Još 2002. godine na sajmu u Duesseldorfu najveći proizvođači stakla na svijetu – Pilknigton i Saint Gobain predstavili su jedno od, možemo slobodno reći od revolucionarnih dostignuća – 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 mogućnost većeg komfora stanovanja, smanjenje troškova čišćenja proizvodi se ciljanom modifikacijom površina. Upotrebljavaju se hidrofobna, 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 tekućina 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 sprječava širenje vode i nastaju kuglaste kapljice. Umijeće je prenijeti tu strukturu površine lista lotosa na tehničke površine npr. na staklo. Jedna od mogućnosti je staviti fine čestice u organsku suspenziju ili gel, nanijeti 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 prihvaćaju i zadržavaju nečistoću. Organski talozi npr. i otisci prstiju 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 prevučene 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 odvraćaju 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" potjeće iz hidrografije. U Ekološkom leksikonu nalazi se definicija: "Pod samočišćenjem se smatra prirodna razgradnja organskih opterećenja. Ako organski štetne tvari dospiju u vodu tamo se pomoću biljnih i životinjskih organizama kao i kisika razgrađuju i čine neštetnima. Taj proces se zove samočišćenjem. Preneseno na samočisteće površine to znači da uvjeti okoliša imaju utjecaja na čistoću površine. Pri tome se 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 C0 2 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 potrebno 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 sprječavaju dolazak kiše, moguće je taloženje prašine, a isto je moguće i u Ijetnim 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 fotokataličnih stakala za prozore ili fasade kao brtva izmedu 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 prihvaćanje 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. Rješenje tog problema su mase za brtvljenje bez silikona, npr. na bazi MS-polimera. Ti umjetni materijali bez silikona mogu osigurati hidrofilnu funkciju cjelokupne 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.
MOGUĆNOSTI 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, zimski vrtovi, stakleni krovovi, kao i primjena u fasadama. Fotokatalitično staklo se može kombinirati sa svim uobičajenim funkcijama, sto 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 toplinskom, 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.
Izvor: Časopis "PVC u Hrvatskoj"
