Światowy rynek produkcji okien od kilku lat zmierza w kierunku poważnych zmian. Producenci okien w Ameryce Północnej i Europie Zachodniej wobec ciągle wzrastającego popytu muszą się zmierzyć nie tylko z problemami dotyczącymi ciągłości dostaw surowców. Równie ważne stają się wzrastające wymagania dotyczące jakości produktów i ich ciągłego rozwoju technicznego z jednej strony, a presji cenowej i wydajności produkcji z drugiej.



Nowe trendy
   Producenci okien w Europie Centralnej i Wschodniej oraz Azji (Chiny, Indie, itp.) muszą sprostać nawet jeszcze większym oczekiwaniom poprzez dostarczenie odpowiedniej jakości produktów na akceptowalnym poziomie cenowym, przy równoczesnym szybkim wdrażaniu najnowocześniejszych technologii.



   Nowe trendy związane z technologią produkcji okien obracają się wokół zagadnień dotyczących oszczędności energii, dostępności jej odnawialnych źródeł i ekologii.


   Wymagania co do termiki konstrukcji spowodowały rozwój wysokiej jakości szkieł miękkopowłokowych, niskoemisyjnych szyb zespolonych oraz stosowanie paneli słonecznych.


   Polepszenie parametrów okien dotyczy również obniżenia kosztów ich eksploatacji, lepszej wentylacji pomieszczeń, redukcji hałasu, podniesienia poziomu komfortu i bezpieczeństwa poprzez stosowanie konstrukcji anywłamaniowych i powiększenia powierzchni przeziernej okien.


Rys. 1. Konstrukcja tradycyjnego okna z PCV

1 – szyba zespolona, 2 – uszczelka przyszybowa, 3 – wzmocnienie stalowe, 4 – profil skrzydła, 5 – podkładka podszybowa, 6 - profil ramy

 


   Lepsze okna muszą jednak pozostawać osiągalne dla zwykłego klienta. Dodatkowe koszty nie mogą w całości zostać przeniesione na odbiorcę, a co za tym idzie sam proces produkcji musi być konkurencyjny poprzez podniesienie jego efektywności, stosowanie zunifikowanych systemów akcesoriów, okuć, komponentów i technologii szklenia i obsadzania szyb (uszczelki, uszczelniacze, kleje).



Ostatnie osiągnięcia w zakresie technologii uszczelniania i szklenia
   Uszczelniacze i kleje odgrywały zawsze istotną rolę w procesie montażu, izolacji i zabezpieczenia przed warunkami atmosferycznymi okien i drzwi. W przeciwieństwie do technologii szklenia za pomocą ekstrudowanych uszczelek i profili, szklenie „na mokro” daje możliwość uzyskania lepszego wiązania (również chemicznego) pomiędzy stosowanymi substratami.



   Niestety właściwości fizyczne szczeliw i sposób ich aplikacji nie w pełni satysfakcjonowały środowisko producentów, umożliwiając zwiększenie się udziału uszczelek i różnego rodzaju taśm szklarskich w procesie produkcyjnym okna.



   Ostatnio jednak zostały opracowane nowe technologie i produkty, które otwierają nowe możliwości w przemyśle okniarskim w sensie innowacyjności wyglądu, zwiększenia efektywności procesu produkcyjnego, redukcji kosztów wytwarzania i polepszenia parametrów konstrukcji.



   Produkty nowej generacji, takie jak reaktywny hot-melt silikon, jedno- i dwuskładnikowe masy uszczelniające, wzbudzają z tego względu coraz większe zainteresowanie. W zależności od potrzeb i oczekiwań konkretnego producenta można dobrać produkty, które umożliwiają osiągnięcie natychmiastowej przyczepności i przyspieszyć proces produkcji lub opracowanie nowoczesnego wyglądu okien.

Rys. 2. Wklejenie szyby zespolonej na poz. 1 do konstrukcji okna
1 – szyba zespolona, 2 – uszczelka przyszybowa, 3 – wzmocnienie stalowe (może być wyeliminowane), 4 – profil skrzydła, 5 – podkładka podszybowa, 6 – profil ramy, 7 – szczeliwo silikonowe



Technologia wklejania szyb w konstrukcje okienne
   Ewolucja tej technologii, która czerpie swe korzenie z przemysłu samochodowego, gdzie od wielu lat szyby są wklejane w karoserię, może przynieść w zależności od konkretnego systemu wiele korzyści:



Korzyści dla producenta:
- wzrost produktywności w procesie szklenia okien poprzez redukcję kosztów pracy ludzkiej i skrócenie procesu produkcyjnego;
- redukcja kosztów materiałowych poprzez zmniejszenie wielkości stosowanych profili, wyeliminowanie stosowania wzmocnień stalowych w profilach z PCV;
- projektowanie nowoczesnych okien o większej powierzchni przeziernej i możliwości zdobywania nowych rynków i nowych klientów poszukujących nowatorskich rozwiązań;
- niższe koszty obsługi posprzedażnej związane ze znakomitymi parametrami uszczelniającymi i starzeniowymi szczeliw silikonowych i odpornością na działanie promieniowania UV;
- brak przecieków i przemieszczania się elementów podczas instalacji okna.



Korzyści dla użytkownika:
- funkcjonalność okna;
- niższe koszty eksploatacji okien w przypadku szyb wklejanych do ram drewnianych (brak przecieków);
- lepsza estetyka i większa powierzchnia przezierna okien wynikająca z redukcji wielkości zastosowanych profili;
- polepszone parametry redukcji hałasu i odporność na infiltrację wody i wiatru;
- zastosowanie innowacyjnych technologii np. szklenia strukturalnego;
- podniesienie parametrów bezpieczeństwa – konstrukcje antywłamaniowe.



Korzyści dla innych dostawców w przemyśle okniarskim:
- producenci profili PVC i aluminium mogą zaoferować innowacyjne systemy okienne i zredukować koszty ich wytworzenia (materiałowe), a równocześnie utrzymać lub zwiększyć rentowność swojej sprzedaży;
- dostawcy i przetwórcy szkła niekiedy muszą dostosować swój proces produkcji do oczekiwań nowych systemów, co może się wiązać z pewnymi inwestycjami ale równocześnie mają unikalną możliwość stworzenia dodatkowej wartości dodanej poprzez zaoferowanie bardziej przetworzonych produktów: szyb zespolonych ze schodkiem (stepem), szkła bezpiecznego, etc.;
 - deweloperzy i inwestorzy uzyskują dostęp do najbardziej zaawansowanych technologii (szklenie strukturalne, konstrukcje wklejane) okiennych na zbliżonym i konkurencyjnym poziomie cenowym.



Stosowanie klejów silikonowych do „klejenia” okien
  Szczeliwa silikonowe są szeroko stosowane w przemyśle budowlanym ze względu na swoje znakomite parametry do uszczelnień pogodoodpornych, szklenia strukturalnego. Wynika to bezpośrednio z natury polimeru silikonowego, który wykazuje świetne parametry przyczepnościowe do większości materiałów i odporność na warunki pogodowe i działanie promieniowania UV.


   W szczególności w klejeniu konstrukcji okiennych i przyklejaniu szyb silikony posiadają następujące zalety, które odróżniają je od alternatywnych technologii opartych na polimerach organicznych, w tym poliuretanów:
- na większości powierzchni takich jak szkło, U-PVC, drewno i aluminium nie ma konieczności stosowania primerów – środków podkładowych aktywujących powierzchnię;
- przyjazne dla środowiska – niski poziom substancji lotnych (VOC), nie zawierają izocyjanianów, bezkwasowe, neutralne dla środowiska produkty uboczne;
- znakomita odporność na działanie bezpośrednie i pośrednie promieniowania UV;
- kombinacja wysokiego modułu sprężystości i dużej możliwości kompensowania przemieszczeń powoduje, że mogą być stosowane w szkleniu strukturalnym i równocześnie kompensować duże przemieszczenia termiczne różnych materiałów;
- długowieczność - redukcja kosztów eksploatacji szczeliwa;
- redukcja naprężeń pomiędzy szkłem i innymi materiałami;
-  łatwość aplikacji przy zastosowaniu zautomatyzowanego procesu, stabilność gęstości produktów typu hot-melt, silikonów jedno i dwuskładnikowych;
- stała gęstość masy niezależna od temperatury i wilgotności pomieszczenia.



Przykłady stosowania technologii wklejania okien
   Pionierem technologii wklejania szyb do konstrukcji okiennych za pomocą szczeliw silikonowych jest firma Dow Corning, która to już na początku lat 90. ub. w. podjęła pierwsze próby wdrożenia tej innowacyjnej technologii w Stanach Zjednoczonych. Pierwsze próby w Europie zostały przeprowadzone na początku XXI wieku w Niemczech, Austrii, Francji, Wielkiej Brytanii i krajach Beneluxu. Są już pierwsze przykłady produkcji tego typu okien w Polsce, Czechach, Słowacji, Węgrzech, Słowenii i Rumunii.


   Obecnie wspólne prace rozwojowe są prowadzone przez Dow Corning i większość dostawców profili PVC w tym grupę Profine, Veka, Aluplast, Deceunick, Rehau i dostawców maszyn. Poniżej wymieniono niektóre przykłady stosowania opisanej technologii.


   Wklejenie szyby zespolonej do ramy okiennej może być w zależności od systemu okiennego przeprowadzone na pozycji 1, 2, 4 lub na krawędzi szyby zespolonowej.
   Obok przedstawiono przykład wklejenia na pozycji 1.

 


Rys. 3. Wklejenie szyby zespolonej na poz. 2 do konstrukcji okna w systemie GlassWin
1 – profil skrzydła, 2 – szczeliwo silikonowe, 3 – uszczelka przyszybowa, 4 – szyba zespolona, 5 – krawędz szyby ze schodkiem – step, 6 – wzmocnienie stalowe profil ramy


 


Tradycyjne okno i większa powierzchnia przezierna systemu GlassWin



GlassWin
   Jednym z pierwszych przykładów stosowania technologii wklejania szyb do konstrukcji okiennych jest system GlassWin®. Ta innowacja jest przykładem wspólnego przedsięwzięcia firmy Dow Corning i grupy Profine. Koncepcja systemu GlassWin polega na przeniesieniu w prosty sposób technologii szklenia strukturalnego na grunt produkcji okien z PVC. W tym przypadku zdecydowano się na zastosowanie produktu o ugruntowanej pozycji w szkleniu strukturalnym (Dow Corning® 993) do przyklejenia szyby zespolonej z tzw. schodkiem (stepem) do specjalnie zaprojektowanego profilu skrzydła okiennego.

 



Rys. 4. Wklejenie szyby zespolonej na krawędzi do konstrukcji okna
1 – szyba zespolona, 2 – uszczelka przyszybowa, 3 – wzmocnienie stalowe (może być wyeliminowane), 4 – profil skrzydła, 5 – podkładka podszybowa, 6 – profil ramy, 7 – szczeliwo silikonowe
 

  Tak zainstalowana szyba zespolona przestaje pełnić tylko funkcję wypełnienia przestrzeni okiennej ale zaczyna być elementem usztywniającym i stabilizującym całą konstrukcję.
   Proces produkcyjny może być zautomatyzowany, tak jak ma to miejsce w przemyśle samochodowym.


W takim systemie można wykonać standardowe konstrukcje okienno drzwiowe z PVC o wymiarach: maksymalnie 1,5x1,5 m w przypadku okna i 1,0x2,35 m w przypadku drzwi balkonowych.
   Typowa szerokość ramy wynosi 58 mm, przy zapewnieniu współczynnika przenikania ciepła U=1,1 W/m2 K. Do produkcji okien GlassWin są stosowane standardowe akcesoria okienne.
   Główną zaletą systemu jest redukcja ilości stosowanego surowca poprzez wyeliminowanie stalowego wzmocnienia i poprawa parametrów termicznych okna.



Rys. 5. Wklejenie szyby zespolonej na poz. 4 do konstrukcji okna
1 – taśma do szklenia, 2 – szczeliwo silikonowe, 3 – profil skrzydła, 4 – szyba zespolona, 5 – uszczelnienie szyby zespolonej, 6 – profil ramy
 


   W takim rozwiązaniu systemowym stosuje się więcej szkła kosztem zredukowanych wymiarów profili.
Zespolenie silikonem daje dodatkową ochronę przed włamaniem i innymi mechanicznymi uszkodzeniami.
Rozwiązanie jest bardzo innowacyjne i estetyczne co może stanowić istotny argument dla inwestora.



Reaktywny hot-melt silikon
   Ostatnio na rynek europejski został wdrożony nowy produkt opatentowany przez Dow Corning – reaktywny hot-melt silikon pod nazwą InstantGlaze Window Assembly Sealant. Produkt z powodzeniem może być stosowany w zautomatyzowanym procesie produkcji okien za pomocą standardowej pompy do nakładania hot-meltu, przy zastosowaniu automatycznego stołu typu XY lub przy zastosowaniu robota. Produkt stanowi doskonałe rozwiązanie dla firm chcących zwiększyć wydajność swojej produkcji.




Dow Corning InstantGlaze



   Ten produkt, w przeciwieństwie do tradycyjnych spoiw silikonowych, jest reaktywnym hot-meltem, czyli produktem nakładanym „na gorąco” i dającym natychmiastowe silne połączenie pomiędzy łączonymi powierzchniami. Dzięki takiemu zachowaniu okno może być poddane kolejnym operacjom, zapakowane i przygotowane do wysyłki w kilka sekund po naniesieniu szczeliwa i dociśnięciu szyby zespolonej. Wszystkie następne operacje odbywają się bez ryzyka utraty integralności całego elementu.


   Długa trwałość produktu, czas obrabialności i parametry wulkanizacji produktu umożliwiają dużą elastyczność produkcyjną i eliminują straty materiałowe w porównaniu do tradycyjnej technologii szklenia okien.


   Technologia zastosowania InstantGlaze Window Assembly Sealant jest całkowicie bezpieczna dla środowiska. Produkt po naniesieniu i całkowitej wulkanizacji wykazuje wszystkie cechy szczeliwa silikonowego. Jest elastomerem zapewniającym znakomitą ochronę przed UV i warunkami pogodowymi.


   Dow Corning® InstantGlaze silikon jest całkowicie bezbarwny (przeźroczysty) i może być stosowany do dowolnych systemów okiennych (U-PVC, drewno, aluminium), w których szyba zespolona jest wstawiana w tradycyjny profil ramy i pozostaje podparta, ale jego zastosowanie umożliwia wyeliminowanie wzmacniających profili stalowych lub „pocienienie” profili z drewna.




Na zdjęciu pokazano zastosowanie reaktywnego hot-melt silikonu do łączenia pustaków szklanych









Powyżej pokazano zastosowanie InstantGlaze na ramie okiennej za pomocą zautomatyzowanego stołu



   Dostępność nowo opracowanych technologii opartych o „mokre szklenie” za pomocą silikonów – szybkowiążących i dających natychmiastową przyczepność – umożliwia producentom okien i drzwi obcowanie z zaawansowanymi rozwiązaniami inżynieryjnymi i zaawansowanymi technologiami.   


   Możliwe jest wdrażanie nowoczesnych rozwiązań, polepszanie oferowanych produktów i oferowanie najwyższej jakości okien wobec stale wzrastającej presji redukcji kosztów i wzrastających wymagań klientów.


   Zwłaszcza w sytuacji wzrastających kosztów pracy ludzkiej i trudności w pozyskaniu wykwalifikowanego personelu opisane rozwiązania mogą być jedyną drogą zapewniającą sprawne funkcjonowanie i zachowanie pozycji konkurencyjnej na rynku.



Szymon Nadzieja
www.proventuss.com



Referencje:
1. „Windows&Door® Magazine” – 04.2004 – National Glass Association
2. Windays 2003/2005 – Conference proceedings – Berner fachhoschule – CH-2504 Biel
3. Von der Kittfase zum Structural Glazing, Werner Stiel, „Glaswelt“ 3/2000
4. 4 Sealants in Construction, Jerry Klo-sowski, Mercel Dekker Inc. 1989, ISBN 0824776771
5. Durability of Silicone Sealants, A.T.Wolf, Durability of Building Sealants RILEM Publications 1999, ISBN 2-912143-21-8 www.nordon.com
6. Bernd Giesel – Profine www.profine-group.com
7. www.dowcorning.com
8. www.nordon.com

 

  • Logo - alu
  • Logo aw
  • Logo - fenzi
  • Logo - glass serwis
  • Logo - lisec
  • Logo - mc diam
  • Logo - polflam
  • Logo - saint gobain
  • Logo termo
  • Logo - swiss
  • Logo - guardian
  • Logo - forel
  • vitrintec wall solutions logo

Copyright © Świat Szkła - Wszelkie prawa zastrzeżone.