NO316225B1 - Vannfortynnbar plastmasse og fremgangsmåte til fremstilling av denne - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en vannfortynnbar plastmasse, som inneholder et raskttørkende bindemiddel på basis av en aniomsk-stabilisert emulsjonspolymer og fyllstoffer, for horisontal markering på gater og andre trafikk-fiater, med sjikttykkelser på 1-3 mm Dessuten angår oppfinnelsen en fremgangsmåte til fremstilling av en slik vannfortynnbar plastmasse Ved det her anvendte uttrykket "raskttørkende bindemiddel" skal forstås polymertilberednmger som ved en integrert fysikalsk-kjemisk mekanisme dermed sørger for at den fremstilte plastmassen med det sådanne bindemiddelet etter utleggelse tørker vesentlig raskere enn en markenngsmasse som inneholder et konvensjonelt bindemiddel Nettopp ved denne raske tørkingen kan denne plastmassen anvendes på trafikkteknisk egnet måte, som kan medføre unngåelse av gatesperringer som hindrer trafikken på grunn av lange tørketider

Slike kjente raskttørkende bindemidler, som fremfor alt er bestemt for honsontalmarkeringer på gater, blir for eksempel spesielt beskrevet i EP-B-0 322 188 og EP-A-0 409 459 og er for eksempel nå oppnåelige i handelen under handelsnavnet PRIMAL Nr 2706 og Nr 3031, som handelsvanhge produkter fra firmaet Rohm and Haas, Philadelphia, Pennsylvania, USA

For oppnåelse av den raske tørkingen består disse kjente polymertilbered-ningene av vannuløsehg, anionisk-stabiliserte plastpolymerpartikler og av et polyfunksjonelt vannuløsehg eller vannløsehg amin Begge disse bestand-deler er fortrinnsvis uforenlige med hverandre og kan ikke reagere ved tilstrekkelig høy pH-verdi Hvis imidlertid tilberedningens pH-verdi faller under en bestemt verdi, så inntrer en fysikalsk-kjemisk reaksjon av binde-middelkomponenten som fører til tørking Den første stabiliserende høye pH-verdien oppnås ved tilsetning av en flyktig base, fortrinnsvis ammoniakk Når en fargeformulenngs pH-verdi på basis av et slikt bindemiddel går under en bestemt verdi ved utslipp av den flyktige basen, så størkner eller tørker markenngsmassen svært raskt, og det skjer relativt uavhengig av ytre klimatiske forhold og sjikttykkelsen

Riktignok er markenngsmasser som inneholder kjente, raskttørkende bindemidler, som beskrevet i de nevnte publikasjoner, og særlig for eksempel den nevnte Pnmal 2706, samt en konvensjonelt egnet kombinasjon av faste, uorganiske partikler som fargepigmenter, standardadditiver og fyllstoffer, til nå bare blitt fremstilt og testet i form av en sprøytbar markenngsfarge med en andel flyktige substanser på minst 20%, og disse sprøytbare markenngs-farger kunne tidligere bare anvendes for fremstilling av markeringer med lavere sjikttykkelse enn 1 mm I dette henseende vedrører for eksempel det beskrevne forsøket i EP-A-0 409 459 raskttørkende bindemiddel og våtfilm-styrker på ca 0,03 mm og tørrfilmstyrker på 0,09 mm Grunnen til dette er at den tidligere kjente fargeformulenngen, som ligger til grunn for oppnåelse av en påkrevd trafikkteknisk rask tørkehastighet i raskttørkende bindemiddel, allerede ved sjikttykkelser på mindre enn 1 mm viser stor oppsprekking og det oppnås overflatedefekter som i betydelig grad forringer kvaliteten For honsontalmarkeringer med sjikttykkelser på minst 1 mm, som ofte er påkrevd, er de tidligere kjente raskttørkende markenngsmasser derfor ikke egnet

Tykksjiktmarkennger med en sjikttykkelse på ca 1-3 mm blir på grunn av deres høye viskositet hovedsakelig utlagt i såkalte "trekksko-prosesser" Ved arbeider som fremstillingen av retningspiler kan man også anvende sparkel Ifølge andre applikasjonsteknikker blir for eksempel en slynge anvendt som kaster forhøyninger på opptil 3 mm på markenngshnjen, og man får på denne måte en profilert gatemarkenng med økt nattsiktbarhet under fuktige og våte forhold Utover dette er det kjent forskjellige ytterligere applikasjonsteknikker Ul fremstilling av profilerte markeringer med de forskjelligste profilformer Svært ofte blir tokomponentsystemer for tykksjiktmarkennger anvendt, hvor polymere metakrylater fungerer som bindemidler Utherdingen av materialer skjer ved sammenblanding av massen med peroksider, som fører til en polymerisering av materialene Tørketiden for disse tokomponent-plastmassene ligger generelt mellom 20 og 35 min Bearbeidingen er kostbar, og den sammenblandede massen med peroksidet må forbrukes i løpet av 20-30 min

For tykksjiktmarkennger ble det dessuten tidligere også anvendt termoplast-masser, hvor smeltbar plast virker som bindemidler ved høyere temperaturer For smelting av termoplastiske masser må disse før tilberedelse på gaten oppvarmes over flere timer for å opprettholde arbeids viskositeten I løpet av tilberedelsen må det likeledes holdes en konstant energitilførsel med spesial-maskmer, slik at markenngsmassen kan utlegges Tørketiden er imidlertid ekstremt kort, siden materialet til utherding bare avkjøler Med den kostbare tilberedelsen er også forbruket av pnmærenergi svært høyt

Muligheten for at man på en økonomisk måte kan tilsette vannfortynnbare tykksjiktmarkenngsmasser ifølge den aktuelle teknikkens stand, er praktisk talt utelukket ved anvendelse av konvensjonelle, ikke-raskttørkende bindemidler på grunn av de ekstremt lange tørketider og ved anvendelse av de nevnte, raskttørkende bindemidler på grunn av de uakseptable sprekk-dannelser i materialet

Gjenstanden ved den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe vannfortynnbare plastmasser med sjikttykkelse på ca 1-3 mm ved anvendelse av kjente raskttørkende bindemidler, særlig de nevnte bindemidler som er oppnåelige under handelsnavnet Pnmal, og under utnyttelse av disse binde-midlers iboende integrerte tørkemekanisme hvis anvendbarhet og anvendelse på ingen som helst måte forringes ved overflatedefekter eller sprekker eller ved at det settes spørsmålstegn ved for lange tørketider

Denne oppgave blir løst ved en vannfortynnbar plastmasse ifølge innled-ningen av krav 1 og med de kjennetegn som er angitt i den kjennetegnende delen av krav 1

Denne plastmassen har også et uvanlig høyt faststoffinnhold, særlig av grove fyllstoffer, og dermed bare små andeler av bindemidler og følgelig flyktige substanser, som normalt foreligger i den sprøytbare markenngsfargen Som kjent inneholder de vanlige bindemidler i form av vannbaserte dispersjoner, som også det her nevnte raskttørkende bindemiddel, ca 50% flyktige substanser, overveiende vann, slik at plastmassen ifølge oppfinnelsen med hensyn til den mindre andel av gjenværende flyktige substanser i additivene, bare inneholder ca 7-13 vektprosent flyktige andeler

Det har overraskende vist seg at en ved en slik sammensetning av plastmassen også fullstendig unngås oppsprekking ved en sjikttykkelse på 3 mm, og selv ved vurdering av den utlagte markeringen med 15-dobbelt optisk forstørrelse sees ingen defekter I motsetning til formulerte markenngsmasser med konvensjonelle bindemidler er tørketidene på grunn av bare små andeler av flyktige substanser svært korte (15-30 mm)

Den lavviskøse fargeandelen, som utgjør 40-60 vektprosent av plastmassen, består av et kjent raskttørkende bindemiddel, fargepigmenter, et vanlig additiv og fine, pulverformede fyllstoffer med maksimal gjennomsnittlig partikkeldiameter på 0,03 mm, som for eksempel beskrevet i EP-A-0 409 459 og EP-B-0 322 188 Denne lavviskøse andelen utgjør en sprøytbar masse De resterende vektdeler består av grove fyllstoffer med partikkeldiameter på minst 0,1 mm, fortrinnsvis 0,1-0,7 mm

Fremstillingen av lavviskøse fargeandeler skjer ifølge teknikkens stand og ifølge de kjente forskrifter til fremstilling av vandige dispersjonsfarger De beskrevne plastmasser som omtales i det etterfølgende, som ble testet som eksempler og hvor testresultatene er angitt i tabell 1 og 2, inneholdt en lav-viskøs fargeandel på 50 vektprosent samt en blanding av grove fyllstoffer, idet denne fyllstoffblandingen i det følgende benevnes "Anti-Crackmg-Filler", forkortet AC-fyllstoff

Den lavviskøse fargeandel en var sammensatt på følgende måte, idet de angitte vektprosenter er regnet på mengden av den ferdige plastmassen Som raskttørkende bindemiddel ble det anvendt det tidligere nevnte produkt som er oppnåelig på markedet under handelsnavnet Pnmal Nr 2706, og det med en andel på 18 vektprosent Som hvite fargepigmenter ble det anvendt titandioksid med en andel på 7 vektprosent For noen prøver består de pulverformede fyllstoffene av kalsiumkarbonat, for andre prøver består de av sihsiumdioksid, og for ytterligere prøver består de av en blanding av begge deler, og det med en andel på 23 vektprosent Alle disse finkornede fyllstoffene som hadde partikler med maksimal gjennomsnittlig komdiameter på 0,03 mm, gav praktisk talt det samme resultatet Til slutt ble en vanlig blanding av additiver tilsatt, bestående av et dispergeringsmiddel, et fuktemiddel, et anti-skummemiddel, et hjelpemiddel for filmdannelse og en lavere andel av flyktige alkoholer, disse andeler av additiver adderer seg til de andre komponenter av plastmassen og utgjør ca 2 vektprosent regnet på 100 vektprosent plastmasse

For dannelse av den ferdige plastmassen ble de således fremstilte, lavviskøse fargeandeler tilsatt som 50 vektprosent av AC-fyllstoffer Påfyll av lavviskøs fargeandel med AC-fyllstoff skjedde ifølge teknikkens stand og forskriften til fremstilling av viskøse masser

Bindemiddelet inneholdt omtrent like deler av faste og flyktige substanser, fremfor alt vann Likeså består additivene som dispergeringsmiddel og fuktmiddel, omtrent av like andeler av faste og flyktige substanser Siden alle gjenværende komponenter består av faststoffer, utgjør faststoffandelen av den testede prøven ca 90 vektprosent

Tabell 1 viser i rekken 1-5 fem forskjellige sammensetninger av disse AC-fyllstoffer, hvor plastmassene ble testet, idet den lavviskøse fargeandelen

utgjorde 50 vektprosent I spaltene 1, 2 og 3 i tabell 1 er angitt de forskjellige komponenter av det anvendte AC-fyllstoffet, i spalte 4 tørketiden for kjørbar-het, og i spalte 5 resultatet av en undersøkelse av oppsprekking Resultatene i tabell 1 henføres til uttrukne markeringer med en sjikttykkelse på 3 mm ved

bruk av en såkalt trekksko på papp

Rekkene 1-4 henføres til AC-fyllstoff med partikkeloverflater som var ubehandlet Linje 5 viser resultatet ved anvendelse av AC-fyllstoff-komponenter med en overflatebehandling, som i et sjiktlag av partiklene bestod av et organosilan som adhesjonsfremmende middel mellom partiklene og bindemiddelet For sammenligning viser linje 6 til slutt resultatet med et ikke-raskttørkende, konvensjonelt bindemiddel Fargemarkenngen med vanlige sammensetninger kunne i disse sjikttykkelser ikke appliseres, slik at en sammenligning med disse ikke er mulig

For AC-fyllstoffet ble på den ene side vanlige glassperler eller refleksperler anvendt med en diameter på 100-250 fim og på den andre side en diameter på 250-500 (im Den benyttede kvartssanden hadde kristobalht-struktur og bestod av partikler med en diameter på 100-400 um

Som tabell 1 viser, gav en foretrukket sammensetning av AC-fyllstoffer av en tredjedel Finere glassperler med 100-250 \ im diameter, en tredjedel grovere glassperler med 250-500 um og en tredjedel av grov kvartssand med partikkeldiameter med 100-400 um den korteste tørketiden Men også alle de andre sammensetningene av AC-fyllstoffene gav ifølge tabell 1 fremragende resultater sammenlignet med anvendelsen av et konvensjonelt tørkende bindemiddel (tabell 1, rekke 6), idet en dobbelt til tredobbelt så lang tørketid på 71 min måtte tas med på kjøpet, dette konvensjonelle bindemiddelet er derfor ubrukelig for tykksjiktmarkennger, da det ikke kunne appliseres på en trafikkegnet måte Sprekker ble ikke observert under noen omstendighet Forsøkene for måling av tørketiden ble gjennomført i et klimakammer med svak luftbevegelse, ved konstant temperatur og luftfuktighet Plastmassen ble påstrøket med en trekksko på et pappunderlag i definert sjikttykkelse Man lot så filmen tørke, et noe sugende pappunderlag simulerte det mer eller mindre sugende bitumensjiktet av en gate bedre enn f eks en glassplate Prøven og kjørbarheten fant sted ved at man med lett trykk med tommel-fingeren utførte en dreiebevegelse på fargeoverflaten Når ingen farge heftet til tommelen, ble belegget ansett som kjørbart 60 min etter tørkingen ble prøven med materialet dyppet 10 min ned i vann Hvis sjiktlaget ikke kunne ødelegges mer ved også å utføre korte, kraftige riv, ble fargen regnet som vannfast Dette var tilfellet for alle prøver

Ytterligere målinger av sjikttykkelse på 3 mm ble dessuten alltid testet ved

anvendelse av like sammensetninger av plastmassen med de i tabell 1 angitte AC-fyllstoffer, sjikttykkelse på 1 mm og 2 mm Resultatene er angitt i tabell 2, idet linjer 1-6 henføres til de nevnte sammensetninger av AC-fyllstoffer i linjer 1-6 i tabell 1, og for spalter 1, 2 og 3 er tørketiden angitt i minutter for sjikttykkelse på 1 mm, 2 mm og 3 mm Tørkingen skjedde ved 20°C og 70% luftfuktighet Det ble applisert på pappkartong Alle sjiktlag ifølge linjer 1-5 viser seg 6 mm etter tørketiden som vannfast Derimot er tørketiden for en

prøve inneholdende konvensjonelt bindemiddel to til tre ganger så lang som prøven ifølge oppfinnelsen

Generelt kunne sammensetningen av den lavviskøse andelen, regnet på den ferdige plastmassen, utgjøres av 12-24 vektprosent, fortrinnsvis 15-20 vektprosent bindemiddel, som bestod av ca halvparten av faste substanser, 6-9 vektprosent, fortrinnsvis 7-8 vektprosent fargepigment, 20-27 vektprosent pulverformede fyllstoffer og 1,6-2,4 vektprosent, fortrinnsvis ca 2 vektprosent additiver Generelt kunne det som pulverformede fyllstoffer spesielt anvendes karbonater, silikater, talkum eller sulfater Arten, renheten og kornetheten av de fine fyllstoffene innvirker riktignok på egenskapene til de lavviskøse fargeandelene, egenskapene til den ferdige plastmassen, fremfor alt tørketiden, likevel bare i ubetydelig grad, slik at man ikke trenger å gå nærmere inn på dette Det vesentlige er faststoffinnholdet, som skal være 87-93 vektprosent, fortrinnsvis 89-91 vektprosent

Generelt er det mulig å anvende et AC-fyllstoff av grovkornede, minerahske og/eller organiske partikler med en minimal korndiameter på 100 um Nærmere bestemt kan eksempelvis, som ytterligere forsøk viste, med hell anvendes følgende AC-fyllstoffer

glassperler med en diameter på 100-200 um,

glassperler med en diameter på 100-200 um, blandet med glassperler, som har en diameter på 100-700 um,

kvartssand og kristobalhtt med en partikkeldiameter på 100-400 um, blandet med glassperler med en diameter på 100-200 um,

kvartssand og kristobalhtt med en partikkeldiameter på 100-400 nm, blandet med glasskuler med en diameter på 100-200 \ im og 100-700 um,

kvartssand og knstoballitt med en partikkeldiameter på 100-400 um, blandet med glassperler og vannuløselige karbonater, sulfater og andre mineralstoffer med en korndiameter på 100-400 (im

Av organiske fyllstoffer er grove granulater av hardere plast aktuelle, som for eksempel er tilgjengelig ved flyproduksjon, eller lignende andre granulater De resulterende plastmassene med AC-fyllstoffene ifølge tabell 1 er høy-viskøse og fremragende å bearbeide med metodene som er vanlige for slike systemer De har en utmerket lagringsstabihtet og kan appliseres ved hjelp av de enkleste metoder En oppsprekking observeres overhode ikke Etter tilstrekkelig tørketid på 20-30 min oppstår fargefilmer med større hardhet og bedre vedheft til fast grunn Tørketiden viser seg som relativt uavhengig av temperaturen og luftfuktigheten

Fremstillingen av den vannfortynnbare plastmassen ifølge oppfinnelsen kan skje på en slik måte at først sammenblandes den lavviskøse fargeandelen fra sine komponenter inklusivt det raskttørkende bindemiddelet, som tilføres lufttette lukkede beholdere, og blandes så med det beskrevne AC-fyllstoffet Denne høyviskøse massen lar seg, som nevnt, fortrinnsvis utlegge med en trekksko På den annen side lar også den ferdige plastmassen seg fremstille slik at den ferdigblandede lavviskøse fargeandelen, som tilveiebringer en sprøytbar masse, ved hjelp av en standard sprøytepistol installert på et markenngskjøretøy, sprøytes i retning av kjørebaneoverflaten, og før den når kjørebaneoverflaten tilsettes AC-fyllstoffpartiklene, dessuten blir AC-fyllstoffpartiklene innskutt med minst en fyllstoffpistol i den strålen som forlater fargesprøytepistolen Fortrinnsvis kan fyllstoffpartiklene innskytes fra to sider i fargestrålen ved hjelp av to fyllstoffpistoler, før disse når kjørebaneoverflaten På denne måten blir den ferdige plastmassen først umiddelbart før den treffer fargemassen fremstilt på kjørebaneoverflaten

Innskytningen av partikler i en fargestråle er kjent og eksempelvis beskrevet i EP-B-0 280 102

Claims (10)

1 Vannfortynnbar-plastmasse, som mneholdeT et raskttørkende bindemiddel på basis av en anionisk-stabihsert emulsjonspolymer og fyllstoffer, for horisontal markering på gater og andre trafikkflater, med sjikttykkelser på 1-3 mm, karakterisert ved at den ferdige plastmassen inneholder en lavviskøs andel i en mengde på 40-60 vektprosent, som består av det raskttørkende bindemiddelet, fargepigmenter, pulverformede fyllstoffer og additiver, og de gjenværende vektprosenter utgjøres av grove fyllstoffer med partikkeldiameter på minst 0,1 mm, og det totale faststoffinnholdet er 87-93 vektprosent

2 Vannfortynnbar plastmasse som angitt i krav 1, karakterisert ved at de grove fyllstoffer utgjør 45-55 vektprosent, fortrinnsvis ca 50 vektprosent av den ferdige plastmassen, og det totale faststoffinnholdet er 89-91 vektprosent

3 Vannfortynnbar plastmasse som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at de grove fyllstoffer består av glassperler eller av en blanding av glassperler og kvartssand

4 Vannfortynnbar plastmasse som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at de grove fyllstoffer består av en blanding av glassperler og kvartssand og at 100 vektdeler av denne blandingen inneholder 20-70 vektdeler glassperler med en partikkeldiameter på 0,1-0,7 mm og resten av denne blandingen består av kvartssand med en partikkeldiameter på 0,1-0,4 mm

5 Vannfortynnbar plastmasse som angitt i krav 4, karakterisert ved at andelen av grove fyllstoffer respektivt er sammensatt av omtrent en tredjedel av glassperler med en partikkeldiameter på 0,1-0,25 mm, omtrent en tredjedel av glassperler med en partikkeldiameter på 0,25-0,6 mm, og omtrent en tredjedel av kvartssand med en partikkeldiameter på 0,1 -0,4 mm

6 Vannfortynnbar plastmasse som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at den nevnte lavviskøse andelen, regnet på den ferdige plastmassen, inneholder 12-24 vektprosent, fortrinnsvis 15-20 vektprosent bindemiddel, 6-9 vektprosent fargepigment, 20-27 vektprosent, fortrinnsvis 22-25 vektprosent pulverformede fyllstoffer og ca 2 vektprosent additiver

7 Vannfortynnbar plastmasse som angitt i krav 3-6, karakterisert ved at partiklene av grove fyllstoffer er overflate-behandlet og sjiktlagt med et organosilan som adhesjonsfremmende middel mellom partiklene og bindemiddelet

8 Fremgangsmåte til fremstilling av vannfortynnbar plastmasse som angitt i krav 1, karakterisert ved at først fremstilles den lavviskøse andelen, som danner den sprøytbare massen, ved blanding av komponentene, og deretter blandes den sprøytbare massen med de grove fyllstoffene

9 Fremgangsmåte som angitt i krav 8, karakterisert ved at den sprøytbare massen og de grove fyllstoffene blandes før begynnelsen av markenngsarbeidet

10 Fremgangsmåte som angitt i krav 8, karakterisert ved at den sprøytbare massen under markenngsarbeidet sprøytes med en sprøytepistol i retning av gateoverflaten og i den strålen som går ut av sprøytepistolen innskytes de grove fyllstoffer fra minst en fyllstoffpistol, slik at den ferdige plastmassen først dannes umiddelbart før den treffer gateoverflaten