氷付着軽減

問題点
自動車、船舶、鉄道、架線、冷蔵庫や冷凍庫内の熱交換機やファンなどの金属表面などに霜或いは氷が付着する。付着した氷などは、温度上昇によって溶解させて対処している（デフロスト）。この温度上昇のために、多くの電力を使用している。特に、電気自動車の冷房システムの開発において、熱交換器の着霜抑制システムの開発はこれからの課題である。この対策として、熱交換器への霜付着率の軽減や付着した霜の溶解速度の促進を促すコーティング剤の開発が必要である。

問題点
飛行機が、層状雲や積雲の中を通過する際に、雲の中の過冷却の水滴が早い速度で、翼に衝突した時に氷に変化し結晶化する。この氷形成は翼の揚力を減らしたりし、飛行の妨げになる。この氷の形成を妨げる対策の一つとして、防氷剤を使用されている。冬季、航空機では、現在、プロピレングリコールと添加物からなる除氷剤が離陸前に翼に散布し、翼の氷を除去したのちに、上記の氷形成を軽減するために、防氷剤も散布されている。プロピレングリコールを始めとするグリコール誘導体は環境汚染の懸念から、使用禁止になる可能性もあり、これに代わる防氷剤が必要となっている。

問題点
降雪が地上構築物に付着する着雪現象は、交通障害や停電などの被害を引き起こす。難着雪を目的とする対策の一つは、構築物（看板や信号機の表面）の性状を変えることである。構築物の表面の性状を親水性（湿型雪）あるいは疎水性（乾型雪）の素材にすることも検討されている。この表面に雪が着雪しにくくするためには、雪の付着前に表面への氷形成を妨げることも有効である。この氷付着を軽減あるいは遅延させるためには、氷結晶形成可能な物質のコーティングが有効である。

ソリューション
熱交換機の場合、解決には表面での氷結晶の成長を抑制しなければいけない。この場合、空気中の水分が、熱交換器表面の凸凹や異物上の氷核を基にして、凍ってしまう。この場合、できた氷結晶の成長を抑制するには、最初の氷結晶の大きさを小さくすれば、細かい氷結晶がゆっくりと成長することになる。この活性成分として、過冷却活性と氷再結晶化抑制活性を有するエキスで解決でき、表面に付着する異物と結合し、過冷却状態を広げ、さらに、形成した氷結晶の表面への水分子の結合を阻害することで機能を発揮する。一方、飛行機など翼の抑制では、空気中の過冷却水が衝突して発生する氷結晶の成長を抑制できないといけない。エキスが、同様にこの成長を抑制することができ、なおかつ、他の撥水性を有する成分との混合使用などによって解決できる。信号および看板などの雪の付着の場合には、できるだけ氷結晶が成長しないことが重要となる。エキスが、表面での異物に結合することで、氷核形成を強く阻害し、それにより過冷却活性が高くなり、不凍状態を維持し、問題を解決できる。さらに、袋などの表面の氷付着などにおいては、表面から発生する氷核形成時の氷結晶を細かくする能力を有している。Read more