(57)【要約】      （修正有）【課題】低温でのみ加水による発熱反応が生じるので、雨に反応せずに雪、氷のみを溶かす融氷雪用建築材料を提供する。【解決手段】アルコール５００ｍｌに対して、１ｇ〜３ｇの酸化シリコンアルミニウム、１０ｍｌ〜２０ｍｌのニトロエタン、５〜１０ｇの硝酸マグネシウム、２．５〜５ｇの塩化カリウム、のうちで、少なくとも２種以上の物質を前記割合で添加した加水反応体を、多孔質素材に付着させて融氷雪用素材を形成し、建築材料の表面に接着剤を付着させ、この接着剤の表面に前記融氷雪用素材を接着させたことを特徴とする融氷雪用建築材料。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコール５００ｍｌに対して、１ｇ〜３ｇの酸化シリコンアルミニウム、１０ｍｌ〜２０ｍｌのニトロエタン、５〜１０ｇの硝酸マグネシウム、２．５〜５ｇの塩化カリウム、
のうちで、少なくとも２種以上の物質を前記割合で添加した加水反応体を、多孔質素材に付着させて融氷雪用素材を形成し、
建築材料の表面に接着剤を付着させ、この接着剤の表面に前記融氷雪用素材を接着させたことを特徴とする融氷雪用建築材料。
【請求項２】
加水反応体に、酸化シリコンアルミニウム、ニトロエタン、硝酸マグネシウム、塩化カリウムのうちで、少なくとも酸化シリコンアルミニウムと塩化カリウムとのいずれか一方または双方を含んでいる場合には、更にアンモニアを１〜５ｇの割合で添加したことを特徴とする請求項１記載の融氷雪用建築材料。
【請求項３】
アルコール５００ｍｌに対して、１ｇ〜３ｇの酸化シリコンアルミニウム、１０ｍｌ〜２０ｍｌのニトロエタン、５〜１０ｇの硝酸マグネシウム、２．５〜５ｇの塩化カリウム、のうちで、少なくとも２種以上の物質を前記割合で添加した加水反応体を、多孔質素材に付着させて融氷雪用素材を形成し、
融氷雪素材を付着させる付着面の表面に接着剤を付着させ、この接着剤の表面に前記融氷雪用素材を接着させたことを特徴とする融氷雪用素材の付着方法。
【請求項４】
加水反応体に、酸化シリコンアルミニウム、ニトロエタン、硝酸マグネシウム、塩化カリウムのうちで、少なくとも酸化シリコンアルミニウムと塩化カリウムとのいずれか一方または双方を含んでいる場合には、更にアンモニアを１〜５ｇの割合で添加したことを特徴とする請求項１記載の融氷雪用素材の付着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、低温時に水分が付着すると発熱を開始するものであり、特に雪、氷等が付着すると発熱によって溶かしてしまう融氷雪用建築材料及び融氷雪用素材の付着方法に関するものであり、瓦、スレート等の融氷雪用建築材料を用いたり、あるいは道路、屋根等に直接付着させることによって雪等の付着積雪を防止することができる融氷雪用建築材料及び融氷雪用素材の付着方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、積雪があると、雪の上に融雪剤を散布することによって、雪を溶かすことがおなわれていた。
このような従来の融雪剤は、雪上に散布することによって雪を溶かすものの、その効果が一過性のものであった。
このようなときに、特開２００４−３５２８５４では、即効性及び持続性に優れた凍結防止剤が提供された。
しかしながら、このような発明であっても、持続性に関しては「５時間経過後」で判断され、月の単位あるいは年の単位での持続性は期待できないものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５２８５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、加水によって発熱する融氷雪用素材であって、融氷雪効果が５年程度は維持でき、同時に発熱を開始する温度を調整可能な融氷雪用素材を用いた融氷雪用建築材料及び融氷雪用素材の付着方法を提供することを目的とする。
更に詳しくは、融氷雪効果が長期にわたるので、あらかじめ、建築材料、例えば道路の敷石、歩道の敷石、歩道の点字ブロック、屋根の瓦、スレート、トタン屋根用板材、分離帯表示用テープ等に付着させておくことによって、降ってきた雪を加水発熱反応で溶かしてしまうようにすることで、雪の除去を不要にしている。
更には、道路、屋根、外部に露出している鉄骨等に直接付着させれば、道路あるいは屋根の表面や鉄骨等に融雪効果を付加することができる。
【０００５】
また、加水に伴う発熱反応の開始温度を０℃前後に設定することによって、通常の雨では発熱反応を生じないものの、雪あるいは氷は、加水発熱反応によって生じる熱によって溶けるようにして、融氷雪用素材の消耗を防ぐことことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、アルコール５００ｍｌに対して、１ｇ〜３ｇの酸化シリコンアルミニウム、１０ｍｌ〜２０ｍｌのニトロエタン、５〜１０ｇの硝酸マグネシウム、２．５〜５ｇの塩化カリウム、
のうちで、少なくとも２種以上の物質を前記割合で添加した加水反応体を、多孔質素材に付着させて融氷雪用素材を形成し、建築材料の表面に接着剤を付着させ、この接着剤の表面に前記融氷雪用素材を接着させたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に加えて、加水反応体に、酸化シリコンアルミニウム、ニトロエタン、硝酸マグネシウム、塩化カリウムのうちで、少なくとも酸化シリコンアルミニウムと塩化カリウムとのいずれか一方または双方を含んでいる場合には、更にアンモニアを１〜５ｇの割合で添加したことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、アルコール５００ｍｌに対して、１ｇ〜３ｇの酸化シリコンアルミニウム、１０ｍｌ〜２０ｍｌのニトロエタン、５〜１０ｇの硝酸マグネシウム、２．５〜５ｇの塩化カリウム、のうちで、少なくとも２種以上の物質を前記割合で添加した加水反応体を、多孔質素材に付着させて融氷雪用素材を形成し、融氷雪素材を付着させる付着面の表面に接着剤を付着させ、この接着剤の表面に前記融氷雪用素材を接着させたことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明に加えて、加水反応体に、酸化シリコンアルミニウム、ニトロエタン、硝酸マグネシウム、塩化カリウムのうちで、少なくとも酸化シリコンアルミニウムと塩化カリウムとのいずれか一方または双方を含んでいる場合には、更にアンモニアを１〜５ｇの割合で添加したことを特徴とする。
【０００８】
ここで、酸化シリコンアルミニウム、ニトロエタン、硝酸マグネシウム、塩化カリウムは、いずれも加水することによって発熱反応を呈する物質である。
加水反応体を構成する各物質の加水に伴う発熱開始温度は、下記の通りである。
酸化シリコンアルミニウム      ５〜８０℃
ニトロエタン              −３０〜１０℃
硝酸マグネシウム          −１０〜８０℃
塩化カリウム                −３〜  ５℃
また、各物質の加水に伴う到達発熱温度は、下記の通りである。
酸化シリコンアルミニウム        約７０℃
ニトロエタン                    約３０℃
硝酸マグネシウム                約８０℃
塩化カリウム                    約１５℃
これらの物質は、加水することによって発熱反応を生じるので、発熱開始温度が低い物質を含めることによって、発熱反応を生じる温度を０℃前後とすることができる。
【０００９】
また、酸化シリコンアルミニウムと塩化カリウムとは、いずれもアンモニアによって溶解されるので、これらを使用する際にはアンモニアの添加が必要とされる。
【発明の効果】
【００１０】
ここで、酸化シリコンアルミニウム、ニトロエタン、硝酸マグネシウム、塩化カリウムは、いずれも加水することによって発熱反応を呈する物質である。
これらの物質は、加水することによって発熱反応を生じるので、発熱開始温度が低い物質を添加することによって、発熱反応を生じる発熱開始温度の最高温度を０℃前後とすることができる。その結果、加水反応体は、通常の雨に対しては発熱反応せず、雪あるいは氷のみに反応するようにできるので、反応による特性の低下を防止できる。 また、実験の結果では、５年乃至７年間は特性が維持されていた。
従って、このような加水反応体をあらかじめ建築材料に付着させておけば、この建築材料を融氷雪用建築材料として用いることができる。
【００１１】
更に、このような加水反応体を、道路、屋根、外部に露出している鉄骨等に直接付着させれば、これらの道路、屋根、外部に露出している鉄骨等が融氷雪効果を有することとなる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明では、アルコール５００ｍｌに対して、下記の範囲で下記の物質を所定の順序で混合することによって加水反応体を得ることができる。
まず、
エタノール  Ｃ2Ｈ6Ｏ                                   ５００ｍｌ
ステアリン酸ナトリウム  Ｃ17Ｈ35ＣＯＯＮａ       １０ｇ〜２０ｇ
硫黄  Ｓ                                           ３ｇ〜１０ｇ
メタケイ酸ナトリウム  Ｎａ2ＳｉＯ3                 ３ｇ〜１０ｇ
アセトアニリド  Ｃ8Ｈ9ＮＯ                         ３ｇ〜  ６ｇ
アンモニア  ＮＨ3                                  １ｇ〜  ５ｇ
珪酸アルミニウム  Ａｌ2ＳｉＯ2                     ２ｇ〜  ５ｇ
酸化シリコンアルミニウム  Ａｌ2Ｓｉ2Ｏ5            １ｇ〜  ３ｇ
ニトロエタン  Ｃ2Ｈ5ＮＯ2                      １０ｍｌ〜２０ｍｌ
の範囲に調整した各物質を混合し、２０〜２５℃の温度でマグネットスターラーを用いて２時間攪拌する。
【００１３】
次いで、この得られた混合物に対して、
硝酸マグネシウム  Ｍｇ（ＮＯ3）2                  ５ｇ〜１０ｇ
塩化カリウム  ＫＣｌ                              ２ｇ〜  ５ｇ
二酸化ケイ素  ＳｉＯ2                         １．５ｇ〜  ４ｇ
の範囲に調整した物質を加え、５０〜７０℃の温度でマグネットスターラーを用いて４時間攪拌して加水反応体を得ることができる。
この得られた加水反応体は液体であるので、この液体を多孔質物質、例えば珊瑚の化石等に含浸させて融氷雪用素材を形成する。
【００１４】
そしてこの融氷雪用素材を、建築材料、例えば道路の敷石、歩道の敷石、歩道の点字ブロック、屋根の瓦、スレート、トタン屋根用板材、分離帯表示用テープ等に付着させておくことによって、建築材料を融氷雪用建築材料とし、降ってきた雪を発熱反応で溶かしてしまうようにすることで、雪の除去を不要にしている。
更には、この融氷雪用素材を、道路、屋根、外部に露出している鉄骨等に直接付着させれば、道路あるいは屋根の表面や鉄骨等に融雪効果を付加することができる。
なお前記反応のうちで、後段の反応において温度を高くしたのは、硝酸マグネシウム、塩化カリウム、二酸化ケイ素が常温で溶けにくいため、加温した。
【００１５】
次に前記各物質を添加する必要性について説明する。
「アルコール」は、加水に伴い発熱する物質を含んでいるので、溶液として水分を含まないアルコールを用いた。
「ステアリン酸ナトリウム」は、アルミニウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム等の軽金属をアルコールに結合させるために添加する。
「硫黄」は、高い気温に伴う劣化に対処するため、耐熱性を有する硫黄を添加した。
「メタケイ酸ナトリウム」は、完成品である多孔質の物体に水分が徐々に浸透されるために添加した。
【００１６】
「アセトアニリド」は、完成品が多孔質の物体に定着しやすいように粘性を持たせるために添加した。
「アンモニア」は、酸化シリコンアルミニウムと塩化カリウムとを溶解させるために添加した。
「珪酸アルミニウム」は、二酸化ケイ素と結合することによって、多孔質の物体の周囲に撥水性を持たせるために添加した。
「酸化シリコンアルミニウム」は、加水により５〜８０℃程度まで発熱を開始する。
「ニトロエタン」は、加水により−３０〜１０℃の範囲で発熱を開始する。
【００１７】
「硝酸マグネシウム」は、加水により−１０〜８０℃の範囲で発熱を開始する。
「塩化カリウム」は、加水により−３〜５℃の範囲で発熱を開始する。
「二酸化ケイ素」は、珪酸アルミニウムと結合して撥水性を付与するために添加した。
【実施例】
【００１８】
まず、
エタノール  Ｃ2Ｈ6Ｏ                                     ５００ｍｌ
ステアリン酸ナトリウム  Ｃ17Ｈ35ＣＯＯＮａ                 １５ｇ
硫黄  Ｓ                                                     ５ｇ
メタケイ酸ナトリウム  Ｎａ2ＳｉＯ3                           ５ｇ
アセトアニリド  Ｃ8Ｈ9ＮＯ                               ３．５ｇ
アンモニア  ＮＨ3                                            ３ｇ
珪酸アルミニウム  Ａｌ2ＳｉＯ2                           ２．５ｇ
酸化シリコンアルミニウム  Ａｌ2Ｓｉ2Ｏ5                   １．２ｇ
ニトロエタン  Ｃ2Ｈ5ＮＯ2                                １７．５ｍｌ
の範囲に調整した各物質を混合し、２５℃の温度でマグネットスターラーを用いて２時間攪拌する。
【００１９】
次いで、この得られた混合物に対して、
硝酸マグネシウム  Ｍｇ（ＮＯ3）2                             ８ｇ
塩化カリウム  ＫＣｌ                                     ２．５ｇ
二酸化ケイ素  ＳｉＯ2                                    ２．２ｇ
の範囲に調整した物質を加え、６０℃の温度でマグネットスターラーを用いて４時間攪拌して加水反応体を得ることができる。
得られた加水反応体は、温度が３〜−２６℃の間で加水すると、発熱を開始する液状体である。
【００２０】
またこのときの最大温度は、１５〜２０分かけて徐々に温度が上昇し、最大８０℃程度までに達した。
またこの発熱は、一旦発熱が開始されると、温度が向上しても発熱を継続し、水分がなくなることで発熱を終了する。
実際には、この加水反応体は液体であるので、この液体を珊瑚の化石等に含浸させて融氷雪用素材を形成する。一方、建築材料、例えば道路の敷石、歩道の敷石、歩道の点字ブロック、屋根の瓦、スレート、トタン屋根用板材、分離帯表示用テープ等の表面に接着剤を付着させ、この接着剤に融氷雪用素材を接着させることによって、建築材料を融氷雪用建築材料とし、降ってきた雪を発熱反応で溶かしてしまうようにすることで、雪の除去を不要にしている。
【００２１】
更には、この融氷雪用素材を、道路、屋根、外部に露出している鉄骨等の表面に接着剤を付着させ、この接着剤に融氷雪用素材を接着させることによって、道路あるいは屋根の表面や鉄骨等に融雪効果を付加することができる。
このようにすると、前記融氷雪用建築材料あるいは融氷雪用素材を接着した道路、屋根等に雨が降っても３℃以上であるならば発熱しないものの、雪のように３℃以下の水分が付着すると発熱し、付着するそばから雪を溶かしていくので、雪が積もらない状態が維持される。またこの雪は、溶けて水分となるものの、その水分が発熱によって蒸発するまで発熱が継続される。
【００２２】
なおこの発熱は、空気、温度、水分、窒素が一体となっての反応となっている。
更に、この融氷雪用建築材料あるいは融氷雪用素材を実際に使用した場合、年間積雪量が、１００〜１５０ｃｍの場所に設置した場合であっても、５年から７年程度は発熱特性が維持できたことが確認された。
更に、この融氷雪用建築材料あるいは融氷雪用素材を使用した場合であっても、自然界及び人体に対する毒性は確認されなかった。
なお、融氷雪用素材は前記したように珊瑚の化石等を用いるので、もろいものとなっている。
【００２３】
従って、この融氷雪用素材を道路等のように自動車や人間が直接踏みつける場所に設置すると、割れてしまうことがある。
このような時には、接着剤に対して、融氷雪用素材と共に、この融氷雪用素材よりも粒径が大きく、かつ堅い材料からなる負荷負担材料、例えば金属粒、鉱物あるいは硬質樹脂等を接着させ、この負荷負担材料で負荷を負担することによって、融氷雪用素材が割れることを防止することができる。
更にこの負荷負担材料は、熱伝導率の良い材料で形成すると、加水反応体の加水反応熱が負荷負担材料を介して外部にも伝わり、融氷雪効果に更に優れたものとなる。