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Dokumentenidentifikation DE102005040433A1 01.03.2007
Titel Kunstschnee
Anmelder BASF AG, 67063 Ludwigshafen, DE
Erfinder Gruber, Nick, Dr., 68161 Mannheim, DE;
Roser, Joachim, Dr., 68161 Mannheim, DE;
Malz, Hauke, 49356 Diepholz, DE;
Ziemer, Anje, Dr., 68199 Mannheim, DE;
Eckehard, Moritz, Dr., 80803 München, DE
DE-Anmeldedatum 25.08.2005
DE-Aktenzeichen 102005040433
Offenlegungstag 01.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.03.2007
IPC-Hauptklasse B32B 27/14(2006.01)A, F, I, 20050825, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B32B 5/30(2006.01)A, L, I, 20050825, B, H, DE   B32B 5/18(2006.01)A, L, I, 20050825, B, H, DE   C08J 9/228(2006.01)A, L, I, 20050825, B, H, DE   C08F 20/06(2006.01)A, L, I, 20050825, B, H, DE   C08F 20/10(2006.01)A, L, I, 20050825, B, H, DE   C08F 8/00(2006.01)A, L, I, 20050825, B, H, DE   C08J 3/24(2006.01)A, L, I, 20050825, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen Verbund, umfassend eine untere und eine obere Schicht, wobei die untere Schicht einen Weichschaumstoff und die obere Schicht gequollene wasserabsorbierende Polymerpartikel enthält, sowie die Verwendung als Kunstschnee zum Skilauf.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbund, umfassend eine untere und eine obere Schicht, wobei die untere Schicht einen Weichschaumstoff und die obere Schicht gequollene wasserabsorbierende Polymerpartikel enthält, sowie die Verwendung des Verbunds als Kunstschneeunterlage zum Skilauf.

Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind den Ansprüchen, der Beschreibung und den Beispielen zu entnehmen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale des erfindungsgemäßen Gegenstandes nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Verwendung von Kunstschnee zum Skilauf ist allgemein bekannt. Mittels Schneekanonen kann bei hinreichend niedriger Temperatur aus Wasser Schnee erzeugt werden. Dies wird beispielsweise auch bei Sommerskigeländen genutzt, wobei sich diese Gelände in geschlossenen und gekühlten Hallen befinden.

Bei der Verwendung von Kunstschnee tritt aber das Problem auf, dass sich der Kunstschnee mit der Zeit, insbesondere bei hoher mechanischer Beanspruchung, beispielsweise auf Sommerskigeländen, in Eis umwandelt. Zur Lösung dieses Problems wurden wasserabsorbierende Polymerpartikel eingesetzt, wobei die Partikel mit Wasser gequollen und eingefroren werden.

Auf die, insbesondere im Sommer, aufwändige Kühlung konnte bislang nicht verzichtet werden.

Alternativ dazu wird auf Sommerskigeländen Kunstrasen als Unterlage eingesetzt, wobei das zum Skilaufen verwendete Material hohen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Beispielsweise verkratzen die Skier und bei Stürzen besteht eine erhöhte Gefahr für Hautabschürfungen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Bereitstellung einer verbesserten Kunstschneeunterlage für den Skilauf, die die oben genannten Nachteile vermeidet, insbesondere auf eine Kühlung unter 0°C verzichtet.

Gelöst wurde die Aufgabe durch einen Verbund, umfassend eine untere und eine obere Schicht, wobei die untere Schicht einen Weichschaumstoff und die obere Schicht gequollene wasserabsorbierende Polymerpartikel enthält.

Die Dicke der unteren Schicht beträgt üblicherweise von 0,1 bis 20 cm, vorzugsweise von 0,5 bis 10 cm, besonders bevorzugt von 1 bis 5 cm.

Die Dicke der oberen Schicht beträgt üblicherweise von 1 bis 50 cm, vorzugsweise von 2 bis 40 cm, besonders bevorzugt von 5 bis 30 cm.

Weichschaumstoffe sind Schaumstoffe, die bei Druckbelastung einen relativ geringen Verformungswiderstand aufweisen. Eine Größe für die Beschreibung des Verformungswiderstandes ist die Stauchhärte 40% nach DIN EN ISO 3386-1, die bei Weichschaumstoffen höchstens 35 kPa betragen sollte.

Vorzugsweise werden viskoelastische Weichschaumstoffe eingesetzt. Bei viskoelastischen Weichschaumstoffen ist die Wiederherstellung der ursprünglichen Form nach Druckbelastung deutlich verzögert. Eine Größe für die Beschreibung der viskoelastischen Eigenschaften ist die Rückprallelastizität nach DIN EN ISO 8307, die bei viskoelastischen Schaumstoffen unter 30 % liegt, und die Hysterese bei Stauchung nach DIN EN ISO 3386-1 die bei viskoelastischen Schaumstoffen über 35 % liegt.

Geeignete Weichschaumstoffe sind beispielsweise Polyurethanschaumstoffe.

Polyurethanschaumstoffe und ihre Herstellung sind allgemein bekannt, beispielsweise aus EP-A 0 908 478, WO 01/57104, US 6,491,846, EP-A 0 913 414 und Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemisty, Ed. 6, Vol. 28, Seiten 693 bis 704.

Die viskoelastischen Weichschaumstoffe werden beispielsweise hergestellt durch Umsetzung von

  • i) Polyisocyanaten mit
  • ii) Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen in Gegenwart von
  • iii) Treibmitteln,
wobei als Polyisocyanate i) Diphenylmethandiisocyanat und/oder dessen Umsetzungsprodukte und/oder Gemische aus Diphenylmethandiisocyanat mit Polymethylenpolyphenyl-polyisocyanaten eingesetzt werden, als Treibmittel iii) mindestens ein physikalisches Treibmittel eingesetzt wird, und dass bei der Herstellung der Schaumstoffe mindestens eine Verbindung mit einem mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatom eingesetzt wird.

Die eingesetzte Verbindung mit einer mit Isocyanatgruppen reaktiven Verbindung ist zumeist ein monofunktioneller Alkohol, auch als Monool bezeichnet.

Das Monool wird vorzugsweise mit den Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen gemischt und so mit den Polyisocyanaten i) umgesetzt.

Vorzugsweise wird das Monool mit einem stöchiometrischen Überschuss an Polyisocyanat i) umgesetzt und das so erhaltene Zwischenprodukt mit den Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen zum Polyurethan-Weichschaumstoff umgesetzt. Es ist auch möglich, einen Teil des Monools, vorzugsweise 10 bis 90 Gew.-%, mit Polyisocyanat i) umzusetzen und den anderen Teil den Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen ii) zuzusetzen. Der Vorteil der Vorab-Reaktion des Monools mit dem Polyisocyanat sind eine längere Startzeit und ein langsamerer Steigverlauf bei der Verschäumung, was insbesondere bei Herstellung größerer Teile von Vorteil ist.

Die Umsetzungsprodukte der Monoole mit den Polyisocyanaten haben vorzugsweise einen NCO-Gehalt im Bereich zwischen 10 und 30 Gew.-%, bevorzugt zwischen 13 und 25 Gew.-%. Die Umsetzung der Monoole mit den Polyisocyanaten erfolgt zumeist nach üblichen und bekannten Methoden. Bei der Umsetzung des Monools mit dem Polyisocyanat kann die gesamte Menge des für die Herstellung des Polyurethans eingesetzten Polyisocyanats mit dem Monool umgesetzt werden. Es ist auch möglich, nur eine Teilmenge des Polyisocyanats, vorzugsweise 10 bis 90 Gew.-%, mit dem Monool umzusetzen und das so erhaltene Umsetzungsprodukt vor der Umsetzung mit den Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen ii) mit weiterem Polyisocyanat zu mischen.

Das Monool wird vorzugsweise in einer Menge von bis zu 1,0 mol pro 1 kg Schaum, bevorzugt von bis zu 0,7 mol pro 1 kg Schaum eingesetzt. Vorzugsweise erfolgt der Einsatz des Monools in einer Menge von mindestens 0,05 mol pro 1 kg Schaum, bevorzugt mindestens 0,15 mol pro 1 kg Schaum. Bei Einsatz von weniger als 0,05 mol Monool pro 1 kg Schaum wirken sich die positiven Effekte des Zusatzes von Monool kaum noch aus.

Als Monoole können prinzipiell alle monofunktionellen Alkohole eingesetzt werden. Vorzugsweise werden solche eingesetzt, die ein Molekulargewicht von maximal 1000 g/mol aufweisen.

Vorzugsweise werden Monoole mit einer linearen oder verzweigten Kohlenstoffkette eingesetzt, wobei diese Kohlenstoffketten ein oder mehrere Ethergruppen enthalten können. Vorzugsweise handelt es sich bei diesen Monoolen um Alkohole mit einem Molekulargewicht von 32 bis 150 g/mol. Beispiele sind Ethanol, Isomere des Propanols, Butanols, Pentanols, Hexanols, Heptanols und Oktanols, Ethylenglykolmonoethylether, Ethylenglykol-monoisopropylether, Ethylenglykol-monobutylether, 1-Methoxy-2-propanol und 3-Metyhoxy-3-methyl-1-butanol. Bevorzugt eingesetzt werden Ethanol, n-Propanol, Ethylenglykol-monoethylether, Ethylenglykol-monobutylether, 1-Methoxy-2-propanol und beliebige Mischungen dieser Verbindungen untereinander.

Als Polyisocyanat wird, wie oben ausgeführt, Diphenylmethandiisocyanat (MDI) und/oder dessen Umsetzungsprodukte, gegebenenfalls dessen höhere Homologen verwendet. Bei der Verwendung von reinem MDI können das reine 4,4'-Isomere, das reine 2,4'-Isomere sowie beliebige Mischungen der beiden Isomere untereinander, die auch bis zu 5 Gew.-% des 2,2'-Isomeren enthalten können, eingesetzt werden. Gegebenenfalls können auch Gemische der MDI-Isomeren mit Polymethylen-polyphenylenpolyisocyanaten, häufig auch als Polymer-MDI oder Roh-MDI bezeichnet, eingesetzt werden. An Stelle der reinen Isocyanate oder im Gemisch mit diesen werden häufig sogenannte modifizierte Isocyanate eingesetzt. Derartige modifizierte Isocyanate können beispielsweise durch Einbau von Gruppen in die Polyisocyanate entstehen. Beispiele für derartige Gruppen sind Urethan-, Allophanat-, Carbodiimid-, Uretonimin-, Isocyanurat-, Harnstoff- und Biuretgruppen. Besonders bevorzugt sind mit Urethangruppen modifizierte Polyisocyanate, die üblicherweise durch Umsetzung der Isocyanate mit einem Unterschuss an H-funktionellen Verbindungen hergestellt werden. Derartige Verbindungen werden häufig als NCO-Prepolymere bezeichnet. Ebenfalls besonders bevorzugt sind Carbodiimid- oder Uretonimin-haltige Polyisocyanate, die durch gezielte katalysierte Umsetzung von Isocyanaten mit sich selber entstehen.

Als Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen ii) werden insbesondere Polyesterpolyole und/oder Polyetherpolyole eingesetzt.

Die eingesetzten Polyetherpolyole haben zumeist eine Funktionalität von 2 bis 4, vorzugsweise 2 bis 3, und ein Molekulargewicht von 2200 bis 8000 g/mol, vorzugsweise 3600 bis 6500 g/mol. Ihre Herstellung erfolgt zumeist durch basisch, meist alkalisch, katalysierte Anlagerung niederer Alkylenoxide, zumeist Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, an hydroxylfunktionelle Startsubstanzen. Als Startsubstanzen werden zumeist Wasser und/oder 2- oder 3-funktionelle Alkohole, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Glyzerin oder Trimethylolpropan (TMP) eingesetzt. Als Alkylenoxide kommen, wie erwähnt, zumeist Ethylenoxid und/oder Propylenoxid zum Einsatz. Diese können einzeln, nacheinander oder im Gemisch miteinander angelagert werden. Bei Weichschaumpolyetherolen wird zur Erhöhung des Anteils an primären Hydroxylgruppen häufig an den Kettenenden ein Ethylenoxidblock angelagert.

Die eingesetzten Polyesterpolyole werden zumeist durch Kondensation von mindestens zweifunktionellen Carbonsäuren mit mindestens zweifunktionellen Alkoholen hergestellt. Es kommen insbesondere solche mit einer Funktionalität von durchschnittlich 2,0 bis 3,5, vorzugsweise 2,0 bis 2,8, und einem Molekulargewicht von durchschnittlich 800 bis 4000 g/mol, insbesondere 1500 bis 2800 g/mol, zum Einsatz.

Zu den Verbindungen mit mindestens 2 mit Isocyanat reaktiven Gruppen gehören auch Kettenverlängerer und Vernetzer. Dabei handelt es sich vorzugsweise um H-funktionelle Verbindungen mit Molekulargewichten von 62 bis 400 g/mol, insbesondere 2- bis 3-funktionelle Alkohole, Amine oder Aminoalkohole. Ihre Menge beträgt insbesondere 0 bis 25, vorzugsweise 2 bis 12 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile Polyetherpolyol und/oder Polyesterpolyol.

Zum Stabilisieren der weichen und, insbesondere bei sehr geringen Härten kaum bis gar nicht entformbaren erfindungsgemäßen Weichschaumstoffen wird vorzugsweise mindestens ein kurzkettiger Vernetzer, d.h. ein kurzkettiges vernetzendes Molekül mit mindestens drei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen eingesetzt. Beispiele für solche Vernetzer sind Glycerin, Trimethylolpropan und dessen Umsetzungsprodukte mit Alkylenoxiden, Pentaerythrit und dessen Umsetzungsprodukte mit Alkylenoxiden, Triethanolamin, Diethanolamin. Da der Gehalt an üblichen Kettenverlängerern bei Einsatz solcher Vernetzer verringert werden kann, kann der Einsatz dieser Vernetzer zusätzlich zum viskoelastischen Effekt beitragen.

Als Treibmittel iii) werden, wie beschrieben, physikalisch wirkende Treibmittel eingesetzt. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um gegenüber den Polyurethan-Aufbaukomponenten inerte Flüssigkeiten mit Siedepunkten unter 100°C, vorzugsweise unter 50°C, insbesondere im Bereich zwischen 50 und 30°C, die unter dem Einfluss der exothermen Polyadditionsreaktion verdampfen. Beispiele für derartige Flüssigkeiten sind Kohlenwasserstoffe, wie n-, Iso- und/oder Cyclopentan, Ether, Ketone, halogenierte Kohlenwasserstoffe, sofern sie kein Ozonabbaupotential aufweisen, oder Edelgase. Die Menge dieser physikalisch wirkenden Treibmittel beträgt zumeist 1 bis 20 Gew.-Teile, vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Verbindung mit mindestens 2 mit Isocyanat reaktiven Wasserstoffatomen. Die Menge der eingesetzten Treibmittel hängt von der angestrebten Dichte der Schaumstoffe ab.

Bevorzugt eingesetzt werden n-, Iso- und Cyclopentan, perfluorierte Verbindungen, wie 1,1,1,3,3-Pentafluorbutan, 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan oder Mischungen von 80 bis 93 Gew.-% 1,1,1,3,3-Pentafluorbutan mit 20 bis 7 Gew.-% 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluorpropan, Dimethoxymethan oder beliebige Mischungen aus mindestens zwei der genannten Treibmittel. Bei der Verwendung dieser Treibmittel kommt es zur Ausbildung einer besonders guten Integralhaut.

Gegebenenfalls kann Tetrafluorethan als Co-Treibmittel eingesetzt werden, insbesondere wenn Schaumstoffe mit niedriger Dichte hergestellt werden sollen.

Im Gemisch mit den physikalischen Treibmitteln kann auch Wasser verwendet werden, das mit Isocyanatgruppen unter Bildung von Kohlendioxid reagiert. Die Wassermenge beträgt hierbei zweckmäßigerweise 0 bis 1 Gew.-Teile, insbesondere 0,03 bis 0,5 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanat reaktiven Gruppen. Bei einem zu hohen Anteil von Wasser als Treibmittel kann es zu Störungen der Oberfläche der Schaumstoffe kommen.

Daneben werden zur Herstellung der Polyurethan-Weichschaumstoffe auch Katalysatoren sowie Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe eingesetzt.

Als Katalysatoren werden vorzugsweise die üblichen und bekannten Polyurethan-Katalysatoren eingesetzt. Hierbei handelt es sich beispielsweise um tertiäre Amine, wie Triethylendiamin, Metallsalze, wie Zinnverbindungen, sowie beliebige Mischungen aus diesen Verbindungen.

Als Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe werden beispielsweise Flammschutzmittel, oberflächenaktive Stoffe, Stabilisatoren, Zellregler, fungistatisch und bakteriostatisch wirkende Substanzen, Antistatika, Farbstoffe, Pigmente und Füllstoffe verwendet. Diese Stoffe werden dem Schaumsystem bei Bedarf zugesetzt, um ihm bestimmte Eigenschaften zu verleihen.

Nähere Angaben zu den verwendeten Komponenten sind beispielsweise dem Kunststoff-Handbuch, Band VII Polyurethane, Carl Hanser Verlag, München, Wien, 1. bis 3. Auflage, 1966, 1983 und 1993 zu entnehmen.

Üblicherweise werden die Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen ii), die Treibmittel iii), die Monoole, die Katalysatoren sowie die gegebenenfalls mitverwendeten Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe zu einer sogenannten Polyolkomponente vermischt und in dieser Form mit den Polyisocyanaten i) zur Umsetzung gebracht.

Zur Herstellung der Polyurethan-Weichschaumstoffe werden die Ausgangsverbindungen bei Temperaturen von 0 bis 100°C, vorzugsweise 15 bis 60°C, in solchen Mengenverhältnissen zur Reaktion gebracht, dass pro NCO-Gruppe 0,5 bis 2, vorzugsweise 0,8 bis 1,3 und insbesondere ungefähr 1 reaktives) Wasserstoffatome) vorliegen und, bei der Verwendung von Wasser als Treibmittel, die beiden Wasserstoffatome des Wassers in die Gesamtzahl der reaktiven Wasserstoffatome mit einberechnet werden.

Die in dem erfindungsgemäßen Verbund einsetzbaren Polyurethan-Weichschaumstoffe werden vorzugsweise nach dem one-shot-Verfahren durch Vermischen der Polyol- und der Isocyanatkomponente hergestellt, wobei die Polyolkomponente, wie beschrieben, die Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanat reaktiven Wasserstoffatomen, gegebenenfalls das Monool sowie Katalysatoren, Treibmittel sowie Hilfs- und/oder Zusatzstoffe und die Isocyanatkomponente das Polyisocyanat sowie gegebenenfalls Katalysatoren, physikalische Treibmittel sowie Hilfs- und/oder Zusatzstoffe enthält. Die beiden Komponenten werden intensiv vermischt und in geschlossenen Formwerkzeugen verschäumt.

Die gequollenen wasserabsorbierenden Polymerpartikel werden durch Quellung wasserabsorbierender Polymerpartikel mit Wasser hergestellt. Vorzugsweise wird das Verhältnis von Wasser zu wasserabsorbierenden Polymerpartikeln so gewählt, dass einerseits das eingesetzte Wasser vollständig absorbiert wird und dass andererseits die gequollenen wasserabsorbierenden Polymerpartikel unter Druck absorbiertes Wasser teilweise freisetzen. Das freigesetzte Wasser soll einen ausreichenden Gleitfilm erzeugen. Die notwendige Menge an Wasser kann durch Versuche ermittelt und angepasst werden.

Üblicherweise liegt das Wasser in den gequollenen wasserabsorbierenden Polymerpartikeln flüssig vor.

Die wasserabsorbierenden Polymerpartikel weisen eine CRC auf, die vorzugsweise um 0,01 bis 30 g/g, besonders bevorzugt um 0,1 bis 20 g/g, ganz besonders bevorzugt um 1 bis 10 g/g, höher ist als die AUL0.7psi.

Die niedrigere Absorption bei Druckbelastung bewirkt, dass sich bei Verwendung der gequollenen wasserabsorbierenden Polymerpartikel als Kunstschnee bei Temperaturen von vorzugsweise größer 0 bis 50°C, besonders bevorzugt von 5 bis 30°C, ganz besonders bevorzugt von 10 bis 25°C, unter den Skiern ein Wasserfilm entsteht, auf dem die Skier hervorragend gleiten können.

Die Herstellung der wasserabsorbierenden Polymere wird beispielsweise in der Monographie "Modern Superabsorbent Polymer Technology", F.L. Buchholz und A.T. Graham, Wiley-VCH, 1998, oder in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Auflage, Band 35, Seiten 73 bis 103, beschrieben.

Die wasserabsorbierenden Polymere werden beispielsweise durch Polymerisation einer Monomerlösung, enthaltend

  • a) mindestens ein ethylenisch ungesättigtes, säuregruppentragendes Monomer,
  • b) mindestens einen Vernetzer,
  • c) gegebenenfalls ein oder mehrere mit dem Monomeren a) copolymerisierbare ethylenisch und/oder allylisch ungesättigte Monomere und
  • d) gegebenenfalls ein oder mehrere wasserlösliche Polymere, auf die die Monomere a), b) und ggf. c) zumindest teilweise aufgepfropft werden können,
erhalten.

Geeignete Monomere a) sind beispielsweise ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Itaconsäure, oder deren Derivate, wie Acrylamid, Methacrylamid, Acrylsäureester und Methacrylsäureester. Besonders bevorzugte Monomere sind Acrylsäure und Methacrylsäure. Ganz besonders bevorzugt ist Acrylsäure.

Die Monomere a), insbesondere Acrylsäure, enthalten vorzugsweise bis zu 0,025 Gew.-% eines Hydrochinonhalbethers. Bevorzugte Hydrochinonhalbether sind Hydrochinonmonomethylether (MEHQ) und/oder Tocopherole.

Unter Tocopherol werden Verbindungen der folgenden Formel verstanden wobei R1 Wasserstoff oder Methyl, R2 Wasserstoff oder Methyl, R3 Wasserstoff oder Methyl und R4 Wasserstoff oder einen Säurerest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet.

Bevorzugte Reste für R4 sind Acetyl, Ascorbyl, Succinyl, Nicotinyl und andere physiologisch verträgliche Carbonsäuren. Die Carbonsäuren können Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren sein.

Bevorzugt ist alpha-Tocopherol mit R1 = R2 = R3 = Methyl, insbesondere racemisches alpha-Tocopherol. R1 ist besonders bevorzugt Wasserstoff oder Acetyl. Insbesondere bevorzugt ist RRR-alpha-Tocopherol.

Die Monomerlösung enthält bevorzugt höchstens 130 Gew.-ppm, besonders bevorzugt höchstens 70 Gew.-ppm, bevorzugt mindestens 10 Gew.-ppm, besonders bevorzugt mindesten 30 Gew.-ppm, insbesondere um 50 Gew.-ppm, Hydrochinonhalbether, jeweils bezogen auf Acrylsäure, wobei Acrylsäuresalze als Acrylsäure mit berücksichtigt werden. Beispielsweise kann zur Herstellung der Monomerlösung eine Acrylsäure mit einem entsprechenden Gehalt an Hydrochinonhalbether verwendet werden.

Die Vernetzer b) sind Verbindungen mit mindestens zwei polymerisierbaren Gruppen, die in das Polymernetzwerk radikalisch einpolymerisiert werden können. Geeignete Vernetzer b) sind beispielsweise Ethylenglykoldimethacrylat, Diethylenglykoldiacrylat, Allylmethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Triallylamin, Tetraallyloxyethan, wie in EP-A 0 530 438 beschrieben, Di- und Triacrylate, wie in EP-A 0 547 847, EP-A 0 559 476, EP-A 0 632 068, WO 93/21237, WO 03/104299, WO 03/104300, WO 03/104301 und DE-A 103 31 450 beschrieben, gemischte Acrylate, die neben Acrylatgruppen weitere ethylenisch ungesättigte Gruppen enthalten, wie in DE-A 103 31 456 und WO 04/013064 beschrieben, oder Vernetzermischungen, wie beispielsweise in DE-A 195 43 368, DE-A 196 46 484, WO 90/15830 und WO 02/32962 beschrieben.

Geeignete Vernetzer b) sind insbesondere N,N'-Methylenbisacrylamid und N,N'-Methylenbismethacrylamid, Ester ungesättigter Mono- oder Polycarbonsäuren von Polyolen, wie Diacrylat oder Triacrylat, beispielsweise Butandiol- oder Ethylenglykoldiacrylat bzw. -methacrylat sowie Trimethylolpropantriacrylat und Allylverbindungen, wie Allyl(meth)acrylat, Triallylcyanurat, Maleinsäurediallylester, Polyallylester, Tetraallyloxyethan, Triallylamin, Tetraallylethylendiamin, Allylester der Phosphorsäure sowie Vinylphosphonsäurederivate, wie sie beispielsweise in EP-A 0 343 427 beschrieben sind. Weiterhin geeignete Vernetzer b) sind Pentaerythritoldi-, Pentaerythritoltri- und Pentaerythritoltetraallylether, Polyethylenglykoldiallylether, Ethylenglykoldiallylether, Glyzerindi- und Glyzerintriallylether, Polyallylether auf Basis Sorbitol, sowie ethoxylierte Varianten davon. Im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbar sind Di(meth)acrylate von Polyethylenglykolen, wobei das eingesetzte Polyethylenglykol ein Molekulargewicht zwischen 300 und 1000 aufweist.

Besonders vorteilhafte Vernetzer b) sind jedoch Di- und Triacrylate des 3- bis 15-fach ethoxylierten Glyzerins, des 3- bis 15-fach ethoxylierten Trimethylolpropans, des 3- bis 15-fach ethoxylierten Trimethylolethans, insbesondere Di- und Triacrylate des 2- bis 6-fach ethoxylierten Glyzerins oder Trimethylolpropans, des 3-fach propoxylierten Glyzerins oder Trimethylolpropans, sowie des 3-fach gemischt ethoxylierten oder propoxylierten Glyzerins oder Trimethylolpropans, des 15-fach ethoxylierten Glyzerins oder Trimethylolpropans, sowie des 40-fach ethoxylierten Glyzerins, Trimethylolethans oder Trimethylolpropans.

Ganz besonders bevorzugte Vernetzer b) sind die mit Acrylsäure oder Methacrylsäure zu Di- oder Triacrylaten veresterten mehrfach ethoxylierten und/oder propoxylierten Glyzerine wie sie beispielsweise in WO 03/104301 beschrieben sind. Besonders vorteilhaft sind Di- und/oder Triacrylate des 3- bis 10-fach ethoxylierten Glyzerins. Ganz besonders bevorzugt sind Di- oder Triacrylate des 1- bis 5- fach ethoxylierten und/oder propoxylierten Glyzerins. Am meisten bevorzugt sind die Triacrylate des 3- bis 5-fach ethoxylierten und/oder propoxylierten Glyzerins. Diese zeichnen sich durch besonders niedrige Restgehalte (typischerweise unter 10 Gew.-ppm) im wasserabsorbierenden Polymer aus und die wässrigen Extrakte der damit hergestellten wasserabsorbierenden Polymere weisen eine fast unveränderte Oberflächenspannung (typischerweise mindestens 0,068 N/m) im Vergleich zu Wasser gleicher Temperatur auf.

Mit den Monomeren a) copolymerisierbare ethylenisch ungesättigte Monomere c) sind beispielsweise Acrylamid, Methacrylamid, Crotonsäureamid, Dimethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethylacrylat, Dimethylaminopropylacrylat, Diethylaminopropylacrylat, Dimethylaminobutylacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoneopentylacrylat und Dimethylaminoneopentylmethacrylat.

Als wasserlösliche Polymere d) können Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Stärke, Stärkederivate, Polyglykole oder Polyacrylsäuren, vorzugsweise Polyvinylalkohol und Stärke, eingesetzt werden.

Die Herstellung geeigneter wasserabsorbierender Polymere sowie weitere geeignete hydrophile ethylenisch ungesättigte Monomere d) werden in DE-A 199 41 423, EP-A 0 686 650, WO 01/45758 und WO 03/104300 beschrieben.

Wasserabsorbierende Polymere werden üblicherweise durch Polymerisation einer wässrigen Monomerlösung und gegebenenfalls einer anschließenden Zerkleinerung des Hydrogels erhalten. Geeignete Herstellverfahren sind in der Literatur beschrieben. Wasserabsorbierende Polymere können beispielsweise erhalten werden durch

  • – Gelpolymerisation im Batchverfahren bzw. Rohrreaktor und anschließender Zerkleinerung im Fleischwolf, Extruder oder Kneter (EP-A-0 445 619, DE-A-19 846 413)
  • – Polymerisation im Kneter, wobei durch beispielsweise gegenläufige Rührwellen kontinuierlich zerkleinert wird, (WO 01/38402)
  • – Polymerisation auf dem Band und anschließende Zerkleinerung im Fleischwolf, Extruder oder Kneter (DE-A 38 25 366, US 6,241,928)
  • – Emulsionspolymerisation, wobei bereits Perlpolymerisate relativ enger Gelgrößenverteilung anfallen (EP-A 0 457 660)
  • – In-situ Polymerisation einer Gewebeschicht, die zumeist im kontinuierlichen Betrieb zuvor mit wässriger Monomerlösung besprüht und anschließend einer Photopolymerisation unterworfen wurde (WO 02/94328, WO 02/94329)

Die Umsetzung wird vorzugsweise in einem Kneter, wie beispielsweise in WO 01/38402 beschrieben, oder auf einem Bandreaktor, wie beispielsweise in EP-A 0 955 086 beschrieben, durchgeführt.

Die Säuregruppen der erhaltenen Hydrogele sind üblicherweise teilweise neutralisiert, vorzugsweise zu 25 bis 85 mol-%, bevorzugt zu 27 bis 80 mol-%, besonders bevorzugt zu 27 bis 30 mol-% oder 40 bis 75 mol-%, wobei die üblichen Neutralisationsmittel verwendet werden können, vorzugsweise Alkalimetallhydroxide, Alkalimetalloxide, Alkalimetallcarbonate oder Alkalimetallhydrogencarbonate sowie deren Mischungen. Statt Alkalimetallsalzen können auch Ammoniumsalze verwendet werden. Natrium und Kalium als Alkalimetalle besonders bevorzugt sind, ganz besonders bevorzugt jedoch Natriumhydroxid, Natriumcarbonat oder Natriumhydrogencarbonat sowie deren Mischungen. Üblicherweise wird die Neutralisation durch Einmischung des Neutralisationsmittels als wässrige Lösung oder bevorzugt auch als Feststoff erreicht. Beispielsweise kann Natriumhydroxid mit einem Wasseranteil deutlich unter 50 Gew.-% als wachsartige Masse mit einem Schmelzpunkt oberhalb 23°C vorliegen. In diesem Fall ist eine Dosierung als Stückgut oder Schmelze bei erhöhter Temperatur möglich.

Die Neutralisation kann nach der Polymerisation auf der Stufe des Hydrogels durchgeführt werden. Es ist aber auch möglich bis zu 40 mol-%, vorzugsweise 10 bis 30 mol-%, besonders bevorzugt 15 bis 25 mol-%, der Säuregruppen vor der Polymerisation zu neutralisieren indem ein Teil des Neutralisationsmittels bereits der Monomerlösung zugesetzt und der gewünschte Endneutralisationsgrad erst nach der Polymerisation auf der Stufe des Hydrogels eingestellt wird. Die Monomerlösung kann durch Einmischen des Neutralisationsmittels neutralisiert werden. Das Hydrogel kann mechanisch zerkleinert werden, beispielsweise mittels eines Fleischwolfes, wobei das Neutralisationsmittel aufgesprüht, übergestreut oder aufgegossen und dann sorgfältig untergemischt werden kann. Dazu kann die erhaltene Gelmasse noch mehrmals zur Homogenisierung gewolft werden. Die Neutralisation der Monomerlösung auf den Endneutralisationsgrad ist bevorzugt.

Das neutralisierte Hydrogel wird dann mit einem Band- oder Walzentrockner getrocknet bis der Restfeuchtegehalt vorzugsweise unter 15 Gew.-%, insbesondere unter 10 Gew.-% liegt, wobei der Wassergehalt gemäß der von der EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) empfohlenen Testmethode Nr. 430.2-02 "Moisture content" bestimmt wird. Wahlweise kann zur Trocknung aber auch ein Wirbelbetttrockner oder ein beheizter Pflugscharmischer verwendet werden. Um Vefärbungen zu vermeiden, ist es vorteilhaft bei der Trocknung dieses Gels einen schnellen Abtransport des verdampfenden Wassers sicherzustellen. Dazu ist die Trocknertemperatur zu optimieren, die Luftzu- und -abführung muss kontrolliert erfolgen, und es ist in jedem Fall auf ausreichende Belüftung zu achten. Die Trocknung ist naturgemäß umso einfacher, wenn der Feststoffgehalt des Gels möglichst hoch ist. Bevorzugt liegt der Feststoffgehalt des Geles vor der Trocknung daher zwischen 30 und 80 Gew.-%.

Eine weitere wichtige Funktion der Trocknung des Geles ist die hier noch stattfindende Verringerung des Restmonomerengehaltes im Superabsorber. Bei der Trocknung zerfallen nämlich eventuell noch vorhandene Reste der Initiatoren und führen zu einer Einpolymerisation von noch vorhandenen Restmonomeren. Außerdem reißen die verdampfenden Wassermengen noch vorhandene freie wasserdampfflüchtige Monomere, wie beispielsweise Acrylsäure mit, und verringern so ebenfalls den Restmonomerengehalt im Superabsorber.

Das getrocknete Hydrogel wird vorzugsweise gemahlen und gesiebt, wobei zur Mahlung üblicherweise Walzenstühle, Stiftmühlen oder Schwingmühlen eingesetzt werden können. Die Partikelgröße des gesiebten, trockenen Hydrogels beträgt vorzugsweise unter 1000 &mgr;m, besonders bevorzugt unter 900 &mgr;m, ganz besonders bevorzugt unter 800 &mgr;m, und vorzugsweise über 100 &mgr;m, besonders bevorzugt über 150 &mgr;m, ganz besonders bevorzugt über 200 &mgr;m.

Ganz besonders bevorzugt ist eine Partikelgröße (Siebschnitt) von 106 bis 850 &mgr;m. Die Partikelgröße wird gemäß der von der EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) empfohlenen Testmethode Nr. 420.2-02 "Particle size distribution" bestimmt.

Die wasserabsorbierenden Polymere werden vorzugsweise anschließend oberflächennachvernetzt. Hierzu geeignete Nachvernetzer sind Verbindungen, die mindestens zwei Gruppen enthalten, die mit den Carboxylatgruppen des Hydrogels kovalente Bindungen bilden können. Geeignete Verbindungen sind beispielsweise Alkoxysiliylverbindungen, Polyaziridine, Polyamine, Polyamidoamine, Di- oder Polyglycidylverbindungen, wie in EP-A 0 083 022, EP-A 0 543 303 und EP-A 0 937 736 beschrieben, di- oder polyfunktionelle Alkohole, wie in DE-C 33 14 019, DE-C 35 23 617 und EP-A 0 450 922 beschrieben, oder &bgr;-Hydroxyalkylamide, wie in DE-A 102 04 938 und US 6,239,230 beschrieben.

Des weiteren sind in DE-A 40 20 780 zyklische Karbonate, in DE-A 198 07 502 2-Oxazolidon und dessen Derivate, wie 2-Hydroxyethyl-2-oxazolidon, in DE-A 198 07 992 Bis- und Poly-2-oxazolidinone, in DE-A 198 54 573 2-Oxotetrahydro-1,3-oxazin und dessen Derivate, in DE-A 198 54 574 N-Acyl-2-Oxazolidone, in DE-A 102 04 937 zyklische Harnstoffe, in DE-A 103 34 584 bizyklische Amidacetale, in EP-A 1 199 327 Oxetane und zyklische Harnstoffe und in WO 03/031482 Morpholin-2,3-dion und dessen Derivate als geeignete Oberflächennachvernetzer beschrieben.

Die Nachvernetzung wird üblicherweise so durchgeführt, dass eine Lösung des Oberflächennachvernetzers auf das Hydrogel oder das trockene wasserabsorbierende Polymerpulver aufgesprüht wird. Im Anschluss an das Aufsprühen wird das Polymerpulver thermisch getrocknet, wobei die Vernetzungsreaktion sowohl vor als auch während der Trocknung stattfinden kann.

Das Aufsprühen einer Lösung des Vernetzers wird vorzugsweise in Mischern mit bewegten Mischwerkzeugen, wie Schneckenmischer, Paddelmischer, Scheibenmischer, Pflugscharmischer und Schaufelmischer, durchgeführt werden. Besonders bevorzugt sind Vertikalmischer, ganz besonders bevorzugt sind Pflugscharmischer und Schaufelmischer. Geeignete Mischer sind beispielsweise Lödige®-Mischer, Bepex®-Mischer, Nauta®-Mischer, Processall®-Mischer und Schugi®-Mischer.

Die thermische Trocknung wird vorzugsweise in Kontakttrocknern, besonders bevorzugt Schaufeltrocknern, ganz besonders bevorzugt Scheibentrocknern, durchgeführt. Geeignete Trockner sind beispielsweise Bepex®-Trockner und Nara®-Trockner. Überdies können auch Wirbelschichttrockner eingesetzt werden.

Die Trocknung kann im Mischer selbst erfolgen, durch Beheizung des Mantels oder Einblasen von Warmluft. Ebenso geeignet ist ein nachgeschalteter Trockner, wie beispielsweise ein Hordentrockner, ein Drehrohrofen oder eine beheizbare Schnecke. Es kann aber auch beispielsweise eine azeotrope Destillation als Trocknungsverfahren benutzt werden.

Bevorzugte Trocknungstemperaturen liegen im Bereich 50 bis 250°C, bevorzugt bei 50 bis 200°C, und besonders bevorzugt bei 50 bis 150°C. Die bevorzugte Verweilzeit bei dieser Temperatur im Reaktionsmischer oder Trockner beträgt unter 30 Minuten, besonders bevorzugt unter 10 Minuten.

Die Schichten in dem erfindungsgemäßen Verbund werden entsprechend angeordnet. Vorzugsweise besteht die untere Schicht aus einem Weichschaumstoff und die obere Schicht aus gequollenen wasserabsorbierenden Polymerpartikeln.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befindet sich zwischen der unteren und der oberen Schicht eine Polymerschicht, wobei die Polymerschicht Fasern aufweist, die in die obere Schicht hineinragen.

Die Fasern stabilisieren die obere Schicht und vermindern ein Versetzen der gequollenen wasserabsorbierenden Polymerpartikel bei der Verwendung des Verbundes als Kunstschnee.

Als Polymerschicht sind beispielweise Polymerschichten geeignet, wie sie als Kunstrasen verwendet werden. Die Höhe der aus der Polymerschicht aufragenden Fasern wird üblicherweise an die gewünschte Höhe der oberen Schicht, die die gequollenen wasserabsorbierenden Polymerpartikel enthält, angepasst. Die Polymerschicht sollte für Wasser durchlässig sein, beispielsweise pertoriert.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, umfassend eine weitgehend wasserundurchlässige Unterlage, auf der ein oben beschriebener Verbund aus Weichschaumstoff und gequollenen wasserabsorbierenden Polymerpartikeln aufgebracht wurde. Weichschaumstoff und wasserundurchlässige Unterlage werden so gewählt, dass üblicherweise weniger als 10 l/h·m2, vorzugsweise weniger als 5 l/h·m2, besonders bevorzugt weniger als 1 l/h·m2, Wasser aus dem Weichschaumstoff in die Unterlage versickern.

Bei der Unterlage kann es sich um ein natürlich oder ein künstlich angelegtes für den Skilauf geeignetes Gelände handeln.

Um Wasserverluste auszugleichen wird der Weichschaumstoff vorzugsweise mit mindestens einer Wasserzuführung verbunden. Über die Wasserzuführung und dem Weichschaumstoff als Verteilschicht werden Wasserverluste der gequollenen wasserabsorbierenden Polymerpartikel ausgeglichen. Wasserverluste können beispielsweise dadurch auftreten, dass ein Teil des durch Druckbelastung freigesetzten Wassers an der Oberfläche abfließt, bevor es während der Druckentlastung wieder von den wasserabsorbierenden Polymerpartikeln resorbiert werden kann.

Vorteilhaft befinden sich die Wasserzuführungen am höchsten oder an den höchsten Punkten der Vorrichtung. Das Wasser kann am tiefsten oder den tiefsten Punkten der Vorrichtung gesammelt und rückgeführt werden.

Der erfindungsgemäße Verbund ist hervorragend als Kunstschnee zum Skilauf, insbesondere Sommerskilauf geeignet. Auf aufwendige Kühlaggregate und thermische Isolationen kann völlig verzichtet werden.

Methoden:

Die Messungen sollten, wenn nicht anders angegeben, bei einer Umgebungstemperatur von 23 ± 2 °C und einer relativen Luftfeuchte von 50 ± 10 % durchgeführt werden. Die wasserabsorbierenden Polymerpartikel werden vor der Messung gut durchmischt.

Zentrifugenretentionskapazität (CRC Centrifuge Retention Capacity) Die Zentrifugenretentionskapazität wird gemäß der von der EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) empfohlenen Testmethode Nr. 441.2-02 "Centrifuge retention capacity" bestimmt.

Quellfähigkeit (FSC Free Swell Capacity)

Die Quellfähigkeit wird nach der von der EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) empfohlenen Testmethode Nr. 440.2-02 "Free swell capacity" bestimmt.

Absorption unter Druck (AUL0.7psi Absorbency Under Load)

Die Absorption unter Druck wird gemäß der von der EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) empfohlenen Testmethode Nr. 442.2-02 " Absorption under pressure" bestimmt.

Beispiel 1

In einen Lödige®-Pflugscharkneter Typ VT 5R-MK (5 l Volumen) wurden 910 g Wasser und 578 g Acrylsäure vorgelegt. Unter Rühren wurden nacheinander 481 g 50gew.-%ige Natronlauge sowie 2,54 g Polyethylenglykoldiacrylat (Diacrylat eines Polyethylenglykols mit einem mittleren Molgewicht von 400 g/mol) zudosiert und unter Durchperlen von Stickstoff 30 Minuten inertisiert. Dann wurde durch Zusatz von 4,6 g 0,5gew.-%iger wässriger Ascorbinsäure sowie 10,5 g 15gew.-%igem wässrigem Natriumperoxodisulfat bei ca. 23°C gestartet. Nach dem Start wurde die Temperatur des Heizmantels der Reaktionstemperatur im Reaktor mittels Regelung nachgeführt. Es wurde unter Rühren und guter Durchmischung im Kneter polymerisiert. Das letztlich erhaltene krümelige Gel wurde dann bei 180°C ca. 3 Stunden im Umlufttrockenschrank getrocknet. Anschliessend wurde gemahlen und auf 100 bis 600 &mgr;m abgesiebt und ein Grundpolymer A erhalten.

In einem Waring®-Blender wurde auf das Grundpolymer A 3,84 Gew.-% einer Nachvernetzerlösung, bezogen auf Grundpolymer A, aufgesprüht und das Polymer 60 Minuten bei 190°C Produkttemperatur nachvernetzt. Anschließend wurde das erhaltene Polymer bei 600 &mgr;m abgesiebt, um eventuell vorhandene Klumpen abzutrennen.

Die Nachvernetzungslösung hatte folgende Zusammensetzung: 1,56 Gew.-% Ethylenglykoldiglycidylether, 23,96 Gew.-% Propylenglykol, 66,15 Gew.-% Wasser und 8,33 Gew.-% einer 27,8gew.-%igen wässrigen Aluminiumsulfatlösung.

Das nachvernetzte, wasserabsorbierende Polymer hatte folgende Eigenschaften: FSC: 50,4 g/g CRC: 30,8 g/g

Beispiel 2

In einen Lödige®-Pflugscharkneter (10 l Volumen) wurden 1.189 g Wasser und 618 g Acrylsäure vorgelegt. Unter Rühren wurden nacheinander 191 g 50gew.-%ige Natronlauge sowie 1,84 g Polyethylenglykoldiacrylat (Diacrylat eines Polyethylenglykols mit einem mittleren Molgewicht von 400 g/mol) und 0,46 g Sorbitanmonooleat zudosiert und unter Durchperlen von Stickstoff 30 Minuten inertisiert. Dann wurde durch Zusatz von 0,4 g 3gew.-%igem Wasserstoffperoxid, 6,2 g 0,5gew.-%iger wässriger Ascorbinsäure sowie 4,1 g 15gew.-%igem wässrigem Natriumperoxodisulfat bei ca. 23°C gestartet. Nach dem Start wurde die Temperatur des Heizmantels der Reaktionstemperatur im Reaktor mittels Regelung nachgeführt. Es wurde unter Rühren und guter Durchmischung im Kneter polymerisiert. Das letztlich erhaltene krümelige Gel wurde dann bei 180°C ca. 3 Stunden im Umlufttrockenschrank getrocknet. Anschliessend wurde gemahlen und auf kleiner 100 &mgr;m abgesiebt und ein Grundpolymer B erhalten.

In einem Waring®-Blender wurde auf das Grundpolymer B 5 Gew.-% einer Nachvernetzerlösung, bezogen auf Grundpolymer B, aufgesprüht und das Polymer 60 Minuten bei 150 bis 170°C Produkttemperatur nachvernetzt. Anschließend wurde das erhaltene Polymer bei 100 &mgr;m abgesiebt, um eventuell vorhandene Klumpen abzutrennen. Das Endprodukt wurde durch Zusatz von 0,35 Gew.-%, bezogen auf das Polymer, Polyethylenglykol mit einem mittleren Molgewicht von 300 g/mol phlegmatisiert.

Die Nachvernetzungslösung hatte folgende Zusammensetzung: 2 Gew.-% Ethylenglykoldiglycidylether, 30 Gew.-% Propylenglykol und 68 Gew.-% Wasser.

Das nachvernetzte, wasserabsorbierende Polymer hatte folgende Eigenschaften: FSC: 28,0 g/g CRC: 20,0 g/g

Beispiel 3

In einen Lödige-Pflugscharkneter Typ VT 5R-MK (5 l Volumen) wurden 580 g Wasser und 319 g Acrylsäure vorgelegt. Unter Rühren wurden nacheinander 253 g 50gew.-%ige Natronlauge sowie 2,05 g 15fach ethoxiliertes Trimethylolpropantriacrylat zudosiert und unter Durchperlen von Stickstoff 30 Minuten inertisiert. Dann wurde durch Zusatz von 1,35 g 0,25gew.-%igem Wasserstoffperoxid, 1,4 g 1gew.-%iger wässriger Ascorbinsäure sowie 3,1 g 15gew.-%igem wässrigem Natriumperoxodisulfat bei ca. 23°C gestartet. Nach dem Start wurde die Temperatur des Heizmantels der Reaktionstemperatur im Reaktor mittels Regelung nachgeführt. Es wurde unter Rühren und guter Durchmischung im Kneter polymerisiert. Das letztlich erhaltene krümelige Gel wurde dann bei 180°C ca. 3 Stunden im Umlufttrockenschrank getrocknet. Anschliessend wurde gemahlen und auf kleiner 300 &mgr;m abgesiebt.

Das wasserabsorbierende Polymer hatte folgende Eigenschaften: FSC: 40,3 g/g CRC: 29,5 g/g

Beispiel 4

Die Polyol- und Isocyanatkomponente wurden bei 23°C durch intensives Rühren vereinigt, in eine Form eingebracht und diese verschlossen. Die Polyolkomponente enthielt 81,9 Gew.-% Lupranol® 2095 (mit Glycerin gestarteter Polyvxyethylen-Polyoxypropylen-Polyetheralkohol, Hydroxylzahl 35 mgKOH/g; BASF Aktiengesellschaft), 2,5 Gew.-% Ethylenglykol, 1,5 Gew.-% Lupragen® N203 (Triethylendiamin, 33gew.-%ig in Ethylenglykol; BASF Aktiengesellschaft), 6 Gew.-% n-Pentan, 3 Gew.-% Schwarzpaste, 5 Gew.-% Ethylenglykolmonoethylether und 0,1 Gew.-% Wasser. Die Isocyanatkomponente bestand aus einem Präpolymer aus 42 Gew.-% Diphenylmethandiisocyanat, 60 Gew.-% Lupranat® M20 (polymeres Diphenylmethandiisocyanat; BASF Aktiengesellschaft) und 8 Gew.-% Polypropylenglykol (mittleres Molekulargewicht von 450 g/mol). Das Gewichtsverhältnis von Isocyanatkomponente und Polyolkomponente betrug 100:35. Nach Beendigung der Reaktion wurden die Teile entformt und die mechanischen Eigenschaften bestimmt.

Die Dichte betrug 340 g/m3, die Rückprallelastizität (DIN EN ISO 8307) betrug 27,3%, die Stauchhärte 40% (DIN EN ISO 3386-1) betrug 22 kPa und die Hystereseberechnung bei Stauchung nach DIN EN ISO 3386-1 betrug 43%.


Anspruch[de]
Verbund, umfassend eine untere und eine obere Schicht, wobei die untere Schicht einen Weichschaumstoff und die obere Schicht gequollene wasserabsorbierende Polymerpartikel enthält. Verbund gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der unteren und der oberen Schicht eine perforierte Polymerschicht befindet, wobei die Polymerschicht Fasern aufweist, die in die obere Schicht hineinragen. Verbund gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Weichschaumstoff ein viskoelastischer Weichschaumstoff ist. Verbund gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Weichschaumstoff ein Polyurethanschaumstoff ist. Verbund gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserabsorbierenden Polymere eine CRC aufweisen, die um 0,01 bis 30 g/g höher ist als die AUL0.7psi. Vorrichtung, umfassend einen weitgehend wasserundurchlässigen Untergrund und einem Verbund gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Weichschaumstoff über mindestens eine Wasserzuführung verfügt. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die mindestens eine Wasserzuführung am höchsten Punkt oder an den höchsten Punkten der Vorrichtung befindet. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser am tiefsten Punkt oder an den tiefsten Punkten der Vorrichtung gesammelt und rückgeführt wird. Verwendung eines Verbundes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 als Kunstschnee zum Skilauf. Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9 als Kunstschneeanlage zum Skilauf. Verwendung gequollener wasserabsorbierender Polymere als Kunstschnee bei Temperaturen von größer 0 bis 50°C, wobei die wasserabsorbierenden Polymere eine CRC aufweisen, die um 0,01 bis 30 g/g höher ist als die AUL0.7psi.






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