文/刘峻 秦紫明 章若红 徐德佳
汽车玻璃用贴膜标准分析与研究
文/刘峻 秦紫明 章若红 徐德佳
汽车玻璃用贴膜发展至今不到30年,汽车产业的蓬勃发展带动了汽车玻璃用贴膜产业的高速增长。本文介绍了我国汽车玻璃用贴膜的发展现状、种类划分和其检测所需考虑的关键因素。通过国内外相关检测标准的对比,对我国标准中存在问题的分析,为相关检测标准完善,以统一我国汽车玻璃用贴膜安全、节能的判定标准提供参考,更好地服务汽车产业。
汽车玻璃用贴膜 检测 标准化
汽车玻璃贴膜是一种以聚酯薄膜为基材,经着色、镀膜、复合和施胶等工艺制成,粘贴于汽车玻璃内表面,具有改善汽车玻璃光学性能和一定安全性能的功能性薄膜。汽车玻璃用贴膜虽发展至今不到30年,但由于其具有保证车主用较低的成本赋予汽车玻璃窗更多的安全性、防眩光、隔紫外线、隔热、防划伤和保护隐私等多种功效,又逢汽车产业近10年的蓬勃发展,该产业高端产品技术、品质快速提升和市场急剧扩大。
2012年我国汽车产量已超过1 900万辆,按每辆汽车玻璃目前平均约3.2 m2使用面积来计算,其玻璃使用面积则已超过6 000万m2。网上调查显示,各类车主中已经贴膜和认为有必要贴膜的人数约占50%。若以最终市场价最低每平方米100元计算,其年市场份额至少30亿元。事实上,高端贴膜的价格往往高达每平方米1 000元,若再计算每年更换贴膜汽车的数量,这一数值将更为惊人。就上海而言,截至2012年末,上海市拥有各类民用汽车212.86万辆,其中,私人汽车141.32万辆。调查显示,上海私车车主认为有必要贴膜的人数比例几乎高达99%。以此计算,上海该类市场最低消费额也已远超亿元。但,当前我国车窗膜市场混乱程度让人咋舌。中央电视台《每周质量报告》曾报道,我国贴膜市场有3 000个贴膜“品牌”,大多质次价廉,不少贴膜会出现影响开车视觉、有毒气体释放等安全隐患。
为规范市场,保障消费者利益,针对我国市场上的汽车玻璃用贴膜现状,首先从该类贴膜制造工艺入手展开研究,从市场的销售品种来看可大致分为以下3类:
该类贴膜除金属本色与灰色外,其他颜色都必须在粘贴安装胶进行染色工艺制作才能实现。而这些颜料由于都是有机成分,受太阳照射后,会老化、分解,由此产生的有毒气体逐渐释放于车内,常年如此,这些有毒气体在一定的浓度下有可能危害驾乘人员的身体健康。这些颜料都吸附于薄膜基材表面,非常容易褪色和贴膜模糊,直接影响驾驶员的判断力,从而大大增加安全隐患。另,这类贴膜显示的隔热节能性能较差。
真空电镀铝膜以热蒸发镀铝层反射阳光,以染色层遮蔽热蒸发镀铝层的强烈反光以平衡隔热性能和可视性能。虽其阻隔反射热量的效果较好,但可视性和透射性能并不理想。此类膜在发达国家已逐步被淘汰,在我国却还在被大量使用。
此类单层贴膜仅有一层磁控溅射金属层,质量不稳定、褪色较快。多层金属膜一般是在低压惰性气体环境中将各种金属或金属合成靶材被带电离子撞击,制成的多层致密低反射高隔热金属膜层。该类薄膜具有色彩稳定、透过率可选择和使用寿命长等特点。
高质量的汽车玻璃用贴膜还将多层复合膜技术与多层磁控溅射相结合,汽车玻璃用贴膜含有耐磨外层、透明基层、胶膜层、紫外防护基层、低反光膜层、强化胶膜层和隔热基层等,以实现各种节能安全效果的叠加。汽车隔热膜的生产技术从最初的染色(涂色)工艺、真空电镀铝膜、真空电镀铝层与染色混合膜、磁控溅射金属膜到磁控溅射多层金属膜、多层复合膜。随着技术的不断进步,产品的性能也不断提高,其生产成本与售价有天壤之别。
虽然,汽车业的蓬勃发展为汽车贴膜业提供了难得的发展机遇,但目前如何判定汽车玻璃用贴膜的安全和节能性能成为行业发展的瓶颈。
汽车玻璃用贴膜生产工艺与技术的成熟、品质的提升逐渐催生了该类产品的标准。在贴膜行业,就最终用户而言,贴膜用户更加关注的是贴膜玻璃的功能,而非只限于贴膜的特性。故目前出台的贴膜标准基本都是规定将贴膜贴在玻璃上制成贴膜玻璃制品后,对贴膜玻璃的透射比、反射比、抗冲击性和膜层对玻璃碎片的粘结性等性能进行测试。
贴膜产品最早的标准是在1988年出台,由日本制定。日本现采用更新的JISR A 5759∶2008《窗玻璃用贴膜》。该标准对贴膜的透射比、反射比、防玻璃飞散等性能做了规定;欧美国家由于环境与文化因素,汽车玻璃用贴膜的使用率并不高,故对于汽车玻璃用贴膜本身未制定有关标准或技术要求,大多参照玻璃的相关标准。运用较广泛的标准有欧洲经济委员会法规ECE R43∶2000《安全玻璃材料的统一规定》、ISO 9050∶2003《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关玻璃参数的测定》、EN 410∶2011《玻璃窗太阳光性能的测定》和EN 15752-1∶2008《建筑玻璃-背部胶粘聚合物薄膜-第1部分:定义和描述》等;美国的相关行业协会如美国金属/涂布/覆合工业协会(AIMCAL)、国际太阳膜协会(IWFA),其协会内部产品认证也基本以贴膜玻璃效果为依据。
在我国,与汽车玻璃用贴膜光学性能、老化性能等有关的标准也沿用了国外基于玻璃检测的基本思路,现主要标准有:GB 9656-2003《汽车用安全玻璃》、GB/T 5137.1-2002《汽车安全玻璃试验方法第1部分:力学性能试验》、GB/T 5137.4-2001《汽车安全玻璃太阳能透射比测定方法》、贴膜玻璃产品协会标准CAS 141-2007《汽车玻璃窗膜技术规范》和CAS 142-2007《建筑玻璃窗膜技术规范》、建筑材料行业标准JC 846-2007《贴膜玻璃》、公安部标准GA/T 744-2007《汽车车窗玻璃遮阳膜》,该类标准同样是将膜贴在玻璃上进行各种性能的检测,其检测方法几乎等同于玻璃产品。上海地方标准DB31/T 715-2013《汽车玻璃用膜安全节能技术要求》即将于今年10月1日实施,《上海市汽车玻璃贴膜施工质量验收标准(技术规范)》正在制定中。
由于汽车玻璃用贴膜载体是车窗玻璃本身,其面积大小、使用位置、厚度、曲率、折光度和阻隔性能有所不同,其所需贴膜的性能指标也不同。故在实际操作中很难以贴膜玻璃的指标来准确评估贴膜的各项指标,这为检测的可行性及数据的可比性带来很大的不确定。同时,玻璃贴膜标准测试方法复杂,检测费用昂贵,这导致很多检验机构无法简便快速地完成产品的质量认定,很多企业也无法承受高额的检测费用。
我国汽车玻璃用贴膜产业的现状是:产品品种多、产品档次参差不齐、贴膜企业与车窗玻璃企业结合紧密度低、整个社会和相关企业可承受的检验成本也不尽相同。因此,标准的提出应基于汽车玻璃用贴膜本身检验的需求和我国国情的双重考虑。
在检测过程中制定独立的贴膜检测标准以评价该类产品的节能性能、抗老化性能、紫外线阻隔性能和安全指标十分必要。相关标准的建立可以降低检验成本、加快检验速度、指导企业生产、提升产品质量、规范市场,最终保护广大人民群众人身安全,提高生活品质。因此,制定“汽车玻璃用贴膜”标准能够比“贴膜玻璃”标准更直接地明确贴膜应具备的性能及相应的测试方法,具有很大的实际意义和使用价值。目前,对于制定汽车玻璃用贴膜标准在以下方面的指标尚有待完善:
①贴膜是塑料制品,其在受热和受冷过程中可能发生胀缩,造成玻璃受力不均,引起玻璃破裂。但在温度变化过程中,贴膜的强度和收缩率控制在多少范围内,可以保证车窗玻璃的安全并未在相关标准规范进行规定;
②塑料贴膜在光照环境下容易引起老化从而影响光照透射比,继而影响司机的观察和判断;
③汽车玻璃用贴膜中重金属和有害物质含量的限定值应控制在什么范围以内,可以保证薄膜在老化过程中,有害物质挥发不会影响乘客身体健康;
④车膜耐磨性能和耐清洁溶剂擦拭性能目前尚无相关标准。现采用的测试方法主要参照玻璃的耐磨性标准,这会造成不合格率高于实际应用情况。如何制定具有可操作性、并能真实反映其材质、品质的测试方法非常必要;
⑤如何应用太阳能总透射比和辐射率之间的关系以表征汽车玻璃用贴膜隔热性能,测试结果达到什么范围时可认定为节能贴膜,并未有标准进行界定;
⑥紫外线透过率达到什么范围可以认定为抗紫外贴膜有待制定相关的标准。
对于汽车玻璃用贴膜中以上指标的评判可以从塑料薄膜角度出发结合车窗用的特点进行设计,目前可参照的标准也较多。例如,对于贴膜的老化性能可以参考ISO 4892-2∶2013《塑料-试验室光源暴露试验方法第2部分:氙弧灯》;透光性能可参考ASTM D 1003-2011e1《透明塑料透光率和雾度试验方法》、ASTM G 155-2013《非金属材料曝晒用氙弧灯设备操作规程)》和ISO 9050∶2003;抗穿透性和抗冲击性可以参考ISO527-3∶1995《薄膜和薄片的拉伸性能的测定》、ISO 6383-2∶1983《塑料薄膜和薄片耐撕裂性试验方法-埃莱门多夫法》等。
在新的上海地方标准DB31/T 715-2013《汽车玻璃用膜安全节能技术要求》制定中就借鉴了上述标准的测试原理,并参照了国内外的测试方法和产品标准如GB 18583-2008《室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量》、GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定第3部分:薄膜和薄片的试验条件》、GB/T 2790-1995《胶粘剂1800剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》、GB/T 10004-2008《包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合》、GB/T 16422.2-1999《塑料实验室光源暴露试验方法第2部分:氙弧灯》、ISO 9050:2003等制定了相应的指标和测试方法。
上海也是贴膜领域国际性领先企业的研发中心所在地。DB31/T 715-2013和正在制定的《上海市汽车玻璃膜施工质量验收标准(技术规范)》,将有望对汽车玻璃用贴膜质量提升和操作中的技术要求进行完善,这对于上海乃至全国的汽车玻璃用贴膜市场规范将起到很好的带头作用。同时也将为上海的标准化建设添加精彩的一笔。
The development of car window film has been less than 30 years.With the booming of car industry,the car window film business has also grown at fast pace.The paper introduced the current status of domestic car window film development,classifications,and key elements to be considered in product testing.The paper compared the domestic and foreign standards of car window film,and analyzed the issues exists in Chinese standards.To improved relevant testing standards,the paper provided the references for harmonizing domestic film safety and energy saving standards,which will benefit the industry,including Shanghai's automotive industry.
Automotive glass film;Testing;Standardization
(作者单位:上海市质量监督检验技术研究院)