DE112005001511T5

DE112005001511T5 - Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel

Info

Publication number: DE112005001511T5
Application number: DE112005001511T
Authority: DE
Inventors: Teruo Kawagoe Oota; Hayato Kawagoe Asai; Takehiko Kawagoe Fukazawa
Original assignee: ABC Research Laboratory for Building Materials Co Ltd
Current assignee: ABC Research Laboratory for Building Materials Co Ltd
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2007-05-24
Also published as: JPWO2006003966A1; KR20070041548A; JP4833846B2; US20080302997A1; US7678291B2; WO2006003966A1

Abstract

Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel, umfassend Kaliumsilikat als wirksame Komponente.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel und insbesondere ein Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel, das verwendet wird, indem man es auf die Oberfläche eines Objekts, wie z.B. Straße, Parkplatz und dergleichen, sprüht, um das Schneeschmelzen zu beschleunigen und um eine Vereisung zu verhindern. Das Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel ist umweltsicher und verursacht keine Verschlechterung von Beton.
STAND DER TECHNIK
Natriumchlorid, Calciumchlorid, Harnstoff und dergleichen werden weit verbreitet als Schneeschmelzmittel oder als Gefrierschutzmittel verwendet.
Chlorid oder dergleichen enthaltendes Schneeschmelzmittel weist jedoch das Problem auf, dass es Frostschäden und eine Verschlechterung von Beton beträchtlich beschleunigt, indem es ein Abblättern von Materialien von der Oberfläche verursacht. Zusätzlich durchdringen Chloridionen Beton, verlaufen allmählich in die Kernzone des Betons und erreichen schließlich Stahlstäbe und bilden durch Reaktion mit Sauerstoff Rost in den Stahlstäben. Schließlich bildet der Beton aufgrund von Expansion Risse aus.
Andererseits wurde Umweltschutz in den letzten Jahren ein großes Anliegen. Obwohl Harnstoff frei ist von den vorstehend im Zusammenhang mit Chlorid erwähnten Problemen, weist Harnstoff andere Probleme auf, wie z.B. Reaktionen mit Metallen, Nährstoffanreicherung aufgrund des Stickstoffgehaltes, Ausbildung von Schimmel und Moos, einen schlechten Geruch nach Zersetzung und dergleichen.
Deshalb sind, abgesehen von der Wirkung des Schneeschmelzens und der Verhinderung des Gefrierens, konventionelle Schneeschmelzmittel im Hinblick auf den Umweltschutz, die Verhinderung einer Verschlechterung von Beton und dergleichen nicht vollständig zufriedenstellend.
Da konventionelle Schneeschmelzmittel außerdem üblicherweise in Form eines Pulvers erhältlich sind, bestand während der Anwendung auch ein Handlingproblem.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die Probleme des Standes der Technik durchgeführt und beruht auf der Aufgabenstellung, ein Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel bereitzustellen, das für die Umwelt ungefährlich ist, keine Verschlechterung von Beton verursacht, ein ausge zeichnetes Vermögen zum Schmelzen von Schnee und Eis und zum Verhindern von Vereisung aufweist, und sehr wirtschaftlich und leicht zu handhaben ist.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
Als Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen zum Erzielen der vorstehenden Aufgabenstellung haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung gefunden, dass Kaliumsilikat oder eine Mischung aus Kaliumsilikat und Nitritsalz eine hervorragende Wirkung zum Schmelzen von Schnee und Eis sowie eine Wirkung zur Verhinderung von einer Vereisung aufweist. Die Erfinder haben ferner festgestellt, dass eine solche Wirkung gefördert werden kann, wenn ein Alkalimetallsalz und/oder ein niederer Alkohol zugegeben werden. Dies führte zur Vervollständigung der vorliegenden Erfindung. [0009] Die vorliegende Erfindung stellt ein Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel bereit, das Kaliumsilikat als wirksame Komponente umfasst.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel bereit, das Kaliumsilikat und ein Nitritsalz als wirksame Komponenten aufweist.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Verhindern einer Vereisung bereit, das das vorhergehende Sprühen des Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittels über die Objektoberfläche umfasst, oder ein Verfahren zum Schmelzen von Schnee oder Eis, das das Sprühen des Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittels über eine schneebedeckte Oberfläche oder eine gefrorene Oberfläche umfasst.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß kann ein Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel erhalten werden, das gegenüber der Umwelt ungefährlich ist, keine Verschlechterung von Beton verursacht, ein hervorragendes Vermögen zum Schmelzen von Schnee und Eis und zur Verhinderung von Gefrieren/Vereisung aufweist und sehr wirtschaftlich und leicht zu handhaben ist.
Das erfindungsgemäße Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel weist nicht nur eine hervorragende Schneeschmelz- und Gefrierschutzwirkung auf, sondern verursacht auch kein Abblättern von der Betonoberfläche und verrostet, selbst wenn das Mittel den Beton durchdringt, Eisenstäbe nicht, weil das Mittel kein Chlorid enthält. Weil das erfindungsgemäße Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel keine Komponente enthält, die eine Nährstoffanreicherung hervorruft, weist das Mittel ferner kein Problem der Ausbildung von Schimmel oder Moos auf. Da das Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel außerdem in flüssiger Form erhalten werden kann, kann das Mittel im Vergleich zu einem ähnlichen Mittel in Pulverform leicht versprüht werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
In der vorliegenden Anmeldung bezieht sich ein Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel auf ein Mittel, das zum Zweck des Schneeschmelzens und zur Verhinderung von Gefrieren/Vereisung verwendet wird. Es weist nicht nur die Funktion auf, Schnee und Eis zu schmelzen, sondern durch vorhergehende Applikation, Schnee und Vereisung zu verhindern.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (nachstehend als "erste Erfindung" bezeichnet) ist ein Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel, das Kaliumsilikat als wesentliche Komponente aufweist. Im Hinblick auf das in der ersten Erfindung verwendete Kaliumsilikat gibt es keine spezifischen Beschränkungen. Obwohl handelsüblich erhältliches Kaliumsilikat verwendet werden kann, ist ein bevorzugte Kaliumsilikat eine durch die folgende Summenformel dargestellte Verbindung. K₂O-nSiO₂, worin n ein Wert von 1 bis 5 ist.
Als bevorzugtes Kaliumsilikat kann eine Verbindung der vorstehenden Summenformel, worin n 1,8 bis 3,7 ist, angegeben werden, wobei ein besonders bevorzugtes Kaliumsilikat eine Verbindung der vorstehenden Summenformel ist, in der n 1,8 bis 2,2 ist.
Das Kaliumsilikat ist eine handelsüblich erhältliche Verbindung. Es kann z.B. ein von Nippon Chemical Industrial Co., Ltd. hergestelltes Produkt verwendet werden.
Kaliumsilikat kann auch nach einem bekannten Verfahren hergestellt werden. In diesem Fall kann in der vorstehenden Summenformel n nach einer auf diesem Gebiet bekannten Methode eingestellt werden, z.B. einer Methode des Zugebens einer wässerigen Lösung von Kaliumhydroxid, um n zu verringern.
Das Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel der ersten Erfindung kann in Form einer Lösung in Wasser oder einer wässerigen Lösung (nachstehend als "wässerige Lösung" bezeichnet) hergestellt werden, indem man Wasser zu einem Konzentrat aus Kaliumsilikat zugibt. Obwohl nicht spezifisch beschränkt, beträgt der Gehalt an Kaliumsilikat in der wässerigen Lösung vorzugsweise ca. 1 bis 56 Massen-% (nachstehend als "%" bezeichnet), und besonders bevorzugt 5 bis 40%, bezogen auf festes Kaliumsilikat, wenn das Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel über die Oberfläche des Objekts versprüht wird. Wenn der Gehalt zu gering ist, nimmt die Wirkung des Schmelzens von Schnee oder Eis ab, und die Wirkung der Verhinderung einer Vereisung kann schlecht sein.
Obwohl das Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel der ersten Erfindung seine Wirkung zeigen kann, indem man nur die Wirkung von Kaliumsilikat ausnützt, ist die Zugabe eines Alkalimetallsalzes bevorzugt, um diese Wirkung zu erhöhen. Im Hinblick auf das verwendete Alkalimetallsalz bestehen keine spezifischen Beschränkungen. Als Kation des Alkalimetallsalzes sind ein Lithiumion, Natriumion, Kaliumion und dergleichen bevorzugt. Das Kaliumion ist im Hinblick auf seine Fähigkeit, die Gefrierschutzwirkung zu fördern, besonders bevorzugt.
Auch im Hinblick auf das Anion des Alkalimetallsalzes bestehen keine besondere Beschränkungen. Aufgrund der Ungefährlichkeit gegenüber der Umgebung und der Eigenschaften, keine Verschlechterung von Beton zu verursachen, ist ein Carbonation und Acetation bevorzugt. Unter Berücksichtigung der Wirkung auf die Umwelt und auf Beton ist außerdem ein Alkalimetallsalz, das kein Element, wie Chlor, Phosphor und dergleichen, enthält, besonders bevorzugt. Das Alkalimetallsalz kann in Form eines Anhydrids oder in einer Kristallwasser enthaltenden Form vorliegen.
Unter den vorstehend genannten Alkalimetallsalzen können als spezifische Beispiele für das Alkalimetallsalz, das eine synergistische Wirkung insbesondere im Hinblick auf die schneeschmelzende Wirkung, eisschmelzende Wirkung und Gefrierschutzwirkung zeigt, wenn es zusammen mit Kaliumsilikat verwendet wird, Kaliumcarbonat, Kaliumacetat, Natriumacetat und dergleichen angegeben werden. Die Verwendung dieser Alkalimetallsalze ist auch im Hinblick auf die Reduzierung der Menge an teurem Kaliumsilikat bevorzugt, wobei man den Vorteil des Kaliumsilikats als für die Umwelt ungefährlich und als keine Verschlechterung von Beton verursachend nutzen kann.
Obwohl im Hinblick auf die Menge des Alkalimetallsalzes in der Gesamtmenge des Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittels der ersten Erfindung keine Beschränkungen bestehen, ist eine Menge von 1 bis 40%, insbesondere 3 bis 30%, bezogen auf Kristallwasser ausschließendes Anhydrid, bevorzugt. Wenn sie größer als 40% ist, kann das Alkalimetallsalz nur schwer gelöst werden; wenn sie geringer als 1 % ist, wird die Wirkung der kombinierten Verwendung reduziert. Es ist auch bevorzugt, dass das Alkalimetallsalz in einem Anteil von 2 bis 4.000 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Kaliumsilikat, bezogen auf Feststoffbasis, verwendet wird. Ein besonders bevorzugter Anteil des verwendeten Alkalimetallsalzes beträgt 7,5 bis 600 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Kaliumsilikat, bezogen auf Feststoffbasis.
Darüber hinaus kann das Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel der ersten Erfindung unabhängig vom Alkalimetallsalz oder zusammen mit dem Alkalimetallsalz einen niederen Alkohol aufweisen. [0026] Der niedere Alkohol bedeutet hier einen Alkohol mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und kann einwertige und mehrwertige Alkohole umfassen. Als spezifische Beispiele des niederen Alkohols können Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Glycerin und dergleichen angegeben werden. Unter diesen sind bevorzugte Alkohole Ethanol, Isopropanol und dergleichen, wobei Ethanol besonders bevorzugt ist.
Obwohl im Hinblick auf die Menge des niederen Alkohols in der Gesamtmenge des Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittels der ersten Erfindung keine Beschränkungen bestehen, ist eine Menge von 1 bis 15%, insbesondere 2 bis 10%, bevorzugt. Wenn sie größer als 15% ist, besteht die Tendenz, dass der niedere Alkohol sich leicht von der Kaliumsilikatlösung abtrennt; wenn er geringer als 1 % ist, wird die Wirkung der kombinierten Verwendung verringert. Bevorzugt ist es auch, dass der niedere Alkohol in einem Verhältnis von 2 zu 1.500 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile des Kaliumsilikats, bezogen auf Feststoffbasis, verwendet wird, wobei eine besonders bevorzugte Menge 5 bis 200 Gew.-Teile sind.
Die kombinierte Verwendung des niederen Alkohols kann nicht nur die schneeschmelzende oder Gefrierschutzwirkung des Kaliumsilikats synergistisch erhöhen, sondern kann auch die Menge des teuren Kaliumsilikats verringern, während man sich den Vorteil des Kaliumsilikats als gegenüber der Umwelt ungefährlich und als keine Verschlechterung von Beton verursachend zunutze macht.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittels der ersten Erfindung ist die Verwendung des Alkalimetallsalzes und des niederen Alkohols zusammen mit Kaliumsilikat. Ein bevorzugter Gehalt jeder Komponente im Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel in dem Fall, in dem alle diese drei Komponenten verwendet werden (zum Zeitpunkt der Anwendung), ist der folgende.
Eine andere Ausführungsform ("zweite Erfindung") der vorliegenden Erfindung betrifft ein Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel, das Kaliumsilikat und ein Nitritsalz als wesentliche Komponenten aufweist. Das in der zweiten Erfindung verwendete Kaliumsilikat ist das gleiche Kaliumsilikat wie es vorstehend bei der Beschreibung der ersten Erfindung genannt wurde. Die in dem Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel der zweiten Erfindung eingebaute Menge kann auch die gleiche wie die vorstehend beschriebene Menge sein.
Als Beispiele für das im Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel der ersten Erfindung verwendete Nitritsalz können Natriumnitrit, Calciumnitrit und dergleichen angegeben werden, wobei ein bevorzugtes Nitrit Natriumnitrit ist.
Obwohl keine besondere Beschränkung im Hinblick auf die Menge des Nitritsalzes in der Gesamtmenge des Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittels der zweiten Erfindung bestehen, ist eine Menge von 1 bis 40% und insbesondere 8 bis 30% bevorzugt. Wenn sie größer als 40% ist, ist es schwierig, das Nitritsalz zu lösen. Wenn sie weniger als 1 % beträgt, wird die Wirkung der kombinierten Verwendung verringert. Die Menge an verwendetem Nitritsalzes liegt vorzugsweise in einem Bereich von 2 bis 4.000 Gew.-Teilen und insbesondere von 7,5 bis 600 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile des Kaliumsilikats, bezogen auf Feststoffbasis.
Die Verwendung eines Nitritsalzes in Kombination mit Kaliumsilikat in der zweiten Erfindung erhöht die Wirkung des Kaliumsilikats zur Unterdrückung oder zur Verhinderung der Verschlechterung von Beton und garantiert gleichzeitig die schneeschmelzende und Gefrierschutzwirkung des Kaliumsilikats.
So wie im Fall der ersten Erfindung ist der Zusatz eines Alkalimetallsalzes (ausschließlich eines Nitritsalzes) wünschenswert, um die Wirkung des Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittels der zweiten Erfindung zu erhöhen. Als in der zweiten Erfindung verwendete Alkalimetallsalze können die gleichen Alkalimetallsalze (ausschließlich Nitritsalz), wie sie in der Beschreibung der ersten Erfindung erwähnt sind, angegeben werden.
Auf die gleiche Weise wie in der ersten Erfindung kann das Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel der zweiten Erfindung unabhängig vom Alkalimetallsalz oder zusammen mit dem Alkalimetallsalz einen niederen Alkohol aufweisen. In der zweiten Erfindung können auch die gleichen niederen Alkohole wie sie in der ersten Erfindung erwähnt werden verwendet werden.
Als besonders bevorzugte Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittels der zweiten Erfindung kann die kombinierte Verwendung von Kaliumsilikat, einem Nitritsalz und einem Alkalimetallsalz (ausschließlich Nitritsalz) angegeben werden. Ein bevor zugter Gehalt jeder Komponente im Schneeschmelz-/Gefrierschutzmttel im Falle, in dem alle diese drei Komponenten verwendet werden (zum Zeitpunkt der Applikation) ist der folgende.
Das wie vorstehend beschriebene Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel der ersten und zweiten Erfindung kann z.B. in Form einer Flüssigkeit verwendet werden, indem man die Flüssigkeit über die Oberfläche des Objekts unter Verwendung eines Flüssigkeitsdispergators verteilt. Im Hinblick auf den hier verwendeten Flüssigkeitsdispergator bestehen keine spezifischen Beschränkungen. Im Handel erhältliche Sprühgeräte, Spritzapparate und dergleichen können als Beispiele genannt werden.
Im Hinblick auf die Objektoberfläche, über die das Schneeschmelz-/Gefrierschutz-mittel der vorliegenden Erfindung verteilt wird, bestehen keine besonderen Beschränkungen. Als Beispiele können angegeben werden eine gepflasterte oder ungepflasterte Straße, ein Parkplatz, Piste und Vorfeld eines Flughafens, landwirtschaftliche Flächen, Golfplätze und dergleichen. Vom Standpunkt einer wirksamen Verhinderung von Schleuderunfällen mit Fahrzeugen sind Straßen und Parkplätze die am meisten bevorzugten Objekte, an denen das erfindungsgemäße Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel am vorteilhaftesten angewendet werden kann. Das Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel der vorliegenden Erfindung kann entweder auf die angehäufte Schneedecke oder die gefrorene Oberfläche aufgesprüht werden oder kann vorher auf die nicht vereisten Oberflächen aufgesprüht werden, um zu verhindern, dass solche Oberflächen vereisen.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird näher durch Beispiele beschrieben, die nicht als die vorliegende Erfindung beschränkend anzusehen sind.
Beispiel 1
200 g jeder der in der Tabelle 1 angegebenen wässerigen Lösungen wurden in ein Becherglas mit einem Bodendurchmesser von 70 nun gegeben und bei –10°C 24 Stunden stehen gelassen, um das Gefrierschutzverhalten zu beobachten. Das Verhalten wurde gemäß dem folgenden Standard bewertet. Der Versuch wurde bei einer Temperatur der gefrorenen Oberfläche von –10 bis –7°C, durchgeführt, einem Temperaturbereich, bei dem die Oberfläche im allgemeinen am rutschigsten ist. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 angegeben.
Für den Versuch wurden die folgenden Silikate verwendet.
Lithiumsilikat: Li₂O·n'SiO₂ (n': 3,4 bis 3,6), hergestellt von Nippon Chemical Industrial Co., Ltd.
Natriumsilikat: Na₂O·n''SiO₂ (n'': 3,0 bis 3,3), hergestellt von Nippon Chemical Industrial Co., Ltd.
Kaliumsilikat: K₂O·nSiO₂ (n: 1,8 bis 2,2), hergestellt von Nippon Chemical Industrial Co., Ltd.

In den Tabellen wird der Silikatgehalt auf Feststoffbasis angegeben und der Gehalt an Alkalimetallsalz wird auf Anhydridbasis angegeben. < Bewertungsstandard für das Gefrierschutzverhalten >

(Bewertung)	(Zustand der Probenmittel)
O	flüssig
OΔ	fast flüssig, enthält aber einige feste Anteile
Δ	halbflüssiger oder halbfester Zustand
ΔX	fast fest, enthält aber einige flüssige Anteile (etwa wie Fruchteis)
X	fest

Aus den Ergebnissen der wässerigen Lösungen Nr. 1 bis Nr. 6 in Tabelle 1 ist es ersichtlich, dass Kaliumsilikat im Hinblick auf die Gefriersehutzeigenschaften besser als Lithiumsilikat und Natriumsilikat war. Weil das Lithiumsilikat geliert, konnte keine hochkonzentrierte wässerige Lösung von Lithiumsilikat erhalten werden. Es wurde bestätigt, dass Kaliumsilikat ein besseres Gefrierschutzverhalten zeigt, wenn die Konzentration ansteigt.
Aus einem Vergleich der Ergebnisse der wässerigen Lösung Nr. 3 und der wässerigen Lösungen Nr. 7 bis 21 in Tabelle 1 ist es ersichtlich, dass das Gefrierschutzverhalten von 26%igem Kaliumsilikat der wässerigen Lösung Nr. 3 durch die kombinierte Verwendung von Kaliumcarbonat, Kaliumacetat und/oder Ethanol verbessert werden konnte.
Aus den Ergebnissen der wässerigen Lösungen Nr. 25 bis 40 in Tabelle 2, in der ein Alkalimetallsalz allein verwendet wurde, wurde bestätigt, dass Kaliumcarbonat, Natriumacetat und Kaliumacetat hervorragendes Gefrierschutzverhalten zeigen. Diese Ergebnisse bestätigen, dass Kaliumcarbonat, Natriumacetat und Kaliumacetat wünschenswerte Alkalimetallsalze zur Verwendung zusammen mit Kaliumsilikat sind. Unter Verwendung eines Alkalimetallsalzes allein zeigt sich eine Gefrierschutzwirkung, wenn das Alkalimetallsalz bei einer Konzentration von 20% oder mehr verwendet wird. Da das Alkalimetallsalz jedoch eine Verschlechterung von Beton nicht verhindern oder unterdrücken kann, kann ein Alkalimetallsalz allein nicht verwendet werden, um die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung zu erzielen.
Unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Versuche unter Verwendung der wässerigen Lösungen Nr. 33 bis Nr. 38 in Tabelle 2, in denen niedere Alkohole unabhängig verwendet wurden, und der Ergebnisse, dass 5% Isopropanol, 10% Isopropanol oder 5% n-Butanol nicht von Wasser getrennt wurden, wenn Kaliumsilikat in den wässerigen Lösungen (Nr. 43 und Nr. 45) nicht vorhanden war, aber sich leicht von Wasser trennten, wenn Kaliumsilikat vorhanden war, ist Ethanol der beste in Kombination mit Kaliumsilikat zu verwendende niedere Alkohol.
Beispiel 2
200 g Wasser wurden in einen zylindrischen Kunststoffbehälter mit einem Bodendurchmesser von 70 nun gegeben und in einem Thermostat bei –10°C gefrieren gelassen. Das Gesamtgewicht (m₀) wurde gemessen. 40 g einer wässerigen Lösung von Kaliumsilikat (mit einem Gehalt von 56% Kaliumsilikat auf Feststoffbasis, als "wässerige Lösung Nr. 47" bezeichnet) wurde über die resultierende Eisfläche gegossen und bei –10°C 1 Stunde lang stehen gelassen.
Nach Entfernen der Flüssigkeit (einschließlich von Schmelzwasser) von der Eisoberfläche durch Dekantieren und weiteres vollständiges Entfernen der Flüssigkeit auf der Oberfläche unter Verwendung eines Filterpapiers wurde das Gewicht gemessen zur Bestimmung des Gewichtverlustes durch Subtraktion des resultierenden Gewichts von m₀. Der Gewichtsverlust wurde als Menge an geschmolzenem Eis angesehen. Die Menge an geschmolzenem Eis nach stehen lassen während 24 Stunden bei –10°C wurde ebenfalls auf die gleiche Weise bestimmt.
Die Mengen an geschmolzenem Eis nach 1 Stunde und 24 Stunden wurden auf die gleiche Weise in den Fällen bestimmt, in denen die wässerigen Lösungen Nr. 7 bis Nr. 24 in Tabelle 1 verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3
Aus Tabelle 3 ist es ersichtlich, dass die wässerige Lösung Nr. 47 und die wässerige Lösungen Nr. 7 bis Nr. 24 eine ausreichende Menge an Eis aufschmolzen. Es wurde somit bestätigt, dass diese wässerigen Lösungen eine hervorragende schneeschmelzende Wirkung zeigen, wenn sie z.B. über eine Straße gesprüht werden. Darüber hinaus wurde bestätigt, dass nicht nur die Menge des geschmolzenen Eises nach 1 Stunde, sondern auch die Menge des geschmolzenen Eises nach 24 Stunden ausreichend groß war, was die beständige Wirkung des Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittels der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beispiel 3
Die Gefrierschutzwirkung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet, mit der Ausnahme, dass die in Tabelle 4 angegebenen wässerigen Lösungen anstelle der in Tabelle 1 angegebenen wässerigen Lösungen verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
Aus Tabelle 4 ist es ersichtlich, dass die wässerigen Lösungen Nr. 48 bis Nr. 53 eine hervorragende Gefrierschutzwirkung zeigten, was bestätigt, dass die Gefrierschutzwirkung in dem Fall, in dem zu einer Lösung von Kaliumsilikat und einem Alkalimetallsalz ferner ein Nitritsalz zugegeben wird, aufrechterhalten wird.
Beispiel 4
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 wurde die Menge an geschmolzenem Eis bestimmt, mit der Ausnahme, dass die in Tabelle 4 angegebenen wässerigen Lösungen anstelle der in Tabelle 1 angegebenen wässerigen Lösungen verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben. Tabelle 5
Aus Tabelle 5 ist es ersichtlich, dass die wässerigen Lösungen Nr. 48 bis Nr. 53 eine ausreichende Menge an Eis aufschmolzen. Die Menge an geschmolzenem Eis war nicht nur nach 1 Stunde, sondern auch nach 24 Stunden ausreichend groß, was zeigt, dass die Zugabe eines Nitritsalzes zu einer wässerigen Lösung von Kaliumsilikat und einem Alkalimetallsalz eine hervorragende eisschmelzende Wirkung erhalten kann.
Beispiel 5

(1) Es wurde eine 34,2 ‰ige wässerige Lösung von Natriumchlorid hergestellt. Durch Zugabe von Wasser zu dieser wässerigen Natriumchlorid-Lösung wurden wässerige Vergleichslösungen hergestellt, die aus der wässerigen Natriumchlorid-Lösung und Wasser in einem Verhältnis von 10:0, 8:2, 6:4, 4:6 oder 2:8 bestehen. Aus den wässerigen Lösungen Nr. 48 bis Nr. 53 des Beispiels 3 und der vorstehend wässerigen Lösung von Natriumchlorid wurden durch Mischen der wässerigen Lösungen Nr. 48 bis Nr. 53 mit der vorstehenden wässerigen Lösung von Natriumchlorid in einem Verhältnis von 10:0, 8:2, 6:4, 4:6 oder 2:8 Testlösungen hergestellt.
(2) Ein Stahlstab (SR19) wurde zur Herstellung einer Probe in eine Länge von 10 cm geschnitten. Nach Bestimmen des Anfangsgewichtes wurde die Probe in einen 300 ml-Polypropylen-Behälter gegeben und 150 ml jeder der in (1) hergestellten Vergleichslösung oder der Testlösung wurde zugegeben, um die Probe in die Lösung einzutauchen.
(3) Am 7. Tag der Immersion wurde die Probe aus der wässerigen Lösung entfernt. Nach vollständigem Entfernen von Wasser wurde das Gewicht gemessen, um die Gewichtsdifferenz vom ursprünglichen Gewicht zu bestimmen. Die Art und Menge des produzierten Rostes wurde durch eine Inspektion mit dem bloßen Auge festgestellt. Zusätzlich wurde die korrodierte Fläche bestimmt, um die Korrosionsrate (%) unter Verwendung der folgenden Formel zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 angegeben.

Korrosionsrate (%) = 100 × korrodierte Fläche (cm2)/eingetauchte Fläche (cm2)

*1 Das Mischverhältnis der wässerigen Vergleichlösung gibt das Verhältnis von 34,2 ‰iger wässeriger NaCl-Lösung und Wasser an. Das Mischverhältnis der wässerigen Testlösungen gibt das Verhältnis von jeder der wässerigen Lösungen Nr. 48 bis 53 und der 34,2‰igen wässerigen NaCl-Lösung an.
*2 Die Gewichtsveränderung gibt den Wert an, der durch Subtrahieren des Anfangsgewichts (g) vom Gewicht (g) nach sieben Tagen erhalten wurde.
*3 Die Einheit der Korrosionsrate ist %.

Aus der Tabelle 6 ist es ersichtlich, dass die aus den wässerigen Lösungen Nr. 48 bis Nr. 53 hergestellten wässerigen Testlösungen eine Schutzwirkung für den Stahlstab gegenüber Korrosion durch Chloridionen zeigten. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die hervorragende Korrosionsschutzwirkung einer Zusammensetzung, die Kaliumsilikat und ein Alkalimetallsalz aufweist, durch die kombinierte Verwendung eines Nitritsalzes verbessert werden kann.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Das Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel der vorliegenden Erfindung ist gegenüber der Umwelt ungefährlich, verursacht keine Verschlechterung von Beton und zeigt eine hervorragende Fähigkeit zum Schmelzen von Schnee und Eis und zur Verhinderung einer Vereisung. Da das Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel sehr wirtschaftlich ist und in Form einer Flüssigkeit erhalten werden kann, die eine leichte Handhabung ermöglicht, kann es zusätzlich weit verbreitet auf gepflasterten oder ungepflasterten Straßen, Parkplätzen, Pisten und Vorfeldern von Flughäfen, landwirtschaftlichem Gelände, Golfplätzen und dergleichen verwendet werden.
Das Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel der vorliegenden Erfindung kann seine vorteilhaften Eigenschaften insbesondere zeigen, wenn es auf Betonflächen appliziert wird, weil das Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel kein Abblättern von der Betonoberfläche hervorruft und Eisenstäbe nicht korrodiert.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird ein Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel, das Kaliumsilikat als wirksamen Bestandteil aufweist, und ein Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel, das Kaliumsilikat und ein Nitrit als wirksame Bestandteile aufweist, beschrieben. Diese Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel können gegebenenfalls außerdem ein Alkalimetallsalz und/oder einen niederen Alkohol enthalten. Diese Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel sind gegenüber der Umwelt ungefährlich und verursachen keine Verschlechterung von Beton. Sie weisen nicht nur eine hervorragende Fähigkeit zum Schmelzen von Schnee und Eis und zum Verhindern einer Vereisung auf, sondern sind auch sehr rentabel und leicht zu handhaben.

Claims

Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel, umfassend Kaliumsilikat als wirksame Komponente.
Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel nach Anspruch 1, worin das Kaliumsilikat durch die Formel K₂O·nSiO₂ repräsentiert wird, worin n einen Wert von 1 bis 5 bedeutet.
Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, das ferner ein Alkalimetallsalz aufweist.
Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel nach Anspruch 3, worin das Alkalimetallsalz ein Kaliumsalz ist.
Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, worin das Alkalimetallsalz Kaliumcarbonat, Kaliumacetat oder Natriumacetat ist.
Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das ferner einen niederen Alkohol aufweist.
Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel nach Anspruch 6, worin der niedere Alkohol Ethanol ist.
Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel, das Kaliumsilikat und ein Nitritsalz als wirksame Komponenten aufweist.
Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel nach Anspruch 8, worin das Kaliumsilikat durch die Formel K₂O·nSiO₂ repräsentiert wird, worin n einen Wert von 1 bis 5 bedeutet.
Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, worin das Nitritsalz Natriumnitrit ist.
Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel nach einem der Ansprüche 8 bis 10, das ferner ein Alkalimetallsalz (ausschließlich eines Nitritsalzes) aufweist.
Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel nach Anspruch 11, worin das Alkalimetallsalz (ausschließlich eines Nitritsalzes) ein Kaliumsalz ist.
Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, worin das Alkalimetallsalz (ausschließlich eines Nitritsalzes) ein Kaliumcarbonat, Kaliumacetat oder Na-triumacetat ist.
Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel nach einem der Ansprüche 8 bis 13, das ferner einen niederen Alkohol aufweist.
Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel nach Anspruch 14, worin der niedere Alkohol Ethanol ist.
Verfahren zum Verhindern von Vereisung, umfassend das vorausgehende Aufsprühen des Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 15 über die Oberfläche eines Objekts.
Verfahren zum Verhindern von Vereisung nach Anspruch 16, worin das Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel im flüssigen Zustand unter Verwendung eines Flüssigdispergators versprüht wird.
Verfahren zum Verhindern von Vereisung nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, worin das Objekt, dessen Oberfläche vor einer Vereisung geschützt wird, eine Straße, ein Parkplatz, eine Piste oder ein Vorfeld eines Flughafens ist.
Verfahren zum Schmelzen von Schnee oder Eis auf einer Oberfläche, umfassend das Aufsprühen des Schneeschmelzmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 15 über eine schneebedeckte oder vereiste Oberfläche.
Verfahren zum Schmelzen von Schnee oder Eis auf einer Oberfläche nach Anspruch 19 oder Anspruch 20, worin das Schneeschmelz-/Gefrierschutzmittel in flüssigem Zustand unter Verwendung eines Flüssigkeitsdispergators versprüht wird.
Verfahren zum Schmelzen von Schnee oder Eis auf einer Oberfläche nach Anspruch 19, worin die Fläche des Objekts eine Straße, ein Parkplatz, eine Piste oder ein Vorfeld eines Flughafens ist.