Reflexfolie besteht aus kleinen Glaskugeln eingebettet in eine reflektierende Rückschicht. Ein kugelförmiger Reflektor ist aber ein Kompromiss. Um mit einem rotationssymetrischen Reflektor exakt in die Richtung zurückzureflektieren, aus der das Licht kommt, müßte dieser ein Paraboloid sein. Paraboloide wären aber weder herzustellen noch gerichtet einzubetten (zumindest nicht als kleine Kügelchen).
Ein klassischer Katzenaugenrefelktor ist ein Paraboloid, aber eben ein dicker Klotz.

Die vorgeschriebenen Reflektoren bestehen aus sog. Tripelspiegeln (3 Spiegel im Winkel von exakt 90° zu jedem anderen), die exakt in die Richtung zurückstrahlen, aus der das Licht kommt.
Anmerkung: vom exakten 90°Winkel wird ganz geringfügig aber definiert abgewichen, weil diese Reflektoren sonst sogar blenden könnten.

Nachteil der Tripelspiegel: bei Einstrahlung unter einem Winkel > ca. 40° von der Senkrechten geht nichts mehr. Die exakten Eigenschaften führen außerdem dazu, daß bei großem Winkel zwischen Beleuchtungsachse und Betrachtungsachse kaum noch was zu sehen ist (z.B. bei Annäherung eines PKW auf < ca. 5m ), ist aber nicht weiter tragisch, weil der das Rad dann schon lange gesehen hat.

Vorteil der Folien: besser und billiger für Schilder etc. Kann flexibel hergestellt werden und auf Kleidung aufgenäht werden. Ist weitwinkliger hinsichtlich seitlicher Anstrahlung (bis ca. 70° und mehr aus der Senkrechten) und reflektiert breiter (Nachteil wird zum Vorteil), was wichtig ist, um Verkehrsschilder zu lesen etc.

Warum bei Deinem Experiment der Reflektor dunkler war (im Gegensatz zum sehr aussagekräftigen von mir verlinkten Bild, Du mußt auch den Text lesen) kann ich Dir nicht sagen.
Vermutung: entweder stark verschmutzt oder sehr stark seitlich angestrahlt, oder Blitz weit weg vom Objektiv?

Gruß

Helge