KR101930893B1 - 제빙 조성물 - Google Patents

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KR101930893B1 KR1020137032814A KR20137032814A KR101930893B1 KR 101930893 B1 KR101930893 B1 KR 101930893B1 KR 1020137032814 A KR1020137032814 A KR 1020137032814A KR 20137032814 A KR20137032814 A KR 20137032814A KR 101930893 B1 KR101930893 B1 KR 101930893B1
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Abstract

본 발명은 (i) 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 제빙제(deicing agent), (ii) 천연 단백질(native protein), 및 (iii) 당밀(molasses)을 포함하는 제빙 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 아울러, 상기 제빙 조성물을 제조하는 방법, 및 상기 제빙 조성물을 사용해 표면을 제빙하는 방법에 관한 것이다.

Description

제빙 조성물{DEICING COMPOSITION}
본 발명은 제빙 조성물, 및 상기 제빙 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 아울러, 표면의 제빙 방법 및 상기 방법에 사용하기 위한 부품 키트(kit of parts)에 관한 것이다. 마지막으로, 본 발명은 제빙 조성물의 효능을 개선시키기 위한 천연 단백질(native protein)과 당밀(molasses)의 조합 사용에 관한 것이다.
추운 날씨는 눈 또는 빙판의 형태로 도로 및 교통에 불편을 야기한다. 확실히, 도로와 고속도로에서 눈, 서리, 및 얼음을 제거하는 것은 안전성 면에서 상당히 유익하다. 소듐 클로라이드(NaCl)는 흔히, 도로, 고속도로, 및 인도에서 눈과 얼음 형성을 방제하는 데 사용된다. 소듐 클로라이드는, 도로 위의 침전물로 용해되어 어는점을 낮추어, 얼음 및 눈을 녹임으로써, 제빙제(deicing agent)로서 작용한다. 방빙제(deicer)로서 사용될 수 있는 다른 염들로는, 예를 들어 칼슘 클로라이드 및 마그네슘 클로라이드를 포함한다. 이들 화합물은 물의 어는점을 소듐 클로라이드보다 훨씬 더 낮은 온도로 떨어뜨린다. 또한, 포타슘 클로라이드도 종종 방빙제로서 사용된다. 또 다른, 보편적으로 알려진 도로 염(road salt)의 대안은 칼슘 마그네슘 아세테이트이다. 그 외, 보다 덜 알려진 방빙제로는, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트를 포함한다.
추운 날씨는 또한, 아스팔트, 역청탄, 및 콘크리트 표면에 손상을 입히기도 한다. 이들 표면은 다공성 구조를 가지고 있다. 특히, 아스팔트는 표면 아래에 채널(channel)을 다수 포함하고 있다. 공기/대지 온도가 충분히 낮아지게 되면, 아스팔트 채널들에 존재하는 수용액이 동결되면서 확장되어, 아스팔트에 기계적인 응력이 가해지게 될 것이다. 특히, 동결 및 해동이 반복된 후에는, 아스팔트가 갈라져, 움푹 패인 곳(pothole)들이 생길 것이다. 매년 손상된 도로 및 고속도로를 복구하는 데 많은 비용이 들 뿐만 아니라, 움푹 패인 곳들은 또한 교통 상황을 위험하게 할 수도 있다. 더욱이, 필요한 추가적인 관리는 교통 체증을 더욱 가중시킬 것이다.
동결 및 해동 주기 동안의, 물 또는 수-계 용액의 팽창 및 수축으로 인한, 도로 및 고속도로의 손상 문제는 90년대에 새로운 유형의 아스팔트, 소위 고 다공성 아스팔트가 도입된 이후로 훨씬 더 심각해졌다. 이 고 다공성 아스팔트 콘크리트는 중공(hollow space)을 20%까지 포함할 수 있다. 이는, 비와 융수가 표면 아래의 채널을 통해 아스팔트 표면으로부터 토양으로 빠르게 흘러들어가게 하는 이점을 가진다. 아스팔트 도로 표면 자체는 실질적으로 수분이 없는 상태로 유지되어, 집중호우에도 매끄럽거나 미끄럽지 않다. 이러한 유형의 아스팔트를 사용하는 것이 비가 올 때 안전성 측면에서 상당히 유익하지만, 한 가지 단점은, 제빙제도 도로 표면으로부터 융수와 함께 흘러가 버리기 때문에, 겨울 동안에 도로에 눈과 얼음이 없는 상태를 유지하려면 추운 날씨에서는 더 많은 양의 제빙제가 필요하다는 것이다.
본 발명의 목적은 제빙 특성이 개선된 제빙 조성물을 제공하는 것이다. 보다 특히, 본 발명의 목적은 장기간 유효한 상태로 잔류하여 제빙제를 적은 빈도로 적용할 수 있으며, 동결 및 해동이 반복된 후에도 특히 고 다공성 도로 표면의 손상을 줄여줄 수 있는, 제빙 조성물을 제공하는 것이다.
본 목적은, 놀랍게도, 2가지 유형의 첨가제, 즉, 단백질 및 당밀의 조합을 제빙제에 첨가함으로써 달성되었다. 보다 상세하게는, 본 발명은 (i) 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 제빙제, (ii) 천연 단백질, 및 (iii) 당밀 (단, 구성분 (ii) 및 (iii)은 동일하지 않음)을 포함하는 제빙 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 제빙 조성물은 개선된 성능을 가진다. 당밀 및 천연 단백질의 특정 조합의 사용에 의해, 제빙제는 장기간 활성인 상태로 있을 것으로 확인되었다. 아울러, 제빙제 단독을 사용하는 경우에 비해 제빙 조성물의 보다 양호한 접착성으로 인해, 제빙제가 덜 날려 갈 것이며, 제빙제가 장기간 도로에 유지된다.
또한, 본 발명에 따른 제빙 조성물의 사용은 반복된 동결 및 해동 후에 도로 표면에 가해지는 손상을 줄이는 것으로 확인되었다.
본 발명에 따른 제빙 조성물은 종래의 제빙 조성물보다 부식성이 덜 한 것으로 확인되었다.
본 발명에 따른 제빙 조성물에 존재하는 제빙제는 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택된다. 그러나, 바람직하게는, 상기 제빙제는 클로라이드 염으로, 즉 이는 바람직하게는 소듐 클로라이드, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 및 포타슘 클로라이드로 이루어진 군으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 칼슘 클로라이드는 본 발명에 따른 조성물에서 제빙제로서 사용된다. 가장 바람직하게는, 소듐 클로라이드는, 저비용이면서 대량으로 사용가능하기 때문에, 본 발명에 따른 조성물에서 제빙제로서 사용된다.
제빙 조성물이 수성 조성물인 경우, 제빙제는 (제빙 조성물의 총 중량을 기준으로) 바람직하게는 5 중량% 이상, 보다 바람직하게는 10 중량% 이상, 가장 바람직하게는 20 중량% 이상의 양으로 존재한다. 바람직하게는, 이러한 수성 제빙 조성물은 제빙제를 최대 포화 농도로 포함한다. 본 발명에 따른 제빙 조성물은 또한, 제빙제를 포화 농도보다 더 높은 농도로 포함하는, 슬러리 형태로 존재할 수도 있다. 제빙 조성물이 고체 형태인 경우, 이는 (제빙 조성물의 총 중량을 기준으로) 제빙제를 5 중량% 정도 포함할 수 있으며, 예를 들어, 모래와 같은 뿌리는 재료(gritting material)와 함께 혼합된다. 그러나, 바람직하게는, 본 발명에 따른 제빙 조성물은 (제빙 조성물의 총 중량을 기준으로) 제빙제를 50 중량% 이상 포함하며, 보다 더 바람직하게는 70 중량% 이상, 가장 바람직하게는 제빙제를 96 중량% 이상 포함한다.
본 발명에 따른 제빙 조성물에 존재하는 단백질은 이의 천연적인 형태인 단백질이다. 즉, 이는 비-변성된 단백질이다. 당업자가 알고 있듯이, 단백질 (또는 그보다는 일반적으로 폴리펩타이드)이 강산 또는 강염기, 요소, 유기 용매 또는 열과 같은 화학적, 물리적 또는 기계적 스트레스에 노출되는 경우, 이의 2차 및 3차 구조를 상실할 수 있다. 이러한 유해 환경 하에 변성된 단백질은 이들의 효능을 상실하였기 때문에 더 이상 본 발명에 따른 제빙 조성물에 사용하기에 적합하지 않다. 이에, 용어 "천연 단백질" 및 "이의 자연 상태의 단백질"이란, 단백질이 열, 화학물질, 효소 작용 또는 추출 조건(exigencies of extraction)과 같은 변성 조건 하에서 변형되지 않았음을 의미한다.
명확히 하기 위해, 상기 단백질은 당밀에 존재하는 단백질이 아님을 주지한다.
본 발명에 따른 조성물에 사용하기에 적합한 단백질은 바람직하게는 콩류 단백질, 유제품계 단백질, 알 단백질 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 단백질이다. 일 실시 양태에서, 예를 들어, 상기 단백질은 분무 건조된 달걀 흰자 분말, 난황(또는 이들의 혼합물), 또는 이들의 혼합물이다.
단백질은 전형적으로, 본 발명에 따른 제빙 조성물에 10 ppm 이상, 보다 바람직하게는 100 ppm 이상, 가장 바람직하게는 500 ppm 이상의 양으로 존재한다. 이는 바람직하게는 10,000 ppm 미만, 보다 바람직하게는 8,000 ppm 미만, 가장 바람직하게는, 5,000 ppm 미만의 양으로 존재한다.
단백질 농도는 ppm으로 표현하며, 이는 총 제빙 조성물의 kg 당 단백질 mg으로 정의된다.
본 발명에 따른 제빙 조성물에 존재하는 당밀은 제빙 목적에 통상적으로 사용되는 임의의 당밀일 수 있다. 설파이트, 설퍼 다이옥사이드, 애쉬(ash), 미생물 개체 또는 기타 불용성물질의 제거 - 이들 오염원들의 제거는 제빙 조성물의 성능에 악영향을 미치지 않음 - 와 같은 하나 이상의 정제 단계로 처리한 당밀을 사용할 수 있음을 주지한다. 아울러, 당제거한(desugared) 사탕무 당밀, 산/염기 처리한 당밀, 카르복실화한 당밀 (여기서, 당밀에 존재하는 당들은 통상적인 기술로 카르복실화됨), 및 하나 이상의 첨가제를 포함하는 당밀과 같으나 이로 한정적이지 않은, 화학적으로, 생물학적으로, 물리적으로, 또는 기타 처리한 당밀을 사용할 수 있음을 주지한다. 바람직하게는, 상기 당밀들은 옥수수 유래의 당밀 (시럽), 사탕무 유래의 당밀, 사탕수수 유래의 당밀, 및 포도 유래의 당밀로 이루어진 군으로부터 선택된다.
용어 "당밀"은 상기 유형의 처리한 또는 미처리한 당밀들을 모두 포함한다.
바람직하게는, 당밀은 당을 20 중량% 내지 80 중량%, 보다 바람직하게는 40 중량% 내지 60 중량%, 가장 바람직하게는 45 중량% 내지 55 중량%로 포함하는 첨채당(beet sugar) 또는 자당(cane sugar) 당밀이다.
당밀은 전형적으로, 본 발명에 따른 제빙 조성물에 10 ppm 이상, 보다 바람직하게는 100 ppm 이상, 가장 바람직하게는 500 ppm 이상의 양으로 존재한다. 이는 바람직하게는 50,000 ppm 미만, 보다 바람직하게는 10,000 ppm 미만, 가장 바람직하게는 5,000 ppm 미만의 양으로 존재한다.
당밀 농도는 ppm으로 표현되며, 본원에서 총 제빙 조성물의 kg 당 당밀 mg으로서 정의된다.
아울러, 본 발명은 본 발명에 따른 제빙 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 천연 단백질 및 당밀을 포함하는 수성 처리액을, 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 제빙제에 분무하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 수성 처리액은, 생성되는 제빙 조성물이 단백질을 10 ppm 이상, 보다 바람직하게는 100 ppm 이상, 가장 바람직하게는 500 ppm 이상으로, 당밀을 10 ppm 이상, 보다 바람직하게는 100 ppm 이상, 가장 바람직하게는 500 ppm 이상으로 포함하게 될 양으로, 상기 제빙제에 분무한다. 바람직하게는, 생성되는 제빙 조성물은 단백질을 10,000 ppm 이하, 보다 바람직하게는 8,000 ppm 이하, 가장 바람직하게는 5,000 ppm 이하로 포함한다. 바람직하게는, 생성되는 제빙 조성물은 당밀을 50,000 ppm 이하, 보다 바람직하게는 10,000 ppm 이하, 가장 바람직하게는 5,000 ppm 이하로 포함한다.
전술한 바와 같이, 단백질은 바람직하게는 콩류 단백질, 유제품계 단백질, 알 단백질 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 상기 당밀들은 바람직하게는 옥수수 유래의 당밀 (시럽), 사탕무 유래의 당밀, 및 포도 유래의 당밀로 이루어진 군으로부터 선택된다.
전술한 바와 같이, 단백질 및 당밀은 2가지의 서로 다른 화합물이다. 상기 단백질은 천연 단백질이며, 당밀에 존재할 임의의 단백질과 상이하다.
아울러, 본 발명은 표면을 제빙하는 방법에 관한 것이다. 상기 표면은 여러 가지 방식으로 제빙될 수 있다.
일 실시 양태에서, 본 발명에 따른 제빙 조성물을 상기 표면 상에 도포한다.
다른 실시 양태에서, 표면을 제빙하는 방법은 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 고체 제빙제를 천연 단백질 및 당밀을 포함하는 수성 처리액과 혼합하는 단계, 및 그렇게 해서 수득되는 혼합물을 상기 표면 상에 도포하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 제빙 조성물이 날아갈 위험이 크게 줄어들기 때문에 바람직한 실시 양태이다. 더욱이, 제빙 조성물이 도로 표면에 보다 양호하게 접착된다.
보다 다른 실시 양태에서, 표면을 제빙하는 방법은, 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 고체 제빙제를 5 중량% 내지 포화 농도; 천연 단백질 및 당밀을 포함하는 수용액을 제조하는 단계; 상기 혼합물을 예를 들어, 분무에 의해 상기 표면 상에 도포하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 제빙 조성물이 날아갈 위험이 크게 줄어들기 때문에 바람직한 실시 양태이다. 더욱이, 제빙 조성물이 도로 표면에 보다 양호하게 접착된다.
본 발명의 보다 다른 실시 양태에서, 표면을 제빙하는 방법은, 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 고체 또는 수성 형태의 제빙제를 상기 표면 상에 도포하는 단계, 및 고체 또는 수성 형태의 천연 단백질 및 당밀을 상기 표면 상에 따로 도포하는 단계를 포함한다.
제빙되는 표면은 바람직하게는 무공성 아스팔트 도로, 아스팔트 도로, 다공성 아스팔트 도로, 콘크리트 도로, 역청탄 도로, 브릭 도로, 자갈길, 율석 도로, 비포장 도로, 및 포장 도로로 이루어진 군으로부터 선택되는 표면이다.
바람직하게는, 상기 표면 m2 당 제빙제 1 g 이상, 단백질 0.01 mg 이상, 및 당밀 0.01 mg 이상을 적용한다. 바람직하게는, 제빙될 표면 m2 당 제빙제 50 g 이하를 적용한다. 바람직하게는, 제빙될 표면 m2 당 단백질 500 mg 이하 및 당밀 2500 mg 이하를 적용한다.
본 발명의 보다 다른 측면에서, 본 발명은 표면을 제빙하는 방법에 사용될 부품 키트에 관한 것이다. 부품 키트는, 구성분 (a)로서 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 제빙제를 포함하는 방빙 조성물, 및 구성분 (b)로서 제빙제 0% 내지 이의 포화 농도, 천연 단백질 10 ppm 내지 이의 포화 농도 및 당밀 10 ppm 내지 이의 포화 농도를 포함하는 수용액을 포함한다. 바람직하게는, 구성분 (a)는 부품 키트 중 60 중량% 내지 99.99 중량%를 이루며, 구성분 (b)는 부품 키트 중 0.01 중량% 내지 40 중량%를 이룬다 (구성분 (a) 및 (b)의 합은 100% 이하임). 구성분 (a)는 수용액, 슬러리, 또는 고체 형태로 존재할 수 있다 (상기 참조).
구성분 (b)는 천연 단백질 및 당밀의 고체 혼합물일 수 있다. 이에, 본 발명은 또한, 구성분 (a)로서 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 제빙제를 포함하는 방빙 조성물, 및 구성분 (b)로서 천연 단백질 및 당밀을 포함하는 고체 구성분을 포함하는, 본 발명에 따른 표면을 제빙하는 방법에 사용하기 위한 부품 키트에 관한 것이다. 바람직하게는, 구성분 (a)는 부품 키트 중 90 중량% 내지 99.99 중량%를 이루며, 구성분 (b)는 부품 키트 중 0.01 중량% 내지 10 중량%를 이룬다 (구성분 (a) 및 (b)의 합은 100% 이하임). 구성분 (a)는 수용액, 슬러리, 또는 고체 형태로 존재할 수 있다 (상기 참조). 바람직하게는, 이는 고체 형태로 존재한다.
마지막으로, 본 발명은, 표면의 제빙에 있어서, 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 제빙제를 포함하는 제빙 조성물의 효능을 개선하기 위한 천연 단백질 및 당밀의 조합의 용도에 관한 것이다. 전술한 바와 같이, 상기 표면은 바람직하게는 무공성 아스팔트 도로, 아스팔트 도로, 다공성 아스팔트 도로, 콘크리트 도로, 역청탄 도로, 브릭 도로, 자갈길, 율석 도로, 비포장 도로, 및 포장 도로로 이루어진 군으로부터 선택된다.
도 1 내지 5는 부가적인 예시를 위해 부가되었다. 비교예 A, F, 및 K 및 실시예 8 (표 2 참조)의 결과는 도 1에서 찾을 수 있으며,
A -＊- 첨가제 무첨가를 나타내며,
K -○- 1000 ppm RM을 나타내며,
D -△- 1000 ppm EY를 나타내며,
8 -■- 1000 ppm RM + 1000 ppm EY를 나타낸다.
비교예 A, G, K, 및 실시예 9 (표 2 참조)의 결과는 도 2에서 찾을 수 있으며,
A -＊- 첨가제 무첨가를 나타내며,
G -○- 1000 ppm RM을 나타내며,
K -△- 1000 ppm SP를 나타내며,
9 -■- 1000 ppm RM + 1000 ppm SP를 나타낸다.
비교예 A, D, I, J, K, L 및 실시예 1, 2, 3, 및 4 (표 2 참조)의 결과는 도 3에서 찾을 수 있으며,
A -＊- 첨가제 무첨가를 나타내며,
I -○- 10 ppm RM을 나타내며,
J -△- 100 ppm RM을 나타내며,
K -□- 1000 ppm RM을 나타내며,
L -◇- 10000 ppm RM을 나타내며,
D -+- 1000 ppm EW를 나타내며,
1 -●- 10 ppm RM + 1000 ppm EW를 나타내며,
2 -▲- 100 ppm RM + 1000 ppm EW를 나타내며,
3 -■- 1000 ppm RM + 1000 ppm EW를 나타내며,
4 -◆- 10000 ppm RM + 1000 ppm EW를 나타낸다.
비교예 A, B, C, D, E, K 및 실시예 3, 5, 6, 및 7의 결과는 도 4에서 찾을 수 있으며,
A -＊- 첨가제 무첨가를 나타내며,
B -○- 10 ppm EW를 나타내며,
C -△- 100 ppm EW를 나타내며,
D -□- 1000 ppm EW를 나타내며,
E -◇- 10000 ppm EW를 나타내며,
K -+- 1000 ppm RM을 나타내며,
5 -●- 10 ppm EW + 1000 ppm RM을 나타내며,
6 -▲- 100 ppm EW + 1000 ppm RM을 나타내며
3 -■- 1000 ppm EW + 1000 ppm RM을 나타내며,
7 -◆- 10000 ppm EW + 1000 ppm RM을 나타낸다.
비교예 A, J, L, M, N, Q 및 실시예 27, 29, 30, 31의 결과는 도 5에서 찾을 수 있으며,
A -＊- 첨가제 무첨가를 나타내며,
D -○- 1000 ppm EW를 나타내며,
F -△- 1000 ppm EY를 나타내며,
G -□- 1000 ppm SP를 나타내며,
H -◇- 1000 ppm WP를 나타내며,
O -+- 1000 ppm SC를 나타내며,
13 -●- 1000 ppm EW + 1000 ppm SC를 나타내며,
15 -▲- 1000 ppm EY + 1000 ppm SC를 나타내며,
16 -■- 1000 ppm SP + 1000 ppm SC를 나타내며,
17 -◆- 1000 ppm WP + 1000 ppm SC를 나타낸다.
도면들은 모두 단백질과 당밀 간의 상승작용을 보여준다. 모든 회색 파선 (하나의 구성분만을 포함하는 샘플들)은 고체 함량이 100%로 빠르게 상승하며, 반면 모든 검정색 실선 (단백질 및 당밀의 혼합물을 포함하는 샘플들)은 모든 회색 파선 아래에 놓여 있다.
본 발명은 하기 비-한정적 실시예 및 비교예를 들어 추가로 예시한다.
실시예
Figure 112013113022838-pct00001
샘플 제조
하기 모든 제조에서, 22 중량% NaCl 염수를 "염수"로서 지칭한다. 산물 내 가능한 불순물은 최종 화합물 농도의 계산에 고려하지 않으며; 이 농도를 샘플의 총 질량 및 화합물의 중량의 비율로서 정의한다.
화합물 농도는 ppm으로 표현하며, 본원에서 총 샘플 질량 kg 당 화합물 mg으로서 정의한다.
스탁 용액( stock solution )
모든 제조를 회분식으로 수행하였다. 언급한 양들은 모든 샘플을 제조하는 전형적인 배치 크기를 나타낸다.
∨ 염수는 220 g NaCl을 780 g 물에 용해시켜서 제조하였다.
∨ 단백질 용액은, 단백질 재료를 격렬히 교반된 염수에 서서히 첨가함으로써 제조하였다. 상기 염수는 자기 교반기를 이용해 교반하였다. 단백질 스탁 용액은 30,000 ppm 또는 3,000 ppm 또는 300 ppm 단백질을 포함하였다.
∨ RM 용액은, 격렬히 교반된 염수에 조심스럽게 첨가함으로써 제조하였다. 상기 염수는 자기 교반기를 이용해 교반하였다. 스탁 용액은 3,000 ppm 또는 30,000 ppm RM을 포함하였다.
∨ SC 스탁 용액은 시판의 Safecote 제품을 염수로 희석하여 제조하였다.
최종 용액
최종 샘플 용액은 단백질 및/또는 당밀 스탁 용액을 혼합하고, 염수를 첨가하여 수득하였다. 3가지 실시예:
∨ 1,000 ppm EW 및 1,000 ppm RM를 포함하는 염수: 하기를 혼합함
o 3,000 ppm EW 스탁 용액 10 g
o 3,000 ppm RM 스탁 용액 10 g
o 염수 10 g
∨ 1,000 ppm EY 및 10 ppm RM를 포함하는 염수: 하기를 혼합함
o 3,000 ppm EY 스탁 용액 10 g
o 3,000 ppm RM 스탁 용액 0.1 g
o 염수 19.9 g
∨ 10,000 ppm EW 및 1,000 ppm SC를 포함하는 염수: 하기를 혼합함
o 30,000 ppm EW 스탁 용액 10 g
o 3,000 ppm SC 스탁 용액 10 g
o 염수 10 g
모든 샘플은 상기 예시한 원리에 따라 제조하였다.
모든 샘플의 중량은 정확히 30 g이었으며, Greiner 튜브 (PP, 50 mL, Greiner BioOne)에 들어 있었다.
실험 조건
이들 Greiner 튜브는 실험 시작때까지 최대 2일 동안 냉장고에 보관하였다. 실험 시작 시, 상기 튜브들을 -29℃의 냉동고에 보관하고, 이의 고체 함량을 눈으로 확인하였으며, 정확도는 샘플 당 5-10%였다. 고체 함량의 평가는 눈으로 하였으며, 이는 샘플의 총 부피에 대해 고체 함량을 추정함을 의미한다. 모든 샘플은 3-배로 제조하였으며, 제시된 고체 함량은 3개 샘플 모두의 평균으로서 계산한다.
결과
표 1은 서로 다른 농도에서 테스트한 단백질 및 당밀의 조합 모두를 나타낸 대표적인 매트릭스이다. 당밀은 수평으로 배열하며, 제일 왼쪽의 컬럼은 당밀이 포함되지 않은 샘플을 보여준다. 단백질은 수직으로 배열하며, 맨 윗줄은 단백질이 포함되지 않은 샘플을 보여준다. 회색 막대에서, 상응하는 첨가제들의 농도는 ppm (mg/kg)으로 나타낸다. 백색 영역의 모든 수는 24시간 후의 고체 함량을 나타낸 것이다.
단백질 또는 당밀을 포함하는 대조군 샘플은 항상 고체 함량을 높게 나타내지만, 늘 100% 고체인 것은 아니다. 그러나, 더 오래 두면, 이들 대조군 샘플을 모두 예외없이 완전히 고체화되었다. 적어도 그렇다고 해도, 단백질 및 당밀을 둘다 포함하는 다른 샘플들은 모두 완전히 고체화하지 않는다. 모든 경우에, 고체 함량은 이들 각각의 대조군보다 훨씬 더 낮다. 이 표로부터, 단백질과 당밀 사이에 상승작용이 있는 것으로 유추할 수 있다.
Figure 112013113022838-pct00002
표 2에서, 표 1에 요약한 실험들의 상세한 결과를 나타낸다. 각 항목에, 어떤 첨가제가 함유된 것인지와, 소정의 시간 (시(hour)) 경과 후 샘플에 존재하는 고체의 부피%를 나타낸다.
Figure 112013113022838-pct00003
Figure 112013113022838-pct00004
표 3에서, Safecote를 당밀로서 사용한 결과를 요약한다. 이 표는 표 1과 동일한 방식으로 해석해야 한다. Safecote만을 함유하는 샘플은 24시간 내에 모두 완전히 고체화한다. 단백질의 첨가로써, 상승효과가 나타나, 이들 샘플 중 어느 것도 완전히 동결하지 않는다.
Figure 112013113022838-pct00005
표 4에서, 표 3에 요약한 실험들의 상세한 결과를 열거한다. 각 항목에, 어떤 첨가제가 함유된 것인지와, 소정의 시간 (시(hour)) 경과 후 샘플에 존재하는 고체의 부피%를 나타낸다.
Figure 112013113022838-pct00006
(Safecote와 같은) 당밀을 포함하는 조성물에 천연적으로 존재하는 단백질성 물질은 극 저온에서도 염수를 액체 상태로 유지하는 데는 확실히 기여하지 않는다. 천연 단백질의 극소량 (10 ppm) 첨가가 이미 상승 효과를 유도한다 (표 3, 표 4 참조).

Claims (20)

  1. 제빙 조성물로서,
    (i) 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 제빙제(deicing agent),
    (ii) 천연 단백질(native protein), 및
    (iii) 당밀(molasses)을 포함하며,
    상기 제빙제는 상기 제빙 조성물의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이상의 양으로 존재하며,
    상기 구성분 (ii) 및 상기 구성분 (iii)은 동일하지 않은 것을 특징으로 하는, 제빙 조성물.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 단백질이 콩류 단백질(soy based protein), 유제품계 단백질(dairy based protein), 알 단백질 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 제빙 조성물.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 당밀이 옥수수 유래의 당밀 (시럽), 사탕무 유래의 당밀, 사탕수수 유래의 당밀, 및 포도 유래의 당밀로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 제빙 조성물.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제빙 조성물이,
    - 제빙 조성물의 총 중량을 기준으로 제빙제가 5 중량% 이상인 수성 제빙 조성물,
    - 제빙 조성물의 총 중량을 기준으로 제빙제가 50 중량% 이상인 고체 제빙 조성물, 또는
    - 제빙제를 포화 농도보다 더 높은 양으로 포함하는, 슬러리 형태의 제빙 조성물인 것을 특징으로 하는, 제빙 조성물.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 단백질이 10 ppm 내지 10,000 ppm의 양으로 존재하며,
    상기 당밀이 10 ppm 내지 50,000 ppm의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는, 제빙 조성물.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 당밀이 옥수수 유래의 당밀 (시럽), 사탕무 유래의 당밀, 사탕수수 유래의 당밀, 및 포도 유래의 당밀로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 제빙 조성물.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제빙제가 소듐 클로라이드인 것을 특징으로 하는, 제빙 조성물.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 따른 제빙 조성물을 제조하는 방법으로서,
    천연 단백질 및 당밀을 포함하는 수성 처리액을, 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 제빙제에 분무하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제빙제가 소듐 클로라이드이며,
    상기 단백질이 생성되는 상기 제빙 조성물 내에 10 ppm 내지 10,000 ppm의 양으로 존재하며,
    상기 당밀이 생성되는 상기 제빙 조성물 내에 10 ppm 내지 50,000 ppm의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 단백질이 콩류 단백질, 유제품계 단백질, 알 단백질, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 당밀이 옥수수 유래의 당밀 (시럽), 사탕무 유래의 당밀, 사탕수수 유래의 당밀, 및 포도 유래의 당밀로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  12. 표면을 제빙하는 방법으로서,
    (i) 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 따른 제빙 조성물을 표면에 도포(spreading)하는 단계; 또는
    (ii) 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 고체 제빙제를 천연 단백질 및 당밀을 포함하는 수성 처리액과 혼합하고, 수득된 혼합물을 상기 표면 상에 도포하는 단계, 또는
    (iii) 5 중량% 내지 포화 농도의, 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 고체 제빙제; 천연 단백질 및 당밀을 포함하는 수용액을 제조하고; 상기 혼합물을 상기 표면 상에 도포하는 단계, 또는
    (iv) 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 제빙제를 상기 표면 상에 고체 또는 수성 형태로 도포하고, 천연 단백질 및 당밀을 상기 표면 상에 고체 또는 수성 형태로 따로 도포하는 단계를 포함하는,
    표면을 제빙하는 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제빙제가 소듐 클로라이드인 것을 특징으로 하는, 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 단백질이 콩류 단백질, 유제품계 단백질, 알 단백질 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 당밀이 옥수수 유래의 당밀 (시럽), 사탕무 유래의 당밀, 사탕수수 유래의 당밀, 및 포도 유래의 당밀로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 표면이 무공성 아스팔트 도로, 아스팔트 도로, 다공성 아스팔트 도로, 콘크리트 도로, 역청탄 도로(bituminous road), 브릭 도로(brick road), 자갈길(graveled path), 율석 도로(cobbled road), 비포장 도로, 및 포장 도로로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 표면의 m2 당 제빙제 1 g 내지 50 g, 단백질 0.01 mg 내지 500 mg, 및 당밀 0.01 mg 내지 2500 mg을 적용하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  18. 제12 항에 따른 방법에 사용하기 위한 파트(parts)들의 키트로서,
    - 구성분 (a)로서, 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 제빙제를 포함하는 방빙(anti-icing) 조성물, 및
    - 구성분 (b)로서, (i) 제빙제 0% 내지 이의 포화 농도, 천연 단백질 10 ppm 내지 이의 포화 농도, 및 당밀 10 ppm 내지 이의 포화 농도를 포함하는 수용액, 또는 (ii) 천연 단백질 및 당밀을 포함하는 고체 구성분을 포함하는, 부품 키트.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 구성분 (b)가 제빙제 0% 내지 이의 포화 농도, 천연 단백질 10 ppm 내지 이의 포화 농도, 및 당밀 10 ppm 내지 이의 포화 농도를 포함하는 수용액이며,
    상기 구성분 (a)가 부품 키트 중 60 중량% 내지 99.99 중량%를 이루며, 상기 구성분 (b)가 부품 키트 중 0.01 중량% 내지 40 중량%를 이루는 것을 특징으로 하는, 부품 키트.
  20. 천연 단백질 및 당밀의 조합을 사용하는 방법으로서, 무공성 아스팔트 도로, 아스팔트 도로, 다공성 아스팔트 도로, 콘크리트 도로, 역청탄 도로, 브릭 도로, 자갈길, 율석 도로, 비포장 도로, 및 포장 도로로 이루어진 군으로부터 선택되는 표면의 제빙에서, 소듐 클로라이드, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 소듐 포르메이트, 및 포타슘 포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 제빙제를 포함하는 제빙 조성물의 효능을 개선하기 위해 천연 단백질 및 당밀의 조합을 사용하는, 방법.
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