用于跑道應(yīng)用的防滑高回歸反射率預(yù)成型熱塑性復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)跑道上相對(duì)大的區(qū)域中的基于醇酸樹(shù)脂或烴樹(shù)脂的預(yù)制熱塑性機(jī)場(chǎng)跑道標(biāo)識(shí)，其中所述基于醇酸樹(shù)脂或烴樹(shù)脂的復(fù)合材料包括以0.2至3重量%范圍之內(nèi)的量摻入到所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料中的官能化蠟，從而使所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料以熔融狀態(tài)存在，其粘度范圍在35,000至85,000厘泊之間，并且其中頂表面為存在于所述頂表面上的表面標(biāo)記材料以及折射率為1.9的回歸反射性玻璃珠提供區(qū)域，使得當(dāng)所述珠子被懸浮在所述處于熔融狀態(tài)的基于樹(shù)脂的復(fù)合材料中以及被施用在其表面上時(shí)，所述珠子不沉入所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料中，從而允許并維持約1000毫燭光/m2/lux（mcd）的總回歸反射率（retroreflectivity）。
【專利說(shuō)明】用于跑道應(yīng)用的防滑高回歸反射率預(yù)成型熱塑性復(fù)合材料
[0001]優(yōu)先權(quán)
[0002]本申請(qǐng)從2007年4月2日提交的產(chǎn)生了授權(quán)美國(guó)專利號(hào)7，744，306的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?1/732,056獲得了 35USC120下的優(yōu)先權(quán)。此外，美國(guó)專利號(hào)7，744，306的全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考并入本文。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及預(yù)成型熱塑性表面引導(dǎo)標(biāo)記，其被應(yīng)用于跑道和飛機(jī)滑行道以向飛機(jī)和飛機(jī)支持操作人員傳遞信息。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明包括高回歸反射率和防滑性質(zhì)的附加特點(diǎn)，并同時(shí)維持必需的粘合特征以確保所述標(biāo)記正確地粘附于跑道和飛機(jī)滑行道表面。
[0004]發(fā)明背景
[0005]機(jī)場(chǎng)道面(pavement)標(biāo)記和符號(hào)為飛行員提供了在起飛、著陸和滑行期間有用的信息。機(jī)場(chǎng)標(biāo)記一般被分成四類:跑道標(biāo)記，飛機(jī)滑行道標(biāo)記，等待位置標(biāo)記和其他標(biāo)記。用于跑道的標(biāo)記是白色的。用于飛機(jī)滑行道、不打算被飛機(jī)使用的區(qū)域(關(guān)閉和危險(xiǎn)區(qū)域)、等待位置(即使它們?cè)谂艿郎?的標(biāo)記是黃色的。用于直升機(jī)場(chǎng)的標(biāo)記是白色的，例外的是醫(yī)療直升機(jī)區(qū)域是白色并帶有紅十字的。
[0006]目前，許多跑道和飛機(jī)滑行道信息被漆在混凝土或浙青上。取決于使用量、使用它的飛機(jī)通行量和/或環(huán)境條件的嚴(yán)酷性，這種漆可能維持幾周或幾個(gè)月。
[0007]已發(fā)現(xiàn)，在不同機(jī)場(chǎng)之間機(jī)場(chǎng)標(biāo)記和符號(hào)的一致性增加安全性并提高效率。FAA標(biāo)準(zhǔn)AC150/5340-1 “用于機(jī)場(chǎng)標(biāo)記的標(biāo)準(zhǔn)”和AC150/5340-18 “用于機(jī)場(chǎng)符號(hào)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)”兩者是定義了機(jī)場(chǎng)標(biāo)記和標(biāo)識(shí)的最低要求的參考文獻(xiàn)。漆涂標(biāo)記的無(wú)維護(hù)可能使標(biāo)記變差到使待傳遞的信息令人困惑或難以辨認(rèn)的程度。
[0008]跑道標(biāo)記還可以分成下列組:視覺(jué)跑道標(biāo)記，非精密儀降標(biāo)記和精密儀降標(biāo)記。對(duì)于超過(guò)4000英尺的跑道長(zhǎng)度和用于國(guó)際商業(yè)運(yùn)輸?shù)呐艿?，還要求附加標(biāo)記。
[0009]漆涂表面的維護(hù)要求在表面在被制備、涂漆時(shí)和固化時(shí)間內(nèi)將跑道和飛機(jī)滑行道關(guān)閉。特定跑道的維護(hù)可能影響相鄰或相交道面的等待和飛機(jī)滑行道。相鄰或相交道面的道面警示必須改變以指示等待區(qū)域和跑道入口的變化，以避免與其他飛機(jī)的地面碰撞。
[0010]目前，許多機(jī)場(chǎng)調(diào)撥預(yù)算用于漆涂警示、識(shí)別和指向性標(biāo)記。取決于飛機(jī)通行容量和流量，跑道表面的漆涂約每三周輪流進(jìn)行。盡管跑道表面的漆涂相對(duì)快，但在進(jìn)行涂漆和干燥時(shí)跑道交通需要變更到其他跑道，造成航班延遲。由于全職涂漆人員在跑道之間連續(xù)輪番工作，因此它也是昂貴的。
[0011]在橫跨美國(guó)和世界的繁忙機(jī)場(chǎng)，地面安全仍然是難題。飛機(jī)在繁忙機(jī)場(chǎng)中和周圍沿著航站門與跑道之間的飛機(jī)滑行道的移動(dòng)，帶來(lái)大量跑道侵入的機(jī)會(huì)，尤其是當(dāng)能見(jiàn)度不良時(shí)。跑道侵入是飛機(jī)在活動(dòng)跑道沒(méi)有清空的情況下從相鄰坡道或飛機(jī)滑行道進(jìn)入，對(duì)其來(lái)說(shuō)存在與著陸或出港飛機(jī)碰撞的大量風(fēng)險(xiǎn)。侵入通常是由能見(jiàn)度不良造成的飛行員方向迷失的不利結(jié)果。
[0012]最近,在2006年8月26日，Comair5191航班在Lexington的Kentucky機(jī)場(chǎng)的跑道終點(diǎn)后約半英里處撞毀，機(jī)上50人中49人死亡。飛機(jī)在26號(hào)跑道而不是指派的22號(hào)跑道起飛。它是清晨航班，當(dāng)時(shí)陰有小雨。NTSB調(diào)查組正將其調(diào)查聚焦于Lexington機(jī)場(chǎng)的最新建筑工程，飛機(jī)滑行道和跑道的照明和標(biāo)記。
[0013]這不包括諸如由交通工具操作人員弄錯(cuò)飛機(jī)滑行道造成的飛機(jī)滑行道碰撞或僥幸免撞的事故。即使不造成地面碰撞，跑道侵入和其他飛機(jī)滑行道事故仍可以造成麻煩和開(kāi)支。為了使飛機(jī)返回到它所偏離的路徑需要相當(dāng)大的時(shí)間和燃料代價(jià)并危害涉及到的所有方的安全。
[0014]除了需要跑道標(biāo)識(shí)相對(duì)簡(jiǎn)單且施用快速，并且表現(xiàn)出優(yōu)越的磨損特性以及允許延遲的干預(yù)性定期保養(yǎng)，從而協(xié)助降低維護(hù)成本、減少由跑道變更造成的航班延誤和混亂之夕卜，標(biāo)識(shí)還應(yīng)該是高回射和防滑的。
[0015]具體來(lái)說(shuō)，對(duì)高回歸反射率夜間可見(jiàn)性的要求已增加至接近或約1000毫燭光/m2/lux (mcd)，并且這種高回歸反射率要求玻璃珠必須保留在標(biāo)識(shí)的頂表面處或附近，以確保在安裝期間和之后維持所述回歸反射率。為了產(chǎn)生正確的組合物，需要作為本公開(kāi)的一種實(shí)施方式的基于醇酸樹(shù)脂的預(yù)成型熱塑性復(fù)合材料的特定組合物。
[0016]相關(guān)技術(shù)描述
[0017]Greer等的美國(guó)專利號(hào)7744306通過(guò)參考并入本文，并且描述了一種應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)跑道上相對(duì)大的區(qū)域中的基于醇酸樹(shù)脂的預(yù)制熱塑性機(jī)場(chǎng)跑道標(biāo)識(shí)。所述預(yù)制預(yù)成型熱塑性標(biāo)識(shí)作為連續(xù)片材形成并纏繞在卷帶軸上。跑道表面使用室溫粘度在l-300cps范圍內(nèi)的雙組分底漆來(lái)制備，并將預(yù)成型熱塑性標(biāo)識(shí)從卷帶軸展開(kāi)并放置在跑道表面上。
[0018]Carr等的并且未受讓的美國(guó)專利號(hào)7，175，362描述了一種跑道/飛機(jī)滑行道系統(tǒng)，其包含牢固地安裝到錨上的合成覆蓋物，所述錨靠著跑道/飛機(jī)滑行道放置但不附連于跑道/飛機(jī)滑行道，使得所述覆蓋物的邊緣與跑道/飛機(jī)滑行道的邊緣相鄰，并將延滯生長(zhǎng)的底座在合成覆蓋物的下方并沿著所述錨的第二側(cè)面放置，使所述底座保持所述錨緊靠跑道/飛機(jī)滑行道。
[0019]Munson、WilliamD的并且未受讓的美國(guó)專利號(hào)5，288，163描述了一種用于識(shí)別機(jī)場(chǎng)飛機(jī)滑行道和飛機(jī)滑行道交叉口的方法，所述方法包括用識(shí)別第一飛機(jī)滑行道的一長(zhǎng)排連續(xù)的第一標(biāo)記來(lái)標(biāo)記第一飛機(jī)滑行道，并用識(shí)別與跑道或第二飛機(jī)滑行道的交叉口的一長(zhǎng)排連續(xù)的第二標(biāo)記在交叉口前方至少100英尺處開(kāi)始標(biāo)記第一飛機(jī)滑行道。第二標(biāo)記之間的間隔隨著與交叉口的接近而減小。用一排第二標(biāo)記沿著第一飛機(jī)滑行道與第二飛機(jī)滑行道的跑道之間待穿越的路線來(lái)標(biāo)記交叉口，并在所述交叉口之后用一排第二標(biāo)記來(lái)標(biāo)記跑道或第二飛機(jī)滑行道。第二標(biāo)記之間的間隔隨著與交叉口的接近而增加，并且所述一排第二標(biāo)記基本上沿著跑道或第二飛機(jī)滑行道的中心線延伸。
[0020]Hong等的并且未受讓的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?003/0070579A1 (被放棄)描述了一種道面標(biāo)記結(jié)構(gòu)，其包含具有頂表面和底表面的柔性層。柔性層的頂表面適合于車輛和行人通行，其中所述柔性層包含至少一種熱塑性彈性體、至少一種樹(shù)脂和蠟。所述樹(shù)脂在從熔融狀態(tài)冷卻后基本上與熱塑性彈性體混溶，并且與所述柔性層的底表面相鄰的下方膠粘層適合于將柔性層粘附于道面表面。
[0021]Rogers、Barry Heith的并且未受讓的WIPO公布號(hào)W09828372A1描述了一種標(biāo)記組合物，其包含粘合劑組分和包含基本上為反射性的材料薄片或碎片的反射組分。[0022]Fikute 等的并且受讓于Port&Harbour Res Inst Ministry of Transport 的日本公布號(hào)JP11209909A2描述了一種用于鋪設(shè)機(jī)場(chǎng)的鋪面結(jié)構(gòu)及其構(gòu)造方法，其具有出色的抗扭性能，并且免除了接合部的提供和執(zhí)行時(shí)的加熱。鋪設(shè)室溫浙青混合物，所述混合物包括集料、與所述集料混合的處于體積通過(guò)鼓泡而增加的狀態(tài)下的浙青乳液和液壓坐封的無(wú)機(jī)材料，并在鋪設(shè)后，將熱塑性高分子聚合物供應(yīng)到室溫浙青混合物上并滾壓，以形成與鋪設(shè)的室溫浙青混合物成為一體的表面層。因此，可以提供以這種方式構(gòu)造的用于鋪設(shè)機(jī)場(chǎng)的鋪面結(jié)構(gòu)。
[0023]發(fā)明簡(jiǎn)述
[0024]具體來(lái)說(shuō)，對(duì)高回歸反射率夜間可見(jiàn)性的要求已增加至接近或約1000毫燭光/m2/lux (mcd)，并且這種高回歸反射率要求玻璃珠必須保留在標(biāo)識(shí)的頂表面處或附近，以確保在安裝期間和之后維持所述回歸反射率。為了產(chǎn)生正確的組合物，需要作為本公開(kāi)的一種實(shí)施方式的基于醇酸樹(shù)脂的預(yù)成型熱塑性復(fù)合材料的特定組合物。此外，對(duì)于相對(duì)簡(jiǎn)單且施用快速，并且表現(xiàn)出優(yōu)越的磨損特性以及允許延遲的干預(yù)性定期保養(yǎng)，從而協(xié)助降低維護(hù)成本、減少由跑道變更造成的航班延誤和混亂的跑道標(biāo)識(shí)仍存在需求，并且所述標(biāo)識(shí)應(yīng)該同時(shí)維持防滑性和提高的回歸反射率。
[0025]AirMarkE是一種包含基于醇酸樹(shù)脂的預(yù)成型熱塑性材料的機(jī)場(chǎng)跑道標(biāo)識(shí)裝置，其可以鋪設(shè)在機(jī)場(chǎng)跑道上90’ xl20’的區(qū)域中。原始的AirMark配方使用下面表1中的折射率為1.5的常規(guī)I型和IV型珠子:
[0026]表1.玻璃珠等級(jí)
[0027](重量百分?jǐn)?shù)，通過(guò)，ASTMD1214)
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于大型航空基材的預(yù)制預(yù)成型熱塑性標(biāo)識(shí)，其包含:基于醇酸樹(shù)脂或烴基樹(shù)脂的復(fù)合材料，其中所述大型基材包括底表面和頂表面以及邊緣，所述邊緣圍繞所述底表面和所述頂表面的外周并附連于所述底表面和所述頂表面，其中所述底表面用雙組分的底漆或密封劑處理來(lái)覆蓋；所述底漆或密封劑處理被提供在50至500厘泊之間的粘度范圍內(nèi)，用于所述基于醇酸樹(shù)脂的復(fù)合材料與所述大型基材的最適粘合，其中所述復(fù)合材料包括以0.2至3重量％范圍之內(nèi)的量摻入到所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料中的官能化蠟，從而使所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料以35，000至85，000厘泊之間的粘度范圍以熔融狀態(tài)存在，并且其中所述頂表面為存在于所述頂表面上的表面標(biāo)記材料以及回歸反射性玻璃珠提供區(qū)域，其中所述玻璃珠的粒徑分布在300至1180微米之間，密度范圍為3.5至4.5克/立方厘米，并且其中所述珠子表現(xiàn)出1.9的折射率，使得當(dāng)所述珠子被懸浮在處于所述熔融狀態(tài)下的所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料中以及被施用在其表面上時(shí)，所述珠子不沉入所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料中，并且所述珠子允許維持約1000毫燭光/m2/lux (mcd)的總回歸反射率，并且其中所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料被形成為纏繞在卷帶軸上的連續(xù)片材，并且其中所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料隨后被展開(kāi)并放置成符合所述大型基材，并且隨后將所述標(biāo)識(shí)加熱至提供所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料與所述大型基材的最適粘附的預(yù)定溫度；并且其中所述標(biāo)識(shí)包括特征件，所述特征件允許所述標(biāo)識(shí)的所述邊緣與具有相同或其他特征件的其他標(biāo)識(shí)的邊緣在物理上互連并互鎖，允許所述連續(xù)片材纏繞在卷帶軸上或從卷帶軸展開(kāi)，用于特定的運(yùn)輸和場(chǎng)地布置。
2.權(quán)利要求1的預(yù)制預(yù)成型熱塑性標(biāo)識(shí)，其中所述熔融狀態(tài)在150°C或約150°C下獲得。
3.權(quán)利要求1的預(yù)制預(yù)成型熱塑性標(biāo)識(shí)，其中所述官能化蠟具有小于10，000的重均分子量。
4.權(quán)利要求1的預(yù)制預(yù)成型熱塑性標(biāo)識(shí)，其中所述官能化蠟是乙烯馬來(lái)酸酐共聚物品種，包括被稱為AC575K的蠟。
5.權(quán)利要求1的預(yù)制預(yù)成型熱塑性標(biāo)識(shí)，其中所述蠟以所述基于醇酸樹(shù)脂的復(fù)合材料的0.3至0.5重量％范圍內(nèi)的量存在。
6.權(quán)利要求1的預(yù)制預(yù)成型熱塑性標(biāo)識(shí)，其中還在所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料中摻入防滑粒子，使得預(yù)成型熱塑性片材包括剛玉、石英、砂和其他防滑材料，從而提高所述熱塑性標(biāo)識(shí)表面上的摩擦系數(shù)。
7.權(quán)利要求1的熱塑性標(biāo)識(shí)，其中所述卷帶軸隨后被展開(kāi)，使得所述標(biāo)識(shí)被輥壓并放置成符合所述大型基材。
8.權(quán)利要求1的熱塑性標(biāo)識(shí)，其中為了安裝期間的便捷性，將所述標(biāo)識(shí)提供在片材中而不是被卷繞，從而提供在箱子中運(yùn)輸?shù)妮^小基材區(qū)段。
9.權(quán)利要求1中的熱塑性標(biāo)識(shí)，其中所述大型基材包括混凝土或浙青。
10.權(quán)利要求1中的熱塑性標(biāo)識(shí)，其中所述大型基材是跑道、飛機(jī)滑行道、等待位置或其他機(jī)場(chǎng)表面。
11.權(quán)利要求1中的熱塑性標(biāo)識(shí)，其中所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料是柔性和保形的，并且所述復(fù)合材料以約0.050英寸至約0.075英寸的厚度范圍存在。
12.權(quán)利要求1中的熱塑性標(biāo)識(shí)，其中所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料厚0.060英寸，是柔性的并符合基材表面。
13.權(quán)利要求1中的熱塑性標(biāo)識(shí)，其中所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料和相關(guān)標(biāo)記在新鮮浙青固化后立即被施用于其上。
14.權(quán)利要求1中的熱塑性標(biāo)識(shí)，其中使用紅外加熱器或獲得所述預(yù)定溫度所必需的其他加熱裝置和技術(shù)將所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料加熱至所述預(yù)定溫度，以確保所述熱塑性標(biāo)識(shí)的精確施用及其與所述航空基材的粘合。
15.權(quán)利要求1中的熱塑性標(biāo)識(shí)，其中所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料是基于醇酸樹(shù)脂的熱塑性組合物，其添加有基于脂族或芳香族聚醚或聚酯的聚氨酯組合物，為所述熱塑性標(biāo)識(shí)的固體片材形式提供柔性和抗沖擊性。
16.權(quán)利要求1中的熱塑性標(biāo)識(shí)，其中所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料被切割成符合FAA標(biāo)準(zhǔn)AC150/53404-1和AC150/5340-18的特定長(zhǎng)度和寬度，其包括用于以下標(biāo)記的長(zhǎng)度和寬度:用于精密儀降跑道的著陸標(biāo)記、跑道入口標(biāo)記配置和瞄準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記和中心線。
17.權(quán)利要求1中的熱塑性標(biāo)識(shí)，其中所述標(biāo)識(shí)包括在用于所述頂表面上存在的表面標(biāo)記材料的所述區(qū)域上的字母數(shù)字符號(hào)。
18.權(quán)利要求1中的熱塑性標(biāo)識(shí),其中所述基于樹(shù)脂的組合物和標(biāo)識(shí)包含整體并永久模制在所述基于樹(shù)脂的組合物中的各種顏色和色調(diào)。
19.權(quán)利要求1中的熱塑性標(biāo)識(shí)，其中所述標(biāo)識(shí)的所述大型表面在將所述標(biāo)識(shí)粘附于任何適合的航空相關(guān)基材后數(shù)分鐘內(nèi)被用于通行。
20.權(quán)利要求1中的熱塑性標(biāo)識(shí)，其中所述標(biāo)識(shí)顯示出特定的直升機(jī)著陸和起飛標(biāo)記，包括醫(yī)療運(yùn)輸標(biāo)記。
21.權(quán)利要求1中的熱塑性標(biāo)識(shí)，其中確保所述標(biāo)識(shí)與任何適合的航空相關(guān)基材之間的正確和最適粘附的所述預(yù)定溫度約為400 °F。
22.一種用于將熱塑性標(biāo)識(shí)的大型表面粘附于適合的航空基材的方法，所述方法包括:提供基于醇酸樹(shù)脂或烴基樹(shù)脂的復(fù)合材料，其中所述大型基材包括底表面和頂表面以及邊緣，所述邊緣圍繞所述底表面和所述頂表面的外周并附連于所述底表面和所述頂表面，其中所述底表面用雙組分的密封劑處理來(lái)覆蓋；所述密封劑處理被提供在50至500厘泊之間的粘度范圍內(nèi)，用于所述基于醇酸樹(shù)脂的復(fù)合材料與所述大型基材的最適粘合，其中所述復(fù)合材料包括以0.2至3重量％范圍之內(nèi)的量摻入到所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料中的官能化蠟，從而使所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料以35，000至85，000厘泊之間的粘度范圍以熔融狀態(tài)存在，并且其中所述頂表面為存在于所述頂表面上的表面標(biāo)記材料以及回歸反射性玻璃珠提供區(qū)域，其中所述玻璃珠的粒徑分布在300至1180微米之間，密度范圍為3.5至4.5克/立方厘米，并且其中所述珠子表現(xiàn)出1.9的折射率，使得當(dāng)所述珠子被懸浮在處于所述熔融狀態(tài)下的所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料中以及被施用在其表面上時(shí)，所述珠子不沉入所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料中，并且所述珠子允許維持約1000毫燭光/m2/lux (mcd)的總回歸反射率，并且其中所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料被形成為纏繞在卷帶軸上的連續(xù)片材，并且其中所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料隨后被展開(kāi)并放置成符合所述大型基材，并且隨后將所述標(biāo)識(shí)加熱至提供所述基于樹(shù)脂的復(fù)合材料與所述大型基材的最適粘附的預(yù)定溫度；并且其中所述標(biāo)識(shí)包括特征件，所述特征件允許所述標(biāo)識(shí)的所述邊緣與具有相同或其他特征件的其他標(biāo)識(shí)的邊緣在物理上互連并互鎖，允許所述連續(xù)片材纏繞在卷帶軸上或從卷帶軸展開(kāi)，用于特定的運(yùn)輸和場(chǎng)地布置。
【文檔編號(hào)】E01F9/00GK104011296SQ201180073632
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月22日
【發(fā)明者】羅伯特·W·格里爾, 西蒙·雅克普森, 凱瑟琳·賓得 申請(qǐng)人:弗林特貿(mào)易公司, 羅伯特·W·格里爾, 西蒙·雅克普森, 凱瑟琳·賓得