СРЕДСТВО МАРКИРОВКИ ЭВАКУАЦИОННОГО МАРШРУТА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ВОЗДУШНОМ СУДНЕ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАКОГО СРЕДСТВА МАРКИРОВКИ Российский патент 2013 года по МПК G09F13/20 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к средству маркировки эвакуационного маршрута в воздушном судне, причем данное средство в своем материале-носителе содержит фотолюминесцентные пигменты. Изобретение относится также к способу изготовления такого средства маркировки.

Уровень техники

Для маркировки эвакуационного маршрута в воздушном судне известен вариант с размещением фотолюминесцентных панелей на полу, внутри судна. Иногда фотолюминесценцию называют также послесвечением и/или фосфоресценцией.

Соответствующие нормы безопасности представлены, например, в немецком промышленном стандарте DIN 67510. Панели укладываются на полу салона воздушного судна и в случае аварийной ситуации указывают пассажирам и экипажу дорогу к выходам и к аварийным люкам. До сих пор при оснащении воздушного судна и его салонов фотолюминесцентные панели в качестве средства маркировки эвакуационного маршрута находят все большее применение, поскольку они надежны и могут выполнять свою функцию без подвода электрической энергии.

Постоянно флуоресцирующий слой известен из патентного документа EP 0489561 A1, согласно которому цветные пигменты вводят в полимерную матрицу. В таком варианте появляется возможность ввести флуоресцирующий материал в носитель, с помощью дополнительных фильтров придающий флуоресцентному излучению другие оптические свойства.

Система аварийной подсветки для воздушного судна известна из патентного документа US 2002/015309 A1, согласно которому фотолюминесцентный материал помещен в корпус, удерживаемый за счет прессовой посадки между двумя рейками, проходящими параллельно друг другу по полу воздушного судна.

Фотолюминесцентный материал, известный из патентного документа US 7074345 B2, состоит из прозрачного материала-основы и фотолюминесцентных пигментов. Вязкость материала-основы при 20°C составляет 1 Па·с. Фотолюминесцентные пигменты добавляют к материалу-основе в количестве 7-95 процентов по массе (далее - процентов). В качестве такого прозрачного материала предлагается ряд веществ. При использовании смол предлагается применять метилметакрилат, полиметилметакрилат (ПММА), модифицированный ПММА, ненасыщенные полиэфирные смолы, а также эпоксидные и силиконовые смолы. Кроме того, отмечается, что можно применять также и олефиновые (например, поликарбонатные и полипропиленовые) смолы. Описанный фотолюминесцентный материал состоит из смеси фотолюминесцентных пигментов, смешанных с дополнительными пигментами. Средний размер частиц фотолюминесцентных и дополнительных пигментов составляет соответственно 150-2000 мкм и 0,1-70 мкм.

Раскрытие изобретения

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в разработке средства маркировки эвакуационного маршрута для использования в воздушном судне. Данное средство характеризуется тем, что его можно выполнить с минимальными производственными затратами, а используемые фотолюминесцентные пигменты имеют достаточную световую отдачу, но, в то же время, в достаточной степени защищены от влаги и механического повреждения.

Эту задачу согласно изобретению решают созданием средства маркировки эвакуационного маршрута и способа изготовления такого средства, признаки которых приведены соответственно в п.1 и п.7 прилагаемой формулы изобретения. Содержание зависимых пунктов формулы составляют предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Средство маркировки эвакуационного маршрута для использования в воздушном судне содержит, согласно изобретению, фотолюминесцентные пигменты, введенные в материал-носитель и люминесцирующие в темноте. Согласно изобретению материал-носитель представляет собой силикон, содержащий фотолюминесцентные пигменты со средним размером частиц менее 150 мкм. Данное средство характеризуется внедрением фотолюминесцентных пигментов с относительно небольшим средним размером частиц в силиконовый материал. В основу изобретения заложены полученные данные о том, что продукты осаждения силикона, например, такие как уксусная кислота, не разрушают фотолюминесцентные пигменты, а от жидкой среды такие пигменты очень хорошо можно защитить снаружи отвержденным силиконом. При наличии силиконовой матрицы раздельное капсулирование или какая-либо другая обработка фотолюминесцентных пигментов не требуется, т.е. без такой дополнительной операции можно обойтись.

Предпочтительно, чтобы средний размер частиц фотолюминесцентных пигментов составлял менее 120 мкм, а в особо предпочтительном варианте - менее 100 мкм.

В предпочтительном варианте осуществления средства маркировки эвакуационного маршрута по изобретению силикон при 20°C имеет вязкость 10 Па·с или менее (желательно менее 0,9 Па·с). Автором изобретения было показано, что в плане возможности введения пигментов и облегчения обработки смеси силикон-пигмент вязкость силикона является важным параметром. Оказалось, что для фотолюминесцентных пигментов, предлагаемых согласно изобретению и имеющих небольшой средний размер частиц, применение силикона низкой вязкости позволяет осуществить введение пигментов особо эффективным образом. Тем самым гарантируется, что даже в отвержденном силиконе пигменты распределены в силиконовой матрице равномерно.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения материал-носитель является прозрачным или просвечивающим. Используемые в этом качестве силиконы могут быть представлены как в виде однокомпонентных, так и многокомпонентных составов. Предпочтительна их прозрачная форма. Если средство маркировки эвакуационного маршрута предназначено для обеспечения люминесценции, цвет которой отличается от цвета, заданного фотолюминесцентными пигментами, можно окрасить соответствующим образом материал-носитель. В результате появляется возможность обеспечить данному средству возможность излучать свет желаемого цвета.

Предпочтительно, чтобы фотолюминесцентные пигменты содержали алюминат стронция. Для использования в качестве средства маркировки эвакуационного маршрута для воздушного судна это соединение пригодно особенно хорошо, поскольку пигменты на его основе обладают достаточной яркостью и достаточно высокой стойкостью. Предпочтительно, чтобы весовой компонент, соответствующий фотолюминесцентным пигментам, составлял более 35 процентов, желательно 60-70%, от массы смеси, состоящей из силикона и пигментов. В предпочтительном варианте осуществления изобретения фотолюминесцентные красители средства маркировки эвакуационного маршрута распределены только в матрице, состоящей из отвержденного материала-носителя.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, решается также посредством способа, признаки которого включены в п.8 формулы. Способ по изобретению применяют для изготовления средства маркировки эвакуационного маршрута, которое используют в воздушном судне, причем в данном средстве фотолюминесцентные пигменты введены в материал-носитель. Такие пигменты имеют средний размер частиц менее 150 мкм, а вводят их в материал-носитель перед его обработкой. В способе по изобретению в качестве материала-носителя предпочтителен силикон. Способ изготовления характеризуется наличием весьма простой операции, в ходе которой фотолюминесцентные пигменты, отличающиеся от других фотолюминесцентных пигментов такого же назначения, известных из уровня техники, небольшим средним размером частиц, вводят в силикон, выполняющий функцию материала-носителя. Дорогостоящие этапы способа, на которых проводят защиту пигментов для размещения их в матрице, состоящей из материала-носителя, можно отменить. Относительно небольшой средний размер частиц позволяет также придать фотолюминесцентным пигментам способность легко смешиваться с еще не затвердевшим силиконом. В предпочтительных модификациях способа по изобретению фотолюминесцентные пигменты имеют средний размер частиц менее 120 мкм, а особо предпочтительно - менее 100 мкм.

В предпочтительной модификации способа по изобретению смесь силикона и фотолюминесцентных пигментов после перемешивания пригодна для литья. Желательно, чтобы средство маркировки эвакуационного маршрута можно было выполнить в виде отлитого объекта толщиной 0,15-7 мм, предпочтительно 0,25-5 мм.

В процессе изготовления средства по изобретению смесь силикон-пигмент, обладающую способностью к литью, можно также нанести, например, прямо на надлежащее место, используя распылительные пистолеты. В результате появляется возможность заполнить индивидуальные зазоры между средствами маркировки эвакуационного маршрута и, что особенно важно, закрепить такие средства в труднодоступных местах и/или увеличить их размеры. В добавление к способу литья предусмотрена также возможность использования силиконов, пригодных для экструзии. В этом варианте средство маркировки эвакуационного маршрута можно выполнить путем экструдирования из смеси фотолюминесцентных пигментов и силикона. В другом предпочтительном варианте осуществления до или после калибровки предусмотрена возможность после выведения экструдата из экструдера нанести на него пигменты намазыванием или закатать их в него. В результате экструдированная панель дополнительно обогащается фотолюминесцентными пигментами.

В предпочтительном варианте способа по изобретению смесь силикона и фотолюминесцентных пигментов во время или после отверждения связывают с пластиковым слоем. Для средства маркировки эвакуационного маршрута такой слой можно выполнить в виде покрытия или подложки.

При проведении соответствующей обработки поверхности (например, с использованием коронного разряда или грунтовки) и с учетом требуемых механических свойств в качестве материала пластикового слоя можно использовать, например, термопластики, такие как поликарбонат, полиэтилен, полиамид, акрилонитрилбутадиенстирол или прочие подобные полимеры, а также другие термореактивные пластики, такие как эпоксидные и полиэфирные смолы или акрилаты.

Если, например, смесь силикона и фотолюминесцентных пигментов далее подвергнуть процедуре литья, можно ввести в литейную форму до ее заполнения такой смесью пластиковую пластину. В таком варианте можно предварительно провести обработку поверхности этой пластины, обеспечивающую улучшенное связывание ее с силиконом. В данном варианте осуществления способа в рамках одного этапа можно получить средство маркировки эвакуационного маршрута с фотолюминесцентным материалом и обеспечить связывание силикона с пластиковой пластиной.

При экструдировании смеси силикона и фотолюминесцентных пигментов можно также, используя совместную экструзию, экструдировать дополнительный пластиковый материал, связывая таким образом его с данной смесью.

Если в качестве элемента технологической или постоянной защиты поверхности фотолюминесцентного компонента от механической нагрузки используют пластиковый слой, предпочтительно окрасить его и выполнить прозрачным или просвечивающим. Для этого особенно хорошо пригодны термопластики из-за их способности к экструдированию и высокого уровня жесткости. В авиационной промышленности при применении такого подхода особенно эффективно использование поликарбоната, поскольку этот материал пригоден для использования в качестве материала, обладающего высокой прозрачностью, и имеет отличные свойства, отвечающие противопожарным стандартам, принятым в авиационной сфере.

Отвержденную смесь силикон-пигмент с прозрачным или просвечивающим окрашенным пластиковым слоем можно полностью или частично заключить в оболочку, используя в качестве дополнительного варианта обработки литье или инжекционное формование. Таким образом, имеется возможность легко получить изогнутые и/или арочные компоненты с защитой поверхности от механической нагрузки. Для этого опять-таки пригодны термопластики (особенно для инжекционного формования) и термореактивные пластики (особенно для литья).

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет подробно описано на примере одного из вариантов осуществления, который следует рассматривать совместно с прилагаемыми чертежами, где

фиг.1 иллюстрирует удлиненную панель для средства маркировки эвакуационного маршрута,

фиг.2 иллюстрирует удлиненную панель для средства маркировки эвакуационного маршрута, снабженную прозрачным пластиковым слоем,

фиг.3 иллюстрирует удлиненную панель для средства маркировки эвакуационного маршрута, помещенную в цельную замкнутую оболочку,

фиг.4 иллюстрирует удлиненную панель для средства маркировки эвакуационного маршрута, помещенную в двухкомпонентную оболочку,

фиг.5 иллюстрирует удлиненную панель для средства маркировки эвакуационного маршрута, помещенную в полуоткрытый пластиковый профиль,

фиг.6 иллюстрирует удлиненную панель для средства маркировки эвакуационного маршрута, помещенную в двухкомпонентную оболочку,

фиг.7 иллюстрирует, в поперечном сечении, удлиненную панель для средства маркировки эвакуационного маршрута, защищенную покрытием,

фиг.8 схематично иллюстрирует литейную форму для отливания плоской панели для средства маркировки эвакуационного маршрута,

фиг.9 иллюстрирует литейную форму по фиг.8 во время процесса отверждения,

фиг.10 иллюстрирует удлиненную панель для средства маркировки эвакуационного маршрута, заключенную в полностью замкнутую оболочку,

на фиг.11 проведено сопоставление параметров послесвечения средства маркировки эвакуационного маршрута по изобретению и известного средства такого же назначения,

фиг.12 иллюстрирует, на основе данных, представленных на фиг.11, относительное повышение интенсивности фосфоресценции.

Осуществление изобретения

На фиг.1 представлена удлиненная панель 1, изготовленная из люминесцентного материала. Данный материал состоит из фотолюминесцентных пигментов Р, введенных в отвержденную силиконовую матрицу. На детальном изображении панели по фиг.1 показаны индивидуальные частицы фотолюминесцентных пигментов Р, которые внедрены в силиконовую матрицу S. Вместо линейной конфигурации, показанной на чертеже, могут быть также получены изогнутые конфигурации средства маркировки эвакуационного маршрута, изготовленные, в частности, посредством литья или инжекционного формования.

На фиг.2 представлена люминесцентная панель 1 по фиг.1, которая прикреплена к цельной покрывающей пластине 2, изготовленной из пластикового материала и предназначенной для защиты от механических нагрузок. Данная покрывающая пластина выполнена прозрачной или частично окрашенной. Материал-носитель или прикреплен к данной пластине, или выполнен с ней в виде единого целого, как это будет дополнительно разъяснено далее.

На фиг.3 представлена люминесцентная панель 1, для защиты от механической нагрузки вставленная в цельную оболочку 3, которая не является полностью замкнутой. Оболочка 3 может быть прозрачной или частично окрашенной. Для своего прикрепления средство маркировки эвакуационного маршрута снабжено с нижней стороны адгезивным слоем 4, посредством которого данное средство можно прикрепить, например, к полу отсека воздушного судна.

На фиг.4 представлено средство маркировки эвакуационного маршрута, помещенное в двухкомпонентную оболочку, части 5, 7 которой охватывают одна другую по их наружной кромке. Для улучшения световой отдачи в нижней части 5 оболочки находится отражающий слой 6, который отражает падающий на него свет фотолюминесцентных пигментов, тем самым увеличивая количество света, исходящего от покрывающей части 7.

На фиг.5 представлена люминесцентная панель 1, снабженная покрывающей пластиной 2 и помещенная в корытообразный пластиковый профиль 8, причем предусмотрена возможность прикрепить панель к данному профилю 8 или просто вложить в него. На своей нижней стороне профиль 8 имеет адгезивный слой 9, посредством которого профиль можно закрепить в салоне воздушного судна. Кроме того, на нижней стороне профиля 8 имеются продольные выступы 10, служащие для экономии веса и для ввода в них концевых элементов, которые можно зафиксировать на верхней и нижней сторонах.

На фиг.6 представлена люминесцентная панель 1, помещенная в пластиковый профиль 13. Профиль 13 дополнительно накрыт прозрачной пластиковой крышкой 12 для защиты панели 1 от механического повреждения, а также, если это требуется, для удерживания пленки цветного светофильтра. Кроме того, в пластиковом профиле 13 панель 1 по фиг.2 можно снабдить покрывающей пластиной 2.

На фиг.7 представлен вариант осуществления изобретения, согласно которому панель 1 помещена в открытый сверху профиль 14, причем крышка 15 данного профиля имеет поля 16, выступающие по ширине в обе стороны за периметр профиля 14. Наличие таких полей 16 позволяет более надежным образом прикрепить средство маркировки эвакуационного маршрута к прилегающим покрытиям пола.

Фиг.8 и 9 схематично иллюстрируют процесс изготовления люминесцентной панели по фиг.2, предназначенной для получения средства маркировки эвакуационного маршрута. На фиг.8 схематично показана литейная форма 21, в которую уже помещена прозрачная пластиковая пластина 2. Смесь силикон-пигмент заливают в полость нижней части литейной формы 21. Для проведения процесса отверждения на следующем этапе форму переворачивают таким образом, чтобы пластина 2 больше не находилась на дне, а оказалась сверху. В результате во время отверждения происходит разделение пигментов и силикона, а это приводит к повышению световой отдачи.

После отверждения силикона можно раскрыть форму 21 и вынуть отвержденную панель вместе с покрывающей пластиной 2.

На фиг.10 представлен вариант осуществления светящейся панели с той же конфигурацией, что и на фиг.5. В данном случае отвержденная смесь силикон-пигмент помещена в цельную замкнутую оболочку 24. Такую оболочку можно изготовить, используя процедуру литья или инжекционного формования, причем предусмотрена возможность сконструировать ее также частично открытой, чтобы, например, иметь возможность обеспечить опору вокруг панели 1 во время литья.

Фиг.11 и 12 иллюстрируют светимость средства маркировки эвакуационного маршрута по изобретению в режиме послесвечения в сопоставлении с известным средством такого же назначения. В данном случае для сравнения использовали средство маркировки, в котором в смеси силикон-пигмент пигментный компонент составляет 70% и которое отливали на предварительно загрунтованную прозрачную пленку из поликарбонатной фольги. При толщине слоя 1,2 мм указанное средство сопоставляли с известным средством такого же назначения, толщина которого также составляла 1,2 мм. Графики на фиг.11 представляют светимость при послесвечении (выраженную в микроканделах на квадратный метр) в зависимости от времени (в минутах). Значения светимости при послесвечении для средства маркировки эвакуационного маршрута по изобретению и известного средства такого же назначения представлены соответственно квадратами и ромбами. Из приведенных графиков вполне однозначно можно заключить, что по сравнению с известным средством маркировки эвакуационного маршрута светимость при послесвечении аналогичного средства по изобретению всегда выше. Перед проведением измерений оба средства подвергали предварительному воздействию одинакового заряда, а их геометрические размеры были выбраны идентичными. Фиг.12 еще раз иллюстрирует улучшенные свойства средства маркировки эвакуационного маршрута по изобретению, представляя соответствующее увеличение светимости при послесвечении. На графике, представленном на фиг.12, хорошо видно, что по сравнению с известным средством маркировки эвакуационного маршрута светимость при послесвечении предлагаемого средства во всех измеренных точках, по меньшей мере, на 15% больше. В особо важном интервале 200-600 мин светимость при послесвечении реально повышается, по меньшей мере, на 20%.

На чертежах не показан вариант осуществления изобретения, согласно которому смесь силикон-пигмент подают через сопло, что позволяет подать ее в стык или на изогнутую или угловую зону. В результате появляется также возможность обозначить средством маркировки эвакуационного маршрута узкие проходы.

В одном из примеров люминесцентную панель изготавливают, отливая ее с использованием высокопрозрачного двухкомпонентного силикона. Перед смешиванием с фотолюминесцентными пигментами силикон при 20°C имеет вязкость приблизительно 0,8 Па·с. Основу пигментов опять-таки составляет алюминат стронция, а средний размер их частиц составляет приблизительно 50 мкм. В конечной смеси силикон-пигмент весовой компонент, отвечающий пигментам, составляет приблизительно 60%.

Достаточную светимость при послесвечении, равную обеспечиваемой известными в авиационной технике средствами, можно получить даже при толщине 1,5 мм. Высокая светимость при послесвечении средства маркировки эвакуационного маршрута по изобретению в комбинации с малой толщиной данного средства позволяет особенно легко вмонтировать его в поверхности салонов, образованные ковром или резиновыми матами. Продолжительные коррозионные испытания в солевом тумане в течение более 1000 ч показали, что по сравнению с известными средствами маркировки эвакуационных маршрутов пигменты, введенные в силиконовую матрицу, проявляют существенно более высокую стойкость.

Предложено средство маркировки эвакуационного маршрута, предназначенное для использования в воздушном судне, его можно выполнить с минимальными производственными затратами, а используемые фотолюминесцентные пигменты имеют достаточную световую отдачу, но, в то же время, в достаточной степени защищены от влаги и механического повреждения. Способ изготовления средства маркировки эвакуационного маршрута для использования в воздушном судне, причем указанное средство содержит фотолюминесцентные пигменты на основе алюмината стронция, которые введены в материал-носитель. Фотолюминесцентные пигменты имеют средний размер частиц менее чем 120 мкм и введены в материал-носитель перед его обработкой, при этом в качестве материала-носителя используют силикон с вязкостью менее 10 Па·с (при 20°C), а смесь силикона и фотолюминесцентных пигментов после смешивания пригодна для литья, при этом средство маркировки эвакуационного маршрута экструдируют из смеси фотолюминесцентных пигментов и силикона. 8 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Способ изготовления средства маркировки эвакуационного маршрута для использования в воздушном судне, причем указанное средство содержит фотолюминесцентные пигменты на основе алюмината стронция, которые введены в материал-носитель, отличающийся тем, что фотолюминесцентные пигменты имеют средний размер частиц менее чем 120 мкм и введены в материал-носитель перед его обработкой, при этом в качестве материала-носителя используют силикон с вязкостью менее 10 Па·с (при 20°C), а смесь силикона и фотолюминесцентных пигментов после смешивания пригодна для литья, при этом средство маркировки эвакуационного маршрута экструдируют из смеси фотолюминесцентных пигментов и силикона.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что средний размер частиц составляет менее 100 мкм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что экструдированную панель на выходе из экструдера дополнительно обогащают пигментами.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что смесь силикона и фотолюминесцентных пигментов связывают во время обработки с пластиковым слоем.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь силикона и фотолюминесцентных пигментов экструдируют совместно с дополнительным пластиковым материалом.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что вокруг отвержденного материала-носителя частично или полностью отливают дополнительный пластиковый материал.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что дополнительный пластиковый материал отливают вокруг материала-носителя в процессе инжекционного формования.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что дополнительный пластиковый материал отливают вокруг материала-носителя в литейной форме.

9. Способ по любому из пп.5-8, отличающийся тем, что из дополнительного пластикового материала формируют покрывающую часть для средства маркировки эвакуационного маршрута.