DE2801665A1 - Abdeckelement mit selektiven optischen eigenschaften - Google Patents

Abdeckelement mit selektiven optischen eigenschaften

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DE2801665A1
DE2801665A1 DE19782801665 DE2801665A DE2801665A1 DE 2801665 A1 DE2801665 A1 DE 2801665A1 DE 19782801665 DE19782801665 DE 19782801665 DE 2801665 A DE2801665 A DE 2801665A DE 2801665 A1 DE2801665 A1 DE 2801665A1
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DE
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film
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polyethylene
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Enrico Monza
Mario Peraldo
Vittorio Silvestrini
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Montedison SpA
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Description

Abdeckelement mit selektiven optischen Eigenschaften
Die Erfindung betrifft ein Abdeckelement mit selektiven optischen Eigenachaften, das besonders geeignet ist als Schutzschirm für Einrichtungen zur Kühlung durch Strahlung.
Die bekannten Vorrichtungen zur Erzielung von Kühlung mittels selektiver Strahlung beruhen darauf, daß ein dem Himmel ausgesetzter Gegenstand von selbst abkühlt, wenn seine Oberfläche im sichtbaren und infraroten Licht eine große Reflektionsstärke (reflecting power) zeigt mit Ausnahme des 8-13 y. m Wellenlängenbereichs, in dem, ganz im Gegenteil, eine große Absorptionsstärko (absorbent power) erforderlich ist und damit auch eine große Emissionsstärke. Eine Oberfläche, die diese selektiven optischen Eigenschaften aufweist, strahlt kontinuierlich in den Raum eine thermische Energie in dem 8-13 um Bereich, d.h. dux-ch ein sogfinannto3 "atmosphärisches Trcvnsparenzfenster" (atmospheric transparency window)«
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.ν./2
ORIGINAL iHSi i_Uftiü
-i-
Es ist aucli bekannt, daß die von einer strahlenden Kühleinrichtung erzielbare Nettoleistung durch Verluste aufgrund von Leitung, Konvektion und Strahlung in den umgebenden Raum eingeschränkt ist.
Die beiden ersterwähnten Verluste werden durch Anwendung einer geeigneten Isolierung von der Umgebung auf ein Minimum gebracht. Dabei wird für den zum Himmel gerichteten Teil eine Abdeckung großer Transparenz in den 8-13 pm Bereich vorgesehen, dessen Funktion im wesentlichen darin besteht, eine Isolierschicht stagnierender Luft zu gewährleisten, ohne daß jedoch die Strahlungs-Abkühlung der selektiven Fläche darunter wesentlich verringert >rird<
Einrichtungen dieses Typs ergeben in der Praxis zufriedenstellende Ei'gebnisse, wenn sie einem klaren Nachthimmel ausgesetzt werden. Während des Tages kühlen sie weniger wirksam ab, wenn sie gegen die direkte Sonnenbestrahlung mittels einer Abdeckung geschützt sind, die den Himmel nicht nennenswert abschirmt. Sie können, im Gegenteil, sich sogar aufwärmen, wenn sie direkter Sonnenbestrahlung ausgesetzt sind·
Ein solcher Verlust der ¥irksamkeit am Tag beruht darauf, daß die direkte und/oder diffuse Sonnenstrahlung teilweise durch die strahlende Fläche absorbiert wird, welche nicht oder wenn sie nicht völlig spiegelähnlich ist»
Aufgabe der Erfindung ist dalier ein die Sonnenstrahlung abschirmendes Abdeckelement, das sich als Schutzdeck für durch
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Strahlung wirkende Kiihleinrichtungen und/oder zur Beschattung von Gegenständen vor Sonnenstrahlung eignet, ohne die Eigenstrahlung und damit die Selbstkühlung zu beeinträchtigen. Vor allem, aber nicht ausschließlich, zielt die Erfindung darauf ab, Einrichtungen zur Abkühlung durch Strahlung selektiv wirkender Oberflächen zu optimieren.
Eine der Aufgaben der Erfindtmg besteht darin, ein spezielles Abdeckelement für solche Kühleinrichtungen verfügbar zu machen, welches die nachteiligen Wirkungen der einfallenden Sonnenstrahlen beinahe vollständig ausschalten kann und damit eine große Kühlwirkung gewährleistet, auch wenn die Einrichtung selbst der Sonne vollständig ausgesetzt wird und dies während eines ganzen 2h-Stunden-Tags,
Aufgabe der Erfindung ist ferner eine Abdeckung auch für nicht selektive Radiatoren, die also eine im Durchschnitt hohe Emissionsstärke im gesamten Infrarot Spektrum und möglicherweise aixch im Sonnenspektrum besitzen.
In der Tat sollen und werden die Abdeckelemente der Erfindung bei Anwendung als Abdeckung irgendeiner Umgebung, in der sich zum Beispiel Personen, Tiere oder Gegenstände befinden,ihre Selbstkühlung durch Strahlung insoweit zulassen, als sie selbst die Funktion eines Strahlers, der nicht notwendigerweise selektiv ist, aufweisen. Mit anderen Worten, die Anwendung der ei'findungsgemäßen Abdeckung bei einem bestimmten Raum ermöglicht in dem
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abgeschlossenen Raum die Etablierung einer Temperatur, die geringer ist als die Außentemperatur.
Ziel der Erfindung ist ferner ein Schutzschirm oder eine Abdeckung jeder gewünschten Größe und mit allen möglichen ornamentalen und ästhetischen Motiven, soweit die besonderen optischen Eigenschaften gewahrt werden, welche für ihre Anwendung als schattenspendendes Deck oder Markise zur Abkühlung offener Räume wie zum Beispiel für Sportanlagen, touristische oder andere Zwecke notwendig sind. Dabei stellt sich in der Zone unter der Abdeckung oder dem Sonnenzelt ein Zustand thermischen Wohlbefindens aufgrund der Erniedrigung der Strahlungstemperatur ein, die ihrerseits eine Erniedrigung der tatsächlichen Temperatur bewirkt, sogar wenn es zu einer Zirkulation der Außenluft kommt.
Der für die erwähnten Objekte geeignete Schutzschirm muß gegenüber Infrarotstrahlung Xn dem Wellenlängenbereich von 8-13 pm transparent soin, darf jedoch gegenüber Sonnenstrahlung nicht transparent sein, deren Wellenlänge unter etwa 3 P"1 liegt (gewogene mittlere Transparenz im Soimenspektrum unter etwa O,1).
Die erfinduiJgsgemäße Abdeckung besteht aus einem Zweifarbenfilm oder einer-Mai'kise und, unter Berücksichtigung der Forderung, daß dioser Film gegenüber· Sonnenstrahlung eine govlnge Transparenz besitzen soll, hängt die Leistung ab von der Reflexionsstärke der Abdeckung gegenüber der Sonnenstrahlung auf ihren beiden entgegongesotistcn Seiten, Die dem Himmel zugewandte Filmseite soll die höchstmögliche Gesamtsonnenr«fler.ionsstärke (spiegelnd tsnd diffus)
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zeigen, vorzugsweise über 0,6 (gewogenes Mittel im Soimenspektruiu) ; anderenfalls lieben die absorbierte Sonnenstrahlung und die durchgelassene teilweise die vie auch immer erzeugte Abkühlung auf.
Auf der dem Strahler zugewandten Seite, besonders wenn es ein selektiver Strahler ist, soll der Film vorzugsweise absorbiei'end sein (durchschnittliche Sonnenabsorptionsstärke über 0,7» d.h. 70$), um zn gewährleisten, daß der Auteil an Sonnenstrahlung, der dank deren teilweiser Transparenz durch die Abdeckung fällt und von dem Strahler reflektiert wurde, vonfiegend von dem Schutzschirm selbst absorbiert wird, und nicht von dem Strahler aufgrund eines Multireflexionsprozesses.
Gemäß der Erfindung besteht nun das Abdeckelement aus mindestens einem Film oder einer Folie aus einem für Infrarotstrahlung zwischen 8 und 13 pm transparenten Material, vorzugsweise aus Polyäthylen und/oder Xthylencopolymeren, denen Pigmente und/oder Farbstoffe zugesetzt sind, um den Film auf der Seite, die der direkten Sonnenstrahlung zugewandt ist, vorwiegend diffus (weiß) reflektierend und auf der gegenüberliegenden Seite absorbierend (dunkel)fUr Wellenlängen unter 3 W& zu- machen, wobei der so additionierte Film eine gewogene mittlere Reflexionsstärke (reflectance) im Sonnenspektrum über 0,6 auf der oberen, der Sonne ausgesetzten Seite und unter 0,3 auf der gegenüberliegenden Seite sowie einen gewogenen mittleren Lichtdurchlaßgrad (transmittance) im Soiinenspektrum nicht über etwa 0,1 zeigt.
Das als Sclm!;y;chirm füx· selektive und nicht selektive Strahler
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geeignete Abdeekelerneut besteht vorzugsweise aus zwei miteinander verbundenen Filmen aus Polyäthylen und/oder Äthylencopo^oneren, wobei einer weiß ist und mindestens ein weißes Pigment, ausgewählt aus ^iO2, CaO, MgO und ZnS, in Gewichtsverhältnissen zwischen 2 und 20$ für Filme einer Dicke von 25-100 pn enthält, und wobei der andere schwarz ist und mindestens einen Färbstoff oder ein Pigment ausgewählt aus Kobaltoxid und Ruß enthält, wobei das Kobaltoxid für* Filme einer Dicke von etwa 25 bis 100 vaa. in einem Gewichtsverhältnis zwischen 1$ und 5$> der Ruß in einem Gewichtsverhältnis zwischen 0,1$ und 0,5$ bei Filmen einer Dicke von etwa 25-100 um vorgesehen ist und wobei die Konzentration dieser Additiva jeweils in Abhängigkeit von der Dicke des Films und der Korngröße der angewandten Pigment gewählt wird, vsa die gewünschten optischen Eigenschaften zu erzielen.
Praktisch wurde gefunden, daß das gegenüber Infrarotstrahlung •transparente Material, das zur Herstellung dieser erfindungsgemäßen Schutzdecks am moisten geeignet ist, in geeigneter Weise additioniertes hochdichtes PolyKthylen ist, Dieses Polymere hat tatsächlich die geeigneten optischen Eigenschaften, da es mit Filmen einer Dicke von 100 pm eine Absorption in dem 3-13 pm— Bereich zwischen 10 und 15$ besitzt. Auch Polyäthylen geringer Dichte hat sich für die Zwecke dor Erfindung als geeignet gezeigt, obwohl dann die Absorption bei 100 um dicken Filmen 15 bis 20$ beträgt.
Was die Addifciva betrifft, so hat sich gezeigt, daß die zweckmäßigste und geeignetste Substanz Titandioxid TiO,, in all seinen
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Ίο
morphologischen Fonaen ist. Die anderen genannten Verbindungen sowie weitere Verbindungen analoger Eigenschaften können füx* diese und andere spezielle Zwecke verwendet werden, wobei die geeignete Dicke, Konzentration und Korngröße bestimmt werden müssen»
Was die schwarzen Additiva betrifft, so ergeben Kobaltoxid wie Ruß hervorragende Ergebnisse, Bei Filmen, die mit irgendeinem Rußtyp dor bekannten Rußaxten wie Kanalruß, Furnaceruß oder Spaltruß additioniert wurden, konnten praktisch entsprechende optische Eigenschaften festgestellt werden.
Die Korngröße der Pigmente soll vorwiegend unter 5-8 um liegen, jedoch nicht zu vial, damit nicht dor Diffusionsgrad im Soxmenspektrum merklich verringert wird oder Packungsprobleme in der Her«· Stellungphase des Films entstehen,
Anderei'seits. können die stark absorbierenden Pigmente auch Korngrößen aiifweisen, die beträchtlich unter den genannten ¥ert&?i liegen, da es nicht notwendig ist, daß sie diffusiv sind.
In der Praxis wurden hervorragende (nahe beim theoretischen ¥ert liegende) Ergebnisse dadurch erzielt, daß zwei 50 pn dicke Filme miteinander verbunden wurden, von denen der eine geweißt war durch Zugabe des TitandioxLds Rubil(mittlex"s Korngröße 0,3 pa) i» einem Gewichtsverhältnis zwischen 5 und 10$, und wobei der andere geschwärzt war durch Zugabe von 2 bis 8 Gew.-^ Co2°3 (durcu-Bchnittliche Korngröße 3 um) oder von 0,2 bis 0,8 Gew.~$ Ruß vom
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HT-Typ rait der Startdai-d-Korngröße 0,5 /-*m» wie er durch das bekannte thermische Verfahren erhältlich ist (siehe Kirk- Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Band 4, Intense. Publ, 1964).
Zur Hei'stelltmg dieser verbundenen Filme kann man nach irgendeinem der bekannten Verfahren arbeiten wie zum Beispiel: durch getrenntes Strangpressen oder Druckformen der zwei verschieden gefärbten Filme und anschließendes Verbinden derselben mit Klebstoff oder unter ¥ärme und Druck; durch gleichzeitiges Strangblasen der beiden Filme, wobei der eine auf der Innenseite des anderen zu liegen kommt (co-extrusion) und durch gleichzeitiges Beschichten der beiden Filme unter dynamischen Bedingungen (Extrusionsbeschichtung).
Gemäß einer in den Rahmen der Erfindung fallenden Ausführungsweise kann dieses optisch selektive Abdeckelement ausgehend von einem einzigen weißen Polyäthylenfilm erhalten werden. Hierzu Λν-ix'd sine Seite schwarz gefärbt, zum Beispiel durch Anstreichen, Spritzen,Ablagern etc. Es kann aber auch, umgekehrt, von einem einzigen transparenten Polyäthylenfilm ausgegangen werden, bei dem die eine Seite durch Malen, Spritzen odei· dergleichen weiß und die gegenüberliegende Seite schwarz oder in einem bestimmten Grad mit einer schwarzen Farbe gefärbt wird. Es ist aber auch möglich, nur eine Seite zuerst weiß zu färben und dann auf die weiße Schicht eine schwarze Schicht oder umgekehrt aufzubringen, ohne hierdurch die Funktionen der Färbung au ändern, dio, wie bereits angegeben, dazu dient, die Filme gegenüber direkt oder
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diffus einfallenden Sonnenstrahlen auf vorwiegend diffuse Weise reflektierend und auf der gegenüberliegenden Seite, gegenüber derselben Strahlung, absorbierend zn machen.
Die Anwendung eines verbundenen Schirms des oben beschriebenen Typs (d.h. vorwiegend diffus reflektierend nach oben, absorbierend nach unten) ermöglicht die Aufrechterhaltung einer großen Transparenz in dem 8-13 pn Bereich und gleichseitig einer großen Reflexionsstärke und einer geringen Transparenz im oonnenspektrum. Dies bringt eine geringfügige Aufwärmung mit sich und damit geringere thermische Verluste gegenüber dem Strahler. Ferner wird, besonders wenn der Strahler selektiv ist, es möglich, die Transmission des Schirms im Sonnenspektrum ziemlich hoch (und damit auch zwischen 8 und 13 pn) zu halten, da der von dem Schirm durchgelassene und von dem Strahler zurückreflektierte Anteil der Sonnenenergie vorwiegend von der dunklen Fläche des vorspringenden Schirms selbst absorbiert wird, anstatt vom Strahler selbst, was hingegen infolge eines Prozesses multipler Reflexionen zwischen dem Strahler und einem Schirm mit demselben Lichtdurchlässigkeitsgrad geschehen würde, der auch stark nach unten reflektieren würde.
Gemäß einer anderen, ebenfalls in den Rahmen der Erfindung, wenn auch mit weniger günstigen Ergebnissen fallenden Ausführungsweise der Erfindung kann der selektive Schirm aus einem Polyäthylenfilm bestehen, der mit einem Gemisch weißer und schwarzer Pigmente in geeigneten Anteilen additioniert ist. Auch in diesem Fall zeigt
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sich, der Film immer transparent in dem atmosphärischen Fenster und wenig transparent im Sonnenspektrum, wo er in vorwiegend diffuser ¥eise reflektiert und absorbierend ist.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern:
Beispiel 1
Ein zum Aufbau eines selektiven Schirms für Kühleinrichtungen geeigneter Polyäthylenfilm geringer Dichte mit einer Gesamtdicke von etwa 100 pin wurde wie folgt erhalten:
Durch Formgießen wrircfa ein weißer Polyäthylenfilm mit einer Dicke von 50 pt hergestellt, der 7»5 Gew.-$ Titandioxid in Form von Rutil mit einer durchschnittlichen Korngröße von 0,3 P*& enthielt» Zur Erzielung einer vollkommenen Dispersion des Pigments wurde ■vorzugsweise getrennt davon ein Gemisch von Polyäthylen mit kofi Pigment hergestellt. Dieses Gemisch wurde dann dem Polymeren, das stranggepreßt werden sollte, in einem solchen Prozentsatz augegeben, daß das Pigment in dem Film genau dem obigen Prozentsatz entspricht.
Nach demselben Verfahren wurde ein 50 Λ*™ dicker schwarzer Polyäthylenfilm hergestellt, der 3 Gew.-^ Co2°3 mi* ei»er durchschnittlichen Korngröße von 3yum enthielt, wobei vorzugsweise das Pigment wie für den weißen Film in einem Polyäthylen-Gemisch vordispergiert wurde.
Die so hergestellten beiden Filsne wurden dann unter Wärme und Druclc miteinander verbunden zu einem Bicolorfllm mit einer Gesamt-
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dicke von etwa 100 um.
Der so erhaltene verbundene Film zeigte die folgenden optischen Eigens chaft en:
Weiße Seite - Sonnendurchlässigkeit 0,10
Sonnenreflexionsstärke 0,70
IR-Durchlässigkeit (8-13 pm)" O3 7^
Schwarze Seite - Sonnendurchlässigkeit 0,11
- Sonnenreflexionsstärke 0,10
- IR-Durchlässigkeit (8-13 Jim) 0,75 Die IR-Durchlässigkeit (8-13 um) des Ausgangsfilms (100 um) war 0,80
Unter den Bezeichnungen "Sonnendurnhlässigkeib" bzw. "Sonnendurchlässigkeitsgrad" (transmittance) und "Sotmenreflsxionsstärke" ödex^Solarreflexionsstärke" sollen hier und in den folgenden Beispielen jeweils die Durchschnittswerte (weighted mean) der jeweiligen Durchlässigkeit3~ uxid Reflexions stärkenwerte des Sonnenspektrums verstanden werden.
Der so erhaltene Zweifarbenfilm wurde als Abdeckung odor Schutzschirm für eino selektive Kühlvorrichtung verwendet, vie sie schematisch in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist« Darin trägt ein Stützrahmen 1 aus halbstarrem geschäumtem Polystyrol mit einer HUho H von 10 cm an seiner Oberseite den Zweifnrbenschutzschirm einer Gesaaitdicke von 100 tun, der wie oben angegeben erhalten wurde und eine weiße Oberseite 3 sovie eino schwarze
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Unterseite k aufweist· Am Boden des .Rahmens 1 ist ein selektiver Strahler 5 befestigt- der aus einer Trägerplatte bestellt, deren Oberseite init einem 12,5 pm Polyvinylfluoridfilia beschichtet ist, dessen Unterseite durch Metallisierung (Aluminierung oder dergleichen) spiegelnd bzw. spiegelähnlich gemacht ist.
Zur Bestimmung der Ablcühlleistung dieser Vorrichtung, die eine
2 wirksame strahlende Oberfläche von 1 m besitzt, wurde in Kontakt mit dem Strahler darunter ein Gefäß gestellt, das mit einer 20 cm dicken Schicht aus geschäumtem Polystyrol thermisch isoliert war und das etva 15 1 Wasser enthielt.
Unter Bedingungen klaren Himmels erreichte das Wasser in dem Gefäß in einer Küstengegend auf Meereshöhe innerhalb von Zh Stunden eine Temperatur von etwa 17 C» mit einer Variation zwischen minimal etva. 15 C in der Nacht und maximal etwa 19 C am Tag, während die Umgebungstemperatur zwischen etwa 16 C in der Nacht tmd 28°C am Tag in Schatten variierte,
Beispiel 2
Ein hochdichter Polyäthylenfilm mit einer Enddicke von etwa 100 pm wurde direkt durch Laminieren zu einer Doppelschicht (Dicke jeder Schicht 50 Jim) erhalten. Dabei wurde als weißer Bestandteil dasselbe Titandioxid wie in Beispiel 1 in einer Konzentration von 7,5 Gew.-$, als schwarzer Bestandteil Ruß vom MT-Typ (durchschnittliche Korngröße 0,5 pn) - anstelle des Kobaltoxids - in einer Menge von 0,3 Gew,~$ angewandt. Die optischen Eigenschafton des so erhaltenen Zweifarbenfilms waren wie folgtχ
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.../13
Weiße /fejLfce - Solarduxchlässigkeit 0,08
Solarroflexionsstäx'ke 0,65
IR-Durchläesigkeit (8-13 pn) 0,78
Schwarte Seite - Solardurchlässigkeit 0,09
Solarroflexionsstäxke 0,09
IR-Durchlässigkcit (8-13 jam) 0,78
Der 100 um dicke Ausgangsf iliu, d.h. der Film ohne Farbbestand teile, zeigte eine XiI- Trans ρ arenz in dem 8-13yum Bereich von 0,83. Dieser Bicolorfilm erwies sich als besonders geeignet zur Anwendung als Abdeckung von selbstkühlerden Platten des in Beispiel 1 beschriebenen Typs. Hit solchen Platten wurde ein. Kühlraum τ;υ t einer Grnndfläche von k m~ gebaut, der dann mit etwa 2'iO 1 Was sei· bei durchschnittlicher Zimmertemperatur gefüllt wurde. Obwohl die Tictterbedincungen uiigünstiß· varea - es war häufig bewölkt xuicl neblig ~ zeigte die Temperatur innerhalb des KühJ.rauras nach k Tagen, wahrend sie noch im Abnehmen begriffen wax', einen Abfall von 10 bis 12 C gogenubei' der maximalen Außeiitempei'atur tind von etwa 2 bis 3* C gegenüber der minimalen !Taclri; temper at ui', die etwa 3 bio 9 C miter der maximalen Tase.otemperatux' lag. Bereits nach wenig mehr 0.I« 36 Stunden hielt sich die Xnnentemperatur isollis ü wiLUrend des ganzen Laufs von 2h Stunden unterhalb der minimalen Nachttcmpex'atur«
ol. .3,
Ein Blnolorfilm 'vLncr Gosamtdicke von 100 um wurde diu-ch Verbinden ο ine s weißiMi, 75 i.un dicken, hochdichten Pol.yütuylenfilnis
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Al-
rait oineui scliwarz;en, 25
erhalten.
dicken Polyäthylenfilin goringox' Dicke
Zur Herstellung des weißen Films wurde nach, dem in Beispiel 1 angegebenen Verfahren einem hochdichten Polyäthylen 5 Gew. -$ Titandioxid-Piginent zugegeben« Der schwarte Film wurde erhalten durch Zugabe von 8 Gev.-$ Kobaltoxid zu Polyäthylen geringer Dichte,
Der durch Verbindung in an sich bekannter Weise erhaltene Film zeigte die folgenden optischen Kißonschafbein
¥eißo Seite
Sonnendurchläijsigkei fc 0,08
Sonnenreflexionsstärke 0,70
IR-Durchlässigkeit (8-13 pn) 0,78
■■??-?u..?gjiiiS "* Sonnendnrchlässigkeit S onnojir e £1 exi ons s t ärke IR~I>urchlässigkeit (8~
0,08 0,10 0,78
Mit deia nach diesem Beispiel erhaltenen Film "wxurde eine schafctenspendende Eini'ichtung i'ür große belüftete Bereiche hergestellt, d.h. ein Dach mit einem Rahmen (iVramcwork «hed) ohne perimetrale Kinfassnngen, wobei als Dach nur dex> oben beachriebsno Film dienfc, Dio pirysbloyiacho Empfindung unter diesem Schirm war die einer grtSßeren Kühle als sie durch traditionelle opake Sonnenzelts im atmosphärischen Fenster er seugt wird. Diese Wirkung beruht tiuf
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dom Absinken der mittleren Sfcrahlun/jijteiuperatur mid ist beicrn» als "umgekohrter Treibhaus effekt" (reverse hothouse effect).
Beispiel h
Ein hochdichter Polyäthylen-Bicolorfilm mit einer EnddLcke iron etwa 50 Um wurde durch, die Verfahren gemäß Beispiel 2 erhalten· Dieser Film bestand aus zwei gleichförniigeii Scliichtöii gleicher Dicke, jedoch ve'oschiodoiior "ParbTing, Die vox.Oo Eoinpononho beistand aus 14 Gew»-^ rutilischeia Titandioxid, vährend die sclu/arzo Schicht ο,6 Gc-W,~c/> Ruß vom MT~Typ enthielt* Dio Korngröße der angegebenen Additiva ist dieselbe wie in dem tfoiiaimten
Die optischen Eltonschaften des Bicolox-filais varoii wie :folgt:
Weiße Seite
Soxmendurchlässiökeit 0,09 Sonnenreriexioiia stärke 0,67 IR-Durchlässigkeit (3-13 pi) 0,82
Schvarze Seite
Sonnenclurch-lüesigkeit 0, 11
Sonnenref le.Tcionss tärko 0,09
IR-Durchlässiglceit (8-13/ua) 0,83
Beispiel. _3.
Nach dem Verfahren von Beispiel 2 wurde ein liochdiohfcox· Polyäi:hylen-Bicolorfilin mit oinor Enddicke von etwa 200 yum erhalten. Dor PMu besband aus zwei gleichförmiijon Schichten gleicher Dick;.·, aber aus verschieden gefärbtem Material.
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Die -WeLQe Konipoiioirfcrs enthielt 4 Gey,-}a Titandloxid vom Uutiltyp, während die schwarze Seite 2 Gew.~$ Kobaltoxid Co O enthielt. Die mittlox'e Korngröße der ex'wähiiten Zusätze tvai* jeweils etwa O, 3 πω und 3 /im.
Die optischen Eigenschaften des Bicolorfilms waren die folgenden:
0,O8
Sonnenrcf lexioufjstax-ke 0,72
IR-Durchläösigkcit (8-13 jam) 0,66
ö el »-i/^^gjo^JjoJ-Jig. ™ Soiuiendnrcliläsaii^keH; 0,08
Sonneiii'eirie.TJ.oD.Kstärke 0,09
IR-Ourcixlässißkeit (8-13 p«) 0,66
'}λ <>Λ. β ρ ie .1^ j6
DixrcHx Strangblason wurde ein grauer, hoclidichtei·, etv/a 100 pm ■ ücke;.- Pol^'atliyJcnfilm crlialten, dor ein Geniä.sch. von 7» 5 (τον« Μ"''.0_ in Form von Rutil (durchschnittliche Korngröße 0,3 /im) •jjO.'j Gei/,-ίά Ruß vom MT-Typ erlialtoxi.
Dor F-«.Im zeigte die folgenden optischen Eigenschaften:
0,01
j harke 0, ^3
t (8-I3 !tun) 0,'*8
!no-'' «Ion. oliiiiren. Hm".,-3ρio.i.on trarden Oicotox'i'i.ii'io vex':5oh.iedoner Dicke
hergestellt. Gemäß der Erfindung körnten aber· a^ich !Mira« Tti.tt größerer oder kleinerer Dicke erhalten verdön, Tatsächlich, kajtn die Abdeckung aucli in grüOez'en Didcen (als in dea Beispielen) erhalten verden, obwohl es sich, gezeigt hat, daß die Strahlungseffizienz des Strahlers iia ataosphärischen ienster progressiv als Folge einer größeren Absorption abniuaat^ *nLe sie typisclierweise Taei einea Polyätliyletifiln in dem 8-13 /2» BereicJi mit wachsender Dicke auftritt. Solch größere Dicken Icosmen für besondere mechanische, ästlietische und andere ürforderjrlsse vorgesehen werden, vorausgesetzt, daß die Konzentration der Zusätze entsprechend reduziert wird, daait das Produkt von Dicke χ Konzentration jedes Additivs annähernd konstant gehalten wird» In analoger ¥eise können die Dicken auch, weiter verringert werden,
Mit den erfindungs gemäß en gefärbten Filmen können verschiedene Typen von Abdeckelementen oder Markisen, die horizontal oder schräg sein können, hergestellt werden.¥ährend sie die Sonnenstrahlung in die darunterliegende Zone nur in einem verringerten und gewünschten Anteil eintreten lassen, begünstigen sie andererseits die Ausstrahlung der infraroten Strahlen. Infolgedessen etabliert sich unter diesen Abdeckungen oder Markisen eine effektive Temperatur, die niedriger als die Temperatur ist, die unter denselben Lichtbedingungen bei konventionellen Abdeckungen herrschen würde, und auch geringer als die Raumtemperatur, weshalb eine natürliche Konditionierung bzw. Klimatisierung (conditioning) Wolter Flächen (umgekehrte Treibhäuser) möglich ist , Das heißt, es wird möglich, Sportanlagen oder touristische Plätze zu beschatten, ebenso wie landwirtschaftliche Kulturen und dergleichen
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28Q1665
zu schützen» Wenn ferner diese kühlenden, schatteiispoiidcnden Markisen in losem Kontakt zur Bedeckung von Nahituigismittelxi (z.B* Fz*üchten, Gemüse, etc«) verwendet werden, welche offen verderben würden, können sie diese Nahrungsmittel "bei einer Temperatux> halten, die unter der Ratuntempei-atur liegt und damit das Verderben derartiger Lebensmittel verzögern.
Vor allem können diese gefärbten Markisen auch verwendet werden, vwi ggf· aufblasbare Dächer herzustellen und wirksame Schutzeinrichtungen für Tanks mit flüchtigem und/oder entzündlichem Inhalt. Diese Markisen können auch mit verstärkenden Rippen und verschiedenen ornamentalen Mustern ausgestattet werden, damit sie zu der Umgebung, in der sie angewandt werden, passen.
Der gefärbte Film der Erfindung findet eine sehr effektive Verwendung bei der Herstellung von stx'ahlenden ICühleinrxchtungen, die in voller Sonne arbeiten können. Dabei handelb es sich um . Einrichtungen, die außer aus einem Stützrahmen aus isolierendem Material und aus einem selektiven Strahler bekannten Typs (wie oben beschrieben) wie die üblichen selektiven Kühleinrichtungen oben einen gefärbten Schirm gemäß der Erfindung aufweisen, durch den sie abgeschlossen sind.
Durch dio Anwendung dieser gefärbten Schutzschirme kühlen die Kühlßinriohtungeii um 10 bis 20°C ab, wenn die der Sonne ausgesetat werden und finden somit eine wertvolle Anwendung bei der Klimatisierung von Räumen oder der Herstellung geeigneter Kühleinrichtuiagon oder Kühlraum©, die für höchst verschiedene Zwecke Tag und Nacht hindurch arbeiten,
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. '32-
Le e rs e
ite

Claims (1)

  1. 28Q1665
    grücheji
    1» Abdeckelement rail; selektiven optischen Eigenschaft en, besonders geeignet als Schutzschirm für Einrich tauigen zur Kühlung durch Strahlung, gekennzeichnet durch mindestons einen Film oder eine Folie aus einem für Infrarotstrahlung sswischen 8 und 13 im transparenten Material aus vorzugsweise Polyäthylen und/oder Äthylen-Copolymeren, denen Pigmente und/oder Farbstoffe zugesetzt sind, um den Film auf der Seite, die der direkten Sonnenstrahlung zugewandt ist, vorwiegend diffus (weiß) reflektierend und auf der gegenüberliegenden Seite absorbierend (dunkel) für ¥ellenlängen unter 3 ium ζυ· machen, wobei der so additionierte Film eine durchschnittliche Reflexionsstäx^ke (reflectance) iai Sonnenspektrum über 0,6 auf der oberen, der Sonne ausgesetzten Seite und unter 0,3 auf der entgegengesetzten Seite sowie sine gewogene mittlere Reflektanz bs;w, eine gewogene mittlere Durchlässigkeit (traiisKiittanoo) iia Sonnenspektrum nicht über etwa 0,1 zeigt.
    2, Abdeckelement nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei miteinander verbundenen Filmen aus Polyäthylen und/odor Äthylen-Copolymeren besteht, wobei einer weiß ist und Mindestens ein weißes Pigment, ausgewählt aus TiO2, CaO, ZnS und MgO, in Gewichtsverhältnissen zwischen 2$ und 20$ für Filme eiiior 33icke von etwa 25-100 tun enthält, und wobei der andere schwarz ist und mindestens einen Farbstoff oder oin Pigment, ausgewählt aus Kobaltoxid und Ruß, enthält, wobei das Kobaltoxid für Films einer Dicke von etwa 50 um ■In «jinera Gewichtßverhälfcnis zwischen vfo tmd 5$, dor Ruß in
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    ,,,/2C
    ORIGINAL INSPECTED
    einem Gewichtsverhältnis zwischen 0,1 % und 0,5 % bei Filmen einer Dicke von etwa 25-100 um vorgesehen ist und wobei die Konzentration der Additiva in Abhängigkeit von der Dicke des Films und der Korngröße der angewandten Farbstoffe und Pigmente gewählt wird.
    3. Abdeckelement,nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschieden gefärbten Filme aus hochdich-tem Polyäthylen bestehen und daß jeder vorzugsweise etwa 50 um dick ist,
    4. Abdeckelement nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der weiße gefärbte Film aus einem Polyäthylen einer Dicke von etwa 75 um, und der schwarze Film aus einem Polyäthylenfilm einer Dicke von etwa 25 um besteht,
    5. Abdeckelemant nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als weißes Pigment vorzugsweise das Titandioxid
    Rutil und als schwarzes färbendes Material Kobaltoxid bzw. Ruß angewandt wird.
    6. Abdeckelement nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pigmente eine durchschnittliche Korngröße unter dem Bereich von 5-8 um haben.
    7. Abdeckelement nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese färbenden Materialien in Mischung miteinander in dem Ausgangs-Polyäthylenfilm inkorporiert werden, wobei ein Film erhalten wird, der auf beiden Seiten im veserit-
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    21
    lichen grau ist und die gev/ünschten Eigenschtxf ten aufviei
    8. Abdeckelement nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es die Form einer Markise aufweist und sum Abdecken großer geschlossener oder belüfteter Bereiche geeignet ist, V7obei die Markise für spezielle Anwendungen verstärkende oder ästhetische Elemente besitzt.
    9. Verwendung des Abdeckelements nach den Ansprüchen 1 bis anstelle eines einfachen Polyäthylenfilms als Schutzschicht für Kühleinr-ichtunga; die einen gegebenenfalls selektiven Radiator enthalten.
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