淺析GB 9656-2003與ECE R43-2015對(duì)汽車風(fēng)窗用夾層玻璃檢測(cè)要求異同

楊青松,肖紅清,劉柳

(1.中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心華中實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430000；2.中認(rèn)武漢華中創(chuàng)新技術(shù)服務(wù)有限公司，湖北武漢 430000)

0 引言

汽車前風(fēng)窗用夾層玻璃是首批列入中國(guó)強(qiáng)制性認(rèn)證目錄的產(chǎn)品，必須通過(guò)3C認(rèn)證，方能在中國(guó)大陸出廠、進(jìn)口、銷售和在經(jīng)營(yíng)服務(wù)場(chǎng)所使用，其依據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是GB 9656-2003《汽車安全玻璃》(后文簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo))。同時(shí)，凡是進(jìn)入歐盟市場(chǎng)進(jìn)行銷售的前風(fēng)窗用夾層玻璃產(chǎn)品，必須通過(guò)E-Mark相關(guān)測(cè)試認(rèn)證，標(biāo)貼E標(biāo)志，歐盟各國(guó)海關(guān)才會(huì)予以放行，準(zhǔn)許進(jìn)入當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)[3]，其依據(jù)為ECE R43-2015《Uniform Provisions Concerning The Approval of Safety Glazing Materials and Their Installation on Vehicles》(后文簡(jiǎn)稱法規(guī))。汽車前風(fēng)窗用夾層玻璃是由兩片玻璃中間夾以膠片，在一定的溫度和壓力下粘接而成。因它具有高透光率、有一定的彈性、抗沖擊性和抗穿透性強(qiáng)、耐候性能好等優(yōu)點(diǎn)[4]，被廣泛運(yùn)用于汽車市場(chǎng)，是汽車的核心零部件之一。

1 檢測(cè)指標(biāo)

1.1 厚度

國(guó)標(biāo)與法規(guī)要求厚度允許的偏差為±0.2nmm(n是風(fēng)窗玻璃中玻璃層數(shù))，測(cè)量每邊中點(diǎn)的算術(shù)平均值為厚度值。在申請(qǐng)認(rèn)證時(shí)，厚度不同，為不同認(rèn)證單元。

1.2 光學(xué)

光學(xué)是汽車安全玻璃最重要的性能，該性能是駕車時(shí)的直觀感受。因其中間層屬于高分子材料，對(duì)光線有一定的阻礙作用，會(huì)影響駕駛員的視線和看事物的清晰程度。光學(xué)不合格，直接影響行車安全，所以國(guó)標(biāo)和法規(guī)都做了嚴(yán)格的規(guī)定[5-6]。

1.2.1 可見光透射比

當(dāng)透射比較低時(shí)透過(guò)玻璃尤其是前風(fēng)窗玻璃的光較弱，則司機(jī)較難看清外界情況，易造成視覺(jué)疲勞，引發(fā)交通事故。法規(guī)和國(guó)標(biāo)都要求試驗(yàn)區(qū)不小于70%，它們對(duì)檢測(cè)設(shè)備及測(cè)試方式要求一致。

1.2.2 副像偏離

副像指當(dāng)玻璃兩個(gè)表面不平行時(shí)，在一定的光照條件下，通過(guò)玻璃看物體時(shí)，除明亮的主像以外的虛像。測(cè)試目的是驗(yàn)證二次成像和一次成像之間的角度不超過(guò)指定值。副像偏離過(guò)大，車外事物產(chǎn)生嚴(yán)重副像造成假象，影響駕駛員對(duì)路況風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別。夜間駕駛時(shí)，迎面駛來(lái)汽車明亮燈光引起的副像非常明顯，容易使司機(jī)產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)。國(guó)標(biāo)和法規(guī)都規(guī)定了各試驗(yàn)區(qū)副像偏離的最大值，在實(shí)車安裝角的狀態(tài)下測(cè)量副像偏離值,如圖1所示。

圖1 副像偏離值測(cè)量

1.2.3 光畸變

光畸變產(chǎn)生的原因是玻璃表面凹凸不平或局部光學(xué)不均勻，使通過(guò)的光線產(chǎn)生偏離，從而使物像變形。觀察物體時(shí)物體變形的程度不一致使司機(jī)困惑。若光畸變程度較大，則易使駕駛員的眼睛產(chǎn)生疲勞，導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。國(guó)標(biāo)和法規(guī)都要求各試驗(yàn)區(qū)光畸變值不得超過(guò)規(guī)定值，其大小與視線的入射角、玻璃的厚度、安裝角和入射點(diǎn)的曲率有關(guān)。測(cè)試時(shí)盡量使中心光源通過(guò)樣品，確保測(cè)量點(diǎn)與觀察方向垂直。

1.2.4 顏色識(shí)別

國(guó)標(biāo)和法規(guī)都要求在風(fēng)窗玻璃試驗(yàn)區(qū)內(nèi)帶色情況下才做該項(xiàng)目，確定前風(fēng)窗玻璃能否看到物體的本色，如交通信號(hào)燈、安全標(biāo)記和交通符號(hào)等,要求能夠識(shí)別白、黃、紅、綠、藍(lán)、琥珀各色。

1.3 力學(xué)

力學(xué)指汽車玻璃破壞后的安全性能，主要檢驗(yàn)發(fā)生 “事故”后安全玻璃對(duì)駕駛員及乘客的保護(hù)作用。

1.3.1 抗磨性

風(fēng)窗玻璃外表面抗磨損性，主要模擬雨刷對(duì)玻璃外表面的磨損。國(guó)標(biāo)和法規(guī)都要求因磨耗引起的霧度不大于2%。

表1 抗磨性國(guó)標(biāo)與法規(guī)要求不同點(diǎn)

1.3.2 人頭模型沖擊

人頭模型沖擊是確定安全玻璃在鈍物沖擊下的最終強(qiáng)度和黏結(jié)力的試驗(yàn)。模擬汽車在高速行駛過(guò)程中發(fā)生車禍，司機(jī)或者前排乘客撞擊前風(fēng)擋玻璃，安全玻璃保護(hù)乘客的同時(shí)將頭部傷害降到最低。國(guó)標(biāo)和法規(guī)都規(guī)定了可以用制品或者試驗(yàn)片進(jìn)行試驗(yàn)。在初次認(rèn)證檢驗(yàn)時(shí)，法規(guī)和國(guó)標(biāo)規(guī)定夾層風(fēng)窗玻璃應(yīng)同時(shí)滿足制品和試驗(yàn)片人頭模型沖擊試驗(yàn)要求。而常規(guī)監(jiān)督檢驗(yàn)時(shí)，國(guó)標(biāo)規(guī)定風(fēng)窗玻璃只需滿足制品或試驗(yàn)片人頭模型沖擊試驗(yàn)要求之一即可。

以制品為試樣時(shí)，國(guó)標(biāo)和法規(guī)都是要求落下高度1.5 m，沖擊后試樣狀態(tài)要求如下：

(1)試樣必須破壞，以沖擊點(diǎn)為中心產(chǎn)生許多環(huán)狀和放射狀裂紋，離沖擊點(diǎn)最近的環(huán)狀裂紋半徑不得大于80 mm；(2)玻璃必須粘附在中間層上，以沖擊點(diǎn)為中心的60 mm直徑圓外，允許寬4 mm以下的碎片剝離；(3)國(guó)標(biāo)要求在沖擊側(cè)中間層裸露面積不大于20 mm2，法規(guī)要求在沖擊側(cè)中間層裸露面積不大于20 cm2；(4)中間層的裂口長(zhǎng)度在35 mm以下。制品為試樣人頭模型沖擊試驗(yàn)圖片如圖2所示。

圖2 制品為試樣人頭模型沖擊試驗(yàn)圖片

圖3 試驗(yàn)片為試樣人頭模型沖擊試驗(yàn)圖片

以試驗(yàn)片為試樣，國(guó)標(biāo)和法規(guī)都要求落下高度4 m，試驗(yàn)時(shí)試樣的移動(dòng)不超過(guò)2 mm，沖擊后試樣狀態(tài)要求都是：(1)試樣必須破壞，并以沖擊點(diǎn)為中心產(chǎn)生許多圓形裂紋；(2)允許中間層破裂，但人頭模型不得穿透試樣；(3)無(wú)大碎片剝離。試驗(yàn)片為試樣人頭模型沖擊試驗(yàn)圖片如圖3所示，以試驗(yàn)片為試樣進(jìn)行人頭模型沖擊國(guó)標(biāo)和法規(guī)不同點(diǎn)如表2所示。

表2 以試驗(yàn)片為試樣進(jìn)行人頭模型沖擊國(guó)標(biāo)和法規(guī)不同點(diǎn)

1.3.3 抗穿透性

模擬車內(nèi)物品對(duì)前窗玻璃的傷害程度，所以國(guó)標(biāo)和法規(guī)都要求沖擊內(nèi)表面，試驗(yàn)時(shí)質(zhì)量(2 260±20)g、直徑約82 mm的鋼球從4 m的高度自由落下，沖擊后5 s內(nèi)鋼球不穿透試樣即為合格(如圖4所示)。國(guó)標(biāo)要求試驗(yàn)過(guò)程中，試樣沿著試樣支架內(nèi)周邊上任一點(diǎn)的移動(dòng)距離不超過(guò)2 mm，法規(guī)無(wú)此要求。

1.3.4 抗沖擊性

用于確定前窗夾層玻璃最低黏接力試驗(yàn)，體現(xiàn)了玻璃對(duì)外物沖擊的抵抗從而確保安全的能力。

圖4 抗穿透性試驗(yàn)

外物穿透玻璃或剝落的玻璃碎片較大或較多更容易造成車內(nèi)人員傷亡事故。模擬高速行駛的汽車被小硬物(如石子等)在不同溫度環(huán)境下沖擊后狀態(tài)，所以試驗(yàn)應(yīng)沖擊試樣的外表面。國(guó)標(biāo)和法規(guī)都要求沖擊后：(1)鋼球不可穿透；(2)試樣不允許斷成幾塊；(3)如果膠片無(wú)裂口，起到對(duì)車內(nèi)駕駛員和乘客保護(hù)作用，沖擊面反側(cè)(車內(nèi)面)碎片剝落總質(zhì)量不得超過(guò)表3的規(guī)定。如果膠片與玻璃黏接力不足，在40 ℃沖擊時(shí)，剝落碎片總質(zhì)量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求，在-20 ℃沖擊時(shí)，試樣容易斷裂為幾塊(如圖5所示)。需要注意：對(duì)不同厚度的樣品，國(guó)標(biāo)在相同溫度下沖擊高度不同，法規(guī)規(guī)定都是同一高度沖擊(見表3)。

表3 抗沖擊性國(guó)標(biāo)與法規(guī)沖擊高度及碎片質(zhì)量對(duì)照表

圖5 -20 ℃沖擊圖片

1.4 耐環(huán)境性能試驗(yàn)

考驗(yàn)汽車玻璃能否經(jīng)受住自然界光、熱、濕度變化所帶來(lái)的影響，對(duì)于汽車前風(fēng)窗用夾層玻璃主要檢驗(yàn)中間層膠片的質(zhì)量。

1.4.1 耐熱性

模擬汽車玻璃長(zhǎng)時(shí)間高溫狀態(tài)下是否會(huì)產(chǎn)生各類缺陷。國(guó)標(biāo)和法規(guī)試驗(yàn)都是將試樣加熱到100 ℃，保溫2 h，冷卻至室溫后,試樣允許有裂口存在，但超出邊部15 mm(新切邊部25 mm)或超出裂口10 mm的部分不能產(chǎn)生氣泡及變色等其他缺陷。

1.4.2 耐濕性

模擬汽車玻璃長(zhǎng)時(shí)間在高溫高濕環(huán)境下是否會(huì)產(chǎn)生各類缺陷。國(guó)標(biāo)和法規(guī)都要求在溫度50 ℃、相對(duì)濕度95%的試驗(yàn)箱中336 h后，觀察試樣超出邊部10 mm(新切邊部15 mm)的部分是否有明顯變化。

1.4.3 耐輻照性

模擬太陽(yáng)光特別是紫外光照射后，是否會(huì)出現(xiàn)中間層變色、渾濁、產(chǎn)生氣泡、前窗玻璃透射比降低等影響安全駕駛現(xiàn)象。用紫外線輻照光源[國(guó)標(biāo)要求其電弧長(zhǎng)(300±14) mm，法規(guī)要求(300±4) mm]對(duì)試樣玻璃進(jìn)行100 h輻照后，檢查紫外線照射后：(1)可見光透射比值不小于70%；(2)與照射前比值不小于95%；(3)用白色背景檢查時(shí)，不可有顯著變化(變色、渾濁、產(chǎn)生氣泡等)。

2 企業(yè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)異同的適應(yīng)性建議與質(zhì)量提升

生產(chǎn)企業(yè)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)要求，可從以下幾點(diǎn)提升產(chǎn)品質(zhì)量：

(1)采購(gòu)的原片玻璃應(yīng)為汽車級(jí)，嚴(yán)格控制其厚度偏差、各類缺陷及光學(xué)變形，原片應(yīng)滿足GB 11614-2009《平板玻璃》的相關(guān)要求；

(2)中間層膠片應(yīng)該選用滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的。開一包使用一包，避免其長(zhǎng)時(shí)間暴露，應(yīng)按照原材料保存說(shuō)明進(jìn)行儲(chǔ)存；

(3)嚴(yán)格控制合片室溫濕度，確?？照{(diào)和除濕機(jī)24 h打開，防止膠片受潮或污染；膠片受潮是導(dǎo)致夾層玻璃形成氣泡的重要原因；

(4)嚴(yán)格按照生產(chǎn)工藝要求生產(chǎn)，玻璃在合片前需要清洗干凈，控制預(yù)壓時(shí)壓力、溫度，合片時(shí)壓力、時(shí)間和冷卻過(guò)程的時(shí)間、溫度等參數(shù)，根據(jù)中間層、玻璃厚度、顏色以及環(huán)境溫度的變化而調(diào)整相應(yīng)參數(shù)；

(5)在合片時(shí)，確保玻璃表面清潔、操作工人應(yīng)佩戴手套，防止手上汗液污物粘附在膠片上，導(dǎo)致環(huán)境試驗(yàn)后產(chǎn)生氣泡。