JPH068410B2 - 道路表面の防氷法および防氷組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 ［産業上の利用分野］ 本発明は防氷または防塵剤およびそれらの使用法に関す
る。更に具体的には、本発明はアルカリ金属またはアル
カリ土類金属の塩化物塩へのサルフアイト古液（spent
liquor）の添加に関する。道路の防氷または防塵法にお
いて通常生じる腐蝕による損傷の量は本発明によつて減
少する。

［従来の技術］ 商業、産業および公共の必要性から通常は雪または氷の
面においても合理的な安全性を以て交通が確保される必
要があることが一般的に認識されている。しかしなが
ら、機械的手段による除雪または除氷に依存するだけで
は、交通の安全且つ効率的な活動を確保するには不十分
である。現状では、「裸の舗道」の保守を行うことがで
きる唯一の可能な手段は防氷用塩を使用する方法であ
る。岩塩または塩化ナトリウムが価格が安く、輸送が容
易で且つ簡単に分散可能な形状にすることができるの
で、主として防氷用に使用される主要な薬剤である。

防氷用塩の価格は、金属ガード・レール、橋梁の支柱、
金属製のコンクリート補強用棒および自動車に対する腐
蝕から生じる費用を加えておらず、過度に低く算定され
ている。米国だけでも欠陥のある橋梁の改修の算定費用
は５００億ドルに達する（Chemical Marketing Reporte
r、８月号、２７、１９８４年）。

アルカリ金属またはアルカリ土類金属塩化物の代わりに
尿素およびギ酸カルシウムとホルムアミド・スプレー、
酢酸カルシウムマグネシウム、金属硫酸塩、リン酸塩、
硝酸塩、アミド、アルコール、長鎖のアミンおよび重ク
ロム酸ナトリウムと混合物のような他の薬剤が用いられ
たことがある。これらの薬剤はいずれも高価で、有効性
が低くおよび／または毒性が高いために広く用いられる
には至らなかつた。

ある研究は、道路表面に添加されるアルカリ土類金属塩
化物塩の腐蝕性を減少させるため防氷または防塵剤の一
成分としてリグノスルホネートを利用した。特公昭５１
−１２３１０号明細書には、防塵または凍結防止材とし
ての塩化カルシウム、少量のリグノスルホネートカルシ
ウムおよび水酸化カルシウムの三成分混合物の使用が開
示されている。リグノスルホネートカルシウムの塩化カ
ルシウムに対する１〜３％（乾燥重量）混合物（リグノ
スルホネート：塩化カルシウムの比率は１：３５以下）
を試験したが、本質的には腐蝕をなんら抑制しなかつ
た。水酸化カルシウムを塩化カルシウムと組み合わせた
ときには、幾らかの防錆作用が観察された。しかしなが
ら、リグノスルホネートカルシウムと水酸化カルシウム
との両方を塩化カルシウムと混合するとより大きな防錆
作用が見られるので、上記特公昭明細書は具体的にはリ
グノスルホネートと水酸化カルシウムとを塩化カルシウ
ムと組み合わせて含む配合物に関する。上記特公昭明細
書に開示された配合物は、それぞれ１〜５％のリグノス
ルホネートカルシウムを含み且つ少なくとも同程度の量
の水酸化カルシウムを含む。試験は、これらの溶液のpH
が約１０以上であることを示した。

［発明が解決しようとする問題点］ サルフアイト古液は、埃つぽいまたは砂利道に直接添加
される防塵剤として長期間に亙つて使用されてきた。ア
ルカリ金属およびアルカリ土類金属の塩化物の塩が防塵
に使用されることが知られている。輸送運賃を考慮すれ
ば、サルフアイト古液または塩化物塩はある特定の地域
での使用に限定されることがある。

塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムま
たは岩塩のような従来の技術による防氷または防塵剤
は、究極的には初めの材料から予想されるよりもずつと
多く腐蝕による損傷で一般消費者に負担が掛かる。した
がつて、腐蝕の問題を軽減する組成物は道路表面に対す
る防氷または防塵剤の技術において極めて望ましい発展
となるであろう。

発明の要約 本発明の目的は、防氷用塩に廉価な添加物を提供して腐
蝕を減少させることである。

本発明のもう一つの目的はスチールまたはアルミニウム
製の道路支持材、棒、梁または自動車を浸蝕する傾向が
少ない防氷または防塵剤を提供することである。

本発明の更にもう一つの目的は、滑り止め特製を有する
防氷剤を製造することである。

［問題点を解決するための手段］ 上記およびその他の目的によれば、本発明は一つの観点
では道路表面にサルフアイト古液およびアルカリ金属と
アルカリ土類金属塩化物とから成る群から選択される金
属塩化物塩との混合物をサルフアイト古液のリグノスル
ホネート含量の金属塩化物塩に対する比率（乾燥重量）
が約１：２５〜約１５：１となり、上記混合物のpHが約
４．５〜約８．５となる量で添加することを特徴とす
る、道路の金属の腐蝕性が少ない防氷および防塵法を提
供する。

もう一つの観点では、本発明はサルフアイト古液および
アルカリ金属とアルカリ土類金属塩化物とから成る群か
ら選択される金属塩化物塩との混合物であつてサルフア
イト古液のリグノスルホネート含量の金属塩化物塩に対
する比率（乾燥重量）が約１：２５〜約１５：１であ
り、上記混合物のpHが約４．５〜約８．５である量の混
合物から成る防氷および防塵組成物を提供する。もう一
つの態様では、滑り止め剤を上記調製したサルフアイト
古液−塩化物塩混合物と混合してもよい。

詳細な説明 本発明によれば、アルカリ金属またはアルカリ土類金属
塩化物塩を防氷または防塵剤として使用することが適当
な場合には、金属製道路バリヤー、橋梁、コンクリート
補強用棒および自動車に対する腐蝕性はサルフアイト古
液を添加することによつて著しく軽減することを見出だ
した。本発明の混合物は実質的に中性のpHを有するの
で、低いまたは高いpHによる腐蝕が回避される。例え
ば、アルミニウムは比較的高いアルカリ性のpHで腐蝕を
起こすことが出来る。

道路の防氷の促進における金属塩化物塩の有効性は、部
分的にはそれらの価格が安く、凍つた表面を貫通して氷
のシートを破つて正常な交通を行うことができることお
よびそれらを道路表面に散布する場合の容易さと均一性
とによる。塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグ
ネシウム、塩化カリウムまたはそれらの混合物のような
幾つかの塩が現在用いられている。これらは、岩塩のよ
うな鉱物状で用いられることがある。いずれも本発明で
の使用が考えられる。塩化ナトリウムおよび塩化マグネ
シウムは最も頻繁に道路に使用され、本発明の実施に好
ましい材料である。

サルフアイト古液は、容易に入手することができ、腐蝕
を減少させるのに有効であり、比較的廉価であり且つ一
般的には無毒である点で理想的な添加剤である。サルフ
アイト古液は、木材またはその他の植物材料を加工し
て、液からセルロースまたはパルプを分離したサルフア
イト・パルプ・ミルの副生成物である。掛かる方法は勿
論周知である。ミルで生産されるサルフアイト古液の主
成分はリグノスルホネートであり、一般的には総乾燥重
量の約４０％〜約７０％以上の量で存在し、残りは炭化
水素およびその他の有機および無機化合物から成ること
が見出だされている。（実質的に他の固形物を除去して
いない）サルフアイト・パルプ製造法から得られるよう
なサルフアイト古液の外に、醗酵処理を施して少なくと
も一部分の炭水化物をアルコールまたはタンパク副生成
物（醗酵サルフアイト古液）に変換したサルフアイト古
液またはアルカリ酸化を施してバナリン（バナリン・ラ
フイネート）を生成させたサルフアイト古液も本発明で
の使用が考えられ、本明細書において用いられる「サル
フアイト古液」という用語の範疇に含まれる。

サルフアイト古液はリグノスルホネートをマグネシウ
ム、カルシウム、ナトリウム、カリウムまたはアンモニ
ウム塩のような塩として含み、本明細書において用いら
れる重量比はこの塩に関するものである。

サルフアイト古液の金属塩化物塩に対する比率（乾燥重
量）の有効下限では、リグノスルホネートの金属塩化物
塩に対する比率（乾燥重量）が約１：２５となることを
見出だした。比率が約１５：１の上限を越えると、成分
の配合物を使用することによつて得られる利益を喪失し
始める。約１：２５〜約１５：１の比率が防氷または防
塵に用いることができるが氷に対して用いる場合には、
約１：１５〜約２：１の範囲が好ましく、約１：８〜約
３：２の範囲が特に好ましい。防塵に使用する場合に
は、約１：４〜約２：１の範囲が最良の結果を提供する
のに好ましいことがある。いずれの場合にも、比率はサ
ルフアイト古液中のリグノスルホネート塩の乾燥重量の
金属塩化物塩の乾燥重量に対する比率を表わす。

本発明の混合物はほぼ中性のpHを有する。混合物のpHは
約４．５〜約８．５であり、pHが約５〜約８の混合物が
特に好ましい。混合物自体が所望なpHを提供することも
あるが、所望ならばpHを調整してもよい。pHを上昇させ
たい場合には、以下なる塩基を用いることもできる。多
くのサルフアイト古液のpHは若干酸性になり易いので、
pHを下げる必要は余り起こらないが、鉱酸を用いて容易
に行うことができる。本明細書におけるpHは、本発明の
混合物を水に溶解して１０重量％の総固形物濃度の溶液
を提供する場合に計測されるpHである。

操作においては、液体または乾燥したサルフアイト古液
のいずれを金属塩化物塩の固形物または溶液と混合して
（引き続いて好適ならば乾燥して）本発明によつて考え
られる液体または固形物混合物を提供してもよい。本発
明の一つの観点では、本発明は上記成分の混合物をある
表面に添加することを意図するものであるが、本発明は
液体または固体状のいずれでも各成分を別個に道路表面
に添加することを意図するものである。

これらの成分は本質的には物理的混合物であるので、以
下なる適当な混合装置を用いてもよい。更に、滑り止め
剤のようなその他の成分を混合中に添加してもよい。通
常の滑り止め剤には、砂、石灰石、シンダー・グリツト
等がある。サルフアイト古液は、本質的に塩化物塩に非
腐蝕性添加剤を加えたものだけとなる場合がある。

防塵用に道路および乾燥した領域に用いる場合には、成
分を液体と共に投与する方法が一般的に用いられる。複
数の成分を液体状で投与することができ、一方を固形物
として投与し、他方を液体として投与することもでき、
または各成分を固形物状で投与して次いで表面を湿らせ
ることもできる。

氷は水分を供給するので、氷結した道路または氷結の恐
れのある道路への混合物の散布は液体状または固形物状
のいずれでも行うことができる。塩混合物は、氷結条件
においては固形物として散布されることが多い。しかし
ながら、かかる実施は成分のいずれかまたは両方を液体
状で散布する選択性を排除するものではない。

道路表面に散布される物質の量は、目的（例えば防塵ま
たは防氷）および条件の苛酷さによつて広範囲に変化す
る。希釈された塩溶液中には明らかにより多くの酸素が
溶解されているので、希釈された塩溶液はより腐蝕性の
傾向が強く、それゆえ溶液状のサルフアイト古液の道路
上における総量は腐蝕を最低限にする要因である。多量
の水が期待されるとき（例えば、厳しい氷結または降雪
時）には、比較的多めのサルフアイト古液を有する成分
の比率および／または高めの散布量が望ましい。しかし
ながら、散布される比率および／または量は、容易に当
該技術の範囲内にある。

砂、石灰石、シンダー・グリツト等のような滑り止め剤
が存在するときには、混合物を混合して滑り止め剤の水
性懸濁液を提供する。サルフアイト古液と滑り止め剤と
の乾燥混合物を調製して、金属塩化物塩と共に使用する
必要が起こるまで保存することもできる。乾燥混合物
は、乾燥固形物を単に混合することによつてまたは亜硫
酸廃液の溶液を滑り止め剤に散布し、次いで混合物を乾
燥することによつて調製することができる。あるいは乾
燥混合物は金属塩化物塩とは別個にまたは混合して表面
に散布することができ、且つ成分は液体および固形物状
の所望な組合わせで散布することができる。

［実施例］ 本発明を以下の特定の実施例によつて更に説明する。こ
れらの実施例は説明のためのものであり、発明の範囲を
限定することを意図するものではない。これらの実施例
において、pHは金属塩化物の金属に対応する金属陽イオ
ンの酸化物または水酸化物を用いて調整して、各実施例
の実験毎のpHを実質的に同一にして比較のベースを提供
した。

実施例１ 塩化マグネシウムの溶液を、下記の醗酵カルシウムサル
フアイト古液（ＣａＳＳＬ）および塩化マグネシウムの
濃度で調製した。元のＣａＳＳＬをSaccharomyces cere
visiaeを用いて醗酵させてアルコールを生成させ、醗酵
したＣａＳＳＬが約７５％のカルシウムリグノスルホネ
ート（乾燥固形物ベース）を含むようにした。pHをＭｇ
Ｏを用いてほぼ中性に調整した。腐蝕速度を１９６６Ma
gma社製１１７０型Corrater（登録商標）腐蝕速度計測
装置を用いて、軟鋼製プローブで、次いでアルミニウム
製Alloy５４５４プローブで計測した。

実施例 ２ 実施例１に用いたのと同じ溶液の中に軟鋼ワツシヤーを
浸漬させて周囲温度で２５日間放置した。ワツシヤーの
重量損失を計測した。

総溶液重量百分率 実施例３ ＭｇＣｌ_２溶液を調整して１９６６Magma社製１１７０
型Corrater（登録商標）上で軟鋼プローブを用いて試験
する前に一晩放置した。溶液の腐蝕性に対する希釈の効
果を説明する。

総溶液重量百分率 ＮａＣｌ溶液を調製し、pHを上記ＭｇＣｌ_２の溶液のpH
に調整した。これらのデーターが示すように、希釈溶液
になればなるほど、腐蝕が増加する。

総溶液重量百分率 ＣａＣｌ_２溶液を調製し、pHを上記実施例におけるpHに
調整した。

総溶液重量百分率 実施例４ ２．９％ＭｇＣｌ_２の溶液を調製した。pHを希ＭｇＯス
ラリーで調整した。試料を一晩放置して平衡にした後、
Magma社製１１７０型Corrator（登録商標）を用いて試
験した。次いで、軟鋼ワツシヤーを溶液中に３０日間置
いて、重量損失を測定した。

実施例５ 塩化ナトリウム溶液を調製して、pHを大希釈したＮａＯ
Ｈで調整し、一晩放置した。

総溶液重量百分率 実施例 ６ 醗酵したＣａＳＳＬまたは未醗酵ナトリウムサルフアイ
ト古液（ＮａＳＳＬ）から成る ＭｇＣｌ_２溶液の軟鋼の腐蝕速度を測定して、腐蝕性を
調べた。未醗酵ＮａＳＳＬは約６５％のナトリウムリグ
ノスルホネートを含んでいた。

総溶液重量の百分率 実施例７ 醗酵したＣａＳＳＬを含む塩化カルシウム溶液を、２４
日間の試験での腐蝕性について測定した。

総溶液重量の百分率 実施例８ 条件については実施例４を参照されたい。

総溶液重量の百分率 実施例９ 醗酵したＣａＳＳＬを含む塩化カルシウム溶液のpHをＣ
ａＯで調整した後、腐蝕性について測定した。

総溶液重量の百分率 実施例１０ 塩化ナトリウムと醗酵したＣａＳＳＬの溶液のpHを希水
酸化ナトリウム調整した後、腐蝕性について測定した。

総溶液重量の百分率 上記に纏めたデーターは、サルフアイト古液の添加によ
つて腐蝕性を著しく減少させ得ることを示している。実
施例４では、２．９％ＭｇＣｌ_２溶液では、サルフアイ
ト古液のＭｇＣｌ_２に対する比率が１／６では、サルフ
アイト古液をふくまない同じ塩溶液と比較して、腐蝕に
よる重量損失が６０％減少することを示している。サル
フアイト古液の量が多くなれば、腐蝕は更に減少する。
実施例８はサルフアイト古液に対するＭｇＣｌ_２の比率
が１／１７の８．６％ＭｇＣｌ_２溶液では、サルフアイ
ト古液をふくまない同じ試験混合物に比較して、腐蝕に
よる重量損失が６０％減少することを示している。実施
例１０では５％ＮａＣｌ溶液においてカルシウムサルフ
アイト古液のＮａＣｌに対する比率が１／２０程度で
は、サルフアイト古液を含まない同じ試験混合物と比較
して５．８ミル／年の腐蝕性の有効な減少を示す（腐蝕
速度は半分以下に減少した）。実施例１および２も醗酵
したカルシウムサルフアイト古液自体は、サルフアイト
古液−金属塩化物混合物の多くよりも幾分多くの腐蝕を
生じることを示している。

本発明の変更は当業者には明らかになるので、本発明は
特許請求の範囲によつてのみ制限されるものである。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】道路の金属の腐蝕が少ない道路表面の防氷
   法であって、リグノスルホネートの金属塩化物に対する
   比率（乾燥重量）が１：１５〜２：１であり、pHが４．
   ５〜８．５であるリグノスルホネートと金属塩化物との
   混合物から本質的に成る組成物の有効量を雪または氷で
   覆われた道路表面に添加することからなり、上記金属塩
   化物はアルカリ金属およびアルカリ土類金属塩化物から
   成る群から選択されることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】上記リグノスルホネートおよび上記塩を乾
   燥状態で添加する、特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. 【請求項３】上記リグノスルホネートがサルファイト古
   液から成り、該サルファイト古液と上記塩を溶液で道路
   表面に添加する、特許請求の範囲第１項記載の方法。
4. 【請求項４】滑り止め剤も混合物中に存在する、特許請
   求の範囲第１項記載の方法。
5. 【請求項５】上記比率が１：８〜３：２である、氷を制
   御する特許請求の範囲第１項記載の方法。
6. 【請求項６】混合物のpHが５〜８である、特許請求の範
   囲第１項記載の方法。
7. 【請求項７】金属塩化物が塩化ナトリウムである、特許
   請求の範囲第１項記載の方法。
8. 【請求項８】金属塩化物が塩化マグネシウムである、特
   許請求の範囲第１項記載の方法。
9. 【請求項９】リグノスルホネートが醗酵したカルシウム
   サルファイト古液から成る、特許請求の範囲第１項記載
   の方法。
10. 【請求項１０】リグノスルホネートがサルファイト法か
    ら得られるようなナトリウムサルファイト古液から成
    る、特許請求の範囲第１項記載の方法。
11. 【請求項１１】リグノスルホネートとアルカリ金属塩化
    物との混合物から本質的になりリグノスルホネートのア
    ルカリ金属塩化物に対する比率（乾燥重量）が１：２５
    〜１５：１であり、上記混合物のpHが４．５〜８．５で
    あることを特徴とする道路金属の腐蝕性が少ない防氷組
    成物。
12. 【請求項１２】上記アルカリ金属塩が塩化ナトリウムで
    あり、上記リグノスルホネートの塩化ナトリウムに対す
    る比率（乾燥重量）が１：１５〜２：１である、特許請
    求の範囲第１１項記載の防氷組成物。
13. 【請求項１３】リグノスルホネートおよびアルカリ金属
    塩化物とアルカリ土類金属塩化物との混合物の配合物か
    ら本質的に成り、リグノスルホネートの上記混合物に対
    する比率（乾燥重量）が１：２５〜１５：１である道路
    金属の腐蝕性が少ない防氷組成物であって、リグノスル
    ホネートおよびアルカリ金属塩化物とアルカリ土類金属
    塩化物との塩混合物の配合物のpHが４．５〜８．５であ
    ることを特徴とする防氷組成物。
14. 【請求項１４】上記アルカリ金属塩化物が塩化ナトリウ
    ムであり、上記アルカリ土類金属塩化物が塩化マグネシ
    ウムであり、リグノスルホネートの塩化ナトリウムと塩
    化マグネシウムとの塩混合物に対する上記比率が１：１
    ５〜２：１である、特許請求の範囲第１３項記載の防氷
    組成物。
15. 【請求項１５】上記比率が１：８〜３：２である、特許
    請求の範囲第１２項記載の防氷組成物。
16. 【請求項１６】上記比率が１：８〜３：２である、特許
    請求の範囲第１４項記載の防氷組成物。