牟守勇,李淑環,徐麗紅
(1.北京橡膠工業研究設計院有限公司,北京 100143;2.全國輪胎輪輞標準化技術委員會,北京 100143)
近幾年隨著我國輪胎行業技術水平發展和生產能力提升,生產過程中節能環保且滾動阻力低、濕地抓著性能好、滾動噪聲低的高性能綠色輪胎越來越多。輪胎制造行業正以安全、高速、舒適為主線,節能、環保、智能為主題,向著全綠色化的方向前進。發展綠色節能輪胎已經成為輪胎產業的發展趨勢[1],行業要求制定綠色輪胎國家標準的呼聲越來越高。
為進一步滿足輪胎行業發展需求,引導輪胎產品向綠色、節能、環保等方向發展,全國輪胎輪輞標準化技術委員會將綠色輪胎標準列入標準制修訂計劃。2018年9月,國家標準化管理委員會下達該項標準計劃,并由國家綠色產品評價標準化總體組將其納入到第二批綠色產品評價國家標準目錄。GB/T 40718—2021《綠色產品評價 輪胎》于2021年10月11日由國家市場監督管理總局和國家標準化管理委員會發布,并將于2022年5月1日起開始實施。
為加強統籌規劃和協調管理,進一步完善綠色產品評價標準體系建設,并為綠色產品評價系列標準提供指導,國家標準化管理委員會于2017年5月12日發布了GB/T 33761—2017《綠色產品評價通則》(簡稱通則)。為體現綠色產品的優勢,通則中要求綠色產品在確定評價指標基準值時,以當前國內符合所有指標要求的該類產品比例不超過5%,符合每個單項指標要求的該類產品比例原則上不超過10%為取值原則[2]。
GB/T 40718—2021《綠色產品評價 輪胎》在制定過程中,嚴格按照通則的相關要求,并結合輪胎行業自身特點及輪胎產品具體考核指標,采用行業調研、會議討論及標準驗證試驗等多種方式,使得標準內容科學合理,且可操作性強。該標準主要適用于轎車輪胎和載重汽車輪胎的綠色產品評價[3]。
GB/T 40718—2021《綠色產品評價 輪胎》主要內容包括綠色輪胎評價的基本要求、評價指標要求、評價方法和評價判定等。
在綠色輪胎的評價基本要求中,對輪胎生產企業和輪胎產品兩方面的基本要求進行了規定。
作為綠色輪胎的生產企業,近3年不應有重大的安全事故和環境污染事故,水污染物(pH值、懸浮物、氨氮、總氮、總磷等)和大氣污染物(顆粒物、氨、甲苯及二甲苯、非甲烷總烴等)的排放應符合橡膠制品工業污染物排放標準中的相關要求。綠色輪胎生產企業還應建立并運行環境管理體系、質量管理體系、職業健康安全管理體系和能源管理體系。此外為了推動我國輪胎行業對節能環保等先進工藝的使用,標準中規定綠色輪胎生產企業宜采用國家鼓勵的先進技術工藝。
綠色輪胎作為高性能輪胎產品,首先應該滿足轎車輪胎和載重汽車輪胎強制性國家標準的基本安全性能要求。為最大程度地降低輪胎在生產和使用過程中對人體的危害,綠色輪胎在生產過程中不應使用N-苯基-β萘胺(CAS號135-88-6)、五氯苯硫酚塑解劑(CAS號133-49-3),也不應使用苯并(a)芘含量大于1 mg·kg-1或8種多環芳烴(PAHs)總含量大于10 mg·kg-1的芳烴油等有毒、有害原材料。此外為實現輪胎全生命周期的監管和可追溯性,綠色輪胎還應具備對全生命周期進行追溯的信息追溯方式,包括但不僅限于輪胎用射頻識別(RFID)電子標簽。
綠色輪胎評價指標要求主要從資源屬性、能源屬性、環境屬性和品質屬性4個方面進行了規定,其中資源屬性主要規定了輪胎中橡膠消耗量以及包裝材質等要求;能源屬性主要從單位產品綜合能耗方面進行規定;環境屬性主要從輪胎中PAHs、鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯(PBB)和多溴二苯醚(PBDE)、短鏈氯化石蠟(SCCP)等限用物質方面進行了要求;品質屬性主要從輪胎滾動阻力、濕路面抓著性能、滾動噪聲等方面進行了規定。
2.2.1 資源屬性
輪胎作為橡膠消耗的主要產品之一,其橡膠消耗量正逐年增加。為降低輪胎在生產過程中橡膠的消耗量,同時引導輪胎向輕量化方向發展,綠色輪胎對每生產1 t輪胎所消耗的天然橡膠、合成橡膠和再生橡膠(三膠)總量進行了規定,其中轎車輪胎和輕型、微型載重汽車輪胎不應大于0.45 t;載重汽車輪胎不應大于0.53 t。每生產1 t輪胎所消耗的三膠的總量按下式計算:

式中,V為每生產1 t輪胎的三膠消耗量,t·t-1;Vs為在一定計量時間(一般為1年)內輪胎生產的三膠消耗總量,t;Mc為在一定計量時間(一般為1年)內輪胎的產量,t。
隨著人們環保意識的增強,產品過度包裝及有毒、有害包裝等問題已受到國際社會廣泛關注,綠色輪胎國家標準在制定過程中,將包裝材料作為評價要求之一。標準中規定綠色輪胎應實行包裝減量化和無害化,盡量減少或不使用包裝,若使用包裝材料,則包裝材質不得含有聚氯乙烯(PVC)或其他含鹵素塑料,以減少對環境的污染。
2.2.2 能源屬性
輪胎行業作為傳統制造業的重要組成部分,在生產過程中能耗較高。我國已提出2030年實現“碳達峰”、2060年實現“碳中和”的戰略目標,輪胎行業應該為這一目標貢獻力量。綠色輪胎國家標準中能源屬性要求即對輪胎單位產品能耗進行了規定。
目前輪胎行業針對輪胎單位產品能耗要求分為限定值、準入值及先進值3個指標。綠色輪胎國家標準在制定過程中,對于單位產品能耗采用了指標最高的先進值,其中轎車輪胎和輕型、微型載重汽車輪胎1 t產品能耗不應大于380 kg標準煤;載重汽車輪胎1 t產品能耗不應大于285 kg標準煤。輪胎單位產品能耗計算式如下:

式中,e為單位產品能耗,tce·t-1;E為輪胎綜合能耗,tce;Q為輪胎產量,t。
2.2.3 環境屬性
隨著全球環境問題日益嚴峻,許多國家和地區相繼出臺了與環保相關的標準和法規。2003年,歐盟委員會頒布了REACH法規,對輪胎中有毒、有害物質的限量要求進行了規定,我國國家標準GB/T 38529—2020《輪胎中限用物質的限量要求》也已于2021年2月1日起開始實施。
在綠色輪胎國家標準制定過程中,環境屬性參照已發布并實施的《輪胎中限用物質的限量要求》,對輪胎胎面、胎側、胎圈(除鋼絲以外部分)、三角膠、內襯層、內胎、墊帶、胎圈鋼絲等各部位的PAHs、重金屬(鉛、汞、鎘、六價鉻)、SCCP、PBB和PBDE等限用物質提出了要求,具體評價指標基準值和判定依據如表1所示[4]。

表1 綠色輪胎中限用物質的限量要求 %
2.2.4 品質屬性
輪胎的滾動阻力、濕路面抓著性能和噪聲是世界輪胎行業廣泛關注的3個重要性能,能夠充分體現輪胎性能優劣,也是輪胎標簽的主要內容。綠色輪胎國家標準中品質屬性指標主要從這3個方面進行了規定。
為確保品質屬性指標更加科學合理,綠色輪胎國家標準在制定過程中采取了輪胎行業調研和試驗驗證相結合的方式。2019年10月,全國輪胎輪輞標準化技術委員會向國內輪胎企業發送了輪胎滾動阻力、濕路面抓著性能和噪聲等級調查表,并對企業回執的調查表進行了匯總。同時組織起草工作組及相關企業對輪胎濕路面抓著性能及噪聲開展了驗證試驗,參與濕滑試驗的轎車輪胎涉及14個品牌的62組輪胎,共計248條;輕型載重汽車輪胎涉及5個品牌的9組輪胎,共計36條;載重汽車輪胎涉及11個品牌的38組輪胎,共計134條。參與噪聲試驗的轎車輪胎有48組,共計192條;輕型載重汽車輪胎有10組,共計40條;載重汽車輪胎有26組,共計52條。
結合輪胎行業調查匯總情況及標準驗證試驗結果,并按照通則中對綠色產品單項指標占比的要求,綠色輪胎的滾動阻力和濕路面抓著性能指標采用了已發布的輪胎滾動阻力、濕路面抓著指數限值和等級國家標準中的2級及以上,噪聲指標采用了已發布的輪胎慣性滑行通過噪聲限值和等級國家標準中的限值指標,該3項性能測試方法均采用已發布的國家標準,其中濕路面抓著性能測試使用的標準輪胎為國產標準測試輪胎。此外,由于綠色輪胎應為同類產品中占比較小的高性能輪胎,因此在確定品質屬性指標時,并未將雪地輪胎、缺氣保用輪胎等特性輪胎的指標降低。轎車輪胎的綠色產品品質屬性指標及判定依據如表2所示。

表2 轎車輪胎綠色產品的品質屬性指標及判定依據
載重汽車輪胎的綠色產品品質屬性指標及判定依據如下:單胎負荷指數≤121且速度級別為N及其以上的微型、輕型載重汽車輪胎的滾動阻力系數≤6.7 N·kN-1,單胎負荷指數≤121且速度級別為M及其以下或單胎負荷指數>121的微型/輕型載重汽車輪胎或載重汽車輪胎的滾動阻力系數≤5.0 N·kN-1,根據GB/T 29040進行檢測并提供檢測報告;單胎負荷指數≤121且速度級別為N及其以上的微型、輕型載重汽車輪胎的濕路面相對抓著指數≥1.25,單胎負荷指數≤121且速度級別為M及其以下或單胎負荷指數>121的微型/輕型載重汽車輪胎或載重汽車輪胎的濕路面相對抓著指數≥1.10,根據GB/T 35163檢測并提供檢測報告;單胎負荷指數≤121且速度級別為N及其以上的微型、輕型載重汽車輪胎中的牽引型輪胎的慣性滑行通過噪聲聲壓級≤73 dB(A),其他輪胎的慣性滑行通過噪聲聲壓級≤72 dB(A),根據GB/T 22036檢測并提供檢測報告;單胎負荷指數≤121且速度級別為M及其以下或單胎負荷指數>121的微型/輕型載重汽車輪胎或載重汽車輪胎中的牽引型輪胎的慣性滑行通過噪聲聲壓級≤75 dB(A),其他輪胎的慣性滑行通過噪聲聲壓級≤73 dB(A),根據GB/T 22036檢測并提供檢測報告。
對于轎車輪胎和載重汽車輪胎,需同時滿足生產企業基本要求、產品基本要求、資源屬性指標要求、能源屬性指標要求、環境屬性指標要求和品質屬性指標要求,才能夠被判定為綠色輪胎產品。
國務院辦公廳2016年印發了《國務院辦公廳關于建立統一的綠色產品標準、認證、標識體系的意見》,要求綠色產品要做到標準統一、認證統一和標識統一。2019年國家市場監督管理總局制定了《綠色產品標識使用管理辦法》,規定通過認證的綠色產品可以在產品的本體、銘牌、包裝、隨附文件、操作系統、電子銷售平臺等位置使用或展示綠色產品標識(見圖1)。

圖1 綠色產品標識
2021年12月,國家市場監督管理總局發布了“市場監管總局關于發布綠色產品評價標準清單及認證目錄(第三批)的公告”,將GB/T 40718—2021《綠色產品評價 輪胎》納入到綠色產品評價標準清單及認證目錄中。綠色輪胎國家標準的制定為綠色輪胎產品認證提供了依據和支撐,解決了我國綠色輪胎無標準可依的問題,將加快綠色產品標識的推廣和應用,同時還將有助于輪胎生產制造企業以及消費者對綠色輪胎的生產和購買,對推進供給側發展具有重大示范作用,具有重要的社會效益和經濟效益。
綠色輪胎國家標準的發布和實施,能夠進一步推動我國輪胎行業規范、有序、健康發展;減少輪胎中有毒、有害物質的使用,降低輪胎在生產和使用過程中對人體的危害;通過對輪胎生產過程、產品性能及全生命周期的相關要求,促進輪胎在生產和使用過程中節能減排、減少環境污染,為我國如期實現“雙碳”目標提供“輪胎方案”,貢獻“輪胎智慧”。綠色輪胎國家標準將加快我國輪胎行業向綠色發展轉型,淘汰落后產能,提高產業集中度,促進市場良性競爭和產品結構調整及行業轉型升級,進一步提升中國制造在世界范圍內的競爭力。