CN115443214A - 层压窗玻璃 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于车辆挡风玻璃的层压窗玻璃，该层压窗玻璃包括由粘合剂夹层材料片连结的第一窗玻璃材料片和第二窗玻璃材料片。该层压窗玻璃具有面向外的表面和面向内的表面，该面向内的表面包括第一处理区域，该第一处理区域经历粗糙化工艺处理，使得在粗糙化工艺处理之前，该第一处理区域具有第一表面粗糙度，并且在粗糙化工艺处理之后，该第一处理区域具有第二表面粗糙度。具有第二表面粗糙度的第一处理区域有助于层压窗玻璃在面向外的表面上受到撞击时破裂。还描述了在被撞击器撞击时粗糙化区域减少层压窗玻璃破裂所需时间的用途。

Description

层压窗玻璃
技术领域
本发明涉及一种在汽车中使用的层压窗玻璃，特别是用作汽车的挡风玻璃的层压窗玻璃。
背景技术
用于汽车挡风玻璃的常规层压窗玻璃包括由聚乙烯醇缩丁醛片(PVB)连结的两个钠钙硅酸盐玻璃层片。通常，每个玻璃片厚为2.1mm，PVB片通常厚为0.76mm。
如本领域中已知的，层压汽车挡风玻璃为车辆驾驶员提供了改进的安全益处。然而，汽车制造业者也在解决在与行人在前方碰撞的情况下的汽车安全问题。
在与行人发生碰撞的情况下，行人可能会撞击车辆挡风玻璃，从而对行人造成进一步伤害。
WO2013181505A1描述了一种玻璃层压件，该玻璃层压件包括至少一个厚度不超过2.0mm的化学强化的玻璃片和在玻璃片之间的聚合物夹层。在玻璃片之一的表面上产生瑕疵，以便在层压件的第一侧发生撞击事件时弱化玻璃层压件，而在层压件的对置第二侧发生撞击时保持层压件的强度。
EP2062862A1描述了一种玻璃片层压结构，该玻璃片层压结构通过层压至少三个玻璃片产生，两个相邻玻璃片之间有中间层，每个玻璃片厚度小于1mm。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆挡风玻璃，该车辆挡风玻璃被布置为在车辆与行人相撞的情况下降低行人严重受伤的风险。
因此，从第一方面，本发明提供了一种用于车辆挡风玻璃的层压窗玻璃，该层压窗玻璃包括通过至少一个粘合剂夹层材料片连结到第二窗玻璃材料片的第一窗玻璃材料片，该第一窗玻璃材料片和第二窗玻璃材料片中的每一个都具有相应的第一主表面和第二主表面，其中第一窗玻璃材料片的第二主表面面向第二窗玻璃材料片的第一主表面，另外，其中第二窗玻璃材料片的第二主表面包括至少一第一处理区域，该第一处理区域已经历粗糙化工艺处理，使得在粗糙化工艺处理之前，第一处理区域具有第一表面粗糙度，并且在粗糙化工艺处理之后，第一处理区域具有第二表面粗糙度。
已经发现，通过使用粗糙化工艺处理为第二窗玻璃材料片的第二主表面提供具有第二粗糙度的第一处理区域，在第一窗玻璃材料片的第一主表面被撞击的情况下，第二窗玻璃材料片可以更容易地破裂。
第二窗玻璃材料片的第二主表面具有第一面积并且第一处理区域具有第二面积，并且优选地第二面积小于第一面积。
优选地，在粗糙化工艺处理之后，第一处理区域是半透明的。
优选地，第一处理区域具有外周边，外周边具有一个边、或两个边、或三个边、或四个边、或五个边、或六个边、或七个边、或八个边、或九个边或十个边。
优选地，第一处理区域具有四个边。
优选地，第一处理区域为矩形、菱形、平行四边形或正方形的形状。
优选地，第一处理区域具有平行于或基本上平行于第二窗玻璃材料片的外边缘的至少一部分的外边缘。
优选地，第一处理区域包括至少第一部分和第二部分，第一部分与第二部分成一定角度。
在一些实施例中，粗糙化工艺处理包括用激光照射待处理的第一区域的至少一部分以激光蚀刻的第二窗玻璃材料片的第二主表面的第一处理区域。在用激光照射之后，第一区域的至少一部分被激光蚀刻。
优选地，在用激光照射之后，第一处理区域包括在第二窗玻璃材料片的体积内的缺陷部，该体积在一侧由第一处理区域界定。
优选地，激光是二氧化碳激光。
在一些实施例中，粗糙化工艺处理包括在第二窗玻璃材料片的第二表面的第一处理区域中提供一个或更多个划痕。
优选地，划痕是随机排列的。
优选地，划痕是以机械方式产生的。
优选地，划痕是使用研磨材料形成的。
优选地，划痕是使用砂纸形成的。
在一些实施例中，粗糙化工艺处理包括研磨第二窗玻璃材料片的第二表面的第一处理区域。
优选地，研磨包括至少一个喷砂步骤。为了避免疑问，在这样的实施例中，粗糙化工艺处理包括至少一个喷砂步骤。
优选地，第一处理区域被喷砂到至少20μm的深度，并且优选地被喷砂到小于500μm的最大深度。
优选地，第一处理区域被喷砂到在Aμm与Bμm之间的深度，其中A优选为20、或25、或30、或35、或40、或45、或50、或55、或60、或65或70，其中B优选为500、或450、或400、或350、或300、或250、或200、或150或100。
在一些实施例中，粗糙化工艺处理包括使用酸蚀刻步骤研磨第二窗玻璃材料片的第二表面的第一处理区域。
为了避免疑问，在这些实施例中，粗糙化工艺处理包括至少一个酸蚀刻步骤。
优选地，第一处理区域被酸蚀刻到至少20μm的深度，并且优选地被酸蚀刻到小于500μm的最大深度。
优选地，第一处理区域被酸蚀刻到在Aμm与Bμm之间的深度，其中A优选为20、或25、或30、或35、或40、或45、或50、或55、或60、或65、或70，其中B优选为500、或450、或400、或350、或300、或250、或200、或150或100。
在一些实施例中，第一处理区域的面积小于第二窗玻璃材料片的第二主表面面积的10％。第一处理区域的面积尽可能小，以不影响透过层压窗玻璃的视野。
优选地，第一处理区域的面积小于第二窗玻璃材料片的第二主表面面积的5％、或4％、或3％、或2％、或1％。
在一些实施例中，第一处理区域是多个处理区域之一，并且多个处理区域的总面积优选地小于第二窗玻璃材料片的第二主表面面积的10％、或9％、或8％、或7％、或6％、或5％、或4％、或3％、或2％、或1％。
在一些实施例中，第一处理区域是多个处理区域之一，并且该第一处理区域的面积在0.01cm2与200cm2之间，优选地在0.01cm2与100cm2，更优选地在0.01cm2与10cm2之间，甚至更优选地在0.01cm2与5cm2之间，甚至更优选地在0.01cm2与0.5cm2之间。
优选地，多个处理区域中的其他处理区域中一个或更多个的面积在0.01cm2与200cm2之间，优选地在0.01cm2与100cm2之间，更优选地在0.01cm2与10cm2之间，甚至更优选地在0.01cm2与5cm2之间，甚至更优选地在0.01cm2与0.5cm2之间。
在一些实施例中，第一处理区域是多个处理区域之一，并且其中多个处理区域中的两个或更多个具有相同的面积。
优选地，多个处理区域中的所有处理区域具有相同的面积。
在一些实施例中，第一处理区域与第二处理区域间隔开第一间距，其中第一间距在0.5cm与50cm之间，更优选地在0.5cm与40cm之间，更优选地在0.5cm与30cm之间，更优选地在0.5cm与20cm之间，更优选地在0.5cm与10cm之间。
在一些实施例中，第一处理区域与层压窗玻璃的周边边缘间隔开。
优选地，第一处理区域与该层压窗玻璃的该周边边缘间隔开1cm与20cm之间，更优选地1cm与15cm之间，更优选地1cm与10cm之间，更优选地1cm与9cm或8cm或7cm或6cm或5cm之间。
在一些实施例中，第一处理区域与层压窗玻璃的一周边边缘间隔开，当安装在车辆中时该层压窗玻璃的该周边边缘被配置为层压窗玻璃的下边缘。
优选地，第一处理区域是多个处理区域之一，多个处理区域与该层压窗玻璃的该周边边缘间隔开，当安装在车辆中时该层压窗玻璃的该周边边缘被配置为层压窗玻璃的下边缘。
优选地，多个处理区域中的处理区域布置在一条线上，多个处理区域与该层压窗玻璃的该周边边缘间隔开，当安装在车辆中时该层压窗玻璃的该周边边缘被配置为层压窗玻璃窗的下边缘，并且优选地，这条线平行于该层压窗玻璃的该周边边缘，当安装在车辆中时该层压窗玻璃的该周边边缘被配置为该层压窗玻璃窗的下边缘。
当第一处理区域是多个处理区域中的一个区域时，优选的是，每个处理区域具有在±20％内相同的面积。
当第一处理区域是多个处理区域中的一个区域时，优选的是，每个处理区域具有相同的面积。
在一些实施例中，第一窗玻璃材料片的厚度在1mm与5mm之间，优选地在1.3mm与3mm之间。
在一些实施例中，第二窗玻璃材料片的厚度在1mm与5mm之间，优选地在1.3mm与3mm之间。
在一些实施例中，第二窗玻璃材料片比第一窗玻璃材料片更薄。
在一些实施例中，第一窗玻璃材料片的第一主表面是凸形表面，并且第二窗玻璃材料片的第二主表面是凸形表面。
在一些实施例中，第二表面粗糙度Rz>20μm，优选地Rz在20μm与40μm之间。如本领域技术人员所知，Rz是轮廓的最大高度，并且是取样长度内的最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和。样本长度可以小于5cm，优选地在0.5cm与4cm之间、或0.5cm与3cm之间、或0.5cm与2cm之间、或0.5cm与1cm之间。样本长度可以大于或等于1cm。
在一些实施例中，第二表面粗糙度Ra在3μm至6μm的范围内。Ra是在取样长度内轮廓的算术平均偏差。样本长度可以小于5cm，优选地在0.5cm与4cm之间、或0.5cm与3cm之间、或0.5cm与2cm之间、或0.5cm与1cm之间。样本长度可以大于或等于1cm。
在一些实施例中，第二表面粗糙度Rmax在20μm至50μm的范围内。Rmax是取样长度内最大的单个粗糙度深度。样本长度可以小于5cm，优选地在0.5cm与4cm之间、或0.5cm与3cm之间、或0.5cm与2cm之间、或0.5cm与1cm之间。样本长度可以大于或等于1cm。
在一些实施例中，第二表面粗糙度Rv在10μm至20μm的范围内。Rv是取样长度内的最大轮廓谷深(Rv)。样本长度可以小于5cm，优选地在0.5cm与4cm之间、或0.5cm与3cm之间、或0.5cm与2cm之间、或0.5cm与1cm之间。样本长度可以大于或等于1cm。
在一些实施例中，在样本长度中第二表面粗糙度Rz>20μm，优选地Rz在20μm与40μm之间；和/或Ra在3μm至6μm的范围内；和/或Rmax在20μm至50μm的范围内；和/或Rv在10μm至20μm的范围内。样本长度可以小于5cm，优选地在0.5cm与4cm之间、或0.5cm与3cm之间、或0.5cm与2cm之间、或0.5cm与1cm之间。样本长度可以大于或等于1cm。
在一些实施例中，在第一窗玻璃材料片的第一主表面上的撞击位置处用合适的撞击器撞击之后，层压窗玻璃在不到2ms的时间内在撞击位置附近产生裂纹。
在这样的实施例中，层压窗玻璃在2ms的时间内完全破裂，优选地产生裂纹耗费1ms的时间。
优选地，撞击器是如联合国法规第127号(E/ECE/324/Rev.2/Add.126/Rev.2)中所描述的撞击器。
优选地，撞击器的质量在3kg与6kg之间，更优选地在4kg与5kg之间，甚至更优选地质量为4.5kg。
优选地，撞击器是球体或椭球体，并且优选地撞击器的直径在15cm与20cm之间，更优选地在16cm与17cm之间。
优选地，当撞击器冲击该撞击位置时，该撞击器的速度在20km/h与50km/h之间，更优选地在35km/h与45km/h之间，甚至更优选地为40km/h。
优选地，撞击器仅通过在重力作用下下落来撞击该撞击位置。
层压窗玻璃具有其他优选的特征。
优选地，层压窗玻璃是车辆挡风玻璃。
优选地，层压窗玻璃在至少一个方向上弯曲。优选地，在至少一个方向上的曲率半径在500mm与20000mm之间，更优选地在1000mm与8000mm之间。
优选地，至少一个粘合剂夹层材料片包括聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、声学改性PVB、乙烯共聚物如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯与甲基丙烯酸的共聚物(EMA)或Uvekol(液态可固化树脂)。
优选地，至少一个粘合剂夹层材料片是聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、EVA、PVC、EMA、聚氨酯、声学改性PVB或Uvekol(液态可固化树脂)的片。
优选地，至少一个粘合剂夹层材料片的厚度在0.3mm与2.3mm之间，更优选地在0.3mm与1.6mm之间，最优选地在0.3mm与0.8mm之间。
优选地，第一窗玻璃材料片和/或第二窗玻璃材料片的厚度在1mm与3mm之间。
优选地，第一窗玻璃材料片和/或第二窗玻璃材料片的厚度在1.4mm与2.8mm之间，更优选地在1.6mm与2.3mm之间。
优选地，第一窗玻璃材料片和/或第二窗玻璃材料片是钠钙硅酸盐玻璃片。钠钙硅酸盐玻璃通常被称为钠钙硅玻璃，或者简单地说就是“钠钙”玻璃片。
优选地，第一窗玻璃材料片和/或第二窗玻璃材料片是钠钙硅酸盐玻璃片，特别是浮法玻璃片。
优选地，第一窗玻璃材料片和第二窗玻璃材料片不是化学强化的。当玻璃材料片没有经过离子交换过程，或者经过离子交换过程后层深度在0μm与DOLμm(其中DOL是1，或2，或3，或4，或5)之间时，玻璃材料片可以被分类为是没有被化学强化的类型。
在一些实施例中，第二窗玻璃材料片是碱金属铝硅酸盐玻璃片。
优选地，第二窗玻璃材料片包括至少约6重量％(重量百分比)的氧化铝(Al2O3)。
在一些实施例中，第二窗玻璃材料片是化学强化的，即为化学强化玻璃。当第二窗玻璃材料片是化学强化的时，优选地，第二窗玻璃材料片的厚度小于1.2mm，更优选地在0.3mm与1mm之间，甚至更优选地在0.4mm与0.9mm之间。
本发明还提供了在层压窗玻璃的第二暴露表面上的撞击区域被合适的撞击器撞击时在层压窗玻璃的第一暴露表面上的一个或更多个粗糙化区域减少层压窗玻璃破裂所需的时间的用途。
优选地，粗糙化区域包括喷砂区域和/或激光蚀刻区域。
优选地，层压窗玻璃的第一暴露表面是层压窗玻璃的表面四，并且第二暴露表面是层压窗玻璃的表面一。
如本领域中常规的，层压窗玻璃窗的表面一是层压窗玻璃窗的最外表面，并且层压窗玻璃窗的表面四是相对于安装有该层压窗玻璃的车辆内部限定的面向内的表面。层压窗玻璃的面向内的表面面向安装有该层压窗玻璃的车辆的内部。最外表面(通常称为外表面)面向安装有该层压窗玻璃的车辆的外部。
优选地，撞击器是如联合国法规第127号(E/ECE/324/Rev.2/Add.126/Rev.2)所描述的撞击器。
优选地撞击器的质量在3kg与6kg之间，更优选地在4kg与5kg之间，甚至更优选地质量为4.5kg。
优选地，撞击器是球体或椭球体，并且优选地撞击器的直径在15cm与20cm之间，更优选在16cm与17cm之间。
优选地，当撞击器冲击该撞击位置时，该撞击器的速度在20km/h与50km/h之间，更优选地在35km/h与45km/h之间，甚至更优选地为40km/h。
优选地，撞击器仅通过在重力作用下下落来撞击该撞击位置。
优选地，层压窗玻璃在被撞击器撞击时破裂所需的时间比在第一暴露表面上没有一个或更多个喷砂区域的层压窗玻璃的情况下破裂所需的时间短至少50％、或60％、或70％、或80％。
附图说明
现在将参考以下附图描述本发明，附图中：
图1是根据本发明的层压窗玻璃的截面图；
图2是根据本发明的层压窗玻璃的平面图；
图3是从具有根据本发明的挡风玻璃的车辆的内部观看的视图；
图4类似于图2并且是根据本发明的另一层压窗玻璃的平面图；
图5类似于图2并且是根据本发明的另一层压窗玻璃的平面图；
图6是参考图1描述的类型的挡风玻璃的示意性等距表示；
图7是测试图6所示类型的车辆挡风玻璃破裂性质的方法的示意性截面表示。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的弯曲层压窗玻璃的截面图。
该层压窗玻璃1具有第一钠钙硅酸盐玻璃片3，该第一钠钙硅酸盐玻璃片3具有例如透明浮法玻璃的组合物，通常添加氧化铁作为染色剂，以向层压窗玻璃提供某种形式的阳光控制。第一片3的厚度为2.3mm，尽管该厚度可以在1.4mm至2.5mm的范围内或在1.6mm至2.3mm的范围内。
典型的钠钙硅酸盐玻璃组合物是(按重量计)SiO2 69-74％；Al2O3 0-3％；NA2O10-16％；K2O 0-5％；MgO 0-6％；CaO 5-14％；SO3 0-2％；Fe2O3 0.005-2％。玻璃组合物还可以包含其它添加剂，例如澄清助剂，该澄清助剂通常以至多2％的量存在。钠钙硅玻璃组合物可以包含有其它着色剂，例如Co3O4、NiO和Se，该着色剂使玻璃在透射光下观看时呈现出期望的颜色。透射的玻璃颜色可以根据诸如BS EN410的公认标准来测量。
层压窗玻璃1还具有第二钠钙硅酸盐玻璃片7，该第二钠钙硅酸盐玻璃片7的厚度为1.6mm，但第二片的厚度可以在1.4mm至2.5mm的范围内，并且优选地不如第一片3厚。
第一片3通过粘合剂夹层5连结到第二片7。粘合剂夹层5是0.76mm厚的PVB片。粘合剂夹层5可具有在0.3mm与1.8mm之间的厚度。
其他合适的粘合剂夹层包括PVC、EVA、EMA和聚氨酯。
层压窗玻璃1在一个或更多个方向上弯曲。在一个或更多个方向中的一个方向上的曲率半径在1000mm与8000mm之间。
当层压窗玻璃在两个方向上弯曲时，适当地，每个曲率方向与另一个曲率方向正交。适当地，在一个或两个曲率方向上的曲率半径在1000mm与8000mm之间。
第一片3具有凸形第一表面9和对置的凹形第二表面11。第二片7具有凸形第一表面13和对置的凹形第二表面15。第一片3的凹形表面11与粘合剂夹层5接触，并且第二片7的凸形表面13与粘合剂夹层5接触。使用常规命名法，第一片3的凸形表面9是层压窗玻璃1的“表面一”(或S1)，第一片3的凹形表面11是层压窗玻璃1的“表面二”(或S2)，第二片7的凸形表面13是层压窗玻璃1的“表面三”(或S3)，并且第二片7的凹形表面15是层压窗玻璃1的“表面四”(或S4)。
在表面四(第二片7的凹形表面15)上有处理区域17的阵列。
图2是层压窗玻璃1沿图1的箭头10方向的平面图。
在图2中，层压窗玻璃的周边是车辆挡风玻璃典型的。层压窗玻璃具有下周边边缘19，并且在下周边边缘19的内侧是六个喷砂区域17a、17b、17c、17c、17e、17f，这六个喷砂区域形成处理区域17的阵列。喷砂区域17a、17b、17c、17c、17e、17f与围绕它们的未处理表面15的粗糙度相比具有不同的粗糙度。
每个喷砂区域17a、17b、17c、17c、17e、17f是边长为2cm的正方形，使得每个喷砂区域17a、17b、17c、17c、17e、17f的面积为4cm2。
喷砂区域17a、17b、17c、17c、17e、17f等距地间隔，使得喷砂区域17a与17b之间的空间与喷砂区域17b与17c之间的空间相同，以此类推。
喷砂区域17a、17b、17c、17c、17e、17f位于平行于下周边边缘19的一条线上。
喷砂区域可以在层压窗玻璃的一区域中，在该区域中，在第二片7的凹形表面15上存在遮蔽带。
通过提供喷砂区域17a、17b、17c、17c、17e、17f，在第一片3的凸形第一表面9上发生撞击的情况下，第二片7可以更容易地破裂，从而降低层压窗玻璃1的刚度。当层压窗玻璃1作为挡风玻璃安装在车辆中时，在车辆碰撞涉及行人的情况下，在与凸形第一表面9撞击时，挡风玻璃的刚度降低减轻了对行人伤害的严重性。
虽然图1和图2只有六个喷砂区域，但可以有六个以上的喷砂区域或少于六个喷砂区域。在一些实施例中，存在七个或八个或九个或十个或更多喷砂区域。在一些实施例中，存在一个、或两个、或三个、或四个、或五个喷砂区域。优选的是，使喷砂区域彼此等距地间隔开。还优选的是，每个喷砂区域被喷砂到相同的深度和/或具有相同的尺寸和几何形状，然而，在一些实施例中，一个或更多个喷砂区域与一个或更多个其他喷砂区域相比被喷砂到不同的深度。
在图3中示出了本发明的另一个实施例。
图3示出了从具有根据本发明的挡风玻璃100的车辆的内部观看的视图。
挡风玻璃100基本上与先前描述的层压窗玻璃1相同。车辆挡风玻璃具有在点E与F之间延伸的下周边边缘。车辆挡风玻璃具有在点D与G之间延伸的上周边边缘。
在挡风玻璃100的表面四(面向内的表面)上有多个喷砂区域。喷砂区域174的第一阵列具有二十个正方形区域(其中只有一个标记为175)。每个正方形区域175的尺寸在1×1cm与3×3cm之间。优选的是所有正方形175具有相同的大小和/或面积。正方形175布置在平行于下周边边缘E-F的一条线上，即正方形175的下侧平行于下周边边缘E-F。各个正方形175可以不同地定向。
在该实施例中，同样在挡风玻璃100的表面四上的是喷砂区域172的第二阵列和喷砂区域176的第三阵列，喷砂区域172的第二阵列沿着挡风玻璃100的左周边边缘D-E延伸，喷砂区域176的第三阵列沿着右周边边缘延伸。喷砂区域172的第二阵列具有七个正方形区域(其中只有一个标记为173)，其下侧平行于左周边边缘D-E。喷砂区域176的第三阵列也具有七个正方形区域(其中只有一个标记为177)，其下侧平行于右侧周边边缘F-G。
第二阵列和第三阵列中的喷砂区域中每一个具有相同的大小和/或具有相同的面积。
参考图2，喷砂区域是使用用于对玻璃片表面进行喷砂的类型的常规喷砂设备制成的。每个区域17a、17b、17c、17c、17e、17f的喷砂深度在50μm与150μm米之间，但可以更深，例如深度在250μm与400μm之间。
在喷砂之前，待处理区域17a、17b、17c、17c、17e、17f具有与玻璃片相同的粗糙度，并且是光滑的。在喷砂之后，处理区域17a、17b、17c、17c、17e、17f变得更粗糙。根据“GlassProcessing Days”，1997年9月13-15日，第40-44页，浮法玻璃的表面粗糙度Rz<0.1μm。优选的是，处理区域在处理过程，即在喷砂、划痕、酸蚀刻之后是半透明的。
使用合适的轮廓传感器，如触针或共焦位移传感器，可以确定喷砂浮法玻璃片的粗糙度参数。共焦位移传感器评估表面轮廓参数的用途在“Procedia Materials Science，5(2014)p.1385-1391”中描述。
使用购自德国施文宁根(Schwenningen,Germany)的Hommelwerke GmbH,AlteTuttlinger Straβe 20,D-78056 VS的Hommel Tester T500轮廓仪，发现可以使用喷砂来调整浮法玻璃片上20mm×20mm正方形区域的表面粗糙度，使其Rz>20μm，通常Rz在20μm与40μm之间。如本领域技术人员所知，Rz是轮廓的最大高度，并且是取样长度内的最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和。
通常用于定义表面粗糙度的另一个参数是在取样长度内轮廓的算术平均偏差(在现有技术中通常缩写为Ra)。发现在浮法玻璃表面的20mm×20mm区域进行喷砂，有可能产生3μm至6μm范围内的Ra。
可以使用其他参数定义表面粗糙度，例如取样长度内的最大单个粗糙度深度(Rmax)或取样长度内的最大轮廓谷深(Rv)。通过对浮法玻璃表面的20mm×20mm区域进行喷砂，有可能产生20μm至50μm范围内的Rmax，和10μm至20μm范围内的Rv。
用Hommel Tester T500轮廓仪测量的浮法玻璃片上四个不同的20mm×20mm的喷砂区域的具体示例如下：
(i)Ra＝3.768μm，Rz＝22.159μm，Rmax＝26.173μm，并且Rv＝11.811μm；
(ii)Ra＝3.775μm，Rz＝20.441μm，Rmax＝23.417μm，并且Rv＝10.405μm；
(iii)Ra＝5.017μm，Rz＝35.720μm，Rmax＝47.800μm，并且Rv＝18.100μm；
(iv)Ra＝5.093μm，Rz＝33.666μm，Rmax＝37.109μm，并且Rv＝19.213μm。
图4是朝向另一层压窗玻璃30的表面四(S4)观看的平面图，该层压窗玻璃30具有与层压窗玻璃1类似的构造。图4类似于图2中的视图，因此该视图为沿图1中箭头10的方向观看的视图。
层压窗玻璃30具有通过厚度为0.76mm的PVB片连结到厚度为1.6mm的第二玻璃片32的厚度为2.1mm的第一玻璃片。
在图4中，层压窗玻璃30的周边是车辆挡风玻璃典型的。层压窗玻璃30具有下周边边缘34，并且表面四的下周边边缘34部分的内侧已经被喷砂以提供矩形喷砂区域36。矩形喷砂区域36的宽度约5mm，尽管该矩形喷砂区域36的宽度可以在2mm与50mm之间。矩形喷砂区域36具有下边缘38，该下边缘38平行于层压窗玻璃的下周边边缘34。
喷砂区域36可以在层压窗玻璃的的一区域中，在该区域中具有遮蔽带，并且该遮蔽带中可以设有窗口，该喷砂区域位于该窗口中。
在图4所示示例的替代方案中，可以存在彼此间隔开的至少第一矩形喷砂区域和第二矩形喷砂区域。第一矩形喷砂区域和第二矩形喷砂区域各自具有相应的下边缘，并且优选地，第一矩形喷砂区域的下边缘平行于第二矩形喷砂区域的下边缘。还优选的是，第一喷砂区域的下边缘和第二喷砂区域的下边缘平行于下周边边缘34。可以存在多个这样隔开的喷砂矩形区域，每个区域具有相同或不同的宽度并且彼此间隔相同或不同的间距。
图5是朝向另一层压窗玻璃40的表面四观看的平面图，该另一层压窗玻璃40具有与层压窗玻璃1类似的构造(因此是在图1的箭头10方向上观看的视图)。
层压窗玻璃40包括通过厚度为0.76mm的PVB片连结到厚度为1.8mm的第二钠钙硅酸盐玻璃片42的厚度为1.8mm的第一钠钙硅酸盐玻璃片。
层压窗玻璃40具有弯曲的下周边边缘44，并且表面四的下周边边缘44部分的内侧已经被喷砂以提供喷砂区域46。喷砂区域46具有形成连续喷砂区域46的三个部分46a、46b和46c。
每个部分46a、46b、46c都是矩形，并且这些部分被布置为基本上顺应下边缘44的轮廓。
在层压窗玻璃40的表面4上还提供有第二喷砂区域48。
第二喷砂区域48是弯曲的，并且具有下边缘49，该下边缘49基本平行于层压窗玻璃40的下周边边缘44。第二喷砂区域48还具有上边缘49'，该上边缘49'优选地平行于下边缘49。上边缘49′与下边缘49的间距在2mm与50mm之间，即2mm至10mm之间，并且可以约为5mm。
层压窗玻璃40可以设置有任一个喷砂区域46、48或喷砂区域46、48二者。如果存在两个喷砂区域46、48(如图5所示)，则可以切换它们的相对位置，使得第二喷砂区域48位于下边缘44与喷砂区域46之间。
喷砂区域46、48关于轴线m-m’对称，该轴线m-m’是层压窗玻璃40的中心线。
尽管喷砂区域46、48各自示为连续的喷砂区域，但在本发明的其他示例中，喷砂区域46、48中的一者或两者可以由多个断开的喷砂区域形成，这些断开的喷砂区域具有与喷砂区域46、48基本相同的总体形状。
为了测试层压窗玻璃表面四的例如通过喷砂而粗糙化的部分的效果，对层压窗玻璃破裂的容易程度进行了确定。
参考图6和7，使用常规的层压条件而构造待被测试的层压窗玻璃，并包括通过PVB片55连结到第二钠钙硅酸盐玻璃片57的第一钠钙硅酸盐玻璃片53。如本领域中常规的，层压窗玻璃是车辆挡风玻璃的形式，并且其上可以具有遮蔽带。第一片53或第二片55均未被化学强化。
第一片53具有暴露的主表面59，并且该主表面59是层压窗玻璃51的“表面一”(或S1)。主表面59是凸形的。
第二片57具有暴露的主表面61，并且该主表面61是层压窗玻璃51的“表面四”(或S4)。主表面61是凹形的。
主表面61的若干部分被喷砂。在图6中，有九个喷砂正方形区域77(其中只有一个被标记)，因此层压窗玻璃51在箭头60方向上观看的平面图类似于图2中所示的平面图(除了有九个正方形而不是六个)。
在图6中，每个正方形为2cm×2cm，与相邻正方形间隔开约10cm-15cm，间距可以是均匀的。每个正方形的中心与层压窗玻璃51的下边缘54的距离在60mm与100mm之间。每个正方形的下边缘被布置为顺应下边缘54的轮廓，使得九个正方形不被布置为直线，而是被布置为与下边缘54的曲率相似(或相同)的曲线。然而，正方形可以布置为一条直线。
无论喷砂区域的布置如何，层压窗玻璃被如下所述地测试，参考图6和图7。
层压窗玻璃51首先定位在水平布置的框架(未示出)中，并围绕周边被夹持在框架中。主表面59(“表面一”)朝上并且能够被自由接触，即框架不妨碍对主表面59的接触。
然后，撞击器67落在表面59的两个位置之一处。由于测试的破坏性，只可能测试一个层压窗玻璃的一个撞击位置。
第一撞击位置63位于中心位置，并且基本上位于层压窗玻璃的中心线n-n’上，距离层压窗玻璃的下边缘54′约15cm-30cm，与层压窗玻璃的下边缘54'的实际距离在各个测试中保持不变。
第二撞击位置65朝向层压窗玻璃的一侧，并且代表位于安装有该层压窗玻璃51的车辆的驾驶员正前方的层压窗玻璃的那部分。由于层压窗玻璃关于中心线n-n’对称，第二撞击位置基本上与位于安装有该层压窗玻璃51的车辆的前排乘客正前方的层压窗玻璃的那部分相同。
第二撞击位置距离层压窗玻璃的侧部54″约15-30cm，距离下边缘54′约15cm-30cm，在各个测试中，距离层压窗玻璃的侧部54″和下边缘54′的实际距离保持相同。
在测试中使用的撞击器67是填充有钢丸并覆盖着毛毡的塑料中空椭球体。撞击器67的总重量为4.5kg，总直径为165mm。
在测试中使用的撞击器与联合国法规第127号(E/ECE/324/Rev.2/Add.126/Rev.2)中规定的撞击器相似。
撞击器67被定位在第一撞击位置或第二撞击位置的正上方，其高度足以使撞击器在选定的撞击位置达到40km/h的速度(通过将势能等化为所获得的动能)。参考图7，撞击器67位于第一撞击位置63的正上方，并将被释放，在重力作用下沿箭头68的方向下落，以冲击主表面59的第一撞击位置63。
为了确保在每个样本上撞击位置相同，可以使用铅垂线将撞击器67定位在期望的位置，以便在落下时与玻璃表面接触。
为了评价当撞击器67如上文所描述落到层压窗玻璃51上时层压窗玻璃破裂的方式，使用位于层压窗玻璃51上方的摄像机70记录测试。摄像机70以高帧率(例如每秒1000帧(1000fps)操作。
为了对层压窗玻璃51破裂的容易程度进行分类，通过检查测试期间所做的视频记录，识别两个破裂标准。
第一破裂标准被称为“初始破裂时间”，并且是在撞击器67在选定的撞击位置与主表面59接触之后，在层压窗玻璃中看到最初开裂所用的时间。
第二破裂标准被称为“完全破裂时间”，并且是在撞击器67在选定的撞击位置与主表面59接触后，层压窗玻璃51经历毁灭性破裂所用的时间。
为了帮助识别初始破裂时间和/或完全破裂时间，可以在主表面59上，特别是在选定的撞击位置的区域中提供一个或更多个参考标记。参考标记可以是网格的形式，并且可以使用合适的笔等施加到主表面59上。
对许多层压窗玻璃样本进行了如上文描述的评估。每个层压窗玻璃基本上具有相同的曲率度数。结果如表1所示。
表1中的样本根据外窗和内窗限定。参考图6和图7，第一片53被称为“外窗”，因为当层压窗玻璃51安装在车辆中时，第一片53面向车辆外部。因此，第二片57被称为“内窗”，因为当层压窗玻璃51安装在车辆中时，第二片57面向车辆内部。因此，撞击器67冲击外窗以模拟与行人的撞击，该行人可能涉及与安装有该层压窗玻璃51的车辆的前方相撞。
样本细节和结果在表1中提供。内窗和外窗中每一个都是所引述厚度的钠钙硅酸盐玻璃片。内窗和外窗由0.76mm厚的PVB片连结。在这些样本中，内窗和外窗都没有被化学强化。
对样本的表面四的两种不同类型的喷砂区域进行了评估。第一类喷砂区域为9个2cm×2cm的正方形，如参考图6和图7所描述。被评估的第二类喷砂区域如关于图5中的区域46所描述，该区域46的总长度约为1.4m，宽度约为5mm。参考图5，在进行的测试中，当层压窗玻璃安装在车辆中时，两个侧向部分46a、46c均为矩形形状且长约40cm，并且中央部分46b也为矩形形状且长约60cm，并该且中央部分46b相对于地平线基本水平。侧向部分46a、46c相对于中央部分46b以约20°～30°的角度倾斜，基本上由样本下周边边缘的曲率决定。
在下表1中，第一类喷砂区域标为“正方形”，第二类喷砂区域标为“条形”。第一撞击位置称为“中心”，第二撞击位置称为“驾驶员”。
表中还提供了使用Hommel Tester T500轮廓仪测量的每个样本的(多个)喷砂区域的平均深度。
初始破破裂时间和完全破裂时间各以毫秒(ms)为单位提供。
在下表1中，样本比较例1-4具有由0.76mm的PVB片连结的厚度为1.8mm的钠钙硅酸盐玻璃的内窗和外窗。样本比较例5-8的内窗和外窗分别为由0.76mm的PVB片连结的1.4mm和1.8mm的钠钙硅酸盐玻璃。样本比较例1-8上没有喷砂区域。
表1中的结果示出，在没有任何喷砂区域(比较例1-8)的情况下，在表面59在选定的撞击区域被撞击器67冲击后，层压窗玻璃的初始破裂时间在4-6ms之间。大多数比较样本具有5ms的初始破裂时间。
从表1中可以看出，最终破裂时间发生在初始破裂时间之后不久，通常在初始破裂时间的一毫秒内。
表1中的结果示出，在层压窗玻璃的表面四上提供喷砂区域(前面描述的类型)，初始破裂时间从4ms减少到1ms左右或更少。最终破裂时间也减少。
这表明，当例如与行人在前方碰撞而撞击挡风玻璃的表面一时，具有喷砂区域的挡风玻璃更容易破裂。挡风玻璃破裂时刚度的降低，使得对行人造成的伤害较轻。
可以预期，代替参考图2、图3和图6所描述的喷砂正方形区域的阵列，其他形状区域将以类似的方式表现，例如菱形、圆形、梯形或其他不规则形状。对称区域和/或相同形状的区域可以在挡风玻璃表面一上多于一个多个碰撞位置向层压窗玻璃提供表1中详细说明的益处。
还可以预期，在使用其他类似的测试来确定层压窗玻璃的破裂性质时也可以观察到类似的益处，例如，如联合国法规第127号(E/ECE/324/Rev.2/Add.126/Rev.2)中所描述。
表1
Figure BDA0003899137480000191
Figure BDA0003899137480000201
已经发现，通过具有层压挡风玻璃的面向内的表面的处理区域，在行人与层压挡风玻璃的面向外的表面碰撞的情况下，面向内的玻璃片更容易破裂。处理区域定位为在视觉上不会分散车辆驾驶员的注意力，也不会降低挡风玻璃在石头撞击测试中的性能。

Claims (33)

1.一种用于车辆挡风玻璃的层压窗玻璃，所述层压窗玻璃包括通过至少一个粘合剂夹层材料片连结到第二窗玻璃材料片的第一窗玻璃材料片，所述第一窗玻璃材料片和第二窗玻璃材料片中的每一个都具有相应的第一主表面和第二主表面，其中所述第一窗玻璃材料片的所述第二主表面面向所述第二窗玻璃材料片的所述第一主表面，另外，其中所述第二窗玻璃材料片的所述第二主表面包括至少一第一处理区域，所述第一处理区域已经经历粗糙化工艺处理，使得在所述粗糙化工艺处理之前，所述第一处理区域具有第一表面粗糙度，并且在所述粗糙化工艺处理之后，所述第一处理区域具有第二表面粗糙度。
2.根据权利要求1所述的层压窗玻璃，其中所述第一处理区域对可见光而言是半透明的。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的层压窗玻璃，其中所述第一处理区域具有外周边，所述外周边具有一个边、或两个边、或三个边、或四个边、或五个边、或六个边、或七个边、或八个边、或九个边或十个边。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的层压窗玻璃，其中所述粗糙化工艺处理包括使所述第二窗玻璃材料片的所述第二表面的所述第一处理区域中提供一个或更多个划痕。
5.根据权利要求4的层压窗玻璃，其中所述划痕是以机械方式产生的。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的层压窗玻璃，其中所述粗糙化工艺处理包括研磨所述第二窗玻璃材料片的所述第二表面的所述第一处理区域。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的层压窗玻璃，其中第一处理区域包括喷砂区域或酸蚀刻区域。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的层压窗玻璃，其中所述粗糙化工艺处理之后的所述第一处理区域是喷砂深度至少为20μm的喷砂区域。
9.根据权利要求8的层压窗玻璃，其中所述喷砂深度小于500μm。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的层压窗玻璃，其中所述第一处理区域是多个处理区域之一，并且所述多个处理区域的总面积优选地小于所述第二窗玻璃材料片的所述第二主表面的面积的10％、或9％、或8％、或7％、或6％、或4％、或3％、或2％、或1％。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的层压窗玻璃，其中所述第一处理区域是多个处理区域之一，并且所述第一处理区域的面积在0.01cm2与200cm2之间，优选在0.01cm2与100cm2之间，更优选在0.01cm2与10cm2之间，甚至更优选在0.01cm2和5cm2之间，甚至更优选在0.01cm2与0.5cm2之间。
12.根据权利要求11所述的层压窗玻璃，其中所述多个处理区域中的其他处理区域中的一个或更多个区域的面积在0.01cm2与200cm2之间，优选在0.01cm2与100cm2之间，更优选在0.01cm2与10cm2之间，甚至更优选在0.01cm2与5cm2之间，甚至更优选在0.01cm2与0.5cm2之间。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的层压窗玻璃，其中所述第一处理区域在所述多个处理区域中之一中，并且其中所述处理区域中的两个或更多个具有相同的面积，优选地，其中在所述多个处理区域中的所有处理区域具有相同的面积。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的层压窗玻璃，其中所述第一处理区域与第二处理区域间隔开第一间距，并且其中所述第一间距在0.5cm与50cm之间，更优选在0.5cm与40cm之间，更优选在0.5cm与30cm之间，更优选在0.5cm与20cm之间，更优选在0.5cm与10cm之间。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的层压窗玻璃，其中所述第一处理区域与所述层压窗玻璃的周边边缘间隔开。
16.根据权利要求15所述的层压窗玻璃，其中所述第一处理区域与所述层压窗玻璃的周边边缘间隔开1cm与20cm之间，更优选在1cm与15cm之间，更优选在1cm与10cm之间，更优选在1cm与9cm或8cm或7cm或6cm或5cm之间。
17.根据权利要求15或权利要求16所述的层压窗玻璃，其中所述第一处理区域与所述层压窗玻璃的周边边缘间隔开，当安装在车辆中时，所述层压窗玻璃的所述周边边缘被配置为所述层压窗玻璃的下边缘。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的层压窗玻璃，其中所述第一窗玻璃材料片的厚度在1mm与5mm之间，优选地在1.3mm与3mm之间。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的层压窗玻璃，其中所述第二窗玻璃材料片的厚度在1mm与5mm之间，优选在1.3mm与3mm之间；或者其中所述第二窗玻璃材料片是化学强化的并且具有小于1.2mm的厚度。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的层压窗玻璃，其中所述第二窗玻璃材料片比所述第一窗玻璃材料片更薄，和/或其中所述层压窗玻璃具有在3mm与10mm之间的厚度。
21.根据前述权利要求中的任一项所述的层压窗玻璃，其中所述第一处理区域在所述层压窗玻璃上的具有遮蔽带的区域中。
22.根据前述权利要求中的任一项所述的层压窗玻璃，其中所述粗糙化工艺处理包括用激光照射待处理的所述第一区域的至少一部分，以激光蚀刻所述第二窗玻璃材料片的所述第二主表面的所述第一处理区域。
23.根据权利要求22所述的层压窗玻璃，其中在由所述第一处理区域界定的所述第二窗玻璃材料片的体积中，在用所述激光照射后形成缺陷部。
24.根据权利要求22或权利要求23所述的层压窗玻璃，其中所述激光是二氧化碳激光。
25.根据前述任何一项权利要求的层压窗玻璃，其中第二表面粗糙度Rz>20μm。
26.根据前述权利要求中的任一项所述的夹层窗玻璃，其中所述第二表面粗糙度Ra在3μm至6μm的范围内。
27.根据前述任何一项权利要求所述的层压窗玻璃，其中所述第二表面粗糙度Rmax在20μm至50μm范围内。
28.根据前述任何一项权利要求所述的层压窗玻璃，其中所述第二表面粗糙度Rv在10μm至20μm范围内。
29.根据前述权利要求中的任一项所述的层压窗玻璃，其中，在用合适的撞击器在所述第一窗玻璃材料片的所述第一主表面上的撞击位置处撞击之后，所述层压窗玻璃在不到2ms的时间内在所述撞击位置附近产生裂纹，优选地，其中所述撞击器是(i)如联合国法规第127号(E/ECE/324/Rev.2/Add.126/Rev.2)中所描述；或(ii)其中所述击器的质量在3kg与6kg之间，和/或其中所述撞击器是球体或椭球体，和/或当所述撞击器冲击所述撞击位置时，所述撞击器的速度在20km/h与50km/h之间。
30.一种车辆挡风玻璃，所述车辆挡风玻璃包括根据前述权利要求中的任一项所述的层压窗玻璃。
31.在层压窗玻璃的第二暴露表面上的撞击区域被合适的撞击器撞击时在所述层压窗玻璃的第一暴露表面上的一个或更多个粗糙化区域减少所述层压窗玻璃破裂所需时间的用途，优选地，其中所述粗糙化区域包括喷砂区域和/或激光蚀刻区域。
32.根据权利要求31所述的用途，其中所述第一暴露表面是所述层压窗玻璃的表面四，并且所述第二暴露表面是所述层压窗玻璃的表面一。
33.根据权利要求31或权利要求32所述的用途，其中所述撞击器的质量在3kg与6kg之间，优选在4kg与5kg之间，更优选质量为4.5kg；和/或其中所述撞击器是球体或椭球体，并且其直径优选在15cm与20cm之间，更优选在16cm与17cm之间；和/或其中当所述撞击器冲击所述撞击位置时，所述撞击器速度在20km/h与50km/h之间，优选在35km/h与45km/h之间，更优选为40km/h。
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