DE69106613T2

DE69106613T2 - Fluoreszente Beschichtung.

Info

Publication number: DE69106613T2
Application number: DE69106613T
Authority: DE
Inventors: Lars A Bergkvist; Peder Fast
Original assignee: Ultralux AB
Current assignee: Ultralux AB
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1991-07-03
Publication date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2011-07-04
Also published as: EP0466671A2; SE9002413L; ATE117010T1; US5213711A; SE9002413D0; SE468856B; EP0466671A3; EP0466671B1; DE69106613D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine fluoreszente Beschichtung, die fluoresziert, wenn sie mit Licht innerhalb des ultravioletten Wellenlängenbereiches erregt wird.
Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine Beschichtung für Straßenmarkierungen, beispielsweise solche Markierungen wie Straßenmitten- und Straßenrandlinien, Haltelinien, Markierungen, die Vorfahrtstraßen anzeigen und Fußgängerübergangsmarkierungen etc. Die Beschichtung kann auch beispielsweise für unterschiedliche Arten von Straßenschildern verwendet werden.
Es ist ein gut bekanntes Problem, daß obwohl der volle Lichtstrahl eines Kraftfahrzeugs die Umgebung vor dem Fahrzeug zufriedenstellend beleuchtet, er zur gleichen Zeit die Fahrer von entgegenkommenden Fahrzeugen blendet. Obwohl abgeblendete Hauptscheinwerfer die Fahrer von entgegenkommenden Fahrzeugen nicht blenden, ist der Umgebungsbereich vor dem Fahrzeug nicht ausreichend beleuchtet. Das Licht, das von abgeblendetcn Hauptscheinwerfern abgegeben wird, ist normalerweise ausreichend, um dem Fahrer eines Fahrzeugs zu ermöglichen, die vor ihm liegende Straße zu sehen.
Die Fähigkeit eines Fahrers zum Wahrnehmen von Straßenmarkierungen und anderen permanenten Markierungen und auch von Fußgängern ist jedoch in großem Maße beeinträchtigt, wenn er mit abgeblendeten Hauptscheinwerfern, verglichen mit aufgeblendeten Scheinwerfern, fährt.
Es besteht ein Bedarf, der mehr und mehr laut wird, Fahrzeuge mit Lampen auszurüsten, die ultraviolettes Licht abgeben. Ein derartiges Licht läßt eine Zahl verschiedener Pigmente zu einem größeren oder kleineren Grad fluoreszieren. In jüngster Zeit wurde es zunehmend üblich, sogenannte Tageslichtpigmente oder -farben einzusetzen, d.h. Farben, die, wenn sie mit ultraviolettem Licht (UV) erregt werden, Licht mit sichtbarer Wellenlänge abgeben. Schwach gefärbte Kleidung wird ebenso relativ gut fluorszieren, wenn sie mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
Zusätzlich zur Fähigkeit eines Fahrzeuges, ultraviolettes Licht abzugeben, sollte es möglich sein mit der Absicht, die Sicherheit im Verkehr zu vergrößern, Randpfosten entlang der Straßen, Straßenschilder etc. in größerem Maße vollständig oder teilweise mit sogenannten Tageslichtfarben zu streichen, als dies bisher der Fall gewesen ist.
Es ist bekannt, Straßenmarkierungen herzustellen, die fluoreszieren, wenn sie mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden. Eine derartige Beschichtung ist aus der US-3,253,146 bekannt. Diese Beschichtung weist ein Pigment auf, das fluoresziert, wenn es mit ultraviolettem Licht beleuchtet wird, wobei das Pigment mit einer transparenten Trägermasse oder Matrix beigemischt ist.
Die bekannte Technik, bei der ultraviolett fluoreszierende Farben, sogenannte Tageslichtfarben, eingesetzt werden, erfordert grundsätzlich die Verwendung von Pigment, das fluoresziert, wenn es mit ultraviolettem Licht beleuchtet wird.
Ein ernster Nachteil der Verwendung derartiger Pigmente ist, daß sie relativ schnell altern.
Die schwedische Patentschrift Nr. 88 02 996-2 lehrt eine Methode zum Herstellen eines sogenannten Straßenbelags, d.h. eine Verschleißschicht auf Straßen, wobei dieser Belag ein Mineral enthält, das mit einem Dotiermittel dotiert ist, so daß das Mineral fluoresziert, wenn es mit ultraviolettem Licht beleuchtet wird. Dieses Mineral ist einer ansonsten dunklen Straßenoberflächenbeschichtung eingebaut. Trotz der großen Oberfläche der Straßenbeschichtung wird die Straßenoberfläche ausreichend fluoreszieren, wenn ein Fahrzeug, das mit ultravioletten Lampen ausgerüstet ist, die Straßenoberfläche beleuchtet.
Ein Problem bei Straßenmarkierungen, die fluoreszieren sollen, wenn sie mit ultraviolettem Licht beleuchtet werden, ist, daß die Markierungen leicht sichtbar werden, wenn sie mit natürlichem Tageslicht beleuchtet werden und wenn sie mit künstlichem Licht innerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereiches beleuchtet werden, während sie zur selben Zeit ausreichende Fluoreszenz produzieren, wenn sie mit ultraviolettem Licht beleuchtet werden, trotz der relativ kleinen Oberfläche der Markierungen. Ein anderes Problem ist das Herstellen von wetterbeständigen Straßenmarkierungen, deren Fluoreszenzeigenschaften über eine lange Zeitdauer hinweg unbeeinträchtigt bleiben.
Diese Probleme werden mit der vorliegenden Erfindung gelöst, die eine Beschichtung schafft, die leicht sichtbar ist, wenn sie mit sichtbarem Licht und mit ultraviolettem Licht beleuchtet wird, und die eine lange Lebensdauer hat.
Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung eine fluoreszente Beschichtung, die fluoresziert, wenn sie mit Licht innerhalb des ultravioletten Wellenlängenbereichs beleuchtet wird, wobei die Beschichtung in erster Linie für Straßenmarkierungen verschiedener Art vorgesehen ist und ein Material mit Pigment zum Abgeben einer Farbe aufweist, wenn es mit Licht innerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereiches beleuchtet wird, und ein Material aufweist, das fluoresziert, wenn es mit Licht innerhalb des ultravioletten Wellenlängenbereiches beleuchtet wird, zusammen mit einem Bindemittel, und das dadurch charakterisiert ist, daß das Material, das fluoresziert, wenn es mit Licht innerhalb des ultravioletten Wellenlängenbereiches beleuchtet wird, Glaskugeln oder Glasstücke aufweist, die aus einer Glasmasse hergestellt sind, die mit einem Dotiermittel dotiert worden ist, in der Weise, daß das Glas in den Glaskugeln oder Glasstücken fluoresziert, wenn es mit ultraviolettem Licht beleuchtet wird.
Mit Glas ist im folgenden und in den Ansprüchen Glas oder ein korrespondierendes Mineralmaterial gemeint. Somit sind andere Mineralien, wie Glasfasern und Mineralfasern im Begriff "Glas" enthalten.
Die Erfindung wird nun genauer unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die in den bei liegenden Zeichnungen erläutert sind.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Beschichtung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Beschichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt einen Oberflächenabschnitt einer erfindungsgemäßen Beschichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Beschichtung als Ganzes ist allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die Beschichtung fluoresziert, wenn sie mit Licht innerhalb des ultravioletten Wellenlängenbereiches erregt wird, wobei dieses Licht von den Lampen eines Kraftfahrzeugs und/oder beispielsweise von festen Halterungen an Fußgängerüberwegen abgegeben wird. Die Beschichtung ist in erster Linie für verschiedene Arten von Straßenmarkiemngen gedacht, kann aber auch auf Schildern oder anderen Gegenständen eingesetzt werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf irgendeine Art der Verwendung eingeschränkt.
Die Beschichtung 1 enthält ein Farbpigment, das mit einem farbigen Licht scheint, wenn es mit Licht innerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs beleuchtet wird und Material, das fluoresziert, wenn es mit Licht innerhalb des ultravioletten Wellenlängenbereichs beleuchtet wird und ein Bindemittel.
Gemäß der Erfindung besteht das Material, das fluoresziert, wenn es mit Licht innerhalb des ultravioletten Wellenlängenbereichs beleuchtet wird, aus Glaskugeln oder -perlen 2 oder aus einer Glasmasse hergestellten Glasstücken, die mit einem Dotiermittel dotiert worden sind, so daß das Glas in den Glaskugeln oder Glasstücken fluoresziert, wenn es mit ultraviolettem Licht beleuchtet wird. Diese Glaskugeln sind als leere Kreise in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Der Begriff Glasstücke enthält alle Arten von zerstoßenem oder zerbröckeltem Glas.
Der Fachmann kennt die Substanzen, die einer Glasmasse einer gegebenen chemischen Zusammensetzung zugegeben werden, um die Glasmasse zu dotieren, so daß sie fluoresziert, wenn sie mit ultraviolettem Licht beleuchtet wird. Diese Substanzen, mit denen verschiedene Glasmassen dotiert werden, um Fluoreszenz von verschiedenen Farben herzustellen, sind dem Fachmann auch bekannt. Man kann beispielsweise daran denken, daß transparentes Standardglas in einer gelben oder gelbgrünen Farbe fluoresziert, wenn das Glas mit Uranhexafluorid dotiert ist. Die vorliegende Erfindung betrifft nicht die Kobination von verschiedenen Glaszusammensetzungen und Dotiermitteln per se zum Erreichen einer Fluoreszenz in verschiedenen Farben, und deshalb wird dieser Aspekt nicht weiter diskutiert. Mit "dotieren" ist der Prozeß gemeint, bei dem in eine gegebene Glasmasse eine oder mehrere Substanzen eingebracht werden, die sicherstellen, daß die Glasmasse nach dem Hartwerden fluoresziert, wenn sie mit ultraviolettem Licht beleuchtet wird.
Wenn ein dotiertes Glas eingesetzt wird, ist es nicht das vorgenannte Pigment, das fluorsziert, wenn es mit ultraviolettem Licht beleuchtet wird, sondert stattdessen das Glas selbst. Dementsprechend hat der fluoreszierende Effekt eine lange Lebensdauer, die der langen brauchbaren Lebensdauer der Glaskugeln gleich ist. Wenn die Glaskugeln aufgrund des Kontaktes mit Fahrzeugrädern verschlissen sind, wird konstant neues Glasmaterial offengelegt.
Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Glas für sichtbares und ultraviolettes Licht transparent.
Das zuvor genannte Bindemittel 3 kann jedes für den beabsichtigten Zweck brauchbare Bindemittel sein, beispielsweise ein Polymer. Das Bindemittel soll relativ haltbar sein und soll imstande sein, diese Glaskugeln, die an der Oberfläche der Beschichtung angeordnet sind, festzuhalten, wenn die Oberfläche dem Verschleiß und dem Herausreißen durch Fahrzeugräder unterworfen ist.
Ein in dieser Hinsicht zweckmäßiges Bindemittel ist eine thermoplastische Masse oder Komponente, beispielsweise ein Alkydharz. Das Bindemittel kann einen Füller enthalten, der aus zerstoßenem Glas besteht. Das Bindemittel ist vorzugsweise für ultraviolettes Licht transparent. Dies bringt einen besseren Fluoreszenzeffekt für alle Ausführungsbeispiele der Erfindung im Vergleich zu einem Bindemittel, das für ultraviolettes Licht nicht transparent ist.
Entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Material, das Pigment zum Abgeben von farbigem Licht enthält, wenn es mit Licht innerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs beleuchtet wird, aus Glaskugeln 4 oder Glasstücken, die aus farbigern Glas hergestellt sind und dem Bindemittel 3 beigemengt sind. Solche farbigen Glaskugeln sind durch volle Kreise in Fig. 1 dargestellt. Der Begriff "Glasstücke" umfaßt auch zerstoßenes oder zerbröckeltes Glas.
Entsprechend einer Alternative, Glaskugeln aus farbigem Glas beizumischen, weist das Material, das ein Pigment zum Abgeben einer Farbe hat, wenn es mit Licht innerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs beleuchtet wird, ein Farbpigment auf, das auf die äußeren Oberflächen der Glaskugeln oder Glasstücke mit dem Bindemittel aufgebracht ist.
Das Bindemittel 3 ist für sichtbares Licht in beiden Ausführungsbeispielen transparent.
Diese Ausführungsbeispiele schaffen gute Reflexion des sichtbaren Lichts gegen die Glaskugeln. Außerdem wird der Effekt des sichtbaren Lichts, das auf die Beschichtung fällt und von ihr reflektiert wird und der Effekt des ultravioletten Lichts, das auf die dotierten Glaskugeln fällt und diese erregt, durch die leichte Durchdringung des Lichts in das transparente Bindemittel 3 verstärkt.
Die Glaskugeln 2, 4 haben, abhängig von der Anwendung, einen Durchmesser von ungefähr 0,1 bis 5 mm. Die Glaskugeln können gegenseitig gleiche oder unterschiedliche Durchmesser haben.
Der volumemnäßige Anteil der Glaskugeln in der Beschichtung kann abhängig vom Verwendungsgebiet variiert und optimiert werden. Vorzugsweise ist jedoch der Anteil dotierter Glaskugeln und der Anteil gefärbter Glaskugeln ungefähr gleich. Bei der Mehrzahl der Anwendungen soll der gesamte volumenmäßige Anteil von Glaskugeln etwa 50% überschreiten, bis zu einem Wert, der von der mechanischen Festigkeit der Beschichtung festgelegt wird, da ein übermäßig großer Anteil von Glaskugeln im Vergleich mit dem volumenmäßigen Anteil von Bindemittel die mechanische Festigkeit der Beschichtung verschlechtert.
Entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Material, das Pigment zum Abgeben einer Farbe hat, wenn es mit Licht innerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs beleuchtet wird, ein Farbpigment auf, das mit dem Bindemittel direkt beigemengt ist. Das Bindemittel 5 des in Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiels ist somit gefärbt. Die Glaskugeln 2 der Ausführungsform gemäß Fig. 2 bestehen ebenfalls aus dotiertem Glas. Transparente und klare Glaskugeln können entsprechend dieser Ausführungsform zum Zweck der Steigerung der Reflexionsfähigkeit der Beschichtung beigemischt werden.
Der durch diese Ausführungsform gewonnene Vorteil ist der, daß die Markierung besser wahrnehmbar ist, wenn sie sichtbarem Licht unterworfen wird, da das gesamte Bindemittel gefärbt ist, und die Beschichtung ist um einiges billiger herzustellen, als die in Fig. 1 dargestellte Beschichtung. Die Beschichtung hat jedoch den Nachteil, daß einfallendes ultraviolettes Licht nicht imstande ist, die Beschichtung im selben Grad zu durchdringen, wie es bei der Beschichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, möglich ist. Dies bewirkt einen geringeren Fluoreszenzeffekt.
Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Glas in den Glaskugeln oder Glasstücken, die fluoreszieren, wenn sie mit ultraviolettem Licht beleuchtet werden, mit einem Dotiermittel dotiert, das bewirkt, daß das Glas in einer gelben Farbe fluoresziert. Das für sichtbares Licht vorgesehene Farbpigment ist in diesem Fall zweckmäßigerweise gelb.
Entsprechend einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Glas in den Glaskugeln oder Glasstücken, die fluoreszieren, wenn sie mit ultraviolettem Licht beleuchtet werden, mit Dotiermitteln dotiert, die bewirken, daß die Kugeln oder Glasstücke in weißer Farbe fluoreszieren. In diesem Fall sind die verschiedenen Glaskugeln mit unterschiedlichen Dotiermitteln dotiert, so daß sie in unterschiedlichen Farben fluoreszieren. Entsprechend einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Glaskugeln oder Glasstücke dotiert, um wenigstens drei verschiedene Grundfarben, die sich zu einem weißen Licht mischen, abzugeben, wenn die Glaskugeln oder Glasstücke mit ultraviolettem Licht beleuchtet werden.
Das für sichtbares Licht vorgesehene Farbpigment ist in diesem Fall vorzugsweise weiß.
Entsprechend noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein fluoreszierendes Pigment mit dem Bindemittel beigemengt. Diese Pigmente wirken soiüit mit dem fluoreszierenden Glasmaterial zusammen. In diesem Fall kann beispielsweise das Pigment Zinkoxid oder Zinksulfid oder Zinksulfit sein. Diese Pigmente sind in sichtbarem Licht farbig und haben die Fähigkeit zu fluoreszieren. Somit können die Farbpigmente für sichtbares Licht durch ein fluoreszierendes Pigment ersetzt werden.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform besteht das Bindemittel selbst aus fluoreszierendem Material. Beispielsweise kann das Bindemittel Nylon (registrierte Marke) oder ein anderes Polymer sein, das fluoresziert. Das fluoreszierende Glasmaterial liegt in solchen Fällen jedoch vor.
Die Beschichtung 1 kann abhängig von dem Verwendungszweck jede zweckmäßige Dicke haben. Im Fall von Straßenmarkierungen wird die Beschichtung 1 zweckmäßigerweise eine Dicke haben, die mit der Dicke von konventionellen Straßenmarkierungen korrespondiert, d.h. beispielsweise eine Dicke von 2 bis 5 mm, vorzugsweise 3 mm.
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind im Vorhergehenden beschrieben worden. Man sieht jedoch, daß weitere Anderungen in bezug auf den Anteil, in dem die Glaskugeln vorliegen und auch bezüglich der Auswahl des Bindemittels etc. vorgenommen werden können, ohne das erfinderische Konzept zu verlassen.
Die Erfindung ist deshalb nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, da Variationen innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche gemacht werden können.

Claims

1. Fluoreszente Beschichtung, die fluoresziert, wenn sie mit Licht innerhalb des ultravioletten Wellenlängenbereichs beleuchtet wird, wobei die Beschichtung in erster Linie für Straßenmarkierungen verschiedener Art vorgesehen ist und ein Material (4; 5) mit Pigment zum Abgeben einer Farbe aufweist, wenn es mit Licht innerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs beleuchtet wird, und ein Material aufweist, das fluoresziert, wenn es mit Licht innerhalb des ultravioletten Wellenlängenbereichs beleuchtet wird, und das außerdem ein Bindemittel (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Material, das fluoresziert, wenn es mit Licht innerhalb des ultravioletten Wellenlängenbereichs beleuchtet wird, aus Glaskugeln (2) oder Glasstücken besteht, die aus einer Glasmasse hergestellt sind, die in einer an sich bekannten Weise mit einem Dotiermittel dotiert worden ist, um zu bewirken, daß das Glas in den Glaskugeln oder Glasstücken fluoresziert, wenn es mit ultraviolettem Licht beleuchtet wird.

2. Beschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit Pigment zum Abgeben einer Farbe, wenn es mit Licht innerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs beleuchtet wird, aus Glaskugeln (4) oder Glasstücken besteht, die aus gefärbtem Glas hergestellt und mit dem Bindemittel beigemengt sind.

3. Beschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit Pigment zum Abgeben einer Farbe, wenn es mit Licht innerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs beleuchtet wird, aus Farbpiginent besteht, das Glaskugeln (4) oder Glasstücken, die mit dem Bindemittel beigemengt sind, zugeführt ist.

4. Beschichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel (3) transparent ist.

5. Beschichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit Pigment zum Abgeben einer Farbe, wenn es mit Licht innerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereiches beleuchtet wird, aus einem Farbpigment besteht, das mit dem Bindemittel (3) direkt beigemengt ist.

6. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas in den Glaskugeln (2) oder den Glasstücken, die fluoreszieren, wenn sie mit ultraviolettem Licht beleuchtet werden, mit einem Dotiermittel dotiert ist, das gelb fluoresziert.

7. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas in den Glaskugeln (2) oder Glasstücken, die fluoreszieren, wenn sie mit ultraviolettem Licht beleuchtet werden, mit Dotiermitteln dotiert ist, die bewirken, daß die Kugeln oder Stücke in weiß fluoreszieren.

8. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bindemittel ein fluoreszierendes Pigment beigemengt ist.

9. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel selbst ein fluoreszierendes Material ist.

10. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas für sichtbares und ultraviolettes Licht transparent ist.