DE202014105390U1 - Infrarot (IR)-reflektierende Zusammensetzungen und Infrarot (IR)-reflektierende Baumaterialien - Google Patents

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Abstract

IR-reflektierende Zusammensetzung, die Strahlungen im Infrarot(IR)-Wellenlängenbereich reflektiert, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mischung aus Glassystemen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Glashohlkugeln, Glasvollkugeln, mit Silber beschichteten Glashohlkugeln, mit Silber beschichteten Glasvollkugeln, mit Aluminium beschichteten Glashohlkugeln und mit Aluminium beschichteten Glasvollkugeln, sowie mit beiden Metallen beschichtete Glashohlkugeln oder Glasvollkugeln oder Mischungen aus den oben genannten Systemen, aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine IR-reflektierende Zusammensetzung, die Strahlungen im Infrarot(IR)-Wellenlängenbereich reflektiert, welche eine Mischung aus Glassystemen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Glashohlkugeln, Glasvollkugeln, mit Silber beschichteten Glashohlkugeln, mit Silber beschichteten Glasvollkugeln, mit Aluminium beschichteten Glashohlkugeln und mit Aluminium beschichteten Glasvollkugeln, aufweist. Gegenstand der Erfindung sind auch Baumaterialien, die eine Beschichtung mit mindestens einer der IR-reflektierenden Zusammensetzungen aufweisen.
  • Schon vor über 3000 Jahren war es den Chinesen bekannt, dass Wärmebestrahlung des menschlichen Körpers, sich positiv auf Heilbehandlungen auswirkt. Weithin wurde in den letzten 20 Jahren beobachtet, dass besonders ein Mix der IR Strahlung im Bereich A (780 bis 1400 nm) und B (1400 bis 3000 nm) besonders gut vom Menschen aufgenommen wird. Wird diese Strahlung Räumen zugeführt, entsteht dort ein optimales Wellness-Klima, was besonders die Gesundheit, Konzentration, Steigerung der geistigen Aufnahmefähigkeit und Entspannung fördert.
  • Die Palette medizinischer Wirkungen von IR-Bestrahlung ist groß. Zu den Indikationen gehören akute oder chronische Muskelschmerzen, Muskel- und Gelenksteife unterschiedlicher Ursache (mit Ausnahme akut entzündlicher Prozesse), Durchblutungsstörungen, tiefsitzende Beschwerden der Lendenwirbelsäule, Verstauchungen, Hämatome sowie die Vorbereitung anderer therapeutischer Maßnahmen wie zum Beispiel Massagen. Aber auch zur Behandlung chronischer Entzündungen außerhalb eines akuten Schubs eignet sich Rotlicht. Dazu gehören zum Beispiel rheumatische Erkrankungen, chronische Bronchitis, Sinusitis, Prostatitis, und Sklerodermie. Außerdem können IR-A-Anwendungen für die Bekämpfung von peripheren Durchblutungsstörungen und bei Morbus Sudeck helfen. Anwendungsgebiete sind ferner Allergien und verschiedene andere dermatologische Erkrankungen, neurologische Krankheitsbilder wie das Postpoliomyelitis-Syndrom und eine allgemeine immunologische Abwehrschwäche.
  • Neben den genannten Wirkungen sind auch antiinflammatorische Effekte der Strahlung belegt. Diese, hängen vor allem mit Veränderungen im Prostaglandin-Muster der bestrahlten Gewebe zusammen, unter anderem mit dem Anstieg von PG I2. Außerdem scheint sich der oxidative Stress im erwärmten Gewebe zu verringern.
  • Wärme verhindert und reduziert Schmerzen, indem sie Muskeln und Gelenke entspannt. Außerdem wird Wärme in der Haut und im Gewebe durch Thermosensoren wahrgenommen. Wenn die regionale Temperatur erwärmter Körperbereiche die Körperkerntemperatur (36,9 Grad Celsius) übersteigt, erhöht der Körper die Blutzirkulation, um die überwärmten Areale herunterzukühlen. Die verbesserte Blutzirkulation steigert dann die Zufuhr von Sauerstoff und Substraten für Regenerations- und Heilungsprozesse und verbessert den Abtransport von Kohlendioxid und Stoffwechselprodukten und stimuliert außerdem viele metabolische Prozesse.
  • Gleichzeitig hat sich gezeigt, dass das Raumklima sich wesentlich zum positiven Verändern lässt, wenn IR-Strahlung A in ausreichendem Maße mit einem hinreichenden Anteil B vorhanden ist. Es wird hinreichend über IR-reflektierende Materialien berichtet, von Glashohlkugeln bis zu reflektierenden Pigmenten, die in unterschiedlichen Trägersystemen auch zur Beschichtung von Wänden, Baumaterialien zur Anwendung gebracht werden. Allerdings handelt es sich hierbei immer um das gesamte Spektrum der IR Wellenlängenbereiche A, B und C. Der Nutzen des Wellenlängenbereiches A und B spielt in diesen Formulierungen nahezu keine Rolle. Der Beitrag zum Wohlfühlvermögen und den daraus resultierenden gesundheitlichen Effekten für den Menschen in Räumen wird deshalb erheblich herabgesetzt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, geeignete IR-reflektierende Zusammensetzungen, insbesondere für IR-Strahlung A und IR-Strahlung B zu finden und diese in Baumaterialien wie Bauplatten zu integrieren, d. h. diese insbesondere mit einer IR A und B reflektierenden Beschichtung zu versehen. Dazu gehören z. B. Gipskartonplatten und andere im Baubereich übliche Wandmaterialien, wie Calciumsilikat-Platten, Gipsplatten, Dämmplatten, XPS-Platten, Hartschaumplatten, Promatplatten, Gipskaton-Bauplatten GBK, Eternite, LUX-Elemente, Rigips-Bauplatten, KNAUF-Bauplatten, Fermacell, Phonewell Platten, KS-Bauplatten, Gipsfaserplatten, Holzplatten, GKBI-Platten, Paneele, Fliesen, WEDI-Platten, Acrylglasplatten, Porenbetonplatten, Ziegelplatten, Zementgebundene-Bauplatten, Vermiculitplatten, Perliteplatten.
  • Es wurde gefunden, dass durch eine Mischung von Glassystemen, die hierbei sowohl als Glashohlkugel, Vollglaskugeln und einer teilweisen Beschichtung mit Silber und/oder Aluminium vorliegen, die IR-Wellenlängenbereiche reflektiert werden. Überwiegend sind sie geeignet, den Wellenlängenbereich von 780 bis 1400 nm und den Bereich B 1400–3000 nm zu reflektieren. Diese Formulierungen können mit einem Trägersystem versehen werden und damit werden dann z. B. Gipskartonplatten und/oder Bauplatten jeglicher Art, wie oben beschrieben, beschichtet.
  • Erfindungsgemäß weist die IR-reflektierende Zusammensetzung für den gesamten IR-Bereich eine Mischung aus Glassystemen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Glashohlkugeln, Glasvollkugeln, mit Silber beschichteten Glashohlkugeln, mit Silber beschichteten Glasvollkugeln, mit Aluminium beschichteten Glashohlkugeln und mit Aluminium beschichteten Glasvollkugeln, auf.
  • Vorzugsweise ist die IR-reflektierende Zusammensetzung dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mischung aus Glashohlkugeln, Glasvollkugeln, mit Silber beschichteten Glashohlkugeln, mit Silber beschichteten Glasvollkugeln, mit Aluminium beschichteten Glashohlkugeln und mit Aluminium beschichteten Glasvollkugeln aufweist. Diese bevorzugte Zusammensetzung reflektiert Strahlungen im Infrarot(IR)-Wellenlängenbereich A und B (von 780 bis 1400 nm und 1400 bis 3000 nm).
  • Die unbeschichteten und beschichteten Glashohlkugeln und Glasvollkugeln weisen bevorzugt einen Durchmesser von 10 bis 200 μm auf. Sie sind kommerziell erhältlich, z. B. von 3M.
  • Die mit Silber und/oder Aluminium beschichteten Glashohlkugeln und Glasvollkugeln liegen vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil von 1 bis 75 Gew.-% bezogen auf 100% IR-reflektierende Gesamtzusammensetzung vor.
  • Die IR-reflektierende Zusammensetzung aus einer Kombination unterschiedlicher Glassysteme kann weiterhin Füllstoffe, Pigmente und/oder Trägermaterialien aufweisen. Diese sind z. B. ausgewählt aus der Gruppe umfassend Dispersants, Entschäumer, Bindemittel, Verdicker, Schichtsilikate, Titandioxid, Carbonate, Kieselgel, Kieselgur, Silikate, Amphibole, Talkum, Kaolin, Attaclay, Zement, Kalkstein, Kalk, Kreide, Löß, Ton, Dolomit, Diatomeenerde, Attapulgite, Montmorillonite, Bentonit, vulkanische Aschen, Glimmer, Vermiculite, synthetische Kieselsäuren, Reisschalenasche, amorphe Glasstrukturen, amorphe Kieselsäuren und synthetische Calciumsilicate, Alumosilikate, Biomineralien (Perlmut) und weitere anorganische Farbpigmente oder Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Materialien, vorzugsweise Glimmer, Zement, Kieselgur, Montmorillonite, amorphe Glaspartikel oder Mischungen aus zwei dieser Materialien.
  • Diese Produkte sind dem Fachmann bekannt und können kommerziell erworben werden.
  • Die Herstellung der IR-reflektierenden Zusammensetzung aus einer Kombination unterschiedlicher Glassysteme erfolgt fachgemäß.
  • Erfindungsgemäß werden Baumaterialien mit den IR-reflektierenden Zusammensetzungen beschichtet. Dabei weisen die IR-reflektierende Zusammensetzungen vorzugsweise die Füllstoffe, Trägermaterialien und Pigmente auf.
  • Weiterhin können für die Beschichtung der Baumaterialien Bindesysteme verwendet werden, vorzugsweise Bindesysteme, welche Acrylate oder Vinylacetate sind, oder Bindesysteme auf Siliconharzbasis, Zement, Gips, Gipsanhydrit, latent hydraulische Bindemittel, Wasserglas, Bitumen, Ton, keramische Bindemittel und Lignin und Ligninderivate.
  • Die Beschichtung erfolgt fachgemäß.
  • Insbesondere werden Baumaterialien mit einer IR A und B reflektierenden Beschichtung erfindungsgemäß bereitgestellt. Dazu gehören z. B. Gipskartonplatten und andere im Baubereich übliche Wandmaterialien, wie Calciumsilikat-Platten, Gipsplatten, Dämmplatten, XPS-Platten, Hartschaumplatten, Promatplatten, Gipskaton-Bauplatten GBK, Eternite, LUX-Elemente, Rigips-Bauplatten, KNAUF-Bauplatten, Fermacell, Phonewell Platten, KS-Bauplatten, Gipsfaserplatten, Holzplatten, GKBI-Platten, Paneele, Fliesen, WEDI-Platten, Acrylglasplatten, Porenbetonplatten, Ziegelplatten, Zementgebundene-Bauplatten, Vermiculitplatten, Perliteplatten, Schaumglas, Platten auf Basis nachwachsender Rohstoffe (wie z. B. Rohrkolbengewächse oder Süßgräser ((Poaceae)), Bisulfit-Platten, schallmindernde Platten, Magnesiabinder, Asphalt, Teer und Bitumen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Beispiel 1
  • Bevorzugte Rezeptur, die insbesondere für Anwendungen zur Reflexion des gesamten IR-Bereichs mittels Gipskartonplatten geeignet ist. Sie setzt sich wie folgt zusammen:
    10,5% Glashohlkugel mit einem Durchmesser von 1 bis 90 μm
    12% Glashohlkugel mit einem Durchmesser von 10 bis 90 μm beschichtet mit Silber
    13,8% Glimmer
    5,5% Glasvollkugel beschichtet mit Silber
    0,5% Dispersandt (Ciba)
    0,5% Dehydran 1620 (Cognis)
    0,5% Propylencarbonat (Merck)
    0,2% Walocel MKX 20000 PF 40 (Wolf Cellul. AG)
    0,5% Wallatrop S (Osthoff-Petrasch GmbH)
    14,5% Mowelith 1871
    20% Titandioxid
    21,5% Füllstoff z. B. Calciumcarbonat mit einer Sieblinie von 10 bis 4000 μm.
  • Beispiel 2
  • Bevorzugte Zusammensetzungen, die eine gute Reflektion der IR Strahlung im Bereich A von 780 bis 1400 nm und im Bereich B 1400 bis 3000 nm zeigen:
  • a) Rezeptur 1:
    • 12,5% Glashohlkugeln mit einem Durchmesser von 0,5 bis 50 μm
    • 7,5% Glashohlkugeln beschichtet mit Aluminium
    • 25% Glasvollkugeln mit einem Durchmesser von 0,5 bis 70 μm
    • 3,5% Glasvollkugeln beschichtet mit Silber
    • 7,5% Glasvollkugeln beschichtet mit Aluminium
    • 1,25% Glashohlkugeln beschichtet mit Silber
    • 42,75% Füllstoff (Glimmer mit einem Durchmesser von 0,5 bis 200 μm).
  • Bei der Bestrahlung mit IR-Licht der Wellenlängenbereiche A, B und C wurden so 91,5% des Wellenlängenbereiches A und B reflektiert.
  • b) Rezeptur 2:
    • 8,5% Glashohlkugeln mit einem Durchmesser von 0,5 bis 170 μm
    • 12% Glashohlkugeln beschichtet mit Aluminium
    • 5% Glashohlkugeln beschichtet mit Silber
    • 35% Glasvollkugeln mit einem Durchmesser von 0,5 bis 150 μm
    • 5,5% Glasvollkugeln beschichtet mit Silber
    • 2,5% Glasvollkugeln beschichtet mit Aluminium
    • 10% Titandioxyd
    • 21,5% Füllstoff (Glimmer mit einem Durchmesser von 0,5 bis 200 μm).
  • Rezeptur 2 reflektiert den IR A (60%) und B (29%) Bereich.
  • Beispiel 3
  • Bevorzugte Beschichtung umfassend eine IR-reflektierende Zusammensetzung gemäß Rezeptur 1 und 2, wobei Rezeptur 1 im Überschuss vorliegt, vorzugsweise weist sie Rezeptur 1:2 im Verhältnis 2:1 bis 3:1 gemischt auf (Formulierung A), neben an sich bekannten Dispersants, Entschäumern, Bindemitteln, Verdickern, Schichtsilikaten (z. B. Glimmer), Titandioxid und Carbonaten. Bevorzugt weist Formulierung A die Rezeptur 1 mit 75% und Rezeptur 2 mit 25% auf.
  • Beispiel 4
  • Standardrezeptur zur Beschichtung unter Anwendung von Formulierung A.
  • Sie setzt sich wie folgt zusammen:
    Gew.-% Mittel
    26,6 Wasser
    0,5 Dispersandt (Ciba)
    0,5 Dehydran 1620 (Cognis)
    0,5 Propylencarbonat (Merck)
    0,2 Walocel MKX 20000 PF 40 (Wolf Cellul. AG)
    0,5 Wollatrop S (Osthoff-Petrasch GmbH)
    16 Omyacarb 2GU (Omya GmbH)
    6 Omyacarb 5GU (Omya GmbH)
    4,7 Titandioxid RDI-S (Kemira)
    20 Mowilith 1871 (Celanese AG)
    21,5 FORMULIERUNG A
    3 Wasser zur Einstellung der Viskosität.
  • Der Reflexionsgrad ist in 1 dargestellt.
  • Das gemessene Wohlfühlverhalten in Räumen ergab, dass die o. g. Ab-Mischung aus den Rezepturen 1 + 2, für das Raumklima und auch therapeutisch den größten Nutzen zeigte.

Claims (15)

  1. IR-reflektierende Zusammensetzung, die Strahlungen im Infrarot(IR)-Wellenlängenbereich reflektiert, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mischung aus Glassystemen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Glashohlkugeln, Glasvollkugeln, mit Silber beschichteten Glashohlkugeln, mit Silber beschichteten Glasvollkugeln, mit Aluminium beschichteten Glashohlkugeln und mit Aluminium beschichteten Glasvollkugeln, sowie mit beiden Metallen beschichtete Glashohlkugeln oder Glasvollkugeln oder Mischungen aus den oben genannten Systemen, aufweist.
  2. IR-reflektierende Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mischung aus Glashohlkugeln, Glasvollkugeln, mit Silber beschichteten Glashohlkugeln, mit Silber beschichteten Glasvollkugeln, mit Aluminium beschichteten Glashohlkugeln und mit Aluminium beschichteten Glasvollkugeln oder Mischungen daraus aufweist, wobei sie Strahlungen im Infrarot(IR)-Wellenlängenbereich A und B (von 780 bis 1400 nm und 1400 bis 3000 nm) reflektiert.
  3. IR-reflektierende Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie Füllstoffe, Pigmente und/oder Trägermaterialien aufweist.
  4. IR-reflektierende Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe, Pigmente und/oder Trägermaterialien ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Entschäumer, Bindemittel, Verdicker, Schichtsilikate, Titandioxid, Carbonate, Kieselgel, Kieselgur, Silikate, Amphibole, Talkum, Kaolin, Attaclay, Zement, Kalkstein, Kalk, Kreide, Löß, Ton, Dolomit, Diatomeenerde, Attapulgite, Montmorillonite, Bentonit, vulkanische Aschen, Glimmer, Vermiculite, synthetische Kieselsäuren, Reisschalenasche, amorphe Glasstrukturen, amorphe Kieselsäuren und synthetische Calciumsilicate, Alumosilikate, Biomineralien (Perlmut) und weitere anorganische Farbpigmente oder Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Materialien, vorzugsweise Glimmer, Zement, Kieselgur, Montmorillonite, amorphe Glaspartikel oder Mischungen aus zwei dieser Materialien.
  5. IR-reflektierende Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Glashohlkugeln und Glasvollkugeln einen Durchmesser von 10 bis 200 μm aufweisen.
  6. IR-reflektierende Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Silber und/oder Aluminium beschichteten Glashohlkugeln und Glasvollkugeln einen Gewichtsanteil von 1 bis 75 Gew.-% ausmachen bezogen auf 100% Gesamtzusammensetzung.
  7. IR-reflektierende Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur vollständigen Reflektion des IR-Spektrums – 1 bis 20%, vorzugsweise 10,5%, Glashohlkugeln mit einem Durchmesser von 1 bis 90 μm, – 1 bis 20%, vorzugsweise 12%, Glashohlkugeln mit einem Durchmesser von 10 bis 90 μm beschichtet mit Silber, und – 2 bis 25%, vorzugsweise 20%, Titandioxid aufweist.
  8. IR-reflektierende Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie 1 bis 25%, vorzugsweise 21,5%, Calciumcarbonat mit einer Sieblinie von 10 bis 4000 μm als Füllstoff aufweist.
  9. IR-reflektierende Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie a) 12,5% Glashohlkugeln mit einem Durchmesser von 0,5 bis 50 μm b) 7,5% Glashohlkugeln a) beschichtet mit Aluminium c) 25% Glasvollkugeln mit einem Durchmesser von 0,5 bis 70 μm d) 3,5% Glasvollkugeln c) beschichtet mit Silber e) 7,5% Glasvollkugeln c) beschichtet mit Aluminium f) 1,25% Glashohlkugeln a) beschichtet mit Silber und g) 42,75% Glimmer (0,5 bis 200 μm) aufweist, wobei sie Strahlungen im Infrarot(IR)-Wellenlängenbereich A und B (von 780 bis 1400 nm und 1400 bis 3000 nm) reflektiert (Rezeptur 1).
  10. IR-reflektierende Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie h) 8,5% Glashohlkugeln mit einem Durchmesser von 0,5 bis 170 μm i) 12% Glashohlkugeln h) beschichtet mit Aluminium j) 35% Glasvollkugeln mit einem Durchmesser von 0,5 bis 150 μm k) 5,5% Glasvollkugeln j) beschichtet mit Silber l) 2,5% Glasvollkugeln j) beschichtet mit Aluminium m) 5% Glashohlkugeln h) beschichtet mit Silber n) 10% Titandioxid und o) 21,5% Glimmer (0,5 bis 200 μm) aufweist, wobei sie Strahlungen im Infrarot(IR)-Wellenlängenbereich A und B (von 780 bis 1400 nm und 1400 bis 3000 nm) reflektiert (Rezeptur 2).
  11. IR-reflektierende Baumaterialien, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Beschichtung mit mindestens einer IR-reflektierenden Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweisen.
  12. IR-reflektierende Baumaterialien nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Beschichtung mit einer Mischung aus einer IR-reflektierenden Zusammensetzung nach Anspruch 9 und 10 aufweisen, die im Verhältnis 2:1 gemischt vorliegt (Formulierung A).
  13. IR-reflektierende Baumaterialien nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie Füllstoffe, Trägermaterialien und Pigmente aufweisen.
  14. IR-reflektierende Baumaterialien nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bindesystem vorhanden ist, vorzugsweise Acrylate, Vinylacetate oder Bindesysteme auf Siliconharzbasis, Zement, Gips, Gipsanhydrit, latent hydraulische Bindemittel, Wasserglas, Bitumen, Ton, keramische Bindemittel und Lignin und Ligninderivate.
  15. IR-reflektierende Baumaterialien nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Baumaterien ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Calciumsilikat-Platten, Gipsplatten, Dämmplatten, XPS-Platten, Hartschaumplatten, Promatplatten, Gipskaton-Bauplatten GBK, Eternite, LUX-Elemente, Rigips-Bauplatten, KNAUF-Bauplatten, Fermacell, Phonewell Platten, KS-Bauplatten, Gipsfaserplatten, Holzplatten, GKBI-Platten, Paneele, Fliesen, WEDI-Platten, Acrylglasplatten, Porenbetonplatten, Ziegelplatten, Zementgebundene-Bauplatten, Vermiculitplatten und Perliteplatten, Schaumglas, Platten auf Basis nachwachsender Rohstoffe (wie z. B. Rohrkolbengewächse oder Süßgräser ((Poaceae)), Bisulfit-Platten, schallmindernde Platten, Magnesiabinder, Asphalt, Teer und Bitumen.
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