記の剤を用いて通行面上の雪および氷を融解する方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ金属酢酸塩、
アルカリ土類金属酢酸塩または両者の混合物を基礎にし
た、通行面のための液状の除氷剤に関する。本発明は更
にこの剤を使用して通行面上の雪および氷を融解する方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】道路、自転車の走路、歩道、橋、運動競
技場、空港および同類物（以下通行面と称する）上の雪
および／または氷は、交通の流れおよび交通上の安全の
かなりの損害に導く。従って、上記の表面に雪および氷
を融解または解氷するための剤（除氷剤）を適用するこ
とがすでにずっと以前から知られている；例えば米国特
許第４，２８３，２９７号参照。
【０００３】除氷剤が満たすべき要求事項は、極めて多
岐にわたっている。問題の表面を構成している材料、例
えばコンクリートは、除氷剤によって損傷を受けあるい
は破壊されたりしてはならない。更に、金属に対する腐
食作用もまた排除されることが必須的なことである。更
に、除氷剤の高い可燃性および燃焼性の結果としての火
炎の危険がないということも保証されなければならな
い。その組成もまた一般的に動物および人体に生理的に
許容されうるものでなければならない。使用される剤
は、また排水に入るので、生物学的分解性ももう一つの
要求事項である。融解剤は、排水のみならずまた農業的
に使用された同様に損害を与えてはならない土にも入る
ことがある。更に、極めて急速な融解が達成されること
が重要である。最後に、経済的観点から、必要とされる
除氷剤の量が少量であることそして低廉であることが必
要である。
【０００４】従来技術において除氷剤として、多数の無
機および有機の酸のアルカリ金属およびアルカリ土類金
属塩が記載されており、単独の塩または２種またはそれ
以上の塩の組合せが使用される。挙げられうるそのよう
な塩の例は、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、臭化カ
ルシウム、塩化マグネシウム、炭酸ナトリウム、ギ酸ナ
トリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシ
ウム、酢酸マグネシウム、酪酸ナトリウムおよび類似物
である。
【０００５】米国特許第４，３８８，２０３号；第４，
７２８，３９３号および第４，８５５，０７１号には、
アルカリ金属カーボキシレート、アルカリ土類金属カー
ボキシレートおよびアルカリ金属またはアルカリ土類金
属塩化物よりなる群の塩をより多量にまたはより少量含
有する固体および液状の除氷剤が記載されている。詳細
にいえば、米国特許第４，３８８，２０３号に記載され
た除氷剤は、必須的に水、グリコール、増粘剤およびア
ルカリ金属酢酸塩および／またはアルカリ土類金属塩化
物を包含する。米国特許第４，７２８，３９３号から知
られている除氷剤は、製紙より得られた廃液から得ら
れ、そしてとりわけアルカリ金属および／またはアルカ
リ土類金属の酢酸塩、ギ酸塩、酪酸塩および炭酸塩を含
有する。最後に、１ないし４個の炭素原子を有するアル
カリ金属および／またはアルカリ土類金属のカーボキシ
レートであって、特定の方法によって製造されたもので
あり、そのうちでカルシウム／マグネシウムの酢酸塩が
特に好適であるとして強調されているものを含有する固
体の除氷剤が米国特許第４，８５５，０７１号に記載さ
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】アルカリ金属酢酸塩お
よびアルカリ土類金属酢酸塩よりなる群から選択された
酢酸塩を基礎にした公知の除氷剤は、上記の要求事項の
いくつかを満たしているが、それらは腐食に関して遺憾
な点が多少ある。例えば、前記の要求事項のうち、それ
らは短い融解時間、多少低い必要量および比較的低い価
格に関するものを満たす。これらの酢酸塩のもう一つの
利点は、それらの水溶性のゆえに、それらはしばしば望
ましい水溶液の形で使用されうるということである。し
かしながら、上記の酢酸塩を基礎にし、そして自体有利
である液状の除氷剤は、金属の腐食に関して改善の必要
がある。このように問題の水性除氷剤は、アルミニウ
ム、マグネシウム、鋼およびメッキ鋼のような金属上に
多かれ少かれ腐食作用を及ぼす。それらは更にいわゆる
水素脆化に関して比較的低い抑制作用しか示さない。周
知のように、水素脆化は、金属材料の水素の作用による
脆化、すなわち強度の低下と了解される。水素の存在
は、なかんずく金属材料の表面上の電気化学的反応（陰
極／陽極方法）から生じる。水素脆化は、なかんずく金
属材料が高い応力に抵抗すべき場合、例えば一般に高合
金鋼で製られている航空機の着陸装置の場合には大問題
である。いかなる型の腐食による着陸装置の一部のみの
損傷でさえ、明らかに多くの困難をもたらす。かくし
て、水素脆化に対する抑制作用が比較的低いという性質
は、問題の液状除氷剤、特にそれが離陸および着陸の滑
走路、駐機スペースその他のような航空機の通行面上に
使用される場合のもう一つの欠点である。
【０００７】酢酸塩および類似の塩を基礎にした除氷剤
の上記の問題を、抑制剤の助けによって解決するための
試みがすでになされている。すなわち、最近のヨーロッ
パ特許出願公開第０３７５２１４号には、必須的に少な
くとも１種のアルカリ金属酢酸塩および／またはアルカ
リ金属ギ酸塩４５ないし６０重量％、少なくとも１種の
アルカリ金属リン酸塩０．１ないし０．４重量％および
少なくとも１種のアルカリ金属亜硝酸塩０．２ないし
０．６重量％および水１００重量％までの残部よりな
り、その際重量百分率は除氷剤の重量を基準にしたもの
である液状の除氷剤が記載されている。アルカリ金属リ
ン酸塩／アルカリ金属亜硝酸塩の抑制剤の組合せを有す
るこの除氷剤は、公知の剤に比較して金属の腐食および
水素脆化に関して改善された性質を有するけれども、そ
の亜硝酸塩の含有は欠点である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】従って、本発明の目的
は、アルカリ金属および／またはアルカリ土類金属の酢
酸塩を基礎にした液状の除氷剤であって、実用上許容し
うる抑制系に基づいた、金属腐食および水素脆化の高い
抑制作用を示す上記液状の除氷剤を提供することであ
る。この新規な除氷剤は、また氷および雪で覆われた航
空機の通行面の処理にとっても特に好適であるべきであ
る。
【０００９】本発明による液状の除氷剤は、必須的に ａ）少なくとも１種のアルカリ金属酢酸塩１５ないし７
０重量％、好ましくは２５ないし６０重量％、 ｂ）少なくとも１種の水溶性のトリアゾール化合物また
は少なくとも１種の水溶性のイミダゾール化合物または
両者の混合物０．０１ないし１重量％、好ましくは０．
０３ないし０．５重量％および ｂ’）少なくとも１種のアルカリ金属リン酸塩０．０１
ないし０．５重量％、好ましくは０．０３ないし０．２
重量％および ｃ）水１００重量％〔除氷剤の重量に基づいた、すなわ
成分ａ）、ｂ）、ｂ’）およびｃ）の全重量に対する百
分率〕までの残部、 よりなる。
【００１０】本発明による液状の除氷剤の塩成分は、少
なくとも１種のアルカリ金属酢酸塩および／または少な
くとも１種のアルカリ土類金属酢酸塩である。アルカリ
金属のうちで、ナトリウムおよびカリウムが好ましく、
そしてアルカリ土類金属のうちで、カルシウムおよびマ
グネシウムが好ましい。２種の酢酸塩、すなわちアルカ
リ金属酢酸塩およびアルカリ土類金属酢酸塩のうち、前
者が好ましい。従って、本発明による除氷剤の酢酸塩
は、好ましくは酢酸ナトリウムおよび／または酢酸カリ
ウムであり、酢酸カリウムが好ましい。従って酢酸カリ
ウムが本発明による水性除氷剤における特に好ましい酢
酸塩化合物である。水性除氷剤における酢酸塩の濃度
は、広範囲に変動しうる。それは、なかんずく水中への
酢酸塩の溶解度（本質的に透明な溶液が存在すべきであ
る）および処理すべき通行面に適用されるべき溶液の量
に依存する。より濃厚な溶液を用いた場合には、より希
薄な溶液に比較して氷および／または雪を融解するため
より少量でよいであろう。好ましい濃度は、従って除氷
剤の重量を基準にして１５ないし７０重量％、好ましく
は２５ないし６０重量％である。
【００１１】本発明による水性除氷剤の抑制作用は、使
用されるべき量の仕上げ水性除氷剤中に溶解された形で
存在するトリアゾール化合物および／またはイミダゾー
ル化合物に基づくものである。適当な水溶性トリアゾー
ル類は、トリアゾールそれ自体およびアルキルトリアゾ
ール、例えばメチルトリアゾールのようなその誘導体；
ベンゾトリアゾール、例えばベンゾトリアゾール、アミ
ノベンゾトリアゾールおよびニトロベンゾトリアゾー
ル；およびトリルトリアゾールである。好ましいトリア
ゾールは、ベンゾトリアゾール（１Ｈ- ベンゾトリアゾ
ールまたは１，２，３- ベンゾトリアゾール）およびト
リルトリアゾール（１Ｈ- メチルベンゾトリアゾール、
一般に異性体混合物）である。好適な水溶性イミダゾー
ル類は、イミダゾール（１Ｈ- イミダゾール）およびそ
の誘導体、例えばメチルイミダゾールおよびベンズイミ
ダゾールであり、イミダゾールが好ましい。２つの型の
化合物トリアゾール類およびイミダゾール類のうち、ト
リアゾール類が好ましく、そしてこれらのうちですでに
述べた、ベンゾトリアゾールおよびトリルトリアゾール
である。問題の化合物は、粉末、結晶、針状その他の形
で市販されている。本発明による除氷剤中のトリアゾー
ルおよび／またはイミダゾールの量は、除氷剤の重要に
基づいて０．０１ないし１重量％である。求められた効
果は、０．０１重量％以下ではなおほとんど達せられ
ず、そして１重量％以上では一般にもはや有利にはなら
ない。従って、トリアゾールおよび／またはイミダゾー
ルの好ましい量は、除氷剤の重量を基準にして０．０３
ないし０．５重量％である。
【００１２】金属腐食に対する抑制作用は、もしトリア
ゾールおよび／またはイミダゾールがアルカリ金属リン
酸塩と組合せて使用されるならば、すなわち、もし上記
のトリアゾールおよび／またはイミダゾールに加えてア
ルカリ金属リン酸塩もまた一定の量でもう一つの抑制成
分として存在するならば、特に高い程度に達成されるこ
とが見出された。上記のアルカリ金属リン酸塩は、好ま
しくはリン酸ナトリウムおよび／またはリン酸カリウム
である。アルカリ金属リン酸塩の量は、除氷剤の重量を
基準にして０．０１ないし０．５重量％、好ましくは
０．０３ないし０．２重量％とすべきである。もしアル
カリ金属リン酸塩が第２抑制剤として使用されるなら
ば、酢酸塩化合物としてアルカリ金属酢酸塩が使用され
るべきである。何故ならば、アルカリ土類金属酢酸塩を
用いた場合には水不溶性のアルカリ土類金属リン酸塩が
形成されるからである。本発明による問題の液状除氷剤
は、必須的に、 ａ）少なくとも１種のアルカリ金属酢酸塩１５ないし７
０重量％、好ましくは２５ないし６０重量％、 ｂ）少なくとも１種の水溶性のトリアゾール化合物また
は少なくとも１種の水溶性のイミダゾール化合物または
両者の混合物０．０１ないし１重量％、好ましくは０．
０３ないし０．５重量％および ｂ’）少なくとも１種のアルカリ金属リン酸塩０．０１
ないし０．５重量％、好ましくは０．０３ないし０．２
重量％および ｃ）水１００重量％〔除氷剤の重量に基づいた、すなわ
ち成分ａ），ｂ）、ｂ')およびｃ）の全重量に対する百
分率〕までの残部、よりなる。
【００１３】本発明による液状除氷剤は、個々の成分を
一緒に混合することによって製造される。これは、好ま
しくは最初に溶媒水（完全に脱塩された水）を容器内に
導入し、そしてその他の成分を撹拌しながらそして適当
ならば加熱しながら添加することにより行われ、求めら
れた溶液が得られる。すべての成分は、水に可溶性なの
で、本発明による除氷剤は、多かれ少かれ低粘度の透明
な液体であり、従って直ちにそして容易に取扱いうる。
本発明による水性除氷剤のｐＨは、一般に８以上であ
る。８ないし１２、好ましくは９ないし１１のｐＨが好
ましい。もし各成分が一緒に混合された後のいずれかの
場合において、上記のｐＨに達しなければ、好ましくは
アルカリ金属化合物、特にアルカリ金属水酸化物、例え
ば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを添加するこ
とによって所望のｐＨ値に調整される。
【００１４】通行面上の雪および氷を融解するための本
発明による方法は、処理すべき通行面に対して上記の除
氷剤の有効量、すなわち氷および／または雪の求められ
た排除が達成されるような量を適用することよりなる。
上記の量は、なかんずく戸外の温度および存在する氷お
よび／または雪の量に依存し、そして一般に氷および／
または雪で覆われた面１ｍ2 当り１０ないし１００ｇで
ある。液状除氷剤は、例えば通常の噴霧車を用いて適用
されうる。
【００１５】本発明による除氷剤は、多数の利点を有す
る。すなわち、それは前記の要求事項を満たし、そして
融解時間が短いことに加えてなかんずく金属腐食および
水素脆化に対する高い抑制作用を有する。これらのすべ
ての性質が許容される抑制剤で達成されるという事実
は、本発明による除氷剤を特に卓越したものにしてい
る。これらの特定の性質に基づいて、上記の新規な除氷
剤は、まさしく航空機の通行面、例えば離陸および着陸
滑走路、駐機場、バス通路その他にも特に好適である。
【００１６】
【実施例】本発明による例および比較例を用いて本発明
を更に詳細に説明する。
【００１７】下記の例１ないし６の除氷剤および比較例
のそれは、各成分を混合することによって製造された。
個々の成分の百分率による量は、重量％である。 例１ 酢酸カリウム ５０．００％ イミダゾール ０．１０％ 水 ４９．９０％ 例２ 酢酸カリウム ６０．００％ トリルトリアゾール ０．３０％ 水 ３９．７０％ 例３ 酢酸カリウム ２５．００％ ベンゾトリアゾール ０．０４％ 水 ７４．９６％ 例４ 酢酸カリウム ２５．００％ ベンゾトリアゾール ０．０５％ リン酸ナトリウム ０．０３％ 水 ７４．９２％ 例５ 酢酸カリウム ５０．００％ トリルトリアゾール ０．０１％ リン酸ナトリウム ０．０５％ 水 ４９．８５％ 例６ 酢酸カリウム ６０．００％ イミダゾール ０．２５％ リン酸カリウム ０．１５％ 水 ３９．６０％ 比較例 酢酸カリウム ５０．００％ リン酸カリウム ０．２０％ 亜硝酸ナトリウム ０．４０％ 水 ４９．４０％ 例１ないし６および比較例の除氷剤が金属腐食および水
素脆化について試験された。金属腐食についての試験
は、ＡＳＴＭ Ｆ４８３（ＡＳＴＭ＝アメリカ材料試験
協会）およびボーイング商業航空会社（Boeing Commerc
ial AirplaneCompany, Seattle, USA)のいわゆるサンド
イッチ腐食試験に従って実施される。水素脆化について
の試験は、ＡＳＴＭ Ｆ５１９に従って実施された。
【００１８】ＡＳＴＭ Ｆ４８３試験においては、計量
された試験試料は、３５℃の温度に保たれた試験すべき
除氷剤中に常圧下に２４時間浸漬され、その後でその重
量を再び測定される。腐食試験の結果は、試験試料１個
あたりミリグラムで表された２回の重量測定の間の重量
の差として表される。この試験は、金属アルミニウム、
そして特にアルミニウムで被覆された２０２４- Ｔ０、
マグネシウム、そして特にマグネシウムＡＭＳ４３７
５、Ｃ４５鋼およびＳＴ１０メッキ鋼を用いて実施され
た。
【００１９】金属アルミニウム（アルミニウム被覆７０
７５- Ｔ６）に対する特に過酷な腐食試験であるボーイ
ングサンドイッチ腐食試験においては、特殊な形状の試
験試料が使用される。この試験試料は、２個の同一のア
ルミニウム小片および試験すべき除氷剤を含浸された濾
紙よりなり、３つの成分はサンドイッチ形に一緒に合わ
され、含浸された濾紙は中間に位置し、そして防水性の
接着テープを用いて緊く保持されている。この試験試料
は、常圧および周囲の相対湿度において３５℃の乾燥室
に８時間保たれ、そして次に常圧および９０ないし１０
０％の相対湿度において３５℃に１６時間保たれる。こ
れらの２つの処理段階は、上記の条件下にそして同様に
交互に８および１６時間の更に７回の段階に続く。９番
目の処理段階（これは８時間続く）の後に、１０番目の
処理段階が実施され、ここでは試験試料は、常圧および
９５ないし１００％の相対湿度において３５℃に６４時
間保たれる（全試験は従って１６８時間である）。試験
結果は、２個のアルミニウム小片が腐食の徴候を示して
いるか否かの視覚的な測定として表される。従って、も
し両方のＡｌ小片が全く腐食を示さなければ試験に合格
している。
【００２０】ＭＩＬ- Ｓ- ５０００鋼（クロムニッケル
鋼）の試験試料が応力下に試験すべき液体中に浸漬され
ている場合に構成される鋼による鋼の脆化は、ＡＳＴＭ
Ｆ５１９試験で測定される。この試験においては、鋼
の試験試料は、締め具で一定の応力に曝されそしてこれ
らの条件下に２３℃に保たれた試験すべき除氷剤中に１
５０時間浸漬される。試験結果は、鋼の試験試料が圧力
下に破壊されたか否かの視覚的な測定として表される。
従って、試験試料が破壊されなかった場合には、試験に
合格している。試験結果：本発明によるすべての除氷剤
は、ボーイングサンドイッチ腐食試験およびＡＳＴＭ５
１９水素脆化試験に合格している。これは比較例の除氷
剤にも当てはまる。
【００２１】ＡＳＴＭ Ｆ４８３腐食試験の結果は、下
記の表に要約されており、そして本発明による除氷剤
は、また金属腐食についてのすぐれた抑制効果を示した
ことを示している。
【００２２】本発明による除氷剤の融解時間に関して
は、それらは実用上要求される水および雪の急速な融解
をもたらす。
【００２３】
【効果】かくして本発明による除氷剤は、金属腐食につ
いての、そしてまた水素脆化についてもまたすぐれた抑
制作用を示し、そしてまた亜硝酸の不存在を示す。諸性
質のこの特定の組合せに基いて、それらは特に有利であ
り、そしてずっと以前から存在していた要求事項を満た
している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲルハルト・ベッテルマン ドイツ連邦共和国、エルフトシユタッ ト、ゲシユウイステル−シヨール−スト ラーセ、４アー (56)参考文献 特開 昭62−174401（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−576（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−20929（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−135846（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−251287（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 必須的に、 ａ）少なくとも１種のアルカリ金属酢酸塩２５ないし６
    ０重量％、 ｂ）少なくとも１種の水溶性のトリアゾール化合物また
    は少なくとも１種の水溶性のイミダゾール化合物または
    両者の混合物０．０３ないし０．５重量％および ｂ’）少なくとも１種のアルカリ金属リン酸塩０．０３
    ないし０．２重量％および ｃ）水１００重量％までの残部、 よりなる液状の除氷剤。
  2. 【請求項２】必須的に、 ａ）酢酸ナトリウムまたは酢酸カリウムまたは両者の混
    合物２５ないし６０重量％、 ｂ）少なくとも１種の水溶性のトリアゾール化合物また
    は少なくとも１種の水溶性のイミダゾール化合物または
    両者の混合物０．０３ないし０．５重量％、その際トリ
    アゾール化合物およびイミダゾール化合物は、ベンゾト
    リアゾール、トリルトリアゾールおよびイミダゾールよ
    りなる群から選択されたものであり、および ｂ’）リン酸ナトリウムまたはリン酸カリウムまたは両
    者の混合物０．０３ないし０．２重量％および ｃ）水１００重量％までの残部、 よりなる請求項１に記載の除氷剤。
  3. 【請求項３】 請求項１において記載された除氷剤の有
    効量を処理すべき通行面に適用することを特徴とする通
    行面上の雪および氷を融解する方法。
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