反光膜,是一种已制成薄膜可直接应用的逆反射材料。[1] 利用玻璃珠技术,微棱镜、合成树脂技术,薄膜技术和涂敷技术和微复制技术制成。通常有白色、黄色、红色、绿色、蓝色、棕色、橙色、荧光黄色、荧光橙色、荧光黄绿色,国外还有荧光红色和荧光粉色。[2]
透镜埋入式(传统工程级)反光膜编
俗称“工程级”的透镜埋入式反光膜,是玻璃珠型反光膜的最初一类产品,业内习惯称为“工程级”系列反光膜,1937年发明。
传统意义的工程级反光膜在20世纪80年代引进到中国,20世纪90年代,中国境内开始陆续出现了一批生产厂家,制造这种反光膜。
自从20世纪40年代以来,该材料一直被成功地用来制作交通标志。[5] 该产品的问世,第一次在公路上,让夜间行驶的驾驶员们,可以更早地发现在他们的行驶路线前方的标牌和反光物体。由于这种材料的问世,在不同程度上,解决了以下当时一直困扰道路交通安全管理界的难题:
1. 道路标识在夜间无法进行远距离识认;
2. 主动光源消耗资源大,有些道路不具备提供电力照明的条件;
3. 主动光源有可能干扰司机的视线,让他看到不用甚至不该看的内容;
4. 一种能基本满足中低车速和窄道交通(20世纪40年代前后的常规车速)需求的反光指示牌。
至今,在很多国外偏远地区和乡村道路,和一些几乎没有其他光源干扰的低速道路环境里,这种反光膜仍然在广泛应用。
20世纪70年代,工业水平出现大幅度提高,筑路技术提升,车速加快,在很多地方,工程级材料已经不能满足需求。目前,在交通流量小、机动车低速行驶、没有环境干扰光源的地区,以及很多经济欠发达地区,特别是非安全提示类标志上,工程级反光膜仍然有着一定的应用。
工程级反光膜在问世后,一度被主要用于制作指路标志,禁止标志,警告标志和指示标志以及普通广告使用的标志。伴随着逆反射技术的进步和新材料的不断出现,工程级反光材料的亮度,逐渐被认为无法满足安全需要。在发达地区,逐渐不再被用于制作警告类和禁止类标志。大型指路标志和高等级道路上,也很难再找到它的踪影了。在美国2008年的国家交通安全标准里,认为该种反光膜(ASTM中的I类膜)在很多情况下,最低亮度不能满足安全需要。
图2透镜埋入式反光膜结构图
工程级反光膜的背胶,一般分为压敏型和热敏型两种,都可以完成粘贴。采用同类别的油墨使用技术,也可以在上面印制各类图案。工程级反光膜适用的底板为铝板, 施工操作温度一般要求在18摄氏度以上。温度过低,会影响粘胶性能,导致标志寿命受损。图2是透镜埋入式反光膜的结构示意图。
工程级反光膜的寿命一般为3~7年,白色膜正面两度(0.2º/-4 º)一般在100cd/lx/m左右,根据生产厂家的不同。有些厂家只提供7年的反光膜,7年后的亮度保留值至少为初始亮度值的50%。有些厂家则只提供3年和5年的质量担保。这主要是反光膜的耐侯性不同造成的,同样的原材料制成的反光膜,在不同地域气候条件下使用时,其寿命长度是不同的。
需要多注意的一点是,工程级反光膜的亮度稳定性、亮度强度和耐侯性,都是一些考察这类反光膜生产质量的一些重要依据。在这些环节上,任何一个环节上的偷工减料,虽然都能减少产品成本,但是其质量,也会大打折扣的,特别是耐侯性和光度参数上的差距,能明显体现工程级反光膜的优劣。
透镜密封式(高强级)反光膜编辑
透镜密封式反光膜是一种耐久的玻璃珠型反光膜,业内习惯称为“高强级”反光膜,于1972年研发成功。
经过合格工艺和材料制造的这种高强级反光膜,至少比工程级反光膜的反光系数高两倍,其内部真空支架结构还解决了由于温度变化导致标志牌上凝结露水的问题,从而进一步提高了材料的反光能力。该
图3高强级反光膜的结构图
材料问世的20世纪70年代,顺应了当时车速提高,道路条件变好的技术进步的需要,被成功地用来制作交通标志,拯救了大量生命。与工程级反光膜相比,即使标志在较大角度情况以及光亮地区,高强级反光膜都使标志更加清晰可见,有效地预告驾驶员前方道路危险情况。高强级反光膜采用的是玻璃珠反光技术,由于它在产品结构上的创新,拥有了比工程级反光膜无可比拟的反光亮度和角度性能,但同时,也是由于高强级自身结构导致了一些难以克服的产品缺陷,如产品脆而易撕裂,起皱、气泡、表面蜂窝突
图4高强级反光膜的典型外观
起、生产能耗高、排放大等。玻璃珠技术的局限,也阻碍了高强级向更高亮度和更好的角度性的改进。高强级反光膜也是带有背胶的材料,一般分为压敏型和热敏型两种。采用同类别的油墨使用技术可以制作各类图案。高强级反光膜一般是由透光性和耐候性能良好的树脂薄膜作为表层,第二层是真空层,第三层是嵌入式微小玻璃珠,第四层为金属反光镀层,第五层为树脂承载层,第六层是胶粘剂,第七层背纸保护层。图3是高强级反光膜的结构示意图,图4是高强级反光膜的典型外观。
高强级反光膜主要用来制作指路标志、禁止标志、警告标志和指示标志等交通主要标志。高强级反光膜问世后,驾驶员识别交通标志的时间缩短,发现前方标牌和障碍的距离显著提前,大大地增加了采取安全防范措施的时间,降低了夜间公路交通事故发生率,提高了交通安全性。根据实证研究,高强级逆反射材料的亮度,比工程级逆反射材料的亮度,大幅度提高。从20世纪90年代开始,在中国高速公路上就已经大量使用了这种高强级逆反射材料。
此后,随着机动车性能和道路建设技术的提升,城市环境的巨大变化,高速公路和高速车辆大幅度增加,城市光源纷繁复杂,宽路急弯层出不穷,对驾驶员的预见识认视距,有了新的要求。高强级反光材料的一些缺点,特别是在大角度反光性能和加工工艺与成本上,已经无法和新出现的棱镜技术想比拟,逐渐开始被取代。
进入90年代后半期,特别是21世纪,美国和欧洲地区,已经全面启动了用棱镜级级材料取代高强级材料的进程。特别是2004年问世的“超强级”逆反射材料,使用了棱镜技术,不仅从反光性能、加工方式、节能减排上,都比高强级有了质的提升,价格成本上,也不输于高强级材料,从此,作为高强级材料的发源地美国,已经不再出产这种材料,使中国成为高强级反光材料唯一生产地。
优质的高强级反光膜寿命一般为10年,白色膜正面亮度(0.2º/-4 º)一般在250cd/lx/m以上,在正常使用状况下,10年后的亮度保留值至少为初始亮度值的80%,高强级反光膜适用的基材为铝板,操作温度通常要求在18摄氏度以上。[5]
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