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逆向反光材料 我有新说法
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逆向反光材料(Retroreflective material),是二十世纪七十年代开发出来的科研成果,它不需要能源。利用其他物体发射出来的光亮、直接向发射体逆向反射出来耀目闪光的亮点。利用这种特点,船舶救生设备、高速公路以及部分生活用品已安装这种材料。尤其在高速公路上,不再需要沿着公路两旁安装漫长而连续不断的照明路灯。行驶在高速公路上的车辆,依靠其本身的车头灯,照射到粘贴在公路上有规则地断续连接的逆向反光材料,在行进中可以继续不断地看到前方耀眼的光亮,迅速而安全地前进。[1]

目录

逆向反光材料简介

图1
逆向反光材料是二十世纪七八十年代国际上迅猛发展且用途广泛的节能材料。它是根据逆向反射原理设计成功的新型复合光学材料。是一种不需要能源的宣传、保安标志材料。它由高折射率玻璃微珠、金属材料和高分子材料组成。
逆向反光材料的反光原理不同于光的镜,面反射和漫反射。它的反光原理见图1,当平行光轴MN的入射光从空气进入微珠P点,产生折射。若选用的玻璃珠折射率适当,光与光轴交点正好处于光轴与微珠底部反射层的交点A上,光在该点上产生反射。光到达表面层时,再折射并平行于光轴,向入射相反方向即光源方向反射。因为反射层是半球形的,所以入射光在较大的角度范围内逆向反射特性不变。
当前逆向反光材料主要用作道路标志。车辆照牌照。当司机借助于车灯在1000多米以外就可以看到标志。其亮度是普通标志的几十倍。既增加了行车的安全性还可以节约标志的照明电。假如一个旧式路标需要照明亮度为60瓦,则仅上海地区10万块路标就可节省6千千瓦电。逆向反光材料还可用作安全标志、警告牌。如矿井、机场、码头、海上救生、航标、摄影、广告等多种领域。可以代替照明光源达到节约能源的目的。[2]

逆向反光材料逆向反光材料在海上的应用

逆向反光材料在海上的应用,更有其特殊的作用。我们知道,船舶在海洋上航行,有时由于许多不能避免的原因,造成船舶的碰撞、触漏、倾覆等事故,导致船舶沉没。此时配备在船舶上的各种救生设备会发挥作用,引导旅客和船员穿上救生衣,使用救生圈,登上救生艇和救生筏而逃生。而事故发生时,很多是在无月光的黑夜里,不容易被过往的船舶及飞机所发现。根据历年来船舶在海上发生事故后人员死亡情况分析,虽然有很多人在事故后,使用了船舶救生设备,逃离了遇难船,飘浮在海上,但仍不容易被发现,只有在救生设备粘贴了逆向反光材料的时候,则很快地被发现了。从而挽救了人员的生命。因此海上安全委员会1983年6月在英国伦敦开会时,修正了1974年“国际海上人命安全公约”,其中明确规定,所有在海上航行的各种类型船舶,不论是货船、油船、客船或者是执行特种任务的船舶,在其配备的一些救生设备上,必须安装有逆向反光材料。
我们知道,各种物体,必须有光线射入而进行反射时,才能被人的眼睛所看到。这种反射有三种形式,即漫反射、镜面反射和逆向反射。一般物质,其表面凹凸不平,光线射入时,由于折射角度不同,形成向四面八方不规则的反射,称漫反射,反射效率很低。镜面反射,光线射到镜面或者玻璃等物质,由于其表面光洁均匀,故反射率很高,但其反射的角度却有限制,而只能与物质表面垂直的光线成相反的某一角度反射,人们只能在其反射的某一固定角度看到。逆向反射,系使用一种在底层布满具有高反射率,极为微小的圆珠形玻璃球体的特殊材料。当光线入射时,入射光线透过玻璃微珠的表面产生折射,随后根据其折射率不同,在不同距离内聚焦,最后在焦点再以相同的角度进行反射,此时光线即从射人光束的原来角度相反方向射出。因此,只要海上附近的船舶或飞机其本身有一定强度的光钱射出,即会在其原来的位置上看到反射过来的光线,使人们能及时、迅速地发现海上飘浮的救生设备。
国际公约规定,安装逆向反光材料的船舶救生设备,有救生衣、救生圈、救压艇和救生筏等几种,对于逆向反光材料的技术条件也有明确要求。又规定救生设备上逆向反光材料安装的位置,在其上下左右各容易发现的地方。要使附近的船舶或飞机,无论从水平或垂直方向均能发现,并且考虑到救生设备在海上有发生翻覆的可能,又规定在其底部也须安装,这样就能限度地提高遇险者在海上被发现的可能。[1]

逆向反光材料逆向反光材料的分类

逆向反光材料可分四类:1、反光薄片(膜);2、反光涂料;3、反光织物;4、反光器件。
其中以反光薄片用途,性能,能方便地应用于不同的基材上。这类材料从结构上又可以分为透镜外露型、平顶型、空气平顶型等(不包括技术储备)。[2]

逆向反光材料国外反光薄片状况

从20世纪40年代开始生产的外露型结构到现在的矩锥角齿型,基本可分四类。

逆向反光材料外露型反光薄片

外露型反光薄片起源于40年代,其优点是反射强度高,折射率为19~20的玻璃珠适合于该类反光薄片,结构上无焦点树脂层,工艺简单。但由于结构层中玻璃微珠暴露在反光薄片表面,在室外受风吹雨淋的影响,玻璃微珠容易脱落,加上灰尘的粘污影响了薄片的反射性能。由于平顶型反光薄片的出现,透镜外露型反光薄片逐渐被取代,但仍适合于室内使用,如:电影特技摄影的反光银幕。[2]

逆向反光材料平顶型反光薄片

由于高折射率玻璃珠(2.2以上)的研制成功,使平顶型反光薄片的技术性能有了突破。该材料结构是在玻璃珠表面涂上树脂,以保护微珠不易脱落,而且使玻璃珠之间的间隙不受灰尘和雨水的污染,从而使薄片的实用性大大提高。平顶型反光薄片是用途的一种材料。它除了用作交通工程标志材料的工程级外,还发展了商业级和广告级。商业级一般用于临时标志、建筑、矿井和标志等,在耐候性要求较低的地方使用。而广告级一般用于商业广告,以及对寿命和反光强度要求不高地方。随着社会发展的不同要求,在生产平顶型反光材料的过程中,不同类型和级别的级光薄片也随之派生出来。[2]

逆向反光材料空气平顶型反光材料

20世纪70年代中期,由于高分子材料的发展,美国3M公司推出空气平顶型反光薄片。该材料是吸取了3外露型结构的优点,把高分子薄膜以网状或粘合在外露反光薄片表面,弥补了外露型结构的不足,由于它具有反射率高,实用性好的特点,因此在市场上有较大的竞争力。
作为技术储备,美国和日本已研制出不用玻璃珠的反光薄片,它是应用光学全反射原理设计成的矩锥角齿形结构,采用特殊工艺处理,有强于空气平顶型数倍的反射率。
现在世界上一些经济发达国家在法律上规定:公路交通标志、航海标志、救生标志等方面必须使用逆向反光材料。它的需求量十分大。例:美国加里福尼亚有公路17万公里,共有标志34万平方米,每年维修替换各种标牌40多万美元的反光薄片。[2]
参考资料


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