國產(chǎn)反光材料的在交通標識領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展前景 2014/5/18 永暢交通 國產(chǎn)反光材料的在交通標識領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展前景 一、反光材料的發(fā)展簡史 1950年，美國華裔科學(xué)家董棋芳博士研發(fā)出定向玻璃微珠，隨后又研制出反光布等系列反光材料，1968年，美國ROWLAND兄弟發(fā)明并注冊微棱鏡逆反射技術(shù)。反光膜產(chǎn)品是由美國3M公司率先開發(fā)成功的，到目前僅有美國、日本、中國、韓國等少數(shù)幾個國家能夠生產(chǎn)，反光膜已經(jīng)在發(fā)達國家長期使用，其優(yōu)異的光學(xué)特性和卓越的社會經(jīng)濟價值已經(jīng)得到廣泛認同和接受。同樣，這也引起了我國光學(xué)界和交通安全領(lǐng)域許多科技工作者的充分關(guān)注。七十年代，中國計量科學(xué)院光學(xué)處楊永剛老師，將定向反光膜性能的結(jié)構(gòu)原理、光學(xué)特點、性能測試等技術(shù)文獻介紹到國內(nèi)，隨后許多科研院所，大專院校相繼投入了對反光膜系列產(chǎn)品的研究開發(fā)。如，交通部公路科學(xué)研究所、中國科學(xué)院光學(xué)所等科研單位均組織專家和專項經(jīng)費，成立了攻關(guān)小組，進行了立項研究。這些早期的專家和研究工作人員在反光材料上傾注了大量的心血，取得了一定的階段性成果，基本上摸索出了反光材料基本的生產(chǎn)工藝原理，但在當時的條件下，由于化工等基礎(chǔ)工業(yè)的薄弱，專用的涂料、玻璃微珠等原材料無從解決，而且又沒有定型的生產(chǎn)設(shè)備，在一定條件上限制了反光材料的工業(yè)化過進程。八十年代，以浙江臺州反光材料公司為主開始研制高折射率玻璃微珠，逐步解決了研發(fā)反光膜最重要的一種原材料，為我國反光材料國產(chǎn)化的奠定了基礎(chǔ)。一九九五年起，中鐵四局集團公司以行業(yè)內(nèi)的敏感性，認識到反光材料的潛在市場，毅然投資2000多萬元在全國率先研發(fā)高強級反光膜，在當時的條件下，百瑞得公司除了中鐵四局的投資的現(xiàn)金外，沒有現(xiàn)成的原材料、沒有成熟的工藝，沒有定型設(shè)備，沒有熟練工人，而且也不知道這些東西應(yīng)該具備什么樣的技術(shù)條件。但百瑞得人在這種艱難的件下，沒有退縮，依然百折不撓，經(jīng)歷了無數(shù)次的失敗的實驗，付出了大量的心血和汗水，花去近800多萬元的科研經(jīng)費，歷經(jīng)6年的艱苦的開發(fā)歷程，終于率先全面解決了高強膜的國產(chǎn)化技術(shù)，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，產(chǎn)品質(zhì)量獲得權(quán)威檢測部門和用戶的認可，并引起了國外同行的關(guān)注。 二、反光材料在交通標識領(lǐng)域的應(yīng)用及市場狀況 我國反光材料在標識業(yè)的應(yīng)用始于80年初，此后隨著我國反光材料的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展逐步擴大，使用范圍廣泛涉及公安交通、交通監(jiān)理、消防、鐵路、煤礦等部門，在保證人身安全的勞動防護用品及民用產(chǎn)品等領(lǐng)域開始廣泛使用。90年代之后，國內(nèi)反光材料市場開始步入正軌，產(chǎn)品應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣，專業(yè)也越分越細，相關(guān)部門對不同用途的反光材料分別制定了國際標準或行業(yè)標準，例如：國家職業(yè)標準EN-47l(高可視性警示服)，《道路交通標志反光膜》等。歐美等西方發(fā)達的國家還將反光材料的規(guī)范使用作為保險賠償?shù)闹匾罁?jù)之一，并用法規(guī)或鼓勵形式，規(guī)定或宣傳使用反光材料，如在雨、霧、雪、夜等視線辨別能力差的環(huán)境下，老人、兒童外出，必須佩帶或穿著具有反光材料的標志或服裝。 產(chǎn)業(yè)用反光材料主要是指五個級別的各種反光膜，如高強級反光膜、工程級反光膜、廣告級反光膜及車牌級反光膜等。主要用于制作的各種反光標志標牌、車輛號牌、安全設(shè)施等，在白天以其鮮艷的色彩起到明顯的警示作用，在夜間或光線不足的情況下，其明亮的反光效果可以有效地增強人的識別能力，看清目標，引起警覺，從而避免事故發(fā)生，減少人員傷亡，降低經(jīng)濟損失，成為道路交通不可缺少的安全衛(wèi)士，有著明顯的的社會效益。隨時著國民經(jīng)濟的發(fā)展，交通道路發(fā)展十分迅速，我國公路里程的迅速增加，公路交通工程的高速化、信息化已經(jīng)成為發(fā)展方向，隨著我國城鎮(zhèn)化的建設(shè)和發(fā)展，城市的環(huán)境的和美化成為要素，全方位、全立交的城市道路越來越多，同時，各種車輛的擁有量越來越大，交通繁榮程度與日俱增，隨之而來，交通管理、交通安全被提到了十分重要的地位，加強交通管理，確保交通安全，以確保國民經(jīng)濟的發(fā)展，確保人民生命財產(chǎn)安全，已經(jīng)成為了大家的共識，而增加交通標志、道路交通安全設(shè)施、車輛標識、指示標志的設(shè)置是交通安全管理非常重要的一環(huán)。國外一項數(shù)字表明，交通及道路標志與事故的相關(guān)概率為70％，鮮明完整的交通及道路標志給司機和行人以良好的條件反射，可以有效地減少事故和提高行車效率。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，1996年全國夜間發(fā)生交通事故共計81562起，死亡2535人，占全年因交通事故死亡人數(shù)的28．3％。無照明條件下，使用反光材料的設(shè)置醒目的交通標志標牌、車輛牌照，穿戴有裝飾石反光材料的衣服，可使交通事故下降30-40％。目前我國擁有二級(含二級)以上高等級公路約20萬公里，其中高速公路總里程1．1萬公里，平均用膜量約為50m2／公里，高等級公路用膜量約為30m2／公里，我國公路通車總里程133．6萬公里，僅1999年新增高等級公路1．54萬公里，普通公路平均用膜量約為12m公里，且各等級公路以每年約5萬公里的速度增長。“十五”期間，我國公路五縱七橫，十二條國道主干線總里程3．5萬公里。到2010年西部公路里程將達到35萬公里。此外，早期建成的許多高等級公路也在不斷改造，大量反光標志也急待增補更新。另外，我國擁有約6萬公里鐵路線，隨著新建、改造、列車提速的要求和《鐵路標志用逆反射材料技術(shù)條件》(TB／T2929-1999)標準的實施，鐵路標志也正在推廣使用高強膜。每公里用膜7-8平方米(這是最保守的計算)。我國年用膜量約250萬平方米。到2010年止我國市場公路、鐵路總用膜量至少達2560萬平方米，其中高強膜用量約占45％為1152萬平方米。由于反光材料屬周期性損耗材料，反光膜每7-10年需更新一次，我國仍在加大交通投入，故目前反光膜市場呈較快的上升趨勢。據(jù)統(tǒng)計，預(yù)計今后，我國年用膜量增幅不小于20％。其次，林帶、群山地帶、旅游景點、碼頭、航海及海岸線等領(lǐng)域的廣泛使用尚未在統(tǒng)計之內(nèi)。世界各國包括我國政府在內(nèi)均制定了很多相關(guān)政策，可以說是強制使用。高強膜及系列反光材料在公路、鐵路、航運等諸多領(lǐng)域應(yīng)用已成必然趨勢。 三、反光材料國產(chǎn)化發(fā)展的必要性 我國地大物博，人口眾多，從以上市場情況分析，再加上公安部新頒布的車身反光標識標準，要求大型貨車均貼上反光標識，每年需求反光膜在幾千萬平方以上。民用反光材料市場就更加巨大，已不可計量。但是，長期以來，我國的反光材料市場被進口產(chǎn)品所壟斷，尤其是高強級反光膜。由于反光膜技術(shù)含量高，進口產(chǎn)品在我國以高價進行銷售，獲取大量的利潤。大量外匯支出，制約了我國反光膜的推廣應(yīng)用，這與我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展形成了極大的反差，對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，特別是道路交通安全事業(yè)的發(fā)展是十分不利的。因此，反光膜產(chǎn)品國產(chǎn)化，打破國外產(chǎn)品的壟斷，替代進口，降低反光膜推廣應(yīng)用的成本，對促進交通安全工程的發(fā)展，特別是對促進中西部不發(fā)達地區(qū)交通安全工程的發(fā)展，是十分必要的。 事實上，反光膜產(chǎn)品在交通運輸領(lǐng)域不可替代的安全保障作用，已受到全社會的重視，也倍受國家產(chǎn)業(yè)政策的關(guān)注、支持和扶植。國家科委、交通部、輕工部等多次立項為重點項目，鼓勵定向反光膜產(chǎn)品的開發(fā)。國家計委、國家經(jīng)貿(mào)委也列入兩委聯(lián)合發(fā)布的《當前國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》第十條第5項“公路工程新材料開發(fā)及生產(chǎn)”目錄中，在我國“十五”高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點專項規(guī)劃中，列為“十二個重點專項”之九的“微電子、光電子材料”，這些都說明，反光膜的國產(chǎn)化符合國家產(chǎn)業(yè)政策。 四、反光材料的國內(nèi)技術(shù)狀況 反光材料的國產(chǎn)化主要是原材料、設(shè)備、工藝三個方面的技術(shù)問題。反光材料所使用主要原材料包括樹脂、顏料、玻璃微珠等，任何一樣原材料對反光產(chǎn)品的性能影響都至關(guān)重要的。其中，粘接樹脂必須具有良好的施工性能，極佳的粘接能力，若表面沒有保護層的產(chǎn)品，對粘接樹脂還要求防水性、耐洗性，表層樹脂要求有良好的透明度、理想的折射率，優(yōu)異的耐候性和穩(wěn)定性，各層樹脂之接還必須具有很好的相配性，這樣才能滿足反光材料產(chǎn)品的光學(xué)特性要求，使用要求和制造工藝要求；對于顏料，則要求高透明性，色相穩(wěn)定性，與樹脂良好的相容性，對于玻璃微珠，則要求具有高折射率，高透明性，低失透率，良好的圓度，良好的粒度一致性和分散性。近幾年國家新材料的研制攻關(guān)加大了扶持力度，新材料層出不窮，以及國外大型化工企業(yè)的工廠進入，反光材料所需的原材料基本上已經(jīng)得到了解決。生產(chǎn)設(shè)備是我們實現(xiàn)反光材料產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，不同的反光材料產(chǎn)品所選用的設(shè)備各不相同，根據(jù)產(chǎn)品的工藝流程，工藝要求，以及所采用的原材料的特性，選取相應(yīng)的設(shè)備配置精度，操作方式，確定合理的設(shè)備結(jié)構(gòu)。同時要考慮在滿足生產(chǎn)技術(shù)要求下做到最小的設(shè)備投入。目前，國內(nèi)近十年的發(fā)展，設(shè)備的產(chǎn)出能力有所提升，但設(shè)備的設(shè)計能力均還是依賴于反光材料生產(chǎn)廠家，百瑞得公司的早期研發(fā)的設(shè)備被很多廠家跟蹤和模仿，為反光材料的設(shè)備國產(chǎn)化奠定了一些基礎(chǔ)。 現(xiàn)行的反光材料專用設(shè)備各個工序配置基本合理，大多采用計算機閉環(huán)信息反饋，實現(xiàn)變頻同步運行控制，采用張力恒定控制，分區(qū)域溫度可調(diào)控制，變頻恒氣壓等技術(shù)手段，設(shè)備運行穩(wěn)定，涂布干燥能力較強，質(zhì)量控制較穩(wěn)定，但設(shè)備的自動化程度還有待進一步提高。生產(chǎn)工藝是和原材料、生產(chǎn)設(shè)備相輔相成、密不可分的，在硫定原材料的設(shè)計時，要考慮是否滿足生產(chǎn)工藝的要求，而確定生產(chǎn)工藝時，則應(yīng)盡可能在不改變原材料的情況下，尋求可以實施的最簡便、最可靠的工藝方法，生產(chǎn)線可以根據(jù)不同的生產(chǎn)工序，采用多種涂布方式，使得不同種類、不同性能的涂料均能實現(xiàn)微米級精度的可控涂布，可以保證全幅面的涂布均勻性。并且在設(shè)備上通過獨特的設(shè)計解決植珠工藝，可操作性好，簡便實用，解決了玻微璃珠單層共面植入的技術(shù)難題。國內(nèi)產(chǎn)品的工藝水平基本上達到了國外產(chǎn)品的水平，有的產(chǎn)品甚至比國外產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝更為簡化。 五、存在的問題及發(fā)展方向 近十年來，隨著我國基礎(chǔ)工業(yè)的崛起設(shè)的快速發(fā)展，反光材料在我國得到了飛速發(fā)展，在多項的反光材料領(lǐng)域均有了自主知識產(chǎn)權(quán)，多種反光材料產(chǎn)品自成體系，不僅替代了進口產(chǎn)品，而且已走出國門，在多項產(chǎn)品領(lǐng)域了已經(jīng)開始和國外反光材料先驅(qū)公司叫板，開始大量地搶占他們的市場份額。中國反光材料產(chǎn)業(yè)近年來確實取得了令人矚目的成績，但是中國反光材料產(chǎn)品領(lǐng)域內(nèi)仍然還有空白項，如微棱鏡型反光膜，高、精、尖反光材料產(chǎn)品在國內(nèi)的數(shù)量還不能令人滿意。反光材料的生產(chǎn)技術(shù)、研發(fā)技術(shù)還有待進一步提升。另外反光材料規(guī)模性的企業(yè)為數(shù)還不是很多，很多小廠家的自主研發(fā)能力較弱，企業(yè)管理能力差。反光材料的未來市場發(fā)展必然要求技術(shù)力量越來越強，產(chǎn)品質(zhì)量進一步提高，成本進一步下降，這就對中國反光材料的企業(yè)提出了更高的要求。
