З настанням холодів кожен користувач очок стикається з небажаним явищем запотівання лінз, які виникають при вході з морозу в тепле приміщення. Запотівання лінз викликає різке зниження їх світлопропускання, що саме по собі небезпечно, а негайне протирання лінз підручними засобами - рукавичкою або рукавом - призводить до утворення подряпин і зниження терміну експлуатації очок. Від запотівання лінз, захисних щитків і масок в чималому ступені страждають і ті, хто займається екстремальними і зимовими видами спорту - пейнтболом, сноубордом, лижами, дайвінгом. У запропонованій вашій увазі статті ми розглянемо причини і можливі способи боротьби з явищем запотівання лінз коригуючих і спортивних очок.
Точка роси
З фізичної точки зору основна проблема запотівання - це зіткнення повітря з поверхнями, температура яких нижче точки роси. Точка роси - це температура, до якої повинен охолонути повітря при даному тиску, щоб міститься в ньому водяна пара досяг насичення і почала конденсуватися, тобто щоб з'явилася роса. Вода завжди присутній в повітрі у вигляді водяної пари, що й обумовлює його вологість, причому чим більше водяної пари міститься в кубічному метрі повітря, тим його вологість більше. Однак повітря може насичуватися вологою не безмежно - наприклад, при температурі 16 ° С в одному кубічному метрі повітря може містити не більше 13,6 г вологи. У разі перевищення цієї кількості при тій же температурі 16 ° С волога починає випадати з повітря у вигляді дрібних крапель - конденсату. Чим тепліше повітря, тим більше водяної пари він може містити. Чим нижче температура повітря, тим менше в ньому може міститися вологи - так, при 10 ° С в одному кубометрі повітря може бути присутнім не більше 9,4 г, а при 0 ° С - не більше 4,84 м Якщо повітря, що має температуру 16 ° С і що містить 9,4 г / м3 вологи почати охолоджувати, то при 10 ° С він буде насичений вологою максимально і його вологість досягне 100%. При подальшому зниженні температури з повітря починає випадати волога - конденсат.
Головне, що слід чітко розуміти при розгляді проблеми запотівання, - це те, що на конденсацію вологи в рівній мірі впливають обидва фактори: температура і вологість. Якщо в приміщення внесений з вулиці холодний предмет, то його більш низька температура і вологість повітря в приміщенні можуть в сукупності привести до утворення конденсату на поверхні цього предмета. Класичним прикладом такого випадку і служить запотівання зовнішньої поверхні лінз при вході з морозу в приміщення, що обігрівається.
Якщо ж при постійній вологості знизити температуру, то конденсація почнеться прямо в повітрі. Прикладом цього явища може служити утворення туману на трасах в низинах, з чим неодноразово стикалися багато водіїв. Якщо при постійній температурі збільшувати вологість, то також почнеться конденсація вологи, прикладом чого є запотівання дзеркала у ванній кімнаті при прийнятті вами теплого душу.
Основні способи запобігання запотівання
При попаданні з холоду в тепле приміщення лінзи внаслідок їх низької теплопровідності ще деякий час зберігають нижчу температуру, ніж температура навколишнього середовища. Це призводить до конденсації на їх поверхні найдрібніших крапель вологи з повітря, які і викликають зниження світлопропускання. Для зменшення цього ефекту в даний час застосовуються такі способи:
- модифікація поверхні лінз з метою надання гідрофільних властивостей;
- нанесення на лінзи гідрофільних покриттів;
- нанесення на лінзи гідрофобних покриттів;
- застосування спеціальних спреїв, олівців і серветок для обробки лінз;
- спеціальні конструкційні особливості спортивних очок, масок і щитків.
Слід зазначити, що проблема запотівання лінз може виникати при різних видах діяльності і різних температурних умовах, тому не доводиться говорити про якусь єдину методику оцінки ефективності способів боротьби з нею. Нам не вдалося знайти єдиних міжнародних або відкритих вітчизняних стандартів по оцінці стійкості лінз до запітніння, тому ми наведемо деякі методики, описані в літературі. Так, виробник спреїв для зниження запотівання окулярів для плавання рекомендує для оцінки ефективності обробки поміщати окуляри в морозильну камеру на 1 хвилину, після чого виймати їх. Добре оброблені лінзи можуть здаватися мокрими через конденсації, але не будуть пітніти (www.aquagoggles.com).
У статті, присвяченій модифікації поверхні оптичних виробів з полі-діетиленгліколь-біс-алілкарбонату, оцінку умовної стійкості до запітніння виробляли, вимірюючи за секундоміром час, протягом якого різкість зображення друкованого тексту при розгляді через випробуваний зразок починала знижуватися. Для цього зразок поміщали на хімічний стакан, заповнений на 4/5 об'єму водою з температурою 40 ° С і встановлений на лист газети.
На сайті інтернет-магазину науково-технічної інформації нам вдалося знайти інформаційний листок № 53-056-99 з інформацією про встановлення вітчизняного виробництва для визначення запотеваемості очкових стекол, призначеної для контролю і імітації запотівання оглядового скла захисних окулярів та інших засобів індивідуального захисту очей та обличчя . Повідомляється, що використовувана методика забезпечує отримання стабільних результатів і дозволяє контролювати зміна оптичних характеристик захисних окулярів за рахунок запотівання очкових стекол, а також здійснювати оцінку та порівняння їх за цим показником (www.rstd.csti.ru).
гідрофілізація поверхні
Гідрофільні покриття функціонують як губка, поглинаючи конденсується з повітря вологу. При цьому самі покриття набухають і значно погіршують свої абразивостойкие і адгезійні властивості, тому звертатися з гідрофільними покриттями слід з максимальною обережністю. До того ж ці покриття мають обмежену здатність до вологовбирання і можуть замерзати при повторному виході на холод, знижуючи свою ефективність.
Гідрофільні покриття сприяє більш швидкому розподіленню вологи по поверхні очкової лінзи і її випаровуванню. Дані лінзи рекомендуються до носіння тим, хто за родом діяльності в зимовий період змушений перебувати поза приміщеннями. При нанесенні «протівозапотевающего» покриття додається спеціальний компонент, який підсилює «незапотіваючий» ефект і збільшує термін служби покриття.
Гідрофільні покриття широко застосовуються для попередження запотівання захисних і спортивних очок. За оцінкою лікаря-офтальмолога, носіння таких окулярів не тільки надійно захищає очі, але і сприяє їх кращому зволоженню слізної рідиною, знижуючи потребу в зволожуючих краплях.
З метою забезпечення надійної експлуатації не рекомендується:
- доторкатися до внутрішньої поверхні лінз пальцями;
- змочувати окуляри водопровідною водою;
- впливати на окуляри хімічними розчинниками;
- мити їх за допомогою миючих засобів на основі поверхнево-активних речовин.
Але навіть при дотриманні всіх рекомендацій по догляду термін служби очок c гідрофільним покриттям складає всього кілька місяців.
гідрофобні покриття
Більшість виробників лінз пішли по шляху створення багатофункціональних покриттів. Стандартне багатофункціональне покриття складається з зміцнюючого шару, надійно захищає лінзи від подряпин і забезпечує адгезію до верствам просветляющего покриття, багатошарового просветляющего покриття, що забезпечує збільшення світлопропускання і зменшення відбиття від поверхні, а також завершального гидрофобного покриття. Саме зовнішнє гидрофобное покриття забезпечує стійкість лінз до зменшення світлопропускання внаслідок запотівання.
У захисних і спортивних окулярах можливе суміщення Абразивостійкий і гідрофобного покриття. Гідрофобні покриття наносять методом занурення або центрифугування; крім того, можлива полімеризація завершального гидрофобного покриття з мономерів, впорскується в газовій фазі в камеру установки. Гідрофобні покриття засновані на кремнійорганічних фторсодержащих матеріалах, що володіють мінімальною поверхневою енергією і низьким коефіцієнтом тертя. Ці матеріали забезпечують найменше змочування поверхні водою.
Принцип роботи гидрофобного покриття в умовах можливого запотівання полягає в відштовхуванні крапель води, які і створюють ефект помутніння. Через низьку адгезії краплі вологи швидко видаляються з поверхні, не вимагаючи протирання поверхні лінз.
Застосування спреїв і серветок
В асортименті багатьох оптичних салонів представлені спреї, а також серветки різних виробників, які забезпечують тимчасовий ефект захисту від запотівання. До складу композицій спреїв і серветок входять поверхнево-активні речовини (ПАР), які вибірково адсорбуються на поверхні лінз і забезпечують ефект незапотеванія. Молекули ПАР мають дифільну будова - полярну «голову» і гідрофобний «хвіст». Вони адсорбуються полярної складової на поверхні скла, а гідрофобна частина орієнтована перпендикулярно поверхні. В силу того що утримування молекул поверхнево-активних речовин здійснюється за рахунок сил фізичного, а не хімічної взаємодії, при експлуатації лінз молекули поступово покидають поверхню, і ефект незапотеванія знижується. В цьому випадку рекомендується повторити обробку спреєм або серветкою.
Наведемо методику обробки лінз, яка, з нашої точки зору, є найбільш правильною. Спрей слід нанести на поверхню лінз, після чого ретельно протерти їх чистою серветкою. Потім рідину необхідно повторно нанести на поверхню лінз, рівномірно розподілити пальцями і раніше використаної серветкою ретельно протерти лінзи (не рекомендується використовувати чисту серветку, так як при протиранні вона може видалити плівку адсорбувати поверхнево-активних речовин). Утворене покриття буде відштовхувати молекули води, перешкоджаючи утворенню каламутного конденсату вологи.
Рішення проблеми запотівання в спортивних окулярах
Запотівання лінз і масок спортивних очок, які герметично прилягають до обличчя, відбувається, як правило, зсередини. В цьому випадку охолоджується зовнішня поверхня лінз, а всередині очок створюється підвищена вологість повітря через дихання.
Основними способами попередження запотівання спортивних очок і масок є:
- Покращена система вентиляції, яка досягається завдяки перфорованої прокладці в місцях контакту оправи зі шкірою обличчя і за рахунок отворів у верхній частині лінз.
- Застосування систем активної вентиляції. Так, в окулярах «Turbo CAM» компанії «Smith» застосовується безшумний мікроелектронних вентилятор, який може працювати на малій потужності безперервно до 50 годин, переганяючи повітряні потоки через вентиляційні отвори, розташовані в найбільш важливих місцях, і тим самим не допускаючи навіть найменшого запотівання очкових лінз.
- Наявність термоблока - шару повітря між фільтрами, який вирівнює коливання температур.
- Наявність гідрофільного покриття з внутрішньої сторони лінз.
Для запобігання запотівання важливо правильне дихання. В першу чергу треба подбати, щоб видихається повітря не потрапляло на лінзи. Для цього необхідно забезпечити щільне прилягання прокладки очкової лінзи до носової і лобової частин обличчя. Вдихати повітря слід носом, видихати - ротом, по можливості вниз. Розуміємо, що в запалі гри встежити за диханням практично неможливо, але до цього треба прагнути.
Постійними тренуваннями можна опанувати технікою правильного дихання в масці. Вона стане в нагоді не тільки взимку, але і влітку. Разом з перерахованими вище способами правильне носіння маски і правильне дихання забезпечать значно меншу запотівання.
Інформація надана журналом Очкі.Net: все про окуляри і контактні лінзи.
Сторінка виявилася корисною? Поділіться нею в своїй улюбленій соцмережі!