一、产品的发展
回归反射织物俗称反光布,它是将玻璃微珠施加于织物上,利用光线在玻璃微珠内折射反射后回归的光学原理。即使反射光按人射光方向大部分地返回光源方向。这种织物是一种具有安全功能的织物。当在夜间或黑暗处活动的人员穿着或携带此种回归反射安全材料,在遇有光线照射时,由于其回归反射的功能,会产生醒目的效果,提高自身的能见度,从而使处于光源处的人员很快地发现目标,有效地避免事故的发生,保证人身的安全。
汽车发明以后,越来越多的驾驶员在夜间行驶,交通反光标志成为待解决的问题。因此。在1920年,人们受猫眼睛在夜间灯光照射时能发射光芒的影响,发明了猫眼石来制作路标的反光标志,当时利用猫眼石制作的反光交通标志,其定向反光效果差,有待改善。到了1930年,随着科学技术的进步,人们开始用比较细小的玻璃珠来制造路标的反光面,并且逐渐认识到反光强度和反光产品牢度,如能见距离、耐候性、防雨等的重要性。美国3M公司此时投入大量人力物力,不断研究开发,推出了一些中低亮度的反光产品。随着合成树脂、社会各领域科技水平的发展提高,3M公司不断研究开发了一些高质量反光产品,运用玻璃微珠、合成树脂、带有金属的薄膜、涂层技术等,研制了反光薄膜。40年代,推出了“工程级”反光薄膜,广泛用于交通道路的路标标志牌。反光织物是随着合成树脂、社会发展的需要在定向反光薄膜的基础上开发出来的。至今3M公司己发展形成了3M Scotchite。(视可丽)反光系列产品、其反光强度高者达500 Cd/Lx/m2,低者约有10cd/Lx/m2。日本是六十年代开始生产,当时主要用于交通、工厂、矿山的道路标志、安全标志。1975年参照美国L-S-300标准制定了安全用反射片和反射带标准JISZ/9117,80年代,日本有关该方面技术的专利、文章较多。目前,日本住友3M、旭化成、尤里吉卡、小松精练等十几家企业生产,产品各有千秋。其它生产和使用该织物的国家也不少,如丹麦、芬兰、德国、意大利、瑞典等。
我国从六十年代开始研制反光安全材料。从八十年代起,随着交通事业如高速公路、铁路的飞速发展,交通安全开始提到了议事日程,安全成为人们关注的问题,对反光材料的研究开发越来越受到重视。到了八十年代中期,才起步研究开发服用性的回归反光织物。中国纺织科学研究院自八十年代首先从事这方面的研究,以其综合性能优良的产品率先开发了国内市场,在公路、铁路、环卫等部门使用。几年前,我院将其前两代科研成果与张家港市印染机械厂合作成立了“张家港市亮达反光材料有限责任公司”,公司经过两年多的运转己取得了较好的经济效益,销售数量逐年成几倍增长,产品的品种不断扩充,应用领域不断扩大,产品以亮度高、耐磨、耐洗、防雨等综合性能指标优良而处于国内领先,深受国内外广大用户的喜爱。目前,国内上海、北京、江苏、福建等地有十几家中位进行研制和生产。
二、结构原理简述:
回归反射是光的反射现象之一,与光的另两种反射现象——漫反射与镜面反射不同之处是光的反射方向沿着入射光的入射方向返回至光源。如图1所示:图1表明了光的反射的三种状态,三种状态的产生与其物体表面光滑程度及表层物质形态有直接关系:
漫反射——平行的入射光线射到粗糙不平的物体表面上反射光向各个方向反射的现象;
镜面反射——平行的入射光射到平滑的物体上,反射光以法线为中轴。与入射光对称的方向呈平行的反射现象;
回归反射—平行的入射光射到球形透镜型或角锥棱镜型结构的物体上,反射光沿接近入射光线返回的现象。
反光织物是由定向反光主体玻璃微珠、反射镜面层及织物底基、粘合剂等构成。当光线照射到玻璃球体时,光线在玻璃介质中产生折射,经球体后表面的镜面反射层反射后,又经球体折射返回光源方向。从而达到了反射光线方向按入射方向返回的目的。如图2
关于折射光折射的位置,与玻璃微珠的折射率和半径之hJ的关系,可用下列公式表示:
F=r(2-η)/2(η-1)
其中F一焦距
r一微珠半径
η一微珠折射率
常见的反光布有多种结构,如图3所示。目前市场销售的反光布主要是珠子露出型的结构,如图3(a)、(b)
图3(a)为露出型,其结构组成依次为基布、粘接剂、反射层、粘接剂、微珠层。其特点是微珠呈单层水平排列,珠的前面没有任何覆盖物,珠的一部分暴露于空气之中,一部分埋植于粘合剂层中,微珠与反射层直接接触或靠得非常近。这种类型的反光性能好,适应的入射角广,但制成的回归反射织物表面粗糙,微珠容易脱落。附着水质会使反射性能降低甚至丧失,但可以通过后处理给以改善,这种类型所反射的光为白色。
图3(b)也为露出型,其结构组成依次为基布、粘接剂、反射层、间隔层。微珠层。其特点几乎与上项所述相同,差别仅仅在于微珠与反射层之间有间隔层。
图3(c)为封闭型,是对图3(a)、(b)两种类型作了进一步加工。其特点是在暴露型的表面罩上一层透明薄膜,将微珠罩盖在薄膜内,而不是埋植于粘合剂层内。这种类型能保持微珠与空气的界面,在潮湿与雨水中不会降低回归反射织物的反光性能,并保护微珠不致脱落及受尘埃、污物等的影响。将薄膜着色或印刷文字、图案能反射相应的彩色光,但反光性能不及上述类型。
图3(d)也是封闭型,结构组成依次为基布、粘接剂、反射层、间隔层、微珠层、表面层。其特点是微珠呈单层水平排列并整个被埋植于表面层下,微珠与反射层之间有间隔层。其反光性能不及暴露型好,适应的入射角也不及暴露型广,但表面光滑,微珠不会脱落,反射性能不会受水质的影响。将表而后着色或印刷文字、图案就能制得彩色或文字、花纹图案的回归反射织物,能反射相应的彩色光。