SE469799B - Markering för bildande av en luminant yta på ett underlag såsom vägar e dyl, där markeringen omfattar ett bindemedel som fluorescerar vid bestrålning med UVA-ljus, samt i bindemedlet nedbäddade glasp ärlor - Google Patents

Description

469 799 10 15 20 25 30 Vid dimma reflekteras det synliga fordonsljuset av de små vattendroppar som dimman består av, och fordonsförarens siktsträcka reduceras ofta till mindre än 20 meter, vilken nästan är densamma som reaktionssträckan vid en hastighet av 70 km/timma, innan föraren hinner börja bromsa.

Detsamma sker även vid snöfall. Skillnaden är endast att det är snöflingor som reflekterar fordonsljuset, och förhindrar att det når sin fulla räckvidd.

I syfte att förbättra siktsträckan har man prövat att utrusta fordon med lampor som utsänder ultraviolett ljus inom våglängdsområdet 320-400 nm, varvid fluorescerande beläggningar påverkas av det ultravioletta ljuset och emitterar synligt ljus inom våglängdsområdet över 400 nm.

Eftersom det ultravioletta ljuset inte speglas bort av en vattenfilm, eller reflekteras tillbaka av dimma eller snöflingor, aktiveras den fluorescerande beläggningen av det ultravioletta ljuset, även under en vattenfilm och genom dimma och snöfall, och emitterar synligt ljus som gör beläggningen synlig för föraren även om densamma skyms av vattenfilm, dimma eller snöflingor.

Det emitterade synliga ljuset utsänds från den fluorescerande beläggningen i alla riktningar och kallas ett diffust ljus i motsats till ljuset från fordonet som reflekteras åter till fordonsföraren av reflexpärlor eller reflekteras bort från fordonet av en vattenspegel.

Det ultravioletta ljuset är osynligt för mötande fordonsförare och har därför ingen bländningseffekt. Med lämpliga UV strålkastare är det därför teoretiskt möjligt att åstadkomma samma siktsträcka som vid helljus utan att blända mötande fordonsförare. 10 15 20 25 30 469 799 3 I praktiken har emellertid fluorescenseffekten visat sig vara ganska kortlivad.

I flera patent har förslag till förbättrade fluorescerande beläggningar framlagts, exempelvis US, A, 3 253 146, SE, B, 462 109 och GB, A, 2 043 673. Den förstnämnda publikationen föreslår användning av glaspärlor som belagts med fluores- cerande pigmentpartiklar. SE, B, ¿62 109 föreslår använd- ning av krossat bergmaterial och en mineral som smälts och dopats med ett ämne som ger mineralen fluorescerande egen- skaper.

Försöken att öka fluorescensen eller det emitterade ljusets intensitet genom att öka UV-lampornas styrka och absorbtionsintensiteten hos den fluorescerande beläggningen har inte på något avgörande sätt ökat den praktiska synbarheten för fluorescerande beläggningar.

Ingen av de föreslagna lösningarna ger således tillräcklig fluorescenseffekt för att åstadkomma en praktisk lösning på ovan nämnda problem.

TEKNISKA PROBLEMET Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en vägmarkering som uppfyller önskemålen om förbättrad synbarhet i mörker, regn, dimma och snöfall.

LösNINGEN Detta ändamål löses enligt uppfinningen, genom att markeringsytan uppvisar ljusgenomsläppliga glaspärlor med en storlek av mellan 0,5 och 1,2 mm, vilka är nedbäddade till mellan 50 och 75% av sin storlek i bindemedlet.

Förfarandet enligt uppfinningen kännetecknas av att önskad del av underlaget beläggs med ett skikt av termoplastiskt ,bindemedel som innehåller färgpigment som fluorecerar vid hšštrålning med Üvïïläus, att skiktet beströs med runda, ljusgenomsläppliga glaspärlor med en storlek av mellan 0,4 469 799 10 15 20 25 30 35 4 och 1,0 mm, och att glaspärlorna bäddas in till mellan 50 och 75% av sin storlek i bindemedlet.

FIGURBESKRIVNING Ett utföringsexempel av uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hänvisning till den bifogade ritningen, på vilken Fig. 1 visar en enligt konventionell teknik utförd markering och hur densamma fungerar under retro- reflexion av ljus, Fig. 2 visar motsvarande markering efter en tids slitage av däcksdubbar, och hur detta slitage påverkar retroreflexionen, Fig. 3 visar återigen.motsvarande markering, men nu.med ett vattenskikt, och hur detta skikt påverkar retroreflektionen, Fig. 4 visar en enligt uppfinningen utförd markering, och hur densamma fungerar under bestrålning med UV-ljus, Fig. 5 visar motsvarande markering efter en tids slitage av däcksdubbar, och hur detta slitage påverkar markeringens förmåga att sända ut synligt ljus som svar på UV-bestrålningen, och Fig. 6 visar återigen motsvarande markering, men nu med ett vattenskikt, och hur detta skikt inte tar bort markeringens förmåga att sända ut synligt ljus som svar på UV-bestrålningen.

FÖREDRAGNA UTFöRINGsFoRMER Figurerna 1-3 visar en konventionell vägmarkering, vilken är utförd på ett underlag 10 och omfattar ett med vanliga pigment, t.ex. vitt eller gult, färgat bindemedel 11. I var och en av figurerna visas en glaspärla 12 nedbäddad till drygt halva pärlans diameter. Vanligen finns dessutom ytterligare, icke visade, pärlor inblandade i bindemedlet, vilka först framträder efter att vägmarkeringen.har utsatts för ett visst slitage. fi! *~ 10 15 20 25 30 469 799 5 I Fig. 1 visas med heldragna pilar 13 instrålning av synligt ljus i glaspärlan 12, vilket ljus utsänds av ett fordons strålkastare med en vinkel av cirka 2° mot markeringen. Ljusstrâlarna bryts samman av den konvexa glaskroppen 12 in mot en koncentrerad fläck 14 som befinner sig i kontakt med bindemedlet 11. Härvid återreflekteras ljus från fläcken 14, vilket åskådliggörs med streckade pilar 15, åtminstone delvis parallellt i riktning mot fordonets förare.

Fig. 2 visar hur retroreflektionen försämras vid en glaspärla 12 som har utsatts för slitage, t.ex. av däcks- dubbar. Härvid kommer den ojämna glasytan att sprida och spegla bort synligt ljus, så att retroreflektionen blir försumbar .

Fig. 3 visar slutligen hur synligt ljus speglas bort från ett fordon då vägbanan är täckt av ett vattenskikt 16.

Markeringen är i detta fallet i praktiken osynlig för föraren .

Fig. 4 åskådliggör hur en markering enligt uppfinningen fungerar vid instrålning av UVA-ljus i glaspärlan 12. Det pärlans nedre del omgivande bindemedlet 11 är av en typ som fluorescerar vid bestrålning med UVA-ljus. De från ett fordon med UVA-strålkastare kommande ljusstrålarna bryts samman av den konvexa glaskroppen 12 till en diffus fläck 14 som befinner sig i kontakt med bindemedlet 11. Härvid fluorescerar den bestrålade bindemedelsfläcken 14 och sänder ut synligt ljus som sprids i alla riktningar och reflekteras av den konkava bindemedelsyta som pärlan är nedbäddad i, vilket åskådliggörs med streckade pilar 15.

Det från ett fordon med UV-strålkastare utsända ultra- violetta ljuset träffar markeringen enligt uppfinningen och böjs vid inträdet i glaspärlan, så att det bestrålar en fläck av det fluorescerande bindemedel som omger den nedbäddade delen av glaspärlan och resulterar i ett synligt 69 10 15 20 25 30 7 9 6 ljus som utsänds från fläcken mot glaspärlans övriga yta, vilken delvis är omgiven av luft och delvis av beläggning.

Eftersom omgivande luft är ett optiskt tunnare medium uppnås en totalrefektion på denna del av pärlan, så att den kommer att synas som en intensivt lysande lampa från fordonsförarens plats.

Effekten härav är överraskande eftersom en mötande fordonsförare ser de lysande glaspärlorna även i det fall dennes fordon inte är utrustat med UV-strålkastare.

Enligt föreliggande uppfinning kan därmed båda förarna i två.mötande fordon under hela mötessekvensen ledas av klart synliga vägmarkeringar även i det fall då endast det ena fordonet är utrustat med UV-strålkastare.

Vid en ojämn glaspärla enligt Fig. 5 sker en spridning av det infallande UV-ljuset, konkava bindemedelsytan bestrålas med ett mindre intensivt så att en större del av den ljus. En av däcksdubbar sliten markering enligt uppfin- ningen aktiveras således fortfarande vid bestrålning med UV-ljus, men glaspärlorna lyser mindre intensivt.

Om markeringen enligt föreliggande uppfinning täcks av ett vattenskikt enligt Fig. 6 kommer UV-ljus från ett fordon att tränga genom vattenskiktet och aktivera den fluores- cerande markeringen. Effekten blir att den fokusering av strålningen som glaskroppen 12 åstadkommer, resulterar i att vattenskiktet omedelbart ovanför varje glaspärla lyses upp.

Genom glasets förmåga att släppa igenom resp. absorbera ultraviolett ljus av olika våglängd i olika mängder beroende på glasets sammansättning, kan det ultravioletta att den fluorescerande beläggningen uppnår maximal fluorescens samtidigt med att den skyddas för sådan ultraviolett ljuset regleras i mängd och våglängd så 'fl 10 15 20 25 30 469 799 7 belysning, t.ex. solljus, som kan förorsaka dess för tidiga nedbrytning.

Markeringen enligt föreliggande uppfinning löser således problemen med att öka siktbarheten hos fluorescerande be- läggningar genom att öka ljusvolymen och förlänga funktionstiden för fluorescerande beläggningar genom att skydda dem mot sådan UV-belysning som kan förorsaka för tidig nedbrytning av den fluorescerande beläggning.

Järnoxid FE¿h absorberar ultraviolett ljus i våglängds- området strax under och strax över 400 nm. Genom. att reglera mängden järnoxid i glaspärlorna kan mängden ultraviolett ljus som släpps igenom pärlan 12 till den bindemedelsfördjupning som omger pärlan kontrolleras.

Föredragna mängder järnoxid är 0-0,1%.

Lämpliga egenskaper kan finnas hos tekniska glas med järnoxidhalt under 0,l%. Ett sådant föredraget glas släpper igenom 90% av det ultravioletta ljuset som har en våglängd på 375 nm. Det släpper ej igenom ultraviolett ljus av typ UV-B och UV-C.

Glas med brytningsindex 1,45 till 1,60 föredrages.

Infallande strålning fokuseras då utanför en sfärisk glaspärla och ger därigenom den ultravioletta belysningen möjlighet att nå en större ytan av den under- och kring- liggande fluorescerande beläggningen, samtidigt som glas- pärlan fortfarande fungerar som reflexpärla för synligt ljus.

Ovannämnda brytningsindex har fastställts enligt standardmetod vid 587,9 nm. Vid den föredragna våglängden 375 nm för den ultravioletta belysningen ökar värdet för brytningsindex. Detta medför att den ultravioletta ljusstrålen böjs även vid en mycket liten infallsvinkel vid inträdet i glaspärlan, så att den träffar den 469 799 10 15 20 25 8 fluorescerande beläggning som omger den del av glaspärlan som är nedsänkt i beläggningen.

Glaspärlor enligt ovannämnda beskrivning föredrages i en storlek 0,4-0,8 mm, och med en gradering som inte överskrider +-0,1 mm. Väljs storleken 0,7 mm skall alla pärlor falla inom storleken 0,6-0,8 mm.

Vid en storlek av 1 mm erfordras cirka 100 glaspärlor per cm2, för att ge ett monoskikt med lämplig täthet. Vikten.på dessa glaspärlor uppgår därvid till cirka 1,3 kg per m2.

Vid en storlek av 0,7 mm erfordras cirka 204 glaspärlor per cm2, för att ge ett monoskikt med lämplig täthet. Vikten på dessa glaspärlor uppgår därvid till cirka_0,9 kg per m2.

Vid en storlek av 0,4 mm erfordras cirka 625 glaspärlor per cm2, för att ge ett monoskikt med lämplig täthet. Vikten på dessa glaspärlor uppgår därvid till cirka 0,5 kg per m2.

Med små glaspärlor minskar fluorescenseffekten på grund av svårigheten att anbringa dem i ett jämnt skikt. Med storlekar mellan 0,4 och 0,8 mm uppnås störst antal glaspärlor i funktion per cm? och därmed störst volymen emitterat ljus. Vid minskning av glaspärleantalet per cmz till hälften minskar även ljusvolymen till hälften trots att ytan är helt täckt med glaspärlor i båda fallen.

I reflekterande vägmarkeringar av termoplastisk typ ingår vanligen 20 viktprocent reflexpärlor, och efter att markeringen har lagts på vägbanan sker avströning med ytterligare glaspärlor innan beläggningen har stelnat, så att cirka 60 % av' pärlan är nedsänkt i beläggningen.

Mängden glaspärlor för avströning utgör cirka 0,5 kg per m2. 10 15 469 799 9 En föredragen mängd glaspärlor enligt uppfinningen för inblandning är 20 viktproqent, utan att därmed begränsa uppfinningen till detta blandningsförhållande.

En föredragen mängd glaspärlor enligt uppfinningen för påströning är 0,9 kg per m2, utan att därmed begränsa uppfinningen till denna mängd.

Påströningen av pärlorna sker lämpligen omedelbart efter beläggningens applicering på underlaget, dvs. högst 20-30 sekunder efter nämnda applicering. Påföringen sker med hjälp av en tryckluftsdriven pärlströare, som är försedd med ett munstycke. Munstycket riktas i huvudsak i rät vinkel mot beläggningsytan och hålls på ett avstånd av cirka 5-15 cm från densamma.

Uppfinningen är ej begränsad till det ovan beskrivna utföringsexemplet, utan flera varianter är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (3)

469 10 15 20 799 10 PATENTKRAV

1. Markering för bildande av en luminant yta på ett underlag (10), vilken yta är avsedd att användas som riktnings-, varnings- och/eller kantmarkering på vägar, gator, bryggor eller parkeringsplatser, och vilken yta är utsatt för väta och däcksslitage från passerande fordon, vilken markering omfattar ett bindemedel (ll) som UVA-ljus samt ljusgenomsläppliga glaspärolor som är nedbäddade till fluorescerar vid bestrålning med mellan 50 och 75% av sin storlek i bindemedlet, k ä n - n e t e c k n a d därav, att glaspärlorna (12) har en storlek av mellan 0,4 och 1,0 mm, och en spridning inom storleksomrâdet av högst 0,1 mm och en järnoxidhalt understigande 0,1%.

2. Markering enligt kravet 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att glaspärlorna har en storlek av cirka o,6-1,o mm.

3. Markering enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att glaspärlorna (12) uppvisar ett brytningsindex mellan 1,45 och 1,60. W'