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為何能看見夜晚中的交通標識牌?反光材料知多少

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為何能看見夜晚中的交通標識牌?反光材料知多少

發布日期:2018-03-07 11:00 來源:http://www.xolsi.com.cn 點擊:

有一個有趣的現象不知道大家有沒有注意到:你在夜色中可以清晰地看到交通標志物,例如交警的背心、公路的標示牌、標線、防撞筒,以及前方車輛的車號牌等等。這些物品明明沒有自體發光的功能,我們卻能在遠處看到亮點。如此強力的反射是怎么做到的呢?保護我們晚間出行安全的背后功臣又是誰?


貴州交通標牌圖1 反光材料的典型應用

 

反光材料也稱逆反射材料,可分為交通標志反光材料、道路標線反光材料、突起路標、輪廓標、衣物用反光材料等。本文將著眼于交通標志反光材料——反光膜,帶大家一窺究竟。

 

反光膜是一種已制成薄膜可直接應用的逆反射材料,也是應用最為廣泛的一種逆反射材料,可以反射車燈的照射光,使駕駛員可以在遠距離外發現前方物體,采取措施。1939年,美國交通標志國家標準中正式規定要使用反光膜制造交通標志。


貴州交通標牌

圖2 反光膜反光原理

 

不同反光膜的組成材料和結構各不相同,透鏡埋入型和透鏡密封型均采用玻璃珠反射原理,而微棱鏡反光膜的反射原理是運用微棱鏡的折射與反射


貴州交通標牌

表1 各種反光膜主要結構表

 

玻璃珠反光膜


一種早期的反光技術,反光材料中的反光單元以玻璃珠為主體,需要在玻璃珠背后鍍上金屬反射層


?透鏡埋入式反光膜(工程級)

 

透鏡埋入式反光膜是玻璃珠型反光膜最早期的產品。背膠分為壓敏型和熱敏型兩種,底板為鋁板。施工操作溫度一般要求在18攝氏度以上。壽命一般為3~7年,正面亮度(0.2o/-4o)一般在100cd/lx/m左右。7年后亮度至少為初始亮度值的50%。


貴州交通標牌圖3 透鏡埋入式反光膜的結構示意圖

 

?透鏡密封式反光膜(高強級)

 

透鏡密封式反光膜至少比透鏡埋入式反光膜的反光系數高兩倍,其內部的真空支架結構還解決了溫度變化導致交通標志牌上凝結水的問題,進一步提高了材料的反光能力。

 

高強級反光膜底板為鋁板,操作溫度通常要求在18攝氏度以上。壽命一般為10年,正面亮度(0.2o/-4o)通常在250cd/lx/m以上,正常使用情況下,10年后的亮度至少應保留初始亮度值的80%。


貴州交通標牌圖4 高強級反光膜示意圖:(左)結構圖;(右)典型外觀

 

微棱鏡反光膜


微棱鏡反光膜中的反光單元以三角棱鏡為主體,入射光在棱鏡中實現多次全反射,不需要金屬鍍層,比玻璃珠技術具有更高的反射效率,是現代反光技術的發展趨勢。分為三類,如圖5所示:


貴州交通標牌

圖5 傳統微棱鏡反光膜外觀圖:(左)遠距離截角微棱鏡反光膜;(中)大角度截角微棱鏡反光膜;(右)全棱鏡型反光膜

 

遠距離截角微棱鏡反光膜正面亮度非常高,但在大的入射角和觀測角下,反光亮度會有很大的衰減。更多的適合用來做輪廓標,警示柱等,不適合用來做需要近距離視認的交通標志。

 

大角度截角微棱鏡反光膜在大的入射角和觀測角時反光亮度不會有很大的衰減。所以這種反光膜多用于于多車道和多彎道的地點,需要較長閱讀時間的交通標志。

 

全棱鏡反光膜兼顧遠距離識別性能和近距離識讀性能。它根據車燈光傳播的路徑和方式,找到了標志視認需要的角度,再確定了傳統截角微棱鏡上的不反光區域,然后將這些不反光區域去掉,最好的反射效率達58%,大大高于其他類型的反光膜。


貴州交通標牌

圖6 工程級、高強級、截角棱鏡和全棱鏡反光膜在各角度的逆反射亮度值比較。

 

近年來,棱鏡型反光膜將創新的重點,轉向了通過不同的材料處理技術,實現不同的逆反射能力,適應不同層面的需要。在兼顧了遠距離識別性能和近距離識讀性能的基礎上。通過樹脂層、立方晶體表面的材料加工差異,獲得不同的逆反射效果


貴州交通標牌圖7 新型微棱鏡型反光膜結構示意圖

 

新型棱鏡反光膜強度厚度高,表層大多采用聚碳酸酯材料,不僅耐磨損,耐刮擦,而且可以配套絲印油墨,還可以應用到熱轉印打印,制作彩色的交通標志。同時,由于表面亮度因子的提高,標志牌在白天更加醒目,鮮艷,也具備了更好的耐候性。

 

2008年北京奧運會上,中國成為奧運會歷史上第一個使用這種反光膜制作專用車道提示標志的國家。


貴州交通標牌圖82008北京奧運會專用車道提示標志

 

反光材料在交通運輸方面以低廉的成本提供了可靠的防護,功不可沒。我們期待著它的進一步發展,為道路安全事業提供更加美觀、多元化的解決方案。

 


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