CZ232793A3 - Reflecting bodies from transparent material intended for application to transport surfaces, the use of such reflecting bodies for their introduction in and application to road surface, and process for preparing thereof - Google Patents

Description

Odrazivá tělesa z průhledného materiálu pro nanesení na dopravní plochy nebo plochy pro vedení dopravy

Oblast techniky

Vynález se týká odrazových těles z průhledného materiálu pro nanesení na dopravní plochy, zejména silnice, nebo na vodicí plochy dopravy, jakož i způsobu výroby těchto odrazivých těles a jejich použití.

Dosavadní stav techniky

Až dosud jsou známá odrazivá tělesa ve formě bezbarvých průhledných skleněných perel nebo odrazivých perel, která se nanášejí na vodorovná značení, zejména značkovací čáry, které vymezují jízdní pruhy. Tyto odrazivé perly zvyšují noční viditelnost vodorovných značení ve světle světlometu auta. Takové odrazivé perly a jejich použití pro lepší zviditelnění vodorovných značení jsou známé zejména z evropksého patentového spisu č.EP-B-0 280 102 stejného přihlašovatele.

Z francouzského patentového spisu č.FR-A-1 386 102 je kromě toho známo ukládat skleněné perly přímo na povrch povlaku vozovky, přičemž tyto perly jsou částečně vsazeny do povlaku vozovky, takže vyčnívají kulovým prvkem z vozovky a zvyšují její noční viditelnost odrazem světla světlometů. Přitom se také uvádí, že se používají barevné skleněné perly, aby se kupříkladu vyznačila obzvláštní vedení tras.

Viditelnost odrazivých perel na vodorovných značení povlaků vozovky ve světle světlometů auta spočívá v podstatě v tak zvaném zpětném odrazu, a nikoliv v zrcadlícím odrazu na vnějším povrchu odrazivých perel. Po</ zpětným odrazem se rozumí odraz, při kterém je dopadající světlo zpětně vyzařováno na zdroj světla. Tento efekt, který bude později ještě lépe znázorněn na obr. 3 a spočívající na lomu a zrcadlení, se vytváří těmi dopadajícími světelnými paprsky, které vnikají do skleněné perly, přitom jsou lámány a po vnitřním od-2razu, při ještě jednom lomu, znovu vystupují na straně dopadu ze skleněné perly. Jelikož odrazivé plochy orientované kolmo na smér osvětlování jsou sotva přítomné, nebo vůbec neexistují, když jsou odrazivé perly za účelem dobrého lnutí zasazeny alespoň do poloviny v povlaku vozovky, je světlo, zrcadlově odrážené na vnějším povrchu odrazivé perly, v rozsáhlé míře odráženo směrem nahoru a nikoliv ve směru osvětlování, t.j. nikoliv k řidiči příslušného auta. Proto je pro požadovanou noční viditelnost rozhodující téměř výlučně zpětný odraz.

Při zmínce o barevných skleněných perlách však není v uvedeném francouzském patentovém spisu FE-A-1 386 085 při zmínce o barevných skleněných perlách vysvětleno, jak se má dobrý zpětný odraz dosáhnout. Když jsou skleněné perly potaženy barevným filmem, který prakticky nepropouští žádné světlo, nemůže docházet k žádnému zpětnému odrazu. Když jsou skleněné perly vytvořeny z barevného skla, potom je intenzita světelných paprsků odrážených směrem zpět oslabována odpovídajícím způsobem podle více nebo méně zmenšené propustnosti světla. Kromě toho překrývá barva pozadí, t.j.všeobecně černá nebo tmavě šedá barva povlaku vozovky, vlastní barvu skleněných perel. Tyto nevýhody vedly k tomu, že tento způsob podle francouzského patentového spisu FR-A-1 386 085 z roku 1964 nenašel žádné praktické uplatnění.

Je známa řada jiných pokusů a prostředků pro zlepšené silničních značení. V evropském patentovém spisu EP-A-0 177 181 jsou popsány keramické mikrokuličky obsahující oxidy kovů, které jsou zabudovávány do značkovacích pruhů, určených jako prefabrikované prvky pro nanášení na vozovkách. V evropském patentovém spisu EP-A-0 322 671 je navrženo pigmentované vodorovné značení obsahující uvnitř pigmentované shluky, sestávající z jádra a mikrokuliček, obklopujících toto jádro a zasazených do transparentního pojivá.

-3w i' !»='

Z německého patentového spisu DE-A-2 216157 je známý krycí materiál pro silnice ve formě hmoty sestavené z karbidu křemíku a skleněných kuliček. Ve švýcarském patentovém spisu CH-A-562 372 je popsáno požití karbidu křemíku pro zhotovování odrazivých povrchů silnic.

V německém patentového spisu č.DE-A 2 011 238 stejného autora, pocházejícím z roku 1970, bylo navrženo použít odrazivá tělesa s fosforeskujícími částicemi světélkující látky, aby se vytvořilo značení vydávající vlastní světlo, které je viditelné také vně světelného kužele světlometu auta. Tato myšlenka však nevedla k žádnému praktickému použití, poněvadž vlastní světélkující efekt vně světla světlometu je příliš malý a v pronikavém světle světlometu je nesúčinný.

Vynález si klade za úkol vytvořit odrazová tělesa, kterými by bylo možné zlepšit viditelnost silnic a jiných fdopravních ploch, jízdních pruhů nebo také dopravních vodítcích ploch a zejména viditelnost vedení dopravy jednoduchým a cenově příznivý způsobem, především v noci a za mokra.

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle je dosaženo odrazivými tělesy z průhledného materiálu pro nanesení na dopravní plochy a vodicí plochy dopravy, jejichž podstatou je, že obvod odrazivých těles je částečně pokryt barvou, přičemž volná část povrchu, která zůstává nepokrytá, postačuje k tomu, aby nechávala vstupovat do odrazivého tělesa dopadající světlo s intenzitou dostačující pro zpětný odraz do odrazového tělesa a toto světlo nechávala z odrazivého tělesa vystupovat.

Tato z plastické s průměry s odrazivá tělesa mohou sestávat ze skla nebo hmoty, zejména z obvyklých odrazových perel výhodou 0,4 mm až 6 mm, a barva nůže pokrývat buď souvislou oblast povrchu odrazivého tělesa, v případě

-4kulovitého odrazivého tělesa oblast ve tvaru vrchlíku nebo v podstatě půlkoule, nebo může být vytvořeno více od sebe oddělených, nespojitě barevných povrchových oblastí na odrazivém tělesu. Podstatné je, aby zůstávala dostatečně velká bezbarvá oblast povrchu, popřípadě tolik bezbarvých částí povrchu volných, že světlo světlometu auta může do odrazivého tělesa nerušeně vstupovat a dostatečně silně být odráženo směrem zpět v barvě zbarveného odrazivého tělesa. K tomuto účelu představuje barevně pokrytý povrch odrazivého tělesa s výhodou pouze pouze 30 až 70%, zejména 50% celkového povrchu .

Významné zde je, že účinek dosažený odrazivými tělesy podle vynálezu spočívá v barevném zpětném odrazu, tedy kombinaci lomu a vnitřním odrazu uvnitř průhledného bezbarvého materiálu a je účiný nezávisle na barvě pozadí (t.j. černá nebo bílá). Tento účinek se naproti tomu nedá dosáhnout s odrazivými tělesy, které samy sestávají z barevného materiálu, nebo jsou plnoplošně pokryty barvou.

Účelná provedení vynálezu jsou popsána v závislých patentových nárocích a zejména jsou představována způsobem výroby odrazivých těles podle nároku 9 a 10.

Použití odrazivých těles podle vynálezu se vyznačuje tím, že se odrazivá tělesa vsazují do povrchu silnic nebo jiných dopravních ploch, nebo se nanášejí na vodorovná značení. Tím se dají učinit body dopravního vedení barevně se objevující ve světle světlometů auta viditelné, přičemž se volí obzvláště takové barvy, které dobře kontrastují ke tmavému nebo černému pozadí povlaků silnice. To zvyšuje zejména dopravní spolehlivost na úzkých silnicích třetí a čtvrté třídy, na silnicích bohatých na zatáčky, v horách a v tunelech. Je možné také opatřovat stávající vodorovná značení ve formě průnéřných nebo přerušovaných čar povlakem odrazových těles podle vynálezu, nebo póze okrajové pruhy silnic, zej-5ména dálnic.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladě provedení s odvoláním na připojený výkres, ve kterém znázorňuje obr.l schematicky dvouproudovou vozovku dálnice, která je opatřena povlakem odrazivých perel, obr.2 schematický zvětšený půdorysný pohled na odrazivé perly, které jsou opatřeny malými barevnými skvrnami a obr.3 schematické znázornění odrazivé perly bystupující na povrchu vozovky upravené podle vynálezu, pro znázornění principu zpětného odrazu.

-Příklady provedení vynálezu

Obr.l znázorňuje schematicky vozovku 1 dálnice s jízdními pruhy 2a 3, postranními plnými čarami 4 a přerušovanou střední čarou 5. Povrch vozovky obou jízdních pruhů 2 a 3 je opatřen odrazivými perlami 6 a 7, které jsou zabudovány do povlaku vozovky.

Jak schematicky znázorňuje obr.2, jsou odrazivé perly na jejich vnějším obvodu opatřeny nesouvisle rozdělenými barevnými povrchovými oblastmi 8 ve formě barevných skvrn, které dostatečně ponechávají skleněný povrch volný, aby zpětný odraz ve světle světlometu auta zůstával zachován, ale toto zpět odrážené světlo by se však jevilo odpovídajícím způsobem zabarvené.

Tento efekt je znázorněn pomocí obr.3. Tento obrázek ukazuje odrazovou perlu 6 částečně zasazenou do povlaku vozovky 1 a na jejím povrchu rozdělené a vzájemně oddělené barevné skrvny 8. Silné průběžné čáry e ukazují ve směru šipek dopadající světelné paprsky vytvářené světlomety auta, které jsou částečné zrcadlovitě odráženy od míst povrchu prostých barevných skvrn 8, jak je vyznačeno tenkými čerchovanými čarami s. Z větší části však vstupují tyto dopadající světelné

-6paprsky e při světelném lomu do odrazivé perly, jsou podrobovány na její protilehlé hraniční ploše vnitřnímu odrazu, a vystupují při ještě jednom lomu znovu na straně dopadu znovu směrem ke zdroji světla. Tyto směrem zpět odrážené světelné paprsky r jsou příčinou hlavního efektu v podobě noční viditelnosti. Tenkými plnými čarami jsou kromě toho znázorněny difuzně odražené světelné paprsky d.

Je zřejmé, že výše vysvětlený efekt zpětného odrazu může být účinný pouze tam, kde dopadající světelné paprsky vstupují na bezbarbá místa ve skleněné perle a zpětně odrážené světelné paprsky r mohou vystupovat na bezbarvých místech ze skleněné perly. Na druhé straně bude barevné zpětné záření, které dobře kontrastuje zejména k černému pozadí barevného povalku, jedn tehdy plně účinné, jestliže budou světlené paprsky vstupující do odrazivého tělesa odráženy uvnitř na místech hraniční plochy, jejichž vnější strana je opatřena barevnými skvrnami 8. Odrazivá perla plně obalená barvou by tak v žádném případě nemohla vytvořit požadovaný efekt, neboť k podstatnému zpětnému odrazu uvnitř skleněné perly nemůže docházet.

Přirozeně se ukazuje také to světlo barevné, které je zpětně odráženo na těch místech hraniční plochy, na nichž se nenacházejí žádné skrvny, protože celá odrazivá perla je difuzním odrazem na hraničních plochách pokrytých barevnými skvrnami vcelku více nebo méně barevně osvětlena. Hlavní barevný účinek však spočívá na vnitřním odrazu na místech hraničních ploch, opatřených venku barevnými skvrnami.

Aby byl barevný efekt dostatečně zřetelný, neměly by být barevné oblasti povrchu bodovité, ale měly by mít určitý rozsah. Dobré efekty se ukázaly například s odrazivými perlami s. průměry od 1 do 2 mm, u nichž byl převládající počet barevných povrchových oblastí velký alespoň přibližně 0,01 mm², tedy s barevnými skvrnami s minimálními průměry přib-7ližně 0,1 mm, a u nichž činil barvou pokrytý povrch odrazivého tělesa přibližně 50% celkové plochy. Počet jednotlivých nespojitých barevných ploch na každé odrazivé perle byl, jak ukázaly namátkové zkoušky, závislý na velikosti odrazu odrazivé perly, v rozsahu 50 až 200. V praxi vznikají přirozeně při nanášení barvy barevné skrvny rozdílné velikosti, přičemž dopadající, prakticky bodové barevné postřikové kapénky, jaké se vyskytují při vytváření barevné postřikové mlhy, se utvářejí na povrchu odrazivého tělesa, v závislosti na typu barvy, do více či méně rozsáhlých barevných skvrn. Skvrny potřebné pro dosažení dostatečně zřetelného barevného efektu se tedy v praxi vytvářejí víceméně samočinně při nanášení barvy.

Průměr, popř. největší rozměr použitých odrazivých ,těles se mění s výhodou od 0,4 do 6 mm, zejména od 1,5 do 1,7. Ukázalo se, že odrazivá tělesa, u nichž činil povrch odrazivého tělesa pokrytý barvou 30% až 70%, s výhodou přib.ližně 50%, celkového povrchu, poskytovala dobré výsledky, ..přičemž více než polovina všech barevných skvrn jedné odrazivé perly měla nejmenší velikosti přibližně 0,1 mm². Většinou měla největší část všech barevných skvrn odrazivého tělesa tento nejmenší rozměr.

Zajímavé provedení odrazivých těles podle vynálezu vznikne, když je barva nanesena na kulovité těleso pouze z jedné strany tak, že většina z nich získá pouze jedinou souvislou barevnou oblast ve tvaru kulového vrchlíku, s výhodou půlkulovité plochy. Když se taková odrazivá tělesa ukládají na vozovku, potom získá statisticky z nich 50% orientaci tak, že alespoň část z nich je nepokrytým bezbarvmým povrchem přivrácena ke zdroji světla, tedy ke světlometu auta, a tím se vytvoří obzvláště silný zpětný barevný odraz. Druhá polovina těchto odrazivých těles, jejichž zabarvená oblast povrchu je obrácena směrem ke zdroji světla, nepřispívá sice nijak ke zpětnému odrazu, avšak zaručuje obzvláště

-8zřetelné barevné značení během dne.

Barva odrazivých perel 6 na jízdním pruhu 2 může být odlišná od barvy odrazivých perel na jízdním pruhu 7.

Odrazivá tělesa odlišné barvy mohou být také s výhodou použita na normálních silnicích s protisměrem nebo v tunelech, aby se vozovka v jednom směru barevně odlišila od vozovky nebo jízdního pruhu ve druhém směru. To je obzvláště důležité na silnicích, které nemají kvůli jejich úzkosti žádné značkovací čáry nebo jiná značení. Zde se dají pomocí odrazivých těles podle vynálezu čárová vedení nebo jízdní pruhy, které se mají dodržovat, dobře viditelné.

S výhodou mohou být také označovány silniční odbočky, děliče dálnic, dálniční vjezdy a výjezdy pomocí odrazivých těles podle vynálezu odlišné barvy tak, že zaúsiující jízdní pruh nebo odbočující jízdní pruh se jeví v jiné barvě, než hlavní pruh. Dále mohou být úseky vozovky před místem k zastavení nebo před tunelem označeny odrazivými tělesy obzvláštní barvy, zejména červené barvy.

Dále mohou být označeny úseky vozovky v oblastech tvorby mlh barevnými odrazivými tělesy. V mlze je světlo světlometu odráženo nejen difuzně, ale také pro zdviditelněné vedení dopravy je barevně odráženo.

Barvy použité ke zbarvení odrazivých perel mohou být kupříkladu zelené, žluté, modré, růžové, červené, oranžové, šedivé atd., přičemž kromě toho jsou použitelné také tmavé barevné tóny, nebo mohou být použity také kovové barvy, jako stříbrný lak.

Podstatné je- v každém případě, že se použije barva kontrastující vůči podkladu povlakové vrstvy vozovky. Tím se stávají ozařovaná odrazivá tělesa dobře viditelná vzhledem

-9ke všeobecně tmavému podkladu, nebo při mokré vozovce vzhledem k šedě se jeví cí_ barvě vody, což. zaručuje noční viditelnost. Zatímco při bezbarvých odrazivých tělesech tmavý povlak vozovky, zejména tmavá živice, prosvěcuje, mají odrazivá tělesa opatřená barevným tupováním další výhodu v tom, že tmavé pozadí vozovky neprosvítá, což zvyšuje barevný kontrast. Eventuelně mohou být použity odrazivé perly různých barev pro vyznačení určitých úseků vozovky, takže v tomto případě barevný jízdní pruh ozářený světlometem vypadá pestře zbarvený.

Je také možné provést u jednoho a téhož odrazového tělesa barevné tupování ve dvou nebo více barvách, například zelené a žluté. Tím se dají například vyznačit přechodové oblasti nebo překryvná pásma mezi hlavním jízdním pruhem například zelené barvy a odbočkou například žluté barvy dvoubarevné, a to zeleně a žlutě.

Odrazivá tělesa podle vynálezu se dají s výhodou nanášet také na vodorovná značení, zejména průběžné nebo přerušované značkovací čáry, kde doplňují až dosud obvyklé bezbarvé perly.

Také se dají obložit nebo opatřit povlakem barevných odrazivých těles hradící prostředky nebo dopravní vodicí plochy, například povlakem vytvářejícím červené skvrny.

Použití odrazivých těles při výrobě povlaků vozovek může podle typu povlaku vozovky probíhat následovně. Když se jedná o nové živičné kryty vozovek, potom spočívá nej jednodušší způsob nanášení v tom, že se odrazivá tělesa rozsypávají na čerstvě položené asfaltové povlaky a válcem s pryžovými koly se vtlačují do ještě horkého asfaltového povlaku. V tomto případě není makroskopická hrubost hotového povlaku, jakož i zvolený průměr odrazivých těles velký, nebot také například 5 až 6 m velká odrazivá tělesa jsou vtlačována do

-10ještě měkké asfaltové hmoty. Okolnost, že se přitom případně malá část odrazivých těles válcem rozmačká, není žádnou nevýhodou, nebot rozbitá odrazivá tělesa působí jako zdrsňovací prostředky.

Nejlepší výsledky se však získají tehdy, když není největší rozměr nebo největší průměr odrazivých těles větší, než je je nejvyšší hloubka zdrsnění povlak, takže průměr odrazivých těles se může také volit podle očekávané hloubky zdrsnění. Okolnost, že odrazivá tělesa se během zaválcovávání částečně potahují tenkou vrstvou pojivá, není podstatná, protože tenké vrstvy pojivá se provozem rychle ojezdí a také rychle zvětrají pod vliovem ultrafialového záření.

Již provozované živičné vozovky se dají také dodatečně opatřit odrazivými tělesy. Maximální průměr zvolených odrazivých těles musí být potom menší, .než je maximální drsnost povlaku.

Při pokládání povlaku na ještě čerstvé betonové plochy se postupuje tak, že se na ještě nezatuhlý čerstvý beton nanášejí odrazivá tělesa, kde se podle viskozity ještě vlhkého povrchu nechávají klesnout nebo jsou zatlačovány. Přitom je částečné potažení cementovou maltou nevyhnutelné, ale provozem se opět tento potah obrousí. Obzvláště při použití na betonových vozovkách může být smysluplné použít také kubická odrazivá tělesa nebo odrazivá tělesa ve tvaru mnohostěnu, která zvyšují drsnost, přičemž jejich maximální rozměry, jako u odrazivých perel, mohou s výhodou činit 0,4 až 6 mm.

Barvení odrazivých těles vzájemně nesouvislými malými barevnými ploškami může být s výhodou prováděno tak, že se odrazivá tělesa nechají vypadávat- z nádoby a při vypadávání se postřikují jemné rozptýlenou barvou, t.j. zpracovávají se v postřikovači věži s mlžně rozprášenou barvou. Skleněné

-11perly mohou být opatřovány barevným tupováním také na bázi vypalovacího laku, přičemž výhody tohoto postupu je možné zužitkovat zejména přímo během výrobního procesu skleněných perel pro nanášení barevných částic.

Pro výrobu odrazivých těles, jejichž obvod se má opatřovat souvislým barevným filmem, kryjícím přibližně polovinu povrchu, se odrazivá tělesa z vystavují z jedné strany působení co možná nejvíce homogenního proudu barvy.

Barevná odrazivá tělesa podle vynálezu mohou být používána pro značení vozovek také jako směs s nebarevnými odrazivými tělesy, zejména na bílých čarách.

Claims (9)

1. Odrazivá tělesa z průhledného materiálu pro naneseni na dopravní plochy a vodicí plochy dopravy, vyznačená tím, že obvod odrazivých těles (6, 7) je částečně pokryt barvou, přičemž volná část povrchu, která zůstává nepokrytá, postačuje k tomu, aby nechávala vstupovat do odrazivého tělesa dopadající světlo s intenzitou dostačující pro dosažení zpětného odrazu a toto světlo nechávala z odrazivého tělesa vystupovat.

2. Odrazivá tělesa podle nároku 1 vyznačená tím, že povrch odrazivého tělesa pokrytý barvou činí 30% až 70%, s výhodou 50%, celkového povrchu odrazivého tělesa.

3. Odrazivá tělesa podle nároku 2 vyznačená tím, že souvislá oblast povrchu odrazivého tělesa je pokryta barvou, přičemž v případě kulovitého odrazivého tělesa má tato souvislá oblast s výhodou tvar vrchlíku.

4. Odrazivá tělesa podle nároku 2 vyznačená tím, že jsou na jejich obvodě opatřena řadou rozptýlených, od sebe oddělených barevných povrchových oblastí (8), z nichž více než polovina má nejmenší velikost přibližné 0,1 mm .

5. Odrazivá tělesa podle nároku 4 vyznačená tím, že mají průměr 0,4 mm až 6 mm, s výhodou 1,5 až 3 mm a s výhodou jsou vytvořena ze skleněných perel.

6. Odrazivá tělesa podle kteréhokoli z nároků 1 až 4 vyznačená tím, že mají tvař mnohostěnu.

7. Odrazivá tělesa podle kteréhokoli z nároků 1 až 6 vyznačená tím, že jedno a totéž odrazivé těleso má barevné oblasti povrchu rozdílné barvy.

-138. Použití odrazivých těles podle nároku 1 vyznačené tím, že odrazivá tělesa jsou vpravována do povrchu povlaku silnic nebo jiných dopravních ploch nebo jsou ukládána na vodorovná značení.

9. Způsob výroby odrazivých těles podle nároku 1 vyznačený tím, že se odrazivá tělesa nechávají vypadávat z zásobní nádoby a při padání se postřikují jemně rozdělovanou barvou, zejména v postřikovači věži s mlžně rozprašovanou barvou.

10. Způsob výroby odrazivých těles podle nároku 1 vyznačený tím, že se vyrábějí vypalovacím lakováním.