Основные детали сигнальной одежды – флюоресцентные ткани и световозвращающие материалы, которые наносятся на одежду в виде полос или элементов других видов. В этом обзоре мы расскажем историю создания световозвращающих материалов для спецодежды.
Кошки в помощь
Отражающая способность материалов была не изобретена, а заимствована. Этому способствовала биомиметика, или биомимикрия, – заимствование моделей, систем и элементов природы для решения сложных человеческих проблем. Так, например, заметили отражательную способность глаз животных.
А повторить?
В начале XX века стало понятно, что будет полезно воссоздать строение глаза, представляющего собой линзу, за которой стоит отражатель.
Надо просто из чего-то создать эффективную линзу, а за ней установить отражающую поверхность, причем все это необходимо сделать миниатюрным.
В 1933 году этого добился Перси Шоу (1890-1976), изобретатель из Великобритании.
Он сделал первый примитивный световозвращатель, выполнив его из стеклянного шарика, установленного в обойму, которая являлась отражающим зеркалом.
Изобретение он назвал Cat Eye – «кошачий глаз». Успешно запатентовал его и уже в 1934 году стал производить дорожные световозвращатели, монтирующиеся на поверхность дорожного полотна для обозначения разделения и границ дорожной полосы.
Из этих элементов также делали дорожные знаки (см. фото заголовка), эффективная площадь отражения которых была очень мала, но они стали этапом в развитии дорожной безопасности.
Детище Гарри Хельцера в 3М – лента Scotchlite
В 1939 году американская химическая корпорация 3М (Minnesota Mining and Manufacturing Company), основанная в 1902 г., воспользовалась идеей Перси Шоу. Компания сделала шарики на несколько порядков меньше.
Здесь стоит упомянуть контекст и воронку возможностей для конкретной компании. Во времена Великой депрессии, начавшейся в 1929 г., 3М освоила производство скотча – всемирно известной канцелярской ленты с нанесенным эластичным незасыхающим клеевым покрытием.
Компания тратила 45% прибыли на научно-исследовательские работы. В 1939 начались разработки пленочного световозвращающего материала, которые привели к коммерчески успешному продукту (те же технологии слоев с разными свойствами). Неудивительно, что в 1950-х 3М вместе с SONY успешно освоили выпуск магнитофонной ленты для всего мира (а ведь это тоже технологии поочередного нанесения слоев с разными свойствами). Если что-то делается очень хорошо, то этот навык помогает компании преуспевать на меняющемся рынке, необходимо только вовремя совмещать возможности и умения.
Вернемся к стеклянным шарикам и уделим внимание роли личности в истории.
Главным действующим лицом стал пришедший в компанию в 1933 г. металлург Гарри Хельцер (1911-2005).
Видя цель, он применил все свои знания для того, чтобы найти технологию, позволяющую создать мелкие стеклянные оптически прозрачные микросферы, которые можно было бы поместить на пленку-подложку.
В итоге применили технологию гранулирования из расплава, известную в производстве удобрений и обработке руд. Механизм гранулообразования заключается в распаде истекающих из гранулирующего устройства струй расплава на капли, которые, охлаждаясь во встречном потоке воздуха, превращаются в гранулы. Опыты в грануляционной башне методом проб и ошибок, путем подбора параметров потока охлаждающего воздуха позволили получить стеклянные сферы необходимого размера.
Тогда взяли подложку, нанесли на нее зеркальный слой, в котором крепились стеклянные сферы, и получили новый продукт. В 1939 появились первые дорожные знаки с полной площадью световозвращения.
Нанося тонкий слой стеклянных сфер на слой свежей белой краски, получали световозвращающую разметку. Первые световозвращающие элементы пришли в дорожную инфраструктуру, затем ими начали обозначать контуры грузовых машин.
Гарри Хельцер продолжил работу. Под его руководством впоследствии был создан световозвращающий материал Scotchlite, который можно было нарезать на ленты, а эти ленты наносить на спецодежду. В 1970 году он был назначен председателем правления и генеральным директором. Ему приписывают расширение глобального охвата 3M. В 2012 году американский Фонд развития транспорта ARTBA ввел Хельцера в «Зал славы» как «отца световозвращающих материалов».
Его дело продолжает жить: новая лента Scotchlite +9925 поражает качеством изготовления, способностью к стирке, износостойкостью и долговечностью.
В 1991 году благодаря изменениям в мире 3М открыла представительство в России, а спустя несколько месяцев появилась компания «3М Россия». Благодаря активным и даже агрессивным методам продвижения световозвращающие ленты для спецодежды, в состав которых входят стеклянные микросферы, стали наиболее распространенным типом световозвращающих материалов.
Микропризмы
Для полноты картины расскажем о другом типе световозвращающих материалов.
Процесс отражения света в пленках, изготовленных по технологии использования микропризм, кардинально отличается от процесса отражения в пленках на основе стеклянных шариков. Эффект световозвращения микропризматических пленок основан на эффекте полного отражения в уголковом отражателе.
В таких пленках гораздо меньше преломлений, а геометрия светоотражающего элемента позволяет направить падающий свет с гораздо большей точностью обратно к источнику, чем в пленках на основе стеклянных шариков.
Одной из отличительных особенностей таких пленок является минимальное падение яркости освещаемой поверхности в зависимости от расстояния.
В 1963 году американские братья Роуленд из компании Rowland Products Inc приступили к разработке первой призматической светоотражающей пленки совместно с Luce Reflexite, а позже и Fresnel Optics, компаниями, которые они впоследствии приобрели. Это привело к тому, что мы теперь знаем микропризматическую пленку, которую Роуленды запатентовали в 1970 году. В том же году для ее производства и сбыта они основали корпорацию Reflexite, а первые продажи последовали в 1973. Это стало самым большим достижением в области световозвращающих покрытий со времен «стеклошариковой технологии» 3M.
Первые опыты со спецодеждой
Много из рассказанного здесь касается дорожной разметки, знаков и ограждений. Но когда же впервые световозвращающие элементы стали применяться в спецодежде?
Эта дата известна. Первыми на эксперимент решились железнодорожники Шотландии в 1964 году.
Необходимо сказать, что первые образцы светоотражающей ленты были далеки от совершенства. Очень долго не удавалось сделать ее достаточно гибкой. Кроме того, многие годы ушли на то, чтобы сделать ленту стабильной по характеристикам, устойчивой к воздействию ультрафиолетового излучения (незаметно разрушающего многие виды пластиков) и воздействию перепадов температур и осадков. На ранних этапах знаний об этом было мало.
Постепенно такая одежда пришла в обиход пожарных, работников аэропортов, дорожных рабочих.
Слева спасательные работы при железнодорожном крушении в Клэпхеме (Великобритания), 1988 г. Рабочие в обычных жилетах без лент, начальство – в куртках со световозвращающими лентами, также заметны костюмы с лентами у пожарных вдали. Справа – бригада ремонтных рабочих водопровода г. Сиэтла (США). Сигнальные жилеты с лентой ýже, чем сегодня принято, и с непривычным расположением.
Широкое распространение в США и странах Европы сигнальная одежда со световозвращающими лентами получила в начале 1990-х, когда ввели регулирующие директивы, обязывающие работодателей их внедрить. В Россию этот процесс пришел на 7-10 лет позже, к нулевым годам третьего тысячелетия.
(13 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
