KR20070041548A - 융설·동결방지제 - Google Patents
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Abstract
포타슘 실리케이트를 유효 성분으로서 함유하는 융설·동결방지제 및 포타슘 실리케이트와 아질산염을 유효 성분으로서 함유하는 융설·동결방지제가 개시되고 있다. 이러한 융설·동결방지제는, 필요한 경우 알칼리금속염 및/또는 저급 알코올을 배합하고 있어도 좋다.
본원 발명의 융설·동결방지제는 환경에 대해서 안전하고, 콘크리트를 붕괴시키지 않고, 눈이나 얼음을 녹이거나, 어는 것(동결)을 방지하는 성능이 뛰어남과 동시에 경제성도 높고 취급도 용이한 장점이 있다.
Description
본 발명은 융설·동결방지제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도로면, 주차장 등의 대상 표면에 살포해 눈 녹음을 촉진하거나, 대상표면이 어는 것을 방지하기 위해 사용하는 것이다. 특히 본 발명에 의한 융설·동결방지제는 환경에 안전해 콘크리트를 붕괴시키지 않는다는 데에 그 특징이 있다.
현재, 융설제나 동결방지제로서 염화 나트륨, 염화 칼슘, 요소(urea) 등이 넓게 이용되고 있다.
그러나, 염화물을 함유하는 융설제 등은 결빙 피해를 촉진하고, 콘크리트 표면을 박편 형태로 분리시켜 콘크리트의 붕괴를 가져온다는 문제점이 있었다. 이에 더하여 상기 염화물을 함유하는 융설제의 경우, 염화 이온이 콘크리트 내부로 침투 확산하여 철근까지 도달한 후, 산소와 반응하여 철근에 녹을 형성하여 결국 팽창에 의해 콘크리트에 균열을 가져온다는 문제점도 있었다.
한편, 최근 지구환경보호에 대한 논의는 큰 이슈로 자리 잡고 있다. 따라서, 기존에 융설제로 사용되는 요소에는 상기한 염화물과 같은 문제는 없지만, 금속과 반응성, 함유한 질소로 인한 부영양화, 곰팡이나 이끼류의 발생, 부패에 의한 악취 등의 문제점이 지적되고 있었다.
이와 같이, 종래의 융설제 등은, 눈 녹임 또는 동결방지에서는 효과를 가지지만, 환경의 보호차원에서 특히 콘크리트의 결빙피해의 면에서 충분히 만족이 가는 것이라고는 할 수 없었다.
더욱, 종래의 융설제는 일반적으로는 분말 형태 이여서 살포시 취급의 어려움이 있다는 문제점도 지적되고 있다.
발명이 해결하려고 하는 과제
본 발명은 종래의 융설제 등이 갖는 문제점을 극복하여, 환경에 대해서 안전하고 콘크리트의 붕괴가 생기기 어렵고, 눈이나 얼음의 융해나 동결방지 성능이 뛰어나 더욱 경제성이 높고 취급도 용이한 융설·동결방지제를 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자 등은 상기 과제를 해결하기 위하여 연구를 실시한 결과, 포타슘실리케이트(potassium silicate) 혹은 여기에 아질산염(nitrite salt)을 혼합한 경우, 눈이나 얼음을 녹이는 작용이 뛰어나며, 동결방지에도 유효한 것을 찾아냈다. 또한, 상기 혼합물에 알칼리금속염(alkali metal salt) 및/또는 저급 알코올(lower alchol)을 배합하면 보다 그 작용이 증강되는 것을 찾아낸바 여기에 본 발명의 특징이 있다.
즉 본 발명은 포타슘 실리케이트를 유효 성분으로서 함유하는 융설·동결방지제를 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 포타슘 실리케이트 및 아질산염(nitrite salt)을 유효 성분으로서 함유하는 융설·동결방지제를 제공하는 것이다.
이에 더하여 본 발명은 상기 융설·동결방지제를 미리 대상 표면에 살포하여 동결을 방지하는 방법 및 이미 눈이 쌓인 표면이나 동결된 표면에 상기 융설·동결방지제를 살포하는 방법을 제공하는 데에 있다.
발명의 효과
본 발명에 따른 융설·동결방지제는 환경 친화적이며, 콘크리트의 붕괴를 일으키지 아니하며, 이에 더불어 눈이나 얼음의 융해 성능이나 동결방지에 매우 효과적이며, 게다가 경제성이 높고 취급도 용이한 것에 그 특징이 있다.
즉, 본 발명의 융설·동결방지제는, 뛰어난 융설·동결방지 작용을 가지면서 염화물을 사용하는 것이 아니기 때문에, 콘크리트에 침투해도 콘크리트 표면에 박리현상을 일으키는 일이 없고, 또 철근을 녹슬게 하는 일도 적은 것에 그 특징이 있다. 더욱, 부영양화를 가져오는 성분을 배합하고 있지 않기 때문에, 곰팡이나 이끼의 발생 등의 문제도 없다. 이에 더하여, 액상의 형태로 할 수가 있으므로 가루 형태의 것과 비교해 살포가 용이한 장점이 있다.
발명을 실시하기
위한 최선의 형태
본 명세서의 융설·동결방지제란, 눈을 녹이며 동결방지를 목적으로 이용되는 작용물임과 동시에 눈 또는 얼음을 녹이는 작용물의 의미도 있는바, 미리 대상표면에 살포해 눈의 동결을 방지하는 작용도 포함된다.
본 발명의 하나의 실시형태(이하, 「제 1 발명」이라고 한다)는 포타슘 실리케이트를 필수 성분으로서 함유하는 융설·동결방지제이다. 이 제 1 발명에 대해 사용되는 포타슘 실리케이트의 종류는 특별히 한정은 없고 시판의 것을 사용할 수 있지만, 바람직한 형태는 다음의 조성식으로 표현되는 것을 들 수가 있다.
K2O·nSiO2
(식중, n은 1~5의 수를 나타낸다)
보다 바람직한 포타슘 실리케이트로서는 상기 조성식에서 n 이 1.8~3.7인 것을 들 수 있으며, 더 더욱 바람직한 형태는 n 이 1.8~2.2인 것을 들 수 있다.
상기의 포타슘 실리케이트는 이미 시판되고 있는 화합물이며 가령, 일본 화학공업(주) (Nippon Chemical Industrial Co., Ltd.)의 시판품 등을 이용할 수 있다.
또한, 포타슘 실리케이트는 공지 방법에 따라 제조해도 좋지만 n 을 작게 하기 위해서는 잘 알려진 대로 수산화칼륨 수용액을 첨가하여 n 을 조정할 수 있다.
제 1 발명의 융설·동결방지제는 상기 포타슘 실리케이트의 농축 수용액에 물을 첨가해 액상(이하, 「수용액」이라고 한다)의 형태로 제조된다. 상기 수용액에 있어서의 포타슘 실리케이트의 함유량은 특별한 제약은 없지만, 대상 표면상에 살포하는 시점에서, 포타슘 실리케이트의 농도는 고형분 환산으로 1~56 질량%(이하 「%」로 표기) 정도가 되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 고형분 환산으로 5~40% 가 적당하다. 포타슘 실리케이트의 농도가 너무 낮으면 융설이나 용융의 효과가 떨어져 동결방지의 효과가 적게 나타났다.
제 1 발명의 융설·동결방지제는, 상기 포타슘 실리케이트를 이용하는 것만으로 그 효과를 얻을 수 있지만, 더욱 그 효과를 증가시키기 위해 알칼리금속 염(alkali metal salt)을 함유시키는 것이 바람직하다. 사용되는 알칼리금속염으로서는 특별한 제약은 없지만, 그 알칼리 금속염의 양이온으로서 리튬 이온, 나트륨 이온, 포타슘 이온 등이 포함된 경우가 바람직하다. 특히, 동결방지 효과의 향상을 꾀할 수 있는 점에서 볼 때, 포타슘 이온을 양이온으로 갖는 알칼리금속염이 바람직하다.
또, 알칼리금속염의 음이온의 종류에 대해 특별히 제약은 없지만, 환경에 대해서 안전하고 콘크리트의 붕괴를 일으키지 않는 점 등을 고려해 보건대, 탄산 이온 및 아세테이트 이온을 포함한 알칼리금속염이 바람직하다. 덧붙여 환경 친화성이나 콘크리트의 붕괴 방지 등을 고려한다면, 상기 알칼리금속염은 염소 이온 혹은 포스포러스(phosphorous) 등의 음이온을 함유하지 않는 것이 더욱더 바람직하다. 더욱, 상기 알칼리금속염은 무수화합물 형태이거나, 결정수를 포함하는 형태가 좋다.
상기 알칼리금속염 가운데, 포타슘 실리케이트와 함께 사용하여 눈 또는 얼음을 녹이거나 어는 것을 방지하는 효과의 면에서 특히 상승효과를 가져오는 것은 구체적으로 포타슘 카보네이트, 포타슘 아세테이트, 소디엄 아세테이트 등이 있다. 알칼리금속염의 병행 사용을 통해 환경에의 안전성, 콘크리트의 붕괴 방지 및 고가의 포타슘 실리케이트의 사용량의 감소의 장점이 있어 이의 병행 사용은 바람직하다.
제 1 발명의 융설·동결방지제 전체에 대한 상기 알칼리금속염의 함유량은 특히 한정은 없지만, 결정수를 포함하지 않는 무수물 환산으로, 1~40%가 바람직하고, 3~30%가 특히 바람직하다. 함유량이 40%보다 큰 경우에는 용해하기 어려워지며, 1% 미만인 경우에는 포타슘 실리케이트와의 병행 사용의 효과가 적게 나타난다. 또, 상기 알칼리금속염은 포타슘 실리케이트 고형분의 중량비를 100으로 하였을 때, 2~4000 중량 부분의 범위의 비율로 이용하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 포타슘 실리케이트 고형분 중량을 100으로 했을 때, 알칼리금속염의 중량비는 7.5~600 범위가 되게 사용되는 것이 좋다.
또한, 제 1 발명의 융설·동결방지제는 상기 알칼리금속염과는 별도로, 혹은 알칼리금속염과 함께 저급 알코올(lower alchol)을 포함할 수가 있다.
상기 저급 알코올이란, 탄소수가 1~5의 알코올을 의미하고, 1가 알코올 및 다가 알코올을 포함할 수 있다. 구체적으로 저급 알코올로서는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소 프로판올, n-부탄올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 글리세린 등을 들 수 있다. 이 중, 바람직한 것은 에탄올, 이소 프로판올 등이며 특별히 바람직한 것은 에탄올이다.
제 1 발명의 융설·동결방지제에 저급 알코올을 함유하게 하는 경우의 배합량은 특히 한정은 없지만, 1~15%가 바람직하고, 2~10%가 특히 바람직하다. 15%보다 큰 경우에는, 포타슘 실리케이트 용액과 쉽게 분리되고, 1% 미만인 경우에는 저급 알코올을 함유하게 한 효과가 작게 나타난다. 또, 상기 저급 알코올은 포타슘 실리케이트 고형분의 중량부분을 100으로 했을 때, 저급 알코올의 중량비는 2~1500의 범위로 하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 5~200 중량 비율로 이용하는 것이 바람직하다.
상기 저급 알코올의 병행 사용에 의해 포타슘 실리케이트의 눈 녹임 효과와 동결방지 효과를 상승시킬 수 있음과 동시에, 환경에 대해서 안전해 콘크리트의 붕괴 방지라는 포타슘 실리케이트의 특징을 유지하면서 고가의 포타슘 실리케이트 사용량을 줄일 수 있다.
상기에서 설명한 제 1 발명의 융설·동결방지제의 특히 바람직한 형태로는 포타슘 실리케이트에 알칼리금속염 및 저급 알코올을 모두 병행 사용하는 형태를 들 수 있다. 상기의 3 성분을 모두 함유하는 경우의 융설·동결방지제 전체에 대한 각각의 실제 사용시의 바람직한 함유량은 이하와 같다.
| 바람직한 범위 | 특히 바람직한 범위 | |
| 포타슘 실리케이트(고형분 환산) | 1 ~ 56% | 5 ~ 40% |
| 알카리금속염(무수물 환산) | 1 ~ 40% | 3 ~ 30% |
| 저급 알코올 | 1 ~ 15% | 2 ~ 10% |
한편, 본 발명의 다른 실시형태(이하, 「제2 발명」이라고 한다)는 포타슘 실리케이트와 아질산염(nitrite salt)을 필수 성분으로서 함유하는 융설·동결방지제이다. 제 2 발명에 사용되는 포타슘 실리케이트는 제 1 발명에서 상술했던 것과 같으며, 제 2 발명에 있어서의 배합량도 제1 발명에서 상술했던 것과 같다.
또, 제 2 발명의 융설·동결방지제에 대해 사용되는 아질산염으로서는 구체적으로는, 소디엄 나이트라이트, 캘시엄 나이트라이트 등을 들 수 있고, 바람직하게는 소디엄 나이트라이트를 사용할 수 있다.
제 2 발명에 있어서의 융설·동결방지제 전체에 대한 아질산염의 함유량은 특히 한정되지 않지만, 1~40% 가 바람직하고, 3~30% 가 특히 바람직하다. 아질산염의 배합량이 40%보다 크면 용해시키기 어렵고, 또 1% 미만의 경우에는, 병행 사용의 효과가 작게 된다. 또, 상기 아질산염은 포타슘 실리케이트 고형분 중량부분을 100으로 하였을 때, 2~4000 의 중량비로 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 7.5~600 의 중량비로 사용하는 것이 바람직하다.
아질산염을 병행 사용할 경우, 포타슘 실리케이트의 눈 녹임 내지 동결방지 효과를 유지함과 더불어 콘크리트 붕괴 방지 또는 억제 효과를 한층 더 증강시킨다고 하는 작용을 가진다.
제 2 발명의 융설·동결방지제도 더욱 그 효과를 올리기 위해, 알칼리금속염(아질산염 제외)을 함유시키는 것이 바람직한 것은 제 1 발명과 같다. 제 2 발명에서 사용되는 알칼리금속염은 제 1 발명의 알칼리금속염과 같다.
또한, 제 2 발명의 융설·동결방지제에 대해 알칼리금속염과는 별도로 혹은 이것과 함께 저급 알코올을 함유시킬 수가 있는 것도 제 1 발명과 동일하고, 이 저급 알코올도 제 1 발명의 설명에 대한 것과 같다.
상기 설명한 제 2 발명의 융설·동결방지제의 특히 바람직한 형태로서는, 포타슘 실리케이트 및 아질산염에, 알칼리금속염(아질산염을 제외한다)을 병행 사용하는 형태를 들 수가 있다. 상기 3 성분을 함유하는 경우, 융설·동결방지제 전체에 대한 각각의 사용시 바람직한 함유량은 이하와 같다.
| 바람직한 범위 | 특히 바람직한 범위 | |
| 포타슘 실리케이트 (고형분 환산) | 1 ~ 56% | 5 ~ 40% |
| 아질산염 | 1 ~ 40% | 3 ~ 30% |
| 알칼리금속염 (무수물 환산) | 1 ~ 40% | 3 ~ 30% |
상기의 제 1 또는 제 2 발명으로 얻을 수 있는 본 발명의 융설·동결방지제는 액상의 형태로, 액체 살포 장치 등을 이용해 대상 표면에 살포해 사용된다. 살포에 이용되는 액체 살포 장치로서는 특별히 한정은 없지만, 예를 들면, 시판되고 있는 분무기, 액체 살포기 등을 들 수 있다.
또, 본 발명의 융설·동결방지제를 살포하는 대상 표면으로서는 특히 한정은 없지만, 포장 혹은 비포장의 도로나 주차장, 차도, 비행장의 활주로나 농지, 골프장 등을 들 수 있다. 이 중, 자동차의 미끄럼 사고를 방지할 수 있다는 점에서 도로나 주차장에 적용하는 것이 가장 바람직하다. 더욱 본 발명의 융설·동결방지제는 이미 눈이 쌓이거나 얼어붙은 대상 표면에 살포해도 응용 가능하며, 혹은 미리 대상 표면의 동결을 방지하기 위해서 살포해 둘 수도 있다.
이하 본 발명을 실시예로 보다 자세히 설명하지만 본 발명의 범위가 여기에 한정되는 것이 아님은 물론이다.
실시예
1
표 1에 기재된 수용액을 각각 200g 씩, 밑면의 직경이 70 mm 인 비커에 넣어 -10℃의 온도조건에서 24시간 방치한 후 동결방지성을 관찰하여 이하의 판정 기준으로 평가했다. 덧붙여 일반적으로 가장 미끄러지기 쉬운 동결 표면의 온도는-10℃ ~ -7℃이므로, 상기 온도 조건으로 실험을 수행하였으며 그 결과는 표 1 및 표 2 에 표시되어 있다.
실험에 사용한 실리케이트는 다음과 같다.
리튬 실리케이트：Li2O·n'SiO2(n'：3.4 ~ 3.6),일본화학공업(주)제조
소디윰 실리케이트：Na2O·n''SiO2(n''：3.0 ~ 3.3), 일본화학공업(주)제조
포타슘 실리케이트：K2O·nSiO2(n：1.8 ~ 2.2), 일본화학공업(주)제조
덧붙여 표에서 실리케이트의 함유량은 고형분 질량 환산을 기준으로 하였으며, 알칼리금속염의 함유량은 무수물 환산을 기초로 한다.
＜동결방지성의 판정 기준＞
판정 동결 정도(시료의 상태)
○ 액체
○△ 약간 고체의 부분이 있지만 거의 액체
△ 반액체, 반고체 상태
△× 약간 액체의 부분이 있지만 거의 고체(샤베트 상태)
× 고체
| 수용액 No. | 수용액 조성 | 동결방지성 | 비고 | ||
| 실리케이트 | 알칼리금속염 | 저급 알코올 | |||
| 1 | 리튬 실리케이트 26% | - | - | × | |
| 2 | 소디엄 실리케이트 26% | - | - | × | |
| 3 | 포타슘 실리케이트 26% | - | - | △× | |
| 4 | 리튬 실리케이트 44% | - | - | 측정불가 | 상온에서 겔 |
| 5 | 소디엄 실리케이트 44% | - | - | × | |
| 6 | 포타슘 실리케이트 44% | - | - | ○ | |
| 7 | 포타슘 실리케이트 5% | 포타슘 카보네이트 20% | - | ○ | |
| 8 | 포타슘 실리케이트 5% | 포타슘 아세테이트 15% | - | ○ | |
| 9 | 포타슘 실리케이트 5% | - | 에탄올 10% | ○ | |
| 10 | 포타슘 실리케이트 5% | 포타슘 카보네이트 15% | 에탄올 6% | ○ | |
| 11 | 포타슘 실리케이트 5% | 포타슘 아세테이트 10% | 에탄올 6% | ○ | |
| 12 | 포타슘 실리케이트 10% | 포타슘 카보네이트 20% | - | ○ | |
| 13 | 포타슘 실리케이트 10% | 포타슘 아세테이트 15% | - | ○ | |
| 14 | 포타슘 실리케이트 10% | _ | 에탄올 5% | ○ | |
| 15 | 포타슘 실리케이트 10% | 포타슘 카보네이트 15% | 에탄올 4% | ○ | |
| 16 | 포타슘 실리케이트 10% | 포타슘 아세테이트 10% | 에탄올 4% | ○ | |
| 17 | 포타슘 실리케이트 20% | 포타슘 카보네이트 15% | - | ○ | |
| 18 | 포타슘 실리케이트 20% | 포타슘 아세테이트 10% | - | ○ | |
| 19 | 포타슘 실리케이트 20% | - | 에탄올 3% | ○ | |
| 20 | 포타슘 실리케이트 20% | 포타슘 카보네이트 10% | 에탄올 2% | ○ | |
| 21 | 포타슘 실리케이트 20% | 포타슘 아세테이트 5% | 에탄올 2% | ○ | |
| 22 | 포타슘 실리케이트 40% | 포타슘 카보네이트 3% | - | ○ | |
| 23 | 포타슘 실리케이트 40% | 포타슘 아세테이트 1% | - | ○ | |
| 24 | 포타슘 실리케이트 40% | - | 에탄올 1% | ○ | |
| 수용액 No. | 수용액조성 | 동결방지성 | 비고 | ||
| 실리케이트 | 알칼리금속염 | 저급알코올 | |||
| 25 | - | 포타슘 카보네이트 10% | - | △× | |
| 26 | - | 포타슘 카보네이트 15% | - | △ | |
| 27 | - | 포타슘 카보네이트 20% | - | ○△ | |
| 28 | - | 포타슘 카보네이트 25% | - | ○ | |
| 29 | - | 소디엄 카보네이트 10% | - | × | |
| 30 | - | 소디엄 카보네이트 15% | - | × | |
| 31 | - | 소디엄 카보네이트 20% | - | × | |
| 32 | - | 소디엄 카보네이트 25% | - | × | |
| 33 | - | 포타슘 아세테이트 10% | - | △× | |
| 34 | - | 포타슘 아세테이트 15% | - | ○△ | |
| 35 | - | 포타슘 아세테이트 20% | - | ○ | |
| 36 | - | 포타슘 아세테이트 25% | - | ○ | |
| 37 | - | 소디엄 아세테이트 10% | - | × | |
| 38 | - | 소디엄 아세테이트 15% | - | △ | |
| 39 | - | 소디엄 아세테이트 20% | - | ○△ | |
| 40 | - | 소디엄 아세테이트 25% | - | ○ | |
| 41 | - | - | 에탄올 5% | × | |
| 42 | - | - | 에탄올 10% | △× | |
| 43 | - | - | 이소프로판올 5% | × | |
| 44 | - | - | 이소프로판올 10% | △× | |
| 45 | - | - | n-부탄올 5% | × | |
| 46 | - | - | n-부탄올 10% | 측정불가 | 물과 분리 |
표 1의 수용액 No. 1~6의 결과로부터 알 수 있듯이, 포타슘 실리케이트는 리튬 실리케이트나 나트륨 실리케이트와 비교해 동결방지성이 뛰어났다. 또한, 리튬 실리케이트는 겔 상태가 되기 때문에 고농도 수용액으로 만들 수 없었지만, 포타슘 실리케이트는 농도가 커질수록 동결방지성이 좋아지는 것을 알았다.
표 1의 수용액 No.3 과 No.7~21의 결과를 비교해서 알 수 있듯이, No.3의 포타슘 실리케이트 26% 수용액의 동결방지성은 포타슘 카보네이트, 포타슘 아세테이트 및/또는 에탄올의 병행 사용으로 더욱 개량되는 것을 알았다.
표 2의 수용액 No.25~40의 결과로부터 알 수 있듯이, 알칼리금속염 단독으로의 실험 결과로부터 포타슘 카보네이트, 소디엄 아세테이트 및 포타슘 아세테이트의 동결방지 효과가 우수한 것을 알았다. 상기 결과로부터, 포타슘 실리케이트와 병행 사용하는 알칼리금속염으로서는 포타슘 카보네이트, 소디엄 아세테이트 및 포타슘 아세테이트가 바람직함을 알았다. 덧붙여 알칼리금속염의 농도를 20% 이상으로 하면 단독 사용으로도 동결방지성이 좋아지는 경우도 있지만, 콘크리트의 붕괴 방지 또는 억제라는 본 발명의 과제 해결을 위해서는 알칼리금속염의 단독 사용은 할 수 없다.
표 2에 있어서의 수용액 No.33~38처럼 저급 알코올이 사용되지 않은 경우의 결과, 및 이소프로판올 5%, 10%, n-부탄올 5% 을 사용할 때 포타슘 실리케이트가 수용액 중에 없는 경우는 물과 분리되지 않지만(No. 43~45) 포타슘 실리케이트가 존재하는 경우는 물과 분리하기 쉬웠다고 하는 실험 결과를 고려하면 에탄올이 포타슘 실리케이트와 병행 사용하는 저급 알코올로서 가장 바람직한 것임을 알았다.
실시예
2
밑바닥의 직경이 70 mm 인 원주상 플라스틱 용기에 200 g의 물을 넣어 -10℃의 항온조로 물을 모두 얼게 해 전체의 중량(m0)을 측정했다. 상기에 의해 생성된 얼음 표면에 포타슘 실리케이트를 고형분 환산으로 56% 함유 하는 수용액(이것을 「수용액 No. 47」라고 한다)을 40 g 부어, -10℃ 조건하에 1시간 방치했다.
그 후, 얼음표면에 있는 녹은 물을 포함한 액체를 디켄테이션(decantation)으로 제거하고, 나머지는 여과지로 완전하게 닦아낸 후에 중량을 측정해, m0로부터 그 양을 뺄셈하여 얼음이 녹은 양으로 했다. -10℃로 24시간 방치한 후에 얼음이 녹은 양도 같은 방식으로 측정하였다.
이와 같은 방식으로, 표 1의 수용액 No.7~24에 대해서도 1시간 후와 24시간 후에 얼음이 녹은 양을 측정했다. 그 결과는 표 3에 나타난 바와 같다.
| 수용액 No. | 얼음이 녹은 양(g) | |
| 1 시간 후 | 24 시간 후 | |
| 47 | 19.08 | 23.91 |
| 7 | 15.80 | 20.00 |
| 8 | 16.26 | 21.35 |
| 9 | 10.02 | 11.63 |
| 10 | 17.55 | 26.18 |
| 11 | 13.83 | 19.38 |
| 12 | 15.81 | 23.07 |
| 13 | 17.23 | 21.94 |
| 14 | 11.03 | 13.37 |
| 15 | 20.54 | 24.45 |
| 16 | 15.50 | 19.68 |
| 17 | 19.33 | 48.04 |
| 18 | 20.62 | 49.12 |
| 19 | 9.91 | 24.78 |
| 20 | 16.57 | 21.40 |
| 21 | 10.22 | 13.45 |
| 22 | 14.00 | 31.19 |
| 23 | 22.99 | 31.66 |
| 24 | 17.34 | 28.37 |
표 3으로부터 수용액 No.47 및 수용액 No.7~24 는 모두 충분한 양의 얼음을 녹이는 것으로 나타났다. 따라서, 상기 수용액들은 도로 등에 살포되었을 때에 뛰어난 융설 효과를 나타내는 것으로 나타났다. 또, 1시간 후뿐만 아니라 24시간 후에도 얼음이 녹은 양은 충분히 많아 본 발명에 의한 융설·동결방지제의 효과가 지속하는 것을 알았다.
실시예
3
표 1에 기재된 수용액을 대신해, 표 4에 기재된 수용액을 이용한 이외는 실시예 1과 같게 하여 동결방지성을 평가했다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
| 수용액 No. | 수용액 조성 | 동결 방지성 | ||
| 실리케이트 | 알칼리금속염 | 아질산염 | ||
| 48 | 포타슘 실리케이트 5% | 포타슘 카보네이트 20% | - | ○ |
| 49 | 포타슘 실리케이트 5% | 포타슘 카보네이트 15% | 소디엄 나이트라이트 5% | ○ |
| 50 | 포타슘 실리케이트 5% | 포타슘 카보네이트 10% | 소디엄 나이트라이트 10% | ○ |
| 51 | 포타슘 실리케이트 5% | 포타슘 아세테이트 15% | - | ○ |
| 52 | 포타슘 실리케이트 5% | 포타슘 아세테이트 11.25% | 소디엄 나이트라이트 3.75% | ○ |
| 53 | 포타슘 실리케이트 5% | 포타슘 아세테이트 7.5% | 소디엄 나이트라이트 7.5% | ○ |
표 4로부터 알 수 있듯이, 수용액 No.48~53은 모두 뛰어난 동결방지성을 나타내며 포타슘 실리케이트와 알칼리금속염의 조성의 수용액에 아질산염을 부가하여 사용해도 그 동결방지 효과를 유지하는 것이 관찰되었다.
실시예
4
표 1에 기재된 수용액에 대신해, 표 4에 기재된 수용액을 이용한 이외는 실시예 2와 같은 조건 하에 실험하여 얼음이 녹은 양을 측정하였다. 그 결과는 표 5에 나타난 것과 같다.
| 수용액 No. | 얼음이 녹은 양(g) | |
| 1 시간 후 | 24 시간 후 | |
| 48 | 12.05 | 15.86 |
| 49 | 11.99 | 15.56 |
| 50 | 12.73 | 17.11 |
| 51 | 13.00 | 16.32 |
| 52 | 12.93 | 16.02 |
| 53 | 13.16 | 17.07 |
표 5에서 알 수 있듯이 수용액 No.48~53의 시료 모두 얼음이 녹은 양이 충분하였으며, 또한 1시간 후의 녹은 양뿐만 아니라, 24시간 후의 녹은 양도 충분히 많으며, 포타슘 실리케이트와 알칼리금속염의 조성의 수용액에 아질산염을 사용해도 뛰어난 얼음 녹임 효과가 유지됨을 알 수 있었다.
실시예
5
(1) 34.2‰의 염화나트륨 수용액을 조제했다. 이 염화나트륨 수용액과 물을 10：0, 8：2, 6：4, 4：6, 2：8의 비율로 혼합해 비교 수용액으로 했다. 한편, 실시예 3의 No.48~53의 각 수용액과 상기 염화나트륨 수용액을 10：0, 8：2, 6：4, 4：6, 2：8의 비율로 혼합해 시험용 수용액으로 했다.
(2) 철근(SR19)을 10 cm 길이로 절단해 시료로 했다. 철근의 초기 중량을 측정한 후, 용량이 300 mL인 폴리프로필렌 용기에 넣고 여기에 상기(1)에서 조제한 비교 수용액 또는 시험용 수용액 150 mL를 넣었다.
(3) 시료를 넣은 후 7 일째에 철근을 꺼내었고 수분을 잘 닦아낸 후 중량을 측정해, 초기중량과의 차이를 중량 변화량으로 했다. 또, 녹의 형태 및 정도에 대해서는 육안으로 관찰을 하였으며, 부식한 면적을 측정해 부식율(%)을 아래와 같은 식에 의해 산출하였다. 그 결과를 표 6에 나타낸다.
부식율(%)=100×부식한 면적(cm2)/철근이 액체에 침지된 면적(cm2)
| 수용액No. | 혼합비율※1 | 10:0 | 8:2 | 6:4 | 4:6 | 2:8 | |
| 비교용 수용액 | 34.2‰NaCl 수용액 | 중량변화※2 | -0.04 | -0.03 | -0.05 | -0.05 | -0.03 |
| 부식률 ※3 | 19.0 | 15.4 | 21.1 | 20.7 | 25.3 | ||
| 외관 | 검은녹 | 검은녹 | 검은녹 | 검은녹 | 박편의 검은녹 | ||
| 시험용 수용액 | 48 | 중량변화 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 부식률 | 0 | 0 | 1.0 | 2.2 | 1.6 | ||
| 외관 | 변화없음 | 변화없음 | 가벼운 붉은녹 | 가벼운 붉은녹 | 가벼운 붉은녹 | ||
| 49 | 중량변화 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 부식률 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4.4 | ||
| 외관 | 변화없음 | 변화없음 | 변화없음 | 변화없음 | 가벼운 붉은녹 | ||
| 50 | 중량변화 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 부식률 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4.9 | ||
| 외관 | 변화없음 | 변화없음 | 변화없음 | 변화없음 | 가벼운 붉은녹 | ||
| 51 | 중량변화 | 0 | 0 | 0 | -0.02 | -0.02 | |
| 부식률 | 0 | 0 | 2.6 | 7.4 | 6.5 | ||
| 외관 | 변화없음 | 변화없음 | 가벼운 붉은녹 | 붉은녹 | 붉은녹 | ||
| 52 | 중량변화 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 부식률 | 0 | 0 | 0 | 0.9 | 1.3 | ||
| 외관 | 변화없음 | 변화없음 | 변화없음 | 가벼운 붉은녹 | 가벼운 붉은녹 | ||
| 53 | 중량변화 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 부식률 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5.3 | ||
| 외관 | 변화없음 | 변화없음 | 변화없음 | 변화없음 | 붉은녹 | ||
| ※1 비교용 수용액은 34.2‰NaCl 수용액：물 시험용 수용액은 No.48~53의 각 수용액：34.2‰ NaCl 수용액의 혼합비율. ※2 중량 변화는 7일 후의 중량(g)으로부터 초기 중량(g)을 공제한 값. ※3 부식율의 단위는%이다. | |||||||
표 6에서 보듯이, No. 48~53의 수용액을 이용한 시험용 수용액은 모두 염화물 이온에 의한 철근의 부식을 방지하는 효과를 나타냈다. 또, 포타슘 실리케이트 및 알칼리금속염의 조성에서도 뛰어난 부식 방지 효과를 가지지만, 여기에 아질산염을 병행 사용함으로써, 부식 방지 효과가 보다 향상하는 것을 알았다.
본 발명의 융설·동결방지제는 환경에 대해서 안전하고, 콘크리트를 붕괴 시 키지 않고, 눈이나 얼음을 녹임과 함께 동결을 방지하는 성능이 뛰어난 것이다. 또한, 경제성도 높고 액상으로 할 수 있어 취급도 용이하기 때문에, 포장 혹은 비포장의 도로면, 주차장, 비행장의 활주로, 농지, 골프장 등에 넓게 적용할 수 있다.
특히 본 발명의 융설·동결방지제는, 콘크리트 표면을 박편 상으로 벗기는 현상도 없고, 또 철근을 녹슬게 하는 일도 적기 때문에, 여러 가지의 대상 표면 가운데에서도 대상표면이 콘크리트인 경우에 특히 그 장점을 살릴 수가 있다.
Claims (21)
- 포타슘 실리케이트를 유효 성분으로서 함유하는 융설·동결방지제.
- 제 1항에 있어서, 포타슘 실리케이트는 일반식 K2O·nSiO2 (n은 1 ~ 5)인 것을 특징으로 하는 융설·동결방지제.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 융설·동결방지제는 알칼리금속염을 부가하여 함유하는 것을 특징으로 하는 융설·동결방지제.
- 제 3 항에 있어서, 알칼리금속염은 칼륨염인 것을 특징으로 하는 융설·동결방지제.
- 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 알칼리금속염은 포타슘 카보네이트, 포타슘 아세테이트, 또는 소디엄 아세테이트인 것을 특징으로 하는 융설·동결방지제.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 융설·동결방지제는 상기 조성 외에 저급 알코올을 부가하여 함유하는 것을 특징으로 하는 융설·동결방지제.
- 제 6항에 있어서, 저급 알코올은 에탄올인 것을 특징으로 하는 융설·동결방지제.
- 포타슘 실리케이트 및 아질산염을 유효 성분으로서 함유하는 융설·동결방지제.
- 제 8 항에 있어서, 포타슘 실리케이트는 일반식 K2O·nSiO2 (n은 1 ~ 5) 인 것을 특징으로 하는 융설·동결방지제.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 아질산염은 소디엄 나이트라이트(sodium nitrite)인 것을 특징으로 하는 융설·동결방지제.
- 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 융설·동결방지제는 상기 조성 외에 알칼리금속염(아질산염을 제외)을 부가하여 함유하는 것을 특징으로 하는 융설·동결방지제.
- 제 11 항에 있어서, 상기 알칼리금속염(아질산염을 제외)은 칼륨염인 것을 특징으로 하는 융설·동결방지제.
- 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 알칼리금속염(아질산염을 제외)은 포타슘 카보네이트, 포타슘 아세테이트, 또는 소디엄 아세테이트인 것을 특징으로 하는 융설·동결방지제.
- 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 융설·동결방지제는 상기 조성 이외에 저급 알코올을 부가하여 함유하는 것을 특징으로 하는 융설·동결방지제.
- 제 14 항에 있어서, 상기 저급 알코올은 에탄올인 것을 특징으로 하는 융설·동결방지제.
- 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 의한 상기 융설·동결방지제를 미리 대상 표면상에 살포하는 것을 특징으로 하는 대상 표면의 동결방지 방법.
- 제 16 항에 있어서, 액상 형태의 융설·동결방지제를 액체 살포장치에 의해 살포하는 것을 특징으로 하는 동결방지 방법.
- 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 대상 표면은 도로, 주차장, 비행장의 활주로 또는 차도 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 동결방지 방법.
- 제 1항 내지 제 15 항의 어느 한 항에 의한 융설·동결방지제를 눈이 쌓인 장소 혹은 동결 대상 표면에 살포하여 대상 표면의 눈 또는 얼음을 녹이는 방법.
- 제 19 항에 있어서, 상기 액상 형태의 융설·동결방지제를 액체 살포장치에 의해 살포하여 대상 표면의 눈 또는 얼음을 녹이는 방법.
- 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 대상 표면은 도로, 주차장, 활주로 또는 차도 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 눈 또는 얼음을 녹이는 방법.
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