“減速玻璃”又稱為“安全玻璃”“夾層玻璃”“不增速玻璃”,是兩層鋼化玻璃之間夾一層聚乙烯醇縮丁醛(聚乙烯醇縮丁醛)膠片制成的夾層玻璃。
“減速玻璃”的說法起源于20世紀50-60年代,是一些原來開卡車后來開小汽車的司機因感覺小汽車外面速度比卡車慢而創造出來的新名詞,它是一種以訛傳訛的錯誤叫法。而“減速玻璃”之所以會產生放慢的速度感,主要源于視覺誤差、車輛平穩性和玻璃質量這三個因素。”夾層玻璃的規模化生產始于1910年前后。1938年美國研制成了生產夾層玻璃的重要材料——聚乙烯醇縮丁醛(PVB)膠片,出現了利用(PVB)膠片的夾層玻璃。美國和原西德在20世紀60年代研制成功了一種高抗穿透性(HPR)夾層玻璃,并由杜邦在1960年取得專利權。英國在1970年研制成功的新型夾層玻璃,內外兩層玻璃都是2.3mm后的熱鋼化玻璃。
夾層玻璃具有良好的安全、隔音降噪、防紫外線、透明度好、防災難性氣候及防爆、防盜等多種性能,在建筑、汽車、船舶、飛機等領域廣泛使用。減速玻璃會給駕駛員一種“行駛得不快”的錯覺,因此減速玻璃可能是小型事故增多的重要原因之一。
名詞由來
“減速玻璃”的說法起源于20世紀50-60年代,是一些原來開卡車后來開小汽車的司機朋友,感覺小汽車外面的速度比卡車慢而創造出來的新名詞。那是因為數十年前,小車大多都是引進產品,有些汽車司機在開卡車和小汽車時會有不同的速度感,自己無法解釋,于是乎想當然地認為是“洋人”在前擋玻璃上應用了什么高科技,使之產生了“減速”效果,于是就有了“減速玻璃”的說法。但實際上,“減速”主要是由于不同車型的車上人的視角不同,車本身的噪聲、顛簸程度,玻璃的畸變性等因素引起的認知誤差。
發展歷史
夾層玻璃的規模化生產始于1910年前后。起初,在兩片玻璃間夾入的有機材料為骨膠等。1938年美國研制成了生產夾層玻璃的重要材料——聚乙烯醇縮丁醛(PVB)膠片。這種膠片透明度高、無色、耐熱、耐光照、粘結性能好和力學強度高。該膠片問世后,迅速被日本、法國、蘇聯和捷克等國采用。PVB膠片研制成功對推動夾層玻璃生產的發展、提高產品質量起到了十分重要的作用。早先PVB膠片生產的夾層玻璃,內、外兩側玻璃均采用普通平板玻璃,膠片層的厚度比較薄,只有0.38mm,而且膠片與玻璃間的粘結力特別大,其粘結強度甚至超過了玻璃本身的強度,顯現不出膠片層的彈性與塑性。夾層玻璃在厚度方向上呈現出脆性,在受到猛烈地撞擊時,玻璃有時被擊穿。
美國和原西德在20世紀60年代研制成功了一種高抗穿透性(HPR)夾層玻璃,并由杜邦在1960年取得專利權。HPR夾層玻璃內層采用厚度為1.78-2mm的化學鋼化玻璃,中間膠片層厚度從0.38mm增加到0.76mm。其成分也做了調整,并降低了塑化劑的用量,使其與玻璃的粘結強度降低到合理水平。外層玻璃仍然使用普通玻璃,厚度為2.6mm。HPR夾層玻璃集中了化學鋼化玻璃抗彎強度高和改良過的PVB膠片抗沖擊性能好兩方面的優點,整體安全性能超過了普通夾層玻璃。
比利時和英國等國頁開始研制并生產類似的夾層玻璃。英國在1970年研制成功的新型夾層玻璃,內外兩層玻璃都是2.3mm后的熱鋼化玻璃,內層玻璃鋼化程度好,中間PVB膠片層厚度為0.8mm。這種強度的夾層玻璃可用于汽車工業,也可作為某些類型飛機的風擋。到了70年代末至80年代初,夾層玻璃已向高抗擊穿、薄型和多功能方向發展。
基本結構
夾層玻璃夾層玻璃又稱高抗穿透性夾層玻璃,通常有三層,兩側的玻璃層厚度各為2.0-3.0mm,中間夾有0.38-0.76mm的中間層。夾層玻璃中間膜的材料通常采用性能較好的聚乙烯醇縮丁醛(PVB)。夾層玻璃具有很高的強度、韌性,且抗碰撞能力強、安全性好、透明度高,一旦破碎,內外層玻璃的碎片仍能黏結在PVB膜片上。
作用原理
“減速玻璃”其實就是兩層鋼化玻璃之間夾一層PVB(聚乙烯醇縮丁醛)膠片。之所以會產生放慢的速度感,主要源于視覺誤差、車輛平穩性和玻璃質量這三個因素。
(1)視覺誤差。人們判斷運動知覺的變量不是線速度,而是角速度,即視角度/秒。其中,視角度受觀察角度和距離影響。由于車頭長度、座位高度等差異,人們在不同車輛上觀察事物的角度會有所區別,因而產生的角速度會不同,帶給人們的速度感也會不同。速度和觀察位置相同的情況下,人和物體之間距離的遠近也會影響速度的感知。觀察角度越小,觀察距離越遠,角速度就會越小,人們感受到的速度也就越慢。在不同的位置(不同的角度、不同的距離)觀看相同運動速度的物體,會有截然不同的速度感!這就是視覺誤差。開不同的車會有不同的視野,也會產生不同的速度感。比如小汽車與公交車,由于公交車都是平頭,前擋玻璃幾乎是垂直的,人的座位又高,駕駛員可以看到離車頭很近的路面,自然就感覺快(如果在車地板上開一個洞,垂直地看下去,更會大吃一驚)。而小車就不一樣了,小車不僅有較長的車頭。為了美觀和減小風阻,前擋玻璃都是傾斜安裝的,而且斜度還較大,座位就比較靠后,這樣人離車頭的距離就遠了;同時小車的座位又很低,這樣駕駛員的視線就只能以比較平的角度看車頭前的路面了,所能看到的路面與所坐的位置有了很大的一段水平距離(也就是說車頭前方還有一段較長路面被車頭擋住看不到),感覺就慢得多了。這就是“減速”的主要原因。而且越是高檔小車,車頭部分就越長、前擋玻璃的傾斜度也越大,駕駛員離車頭的距離就越遠,這種“減速”效果就越明顯。
(2)車的平穩性。同樣的車,在路面質量很差的鄉村道路上開40km的時速就會感覺很快。因為此時除了車輛的前進運動外,還疊加了許多因車輛顛簸而造成的不規則的晃動,使人的眼睛捕捉外面的景物變得困難,感覺就是“快”;而到了平坦的高速公路,那種不規則的晃動就基本上消失了,即使開100km的時速也覺得很慢。可見車輛行駛越平穩就越有慢的感覺。高檔車毫無疑問有更好的減震效果,行駛起來更加平穩,感覺也就不那么快了。
(3)玻璃的質量。好的玻璃要跟沒有玻璃一樣的感覺,這樣看外面的景物就不會有形變,感覺就舒服。如果玻璃質量不好,透過玻璃看外面的景物就會產生變形,給運動物體疊加了一種由于變形而產生的恍惚,就容易使駕駛員視覺疲勞。
常見分類
夾層玻璃種類很多,常見的夾層玻璃有聚乙烯醇縮丁醛夾層玻璃、SGP夾層玻璃、EVA夾層玻璃和PU夾層玻璃等。(1) PVB夾層玻璃在汽車和建筑領域的應用非常廣,透明度高、熔點高的特陛使其在玻璃幕墻中得到廣泛使用。歐美大多數建筑外墻玻璃都使用PVB夾層玻璃。( 2) SGP夾層玻璃使用近年來新開發的SGP膠片,是為了抵御美國南部沿海地區颶風攜帶礫石沖擊玻璃幕墻而開發的高強度中間膜,多用于玻璃采光頂和玻璃外窗、幕墻。( 3) EVA夾層玻璃制作工藝比聚乙烯醇縮丁醛夾層玻璃簡單,成本低,但是熔點低,因此主要用于室內隔斷和裝飾。國內的太陽能光伏玻璃使用的也是EVA中間膜。此外,還有一些比較特殊的具有裝飾及其他功能的夾層玻璃,如彩色中間膜夾層玻璃、SGX類印刷中間膜夾層玻璃、XIR類LOW-E中間膜夾層玻璃,內嵌裝飾件(防眩網、金屬板等)夾層玻璃、內嵌PET材料夾層玻璃等。夾層玻璃根據中間膜的熔點不同,可分為:低溫夾層玻璃、高溫夾層玻璃、中空玻璃。
根據中間所夾材料不同,可分為:夾紙、夾布、夾植物、夾絲、夾絹、夾金屬絲等眾多種類。
生產工藝
夾層玻璃的制造工藝有干法(膠片法)和濕法(灌漿法)兩種。干法即采用膠片熱壓的方法,適合大批量生產,制備出的夾層玻璃具有強度高、光學變形小、質量穩定等優點,其中用聚乙烯醇縮丁醛膠片生產時,夾層玻璃的最大尺寸受到高壓釜直徑限制。濕法即灌漿法適合于生產小批量產品,具有工藝簡單、工序少、所需設備少、投資小、產品容易變換等特點,其尺寸不受膠片和高壓釜的限制,但工藝過程中產品的質量不易控制。①干法夾層玻璃生產工藝流程膠片法生產時首先根據所需的規格尺寸將玻璃原片裁好,并做好磨邊、清洗等工序,然后把透明膠片(如PVB膠片、甲基丙烯酸甲酯、有機硅化物和聚氨酯等)行清洗和裁切,再將玻璃原片和膠片疊合在一起進行預壓,最后經過高溫熱壓后即可成型。②濕法夾層玻璃的生產灌漿生產工藝生產時,先將玻璃原片經過選片、切割、磨邊、清洗等工藝處理后,再把按比例配置好的漿料灌注在玻璃原片之間,經過聚合后玻璃原片就粘合在一起了。
應用領域
減速玻璃的應用領域廣闊,如汽車、磁浮列車、高鐵動力分散式列車、建筑等領域。(1)容易對人身安全造成危害的建筑物門窗上;(2)要求控光、節能、美觀的建筑物上;(3)汽車風擋玻璃;(4)飛機前窗及側窗;(5)要求控制噪音或有噪音源的建筑物上;(6)要求防彈、防盜的建筑物及構件上;(7)要求防爆、防冰雹的建筑物上;(8)需要裝飾的墻面、柱、護板、地板、天花板及堅固的隔墻;(9)坦克、大型水族展覽柜、深水水工或耐靜壓大的窺視鏡上;(10)要求防火的建筑物門窗上;(11)要求調光、防止眩光的建筑物上;(12)要求安裝隔離設施又便于觀察的場所;(13)磁浮列車的車窗是減速玻璃,乘客可以更好地觀賞窗外的風景;(14)CRH3型動力分散式列車采用光學折射原理的減速玻璃,減小因動車組列車高速運行產生的視覺沖擊而給旅客帶來的身體不適感。
優劣勢
優勢
(1)夾層玻璃具有較好的透明度和抗沾污能力;(2)夾層玻璃通過熱處理工藝,使其強度提高3~5倍,具有良好的抗沖擊性,可承受一定能量的外來撞擊或溫差變化而不破碎:(3)夾層玻璃即使碎裂,碎片也會被粘在中間膜上,具有極好的安全性;(4)采用不同的原片玻璃,夾層玻璃還可具有耐久、耐熱、耐濕、耐寒等性能;(5)使用紙、絲、絹等夾層材質和印刷夾層玻璃具有裝飾性,使用夾金屬絲、防眩網的夾層玻璃還能防盜。
劣勢
現在大部分汽車的前檔玻璃為了減輕駕駛員疲勞采用了減速玻璃,給駕駛員一種“開的不快”的錯覺,駕駛員在混合交通中稍有疏忽,容易導致超速行駛,增加追尾事故發生的可能性。小型汽車受混合交通的制約比較大,尤其是進口汽車受混合交通的影響更大,如果駕駛員不能正確認識與處理這個問題,減速玻璃可能是小型事故增多的重要原因之一。夾層玻璃它不能切割,需要選用定型產品或按尺寸訂制。
相關事件
2008年10月1日,在金麗溫高速公路武義路段,一輛黑色的保時捷SUV留下閃爍背影,同時高速交警金華支隊民警6F測速儀顯示,這輛車時速為213公里。司機跟處理事故的民警解釋:“都怪我這車玻璃好,是減速玻璃,開得快車里還感覺不出來。”其實,減速玻璃準確地矯正了玻璃在厚度、彎曲度上的誤差,這是為了保證在有玻璃和沒玻璃的狀態下,看到的差不多。這樣看外面的景物不會有變形,感覺舒服,否則,就容易視覺疲勞。民警最后依法將應某證件暫扣,他被罰款并吊銷駕駛證。
參考資料 >
高鐵“減速玻璃”真的能減速嗎?真相其實是這樣.今日頭條.2024-02-24
男子駕保時捷時速213公里 自稱減速玻璃致超速.中國新聞網.2024-02-24