منبع: واحد تحقیق و توسعه شرکت ویستابست
اشاره: اولین پنجره های یوپی وی سی Unplasticised Poly Vinyl Chloride دراوایل دهه 1960 و در آلمان ساخته شده،با وجوداین حرکت بعدی در توسعه یوپی وی سی برای این صنعت مشکلاتی را ایجاد نمود. بعنوان مثال عوامل نرم کننده که برای ایجاد انعطاف پذیری در دمای پائین به آن اضافه می شد از پی وی سی خارج می شد و ماده متخلخلی را بوجودمی آورد که برطرف کننده نیاز نبود. بعداز سال ها تولید کنندگان مواد خام فرمولاسیون جدیدی را ارائه دادند که با افزودن اصلاح کننده های ضربه و بعضی از افزودنی های دیگر،پروفیل های تولیدی را حتی در شرایط سرد، سخت و محکم نگاه دارند. انتخاب فرمولاسیون مناسب، همان طور که در آزمایش های درازمدت نشان داد، اطمینان خاطری از عدم سایش، زردشدن، خوردگی و پوسیدگی پنجره های یوپی وی سی به مصرف کنندگان ارائه نمود.در آن زمان مواد، اکسترودرها، قالب ها و کالیبراتورها و سایر تجهیزات تولید پروفیل های یوپی وی سی ابتدایی بودند. طراحی پروفیل ها نیزساده بود. با وجود این پنجره ها به سرعت تولید می شدند و استفاده از آنها نیز به سرعت گسترش می یافت. در حدود سال 1965 ، با معرفی اکسترودرهای دو پیچه و مخروطی، پیشرفت قابل توجهی دراین صنعت به وقوع پیوست. با بهبود فناوری ابزار آلات مورداستفاده در طراحی پروفیل ها، محصولاتی با کیفیت بهتر و دوام بیشتر تولید شد.
برای مشاهده فایل پی دی اف اینجا کلیک کنید.
ایران
تولید پروفیل یوپیویسی در ایران به قبل از سال 1357 بر میشود که به صورت بسیار محدود شروع و با تحولات سال 57 تعطیل شد.. از سال1380 با حمایت و پشتیبانی سازمان بهینه سازی مصرف سوخت و دستورالعملهای دولت در ارتباط با مبحث 19 که دستورالعمل صرفه جویی انرژی درساختمان است، استفاده از این محصول روز به روز رواج یافت. البته از دلایل کم توجهی به این محصول تا به حال را میتوان قیمتهای بسیار پایین حاملهای انرژی و عدم کنترل بر واردات محصولات غیر استاندارد را نام برد. علاوه برآن که در کشور ما گذشته از بحث کیفیت، مسائل فرهنگی نقش مهمی دارند. پروفیلهای یوپیویسی برای این نوع کاربردها اگرچه مدتهاست که در ایران معرفی شدهاند، اما چندان جا نیفتادهاند. شاید که ازدلایل آن میتوان به مسایل فرهنگی و مقاومت در مقابل تکنولوژیهای جدید از جانب جامعه ایرانی و دیگری عدم اطلاع رسانی و تبلیغات صحیح از جانب رسانهها که از مهمترین عوامل مؤثر در این زمینه میباشند اشاره کرد یکی دیگر از دلایل بسیار مهم، نا چیز بودن هزینه انرژی درایران و عدم اجبار قوی سازمانهای الگو دهنده ( مثل وزارت مسکن، شهرداریها، سازمان نظام مهند سی و . . . ) و معرفی محصولات کاهش دهنده انرژی است. در برخورد با هر محصول جدید همواره مردم به آن به دیده شک و تردید نگاه میکنند و سوالات متفاوتی پرسیده میشود تا مقایسهای بین این محصول جدید با انواع قدیمیتر و جا افتاده ترآن به وجود آید. یکی از این موارد با توجه به پلاستیکی بودن این پنجرهها و تصور غلط همگان از ضعیف بودن پلاستیکها، طول عمر این پنجرههاست. در حالی که عمر بهینه مواد پلاستیک را به طور کلی حدود 40 تا 50 سال میدانند.
یکی از مشکلات بزرگ کشور ما در حال حاضر هدر رفتن مقدار زیادی انرژی در تمامیفعالیتها و به خصوص در بخش ساختمان است. از دلایل اصلی هدر رفتن انرژی در ساختمانها میتوان استفاده از در و پنجرههای نامناسب را نام برد که سهمی 25 درصد از اتلاف انرژی گرمایشی ساختمانها را دارند. از طرفی با توجه به شرایط متفاوت آب و هوائی کشور و برای استفاده صحیح از انرژی و جلوگیری از هدر رفتن بی حد و مرزلازم است بین آحاد مردم فرهنگ سازی شود. خوشبختانه درچند سال اخیر سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور و دیگر مسئولین توجه خود را به این نوع صنایع معطوف داشته و توصیه میکنندکه صنایع این چنینی درکشور توسعه پیدا کنند. بر همین اساس آشنایی و استفاده مردم ازاین نوع محصولات نیز روز به روز در حال گسترش است. علاوه برمسئله اتلاف انرژی، عایق صوتی بودن این در و پنجرهها نیز اهمیت دارد، زیرا با ازدیاد جمعیت و بزرگ شدن شهرها، ایجاد عایقهای صوتی در ساختمان جهت سلامت روانی جامعه مهم است که این مسئله در مورد در و پنجرههای یوپیویسی با استفاده از شیشههای دوجداره صادق است. در ایران تاکنون بیشترین استفاده از در و پنجرههای آلومینیومی، آهنی و چوبی میشود که طی این سالها هزینه زیادی بابت اتلاف انرژی به دلیل کاربرد این نوع در و پنجره صورت گرفته است. امروزه قیمت آلومینیوم در جهان رو به افزایش است و تولید آن هم کاری مشکل است و همچنین تولید آن نیز آلودگی زیادی دارد. بنابراین به مرحلهای رسیده که استفاده از آن را برای در و پنجره مناسب نمیدانند و در ضمن در حین استفاده نیز تغییر فرم میدهد و درزهای آن باز میمانند و در نتیجه اتلاف انرژی آن بیشتر میشود. با توجه به مطالب گفته شده بااجباری شدن آئین نامه بخش 19 مبحث ساختمان در مورد راهکارهای کاهش مصرف انرژی و تشویقهای لازم در مورد ساختمانهایی که موارد فوق را به کار میگیرند ( کاهش مالیات ) فعالیتهایی در جهت بکارگیری عایقهای حرارتی و صوتی ساختمانها انجام میگیردکه نمونه ان استفاده از در و پنجره یوپیویسی است که کاهش تلفات انرژی آن 25 درصد بوده و صرفه جویی مصرف انرژی توسط آن 10 تا 15 درصد است.
گریدهای مختلف پلیمر یوپیویسی:
از پی وی سی نوع S و M با ارزش بین 55 تا 68، بعنوان پی وی سی ضد ضربه وسخت در تزریق و اکستروژن استفاده میشود. ارزش k معادل 68-65 بهترین نتیجه را به لحاظ کیفیت و مقاومت مکانیکی در تولید پروفیلهای یوپیویسی نشان میدهند.
در فرمولاسیون پی وی سی از پایدار کنندههای زیر استفاده میشود:
ترکیبات آلی قلع و حاوی گوگرد
ترکیبات بازی سرب
ترکیبات باریم – کادمیوم
ترکیبات کلسیم – روی
ترکیبات باریم – روی
ضمنا از پایدارکنندههای کمکی مثل فسفیتهای آلی، ترکیبات اپوکسی، همچنین از ترکیبات بنزوفنون ( Benzophenone) و بنزوتری آزول ( Benzotriazole) بعنوان پایدار کننده در برابر نور و عوامل جوی استفاده میشود تا مقاومت محصولات رادر برابر اشعه ماوراء بنفش خورشید بالا برد. انواع و اقسام پایدار کنندههای دیگری نیز جهت افزایش مقاومت در قبال حرارت، مقاومت دینامیکی، حرارتی و مقاومت در برابر آتش بکار برده میشود. پی وی سی سخت در واقع به سختی قابل اشتعال بوده و افزودن مقداری مواد نسوز ( تاخیرانداز شعله Flame Retardant ) در مصارف ساختمانی ضروری است. از بهترین این مواد نسوز میتوان به آکریل نیتریل- بوتادین- استیرول ( ABS ) با کمکی بوتادین وپی وی سی کلر اشاره کرد.
مشخصات فنی پی وی سی سخت که در صنایع مختلف استفاده میشود عبارتند از:
در تهیه قطعات ازپی وی سی سخت میبایست مواد روان کننده و پایدار کننده حرارتی به مقدار معین انتخاب شود .
1.مقاومت در مقابل انتقال حرارت: یکی از مهمترین امتیازات این محصول، عایق بودن آنها در برابر حرارت و برودت است. در برودت 62- و حرارت 81+ درجه سانتیگراد تغییر شکل نمیدهد.
2. عایق صدا: صداهای بالای 45 دسی بل برای گوش انسان مضر و باعث ناراحتی میشود. استفاده از در و پنجره به انضمام شیشههای دو جداره تا حد قابل توجهی مانع از انتقال صوت به داخل ساختمان میشود.
3. دوام در زلزله: این محصولات در مقایسه با پروفیل آهن و آلومینیوم به دلیل برخورداری از وزن کم در هنگام زلزله مقاوم تر هستند.
4. عدم تغییر رنگ: به علت نفوذ ناپذیری سطوح رنگی مورد استفاده در ساخت پروفیل یوپیویسی و نیز مقاومت در برابر تششعات نور خورشید، بامرورزمان، این عوامل رنگ سطوح تاثیری نداشته و از شفافیت و کیفیت رنگ کاسته نمیشود.
5. اقتصادی بودن: به خاطر ویژگی تکنیکی و فیزیکی که باعث مقرون به صرفه بودن یوپیویسی شده است، این ماده از مصالح مهم در ساخت و ساز به شمار میرود.
6. مقاومت و وزن سبک: سبک بودن، مقاومت مکانیکی خوب، استحکام ومقاومت دربرابرساییدگی، ازامتیازهای مهم تکنیکی پروفیهای یوپیویسی است.
7. مستحکم: به دلیل استفاده از گالوانیزه(پروفیل تقویتی) پروفیلهای یوپیویسی از استحکام بالایی برخوردار هستند.
8. سهولت در نصب: پنجرههای تولید شده از این محصول به آسانی قابل حمل و نصب بوده . علی الخصوص در تبدبل پنجرههای قدیمی به جدید بدون نیاز به تخریب از عوامل برتری این محصول نسبت به آهن و آلو مینیوم است
9. ضد آتش بودن: یوپیویسی به سختی مشتعل میشود و وقتی عامل حرارت خاموش شود، دیگر نمیسوزد.
10. دوام بالا: یوپیویسی در برابر تغییر رنگ، فساد شیمیایی، پوسیدگی، ضربه و ساییدگی مقاوم است. ازاین رو به خاطر طول عمر زیاد، درمقابل تولیداتی که درمحیطهای بیرونی کاربرد دارند، انتخاب خوبی به شمارمیرود.
11.مصالح بی خطر: پی وی سی مادهای غیرسمی، بی خطرو ارزشمند بوده وبیش ازنیم قرن است که دردنیا ازآن استفاده میشود.
12. تاثیر بر محیط زیست: در مطالعات جداگانه، در تجزیه یوپیویسی در چرخه حیات و در مقایسه با سایر مصالح به کار رفته در ساخت و ساز، و با توجه به درصد بازیافت بالا (تا 100%) تاثیر یوپیویسی در محیط زیست مطلوب دیده شده است.
13. عایق در مقابل الکتریسیته: جریان برق از یوپیویسی عبور نمیکند .
14. راحتی بیشتر: پنجرههای ساخته شده بوسیله تکنولوژیهای جدید و با عملکرد بهتر و کارآیی بالاتر نه تنها صرفه جویی در هزینهها را ایجاد میکنند، بلکه ارامش بیشتری را برای ساکنان فراهم میآورند.
15. قابلیت نصب شیشههای یک، دو و سه جداره: نمودار زیر دماهایF º20 وC º0 را برای انواع شیشه و راحتی قابل دسترس آنها را بیان میکند. مشاهده میکنیم که شیشههای دوجداره در دماهای بالا و پائین به طور کلی راحتی بیشتری در کاربرد را به همراه دارند.
16. بهرهوری انرژی وداشتن تاییدیه و حمایت از سازمان بهینه سازی مصرف انرژی:
با توجه به اینکه بالاترین میزان سهم مصرف انرژی در بین بخشها مربوط به بخش خانگی و تجاری با حدود 36 درصد از کل مصرف انرژی میباشد، بهینه سازی مصرف سوخت در بخش ساختمان و مسکن بسیار منطقی به نظر میرسد.
17. افزایش سرعت ساخت و تولید صنعتی ساختمان: دستاورد این تلاشها، تکنولوژی نوین مصالح سبک پیش ساخته بود که امکان انبوهسازی سریع و کاهش زمان تولیدی ساختمان را مقدور میساخت.
18. انعطافپذیری در تولید و امکان حفظ جلوههای معماری وطنی: درروشهای جدید ساختمان سازی و با بکارگیری مواد نو میتوان ازطرحهای معماری کهن درساخت و طراحی این گونه پنجرهها نیز استفاده کرد.
19. صرفه جوییهای ملی و سایر مزایای ناشی از کاربرد مصالح نوین و سبک: اگر به صرفهجوییهایی که کوچک به نظر میرسند، درمقیاس ملی نگاه کنیم، به ارقام بالایی تبدیل میشوند که میتوانند نقشی حیاتی در رشد و شکوفایی کشور ایفا کنند.
20. مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش: پنجرههای تولید شده با پروفیل یوپیویسی مانع عبور تششعات نور خورشید به داخل ساختمان از جمله اشعه ماوراء بنفش میشود.
21. مقاوم در برابرهر نوع خوردگی و پوسیدگی: در مقابل اسیدها و بازها بسیار مقاوم است و خورده یا پوسیده نمیشود.
22. ضد زنگ، غیر سمی، مصون در برابر قارچها و حشرات
23. امنیت بسیار بالا: استفاده از مدرن ترین یراق آلات وتعبیه قفلهای متعدد درداخل چهارچوب باعث امنیت این محصول در برابر سرقت میشود.
24.عمر طولانی: 50 سال عمر مفید با 10 سال گارانتی و خدمات پس از فروش.
25. نظافت ساده و آسان: پروفیلهای یوپیویسی قابلیت شستشو با آب و صابون را دارند.
26. قابلیت نصب در آخرین مرحله ساختمان: پنجرههای یوپیویسی در آخرین مرحله ساختمان و حتی بعد از مرحله رنگ ساختمان نیز قابل نصب هستند.
27.عدم نیاز به رنگ آمیزی: پروفیلهای یوپیویسی نیاز به رنگ آمیزی ندارند.
28. تنوع طراحی، باز و بسته شدن در جهات مختلف: پنجرههای ساخته شده ازپروفیل یوپیویسی قابلیت طراحی جهت باز و بسته شدن در جهات مختلف را دارند.
29. ایمن در برابر سرقت: به دلیل استفاده از یراق آلات با کیفیت دارای بالاترین ضریب ایمنی در برابر سرقت است.
30. تنوع رنگ: پنجرههای یوپیویسی در رنگهای مختلف، متناسب با هر گونه سلیقه ارائه میشوند.
31. استفاده از مقاطع فلزی مناسب: در داخل کلیه پروفیلهای یوپیویسی ، از مقاطع فلزی مناسب استفاده میشود تا در دراز مدت علاوه بر جلوگیری از تغییر شکل ظاهری نقصی در سیستم قفلها و لولاها پدیدار نشود.
32.جلوگیری از ورود گرد و غبار و سایرآلودگیهای محیطی: در و پنجرههای ساخته شده از پروفیلهای یوپیویسی با استفاده از نوارهای آب بندی لاستیکی از ورود گرد و غبار و دوده به داخل منزل کاملا جلوگیری میکند.
33. قابلیت بازسازی پنجرههای قدیمی:با استفاده از پروفیلهای انحصاری بازسازی میتوان پنجرههای قدیمی را بدون نیاز به تخریب بازسازی کرد .
34. مانع از نفوذ باران: با استفاده از نوارهای اب بندی در قسمتهای باز شو و نیز تزریق فوم و چسب سیلیگون در محل نصب به دیوار و نصب پروفیل آبچکان در طرحهای زیبا مانع از نفوذ باران میشود.
35. تنوع اشکال: پنجرههای یوپیویسی دراشکال متنوع و متناسب با معماری و فضای ساختمان تولید میشوند.
36. مقاوم در برابر شرایط آب و هوایی: پروفیلهای یوپیویسی درایران متناسب با شرایط اقلیمی ایران تولیدمیشوند و سازگار با شرایط آب و هوایی هستند.
37. صرفه جویی در منابع طبیعی: با استفاده از پروفیلهای یوپیویسی از مصرف بی رویه منابع طبیعی جهت تولید انرژیهای حرارتی و برودتی مورد نیاز جلوگیری میشود.
تکنولوژی و روشهای تولیدپروفیل یوپیویسی:
پروفیل یوپیویسی به روش اکستروژن و با موادپلیمری که عمده آنراپلی وینیل کلراید (PVC) تشکیل میدهد و بوسیله افزودنیهای شیمیایی و معدنی خاص تقویت میشود، تولید میشود. منظور از حرف "یو" در یوپیویسی غیر پلاستیکی بودن این محصول است که باعث افزایش و پیچیده بودن فرآیند تولید آن میشود. بطوریکه نیازمند ایجاد و بکارگیری سیستمهای میکس پیچیده و نیز استفاده از اکسترودرهای خاص دو ماردون و نیز سیستمهای خنک کننده بسیار مطلوب است که در زیر توضیح میدهیم. در پروسه تولید ابتدا مواداولیه مورد نیاز (پودر پی وی سی، استابلایزر، مودی فایر، کربنات کلسیم، تیتان) بر اساس فرمولاسیون شرکت به نسبت معین توزین ودر میکسر مخلوط میشوند. زمان مخلوط ومیکس اهمیت ندارد بلکه دمای میکس است که دارای اهمیت میشود و زمانی که دمای میکس به دمای معین رسید، مواد میکس شده توسط لولههای انتقال درمخازن ذخیره میشود. این ذخیره سازی تقریبا 24 ساعت به طول میانجامد. سپس مواد میکس شده با لولههای انتقال به دستگاه اکسترودر برده شده وعمل اکسترود صورت میگیرد.
اکستروژن: در فرآیند اکستروژن محصولات یو پی و ی سی از اکسترودرهای دو ماردون استفاده میشود. دستگاههای اکسترودر به منظور ایجاد خمیراولیه ازمواد مخلوط شده بکار گرفته میشوند و با عبور این خمیر از قالبهای مشخص با اشکال مختلف، پروفیل را ایجاد میکنند.دستگاه اکسترودر با مناطق حرارتی مختلف در طول یک سیلندر که به شکل ∞ است، باعث گرم شدن، تغییر پودر به خمیر و در نهایت چسبندگی ذرات خمیری به یکدیگر میشود. درطول این سیلندر که بسته به نوع و ظرفیت دستگاه از mm1500 تا mm 5000 متغیر است ماردونها قرار میگیرند.منظور از ماردون چرخ دندههای حلزونی شکل هستند که درطول سیلندر با اشکال مختلف دندهها که روی آنها تعبیه شده است وظیفه ایجاد حرکت به جلو، فشار، افزایش اصطکاک بین مواد و سیلندرو نیز در مواقعی افزایش وکاهش دمای مواد داخل سیلندر را به عهده دارند. با ورود پودر مخلوط شده آماده به داخل اکسترودر که میزان ورود آن بوسیله دستگاه تغذیه اتوماتیک کنترل میشود، پودر در مناطق دمایی حرارت دیده و با حرکت ماردونها به سمت قالب حرکت میکند. در طول مسیر سیلندر و با حرکت پودر در شیارهای مختلف ماردون، خمیر یکسان و یکنواختی بدست میآید که گازهای ناشی از گرمایش و نیز هوای موجود در بین ذرات پودر توسط دستگاه مکش تعبیه شده روی دستگاه خارج میشود. پس از تشکیل خمیر، نوبت به شکل دهی آن میرسد. در این زمان خمیر با فشار ناشی از حرکت ماردونها از قالبی که در انتهای اکسترودر بسته شده است خارج میشود. این قالب با کابلهایی به اکسترودر متصل است وکاملا گرم است (حدود 200 درجه سانتیگراد)، در این مرحله خمیر شکل گرفته و برای اینکه شکل آن حفظ شود، وارد مرحله خنک سازی میشود. دراولین مرحله خنک سازی، کالیبراتور خشک قرار دارد که از صفحات فلزی هم شکل دیوارههای خارجی قالب تشکیل شده است و بوسیله آب خنک میشود. در این بخش به دلیل گرم بودن خمیر ممکن است تغییر شکل در پروفیل ایجاد شود، لذا با تعبیه مکش در دیوارههای کالیبراتور خشک از تغییر حالت آن جلوگیری میشود.پس از تثبیت اولیه شکل پروفیل درکالیبراتور خشک، نوبت به نهایی سازی آن درکالیبراتور تَر یا واترتانک میرسد. در این مرحله پروفیل با عبور از میان حمام آب خنک کاملاً تثبیت میشود و شکل دائم آن ایجاد میشود. در کلیه این مراحل، پروفیل بوسیله دستگاه کشنده از درون قالب تا پس از خروج از واترتانک کشیده میشود. درواقع قدرت اکسترودرتنها برای عبورخمیرازدرون قالب کفایت میکند و دربقیه مسیرکشیده شدن پروفیل توسط کشنده باعث حرکت آن میشود. پس از عبور پروفیل از درون دستگاه کشنده برچسب محافظ روی آن نصب شده و به طول مناسب برش میخورد.
بسته بندی پروفیل یوپیویسی:
پس از برش محصول در انتهای خط تولید اکستروژن، پروفیلها در تعداد معین در کنار هم قرار گرفته و بسته بندی میشوند. تعداد پروفیلها درهربسته، وبا توجه به اندازه وشکل و نیز وزن آن جهت حمل توسط نفرات متغیر است.
نوارهای درزگیری: جهت عایق بندی بهتردر و پنجره وجلوگیری از نفوذ گرد و غبار روی پروفیل مکانهایی جهت قرار گیری نواردرزگیر یا گسکت وجود دارد. این نوارها از جنس لاستیک انعطافپذیری به نام EPDM ( Ethylene Propylene Diene Monomer ساخته شده که خود یک پروفیل ساده است و مانند آن در درزگیرهای در خودرو کاربرد دارد. این نوارها در کارخانهای جداگانه تهیه گشته و به فروش میرسد در کارگاه مونتاژ این نوارها پس از برش روی پروفیل نصب میشود. اخیراً بر روی دستگاه اکسترودر یک اکسترودر کمکی، کو- اکسترودر قرار میگیرد که در خصوص تولید پروفیلهای زهوار همزمان با تولید پروفیل، این نوارها را روی آن نصب میکند.
ماهنامه پنجره ایرانیان شماره 71-شهریور92