BRPI0921744B1

BRPI0921744B1 - método para aplicar a referida superfície a superfície não-horizontal

Info

Publication number: BRPI0921744B1
Application number: BRPI0921744A
Authority: BR
Inventors: Hall Kevin; Reuben Bell Thomas; Still Thomas
Original assignee: Potters Ind De Inc; Potters Industries Inc; Potters Ind Llc
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2018-09-18
Also published as: JP2014052641A; AU2009308818A1; BRPI0921744A2; CR20110222A; CL2011000964A1; PL2342292T3; ZA201103112B; US8840956B2; EP2342292B1; ES2594732T3; AU2009308818B2; KR20110095235A; MY156533A; EP2342292A2; ECSP11011013A; NZ592493A; EP2342292A4; JP5789647B2; WO2010051432A3; WO2010051432A2

Description

(54) Título: MÉTODO PARA APLICAR A REFERIDA SUPERFÍCIE A SUPERFÍCIE NÃOHORIZONTAL (51) Int.CI.: C09D 5/33; B05D 5/06; C09D 7/61; E01F 9/506; E01F 15/04; E01F 15/08; C08K 3/40 (30) Prioridade Unionista: 31/10/2008 US 12/262,641 (73) Titular(es): POTTERS INDUSTRIES, LLC (72) Inventor(es): THOMAS REUBEN BELL; KEVIN HALL; THOMAS STILL (85) Data do Início da Fase Nacional: 02/05/2011

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA APLICAR A REFERIDA SUPERFÍCIE A SUPERFÍCIE NÃO-HORIZONTAL.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a materiais refletivos, e mais especificamente a um revestimento refletivo e método para aplicar um revestimento refletivo em superfícies.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Várias estruturas e benfeitorias ao longo de estradas e rodovias podem criar um risco de colisão para os motoristas. Trilhos de segurança (guard rails), muretas de proteção tipo Jersey, pilares de pontes e outras benfeitorias que limitam as linhas de tráfego criam riscos potenciais se elas não são bem sinalizadas. Adicionalmente, benfeitorias tais como guias, postes de amarração e postes podem criar riscos inesperados para motoristas. O risco de colidir com perigos a beira da estrada pode aumentar durante as horas noturnas, quando as condições mais escuras tornam mais difícil de avistar os perigos. A iluminação de perigos a beira da estrada através de iluminação superior nem sempre é possível ou viável economicamente. Portanto, muitas estruturas e benfeitorias na beira da estrada incluem algum tipo de material refletivo que reflete luz dos faróis dos veículos. A reflexão da luz ajuda os motoristas a identificar perigos na estrada a tempo de evitar colisões com eles com segurança.

Para melhorar a visibilidade noturna dos perigos na beira da estrada, materiais refletivos têm sido aplicados na superfície dos perigos. Ma25 teriais retrorrefletivos são desejáveis porque eles refletem a luz de volta para a fonte de luz com dispersão mínima. Em alguns casos o material retrorrefletivo inclui uma pluralidade de elementos refletivos unidos com uma camada de líquido ou fluido ligante tal como uma pintura de estrada. Surgem problemas quando elementos refletivos e fluidos ligantes são aplicados a su30 perfícies que não são perfeitamente horizontais. Superfícies planas, curvas ou irregulares que têm seções que não são horizontais (referenciadas coletivamente daqui em diante como superfícies inclinadas) podem permitir que os

Petição 870180051913, de 18/06/2018, pág. 7/14

2/10 fluidos ligantes escorram da superfície antes que os ligantes curem. Se o revestimento retrorrefietivo contém materiais refletivos tais como microesferas de vidro, as micro-esferas de vidro podem não aderir bem à superfície inclinada. Mesmo se as micro-esferas aderirem à superfície, as microesferas e o material ligante podem gradualmente assentar sob a gravidade e possivelmente escorrer da superfície. As forças gravitacionais e outros fatores podem impedir que uma camada retrorrefletiva seja formada em superfícies inclinadas.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Os problemas encontrados na aplicação de revestimentos retrorrefletivos em superfícies inclinadas são resolvidos em muitos aspectos pela presente invenção. Em um primeiro aspecto da invenção, uma quantidade de grãos refletivos inclui membros de vidro em que cada um tem um índice refrativo de pelo menos aproximadamente 1,5. Pelo menos 50 por cento da quantidade de grãos retrorrefietivos têm uma amplitude máxima maior do que 0,03 cm (0,012 pol). A quantidade de grãos refletivos pode ser parcialmente engastada dentro de um material ligante que é aplicado a uma superfície de uma estrutura.

Em um segundo aspecto da invenção, uma estrutura inclui uma superfície retrorrefletiva que tem uma face inclinada definida em pelo menos uma parte da estrutura. A superfície retrorrefletiva também inclui um material ligante aplicado em pelo menos uma parte da face inclinada da estrutura, em que uma dimensão da espessura do material ligante é de pelo menos 0,025 cm (10 mil). A superfície inclui adicionalmente uma pluralidade de grãos retrorrefietivos parcialmente engastados no material ligante. A pluralidade de grãos retrorrefietivos é engastada no material ligante a uma densidade de pelo menos aproximadamente 0,29 kg/m² (0.06 psf). Cada grão retrorrefietivo inclui um membro de vidro que tem um índice refrativo de pelo menos aproximadamente 1,5.

Em um terceiro aspecto da invenção, um método para aplicar uma superfície retrorrefletiva a uma superfície inclinada em uma estrutura inclui a etapa de aplicar um material ligante a pelo menos uma parte da superfí7

3/10 cie inclinada, em que uma dimensão de espessura do material ligante aplicado é de pelo menos aproximadamente 0,025 cm (10 mil). O método também inclui a etapa de engastar uma pluralidade de grãos retrorrefletivos pelo menos parcialmente dentro da dimensão de espessura do material ligante. A pluralidade de grãos retrorrefletivos tem uma densidade de pelo menos aproximadamente 0,29 kg/m² (0,06 psf). Cada grão retrorrefletivo inclui um membro de vidro que tem um índice refrativo de pelo menos aproximadamente 1,5 e um diâmetro maior do que aproximadamente 0,03 cm (0,012 pol).

Em um quarto aspecto da invenção, um grão retrorrefletivo para engastar parcialmente em um material ligante inclui um membro de vidro que tem um índice refrativo de pelo menos aproximadamente 1,5 e uma amplitude máxima de pelo menos aproximadamente 00,03 cm (0,012 pol). O grão é configurado para engastar parcialmente em um material ligante, que pode ser aplicado a uma superfície inclinada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

O sumário acima mencionado e a descrição a seguir serão melhor entendidos quando revisados em conjunto com os desenhos das figuras, nas quais:

a figura 1 é uma vista em perspectiva de uma estrutura que tem uma superfície retrorrefletiva de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção;

a figura 2 é uma vista aumentada da superfície retrorrefletiva da figura 1;

a figura 3 é uma vista em perspectiva de uma estrutura que tem uma superfície retrorrefletiva de acordo com outra modalidade ilustrativa da invenção; e a figura 4 é uma visão esquemática de topo de um processo para aplicar um material retrorrefletivo sobre uma superfície inclinada de acordo com outra modalidade da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS DA INVENÇÃO

Embora a invenção seja mostrada e descrita neste documento

4/10 com referência a modalidades especificas, não é pretendido que a invenção seja limitada aos detalhes mostrados. Em vez disto, várias modificações podem ser feitas nos detalhes dentro do escopo e variação equivalentes aos das reivindicações e sem se afastar da invenção.

Os problemas encontrados na aplicação de revestimentos retrorrefletivos em superfícies inclinadas são resolvidos em muitos aspectos pela presente invenção, que utiliza um material retrorrefletivo que tem uma combinação específica de parâmetros físicos. O material retrorrefletivo é aplicado sobre um material de ligação para formar um revestimento retrorrefletivo que supera muitos dos problemas encontrados comumente com superfícies inclinadas. O revestimento retrorrefletivo pode ser aplicado sobre qualquer superfície inclinada, tal como a face inclinada de uma mureta de proteção tipo Jersey, o perfil em forma de W de um trilho de segurança convencional, ou outra superfície inclinada. Em uma modalidade preferida, o material retrorrefletivo consiste em uma quantidade de microesferas de vidro que têm um índice refrativo e distribuição de amplitude pré-selecionados, dentre outras propriedades. As microesferas de vidro são aplicadas sobre um material ligante de uma espessura especificada. Baseado na espessura, na viscosidade e em outras propriedades físicas do material ligante, o revestimento pode ser aplicado a superfícies inclinadas com as microesferas de vidro parcialmente engastadas e imobilizadas no material ligante, e com uma parte de cada micro-esfera se projetando da superfície da camada ligante para refletir luz.

Com referência agora às figuras em geral e a figura 1 em particular, é mostrada uma estrutura com um revestimento retrorrefletivo aplicado de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção. A estrutura é uma mureta de proteção de concreto tipo Jersey ou uma barreira de proteção tipo Jersey 100 com uma superfície inclinada 110. A mureta de proteção tipo Jersey geralmente é projetada para ser instalada encostada em uma linha de tráfego, e pode ser usada para guiar o tráfego ou separar a linha de tráfego de outras linhas de tráfego. Um listra ou linha retrorrefletiva 200 é aplicada próxima ao topo da superfície inclinada 110 e se estende longitudinal5/10 mente ao longo da superfície inclinada 110. Neste arranjo, a listra retrorrefletiva 200 recebe luz dos veículos que passam e reflete a luz de volta para os motoristas, alertando os motoristas da localização de mureta de proteção tipo Jersey 100.

Os materiais retrorrefletivos da presente invenção podem ser aplicados a um ou mais lados de uma estrutura na beira da estrada para melhorar a visibilidade da estrutura em condições de escuro. Por exemplo, a listra 200 se estende ao longo da face inclinada 110 e de uma parede de extremidade 120 da mureta de proteção tipo Jersey 100. A configuração da listra pode ser desejável em uma seção da mureta de proteção tipo Jersey posicionada na extremidade de uma linha, onde a parede de extremidade 120 fica voltada para o tráfego que chega. Várias listras ou padrões podem ser usados de acordo com a invenção, e não precisam ser limitados às configurações ilustradas nas figuras.

A listra retrorrefletiva 200 é formada por um revestimento 210 aplicado à superfície inclinada 110. O revestimento 210 inclui uma quantidade de grãos retrorrefletivos unidos em uma camada de material ligante. Os grãos retrorrefletivos de acordo com a invenção podem incluir uma variedade de diferentes materiais ou combinações de materiais retrorrefletivos. Por exemplo, os grãos retrorrefletivos podem ter todos do mesmo tamanho, geometria e índice refrativo. Alternativamente, os grãos retro-refrativos podem ser uma mistura de diferentes elementos retro-refrativos que tem diferentes tamanhos, geometrias e índices refrativos.

A figura 2 fornece uma vista aumentada do revestimento retrorrefletivo 210, que mostra um sortimento de grãos retrorrefletivos unidos em uma camada de ligante 220. Uma variedade de grãos retrorrefletivos pode ser usada de acordo com a invenção. O revestimento retrorrefletivo 210 contém uma quantidade de microesferas de vidro 230 espalhadas por toda a camada de ligante 230. Cada microesfera de vidro 230 é esférica com um índice refrativo de pelo menos 1,5, preferencialmente pelo menos 1,7, e ainda mais preferencialmente pelo menos 1,9. Em uma modalidade preferida, o revestimento 210 contém microesferas de vidro retrorrefletivas da marca UI6/10 tra 1.9® vendida pela Potters Industries Inc. de Malvern, Pensilvânia nos EUA ou microesferas de vidro equivalentes. O revestimento 210 pode conter microesferas de vidro da marca VISIBEAD® ou da marca VISIBEAD®PLUS II, também vendidas pela Potters Industries Inc. de Malvern, Pensilvânia nos EUA. Alternativamente, ou adicionalmente ao acima referenciado, o revestimento pode conter microesferas de vidro aglomeradas tais como aquelas mostradas e descritas na Patente U.S. N° 2008/0253833.

As microesferas de vidro 230 são parcialmente, mas não completamente engastadas na camada de ligante 220, de modo que uma parte exposta de cada microesfera se projeta para fora da superfície da camada de ligante. A parte exposta de cada microesfera faz a luz que chega convergir sobre a superfície interna da microesfera, onde a mesma ilumina a cor da camada de ligante, a qual pode ser uma pintura de estrada amarela ou branca. A micro-esfera reflete esta luz de volta em direção a fonte. Em modalidades preferidas, as microesferas 230 são revestidas com um revestimento hidrofóbico ou outro tratamento de superfície que impede que o material ligante fique aderido ou de outra forma cubra a parte exposta das microesferas. O material ligante que se acumula na parte exposta de uma microesfera pode reduzir a retrorrefletividade da microesfera.

Os revestimentos retrorrefletivos da presente invenção podem ser aplicados a superfícies horizontais ou inclinadas em várias estruturas ou benfeitorias na vizinhança de tráfego veicular, que incluem mas não estão limitadas a muretas de proteção do tipo Jersey, divisores de tráfego, barreiras, guias de pontes, lombadas, pedágios, postes, postes de sinalização, poste de amarração, hidrantes, pavimentos, meio-fios, separadores centrais, calçadas e faixas de pedestres. Revestimentos de acordo com a invenção podem ser aplicados a estruturas existentes no local. Altemativamente, as estruturas de beira de estrada de acordo com a invenção podem ser manufaturadas ou pré-fabricadas com superfícies retrorrefletivas antes de serem instaladas na vizinhança de tráfego veicular.

Com referência agora à figura 3, um trilho de proteção de aço 300 é mostrado de acordo com outra modalidade ilustrativa da invenção. O

7/10 trilho de segurança 300 tem uma listra retrorrefletiva 400 aplicada ao longo de uma parte central do trilho de segurança. A listra 400 é formada de um revestimento retrorrefletivo 410 que adere ao perfil moldado irregularmente do trilho de proteção. Como observado acima, a listra retrorrefletiva 400 pode ser aplicada ao trilho de proteção 300 quando o trilho de proteção é fabricado, ou após o trilho de proteção estar instalado e em uso.

Os diâmetros das microesferas usadas com a invenção podem variar, e não precisam ser de um único tamanho. Diferentes graduações de tamanho das microesferas de vidro podem ser usadas, com resultados variáveis. A tabela a seguir sumariza uma variação preferencial de graduações de tamanho das microesferas de vidro.

DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DAS ESFERAS DE VIDRO

Peneira EUA N°	Peso % Retido
18	0a2
20	3-a 15
30	5 a 25
50	40 a 65
100	15 a 35
Panela	0a5

As distribuições de tamanho sumarizadas na tabela acima podem ser determinadas baseadas na análise de peneiras. A coluna da esquerda da tabela lista os tamanhos de peneiras U.S. e a coluna da direita sumariza a porcentagem aproximada por peso de microesferas de vidro que ficam retidas pela peneira correspondente listada na coluna da esquerda (ou para a última linha, a panela). Aproximadamente metade das microesferas fica retida na Peneira N° 50 U.S., e portanto são maiores do que 0,029 cm (0,0117 pol). Aproximadamente 0 a 5% das microesferas de vidro passam através da peneira No. 100 Norte Americana para dentro da panela, e portanto são menores do que 0,015 cm (0,0059 pol).

Uma variedade de materiais ligantes pode ser usada para acamada de ligante 220, incluindo, mas não limitado a tinta a base de água, epóxi, poliéster, termoplástica, PMMA, poliuretano, poliureia e tintas compatí8/10 veis com VOC. As microesferas podem ser aplicadas em qualquer taxa de cobertura ou densidade adequada para criar uma superfície retrorrefletiva. Resultados satisfatórios foram observados quando microesferas 230 são aplicadas a uma densidade de aproximadamente 0,73 kg/m² (0,15 spf) da camada de ligante. As microesferas aplicadas a densidades que são menores ou maiores do que 0,73 kg/m² (0,15 spf) da camada de ligante também podem alcançar resultados satisfatórios. As microesferas 230 podem ser aplicadas a uma camada relativamente fina de material ligante. Preferenciaimente, a camada ligante 220 tem uma espessura de entre aproximadamente 0,025 cm (0,010 pol) a aproximadamente 0,030 cm (0,012 pol).

A combinação de tamanho da microesfera, índice refrativo e camada de ligante contribui coletivamente para uma superfície retrorrefletiva com uma durabilidade surpreendentemente alta e brilho sob condições molhada, seca, clara ou enevoada. Embora as microesferas sejam relativamente grandes quando comparadas a outros materiais retrorrefletivos, as mesmas não são tão pesadas para se acomodar ou deslizar para baixo em superfícies inclinadas sob gravidade. A camada de ligante relativamente fina é espessa o suficiente para prender as microesferas em uma condição parcialmente engastada.

O revestimento é preferenciaimente aplicado em um processo contínuo. A camada de ligante é aplicada sobre a superfície inclinada, seguida pelos materiais retrorrefletivos, tais como microesferas de vidro. As micro-esferas de vidro podem ser aplicadas sobre a camada de ligante com o uso de um aparelho e processo como mostrado e descrito no documento de Patente U.S. N° 7.429.146, cujos conteúdos são incorporados integralmente por referência neste documento e para todos os propósitos.

Com referência agora à figura 4, um método preferido para aplicar um revestimento retrorrefletivo a uma superfície inclinada será descrito de acordo com a invenção. A figura 4 mostra uma vista esquemática geral do processo para aplicar microesferas de vidro 230 a uma camada de ligante 220 que foi aplicada a uma superfície de parede inclinada W. Como observado acima, a camada de ligante 220 é preferenciaimente aplicada a uma

9/10 espessura de entre aproximadamente 0,025 cm (0,010 pol) a aproximadamente 0,030 cm (0,012 pol). Foi descoberto que a espessura dentro desta extensão é grossa o suficiente para engastar as microesferas de vidro de uma extensão de tamanhos desejada, ao mesmo tempo em que não tão grossa para provocar o escorrimento da camada da superfície inclinada sob gravidade.

As microesferas de vidro 230 são aplicadas com um bico N que é movido ao longo de um trajeto paralelo ao comprimento da superfície da parede W. A direção do movimento do bico N é mostrada pela seta X. A orientação do Bico N é fixa conforme o mesmo se move ao longo da superfície da parede W. A orientação fixa do bico N descarrega as microesferas de vidro a um ângulo agudo Θ com respeito ao eixo geométrico longitudinal da superfície da parede W.

Foi descoberto que as microesferas de vidro de uma graduação de tamanho preferido podem consistentemente engastar em uma camada ligante a profundidades desejadas quando o ângulo θ é controlado dentro de uma extensão preferencial. Quando o ângulo θ é menor do que a extensão preferencial, as microesferas não contatam a camada de ligante com força suficiente para engastar na camada de ligante na profundidade desejada. Quando o ângulo θ excede a extensão preferencial, as microesferas são mais prováveis de defletir ou ricochetear da superfície da parede. Preferencialmente, o ângulo do bico θ fica entre aproximadamente 30 graus e aproximadamente 50 graus. Mais preferencialmente, o ângulo do bico θ fica entre aproximadamente 40 graus e aproximadamente 50 graus. E ainda mais preferencialmente, o ângulo do bico Θ fica entre aproximadamente 40 graus e aproximadamente 45 graus.

Também foi descoberto que as microesferas engastam com menos ondulação da camada de ligante quando as micro-esferas são descarregadas em uma direção contrária a direção do movimento do bico. A figura 4 mostra um exemplo disto, onde as micro-esferas 230 são propelidas em uma direção contrária a direção do movimento X do bico N. Ou seja, se a direção X é considerada uma direção para frente do bico N, as micro-esferas são

10/10 ejetadas do bico N em uma direção para trás. Isto reduz a velocidade líquida das micro-esferas e reduz ou elimina a ondulação que pode ocorrer quando as micro-esferas contatam o ligante com muita velocidade.

Até agora, o revestimento retrorrefletivo e o processo para aplicar o mesmo foram descritos no contexto de aplicar o revestimento a paredes inclinadas. Isto não pretende significar que o mesmo revestimento e processo não possam ser usados em superfícies horizontais. Adicionalmente, o mesmo não pretende limitar o revestimento e o processo apenas a superfícies com grandes ângulos de inclinação. Além disto, o mesmo não pretende limitar o revestimento e o processo apenas a estruturas, benfeitorias, ou outros objetos estacionários. Consequentemente, o revestimento e processo podem ser aplicados em superfícies perfeitamente horizontais, tais como pisos, pavimentas e divisores de tráfego, bem como a superfícies mediamente inclinadas, tais como rampas. Revestimentos retrorrefletivos e processos de aplicação de acordo com a invenção podem ser usados para melhorar a visibilidade de qualquer estrutura, benfeitoria, ou objeto que apresente uma superfície horizontal ou inclinada. Os revestimentos e processos de aplicação podem ser usados em superfícies planas, superfícies curvas ou superfícies irregulares.

Embora neste documento tenham sido mostradas e descritas modalidades preferidas da invenção, deverá ser entendido que tais modalidades são apresentadas apenas a título de exemplo. Muitas variações, mudanças e substituições ocorrerão aos indivíduos versados na técnica sem se afastar do espírito da invenção. Consequentemente é entendido que as reivindicações em anexo cobrem todas as variações abrangidas no escopo e espírito da invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para aplicar uma superfície retrorrefletiva a uma superfície não-horizontal em uma estrutura, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

5 aplicar um material ligante a pelo menos uma parte da superfície não-horizontal, em que uma dimensão de espessura do material ligante aplicado é de pelo menos 254 pm (10 mil); e engastar uma pluralidade de grãos retrorrefletivos pelo menos parcialmente dentro da dimensão de espessura do material ligante, em que a

10 pluralidade de grãos retrorrefletivos tem uma densidade de pelo menos 0,29 mg/cm² (0,06 psf) quando engastada no dito material ligante, cada grão retrorrefletivo compreende um membro de vidro que tem um índice refrativo de pelo menos 1,5 e pelo menos 50% dos grânulos reflectivos apresentam um diâmetro maior do que 305 pm (0,012 pol);

15 em que os ditos grânulos são aplicados sobre uma superfície nãohorizontal a partir de um bico que se move para frente em relação à estrutura, o bico sendo apontado em uma direção da descarga que está na direção contrária em relação ao movimento do bico relativa à estrutura, a dita direção da descarga sendo orientada em um ângulo agudo entre 30 graus e 50 graus em

20 relação à superfície não-horizontal.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de aplicar um material ligante compreende aplicar um material ligante que tenha uma dimensão de espessura entre 254 pm (10 mil) e 305 pm (12 mil).

25
3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou

2, caracterizado pelo fato de que a etapa de aplicar um material ligante compreende aplicar um material ligante em uma direção geralmente horizontal ao longo de um comprimento da estrutura.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo

30 fato de que o ângulo agudo é entre 40 e 50 graus.
5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o ângulo agudo é 45 graus em relação à superfície não-horizontal.

Petição 870180051913, de 18/06/2018, pág. 8/14
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que a dita pluralidade de grãos de vidro apresenta uma densidade de pelo menos 73mg/ cm² quando engastado no dito material ligante.

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