Optiques Traitements Hydrophobes et Oléophobes

Mardi 13 février 2024

Différence des traitements oléophobes et hydrophobes des optiques

Le facteur clé de différenciation entre les traitements oléophobes et hydrophobes des optiques, est mesuré par l'angle de contact et l'énergie de surface. Les traitements oléophobes des optiques, ont généralement un angle de contact de 105-120°, mesuré avec un goniomètre, tandis que les traitements hydrophobes des optiques ont généralement un angle de contact de ≤95°.

Actuellement, les traitements hydrophobes et oléophobes sont les plus utilisés. Parmi les utilisateurs les plus répandus de cette technologie de traitement, on trouve l'industrie des appareils grand public à écran tactile. L'industrie automobile s'adapte lentement à cette technologie car elle est plus sensible aux coûts, mais cette technologie commence à se répandre dans les caméras de vision arrière et de vision périphérique et les écrans d'habitacle des véhicules.

Le domaine de l'imagerie médicale commence à utiliser des traitements hydrophobes et oléophobes. Un exemple serait l'utilisation de ces traitements sur les extrémités des lentilles des endoscopes. Les lentilles endoscopiques voient évidemment beaucoup de liquides et d'huiles pendant leur utilisation, et il a été prouvé que le fait d'avoir un traitement oléophobe sur les extrémités de ces lentilles aide les médecins.

Applications d’imagerie optique

L'oléophobie fait référence à la propriété physique d'une molécule qui repousse l’huile. Les fluorocarbures sont déposés sur le substrat pour créer une monocouche qui repousse l'huile et l'eau. L'avantage supplémentaire des traitements oléophobes par évaporation est également l'hydrophobie ou la capacité inhérente de dispersion de l'eau. Cet avantage inhérent est vrai pour tous les traitements oléophobes par évaporation, mais pas nécessairement pour tous les traitements hydrophobes.

Comment fonctionne les traitements hydrophobes (HP3) ?

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Pourquoi les traitements HP3 fonctionnent-ils ?

Un traitement est qualifié d'hydrophobe lorsque la tension en surface du liquide appliqué est supérieure à celle du substrat ; à l’inverse, un traitement est hydrophile lorsque la tension en surface du liquide appliqué est inférieure à celle du substrat.

Les matériaux fluorés repoussent à la fois l'eau et l’huile.
 

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Processus de dépôt hydrophobe

Actuellement, les traitements oléophobes et hydrophobes des optiques sont appliqués par des procédés de dépôt sous vide et/ou en phase vapeur. Le dépôt sous vide de matériaux oléophobes et hydrophobes a lieu dans des chambres à vide pompées où une source d'énergie (généralement un faisceau d'électrons) vaporise un matériau diélectrique spécifique qui scelle sous vide la couche extérieure du substrat.

Une fois que l'épaisseur appropriée de matériau diélectrique est déposée sur le substrat, la poche de matériau diélectrique est alors fermée, et le matériau hydrophobe tourne en place et est vaporisé. Pendant qu'il est en suspension dans l'air, le matériau évaporé crée une liaison chimique permanente avec le diélectrique déjà déposé.

En raison de la minceur du traitement, l'effet sur les propriétés optiques du substrat est négligeable.
 

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Caractérisation du traitement hydrophobe : Mesure de l'angle de contact

La façon la plus simple de mesurer l'efficacité d'un traitement oléophobe ou hydrophobe des optiques, est d'utiliser un goniomètre, un instrument qui mesure l'angle de contact d'une goutte de liquide. L'angle de contact d'une goutte de liquide peut être mesuré en produisant une goutte de liquide sur un solide. L'angle formé entre l'interface solide/liquide et l'interface liquide/vapeur est appelé angle de contact. La méthode de mesure la plus largement acceptée consiste à examiner le profil de la goutte et à mesurer en deux dimensions l'angle au niveau de la ligne triphasée, comme le montre le graphique.
 

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Caractérisation du traitement hydrophobe : Roll-off Volume

Ce test est utilisé pour déterminer le volume des gouttelettes qui feront rouler trois gouttelettes (d'une solution mélangée particulière) sur la surface. Un exemple de procédure de test est décrit ci-dessous :

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