從膠合到鍍銀 汽車玻璃前世今生

汽車玻璃包括膠合、鋼化、鍍銀玻璃等。在設計和製造時都充分考慮安全問題，同時在製造和安裝上也都有嚴格安全標準規範。雖然汽車玻璃外表看起來與其他類型的玻璃一樣，但保障安全效果卻大不相同。

大多數家庭中，除了滑動玻璃門或前門外，每個房間的窗戶都是用標準玻璃製成，當它破裂時會碎成大塊，且這些玻璃都不會承受與汽車窗戶相同的壓力。

汽車在生命週期內，會遇到道路坑窪、岩石碎塊撞擊等不同大小事故，因此汽車採用膠合玻璃、鋼化玻璃等安全玻璃，保護車輛結構和車內乘客。膠合玻璃用作擋風玻璃，鋼化玻璃則用於車輛的側窗和後窗。汽車玻璃如果沒有不同的製造和強化方式，只不過是駕駛、乘客與外界一道簡單屏障而已。

膠合玻璃和鋼化玻璃功能不同，將這兩種玻璃安裝在汽車不同部位，可以在發生事故時將駕駛、乘客留在車內，保護他們免受飛濺的尖銳玻璃傷害，且在翻車時保持車頂剛度，使汽車不至於變形坍塌，並允許側面安全氣囊展開時，提供最大的保護。

汽車玻璃發展歷史

20世紀初，汽車公司開始使用玻璃保護駕駛免受強風侵襲。當時使用的標準玻璃並不能充分保護乘客不受飛濺碎片傷害。如果物體撞擊玻璃或車輛發生事故導致玻璃破裂，玻璃碎片仍會對乘客構成風險。

鋼化玻璃的強度大大提升。（Shutterstock）

法國化學家愛德華·本尼迪克特斯（Edouard Benedictus）1903年偶然發現防碎玻璃的祕密：他將裝有硝酸鹽溶液的玻璃燒瓶掉在地上，他注意到燒瓶玻璃覆蓋一層塑膠薄膜，雖出現裂紋但仍保持原狀。不過，膠合玻璃直到1920年代才應用於汽車。

汽車製造商在擋風玻璃中使用膠合玻璃，以優化事故期間乘客的安全，並保護乘客在正常駕駛下不受飛濺物傷害，但第一代膠合玻璃的抗穿刺性能有限。繼膠合玻璃之後，汽車製造商在1930年代後期開始使用鋼化玻璃強化汽車安全。

到1960年代，美國汽車公司越來越意識到汽車設計不僅在於外觀。這種認識部分源於消費改革者拉爾夫‧納德（Ralph Nader），他揭示某些車輛造成的危險以及政府安全標準的必要性。

美國前總統林登·詹森1966年簽署《國家交通與機動車輛安全法案》，要求汽車製造商採用安全標準、減少車禍風險；美國政府於1970年成立國家公路交通安全管理局（NHTSA），NHTSA實施所有影響車輛安全的法規，其中聯邦機動車輛安全標準（FMVSS）涵蓋汽車玻璃。

膠合玻璃 加強汽車安全

膠合玻璃是在兩片玻璃之間夾入一層聚乙烯醇縮丁醛（PVB）製成。玻璃和PVB透過一系列壓力輪密封，然後加熱。這是以化學和機械方式結合壓力與熱量將PVB黏合到玻璃上。

有了PVB夾層，玻璃能在衝擊過程吸收能量、抵抗飛濺物穿透，以及偏轉來自太陽、高達95%的紫外線（UV）。由於玻璃與PVB化學鍵合，膠合玻璃可能會有裂紋但不會破碎。膠合玻璃也有助於偏轉道路噪音讓車內安靜下來。

膠合玻璃有兩個非常重要的功能。首先，它允許乘客安全氣囊正確展開。駕駛座的安全氣囊往往從方向盤直接飛向駕駛，而乘客的安全氣囊展開時，則會從擋風玻璃彈向乘客。

安全氣囊在30毫秒內展開，每平方英寸約有5磅（2.3千克）的力量。擋風玻璃必須降低、吸收安全氣囊的速度與力量，以便在事故中保護乘客。

膠合玻璃允許乘客安全氣囊正確展開。（123RF）

膠合玻璃的強度，可以在事故發生時將乘客留在車內。過去由於玻璃不夠堅固，乘客可能會從擋風玻璃處彈射出去，但現在的擋風玻璃提供了更多安全。

膠合擋風玻璃也為汽車的車頂提供強度。擋風玻璃可防止車頂在翻車過程中完全彎曲並傷害到乘客。如果沒有擋風玻璃的剛性和強度，在部分類型事故中，很多車頂會給乘客帶來更大風險。

如果在擋風玻璃上發現一個小碎裂、破損，使用汽車商店出售的擋風玻璃晶片修復套件，可以輕鬆、快速修復，無需更換整個擋風玻璃。盡快發現並修復破損很重要，若放任小劃痕發展，很容易擴散成大裂縫，恐怕要花費更高的代價更換擋風玻璃。

鋼化玻璃 強度提高5~10倍

鋼化玻璃對於車輛的安全與膠合玻璃一樣重要，這類玻璃用於車輛的周圍窗戶（也稱為側窗）和後窗（或背光）。鋼化玻璃是先加熱，再透過鼓風機系統將玻璃快速冷卻至室溫而製成。

玻璃強度和安全標準必須與汽車行業保持同步。（Shutterstock）

玻璃表面比玻璃中心冷卻得更快加上收縮，因而產生壓應力，而玻璃中心由於本身溫度膨脹，產生拉應力。也就是一塊玻璃被拉伸到一定長度（拉應力），同時也被壓縮（壓應力）。透過加熱、冷卻產生拉應力、壓應力，賦予鋼化玻璃抗拉和抗壓強度，提高到原來5~10倍。

典型鋼化玻璃的邊緣非常脆弱，是因為回火過程在冷卻階段快速釋放熱量造成。為了補償這個較弱的區域，玻璃的邊緣被磨平。在鋼化過程中，拉伸和壓縮玻璃會產生大量能量。當鋼化玻璃破碎時，這種能量被釋放並導致玻璃破碎成小而暗淡的碎片。

鋼化玻璃可以承受汽車行駛的日常活動。沒有它，每當汽車遇到坑窪、進入彎道或關上車門時，都會導致玻璃破裂。

創新材質 大猩猩玻璃

現代汽車採用的玻璃種類比以往任何時候都多，包括更大的擋風玻璃、天窗，甚至是完全取代車頂的玻璃面板。因此，玻璃強度和安全標準必須與汽車行業保持同步。

車窗採用安全玻璃，不僅讓駕駛、乘客可以看到車外，也保障他們的安全。（李奧／大紀元）

大猩猩玻璃是汽車玻璃的創新之一，源自全球玻璃供應商康寧的專有層壓材料。這種新化合物有望比傳統的層壓擋風玻璃更堅固、更輕，而且更耐碎石和冰雹損壞。美國克萊斯勒和英國麥拉倫等汽車製造商，已經開始在新廠汽車模型上使用大猩猩玻璃。

還有新車在車頂安裝大型全景玻璃，固定在適當的位置，或帶有電動滑動機制。這些玻璃車頂可以讓乘客看到車外美景，但它們也增加了重量、複雜性和製造成本。

鍍銀擋風玻璃 應付極端氣候

歐洲玻璃製造商AGC開始採用鍍銀擋風玻璃，有助於應對極端炎熱與寒冷的環境。在高溫下，透明玻璃允許可見光通過，而嵌入的銀顆粒則將紅外線反射出車艙。AGC聲稱，這可以在炎熱天氣裡降低室內溫度近攝氏15.8度（華氏60度）。

Lotus純電動休旅車，採用全景式玻璃天窗。（Lotus提供）

在冬天，銀還充當導電加熱元件，讓汽車的氣候控制（指整合式暖氣、通風和空調）系統能夠加熱擋風玻璃、融化冰塊，而無需任何侵入式電線。2017年，大眾汽車開始在歐洲上市的車輛，提供「銀色處理」選擇。

因為製造過程化學處理和塑膠的使用，鋼化玻璃、膠合玻璃等複合材料難以回收。玻璃製造商與汽車製造商努力尋找回收玻璃的途徑，開始引入擋風玻璃回收計畫，使用專用機器分離純玻璃與合成成分。◇