服装尽管是人类衣食住行四大基本生存要素之一，但随着科技的发展与人们生活水平的不断提高，衣着已经远远的超越了原有的传统观念：即遮羞、护体、美观的三大传统效用。人们开始追求服装向舒适性、高级化、多元化、感性化、功能化和智能化的方向发展。服装功能化问题历来是纺织服装界讨论的中心问题之一，对于服装功能与舒适性的改善，己日益成为广大设计者、生产者、经营者和消费者的共同需求、并力求达到的目标。人们对穿衣有着不少的新讲究、新需求和新追求，除了过去追求的崇尚自然、舒适、时尚、保健、卫生、安全、方便外，现在又侧重强调功能化、智能化、生态化、多样化和个性化等等。今天本文介绍的高能见度服装（higi visibility garments）印花技术就是一种功能化、智能化的服装加工技术。

一、高能见度服装及材料

我们这里所说的高能见度是指夜间能见度而言。夜间能见度是指夜间汽车驾驶员对前方具有反射光线的物体能够辨别的最大距离。一种现场直观的测试方法是以汽车车头前灯为光源，在汽车行驶状态下，顺着车头前灯光线，观察前方放置的反光物体，到看得见时为止的最大距离，所以夜间能见度是以车灯与反光物体之间的距离来表示的。到目前，能做为高能见度服装材料主要有以下三种类型，其中两种在刊物中都有过介绍。把适当的颜料掺入PVC或聚氨酯树脂中，然后通过印花或通过转移涂层的方法处理到基布上即可。能够在白天产生高能见度的“日光颜料”或荧光颜料，在很多种颜色中以其橙色尤其黄色用的最多；其次是光致发光材料，经白天“充电”后，在黑夜中可以发出一段时间的白光。上述这些材料以高能见度的标准来衡量，它们的发光亮度是不够的，对于夜间行车车灯前的物体的发光亮度没有多少作用，它们所提供的能见度还不如一块雪白的布。今天本文讨论的逆向反射材料（光学元件），当车灯照射到它以后，它能将灯光反射回车灯方向，即射向司机，对司机来说，物体的能见度大大提高，此时的能见度大约是白布的一千倍。

二、什么是逆向反射

为了理解逆向反射，这里不得不回顾一下在普通物理学中光的反射现象，在这里咱们共同做个小实验：首先营造一个没有光线的黑暗小房子里，准备三样物品：一支手电筒、一面平面镜和一张白纸。先用手电筒去照那面平面镜，你会发现只有在镜面反射光的方向上你才会看到耀眼的亮光，其他镜面部分是看不到光亮的。如果把平面镜换成准备好的那张白纸，再重复这个实验，用手电筒去照白纸，你会发现，无论你从那个方向去观察，向白纸上去看那个方向都是一样的亮度。这是为什么产生了不同的观察效果呢？原来，平面镜产生的是镜面反射，它将照射进去的平行光线全部按一定的角度平行地反射了出去，所以我们只有在反射光的方向上才可以看到耀眼的亮光。而白纸人们看上去表面挺光滑的，但实际上纸的表面有许多细微的凹凸不平的起伏，所以当平行光线照射到纸的表面上时，入射的光线就被那些凹凸不平的小东西向各个不同方向反射出去，所以，无论我们站在那个方向去看那张纸，总会有一部分反射光射入我们的眼中，所以我们就会看见它。人们管白纸的那种反射称为漫反射或呌散射。如果拿手电筒和拿平面镜的两个人相互对照，会产生入射光（手电筒）被平面镜全部折射回去，这种反射就是逆向反射。所以说逆向反射是一类特殊的反射，它能使光线沿着原来的路径反射回去。若想使无论光线依什么方向射入，都能使它沿照原来入射方向返回去，那么逆光反射的用处可就太大了。

三、逆向反射元件的产生及应用

⒈角反射器

从前面的实验里我们知道，当一细束手电筒的光射在一面小镜子上，这束反射光并不沿原路返回，要使反射光沿原路返回，只能让镜子面垂直于光束，如果，不管反射面怎样放置，都使反射光沿原来入射光的方向返回，一面镜子就无法完成任务了。如再用一面镜子，当两面镜子互相垂直的时候，才会达到这个目的。在这里发现当光线埀直两面镜子的棱入射，才会有这个结果。所以，若想无论光线从什么方向入射，都能斏它沿着原来入射方向返回去，两面镜子又无法胜任了，把三面小镜子互相埀直粘合起来，它就能把任何方向射入的光线沿原来入射光方向反射回去，人们把它们的组成叫做反射器，这个小小反射器有个奇妙的特点，能把任何光线都沿原来入射方向反射回去。在20世纪30年代，由于自行车风行，英国政府颁布了一项交通法令，自行车的尾部必须装备一个反射器，这样在黑夜中后面的汽车司机才能通过反射器发现前面骑车的人，这项法令公布后，夜间的道路交通事故明显减少。从此，各种各样的反射器都设计制造出来了，各国自行车尾部都安装上了这样的红色或黄色的反射器，明白了里面的光学知识，认为车尾灯不再是装饰品了。逆光反射的功能是提高物体在黑暗中的能见度，据说，美国每年要发生五千件夜行人在公路上被车辆撞死的事故，约占全部行人车祸事故的一半。因为，在黑暗中，车灯前的人体反射光是很微弱的，司机很难看清晰，为此提高夜行人的能见度是减少交通事故的有效办法。

1969年7月，阿波罗11号的宇航员首先登上月球，他们把反射器带上去了，重达30公斤，是由100块熔融石英棱镜组成的，以后又陆续送上四个，面积更大，把它们分别放在月球的不同地方，这些角反射器可忠实地把光线反射回来，只要我们用激光照射它们，它们会将光线反射回原来的地方，在它们的有力帮助下，人们可以非常精确的测量月球与地球之间的距离了。角反射器使我知道的是多个平面镜的组合形成的，除了平面镜还有什么样的镜面可以形成逆向反射呢？那就是下面介绍的球面镜。

2、球形透镜：即所谓的用玻璃制成的玻璃微珠。微珠是20世纪六十年代发展起来的一种新型微粒材料，由于它的物理、化学、机械、电绝缘等方面的特殊性，故其用途涉及各个领域。1973年在美国匹兹堡国际灰渣会议上，毕特华博士论述了从粉煤灰中提取空心微珠的可能性以及它的优良性能，由此，美国飞利特公司就着手开发粉煤灰空心微珠，并以商品形式在市场上销售。我国空心微珠的发展基本是从20世纪70年代末开始的，在空心微珠的研究和应用上落后于国外。为了促进空心微珠的发展，国家曾经多次下达文件，鼓励发展空心微珠，并且给予优惠政策，一些生产空心微珠的厂家也相继诞生。人造空心微珠有玻璃的、氧化铝和碳微珠等类型。有无色透明的、半透明的、乳白非透明的，像颗颗晶莹的珍珠。那么玻璃微珠为什会产生逆向反射呢？当入射光进入玻璃珠与空气的界面时产生了光的折射，但玻璃珠的折射率是由该玻璃的化学组成决定的，所以，折射角因玻璃的折射率的不同而有变化。当折射光在玻璃珠内部聚焦时，焦点与球心的距离称为焦距（E），若在E点处有一个光滑的镜面，折射光便会产生逆向反射，反射光依旧穿过玻璃珠与空气的界面顺照回复到入射光的方向而去。（如图1所示的状况）当E与球的半径r相等时，若在球体的背面有一个反射涂层（如同人们日常生活用的平面镜子一样），E与r之间的关系可用关系式表达如下：

E－r＝r（2－n）

式中n为玻璃珠的折射率

2（n－1）

当n＞2时，E＜r，焦点聚焦在玻璃珠的内部，达不到反射层，所以得不到良好的逆向反射效果；当n＜2时，E＞r，焦点就聚焦在玻璃珠的外部空间，也无法产生良好的逆向反射效果。只有当n＝2时会得到最高等级的逆向反射亮度。但考虑各种因素的影响，对n为2的适当修正，在实际生产中当n＝1.93时，会获取最高的逆向反射，得到最大的光亮度。玻璃微珠镀膜技术有了很大的发展，大致分为湿法和干法两种：湿法有喷雾法、溶胶-凝胶法、印刷法等；干湿有真空蒸镀法（离子镀）、溅射法等。利用高反射金属膜技术可以使玻璃微珠的反射率显著提高。

四、高能见度服装印花光元件的选用

上述能够实现逆向反射的两种光学元件产品，不可能完全在织物印花上使用。直角梭镜是用模子压成的透明塑料片，表面是平的，背面有锥状的突起，每个锥体由三个相互垂直的镜面组成每个面都是经过金属化的反射面，像汽车尾灯每平方厘米有15-30个锥体，锥体板块过大，无法在服装上使用，直到70年代制造工艺的发展，可以生产每平方厘米大约有7千个锥体，才可用于服装。直角梭镜片与玻璃珠产生的反射光是不同的，因为它不是依靠弯曲的透镜表面使入射光聚焦，再反射出去平行光的，而是采用相互垂直的平面梭镜，经过多次反射来完成。入射光进入透明的锥体后，在三个梭镜表面上依次反射后，才获取到逆向反射光的亮度，这种密封型梭镜反射片，可以直接镶嵌到服装上或制成条子、带子直接缀在服装上，当今演出舞台上大多数演出服饰都是这个样子的。也可以染成各种色彩，提供有色的逆向反射光线。作为纺织品印花上的光学元件最好是玻璃微珠。

五、高能见度服装印花的生产方式

作为逆向反射印花织物的底布，不受纤维的品种限制，只要注意基布表面的平整、紧密和光滑，使得玻璃微珠能单层水平地排列即可。纺织品印花可采用三种印花方式：⑴丝网印花：和一般涂料印花基本相似。对广大网印工作者来说，不必过多论及，这里只介绍一下印花浆的调配。逆向反射印花浆是由玻璃微珠和聚丙烯酸酯的混合物，玻璃微珠直径一般为10-90μm，在制作印花版时网布网孔的选择应考虑和玻璃微珠的匹配，不然网孔过小微珠过大就难以通过。浆料呈弱酸性，可以加水来调节粘度，也可以在该印花浆中加着色剂或加交联剂。印花过后要烘干、焙烘工序，加固印花牢度。⑵热压转移印花（烫花）：这种烫花法也为大家熟悉和使用过的方法。这里主要介绍如何制作烫花纸，首先选择离型纸，在其该纸上涂刷保护层（透明胶液）→微珠层（将玻璃微珠和粘合剂混合调制成涂层浆）→反射层（也称金属化涂层剂是含有银、铝、锡等金属粉和粘合剂混合），如果在平滑的底布上用的是真空镀铝的织物，可省去反射层的制作，在其上可直接制作微球涂层，然后依次烘干，最后涂转移层（最后涂刷热溶胶粘合剂），每次的涂层的型状就是印花的图形，将带有印花图形的转移纸与要印花的服装裁片叠合在要印花的部位上，放进烫画机中进行压烫，然后，取出衣片稍冷后，将离型纸揭开去掉，具有逆向反射的花形就粘合在服装上了。

如果认为这样一液一涂的方式过于繁琐，也可以采用一液一次涂成的方法。将上述各种印花材料放在一起混配成一次印刷涂料配方：

聚丙烯酸酯树脂（溶剂型） 100-150份

玻璃微珠 200-250份

交联剂 3-5份

甲苯 30-35份

乙酸乙烯醋 30-35份

将上述原料混配均匀，然后在印花网版上刮涂，形成花型后进行干燥、烘干。这样也就制成了转移印花纸，和底布叠合后，上机烫花，揭去底纸，印花便完成了。⑶植珠法：是根据静电植绒的原理利用静电效应进行植珠。植珠印花可有两种方式：一种是印花植珠和一般的静电植绒印花一样。另一种是转移印花植珠和一般的热压转移印花方式相似。植珠方式上通常也有两种办法：机械植珠和静电植珠。现分别加以介绍：在两块平行平板电极中，令下部电极接地，并在上面放置微珠，而在上部电极上加高压静电，使其两平板电极间形成高压静电场，使微珠产生静电感应后，植入在事先已经涂布有静电植绒胶的基布上，然后进行烘干固化，玻璃微珠被牢牢的粘结在布面上，那些没有涂静电植绒胶的地方微珠便容易地清除掉。静电植珠工艺流程大体如下：进料→刮涂静电植绒粘合剂→上机静电植珠→焙烘→刷珠→后整理→成品。有些印花企业可能没有静电植绒设备，能不能采用植珠法进行逆向反射印花呢？采用一些简便的机械植珠办法也可以完成任务。其方法是：首先在要印花的布料上，进行丝网印花，以静电植绒胶为印花浆料，进行刮涂后，立即将玻璃微珠均匀地撒在涂有粘合剂的底布上，在进行烘干还尚未固化前，用小辊子在玻璃微珠上面轻轻辊压一次，使玻璃微珠植入粘合剂中，这样可以保证印花后的微珠牢度。若是匹布印花，想要提高印花速度，可以采用园网印花把静电植绒胶印在匹布上，然后把涂有粘合剂的匹布通过一个特制的微珠槽容器，该容器最好具有一定的振动功能，使微珠粘在匹布印花处，通过轻微振动，使微珠植入其中，以增强微珠的粘结牢度。

植绒粘合剂也是植珠生产的关键材料，它不仅要基布、微珠要有良好的粘结力，而且自身强度要高外，对于服装植珠产品来说，粘合剂还应有一些特殊的性能。例如它要求手感柔软，透气性强、耐干洗、湿洗性好等等，植绒粘合剂可分为乳液型和溶剂型两类，由于丙烯酸酯乳液具有柔软牲好、粘度可调、无毒无污染等特点，其用量在植绒行业中居于首位。溶剂型粘合剂，由于溶剂价格高且易燃有毒污染环境，并且操作上容易产生困难，从涂布粘着剂开始到植珠，因溶剂挥发速度快易形成皮膜，而使植珠粘着困难或粘着不充分，日后使用时珠子易脱落，印花产品质量难于保证。

逆向反射服装和逆向反射织物的应用范围日趋广泛，受到国家政府有关部门的重视。在道路交通、消防救护、救生、海上事故、夜间道路上的工作人员开始采用逆向反射服装作为防护服。因为逆向反射的功能是提高物体（特别是人）在黑暗中的能见度，由于夜间，道路行车条件与白天有着显著的差别，白天，在正常的光线下，在直线段上驾驶员可以看清一公里以外道路上的物体，在阴暗的气候下，视距减至800-900米。晚间，用汽车前灯较远的光线照明，只能看清前面100-300米的路面上的物体，也就是说，这个距离大大小于司机有把高速行车所必需的距离，即在这么个距离，司机采取应及措施已经来不及了，事故就降临了。有人统计，在运量百万车公里上死亡人数，晚上是白天的2.5倍之多。在晚间道路交通管理中，提高可见度起着十分重的作用，人们称之为车祸猛于虎！汽车交通事故就像一场没有枪声的战争。在一些发达国家政府都在有关条例中，做了明确规定，例如：消防队员的防护服必须有325平方英寸（0.21平方米）以上的逆向反射材料；夜间道路上的工作人员，如交通警察、道路清扫人员都必须穿着具有逆向反射功能的背心、背带等。海上救生衣、充气救生艇等都必须装有逆向反光材料的标志等等。我国尚属试行阶段，还没有在有关法律法规条款中做出规定，将来必定会大力推行，广泛使用。