反光背心安全保障分析

河南工程學院材料與化學工程學院,河南 鄭州 450007

隨著我國安全工作力度的增大和人民安全意識的提高，國家標準GB 7258—2017《機動車運行安全技術(shù)條件》于2018年1月1日實施，其中規(guī)定，“汽車(無駕駛室的三輪汽車除外)應裝備一件反光背心”。由此可知，反光背心的市場需求量將有一個較明顯的增長。

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，但他們被機動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，反光背心共分三個等級，一級反光背心的安全性最差，三級反光背心的安全性最好。實際使用中，應根據(jù)穿著者的工作環(huán)境合理選擇反光背心：一級反光背心的可視性要求低，適合停車場、倉庫貨棧的工作人員穿著；三級反光背心適合高危環(huán)境的工作人員(如醫(yī)療救護人員、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，因為觀察者接收不到反射光。實際上，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，所用原材料不能對穿著者有副作用，不能刺激和傷害穿著者，在確保安全防護前提下具有舒適性；其次，反光背心結(jié)構(gòu)能適應穿著者作業(yè)時的肢體活動且方便穿脫；第三，在不影響服裝設計強度和工效前提下，反光背心應盡可能輕便。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具備熒光材料性能和反光材料性能，選用時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方面：

(1) 色度坐標和亮度因子。不管何種顏色的熒光材料，其色度坐標都應在國家標準GB 20653—2006《職業(yè)用高可視性警示服》中表2規(guī)定的三個顏色區(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符合國家標準GB 20653—2006《職業(yè)用高可視性警示服》的規(guī)定。

另外，還應考慮熒光材料的顏色。當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，黃綠光對人眼的敏感性最強，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，黃色服裝會讓人眼花繚亂。某些機動車司機反映，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，因為昆蟲對黃色具有趨光性。因此建議，對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，做到更科學更人性化的設計。

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，若干個微棱鏡組成密集的反射陣列，反光效能遠遠高于玻璃微珠型反光材料，且晶格表面有保護膜層，保護反射單元不受外在因素損傷，如圖3(b)所示[3]71。

無論何種反光材料，都應具有逆反射性、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，其反射光的強度就越大。廣角性指當光線以很大角度照射反光材料時，反光材料仍能準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偏離光源處，反射光的強度也越強。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，長時間穿著不易脫落，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，易于進行裁剪、切割、分條、縫紉等加工。測試表明，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拋面的微棱鏡結(jié)構(gòu)，在各個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，對于晶格型反光材料，由于它利用微棱鏡反射，光線必須進入反射材料本體，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、淺綠和淺藍等。

另外，由于市場上存在低價競爭現(xiàn)象，有些商家偷工減料。低價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)勤帶來了一定風險。因此，當反光背心的可視性要求非常高時，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，市場上常見LED燈的耗電量低，所用電源是常規(guī)5號電池，價格便宜，有開關(guān)自主控制，閃光頻率可調(diào)節(jié)，使用很方便。

2.3 反光材料應用設計

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使用，也可組合使用。晶格型反光材料一般在三級反光背心上使用。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，僅分析反光材料應用設計。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)容應符合國家標準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保養(yǎng)

反光背心上的可視材料有安全有效期。成為汽車標配后，汽車里通常會存放反光背心。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，不可避免地會遭受風刮日曬、汗?jié)n雨淋、摩擦水洗等,其上的可視材料隨著使用時間延長而發(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，并對其進行良好的維護保養(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，可能會導致嚴重后果。為確保反光背心的安全警示效果，須遵守國家相關(guān)法規(guī)并參考正規(guī)廠家提供的使用說明：

(1) 合理運輸與保存。反光背心必須在干凈、干燥且避免陽光照射的環(huán)境下儲存和運輸。若長時間暴露在陽光下，可能導致熒光材料褪色，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。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，必要時需及時更換。同時要加強安全性意識。例如，反光背心通常不防火，應遠離火源、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動車移動過程中或在其附近作業(yè)時不會遭遇危險，所以在任何交通環(huán)境下都應格外小心，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，同時確保反光背心清潔，水洗時遵照洗滌說明，合理選用洗滌液，對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)，必須及時更換。

圖6 反光背心上反光材料隨使用時間延長發(fā)生的變化

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

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