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交通工程及汽車用途的反光膜有多少種?最ding級的美國3M鉆石級反光膜是怎么樣的？

反光膜現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于我們的日常生活之中。最早是美國3M公司在上世紀(jì)五十年代發(fā)明的，最早的反光膜就系在膠膜上鍍上鋁反光層，然后粘上玻璃微珠，這樣就構(gòu)成了光線的源向反射結(jié)構(gòu)。使得汽車駕駛員會非常清晰地看到前方覆蓋有反光膜的物品，因為汽車大燈射出的光線射到反光膜上后，大多數(shù)源向反光回駕駛員眼里。

 后來新的材料技術(shù)出現(xiàn)后，再在膜表面覆上一層透明的樹脂層，使得膜具有了一定的防塵、防刮能力。這種反光膜技術(shù)一直沿用至今，已相當(dāng)成熟，國內(nèi)已經(jīng)有幾家廠家可以生產(chǎn)。它是低端反光膜采用的技術(shù)，并依據(jù)玻璃微珠的密碼及膜的硬度分成了“廣告級（民用級）”和“工程級/車牌級”兩種。廣告級的膜，膜軟且微珠密度低，這樣雖然反光性能差但易于在刻字機(jī)上刻出不同的字符，主要應(yīng)用于廣告及小街巷的指示牌。工程級的偏硬且微珠密度高，這樣反光性能較好，所以是國內(nèi)普通公路所用交通指示牌表面的主要反光膜材。車牌級就是在工程級的基礎(chǔ)之上，加強(qiáng)了膜的可伸展性，這樣即使在車牌上被沖壓出凸起的字符膜也不會斷裂。國內(nèi)現(xiàn)在所有機(jī)動車的車牌都是采用3M的車牌級膜的，顏色不同而已。

 后來，3M公司在上述技術(shù)基礎(chǔ)之上，通過加大微珠的密碼，且把膜表面分成了一個個蜂窩狀的小格，小格邊緣有分隔支撐欄，再在這樣蜂網(wǎng)狀的欄上覆蓋透明樹脂層。這樣在樹脂層與微珠之間就有了一層空氣，使得膜表面有水珠時也不會明顯影響到光線的源向反射。這就是“高強(qiáng)級”膜。這種膜國內(nèi)的廠家也可以生產(chǎn)，但之后3M公司推出了“chao強(qiáng)級膜”后，3M公司已不再生產(chǎn)高強(qiáng)級的產(chǎn)品了。

 到了上世紀(jì)七十年代，美國的艾利公司發(fā)明了通過在PVC軟塑料上壓出棱狀晶體的技術(shù)來源向反射光線，這一技術(shù)因為反光晶體可以排列得非常密集及規(guī)則，且不需要金屬反光層及玻璃微珠。而且PVC可以通過染料很容易制作成不同顏色的反光產(chǎn)品，PVC柔軟的質(zhì)地使得產(chǎn)品可以用于衣物、帽等織物上，因為這一技術(shù)被廣泛應(yīng)用。這也是現(xiàn)在jiao警、路政等道路從業(yè)人員所穿反光服上面的反光條所采用的技術(shù)。

 到了九十年代初期，3M公司成功把這種原本用于PVC上的棱晶技術(shù)應(yīng)用到反光膜上面，通過特殊的工藝生產(chǎn)出玻璃微棱晶，并規(guī)則地排列在類似于高強(qiáng)級反光膜地網(wǎng)狀格內(nèi)（不同于高強(qiáng)級的蜂窩網(wǎng)，這種膜采用的是魚網(wǎng)一樣的網(wǎng)格），再在表面覆于耐磨的透明聚碳酸酯層后，就生產(chǎn)出了第1代的“鉆石級反光膜”。這種膜具有很強(qiáng)的源向反光強(qiáng)度，反光度是高強(qiáng)級膜的三倍，但也有“廣角性”不足的缺點，就是當(dāng)光線以幾乎平衡于膜的表面入射時（大的入射角度），源向反射能力不強(qiáng)。

 到了九十年代末期，3M公司對玻璃微晶進(jìn)行了改進(jìn)，晶體更小（幾乎要用放大鏡才能看到）且成束狀排列，大大加強(qiáng)了膜的廣角性，這種第二代的鉆石級反光膜被稱為“VIP鉆石級反光膜”。但反光強(qiáng)度較第1代要稍差。

 因為微晶的制作成本高，所以這種VIP級鉆石膜售價高昂。后來，通過減少微晶的密度，且令微晶分開兩個方向（上下、左右）呈柵欄狀排列，這樣就發(fā)明了“chao強(qiáng)級”反光膜。這種膜的反光強(qiáng)度不及鉆石級膜，且同一方向看過去只會有一半的面積反光，但生產(chǎn)成本大為下降到接近高強(qiáng)級膜的水平，而反光效果及廣角性要優(yōu)于高強(qiáng)級膜。這樣高強(qiáng)級膜就被3M公司淘汰了，目前高強(qiáng)級膜只要國內(nèi)的廠家生產(chǎn)。

 05年3M公司的工程師又成功發(fā)明了全新的反光微晶，這微晶呈長條狀且表面起角（可以稱之為“角晶”），并規(guī)律地排列在網(wǎng)格內(nèi)，推出了第三代的鉆石級反光膜“DG-3”！因為反光角晶能更有效地源向反射入射光線，廣角性好，反光距離更遠(yuǎn)，且大大減少了晶體之間不反光的空隙，所以第三代產(chǎn)品反光效果比第二代要高10%以上，這樣就同時兼?zhèn)淞说?代膜的高強(qiáng)度及第二代膜的大廣角優(yōu)點。另外，三代膜的背膠也進(jìn)行了改進(jìn)，更為厚與粘，這使得它的適用范圍更為廣范，甚至連一些表面基本平整的水泥面也可以直接粘貼。

 因此，目前第三代DG-3鉆石級反光膜是世jie上最hao的反光膜。

 因為要保護(hù)專利，所以美國3M公司雖然在上海設(shè)有一個生產(chǎn)廠且在廣州也新建了生產(chǎn)工廠，但只限于生產(chǎn)低端的廣告級、工程級膜，gao端的chao強(qiáng)級、鉆石級膜均在美國生產(chǎn)。

全棱鏡反光膜是使用全棱鏡結(jié)構(gòu)完成的棱鏡型逆反射材料，其特點第二章里已經(jīng)有所介紹，簡單說，就是去除了傳統(tǒng)微棱鏡結(jié)構(gòu)中不能反光的部分，使反光膜全部由可以實現(xiàn)全反光的棱鏡結(jié)構(gòu)組合而成。它結(jié)合了遠(yuǎn)距離和大角度微棱鏡反光膜的兩種特點，在保持正面亮度大、遠(yuǎn)距離容易發(fā)現(xiàn)的同時，提高了在50-250米距離時的大入射角和觀測角下的反光亮度。這種全棱鏡反光膜的問世，突破了棱鏡型反光膜不能同時兼顧遠(yuǎn)距離反光能力和近距離反光能力圖7全棱鏡反光膜表面結(jié)構(gòu)電子顯微照片的學(xué)術(shù)屏障。它根據(jù)車燈光傳播的路徑和方式，找到了在理想距離內(nèi)的標(biāo)志視認(rèn)需要的角度（入射角和觀測角），再確定了傳統(tǒng)截角微棱鏡上的不反光區(qū)域，然后將這些不反光區(qū)域去掉，從而實現(xiàn)了單位面積反光膜上的反光結(jié)構(gòu)面積100%，也就是所謂的“全反光”。




熒光反光膜在全棱鏡結(jié)構(gòu)以后的反光膜，還沒有在結(jié)構(gòu)上再有所突破。但在反光膜的成本、材質(zhì)和化學(xué)涂層上，還有很多發(fā)展的空間。熒光反光膜就是其中改善涂層技術(shù)，以進(jìn)一步優(yōu)化反光膜功能的一個典型案例。熒光全棱鏡反光膜，是把耐侯性優(yōu)異的特殊熒光材料（一般熒光材料耐候性很差），和全棱鏡技術(shù)結(jié)合以后的具有特圖11熒光和非熒光反光膜的對比殊光學(xué)效果的反光膜。熒光反光膜里有一種獨特的耐候性熒光因子，能夠在吸收光譜內(nèi)的可見光和部分不可見光的能量后，增加活躍程度，從而將不可見光的能量轉(zhuǎn)化為可見光的能量，使反光膜的色度和光度在白天發(fā)揮得更加強(qiáng)大，從而增加標(biāo)志的顯著性。由于熒光反光膜能夠吸收光譜內(nèi)的不可見光的能量并加以轉(zhuǎn)化，這就使其能具有更加好的色度和光度，也就是所謂的更加鮮艷。這種熒光反光膜，在惡劣天氣條件下，和當(dāng)太陽光不那么強(qiáng)烈時，要比普通顏色鮮艷得多，更容易引起人們的注意。將這種熒光反光膜用于交通安全設(shè)施產(chǎn)品中，對確保黎明、黃昏或雨、雪、霧等惡劣天氣的行車安全具有重大意義。熒光全棱鏡反光膜在國外的應(yīng)用已經(jīng)很普遍，如熒光警示標(biāo)志、熒光線形輪廓標(biāo)、道路施工區(qū)熒光標(biāo)志等。黃綠色熒光全棱鏡反光膜已經(jīng)被美國聯(lián)邦公路局批準(zhǔn)用于行人、非機(jī)動車和學(xué)校區(qū)域的交通標(biāo)志；橙色熒光全棱鏡反光膜多應(yīng)用于施工區(qū)域標(biāo)志。世界各國針對熒光反光膜也出臺了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和技術(shù)條件。圖11是熒光和非熒光反光膜的對比。