中国纺织科学研究院 于范芹
介绍了回归反射织物的发展及其四种结构和反光原理,根据其结构和原理，对 反光布的加工技术作了讨论，并预测了市场发展前景。
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。
三、加工技术简介
根据回归反射的原理和回归反射织物的结构，可以看出回归反射织物由基布、反射层、化学树脂、玻璃微珠等组成。采用何种加工工艺使多种材料组合一起，从而保证其反光布具有与其它纺织品同样的服用性能，是研究开发及生产厂商们最为关心的问题。单从回归反射织物的结构上可以看出：反射层、学树脂、玻璃微珠等材料是在基布之上，因此采用涂层、复合、热压等多种加工技术组合一起的加工方法是势在必行。对于这样一种多层材料复合的产品，关键是要保证从光源发出的入射光经回归反射元件折射、反射后，大部分回到光源方向和位置，以起到醒目作用。制作时全部的光路要畅通无阻，保证微珠呈单层均匀密集排布于织物表面，且根据服用的特点，要求耐磨、耐洗、防水等。反光材料的研究开发具有一定的难度，它涉及多门学科，包括纺织、化工、机电、轻工、光学等，加工工序长，设备、工艺具有很大的不确定性。只能根据其回归反射原理进行探索研究。在加工过程中，除选择合适的原材料如织物、浆料、珠子等是主要因素外，涂层与植珠设备和一系列加工工艺技术也是极其重要的。根据微珠的施加方式，可分为三种加工方法：
1、涂珠法：
所谓涂珠法就是将玻璃微珠与粘合剂混合调制成涂层浆，涂刮于织物上而成。按工艺流程的不同又可分多道加工法、和一液一道加工法。
（l）多道加工法：
基布一涂底层一涂反射层一涂玻璃微珠层一后处理（涂透明树脂、防水等）。在基布上涂底层，使底布表面光滑，是为了提高反射层的反射效果，从而提高产品的反光强度。
(2)一液一道加工法：
该法是将回归反射加工中多层结构所需要的玻璃微珠（或塑料微珠）反射材料、着色颜料、粘合剂等全部混合成为一体。现统称为“全球系”油墨，然后将此油墨配制成印花浆或涂层浆，经一道涂层或印刷工序加工，即可成回归反射制品。
2、植珠法：
植珠加工法是利用高压电产生强电场，使玻璃微珠带电而吸附于织物上的静电植珠法：或将玻璃微珠均匀撒在涂有粘合剂的织物上的撒珠法；或通过玻璃微珠槽的粘珠法。
工艺流程：
基布一底涂或浸涂一施加反射层一涂粘合剂一植珠一后处理。
3、转移法：
转移基材一前处理一布珠一热处理一反射层处理一涂覆或印刷处理一
(1)复合织物一剥离一后处理：
(2)热熔背涂——复合保护材料——塑膜产品——转烫到织物上。
转移法产品具有外观光滑细腻、手感柔软，不但反光强度高，而且防水、耐磨、耐洗。并且背涂特种热熔胶的产品使用灵活方便，可以加工成布，也可以电脑刻成图案、字符，转烫到各种基材上
如服装、革、鞋帽、雨衣等。
四、发展前景：
据统计，汽车发明至今己有110多年了，世界上由汽车引起的各种交通死亡人数达4000多万人。另据美国的一项调查表明：夜间交通事故总量的50％是步行者死亡，所有致死的交通事故中，夜间比日间高出2．5——3倍。据我国公安部对交通事故的统计表明。交通事故逐年呈上升趋势，去年海事达
1000多起、交通达 2万多起，夜间意外死亡率是日间的4倍。由交通引起死亡的人数每天约达200人，而我国的车辆总数只有美国的百分之一，这个死亡人数是惊人的。中国是人口大国，拥有世界1／5的人口，因此，保护行人的安全在我国具有特别重要的意义。
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，公路、铁路等交通建设飞速发展，繁忙的交通昼夜不停，交通工作人员和夜间行走的普通人员的安全问题迫在眉睫。在我国由交通部率先推出的养路工统一安全标志制服，在全国范围执行使用，对定向反光材料的使用起到了一个引导作用。经过近十年的孕育发展，除交通部外，安全、环卫、石油勘测、铁路、煤矿、民政等都在使用中，但鉴于美国3M公司反光材料的价格太高，只能用较便宜的国产中低亮级产品。反光材料在服装服饰、鞋帽的使用与普通纺织面料不同，它是以条带、字符、装饰图案等形式使用，因此，它的使用量不可能像纺织面料那样大，从另外一种意义上讲，反光材料的使用是为了提高行人的安全性，即提高司机发现目标的距离。而能见距离与反光材料的使用面积、产品的反光强度成正比。如产品的反光强度高、使用面积虽小，夜问能见距离可以很远，从而提高安全系数。因此市场上逐渐趋于需要高反光强度的产品。据不完全资料统计，目前仅国内的需求量近百万平方米，其中进口占约20—30％。从发展趋势来看，人们的安全意识在增强，反光材料的需求会持续增长，尤其国内普通民用的使用会使反光材料的市场需求成几倍增长。
随着社会经济的飞速发展，生活水平的提高，对安全材料的需求逐渐趋向高品质、多样化、灵活性、广泛性、耐久性、服饰性等。目前国内反光材料的研究还处于起步开发阶段，产品档次低，品种单一，在反光强度及其它一些技木指标如耐磨、耐洗性、耐气候等与美国3M公司的产品比较，存在相当大的差距。还远远不能适应全球市场发展的需要。尤其是作为安全劳保服装，在高速公路上作业的工作人员的工作装，要求反光强度越高越好，反光角度越大越好，因此，加速反光产品研究开发，满足市场需求具有非常重要的现实意义。