SE502005C2 - Fluorescerande beläggning för vägar, parkeringsplatser etc som fluorescerar vid belysning med ultraviolett ljus - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 502 005 2 organiskt material. Detta material uppbäres av företrädes- vis kvarts eller ett aluminiumsilikat vars yta har gjorts porös eller skrovlig genom etsning och har en hög hårdhet.

Bindemedlet utgöres av en blandning av ett styren- eller diisocyanatharts. Bindemedlet är transparent.

Den tyska patentskriften DE 3 321 738 beskriver en liknande blandning för tillverkning av reflexelement för vägmärken, skyltar och sportartiklar. Blandningen innefattar pigment och organiska optiska vitmedel och bindemedlet utgöres av ett glasklart transparent material av olika polymerer.

TEKNISKA PROBLEMET: Ovan nämnda vägbeläggningar lämnar mycket :i övrigt att önska, dels pga att de fluorescerande materialen ger för svag fluorescens, dels genom att de har för kort livslängd.

Detta är särskilt fallet med optiska vitmedel som består av organiska föreningar, vilka efter hand bryts ned av UV- bestrålning. Det har därför länge varit ett önskemål att kunna göra en beläggning som dels lyser med önskad styrka, dels har en tillräcklig livslängd beträffande fluorescen- sen.

LÖSNINGEN: Enligt föreliggande uppfinning har man därför åstadkommit en fluorescerande beläggning för vägar, parkeringsplatser etc som fluorescerar vid belysning med ultraviolett ljus innefattande organiska optiska vitmedel och pigment som kännetecknas av att bindemedlet utgöres av en fast lösning av en amorf polymerblandning med en glasövergångstemperatur av 20-60°C och en elasticitetsmodul som är mindre än 1000 MPa vid -10°C och större än 1 MPa vid +60°C och fluoresce- rar vid bestrålning med ultraviolett ljus. 10 15 20 25 30 35 502 005 3 Enligt uppfinningen innefattar bindemedlet ett fluoresce- rande kolväteharts som fluorescerar i vitt till gulvitt.

Bindemedlet omfattar enligt uppfinningen lämpligen ca 15 viktdelar kolväteharts, ca 5 viktdelar lâgmolekylära kolväten, ca 3 viktdelar blockcopolymerer och ca 2 vikt- delar olefincopolymerer.

Vidare kan enligt uppfinningen beläggningen omfatta ca 10 viktdelar zinkvitt, ca 5 viktdelar titandioxid, 25 vikt- delar bindemedel, ca 1 viktdel optiskt vitmedel, ca 20 viktdelar glaspärlor och ca 39 viktdelar armeringsmedel.

Det optiska vitmedlet och bindemedlet enligt uppfinningen bör fluorescera inom våglängdsområdet 400-500 nm vid bestrålning med ultraviolett ljus med en våglängd av 320- 400 nm.

Bindemedlet enligt uppfinningen utgöres således av en fast lösning av en amorf polymerblandning som vid sin funktions- temperatur utför brownska molekylrörelser och därigenom ständigt kan exponera sitt innehåll av organiska optiska vitmedel för bestrålning med ultraviolett ljus utan att de organiska optiska vitmedlen bryts ned.

I det organiska optiska vitmedlet sker energiupptagningen i den enskilda molekylen när det optiska vitmedlet utsätts för ultraviolett bestrålning. Den upptagna energin avges snabbt i form av kortvågigt synligt ljus.

Om det optiska vitmedlet finns i en färglös vätska kan det exponeras obehindrat mot ultraviolett ljus. Detta innebär att det organiska optiska vitmedlet vid energiupptagning och energiavgivning kan avge maximal mängd kortvågigt synligt ljus eller maximal fluorescenseffekt. Emellertid kan en del av den upptagna energin förbrukas av molekylvib- 10 15 20 25 30 35 502 005 4 rationer och molekylrotationer pga att det organiska optiska vitmedlets molekyler har stor rörelsefrihet i vätskan.

I en fast polymerlösning har det organiska optiska vitmed- let lika stor möjlighet att ta upp energi vid bestrålning med ultraviolett ljus och avge energi i form av kortvågigt vitt ljus som fluorescens. Däremot minskar rörelsefriheten för det organiska optiska vitmedlets molekyl och därmed möjligheterna till interna energiförluster hos det organis- ka optiska vitmedlet.

Genom att komponera ett bindemedel i form av en fast lösning för ett organiskt optiskt vitmedel kan således dess fluorescenseffekt höjas.

Genom att välja komponenter för den fasta lösningen så att den i sig själv tar upp delar av samma strålningsenergi från ultraviolett ljus som det organiska optiska vitmedlet kan energiintensiteten kontrolleras på ett sådant sätt att den livslängd uppnås som är önskvärd för ett organiskt optiskt vitmedels funktion i en beläggning enligt före- liggande uppfinning. Man minskar således strålningsenergin mot det optiska vitmedlet och förlänger därigenom dess livslängd.

En viktig beståndsdel av det bindemedel som åstadkommer denna dämpningen av strâlningsenergi mot vitmedlet och som själv fluorescerar kan vara ett kolväteharts som är fluorescerande och väljas så att det därigenom förbrukar en passande del av den ultravioletta strålningsenergin.

I bindemedlet för beläggningen kan även andra ämnen ingå under förutsättning av att bindemedlet fortfarande utgöres av en amorf polymerblandning. 10 15 20 25 30 35 502 005 5 Bindemedlet enligt uppfinningen kan utgöras av utvalda kolvätehartser, kolväteblandningar, blockcopolymerer och olefincopolymerer så att bindemedlet får en glasövergångs- temperatur mellan +20°C och +60°C samt har en elasticitets- modul som är mindre än 1000 MPa vid -10°C och större än 1 MPa vid +60°C.

FÖREDRAGNA UTFöRINGsFoRMER: Exempel på en utföringsform av bindemedlet enligt upp- finningen omfattar: Kolväteharte 15 viktdelar Làgmolekylära kolväten 5 “ Blockcopolymerer 3 " Olefinpolymerer 2 “ Som exempel på en utföringsform kan följande mera konkreta sammansättningar användas: Escorez 1102 RM, Exxon, Frankrike 13 viktdelar Flexon 876, Exxon, Frankrike 3,5 " Cariflex 1107, Shell, England 2,5 " Polybilt 100, Exxon, USA 3 " Piccopale 100, Hercules, USA 14 viktdelar Omnia 68, Texaco, Sverige (l&gmole- 4,2 ' kylära kolväten = blandning av parafinieka, naftenieka och aromatiska oljor) vector 411lD, Dexco, USA 1,8 “ Polybilt 100, Exxon, USA 2,5 " Kolväteharts som i de två senare exemplen exemplifieras av Escorez 1102 RM och Piccopale 100 är en allmän beteckning för hartser som har C5- och C9-kolväten som bas. Typiska molekylstrukturer för alifatiska diolefiner som C5-kolväten i kolväteharts utgöres av 10 15 20 25 30 35 502 005 6 CH / J c=c-c=c c-c=c-c=c I í isopren piperylen cyclopentadien Exempel på ett CS-harts är Escorez 1102 RH från Exxon Chemical. Detta har en mjukpunkt enligt ASTM E28 av ca l00°C.

C9-hartset har aromatiska monoolefiner som bas och därmed en annorlunda molekylstruktur som framgår följande typexem- pel: en, n « cH, pgel s 1\ 1 Styren/vinyltoluen a-metylstyren Escorez 5300 från Exxon Chemical är ett exempel på ett C9- harts. Detta har en mjukpunkt enligt ASTM E28 av ca 105°C.

Bland lågmolekylära kolväten kan en blandning av' hög- raffinerade mineraloljor som är en blandning av relativt lågmolekylära mättade kolväten användas. En sådan blandning kan utgöras av 45-55% paraffiner, 35-45% naftener och 5-10% aromater. Exempel på en sådan kolväteblandning är Flexon 876 från Exxon Chemical. Denna har en densitet enligt ASTM D1298 av 860 kg/mï Blockcopolymerer omfattar materialtyper som också kategori- seras som termoelaster och termoplastiskt gummi. Exempel på blockcopolymerer är treblock copolymerer som styren- butadien-styren och styren-isopren-styren. Karakteristiskt är att segmenten eller blocken inte är kompatibla och att 10 15 20 25 30 35 502 005 7 styrensegmenten.kan sammanfogas t.ex. genom en smältprocess och blockcopolymeren kan bilda ett makromolekylärt nätverk i en polymerblandning. Isoprensegmenten kan mjukgöras genom att de tar upp stora mängder av den lågmolekylära kolvä- teblandningen utan att lösas upp och förlora sina elastiska egenskaper. Exempel på en styren-isopren-styren block- copolymer som kan användas enligt uppfinningen är Vector 4111D från Dexco Polymers och Cariflex 1107 från Shell Chemicals. Typisk styrenhalt är 15-18% och hårdhet enligt ASTM D2240 är 35-40 Shore A.

Olefincopolymerer är en allmän beteckning för en polymer som har en olefin från petrokemin som baskomponent. Exempel på en olefincopolymer är copolymerisat av etylen och vinylacetet. En sådan utgöres av Polybilt 100 från Exxon Chemical. Mjukpunkt enligt ASTM E28 för denna är ca 87°C och smältindex enligt ASTM D1238 ca 2.070 g på 10 minuter.

I dessa utföringsformer uppvisar beläggningens bindemedel mikrobrownska rörelser vid temperaturer lägre än belägg- ningens glasomvandlingstemperatur.

Det väsentliga med föreliggande uppfinning är bindemedlets sammansättning. Detta skall dock utgöra endast en del av beläggningen lägst 20 vikts%. Andra i beläggningen ingående ämnen är pigment, armerings- och friktionsmaterial, glaspärlor och framförallt optiska vitmedel.

Pigmentet utgöres lämpligen av ett vitt pigment som gör beläggningen så vit att. den. kan täcka över ett svart underlag när beläggningen har en lägsta tjocklek av 0,4 mm.

Exempel på vita pigment är titandioxid och zinkvitt.

Titandioxiden kan exempelvis utgöras av anatas titandioxid A11 från Tytan Pol Police, Polen och 1002 från Kronos Titan A/S, Norge. Exempel på zinkoxid är zinkvitt vitt sigill 10 15 20 25 30 35 502 005 8 från Rånäs Bruks Aktiebolag, Sverige och från Grillo Zinkoxid, GmbH, Tyskland.

Armerings- och friktionsmaterialen kan förekomma i form av mineraliska pulver med kornstorlekskurva mellan 0,001 mm och 1 mm. Exempel på sådana är krita, dolomit, silikat och kvartssand, exempelvis Myanit och Mikrodol från Ernström, Luxovit från Superfoss och sjösand från Gammalstorp.

Beläggningen innefattar även sfäriska ofärgade glaspärlor för beläggningens funktion som.reflekterande beläggning vid bestrålning med synligt ljus i mörker. Sådana reflexpärlor är ofärgade sfäriska glaspärlor med ett brytningsindex på minst 1,5 och en rundhetsprocent på minst 80% och en kornstorlekskurva på 0,2 mm till 0,8 mm. Sådana glaspärlor kan erhållas från Potters, Unibeads, Glaverbel och Swarco.

De organiska optiska vitmedlen utgöres lämpligen av derivat av Stilben, Cumarin, Pyrazolin, Naftalimid och Bensoxazol.

Lämpliga organiska optiska vitmedel kan ytterligare exemplifieras av 1,4-Distyrvylbensen, 2-(4-Styrylfenyl)-5- fenyloxazol, 2,2-(2,5-tiofendiyl)-bis(5-(1,1-dimetyletyl))- bensoxazol, 1,4-bis(5-fenyloxazolyl-2)-bensen och 5,6- Bensocumarin-3-karboxylsyraetylester.

Dessa optiska vitmedel har förmågan att maximalt ta upp energi inom våglängdsområdet 320-400 nm, (UVA-belysning) och avger motsvarande energimängd i form av synligt vitt till blåvitt ljus inom våglängdsområdet 400-500 nm. Mängden organiskt optiskt vitmedel kan enligt uppfinningen utgöra 0,1~1 viktprocent av beläggningen. Exempel på organiska optiska vitmedel som kan användas enligt uppfinningen är Uvitex OB från Ciba och Optiblanc från Sigma Chemicals, Italien. 10 15 20 25 30 35 502 005 9 Ett exempel på en utföringsform av den totala beläggningen omfattar: Zinkvitt 10 viktdelar Titandioxid 5 " Bindemedel 25 " Optiskt vitmedel 1 " Glaspärlor 20 “ Armerings- och friktions- medel 39 “ Mera konkret kan följande två sammansättningar anges: Grillo zinkvitt vitt sigill 12 viktdelar Kronos 1002 (Titandioxid anatas) 4 “ Bindemedel enligt angivna utföringsformer 21 “ Uvitex OB (optiskt vitmedel från Ciba) 0,8 " Potters premix 0,8-0,8 mm (glaspärlor) 21 " *Luxovit 0,5-1 mm, vit kvarts 18 " *Myanit 0-70 mym, Ca-Mg Karbonat 14 " *Gamalstorpsand 0,3 mm, Sjösand 9,2 ' Rånäs zinkvitt vitt sigill 14 viktdelar Titandioxid A11 2 “ Bindemedel enligt angivna utföringsformer 23 “ Optiblanc, optiskt vitmedel från Sigma 0,4 ' Swarco premix 0,4-0,6 mm, (glaspärlor) 18 ” *Luxovit 0,5-1 mm, vit kvarts 7 “ *Mikrodol 325, Ca-Mg Karbonat 16 ” *Dansand 0,4 mm, Sjösand 19,6" Uppfinningen är icke begränsad till de ovan angivna utföringsexemplen utan den kan modifieras på olika sätt inom patentkravens ram.

* Armerings- och friktionsmedel.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 502 005 10 Patentkrav

1. Fluorescerandebeläggningförvägar,parkeringsplat- ser etc som fluorescerar vid belysning med ultraviolett ljus innefattande organiska optiska vitmedel och pigment, k ä n n e t e c k n a d a v, att bindemedlet utgöres av en fast lösning av en amorf polymerblandning med en glasövergångstemperatur av 20°C till 60°C och en elastici- tetsmodul som är mindre än 1000 MPa vid -10°C och större än 1 MPa vid +60°C och som fluorescerar vid bestrålning med ultraviolett ljus.

2. Fluorescerande beläggning enligt kravet 1, k ä n - att bindemedlet omfattar ett fluorescerande kolväteharts som fluorescerar i vitt till n e t e c k n a d a v, gulvitt.

3. Fluorescerande beläggning enligt något av kraven l eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v, att bindemedlet omfattar ca 15 viktdelar' kolväteharts, ca 5 'viktdelar lågmolekylära kolväten, ca 3 viktdelar blockcopolymerer och ca 2 viktdelar olefincopolymerer.

4. Fluorescerande beläggning enligt något av kraven 1- 3, k ä n n e t e c k n a d a v, att bindemedlet omfattar ca 10 viktdelar zinkvitt, ca 5 viktdelar titandioxid, ca 25 viktdelar bindemedel, ca 1 viktdel optiskt vitmedel, ca 20 viktdelar glaspärlor och ca 39 viktdelar armeringsmedel.

5. Fluorescerande beläggning enligt något av kraven 1- 4, k ä n n e t e c k n a d a.v, att det optiska vitmedlet och bindemedlet fluorescerar inom våglängdsområdet 400-500 502 005 11 nm vid bestrålning med ultraviolett ljus med en våglängd av 320-400 Dm.