專利名稱：公路標記材料的制作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及可用于結構表面作為臨時標記物的標記材料。具體地說，本發(fā)明涉及標記材料，它發(fā)生不可逆變色后，使人們不能有效地看見該標記材料。
標記材料經(jīng)常置于結構表面用作臨時標記物，如用在公路、隧道、路邊和建筑物墻壁上。例如，在筑路期間，可以創(chuàng)建起白色分界線作用的臨時標記物，代替原來的路線而用于疏導交通。在筑路結束前，臨時標記物一直讓人們可見。但是，筑路完成后，臨時標記物不再需要。因此，必須除掉或是使人們不能有效地看見臨時標記物。
由涂料或熱塑性薄片制成的常規(guī)臨時標記物，可以使人們不能有效地看見，方法是在臨時標記物上面涂上路面的顏色(例如黑色或灰色)，或是從路面上刮掉臨時標記物。這些方法需要費力的清除工作，并且可能損壞路面。
作為選擇，常規(guī)的臨時標記物還可以由剝離材料制成，例如由膠粘帶制成。剝離材料粘在路面上形成白色分界線。當筑路完成后，從路面除去膠粘帶。然而，該現(xiàn)有的剝離型臨時標記物粘附性相對較差。根據(jù)路面的狀態(tài)，可能需要打底漆處理來增強粘附強度。但是，當進行了打底漆處理時，通常需要很大的力來除去粘合劑。這增加了清除工作的難度。
日本專利公開第08-113918號、第08-245253號和第07-268818號公開了包含粘結劑材料和可逆熱敏性顏料的可變色材料。可逆熱敏性顏料在高于特定溫度時是透明的，并在低于該特定溫度時產(chǎn)生顏色。因此，含有可逆熱敏性顏料的材料可以適用的情況是，在高于特定溫度時呈現(xiàn)第一種顏色(如冷藍色)，在低于特定溫度時它變成第二種顏色(如暖紅色)。但是，當溫度再次升高到高于特定溫度時，材料又變回第一種顏色。這種材料適于作為警告標語。例如，該材料可用于公路上，以便當環(huán)境降至低于特定溫度時，顯示標記如“小心冰凍”。當環(huán)境溫度上升到高于特定溫度時，材料恢復原始顏色，使標記不能被看見，直到后來溫度降低到低于特定溫度。這種材料也可以用作視覺溫度計，來確定環(huán)境溫度是否高于或低于特定變色溫度。
此外，含有不可逆變色熱敏性顏料的涂料通常不被用作臨時標記物，而是用作鑒別所經(jīng)受溫度的視覺溫度指示器。將涂料涂在物品表面上，然后用于確定是否受到過特定溫度或更高的溫度。當物品被置于特定溫度或更高的溫度環(huán)境中時，物品表面的涂料從第一種顏色變成第二種顏色。
因此，需要一種臨時標記物，它含有發(fā)生不可逆變色后使人們不能有效地看見臨時標記物的標記材料。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及用于表面的標記材料。該標記材料包含粘結劑材料和熱敏性顏料，并呈與所述表面的表面顏色不同的第一種顏色。但是，當加熱到至少約70℃的溫度時，標記材料從第一種顏色不可逆地變色成第二種顏色。第二種顏色產(chǎn)生的效果是人們不能有效地看見標記材料。這表示第二種顏色接近于涂有標記材料的表面的顏色。最好是第二種顏色與表面顏色基本相同。
本發(fā)明還涉及用于公路表面的公路標記物。公路標記物含有粘結劑材料和熱敏性顏料的混合物，并呈與公路的顏色不同的第一種顏色。但是，當加熱到至少約70℃的溫度時，公路標記物從第一種顏色不可逆地變色為第二種顏色，如上所述，人們不能有效地看見第二種顏色。最好是第二種顏色與公路顏色基本相同。
本發(fā)明還涉及標記物在表面上的使用方法，其中標記物含有粘結劑材料和熱敏性顏料。該方法包括在表面上提供標記物，這里標記物呈與表面顏色不同的第一種顏色。通過將標記物加熱到至少約70℃，標記物的顏色從第一種顏色不可逆地變色為第二種顏色，如上所述，這里，人們不能有效地看見第二種顏色。最好是第二種顏色與表面顏色基本相同。
標記材料、公路標記物和標記物從第一種顏色不可逆變色為第二種顏色產(chǎn)生的效果是人們不能有效地看見標記物。
發(fā)明詳述本發(fā)明包含用于臨時標記物的標記材料，它可以層的方式鋪于結構表面上。本發(fā)明的標記材料含有粘結劑材料和熱敏性顏料，其中熱敏性顏料當加熱時發(fā)生不可逆的變色。這里術語“不可逆地變色”或“不可逆的變色”定義為不能恢復原始顏色的顏色改變。
當應用于結構表面如公路表面時，本發(fā)明的臨時標記物保持第一種顏色，它與結構表面的顏色不同并有明顯對比。因為第一種顏色不同于結構表面的顏色，人們可以看見臨時標記物。例如，本發(fā)明的臨時標記物可以在筑路期間起到疏導交通的白色分界線的作用。在這種情況下，第一種顏色可以是白色，它與公路的暗顏色(如黑色或灰色)有明顯對比。
當不再需要臨時標記物時，臨時標記物可以加熱到特定的溫度或更高。這使臨時標記物的顏色從第一種顏色不可逆地改變?yōu)榈诙N顏色，這里第二種顏色產(chǎn)生的效果是人們不能有效地看見標記材料。這表示第二種顏色接近于施用所述標記材料的表面的顏色，并且最好是與結構表面的顏色基本相同。臨時標記物可以在預定的時間內(nèi)使用，然后僅僅通過加熱臨時標記物就可使它不被人們看見。
適宜的特定溫度的范圍是從約70℃到約500℃，特別適宜的特定溫度的范圍是從約100℃到約400℃。如果特定溫度低于約70℃，臨時標記物的顏色可能由于環(huán)境溫度高而過早改變。此外，如果特定溫度高于約500℃，通過加熱促使顏色改變所需的時間和勞動強度會變得很大。所希望的是當在適宜的特定溫度下，將臨時標記物加熱約一分鐘到約三十分鐘時，本發(fā)明的臨時標記物發(fā)生預期的顏色變化。
用于本發(fā)明的粘結劑材料攜持熱敏性顏料，并起到保持臨時標記物成層狀或膜狀的作用。適宜的粘結劑材料的例子包括常用透明粘結劑材料，例如環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、硅樹脂清漆、聚胺樹脂、聚異氰酸酯樹脂及其組合。該粘結劑材料可額外含有固化劑、固化促進劑、防沉降劑、紫外線吸收劑及其組合。熱敏性顏料并不需要均勻地分散在粘結劑材料中。有利的是熱敏性顏料只需要與粘結劑材料匹配，以防止在使用過程中熱敏性顏料從臨時標記物中沉降出來。
如前所述，當加熱到特定溫度時，熱敏性顏料發(fā)生不可逆的變色。在變色之后不管環(huán)境溫度如何變化，臨時標記物不會恢復到第一種顏色(即原始顏色)。適宜的熱敏性顏料的例子包括金屬氧化物顏料、堿式金屬碳酸鹽顏料、金屬磷酸鹽顏料、銨金屬鹽顏料、氨絡合物顏料、水合金屬鹽顏料(包括水合鹽和水合晶體)及其組合。特別適宜的熱敏性顏料的例子是水合晶體型顏料，包括水合金屬鹽中的水合晶體(水合晶體型熱敏性顏料)。水合晶體型熱敏性顏料是一種當被加熱時至少釋放出一部分熱敏性顏料所含有的結晶水、酸或堿的顏料。這引起第一種顏色到第二種顏色的顏色變化。適宜的水合晶體型熱敏性顏料的例子包括含有草酸鉍的顏料。草酸鉍通常是七水合晶體，在70℃或更高的溫度下，通過受熱脫水，晶體變成單水合物。
選擇熱敏性顏料的原則是第一種顏色與施用臨時標記物的預定結構表面的顏色看起來明顯不同，并且在加熱后的第二種顏色最好變成與預定結構表面的顏色(例如，暗色如黑色或灰色)基本相同。標記材料中也可引入其它非熱敏性顏料和染料來調整第二種顏色，使其與預定結構表面的顏色基本相同。
相對于約100重量份的粘結劑材料，適宜的熱敏性顏料的濃度范圍是從約10重量份到約500重量份，特別適宜的濃度范圍是從約50重量份到約300重量份。此濃度也可用重量百分數(shù)表示，并且這里所有濃度都用重量百分數(shù)表示，另有說明時除外。在本發(fā)明的標記材料中適宜的組分含量是，基于本發(fā)明的標記材料的所有成分的重量，粘結劑材料從約16％到約91％，熱敏性顏料從約9％到約84％。在本發(fā)明的標記材料中特別適宜的組分含量是，基于本發(fā)明的標記材料的所有成分的重量，粘結劑材料從約25％到約67％，熱敏性顏料從約33％到約75％。如果熱敏性顏料的組分含量低于約9％，臨時標記物的顏色變淡，這會降低臨時標記物的可見性。反之，如果熱敏性顏料的組分含量高于約84％，在使用期間熱敏性顏料可能會從臨時標記物中沉降出來。
除了上面提到的材料之外，本發(fā)明的標記材料也可以含有其它添加劑。例如，為了增強臨時標記物在夜間的可見性，本發(fā)明的標記材料可以含有折射率范圍從約1.5到約2.3的透明小球。適宜的透明小球的例子包括玻璃小球、陶瓷小球及其組合。透明小球可以在干燥之前撒在臨時標記物上，使透明小球在臨時標記物的表面形成小球層。另外，標記材料可包括聚集體，例如天然石料、人造石料、陶瓷及其組合，來增強臨時標記物的耐磨性。
本發(fā)明的臨時標記物可以是使用各種方法由本發(fā)明的標記材料形成的膜狀的層。例如，標記材料可以溶解或分散于揮發(fā)性溶劑中并在結構表面上涂一層。然后揮發(fā)性溶劑蒸發(fā)，臨時標記物作為干燥膜留在結構表面上。作為選擇，不使用揮發(fā)性溶劑，可以將標記材料分散在含有固化劑的載體中，也是將其在結構表面涂一層。然后可以固化溶液，在結構表面上留下臨時標記物。
臨時標記物也可以是由載體膜和在該膜上的標記材料層構成的疊層。臨時標記物可以用位于載體膜上的粘合劑固定在結構表面上。在使用期間(例如，在修筑工作完成之前)，粘合劑將臨時標志良好地結合在結構表面上以防脫落，并且最好與底漆結合使用。適宜的粘合劑的例子包括粘合樹脂，例如環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂及其組合；并且也可以含有固化劑和固化促進劑。
本發(fā)明的臨時標記物的適宜的厚度的例子，是從約50微米到約3,000微米。本發(fā)明的臨時標記物的最適宜的厚度的例子，是從約100微米到約2,000微米。厚度低于約50微米導致臨時標記物呈現(xiàn)的顏色可能變得很淡，這會降低臨時標記物的可見性。反之，大于約3,000微米的厚度一般會使臨時標記物成為過度粗糙的狀態(tài)。例如，在使用期間，駛過臨時標記物的車輛的接觸可能會損壞臨時標記物。
本發(fā)明的臨時標記物，由本發(fā)明的標記材料制成，可以用于各種用途。適當用途的例子包括臨時公路標記物，這種臨時分界線在筑路期間用于疏導交通。當用于公路表面時，臨時標記物呈第一種顏色，它不同于公路表面的顏色(例如，灰黑色)。臨時標記物的適宜的第一種顏色的例子包括白色、藍色和黃色。這種顏色通常與公路表面的黑或灰色產(chǎn)生視覺上的明顯對比。第一種顏色在筑路工作期間保持不變，從而為交通道提供臨時分界線。
當筑路完成時，將臨時標記物加熱到特定溫度或以上，使臨時標記物從第一種顏色不可逆地變色為第二種顏色，最好是第二種顏色與公路表面的顏色基本相同。當臨時標記物不可逆變色為第二種顏色時，難以在視覺上從周圍公路表面中區(qū)別出臨時標記物。因此，臨時標記物變成并保持人們不能有效地看見的狀態(tài)。
除了作為交通道的臨時分界線之外，臨時標記物可以構成用于公路表面的標記，例如字符或符號。例如，在筑路期間，臨時標記物可以為司機和旅客提供指導信息，如“繞行”和“小心”警示。當筑路完成后，如上所述，將該標記不可逆變色為與路面基本相同的顏色。
本發(fā)明的臨時標記物不需要常用的清除或重涂來使人們不能有效地看見。只需要將臨時標記物加熱到特定溫度或以上。這可以用各種方法實現(xiàn)，例如用噴燈。因此，這種工作的勞動強度降低，并且可以消除損壞公路表面的可能性(與常用標記材料的刮除有關)。
性能分析和品質鑒定步驟各種分析技術可用于鑒定本發(fā)明的標記材料和臨時標記物。這里采用如下的分析技術。
可見性測試由標記材料制成的標記物按照如下步驟進行在瀝青公路上用作臨時標記物的定性測試。每種標記材料用常用油漆滾筒涂在瀝青公路上，創(chuàng)建寬度為20厘米且長度為50厘米的白色標記線。在標記線形成后再讓它擱置兩星期。兩星期之后，標記物用噴燈在溫度為200℃到300℃下加熱5分鐘。
加熱之后進行定性測定，判斷從位于原先形成有標記物的公路上的汽車上是否可以看見原來的白線。在標記物形成后一個月，再進行一次相同的定性測定。
實施例本發(fā)明在下面的實施例中進行了更詳細的敘述。因為對于本領域技術人員來說，在本發(fā)明的范疇內(nèi)的許多改進和變化是顯而易見的，所以實施例只是示例性的。除非另有說明，在下述實施例中提到的所有份數(shù)、百分數(shù)和比率都是基于重量的，并且在實施例中使用的試劑都可以用常用技術合成。
實施例1實施例1是本發(fā)明的標記材料，是一種揮發(fā)性溶劑基涂料。表1提供了實施例1的標記材料的組分含量。將各組分混合，形成熱敏性顏料和硅樹脂清漆分散在甲乙酮溶劑中的溶液。熱敏性顏料來源于草酸鉍，認為它具有化學式Bi2(C2O4)3。
表1
對實施例1的標記材料進行加熱并依照如上所述的“可見性測試”進行定性測定。在涂到瀝青公路上之后，將實施例1的標記材料再在空氣中干燥五分鐘就形成實施例1的標記物。在加熱之后，實施例1的標記物變成黑色，與瀝青公路的顏色基本相同，并且從位于原先形成有實施例1的標記物的公路上的汽車上看不到原來的白線。依照可見性測試，在一個月的時間之后仍然不能有效地看見原來的白線。這說明實施例1的標記物能夠不可逆變色為與結構表面的顏色基本相似的顏色，并且長時間保持該顏色。
對照例1對照例1涉及熱塑性類型公路標記材料，是日本Kictec公司的商品。
表2
對對照例1的標記材料也進行加熱并依照如上所述的“可見性測試”進行定性測定。在涂到瀝青公路上之前，將對照例1的標記材料在200℃熔化。在涂上之后，再使對照例1的標記材料冷卻并固化就形成對照例1的白色標記物。
在加熱之后，對照例1的標記物的上表面的樹脂層由于碳化作用而變成黑色。因此，從位于原先形成有對照例1的標記物的公路上的汽車上看不到原來的白線。但是，對照例1的標記物中位于碳化樹脂層之下的部分保持白色。
在一個月之后，對照例1的標記物的碳化樹脂層被消除了，并且從位于原先形成有對照例1的標記物的公路上的汽車上很容易看到原來的白線。因此，對照例1的標記物的顏色不是不可逆的變色。與此相反，實施例1的標記物使人們不能有效地看見，并且長時間有效地保持使人們不能有效地看見。
盡管本發(fā)明參考優(yōu)選的實施例敘述，本領域技術人員應該認識到在形式上和細節(jié)上可以變化而不脫離本發(fā)明的精神和范疇。
權利要求
1.一種在具有表面顏色的表面上使用的標記材料，所述的標記材料包含一種粘結劑材料；和一種熱敏性性顏料；其中所述的標記材料呈與所述表面顏色不同的第一種顏色，并且當加熱到至少約70℃的溫度時，所述的標記材料從所述的第一種顏色不可逆地變色為第二種顏色，所述的第二種顏色足以使人們不能有效地看見所述的標記材料。
2.權利要求1所述的標記材料，其中所述的熱敏性顏料包含不可逆的熱敏性顏料。
3.權利要求2所述的標記材料，其中所述的熱敏性顏料選自金屬氫氧化物、堿性金屬碳酸鹽、金屬磷酸鹽、銨金屬鹽、氨絡合物、水合金屬鹽及其組合。
4.權利要求2所述的標記材料，其中所述的熱敏性顏料包含水合晶體型熱敏性顏料。
5.權利要求4所述的標記材料，其中所述的熱敏性顏料包含草酸鉍。
6.權利要求1所述的標記材料，其中所述的粘結劑材料選自環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、硅樹脂清漆、聚胺樹脂、聚異氰酸酯樹脂及其組合。
7.權利要求1所述的標記材料，進一步含有選自固化劑、固化促進劑、防沉降劑、紫外線吸收劑及其組合的物質。
8.權利要求1所述的標記材料，進一步含有選自非熱敏性顏料、玻璃小球、陶瓷小球、天然石料、人造石料、陶瓷、揮發(fā)性溶劑及其組合的物質。
9.權利要求1所述的標記材料，其中所述的標記材料發(fā)生不可逆變色的溫度低于或等于約500℃。
10.權利要求9所述的標記材料，其中所述的標記材料發(fā)生不可逆變色的溫度至少為約100℃并且低于或等于約400℃。
11.權利要求1所述的標記材料，其中所述的第一種顏色選自白色、藍色和黃色。
12.權利要求1所述的標記材料，其中所述的表面顏色選自灰色和黑色。
13.權利要求1所述的標記材料，其中所述的粘結劑材料占所述的標記材料重量的約16％到約91％，而所述的熱敏性顏料占所述的標記材料重量的約9％到約83％。
14.權利要求13所述的標記材料，其中所述的粘結劑材料占所述的標記材料重量的約25％到約67％，而所述的熱敏性顏料占所述的標記材料重量的約33％到約75％。
15.權利要求1所述的標記材料，其中所述的第二種顏色與所述的表面顏色基本相同。
16.一種在具有公路顏色的公路表面上使用的公路標記物，所述的公路標記物含有一種包含粘結劑材料和熱敏性顏料的混合物；其中所述的公路標記物呈與所述的公路顏色不同的第一種顏色，并且當加熱到至少約70℃的溫度時，所述的公路標記物從所述的第一種顏色不可逆地變色為第二種顏色，所述的第二種顏色足以使人們不能有效地看見所述的公路標記物。
17.權利要求16所述的公路標記物，其中所述的熱敏性顏料包含不可逆的熱敏性顏料。
18.權利要求17所述的公路標記物，其中所述的熱敏性顏料包含水合晶體型熱敏性顏料。
19.權利要求18所述的公路標記物，其中所述的熱敏性顏料包含草酸鉍。
20.權利要求16所述的公路標記物，其中所述的粘結劑材料選自環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、硅樹脂清漆、聚胺樹脂、聚異氰酸酯樹脂及其組合。
21.權利要求16所述的公路標記物，其中所述的標記材料發(fā)生不可逆變色的溫度至少為約100℃并且低于或等于約400℃。
22.權利要求16所述的公路標記物，其中所述的第一種顏色選自白色、藍色和黃色。
23.權利要求16所述的公路標記物，其中所述的公路顏色選自灰色和黑色。
24.權利要求16所述的公路標記物，其中所述的粘結劑材料占所述混合物重量的約16％到約91％，而所述的熱敏性顏料占所述混合物重量的約9％到約83％。
25.權利要求24所述的公路標記物，其中所述的粘結劑材料占所述混合物重量的約25％到約67％，而所述的熱敏性顏料占所述混合物重量的約33％到約75％。
26.權利要求16所述的公路標記物，其中所述的第二種顏色與所述的公路顏色基本相同。
27.一種在具有表面顏色的表面上使用標記物的方法，所述的方法包括在所述表面上提供標記物，其中所述的標記物含有粘結劑材料和熱敏性顏料，并且所述的標記物呈與所述的表面顏色不同的第一種顏色；通過將所述的標記物加熱到至少約70℃，使所述的標記物的顏色從所述的第一種顏色不可逆地變色為第二種顏色，其中所述的第二種顏色足以使人們不能有效地看見所述的標記物。
28.權利要求27所述的方法，其中所述的標記物被加熱到低于或等于約500℃的溫度。
29.權利要求28所述的方法，其中所述的標記物材料被加熱到至少約100℃并且低于或等于約400℃的溫度。
30.權利要求27所述的方法，其中對所述的標記物的加熱包括用噴燈加熱所述的標記物。
31.權利要求27所述的方法，其中所述的熱敏性顏料包含不可逆的熱敏性顏料。
32.權利要求31所述的方法，其中所述的熱敏性顏料包含水合晶體型熱敏性顏料。
33.權利要求32所述的方法，其中對所述的標記物的加熱使所述的水合晶體型熱敏性顏料的一部分解吸。
34.權利要求33所述的方法，其中所述的熱敏性顏料包含草酸鉍。
35.權利要求27所述的方法，其中所述的粘結劑材料選自環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、硅樹脂清漆、聚胺樹脂、聚異氰酸酯樹脂及其組合。
36.權利要求35所述的方法，進一步含有選自固化劑、固化促進劑、防沉降劑、紫外線吸收劑及其組合的物質。
37.權利要求27所述的方法，其中所述的第一種顏色選自白色、藍色和黃色。
38.權利要求27所述的方法，其中所述的表面顏色選自灰色和黑色。
39.權利要求27所述的方法，其中所述的第二種顏色與所述的表面顏色基本相同。
全文摘要
一種在表面上使用的表面標記材料，該標記材料包含粘結劑材料和熱敏性顏料。該標記材料呈與表面顏色不同的第一種顏色。當加熱到至少約70℃的溫度時，該標記材料發(fā)生不可逆變色，從第一種顏色變成第二種顏色。第二種顏色產(chǎn)生的效果是人們不能有效地看見該標記材料。還公開了一種標記物及其使用方法。
文檔編號C08K3/00GK1771302SQ200480009664
公開日2006年5月10日 申請日期2004年3月29日 優(yōu)先權日2003年4月11日
發(fā)明者長岡好之, 水船干也 申請人:3M創(chuàng)新有限公司