Innovationen und Technologietransfer für das Kunststofffenster - Projekt Thinframe

Transkript

1 Innovationen und Technologietransfer für das Kunststofffenster - Projekt Thinframe Dr.-Ing. Gerald Aengenheyster Geschäftsführer Produktqualität SKZ Das Kunststoff-Zentrum

2 Die Idee Ziel von THINFRAME war die Entwicklung eines PVC-Profils, gefüllt mit einem neu entwickelten, hochwärmeisolierenden Schaum in einem einzigen Schritt durch Extrusion (Co-Extrusion). Projektschritte: 1. Aufbereitung einer neuartigen Schaum-Rezeptur, bestehend aus Polystyrol (PS) und Polyethylen (PE), gefüllt mit einem Phasenübergangsmaterial (PCM), um die Energieeffizienz des Rahmens zu erhöhen. 2. Entwicklung eines Co-Extrusions-Prozesses für die Produktion eines geschäumten PVC-Profils mit der Schaumrezeptur im Inneren und einer Ummantelungsschicht aus PVC. 3. Neu-Design eines Fensterprofils mit verbesserten thermischen Isolationseigenschaften für den europäischen Markt. Frame project 7-SME THINFRAME Project financed by the EUROPEAN COMMISSION RESEARCH EXECUTIVE AGENCY

3 Design des Versuchsextrusionswerkzeugs Extrusion des schäumbaren PS Co-extrusion der PVC- Deckkomponente Start des Schäumprozesses Fortschreitende Schäumung Schäumprozess beendet

4 Dichtemessungen und Elektronenmikroskop- Aufnahmen an der Schaumkomponente

5 Materialtests Charakterierung der Profile Das Prototyp-Profil von THINFRAME erfüllt die Anforderungen bezüglich Schlagfestigkeit in Anlehnung an DIN EN ohne jeglichen Bruch. Durch DSC-Analysen konnte die Beschädigung einzelner PCM-Kapseln durch Compoundierung und Extrusion nachgewiesen werden. Biegeprüfung (DIN EN ISO 178) Krafteinleitung Prüfkörper Schlagfestigkeit (DIN EN ) Im Vergleich zu ungefüllten Profilen übertrafen die geschäumten Profile die Festigkeit um den doppelten Wert. Fallkörper Prüfkörper

6 Zuschnitt Schweißung der Profile Entfernung des geschäumten Materials aus der Schweißebene Schweißmachine SEK501T Entfernung Schweißwulst Prüfung der Eckfestigkeit (EN 514) Zugversuch (EN 527-1)

7 Prototyp und erste Anwendung Prototyp (SKZ) Erste Anwendung (Rossi)

8 Fazit und Nutzen Die Kunststoff-Fensterprofile zeigen eine homogene Ausschäumung mit dem PS/PCM- Material. Dabei werden auch die Profilecken vollständig ausgefüllt und es entsteht eine vollflächige Verbindung zwischen den co-extrudierten Komponenten. Vorteile dieser innovativen Technologie: Weiter verbesserte Isolationswirkung der Kunststoff-Fensterprofile PCM-Material ermöglicht eine Wärmezwischenspeicherung Ausschäumung führt zu einer erheblichen Erhöhung der Profilsteifigkeit

9 Forschungsvorhaben: Lösemittelfreie Folienkaschierung von PVC-Fensterprofilen Forschungsziele Stand der Technik Verzicht auf lösemittelhaltigen Primer Oberflächenreinigung mittels Atmosphärendruckplasma Erzeugung langzeitstabiler Haftvermittlerschichten Verständnis, wie Adhäsion auf PVC durch plasmapolymere Beschichtung beeinflusst wird Quelle: WPR/TAKA

10 Forschungsvorhaben: Lösemittelfreie Folienkaschierung von PVC-Fensterprofilen Potenziale Geringerer Chemikalienabfall Umweltfreundlicher (=> VOC) Vorteile bzgl. Trocknung/Absaugung Definierte Schichtdicke Kein Wechsel der Auftragsfilze Gute Automatisierbarkeit Geplantes Vorgehen Methodik Athmospährendruck-Plasmabeschichtung Quelle: Fraunhofer IFAM

11 Forschungsvorhaben: Lösemittelfreie Folienkaschierung von PVC-Fensterprofilen Bereitschaft zur Mitarbeit im Projektausschuss 30 Unternehmen aus den Bereichen Systemhäuser Folienhersteller Klebstoffhersteller Verarbeiter Hersteller von Kaschieranlagen Hersteller von Plasmaanlagen Beratung Klebtechnik/Oberflächenvorbehandlung Geplanter Projektstart Herbst

12 SKZ/prowindo-Fachtagung Das Kunststoff-Fenster Vorankündigung DIE Fachtagung rund ums Kunststoff-Fenster findet im Frühjahr 2017 erneut statt. Programm auf breiter Basis, entlang der Wertschöpfungskette Der genaue Termin wird rechtzeitig bekanntgegeben Call for Papers Wir laden alle aus Wirtschaft und Wissenschaft ein, die sich in der Welt der Kunststoff-Fenster engagieren, Themenvorschläge aus den Bereichen Rohstoffe, Verarbeitung und Systemtechnik einzureichen. Bitte senden Sie uns Ihren Vorschlag an