淺析GB 9656-2003與ECE R43-2015對汽車風窗用夾層玻璃檢測要求異同

楊青松,肖紅清,劉柳

(1.中國質量認證中心華中實驗室，湖北武漢 430000；2.中認武漢華中創新技術服務有限公司，湖北武漢 430000)

0 引言

汽車前風窗用夾層玻璃是首批列入中國強制性認證目錄的產品，必須通過3C認證，方能在中國大陸出廠、進口、銷售和在經營服務場所使用，其依據產品標準是GB 9656-2003《汽車安全玻璃》(后文簡稱國標)。同時，凡是進入歐盟市場進行銷售的前風窗用夾層玻璃產品，必須通過E-Mark相關測試認證，標貼E標志，歐盟各國海關才會予以放行，準許進入當地市場[3]，其依據為ECE R43-2015《Uniform Provisions Concerning The Approval of Safety Glazing Materials and Their Installation on Vehicles》(后文簡稱法規)。汽車前風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、耐候性能好等優點[4]，被廣泛運用于汽車市場，是汽車的核心零部件之一。

1 檢測指標

1.1 厚度

國標與法規要求厚度允許的偏差為±0.2nmm(n是風窗玻璃中玻璃層數)，測量每邊中點的算術平均值為厚度值。在申請認證時，厚度不同，為不同認證單元。

1.2 光學

光學是汽車安全玻璃最重要的性能，該性能是駕車時的直觀感受。因其中間層屬于高分子材料，對光線有一定的阻礙作用，會影響駕駛員的視線和看事物的清晰程度。光學不合格，直接影響行車安全，所以國標和法規都做了嚴格的規定[5-6]。

1.2.1 可見光透射比

當透射比較低時透過玻璃尤其是前風窗玻璃的光較弱，則司機較難看清外界情況，易造成視覺疲勞，引發交通事故。法規和國標都要求試驗區不小于70%，它們對檢測設備及測試方式要求一致。

1.2.2 副像偏離

副像指當玻璃兩個表面不平行時，在一定的光照條件下，通過玻璃看物體時，除明亮的主像以外的虛像。測試目的是驗證二次成像和一次成像之間的角度不超過指定值。副像偏離過大，車外事物產生嚴重副像造成假象，影響駕駛員對路況風險的識別。夜間駕駛時，迎面駛來汽車明亮燈光引起的副像非常明顯，容易使司機產生錯覺。國標和法規都規定了各試驗區副像偏離的最大值，在實車安裝角的狀態下測量副像偏離值,如圖1所示。

圖1 副像偏離值測量

1.2.3 光畸變

光畸變產生的原因是玻璃表面凹凸不平或局部光學不均勻，使通過的光線產生偏離，從而使物像變形。觀察物體時物體變形的程度不一致使司機困惑。若光畸變程度較大，則易使駕駛員的眼睛產生疲勞，導致交通事故的發生。國標和法規都要求各試驗區光畸變值不得超過規定值，其大小與視線的入射角、玻璃的厚度、安裝角和入射點的曲率有關。測試時盡量使中心光源通過樣品，確保測量點與觀察方向垂直。

1.2.4 顏色識別

國標和法規都要求在風窗玻璃試驗區內帶色情況下才做該項目，確定前風窗玻璃能否看到物體的本色，如交通信號燈、安全標記和交通符號等,要求能夠識別白、黃、紅、綠、藍、琥珀各色。

1.3 力學

力學指汽車玻璃破壞后的安全性能，主要檢驗發生 “事故”后安全玻璃對駕駛員及乘客的保護作用。

1.3.1 抗磨性

風窗玻璃外表面抗磨損性，主要模擬雨刷對玻璃外表面的磨損。國標和法規都要求因磨耗引起的霧度不大于2%。

表1 抗磨性國標與法規要求不同點

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度和黏結力的試驗。模擬汽車在高速行駛過程中發生車禍，司機或者前排乘客撞擊前風擋玻璃，安全玻璃保護乘客的同時將頭部傷害降到最低。國標和法規都規定了可以用制品或者試驗片進行試驗。在初次認證檢驗時，法規和國標規定夾層風窗玻璃應同時滿足制品和試驗片人頭模型沖擊試驗要求。而常規監督檢驗時，國標規定風窗玻璃只需滿足制品或試驗片人頭模型沖擊試驗要求之一即可。

以制品為試樣時，國標和法規都是要求落下高度1.5 m，沖擊后試樣狀態要求如下：

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

圖2 制品為試樣人頭模型沖擊試驗圖片

圖3 試驗片為試樣人頭模型沖擊試驗圖片

以試驗片為試樣，國標和法規都要求落下高度4 m，試驗時試樣的移動不超過2 mm，沖擊后試樣狀態要求都是：(1)試樣必須破壞，并以沖擊點為中心產生許多圓形裂紋；(2)允許中間層破裂，但人頭模型不得穿透試樣；(3)無大碎片剝離。試驗片為試樣人頭模型沖擊試驗圖片如圖3所示，以試驗片為試樣進行人頭模型沖擊國標和法規不同點如表2所示。

表2 以試驗片為試樣進行人頭模型沖擊國標和法規不同點

1.3.3 抗穿透性

模擬車內物品對前窗玻璃的傷害程度，所以國標和法規都要求沖擊內表面，試驗時質量(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內鋼球不穿透試樣即為合格(如圖4所示)。國標要求試驗過程中，試樣沿著試樣支架內周邊上任一點的移動距離不超過2 mm，法規無此要求。

1.3.4 抗沖擊性

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

圖4 抗穿透性試驗

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)在不同溫度環境下沖擊后狀態，所以試驗應沖擊試樣的外表面。國標和法規都要求沖擊后：(1)鋼球不可穿透；(2)試樣不允許斷成幾塊；(3)如果膠片無裂口，起到對車內駕駛員和乘客保護作用，沖擊面反側(車內面)碎片剝落總質量不得超過表3的規定。如果膠片與玻璃黏接力不足，在40 ℃沖擊時，剝落碎片總質量超過標準要求，在-20 ℃沖擊時，試樣容易斷裂為幾塊(如圖5所示)。需要注意：對不同厚度的樣品，國標在相同溫度下沖擊高度不同，法規規定都是同一高度沖擊(見表3)。

表3 抗沖擊性國標與法規沖擊高度及碎片質量對照表

圖5 -20 ℃沖擊圖片

1.4 耐環境性能試驗

考驗汽車玻璃能否經受住自然界光、熱、濕度變化所帶來的影響，對于汽車前風窗用夾層玻璃主要檢驗中間層膠片的質量。

1.4.1 耐熱性

模擬汽車玻璃長時間高溫狀態下是否會產生各類缺陷。國標和法規試驗都是將試樣加熱到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的部分不能產生氣泡及變色等其他缺陷。

1.4.2 耐濕性

模擬汽車玻璃長時間在高溫高濕環境下是否會產生各類缺陷。國標和法規都要求在溫度50 ℃、相對濕度95%的試驗箱中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

模擬太陽光特別是紫外光照射后，是否會出現中間層變色、渾濁、產生氣泡、前窗玻璃透射比降低等影響安全駕駛現象。用紫外線輻照光源[國標要求其電弧長(300±14) mm，法規要求(300±4) mm]對試樣玻璃進行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，不可有顯著變化(變色、渾濁、產生氣泡等)。

2 企業對標準異同的適應性建議與質量提升

生產企業滿足相關標準法規要求，可從以下幾點提升產品質量：

(1)采購的原片玻璃應為汽車級，嚴格控制其厚度偏差、各類缺陷及光學變形，原片應滿足GB 11614-2009《平板玻璃》的相關要求；

(2)中間層膠片應該選用滿足相關標準要求的。開一包使用一包，避免其長時間暴露，應按照原材料保存說明進行儲存；

(3)嚴格控制合片室溫濕度，確保空調和除濕機24 h打開，防止膠片受潮或污染；膠片受潮是導致夾層玻璃形成氣泡的重要原因；

(4)嚴格按照生產工藝要求生產，玻璃在合片前需要清洗干凈，控制預壓時壓力、溫度，合片時壓力、時間和冷卻過程的時間、溫度等參數，根據中間層、玻璃厚度、顏色以及環境溫度的變化而調整相應參數；

(5)在合片時，確保玻璃表面清潔、操作工人應佩戴手套，防止手上汗液污物粘附在膠片上，導致環境試驗后產生氣泡。