DE69205704T2

DE69205704T2 - Verfahren zur Herstellung von Eisplatten und von Schnee-Ersatz.

Info

Publication number: DE69205704T2
Application number: DE69205704T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Hirano; Taiji Kambayashi; Kohei Kubota; Toshitake Nagai; Koiti Nagata; Yasumasa Sugiyama; Haruhiko Tanaka
Original assignee: MIURA DOLPHINS CO; Tonen Sekiyu Kagaku KK; Osaka Organic Chemical Industry Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd; Tonen Corp; Ohtsuka Masahisa
Current assignee: Snova Corp Tokio/tokyo Jp
Priority date: 1991-03-01
Filing date: 1992-02-27
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2012-02-28
Also published as: NO178245C; AU1131692A; JP2700164B2; CA2062042C; JPH07218072A; KR100191160B1; NO920809L; AU658603B2; FI102112B1; BR9200803A; FI920890A0; DK0501482T3; NO920809D0; US5261245A; DE69205704D1; CA2062042A1; ATE129738T1; EP0501482B1; EP0501482A1; NO178245B

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer van künstlichem Schnee bedeckten Eisplatte.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Eines der Verfahren zum Herstellen von künstlichem Schnee auf einer künstlichen Skipiste besteht in dem Gefrieren von zerstäubtem Spritzwasser unter Verwendung von Druckluft (oder eines anderen Druckgases) in einer Athmosphäre, die eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweist. Dieses Verfahren ist jedoch nicht ökonomisch, da die Installierung der Gerate teuer ist und eine große Menge von Druckluft benötigt wird.
In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 36635/1990 wird ein Verfahren zum Herstellen von künstlichem Schnee durch Belüften eines nassen wasserabsorbierenden Polymers offenbart, bei dem zu demselben Wasser in einer Menge unter seiner Rückhaltkapazität hinzugegeben wird und es anschließend gefroren wird. Bei diesem Verfahren ist das belüftete granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer jedoch ein Gel. Daher ist es zum Verteilen des Gels auf dem Hang der Skipiste erforderlich, das Gel durch Druckluft zu übertragen. Es ist weiter erforderlich, eine Eisplatte zum Schützen der auf dem Boden zum Gefrieren installierten Kühlmittelumlaufröhren separat herzustellen.
Darüberhinaus ist es zum Sammeln von geschmolzenem künstlichen Schnee und zum Wiederverwenden durch Reinigen desselben mit Wasser erforderlich, die Menge des absorbierten Wassers nach dem Reinigen zu regulieren und das gesammelte wasserabsorbierende Polymer zu trocknen. Aus diesem Grunde ist das Verfahren nicht ökonomisch, da der Arbeitsaufwand umfangreich ist.
In US-Patent Nr. 3,251,194 wird ein Verfahren zum Herstellen einer Eisbahn durch Gefrieren eines wasserabsorbierenden Polymers und von Wasser offenbart, es wird jedoch kein Verfahren zum Herstellen von künstlichem Schnee durch Verwendung eines spezifischen wasserabsorbierenden Polymers und einer spezifischen Menge von Wasser offenbart.
In EP-A-0 440 257, welches Stand der Technik nach Artikel 54(3)EPC ist, wird ein Verfahren zum Herstellen von künstlichem Schnee durch Gefrieren eines durch Wasser aufgequollenem granulierten wasserabsorbierenden Polymers offenbart, welches seine granulierte Form nach den Aufquellen durch Wasser aufrechterhält. Das gleiche granulierte wasserabsorbierende Polymer kann in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen einer Eisplatte zum Schutz eines Einfriersystems, das auf dem Fundament des künstlichen Schneefelds vorgesehen ist, und von pulverförmigem, die Eisplatte bedeckendem künstlichem Schnee durch ein einfaches System und einen einfachen Arbeitsvorgang.
Insbesondere schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Eisplatte und von pulverförmigem künstlichem Schnee durch einen einzelnen Arbeitsgang, bei dem eine flüssige wässrige Suspension eines granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers, die auf einen horizontalen oder geneigten Boden aufgebracht wird, gefroren wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgrund der Untersuchung eines Verfahrens zum einfachen Herstellen einer für das Fundament des Skifelds aus künstlichem Schnee dienenden Eisplatte und von pulverförmigem oder hartem künstlichen Schnee, der die Platte bedeckt, haben die Erfinder die vorliegende Erfindung gemacht durch die Feststellung, daß künstlicher Schnee, der eine untere, als eine Eisplatte ausgebildete Schicht, und eine obere, als pulverförmiger Schnee ausgebildete Schicht aufweist, leicht durch Gefrieren eines aus Körnern eines nassen wasserabsorbierenden Polymers bestehenden granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers hergestellt werden kann, wobei unter nassem wasserabsorbierenden Polymer ein wasserabsorbierendes Polymer zu verstehen ist, das absorbiertes Wasser oder eine wässrige Lösung enthält.
Darüberhinaus haben die Erfinder festgestellt, daß sich Wasser, wenn die flüssige wässrige Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers, die durch Zugeben von Wasser zu dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer hergestellt wird, auf das Fundament des Skifelds aus künstlichem Schnee gegossen wird, leicht aus der wässrigen Suspension abtrennt, wobei eine angehäufte Schicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers gebildet wird, und daß künstlicher pulverförmiger Schnee durch Gefrieren der angehäuften Schicht erhalten werden kann. Künstlicher Schnee, der einen unteren, als eine Eisplatte ausgebildeten Teil und einen oberen, als pulverförmiger Schnee ausgebildeten Teil aufweist, kann einfach durch Regulieren der in der angehäuften Schicht verbleibenden Wassermenge und anschließendes Gefrieren der angehäuften Schicht hergestellt werden.
Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse schafft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Eisplatte und von künstlichem Schnee gemäß Anspruch 1 der Patentansprüche. Die Ansprüche 2 bis 20 betreffen weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung.
Im folgenden wird eine Definition der für die vorliegende Erfindung verwendeten Ausdrücke und deren Meßverfahren zur detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung und als eine Hilfe zum Verstehen des Inhalts der vorliegenden Erfindung angeführt. Der Inhalt der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht durch die Definition der Ausdrücke und deren Meßverfahren begrenzt. Es ist daher möglich, ein anderes Meßverfahren zu verwenden, außer wenn es von dem Kern der vorliegenden Erfindung abweicht.

Kurze Beschreibung der Fotografien

Fotografie Nr. 1 ist eine mikroskopische Fotografie, die eine kristalline Struktur des künstlichen Schnees der vorliegenden Erfindung zeigt. Die in derselben gezeigte Maßeinheit ist 1mm.
Fotografie Nr. 2 ist eine mikroskopische Fotografie, die einen Zustand zeigt, in dem die kristalline Struktur des künstlichen Schnees geschmolzen ist. Die in derselben gezeigte Maßeinheit ist die gleiche wie in Fotografie Nr. 1.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

A. Definition

Eisplatte: Definiert als flaches Eis- oder eisenthaltendes Material, das hauptsächlich auf dem Fundament eines künstlichen Schneefelds vorgesehen ist und das verwendet wird, um das Fundament zu verstärken und/oder die auf dem Fundament gelegten Kühlrohre zu schützen.
Künstlicher Schnee: Definiert als pulverförmiges Eis, eisenthaltendes Material oder aus kombinierten Körnern aus pulverförmigem Eis oder eisähnlichem Material bestehender Feststoff, der keine kristalline Struktur wie natürlicher Schnee aufzuweisen braucht.
Wasserabsorbierendes Polymer: Definiert als makromolekulare Verbindung, die in der Lage ist, Wasser oder eine wässrige Lösung zu absorbieren. Als für die vorliegende Erfindung zu verwendendes wasserabsorbierendes Polymer werden auf synthetischem Harz basierende makromolekulare Verbindungen wie zum Beispiel Polymer, Copolymer und Terpolymer von Acrylamid, Acrylsäure, Salz der Acrylsäure, Salz der Methacrylsäure, Styrol und Vinylether angeführt. Um diese wasserabsorbierende Polymere in ein granuliertes wasserabsorbierendes Polymer umzuformen, was eine Ausführungsart für die vorliegende Erfindung darstellt, gibt es ein Verfahren, bei dem diese makromolekularen Verbindungen zermahlen werden und in eine vorbestimmte Körnergröße und -form geformt werden, sowie ein Verfahren, bei dem makromolekulare Verbindungen durch Polymerisieren oder Kondensieren derselben direkt in eine granulierte Form gebracht werden. Inbesondere besteht ein bevorzugtes Verfahren darin, das durch Gegenphasen-Suspensions-Polymerisation erhaltene kugelförmige Acrylat zu verseifen, Copolymer von Vinylalkohol und Acrylat, oder Copolymers von Isobutylen und Maleinsäureanhydrid.
Nasses wasserabsorbierendes Polymer: Definiert als wasserabsorbierendes Polymer nach Absorbieren von Wasser oder einer wässrigen Lösung.
Granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer: Definiert als ein Aggregat des nassen wasserabsorbierenden Polymers, dessen Form granuliert ist. Der Ausdruck individuelles Korn bedeutet ein Korn des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers. In diesem Fall repräsentiert der Ausdruck "granuliert" den Zustand, in dem Zwischenräume zwischen den Körnern vorhanden sind, wenn jedes Korn seine Form beibehält und die Körner aggregiert sind. Das heißt, granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer ist definiert als ein Aggregat von Körnern des nassen wasserabsorbierenden Polymers, in dem jedes Korn eine erkennbare Form aufweist und zwischen den Körnern Zwischenräume vorhanden sind, und sich zwischen den Körnern kein Wasser befindet, obwohl auf der Oberfläche jedes Korns eine kleine Menge von Wasser vorhanden ist.
Das für die vorliegende Erfindung verwendete granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer wird durch Zugeben von Wasser zu dem granulierten wasserabsorbierenden Polymer oder durch Zugeben von Wasser zu einem nicht-granulierten wasserabsorbierenden Polymer oder zu einem aus großen Körnern bestehenden granulierten wasserabsorbierenden Polymer und anschließendem Zermahlen desselben hergestellt, oder es kann ein granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer sein, das bei der Herstellung des wasserabsorbierenden Polymers im Kornzustand bereits Wasser absorbiert hat.
Wässrige Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers: Definiert als Wasser oder wässrige Lösung, in der das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer suspendiert ist. Die wässrige Suspension schließt die folgenden beiden Typen ein: entweder ein nur aus dem granulierten wasserabsorbierenden Polymer und Füllwasser bestehender Typ (im folgenden definiert) oder ein aus dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer, Füllwasser und freiem Wasser (im folgenden definiert) bestehender Typ.
Wasserabsorption: Definiert als Erhöhung des Gewichts aufgrund des in dem wasserabsorbierenden Polymer absorbierten Wassers oder der absorbierten wassrigen Lösung verglichen mit dem Gewicht des wasserabsorbierenden Polymers vor dem Absorbieren des Wassers oder der wässrigen Lösung, welches durch ein später zu erläuternde Verfahren gemessen wird.
Wasser für die Absorption: Definiert als Wasser oder wässrige Lösung, das oder die von dem wasserabsorbierenden Polymer zu absorbieren ist.
Füllwasser: Definiert als Wasser oder wässrige Lösung, das oder die in Zwischenräumen zwischen Körnern des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers vorhanden ist.
Zwischenraumindex: Definiert als Erhöhung des Gewichts aufgrund des Wassers oder der wässrigen Lösung, das oder die alle Zwischenräume zwischen den Körnern des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers füllt, verglichen mit dem Gewicht des in dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer enthaltenen wasserabsorbierenden Polymers, welche durch ein später zu beschreibendes Verfahren gemessen wird.
Freies Wasser: Definiert als zusätzliches Wasser oder wässrige Lösung, die zusätzlich zu einer Mischung des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers gegeben wird, welche bereits eine Menge von Wasser oder einer wässrigen Lösung äquivalent dem Zwischenraumindex enthält.
Nicht-Klebrigkeit: Definiert als ein Zustand, in dem Körner des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers ein hohes Fließvermögen aufweisen, da die gegenseitige Beeinflussung von ihnen gering ist. Der Grad der Nicht-Klebrigkeit wird nicht durch einen einfachen Faktor bestimmt, da er von dem zusammengefügten Ergebnis verschiedener zwischen den Körnern erzeugter Einflüsse wie Kornform, Oberflächenzustand der Körner, Grad der Bindungsstärke zwischen den Körnern sowie statischer oder dynamischer Reibungswiderstand zwischen den Körnern abhängt. Daher wird bei der vorliegenden Erfindung der Grad der Nicht-Klebrigkeit beschrieben, indem ein die Leichtigkeit der Bewegung der Körner untereinander anzeigender quantitativer Ausdruck verwendet wird. Aus Gründen der Bequemlichkeit wird der Grad der Nicht-Klebrigkeit als das Verhältnis des Volumens einer bestimmten Menge des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers ausgedrückt, das den Schritten des angemessenen Rührens zum Vergrößern der Zwischenräume zwischen Körnern und des Aufquellens der Körner und anschließendem Fließen der Körner durch Vibration, um sie in den Zustand vor dem Aufquellen, in das Ausgangsvolumen des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers zurückzuführen, unterworfen wurde. Daher geht man davon aus, daß der Grad der Nicht-Klebrigkeit sich erhöht, wenn der obige vorhergehende Wert sich dem letzteren Ausgangswert annähert. Man nimmt insbesondere an, daß wenn die Körner angemessen gerührt und aufgequollen werden und das Rühren anschließend gestoppt wird, das Korn, das in denselben Zustand zurückkehrt, in dem es sich vor dem Rühren befand, vollständige Nicht-Klebrigkeit aufweist. Die Messung wird durch ein später zu beschreibendes Verfahren durchgeführt. Der Grad der Nicht-Klebrigkeit ist jedoch nicht unbedingt auf das Ergebnis der Messung mittels diesen Verfahrens begrenzt.
Durchlässigkeit des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers: Definiert als der Widerstandsgrad von Wasser oder einer wässrigen Lösung, das oder die durch die Zwischenräumen zwischen den Körnern des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers fließt, welcher aus Gründen der Bequemlichkeit durch das später zu beschreibende Verfahren gemessen wird.
Entwässerungsindex: Definiert als der Schwierigkeitsgrad für die Abtrennung von Füllwasser aus einer wässrigen Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers, welcher aus Gründen der Bequemlichkeit durch das später zu beschreibende Verfahren gemessen wird und der durch das Verhältnis der Menge des nach 24 Stunden getrennten Füllwassers zu dem Zwischenraumindex angezeigt wird.

B. Meßverfahren

1. Herstellung einer wässrigen Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers 1-1. Wasserabsorption im granulierten wasserabsorbierenden Polymer. Aus dem granulierten wasserabsorbierenden Polymer, welches wasserfrei ist, wird eine wässrige Lösung eines granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt.
Die benötigte Menge des granulierten wasserabsorbierenden Polymers (A) [welche derart festgelegt wird, daß das Volumen des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers in einem Bereich zwischen 90 und 100 ml liegt, d.h. daß die benötigte Menge des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers 1 g beträgt, wenn die Wasserabsorption im Bereich zwischen dem 90- und 100-fachen liegt] wird in 200 g Wasser oder einer wässrigen Lösung suspendiert und 24 Stunden so stehengelassen, um die wässrige Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers zu erhalten.

1-2. Wässrige Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers

Die wässrige Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers wird gemäß dem im folgenden erläuterten Verfahren hergestellt, bei dem das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer durch Zugeben von Wasser zum Verdichten des wasserabsorbierenden Polymers und durch Zermahlen desselben oder durch Zermahlen des bereits Wasser absorbierenden wasserabsorbierenden Polymers erhalten wird, oder bei dem die wässrige Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers direkt erhalten wird.
Das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer wird durch Abtrennen von Wasser aus der das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer enthaltenden wässrigen Lösung durch Saugfiltration erhalten. Dann wird eine Probe von 90 bis 100 ml von dem auf diese Weise erhaltenen granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer entnommen, das Gewicht (A') der Probe wird gemessen und die Probe wird in 200 g Wasser oder einer wässrigen Lösung suspendiert und so 4 Stunden lang stehengelassen, bevor die wässrige Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers erhalten wird.
Darüberhinaus wird eine gewisse Menge (T) des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers durch Gefriertrocknen oder Heißlufttrocknen getrocknet, bevor das Gewicht (U) derselben gemessen wird.
Das Gewicht (A) des in dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer enthaltenen wasserabsorbierenden Polymers wird festgelegt als

2. Messung der Wasserabsorption und des Zwischenraumindex

Anschließend wird die Suspension in einen 200 ml Meßzylinder gegeben, der eine Länge von 25 cm oder mehr, ein Volumen von annähernd 250 ml und ein bekanntes Gewicht (M) aufweist und mit einem Filtermedium und einem Ablaßrohr mit einem Hahn zum Abtrennen von Wasser mittels des Filtermediums an dem unteren Teil des Zylinders versehen ist. (Der Meßzylinder kann die Durchlässigkeit des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers messen, da die Höhe von 1 mm dem Volumen von 1 ml entspricht, wenn der Rohrdurchmesser 35,7 mm beträgt).
Freies Wasser wird aus dem Ablaßrohr abgelassen. Wenn die Körner des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers in der Suspension auf der Wasseroberfläche erscheinen, wird die Entwässerung unterbrochen, um das Gewicht (B) des gesamten Meßzylinders (Meßzylinder, granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer und Füllwasser) und das Volumen (b) des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers und des Füllwassers zu messen. Es ist erforderlich, das Filtermedium an dem Boden des Meßzylinders stabil zu befestigen, so daß es bei der Messung der Nicht-Klebrigkeit nicht von dem Boden des Meßzylinders abgetrennt wird.
Anschließend wird das Ablaßrohr an eine druckreduzierende Einrichtung angeschlossen, um Füllwasser durch Saugen aus den Körnern zu entfernen.
Wenn das Ablassen des Füllwassers abgeschlossen ist, werden das Gewicht (C) des gesamten Meßzylinders (Meßzylinder und granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer) und das Volumen (c') des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers gemessen. Nachdem die Messung abgeschlossen ist, wird das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer 24 Stunden lang stehengelassen. Dann werden das Volumen (c) des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers und die Höhe (H) desselben von dem Boden des Meßzylinders gemessen, um die obere Position des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers auf der Oberfläche des Meßzylinders einzutragen. (Da das Volumen des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers sich in Abhängigkeit von dem Typ des granulierten wasserabsorbierenden Polymers verringert, wird das Volumen nach 24 Stunden gemessen, um abzuwarten, daß sich das verringerte Volumen regeneriert.
Zwischenraumindex = (B - C) / A
Wasserabsorption = (C - M) / A

3. Messung der Nicht-Klebrigkeit

Nachdem die Wasserabsorbierung gemessen wurde, wird das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer mit dem Volumen (c) angemessen gerührt und Körner werden durch Schließen der Öffnung an dem oberen Teil des Meßzylinders und wiederholtes Drehen der Unterseite des Zylinders nach oben zerstreut.
Nachdem die Körner durch Rühren des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers angemessen zerstreut sind, wird der Meßzylinder in einen Vibrator eingesetzt und vertikal vibriert, um die Körner des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers zu stabilisieren. Wenn das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer angemessen stabilisiert ist, wird das Volumen (d) desselben gemessen.
Nicht-Klebrigkeit = d/c

4. Messung des Entwässerungsindex

Wasser oder eine wässrige Lösung wird zu dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer in dem Meßzylinder hinzugegeben, dessen Nicht-Klebrigkeit gemessen wurde, und das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer wird erneut gerührt, um annähernd 200 ml der wässrigen Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers herzustellen.
Anschließend wird ein Gummischlauch am Boden des Meßzylinders an das Ablaßrohr angeschlossen und der Zylinder wird in ein mit Wasser gefülltes Bad gestellt, dessen Oberfläche von dem Boden des Zylinders 25 cm hoch ist, um einem Druckunterschied von 25 cm hinsichtlich der Wassersäule von dem Boden des Zylinders zu erzeugen.
Anschließend wird der Ablaßhahn des Meßzylinders geöffnet, um mit dem Ablassen des Wassers zu beginnen. Wenn die Körner des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers auf der Wasseroberfläche der wässrigen Suspension erscheinen, wird der Hahn geschlossen, um das Gewicht (D) des gesamten Meßzylinders zu messen (Meßzylinder, granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer und Füllwasser in allen Zwischenräumen). Dann wird der Hahn des Ablaßrohrs geöffnet, um mit dem Ablassen zu beginnen. Nach 24 Stunden wird das Gewicht (E) des gesamten Meßzylinders (Meßzylinder, granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer und verbleibendes Füllwasser) gemessen.
Anschließend wird das Ablaßrohr an die druckreduzierende Einrichtung angeschlossen und das Füllwasser wird mittels des gleichen Verfahrens, wie das zum Messen der Wasserabsorption verwendete, aus dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer entfernt und das Gewicht (F) des gesamten Meßzylinders (Meßzylinder und granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer) wird gemessen.
Entwässerungsindex = (D - E) / (D - F)

5. Messung der Durchlässigkeit des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers

Nach der Messung der Entwässerungscharakteristik wird eine wässrige Suspension durch Zugeben von 100 g Wasser zu dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer hergestellt. Danach, wenn die Körner auf der Oberfläche der Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers nach Ablassen von Wasser von dem Boden des Meßzylinders gemäß dem gleichen Verfahren, das für die Messung der Entwässerungscharakteristik verwendet wurde, erscheinen, wird der Abstand (H) zwischen der Oberfläche der Suspension und dem Boden des Meßzylinders gemessen und ein Filterpapier wird auf das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer gegeben. Anschließend wird langsam Wasser durch das Filterpapier zu dem Polymer hinzugegeben, so daß der Wasserpegel 25 cm von dem Boden des Meßzylinders beträgt. Dann wird ein Gummischlauch an das Ablaßrohr an dem Boden des Meßzylinders angeschlossen, um den Zylinder in ein Wasserbad zu stellen, dessen Wasserpegel 25 cm unter dem Boden des Zylinders ist, so daß ein Druckunterschied, der 25 cm hinsichtlich der Wassersäule von dem Boden des Zylinders entspricht, erzeugt wird. Daher beträgt der Druckunterschied zwischen der Oberfläche der Suspension und der Wasseroberfläche des Bads 50 cm hinsichtlich der Wassersäule.
Anschließend wird das Wasser durch Öffnen des Ablaßhahns des Meßzylinders abgelassen, um die Zeit (t) zu messen, in der der Abstand zwischen der Wasseroberfläche und dem Boden des Zylinders von 25 auf 15 cm absinkt.
Nach der Messung wird das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer aus dem Meßzylinder entfernt und die Zeit (t'), in der der Wasserpegel von 25 auf 15 cm absinkt, wird durch Verwenden von Wasser anstelle der Suspension und Öffnen des Hahns des Ablaßrohrs gemessen.

Durchlässigkeit des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers = (t - t') / H

Das erste Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß pulverförmiger künstlicher Schnee leicht durch Gefrieren eines granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers hergestellt werden kann. Das für die vorliegende Erfindung verwendete granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer ist wie in dem Terminologieabschnitt beschrieben, das Aggregat von Körnern des nassen wasserabsorbierenden Polymers, in dem jedes Korn seine Form behält, zwischen den Körnern Zwischenräume vorhanden sind und in den Zwischenräumen zwischen den Körnern kein Wasser vorhanden ist, obwohl auf der Oberfläche jedes Korns eine kleine Menge von Wasser vorhanden ist.
Das heißt, daß das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer der vorliegenden Erfindung nach Absorbieren von Wasser granuliert ist; es ist nicht auf ein bestimmtes Herstellungsverfahren und einen bestimmten Herstellungsprozeß festgelegt. Zum Beispiel kann das erfindungsgemäße granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer ein solches sein, das erhalten wurde, indem Wasser zu einem massiven wasserabsorbierenden Polymer hinzugegen wurde, um das wasserabsorbierende Polymer zum Absorbieren des Wassers zu bringen, und dasselbe anschließend zermahlen wird, oder ein solches, das aus kleinen Körnern besteht, die durch Zermahlen eines aus großen Körnern bestehenden granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers erhalten werden, oder ein solches, das bereits während des Herstellungsprozesses des Polymers Wasser absorbiert, oder ein solches, das erhalten wurde, indem granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer von einem künstlichen Schneefeld wieder eingesammelt und zum Entfernen von Fremdmaterialien mit Wasser gereinigt wird und anschließend das Wasser aus der wässrigen Suspension dieses granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers abgetrennt wird.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer durch Abtrennen von Wasser aus einer wässrigen Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers erhalten, das durch Zugeben von Wasser oder einer wässrigen Lösung zu einem trockenen granulierten wasserabsorbierenden Polymer, um dasselbe zum Absorbieren des Wassers oder der wässrigen Lösung zu bringen, erhalten wurde.
Obwohl die Kornform nicht festgelegt ist, ist ein kugelförmiges oder schotterförmiges Korn bevorzugt. Insbesondere ist das kugelförmige Korn bevorzugt, da es pulverförmigen künstlichen Schnee bildet. Das schotterförmige Korn bildet auch pulverförmigen künstlichen Schnee, wenn es keine Klebrigkeit und einen niedrigen Reibungswiderstand zwischen den Körnern aufweist. Das kugelförmige Korn ist erwünscht, da es pulverförmigen künstlichen Schnee bildet, dessen Körner sich fließend bewegen können, auch wenn die Oberfläche der Körner leicht klebrig ist. Ein kugelförmiges nicht-klebriges granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer ist das am besten geeignete, das sehr leicht durch Gefrieren desselben zu pulverförmigem künstlichem Schnee wird.
Ein granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer mit einem Korndurchmesser von etwa 0,005 bis 5 mm, insbesondere 0,05 bis 2 mm, ist für die vorliegende Erfindung bevorzugt und das aus kleineren Körnern bestehende granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer ist erwünscht, da pulverförmiger künstlicher Schnee leichter erhalten werden kann. Ein aus zu kleinen Körnern bestehendes granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer ist jedoch nicht erwünscht, da es eine lange Zeit dauert, Wasser aus der Mischung des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers und Wasser abzutrennen, und die verbleibende Menge von sich Füllwasser erhöht.
Bei einem aus großen Körnern bestehenden granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer kann Wasser leicht aus der Mischung des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers und Wasser abgetrennt werden, aber der durch Gefrieren des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers hergestellte künstliche Schnee wird grobkörnig oder eisplattenartig. Daher wird dieses granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer zum Herstellen einer Eisplatte, aber nicht zum Herstellen von pulverförmigem künstlichem Schnee bevorzugt. Um eine Eisplatte und pulverförmigen künstlichen Schnee herzustellen, ist es erwünscht, ein granuliertes wasserabsorbierendes Polymer mit einem Korndurchmesser von 0,5 bis 2 mm zu verwenden.
Ein granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer mit höherer Wasserabsorption ist bevorzugt, solange es eine hohe Festigkeit und Nicht-Klebrigkeit aufweist. Allgemein nimmt jedoch bei Zunahme der Wasserabsorption die Gelfestigkeit des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers ab, die Zwischenräume zwischen den Körnern werden kleiner und die Klebrigkeit zwischen den Körnern nimmt zu. Daher beträgt die bevorzugte Wasserabsorption das 10- bis 500-fache, insbesondere das 30- bis 200-fache für Wasser oder eine wässrige Lösung.
Ein kugelförmiges wasserabsorbierendes Polymer ist bevorzugt, da die Zwischenräume zwischen den Körnern zunehmen, Wasser einfach abzutrennen ist und der Reibungswiderstand zwischen den Körnern abnimmt, und durch Gefrieren desselben erhaltener künstlicher Schnee leicht pulverförmig wird.
Um das für die vorliegende Erfindung verwendete granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer kugelförmig und nichtklebrig zu halten, nachdem es Wasser absorbiert hat, ist es erforderlich, den Vernetzungsgrad des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers durch Polyepoxy oder Polyamin zu erhöhen. Die Wasserabsorption verringert sich jedoch bei übermäßiger Vernetzung. Daher ist es erforderlich, die Menge des Vernetzungsmittels so zu regulieren, daß eine richtige Wasserabsorption erhalten wird. Um die Wasserabsorption des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers auf einfache Weise zu regulieren, gibt es ein Verfahren, bei dem das in dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer zu absorbierende Wasser oder die zu absorbierende wässrige Lösung mit einer kleinen Menge eines Alkalimetallsalzes oder einem alkalischen Erdmetallsalz wie zum Beispiel Natriumchlorid oder Calciumchlorid in Berührung gebracht wird.
Für das In-Kontaktbringen kann man das Salz zu dem für die Absorption verwendeten Wasser oder der wässrigen Lösung hinzugeben oder eine ein Salz enthaltende Lösung zu dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer hinzugeben und anschließend das Salz enthaltende Wasser abtrennen.
Der Effekt der vorliegenden Erfindung beruht auf der Verwendung eines granulierten wasserabsorbierenden Polymers, das auch nach Absorbieren von Wasser noch granuliert ist und das solch eine Festigkeit aufweist, daß es Zwischenräume zwischen den nicht klebrigen und leicht zu bewegenden Körnern bilden kann.
Daher werden ein klebriges granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer und/oder ein granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer, das die Kornform nicht beibehalten kann oder keine Zwischenräume zwischen den Körnern erzeugen kann, aufgrund einer unzureichenden Festigkeit nicht den Effekt der vorliegenden Erfindung zeigen.
Ein jegliches Verfahren kann verwendet werden, um das wasserabsorbierende Polymer zum Absorbieren von Wasser zu bringen. Zum Beispiel reicht es aus, das wasserabsorbierede Polymer in gerührtes Wasser zu geben und es für einige Minuten stehen zu lassen.
Der Wasserabsorptionsgrad des wasserabsorbierenden Polymers hängt von der Wassertemperatur ab. Er nimmt ab, wenn die Wassertemperatur abnimmt und er nimmt zu, wenn die Wassertemperatur zunimmt. Bei einer Wassertemperatur von 10ºC oder niedriger zum Beispiel ist es möglich, daß wasserabsorbierende Polymer geeignet zu erhitzen, bevor es zur Absorption des Wassers gebracht wird. Um das nasse wasserabsorbierende Polymer wirkungsvoll zu gefrieren, ist es jedoch erwünscht, das nasse wasserabsorbierende Polymer bei einer niedrigen Temperatur zur Absorption des Wassers zu bringen.
Ein granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer kann ohne Abgabe von Wasser stabil gehalten werden, auch wenn es bei Raumtemperatur stehengelassen wird. Daher kann das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer ohne nachteilige Veränderung, eine längere Zeit (z. B. zwei Monate oder mehr) stehengelassen werden, bis es zum Herstellen von künstlichem Schnee gefroren wird.
Da das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer hygroskopisch ist, ist es erwünscht, das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer in einem geschlossenen Behälter zu lagern, damit es nicht feucht wird.
Das zweite Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der untere Teil des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers, d. h. des granulierten wasserabsorbierenden Polymers, das bereits Wasser oder eine wässrige Lösung absorbiert hat, eine Eisplatte bildet, und der obere Teil desselben nach Gefrieren, wobei die Zwischenräume zwischen den Körnern des Polymers nur teilweise mit Wasser gefüllt sind, künstlichen Schnee bildet.
Das heißt, das zweite Merkmal besteht darin, daß künstlicher Schnee mit einem nach Wunsch festgesetzten Verhältnis zwischen Eisplatte und pulverförmigem künstlichem Schnee leicht erhalten werden kann, indem die Menge von in den Zwischenräumen zwischen den Körnern des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers vorhandenem Füllwasser reguliert wird.
Das dritte Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in einem Verfahren zum Herstellen einer Eisplatte und von künstlichem Schnee mit den Schritten: Abtrennen von Wasser aus einer wässrigen Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers, das eine ausreichende Menge von Wasser oder einer wässrigen Lösung zum Füllen aller Zwischenräume zwischen den Körnern des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers aufweist, und Gefrieren des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers in einem Zustand, in dem ein Teil der Zwischenräume zwischen den Körnern nicht mit Wasser gefüllt ist.
Das heißt, das dritte Merkmal besteht darin, daß eine wässrige Suspension eines granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers durch Zugeben von Wasser zu dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer hergestellt wird, welches eine leicht durch eine Pumpe zu übertragende flüssige Suspension ist.
Danach kann Wasser sehr leicht aus der Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers getrennt werden, da die Zwischenräume zwischen den Körnern des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers eine hohe Durchlässigkeit aufweisen, und eine Belagschicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers wird durch Übergießen von geneigten oder horizontalen Oberflächen mit der wässrigen Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers erhalten. Nach dem Übergießen von geneigten oder horizontalen Oberflächen einer natürlichen Skipiste oder einer mit einem Kühlsystem versehenen natürlichen Skipiste oder einer künstlichen Hallenskipiste mit der durch Zugeben von Wasser zu dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer hergestellten wässrigen Suspension, wird Wasser aus der Suspension abgetrennt und eine Belagschicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers wird gebildet. Wenn mehr Zeit vergeht, wird Füllwasser zwischen den Körnern des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers auch abgetrennt und zwischen den Körnern werden Zwischenräume gebildet.
Daher kann die Menge des zwischen den Körnern vorhandenen Wassers in der Belagschicht vor dem Gefrieren durch Steuern der Zeit von dem Übergießen und Aufbringen des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers zu dem Beginn des Gefrierens desselben reguliert werden, und dadurch kann das Verhältnis zwischen Eisplatte und künstlichem Schnee nach dem Gefrieren frei reguliert werden. Darüberhinaus ist es möglich, die zwischen den Körnern verbleibende Wassermenge durch Mischen von granulierten wasserabsorbierenden Polymeren mit unterschiedlichen Korngrößen zu steuern, wobei die Zeit von dem Übergießen und Aufbringen des Polymers bis zum Beginn des Gefrierens desselben die gleiche sein kann.
Darüberhinaus ist es möglich, die zwischen den Körnern verbleibende Wassermenge zu steuern, indem das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer mit einem oberflächenaktiven Mittel in Berühung gebracht wird. Um das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer mit dem oberflächenaktiven Mittel in Berührung zu bringen, kann man das oberflächenaktive Mittel zu dem zu absorbierenden Wasser oder zu der zu absorbierenden wässrigen Lösung hinzugeben oder man kann das oberflächenaktive Mittel zu dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer hinzugeben.
Es können anionische, nicht ionische und kationische oberflächenaktive Mittel verwendet werden. Es ist jedoch bevorzugt, ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel zu verwenden, das das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer kaum beeinflußt. Insbesondere ein anionisches oberflächenaktives Mittel hat einen Einfluß als ein Salz, welches abhängig von dem Typ des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers auch zur Regulierung der Wasserabsorption verwendet werden kann.
Die vorliegende Erfindung kann ein Verfahren zum Herstellen einer Eisplatte und von künstlichem Schnee verwenden, bei dem ein granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer oder ein Füllwasser enthaltendes granuliertes wasserabsorbierendes Polymer auf einem künstlichen Schneehang aufgebracht wird, bevor dasselbe gefroren wird, oder ein Verfahren zum separaten Gefrieren eines granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers oder eines Füllwasser (und freies Wasser) enthaltenden granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers und zum Zermahlen des gefrorenen granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers, um dasselbe bei Bedarf auf einem künstlichen Schneefeld aufzubringen oder auszustreuen.
Der am meisten bevorzugte Modus der vorliegenden Erfindung besteht in einem Verfahren zum Herstellen einer Eisplatte und von künstlichem Schnee durch Übertragen einer durch Zugeben von Füllwasser und freiem Wasser zu einem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer hergestellten wässrigen Suspension auf eine Skipiste mit Hilfe einer Pumpe, um eine Belagschicht zu bilden und Gefrieren der Belagschicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers, nachdem das freie Wasser und ein Teil des Füllwassers aus der Belagschicht entfernt worden ist.
Eine übermäßige Menge von freiem Wasser zum Herstellen der Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers ist nicht bevorzugt, da die Viskosität der Suspension zu niedrig wird und auf diese Weise die auf eine Kunstschneepiste aufgegossene Belagschicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers zu dünn wird. Eine nicnt ausreichende Menge von freiem Wasser würde dagegen eine granulierte Suspension ergeben, die die Betriebsfähigkeit beeinträchtigen würde. Es ist daher erforderlich, die geeignete Menge von Wasser oder einer wässrigen Lösung richtig zu wählen, die unter Berücksichtigung der obengenannten Punkte zu mischen ist. Die gewünschte Menge von freiem Wasser beträgt 1 bis 50% der Summe des Absorptionswassers und des Füllwassers, stärker bevorzugt 5 bis 10 % derselben.
Wenn zu dem zu dem wasserabsorbierenden Polymer zuzugebenden Wasser ein oberflächenaktives Mittel hinzugegeben wird, kann Wasser leicht aus dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer abgetrennt werden, der Reibungswiderstand zwischen den Körnern nimmt ab, Nicht-Klebrigkeit wird verbessert und der künstliche Schnee wird pulverförmig. Es ist daher wirkungsvoll, ein oberflächenaktives Mittel zu verwenden.
Um das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer auf einem Skifeld aus künstlichem Schnee aufzubringen, sind die folgenden Verfahren am geeignetsten und wirkungsvollsten: ein Verfahren zum Anhäufen einer Schicht eines granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers von dem unteren zu dem oberen Teil eines Hangs mit Hilfe einer Pumpe, ein Verfahren zum Aufbringen des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers durch Gießen desselben von dem oberen Teil des Hanges und ein Verfahren zum Ausstreuen der Körner des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers auf dem Hang mit Hilfe eines Spritzmittels mit Löchern, durch die die Körner hindurchgehen können. Wenn das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer jedoch kein Wasser oder eine kleine Wassermenge aufweist, wird eine Suspension von hoher Viskosität, eine granulierte oder lehmartige Suspension erhalten. In diesem Fall sollte eine besondere Pumpe oder ein besonderes Fördergerät verwendet werden. Aus diesem Grunde sind diese Verfahren nicht als das Auftragsverfahren bevorzugt, wenn eine neue Piste angelegt wird. Sie sind jedoch bevorzugt, um das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer auf eine bereits vorhandene Kunstschneepiste aufzubringen, da durch sie eine Abtrennung von übermäßigem Abfluß (freies Wasser und Füllwasser) verhindert wird, was ansonsten den vorhandenen künstlichen Schnee beeinflussen könnte.
Es ist möglich, das freie Wasser und das Füllwasser direkt aus dem auf dem Fundament eine Skipiste aus künstlichem Schnee oder auf natürlichem oder künstlichem Schnee aufgebrachten granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer abzutrennen. Es ist jedoch erwünscht, die Dicke des aufgebrachten granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers durch Verwenden einer Harke oder eines Werkzeugs von Schabertyp gleich zu machen. Ein stärker bevorzugtes Verfahren besteht in der Bildung von Vertiefungen in den Längs- und Querrichtungen oder in Form eines Gitters, während oder nach dem Angleichen der Dicke des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers. Diese Vertiefungen haben die Wirkung, daß Wasser leicht abgetrennt werden kann, und daß der gefrorene künstliche Schnee pulverförmig wird.
Um Wasser aus der Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers abzutrennen, besteht ein bevorzugtes Verfahren darin, das Wasser auf natürliche Weise oder durch Absaugen vom seitlichen unteren Teil des Fundaments eines künstlichen Schneefelds durch ein durchlässiges Material wie zum Beispiel feines Drahtgewebe, Papier, gewirktes Gewebe oder nichtgewirktes Gewebe abzusaugen. Es ist jedoch möglich, ein anderes Verfahren zu verwenden, zum Beispiel ein Verfahren zum Absorbieren von Wasser mit Hilfe eines bedarfsgemäß an dem unteren Teil des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers angeordneten durchlässigen Materials zu absorbieren.
Wenn die Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers auf eine Skipiste aus künstlichem Schnee gegossen oder gesprüht wird, fließen das in dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer enthaltene gesamte freie Wasser und das meiste Füllwasser durch die Zwischenräume an dem unteren Teil und an der Innenseite des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers und werden durch ein auf dem Fundament des künstlichen Schneehangs installiertes Entwässerungssystem dräniert, wobei das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer zurückbleibt, um eine Belagschicht zu bilden. Selbst wenn der künstliche Hang nicht mit einem Entwässerungssystem versehen ist, fließen freies Wasser und Füllwasser durch die Zwischenräume zwischen des Körnern des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers und werden am unteren Teil des Hangs an der granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymerschicht gesammelt, und die Belagschicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers wird auf dem Hang gebildet. Es ist daher ausreichend, nur am unteren Teil des Hanges ein Entwässerungssystem anzuordnen.
Die Dicke der Belagschicht nimmt zu, wenn die Viskosität der Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers zunimmt, wenn die Geschwindigkeit, bei der Wasser aus dem künstlichen Schneefeld dräniert wird, zunimmt, und wenn das Korn des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers kugelförmig und groß ist.
Um Wasser zu dränieren, ist bei einem durchlässigen Fundament kein Entwässerungssystem erforderlich, wenn ein granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer auf einen Hang aus Naturerde gegossen wird, da Wasser in der Erde absorbiert wird. Bei einem Fundament, das aus einem nicht-durchlässigen Material, wie das Fundament eines künstlichen Schneehangs, besteht, besteht jedoch ein bevorzugtes Verfahren darin, Wasser aus den an dem unteren Teil oder an der Seite des Hangs gebildeten Löchern durch ein durchlässiges Material zu dränieren.
Darüberhinaus ist ein Verfahren möglich, bei dem die Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers auf eine poröse Metallplatte, ein feines Drahtgeflecht, Pulver oder Körner eines organischen oder anorganischen Materials, Papier, ein Textilprodukt wie zum Beispiel gewirktes oder nicht-gewirktes Gewebe, oder ein durchlässiges Material, das aus einem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer hergestellt ist, welches bereits Wasser absorbiert oder nicht absorbiert hat und welches die gleiche oder eine andere Korngröße wie die auf der Oberfläche des Fundaments eines Skifelds aus künstlichem Schnee aufweist, gegossen wird und das Füllwasser in das durchlässige Material überführt wird oder das Material zum Absorbieren des Füllwassers gebracht wird; ein Verfahren, bei dem Wasser durch das durchlässige Material zur Außenseite des Hanges dräniert wird; und ein Verfahren, bei dem Vertiefungen oder Löcher an Stellen auf dem Hang gebildet werden und Wasser durch die Vertiefungen oder Löcher dräniert wird, oder Wasser in den Vertiefungen oder Löchern gesammelt wird, um das Wasser direkt oder aus den Vertiefungen oder Löchern zu dränieren. Die Realisierung der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die oben genannten Verfahren beschränkt.
Um das in der vorliegenden Erfindung verwendete granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer zu gefrieren, ist ein Verfahren möglich, bei dem das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer mit einem Feststoff in Berührung gebracht wird, der eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweist, ein Verfahren, bei dem das Polymer mit einem Gas in Berühung gebracht wird, das eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweist, oder ein Verfahren, bei dem das Polymer mit einem sublimierenden Feststoff wie zum Beispiel festem Kohlendioxid oder einer Flüssigkeit gemischt wird, die einen niedrigen Siedepunkt wie zum Beispiel flüssiges Kohlendioxid oder flüssiger Stickstoff aufweist. Insbesondere ist ein Verfahren bevorzugt, bei dem ein granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer gefroren wird, indem es mit einem an und/oder nahe dem unteren Teil des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers angeordneten Feststoff in Berührung gebracht wird und direkt oder indirekt durch ein Fluid gekühlt wird, das eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweist, da auf diese Weise pulverförmiger künstlicher Schnee hergestellt werden kann.
Um das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer mit einem Feststoff in Berühung zu bringen, der eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweist, gibt es Verfahren, die darin bestehen, ein direkt oder indirekt durch ein Kühlmittel wie zum Beispiel durch ein Fluid, das eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweist, gekühltes Rohr an dem unteren Teil oder innerhalb des Polymers anzuordnen und das Polymer durch Anordnen einer direkt oder indirekt durch das oben genannte Kühlmittel gekühlten Metallplatte unter dem Polymer oder durch Eis allein oder einer aus Eis und einem organischen oder anorganischen Material bestehenden Eisplatte zu gefrieren. Es ist zulässig, daß wenigstens ein Teil des eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweisenden Feststoffs aus einem durchlässigen Material besteht.
Das am meisten vorteilhafte Verfahren zum Gefrieren des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers besteht darin, das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer durch eine Platte, die direkt oder indirekt durch ein eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweisendes Fluid gekühlt wird und die an dem unteren Teil der Belagschicht des Polymers angeordnet ist, und/oder durch ein direkt oder indirekt durch ein eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweisendes Fluid gekühltes Rohr, das an oder nahe dem unteren Teil der Belagschicht von dem Boden der Belagschicht angeordnet ist, zu gefrieren.
Zwar ist der Mechanismus, durch den pulverförmiger künstlicher Schnee leicht durch die vorliegende Erfindung erhalten werden kann, nicht im Detail bekannt. Jedoch wird die Oberfläche des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers der vorliegenden Erfindung mit einer geringen Menge Wasser bedeckt und, wenn das Gefrieren beginnt, wird das Wasser zuerst gefroren und ein granuliertes oder dünnes vorsprungartiges Eis hergestellt. Dann wächst das Eis durch Verwenden des hergestellten granulierten oder dünnen vorsprungartigen Eises als einen Kern an, um vorsprung-artiges Eis zu bilden, und der scheinbare Korndurchmesser erhöht sich um den Wert, der äquivalent zu dem äußeren Durchmesser des Vorsprungs ist.
Da die Körner des erfindungsgemäßen granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers eine unabhängige Form behalten und dieselben sich leicht untereinander bewegen, wird ein anderes Korn, das ein gefrorenes Korn berührt, durch den Vorsprung auf der Oberfläche des gefrorenen Korns geschoben und um die Länge des Vorsprungs nach außen bewegt. Auf diese Weise erhöht sich der Zwischenraum zwischen den Körnern. Dieser Vorgang nimmt von der unteren zu der oberen Schicht hin zu. Es wird daher angenommen, daß ein Aggregat aus sehr voluminösen Eiskörnern (künstlicher Schnee der vorliegenden Erfindung) erhalten wird. Dieses Phänomen wird angenommen, da eine Untersuchung des Aggregats aus stark voluminösen Eiskörnern zeigt, daß es in seiner Mitte Körner mit einem Kern aus wasserabsorbierendem Polymer aufweist, deren Durchmesser kleiner als der des Korns vor dem Gefrieren ist, und um dieselben herum Eiskörner vorhanden sind. Besonders in dem Falle eines Korns des nassen wasserabsorbierenden Polymers mit einem kleineren Durchmesser (z. B. einem Durchmesser, der nach Absorbieren von Wasser oder einer wässrigen Lösung in einem Bereich von 0,1 bis 1 mm liegt), ist das Aggregat eine Mischung von Körnern des wasserabsorbierenden Polymers, die einen Durchmesser wie den vor dem Absorbieren von Wasser oder einer wässrigen Lösung vorliegenden aufweisen, wobei um die Körner herum Eiskörner vorhanden sind und weiter Eiskörner vorhanden sind, die kein wasserabsorbierendes Polymer aufweisen. Weiter nehmen wir an, daß das Eis aus Wasser besteht, welches von dem wasserabsorbierenden Polymer absorbiert wird und daß das wasserabsorbierende Polymer nicht gefroren ist. Dementsprechend wirkt das nasse wasserabsorbierende Polymer als ein Träger von Wasser.
Wenn man ein einzelnes, aus der Belagschicht entnommenes Korn gefriert, weist das Korn nicht die oben beschriebene Struktur auf, sondern wird zu gleichförmigem Eis. Bei einem aus wenigen Körnern bestehenden Aggregat sind die Körner stark durch Eis gebunden.
Wenn man die Belagschicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers schnell gefriert, gefriert die untere Schicht und raumeinnehmender künstlicher Schnee wird erzeugt. Die Wärmeleitfähigkeit nimmt jedoch ab und folglich wird das schnelle Gefrieren nicht fortgesetzt. Man geht davon aus, daß der oben genannte voluminöse Schnee erhalten wird.
Bei der vorliegenden Erfindung stellt das Gefrieren des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers ohne Anwenden von Druck von der oberen Schicht eine der erforderlichen Bedingungen zum Herstellen von pulverförmigem künstlichem Schnee dar.
Wenn die Oberfläche der Belagschicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers durch Auflegen einer Platte direkt auf die Oberfläche gefroren wird, wird der gefrorene künstliche Schnee daher in seiner oberen Schicht aufgrund des Drucks des auf die Oberfläche gelegten Gegenstands härter, obwohl die untere Schicht pulverförmig ist, und die Oberfläche kann den Umständen gemäß sogar zu einer Eisplatte werden. Um harten künstlichen Schnee zu erhalten, ist das oben genannte Verfahren jedoch wirkungsvoll, da der harte künstliche Schnee durch Zermahlen und Verrühren der Oberfläche erhalten wird.
Um pulverartigen künstlichen Schnee zu erhalten, ist daher die Verwendung eines Verfahrens erwünscht, bei dem eine Schicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers gefroren wird, während die Oberfläche der Schicht mit einem Gas in Berührung gebracht wird, das eine Temperatur von -5ºC oder höher aufweist, stärker bevorzugt mit einem Gas, das eine Temperatur am Gefrierpunkt oder höher aufweist.
Bei der vorliegenden Erfindung erfordert das Herstellen von pulverförmigem künstlichem Schnee Zeit, da die Wärmeleitfähigkeit des künstlichen Schnees mit fortschreitendem Gefrieren abnimmt. Ein erwünschtes Verfahren besteht daher darin, die Oberfläche der Schicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers zusätzlich zu gefrieren, indem die Oberfläche derselben mit einem Gas, das eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweist, zu dem Zeitpunkt in Berührung gebracht wird, wenn die meisten Körner des Polymers bereits gefroren sind; auf diese Weise kann künstlicher Schnee mit einer hervorragenden Gleitcharakteristik erhalten werden. Ein wirtschaftlich erwünschtes Verfahren besteht darin, den gefrorenen künstlichen Schnee und ungefrorenes granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer während des Gefrierens zu verrühren und zu vermischen und das Gefrieren dann fortzusetzen oder das Gefrieren zu vollenden, indem die Oberfläche des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers mit einem Gas in Berührung gebracht wird, das eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweist. Die erwünschte Temperatur des zum Kühlen verwendeten Feststoffs beträgt -5ºC oder darunter, eine besonders erwünschte Temperatur ist -15ºC. Bei einem aus großen Körnern oder leicht klebrigen Körnern bestehenden granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer, ist jedoch eine höhere Temperatur (z. B. -3 bis -10ºC) bevorzugt.
Weiter ist eine dickere Belagschicht erwünscht, da der künstliche Schnee stärker pulverförmig wird. Das vollständige Gefrieren erfordert jedoch Zeit. Es ist daher erwünscht, ein Mittel zum Verbessern der Wärmeleitfähigkeit des künstlichen Schnees zu verwenden, indem der gefrorene künstliche Schnee und ungefrorenes granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer während des Gefrierens wie oben beschrieben verrührt werden. Die bevorzugte Dicke der Belagschicht beträgt 2 bis 20 cm, stärker bevorzugt 5 bis 10 cm.
Das bevorzugte Verfahren, um das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer mit einem eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweisenden Gas in Berühung zu bringen, besteht darin, ein eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweisendes Gas auf die Belagschicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers strömen zu lassen. In diesem Fall ist es möglich, die Oberfläche der Belagschicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers mit einer Wärmeisolierplatte zu bedecken.
Um das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer mit einem sublimierenden Feststoff wie zum Beispiel Kohlendioxid, flüssigem Kohlendioxid oder flüssigem Stickstoff oder einer Flüssigkeit mit einem niedrigen Siedepunkt zu vermischen, kann man das pulverige feste Kohlendioxid auf die Oberfläche des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers streuen, oder einen Teil der oder die gesamte Belagschicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers mit festen Kohlendioxid, flüssigem Kohlendioxid oder flüssigem Stickstoff vermischen. In diesem Fall ist auch ein Verfahren möglich, bei dem dieselben auf einem künstlichen Schneehang vermischt werden und das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer gleichzeitig mit einem eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweisenden Feststotf im Inneren oder am unteren Teil des Polymers in Übereinstimmung mit einer jeglichen der oben genannten Verfahren in Berührung gebracht wird.
Es kann handelsübliches flüssiges Kohlendioxid verwendet werden. Die latente Verdampfungswärme von flüssigem Kohlendioxid beträgt 15,1 Kcal/kg bei 30ºC, 48,1 Kcal/kg bei 10ºC und 56,1 Kcal/kg bei 0ºC. Daher kann flüssiges Kohlendioxid wirksam zum Kühlen und Gefrieren verwendet werden.
Flüssiges Kohlendioxid wird durch Verdichten und Kühlen von Kohlendioxid bei etwa 40 atm. hergestellt. Die Herstellungsquelle des Kohlendioxids kann natürliches Gas, von einem Ammoniumwerk erzeugtes Abgas, als das Ergebnis von Petroleumraffinieren oder Ethylenzersetzung erzeugtes Abgas und ein durch Chemikalienfabriken und Stahlhütten erzeugtes Extra- oder Zusatzgas verwenden.
Es ist weiter möglich, das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer zu gefrieren, indem eine Belagschicht des Polymers in einem Mischbad erzeugt wird oder eine vorgeformte Schicht des Polymers in ein Mischbad gelegt wird und dasselbe in dem Mischbad mit festem Kohlendioxid, flüssigem Kohlendioxid oder flüssigem Stickstoff vermischt wird, oder das Polymer in einem mit einem Kühlsystem ausgestatteten Mischbad zu gefrieren.
Der durch das oben genannte Verfahren hergestellte künstliche Schnee kann auf das Fundament einer Skipiste aus künstlichem Schnee gestreut oder aufgebracht werden, auf dem bereits natürlicher oder künstlicher Schnee aufgebracht wurde. Für ein Ausstreuverfahren für ein Hallenskifeld aus künstlichem Schnee ist es besonders bevorzugt, künstlichen Schnee von der Decke auf das Feld zu streuen, da dies den Eindruck, als ob es schneien würde, hervorruft. Ausstreuen oder Aufbringen von künstlichem Schnee auf einem vorhandenen Skifeld ist daher als ein Verfahren wirksam, bei dem ein Skifeld aus künstlichem Schnee aufrechterhalten wird oder bei dem das verwendete granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer wiederverwendet wird, indem dasselbe zum Entfernen von Fremdstoffen vor seinem erneutem Gefrieren zu künstlichem Schnee mit Wasser gereinigt wird.
Zum Erhalten des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers vor dem Gefrieren oder des bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Füllwasser enthaltenden granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers, besteht ein einfaches und wirksames Verfahren darin, Wasser aus der Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers wie in dem oben genannten Verfahren abzutrennen. Das Verfahren ist jedoch nicht auf das oben genannte festgelegt. Es ist weiter möglich, die folgenden Verfahren zu verwenden. (1) Verfahren zum Mischen des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers mit einer Menge von Wasser oder einer wässrigen Lösung, äquivalent dem Wasser für die Absorption, und dem erforderlichen Füllwasser. (2) Verfahren zum Regulieren der Menge von Füllwasser in dem zu gefrierenden granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer durch Gießen einer Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers auf ein durchlässiges Material. Die Suspension enthält eine Menge von Wasser oder einer wässrigen Lösung, äquivalent a) dem Wasser für die Absorption, b) dem benötigen Füllwasser und c) einer weiteren Menge von Wasser oder einer wässrigen Lösung, die durch ein durchlässiges Material zu absorbieren ist, das auf einem künstlichen Schneehang vorgesehen ist. Die Suspension wird auf das durchlässige Material gegossen und in diesem Zustand gelassen, wodurch freies Wasser und nicht benötigtes Füllwasser in das durchlässige Material überführt wird.
Da das in der vorliegenden Erfindung verwendete granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer durch Licht zersetzbar und biologisch zersetzbar ist, besteht kein Problem dabei, das Polymer nach seiner Verwendung zu entsorgen. Um die Zersetzung durch Licht und die biologische Zersetzung jedoch zu beschleunigen, ist es möglich, einen bekannten Beschleuniger, Katalysator oder ein Zusatzmittel für Lichtzersetzung und biologische Zersetzung mit dem erfindungsgemäßen granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer zu mischen, demselben hinzuzugeben, dasselbe damit zu imprägnieren oder zu beschichten.
Da das erfindungsgemäße granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer für den menschlichen Körper ungefährlich ist, ist es bevorzugt, jegliche zuzugebende Mittel unter Berücksichtigung von Sicherheitsüberlegungen auszuwählen.
Es ist weiter möglich, das erfindungsgemäße granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer durch ein bekanntes Verfahren, bei dem ein Pigment oder ein Farbstoff verwendet wird, zu färben. Wenn der aus gefärbtem granuliertem nassem wasserabsorbierendem Polymer hergestellte künstliche Schnee farbig ist, ist es möglich ihm einen neuen kommerziellen Wert hinzuzufügen. Es ist zum Beispiel möglich, eine Piste für Anfänger und eine Piste für Fortgeschrittene durch Farben einzuteilen. Hierdurch bereitet Skilaufen ein größeres Vergnügen.
Wenn das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer durch Verwenden eines Parfüms oder einer aromatischen Substanz mit einem Duft versehen wird, kann dem Polymer ein weiterer neuer kommerzieller Wert hinzugefügt werden.
Es ist freigestellt, ein Antioxidationsmittel, ein Absorptionsmittel für ultraviolettes Licht, ein Fluoreszensmittel einen Keimbildner, eiskernbildende Bakterien, ein Streckmittel, eine Substanz mit einem niedrigen Reibungsfaktor oder andere Zusätze zu dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer hinzuzugeben, mit demselben zu mischen, dasselbe damit zu beschichten oder zu imprägnieren.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsformen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Ausführungsformen begrenzt.
Die Dichte des gefrorenen künstlichen Schnees in den folgenden Ausführungsformen und Vergleichsbeispielen wird gemäß dem folgenden Arbeitsvorgang erhalten.
Eine Probe von gefrorenem künstlichen Schnee, dessen Dichte und Volumen bereits bekannt sind, wird gewogen, und das Gewicht der Probe wird durch das Volumen geteilt, um die Dichte zu erhalten, deren Maßeinheit g/cm³ ist. Wenn der künstliche Schnee weich ist, kann eine Probe des künstlichen Schnees, dessen Volumen bereits bekannt ist, erhalten werden, indem ein dünner Edelstahlbehälter, dessen Innenvolumen bereits bekannt ist, in den künstlichen Schnee eingeführt wird. Wenn der künstliche Schnee hart ist, wird er mittels einer Säge in einen Würfel geschnitten und die Abmessungen desselben werden mit einem Lineal gemessen, um das Volumen zu errechnen.

[Beispiel für die Synthese des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers]

150 g deionisiertes Wasser wird in einen 500 ml Kolben gegeben, der eine Rührvorrichtung, einen Rücklaufkondensator, einen Tropftrichter, ein Thermometer und ein Zufuhrrohr für Stickstoffgas aufweist, und 0,2 g von teilweise verseiftem Polyvinylalkohol (GH-23, hergestellt von Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) wird zu dem Wasser als ein Dispergiermittel hinzugegeben, um das Dispergiermittel zu erhitzen und zu schmelzen, bevor ein Stickstoffaustausch durchgeführt wird.
In der Zwischenzeit werden 22,5 g Laurylacrylat und Tridecyl gemischter Ester (LTA, hergestellt von Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), 10 g Hydroxyethyl-Methacrylat und 17,5 g Methyl-Methacrylat in einem Erlenmeyer-Kolben zusammen mit 1,0 g Azobisdimethylvaleronitril geschmolzen und werden unter in Blasen aufsteigendem Stickstoffgas für eine Stunde in den obengenannten separablen Kolben getropft. Dann wird die Mischung 5 Stunden lang bei 65ºC gehalten, um die Reaktion abzuschließen, gekühlt, um Festsubstanzen zu filtern, und gereinigt, bevor sie getrocknet oder einem Vakuum ausgesetzt wird, um ein perlenartiges Dispergiermittel zu erhalten.
360 7 g n-Hexan und 4,32 g des obigen Dispergiermittels werden in einen separablen 100 ml Kolben gegeben, der eine Rührvorrichtung, einen Rücklaufkondensator, einen Tropftrichter, ein Thermometer und ein Zufuhrrohr für Stickstoffgas aufweist, auf 50ºC erhitzt und dispergiert und geschmolzen, bevor ein Stickstoffaustausch durchgeführt wird.
In der Zwischenzeit werden 72,0 g Acrylsäure durch 32,2 g Natriumhydroxid neutralisiert, das in 103,6 g deionisiertem Wasser in einem Erlenmeyer-Kolben aufgelöst wurde, und 0,24 g Kaliumpersulfat werden weiter in der Lösung bei Raumtemperatur aufgelöst. Diese monomere wässrige Lösung wird bei einer Rührgeschwindigkeit von 300 rpm eine Stunde lang in den obigen separablen Kolben unter in Blasen aufsteigendem Stickstoffgas getropft. Nach Refluxen für 2 Stunden werden 0,1 g von 30%igem wässrigem Wasserstoffperoxid zu der Lösung hinzugegeben und das Refluxen wird weiter eine Stunde lang fortgesetzt, um die Polymerisierung abzuschließen. Anschließend werden 0,73 g Ethylenglycol- Diglycinether zu der Lösung hinzugegeben und ein Entfernen von Wasser durch azeotrope Destillation wird durchgeführt, um die Lösung bevor sie getrocknet oder einem Vakuum ausgesetzt wird zu filtern, um ein perlenartiges granuliertes wasserabsorbierendes Polymer zu erhalten.

[Ausführungsform 1]

Das oben genannte perlenartige wasserabsorbierende Polymer (BL-100, hergestellt von Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) besteht aus Körnern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 100 um und weist ein zufriedenstellendes Fließvermögen auf. Die Wasserabsorption des wasserabsorbierenden Polymers für Leitungswasser beträgt bei Raumtemperatur 71 Mal, der Zwischenraumindex des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers nach Absorbieren von Wasser beträgt das 25-fache, seine Nicht-Klebrigkeit beträgt 103%, sein Entwässerungsgrad beträgt 0,85 und seine Durchlässigkeit beträgt 5 min/cm.

[Ausführungsform 2] : Beispiel 1 für die Herstellung von künstlichem Schnee

Die wässrige Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers wird hergestellt, indem 1 Gewichtsprozent des in Ausführungsform 1 genannten perlenartigen wasserabsorbierenden Polymers und 80 Gewichtsprozent Wasser vermischt und verrührt werden.
Durch Gießen der wässrigen Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers auf den Hang (Neigung von annähernd 10º) des Fundaments der Skipiste aus künstlichem Schnee, wo ein weiches Plastikkühlrohr mit einem Innendurchmesser von etwa 5 mm, das ein Kühlmittel von -20ºC zirkulieren lassen kann, installiert ist, wird eine Belagschicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers mit einer Dicke von etwa 5 cm gebildet. Wenn man die Menge von Füllwasser der Belagschicht etwa 3 Stunden nach der Bildung der Schicht mißt, stellt man fest, daß etwa 3% des Füllwassers in der Schicht verbleibt.
Durch Gefrieren des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers in etwa 12 Stunden nach Beginn der Zirkulierung des Kühlmittels, wobei das Polymer etwa 3 Stunden nach dem Aufbringen des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers mit einem eine Temperatur von -2ºC aufweisenden Gas in Berührung gebracht wird, erhält man eine Eisplatte mit der Dicke von etwa 2 cm und pulverförmigen Schnee mit der Dicke von etwa 15 cm. Die Dichte des pulverförmigen künstlichen Schnees beträgt 0,23 g/cm³. Fotografie Nr. 1 ist eine mikroskopische Fotografie, die die kristalline Struktur des künstlichen Schnees zeigt, der ein Aggregat von Eiskristallen mit einer Länge von etwa 0,5 mm darstellt, welche eine Mischung von Körner des wasserabsorbierenden Polymers (mit einer Länge von etwa 0,09 mm) einschließenden Eiskörnern und von Eiskörnern darstellt, die keine Körner des wasserabsorbierenden Polymers einschließen. Fotografie Nr. 2 ist eine mikroskopische Fotografie, die einen Zustand zeigt, in dem die kristalline Struktur des in Fotografie Nr. 1 gezeigten künstlichen Schnees geschmolzen ist, wobei das wasserabsorbierende Polymer Wasser aus dem geschmolzenen Eis absorbiert und nicht-absorbiertes Wasser zwischen den Körnern des nassen wasserabsorbierenden Polymers vorhanden ist. Als das Ergebnis der Behandlung des künstlichen Schnees wird eine zufriedenstellende Gleitcharacteristik erhalten.

[Ausführungsform 3] : Beispiel 2 für die Herstellung von künstlichem Schnee

Die für Ausführungsform 2 verwendete Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers wird auf die Oberfläche des für Ausführungsform 2 verwendeten künstlichen Schneehangs gegossen, um eine Belagschicht mit der Dicke von etwa 5 cm zu bilden.
In diesem Fall wird das Gefrieren begonnen, während ein Teil des Füllwassers in der Schicht etwa 2,5 cm von dem unteren Teil verbleibt, indem das Dränieren von abgetrenntem Wasser gedrosselt wird.
Das Gefrieren ist nach etwa 5 Stunden vollendet und eine Eisplatte mit einer Dicke von etwa 3 cm und harter künstlicher Schnee mit der Dicke von etwa 5 cm werden erhalten.
Die Oberfläche des erhaltenen künstlichen Schnees kann leicht zermahlen werden und pulverförmiger künstlicher Schnee wird erhalten.

[Ausführungsform 4) Beispiel 3 für die Herstellung von künstlichem Schnee

Ein granuliertes nasses wasserabsorbierendes Polymer wird durch das gleiche Verfahren wie das in Ausführungsform 2 verwendete gefroren, mit der Ausnahme, daß ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel (Entwässerungsmittel, (Handelsname: DRYWELL) hergestellt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) zu Leitungswasser hinzugegeben wird, um in einem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer absorbiert zu werden. Zu einem Zeitpunkt, wenn ein Teil des wasserabsorbierenden Polymers bis zu etwa 2 cm von der Oberfläche noch nicht gefroren ist, wird gefrorener künstlicher Schnee mit dem nicht-gefrorenen granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer vermischt und verrührt, wonach das Gefrieren vollendet wird.
Im Ergebnis erhöht sich die Entwässerungsgeschwindigkeit von abgetrenntem Wasser leicht und harter künstlicher Schnee mit einer zufriedenstellenden Gleitcharakteristik wird erhalten.

[Ausführungsform 5] : Beispiel 4 für die Herstellung von künstlichem Schnee

Durch Zugeben von pulverförmigem oder festem Kohlendioxid zu dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer, das durch Saugfiltration der Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers, um das meiste Füllwasser zu entfernen, gebildet wird, und Gefrieren des Polymers wird pulverförmiger künstlicher Schnee erhalten.

[Ausführungsform 6] : Beispiel 5 für die Herstellung von künstlichem Schnee

Eine Suspension wird durch Zugeben der Menge von Leitungswasser hergestellt. Eine Mischung aus Wasser und dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer wird durch Schmelzen der Eisplatte und des künstlichen Schnees, die durch Gefrieren des in Ausführungsform 2 verwendeten granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers gebildet werden, erhalten. Eine Suspension wird durch Zugeben einer gleichen Menge von Leitungswasser zu der Mischung hergestellt.
Anschließend wird die Suspension gefiltert, um sie in eine Suspension umzuwandeln, die etwa die 80-fache Menge Wasser enthält. Diese wird anschließend durch das gleiche Verfahren, wie das in Ausführungsform 2 verwendete, gefroren. Als ein Ergebnis werden eine Eisplatte und künstlicher Schnee erhalten, die gleich der Eisplatte und dem künstlichen Schnee sind, die in Ausführungsform 2 erhalten wurden.

[Ausführungsform 7] : Beispiel 6 zum Herstellen von künstlichem Schnee

Eine Suspension eines granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers wird durch Vermischen und Verrühren von 1 Gewichtsprozent des in Ausführungsform 1 verwendeten perlenartigen wasserabsorbierenden Polymers mit 80 Gewichtsprozent einer 0,1% Calciumchloridlösung hergestellt. In diesem Fall beträgt die Wasserabsorption 40 Mal.
Anschließend wird, nachdem die Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers auf den Hang (mit einer Neigung von etwa 200) des Fundaments eines Skifelds aus künstlichem Schnee gegossen wurde, wo ein weiches Plastikkühlrohr mit dem Innendurchmesser von etwa 5 mm installiert ist, das in der Lage ist, ein eine Temperatur von -20ºC aufweisendes Kühlmittel zu zirkulieren, eine Belagschicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers mit einer Dicke von etwa 5 cm gebildet.
Durch Gefrieren der Belagschicht des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers in etwa 12 Stunden, wobei die Zirkulierung des Kühlmittels etwa 3 Stunden nach dem Aufbringen des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers begonnen wird, werden eine Eisplatte mit der Dicke von etwa 2 cm und künstlicher Schnee mit der Dicke von etwa 10 cm erhalten.

[Vorteil der Erfindung]

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen einer als das Fundament eines Skifelds aus künstlichem Schnee dienenden Eisplatte und von künstlichem Schnee, dessen obere Schicht pulverförmig bis hart ist; dieses wird durch Gefrieren einer Mischung aus einem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer und einer bestimmten Menge von Wasser oder durch Gießen der Mischung aus einem flüssigen nassen wasserabsorbierenden Polymer und Wasser auf einen horizontalen oder geneigten Boden vor Gefrieren derselben erreicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Eisplatte und von künstlichem Schnee weist die Vorteile auf, daß die wässrige Mischung aus dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer und Wasser leicht durch eine Pumpe übertragen werden kann, da die wässrige Mischung eine flüssige Suspension ist, und das Verhältnis zwischen der gefrorenen Eisplatte und dem oberen künstlichen Schnee durch Regulieren der in den Zwischenräumen zwischen den Körnern des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers vorhandenen Wassermenge eingestellt werden kann.
Darüberhinaus ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren es, auf einfache Weise eine Belagschicht eines granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers zu erhalten, in dem Wasser aus der Suspension des Polymers durch Gießen der wässrigen Lösung, die durch Zugeben von Wasser zu dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer gebildet wird, auf den Hang eines natürlichen Skifelds, oder geneigten oder horizontalen Oberflächen eines natürlichen Skifelds oder eines mit einem Kühlsystem ausgestatteten Hallenskifelds abgetrennt wird. Es ist daher möglich, auf einfache Weise eine Eisplatte und künstlichen Schnee durch Gefrieren dieser Belagschicht herzustellen.
Weiter weist das erfindungsgemäße Produkt durch Licht zersetzende und/oder biologisch zersetzende Charakteristiken auf und kann eine Eisplatte und künstlichen Schnee erzeugen, der gefärbt und/oder mit einem Geruchstoff versehen, regenerierbar und wiederverwendbar ist.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Eisplatte und einer Schicht aus künstlichem Schnee auf der Eisplatte, mit den Schritten:

Bilden einer Schicht eines granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers, wobei die Schicht ein granuliertes wasserabsorbierendes Polymer, das in der Lage ist, Wasser zu absorbieren, während es seine Granulatform beibehält, in den Körnern des Polymers absorbiertes Wasser und eine zusätzliche Menge von Wasser aufweist, so daß die Zwischenräume zwischen den Körnern des Polymers in einem unteren Teil der Schicht mit Wasser gefüllt sind und in dem oberen Teil der Schicht nicht mit Wasser gefüllt sind, und

Gefieren der Schicht aus einem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, mit den Schritten:

Bilden der Schicht aus granuliertem nassen wasserabsorbierenden Polymer aus einer wässrigen Suspension aus einem granulertem nassen wasserabsorbierenden Polymer, das eine Menge von Wasser oder einer wässrigen Lösung enthält, die mindestens ausreichend ist, um alle Zwischenräume zwischen den Körnern des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers zu füllen, und

Abtrennen von Wasser aus der Suspension, bis ein Teil der Zwischenräume zwischen den Körnern nicht mit Wasser gefüllt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer mindestens ein Polymer und/oder Copolymer ausgewählt aus der aus Acrylamid, Acrylsäure, Salz der Polyacrylsäure, Vinyloxazolidin, Salz der Methacrylsäure, Styrol, Vinylether und Styrolsulfonat bestehenden Gruppe aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer kugelförmige oder schotterförmige Körner aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das granulierte nasse wasserabweisende Polymer keine Klebrigkeit zwischen den Granulatkörnern aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer einen durchschnittlichen Korndurchmesser von 0,005 bis 5 mm aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 2, wobei Wasser auf natürliche Weise oder mittels Absaugens aus der wässrigen Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers getrennt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 2, wobei Wasser auf natürliche Weise oder mittels Absaugens aus der wässrigen Suspension des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers getrennt wird, indem der wässrige Brei des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers mit einem durchlässigen Material in Berührung gebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das durchlässige Material aus Gewebe, granuliertem organischem Material, einer porösen Metallplatte und/oder feinem Drahtgewebe besteht.

10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer gefroren wird, indem es mit einem eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweisenden Feststoff in Berührung gebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweisende Feststoff ein Kurststoffrohr, ein Metallrohr, eine Kunststoffplatte, eine Metallplatte, Eis, ein Eis enthaltendes Material und/oder ein durchlässiges Material aufweist und direkt oder indirekt durch ein Fluid gekühlt wird, das eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweisende Feststoff in oder unter dem granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymer angeordnet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Oberfläche des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers mit einem Gas in Berührung ist, das eine Temperatur von -5ºC oder höher aufweist.

14. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer, dessen Oberfläche mit einem eine Temperatur von -5ºC oder höher aufweisenden Gas in Berührung ist, gefroren wird, indem es mit einem eine Temperatur am Gefrierpunkt aufweisenden Feststoff in Berührung gebracht wird und wenn mindestens ein Teil des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers gefroren ist, die Oberfläche des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers in diesem Zustand oder nach Mischen von nichtgefrorenen Teilen des Polymers mit den gefrorenen Teilen gefroren wird, indem sie mit einem eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweisenden Gas in Berührung gebracht wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Oberfläche des granulierten nassen wasserabsorbierenden Polymers gefroren wird, indem sie mit einem eine Temperatur am Gefrierpunkt oder darunter aufweisenden Gas in Berührung gebracht wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer gefroren wird, indem es mit festem Kohlendioxid, flüssigem Kohlendioxid und/oder flüssigem Stickstoff in Berührung gebracht wird.

17. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Teil oder das gesamte gefrorene granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer zermahlen wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das zermahlene gefrorene granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer ausgestreut wird.

19. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer mit einem Alkalimetallsalz und/oder einem Erdmetallsalz in Berührung gebracht wird.

20. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das granulierte nasse wasserabsorbierende Polymer mit mindestens einem oberflächenaktiven Mittel in Berührung gebracht wird.