交通標志在交通管理和交通安全中起著重要作用。交通標志種類繁多，但過去大都是用普通油漆噴涂牌面，夜間顯示效果較差，難以有效的防止交通事故?，F(xiàn)在，國外交通標志牌面已普遍使用了定向反光材料。這種標志借助于汽車燈光照射，使駕駛員在數(shù)百米之外就可看清牌面上的圖案，大大有利于安全行車。此外，反光警服、反光隔離帶、反光路標、反光標線、反光車號牌等設(shè)施也正在推廣使用。本文僅就定向反光材料的基本原理、結(jié)構(gòu)及品種作如下簡介。

一、鏡面反射、慢反射和回歸性定向反射

    當一束平行光線從某一角度照射到一個光滑表面時，一部分光線即發(fā)生反射。反射光以法線為基準，入射角與反射角相等，這是鏡面反射的基本原理（見圖一）。

圖一 鏡面反射

    當一束平行光線從某一角度照射到一個粗糙表面時，光線的反射方向是雜亂的，它不按反射定律進行反射，這就是漫反射（見圖二）

圖二 漫反射

   當一束平行光線從一定的角度照射在具有特殊結(jié)構(gòu)的表面上時，相當大的一部分光線呈錐形光束向光源的入射方向反射，而且這種錐形光速的錐軸與入射光束是平行的。因此，人們在光源附近就會看到極光亮的反光表面。這種現(xiàn)象就叫做回歸性定向反射，簡稱為“定向反射”（見圖三）。我們所需要的，就是據(jù)這種反射性能的反光材料。

圖三 回歸性定向反射

二、定向反光材料的結(jié)構(gòu)

    定向反光材料的主要結(jié)構(gòu)，是一種只有數(shù)十微米直徑的玻璃珠。由于玻璃與空氣的折射率不同，光線通過玻璃珠聚焦于珠后一點，如果在焦點處貼上一層反光面，就可以將射入的光束沿入射方向反射出來。利用這個原理制成的反光膜稱之為“透鏡型反光材料”（見圖四、圖五）

圖四 光線通過玻璃微珠在背面聚焦

圖五 在背面貼反射面，光線向入射方向反射

    國外反光材料的反光層一般是采用玻璃微珠鍍銀，或者先做好表面保護層后在真空度鋁，其折射率為2.25-2.50，目前，國產(chǎn)玻璃微珠由于生產(chǎn)設(shè)備和工藝水平較差，其折射率只有1.90-2.00，而且分散角度大，有待改進和提高。

    其次，粘結(jié)劑也是反光材料的重要成分，這里所講的粘結(jié)劑，是指玻璃微珠與反射面相粘結(jié)的原料，國外粘結(jié)劑多用聚氨脂類。目前國內(nèi)生產(chǎn)的聚氨脂在日曬雨淋條件下很容易變色和發(fā)脆，是反光材料使用兩年左右就會變色失效。最近試用上海振華造漆廠生產(chǎn)的M-64丙烯酸脂壓敏膠，其壽命可達三年。

    再者，焦點數(shù)脂和表面保護層材料的性能也決定反光膜的質(zhì)量，必須具有透明度高、抗油性好、耐紫外線照射以及柔韌耐折等特性。

三、國產(chǎn)反光材料的類型

    1.透鏡型定向反光膜

    這種反光材料是在雙面真空鍍鋁的聚酯膜上涂丙烯酸脂類壓敏膠，將折射率為1.9的玻璃微珠粘上，干后噴上一薄層聚乙烯醇縮丁醛樹脂作保護層，其結(jié)構(gòu)如圖六所示。

圖六 透鏡型定向反光膜結(jié)構(gòu)圖

    這種反光材料的優(yōu)點是：（1）因玻璃微珠未受遮蓋，反光強度較大；（2）玻璃微珠直徑不受嚴格限制，成本較低；（3）工藝簡單，易于掌握。其缺點是：（1）雨水膜（折射率1.33）將表面玻璃珠慢平時，反光能力降低；（2）反光層反光角度較?。唬?）表面粗糙，附著塵土后失去反光作用；（4）玻璃珠易脫落，較難擦拭。

    2.平頂型定向反光膜

    平頂型反光模是將玻璃微珠與反光層之間加上一層透光焦點數(shù)脂（間隔層），使光射在反光層的折光途徑有所改變，入射光能在光層表面聚焦后折回（見圖七）。