HU212863B - Road marking - Google Patents

Description

A találmány tárgya fényvisszaverő útjelszerkezet utak, terek, parkolóhelyek kopás- és vízálló felületi jelzéseinek kialakítására, amely útjelszerkezet az átmérőjük 50-75%-áig UV-A fény hatására fluoreszkáló kötőanyagba ágyazott, fényáteresztő üveggyöngyöket tartalmaz. Az ilyen szerkezetű útjelek a járművek fényszórójából a felületbe beeső UV-A fény hatására fluoreszkálnak.

Reflektáló üveggyöngyök alkalmazása fényt viszszaverő útburkolati jelek szerkezetében ismert, számos irodalmi helyen ismertetve van.

Az üveggyöngyök alkalmazásának célja, hogy a gépjármű fényszórójából ráeső fényt visszavetítse a járművezető szemébe, ily módon megnövelve az útburkolati jel láthatóságát a sötétben. Ezt a jelenséget retroreflexiónak nevezik.

Az ilyen útburkolati jelek a gépjármű reflektorának vagy tompított világításának fényét verik vissza, ahol a tompított fény hatótávolsága csak mintegy fele a reflektorénak. Esőben, nedves útfelületen az üveggyöngyöket folyadékfilm fedi, ami az üveggyöngy felé haladó fénysugarat a gépjárműtől eltérő irányba tükrözi, ami miatt az átjelzés láthatósága néhány méterre csökken.

Ködben a gépjármű látható fénye szóródik a ködöt alkotó parányi cseppeken, emiatt a látótávolság esetenként 20 m-nél is kisebb lehet, ami már 70 km/h sebességről történő lefékezéshez sem elegendő, ha a reakcióidőt is figyelembe vesszük. Hasonló a helyzet havazás esetén is, csak itt a hókristályokról reflektálódik a fény egy része.

Számos találmány célozza az útburkolati jelzések ilyen kedvezőtlen körülmények közötti láthatóságának növelését. Ilyen megoldás például, hogy a gépjárművet UV lámpával szerelik fel, amely lámpa fényének hullámhossza 320-400 nm, amely fény hatására a fluoreszcensz útburkolati jel 400 nm hullámhosszú látható fényt emittál.

Minthogy az UV fény nem törik meg a vízfelületen vagy a hókristályon, eléri a fluoreszcensz útburkolati jel szerkezetét, így az látható fényt képes emittálni esőben, ködben és hóesésben is. A fluoreszcensz anyag a látható fényt irányítatlanul emittálja, diffúz fényt ad, amit az üveggömbök nem vetítenek vissza a gépjármű felé, mint a reflektor látható fényét.

Az UV fény nem vakítja a szembejövőket, elvileg tehát alkalmas arra, hogy tompított fényű világítás mellett is messziről gerjessze az útburkolati jel fluoreszcenciáját, a gyakorlatban azonban a fluoreszcensz sugárzás túlságosan rövid életű ahhoz, hogy kellően intenzív legyen.

Az útburkolati jel fluoreszcensz tulajdonságainak javítását is számos találmány célozza meg. így például az US-A 3 253 146, a SE-B 462 109 és a GBA 2 043 673 leírásokban ismertetett megoldások. Az első leírás olyan megoldást ismertet, amelyben üveggömbök felületét fluoreszcensz pigment részecskékkel burkolják, a svéd leírásban ásványi zúzalék alkalmazása van javasolva, amelyet megolvasztással és adalék anyagok bekeverésével tesznek fluoreszcensz tulajdonságúvá.

Fluoreszcensz burkolat kialakítására további megoldás van leírva az EP 466 671 szabadalom leírásában: ötvözéssel fluoreszcenssé tett üveggyöngyök alkalmazása van javasolva, amely üveggyöngyök sugárzása UV fénnyel gerjeszthető. Az üveggyöngyök lehetnek átlátszóak, vagy színezettek. Az ilyen üveggyöngyök fluoreszcensz fénye azonban gyenge, csak mintegy 50 méterről látható, ami túl kevés a biztonságos jármű közlekedés számára.

Ezen hiányosságon nem javított lényegesen nagyobb teljesítményű UV lámpák alkalmazása és nagyobb elnyelő képességű anyag alkalmazása sem.

Az eddig ismert megoldások tehát nem biztosítanak lehetőséget kielégítő láthatóságú fluoreszcensz útburkolati jelek készítésére.

Célunk a találmánnyal az ismert megoldások említett hiányosságának kiküszöbölése, esőben, ködben és havazásban is megfelelő láthatóságú fényvisszaverő ill. fluoreszcensz útburkolati jelek készítését lehetővé tevő útjelszerkezet kialakítása.

A feladat találmány szerinti megoldásában az útjelszerkezet fluoreszcensz kötőanyagába üveggyöngyök vannak ágyazva, a kötőanyagba ágyazott üveggyöngyök szemcsemérete 0,4-1 mm ± 0,1 mm szemcseméret-szórással, az üveggyöngyök anyagának vasoxid tartalma 0,1%-nál kisebb.

Előnyösen az üveggyöngyök 0,6-1 mm szemcseméretűek.

Célszerűen az üveggyöngyök 1,45-1,6 törésmutatójúak.

A találmány szerinti útjelszerkezetben az üveggömbök úgy viselkednek a beeső UV fény hatására, mint megannyi parányi lámpa, amely a fényét jórészt a beeső fény irányába vetíti, így az útjelszerkezettel elérhető láthatóság mintegy 150 m. Minthogy a kis méretszórású és kis vasoxid tartalmú üveggömbök nem tükrözik, hanem elnyelik a beeső UV fényt, a hátsó felületükön a fluoreszcensz kötőanyag fényforrásként viselkedik.

Az alábbiakban kiviteli példára vonatkozó rajz alapján részletesen ismertetjük a találmány lényegét. A rajzon az

1. ábra ismert, fényt reflektáló üveggyöngyös útjelszerkezet, a

2. ábra az 1. ábra szerinti szerkezet kopott állapotban, a

3. ábra az 1. ábra szerinti szerkezet vizes állapotban, a

4. ábra a találmány szerinti útjelszerkezet, az

5. ábra a 4. ábra szerinti szerkezet kopott állapotban, a

6. ábra a 4. ábra szerinti szerkezet vizes állapotban.

Az 1-3. ábrákon fényvisszaverő útburkolati jel hagyományos, üveggyöngyös útjelszerkezetének 11 kötőanyagba félig beágyazott 12 üveggyöngye van metszetben ábrázolva. Az útburkolati jel az úttest 10 útfelületén van kialakítva. A 11 kötőanyag a szokásos pigmentekkel van színezve, fehérre vagy sárgára. Az útjelszerkezet 11 kötőanyagába sok, az ábrán fel nem tüntetett 12 üveggömb van belekeverve, nem csak az ábrázolt, a 11 kötőanyag rétegből kiálló 12 üveggömb. A 11 kötőanyagba kevert üveggyöngyök az útburkolati jel kopása során kerülnek felszínre.

HU 212 863 Β

Az 1. ábrán folyamatos vonalú nyilakkal van ábrázolva a gépjármű fényszórójából a 12 üveggömbre vetülő, látható 13 fény és szaggatott vonalú nyilakkal van jelölve az onnan a gépjármű irányába visszavert 15 fény. A gépjármű fénye a útfelülethez képest mintegy 2°-os szögben esik a 12 üveggyöngy elülső felületére, ahol megtörik és a 12 üveggyöngy kötőanyaggal érintkező hátsó felülete 14 pontjára vetül, ahonnan a fény egy része visszatükröződik. Ez a jelenség retro-reflexióként ismert.

A 2. ábrán az van bemutatva, hogyan zavarja meg ezt a rerto-reflexiót az üveggyöngy felületének szabálytalan kopása. A gumiabroncsok mintázata által előidézett kopás következtében egyenetlen elülső üveggyöngy-felületről a beeső 13 fény a hátsó gömbfelület más-más 14 pontjára vetül és általában nem a gépjármű felé reflektálódik. Emiatt a fényvisszaverő útburkolati jel láthatósága erősen lecsökken.

A 3. ábrán az ismert útjelszerkezet esős időben történő viselkedésére mutatunk példát. A 11 kötőanyagból kiálló 12 üveggyöngy felületére sík felületű 16 vízfilm borítja, amelynek felületén a látható fénysugarak fénytörést szenvednek, nem érik el az üveggömb felületét és nem reflektálódnak vissza a fényt kibocsátó gépjármű felé. Emiatt esős időben a fényvisszaverő útburkolati jel láthatósága csaknem megszűnik.

A 4. ábrán a találmány szerinti útjelszerkezet van az ismerttel összehasonlítható módon ábrázolva. A 4-6. ábrákon alkalmazott jelölések megnevezése megegyezik az 1-3. ábrákon alkalmazottakkal, a jelölések tartalma azonban jórészt eltérő. A 12 üveggyöngy elülső, domború felületén a gépjármű lámpájából beeső fény ez esetben UV-A fény vagy UV komponenst is tartalmazó, látható fény, a 11 kötőanyag az UV-A fénnyel gerjeszthető fluoreszcensz anyag, a 12 üveggyöngy mérete kisebb, mint az ismert megoldásban és az anyaga az UV-A fényt áteresztő anyag. A 12 üveggyöngy elülső, domború felületén beeső UV-A tartományú 13 fény a 12 üveggyöngy hátsó felületén áthaladva fluoreszcensz fényt gerjeszt az üveggyöngy 14 pontjaival érintkező anyagában, a beeső fény látható része visszaverődik a 12 üveggyöngy és a 11 kötőanyag konkáv határfelületéről. A 11 kötőanyag fluoreszcensz fénye látható fény, amely a 12 üveggyöngy hátsó felületén megjelenő, diffúz fény. A 14 pontoktól a fény minden irányban terjed a 12 üveggyöngy testében (szaggatott vonalak), de a látható fluoreszcensz fény nagyobb része a látható fényforrásként működő 14 pontokkal szemben lévő felület irányában halad és fénytörés után a beeső UV-A fénysugár irányában lép ki az üveggyöngyből.

Minthogy a kötőanyagból kiálló üveggyöngy szabad felületét az üvegénél jóval kisebb törésmutatójú levegő veszi körül, a látható fény reflektálódik, a reflektált és a fluoreszcensz fény hatására az üveggyöngy szabad felülete a járművezető által messziről látható fénnyel világít, mint egy parányi, erős fényű lámpa.

Az a meglepő, hogy a nagy láthatóságnak nem feltétele a gépkocsira szerelt UV lámpa, enélkül is megfelelő az ilyen útjelszerkezetű útburkolati jel láthatósága.

Az 5. ábrán vázolt példában a 12 üveggyöngy felületét a gépjárművek gumiabroncsa szabálytalanná koptatta, emiatt a beeső fény az üveggyöngyben szélesebb tartományban szóródik, a 11 kötőanyag üveggyöngyöt határoló konkáv felületének nagyobb részét sugározza be, kisebb intenzitással, mint a szabályos alakú üveggyöngy esetében. Az ennek hatására keletkező fluoreszcensz fény mennyisége nem csökken lényegesen, de a szóródása előnytelenebb, kevesebb jut belőle a gépjárművezető szemébe. Összességében azonban még így is kielégítő fényességgel világít az üveggyöngylátható felülete.

A 6. ábrán a találmány szerinti útjelszerkezet esős időben történő viselkedésére adtunk szemléltető példát. Ha a 12 üveggömb szabad felületét sík felületű 16 vízfilm borítja, az UV fény a vízfilmen áthatolva akkor is eléri az üveggyöngyöt és gerjeszti a fluoreszcensz világítást. Ennek hatására az üveggyöngyöt takaró vízfelület-rész lesz megvilágítva.

Az üveg fényáteresztő tartománya az üveg összetételétől függ. Az üveg összetételének megválasztásával létrehozható olyan üveg, amely a lámpák fényének UV-A tartományában fényáteresztő, ugyanakkor kizárja a napfény UV tartalmának nagy részét adó más hullámhosszú fényt, így védi a fluoreszcensz 11 kötőanyag üveggyönggyel határos felületét az öregedéstől.

A vasoxid (Fe₂O₃) elnyeli a 400 nm hullámhossz közvetlen környezetébe eső hullámhosszú ultraviola sugarakat. Az üveg vasoxid tartalmának megválasztásával beállítható az, hogy a 12 üveggyöngy felületét érő fényből mennyi jusson át a üveggyöngyön all kötőanyag konkáv világító felületére. Azt találtuk, hogy az üveggyöngy anyagának vasoxid tartalmát 00,1% közötti értékre célszerű választani.

Előnyös tulajdonságúak a 0,1 %-nál kisebb vasoxid tartalmú műszaki üvegek. Ezek az üvegek a 375 nm hullámhosszú UV fény 90%-át átengedik, de nem engedik át az UV-B és UV-C tartományba eső ultraviola fényt.

Másrészt olyan üveganyag alkalmas előnyösen a találmány szerinti útjelszerkezet üveggyöngyeinek anyagául, amelynek törésmutatója 1,45 és 1,6 között van. Az ilyen anyagból készült üveggyöngyök felületén ugyanis az egyirányből beeső UV fény úgy törik, hogy a gyöngyöt határoló kötőanyag nagyobb felületét világítja meg, ugyanakkor a látható fényt visszaveri a beesés irányába.

A fenti törésmutató 587,9 nm hullámhosszra vonatkozik, a törésmutató 375 nm hullámhosszon ennél nagyobb. Ezért az UV fény egészen kis beesési szög esetén is az üveggyöngy kötőanyagba ágyazott részén, a fluoreszkáló felületre esik.

A kötőanyagba ágyazott üveggyöngyök előnyösen 0,4-0,8 mm méretűek, méretük ±0,1 mm-nyit szórhat. Ha tehát pl. 0,7 mm szemcseméretet választunk, a bekevert üveggyöngyök szemcsemérete 0,6-0,8 mm közé eshet.

mm szemcseméretű üveggyöngyökből az útjelszerkezetben mintegy 100 darab/cm² alkot megfelelő

HU 212 863 Β sűrűségű réteget. Ennyi üveggyöngy négyzetméterenkénti tömege 1,3 kg.

0,7 mm szemcseméretű üveggyöngyökből mintegy 204 darab/cm alkot megfelelő sűrűségű réteget. Ennyi üveggyöngy négyzetméterenkénti tömege 0,9 kg.

0,4 mm szemcseméretű üveggyöngyökből mintegy 625 darab/cm alkot megfelelő sűrűségű réteget. Ennyi üveggyöngy négyzetméterenkénti tömege 0,5 kg.

Kisebb méretű üveggyöngyök alkalmazása esetén kisebb fluoreszcensz fényességre számíthatunk, aminek az az oka, hogy a kisebb gömböket nehezebb azonos síkban elrendezni. E tekintetben optimális a 0,4-0,8 mm közötti szemcseméret, amelynél a lehető legtöbb világító szemcse rendezhető el cm²-enként és a szemcsénként! fényerő átlagosan még nem csökken.

A felület fényessége arányos a felületegységre eső világító szemcsék számával, tehát ha feleannyi üveggyöngy áll ki a felületből egy négyzetcentiméteren, akkor feleakkora fénnyel fog világítani akkor is, ha a felületet teljesen takarják az üveggömbök.

Termoplasztikus kötőanyagú útjelszerkezet alkalmazásával az útburkolati jel készülhet úgy, hogy 20 tömegszázaléknyi üveggömb van a kötőanyagba belekeverve, ezt hordjuk fel az útfelületre, majd a kötőanyag megkötése előtt megszórjuk üveggyöngyökkel az útburkolati jel felületét úgy, hogy a rászórt mennyiség 60%-a beleágyazódik a kötőanyagba. Ehhez mintegy 0,5-0,9 kg/m² tömegű üveggyöngyöt szórunk a felületre. Ez azonban csak egy példa az útburkolatjel elkészítésére, a 20 tömegszázaléktól eltérő arányokkal és más üveggyöngy tömeggel is hasonlóan jó eredményt érhetünk el.

A kötőanyag-keverékkel felfestett útjelet rögtön, azaz 20-30 másodpercen belül be kell szórni üveggömbökkel, ami sűrített levegős gyöngyszóróval valósítható meg. A gyöngyszóró szájrészét a felületre merőlegesen tartjuk, attól 5-15 cm távolságban.

Claims (3)

1. Útjelszerkezet utak, terek, parkolóhelyek kopásés vízálló felületi jelzéseinek kialakítására, amely útjelszerkezet a szemcseméretük 50-75%-áig UV-A fény hatására fluoreszkáló kötőanyagba ágyazott, fényáteresztő üveggyöngyöket tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a kötőanyagba (11) ágyazott üveggyöngyök (12) szemcsemérete 0,4—1 mm ± 0,1 mm szemcseméretszórással, az üveggyöngyök (12) anyagának vasoxid tartalma 0,1 %-nál kisebb.

2. Az 1. igénypont szerinti útjelszerkezet, azzal jellemezve, hogy az üveggyöngyök (12) 0,6-1 mm szemcseméretűek.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti útjelszerkezet, azzal jellemezve, hogy az üveggyöngyök (12) 1,45-1,6 törésmutatójúak.