淺議學(xué)生書袋上反光材料的應(yīng)用和檢測(cè)

文/郭家良 徐小喬

引言

為了防止中小學(xué)生在清晨或夜晚上下學(xué)道路上發(fā)生交通事故，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)2012年6月已批準(zhǔn)發(fā)布了GB/T 28468《中小學(xué)生交通安全反光校服》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)從2012年12月1日起實(shí)施。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，中小學(xué)生交通安全反光校服是指在光源照射下，具有強(qiáng)逆反射性能，能夠顯著提高穿著者存在辨識(shí)力的中小學(xué)生校服。一則“樂(lè)山一中學(xué)校服自帶反光條”的新聞引發(fā)關(guān)注。在報(bào)道中，學(xué)生衣服上的反光條反射出刺眼的光，在學(xué)校全天都穿著，上課時(shí)會(huì)刺激視覺(jué)，分散注意力。

隨著中小學(xué)生的交通安全問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，新發(fā)布的GB/T 31888 《中小學(xué)生校服》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)里提到，如果有反光條的校服，反光校服應(yīng)符合GB/T 28468—2012《中小學(xué)生交通安全反光校服》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。里面特意提到用反光材料保護(hù)道路學(xué)生行走安全，其中一項(xiàng)特別重要的測(cè)試指標(biāo)是逆反射系數(shù)的測(cè)定。

1 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容分析

既要保證學(xué)生出行安全，又不能因?yàn)榉垂鈼l的存在而影響學(xué)習(xí)。由于背面的反光條在道路上使用時(shí)會(huì)被書包擋住，且如果有的話會(huì)影響后排學(xué)生的注意力。考慮到這些因素，一些廠家在書包上增加較大面積的反光材料，既能在道路上被后面車輛注意到，也不會(huì)在課堂上影響后排學(xué)生。一項(xiàng)試驗(yàn)得出，駕駛員在行車時(shí)從看見(jiàn)到制動(dòng)完成需要10s以上，而行駛速度越快，需要時(shí)間越長(zhǎng)和距離越遠(yuǎn)[1]。反光材料通常用逆反射系數(shù)和反光度值CIL表示。在材料使用面積一定的情況下，逆反射系數(shù)越大，反光度越亮，亮度的對(duì)數(shù)與材料的可視性距離呈線性正比關(guān)系，即一定范圍內(nèi)，反光度越高，可視性越遠(yuǎn)。所以根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況，相關(guān)專家提出了比1級(jí)和2級(jí)反光材料更高級(jí)別的3級(jí)反光材料（表1）。

不過(guò)目前QB/T 1333—2010《背提包》、QB/T 2858—2007《學(xué)生書袋》、QB/T 5082—2017《電腦包》沒(méi)有針對(duì)箱包用反光材料的相關(guān)指標(biāo)要求，在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，筆者建議套用GB/T 28468—2012中的相關(guān)指標(biāo)要求。

表1 3級(jí)反光材料最小逆反射系數(shù)值

入射角β是指照明軸與參考軸（逆反射體軸）之間的夾角，即光線照射在反光材料上的光線和一條垂直于反射材料平面的直線之間夾角。在實(shí)際使用上影響入射角的情況有很多種。如道路的寬度、道路平曲線的影響等。機(jī)動(dòng)車在路面上的橫向位置不同，對(duì)于位置運(yùn)動(dòng)相對(duì)緩慢的學(xué)生而言，車燈所發(fā)出的光線和標(biāo)志的垂線之間的“入射角”會(huì)有所不同，從而影響到逆反射回路光線的反射效率。由于逆反射材料的逆反射效率和入射角密切相關(guān)，入射角的角度越小，逆反射效率越高，入射角越大，逆反射效率越低[2]。

2 背包警示材料的選擇

熒光材料：能夠發(fā)出比吸收光更長(zhǎng)波長(zhǎng)的可見(jiàn)光的材料。

基底材料：醒目的彩色熒光材料。

反光材料：具有逆反射性能的材料。

單一性能材料：具備基底材料性能或反光材料性能的材料，但不同時(shí)具備上述兩種材料的性能。

組合性能材料：同時(shí)具備基底材料性能和反光材料性能的材料。

方向敏感性材料：當(dāng)材料在旋轉(zhuǎn)度分別為0°和90°時(shí)得到逆反射系數(shù)差異大于15%的反光材料。

背包警示所用到的基底材料、非熒光材料和組合性能材料的需要醒目明顯，易于發(fā)現(xiàn)，所以材料的色度坐標(biāo)和亮度因子，應(yīng)符合表2。

表2 基底材料和組合性能材料顏色

書包在使用中會(huì)因日曬原因?qū)е虏牧侠匣屯噬凸饫味鹊陌芽厥直匾B 20653—2006中明確要求耐光牢度試驗(yàn)應(yīng)按GB/T 8427—1998中的方法3進(jìn)行，對(duì)于紅色和橘紅色材料，當(dāng)5號(hào)藍(lán)色控制標(biāo)樣變?yōu)?級(jí)時(shí)，試驗(yàn)結(jié)束；對(duì)于黃色材料，當(dāng)4號(hào)藍(lán)色控制標(biāo)樣變?yōu)?級(jí)時(shí)，試驗(yàn)結(jié)束。耐光色牢度試驗(yàn)后，基底材料和組合性能材料的顏色應(yīng)在表2規(guī)定的三個(gè)顏色的區(qū)域內(nèi)，并且兩種材料的亮度因子不小于表1中相應(yīng)的最小值。如果顏色發(fā)生了改變，但色度坐標(biāo)仍在表1規(guī)定的區(qū)域內(nèi)，也可以使用，如熒光紅色經(jīng)過(guò)耐光試驗(yàn)后變?yōu)闊晒忾偌t色，其色度坐標(biāo)在熒光橘紅色規(guī)定的顏色區(qū)域，且最小亮度因子大于0.4，但應(yīng)在產(chǎn)品說(shuō)明書中注明。

3 逆反射項(xiàng)目試驗(yàn)測(cè)試考核

考慮到書包實(shí)際使用中有洗滌和磨損的情況，以下測(cè)試著重研究水洗和耐磨、屈撓、低溫彎曲后的逆反射系數(shù)（測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3）。

水洗試驗(yàn)方法按GB/T 8629—2001規(guī)定，使用頂部加料、攪拌型洗衣機(jī)2B的洗滌程序50次后懸掛晾干后測(cè)試逆反射系數(shù)R'；

耐磨用按照FZ/T 01011規(guī)定，用馬丁代爾耐磨儀，羊毛磨料，5000循環(huán)檢測(cè)后測(cè)試逆反射系數(shù)R'；

屈撓按照GB/T 12586—2003中方法A的規(guī)定，屈撓7500個(gè)循環(huán)測(cè)試后測(cè)試逆反射系數(shù)R′；

低溫彎曲根據(jù)GB/T 18426規(guī)定，在（－20±1）℃的條件下進(jìn)行放置和折疊，然后在標(biāo)準(zhǔn)大氣下調(diào)濕2h以上，

測(cè)試逆反射系數(shù)R'。

4 逆反射系數(shù)試驗(yàn)方法與計(jì)算評(píng)價(jià)

試驗(yàn)設(shè)備：Roadvista逆反射系數(shù)儀，光源為CIE A，觀測(cè)角6'～2.0°范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，最小分度值6'；入射角在0°～45°范圍內(nèi)可調(diào)，最小分度值0.1°。

試驗(yàn)環(huán)境：調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣，溫度（20±2）℃，濕度（65±5）%。

試樣要求：從校服上不同部分反光布截取20mm×20mm的試樣5塊。

測(cè)試步驟：樣品需放置在規(guī)定的試驗(yàn)環(huán)境中2h后方可開(kāi)始測(cè)試。調(diào)整逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x的入射角和觀測(cè)角至規(guī)定條件，用已計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)逆反射系數(shù)板進(jìn)行標(biāo)定。將被測(cè)5塊試樣順序放在儀器的測(cè)量孔下（試樣應(yīng)全部覆蓋測(cè)量孔），待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后即可記錄數(shù)值。測(cè)量時(shí)，儀器與轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)平面垂直緊密結(jié)合，以防數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。當(dāng)變換不同觀測(cè)角時(shí)，要重新校準(zhǔn)。記錄5塊試樣的逆反射系數(shù)值，精確到0.1100cd/（lx·m2）。把光探測(cè)器放在試樣的參考中心位置上，正對(duì)著光源，測(cè)量出垂直于試樣表面的照度值E⊥。移動(dòng)光探測(cè)器使觀測(cè)角為12'；轉(zhuǎn)動(dòng)試樣，使光的入射角β1（β2=0）分別為5°、20°、30°和40°，測(cè)出在每個(gè)入射角時(shí)，試樣反射光所產(chǎn)生的照度值Et。

式中：R——反光強(qiáng)度系數(shù)，逆反射在觀察方向的發(fā)光強(qiáng)度I除以投向逆反射體且落在垂直于入射光方向的平面內(nèi)的光照度E⊥的商，單位為坎德拉每勒克司[cd/（lx·m2）]；R'——逆反射系數(shù)，平面逆反射表面上的發(fā)光強(qiáng)度系數(shù)R除以它的表面面積的商，單位為坎德拉每勒克司[cd/（lx·m2）]；A——試樣表面的面積，單位為平方米（m2）；I——發(fā)光強(qiáng)度，單位為坎德拉（cd）；E⊥——垂直照度，單位為勒克司（lx）；Et——光探測(cè)器在不同觀測(cè)角和入射角條件下測(cè)得反射光的照度，單位為勒克司（lx）；d2——試樣參考中心與光探測(cè)器孔徑表面的距離，單位為米（m）。

逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x在測(cè)量前，要用已計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)逆反射系數(shù)板進(jìn)行標(biāo)定。調(diào)整逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x的入射角和觀測(cè)角至規(guī)定條件，順序?qū)⒃嚇拥牟煌恢梅旁趦x器的測(cè)量孔下進(jìn)行測(cè)量，記錄逆反射系數(shù)值精確到0.1cd/（lx·m2）

5 逆反射指標(biāo)要求

反光材料逆反射系數(shù)應(yīng)不小于GB 20653—2006中表4，3級(jí)反光材料最小的逆反射系數(shù)值（見(jiàn)本文表1）。

表3 水洗和耐磨、屈撓、低溫彎曲后的逆反射系數(shù)測(cè)試結(jié)果

表4 樣品1洗前逆反射系數(shù) cd/（lx·m2）

表5 樣品2洗前逆反射系數(shù)cd/（lx·m2）

反光材料經(jīng)50次水洗試驗(yàn)后在12'觀測(cè)角、5°入射角條件下，逆反射系數(shù)應(yīng)大于100cd/（lx·m2）；反光材料經(jīng)耐磨、曲撓、低溫彎曲、溫度變化試驗(yàn)后，在12'觀測(cè)角、5°入射角條件下，逆反射系數(shù)應(yīng)大于100cd/（lx·m2）。

為什么在經(jīng)過(guò)測(cè)試過(guò)后都是在12'觀測(cè)角、5°入射角條件下，逆反射系數(shù)應(yīng)大于100cd/（lx·m2）就符合要求而不是要符合本文表2中的所有條件呢？筆者認(rèn)為，在實(shí)際使用中，在駕駛者夜間駕駛過(guò)程中能夠在同方向行駛中基本是在同一直線上、最極端的情況下（即最小觀測(cè)角）中能觀察得到有反光，且反光強(qiáng)度（逆反射系數(shù)）不能小于100cd/（lx·m2）逆反射系數(shù)的情況下可以認(rèn)為該材料能被駕駛者在安全距離有效觀察得到并做出有效反應(yīng)，而不需要全部滿足表格要求也能滿足安全要求。

6 對(duì)策及建議

（1）反光服由于標(biāo)準(zhǔn)要求上衣的正面和背面、雙袖的側(cè)面和后面、褲子的兩側(cè)應(yīng)縫（貼）制反光布，但是鑒于實(shí)際上課使用時(shí)會(huì)分散學(xué)生注意力，建議反光條設(shè)計(jì)在正面和背面的腰下擺、小腿位置，雙袖的前筆側(cè)面，既滿足安全要求，也不影響學(xué)生上課的專注力。同時(shí)也可采取魔術(shù)貼，放學(xué)路上貼上，校內(nèi)即可撕下保存。

（2）反光校服的設(shè)計(jì)經(jīng)常受到學(xué)生家長(zhǎng)的詬病，如果反光條的設(shè)計(jì)會(huì)影響學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力，那么在學(xué)生上下學(xué)背的書包上增加明顯的反光條，同樣也能起到警示作用。同樣，國(guó)際運(yùn)動(dòng)大牌如耐克、阿迪達(dá)斯均有反光材料使用的背包，各大廠商也可參考設(shè)計(jì)，抓住商機(jī)。箱包龍頭企業(yè)也應(yīng)盡快出臺(tái)制定相應(yīng)的背包反光材料應(yīng)用的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)或指導(dǎo)說(shuō)明。

（3）注意書包基底反光材料的選擇，優(yōu)異的反光材料是里面的反光微珠的反光性能能被充分發(fā)揮才能凸顯警示作用，不能單純?yōu)榱俗非笸庥^絢麗而忽視了反光材料最原始的警示作用。所以產(chǎn)品生產(chǎn)商不能為了迎合消費(fèi)者的口味而要求原產(chǎn)料生產(chǎn)商增加涂層厚度。