KR102126593B1

KR102126593B1 - 환경친화적으로 개선된 제빙제 조성물

Info

Publication number: KR102126593B1
Application number: KR1020147014153A
Authority: KR
Inventors: 로버트 스콧 쾨포드
Original assignee: 카아길, 인코포레이팃드
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2020-06-24
Also published as: EP2791268A4; US9309449B2; KR20140107217A; US20160326417A1; WO2013090090A3; JP2015504939A; US20140319408A1; EP2791268A2; CA2851397C; JP6151269B2; WO2013090090A2; CA2851397A1

Abstract

본 발명은 일반적으로 제빙 염의 수용액으로서 존재하는 액체 제빙제, 및 감소된 생화학적 산소 요구량과 함께 감소된 부식성을 제공하는 첨가제들을 포함하는 제빙제 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 태양은 구체적으로 액체 제빙제 또는 방빙제로서의, 제빙제 조성물의 용도에 관한 것이다. 제빙제 조성물은 고체 제빙제, 예컨대 염화나트륨을 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 액체 제빙제 및 첨가제는 고체 제빙제와 혼합될 때 예비습윤된 제빙제를 형성하는 예비습윤제를 형성한다.

Description

환경친화적으로 개선된 제빙제 조성물{ENVIRONMENTALLY-FRIENDLY IMPROVED DEICER COMPOSITIONS}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2011년 12월 16일자로 출원되고 발명의 명칭이 "환경친화적으로 개선된 제빙제 조성물" (ENVIRONMENTALLY-FRIENDLY IMPROVED DEICER COMPOSITIONS)인 미국 가특허 출원 제61/576,545호의 이익을 주장하며, 이 출원은 이에 의해 전체적으로 참고로 포함된다.

본 출원은 일반적으로 감소된 생화학적 산소 요구량을 제공하는, 부식성이 감소된 환경친화적 제빙 조성물에 관한 것이며, 본 조성물은 액체 제빙제 및 감소된 부식성을 제공하는 첨가제들을 포함한다. 본 발명의 태양은 구체적으로 제빙제, 방빙제(anti-icer), 또는 예비습윤제(pre-wetting agent)로서의, 본 조성물의 용도에 관한 것이다.

본 출원은 환경 영향이 감소된 제빙제 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 출원은 액체 제빙제, 제빙 염과 혼합될 때 예비습윤된 제빙제를 형성하는 예비습윤제, 또는 방빙제로서 사용될 수 있는, 부식성 및 생화학적 산소 요구량이 감소된 제빙제 조성물에 관한 것이다.

보다 효과적이고 동시에 자연 환경 및 기반시설 둘 모두에 대한 영향이 감소된 제빙제 제형의 개발에 대한 과제는 계속 존재한다. 특히, 수계(water system)에 대한 생화학적 산소 요구량 (BOD)이 감소된 제빙제 조성물을 찾는 것에 대한 강한 요망이 있다. 다양한 제빙제용 첨가제가 현재 사용되고 있지만 한계가 있다. 예를 들어, 무기 화합물, 예컨대 인산염 및 크롬산염계 부식 방지제가 사용된다. 그러나, 이들 화합물은 바람직하지 않은 환경 영향을 갖는다. 6가 크롬 화합물은 유전독성 발암 물질이다. 인산염은 호수 및 개울의 부영영화의 원인이 될 수 있다. 다른 사람들은 첨가제로서 유기 화합물을 사용한 제빙제를 개발하였다. 예에는 탈당 사탕무 당밀 (미국 특허 제7,473,379호), 벌꿀 (미국 특허 제6,616,739호), 저분자량 탄수화물 (미국 특허 제6,299,793호), 및 당밀 (미국 특허 제6,596,188호)이 포함된다. 그러나, 유기 첨가제는 그 자체가 유해한 환경 영향에 대한 가능성이 없는 것은 아니다. 특히, 제빙제에 일반적으로 사용되는 유기 첨가제의 유형은 통상 용이하게 생분해성이며, 이는 이들 첨가제가 천연수 내로 들어갈 때 증가된 생화학적 산소 요구량 (BOD)에 대한 가능성을 야기한다. 증가된 BOD는 천연수 내의 살아있는 생태계를 손상시킬 수 있으며, 이는 BOD가 충분히 높을 경우 어류 및 다른 수중 생물의 폐사를 야기한다. 따라서, BOD가 감소된 제빙제용 첨가제 시스템을 찾는 것이 바람직하다.

제빙제 조성물은 적어도 하나의 부식 방지 첨가제 및 적어도 하나의 점성화 첨가제와 배합된 액체 제빙제를 포함할 수 있다. 제빙 조성물은, 단독으로 방빙제 또는 제빙제로서, 또는 고체 제빙제와 배합되어 예비습윤된 제빙제를 형성하는 예비습윤제로서를 비롯해, 다양한 방식으로 사용될 수 있다. 방빙제로서 사용되는 경우, 이들은 눈보라 또는 빙판 발생 전에 표면에 직접 적용된다. 이들은 표면과 쌓인 눈덩이(snow pack) 사이의 눈의 경계층을 방해하여서, 눈이 표면에 접합되는 것을 방지하고 제설차(snow plow)에 의한 그의 제거를 용이하게 하는 역할을 한다. 제빙제 조성물은 또한 표면 위에 이미 쌓인 눈 또는 얼음을 녹이는 제빙제로서 사용될 수 있다. 제빙제 조성물은 또한 예비습윤된 제빙제를 생성하기 위해 고체 제빙제에 첨가되거나 이와 블렌딩되는 첨가제와 함께 또는 단독으로 액체 제빙제를 갖는 예비습윤제로서 사용될 수 있다. 고체 제빙제에는 우레아 또는 클로라이드, 카르보네이트, 락테이트, 석시네이트, 아세테이트, 프로피오네이트, 포르메이트의 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 또는 암모늄 염, 또는 이들의 조합과 같은 화합물이 포함될 수 있다. 예에는 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화칼슘, 염화칼륨, 탄산칼륨, 우레아, 소듐 아세테이트, 포타슘 아세테이트, 암모늄 아세테이트, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 소듐 포르메이트, 포타슘 포르메이트, 포타슘 락테이트, 소듐 락테이트, 소듐 석시네이트, 포타슘 석시네이트 또는 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 예비습윤제는 고체 제빙제 상에 분무될 수 있거나, 바람직하게는 그것은 고체 제빙제와 사전-블렌딩된다. 이는 제빙제 조성물을 도로에 적용하는 사람이 건조 염(dry salt)을 도로에 적용할 때 사용되는 것과 동일한 표준 장비 및 트럭을 사용하는 것을 가능하게 한다.

본 발명은 효과적인 제빙제 조성물을 여전히 제공하면서 감소된 환경 영향을 가능하게 한다. 뜻밖에도, 염화물 제빙제 내에 부식 방지 첨가제, 예컨대 글루코네이트를 점성화 첨가제, 예컨대 잔탄 검과 함께 이용할 때와 같은 첨가제들의 소정 조합이 감소된 BOD 수준에서 효과적인 부식 방지를 제공할 수 있음을 알아내었는데, 이는 첨가제 그것만으로 가능한 것보다 또는 다른 첨가제와 비교하여 훨씬 더 낮은 BOD 수준에서 부식 보호를 제공한다.

본 발명은 액체 제빙제 및 부식 방지를 위한 첨가제를 포함하는 제빙제 조성물에 관한 것이다. 제빙제 조성물은 클로라이드 염, 예컨대 염화나트륨, 염화칼륨, 염화마그네슘, 염화칼슘, 또는 이들의 조합을 포함한 제빙 염의 수용액을 포함하는 액체 제빙제와 함께, 첨가제들, 예를 들어 잔탄 검과 같은 점성화 첨가제 및 소듐 글루코네이트와 같은 부식 방지 첨가제의 조합을 포함할 수 있거나, 액체 제빙제는 액체 간수(bittern)일 수 있다. 다른 성능 향상제, 예컨대 방사선 흡수제가 제빙제 조성물에 첨가될 수 있다. 제빙제 조성물은 강설 또는 빙판 발생 전에 적용될 수 있는 방빙제, 강설 또는 빙판 발생 동안에 또는 그 후에 적용될 수 있는 제빙제로서 사용될 수 있거나, 고체 제빙제에 적용되어 예비습윤된 제빙제를 형성하는 예비습윤제로서 사용될 수 있다.

일 실시 형태는 액체 제빙제, 부식 방지 첨가제, 및 점성화 첨가제를 포함하는 제빙제 조성물에 관한 것인데, 여기서 액체 제빙제는 제빙 염의 수용액을 포함하고, 부식 방지 첨가제는 글루콘산, 사카린산, 글루코네이트 염, 사카레이트 염 또는 이들의 조합을 포함하고, 점성화제는 잔탄 검, 셀룰로오스 검, 폴리비닐 피롤리돈, 아크릴산 중합체, 가교결합된 아크릴 중합체, 폴리에테르 폴리올, 소듐 카르복시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 하이드록시프로필 구아, 하이드록시프로필 구아, 폴리음이온성 셀룰로오스, 사전젤라틴화 가교결합된 전분, 예컨대 하이드록시프로필 인산이전분 및 인산이전분, 스클레로글루칸(scleroglucan), 펙틴 또는 이들의 조합을 포함한다. 일 실시 형태에서, 제빙 염은 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화칼슘, 염화칼륨, 또는 이들 염의 조합을 포함할 수 있다. 액체 제빙제는 또한 액체 간수로 구성될 수 있는데, 액체 간수는 해염 제조로부터 얻어진 생성물이고 해수로부터 염화나트륨이 제거된 후에 남아 있는 액체이다. 일 실시 형태에서, 부식 방지 첨가제는 소듐 글루코네이트이고, 점성화 첨가제는 잔탄 검이다.

제빙제 조성물은 고체 제빙제, 예컨대 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화마그네슘 수화물, 염화칼슘, 염화칼슘 수화물, 염화칼륨, 우레아, 포타슘 아세테이트, 소듐 아세테이트, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 소듐 포르메이트, 포타슘 포르메이트, 또는 이들의 조합을 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "염화마그네슘 수화물" 및 "염화칼슘 수화물"은 각각 수화된 고체 염화마그네슘 및 염화칼슘을 지칭한다. 수화의 양은 1수화물 내지 6수화물 이상으로 다를 수 있다. 이 실시 형태에서, 액체 제빙제 및 첨가제는 고체 제빙제와 혼합되어 예비습윤된 제빙제를 형성하는 예비습윤제를 형성한다. 가장 일반적인 고체 제빙제는 염화나트륨인데, 이는 종종 암염으로서 채굴된다. 다른 실시 형태에서, 제빙제 조성물은 방사선 흡수제를 추가로 포함한다.

선택된 정의

본 명세서에 사용된 바와 같이, 하기의 용어는 하기의 의미를 가질 것이다:

본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "제빙제 조성물"은 눈 또는 얼음을 녹이거나, 눈 또는 얼음이 표면에 접합되는 것을 방지하는 데 사용되는 화합물들의 배합물이다. 제빙제 조성물은 액체 제빙제, 예비습윤제, 제빙제, 방빙제, 또는 예비습윤된 제빙제를 포함할 수 있다.

본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "제빙제"는 액체 제빙제 또는 고체 제빙제를 지칭한다.

본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "액체 제빙제"는 제빙 염의 수용액이다. 액체 제빙제는 물과 제빙 염의 혼합물일 수 있다. 이는 또한 액체 간수일 수 있는데, 액체 간수는 염화마그네슘과, 해수와, 다른 화합물의 천연-발생 혼합물이다. 액체 제빙제는 제빙제로서, 방빙제로서 사용될 수 있거나, 그것은 고체 제빙제와 혼합될 때 예비습윤된 제빙제를 형성하는 예비습윤된 제빙제로서 사용될 수 있다.

본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "점성화 첨가제"는 액체 제빙제에 첨가되거나 그와 혼합되어 그의 점도를 증가시키는 화합물이다. 적합한 첨가제에는 잔탄 검, 셀룰로오스 검, 폴리비닐 피롤리돈, 아크릴산 중합체, 가교결합된 아크릴 중합체, 폴리에테르 폴리올, 소듐 카르복시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 하이드록시프로필 구아, 하이드록시프로필 구아, 폴리음이온성 셀룰로오스, 사전젤라틴화 가교결합된 전분, 예컨대 하이드록시프로필 인산이전분 및 인산이전분, 스클레로글루칸, 펙틴 또는 이들의 조합이 포함된다.

본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "제빙 염"은 클로라이드 염이다. 제빙 염은 물과 혼합되어 액체 제빙제로 지칭되는 수용액을 형성할 수 있다. 액체 제빙제의 제빙 염은 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화마그네슘 수화물, 염화칼슘, 염화칼슘 수화물, 염화칼륨, 또는 이들 염의 조합과 같은 염일 수 있다.

본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "고체 제빙제"는 우레아 또는 클로라이드, 카르보네이트, 락테이트, 석시네이트, 아세테이트, 프로피오네이트, 포르메이트의 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 또는 암모늄 염, 또는 이들의 조합과 같은, 주로 고체 형태의 화합물이다. 예에는 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화칼슘, 염화칼륨, 탄산칼륨, 우레아, 소듐 아세테이트, 포타슘 아세테이트, 암모늄 아세테이트, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 소듐 포르메이트, 포타슘 포르메이트, 포타슘 락테이트, 소듐 락테이트, 소듐 석시네이트, 포타슘 석시네이트 또는 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 가장 일반적으로 사용되는 고체 제빙제는 염화나트륨인데, 이는 암염으로서 채굴되지만, 또한 염수, 예컨대 해수, 지하 염수 공급원, 또는 염수호로부터 수집된 염을 포함할 수 있다.

본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "액체 간수"는 해염 제조로부터 얻어진 생성물이고 해수로부터 염화나트륨을 부분적으로 제거한 후에 남아 있는 액체이다. 액체 간수는 고농도의 염화마그네슘 및 더 낮은 농도의 다른 염들과 함께 물을 통상적으로 함유한다.

본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "예비습윤제"는 액체 제빙제 및 첨가제와 같은 화합물 또는 화합물들의 혼합물의 수용액이며, 이는 고체 제빙제에 첨가될 수 있다.

본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "예비습윤된 제빙제"는 표면에 적용하기 전에 예비습윤제로 처리된 고체 제빙제이다. 예비습윤된 제빙제는 때때로 업계에서 처리된 염(treated salt)으로 지칭된다.

본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "부식 방지제"는 금속, 및 특히 연강(mild steel)에 대한 부식을 감소시키기 위해 제빙제 조성물에 첨가되거나 그의 일부인 화합물이다.

제빙제 조성물

일 실시 형태에서, 본 발명의 제빙제 조성물은 액체 제빙제와, 부식 방지 첨가제와, 점성화 첨가제의 혼합물을 포함한다. 일 실시 형태에서, 액체 제빙제는 액체 간수 또는 제빙 염의 수용액을 포함하며, 여기서 제빙 염은 클로라이드 염, 예컨대 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화칼슘, 염화칼륨, 액체 간수, 또는 이들의 조합을 포함하고, 부식 방지 첨가제는 글루콘산, 사카린산, 글루코네이트 염, 사카레이트 염, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 점성화 첨가제는 잔탄 검, 셀룰로오스 검, 폴리비닐 피롤리돈, 아크릴산 중합체, 가교결합된 아크릴 중합체, 폴리에테르 폴리올, 소듐 카르복시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 하이드록시프로필 구아, 하이드록시프로필 구아, 폴리음이온성 셀룰로오스, 사전젤라틴화 가교결합된 전분, 예컨대 하이드록시프로필 인산이전분 및 인산이전분, 스클레로글루칸, 펙틴 또는 이들의 조합을 포함한다. 추가 실시 형태에서, 부식 방지 첨가제는 소듐 글루코네이트이고, 점성화 첨가제는 잔탄 검이다. 일 실시 형태에서, 제빙제 조성물은 성능 향상제, 예컨대 방사선 흡수제를 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 액체 제빙제의 제빙 염의 농도는 용액 중 약 10 중량% 내지 약 45 중량%이고, 부식 방지 첨가제의 농도는 약 0.05 중량% 내지 약 10.0 중량%이고, 점성화 첨가제의 농도는 약 0.05 중량% 내지 약 5.0 중량%이다. 다른 실시 형태에서, 액체 제빙제의 제빙 염의 농도는 용액 중 약 10 중량% 내지 약 45 중량%이고, 부식 방지 첨가제의 농도는 약 0.1 중량% 내지 약 5.0 중량%이고, 점성화 첨가제의 농도는 약 0.1 중량% 내지 약 1.0 중량%이다. 또 다른 실시 형태에서, 액체 제빙제의 제빙 염의 농도는 용액 중 약 10 중량% 내지 약 45 중량%이고, 부식 방지 첨가제의 농도는 약 0.15 중량% 내지 약 0.5 중량%이고, 점성화 첨가제의 농도는 약 0.15 중량% 내지 약 0.5 중량%이다. 다른 실시 형태에서, 부식 방지 첨가제는 소듐 글루코네이트를 포함하고, 점성화 첨가제는 잔탄 검을 포함한다.

일 실시 형태에서, 제빙제 조성물은 액체 제빙제, 부식 방지 첨가제, 점성화 첨가제 및 고체 제빙제를 포함하여 예비습윤된 제빙제를 형성한다. 고체 제빙제에는 우레아 또는 클로라이드, 카르보네이트, 락테이트, 석시네이트, 아세테이트, 프로피오네이트, 포르메이트의 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 또는 암모늄 염, 또는 이들의 조합과 같은 화합물이 포함될 수 있다. 예에는 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화칼슘, 염화칼륨, 탄산칼륨, 우레아, 소듐 아세테이트, 포타슘 아세테이트, 암모늄 아세테이트, 칼슘 마그네슘 아세테이트, 소듐 포르메이트, 포타슘 포르메이트, 포타슘 락테이트, 소듐 락테이트, 소듐 석시네이트, 포타슘 석시네이트 또는 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 다른 실시 형태에서, 액체 제빙제는 약 0.5 중량% 내지 약 20.0 중량%의 농도로 존재하고, 고체 제빙제는 약 80.0 중량% 내지 약 99.5 중량%의 농도로 존재한다. 다른 실시 형태에서, 액체 제빙제는 약 0.5 중량% 내지 약 10.0 중량%의 농도로 존재하고, 고체 제빙제는 약 90.0 중량% 내지 약 99.5 중량%의 농도로 존재한다. 다른 실시 형태에서, 액체 제빙제는 약 0.5 중량% 내지 약 5.0 중량%의 농도로 존재하고, 고체 제빙제는 약 95.0 중량% 내지 약 99.5 중량%의 농도로 존재한다. 일 실시 형태에서, 본 조성물은 방사선 흡수제를 추가로 포함한다. 다른 실시 형태에서, 방사선 흡수제는 나프톨 그린 B, 리퀴틴트(Liquitint)(등록상표) 그린 HMC, 리퀴틴트(등록상표) 페이턴트 블루, 리퀴틴트(등록상표) 옐로우 LP, 센시엔트 에메랄드 그린 리퀴드(Sensient Emerald Green Liquid), FDC 블루 1, FDC 옐로우 5, FDC 레드 40, 또는 이들의 조합을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 방사선 흡수제는 약 0.001% 내지 약 0.02%의 농도로 존재한다. 다른 실시 형태에서, 방사선 흡수제는 약 0.001 중량% 내지 약 0.01 중량%의 농도로 존재한다.

액체 제빙제

제빙 조성물의 액체 제빙제는, 얼음과 배합될 때 얼음의 빙점을 낮추어서 그것이 더 낮은 온도에서 녹는 것을 가능하게 하는 제빙 염과 같은 적어도 하나의 성분을 갖는 물질이다. 예를 들어, 염화나트륨은 물의 빙점을 섭씨 -21.2도만큼 낮게 낮출 수 있다. 다른 제빙 염, 예컨대 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화칼슘, 염화칼륨, 또는 이들의 조합이 또한 액체 제빙제를 형성하는 데 사용될 수 있다.

액체 간수가 또한 액체 제빙제로서 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 액체 간수는 약 20 내지 약 35 중량%의 염화마그네슘을 함유한다. 다른 농도, 예컨대 약 20 중량% 미만의 염화마그네슘을 함유하는 액체 간수가 또한 사용될 수 있다.

첨가제

액체 제빙제와 혼합되어 제빙제 조성물을 형성하기에 적합한 부식 방지 첨가제에는 글루콘산, 사카린산, 글루코네이트 염, 및 사카레이트 염이 포함된다. 액체 제빙제와 혼합되어 제빙제 조성물을 형성하기에 적합한 점성화 첨가제에는 잔탄 검, 셀룰로오스 검, 폴리비닐 피롤리돈, 아크릴산 중합체, 가교결합된 아크릴 중합체, 폴리에테르 폴리올, 소듐 카르복시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 하이드록시프로필 구아, 하이드록시프로필 구아, 폴리음이온성 셀룰로오스, 사전젤라틴화 가교결합된 전분, 예컨대 하이드록시프로필 인산이전분 및 인산이전분, 스클레로글루칸, 펙틴 또는 이들의 조합이 포함된다. 일 실시 형태에서, 부식 방지 첨가제는 소듐 글루코네이트이고, 점성화 첨가제는 잔탄 검이다. 부식 방지 첨가제는 약 0.05 중량% 내지 약 10.0 중량%의 양으로 존재할 수 있고, 점성화 첨가제는 약 0.05 중량% 내지 약 5.0 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 부식 방지 첨가제의 농도는 약 0.15 중량% 내지 약 5.0 중량% 또는 약 0.1 중량% 내지 약 0.5 중량%이고, 점성화 첨가제의 농도는 약 0.15 중량% 내지 약 1.0 중량% 또는 약 0.1 중량% 내지 약 0.5 중량%이다. 첨가제들은 직접 건조 첨가제로서 액체 제빙제에 첨가될 수 있다.

다른 실시 형태에서, 제빙제 조성물은 액체 제빙제, 소듐 글루코네이트, 및 잔탄 검을 포함한다. 일 실시 형태에서, 제빙제 조성물은 약 10 중량% 내지 약 60 중량%의 제빙 염의 수용액 중에 분산된 약 0.05 중량% 내지 약 5.0 중량%의 소듐 글루코네이트 및 약 0.05% 내지 약 0.5%의 잔탄 검을 함유한다. 다른 실시 형태에서, 제빙제 조성물은 약 25 중량% 내지 약 33 중량%의 염화마그네슘의 수용액 중에 분산된 약 0.15 중량% 내지 약 1.0 중량%의 소듐 글루코네이트 및 약 0.1% 내지 약 0.4%의 잔탄 검을 함유한다. 제빙제 조성물은 선택적으로 방사선 흡수제, 예컨대 염료를 포함할 수 있다.

제빙 염

제빙 염은 클로라이드 염을 포함할 수 있는데, 이는 물과 혼합되어 액체 제빙제로 지칭되는 수용액을 형성할 수 있다. 제빙 염에는 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화칼슘, 염화칼륨, 또는 이들 염의 조합이 포함될 수 있다. 일 실시 형태에서, 고체 제빙 염은 물과 혼합되어 액체 제빙제를 형성하는 염화나트륨이다. 다른 실시 형태에서, 제빙 염은 염화마그네슘이다.

성능 향상제

본 발명에서 논의되는 조성물은 선택적으로 방사선 흡수제를 포함할 수 있다. 방사선 흡수제는 스펙트럼의 적외선, 가시선 및/또는 자외선 부분에서 높은 몰 흡광도를 갖는 화학물질을 포함하고, 내부 전환(internal conversion)에 대해 높은 양자 수율을 나타내어서, 흡수된 태양 방사선을 열로 효율적으로 변환시킨다. 이러한 유형의 화합물에는 소정 염료가 포함된다.

일 실시 형태에서, 나프톨 그린 B 염료가 본 발명에 따른 방사선 흡수제로서 사용될 수 있다. 다른 방사선 흡수제의 예에는 리퀴틴트(등록상표) 그린 HMC, 리퀴틴트(등록상표) 페이턴트 블루, 리퀴틴트(등록상표) 옐로우 LP (미국 사우스캐롤라이나주 스파르탄버그 소재의 밀리켄 케미칼(Milliken Chemical)로부터 입수가능함), 에메랄드 그린 리퀴드 (미국 위스콘신주 밀워키 소재의 센시엔트 테크놀로지스(Sensient Technologies)로부터 입수가능함), FDC 블루 1, FDC 옐로우 5, FDC 레드 40, 또는 이들의 조합이 포함된다. 방사선 흡수제가 제빙제 조성물에 첨가되는 일 실시 형태에서, 방사선 흡수제는 약 0.02 중량% 내지 약 0.50 중량%의 양으로 존재한다. 방사선 흡수제가 고체 제빙제를 추가로 포함하는 제빙제 조성물에 첨가되는 다른 실시 형태에서, 방사선 흡수제는 약 0.001 중량% 내지 약 0.02 중량%의 양으로 존재한다. 다른 실시 형태에서, FDC 블루 1, FDC 옐로우 5, 및 FDC 레드 40의 조합이 방사선 흡수제로서 사용하기에 적합하다 (레인보우 스페셜티 칼라스, 인크.(Rainbow Specialty Colors, Inc.)로부터 "그린 블렌드 1137"로서 입수가능함).

실시예

본 발명의 태양에 따른 소정 방법의 태양이 하기 실시예에 예시되어 있다.

실시예 1

하기 절차에 따라 부식 시험을 실시하였다: 사용된 시험 쿠폰은 대략적인 치수가 3.51 ㎝ (1.38 in) 외경, 1.42 ㎝ (0.56 in) 내경, 및 0.28 ㎝ (0.11 in) 두께이고 밀도가 대략 7.85 g/㎤이고 로크웰 경도(Rockwell Hardness)가 C 38-45인 ASTM F 436, 타입 1 플랫 강 와셔이다. 쿠폰을 헥산으로 닦아내어 그리스 및 오일을 제거하고, 이어서 아세톤으로 헹군다. 쿠폰을 아세톤에서 꺼내어, 공기 건조되게 하고, 이어서 0.1 ㎎에 가까이까지 칭량한다.

액체 제빙제 제형을 탈이온수로 50/50으로 희석시키고, 대략 360 g의 각각의 희석된 제빙제 용액을 500 밀리리터 삼각 플라스크 내에 넣는다. 각각의 플라스크에는 라인이 통과해 연장될 수 있도록 드릴링된 고무 마개가 구비되어 있다. 마개 구멍을 통해 플라스크 내부에 현수되어 있는 플라스틱 홀더 내에 3개의 쿠폰을 장착한다. 시한 장치(timed device)가 시험 쿠폰을 올리고 내려서, 시험 쿠폰이 10분 동안 시험 용액 중에 완전히 침지되고 이어서 올려져서 시험 쿠폰이 플라스크 내에서 시험 용액 위에 50분 동안 현수되게 한다. 이 사이클을 시험에 따라 68 내지 72시간 동안 반복한다. 시험은 실온에서 수행한다. 노출 기간의 종료 시에, 쿠폰을 시험 용액에서 꺼내고 흐르는 물 아래에서 나일론 브러시로 문질러 닦아서 조대(coarse) 부식 생성물을 제거한다. 이어서, 시험 쿠폰을 대략 20분 동안 따듯한 수돗물 중 대략 3.8% 염산 및 0.1% 로딘(Rodine) 213의 세정 용액 중에 침지시킨다. 이어서, 쿠폰을 꺼내고, 흐르는 물 아래에서 나일론 브러시로 다시 문질러 닦고, 아세톤 조(bath) 중에 침지시키고, 공기 건조되게 한다. 이어서, 쿠폰을 0.1 ㎎에 가까이까지 재칭량한다. 시험 용액에 노출되지 않은 새로운 쿠폰을 또한 동일한 세정 절차를 통해 얻어서 세정 공정으로 인한 중량 손실을 결정한다. 세정으로 인한 중량 손실을 시험 쿠폰의 총 중량 손실로부터 빼서 실제의 부식 중량 손실을 결정한다. 하기 식을 사용하여, 측정된 쿠폰 중량 손실로부터 부식 속도 (단위: 연간 밀(mil per year))를 계산한다: 연간 밀 = (쿠폰의 중량 손실 (㎎) × 534) / (쿠폰 면적 (㎠) × 시험 노출 시간 (hr) × 쿠폰의 밀도).

표 1의 BOD 값은 소듐 글루코네이트에 대한 BOD를 507,000 ppm으로, 그리고 잔탄 검에 대한 BOD를 200,000 ppm으로 가정하여 계산한다. 표 1의 데이터는, 잔탄 검과 소듐 글루코네이트의 조합이 소듐 글루코네이트를 단독의 부식 방지 첨가제로서 사용하는 것에 의한 것보다 더 낮은 BOD 수준에서 부식 방지 수준을 달성할 수 있게 한다는 것을 보여준다. 유사하게, 단지 첨가제, 예컨대 잔탄 검만을 사용하는 것은 충분한 부식 보호를 제공하지 않는다. 뜻밖에도, 액체 염화마그네슘 제빙제 중에 소듐 글루코네이트 및 잔탄 검을 함께 사용함으로써, 부식 방지를 최대화하고 동시에 수로(waterway)에 대한 BOD 영향을 최소화할 수 있다. 부식 방지 첨가제와 점성화 첨가제의 이러한 조합은 제빙제 취급 장비에 대한 부식 보호를 제공하면서 동시에, BOD로부터의 영향을 감소시킴으로써 수로, 수중 생태계 및 수중 생물에 대한 감소된 환경 영향을 제공한다.

상기에 개시된 특정 실시 형태는 단지 예시적인 것인데, 그 이유는 본 발명이 본 명세서의 교시내용의 이득을 갖는 당업자에게 명백한, 상이하지만 등가인 방식으로 수정 및 실시될 수 있기 때문이다. 더욱이, 하기의 특허청구범위에 기재된 것 이외에, 본 명세서에 나타낸 구성 또는 설계의 세부사항에 대해 제한하고자 하지 않는다. 따라서, 상기에 개시된 특정 실시 형태는 변경되거나 수정될 수 있으며 모든 그러한 변형은 본 발명의 범주 및 사상 내에 있는 것으로 여겨진다는 것이 명백하다.

Claims

제빙제 조성물로서,
a. 액체 간수(bittern) 또는 제빙 염의 수용액을 포함하는 액체 제빙제;
b. 소듐 글루코네이트를 포함하는, 0.05 중량% 내지 0.5 중량%의 부식 방지 첨가제; 및
c. 잔탄 검을 포함하는 점성화 첨가제
를 포함하고,
상기 제빙 염은 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화마그네슘 수화물, 염화칼슘, 염화칼슘 수화물, 염화칼륨, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 제빙 염의 농도는 용액 중 10 중량% 내지 45 중량%이고, 부식 방지 첨가제의 농도는 0.05 중량% 내지 0.5 중량%이고, 점성화 첨가제의 농도는 0.05 중량% 내지 5.0 중량%인 조성물.
제1항에 있어서, 제빙 염의 농도는 용액 중 10 중량% 내지 45 중량%이고, 부식 방지 첨가제의 농도는 0.1 중량% 내지 0.5 중량%이고, 점성화 첨가제의 농도는 0.1 중량% 내지 2.0 중량%인 조성물.
제1항에 있어서, 제빙 염의 농도는 용액 중 10 중량% 내지 45 중량%이고, 부식 방지 첨가제의 농도는 0.15 중량% 내지 0.5 중량%이고, 점성화 첨가제의 농도는 0.15 중량% 내지 0.5 중량%인 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 고체 제빙제를 추가로 포함하는 조성물.
제7항에 있어서, 고체 제빙제는 우레아, 또는
클로라이드, 카르보네이트, 락테이트, 석시네이트, 아세테이트, 프로피오네이트, 포르메이트의 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 또는 암모늄 염, 또는
이들의 조합을 포함하는 것인, 조성물.
제8항에 있어서, 제빙제 총 중량 대비 액체 제빙제의 농도는 0.5 중량% 내지 20.0 중량%이고, 제빙제 총 중량 대비 고체 제빙제의 농도는 80.0 중량% 내지 99.5 중량%인 것인, 조성물.
제8항에 있어서, 제빙제 총 중량 대비 액체 제빙제의 농도는 0.5 중량% 내지 10.0 중량%이고, 제빙제 총 중량 대비 고체 제빙제의 농도는 90.0 중량% 내지 99.5 중량%인 것인, 조성물.
제8항에 있어서, 제빙제 총 중량 대비 액체 제빙제의 농도는 0.5 중량% 내지 6.0 중량%이고, 제빙제 총 중량 대비 고체 제빙제의 농도는 94.0 중량% 내지 99.5 중량%인 것인, 조성물.
제3항에 있어서, 방사선 흡수제를 추가로 포함하는 조성물.
제12항에 있어서, 방사선 흡수제는 나프톨 그린 B, 리퀴틴트(Liquitint)(등록상표) 그린 HMC, 리퀴틴트(등록상표) 페이턴트 블루, 리퀴틴트(등록상표) 옐로우 LP, 에메랄드 그린 리퀴드, FDC 블루 1, FDC 옐로우 5, FDC 레드 40, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, 조성물.
제13항에 있어서, 방사선 흡수제는 0.02 중량% 내지 0.5 중량%의 농도로 존재하는 것인, 조성물.