Reflexní a fluorescenční materiály zvyšují bezpečnost na silnicích
Rozvoj civilizace je zcela závislý na dostatku energií a možnostech dopravy. A právě automobilová doprava zaznamenala za posledních pár desítek let obrovský skok kupředu. Budují se stále nové silnice, přibývá dopravních prostředků, které jsou stále výkonnější, rychlejší, ale taky bezpečnější. Zvyšování intenzity dopravy má za následek zvyšování rizika kolizí nebo potenciálně nebezpečných situací. Proto je kladen velký důraz na zlepšování informovanosti z oblasti dopravní bezpečnosti nejen mezi řidiči, ale taky mezi dětmi, studenty a prakticky všemi účastníky silničního provozu.
Rozdíly ve viditelnosti
Viditelnost chodce, cyklisty, automobilu nebo libovolného jiného objektu na pozemní komunikaci závisí na jeho barevnosti a světelném kontrastu v porovnání s okolním pozadím. Nedá se proto jednoznačně říct, že čím je světlejší oblečení, tím je lépe vidět. Jako příklad můžeme uvést použití bílé a zelené bundy na pozadí lesa nebo zasněžené pláně. Bílá bunda na sněhu a zelená u lesa budou podstatně méně viditelné, než při opačné kombinaci.
Viditelnost je vlastně vzdálenost, na kterou řidič zaregistruje překážku a čím je tato vzdálenost delší, tím má více času na ni správně reagovat, případně odvrátit střet. Přes den je to s viditelností ještě relativně dobré, a pokud není řidič oslněn, například zapadajícím Sluncem, překážku včas zaregistruje. Jiná situace nastává v noci mimo obydlené oblasti, kdy jsou pro osvětlení silnice a potenciálních překážek jediným zdrojem světla reflektory auta. Intenzita světla se vzdáleností klesá a různé barvy oblečení chodců a cyklistů mají různý poměr mezi světlem pohlceným a světlem odraženým. Tyto dvě fyzikální vlastnosti vlastně určují, na jakou vzdálenost řidič chodce uvidí. Nejhůře jsou na tom modrá barva, která je v noci vidět na cca 18 metrů (při standardním osvitu světlomety auta) a červená barva, viditelná na 24 metrů. Trochu lépe jsou na tom chodci ve žlutém nebo bílém oblečení, kteří jsou vidět na vzdálenost 37 a 55 metrů. V porovnání s délkou brzdné dráhy, která při povolené rychlosti 90 km/h činí asi 40 metrů a s dráhou, kterou ujede auto, než řidič zareaguje (30 až 40 metrů) je vidět, že viditelnost žádné barvy není dostatečná pro bezpečné zastavení. Řešením je použití reflexních materiálů a prvků na oblečení. Ty totiž trojnásobně zvyšují viditelnost oproti bílému oblečení a až 10krát v porovnání s oblečením modrým. Řidič dokáže zaznamenat chodce nebo cyklistu s reflexními prvky až na vzdálenost 200 metrů, což je dostatečná vzdálenost na to, aby situaci správně analyzoval a potřebný manévr provedl.
Rozdíly ve viditelnosti
Fluorescenční materiály
Fluorescenční materiály zajišťují dobrou viditelnost za denního světla a za soumraku. Vyrábí se z nich velké množství bezpečnostních prvků v dopravě, osobními vestami počínaje a dopravními značkami konče. Fluorescenční (signální) barvy jsou efektivní jen přes den (v noci svou funkci ztrácejí) a proto se obvykle kombinují s reflexními materiály, zajišťujícími dobrou viditelnost ve tmě. Nejčastěji používanými fluorescenčními barvami jsou jasně žlutá, zelená a oranžová.
Fluorescenční látky patří společně s látkami fosforescenčními do skupiny fotoluminiscenčních materiálů, využívajících luminiscenci (vyzařování světla) vyvolanou dopadem elektromagnetického záření (fotonu). Zjednodušeně se dá říct, že materiál pohlcuje elektromagnetické záření specifických vlnových délek a vyzařuje jej zpět s nižší energií ale delší vlnovou délkou. Konkrétně u fluorescenčních signálních barev dochází k absorpci neviditelného ultrafialového slunečního záření a následné emisi záření ve viditelném spektru. Proto se zdá, obzvláště při zatažené obloze nebo soumraku, kdy je dostatek UV záření a míň světelného záření, že tyto látky svítí – vydávají více světla, než umožňuje pouhý odraz. Proto je viditelnost a účinnost fluorescenčních barev při použití v dopravní bezpečnosti výrazně vyšší než viditelnost bezpečnostních prvků s klasickými barvami. Dopravní značka nebo oblečení chodce s fluorescenční látkou je jasnější než čistá bílá plocha a tím přitahuje pozornost řidičů.
Fluorescenční materiály mohou mít až dvojnásobnou svítivost oproti klasicky barveným materiálům
Odraz záření od různých povrchů
Reflexní materiály
Reflexní materiály, na rozdíl od fluorescenčních, nemají nijak zvlášť výraznou barvu a fungují na optickém principu zpětného odrazu světla – retroreflexe. Tato vlastnost způsobuje, že se světelné paprsky, dopadající na povrch reflexního materiálu, odráží s určitou účinností zpět ve směru původního zdroje světla a jsou zaznamenány řidičem ve formě kontrastu s tmavým okolím. Reflexní materiál vlastně funguje na principu klasických odrazek v mikroskopické verzi. Odraz je v definovaných úhlech dopadu úzce směrový – vytváří kužel světla. Množství odraženého světla závisí na kvalitě reflexního materiálu a na způsobu jeho výroby.
Zpětný odraz světelných paprsků světlometů automobilu od reflexních prvků na oblečení chodce
V praxi existují dva základní typy reflexních materiálů. První je založen na spojení tří vzájemně kolmých odrazných ploch, které tvoří roh krychle. Velké množství těchto útvarů tvoří vrstvu, používanou při výrobě pevných odrazných prvků, například na dopravním značení, na zadních světlech automobilů nebo jako součást povinné výbavy kola. Paprsek se v koutových reflektorech musí odrazit třikrát, aby se jeho směr otočil. Velké a relativně tenké plásty z koutových reflektorů se většinou vyrábí z plastu a mají účinnost kolem 60 %. Pokud je potřebná vyšší odrazivost, mohou být vyrobeny například z optického skla s postříbřenými vnějšími plochami s odrazivostí přesahující 80 %.
Trojúhelníkové uspořádání odrazných ploch koutových reflektorů
Trojúhelníkové uspořádání odrazných ploch koutových reflektorů
Koutové reflektory využívají v podstatě dvě možnosti uspořádání odrazných ploch. Pokud jsou odrazné plochy tvaru čtverce, jedná se o čtvercové uspořádání ploch, pokud jsou odrazné plochy tvořeny trojúhelníky, je to trojúhelníkové uspořádání.
Trojúhelníkové odrazné plochy mají nižší profil struktury a větší úhel splňující limitní podmínku kolmého dopadu paprsku na odraznou plochu. Nevýhoda spočívá v určitém mrtvém úhlu bez schopnosti odrazu světla zpět ke zdroji.
Čtvercové uspořádání odrazných ploch koutových reflektorů
Kuličkové uspořádání odrazných ploch reflektorů
Druhým typem reflexních materiálů jsou materiály založené na tenké vrstvě nalepených mikroskopických skleněných kuliček, které jsou zodpovědné za to, že dopadající světlo po dvojnásobném lomu na rozhraní vzduch/kulička a odrazu míří zpět ke svému zdroji. Zadní strana kuliček je proto opatřena odrazivým pokrytím. Podobný efekt je možné pozorovat u některých zvířat, kdy se jim po osvícení očí část světla odráží od zadní strany oka zpět a jejich oči jakoby svítí.
Při nalepení kuliček na pružné nebo látkové materiály, vznikají pruhy a pásky, které se dají obyčejným šitím zkombinovat například s batohem nebo oblečením. Technologie výroby reflexních materiálů obyčejně zahrnuje přípravu odrazivého podkladu, nanesení vrstvy kuliček a zalití fixačním materiálem, který je opticky průchozí, dostatečně pružný a pevný, aby kuličky zůstaly na svých místech i při mechanickém namáhání reflexního materiálu. Pro představu velikosti odrazných kuliček lze uvést, že na 1 cm2 je jich přibližně 30 000.
Použití fluorescenčních a reflexních materiálů
Každý, kdo si uvědomuje důležitost vlastní viditelnosti a bezpečnosti v silničním provozu by měl fluorescenční a reflexní materiály používat. Dnes jsou již standardem u složek záchranných systémů nebo policie, stoupá jejich používání cyklisty a chodci v silničním provozu. Ze statistik je bohužel známá skutečnost, že za snížené viditelnosti jsou cyklisti a chodci častými účastníky dopravních nehod. V zajištění jejich bezpečnosti se tyto materiály jeví jako velice perspektivní.
V současnosti se výstražné materiály používají v širokém sortimentu provedení. Nejznámější jsou různé druhy našívacích pásků na batohy, tašky, sportovní i pracovní oblečení, dále pevné pásky na rukávy nebo části kola. Rozšířenou skupinou jsou také reflexní fólie, které se dají aplikovat na téměř všechny pevné podklady. Někdy již tvoří fluorescenční a reflexní materiály pevnou součást nových výrobků a jsou do nich primárně začleněny nebo vetkány. Reflexní materiály na bázi malých kuliček (průměr v řádu stovek mikrometrů) se úspěšně využívají i při aplikaci vodorovného dopravního značení, kdy jsou přidávány do bílých směsí.
