способ и устройство для нанесения горизонтальной маркировки на дороги или на другие транспортные поверхности

Формула изобретения

1. Способ нанесения горизонтальной маркировки на дороги или другие транспортные поверхности путем нанесения на поверхность водорастворимой дисперсионной краски и ее коагуляции, отличающийся тем, что коагуляцию проводят путем контакта водорастворимой дисперсионной краски с кислотой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяют дисперсионную краску, содержащую связующее, способное к коагуляции посредством кислоты.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что кислоту в виде водного раствора или в виде раствора в органическом растворителе, преимущественно в виде 10-30%-ного раствора, разбрызгивают на свеженанесенную дисперсионную краску.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что дисперсионную краску напыляют на поверхность дороги, а кислоту в виде водного раствора или в виде раствора в органическом растворителе, преимущественно в виде 10-30%-ного раствора, вбрызгивают в рассеянный туман, образуемый краской.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что к дисперсионной краске добавляют кислотный ангидрид, который образует с водой водной дисперсионной краски упомянутую кислоту.

6. Способ по пп. 1,2 или 5, отличающийся тем, что кислоту в форме твердых частиц, содержащих кислоту или ангидрид кислоты, рассыпают на нанесенную дисперсионную краску.

7. Способ по пп. 1,2 или 5, отличающийся тем, что дисперсионную краску напыляют на поверхность дороги, а кислоту в форме твердых частиц, содержащих кислоту или ангидрид кислоты, вбрызгивают в рассеянный туман, образуемый краской.

8. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что используют кислотосодержащие частицы, представляющие собой стеклянные перлы, покрытые тонким слоем твердой кислоты или ангидрида кислоты.

9. Способ по пп. 1-3, или 4, отличающийся тем, что в качестве кислоты применяют неорганические или органические кислоты, преимущественно лимонную кислоту, уксусную кислоту, соляную кислоту или серную кислоту.

10. Способ по пп. 5-7 или 8, отличающийся тем, что в качестве ангидридов кислоты применяют выбранный из группы, включающей: ангидриды неорганических кислот, например, пентоксид фосфора в твердой форме, ангидриды органических кислот в твердой форме или ангидриды органических кислот в жидкой форме, например ангидрид уксусной кислоты, растворенный в органическом растворителе или разбавленный водой.

11. Устройство для нанесения горизонтальной маркировки на дороги и другие транспортные поверхности, содержащее маркирующий автомобиль, на котором смонтирован по меньшей мере один пистолет-краскораспылитель, отличающееся тем, что оно снабжено установленным на маркирующем автомобиле по меньшей мере одним устройством для разбрызгивания кислоты на нанесенную распылением массу краски или для впрыскивания ее в струю краски, выходящую из пистолета-краскораспылителя, причем краска представляет собой водорастворимую дисперсионную краску, содержащую связующее, способное к коагуляции при контакте с кислотой.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что оно снабжено установленными на маркирующем автомобиле раздаточным устройством для профильных частиц и разбрасывателем шариков, имеет два пистолета-краскораспылителя и два устройства для разбрызгивания кислоты, при этом за первым пистолетом-краскораспылителем расположены последовательно раздаточное устройство для профильных частиц, первое устройство для разбрызгивания кислоты на свежую нанесенную распылением дисперсионную краску, второй пистолет-распыливатель, разбрасыватель шариков и второе устройство для разбрызгивания кислоты.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для нанесения горизонтальной маркировки на дороги или на другие транспортные поверхности с использованием водорастворимых дисперсных красок. Горизонтальная маркировка, в частности ограничительные и направляющие линии, а также линия предупреждения, наносятся в общем и целом с помощью маркирующего автомобиля, который оборудован пистолетом-распылителем для нанесения маркирующей краски методом напыления и в данном случае разбрасывателями перлов для нанесения отражающих перлов, как например, описано в патенте ЕР-В-0280102.

Общеизвестны маркирующие краски с растворителями, применение которых, однако, в последнее время все больше ограничено по причине охраны окружающей среды. Далее, известны водорастворимые дисперсные краски, которые наносят меньше вреда окружающей среде.

Но оба типа маркировочных красок имеют своим общим недостатком довольно длительное время высыхания, которое составляет в общем и целом 10-30 мин. При времени высыхания, равном, к примеру, 20 мин, и скорости нанесения маркировки, равной 6 км/ч, возникает необходимость перекрывать за местом проведения работ участок дороги приблизительно в два километра, что приводит к значительным затруднениям в движении и транспортным пробкам. Затем при неблагоприятных погодных условиях и опасности дождя работы по нанесению маркировки должны быть прерваны, для того чтобы избежать возможного размывания краски, которая еще не стала водостойкой.

Патент ЕР-А-200249 описывает способ, согласно которому водная дисперсионная краска высыхает в течение 15 мин, а в отдельных случаях в течение 6 мин после нанесения путем добавления водорастворимой краски, например, хлорида натрия, хлорида кальция или чего-либо аналогичного. Количество соли составляет приблизительно 15-25 г на квадратный метр окрашенной поверхности.

Патент ЕР-А-409459 описывает дисперсионные краски, способные к коагуляции в присутствии кислоты, которые содержат, в частности, анионную стабилизированную полимерную эмульсию и полифункциональный аминополимер и которые стабилизированы за счет летучей основы в щелочной области. После нанесения основание улетучивается, так что значение pH уменьшается, а краска затвердевает после того, как было превышено значение pH коагуляции. Время сушки составляет 10-20 мин или больше, в зависимости от температуры и степени влажности воздуха, которые влияют на улетучивание основания.

Целью настоящего изобретения является создание способа и устройства, которые позволяют производить работы по маркировке с более коротким временем сушки краски, которое не зависит от погодных условий и позволяет, таким образом, производить работы даже при неблагоприятных погодных условиях, независимо от влажности воздуха и температуры, а также практически, не перекрывая дорогу.

Эта задача решается в части способа с помощью признаков, указанных в отличительной части основного пункта 1 формулы изобретения, а в части устройства - с помощью признаков, указанных в пункте 9 формулы изобретения.

Нанесение краски и кислоты осуществляется хорошо известными методами, предпочтительно с помощью напыления.

В результате использования мероприятий согласно изобретению можно сократить время сушки и, тем самым, - в техническом смысле - вероятность повреждения краски при переезде ее, приблизительно на одну - две минуту или еще меньше, в зависимости от толщины слоя и способа нанесения, и тем самым на какую-то долю времени, необходимого для сушки.

Целесообразные формы исполнения изобретения вытекают из независимых пунктов 2-8 и 10.

Более подробно изобретение поясняется на чертежах с помощью примеров исполнения. Они представляют: фиг. 1 - первый пример лишь обозначенного автомобиля для нанесения маркировки с пистолетом-распылителем для нанесения краски разбрасывателем отражающих перлов и соплом для нанесения кислоты на саму маркировку; фиг. 2 - второй пример, согласно которому кислота набрызгивается непосредственно со струей краски; фиг. 3 - третий пример, согласно которому разбрасыватель отражающих перлов, которые предварительно были обработаны кислотой, рассеивает их внутри струи краски; фиг. 4 - четвертый пример, согласно которому оборудование, представленное на фиг. 1 и установленное на автомобиле для маркировочных работ, дополнено еще и другим оборудованием.

В табл. 1 и 2 приведены результаты сравнительных испытаний.

Согласно первой форме исполнения способа согласно изобретению, который осуществляется с помощью автомобиля для нанесения маркировки по фиг. 1, продвигающегося вперед в направлении стрелки, нанесенный свежий слой краски обрызгивается вскоре после нанесения водным раствором кислоты. Для этой цели на маркирующем автомобиле 1 смонтированы обычный пистолет-краскораспылитель 2, который наносит струю 3 краски на проезжую часть S, за ним рассеиватель 6 перлов, который посыпает отражающими перлами 7 свежую маркировку, и дальше установлено сопло 4 для набрызгивания кислоты 5 на свеженанесенную маркировочную краску.

При второй форме исполнения, которая представлена на фиг.2, раствор кислоты наносится одновременно с краской, в этом варианте в туман, образованный распыленной краской 3, которая поступает из пистолета-краскораспылителя 2, поступает кислота 5 из распылительного сопла 4, смонтированного позади пистолета-пульверизатора 2. Благодаря этому достигается гомогенное распределение кислоты в слое краски и гомогенная коагуляция, то есть упрочнение краски. После этого распылитель 6 наносит отражающие перлы 7 на свежую маркировку.

В соответствии с третьей формой исполнения используется кислота в форме кислотосодержащего порошка или кислотосодержащего материала в виде частиц. Для этого, например, твердую кислоту смешивают при измельчении с различными имеющимися в продаже наполнителями (например, силикатами, сульфатами, оксидами металлов) до получения желаемого размера зерен и определенных количеств.

В соответствии с предпочтительной формой исполнения кислотосодержащий материал получается следующим образом.

Водорастворимую кислоту растворяют в воде, в раствор добавляют отражающие перлы в форме стеклянных перлов, добавляют при необходимости обычные наполнители и/или связующие, фильтруют и оставляют для высыхания. Таким образом стеклянные перлы покрываются кислотой. Покрытие может быть нанесено также на другие, так называемые профильные частицы, которые также могут применяться; это комбинированное нанесение краски и стеклянных перлов или других частиц осуществляется так же, как это, например, описано в патенте ЕР-0280102. При этом стеклянные перлы служат, с одной стороны, для быстрой сушки краски при нанесении, а затем в виде отражающих тел на дорожной маркировке. Весь рабочий процесс может быть выполнен за один проход обрабатываемого участка, и мобильная ремонтная площадка будет после этого перемещена.

Упомянутая выше форма исполнения способа может быть исполнена с помощью маркирующего автомобиля 1 в соответствии с фиг.3: согласно этому способу, напыление осуществляют с помощью пистолета-краскораспылителя 2 в виде струи 3 краски на поверхность S дороги, а посредством разбрасывателя 8 в струю 3 краски, выходящую из пистолета-краскораспределителя 2, подают стеклянные перлы 9, которые до этого, как описано выше, были обработаны кислотой 5. Вместо обработанных, отражающих перлов в струю 3 краски могут быть всыпаны и другие частицы, обработанные также кислотой, в частности профильные частицы. В соответствии с вариантом способа отражающие перлы, обработанные кислотой, или другие частицы могут быть рассеяны по свежевыполненной маркировке. Также и в примере в табл. 1 предусмотрен еще один задний рассеиватель 6 перлов для рассыпания нормальных отражающих перлов 7.

К известному, описанному в патенте ЕР-В-0280102 способу можно отнести новый способ по изобретению, например, с маркировочным автомобилем по фиг. 4.

На маркировочном автомобиле 1 на небольшом расстоянии друг от друга последовательно смонтированы пистолет-краскораспределитель 2, раздаточное устройство 10 для частиц, сопло 4, второй пистолет-краскораспылитель 12, разбрасыватель 6 перлов и второе сопло 13. Пистолет-краскораспределитель 2 наносят струю 3 краски на поверхность S проезжей части, затем раздаточное устройство 10 частиц наносит профильные частицы 11 на маркировку; вслед за этим на свежую маркировку краской из сопла 4 набрызгивается кислота 5, затем профильные частицы покрываются краской струи 3, выходящей из второго пистолета-краскораспылителя 12, а после этого с помощью разбрысывателя 6 наносятся нормальные отражающие перлы 7, которые, в частности прилипают на профильных возвышениях краски, образованных профильными частицами 11, и в заключении, для быстрой сушки последнего нанесенного слоя краски на маркировку еще раз набрызгивается кислота 5 из сопла 13.

Способ, согласно изобретению, может осуществляться с помощью имеющихся в продаже водорастворимых, коагулируемых кислотой дисперсионных красок. Подходит ли для данного способа определенная дисперсия, можно легко проверить; дисперсия медленно по каплям смешивается с кислотой; если после добавления дисперсия очень быстро коагулирует, то она пригодна. Многочисленные растворимые в воде дисперсии, коагулируемые с помощью кислоты, и соответственно эмульсии, которые могут использоваться согласно настоящему способу, описаны в патенте ЕР-А-0409459. Значение pH составов устанавливается с помощью известных оснований, таких как раствор едкого натра, аммиак и первичные - третичные органические аминооснования, равным pH 8-10. В противоположность патенту EH-A-0409459, однако в соответствии с настоящим изобретением нет необходимости в использовании летучих оснований. Затвердевание (коагуляция) происходит в общем и целом при переходе в состояние, соответствующее слегка кислоту значению pH.

Большинство имеющихся в продаже органических и неорганических, летучих или нелетучих кислот в соответствии с настоящим способом могут применяться в форме водного или, если можно, органического раствора, например, ацетон. В качестве примера можно назвать соляную кислоту, серную кислоту, фосфорную кислоту, азотную кислоту, уксусную кислоту и лимонную кислоту.

Вместо кислот могут применяться также ангидриды кислот, которые при контакте с водой водной дисперсионной краски реагируют как кислота. Использование соответствующих кислотных ангидридов неорганических кислот, например, пятиокись фосфора в твердой форме, или соответствующих кислотных ангидридов органических кислот, в твердой или жидкой форме, как например, ангидрид уксусной кислоты, растворенный в воде или в органическом растворителе, таком как ацетон, привели также к хорошим результатам. При использовании твердых кислотных ангидридов они применяются преимущественно в форме порошка или в струе краски, выходящей из пистолета-краскораспылителя, которая распыляется и наносится на свежую маркировку, выполненную краской, или же используется для нанесения отражающих перлов или профильных частичек.

Водный раствор уксусной кислоты и лимонная кислота обнаружили особые преимущества, так как уксусная кислота является летучей, не наносит вреда окружающей среде и является недорогим продуктом, а лимонная кислота не имеет запаха.

В общем и целом в случае слабых кислот, таких как лимонная кислота и уксусная кислота, применяется 10-30-процентный, преимущественно, 20-процентный водный раствор кислоты, в случае более сильных кислот, таких как соляная или серная кислота - 5-15-процентный, предпочтительно, 10-процентный раствор. В противоположность способам, в которых затвердевание краски происходит путем добавления солей, необходимые количества кислот - много меньше. В зависимости от вида и состава используемых дисперсионных красок, кислоты и концентрации кислоты, а также в зависимости от способа нанесения добавление разбавленной кислоты к 0,6 - 2 мас.% нанесенного количества дисперсионной краски дало хорошие результаты; в большинстве случаев достаточно было приблизительно одного весового процента.

Многочисленные опыты были проведены, в частности с составами краски, которые кроме обычных компонентов содержали прежде всего наполнители и цветовые пигменты, а в качестве связующих средств - три нижеследующих, имеющихся в продаже дисперсии: Johncryll -джонкрилл (товарный знак), продажу осуществляет фирма ДЖОНСОН; Luhydran - лугидран (товарный знак), продажа осуществляется фирмой БАСФ; Primal - примал (товарный знак), продажа осуществляется фирмой РОМ УНД ХААЗ.

В качестве кислот испытанию были подвергнуты: лимонная кислота, уксусная кислота, соляная кислота и серная кислота.

Табл. 1 и 2 показывают результаты испытаний трех указанных в разделе 1 составов, причем один раз работа проводилась при толщине слоя краски, равной приблизительно 1000 мкм (табл. 1), а другой раз - при толщине, равной 400 мкм (табл. 2). Результаты испытаний относятся, с одной стороны, к лабораторным испытаниям, при которых слой краски наносился на необладающую поглощающей способностью подложку в форме стеклянной пластины, а с другой стороны - к практическим опытам, при которых указанные дисперсии краски наносились на обычное битумное дорожное покрытие. При лабораторных испытаниях дисперсии краски применялись, как было указано, с содержанием воды, равным 45%, 27% или 18%, во время испытаний на дороге - с содержанием воды, равным 18%. Результаты лабораторных испытаний, полученные при указанных в разделе 2 и соответственно разделе 3 значениях температуры и влажности воздуха, приведены в столбцах 4, 5, 6 и 7, причем соответственно три параметра минут, отделенные знаком "/", которые относятся к упомянутому содержанию воды, равному 45%, 27% или соответственно 18%, указаны, таким образом, в последовательности убывающего содержания воды.

Значение pH использованных составов с помощью названных оснований было установлено равным 9-10. Результаты, полученные с помощью различных кислот, были практически идентичными и поэтому подробно не приводятся. Указанные данные в случае испытаний с толщиной слоя краски, равной 1000 мкм (табл. 1), относятся к 30-процентному водному раствору лимонной кислоты, а с толщиной слоя краски, равной 400 мкм (табл. 2), - к 20-процентной уксусной кислоте. Замерялось соответственно время, по истечении которого краска была высохшей или же стала водостойкой, как это указано в столбцах 4-9 таблицы и как это будет пояснено далее.

Лабораторные испытания проводились в климатической камере, где отсутствовало движение воздуха. Дисперсионная краска наносилась с помощью вытянутого наконечника на стеклянную пластину слоем, имеющим определенную толщину. Сразу же после этого тонкий пленочный слой краски обрызгивался раствором кислоты, а после этого наносилось столько кислоты, пока не происходил процесс коагуляции краски. Степень высыхания определялась с помощью "нормального ощупывания" поверхности, то есть путем наложения большого пальца руки и его легкого вращения по поверхности. Если слой краски при этом не повреждался, то краска считалась высохшей, и движение по ней становилось уже возможным. После того как было установлено, что краска высохла, слой краски погружался в проточную воду на 15 с; если он в этих условиях не смывался, то он считался водостойким.

Во время проведения испытаний на дороге маркировочные линии наносились обычным пистолетом-краскораспылителем. В случае, когда толщина слоя краски составляла 1000 мкм (табл. 1), раствор кислоты подавался из маркирующего автомобиля в соответствии с фиг.2 непосредственно в струю краски, выходящую из пистолета-краскораспылителя. В случае, когда толщина слоя краски составляла 400 мкм (табл. 2), раствор кислоты наносился из маркирующего автомобиля, согласно фиг.1, на свежую маркировку сразу же после нанесения краски. Время высыхания определялось следующим образом: по проложенной краской маркировочной линии проезжал легковой автомобиль. Краска считалась высохшей, если на автомобильных шинах не оставалось следов краски или если на слое краски не оставалось следов автомобильных шин. Маркировка краской считалась водостойкой, если она не растворялась после пребывания в течение 10 с под потоком текущей воды.

При проведении дорожных испытаний при всех температурах и всех значениях влажности воздуха имели место в пределах определенных погрешностей приблизительно те же указанные короткие отрезки времени, а именно, при толщине слоя краски, равной 1000 мкм - время сушки, равное 2 мин или меньше, и время наступления "состояния водостойкости", равное 3 мин или меньше. В случае толщины слоя краски, равной 400 мкм (табл. 2), время высыхания составляло 3/4 мин или меньше, время наступления "состояния водостойкости" составляло 1,5 мин или меньше. Также и при других температурах и других значениях влажности воздуха, как указано на фиг.6, указанные значения времени сушки изменились лишь незначительно.

Использованное количество водяного раствора кислоты составило около 1 весового процента нанесенного количества краски.

Табл. 1 и 2 показывают, что время высыхания при использовании кислоты становится в несколько раз короче, чем при обычном высыхании без использования кислоты. Далее, оказалось, что время высыхания в условиях улицы, то есть при практически всегда присутствующем движении воздуха на обычной, обладающей более или менее значительной способностью всасывания, битумной поверхности, значительно короче, чем время высыхания, полученное на стеклянной пластине в климатической камере, где отсутствовало движение воздуха. Как и следовало ожидать, время высыхания при одинаковой технологии нанесения, но при меньшей толщине слоя краски будет короче, чем при большей толщине слоя краски. Время высыхания значительно уменьшается с уменьшением содержания воды в краске. И наконец, таблицы показывают, что время высыхания и время затвердевания без добавления кислоты в значительной степени зависят от влажности воздуха и от температуры, и наоборот, при добавлении кислоты они совершенно не зависят от температуры и влажности воздуха.

Как оказалось, способ может быть реализован во всех вышеназванных формах исполнения, если толщина нанесенного слоя краски составляет менее 350 - 450 мкм. При более толстых слоях рекомендуется наносить кислоту не только на поверхность уже нанесенной краски, так как иначе имеется риск образования прочной корки на поверхности, под которой краска останется жидкой, но и наносить кислоту или кислотосодержащий материал вместе с краской, например, в форме набрызгиваемого тумана.

На практике может все происходить таким образом, что сначала краска и в данном случае стеклянные перлы будут наноситься обычным маркирующим автомобилем, а напыление кислоты будет осуществляться из автомобиля, обеспечивающего безопасность, который будет следовать непосредственно за маркирующим автомобилем, такие автомобили обычно применяются на передвижных ремонтных участках, они же перевозят предупреждающие таблички и указатели, предназначенные для движущегося автотранспорта.

Таким образом, изобретение дает возможность использовать дешевый метод быстрого достижения состояния, когда транспорт уже может двигаться по маркировке, нанесенной на дорогу. Этот метод может использоваться на любом передвижном ремонтном участке, на стоянках для автомобилей, на подиумах в аэропортах и т.д., а в общем и целом на каждом строительном участке, будь он расположен высоко или низко, там, где работы надо провести очень быстро. Следует обратить внимание также на то, что этот метод отвечает условиям охраны окружающей среды, так как коагуляция происходит уже при слабокислом значении pH, а нанесенная кислота нейтрализуется, и практически на дорогу и в окружающую среду не попадает никакая кислота. А если, к тому же, применяется нелетучая кислота, как, например, лимонная кислота, то этот метод не дает абсолютно никакого запаха.

Способ по изобретению может применяться описанным образом применительно ко всем водным составам краски, в основе которых лежит кислотокоагулируемое связующее.