人造仿雪及其制造方法与流程

本发明涉及一种以无机盐类颗粒为主体，并结合高分子溶液的颗粒组合物作为常温人造仿雪，有别于以水为主体制作出来的低温人造雪。

背景技术：

一般人造雪是以水为主体，在低温环境下(0℃左右)利用造雪机制作出来雪花，因此不适合在亚热带造雪，或者仅能在具有室内空调的低温空间造雪。此方法受到自然环境条件的限制，且制作过程需透过热交换技术将水冷冻成雪，造雪过程会大幅消耗能量而有环保的顾虑。

因此，人们陆续地开发出以下多种可应用于非寒冷地区的常温人造雪。举例来说，习知的人造雪以超吸水聚合物为主体，此聚合物可迅速吸收水分，在短时间内膨胀且凝胶化，形成一种颜色、外观、松散度类似天然雪的球形人造雪颗粒。然而，此聚合物凝胶化后触感变得柔软、黏稠，且颗粒之间彼此不黏附，无法真正模拟天然雪的触感。

为增加人造雪的机械特性，近年来开发出一种以锶铁氧体为主体并带有磁性的人造雪。锶铁氧粉体经过成型、烧结、清洗、烘干、充磁制作出人造雪，其具有良好的凝聚性、阻尼分散性和润滑性。然而其制作流程需经过多道手续，且烧结温度高达1000～1300℃，同样消耗了许多能量。

另有一种以塑化材质固定于地面的“旱雪”技术，其造型包含刷子状、梳子状或金针菇等形状，以类似地毯的方式铺设于地面供滑雪使用。但此法受限于固定在地面的型式，仅提供滑行功能，不能用来堆雪人或打雪仗等其他雪地娱乐。

有鉴于此，目前需要一种在外观、触感以及机械性能上皆类似于天然雪的常温人造仿雪，且其制作过程简单以及容易大量铺设于滑雪坡道上。

技术实现要素：

本发明提供一种人造仿雪，其模拟天然雪的外观、触感、凝聚性及阻尼分散性等特性，因而可用在常温下铺设滑道供各式的雪地娱乐(例如滑雪、堆雪人以及打雪仗)。此外，此人造仿雪材质可自然分解在大自然中，因此相对环保。

本发明再提供一种人造仿雪的制作方法，其制作过程简单，可在室温下实施而完全不需低温环境，且容易大量铺设于滑道上，以达到低耗能、低成本的效果。

本发明的一实施例提供一种人造仿雪，包含：多个无机盐类颗粒；以及高分子溶液层，呈胶状包覆无机盐类颗粒的表面，其中，高分子溶液层由水溶性的吸水高分子聚合物及水性溶剂所组成。

在一实施例中，人造仿雪中无机盐类颗粒的重量百分比为72％～97％，

剩余为高分子溶液层，所述高分子溶液层由水溶性的吸水高分子聚合物及水性溶剂所组成，且所述吸水高分子聚合物与所述水性溶剂的重量比例为1：100～1：20000。

在一实施例中，无机盐类颗粒的阳离子包含第IA族金属离子及铵根离子，且阴离子包含卤素离子、硝酸根离子、硫酸根离子、碳酸根离子以及磷酸根离子。所述第IA族金属离子优选为钠或者钾。

在一实施例中，无机盐类颗粒的粒径范围为小于10mm。

在一实施例中，吸水高分子聚合物包含丙烯酰胺、淀粉接枝丙烯腈、丙烯酸盐、甲基丙烯酸盐以及羧甲基纤维素盐的直链型聚合物或者共聚物。

在一实施例中，水性溶剂包含纯水以及含有乙醇、异丙醇及甘油的至少其中之一的水溶液。

本发明的另一实施例提供一种人造仿雪的制造方法，包含：混合水溶性的高分子聚合物及水性溶剂，以让高分子聚合物溶于水性溶剂而形成高分子溶液；以及混合高分子溶液与多个无机盐类颗粒，以让高分子溶液均匀地包覆于无机盐类颗粒的表面而形成高分子溶液层，完成人造仿雪。

本发明的又一实施例提供一种颗粒组合物作为人造仿雪的用途，所述颗粒组合物包含：多个无机盐类颗粒；以及高分子溶液层，呈胶状包覆无机盐类颗粒的表面，其中，高分子溶液层由水溶性的吸水高分子聚合物及水性溶剂所组成。

在一实施例中，颗粒组合物可作为铺设滑雪坡道以及制作各式立体造形。

附图说明

图1表示以本发明的人造仿雪的结构的示意图；

图2表示本发明的人造仿雪的制作流程图；

图3表示以本发明的人造仿雪铺设滑雪坡道的示意图；

图4表示以本发明的人造仿雪制作立体造型的示意图；

符号说明：

10人造仿雪；12无机盐类颗粒；14高分子溶液层；100滑雪坡道；

200雪人。

具体实施方式

以下，参考伴随的图式，详细说明依据本发明的实施例，俾使本领域者易于了解。所述的创作可以采用多种变化的实施方式，当不能只限定于这些实施例。本发明省略已熟知部分(well-known part)的描述，并且相同的参考号于本发明中代表相同的组件。

图1显示以本发明的人造仿雪的结构的示意图，在本实施例中的人造仿雪10，包含：多个无机盐类颗粒12；以及高分子溶液层14，呈胶状包覆无机盐类颗粒12的表面，其中，所述高分子溶液层14由水溶性的吸水高分子聚合物及水性溶剂所组成。

其中，无机盐类颗粒12为白色结晶，用以模拟天然雪的结晶颗粒触感以及松散质地，可溶于水性溶剂(溶解度大于10^-4M)中解离产生阴阳离子，且产生的离子不与高分子聚合物反应沉淀。因此无机盐类颗粒12的阳离子可为第IA族金属离子以及铵根离子，且阴离子可为卤素离子、硝酸根离子、硫酸根离子、碳酸根离子以及磷酸根离子。在本实施例中，无机盐类颗粒12可为氯化钠，但在另一未绘示的实施例中无机盐类颗粒12也可由碳酸钠、硫酸钠、磷酸钾、硝酸钾、氯化铵等材料所构成。

其中，无机盐类颗粒12泛属容易取得的来源，颗粒之间存在着范德华力及库伦力因而彼此吸引，此吸引力可用以模拟天然雪的凝聚性，当颗粒的粒径越小、接触面积越大时凝聚性也越强；此外，无机盐类颗粒12为分散性的固体，可产生阻尼分散性，适当的凝聚性有助于进行雪地娱乐时容易将人造仿雪10压捏成预定形状而不会散开，或者阻尼分散性可模拟铲雪转弯的滑雪体验。因此无机盐类颗粒12的粒径小于10mm，在本实施例中，氯化钠颗粒的粒径可为100μm～500μm。

其中，高分子溶液层14的成分可为高分子溶液，由水溶性的吸水高分子聚合物及水性溶剂形成。高分子溶液层14均匀地包覆在无机盐类颗粒12的表面，可增加人造仿雪10的凝聚性及保水性。在本实施例中，高分子溶液为聚丙烯酸钠与水混合的水溶液。

其中，吸水高分子聚合物可溶于水性溶剂中，并可产生具有电性基团的分子长链。无机盐类颗粒12或者吸水高分子聚合物溶解后可提供与分子长链电性相异的离子，因而使得离子与分子长链间透过静电吸引形成架桥，亦有助于增加人造仿雪10的凝聚性。

此外，吸水高分子聚合物可吸收空气中湿气，透过吸收湿气可减缓溶剂蒸散的速率，让吸水高分子聚合物保持在解离形成架桥的状态，进而人造仿雪能够维持其凝聚性而不会变的干、硬。因此在另一未绘示的实施例中，吸水高分子聚合物也可由丙烯酰胺、淀粉接枝聚丙烯腈、羧甲基纤维素盐、丙烯酸盐、甲基丙烯酸盐的直链型聚合物或者共聚物所替代，举例但不限于聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠等。

其中，水性溶剂为可溶解吸水高分子聚合物的溶剂，或更具有挥发性物质的溶液。当人造仿雪10握在手中时，由于水性溶剂的蒸散带走些许热量，接触部位会感到温度下降，可仿真天然雪的冰凉触感。因此在另一未绘示的实施例中，水性溶剂可由重量百分浓度为5-30％的乙醇、异丙醇、或者两者依任意比例混合的水性溶剂代替水。

其中，水性溶剂为可溶解吸水高分子聚合物的溶剂，或更含有多醇官能基分子的溶液，以提高人造仿雪10的保水效果来增加寿命。因此在另一未绘示的实施例中，水性溶剂可由重量百分比1-20％的甘油水溶液代替水。

其中，高分子溶液中高分子聚合物与水性溶剂的重量比例可为1：100～1：20000，形成胶状具有流动性的液态溶液而非遇水膨胀的水凝胶，可均匀地与无机盐类颗粒12混合。在本实施例中所配置聚丙烯酸钠水溶液的浓度可为1：200～1：10000。

其中，无机盐类颗粒12的重量百分比例如为72％～97％，并使用上述比例为1：100～1：20000的高分子溶液进行制备时，则吸水高分子聚合物的重量百分比可为0.0001％～0.27％，水性溶剂的重量百分比可为2％～27％。在本实施例的人造仿雪10中氯化钠的重量百分比可为80％～95％，并使用比例为1：200～1：10000的高分子溶液制备时，则聚丙烯酸钠的重量百分比可为0.0004％～0.095％，水的重量百分比可为4％～19％。

图2显示本发明的人造仿雪的制作流程图。本实施例可根据步骤S01与S02制造出图1的人造仿雪10，但不以此为限。首先进行步骤S01，混合水溶性的高分子聚合物及水性溶剂，以让高分子聚合物溶于水性溶剂而形成高分子溶液。举例来说，将1g的聚丙烯酸钠溶于200g的水，形成浓度为1：200的聚丙烯酸钠水溶液。接着进行步骤S02，混合高分子溶液与多个无机盐类颗粒12，以让高分子溶液均匀地包覆无机盐类颗粒12的表面而形成高分子溶液层14。例如，将上述聚丙烯酸钠水溶液倒入粒径大小100μm～500μm，总重3500g的氯化钠颗粒中搅拌均匀，因而在氯化钠颗粒的表面而形成聚丙烯酸钠水溶液层，于是完成具有白色的颗粒组合物的人造仿雪10。此外，根据需求还可在制作人造仿雪10的过程中添加适量的抗菌剂等添加剂。

根据上述实施例完成的人造仿雪10中，白色颗粒组合物的形态取决于使用的无机盐类颗粒12的晶形(举例但不限于，氯化钠为立方晶体)及粒径。

换句话说，无机盐类颗粒12与高分子溶液层14所构成的颗粒组合物可作为人造仿雪10的用途。颗粒组合物可进一步应用在雪地娱乐，如第三图的滑雪坡道示意图，可将上述实施例制作的人造仿雪10直接铺设于滑雪坡道100，并且依照需求铺设适当的厚度。此外，可透过喷洒适量的高分子溶液或水性溶剂于使用过一段时间的滑道上，或者在其上直接铺设一层新的人造仿雪10，即可改善高分子溶液层14因溶剂的蒸散作用，或是因重量的挤压使得人造仿雪10变的硬、脆的问题。

人造仿雪10在外力的压捏下，透过颗粒与颗粒间的凝聚性效果而易于塑形，可制作各式立体造形而不散开。例如第四图的雪人示意图所示，可将上述实施例制作的人造仿雪10捏制成雪人200的主体。此外，当溶剂蒸散后雪人200的表面会变的坚硬，因此可长时间保持此造形而不散开。

透过本发明上述实施例所提供的人造仿雪10，可模拟天然雪的外观、触感、凝聚性及阻尼分散性等特性，容易大量铺设于滑道上，因此可实现常温下铺设滑道供各式的雪地娱乐。由于使用的原料成本低廉，在室温环境下制造减少了能源消耗，因此可大幅降低成本。

惟，以上所揭露的图示及说明，仅为本发明的较佳实施例而已，非为用以限定本发明的实施，大凡熟悉该项技艺的人士其所依本发明的精神，所作的变化或修饰，皆应涵盖在以下本案的申请专利范围内。