反光膜基本知识

什么叫反光膜？
反光膜是为了增强道路交通、车辆、广告等标志的可识别性而粘贴在标志表面的反光材料。

反光膜的分类
反光膜通常分为：钻石级、高强级、超工程级、工程级、经济级反光膜。根据GB/T 18833-2002 《公路交通标志反光膜》，按照其逆反射性能，把它们分为一、二、三、四、五级反光膜。另外根据反光膜的用途，把贴在载货类机动车和危险品运输车辆车身上的反光膜叫做车身反光标识反光膜（按照其逆反射性能，可看作二级反光膜），又把车牌用的反光膜称为机动车号牌用反光膜（依照GA 666-2006 《机动车号牌用反光膜》，其逆反射性能在四级～五级反光膜之间）。

反光膜的发展简史
可以这样说，道路标志的发展史，也就是反光膜的发展历史。反光膜是由美国3M公司在1937年发明的，当时的结构仅为露出玻璃珠型；1948年开发出工程级反光膜，在1971年和1990年又分别研制出高强级反光膜和钻石级反光膜。

反光膜的逆反射原理 1.光反射的种类
光反射有乱反射、镜面反射和逆反射，见图1～3。        

2.什么叫逆反射？
逆反射是反射光线从靠近入射光线的反方向，向光源返回的反射。当入射光线的方向在较大范围内变化时，仍能保持这种性质。

3.反光膜的逆反射原理
反光膜的逆反射原理有玻璃珠型和微棱镜型两类，如图4和图5所示。高强级、超工程级、工程级、经济级反光膜的逆反射原理为玻璃珠型，而钻石级反光膜的逆反射原理为微棱镜型。

图4 玻璃微珠型反光膜的逆反射原理

反光膜的结构

反光膜的结构如图6、图7和图8，分为透镜埋入型、密封胶囊型和微棱镜型三类。超工程级、工程级、经济级反光膜的结构为透镜埋入型，高强级反光膜的结构为密封胶囊型，而钻石级反光膜结构为微棱镜型。

钻石级反光膜的每一微晶立方体结合排列后，在一个平方厘米的材料面积上会有930个以上的微晶立方角体，如图9。微晶立方角体下层经密封后形成一空气层，使入射光线形成内部全反射，从而不需借助金属反射层即可达到最优越的反光效果。使用高硬度、耐磨的聚碳酸脂材料和微晶立方体技术制成的钻石级反光膜与传统的工程级和高强度级反光膜比较，其反光性能不仅成倍增加，而且广角性能亦有很大提高。

反光膜的逆反射性能

1.什么叫逆反射系数？
逆反射系数是平面逆反射表面上的发光强度系数R除以它的表面面积的商。R′= R / A
式中：
    R′—逆反射系数，cd．1x-1·m-2（坎［德拉］每勒［克斯］每平方米）；
    R  —发光强度系数，cd．lx-1（坎德拉每勒克斯）；
    A  — 试样表面的面积，m2。

2.常用反光膜的逆反射性能
银白色钻石级、高强级、工程级、车牌级（机动车号牌）、经济级反光膜在观测角0.2°、入射角-4°时的逆反射系数值（cd．1x-1·m-2）的对比，如图10。

图10 常用反光膜的逆反射性能对比

反光膜的其他性能要求

根据GB/T 18833-2002 《公路交通标志反光膜》，一至五级反光膜除了要求逆反射性能以外，还要求色度性能、附着性能、防粘纸的可剥离性能、耐候性能、耐盐雾腐蚀性能、耐溶剂性能、抗冲击性能、耐弯曲性能、耐高低温性能、收缩性能、抗拉性能、油墨与反光膜的附着性能。对于车身反光标识反光膜和机动车号牌用反光膜还要求耐水性能。 另外，对于机动车号牌用反光膜，则还要检测耐冲压性能、耐冲洗性能和抗风沙性能。

反光膜的用途

反光膜主要用于各种公路和铁路的导向牌、指示牌、轮廓标、突起路标，交通锥、防撞筒、安全岛、矿山机场安全牌、地名牌、车牌、物业小区安全标志、施工标志、广告牌、舞台布景，商标等。由于反光膜在白天以其鲜艳色彩起到明显的警示作用，在夜间或光线不足的情况下，其明亮的反光效果可以有效地增强人的识别能力，看清目标，引起警觉，从而避免事故发生，减少人员伤亡，降低经济损失，成为道路交通不可缺少的安全卫士，有着明显的社会效益。

下面介绍工程级、高强级和钻石级反光膜的用途。
1. 工程级反光膜
工程级反光膜适用于一般道路的交通标志，即通常的一级、二级、三级、四级道路和临时使用的标志。常用作：指路标志；禁止标志，警告标志和指示标志以及普通广告标志。可采用同类别的油墨、使用丝网印刷技术制作各类图案。其寿命一般为3～7年。

2.高强级反光膜
高强级反光膜一直被成功地用来制作交通标志。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清晰可见，有效地预告驾驶员前方道路危险情况。 适用于一般道路的交通标志，即通常的高速公路、一级、二级、三级、四级道路和临时使用的标志。 常用于：指路标志；禁止标志，警告标志和指示标志以及普通广告标志。其寿命一般为10年。在正常使用状况下，10年后的逆反射系数保留值至少为初始逆反射系数值的80%。

3.钻石级反光膜
钻石级反光膜适用于高等级公路和城市道路的交通标志。主要用于：指路标志、禁止标志、警告标志和指示标志。采用同类别的油墨和使用丝网印刷技术可以制作各类图案。其寿命一般为10年。在正常使用状况下，10年后的逆反射系数保留值至少为初始逆反射系数的80%。

国产反光膜的生产技术

近十多年来，我国反光膜的生产技术飞速发展，多项反光材料均有了自主知识产权；经济、工程级、高强级反光膜已形成产品系列，机动车号牌用反光膜和车身反光标识反光膜也大批量生产；不仅替代了进口，还出口国外。

生产反光膜的三大技术难关是材料、设备和工艺。

反光膜的主要材料树脂、颜料、玻璃微珠对反光膜性能的影响至关重要。其中，树脂应有良好的涂布性、粘接性、相配性和耐候性等，表层和聚焦层的树脂还得有良好的透光性。对于颜料，既要色彩鲜艳、色相稳定，还要透明度高和与树脂相容。而玻璃微珠如图11所示，粒径仅35～90μm，比人的头发丝细得多；要求粒度圆整、失透率低，折射率和粒径分布率高。

国内反光膜的生产设备大多组成生产线，并可根据工艺要求实现连机、组线运行。涂布、复合生产线均采用了变频、同步、纠偏、恒张力调控；烘道温度可分区域精确控制；涂布和收卷工位基本实现恒温作业。

国内反光膜的工艺水平已基本接近国际水平。特别应当指出的是，有些企业仅用简易的植珠方式就解决了玻璃微珠单层共面、分布均匀的难题。 但是，目前国内钻石级反光膜仍处于研制、试生产阶段；国产高强级反光膜在高速公路上的占有率还较低；国产反光膜的自主研发能力、生产技术和产品质量还有待进一步提高。