[发明专利]人造雪籽晶和制造人造雪的方法

说明书

本发明涉及人造雪籽晶和制造人造雪的方法。更确切地是，本发明涉及一种超吸水聚合物的人造的球形粒状雪籽晶，该籽晶在吸水后保持原来的球形状态而不相互粘附。该球形雪籽晶可以是干燥或水溶胀状态的。可通过冷冻用该雪籽晶来制造具有颗粒或米-粉饼外观的人造雪。在覆盖该雪的坡道上用雪撬滑行时，所得到的人造雪显示出良好的性能，并可适当地将雪的状态调节到适于滑雪。

(天然雪)近来，降雪和雪的积累已显著地减少。因此，许多滑雪娱乐场的开放经常受到阻碍。此外，由于新降落的天然雪太软并且不适于雪撬平稳的滑行，为了得到非常整洁的压实的滑雪坡道，在滑雪坡道上的天然雪要求用滑道调整器经常压实。另一方面，在滑道调整器整修过的滑道上的雪的条件仍不适于滑雪比赛场合，因而滑道必须通过在脚下踩踏，随后在铺展开的雪上喷洒水进行整修。

由这些手段改造的坡道对外界空气温度非常敏感，而雪的质量随时间的推移广泛地由水块变成细粒。这是由于雪层内部的水分子的升华和冷凝，从而引起雪晶体结构的变化而造成的。滑雪者在覆盖粒雪的坡道上不容易用雪撬平稳地滑行；因而经常的整修雪，例如使冰冻壳层破裂是必不可少的。然而，这些努力不能成功地得到满意的结果。

(人造雪)造雪机装置已流行在许多滑雪娱乐场以延长整个滑雪季节。造雪机划为主要由“枪”型和“扇”型组成的两组。由造雪机制造人造雪的方法包括借助压缩空气的绝热膨胀或冷空气将压缩水雾化至零下气氛以制备细冰颗粒。这样所制得的人造雪含有10％(重量)或更多的水，其密度为约0.3-约0.4g/cm³，机械强度小于1kg/cm²。覆盖这种人造雪的坡道不经压实不适于滑雪。这种人造雪质量的变化比天然雪更频繁，而且在某些场合，在数天内形成平均外径为约1-5mm的粒雪。粒雪对滑雪者是麻烦的；因此必须采取类似于上述的那些措施以克服伴随的问题。

能通过物理冲击手段破碎冰块以制造冰颗粒或雪片的造雪机也是广泛地使用的；然而它仅能制备较差的冰薄片或粒雪，而且必需采取措施以解决上述的问题。

日本专利公开No 63-500526公开了一种制备人造雪的方法，该方法包括将水溶胀物质的颗粒，即吸水聚合物与水混合，使该水溶胀颗粒曝露于空气中，随后冷冻。这样制得的雪具有像“EISBAHN”(冰道)，而不是雪那样的细小硬冰的外观，并且其密度为约0.4-0.9g/cm³，机械强度为约10-若干个100kg/cm²，因为这些性能对曝气或冷冻条件是高度敏感的。当借助物理冲击破碎以制备颗粒冰或雪片时，这种“Eisbahn”成形的硬冰仅产生较差的粒雪。从而，为了制造适用于单独用上述水溶胀物质覆盖滑雪坡道的人造雪，必不可少的要添加表面活性剂，调节雪的颗粒尺寸和水含量以及经常的整修坡道，以防止冷冻的雪颗粒进一步团聚。这种雪对管理滑雪坡道的工作人员来说是太困难了。

由于在室外坡道上的雪的状况对气候是高度敏感的，所以能全年开放的室内滑雪场最近已成为普遍的了。用上述人造雪、人造冰颗粒、雪片或由水溶胀物质，例如吸水聚合物和水制得的人造雪铺设室内人造滑雪坡道；然而，上述许多问题在这些人造室内滑雪坡道中仍未得到解决。

通过用一种含有上述水溶胀物质，例如吸水聚合物和水(混合重量比＝约1/80-1/100)的糊状物覆盖场地，随后冷冻整个场地以造成类似于溜冰场那样的表面而制得另一种室内滑雪坡道。而后整修该表面，同时将表面的冰刮去，在冰床的顶部制造人造雪。除了上述问题之外，用这一方法造成的室内滑雪坡道有一个特有的问题是，不易于滑雪杖的插置，因为这是一种劣于人造雪，像“Eisbahn”一样的冰层。

上述问题可通过使用由冷冻水溶胀的，超吸收聚合物(日本专利公开说明书序号4-43274和4-43275)制得的人造雪得到解决。该人造雪以水溶胀超吸收聚合物本身冷冻颗粒的形式或以类似于冰针或冻柱(照片2)的冰晶形式提供，所述冰晶是由溶胀颗粒在冷却时释放出的水形成的。在这一场合，滑雪道基底与颗粒接触的结果，与天然粉状雪的动摩擦系数(μK)约0.02-0.05比较，不理想地提高到约0.04-0.10。当动摩擦系数(μK)为0.06或更高时，则变得很难控制雪撬，例如转弯，因为速度减慢了。在滑行时造成不合适，和损害愉快的感觉。