DE60026458T2

DE60026458T2 - Ultraviolettes Strahlungssystem mit Materialien zur selektiven Strahlungsdämpfung

Info

Publication number: DE60026458T2
Application number: DE60026458T
Authority: DE
Inventors: Allan W. Jacksonville Kimble; John B. Jacksonville Enns; James A. Jacksonville Ebel
Original assignee: Johnson and Johnson Vision Care Inc
Current assignee: Johnson and Johnson Vision Care Inc
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: AU4718200A; BR0003325A; JP4526665B2; JP2001095900A; HK1032267A1; EP1069444A2; CA2314039C; CA2314039A1; CN1222322C; BRPI0003325B8; US6465799B1; CN1306864A; DE60026458D1; BR0003325B1; EP1069444B1; TW484142B; KR20010069989A; SG86417A1; KR101173932B1; EP1069444A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein UV-Strahlungssystem mit einem Material zum Erhöhen des Verhältnisses von erwünschter Strahlung zu unerwünschter Strahlung zu einem Ziel, die durch eine Strahlungsquelle geliefert wird.
Hintergrund der Erfindung
Das typische Zielmedium auf dem Gebiet der UV-Sterilisation oder -Desinfektion ist ein dauerhaftes (nicht absorbierendes, sich nicht verschlechterndes) Material wie etwa ein Metall, eine Keramik oder chemisch einfache Lösungen wie Wasser oder Salzlösung, wobei die betroffenen Energien typisch niedrig, d. h. weniger als 0,1 J/cm² pro Impuls Gesamtstrahlung oder 20 Watt/cm² für eine kontinuierliche Strahlungsquelle, sind.
Die Verwendung einer Hochenergie-Breitspektrum-Strahlungsquelle zum Deaktivieren von Mikroorganismen ist im Stand der Technik offenbart worden. Die US-Patente 5,768,853, 5,786,598, 5,034,235, 4,871,559 und 5,900,211 sowie WO96/09775 haben die Verwendung einer Breitspektrum-Strahlungsquelle zum Deaktivieren von Mikroorganismen in Nahrungsmitteln, Wasser und medizinischen Vorrichtungen offenbart. Für die Anwendungen der Breitspektrum-Strahlungsquelle ist der Schaden an den bestrahlten Artikeln wie etwa den Nahrungsmitteln, dem Wasser und den medizinischen Vorrichtungen durch die Strahlung nicht betrachtet worden. Die US-Patente 5,768,853 und 5,900,211 schlagen vor, daß das Kühlfluid um die Blitzlampen unter Verwendung ausgewählter Flüssigkeitslösungen mit erwünschten spektralen Transmissionsgrad-/Absorptionsgradeigenschaften durch eine Flüssigkeit zum Kühlen und/oder zur spektralen Filterung ersetzt werden kann. Es sind weder andere Materialien als Wasser für die Spektralfilterflüssigkeit vorgeschlagen worden, noch gibt es irgendeine Diskussion, welche Bereiche und/oder für welchen Zweck zu filtern sind. Das US-Patent 5,768,853 offenbart, daß das äußere Sicherheitsglas einer der beschriebenen Ausführungsformen kürzere Wellenlängen als 200 Nanometer (nm) herausfiltert, um die Bildung von Ozon außerhalb des äußeren Sicherheitsglases zu verhindern, obgleich die Zusammensetzung des Glases nicht offenbart ist.
WO 97/33629 offenbart ein Verfahren zur Sterilisation und zur Reinigung biologischer Seren und anderer verunreinigter Fluide durch die Deaktivierung von Krankheitserregern, indem sie einem genauen Spektrum von UV-Strahlung ausgesetzt werden. Das genau gesteuerte Spek tren der Strahlung ist spezifisch für den molekularen Aufbau der Krankheitserreger, um sie abzutöten, läßt aber die umgebenden Zellen, Proteine und anderen Komponenten intakt. Die biologischen Seren werden mit UV-Strahlung von etwa 200 nm bis 250 nm bestrahlt. Die spezifischen Wellenlängen, die eine optimale Abtötung jedes Virus, Bakteriums oder anderen Mikroorganismus liefern, sind in einem schmalen Bereich von 3,0 bis etwa 10,0 nm, vorzugsweise 3 bis 5 nm, bestimmt. Zur Steuerung der Wellenlängengröße und -änderung können ein Sender/Regler, ein Beugungsgitter oder ein anderes optisches Filter verwendet werden, wobei aber keine spezifischen Beispiele beschrieben sind. Das Belichtungszellenfenster, in dem das Serum angeordnet wird, ist aus Quarz, Saphir oder UV-Quarzglas hergestellt und kann mit einem Durchlaßmaterial wie etwa Polytetrafluorkarbon beschichtet sein, das ermöglicht, daß die UV-Strahlungswellenlänge unverfälscht hindurchgeht. Als eine UV-durchlässige Einwegauskleidung kann außerdem Teflon verwendet werden.
EPO 0277505 B1 offenbart eine UV-Strahlungslampe, die zum Sterilisieren von Flaschen verwendet wird. Die Lampe besitzt einen in dem Patent als ein Spiegel bezeichneten Reflektor, der eine dielektrische Beschichtung aufweist. Die dielektrische Beschichtung (dichroisches Filter oder Interferenzfilter) wird verwendet, um eine selektive Reflexion der UV-Strahlung zu erzielen. Der Reflektor kann mit mehreren Dutzend dielektrischer Schichten beschichtet sein, die jeweils eine Dicke von einem Viertel der Wellenlänge der Strahlung haben. Geeignete Materialien für die dielektrische Beschichtung enthalten AL₂O₃/NaF, Sc₂O₃/MgF₂, ThF₄/Na₂AlF₆, HfO₂/SiO₂ und PbF₂/Na₃AlF₆. Dielektrische Beschichtungen sind für die niederenergetische Absorption von UV-Strahlung geeignet, überstehen aber nicht die Anforderungen eines Hochenergiesystems und haben in einem Hochenergiesystem kurze effektive Lebensdauern. Ferner sind dielektrische Filter außerordentlich winkelempfindlich, so daß sie für einen geformten Reflektor, der den Einfallswinkel bei dem Filter ändert, unwirksam sind.
Lampenhersteller fügen häufig Dotiermaterialien zu der Lampenhülle in einer Lampe hinzu, um die Lebensdauer der Lampe zu verlängern. Je nach der Lampe und je nachdem, wofür sie verwendet werden soll, werden einige Dotiermaterialien so ausgewählt, daß sie die UV-Strahlung vollständig abschneiden, wobei z. B. in der Lampenhülle von Blitzlampen, die in Laseranwendungen verwendet werden, Ceroxid verwendet wird. Andere Dotiermaterialien werden so ausgewählt, daß sie den Anteil der UV-Strahlung kleiner als 180 nm, der Ozon erzeugt, abschneiden. Lampen mit diesen Dotiermaterialien werden als "ozonfreie Glühlam pen" bezeichnet. Weitere Dotiermaterialien werden zu der Lampenhülle hinzugefügt, um die Lampenhülle gegen Wärmestoß zu verstärken.
Für die Anwendung von Hochenergie-UV-Strahlung auf eine medizinische Polymervorrichtung haben die Erfinder bestimmt, daß der Schaden an der medizinischen Vorrichtung wegen der Strahlenbelastung betrachtet werden muß, da er die bestrahlte medizinische Vorrichtung für seinen beabsichtigten Zweck unbrauchbar machen kann. Es besteht ein Bedarf an Materialien und Wegen, um die Materialien in das Lampensystem aufzunehmen, um den erwünschten Anteil der UV-Strahlung, der schädlich für die medizinische Polymervorrichtung ist, zu dämpfen, ohne den erwünschten Anteil der UV-Strahlung, z. B. die keimtötende wirksame Strahlung, zu verringern oder erheblich zu verringern.
Die Erfindung
Erfindungsgemäß ist ein Hochenergiestrahlungssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 5 vorgesehen, das UV-Strahlung erzeugt und das ein selektiv dämpfendes Material enthält, welches das Verhältnis von erwünschter zu unerwünschter Strahlung erhöht, um den Strahlungsschaden an einem Ziel mittels selektivem Dämpfen von mindestens 30 Prozent der auf das dämpfende Material auftreffenden Strahlung von mehr als 180 bis zu 240 nm (250 nm in Anspruch 5) zu reduzieren und mehr als 50 Prozent der auf das dämpfende Material auftreffenden Strahlung von 240 nm und 280 nm (250 nm und 280 nm in Anspruch 5) lenkt.
Das Strahlungssystem nach Anspruch 1, das dämpfende Materialien umfaßt, die die Strahlung selektiv dämpfen, ermöglicht es, Ziele, die empfindlich für UV-Strahlung von 180 nm bis zu 240 nm sind, Hochenergie-UV-Strahlung auszusetzen. Diese Hochenergie-UV-Strahlungssysteme erzeugen Strahlung, die unerwünscht und die erwünscht ist. Ohne Dämpfung schädigt die unerwünschte UV-Strahlung die Materialien eines Ziels oder ändert die Eigenschaften eines Ziels gleichzeitig, wenn die erwünschte UV-Strahlung geliefert wird. Das Ziel kann ein beliebiges Material sein, das eine oder mehrere UV-empfindliche Zusammensetzungen umfaßt. Der Schaden an dem Ziel beinhaltet Farbänderungen organischer oder anorganischer Farbstoffe, Kettenspaltungen oder Änderung der mechanischen Eigenschaften von Polymeren oder anderen organischen Materialien oder verursacht eine Oxidation organischer Materialien. Durch selektives Dämpfen der unerwünschten Strahlung ist es möglich, ein Hochenergie-UV-Strahlungssystem an Produkten zu verwenden, die organische Produkte und anorganische Produkte enthalten, die ansonsten durch die Strahlung beschädigt würden, oder eine umfas sendere Klasse von Materialien zu behandeln, von denen einige einen niedrigen Schwellenwert für den Schaden haben, wenn sie der unerwünschten Strahlung ausgesetzt werden. Außerdem vereinfacht die Erfindung die Prozeßsteuerung für die zum Belichten UV-empfindlicher Ziele verwendeten Strahlungssysteme, da die Menge der nach der Dämpfung gelieferten unerwünschten Strahlung so angepaßt werden kann, daß sie unter dem oder wesentlich unter dem Schwellenwert für den Schaden an dem Ziel liegt, was mehr Spielraum in der Menge der Strahlung gibt, die geliefert werden kann. In den bevorzugten Ausführungsformen wird die Erfindung verwendet, um Polymerkontaktlinsen in Lösung in einer Polymerverpackung zu behandeln. Die UV-Strahlung schädigt die Kontaktlinsenpolymere, die Containerpolymere und die Lösungszuschlagsstoffe. Die Erfindung wird in Bezug auf Polymerzielmaterialien beschrieben; allerdings könnten durch das Verfahren der Erfindung selbstverständlich weitere UV-empfindliche Zielmaterialien behandelt werden. Eine wichtige Anwendung für die Erfindung ist die in einem Lampensystem für Laser, in der das Zielmaterial das Lasermedium, z. B. Laserfarbstoffe oder ein anderes organisches Medium, das empfindlich für UV-Strahlung ist, ist.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 eine graphische Darstellung des Absorptionsgrads pro Wellenlänge für verschiedene dämpfende Flüssigkeitsmaterialien;
2 einen Querschnitt einer Blitzlampe, die nicht in Übereinstimmung mit der Erfindung steht, da sie ein dämpfendes Flüssigkeitsmaterial aufweist;
3 einen Querschnitt einer weiteren Blitzlampe, die nicht in Übereinstimmung mit der Erfindung steht, da sie ein dämpfendes Flüssigkeitsmaterial aufweist;
4 einen Querschnitt einer Blitzlampe der Erfindung mit einem dämpfenden Feststoffmaterial;
5 einen Querschnitt einer weiteren Blitzlampe der Erfindung mit einem dämpfenden Feststoffmaterial;
6 einen Querschnitt einer weiteren Blitzlampe der Erfindung mit einem dämpfenden Feststoffmaterial; und
7 eine graphische Darstellung des Gleichgewichtswassergehalts eines Kontaktlinsenpolymers in Abhängigkeit von der Strahlungsdosis zu dem Polymer für Systeme mit und ohne dämpfende Materialien der Erfindung.
Das Strahlungssystem der Erfindung umfaßt eine Hochenergie-UV-Strahlungsquelle. UV-Strahlungsquellen, die in dem Strahlungssystem verwendet werden können, enthalten diskret oder kontinuierlich produzierende inkohärente Lampen wie etwa Blitzlampen, Bogenlampen (kontinuierlich oder nichtkontinuierlich), Deuteriumlampen oder Dauerstrich-Lichtquellen, z. B. Xenongas- oder Quecksilberdampf-Lichtquellen. Die UV-Strahlungsquellen sind hochenergetisch, d. h., sie erzeugen für eine Blitzlampe mehr als 0,1 J/cm² pro Impuls oder für eine Dauerstrich-Strahlungsquelle 20 Watt/cm², wovon vorzugsweise mindestens 1 Prozent der Strahlung von 240 bis 280 nm sind. Die derzeit bevorzugte UV-Strahlungsquelle ist eine Blitzlampe, die pro Blitz mindestens 1-J/cm²-Breitspektrumstrahlung (200–3000 nm) erzeugt, wovon mindestens 10 mJ/cm² pro Blitz UV-Strahlung sind. Die bevorzugte Anwendung ist die Sterilisation, insbesondere die Sterilisation von Kontaktlinsen (Ziel). Die für die Sterilisation erwünschte Strahlung ist die keimtötende Strahlung, die die Strahlung von 240 bis 280 nm enthält; wobei viele Literaturhinweise angeben, daß 254 nm die Spitze des keimtötenden Bereichs sind; allerdings tritt bei Belichtung mit der Strahlung unter 320 nm bis etwa 100 nm (nicht ionisierende UV-Strahlung) eine Zerstörung an dem Kontaktlinsenpolymer auf.
EP-A-00301642.5 offenbart, daß Strahlung mit Wellenlängen kleiner als 320 nm durch die Kontaktlinsenpolymere absorbiert wird und Kettenspaltungen in den Polymeren verursachen kann. Die am meisten zerstörende Strahlung ist von 180 nm bis zu 240 nm. (Wenn zur Beschreibung eines Bereichs der Begriff "bis zu" verwendet wird, bedeutet das, daß der Endpunkt in dem spezifizierten Bereich nicht enthalten ist.) Um die Zerstörung an den Polymeren des Ziels, z. B. eines Containers oder einer medizinischen Vorrichtung, durch Kettenspaltungen oder andere Mechanismen wegen der UV-Strahlung zu verhindern, schafft die Erfindung dämpfende Materialien und Wege, die dämpfenden Materialien in das Strahlungssystem aufzunehmen, um die unerwünschten Wellenlängen von mindestens einem Anteil der zerstörenden Strahlungsdosis zu dämpfen, bevor die Strahlung das Ziel erreicht. Ferner offenbart EP-A-00301642.5, daß die Energie der Strahlung (240 bis 280 nm) für den Mikroorganismus für die Sterilisation mindestens 18 mJ/cm² betragen muß.
Um das Polymerziel zu schützen, wird es bevorzugt, die Strahlung oder einen Anteil der Strahlung von 180 nm bis zu 240 nm oder mindestens größer als 200 nm bis zu 240 nm zu dämpfen. Allerdings kann es für einige Anwendungen bevorzugter sein, die Strahlung oder einen Anteil der Strahlung von 180 nm bis zu 250 nm zu dämpfen. Um die unerwünschte Strahlung zu dämpfen, um das Polymerziel vor Schaden zu schützen und die Bildung von Ozon zu verhindern, ist es nützlich, die unerwünschte Strahlung von 100 nm bis zu 240 nm zu dämpfen. Ideal würden 100 Prozent der Gesamtstrahlung mit den unerwünschten Wellenlängen gedämpft; allerdings sind selbst kleine Prozentsätze der Dämpfung der Bereiche der Wellenlängen der unerwünschten Strahlung nutzbar, da die Dämpfung das Verhältnis der erwünschten (z. B. keimtötend wirksamen) Strahlung zu der unerwünschten (z. B. schädigenden) Strahlung, die das Ziel, z. B. ein Polymer, einen Container und/oder ein Produkt erreicht, erhöht. Das Erhöhen des Verhältnisses von keimtötend wirksamer Strahlung zu schädigender Strahlung ermöglicht es, die Gesamtstrahlungsdosis zu erhöhen, falls dies für die Sterilität notwendig ist, und erleichtert es, das System zu steuern, wenn der Schwellenwert des Schadens an dem Polymer weit unter der Dosis für die Sterilität liegt.
Es ist bevorzugt, daß die dämpfenden Materialien der Erfindung mehr als eine 30-prozentige Verringerung der gesamten unerwünschten Strahlung, bevorzugterweise mehr als eine 60-prozentige Verringerung und am meisten bevorzugt mehr als eine 90-prozentige Verringerung der gesamten unerwünschten Strahlung liefern, die auf die dämpfenden Materialien auftrifft. Für die bevorzugten Ausführungsformen ist die unerwünschte Strahlung von 100 nm bis zu 240 nm oder mindestens von 180 nm bis zu 240 nm oder mindestens größer als 200 nm bis zu 240 nm. Es ist bevorzugt, mindestens einen Anteil aller Wellenlängen der in den spezifizierten Bereichen spezifizierten Strahlung zu dämpfen. Die dämpfenden Materialien dämpfen typischerweise nicht bei allen Wellenlängen in einem gegebenen Bereich mit einem einzigen Prozentsatz, so daß für einige Anwendungen bestimmte dämpfende Materialien besser geeignet sind als andere, oder es können Mischungen der dämpfenden Materialien verwendet werden, um bei bestimmten oder allen Wellenlängen in dem Bereich unerwünschter Wellenlängen verbesserte Verringerungen zu erzielen. Es ist bevorzugt, daß die dämpfenden Materialien die unerwünschte Strahlung dämpfen und daß die dämpfenden Materialien die erwünschte Strahlung zu dem Ziel lenken. Die dämpfenden Materialien können die erwünschte Strahlung zu dem Ziel lenken, indem sie die auf das dämpfende Material auftreffende erwünschte Strahlung von der Strahlungsquelle durchlassen und/oder reflektieren und/oder indem sie absorbierte unerwünschte Strahlung als Strahlung in der erwünschten Strahlung erneut emittieren. Die dämpfenden Materialien können die erwünschte Strahlung entweder direkt oder indirekt zu dem Ziel lenken, d. h., die erwünschte Strahlung kann auf eine andere Vorrichtung, z. B. Reflektoren, Spiegel, Faseroptik oder dergleichen, auftreffen, bevor sie das Ziel trifft. Vorzugsweise lenken die dämpfenden Materialien mehr als 50 Prozent der erwünschten Strah lung, bevorzugterweise mehr als 75 Prozent und am meisten bevorzugt mehr als 90 Prozent der erwünschten Strahlung, die auf die dämpfenden Materialien auftrifft. Für die Sterilisation ist die erwünschte Strahlung 240 bis 280 nm. (Gleich, ob die dämpfenden Materialien lenken, z. B. durchlassen, reflektieren und/oder erneut emittieren, kann die erwünschte Strahlung zu dem Ziel bestimmen, wo die dämpfenden Materialien in Bezug auf die Strahlungsquelle und das Ziel positioniert werden.) Vorzugsweise wird durch die dämpfenden Materialien mindestens ein Anteil aller Wellenlängen der erwünschten Strahlung in den spezifizierten Bereichen durchgelassen, reflektiert oder emittiert. Die bevorzugten Materialien sind jene, die mehr als 30 Prozent der unerwünschten Strahlung dämpfen und mehr als 50 Prozent der erwünschten Strahlung lenken. Die bevorzugteren dämpfenden Materialien dämpfen mehr als 50 Prozent der Gesamtstrahlung von 100 bis zu 240 nm und lenken mehr als 90 Prozent der Gesamtstrahlung von 240 bis 280 nm, die auf die dämpfenden Materialien auftrifft, wobei mindestens ein Anteil der Strahlung zwischen 200 bis zu 240 nm gedämpft wird und wobei vorzugsweise mehr als 30 %, bevorzugterweise mehr als 60 % und am meisten bevorzugt mehr als 90 % der Strahlung zwischen 200 bis zu 240 nm gedämpft werden. Vorzugsweise wird mindestens ein Anteil der Wellenlängen der unerwünschten Strahlung in den spezifizierten Bereichen gedämpft, während mindestens ein Anteil aller Wellenlängen der erwünschten Strahlung in den spezifizierten Bereichen gelenkt wird.
Vorzugsweise liefern die dämpfenden Materialien ein Dämpfungsverhältnis größer als 1,2, bevorzugterweise größer als 1,8 und am meisten bevorzugt größer als 2,5. Das Dämpfungsverhältnis ist als die Prozent der durch die dämpfenden Materialien gelenkten erwünschten Strahlung, dividiert durch die Prozent der durch die dämpfenden Materialien absorbierten unerwünschten Strahlung, definiert. Zum Beispiel hat ein Reflektor aus Lanthanoxid ein Dämpfungsverhältnis von 3 (siehe Tabelle 1).
Die dämpfenden Materialien können Flüssigkeiten, Feststoffe oder Gase sein. Für die Erfindung sind sie aber Feststoffe.
In 1 sind Beispiele von Flüssigkeiten gezeigt, die als dämpfende Materialien verwendet werden können, aber nicht in Übereinstimmung mit der Erfindung stehen. Die Kurven in 1 wurden dadurch erzeugt, daß mit den Probenflüssigkeiten gefüllte Küvetten mit einer Weglänge von 10 mm in einem Spektrophotometer angeordnet wurden und das durch die Proben durchgelassene Licht aufgezeichnet wurde.
Dämpfende Flüssigkeitsmaterialien können an verschiedenen Orten zum Dämpfen der ausgewählten Strahlung verwendet werden. Anhand von 2 wird eine erste Menge von Ausführungsformen beschrieben, die dämpfende Flüssigkeitsmaterialien verwenden. 2 zeigt einen Querschnitt einer herkömmlichen Blitzlampe 10; obgleich in dem Strahlungssystem der Erfindung selbstverständlich andere, zuvor beschriebene Strahlungsquellen wie etwa Bogenlampen (kontinuierlich oder nicht kontinuierlich), Deuteriumlampen oder eine beliebige andere Quelle, die mindestens einen Anteil der Strahlung von 180 bis zu 240 nm oder größer als 200 bis zu 240 nm und mindestens einen Anteil der Strahlung von 240 bis 280 nm und am meisten bevorzugt in einem Kontinuum zwischen 100 und 400 nm erzeugt, verwendet werden können. Die Blitzlampe 10 besteht aus einer Lampe 11, die aus zwei Elektroden (nicht gezeigt) besteht, die jeweils mit dem Ende einer hohlen Lampenhülle 12 verbunden sind. Die Lampenhülle 12 ist aus einem festen, transparenten Material, das hohe Temperaturen und Wärmestoß aushalten kann, wie etwa Glas, Quarz oder Saphir oder dergleichen hergestellt. Wenn zwischen den elektrischen Verbindern ein Bogen erzeugt wird, erzeugt die Lampe Strahlung. Wie gezeigt ist, kann die Lampenhülle 12 in einem Strömungsrohr 13 angeordnet sein. Das Strömungsrohr 13 bietet einen Schutz für die Lampenhülle 12. In dem zwischen der Lampenhülle 12 und dem Strömungsrohr 13 gebildeten Durchgang 16 wird typischerweise Kühlwasser gepumpt, um die durch die Lampe 11 erzeugte Wärme abzuleiten. In einer Ausführungsform können anstelle des Kühlwassers in dem Durchgang 16 zwischen dem Strömungsrohr 13 und der Lampenhülle 12 eines oder mehrere dämpfende Flüssigkeitsmaterialien verwendet werden, um sowohl ausgewählte Wellenlängen zu dämpfen als auch die Lampe 11 zu kühlen. In dieser Ausführungsform können die dämpfenden Materialien in den Durchgang 16 zwischen der Lampenhülle 12 und dem Strömungsrohr 13 gepumpt werden. Wegen der Möglichkeit eines Kurzschlusses in der Lampe müssen die zwischen die Lampenhülle und das Strömungsrohr gepumpten dämpfenden Materialien einen hohen Widerstand, vorzugsweise höher als 1 Megaohm, bevorzugterweise höher als 10 Megaohm und am meisten bevorzugt höher als 18 Megaohm, haben.
In 2 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt. Die Blitzlampe 10 in 3 ist ähnlich der in 2 gezeigten Blitzlampe und besteht aus einem Reflektor 14 und einem Schutzfenster 15 (wobei ähnliche Elemente in den Figuren mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind). Angrenzend an den Reflektor 14 oder an das Schutzfenster 15 können Durchgänge 28 und 29 hinzugefügt sein, durch die dämpfende Flüssigkeitsmaterialien hinzugefügt oder gepumpt und zum Dämpfen ausgewählter Wellenlängen der Strahlung verwendet werden können. Die Durchgänge können aus Glas, Quarz, Saphir oder dergleichen konstruiert sein. In
3 sind beide Durchgänge 28, 29 gezeigt, wobei aber in alternativen Ausführungsformen jeder Durchgang 28 oder 29 allein verwendet werden kann, um ein dämpfendes Material zum Dämpfen der unerwünschten Strahlung zu halten.
Die Empfindlichkeit der dämpfenden Flüssigkeitsmaterialien für die Strahlung bestimmt die Belichtungsmengen der dämpfenden Flüssigkeitsmaterialien für die Strahlung. Falls die Fähigkeit der dämpfenden Flüssigkeitsmaterialien zum Absorbieren oder Dämpfen der Strahlung auf andere Weise erheblich zusammenbricht, nachdem sie einmal der Strahlung ausgesetzt gewesen ist, können diese dämpfenden Flüssigkeitsmaterialien kontinuierlich durch die Durchgänge gepumpt werden, nur einmal der Strahlung ausgesetzt werden und daraufhin verworfen werden. Falls die Empfindlichkeit für die Strahlung niedriger ist, können die dämpfenden Flüssigkeitsmaterialien mehreren Blitzen ausgesetzt werden und daraufhin verworfen werden oder einmal der Strahlung ausgesetzt werden und mit einem Reservoir des dämpfenden Flüssigkeitsmaterials gemischt werden, aus dem zusätzliches dämpfendes Flüssigkeitsmaterial gesaugt und belichtet werden kann, wobei dieser Prozeß für eine Zeitdauer wiederholt werden kann, bis bestimmt wird, daß sich die Fähigkeit des dämpfenden Flüssigkeitsmaterials in dem Container zum Dämpfen der Strahlung bis auf einen Punkt verringert hat, an dem der Container verworfen und mit einer frischen Versorgung von dämpfendem Flüssigkeitsmaterial ersetzt werden sollte. Die Dämpfungsfähigkeit der dämpfenden Flüssigkeitsmaterialien kann unter Verwendung eines Spektrophotometer überwacht werden. Die Zusammensetzung der Durchgänge, in denen die dämpfenden Flüssigkeitsmaterialien gehalten werden, und die Fähigkeit des einzelnen dämpfenden Flüssigkeitsmaterials, die unerwünschte Strahlung zu dämpfen, sind Faktoren, die zu betrachten sind, wenn die Dicke der Durchgänge (die Wellenlängenweglänge) bestimmt wird, die die dämpfenden Flüssigkeitsmaterialien halten.
Die dämpfenden Feststoffmaterialien zur Verwendung in der Erfindung enthalten, sind aber nicht beschränkt auf, Alkalimetallverbindungen (Oxide und Halogenide), Schwermetalloxide (z. B. Barium), Oxide zweiwertiger Metalle (z. B. Magnesium) und Oxide mehrwertige Metalle (z. B. Ytterbium). Dämpfende Feststoffmaterialien gemäß der folgenden Formel M_aO_bX_cH_d, wobei M ein einzelnes Metall oder ein Gemisch von Metallen, vorzugsweise ein Seltenerd-Metall, O Sauerstoff, X ein Heteroatom wie etwa Schwefel, Stickstoff und Phosphor oder dergleichen und H ein Halogenid, vorzugsweise Fluor, ist und a1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 12, b0 bis 20, vorzugsweise 0 bis 12, c0 bis 20, vorzugsweise 0 bis 12, und d0 bis 20, vorzugsweise 0 bis 12, ist, können unter der Voraussetzung, daß mindestens b, c oder d mindestens 1 ist, ebenfalls ausgewählt werden. Diese Materialien müssen eine ausreichende Reinheit aufweisen, so daß die Reinheitsgrade die Reflektorleistungsfähigkeit nicht verschlechtern. Vorzugsweise sind die Materialien mehr als 99,9 % rein, bevorzugterweise mehr als 99,99 % rein. Beispiele nutzbarer Feststoffe sind in Tabelle 1 aufgeführt. In Tabelle 1 sind die mittleren prozentualen Reflexionsvermögen dämpfender Feststoffmaterialien enthalten. Die prozentualen Reflexionsvermögen wurden dadurch bestimmt, daß eine Trockenpulverprobe des Feststoffmaterials in eine Küvette gepackt wurde und die Küvette in einen Spektrophotometer mit einer Integrationskugel gebracht wurde, der die von der Probe reflektierte Strahlung gemessen hat.
Die Erfindung erfordert, daß das Material eines oder mehrere der Folgenden ist: Bariumsulfat, Bariumtitanat, Ceroxid, Erbiumoxid, Europiumoxid, Germaniumdioxid, Hafniumoxid, Holmiumoxid, Lanthanoxid, Magnesiumoxid, Samariumoxid, Terbiumoxid, Ytterbiumoxid oder Yttriumoxid.
Tabelle 1. Dämpfende Materialien
Wenn in der Formel für die dämpfenden Feststoffmaterialien a1 bis 6 und b1 bis 11 ist und c und d0 sind, ist das dämpfende Feststoffmaterial ein Metalloxid wie etwa Calciumoxid (CaO) und Hafniumoxid (HfO₂), Lanthanoxid (La₂O₃), Eisenoxid (Fe₃O₄), Terbiumoxid (Tb₄O₇), Praseodymoxid (Pr₆O₁₁) und Bariumtitanat (BaTiO₃). Ein Beispiel eines dämpfenden Feststoffmaterials, für das a1 ist, d2 ist und b und c0 sind, ist Magnesiumfluorid (MgF₂). Weitere Beispiele dämpfender Feststoffmaterialien enthalten Magnesiumoxid (MgO), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bariumoxid (BaO), Bariumtitanat (BaTiO₃), Holmiumoxid (Ho₂O₃), Calciumoxid (CaO), Lanthanoxid (La₂O₃), Germaniumoxid (GeO₂), Telluroxid (TeO₂), Europiumoxid (Eu₂O₃), Erbiumoxid (Er₂O₃), Neodymoxid (Nd₂O₃), Samariumoxid (Sm₂O₃), Ytterbiumoxid (Yb₂O₃), Yttriumoxid (Y₂O₃) und Dysprosiumoxid (Dy₂O₃). Weitere Beispiele enthalten feuerfeste Oxide anderer seltener Erden, Seltenerd-Halogenide und Metallkombinationsoxide. Die bevorzugten dämpfenden Materialien sind Magnesiumoxid, Erbiumoxid, Holmiumoxid, Samariumoxid, Telluroxid, Lanthanoxid, Yttriumoxid und Ytterbiumoxid, wobei die am meisten bevorzugten Lanthanoxid, Yttriumoxid und Ytterbiumoxid sind.
Die dämpfenden Feststoffmaterialien können in der Strahlungsquelle (z. B. in einer Lampenhülle, in einem Schutzfenster oder in einem Strömungsrohr) enthalten sein, was verhindert, daß die schädigende Strahlung das Ziel, z. B. ein Polymer, ein Produkt und/oder eine Verpackung, die zu belichten sind, erreicht. Wie früher dargelegt wurde, enthalten Beispiele einer Strahlungsquelle eine gepulste Lichtquelle (z. B. Xenongas) oder eine Dauerstrich-Lichtquelle (z. B. Quecksilberdampf). Die dämpfenden Feststoffmaterialien können während der Herstellung der Lampenhülle und/oder des Strömungsrohrs und/oder des Schutzfensters zu dem zur Herstellung des Glases verwendeten Beschickungsgut (z. B. Saphir, Quarz, Glas, Kristallmaterialien und dergleichen) als etwas, das in der Glasindustrie üblicherweise als ein Dotiermaterial bezeichnet wird, zugegeben werden. Außerdem kann die richtige Auswahl der Dotiermaterialien für das Strömungsrohr oder für die Lampenhülle die Leistungsfähigkeit der Lampe erhöhen, indem der Wärmestoß, die Solarisation, die Fluoreszenz, die Phosphoreszenz verringert werden, und/oder kann sie verwendet werden, um die unerwünschte Strahlung durch Absorption oder durch Absorption und erneute Emission bei erwünschten oder mindestens nicht unerwünschten Wellenlängen zu verringern. Dämpfende Materialien, die Strahlung mit unerwünschten Wellenlängen absorbieren können und mit erwünschten Wellenlängen erneut emittieren können, sind bevorzugt.
Außerdem können die dämpfenden Materialien verwendet werden, um ein Filter zu bilden, durch das die Strahlung geht, bevor sie auf das Ziel auftrifft, und das die unerwünschten Wellenlängen dämpft, bevor sie das Ziel berühren, oder die dämpfenden Materialien können zu dem Verpackungsmaterial hinzugefügt werden. Im Folgenden werden diese Ausführungsformen ausführlicher beschrieben.
Um die Menge an Dotiermaterial anzunähern, die zu dem Strömungsrohr, zu der Lampenhülle oder zu dem Schutzfenster aus Glas, Quarz oder Saphir oder für die Bildung eines Filters oder des Verpackungsmaterials, durch das die Strahlung geht, bevor sie auf das Polymerziel auftrifft, oder für andere im Folgenden beschriebene Ausführungsformen zuzugeben ist, quantifiziert die Beer-Lambert-Gleichung die Strahlungsabsorption durch ein besonderes Dotiermaterial oder dämpfendes Material: I(λ)/I0(λ) = exp(–α(λ)cx)wobei I(λ) die Intensität der gedämpften Strahlung in Abhängigkeit von der Wellenlänge (λ), I₀(λ) die Anfangsstrahlungsintensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge, α(λ) der molare Absorptionsgrad des Dotiermaterials (dämpfenden Materials) in Abhängigkeit von der Wellenlänge, c die Konzentration des Dotiermaterials und x die Weglänge (die Dicke des Materials, in dem das Dotiermaterial vorhanden ist), durch die die Strahlung geht, ist. α(λ) kann spektrophotometrisch, wie es zum Erzeugen der Daten in Tabelle 2 beschrieben wurde, oder auf andere Weise bestimmt werden.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist es, die dämpfenden Feststoffmaterialien zu anderen Teilen der Strahlungsquelle, z. B. wie anhand der 4 und 5 beschrieben als Teil eines Reflektors, zuzugeben. In 4 ist ein Querschnitt einer Blitzlampe 10 gezeigt, die ähnlich der in 2 ist (wobei ähnliche Elemente mit demselben Bezugszeichen bezeichnet sind). 4 zeigt eine Dämpfungsbeschichtung 36 als Teil des Reflektors 14. Außerdem besteht der Reflektor 14 aus einem Reflektorstützelement 35. Die Dämpfungsbeschichtung 36 umfaßt ein dämpfendes Material. Die Dämpfungsbeschichtungen können durch Bemalen, Sprühen, Plasmabeschichten, Eintauchen, Gießen, Streichen außerhalb der Maschine, Gelbeschichten, Ätzen, Abscheiden aus der Gasphase, Sputtern oder chemisches oder mechanisches Verbinden z. B. durch Klebemittel eines Films, der die dämpfenden Materialien umfaßt, auf ein Reflektorstützelement 35 aufgetragen werden. Das bevorzugte Verfahren des Auftragens der Dämpfungsbeschichtungen ist das Bemalen oder das Sprühen der dämpfenden Materialien auf ein Reflektorstützelement. Um sie auf das Stützelement 35 zu malen oder zu sprühen, wird vorzugsweise eine wässrige oder nichtwässrige Suspension gebildet, die das dämpfende Material und ein Bindemittel umfaßt. Nutzbare Bindemittel sind polymere Gele, anorganische Gele oder Solgele, bevorzugterweise ein anorganisches Gel oder Solgel und am meisten bevorzugte ein anorganisches Gel. Die bevorzugte Suspension umfaßt 0,1 bis 50 % Bindemittel, 0,1 bis 99,9 % dämpfendes Material und 0,1 bis 90 % Trägersubstanz. Die Trägersubstanz ist eine Flüssigkeit, die dazu verwendet wird, eine Verdünnung der dämpfenden Materialien und des Bindemittels zu bilden, um die Beschichtung aufzutragen. Beispiele nutzbarer Trägersubstanzen sind Wasser, Alkohole, Alkane, Freone und dergleichen, am meisten bevorzugt Wasser.
Beispiele von Polymerbindemitteln, die bei der Herstellung von Beschichtungen nutzbar sind, die dämpfende Materialien umfassen, sind Polyvinylalkohole, Cyanoacrylate, Acryle und Silikone. Derzeit sind die Polymerbindemittel in ihrer Verwendung beschränkt, da sie dazu neigen, sich in der hochenergetischen UV-Strahlung zu verschlechtern. Beispiele anorganischer Bindemittel, die bei der Herstellung von dämpfungsmaterialhaltigen Beschichtungen nutzbar sind, sind Natriumsilikat, Niedertemperatur-Sintergläser und Alkalioxidsilikate wie etwa Natrium-, Kalium und Lithiumsilikate. Beispiele für Solgelbindemittel-Zwischenstoffe, die bei der Herstellung von dämpfungsmaterialhaltigen Beschichtungen nutzbar sind, sind Aluminium-tert-Butoxid, Natriumsilikat, Tetraethylorthosilicat (TEOS), Metallisopropoxide, Dysprosium-Ethylhexano-Diisopropoxid in Isopropanol, Dysprosium-2-Ethylhexanoat in Hexan, Dysprosiumisopropoxid in Toluol-Isopropanol, Dysprosium-2-Methoxyethoxid in 2-Methoxyethanol, Erbium-Ethylhexano-Diisopropoxid in Isopropanol, Erbium-2-Ethylhexanoat in Hexan, Erbium-Isopropoxid in Toluol-Isopropanol, Holmium-Ethylhexano-Diisopropoxid in Isopropanol, Holmium-Isopropoxid in Toluol-Isopropanol, Holmium-2-Methoxyethoxid in 2-Methoxyethanol, Lanthanacetat, Lanthan-2-Ethylhexanoat in Hexan, Lanthan-Isopropoxid, Lanthan-2-Methoxyethoxid in 2-Methoxyethanol, Magnesiumethoxid in Ethanol, Magnesiummethoxid in Methanol, Magnesium-2-Methoxyethoxid in 2-Methoxyethanol, Neodym-Ethylhexano-Diisopropoxid in Isopropanol, Neodym-2-Ethylhexanoat in Hexan, Neodym-Isopropoxid in Toluol-Isopropanol, Neodym-2-Methoxyethoxid in 2-Methoxyethanol, Samarium-Ethylhexano-Monoisopropoxid in Toluol-Isopropanol, Samarium-2-Ethylhexanoat in Hexan, Samarium-Isopropoxid in Toluol-Isopropanol, Samarium-2-Methoxyethoxid in 2-Methoxyethanol, Ytterbium-Isopropoxid in Toluol-Isopropanol, Ytterbium-2-Methoxyethoxid in 2-Methoxyethanol, Yttrium-Ethylhexano-Diisopropoxid in Toluol-Isopropanol, Yttrium-Ethylhexano-Monoisopropoxid in Toluol-Isopropanol. Die bevorzugten Solgel-Zwischenstoffe sind Erbium-Ethylhexano- Diisopropoxid in Isopropanol, Erbium-2-Ethylhexanoat in Hexan, Erbium-Isopropoxid in Toluol-Isopropanol, Holmium-Ethylhexano-Diisopropoxid in Isopropanol, Holmium-Isopropoxid in Toluol-Isopropanol, Holmium-2-Methoxyethoxid in 2-Methoxyethanol, Lanthanacetat, Lanthan-2-Ethylhexanoat in Hexan, Lanthan-Isopropoxid, Lanthan-2-Methoxyethoxid in 2-Methoxyethanol, Magnesiumethoxid in Ethanol, Magnesiummethoxid in Methanol, Magnesium-2-Methoxyethoxid in 2-Methoxyetlanol, Samarium-Ethylhexano-Monoisopropoxid in Toluol-Isopropanol, Samarium-2-Ethylhexanoat in Hexan, Samarium-Isopropoxid in Toluol-Isopropanol, Samarium-2-Methoxyethoxid in 2-Methoxyethanol, Ytterbium-Isopropoxid in Toluol-Isopropanol, Ytterbium-2-Methoxyethoxid in 2-Methoxyethanol, Yttrium-Ethylhexano-Diisopropoxid in Toluol-Isopropanol, Yttrium-Ethylhexano-Monoisopropoxid in Toluol-Isopropanol. Die bevorzugteren Solgel-Zwischenstoffe sind Lanthanacetat, Lanthan-2-Ethylhexanoat in Hexan, Lanthan-Isopropoxid, Lanthan-2-Methoxyethoxid in 2-Methoxyethanol, Ytterbium-Isopropoxid in Toluol-Isopropanol, Ytterbium-2-Methoxyethoxid in 2-Methoxyethanol, Yttrium-Ethylhexano-Diisopropoxid in Toluol-Isopropanol, Yttrium-Ethylhexano-Monoisopropoxid in Toluol-Isopropanol.
Die hier offenbarten dämpfenden Materialien können in dünnen Schichten und/oder in mehreren Schichten verschiedener dämpfender Materialien verwendet werden, die ähnlich dichroitischen Filtern sind, die auch als dielektrische Filter bezeichnet werden; allerdings funktionieren die hier offenbarten dämpfenden Materialien nicht durch denselben Mechanismus wie ein dielektrisches Filter, d. h., sie stützen sich nicht auf eine Struktur, die abwechselnd Materialien mit verschiedenen Brechungsindizes umfaßt. Die Materialien der Erfindung verwenden zum selektiven Dämpfen der Strahlung Absorptionsmechanismen.
Vorzugsweise werden die Dämpfungsbeschichtungen so aufgetragen, daß sie eine Beschichtung mit einer Dicke von 0,1 bis 2500 Mikrometern, bevorzugterweise mit einer Dicke von 0,5 bis 2500 Mikrometern, bilden. (Eine Beschichtung von mehr als 2500 Mikrometern wird als ein Block des Materials betrachtet). Vorzugsweise werden die Beschichtungen in mehreren Schichten des gleichen dämpfenden Materials bzw. der gleichen dämpfenden Materialien, vorzugsweise in derselben Beschichtungszusammensetzung, aufgetragen. Die Beschichtung der dämpfenden Materialien auf dem Reflektor verringert die unerwünschte Strahlung, die auf die dämpfenden Materialien auftrifft, zweimal. Einmal auf dem Weg der Strahlung zu dem Reflektor und einmal, nachdem die Strahlung an dem Reflektor reflektiert worden ist, was ein Faktor ist, der bei der Formulierung der auf den Reflektor aufzutragenden dämpfenden Mate rialien und bei der Schätzung der Nutzungsdauer der dämpfenden Materialien zu beachten ist. Außerdem wird je nach der Form des einen oder der mehreren Reflektoren der Strahlungsquelle viel von der Strahlung mehrfach an den Reflektoren reflektiert, bevor sie das Ziel erreicht.
Der Reflektor 14, der die Beschichtung 36 aus dein dämpfenden Material enthält, kann ein reflektierendes Material oder ein nicht reflektierendes oder reflektierendes Reflektorstützelement 35 umfassen, auf dem eine Reflektorbeschichtung (die ein Film oder eine Folie sein kann) gehalten ist. Ein Beispiel eines reflektierenden Materials ist ein Metall. Ein Beispiel eines reflektierenden Reflektorstützelements 35 ist festes poliertes Aluminium, das dick genug ist, um seine Form zu halten, und das an seinem Platz um die Lampe 11 verschraubt oder auf andere Weise montiert ist.
Weitere Beispiele reflektierender Materialien, die allein als das Reflektorstützelement 35 verwendet werden können, enthalten: geformte Feststoffe aus Bariumsulfat, Aluminiumoxid, Magnesiumfluorid und Magnesiumoxid. Die geformten Feststoffe können dadurch geformt werden, daß die reflektierenden Materialien mit Metalloxiden oder Glaspulver kombiniert und gesintert werden, um ein reflektierendes Stützelement zu bilden, oder dadurch, daß die reflektierenden Materialien mit Bindemitteln kombiniert werden und entweder ein Feststoff in Form des Stützelements geformt wird oder der Reflektor aus dem resultierenden geformten Feststoff hergestellt wird. Weitere Beispiele für Beschichtungen aus einem reflektierenden Material, die aufgetragen oder auf andere Weise auf einem reflektierenden oder nicht reflektierenden Reflektorstützelement 35 befestigt werden können, enthalten: Magnesiumoxid, Magnesiumfluorid, Bariumsulfat und Aluminiumoxid einschließlich dünner Folien aus Aluminium, Aluminiumoxid, Magnesiumfluorid, Bariumsulfat und Magnesiumoxid, die an einem Reflektorstützelement 35 befestigt werden können. Diese Beschichtungen oder Filme können dadurch gebildet werden, daß die reflektierenden Materialien mit Glaszusammensetzungen gesintert werden, oder dadurch, daß Filme des reflektierenden Materials mit Bindemitteln gebildet werden. Beispiele von Materialien, die als nicht reflektierendes Reflektorstützelement 35 verwendet werden können, enthalten: Holz, Polymere, Metalle und Keramiken.
Die reflektierenden Beschichtungen des Reflektorstützelements 35 können durch Bemalen, Plasmabeschichten, Sprühen, Eintauchen, Gießen, Streichen außerhalb der Maschine, Gelbeschichten, Ätzen, Abscheiden aus der Gasphase, Sputtern oder chemisches oder mechanisches Verbinden eines Dünnfilms oder einer Folie des reflektierenden Materials an einem reflektierenden oder nicht reflektierenden Stützelement beschichtet werden. Das bevorzugte Verfahren des Auftragens der reflektierenden Materialien, die Teil des Reflektors 14 sind, ist, sie auf ein Reflektorstützelement 35 zu malen oder zu sprühen. Um sie auf das Stützelement 35 zu malen oder zu sprühen, wird eine wässrige oder nichtwässrige Suspension mit einem Bindemittel gebildet. Die bevorzugten Bindemittel sind ein polymeres Gel, ein anorganisches Gel oder ein Solgel, bevorzugterweise anorganische Gele oder Solgele. Beispiele polymerer Bindemittel sind Polyvinylalkohole, Cyanoacrylate, Acryle und Silikone. Die polymeren Bindemittel sind derzeit am wenigsten bevorzugt, da angenommen wird, daß die UV-Strahlung veranlaßt, daß sie sich verschlechtern. Beispiele anorganischer Bindemittel sind Natriumsilikat, Niedertemperatur-Sintergläser, Alkalioxidsilikate wie etwa Natrium-, Kalium- und Lithiumsilikate. Beispiele von Solgel-Zwischenstoffen sind oben für die dämpfenden Materialien aufgeführt.
Ein Beispiel einer Dämpfungsbeschichtungszusammensetzung ist 1 Teil Natriumsilikat (Bindemittel), 10 Teile Lanthanoxid (dämpfendes Material) und 10 Teile Wasser (Trägersubstanz). Auf einen Reflektor, der ein Aluminiumsubstrat (Reflektorstützelement) mit einer Bariumsulfatbeschichtung (reflektierendes Material) umfaßt, wurden 10 Schichten dieser Suspension gesprüht. Die Bariumsulfatbeschichtung wurde dadurch hergestellt, daß 20 Schichten einer Zusammensetzung, die 1 Teil Natriumsilikat (Bindemittel), 10 Teile Bariumsulfat (reflektierendes Material) und 10 Teile Wasser (Trägersubstanz) umfaßt, auf das Aluminiumsubstrat gesprüht wurden. Jede Beschichtung wurde zwischen den Beschichtungen luftgetrocknet.
In einer alternativen Ausführungsform können die reflektierenden Materialien und die dämpfenden Materialien und optional die Bindemittel kombiniert und in einer einzigen Beschichtung, die die erwünschte Strahlung, z. B. die keimtötend wirksame Strahlung, reflektiert und die unerwünschte Strahlung dämpft, auf ein reflektierendes oder nicht reflektierendes Reflektorstützelement 35 aufgetragen werden. Die dämpfenden Materialien können als das Bindemittel für das reflektierende Material wirken, so daß die Notwendigkeit für ein Bindemittel in der Zusammensetzung beseitigt wird. Beispiele von Materialien, die als das Bindemittel und als das dämpfende Material wirken können, sind Dysprosium-Isopropoxid, Polysiloxane sowie alle oben aufgeführten Solgele. Das dämpfende Material und das reflektierende Material können gesintert werden, um eine Zusammensetzung der Reflektorbeschichtung 36 mit Strahlungsdämpfungseigenschaft zu bilden. Ein Beispiel eines Materials, das als ein Sintermaterial verwendet werden kann, ist eine niedrigschmelzende Glaszusammensetzung, zu der das dämpfende Material und die reflektierenden Materialien zugegeben werden können. Diese Beschichtungen haben vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,1 und 2500 Mikrometern.
Alternativ kann ein Reflektor 14 ähnlich wie der in 1 gezeigte aus einem geformten Feststoff gebildet werden, der dämpfende Materialien, reflektierendes Material und optional Bindemittel umfaßt. Die Zusammensetzung wird in Form eines Reflektors 14 geformt, oder der Reflektor 14 kann aus dem geformten Feststoff hergestellt werden, der die Reflektormaterialien, die dämpfenden Materialien und optional die Bindemittel umfaßt. Ferner können die dämpfenden Materialien mit Metalloxiden oder mit Glaspulver und mit reflektierenden Materialien kombiniert und gesintert werden, um einen Reflektor 14 ähnlich dem in 1 gezeigten zu bilden, der dämpfende und reflektierende Eigenschaften aufweist. Vorzugsweise haben die eben beschriebenen gebildeten Feststoffe eine Dicke größer als 2500 Mikrometer.
Derzeit ist es nicht bevorzugt, die reflektierenden Materialien mit den dämpfenden Materialien zu kombinieren, da die Strahlung mit unerwünschten Wellenlängen durch die reflektierenden Materialien reflektiert werden kann, bevor die dämpfenden Materialien Gelegenheit haben, die unerwünschten Wellenlängen zu absorbieren.
Die bevorzugten dämpfenden Materialien sind jene, die die unerwünschte Strahlung von 100 bis zu 240 nm absorbieren und die erwünschte Strahlung von 240 bis 280 nm reflektieren, wobei sie allein oder mit optionalen Bindemitteln und/oder Zusatzstoffen verwendet werden können, um die Reflektoren in irgendeiner der oben beschriebenen Ausführungsformen zu bilden. Beispiele dieser dämpfenden Materialien sind Lanthanoxid, Yttriumoxid und Ytterbiumoxid. Die Verwendung dieser reflektierenden/dämpfenden Materialien zur Herstellung eines Reflektors oder einer Beschichtung für ein Reflektorstützelement ist die am meisten bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
Der Zusatz dämpfender Materialien als Teil der Reflektoren dämpft nicht die unerwünschte Strahlung, die nicht zuerst den Reflektor trifft, bevor sie das Ziel erreicht. Um das Ziel weiter vor der Strahlung zu schützen, die ansonsten direkt von der Lampe auf das Ziel auftreffen würde, kann bei Bedarf ein reflektierendes blockierendes Element verwendet werden, so daß irgendeine reflektierte Strahlung, von der die unerwünschte Strahlung gedämpft worden ist, auf das Ziel auftreffen kann. Das reflektierende blockierende Element 39 ist in 4 gezeigt. Vorzugsweise hat das reflektierende blockierende Element eine einfache geometrische Form, bevorzugterweise eine optisch konzentrierende Form und am meisten bevorzugt eine integrale Form der reflektierenden Optik. Beispiele nutzbarer Formen sind ein Dreieck (wie in 4 gezeigt) und ein Halbkreis. Das reflektierende blockierende Element kann eine beliebige der in dieser Anmeldung beschriebenen Reflektorzusammensetzungen umfassen und kann oder kann nicht mit dämpfenden Materialien oder mit einer Beschichtung aus dämpfenden Mate rialien hergestellt sein. Vorzugsweise umfaßt das reflektierende blockierende Element ein dämpfendes Material, vorzugsweise entweder ein dämpfendes Flüssigkeitsmaterial oder ein dämpfendes Feststoffmaterial. Es ist bevorzugt, daß das reflektierende blockierende Element eine diffus reflektierende Oberfläche aufweist. Vorzugsweise ist das blockierende Element so bemessen, daß es jegliche direkte Strahlung von der Strahlungsquelle zu dem Ziel versperrt.
5 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung. In 5 umfaßt der Reflektor 14 ein Reflektorstützelement 35, eine Materialschicht 47 und ein transparentes Stützelement 46. Das transparente Stützelement 46 ist mindestens für einen Anteil der Strahlung, die darauf auftrifft, transparent. Das Reflektorstützelement 35 kann irgendeine der Kombinationen reflektierender oder nicht reflektierender Stützelemente oder Beschichtungen an den Stützelementen, wie sie oben beschrieben wurden, umfassen. Die Materialschicht 47 umfaßt eines oder mehrere dämpfende Feststoffmaterialien oder kann irgendeine der wie für 4 beschriebenen Zusammensetzungen sein, die dämpfende Materialien umfaßt; allerdings ist diese Ausführungsform besonders geeignet für dämpfende Feststoffmaterialien wie etwa ein gepacktes Pulver, die ohne Anwesenheit des transparenten Stützelements 46 nicht an ihrer Stelle bleiben. Außer, daß die Materialschicht 47 ein gepacktes Pulver sein kann, kann die Materialschicht 47 wie anhand von 4 beschrieben ein dämpfendes Material allein, ein Gemisch reflektierender Materialien und dämpfender Materialien oder ein dämpfendes Material, das die erwünschte Strahlung außerdem reflektiert, umfassen. Falls der Reflektor getrennte dämpfende Materialien und reflektierende Materialien umfaßt, sind die dämpfenden Materialien vorzugsweise zwischen den reflektierenden Materialien und der Strahlungsquelle angeordnet, so daß die unerwünschte Strahlung durch die dämpfenden Materialien gedämpft wird, bevor die erwünschte, z. B. keimtötend wirksame, Strahlung durch die reflektierenden Materialien zu dem Ziel reflektierend wird. Die Materialschicht 47 hat vorzugsweise eine Dicke von 0,1 bis 2500 Mikrometern.
Das transparente Stützelement 46 kann für die meisten oder für alle darauf auftreffenden Wellenlängen vollständig transparent sein, oder das transparente Stützelement 46 kam ein dämpfendes Feststoffmaterial umfassen, das eine oder mehrere der unerwünschten Wellenlängen der Strahlung dämpft. Alternativ kann das transparente Stützelement 46 einen Durchgang aufweisen, durch den dämpfende Flüssigkeitsmaterialien gepumpt oder auf andere Weise darin gehalten werden (nicht gezeigt). Vorzugsweise umfaßt das transparente Stützelement 46 die oben für das Strömungsrohr 13, für die Lampenhülle 12 und/oder für das Schutzfenster 15 beschriebenen Glas-, Quarz- oder Saphirmaterialien. Die dämpfenden Feststoffmaterialien können zu dem transparenten Stützelement 46 als ein Dotiermaterial in dem zum Bilden des transparenten Stützelements verwendeten Beschickungsgut zugegeben werden, oder die dämpfenden Materialien können auf eine oder auf beide Seiten des transparenten Stützelements 46 als eine Beschichtung aufgetragen werden. Falls die dämpfenden Materialien auf eine Seite des transparenten Stützelements 46 aufgetragen werden, ist es vorzugsweise die Seite 49, die am weitesten von der Lampe entfernt ist. Die Verfahren zum Auftragen der Beschichtung sind wie oben für frühere Ausführungsformen beschrieben. Alternativ können als eine Beschichtung auf der Seite 49 des transparenten Stützelements 46, die am weitesten von der Lampe entfernt ist, reflektierende Materialien aufgetragen werden, während auf Wunsch auf die andere Seite 48 des transparenten Stützelements die dämpfenden Feststoffmaterialien aufgetragen werden können. In dieser Ausführungsform könnten die Materialschicht 47 und das Reflektorstützelement 35 (wie gezeigt) nicht notwendig sein. Falls die Beschichtungen auf dem transparenten Stützelement 46 vorhanden sind, betragen sie vorzugsweise von 0,1 bis 2500 Mikrometer.
Das bevorzugte dämpfende Material für die gemeinsam mit dem transparenten Stützelement 46 verwendete Materialschicht 47 ist eine gepackte Schicht aus einem Pulver, das aus den oben aufgeführten bevorzugten dämpfenden Feststoffmaterialien besteht. Wie oben aufgeführt wurde, sind die am meisten bevorzugten dämpfenden Feststoffmaterialien Lanthanoxid, Yttriumoxid oder Ytterbiumoxid oder Gemische dieser Pulver.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen umfassen reflektierende Materialien (entweder Beschichtung, Feststoffblöcke oder Trockenpulver) unter einer Beschichtung aus einem dämpfenden Feststoffmaterial. Die bevorzugten Kombinationen reflektierender Materialien und dämpfender Materialien sind in den bevorzugten Ausführungsformen Bariumsulfat (reflektierendes Material) und Lanthanoxid (dämpfendes Material); oder Magnesiumfluorid (reflektierendes Material) und Yttriumoxid (dämpfendes Material) oder Magnesiumoxid (reflektierendes Material) und Ytterbiumoxid (dämpfendes Material) oder Aluminiumoxid (reflektierendes Material) und Lanthanoxid (dämpfendes Material) oder verschiedene Kombinationen der reflektierenden Materialien und der dämpfenden Materialien oder Gemische einzelner reflektierender Materialien und Gemische einzelner dämpfender Materialien.
Die bevorzugten Reflektoren sind diffuse Reflektoren und/oder elliptisch geformte Reflektoren, die in der gleichzeitig anhängigen europäischen Patentanmeldung offenbart und beschrieben sind, die die Priorität der USSN 60/143 608 (Aktenzeichen des Anwalts: P025028EP) beansprucht.
Das bevorzugte Lampensystem umfaßt zwei Lampen, die jeweils einen geformten Reflektor, vorzugsweise einen elliptisch geformten Reflektor, besitzen, in dem es, während das Ziel der Strahlung ausgesetzt wird, ein Zielvolumen (das durch den Zielcontainer und/oder das Zielprodukt belegte Volumen) mit einer optimierten Menge an Raum oder mit einem minimalen Raum zwischen dem Ziel und den Reflektoren gibt. Der an den Zielbereich oder an das Zielvolumen angrenzende Raum ermöglicht, daß die Strahlung das Ziel umgeht, ohne durch das Ziel zu gehen. Somit sollte der Raum insbesondere für ein Mehrlampen- und/oder Reflektorstrahlungssystem minimiert werden. Die diffusen Reflektoren liefern gleichförmige Energie zu dem Zielbereich oder -volumen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist ein Strahlungssystem mit einem lösbaren dämpfenden Feststoffmaterial zwischen der Strahlungsquelle und dem Ziel. 6 zeigt diese Ausführungsform, in der ein lösbares dämpfendes Feststoffmaterial ein Film 56 ist, der angrenzend an das Schutzfenster 15 einer Blitzlampe 10 angebracht ist. (Die Blitzlampe 10 ist wie in den früheren Figuren gezeigt.) Das lösbare dämpfende Feststoffmaterial 56 kann ein beliebiges der oben aufgeführten dämpfenden Feststoffmaterialien umfassen, die entweder mit einem Bindemittel kombiniert sind, um ein lösbares dämpfendes Feststoffmaterial 56 zu bilden, oder die dämpfenden Feststoffmaterialien können mit optionalem Glas oder optionalen Metalloxiden gesintert sein, um einen Feststoff zu bilden, oder ein Trockenpulver kann in ein Glasstützelement gepackt sein. Diese lösbaren Feststoffmaterialien 56 sind wie die für die oben beschriebenen Ausführungsformen hergestellten Beschichtungen und Reflektoren sehr dauerhaft. Das lösbare dämpfende Feststoffmaterial 56 kann ein Block oder eine Platte sein. Der Block oder die Platte hat vorzugsweise eine Dicke von 100 bis 2500 Mikrometern. In einer weiteren Ausführungsform ist das lösbare dämpfende Feststoffmaterial 56 eine Folie oder ein Film, die/der vorzugsweise ein Polymermaterial, z. B. Polyamide (Nylons), oder Polyolefine wie etwa Polypropylen, vorzugsweise Nylons wie etwa Nylon-6 und Nylon-6,6, umfaßt. Die Folie oder der Film kann nur vorübergehende Wirksamkeit haben und einen Ersatz durch ein neues oder anderes Stück oder einen neuen oder anderen Bereich des lösbaren dämpfenden Feststoffmaterials erfordern. In der bevorzugten Ausführungsform ist das lösbare dämpfende Feststoffmaterial 56 ein Film, der auf (nicht gezeigten) Rollen sein kann, die nach einem spezifizierten Betrag an Aussetzen der UV-Strahlungsquelle einen belichteten Bereich des lösbaren dämpfenden Feststoffmaterials 56 zu einem nie zuvor belichteten Abschnitt vorschieben. Vorzugsweise hat der Film eine Dicke von 10 bis 100 Mikrometern.
Für Ausführungsformen, in denen ein Produkt, das der UV-Strahlung ausgesetzt werden soll, in einem Container untergebracht ist, ist es eine weitere Alternative, die dämpfenden Materialien zu dem Container zuzugeben oder den Container aus den dämpfenden Materialien zu bilden oder die dämpfenden Materialien zu dem Produkt oder zu der Lösung, in der das Produkt aufbewahrt ist, z. B. zu Kontaktlinsenlösungen, zuzugeben. Auf den Container können irgendwelche der oben aufgeführten dämpfenden Materialien, vorzugsweise die dämpfenden Feststoffmaterialien, mit allen oben beschriebenen Verfahren, z. B. Beschichten, Eintauchen usw., aufgetragen werden, oder die dämpfenden Materialien können in die Containerformulierung aufgenommen werden, die zur Herstellung des Containers verwendet wird, oder die Materialien für den Container können anhand ihrer Fähigkeit zum Dämpfen der unerwünschten Strahlung und zum Durchlassen der erwünschten Strahlung ausgewählt werden. Zum Beispiel wird für die bevorzugte Ausführungsform ein Container verwendet, um eine zu sterilisierende Kontaktlinse unterzubringen. Der Container umfaßt eine Schale und einen Deckel. Der Deckel kann eine Nylonschicht und/oder dämpfende Materialien wie etwa Lanthanoxid oder Adipinsäure (Hexandisäure) umfassen, wobei zu dem geschmolzenen Polypropylen oder Polystyrol vor dem Spritzguß des Deckels oder der Schale verschiedene Adipate, Bariumadipat, Calciumadipat, Magnesiumadipat, Dinatriumadipat oder Karbonsäuren zugegeben werden können. Weitere für den Container nutzbare Materialien sind in EP-A-00301640.9 offenbart.
Alternativ können mit dem Polypropylen zusammen dämpfende Materialien wie etwa Polyamide (Nylons) injiziert werden, um eine Mehrschichtschale zu bilden, die die schädigende Strahlung herausfiltert.
Alternativ können auf dem Deckelmaterial durch chemische Abscheidung aus der Gasphase dämpfende Materialien, z. B. Solgele, abgeschieden werden, was das Produkt vor UV-Strahlung schützt und den Wassertransport durch den Deckel begrenzt. Lanthanoxid ist ein Beispiel eines dämpfenden Materials, das für diesen Zweck nutzbar wäre. Weitere Solgel-Zwischenstoffe, die in dem Deckel nutzbar sind, enthalten: Bariumhexafluoroacetylacetonat, Barium-(2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-Heptandionat), Lanthanacetylacetonathydrat, Lanthan-(2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-Heptandionat), Magnesiumacetylacetonatdihydrat, Magnesium(2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-Heptandionat), Ytterbiumacetylacetonat, Ytterbiumhexafluoroacetylacetonat, Ytterbium-(2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-Heptandionat), Yttriumacetylacetonat, Yttriumhexafluoroacetylacetonat und Yttrium-(2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-Heptandionat).
Die bevorzugten dämpfenden Materialien sind jene, die die unerwünschte Strahlung dämpfen und die erwünschte Strahlung reflektieren, durchlassen oder erneut emittieren, wobei sie ei nen scharfen Übergang zwischen der Absorption der unerwünschten Strahlung und der Reflexion, dem Durchgang oder der erneuten Emission der erwünschten Strahlung haben. Es ist bevorzugt, daß in einem Bereich des Strahlungsspektrums, wo sich der Übergang von erwünschten Wellenlängen der Strahlung zu unerwünschten Wellenlängen der Strahlung befindet, die Änderung in % des Reflexionsvermögens/nm mehr als 2, bevorzugterweise mehr als 3 und am meisten bevorzugt mehr als 4 ist. Für die bevorzugte Ausführungsform, in der die unerwünschte Strahlung die schädigende Strahlung und die erwünschte Strahlung die keimtötend wirksame Strahlung ist, findet der scharfe Übergang vorzugsweise von 230 bis 250 nm, bevorzugterweise von 235 bis 245 nm und am meisten bevorzugt von 239 bis 240 nm statt.
Durch die Erfindung werden Kombinationen der oben beschriebenen Ausführungsformen betrachtet, um eine additive Wirkung auf die Verringerung der unerwünschten Strahlung zu erzeugen und das Verhältnis der erwünschten zu der unerwünschten Strahlung zu erhöhen. Die am meisten bevorzugten Ausführungsformen sind jene, die dauerhafte dämpfende Materialien verwenden, die nicht überwacht oder häufig gewechselt zu werden brauchen. Es ist bevorzugt, daß die dämpfenden Materialien die Anwendung von 100 Impulsen bei 3 J/cm², bevorzugterweise mehr als 10.000 Impulsen und am meisten bevorzugt mehr als 1.000.000 Impulsen bei 3 J/cm² Gesamtstrahlung überstehen können, bevor sie eine erhebliche Änderung ihrer Fähigkeit zum Dämpfen der unerwünschten Strahlung erfahren. Die bevorzugten Ausführungsformen sind, dämpfende Feststoffmaterialien zu der Lampenhülle und/oder zu dem Strömungsrohr um die Lampenhülle zuzugeben oder die dämpfenden Materialien als eine Beschichtung zu dem Reflektor zuzugeben.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter veranschaulicht.
Beispiel 1
Behandelte Linsen
Es wurden Kontaktlinsen –1,00D Acuvue^® (Etafilcon A), jeweils in Polypropylenschalen mit 500 μl gepufferter Boratsalzlösung mit einem transparenten, an der Schale heißgesiegelten Deckel, zu sechst in einem Hohlraum eines PurePulse-Helllichtsystems angeordnet. Die Linsen in den Containern wurden 4 Blitzen von zwei Xenon-Blitzlampen ausgesetzt, die gleichzeitig blitzten, um etwa 12 J/cm² Strahlung von 200–3000 nm zu liefern, von denen etwa 850 mJ/cm² Strahlung von 240 bis 280 nm waren. Die Kontaktlinsen wurden sowohl durch den Brechungsindex als auch mit GRAVIMETRIC-Verfahren auf Wassergehalt geprüft. Außerdem wurden der Modul und die Basiskurve gemessen. Die Meßwerte sind in Tabelle 2.
Mit dämpfendem Material behandelte Linsen Es wurden Kontaktlinsen –1,00D Acuvue^®, die wie oben beschrieben gepackt waren, abgesehen davon, daß unter den Containern auf der Schalenseite der Container ein Stück 12 μm dicker Nylonfilm angeordnet war, wie oben beschrieben behandelt.
Es wurden die gleichen Messungen wie oben beschrieben gemacht. Die Meßwerte sind in Tabelle 2.
Unbehandelte Linsen
Außerdem wurden Messungen der Eigenschaften von 48 unbehandelten Linsen –1,00D Acuvue vorgenommen. Sie sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle 2
Dieses Beispiel zeigt, daß das Nylon die unerwünschte Strahlung dämpft und das Kontaktlinsenpolymer teilweise vor Schaden schützt.
Beispiel 2
Ohne dämpfendes Material behandelte Linsen
Es wurden Kontaktlinsen Acuvue^® (Etafilcon A), jeweils in Polypropylenschalen mit 500 μl gepufferter Boratsalzlösung mit einem transparenten, an der Schale heißgesiegelten Deckel, in einem Hohlraum eines PurePulse-Helllichtsystems angeordnet. Die Linsen in den Containern wurden verschiedenen Energiemengen ausgesetzt, die durch zwei Xenon-Blitzlampen geliefert wurden, die gleichzeitig blitzen. Nach der Behandlung bei verschiedenen Energiepegeln wurde der Wassergehalt der Schalenseite der Kontaktlinsen durch das Abbe-Verfahren gemessen. (Jeder Punkt in der graphischen Darstellung repräsentiert den durchschnittlichen Meßwert für zehn Kontaktlinsen.) Diese Messungen sind in 7 graphisch dargestellt.
Mit dämpfendem Material behandelte Linsen
Kontaktlinsen Acuvue^®, die wie oben gepackt waren, wurden abgesehen davon, daß anstelle der Verwendung von spiegelpolierten PurePulse-Aluminiumreflektoren in dem Hohlraum die Spiegelreflektoren mit 30 Schichten Bariumsulfat und 10 Schichten Lanthanoxid über dem Bariumsulfat beschichtet waren, wie oben beschrieben behandelt. Die Beschichtungsmaterialien wurden bei Zimmertemperatur sprühbeschichtet und vor Auftragen jeder Schicht getrocknet. Die Bariumsulfatbeschichtung bestand aus Bariumsulfat, Wasser und Natriumsilikat in einem Gewichtsverhältnis von 1:1:0,1. Die Lanthanoxidbeschichtung bestand aus Lanthanoxid, Wasser und Natriumsilikat in einem Gewichtsverhältnis von 1:1:0,1. Für die durch das System mit Reflektoren mit dämpfenden Materialien behandelten Kontaktlinsen wurden die gleichen Messungen wie oben beschrieben wiederholt. Diese Meßwerte sind in 7 graphisch dargestellt.
7 zeigt, daß die Dämpfungsbeschichtung an den Reflektoren die Kontaktlinsen vor Schaden schützt, was durch die verringerte Änderung des Gleichgewichtswassergehalts für die Kontaktlinsen, wem sie mit einem System mit dämpfenden Materialien in den Reflektoren behandelt werden, im Vergleich zu dem System ohne die dämpfenden Materialien in den Reflektoren bewiesen wird.
Vergleichsbeispiel
Die Materialien in Tabelle 3 wurden in der gleichen Weise, wie die Materialien in Tabelle 1 gemessen. Diese Materialien sind nicht als dämpfende Materialien in der Erfindung nutzbar.
Tabelle 3
Die Erfindung ist in Bezug auf eine besondere Ausführungsform beschrieben worden, wobei dem Durchschnittsfachmann alternative Ausführungsformen bekannt sind, die in den Umfang der folgenden Ansprüche fallen.

Claims

Hochenergiestrahlungssystem mit einer UV-Strahlungsquelle (10), welche mehr als 0,1 J/cm² pro Impuls für eine Blitzlampe oder 20 Watt/cm² für eine kontinuierliche Strahlungsquelle erzeugt, wobei das System ein selektiv dämpfendes Feststoffmaterial umfaßt, welches das Verhältnis von erwünschter zu unerwünschter Strahlung erhöht, um den Strahlungsschaden an einem Ziel mittels selektiven Dämpfen von mindestens 30 Prozent der auf das dämpfende Material auftreffenden Strahlung von mehr als 200 nm bis zu 240 nm zu reduzieren und mehr als 50 Prozent der auf das dämpfende Feststoffmaterial auftreffenden Strahlung von 240 nm bis 280 nm lenkt, wobei das dämpfende Feststoffmaterial aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppe ausgesucht ist, welche Bariumsulfat, Bariumtitan, Ceroxid, Erbiumoxid, Europiumoxid, Germaniumdioxid, Hafniumoxid, Holmiumoxid, Lanthanoxid, Magnesiumoxid, Samariumoxid, Terbiumoxid, Ytterbiumoxid und Yttriumoxid umfaßt.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selektiv gedämpfte Strahlung von 100 nm bis zu 240 nm, bevorzugterweise von 180 nm bis zu 240 nm, reicht.
System nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das System mindestens 60 Prozent, vorzugsweise 90%, der Strahlung von 180 nm bis zu 240 nm, bevorzugterweise mehr als 90 Prozent der Strahlung von über 200 nm bis zu 240 nm, selektiv dämpft.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das System mehr als 75 Prozent, vorzugsweise mehr als 90 Prozent der Strahlung von 240 nm bis 280 nm lenkt.
Hochenergiestrahlungssystem mit einer UV-Strahlungsquelle (10), welche mehr als 0,1 J/cm² pro Impuls für eine Blitzlampe oder 20 Watt/cm² für eine kontinuierliche Strahlungsquelle erzeugt, wobei das System ein selektiv dämpfendes Feststoffmaterial umfaßt, welches das Verhältnis von erwünschter zu unerwunschter Strahlung erhöht, um den Strahlungsschaden an einem Ziel mittels selektiven Dämpfen von mindestens 30 Prozent der auf das dämpfende Material auftreffenden Strahlung von mehr als 200 nm bis zu 250 nm zu reduzieren und mehr als 50 Prozent der auf das dämpfende Feststoffmaterial auftreffenden Strahlung von 250 nm bis 280 nm lenkt, wobei das dämpfende Feststoffmaterial aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppe ausgesucht ist, welche Bariumsulfat, Bariumtitan, Ceroxid, Erbiumoxid, Europiumoxid, Germaniumdioxid, Hafniumoxid, Holmiumoxid, Lanthanoxid, Magnesiumoxid, Samariumoxid, Terbiumoxid, Ytterbiumoxid und Yttriumoxid umfaßt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dämpfende Material ein Dämpfungsverhältnis von 1,2, vorzugsweise von 1,8, hat.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gelcennzeichnet, daß das dämpfendes Material mehr als 99,9 % rein ist.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das dämpfendes Material als ein Dotiermaterial oder eine Beschichtung (36) im System in einer Lampenhülle, einem Schutzfenster, einem Strömungsrohr, einem Reflektor, einem Durchgang, einem transparenten Stützelement, einem Blockierelement oder einem lösbaren Feststoffmaterial eingebaut ist.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (36) mittels bemalen, sprühen, plasmabeschichten, eintauchen, gießen, streichen außerhalb der Maschine, gelbeschichten, ätzen, abscheiden aus der Gasphase, sputtern, oder chemischem oder mechanischem Verbinden aufgetragen ist.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der dämpfenden Beschichtung (36) zwischen 0,1 und 250 Mikrometer liegt.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das dämpfende Material Teil eines Reflektors (14) ist.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (14) reflektierendes Material aus poliertem Aluminium, Bariumsulfat, Aluminiumoxid, Magnesiumfluorid, Magnesiumoxid oder vorzugsweise einer Mischung aus Bariumsulfat und Lanthanoxid umfaßt.
System nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (14) aus einem geformten Feststoff hergestellt ist, welcher das Reflektormaterial und das dämpfende Material umfaßt.
System nach Anspruch 11, Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das dämpfende Material Lanthanoxid, Yttriumoxid oder Ytterbiumoxid ist.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein blockierendes Element.
System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das blockierende Element das dämpfende Material umfaßt und eine diffus-reflektive Oberfläche aufweist.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß keine direkte Strahlung von der Strahlungsquelle auf das Ziel auftrifft.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Reflektor (14) für die Strahlungsquelle, wobei der Reflektor (14) ein diffuser Reflektor mit einer elliptischen Form ist.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein lösbares Festsstoffmaterial, welches das selektiv dämpfende Material umfaßt, wobei das Feststoffmaterial zwischen der Strahlungsquelle und dem Ziel angeordnet ist.
System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das lösbare Feststoffmaterial die Form eines Films, eines Blocks, einer Platte oder eines in ein Stützelement gepacktes Pulvers aufweist.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Ziel, welches das dämpfende Material umfaßt.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Ziel, wobei das Ziel Nylon, Lanthanoxid, Adipinsäure, Bariumadipat, Calciumadipat, Magnesiumadipat, Dinatriumadipat, Carbonsäure oder ein Solgel-Zwischenstoff umfaßt oder wobei das Ziel einen Container und ein Produkt umfaßt, wobei der Container Bariumhexaflouroacetylacetonat, Barium-2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-Heptandionat, Lanthanacetylacetonathydrat, Lanthan-2,2,6,6,-Tetramethyl-3-5-Heptandionat, Magnesiumacetylacetonatdihydrat. Magnesium-2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-Heptandionat, Ytterbiumacetylacetonat, Ytterbiumhexaflouroacetylacetonat, Ytterbium-2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-Heptandionat, Yttriumacetylacetonat, Yttriumhexaflouroacetylacetonat oder Yttrium-2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-Heptandionat umfaßt.
System nach einem vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das dämpfenden Material eine Änderung in % Refektionsvermögen/nm von mehr als 2 zwischen 230 und 250 nm, vorzugsweise von mehr als 3 zwischen 335 bis 245 nm erfährt.