“减速玻璃”又称为“安全玻璃”“夹层玻璃”“不增速玻璃”,是两层钢化玻璃之间夹一层聚乙烯醇缩丁醛(聚乙烯醇缩丁醛)胶片制成的夹层玻璃。

“减速玻璃”的说法起源于20世纪50-60年代,是一些原来开卡车后来开小汽车的司机因感觉小汽车外面速度比卡车慢而创造出来的新名词,它是一种以讹传讹的错误叫法。而“减速玻璃”之所以会产生放慢的速度感,主要源于视觉误差、车辆平稳性和玻璃质量这三个因素。”夹层玻璃的规模化生产始于1910年前后。1938年美国研制成了生产夹层玻璃的重要材料——聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片,出现了利用(PVB)胶片的夹层玻璃。美国和原西德在20世纪60年代研制成功了一种高抗穿透性(HPR)夹层玻璃,并由杜邦在1960年取得专利权。英国在1970年研制成功的新型夹层玻璃,内外两层玻璃都是2.3mm后的热钢化玻璃

夹层玻璃具有良好的安全、隔音降噪、防紫外线、透明度好、防灾难性气候及防爆、防盗等多种性能,在建筑、汽车、船舶、飞机等领域广泛使用。减速玻璃会给驾驶员一种“行驶得不快”的错觉,因此减速玻璃可能是小型事故增多的重要原因之一。

名词由来

“减速玻璃”的说法起源于20世纪50-60年代,是一些原来开卡车后来开小汽车的司机朋友,感觉小汽车外面的速度比卡车慢而创造出来的新名词。那是因为数十年前,小车大多都是引进产品,有些汽车司机在开卡车和小汽车时会有不同的速度感,自己无法解释,于是乎想当然地认为是“洋人”在前挡玻璃上应用了什么高科技,使之产生了“减速”效果,于是就有了“减速玻璃”的说法。但实际上,“减速”主要是由于不同车型的车上人的视角不同,车本身的噪声、颠簸程度,玻璃的畸变性等因素引起的认知误差。

发展历史

夹层玻璃的规模化生产始于1910年前后。起初,在两片玻璃间夹入的有机材料为骨胶等。1938年美国研制成了生产夹层玻璃的重要材料——聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片。这种胶片透明度高、无色、耐热、耐光照、粘结性能好和力学强度高。该胶片问世后,迅速被日本法国苏联捷克等国采用。PVB胶片研制成功对推动夹层玻璃生产的发展、提高产品质量起到了十分重要的作用。早先PVB胶片生产的夹层玻璃,内、外两侧玻璃均采用普通平板玻璃,胶片层的厚度比较薄,只有0.38mm,而且胶片与玻璃间的粘结力特别大,其粘结强度甚至超过了玻璃本身的强度,显现不出胶片层的弹性与塑性。夹层玻璃在厚度方向上呈现出脆性,在受到猛烈地撞击时,玻璃有时被击穿。

美国和原西德在20世纪60年代研制成功了一种高抗穿透性(HPR)夹层玻璃,并由杜邦在1960年取得专利权。HPR夹层玻璃内层采用厚度为1.78-2mm的化学钢化玻璃,中间胶片层厚度从0.38mm增加到0.76mm。其成分也做了调整,并降低了塑化剂的用量,使其与玻璃的粘结强度降低到合理水平。外层玻璃仍然使用普通玻璃,厚度为2.6mm。HPR夹层玻璃集中了化学钢化玻璃抗弯强度高和改良过的PVB胶片抗冲击性能好两方面的优点,整体安全性能超过了普通夹层玻璃。

比利时英国等国页开始研制并生产类似的夹层玻璃。英国在1970年研制成功的新型夹层玻璃,内外两层玻璃都是2.3mm后的热钢化玻璃,内层玻璃钢化程度好,中间PVB胶片层厚度为0.8mm。这种强度的夹层玻璃可用于汽车工业,也可作为某些类型飞机的风挡。到了70年代末至80年代初,夹层玻璃已向高抗击穿、薄型和多功能方向发展。

基本结构

夹层玻璃夹层玻璃又称高抗穿透性夹层玻璃,通常有三层,两侧的玻璃层厚度各为2.0-3.0mm,中间夹有0.38-0.76mm的中间层。夹层玻璃中间膜的材料通常采用性能较好的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。夹层玻璃具有很高的强度、韧性,且抗碰撞能力强、安全性好、透明度高,一旦破碎,内外层玻璃的碎片仍能黏结在PVB膜片上。

作用原理

“减速玻璃”其实就是两层钢化玻璃之间夹一层PVB(聚乙烯醇缩丁醛)胶片。之所以会产生放慢的速度感,主要源于视觉误差、车辆平稳性和玻璃质量这三个因素。

(1)视觉误差。人们判断运动知觉的变量不是线速度,而是角速度,即视角度/秒。其中,视角度受观察角度和距离影响。由于车头长度、座位高度等差异,人们在不同车辆上观察事物的角度会有所区别,因而产生的角速度会不同,带给人们的速度感也会不同。速度和观察位置相同的情况下,人和物体之间距离的远近也会影响速度的感知。观察角度越小,观察距离越远,角速度就会越小,人们感受到的速度也就越慢。在不同的位置(不同的角度、不同的距离)观看相同运动速度的物体,会有截然不同的速度感!这就是视觉误差。开不同的车会有不同的视野,也会产生不同的速度感。比如小汽车与公交车,由于公交车都是平头,前挡玻璃几乎是垂直的,人的座位又高,驾驶员可以看到离车头很近的路面,自然就感觉快(如果在车地板上开一个洞,垂直地看下去,更会大吃一惊)。而小车就不一样了,车不仅有较长的车头,为了美观和减小风阻,前挡玻璃都是倾斜安装的,而且斜度还较大,座位就比较靠后,这样人离车头的距离就远了;同时小车的座位又很低,这样驾驶员的视线就只能以比较平的角度看车头前的路面了,所能看到的路面与所坐的位置有了很大的一段水平距离(也就是说车头前方还有一段较长路面被车头挡住看不到),感觉就慢得多了。这就是“减速”的主要原因。而且越是高档小车,车头部分就越长、前挡玻璃的倾斜度也越大,驾驶员离车头的距离就越远,这种“减速”效果就越明显。

(2)车的平稳性。同样的车,在路面质量很差的乡村道路上开40km的时速就会感觉很快。因为此时除了车辆的前进运动外,还叠加了许多因车辆颠簸而造成的不规则的晃动,使人的眼睛捕捉外面的景物变得困难,感觉就是“快”;而到了平坦的高速公路,那种不规则的晃动就基本上消失了,即使开100km的时速也觉得很慢。可见车辆行驶越平稳就越有慢的感觉。高档车毫无疑问有更好的减震效果,行驶起来更加平稳,感觉也就不那么快了。

(3)玻璃的质量。好的玻璃要跟没有玻璃一样的感觉,这样看外面的景物就不会有形变,感觉就舒服。如果玻璃质量不好,透过玻璃看外面的景物就会产生变形,给运动物体叠加了一种由于变形而产生的恍惚,就容易使驾驶员视觉疲劳。

常见分类

夹层玻璃种类很多,常见的夹层玻璃有聚乙烯醇缩丁醛夹层玻璃、SGP夹层玻璃、EVA夹层玻璃和PU夹层玻璃等。(1) PVB夹层玻璃在汽车和建筑领域的应用非常广,透明度高、熔点高的特陛使其在玻璃幕墙中得到广泛使用。欧美大多数建筑外墙玻璃都使用PVB夹层玻璃。( 2) SGP夹层玻璃使用近年来新开发的SGP胶片,是为了抵御美国南部沿海地区飓风携带砾石冲击玻璃幕墙而开发的高强度中间膜,多用于玻璃采光顶和玻璃外窗、幕墙。( 3) EVA夹层玻璃制作工艺比聚乙烯醇缩丁醛夹层玻璃简单,成本低,但是熔点低,因此主要用于室内隔断和装饰。国内的太阳能光伏玻璃使用的也是EVA中间膜。此外,还有一些比较特殊的具有装饰及其他功能的夹层玻璃,如彩色中间膜夹层玻璃、SGX类印刷中间膜夹层玻璃、XIR类LOW-E中间膜夹层玻璃,内嵌装饰件(防眩网、金属板等)夹层玻璃、内嵌PET材料夹层玻璃等。夹层玻璃根据中间膜的熔点不同,可分为:低温夹层玻璃、高温夹层玻璃、中空玻璃

根据中间所夹材料不同,可分为:夹纸、夹布、夹植物、夹丝、夹绢、夹金属丝等众多种类。

生产工艺

夹层玻璃的制造工艺有干法(胶片法)和湿法(灌浆法)两种。干法即采用胶片热压的方法,适合大批量生产,制备出的夹层玻璃具有强度高、光学变形小、质量稳定等优点,其中用聚乙烯醇缩丁醛胶片生产时,夹层玻璃的最大尺寸受到高压釜直径限制。湿法即灌浆法适合于生产小批量产品,具有工艺简单、工序少、所需设备少、投资小、产品容易变换等特点,其尺寸不受胶片和高压釜的限制,但工艺过程中产品的质量不易控制。①干法夹层玻璃生产工艺流程胶片法生产时首先根据所需的规格尺寸将玻璃原片裁好,并做好磨边、清洗等工序,然后把透明胶片(如PVB胶片、甲基丙烯酸甲酯有机硅化物聚氨酯等)行清洗和裁切,再将玻璃原片和胶片叠合在一起进行预压,最后经过高温热压后即可成型。②湿法夹层玻璃的生产灌浆生产工艺生产时,先将玻璃原片经过选片、切割、磨边、清洗等工艺处理后,再把按比例配置好的浆料灌注在玻璃原片之间,经过聚合后玻璃原片就粘合在一起了。

应用领域

减速玻璃的应用领域广阔,如汽车、磁浮列车、高铁动力分散式列车、建筑等领域。(1)容易对人身安全造成危害的建筑物门窗上;(2)要求控光、节能、美观的建筑物上;(3)汽车风挡玻璃;(4)飞机前窗及侧窗;(5)要求控制噪音或有噪音源的建筑物上;(6)要求防弹、防盗的建筑物及构件上;(7)要求防爆、防冰雹的建筑物上;(8)需要装饰的墙面、柱、护板、地板、天花板及坚固的隔墙;(9)坦克、大型水族展览柜、深水水工或耐静压大的窥视镜上;(10)要求防火的建筑物门窗上;(11)要求调光、防止眩光的建筑物上;(12)要求安装隔离设施又便于观察的场所;(13)磁浮列车的车窗是减速玻璃,乘客可以更好地观赏窗外的风景;(14)CRH3型动力分散式列车采用光学折射原理的减速玻璃,减小因动车组列车高速运行产生的视觉冲击而给旅客带来的身体不适感。

优劣势

优势

(1)夹层玻璃具有较好的透明度和抗沾污能力;(2)夹层玻璃通过热处理工艺,使其强度提高3~5倍,具有良好的抗冲击性,可承受一定能量的外来撞击或温差变化而不破碎:(3)夹层玻璃即使碎裂,碎片也会被粘在中间膜上,具有极好的安全性;(4)采用不同的原片玻璃,夹层玻璃还可具有耐久、耐热、耐湿、耐寒等性能;(5)使用纸、丝、绢等夹层材质和印刷夹层玻璃具有装饰性,使用夹金属丝、防眩网的夹层玻璃还能防盗。

劣势

现在大部分汽车的前档玻璃为了减轻驾驶员疲劳采用了减速玻璃,给驾驶员一种“开的不快”的错觉,驾驶员在混合交通中稍有疏忽,容易导致超速行驶,增加追尾事故发生的可能性。小型汽车受混合交通的制约比较大,尤其是进口汽车受混合交通的影响更大,如果驾驶员不能正确认识与处理这个问题,减速玻璃可能是小型事故增多的重要原因之一。夹层玻璃它不能切割,需要选用定型产品或按尺寸订制。

相关事件

2008年10月1日,在金丽温高速公路武义路段,一辆黑色的保时捷SUV留下闪烁背影,同时高速交警金华支队民警6F测速仪显示,这辆车时速为213公里。司机跟处理事故的民警解释:“都怪我这车玻璃好,是减速玻璃,开得快车里还感觉不出来。”其实,减速玻璃准确地矫正了玻璃在厚度、弯曲度上的误差,这是为了保证在有玻璃和没玻璃的状态下,看到的差不多。这样看外面的景物不会有变形,感觉舒服,否则,就容易视觉疲劳。民警最后依法将应某证件暂扣,他被罚款并吊销驾驶证。

参考资料

高铁“减速玻璃”真的能减速吗?真相其实是这样.今日头条.2024-02-24

..2024-02-24

..2024-02-24

男子驾保时捷时速213公里 自称减速玻璃致超速.中国新闻网.2024-02-24