反光膜

反光膜

反光膜,是一種已製成薄膜可直接套用的逆反射材料。利用玻璃珠技術,微稜鏡技術、合成樹脂技術,薄膜技術和塗敷技術和微複製技術製成。通常有白色、黃色、紅色、綠色、藍色、棕色、橙色、螢光黃色、螢光橙色、螢光黃綠色,國外還有螢光紅色和螢光粉色。

基本信息

簡介

誕生史

反光膜是一種已製成薄膜可直接套用的逆反射材料,也是套用最為廣泛的一種逆反射材料。1937年,世界上第一塊反光膜在美國的一家實驗室誕生。是交通標誌大規模套用反光膜歷史的起點。1939年,在美國明尼蘇達州的公路邊,第一次在露天條件下使用了一塊用反光膜製作的標誌牌,從此,揭開了一系列反光產品用於交通標誌的新時期,開創了一個全新的交通安全行業。這一年,美國交通標誌國家標準中(1939年版美國《統一交通控制設施手冊》,ManualofUnitedTrafficControlDevices,1939)正式規定,要使用反光膜製造交通標誌。
此後,隨著化學工業、特別是合成樹脂的發展,各個研發機構不斷研究創新,利用玻璃珠技術,合成樹脂技術,薄膜技術和塗敷技術,相繼開發了一系列高質量逆反射產品。
20世紀40年代開始,這種最初製造的反光膜,被冠以“工程級”反光薄膜,廣泛開始用於道路交通標誌。此後,用於衣物等個人安全防護領域的反光膜等一系列產品,也伴隨著合成樹脂的問世,社會發展的需要,陸續被開發出來。此後,伴隨著一系列材料科技和光學技術的研究成果,特別是微稜鏡反光材料的出現,使這種最初主要用於交通標誌的反光材料,開始逐步被更新、更好的反光材料所代替。

分類和技術標準

反光膜反光膜
反光膜的分類方法有很多。其中比較普遍接受的分類原則,是以逆反射單元的基本結構為基礎,根據反光膜正面光度性能的逆反射係數高低為主的排序方法。但考慮到反光膜的不同工藝,有些是專門為解決非正面逆反射亮度的,有些是兼顧兩方面性能的,還有些是針對惡劣氣候條件下的視認需求的,所以這種分類方法,也存在不足之處。因此,熟悉和掌握各種不同的反光膜的套用條件和設計功能,就顯得十分必要。
在傳統習慣里,根據反光膜反光單元的結構,將反光膜劃分為兩大類別,玻璃珠型反光膜微稜鏡型反光膜。每類反光膜都還包含很多種類,如微稜鏡型反光膜,由於採用了更先進的技術工藝,其材料選擇和稜鏡結構上,都有了很多變化,可以應對更多的交通需求。根據稜鏡的形式和技術特點,微稜鏡型反光膜又可分為遠距離逆反射能力好的截角型稜鏡反光膜,近距離大角度逆反射性能好的截角型稜鏡反光膜,以及兼顧各方面需求的全稜鏡反光膜,白天和惡劣氣候條件性能都好的螢光型全稜鏡反光膜,符合傳統工程級逆反射參數的稜鏡型反光膜等等。玻璃珠型反光膜較早出現,但其工藝變化比較少,主要有兩種類型,一種為透鏡埋入型反光膜,習慣上稱為工程級反光膜;一種為密封膠囊型,通常稱為高強級反光膜。在透鏡埋入型反光膜里,由於其出現歷史悠久,各個不同的廠家,在漫長的生產製造過程中,利用透鏡的直徑、密度、耐侯塗層的厚度的不同,製作了很多種反光膜,比如超工程級反光膜,主要是在工程級反光膜的基礎上,用更高質量的玻璃珠,並把玻璃珠的密度加大,以提高一些亮度;俗稱經濟級的反光膜,主要在中國生產,基本上是在工程級反光膜的技術基礎上,通過減少透鏡(玻璃珠)數量與密度的方式實現的,這兩種反光膜,經濟級反光膜,其反射能力無法滿足交通安全的需要,更多的是用在商業領域,在國際上很少有將其列入交通安全向光的標準之中。
按照反光膜的背膠種類,反光膜可以分為熱敏膠反光膜、壓敏膠反光膜和無背膠反光膜。傳統的套用於交通設施領域的反光膜以壓敏膠為主。壓力敏感型背膠,無需加熱、溶劑或其他準備工作可粘附在光滑、清潔表面,交通標誌一般貼上在鋁板或鋁合金板面上。熱敏膠的粘性在對材料加熱並施加壓力的情況下才會被激發。無背膠反光膜,通常用於交通錐反光帶、臨時卷疊警告標誌及設施柱反光帶等自帶支撐的材料製造而成。
談到反光膜的科學分類方法,就不能離開對套用反光膜有很大指導意義的反光膜標準。在世界各國的反光膜標準中,中國的反光膜標準、美國材料與測試協會標準、澳大利亞和紐西蘭標準、美國聯邦公路管理署交通標誌逆反射材料指導意見等,對世界各國的研究和套用逆反射材料製作交通標誌,改善交通安全,起到了積極的指導作用。下面,我們逐一進行介紹。
中國反光膜標準是GB/T18833-2012,《道路交通反光膜》。反光膜按照其光度性結構和用途,分為7種類型。
I類,通常為透鏡埋入式玻璃珠型結構,稱工程級反光膜,使用壽命一般為7年,可用於永久性交通標誌和作業區設施。
II類,通常為透鏡埋入式玻璃珠型結構,稱超工程級反光膜,使用壽命一般為10年,可用於喲耐久性交通標誌惡化作業區設施。
III類,通常的密封膠囊式玻璃珠型結構,稱高強級反光膜,使用壽命一般為10年,可用於永久性交通標誌和作業區設施。
IV類,通常為微稜鏡結構,稱超強級反光膜,使用壽命一般為10年,可用於永久性交通標誌、作業區設施和輪廓標
V類,通常為微稜鏡就夠,稱大角度反光膜,使用壽命一般為10年,可用於永久性交通標誌、作業區設施和輪廓標。
VI類,通常為微冷靜結構,有金屬鍍層,使用壽命一般為3年,可用於輪廓標和交通柱,無金屬鍍層時也可用於作業區設施和字元較少的交通標誌。
VII類,通常為微稜鏡結構,柔性材質、使用壽命一般為3年,可用於臨時性交通標誌和作業區設施。
美國的材料與測試協會是一家歷史悠久的材料測試標準國際組織,英文全稱是AssociationofStandardTestingofMaterials,簡稱ASTM,它的成立,就是為了向科學界和產業界,提供一系列的材料檢測標準,以實現對新生材料的定義,為全世界的科學界,提供一個能共同交流的技術平台。為逆反射材料,以及石油、天然氣、化工等各種產業領域裡的很多材料,提供檢測標準化的技術支持。有鑒於這樣的技術溯求,ASTM對逆反射材料的檢測標準,也是隨著逆反射材料的發明和使用,不斷累加進行的,每出現一種新材料,只要這種材料出現一段時間並由其生產廠家向ASTM提出加入申請,它的委員會就會授權對這種材料進行類別界定,建立檢測標準。也正是由於這樣的原因,在ASTM4956的反光膜標準里,反光膜種類多達11個,而且還在不斷延續;然而另一方面,ASTM標準更象是一個關於逆反射材料的產品目錄,而不是一個能夠幫助了解反光膜套用方法和問題的標準,因為在ASTM對這些材料進行最初的分類時,並沒有考慮駕駛員的表現和需求。
由於這樣的原因,世界各已開發國家,為了能對自己的交通工程建設單位提供更有效的技術支持和指導,都專門設立了自己國家的技術標準,而不是直接沿用ASTM對反光材料的分類。
如下1,2二個分類方法是美國聯邦公路管理署在ASTM的基礎上,制定的供給交通工程實施單位使用的關於逆反射材料的使用建議分類方法,其亮點是結合玻璃珠和稜鏡型逆反射材料的結構特點,明確區分了交通標誌和非交通標誌的逆反射材料套用類別。1、美國聯邦公路管理署逆反射材料分類方法——2005年9月(交通標誌用反光膜)2、美國聯邦公路管理署逆反射材料分類方法——2005年9月(交通錐、交通柱等用反光膜)
與美國的聯邦公路管理署提供的指導意見相比,澳大利亞和紐西蘭的道路交通標誌逆反射材料標準具備更簡潔、更清晰的指導意義。目前,包括中國在內的很多國家的標準,特別是歐洲很多國家,都受到這個標準不同程度的影響。
表3澳大利亞/紐西蘭的交通標誌反光膜標準(AS/NZS1906.1:2007)
級別 結構 性能 套用
1W 微稜鏡結構 超高等反光強度,尤其是在大入射角和大觀測角條件下具有高反光亮度。通常有12-15年的使用壽命 適合用於路側和龍門架標誌,尤其是對文字信息和方向信息的指引
1A 微稜鏡結構 超高等反光強度,尤其是遠距離,小觀測角條件下具有高反光亮度 輪廓標
1 大多為密封膠囊式玻璃珠結構 高等反光強度通常有12-15年的使用壽命 適合用於高速公路和城市道路的路側標誌
2 大多為透鏡埋入式玻璃珠結構 中等反光強度通常有7年的使用壽命 適合用於非常靠近路面的路側標誌,且周圍環境較暗,不需要遠距離進行識別
2A 大多為透鏡埋入式玻璃珠結構 中高等反光強度通常有10年的使用壽命 基本與2相近,只是擔保壽命是10年
1W(CW) 微稜鏡結構 與1W 一致,但有更好的柔韌性,不提供質量擔保 施工區設施
1(CW) 大多為密封膠囊式玻璃珠結構 與1W 一致,但有更好的柔韌性,不提供質量擔保 施工區設施
在這版2007年最新的澳新標準里,有一些亮點,非常值得關注。這個標準,是建立在國際交通安全工程界近15年研究成果的基礎上的,集中體現了全新的安全需求,也體現了英國、瑞典、荷蘭、西班牙等一批已開發國家交通標誌逆反射技術標準的最新趨勢,其中包括:
1.用1W(wideangularity,大觀測角)取代了傳統1A(只注重正面亮度)在交通標誌上的位置,1A轉作輪廓標用反光膜;
2.在前言中大篇幅的介紹大角度反光性能優越的反光膜(1W級別)在交通標誌套用中的優勢,重點論述了大觀測角性能在駕駛者閱讀標誌牌過程中的重要性
3.在所有級別的反光膜性能要求上都增加了1度觀察角的反光亮度
4.在標準的附錄B中專門介紹了反光膜的選擇和使用
1)講到選擇反光膜應該綜合考慮性能,耐候性和價錢等多方面因素,並明確提出選擇耐候性能更好的產品,從長遠來說是更經濟的。
2)介紹了各級別反光膜適用的位置和道路
3)介紹了駕駛者在閱讀標誌牌的過程中觀測角的變化,並指出隨著觀測角的增大,交通標誌的亮度應該保持相對穩定,而前後亮度相差太大的反光膜不適合用於製作交通標誌,同時也指出,即使駕駛不同類型的車輛,也應該保持穩定的反光亮度

結構

反光膜是由多層不同性能材料組成的層結構,不同的反光膜,其組成的層結構也是不同的。

反光工程標識

產業用反光材料主要是指六個級別的各種反光膜,鑽石級反光膜、超強級反光膜、高強級反光膜、工程級反光膜、廣告級反光膜及車牌級反光膜等。主要用於製作的各種反游標志標牌、車輛號牌、安全設施等,在白天以其鮮艷的色彩起到明顯的警示作用,在夜間或光線不足的情況下,其明亮的反光效果可以有效地增強人的識別能力,看清目標,引起警覺,從而避免事故發生,減少人員傷亡,降低經濟損失,成為道路交通不可缺少的安全衛士,有著明顯的的社會效益

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