河南工程學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院,河南 鄭州 450007

隨著我國(guó)安全工作力度的增大和人民安全意識(shí)的提高，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7258—2017《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》于2018年1月1日實(shí)施，其中規(guī)定，“汽車(無駕駛室的三輪汽車除外)應(yīng)裝備一件反光背心”。由此可知，反光背心的市場(chǎng)需求量將有一個(gè)較明顯的增長(zhǎng)。

反光背心是可視警示服的一種，但其能否發(fā)揮安全警示作用呢？人們發(fā)現(xiàn)，環(huán)衛(wèi)工人通常身穿安全警示服，但他們被機(jī)動(dòng)車撞傷的事件仍然頻頻發(fā)生，雖然其原因可能是多方面的，但安全警示服是否發(fā)揮了其安全警示作用是必須考慮的重要內(nèi)容。

1 反光背心的警示原理

反光背心的安全用途不同，其所使用的可視材料不同。根據(jù)可視材料最小使用面積劃分，反光背心共分三個(gè)等級(jí)，一級(jí)反光背心的安全性最差，三級(jí)反光背心的安全性最好。實(shí)際使用中，應(yīng)根據(jù)穿著者的工作環(huán)境合理選擇反光背心：一級(jí)反光背心的可視性要求低，適合停車場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)貨棧的工作人員穿著；三級(jí)反光背心適合高危環(huán)境的工作人員(如醫(yī)療救護(hù)人員、交警和道路環(huán)衛(wèi)工人等)穿著。反光背心上的可視材料通常有熒光材料、反光材料和組合材料三種，各自最小使用面積見表1[1]。

熒光材料能吸收日光中的紫外線并發(fā)射非常醒目的可見光，因此無論在白天還是在光線較暗的傍晚或黎明，都能從視覺上凸顯穿著者的存在。但熒光材料在黑暗環(huán)境中不發(fā)光，不具備逆反射性，因此無高可視性。反光材料能將部分入射光線沿其入射路線反射回光源處，尤其在光線昏暗環(huán)境中，反射效果更加突出。反光材料并非理想逆反射材料。理想逆反射材料可將入射光線沿其入射路線全部反射回光源處，但其用處不大，因?yàn)橛^察者接收不到反射光。實(shí)際上，反光材料是將入射光線以光錐形式反射回光源處，以發(fā)散光的方式被觀察者接收，其逆反射原理如圖1所示[2]。組合材料指同時(shí)具備熒光材料性能和反光材料性能的可視材料。

表1 反光背心上的可視材料最小使用面積

圖1 反光材料的逆反射原理示意

2 反光背心的安全性能

反光背心的主體材料是平紋織物或網(wǎng)眼織物。反光材料覆蓋在平紋織物或網(wǎng)眼織物表層。常見反光背心有滌綸針織反光晶格網(wǎng)眼布背心、滌綸梭織反光晶格布背心、全滌熒光網(wǎng)布晶格背心、全滌熒光網(wǎng)布反光背心等。不管是哪種反光背心，其作為一種服裝，所用原材料不能對(duì)穿著者有副作用，不能刺激和傷害穿著者，在確保安全防護(hù)前提下具有舒適性；其次，反光背心結(jié)構(gòu)能適應(yīng)穿著者作業(yè)時(shí)的肢體活動(dòng)且方便穿脫；第三，在不影響服裝設(shè)計(jì)強(qiáng)度和工效前提下，反光背心應(yīng)盡可能輕便。但反光背心的核心始終是安全性。

2.1 可視材料選用

反光背心上的組合材料同時(shí)具備熒光材料性能和反光材料性能，選用時(shí)可參照熒光材料和反光材料的相關(guān)原則。

2.1.1 熒光材料

熒光材料主要性能要求包括兩個(gè)方面：

(1) 色度坐標(biāo)和亮度因子。不管何種顏色的熒光材料，其色度坐標(biāo)都應(yīng)在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 20653—2006《職業(yè)用高可視性警示服》中表2規(guī)定的三個(gè)顏色區(qū)域內(nèi)，其亮度因子必須大于此表中規(guī)定的最小值。

(2) 色牢度。作為反光背心上具有安全警示作用的彩色熒光材料，其顏色要有一定的耐用性，即其耐摩擦色牢度、耐汗?jié)n色牢度、耐水洗和干洗色牢度、耐次氯酸漂白色牢度、耐熱壓色牢度等均應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 20653—2006《職業(yè)用高可視性警示服》的規(guī)定。

另外，還應(yīng)考慮熒光材料的顏色。當(dāng)前的熒光材料主要有三種顏色，包括黃、橘紅和紅，其中前兩種最常見。黃光中有紅光和綠光成分，而紅光的穿透力最強(qiáng)，黃綠光對(duì)人眼的敏感性最強(qiáng)，橘紅光又由紅光和黃光混合得到，所以這三種顏色具有很高的警示性。但這三種顏色也有弊端，例如在白天，黃色服裝會(huì)讓人眼花繚亂。某些機(jī)動(dòng)車司機(jī)反映，在炎熱的夏天，環(huán)衛(wèi)工人穿的黃色工作服非常刺眼。環(huán)衛(wèi)工人也反映，這種黃色工作服很容易吸引昆蟲，因?yàn)槔ハx對(duì)黃色具有趨光性。因此建議，對(duì)于常年頻繁使用的反光背心，可以根據(jù)月份交替使用綠色和黃色，做到更科學(xué)更人性化的設(shè)計(jì)。

2.1.2 反光材料

反光材料在反光背心上的使用面積雖然很少，但它是反光背心發(fā)揮警示作用的核心因素。當(dāng)前的反光材料主要有玻璃微珠型和晶格型兩大類，如圖2所示[3]71。反光背心上常用的玻璃微珠型反光材料，一般是在涂有特種樹脂的織物上植入具備高折射率的玻璃微珠制成的，玻璃微珠形成逆反射，如圖3(a)所示。但是，玻璃微珠型反光材料表層直接裸露在外，它易起皺、起泡和脫落，影響反光效果。晶格型反光材料以微棱鏡作為反射單元，若干個(gè)微棱鏡組成密集的反射陣列，反光效能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于玻璃微珠型反光材料，且晶格表面有保護(hù)膜層，保護(hù)反射單元不受外在因素?fù)p傷，如圖3(b)所示[3]71。

無論何種反光材料，都應(yīng)具有逆反射性、廣角性、耐用性及適用廣泛性等。逆反射性是指反射材料的反射光線從接近入射光線路線的相反方向返回的一種性能。反光材料的逆反射性越強(qiáng)，其反射光的強(qiáng)度就越大。廣角性指當(dāng)光線以很大角度照射反光材料時(shí)，反光材料仍能準(zhǔn)確地將光線反射回去。反光材料的廣角性越好，其反射回去的光線就越不會(huì)偏離光源處，反射光的強(qiáng)度也越強(qiáng)。耐用性指反光材料具有良好的耐老化性、耐摩擦性和耐洗性，長(zhǎng)時(shí)間穿著不易脫落，能保持較高的反光效果。適用廣泛性指反光材料易加工成各種形狀，方便使用在不同載體上。適用廣泛性好的反光材料，易于進(jìn)行裁剪、切割、分條、縫紉等加工。測(cè)試表明，晶格型反光材料的綜合性能，包括逆反射性、廣角性和耐用性等，優(yōu)于玻璃微珠型反光材料[3]70。例如，晶格型反光材料具有多個(gè)拋面的微棱鏡結(jié)構(gòu)，在各個(gè)角度下都能通過反射形成璀璨的光芒，其反光效能約是玻璃微珠型反光材料的3～5倍。

(a) 玻璃微珠型

(b) 晶格型

(a) 玻璃微珠型

(b) 晶格型

圖3 玻璃微珠型與晶格型反光材料的逆反射原理

有必要說明，對(duì)于晶格型反光材料，由于它利用微棱鏡反射，光線必須進(jìn)入反射材料本體，再通過微棱鏡反射。顏色越深的反射材料，其對(duì)光的透過性越差，即被吸收的光越多，因而反光效果越差。因此，建議選用的反光材料顏色為白、黃、橘紅、粉紅、淺綠和淺藍(lán)等。

另外，由于市場(chǎng)上存在低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象，有些商家偷工減料。低價(jià)反光背心采用的主體材料(即反光材料底布)多為普通PVC(聚氯乙烯)材料，其不具備耐寒功能，在低溫下易變硬變脆，在高溫下變軟變韌；而且普通PVC材料在車縫過程中，針孔部位易碎裂。因此，為保證反光背心上的可視材料充分發(fā)揮作用，選用可視材料時(shí)需從主體材料、熒光材料和反光材料三方面綜合考慮。

2.2 LED燈的使用

反光背心通常為被動(dòng)式發(fā)光，因此其在能見度低或夜間等環(huán)境中所能發(fā)揮的警示效果有限，這給交警、馬路急救人員或環(huán)衛(wèi)工人等在光線昏暗條件下執(zhí)勤帶來了一定風(fēng)險(xiǎn)。因此，當(dāng)反光背心的可視性要求非常高時(shí)，如供以上人員使用的反光背心，可增加LED燈。裝有LED燈的反光背心，不需要靠外在光源即可自己發(fā)光，確保了這些人員執(zhí)勤時(shí)所著反光背心的可視性，安全性大大提高。隨著LED燈技術(shù)的日趨成熟，市場(chǎng)上常見LED燈的耗電量低，所用電源是常規(guī)5號(hào)電池，價(jià)格便宜，有開關(guān)自主控制，閃光頻率可調(diào)節(jié)，使用很方便。

2.3 反光材料應(yīng)用設(shè)計(jì)

玻璃微珠型反光材料和晶格型反光材料可在反光背心上單獨(dú)使用，也可組合使用。晶格型反光材料一般在三級(jí)反光背心上使用。例如，警用反光背心的可視材料由黃色的熒光材料與銀白或銀灰色的晶格型反光材料組成，晶格型反光材料以織帶形式縫合在反光背心上，如圖4所示。

圖4 警用反光背心

反光背心是一種警示服，本文不討論其美觀效果，僅分析反光材料應(yīng)用設(shè)計(jì)。盡管各種反光背心的款式不同(圖5)，但反光材料的最少使用面積(表1)、使用位置和相關(guān)尺寸等內(nèi)容應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 20653—2006《職業(yè)用高可視性警示服》的規(guī)定(表2)。

圖5 不同款式的反光背心

3 反光背心的日常安全使用與維護(hù)保養(yǎng)

反光背心上的可視材料有安全有效期。成為汽車標(biāo)配后，汽車?yán)锿ǔ?huì)存放反光背心。這類反光背心可能像滅火器一樣，只在關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)揮作用，由于使用頻率低，耐用性很好。但用于特殊職業(yè)的反光背心，例如警用反光背心和環(huán)衛(wèi)反光背心等，由于在戶外頻繁使用，不可避免地會(huì)遭受風(fēng)刮日曬、汗?jié)n雨淋、摩擦水洗等,其上的可視材料隨著使用時(shí)間延長(zhǎng)而發(fā)生變化(圖6)，其警示效果不斷下降。因此，穿著者必須正確使用反光背心，并對(duì)其進(jìn)行良好的維護(hù)保養(yǎng)，才能更有效地發(fā)揮其安全警示作用。如果穿著者不遵守反光背心的使用說明，可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。為確保反光背心的安全警示效果，須遵守國(guó)家相關(guān)法規(guī)并參考正規(guī)廠家提供的使用說明：

(1) 合理運(yùn)輸與保存。反光背心必須在干凈、干燥且避免陽(yáng)光照射的環(huán)境下儲(chǔ)存和運(yùn)輸。若長(zhǎng)時(shí)間暴露在陽(yáng)光下，可能導(dǎo)致熒光材料褪色，或致使反光背心的主體材料或可視材料質(zhì)量變差，造成反光距離過短或亮度過低，安全性大打折扣。

(2) 正確穿著與維護(hù)。在一般情況下，反光背心往往處于被穿著狀態(tài)而暴露在外，必要時(shí)需及時(shí)更換。同時(shí)要加強(qiáng)安全性意識(shí)。例如，反光背心通常不防火，應(yīng)遠(yuǎn)離火源、火星或爆炸等環(huán)境。任何反光背心都無法保證穿著者在機(jī)動(dòng)車移動(dòng)過程中或在其附近作業(yè)時(shí)不會(huì)遭遇危險(xiǎn)，所以在任何交通環(huán)境下都應(yīng)格外小心，一定要注意避免反光材料被遮擋。穿著者需定期檢查反光背心是否出現(xiàn)損壞或退化跡象，同時(shí)確保反光背心清潔，水洗時(shí)遵照洗滌說明，合理選用洗滌液，對(duì)可視材料部位不能用力搓洗。一旦反光背心被弄臟、熒光材料褪色、反光材料受損(圖6)或超過規(guī)定的清洗次數(shù)，必須及時(shí)更換。

圖6 反光背心上反光材料隨使用時(shí)間延長(zhǎng)發(fā)生的變化

綜上所述，反光背心只有在生產(chǎn)、檢測(cè)和使用三方面得到規(guī)范，其安全防護(hù)作用才能得到更有效的發(fā)揮。

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