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为何能看见夜晚中的交通标识牌?反光材料知多少

为何能看见夜晚中的交通标识牌?反光材料知多少

发布日期:2018-03-07 11:00 来源:http://www.nmd365.com 点击:

有一个有趣的现象不知道大家有没有注意到:你在夜色中可以清晰地看到交通标志物,例如交警的背心、公路的标示牌、标线、防撞筒,以及前方车辆的车号牌等等。这些物品明明没有自体发光的功能,我们却能在远处看到亮点。如此强力的反射是怎么做到的呢?保护我们晚间出行安全的背后功臣又是谁?


贵州交通标牌图1 反光材料的典型应用

 

反光材料也称逆反射材料,可分为交通标志反光材料、道路标线反光材料、突起路标、轮廓标、衣物用反光材料等。本文将着眼于交通标志反光材料——反光膜,带大家一窥究竟。

 

反光膜是一种已制成薄膜可直接应用的逆反射材料,也是应用最为广泛的一种逆反射材料,可以反射车灯的照射光,使驾驶员可以在远距离外发现前方物体,采取措施。1939年,美国交通标志国家标准中正式规定要使用反光膜制造交通标志。


贵州交通标牌

图2 反光膜反光原理

 

不同反光膜的组成材料和结构各不相同,透镜埋入型和透镜密封型均采用玻璃珠反射原理,而微棱镜反光膜的反射原理是运用微棱镜的折射与反射


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表1 各种反光膜主要结构表

 

玻璃珠反光膜


一种早期的反光技术,反光材料中的反光单元以玻璃珠为主体,需要在玻璃珠背后镀上金属反射层。


❶透镜埋入式反光膜(工程级)

 

透镜埋入式反光膜是玻璃珠型反光膜最早期的产品。背胶分为压敏型和热敏型两种,底板为铝板。施工操作温度一般要求在18摄氏度以上。寿命一般为3~7年,正面亮度(0。2º/-4º)一般在100cd/lx/m左右。7年后亮度至少为初始亮度值的50%。


贵州交通标牌图3 透镜埋入式反光膜的结构示意图

 

❷透镜密封式反光膜(高强级)

 

透镜密封式反光膜至少比透镜埋入式反光膜的反光系数高两倍,其内部的真空支架结构还解决了温度变化导致交通标志牌上凝结水的问题,进一步提高了材料的反光能力。

 

高强级反光膜底板为铝板,操作温度通常要求在18摄氏度以上。寿命一般为10年,正面亮度(0.2º/-4º)通常在250cd/lx/m以上,正常使用情况下,10年后的亮度至少应保留初始亮度值的80%。


贵州交通标牌图4 高强级反光膜示意图:(左)结构图;(右)典型外观

 

微棱镜反光膜


微棱镜反光膜中的反光单元以三角棱镜为主体,入射光在棱镜中实现多次全反射,不需要金属镀层,比玻璃珠技术具有更高的反射效率,是现代反光技术的发展趋势。分为三类,如图5所示:


贵州交通标牌

图5 传统微棱镜反光膜外观图:(左)远距离截角微棱镜反光膜;(中)大角度截角微棱镜反光膜;(右)全棱镜型反光膜

 

远距离截角微棱镜反光膜正面亮度非常高,但在大的入射角和观测角下,反光亮度会有很大的衰减。更多的适合用来做轮廓标,警示柱等,不适合用来做需要近距离视认的交通标志。

 

大角度截角微棱镜反光膜在大的入射角和观测角时反光亮度不会有很大的衰减。所以这种反光膜多用于于多车道和多弯道的地点,需要较长阅读时间的交通标志。

 

全棱镜反光膜兼顾远距离识别性能和近距离识读性能。它根据车灯光传播的路径和方式,找到了标志视认需要的角度,再确定了传统截角微棱镜上的不反光区域,然后将这些不反光区域去掉,最好的反射效率达58%,大大高于其他类型的反光膜。


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图6 工程级、高强级、截角棱镜和全棱镜反光膜在各角度的逆反射亮度值比较。

 

近年来,棱镜型反光膜将创新的重点,转向了通过不同的材料处理技术,实现不同的逆反射能力,适应不同层面的需要。在兼顾了远距离识别性能和近距离识读性能的基础上。通过树脂层、立方晶体表面的材料加工差异,获得不同的逆反射效果


贵州交通标牌图7 新型微棱镜型反光膜结构示意图

 

新型棱镜反光膜强度厚度高,表层大多采用聚碳酸酯材料,不仅耐磨损,耐刮擦,而且可以配套丝印油墨,还可以应用到热转印打印,制作彩色的交通标志。同时,由于表面亮度因子的提高,标志牌在白天更加醒目,鲜艳,也具备了更好的耐候性。

 

2008年北京奥运会上,中国成为奥运会历史上第一个使用这种反光膜制作专用车道提示标志的国家。


贵州交通标牌图82008北京奥运会专用车道提示标志

 

反光材料在交通运输方面以低廉的成本提供了可靠的防护,功不可没。我们期待着它的进一步发展,为道路安全事业提供更加美观、多元化的解决方案。

 


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