Стекла, применяемые в стеклопакетах для пластиковых окон

Листовое стекло

Листовое стекло является базовым продуктом стекольной промышленности — это бесцветное, прозрачное натрий - кальций - силикатное стекло, изготавливаемое методами флоат или вертикального вытягивания без какой - либо дополнительной обработки поверхностей, имеющее вид плоских прямоугольных листов, толщина которых мала по отношению к длине и ширине.

Листовое стекло может быть неполированным и полированным, цветным и бесцветным, однако, оно никогда не бывает абсолютно прозрачным: даже самые лучшие оптические стекла пропускают всего лишь 92-95% света.

Современные технологии и оборудование позволяют получать из листового стекла множество видов стекла с различными свойствами, например:

• теплосберегающее (низкоэмисионное) стекло, применение которого в остеклении зданий, позволяет сократить потребление теплоэнергии.

• закаленное стекло (сталинит), имеющее в 5 раз большую, чем обычное стекло, прочность в т. ч. термическую. При разрушении закаленного стекла образуются мелкие осколки с тупыми краями, что позволяет значительно сокатить риск травмирования людей;

• многослойное стекло (в том числе строительный и автомобильный триплекс), при разбивании такого стекла осколки не разлетаются, оставаясь скрепленными вместе полимерной композицией, т. е. безосколочное стекло:

• зеркальное полотно, стекло способное отражать окружающие предметы и визуально увеличивать пространство;

• тонированное стекло, ограничивающее пропускание с солнечного света и ультрафиолетового излучения;

и многие другие виды стекла, и его производные.

Технология производства

Современная технология производства стекла, носящая название флоат - процесса, была редложена английским изобретателем Элистером Пилкингтоном в середине XX века. Характерной чертой этого метода является то, что листовое стекло получают путем выливания разогретой стекломассы на слой расплавленного металла. В основе производства стекла используется несколько компонентов, основными из которых являются кварцевый песок и карбонат натрия (сода). Все компоненты смешиваются и нагреваются до полутора тысяч градусов Цельсия. После этого полученная масса очищается, доводится до состояния однородности и охлаждается до тысячи градусов.

Жидкое стекло выливается в ванну с расплавленным оловом, причем стеклянная масса из - за меньшей плотности образует верхний слой. Поверхность на границе раздела двух жидких сред получается практически ровной, что позволяет почти полностью исключить оптические искажения в будущем листе стекла. Отсюда название, полированное стекло.

После того, как жидкое стекло равномерно распределится по поверхности олова, его постепенно охлаждают до полного отвердевания. Затем полученная стеклянная лента нарезается на листы нужного размера и упаковывается в тару.

Теплосберегающие стекло

Теплосберегающим (энергосберегающим) называется полированное стекло, имеющее специальное низкоэмиссионное покрытие из оксидов металлов, позволяющее сохранять тепло в помещении. Покрытие свободно пропускает солнечную коротковолновую энергию в помещение, в то же время отражает длинноволновое тепловое излучение (инфракрасные волны), например от нагревательных приборов, внутрь помещения, не давая ему уйти наружу. В летнее время года теплосберегающее покрытие отражает солнечную тепловую энергию с внешней стороны, препятствуя проникновению тепла внутрь помещения. Покрытие толщиной в несколько сотен ангстрем (1 a = 10-10 м), что эквивалентно толщине слоя в 50-100 молекул напыляемого вещества, обладает свойствами светового фильтра, прозрачно для человеческого глаза, визуально стекло с теплосберегающим покрытием, ничем не отличается от обычного прозрачного стекла. Применяется обычно в качестве внутреннего стекла в стеклопакетах, покрытием внутрь межстекольного пространства. Это нагревает внутреннюю поверхность, что уменьшает конденсацию и конвекцию, вызванную разностью температур. Применение низкоэмиссионного стекла заметно сокращает теплопотери, позволяя экономить на обогреве помещений.

На данный момент получили распространение два типа низкоэмиссионных покрытий: «твердое» (К - стекло) и «мягкое» (Е - стекло).

«Твердое» покрытие.

Наносится пиролитическим методом на горячую поверхность стекла в момент его изготовления и образует химически и механически стойкое соединение. Стекло с «твердым» покрытием называется «К - стекло». Достоинства:

• устойчивость к механическим и атмосферным воздействиям;

• возможность использовать вне стеклопакета.

Недостатки:

покрытие наносится неравномерно, что ухудшает теплосберегающие характеристики стекла

«Мягкое» покрытие.

Наносится на полированное стекло методом ионно - плазменного напыления в вакууме. Стекло с «мягким» покрытием называется "Low E" (Пилкингтон), "Planibel Plus" (Главербель), "Planiterm Futur" (Сан-Гобен). Достоинства:

высокие теплосберегающие характеристики стекла за счет равномерного распределения по поверхности стекла низкоэмиссионного покрытия, поэтому Low E - стекло лучше, чем К - стекло, удерживает тепло в помещении. Недостатки:

требуется высокая культура производства при работе с Low Е - стеклом, мягкое покрытие может быть легко повреждено, поэтому Low Е - стекло может применяться только в составе стеклопакетов, причем стекло должно быть обращено покрытием внутрь стеклопакета.

Характеристикой теплосбережения является излучательная способность стекла (эмиссия). Чем ниже излучательная способность, тем меньше потери тепла. Величина излучательной способности простого стекла — 0,83, К - стекла — 0,2, Low Е - стекла от 0,04. Таким образом, Low Е - стекло по своим теплосберегающим свойствам превосходит обычное стекло в 21 раз, а К - стекло в 5 раз.

Тонированное стекло

Тонированное стекло находит широкое применение в строительстве, как для наружной облицовки фасадов зданий, так и при внутренней отделке интерьера помещений, придавая им современный, оригинальный вид. Оно защищает от солнечного света и ограничивает пропускание ультрафиолетового излучения в помещение, предохраняя мебель и предметы интерьера от выцветания.

Существует несколько технологий изготовления тонированных стекол:

• метод тонированния в массе;

• тонированние методом пиролиза;

• тонирование при помощи полимерных пленок;

• тонированние нанесением покрытий в вакууме.

Стекло, тонированное в массе

Стекло окрашивается в момент его варки путем добавления красящего компонента в расплавленную стекломассу. Достоинства:

• стойкое к механическим воздействиям в связи с чем удобно и легко работать со стеклом при его обработке;

• подлежит закаливанию.

Недостатки:

• стекло является теплопоглощающим и является проводником тепловой энергии;

• ассортимент стекла, выпускаемого российскими заводами, крайне ограничен, а стекло западного производства, хотя и обладает большим разнообразием цветов, значительно дороже отечественного.

Стекло, тонированное нанесением металлов методом пиролиза.

На одну из поверхностей стекла в процессе его производства наносится тонкий слой металлов, соединяясь с горячей поверхностью стекла образуя химически и механически стойкое соединение.

Достоинства:

• высокая износоустойчивость и долговечность:

• привлекательная светоотражающая, зеркал»ная тсвеехнюсть:

• способность отражать тепловую энергию.

Недостатки:

высокая стоимость.

Стекло , тонированное при помощи полимерных пленом.

На прозрачное полированное стекло наклеивается полимерная пленка. Достоинства:

• большой ассортимент пленок по цветовой гамме, толщине и ширине;

• привлекательный внешний вид;

• при нанесении пленки, стекло получает свойства безопасного стекла («дуплекс»);

• для нанесения пленки на стекло не требуется дорогостоящего оборудования.

Недостатки:

• высокая стоимость пленок;

• пленка подвержена механическим воздействиям и может быть сравнительно
легко повреждена.

Стекло, тонированное методом напыления металлов в вакууме.

На прозрачное полированное стекло в вакуумной камере наносится тонкий слой оксидов металлов, придающий ему определенный цвет и различные свойства. Достоинства:

• покрытие более устойчиво к механическим и атмосферным воздействиям, чем полимерная пленка;

• высокие характеристики отражения светового и теплового излучения;

• возможность, пожеланию клиента изготовить стекло любой толщины, с любыми характеристиками светоотражения и светопропускания, которые зависят от толщины слоя металлов, напыленных на стекло (от нескольких ангстрем до нескольких микрометров);

• возможность нанесения покрытия на узорчатое стекло;

• высокая оперативность исполнения заказа;

• относительно невысокая стоимость по сравнению с другими технологиями изготовления тонированного стекла.

Недостатки:

• отсутствие выбора цветовой гаммы;

• невозможность термической обработки и закалки.

Закаленное стекло

Закаленным листовым стеклом называется стекло любого состава, цвета, формы и размеров, подвергнутое специальной закалке путём нагревания до 650-700 °С и в дальнейшем быстрого охлаждения. В процессе закалки наружные слои стекла приходят в состояние сильного сжатия, а внутренние — в состояние растяжения, образуя систему напряжений в стекле, обеспечивающую его высокую механическую и термическую прочность. При достижении предела механической прочности, закаленное листовое стекло, разрушается, но рассыпается на мелкие осколки округлой формы, не имеющих острых режущих граней.

Операции резки, сверления отверстий и обработки кромок листов стекла должны предшествовать закалке, так как закаленное стекло не подлежит никакой механической обработке.

Закаленное стекло — это, прежде всего, безопасное стекло. Безопасность проявляется именно характером разрушения такого стекла. Мелкие осколки разрушенного стекла не причинят вреда человеку, даже падая с больших высот. В отличие от «сырого», которое повреждается при той же толщине от меньших по силе механических воздействий, а его крупные осколки очень опасны для окружающих. Прочность закаленного стекла превышает прочность сырого более чем в 5 раз.

Немаловажную роль в применении закаленного стекла играет еще одно его свойство— стойкость к резким температурным перепадам «термошоку», которая достигает порядка 200 °С, что критично при использовании тонированных и термопоглощающих стекол, светопропускание которых составляет менее 70%.

Закаленное стекло имеет широкую область применения, особенно когда требуется такие параметры, как повышенная механическая прочность при сравнительно небольшом весе, высокая термостойкость и безопасность в случае разрушения. В первую очередь — это фасадное и структурное остекления, внедрение технологий которых в нашей стране набирают темпы, а так же при изготовлении офисных перегородок, стеклянных дверей, безрамного балконного остекления, витражей и ограждений.

Строительный «триплекс»

Строительным триплексом или многослойным, защитным стеклом называется изделие, состоящее из пластин силикатного стекла, скрепленных между собой поливинилбутиральной пленкой или полимерной композицией. Такое стекло относится к разряду безопасных: его очень трудно разбить, и даже при его разрушении осколки не разлетаются в стороны, оставаясь приклеенными к пленке, что предотвращает травмирование людей.

Комбинируя листы стекла и слои пленки, получают очень прочный материал, противостоящий ударам, взрывам и даже выстрелам из огнестрельного оружия. Строительный триплекс препятствует мгновенному проникновению в помещение: некоторые его разновидности разрушить не проще, чем сломать кирпичную стену. Такое стекло применяется там, где необходимо обеспечить безопасность людей и материальных ценностей: в банках, витринах магазинов, музеях, выставочных галереях. Строительный триплекс может изготавливаться из различных тонированных стекол, а также использоваться при изготовлении строительных стеклопакетов.

Используя многослойное стекло, можно изготавливать стеклянные полы, потолки и несущие стены, что дает архитекторам еще один инструмент для создания необычных зданий и интерьеров.