棱鏡反光膜的種類

微棱鏡反光膜

微棱鏡反光膜的逆反射原理與工程級(透鏡埋入式)和高強級(透鏡密封型)反光膜不同，工程級和高強級反光膜均采用玻璃珠反射原理，而微棱鏡反光膜的反射原理是運用微棱鏡的折射與反射。微棱鏡反光膜的主要代表性產品，從逆反射特點和結構上，主要可以分為四類:注重遠距離識別性的截角棱鏡、注重近距離大角度識讀性的截角棱鏡、兼顧遠距離識別性能和近距離識讀性能的全棱鏡，和這些棱鏡技術與新型材料技術相結合的新型棱鏡型反光膜。他們是順應應用層次的多元化，而在近些年涌現出來的應對不同層次需求的新型反光材料。

折疊遠距離截角微棱鏡反光膜

遠距離型截角微棱鏡反光膜是第一代的微棱鏡反光膜，問世于20世紀80年代早期，英文名稱是Long Distance Prismatic(LDP)，市場能見到的第一代鉆石級、水晶級、星光級，都是這類產品。這類反光膜的正面亮度非常高，白色膜正面亮度(0.2o/-4o)一般在800cd/lx/m一般在800以上，而且逆反射光的分布沒有方向性，反光膜無論是水平或者垂直貼膜，在反光效果上的差別不大。但在大的入射角和觀測角下，反光亮度會有很大的衰減。如圖5所示是該類反光膜的顯微鏡下結構圖。這種突出正面逆反射光度的反光膜，更多的適合用來做輪廓標，警示柱等，不適合用來做在識讀距離內需要更多視認亮度的交通標志。這種早期的棱鏡反光膜，是當時設計和研發的一個階段性的成果，那時候的棱鏡結構，還沒有能解決大觀測角的逆反射亮度問題。

折疊大角度截角微棱鏡反光膜

在第一代微棱鏡反光膜問世后，人們發現了一個問題，當機動車真正駛入標志的識讀距離時，也就是在大觀測角度情況下，標志的亮度衰減太大了，以至于在識讀距離內，無法閱讀標志內容，或是要花更長的時間來閱讀。由此，人們又利用大角度截角微棱鏡結構，制造了大角度截角微棱鏡反光膜(見第二章內容)，以解決在識讀距離內，保持標志兩度的問題。所以，這種大角度反光膜，同樣是從反光性能方面來描述的一種特殊的棱鏡型反光膜。

相對于遠距離截角微棱鏡反光膜，大角度截角微棱鏡反光膜的正面亮度比較低，但在大的入射角和觀測角時，它的反光亮度不會有很大的衰減。而大角度對應的是多車道和彎道多的地點，以及標志內容復雜，需要較長閱讀時間的標志，所以這種反光膜適合于城市道路和寬闊道路的交通標志。雖然它在遠距離的正面反光亮度一般(僅相對于遠距離棱鏡級，與高強級的正面亮度相比，仍然能高出一倍多)，但在近距離時(需要進行標志內容識讀的距離)，其反光亮度比遠距離反光膜要高很多。其方向性要比遠距離反光膜要強，可以根據標志設置的位置和方向，進行調整，來適應識讀的需要。圖6所示是VIP大角度截角微棱鏡在顯微鏡下的結構圖。VIP(Visual Impact Prismatic)，翻譯為視覺影響型棱鏡，20世紀80年代晚期問世，曾經一度廣泛使用，全棱鏡技術出現后停產。

折疊全棱鏡反光膜

全棱鏡反光膜是使用全棱鏡結構完成的棱鏡型逆反射材料，其特點第二章里已經有所介紹，簡單說，就是去除了傳統微棱鏡結構中不能反光的部分，使反光膜全部由可以實現全反光的棱鏡結構組合而成。它結合了遠距離和大角度微棱鏡反光膜的兩種特點，在保持正面亮度大、遠距離容易發現的同時，提高了在50-250米距離時的大入射角和觀測角下的反光亮度。

這種全棱鏡反光膜的問世，突破了棱鏡型反光膜不能同時兼顧遠距離反光能力和近距離反光能力的學術屏障。它根據車燈光傳播的路徑和方式，找到了在理想距離內的標志視認需要的角度(入射角和觀測角)，再確定了傳統截角微棱鏡上的不反光區域，然后將這些不反光區域去掉，從而實現了單位面積反光膜上的反光結構面積100%，也就是所謂的"全反光"。

當然，從實際的反光效果看，這只是理論反光效率100%。在實際制作中，由于材料等條件的限制，反射車燈亮度的100%還不能實現，最好的反射效率是58%，這已經大大高于其他類型的反光膜，比如高強級的反射效率，只有23%。而且從觀測角0.2o開始一直到2o，w其逆反射效率可以始終保持在50%以上。圖7是全棱鏡反光膜的電子顯微照片。

全棱鏡反光膜上，通過每一微晶立方體聯結并按一定規律排列后，在一個平方厘米的材料面積上會有930個以上的單元，以控制光線射入和反射出的路徑。微晶立方角體下層經密封后形成一空氣層，利用光的衍射現象，使入射光線形成內部全反射，從而不需借助金屬反射層即可達到最優越的反光效果。使用耐磨高硬度的聚碳酸脂材料和微晶立方體技術制成的這種反光膜與傳統的工程級和高強度級反光膜比較，其反光性能不僅成倍增加，而且大角度反光性能亦有很大提高。這種全棱鏡反光膜的正面亮度為工程級的六倍以上，白色膜正面亮度(0.2o/-4o)一般在600 cd/lx/m以上，是高強級的兩倍以上，而大觀測角下(0.5o和2o時)的逆反射性能，則要高出大約二到四倍以上。

全棱鏡反光膜是一種適用于所有等級公路和城市道路的交通標志材料。在西方的應用，開始逐漸替代了標志照明的投資和消耗。在制作道路標志時，如果從長期的投資效益和安全效益出發，全棱鏡反光膜可以代替任何等級的反光膜。在正常使用狀況下，使用十年后的全棱鏡反光亮度保留值，至少為初始亮度值的80%，也就是十年后，它仍然能大大超過全新的高強級和工程級反光膜的逆反射性能，是一種從科學發展的角度考察，更節約的選擇。同時，如果采用同類別的油墨，結合絲網印刷技術，可以制作各類帶有圖案的交通標志。

全棱鏡反光膜主要用在指路標志，禁止標志，警告標志和指示標志等，特別是需要較長時間閱讀的標志，視覺環境復雜的標志，以及寬闊路面和高等級公路上，其性能表現尤為突出。鉆石級反光膜適用的底板是鋁板，加工操作溫度一般要求在18攝氏度以上進行。

圖8是工程級反光膜、高強級、截角棱鏡和全棱鏡在各個角度的逆反射亮度值比較。隨著科技的進步，全棱鏡反光膜各個角度的光度性能有顯著的提升。

折疊棱鏡型反光膜的多元化

近年來，棱鏡型反光膜，在結構沒有大的變化的情況下，將創新的重點，更多地轉向了通過不同的材料處理技術，實現更豐富的光控制效果和豐富的材料特性上來，以完成不同的逆反射能力，不同的柔韌性，以便適應不同層面的需要。在市場上俗稱為"超強級"、"特強級"、棱鏡型工程級(新超工程級)的反光膜，都是棱鏡型反光膜的新形式。這些反光膜的截角棱鏡結構基本一樣，但是材料加工工藝有所區別，形成了不同的反光效果、優越的耐候能力和加工適應性，以應對不同的應用需求。

其中，尤其是超強級反光膜，由于順應了市場的需求，在21世紀初問世后，迅速普及開來。其設計初衷，就是發揮棱鏡結構的優勢，在確保能夠超越高強級反光膜所有功能的基礎之上，又能在多角度條件下，具有更好的逆反射性能，更優越的性價比。

這些新型棱鏡反光膜具有非常高的強度和厚度，消除了反光膜在標志加工中易撕裂，起皺、氣泡、表面蜂窩突起等缺陷，大大簡化了施工時的難度，使標志加工過程更加容易控制，減少了加工不良帶來的損失。同時，由于反光膜的表面亮度因子大，逆反射性能大大改善。它不僅具備了長距離下的優越逆反射系數，在一般的視認需求下，近距離的大觀測角度依然能使標志保持較好的亮度，使駕駛者能更早的發現標志牌，并在近距離更加清楚的閱讀標志牌的內容。圖9是這些棱鏡結構反光膜的結構示意圖。通過樹脂層、立方晶體表面的材料加工差異，就能形成不同的逆反射效果。

這類反光膜的表層大多采用聚碳酸酯材料，不僅更加耐磨損，耐刮擦，而且可以配套絲印油墨，還可以應用到熱轉印打印，制作彩色的交通標志。同時，由于表面亮度因子的提高，使標志牌在白天更加醒目，鮮艷，也具備了更好的耐候性。

值得一提的是，在各方面都對交通標志有著嚴格要求的2008年北京奧運會上，北京市交通管理機關就使用了這種反光膜高質高速地完成了賽事準備任務，使中國成為奧運會歷史上第一個使用這種反光膜制作專用車道提示標志的國家。這也從一個側面，展現了中國交通標志制作工藝，已經迅速地和國際先進水平接近。見圖10。

圖10(a)是正在安裝的超強級反光膜標志，上面的彩色部分，是由打印機打印完成的。圖(b)為正在打印的超強級反光膜。超強級反光膜表面最大的與眾不同點，是圖(c)這種獨特的條紋圖案。這是其他反光膜所不具備的特征。

2008年才問世的棱鏡型工程級反光膜，也是一個全新的產品概念。它在保證了傳統工程級反光膜正面亮度性能的同時，在大角度反光性能上，有了長足的進步，逆反射能力甚至超越了高強級反光膜的參數，同時，由于聚碳酸脂材料的使用，使這種反光膜具備了堅硬和高耐侯的能力，可以大大提高施工效率，為逆反射材料的應用和推廣，提供了更多技術選擇空間。