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浅议学生书袋上反光材料的应用和检测

2018-09-25郭家良徐小乔

中国纤检 2018年9期
关键词:反射系数入射角校服

文/郭家良 徐小乔

引言

为了防止中小学生在清晨或夜晚上下学道路上发生交通事故,国家标准化管理委员会2012年6月已批准发布了GB/T 28468《中小学生交通安全反光校服》国家标准,该标准从2012年12月1日起实施。根据标准,中小学生交通安全反光校服是指在光源照射下,具有强逆反射性能,能够显著提高穿着者存在辨识力的中小学生校服。一则“乐山一中学校服自带反光条”的新闻引发关注。在报道中,学生衣服上的反光条反射出刺眼的光,在学校全天都穿着,上课时会刺激视觉,分散注意力。

随着中小学生的交通安全问题越来越严重,新发布的GB/T 31888 《中小学生校服》国家标准里提到,如果有反光条的校服,反光校服应符合GB/T 28468—2012《中小学生交通安全反光校服》国家标准。里面特意提到用反光材料保护道路学生行走安全,其中一项特别重要的测试指标是逆反射系数的测定。

1 标准内容分析

既要保证学生出行安全,又不能因为反光条的存在而影响学习。由于背面的反光条在道路上使用时会被书包挡住,且如果有的话会影响后排学生的注意力。考虑到这些因素,一些厂家在书包上增加较大面积的反光材料,既能在道路上被后面车辆注意到,也不会在课堂上影响后排学生。一项试验得出,驾驶员在行车时从看见到制动完成需要10s以上,而行驶速度越快,需要时间越长和距离越远[1]。反光材料通常用逆反射系数和反光度值CIL表示。在材料使用面积一定的情况下,逆反射系数越大,反光度越亮,亮度的对数与材料的可视性距离呈线性正比关系,即一定范围内,反光度越高,可视性越远。所以根据我国实际情况,相关专家提出了比1级和2级反光材料更高级别的3级反光材料(表1)。

不过目前QB/T 1333—2010《背提包》、QB/T 2858—2007《学生书袋》、QB/T 5082—2017《电脑包》没有针对箱包用反光材料的相关指标要求,在进行测试时,笔者建议套用GB/T 28468—2012中的相关指标要求。

表1 3级反光材料最小逆反射系数值

入射角β是指照明轴与参考轴(逆反射体轴)之间的夹角,即光线照射在反光材料上的光线和一条垂直于反射材料平面的直线之间夹角。在实际使用上影响入射角的情况有很多种。如道路的宽度、道路平曲线的影响等。机动车在路面上的横向位置不同,对于位置运动相对缓慢的学生而言,车灯所发出的光线和标志的垂线之间的“入射角”会有所不同,从而影响到逆反射回路光线的反射效率。由于逆反射材料的逆反射效率和入射角密切相关,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 背包警示材料的选择

荧光材料:能够发出比吸收光更长波长的可见光的材料。

基底材料:醒目的彩色荧光材料。

反光材料:具有逆反射性能的材料。

单一性能材料:具备基底材料性能或反光材料性能的材料,但不同时具备上述两种材料的性能。

组合性能材料:同时具备基底材料性能和反光材料性能的材料。

方向敏感性材料:当材料在旋转度分别为0°和90°时得到逆反射系数差异大于15%的反光材料。

背包警示所用到的基底材料、非荧光材料和组合性能材料的需要醒目明显,易于发现,所以材料的色度坐标和亮度因子,应符合表2。

表2 基底材料和组合性能材料颜色

书包在使用中会因日晒原因导致材料老化和褪色,耐光牢度的把控十分必要。GB 20653—2006中明确要求耐光牢度试验应按GB/T 8427—1998中的方法3进行,对于红色和橘红色材料,当5号蓝色控制标样变为3级时,试验结束;对于黄色材料,当4号蓝色控制标样变为4级时,试验结束。耐光色牢度试验后,基底材料和组合性能材料的颜色应在表2规定的三个颜色的区域内,并且两种材料的亮度因子不小于表1中相应的最小值。如果颜色发生了改变,但色度坐标仍在表1规定的区域内,也可以使用,如荧光红色经过耐光试验后变为荧光橘红色,其色度坐标在荧光橘红色规定的颜色区域,且最小亮度因子大于0.4,但应在产品说明书中注明。

3 逆反射项目试验测试考核

考虑到书包实际使用中有洗涤和磨损的情况,以下测试着重研究水洗和耐磨、屈挠、低温弯曲后的逆反射系数(测试结果见表3)。

水洗试验方法按GB/T 8629—2001规定,使用顶部加料、搅拌型洗衣机2B的洗涤程序50次后悬挂晾干后测试逆反射系数R';

耐磨用按照FZ/T 01011规定,用马丁代尔耐磨仪,羊毛磨料,5000循环检测后测试逆反射系数R';

屈挠按照GB/T 12586—2003中方法A的规定,屈挠7500个循环测试后测试逆反射系数R′;

低温弯曲根据GB/T 18426规定,在(-20±1)℃的条件下进行放置和折叠,然后在标准大气下调湿2h以上,

测试逆反射系数R'。

4 逆反射系数试验方法与计算评价

试验设备:Roadvista逆反射系数仪,光源为CIE A,观测角6'~2.0°范围内连续可调,最小分度值6';入射角在0°~45°范围内可调,最小分度值0.1°。

试验环境:调湿和试验用标准大气,温度(20±2)℃,湿度(65±5)%。

试样要求:从校服上不同部分反光布截取20mm×20mm的试样5块。

测试步骤:样品需放置在规定的试验环境中2h后方可开始测试。调整逆反射系数测量仪的入射角和观测角至规定条件,用已计量的标准逆反射系数板进行标定。将被测5块试样顺序放在仪器的测量孔下(试样应全部覆盖测量孔),待数据稳定后即可记录数值。测量时,仪器与转动台平面垂直紧密结合,以防数据不准。当变换不同观测角时,要重新校准。记录5块试样的逆反射系数值,精确到0.1100cd/(lx·m2)。把光探测器放在试样的参考中心位置上,正对着光源,测量出垂直于试样表面的照度值E⊥。移动光探测器使观测角为12';转动试样,使光的入射角β1(β2=0)分别为5°、20°、30°和40°,测出在每个入射角时,试样反射光所产生的照度值Et。

式中:R——反光强度系数,逆反射在观察方向的发光强度I除以投向逆反射体且落在垂直于入射光方向的平面内的光照度E⊥的商,单位为坎德拉每勒克司[cd/(lx·m2)];R'——逆反射系数,平面逆反射表面上的发光强度系数R除以它的表面面积的商,单位为坎德拉每勒克司[cd/(lx·m2)];A——试样表面的面积,单位为平方米(m2);I——发光强度,单位为坎德拉(cd);E⊥——垂直照度,单位为勒克司(lx);Et——光探测器在不同观测角和入射角条件下测得反射光的照度,单位为勒克司(lx);d2——试样参考中心与光探测器孔径表面的距离,单位为米(m)。

逆反射系数测量仪在测量前,要用已计量的标准逆反射系数板进行标定。调整逆反射系数测量仪的入射角和观测角至规定条件,顺序将试样的不同位置放在仪器的测量孔下进行测量,记录逆反射系数值精确到0.1cd/(lx·m2)

5 逆反射指标要求

反光材料逆反射系数应不小于GB 20653—2006中表4,3级反光材料最小的逆反射系数值(见本文表1)。

表3 水洗和耐磨、屈挠、低温弯曲后的逆反射系数测试结果

表4 样品1洗前逆反射系数 cd/(lx·m2)

表5 样品2洗前逆反射系数cd/(lx·m2)

反光材料经50次水洗试验后在12'观测角、5°入射角条件下,逆反射系数应大于100cd/(lx·m2);反光材料经耐磨、曲挠、低温弯曲、温度变化试验后,在12'观测角、5°入射角条件下,逆反射系数应大于100cd/(lx·m2)。

为什么在经过测试过后都是在12'观测角、5°入射角条件下,逆反射系数应大于100cd/(lx·m2)就符合要求而不是要符合本文表2中的所有条件呢?笔者认为,在实际使用中,在驾驶者夜间驾驶过程中能够在同方向行驶中基本是在同一直线上、最极端的情况下(即最小观测角)中能观察得到有反光,且反光强度(逆反射系数)不能小于100cd/(lx·m2)逆反射系数的情况下可以认为该材料能被驾驶者在安全距离有效观察得到并做出有效反应,而不需要全部满足表格要求也能满足安全要求。

6 对策及建议

(1)反光服由于标准要求上衣的正面和背面、双袖的侧面和后面、裤子的两侧应缝(贴)制反光布,但是鉴于实际上课使用时会分散学生注意力,建议反光条设计在正面和背面的腰下摆、小腿位置,双袖的前笔侧面,既满足安全要求,也不影响学生上课的专注力。同时也可采取魔术贴,放学路上贴上,校内即可撕下保存。

(2)反光校服的设计经常受到学生家长的诟病,如果反光条的设计会影响学生学习的注意力,那么在学生上下学背的书包上增加明显的反光条,同样也能起到警示作用。同样,国际运动大牌如耐克、阿迪达斯均有反光材料使用的背包,各大厂商也可参考设计,抓住商机。箱包龙头企业也应尽快出台制定相应的背包反光材料应用的团体标准或指导说明。

(3)注意书包基底反光材料的选择,优异的反光材料是里面的反光微珠的反光性能能被充分发挥才能凸显警示作用,不能单纯为了追求外观绚丽而忽视了反光材料最原始的警示作用。所以产品生产商不能为了迎合消费者的口味而要求原产料生产商增加涂层厚度。

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