JPS6386791A

JPS6386791A - 不凍性組成物

Info

Publication number: JPS6386791A
Application number: JP23289686A
Authority: JP
Inventors: Hideji Kobayashi; 秀次小林
Original assignee: CHUO RIKEN KK
Current assignee: CHUO RIKEN KK
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1986-09-29
Publication date: 1988-04-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】融氷剤、積雪抑制剤、結氷防止剤、着氷防止剤又は冷媒
若しくはブライン等として有用な不凍性組成物に関する
。

（従来の技術）雪や氷は冬季における交通や民生に著しい障害を与える
。このため、従来から広く行われている対策は１食塩（
岩塩）、塩化カルシウム等のハロゲン塩類、尿素又はエ
チレングリコール等の氷点降下剤を雪面又は水面に散布
することである。また、地下水が豊富な地域では、水を
道路に放流することも行われている。更に、車輌自体の
滑り対策としては、スパイクタイヤやチェインの装着が
実施されている。

これらの諸方法の中、尿素は、植物に対する薬害がない
点及び鉄鋼類に対し腐食性が少ない点で優れているが、
濃度当たり氷点降下能が小さいため、多ｉ散布しないと
効果がない、また、エチレングリコールは、金属に対す
る非腐食性及び低毒性等の点では理想的であるが、高価
であるため飛行場など特殊な場所にしか利用？きない、
しかも−２０℃で奏効させるためには、３５％もの高濃
度を必要とする。また地下水の散布は、設備の新設及び
保全に多額の費用を要するのみでなく。

地下水の豊富であることが前提条件であるから汎用性が
ない、更にスパイクタイヤは、＆た道路面を著しく損傷
させるだけでなく、舞い上った粉塵が路傍地域に粉塵公
害をもたらす、最後に、チェインの装着は面倒であるの
みでなく、凍結路面に対しては寧ろ通常タイヤより危険
である。

従って、実用的には、食塩や塩化カルシウムの散布が優
れているが、これらは植物に薬害を与えるのみでなく、
それらの塩素イオンが、橋梁、ガードレール、交通標識
、マンホール等の鉄製道路交通施設を腐食し易いという
欠点がある。特に、これらクロルイオン含有塩類の腐食
性は３タロ前後で最大となるので、散布された塩類が融
雪又は融氷水で薄められ、飛沫となって車輌の下面や道
路設備に付着し、これらに点状腐食を起こさせるのは看
過できない問題点である。なお、塩化カルシウム等の塩
類は、高濃度では粘度が高くなり、滑り庁擦祇花を低下
させる傾向があるが、この欠点も実用上無視できない。

（発明の目的）以上の実情に鑑み、本発明は、特に低温時における濃度
当たり氷点降下能に優れ、しかも比較的塩害性及び腐食
性の小さい、効果的な氷点降下剤を提供するのを重要な
目的とする０本発明は、更に冷媒若しくはブライン等と
して有用な不凍性組成物を提供するのを副次的な目的と
している。

（発明の背景）以上の目的を踏まえ、本発明者は種々の実験と考、案と
を試みた結果、以下の結論に到達した。

■　効力１価格等の実用性の見地では、食塩。

塩化カルシウム、塩化マグネシウム等のアルカリ又はア
ルカリ土類金属の塩化物が岐も優れている。

■　上の塩化物中で１食塩は価格及び非潮解性の点で優
れているが、氷点降下刃に劣るので多量散布しないと効
果がない、しかも植物に対する薬害も大である。

■　残る塩化カルシウムと塩化マグネシウムとを対比す
ると、濃度当り氷点降下刃では塩化マグネシウムが優れ
ている・、但し、氷晶点（Ｅｕｔｅ−ｅｃｔｉｃ　ｐｏ
ｉｎｔ）の低さの点では前者に及ばない。

■　本邦における寒さは、類似の地理的関係にあるアメ
リカ合衆国東部に比べれば緩和であって、北海道地域に
おいても、最低気温−２０℃を下回ることは殆どないこ
と、従って、融雪。

融氷剤の能力として、氷晶点を一２０℃前後に設定すれ
ば充分であること、因に塩化マグネシウムの１６９６濃
度水溶液の凍結点は−１９．９℃であるので、上の設充
値に略々合致すること。

■　特開昭４８−５６７３号明細書の教示する通り、尿
素の添加は塩素イオンの薬害及び腐食作用をかなり減少
させうること。

■　塩化マグネシウムの対鉄鋼腐食性は、塩化カルシウ
ムに比し多少大であること。

■　尿素には、塩化物の氷点降下作用を補助乃至増強す
る作用に乏しいこと。

以上の事実を基礎に考察すると；融雪、融氷剤を塩化カルシウムと塩化マグネシウムと尿
素との三成分系から構成すると共に、塩化カルシウムと
塩化マグネシウムの合計量を成るべく減らし、しかも三
成分全体として、できるだけ低濃度で一２０℃の低温に
酎える水性溶液を迅速に構成しうる組成物を発見するこ
とが解決さるべき課題として提起される。なお、尿素は
塩化物の氷点降下作用を補助乃至増強する作用に乏しい
ところから、その多量使用は、却って全体の使用量を増
加させるのみならず、雑草の繁茂を助長する不利益を生
じるであろう。

（発明の構成）そこで発明者は以上の課題を解決すべく予め温度を一２
０℃に設定された冷凍室を用い、塩化カルシウムと塩化
マグネシラーと尿素との三成分系からなる多数の組成に
付き凍結試験を行ったところ、上記三成分の割合が添付
第１図に示す三角グラフの斜線領域内に位置する場合に
限り、概ね所期の目的を達成しうるちのであることを発
見した０周知の如く、非′屯解質についてはラウールの
法則があり、物質１モル濃度毎に一１８６℃の氷点降下
を示すことが予知されるが、塩化カルシウムや塩化マグ
ネシウムのような電解質においては本法則は適用されな
い、況してや二種の電解質と一種の非電解質が共存する
本発明の系においては、組成と氷点降下との間に一定の
相関を見出すのは不可能であり、添付第１図の曲線で囲
まれた斜線領域が複雑な凹凸を示しているのは、正にそ
の端的な例証である。とまれ、塩化カルシウムは添付第
２図の通り、単独でも２１３％の濃度で一２０℃の凍結
温度を有し、また塩化マグネシウムは同じ（１６，１９
６濃度において一２０℃の凍結温度を示す、従って１本
発明の組成においても（−２０℃の以上の凍結温度を示
す）塩化カルシウムと塩化ヤグネシウムの濃度の和が少
なくとも２１３％以下であることが望ましい、実験の結
果、塩化マグネシウムの臨界濃度まで下げることはでき
なかったが１両名の濃度和を２０％以下。

１８．６％まで低下させうろことが明らかとなった。こ
の１ａ、　６　ｑ６という濃度は、１１！化カルシウム
単独では約−１６℃、食塩単独では約−１０℃に相当す
るので、三成分の相乗作用は明白である。

以下、本発明を導くに至った実験事実を記述する。

（実験内容） ■　対凍結試験（第１表参照） ■　試料塩化カルシウム、塩化マグネシウム及び尿素（いづれも
試薬１級品） ■　以上の試料を下表記載の配合で水に溶解してビーカ
ーに入れ、−２０℃に保たれた冷凍室内に１２時間以上
放置後、取り出して凍結状態を検する。

［判定基準］完凍：カチカチに凍結（第１図では×印で表示）。

シャーベット：全体がシャーベット状の氷晶を形成（同
上）。

手法ニ一部又は大部分がシャーベット状の水晶を形成（
同上）。

微凍：表面に僅かの水晶を観察（第１図ではΔ印で表示
）。

不凍二全く氷晶をｉ！察せず（第１図では○印で表示、
）。

■　腐食試験（第２表参照） ■　試料 ■　薬剤：尿素、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、
硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硫醜；＝与多ム
、硫酸ナト１功ム、食塩（以上、試薬１級品）及び水道
水。

■　材料：黄銅板、銅板、アルミニウム板（テスト前細
かい研台紙で表面を研磨清沙化） ■　方法各薬剤の３Ｓ水溶液（発明！ｌｌ動物のみは２３％）に
各材料を浅く浸漬し、３日間室温で放置後、観察。

本発明組成物の組成　尿素：塩化カルシウム二塩化マグ
ネシウム＝５６：１０７：６８第２表（か）食→ 上記第１表の通り、氷点降下性に最も影響をすると思わ
れる組成中の塩化マグネシウムと塩化カルシウムの総濃
度、塩化カルシウムと塩化マグネシウムの比及び組成中
の塩化マグネシウムの比率濃度の各最大最少値は以下の
如くであって、一定の傾向を示さない。

Ｏ）組成中の塩化マグネシウムと塩化カルシウムの総濃
度（Ａ＋Ｂ％）最少　　最大（ａ）不凍　　１８．７％　〜　２５．８％（ｂ）微凍
　　１８．６％　〜　２３．０％（Ｃ）手練　　１７．
４％　〜　２０．３％０　塩化カルシウムと塩化マグネ
シウムの比（Ａ／Ｂ）最少　　最大（δ）不凍　　０３３　〜２．２１（ｂ）微凍　　０．３７　　〜２．０５（Ｃ）手練　　
０．４０　　〜２．０７■　組入中の塩化マグネシウム
の比率（’１０ｒ）（ａ）不凍　　１９．９％　〜　５
２．６％（ｂ）微凍　　２Ｌ４％　〜　４６．５％（Ｃ
）手練　　２０．０％　〜　５０．８％従って、添付グ
ラフの斜線で示される不凍及び微凍望城は、三成分の相
互作用に基づく特異なものと判断される。なお１以上の
各実験ｔＡＫ！ｔの中。

尿素：塩化カルシウム：塩化マグネシウムの比が３０．
７　：　４２．６　：　２６．７の組成（実験番号９）
は塩化マグネシウムの比率が小さく、しかも２３％水溶
液が一２０℃以下の凍結点を有する点で、融雪・融氷剤
組成物として最適のものと思われる。

本発明に係る組成物は、自体ｐＨ８〜８．５程度の中性
を示すため、金属製品に対する腐食性は上記第２表の示
すとおり非常に小であって、水道水より少ない位である
。しかし必要ならば、硼砂、燐酸塩類、亜硝酸塩類、硅
酸塩類、クロム酸塩類。

タングステン酸塩類、有機カルボン酸塩類、水溶性有機
アミン、界面活性剤、ヘキサメチレンテトラミン、ニト
ロフタール酸塩類その他公知の防食剤を添加することが
で１ｇる。なお、所望により、メチルオレンジ、マラカ
イトグリーン、ウルトラマリンなどの無害の水溶性色素
又はベンガラなどの無害の顔料などにより着色されても
よい。

本発明の組成物は、また任意の滑り止め剤（１杏擦増強剤）、、含むことができる。この目的に退出なの
は、例えば重質炭酸カルシウム（石灰岩末）、硅砂末、
軽石末又はスラグ末の如き安価な鉱物質粉末である。こ
れらの多量添加は、融雪剤そのものの性能を低下させる
のみでなく、トレッドとの８擦により道路面を損傷させ
るので、その量は通常５〜ｌＯ％又はそれ以下でよい、
添加量の目安は、降雨時の路面と同程度のｆｉ擦性に近
づけることである。なお更に必要に応じ、燐酸塩類、［
砂等の緩衝剤及びジシアンジアミドのような尿素安定剤
を配合してもよい。

本発明の組成物は、必要に応じ、粉末状、顆粒状１錠剤
状又はフレーク状などの固形製剤の形で、或は水溶液、
メタノール溶液などの水性液状製剤の形に製剤され、そ
のまま又はｆｉ訳して雪面、水面又は降雪若しくは凍結
の予想される路面、階段、車寄せ等の面に散布される０
本発明の製品は潮解性を有するため、その溶液が殆ど薫
発しないので、路面等に粘着して長く効力を保ち、かつ
食塩の如く乾燥して飛散する恐れがなし）の以下、実施
例により発明具体化の一例を述べるが、本例示は当然説
明用のものであって、発明思想の限定を意味するもので
はない。

実施例１尿素５８ｏｚ、塩化カルシウムニ水塩１，４１０ｇ、塩
化マグネシウム六水塩１，８？３ｇ及びベンガラ３８゜
を密閉可能なトロンメルに入れ充分に混合した。

次いで、混合物を小型の糖衣機に入れ、少量の水をバイ
ンダーとして乾燥空気を送りながら製粒し、顆粒状の融
雪剤約３．６　ｋｇを得た。

この製品は薄いベンガラ赤色に着色されているので、散
布量を目測で平均化させることができる。

なお、小型糖衣機を使用する代りにスクリューフィーダ
ー付ロールで圧扁し、得られた板状体を粗砕するとフレ
ーク状の製品が得られる。

実施例２尿素５６０ｇ、塩化カルシウムニ水塩１，４１０ｇ、　
ｋＭ化マグネシウム六水塩１．８７３ｇ及びウルトラマ
リン５０ｇをメタノール・水混液（１：４）に溶解し、
総量１０文とした。この溶液は二倍に稀釈しても一２０
℃以上の低温に耐え、しかも即効性があるので、道路面
の氷や固結した雪を急速に融解させたい場合に好適であ
る。また、この原液にはかなり粘度があるから、工場の
露出階段や建築現場の足場板などに塗布しておくと、凍
結による転落事故を予防することができる。なお本原液
には殆ど腐食性がないのいで、ブラインとしても有用で
ある。

（発明の効果）以上説明した通り、本発明は、特に低温時における濃度
当たり氷点降下壷に優れ、しかも比較的塩害性及び腐食
性の小さい、効果的な氷点降下剤及び冷媒若しくはプラ
イン等として有用な不凍性組成物を提供できるので、民
生及び産業上大きな価値を有する。

【図面の簡単な説明】第１図は、塩化カルシウム・塩化マグネシウム−尿素三
成分系の配合割合と一２０℃における凍結性の有無との
関係を示すグラフ、第２図が、塩化カルシウムと塩化マ
グメジウムの濃度と凍結点との関係を示すグラフである
（図の説明は各図中に記載済）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）塩化カルシウムと塩化マグネシウムと尿素とを必
須の成分として含み、かつ、上記三成分の割合が、添付
第１図に示す三角グラフの斜線領域内に位置することを
特徴とする不凍性組成物。
（２）組成物が、防食剤、ｐＨ緩衝剤、安定剤等の添加
物を含む特許請求の範囲第１項記載の組成物。
（３）組成物が水性溶液の状態である特許請求の範囲第
１項又は第２項記載の組成物。
（４）組成物が、重質炭酸カルシウム、硅砂末、軽石末
又はスラグ末の如き摩擦増強剤を含む特許請求の範囲第
１項から第３項の何れかに記載の組成物。