JPH07504275A - 黄色の再帰反射性道路標識 - Google Patents
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Classifications
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-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
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-
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- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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- E01F9/00—Arrangement of road signs or traffic signals; Arrangements for enforcing caution
- E01F9/50—Road surface markings; Kerbs or road edgings, specially adapted for alerting road users
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
黄色の再帰反射性道路標識
技術分野
本発明は、カドミウム、クロム及び鉛を含む顔料を実質的に含まない黄色の再帰
反射性道路標識(retroreflective pavement mar
king)に関する。
発明の背景
黄色及び白色の道路標識が、一般的に、交通レーンを表示するために、車道上に
使用されている。黄色の道路標識は、典型的には、自動車ドライバーにとって白
色の道路標識と異なる意味をもつであろう。例えば、アメリカ合衆国(USA)
においては、黄色の道路標識は、その交通が反対方向に動く場合に交通レーンを
隔てるために車道上に使用されニ一方、白色の道路標識は、(i)その路肩にお
いて車道の境界を作るため、そして(11)その交通が同じ方向に動く場合(例
えば、1方向の道路)に交通レーンを隔てるために、使用される。これらの異な
る機能の視点から、黄色と白色の道路標識とが特に視界が制限される夜間におい
て自動車ドライバーに区別てきるということが非常に重要である。その他、ドラ
イバーの迷いは、不安全な運転条件を作り出すことができる。
黄色の道路標識てあって、昼間及び夜間の両方の条件下で白色の道路標識とはっ
きりと区別できるものが、作られている。典型的な黄色の道路標識は、黄色のベ
ース内に部分的に埋め込まれた透明の無色の再帰反射ビーズを含む。このベース
は、重金属、例えば、カドミウム、クロム、又は鉛を含む黄色の顔料の使用によ
り黄色に作られている(例えば、米国特許第2. 574. 971号、第2.
268, 537号、第3. 337. 483号、第4. 117, 19
2号、第4. 248. 932号、第4, 564. 556号、第4. 9
31, 414号、日本国特許公告第20424/91及びEP O,305.
579Blを参照のこと。)。昼間の間は、このベースは、自動車ドライバーに
黄色の標識を表示するために、黄色の光を乱反射する。夜間においては、このビ
ーズは、それがそこから来る(再帰反射する)方向において光を反射する。この
再帰反射光は、黄色である。なぜなら、それがその再帰反射ビーズに隣接するベ
ース内の重金属顔料に当たるからである。この重金属顔料は、このビーズ内に黄
色の光を乱反射させる。次に、このビーズは、この乱反射し散乱した黄色の光を
向は直し、そしてその光源の方向にそれを送り返す。
カドミウム、クロム、及び鉛ベースの顔料は、良好な黄色の再帰反射性道路標識
を提供してきた。昼間と夜間との両方の条件下で、この道路標識は、外観におい
てはっきりと黄色である。これらの重金属顔料は、強く光を散乱させる。なぜな
ら、それらが、高い屈折率及び光の波長の大きさのオーダーに対する粒子サイズ
をもっているからである。この顔料は、本質的に黄色の光を反射するために非黄
色成分を吸収することにより明瞭な黄色を提供する。カドミウム、クロム、及び
鉛ベース顔料のこの良好な性質は、黄色の道路標識におけるそれらの広範な使用
を促進してきた。クロム・イエロー(鉛クロメートとしても知られている)は、
道路標識において最も広く使用された黄色の顔料である。
カドミウム、クロム、及び鉛ベースの顔料が環境的に安全でないことが長年にわ
たり知られてきた。カドミウム、クロム、及び鉛は、毒性であることができ、そ
してそれ故、これらの顔料についての置き換えがめられた。米国内の幾つかの州
は、それらの道路標識における鉛のような重金属を廃止する計画を公表した(A
. Banou, Am。
Pa1nt & Coatings J、 2l−22(1991年8月19日
))。しかしながら、そのようにするためには、重金属顔料についての好適な置
き換えが存在することが必要である。この新たな道路標識は、昼間と夜間との両
方の条件下で高く可視性でなければならず、そして他の道路標識、特に白色の道
路標識と混同されないような明瞭な黄色を提供しなけらばならない。
重金属含量の代替として有機含量が知られている(P、 Lewis、 Org
anic Pigments、 Fed、 Soc、 for Coating
s Tech、、 Ph1ladelphia、 PA(net、 1988)
:及びJ、M、 Cameron、 l5sues and 0pportun
ities 1nHeavy Metal Replacement(June
1991)) o発明者は、道路標識において黄色の重金属顔料の代わりに黄
色の有機顔料を使用することを試みた(例えば、米国特許第3.891.451
号及び第3.998.645号を参照のこと。)。この試みは、商業的にほとん
ど成功しなかった。なぜなら、有機顔料が一般的に強い光散乱効果を欠いている
からである。
道路標識において着色ビーズを使用することが知られている。黄色のビーズがS
earight et alに対する米国特許第3.294.559号中に示さ
れているように、1966年と同じ程早くに知られている。この公知の長い期間
にもかかわらず、黄色のビーズは、かなりの程度で黄色の道路標識において使用
されてこなかった。むしろ、この道路標識は、無色のビーズ及びクロム・イエロ
ーのような黄色の重金属含有顔料に頼ってきた。道路標識は、代替物について長
く感じられた必要性にもかかわらず、これらの顔料を使用し続けてきた。
最も最近、日本国特許公告20424/91(1991年3月19日発行)にお
いて、黄色の車道標識材料であって黄色の透明のガラス・ビーズを含むが未だ顔
料としてクロムを使用しているものが開示された。このガラス・ビーズは、黄色
の染料を含む熱硬化性樹脂のフィルムによりそれらをコーティングすることによ
り黄色に作られている。上記の特許は、その車道標識材料が黄色の顔料、例えば
、クロム・イエロー、黄色の有機顔料、チタン・イエロー、及び黄色の酸化鉄を
含むことを開示している。上記の特許は、また、着色ガラス・ビーズが金属イオ
ン、例えば、ニッケル、クロム、コバルト、又は銅をその透明ガラス中に溶融混
合することにより調製されたことを開示しているが、それらの色及び所定の光の
吸収性を調整するのが難しく、そしてそれらが高価であるので、このようなビー
ズの使用については促進されない。
発明の要約
本発明において、今回、道路標識であってカドミウム、クロム、又は鉛を含まな
いが、夜間の運転条件下で見られるときも明瞭な黄色であり且つ非常に明るいも
のが提供される。本発明に係る道路標識は、カドミウム、クロム、及び鉛を含ま
ないビーズ担持媒体中に少なくとも部分的に埋め込まれた多数の再帰反射ビーズ
を含んで成る。このビーズ担持媒体は、白色光を散乱し、そして約1.6よりも
大きな屈折率を有する少なくとも0.5体積パーセントの光散乱剤を含む。光散
乱剤の体積パーセントは、ビーズ及び滑り防止剤を除く、ビーズ担持媒体の固形
分を基準とする。この再帰反射ビーズは、ASTM E 811−87に従って
テストされるとき0.95よりも大きな色度座標(chromaticity
coordinates)x及びyの合計をもつ明瞭な黄色の夜間色をもつ再帰
反射性道路標識を提供する黄色の色合い(tint)を有する。また、この道路
標識は、ASTM D 4061−89に従ってテストされるときガラス(lu
x(lx))当たり平方メーター(ml)当たり150ミリカンデラ(mcd)
よりも大きな比輝度(specific luminance)を示す。
本発明は、また、再帰反射性道路標識の新たな製造方法を提供する。本方法は:
ビーズ担持媒体がカドミウム、クロム、又は鉛を含む顔料を含まない、白色光を
散乱する少なくとも0.5体積パーセントの光散乱剤を含むビーズ担持媒体を提
供すること、:光が黄色の色合いの再帰反射ビーズに当たったときその道路標識
が明瞭な黄色の夜間光を再帰反射するような黄色の色合いを有する再帰反射ビー
ズをビーズ担持媒体中に埋め込むこと、を含んで成る。
本発明において、黄色の色合いの再帰反射ビーズの使用により、明瞭な黄色の夜
間色が、その光散乱剤が白色光だけを散乱するときにその道路標識により、示さ
れることができるということが、見つかった。カドミウム、クロム、又は鉛を含
まない多くの白色光散乱剤が在る。これらの金属は、一般的に、鉛クロメート、
鉛クロメート・モリブデート、及びカドミウム・スルフィドのような黄色顔料中
で使用される。黄色の色合いの光散乱剤とビーズ担持媒体であって白色光散乱剤
を含むものとの組み合わせは、夜において明瞭な黄色であり、そしてまた強い輝
度をもつ道路標識を提供する。明瞭な黄色の夜間色及び良好な輝度を、カドミウ
ム、クロム、又は鉛を含む顔料を使用することなく、提供する。
黄色の昼間色を示す道路標識を提供するために、このビーズ担持媒体は、また、
黄色の光を反射する着色剤を含むことができる。この着色剤は、有機の黄色顔料
であることができる。
本発明は、潜在的に毒性の顔料の使用を回避することにおいてだけではなく、明
瞭な黄色がその製造工程における変化に対し敏感でない方法により得られること
ができるということにおいても、有益である。従来技術の方法においては、ビー
ズ担持媒体中の顔料分散の程度及びビーズの埋め込みの程度が明瞭な黄色の夜間
色を一貫して得るために注意して監視されなければならなかった。これは、黄色
の色合いのビーズ及び白色光散乱剤を使用することによりかなりの程度弱められ
た。さらに、本発明は、様々な着色剤を黄色の昼間の色を得るためにその道路標
識中に使用することができるということにおいて有利である。従来技術の道路標
識は、明瞭な黄色の夜間及び昼間の色を反射すると共に強い光散乱能力をもつ顔
料を使用した。本発明においては、この着色剤は、強い光散乱能力をもつ必要は
ない。また、この着色剤は、明瞭な黄色の夜間色を反射する必要もない。したが
って、比較的多数の着色剤を、適当な昼間の色を得るために用いることができる
。それ故、黄色の交通標識の内容において、本発明は実質的により広いプロセス
ウィンドー(プロセス条件の変動)および組成物ウィンドー(組成物の変動)を
有する。
色度座標X及びyの合計が0.95より大きく、比輝度が150より大きい道路
標識は白色と区別される夜間色を提供し、夜間の運転条件で容易に識別されるほ
ど明るい。色度座標X及びyの合計色度ダイアグラム(図1参照)上に点を描く
。色度ダイアグラムは人間の目に見える全ての色のプロットである。色度ダイア
グラムの外郭の周囲は最も純粋な色であり、即ち、1種の光の波長のみからなる
色である。ダイアグラムの中心付近は、白のような中間色である。道路標識を夜
間に見る場合、0.95より大きいX及び7色度座標の合計は白とはっきり区別
される色であることを示す。ここに用いられる用語で、「区別されつる黄色の夜
間色」とは色度座標X及びyの合計がASTM E 811−87により試験さ
れたときに0.95より大きい黄色の再帰反射性光を示すことを意味する。好ま
しくは、X及びy座標は色度ダイアグラム上のボックス内に当たり、このボック
スは、図1にそれぞれNO2O〜23により記載された、(x、 y)座標(0
,458,0,492)、(0,480,0,520) 、(0,610,0,
390) 、及び(0,560,0,390)により限定される。
ASTM E 811−87は夜間条件での再帰反射性の色彩特性を測定するだ
めの標準試験である。試験はプロジェクタ−光源及びテレスペクトロラジオメー
ターを用いて実験室光度範囲で行われる。一般手順は最初に道路標識に当たる入
射光のスペクトルを測定することを含む。その後、再帰反射した光のスペクトル
を適切な測定配置で測定する。反射したスペクトルは波長/波長で入射光スペク
トルにより除算される。このスペクトル比の結果は夜間色度の色度座標(x、
y)で達するように、標準発光体A(自動車のタングステンフィラメントヘッド
ランプに対応する。)及び1931・2度標準観測者(1931tw。
degree 5tandard observer)を用いてCIB公報15
.2色度により分析される。この試験を再現するために、次のパラメーターを定
義する。
(+)手順Bを用いる。
(2)観測角度α=0.7゜
(3)入射角β=89゜
(4)回転角ε=θ。
(5)観測距離=20フィート(6,1m)(6)試験試料寸法及び形状:少な
くとも0.1m”(測定に小さなプロジェクト面積を提供するように、通常の試
験試料サイズは4インチ(102mm)幅及び5フイート(1,52m)長さで
ある。)(7)受光体角度開口部=15分の弧
(8)源角度開ロ部:15分の弧
(9)反射体の参照中心:試験試料の幾何中心(10)反射体の参照軸:試験試
料に垂直これらのパラメーターを知って、当業者はこの試験の再現をすることが
できる。rASTM E 811−87 Jはここで、上記のパラメーターが上
記のように提供されたASTM E 811−87を意味するように用いられる
であろう。これらのパラメーターは、典型的な自動車の運転手の見る条件、+2
0フイート(36,6m)の距離を見た、水平の道路標識を近似する。
ASTM D 4061−89は道路標識の再帰反射性の測定用の標準試験であ
る。この試験は試験表面上で入射光に対する試験表面での再帰反射した光の比を
決定することを含む。これらの測定から、光度量、比輝度は計算される( 「比
輝度」も「再帰反射した光の係数」として国際的に知られる。)。この量は人間
の観測者により見られたときに試験試料の目で見た「輝き」に対応する。この標
準試験の再現性の目的で、観測角αは10に指定し、そして入射角βは86.5
°に指定する。α及びβを知って、ASTM D 4061−89は当業者によ
り再現されうる。r AST入I D 4061−89Jはここで、1°のα及
び86.5°のβでのASTM D 4061−89試験を意味するように用い
られる。便利には、この試験は、ASTM D 4061−89により測定され
た適切な対照標準で検量された、提供された短い光路を存するポータプル再帰反
射計(α=10及びβ・86.5°)を用いて疑似されつる。
図面の簡単な説明
図1は色度ダイアグラムの一部分である。
図2は予備形成された道路標識の例である。
好ましい態様の詳細な説明
本発明の好ましい態様の記載で、特定の用語を明瞭化のために用いるであろう。
しかし、本発明はこのように選択された特定の用語に制限されることを意図せず
、このように選択された用語の各々は同様に扱われる全ての技術等個物を含むと
解釈されるべきである。
本発明に用いる再帰反射性ビーズは、夜間に充分な発光を提供するように、光を
再帰反射する黄色の色合いの透明ビーズである。ビーズはビーズの反射表面で反
射性材料の使用なしに低屈折を達成するが、このビーズは「再帰反射性Jと呼ば
れる。というのは、反射した光を再配向させ、そしてそれが来た方向に送り返す
からである。
この反射性材料は光散乱顔料でありうる。反射性材料により光散乱された一部分
はビーズにより回収され、そして再帰反射する。この再帰反射性ビーズは平均で
直径約25〜2000μmであり、好ましくは1000μmより小さく、より好
ましくは200〜800μmである。再帰反射性ビーズは、通常、約1.5〜2
.2、好ましくは少なくとも1.7の屈折率を有する。最も良好な再帰反射のた
めには、ビーズは約1゜9の屈折率を有するであろう。
道路標識に用いられるビーズのサイズ及び屈折率は、コスト及び性能の要求によ
り広く変化する。約1.9の屈折率を有するガラスピーズは非常に高い輝度を提
供するが、一般に、1.5の屈折率のビーズよりも高価であり、耐久性が低い。
1.7〜2の屈折率を有するセラミックビーズは開発されており、それは非常に
耐久性であるが、高価である。
有効な再帰反射のために、ビーズはビーズ担持媒体中にその直径の約40〜60
%が埋め込まれるべきである。このように、ビーズサイズとビーズ担持媒体最小
厚さとの間の関係が存在する。湿潤状態での良好な輝度を得るためには、非常に
大きな1.000〜2.000μmのビーズか用いられてきた。より大きなビー
ズは標識上で水の表面より上に突き出しそうである。湿潤反射性を提供するため
の別の方法は、ビーズ担持媒体中で浮き上がったパターンを形成させ、浮き上が
ったパターンの突起中に再帰反射性ビーズを埋め込むことである。
再帰性反射の間に、入射光は再帰反射性ビーズを通過し、入射光がビーズに入っ
たのと反対側に隣接する領域でビーズに焦点される。
この領域で、光は、通常、拡散するように光散乱剤により散乱される。散乱され
た光の一部分は、その後、ビーズにより回収され、その入射光路に沿って戻って
いくように再焦点される。再帰性反射を実現しようとするならば、入射光がビー
ズに入ってくるのと反対側の領域で光は充分な光散乱性でなければならない。
再帰反射性ビーズはガラスから製造され、または、それらは非ガラス性セラミッ
ク組成物から製造されうる。ガラスの再帰反射性ビーズは従来の方法により公知
の組成物から製造されうる。ガラスピーズは次の米国特許:第1.175.22
4号、第2.461.011号、第2.726゜161号、第2.842.44
6号、第2.853.393号、第2.870.030号、第2゜939、79
7号、第2.965.921号、第2.992.122号、第3.468.68
1号、第3.946.130号、第4.192.576号及び第4.367、9
19号に記載され、それらの開示を引用によりここに取り入れる。非ガラス性セ
ラミック再帰反射性ビーズは米国特許第4.564.556号、第4.758.
469号、第4.772.511号及び第4.931.414号に記載のような
公知の方法により製造されることができ、それらの開示を引用によりここに取り
入れる。
再帰反射性ビーズは、例えば、黄色の色味剤を再帰反射性ビーズ中に取り入れる
ことにより黄色の色合いを備えることができる。「取り入れる」という用語は色
味剤が再帰反射性ビーズの内部組成の一部分であることを意味するようにここで
用いられる。例えば、単一ガラス相の一体部分はガラスピーズ色味剤を含みうる
。色味剤は、白色光がビーズに通過するときに再帰反射性ビーズに黄色を示させ
る物質である。色味剤は、好ましくは光を散乱せず、即ち、それは再帰反射性ビ
ーズを通過する光を実質的に直線光路から逸らさない。
再帰反射性ビーズに加えられうる色味剤の例は、金属、例えば、セリウム、鋼、
マンガン、鉄およびそれらの酸化物並びに組み合わせを含む。
再帰反射性ビーズ中に色味剤を取り入れることに加えて、再帰反射性ビーズは、
色味剤をビーズの表面に適用することにより黄色の色合いを備えることができる
。例えば、日本特許公告第20424/91号において、再帰反射性ビーズは、
ビーズの外側表面に黄色の染料を含む塗料を適用することにより黄色に着色され
る。
色味剤の量は再帰反射性ビーズの組成、ビーズサイズ、屈折率、光散乱剤の量及
びその散乱能並びに所望の再帰反射の色により変化しつる。再帰反射性ビーズの
組成はビーズの屈折率を制御する。それ故、色味剤は、それが屈折率に悪影響を
及ぼす範囲では通常用いられない。この色味剤は、道路標識が有効でない程度に
まで発光が減じられるような多量でも用いられない。再帰反射性ビーズの発光は
、再帰反射性ビーズの透明度及び散乱剤の光散乱能の関数である。
ビーズ担持媒体中で非常に強い光散乱剤が用いられるときに(例えば、約2.4
より大きい屈折率を有するもの)、より多量の色味剤は再帰反射性ビーズを着色
するために用いられつる。色味剤は、通常、再帰反射性ビーズ中に、再帰反射性
ビーズの重量基準で0.5〜10重量%(特定の態様においては1%より多く)
で取り込まれる。
黄色に着色されたガラス再帰反射性ビーズの例は次の組成を有する。
二酸化チタン20〜50重量%;
酸化バリウム25〜50重量%:
色味剤0.5〜15重量%(例えば、セリウム、銅、マンガンおよび鉄並びにそ
の酸化物);
シリカ0〜25重量%:
酸化亜鉛0〜16重量%:
アルカリ酸化物0−15重量%:
酸化カルシウム0〜6重量%;
ボリア(B202 )0〜5重量%:
酸化セリウムが色味剤として用いられ、好ましくは1.25〜10重量%の酸化
セリウムが用いられるときに、好ましいガラスピーズは1%より多量の色味剤を
含む。
着色された非ガラス性セラミックビーズの例は次の組成を有する。
S+0215〜35重量%;
ZrOt 50〜80重量%;
Alt Os 0〜15重量%;
Ti020〜15重量%:及び
色味剤0.5〜15重量%(好ましくは1.25〜lO%)ビーズ担持媒体は再
帰反射性ビーズを支持しうる材料の層である。
ビーズ担持媒体は結合剤および光散乱剤並びに任意に充填剤、増量剤、安定剤及
び着色剤を含む。結合剤は、例えば、ポリマーマトリックス、塗料、または凝固
したポリマーメルトであることができる。
ビーズ担持媒体の組成は道路標識の特定の用途に依存するであろう。
光散乱剤はビーズ担持媒体への添加剤であり、それは多くの方向に光を反射する
。光散乱剤は、望ましくは、それにぶつかる光の一部分を逆散乱し、光が来た(
即ち、ビーズから)方向に光を反射させる。逆散乱した光の一部分はビーズに再
び入り、再焦点されて、そして元の光源に向かって進められる。光散乱剤は、充
分な量の光散乱剤を再帰反射性ビーズに隣接させるような量でビーズ担持媒体に
加えられる。一般に、光散乱剤は、再帰反射性ビーズ及び滑り防止粒子を除いた
、ビーズ担持媒体の固形分基準で、ビーズ担持媒体中、約0.5〜15体積%で
、好ましくは10体積%未満で用いられる。
高い体積%の光散乱剤の使用は、道路標識に、より鮮明な再帰反射性をもたらす
が、黄色の昼間色を達成することが、より困難になる。
好ましい光散乱剤は2より大きい屈折率を有し、より好ましくは2゜4より大き
い、更により好ましくは2.6よりも大きい屈折率を有する。好ましい光散乱剤
は約0.1〜2μmの粒子サイズを存し、好ましくは0.2〜0.8の粒子サイ
ズを有する。用いられつる光散乱剤の例は白色光を乱反射する顔料を含み、(制
限するわけではないが、)亜鉛ベースの顔料、例えば、酸化亜鉛、硫化亜鉛及び
リトポン:ジルコニウムシリケート及びジルコニウムオキシド;天然及び合成バ
リウムスルフエート:二酸化チタン;並びにそれらの組み合わせを含む。これら
の顔料は、カドミウム、クロム及び鉛量外の金属を含む。二酸化チタンは好まし
い光散乱剤である。白色顔料は、色度指数系(Colour Index Sy
stem)で“PW”でピグメントホワイトと指定される。
ASTM E 8]1−87は自動車ヘッドランプからの光にさらされた道路標
識の夜間外観を測定するために用いられうる標準試験である。この試験を用いて
、色度座標(x、 y)が得られる。これらの座標は色度ダイアグラム上の点を
表す。異なる点は異なる色を表す。図1において、色度ダイアグラムの一部分が
示される。0.95より大きいX及びy色度座標の合計を存する図1上の点は、
線20−23の右である。
線20−23の右の点は白色と区別される色を表す。線20−23の左に位置す
る点は白色を示し、より白色の道路標識と間違えやすいであろう。好ましい道路
標識は0.97より大きな色度座標(X、 y)の合計を有する。これらの道路
標識は線24−25の右の色度点を示す。好ましい態様において、道路標識は点
20〜23により限定されるボックス内に当たる色度座標(x、 y)の合計を
示す。道路標識がボックス20〜23内に当たる黄色を示すとき、示されたこの
色は緑及び赤と区別される。
より好ましくは、色度座標は点21.22.24及び25により限定されるボッ
クス内に当たる。より好ましい態様において、色度座標は点26〜29により限
定されたボックス内に当たる。最も区別されつる黄色はボックス26〜29に当
たる。図1に示された点を次のように要約する。
色度座標
点 XY
2O0,4580,492
210,4800,520
220,6100,390
230,5600,390
240,4670,503
250,5800,390
260,4980,472
270,5120,488
280,5700,430
290,5500,420
本発明の道路標識は、カドミウム、クロムまたは鉛を含む顔料を使用することな
く、明確な黄色及び強い発光を示す。この明確な黄色はビーズ担持媒体中にいか
なる黄色の顔料を使用することな(、夜間条件で示された。この道路標識は、A
STM D 4061−89により試験したときに、150n+cd/m” /
lxより高い比輝度をも示した。350mcd/m” /lxより高い比輝度も
本発明の道路標識で得られつる。2450mcd/m ” /lxまでの比輝度
は本発明の道路標識で示された。
本発明の黄色の道路標識は同等の白色の道路標識の比輝度の少なくとも40%で
ある比輝度を示すことができる。同等の白色の道路標識とは、同一のビーズの屈
折率、ビーズサイズ、ビーズ埋め込み、ビーズ被覆および製品構造体を有するが
、無色の、即ち、着色されていない再帰反射性ビーズを有する白色の道路標識を
意味する。
本発明の道路標識が白色光を戻す光散乱剤を含むときに、黄色の昼間色が望まし
いならば、ビーズ担持媒体に黄色の着色剤を加える必要がある。[黄色の着色剤
」という用語は道路標識に黄色の昼間色を提供する着色剤を意味するようにここ
で用いられる。黄色の着色剤は、カドミウム、クロムまたは鉛を含まない。黄色
の着色剤は強い光散乱剤である必要はない。というのは、光散乱は白色光散乱剤
により提供されるからである。このように、黄色の着色剤は約1゜6より低い屈
折率を有し、着色剤は黄色の有機顔料のような染料または顔料であることができ
る。有機黄色顔料の例は、(1)C,1,ピグメントイエロー55(ジアリーリ
ドイエローAAPT) 、例えば、Ciba−GeigyからのIRGALIT
II、ブランドのイエローBAF、ジアリーリドーp−トルイシド;
(2)C,lピグメントイエロー65(アリーリドイエローRNまたは3RA)
、例えば、HeubachのDALA!1lARブランドのイエロー YT−8
20−D、モノアゾ:
(3) C,1,ピグメントイエロー74(アリーリドイエローYGまたはブリ
リアントイエロー 5GX)、例えば、HeubachのDALAMARブラン
ドのイエローYT−808−D、モノアゾ:
(4) C,1,ピグメントイエロー83(ジアリーリドイエローHR) 、例
えば、HoechstのDIAZOHRブランド:(5)C,r、ピグメントイ
エロー110(テトラクロロイソインドーリノンイエローR)、例えば、Cib
a−Geigyの[RGAZINE ブランドイエロー3RLTN :
(6) C,1,ピグメントイエロー120(ベンゾイミダゾロンイエローH2
G)(7)C,1,ピグメントイエロー139(イソインドリンイエロー);(
8)C,1,ピグメントイエロー183(バリ第1・−ルイエロー):を含む。
黄色の着色剤は適切な昼間色を得るために充分な量でビーズ媒体中に用いられる
。この量は着色剤の特性及び所望の昼間黄色により変化しつる。着色剤は、通常
、道路標識が満足されようとする特定の政府規制の昼間色仕様の範囲内に色度座
標を提供するために充分な量テ用イラレル。例エバ、米国(USA) テハ、A
STM E 1164−91. ff準昼間色試験により試験して、Feder
al Highway Administration(FHWA)イエローカ
ラーボックス内に色度座標を提供するように用いられる。一般に、有機黄色着色
剤は、ビーズ担持媒体の重量基準で約5〜40重量%でビーズ担持媒体中に加え
られうる。
本発明の道路標識は種々の形になりうる。例えば、道路標識は予備形成されたテ
ープ、液体適用標識、またはホットメルト適用熱可塑性プラスティック標識であ
りうる。ビーズ担持媒体はこれらの道路標識の各々で異なりつる。
予備形成されたテープは道路標識技術で広く知られる。予備形成されたテープの
例は米国特許第4.117.192号、第4.248.932号及び第4.29
9.874号並びに米国特許出願番号第07/632.976号に開示され、そ
の開示をここに引用により取り入れる。液体適用標識のように現場で製造されな
いことから、このテープは「予備形成された」と言われる。予備形成された道路
標識の例は図2中N0IOとして示される。
図2において、予備形成された道路標識テープ10は、ビーズ担持媒体として、
再帰反射性ビーズ14および任意の滑り防止粒子16を含む上部層12を有する
。接着剤層I8は予備形成されたテープ1oの底面上に任意に提供される。示し
たように、テープ1oは上部層12と接着剤層18の間に配置される適合層17
及び補強ウェブ19をも有する。適合層17及び補強ウェブ19は任意である。
上部層12は、例えば、ポリマーマトリックス、例えば、ポリビニルクロリド(
PVC) 、ポリビニルアセテート(PVA) 、PVC/PVAブレンド、ポ
リエチレンーコーアクリル酸(EAA) 、ポリエチレンーコーメタクリル酸(
EMAA)及びEAA/EMAAブレンド、ポリウニレタン、エポキシ樹脂、メ
ラミン樹脂及びポリアミドがら製造されうる。
上部層12は光散乱剤および任意に、所望の昼間色をそれに付与するために着色
剤を含む。光散乱剤はビーズ14に充分な光散乱剤を隣接させるような量で上部
層12中に存在する。これはビーズ14を通過する光を散乱させることを可能に
する。光散乱剤が所望の昼間色を反射しないとき、着色剤は一般に用いられるで
あろう。特定の顔料の選択及び使用される相対量の調整により、例えば、適用さ
れうる政府の仕様を満足するように、道路標識は所望の昼間黄色を有して製造さ
れつる。
再帰反射性ビーズ14は、通常、上部層12を通してランダムに散乱され、それ
は上部層12中に部分的に埋め込まれ、その上部表面から突出している。少量の
ビーズ(または全てのビーズ)は上部表面中に完全に埋め込まれていてよく、上
部層が使用時に徐々に侵食されて露出するようになる。上部層12は、また、標
識材料上のタイヤの静止摩擦を向上させるように、滑り防止粒子16を含みつる
。
通常、予備形成された道路標識テープは上部層12と接着剤層18の間に位置す
る適合層17を有するであろう。典型的な適合層は高度に充填されたアクリロニ
トリルブタジェンゴムもしくはニトリルから製造され、適切な引張強度、伸び及
び適合性のような所望の物理特性を付与するように適切に(例えば、無機充填剤
により)充填される。
テープを道路表面(示していない)に付着する接着剤層I8は所望の接着特性を
提供するように選択される。例えば、テープ10は長期用途を意図され、このよ
うに、高耐久性を提供するべきである。
特定の態様において、道路標識テープ10は任意の補強ウェブ19を有する。こ
のようなウェブはテープ構造中に取り入れられ、テープの引張強度及び耐引裂性
を増加する。このようなウェブは、道路上でのその一時使用に後に除去されるこ
とを意図される場合に好ましい。
図2に例示した道路標識は平滑であるが、パターン化表面を存する道路標識も用
いられつる。パターン化された道路標識は、例えば、米国特許第4.388.3
59号、第4.758.469号、第4.988.541号及び第4、988.
555号に開示され、その開示をここに引用により取り入れる。
本発明の道路標識は液体適用コーティング型も取りうる。液体適用コーティング
は長年にわたって道路標識技術で知られる。米国特許第2.043.414号、
第2.440.584号、第4.203.878号及び第4.856゜9931
号は液体適用コーティングの例を開示する。これらの特許の開示をここに引用に
より取り入れる。液体適用コーティングにおいて、ビーズ担持媒体は塗料(pa
int)でありうる。塗料は道路表面に適用されることができ、塗料が乾燥する
前に再帰反射性ビーズはその上に散りばめられ、部分的にその中に埋め込まれる
ことによりビーズを固定させつる。別には、再帰反射性ビーズは道路表面に適用
される前に塗料中に加えられることができ、それにより、再帰反射性ビーズは塗
料中に完全に埋め込まれる。自動車交通により塗料が磨耗した後、再帰反射性ビ
ーズは露出し、それにより、その再帰反射性の目的を達成しうる。滑り防止粒子
も塗料が道路に適用される前または後に塗料に加えられつる。
塗料は光散乱剤及び任意に着色剤を含むであろう。光散乱剤及び黄色の着色剤は
上記に議論したいずれであってもよい。黄色の着色剤の量は、着色剤の濃度、光
散乱剤及び標識の意図された色により変化しつる。
ホットメルト適用熱可塑性プラスティック標識は当業界で知られ、本発明はこの
ような標識での使用に適切である。ホットメルト適用熱可塑性プラスティック標
識は、例えば、米国特許第3.891.451号、第3.935.158号及び
第3.998.645号に開示された。
本発明のホットメルト適用熱可塑性プラスティック標識は、結合剤として熱可塑
性樹脂を含みつる、光散乱剤が加えられたビーズ担持媒体を有しうる。ビーズ担
持媒体は可塑剤、安定剤、酸化防止剤及び充填剤をも含みつる。ホットメルト適
用熱可塑性プラスティック標識は、150〜250°Cの温度に標識組成物を加
熱すること、道路に溶融組成物を適用すること、及びこの適用された組成物を冷
却させることにより道路上に付けられうる。再帰反射性ビーズは、溶融組成物が
道路に適用される前または後にビーズ担持媒体に加えられつる。再帰反射性ビー
ズが道路表面に適用される前に加えられるときには、ビーズの殆どは完全に道路
標識中に埋め込まれるであろうが、標識が乗物交通にさらされたときに露出され
るであろう。
本発明の特徴及び利点は次の実施例で更に例示されるであろう。
しかし、実施例がこの目的を提供する一方、使用される特定の成分及び量、並び
に他の条件及び詳細は本発明の範囲を過度に制限すると解釈されるべきでないこ
とは明らかに理解されるべきである。
実施例
次の例示の実施例において、道路標識は製造され、モして再帰反射色度及びスペ
クトル発光を試験した。試験結果を表1に示す。
指示がないかぎり、次の実施例において使用された着色されたガラス再帰反射性
ビーズはベースガラス組成物を形成することにより製造され、このガラスペース
組成物は43.5%Tie、 、 29.3%BaO114,3%Si02.8
.4%Na0i 、3.1%B20 a 、及び1.4%に、0を重量基準で含
んだ。これに、セリウムオキシドを96重量%セリウムオキシド濃厚液(Whi
te Plains、 New YorkのMo1ycorp、 Inc、から
Mo1ycorp 5310として入手可能である。)の形で加えた。実施例3
0において、銅は銅金属の形でベースガラスピーズ組成物に加えられた。無色の
1゜9の屈折率のガラスピーズ用いられる場合の実施例において、これらのビー
ズはFlex−0−Lite、 Inc、 、 St、 Louis、 Mis
souriから得られた。
実施例36において、黄色の非ガラス性セラミック微小球は、12.6重量%の
S+02.77.7重量%のZrOを及び9.7重量%のAlt Osのベース
組成物に着色剤を加えることにより製造された。鉄は、1.5%のPet O*
を含む非ガラス性セラミックビーズを生じるような量で、鉄の塩の溶液の形でセ
ラミックゾルプリカーサ−に加えられた。
平滑面道路標識
実施例1
ビーズ担持媒体を次のように製造した。E、 1. Du Pont de N
emours、 Wilmington、 Delwareから入手可能なEM
MA :ffポリ? −Nucrel 699、第一の顔料濃厚物(Dow C
hemical、Midland、 &lichiganのエチレンアクリル酸
コポリv −Primacor 3150中30wt%Cal Lake Ye
llow、C。
ulor Index PY183、Spectrum Co1ors、 Mi
nneapolis、 Minnesotaの濃厚物1042276EUVAO
)および第二の顔料濃厚物(USr Division Quantum Ch
emical Company C11nton、 Massachusett
sのEAAコポリマー5pectratech Ikl 88947中50wt
%の二酸化チタン)のペレットをパケット振盪機中で振盪し、8.7wt%含有
率の黄色顔料、5.8wt%含有率の二酸化チタン、26.2wt%含有率のE
AAおよび59. swt%含有率のEMAAとの均一に分散したペレット混合
物を提供した。−軸スクリユー押出機を用いて、この混合物をフィルムダイを通
してポリエステル支持体上に押出し、顔料入り上部層、または適合標識シート用
ビーズ担持媒体を約220〜230μmの厚さで提供した。
の表面上に保持された(例えば、顔料入り上部層材料を軟化した溶融に近い状態
にするのに充分に熱いが、ポリエステル支持体ウェブを溶融するほどは熱くない
。)。高温でのホットカンとの接触の間に、無色のガラス再帰反射性ビーズ(2
00〜600μmサイズ、1.9の屈折率、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ランにより表面処理された。)及びアルミニウムオキシドグリッドの小粒子(6
00μmの公称粒子サイズ)を上部層の熱い表面上に散りばめた。粒子コーティ
ングは約210g/m”の再帰反射性ガラスピーズ及び滑り防止粒子として40
g/m ”のアルミニウムオキシド含有率であった。表面に粒子を有する顔料入
り上部層はホットカンとの接触により高温に維持され、ウェブは4フィート/秒
(0,02m/秒)の速度で移動していた。
この粒子はポリマー表面中に部分的に沈んでおり、または埋め込まれており、ポ
リマーはこの間に幾分、粒子の側面を這い上がって濡らしているようであった。
その後、ウェブは冷却ロール上を通過し、反射性要素及び滑り防止粒子を含むフ
ィルムを再凝固した。
ポリエステル支持体ウェブは、再帰反射性ビーズ及び滑り防止粒子を含むポリマ
ーフィルムの底面から剥がされた。約125μm厚さのゴム樹脂感圧接着剤層を
、ポリエステル支持体ウェブと接触していたフィルムの底面に積層し、粘着性の
反射性標識シートを提供した。
実施例2
実施例1と同一であるが、ビーズ担持媒体は次の組成を有した。
20wt%T+02 (5,54体積%)、20wt%EAA、60wt%EM
N[A 。
実施例3
実施例1と同一であるが、ビーズ担持媒体は約115μm厚さであり、適合層上
に押出しされた。適合層は、Dowlex 4001超低密度ポリエチレン(D
ow Chemicalから入手可能)のペレット及びHubercurb Q
3T炭酸カルシウム粉末(J、M、Huber Corporationから入
手可能)を乾燥粉末スクリューコンベアーの手段によりBaker−Perki
n二軸スクリュー配合機のスロートにフィードすることにより製造された。
フィード速度は得られる材料の混合物が70:30の体積比になるようにした。
二軸スクリュー配合機はポリマーを溶融させ、混合し、及びポリマー中への固体
の分散を可能にする加熱能力を備えた。この混合物をストランドダイを通して水
浴中に押出し、冷却した。冷却されたストランドをJetro Pe1leti
zerを用いて切断した。ペレットを乾燥し、KiLIion−軸押出機を用い
てフィルムダイを通してポリエステル支持体ウェブ上に押出し、支持体ウェブ上
に250μm厚さの適合層材料を形成した。ビーズ担持媒体(適合層上)を再帰
反射性ビーズ及び滑り防止粒子により実施例1に記載のようにコートし実施例1
と同一であるが、ビーズ担持媒体は2.4wt%のTiOt (0,61体積%
) :29.5wt%のEEA:56.5wt%のEMMA ;及び比6wt%
のPY18’3を実施例4と同一であるが、再帰反射性ビーズは1.25wt%
のCeO□により着色され、滑り防止粒子は省かれた。
実施例6
実施例5と同一であるが、ビーズは2. swt%のCeOtを含んだ。
実施例7
実施例6と同一であるが、ビーズは3.75wt%のCeO!を含んだ。
実施例8
実施例1と同一であるが、ビーズ担持媒体は2.3wt%のTiO* (0,5
8体積%) :12.2wt%のPY183:30.5wt%のEAA 、及び
55W【%のEMMAを含ん実施例9〜11
実施例8と同一であるか、再帰反射性ビーズは1.0 、1.8及び2゜5wt
%のCeO□を色味剤として、それぞれ含んだ。
実施例12 〜14
実施例2と同一であるが、再帰反射性ビーズは1.0 、1.8及び2゜5wt
%のCe02を色味剤として、それぞれ含んだ。
実施例15
実施例3と同一であるが、ビーズ担持媒体は2. awt%の光散乱剤及び12
.2wt%の着色剤を含み、モして再帰反射性ビーズは1.8wt%のCe01
を色味剤として含んだ。
実施例16
実施例1と同一であるが、道路標識は2.3wt%の光散乱剤及び12.2wt
%の着色剤を含み、そして再帰反射性ビーズは1.8wt%のCe02を色味剤
として含んだ。
実施例17
実施例8と同一であるか、道路標識上には滑り防止粒子を含まず、そして再帰反
射性ビーズは200〜350μmのサイズ範囲であった。
実施例18〜20
実施例17と同一であるが、再帰反射性ビーズの組成は次のようで11.5 S
iO□
2 Bz 02
o、 s ZnO
このベースガラスにCe02を0.5.1.0及び2.5wt%で、それぞれ加
えた。
実施例21〜23
実施例18〜20と同一であるが、ベースガラス組成は次のようであった。
44 BaO
2Ca0
0.5 Na2O
このベースガラスにCeO□を0.5 、1.0及び2.5wt%で、それぞれ
加えた。
実施例24〜26
実施例18〜20と、それぞれ同一であるが、ベースガラス組成は次のようであ
った。
30、5 8a0
15 ZnO
このベースガラスに(、eo 2を0.5.1.0及び2.5wt%で、それぞ
れ加えた。
実施例27〜29
実施例18〜20と、それぞれ同一であるが、ベースガラス組成は次のようであ
った。
wt% 成分
39 T102
28 BaO
このベースガラスにCeO□を15.1.0及び2.5wt%で、それぞれ加え
た。
実施例30
実施例17と同一であるか、再帰反射性ビーズは2wt%の銅を色味剤白色3八
(ブランドGREENLITE Powder2110火炎適用道路標識、微細
分割された粒質物の形の二酸化チタン顔料入り熱可塑性ポリアミドの熱可塑性プ
ラスティック粉末成分(重合した脂肪酸とアルキレンジアミンのポリアミド反応
生成物は5herex Chemical Company、 dublin、
0hio、 USAにより製造されたEurelon 930であったことを
除いて、米国特許第3.849.351号の実施例1の顔料入り熱可塑性プラス
ティックベースの粒子と同一である)を1.8wt%のCeO□を色味剤として
有するガラス微小球と混合した。この混合物を、米国特許第3,410゜185
号のHarringtonの方法によりプロパンガスフレームを通して吸引し、
そして平滑なアルミニウム試験パネル表面上に付着させ、アルミニウム試験パネ
ル上に再帰反射性道路標識を製造した。
実施例32
実施例31と同一であるが、3MブランドGREENLITE powder
2110を全ての成分として受けたまま用いた。
道路標識はビーズ担持媒体としてウレタン樹脂を用いて製造された。このウレタ
ン樹脂は米国特許第4.988.555号、コラム4.37行〜45行により製
造され、同特許、コラム4.45行〜50行に記載のようにPbCr0 a (
27wt%)で顔料着色された。浮き彫りされたパターン化ベースシートを米国
特許第4.988.555号、コラム2.62行〜コラム3.52行に記載のよ
うに提供された。このウレタ・ンを米国特許第4、988.555号、コラム3
.53行〜66行及び図4aに記載のように選択された部分に適用した。米国特
許第4.772.511号に記載のように、非ガラス性セラミック組成を有する
無色の再帰反射性ビーズ(150〜280μm)をウレタン樹脂上にその硬化前
に落とし、そして硬化後に過剰のビーズを除去した。
実施例34〜35
道路標識を実施例33に記載のように製造したが、1.8wt%及び2.5wt
%のCeO□を、それぞれ色味剤として含む再帰反射性ビーズを用いた。
実施例36
実施例33と同一であるが、ウレタン樹脂はクロム酸鉛の代わりにTlO□によ
り顔料着色され、そして再帰反射性ビーズ(175〜210μm)は1.5wt
%のFez O□を色味剤として含んだ。
実施例37及び38
実施例36と同一であるが、再帰反射性ビーズはガラスであり、そして、それぞ
れ、1.8wt%及び2. swt%%のCeO□を色味剤として含んだ。
これらの実施例は、特定の市販の道路標識の夜間色及び発光を示す。
表1のデータは、白色光散乱剤及び黄色の色味の再帰反射性ビーズを用いる道路
標識から良好な夜間の黄色及び良好な発光が得られることを示す。
本発明の種々の改良及び変更は本発明の範囲及び有効成分を逸脱することなく当
業者に明らかであろう。それ故、本発明は上記の例示の悪様に過度に制限されな
ず、請求項に示した制限及びその等傷物に制限されることが理解されるべきであ
る。本発明はここに詳細に開示していないいかなる要素も存在せずに適切に実施
されうろことも理解されるべきである。
OAOO,450,500,550,らQO,ム5 0.70色度×
国際調査報告 e、、vA+c atznl191Hフロントページの続き
(72)発明者 ラスク、ジェームズ イー。
アメリカ合衆国、ミネソタ 55133−3427゜セント ポール、ポスト
オフィス ボックス 33427 (番地なし)
(72)発明者 へドブロム、トーマス ピー。
アメリカ合衆国、ミネソタ 55133−3427゜セント ポール、ポスト
オフィス ボックス 33427 (番地なし)
(72)発明者 スタンプ、ラリ−ケー。
アメリカ合衆国、ミネソタ 55133−3427゜セント ポール、ポスト
オフィス ボックス 33427 (番地なし)
Claims (10)
- 1.(a)カドミウム、クロム及び鉛を含まず、且つ、白色光を散乱し、そして 、1.6の屈折率を有する光散乱剤を少なくとも0.5体積%含むビーズ担持媒 体(ここで、体積パーセントはビーズ及び滑り防止剤以外のビーズ担持媒体の固 形分を基準とする。)、及び (b)ビーズ担持媒体中に少なくとも部分的に埋め込まれた複数の再帰反射性ビ ーズであって、前記の複数の再帰反射性ビーズは黄色の色合いを有し、ASTM E811−87により試験したときにX及びyの色度座標の合計が0.95より 大きい、区別されうる黄色の夜間色を有する再帰反射性道路標識を提供し、前記 の道路標識幾は、ASTMD4061−89により試験したときに150ミリカ ンデラ/m2/ルクスより大きい比輝度をも示す、複数の再帰反射性ビーズ、を 含む再帰反射性道路標識。
- 2.光散乱剤が2より大きい屈折率を有し、ビーズ担持媒体中に0.5〜15体 積%で存在し、且つ、0.1〜2μmの範囲の平均サイズを有する顔料粒子を含 む請求項1の再帰反射性道路標識。
- 3.光散乱剤が、酸化亜鉛、硫化亜鉛、リトポン、ジルコン、酸化ジルコニウム 、硫酸バリウム、二酸化チタン、およびそれらの組み合わせからなる群より選ば れる顔料粒子を含む請求項1の再帰反射性道路標識。
- 4.TiO2顔料粒子がビーズ担持媒体中に0.5〜10体積%で存在し、且つ 、0.2〜0.8μmの範囲の粒子サイズを有する請求項3の再帰反射性道路標 識。
- 5.再帰反射性ビーズが、その中に取り込まれて1重量%より多量の色味剤を有 する請求項1の再帰反射性道路標識。
- 6.黄色の着色剤がカドミウム、クロム及び鉛を含まないビーズ担持媒体に加え られた請求項1の再帰反射性道路標識。
- 7.点(0.458,0.492)、(0.480,0.520)、(0.61 0,0.390)及び(0.560,0.390)により限定されるボックス中 に当たる色度座標を有する請求項1の再帰反射性道路標識。
- 8.点(0.467,0.503)、(0.480,0.520)、(0.61 0,0.390)及び(0.580,0.390)により限定されるボックス中 に当たる色度座標を有する請求項7の再帰反射性道路標識。
- 9.相当する白色道路標識の比輝度の少なくとも40%である比輝度を示す請求 項1の再帰反射性道路標識。
- 10.(a)白色光を散乱する光散乱剤を少なくとも0,5体積%含むビーズ担 持媒体(前記のビーズ担持媒体はカドミウム、クロム及び鉛を含む顔料を含まな い。)を提供すること、(b)再帰反射性ビーズをビーズ担持媒体中に埋め込む こと(再帰反射性ビーズは黄色の色合いを有し、そのため、光が黄色の色合いの 再起反射ビーズに当たるときに、道路標識が区別されうる黄色を再起反射する。 )、 を含む再帰反射性道路標識を製造する方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US838,527 | 1992-02-19 | ||
US07/838,527 US5286682A (en) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | Yellow retroreflective pavement markings |
PCT/US1993/000285 WO1993017187A1 (en) | 1992-02-19 | 1993-01-14 | Yellow retroreflective pavement markings |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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