EP1472318A1 - Flachiges bauelement aus metall - Google Patents
Flachiges bauelement aus metallInfo
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- EP1472318A1 EP1472318A1 EP03704263A EP03704263A EP1472318A1 EP 1472318 A1 EP1472318 A1 EP 1472318A1 EP 03704263 A EP03704263 A EP 03704263A EP 03704263 A EP03704263 A EP 03704263A EP 1472318 A1 EP1472318 A1 EP 1472318A1
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Definitions
- the present invention relates to a flat component made of metal with an outer side exposed to sunlight, which reflects more sunlight than usual colorations even with darker coloring and an inner side which has a low emissivity in the wavelength range of thermal radiation.
- a flat component is used as a roof or wall element, particularly in cattle stalls or warehouses, which are usually not further insulated.
- the lower, solar absorption of the outer coating and the low emissivity of the inner coating means that less heat is transported into the interior and a better indoor climate is created. In winter, part of the heat generated in the room is reflected back by the inner, low-emitting coating.
- the tin roofs and wall elements of rural buildings such as cattle stalls or warehouses are usually kept in darker colors.
- cattle and horse stables made of sheet steel elements are very common, especially in the south, the roofs are mostly in the colors brick red, blue, green and gray.
- the object of the present invention is to provide flat metal components which are colored on the outside in such a way that they correspond to the aesthetic perception of the user or, in the case of military objects, fit into the landscape in terms of color, but which absorb less sunlight despite the darker coloring than conventional colors.
- first, outer surface is provided with a first coating that protects the metal from corrosion and reflects sunlight in the wavelength range from 320 to 1200 nm on average by 60%
- first, outer surface is provided with a second coating, which has an average reflection of less than 60% in the wavelength range of visible light from 400 to 700 nm and an average reflection of greater than 60% in the near infrared wavelength range from 700 to 1200 nm
- first coating of the first, outer surface reflects sunlight in the wavelength range from 320 to 1200 nm on average by 70%.
- the second coating of the first, outer surface in the wavelength range of visible light from 400 to 700 nm has an average reflection of less than 50%.
- the second coating of the first, outer surface in the near infrared wavelength range from 700 to 1200 nm has an average reflection greater than 70%.
- the second coating of the second, inner surface has an emissivity of less than 0.65 in the wavelength range from 5 to 25 ⁇ m.
- the binder of the coatings is selected from the group of solvent-containing binders, which comprises acrylates, styrene-acrylates, polyvinyls, polystyrenes and styrenes copolymers, alkyd resins, saturated and unsaturated polyesters, hydroxide functional polyesters, melamine-formaldehyde resins, polyisocyanate resins, polyurethanes, epoxy resins, fluoropolymers and silicones, chlorosulfonated polyethylene, fluorinated polymers, fluorinated acrylic copolymers, fluorosilicones, plastisols, PVDF and mixtures thereof, selected from the group of aqueous binders, which comprises , the group of water-soluble binders from alkyds, polyesters, polyacrylates, epoxides and epoxide esters, from the group of aqueous dispersions and emulsions, which
- corrosion protection pigments are selected for the first coating of the first, outer surface, which are transparent in the wavelength range of sunlight from 400 to 1200 nm and whose grain size is selected such that it is in the wavelength range of sunlight of 320 up to 1200 nm have an average backscatter greater than 60%.
- anti-corrosion pigments are selected from the group of white anti-corrosion pigments, in particular selected from calcium-zinc-molybdate compounds, selected from strontium-zinc-phosphorus-silicate compounds.
- the particle size of the white corrosion protection pigments is between 1 and 3 ⁇ m.
- first white pigments and fillers for the first coating of the first, outer surface are selected from the group of inorganic white pigments and fillers, selected from the group of metal oxides, in particular zirconium oxide, selected from the group of Metal sulfates, the metal sulfides, the metal fluorides, the metal silicates, the metal carbonates and mixtures thereof.
- the first white pigments and fillers are selected from the group of degradable materials, selected from calcium carbonate, from magnesium carbonate, from zirconium silicate, from aluminum oxide, from barium sulfate and mixtures of these.
- first color pigments are selected for the second coating of the first, outer surface, from the group of organic pigments which absorb spectrally selectively in the wavelength range of visible light from 400 to 700 nm and in the wavelength range of the near infrared from 700 to 1200 nm have an average transmission greater than 60%.
- the first ten color pigments in the near infrared wavelength range from 700 to 1200 nm have an average transmission greater than 70%.
- the first color pigments are selected from selected from the group of azo pigments, selected from monoazo, disazo, ⁇ -naphthol, naphtol AS, lacquered azo, benzimidazolone, disazo condensation, Metal complex, isoindolinone and isoindoline pigments, selected from the group of polycyclic pigments, selected from phthalocyanine, quinacridone, perylene and perinone, thioindigo, anthraquinone, anthrapyrimidine, flavanthrone, pyranthrone, anthanthrone -, Dioxazin-, Triarylcarbonium-, Chino-phthalon-, Diketo-pyrrolo-pyrrol pigments.
- azo pigments selected from monoazo, disazo, ⁇ -naphthol, naphtol AS, lacquered azo, benzimidazolone, disazo condensation, Metal complex, isoindolinone and isoindoline pigments
- second color pigments are selected for the second coating of the first, outer surface, from the group of inorganic pigments which absorb spectrally selectively in the wavelength range of visible light from 400 to 700 nm and in the wavelength range of the near one Infrared from 700 to 1200 nm have an average reflection greater than 50%.
- the second inorganic color pigments in the near infrared wavelength range from 700 to 1200 nm have an average reflection greater than 60%.
- the second inorganic color pigments selected from the group of metal oxides and hydroxides, in particular iron oxides, from cadmium, bismuth, chromium, ultramarine and iron blue pigments from the group of the rutile - and spinel mixed phase pigments and the coated, platelet-shaped mica pigments.
- platelet-shaped pigments made of metal are selected for the second coating of the second, inner surface and have an average reflection of 60% in the wavelength range of the thermal infrared of 3 to 50 ⁇ m.
- the platelet-shaped pigments are selected from aluminum, iron, steel, brass, copper, silver-plated copper and nickel.
- the largest linear dimension of the platelet-shaped pigments is between 25 and 50 ⁇ m.
- second white pigments and fillers are selected for the second coating of the second, inner surface, which have an average transmission greater in the wavelength range of the thermal infrared of 3 to 50 ⁇ m, but at least 5 to 25 ⁇ m Have 50%.
- the second white pigments and fillers are selected from zinc sulfide, zinc oxide, from calcium carbonate, from the group of polymer pigments.
- Fig. 1 shows a section through the flat component made of metal
- FIGS. 2 to 5 show curves of the hemispherical backscatter, recorded with a PC slide-in spectrometer from Avantes, with a spectral sensitivity of 320 to 1100 nm, with an integrating sphere connected to it, for the coating samples shown in Examples 1 to 4.
- the subject matter of the invention is explained in more detail below using examples
- a corrosion protection layer according to the invention (FIG. 1 (1)) was produced according to the following recipe:
- the mixture was applied to a 0.7 mm thick, galvanized steel sheet. After curing, the layer thickness of the layer was approximately 25 ⁇ m.
- the spectral reflection of the layer on the steel sheet was measured in the UV wavelength range from 320 to 400 nm. The results are shown in FIG. 2, measurement curve (1).
- Measurement curve (2) shows the reflection of a commercially available corrosion protection primer. The reflection in the UV is significantly lower.
- 3 shows the spectral reflection of the corrosion protection layer according to the invention as a measurement curve (1) and that of the commercially available measurement curve (2) in the wavelength range from 400 to 980 nm.
- the reflection of the coating according to the invention is also significantly higher in this wavelength range, which means that more sun is also reflected.
- a dark red topcoat (Fig. 1 (2)) was produced according to the following recipe:
- the dark red topcoat was applied to the side of a metal plate that had been primed with the corrosion coating presented in Example 1. After drying, a layer thickness of 30 ⁇ m was established.
- the plate was spectrally measured in the 400 to 980 nm wavelength range. The measurement results are shown in FIG. 4.
- the measurement curve (1) shows the spectral reflection of the dark red topcoat according to the invention and measurement curve (2) the spectral reflection of a commercially available dark red topcoat from Barloworld Coatings, Australia, which was also measured for comparison. Both plates were placed on a 4 cm thick polystyrene plate and exposed to the sun's radiation of 96,000 Lx.
- the plate coated according to the invention heated up to 48 ° C. and the plate with the commercially available, dark-hot lacquer heated up to 64 ° C.
- a corrosion protection primer (Fig. 1 (3) for the underside of the plate was produced according to the following recipe:
- the primer was applied to the back of the plate described in Example 2.
- the layer thickness of the corrosion protection coating in the hardened state was 10 ⁇ m.
- a low-emitting coating (FIG. 1 (4)) was produced according to the following recipe:
- polyester paint LT COVB MLS from Temme Nuremberg 25.00 g Sachtolith HD-S from Sachtleben 20.00 g Hydrolux Reflexal 100 aluminum plates from Eckart 02.10 g Geoxyd Hardener MEKP 50 S, from Temme Nuremberg 10.00 g acetone
- the coating was applied to the primer from Example 3 on the plate described in Example 2.
- the spectral reflection of the coating was measured with a Nicolet Magna 550 JR under an integrating sphere in the wavelength range from 2.5 to 25 ⁇ m.
- the measurement results were related to a calculated black radiator at room temperature of 293 Kelvin.
- the emissivity was 0.68.
- the plate was placed in a frame together with the comparison plate from Example 2, so that the underside of the two plates was free and the upper side was exposed to the sun.
- the underside of the comparison plate was painted with a commercially available, white interior color. Both undersides were measured without contact using a TASCO radiation thermometer. With 96,000 Lx of solar radiation, the temperature of the comparison plate was 62 ° C. and for the plate coated according to the invention it was 43 ° C.
- a gray topcoat (FIG. 1 (2)) was produced according to the following recipe:
- the gray topcoat was applied to the corrosion protection layer described in Example 1 on a metal plate and, after curing, measured spectrally in the wavelength range 400 to 980 nm.
- the measurement results are shown in FIG. 5.
- the measurement curve (1) shows the spectral reflection of the coating according to the invention and measurement curve (2) that of the comparison plate.
- the back of the plate coated according to the invention was coated with the corrosion protection primer described in Example 3. A low-emitting coating was then applied to this primer, which was produced according to the following recipe:
- the metal plate coated according to the invention was sent to the measuring institute Bodycote Materials Testing Canada Inc., where it was measured in comparison to a metal plate coated with commercially available gray topcoat.
- the plates were exposed to radiation from a sun simulator with a power of 862 W / m.
- the heating of the plates was carried out with a brought temperature sensors measured.
- the standard gray coated metal plate heated up to 68.0 ° C, the metal plate coated according to the invention heated up
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Abstract
Der Erfindung betrifft ein flächiges Bauelement aus Metall, dessen äussere Oberfläche so beschichtet ist, dass sie im Bereich des nahen Infrarot Sonnenlicht reflektiert und dessen innere Oberfläche einen niedrigen Emissionsgrad für Wärmestrahlung hat.
Description
Flächiges Bauelement aus Metall
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein flächiges Bauelement aus Metall mit einer äußeren, dem Sonnenlicht ausgesetzten Seite, die auch bei dunklerer Einfärbung mehr Sonnenlicht reflektiert als übliche Einfarbungen und einer inneren Seite, die im Wellenlängenbereich der Wärmestrahlung einer niedrigen Emissionsgrad hat. Zur Anwendung kommt ein solches flächiges Bauelement als Dach- oder Wandelement insbesondere bei Viehställen oder Lagerhäusern, die meist nicht weiter wärmeisoliert sind. Durch die geringere, solare Absorption der äußeren Beschichtung und durch den niedrigen Emissionsgrad der inneren Beschichtung wird weniger Wärme in den Innenraum transportiert und es stellt sich ein besseres Raumklima ein. Im Winter wird von der inneren, niedrig emittierenden Beschichtung ein Teil der im Raum erzeugten Wärme in diesen zurückreflektiert.
Stand der Technik
Üblicherweise sind die Blechdächer und Wandelemente von ländlichen Gebäuden wie Viehställen oder von Lagerhäusern in dunkleren Farbtönen gehalten. Gerade auch in den Vereinigten Staaten von Amerika, wo Vieh- und Pferdeställe aus Stahlblech-Elementen vor allem im Süden sehr häufig vorkommen, sind die Dächer meist in den Farbtönen Ziegelrot, Blau, Grün und Grau gehalten.
Obwohl eine weiße Einfärbung der Gebäude bezüglich der solaren Absorption zumindest anfänglich wesentlich günstiger wäre, trifft dies nicht den Geschmack der Leute, da jeder weiß, dass die weiße Farbe nach kurzer Zeit durch Verschmutzung grau geworden ist. Andererseits gibt es auch militärische Geräteschuppen und Lagerhäuser, die aus Gründen der Tarnung in dunklen Farbtönen gehalten werden müssen.
Gerade bei Viehställen wirken sich die dunkleren Farbtöne äußerst nachteilig aus. Im Sommer müssen die Tiere mit Ventilatoren und teilweise sogar mit Sprinkleranlagen gekühlt werden. Im Winter kann es sogar in so südlichen Staaten wie Texas äußerst kalt werden. Natürlich wäre eine Isolierung der Gebäude eine gute Lösung, allerdings auch eine sehr teure Lösung, da diese Gebäude meist sehr groß sind.
In der DE 19849 330 ist ein flächiges Wärmeschutzelement angegeben, dass z.B. als Sonnenschutzrollo eingesetzt werden kann. Auch dieses Wärmeschutzelement hat eine sonnenabweisende Seite und eine niedrig emittierende Seite. Nachteilig ist hier, dass die dort beschriebenen Beschichtungen auf Metall nicht einsetzbar sind, da das Metall nach zu kurzer Zeit korrodieren würde. Nachteilig ist weiterhin, dass in der sonnenabweisenden Beschichtung Titandioxid eingesetzt wird. Da Titandioxid im UV-Bereich jedoch starke Absorptionsbande hat, wird in diesem Wellenlängenbereich bis zu 15% Sonnenenergie absorbiert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, flächige Bauelemente aus Metall bereitzustellen, die außen so eingefärbt sind, dass sie dem ästhetischen Empfinden der Benutzer entsprechen, bzw. bei militärischen Objekten, sich farblich in die Landschaft einfügen, die aber trotz der dunkleren Einfärbung weniger Sonnenlicht absorbieren, als herkömmliche Farben. Darüber hinaus ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Innenseite der flächigen Bauelemente so zu gestalten, dass sie weniger Wärme in die inneren Räume abstrahlen und nachts oder im Winter einen Teil der im Innenraum erzeugten Wärme wieder in diesen zurückreflektieren. Dies wird erfindungsgemäß gelöst, durch ein flächiges Bauelement aus Metall, dass folgende Merkmale aufweißt:
a. Seine erste, äußere Oberfläche ist mit einer ersten Beschichtung versehen, die das Metall vor Korrosion schützt und Sonnenlicht im Wellenlängenbereich von 320 bis 1200 nm im Mittel zu 60% reflektiert
b. Seine erste, äußere Fläche ist mit einer zweiten Beschichtung versehen, die im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes von 400 bis 700 nm im Mittel eine Reflexion kleiner 60% hat und im Wellenlängenbereich des nahen Infrarot von 700 bis 1200 nm im Mittel eine Reflexion größer 60% hat
c. Seine zweite, innere Oberfläche ist mit einer ersten Beschichtung versehen, die das Metall vor Korrosion schützt
d. Seine zweite, innere Fläche ist mit einer zweiten Beschichtung versehen, die im Wellenlängenbereich des thermischen Infrarot von 5 bis 25 μm niedrig e- mittierend ist und einen Emissionsgrad kleiner 0.75 hat.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens ergaben sich aus den Unteransprüchen. Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass die erste Beschichtung der ersten, äußeren Oberfläche Sonnenlicht im Wellenlängenbereich von 320 bis 1200 nm im Mittel zu 70% reflektiert.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass die zweite Beschichtung der ersten, äußeren Fläche im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes von 400 bis 700 nm im Mittel eine Reflexion kleiner 50% hat.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass die zweite Beschichtung der ersten, äußeren Fläche im Wellenlängenbereich des nahen Irrfrarot von 700 bis 1200 nm im Mittel eine Reflexion größer 70% hat.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass die zweite Beschichtung der zweiten, inneren Fläche im Wellenlängenbereich von 5 bis 25 μm einen Emissionsgrad kleiner 0.65 hat.
Es ist eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens, dass das Bindemittel der Beschichtungen ausgewählt ist aus der Gruppe der lösemittelhaltigen Bindemittel, die umfasst, Acrylate, Styrol-Acrylate, Polyvinyle, Polystyrene und Styrene Copolymere, Alkyd- harze, gesättigte und ungesättigte Polyester, Hydroxid-funktionale Polyester, Melamin- Formaldehyd Harze, Polyisocyanat Harze, Polyurethane, Epoxidharze, Fluorpolymere und Silikone, chlorsulfoniertes Polyäthylen, fluorierte Polymere, fluoriertes Acryl-Copolymer, Fluorsilikone, Piastisole, PVDF und Mischungen aus diesen, ausgewählt aus der Gruppe der wässrigen Bindemittel, die umfasst, die Gruppe der wasserlöslichen Binder aus Alkyden, Polyester, Polyacrylate, Epoxide und Epoxidester, aus der Gruppe der wässrigen Dispersionen und Emulsionen, die umfasst, Dispersionen und Emulsionen auf der Basis von, Acrylat, Sty- rol-Acrylat, Ethylen-Acrylsäure-Copolymere, Methacrylat, Vinylpyrrolidon-Vinylacetat- Copolymere, Polyvinylpyrrolidon, Polyisopropylacrylat, Polyurethane, Silikon, Wachsdispersionen auf der Basis von Polyethylen, Polypropylen, Teflon®, synthetische Wachse, fluorierte Polymere, fluoriertes Acryl-Copolymer in wässriger Lösung, Fluorsilikone und Mischungen aus diesen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass Korrosionsschutzpigmente für die erste Beschichtung der ersten, äußeren Oberfläche ausgewählt sind, die im Wellenlängenbereich des Sonnenlichtes von 400 bis 1200 nm transparent sind und deren Korngröße so gewählt ist, dass sie im Wellenlängenbereich des Sonnenlichtes von 320 bis 1200 nm im Mittel eine Rückstreuung größer 60% haben.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass die Korrosionsschutzpigmente ausgewählt sind aus der Gruppe der weißen Korrosionsschutzpigmente, insbesondere ausgewählt aus Calcium-Zink-Molybdat- Verbindungen, ausgewählt aus Strontium-Zink-Phophorsilikat- Verbindungen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass die Teilchengröße der weißen Korrosionsschutzpigmente zwischen 1 und 3 μm liegt.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass erste Weißpigmente und Füllstoffe für die erste Beschichtung der ersten, äußeren Oberfläche ausgewählt sind aus der Gruppe der anorganischen Weißpigmente und Füllstoffe, ausgewählt aus der Gruppe der Metalloxide, insbesondere Zirkoniumoxid, ausgewählt aus der Gruppe der Metallsulfate, der Metallsulfide, der Metallfluoride, der Metallsilikate, der Metallcarbonate und Mischungen aus diesen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass die ersten Weißpigmente und Füllstoffe ausgewählt sind aus der Gruppe der abbaubaren Materialien, ausgewählt aus Calciumcarbonat, aus Magnesiumcarbonat, aus Zirkoniumsilikat, aus Aluminiumoxid, aus Bariumsulfat und Mischungen aus diesen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass erste Farbpigmente für die zweite Beschichtung der ersten, äußeren Fläche ausgewählt sind, aus der Gruppe der organischen Pigmente, die im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes von 400 bis 700 nm spektralselektiv absorbieren und im Wellenlängenbereich des nahen Infrarot von 700 bis 1200 nm im Mittel eine Transmission größer 60% haben.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass die ers-
ten Farbpigmente im Wellenlängenbereich des nahen Infrarot von 700 bis 1200 nm im Mittel eine Transmission größer 70% haben.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass die ersten Farbpigmente ausgewählt sind aus ausgewählt aus der Gruppe der Azopigmente, ausgewählt aus Monoazo-, Disazo-, ß-Naphtol-, Naphtol AS-, verlackte Azo-, Benzimidazolon-, Disazokondensations-, Metallkomplex-, Isoindolinon und Isoindolin-Pigmenten, ausgewählt aus der Gruppe der polycyclischen Pigmente, ausgewählt aus, Phthalocyanin-, Chinacridon-, Perylen- und Perinon-, Thioindigo-, Anthrachinon-, Anthrapyrimidin-, Flavanthron-, Py- ranthron-, Anthanthron-, Dioxazin-, Triarylcarbonium-, Chino-phthalon-, Diketo-pyrrolo- pyrrol-Pigmente.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Erfϊndungsgedankens ist dadurch gegeben, dass zweite Farbpigmente für die zweite Beschichtung der ersten, äußeren Fläche ausgewählt sind, aus der Gruppe der anorganischen Pigmente, die im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes von 400 bis 700 nm spektralselektiv absorbieren und im Wellenlängenbereich des nahen Infrarot von 700 bis 1200 nm im Mittel eine Reflexion größer 50% haben.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass die zweiten anorganischen Farbpigmente im Wellenlängenbereich des nahen Infrarot von 700 bis 1200 nm im Mittel eine Reflexion größer 60% haben.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass die zweiten anorganischen Farbpigmente ausgewählt aus der Gruppe der Metalloxide und - Hydroxide, insbesondere der Eisenoxide, aus Cadmium-, Wismut-, Chrom-, Ultramarin- und Eisenblau-Pigmenten, aus der Gruppe der Rutil- und Spinellmischphasenpigmente und der beschichteten, plättchenförmigen Glimmerpigmente.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass für die zweite Beschichtung der zweiten, inneren Fläche plättchenförmige Pigmente aus Metall ausgewählt sind, die im Wellenlängenbereich des thermischen Infrarot von 3 bis 50 μm im Mittel eine Reflexion von 60% haben.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass
die plättchenförmigen Pigmente ausgewählt sind aus Aluminium, Eisen, Stahl, Messing, Kupfer, versilbertes Kupfer und Nickel.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass die größte Lineardimension der plättchenförmigen Pigmente zwischen 25 und 50 μm liegt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass für die zweite Beschichtung der zweiten, inneren Fläche zweite Weißpigmente und Füllstoffe ausgewählt sind, die im Wellenlängenbereich des thermischen Infrarot von 3 bis 50 μm, mindestens jedoch von 5 bis 25 μm im Mittel eine Transmission größer 50% haben.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass die zweiten Weißpigmente und Füllstoffe ausgewählt sind aus Zinksulfid, Zinkoxid, aus Cal- ciumcarbonat, aus der Gruppe der Polymerpigmente.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, dass die Reflexion der ersten, äußeren Fläche im nahen Infrarotbereich ab 700 nm steil ansteigt und bei 800 bis 1000 nm größer 60% ist.
Figuren
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch das flächige Bauelement aus Metall, dabei ist
1 die erste Beschichtung der ersten, äußeren Oberfläche
2 die zweite Beschichtung der ersten, äußeren Fläche
3 die erste Beschichtung der zweiten, inneren Oberfläche
4 die zweite Beschichtung der zweiten, inneren Fläche
5 das Metallsubstrat
Die Figuren 2 bis 5 zeigen Kurven der hemisphärischen Rückstreuung, aufgenommen mit einem PC-Einschub-Spectrometer der Firma Avantes, mit einer spektralen Empfindlichkeit von 320 bis 1100 nm, mit einer daran angeschlossenen Ulbrichtkugel, für die in den Beispielen 1 bis 4 dargestellten Beschichtungsproben.
Der Erfindungsgegenstand wird im Folgenden anhand von Beispielen näher erläutert
Beispiel 1
Es wurde eine erfindungsgemäße Korrosionsschutzschicht (Fig.1 (1)) nach folgender Rezeptur hergestellt:
70,00 g Polyesterlack LT COVB MLS der Fa. Temme Nürnberg 10,00 g Moly White 212 weißes Korrosionschutzpigment , Fa. Brenntag 40,00 g Ferro PK 0032 Weißpigment der Fa. Ferro 02,10 g Geoxyd Härter MEKP 50 S, Fa. Temme Nürnberg 10,00 g Aceton
Die Mischung wurde auf ein 0,7 mm dickes, verzinktes Stahlblech aufgetragen. Nach Aushärten lag die Schichtdicke der Schicht bei ca. 25 μm. Die spektrale Reflexion der Schicht auf dem Stahlblech wurde im Wellenlängenbereich des UV von 320 bis 400 nm vermessen. Die Ergebnisse sind in Figur 2, Messkurve (1) dargestellt. Messkurve (2) zeigt die Reflexion eines handelsüblichen Korrosionsschutzprimers. Die Reflexion im UV ist deutlich geringer. In Fig. 3 ist die spektrale Reflexion der erfindungsgemäßen Korrosionsschutzschicht als Messkurve (1) und die der handelsüblichen als Messkurve (2) im Wellenlängenbereich von 400 bis 980 nm dargestellt. Auch in diesem Wellenlängenbereich ist die Reflexion der erfindungsgemäßen Beschichtung deutlich höher, was bedeutet, dass auch mehr Sonne reflektiert wird.
Beispiel 2
Es wurde ein dunkelroter Decklack (Fig. 1 (2)) nach folgender Rezeptur hergestellt:
60,00 g Maincote HG-54K, Fa. Rohm + Haas
00,20 g Entschäumer Byk 024
00,40 g Pigmentverteiler N der Fa. BASF
10,00 g Blanc Fixe Mikro der a. Sachtleben
20,00 g Zirkonsilikat superfein der Fa. Wema Nürnberg
03,00 g Calcium CarbonatDuramite
02,70 g Tönmischung Schwarz aus
40,00 g Wasser
40,00 g Butylglykol
20,00 g Paliogen Schwarz L0086 BASF 06,20 g Ecopaque Echtrot 13 327 Fa- Heubach 02,00 g Hostafine Rot P2GL Fa. Clariant 00,50 g Verdicker Aerosil 380 Fa. Degussa
Der dunkelrote Decklack wurde auf die Seite einer Metallplatte aufgetragen, die mit der in Beispiel 1 vorgestellten Korrosionsbeschichtung vorgestrichen war. Nach Abtrocknen stellte sich eine Schichtdicke von 30 μm ein.
Die Platte wurde im Wellenlängenbereich 400 bis 980 nm spektral vermessen. Die Messergebnisse sind in Fig. 4 dargestellt. Dabei zeigt die Messkurve (1) die spektrale Reflexion des erfindungsgemäßen, dunkelroten Decklackes und Messkurve (2) die spektrale Reflexion eines handelsüblichen, dunkelroten Decklackes der Fa. Barloworld Coatings, Australien, der zum Vergleich mitvermessen wurde. Beide Platten wurden auf eine 4 cm dicke Styroporplatte gelegt und der Sonneneinstrahlung von 96.000 Lx ausgesetzt. Die erfindimgsgemäß beschichtete Platte erwärmte sich dabei auf 48°C und die Platte mit dem handelsüblichen, dunkehoten Lack erwärmte sich auf 64 °C.
Beispiel 3
Es wurde ein Korrosionsschutzprimer (Fig. 1 (3) für die Unterseite der Platte nach folgender Rezeptur hergestellt:
70,00 g Polyesterlack LT COVB MLS der Fa. Temme Nürnberg
15,00 g SachtolithHD-S der Fa. Sachtleben
12,00 g Zinc Flakes fine Grade Fa. Novamet
04,00 g Zinkchromat Pulver
02,10 g Geoxyd Härter MEKP 50 S, Fa. Temme Nürnberg
10,00 g Aceton
Der Primer wurde auf die Rückseite der in Beispiel 2 beschriebenen Platte aufgetragen. Die Schichtdicke der Korrosionsschutz-Beschichtung lag im ausgehärteten Zustand bei 10 μm.
Es wurde eine niedrig emittierende Beschichtung (Fig. 1 (4)) nach folgender Rezeptur angefertigt:
70,00 g Polyesterlack LT COVB MLS der Fa. Temme Nürnberg 25,00 g Sachtolith HD-S der Fa. Sachtleben 20,00 g Hydrolux Reflexal 100 Aluminiumplättchen Fa. Eckart 02,10 g Geoxyd Härter MEKP 50 S, Fa. Temme Nürnberg 10,00 g Aceton
Die Beschichtung wurde auf den Primer aus Beispiel 3 auf die in Beispiel 2 beschriebene Platte aufgetragen. Der spektrale Reflexion der Beschichtung wurde mit einem Nicolet Magna 550 JR unter einer Ulbrichtkugel im Wellenlängenbereich von 2,5 bis 25 μm vermessen. Die Messergebnisse wurden zu einem berechneten schwarzen Strahler bei Raumtemperatur 293 Kelvin in Relation gesetzt. Es ergab sich ein Emissionsgrad von 0,68.
Die Platte wurde zusammen mit der Vergleichsplatte aus Beispiel 2 in einen Rahmen gelegt, so dass die Unterseite der beiden Platten frei war und die obere Seite der Sonne ausgesetzt war. Die Unterseite der Vergleichsplatte war mit einer handelsüblichen, weißen Innenfarbe gestrichen. Beide Unterseiten wurden mit einem Strahlungsthermometer Typ TASCO berührungslos vermessen. Bei 96.000 Lx Sonneneinstrahlung lag die Temperatur der Vergleichsplatte bei 62°C und bei der erfindungsgemäß beschichteten Platte bei 43°C.
Beispiel 4
Es wurde ein grauer Decklack (Fig. 1 (2)) nach folgender Rezeptur hergestellt:
70,00 g Polyesterlack LT COVB MLS der Fa. Temme Nürnberg
60,00 g Ferro PK 0032 Weißpigment Fa. Ferro
01,00 g Paliogen Schwarz L0086 BASF
01,00 g Shepherd Blau 3 Fa. Shepherd
01,00 g Ecopaque Echrot 13 327 Fa. Heubach
02,10 g Geoxyd Härter MEKP 50S Fa. Temme
10,00 g Aceton
Der graue Decklack wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Korrosionsschutzschicht auf einer Metallplatte aufgetragen und nach Aushärten spektral im Wellenlängenbereich 400 bis 980 nm vermessen. Im Vergleich hierzu wurde eine mit einem als „reflektiv" bezeichnetem, grauem Decklack Typ „Charcoal 462" versehene Metallplatte, die von der Stahlfirma Dofas- co Hamilton, ON, Kanada, zu Verfügung gestellt wurde, vermessen. Die Messergebnisse sind in Fig. 5 dargestellt. Dabei zeigt die Messkurve (1) die spektrale Reflexion der erfindungsgemäßen Beschichtung und Messkurve (2) die der Vergleichsplatte.
Die Rückseite der erfindungsgemäß beschichteten Platte wurde mit dem in Beispiel 3 beschriebenen Korrosionsschutzprimer beschichtet. Auf diesen Primer wurde dann eine niedrig emittierende Beschichtung aufgetragen, die nach folgender Rezeptur hergestellt war:
14,00 g Mowilith DM 611 Fa. Hoechst
12,00 g Acronal 296D Fa. BASF
14,00 g Ropaque OP96 Fa. Rohm + Haas
00,20 g Entschäumer Byk 024
00,40 g Pigmentverteiler N BASF
24,00 g Sachtolith L Fa. Sachtleben
12,00 g Wasser
13,00 g Hydrolux Reflexal 100 Fa. Eckart
04,00 g Butylglykol
Die erfindungsgemäß beschichtete Metallplatte wurde an das Messinstitut Bodycote Materials Testing Canada Inc. geschickt, wo sie im Vergleich zu einer mit handelsüblichem, grauen Decklack beschichteten Metallplatte vermessen wurde.
Folgende Werte wurden ermittelt:
Die Platten wurden der Bestrahlung von einem Sonnensimulator mit einer Leistung von 862 W/m ausgesetzt. Die Erwärmung der Platten wurde jeweils mit einem auf den Platten aufge-
brachten Temperaturfühler gemessen. Die standardmäßig grau beschichtete Metallplatte erwärmte sich auf 68,0°C, die erfindungsgemäß beschichtete Metallplatte erwännte sich auf
52,8°C.
Claims
1. Flächiges Bauelement aus Metall, dadurch gekennzeichnet, dass
a) seine erste, äußere Oberfläche mit einer ersten Beschichtung versehen ist, die das Metall vor Korrosion schützt und Sonnenlicht im Wellenlängenbereich von 320 bis 1200 nm im Mittel zu 60% reflektiert
b) seine erste, äußere Fläche mit einer zweiten Beschichtung versehen ist, die im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes von 400 bis 700 nm im Mittel eine Reflexion kleiner 60% hat und im Wellenlängenbereich des nahen Infrarot von 700 bis 1200 nm im Mittel eine Reflexion größer 60% hat
c) seine zweite, innere Oberfläche mit einer ersten Beschichtung versehen ist, die das Metall vor Korrosion schützt
d) seine zweite, innere Fläche mit einer zweiten Beschichtung versehen ist, die im Wellenlängenbereich des thermischen Infrarot von 5 bis 25 μm niedrig emittierend ist und einen Emissionsgrad kleiner 0.75 hat.
2. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beschichtung der ersten, äußeren Oberfläche Sonnenlicht im Wellenlängenbereich von 320 bis 1200 nm im Mittel zu 70% reflektiert.
3. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Beschichtung der ersten, äußeren Fläche im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes von 400 bis 700 nm im Mittel eine Reflexion kleiner 50% hat.
4. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Beschichtung der ersten, äußeren Fläche im Wellenlängenbereich des nahen Infrarot von 700 bis 1200 nm im Mittel eine Reflexion größer 70%» hat.
5. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Beschichtung der zweiten, inneren Fläche im Wellenlängenbereich von 5 bis 25 μm einen Emissionsgrad kleiner 0.65 hat.
6. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel der Beschichtungen ausgewählt ist aus der Gruppe der lösemittelhaltigen Bindemittel, die umfasst, Acrylate, Styrol-Acrylate, Polyvinyle, Polystyrene und Styrene Copolymere, Alkydharze, gesättigte und ungesättigte Polyester, Hydroxid-funktionale Polyester, Melamin-Formaldehyd Harze, Polyisocyanat Harze, Polyurethane, Epoxidharze, Fluorpolymere und Silikone, chlorsulfoniertes Polyäthylen, fluorierte Polymere, fluoriertes Acryl-Copolymer, Fluorsilikone, Plastisole, PVDF und Mischungen aus diesen, ausgewählt aus der Gruppe der wässrigen Bindemittel, die umfasst, die Gruppe der wasserlöslichen Binder aus Alkyden, Polyester, Polyacrylate, Epoxide und Epoxidester, aus der Gruppe der wässrigen Dispersionen und Emulsionen, die umfasst, Dispersionen und Emulsionen auf der Basis von, Acrylat, Styrol-Acrylat, Ethylen-Acrylsäure-Copolymere, Methacrylat, Vinylpyrrolidon-Vinylacetat-Copolymere, Polyvinylpyrrolidon, Polyi- sopropylacrylat, Polyurethane, Silikon, Wachsdispersionen auf der Basis von Polyethy- len, Polypropylen, Teflon®, synthetische Wachse, fluorierte Polymere, fluoriertes Acryl- Copolymer in wässriger Lösung, Fluorsilikone und Mischungen aus diesen.
7. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass Korrosionsschutzpigmente für die erste Beschichtung der ersten, äußeren Oberfläche ausgewählt sind, die im Wellenlängenbereich des Sonnenlichtes von 400 bis 1200 nm transparent sind und deren Korngröße so gewählt ist, dass sie im Wellenlängenbereich des Sonnenlichtes von 320 bis 1200 nm im Mittel eine Rückstreuung größer 60% haben.
8. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1, 2 und 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosionsschutzpigmente ausgewählt sind aus der Gruppe der weißen Korrosionsschutzpigmente, insbesondere ausgewählt aus Calcium-Zink-Molybdat- Verbindungen, ausgewählt aus Strontium-Zink-Phophorsilikat- Verbindungen.
9. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1, 2 ,7 und 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchengröße der weißen Korrosionsschutzpigmente zwischen 1 und 3 μm liegt.
10. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass erste Weißpigmente und Füllstoffe für die erste Beschichtung der ersten, äußeren Oberfläche ausgewählt sind aus der Gruppe der anorganischen Weißpigmente und Füllstoffe, ausgewählt aus der Gruppe der Metalloxide, insbesondere Zirkoniumoxid, ausgewählt aus der Gruppe der Metallsulfate, der Metallsulfide, der Metallfluoride, der Metallsilikate, der Metallcarbonate und Mischungen aus diesen.
11. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1, 2 und 10 dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Weißpigmente und Füllstoffe ausgewählt sind aus der Gruppe der abbaubaren Materialien, ausgewählt aus Calciumcarbonat, aus Magnesiumcarbonat, aus Zirkoniumsilikat, aus Aluminiumoxid, aus Bariumsulfat und Mischungen aus diesen.
12. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, dass erste Farbpigmente für die zweite Beschichtung der ersten, äußeren Fläche ausgewählt sind, aus der Gruppe der organischen Pigmente, die im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes von 400 bis 700 nm spektralselektiv absorbieren und im Wellenlängenbereich des nahen Infrarot von 700 bis 1200 nm im Mittel eine Transmission größer 60% haben.
13. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1, 3, 4 und 12 dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Farbpigmente im Wellenlängenbereich des nahen Infrarot von 700 bis 1200 nm im Mittel eine Transmission größer 70% haben.
14. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1, 3, 4, 12 und 13 dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Farbpigmente ausgewählt sind aus ausgewählt aus der Gruppe der Azopigmente, ausgewählt aus Monoazo-, Disazo-, ß-Naphtol-, Naphtol AS-, verlackte Azo-, Benzimidazolon-, Disazokondensations-, Metallkomplex-, Isoindolinon und I- soindolin-Pigmenten, ausgewählt aus der Gruppe der polycyclischen Pigmente, ausgewählt aus, Phthalocyanin-, Chinacridon-, Perylen- und Perinon-, Thioindigo-, Anthrachi- non-, Anthrapyrimidin-, Flavanthron-, Pyranthron-, Anthanthron-, Dioxazin-, Triarylcar- bonium-, Chino-phthalon-, Diketo-pyrrolo-pyrrol-Pigmente.
15. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, dass zweite Farbpigmente für die zweite Beschichtung der ersten, äußeren Fläche ausge- wählt sind, aus der Gruppe der anorganischen Pigmente, die im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes von 400 bis 700 nm spektralselektiv absorbieren und im Wellenlängenbereich des nahen Infrarot von 700 bis 1200 nm im Mittel eine Reflexion größer 50% haben.
16. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1, 3, 4 und 15 dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten anorganischen Farbpigmente im Wellenlängenbereich des nahen Infrarot von 700 bis 1200 nm im Mittel eine Reflexion größer 60% haben.
17. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1, 3, 4, 15 und 16 dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten anorganischen Farbpigmente ausgewählt aus der Gruppe der Metalloxide und -Hydroxide, insbesondere der Eisenoxide, aus Cadmium-, Wismut-, Chrom-, Ultramarin- und Eisenblau-Pigmenten, aus der Gruppe der Rutil- und Spinell- mischphasenpigmente und der beschichteten, plättchenförmigen Glimmerpigmente.
18. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1 und 5 dadurch gekennzeichnet, dass für die zweite Beschichtung der zweiten, inneren Fläche plättchenförmige Pigmente aus Metall ausgewählt sind, die im Wellenlängenbereich des thermischen Infrarot von 3 bis 50 μm im Mittel eine Reflexion von 60% haben.
19. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1, 5 und 18 dadurch gekennzeichnet, dass die plättchenförmigen Pigmente ausgewählt sind aus Aluminium, Eisen, Stahl, Messing, Kupfer, versilbertes Kupfer und Nickel.
20. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1, 5, 18 und 19 dadurch gekennzeichnet, dass die größte Lineardimension der plättchenförmigen Pigmente zwischen 25 und 50 μm liegt.
21. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1 und 5 dadurch gekennzeichnet, dass für die zweite Beschichtung der zweiten, inneren Fläche zweite Weißpigmente und Füllstoffe ausgewählt sind, die im Wellenlängenbereich des thermischen Infrarot von 3 bis 50 μm, mindestens jedoch von 5 bis 25 μm im Mittel eine Transmission größer 50% haben.
22. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Ansprüchen 1, 5 und 21 dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Weißpigmente und Füllstoffe ausgewählt sind aus Zinksulfid, Zinkoxid, aus Calciumcarbonat, aus der Gruppe der Polymerpigmente.
23. Flächiges Bauelement aus Metall, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexion der ersten, äußeren Fläche im nahen Infrarotbereich ab 700 nm steil ansteigt und bei 800 bis 1000 nm größer 60% ist.
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