Članci

Staklo koje se samo čisti

Još 2002.godine na sajmu u Duesseldorfu najveći proizvođači stakla na svijetu -Pilknigton i Saint Gobain-predstavili jedno od slobodno možemo reči od revolucionarnih dostignuča-staklo koje se samo čisti.(eng.Self-cleaning glass)

Već nekoliko godina na tržištu su dostupne prevučene površine koje odbijaju nečistoću.Najčešća primjena im je kod opeke ,fasadnih boja ili kupaonskih pločica.Ta nova generacija proizvoda koja nam daje mogučnost večeg komfora stanovanja,smanjenje troškova čišćenja proizvodi se ciljanom modifikacijom površina.Upotrebljavaju se hidrofilna,fotokatalitična svojstva te lotos-efekt.

POVRŠINE

Hidrofilni,hidrofobni proizvodi ili površine koje se temelje na lotos efektu,imaju zajedničku funkciju koja se temelji na ponašanju orošavanja tekučina na oplemenjenoj površini .

Kod hidrofobnih (odbijaju vodu )površina-voda se odbija .Stvaraju se kuglaste kapljice koje se mogu otkotrljati i pri tome sa sobom pokupiti i čestice prašine.Hidrofobne čestice mogu se proizvoditi nanošenjem tankog organskog sloja (npr.fluorirani silani)ili proizvodnjom definirane mikrohrapavosti.

Kod hidrofilnih (privlače vodu )površina-događa se upravo suprotno :voda se širi u ravnomjerni film koji otječe s površine i ne ostavlja nikakav trag uslijed sušenja .

Pod površinom s lotos-efektom podrazumijevamo (hidrofobnu )prevlaku koja odbija vodu,ima mikrostrukturu i nalikuje površini lista lotosa,gledano mikroskopom ravnomjerno su raspoređeni tzv.brda i dolovi.Ta površina sprečava širenje vode i nastaju kuglaste kapljice.Umijeće je prenijeti tu strukturu površine lista lotosa na tehničke površine npr na staklo.Jedna od mogučnosti je staviti fine čestice u organsku suspenziju ili gel,nanjeti je na površinu i onda ostaviti organsku matricu da se stegne za vrijeme otvrdnjavanja .Čestice strše iz matrice koja ih povezuje i na taj način tvore potrebnu hrapavost .

Hrapave površine lakše prihvačaju i zadržavaju nečistoću.Organski talozi npr i otisci prsta mogu biti problematični za takvu vrst slojeva budući da se mijenja ponašanje orošavanja.

Kod staklenih tuš-kabina već se godinama uspješno primjenjuju hidrofobne površine bazirane na lotos efektu,dakle nisu presvučene mikro hrapavim slojem.U ovom slučaju na staklo se nanosi organska tekućina npr prskanjem ili se natrlja krpom koja vodi do orošavanja u svrhu odbijanja vode.Te prevlake smanjuju taloženje vodenog kamenca budući da se voda kliže u kapljicama .

Otpornost hidrofobnih slojeva je u unutarnjem području odlična,kod vanjskih primjena npr kod prozora i fasada organski se sastavni dijelovi uslijed vremenskih utjecaja razgrađuju i sloj nakon kraćeg vremena gubi svoju funkciju.Potrebno je osvježavanje prevlake što je jednako novom nanošenju .

Fotokatalitične površine odvračaju organske naslage (taloge)npr taloženje čađe ili otiske prstiju,pomoću svjetla i tako se neprestano čiste .

Uz to je efekt fotokatalize povezan s hidrofilnim svojstvima tako da se stvara vodeni film koji uslijed sile teže otječe,a da ne nastaju rubovi od sušenja.Sloj djeluje kao katalizator za reakciju razgradnje i pri tome se ne troši .

SAMOČISTEĆE STAKLO

Takve oplemenjene površine osim estetskog dijela,smanjuju trošak čišćenja Fotokatalitične površine označavaju se kao "samočisteće".Ali što se podrazumijeva pod tim pojmom ?

Pojam "samočišćenje "potječe iz hidrografije.U Ekološkom leksikonu nalazi se definicija :"pod samočišćenjem se smatra prirodna razgradnja organskih opterečenja.Ako organski štetne tvari dospiju u vodu tamo se pomoću biljnih i životinjskih organizama kao i kisika razgrađuju i ćine neštetnima.Taj proces se zove samočišćenjem.Preneseno na samočisteće površine to znači da uvjeti okoliša imaju utjecaja na čistoću površine.Pri tome s razlikuje ugrađuje li se takovo staklo u Alpama-gdje je zrak čišći i ima manje prašine ili npr u blizini aerodroma .

Proces samočišćenja dovodi do manjeg onečišćenja prozorskih stakala.To znači dulja razdoblja između čišćenja a time i manje troškove čišćenja .

FOTOKATALITIČNI EFEKT

I fotokatalitično staklo ima svoj uzor u prirodi :kod biljaka klorofil pretvara co2 sadržan u zraku u biljni (organski )materijal .Fotokatalitični sloj ide obrnutim putem-on razgrađuje organska onečišćenja koja se nalaze na staklu.Taj se proces odvija bez prekida dokle god ima danjeg svjetla a sloj traje koliko i samo staklo.Prevlaka se sastoji od titanovog dioksida .

Kišnica stvara ravnomjeran vodeni film koji otječe pod utjecajem sile teže.Na taj se način ostakljenje brzo suši bez ostataka.Kombinacija obaju efekata -razgradnja prljavštine i izbjegavanje tipičnih ostataka uslijed sušenja-vodi do smanjenja troškova čišćenja.Fotokatalitičnom je staklu potrbno uv zračenje (dnevno svjetlo )kao i kiša,kako bi se moglo ostvariti potpuno samočisteće djelovanje .U vanjskom području ima u svakoj situaciji ugradnje dovoljno udjela uv zraka a danjem svjetlu za fotokatalizu .Funkcija je ostvariva kako na južnom tako i na sjevernom položaju jer sjena nema negativnog utjecaja.Ukoliko dijelovi krova sprečavaju dolazak kiše,moguće je taloženje prašine,a isto je moguće i u ljetnim mjesecima kada je smanjena količina padalina.Pomaže pljusak ili međučišćenje koje se odvija jednostavnije od običnog pranja prozora budući da na staklu ima manje organskih naslaga.Uglavnom je dovoljno samo ispiranje vodom ,sušenje nije potrebno .

UZAJAMNO DJELOVANJE BRTVILA I SAMOČISTEĆEG STAKLA

Hidrofilne se površine ne podnose sa silikonima.Silikoni i slični materijali,kao npr silani spomenuti kod tuš kabina,hidrofobiraju površine.Ukoliko silikon dospije na hidrofilnu površinu,voda se više ne može raširiti u film.Kod fotokatalitičnih stakala za prozore ili fasade kao brtva između stakla i okvira često se upotrebljavaju silikonske mase.One sadrže uljaste sastavne dijelove koji također nakon stvrdnjavanja iskliznu van iz fuge na staklenu površinu.Ako su fotokatalitična stakla na taj način postavljena,rubno područje postaje hidrofobno i funkcija je ometena .Kod visokoreflektirajućih,srebrnasto sjajnih slojeva na vanjskoj strani,silikonski sloj na rubu stakla uzrokuje veće prihvačanje prljavštine a time i neravnomjeran izgled stakla.Kvaliteta silikona,a posebno sadržaj ulja,određuje širinu hidrofobiranog ruba.Visokovrijedne varijante silikona siromašne uljima zasad nisu pogodne za brtvljenje fotokatalitičnog stakla.Riješenje tog problema su mase za brtvljenje bez silikona npr na bazi ms polimera.Ti umjetni materijali bez silikona mogu osigurati hidrofilnu funkciju cijelokupne staklene površine sve do zabrtvljene fuge.Alternativno se fotokatalitična stakla mogu montirati sa sustavima suhog ostakljivanja (brtveni profili )u PVC ili aluminijske prozorske i fasadne profile.

MOGUČNOSTI PRIMJENE

Samočisteće staklo koje ima fotokatalitični sloj od titanovog dioksida može se upotrebljavati u svim slučajevima koji se mogu realizirati s brtvilima bez silikona.To su npr.PVC ili drveni prozori ,stakleni vrtovi,stakleni krovovi kao i primjena u fasadama .

Fotokatalitično staklo se može kombinirati sa svim uobičajenim funkcijama,što znači da se može izvesti kao prednapregnuti ESG tj kaljeno (sigurnosno staklo iz jednog komada)ili laminirano (lamistal )u više slojeva,ili kao IZO staklo povezano toplinskim,sunčevom i zvučnom zaštitom .

Idealno se primjenjuje kod udara kiše direktno na staklo kada se prašina može redovito ispirati.No i na stranama objekta koje su zaštićene od vremenskih nepogoda ili su zaklonjene krovom,ovo staklo ima prednosti .Organske naslage ,npr čađa ,također se kontinuirano razgrađuju.Čišćenje stakala je jednostavno,a sušenje nije potrebno zbog hidrofilnog efekta .