Технологии ламинирования

Ламинирование/каширование

В настоящее время распространение получили два названия процесса нанесения пленки на профиль: ламинирование (от англ. laminate) и каширование (от нем. kaschieren). Оба термина подразумевают процесс покрытия профильно-погонажной продукции декоративными, стойкими к атмосферному воздействию ПВХ- и бумажными пленками, шпоном, меламином при помощи специальных клеев и с использованием ламинирующих машин. Термин «каширование» чаще употребляется, когда речь идет о нанесении на поверхность профиля специальной многослойной пленки с тисненой поверхностью.

Праймер

Материал, применяемый для предварительной подготовки поверхности перед нанесением какого-либо покрытия.

Возможности декорирования

В 90-е годы прошлого века, когда термин «экструзия ПВХ» только вводился в российский лексикон, трудно было предположить, что по истечении всего лишь нескольких лет спросом будут пользоваться не только белые и окрашенные ПВХ-, МДФ- и алюминиевые профили, но и профильно-погонажная продукция, покрытая декоративной ПВХ-пленкой различных цветов и фактур.
Конечно, и сегодня наибольшей популярностью пользуются белые пластиковые окна, поскольку они самые дешевые и легко могут вписаться в различные интерьеры и фасады, но порой замысел архитектора при строительстве нового дома и коттеджа или при восстановлении исторического фасада здания требует другого цветового решения окна, не нарушающего целостности архитектурного облика здания. И здесь ламинирование не только позволяет решать различные задачи по декорированию, но и во много раз повышает эксплуатационные качества профиля: его поверхность покрывается прочной пленкой, наружная сторона которой отличается высокой стойкостью к атмосферным воздействиям, к ультрафиолетовым лучам, надолго сохраняя яркость расцветки.
В настоящее время производители предлагают потребителю достаточно широкий выбор расцветок ламинированных оконных профилей, от однотонных цветов (красного, зеленого, синего, голубого и других) до различных декоров под дерево (дуб, орех, красное дерево, венге), полностью имитирующих фактуру и даже естественные прожилки древесины. Если же речь идет о кашировании отделочных, строительных профилей (будь то ПВХ, алюминий или МДФ), то здесь фантазии дизайнеров нет предела, поскольку применяемые материалы разнообразны (ПВХ- и бумажные пленки, меламин, шпон), многоцветны, многофактурны.

Среди преимуществ ламинированных декоративной ПВХ-пленкой профилей можно выделить следующие:

• высокая защищенность от механических повреждений: царапин, сколов
• абсолютная устойчивость к погодным условиям (пленка не выцветает на солнце, нечувствительна к осадкам, легко выдерживает перепады температуры от -80 до +130°С)
• гарантированная долговечность (до 20 лет)
• эстетичный внешний вид окна
• стойкость к любым моющим средствам, в том числе кислотосодержащим

Процесс внедрения технологии ламинирования/каширования на российский строительный рынок не ограничился только оконными профилями из ПВХ, МДФ и алюминия и ПВХ-подоконниками. В 2005 – 2007 годах начали появляться покрытые декоративной ПВХ- или бумажной пленкой пороги, строительные уголки (под цвет обоев, фасада), плинтусы, стеновые панели, карнизы, мебельные отделочные профили (для шкафов-купе), элементы офисных перегородок.

Оборудование для ламинации

Процесс ламинации ПВХ-профиля заключается в следующем: пленка наносится на поверхность готового профиля специальным способом, обеспечивающим максимально прочное соединение. Клеевой слой, расплавляясь в процессе нанесения пленки, соединяет ее с поверхностью профиля, в результате чего образуется единая структура.
Ламинирующие станки различаются в зависимости от того, какие используются системы нанесения клеев: двухкомпонентный клей холодного отверждения (на основе растворителя) или термопластичный клей-расплав (полиуретановый или ЭВА).

Двухкомпонентный клей наносится на ламинирующую пленку, которая затем протягивается через нагревательный туннель, где растворитель, находящийся в составе клея, ускоренно испаряется (рис. 1).
По второй технологии клей-расплав в брикетах разогревается в специальном экструдере-плавильнике и через нагревательный шланг подается в плоскощелевую головку, которая автоматически прижимается к пленке и наносит расплавленный клей. Полиуретановый клей-расплав не содержит растворителей; в процессе его остывания происходит реакция образования полимерной сетки, в результате чего достигается значительное улучшение свойств клеевого соединения (прочности, влаго- и паростойкости).
И в том и в другом случае, независимо от типа клея, осуществляется подготовительная обработка поверхности профиля (на нее наносится праймер, если того требует технологический процесс) и каширование поверхности профиля пленкой с помощью прижимных роликов.

В процессе ламинирования происходит постоянный контроль следующих параметров:

• оптимальное расположение пленки относительно профиля
• качество ламинируемой поверхности профиля
• качество нанесения грунта на поверхность профиля
• скорость ламинации
• степень прижима ламинационных валов

В случае каширования профилей ПВХ- и бумажными ламинирующими пленками применение той или иной системы нанесения клея на качестве ламинации практически не отражается. Поэтому свой выбор можно остановить, например, на станках с системой нанесения двухкомпонентного клея. Если же речь идет о приклеивании листового или рулонного шпона или меламинового ламинирующего материала, то здесь предпочтение следует отдавать станкам, работающим на клеях-расплавах.

В настоящее время в производственной палитре оборудования для ламинирования/каширования профилей имеются станки, позволяющие наносить пленку, бумагу, меламин (как рулонный, так и листовой) и шпон шириной от 10 до 1400 мм со скоростью до 40 – 60 м/мин (рис. 2).
В последние годы многие предприятия в Европе стремятся перейти от технологии применения клеев с содержанием растворителей на системы, свободные от этих испаряющихся в атмосферу веществ, а именно – на полиуретановые клеи-расплавы. Такое стремление обосновывается еще и тем, что данный вид клея прошел сертификацию в специализированном институте по контролю и выдаче сертификатов Suddeutsches Kunststoffzentrum (Центр по пластмассовым материалам) в немецком городе Вюрцбурге (рис. 3).
В установках, работающих на клее-расплаве, ламинация профилей может осуществляться с подачей пленки по бокам, сверху или снизу – решение принимает покупатель в момент размещения заказа на изготовление подобного станка. Возможная скорость ламинирования профилей – до 40 м/мин.

Турецкая компания Plasmek (входящая в группу компаний Intergrup), расширяя технологические возможности производимого оборудования, разработала ламинирующий станок с использованием на нем двух систем нанесения клея: двухкомпонентного холодного на основе растворителя или термопластичного клея-расплава. Это позволяет существенно экономить рабочее пространство и финансовые вложения, а также расширяет ламинационные возможности, например, позволяет осуществлять заказы «на сторону» с применением различных материалов (ограничение составляет только ширина пленки), разнообразной геометрии профилей.
В последние годы спросом пользуются станки, позволяющие без остановки ламинировать один и тот же профиль различными цветными пленками. Благодаря устройству автоматической смены пленки (рис. 4) станок может работать без остановки на смену бобины, что позволяет уменьшить количество отбраковки пленки и существенно экономит время.

Но и этим фантазия производителей ламинирующего оборудования не ограничилась. Компания Plasmek, к примеру, выпустила станки для одновременного двухстороннего ламинирования пленкой оконного, строительного и мебельного профилей (рис. 5). Данные установки уже успешно работают в Германии и в Арабских Эмиратах.
Многие производители оборудования уверяют, что они могут предложить ламинирующие станки, работающие со скоростью до 100 м/мин. Однако следует учесть, что качество ламинирования во многом определяется человеческим фактором, а при такой скорости обслуживающий персонал будет просто не в силах отследить «сохраняемость» параметров процесса.

Компания «Экстру-Тех/Интергруп» разработала ламинационный мини-станок, позволяющий ламинировать оконные ПВХ-профили и несложные мебельные и строительные ПВХ-профили шириной до 250 – 270 мм на скорости 5-6 м/мин (рис. 7).
 

Станок компактен (длина 2,20 м), не требует специальных навыков обслуживающего персонала, работает на основе двухкомпонентного холодного клея. В комплектацию станка входят устройство для нанесения защитной пленки на ламинированный профиль, 50 штук прижимных роликов, промышленные фены для дополнительного разогрева профиля и многое другое. По качеству ламинирования вышеуказанных ПВХ-профилей станок ничем не отличается от своих «старших собратьев». Его по достоинству оценят строительные организации, занимающиеся сборкой оконных конструкций до 25 – 30 окон в рабочую смену, а также крупные компании, которые не желают перенастраивать более мощные ламинационные станки на такой вид профиля как, например, штапик.

Расчет рентабельности

Чтобы понять, насколько рентабелен процесс ламинации, приведем приблизительный расчет себестоимости ламинирования ПВХ-профиля.
Для расчета стоимости ламинирования профильно-погонажных изделий взяли усредненные цены на расходные материалы (клей, отвердитель, праймер) и пленку цвета «золотой дуб» компании Renolit – ведущего производителя пленок для ламинации.

Примерная стоимость расходных материалов составляет:

• клей: от 3,6 до 4,3 евро/кг
• отвердитель: от 6,4 до 8,0 евро/кг
• праймер: от 2,8 до 3,0 евро/кг
• пленка: от 4,2 до 6,4 евро/м²

В случае приобретения пленки, нарезанной по размерам заказчика, ее стоимость увеличивается примерно на 10 – 20% в зависимости от объемов. В расчетах данный фактор не учитывался. При определенных объемах ламинации выгоднее сразу же приобрести станок для резки ламинирующей ПВХ-пленки.
Производственные расходы включают затраты на электроэнергию и заработную плату сотрудников из расчета троих рабочих, кладовщика, начальника цеха/участка. Некоторые должности можно совместить.

Калькуляция затрат дает следующие результаты.

Стоимость клея с учетом отвердителя: 3,9 + (7,2 х 0,08) = 4,48 евро/кг (на 1 кг клея необходимо добавлять 80 граммов отвердителя).
Себестоимость 1 погонного метра рамы с ламинированной поверхностью шириной 95 мм, без учета затрат на электроэнергию и заработную плату сотрудникам, составила: (5,2 х 0,095) + (4,48 х 0,014) + (3 х 0,016) = 0,67 евро/погонный метр. При расчете использовались усредненная стоимость пленки, а также средние значения расхода клея и праймера.
Скорость ламинирования оконных профилей на станке с использованием двухкомпонентного холодного клея гарантированно составляет от 2 до 16 м/мин (несмотря на то, что порой производители оборудования в технических параметрах станка указывают до 30 м/мин), рама не является сложной формой, поэтому средняя скорость может достигать 5 – 20 м/мин.
Отходы производства составляют от 2 до 8% в зависимости от объема выполняемого заказа; чем меньше заказ, тем выше его себестоимость.
Время перехода с одного профиля на другой составляет от 20 до 40 минут в зависимости от опыта специалиста. При остановке станка на срок более 18 часов клей подлежит утилизации. Расчет примерный, так как цены закупки расходных материалов у поставщиков являются коммерческой тайной и индивидуальны для каждого клиента. Следует отметить, что цветные профили стоят в среднем на 10 – 25% больше, чем белые. В целом, если рассчитывать на объем минимум 7000 погонных метров в неделю, станок на основе двухкомпонентного холодного клея окупается в течение максимум 3 рабочих месяцев.
Еще несколько лет назад (до 2003 года) о ламинации ПВХ- и алюминиевых профилей задумывались только крупные компании, производящие профильно-погонажные изделия, а также фирмы, занимающиеся сборкой приблизительно 100 – 250 окон в смену. В 2002 году на рынке оконных конструкций стали появляться компании, которые наряду со сборкой окон оказывали услуги по ламинированию ПВХ-профилей. Стоимость ламинирования с учетом НДС составляла 18,4 евро за погонный метр. В данную цену входили стоимость декоративной и защитной пленок, клея, работы. Выгодность данной услуги отразилась на появлении отдельных компаний, занимающихся только ламинированием профилей и имеющих в своем промышленном арсенале несколько ламинирующих установок. В настоящее время стоимость ламинационных работ колеблется в пределах, указанных в таблице 1.

Таблица 1. Примерная стоимость работ по ламинированию ПВХ-профиля

В зависимости от типа и цвета пленки, а также времени, потраченного на перенастройку станка под определенные профили, стоимость ламинационных работ увеличивается на 10 – 20%.