KR100191160B1 - 빙상/인공눈의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입자상 함수 흡수성 수지에 물을 가한 수성 현탄액을 천연 스키장의 경사면 또는 냉각 설비를 설치한 천연 스키장 또는 실내 인공 스키장의 경사면 또는 수평면상에 유동시킴으로써 상기 현탄액으로부터 물이 분리되는 입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적층을 동결시킴으로써 인공눈 스키장의 기반이 되는 빙상과 상층이 분말상으로되는 인공눈을 용이하게 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

빙상/인공눈의 제조방법

제1도는 본 발명의 인공눈의 결정구조를 나타내는 1mm의 축적단위의 현미경 사진.

제 2도는 인공눈의 결정구조가 응융된 상태를 나타내는 제1도와 동일한 축적의 현미경 사진.

본 발명은 빙상 또는 인공눈의 제조방법에 관한 것이다.

인공 스키장에서 인공눈을 제조하는 한가지 방법은 압축공기(또는 다른 압축기체)를 사용하여 물을 빙점이하의 대기에서 분무동결시킴으로써 인공눈을 제조하는 방법이다. 그러나, 이 방법은 장치의 설치시 고가의 비용이 소요됨과 동시에, 조작에 다량의 압축기를 필요로 하므로 경제적이지 못하다.

일본국 특허공국 제36635/1990호의 공보에는 원래 보수량 이하로 물이 첨가된 함수 흡수성 수지를 폭기한 다음 동결시킴으로써 인공눈을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그런데, 이 방법에서는 폭기후의 입자상 함수 흡수성 수지가 겔 상태이므로 겔을 스키장에 산포시키기 위해서는 겔을 압축공기로 이송시켜야 하고, 또한 냉각제를 순환시키는 냉동용 플로어(floor)상에 부설되는 냉각제 순환용 파이프를 보호하기위한 빙상을 별도로 제조해야 한다. 또한, 응융된 인공눈을 회수한 후 수세하여 재사용하는 경우에는, 수세후에 흡수량을 조절하고 회수된 흡수성 수지를 건조시켜야 하므로, 이 방법은 조작이 복잡하여 비경제적이다. 또한 미합중국 특허 제 3,251,194호의 공보에는 흡수성 수지와 물을 동결시킴으로써 스케이트장을 제조하는 방법이 기재되어 있지만, 이 공보에는 특정한 흡수성 수지와 특정양의 물을 사용하여 인공눈을 제조하는 방법에 대해서는 기재되어 있지 않다.

본 발명은 인공눈 스키장의 기반에 설치되는 냉동장치를 보호하기 위한 빙상을 덮는 분말상 인공눈을 간단한 장치와 단순한 조작에 의해 용이하게 제조되는 방법을 제고한다.

특히, 본 발명은 수평 또는 경사진 플로어 상에 적재되는 유동성 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탄액을 동결함으로써 단 1회의 조작으로 빙상과 분말상 인공설을 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명의 발명자들은 인공눈 스키장의 기반에 사용되는 빙상과 그 위를 덮는 데 사용되는 분말상 또는 싸리눈 형상의 단단한 인공눈을 제조할 수 있는 방법을 연구한 결과, 물 또는 수용액을 흡수한 상대의 흡수성 수지의 입상체로 이루어지는 입자상 함수 흡수성 수지를 동결함으로써 하층이 빙상으로 형성되고 상층이 분말상의 눈으로 형성되는 인공눈을 용이하게 제조할 수 있음을 알아내어 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 또한, 본 발명자들은 입자상 함수 흡수성 수지에 물을 첨가하여 제조되는 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탄액이 인공눈 스키장의 기반에 유동되는 경우, 상기 수성 현탄액으로부터 물이 용이하게 분리되어 입자상 흡수성 수지의 퇴적층을 형성하고 상기 퇴적층을 동결시킴으로써 분말상 인공눈을 얻을 수 있음을 발견함과 동시에, 상기 퇴적층에 잔존하는 물의 양을 조절하여 동결시키면 하층이 빙상으로 형성되고 상층이 분말상 눈으로 형성되는 인공눙을 용이하게 제조할 수 있음을 알아냈다.

본 발명은 입자상 함수 흡수성 수지를 수지의 입자 상호간에 간극이 없거나 일부에 물이 채워진 상태에서 동결시키는 것을 특징으로 하는 빙상및/또는 인공눈의 제조방법을 포함한다.

본 발명은 입자상 함수 흡수성 수지의 입자 상호간의 모든 간극을 충전하는 양이상의 물 또는 수용액을 함유하는 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탁액으로부터 물을 분리하여 입자상 함수 흡수성 수지의 입자 상호간의 최소한 일부에 간극을 갖는 입자상 함수 흡수성 수지를 동렬시키는 것을 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법을 포함한다.

본 발명은 또한 흡수성 수지가 이크릴아미드, 아크릴산, 폴리아크릴산염, 비닐옥사졸리딘, 메타크릴산염, 스티렌, 비닐 에테르 및 스티렌술폰산염으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나이상의 중합체 및 공중합체인 방법을 포함한다.

본 발명은 입자상 함수 흡수성 수지가 구형상 또는 분쇄상 함수 흡수성수지인 방법을 포함한다. 또한, 본 발명은 입자상 함수 흡수성 수지의 평균 입자직경이 0.005~5mm인 방법이다.

본 발명은 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탄액으로부터 물을 자연적으로 또는 흡인작용에 의해 분리하는 방법을 포함한다. 또한, 본 발명은 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탄액을 투수성 재료와 접촉시킴으로써 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탄액으로부터 물을 분리하는 방법을 포함한다.

본 발명은 투수성 재료가 섬유제품, 입자상 유기물, 다공송 금속판 및 금속망으로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 하나이상의 재료로 구성되는 방법을 포함한다.

본 발명은 입자상 함수 흡수성 수지를 빙점이하의 온도를 유지하는 고체와 접촉시킴으로써 동결시키는 방법을 포함한다.

본 발명은 빙점이하의 온도를 유지하는 고체가 빙점이하의 유케에 의해 직접 또는 간접적으로 냉각되는 합성수지관, 금속관, 합성수지판, 금속판, 얼음, 얼음함유물 및 투수성 재료로 구성되는 방법을 포함한다.

본 발명은 빙점이하의 온도를 유지하는 고체가 입자상 함수 흡수성 수지의 내부 또는 하부에 설치되는 방법을 포함한다.

본 발명은 입자상 함수 흡수성 수지의 표면을 -5℃ 이상의 기체와 접촉되는 방법을 포함한다.

본 발명은 입자상 함수 흡수성 수지의 표면을 -5℃이상의 기체와 접촉시킨 상태에서 빙점온도를 유지하는 고체와 접촉시켜 동결시키고, 상기 입자상 함수 흡수성 수지 중 일부가 동결될 때 상기 상태 또는 상기 수지의 미동결부분이 동결부분과 혼합된 상태의 입자상 함수 흡수성 수지의 표면을 빙점이하의 기체와 접촉함으로써 동결시키는 방법을 포함한다.

본 발명은 또한 입자상 함수 흡수성 수지의 표면을 빙점이하의 기체와 접촉시켜 동결시키는 방법을 포함한다.

본 발명은 입자상 함수 흡수성 수지를 고체 이산화탄소, 액체 이산화탄소 및/또는 액체 질소와 접촉시켜 동결시키는 방법을 포함한다.

본 발명은 동결된 입자상 함수 흡수성 수지의 일부 또는 전부를 부쇄시키는 방법을 포함한다.

본 발명은 분쇄된 동결상태의 입자상 함수 흡수성 수지를 산포하는 방법을 포함한다.

본 발명은 입자상 함수 흡수성 수지가 알칼리 금속염 및 알칼리 토금속염으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나이상의 화합물과 접촉되는 함수 흡수성 수지인 방법을 포함한다.

본 발명은 또한 입자상 함수 흡수성 수지가 하나이상의 계면활성제와 접촉되는 합수 흡수성 수지인 방법을 포함한다.

본 발명에 사용되는 용어의 정의와 그 측정방법은 본 발명을 상세하게 설명하기 위해 하기에 기술되는 바, 상기 용어의 정의와 그 측정방법은 본 발명의 이해를 돕기 위해 기재된 것이다. 그러나, 본 발명의 내용은 상기 용어의 정의와 측정방법에 의해 한정되어 있지는 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다른 측정방법을 사용할 수 있다.

[정의]

빙상 : 주로 인공눈 스키장의 기반상에 사용되어 기반을 보강 및/또는 기반상의 냉각용 파이프를 보호하는데 사용되는 평반형 얼음 또는 얼음함유물을 의미한다.

인공눈 : 분말상 얼음, 얼음함유물, 또는 분말상 얼음이나 얼음형상물의 결합입자로 이루어진 고체를 의미하며, 천연눈과 같은 결정구조를 가지지 않아도 된다.

흡수성 수지:물이나 수용액을 흡수할 수 있는 고분자 화합물로서 실질적으로 물이나 수용액을 흡수하기전의 상태를 말한다.

본 발명에 사용되는 흡수성 수지로는 아크릴아미드, 아크릴산, 아크릴산염, 메타크릴산염, 스티렌 및 비닐 에테르 중합체, 공중합체 및 삼중합체와 같은 합성수지계 고분자 화합물을 들 수 있다.이들 흡수성 수지를 본 발명에 사용되는 하나의 형태인 흡수전의 상태인 입자상 함수 흡수성 수지로 생성하는 방법으로는 고분자 화합물을 분쇄하여 소정의 입자상으로 가공하는 방법 및 고분자 화합물의 원료 화합물을 중합하거나 축합함으로써 입자상 고분자 화합물로 생성시키는 방법을들 수 있으나, 특히 역상 현탁중합반응에 의해 얻어지는 구형상 폴리아크릴산염, 비닐알콜과 아크릴산염의 공중합체 또는 이소부틸렌과 무수말레인산의 공중합체를 비누화하는 방법이 바람직하다.

함수 흡수성 수지 : 물 또는 수용액을 흡수한 후의 흡수성 수지를 의미한다.

입자상 함수 흡수성 수지:형상이 입자상인 함수 흡수성 수지의 집합체를 의미하며, 각각의 입자는 입자상 함수 흡수성 수지의 입자로서 표현한다. 이 경우, 입자상이란 각 입자가 형상을 가지고서 그 입자가 집합체로 되어 있는 경우에 입자 상호간에 간극이 존재하는 상태를 나타낸다. 즉, 입자상 함수 흡수성 수지는 각 입자가 형상을 가지면서 입자 상호간에 간극이 존재하는 함수 흡수성 수지의 입자의 집합체로서, 각 입자의 표면에 소량의 물이 존재하나 각 입자간에는 물이 존재하지 않는 상태의 함수 흡수성 수지 입자의 집합체를 의미한다.

본 발명에 사용되는 입자상 함수 흡수성 수지로는 상기 입자상 흡수성 수지에 물을 첨가하여 얻어지는 입자상 함수 흡수성 수지, 비입자상 흡수성 수지 또는 큰 입자로 된 입자상 흡수성 수지에 물을 첨가한 후 파쇄하여 얻어지는 입자상 함수 흡수성 수지 및 흡수성 수지의 제조시에 이미 입자상태에서 물을 흡수한 입자상 함수 흡수성 수지를 들 수 있다.

입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탄액 : 입자상 함수 흡수성 수지가 분산되어 있는 물 또는 수용액을 의미하며, 수성 현탁액에는 다음 두가지 종류, 입자상 흡수성 수지와 충전수(하기에 정의됨)로 이루어진 것과, 입자상 함수 흡수성 수지와 충전수와 유리수(하기에 정의됨)로 이루어지는 것이 포함된다.

흡수량 : 물 또는 수용액의 흡수전의 흡수성 수지의 중량에 대한 흡수성 수지에 흡수된 물 또는 수용액의 중량의 증가율로 나타내며, 이는 후술하는 방법으로 측정된다.

흡수용 수 : 흡수성 수지가 흡수하는 물 또는 수용액을 의미한다.

충전수 : 입자상 함수 흡수성 수지의 입자 상호간의 간극에 존재하는 물 또는 수용액을 의미한다.

간극량 : 입자상 함수 흡수성 수지에 함유된 흡수성 수지의 중량에 대한 입자상 함수 흡수성 수지의 입자 상호간의 모든 간극을 채우는 물 또는 수용액의 중량의 증가량을 나타내며, 이는 후술하는 방법에 의해 측정된다.

유리수 : 간극량과 동등한 물 또는 수용액을 함유하는 입자상 함수 흡수성 수지의 혼합물에 다시 첨가되는 과량의 물 또는 수용액을 의미한다.

비점착성 : 입자상 함수 흡수성 수지의 입자 상호간의 상호작용이 작은 유동성이 큰 상태를 의미한다. 비점착성의 정도는 입자 형상, 입자의 표면상태. 입자 상호간의 부착력의 정도, 입자 상호간의 정적 또는 동적 마찰저항과 같은 입자 상호간에 작용하는 여러 가지 작용의 총합적인 결과에 따라 결정되기 때문에, 일차원적인 요인에 의해 결정되지 않는다. 그러므로, 본 발명에서는 비점착성의 정도가 입자 상호간의 이동의 용이성을 나타내는 정량적인 표현을 사용하여 설명된다. 그러나, 편의상 일정량의 입자상 함수 흡수성 수지를 충분히 교반하여 간극을 증가시켜 팽창시킨 다음에 진동에 의해 입자를 팽창시키기 전의 상태로 복원시켰을때의 용적을 최초 용적에 대한 비율로 나타낸다. 따라서, 비점착성은 상기 용적이 최초 용적에 근접함에 따라 증가되는 것으로 보여진다. 즉, 충분히 교반시켜 팽창시킨 후에 교반을 중지하면, 교반하기 전의 상태로 복원되는 입자는 완전한 비점착성 입자로 보여지며, 후술하는 방법으로 측정되지만, 비점착성은 이러한 방법에 의한 측정 결과에 한정되어 있는 것은 아니다.

입자상 함수 흡수성 수지의 투수성 : 입자상 함수 흡수성 수지의 입자 상호간의 간극부분을 통해 흐르는 물 또는 수용액의 저항정도를 의미하며, 이는 편의상 후술하는 방법에의해 측정된다.

배수성 : 입작상 함수 흡수성 수지의 수성 현탄액으로부터의 충전수의 분리난이도를 의미하며, 이는 편의상 후술되는 방법으로 측정되고, 간극량에 대한 24시간 후에 분리되는 충전수의 양의 비율로 나타낸다.

[측정방법]

1. 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탄액의 제조

1-1. 입자상 흡수성 수지를 흡수시키는 경우

흡수전의 입자형상을 지닌 흡수성 수지의 경우에는, 입자상 함수 흡수성 수지의 수용액을 하기의 방법에 따라 제조한다. 입자상 함수 흡수성 수지의 소정량(A)[입자상 함수 흡수성 수지의 용적이 90~100㎖가 되도록 입자상 흡수성 수지의 소정량을 결정하고, 입자상 흡수성 수지의 흡수량이 90~100배인 경우에는 입자상 흡수성 수지의 소정량은 1g이 된다]을 물 또는 수용액 200g에 현탁하여 24시간동안 그대로 방치하여 입자상함수 흡수성 수지의 수성 현탁액을 얻는다.

1-2.입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탁액의 경우

괴상의 흡수성 수지에 물을 첨가하여 분쇄하거나 이미 물을 흡수한 흡수성 수지를 분쇄함으로써 입자상 함수 흡수성 수지를 얻거나, 입자상 함수 흡수성 수성 현탄액을 직접 얻는 경우에는 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탄액을 하기의 절차에 따라 제조한다.

입자상 함수 흡수성 수지는 흡인여과에 의해 입자상 함수 흡수성 수지를 함유하는 수용액으로부터 물을 분리하여 얻는다. 이어, 상기와 같이 얻는 입자상 함수 흡수성 수지로부터 90~100㎖의 시료를 추출하여 그 시료의 중량(A')을 측정하고 물 또는 수용액 200g에 현탁한 다음, 4시간동안 방치하여 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탁액을 얻는다.

또한, 입자상 함수 흡수성 수지의 일정량(T)을 흡수성을 수지의 중량(U)을 측정하기 전에 동결건조 또는 열풍건조에 의해 건조한다.

입자상 함수 흡수성 수지 중의 흡수성 수지의 중량(A)=A'X(U/T)

2.흡수량 및 간극량의 측정

이어, 상기 현탄액을 길이가 25㎝이상이고 용적이 약 250㎖이며, 저부에 여과재 및 여과재를 통해 물을 분리하는 콕을 갖춘 배수 파이프를 구비하는 중량(M)을 알고 있는 200㎖ 측정 실린더로 옮긴다.(상기 측정 실린더는 관의 직경을 35.7㎜로 할 경우, 높이 1㎜가 용적에 1㎖에 상당하므로 입자상 함수 흡수성 수지의 투수성을 측정하는데 편리하다).

상기 배수 파이프로부터 유리수를 배제하고 상기 현탄액 중 입자상 함수 흡수성 수지의 입자가 수면상에 나타나는 시점에서 배수를 중지시켜 측정 실린더 전체(측정 실린더, 입자상 함수 흡수성 수지 및 충전수)의 중량(B)과 입자상 함수 흡수성 수지와 퉁전수의 용적(b)을 측정한다. 상기 측정 실린더의 하부에 여과재를 견고하게 고정시켜서 비점착성의 측정시에 상기 하부로부터 분리되지 않도록 해야 한다.

그 다음에, 상기 배수 파이프를 감압장치에 접속하여 흡인작용에 의해 입자로부터 충전수를 배제한다.

충전수의 배제가 완료되면, 측정 실린더 전체(측정 실린더와 입자상 함수 흡수성 수지)의 중량(c)과 입자상 함수 흡수성 수지의 용적(c')을 측정한다. 측정이 완료된 후, 상기 입자상 함수 흡수성 수지를 24시간동안 방치한 다음, 상기 입자상 함수 흡수성 수지의 용적(c)과 측정 실린더 하부로부터의 높이(H)를 측정하며, 입자상 함수 흡수성 수지의 상면 위치를 측정 실린더의 표면상에 기재한다(입자상 함수 흡수성 수지의 용적이 입자상 흡수성 수지의 종류에 따라 수축되므로 용적은 수축된 용적의 회복을 기다리기 위해 24시간 후에 측정한다).

간극량 = (B-C) / A

흡수량 = (C-M) / A

3. 비점착성의 측정

흡수량을 측정한 후, 측정 실린더의 상부의 개구부를 밀폐시켜 반복적으로 실린더를 상하로 전도함으로써 용적(c)의 입자상 함수 흡수성 수지를 충분히 교반하여 입자를 충분히 교반하여 입자를 분산시킨다.

입자상 함수 흡수성 수지를 교반하여 입자를 충분히 분산시킨 다음, 측정 실린더를 진동장치에 설치하여 상하진동시켜 입자상 함수 흡수성 수지의 입자를 안정시킨다. 입자상 함수 흡수성 수지가 충분히 안정되면,용적(d)을 측정한다.

비점착성 = d / c

4. 배수성의 측정

비점착성이 이미 측정된 측정 실린더내의 입자상 함수 흡수성 수지에 물 또는 수용액을 첨가한 후 다시 교반하여 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탄액 200㎖을 제조한다.

이어, 측정 실린더의 하부의 배수 파이프에 고부관을 접속하여 수면이 상기 실린더의 하부에서부터 25㎝의 높이로 물로 채워진 수조에 넣어 실린더 하부로부터 수주에 25㎝의 압력차를 발생시킨다.

다음에, 측정 실린더의 배수 콕을 열고 배수를 개시하여 입자상 함수 흡수성 수지의 입자가 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탁액의 수면에 나타나는 시점에서 실린더의 콕을 잠그고 측정 실린더 전체(측정 실린더, 입자상 함수 흡수성 수지 및 모든 간극내의 충전수)의 중량(D)을 측정한다. 이어서, 배수 파이프의 콕을 열고 배수를 개시하여 24시간 후에 측정 실린더 전체(측정 실린더, 입자상 함수 흡수성 수지 및 잔존하는 충전수)의 중량(E)을 측정한다.

그 다음에, 배수 파이프를 감압장치에 접속하여 충전수를 흡수량 측정방법에 따라 입자상 함수 흡수성 수지로 배제하여 측정 실린더 전체(측정 실린더 및 입자상 함수 흡수성 수지)의 중량(F)을 측정한다.

배수성 = (D-E) / (D-F)

5. 입자상 함수 흡수성 수지의 투수성의 측정

배수성 측정후에, 입자상 함수 흡수성 수지에 물 100g을 가하여 수성 현탁액을 제조한다. 이어, 배수성의 측정과 동일한 절차에 따라 측정 실린더의 하부로부터 물을 배수한 후에 입자상 함수 흡수성 수지의 현탄액 표면상에 입자가 나타나면, 현탄액의 표면의 측정 실린더의 하부사이의 거리(H)를 측정하고, 입자상 함수 흡수성 수지상에 여과지를 놓는다. 수위가 측정 실린더의 하부로부터 25㎝가 되도록 여과지를 통해 수지에 물을 서서히 가한다. 다음에, 실린더 하부의 배수 파이프에 고부관을 접속하여 실린더의 하부로부터 25㎝ 아래에 수면이 수조에 실린더를 넣어 실린더의 하부로부터 수주에 25㎝의 압력차를 발생시킨다. 따라서, 현탄액의 수면과 수조의 수면사이의 압력차는 수조에서 50㎝이다.

다음에, 측정 실린더의 배수 콕을 열고 물을 배수하여 수면과 실린더 하부사이의 간격이 25㎝에서 15㎝로 감소하는데 걸린 시간(t)을 측정한다.

측정 종료후, 측정 실린더로부터 입자상 함수 흡수성 수지를 배제하고 현탁액 대신에 물을 사용하여 배수 파이프의 콕을 열어 수위가 25㎝에서 15㎝로 감소되는 데 걸린 시간(t')을 측정한다.

입자상 함수 흡수성 수지의 투수성 = (t-t') / H

본 발명의 제 1 특징은 입자상 함수 흡수성 수지를 동결시킴으로써 분말상 인공눈을 용이하게 제조할 수 있다는 점이다. 본 발명에 사용되는 입자상 함수 흡수성 수지는 용어의 정의에서 설명한 바와 같이 각 입자가 형상을 유지하고 입자 상호간에 간극이 존재하며 소량의 물이 각 입자의 표면상에 존재하더라도 입자 상호간의 간극에는 물이 존재하지 않는 함수 흡수성의 수지의 입자의 집합체이다.

즉, 본 발명의 입자상 함수 흡수성 수지는 흡수 후의 입자상 함수 흡수성의 수지이고, 그 생성방법 및 공정은 한정되어 있지 않다. 예를 들면, 본 발명의 입자상 함수 흡수성 수지로는 괴상의 흡수성 수지에 물을 가한 후 수지를 분쇄하여 얻어지는 입자상 함수 흡수성 수지, 입자 직경이 큰 입자상 함수 흡수성 수지를 분쇄하여 얻어지는 입자 직경이 작은 입자상 함수 흡수성 수지, 흡수성 수지의 제조공정에서 함수상태로 얻어지는 입자상 함수 흡수성 수지 및 인공눈 스키장에서 회수한 입자상 함수 흡수성 수지를 물로 세척하여 이물질을 제거헌 입자상 함수 흡수성 수지를 포한하는 수성 현탄액으로부터 물을 분리하여 얻은 입자상 함수 흡수성 수지를 들 수 있다.

특히, 바람직한 본 발명의 입자상 함수 흡수성 수지는 입자상 흡수성 수지에 물 또는 수용액을 가하여 흡수시켜서 얻어진 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탁액으로부터 물을 분리시켜 얻어지는 함수 흡수성 수지이다.

입자 형상은 한정되어 있지는 않지만, 구형상 또는 분쇄된 형상의 입자가 바람직하고, 특히 구형상 입자는 분말상 인공눈을 얻게 되므로 바람직하다. 또한, 비점착성이면서 입자간의 마찰저항이 작은 경우에는 분쇄형상의 입자는 분말상 인공눈을 제공한다. 구형상 입자는 입자표면이 다소 점착성이더라도 입자간의 이동이 용이하여 분말상 인공눈을 제공하기 때문에 바람직하다. 구형상의 비점착성 입자상 함수 흡수성 수지가 가장 적절한 입자상 함수 흡수성 수지이며, 이러한 조건을 만족시키는 입자상 함수 흡수성 수지는 동결에 의해 매우 용이하게 분말상 인공눈이 된다.

입자 직경이 약 0.005~5㎜, 특히, 0.05~2㎜인 입자상 함수 흡수성 수지가 본 발명에 사용되는 입자상 함수 흡수성 수지로서 바람직하고, 미소입자로 이루어지는 입자상 함수 흡수성 수지는 분말상 인공눈을 보다 용이하게 얻을 수 있으므로 바람직하다. 그러나, 너무 미소한 입자로 이루어지는 입자상 함수 흡수성 수지는 입자상 함수 흡수성 수지와 물의 혼합물로부터 물을 분리하는데 시간이 걸리고 잔존하는 충전수가 증가하므로 바람직하지 못하다.

입자 직경이 큰 입자상 함수 흡수성 수지의 경우에는, 입자상 함수 흡수성 수지와 물의 혼합물로부터 물을 용이하게 분리할 수 있지만, 입자상 함수 흡수성 수지를 동결하여 얻어지는 인공눈은 입자상 또는 빙상 형상으로 된다. 그러므로, 입자상 함수 흡수성 수지는 빙상을 제조하는 데에는 바람직하나, 분말상 인공눈을 제조하는 데에는 바람직하지 않다. 빙상과 분말상 인공눈을 제조하기 위해서는 입자 직경이 0.5~2㎜인 입자상 흡수성 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

고 흡수량의 입자상 합수 흡수성 수지는 입자상 함수 흡수성 수지의 강도가 높고 비점착성을 갖는 한 바람직하지만, 일반적으로 흡수량이 증가되면 입자상 함수 흡수성 수지의 겔 강도가 감소되고 입자 상호간의 간극이 감소됨과 동시에 입자 상호간의 점착성이 증가되므로, 바랍직한 흡수량은 물 또는 수용액의 10~500배, 특히 바람직하게는 30~200배이다.

구형상 흡수성 수지는 입자상 함수 흡수성 수지의 입자 상호간의 간극이 증가되어 물이 용이하게 분리됨과 동시에 입자 상호간의 마찰저항이 감소되므로, 입자상 함수 흡수성 수지를 동결하여 얻어지는 인공눈이 용이하게 분말상으로 되기 때문에 바랍직하다.

본 발명에 사용되는 입자상 함수 흡수성 수지를 흡수후에 구형상 및 비점착성을 유지하도록 하기 위해서는, 폴리에폭시 또는 폴리아민에 의해 입자상 함수 흡수성 수지의 거교도를 증가시켜야 하지만, 과도하게 가교되면 흡수량이 감소되므로 적절한 흡수량이 되도록 가교제의 양을 조절해야 한다. 또한, 입자상 함수 흡수성 수지의 흡수량을 용이하게 조절하는 방법으로는 입자상 함수 흡수성 수지에 흡수되는 물 또는 수용액을 소량의 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속영, 예를 들어 염화나트륨 또는 염화칼슘과 접촉시키는 방법이 있다.

접촉방법으로는 흡수에 사용되는 물 또는 수용액에 염류를 첨가하는 방법이나, 이바상 함수 흡스성 수지에 염류함유수용액을 첨가하거나 또는 첨가후에 염류함유수용액을 분리하는 방법을 사용할 수 있다.

흡수후에도 입자상을 유지하고 비점착상이면서 이동이 용이한 입자간에 간극을 형성할 수 있는 강도를 갖는 입자상 함수 흡수성 수지를 사용하는 점에 특징이 있기 때문에 본 발명의 효과가 발현된다.

그러므로, 점착성 입자상 함수 흡수성 수지 및/또는 불충분한 강도로 인해 입자를 보유할 수 없거나, 입자간에 간극을 형성할 수 없는 입자상 함수 흡수성 수지는 본 발명의 효과를 나타내지 않는다.

흡수성 수지에 물을 흡수시키는 데에 어떠한 방법도 사용될수 있는데, 예를 들어 교반된 물속에 흡수성 수지를 투입하여 수 분동안 방치하는 것만으로도 충분하다.

흡수성 수지의 흡수속도는 수온의 영향을 받으므로, 수온이 감소됨에 따라 흡수 속도가 저하하는 한편, 수온이 상승함에 따라 흡수속도가 증가된다. 예를 들어 10℃이하의 수온에서는 물을 흡수하기 전에 흡수성 수지를 적당하게 가열하는 것이 가능하지만, 함수 흡수성 수지를 효율적으로 동결시키기 위해서는 함수 흡수성 수지를 저온에서 물을 흡수시키는 것이 바람직하다.

입자상 함수 흡수성 수지는 그대로 실온에 방치되더라도 수분을 방출하지 않고 안정하게 유지될 수 있으므로, 입자상 함수 흡수성 수지는 동결되어 인공눈의 제조에 이르기까지의 기간(예를 들어 2개월이상)동안 그대로 방치하는 경우에도 영향을 받지 않는다.

입자상 함수 흡수성 수지가 흡수성을 갖기 때문에, 입자상 함수 흡수성 수지가 흡습하지 않도록 밀폐용기에 보관하는 것이 바라직하다.

본 발명의 제 2 특징은 이미 물 또는 수용액을 흡수한 입자상 함수 흡수성 수지로 이루어지는 입자상 함수 흡수성 수지를 입자 상호간의 간극 중 일부에 물이 존재하는 상태에서 동결시키면 입자상 함수 흡수성 수지의 하부가 빙상을 형상함과 동시에 상부가 인공눈을 형상한다는 것이다.

즉, 제 2 특징은 입자상 함수 흡수성 수지의 입자 상호간의 간극에 존재하는 충전수의 양을 조절함으로써 용이하게 빙상과 인공눈의 비율을 임의로 설정한 인공눈이 얻어질 수 있다는 점이다.

본 발명의 제 3 특징은 이미 물 또는 수용액을 흡수한 입자상 흡수성 수지로 이루어지는 입자상 함수 흡수성 수지의 입자 상호간의 모든 간극을 충전하는 양의 물 또는 수용액을 함유하는 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탄액으로부터 물을 분리하여, 입자상 함수 흡수성 수지의 입자 상호간의 적어도 일부에 간극이 생성된 상태에서 생긴 입자상 함수 흡수성 수지를 동결시켜서 얻어지는 빙상 및/또는 인공눈의 제조방법이다.

즉, 제 3 특징은 입자상 함수 흡수성 수지에 물을 가하여 얻은 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탁액이 유동성 현탁액으로서 펌프에 의해 용이하게 이송될 수 있다는 점이다.

또한, 제 3 특징은 입자상 함수 흡수성 수지의 입자 상호간의 간극이 높은 투수성을 갖기 때문에, 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탄액을 경사면 및 수평면상에 유동시킴으로써 입자상 함수 흡수성 수지의 현탄액으로부터 물의 매우 용이하게 분리되어 상기 입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적층이 얻어진다는 것이다. 그러므로, 본 발명에 사용되는 입자상 함수 흡수성 수지에 물을 첨가하여 얻어진 수성 현탄액을 천연 스키장, 냉각설비를 설치한 천연 스키장 또는 실내 인공 스키장의 경사면 및 수평면상에 유동시키는 경우, 현탁액으로부터 물이 분리되어 입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적층이 형성되고, 시간이 더 경과되면 입자상 함수 흡수성 수지의 입자 상호간에 존재하는 충전수도 분리되어 입자간에 간극이 형성된다.

따라서, 동결전의 퇴적층의 입자 상호간에 존재하는 물의 양은 입자상 함수 흡수성 수지으 유동 및 퇴적으로부터 동결개시까지의 시간을 조정함으로써 조절될 수 있고, 이에 따라 동결후의 빙상과 인공눈의 비율을 임의로 조절할 수 있다. 또한, 수지의 유동 및 퇴적으로부터 동결개시까지의 시간이 동일한 경우에도 입자크기가 다른 입자상 흡수성 수지를 혼합함으로써 입자간에 잔존하는 물의 양을 조절할 수 있고, 또한 입자상 함수 흡수성 수지를 계면활성제와 접촉시킴으로써 입자간에 잔존하는 물의 양을 조절할 수 있다. 입자상 함수 흡수성 수지를 계면활성제와 접촉시키는 방법으로는 흡수되는 물 또는 수용액에 계면화성제를 첨가하는 방법 또는 입자상 함수 흡수성 수지에 계면활성제를 첨가하는 방법이 있다.

음이온, 비이온 및 양이온 계면활성제 중 어느 것을 사용할 수 있지만, 입자상 함수 흡수성 수지에 거의 영향을 주지 않는 비이온 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 음이온 계면활성제는 염류와 같은 작용을 가지므로 입자상 함수 흡수성 수지의 종류에 따라 흡수량을 조절하기 위해 사용할 수 있다.

본 발명은 동결전에 입자상 함수 흡수성 수지 또는 충전수를 함유하는 입자상 함수 흡수성 수지를 인공눈 스키장에 퇴적시킴으로써 빙상과 인공눈을 제조하는 방법과, 입자상 함수 흡수성 수지 또는 충전수(및 이온수)를 함유하는 입자상 함수 흡수성 수지를 별도로 동결시켜서 필요에 따라 동결된 입자상 함수 흡수성 수지를 분쇄하여 인공눈 스키장에 산포 또는 퇴적시키는 방법을 사용할 수 있다.

본 발명의 가장 바람직한 실시형태는 입자상 함수 흡수성 수지에 충전수에 유리수를 첨가하여 얻은 수성 현탄액을 펌프에 의해 스키장으로 이송하여 퇴적층을 형성하고, 상기 퇴적층으로부터 분리되는 유리수와 충전수를 제거함으로써 얻어지는 입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적층을 동결시켜 빙상과 인공눈을 제조하는 방법이다.

본 발명에 사용되는 입자상 함수 흡수성 수지의 현탄액을 제조할 경우, 유리수가 과량이면 현탄액의 점도가 너무 낮아져서 인공눈 스키장에 유동되는 입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적층이 너무 얇아지기 때문에 바람직하지 않으나, 유리수가 불충분하면 입자상 현탄액이 되어 작업성이 악화된디. 그러므로, 상기 사항을 고려하여 혼합되는 물 또는 수용액의 적절한 양을 적당하게 선택해야 한다. 바람직한 유리수의 양은 흡수용수와 충전수의 1~50％, 더욱 바람직하게는 5~10%이다.

흡수성 수지에 첨가하는 물에 계면활성제를 첨가하면, 입자상 함수 흡수성 수지로부터 용이하게 분리됨과 동시에, 입자간의 마찰저항이 감소되며, 비점착성이 향상되고 인공눈이 분말상으로 되므로 계면활성제를 사용하는 것이 효과 적이다.

인공눈 스키장에 입자상 함수 흡수성 수지를 퇴적하는 방법으로는 펌프로 스키장의 하부에서 상부로 입자상 함수 흡수성 수지를 적재하여 퇴적하는 방법, 스키장의 상부로부터 입자상 함수 흡수성 수지를 유동시킴으로써 퇴적하는 방법 및 입자가 통과할 수 있는 구멍을 갖춘 분수기로 입자상 함수 흡수성 수지의 입자를 스키장에 산포하는 방법이 가장 간편하고 효과적이다. 그러나, 상기 입자상 함수 흡수성 수지가 물을 함유하지 않거나 소량의 물을 함유하지 않거나 소량의 물을 함유하는 경우에는 고점도의 입자상 또는 점토상 현탁액이 얻어진다. 이 경우에는, 특수한 펌프 또는 콘베이어를 사용해야 하므로 상기 방법들은 새로운 스키장을 건설하는 경우의 퇴적방법으로는 바람직하지 않지만, 기존의 인공눈 스키장에 입자상 함수 흡수성 수지를 퇴적하는 경우에는 분리되는 과잉의 배수(유리수와 충전수)가 기존의 인공눈에 영향을 끼치지 않기 때문에 바람직하다.

인공눈 스키장의 기반이나 천연 또는 인공눈위에 퇴적된 입자상 함수 흡수성 수지로부터 유리수와 충전수를 직접 분리할 수 있지만, 갈퀴(rake) 또는 닥터 블레이드(doctor-blade)형 용구를 사용하여 퇴적된 입자상 함수 흡수성 수지의 두께를 일정하게 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직한 방법은 입자상 함수 흡수성 수지의 두께를 일정하게 할 때 또는 일정하게 한 후에 종방향 및 횡방향 또는 그리드 형상으로 홈을 형성하는 것이다. 이들 홈은 물의 분리가 용이하게 됨과 동시에 동결시 인공눈이 분말상으로 되는 효과를 갖는다.

입자상 함수 흡수성 수지의 현탄액으로부터 물을 분리하는 방법은 금속망, 종이, 직포 또는 부직포 등의 투수성 재료를 통해 인공눈 스키장의 기반측 하부로부터 자연적으로 또는 감압하에서 물을 배수하는 것이 바람직한 방법이지만, 다른 방법, 예를 들어 필요에 따라 입자상 함수 흡수성 수지의 하부에 설치된 투수성 재료에 의해 흡수시키는 방법을 사용할 수 있다.

인공눈 스키장에 입자상 함수 흡수성 수지의 현탁액을 유동시키거나 산포하는 경우, 입자상 함수 흡수성 수지에 함유된 유리수 전체와 대부분의 충전수가 입자상 함수 흡수성 수지의 하부 및 내부의 간극을 통과하여 인공눈 스키장의 기반에 장치된 배수설비를 통해 배수되어, 입자상 함수 흡수성 수지가 잔존하여 퇴적층을 형성한다. 인공눈 스키장에 배수장치가 설치되지 않은 경우에도, 유리수와 충전수는 입자상 함수 흡수성 수지의 입자 상호간의 간극을 통하여 스키장의 저부의 입자상 함수 흡수성 수지층에 집수되고, 입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적층이 경사면상에 형성되므로 스키장의 저부에 배수설비를 살치하는 것만으로도 충분하다.

퇴적층의 두께는 입자상 함수 흡수성 수지의 현탁액의 점도다 증가되는 경우, 인공눈 스키장으로부터의 배수속도가 증가되는 경우, 입자상 함수 흡수성 수지의 입자가 구형이면서 큰 경우에는 증가된다.

배수방법은 천연토양의 경사면상에 입자상 함수 흡수성 수지를 유동시키는 경우와 같이 기반이 투수성인 경우에는 물이 토양에 흡수되므로 배수설비가 필요하지 않지만, 인공눈 스키장의 저부 또는 측면에 형성된 구멍으로부터 투수성 재료를 통해 배수하는 것이 바람직한 방법이다.

또한, 다공성 금속판, 금속망, 유기질 또는 무기질 재료의 분말이나 입자, 종이, 직포 또는 부직포 등과 같은 섬유 제푼, 인공눈 스키장의 기반 표면상에 형성된 입자가 동일하거나 다른 이미 물을 흡수하거나 흡수하지 않은 입자상 함수 흡수성 수지로 제조된 투구성 재료상에 입자상 함수 흡수성 수지의 현탁액을 유동시켜서 충전수를 투수성 재료에 이송시키거나 충전수를 흡수시키는 방법, 투수성 재료를 통해 스키장 밖으로 배수하는 방법 및 스키장의 곳곳에 홈 또는 홀을 형성하여 홈이나 홀을 통해 배수하거나 홈이나 홀에 물을 집수하여 물을 그대로 배출 또는 홈이나 홀로부터 물을 배수하는 방법을 사용할 수 있으나, 본 발명은 상기 방법에 한정되어 있지는 않다.

본 발명에서 입자상 함수 흡수성 수지를 동결시키는 방법으로는 입자상 함수 흡수성 수지를 빙점이하의 온도를 유지하는 고체와 접촉시키는 방법, 빙점이하의 기체와 접촉시키는 방법 및 고체 이산화탄소와 같은 승화성 고체 또는 액체 이산화탄소 또는 액체 질소와 같은 저비등점의 액체와 혼합하는 방법을 사용할 수 있다. 특히, 입자상 함수 흡수성 수지의 하부 및/또는 그 근방에 설치되는 빙점이하의 유체에 의해 직접 또는 간접적으로 냉각되는 고체와 접촉시킴으로써 입자상 함수 흡수성 수지를 동렬시키는 방법은 분말상 인공눈을 제조할 수 있기 때문에 바람직하다.

입자상 함수 흡수성 수지를 빙점이하의 온도를 유지하는 고체와 접촉시키는 방법으로는 빙점이하의 유체 등의 냉각제에 의해 직접 또는 간접적으로 냉각되는 파이프를 수지의 하부 또는 내부에 설치하는 방법과, 입자상 함수 흡수성 수지의 하부에 상기 냉각제로 직접 또는 간접적으로 냉각되는 금속판을 설치하거나, 얼음 단독 또는 얼음과 유기물 또는 무기물로 이루어진 빙상을 통해 수지를 동결시키는 방법이 있고, 또한 빙점이하의 온도를 유지하는 고체 중 적어도 일부가 투수성 재료로 형성되어도 된다.

입자상 함수 흡수성 수지를 동결시키는 가장 바람직한 방법으로는 입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적층 하부에 설치된 빙점이하의 유체에 의해 직접 또는 간접적으로 냉각되는 판 및/또는 퇴적층의 하부 또는 그 근방에 설치된 빙점이하의 유체에 의해 직접 또는 간접적으로 냉각되는 파이프에 의해 입자상 함수 흡수성 수지를 퇴적층의 하부로부터 동결시키는 방법이다.

본 발명에 의해 분말상 인공눈을 용이하게 얻을 수 있는 기구에 대한 상세한 설명은 기재되어 있지 않지만, 본 발명의 입자상 함수 흡수성 수지의 표면이 소량의 물로 피막되어 있고, 동결이 개시되면 물이 최초로 동결되고 입자상 또는 미소 돌기상 얼음을 생성한다. 이어, 이와 같이 생성된 입자상 또는 미소 돌기상의 얼음을 핵으로 사용하여 얼음을 성장시켜 돌기상의 얼음을 형성하므로, 그 외관상의 입자 직경은 돌기부분의 외경에 상당하는 값만큼 증가된다.

본 발명의 입자상 함수 흡수성 수지의 입자는 독립적인 형상을 가지면서 상호간에 용이하게 이동할 수 있기 때문에 동결된 입자와 접촉하는 다른 입자가 상기 동결된 입자 표면상의 돌기에 의해 눌려서 돌기의 외부로 이동되어, 입자 상호간의 간극이 증가된다. 이러한 작용은 하층으로부터 상층을 향해 진행되고, 그에 따라 부피가 매우 큰 얼음입자의 집합체(본 발명의 인공눈)가 얻어지는 것으로 추정된다. 이 현상은 상기 큰 얼음입자(본 발명의 인공눈)를 관찰해보면, 큰 얼음입자의 집합체가 그 중심에는 흡수성 수지가 동결전보다 입자 직경이 작게 존재하고 주변에는 얼음이 존재하는 상태인 것으로 추정되며, 상기 부피가 매우 큰 얼음입자(본 발명의 인공눈)를 관찰해 보면, 특히 미소직경(즉, 물 또는 수용액을 흡수한 후의 직경이 0.1~1㎜임)을 갖는 입자상 함수 흡수성 수지의 입자의 경우에는, 상기 집합체는 물 또는 수용액을 흡수하기 전의 직경을 갖고 얼음입자가 주변에 존재하는 흡수성 수지와 흡수성 수지를 포함하지 않는 얼음입자의 혼합물이다. 또한, 본 발명자들은 얼음이 흡수성 수지에 의해 흡수되는 물로 이루어지고 그 흡수성 수지는 동결되지 않는 것으로 추정한다. 따라서, 상기 함수 흡수성 수지는 물의 담체처럼 작용한다.

퇴적층에서 추출한 단일 입자를 급속하게 동결시키는 경우에는 입자는 상기 구조를 갖지는 않지만 균일한 얼음으로 되며, 소수의 입자로 된 집합체인 경우에는 입자간은 얼음에 의해 강고하게 결합되어 있다.

입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적층이 급속하게 동결되는 경우에는, 그 하층이 동결되어 큰 인공눈이 생성되지만 열전도율이 저하되어 급속냉동이 진행되지 않으므로 상기와 같은 큰 인공눈이 얻어지는 것으로 추정된다.

본 발명에 있어서, 상층으로부터의 압력을 가하지 않는 상태에서 입자상 함수 흡수성 수지를 동결시키는 것은 분말상 인공눈을 제조하는 데에 필요한 조건 중의 하나이다.

그러므로, 입자상 함수 흡수겅 수지의 퇴적층의 표면상에 직접 스랩 또는 판을 설치함으로써 입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적층 표면을 동결시키는 경우, 동결된 인공눈은 그 하부가 분말상으로 되지만 그 표면상에 가해지는 물체의 압력에 의해 상층에서는 단단한눈으로 되며, 경우에 따라서는 그 표면이 판형상의 얼음으로 될 수 있다. 그러나, 단단한 인공눈을 얻기 위해서는, 인공준의 분쇄교반에 의해 단단한 인공눈이 얻어질 수 있으므로 상기 방법이 유효하다.

따라서, 분말상 인공눈을 얻기 위해서는, -5℃이상의 기체, 더욱 바람직하게는 빙점이하의 기체와 입자상 함수 흡수성 수지의 표면을 접촉시킴으로써 수지를 동결시키는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 인공눈의 열전도율이 동결이 진행됨에 따라 감소되어 분말상 인공눈의 제조에 시간이 걸리므로, 입자상 함수 흡수성 수지의 대부분의 입자가 동결되는 경우 빙점이하의 기체와 접촉시켜 입자상 함수 흡수성 수지의 표면을 동결시키면 미끄럼 특성이 우수한 인공눈을 얻을 수 있기 때문에 바람직한 방법이다. 또한, 동결 도중에 동결된 인공눈과 미동결된 입자상 함수 흡수성 수지를 교반혼합하여 다시 한번 동결을 계속하거나 입자상 함수 흡수성 수지의 표면을 빙점이하의 기체와 접촉시킴으로써 동결을 완료하는 것이 경제적으로 바람직한 방법이다. 빙점이하의 온도를 유지하는 고체의 바람직한 온도는 -5℃이하, 특히 바람직한 온도는 -15℃이하이지만, 입자 직경이 크거나 또는 다소 점착성인 입자로 이루어지는 입자상 함수 흡수성 수지의 경우에는 고온(예를 들어 -3~-10℃)이 바람직하다.

또한, 퇴적층이 두꺼울 수록 분말상 인공눈을 더욱 더 용이하게 얻을 수 있으므로 두꺼운 것이 바람직하지만, 동결이 완료될 까지는 시간이 걸리므로, 상술한 바와 같이 동결도중에 동결된 인공눈과 미동결된 입자상 함수 흡수성 수지를 교반하여 인공눈의 여전도율을 향상시키는 수단을 사용하는 것이 바람직하다. 바람직한 퇴적층의 두께는 2~20㎝, 더욱 바람직하게는 5~10㎝이다.

입자상 함수 흡수성 수지를 빙점이하의 기체와 접촉시키는 방법은 입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적층상에 빙점이하의 기체를 유동시키는 방법이 있고, 이 경우에는 입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적층 표면을 단열판으로 덮는 것도 가능하다.

입자상 함수 흡수성 수지를 고체 이산화탄소와 같은 승화성 고체, 또는 액체 이산화탄소 또는 액체 질소와 같은 저비등점의 액체와 혼합하는 방법으로는, 입자상 함수 흡수성 수지의 표면에 고체 이산화탄소 분말을 산포하는 방법과, 입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적층의 일부 또는 전부를 고체 이산화탄소 또는 액체 질소와 혼합하는 방법이 있다. 이 경우에, 인공눈 스키장에서 혼합함과 동시에 입자상 함수 흡수성 수지의 내부 또는 하부에서 빙점이하의 온도를 유지하는 고체와 접촉시키는 방법과 병용할 수 있다.

또한, 시판되는 액체 이산화탄소를 사용할 수도 있다. 액테 이산화탄고의 기화 잠열은 30℃에서 15.1㎉/㎏, 10℃에서 48.1㎉/㎏ 및 0℃에서 56.1㎉/㎏이므로, 냉각 및 동결에 유효하게 사용할 수 있다.

액치 이산화탄소는 약 40 기압하에서 이산화탄소를 압축하여 냉각시킴으로써 제조되며, 이산화탄소 발생원은 천연가스, 암모늄플랜트로부터의 오프가스, 석유정제 또는 에틸렌 분해로부터 생성되는 여분 또는 잉여가스를 사용할 수 있다.

또한 입자상 함수 흡수성 수지를 고체 이산화탄소, 액체 이산화탄소 또는 액체 질소와 혼합하기 전에 수지의 퇴적층을 형성하는 수지의 퇴적층을 혼합조에 넣어서 입자상 함수 흡수상 수지를 동결시키거나, 냉각설비가 설치된 혼합조에서 수지를 동결시키는 것도 가능하다.

상기 방법에 의해 제조된 인공눈은 인공눈 스키장의 기반이나 천연눈 또는 인공눈이 퇴적되어 있는 스키장의 기반상에 산포되거나 퇴적될 수 있다. 이러한 산포방법으로는 실내 인공눈 스키장의 경우엔 천장으로부터 스키장에 인공눈을 산포하면, 마치 눈이 내리는 것처럼 효과적인 분위기를 내므로 특히 바람직하다. 그러므로, 기존의 스키장에 인공눈을 산포하거나 퇴적시키는 방법은 인공눈 스키장을 유지하거나, 또는 사용된 입자상 함수 흡수성 수지를 수세하여 이물질을 제거한 후 다시 동결하여 인공눈으로 재사용하는 방법으로서 효과적이다.

본 발명에 사용되는 동결전의 입자상 함수 흡수성 수지 또는 충전수를 함유하는 입자상 함수 흡수성 수지를 얻는 방법으로는 상기 방법과 같이 입자상 함수 흡수성 수지의 현탁액으로부터 물을 분리하는 것이 간편하고 효율적이 방법이지만, 이러한 방법에 한정되어 있지 않고 하기의 방법, (1) 흡수량의 흡수용 수와 충전수에 상당하는 양의 물 또는 수용애과 입자상 함수 흡수성 수지를 혼합하는 방법, (2) 인공눈 스키장에 설치된 투수성 재료에 의해 흡수되는 물 또는 수용액에 상당하는 양의 물과, 흡수량의 흡수용 수와 필요한 충전수에 상당하는 양의 물 또는 수용액을 혼합하여 제조되는 입자상 함수 흡수성 수지의 현탁액을 상기 투수성 재료에 유동시키고 유리수와 불필요한 충전수를 투수성 재료에 이송하기전에 현탁액을 그대로 유지시킴으로써 동결되는 입자상 함수 흡수성 수지의 충전수의 양을 소정치로 조절하는 방법을 사용할 수 있다.

본 발명의 입자상 함수 흡수성 수지는 광붕괴성 및 생분해성을 갖기 때문에 사용후 수지를 폐기하는 데 아무런 문제가 없지만, 광붕괴 및 생분해를 가속하기 위해서는 광붕괴 및 생분해용의 통상의 촉진제, 촉매 또는 첨가제를 입자상 함수 흡수성 수지에 배합, 첨가, 함침 또는 도포하는 곳도 가능하다.

본 발명의 입자상 함수 흡수성 수지는 인체에 대해 안전한 것이므로 첨가제도 안정성을 고려하여 선택하는 것이 바람직하다.

본 발명의 입자상 함수 흡수성 수지를 안료 또는 염료를 사용하여 통상의 방법으로 착색하는 것도 가능하다. 착색된 입자상 함수 흡수성 수지로 제조된 인공눈은 미려하게 착색되므로 새로운 상업적 가치를 부가할 수 있다. 예를 들어 색상에 따라 초보자용 스키장과 상급자용 스키장으로 구분할 수 있어 더욱 즐길 수 있다.

향수 또는 향료를 사용하여 본 발명의 입자상 함수 흡수성 수지에 향기를 가하는 경우에, 새로운 상업적 가치가 부가될 수 있다.

본 발명의 입자상 함수 흡수성 수지에 산화방지제, 자외선 흡수제, 형광제, 핵제, 얼음핵생성세균, 증량제, 저 마찰계수를 갖는 물질 또는 그밖의 첨가제를 첨가, 배합, 도표 또는 합침해도 부방하다.

다음에 본 발명을 실시예에 따라 설명하나, 본 발명은 실시예에 한정되어 있지는 않다.

다음의 실시예와 비교예에서 동결후의 인공눈의 밀도는 다음의 조작에 따라 구해진다.

밀도와 체적이 이미 알려진 동결후의 인공눈의 시료를 취해 칭량하여 그 시료의 중량을 체적으로 나누어 밀도를 구한다. 단위는 g/㎤이다. 인공눈이 연한 경우에는 내용적을 아느 얇은 스텐레스 스틸 상자를 인공눈내에 삽임함으로써 체적을 아는 인공눈의 시료를 취할 수 있다. 인공눈이 단단한 경우에는 톱으로 입방체로 절단하고 그 치수를 자로 측정하여 체적을 계산한다.

[입자상 함수 흡수성 수지의 합성의 예]

교반기, 환류 냉각기, 적하 깔대기, 온도계 및 질소가스도입관을 갖춘 500㎖ 분리형 플라스크에 이온교환수 150g을 넣고, 분산제로서 부분비누화 폴리비닐알콜(니폰 합성화학공업(주)제 GH-23) 0.2g을 첨가하여 가열융융하여 질소치환한다.

한편, 심각 플라스크내에서 아크릴산라우릴과 트리데실 혼합에스테르(오사카유기화학공업(주)제 LTA) 22.5g, 메타크릴산히드록시에틸 10.0g,메타크릴 17.5g에 아조비스디메틸발레로니드릴 1.0g을 가하여 용해하고, 상기 분리형 플라스크에 질소가스 버블링하에 1시간동안 적하시킨다. 이어 혼합물을 65℃에서 5시간 유지시켜서 반응을 종료시킨 다음, 냉각후 고형물을 여과하고 세정한 후 감압건조시켜서 비드형 분산제를 얻는다.

교반기, 환류 냉각기, 작하 깔대기, 온도계 및 질소가스도입관을 갖춘 100㎖ 분리형 플라스크에 n-헥산 360.7g과 상기 분산제 4.32g을 넣어서 넣어서 50℃까지 승온시켜 분산용해한 다음 질소치환한다.

한편, 삼각 플라스크내에서 아크릴산 72.0g을 이온교환수 103.6g에 용해한 수산화나트륨 32.2g으로 부분증화하고, 실온에서 과황산칼륨 0.24g을 용해 시킨다. 상기 단량체 수용액을 300rpm의 교반속도로 1시간동안 질소가스 버블링하에 분리형 플라스키내에 적하하고, 2시간동안 환류시킨 후에 30% 과산화수소수 0.1g을 첨가하여 다시 1시간동안 화류룰 계속하여 중힙을 완료시키다. 그후, 에틸렌글리콜디글리신 에테르 0.73g을 첨가하여 공비 증류에 의해 물을 제거하여 여과한 후 감압건조시켜 비드형 입자상 흡수성 수지를 얻는다.

[실시예 1]

상기 비드형 흡수성 수지(오사카 유기화학공업(주)제 BL-100)는 평균직경이 100㎛인 입자로 구성되어 있고, 유동성이 우수하다. 실온에서 상온 수돗물에 대한 흡수성 수지의 흡수량은 71배, 흡수후이 입자상 함수 흡수성 수지의 간극량은 25배, 비점착성은 103%, 배수성은 0.85, 투수성은 5min/㎝이다.

[실시예 2]

[인공눈의 제조예 1]

입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탁핵을 실시예 1의 비드형 흡수성 수지 1 중량부와 80 중량부를 혼합교반하여 제조한다.

-20℃의 냉각제를 순환시킬 수 있는 내경이 약 5㎜인 연질 합성수지제 냉각관이 설치된 인공눈 스키장의 기반의 경사면(약 10°의 경사각)상에 입자상 함수 흡수성 수지 의 수성 현탁핵을 유동시켜서 두께가 약 5㎝인 입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적층을 형성한다. 상기 퇴적층이 형성된 후 3시간이 경과된 다음에 퇴적층의 충전수의 양을 측정하녀계니, 충전수가 약 3% 잔존하였다.

입자상 함수 합수성 수지의 퇴적후 약 3 시간 후에 -2℃의 기체와 접촉시키면서 냉각제의 순환을 개시하여 약 12 시간 동안 입자상 함수 흡수성 수지를 동결시킨 결과, 두께가 2㎝인 빙상과 약 15㎝인 분말상 인공눈을 얻었다. 얻어진 분말상 인공눈의 밀도는 0.23g/㎤이다. 제 1도는 인공눈의 결정구조를 보여주는 현미경 사진으로서, 길이가 약 0.5㎜인 얼음결정집합체는 흡수성 수지(길이가 약 0.09㎜임)의 입자를 포함하는 얼음입자와 흡수성 수지의 입자를 포함하지 않는 얼음입자의 혼합물이다. 제 2도는 제 1도에 도시된 인공눈의 결정구조의 용융된 상태를 나타내는 현미경 사진으로서, 흡수성 수지는 용융얼음물을 흡수하고, 흡수되지 않은 물은 함수 흡수성 수지의 입자사이에 존재한다. 인공눈을 밟아본 결과, 만족스러운 활주성이 얻어졌다.

[실시예 3]

[인공눈의 제조예 2]

실시예 2에서 사용한 입자성 함수 흡수성 수지의 현탁핵을 실시예 2에서 사용한 인공눈 스키장의 표면상에 유동시켜 약 5㎝의 퇴적층을 형성시킨다.

이 경우, 분리된 물의 배수를 제한함으로써 하부로부터 약 2.5㎝의 층의 충전수의 일부가 잔존되는 시점에서 동결을 개시한다.

동결은 약 5 시간후에 완료되고 약 3㎝의 빙상과 약 5㎝의 단단한 인공눈을 얻는다.

얻어진 인공눈의 표면은 쉽게 분쇄될 수 있어 분말상 인공눈이 얻어진다.

[실시예 4]

[인공눈의 제조예 3]

비이온계 계면활성제(후지 사진 필름(주)제 탈수제(상품명:DRYWELL))를 입자상 함수 합수성 수지에 흡수되는 수돗물에 첨가하는 것이외에는 실시예 2와 동일한 방법으로 입자상 함수 흡수성 수지를 동결 시킨다. 흡수성 수지가 표면에서 약 2㎝까지 미동결 상태로 되는 시점에서, 동결된 인공눈을 미동결된 입자상 함수 흡수성 수지와 혼합교반한 후 동결을 완료 시킨다.

그 결과, 분리된 물의 배수속도가 다소 증가하고 활주성이 양호한 단단한 인공눈을 얻는다.

[실시예 5]

[인공눈의 제조예 4]

입자상 함수 흡수성 수지의 현탁핵을 흡인여과하여 대부분의 충전수를 제거한 입자상 함수 흡수성 수지에 고체 이산화탄소의 분말을 가해 동결하여 분말상 인공눈을 얻는다.

[실시예 6]

[인공눈의 제조예 5]

실시예2에서 입자상 함수 흡수성 수지를 동결시켜 제조한 빙상과 인공눈을 용해하여 얻어진 입자상 함수 흡수성 수지와 물의 혼합물에 상기 혼합물과 동일한 양의 수돗물을 첨가하여 현탁핵을 제조한다.

다음에, 현탁액을 여과지로 여과하여 약 80배의 물을 함유하는 현탁액을 얻어 실시예 2와 동일한 방법으로 동결하여 실시예 2에서와 동일한 빙상과 인공눈을 얻는다.

[실시예 7]

[인공눈의 제조예 6 ]

0.1% 염화칼슘 수용액 80 중량부를 실시예 1의 비드형 흡수성 수지 1 중량부에 혼합교반하여 입자상 함수 흡수성 수지의 연탁핵을 제조한다. 이때 의 흡수량은 40배이었다.

그 다음에, -20℃의 냉각제를 순환시킬 수 있는 내경 약 5㎜의 연질 합성수지제 냉각 파이프가 설치된 인공눈 스키장의 기반의 경사면(약 20℃의 경사각)에 입자상 함수 흡수성 수지의 현탁핵을 유동시켜 두께 5㎝의 입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적층을 형서안다.

입자상 함수 흡수성 수지가 퇴적된 지 약 3시간후부터 냉각제의 순환을 개시하여 입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적층을 동결시킨 결과, 약 2㎝의 빙상과 약 10㎝의 분말상 인공눈이 얻어지다.

본 발명은 입자상 함수 흡수성 수지와 일정량의 물의 혼합물을 동결하거나, 동결하기 전에 수평면이나 경사면상에 유동성 함수 흡수성 수지와 물의 혼합물을 유동시킨 후에 동결시킴으로써 인공눈 스키장의 기반으로 되는 빙상과 상층이 분말상에서 단단한 상태의 인공눈을 용이하게 제공하는 방법을 제공한다.

본 발명의 빙상과 인공눈의 제조방법에 의하면, 입자상 함수 흡수성 수지에 물을 가한 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 혼합물은 유동성 현탁액으로 펌프에 의해 용이하게 이송될 수 있는 이점이 있고, 또한 입자상 함수 흡수성 수지의 입자간에 생기는 간극에 생기는 간극에 존재하는 물의 양을 조절함으로써 동결후의 빙상과 상부의 인공눈의 비율을 조절할 수 있다.

또한 본 발명의 방법은 천연 스키장의 경사면 또는 냉각설비가 설치된 천연 스키장이나 실내 스키단의 경사면 및 수평면상에 입자상 함수 흡수성 수지에 물을 가한 수성 현탁액으로부터 물이 분리된 입자상 함수 흡수성 수지의 퇴적물이 용이하게 얻어질 수 있으므로 그 퇴적물을 동결함으로써 빙상과 인공눈을 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 광붕괴성 및/또는 생분해성을 가지며, 착색 및/또는 방향성의 회수 및 재사용가능한 빙상과 인공눈을 제공한다.

Claims (20)

1. 입자상 함수 흡수성 수지를 입자 상호간의 간극 중 전부가 물로 충전되어 있지 않은 상태에서 동결시키는 것을 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법.
2. 입자상 함수 흡수성 수지의 입자 상호간의 모든 간극을 충전하는 양의 물 또는 수용액을 함유하는 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탁액으로부터 물을 분리하여 상기 입자상 함수 흡수성 수지의 입자 상호간에 간극이 존재하는 상태에서 입자상 함수 흡수성 수지를 동결시키는 것을 특징으로하는 빙상/인공눈의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 입자상 함수 흡수성 수지가 아크릴아미드, 아크릴산, 폴리아크릴산염, 비닐옥사졸리딘, 메타크릴산염, 스티렌, 비닐 에테르 및 스티렌술폰산염의 중합체 및 공중합체 중에서 선택된 하나이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 입자상 함수 흡수성 수지가 구형상 또는 분쇄상 함수 흡수성 수지인 것을 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 입자상 함수 흡수성 수지가 비점착성인 것을 특징으로하는 빙상/인공눈의 제조방법
6. 제1항에 있어서, 입자상 함수 흡수성 수지의 평균 입자직경이 0.005~5㎜인 것을 특징으로하는 빙상/인공눈의 제조방법.
7. 제2항에 있어서, 물이 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탁액으로부터 자연적으로 또는 흡인작용에 의해 분리되는 것을 특징으로하는 빙상/인공눈의 제조방법.
8. 제2항에 있어서, 물이 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현탁핵을 투수성과 재료와 접촉시킴으로써 입자상 함수 흡수성 수지의 수성 현액탁으로부터 자연적으로 또는 흡입작용에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 투수성과 재료가 섬유제품, 입자상 유기물,다공성 금속판 및 금속망으로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 하나이상의 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법.
10. 제1항에 있어서, 입자상 함수 흡수성 수지가 빙점이하의 온도를 유지하는 고체와 접촉됨으로써 동결되는 것을 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법.
11. 제10항에 있어서, 빙점이하의 고체가 빙점이하의 유체에 의해 직접 또는 간접적으로 냉각되는 합성수지관, 금속관, 합성수지판, 금속판, 얼음, 얼음함유물, 및 투수성 재료로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나이상의 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법.
12. 제10항에 있어서, 방점이하의 온도를 유지하는 고체가 입자상 함수 흡수성 수지의 내부 또는 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법.
13. 제10항에 있어서, 입자상 함수 흡수성 수지의 표면이 -5℃ 이상의 기체와 접촉되는 것을 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법.
14. 제1항에 있어서, 입자상 함수 흡수성 수지가 입자상 함수 흡수성 수지의 표면을 -5℃ 이상의 기체와 접촉시킨 상태에서 빙점온도를 유지하는 고체와 접촉시켜 동결되고, 상기 입자상 함수 흡수성 수지 중 최소한 일부가 동결되는 시점에서 상기 상태 또는 상기 수지의 미동결부분이 동결부분과 혼합된 상태의 입자상 함수 흡수성 수지의 면을 빙점이하의 기체와 접촉시켜 동결되는 것을 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법.
15. 제1항에 있어서, 입자상 함수 흡수성 수지가 입자상 함수 흡수성 수지의 표면을 빙점이하의 기체와 접촉함으로써 동결되는 것을 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법.
16. 제1항에 있어서 , 입자상 함수 흡수성 수지가 고체 이산화탄소, 액체 이산화탄소 및 액체 질소 중 하나이상의 화합물과 접촉함으로써 동결되는 것을 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법.
17. 제1항에 있어서, 동결된 입자상 함수 흡수성 수지의 일부 또는 전부가 분쇄되는 것을 특징으로하는 빙상/인공눈의 제조방법.
18. 제1항에 있어서, 분쇄된 동결상태의 입자상 함수 흡수성 수지가 기반상에 산포되는 것을 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법.
19. 제1항에 있어서, 입자상 함수 흡수성 수지가 알칼리 금속염 및 알칼리 토금속염으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나이상의 화합물과 접촉되어 있는 함수 흡수성 수지인 것을 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법.
20. 제1항에 있어서, 입자상 함수 흡수성 수지가 하나이상의 계면활성제와 접촉되어 있는 함수 흡수성 수지인 특징으로 하는 빙상/인공눈의 제조방법.