پروفیل UPVC چیست ؟ شیشه های دو جداره و تولید درب و پنجره UPVC

Posted by roueen in اکسترودرها on June 18, 2015 with Comments Off on پروفیل UPVC چیست ؟ شیشه های دو جداره و تولید درب و پنجره UPVC

پروفیل UPVC چیست ؟

مواد اصلی UPVC را نفت خام و نمک طعام تشکیل میدهند . از نفت خام ، اتیلن و از نمک ، کلر بدست می آید و از طریق پلیمر یزاسیون ، کلر، اتیلن ، وینیل کلرید با هم ترکیب و پلی وینیل کلرید یا بصورت خلاصه PVC بدست می آید. که ماده ای پلاستیکی و قابل ارتجاع است.

امروزه PVC در کنار پلی اتیلن- پلی پروپیلن- پلی استیرول به عنوان یک ماده استاندارد در زمینه های مختلف کاربرد فراوانی دارد.

فرایند تولید پروفیل UPVC

این فرایند شامل دو مرحله اصلی می باشد:

1- مرحله میکس و آماده سازی مواد اولیه در دستگاه میکسر

2- مرحله شکل دهی و تولید پروفیل در دستگاه اکسترودر

در مرحله اول PVC و  افزودنی های دیگر ، با درصد مشخص توسط دستگاه میکسر ترکیب سرد و گرم می شود . مواد ترکیب شده بین 12 تا 24 ساعت در دمای محیط می ماند تا الکتریسیته ساکن حاصل از میکس از بین برود و دمای آن با دمای محیط یکسان گردد .

مواد پس از مرحله میکس به صورت اتوماتیک وارد دستگاههای اکسترودر میشود . پس از تنظیم و نصب قالب پروفیل مورد نیاز و هم چنین قسمت های کالیبراتور و تانک های خنک کننده می بایست دمای سیلندر و ددستگاه اکسترودر و قالب به حد معین برسد . این میزان دما بسته به نوع سطح مقطع پروفیل متفاوت است که معمولا برای سیلندر بین 165 تا 185 درجه سانتیگراد و برای قالب بین 198 و 202 درجه سانتی گراد میتواند متغیر باشد . دستگاه اکسترودر شامل دو عدد مارپیچ با چرخش غیر همسو میباشد که مواد را به صورت یکنواخت از قسمت سیلو به طرف قالب هدایت میکند . سیلندر دستگاه شامل چهار قسمت می باشد که هر کدام به ترتیب وظیفه پیشگرم کردن مواد ، پلاستیسیته کردن تبدیل مواد به شکل خمیری خروج گازهای متصاعد شده و در نهایت شکل گیری پروفیلرا به عهده  دارند ، پس از خروج پروفیل از قسمت کالیبره و تانک های خنک کننده اطلاعات مربوط به پروفیل روی آن حک میشود . در نهایت پروفیل وارد قسمت برش شده در ابعاد 6 متری برش داده و بسته بندی می گردد .

معرفی اجزای پنجره

1- قاب و بازشو پنجره از جنس یو.پی.وی.سی

2- زهواره یو.پی.وی.سی

3- لاستیک درزبندی ای.پی.دی.ام

4- پروفیل گالوانیزه

5- شیشه با یراق

6- یراق آلات

نمونه ای از مقاطع پروفیل UPVC

مونتاژ درب و پنجره های UPVC

پروفیلهای مورد نظر با توجه به نوع سفارش درب و پنجره انتخاب شده و پس از انجام محاسبات دقیق و مهندسی و آنالیز ابعاد درب و پنجره ، طبق نقشه برش داده می شوند. سپس تعدادی از این پروفیلها به منظور ایجاد شیار آب به دستگاه مربوطه منتقل می شوند.

همزمان باعملیات برش پروفیل UPVC و ایجاد شیار آب ، پروفیل های گالوانیزه برش داده شده و درون آنها با پیچ محکم می شوند. بمنظور مقاوم سازی و تقویت درب و پنجره های تولیدی ملزم به استفاده از پروفیل گالوانیزه با ضخامت مناسب در داخل خانه اصلیپروفیل UPVC می باشیم. بکارگیری پروفیل گالوانیزه در داخل پروفیل اصلی UPVC و پیچ شدن یراق آلات روی قطعات تقویت شده، ضمن کاهش خطر افتادگی بازشوهای پنجره، مقاومت درب و پنجره های ساخته شده از پروفیل UPVC را افزایش می دهد

در ادامه در صورت نیازبه نصب دستگیره و یراق آلات (برای بخشهای باز شو) سوراخها و شیارهای مورد نیاز توسط دستگاه روی پروفیلتعبیه می شود. سپس پروفیل ها طبق نقشه توسط دستگاه جوش به یکدیگر متصل می شوند و با انتقال به دستگاه بعدی، پلیسه ها و زوائد ناشی از جوش در زوایای مختلف از بین می رود.

در نهایت روی میز کار پس از تمیز کاریهای جزئی و نهایی، یراق آلات روی درب و پنجره نصب میگردد. هر پنجره با توجه به شعاع باز شو و بسته به ابعاد آن یراق آلات مخصوص به خود را دارد که در قسمتهای قاب و لنگه پنجره نصب می گردند.این یراق آلات ازکیفیت بالا برخوردار بوده و از لحاظ مقاومت در مقابل خوردگی بعنوان یکی از مهمترین خواص یراق آلات در رده مورد قبول استانداردهای اروپایی میباشد همچنین استاندارد امنیت در مقابل سرقت نیز در یراق آلات مورد استفاده رعایت شده است

اندازه گیری و نصب پنجره های UPVC

پنجره های UPVC قابلیت نصب روی قاب های فلزی (Sub Frame ) و سازه های سیمانی، آجری و … را دارد، در زمان آماده بودن درگاه پنجره عملیات اندازه گیری بوسیله ابزار مناسب اعم از مترهای لیزری، مترهای نواری و سایر ابزار دقیق با دقت بالا اندازه گیری و جهت تعیین نقشه پنجره ها به واحد طراحی ارائه میگردند

نصب پنجره های UPVC ارتباط مستقیم با دوام و عملکرد این نوع از پنجره ها دارد، عملیات نصب باید به گونه ای انجام شود که اهداف زیر حاصل گردند:

1-   قابلیت تحمل بارهای زنده و مرده
2- جلوگیری از تبادل صوت و حرارت
3- باز و بسته شدن مطمئن
4- تمیز کردن درگاه نصب
5- جایگذاری پنجره و تراز کردن آن
6- انجام سوراخ کاریهای لازم
7- ثابت کردن پنجره در محل نصب با استفاده از پیچهای مناسب
8- نصب شیشه ها و جا انداختن زهواره
9- درزبندی نهایی با استفاده از تزریق فوم و سیلیکون
10- رگلاژ نهایی

استانداردهای تولید وآزمایشات مواد اولیه

برای تولید پروفیل میتوان از مواد اولیه دست نخورده ، مواد بازیافت شده و مواد قابل بازیافت استفاده نمود. کاربرد این مواد با توجه به استاندارد کیفیت RAL-GZ 716/1 تحت شرایط و آزمایشات خاصی قابل قبول میباشد.

کاربرد مجدد مواد با فرمول یکسان توسط همان کارگاهی که قبلاً آنها را تولید کرده در صورتی که به کیفیت پروفیل ها صدمه نزنند و عاری از هر گونه مواد نرم کننده و مواد خارجی باشند تحت شرایط خاصی امکان پذیر میباشد.

مواد بازیافت شده و قابل بازیافت	کاربرد مواد اولیه دست نخورده	استاندارد	نوع آزمایش
≥ 71 °C	≥ 75 °C	DIN EN ISO 306	دمای نرمی ویکات VST/B50
≥ 20 Kg/m²	≥ 20 Kg/m²	DIN EN ISO 179,1eA	مقاومت ضربه ای چارپی
≥ 2000 N/mm²	≥ 2200 N/mm²	DIN EN ISO 178 DIN EN ISO 527-1-3	مدول الاستیسیته مدول خمشی Ef مدول کششی Et
≥ 30 min		DIN 53381-1	زمان پایداریtst

آزمایشات مربوط به پروفیل تولیدی

1- شکل ظاهری و شرایط تولید

حین فرآیند تولید انواع سطح مقطع پروفیل ، تعداد نمونه های مشخصی جهت انجام آزمایشات از تولید اخذ می گردد. این نمونه ها پس از بررسی شکل ظاهری بمدت 12 تا 24 ساعت در آزمایشگاه نگهداری شده و سپس مورد تستهای مختلف طبق استاندارد RAL GZ 716/1 قرار می گیرد.سطوح خارجی پروفیل ها که در معرض دید قرار دارند لازم است دارای رنگ سفید یکنواخت بوده و عاری از هر گونه اجسام خارجی ، حفره ، ترک ، حباب و سایر معایب باشند .

2-مقاومت در برابر ضربه ناشی از سقوط جرم در دماهای پایین:(Impact resistance by falling mass at low temperature)

در این آزمایش ابتدا 10 نمونه cm 30 در دستگاه Freezer قرار داده و تا دمایc º 15به مدت حداقل یکساعت نگهداری می شوند سپس توسط جرم kg 1 از ارتفاع mm 1500 مورد تست ضربه قرار می گیرند .  طبق استاندارد RAL   نباید بیش از 10%  از نمونه ها ( بیش از یک پروفیل ) شکسته شود.

3-رفتار پس از گرم شدن :                    (Behavior after heating)

cm 22 به مدت نیم ساعت در دمای ºc 150 گرم شده سپس در دمای محیط خنک می گردد و پس از انجام آزمایش نمونه باید فاقد هر گونه تغییر شکل ظاهری (اعم از چروک، ترک، …) باشد.

4-تست جرم واحد طول:

نمونه mm 250   با دقت mm 1 اندازه گیری شده و جرم آن با دقت gr 1 سنجیده می شود. جرم واحد محاسبه شده نباید کمتر از 95% مقدار اسمی آن طبق استانداردهای ارائه شده باشد.

5- برگشت حرارت:    (Heat reversion)

سه مقطع پروفیل mm220 انتخاب و با دو خط به فاصله تقریبی mm 200 در دو سمت سطح به صورت عمود بر محور پروفیل نشان گذاری می شوند. این نمونه ها پس از نشانه گذاری در کوره با دمای ºc 100 به مدت یکساعت قرار میگیرد. و پس از خنک شدن در دمای محیط مجدداً نشانه ها اندازه گیری می شود. برای هر نمونه و هر جفت علامت، ضریب برگشت حرارت به درصد محاسبه می شود.

طبق استاندارد RAL جهت پروفیل های فرعی نباید درصد اختلاف برگشت حرارت بیش از 3% و برای پروفیلهای اصلی بیش از 2% باشد. ضمناً برای پروفیل های اصلی اختلاف درصد برگشت حرارت بین دو طرف سطح نیز نباید بیشتر از 4/0 % باشد.

6- تست ابعاد و هندسه پروفیل

ابعاد بیرونی و عملی سطح مقطع پروفیل ها همچنین ضخامت جداره های داخلی و هندسه پروفیل با استفاده از ابزارهای با دقت زیاد،  اندازه گیری و با استانداردهای ارائه شده مقایسه می گردد.

7- تست کجی

به منظور اندازه گیری انحراف محور طولی پروفیل ، دو نمونه mm 1000 به صورت آینه وار روی یکدیگر قرار می گیرند و با وسیله اندازه گیری دقیق فاصله ایجاد شده در تمام محور طولی دو پروفیل اندازه گیری می شود. این انحراف نباید از mm 1 در کل طول یکمتر تجاوز کند.

8- تست جوش:

سطح مقطع های پروفیل پس از مرحله جوش به صورت نمونه در آزمایشگاه تحت تست جوش قرار می گیرند. بر اساس استاندارد RAL هر یک از این سطح مقطع ها باید تحت نیروی مشخصی که محاسبه شده است به مرحله شکست برسند و در صورتیکه زودتر از میزان نیروی تعریف شده پروفیل شکسته شود محموله تولیدی مردود شناخته خواهد شد.

تاریخچه پیدایش شیشه های دو جداره

استفاده از شیشه توسط رومی ها در حدود هزار سال قبل از میلاد مسیح رایج بوده است و استفاده عمومی از آن نیز به حدود 200 سال قبل باز می گردد که از آن زمان شیشه ها با ابعاد مختلف وارد زندگی عموم مردم گردیدند.

در سال 1865 میلادی صاحب یک مغازه شیشه فروشی در شهر نیویورک با ابتکار خویش حق ثبت و امتیاز بهره برداری از شیشه های عایق دوجداره غیر نفوذ در ایالت متحده را بدست آورد. او با مطالعه و آزمایش اثبات کرد که با استفاده از شیشه های دو جداره می توان از خروج گرما و سرمای داخل ساختمان به خارج جلوگیری کرد و هوای داخل محیط را بهتر محافظت نمود. پنجره های دارای دو یا چند جداره استاندارد، از اتصال دو یا چند شیشه که بطور موازی در مقابل یکدیگر برای روی یک چهارچوب پروفیل آلومینیومی قرارگرفته اند تشکیل شده است.

امروزه دیوارهای خشتی و گلی ستنی جای خود را به دیواره های شیشه ای مرتفع براق و درخشان داده اند . این سطوح زیبای رنگی به گونه ای طراحی و اجرا شده اند که بخوبی می توانند در برابر سرما و گرمای محیط خارجی مقاومت کرده و ضمن حفظ زیبایی محیط ، آسایش و اطمینان را برای استفاده کنندگان به ارمغان آورند.

در صنعت معماری نوین ، دیوارهای ساخته شده از جنس شیشه های رنگارنگ رفلکس مورد علاقه و توجه زیاد استفاده کنندگان قرارگرفته است.

فرایند تولید شیشه دو جداره

در ابتدا جامهای شیشه بوسیله دستگاه حمل بر روی رکهای دستگاه حمل اتوماتیک قرار گرفته و به تعدادی که اپراتور مشخص می کند به میز برش اتوماتیک انتقال می یابد . سپس اندازه شیشه های مورد نظر توسط نرم افزار بهینه سازی جهت به حداقل رساندن ضایعات توسط دستگاه طراحی و سپس برش داده می شود. شیشه ها پس از جداسازی به خط تولید شیشه دو جداره منتقل می شود ابتدا شیشه ها با آب سختی گیری شده بطور کامل شسته شده و پس از کنترل کیفی به مرحله بعدی منتقل می گردد.

به موازات مراحل مذکور فریم های ما بین دو جدار (Spacer) توسط دستگاه خم کن  (Bending)بر اساس اندازه شیشه خم و برش داده میشود و داخل فریم از مواد رطوبت گیر پر می شود. سپس دو لبه فریم توسط دستگاه بوتیل چسب زده می شود که بمنظور درزگیری و قرار گرفتن اسپیسر مابین دو شیشه و چسبیدن آنها به یکدیگر  می باشد. فریم ها جهت نصب روی شیشه انتقال می یابد  شیشه ها پس از نصب فریم به دستگاه پرس منتقل می شود و همزمان گاز آرگون به صورت اتوماتیک به داخل شیشه دو جداره تزریق می شود سپس توسط روبات محیط شیشه دو جداره با چسب پلی سولفید به منظور درزبندی ثانویه پر می شود.

استاندارد تولید شیشه دو جداره

تولید شیشه دو جداره با توجه به شرایط موجود و نیازهای جامعه طبق استاندارد ملی ایران صورت میگیرد . در تدوین این استاندارد تا حد امکان استانداردهای کشورهای صنعتی پیشرفته و بین المللی لحاظ شده است . از جمله این منابع میتوان به موارد ذیل اشاره نمود :

1- ASTM E546-1988(Reapproved 1999)

2- Standard test method for frost point of sealed insulating glass units ASTM E773-2001

3-Standard test method for accelerated weathering of sealed insulating glass

4- CAN / CGSB 12.8 m.76

5- Insulating glass units

هدف از این استاندارد تعیین روش های آزمون ، شیشه های دو جداره به منظور بررسی و حصول اطمینان از کیفیت آنها می باشد .

جهت انجام آزمایشات نمونه هایی با ابعاد 350×500±5mm در نظر گرفته می شود .

حد اقل تعداد نمونه ها باید 20 عدد از یک محصول باشد .

کلیه نمونه ها باید حداقل به مدت 2 هفته در محیط آزمایشگاهی با دمای °c2±23 به صورت عمودی قرار گرفته باشند
عیت ظاهری آزمونه ها از لحاظ عدم وجود هرگونه خرابی ویا ترک خوردگی بررسی شود .

آزمونهای استاندارد شیشه های دو جداره

1- آزمون تعیین نقطه برفک

2- آزمون پایداری در برابر محیط هایی با رطوبت بالا

3- آزمون چرخه های آب و هوایی تسریع شده

4- آزمون مه گرفتگی

5- آزمون تعیین ضخامت محفظه هوا

6- آزمون تعیین ضخامت قطعه شیشه دوجداره

7- آزمون تعیین ابعاد شیشه دوجداره

افزودنی ها

با افزودن موادی مانند ضربه‌گیرها (Impact Modifiers ) ، کاهش‌دهنده‌های سرعت اشتعال یا متعادل کننده‌های گرما (Heat Stabilizers )، پر کننده‌ها (Fillers )، کمک فرایندها (Processing Aids ) و روان‌کننده‌های داخلی و خارجی (Internal & External Lubricants ) و در صورت نیاز رنگ‌های صنعتی (Pigments ) و اکسیـد تیتانیوم (Tio2 ) به نفت خام و نمک طعام ماده جدیدی بدست می‌آید که هر چند خمیر مایه آن PVC است لیکن خواص فیزیکی متفاوتی داشته و به آن ماده غیر پلاستیک یا UPVC اطلاق می‌شود.

Un plasticized Poly Vinyl Chloride که مختصرا UPVC نامیده می شود ماده‌ای سخت است و در واقع یک نوع پلاستیک حرارت دیده (Thermo plats ) می باشد که در فرایند تولید، از طریق اکسترودر شدن به شکل مقاطع مختلف (Profiles ) در آورده می شود.

طیف وسیعی از محصولات را می توان با UPVC تولید نمود که برای نمونه می توان به پروفیل های قابل مصرف در ساخت درو پنجره، کرکره، کف پوش، سقف کاذب، کابل‌های ایزوله، چرم مصنوعی، ورق PVC ، محافظ قرص، کیسه خون و سرم اشاره کرد.

در ساخت درو پنجره از جنس UPVC از پروفیل های مناسب که دارای غلظت بالای مواد متشکله هستند استفاده می شود تا استحکام کافی را داشته باشند.

UPVC بعلت داشتن امتیازات زیاد و خاص از اواخر دهه 60 وارد بازار شد و جای خود را در بازارهای جهانی پیدا نمود . در حال حاضر UPVC نسبت به سایر مواد پلیمری از امتیازات بالاتری برخوردار بوده ودرصد مصرف بیشتری را به خود اختصاص داده است ( بیش از 60% از سهم بازار).

تاریخچه پیدایش درب و پنجره های UPVC و شیشه دو جداره

ساخت درب و پنجره های UPVC حدوداً درسال 1960 میلادی در اروپا آغاز گردید.با پیشرفت تکنو لوژی و افزایش هزینه تولید درب و پنجره چوبی ‌،آهنی و آلمینیومی استفاده از درب و پنجره های UPVC رونق روز افزون یافته است.سهولت ایجاد تنوع در طرح ورنگ و استقامت فیزیکی و پایداری در برابر شرایط جوی متفاوت وهمچنین قابلیت با ز یافت بودن UPVC به کار رفته در ساخت این نوع درب و پنجره موجب تحولات عمده ای در این صنعت گردیده است .

تاریخچه تولید درب و پنجره های UPVC در ایران

در ایران اولین بار در اواخر دهه 50 واحد تولید پروفیل و ساخت درب وپنجره UPVC حد فاصل شهرستان های بندرانزلی و رشت احداث گردیدو با این که در سال های بعد واحدهای تولیدی دیگری در این زمینه احداث گردیده است.لیکن به دلایل مختلف واحدهای موجود از تکنولوژی کنونی بر خوردار نبوده و حجم عمده پروفیل مصرفی واحدهای مونتاژ از منابع خارجی تامین می گردد.امروزه در کشورهای اروپائی بیش از 75% سهم بازار درب وپنجره متعلق به پنجره های UPVCمی باشد به طوری که به عنوان مثال در سال 1997 حدود 84 میلیون پنجره UPVCدر اروپا فروخته شده است .

ویژگیهای درو پنجره‌های UPVC

1- استحکام
2- زیبایی فوق‌العاده
3- صرفه جوئی در مصرف انرژی تا 40%
4- کاهش آلودگی صوتی تا میزان
5- پائین بودن ضریب انتقال حرارتی
6- حفظ محیط زیست از طریق بازیافت
7- مانع ورود گردو غبار و دود و گازهای موجود از محیط بیرون به داخل
8- مقاوم در برابر شرایط مختلف آب و هوایی
9- مقاوم در مقابل نفوذ اشعه ماوراء بنفش خورشید
10- عدم اشتعال در هنگام آتش سوزی و حریق
11- مقاوم در برابر زنگ زدگی ،خوردگی و رطوبت هوا
12- ایمن در برابر سرقت
13- بی نیاز به صرف هزینه رنگ آمیزی
14- تنوع در طرح و تطابق با هر نوع معماری
15- تنوع در رنگ
16- نظافت راحت و آسان
17- نصب آسان
18- ثبات رنگ در برابر اشعه خورشید
19- مقاوم در برابر عوامل خوردگی – اسیدها و بازها و موارد شیمیایی
20- مقرون به صرفه
21- تنوع در طرح و نوع بازشوها
22- تقویت مضاعف با استفاده از پروفیل گالوانیزه
23- عدم نیاز به سرویسهای مکرر
24- قابلیت استفاده از روکشهای رنگی
25- قابلیت بازیافت

صرفه جوئی در مصرف انرژی
با توجه به اعلام تحقیقات سازمان بهینه سازی مصرف سوخت در ایران در حدود 45% از اتلاف انرژی از طریق پنجره های صورت می گیرد.