淺議學生書袋上反光材料的應(yīng)用和檢測

文/郭家良 徐小喬

引言

為了防止中小學生在清晨或夜晚上下學道路上發(fā)生交通事故，國家標準化管理委員會2012年6月已批準發(fā)布了GB/T 28468《中小學生交通安全反光校服》國家標準，該標準從2012年12月1日起實施。根據(jù)標準，中小學生交通安全反光校服是指在光源照射下，具有強逆反射性能，能夠顯著提高穿著者存在辨識力的中小學生校服。一則“樂山一中學校服自帶反光條”的新聞引發(fā)關(guān)注。在報道中，學生衣服上的反光條反射出刺眼的光，在學校全天都穿著，上課時會刺激視覺，分散注意力。

隨著中小學生的交通安全問題越來越嚴重，新發(fā)布的GB/T 31888 《中小學生校服》國家標準里提到，如果有反光條的校服，反光校服應(yīng)符合GB/T 28468—2012《中小學生交通安全反光校服》國家標準。里面特意提到用反光材料保護道路學生行走安全，其中一項特別重要的測試指標是逆反射系數(shù)的測定。

1 標準內(nèi)容分析

既要保證學生出行安全，又不能因為反光條的存在而影響學習。由于背面的反光條在道路上使用時會被書包擋住，且如果有的話會影響后排學生的注意力?？紤]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，也不會在課堂上影響后排學生。一項試驗得出，駕駛員在行車時從看見到制動完成需要10s以上，而行駛速度越快，需要時間越長和距離越遠[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。所以根據(jù)我國實際情況，相關(guān)專家提出了比1級和2級反光材料更高級別的3級反光材料（表1）。

不過目前QB/T 1333—2010《背提包》、QB/T 2858—2007《學生書袋》、QB/T 5082—2017《電腦包》沒有針對箱包用反光材料的相關(guān)指標要求，在進行測試時，筆者建議套用GB/T 28468—2012中的相關(guān)指標要求。

表1 3級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。機動車在路面上的橫向位置不同，對于位置運動相對緩慢的學生而言，車燈所發(fā)出的光線和標志的垂線之間的“入射角”會有所不同，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)出比吸收光更長波長的可見光的材料。

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，但不同時具備上述兩種材料的性能。

組合性能材料：同時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：當材料在旋轉(zhuǎn)度分別為0°和90°時得到逆反射系數(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

書包在使用中會因日曬原因?qū)е虏牧侠匣屯噬凸饫味鹊陌芽厥直匾?。GB 20653—2006中明確要求耐光牢度試驗應(yīng)按GB/T 8427—1998中的方法3進行，對于紅色和橘紅色材料，當5號藍色控制標樣變?yōu)?級時，試驗結(jié)束；對于黃色材料，當4號藍色控制標樣變?yōu)?級時，試驗結(jié)束。耐光色牢度試驗后，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)過耐光試驗后變?yōu)闊晒忾偌t色，其色度坐標在熒光橘紅色規(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)品說明書中注明。

3 逆反射項目試驗測試考核

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

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

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

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

測試逆反射系數(shù)R'。

4 逆反射系數(shù)試驗方法與計算評價

試驗設(shè)備：Roadvista逆反射系數(shù)儀，光源為CIE A，觀測角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°。

試驗環(huán)境：調(diào)濕和試驗用標準大氣，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。

測試步驟：樣品需放置在規(guī)定的試驗環(huán)境中2h后方可開始測試。調(diào)整逆反射系數(shù)測量儀的入射角和觀測角至規(guī)定條件，用已計量的標準逆反射系數(shù)板進行標定。將被測5塊試樣順序放在儀器的測量孔下（試樣應(yīng)全部覆蓋測量孔），待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后即可記錄數(shù)值。測量時，儀器與轉(zhuǎn)動臺平面垂直緊密結(jié)合，以防數(shù)據(jù)不準。當變換不同觀測角時，要重新校準。記錄5塊試樣的逆反射系數(shù)值，精確到0.1100cd/（lx·m2）。把光探測器放在試樣的參考中心位置上，正對著光源，測量出垂直于試樣表面的照度值E⊥。移動光探測器使觀測角為12'；轉(zhuǎn)動試樣，使光的入射角β1（β2=0）分別為5°、20°、30°和40°，測出在每個入射角時，試樣反射光所產(chǎn)生的照度值Et。

式中：R——反光強度系數(shù)，逆反射在觀察方向的發(fā)光強度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)光強度，單位為坎德拉（cd）；E⊥——垂直照度，單位為勒克司（lx）；Et——光探測器在不同觀測角和入射角條件下測得反射光的照度，單位為勒克司（lx）；d2——試樣參考中心與光探測器孔徑表面的距離，單位為米（m）。

逆反射系數(shù)測量儀在測量前，要用已計量的標準逆反射系數(shù)板進行標定。調(diào)整逆反射系數(shù)測量儀的入射角和觀測角至規(guī)定條件，順序?qū)⒃嚇拥牟煌恢梅旁趦x器的測量孔下進行測量，記錄逆反射系數(shù)值精確到0.1cd/（lx·m2）

5 逆反射指標要求

反光材料逆反射系數(shù)應(yīng)不小于GB 20653—2006中表4，3級反光材料最小的逆反射系數(shù)值（見本文表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次水洗試驗后在12'觀測角、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、溫度變化試驗后，在12'觀測角、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)過測試過后都是在12'觀測角、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？筆者認為，在實際使用中，在駕駛者夜間駕駛過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（即最小觀測角）中能觀察得到有反光，且反光強度（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 對策及建議

（1）反光服由于標準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，但是鑒于實際上課使用時會分散學生注意力，建議反光條設(shè)計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，也不影響學生上課的專注力。同時也可采取魔術(shù)貼，放學路上貼上，校內(nèi)即可撕下保存。

（2）反光校服的設(shè)計經(jīng)常受到學生家長的詬病，如果反光條的設(shè)計會影響學生學習的注意力，那么在學生上下學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，國際運動大牌如耐克、阿迪達斯均有反光材料使用的背包，各大廠商也可參考設(shè)計，抓住商機。箱包龍頭企業(yè)也應(yīng)盡快出臺制定相應(yīng)的背包反光材料應(yīng)用的團體標準或指導說明。

（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者的口味而要求原產(chǎn)料生產(chǎn)商增加涂層厚度。