NO327579B1 - Indikatoranordning - Google Patents

Abstract

Presentasjonen omhandler en indikatoranordning (5) for å bestemme aldringen av et plastobjekt, som kan brytes ned ved UV-bestråling. lndikatoranordningen er fast plassert på eller integrert i objektet, og inkluderer pigment som kan brytes ned ved UV-bestråling. Nedbrytningen av pigmentet enten følger nedbrytningen av plasten inkludert i objektet eller tilsvarer et forutbestemt tidsintervall i samsvar med lovgivning eller andre reguleringer. Presentasjonen omhandler også en vernehjelm som inkluderer en indikatoranordning (5) som viser egenskaper i samsvar med det foregående.

Description

INDIKATORANORDNING

Den foreliggende oppfinnelse omhandler en indikatoranordning for å bestemme aldringen av et objekt av plast som er nedbrytbart av UV-bestråling. lndikatoranordningen er fast plassert på eller integrert i objektet, for eksempel på en vernehjelm.

Bakgrunnsteknikk

Plast er et materiale som anvendes i mange kontekster. Spesielt har det blitt anvendt i fremstillingen av forskjellige objekter for sikkerhet og personlig beskyttelse. Plast nyter mange fordelaktige egenskaper, for eksempel at plast motstår støt og kan enkelt formes til forskjellige former ved produk-sjon.

Uheldigvis har plast også sine ulemper. En ikke ubetydelig ulempe er at det brytes ned - aldrer - under påvirkning av ultrafiolett bestråling. For eksempel kan nærværet av UV-bestråling føre til sprekker i plastmaterialer av forskjellige typer. Det er gjort forsøk for å motvirke denne aldringen gjennom materialutvikling. For de materialer som eksisterer i dag er imidlertid aldring en faktor som det må tas hensyn til i produksjonen av deler som er vitale for sikkerheten, for eksempel personlig beskyttelsesutstyr. Noen få eksempler på slike produkter er vernehjeimer, barnebilseter og sykkelseter for barn. Alle slike produkter kan utsettes for UV-bestråling i en større eller mindre utstrekning i løpet av deres brukstid.

Uten UV-bestråling er nedbrytningen imidlertid minimal, for eksempel når produktene er pakket og lagret. Forskjeller i aldringshastigheten har også blitt observert avhengig av om produktet anvendes innendørs eller utendørs, og om de anvendes på nordlige eller sydlige breddegrader. Med andre ord, den UV-bestråling som produktet eksponeres for er en avgjø-rende faktor i aldringshastigheten.

En datomerking som anvendes i visse tilfeller, reflekterer derfor ikke aldringen av produktet på en tilfredsstillende måte. For å være sikker på at det ikke lenger anvendes et produkt som har aldret, og som har mangelfull mekanisk styrke, må det anvendes betydelige sikkerhetsmarginer for datomerkingen. Som et utgangspunkt for å sette en grense for hvor lenge et produkt kan anvendes, må det benyttes en antagelse av maksimal eksponering overfor UV-bestråling, og derav følgende aldring. Dette fører i mange tilfeller til at produkter som er brukbare fordi de ikke har blitt eksponert for UV-bestråling, og derved ikke har blitt aldret i det hele tatt, blir usalgbare når deres datomerking er utløpt. Ofte blir datomerkingen respektert siden ingen ønsker å risikere skade på en person, eller skade på eiendeler, dersom det anvendes et produkt som har blitt mangelfullt på grunn av aldring. Dette medfører betydelige økonomiske tap for både pro-dusenter, detaljister og sluttbrukere som har store mengder med slike produkter på lager.

Et ytterligere problematisk aspekt er at visse land benytter ekstremt strenge lovgivende krav for den maksimalt tillatte bruksperiode. På grunn av slik lovgivning kan dette medføre at ett og samme produkt på ett market maksimalt kan anvendes en kort tidsperiode, mens produktet på et annet marked kan anvendes i en lengre tidsperiode. Siden den faktiske bestan-dighet av produktet generelt overstiger den lengre tidsperiode, er det spesielt viktig å utnytte den maksimalt tillatte tidsperiode fullt ut for å unngå unødvendige økonomiske tap og samtidig respektere den gjeldende lovgivning.

Problemstruktur

Den foreliggende oppfinnelse har derfor som et formål å til-veiebringe en indikatoranordning som reflekterer aldringsgraden bedre enn tidligere teknikks datomerking.

Løsning

Formålet oppnås ved trekk som angitt i følgende beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en indikatoranordning for å bestemme aldringen av et objekt av plast som er nedbrytbart av UV-bestråling. lndikatoranordningen er fast plassert på eller integrert i objektet og inkluderer et pigment som er nedbrytbart av UV-bestråling. Det særegne ved indikatoranordningen er at dens materialtykkelse varierer over dens overflate for en trinnvis nedbryting av pigmentet.

Ifølge én utførelse kan pigmentets nedbryting være innrettet til å følge den av UV-bestrålingen fremkallede nedbryting av plastmaterialet som inngår i objektet.

Ifølge en annen utførelse kan pigmentets nedbryting være innrettet til å tilsvare et tidsintervall som er forutbestemt av lovgivning eller andre forskrifter.

lndikatoranordningen kan også inkludere en merking som er skjult av pigmentet, og som blir synlig ved nedbryting av pigmentet.

Videre kan pigmentet være en blanding av flere komponenter med ulike nedbrytingsegenskaper for å realisere en flertrinns fargeindikasj on.

Enn videre kan indikatoranordningen inkludere flere lag med forskjellige pigmenter eller komponentblandinger for trinnvis nedbryting av pigmentene.

Som et eksempel, kan indikatoranordningen være plassert på en vernehjelm.

Kort beskrivelse av de medfølgende tegninger

Den foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet i større detalj i det etterfølgende og med referanse til følgende tegninger, hvor: Fig. IA er et tverrsnitt av én utførelsesform av indikatoranordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse; Fig. IB er et tverrsnitt av en variasjon av indikatoranordningen tilsvarende det som er vist i Fig. IA; Fig. 2A er et planriss av en andre utførelsesform av en indikatoranordning ifølge den foreliggende oppfinnelse, hvor indikatoranordningen er vist i sin opprinnelige tilstand; Fig. 2B er et planriss av indikatoranordningen ifølge Fig. 2A vist i en aldret tilstand; Fig. 3 er et rett sideriss av en vernehjelm hvorpå en indikatoranordning ifølge oppfinnelsen er plassert; Fig. 4 er en perspektivtegning av en andre utførelsesform av indikatoranordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse; og Fig. 5 er en perspektivtegning av en tredje utførelsesform av indikatoranordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Beskrivelse av en foretrukket utførelse

Figurene IA, IB, 2A og 2B viser eksempler på utførelser av indikatoranordninger ifølge oppfinnelsen. Et fellestrekk for disse og andre utførelser av den foreliggende oppfinnelse er at indikatoranordningen produseres fra et bærermateriale, ty-pisk et plastmateriale, som tilblandes et pigment med en kj ent lysekthet.

Mest foretrukket er bærermaterialet polyetylen, siden dette materialet er økonomisk, miljøvennlig, er i stand til å sprøytestøpes, enkelt å UV-stabilisere, enkelt å farge ved hjelp av pigment, og også tilbyr et gunstig miljø for pigmentet i løpet av indikatoranordningens brukstid. Ved UV-stabilisering må det forsikres at pigmentet ikke påvirkes, men at det opprettholder de tiltenkte egenskaper.

Pigmentet som bæres av bærermaterialet er slik at det brytes ned hurtigere enn dets bærermateriale. Nedbrytningshastig-heten under påvirkning av lys, spesielt ultrafiolett lys, indikeres av lysfastheten av pigmentet. Lysfasthet er gradert på en skala fra 1 til 8 hvor de lavere verdiene indikerer at pigmentet brytes ned hurtig under påvirkning av lyset, mens de høyere verdier indikerer at nedbrytningen tar lengre tid. Egenskapene for en rekke pigmenter er velkjent og dokumen-tert. For eksempel er det mulig å realisere fargeskifter fra fiolett til hvitt eller rødt til transparent under påvirkning av en egnet og kjent mengde UV-bestråling.

Nedbrytningen av pigmentet, og derved fargen på indikatoranordningen, påvirkes også av indikatoranordningens materialtykkelse. Dette er fordi pigmentet nærmest indikatoranordningens overflate påvirkes først og i størst utstrekning, mens pigmentet som ligger dypere bare påvirkes når overflate-pigmentet har blitt brutt ned. Derfor tenderer fargen til å forsvinne først i områder med tynn materialtykkelse, mens områder med større materialtykkelse opprettholder den opprinnelige farge lengst.

For at indikatoranordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse skal kunne indikere aldringsgraden når objektet påvirkes av UV-bestråling, bør nedbrytningen av pigmentet foregå hovedsakelig med samme hastighet ettersom objektets materiale aldres. Nedbrytningen av pigmentet i indikatoranordningen kan muligens tillates å foregå noe raskere, men bør ikke foregå tregere. Dette er fordi intensjonen er å sikre at materialet i objektet er intakt dersom indikatoranordningen indikerer dette.

Egenskapene ved indikatoranordningens fargepigment og materialtykkelse tilpasses på passende vis til den nedbrytning som foregår i materialet til objektet som indikatoranordningen er plassert på. Imidlertid behøver ikke indikatoranordningen å fremstilles fra det samme materiale som objektet. Det som er vitalt er at opptredenen av fargepigmentet, dvs. nedbrytningen under påvirkning av UV-bestråling, tilsvarer den nedbrytning, for eksempel sprekkdannelse, som foregår i selve objektets produksjonsmateriale. For å sørge for at nedbrytningen av indikatoranordningens pigment tilsvarer nedbrytningen av materialet i objektet, eksperimenteres det prinsipielt med følgende faktorer: valg av pigment hvor pigmentets egenskaper med hensyn til lys, vær og temperatur tas i.betraktning; pigmentets konsentrasjon; så vel som det involverte objekts tykkelse .

En annen mulighet for tilpasning er å velge fargepigment og materialtykkelse på en slik måte at nedbrytningen av fargepigmentet tilsvarer en maksimal tillatt eksponering overfor UV-lys på et gitt marked. I et slikt tilfelle, må utgangs-punktet være den beregnede totale UV-bestråling i løpet av den tillatte eksponeringstid. Derved kan det tilveiebringes en indikatoranordning som indikerer når en aktiv bruk (dvs. eksponering overfor UV-bestråling) har blitt oppnådd i løpet av en forutbestemt tidsperiode. Ett og samme objekt kan utstyres med forskjellige indikatoranordninger for tilpasning til lovgivningen eller andre reguleringer som gjelder på forskjellige markeder. Når et objekt ikke anvendes i en tidsperiode, og forutsatt at objektet beskyttes mot UV-bestråling, dvs. lagres innendørs, avbrytes dets aldring og også nedbrytningen av fargepigmentet i indikatoranordningen. Fig. IA viser et tverrsnitt av en indikatoranordning 1 med varierende materialtykkelse. Materialtykkelsen varierer gradvis fra de tynnere deler 2, via de middels tykke deler 3 til en del 4 med maksimal tykkelse. Fig. IB viser et tverrsnitt av en variasjon av indikatoranordningen 1, hvor materialtykkelsen varierer trinnløst mellom tynne kantdeler 2 og den sentrale del 4 med maksimal tykkelse. Ettersom pigmentet i indikatoranordningen 1 ifølge begge figurer brytes ned, vil dets farge gradvis forsvinne, og hurtigst i de tynnere deler 2 ved kantene og senest i den tykkeste del 4. Den gradvise forsvinning av fargen kan gi brukeren en indikasjon på hvor lang brukstid som gjenstår for objektet som indikatoranordningen 1 er festet på. Fig. 2A viser en variasjon av indikatoranordningen med spesi-elle egenskaper som muligens kan kombineres med de egenskaper som nettopp er beskrevet for indikatoranordningen 1 i Fig. 1. Indikatoranordningen 5 i Fig. 2A er i form av et lite merke som fremstilles fra et pigmentert bærermateriale. I Fig. 2A er pigmentet representert ved en serie punkter. I Fig. 2A er indikatoranordningen 5 vist i dens opprinnelige tilstand, dvs. når den og objektet som den er festet på er nye og ennå ikke har blitt eksponert for vesentlige mengder UV-bestråling. Indikatoranordningen 5 er utstyrt med en merking 6 som, i figuren, er i form av bokstaven C. I Fig. 2A er merkingen 6 skjult av pigmentet som er plassert i indikatoranordningen 5. Merkingen forsvinner spesielt godt for øyet dersom merkingens farge tilsvarer fargen på det unedbrutte pigmentet. Merkingen kan være støpt i indikatoranordningen 5, men den kan også retro-påføres, for eksempel trykkes eller limes til undersiden av indikatoranordningen.

Fig. 2B viser indikatoranordningen 5 ifølge Fig. 2A etter at indikatoranordningen 5 har blitt eksponert overfor UV-bestråling under en lengre tidsperiode, i hvilket tilfelle dets pigment har blitt brutt ned slik at merkingen 6 har

blitt synlig for øyet. Ved fremstillingen av en slik indikatoranordning 5, må merkingen 6 være mer bestandig overfor lys enn pigmentet som er plassert i indikatoranordningen, slik at UV-bestrålingen ikke bryter ned fargen på merkingen 6 like raskt som for pigmentet. Når merkingen 6 har blitt lesbar, utgjør dette et signal til brukeren om at objektet som indikatoranordningen 5 er festet på, er å anse som forbrukt og bør erstattes.

Fig. 3 viser en indikatoranordning 1, 5 plassert på et objekt, nærmere bestemt på en hjelm 6, hvis aldring bør være lesbar på indikatoranordningen 1, 5. Naturligvis er det også mulig å plassere anordningen 1, 5 på andre objekttyper.

Indikatoranordningen 1, 5 må være godt eksponert overfor UV-lys, og fortrinnsvis eksponert i samme grad som de deler av hjelmen 7 som er utsatt for maksimal eksponering. På dette vis vil det sikres at materialet i hjelmen 7 ikke har blitt brutt ned mer enn pigmentet i indikatoranordningen 1, 5.

Indikatoranordningen 1, 5 festes til hjelmen 7 ved hjelp av en eller annen type festeanordning 8. En slik festeanordning kan oppnås ved nagling, stuking av materiale, støping, liming eller annen tilgjengelig metode. Én betingelse for metoden som anvendes, er at den tilfredsstiller andre sikkerhetskrav som settes for hjelmen 7 av myndigheter og andre organisasjo-ner. Indikatoranordningen 1, 5 bør være vanskelig å fjerne, det bør i det minste ikke være mulig å erstatte indikatoranordningen 1, 5 eller tukle med den uten at dette er klart synlig. Gjennom slike metoder unngås risikoen for at en aldret vernehjelm 7 utstyres med en ny indikatoranordning 1, 5 som ikke reflekterer den faktiske tilstand av materialet i hjelmen.

Beskrivelse av alternative utførelsesformer

Én metode for å variere indikatoranordningen 1, 5 ifølge oppfinnelsen er å tillate pigmentet å være en homogen blanding av to eller flere forskjellige pigmenter med forskjellig lysfasthet. Resultatet vil da være at indikatoranordningen viser forskjellige farger etter hvert som den eksponeres for UV-lys. For eksempel er det mulig å blande rødt og gult pigment, hvor det gule pigment er mer bestandig overfor lys enn det røde pigment. Innledningsvis vil indikatoranordningen opptre som rød, men ettersom det røde pigmentet forsvinner, forand-res indikatoranordningen til gul farge. Etter hvert vil også det gulfargede pigment forsvinne og indikatoranordningen for-andres til hvit. Dette gir brukeren et forvarsel om at brukstiden for indikatoranordningen 1, 5 og objektet 7 som

den er festet på, er i ferd med å forbrukes. Derved kan nye objekter bestilles i god tid, hvilket er en fordel ved plan-lagt innkjøp og lagerhold. Den homogene blanding av pigmenter med forskjellig farge kan med fordel kombineres med en indikatoranordning 1, 5 hvis tykkelse varierer i samsvar med det som er vist på Fig. 1, og/eller som er utstyrt med en innlagt merking i samsvar med Figurene 2A og 2B. Derved kan man oppnå ønskede visuelle effekter med en svært stor variasjonsgrad.

Enda en annen metode for å variere den foreliggende oppfinnelse er å plassere forskjellige pigmenter i forskjellige seksjoner eller lag av indikatoranordningen 1, 5. For eksempel kan seksjonene være plassert tilstøtende hverandre. Når seksjonene har fått samme farge, signaliserer dette at objektet må erstattes. En ytterligere metode er å plassere de forskjellige pigmenter i lag oppå hverandre slik at pigmentet i det første laget forsvinner først, hvoretter pigmentet i det andre laget begynner å brytes ned. I et slikt tilfelle til-veiebringer dette en ytterligere metode for å variere de forskjellige fargeeffekter av indikatoranordningen 1, 5. Til-veiebringelsen av flere lag eller seksjoner av forskjellige pigmenter forutsetter imidlertid en to- eller multikomponent sprøytestøping. Disse variasjoner kan også kombineres med de variasjoner av indikatoranordningene 1, 5 hvor tykkelsen varieres, hvor en merking 6 er innlagt, eller hvor mange forskjellige pigmenter forekommer i en homogen blanding.

To konkrete eksemplifiserende variasjoner 9 og 10 av indikatoranordningen er vist i Figurene 4 og 5.

Variasjonen som er vist i Fig. 4 har en ytre konfigurasjon vesentlig i form av en rund skive eller plate. Rundt en sentral region 15 er det plassert fire sektorer 11, 12, 13, 14 med innbyrdes forskjellige tykkelser. Pigmentet vil først brytes ned i den tynneste sektoren og sist i den sentrale region 15 som er tykkest. Derved vil forskjellige seksjoner 11, 12, 13, 14, 15 av indikatoranordningen 9 få forskjellige farger, og derved vil brukeren vil få en indikasjon på hvor stor del av den totale brukstid eller bruksperiode som er brukt. Denne indikasjon forsterkes ytterligere dersom merkingen 6, som er vist i Figurene 2A og 2B, er integrert i indikatoranordningen 9 eller er trykket på dens bakside slik at den blir synlig ved nedbrytning av pigmentet. For eksempel kan en merking indikere den estimerte gjenværende brukstid som objektet aktivt kan brukes i før det er forbrukt, hvilket forutsetter at eksponeringen overfor UV-lys er den samme.

Bortsett fra en sentral region 15, har variasjonen 10 i Fig. 5 en omgivende sone 16 hvis tykkelse øker kontinuerlig i retning med klokka inntil en fullstendig sirkel er passert og en diskontinuitet i form av et trinn 17 oppstår. Fargeendringen ved nedbrytningen av pigmentet vil foregå gradvis i samme retning som tykkelsen av sonen 16 øker. På samme måte som beskrevet over kan merkinger 6 være inkorporert i eller trykket på indikatoranordningen 10 for å gi brukeren en indikasjon på når objektet bør erstattes.

Mens indikatoranordningen 1, 5 i Fig. 3 er vist festet på en vernehjelm 7, er det naturligvis mulig å plassere indikatoranordningen 1, 5, 9, 10 på andre objekter hvor det er viktig å overvåke aldringen av materialet. Som nevnt innledningsvis gjelder dette spesielt objekter hvor sikkerhetsaspektet er kritisk, for eksempel sykkelbakseter for barn og barnesikker-hetsseter i biler.

Den foreliggende oppfinnelse kan varieres ytterligere uten å avvike fra omfanget av de medfølgende krav.

Claims (7)

1. Indikatoranordning (1, 5, 9, 10) for å bestemme aldringen av et objekt (7) av plast som er nedbrytbart av UV-bestråling, hvor indikatoranordningen (1, 5, 9, 10) er fast plassert på eller integrert i objektet (7) og inkluderer et pigment som er nedbrytbart av UV-bestråling, karakterisert ved at indikatoranordningen (1, 5, 9, 10) sin materialtykkelse (2, 3, 4, 11, 12, 13, 14, 15) varierer over dens overflate for en trinnvis nedbryting av pigmentet.

2. Indikatoranordning (1, 5, 9, 10) ifølge krav 1, karakterisert ved at pigmentets nedbryting er innrettet til å følge den av UV-bestrålingen fremkallede nedbryting av plastmaterialet som inngår i objektet (7).

3. Indikatoranordning (1, 5, 9, 10) ifølge krav 1, karakterisert ved at pigmentets nedbryting er innrettet til å tilsvare et tidsintervall som er forutbestemt av lovgivning eller andre forskrifter.

4. Indikatoranordning (1, 5, 9, 10) ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at indikatoranordningen (1, 5, 9, 10) inkluderer en merking (6) som er skjult av pigmentet, og som blir synlig ved nedbryting av pigmentet.

5. Indikatoranordning (1, 5, 9, 10) ifølge krav et hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at pigmentet er en blanding av flere komponenter med ulike nedbrytingsegenskaper for å realisere en flertrinns fargeindikasjon.

6. Indikatoranordning (1, 5, 9, 10) ifølge et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at indikatoranordningen (1, 5, 9, 10) inkluderer flere lag med forskjellige pigmenter eller komponentblandinger for trinnvis nedbryting av pigmentene.

7. Indikatoranordning (1, 5, 9, 10) ifølge et hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at indikatoranordningen (1, 5, 9, 10) er plassert på en vernehjelm (7).