專利名稱：表面標(biāo)志帶和用來改進其對公路與類似結(jié)構(gòu)之表面的整體性與粘合性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作公路、鋪面及其它表面上的標(biāo)志帶，更具體地說，是針對為這種標(biāo)志帶提供更佳的公路粘合性與長壽命性的方法;本發(fā)明同時涉及到這樣的標(biāo)志帶或標(biāo)志條，它們具有粘合到公路與類似結(jié)構(gòu)上的預(yù)成形脊部，同時大大地改進了其整體性與壽命，而通過此脊部的反射和/或后向反射，又能提高能見度，特別是為趨近之車輛的頭燈照明時。
先有技術(shù)中，預(yù)成形的塑料鋪面標(biāo)志帶之首要問題是，在汽車來往的經(jīng)常性重負(fù)荷下，可提供對路面有滿意的粘合性能。除非這種鋪面標(biāo)志帶在此標(biāo)志帶與路面間具有缺乏記憶能力的彈性材料變形層，不然，良好的粘合性常常是達(dá)不到的。這種可變形層必須無記憶地迅速變形和冷流至鋪面的不規(guī)則表面輪廓中。上述可變形性與冷流能力允許吸收車胎沖擊的能量，不然，當(dāng)這種沖擊能擴散時，將大幅度地挪動鋪面標(biāo)志帶。采用彈性材料時，當(dāng)馬路潮濕，對其路面的粘合性就很弱，這是因為此種記憶材料的拉伸-返回作用導(dǎo)致發(fā)生一種泵抽作用，迫使帶水的塵埃進入此種材料與路面間。然后塵埃沉積在粘合材料與路面之間，最后破壞了將此鋪面標(biāo)志帶保持到路面上的粘合性質(zhì)。
雖然在某些應(yīng)用方面，本發(fā)明人早期的美國專利3920346，4040760，4069787，4236788與4681401號用于標(biāo)志帶的這類粘合技術(shù)中涉及到一種濃稠的膠粘劑，并對上述的可變形性與冷流特性給出了一種度量方法，但對于廣泛的應(yīng)用和在苛刻的交通與溫度變化的環(huán)境下，此類技術(shù)已證明至多不過是一種折衷方法而已。此外，這種膠粘劑的粘合方法已證明難以在經(jīng)濟的方式下用到有關(guān)的對象上。在夏天長時間的炎熱下，這種粘合劑在升溫時常會立即流動，結(jié)果使得鋪面標(biāo)志帶在繁重的交通負(fù)荷下發(fā)生蠕動或移動。但有時在極低的冬季溫度下，又會降低這種粘合劑與鋪面標(biāo)志帶之間的接合力，導(dǎo)致為被掃雪機清除掉的災(zāi)難性結(jié)果。
將預(yù)成形的塑料鋪面標(biāo)志帶合適地固定到路面上的問題，在美國專利3399607，3587415與4117192號及其它專利中已認(rèn)識到并獲得部分的解決。這些專利所提出的技術(shù)中，涉及到這樣的基礎(chǔ)材料，它們顯示出所需可變形性特征和缺乏記憶或冷流能力，可提供對路面的適應(yīng)性，并將吸收車輛運輸時的振動能。盡管這種技術(shù)可用于預(yù)成形的平表面的鋪面標(biāo)志帶，但對于上述本發(fā)明人早期專利中公開的那種具有預(yù)成形脊部的帶，則并不能恰當(dāng)?shù)亟鉀Q前述問題。這是因為先有技術(shù)中的這種材料沒有記憶能力且顯示出冷流特性，從而在相應(yīng)表面上的任何突起部分，例如脊形或楔形部分，在車輛往來的沖擊下將迅速消失，使得脊部在車胎的壓力下變平和喪失其原有形狀。這樣就自然破壞了這種突起部或脊部在低視角下有高能見度的作用。要是此種脊部是由較硬和較剛性的材料，例如由聚氯乙烯或環(huán)氧樹脂或其它一些剛性或半剛性材料構(gòu)成，則在橫向運行的壓力下，由于這類基礎(chǔ)材料的無記憶冷流特性，將很快被吞沒消失。這種脊部一但壓入基礎(chǔ)材料內(nèi)，將不再會突現(xiàn)到雨水膜上，從而對于潮濕夜晚的視程來說，作為高能見度的脊部是沒有用途的。
在綜合有美國專利4388359中內(nèi)容的4490432號專利中，曾試圖將增強纖維混入這種無記憶的冷流彈性基礎(chǔ)材料中來解決上述問題。曾希望這種纖維能提供足夠的韌性，來克服上述在高容量車輛往來的沖擊下?lián)p失掉突出部分的問題。但并未證明這是一種完全成功的方法，并且在短時間內(nèi)使突出部實際上變平而進到基礎(chǔ)材料中，使之喪失其功能與有用性。
另一方面，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，將未硫化的與硫化的兩種橡膠疊層組合成片，能夠有效地對上述問題作出優(yōu)越的解決。未硫化彈性橡膠層的適應(yīng)性與吸收震動能的特點，當(dāng)用作其中構(gòu)成有脊部的標(biāo)志帶上部相結(jié)合時，就能取得這里將指出的新穎結(jié)果。在含脊部的頂部層硫化后，此脊部在車輛往來下，就能拉伸或變平，或是壓下或變形，但是由于它們的記憶特性，在車輛停止往來后，就能回復(fù)到其原有形狀。盡管這種包括脊部結(jié)構(gòu)的硫化上部的彈性性質(zhì)，使之具有足以回復(fù)原形的記憶能力，但并不能充分地可適配路面形狀之軟彈性底部的可變形能力，后者倒是能迅速吸收車輛往來中輪子的沖擊能。
為此，本發(fā)明的目的之一是提供用于公路與類似結(jié)構(gòu)的一種新型與改進了的標(biāo)志帶，它不受前述已有設(shè)計中缺點的影響，而且通過疊層方式，組合起能仿形地粘合到公路上的一種未硫化的下部類橡膠表面層，以及含有標(biāo)志帶的硫化的上部類橡膠表面層，便能在使用中保持住持久的粘合能力與脊部的完整狀。
本發(fā)明的其它目的與更深一層的目的將于后面說明，而將更確切地表征在后附權(quán)利要求書中。
總之，作為本發(fā)明的一個重要組成部分，它具體表現(xiàn)為一種公路標(biāo)志帶，可沿其底表面粘合到此公路上，此標(biāo)志帶包括一種類橡膠的片狀件，它的底層與底表面具有冷流特性，而它的上層與上表面則可以變形成相續(xù)的一些突出部，例如脊部與楔部，從沿公路行使車輛來的入射光便可為此種突出部反射或后向反射面指出公路的方向，上述上部層是交聯(lián)硫化的，可使因車輪經(jīng)過其上而引起突出部的壓下復(fù)原，同時這種帶能仿照公路的形狀粘合于其上。下面給出理想的與最佳方式的實施例細(xì)節(jié)。
本發(fā)明將參考
，圖1是單層橡膠片在加工出突出部或脊部之前的剖面圖;
圖2是單層橡膠片在加工出突出部或脊部之后的剖面圖;
圖3是雙層橡膠片在加工出突出部或脊部之前的剖面圖;
圖4是雙層橡膠片在加工出突出部或脊部之后的剖面圖;
圖5與6是與圖2與4類似的剖面圖，此時突出部業(yè)已形成，同時表示出后向反射的玻璃微珠在路面上的分布。
參看附圖，其中所示的標(biāo)志帶1包括有片狀形式的未硫化橡膠的混合物，由于它是軟的和顯示出冷流特性，因而缺乏記憶能力且易變形，它包括由丙烯腈-丁二烯在未硫化狀態(tài)下之類的橡膠聚合物。除增強纖維外，還包括顏料與其它處理添加劑。一種典形配方的例子列出于表Ⅰ，其中的增強纖維是作為木漿質(zhì)纖維素的纖維給定的。可以采用包括熱塑增強纖維在內(nèi)的其它類型纖維，而不嚴(yán)重降低前述片狀件的可變形特性。根據(jù)本發(fā)明，上述材料的底部或底層則保留在那種未硫化的冷流的無記憶能力的狀態(tài)下，并沿其底面用粘合劑6(圖5和6)附著到公路R上。此包括標(biāo)志帶的橡膠片材料的上部則通過硫化使之具有記憶特性。為此目的，上述頂部層例如可用一淺層的過氧化物材料處理，后者能滲透此橡膠片至一有限的深度，如圖1與2中的斑紋區(qū)所示。由于采用了過氧化物處理或與之相當(dāng)?shù)奶幚?，此橡膠片的這一區(qū)域可以通過加熱迅即交聯(lián)化或硫化。在加熱之前，它則具有與此片狀件其余部分相同的性質(zhì)，即軟質(zhì)、易變形與缺乏記憶能力。如圖2所示，其中，圖1的片狀件業(yè)已在其頂表面內(nèi)加工出突起的楔或脊3，之后立即加熱，使得由過氧化物預(yù)處理過的帶脊頂層交聯(lián)化或硫化和增硬，賦予此脊部以永久性的記憶能力，并使之能在車輛壓陷后借冷流保持其形狀，同時片狀件1的底部保持為未硫化狀態(tài)(非交聯(lián)的)，因而可以變形和無記憶能力，以供對車輛往來進行必要的震動能吸收并具有仿形能力，以增強將標(biāo)志帶固定到路面R上的粘合性。突出的脊或楔3可取沿橫向延伸的平行排狀，它們沿著標(biāo)志帶在縱向上相續(xù)的分開，如果需要，亦可分段構(gòu)成脊或楔塊，最好使之具有梯形的橫剖面，以提供傾斜的或近乎垂直的前與后表面“1”，得以如前引專利所述，用來反射低角度入射的頭燈照明光。
圖3與4表明達(dá)到同一效果的另一種方法。其中的橡膠片基礎(chǔ)材料包括兩層結(jié)構(gòu)的疊層件，是將可硫化的上部層2疊加到不可硫化的橡膠層1之上。層2所含成分基本與層1的相同，但加有硫化劑，如硫(表Ⅱ)或其它化合物，它們在突起部3(圖4)已然形成后，與橡膠反應(yīng)使之完成交聯(lián)化或硫化。一旦硫化后，此突起部或脊就能保持其形狀，這是因為硫化過程使這種材料有了記憶能力和一定的表面硬度。
在圖5中，原在圖4中的凸頂表面上已整個地覆蓋了后向反射微珠的粘合層4。此種層可以由任何適合用來粘結(jié)微珠材料組成，例如乙烯基醋酸酯的共聚物、聚氨基甲酸酯、環(huán)氧樹脂，或任何其它可滿意的將后向反射的玻璃微珠粘到前述結(jié)構(gòu)上的材料，它們在帶的上部層固化過程中固化。微珠的粘合層4能在加工出脊部或用其它方法形成有脊部之前或后，敷到上部層面上，而玻璃微珠覆蓋層5則是在層4固化前涂布到該層之上的。在脊形頂層硫化之后，這些微珠則以部分嵌入的方式固定于其上，而在這些部分暴露的微珠中，包括那些特別是處于朝向車輛之脊部的傾斜或近于垂直的前、后表面1”上的微珠。
如圖6中的剖面圖所示，玻璃微珠7是嵌于圖2之橡膠片的交聯(lián)頂部，此嵌入工序可在加工出突起部之前或之中完成。此種玻璃微珠7只是部分地嵌埋在脊3的近乎垂直或傾斜的面上，而那些典型地示明在圖8處的微珠則在形成脊部的過程被完全嵌埋。為了改進這些微珠對附著對象的粘合性，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，把硅烷加到基礎(chǔ)材料中或作為微珠上的涂層，或用到這兩個方面，都是有幫助的。圖5與6中所示的粘合層6，用來將標(biāo)志帶粘連到路面R上，并且要盡可能小地影響此帶的仿形特性，而確保其對路面良好粘合。
本發(fā)明的標(biāo)志帶可據(jù)下述構(gòu)制方法形成，此方法能保持脊形，還能賦予對路面的仿形性以保持標(biāo)志帶牢靠地粘合于路面上。
例1列于下面表Ⅰ中的成分混合后，用實驗室規(guī)模的軋輥與壓延機形成約0.050英寸厚，4英寸寬，數(shù)英寸長的片狀件，然后用一涂刷管將甲醇與叔丁基過苯甲酸酯的液體層敷于片狀件的表面上，而這里形成的過氧化物對此表面作有限的滲透。以熱空氣干燥30秒后，讓此片狀件通過咬送輥與帶有浮凸結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)筒之間，而將一脊?fàn)顦?gòu)型3壓成在此片狀件的上表面內(nèi)。然后將這一有了浮凸部的片狀件于350°F下加熱三分鐘，在此期間內(nèi)，含有上述過氧化物之橡膠片的上部層Ⅰ′(圖2)便成為交聯(lián)的。用硬度測量計測得的表面硬度為65～70，而在未用過氧化物處理之前僅為40。
然后將含有上述剛性結(jié)構(gòu)的浮凸帶置于一金屬平板之下，用1.5噸小貨車的輪子駛停到此帶上10分鐘，下壓此帶的脊部。檢驗此樣品的結(jié)果表明，此脊部已壓扁到它正常高度的10%。經(jīng)10分鐘等待時間，觀察到此帶的脊部已完全恢復(fù)，并還原到其初始形狀。在不滲透過氧化物的條件下作了完全類似的實驗，當(dāng)在上述輪子的載荷下處理15秒鐘的短時間后，卻始終不能復(fù)原。
用實際的車輛在此種帶上駛過時，同樣看到了從下壓后回復(fù)原始形狀的相似情形。
表Ⅰ材料重量份額丁二烯丙烯的非交聯(lián)彈性料(“Hgcar1022”型，100B.F.Goodrich公司供應(yīng))氯化烷烴(“Chlorowax70-S”型，DiamondShamrock公司70供應(yīng)氯化烷烴(“Chlorowax70-S型)5增強的木漿質(zhì)纖維素纖維1120顏料2130玻璃微珠(平均直徑0.003英寸，折射率1.5)200
二氧化硅填料(“Hgsil233”型，20美國平板玻璃工業(yè)公司供應(yīng))1.“Interfib”，Sullivan化學(xué)供應(yīng)2.二氧化鈦(“TronoxCR800”型，KerrMcGee化學(xué)公司供應(yīng))表Ⅱ材料重量份額沉淀出的硫3例2將表Ⅰ中的成分混合并制成例1中的片狀形式以形成兩個獨立的片狀件1與2(圖3)。片狀件1延壓至0.040英寸厚。片狀件2在添加合橡膠總重3%的沉淀出的硫量后，延壓至0.020英寸厚。然后將片1與2疊層到一起，壓印出脊形結(jié)構(gòu)3，并在350°F下加熱9分鐘，在這段時間內(nèi)，硫與橡膠反應(yīng)，影響上部帶有脊的片2硫化(圖4)。與例1相同，將成品帶在小貨車輪的重量作用下處理10分鐘，反應(yīng)的結(jié)果與前一實驗中的類似，并經(jīng)10分鐘等待時間后完全復(fù)原。
例3重復(fù)例2中的步驟，但有例外，即把Ameron公司商標(biāo)名為“Amershield”的異氰酸鹽多元醇的液體聚氨基甲酸酯，涂敷到上述含硫片的頂部上，然后在形成脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)之前，將一層玻璃微珠5(圖5)加到此液體聚氨甲基酸酯層4之上。在此液體層干燥到可以觸摸后，對整個構(gòu)件進行上表面的浮凸加工，然后在350°F下處理9分鐘。輪胎實驗結(jié)果與例1類似，觀察到玻璃微珠無變化，固定得很牢。
例4重復(fù)例2的步驟，但有例外，在浮凸化之前，給含硫的上表面2覆以一層DowCorning26040“硅烷”在甲醇中的20%溶液，隨后涂布玻璃微珠。將這樣處理過的片狀件于350°F下加熱30秒鐘，然后浮凸化，形成脊形結(jié)構(gòu)。此浮凸化的工序?qū)е挛⒅?部分地嵌入近乎垂直的表面，而幾乎完全嵌入水平的表面(圖6)。經(jīng)浮凸化后，將此片狀件于350°F下加熱9分鐘以完成含硫?qū)拥牧蚧＼囕喌膶嶒灲Y(jié)果與例1中的相同，同時觀察到玻璃微珠無變化，牢牢地固定在硫化橡膠層中。
熟悉本項工藝的人是可以對此作出進一步的改型，而這些都應(yīng)視作為在本發(fā)明按后附權(quán)利要求書所規(guī)定的精神與范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用來沿自身底面附著到公路上的公路標(biāo)志帶，它包括一塊類橡膠的片狀件，其底層與底表面具冷流特性，而其上層與上表面則變形成相續(xù)的脊與楔之類的突起部，來自沿此公路行駛之車輛的入射光即可為該標(biāo)志帶反射式后向反射，以指出公路的方向，此上層為交聯(lián)硫化的，能使車輪駛過而壓下的上述突部復(fù)原，同時此標(biāo)志帶能仿隨公路形狀粘合于其上。
2.如權(quán)利要求1所述的公路標(biāo)志帶，其中至少是上述突出部的前側(cè)與后側(cè)覆以玻璃微珠層，這些玻璃微珠部分地嵌埋入該硫化的脊部或楔部，部分地從后者之中暴露。
3.如權(quán)利要求1所述的公路標(biāo)志帶，其中的上層與底層都是整體橡膠片的一部分，而只是脊?fàn)畹纳喜恳呀?jīng)硫化。
4.如權(quán)利要求1所述的公路標(biāo)志帶，其中的底層沿其暴露的表面已備有粘合劑，用來觸合公路。
5.如權(quán)利要求1所述的公路標(biāo)志帶，其中的標(biāo)志帶包含有說明書中表Ⅰ與表Ⅱ所列的材料。
6.制備公路標(biāo)志帶及類似制品的一種方法，它包括處置類橡膠片的上層與上表面，使之適用于將該層與表面交聯(lián)硫化的熱處理;將此上層與上表面變形，浮凸出相續(xù)的突起部，據(jù)此可以反射來自沿公路行駛之車輛的反射光;在加熱條件下使此上層與上表面交聯(lián)硫化，同時保持此橡膠片下層與下表面的冷流特性;將前述下表面粘附到公路上，使之能在車輛往來下仿隨公路形狀，同時能使所說上表面的突起部在經(jīng)車輛壓下后恢復(fù)原狀。
7.如權(quán)利要求7所述的一種方法，其中在前述硫化工序之前，將后向反射的微珠至少覆涂在所說突起部的前側(cè)與后側(cè)，讓這些微珠從其中部分地暴露。
8.如權(quán)利要求7所述的一種方法，其中所說的微珠涂敷有一種隨所說上層與上表面固化而固化的粘接劑。
9.如權(quán)利要求7所述的一種方法，其中所說的公路標(biāo)志帶是由說明書中表Ⅰ所列材料組成。
10.如權(quán)利要求7所述的一種方法，其中所說的處置是用硫，而所說要處置的上層乃是一獨立的片狀件，即使之硫化并疊層到一獨立的具冷流特性的橡膠底層片狀件上。
全文摘要
一種改進的供公路標(biāo)志用的類橡膠帶，其中的上層變形成楔與脊一類的突起部，且最好設(shè)置有暴露的后向反射的微球覆蓋層，此上層已交聯(lián)硫化而具有記憶能力，即可在車輛行駛過壓下時恢復(fù)其原形，此帶尚有具冷流特性之未硫化底層，用來附著于公路上并在車輛駛過時仿隨路面形狀而無記憶能力。
文檔編號G09F19/22GK1044837SQ89107399
公開日1990年8月22日 申請日期1989年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月10日
發(fā)明者查爾斯·W·瓦考福 申請人:布里特萊尼公司