JP2000517366A

JP2000517366A - 除氷剤

Info

Publication number: JP2000517366A
Application number: JP10512081A
Authority: JP
Inventors: ペヒ，ヴィクトル
Original assignee: クユス―シュティフトゥング
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 2000-12-26
Also published as: WO1998010032A1; EP0950084A1; CA2264882A1; DE29723589U1; AU3936797A

Abstract

(57)【要約】氷点を下げるために一般的に用いられている公知のアルコールに加え、斜めまたは垂直の面上、たとえば自動車の窓、航空機の表面などの表面上で流れ落ちることを少なくとも防止する増粘剤を含む組成物が、氷点、特に水の氷点を下げる、もしくは氷結を防止する目的で提案されている。さらに、上記組成物は、除氷すべき表面に少なくとも連続した膜を形成するため、また、氷結したときに上記組成物を簡単に、たとえば水で、除去できるように、添加剤として吸湿性物質、および／または短鎖脂肪族一価アルコールを含む。

Description

【発明の詳細な説明】除氷剤本発明は、氷点、特に水の氷点を下げるため、もしくは氷結を防止するための組成物、および、車の窓、ヒートポンプの冷却素子および航空機の翼形を除氷するための作用剤に関するものである。冬期には、野ざらしにされている車の窓が夜間のうちに氷つき、運転中の良好な視界を確保するためには、その氷層を削り取らなければならないという問題がある。さらに、冬期の中央ヨーロッパでは、大気中の降水物が凍結するという現象がよく見られる。この現象は、サブミリメートルの厚さの不透明、無光沢の氷層として車の窓によく見られるものである。一般的に、このような氷層は、野ざらしに駐車されている車の冷却された表面上に形成され、この氷層または視界の妨けを除去するためには、機械的除去、もしくは化学的に氷点を下げるか、あるいは冷却された表面を温める必要がある。しかしながら、周囲の温度が低いことと、除去の技術が不十分であることから、上記氷層の除去は部分的および／または不十分であるのが現状である。これは視界を妨げる原因となり、車両使用中の危険度を増すことになる。通常、上記氷層を除去するためには水／グリコールを主成分とする除氷剤が使用されている。このような除氷剤を用いた作業は面倒であり、非常に低温であれば、上記氷層を少なくとも走行によって振り落とすことができる程度まで除去することに比較的時間がかかる。理論的には、このような除氷剤はある程度早めに車の窓に塗布しておくことが有用であるが、通常、水／グリコール溶液は流れ落ちてしまい、所望の効果を得ることができない。これに対して、上記除氷剤の液垂れを増粘剤を添加することによって防止し、除氷剤の有効時間を延長させることが、いくつかの特許に提案されている。この目的は、氷層の形成を防止するために、除氷剤をできるだけ早いうち、たとえば、前夜から車の窓に塗布できるようにするものである。これによって、たとえば次の日の朝、少ない労力で車の窓をきれいにすることができ、すぐに出発することができる。 EP 360 183，EP 586 127，EP 678 565，EP 769 541，DE 19 40 825，US 5 389 276では、高分子アクリルを主成分とする増粘剤を水とグリコールを主成分とする除氷剤に添加することを提案している。WO 94/25538では、増粘剤として、ポリ（Ｎ−ビニルピロリジン）、もしくは、架橋無水マレイン酸／メチルビニルエーテルの共重合体を使用しており、EP 257 720では、増粘剤として、天然または合成ゴム、セルロースエーテル、カルボキシメチルセルロース、およびヒドロキシエチルセルロースを使用している。また、EP 743 305では、増粘剤として好適なポリエーテルアミドを提案している。さらに、DE31 42 059では、セルロース誘導体を増粘剤として提案している。しかしながら、上記従来例にて提案されている除氷剤は全て大きな問題をかかえている。その一つは、比較的高い粘度のために膜の形成性に乏しく、除氷されるための、たとえば車の窓や、あるいはさらに大きな表面上を除氷剤により完全に「被膜される」ことができないことである。また、低温においては、増粘剤は非常に高粘度になるため、今度は除氷剤自身を除去することが難しくなり、氷結ではなく除氷剤それ自身が問題になってしまう。さらには、上記除氷剤は汚れの原因となり、除去のために大変な労力を要する。このため、除氷剤を温水や溶媒によって除去しなければならない場合があり、非常に好ましくない。本発明の目的は、上記問題を非常に簡単に解決でき、たとえば、氷に覆われたガラス面上の氷層を非常に簡単に除去することができる方法と作用剤とを提供することである。本発明によれば、クレーム１に記載された組成物とクレーム１２に記載された方法とのそれぞれによって、上記の目的を達成することができる。本発明では、特に水の氷点を下げるとともに、除氷するための組成物と作用剤とが提案されている。これら組成物と作用剤とは、たとえば、グリコールなどの一般周知の従来の構成要素の他に、該組成物あるいは作用剤が斜面もしくは垂直面から少なくとも流れ落ちるのを抑制し得る増粘剤を含み、そして本発明によれば、該組成物はこの他にさらに吸湿性の添加物および／または短鎖脂肪族一価アルコールを含んでいる。上記増粘剤は、該組成物の斜面もしくは垂直面からの流れ落ちを防ぐことのできる、たとえば、比較的高分子量の物質、たとえば、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースの誘導体、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリカルボン酸、ポリエーテル、ポリアミド、アルギン酸塩、アラビアゴムなどを含んでいてもよい。また、その他、増粘剤に好適に用いられるものとしては、液体の粘度を非常に大きくすることで知られており、いわゆる休止状態でそれ自身比較的低い粘度を持ついわゆるチキソトロピック剤がある。このようなチキソトロピック剤としては、たとえば、ベントナイト、カオリン、アルギン酸、シリコン化合物、金属酸化物ゲルが挙げられる。上記従来の除氷剤と比較して、たとえば、グリセロール、ペンタエリスリトール、あるいはソルビトールなどの吸湿性物質を添加すると、除氷剤は水に対してある程度親和性を持ち、このため少量の水を加えることによって粘度を素早く低下することができるという大きな利点がある。したがって、除氷される表面上における滞留時間が長い場合でも、除氷剤は水を加えることによって比較的簡単に除去することができる。特に車の窓では、除氷剤はワイパーを作動させることによって、ガラス上に脂肪性や油性の表面を残すことなく除去することができ、妨げのない視界が確保される。氷結のおそれがある表面は、防止策として、まだ温かい状態、好ましくは氷点以上の温度の時に、上記組成物によってスプレーされる。この時、該組成物は処理された表面上で連続的な被膜を形成することが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。上記組成物は、好ましくは、アルコール、有機溶媒、上記増粘剤、腐食抑制剤、そして極低温では塩の混合物であり、低粘度の短鎖脂肪族一価アルコール類が好ましく使用される。これらアルコール類は少なくとも塗布時に除氷剤の粘度を低下させ、その後、たとえば沸点が比較的低いため蒸発する。したがって、好ましい連続的な被膜が形成され、低粘度のために除氷剤の塗布が簡単になる。上記組成物は、たとえば、みぞれ、露、雪などの大気中の降水物の氷点を低下させ、濡れた表面の氷結を防止する。これら大気中の降水物は、該組成物と混合して、機械的に除去することが容易なゲル状の混合物を上記表面上に形成する。該表面が部分的にのみ処理されている場合や、冷却された表面が連続的に濡れている場合には、該組成物はまだ濡らされていない領域へ機械的作用によって散布され、氷点を下げることによって氷層を除去する。さらに、冷却された表面が部分的にしか濡れていない場合でも、密集した表層が部分的に解体され、上記表層の機械的な移動によってより優れた作用領域が形成されるため、該物質の効果はほぼ一様である。同様に、上記組成物あるいは物質は、従来の除氷剤と同じように、すでに氷に覆われた面上にも塗布することができる。本発明の組成物を除去するためには、特に上記組成物が塗布時に上記短鎖脂肪族一価アルコールを含む場合には、該組成物の粘度を低下させ、表面上を迅速に清掃にするために、上記と同様もしくは類似のアルコールが添加された水を表面上に塗布することが有効である。このようなアルコールの添加によって、汚れを生じることなく迅速に表面上を清掃することができるとともに、該アルコールを氷から開放することができる。本発明の用途としては、たとえば、以下のものが挙げられる。 − 冬期における車の窓の氷結防止、 − ヒートポンプやコンプレッサーの冷却素子の氷結防止、および − 航空機の翼形の除氷、または翼形への着氷防止である。本発明にかかる組成物または物質は、スプレー、噴霧、ブラシ、もしくは浸漬法によって塗布することができる。また、本発明にかかる組成物または物質は、エーロゾル缶、スプレーボトル、またはチューブとして小売りに適用可能である。以下に、氷点を低下させるため、または表面上への着氷を防止するための本発明にかかる組成物の構成要素として特に好適な物質を示す。１．増粘剤としては： − カルボキシメチルセルロース、 − カルボキシメチルセルロースの誘導体、 − ポリアクリレート、 − ポリメタクリレート、 − ポリカルボン酸、 − ポリエーテル、 − ポリアミド、 − アルギン酸塩、 − アラビアゴムなどの製造物の斜面または垂直面からの流れ落ちを防止し得る高分子物質が挙げられる。一般的には、たとえば、ベントナイト、カオリン、アルギン酸、酸化シリコン化合物、金属酸化物ゲルなどの、通常塗装業界で使用されているチキソトロピック剤も増粘剤として好適に用いられる。２．アルコールとしては：一般的に除氷剤として使用されている全てのアルコールを使用することができる。たとえば、エタノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール（sec-ブチルアルコール）、２−メチル−２−プロパノール（tert-ブチルアルコール）などの炭素数６以下の短鎖一価アルコール類が好適に使用される。３．好適な有機溶剤と好適な氷点降下剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオールなどの短鎖ジオール（グリコール）類、および／または、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテルなどの、化学式Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−Ｒを持つグリコールエーテル類、および／または、酢酸エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテルなどの水酸基の一方または両方をエステル化して製造されたジオールエステル類（グリコールエステル）からなるグループから選ばれるものが使用される。４．塩：好適な塩、特に極低温で使用される塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、リン酸ナトリウムなどが挙げられる。５．防食剤：通常、車体の腐食防止に使われている有機塩基、塩基性塩などの周知の腐食抑制物質もしくは腐食防止物質の全てが好適に使用可能である。６．吸湿性添加物：グリセロール、ペンタエリスリトール、ソルビトール。本発明において上述した各例は、あくまで具体例であり、必要に応じて適時解釈されるべきものである。本発明の必要要件は、基本的に従来の除氷剤の組成物に基づきながら、さらに除氷剤の斜面または垂直面からの流れ落ちを防ぐための増粘剤と、吸湿性添加物、および／または短鎖脂肪族一価アルコールを含む、氷点を低下させるため、もしくは表面上への着氷を防止するための作用剤を提供することである。以下に、本発明を実施例を参照してより詳しく説明するとともに、本発明の組成物の効果をSwiss National Material Testing and Research Instituteによる実験によって明らかにする。以下の組成の除氷剤を用いて実験を行なった。水３９．８重量％イソプロピルアルコール２０重量％グリコール２０重量％ソルビトール１０重量％プロピレングリコール１０重量％トリエタノールアミン０．１重量％カーボマー（アクリル主成分のポリマー）０．１重量％計１００重量％試験１：汚れのない乾燥して垂直な鏡板に常温で除氷剤をスブレーし、−２５℃まで冷却した状態で１２０時間静置した。２４時間毎に目視で鏡板の状態を調べ、ゴム製スクレーパを使い除氷剤の除去しやすさをテストした。結果：１２０時間静置した後、除氷剤はゴム製スクレーパで容易に除去することができた。試験２：汚れのない乾燥した垂直な鏡板に常温で除氷剤をスプレーした。その後、スプレーボトルで薄い水の膜を除氷剤の上に形成した。そしてその鏡板を−２５℃まで冷却した状態で４８時間静置した。２４時間毎に目視で鏡板の状態を調べ、ゴム製スクレーパを使い除氷剤の除去しやすさをテストした。結果：鏡板の状態静置２４時間後：スプレーした水および除氷剤は凍っていなかった。静置４８時間後：スプレーした水および除氷剤は凍っていなかった。場所によっては被膜がわずかに下方に流れていた。４８時間静置した後、除氷剤はゴム製スクレーパで容易に除去することができた。試験３：汚れのない乾燥した垂直な鏡板の半分に常温で除氷剤をスプレーした。その後、水で全面を洗浄し、その鏡板を−２５℃まで冷却した。２４時間毎に目視で鏡板の状態を調べ、ゴム製スクレーパを使い除氷剤の除去しやすさをテストした。結果：鏡板の状態静置２４時間後の除氷剤および蒸留水をスプレーした方の鏡板半面の状態：凍っていなかった。静置４８時間後の除氷剤および蒸留水をスプレーした方の鏡板半面の状態：凍っていなかった。場所によっては被膜がわずかに下方に流れていた。４８時間静置した後、除氷剤はゴム製スクレーパで容易に除去することができた。静置２４時間後の蒸留水をスプレーした方の鏡板半面の状態：凍っていた。静置４８時間後の状態：凍っていた。４８時間静置した後、水は鏡板上に凍り付き、ゴム製スクレーパで除去することは非常に困難であった。 (Swiss National Material Testing and Research Institute EMPA，Larchen feldstrasse 5，CH-9014 St．Gallen試験報告集No.128963より抜粋。)

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年１０月２７日（１９９８．１０．２７）【補正内容】請求の範囲１．氷点、特に水の氷点を下げるため、もしくは氷結を防ぐための除氷剤であって、氷点を下げるために一般的に用いられている公知の、グリセロール以外の、アルコールに加え、斜めまたは垂直の面上で上記組成物が流れ落ちるのを少なくとも防ぐための増粘剤を含み、さらに添加剤として，グリセロール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、および／またはその混合物からなる吸湿性物質が使用されている除氷剤。２．グリセロール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、および／またはその混合物が吸湿性物質として使用されている請求項１または２記載の除氷剤。３．高分子量物質が増粘剤として使用されている請求項１または２に記載の除氷剤。４．カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースの誘導体、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリカルボン酸、ポリエーテル、ポリアミド、アルギン酸塩、および／またはアラビアゴムを増粘剤として使用している請求項１ないし３の何れか１項に記載の除氷剤。５．チキソトロピック剤が増粘剤として使用される請求項１または２記載の除氷剤。６．ベントナイト、カオリン、アルギン酸、シリコン酸化化合物、および／または、金属酸化物ゲルが使用される請求項１、２、または５に記載の除氷剤。７．エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロパナール、１−ブタノール、２−ブタノール（sec-ブチルアルコール）、２−メチル−２−プロパノール（ tert-ブチルアルコール）などの６つ以下の炭素原子を持つ短鎖脂肪族一価アルコールが使用される請求項１ないし６の何れか１項に記載の除氷剤。８．エチレングリコール、プロピレングリコール、１、３−ブタンジオール、および／または一般式Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−Ｒを持つグリコールエーテルなどの短鎖ジオール（グリコール）からなるグループから選ばれる有機溶剤がさらに使用される請求項１ないし７の何れか１項に記載の除氷剤。９．塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、および／またはリン酸ナトリウムなどの無機塩をさらに含んでいる請求項１ないし８の何れか１項に記載の除氷剤。１０．たとえば有機塩基および／または塩基性塩などの、防食剤をさらに含んでいる請求項１ないし９の何れか１項に記載の除氷剤。１１．少なくとも次の成分を含む請求項１ないし１０の何れか１項に記載の除氷剤：３０〜５０重量％の水、１０〜３０重量％のイソプロピルアルコール、１０〜３０重量％のグリコール、５〜２０重量％のグリセロールまたはソルビトール、５〜２０重量％のプロピレングリコール、２重量％以下の、好ましくはポリアクリレートまたはポリアクリル酸を主成分とした増粘剤。１２．自動車の窓、ヒートポンプの冷却素子、あるいは航空機の翼形などの表面を、実質的に氷結から回避し続ける方法であって、請求項１ないし１１の何れか１項に記載の除氷剤で、増粘剤を含むため、流れ落ちることかなく大気中の降水物の氷点を下げることにより、濡れた表面での氷結を防止する組成物が、氷結のおそれのある上記表面に、好ましくは暖かい状態または乾いた状態で塗布される方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．氷点、特に水の氷点を下げるため、もしくは氷結を防ぐための組成物であって、氷点を下げるために一般的に用いられている公知のアルコールに加え、斜めまたは垂直の面上で上記組成物が流れ落ちることを少なくとも防ぐための増粘剤を含み、さらに添加剤として、吸湿性物質および／または短鎖脂肪族一価アルコールが使用されている組成物。２．グリセロール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、および／またはその混合物が吸湿性物質として使用されている請求項１または２記載の組成物。３．高分子量物質が増粘剤として使用されている請求項１または２に記載の組成物。４．カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースの誘導体、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリカルボン酸、ポリエーテル、ポリアミド、アルギン酸塩、および／またはアラビアゴムを増粘剤として使用している請求項１ないし３の何れか１項に記載の組成物。５．チキソトロピック剤が増粘剤として使用される請求項１または２記載の組成物。６．ベントナイト、カオリン、アルギン酸、シリコン酸化化合物、および／または、金属酸化物ゲルが使用される請求項１、２、または５に記載の組成物。７．エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロパナール、１−ブタノール、２−ブタノール（sec-ブチルアルコール）、２−メチル−２−プロパノール（ tert-ブチルアルコール）などの６つ以下の炭素原子を持つ短鎖脂肪族一価アルコールが使用される請求項１ないし６の何れか１項に記載の組成物。８．エチレングリコール、プロピレングリコール、１、３−ブタンジオール、および／または一般式Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−Ｒを持つグリコールエーテルなどの短鎖ジオール（グリコール）からなるグループから選ばれる有機溶剤がさらに使用される請求項１ないし７の何れか１項に記載の組成物。９．塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、および／またはリン酸ナトリウムなどの無機塩をさらに含んでいる請求項１ないし８の何れか１項に記載の組成物。１０．たとえば有機塩基および／または塩基性塩などの防食剤をさらに含んでいる請求項１ないし９の何れか１項に記載の組成物。１１．少なくとも次の成分を含む請求項１ないし１０の何れか１項に記載の組成物：３０〜５０重量％の水、１０〜３０重量％のイソプロピルアルコール、１０〜３０重量％のグリコール、５〜２０重量％のグリセロールまたはソルビトール、５〜２０重量％のプロピレングリコール、２重量％以下の、好ましくはポリアクリレートまたはポリアクリル酸を主成分とした増粘剤。１２．自動車の窓、ヒートポンプの冷却素子、あるいは航空機の翼形などの表面を、実質的に氷結から回避し続ける方法であって、請求項１ないし１１の何れか１項に記載の組成物で、増粘剤を含むため、流れ落ちることかなく大気中の降水物の氷点を下げることにより、濡れた表面での氷結を防止する組成物が、氷結のおそれのある上記表面に、好ましくは暖かい状態または乾いた状態で塗布される方法。