反光背心安全保障分析

河南工程学院材料与化学工程学院,河南 郑州 450007

随着我国安全工作力度的增大和人民安全意识的提高，国家标准GB 7258—2017《机动车运行安全技术条件》于2018年1月1日实施，其中规定，“汽车(无驾驶室的三轮汽车除外)应装备一件反光背心”。由此可知，反光背心的市场需求量将有一个较明显的增长。

反光背心是可视警示服的一种，但其能否发挥安全警示作用呢？人们发现，环卫工人通常身穿安全警示服，但他们被机动车撞伤的事件仍然频频发生，虽然其原因可能是多方面的，但安全警示服是否发挥了其安全警示作用是必须考虑的重要内容。

1 反光背心的警示原理

反光背心的安全用途不同，其所使用的可视材料不同。根据可视材料最小使用面积划分，反光背心共分三个等级，一级反光背心的安全性最差，三级反光背心的安全性最好。实际使用中，应根据穿着者的工作环境合理选择反光背心：一级反光背心的可视性要求低，适合停车场、仓库货栈的工作人员穿着；三级反光背心适合高危环境的工作人员(如医疗救护人员、交警和道路环卫工人等)穿着。反光背心上的可视材料通常有荧光材料、反光材料和组合材料三种，各自最小使用面积见表1[1]。

荧光材料能吸收日光中的紫外线并发射非常醒目的可见光，因此无论在白天还是在光线较暗的傍晚或黎明，都能从视觉上凸显穿着者的存在。但荧光材料在黑暗环境中不发光，不具备逆反射性，因此无高可视性。反光材料能将部分入射光线沿其入射路线反射回光源处，尤其在光线昏暗环境中，反射效果更加突出。反光材料并非理想逆反射材料。理想逆反射材料可将入射光线沿其入射路线全部反射回光源处，但其用处不大，因为观察者接收不到反射光。实际上，反光材料是将入射光线以光锥形式反射回光源处，以发散光的方式被观察者接收，其逆反射原理如图1所示[2]。组合材料指同时具备荧光材料性能和反光材料性能的可视材料。

表1 反光背心上的可视材料最小使用面积

图1 反光材料的逆反射原理示意

2 反光背心的安全性能

反光背心的主体材料是平纹织物或网眼织物。反光材料覆盖在平纹织物或网眼织物表层。常见反光背心有涤纶针织反光晶格网眼布背心、涤纶梭织反光晶格布背心、全涤荧光网布晶格背心、全涤荧光网布反光背心等。不管是哪种反光背心，其作为一种服装，所用原材料不能对穿着者有副作用，不能刺激和伤害穿着者，在确保安全防护前提下具有舒适性；其次，反光背心结构能适应穿着者作业时的肢体活动且方便穿脱；第三，在不影响服装设计强度和工效前提下，反光背心应尽可能轻便。但反光背心的核心始终是安全性。

2.1 可视材料选用

反光背心上的组合材料同时具备荧光材料性能和反光材料性能，选用时可参照荧光材料和反光材料的相关原则。

2.1.1 荧光材料

荧光材料主要性能要求包括两个方面：

(1) 色度坐标和亮度因子。不管何种颜色的荧光材料，其色度坐标都应在国家标准GB 20653—2006《职业用高可视性警示服》中表2规定的三个颜色区域内，其亮度因子必须大于此表中规定的最小值。

(2) 色牢度。作为反光背心上具有安全警示作用的彩色荧光材料，其颜色要有一定的耐用性，即其耐摩擦色牢度、耐汗渍色牢度、耐水洗和干洗色牢度、耐次氯酸漂白色牢度、耐热压色牢度等均应符合国家标准GB 20653—2006《职业用高可视性警示服》的规定。

另外，还应考虑荧光材料的颜色。当前的荧光材料主要有三种颜色，包括黄、橘红和红，其中前两种最常见。黄光中有红光和绿光成分，而红光的穿透力最强，黄绿光对人眼的敏感性最强，橘红光又由红光和黄光混合得到，所以这三种颜色具有很高的警示性。但这三种颜色也有弊端，例如在白天，黄色服装会让人眼花缭乱。某些机动车司机反映，在炎热的夏天，环卫工人穿的黄色工作服非常刺眼。环卫工人也反映，这种黄色工作服很容易吸引昆虫，因为昆虫对黄色具有趋光性。因此建议，对于常年频繁使用的反光背心，可以根据月份交替使用绿色和黄色，做到更科学更人性化的设计。

2.1.2 反光材料

反光材料在反光背心上的使用面积虽然很少，但它是反光背心发挥警示作用的核心因素。当前的反光材料主要有玻璃微珠型和晶格型两大类，如图2所示[3]71。反光背心上常用的玻璃微珠型反光材料，一般是在涂有特种树脂的织物上植入具备高折射率的玻璃微珠制成的，玻璃微珠形成逆反射，如图3(a)所示。但是，玻璃微珠型反光材料表层直接裸露在外，它易起皱、起泡和脱落，影响反光效果。晶格型反光材料以微棱镜作为反射单元，若干个微棱镜组成密集的反射阵列，反光效能远远高于玻璃微珠型反光材料，且晶格表面有保护膜层，保护反射单元不受外在因素损伤，如图3(b)所示[3]71。

无论何种反光材料，都应具有逆反射性、广角性、耐用性及适用广泛性等。逆反射性是指反射材料的反射光线从接近入射光线路线的相反方向返回的一种性能。反光材料的逆反射性越强，其反射光的强度就越大。广角性指当光线以很大角度照射反光材料时，反光材料仍能准确地将光线反射回去。反光材料的广角性越好，其反射回去的光线就越不会偏离光源处，反射光的强度也越强。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，长时间穿着不易脱落，能保持较高的反光效果。适用广泛性指反光材料易加工成各种形状，方便使用在不同载体上。适用广泛性好的反光材料，易于进行裁剪、切割、分条、缝纫等加工。测试表明，晶格型反光材料的综合性能，包括逆反射性、广角性和耐用性等，优于玻璃微珠型反光材料[3]70。例如，晶格型反光材料具有多个抛面的微棱镜结构，在各个角度下都能通过反射形成璀璨的光芒，其反光效能约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

图3 玻璃微珠型与晶格型反光材料的逆反射原理

有必要说明，对于晶格型反光材料，由于它利用微棱镜反射，光线必须进入反射材料本体，再通过微棱镜反射。颜色越深的反射材料，其对光的透过性越差，即被吸收的光越多，因而反光效果越差。因此，建议选用的反光材料颜色为白、黄、橘红、粉红、浅绿和浅蓝等。

另外，由于市场上存在低价竞争现象，有些商家偷工减料。低价反光背心采用的主体材料(即反光材料底布)多为普通PVC(聚氯乙烯)材料，其不具备耐寒功能，在低温下易变硬变脆，在高温下变软变韧；而且普通PVC材料在车缝过程中，针孔部位易碎裂。因此，为保证反光背心上的可视材料充分发挥作用，选用可视材料时需从主体材料、荧光材料和反光材料三方面综合考虑。

2.2 LED灯的使用

反光背心通常为被动式发光，因此其在能见度低或夜间等环境中所能发挥的警示效果有限，这给交警、马路急救人员或环卫工人等在光线昏暗条件下执勤带来了一定风险。因此，当反光背心的可视性要求非常高时，如供以上人员使用的反光背心，可增加LED灯。装有LED灯的反光背心，不需要靠外在光源即可自己发光，确保了这些人员执勤时所着反光背心的可视性，安全性大大提高。随着LED灯技术的日趋成熟，市场上常见LED灯的耗电量低，所用电源是常规5号电池，价格便宜，有开关自主控制，闪光频率可调节，使用很方便。

2.3 反光材料应用设计

玻璃微珠型反光材料和晶格型反光材料可在反光背心上单独使用，也可组合使用。晶格型反光材料一般在三级反光背心上使用。例如，警用反光背心的可视材料由黄色的荧光材料与银白或银灰色的晶格型反光材料组成，晶格型反光材料以织带形式缝合在反光背心上，如图4所示。

图4 警用反光背心

反光背心是一种警示服，本文不讨论其美观效果，仅分析反光材料应用设计。尽管各种反光背心的款式不同(图5)，但反光材料的最少使用面积(表1)、使用位置和相关尺寸等内容应符合国家标准GB 20653—2006《职业用高可视性警示服》的规定(表2)。

图5 不同款式的反光背心

3 反光背心的日常安全使用与维护保养

反光背心上的可视材料有安全有效期。成为汽车标配后，汽车里通常会存放反光背心。这类反光背心可能像灭火器一样，只在关键时刻发挥作用，由于使用频率低，耐用性很好。但用于特殊职业的反光背心，例如警用反光背心和环卫反光背心等，由于在户外频繁使用，不可避免地会遭受风刮日晒、汗渍雨淋、摩擦水洗等,其上的可视材料随着使用时间延长而发生变化(图6)，其警示效果不断下降。因此，穿着者必须正确使用反光背心，并对其进行良好的维护保养，才能更有效地发挥其安全警示作用。如果穿着者不遵守反光背心的使用说明，可能会导致严重后果。为确保反光背心的安全警示效果，须遵守国家相关法规并参考正规厂家提供的使用说明：

(1) 合理运输与保存。反光背心必须在干净、干燥且避免阳光照射的环境下储存和运输。若长时间暴露在阳光下，可能导致荧光材料褪色，或致使反光背心的主体材料或可视材料质量变差，造成反光距离过短或亮度过低，安全性大打折扣。

(2) 正确穿着与维护。在一般情况下，反光背心往往处于被穿着状态而暴露在外，必要时需及时更换。同时要加强安全性意识。例如，反光背心通常不防火，应远离火源、火星或爆炸等环境。任何反光背心都无法保证穿着者在机动车移动过程中或在其附近作业时不会遭遇危险，所以在任何交通环境下都应格外小心，一定要注意避免反光材料被遮挡。穿着者需定期检查反光背心是否出现损坏或退化迹象，同时确保反光背心清洁，水洗时遵照洗涤说明，合理选用洗涤液，对可视材料部位不能用力搓洗。一旦反光背心被弄脏、荧光材料褪色、反光材料受损(图6)或超过规定的清洗次数，必须及时更换。

图6 反光背心上反光材料随使用时间延长发生的变化

综上所述，反光背心只有在生产、检测和使用三方面得到规范，其安全防护作用才能得到更有效的发挥。

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