WO2012167865A1 - Wavelength-selective reflective coating - Google Patents
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- C09D5/36—Pearl essence, e.g. coatings containing platelet-like pigments for pearl lustre
Definitions
- the present invention relates to a wavelength-selective reflective coating for transparent or translucent substrates, as used in particular for greenhouses, film structures, preferably those for agricultural purposes and the cultivation of plants, for roofing and roofing, for skylights, conservatories and aviaries.
- Rooms enclosed or covered with transparent or translucent surfaces generally have the problem of excessive heat radiation in summer and a high room temperature associated therewith.
- solutions for coating or modification of such surfaces which are usually made of glass or suitable polymer plates or films, proposed to avoid too high a permeability of existing in the solar spectrum heat radiation.
- such solutions are then designed to reflect the radiated heat in the near infrared range (NIR).
- NIR near infrared range
- DE-OS 25 44 245 describes a glazing material which consists of polymethyl methacrylate disks in which pearlescent pigments are incorporated in a very low concentration, the pigments consisting of mica with a titanium dioxide layer of specific thickness.
- the stated thickness of the titanium dioxide layer of about 20 nm gives a red interference color of the pigments used.
- Such a glazing material is intended to effectively reflect the NIR portion of the incident solar light.
- a composite material for shielding radiation which comprises a transparent polymer and a green interference pigment.
- the green interference pigment is composed of a platelet-shaped carrier material and a 120 to 160 nm thick layer of titanium dioxide. This reflects a high proportion of NIR radiation and green light.
- Another object of the invention is to provide a method for producing such a coating.
- the object of the present invention is achieved by a wavelength-selectively reflective, interference pigments and polymeric
- Binder or interference pigments and polymer component-containing, solid coating for transparent or translucent substrates wherein the coating under the action of solar radiation for at least 60% of the incident blue light, based on the wavelength of 470 nm, and at least 60% of the incident red Light, based on the wavelength of 680 nm, is permeable.
- the object of the invention is also achieved by a process for the preparation of the abovementioned coating, wherein an interference pigment with green interference color and an interference pigment with yellow interference color, individually or as a mixture, with a polymeric binder or a polymer or polymerizable component, optionally additives and optionally mixed with a solvent and
- the object of the invention is also achieved by the use of the coating described above for the production of greenhouses and film structures, especially for agricultural purposes or the cultivation of plants, and for skylights, roofing and roofing, skylights, gardens, aviaries and conservatories.
- the wavelength-selective reflective coating is a solid coating on a transparent or translucent substrate which contains either interference pigments and at least one suitable polymeric binder, or interference pigments and at least one polymer component.
- the coating according to the invention is on exposure to solar radiation (undiminished radiation over the entire solar spectrum) for at least 60% of the incident blue light, based on the wavelength of 470 nm, as well as for at least 60% of the incident red light, based on the wavelength of 680 nm, transmissive, ie transmits the said percentage of the incident light at the given wavelengths.
- Maximum transmission in the In each case mentioned areas in the coating according to the invention each amount to about 80% of the incident light.
- the transmission is 65 to 75% of the incident blue light and 65 to 75% of the incident red light, based on the above-mentioned respective wavelengths.
- reflection or transmission values of the coatings according to the invention do not change stepwise but wave-like, the transmission values in the entire red and blue wavelength range, even outside the reference wavelengths, are high overall and only slightly below the maximum values mentioned.
- the determination of the transreflection and reflection measured values can be carried out according to the invention by means of a UV-Vis-NIR spectrometer Lambda 900 from Perkin Elmer or another suitable UV-Vis-NIR spectrometer.
- free coating films to be measured are positioned in front of or behind an integrating sphere at variable angles of incidence of the measuring beam (15 °, 25 °, 45 °, 75 °, 90 °).
- the determination of the transmission values (permeability) takes place according to the invention as follows:
- the corresponding free paint films are prepared by coating paint samples onto a PVF film by knife coating a coating composition (interference pigments in an appropriate concentration, stirred in a conventional paint-forming binder using a dispermat), drying and stripping from the PVF film, and as free paint films with a suitable dry film thickness (for example 20 ⁇ 1 pm) for spectroscopic investigations be used.
- a coating composition interference pigments in an appropriate concentration, stirred in a conventional paint-forming binder using a dispermat
- a suitable dry film thickness for example 20 ⁇ 1 pm
- the back side of the free lacquer film is covered with a light trap.
- the light trap is a thin sheet metal with a matt, black side facing the varnish and a diffusely reflecting white back.
- the transreflection measurements of the free coating films are carried out without Lichtfalie.
- the transmission spectra are mathematically derived from the reflection and transreflection spectra. The measurements are carried out in each case against a blank sample of a non-
- the transmission values given in the present description and the claims are for the calculated transmission of the sample, integrated over the measured values at all the aforementioned angles of the measuring beam.
- Corresponding reflection values and transreflection values can be taken directly from the reflectance spectra or reflection spectra created at each angle of the measuring beam and then integrated over the entire measuring range (integrated values via the
- the above-described transmission property (permeability) of the coating according to the invention ensures sufficiently large proportions of red and blue light which strike the interior of buildings, buildings, building parts, etc., through the coating, from transparent or translucent substrates provided with the coating are converted, for example, greenhouses.
- This high proportion of transmitted red and blue light can be well utilized for a compact growth of stems and fruits of plants.
- the proportions of transmitted red and blue light have approximately the same order of magnitude. According to the invention therefore in the coating according to the invention the ratio of transmitted red and blue light to each other is 0.9: 1 to 1, 1: 1.
- the coating of the invention is permeable to at least 25% of the total, in the wavelength range between 280 and 420 nm incident light.
- the coating of the invention is permeable to at least 25% of the total, in the wavelength range between 280 and 420 nm incident light.
- 30 to 70%, in particular 45 to 60% of the total light incident in the wavelength range between 280 and 420 nm is transmitted.
- the light absorption spectrum of the photoreceptors of the honeybee, as well as that of other insects with complex eyes (compound eyes) has, among other things, a maximum at about 340 nm. Light of this wavelength and the adjacent UV range can therefore be well perceived by the honeybee, for example. If such light enters a greenhouse or other enclosed space through a transparent or translucent cover, the insect can see flowers within the remodeled area which reflect this UV light, for example also white blossoms. On the other hand, if the enclosure is completely protected against the penetration of UV light, the insect is only blue and the green area of the incident light is available for viewing. However, green light, as already explained above, a carrier of high energy, so that the heat radiation thus registered would have a negative effect on plant growth. It is therefore advantageous for plant growth to absorb or reflect the green area of the incident light at a conversion.
- the coating according to the present invention reflects at least 35% and preferably 37 to 50% of the irradiated green light, based on a wavelength of 530 nm.
- the coating of the invention when viewed directly near the glancing angle (range at a distance of about 1 ° to 25 ° adjacent to the glancing angle) a green color
- the coating according to the invention also preferably reflects at least 15%, preferably at least 20%, and in particular 30 to 40%, of the total light incident in the wavelength range from 780 nm to 2250 nm. This is light in the
- Infrared Infrared.
- light is reflected in the NIR (near infrared, 780 to 100 nm).
- This wavelength range is also a carrier of high light energy and known as thermal radiation.
- the reflection of a large part of this heat radiation therefore leads, together with the above described reflection in the green wavelength range, to the fact that a large part of high-energy radiation of the solar spectrum is reflected by the coating of the invention and thus can not penetrate into the interior of the enclosed spaces.
- the coating contains at least one interference pigment (one type).
- This may be an interference pigment which has the aforementioned reflection and transmission properties for blue, red and green light, and advantageously also the aforementioned reflection and transmission properties for NIR and UV light.
- the coating according to the invention contains at least one interference pigment with green interference color and at least one interference pigment with yellow interference color.
- Interference pigments are pearlescent pigments which, in addition to having a characteristic pearlescent effect which occurs by multiple reflection of transparent platelets of high refractive index (pearlescent pigments) in their parallel orientation in the application medium, also have interference colors. Whereas classic pearlescent pigments consist only of pigment platelets of high refractive index materials, according to the invention interference pigments are used which are based on a platelet-shaped, non-metallic, inorganic, transparent carrier have at least one high-index layer.
- the interference color of the interference pigments is the color of the pigment in the otherwise transparent and colorless application medium, for example in a coating, with nearly parallel alignment of the majority of the individual pigment particles with respect to the (planar) surface of the application medium and viewed at an angle just outside of the Gloss angle (in the measuring angle of 15 ° or at a viewing angle in the range of about 1 ° to about 25 ° on both sides of
- the interference pigment with green interference color and the interference pigment with yellow interference color in a ratio of 60:40 to 85:15 are preferably used in the coating.
- the ratio is preferably 65:35 to 80:20, in particular 70:30 to 75:25, in each case based on the weight of the pigments.
- interference pigments with green and yellow interference colors are used, each of which consists of a platelet-shaped, transparent, colorless carrier material and of a high-index, colorless layer.
- inorganic platelet-like support materials such as natural or synthetic mica, talc, kaolin, but also SiO 2 platelets, Al 2 O 3 platelets, glass platelets or borosilicate platelets. Preference is given to using natural or synthetic mica.
- the high refractive colorless layer is conventional high refractive index layers of interference pigments, for example Layers consisting of TiO 2 , ZrO 2 or BiOCl, the oxide hydrates of TiO 2 or ZrO 2 , or mixtures of the oxide hydrates and the respective oxides, or the TiO 2 , ZrO 2 or the corresponding oxide hydrates in a proportion of at least 80 wt %, based on the weight of the layer.
- Layers consisting of TiO 2 , ZrO 2 or BiOCl, the oxide hydrates of TiO 2 or ZrO 2 , or mixtures of the oxide hydrates and the respective oxides, or the TiO 2 , ZrO 2 or the corresponding oxide hydrates in a proportion of at least 80 wt %, based on the weight of the layer.
- .Other components of the high-index transparent layer may be the oxides or oxide hydrates of Sn, Si, Ce, Al, Ca or Zn, but at most in a proportion of 20 wt.%, Based on the weight of the high refractive index layer, in this and the optical properties, in particular the interference color, which do not significantly determine interference pigments.
- a high-index layer is used both for the interference pigment with green interference color and for the interference pigment with yellow interference color, which consists either of TiO 2 or TiO 2 with a proportion of at least 80% by weight, based on the weight of the high-index layer, contains.
- Both variants of the high-index transparent layer are referred to below as the TiO 2 layer.
- the TiO 2 in the TiO 2 layer according to the invention can be present both in the anatase and in the rutile modification.
- TiO 2 is present in the rutile modification.
- interference pigments which are composed of a platelet-shaped carrier, which consists of natural or synthetic mica, and a TiO 2 layer located directly on the carrier, in the coating according to the invention.
- optical properties of the pigments used according to the invention are essentially determined by the refractive index of the layer located on the platelet-shaped carrier and the thickness of this high-index layer.
- the refractive index due to the content of the above-mentioned foreign oxides, but also by trapped pores or
- Crystal modification of the metal oxides possibly deviate from the ideal refractive index of the pure high refractive index metal oxides, so that the geometric layer thickness of the high refractive index layer must be adjusted accordingly to achieve the desired interference color.
- the high refractive index transparent layer completely envelops the platy support.
- the size of the platelet-shaped carrier is not particularly critical per se. It usually platelets are used with a thickness between 0.01 and 5 m, in particular between 0.05 and 4.5 pm, and preferably between 0.1 and 2 pm.
- the extension in length or width is usually between 1 and 250 ⁇ m, preferably between 2 and 200 ⁇ m and in particular between 2 and 100 ⁇ m.
- support plates are preferred which have a narrow particle size distribution and wholly or predominantly have particle sizes which lie in the range between 5 and 60 ⁇ m. In particular, a reduced
- Fine fraction advantageous.
- the latter lead to interference pigments with higher color intensity.
- the form factor of the carrier platelets ie the ratio of length or width to thickness, is generally from 2: 1 to 10,000: 1, in particular from 5: 1 to 2000: 1 and very particularly preferably from 20: 1 to 250: 1.
- the layer thickness of the high-index layer is rather low in comparison to the carrier, the size ratios given above for the carrier material, in particular especially with regard to the particle size and the shape factor, essentially also apply to the coated interference pigments.
- the thickness of the high refractive index layer (geometrical layer thickness), with a given interference color, is, of course, predominantly dependent on the high refractive colorless material on which the layer is to exist.
- the thickness of the resulting TiO 2 layer for the yellow interference pigment is between 60 and 110 nm, preferably between 70 and 100 nm, and the thickness of the TiO 2 Layer for the green interference pigment between 240 and 310 nm, preferably between 250 and 300 nm.
- Green interference pigments with a Ti0 2 layer thickness in the range indicated above have a particularly high color strength. This can be further improved if used for this purpose
- Carrier material has a narrow particle size distribution. Accordingly, the mica preferably used for the green interference pigment used according to the invention, as well as the coated interference pigment, advantageously has a particle size in the range from 5 to 60 ⁇ m with a narrow particle size distribution and preferably also with low fines content.
- interference pigments with green and yellow interference color used according to the invention may, in addition to the high-indexing coating described above, also be provided on their outer surface with an inorganic and / or organic, so-called post-coating.
- This customary applied secondary coating is used, for example, to simplify the incorporation into the application medium, to improve the weather resistance, to
- interference pigments Reduction of yellowing tendency or better distribution of the interference pigments in the application medium.
- Secondary coatings change the optical properties (colouristics) of the interference pigments practically not and with extremely low layer thicknesses, which are usually only in the range of molecule monolayers up to about 15 nm, preferably up to about 5 nm, present on the pigment surface.
- customary commercially available interference pigments with green and yellow interference color can be used in the coating, for example those sold under the name Iriodin® or Pyrisma® by Merck KGaA, as long as the respective interference color has interference effects and not additionally
- the preparation of such interference pigments is generally carried out by the customary wet-chemical methods for coating the platelet-shaped carrier particles with metal oxide layers of inorganic starting materials.
- customary production methods as described in the patents DE 14 67 468, DE 19 59 988, DE 20 09 566, DE 22 14, 545, DE 22 15 191, DE 22 44 298, DE 23 13 331, DE 25 22 572, DE 31 37 808, DE 31 37 809, DE 31 51 343, DE 31 51 354, DE 31 51 355, DE 32 1 602 or DE 32 35 017 are described.
- the total amount of the interference pigments with yellow and green interference color used in the coating according to the invention is between 0.5 and 30% by weight, preferably between 5 and 20% by weight, based on the weight of the (solid) coating.
- these may be silver-white interference pigments or interference pigments whose selective reflection in the UV and / or IR range may influence the optical behavior of the coating according to the invention in this area.
- these additional interference pigments are included, if at all, only in such small proportions in the coating that the transmission behavior of the coating according to the invention is not adversely affected.
- no further interference pigments are contained in the coating according to the invention.
- the wavelength-selective reflection or wavelength-selective transmission (light transmission) of the coating according to the present invention is based on the corresponding optical effect of the interference pigments contained and not on the optical effect of the binders, polymer components or any additives present.
- Polymeric binders, polymer components and any other additives and auxiliaries which may be present are therefore selected so that they are translucent or preferably transparent to light of the solar after drying, curing and / or polymerizing the coating
- the coating according to the invention can be present as a temporary or permanent coating on a transparent or translucent substrate.
- a coating in the form of a polymeric film which is optionally firmly bonded to the underlying transparent or translucent substrate, for example by gluing or laminating, or loosely adhering thereto by pure adhesion forces in question.
- the interference pigments are present in combination with a polymer component which has been polymerized in film form and / or crosslinked as a coating.
- the coating according to the invention can also be present on the substrate as an uncured paint, cured paint or in the form of a dried and optionally cured coating composition. These coating forms are suitable as temporary, but also as
- interference pigments are here in the coating with a conventional polymeric binder, which may also be crosslinkable.
- the coating of the invention is present as a temporary coating on the substrate, in the form of a dried coating composition.
- a coating can easily be applied to an already established greenhouse or other building and after any period of use, for example over several months in the hot weather period, residue-free with the use of solvents, for example, from various alkalis, and / or mechanical forces just as easily removed and reapplied at any time if necessary.
- the polymeric binders used are conventional binders which are known from coating technology. These are usually organic polymeric or copolymeric binders such as alkyd resins, vinyl resins, epoxy resins, polyurethanes, acrylates, chlorinated rubber, polycarbonates, polyesters, polyethylene glycol and copolymers thereof. These are usually in commercially available Lackfirnissen, Druckmaschinefirnissen or other prefabricated, pigment-free binder compositions already in mixtures with other conventional auxiliaries and additives (additives), but can also be used without any further additives.
- organic polymeric or copolymeric binders such as alkyd resins, vinyl resins, epoxy resins, polyurethanes, acrylates, chlorinated rubber, polycarbonates, polyesters, polyethylene glycol and copolymers thereof. These are usually in commercially available Lackfirnissen, Druckmaschinefirnissen or other prefabricated, pigment-free binder compositions already in mixtures with other conventional auxiliaries and additives (additives), but can also be used
- auxiliaries and additives are, in particular, thickeners, dispersing aids, wetting agents, plasticizers, leveling agents, defoamers, if appropriate also crosslinking agents, and optionally also solvents, such as, for example, As water, ketones, alcohols, esters, or aromatics.
- conventional fillers such as, for example, lime, kaolin or talc may be added in small amounts as further additives, provided that the transmission properties of the coating thereof are not impaired.
- the coating according to the invention is to be present in the form of a polymeric film on the transparent or translucent substrate
- the film is preferably made of polyethylene, ethylene / vinyl acetate copolymer, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, polycarbonate, polymethacrylate or mixtures thereof.
- the interference pigments are then converted into the corresponding polymerizable monomers or prepolymerized polyols. mers of the type mentioned (ie in the polymerizable or polymeric components, also referred to as polymer components according to the present invention) and processed with these, for example by extrusion, to form a polymeric film.
- the above coating compositions are applied to the transparent or translucent substrates by conventional application methods such as printing, spraying, knife coating, rolling, brushing, etc., dried and optionally additionally cured or crosslinked.
- Suitable transparent (opaque and translucent) or translucent (translucent) substrates are the roofing materials commonly used for greenhouses, foil tents, skylights, aviaries, etc., such as colorless polymeric films, colorless fabrics, colorless polymeric plates, or colorless glasses. These may be in the form of plates, discs, shaped articles, profiles or flexible or reinforced films.
- the present invention also provides a process for the preparation of the coating according to the invention, in which an interference pigment with green interference color and an interference pigment with yellow interference color, individually or as a mixture, with a polymeric binder or a polymerizable or polymeric component, optionally additives and optionally mixed with a solvent and
- interference pigments used according to the invention with green and yellow interference colors those already described above polymeric binder or polymer components (the latter are polymerizable or polymeric components), each optionally with the addition of further interference pigments, fillers, solvents and / or auxiliaries and additives, mixed together and with conventional methods either to a coating ready coating composition or to a polymeric molding , which is preferably a polymeric film processed.
- coating compositions When coating compositions are prepared, they may also each contain only the green or yellow interference pigment and sequentially coated onto the transparent or translucent substrate, i. in the form of a double-layered coating. However, this method is not given due to the technical overhead.
- the green and the yellow interference pigments are used in a weight ratio of 60:40 to 85:15, preferably from 65:35 to 80:20, in particular from 70:30 to 75:25, based on the total amount of the green and yellow interference pigments used, introduced into the coating composition or the polymeric molded body.
- the individual layers each contain the corresponding proportions of yellow or green interference pigment.
- the proportion of green and yellow interference pigments in the coating of the invention 0.5 to 30 wt.%, Based on the Weight of the (solid) coating. While in the case of polymeric molded articles, for example in the case of films, a weight fraction of from 0.5 to about 10% by weight is generally sufficient, this can be up to 30% by weight, in particular from about 5 to 30, when using coating compositions % By weight, and more preferably from 5 to 20% by weight.
- the coating according to the invention is applied to the transparent or translucent substrate with a (dry) layer thickness of from 10 to 2000 .mu.m, preferably from 15 to 50 .mu.m in coating compositions and from 300 to 1000 .mu.m in the case of polymeric shaped articles (films).
- the coating has a thickness at which the light transmission of the coating can be ensured in conjunction with the content of interference pigments. In this respect, it is necessary to match the layer thickness and content of interference pigments to one another. A high layer thickness tends to require a low percentage of interference pigments.
- the present invention also relates to the use of a coating according to the invention for the production of greenhouses and film structures, in particular for agricultural purposes or the cultivation of plants, and for skylights, roofing and roofing, skylights, gardens, aviaries and conservatories.
- the subject of the present invention are therefore also greenhouses, film buildings, skylights, roofing or canopies, skylights, Gardens, aviaries or conservatories, which have the coating according to the invention.
- the invention relates to a coating for transparent or translucent substrates, which can be used in a particularly positive manner for influencing a desired plant growth due to their special wavelength-selectively reflecting and simultaneously wavelength-selective transmitting properties.
- Fig. 1 shows the transmission, reflection and absorption spectra of a coating according to the invention containing a pigment mixture of green and yellow interference pigment with a concentration of 12 wt.%, Based on solid binder, in a conventional NC lacquer at a coating film thickness of 20 ⁇ 1 pm and at a measuring angle of 90 °.
- FIG. 2 shows the transmission and reflection spectra of a coating according to the invention comprising a pigment mixture of green and yellow interference pigment with a concentration of 12% by weight, based on solid binder, in a customary NC lacquer and in a conventional aqueous PU lacquer in one Paint film thickness of each 24 ⁇ 1 pm under a measuring angle of 90 °.
- the Ti0 2 layer about 100 pm, particle size 10 to 60 pm, Merck KGaA, Darmstadt, Germany) in a weight ratio of 70:30, hereinafter referred to as pigment 1, in a concentration of 12 wt.%,
- an aqueous polyurethane binder Boyhydrol XP 2637, Fa. Bayer, Leverkusen, Germany
- the pigment-containing polyurethane dispersion is sprayed onto a commercially available PET greenhouse film having a film thickness of 200 ⁇ m. After drying under ambient conditions, a dry layer thickness of the coating of about 20 ⁇ m is obtained.
- the coated greenhouse film is used to cover greenhouses for the cultivation of vegetables, flowers or fruit. In the cultivated plants, the desired compact plant growth and a high fruit yield can be achieved over the entire growing season.
- the transreflection and reflection measured values are determined by means of a Lambda 900 UV-Vis-NIR spectrometer from Perkin Elmer.
- Free paint films are produced, which are pigmented with a mixture according to the invention of green and yellow interference pigment (Pigment 1, see Example 1). These paint films are prepared by coating paint samples by knife coating a coating composition [interference pigments (pigment 1) in a suitable concentration, based on solid binder, in a conventional binder for the coating Position using a Dispermat at a peripheral speed of 7 m / s 15 min. stirred] on a PVF film and dried. The resulting paint films are stripped from the PVF film and used as free paint films with a suitable dry film thickness for the spectroscopic investigations.
- a coating composition [interference pigments (pigment 1) in a suitable concentration, based on solid binder, in a conventional binder for the coating Position using a Dispermat at a peripheral speed of 7 m / s 15 min. stirred] on a PVF film and dried.
- the resulting paint films are stripped from the PVF film and used as free paint films with a suitable dry film thickness for the spectr
- the free coating films to be measured are positioned in front of or behind an integrating sphere at variable angles of incidence of the measuring beam (15 °, 25 °, 45 °, 75 °, 90 °).
- the back of the free coating film is covered with a light trap.
- the light trap is a thin sheet metal with a matt black side facing the varnish and a diffusely reflecting white back. The transreflection measurements of the free coating films are carried out without light trap. From the reflection and the
- Transreflection spectra are mathematically derived the transmission spectra.
- the transmission values given in the present description and claims represent the calculated transmission of the sample, integrated over the measured values at all the aforementioned angles of the measuring beam, unless stated otherwise.
- the measurements are carried out in each case against a blank sample of a non-pigmented coating film of the same layer thickness. The difference between the two measurements is evaluated.
- 1 shows the transmission, reflection and absorption spectra of the pigment 1 at a concentration of 12% by weight, based on solid binder, in a customary NC lacquer (from Merck KGaA), with a dry film thickness of the coating of 20 ⁇ 1 pm (corresponds to the thickness of the free paint film) and at a measuring angle of 90 °.
- Binders free paint films are again prepared, and first from the above-mentioned nitrocellulose paint binder from. Merck with a proportion of pigment 1 of 12 wt.%, Based on the solids content of the binder, and having a dry film thickness of the free paint film of 24 ⁇ 1 ⁇ .
- the dispersion time is 15 min. at a peripheral speed of 1, 3 m / s.
- aqueous polyurethane clearcoat (Bayhydrol U XP 2750 Fa. Bayer, Leverkusen, Germany), which has a concentration of pigment 1 of also 12 wt.%, Based on the solids content of the binder , And has a layer thickness of 24 ⁇ 1 ⁇ .
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Abstract
The invention relates to a wavelength-selective reflective coating for transparent or translucent substrates, as are used in particular for greenhouses, polytunnels, preferably those for agricultural purposes and the cultivation of plants, for roof coverings and canopies, for roof-lights, conservatories and aviaries. The invention also relates to a method for producing such a coating and to the use thereof.
Description
Wellenlängenselektiv reflektierende Beschichtung Wavelength selective reflective coating
Die vorliegende Erfindung betrifft eine wellenlängenselektiv reflektierende Beschichtung für transparente oder transluzente Substrate, wie sie insbesondere für Gewächshäuser, Folienbauten, vorzugsweise solche für landwirtschaftliche Zwecke und die Aufzucht von Pflanzen, für Be- und Überdachungen, für Dachfenster, Wintergärten und Volieren eingesetzt werden. Mit transparenten oder transluzenten Flächen umschlossene oder bedachte Räume haben in der Regel das Problem einer zu hohen Wärmeeinstrahlung im Sommer und einer damit verbundenen hohen Raumtemperatur. Es wurden daher schon mehrfach Lösungen zur Beschichtung oder Modifizierung solcher Flächen, die meist aus Glas oder geeigneten Polymerplatten oder -folien bestehen, vorgeschlagen, die eine zu hohe Durchlässigkeit der im solaren Spektrum vorhandenen Wärmestrahlung vermeiden sollen. In der Regel sind solche Lösungen daraufhin ausgerichtet, die im nahen Infrarobereich (NIR) eingestrahlte Wärmestrahlung zu reflektieren. So ist beispielsweise in der DE-OS 25 44 245 ein Verglasungsmaterial beschrieben, das aus Polymethylmethacrylatscheiben besteht, in die Perlglanzpigmente in einer sehr geringen Konzentration eingearbeitet sind, wobei die Pigmente aus Glimmer mit einer Titandioxidschicht bestimmter Dicke bestehen. Die angegebene Dicke der Titandioxidschicht von etwa 20 nm ergibt eine rote Interferenzfarbe der eingesetzten Pigmente. Ein derartiges Verglasungsmaterial soll den NIR-Teil des eingestrahlten solaren Lichtes wirkungsvoll reflektieren. The present invention relates to a wavelength-selective reflective coating for transparent or translucent substrates, as used in particular for greenhouses, film structures, preferably those for agricultural purposes and the cultivation of plants, for roofing and roofing, for skylights, conservatories and aviaries. Rooms enclosed or covered with transparent or translucent surfaces generally have the problem of excessive heat radiation in summer and a high room temperature associated therewith. There have therefore been several solutions for coating or modification of such surfaces, which are usually made of glass or suitable polymer plates or films, proposed to avoid too high a permeability of existing in the solar spectrum heat radiation. As a rule, such solutions are then designed to reflect the radiated heat in the near infrared range (NIR). Thus, for example, DE-OS 25 44 245 describes a glazing material which consists of polymethyl methacrylate disks in which pearlescent pigments are incorporated in a very low concentration, the pigments consisting of mica with a titanium dioxide layer of specific thickness. The stated thickness of the titanium dioxide layer of about 20 nm gives a red interference color of the pigments used. Such a glazing material is intended to effectively reflect the NIR portion of the incident solar light.
Ähnliche Pigmente, die ebenfalls eine rote Interferenzfarbe aufweisen, werden in der EP 548 822 B1 in einer Beschichtung auf einer amorphen
Kunststoffplatte eingesetzt, die ebenfalls den IR-Anteil der solaren Similar pigments, which likewise have a red interference color, are described in EP 548 822 B1 in a coating on an amorphous Plastic plate used, which is also the IR portion of the solar
Strahlung reflektieren soll. To reflect radiation.
Bei Bauten, die im landwirtschaftlichen Bereich, insbesondere zur Pflan- zenaufzucht, verwendet werden, beispielsweise bei Gewächshäusern, führt jedoch nicht nur eine hohe Einstrahlung im NIR-Bereich zu möglichen Verbrennungen oder anderen Hitzeschäden an den Pflanzen, sondern auch ein hoher Anteil an grüner Strahlung im solaren Spektrum, da diese eine besonders hohe Energiedichte aufweist. Außerdem kann grünes Licht von der Pflanze für ein kompaktes Pflanzen- und Früchtewachstum nur wenig verwertet werden. Es gibt daher auch bereits mehrere technische Lösungen für die Beschichtung von Gewächshäusern und dergleichen, die neben der NIR-Strahlung auch das grüne Licht des solaren Spektrums entweder absorbieren oder reflektieren. In buildings that are used in the agricultural sector, in particular for plant breeding, for example in greenhouses, however, not only a high irradiation in the NIR range leads to possible burns or other heat damage to the plants, but also a high proportion of green radiation in the solar spectrum, as this has a particularly high energy density. In addition, green light can be used by the plant for a compact plant and fruit growth little. There are therefore already several technical solutions for the coating of greenhouses and the like, which also absorb or reflect the green light of the solar spectrum in addition to the NIR radiation.
Aus der DE 42 30 023 A1 und der EP 659 198 B1 ist ein Kompositmaterial zur Abschirmung von Strahlung bekannt, welches ein transparentes Polymer und ein grünes Interferenzpigment umfasst. Das grüne Interferenzpigment ist dabei aus einem plättchenförmigen Trägermaterial und einer 120 bis 160 nm dicken Schicht aus Titandioxid zusammengesetzt. Hiermit wird ein hoher Anteil der NIR-Strahlung und des grünen Lichtes reflektiert. From DE 42 30 023 A1 and EP 659 198 B1, a composite material for shielding radiation is known which comprises a transparent polymer and a green interference pigment. The green interference pigment is composed of a platelet-shaped carrier material and a 120 to 160 nm thick layer of titanium dioxide. This reflects a high proportion of NIR radiation and green light.
Für die die Pflanzen bestäubenden Insekten ist es auf Grund ihres vom Menschen verschiedenen Bereichs der Farbwahrnehmung (bei Insekten in den UV-Bereich verschoben, daher keine Rotwahrnehmung) schwierig, bei einer Undurchlässigkeit der das Gewächshaus umgebenden Flächen für grünes Licht die Blüten von den restlichen Pflanzenbestandteilen zu unterscheiden, zumal viele dieser Flächen auch gegen die Durchlässigkeit von UV-Licht geschützt sind. In letzterem Falle wird vom Insekt nur die blaue Farbe wahrgenommen, so dass die Blüten der Pflanzen in der Regel nicht wegen ihrer Farbe, sondern nur wegen ihres Geruchs oder eher zufällig gefunden werden.
In Anbetracht der vielfältigen Voraussetzungen für eine erfolgreiche Pflanzenaufzucht in Gewächshäusern oder ähnlichen Anlagen wäre es daher von Vorteil, die diese Gebäude umhüllenden oder bedachenden transparenten oder transluzenten Flächen derartig beschichten oder ausrüsten zu können, dass sowohl das gesamte, für das Pflanzenwachstum benötigte und verwertbare Licht in das Innere der Gebäude gelangen kann und Insekten die Blüten der Pflanzen vergleichsweise mühelos auf Grund ihrer Farbigkeit auffinden können, als auch dass nach Möglichkeit energiereiche Strahlung nicht in die umbauten Räume eindringen kann. For insect pollinating insects, it is difficult due to their different from human color perception (insects in the UV range shifted, therefore no red perception), with an opacity of the greenhouse surrounding areas for green light, the flowers of the remaining plant components many of these surfaces are also protected against the transmission of UV light. In the latter case, only the blue color is perceived by the insect, so that the flowers of the plants are usually not found because of their color, but only because of their smell or rather random. In view of the diverse conditions for successful plant growth in greenhouses or similar plants, it would therefore be advantageous to be able to coat or equip the transparent or translucent surfaces surrounding or covering these buildings in such a way that both the entire light that is required and usable for plant growth grows the interior of the buildings can reach and insects can find the flowers of the plants comparatively effortlessly due to their colourfulness, as well as that if possible high-energy radiation can not penetrate into the enclosed spaces.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine wellenlängenselektiv reflektierende Beschichtung für transparente oder transluzente Substrate zur Verfügung zu stellen, die jeweils möglichst viele und idealerweise alle der genannten Anforderungen gleichermaßen erfüllt, so dass das Pflanzen- Wachstum in den mit den beschichteten Substraten umbauten Räumen vorteilhaft beeinflusst werden kann. It is therefore an object of the present invention to provide a wavelength-selective reflective coating for transparent or translucent substrates, which equally fulfills as many and, ideally, all of the stated requirements so that plant growth in the spaces enclosed by the coated substrates is advantageous can be influenced.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Beschichtung zur Verfügung zu stellen. Another object of the invention is to provide a method for producing such a coating.
Darüber hinaus ist es auch Aufgabe der Erfindung, die Verwendung der genannten Beschichtung aufzuzeigen. In addition, it is also an object of the invention to show the use of said coating.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch eine wellen- längenselektiv reflektierende, Interferenzpigmente und polymeres The object of the present invention is achieved by a wavelength-selectively reflective, interference pigments and polymeric
Bindemittel oder Interferenzpigmente und Polymerkomponente enthaltende, feste Beschichtung für transparente oder transluzente Substrate, wobei die Beschichtung unter Einwirkung von solarer Strahlung für mindestens 60% des einfallenden blauen Lichtes, bezogen auf die Wellen- länge von 470 nm, sowie für mindestens 60% des einfallenden roten Lichtes, bezogen auf die Wellenlänge von 680 nm, durchlässig ist.
Außerdem wird die Aufgabe der Erfindung auch durch ein Verfahren zur Herstellung der vorab genannten Beschichtung gelöst, wobei ein Interferenzpigment mit grüner Interferenzfarbe und ein Interferenzpigment mit gelber Interferenzfarbe, einzeln oder als Gemisch, mit einem polymeren Bindemittel oder einer polymeren oder polymerisierbaren Komponente, optional Additiven sowie ggf. einem Lösemittel gemischt und Binder or interference pigments and polymer component-containing, solid coating for transparent or translucent substrates, wherein the coating under the action of solar radiation for at least 60% of the incident blue light, based on the wavelength of 470 nm, and at least 60% of the incident red Light, based on the wavelength of 680 nm, is permeable. In addition, the object of the invention is also achieved by a process for the preparation of the abovementioned coating, wherein an interference pigment with green interference color and an interference pigment with yellow interference color, individually or as a mixture, with a polymeric binder or a polymer or polymerizable component, optionally additives and optionally mixed with a solvent and
a) zu einem polymeren Formkörper, oder a) to a polymeric molding, or
b) zu einer Beschichtungszusammensetzung b) to a coating composition
verarbeitet wird, auf ein transparentes oder transluzentes Substrat flächig aufgebracht wird oder ein solches darstellt, und, sofern eine Beschichtungszusammensetzung vorliegt, getrocknet und optional zusätzlich gehärtet wird. is processed, is applied flat on a transparent or translucent substrate or represents one, and, if a coating composition is present, dried and optionally additionally cured.
Des Weiteren wird die Aufgabe der Erfindung auch durch die Verwendung der vorab beschriebenen Beschichtung zur Herstellung von Gewächshäusern und Folienbauten, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke oder die Anzucht von Pflanzen, sowie für Lichtkuppeln, Be- und Überdachungen, Dachfenster, Gartenanlagen, Volieren und Wintergärten gelöst. Furthermore, the object of the invention is also achieved by the use of the coating described above for the production of greenhouses and film structures, especially for agricultural purposes or the cultivation of plants, and for skylights, roofing and roofing, skylights, gardens, aviaries and conservatories.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei der wellenlängenselektiv reflektierenden Beschichtung um eine feste Beschichtung auf einem transparenten oder transluzenten Substrat, welche entweder Interferenzpigmente und mindestens ein geeignetes polymeres Bindemittel, oder Interferenzpigmente und mindestens eine Polymerkomponente enthält. According to the invention, the wavelength-selective reflective coating is a solid coating on a transparent or translucent substrate which contains either interference pigments and at least one suitable polymeric binder, or interference pigments and at least one polymer component.
Die erfindungsgemäße Beschichtung ist bei Einwirkung von solarer Strahlung (unverminderte Strahlung über das gesamte solare Spektrum) für mindestens 60% des einfallenden blauen Lichtes, bezogen auf die Wellenlänge von 470 nm, sowie für mindestens 60% des einfallenden roten Lichtes, bezogen auf die Wellenlänge von 680 nm, durchlässig, d.h. transmittiert den genannten prozentualen Anteil des eingestrahlten Lichtes bei den gegebenen Wellenlängen. Maximal kann die Transmission in den
genannten Bereichen in der erfindungsgemäßen Beschichtung jeweils etwa 80% des eingestrahlten Lichtes betragen. The coating according to the invention is on exposure to solar radiation (undiminished radiation over the entire solar spectrum) for at least 60% of the incident blue light, based on the wavelength of 470 nm, as well as for at least 60% of the incident red light, based on the wavelength of 680 nm, transmissive, ie transmits the said percentage of the incident light at the given wavelengths. Maximum transmission in the In each case mentioned areas in the coating according to the invention each amount to about 80% of the incident light.
Vorzugsweise beträgt die Transmission 65 bis 75% des einfallenden blauen Lichtes sowie 65 bis 75% des einfallenden roten Lichtes, bezogen auf die oben genannten jeweiligen Wellenlängen. Preferably, the transmission is 65 to 75% of the incident blue light and 65 to 75% of the incident red light, based on the above-mentioned respective wavelengths.
Da sich Reflexions- bzw. Transmissionswerte der erfindungsgemäßen Beschichtungen selbstverständlich naturgemäß nicht stufenförmig, sondern wellenförmig ändern, liegen damit die Transmissionswerte im gesamten roten und blauen Wellenlängenbereich, auch außerhalb der genannten Bezugswellenlängen, insgesamt hoch und nur geringfügig unterhalb der genannten Maximalwerte. Die Bestimmung der Transreflexions- und Reflexionsmesswerte kann erfindungsgemäß mittels eines UV-Vis-NIR-Spektrometers Lambda 900 der Fa. Perkin Elmer oder einem anderen geeigneten UV-Vis-NIR-Spektro- meter erfolgen. Zur Aufnahme der Reflexions- und Transreflexionsspektren werden dazu zu vermessende freie Lackfilme vor oder hinter einer Ulbricht- Kugel bei variablen Einfallswinkeln des Messstrahls (15°, 25°, 45°, 75°, 90°) positioniert. Naturally, since reflection or transmission values of the coatings according to the invention do not change stepwise but wave-like, the transmission values in the entire red and blue wavelength range, even outside the reference wavelengths, are high overall and only slightly below the maximum values mentioned. The determination of the transreflection and reflection measured values can be carried out according to the invention by means of a UV-Vis-NIR spectrometer Lambda 900 from Perkin Elmer or another suitable UV-Vis-NIR spectrometer. To record the reflection and transreflection spectra, free coating films to be measured are positioned in front of or behind an integrating sphere at variable angles of incidence of the measuring beam (15 °, 25 °, 45 °, 75 °, 90 °).
Die Bestimmung der Transmissionswerte (Durchlässigkeit) erfolgt erfindungsgemäß wie folgt: The determination of the transmission values (permeability) takes place according to the invention as follows:
Die entsprechenden freien Lackfilme werden hergestellt, indem Lackproben durch Rakeln einer Beschichtungszusammensetzung (Interferenzpigmente in einer geeigneten Konzentration, in einem üblichen Lackbildenden Bindemittel unter Einsatz eines Dispermats eingerührt) auf eine PVF-Folie aufgebracht, getrocknet und von der PVF-Folie abgezogen werden, und als freie Lackfilme mit einer geeigneten Trockenschichtdicke (beispielsweise 20 ± 1 pm) für die spektroskopischen Untersuchungen
verwendet werden. Bei der Aufnahme der Reflexionsspektren mit der Ulbricht-Kugel (Bedingungen und Messgerät wie oben genannt) wird die Rückseite des freien Lackfilms mit einer Lichtfalle abgedeckt. Als Lichtfalle dient ein dünnes Blech mit einer dem Lack zugewandten matten, schwar- zen Seite und einer diffus reflektierenden weissen Rückseite. Die Transreflexionsmessungen der freien Lackfilme werden ohne Lichtfalie durchgeführt. Aus den Reflexions- und den Transreflexionsspektren werden mathematisch die Transmissionsspektren abgeleitet. Die Messungen erfolgen jeweils gegen eine Blindprobe aus einem nichtpig- mentiertem Lackfilm gleicher Schichtdicke. Bewertet wird die Differenz beider Messungen. The corresponding free paint films are prepared by coating paint samples onto a PVF film by knife coating a coating composition (interference pigments in an appropriate concentration, stirred in a conventional paint-forming binder using a dispermat), drying and stripping from the PVF film, and as free paint films with a suitable dry film thickness (for example 20 ± 1 pm) for spectroscopic investigations be used. When taking the reflection spectra with the Ulbricht sphere (conditions and measuring device as mentioned above), the back side of the free lacquer film is covered with a light trap. The light trap is a thin sheet metal with a matt, black side facing the varnish and a diffusely reflecting white back. The transreflection measurements of the free coating films are carried out without Lichtfalie. The transmission spectra are mathematically derived from the reflection and transreflection spectra. The measurements are carried out in each case against a blank sample of a non-pigmented coating film of the same layer thickness. The difference between the two measurements is evaluated.
Erfindungsgemäß stehen die in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen angegebenen Transmissionswerte für die berechnete Transmission der Probe, integriert über die Messwerte unter allen genannten Winkeln des Messstrahls. According to the invention, the transmission values given in the present description and the claims are for the calculated transmission of the sample, integrated over the measured values at all the aforementioned angles of the measuring beam.
Entsprechende Reflexionswerte und Transreflexionswerte können den bei jedem Winkel des Messstrahls erstellten Reflexionsspektren bzw. Trans- reflexionsspektren jeweils direkt entnommen und anschließend über den gesamten Messbereich integriert werden (integrierte Werte über die Corresponding reflection values and transreflection values can be taken directly from the reflectance spectra or reflection spectra created at each angle of the measuring beam and then integrated over the entire measuring range (integrated values via the
Messwerte unter allen Winkel des Messstrahls). Alle in der vorliegenden Beschreibung angegebenen Reflexionswerte und Transreflexionswerte, ebenso wie die daraus errechneten Transmissionswerte, beziehen sich auf solche integrierten Messwerte, wenn nicht anders angegeben. Measured values under all angles of the measuring beam). All reflection values and transreflection values given in the present description, as well as the transmission values calculated therefrom, refer to such integrated measurement values, unless stated otherwise.
Die oben beschriebene Transmissionseigenschaft (Durchlässigkeit) der erfindungsgemäßen Beschichtung gewährleistet genügend große Anteile an rotem und blauem Licht, die durch die Beschichtung hindurch auf den Innenraum von Gebäuden, Bauten, Gebäudeteilen etc. treffen, die von mit der Beschichtung versehenen transparenten oder transluzenten Substraten
umbaut sind, beispielsweise Gewächshäusern. Dieser hohe Anteil an transmittiertem roten und blauen Licht kann für ein kompaktes Wachstum von Stängeln und Früchten von Pflanzen gut verwertet werden. Von besonderem Vorteil für das gewünschte Pflanzenwachstum ist es, wenn die Anteile an transmittiertem roten und blauen Licht annähernd die gleiche Größenordnung aufweisen. Erfindungsgemäß beträgt daher in der erfindungsgemäßen Beschichtung das Verhältnis von durchgelassenem roten und blauen Licht zueinander 0,9:1 bis 1 ,1 :1. Diese Angaben beziehen sich auf die prozentuale Transmission sowohl bei den genannten Wellenlängenwerten von 470 nm für blaues Licht und 680 nm für rotes Licht, als auch auf die prozentuale Transmission integriert über die gesamten Wellenlängenbereiche für blaues Licht (ca. 430 bis 490 nm) und rotes Licht (ca. 630 bis 780 nm). The above-described transmission property (permeability) of the coating according to the invention ensures sufficiently large proportions of red and blue light which strike the interior of buildings, buildings, building parts, etc., through the coating, from transparent or translucent substrates provided with the coating are converted, for example, greenhouses. This high proportion of transmitted red and blue light can be well utilized for a compact growth of stems and fruits of plants. Of particular advantage for the desired plant growth is when the proportions of transmitted red and blue light have approximately the same order of magnitude. According to the invention therefore in the coating according to the invention the ratio of transmitted red and blue light to each other is 0.9: 1 to 1, 1: 1. These figures relate to the percentage transmission both at the wavelengths of 470 nm for blue light and 680 nm for red light, and integrated into the percent transmission over the entire wavelength ranges for blue light (about 430 to 490 nm) and red Light (about 630 to 780 nm).
Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Beschichtung auch für mindestens 25% des gesamten, im Wellenlängen bereich zwischen 280 und 420 nm einfallenden Lichtes durchlässig. Vorzugsweise werden 30 bis 70%, insbesondere 45 bis 60% des gesamten, im Wellenlängenbereich zwischen 280 und 420 nm einfallenden Lichtes durchgelassen. In addition, the coating of the invention is permeable to at least 25% of the total, in the wavelength range between 280 and 420 nm incident light. Preferably, 30 to 70%, in particular 45 to 60% of the total light incident in the wavelength range between 280 and 420 nm is transmitted.
Hierbei handelt es sich um Licht aus dem nahen UV-Bereich. Das Lichtabsorptionsspektrum der Photorezeptoren der Honigbiene, ebenso wie das anderer Insekten mit Komplexaugen (Facettenaugen) weist unter anderem ein Maximum bei etwa 340 nm auf. Licht dieser Wellenlänge und des angrenzenden UV-Bereiches kann also beispielsweise von der Honigbiene gut wahrgenommen werden. Tritt nun solches Licht durch eine transparente oder transluzente Abdeckung in ein Gewächshaus oder einen anderen umbauten Raum ein, kann das Insekt Blüten innerhalb des um- bauten Bereiches, die dieses UV-Licht reflektieren, zum Beispiel auch weiße Blüten, sehen. Ist die Umbauung dagegen gegenüber dem Eindringen von UV-Licht komplett geschützt, steht dem Insekt nur der blaue
und der grüne Bereich des eingestrahlten Lichtes zum Sehen zur Verfügung. Allerdings ist grünes Licht, wie oben bereits dargelegt, ein Träger hoher Energie, so dass die damit eingetragenen Wärmestrahlung sich negativ auf das Pflanzenwachstum auswirken würde. Es ist daher vorteilhaft für das Pflanzenwachstum, den grünen Bereich des eingestrahlten Lichtes an einer Umbauung zu absorbieren oder zu reflektieren. This is light from the near UV range. The light absorption spectrum of the photoreceptors of the honeybee, as well as that of other insects with complex eyes (compound eyes) has, among other things, a maximum at about 340 nm. Light of this wavelength and the adjacent UV range can therefore be well perceived by the honeybee, for example. If such light enters a greenhouse or other enclosed space through a transparent or translucent cover, the insect can see flowers within the remodeled area which reflect this UV light, for example also white blossoms. On the other hand, if the enclosure is completely protected against the penetration of UV light, the insect is only blue and the green area of the incident light is available for viewing. However, green light, as already explained above, a carrier of high energy, so that the heat radiation thus registered would have a negative effect on plant growth. It is therefore advantageous for plant growth to absorb or reflect the green area of the incident light at a conversion.
Eine Absorption grünen Lichtes scheidet aber aus verschiedenen Gründen aus, da die mit solchen Elementen umbauten Gewächshäuser eine starke rote Eigenfarbe aufweisen würden, was weder ästhetisch noch anderweitig mit den an Gewächshäuser gestellten Anforderungen übereinstimmen würde. However, absorption of green light is ruled out for various reasons, since the greenhouses converted with such elements would have a strong red inherent color, which would not correspond either aesthetically or otherwise with the requirements placed on greenhouses.
Erfindungsgemäß reflektiert daher die Beschichtung gemäß der vorlie- genden Erfindung mindestens 35% und vorzugsweise 37 bis 50% des eingestrahlten grünen Lichtes, bezogen auf eine Wellenlänge von 530 nm. Diese Reflexion ist, wie auch insgesamt die Reflexion im grünen Bereich (Licht von ca. 490 nm bis 550 nm Wellenlänge), vorzugsweise höher als die Reflexion bei jeder anderen Wellenlänge und damit jeder anderen Farbe. Daraus folgt, dass die erfindungsgemäße Beschichtung bei direkter Betrachtung nahe des Glanzwinkels (Bereich im Abstand von jeweils etwa 1 ° bis 25° angrenzend an den Glanzwinkel) eine grüne Farbgebung According to the invention, therefore, the coating according to the present invention reflects at least 35% and preferably 37 to 50% of the irradiated green light, based on a wavelength of 530 nm. This reflection, as well as the total reflection in the green region (light of approx. 490 nm to 550 nm wavelength), preferably higher than the reflection at any other wavelength and therefore any other color. It follows that the coating of the invention when viewed directly near the glancing angle (range at a distance of about 1 ° to 25 ° adjacent to the glancing angle) a green color
(Reflexionsfarbe) aufweist. Darüber hinaus reflektiert die erfindungsgemäße Beschichtung auch vorzugsweise mindestens 15%, vorzugsweise mindestens 20%, und insbesondere 30 bis 40%, des gesamten, im Wellenlängenbereich von 780 nm bis 2250 nm einfallenden Lichtes. Hierbeit handelt es sich um Licht im (Reflection color). In addition, the coating according to the invention also preferably reflects at least 15%, preferably at least 20%, and in particular 30 to 40%, of the total light incident in the wavelength range from 780 nm to 2250 nm. This is light in the
Infrarotbereich. Insbesondere wird Licht im NIR (nahes Infrarot, 780 bis 1 00 nm) reflektiert. Dieser Wellenlängenbereich ist ebenfalls Träger einer hohen Lichtenergie und bekannt als Wärmestrahlung. Die Reflexion eines großen Teils dieser Wärmestrahlung führt daher, gemeinsam mit der oben
beschriebenen Reflexion im grünen Wellenlängenbereich, dazu, dass ein großer Teil an energiereicher Strahlung des solaren Spektrums von der erfindungsgemäßen Beschichtung reflektiert wird und damit nicht ins Innere der umbauten Räume eindringen kann. Infrared. In particular, light is reflected in the NIR (near infrared, 780 to 100 nm). This wavelength range is also a carrier of high light energy and known as thermal radiation. The reflection of a large part of this heat radiation therefore leads, together with the above described reflection in the green wavelength range, to the fact that a large part of high-energy radiation of the solar spectrum is reflected by the coating of the invention and thus can not penetrate into the interior of the enclosed spaces.
Erfindungsgemäß enthält die Beschichtung mindestens ein Interferenzpigment (eine Sorte). Dabei kann es sich um ein Interferenzpigment handeln, welches die genannten Reflexions- und Transmissionseigenschaften für blaues, rotes und grünes Licht, und vorteilhafterweise auch zusätzlich die genannten Reflexions- und Transmissionseigenschaften für NIR- und UV-Licht aufweist. According to the invention, the coating contains at least one interference pigment (one type). This may be an interference pigment which has the aforementioned reflection and transmission properties for blue, red and green light, and advantageously also the aforementioned reflection and transmission properties for NIR and UV light.
Es ist jedoch besonders vorteilhaft, wenn die genannten und erforderlichen Reflexions- und Transmissionseigenschaften mit geeigneten Mischungen von Interferenzpigmenten eingestellt werden. However, it is particularly advantageous if the mentioned and required reflection and transmission properties are adjusted with suitable mixtures of interference pigments.
Es hat sich insbesondere herausgestellt, dass Mischungen von Interferenzpigmenten mit grüner Interferenzfarbe und Interferenzpigmenten mit gelber Interferenzfarbe sich sehr gut zur Einstellung der erforderlichen spektralen Eigenschaften für die erfindungsgemäße Beschichtung eignen. Daher enthält die erfindungsgemäße Beschichtung in einer besonders bevorzugten Ausführungsform mindestens ein Interferenzpigment mit grüner Interferenzfarbe und mindestens ein Interferenzpigment mit gelber Interferenzfarbe. It has been found, in particular, that mixtures of interference pigments with green interference color and interference pigments with yellow interference color are very suitable for setting the required spectral properties for the coating according to the invention. Therefore, in a particularly preferred embodiment, the coating according to the invention contains at least one interference pigment with green interference color and at least one interference pigment with yellow interference color.
Interferenzpigmente sind Perlglanzpigmente, die neben einem charakteristischen Perlglanz, der durch Mehrfachreflexion von transparenten Plättchen mit hoher Brechzahl (Perlglanzpigmente) bei deren paralleler Orientierung im Anwendungsmedium auftritt, zusätzlich auch Interferenzfarben auf- weisen. Während klassische Perlglanzpigmente lediglich aus Pigment- plättchen aus hochbrechenden Materialien bestehen, werden erfindungsgemäß Interferenzpigmente eingesetzt, die auf einem plättchenförmigen,
nichtmetallischen, anorganischen, transparenten Träger wenigstens eine hochbrechende Schicht aufweisen. Interference pigments are pearlescent pigments which, in addition to having a characteristic pearlescent effect which occurs by multiple reflection of transparent platelets of high refractive index (pearlescent pigments) in their parallel orientation in the application medium, also have interference colors. Whereas classic pearlescent pigments consist only of pigment platelets of high refractive index materials, according to the invention interference pigments are used which are based on a platelet-shaped, non-metallic, inorganic, transparent carrier have at least one high-index layer.
Die Interferenzfarbe der Interferenzpigmente ist die Farbe, die das Pigment im ansonsten transparenten und farblosen Applikationsmedium, beispielsweise in einer Beschichtung, bei nahezu paralleler Ausrichtung der Mehrheit der einzelnen Pigmentteilchen bezüglich der (planen) Oberfläche des Applikationsmediums und bei Betrachtung unter einem Winkel gerade knapp außerhalb des Glanzwinkels (im Messwinkel von 15° bzw. bei einem Betrachtungswinkel im Bereich von ca. 1° bis ca. 25° beidseitig des The interference color of the interference pigments is the color of the pigment in the otherwise transparent and colorless application medium, for example in a coating, with nearly parallel alignment of the majority of the individual pigment particles with respect to the (planar) surface of the application medium and viewed at an angle just outside of the Gloss angle (in the measuring angle of 15 ° or at a viewing angle in the range of about 1 ° to about 25 ° on both sides of
Glanzwinkels) aufweist. Gloss angle).
Bevorzugt werden erfindungsgemäß das Interferenzpigment mit grüner Interferenzfarbe und das Interferenzpigment mit gelber Interferenzfarbe in einem Verhältnis von 60:40 bis 85:15 in der Beschichtung eingesetzt. According to the invention, the interference pigment with green interference color and the interference pigment with yellow interference color in a ratio of 60:40 to 85:15 are preferably used in the coating.
Vorzugsweise beträgt das Verhältnis 65:35 bis 80:20, insbesondere 70:30 bis 75:25, jeweils bezogen auf das Gewicht der Pigmente. The ratio is preferably 65:35 to 80:20, in particular 70:30 to 75:25, in each case based on the weight of the pigments.
Erfindungsgemäß werden insbesondere Interferenzpigmente mit grüner und gelber Interferenzfarbe eingesetzt, die jeweils aus einem plättchen- förmigen transparenten, farblosen Trägermaterial und aus einer hochbrechenden, farblosen Schicht bestehen. According to the invention, in particular interference pigments with green and yellow interference colors are used, each of which consists of a platelet-shaped, transparent, colorless carrier material and of a high-index, colorless layer.
Als plättchenförmiges transparentes Trägermaterial kommen üblicherweise für Interferenzpigmente eingesetzte anorganische plättchenförmige Trägermaterialien zum Einsatz, wie beispielsweise natürlicher oder synthetischer Glimmer, Talk, Kaolin, aber auch SiO2-Plättchen, AI2O3-Plättchen, Glas- plättchen oder Borosilikatplättchen. Bevorzugt werden natürlicher oder synthetischer Glimmer eingesetzt. As a platelet-shaped transparent support material usually used for interference pigments inorganic platelet-like support materials are used, such as natural or synthetic mica, talc, kaolin, but also SiO 2 platelets, Al 2 O 3 platelets, glass platelets or borosilicate platelets. Preference is given to using natural or synthetic mica.
Bei der hochbrechenden farblosen Schicht handelt es sich um übliche hochbrechende Schichten von Interferenzpigmenten, beispielsweise um
Schichten, die aus TiO2, ZrO2 oder BiOCI, den Oxidhydraten von TiO2 oder ZrO2, oder Mischungen aus den Oxidhydraten und den jeweiligen Oxiden bestehen, oder die TiO2, ZrO2 oder die entsprechenden Oxidhydrate zu einem Anteil von mindestens 80 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Schicht, enthalten. The high refractive colorless layer is conventional high refractive index layers of interference pigments, for example Layers consisting of TiO 2 , ZrO 2 or BiOCl, the oxide hydrates of TiO 2 or ZrO 2 , or mixtures of the oxide hydrates and the respective oxides, or the TiO 2 , ZrO 2 or the corresponding oxide hydrates in a proportion of at least 80 wt %, based on the weight of the layer.
.Weitere Bestandteile der hochbrechenden transparenten Schicht können die Oxide oder Oxidhydrate von Sn, Si, Ce, AI, Ca oder Zn sein, die jedoch höchstens mit einem Anteil von 20 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der hochbrechenden Schicht, in dieser vorliegen und die optischen Eigenschaften, insbesondere die Interferenzfarbe, der Interferenzpigmente nicht wesentlich bestimmen. .Other components of the high-index transparent layer may be the oxides or oxide hydrates of Sn, Si, Ce, Al, Ca or Zn, but at most in a proportion of 20 wt.%, Based on the weight of the high refractive index layer, in this and the optical properties, in particular the interference color, which do not significantly determine interference pigments.
Vorzugsweise wird erfindungsgemäß sowohl für das Interferenzpigment mit grüner Interferenzfarbe als auch für das Interferenzpigment mit gelber Interferenzfarbe eine hochbrechende Schicht eingesetzt, die entweder aus TiO2 besteht oder TiO2 mit einem Anteil von mindestens 80 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der hochbrechenden Schicht, enthält. Beide Varianten der hochbrechenden transparenten Schicht werden nachfolgend als TiO2-Schicht bezeichnet. Dabei kann das TiO2 in der TiO2-Schicht erfindungsgemäß sowohl in der Anatas- als auch in der Rutilmodifikation vorliegen. Bevorzugt liegt TiO2 in der Rutilmodifikation vor. Preferably, according to the invention, a high-index layer is used both for the interference pigment with green interference color and for the interference pigment with yellow interference color, which consists either of TiO 2 or TiO 2 with a proportion of at least 80% by weight, based on the weight of the high-index layer, contains. Both variants of the high-index transparent layer are referred to below as the TiO 2 layer. In this case, the TiO 2 in the TiO 2 layer according to the invention can be present both in the anatase and in the rutile modification. Preferably, TiO 2 is present in the rutile modification.
Insbesondere vorteilhaft ist der Einsatz von Interferenzpigmenten, die aus einem plättchenförmigen Träger, der aus natürlichem oder synthetischem Glimmer besteht, und einer unmittelbar auf dem Träger befindlichen TiO2- Schicht zusammengesetzt sind, in der erfindungsgemäßen Beschichtung. Particularly advantageous is the use of interference pigments, which are composed of a platelet-shaped carrier, which consists of natural or synthetic mica, and a TiO 2 layer located directly on the carrier, in the coating according to the invention.
Die optischen Eigenschaften der erfindungsgemäß eingesetzten Pigmente werden im Wesentlichen von der Brechzahl der auf dem plättchenförmigen Träger befindlichen Schicht sowie der Dicke dieser hochbrechenden Schicht bestimmt.
Dabei kann die Brechzahl, bedingt durch den Gehalt an den oben genannten Fremdoxiden, aber auch durch eingeschlossene Poren oder die The optical properties of the pigments used according to the invention are essentially determined by the refractive index of the layer located on the platelet-shaped carrier and the thickness of this high-index layer. In this case, the refractive index, due to the content of the above-mentioned foreign oxides, but also by trapped pores or
Kristallmodifikation der Metalloxide, ggf. von der idealen Brechzahl der reinen hochbrechenden Metalloxide abweichen, so dass die geometrische Schichtdicke der hochbrechenden Schicht entsprechend angepasst werden muss, um die gewünschte Interferenzfarbe zu erzielen. Crystal modification of the metal oxides, possibly deviate from the ideal refractive index of the pure high refractive index metal oxides, so that the geometric layer thickness of the high refractive index layer must be adjusted accordingly to achieve the desired interference color.
Vorzugsweise umhüllt die hochbrechende transparente Schicht den plättchenförmigen Träger vollständig. Preferably, the high refractive index transparent layer completely envelops the platy support.
Die Größe des plättchenförmigen Trägers ist an sich nicht besonders kritisch. Es werden gewöhnlich Plättchen mit einer Dicke zwischen 0,01 und 5 m, insbesondere zwischen 0,05 und 4,5 pm und vorzugsweise zwischen 0,1 und 2 pm eingesetzt. Die Ausdehnung in der Länge bzw. Breite beträgt üblicherweise zwischen 1 und 250 pm, vorzugsweise zwischen 2 und 200 pm und insbesondere zwischen 2 und 100 pm. Es sind jedoch Trägerplättchen bevorzugt, die eine enge Teilchengrößenverteilung besitzen und ganz oder überwiegend Partikelgrößen aufweisen, die im Be- reich zwischen 5 und 60 pm liegen. Insbesondere ist ein verminderterThe size of the platelet-shaped carrier is not particularly critical per se. It usually platelets are used with a thickness between 0.01 and 5 m, in particular between 0.05 and 4.5 pm, and preferably between 0.1 and 2 pm. The extension in length or width is usually between 1 and 250 μm, preferably between 2 and 200 μm and in particular between 2 and 100 μm. However, support plates are preferred which have a narrow particle size distribution and wholly or predominantly have particle sizes which lie in the range between 5 and 60 μm. In particular, a reduced
Feinanteil vorteilhaft. Letztere führen zu Interferenzpigmenten mit höherer Farbstärke. Fine fraction advantageous. The latter lead to interference pigments with higher color intensity.
Der Formfaktor der Trägerplättchen, also das Verhältnis von Länge bzw. Breite zu Dicke, beträgt im allgemeinen von 2:1 bis 10.000:1 , insbesondere von 5:1 bis 2000:1 und ganz besonders bevorzugt von 20:1 bis 250:1. The form factor of the carrier platelets, ie the ratio of length or width to thickness, is generally from 2: 1 to 10,000: 1, in particular from 5: 1 to 2000: 1 and very particularly preferably from 20: 1 to 250: 1.
Da die Schichtdicke der hochbrechenden Schicht im Vergleich zum Träger eher gering ist, treffen die oben für das Trägermaterial angegebenen Größenverhältnisse, insbesondere vor allem bezüglich der Partikelgröße und des Formfaktors, im Wesentlichen auch auf die beschichteten Interferenzpigmente zu.
Die Dicke der hochbrechenden Schicht (geometrische Schichtdicke) ist, bei vorgegebener Interferenzfarbe, selbstverständlich überwiegend abhängig von dem hochbrechenden farblosen Material, aüs dem die Schicht beste- hen soll. Since the layer thickness of the high-index layer is rather low in comparison to the carrier, the size ratios given above for the carrier material, in particular especially with regard to the particle size and the shape factor, essentially also apply to the coated interference pigments. The thickness of the high refractive index layer (geometrical layer thickness), with a given interference color, is, of course, predominantly dependent on the high refractive colorless material on which the layer is to exist.
Wird, wie es vorzugsweise der Fall ist, eine TiO2-Schicht eingesetzt, so beträgt die Dicke der resultierenden Ti02-Schicht für das gelbe Interferenzpigment zwischen 60 und 1 10 nm, vorzugsweise zwischen 70 und 100 nm, und die Dicke der TiO2-Schicht für das grüne Interferenzpigment zwischen 240 und 310 nm, vorzugsweise zwischen 250 und 300 nm. If, as is preferably the case, a TiO 2 layer is used, then the thickness of the resulting TiO 2 layer for the yellow interference pigment is between 60 and 110 nm, preferably between 70 and 100 nm, and the thickness of the TiO 2 Layer for the green interference pigment between 240 and 310 nm, preferably between 250 and 300 nm.
Grüne Interferenzpigmente mit einer Ti02-Schichtdicke im oben angegebenen Bereich weisen eine besonders hohe Farbstärke auf. Diese kann zusätzlich noch verbessert werden, wenn das hierfür verwendete Green interference pigments with a Ti0 2 layer thickness in the range indicated above have a particularly high color strength. This can be further improved if used for this purpose
Trägermaterial eine enge Partikelgrößenverteilung aufweist. Demzufolge weist der für das erfindungsgemäß eingesetzte grüne Interferenzpigment vorzugsweise verwendete Glimmer, ebenso wie das beschichtete Interferenzpigment, vorteilhafterweise eine Partikelgröße im Bereich von 5 bis 60 pm mit einer engen Partikelgrößenverteilung und vorzugsweise auch mit geringem Feinanteil auf. Carrier material has a narrow particle size distribution. Accordingly, the mica preferably used for the green interference pigment used according to the invention, as well as the coated interference pigment, advantageously has a particle size in the range from 5 to 60 μm with a narrow particle size distribution and preferably also with low fines content.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Interferenzpigmente mit grüner und gelber Interferenzfarbe können zusätzlich zu der oben beschriebenen hochbrechenden Beschichtung auf ihrer äußeren Oberfläche noch mit einer anorganischen und/oder organischen, so genannten Nachbeschich- tung versehen sein. Diese fachüblich angewendete Nachbeschichtung dient beispielsweise zur Vereinfachung der Einarbeitung in das Anwendungsmedium, zur Verbesserung der Witterungsbeständigkeit, zur The interference pigments with green and yellow interference color used according to the invention may, in addition to the high-indexing coating described above, also be provided on their outer surface with an inorganic and / or organic, so-called post-coating. This customary applied secondary coating is used, for example, to simplify the incorporation into the application medium, to improve the weather resistance, to
Verminderung der Vergilbungsneigung oder zur besseren Verteilung der Interferenzpigmente im Anwendungsmedium. Nachbeschichtungen verändern die optischen Eigenschaften (Koloristik) der Interferenzpigmente
praktisch nicht und sind mit äußerst geringen Schichtdicken, die in der Regel lediglich im Bereich von Molekül-Monolagen bis zu etwa 15 nm, vorzugsweise bis ca. 5 nm, liegen, auf der Pigmentoberfläche vorhanden. Erfindungsgemäß sind übliche kommerziell erhältliche Interferenzpigmente mit grüner und gelber Interferenzfarbe in der Beschichtung verwendbar, beispielsweise solche, die unter dem Namen Iriodin® oder Pyrisma® von der Fa. Merck KGaA vertrieben werden, solange die jeweilige Interferenzfarbe nur auf Interferenzeffekte und nicht zusätzlich auch auf Reduction of yellowing tendency or better distribution of the interference pigments in the application medium. Secondary coatings change the optical properties (colouristics) of the interference pigments practically not and with extremely low layer thicknesses, which are usually only in the range of molecule monolayers up to about 15 nm, preferably up to about 5 nm, present on the pigment surface. According to the invention, customary commercially available interference pigments with green and yellow interference color can be used in the coating, for example those sold under the name Iriodin® or Pyrisma® by Merck KGaA, as long as the respective interference color has interference effects and not additionally
Absorptionseffekte der Materialien für hochbrechende Beschichtung und Träger der Interferenzpigmente zurückzuführen ist. Absorption effects of the materials for high-index coating and carrier of the interference pigments is due.
Die Herstellung solcher Interferenzpigmente erfolgt in der Regel nach den fachüblichen nasschemischen Verfahren zur Beschichtung der plättchen- förmigen Trägerpartikel mit Metalloxidschichten aus anorganischen Aus- gangsstoffen. Beispielhaft genannt seien hier fachübliche Herstellungsverfahren, wie sie in den Patentschriften DE 14 67 468, DE 19 59 988, DE 20 09 566, DE 22 14, 545, DE 22 15 191 , DE 22 44 298, DE 23 13 331 , DE 25 22 572, DE 31 37 808, DE 31 37 809, DE 31 51 343, DE 31 51 354, DE 31 51 355, DE 32 1 602 oder DE 32 35 017 beschrieben sind. The preparation of such interference pigments is generally carried out by the customary wet-chemical methods for coating the platelet-shaped carrier particles with metal oxide layers of inorganic starting materials. By way of example, customary production methods, as described in the patents DE 14 67 468, DE 19 59 988, DE 20 09 566, DE 22 14, 545, DE 22 15 191, DE 22 44 298, DE 23 13 331, DE 25 22 572, DE 31 37 808, DE 31 37 809, DE 31 51 343, DE 31 51 354, DE 31 51 355, DE 32 1 602 or DE 32 35 017 are described.
Als besonders geeignet für den Einsatz in der erfindungsgemäßen Beschichtung haben sich Interferenzpigmente der Iriodin® -Serie mit gelber oder goldgelber Interferenzfarbe und grüne Interferenzpigmente vom Typ Pyrisma® T40-24 Green der Fa. Merck KGaA erwiesen. Particularly suitable for use in the coating according to the invention are interference pigments of the Iriodin® series with yellow or golden yellow interference color and green interference pigments of the Pyrisma® T40-24 Green type from Merck KGaA.
Die Gesamtmenge der in der erfindungsgemäßen Beschichtung eingesetzten Interferenzpigmente mit gelber und grüner Interferenzfarbe beträgt zwischen 0,5 und 30 Gew.%, vorzugsweise zwischen 5 und 20 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der (festen) Beschichtung. The total amount of the interference pigments with yellow and green interference color used in the coating according to the invention is between 0.5 and 30% by weight, preferably between 5 and 20% by weight, based on the weight of the (solid) coating.
Unter der Voraussetzung, dass die Transmissionseigenschaften der erfindungsgemäßen Beschichtung im blauen und roten Wellenlängen-
bereich des sichtbaren Lichtes, wie oben beschrieben, erhalten bleiben, können in der erfindungsgemäßen Beschichtung neben den Interferenzpigmenten mit grüner und gelber Interferenzfarbe auch noch weitere Interferenzpigmente enthalten sein. Dabei handelt es sich vorzugsweise um transparente Interferenzpigmente, die im sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichtes möglichst gleichmäßig hohe Transmissionswerte und weder Eigenabsorption noch selektive Reflexion aufweisen. Beispielsweise kann es sich dabei um silberweiße Interferenzpigmente handeln oder um Interferenzpigmente, deren selektive Reflexion im UV- und/oder IR-Bereich das optische Verhalten der erfindungsgemäßen Beschichtung in diesem Bereich beeinflussen können. Provided that the transmission properties of the coating according to the invention in the blue and red wavelength area of the visible light, as described above, remain in the coating according to the invention in addition to the interference pigments with green and yellow interference color also be included further interference pigments. These are preferably transparent interference pigments which have uniformly high transmission values in the visible wavelength range of the light and neither self-absorption nor selective reflection. For example, these may be silver-white interference pigments or interference pigments whose selective reflection in the UV and / or IR range may influence the optical behavior of the coating according to the invention in this area.
Diese zusätzlichen Interferenzpigmente sind erfindungsgemäß, wenn überhaupt, nur in solch geringen Anteilen in der Beschichtung enthalten, dass das Transmissionsverhalten der erfindungsgemäßen Beschichtung nicht negativ beeinflusst wird. Vorzugsweise sind neben Interferenzpigmenten mit grüner und gelber Interferenzfarbe keine weiteren Interferenzpigmente in der erfindungsgemäßen Beschichtung enthalten. Die wellenlängenselektive Reflexion oder wellenlängenselektive Transmission (Lichtdurchlässigkeit) der Beschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beruht auf der entsprechenden optischen Wirkung der enthaltenen Interferenzpigmente und nicht auf der optischen Wirkung der ebenfalls enthaltenen Bindemittel, Polymerkomponenten oder ggf. vorhandenen Additive. According to the invention, these additional interference pigments are included, if at all, only in such small proportions in the coating that the transmission behavior of the coating according to the invention is not adversely affected. Preferably, in addition to interference pigments with green and yellow interference color, no further interference pigments are contained in the coating according to the invention. The wavelength-selective reflection or wavelength-selective transmission (light transmission) of the coating according to the present invention is based on the corresponding optical effect of the interference pigments contained and not on the optical effect of the binders, polymer components or any additives present.
Polymere Bindemittel, Polymerkomponenten sowie ggf. vorhandene weitere Additive und Hilfsstoffe werden daher so ausgewählt, dass sie nach dem Trocknen, Aushärten und/oder Polymerisieren der Beschichtung transluzent bzw. vorzugsweise transparent für Licht des solaren Polymeric binders, polymer components and any other additives and auxiliaries which may be present are therefore selected so that they are translucent or preferably transparent to light of the solar after drying, curing and / or polymerizing the coating
Spektrums, mindestens aber im sichtbaren Wellenlängenbereich, und außerdem weiß bzw. farblos sind.
Die entsprechenden polymeren Bindemittel, Polymerkomponenten und Additive sind handelsüblich und fachbekannt und werden auf den jeweiligen Verwendungszweck und die konkrete Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Beschichtung hin abgestimmt. Spectrum, but at least in the visible wavelength range, and also white or colorless. The corresponding polymeric binders, polymer components and additives are commercially available and known in the art and are tailored to the particular application and the specific embodiment of the coating according to the invention out.
Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Beschichtung als temporäre oder permanente Beschichtung auf einem transparenten oder translu- zenten Substrat vorliegen. In principle, the coating according to the invention can be present as a temporary or permanent coating on a transparent or translucent substrate.
Für beide oben genannten Varianten kommt eine Beschichtung in Form einer polymeren Folie, die wahlweise fest mit dem darunter befindlichen transparenten oder transluzenten Substrat verbunden ist, beispielsweise durch Kleben oder Laminieren, oder locker durch reine Adhäsionskräfte darauf haftet, in Frage. In einem solchen Falle liegen die Interferenzpigmente in Kombination mit einer in Folienform auspolymerisierten und/oder vernetzten Polymerkomponente als Beschichtung vor. For both variants mentioned above, a coating in the form of a polymeric film, which is optionally firmly bonded to the underlying transparent or translucent substrate, for example by gluing or laminating, or loosely adhering thereto by pure adhesion forces in question. In such a case, the interference pigments are present in combination with a polymer component which has been polymerized in film form and / or crosslinked as a coating.
Die erfindungsgemäße Beschichtung kann auch als ungehärteter Lack, gehärteter Lack oder in Form einer getrockneten und ggf. gehärteten Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat vorliegen. Auch diese Beschichtungsformen eignen sich als temporäre, aber auch als The coating according to the invention can also be present on the substrate as an uncured paint, cured paint or in the form of a dried and optionally cured coating composition. These coating forms are suitable as temporary, but also as
permanente Beschichtung auf einem transparenten oder transluzenten Substrat. Die Interferenzpigmente liegen hier mit einem üblichen polymeren Bindemittel, welches auch vernetzbar sein kann, in der Beschichtung vor. permanent coating on a transparent or translucent substrate. The interference pigments are here in the coating with a conventional polymeric binder, which may also be crosslinkable.
Bevorzugt liegt die erfindungsgemäße Beschichtung als temporäre Beschichtung auf dem Substrat vor, und zwar in Form einer getrockneten Beschichtungszusammensetzung. Eine solche Beschichtung kann je nach jahreszeitlichen oder klimatischen Verhältnissen leicht auf ein bereits errichtetes Gewächshaus oder anderes Gebäude aufgebracht und nach beliebiger Nutzungsdauer, beispielsweise über mehrere Monate in der
heißen Wetterperiode, rückstandsfrei unter Einsatz von Lösemitteln, zum Beispiel von verschiedenen Laugen, und/oder mechanischen Kräften ebenso leicht wieder entfernt und bei Bedarf jederzeit neu aufgebracht werden. Preferably, the coating of the invention is present as a temporary coating on the substrate, in the form of a dried coating composition. Depending on the seasonal or climatic conditions, such a coating can easily be applied to an already established greenhouse or other building and after any period of use, for example over several months in the hot weather period, residue-free with the use of solvents, for example, from various alkalis, and / or mechanical forces just as easily removed and reapplied at any time if necessary.
Als polymere Bindemittel werden übliche Bindemittel eingesetzt, die aus der Beschichtungstechnologie bekannt sind. Dabei handelt es sich meist um organische polymere oder copolymere Bindemittel wie Alkydharze, Vinylharze, Epoxidharze, Polyurethane, Acrylate, chlorierter Kautschuk, Polycarbonate, Polyester, Polyethylenglycol und deren Copolymere. Diese liegen in der Regel in handelsüblichen Lackfirnissen, Druckfarbenfirnissen oder anderen vorgefertigten, pigmentfreien Bindemittelzusammensetzungen bereits in Gemischen mit weiteren übliche Hilfs-und Zusatzstoffen (Additiven) vor, können jedoch auch ohne jegliche weitere Additive verwendet werden. The polymeric binders used are conventional binders which are known from coating technology. These are usually organic polymeric or copolymeric binders such as alkyd resins, vinyl resins, epoxy resins, polyurethanes, acrylates, chlorinated rubber, polycarbonates, polyesters, polyethylene glycol and copolymers thereof. These are usually in commercially available Lackfirnissen, Druckfarbenfirnissen or other prefabricated, pigment-free binder compositions already in mixtures with other conventional auxiliaries and additives (additives), but can also be used without any further additives.
Diese Hilfs- und Zusatzstoffe sind insbesondere Verdickungsmittel, Disper- gierhilfsmittel, Netzmittel, Plastifizierungsmittel, Verlaufsmittel, Entschäumer, ggf. auch Vernetzungsmittel, und wahlweise auch Lösemittel, wie z. B. Wasser, Ketone, Alkohole, Ester, oder Aromaten. These auxiliaries and additives are, in particular, thickeners, dispersing aids, wetting agents, plasticizers, leveling agents, defoamers, if appropriate also crosslinking agents, and optionally also solvents, such as, for example, As water, ketones, alcohols, esters, or aromatics.
Zusätzlich könen als weitere Additive auch übliche Füllstoffe wie beispielsweise Kalk, Kaolin oder Talkum in geringen Mengen zugegeben werden, sofern die Transmissionseigenschaften der Beschichtung davon nicht beeinträchtigt werden. In addition, conventional fillers such as, for example, lime, kaolin or talc may be added in small amounts as further additives, provided that the transmission properties of the coating thereof are not impaired.
Soll die erfindungsgemäße Beschichtung in Form einer polymeren Folie auf dem transparenten oder transluzenten Substrat vorliegen, so besteht die Folie vorzugsweise aus Polyethylen, EthylenA/inylacetat-Copolymer, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid, Polycarbonat, Polymethacrylat oder Mischungen daraus. Die Interferenzpigmente werden dann in die entsprechenden polymerisierbaren Monomeren oder vorpolymerisierten Poly-
meren der genannten Art (d.h. in die polymerisierbaren oder polymeren Komponenten, gemäß der vorliegenden Erfindung auch als Polymerkomponenten bezeichnet) eingearbeitet und mit diesen, beispielsweise durch Extrusion, zu einer polymeren Folie verarbeitet. If the coating according to the invention is to be present in the form of a polymeric film on the transparent or translucent substrate, the film is preferably made of polyethylene, ethylene / vinyl acetate copolymer, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, polycarbonate, polymethacrylate or mixtures thereof. The interference pigments are then converted into the corresponding polymerizable monomers or prepolymerized polyols. mers of the type mentioned (ie in the polymerizable or polymeric components, also referred to as polymer components according to the present invention) and processed with these, for example by extrusion, to form a polymeric film.
Die oben genannten Beschichtungszusammensetzungen werden mittels üblicher Auftragsverfahren wie Drucken, Sprühen, Rakeln, Rollen, Streichen usw. auf die transparenten oder transluzenten Substrate aufgebracht, getrocknet und wahlweise zusätzlich gehärtet bzw. vernetzt. The above coating compositions are applied to the transparent or translucent substrates by conventional application methods such as printing, spraying, knife coating, rolling, brushing, etc., dried and optionally additionally cured or crosslinked.
Als transparente (blick- und lichtdurchlässige) oder transluzente (lichtdurchlässige) Substrate eignen sich die üblicherweise für Gewächshäuser, Folienzelte, Dachfenster, Volieren etc., verwendeten Bedachungsmaterialien wie farblose polymere Folien, farblose Gewebe, farblose polymere Platten oder farblose Gläser. Diese können in Form von Platten, Scheiben, Formkörpern, Profilen oder flexiblen oder verstärkten Folien vorliegen. Suitable transparent (opaque and translucent) or translucent (translucent) substrates are the roofing materials commonly used for greenhouses, foil tents, skylights, aviaries, etc., such as colorless polymeric films, colorless fabrics, colorless polymeric plates, or colorless glasses. These may be in the form of plates, discs, shaped articles, profiles or flexible or reinforced films.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen BeSchichtung, bei dem ein Interferenz- pigment mit grüner Interferenzfarbe und ein Interferenzpigment mit gelber Interferenzfarbe, einzeln oder als Gemisch, mit einem polymeren Bindemittel oder einer polymerisierbaren oder polymeren Komponente, optional Additiven sowie ggf. einem Lösemittel gemischt und The present invention also provides a process for the preparation of the coating according to the invention, in which an interference pigment with green interference color and an interference pigment with yellow interference color, individually or as a mixture, with a polymeric binder or a polymerizable or polymeric component, optionally additives and optionally mixed with a solvent and
a. zu einem polymeren Formkörper, oder a. to a polymeric molding, or
b. zu einer Beschichtungszusammensetzung b. to a coating composition
verarbeitet wird, auf ein transparentes oder transluzentes Substrat flächig aufgebracht wird oder ein solches darstellt, und, sofern eine Beschichtungszusammensetzung vorliegt, getrocknet und optional zusätzlich gehärtet wird. is processed, is applied flat on a transparent or translucent substrate or represents one, and, if a coating composition is present, dried and optionally additionally cured.
Neben den erfindungsgemäß eingesetzten Interferenzpigmenten mit grüner und gelber Interferenzfarbe werden die oben bereits beschriebenen
polymeren Bindemittel oder Polymerkomponenten (letztere sind polymeri- sierbare oder polymere Komponenten), jeweils optional unter Zusatz von weiteren Interferenzpigmenten, Füllstoffen, Lösemitteln und/oder Hilfs- und Zusatzstoffen, miteinander gemischt und mit üblichen Verfahren entweder zu einer beschichtungsfertigen Beschichtungszusammensetzung oder zu einem polymeren Formkörper, der vorzugsweise eine polymere Folie ist, verarbeitet. In addition to the interference pigments used according to the invention with green and yellow interference colors, those already described above polymeric binder or polymer components (the latter are polymerizable or polymeric components), each optionally with the addition of further interference pigments, fillers, solvents and / or auxiliaries and additives, mixed together and with conventional methods either to a coating ready coating composition or to a polymeric molding , which is preferably a polymeric film processed.
Werden Beschichtungszusammensetzungen hergestellt, können diese auch jeweils nur das grüne oder das gelbe Interferenzpigment enthalten und nacheinander auf das transparente oder transluzente Substrat, d.h. in Form einer doppelschichtigen Beschichtung, aufgebracht werden. Dieses Verfahren ist jedoch wegen des technischen Mehraufwands nicht bevor zugt. When coating compositions are prepared, they may also each contain only the green or yellow interference pigment and sequentially coated onto the transparent or translucent substrate, i. in the form of a double-layered coating. However, this method is not given due to the technical overhead.
Entsprechendes gilt für die Herstellung von polymeren Folien, die selbstverständlich auch jeweils nur eine Sorte der genannten Interferenzpigmente aufweisen und dann doppelschichtig übereinander auf das entsprechende Substrat aufgebracht werden können. The same applies to the production of polymeric films, which, of course, also each have only one type of said interference pigments and can then be applied to the corresponding substrate in double layers.
Das grüne und das gelbe Interferenzpigment werden in einem Gewichtsverhältnis von 60:40 bis 85:15, vorzugsweise von 65:35 bis 80:20, insbesondere von 70:30 bis 75:25, bezogen auf die Gesamtmenge der eingesetzten grünen und gelben Interferenzpigmente, in die Beschichtungs- Zusammensetzung oder den polymeren Formkörper eingebracht. The green and the yellow interference pigments are used in a weight ratio of 60:40 to 85:15, preferably from 65:35 to 80:20, in particular from 70:30 to 75:25, based on the total amount of the green and yellow interference pigments used, introduced into the coating composition or the polymeric molded body.
Soll die entsprechend resultierende Beschichtung doppelschichtig aufgebaut sein, wie oben beschrieben, enthalten die einzelnen Schichten jeweils die entsprechenden Anteile an gelbem oder grünem Interferenzpigment. If the correspondingly resulting coating is to have a double-layered structure, as described above, the individual layers each contain the corresponding proportions of yellow or green interference pigment.
Insgesamt beträgt der Anteil an grünen und gelben Interferenzpigmenten in der erfindungsgemäßen Beschichtung 0,5 bis 30 Gew.%, bezogen auf das
Gewicht der (festen) Beschichtung. Während bei polymeren Formkörpern, beispielsweise bei Folien, ein Gewichtsanteil von 0,5 bis ca. 10 Gew.% in der Regel ausreichend ist, kann dieser beim Einsatz von Beschichtungszu- sammensetzungen bis zu 30 Gew.%, nämlich insbesondere von etwa 5 bis 30 Gew.%, und besonders bevorzugt von 5 bis 20 Gew.% betragen. Overall, the proportion of green and yellow interference pigments in the coating of the invention 0.5 to 30 wt.%, Based on the Weight of the (solid) coating. While in the case of polymeric molded articles, for example in the case of films, a weight fraction of from 0.5 to about 10% by weight is generally sufficient, this can be up to 30% by weight, in particular from about 5 to 30, when using coating compositions % By weight, and more preferably from 5 to 20% by weight.
Die erfindungsgemäße Beschichtung wird auf das transparente oder trans- luzente Substrat mit einer (Trocken)Schichtdicke von 10 bis 2000 pm, vorzugsweise von 15 bis 50 pm bei Beschichtungszusammensetzungen und von 300 bis 1000 pm bei polymeren Formkörpern (Folien), aufgebracht.The coating according to the invention is applied to the transparent or translucent substrate with a (dry) layer thickness of from 10 to 2000 .mu.m, preferably from 15 to 50 .mu.m in coating compositions and from 300 to 1000 .mu.m in the case of polymeric shaped articles (films).
Dabei muss gewährleistet sein, dass die Beschichtung eine Dicke aufweist, bei der die Lichtdurchlässigkeit der Beschichtung in Verbindung mit dem Gehalt an Interferenzpigmenten gewährleistet werden kann. Insofern ist es notwendig, Schichtdicke und Gehalt an Interferenzpigmenten aufeinander abzustimmen. Eine tendenziell hohe Schichtdicke verlangt dabei einen tendenziell niedrigen prozentualen Gehalt an Interferenzpigmenten. It must be ensured that the coating has a thickness at which the light transmission of the coating can be ensured in conjunction with the content of interference pigments. In this respect, it is necessary to match the layer thickness and content of interference pigments to one another. A high layer thickness tends to require a low percentage of interference pigments.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Beschichtung zur Herstellung von Gewächshäusern und Folienbauten, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke oder die Anzucht von Pflanzen, sowie für Lichtkuppeln, Be- und Überdachungen, Dachfenster, Gartenanlagen, Volieren und Wintergärten. The present invention also relates to the use of a coating according to the invention for the production of greenhouses and film structures, in particular for agricultural purposes or the cultivation of plants, and for skylights, roofing and roofing, skylights, gardens, aviaries and conservatories.
Umbaute Räume, die die genannten Bauteile enthalten, damit bedacht sind oder solche darstellen, beherbergen regelmäßig auch Pflanzen, deren Wachstum, Vermehrung oder Fruchtertrag durch die erfindungsgemäße Beschichtung vorteilhaft gelenkt und beeinflusst werden kann. Daher können die verschiedenen, einleitend bereits beschriebenen Vorteile der Erfindung in allen genannten Anwendungsbereichen zum Tragen kommen. Constructed spaces that contain the mentioned components, are considered or represent, also regularly accommodate plants whose growth, propagation or fruit yield can be advantageously controlled and influenced by the coating according to the invention. Therefore, the various advantages of the invention already described in the introduction may come into play in all of the stated fields of application.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher auch Gewächshäuser, Foliengebäude, Lichtkuppeln, Be- oder Überdachungen, Dachfenster,
Gartenanlagen, Volieren oder Wintergärten, die die erfindungsgemäße Beschichtung aufweisen. The subject of the present invention are therefore also greenhouses, film buildings, skylights, roofing or canopies, skylights, Gardens, aviaries or conservatories, which have the coating according to the invention.
Die Erfindung betrifft eine Beschichtung für transparente oder transluzente Substrate, die auf Grund ihrer speziellen wellenlängenselektiv reflektierenden und gleichzeitig wellenlängenselektiv transmittierenden Eigenschaften in besonders positiver Weise zur Beeinflussung eines gewünschten Pflanzenwachstums eingesetzt werden kann. Fig. 1 zeigt die Transmissions-, Reflexions- und Absorptionsspektren einer erfindungsgemäßen Beschichtung enthaltend eine Pigmentmischung aus grünem und gelbem Interferenzpigment mit einer Konzentration von 12 Gew.%, bezogen auf festes Bindemittel, in einem üblichen NC-Lack bei einer Lackfilmdicke von 20 ± 1 pm und unter einem Messwinkel von 90°. The invention relates to a coating for transparent or translucent substrates, which can be used in a particularly positive manner for influencing a desired plant growth due to their special wavelength-selectively reflecting and simultaneously wavelength-selective transmitting properties. Fig. 1 shows the transmission, reflection and absorption spectra of a coating according to the invention containing a pigment mixture of green and yellow interference pigment with a concentration of 12 wt.%, Based on solid binder, in a conventional NC lacquer at a coating film thickness of 20 ± 1 pm and at a measuring angle of 90 °.
Fig. 2 zeigt die Transmissions- und Reflexionsspektren einer erfindungsgemäßen Beschichtung enthaltend eine Pigmentmischung aus grünem und gelbem Interferenzpigment mit einer Konzentration von 12 Gew.%, bezogen auf festes Bindemittel, in einem üblichen NC-Lack sowie in einem üblichen wässrigen PU-Lack bei einer Lackfilmdicke von jeweils 24 ± 1 pm unter einem Messwinkel von 90°. 2 shows the transmission and reflection spectra of a coating according to the invention comprising a pigment mixture of green and yellow interference pigment with a concentration of 12% by weight, based on solid binder, in a customary NC lacquer and in a conventional aqueous PU lacquer in one Paint film thickness of each 24 ± 1 pm under a measuring angle of 90 °.
Die Erfindung soll nachfolgend an Hand eines Beispiels näher erläutert, jedoch nicht auf dieses beschränkt werden.
The invention will be explained in more detail with reference to an example, but not limited to this.
Erfindungsbeispiel: Invention Example:
Ein Gemisch aus einem grünen Interferenzpigment (Pyrisma T 40-24 SW Green, Ti02-Rutil auf Glimmer, Partikelgröße 5 bis 35 pm, Fa. Merck KGaA, Darmstadt, Deutschland) und einem goldgelben Interferenzpigment (Ti02-Rutil auf Glimmer, Dicke der Ti02-Schicht ca. 100 pm, Partikelgröße 10 bis 60 pm, Fa. Merck KGaA, Darmstadt, Deutschland) im Gewichtsverhältnis 70:30, nachfolgend Pigment 1 genannt, wird in einer Konzentration von 12 Gew.%, bezogen auf den Feststoffanteil, in ein wässriges Polyurethan-Bindemittel (Bayhydrol XP 2637, Fa. Bayer, Leverkusen, Deutschland) eindispergiert. Die pigmenthaltige Polyurethandispersion wird auf eine handelsübliche PET-Gewächshausfolie mit einer Folienstärke von 200 pm aufgesprüht. Nach dem Trocknen unter Umgebungsbedingungen wird eine Trockenschichtdicke der Beschichtung von etwa 20 pm erhalten. Die beschichtete Gewächshausfolie wird zur Abdeckung von Gewächshäusern für die Anzucht von Gemüse, Blumen oder Obst verwendet. Bei den angebauten Pflanzen lässt sich über die gesamte Vegetationsperiode das gewünschte kompakte Pflanzenwachstum sowie ein hoher Fruchtertrag erzielen. A mixture of a green interference pigment (Pyrisma T 40-24 SW Green, TiO 2 rutile on mica, particle size 5 to 35 pm, Merck KGaA, Darmstadt, Germany) and a golden yellow interference pigment (TiO 2 rutile on mica, thickness The Ti0 2 layer about 100 pm, particle size 10 to 60 pm, Merck KGaA, Darmstadt, Germany) in a weight ratio of 70:30, hereinafter referred to as pigment 1, in a concentration of 12 wt.%, Based on the solids content , in an aqueous polyurethane binder (Bayhydrol XP 2637, Fa. Bayer, Leverkusen, Germany) einispergiert. The pigment-containing polyurethane dispersion is sprayed onto a commercially available PET greenhouse film having a film thickness of 200 μm. After drying under ambient conditions, a dry layer thickness of the coating of about 20 μm is obtained. The coated greenhouse film is used to cover greenhouses for the cultivation of vegetables, flowers or fruit. In the cultivated plants, the desired compact plant growth and a high fruit yield can be achieved over the entire growing season.
Zur Bestimmung der Reflexions- und Transmissionswerte der genannten Beschichtung wird wie folgt vorgegangen: To determine the reflection and transmission values of said coating, the procedure is as follows:
Die Bestimmung der Transreflexions- und Reflexionsmesswerte erfolgt mittels eines UV-Vis-NIR-Spektrometers Lambda 900 der Fa. Perkin Elmer. The transreflection and reflection measured values are determined by means of a Lambda 900 UV-Vis-NIR spectrometer from Perkin Elmer.
Es werden freie Lackfilme hergestellt, die mit einer erfindungsgemäßen Mischung aus grünem und gelbem Interferenzpigment (Pigment 1 , siehe Beispiel 1) pigmentiert sind. Diese Lackfilme werden hergestellt, indem Lackproben durch Rakeln einer Beschichtungszusammensetzung [Interferenzpigmente (Pigment 1) in einer geeigneten Konzentration, bezogen auf festes Bindemittel, in einem üblichen Bindemittel für die Lackher-
Stellung unter Einsatz eines Dispermats bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 7 m/s 15 min. lang eingerührt] auf eine PVF-Folie aufgebracht und getrocknet werden. Der entstandenen Lackfilme werden von der PVF-Folie abgezogen und als freie Lackfilme mit einer geeigneten Trockenschicht- dicke für die spektroskopischen Untersuchungen verwendet. Zur Aufnahme der Reflexions- und Transreflexionsspektren werden die zu vermessenden freien Lackfilme vor oder hinter einer Ulbricht-Kugel bei variablen Einfallswinkeln des Messstrahls (15°, 25°, 45°, 75°, 90°) positioniert. Bei der Aufnahme der Reflexionsspektren mit der Ulbricht-Kugel (Messgerät wie oben genannt) wird die Rückseite des freien Lackfilms mit einer Lichtfalle abgedeckt. Als Lichtfalle dient ein dünnes Blech mit einer dem Lack zugewandten matten, schwarzen Seite und einer diffus reflektierenden weissen Rückseite. Die Transreflexionsmessungen der freien Lackfilme werden ohne Lichtfalle durchgeführt. Aus den Reflexions- und den Free paint films are produced, which are pigmented with a mixture according to the invention of green and yellow interference pigment (Pigment 1, see Example 1). These paint films are prepared by coating paint samples by knife coating a coating composition [interference pigments (pigment 1) in a suitable concentration, based on solid binder, in a conventional binder for the coating Position using a Dispermat at a peripheral speed of 7 m / s 15 min. stirred] on a PVF film and dried. The resulting paint films are stripped from the PVF film and used as free paint films with a suitable dry film thickness for the spectroscopic investigations. To record the reflection and transreflection spectra, the free coating films to be measured are positioned in front of or behind an integrating sphere at variable angles of incidence of the measuring beam (15 °, 25 °, 45 °, 75 °, 90 °). When recording the reflection spectra with the Ulbricht sphere (measuring device as mentioned above), the back of the free coating film is covered with a light trap. The light trap is a thin sheet metal with a matt black side facing the varnish and a diffusely reflecting white back. The transreflection measurements of the free coating films are carried out without light trap. From the reflection and the
Transreflexionsspektren werden mathematisch die Transmissionsspektren abgeleitet. Die in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen angegebenen Transmissionswerte stehen für die berechnete Transmission der Probe, integriert über die Messwerte unter allen genannten Winkeln des Messstrahls, sofern nicht anders angegeben. Transreflection spectra are mathematically derived the transmission spectra. The transmission values given in the present description and claims represent the calculated transmission of the sample, integrated over the measured values at all the aforementioned angles of the measuring beam, unless stated otherwise.
Die Messungen erfolgen jeweils gegen eine Blindprobe aus einem nichtpig- mentiertem Lackfilm gleicher Schichtdicke. Bewertet wird die Differenz beider Messungen. Figur 1 zeigt die Transmissions-, Reflexions- und Absorptionsspektren des Pigments 1 bei einer Konzentration von 12 Gew.%, bezogen auf festes Bindemittel, in einem üblichen NC-Lack (Fa. Merck KGaA), bei einer Trockenschichtdicke der Beschichtung von 20 ± 1 pm (entspricht der Dicke des freien Lackfilmes) und unter einem Messwinkel von 90°. The measurements are carried out in each case against a blank sample of a non-pigmented coating film of the same layer thickness. The difference between the two measurements is evaluated. 1 shows the transmission, reflection and absorption spectra of the pigment 1 at a concentration of 12% by weight, based on solid binder, in a customary NC lacquer (from Merck KGaA), with a dry film thickness of the coating of 20 ± 1 pm (corresponds to the thickness of the free paint film) and at a measuring angle of 90 °.
Zur Überprüfung der Abhängigkeit der Reflexions- und Transmissionseigenschaften der erfindungsgemäßen Beschichtung vom verwendeten
Bindemittel werden erneut freie Lackfilme hergestellt, und zwar zunächst aus dem oben bereits genannten Nitrocellulose-Lack-Bindemittel der Fa. Merck mit einem Anteil an Pigment 1 von 12 Gew.%, bezogen auf den Feststoffanteil des Bindemittels, und mit einer Trockenschichtdicke des freien Lackfilmes von 24 ± 1 μιη. Die Dispersionszeit beträgt 15 min. bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 1 ,3 m/s. To check the dependence of the reflection and transmission properties of the coating of the invention used Binders free paint films are again prepared, and first from the above-mentioned nitrocellulose paint binder from. Merck with a proportion of pigment 1 of 12 wt.%, Based on the solids content of the binder, and having a dry film thickness of the free paint film of 24 ± 1 μιη. The dispersion time is 15 min. at a peripheral speed of 1, 3 m / s.
Zum Vergleich wird ein weiterer freier Lackfilm hergestellt auf der Basis eines wässrigen Polyurethan-Klarlackes (Bayhydrol U XP 2750 der Fa. Bayer, Leverkusen, Deutschland), welcher eine Konzentration von Pigment 1 von ebenfalls 12 Gew.%, bezogen auf den Feststoffanteil des Bindemittels, und eine Schichtdicke von 24 ± 1 μηι aufweist. For comparison, another free paint film is prepared based on an aqueous polyurethane clearcoat (Bayhydrol U XP 2750 Fa. Bayer, Leverkusen, Germany), which has a concentration of pigment 1 of also 12 wt.%, Based on the solids content of the binder , And has a layer thickness of 24 ± 1 μηι.
Die übereinander gelegten Transmissions- und Reflexionskurven der beiden letztgenannten Proben (Einfallswinkel des Messstrahls von 90°) sind in Figur 2 dargestellt. Es sind keine nennenswerten Unterschiede der jeweiligen Reflexions- und Transmissionskurven in Abhängigkeit vom verwendeten Bindemittel erkennbar.
The superimposed transmission and reflection curves of the last two samples (angle of incidence of the measuring beam of 90 °) are shown in FIG. There are no noticeable differences in the respective reflection and transmission curves as a function of the binder used.
Claims
Patentansprüche claims
Wellenlängenselektiv reflektierende, Interferenzpigmente und polymeres Bindemittel oder Interferenzpigmente und Polymerkomponente enthaltende, feste Beschichtung für transparente oder transluzente Substrate, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung unter Einwirkung von solarer Strahlung für mindestens 60% des einfallenden blauen Lichtes, bezogen auf die Wellenlänge von 470 nm, sowie für mindestens 60% des einfallenden roten Lichtes, bezogen auf die Wellenlänge von 680 nm, durchlässig ist. Wavelength-selectively reflecting, interference pigments and polymeric binder or interference pigments and polymer component-containing, solid coating for transparent or translucent substrates, characterized in that the coating under the action of solar radiation for at least 60% of the incident blue light, based on the wavelength of 470 nm, and for at least 60% of the incident red light, relative to the wavelength of 680 nm, is permeable.
Beschichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das durch die Beschichtung durchgelassene rote und blaue Licht zueinander ein Verhältnis von 0,9:1 bis 1 ,1 :1 aufweist. A coating according to claim 1, characterized in that the red and blue light transmitted through the coating have a ratio of 0.9: 1 to 1, 1: 1 to each other.
Beschichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung zusätzlich für mindestens 25% des im Wellenlängenbereich zwischen 280 und 420 nm einfallendes Lichtes durchlässig ist. Coating according to claim 1 or 2, characterized in that the coating is additionally permeable to at least 25% of the light incident in the wavelength range between 280 and 420 nm.
Beschichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine grüne Coating according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the coating is a green
Reflexionsfarbe aufweist. Reflection color has.
Beschichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung zusätzlich mindestens 15% des gesamten, im Wellenlängenbereich von 780 bis 2250 nm einfallenden Lichtes reflektiert. Coating according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the coating additionally reflects at least 15% of the total, in the wavelength range of 780 to 2250 nm incident light.
Beschichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mindestens ein
Interferenzpigment mit grüner Interferenzfarbe und mindestens ein Interferenzpigment mit gelber Interferenzfarbe enthält. Coating according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the coating at least one Interference pigment with green interference color and at least one interference pigment with yellow interference color contains.
Beschichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Interferenzpigment mit grüner Interferenzfarbe und das Interferenzpigment mit gelber Interferenzfarbe in einem Gewichtsverhältnis von 60:40 bis 85:15 in der Beschichtung vorliegen. Coating according to Claim 6, characterized in that the interference pigment with green interference color and the interference pigment with yellow interference color are present in a weight ratio of 60:40 to 85:15 in the coating.
Beschichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Interferenzpigment mit grüner Interferenzfarbe einen transparenten plättchenförmigen Träger sowie eine Ti02-Schicht mit einer Dicke im Bereich von 240 bis 310 nm, und das Interferenzpigment mit gelber Interferenzfarbe einen transparenten plättchenförmigen Träger sowie eine TiO2-Schicht mit einer Dicke im Bereich von 60 bis 110 nm aufweisen. Coating according to one or more of Claims 6 or 7, characterized in that the interference pigment with green interference color has a transparent platelet-shaped support and a TiO 2 layer with a thickness in the range from 240 to 310 nm, and the interference pigment with yellow interference color has a transparent platelet-shaped support and a TiO 2 layer having a thickness in the range of 60 to 110 nm.
Beschichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtanteil an Interferenzpigmenten mit grüner und gelber Interferenzfarbe in der Beschichtung von 0,5 bis 30 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Beschichtung, beträgt. Coating according to one or more of Claims 1 to 8, characterized in that the total amount of interference pigments with green and yellow interference color in the coating is from 0.5 to 30% by weight, based on the weight of the coating.
Beschichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich weitere Additive enthalten sind. Coating according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that additional additives are additionally contained.
Beschichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente oder transluzente Substrat eine farblose polymere Folie, ein farbloses Gewebe, eine farblose polymere Platte oder ein farbloses Glas ist.
Coating according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the transparent or translucent substrate is a colorless polymeric film, a colorless fabric, a colorless polymeric plate or a colorless glass.
12. Beschichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sie in Form einer polymeren Folie, eines ungehärteten Lackes, eines gehärteten Lackes oder in Form einer getrockneten und ggf. gehärteten Beschichtungszusammen- setzung auf dem Substrat vorliegt. 12. Coating according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that it is present in the form of a polymeric film, an uncured lacquer, a cured lacquer or in the form of a dried and optionally cured coating composition on the substrate.
13. Beschichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie als temporäre Beschichtung auf dem Substrat vorliegt. 13. Coating according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that it is present as a temporary coating on the substrate.
14. Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Interferenzpigment mit grüner Interferenzfarbe und ein Interferenzpigment mit gelber Interferenzfarbe, einzeln oder als Gemisch, mit einem polymeren Bindemittel oder einer polymerisierbaren oder polymeren Komponente, optional Additiven sowie ggf. einem 14. A method for producing a coating according to one or more of claims 1 to 13, characterized in that an interference pigment with green interference color and an interference with yellow interference color, individually or as a mixture, with a polymeric binder or a polymerizable or polymeric component, optionally Additives and possibly one
Lösemittel gemischt und a. zu einem polymeren Formkörper, oder Solvent mixed and a. to a polymeric molding, or
b. zu einer Beschichtungszusammensetzung verarbeitet wird, auf ein transparentes oder transluzentes Substrat flächig aufgebracht wird oder ein solches darstellt, und, sofern eine Beschichtungszusammensetzung vorliegt, getrocknet und optional zusätzlich gehärtet wird. b. is applied to a coating composition, is applied flat on a transparent or translucent substrate or represents one, and, if a coating composition is present, dried and optionally additionally cured.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Interferenzpigment mit grüner Interferenzfarbe und das Interferenzpigment mit gelber Interferenzfarbe in einem Gewichtsverhältnis von 60:40 bis 85:15 in den polymeren Formkörper oder die Beschichtungszusammensetzung eingebracht werden.
15. The method according to claim 14, characterized in that the interference pigment with green interference color and the interference pigment with yellow interference color in a weight ratio of 60:40 to 85:15 in the polymeric molding or the coating composition are introduced.
16. Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Interferenzpigmente mit einem Anteil von 0,5 bis 30 Gew.%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Beschichtungszusammensetzung, in die Beschichtungszusammensetzung oder den polymeren Formkörper eingebracht werden. 16. The method according to claim 14 or 15, characterized in that the interference pigments in a proportion of 0.5 to 30 wt.%, Based on the solids content of the coating composition, are introduced into the coating composition or the polymeric molded body.
17. Verwendung einer Beschichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 zur Herstellung von Gewächshäusern und Folienbauten, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke oder die Anzucht von Pflanzen, sowie für Lichtkuppeln, Be- und Überdachungen, Dachfenster, Gartenanlagen, Volieren und Wintergärten. 17. Use of a coating according to one or more of claims 1 to 13 for the production of greenhouses and film structures, especially for agricultural purposes or the cultivation of plants, and for skylights, roofing and roofing, skylights, gardens, aviaries and conservatories.
18. Gewächshaus, Foliengebäude, Lichtkuppel, Be- oder Überdachung, Dachfenster, Gartenanlage, Voliere oder Wintergarten, enthaltend eine Beschichtung oder einen Formkörper gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13.
18. Greenhouse, film building, skylight dome, roofing or roofing, roof window, garden, aviary or conservatory, containing a coating or a shaped body according to one or more of claims 1 to 13.
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