Производство пластиковых окон

Производство пластиковых окон

Прошедшее десятилетие практически открыло бывшим советским людям понятие домашнего комфорта. В наших домах появились великолепная аудио и видеотехника, удобная и разнообразная мебель. И наконец-то нормальные окна, теплые и без сквозняков. Современные окна со стеклопакетами и качественным уплотнением создают хорошую тепло и звукоизоляцию, придают квартире элегантность, много лет не требуют ремонта. Но что выбрать – дерево, пластик или алюминий? Алюминиевые окна очень прочны, но холодны и сравнительно дороги. Оставим их для промышленных и торговых предприятий. Правда, ими можно остеклить лоджию, тут их прочность и стойкость будут уместнее всего. Так дерево или пластик?! Вопрос вкуса и приоритетов.

Десять лет назад выбора не было вообще. Затем появились пластиковые окна и чрезмерно дорогие – импортные деревянные. Наконец, производство деревянных окон хорошего качества по приемлемой цене освоила наша промышленность. Сейчас рынок пластиковых и деревянных окон пришел в равновесие, при котором пластиковые занимают нишу продукции массового спроса, деревянные – дорогой и эксклюзивной. Конечно, дерево – классический, красивый и экологически чистый материал, но для большинства потребителей преимущества пластиковых окон перевешивают: они стильные, универсальные, почти не требуют ухода, весьма прочны, хорошо сберегают тепло, переносят влажность, стойки к коррозии и атмосферным воздействиям, безусловно дешевле высококачественных деревянных окон. К тому же их изготовление занимает гораздо меньше времени. Таким образом, в ряде случаев хороший пластик предпочтительнее естественного материала.
Что такое ПВХ?
Когда мы говорим о пластиковых окнах, как правило, речь идет о тех, что изготовлены из сложного поливинилхлоридного профиля с армированием оцинкованной вставкой. Поливинилхлорид (ПВХ) – вид термопластов, т. е. пластмасс, сохраняющих после формования изделия способность к размягчению и повторной переработке. Чистый ПВХ на 43% состоит из этилена (продукта нефтехимии) и на 57% из связанного хлора, полученного из поваренной соли. Множество изделий изготавливают сейчас из ПВХ: от зубной щетки и плаща до поручней, стеновых панелей и сайдинга. Уже это показывает, насколько стойким, универсальным и безопасным может быть этот материал. В значительной степени его свойства определяются используемыми добавками.

В производстве оконного профиля к порошку ПВХ добавляют стабилизаторы, модификаторы, пигменты и другие добавки для повышения светостойкости, устойчивости к атмосферным воздействиям, качества поверхности, свариваемости и т. д. То, насколько безопасны бытовые пластики, всегда вызывало беспокойство потребителей.

Однако сейчас в Германии – немцы, основные изготовители и потребители окон ПВХ, очень заботятся об экологии своего жилья – выработана надежная технология изготовления пластиковых профилей. Гипотетическая опасность ПВХ ничтожна по сравнению, скажем, с той, что исходит от выхлопных газов на улицах нашего города. Для полной уверенности потребителя пассивный, связанный свинец (стабилизатор) изготовители заменяют соединением кальция и цинка. Иная, потенциально вредная составляющая ПВХ – винилхлоридные мономеры.

Однако их доля в составе менее одной миллионной, и при любой обработке профилей они неощутимы. Так, ПВХ практически безвреден для человека, что подтверждают многочисленные гигиенические сертификаты, полученные в России производителями профилей. ПВХ – хороший конструкционный материал.

Он не поддерживает горение, трудно воспламеняется, устойчив к воздействию щелочей, кислот, извести, не коробится на солнце, не боится мороза, влаги, кислотных дождей. Пластиковые окна хорошо зарекомендовали себя в производственных, общественных и жилых зданиях, никаких гигиенических ограничений для них нет. Естественно, это относится только к продукции надежных, известных поставщиков.
Конструкция профилей
Качество и долговечность окна зависят в основном от его «скелета» – ПВХ-профиля. Сегодня разработаны десятки систем профилей для рам, каждая предусматривает множество совместимых между собой вариантов разного назначения. Однако самые разные конструкции имеют много общего. Пластиковая рама и коробка окна, которые внешне выглядят монолитом, на самом деле скрывают сложную и тщательно продуманную структуру. Прежде всего – это несколько (от 3 до 6) внутренних камер. Своей формой, числом и размерами они в наибольшей степени определяют свойства и особенности профиля. Увеличение числа камер повышает теплоизоляционные показатели конструкции, одновременно повышая ее стоимость. Наиболее распространены трехкамерные профили, с толщиной наружной стенки около 3 мм. Дополнительно жесткость профиля повышают внутренние выступы и ребра. По форме с точки зрения прочности лучшими считаются Х образные внутренние перегородки, разделяющие объем на жесткие треугольные полости.

На сегодняшний день металлопластиковые окна занимают самое большое место на петербургском рынке оконных систем. По данным опроса, проведенного независимым центром маркетинговых исследований, только пятая часть потенциальных покупателей собирается остановить свой выбор на деревянных окнах, остальные предпочитают ПВХ-профили.

Металлопластиковые окна популярны благодаря своим высоким шумо- и теплоизоляционным свойствам, кроме того, они эстетичны, удобны, просты в эксплуатации и уходе, недороги, долговечны. Выяснилось, что в представлении многих людей окно – не только ограждающая конструкция (6,7% опрошенных), но и часть ин терьера (12,3%); у кого-то новое окно вызывает ощущение комфорта, тепла и тишины (15,5%); 1,6% опрошенных считают, что окно служит источником радости и хорошего настроения. Поэтому покупка окна для многих – это не стремление выделиться, а желание улучшить свою жизнь и получить положительные эмоции!

Одна камера, основная, служит для установки усилительного армирующего профиля, другие повышают жесткость конструкции, создают теплоизолированные объемы, являются каналами для отвода воды (дренажа), своими стенками обеспечивают качественное крепление фурнитуры. Отвод воды необходим, поскольку даже при хорошем современном уплотнении отдельные капли могут при сильном ветре и дожде проникать между внешней поверхностью стеклопакета и уплотнителем.

Внутри профиля воды быть не должно, она вредна для арматуры, герметиков в стекло пакете, при замерзании будет разрушать профиль. В конце концов, вода камень точит. Поэтому дно фальцев – углублений рамы и створки – выполняют с наклоном к наружному краю и снабжают выемкой, куда может стекать вода. Далее она через дренажные отверстия выводится во внешние дренажные (вентиляционные) предкамеры и затем – наружу.

Жесткость и надежность крепления фурнитуры (петель, рукояток и крепежа) определяется положением и толщиной стенок соответствующих «дюбельных» камер. Винты крепления должны проходить, как минимум, через две стенки ПВХ общей толщиной свыше 5 мм или через стенку ПВХ и усилительный вкладыш.

ПВХ – не слишком твердый пластик и по сравнению с другими конструкционными материалами легко деформируется под нагрузкой или при изменении температуры. Чтобы этому воспрепятствовать, повысить прочность и жесткость конструкции, внутрь профиля в самой крупной из камер размещают армирующий усилительный вкладыш. Он изготовлен из оцинкованного стального листа, согнутого «коробочкой» П-образной формы или замкнутого прямоугольного сечения. Сечение усилительного вкладыша и толщину стенок рассчитывают исходя из требований прочности и жесткости.

При этом на характеристики вкладыша влияют размеры заказанного окна и ветровая нагрузка, которая на первом и последнем этаже зданий весьма существенно различается. Обязателен армирующий элемент в цветных профилях.

Белый пластик прочнее, поэтому его армируют, если конструктивная длина соответствующей детали рамы, створки или импоста превышает 700–800 мм. Многие изготовители используют унифицированные усилительные вкладыши, имеющие стандартные сечения и одинаково подходящие для рам, створок и импостов. Это сокращает складскую номенклатуру, возможны определенные сложности при установке фурнитуры.

Снаружи профиль имеет пазы для установки штапика, фурнитуры (обычно стандартный «европаз») и дополнительных элементов. Профиль штапика может быть самым разным, это не влияет на качество уплотнения и определяется исключительно дизайном. Сейчас широкое применение нашли штапики закругленной формы (Softline – мягких линий). Они крепятся путем вдвигания в паз, что позволяет легко заменять остекление. Сам штапик также снабжен пазом – для размещения уплотнителя стекла (стеклопакета). Иногда используют штапики, изготовленные как единое целое с уплотнителем.

Современные уплотнители изготавливают из синтетического каучука, не теряющего эластичности в российских условиях, как минимум, в течение 15 лет. Однако даже с лучшим уплотнителем в России могут возникнуть проблемы из-за совместного воздействия мороза, смога и пыли.

Зимой в городе на уплотнение налипает грязь, она смерзается, образуются зазоры. Необходимо периодически регулировать фурнитуру, использовать профиль с тремя контурами уплотнения или такой профиль, который своим выступом защищает уплотнение. Использование профилей с тройным уплотнением имеет дополнительное преимущество в улучшении звукоизоляции и надежности конструкции.

Большую роль играет относительное положение профилей и их уплотнителей. Оно существенно влияет на герметичность, звуко- и теплоизоляционные характеристики, долговечность и стабильность работы конструкции. Возможны два решения – наружные поверхности рамы и створки могут лежать в одной плоскости или быть смещенными частично или полностью. При расположении рамы и створки вровень в профиле створки появляются предкамеры, что дает возможность устанавливать остекление большей толщины, с лучшими характеристиками.

Наконец, важнейшей характеристикой системы профилей является их монтажная глубина (ширина рамы, стыкуемая со стеной), которая обычно составляет от 58 до 127 мм. Наименьшие размеры имеет профиль, предназначенный для мягкого европейского климата. В холодную зиму подобные окна могут промерзать. Поэтому на нашем рынке легкий профиль постепенно вытесняется широким и основательным, более дорогим, но приспособленным для российских условий.
Oкраска профилей
Наибольшим спросом пользуются белые окна, что и понятно, – они самые дешевые, легко вписываются в интерьер. Однако для требовательного заказчика, для реализации архитектурного замысла, для воссоздания исторического фасада существуют другие варианты. Изготовители выпускают профили в широком спектре, от однотонных красного, зеленого, синего, голубого и других цветов до различных декоров под дерево.

Обычной является двух сторонняя окраска (например, внутренняя сторона – белая, а внешняя – с фактурой дуба или наоборот). Среди нестандартных расцветок предлагаются профили с шероховатой или структурированной поверхностью. Следует отметить, что цветные профили в среднем на 10–15% дороже, чем белые.

Существует несколько способов окраски профилей из ПВХ:
Однородное окрашивание (окрашивание в массе). Требует обязательного покрытия акриловыми пленками из-за неустойчивости красителей к воздействию окружающей среды. Пластик темных тонов нагревается сильнее, деформируется и требует использования усилительных вкладышей.

Коэкструзионный способ – нанесение акрилового покрытия в момент экструзии (выдавливания профиля). Это самый надежный и долговечный способ окраски. Слой цветного акрила имеет толщину всего 0,5 мм, но он устойчив к царапанью, легко переносит атмосферные воздействия, имеет большую твердость и образует единое целое с основой. Если все же возникнут царапины, их можно легко устранить шлифованием. Такой поверхности не грозят локальный нагрев, интенсивное солнечное излучение, отслоение или растрескивание. Соответственно, исчезает проблема значительных тепловых деформаций конструкции.

Ламинирование акриловой пленкой (с одной или двух сторон). Ламинат чаще всего используется для имитации натуральной древесины: дуба, красного дерева, хотя бывают и другие расцветки пленок. Пленка атмосферостойкая, выдерживает ультрафиолет и надолго сохраняет яркость. При нанесении пленки профиль нагревают до нужной температуры и покрывают слоем клея, затем для прочного соединения вдавливают пленку с помощью роликов.

Лакирование или отделка особо прочным акриловым лаком (печная сушка). При этом поверхность профиля становится матовой, бархатистой на вид.
Напыление двухкомпонентных акриловых лаков.

Стеклопластик как вариант
Стеклопластик – композиционный материал, состоящий из тончайших стеклянных нитей и синтетической смолы. Прочность и стойкость стеклопластика общеизвестна, уже несколько десятилетий из него делают строительные козырьки, детали механизмов, с его помощью склеивают корпуса судов, самолетов и машин. В сравнении с другими оконными материалами стеклопластик уникален: его прочность в 9 раз выше, чем у ПВХ и в 2–4 раза – чем у алюминия, физические свойства неизменны при температурах от –50 до +175 градусов; он не подвержен коррозии, старению, гниению, устойчив к агрессивным средам. Образно говоря, это материал теплый, как дерево, твердый, как камень, прочный и долговечный, как металл, легкий, как пластик. Однако очень долго не удавалось найти подходящую технологию. Известные методы формовки стеклопластика – прессовка и намотка – были совершенно непригодны для создания сложных объемных профилей.