ES2320913T3 - Elemento oscuro plano, con escasa conductividad termica, reducida densidad y baja absorcion solar. - Google Patents

Abstract

Elemento oscuro, plano con escasa conductividad térmica, densidad y baja absorción solar, caracterizado porque a) presenta como mínimo una combinación de un material de base con componentes intercalados en el mismo, donde b) la combinación tiene a) una conductividad térmica menor que 0,4 (W/mK) y c) una densidad aparente menor que 1,4 g/cm 3 d) el elemento presenta una reflexión media en el intervalo de longitudes de onda de la luz visible de 400 a 700 nm que es menor del 50% y e) el elemento presenta una reflexión media en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo cercano de 700 a 7000 nm que mayor del 50%.

Description

Elemento oscuro plano, con escasa conductividad térmica, reducida densidad y baja absorción solar.

La presente invención se refiere a un elemento oscuro, plano, preferentemente de un plástico, una capa de esmalte o un material fibroso, con densidad reducida, escasa conductividad térmica y baja absorción solar.

Las superficies que, por razones estéticas o también por razones técnicas, fueron teñidas o recubiertas de un color oscuro y están expuestas a la luz solar, presentan la característica generalmente desagradable de calentarse en mayor o menor grado bajo la acción del sol, según la tonalidad de color.

Justamente en espacios más reducidos como, por ejemplo, en un vehículo, ya sea en un automóvil para pasajeros o en un vehículo de carga, un autobús o también en el interior de vagones ferroviarios resulta extremadamente desagradable el calentamiento producido por el sol en superficies oscuras. De acuerdo con el grado de absorción solar las superficies oscuras se calientan con mayor o menor intensidad y emiten ese calor absorbido como irradiación de calor y por medio de la convección del aire al espacio interior. De esa manera, los volantes de automóviles de pasajeros estacionados algunas horas al sol en el verano, pueden calentarse a temperaturas superiores a los 80ºC.

Después de haber sido absorbida la energía solar por las superficies oscuras en un vehículo no puede emerger directamente del vehículo, dado que las ventanillas del vehículo no son transparentes en la región de la irradiación térmica en el infrarrojo de onda larga de 5 a 50 \mum y por lo general también están cerradas en un automóvil estacionado o detenido, de modo que tampoco puede realizarse un intercambio de aire.

La coloración oscura de las superficies en un vehículo se debe en parte a razones técnicas, dado que, por ejemplo, una superficie frontal clara se reflejaría en el parabrisas, afectando así negativamente la visión fuera del vehículo. Las superficies de los asientos de preferencia son de color oscuro por razones estéticas y prácticas, dado que las superficies de color claro se ensucian rápidamente.

La capacidad de almacenamiento de calor relativamente elevada de estas superficies oscuras también realiza un aporte considerable al calentamiento del espacio interior de un vehículo. Cuanto mayor es la capacidad térmica y la conductividad térmica del material, tanto mayor energía solar puede almacenarse en los materiales. La emisión de calor luego se realiza lentamente por medio de la irradiación de calor y en forma convectiva por medio del aire. Mientras que el recambio del aire calentado puede efectuarse en forma relativamente rápida durante la marcha abriendo ventanillas, los ocupantes de un vehículo están sometidos al calor irradiado hasta que el depósito de calor como, por ejemplo, la cubierta del tablero o el panel de instrumentos se haya "vaciado", es decir, se haya enfriado. Esa irradiación de calor sólo puede ser compensada por el equipo de refrigeración estando el vehículo en marcha. La desventaja es que incluso los equipos de refrigeración modernos aumentan en aproximadamente 10% el consumo de combustible durante la marcha del vehículo. Además de la elevada absorción de calor, estas superficies también aumentan el consumo de combustible de un vehículo debido a su peso, por lo que es deseable un menor peso, por ejemplo, al reducir la densidad aparente.

Otra área de aplicación para superficies oscuras son, por ejemplo, revestimientos de plástico de las casas y marcos de ventanas de plástico, como son habituales ante todo en los EE. UU. Aunque la coloración de estos revestimientos y marcos de ventanas no se realiza en tonalidad de color muy oscuros, sino más en tonalidades medianas, presentan una capacidad de absorción de energía solar notoriamente elevada. Por lo tanto se calientan mucho con la irradiación solar, lo que produce una rápida fatiga y envejecimiento del material. Además su conductividad térmica es demasiado elevada como para ayudar al aislamiento térmico del edificio.

Un área de aplicación adicional son materiales de techado que, por ejemplo, en los EE. UU. usualmente se componen de ripias de bitumen, pero también de ripias de hormigón. Estas ripias para techado preponderantemente se fabrican en tonalidades más oscuras de verde, gris y rojo y su absorción solar en general excede 80%. También aquí la elevada absorción solar produce, en especial en las ripias de bitumen, una rápida fatiga del material, por lo que en situaciones climáticas extremas como, por ejemplo, granizo, ya no pueden proteger las casas. Además, la resistencia térmica de estos materiales de techado es demasiado reducida como para ayudar al aislamiento térmico del
techo.

En la patente US 4.272.291 (Shtern et al.), se describe un recubrimiento reflector del calor que ha de proteger contra las inclemencias climáticas y el calentamiento de superficies metálicas, en especial en tanques de combustible. Esto debe lograrse por la interacción de compuestos metálicos inorgánicos en la formulación de los recubrimientos con contenido de aglutinante. Pero es una desventaja que este recubrimiento no presenta un efecto termoaislante.

De la publicación de patente japonesa JP 11-323197 (solicitud N.º JP 10-130742), se conoce un recubrimiento con efecto termoaislante que además presenta óptimas propiedades de irradiación y buenas propiedades de onda larga frente a la irradiación de calor, por lo que poseen propiedades aislantes frente a grandes aportes de calor. El recubrimiento presenta esferas huecas al vacío, transparentes o translúcidas, de material cerámico, y adyuvantes que mantienen la estructura que ha de asegurar una densa ubicación de las burbujitas de cerámica y su disposición superficial después de aplicar el recubrimiento en forma de película. Como tales adyuvantes, se indican como adecuados los derivados de acrilamida, las ceras de polietileno, la bentonita y las partículas de sílice. Pero también son adecuados la celulosa, los polímeros de ácido acrílico y el alcohol polivinílico. Este recubrimiento se compone en 30 a 60% de las pequeñas burbujas huecas mencionadas.

También se conoce un recubrimiento que ha de proteger contra la acción del calor de la publicación de patente japonesa JP 2000-129172 (solicitud N.º 10-305968). Se combinan pigmentos específicos con un material de base que presenta una excelente resistencia a las influencias climáticas. De esa manera se desea formar un recubrimiento de protección térmica con marcadas propiedades de reflexión en la región infrarroja cercana que además tampoco se calienta demasiado cuando el recubrimiento es completamente negro o de un color oscuro. El pigmento que se utiliza para ello absorbe luz en la región visible y refleja la luz en la región infrarroja cercana. Como material de base se utiliza una resina acrílica. También en este caso el recubrimiento que se describe, no puede desarrollar un efecto termoaislante. De este documento tampoco pueden obtenerse indicaciones respecto de la densidad y conductividad térmica del recubrimiento descrito.

Del documento DE-A1 44 18 214, se conoce un material de pintura con una baja capacidad de emisión o bien una elevada capacidad de reflexión en el rango de ondas de la emisión de calor. Este material de pintura contiene un aglutinante de elevada transparencia en la región de la irradiación de calor y en especial en el intervalo de las longitudes de onda de 3 a 50 \mum, así como partículas que presentan una elevada transparencia en este intervalo de longitudes de onda y cuyo índice de refracción en el intervalo de longitudes de onda de la irradiación de calor es diferente al índice de refracción del aglutinante.

Por medio de la EP 0 804 513 B1 (correspondiente al documento WO 96/22337), se conoce un material de pintura con propiedades reflectivas en dos rangos de longitud de onda y propiedades de absorción en un tercer intervalo de longitudes de onda. Este material de pintura contiene esencialmente un aglutinante con una transparencia > 40% y un índice de refracción n < 2,0 en un intervalo de longitudes de onda de 0,38 a 0,75 \mum (primer intervalo de longitudes de onda) y en un intervalo de longitudes de onda de 5 a 100 \mum (tercer intervalo de longitudes de onda). Este aglutinante contiene partículas en forma de plaquetas con un espesor y superficie definidas, así como una capacidad de reflexión R en el tercer intervalo de longitudes de onda > 40%. Además este aglutinante contiene segundas partículas que en parte se superponen a las primeras partículas en forma de plaquetas y que presentan en el primer y el tercer intervalo de longitudes de onda una transparencia > 40% y en un intervalo de longitudes de onda de 0,8 a 2,5 \mum (segundo intervalo de longitudes de onda) una absorción > 20% y que además poseen un índice de refracción definido en el primer intervalo de longitudes de onda. Este material de pintura puede usarse como pintura para paredes, techo o fachadas para edificios o contenedores.

Del documento EP 0 942 954 B1, se conoce un material de recubrimiento adecuado para el ahorro de energía de casas y edificios y puede absorber energía solar en el área interna y externa, sin emitir esta nuevamente en el rango de onda larga del infrarrojo térmico. Este material de recubrimiento se compone de un aglutinante de gran transparencia, unas primeras partículas en forma de laminillas que reflejan especialmente en el intervalo de ondas del infrarrojo térmico, y unas primeras partículas esféricas que producen una retrodifusión en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo térmico y presentan en este intervalo de longitudes de onda un grado de transmisión definido y/o segundas partículas esféricas que estando secas poseen un espacio hueco interior y en la región del infrarrojo térmico presentan un grado de transmisión definido, así como realizan la retrodifusión y/o reflexión en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo térmico. Además, este material de recubrimiento contiene segundas partículas que reflejan y/o retrodifunden en el intervalo de longitudes de onda de la luz visible y en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo térmico presentan un grado de transmisión definido y existen como monocristales. Otros componentes son pigmentos poliméricos que en el infrarrojo térmico presentan un grado de transmisión definido y estando secos poseen un espacio hueco; terceras partículas esféricas con conductividad eléctrica y presentan una absorción reducida en la región del infrarrojo térmico, así como otros aditivos en sí conocidos que por lo general se utilizan en los recubrimientos.

La Patente Europea EP 1 137 722 B1 (correspondiente al documento WO 00/24833) se refiere a un recubrimiento espectroselectivo que absorbe con menor intensidad en el rango infrarrojo y posee un reducido grado de emisión térmica. Este recubrimiento es especialmente adecuado para la superficie anterior de apoyo en vehículos automotores y se caracteriza por tres componentes que son un aglutinante con transmisión definida en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo cercano y una transmisión también definida en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo térmico. El segundo componente es un primer pigmento que absorbe en el intervalo de longitudes de onda de la luz visible, presenta en el infrarrojo cercano una retrodifusión de como mínimo 40% y en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo térmico presenta una absorción de 60% o menor. El tercer componente finalmente es un segundo pigmento que en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo térmico posee una retrodifusión y/o reflexión de
\geq 40%.

Un recubrimiento con reducida absorción solar se conoce del documento US 2004/0068046 A1 (correspondiente al documento WO 02/057374). Este recubrimiento consiste esencialmente de cuatro componentes que son un ligante, primeros pigmentos, segundos pigmentos y/o terceros pigmentos, como también un material de carga. El componente aglutinante debe poseer una transparencia > 60% en el intervalo de longitudes de onda de la luz ultravioleta y la luz visible, como también en la región infrarroja cercana y además una transparencia < 70% en la región del infrarrojo térmico. Los primeros pigmentos se caracterizan por una transparencia > 70% en el intervalo de longitudes de onda de 390 a 2.500 nm, donde el tamaño de partícula debe seleccionarse de modo tal que la retrorradiación es > 70% en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo cercano. Los segundos pigmentos deben absorber de manera espectroselectiva en el intervalo de longitudes de onda visible, presentar una transparencia en la región infrarroja cercana > 50%, así como una absorción en la región del infrarrojo térmico > 40%. También los terceros pigmentos deben absorber en el área espectro selectiva de la luz visible y/o absorber 50% en el intervalo de ondas de la luz visible, así como reflejar en la región infrarroja cercana. Los materiales de carga utilizados deben reducir el índice de refracción de la matriz del aglutinante, donde la matriz se compone de microesferas huecas con un contenido de gas o aire y presenta un tamaño definido de partículas. Tales recubrimientos son especialmente adecuados para superficies que son de color oscuro por razones técnicas o estéticas y simultáneamente están expuestas a la luz solar, de modo que se calientan de manera extrema.

Un elemento componente plano de metal, cuya superficie externa presenta un recubrimiento tal que refleja el sol en la región del infrarrojo cercano y cuya superficie interna posee un bajo grado de emisión para la irradiación de calor, se conoce de la patente alemana DE 102 04 829 C1. Este elemento componente plano está provisto de un primer recubrimiento en su primer superficie externa que protege el metal de la corrosión y refleja la luz solar en el intervalo de longitudes de onda de 320 a 1.200 nm en un promedio de 60%. Su primer superficie externa está provista de un segundo recubrimiento que presenta una reflexión < 60% y en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo cercano una reflexión > 60%. La segunda superficie interna del elemento componente está provisto de un primer recubrimiento que protege el metal de la corrosión y la segunda superficie interna de un segundo recubrimiento, que tiene una baja emisión en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo térmico y posee un grado de emisión < 0,75º. Otros cuerpos que reflejan la radiación térmica se revelan en los documentos WO 02/12405, DE 19540686, como también EP 054882212.

El objetivo de la presente invención consiste en conformar superficies habituales, ante todo, superficies más oscuras, en las áreas de aplicación indicadas de manera tal que absorban menor cantidad de luz solar y por lo tanto se calienten menos.

La solución de acuerdo con la invención es con un elemento oscuro, plano con escasa conductividad térmica, reducida densidad y baja absorción solar, caracterizado porque

a) presenta como mínimo una combinación de un material de base con componentes intercalados en el mismo, donde

b) la combinación tiene a) una conductividad térmica menor que 0,4 (W/mK) y

c) una densidad aparente menor que 1,4 g/cm^{3}

d) el elemento presenta una reflexión media en el intervalo de longitudes de onda de la luz visible de 400 a 700 nm que es menor del 50% y

e) el elemento presenta una reflexión media en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo cercano de 700 a 7000 nm que mayor del 50%.

De las reivindicaciones subordinadas resultan variantes ventajosas del concepto de la invención.

De manera sorprendente, pudo observarse en las múltiples aplicaciones del elemento de la invención que una combinación de un material con simultáneamente baja conductividad térmica y baja densidad, con una reflexión lo más elevada posible en la superficie del material en la región infrarroja cercana, no visible, conlleva varios efectos sinérgicos. Así, por ejemplo, un objeto oscuro como un volante de vehículo se calienta mucho menos cuando la superficie de este objeto tiene propiedades reflectivas en el infrarrojo cercano: si, por ejemplo, un vehículo permanece suficiente tiempo en el sol, el volante se calienta de manera convectiva al nivel del aire interior. Pero debido a las simultáneamente reducidas conductividad térmica y densidad del volante, éste no se calienta tan rápido y no presenta dificultades al contacto, aunque en el espacio del entorno preponderan temperaturas elevadas.

También en las típicas disposiciones en el área de la técnica de construcciones resultan efectos sinérgicos sorprendentes de la disposición integral que se deben a la combinación de acuerdo con la invención, de elevada reflexión de una superficie en la región infrarroja cercana con conductividad térmica y densidad reducidas. Así, por ejemplo, un panel de pared de PVC que presenta las características del elemento de la invención, por una parte se calienta menos que un panel de PVC habitual, y por la otra, debido a la conductividad térmica y densidad reducidas del panel ingresa en el edificio una menor cantidad de la energía solar que de todos modos es absorbida por la conductividad térmica. Además, la menor temperatura de superficie y los cambios más lentos de temperatura reducen la fatiga de material por razones térmicas.

Resultó especialmente adecuado un material de base que es un plástico, una capa de esmalte, un material fibroso, una masa de fraguado hidráulico y/o un material compuesto. Respecto del plástico como material de base este debería seleccionarse de la serie de las poliamidas, poliacetatos, poliésteres, policarbonatos, poliolefinas como, por ejemplo, polietileno, polipropileno y poliisopropileno, de los polímeros de estireno como, por ejemplo, acrilonitrilo/butadieno/estireno ABS, poliestireno, estireno/butadieno, estireno/acrilonitrilo, acrilonitrilo/estireno/éster acrílico, de los polímeros de azufre como, por ejemplo, polisulfona, polietersulfona, polifenilsulfona, de los materiales plásticos fluorados como, por ejemplo, PTFE (politetrafluoretileno) y PVDF (fluoruro de polivinilideno), de las poliamidas, polimetilmetacrilatos PMMA como, por ejemplo, cloruro de polivinilo, de las siliconas como, por ejemplo, caucho siliconado, de las resinas epoxi, de las mezclas poliméricas como, por ejemplo, óxido de polifenileno, policarbonato ABS, así como de las resinas de melamina, fenólicas y poliuretanos y sus mezclas adecuadas.

Se comprobó como especialmente ventajoso un material de base que puede ser tanto un plástico reticulable por reacción, como también un termoplástico.

En caso que el elemento objeto de la invención incluiya como material de base una capa de esmalte como componente a), esta debería ser un aglutinante seleccionado de la serie de los aglutinantes acuosos, de preferencia los aglutinantes hidrosolubles de alquidenos, poliésteres, poliacrilatos, epóxidos y ésteres de epóxidos, de las dispersiones y emulsiones acuosas a base de acrilatos, acrilatos de estireno, copolímeros de etileno-ácido acrílico, metacrilatos, copolímeros de vinilpirrolidona-acetato de vinilo, polivinilpirrolidona, poliisopropilacrilato, poliuretano, silicona y acetatos de polivinilo, de las dispersiones cerosas, de preferencia a base de polietileno, polipropileno, Teflon®, ceras sintéticas, polímeros fluorados, copolímero de acrilo fluorado en solución acuosa, siliconas fluoradas y las resinas de poliuretano modificadas con flúor en los terminales y/o laterales y/o en forma intracatenaria, las dispersiones de poliuretano y las dispersiones híbridas de polímero-poliuretano y mezclas de estas.

Pero también la capa de esmalte puede estar formada por un aglutinante seleccionado de la serie de los aglutinantes que contienen didisolvente, de preferencia acrilatos, acrilatos de estireno, polivinilos, cloruro de polivinilo, poliestirenos y de copolímeros de estirenos, resinas alquídicas, poliésteres saturados e insaturados, poliésteres hidroxi funcionales, resinas de melamina-formaldehído, resinas de poliisocianato, poliuretanos, resinas epoxi, polímeros fluorados y siliconas, polietileno clorosulfonado, polímeros fluorados, copolímero de acrilo fluorado, siliconas fluoradas, plastisoles, PVDF (difluoruro de polivinilo), seleccionado de las resinas de poliuretano modificadas con flúor en los terminales y/o laterales y/o en forma intracatenaria, de preferencia las dispersiones de poliuretano y las dispersiones híbridas de polímero-poliuretano y mezclas de estas. Con la expresión "resinas de poliuretano modificadas con flúor en los terminales y/o laterales y/o en forma intracatenaria" de preferencia se denomina los polímeros modificados con flúor que contienen en los terminales y/o laterales y/o en la cadena principal elementos estructurales poliméricos a base de grupos perfluoro alquil(eno) y/u óxido de polihexafluoropropeno.

Respecto del material de bases, otra variante de la invención consiste en utilizar cuero como material fibroso en el elemento, proveniente de cueros de animales.

Otro desarrollo ulterior ventajoso del concepto de la invención radica en que la masa de ligado hidráulico es una mezcla a base de cemento, sulfato de calcio o anhidrita y de preferencia es hormigón, argamasa o yeso.

Respecto del material compuesto, este debería incluir especialmente fibras sintéticas y/o naturales, de preferencia fibras sintéticas de plásticos y/o materiales cerámicos, en especial vidrio y/o carbono y/o fibras naturales de lana, algodón, sisal, cáñamo y celulosa.

Por último, los componentes intercalados en el material de base se pueden seleccionar de los siguientes grupos:

(a) materiales de carga livianos orgánicos y/o inorgánicos que de preferencia reducen la densidad y la conductividad térmica del material de base; (b) gases como, por ejemplo, aire, nitrógeno, dióxido de carbono, gases nobles que forman espacios huecos en el material de base y reducen la densidad y la conductividad térmica del material de base y (c) colorantes que reflejan de manera espectroselectiva en el intervalo de longitudes de onda de la luz visible de 400 a
700 nm y en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo cercano de 700 a 1000 nm presentan una transparencia media mayor del 50% y/o (d) primeros pigmentos que reflejan de manera espectroselectiva en el intervalo de longitudes de onda de la luz visible de 400 a 700 nm y en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo cercano de 700 a 1000 nm presentan una transparencia media mayor del 50% y/o (e) segundos pigmentos que reflejan de manera espectroselectiva en el intervalo de longitudes de onda de la luz visible de 400 a 700 nm y en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo cercano de 700 a 1000 nm presentan una reflexión media mayor del 50%, (f) nanomateriales orgánicos y/o inorgánicos que pueden presentar un tratamiento o un recubrimiento de superficie.

El concepto "nanomateriales" o también "nanopartículas" en general se refiere a partículas de una geometría aproximadamente esférica que en todas las dimensiones son menores que 100 nm, no habiéndose definido un límite inferior. Los nanomateriales que por lo general se componen de nanopartículas o que las comprenden en forma preponderante, en lo que concierne a su tamaño por lo tanto se encuentran en el área de transición entre estructuras atómicas y macroscópicas continuas. Los ejemplos típicos de nanopartículas inorgánicas son dióxido de silicio de la nanoescala, dióxido de titanio, óxido de cinc, salmuera de sílice, silicato sódico o potásico, coloides de metales y pigmentos que también pueden estar funcionalizados. Las dispersiones y en especial las dispersiones de partículas ultrafinas (las dispersiones de poliuretano y las dispersiones del tipo core-shell, `núcleo-cáscara'), pero también los pigmentos, dendrímeros y eventualmente los polímeros hiperramificados funcionalizados, son representantes típicos de los nanomateriales orgánicos. En el presente caso resultaron especialmente adecuados como materiales inorgánicos, las sustancias de carga de la serie Aerosil de Degussa AG. Pero en general son adecuadas todas las sustancias de carga que no absorban en la región infrarroja cercana y visible, y cuyo tamaño de partículas es menor que 100 nm.

La selección de los componentes intercalados en el material de base y en especial de los componentes (c) a (e) que se mencionaron antes, por lo general se efectúa por medio de métodos técnicos. La reflexión de superficies, pero también la de pigmentos y de sustancias de carga, por lo general se mide con un espectrómetro como, por ejemplo, el espectrómetro de inserción para PC, PC 2000 de la empresa Avantes, con una sensibilidad espectral de 320 a 1100 nm, de modo que se cubran las regiones de UV desde el área visible hasta la región infrarroja cercana. Con una esfera de Ulbricht conectada al espectrómetro se mide la retrodifusión hemisférica de superficies, determinando así la reflexión. Para ello se utiliza a modo de referencia una placa de sulfato de bario que representa una reflexión de prácticamente 100%. Para la medición de pigmentos y sustancias de carga en polvo, se coloca estos en una bolsa de polietileno, cuya transparencia se ubica en el intervalo de longitudes de onda indicado. A fin de poder distinguir entre la reflexión de una capa y la transmisión de esa capa, se realiza una medición de la capa sobre un fondo absorbente, es decir, de color negro, y una medición sobre un fondo con una reflexión del 100%, es decir, de color blanco.

Los materiales de carga livianos en especial deberían ser aquellos con una densidad menor que 0,5 g/cm^{3}.

Se considera de preferencia especial un elemento, cuyo componente a) comprende un material de base que como componentes intercalados contiene microesferas huecas de un material cerámico, de vidrio o de un plástico, donde la densidad de las microesferas de vidrio o de otro material cerámico es menor que 0,4 g/cm^{3} y la densidad de las microesferas de un plástico debería ser menor que 0,2 g/cm^{3}.

Se considera una variante ventajosa del concepto de la invención que los materiales de carga livianos sean partículas de plástico que solo al calentarse el material base a temperaturas de 80 a 160ºC formen microesferas con una densidad menor que 0,2 g/cm^{3}.

La presente invención considera de preferencia los colorantes que son colorantes hidrosolubles seleccionados de colorantes ácidos, colorantes sustantivos, colorantes básicos, colorantes de desarrollo, colorantes de azufre y colorantes de anilina, o colorantes seleccionados del grupo de aquellos que se disuelven con didisolventes o de los colorantes zapón.

Los primeros pigmentos de manera ventajosa deben provenir de la serie de pigmentos orgánicos, de preferencia de los pigmentos azoicos como, por ejemplo, pigmentos monoazoicos, disazoicos, de \alpha-nafteno, nafteno-AS, azoicos laqueados, de bencimidazolona, de disazocondensación, de complejo metálico, de isoindolinona e isoindolina, de los pigmentos policíclicos y preferiblemente de los pigmentos de ftalocianina, quinacridona, perileno y perinona, tioindigo, antraquinona, antrapirimidina, flavantrona, pirantrona, indantrona, antantrona, dioxazina, de triarilcarbonio, quinoftalona, diceto-pirrolo-pirrol.

Respecto de los segundos pigmentos la presente invención considera una variante que se trata de pigmentos inorgánicos seleccionados de la serie de los óxidos e hidróxidos de metales, de los pigmentos de cadmio, bismuto, cromo, ultramar, de los pigmentos recubiertos, en forma de laminillas, micáceos y en especial de los pigmentos de fase mixta de rutilo y espinela.

Por último, la invención también prevé que en el material de base puedan incluirse otras partículas que en el intervalo de longitudes de onda de 400 a 1.000 nm presentan una reflexión mayor del 70%. Estas partículas adicionales deben seleccionarse especialmente del grupo de los pigmentos inorgánicos, del grupo de los óxidos de metales, de los sulfuros de metales, de los sulfuros de metales, de los fluoruros de metales, de los silicatos de metales, de los carbonatos de metales, así como mezclas de estos.

Las otras partículas también pueden haberse seleccionado del grupo de los materiales degradables, pero también puede tratarse de carbonato de calcio, carbonato de magnesio, de talco, de silicato de circonio, de óxido de circonio, de óxido de aluminio, de sulfato de bario natural y mezclas de estos.

Una característica del elemento plano, que es esencial para la invención, radica en la conductividad térmica de la combinación del material base con los componentes intercalados en el mismo. Al respecto se considera de preferencia cuando la conductividad térmica del elemento es inferior a 0,3 [W/mK] y de preferencia especial, cuando es menor que 0,2 [W/mK].

Asimismo puede ser ventajoso que la densidad aparente del elemento completo sea menor que 1,2 g/cm^{3} y de preferencia especial sea menor que 1,0 g/cm^{3}.

Otra característica es esencial para la invención se refiere a la reflexión media del elemento en el intervalo de longitudes de onda de la luz visible de 400 a 700 nm. En especial, esta debería ser menor que 40%.

Una variante ventajosa del elemento reivindicado viene dada porque presenta una reflexión media en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo cercano de 700 a 1000 nm que es mayor que 60%.

En la invención también se tiene en cuenta el caso cuando los materiales de carga livianos aumentan la reflexión del elemento en la región del infrarrojo cercano de 700 a 1000 nm en hasta 10%.

De acuerdo con la presente invención, la combinación a) debe presentar las características (b) (conductividad térmica) y (c) (densidad aparente). Pero esta combinación de material de base y componentes intercalados además de las características conductividad térmica y densidad aparente, puede poseer las características d) y/o e) del elemento.

El elemento mismo de acuerdo con la invención también puede estar compuesto de como mínimo dos capas, donde en este caso como mínimo una capa está compuesta de la combinación a).

La combinación a) puede estar combinada con una capa de material base que no contiene componentes intercalados, que es un aspecto que también está previsto en la presente invención.

Debe considerarse como especialmente ventajoso, cuando pueden combinarse formas de realización iguales o diferentes del elemento en como mínimo dos capas superpuestas. El elemento puede estar provisto de una capa de esmalte adicional que de preferencia es una capa de esmalte transparente.

Respecto de la forma del elemento, este puede estar combinado con un sustrato portante en forma de una disposición, un dispositivo o una capa, por lo que en consecuencia dicho elemento puede constituir en sí mismo una disposición autoportante.

En resumen se reitera que el elemento oscuro, plano reivindicado se compone obligadamente de una combinación de un material de base con componentes intercalados en él, donde esa combinación debe presentar una conductividad térmica definida y una densidad aparente especial. Este elemento, por lo tanto, puede componerse exclusivamente de esta combinación (a), aunque ello no es excluyente porque además puede contener otros componentes. El elemento mismo puede ser, por ejemplo, un cuero con tratamiento especial, un tipo de plástico, por ejemplo para equipamientos del interior de vehículos, o también una placa de revestimiento o bien una ripia. Debido a las variantes más diversas, el elemento reivindicado también puede estar constituido por una estructura base o portante, sobre la cual por ejemplo puede haberse fijado o colocado la estructura (a). Pero el elemento integral plano en general debe ser de color oscuro, condición predeterminada por la característica (d) esencial de la invención, es decir la reducida reflexión media en el intervalo de longitudes de onda de la luz visible de 400 a 700 nm de < 50%. Del texto de la reivindicación 1 que caracteriza el objeto propiamente dicho de la invención, se desprende la multiplicidad de posibilidades de la presente invención, dado que no sólo se limita a los revestimientos o recubrimientos, sino que también puede consistir en combinaciones que se componen de estructuras base o portantes o bien capas de fondo y de las combinaciones que resultan constituidas de un material de base y los componentes intercalados en el mismo.

Los ejemplos enunciados a continuación explican las ventajas de la invención que se describió previamente.

Ejemplos Figuras

En las figuras 1, 3 y 4, se representa el flujo de calor a través de una muestra de material que se describe en los Ejemplos. En estas mediciones se utiliza un sensor de flujo térmico Universal F-035-2 con las medidas 25 X 25 mm de la empresa Wuntronic Munich que emite una tensión equivalente al flujo térmico. Las figuras 2, como también las figuras 5 a 11 muestran como resultados de medición, la reflexión espectral de las muestras de los respectivos ejemplos en el intervalo de longitudes de onda de 400 a 980 nm. Como equipo de medición se utiliza un espectrómetro de inserción para PC, PC 2000 de la empresa Avantes, con una sensibilidad espectral de 320 a 1100 nm, con una esfera de Ulbricht conectada al mismo para la medición de la retrodifusión hemisférica de superficies.

Ejemplo 1 Coloración y recubrimiento de un cuero para asientos de automóvil

Un trozo de cuero se tiñe con el colorante Sella Cool Black 10286 de la empresa TFL Ledertechnik Basel, de color negro. Se prepara el siguiente recubrimiento negro.

15,00 g de preparación de pigmento Roda Cool Black de TFL Ledertechnik Basel.

60,00 g de Roda Car B32 de TFL Ledertechnik Basel

10,00 g de Roda Car P64 de TFL Ledertechnik Basel

10,00 g de agua

01,20 g de microesferas huecas Expancel 091 DE de la empresa Akzo Nobel

El recubrimiento es aplicado tres veces con una rasqueta con un espesor de capa de 100 \mum y después de cada capa se seca en el horno del laboratorio.

El cuero negro con ese recubrimiento se coloca en el horno del laboratorio junto con una porción de cuero del mismo tamaño, teñida y recubierta de manera estándar y se calienta a 80ºC. Se retiran los trozos de cuero del horno y se mide el flujo térmico de la muestra de cuero hacia un trozo de plomo de 1 kg a temperatura ambiente. Se utiliza un sensor de flujo térmico Universal F-035-2 con las medidas 25 x 25 mm de la empresa Wuntronic Munich. En la Figura 1 se muestra el flujo térmico del cuero con equipamiento estándar (1; comparación) y la curva (2) muestra el flujo térmico de la muestra de cuero con recubrimiento realizado según la invención, que es aproximadamente
500 W/m^{2} menor. Esta diferencia también puede percibirse claramente al apoyar la mano sobre las muestras de cuero.

La reflexión espectral de las muestras se mide en el intervalo de longitudes de onda 400 a 980 nm (equipo de medición: espectrómetro de inserción para PC, PC 2000 de la empresa Avantes, con una sensibilidad espectral de 320 a 1100 nm, con una esfera de Ulbricht conectada al mismo para la medición de la retrodifusión hemisférica de superficies); los resultados de la medición se representaron en la Figura 2:

La curva (1) muestra la reflexión claramente superior en la región infrarroja cercana del cuero negro recubierto según la invención. La reflexión del cuero estándar de comparación (2) también es menor que 10% en la región infrarroja cercana. Ambas muestras de cuero negro se colocan sobre una placa de tergopol y se someten a una irradiación solar de aproximadamente 800 W/m^{2} de intensidad. La temperatura de superficie del cuero estándar aumentó a 90ºC y la temperatura del cuero conforme la invención en cambio sólo a 62ºC. La densidad del cuero recubierto según la invención se ubica en 0,85 g/cm^{3} y la conductividad térmica en 0,12 W/mK. La densidad del cuero con recubrimiento estándar se ubica en 1,1 g/cm^{3} y la conductividad térmica en 0,15 W/mK.

La densidad del cuero recubierto según la invención de esta manera es 23% más elevada y la conductividad térmica 20% más reducida que en el cuero recubierto de manera estándar de acuerdo con el estado de la técnica.

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Ejemplo 2 Reducción de la densidad y de la conductividad térmica de un cuero

Se coloca una muestra de cuero en un baño de agua. Al baño de agua se le agregan 20% en peso de microesferas huecas no expandidas del tipo Expancel 820SL80 de la empresa Akzo Nobel, respecto del peso del cuero y se incorporan dichas microesferas en el cuero por medio de los procesos habituales en una curtiembre. Después se tiñe el cuero de negro con el colorante Sella Cool Black 10286 de la empresa TFL Ledertechnik Basel. El cuero se coloca a aproximadamente 100ºC en un horno hasta tanto las microesferas huecas se expanden bajo la acción del calor y ocupan una parte de los espacios huecos en el cuero.

Una porción del cuero según la invención preparado de este modo, se coloca sobre una placa de calentamiento a 54ºC y se mide mediante el sensor de flujo térmico F-035-2 el traspaso de calor desde la placa de calentamiento a través del cuero hacia un recipiente con agua de 1 kg de peso y una temperatura del agua de 7,5ºC. El mismo procedimiento se realiza con un cuero negro estándar (comparación).

En la Figura 3, se representa el desarrollo temporal del flujo de calor a través de las muestras de cuero en W/m^{2}. La curva (1) muestra allí el flujo térmico a través del cuero estándar (comparación). El flujo térmico a través de la muestra de cuero negro (2) fabricada conforme la invención es aproximadamente 200 W/m^{2} menor. La densidad del cuero procesado según la invención se ubica en 0,85 g/cm^{3} y la conductividad térmica en 0,1 W/mK. La densidad del cuero fabricado de manera estándar se ubica en 1,1 g/cm^{3} y la conductividad térmica en 0,14 W/mK. La densidad del cuero procesado según la invención de esta manera es 23% menor y la conductividad térmica 28% más reducida que en el cuero de comparación fabricado en forma estándar.

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Ejemplo 3 Combinación de una muestra de cuero fabricada conforme el Ejemplo 2 con un recubrimiento preparado como en el Ejemplo 1

Sobre una muestra de cuero fabricada conforme el Ejemplo 2 se aplica tres veces un recubrimiento obtenido como en el Ejemplo 1 con un espesor de capa de 100 \mum y se seca. El cuero según la invención se coloca sobre una placa de calentamiento a 58ºC y se mide mediante el sensor de flujo térmico F-035-2 el traspaso de calor desde la placa de calentamiento a través del cuero hacia un recipiente con agua de 1 kg de peso y una temperatura del agua de 0ºC (agua helada). El mismo procedimiento se realiza con un cuero negro estándar recubierto (comparación).

En la Figura 4 se muestra la curva (1) del flujo térmico a través del cuero negro estándar (comparación). El flujo térmico a través de la muestra de cuero negro (2) fabricada conforme la invención es notoriamente menor.

La reflexión espectral de ambas muestras de cuero negro se mide en la forma que se describe en el Ejemplo 1, y resulta idéntica a la de las curvas en la Figura 2. La curva (1) en la Figura 2 muestra la reflexión espectral del cuero fabricado conforme la invención y la curva (2) la del cuero estándar (comparación). La densidad de la combinación de cuero y recubrimiento conforme la invención se ubica en 0,82 g/cm^{3} y la conductividad térmica en 0,09 W/mK. La densidad del cuero producido en forma estándar se ubica en 1,1 g/cm^{3} y la conductividad térmica en 0,15 W/mK. La densidad de la combinación conforme la invención de esta manera es 25% menor y la conductividad térmica 40% menor que en el cuero comparativo producido en forma estándar.

Ejemplo 4 Elemento componente de polipropileno con reducida conductividad térmica y elevada reflexión solar

Se fabrican dos muestras para el equipamiento interior de un automóvil a base de polipropileno de acuerdo con las siguientes fórmulas:

a)

600,00 g de polipropileno granulado

\quad

040,00 g de material de carga liviano SilCell 300 de la empresa Chemco

\quad

050,00 g de dióxido de titanio Hombitan R610K de la empresa Sachtleben

\quad

010,00 g de Aerosil TT600 de la empresa Degussa

\quad

020,00 g de colorante azul Hostaperm Blau R5R de la empresa Clariant

\quad

010,00 g de colorante negro Paliogen Schwarz L0086 de la empresa BASF

\vskip1.000000\baselineskip

Con un extrusor de laboratorio se fabrican placas de muestra de color azul oscuro.

b)

600,00 g de polipropileno granulado

\quad

030,00 g de dióxido de titanio Hombitan R610K de la empresa Sachtleben

\quad

010,00 g de Aerosil TT600 de la empresa Degussa

\quad

020,00 g de colorante azul Hostaperm Blau R5R de la empresa Clariant

\quad

010,00 g de colorante negro Paliogen Schwarz L0086 de la empresa BASF

La mezcla se hace espumar en el extrusor de laboratorio con dióxido de carbono gaseoso. Se fabrican placas de muestra de color azul oscuro. La densidad de la placa de muestra a) se ubica en 0,79 g/cm^{3}, la de la placa de muestra b) en 0,74 g/cm^{3}; la conductividad térmica de la placa de muestra según a) se ubica en 0,15 W/mK y la de la placa de muestra b) en 0,13 W/mK. La densidad del elemento componente estándar (comparación) se ubica en 1,05 g/cm^{3} y la conductividad térmica en 0,24 W/mK. La densidad de la placa de muestra a) de esa manera es 25% menor y la densidad de la placa de muestra b) es 29,5% menor que la densidad del elemento componente estándar. La conductividad térmica de la placa de muestra a) es 37,5% menor y la de la placa de muestra b) es 46% menor que la conductividad térmica del elemento componente estándar.

La reflexión espectral de las placas de muestra a) y b) y un trozo de un elemento componente estándar de la misma coloración azul (comparación) se mide con el espectrómetro que se describe en el Ejemplo 1 en el intervalo de longitudes de onda 400 a 980 nm.

En la Figura 5, se muestran los resultados de la medición. La curva (1) muestra la reflexión de la placa de muestra a), la curva (2) la reflexión de la placa de muestra b) y la curva (3) muestra que la reflexión del elemento componente estándar en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo cercano desde 700 nm sólo es menor que 10%. Las muestras se colocan sobre una placa de tergopol y se someten a una radiación solar de 800 W/m^{2}. En esas condiciones la temperatura de superficie de la placa estándar subió a 85ºC, la temperatura de superficie de las placas de muestra de la invención fueron de 60ºC.

Ejemplo 5 Fabricación de una placa de muestra conforme la invención de resinas epoxi y de un ejemplo comparativo

Se fabrica una placa de muestra de color antracita oscura de resina epoxi de acuerdo con la siguiente fórmula (invención):

45,00 g de resina epoxi L160, empresa MGS Kunstharzprodukte GmbH, Stuttgart

03,00 g de material de carga liviano Silcell 300 empresa Chemco Chemieprodukte GmbH

01,00 g de dióxido de titanio Hombitan R61OK, empresa Sachtleben

02,00 g de colorante negro Paliogen Schwarz L0086, empresa BASF

15,00 g de acelerador de endurecimiento H160, empresa MGS Kunstharzprodukte GmbH, Stuttgart

La placa de muestra presentó una densidad de 0,8 g/cm^{3} y la conductividad térmica fue de 0,2 W/mK.

Como ejemplo comparativo se fabrica una placa de muestra de color antracita oscura de resina epoxi con pigmentación estándar de acuerdo con la siguiente fórmula:

45,00 g de resina epoxi L160, empresa MGS Kunstharzprodukte GmbH, Stuttgart

05,00 g de óxido de hierro negro de venta usual

10,00 g de talco de la empresa Wema Nuremberg

00,50 g de dióxido de titanio Hombitan R610K, empresa Sachtleben

15,00 g de acelerador de endurecimiento H160, empresa MGS Kunstharzprodukte GmbH, Stuttgart

La densidad de la placa fabricada de manera estándar se encontraba en 1,3 g/cm^{3} y la conductividad térmica en 0,3 W/mK. La densidad de la placa conforme la invención de esta manera es 38% menor y la conductividad térmica 33% menor que en la placa de comparación fabricada de manera estándar.

La reflexión espectral de ambas placas de muestra se mide con el espectrómetro que se describió en el Ejemplo 1 en el intervalo de longitudes de onda de 400 a 980 nm. En el diagrama de la Figura 6 se muestra en la curva (1) la reflexión espectral de la placa epoxi de muestra y en la curva (2) la reflexión de la placa de muestra del ejemplo comparativo. La reflexión de la placa de muestra de la invención en la región infrarroja cercana desde 700 nm es notoriamente mayor, lo que significa que absorbe menos luz solar que la placa de muestra del ejemplo comparativo que es del mismo color en el área visible. Las muestras se colocan sobre una placa de tergopol y se someten a una radiación solar de 800 W/m^{2}. En esas condiciones la temperatura de superficie de la placa se la invención sólo subió a 60ºC, y la temperatura de superficie de las placas del ejemplo comparativo ascendió a 85ºC.

Ejemplo 6 Fabricación de una lámina conforme la invención de PVC blando y de un ejemplo comparativo

Se fabrica una lámina negra de PVC blando de acuerdo con la siguiente fórmula:

200,00 g de PVC de venta usual con plastificante

012,00 g de material de carga liviano SilCell 300, empresa Chemco Chemieprodukte GmbH

003,50 g de dióxido de titanio Hombitan R610K, empresa Sachtleben

007,50 g de colorante negro Paliogen Schwarz L0086 empresa BASF

La densidad de la lámina de PVC conforme la invención se ubica en 0,95 g/cm^{3} y la conductividad térmica en
0,12 W/mK. La densidad de la lámina comparativa de venta usual se ubica en 1,3 g/cm^{3} y la conductividad térmica en 0,18 W/mK. La densidad de la lámina de PVC de la invención es 27% menor y la conductividad térmica 33% menor que en la lámina comparativa del mercado. La reflexión espectral de la lámina de PVC se mide con el espectrómetro que se describió en el Ejemplo 1 en el intervalo de longitudes de onda de 400 a 980 nm. Como ejemplo comparativo se utiliza una lámina negra de venta usual, de PVC blando. En la Figura 7 se representaron los resultados de la medición. La curva (1) muestra allí la reflexión aumentada en la región infrarroja cercana de la lámina fabricada según la invención y la curva (2) muestra la reflexión de la lámina negra de venta usual. Las muestras se colocan sobre una placa de tergopol y se someten a una radiación solar de 800 W/m^{2}. En esas condiciones la temperatura de superficie de la lámina de venta habitual subió a 90ºC, pero la temperatura de superficie de la lámina conforme la invención sólo ascendió a 60ºC.

Ejemplo 7 Fabricación de una tela con recubrimiento de ambos lados para una cortina de laminillas

Se recubre un lado de una tela básica para la serie de cortinas Plaza® Plus de la empresa Hunter Douglas de Australia, de acuerdo con la siguiente fórmula:

Capa base:

70,00 g de aglutinante Acronal 18D de la empresa BASF

15,00 g de preparación de pigmento blanco Hostatint Weiß empresa Hoechst

05,00 g de material de carga liviano Expancel 551WE20,

después del secado, sobre esta capa base se aplica una capa cubridora color antracita similar a la tonalidad del color Ebony de Plaza® Plus de la empresa Hunter Douglas.

Capa cubridora:

10,00 g de agua

10,00 g de preparación de pigmento negro Roda Cool Black, empresa TFL Ledertechnik

40,00 g de aglutinante Acronal 18D de la empresa BASF

05,00 g de agua

01,00 g de pigmento blanco Hostatint Weiß de la empresa Hoechst

El reverso de la tela se recubre dos veces con la capa base de color blanco.

La densidad de la tela realizada conforme la invención se ubica en 1,1 g/cm^{3} y la conductividad térmica en 0,15 W/mK. La densidad del ejemplo comparativo de venta usual se ubica en 1,3 g/cm^{3} y la conductividad térmica en 0,22 W/mK.

La densidad de la tela realizada según la invención de esta manera es 15% menor y la conductividad térmica 32% menor que en el ejemplo comparativo de venta usual. La reflexión espectral del lado anterior de la tela recubierto con antracita se mide con el espectrómetro que se describió en el Ejemplo 1 en el intervalo de longitudes de onda de 400 a 980 nm. En la Figura 8 se muestra en la curva (1) la reflexión espectral de la tela fabricada según la invención y en la curva (2) la reflexión de la tela original para cortinas Ebony de la serie de cortinas Plaza® Plus de la empresa Hunter Douglas en Australia. La reflexión aquí al igual que en el área visible, menor que 10%. Las muestras se colocan sobre una placa de tergopol y se someten a una radiación solar de 900 W/m^{2}. En esas condiciones la temperatura de superficie el lado frontal de la tela de la cortina comparativa aumenta a 90ºC, en cambio la temperatura de la cortina conforme la invención sólo a 52ºC. Al utilizar el material conforme la invención como cortina de laminillas en las siguientes condiciones:

irradiación solar 900 W/m^{2}

temperatura exterior 25ºC

temperatura ambiental 21ºC,

el flujo térmico a través de la cortina hacia el interior de un ambiente es 30% menor que en el material comparativo.

Ejemplo 8 Fabricación de una placa de muestra de perfiles para ventanas de PVC con superficie oscura

A un granulado de PVC de color blanco de venta habitual para la fabricación de perfiles de ventanas, se agrega 20% en peso de microesferas huecas del tipo S38HS de la empresa 3M. En el extrusor de laboratorio se produce una placa de muestra de 5 mm de espesor. Además, a un granulado de PVC transparente de venta usual en el mercado para la fabricación de láminas de PVC, se agrega 3% en peso respecto de la cantidad de granulado de PVC de pigmento azul Hostaperm Blau R5R de la empresa Clariant y 1,5% en peso de pigmento negro Paliogen Schwarz L0086 de la empresa BASF, se funde en el extrusor de laboratorio y se mezcla. Se fabrica una lámina color azul oscuro de 300 \mum de espesor. La lámina se adhiere aplicando presión con un adhesivo transparente en caliente a la placa de PVC blanca.

La densidad de la muestra de ensayo de color azul oscuro de perfiles para ventanas (invención) se ubica en
1,18 g/cm^{3} y la conductividad térmica en 0,14 W/mK. La densidad de un perfil de PVC para ventanas de venta usual (comparación) se ubica en 1,6 g/cm^{3} y la conductividad térmica en 0,2 W/mK. La densidad de la muestra de ensayo de la invención de esta manera es 26% menor y la conductividad térmica 30% menor que en el perfil comparativo de venta usual. La reflexión espectral de la placa se mide con el espectrómetro que se describió en el Ejemplo 1 en el intervalo de longitudes de onda de 400 a 980 nm y se compara con una parte de un perfil para ventana de venta usual que fue teñido de color azul oscuro. Los resultados de la medición se representaron en la Figura 9. Allí, la curva (1) muestra la reflexión notoriamente mayor en el infrarrojo cercano de la muestra preparada conforme la invención de un perfil de PVC para ventana. En la parte del perfil de PVC para ventana de venta usual de color azul oscuro la reflexión en el IR cercano se mantiene inferior a 10%. Las placas se sometieron a una radiación solar de 900 W/m^{2}. La superficie de placa de venta usual alcanzó una temperatura de 90ºC y se deformó levemente. La temperatura de superficie de la placa conforme la invención sólo fue de 60ºC y no pudo observarse ninguna deformación. Al utilizar el perfil para ventana de PVC conforme la invención en las siguientes condiciones:

irradiación solar 900 w/m^{2}

temperatura exterior 25ºC

temperatura ambiental 21ºC,

el flujo térmico a través de un marco de ventana hacia el interior de un ambiente es 35% menor que en el material estándar.

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Ejemplo 9 Fabricación de una teja de hormigón de color marrón con reducida conductividad térmica

Se fabrica una placa de muestra de una teja de hormigón según la siguiente fórmula (invención):

35,00 g de cemento portland de la empresa Lugato

05,00 g de dióxido de titanio Rutil Hombitan R210 de la empresa Sachtleben

10,00 g de material de carga liviano SilCell 300 de la empresa Chemco

A la mezcla se agrega agua hasta lograr una consistencia con capacidad de flujo, luego la mezcla se vierte en un molde y se seca en el horno.

La teja de hormigón seca se provee de un recubrimiento oscuro color marrón rojizo de acuerdo con la siguiente fórmula:

140,00 g de Acronal 18D de la empresa BASF

010,00 g de pigmento rojo Langdopec Rot 30000 de la empresa SLMC

010,00 g de pigmento verde Ferro PK 4047 Grün de la empresa Ferro

007,50 g de pigmento blanco Sylowhite SM 405 de la empresa Grace

000,60 g de antiespumante Byk 024 de la empresa Byk

000,60 g de dispersante de pigmentos N de la empresa BASF

000,40 g de espesante Acrysol TT 615 de la empresa Rohm y Haas

015,00 g de agua

La reflexión espectral de la teja de hormigón oscura de color marrón rojizo se mide con el espectrómetro que se describió en el Ejemplo 1 en el intervalo de longitudes de onda de 400 a 980 nm. Como ejemplo comparativo se utiliza una teja de hormigón de venta usual en la tonalidad marrón oscuro CCO21 de la empresa Kubota en Japón. En la Figura 10, se representan los resultados de la medición. Allí, la curva (1) muestra el claro aumento de la reflexión en el infrarrojo cercano de la teja de hormigón fabricada según la invención y la curva (2) muestra que la reflexión de la teja de hormigón de venta usual en el IR cercano es aún algo menor que en el intervalo de longitudes de onda visible.

Al calentar las tejas de hormigón y con 850 W/m^{2} de luz solar, la superficie de la teja de hormigón de venta usual se calienta a 87ºC y la superficie de las tejas de invención sólo alcanza 51ºC. La densidad de la teja según la invención se ubica en 0,7 g/cm^{3} y la conductividad térmica en 0,16 W/mK. La densidad de la teja de hormigón de venta usual se ubica en 1,6 g/cm^{3} y la conductividad térmica en 0,87 W/mK. La densidad de la teja de hormigón de la invención de este modo es 56% menor y la conductividad térmica 82% menor que en la teja de hormigón de venta usual.

Al utilizar la placa de techo de hormigón conforme la invención en las siguientes condiciones:

irradiación solar 850 W/mz

temperatura exterior 25ºC

temperatura ambiental 21ºC,

el flujo térmico a través de un techo hacia el ambiente bajo el techo es 45% menor que en el material estándar.

Ejemplo 10 Combinación de un revoque exterior con una pintura de pared exterior reflectora solar

Una placa de 2 cm. de espesor, preparada de un revoque exterior de la empresa Colfirmit Rajasil con la denominación "revoque ultraliviano", se recubre con una pintura para pared exterior de color gris claro según la siguiente fórmula:

200,00 g de Acrylor FS blanco de la empresa Relius Coatings

010,00 g de preparación de pigmento negro Roda Cool Black de la empresa TFL Ledertechnik

A los efectos comparativos se aplica una pintura de pared exterior de la empresa Sonneborn EE. UU. en la tonalidad de color Drumhill Grey 458-M sobre una placa de 2 cm de espesor de revoque de venta usual.

La reflexión espectral de ambas placas de revoque se mide con el espectrómetro que se describió en el Ejemplo 1 en el intervalo de longitudes de onda de 400 a 980 nm. Los resultados de la medición se representaron en la Figura 11. Allí se muestra en la curva (1) que la reflexión de la combinación fabricada de acuerdo con la invención de un revoque externo con una pintura de pared externa reflectora solar es mayor en la región infrarroja cercana que la reflexión en el IR cercano de la placa de revoque de recubrimiento estándar, que se representó mediante la curva (2).

La densidad total de la combinación de acuerdo con la invención se ubica en 0,9 g/cm^{3}. La densidad total de la combinación conforme el estándar se ubica en 2,2 g/cm^{3}. La conductividad térmica de la combinación de acuerdo con la invención de un revoque liviano con una pintura que refleja el sol se ubica en 0,12 W/mK, la conductividad de la combinación conforme el estándar en 0,87 W/mK. La densidad total de la combinación de acuerdo con la invención así es 59% menor y la conductividad térmica 86% menor que en la combinación conforme el estándar.

Al utilizar la combinación de acuerdo con la invención en una pared de hormigón de 20 cm de espesor en las siguientes condiciones:

irradiación solar 800 W/m^{2}

temperatura exterior 25ºC

temperatura ambiental 21ºC,

el flujo térmico a través de la pared hacia el interior de un ambiente es 42% menor que en el material estándar.

Claims (32)

1. \global\parskip0.900000\baselineskip

   1. Elemento oscuro, plano con escasa conductividad térmica, densidad y baja absorción solar, caracterizado porque

   a)

   presenta como mínimo una combinación de un material de base con componentes intercalados en el mismo, donde

   b)

   la combinación tiene a) una conductividad térmica menor que 0,4 (W/mK) y

   c)

   una densidad aparente menor que 1,4 g/cm^{3}

   d)

   el elemento presenta una reflexión media en el intervalo de longitudes de onda de la luz visible de 400 a 700 nm que es menor del 50% y

   e)

   el elemento presenta una reflexión media en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo cercano de 700 a 7000 nm que mayor del 50%.

2. 2. Elemento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de base es un plástico, una capa de esmalte, un material fibroso, una masa de fraguado hidráulico y/o un material compuesto.
3. 3. Elemento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el plástico se seleccionó de la serie de las poliamidas, poliacetatos, poliésteres, policarbonatos, poliolefinas, de los polímeros de estireno, de los polímeros de azufre , de los plásticos fluorados, de las poliimidas, de los polimetilmetacrilatos (PMMA), cloruro de polivinilo, de las siliconas, de las resinas epoxi, de las mezclas poliméricas, policarbonatos de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), así como de las resinas de melamina, fenólicas y poliuretanos y mezclas adecuadas de ellos.
4. 4. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque el material base puede ser tanto un plástico reticulable por reacción, como también un termoplástico.
5. 5. Elemento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la capa de esmalte está formada por un aglutinante que se seleccionó de la serie de aglutinantes hidrosolubles de alquidenos, poliésteres, poliacrilatos, epóxidos y ésteres de epóxidos, de las dispersiones y emulsiones acuosas a base de acrilatos, acrilatos de estireno, copolímeros de etileno-ácido acrílico, metacrilatos, copolímeros de vinilpirrolidona-acetato de vinilo, polivinilpirrolidona, poliisopropilacrilato, poliuretano, silicona y acetatos de polivinilo, de las dispersiones cerosas a base de polietileno, polipropileno, politetrafluoretileno (Teflon®), ceras sintéticas, polímeros fluorados, copolímero de acrilo fluorado en solución acuosa, siliconas fluoradas y las resinas de poliuretano modificadas con flúor en los terminales y/o laterales y/o en forma intracatenaria, las dispersiones de poliuretano y las dispersiones híbridas de polímero-poliuretano y mezclas de estos.
6. 6. Elemento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la capa de esmalte está formada por un aglutinante que se seleccionó de la serie de los aglutinantes que contienen disolvente, a base de acrilatos, acrilatos de estireno, polivinilo, cloruro de polivinilo, poliestirenos y copolímeros de estirenos, resinas alquídicas, poliésteres saturados e insaturados, poliésteres hidroxi funcionales, resinas de melamina-formaldehído, resinas de poliisocianato, poliuretanos, resinas epoxi, polímeros fluorados y siliconas, polietileno clorosulfonado, polímeros fluorados, copolímero de acrilo fluorado, siliconas fluoradas, plastisoles, difluoruro de polivinilo (PVDF), las resinas de poliuretano modificadas con flúor en los terminales y/o laterales y/o en forma intracatenaria, las dispersiones de poliuretano y las dispersiones híbridas de polímero-poliuretano y mezclas de estos.
7. 7. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque las resinas de poliuretano modificadas con flúor en los terminales y/o laterales y/o en forma intracatenaria son polímeros modificados con flúor que contienen en los extremos y/o los laterales y/o en la cadena principal, elementos estructurales poliméricos a base de grupos perfluoroalquil(eno) y/u poli (óxido de hexafluoropropeno).
8. 8. Elemento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el material fibroso es cuero proveniente de cueros de animales.
9. 9. Elemento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la masa de fraguado hidráulico es una mezcla a base de cemento, sulfato de calcio o anhidrita.
10. 10. Elemento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el material compuesto contiene fibras sintéticas de plásticos y/o materiales cerámicos y/o fibras naturales de lana, algodón, sisal, cáñamo y celulosa.
11. 11. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los componentes intercalados en el material base se seleccionan de los siguientes grupos:

    a) materiales de carga livianos orgánicos y/o inorgánicos que de preferencia reducen la densidad y la conductividad térmica del material de base;

    \global\parskip1.000000\baselineskip

    b) gases que forman espacios huecos en el material de base y reducen la densidad y la conductividad térmica del material de base y

    c) colorantes que reflejan de manera espectroselectiva en el intervalo de longitudes de onda de la luz visible de 400 a 700 nn y que en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo cercano de 700 a 1000 nm que presentan una transparencia media mayor del 50% y/o

    d) primeros pigmentos que reflejan de manera espectroselectiva en el intervalo de longitudes de onda de la luz visible de 400 a 700 nm y que en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo cercano de 700 a 1000 nm presentan una transparencia media mayor del 50% y/o

    e) segundos pigmentos que reflejan de manera espectroselectiva en el intervalo de longitudes de onda de la luz visible de 400 a 700 nm y que en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo cercano de 700 a 1000 nm presentan una reflexión media mayor del 50%,

    f) nanomateriales orgánicos y/o inorgánicos que pueden estar tratados superficialmente o recubiertos superficialmente.
12. 12. Elemento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque los materiales de carga livianos son aquellos cuya densidad es menor que 0,5 g/cm^{3}.
13. 13. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque se trata de microesferas huecas de un material cerámico, de vidrio o de un plástico, siendo la densidad de las microesferas de vidrio o de otro material cerámico menor que 0,4 g/cm^{3} y la densidad de las microesferas de un plástico menor que 0,2 g/cm^{3}.
14. 14. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque los materiales de carga livianos son partículas de plástico que solo al calentarse el material base a temperaturas de 80 a 160ºC forman microesferas con una densidad menor que 0,2 g/cm^{3}.
15. 15. Elemento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque los colorantes son colorantes hidrosolubles seleccionados de colorantes ácidos, colorantes sustantivos, colorantes básicos, colorantes de desarrollo, colorantes de azufre y colorantes de anilina, o colorantes seleccionados del grupo de aquellos que se disuelven con disolventes, seleccionados de los colorantes zapón.
16. 16. Elemento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque los primeros pigmentos se seleccionan de pigmentos monoazoicos, disazoicos, de \alpha-naftceno, nafteno-AS, azoicos laqueados, de bencimidazolona, de disazocondensación, de complejo metálico, de isoindolinona e isoindolina, de pigmentos de ftalocianina, quinacridona, perileno y perinona, tioindigo, antraquinona, antrapirimidina, flavantrona, pirantrona, indantrona, antantrona, dioxazina, triarilcarbonio, quino-ftalona, diceto-pirrolo-pirrol.
17. 17. Elemento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque los segundos pigmentos son pigmentos inorgánicos seleccionados de la serie de los óxidos e hidróxidos de metales, de los pigmentos de cadmio, bismuto, cromo, ultramar, de los pigmentos recubiertos, en forma de laminillas, micáceos y de los pigmentos de fase mixta de rutilo y espinela.
18. 18. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque en el material base se incluyen otras partículas que en el intervalo de longitudes de onda de 400 a 1.000 nm presentan una reflexión mayor del 70%.
19. 19. Elemento de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizado porque las demás partículas se seleccionaron del grupo de los pigmentos inorgánicos, del grupo de los óxidos de metales, de los sulfatos de metales, de los sulfuros de metales, de los fluoruros de metales, de los silicatos de metales, de los carbonatos de metales, así como mezclas de estos.
20. 20. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 18 ó 19, caracterizado porque las demás partículas se seleccionaron del grupo de los materiales degradables seleccionados de carbonato de calcio, carbonato de magnesio, de talco, de silicato de circonio, de óxido de circonio, de óxido de aluminio, de sulfato de bario natural y sus mezclas.
21. 21. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque la conductividad térmica del elemento es inferior a 0,3 [W/mK] y con especial preferencia menor que 0,2 [W/mK].
22. 22. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque la densidad aparente del elemento es menor que 1,2 g/cm^{3} y con especial preferencia menor del 1,0 g/cm^{3}.
23. 23. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 22, caracterizado porque presenta una reflexión media en el intervalo de longitudes de onda de la luz visible de 400 a 700 nm que es menor del 40%.

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24. 24. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque presenta una reflexión media en el intervalo de longitudes de onda del infrarrojo cercano de 700 a 1000 nm que es mayor del 60%.
25. 25. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque los materiales de carga livianos aumentan la reflexión del elemento en la región del infrarrojo cercano de 700 a 1000 nm en hasta un 10%.
26. 26. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 25, caracterizado porque la combinación a) posee adicionalmente las características d) y/o e) del elemento.
27. 27. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 26, caracterizado porque se compone de como mínimo dos capas, donde como mínimo una capa está compuesta de la combinación a).
28. 28. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 27, caracterizado porque la combinación a) está combinada con una capa de material base que no contiene componentes intercalados.
29. 29. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 28, caracterizado porque pueden combinarse formas de realización iguales o diferentes del elemento en como mínimo dos capas superpuestas.
30. 30. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 29, caracterizado porque está provisto de una capa de esmalte adicional que de preferencia es una capa de esmalte transparente.
31. 31. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 30, caracterizado porque está combinado con un sustrato portante en forma de una disposición, un dispositivo o una capa.
32. 32. Elemento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 31, caracterizado porque representa una disposición autoportante.