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Dämmen mit thermisch optimiertem Isolierprofil

Die Anforderungen an Wärmedämmprofile für moderne Aluminium-Fenster wachsen. Viele Bauherren und Architekten streben danach Energie und Ressourcen einzusparen. Gleichzeitig soll die Bautiefe der Rahmenverbunde geringer werden, um die Rahmen schlanker und die Glasflächen größer zu gestalten. Dies stellt höchste Ansprüche an den Kunststoff, der für die Isolierung eingesetzt werden soll. Die JET-Therm-Profile von Joma-Polytec erzielen nach Unternehmensangaben Wärmedämmeigenschaften für Fenster, Türen und Fassaden mit einer Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffes von nur 0,175 W/m•k.

Vergleich der Pulverbeschichtbarkeit von einfachen Stegen mit PPE/PA- und PA66-Verbunden. Bildquelle: Fa. Joma-Polytec
Vergleich der Pulverbeschichtbarkeit von einfachen Stegen mit PPE/PA- und PA66-Verbunden. Bildquelle: Fa. Joma-Polytec

Durch eine bessere Isolierung können langfristig Kosten reduziert, Energie und somit auch CO2 eingespart werden. Die Herausforderung liegt jedoch bei der Wahl des Materials. Aluminium ist als Baumaterial für Fenster, Türen oder Fassaden gerade bei Industrie- oder Verwaltungsgebäuden sehr gefragt. Doch aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit müssen hier spezielle Isolierstege eingesetzt werden, die den Wärmeverlust verhindern und somit die Energieeffizienz steigern können. Üblicherweise werden zur thermischen Trennung der Aluminiumhalbschalen Profile aus Kunststoff, konkret aus Polyamid 6.6 GF25 eingesetzt. Das Unternehmen Joma-Polytec bietet hier mit seinen JET-Therm-Profilen allerdings eine sehr effiziente Alternative: Die glasfaserverstärkten Dämmstege erreichen ein mit PA66 GF25 vergleichbares Eigenschaftsprofil – und das mit der niedrigsten Wärmeleitfähigkeit, die derzeit am Markt in Serie erhältlich ist.

Die Joma-Polytec GmbH mit Sitz in Bodelshausen im Kreis Tübingen hat sich in der Kunststoffbranche durch seine kundenspezifischen Innovationen im Automobil- und Medizintechnikbereich einen angesehenen Namen erarbeitet. Doch das Unternehmen ist auch spezialisiert auf die Herstellung von Kunststoffprofilen für den Fenster-, Türen- und Fassadenbau aus Metall. Bereits in den 1990er-Jahren entwickelte das familiengeführte Unternehmen eine Materialkombination aus Polyphenyleneter (PPE) und Polyamid (PA), aus dem es seither Isolierstege für Metallrahmen herstellt.

Musterverbund von JET-Therm-Profilen. Bildquelle: Fa. Joma-Polytec; System Fa. Raico
Musterverbund von JET-Therm-Profilen. Bildquelle: Fa. Joma-Polytec; System Fa. Raico

Mit Einführung der Energieeinsparverordnung als Teil der deutschen Energie- und Klimaschutzpolitik sind die Anforderungen an die Wärmedämmung bei gleichzeitig angestrebten geringeren Bautiefen der Rahmenverbunde gestiegen. Dadurch sind aber auch die Anforderungen an das Material bei Verbundprofilen aus Metall und Kunststoff eine Herausforderung für jeden Hersteller. Joma-Polytec ist es schließlich gelungen mit JET-Therm ein glasfaserverstärktes Kunststoffblend aus Polyphenylenether und Polyamid 6.6 herzustellen, in dem fein verteilte Luftbläschen eingeschlossen werden. Dieses Blendmaterial bietet somit viele Vorteile gegenüber dem seit langer Zeit am Markt etablierten Polyamid GF25 (PA66 GF25).

Mehr als nur ein Kunststoffprofil

Die mit diesem Material hergestellten Isolierstege sind weit mehr als einfache Kunststoffprofile. Der Mehrwert von JET-Term-Profilen zeigt sich bei genauerer Betrachtung durch den strukturellen Aufbau des Werkstoffes. Grundsätzlich sind diese Profile aufgrund ihrer hoch isolierenden und gleichzeitig mechanisch belastbaren Eigenschaften am Markt sehr gefragt. PPE/PA-Profile weisen jedoch, im Vergleich zum gängigen PA66 GF25, erheblich höhere Wärmedämmeigenschaften auf, die durch das gezielte Einbringen von winzigen Luftbläschen erzielt werden. Die glasfaserverstärkten JET-Therm-Profile von Joma-Polytec erzielen daher einen hervorragenden Lambda-Wert von nur 0,175 W/m•K (GF10) beziehungsweise 0,180 W/m•K (GF20). Somit bietet JET-Therm gegenüber dem derzeit am Markt üblichen PA66 GF25 (λ ca. 0,3 W/m•K) eine um ca. 40% geringere Wärmeleitfähigkeit. Zum Vergleich: Bei einem Fenster mit einem Uw-Wert von 1,4 W/(m²•K) wurden die Polyamidstege durch JET-Therm-Profile ersetzt. Dadurch konnte der Uw-Wert auf 1,2 W/(m²•K) reduziert werden.

Die Verarbeitung macht’s möglich

Das Geheimnis befindet sich in den Stegen selbst. Die feine Verteilung von Lufteinschlüssen im Profil ist sowohl für die mechanische Stabilität als auch für die thermischen Eigenschaften von entscheidender Bedeutung. Das gleichmäßige Materialgefüge erstreckt sich über den kompletten Profilquerschnitt des Kunststoffblends. Eine Clusterbildung von Einschlüssen findet nicht statt. Die Isolierprofile besitzen also trotz der Lufteinschlüsse genügend Festigkeit, um den Querzugskräften Stand zu halten. Das eigens von Joma-Polytec entwickelte und patentierte Verfahren legt hierbei ein großes Augenmerk darauf, die Mikroeinschlüsse bei der Profilherstellung in einem definierten Umfang einzusetzen, sodass sie homogen in der gesamten Schmelze und später im fertigen Kunststoffprofil verteilt sind. Dem Rohmaterial werden darüber hinaus keine chemischen oder physikalischen Treibmittel zugesetzt. Joma-Polytec besitzt hier, nicht zuletzt durch die intensive Phase der Materialentwicklung, einen großen Wissens- und Erfahrungsstand.

Schliffbild, Ausschnitt eines JET-Therm-Profils. Bildquelle: Fa. Joma-Polytec
Schliffbild, Ausschnitt eines JET-Therm-Profils. Bildquelle: Fa. Joma-Polytec

Durch die Kombination des amorphen PPEs mit teilkristallinem Polyamid hat es Joma-Polytec geschafft den gesamt kristallinen Anteil im Kunststoff zu senken. Der Vorteil liegt klar auf der Hand: Die durch die hohen Beschichtungstemperaturen ausgelöste Nachschwindung der Profile fällt geringer aus als bei reinem Polyamid. Dadurch kann bei JET-Therm-Profilen auf einen höheren Glasfaseranteil verzichtet werden. Joma-Polytec verarbeitet, je nach Kundenwunsch, zwei verschiedene Typen des Blends: eines mit 10 Prozent und ein weiteres mit 20 Prozent Glasfaseranteil. Somit bleibt JET-Therm unter den 25 Prozent des derzeit in der Fensterbaubranche viel verwendeten Polyamids PA66 GF25. Beide Typen, sowohl GF10 als auch GF20, sind am ift Rosenheim geprüft und nach DIN EN 14024 als Material für die thermische Trennung für Metallprofile geeignet. Der geringere Glasfaseranteil wirkt sich zusätzlich sehr positiv auf die Wärmeleitfähigkeit und die hohe Dämmwirkung des Profils aus.

Ebenso wie Polyamidprofile sind auch die Stege der JET-Therm-Profile pulverlackierbar. Durch den Einsatz des PPEs im Blend wird die Feuchtigkeitsaufnahme des Materials im Vergleich zu Polyamid erheblich reduziert. Dadurch neigen JET-Therm-Profile generell nicht zur Blasenbildung des Lacks, wie man es bereits von reinem Polyamid kennt. Die Wärmeformbeständigkeit dieses Kunststoffes ist für die typischen Parameter der Pulverlack-Einbrennung gegeben.