KR20080108580A - 개선된 제빙제 조성물 - Google Patents

Abstract

제빙제는 제빙작용제 및 복사선 흡수제의 혼합물을 포함한다. 복사선 흡수제는 제빙작용제를 단독으로 사용하는 경우보다 얼음 용융능을 증가시킨다. 제빙제는 염화나트륨과 같은 제빙작용염을 포함할 수 있고, 복사선 흡수제는 수용성일 수 있는 염료를 포함할 수 있다. 제빙제는 또한 부식 억제제 및/또는 습윤제를 포함할 수 있다. 또한, 제빙제의 제조 방법은 제빙작용제 및 복사선 흡수제를 혼합하는 단계를 포함한다. 복사선 흡수제는 액체, 예를 들어, 간수에 용해될 수 있고, 이는 고체 제빙작용염에 분무될 수 있다.

Description

개선된 제빙제 조성물{IMPROVED DEICER COMPOSITION}

본 출원은 미국을 제외한 모든 나라에서는 미국 주식회사인 카아길 인코포레이팃드를 출원인으로하여 그리고 미국에서는 미국인인 로버트 스콧 코포드를 출원인으로 하여 PCT 국제 특허 출원으로 2007년 3월 29일에 제출되었고, 2006년 3월 29일에 출원된 미국 가특허출원 제60/786,870호에 우선권을 주장한다.

본 발명은 또한 2004년 11월 8일에 출원된 미국 가출원 제60/626,508호에 우선권을 주장하는 2005년 11월 8일에 출원된 미국 특허출원 제11/270,323호와 관련된다. 미국 가출원 제60/786,870호, 미국 특허출원 제11/270,323호 및 미국 가출원 제60/626,508호는 본 명세서에 참조로서 결부된다.

본 발명은 제빙제 조성물에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 개선된 얼음 용융 특성을 갖는 제빙제 조성물에 관한 것이다.

고체 제빙제, 예를 들어, 암염(염화나트륨)은 침전 후에 눈 및/또는 얼음이 표면에 형성되는 경향이 있는 지역에서 겨울 동안 도로 및 기타 표면에 통상 도포된다. 고체 제빙제, 예를 들어, 암염이 얼음 및 눈을 용융시키는데 효과적이지만, 고체 제빙제를 과도하게 도포하는 것은 일반적으로 바람직하지 않다. 암염은 예를 들어 자동차의 금속 부위를 부식시키고, 콘크리트를 손상시킬 수 있다. 눈 및 얼음 의 용융 후에, 염은 바닥에 남아있거나, 눈 및 얼음에서 녹은 물에 의해 토양 또는 지하수로 운반되어, 바람직하지 않은 토양 및 지하수의 염도 증가를 야기한다. 따라서, 고체 제빙제의 제빙작용능을 증가시켜, 용융된 눈 및/또는 얼음 단위 당 필요한 고체 제빙제의 양을 감소시킬 필요가 있다.

발명의 요약

본 명세서에 개시된 발명은 제빙을 위한 개선된 방법 및 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 제빙제(deicer)는 제빙작용제(deicing agent) 및 복사선 흡수제(radiation absorber)의 혼합물을 포함한다. 복사선 흡수제는 제빙작용제가 단독으로 사용되는 경우에 비해 얼음 용융능을 증가시킨다. 제빙제는 염화나트륨과 같은 제빙작용염을 포함할 수 있고, 복사선 흡수제는 수용성일 수 있는 염료를 포함할 수 있다. 제빙제는 또한 부식 저해제 및/또는 예비-습윤제를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 제빙제의 제조 방법은 제빙작용제 및 복사선 흡수제를 혼합하는 단계를 포함한다. 복사선 흡수제는 액체, 예를 들어, 염화마그네슘 수용액에 용해될 수 있고, 이는 고체 제빙작용염, 예를 들어, 염화나트륨에 분무되거나 고체 제빙작용염, 예를 들어, 염화나트륨과 혼합될 수 있다.

예시적 구체예의 자세한 설명

본 발명의 양상에 따르면, 제빙제는 제빙작용제 및 투사 복사선을 흡수하여 이를 열로 전환시킬 수 있는 물질의 혼합물을 포함한다. 적절한 복사선 흡수제는 스펙트럼의 적외선부, 가시광선부 및/또는 자외선부에서 높은 몰 흡수율을 갖고 내부 전환에 대해 높은 양자율을 나타내어, 흡수된 태양 복사선을 열로 효과적으로 전환할 수 있는 화학물질을 포함한다. 이러한 종류의 화합물은 특정 염료를 포함한다.

본 발명의 특정 구체예에서, 제빙 조성물은 제빙작용염(일반적으로 고체 또는 대부분 고체 형태), 부식 저해제 및 복사선 흡수제와 같은 염료를 함유한다. 더욱 구체적으로, 제빙작용염은 염화나트륨 및 염화마그네슘을 포함한다. 부식 저해제는 트리에탄올아민을 포함한다. 염료는 나프톨 그린 B를 포함한다. 구체적으로, 성분의 농도(중량으로)는 90 내지 99 퍼센트의 염화나트륨, 5 퍼센트 이하의 염화마그네슘, 1000 ppm 이하의 트리에탄올아민, 및 1000 ppm 이하의 나프톨 그린 B를 포함한다. 성분의 다른 농도, 예를 들어, 93.5% 내지 98% 염화나트륨 및 2.0 % 이하의 염화마그네슘이 사용될 수도 있다.

다양한 제빙작용제가 사용될 수 있다. 일반적으로, 제빙작용제는 적어도 물 또는 얼음과 혼합시 물보다 낮은 녹는점을 갖는 액체를 형성하는 성분을 갖는 물질이다. 제빙작용염은 일반적으로 물 또는 얼음과 혼합시 물보다 낮은 어는점을 갖는 액체를 형성하는 염이다. 예를 들어, 염화나트륨은 물과 0℃ 보다 낮은 어는점을 갖는 용액을 형성할 수 있다.

본 발명의 다른 구체예에서, 제빙제는 약 90 내지 약 97 퍼센트의 염화나트륨, 약 0.6 내지 약 1.9 퍼센트의 염화마그네슘, 약 150 내지 약 500 ppm의 트리에 탄올아민, 및 약 50 내지 약 200 ppm의 나프톨 그린 B를 함유한다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 제빙제는 제빙작용제를 복사선 흡수제 및 선택적으로 다른 성분, 예를 들어, 부식 저해제 및 예비-습윤제와 혼합함으로써 형성된다. 본 발명의 일 예시적 구체예에서, 제빙제는 약 30%의 염화마그네슘, 0.8%의 트리에탄올아민, 및 약 0.25%의 염료를 함유하는 수용액을 고체 제빙작용염과 혼합함으로써 형성된다. 다른 액체, 예를 들어, 염화물 및 아세트산염의 수용액이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 염화나트륨, 염화칼슘 및 아세트산칼륨의 수용액이 사용될 수 있다. 다른 성분은 또한 요소, 글리세린, 및 프로필렌 글리콜을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 구체예에서, 제빙제는 약 20 내지 약 35%의 염화마그네슘, 약 2% 이상의 요소, 및 약 0.15% 내지 약 0.50%의 염료를 함유하는 수용액을 제빙작용염과 혼합함으로써 제조된다. 더욱 바람직하게는, 제빙제는 약 22% 내지 약 30%의 염화마그네슘, 약 0.5% 내지 약 1.0%의 트리에탄올아민, 약 2-10% 요소, 및 약 0.20 내지 약 0.35%의 염료를 함유하는 수용액을 제빙작용염과 혼합함으로써 제조된다. 보다 더 바람직하게는, 제빙제는 약 26%의 염화마그네슘, 약 0.7%의 트리에탄올아민, 약 7-8% 요소, 및 약 0.25%의 염료를 함유하는 수용액을 제빙작용염과 혼합함으로써 제조된다. 또한, 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜이 요소, 및 그 조합 대신 치환될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 제빙제는 고체 제빙작용제, 예를 들어, 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화칼슘, 요소, 아세트산염, 포름산염, 및 이의 조합 을 포함할 수 있다. 적절한 고체 제빙작용제는 염화나트륨 및 염화마그네슘의 혼합물을 포함한다. 액체 함유 복사선 흡수제 및 다른 성분, 예를 들어, 부식 저해제 및 예비-습윤제가 예비처리로서 고체 제빙작용제에 분무되거나 혼합되어 도포되어, 제빙제의 성능 및 도포를 개선할 수 있다. 이러한 혼합물에서, 제빙제 내의 고체 제빙작용염 입자는 복사선 흡수제로 적어도 부분적으로 코팅될 수 있다.

염화마그네슘이 사용되는 경우, 이는 액체 간수로부터 유래될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 액체 간수는 바다 염 생성물로부터 유래된 생성물이고, 바닷물로부터 염화나트륨을 제거한 후의 잔여 액체이다. 액체 간수는 일반적으로 높은 농도의 염화마그네슘 및 낮은 농도의 다른 염과 함께 물을 함유한다. 본 발명의 많은 구체예에서, 액체 간수는 20 내지 35 퍼센트의 염화마그네슘을 함유한다. 그러나, 다른 농도, 예를 들어, 20 퍼센트 미만의 염화마그네슘을 함유하는 액체 간수가 사용될 수도 있다.

상기한 구체예 중 일부에서와 같이, 트리에탄올아민이 본 발명에 따른 부식 저해제로 사용될 수 있다. 다른 적절한 부식 저해제가 사용될 수 있다. 예는 인산염, 예를 들어, 오르소인산염, 폴리인산염, 피로인산염, 및 유기 아인산염을 포함한다. 디암모늄 포스페이트 및 모노소듐 포스페이트는 개별적으로 또는 함께 사용되어 부식 저해작용을 제공할 수 있는 인산염의 두가지 특정 예이다. 인산칼슘이 또한 부식 억제제로 적절하게 사용된다.

제빙제의 성분의 다른 조합이 복사선 흡수제와 함께 사용되어, 얼음 용융능을 증가시킬 수 있다. 제빙제의 성분의 조합의 예는 본 명세서에 참조로서 결부되 고 본 출원과 공유되는 미국 특허 제6,800,217호 및 제6,398,979호에 개시된 것을 포함한다.

상기 실시예에서 사용된 나프톨 그린 B 염료와 함께, 다른 적절한 복사선 흡수제가 사용될 수 있다. 일반적으로, 복사선 흡수제, 예를 들어, 염료는 제빙제의 태양 복사선 흡수능을 증가시킴으로써 고체 제빙제를 단독으로 사용하는 경우에 비해 제빙제의 용융능을 증가시킨다. 따라서, 자외선 범위를 포함한 태양 복사선 스펙트럼의 넓은 범위에서 제빙작용제보다 더 높은 광학 흡수 계수를 갖는 복사선 흡수제가 바람직하다. 다른 복사선 흡수제의 예는 흑색 염료, 예를 들어, 오가닉 다이스터프 회사(Organic Dyestuffs Corporation, East Providence, Rhode Island)에서 구입할 수 있는 오르코폼 블랙(Orcoform Black)이다.

상기한 모든 특허 및 공개문헌은 본 명세서에 참조로서 결부된다. 상기한 특정 구체예는 단지 설명을 위한 것이며, 본 발명은 본 명세서에서 교시하는 이익을 갖는 당업자에게 명백한 다르지만 동등한 방식으로 실시되고 변형될 수 있다. 또한, 하기 청구항에 개시된 것을 제외한 본 명세서에서 나타내는 구조 또는 디자인의 세부사항은 제한하기 위함이 아니다. 따라서, 상기 개시한 특정 구체예가 변경 또는 변형될 수 있고 모든 이러한 변화는 본 발명의 범주 및 진의 내로 고려되는 것이 명백하다. 따라서, 본 명세서에서 생각되는 보호범위는 하기 청구항에 설정된 바와 같다.

Claims (24)

1. 제빙작용제(deicing agent);

   염화마그네슘을 포함하는 예비-습윤제; 및

   복사선 흡수제

   의 혼합물을 포함하는 제빙제(deicer).
2. 제1항에 있어서, 복사선 흡수제가 염료를 포함하는 것인 제빙제.
3. 제2항에 있어서, 제빙작용제가 고체 제빙작용염을 포함하는 것인 제빙제.
4. 제1항에 있어서, 복사선 흡수제가 제빙작용제보다 큰 태양 복사선 흡수능을 가지는 것인 제빙제.
5. 제2항에 있어서, 염료가 수용성인 제빙제.
6. 제1항에 있어서, 염화마그네슘이 간수(bittern)로부터 유래한 것인 제빙제.
7. 제1항에 있어서, 혼합물이

   약 90 내지 약 99 중량 퍼센트의 염화나트륨;

   약 0.5 내지 약 5 중량 퍼센트의 염화마그네슘;

   약 2 중량 퍼센트 이상의 요소; 및

   약 50 중량 ppm 내지 약 0.5 중량 퍼센트의 염료

   를 포함하는 것인 제빙제.
8. 제1항에 있어서, 혼합물이

   약 90 내지 약 99 중량 퍼센트의 염화나트륨;

   약 0.5 내지 약 5 중량 퍼센트의 염화마그네슘;

   약 2 중량 퍼센트 이상의 글리세린; 및

   약 50 중량 ppm 내지 약 0.5 중량 퍼센트의 염료

   를 포함하는 것인 제빙제.
9. 제1항에 있어서, 혼합물이

   약 90 내지 약 99 중량 퍼센트의 염화나트륨;

   약 0.5 내지 약 5 중량 퍼센트의 염화마그네슘;

   약 2 중량 퍼센트 이상의 프로필렌 글리콜; 및

   약 50 중량 ppm 내지 약 0.5 중량 퍼센트의 염료

   를 포함하는 것인 제빙제.
10. 제빙작용제;

    예비-습윤제;

    부식 저해제; 및

    복사선 흡수제

    의 혼합물을 포함하는 제빙제.
11. 제10항에 있어서, 제빙작용제가 고체 염화나트륨을 포함하는 것인 제빙제.
12. 제10항에 있어서, 예비-습윤제가 염화마그네슘을 포함하는 것인 제빙제.
13. 제10항에 있어서, 부식 저해제가 트리에탄올아민인 제빙제.
14. 제10항에 있어서, 복사선 흡수제가 염료인 제빙제.
15. 제14항에 있어서, 복사선 흡수제가 나프톨 그린 B인 제빙제.
16. 제10항에 있어서, 복사선 흡수제가 염화나트륨보다 큰 태양 복사선 흡수능을 가지는 것인 제빙제.
17. 제10항에 있어서, 혼합물이

    약 90 내지 약 99 중량 퍼센트의 염화나트륨;

    약 0.5 내지 약 5 중량 퍼센트의 염화마그네슘;

    요소, 글리세린, 프로필렌 글리콜 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 것 약 2 중량% 이상;

    약 100 중량 ppm 내지 약 0.5 중량 퍼센트의 트리에탄올아민; 및

    약 50 중량 ppm 내지 약 0.5 중량 퍼센트의 나프톨 그린 B

    를 포함하는 것인 제빙제.
18. 제7항에 있어서, 혼합물이

    약 90 내지 약 99 중량 퍼센트의 염화나트륨; 및

    약 3 내지 약 5 퍼센트의 예비-습윤 용액(약 20 내지 약 35 중량 퍼센트의 염화마그네슘; 요소, 글리세린, 프로필렌 글리콜 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 것 약 2 중량% 이상; 약 100 중량 ppm 내지 약 1.0 중량 퍼센트의 트리에탄올아민; 및 약 50 중량 ppm 내지 약 0.5 중량 퍼센트의 나프톨 그린 B를 포함함)

    을 포함하는 것인 제빙제.
19. 제18항에 있어서, 예비-습윤 용액이

    약 22 중량 퍼센트 내지 약 30 중량 퍼센트의 염화마그네슘;

    요소, 글리세린, 프로필렌 글리콜 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 것 약 2 중량 퍼센트 내지 약 10 중량 퍼센트;

    약 0.5 중량 퍼센트 내지 약 1.0 중량 퍼센트의 트리에탄올아민; 및

    약 0.20 중량 퍼센트 내지 약 0.50 중량 퍼센트의 염료

    를 포함하는 것인 제빙제.
20. 제18항에 있어서, 예비-습윤 용액이

    약 26 중량 퍼센트의 염화마그네슘;

    요소, 글리세린, 프로필렌 글리콜 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 것 약 7 중량 퍼센트 내지 약 8 중량 퍼센트;

    약 0.7 중량 퍼센트의 트리에탄올아민; 및

    약 0.25 중량 퍼센트의 나프톨 그린 B

    를 포함하는 것인 제빙제.
21. 제빙작용제,

    염화마그네슘을 포함하는 예비-습윤제; 및

    복사선 흡수제

    를 혼합하는 단계를 포함하는 제빙제의 제조 방법.
22. 제21항에 있어서, 혼합물이 또한 부식 저해제를 포함하는 것인 방법.
23. 제21항에 있어서, 예비-습윤제 조성물이 염화마그네슘 및 요소를 포함하는 것인 방법.
24. 제22항에 있어서, 예비-습윤제 조성물이 염화마그네슘 및 요소를 포함하는 것인 방법.