У большинства людей стандартный картридж ассоциируется с герметиками, применяемыми при строительстве и ремонте зданий. Но этим сфера его применения не ограничивается: в таких же картриджах выпускаются и другие вязкие стройматериалы, которые надо хранить в безвоздушной среде и дозированно выдавливать из носика-аппликатора: клеи, шпатлевки, огнезащитные мастики, термопасты и электроизоляционные компаунды. Картриджи хорошо подходят и для консистентных смазок, в том числе автомобильных.
Миллионы потребителей знают, что любой материал в картридже можно использовать постепенно, по мере необходимости. Тщательно продуманная конструкция с поршнем (плунжером) предотвращает контакт остающейся части материала с воздухом — и это принципиально важное свойство картриджа, которое обусловило его всемирную популярность.
Иллюзия простоты
Эта конструкция кажется очень простой, но за внешней простотой скрывается сложная технология. Картридж проектируется и изготавливается так, чтобы быть совместимым со всеми материалами, которые могут в него упаковываться. Как правило, это химически активные составы, адгезивы. Самые дешевые из них — акриловые — после выдавливания просто высыхают, поэтому используются только в сухих помещениях. А более дорогие и водостойкие, в том числе бескислотные силиконовые, отверждаются в процессе химических реакций, катализатором которых обычно является содержащийся в воздухе водяной пар.
В основе любого адгезива лежит способность формировать прочные связи с поверхностью. Парадокс заключается в том, что высококачественные, дорогие герметики обладают выдающимися адгезивными свойствами, позволяющими им «намертво» сцепляться с невероятным количеством материалов, включая металлы и пластмассы. Но в безвоздушной среде, внутри герметичного картриджа, его корпус, поршень и носик-аппликатор совершенно инертны ко всем веществам, которые могут входить в состав адгезивов. Химический состав материала, из которого изготовлен картридж, исключает не только склеивание, но и любые другие реакции в течение всего срока хранения готовой продукции — не менее года.
Корпус, поршень и носик-аппликатор могут быть сделаны из монополимера или из разных полимеров, но в любом случае каждая часть совершенно непроницаема для водяного пара. Даже микроскопическое количество влаги, проникшее через стенки во время хранения, инициирует отверждение.
Полимеризация выдавленного из картриджа влагоотверждаемого герметика начинается с поверхности и постепенно, со скоростью нескольких миллиметров в сутки, продвигается вглубь шва. У любого герметика есть два важных параметра: «время образования пленки» (5–30 минут, когда он перестает быть липким) и «время полного отверждения» (от 24 часов до нескольких суток, в зависимости от толщины шва, температуры и влажности).
Картридж имеет строго определенное соотношение прочности и эластичности. Поршень герметично прилегает к цилиндрическим стенкам при давлении от монтажного пистолета, но при этом скользит легко и равномерно по всей длине цилиндра. Устройство, которое кажется таким простым, должно выдерживать большие нагрузки, не лопаясь и не деформируясь.
Для выполнения всех этих требований картриджи делают методом литья под давлением из антиадгезионных пластиков — прочных материалов с хорошими барьерными свойствами и низкой поверхностной энергией. К ним относится гексеновый полиэтилен высокой плотности HD85612 IM, который производится на заводе «Казаньоргсинтез».
Картриджи из этого материала, широко применяемые для потребительской упаковки клеев и герметиков, характеризуются стойкостью к УФ-излучению и высокой ударной прочностью. В частности, эту марку сырья СИБУРа использует группа компаний NOVAROLL, которая более 30 лет специализируется на производстве транспортной и потребительской упаковки.
![$image['DESCRIPTION']](/upload/sprint.editor/115/jnhvudxscvma3pirfob1siz86bhie9oz.png)
Объемы и давления
В большинстве стран, включая Россию, выпускаются картриджи объемом 310 и 280 мл; в некоторых странах иногда встречается и третий вариант, менее распространенный: 300 мл. Независимо от объема, все картриджи имеют примерно одинаковый диаметр (≈ 48 мм) и совместимы со всеми стандартными монтажными пистолетами.
В картриджах продаются тысячи строительных материалов, в том числе сильно различающихся по вязкости. При комнатной температуре акриловые герметики имеют вязкость 25–100 Па·с, а некоторые типы полиуретановых герметиков превосходят их по этому показателю многократно, особенно при нулевом сдвиге (в состоянии покоя, до выдавливания первой капли).
Для работы с маловязкими материалами достаточно простейшего монтажного пистолета открытого типа, то есть скелетного или полукорпусного, не имеющего «трубы». Для работы с высоковязкими материалами используются монтажные пистолеты закрытого типа, с «трубой» и электроприводом, способные давить на поршень с силой более 4000 ньютонов.
Характеристики монтажных пистолетов для картриджей
Тип монтажного пистолета |
Сила, прилагаемая рукой к рукоятке, Н |
Передаточное число (отношение силы на поршне к силе на рукоятке) |
Сила, прилагаемая к поршню (максимальная, в начальный момент выдавливания), Н |
Давление в картридже, атм. |
---|---|---|---|---|
С ручным приводом, скелетный или полукорпусный |
100 |
5:1 – 8:1 |
500–800 |
≈ 2,5–4,5 |
С ручным приводом, корпусный (трубчатый) |
100 |
12:1 – 26:1 |
1200–2600 |
≈ 6–14 |
С электроприводом, аккумуляторный, корпусный (трубчатый) |
– |
– |
2400–4500 |
≈ 12–24 |
В профессиональных монтажных пистолетах с электроприводом есть функция установки максимальной скорости движения поршня. Нажимая на курок слабее или сильнее, можно менять скорость подачи материала в диапазоне от нуля до установленного максимума. Это позволяет, работая с одним универсальным пистолетом, ставить в него картриджи с материалами разной вязкости и предотвращать случайное выдавливание слишком большого объема.
Картридж против «сардельки»
У картриджа есть два сильных конкурента: тюбик и «сарделька» («sausage pack»).
Тюбики (такого же размера, как от зубной пасты, или максимум до 200 мл), как правило, ориентированы на мелкорозничный сегмент DYI («Cделай сам»), но иногда в них продается и вполне профессиональная продукция: от сантехнических анаэробных герметиков до силиконовых защитных покрытий для электронных плат.
«Сардельки» — это мягкие, гибкие, длинные пакеты, имеющие многослойную структуру: чаще всего между двумя слоями полимерной пленки находится слой алюминиевой фольги. Поскольку они не имеют жесткой формы, их вставляют в специальный монтажный пистолет трубчатого типа. Они предназначены исключительно для профессионалов, и по сравнению с ними картриджи более универсальны, так как применяются и в профессиональном сегменте, и в любительском.
У «сарделек» по сравнению с картриджами есть и преимущества, и недостатки. Картриджи можно быстро устанавливать в монтажный пистолет и снова снимать по мере необходимости, выбирая тот материал, который нужен в данный момент работы. Замена картриджа занимает секунды, при этом не пачкаются ни руки, ни монтажный пистолет. «Сарделька», наоборот, удобнее для длительной непрерывной работы с одним и тем же материалом. Например, замена силиконового герметика в «сардельке» на акриловый становится непростой задачей: надо вычистить растворителем наконечник монтажного пистолета от прежнего герметика, а также найти на стройплощадке чистое место для вскрытой «сардельки», у которой нет самонесущего корпуса. Монтажный пистолет для «сарделек» значительно дороже, а герметик может случайно попасть на его внутренние стенки и застыть, что приведет к заклиниванию механизма.
Перспективы вязких стройматериалов в России
Несмотря на удорожание, ежегодный рост физического объема ремонтно-строительных услуг в России достигает 10%. Интерес к услугам частников, задействованных в отрасли, в 2024 году увеличился на 22%. Активизируется и рынок товаров категории DIY, он по итогам 2024 года вырос на 12%. Соответственно возрастает спрос на материалы и технологии, которые сокращают сроки работ, повышают их качество и безопасность, минимизируют затраты на вязкие стройматериалы.
По мнению Mordor Intelligence, насыщенность рынка вязкими стройматериалами оценивается как низкая, а прогнозируемый среднегодовой прирост за 2024–2028 годы составляет 6,85% для клеев и 5,73% для герметиков. В условиях снижения предложений иностранных брендов такая динамика открывает новые возможности для производства отечественных товаров.
Примечательно, что ГОСТов на картриджи не существует. Требования к такой упаковке регулируются действующими стандартами хранения и использования вязких материалов: клеев, герметиков, мастик, паст и смазок.