имитатор льда или снега

Формула изобретения

Применение этиленкарбоната в качестве имитатора льда или снега.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области спорта и массовых развлечений и может быть использовано, в частности, при сооружении катков с синтетическим покрытием.

Для оценки новизны заявленного решения рассмотрим ряд известных заявителю технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленным изобретением признаков, известных из сведений, ставших общедоступными до даты приоритета изобретения.

Известно, что лучшим материалом для создания катков является натуральный лед, обладающий уникальным сочетанием свойств. Он достаточно твердый, но уступает по твердости железу и благодаря этому царапается коньком, позволяя зацепиться за поверхность катка, не давая в то же время врезаться коньку слишком глубоко. Таким образом обеспечивается не только возможность скольжения по ледовой поверхности, но и возможность торможения на ней, что особенно важно при проведении тренировочных и учебных спортивных занятий, когда условиям безопасности катания придается повышенное значение. При этом натуральный лед достаточно прочен и, самое главное, обладает высокими антифрикционными свойствами, т.е. низким коэффициентом трения (в данном случае - трения скольжения). При трении конька о лед в зоне их контакта происходит сильный локальный нагрев поверхности льда. В результате лед в указанной зоне плавится, а образовавшаяся вода служит своего рода смазкой, обеспечивающей необходимое скольжение.

Все возрастающая потребность в занятиях спортом заставляет искать новые возможности для создания ледовых площадок. Широко известны катки, основу которых составляет искусственный лед, т.е. лед, получаемый из воды с помощью холодильных установок (см., например, патенты России № 1510484, 2276312, патент США № 6517442, патент Великобритании № 1416700). Для повышения прочности искусственный лед может содержать различные добавки, например влагопоглощающий полимер (см. патент США № 5261245). Oднако для возведения искусственных катков требуются дорогостоящее и энергоемкое холодильное оборудование, длительные подготовительные и пусконаладочные работы.

В связи с этим более предпочтительными являются катки, содержащие синтетическое покрытие, имитирующее натуральный лед. Для возведения таких катков не требуется холодильное оборудование. Их можно эксплуатировать в любое время года и при любой температуре.

Известны синтетические покрытия в виде имитатора льда (см., например, патент США № 5364548). Такие покрытия обычно содержат прочную твердую основу (подложку) из пластика - материала на основе полимеров (чаще - полиэтилена). При этом основа покрытия может быть выполнена цельной (цельнопластиковые панели фирмы «Интер Айс»), либо армированной (панели фирмы «Викинг Айс» с прослойкой из высококачественной фанеры, препятствующей деформации основы). Для улучшения антифрикционных свойств поверхность синтетического льда обрабатывается специальной жидкой или легкоплавкой смазкой, например силиконовым воском (см. патент США № 4310588).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является техническое решение, описанное в заявке № 2005124696 на выдачу патента России на изобретение, опубликованной 02.10.2007 г.

В заявке предложено синтетическое покрытие для катка в виде имитатора льда, представляющее собой прочную основу из полимерных пластин (полиэтиленовых, полиуретановых или полипропиленовых), на верхнюю поверхность которых для улучшения скольжения нанесен слой силиконовой смазки. Для обеспечения возможности торможения на поверхности полимерных пластин выполнен рельеф в виде множества микровпадин с небольшой глубиной (не более 1 мм).

Основным недостатком прототипа, равно как и вышеназванных аналогов, является достаточно высокий коэффициент трения имитирующего лед синтетического покрытия, что не позволяет добиться на полимерном льду такого же скольжения, как и на натуральном. За счет высокого трения о поверхность льда конек может сильно (до 100°С) раскаляться, при этом износ конька возрастает в несколько раз.

Кроме того, цельнопластиковый лед из полимерных материалов подвержен деформации за счет линейного расширения (полимерам свойственна хладотекучесть), а армированный фанерой коробится при изменении влажности. К тому же смазка, наносимая на синтетическое полимерное покрытие, оставляет трудноудаляемые пятна на одежде потребителя.

Указанные недостатки обусловливают невысокую эксплуатационную надежность прототипа, а также низкие потребительские свойства его.

Настоящая полезная модель направлена на решение задачи создания имитатора льда, обладающего высокой эксплуатационной надежностью и улучшенными потребительскими свойствами.

Указанный технический результат достигается применением в качестве имитатора льда этиленкарбоната.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, в которых этиленкарбонат, благодаря его известным физико-химическим свойствам, применялся бы по предлагаемому заявителем назначению, что, по мнению заявителя, позволяет считать предлагаемое изобретение удовлетворяющим условию «новизна».

В отличие от полимеров - высокомолекулярных соединений этиленкарбонат является низкомолекулярным соединением и представляет собой циклический эфир окиси этилена и угольной кислоты.

Внешне этиленкарбонат - бесцветные кристаллы без запаха с температурой плавления 38,5-39°С и температурой кипения 248°С (см. статью «Этиленкарбонат» в книге: Химическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1988). В жидком виде этиленкарбонат растворяет многие полимеры, полиэфирные волокна и смолы, благодаря чему используется в химической, текстильной и фармацевтической промышленности как растворитель и исходное вещество для синтеза мономеров и полимеров (см., например, патенты России № 2102358, 2190634, 2271356). Он нелетуч, не вызывает коррозии и малотоксичен (по данным Новосибирского Центра Международной Научно-Технической Сети STN International код токсичности этиленкарбоната RTECS - FF9550).

В обычных условиях окружающей среды этиленкарбонат может представлять собой либо бесцветные кристаллы, либо переохлажденную жидкость, находящуюся в стекловидном состоянии. При этом при переходе из жидкого (расплавленного) состояния в твердое он либо кристаллизуется (при медленном охлаждении), либо переходит в стекловидное состояние (при резком охлаждении).

В отличие от полимерных материалов, способных лишь поглощать энергию, выделяющуюся при трении, и в итоге - разрушаться, этиленкарбонат способен поглощать указанную энергию, переходя из твердого состояния в жидкое. В связи с этим выполненное из него покрытие в виде имитатора льда не подвержено термическому разрушению в зоне контакта с коньком, а сам конек не разогревается до опасной для потребителя температуры, как это происходит при использовании полимерных покрытий. Это очень важно, т.к. соблюдение правил техники безопасности и вероятность ожогов при касании раскаленного конька - одна из главных проблем при практическом использовании полимерного синтетического льда.

Образующийся при трении в зоне контакта с коньком жидкий этиленкарбонат выполняет роль смазки, аналогичной воде, выделяющейся при катании на натуральном льду, что обеспечивает высокие антифрикционные свойства предлагаемого покрытия. Последние, предотвращая сильный разогрев конька, способствуют меньшему износу его (на полимерном льду коньки изнашиваются в 3-4 раза быстрее). При торможении покрытие из этиленкарбоната так же, как и натуральный лед, надрезается кромкой конька, что позволяет использовать его для тренировочных спортивных занятий без специльной подготовки поверхности покрытия (без выполнения на нем специальных элементов, обеспечивающих торможение).

Следует отметить также низкую пожароопасность этиленкарбоната: вынесенный из открытого огня этиленкарбонат самозатухает, т.к. при термическом разложении его выделяется углекислый газ, используемый в огнетушителях. Кроме того, лед из этиленкарбоната не оставляет пятен на одежде потребителя.

Таким образом, применение этиленкарбоната, благодаря вышеописанным физико-химическим свойствам последнего, обеспечивает решение поставленной задачи - создания имитатора льда, обладающего по сравнению с прототипом высокой эксплуатационной надежностью и улучшенными потребительскими свойствами.

Впервые установленная связь физико-химических свойств этиленкарбоната и нового, предложенного авторами его назначения свидетельствует, по мнению заявителя, о соответствии заявляемого объекта условию «изобретательский уровень».

Поскольку лед и снег являются двумя модификациями одного и того же агрегатного состояния воды, из этиленкарбоната можно получать как стекловидное покрытие - синтетический лед, так и рассыпчатые белоснежные в массе кристаллы с высоким блеском - синтетический снег. Так, при резком охлаждении, например при наливе жидкого этиленкарбоната на холодный металлический лист, получается синтетический лед, а при медленном охлаждении, например при распылении жидкого этиленкарбоната на открытом воздухе, - синтетический снег.

Возможность реализации предлагаемого изобретения с помощью известных технических средств и технологий свидетельствует, по мнению заявителя, о соответствии заявляемого объекта условию «промышленная применимость».