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Evonik: Spezialformmasse hilft den Kraftstoffverbrauch zu senken

Plexiglas Cool-Touch ist eine Spezialformmasse, die von Evonik entwickelt wurde. Laut Unternehmen ist es ein Material das hilft, den Kraftstoffverbrauch zu senken und dem Fahrer eine angenehmere Atmosphäre im Autoinnenraum zu schaffen. Die Spezialformmasse eignet sich für dunkle, nichttransparente Dachmodule sowie für Dach, Spoiler und Säulenblenden von Autos, Bussen, Lkw oder Landmaschinen.

"Unser Material vereint mit Blick auf den Klimaschutz zwei entscheidende Eigenschaften: Es ist leicht und es reflektiert einen Großteil der IR-Strahlen der Sonne, die über das Wagendach zu einer Aufheizung des Wageninneren führen", erklärt Elisabeth Clamer, Manager Business Development im Geschäftsgebiet Acrylic Polymers von Evonik. Um die genauen Auswirkungen eines Autodaches aus Plexiglas Cool-Touch zu testen, wurde als Projektfahrzeug ein Opel Corsa mit einem solchen Dach ausgestattet. Im Vergleich zu einem Stahldach reduzierte sich das Gewicht um 17 Prozent. Dies allein führt schon zu einem um 0,2 Gramm geringeren CO₂-Ausstoß pro Kilometer.

Ihre wärmereflektierenden Eigenschaften sollte die Spezialformmasse unter der Sonne Spaniens unter Beweis stellen. Dazu konzipierte die Materialprüfungsanstalt Darmstadt einen speziellen Test. "Ziel war es, sowohl die Wärmeentwicklung auf dem Fahrzeugdach als auch an mehreren Messpunkten im Wageninneren über den gesamten Tag hinweg zu messen", erklärt Ludwig Veith von der Staatlichen Materialprüfungsanstalt Darmstadt. Um den direkten Vergleich zu anderen Dachtypen zu haben, wurden drei gleiche Fahrzeugmodelle mit unterschiedlichem Dachmaterial dem Test unterzogen: ein Fahrzeug mit Metalldach, eines mit einem herkömmlichen Kunststoffdach und eines mit der Spezialformmasse.

Unter der Herbstsonne Spaniens, die eine Globalstrahlung von 600 bis 800 Watt pro Quadratmeter lieferte, wurde drei Tage lang gemessen. Das Resultat fasst Veith zusammen: "Ein wesentliches Ergebnis ist, dass bei den drei Dächern die Temperaturentwicklung unterschiedlich ist. Das Dach mit Plexiglas Cool-Touch heizte sich langsamer und weniger auf. Das wirkte sich auch auf den Autoinnenraum aus. In Höhe des Fahrerkopfs war es über den gesamten Zeitraum kühler als in den Vergleichsfahrzeugen." Umgerechnet auf die Hitzebelastung eines Autodaches im Sommer bedeute dies konkret, dass bei einer Globalstrahlung von 1000 Watt pro Quadratmeter die Temperatur im Fahrerkopfbereich um rund fünf Grad kühler ist.

Und das sind fünf Grad weniger, die von der Klimaanlage mit Energieaufwand heruntergekühlt werden müssen. "Gerade beim Abkühlen nach dem Einsteigen sorgt die Klimaanlage für starke Luftbewegungen", erklärt Professor Thomas Wetzel vom Institut für Thermische Verfahrenstechnik des Karlsruher Instituts für Technologie. Deshalb liege die Herausforderung darin, mit möglichst wenig Luftbewegung ausreichende Abkühlung zu erzielen. Dabei zähle jedes Grad, um das die Lufttemperatur im Innenraum nicht verringert werden müsse. Denn der einströmenden Luft wird vorher die Wärmeenergie entzogen, so dass sie auf etwa zehn Grad abkühlt. "Das kostet Sprit und lässt sich auf eine einfache Formel bringen: Je weniger Energie durch die Sonne ins Wageninnere kommt, desto weniger Kaltluft muss eingeblasen werden", so Wetzel. Die um fünf Grad geringere Aufheizung bei einem Dach aus der Spezialformmasse führt aber nicht nur zu weniger Abkühlaufwand. Sie reduziert auch die Zeit, in der die Klimaanlage auf Hochtouren läuft. Im Feldversuch konnten zehn Minuten eingespart werden. Auch im Dauerbetrieb wird die Klimaanlage weniger beansprucht und bei Autos mit Start-Stopp-Automatik hat das wärmereflektierende Dach den Vorteil, dass sich der Innenraum in der Ampelpause nicht gleich wieder aufheizt.

Die Spezialformmasse lässt sich mit allen thermoplastischen Methoden verarbeiten: beispielsweise durch Coextrusion von Mehrschichtfolien, die umgeformt und danach hinterschäumt oder hinterspritzt werden, oder durch Coextrusion von Mehrschichtplatten, die nur noch umgeformt werden. Auch das Spritzgießen von Dachmodulen oder Dachblenden ist möglich. Das Dach des Projektfahrzeugs Opel Corsa wurde mit glasfaserverstärktem Polyurethan (PU-LFI) hinterschäumt. Die Formmasse selbst ist Teil einer 1,3 Millimeter dicken Folie, die aus drei Schichten mit unterschiedlichen Polymeren extrudiert wurde: einem Trägermaterial, Plexiglas Cool-Touch als farb- und funktionsgebende Schicht und glasklarer Formmasse als Topcoat, um eine noch bessere Tiefenwirkung zu erzielen.
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