路面标记、反射元件以及制备微球的方法技术

本文描述了诸如路面标记之类的逆反射制品，其包括部分嵌入在粘结剂(如聚合物型)中的透明微球。文中还描述了微球(如玻璃-陶瓷)、制备微球的方法、以及玻璃材料组合物和玻璃-陶瓷材料组合物。所述微球一般包含镧系氧化物、二氧化钛(TiO2)和可任选的氧化锆(ZrO2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术整体涉及逆反射制品，包括逆反射路面标记、含微球的逆反射元件、制备微球的方法、微球以及玻璃和玻璃-陶瓷材料的组合物。
技术介绍
透明玻璃微球和玻璃-陶瓷微球(即小珠)被用作用于逆反射标牌、服饰和路面标记的光学元件。此类微球可通过例如熔融方法制备。所述熔融方法可包括使颗粒物形式的原料混合物熔融。可将熔融颗粒在例如空气或水中淬火，从而得到固体小珠。可任选地， 经淬火的颗粒可被粉碎成具有最终小珠所需的较小尺寸的颗粒。可将粉碎后的颗粒通过其温度足以使这些颗粒熔融并球化的火焰。对于许多原料组合物，这是约1500°C至约3000°C 的温度。作为另外一种选择，可将熔融的原料组合物连续倾注到高速空气射流中。当射流与液体流发生撞击时，形成熔滴。调节空气速度和熔体的粘度以便控制熔滴的尺寸。熔滴在例如空气或水中被快速淬火，从而得到固体小珠。通过这种熔融方法形成的小珠通常由基本完全无定形(即非晶态)的玻璃质材料构成，因此，所述小珠通常被称作“玻璃质的”、 “无定形的”小珠或微球，或简称为“玻璃”小珠或“玻璃”微球。包含微球的路面标记在例如美国专利No. 3，946，130 (Tung)和美国专利 No. 5，716，706 (Morris)中有所描述，其中所述微球由包含氧化镧和二氧化钛的组合物制备。
技术实现思路
在一个实施例中，描述了一种标记路面的方法，其包括设置路面和在该路面上施加路面标记。在一个示例性实施例中，路面标记包括微球，微球包含至少约45重量％的 TiO2、约0. 5重量％和约10重量％之间的Lei203、以及约0. 5重量％和约25重量％之间的包括选自氧化钡、氧化锶和氧化镁的至少两种碱土金属氧化物的组合。该实施例的一些优选实施方式包含约0. 5重量％和约10重量％之间的选自镧系元素氧化物的一种或多种金属氧化物，和/或约45重量％和约80重量％之间的Ti02。这些微球优选地为透明的并且优选地具有至少2. 3的折射率。在另一个示例性实施例中，微球包含至少约45重量％的TW2 ；约0. 5重量％和约 10重量％之间的选自镧系元素氧化物的一种或多种金属氧化物；以及约0. 5重量％和约30 重量％之间的氧化钡。该实施例的一些优选实施方式包含约0. 5重量％和约10重量％之间的选自镧系元素氧化物的一种或多种金属氧化物，和/或约45重量％和约80重量％之间的Ti02。这些微球优选地为透明的并且优选地具有至少2. 3的折射率。在另一个示例性实施例中，逆反射制品包含粘结剂和熔凝的透明微球，其具有玻璃-陶瓷结构，包括至少约45重量％的TW2 ；小于约10重量％的选自镧系元素氧化物的一种或多种金属氧化物；以及约0. 5重量％和约25重量％之间的包括选自氧化钡、氧化锶和氧化镁的至少两种碱土金属氧化物的组合。该实施例的一些优选实施方式包含约0. 5重量％和约10重量％之间的选自镧系元素氧化物的一种或多种金属氧化物，和/或约45重量％和约80重量％之间的TiO2。在另一个示例性实施例中，逆反射制品包含粘结剂和熔凝的透明微球，其具有玻璃-陶瓷结构，包括至少约45重量％的TW2 ；约0. 5重量％和约10重量％之间的选自镧系元素氧化物的一种或多种金属氧化物；以及约0. 5重量％和约30重量％之间的氧化钡。 该实施例的一些优选实施方式包含约0. 5重量％和约10重量％之间的选自镧系元素氧化物的一种或多种金属氧化物，和/或约45重量％和约80重量％之间的TiO2。在其他实施例中，描述了制造微球的方法。所述方法包括提供本文所述的起始组合物原料；用火焰温度低于2700°C的火焰使起始物熔融，从而形成熔滴；使熔滴冷却，从而形成淬火的熔凝微球；并且可任选地对淬火的熔凝微球进行加热。在其他实施例中，描述了逆反射制品(如玻璃-陶瓷)微球以及玻璃组合物和玻璃-陶瓷组合物。在至少一些包含微球的实施例中，所述微球的折射率可以为至少2. 20、至少 2. 30、或至少2. 40。所述微球可包含玻璃-陶瓷结构。所述微球可优选地为透明的。附图说明图1为示例性逆反射元件的剖视图。图2为示例性路面标记的透视图。图3为示例性路面标记带的剖视图。具体实施例方式本文描述了诸如路面标记之类的逆反射制品，其包括至少部分地嵌入在粘结剂 (如聚合物粘结剂)中的透明微球。文中还描述了微球(如玻璃-陶瓷)、制备微球的方法、 以及玻璃材料组合物和玻璃-陶瓷材料组合物。微球通常包含多种碱土金属氧化物、镧系氧化物(如La2O3)、二氧化钛(TiO2)、以及可任选的氧化锆(ZrO2)。此基础组合物在本文将被称作“ALT”。包含ALT基础组合物的小珠将被称作“ALT小珠”或“ALT微球”。术语“小珠”和“微球”可互换使用并且是指大体上为球形的颗粒。术语“实心”是指小珠为非中空的(即基本上不含空腔或空隙)。为了将其用作透镜元件，小珠优选地为球形并且优选地是实心(即非多孔的)的。实心小珠通常比空心小珠更耐久。实心小珠还可比空心小珠更有效地聚光，从而形成更强的逆反射性。本文所述的微球优选地为透明的。术语“透明的”是指当在光学显微镜(如在100 倍下)下观察时，小珠具有透射可见光线的性质，使得当将小珠和小珠之下的物体(例如与小珠具有相同属性的物体)均浸没在其折射率与小珠的折射率大致相同的油中时，可透过小珠清晰地看见小珠之下的物体。尽管所述的油的折射率应接近小珠的折射率，但它们的折射率不应接近到使小珠看起来似乎消失(这种现象在折射率完全匹配的情况下会发生) 的程度。小珠之下的物体的轮廓、周边或边缘可清晰辨别。端值内的所有数值范围的表述旨在包括归入该范围内的所有数字(即，1至10的范围包括例如1、1. 5,3. 33、和10)。本文所述类型的小珠尤其可用作逆反射制品中的透镜元件。根据本专利技术的透明小珠的折射率通常为至少2. 10。对于在水或湿润环境中的逆反射应用而言，所述小珠优选地具有至少2. 20、优选地至少2. 25、优选地至少2. 30、优选地至少2. 35以及优选地至少约 2. 40的折射率。尽管高折射率玻璃小珠已得到论证(例如见美国专利No. 3，493，403 (Tung))， 但是这些组合物包含大量二氧化钛。此外，此类小珠是使用可提供(据报导)超过 5000° F(2760°C)的熔融温度的等离子炬制备的。此外，此类小珠是由尺寸小于90微米的颗粒制备的。最后，此类透明的熔凝小珠是通过在水中快速淬火而形成的。尺寸小于90微米的颗粒在等离子炬中快速变热，并且其还以比更大的颗粒更快的速率淬火(这是由于热传递随着粒度的减少而加快)。因此，可使用等离子炬并采用水淬火进行加热和淬火而形成直径小于90微米的透明小珠的组合物通常不适于采用较低温度的熔融设备和空气淬火来制备尺寸较大的透明小珠。本专利技术的专利技术人曾关注经淬火的熔凝小珠的制备，其尺寸范围包括大于90微米的小珠。对于实用的低成本的制造工艺而言，需要使用这样的组合物，其能够利用可提供低于27600C (如，低于2700°C、低于2600°C、低于2500°C、低于2400°C、低于2300°C、低于 2200°C、低于2100°C、低于2000°C )的熔融温度的设备。另外，如果实心透明小珠可利用天然气与空气燃烧产生的火焰来形成则是尤其有利的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：肯顿·D·巴德，马修·H·弗雷，克雷格·W·林赛，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：