Uitlegparty: coatings maken gadgets 'waterproof'

Laten we eerlijk zijn, heeft iedereen dat niet eens gehad? Telefoon zoek, en je ontdekt het ding rondjes draaiend in de wasmachine. Of iemand stoot z'n koffie om over je tablet. Je telefoon glijdt bij je toiletbezoek uit je broekzak en zo in de wc-pot. Je zoontje van 2 dunkt je iPod in het aquarium.

Elektronische apparatuur kan gewoon niet tegen vocht. Die wijsheid is al zo oud als de weg naar Rome. Maar specifiek voor handheld-gadgets is dat toch wel heel erg jammer. Het zal daarom ook niet verbazen dat de wens om elektronisch gadgets waterproof te maken op de tweede plaats naar voren komt bij een poll onder consumenten. Tweede, na de meest gehoorde wens voor een grotere batterijcapaciteit.

Coatings

Twee jaar geleden schreven we al eens over de nieuwe waterafstotende coatings door bedrijven als HzO en Liquipel, destijds nog in een beginfase. Intussen zijn er al enkele Android-smartphones en -tablets die goed tegen een spatje water kunnen.

Vroegere telefoons die doorgingen voor water- en stofbestendig waren altijd behoorlijk bulky. Met overal flexibel rubberen flapjes en ringen om zo goed en zo kwaad als het kon alle openingen te dichten. Bekende voorbeelden daarvan zijn de Nokia 5100 die uitkwam in 2003 en de Nokia 5500 Sport uit 2006. Maar de huidige 'waterproof'-smartphones zijn net zo dun, licht en plat als de modellen die dat niet zijn. Hoe kan dat?

Waterdichte telefoon van vroeger: Nokia 5500

IP-code voor stofbestendig

De weerbaarheid van een gadget tegen water en stof wordt weergegeven met een zogenaamde IP-code, de International Protection Marking. Deze code is in het leven geroepen om een beetje een maat te geven voor wat vage termen als waterproof of stofbestendig. Een typische waarde voor een Oticon-gehoorapparaat is bijvoorbeeld IP57. Het eerste cijfer van het getal zegt iets over de grootte van het 'penetreerproduct'. Waarbij een 2 bijvoorbeeld weergeeft dat er geen openingen zijn waar vingers in kunnen. Wat bijvoorbeeld nuttige informatie kan zijn voor een wandcontact doos. Een 5 is een indicatie voor bestendigheid tegen penetratie ter grootte van stof. Wat overigens niet hetzelfde is als volledig afgesloten voor stof, dat wordt weergegeven met een 6.

De Kindle Paperwhite kan ook mee naar het strand

Dubbele IP code voor waterafstotend

Het tweede cijfer van het getal wil op een zelfde manier iets zeggen over de bestendigheid tegen water. Het kan voorkomen dat een device 2 ratings heeft. Dit komt omdat de waterprotectieschaal een beetje raar in elkaar zit. Zo is er een rating voor onderdompelen, maar ook voor bescherming tegen waterstralen. Dus bij een IP55/IP57 rating voor de Sony Experia Z wil de tweede 5 van de eerste IP code zeggen dat deze Experia tegen een 15 minuten lange waterstraal kan van 12.5 liter per minuut met een druk van 30kPa op een afstand van 3 meter. En de 7 in de tweede IP-code wil zeggen dat deze telefoon ook 30 minuten lang 1 meter diep ondergedompeld in water overleeft.

Snorkelen wil niet

Het is overigens interessant om te zien dat de onderdompelschaal maar tot 3 meter gaat. Je zou dan zeggen dat snorkelen met de telefoon in de hand om foto's van de vissen te maken nog zou moeten kunnen. Maar vergeet niet dat het aanraakscherm onderwater nauwelijks onderscheid meer kan maken tussen een touch van je vinger of van al het water dat overal op het aanraakscherm drukt. Daarvoor zul je toch echt een speciale behuizing moeten aanschaffen.

Steeds meer gehoorapparaten zijn ook waterproof

Welke spelers?

De bekendste spelers op het gebied van elektronische apparatuur waterafstotend maken zijn P2i, HZO, Waterfi en Liquipel. Waarbij de laatste onlangs zelfs een samenwerking is aangegaan met de succesartiest Pharrell. De artiest zelf wil deze water afstotende eigenschap ook in zijn kleding lijn introduceren. Alleen Waterfi en Liquipel bieden op dit moment de mogelijkheid om na het aanschaffen van de elektronische apparatuur de coating te laten aanbrengen door het naar hun op te sturen.

Wat snuffelen op Google Patents leert overigens dat HZO net een patent heeft aangevraagd voor een techniek voor het aanbrengen van een protective coating op al geassembleerde producten voor consumenten. Dus wellicht dat zij dit dus ook in de toekomst gaan aanbieden.

Wie doet het met wie?

Ok, dat is fijn om te weten. Maar welke gadgetproducenten gebruiken dan welke coatings bij hun productie? Daar is eigenlijk nog niet zoveel van bekend. Tot nu toe weten we alleen dat de P2i coating te vinden is op sommige Motorola-producten en waarschijnlijk ook op die van Sony en Samsung. HZO werkt met NavELite en TAG Heuer. En Waterfi biedt een behoorlijk range aan merken op hun website aan die na het opkopen voorzien zijn van hun coating. Liquipel daarentegen lijkt zich meer direct op de consument te richten.

Veel wearables en fitnessgadgets moeten ook tegen regen en zweet kunnen

Hoe werkt het?

Verder zoekwerk op Google Patents laat ook zien dat er toch de nodige verschillen zijn in de manier waarop de elektronische apparatuur water afstotend worden gemaakt. HZO heeft een patent op bescherming van metaal en elektronische apparatuur door aanbrengen van een ultradun laagje van een paryleen polymeer door middel van opdampen. Waarbij opdampen simpelweg wil zeggen het blootstellen aan de dampen van het verhitte materiaal, wat vaak in een vacuümsysteem gebeurt.

Paryleen is een populair beschermingsmateriaal waarbij het polymeer bestaat uit een backbone van afwisselend 2 koolstof atomen en een benzeen ring met wat zijgroepen. Het is bekend van dit materiaal dat de dekking extreem goed is. Dat wil zeggen, het vormt een nette compacte film in de kleinst mogelijk hoekjes en en gaatjes. Daarbij is de ultra dunne film zelf ook nog eens zeer uniform, waardoor het bijna niets doorlaat, dus ook geen water.

Teflon

P2i heeft een patent op een materiaal met veel fluor-koolstofgroepen, dat door gepulseerde plasmadepositie een polymeerlaag gaat vormen op het oppervlak. Plasmadepositie is een aanbrengmethode in vacuüm, waarbij door ontlading van de cathodes het basismateriaal geïoniseerd wordt en in gasfase aan een oppervlakte plakt. De aanwezigheid van al die fluorgroepen zorgt voor de water- en olie-afstotende werking, net zoals de bekende teflon laag op je pan.

Liquipel heeft op zijn beurt een patent op het gebruik van een iets ander materiaal, maar ook met veel fluorgroepen, en gebruikt in dit geval een 'continu' plasma, dus niet gepulst. Over de coating van Waterfi is nog niet veel bekend. Ze melden zelf dat het patent voor hun dubbele laag techniek nog in aanvraag is.

Kortom, voor alle coatings geldt dat het wordt aangebracht in vacuüm. Fabricagestappen die onder vacuüm omstandigheden plaatsvinden worden vaak als productievertragend gezien. Het zal daarom ook niet verbazen dat de coatingbedrijven ook productie-apparatuur ontwikkelen in een poging deze stap te versnellen en te populariseren.

Probeer dit thuis maar met je Xperia. Op eigen risico.

Hoe ver kunnen ze gaan?

We hadden al opgemerkt dat een touchscreen niet te gebruiken is onder water. Maar hoe zit het dan met de totale bescherming van het device? HZO geeft de IPX7-code (1 meter onderwater voor 30 minuten), maar meldt ook dat het nog beter kan, maar dat hangt af van de geometrie van het type device. Van P2i is dat niet bekend. Waterfi geeft daarentegen aan dat er door zijn 'dubbele laag'-technologie een bescherming mogelijk is tot een indrukwekkende 64 meter onder water!

Alleen voor ongelukjes!

Het is misschien belangrijk om te weten dat, ondanks de veelvuldige vergelijking met een waterproofcase, de meeste coatings vaak alleen bedoeld zijn voor bescherming tegen ongelukjes. Zoals Liquipel dat ook meldt zijn website. Er zijn al meerdere berichten van mensen die de coatings fanatiek gingen testen waarbij het apparaat al niet meer werkte na 48 uur.