Vuilwerende oppervlaktes

Uit Technotheek
Ga naar: navigatie, zoeken
Vuilwerende oppervlaktes
250px
Eigenschappen
Categorie: Producteigenschappen en -functies
Originele auteur: Eelco Anninga en Yorrit van der Staay
Jaar: 2010
Wikipedia link: Lotus effect

Inhoud

Inleiding

Door veel recente ontwikkelingen op het gebied van water- en vuilafstotende technieken, kunnen oppervlaktes, die behandeld zijn met deze nieuwe coatings, tegenwoordig makkelijker worden schoongemaakt. Voor de ontwikkelingen van deze technieken is goed naar de natuur gekeken. De globale werking en toepassingen van deze coatings worden in deze datasheet behandeld.

Beschrijving en eigenschappen

Hydrofoob

Hydrofoob. De hoek tussen het oppervlak en het oppervlak van de waterdruppel is groot (>90 )

In de jaren 70 zijn de zelfreinigende eigenschappen van het blad van de Lotusplant ontdekt. Op basis hiervan zijn coatings ontwikkeld die deze zelfreinigende eigenschap imiteren. Deze coatings zijn, net zoals dit blad, hydrofoob (“Een aversie voor water hebbend”). Het contactoppervlak tussen het water en het oppervlak van het behandelde voorwerp is hierbij sterk verkleind en de hoek tussen het oppervlak en het oppervlak van de waterdruppel is groot (>90) waardoor de waterdruppels als het ware iets boven het oppervlak blijven liggen. Bovendien is water polair en de coatings zijn apolair waardoor de afstoting extra wordt versterkt. De vuilwerende eigenschap ontstaat doordat de adhesie tussen het water en de vuildeeltjes groter is dan de adhesie tussen het water en het oppervlak en tussen de vuildeeltjes en het oppervlak. Het vuil wordt dus samen met het water afgestoten.

Hydrofiel

Hydrofiel. De hoek tussen het oppervlak en het oppervlak van de waterdruppel is erg klein (<30 )

Oppervlaktes die door middel van hydrofiele coatings vuilwerend zijn gemaakt hebben uiteindelijk hetzelfde resultaat als hydrofoob gecoate oppervlaktes. Alleen nu op de totaal tegenovergestelde manier. Hydrofiel staat namelijk voor “een affiniteit voor water hebbend”. Dit houdt in dat hij van water “houdt”. Doordat de oppervlaktes zo glad mogelijk zijn gemaakt wordt de hoek tussen het oppervlak en het oppervlak van de waterdruppel zo klein (<30) dat zich een zeer dunne waterfilm vormt. Hierdoor stroomt het water er snel af en kun je beter door bijvoorbeeld gecoat glas blijven heen kijken. Het water trekt tussen het vuil en het oppervlak van het product en neemt zo het vuil mee.

Schematische weergave van een hydrofoob oppervlak (linker plaatje) en van een hydrofiel oppervlak (rechter plaatje).

Anti-statisch

Statische lading trekt stofdeeltjes aan, wat dus niet wenselijk is. Bovendien kan de lading voor een schok zorgen als je in aanraking komt met het oppervlak. Er zijn twee manieren waarop het opbouwen van die lading kan worden tegengegaan:

  • Natuurlijke methode. De lading moet worden afgevoerd via constante aarding. Bij een auto kan dit worden gerealiseerd door een strip van de carroserie naar de aarde.
  • Chemische methode. Een spray bestaande uit geleidende polymeren en water en alcohol als oplosmiddel. Het oplosmiddel verdampt en er blijft een doorzichtige, geleidende laag over die het opbouwen van statische lading verhindert.

Toepassingen

Hydrofoob

  • Verwerkt in autolak, tegen water en vuil
  • Op polarisatie filters voor camera, tegen water en vuil
  • Op muren zodat deze niet vies worden
  • Op autoruiten, zodat water, ijs, vuil, insecten niet aan het raam blijven zitten
  • Voor extreme afstoting tussen boot en water, zodat de boot sneller kan varen (5% sneller volgens fabrikant TCnano) doordat de weerstand met het water wordt verminderd
  • Op delen van apparaten die onder water zijn, zodat er geen planten zoals algen op groeien
  • Op douchedeur en spiegel zodat zeep en vuil meteen worden weggespoeld
  • Coatings op textiel zodat gemorst voedsel makkelijk te verwijderen is

Hydrofiel

  • Glas coating

Anti-statisch

  • Allerlei soorten textiel waarop anders lading zou worden opgebouwd

Voordelen

Hydrofoob

  • Geen streepvorming op ruiten
  • Minder kans op ongelukken, want minder schoonmaken
  • Meer tijd voor andere dingen

Hydrofiel

  • Geen streepvorming op ruiten
  • Minder kans op ongelukken, want minder schoonmaken
  • Meer tijd voor andere dingen

Anti-statisch

  • Vormen van stoflaag wordt tegengegaan
  • Gaat opbouwen van lading (die schok kan veroorzaken) tegen

Nadelen

Gelden voor al deze drie coatings:

  • Aanpassing productieproces (indien de coating al tijdens productieproces wordt aangebracht)

Milieuaspecten

Gelden voor al deze drie coatings:

  • Voordelen
    • Minder schoonmaakmiddelen en/of water nodig
    • energiebesparing (inspanning en apparaten voor schoonmaken)
  • Nadelen
    • Extra materiaal (coating) nodig
    • Lastiger te recyclen door extra materialen

Leveranciers en kenniscentra

Hydrofoob

Hydrofiel

Anti-statisch

Persoonlijke instellingen
Naamruimten
Varianten
Handelingen
Navigatie
Hulpmiddelen