包含粘结树脂芯体的逆向反射元件以及路面标记制造技术

本发明专利技术涉及一种包含粘结树脂芯体以及至少部分嵌入该芯体表面中的微球体的逆向反射元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种逆向反射元件，该逆向反射元件包含粘结树脂芯体以及多个至少部分嵌入该芯体表面中的微晶微球体。
技术介绍
使用路面标记(例如涂料、标记带以及分开放置的制品)来引导和指引驾车者沿着车道行驶是众所周知的。白天，这些标记在环境光下显得十分醒目，可以有效地发出信号并引导驾车者。但是在晚上，特别是在主要照明光源是驾车者的车前灯时，由于前灯发出的光以很小的入射角照在路面和标记上，使得大量光被反射而远离驾车者，所以这些标记通常不足以充分引导驾车者。因此，已经使用改进的具有逆向反射性的路面标记。逆向反射描述了这样一种机制入射在表面上的光被反射，使得大部分入射光束返回到其光源处。最常见的逆向反射路面标记(例如车道上的车道线)通常是通过如下方式而制成的把透明的玻璃微球体或陶瓷微球体滴到新划的线上使所述微球体部分地嵌入该线中。各个透明的微球体分别起球面透镜的作用，因此，入射光通过微球体到达该线中的含有颜料颗粒的底漆或底层。颜料颗粒使光散射，从而使部分光改变方向而回到微球体中，然后又使部分光改变方向而回到光源。垂直表面往往可以提供更好的逆向反射取向。因此，人们已经采用了大量方法(通常通过在标记表面提供凸起)来使路面标记具备垂直表面。在下雨天时，垂直表面可以防止在逆向反射表面上形成雨水层，否则，雨水层可能会干扰暴露在表面上的微球体的逆向反射机制。路面标记除了能提供所需的逆向反射性能以外，通常还必须能长期经受公路交通和风化的作用。为此，开发出这样一种逆向反射元件把该逆向反射元件中的光学元件粘结到芯体上，以增加垂直取向的光学元件的数量。例如，美国专利No.5,772,265和No.5,942,280描述了可用在路面标记中的全陶瓷逆向反射元件，该元件包含不透明的陶瓷芯体以及部分嵌入该芯体中的陶瓷光学元件(摘要)。具有这种性质的代表性的逆向反射元件是可以从位于美国明尼苏达州圣保罗市的3M公司以商品名“3M StamarkTMLiquid Pavement MarkingsElements 1270”(白色)和“3M StamarkTMLiquid PavementMarkings Elements 1271”(黄色)购得的。这种逆向反射元件已经用于路面标记中。虽然这种逆向反射元件具有合适的逆向反射性能以及合适的耐久性，但是本行业仍希望能从逆向反射元件的替代品(特别是那些可以降低成本而生产的逆向反射元件)中寻找利益。专利技术概述本专利技术涉及逆向反射元件以及逆向反射制品(包括路面标记)。本专利技术还涉及制造逆向反射制品(例如路面标记、标记带以及具有上述标记和标记带的表面(例如路面))的方法。逆向反射元件的逆向反射系数优选为至少10坎德拉/勒克斯/平方米，更优选为至少20坎德拉/勒克斯/平方米。根据ASTM E 1710-97标准试验方法，路面标记表现出的初始RL优选为至少2000毫坎德拉/平方米/勒克斯。此外，在22周的加速磨损试验之后，路面标记表现出的RL为至少400毫坎德拉/平方米/勒克斯。本专利技术之逆向反射元件包含粘结树脂芯体以及多个至少部分嵌入该芯体中的微晶微球体。逆向反射制品(例如路面标记或标记带)包含这些部分嵌入粘结剂中的逆向反射元件。微晶微球体可以是非玻璃质的，或者包含玻璃-陶瓷材料。粘结树脂芯体优选包含至少一种光散射材料，该光散射材料包含漫反射颜料、镜面反射颜料及其组合。逆向反射元件可以包含折射率不同的微晶微球体的组合。逆向反射元件的尺寸范围优选为约2mm到约3mm。所述元件可以在粘结树脂芯体中包含单个的无机颗粒，例如沙子、屋顶用细粒或防滑颗粒(skid particle)。所述颗粒的粒径范围优选为约0.1mm到约3mm。优选的是，所述颗粒、微球体以及逆向反射元件均是用增粘剂(例如有机硅烷增粘剂)表面处理过的。在逆向反射元件的制备过程中，优选的是，用至少一种含氟化合物浮选剂对微球体进行表面处理。在制备路面标记或其它逆向反射制品的过程中，还优选把逆向反射元件与这类浮选剂粘合在一起。固化之前粘合树脂在77下的布鲁克菲尔德粘度优选为约1000cps到约10,000cps。此外，优选的是，粘合树脂基本上不含溶剂。在一个优选实施例中，路面标记使用这样一种逆向反射元件该元件包含透明的微晶微球体，所述微晶微球体与粘结树脂芯体结合，所述粘结树脂芯体包含至少30重量％的珠光颜料，从而使路面标记具有高的初始亮度(例如，至少为约1000毫坎德拉/勒克斯/平方米)。在另一个实施例中，本专利技术涉及一种制造路面标记的方法，该方法包括把粘结剂组合物施加到道路表面，并且把逆向反射元件部分地嵌入该粘结剂中。粘结剂可包括交通标记涂料、热塑性粘结剂或反应性粘结剂(例如双组分粘结剂)。专利技术详述本专利技术的逆向反射元件通常包含粘结树脂芯体以及多个部分嵌入该芯体表面的微晶微球体。本文所用的“粘结树脂芯体”是指交联的树脂(例如固化树脂)。粘结树脂芯体由一种前体组合物生成，所述前体组合物包含在受热(例如热固化)、受光化辐射(例如紫外光、电子束)或发生其它化学反应(例如催化剂)时发生交联的单体组分、低聚物组分和/或聚合物组分及其混合物。微晶微球体(本文也称为“珠子”)具有结晶相或者非晶相与结晶相的组合。相反，玻璃是指主要为非晶形的无机材料(其原子结构中不具有长程有序的材料，由于没有特征性X射线衍射图案而证明这点)。所述微晶微球体可以是非玻璃质的(例如美国专利4,564,556(Lange)中所述)，或者微球体可以包含玻璃-陶瓷材料(例如美国专利No.6,461,988中所述)。微球体优选为陶瓷(例如玻璃-陶瓷)。本文所用的“陶瓷”是指主要为结晶的(通常具有微晶结构)无机材料(具有足以产生特征性X射线衍射图案的图案化原子结构的材料)。陶瓷微球体优选包含氧化锆、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛及其混合物。这些微球体包含至少一种结晶相，所述结晶相包含至少一种金属氧化物。这些微球体还可以具有非晶相(例如二氧化硅)。所述微球体耐刮擦、耐切削，相对比较硬(700努普硬度以上)，并且被制成具有较高的折射率。对于直径范围为约0.2毫米到约10毫米的芯体来说，微球体的粒径范围一般为约30微米到约300微米。粘结树脂芯体通常还包含至少一种光散射材料，从而使该芯体发生漫反射，优选发生镜面反射。通过把这种反射性粘结树脂芯体与透明的微晶微球体结合在一起，就可以得到具有高初始亮度的逆向反射元件。根据下文实例中所述的试验方法，逆向反射元件的逆向反射系数RA通常为至少约10坎德拉/勒克斯/平方米(例如，至少15坎德拉/勒克斯/平方米，至少20坎德拉/勒克斯/平方米，至少25坎德拉/勒克斯/平方米以及更高)。令人吃惊的是本专利技术的逆向反射元件表现出至少与具有陶瓷芯体的逆向反射元件相当的逆向反射性能，通常还比具有陶瓷芯体的逆向反射元件的逆向反射性能更好。“相同的逆向反射元件”是指逆向反射元件包含相同的微球体，而主要差异是芯体包含不同的组合物。但是，具有粘结树脂芯体的逆向反射元件可以通过比具有陶瓷芯体的逆向反射元件成本低的工艺来生产。本专利技术的路面标记的初始逆向反射亮度系数(RL)至少为1000坎德拉/勒克斯/平方米，因此，该初始RL至少与具有不透明陶瓷芯体的相同逆向反射元件的初始RL大约相同。在优选实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路面标记，该路面标记包含粘结剂以及多个部分嵌入所述粘结剂中的逆向反射元件，其中所述逆向反射元件包含粘结树脂芯体和多个至少部分嵌入所述芯体中的微晶微球体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：特伦斯L贝斯库，史帝芬L利德，约瑟夫D恩格布雷森，莫琳C尼尔森，托马斯P赫德布卢姆，迈肯吉沃特，马克D普格特，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]