Szélvédőzsír és közlekedésbiztonság – 1. rész

Igazán pikáns témát hozunk nyári cikkeink sorába. Komoly műszaki témának nem mondanánk, ám a közlekedésbiztonságra gyakorolt hirtelen ijesztő sokkhatása miatt nem legyintendő a szélvédő utastér felőli oldalán felvastagodó, és váratlanul, napszög függvényében, hirtelen átláthatatlanságával ránkrémisztő szélvédőzsír. Belekenegettük magunkat a témába!

Csak esztétikai bosszúság?

A jelenség első pillantásra ártalmatlan esztétikai bosszúságnak tűnik – egy kicsit homályos az üveg, majd egy körkörös törléssel el is felejtjük az egészet. Első ránézésre ártalmatlan esztétikai bosszúságnak tűnik: egy kicsit homályos az üveg, a szem hozzászokik, a vezető megszokja, hogy "ilyen ez az üveg". A valóság ennél alattomosabb – és ezt a következő fejezetekben mutatjuk be részletesen: honnan ered pontosan ez a réteg, miért éppen alacsony napállásnál válik hirtelen, figyelmeztetés nélkül közlekedésbiztonsági kockázattá, és hogyan lehet tartósan megszabadulni tőle.

A valóság azonban ennél makacsabb és alattomosabb: a réteg szórt fényben szinte láthatatlan, a szem hozzászokik, a vezető megszokja, hogy "ilyen ez az üveg" – egészen addig, amíg a nap alacsonyan, csaknem érintőlegesen nem kezdi el sütni a szélvédőt. Ilyenkor az addig ártalmatlannak hitt film hirtelen milliónyi apró fényszóró ponttá alakul, és a vezető pillanatok alatt egy fátyolfényes tejüveg mögül próbálja kivenni az előtte araszoló forgalmat, a látóterébe kerülőket pedig lehet abszolút nem látja, mert egy csapásra megszűnik a látótere. A koccanás még hagyján, de egy potenciális gázolásnak, pedig tragikum lehet a vége, kétes kimenetelű felelősségre vonási procedúrával. Kerüljük el, felvilágosítással és gondossággal!

Egyáltalán mi ez a makacs felkenődés a szélvédőn?

A szélvédő belső oldalán idővel kialakuló, szabad szemmel gyakran alig látható bevonat nem egységes anyag, hanem több forrásból származó, egymásra rakódó rétegek keveréke.

Kémiai összetétele szerint három fő komponensből épül fel: a műszerfal, a kárpit, a ragasztók és a szigetelőanyagok lágyítóiból, amelyek hő hatására kigázosodnak a levegőbe, majd a hidegebb üvegfelületen lecsapódnak; a vezető és az utasok bőrének faggyúrétegéből (zsírsavak, trigliceridek, koleszterin, szkvalén), amely érintkezés és aeroszolos úton kerül a kabinlevegőbe; valamint a kilélegzett és bőrön keresztül távozó illékony szerves vegyületekből, dohányzó utas esetén kiegészülve nikotin-kátránnyal. Ez a kémiailag kevert, molekuláris szinten összetapadt réteg az, amit mi most egyszerűen "szélvédőzsírnak" nevezünk.

Az iparág maga is ismeri és szabványosítva vizsgálja a jelenséget: a német autóipari szabvány (DIN 75201) "fogging"-nak, azaz homályosodásnak nevezi, és kifejezetten arra fejlesztették ki, hogy a gyártók előzetesen kiszűrhessék azokat az anyagokat, amelyek túlzottan hajlamosak erre a kigázosodásra, lecsapódásra. A jelenség tehát nem egyedi tisztasági hiányosság, hanem minden zárt, fűtött-hűtött utastérrel rendelkező jármű elkerülhetetlen, fizikai-kémiai velejárója – csak az intenzitása és az észrevehetősége változik jármű, klíma, éghajlat és utazási szokások szerint.

Részletesebben

A kialakuló film a jármű belső tere folyamatos "lélegzésének" mellékterméke. A műszerfal, a kárpit, a ragasztók és a szigetelőanyagok lágyítói hő hatására folyamatosan illékony szerves vegyületeket bocsátanak ki – nyáron, tűző napon parkoló autóban a műszerfal felszíni hőmérséklete akár 70-80°C fölé is felkúszik, ilyenkor a kigázosodás intenzitása is a többszörösére nő, majd ezek a kigázosodó az anyagok a hidegebb üvegfelületen kondenzálódnak, mivel a szélvédő belső oldala jellemzően hűvösebb, mint a kabinlevegő.

A műanyagipar a lágyságot, hajlékonyságot és minőségi tapintású belső teret lágyítószerekkel (plasztifikátorokkal) éri el – ezek nélkül a műszerfal, az ajtókárpit vagy a kormánykerék bevonata kemény, törékeny, viaszos tapintású lenne. A hagyományos lágyítók (ftalátok, elsősorban DINP, DIDP, illetve az utóbbi évtizedben egyre inkább az egészségügyi aggályok miatt visszaszorított DEHP) molekulaszerkezetileg nem kötődnek kovalensen a polimerlánchoz, hanem fizikailag "beékelődnek" közé, csökkentve a lánc merevségét - mivel nincs kémiai kötés, a lágyítómolekulák idővel, hő hatására migrálnak a felületre, majd onnan a levegőbe. Ennek a migrációnak a sebessége exponenciálisan függ a hőmérséklettől. Szobahőmérsékleten (20-25°C, 3,4×10⁻⁵ Pa) a folyamat elhanyagolható ütemű, gyakorlatilag évekre elnyúló egyensúlyi állapotban van. Tűző napon parkoló autóban azonban a műszerfal felszíni hőmérséklete – fekete vagy sötétszürke anyagok esetén különösen – nyáron rutinszerűen eléri, sőt meghaladja a 80-90°C-ot is, mérési adatok szerint extrém esetben akár 100°C közelébe is kúszhat. Ezen a hőmérsékleten a lágyítók gőznyomása nagyságrendekkel magasabb, mint szobahőmérsékleten, ami azt jelenti, hogy a kigázosodás üteme drasztikusan, akár egy-két nagyságrenddel is felgyorsulhat egyetlen forró nyári nap alatt. De a folyamat forrásai nem korlátozódnak a látható belső burkolatokra. A ragasztók – amelyekkel a kárpitot, a hangszigetelő habokat és a fejbélés anyagát rögzítik a karosszériához – szintén oldószer- és lágyítómaradékokat tartalmaznak, amelyek a gyártás után hónapokig, akár évekig folyamatosan kigázosodnak, bár csökkenő ütemben. Az akusztikai szigetelőhabok, a kábelkötegek PVC-szigetelése, sőt maga a szélvédőfólia (a rétegelt biztonsági üveg köztes PVB-rétege) is potenciális kibocsátó, bár utóbbi hozzájárulása jellemzően kisebb.

Miért éppen az üvegen csapódik ki

A kigázosodó anyagok önmagukban nem a szélvédőt „keresik” – a kondenzáció fizikai törvényszerűség kérdése. A kabin levegőjében lebegő, gáz halmazállapotú VOC-molekulák akkor csapódnak ki folyékony vagy szilárd fázisba, amikor egy olyan felülettel érintkeznek, amelynek hőmérséklete a molekula harmatpontja (kondenzációs hőmérséklete) alá esik. A szélvédő belső oldala éppen ezért kerül az útba, mert kívülről a külső levegő, míg belülről a kabinlevegő éri, és üvegként jó hővezető, rossz hőszigetelő tulajdonságai miatt tipikusan hidegebb, mint a kabin levegőjének átlaghőmérséklete, különösen menet közben, amikor a homlokfelület hűl a menetszél és a külső hőmérséklet hatására. Ez teszi az üveget a kondenzáció "preferált" felületévé a kárpit vagy a műanyag burkolatok érdes, pórusos felületével szemben, amelyek a lecsapódott anyagot inkább megkötik, nem pedig látható filmként mutatják.

A folyamat így egy folyamatos körforgást ír le: nappal, meleg időben a kabin belseje kigázosít, éjszaka vagy hidegebb környezetben a hidegebb üvegfelület kondenzálja ki a felhalmozódott VOC-terhelést – ismétlődő ciklusban, amely hónapok, évek alatt egyre vastagabb, egyre nehezebben eltávolítható réteggé áll össze.

Az emberi eredetű hozzájárulás

A szélvédő belső filmjének kialakulásában maga az ember is számottevő forrás: a légzés és a bőr folyamatosan illékony szerves vegyületeket juttat a zárt utastér levegőjébe, miközben az utasok hőt és vízgőzt is termelnek. Kontrollált klímakamrás vizsgálatokban négy nyugalomban ülő személy teljes testből származó illékony-szervesanyag-kibocsátása ózonmentes környezetben átlagosan 2180 ± 620 mikrogramm/óra/fő volt, amelyben a kilélegzett vegyületek domináltak; külön mérve a bőr 164–518 mikrogramm/óra/fő, a légzés pedig 286–1030 mikrogramm/óra/fő közötti összes kibocsátást adott. Referenciaértékként tehát nyugalomban nagyságrendileg 0,5–2 milligramm/fő/óra emberi eredetű illékony szerves anyaggal érdemes számolni, bár az érték a mérési módszertől, a személytől és a környezeti feltételektől jelentősen függ. Az aceton mind a légzésben, mind a bőrkibocsátásban az egyik meghatározó komponens; aktivitás közben a kibocsátás tovább nőhet: szakirodalmi referencia szerint a gyalogló személy acetonkibocsátása 873 mikrogramm/fő/óra, míg nyugodt ülésnél 240–470 mikrogramm/fő/óra nagyságrendű. A bőrfelszíni faggyú egyik fontos alkotója, a szkvalén az utastérben jelen lévő ózonnal reakcióba lépve többek között acetont, geranil-acetont és 6-metil-5-heptén-2-ont hozhat létre; sűrűn foglalt repülőgép-kabinok vizsgálataiban az emberi bőr és az ózon közötti reakció a gázfázisú oxidációs termékek több mint feléhez hozzájárulhatott, más becslések pedig a teljes illékony-szervesanyag-terheléshez való hozzájárulását akár 70 százalékra tették. Ehhez társul az ember hő- és nedvességtermelése: egy nyugalomban ülő felnőtt nagyságrendileg 70–80 watt érzékelhető hőt és mintegy 50–60 watt párolgással járó látens hőt, összesen körülbelül 120–140 watt hőteljesítményt ad le. Négy utas így már hozzávetőleg fél kilowattnyi összes hőterhelést jelenthet a kis térfogatú kabinban. Ez növeli a levegő hőmérsékletét és nedvességtartalmát, miközben az utasok folyamatosan szerves vegyületeket is bocsátanak ki. Ez önmagában nem bizonyítja, hogy az emberből kibocsátott teljes szervesanyag-mennyiség a szélvédőn köt ki, azt viszont jól mutatja, hogy egy zsúfolt, rosszul szellőztetett autóban az utasok a műanyagok és ragasztók kigázosodása mellett önálló, mérhető forrásai annak a szervesanyag-, hő- és páraterhelésnek, amelyből a hidegebb üvegfelületeken idővel összetett, fényt szóró belső film alakulhat ki.

Folytatjuk!