Устройство 
Алюминиевая композитная панель (АКП) – это сложный многослойный материал, появившийся на рынке в 70-е годы прошлого века. АКП представляет собой «пирог» из двух алюминиевых листов толщиной от 0,2 до 0,5 мм и пластикового или минерального наполнителя между ними. 
Однако если заглянуть глубже, то станет видно, что на самом деле «пирог» панели имеет гораздо больше слоев: 
1) защитная пленка; 
2) поверхностный слой PET (полиэстер) или PVDF (50–80% поливинилиденфторида); 
3) слой лакокрасочного покрытия; 
4) грунтовка; 
5) высокопрочный алюминиевый лист; 
6) пластиковая или минеральная прослойка; 
7) высокопрочный алюминиевый лист; 
8) антикоррозийная грунтовка; 
9) антикоррозийное защитное покрытие.

Преимущества 

Преимущества алюминиевых композитных панелей заключаются в следующих параметрах: 
- легкость. Масса одного кв. м в зависимости от толщины материала составляет от 3 до 8 кг; 
- жесткость и прочность. Это позволяет изготавливать крупногабаритные кассеты для навесных фасадов и обеспечивать монтаж в минимальные сроки; 
- простота обработки; 
- структурная прочность; 
- коррозионная стойкость; 
- вибро- и звукоизоляция; 
- устойчивость к воздействию агрессивной внешней среды и УФ-излучению; 
- термоустойчивость. Температура эксплуатации – от -50ºС +80ºС; 
- гибкость. Способность алюминиевого композита к трансформации из плоского листа в любую криволинейную форму с острыми и закругленными углами; 
- высокая степень огнестойкости; 
- широкая цветовая гамма. Множество вариантов окраски позволяет оформить самые разнообразные архитектурные элементы в различной цветовой гамме; 
- устойчивость к загрязнению. Покрытие панелей полиэфирным лаком и PVDF дает гарантию, что фасад не выгорит на солнце, не изменит цвет под воздействием атмосферной пыли, соединений серы и солевых взвесей. Материал легко очищается от осевшей на него пыли и агрессивных налетов обычной водой; 
- долговечность. Гарантийный срок использования для вентилируемых фасадов составляет 25 лет. 
При равной жесткости композитный материал весит в 3,4 раза меньше стального и в 1,6 раза меньше сплошного алюминиевого листа (4,5–7,4 кг/м²). Непрерывный процесс ламинирования обеспечивает композитному материалу уникальную плоскость листа. Процесс нанесения лакокрасочного покрытия при рулонной покраске обеспечивает однородное высококачественное покрытие без видимых границ зерен. Применяются следующие типы полимерных покрытий: полиэфирный лак, PVDF и флюрокарбоновое покрытие (зависит от производителя). 
Композитные материалы выпускаются с цветным покрытием с одной стороны или под заказ с цветным покрытием с двух сторон, без окраски, с анодированной поверхностью, с окраской под натуральный камень (мрамор, гранит). Окрашенные поверхности могут покрываться защитной пленкой, которая должна быть удалена непосредственно после монтажа на объекте. 
Все вышеперечисленные достоинства композитных материалов являются, несомненно, очень важными, но главное, что отличает этот тонколистовой материал от других – это возможность к трансформации плоского листа в любую форму, причем не только в мастерской, но и непосредственно на стройплощадке. Из композитных материалов может быть выполнена любая криволинейная форма – с острыми и закругленными углами. Это дает проектировщику огромные возможности по созданию архитектурной пластики фасада, в том числе и с имитацией под натуральный камень. Сложные криволинейные формы, которые невозможно воплотить в камне, с легкостью могут быть выполнены из композитных материалов. 
При транспортировке изделия из композитных материалов могут перевозиться как изогнутые в необходимые формы (например кассеты), так и в качестве плоских листов (выкройки будущих изделий). Это может быть очень эффективным при перевозках на большие расстояния. Уменьшаются также и складские расходы. 
Технологичность обработки позволяет осуществлять резку, сгибание, фрезеровку, сверление даже с помощью ручных станков по дереву и алюминию.

Области применения алюминиевых композитных панелей 

Благодаря наличию уникального комплекса особых качеств, не свойственных ни одному из природных материалов, сфера применения алюминиевых композитных панелей устойчиво расширяется из года в год. Постоянно вводимые инновации в производство композитных материалов и производство фасадов делают этот материал все более и более доступным по цене для широких слоев потребителей. Из композиционного материала, некогда использовавшегося только при отделке и облицовке фасадов и объектов классов премиум и люкс, АКП находят свое применение в быту. 
Например, АКП с толщиной 3–0,3 мм и размером листов 1,5 х 4 м чрезвычайно востребован при интерьерных работах, при изготовлении рекламных конструкций. Фасадный материал толщиной 4–0,4 мм находит широкое применение в малоэтажном строительстве, в объектах транспортной инфраструктуры, при облицовке АЗС, монтаже фасадов. 
Вот далеко не полный список сфер применения АКП: 
- внешние фасады любых типов зданий, фасадные конструкции, системы вентилируемых фасадов; 
- отделка интерьера; 
- вибро- и звукоизоляция терминалов аэропортов, метро и т.д.; 
- выставочные центры, рекламные вывески, объемные знаки; 
- корпуса приборов станков; 
- в устройствах, которым требуется термическая, звуковая устойчивость, а также устойчивость к вибрациям. 
В связи с ростом запросов потребителей, при проектировании зданий и сооружений постоянно требуются новые архитектурные и дизайнерские решения, воплощение в жизнь которых возможно только при использовании АКП. 
Особо стоит отметить темпы роста применения АКП в индустриальном строительстве. Бизнес-центры, офисные здания, торговые центры и современные жилые комплексы облицовываются, отдавая дань моде, навесными вентилируемыми фасадами с применением АКП и последующим монтажом навесных вентилируемых фасадов. 
Системы вентилируемых фасадов давно и успешно применяются в строительстве жилых и офисных зданий, частных домов и коттеджей во всем мире. Изготовление вентилируемых фасадов – это не только дань моде, но и стремление удешевить строительство при улучшении технических параметров здания. Вентилируемые фасады обладают рядом особенностей, которые делают их применение в современном строительстве абсолютно необходимым. Основные качества вентфасадов заключаются в том, что они обладают отличной звуковой и тепловой изоляцией, дешевы в производстве и монтаже, а также успешно выполняют эстетическую функцию благодаря большому выбору материалов для отделки.

Виды наполнителя АКП 

Полимерный наполнитель 
Полимерный наполнитель относится к классу горючести Г4 – горит под пламенем горелки, выделяя опасный дым и капая. Продолжает гореть после того, как пламя уже убрали. 
Основная часть композитных панелей, представленных на российском рынке, имеет сердцевину из вспененного полиэтилена. Однако существуют и панели, сердцевина в которых выполнена из сотового пропилена. Данная продукция выпускается французской компанией Kaysersberg Plastics под торговой маркой Arybond. Данный материал обладает очень небольшим весом, а притом что алюминиевый слой с двух сторон придает дополнительную жесткость, материал получается очень прочным. 
Основное назначение композитных панелей с пластиковым наполнителем – отделка внутренних помещений и изготовление рекламной продукции.

К 2011 году спрос на алюминиевые композитные панели по сравнению со спросом 2006 года возрастет в 4 раза – с 2857 тысяч кв. м до 11 320 тысяч кв. м. В 2006–2008 гг. рост российского рынка алюминиевых композитных панелей сохранился на уровне 45–50%. Рост рынка будет вызван увеличением спроса на композитные панели со стороны стремительно развивающегося фасадного рынка, тенденцией которого выступит замещение композитными панелями керамогранита

Минеральный наполнитель 

Минеральный композитный наполнитель представляет собой вспененный полиэтилен высокого давления с добавками негорючих компонентов – антипиренов (до 80 компонентов). 
Данный минеральный наполнитель относится к классу горючести Г1 (по международной классификации В1 – трудновоспламеняемые): загорается через несколько секунд под пламенем горелки и тухнет, если пламя убрать, при этом при прямом пламени горит, не выделяя едких дымов и не капая. Данная группа композитных панелей обычно имеет дополнительное условное обозначение FR (fire-proof, fire-resistant) и представлена на рынке панелями производства европейских и азиатских стран. 
Основное назначение композитных панелей с минеральным наполнителем – фасадное строительство. Следует отметить, что данные композитные панели имеют ряд противопожарных условий при монтаже, полное соблюдение которых может привести к значительному удорожанию конечной стоимости навесных вентилируемых фасадов.

Новое поколение минеральных наполнителей 

Композитные панели с наполнителем класса А2 (по международной классификации) являются продукцией ноу-хау. На рынке данный вид продукции представлен немецким производителем Alcan Singen GmbH. Композитная панель с наполнителем класса А2, на основе алюминиевой гидроокиси не горит под пламенем горелки около двух часов. Однако данный материал обладает более низкими показателями на изгиб – например, изготовить колонну из такого композитного материала невозможно. 
Уникальность материала Alucobond А2 состоит и в том, что он позволяет выполнять откосы и отливы с примыканием к окнам и дверным проемам без дополнительных противопожарных отсечек, выступающих за плоскость фасада, и с соблюдением всех принципов НВФ на любых зданиях и сооружениях с самыми высокими требованиями противопожарной защиты. 
О производстве композитных панелей класса А заявляет китайский производитель Hunan Huatian Aluminium Co., Ltd (совместное китайско-немецкое предприятие группы компаний Huatian). Композитный материал компании выполнен по передовой технологии, полностью отвечает требованиям пожарного контроля, не выделяет ядовитых продуктов при сгорании. По результатам теста, проведенного государственным контрольным органом, характеристики сгорания и физико-механические свойства материала превышают стандарты огнеупорности строительных материалов для невоспламеняемых материалов класса А. 
Другой китайский производитель – Foshan Shunde Balco Building Materials Co., Ltd – также готов предложить рынку минеральный наполнитель класса горючести А2 собственной разработки. Предлагаемый материал обладает более высокой эластичностью на сгиб, чем немецкий, кроме того, не горит под пламенем горелки около 4 часов.

Алюминиевый сотовый наполнитель 

Вместо пластикового или минерального наполнителя в композитных панелях могут использоваться очень тонкие поперечные алюминиевые пластинки, соединяющие две основные пластины. Рисунок может быть различен, например в виде сетки или в виде сот. Данные композитные панели обладают высокой степенью жесткости при чрезвычайно легком весе. Однако полностью алюминиевые панели не так хорошо задерживают шум и тепло, кроме того, данные панели дороже и деформируются (продавливаются) легче. Композитные сотовые панели предлагаются как немецкими производителями (Alcan Singen GmbH – торговая марка Alucore), так и корейскими (Honge Seong Industrial Co, Ltd – торговая марка Hivetecks, Dongshin Engineering Corp. – торговая марка Hive, Hankuk Carbon Co., Ltd – торговая марка Fiber – X).

Покрытия АКП 

Лакокрасочные покрытия (покраска) композитного материала 
Для покраски лицевой стороны композитных панелей, как правило, используются высокомолекулярные полимерные лакокрасочные покрытия, включающие в свою основу полиэфирный лак (поливинилденфторид), называемые PE- и PVDF-покрытия. В качестве PE- или PVDF-покрытий могут служить различные многослойные лакокрасочные покрытия на основе высокопрочных синтетических красок: вида фторуглеродных или флюрокарбоновых смол на основе люмифлона.

PE-лакокрасочные покрытия 

Полиэстер – относительно недорогое покрытие с глянцевой поверхностью, подходящее для любых климатических условий. Основа покрытия – полиэфирная краска, обладающая хорошей стойкостью цвета. Материал обладает высоким уровнем гибкости и формуемости. 
При уличной эксплуатации панели с таким покрытием будут иметь приятный вид не более 5 лет. А вот для внутренних работ это хорошая альтернатива дорогому PVDF – гарантийный срок использования композитных панелей с покрытием РЕ – 15–20 лет.

PVDF – лакокрасочные покрытия 

В формулу фторуглеродного соединения входит атомная структура фтора, известная тем, что является одним из самых сильнейших химических соединений. Размер атома фтора очень мал, и высокий электроотрицательный заряд повышает силу сцепления по отношению к углероду хлора, в итоге образуется ориентированный адсорбционный (адсорбция) слой с алюминиевым листом. Соединительные цепочки фторуглеродного соединения получаются значительно меньше и, соответственно, прочнее, чем у других структур лакокрасочных покрытий. Для увеличения силы сцепления фторуглеродного соединения в формуле многослойного лакокрасочного покрытия повышают содержание фтора, в итоге структура покрытия становится еще более стабильной. При этом прочность связи алюминиевых листов с фторуглеродным покрытием со временем увеличивается из-за постоянно происходящего физического процесса адгезии, стремясь к пределу – когезионной (когезия) прочности сцепления на макромолекулярном уровне. 
PVDF обладает самоомываемостью, высокой стойкостью к механическим повреждениям. Этот материал самый стойкий к ультрафиолетовому излучению, он практически не выцветает. Покрытие PVDF имеет более высокую, чем полиэстер, стойкость, например к воздействию морской соли, его можно использовать для облицовки объектов в любом климате. Его основные отличия от полиэстера – это повышенная цветостойкость, более высокая устойчивость к механическим повреждениям, атмосферостойкость и коррозийная стойкость, минимальный радиус изгиба. Материал с PVDF стоек к химическому воздействию и сохраняет свои свойства до плюс 120 градусов по Цельсию. Покрытие PVDF проявляет лучшую стойкость цвета и сопротивляемость коррозии, чем полиэстер. 
PVDF наносится валковым способом (так же, как и полиэстер), при этом свойства его отличны от полиэстерового покрытия. Покрытие PVDF имеет ограниченную, но достаточно широкую гамму цветов. Ограничения связаны с входящими в состав сырья UV – стойкими пигментами, а их количество ограничено. Тем не менее за счет использования дополнительных лаков можно добиться очень ярких цветов – кроме стандартных цветов, согласно каталогу RAL или PANTONE, это покрытие за счет добавления специальных лаков и многослойного нанесения имеет цвета, которые достаточно точно имитируют натуральные полированные металлы – бронзу, золото и серебро. 
Лицензионный PVDF выпускается только по известным лицензиям Kynar 500 и Hylar 5000 и содержит не менее 70% поливинилденфторида. Соотношение 80/20% дает некоторое преимущество в долговечности под влиянием атмосферных факторов, но при этом несколько отражается на стоимости конечного продукта. Покрытия с соотношением поливинилденфторида/акрила 50/50% значительно дешевле, чем покрытия с соотношением 70/30%, но разница в долговечности между данными двумя видами гораздо более заметна, чем между соотношениями 70/30% и 80/20%. 
Во время эксплуатации PVDF не выцветает под воздействием солнечного света и обеспечивает материалу надежную защиту при длительном соприкосновении с водой, солями, щелочами или кислотами. Эту исключительную стойкость к внешним немеханическим воздействиям обеспечивает поливинилденфторид, который входит в состав покрытия. А антикоррозионные свойства PVDF можно увеличить за счет более толстого слоя грунтовки и нанесения защитного лака. Это покрытие подходит для облицовки объектов любого назначения благодаря инертности к воздействию химических веществ. При этом следует помнить, что PVDF в первую очередь разработан как покрытие для наружных стеновых конструкций, и основные его преимущества проявляются именно там. Гарантийный срок использования панелей с покрытием PVDF – 15–20 лет.

Оксидные пленки – метод электрохимического анодирования 

Оксидные пленки, получаемые методами электрохимического анодирования, также очень надежно защищают алюминий, обеспечивая в то же время высокое качество поверхности листа. Оксидные пленки и напыления для увеличения прочности имеют сверху прозрачные предохраняющие покрытия. Они хорошо защищают «металлики» от царапин и вредных воздействий улицы. 
Большим и стабильным спросом пользуются различные варианты анодных покрытий листов типа «металлик»: оттенки матового серебра, бронзы, латуни, нефритово- и бирюзово-зеленые оттенки. Есть даже варианты лицевой панели с вакуумным напылением алюминия или нитрида титана, дающие глянцевые поверхности серебра и золота (буквально как зеркало). Гарантийный срок использования композитных панелей с оксидными пленками – 15–20 лет.

Ламинирующие покрытия – имитация фактур дерева и камня 

Третьим популярным видом отделки композитных панелей являются ламинирующие покрытия с весьма искусной имитацией различных пород дерева, полированного отделочного камня: гранита и мрамора. В стандартном наборе имеется около трех десятков оттенков и фактур дерева и камня буквально на все вкусы. 
Гарантийный срок использования композитных панелей с ламинирующими покрытиями – 15–20 лет. 
Обратная (изнаночная) сторона композитной панели может быть со следующими видами покрытия: 
- грунтовка; 
- анодирование или оксидные пленки; 
- полиэстер (РЕ); 
- поливинилденфторид (ПВДФ). 
Наиболее распространенными видами отделки изнаночной стороны композитной панели являются грунтовка и анодирование.

Технология производства композитных панелей 

Технологический процесс производства алюминиевых композитных панелей включает три стадии: 
- процесс химиосинтеза; 
- нанесение покрытия; 
- термосклейка.

Процесс химиосинтеза 

Рулон алюминия подается на технологическую линию, где постепенно раскручивается и последовательно попадает в системы многоступенчатой химической обработки, промывки, сушки. 
Задача процесса химиосинтеза – это очистка раскрученного рулона от смазывающих и противоокислительных жиров, а также других примесей, таких, как силикон, магнезиум, железо и осадки меди, с поверхности алюминия. 
В процессе этой технологии на поверхность алюминия наносится высокоплотное сотовое оксидированное покрытие, которое способствует более легкому нанесению краски на алюминий и делает алюминий клейким по отношению к самому себе. Алюминий приобретает очень клейкое свойство.

Нанесение покрытия (покраска, лакировка) 

Во время покрытия на поверхность предварительно прошедшего процесс химиосинтеза алюминия наносится краска нужного цвета. 
Процесс происходит в полной изоляции от внешней среды, поэтому исключаются все шансы попадания пыли, что позволяет контролировать внешний вид и толщину алюминия. 
Окрашенный и высушенный алюминий поступает в высокотемпературную печь, где происходит прочное спекание полимерной составляющей окрашивающего раствора с поверхностью металла. Затем окрашенный алюминий опять сворачивается в рулоны.

Термосклейка 

Это ключевой момент в процессе производства пластико-алюминиевых композитных панелей. 
Полиэтиленовая полоса необходимой толщины и ширины непрерывно подается из экструдера в начало линии, с двух сторон из рулонов разматывается и подается окрашенная алюминиевая лента соответствующей ширины. 
Между полиэтиленом и алюминием может вводиться специальная пленка (технология является ноу-хау и применяется для производства панелей торговой марки Reynobond) для обеспечения прочной и надежной связи между составляющими композита. Как известно, полиэтилен, обладая низкой поверхностной энергией, проявляет очень слабую адгезию к материалам практически всех химических групп, в особенности к металлам. Использование специальной связующей пленки позволяет повысить прочность сцепления полиэтилена с алюминием до такой высокой степени, что расслоение полученного композита практически невозможно, что и гарантирует механическую прочность и необходимые эксплуатационные качества панелей. 
Алюминиевый материал, сердцевина и высокомолекулярная пленка поступают в систему горячих валов, где поверхность полиэтилена и пленка расплавляются, и горячий алюминий прикатывается под давлением к расплавленной поверхности полиэтилена. Промежуточная пленка компенсирует недостаточные адгезионные качества полиэтилена и обеспечивает прочное сцепление слоев между собой. 
Далее происходит охлаждение полученного композитного материала, нанесение защитной транспортировочной пленки (с одной или с двух сторон) и резка по заданным размерам.

Прогноз спроса 

К 2011 году спрос на алюминиевые композитные панели по сравнению со спросом 2006 года возрастет в 4 раза – с 2857 тысяч кв. м до 11 320 тысяч кв. м. В 2006–2008 гг. рост российского рынка алюминиевых композитных панелей сохранился на уровне 45–50%. Рост рынка будет вызван увеличением спроса на композитные панели со стороны стремительно развивающегося фасадного рынка, тенденцией которого выступит замещение композитными панелями керамогранита. При этом основной тенденцией развития рынка алюминиевых композитных панелей будет являться вытеснение российскими алюминиевыми композитными панелями панелей азиатских производителей. 
В наиболее развитых крупных городах России повышенные требования потребителей к пожарным характеристикам алюминиевых композитных панелей будут способствовать увеличению спроса на панели с минеральным наполнителем, доля которых в совокупном потреблении будет увеличиваться. В регионах же более высокий спрос будет приходиться на композитные панели с полимерным наполнителем ввиду их более низкой стоимости. 
C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка алюминиевых композитных панелей можно ознакомиться в отчете Академии конъюнктуры промышленных рынков «Рынок алюминиевых композитных панелей в России».

Автор: Академия конъюнктуры промышленных рынков