作为向驾驶员提供清晰视野的风窗玻璃,光学质量至关重要。首先它必须有足够的可见光透射比,以保证驾驶员能够清楚地观察各种道路、环境和车辆情况。世界各国对汽车风窗玻璃的透射比要求不太一样,欧洲各国要求汽车风窗玻璃透射率大于或等于75%;中国、美国、日本等国要求风窗玻璃透射率大于或等于70%。其次,风窗玻璃的光畸变及副像偏离值必须满足相关要求,以确保驾驶员透过风窗玻璃观察路面时不产生由于玻璃品质问题而引起的观察到的景物失真、变形或对路面情况的错误判断等。研究表明,当风窗玻璃外表面不平行(楔形)、玻璃表面过于弯曲及汽车风窗玻璃安装角过大时,风窗玻璃的副像偏离值就会偏大,即透过风窗玻璃观察到的物体的主像和副像之间的偏离角度过大。在一些特殊情况下,如黑夜里两车交会,驾驶员透过这样的风窗观察对面的车灯时,往往会看到明显的车灯副像,严重影响驾驶员对汽车间距和路面情况的正确判断,容易造成车祸。同时,当玻璃材料存在各种缺陷(原片玻璃的结石、波筋、气泡、划伤、风坑及模具印、夹层玻璃中间层的杂质等)时,会使光线透过玻璃时方向发生改变,使得驾驶员看到的物体影像变形。长时间在这种情况下驾驶,驾驶员的眼睛和大脑很容易疲劳,成为发生交通事故的重大隐患。另外,对于驾驶员视野区域带色的风窗玻璃,其着色程度不能影响驾驶员对路面景物颜色的识别,特别是对交通信号灯颜色变化的识别。
汽车玻璃是一种重要车身材料,在汽车上是一种被动安全部件。因此,汽车风窗玻璃还应具备一定的抗外力冲击能力及抗穿透能力,以抵抗外来飞溅物(如小石子)的冲击及发生意外时人体的冲击。不同的安全玻璃材料由于其产品特性的不同,抗冲击能力及安全破坏后的状态也是各不相同的。
1.夹层玻璃
夹层玻璃的中间层具有较高黏结性能和韧性,当夹层玻璃破碎时,碎片能够被牢牢地黏附在中间层上,能最大程度地降低玻璃碎片对人体产生的伤害,具有很好的安全性。同时中间层的韧性,还能够吸收一部分撞击能量,起到缓冲作用,并防止人体穿透玻璃,造成更大的伤害。有关数据表明:夹层玻璃能够抵抗外界飞溅物89J动能的冲击及人体头部147J动能的冲击。另外,风窗夹层玻璃在经历一定时间太阳光紫外线的照射、潮湿及高温作用后,其中间层应能保持较稳定的物理、化学性能以及对玻璃的黏结力。
夹层风窗玻璃除了具备上述最基本的性能外,还有越来越多的新型功能产品被研发出来并得到应用,如遮阳玻璃、阳光控制玻璃、电热玻璃、天线玻璃、隔音玻璃、雨刷玻璃、屏显玻璃及憎/亲水玻璃等。
(1)普通遮阳玻璃
这是一种最常见的风窗玻璃,在玻璃上方有一定宽度的玻璃带有颜色,颜色从上而下由深至浅,这种颜色实际上是对夹层玻璃中间层进行的着色,在一定程度上能起到遮阳作用;通过调整玻璃中间层的成分,一些用PVB胶片制作的夹层玻璃还具有隔绝太阳光中紫外线的功能。遮阳玻璃应用十分广泛,轿车、SUV、MPV、客车等各种乘用车辆和一些货车上都使用了这种玻璃。
(2)阳光控制玻璃
通常情况下,这种产品一般包括两类:一类是采用特殊的着色玻璃制造的,一类是在夹层玻璃的中间层加一些特殊的材料制作的。它们可以选择性地吸收和/或反射太阳光,即一方面保证风窗玻璃有足够的可见光透射比;另一方面可以吸收和/或反射太阳光中的红外能量。这种玻璃可以直接减少热能进入车内,降低车厢内温度,减少对皮肤的灼烤,增加舒适感,而且在车辆行驶时,能迅速地散失掉玻璃上吸收的热量,降低车辆的空调工作负荷,有效地节约能源和车辆的使用费用。随着人们对节约能源的意识的提高,越来越多的车辆使用了阳光控制玻璃。
(3)电热玻璃
电热玻璃可以采用在玻璃表面镀电热膜和在中间层缠绕加热钨丝的工艺制造,但绝大多数产品是中间层夹加热钨丝的电热玻璃。这种玻璃通电后,钨丝产生热量,可将玻璃表面雨水、积雪、冰霜、雾气融化蒸发,保证驾驶员行驶时的视野,扩大了汽车的行驶气候条件。由于价格和生产工艺等多方面的原因,目前这种玻璃主要应用于一些高档汽车或特种车辆上,使用量不大。表面镀电热膜的玻璃是采用磁控溅射的镀膜方法在玻璃表面镀上一层透明的导电薄膜,这层薄膜通电时可以产生热量除去玻璃表面雨水、积雪。
(4)天线玻璃
天线玻璃有两种制造方法:一种是将导电釉料制版印刷在玻璃上,形成天线;另一种是在玻璃的中间层中夹有很细的康铜丝,代替拉杆天线。这种玻璃可以具有广播和通讯的天线功能,避免了拉杆天线拉进拉出的麻烦,又不致因天线发生腐蚀而影响美观。现在已有许多种乘用车辆使用了这种玻璃,可以满足汽车上电视电话(GMS)、收音机、GPS导航及遥控开门等多方面的需要。
(5)隔音玻璃
隔音玻璃是一种近年来开始使用的夹层玻璃,这种玻璃的结构和普通夹层玻璃一样,但使用的PVB胶片与普通PVB胶片不太一样,它是在普通PVB胶片中增加一层特殊的隔音材料,因此隔音效果更加好于普通夹层玻璃。
(6)雨刷玻璃
汽车玻璃是一种重要车身材料,在汽车上是一种被动安全部件。因此,汽车风窗玻璃还应具备一定的抗外力冲击能力及抗穿透能力,以抵抗外来飞溅物(如小石子)的冲击及发生意外时人体的冲击。不同的安全玻璃材料由于其产品特性的不同,抗冲击能力及安全破坏后的状态也是各不相同的。
1.夹层玻璃
夹层玻璃的中间层具有较高黏结性能和韧性,当夹层玻璃破碎时,碎片能够被牢牢地黏附在中间层上,能最大程度地降低玻璃碎片对人体产生的伤害,具有很好的安全性。同时中间层的韧性,还能够吸收一部分撞击能量,起到缓冲作用,并防止人体穿透玻璃,造成更大的伤害。有关数据表明:夹层玻璃能够抵抗外界飞溅物89J动能的冲击及人体头部147J动能的冲击。另外,风窗夹层玻璃在经历一定时间太阳光紫外线的照射、潮湿及高温作用后,其中间层应能保持较稳定的物理、化学性能以及对玻璃的黏结力。
夹层风窗玻璃除了具备上述最基本的性能外,还有越来越多的新型功能产品被研发出来并得到应用,如遮阳玻璃、阳光控制玻璃、电热玻璃、天线玻璃、隔音玻璃、雨刷玻璃、屏显玻璃及憎/亲水玻璃等。
(1)普通遮阳玻璃
这是一种最常见的风窗玻璃,在玻璃上方有一定宽度的玻璃带有颜色,颜色从上而下由深至浅,这种颜色实际上是对夹层玻璃中间层进行的着色,在一定程度上能起到遮阳作用;通过调整玻璃中间层的成分,一些用PVB胶片制作的夹层玻璃还具有隔绝太阳光中紫外线的功能。遮阳玻璃应用十分广泛,轿车、SUV、MPV、客车等各种乘用车辆和一些货车上都使用了这种玻璃。
(2)阳光控制玻璃
通常情况下,这种产品一般包括两类:一类是采用特殊的着色玻璃制造的,一类是在夹层玻璃的中间层加一些特殊的材料制作的。它们可以选择性地吸收和/或反射太阳光,即一方面保证风窗玻璃有足够的可见光透射比;另一方面可以吸收和/或反射太阳光中的红外能量。这种玻璃可以直接减少热能进入车内,降低车厢内温度,减少对皮肤的灼烤,增加舒适感,而且在车辆行驶时,能迅速地散失掉玻璃上吸收的热量,降低车辆的空调工作负荷,有效地节约能源和车辆的使用费用。随着人们对节约能源的意识的提高,越来越多的车辆使用了阳光控制玻璃。
(3)电热玻璃
电热玻璃可以采用在玻璃表面镀电热膜和在中间层缠绕加热钨丝的工艺制造,但绝大多数产品是中间层夹加热钨丝的电热玻璃。这种玻璃通电后,钨丝产生热量,可将玻璃表面雨水、积雪、冰霜、雾气融化蒸发,保证驾驶员行驶时的视野,扩大了汽车的行驶气候条件。由于价格和生产工艺等多方面的原因,目前这种玻璃主要应用于一些高档汽车或特种车辆上,使用量不大。表面镀电热膜的玻璃是采用磁控溅射的镀膜方法在玻璃表面镀上一层透明的导电薄膜,这层薄膜通电时可以产生热量除去玻璃表面雨水、积雪。
(4)天线玻璃
天线玻璃有两种制造方法:一种是将导电釉料制版印刷在玻璃上,形成天线;另一种是在玻璃的中间层中夹有很细的康铜丝,代替拉杆天线。这种玻璃可以具有广播和通讯的天线功能,避免了拉杆天线拉进拉出的麻烦,又不致因天线发生腐蚀而影响美观。现在已有许多种乘用车辆使用了这种玻璃,可以满足汽车上电视电话(GMS)、收音机、GPS导航及遥控开门等多方面的需要。
(5)隔音玻璃
隔音玻璃是一种近年来开始使用的夹层玻璃,这种玻璃的结构和普通夹层玻璃一样,但使用的PVB胶片与普通PVB胶片不太一样,它是在普通PVB胶片中增加一层特殊的隔音材料,因此隔音效果更加好于普通夹层玻璃。
(6)雨刷玻璃
这是一种新型的智能玻璃,即在风窗玻璃内部安装雨水敏感器,通过二极管发射的红外线探测空气中的水分,当玻璃上淋有雨水时,感应器可以自动开启雨刷器。这种风窗玻璃现在已在欧洲许多新款车型上得到应用。
(7)屏显玻璃
这种玻璃是在风窗玻璃的部分视区上增加一层反射膜,同时汽车上也有一套专门的光学系统可以将有关仪表的驾驶信息(速度、里程、油耗等)照射到这个区域,通过这块反射膜将这些驾驶信息反射到驾驶员的眼中,这样驾驶员可以十分方便地随时观察获取驾驶信息,了解车辆的工作状况。
(8)憎/亲水玻璃
这两种玻璃都是在玻璃表面涂覆或镀上一种特殊的功能膜,这种膜可以调整控制水在玻璃表面上的浸润角。憎水玻璃能减小浸润角,使雨水在玻璃表面上很容易地形成水珠落下,不会残留在玻璃上影响驾驶员视野,憎水膜一般使用于风窗玻璃的外表面;亲水玻璃能增大浸润角,当亲水膜使用于风窗玻璃的外表面时,能使雨水能很容易地在玻璃表面散开,不会残留在玻璃上影响视野。当亲水膜使用于风窗玻璃的内表面时,车厢内的水雾凝结到玻璃表面时会很快散开,难以凝结成水珠影响驾驶员视野,同时也减少了玻璃的除雾时间。憎/亲水玻璃的使用范围很广,不仅可以使用在各种汽车上,而且在建筑、仪器仪表等多个行业都可以使用。但目前最大的问题是,这类产品的使用寿命十分有限,很多产品在一两年甚至几个月内憎/亲水的效果开始衰减,影响了这种产品的推广和使用。
2.区域钢化玻璃
区域钢化玻璃是指分区域控制玻璃钢化程度的一种钢化风窗玻璃,一旦破碎后在视区内保留有一定数量的形状规则的大碎片(面积为2~16cm2),可以提供一定的能见度和视野,驾驶员可以通过这个视区观察路面情况,采取措施防止二次事故(撞击)的发生。除此以外,区域钢化玻璃还有一个特点,当它受到人体头部以一定的速度冲击时,它能够被冲击破碎,释放部分冲击能量,以减少对人体头部的伤害。根据中国的国家标准,一些不以载人为目的的货车,特别是常在路况条件不太好的路面上行驶的货车往往使用这种玻璃。
3.钢化玻璃
钢化玻璃因为其破碎后碎片十分细小,只能应用于设计时速低于40km/h的机动车风窗,如农用车和一些工程车辆如挖掘机等,这些车辆的工作环境较差,路面常常坑洼不平,并常有石块飞溅等情况,因此,使用钢化玻璃风窗可以保证一定的强度。一般情况下,钢化玻璃风窗应能抵御外界飞溅物约6J的动能的冲击,而且一旦破碎,其碎片应呈均匀、细小颗粒状,以保证将其对人体的伤害降至最低。
(7)屏显玻璃
这种玻璃是在风窗玻璃的部分视区上增加一层反射膜,同时汽车上也有一套专门的光学系统可以将有关仪表的驾驶信息(速度、里程、油耗等)照射到这个区域,通过这块反射膜将这些驾驶信息反射到驾驶员的眼中,这样驾驶员可以十分方便地随时观察获取驾驶信息,了解车辆的工作状况。
(8)憎/亲水玻璃
这两种玻璃都是在玻璃表面涂覆或镀上一种特殊的功能膜,这种膜可以调整控制水在玻璃表面上的浸润角。憎水玻璃能减小浸润角,使雨水在玻璃表面上很容易地形成水珠落下,不会残留在玻璃上影响驾驶员视野,憎水膜一般使用于风窗玻璃的外表面;亲水玻璃能增大浸润角,当亲水膜使用于风窗玻璃的外表面时,能使雨水能很容易地在玻璃表面散开,不会残留在玻璃上影响视野。当亲水膜使用于风窗玻璃的内表面时,车厢内的水雾凝结到玻璃表面时会很快散开,难以凝结成水珠影响驾驶员视野,同时也减少了玻璃的除雾时间。憎/亲水玻璃的使用范围很广,不仅可以使用在各种汽车上,而且在建筑、仪器仪表等多个行业都可以使用。但目前最大的问题是,这类产品的使用寿命十分有限,很多产品在一两年甚至几个月内憎/亲水的效果开始衰减,影响了这种产品的推广和使用。
2.区域钢化玻璃
区域钢化玻璃是指分区域控制玻璃钢化程度的一种钢化风窗玻璃,一旦破碎后在视区内保留有一定数量的形状规则的大碎片(面积为2~16cm2),可以提供一定的能见度和视野,驾驶员可以通过这个视区观察路面情况,采取措施防止二次事故(撞击)的发生。除此以外,区域钢化玻璃还有一个特点,当它受到人体头部以一定的速度冲击时,它能够被冲击破碎,释放部分冲击能量,以减少对人体头部的伤害。根据中国的国家标准,一些不以载人为目的的货车,特别是常在路况条件不太好的路面上行驶的货车往往使用这种玻璃。
3.钢化玻璃
钢化玻璃因为其破碎后碎片十分细小,只能应用于设计时速低于40km/h的机动车风窗,如农用车和一些工程车辆如挖掘机等,这些车辆的工作环境较差,路面常常坑洼不平,并常有石块飞溅等情况,因此,使用钢化玻璃风窗可以保证一定的强度。一般情况下,钢化玻璃风窗应能抵御外界飞溅物约6J的动能的冲击,而且一旦破碎,其碎片应呈均匀、细小颗粒状,以保证将其对人体的伤害降至最低。







