CN102325943A - 利用大聚集体以改进长期防滑性并减少轮胎痕迹的预成型热塑性路面标记和方法 - Google Patents

Abstract

本公开描述了一种预成型的或在某些情况中是热施加的热塑性标记组合物，所述组合物包含彼此共平面的平坦的顶面部分和平坦的底面部分，其中通过施加热或压力、或热和压力两者将所述底面部分直接施加到基底上且其中所述顶面部分包含混杂物，所述混杂物存在于整个所述热塑性组合物中并包含约8至约20目或磨料粒度的大磨料粒度聚集体，由此减少或消除了轮胎痕迹并同时也改进了长期防滑性。

Description

利用大聚集体以改进长期防滑性并减少轮胎痕迹的预成型热塑性路面标记和方法

优先权

本申请主张2004年4月2日提交的、名称为“Pavement MarkingPattern and Method”的美国专利申请10/816,635在35U.S.C.§120下的优先权。

另外，本申请由此清楚地通过参考将2004年4月2日提交的同一美国专利申请10/816,635以其完整的形式并入。

技术领域

本发明涉及热塑性路面标记材料，该材料包含大磨料粒度的聚集体以改进长期防滑性并减少轮胎痕迹，特别地，本发明涉及例如线、图例、箭头、标志和装饰性标记的标记，包括利用热塑性片的路面标记图案，所述路面标记图案利用粘合剂(可喷施或采用其它方式)以在将所述图案施加于基底之前保持其整体性。

背景技术

交通标记通过提供暴露的可见的、反射性、着色的和/或能触知的表面向驾驶员和行人传递信息，所述表面充当标志。在过去，通常通过对交通表面涂漆来实现这种功能。与油漆相比，现代标记材料提供了明显的优势，如大大提高了可见性和/或反射性、改进的耐久性和临时可移动的标记选择。现代路面标记材料的实例为热塑性、路面标记片材、带和凸起的路面标记。

与油漆和其它耐久性差的标记相比，用作路面标记或用于其它标志的预成型和热施加的热塑性材料具有许多优势。这些材料能够使用数年。在表面上使用高摩擦聚集体以改进摩擦的已知材料已经是已知的。在表面上施加聚集体，提供了良好的初始值，然而，在所述表面因交通而磨损时，防滑性下降。在含有防滑材料的表面层磨穿之后，这些聚集体材料使得它们的有效性变差并变得光滑，因为其不含有高摩擦颗粒(具有足够的尺寸以提供良好的滑行性能)。

当前的热塑性材料包括小微粒聚集体以改进标记的防滑性能。然而，随着时间的推移，已经证明，当这种微粒太小时，其磨损太快并由此不能为高密度交通量区域提供足够的防滑性。今天的热塑性材料不包括长期防滑性并减少轮胎痕迹的性能。另外，今天的预成型热塑性装饰性图案化的材料既不包括通过粘合剂喷施而有助于组装的性能，也不包括长期防滑性和减少轮胎痕迹的性能。

这些问题的回顾表明，需要热塑性产品，一旦在公路表面上安装了标记产品之后，则所述热塑性产品既要减少轮胎痕迹，又要改进长期防滑性，还能够确保在处理和安装期间可保持产品(和图案，如果需要)的整体性。

相关技术说明

未转让的Eigenmann，Ludwig的美国专利3,958,891描述了一种固定在材料层中的聚集体，将所述聚集体用于形成交通控制标志，从而改进了交通控制标志的夜间可见特性和防滑特性。所述聚集体包含一种核心主体，所述核心主体至少部分地被大块减震粘结剂物质和多种元件包围，所述多种元件可改进夜间可视性或防滑性能、或可改进所述两者。通过粘结剂物质将所述元件排列在内部和边界处，使得所述粘结剂物质基本上填满上述元件相邻对的至少主要部分之间的空间，其中的一部分以与主体的外表面相邻的方式排列，从而赋予外表面以粗糙的纹理，由此使得聚集体牢固地固定在交通控制标志内。将元件的剩余部分分布在主体内部的不同水平面之中，从而聚集体逐渐磨损且伴随着元件从聚集体的脱离，造成其它元件露出，由此赋予交通控制标志以长期耐久性。

未转让的Eigermann，Luwig的美国专利4,020,211描述了一种新材料，所述新材料适用于放倒使用并且其牢固粘附在公路表面上，从而利用所述材料来提供一种交通控制信号，所述信号具有暴露在交通下的上表面并具有在所述表面上突起的多个尖端以赋予所述信号以良好的不滑性能，所述新材料包含与所述上表面相邻的上层，至少部分嵌入硬颗粒以形成尖端并由具有高的分子内聚力的聚合物树脂如聚酰胺树脂、聚氨酯树脂或聚对苯二甲酸树脂构成，由此向不滑和高可见性性能添加了改进的耐磨性能。

未转让的Pafilis，Michail的美国专利4,937,124描述了一种不滑元件以作为地毯状地板覆盖物上的防滑装置。所述不滑元件是一种包括平坦底壁的网，且所述底壁包括具有带状固定针的覆盖物。

Harper等人的美国专利5,077,117描述了一种包含柔性基片的路面标记材料，所述柔性基片适合于不规则的路面表面。将耐久性的、耐磨的、聚合物顶层粘附到基片的一个表面上。在0℃至45℃的温度下所述顶层能够发生脆性断裂，使得当基片与不规则表面一致时，所述顶层易于形成破裂，以释放在顶层中累积的应力，因为由所述破裂限定的顶层区域仍粘附在基片上并遵循基片的一致性。多个颗粒嵌入顶层并从顶层突出。所述颗粒包含反光微珠和防滑细粒。在优选实施方案中，所述顶层的特征在于，杨氏模量为约50,000psi至约300,000psi，且断裂伸长率为约4％至约35％。

转让给3M的Tolliver，Howard R等人的美国专利6,217,252描述了一种制备运输表面的方法，其中将表面加热至超过室温的温度并将细分的、自由流动的、可火焰喷涂的、粉末状粘结剂材料熔化或基本上软化，所述粘结剂材料选自丙烯酸聚合物和共聚物、数均分子量大于10,000的烯烃聚合物和共聚物、聚氨酯聚合物和共聚物、可固化的环氧树脂、酯聚合物和共聚物及其共混物。然后，将熔化或软化的粘结剂施加于具有微粒状顶部涂层或微粒状填料的表面上，所述微粒状顶部涂层或微粒状填料选自反射性元件、防滑颗粒、可磁化颗粒及其混合物，最后，将所施加的材料进行冷却以形成标记，其中所述粘结剂直接粘附到所述表面上。

未转让的Eigenmann，Ludwig的美国专利3,935,365描述了一种带状材料，所述带状材料用于固定到在车行道路面上提供的底漆层上，从而在所述车行道路面上形成交通控制标志。所述带状材料包含：第一层，其含有具有高的分子内聚力的聚合物粘结剂以及一个表面，使得该一个表面朝向车行道路面，和另一表面，使得该另一表面暴露于交通下；多个硬颗粒，其基于莫氏硬度标度的值最小约6，其中一部分具有分布在上述第一层的多个水平面中的尖端；以及第二层，使得该第二层固定到车行道路面上的底漆层上，所述第二层粘接到第一层的一个表面上。所述第二层与所述第一层具有相容性，从而在其间形成牢固的粘接。其还与底漆层相容，从而在将所述带状材料放在底漆层上时在它们之间形成粘接。这种带状材料赋予与其形成的交通控制标志以良好的防滑性能，因为存在硬颗粒尖端，在露出时可提供粘紧区域。此外，在交通控制标志磨损期间，其是有效的防滑剂，因为硬颗粒分布在第一层的多个水平面中，这使得新鲜的硬颗粒露出，同时接近于所述后者的硬颗粒因磨损而除去。

转让给Minnesota Mining and Manufacturing Company的Haenggi，Robert等人的美国专利5,053,253描述了一种制造防滑基底标记片的方法，其中提供基片并利用液体粘接材料来覆盖所述基片向上的面。将多个陶瓷防滑球状体嵌入液体粘接材料中，其中所述陶瓷球状体的特征在于具有圆形表面且无基本点，并且特征在于Krumbein圆度至少为0.8。然后，将液体粘接材料固化成具有部分嵌入的陶瓷防滑球状体的固态粘附聚合物基体涂层，其中所述球状体包含由多种材料制成的烧制陶瓷。

转让给Minnesota Mining and Manufacturing Company的Haenggi，Robert等人的美国专利5,094,902描述了一种防滑的、表面标记材料，该材料包含具有顶面的聚合物基体相和部分嵌入并从所述聚合物基体相顶面突出的多个不透明的、防滑陶瓷球状体，其中所述陶瓷球状体具有圆形表面并不含基本点，且其中所述陶瓷球状体的Krumbein圆度至少为0.8。

转让给Ennis Paint Incorporated的Britt，Jerry等人的美国专利6,679,650描述了一种标记的路面系统，该系统包含：路面表面；第一标记条纹，所述第一标记条纹粘附到厚度至少为约40密耳至约110密耳的路面表面顶部，且其由具有黑色颜料的凝固的热塑性树脂组合物构成；以及第二标记条纹，所述第二标记条纹粘附到厚度至少为40密耳至750密耳的第一标记条纹的表面上。所述第二标记条纹应比所述第一标记条纹窄且由具有颜料的凝固的热塑性树脂组合物构成，所述颜料与所述第一标记条纹存在视觉对比，其中在白天期间或在下雨期间，所述标记的路面系统清晰可见。

转让给Minnesota Mining and Manufacturing Company的Lasch，James E.等人的美国专利5,536,569描述了一种与用作标记标志的顶面、和底面相一致(conformable)的路面标记，所述标记片包含厚度为75至1250微米的复合材料的一致层。所述复合材料应包括：50至85体积％的可延展热塑性聚合物，所述聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯基聚合物、聚酰胺和聚氨酯；和15至50体积％的矿物微粒，所述微粒的平均粒度至少为1微米。在使用标准拉伸强度设备在25℃下进行试验时，所述一致层在每厘米宽度上需要不超过35牛顿的力，以在0.05秒^-1的应变速率下进行试验时使得试样变形为原始试样长度的115％。顶层与一致层明显不同，所述顶层厚度为80至250微米，其由热塑性聚烯烃制成。

转让给3M的Purgett，Mark等人的美国专利6,790,880描述了一种路面标记，所述路面标记包含具有聚脲基团的粘结剂和反射元件，其中所述粘结剂由涂层组合物制得，所述涂层组合物包含一种或多种脂族仲胺、一种或多种聚异氰酸酯、和基于最终干燥涂层的重量为至少约15wt％的不溶性材料。所述专利还公开了路面标记，其中所述粘结剂是可喷涂的、双组分涂层组合物。

转让给Rieber & Son，Division Nor-Skilt的Dietrichson，Stein的美国专利6,116,814描述了一种在表面上施加标记或信号的方法，其中将包含具有两种或多种成分的未固化塑料材料的底漆层施加到表面上，将由热塑性材料构成的加热块放在底漆层上，并通过上述加热块的热量引发所述底漆层的固化。

转让给Minnesota Mining and Manufacturing Company的Harrington，Thomas等人的美国专利3,664,242描述了一种在车行道上形成标记的方法，在施加数秒之后所述标记准备好承受有轮的道路交通。首先，瞬间将车行道的表面加热至150至500℉的温度。然后，由此受热的车行道向标记材料突起，所述标记材料包含固体颗粒的连续物流，所述固体颗粒能够通过约20目的筛子且至少约80wt％保持在约200目的筛子上，所述固体颗粒在高达约120℉的温度下是非粘性的、无阻塞的、自由流动的固体，并包括着色剂和有机热塑性相，所述着色剂的量应足以使得由标记材料形成的标记着色，所述有机热塑性相平均占标记材料的至少约25体积％且主要包含多元羧酸和多胺的聚酰胺缩合产物。最后，在向车行道推进时，在各个颗粒达到路面之前，将各个颗粒加热至超过150℉的温度，使得足以至少软化所述颗粒的有机热塑性相的主要部分，车行道和颗粒的加热条件应使得颗粒润湿并快速粘接到路面表面上并聚结成膜，随后变为固态、非粘性物质，并能够承受有轮道路交通而不留下痕迹。

转让给Barry Mark Aubree的Aubree，Barry Mark的英国专利申请GB 2429978A描述了一种制造热塑性路标组合物的方法，该方法包括将不透明的颜料、半透明的微粒状热塑性材料和反射性玻璃珠进行混合，使得在随后将热塑性材料熔化以粘接所述组合物并将所述组合物放置为标记时，在标记的可见表面上的玻璃珠基本上不会因不透明的颜料而变暗。所述施加还提出热塑性路标组合物，该组合物包含微粒状填料材料、颜料、半透明热塑性材料和反射性玻璃珠的混合物，其中所述颜料粘住所述填料材料且所述反射性玻璃珠通常是颜料透明的。因此，所述热塑性路标立即具有反光性能而不需要向标记表面添加玻璃珠的其它操作且不需要在路标具有反光性之前对其进行磨损。

转让给Avery Dennison Corporation的Hong，Le Hoa等人的WIPO专利申请WO03064771 A1描述了一种将具有顶面和至少一个周界边缘的预成型路面标记构造固定到具有相对平坦车行道表面的路面上的方法。所述方法包括将所述预成型的路面标记构造粘附到车行道表面上，提供可固化的结构粘合剂，并将所述可固化的结构粘合剂施加到所述至少一个周界边缘上，使得所述可固化的结构粘合剂在其至少一个周界边缘处与预成型路面标记构造的顶面的一部分、以及车行道表面的一部分发生重叠。最后，可固化结构性粘合剂发生固化而形成在车行道表面与预成型路面标记构造之间延伸的承载交通的顶面。

所公开的相关技术的回顾显示，需要一种使用保持图案整体性的粘合剂(可喷涂或用其它方式)和一种热塑性路面标记组合物的热塑性路面标记方法，所述组合物包括大磨料粒度的聚集体以改进长期防滑性并减少轮胎痕迹。

附图简述

图1是一种预成型热塑性路面标记的图，如下将进行更详细的说明。

附图详述

图1显示了施加于混凝土、沥青或其它合适基底上的典型的部分装饰性路面标记图案(10)。出于示例性目的，标记图案(10)是此处所使用的砖块和砂浆图案，但应理解，市售可得多种其它热固性和热塑性图案如(90)人字、圆石、铺路板、水平标志、标识和其它设计。此外，尽管可获得许多颜色以用于路面标记图案，但是通常各个图案的不同部分具有不同的颜色如“浅”格子或砂浆颜色和“较深”的砖块或插入物颜色。所述标记图案通常由两个或多个部分构成。

出于示范目的而显示的优选标记图案(10)由两个单独的热塑性部分构成，第一部分(11)代表格子或砂浆接缝且第二部分(12)代表具有所表现的边界(18)的砖块或插入物(14)。通常因颜色不同而相互独立地形成部分(11)和(12)。路面标记图案(10)是平面且通常是由标准热塑性材料形成。所述标记图案的顶部(11)用于确定边界。在整个标记图案中显示了大的聚集体(20)。

发明概述

本发明描述了一种预成型热塑性路面标记或热熔施加材料，同时一旦将所述路面标记粘附到路面或其它固体基底上则其具有改进的长期防滑性和减少的轮胎痕迹。需要制造具有改进的防滑性、尤其是用于潮湿环境并长期使用时可减少轮胎痕迹的预成型热塑性路面标记材料，所述轮胎痕迹在期望有热塑性路面标记的位置处对其实用性是真正有害的。本发明的预成型热塑性材料由约20％的粘结剂和80％的“混杂物”构成，其中所述混杂物包括非有机物如二氧化硅、钙和其它无机颜料、以及能够通过约4至约12筛眼孔径的大的高摩擦聚集体、以及在安装之前或在安装期间可施加到表面上的略小的聚集体。表面施加的防滑材料提供了高的初始摩擦性能，同时混杂物中大尺寸的聚集体通过产生适当有纹理的表面而提供了长期防滑性并改进了初始摩擦性能。

为了达到理想的牵引和摩擦性能，应理解，在滑行阻力和滑动阻力之间存在不同，所述滑行阻力涉及在低速下在路面标记上的交通移动和在同一路面标记表面上行人的交通移动，并涉及静态COF(摩擦系数)。然而，滑动阻力涉及在高速下在路面标记上的交通移动，且所述滑动阻力取决于表面的纹理。滑动阻力更适用于车辆交通的类型。

用于测量这些路面标记的防滑行性和防滑动性的有效性的普通试验方法包括BPN(ASTM E303)，其为最通常使用的试验方法，但是不能反映高速下的性能且不能提供所测量的静态COF值。

相反，在美国许多州使用可产生“FN”或摩阻数并由ASTM E274所述的“锁轮试验”，所述“锁轮试验”提供了在高速下测量摩擦的方法，模拟了真实的交通状况，并需要实际进行道路安装。还存在其它的用于在高速下测量摩擦的试验方法。使用IFI(国际摩擦系数，ASTM E1960)能够对不同试验方法的结果进行标准化或合并，由此提供合并的摩擦和纹理系数(F60和S_p)。

本发明为了达到所需要的防滑行性和防滑动性两者而需要的材料为在混杂物中含有高摩擦的大聚集体的那些物质，所述聚集体的重量百分比为5％至65％。所述大聚集体的最佳尺寸为约4至约16粒度(grit)(约0.5至约1.0mm)，这取决于含有标记图案的热塑性片的具体厚度，由此确定尺寸。本发明还包括热塑性路标图案含有约14至约20粒度(约0.8mm至约1.2mm)范围内的表面施加的大聚集体的情况。使用小颗粒聚集体尺寸(约24粒度或目)的产品可更有效地覆盖热塑性标记片的表面区域，然而，这些聚集体不能提供所需要的防滑性或轮胎痕迹耐受性。

已经显示，在混杂物中可使用单一粒度的聚集体。根据不同材料(更大的尺寸以用于更厚且更大的热塑性片且更小的聚集体用于窄的带)未来用途的需要，以不同比例使用不同粒度的聚集体的混杂物也是本发明的一部分。

所使用的聚集体主要显示大于6的莫氏硬度，所述聚集体包括金刚砂、石英、花岗岩、焙烧粘土、镍渣、二氧化硅和其它物质(这种材料的商品名称包括Mulcoa grades 47、60和70、AlphaStar

Ultrablast

和Alodur

所述材料提供了6.5至9的硬度等级)。与热塑性路标一起使用的混杂物的一部分包括16粒度尺寸的聚集体，其还具有大于6的莫氏级别读数的硬度，并由此改进了摩擦，之前从未将所述聚集体尝试用于预成型或热熔施加的热塑性表面施加中。

另外期望的结果是改进预成型热塑性标记的总体防滑性而不会造成任何相关褪色。上述特殊聚集体也改进了滑行阻力系数(COF)，所述滑行阻力系数是根据ASTM E274试验确定的。在周围沥青上COF降至特定水平以下时，小轮粘住沥青，如果在路面标记上COF下降得太多，则会发生不期望的滑动。期望的是，预成型或热熔热塑性材料的COF与道路路面表面的相匹配或更大。在此情况中，根据ASTM E274测量的COF要求使用挂在汽车后面的小拖车，同时所述汽车具有一个连接到拖车底部的轮子，所述拖车在汽车的速度下运行，由此接触到路面表面，最终导致轮子锁住，由此可测量在表面上的拖车的力。

在此情况中，使用大颗粒聚集体的结果是反直觉的，因为在更加“粘紧”到粘附到路面表面下方的热塑性标记表面时，在具有特殊聚集体的这种标记路面表面上移动的交通，导致轮胎痕迹和滑动标记变少。通过由交通造成的不期望获得的标记的尺寸和数量、以及热塑性标记表面的褪色可测量轮胎痕迹。然而，COF的下降与滑动的增多相关，且当COF增大时，这将与滑动的减少相关。

因此，根据惊奇的结果发现，在实验过程中，得到的本发明的重要实施方案在于，这些热塑性标记表面比不含上述特殊大聚集体颗粒的标记表面更清洁并具有更少的轮胎痕迹。

在工业上强烈需要提供一种预成型热塑性材料层，使得这些标记表面具有防滑性并可用于任何人行横道材料。另外需要所述防滑性(通过摩阻数进行定量)也减少轮胎痕迹。

另外的实施方案和惊奇的结果在于，在过去，在不使用这些大聚集体材料的条件下，轮子的踪迹或痕迹在车辆在标记上移动的表面部分中几乎总是较暗的，从而在热塑性路面标记上通过的普通自由滚动的交通工具导致所述标记变暗。在本发明的情况中，这是不真实的并已经消除了这种不期望的结果。造成更多轮胎剪切(shear)的转向交通也不会造成更暗的轮胎痕迹。

在本发明中，将均匀的微粒材料或微粒材料的共混物用于具有不同硬度值的聚集体中，提供了更经济的方案，在配制期间能够将其引入混杂物中。通常在挤出并完成所述热塑性路面标记之前引入这些共混物。然而，还能够在安装期间将聚集体和其它颗粒如玻璃珠和上述无机选择滴落在热材料上并以所述方式完全嵌入所述热塑性标记材料的主体中。使用压敏粘合剂以及通过火焰喷火能够施加预成型的热塑性表面标记产品。

使用由如下两个参数构成的国际摩擦系数(IFI)来测量(一旦施加时)热塑性标记表面所获得的性能：

·F60-由DFT20(在20km/小时下测量的摩擦)计算的在60km/小时下校准的摩擦

·S_p-速度常数，其取决于由MPD(平均轮廓深度，mm)代表的表面纹理。

不含大的高摩擦聚集体的材料的F60为约0.07至约0.10和MPD为0.15mm至约0.3mm。取决于本发明中所使用的聚集体的尺寸，当混杂物暴露时，F60增大至约0.17至约0.4且MPD增大至约0.50mm至约0.75mm。作为比较，在暴露于延长时间长度的交通下之后，热混合沥青的F60值为约0.25。

另外，近年来，市政、办公建筑群、购物中心和其它商业开发的数量的增加，已经利用了具有多种图案和设计的热塑性路面标记，以引导、装饰并保护高密度交通量区域如公路、行人人行横道、停车场和商业入口。这种图案可能包括第一部分或格子和多个第二部分或“砖块”，所述第一部分或格子例如用于代表“砖块”设计中的砂浆接缝，所述多个第二部分或“砖块”与所述第一部分共平面且颜色通常与砂浆的颜色不同。在将所述图案施加于路面之前，将单独制造的第二部分或砖块插入第一部分或格子中。通常可获得多种两部分的标记图案，例如：人字、标准砖块、圆石、铺路板和许多其它设计。通常也可获得具有超过两部分的标记图案，例如水平公路和街道标志、标识和许多其它图案。

如上所述，这些标记图案由两个或多个独立的部分构成，在施加到路面如沥青、混凝土或其它合适基底之前必须对所述两个或多个独立的部分进行仔细组装和处理。将这些标记图案放在希望的位置如道路的人行横道、十字路口、停车场或其它位置处。在一些情况中，然后施加热量以将路面标记图案软化，以将其牢固地粘附到基底上。还能够使用多种粘合剂以将标记图案粘附到基底上。

尽管这种路面标记图案的购买相对廉价，但是在对所述图案进行组装并施加到基底上时需要大量时间和劳力。大部分图案由两个或多个部分构成，独立地形成所述两个或多个部分以用于在施工现场进行手动组装，且在热处理之前对图案进行组装并保持图案的整体性需要时间和精力。通常，为了调节的目的必须对放置在基底上的图案进行手动移动。在这种移动期间，图案中的独立部分会不经意地变得不齐，从而需要重新插入或重新排列。如果不能精确地完成所述重新排列，则标记图案会损失其整体性且必须将整个图案从基底上手动除去，在施加时需对基底进行清洁并进行第二次尝试，从而重新插入或施加新的标记图案。这种重新施加导致花费额外的时间、劳力和材料。在过去，为了在热处理之前和在处理和放置期间保持标记图案的整体性，已经使用了“点粘合剂”，在将其施加到格子交叉处的图案底部之后所述粘合剂仍能保持一部分“粘性”，从而可保持图案的整体性。然而，这些小的粘合剂环或“点”通常与标记图案的聚合物的类型不同，并能够防止彻底的粘附且在对标记施加热之前和期间能够在点粘合剂位置处容易地将标记图案在基底上移动。此外，特定的点粘合剂与形成图案的塑料材料不相容，并在施加热之后能够造成路面标记部分与基底分离，因为与基底仅形成了弱的连接。

本发明的主要目的是通过添加大磨料粒度的聚集体而提供长期防滑性并减少轮胎痕迹。通过提供由可能具有两个或多个部分的热固性或热塑性材料形成的常规路面标记图案可实现上述目的，能够通过利用粘合剂对其底面进行桥接而将所述两个或多个部分手动接合在一起，所述粘合剂与具有标记图案的部分基本上具有相同的温度软化点。主要沿所述图案的交叉喷施粘合剂以覆盖一定百分比(约5至90％)的图案化的底面区域，同时对交叉进行桥接。图案越复杂(具有越多的接缝和交叉)，则需要粘合剂覆盖的百分比越大。喷施的粘合剂能够为典型的聚酰胺、EVA基热熔性粘合剂或其它物质如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和聚氨酯反应物，优选地，喷施的粘合剂由热熔性聚酰胺树脂基粘合剂构成，在等于或高于其软化点的温度下以圆形或螺旋形线状构型喷施所述粘合剂。喷施的热粘合剂撞击标记图案并粘附以桥接和连接图案部分，以在随后的处理期间保持图案的整体性。在优选的热熔性粘合剂中，由P.O.Box 550850，Jacksonville，Florida 32225的ArizonaChemical Company出售的Uni-Rez 2633是主要成分。利用Uni-Rez 2633、酯改性的松香、填料、混合剂、平整剂和其它常规成分来配制优选的热熔性粘合剂。

在典型的制造方法中，路面标记图案(例如砖块和砂浆图案或任何其它的期望图案)的各个部分能够在工厂组装且在组装的形式中时，优选使用由1001Trout Brook Crossing，Rocky Hill，Connecticut 06067的Loctite Corporation制造的喷枪型号：Hysol-175-喷雾器向图案底部喷施上述热熔性粘合剂，取决于所使用特殊粘合剂的粘度，所述喷枪可选择多种压力和喷嘴设置。优选将圆形或螺旋形线状粘合剂构型用于喷施。

一旦喷施的热熔性粘合剂冷却，则格子和插入物被适当地桥接和接合，并将路面标记图案进行包装以用于运送。在施工现场接收到时，打开包装，并在对预期的基底、通常是沥青或混凝土进行适当清洁和清扫之后，再将标记图案放置在基底上而不用考虑处理、移动和调节期间的拆卸。一旦适当放置完毕，立即施加源自常规来源的热量，使得标记图案和底下喷施的粘合剂软化，所述两者都具有大致相同的温度软化点，由此将路面标记粘贴在基底上。由此，节省了时间和劳力，因为已经通过热熔性粘合剂对标记图案部分进行了粘附而形成了统一的图案。

如上所述，本发明包括比通常用于类似的预成型热塑性路面标记产品中的更大磨料粒度的聚集体。具体地，所述聚集体的尺寸应为8至12目(粒度)且可由石英、金刚砂、碎砾石、花岗岩石子或其任意组合构成。所使用的聚集体还可测得基于莫氏硬度标度的硬度为6或更高。与其它类似产品相比，这种更大的粒度改进了路面标记的防滑性能且也显著减少了轮胎痕迹，因为其能够确保产品磨掉的更慢，表现更大的耐久性以及更长期的防滑性-通常经过所施加的预成型热塑性材料的寿命末期。

使用这些工作例实现的其它优势包括当在混杂物中使用聚集体而使得表面施加的聚集体提供高的初始防滑性时，在所述路面标记的整个使用期间所述表面保持高的滑动性能并还提供提高的防滑性的事实。

在预成型热塑性材料或热熔施加的标记内使用大聚集体混杂物的另一个未预料到的效果是减少或基本上完全消除了在热塑性标记表面上的轮胎滑行标记。更大的聚集体导致轮胎痕迹减少或消除也是未预料到的结果。

在本发明的另外的目的中，包括提供具有两个或多个部分的相对廉价的路面标记图案，其中通过使用所施加的粘合剂对所述部分进行接合，还包括提供一种形成路面标记图案的方法，所述方法使得有成本效益地在工厂对所述图案进行组装并在处理、运输和施加期间防止图案部分的移位和分离。

本发明的其它目的是提供一种粘合剂，所述粘合剂能够方便地喷施到路面标记图案的背面上，所述路面标记图案可充分粘附到基底上并防止所述部分在处理期间发生分离，且所述粘合剂不会削弱所述路面标记图案与所述基底之间的连接，本发明的其它目的是提供一种容易地将粘附的喷施的标记图案施加到基底上的方法。

应理解，尽管提供了实例，但是不能将这些实例解释为本发明仅有的实例且在坚持此处公开的发明概念的同时，本发明可存在变化。

在路面标记图案中并入大磨料粒度的聚集体，使得可在预成型热塑性片的表面上制造装饰性标记，从而提供优异的防滑性能。

具体实施方式

工作例和比较例

试验方法

使用具有3微米(μm)垂向分辨率的基于激光的圆形痕迹计(CTM)来测量预成型热塑性材料的表面纹理。以平均轮廓深度(MPD)的方式给出了这些纹理，单位为毫米。然后，使用动态摩擦测试仪(DFT)测量所述表面的摩擦力。在所述DFT中，具有连接到圆盘的三个橡胶滑块的圆盘在高达90km/小时的切向速度下旋转，然后落在所述表面上。在所述圆盘一旦接触所述表面而变慢时，所产生的扭矩提供了在各种速度下的摩擦力的指示。将源自DFT的输出给出为在各种速度(通常为20、40、60和80km/小时)下无单位的DFT数。所述DFT和CTM设备是由NIPPO Sangyo Co.(日本)制造的。同时，使用源自CTM和DFT的结果来计算被称为国际摩擦系数(IFI，F60)的值。通过其它类型的装置也能够估算所述IFI，所述其它类型的装置包括广泛使用的ASTM E274牵引的摩擦拖车试验法和British摆试验法，且已经发现不同试验方法的结果是相关的。

工作例1

如下提供了本发明预成型热塑性材料的烃树脂组合物的实例：

材料组成

所述材料组合物的软化温度(环与球法)为118℃，所述值是根据名称为“Standard Test Method for Softening Point of Bitumen(Ring-and-Ball Apparatus)”的ASTM D36-06测得的。

使用压铸模将热塑性材料组合物挤出以产生125密耳厚的预成型热塑性片。在挤出所述片时，玻璃珠落在熔融的热塑性材料上。随后，在制造线上距模具出口更远的位置处，向所述热塑性材料添加金刚砂粒度16并向所述表面施加期望的视觉加热指示器。

使用Flint-2000丙烷喷灯，在两个正方形水泥板(20英寸×20英寸)上施加所述材料组合物。在施加之后，对一个面板进行试验，将另一个暴露在混杂物聚集体下进行磨蚀(喷砂)。

下表1中提供了按上述利用DFT和CTM进行试验的材料的性质：

表1：工作例1的DFT、F60和MPD值

实施例1	DFT20	F60	MPD，mm
				施加时	0.733	0.425	0.61
磨蚀之后	0.853	0.455	0.71

工作例2

按如下提供了基于醇酸树脂组合物的预成型热塑性材料的实例：

用于工作例2的材料组成：

所述材料组合物的软化温度(R&B)为124℃。

除了在挤出期间将金刚砂粒度24落在表面上之外以类似于实施例1的方式将所述材料组合物挤出，施加到水泥板上，并进行了试验。结果示于下表2中：

表2：工作例2的DFT、F60和MPD值

实施例2	DFT20	F60	MPD，mm
				施加时	0.517	0.266	0.463
磨蚀之后	0.794	0.379	0.51

工作例3

用于热施加的制剂的醇酸树脂型基础层

所述材料组合物的软化温度(R&B)为121℃。

在混合之后，所述制剂提供了4英寸宽的垂伸(draw-down)基板。未向所述基板的表面施加防滑聚集体。在仍然温暖并具有充分的柔性时，向水泥板施加所述垂伸基板，以覆盖整个20×20英寸的面积并产生足够的空间，从而使用CMT和DFT测试仪进行试验。在施加之后，对一个板进行试验，并将另一个在暴露在混杂物聚集体下通过喷砂进行磨蚀之后进行试验。

表3：工作例3的DFT、F60和MPD值

实施例3	DFT20	F60	MPD，mm
				施加时	0.15	0.13	0.34
磨蚀之后	0.70	0.33	0.46

工作例4

对使用粘合剂衬里的预成型热塑性片的预成型热塑性标志的施加也进行了试验。将压敏粘合剂(PSA)施加到根据实施例2制备的并以AASHTO批准的字母的形状预切割的材料片上。使用READYMARK

夯具在交叉处施加所述字母，以产生警告“STOP”标志。这些预成型热塑性片的摩擦性能获得了与实施例2中提供的“施加时”的性能相类似的结果。

工作例5

使用根据实施例1制造的着色并图案化的热塑性片制备了装饰性砖块图案，其包含暗红色的砖块和白色的水泥浆。使用EVA基热熔性粘合剂将图案化的热塑性片的部分接合在一起。将片施加到人行横道上且其展示了与实施例1中提供的“施加时”的性能相类似的性能。

工作例6

具有共混的大聚集体混杂物的醇酸树脂基材料

用于工作例6的材料组成

根据实施例1对材料进行了加工，具有90密耳的厚度，并在挤出期间施加了金刚砂粒度(或粒度)24。

表4：工作例4的DFT、F60和MPD值

实施例6     DFT20    F60      MPD，mm

施加时      0.47     0.248    0.46

磨蚀之后    0.754    0.392    0.51

比较例1

作为示例，比较例1在混杂物中使用了更小的聚集体。除了在混杂物中使用金刚砂粒度30并在落下时使用金刚砂粒度30代替金刚砂粒度16之外，预成型热塑性材料与工作例2的相同。

用于比较例1的材料组成

表5：比较例1的DFT、F60和MPD值

比较例1	DFT20	F60	MPD，mm
				施加时	0.47	0.192	0.28
磨蚀之后	0.36	0.172	0.26

与先前的表(1-4)相比，上表5中所示的数据清晰地显示，与小尺寸的金刚砂相比，具有(此前未预料到的)改进的摩蚀(磨损)之后的DFT20(0.70对0.36)和校正的摩阻数F60(0.35-0.45对0.17)。

Claims (30)

1.一种预成型或热施加的热塑性标记组合物，所述组合物包含彼此共平面的平坦的顶面部分和平坦的底面部分，其中通过施加热或压力、或热和压力两者将所述底面部分直接施加到基底上且其中所述顶面部分包含混杂物，所述混杂物存在于整个所述热塑性组合物中并包含约8至约20目或磨料粒度的大磨料粒度聚集体，由此减少或消除了轮胎痕迹同时也改进了长期防滑性。

2.权利要求1的预成型或热施加的热塑性组合物，其中所述聚集体包含石英、花岗岩、金刚砂、焙烧粘土、金属渣或所述石英、花岗岩、金刚砂、焙烧粘土或金属渣的任意组合。

3.权利要求1的预成型或热施加的热塑性组合物，其中所述热塑性标记组合物是覆盖物，所述覆盖物包含防滑耐受性材料，所述防滑耐受性材料包含具有和不具有反光玻璃珠的所述大磨料粒度的聚集体，其中在施加到所述基底上之前、期间或之后，所述聚集体和玻璃珠或者在所述混杂物中或者落在所述顶面部分上。

4.权利要求2的预成型或热施加的热塑性组合物，其中在施加到所述基底之前、期间或之后，具有所述大磨料粒度的聚集体和具有和不具有反光玻璃珠的所述热塑性覆盖物在所述混杂物中或落在所述顶面部分上，且其中另外的颗粒落在所述顶面部分上，其中所述颗粒为聚集体、玻璃珠、以及8至20目或磨料粒度的大磨料粒度的聚集体，所述玻璃珠包含1型和3型玻璃珠，所述聚集体包含金刚砂、花岗岩石子、碎砾石或石英、或所述金刚砂、花岗岩石子、碎砾石和/或石英的任意组合。

5.权利要求1的预成型或热施加的热塑性组合物，其中所述大磨料粒度的聚集体基于莫氏硬度标度测得的值大于6。

6.权利要求1的预成型或热施加的热塑性组合物，其中所述聚集体提供了使用校准摩阻数F60测得的如下表面粗糙度，获得的值为约0.17至约0.40。

7.权利要求1的预成型或热施加的热塑性组合物，其中嵌在所述顶面部分的表面中的所述聚集体提供如下的表面粗糙度，所述表面粗糙度测量为平均轮廓深度量，且其中所述平均轮廓深度在约0.35至约0.75mm之间。

8.权利要求1的预成型或热施加的热塑性组合物，其中所述底面部分包含将所述底面部分粘接到任何铺砌表面上的粘合剂。

9.权利要求1的预成型或热施加的热塑性组合物，其中所述顶面部分包括图案化的标记，其中所述图案化的标记为线、图例、箭头、标志，包括着色表面和所述表面呈白色之外的部分或与呈白色的一起的部分。

10.权利要求8的粘合剂，其中所述粘合剂是可喷施的，使得可将所述交叉桥接在所述格子部分的所述平坦底面上，且所述插入物部分形成所述统一的路面标记图案，且其中所述粘合剂包括乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)基热熔性或其它等同的热熔性聚酰胺树脂。

11.权利要求9的粘合剂，其中所述粘合剂的软化点为90℃至约210℃、更优选90℃至约120℃。

12.权利要求9的粘合剂，其中所述粘合剂包含热固性粘合剂。

13.权利要求9的粘合剂，其中所述粘合剂包含热塑性粘合剂。

14.一种预成型热塑性组合物，其中所述热塑性材料包含独立的热塑性格子部分和独立的热塑性插入物部分，其中所述插入物部分存在于所述格子部分内且各个所述插入物部分共平面，且其中所述格子部分和所述插入物部分两者均包含彼此共平面的平坦的顶面部分和平坦的底面部分，从而使得所述格子部分直接与所述插入物部分接触并相邻，由此在所述格子部分和所述插入物部分之间形成交叉；还包含在所述平坦底面上的粘合剂衬里层，所述粘合剂衬里层桥接并粘接到所述平坦底面上而形成统一的路面标记图案，由此在通过施加热或压力或热和压力两者而将所述预先粘接的路面标记施加到路面表面的顶部之前，可防止所述路面标记图案在处理、移动、运输期间的移位或分离；并且还包含约8至约20目或磨料粒度的大磨料粒度的聚集体，这减少了轮胎痕迹并改进了长期防滑性。

15.权利要求14的预成型热塑性材料，其包含所述的格子和多个插入物，各个所述插入物通过所述格子而被隔开。

16.一种制备预成型或热施加的热塑性标记组合物的方法，所述组合物包含彼此共平面的平坦的顶面部分和平坦的底面部分，其中通过施加热或压力、或热和压力两者将所述底面部分直接施加到基底上，且其中所述顶面部分包含混杂物，所述混杂物存在于整个所述热塑性组合物中并包含约8至约20目或磨料粒度的大磨料粒度聚集体，由此减少或消除了轮胎痕迹同时还改进了长期防滑性。

17.权利要求16的制备热塑性组合物的方法，其中所述聚集体包含石英、花岗岩、金刚砂、焙烧粘土、金属渣或所述石英、花岗岩、金刚砂、焙烧粘土或金属渣的任意组合。

18.权利要求16的制备热塑性组合物的方法，其中所述热塑性标记组合物是覆盖物，所述覆盖物包含防滑耐受性材料，所述防滑耐受性材料包含具有和不具有反光玻璃珠的所述大磨料粒度的聚集体，其中在施加到基底上之前、期间或之后，所述聚集体和玻璃珠在所述混杂物中或落在所述顶面部分上。

19.权利要求16的制备热塑性组合物的方法，其中在施加到基底之前、期间或之后，具有所述大磨料粒度的聚集体并具有和不具有反光玻璃珠的所述热塑性覆盖物或者在所述混杂物中或者落在所述顶面部分上，且其中另外的颗粒落在所述顶面部分上，其中所述颗粒为聚集体、玻璃珠、以及8至20目或磨料粒度的大磨料粒度的聚集体，所述玻璃珠包含1型和3型玻璃珠，所述聚集体包含金刚砂、花岗岩石子、碎砾石或石英，或所述金刚砂、花岗岩石子、碎砾石和/或石英的任意组合。

20.权利要求16的制备热塑性组合物的方法，其中所述大磨料粒度的聚集体基于莫氏硬度标度测得的值大于6。

21.权利要求16的制备热塑性组合物的方法，其中所述聚集体提供了使用校准摩阻数F60测得的如下表面粗糙度，获得的值为约0.17至约0.40。

22.权利要求16的制备热塑性组合物的方法，其中嵌在所述顶面部分的表面中的所述聚集体提供如下的表面粗糙度，所述表面粗糙度测量为平均轮廓深度量，且其中所述平均轮廓深度在约0.35至约0.75mm之间。

23.权利要求16的制备热塑性组合物的方法，其中所述底面部分包含将所述底面部分粘接到任何铺砌表面上的粘合剂。

24.权利要求16的制备热塑性组合物的方法，其中所述顶面部分包括图案化的标记，其中所述图案化的标记为线、图例、箭头、标志，包括着色表面和所述表面呈白色之外的部分或与呈白色的一起的部分。

25.权利要求24的粘合剂，其中所述粘合剂是可喷施的，使得可将所述交叉桥接在所述格子部分的所述平坦底面上，且所述插入物部分形成所述统一的路面标记图案，且其中所述粘合剂包括乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)基热熔性或其它等同的热熔性聚酰胺树脂。

26.权利要求25的粘合剂，其中所述粘合剂的软化点范围为90℃至约210℃、更优选90℃至约120℃。

27.权利要求24的粘合剂，其中所述粘合剂包含热固性粘合剂。

28.权利要求24的粘合剂，其中所述粘合剂包含热塑性粘合剂。

29.一种制备热塑性组合物的方法，其中所述热塑性材料包含独立的热塑性格子部分和独立的热塑性插入物部分，且其中所述插入物部分存在于所述格子部分内且各个所述插入物部分共平面，且其中所述格子部分和所述插入物部分两者都包含彼此共平面的平坦的顶面部分和平坦的底面部分，从而使得所述格子部分直接与所述插入物部分接触并相邻，由此在所述格子部分和所述插入物部分之间形成交叉；还包含在所述平坦底面上的粘合剂衬里层，所述粘合剂衬里层桥接并粘接到所述平坦底面上而形成统一的路面标记图案，由此在通过施加热或压力或热和压力两者将所述预先粘接的路面标记施加到路面表面的顶部之前，可防止所述路面标记图案在处理、移动、运输期间的移位或分离；还包含约8至约20目或磨料粒度的大磨料粒度的聚集体，这减少了轮胎痕迹并改进了长期防滑性。

30.权利要求29的制备热塑性组合物的方法，所述热塑性组合物包含所述的格子和多个插入物，各个所述插入物通过所述格子而被隔开。

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