DE102022001215A1

DE102022001215A1 - Indikator

Info

Publication number: DE102022001215A1
Application number: DE102022001215.4A
Authority: DE
Inventors: Sean Patrick O'Kell; Andrew Jon Hallett
Original assignee: Saf T Glo Ltd
Current assignee: Saf T Glo Ltd
Priority date: 2021-04-16
Filing date: 2022-04-08
Publication date: 2022-10-20
Also published as: US11719574B2; US20220333984A1; GB2605880A; GB202204761D0; GB202105485D0

Abstract

Eine Markierung ist eingerichtet, das Vorhandensein von ultravioletter Strahlung anzuzeigen; wobei die Markierung mindestens eine emittierende Schicht mit einem fluoreszierenden Material aufweist, das eingerichtet ist, in einem ersten Bereich als Reaktion auf die Anregung durch die ultraviolette Strahlung in einem zweiten Bereich sichtbares Licht zu emittieren; wobei die Fluoreszenz reversibel ist und die Markierung wiederverwendbar ist. Bei der Markierung kann es sich um ein Warnzeichen handeln, und sie kann auf eine Oberfläche geklebt oder in ein freistehendes tragbares Gerät eingebaut werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Indikatorvorrichtung.
Es ist bekannt, dass ultraviolettes (UV) Licht zur Desinfektion von Oberflächen und Luft verwendet wird. Es ist bekannt, dass UV-Licht gegen biologische Krankheitserreger wie Viren, Bakterien, Pilze und Parasiten wirksam ist.
Es gibt vier Hauptarten von UV-Licht: UVA, UVB, UVC und UVV.
UVA-Licht liegt im Bereich von 315 nm bis 400 nm. UVA-Licht macht den größten Teil der UV-Strahlung aus, die die Erdoberfläche erreicht. UVA-Licht ist dafür bekannt, dass es tief in die Haut eindringt. Man geht davon aus, dass UVA-Licht für bis zu 80% der Hautalterung der menschlichen Haut verantwortlich ist.
In Studien wurde festgestellt, dass blaues Licht im nahen UV-Bereich, d. h. Licht mit einer Wellenlänge von etwa 405 nm, bestimmte Bakterien abtöten kann, wenn die Bakterien lange genug dem blauen Licht im nahen UV-Bereich ausgesetzt sind. Es wurde festgestellt, dass blaues Licht im nahen UV-Bereich gegen Viren unwirksam ist.
UVB-Licht liegt im Bereich von 280 nm bis 315 nm. UVB-Licht ist dafür bekannt, dass es die DNA in der Haut schädigt und zu Sonnenbrand führen kann. Es wird angenommen, dass es wesentlich zur Entstehung von Hautkrebs beiträgt. Man geht davon aus, dass UVB-Licht bei ausreichend langer Bestrahlungsdauer gegen biologische Stoffe wirksam sein kann.
UVC-Licht liegt im Bereich von 200 nm bis 280 nm. Es wird angenommen, dass dieser Bereich des UV-Lichts besonders wirksam gegen eine Reihe von Mikroorganismen ist. Es wird angenommen, dass das UVC-Licht die DNA von Krankheitserregern schädigt und die Mikroorganismen daran hindert, sich zu vermehren. Man geht davon aus, dass UVC-Licht bereits bei relativ geringen Dosen schädlich für die menschliche Haut und die DNA ist. Man geht davon aus, dass selbst eine kurze Dauer der Exposition für die menschliche Gesundheit gefährlich ist. UVC ist im Allgemeinen kein Problem, da das meiste UVC in der Atmosphäre absorbiert wird und die Erdoberfläche nicht erreicht.
UVC-Strahlung bei 254 nm hat bekanntermaßen eine sehr starke keimtötende Wirkung. Die Verwendung von UVC-Licht zur Inaktivierung biologischer Krankheitserreger wird auch als keimtötende Bestrahlung oder UVGI bezeichnet. Es ist bekannt, dass UVC-Strahlung bei 254 nm für menschliche Zellen schädlich ist.
Andere UVC-Wellenlängen wie 222 nm haben sich als weniger gesundheitsgefährdend erwiesen, da die Strahlung die äußere, abgestorbene Zellschicht der menschlichen Haut oder die Tränenschicht des Auges nicht durchdringen kann. Viren und Bakterien sind viel kleiner als menschliche Zellen, und die UVC-Strahlung bei 222 nm ist in der Lage, in die DNA einzudringen und Schäden zu verursachen, die die Replikation von Viren und Bakterien verhindern.
UVV ist Strahlung im Bereich von 100 nm bis 200 nm. Strahlung mit Wellenlängen in diesem Bereich wie 185 nm erzeugt durch Reaktion mit Sauerstoffmolekülen Ozon. Es ist bekannt, dass das Einatmen von Ozon die Lunge schädigen kann. Es ist bekannt, dass relativ niedrige Ozonkonzentrationen Brustschmerzen, Husten, Kurzatmigkeit und Rachenreizungen verursachen können.
Strahlung im Bereich von 100 bis 280 nm hat sich in der Regel als wirksam gegen Schimmel erwiesen. Strahlung im Bereich von 200-230 nm hat sich als wirksam gegen Viren, COVID-19, MRSA und aerosolisierte Viren erwiesen. Strahlung im Bereich von 250-270 nm hat sich als wirksam gegen Bakterien einschließlich E. Coli erwiesen.
UVC-Lampen werden zunehmend zur Desinfektion von Flächen und Bereichen gegen pathogene Viren und Mikroorganismen wie Bakterien eingesetzt, ohne dass eine Tiefenreinigung der Flächen und Bereiche mit Lösungsmitteln erforderlich ist. Strahlung im UVC-Wellenlängenbereich wird zur Desinfektion von Wasser, zur Sterilisierung von Oberflächen und zur Abtötung von Mikroorganismen auf Oberflächen und in der Luft eingesetzt. Wie bereits erwähnt, sind einige UVC-Wellenlängen wie 222 nm für den Menschen ungefährlicher, andere UVC-Strahlen können jedoch das menschliche Gewebe schwer schädigen. Ein besonderes Problem bei der Verwendung von UVC-Licht ist die Schädigung der Augen.
Ein Problem bei UV-Strahlung ist, dass sie für das menschliche Auge nicht sichtbar ist.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Indikator bereitzustellen, der eine sichtbare Warnung vor der Verwendung von UV-Strahlung in einem Bereich liefert. Eine sichtbare Warnung ist in der Lage, vor der Gefahr in dem Bereich zu warnen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Markierung bereitgestellt, die eingerichtet ist, das Vorhandensein von ultravioletter Strahlung anzuzeigen, wobei die Markierung mindestens eine emittierende Schicht mit einem fluoreszierenden Material aufweist, das eingerichtet ist, als Reaktion auf die Anregung durch die ultraviolette Strahlung in einem zweiten Bereich sichtbares Licht in einem ersten Bereich zu emittieren; wobei die Fluoreszenz reversibel und der Markierung wiederverwendbar ist.
Die Verwendung von Fluoreszenz (im Gegensatz zu anderen Arten von Lumineszenz wie z. B. Phosphoreszenz) bedeutet, dass die Lichtemission als Reaktion auf die UV-Bestrahlung praktisch sofort erfolgt und ebenso fast sofort aufhört, wenn die UV-Bestrahlung endet (beispielsweise innerhalb von 20 Nanosekunden nach Beendigung der UV-Bestrahlung, im Gegensatz zur Phosphoreszenz, die danach noch eine beträchtliche Zeitspanne andauern kann). Das sichtbare Licht der Markierung ist daher im Allgemeinen nur so lange sichtbar, wie die UV-Strahlung vorhanden ist. Im Gegensatz dazu kann ein phosphoreszierendes Material die absorbierte Lichtenergie für eine gewisse Zeit speichern und später wieder abgeben, was zu einem Nachleuchten führt, das auch nach dem Ende der UV-Strahlung noch anhält - möglicherweise für mehrere Stunden. Darüber hinaus nimmt die Helligkeit eines phosphoreszierenden Materials im Allgemeinen mit der Zeit zu, während die Fluoreszenz sofort die volle Intensität zeigt. Die Markierung ist also entweder „an“ oder „aus“ und informiert den Benutzer über das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von UV-Licht. Die Verwendung von fluoreszierenden Materialien hat daher den Vorteil, dass sie eine klare und unmittelbare Rückmeldung über Beginn und Ende der UV-Bestrahlung geben. Es müssen keine Informationen über die Dauer der Bestrahlung oder die entsprechende Dosierung gegeben werden - es erfolgt eine sofortige Warnung.
Die Fluoreszenz macht also auf eine aktuelle / laufende potentielle Gesundheitsgefahr aufmerksam und hört auf, sobald diese Gefahr (die UV-Strahlung) beseitigt ist.
Das für die emittierende Schicht verwendete Material kann bewusst so ausgewählt werden, dass es keine (oder nur eine unbedeutende Spur von) Phosphoreszenz aufweist, so dass nach Beendigung der UV-Bestrahlung kein Nachleuchten für das menschliche Auge sichtbar ist. Ein Betrachter kann daher sofort erkennen, wann ein Bereich sicher zu betreten ist.
Außerdem wurden die fluoreszierenden Materialien so ausgewählt, dass sie wiederverwendbar sind, - insbesondere nach der UV-Bestrahlung und der entsprechenden Fluoreszenz keine Behandlung erfordern, damit sie wieder fluoreszieren. Der Prozess ist vollständig reversibel, d. h. es ist keine Energiezufuhr oder Verarbeitung erforderlich, um das Material in seinen ursprünglichen, vor der Fluoreszenz liegenden Zustand zurückzuführen. Die Markierung kann daher zwischen den Verwendungen ohne Behandlung als Indikator für das Vorhandensein von UV an Ort und Stelle belassen werden. Darüber hinaus wird für die Funktion der Markierung keine elektrische Beleuchtung oder andere Energie benötigt - die UV-Strahlung „versorgt“ die Fluoreszenz selbst. Die Markierung kann daher keine elektrischen Komponenten aufweisen. Die Markierung ist daher wartungsarm bzw. wartungsfrei (Staubwischen und/oder Reinigen wie bei jeder Oberfläche oder jedem Schild, um seine Sichtbarkeit zu erhalten). Die Anzahl der Schaltvorgänge der Markierung zwischen „Ein“ und „Aus“ kann unbegrenzt sein, abgesehen von allgemeiner Abnutzung und Verschleiß.
Die Markierung kann ein Warnzeichen sein - die Fluoreszenz ist so gestaltet, dass sie für das Auge deutlich sichtbar ist, so dass ein Betrachter sofort vor dem Vorhandensein von UV-Strahlung gewarnt wird. Die Markierung kann mit gedruckten Texten und/oder Symbolen (Zeichen/Kennzeichnungen) versehen sein. Beispielsweise kann eine Warnung wie „Wenn Schild leuchtet, Bereich meiden - UV-Strahlung“ auf die Markierung gedruckt werden. Die aufgedruckten Zeichen können ein Warnsymbol/einen Warnhinweis bilden oder eine Maske als Negativ des Warnsymbols/des Warnhinweises darstellen, so dass das Symbol/der Hinweis in einem sichtbaren Bereich des fluoreszierenden Materials enthalten ist, während andere Teile des fluoreszierenden Materials von der Maske verdeckt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das fluoreszierende Material selbst so angeordnet/geformt sein, dass es einen Warnhinweis bildet.
In diesem Zusammenhang weist eine Markierung mindestens ein Substrat mit einer oberen Fläche und einer unteren Fläche auf. Die obere Fläche der Markierung ist eingerichtet, im Gebrauch sichtbar zu sein. Das Substrat kann eine Vinylschicht aufweisen oder aus anderen Materialien wie Kunststoffen, Polymeren, Folien oder Polycarbonat bestehen, entweder allein oder in Kombination(en). Das Substrat kann flexibel oder starr sein. Mindestens ein Teil der oberen Fläche weist eine Materialschicht auf, die aus dem fluoreszierenden Material besteht oder dieses enthält und eingerichtet ist, sichtbares Licht zu emittieren. Die obere Fläche kann mehr als einen Bereich/Abschnitt mit einer Materialschicht aus dem fluoreszierenden Material aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann das fluoreszierende Material in Teilen einer auf das Substrat aufgebrachten Schicht vorhanden sein. Die Schicht kann koextrudiert oder auf das Substrat gegossen oder aufgebracht sein. In einigen Ausführungsformen kann die Markierung eine Abdeckung über dem fluoreszierenden Material und/oder der oberen Oberfläche des Substrats aufweisen. Die Abdeckung kann starr oder flexibel sein. In einigen Fällen kann die Abdeckung über das Substrat gesteckt sein. In anderen Fällen kann die Abdeckung auf das Substrat gegossen oder aufgebracht sein. In einigen Ausführungsformen kann die Markierung ein Gehäuse aufweisen, das die Markierung umgibt.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der zweite Bereich (d. h. ein Wellenlängenbereich der Strahlung) zwischen 200 nm und 300 nm. In einer anderen Ausführungsform liegt der zweite Bereich zwischen 200 nm und 254 nm. In einigen Ausführungsformen liegt der zweite Bereich zwischen 200 nm und 250 nm.
In einigen Ausführungsformen kann der zweite Bereich von 200 nm bis 280 nm oder 200 nm bis 300 nm reichen und somit auf UVC-Licht ausgerichtet sein. Die Markierung kann daher ein Warnzeichen für das Vorhandensein von UVC-Licht sein. Ultraviolette Strahlung in einem zweiten Bereich kann also UVC-Strahlung bedeuten.
Die Markierung kann ein Warnzeichen sein oder als solches fungieren, das das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der ultravioletten Strahlung in dem zweiten Bereich anzeigt.
Die Markierung weist eine emittierende Schicht auf, die in Gegenwart von UV-Strahlung fluoresziert. Die Fluoreszenz ist das Ergebnis der Anregung von Molekülen, und die Abklingzeit, bevor das Molekül ein Photon aussendet und in einen nicht angeregten Zustand zurückkehrt, liegt im Bereich von wenigen Nanosekunden. Typische Abklingzeiten sind 0,5 bis 20 Nanosekunden (Wikipedia). Erfindungsgemäß emittiert die Markierung nur dann sichtbares Licht, wenn UV-Licht vorhanden ist (wobei zu beachten ist, dass die maximale Abklingzeit nach Beendigung der UV-Strahlung in der Größenordnung von einigen zehn Nanosekunden liegt, also eine unwesentliche „Verzögerung“ in Bezug auf die menschliche Verarbeitung, Entscheidungsfindung und Bewegung darstellt).
Die Markierung ist eingerichtet, durch das Vorhandensein von UV-Strahlung aktiviert zu werden. Der Markierung zeigt an, dass ein aktives Gefahrenrisiko durch ultraviolette Strahlung besteht. Im Gegensatz zu bestehenden Markierungen und Schildern, die in Bereichen aufgestellt werden, in denen UV-Strahlung eingesetzt werden kann, informiert die Markierung also über eine tatsächliche Gesundheitsgefährdung. Es ist von Vorteil, dass die Markierung in Gegenwart von UV-Licht emittiert (und die Emission fast augenblicklich beendet, wenn kein UV-Licht mehr vorhanden ist) und reversibel und wiederverwendbar ist.
In einer Ausführungsform ist das fluoreszierende Material in einem Trägermaterial enthalten.
In einer anderen Ausführungsform weist die Markierung eine Schutzschicht auf.
In einigen Ausführungsformen kann die Markierung ein fluoreszierendes Material in einem Trägermaterial und eine Schutzschicht aufweisen.
Das Trägermaterial und/oder die Schutzschicht können flüssigkeits- und/oder gasundurchlässig sein und können verhindern, dass das fluoreszierende Material benetzt wird, z. B. während der Reinigung einer Oberfläche, an der die Markierung angebracht ist.
Vorzugsweise ist das Trägermaterial und/oder die Schutzschicht sowohl in der ersten als auch in der zweiten Region mindestens teilweise strahlungsdurchlässig.
Es versteht sich, dass die Durchlässigkeit der Materialien für UVC-Strahlung von der chemischen Zusammensetzung der Materialien abhängt. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Materialien der Träger- und/oder Schutzschicht für Strahlung mit Wellenlängen von 200 nm bis 290 nm und für sichtbares Licht transparent. Viele Materialien wie Kunststoffe und Harze sind für Strahlung mit einer Wellenlänge von mehr als 300 nm transparent, aber nicht für Strahlung mit einer Wellenlänge von 200 nm bis 290 nm.
Eine weitere Anforderung an den Träger oder das Material bzw. die Schutzschicht ist, dass das Kunststoffmaterial (oder ein anderes Material) unter dem Einfluss von UVC-Strahlung stabil ist. UVC-Strahlung kann einen photochemischen Effekt innerhalb einer Kunststoff-Polymerstruktur verursachen. Der photochemische Effekt führt zu einer Zersetzung des Kunststoffs. Die absorbierte UV-Energie kann zur Anregung von Photonen im Kunststoffmaterial führen. Freie Radikale verursachen dann Brüche in den Polymerbindungen. UVC mit hoher Energie hat eine besondere photochemische Wirkung.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann Polyurethan als Trägermaterial oder Schutzabdeckung verwendet werden. Es hat sich gezeigt, dass Polyurethan robust ist und eine gute Beständigkeit gegen die Wirkung der UV-Strahlung aufweist.
Es versteht sich, dass auch andere Kunststoffe mit den erforderlichen Eigenschaften verwendet werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Markierung so beschaffen, dass sie permanent oder semi-permanent an einem Ort installiert werden kann. Bei dem Ort kann es sich um ein Fahrzeug, ein Gebäude oder eine bewegliche Vorrichtung handeln.
In einer Anordnung ist die Markierung eingerichtet, permanent oder semi-permanent in einem begrenzten Raum im Fahrzeug installiert zu werden.
Bei dem begrenzten Raum kann es sich um eine Flugzeugkabine, ein Flugzeugcockpit, einen Zug oder ein Militärfahrzeug handeln.
Die Markierung kann die Form eines Klebeetiketts oder eines Aufklebers annehmen und eingerichtet sein, auf eine Oberfläche aufgeklebt zu werden. Die Markierung kann flexibel sein, so dass sie sich der Form der Oberfläche, auf die sie geklebt werden soll, leicht anpassen kann.
In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug der mitanhängigen Anmeldung des Anmelders entsprechen. Ein solches Fahrzeug weist ein Desinfektionssystem auf, das UV-Strahlung und insbesondere UVC-Strahlung zur Desinfektion verwenden kann. In einem geschlossenen Raum ist es wünschenswert, dass alle Insassen wissen, dass das Desinfektionssystem in Betrieb ist, dass der geschlossene Raum UVC-Strahlung ausgesetzt ist und dass eine biologische Reinigung oder Desinfektion im Gange ist.
Es ist auch wünschenswert, dass das Träger- oder Schutzmaterial den Installationsanforderungen in einem Raum entspricht, in dem die Markierung verwendet werden soll. Beispielsweise muss die Markierung den Anforderungen der Luft- und Raumfahrt oder des Militärs entsprechen. In Flugzeugen beispielsweise gibt es Entflammbarkeitsnormen, die für alle in einem Flugzeug installierten Geräte erfüllt werden müssen. Es kann erforderlich sein, dass die Markierung die Zertifizierungsnormen wie CS25.853 erfüllt, die die von der EASA (European Union Aviation Safety Agency) geforderten Spezifikationen für große Flugzeuge enthalten. Auch die Normen der DO 160 - Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment - müssen unter Umständen erfüllt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Trägermaterial oder die Schutzschicht Polyurethan auf. Es hat sich gezeigt, dass Polyurethan die Anregung des fluoreszierenden Materials durch Strahlung von 200 nm bis 290 nm, d.h. durch UVC-Strahlung, ermöglicht. Polyurethan ist auch für Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichts, d. h. von 380 nm bis 700 nm, mindestens teilweise transparent. Es hat sich gezeigt, dass Polyurethan auch die geforderten Normen für den Einbau in engen Räumen in einem Fahrzeug, z. B. in Flugzeugen oder Militärfahrzeugen, erfüllt.
Das fluoreszierende Material wird vorzugsweise so ausgewählt, dass es UVC-Strahlung absorbiert. In einigen Ausführungsformen liegt die UVC-Strahlung zwischen 200 nm und 280 nm. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Strahlung im Bereich von 200 nm bis 254 nm. In einigen Ausführungsformen liegt die absorbierte UVC-Strahlung im Bereich von 200 nm bis 250 nm.
Es ist wünschenswert, dass das fluoreszierende Material im Bereich von 200 nm bis 280 nm absorbiert und Strahlung im sichtbaren Bereich emittiert. Es ist wünschenswert, dass das fluoreszierende Material eine Stokes-Verschiebung von 200 nm oder mehr aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform absorbiert das fluoreszierende Material im UVC-Bereich, ganz besonderes bevorzugt Strahlung mit einer Wellenlänge von 250 nm oder weniger, und emittiert in einem Bereich des sichtbaren Spektrums, der dem Nachtsehen entspricht.
Nachtsehen ist das Sehen des Auges bei schwachen Lichtverhältnissen. Im menschlichen Auge gibt es Zapfen- und Stäbchenzellen, die für die Erkennung von Licht zuständig sind. Im menschlichen Auge sind die Zapfenzellen bei schwachen Lichtverhältnissen nicht funktionsfähig. Bei schwachen Lichtverhältnissen ist das menschliche Auge auf das Nachtsehen angewiesen, das sich auf die Stäbchenzellen stützt. Diese Zellen sind am empfindlichsten für Wellenlängen um 498 bis 500 nm. Die Lichtemission im Bereich der Nachtsehen des menschlichen Auges ermöglicht es einer Person, die den Bereich betritt, auch relativ niedrige Emissionswerte zu erkennen. Beim Nachtsehen liegen die Leuchtdichten zwischen 10^-3 und 10^-6 cd/m².
In einigen Ausführungsformen weist das fluoreszierende Material eine Emissionsintensität von etwa 5 Lux auf, wenn es durch UVC-Licht (222 nm) angeregt wird, das in einem Abstand von etwa 50 cm von der Markierung angeordnet ist. Es wird sich verstehen, dass die Leistung der UVC-Indikatormarkierung von der Intensität der UVC-Lichtquelle, dem Abstand von der UVC-Lichtquelle zur Markierung und dem Abstand von der Markierung zu einer Messvorrichtung abhängt.
Es ist auch wünschenswert, dass die von dem fluoreszierenden Material emittierte Strahlung vom menschlichen Auge bei Tagsehen erkannt werden kann. Tagsehen ist das Sehen des Auges unter gut beleuchteten Bedingungen. Das Tagsehen überwiegt bei Leuchtdichten von 10 bis 10⁸ cd/m². Beim Tagsehen gibt es drei Arten von Zapfen, die Licht in drei Farbbereichen wahrnehmen: blau (etwa 420 nm), blau-grün (etwa 534 nm) und gelb-grün (etwa 564 nm).
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das fluoreszierende Material ein mangandotiertes Zinksilikat wie Zinkorthosilikat (Zn₂SiO₄) sein. Es hat sich gezeigt, dass dieses Material die gewünschten Anregungs- und Emissionseigenschaften aufweist. Der Fachmann kann natürlich auch andere Leuchtstoffe mit den gewünschten Anregungs- und Emissionseigenschaften verwenden.
In einigen Ausführungsformen wird das fluoreszierende Material auf einem Substrat aufgebracht. Das Substrat kann aus einem flammhemmenden Material bestehen. Vorzugsweise ist das Substrat flexibel. Bei dem flammhemmenden Material kann es sich um ein thermoplastisches Polybutylenterephthalat handeln.
Vorzugsweise weist die Markierung Zeichen oder Kennzeichnungen auf, die auf einer Oberfläche der Markierung angebracht sind. Die Zeichen können durch Drucken auf die Oberfläche der Markierung bereitgestellt werden. Der Aufdruck kann auf der oberen Fläche des Trägermaterials erfolgen, das das fluoreszierende Material enthält. In anderen Ausführungsformen kann die Zeichen auf die oberen Fläche der Schutzschicht gedruckt werden. Die Zeichen können eine visuelle Warnung darstellen - beispielsweise einen Schriftzug wie „WARNUNG“ oder „FERNHALTEN - BESTRAHLUNG LÄUFT“ und/oder ein Gefahrensymbol, das für das Auge sichtbar ist. Die Markierung kann daher ein Warnzeichen sein, das von jedem Betrachter interpretiert werden kann, unabhängig davon, ob er zuvor darauf hingewiesen wurde, dass ein leuchtendes Zeichen auf das Vorhandensein von UV-Strahlung hinweist, die vermieden werden sollte oder nicht.
Die Zeichen können unter Verwendung eines UV-härtenden Druckverfahrens gedruckt werden. Der Aufdruck kann in einer Farbe erfolgen, die mit einer Grundfarbe übereinstimmt. Die Grundfarbe kann weiß sein. Der Aufdruck kann mit weißer Tinte erfolgen. Wünschenswerterweise lässt die weiße Tinte kein sichtbares Licht durch.
Alternativ können die Zeichen auch mit einer transparenten Tinte gedruckt werden, die die Anregung von fluoreszierenden Stoffen blockiert (die „transparente Tinte“ ist also nicht durchlässig für UV-Strahlung, wird aber als transparent bezeichnet, da sie durchlässig für sichtbares Licht ist). Es wird deutlich, dass nur die Bereiche, die nicht mit der transparenten Tinte bedeckt sind, UV-Strahlung absorbieren und in Gegenwart von UV-Strahlung fluoreszieren können.
Die Kennzeichnung kann daher nur sichtbar sein, wenn das fluoreszierende Material fluoresziert (d. h. wenn die Markierung mit UV-Strahlung bestrahlt wird). Die Kennzeichnung kann eine Warnung vor UV-Strahlung enthalten und beispielsweise folgende Aufschrift aufweisen: „WARNUNG - UV-STRAHLUNG“.
In einer anderen Ausführungsform kann die Zeichen durch selektives Drucken oder Aufbringen von fluoreszierendem Material auf das Substrat gebildet werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug oder Gebäude mit einer Markierung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bereitgestellt, wobei die Markierung eingerichtet ist, das Vorhandensein von ultravioletter Strahlung anzuzeigen, wobei die Markierung mindestens eine emittierende Schicht mit einem fluoreszierenden Material aufweist, das eingerichtet ist, sichtbares Licht in einem ersten Bereich als Reaktion auf die Anregung durch die ultraviolette Strahlung in einem zweiten Bereich zu emittieren.
Vorzugsweise ist die Markierung dauerhaft an oder in dem Fahrzeug oder Gebäude angebracht.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine tragbare Vorrichtung mit einer Markierung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bereitgestellt, wobei der Markierung eingerichtet ist, das Vorhandensein von ultravioletter Strahlung anzuzeigen, wobei die Markierung mindestens eine emittierende Schicht mit einem fluoreszierenden Material aufweist, das eingerichtet ist, sichtbares Licht in einem ersten Bereich als Reaktion auf die Anregung durch die ultraviolette Strahlung in einem zweiten Bereich zu emittieren.
Beispielsweise kann die tragbare Vorrichtung ein freistehendes Warnschild sein, das eingerichtet ist, vor der Bestrahlung in einem Raum positioniert zu werden, optional ähnlich denen, die oft gesehen werden, um vor nassen Böden während der Reinigung zu warnen, aber mit einer fluoreszierenden Markierung wie hierin beschrieben. Ein bereits vorhandenes Schild kann durch Hinzufügen einer Markierung, z. B. in Form eines Aufklebers, zu einer tragbaren Vorrichtung im Sinne des dritten Aspekts modifiziert werden.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Warnung vor dem Vorhandensein von ultravioletter Strahlung bereitgestellt. Das Verfahren weist auf:

Anbringen einer Markierung auf einer Oberfläche als Warnzeichen, wobei die Markierung mindestens eine emittierende Schicht mit einem fluoreszierenden Material aufweist, das eingerichtet ist, sichtbares Licht in einem ersten Bereich als Reaktion auf die Anregung durch die ultraviolette Strahlung in einem zweiten Bereich zu emittieren; wobei die Fluoreszenz reversibel ist und die Markierung wiederverwendbar ist.

Die Markierung kann wie gemäß dem ersten Aspekt beschrieben sein.
Der Schritt des Anbringens der Markierung auf einer Oberfläche kann das Anbringen der Markierung an einer Innenwand einer Flugzeugkabine aufweisen.
Der Schritt des Anbringens der Markierung an einer Oberfläche kann die Verwendung eines Klebstoffs aufweisen, um die Markierung an der Oberfläche zu befestigen. Der Klebstoff kann als Klebeschicht der Markierung vorgesehen sein; die Markierung kann daher die Form eines Aufklebers oder eines Klebeetiketts haben.
Das Verfahren kann das Belassen der Markierung zwischen den Bestrahlungsvorgängen an Ort und Stelle aufweisen, wobei keine Behandlung oder Neueinstellung des fluoreszierenden Materials erforderlich ist (im Gegensatz dazu kann eine Wärmebehandlung erforderlich sein, um einige lichtemittierende Materialien für die Wiederverwendung „neu einzustellen“).
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren weiter beschrieben, in denen:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Markierung ist;
2 ein Querschnitt durch die Markierung der 1 ist;
3 die UV- und sichtbaren Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums zeigt;
4 Anregungs- und Emissionsspektren zeigt;
5 eine Darstellung einer Stokes-Verschiebung ist; und
6 eine Darstellung der in einem Flugzeug angebrachten Markierung ist.

1 stellt eine Markierung 16 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Die Markierung weist eine emittierende Schicht auf, die ein fluoreszierendes Material enthält. Das fluoreszierende Material ist eingerichtet, sichtbares Licht in einem ersten Bereich als Reaktion auf die Anregung durch die ultraviolette Strahlung in einem zweiten Bereich zu emittieren. In der beschriebenen Ausführungsform wird die Fluoreszenz als Ergebnis der Anregung des fluoreszierenden Materials durch Strahlung im UVC-Bereich emittiert. Die anregende Strahlung kann zwischen 200 nm und 300 nm liegen. Vorzugsweise liegt die Strahlung im Bereich von 200 nm bis 254 nm oder von 200 nm bis 250 nm.
Die Markierung 16 weist mindestens ein Substrat mit einer oberen Fläche und einer unteren Fläche auf. Mindestens ein Teil der oberen Oberfläche weist eine emittierende Schicht aus einem Material auf, das aus dem fluoreszierenden Material besteht oder dieses enthält und eingerichtet ist, sichtbares Licht zu emittieren. Es versteht sich, dass In einigen Ausführungsformen die obere Fläche mehr als einen Bereich/Abschnitt mit einer Materialschicht mit dem fluoreszierenden Material aufweisen kann.
Die emittierende Schicht kann koextrudiert oder auf das Substrat gegossen oder aufgebracht werden.
In einigen Ausführungsformen kann die Markierung eine Abdeckung über dem fluoreszierenden Material und/oder der oberen Oberfläche des Substrats aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die Markierung ein Gehäuse aufweisen, das die Markierung umgibt.
Das fluoreszierende Material ist imstande, die Strahlung im zweiten Bereich zu absorbieren. Die Strahlung im zweiten Bereich wird absorbiert und ein Elektron im Material wird angeregt. Nach einer kurzen Halbwertszeit (z. B. einige Nanosekunden oder weniger) wird ein Photon des sichtbaren Lichts emittiert, wenn das fluoreszierende Material in den Grundzustand zurückkehrt. Die emittierte Energie liegt in einem anderen Bereich, dem ersten Bereich. Der erste Bereich weist eine niedrigere Energie als der zweite Bereich auf. Eine Darstellung der Emissionsspektren eines fluoreszierenden Materials wird in 3 veranschaulicht. Eine Verschiebung zwischen der absorbierten und der emittierten elektromagnetischen Strahlung wird als Stokes-Verschiebung bezeichnet. Es ist wünschenswert, dass die Stokes-Verschiebung 200 nm oder mehr beträgt. Ein Beispiel für eine Stokes-Verschiebung ist in 4 dargestellt. Es ist wünschenswert, dass das fluoreszierende Material aufhört, sichtbare Strahlung zu emittieren, sobald die UV-Strahlung aufhört (d. h. kurze Halbwertszeiten sind wünschenswert).
In einer Ausführungsform ist das fluoreszierende Material Zinkorthosilikat (Zn₂SiO₄). Die Stokes-Verschiebung beträgt 270 nm in Zinkorthosilikat (Zn₂SiO₄). Die Fluoreszenz tritt in Gegenwart von Strahlung im zweiten Bereich auf. Der zweite Bereich ist vorzugsweise der UVC-Bereich und weist einen Bereich von 200 nm bis 250 nm auf. Die Fluoreszenz weist eine Abklingzeit von einigen Nanosekunden auf, und die Fluoreszenz hört auf, sobald die Strahlung im UVC-Bereich nicht mehr vorhanden ist. Das Zinkorthosilikat (Zn₂SiO₄) emittiert sichtbare Strahlung in einem Wellenlängenbereich, der nahe bei den Wellenlängen der maximalen Empfindlichkeit des Nachtsehens im menschlichen Auge liegt. Die Emissionen im ersten Bereich liegen nahe bei den Wellenlängen der maximalen Empfindlichkeit des menschlichen Auges für Nachtsehen.
Die Fluoreszenz der Markierung ist eine Markierung für das Vorhandensein von UV-Licht und insbesondere UVC-Licht. Da die Markierung aufhört zu fluoreszieren, sobald das UVC-Licht aufhört, kann die Markierung verwendet werden, um die aktive Emission von UVC-Licht anzuzeigen. Die Fluoreszenz ist reversibel und die Markierung kann wiederholt verwendet werden. Das fluoreszierende Material wird durch die elektromagnetische Strahlung nur im zweiten Bereich angeregt. Das fluoreszierende Material wird nur durch Strahlung im gewünschten Bereich angeregt. Beispielsweise wird eine Markierung, die für UVC-Strahlung empfindlich ist, nicht durch UVA- oder UVB-Strahlung angeregt.
In dieser Ausführungsform weist die Markierung ein fluoreszierendes Material in einem Trägermaterial auf.
Das Trägermaterial wird aus Polyurethan hergestellt. Das Polyurethan ist für Strahlung im Bereich von 200 nm bis 254 nm transparent. Das Polyurethan ist auch für Strahlung im ersten Bereich, d.h. von 400 nm bis 750 nm, transparent. Es hat sich gezeigt, dass das Polyurethan robust und beständig gegen die Wirkung von UVC-Licht auf die Polymere im Trägermaterial ist. Das Trägermaterial und das darin suspendierte fluoreszierende Material weisen die emittierende Schicht auf.
Es versteht sich, dass in anderen Ausführungsformen eine Schutzschicht aus Polyurethan über dem fluoreszierenden Material auf dem Substrat angebracht werden kann.
Das fluoreszierende Material ist auf einem Substrat vorgesehen. Das Substrat kann aus einem flexiblen Material bestehen. In dieser Ausführungsform ist das Substrat ein flammhemmendes thermoplastisches Polybutylen. Es können auch andere flammhemmende, flexible Substrate verwendet werden.
Wie in 1 dargestellt, ist eine Markierung vorgesehen, die ein fluoreszierendes Material 2 aufweist. Über dem fluoreszierenden Material ist eine Schutzschicht 4 angebracht. Eine Oberfläche des Schutzmaterials ist mit einer Schicht aus gedruckter Tinte 6 versehen. Die gedruckte Tinte stellt Zeichen 8 auf der Oberfläche bereit. Die gedruckte Tinte kann undurchsichtig sein. Die gedruckte Tinte ist weiß und wird so gewählt, dass sie einer Körperfarbe entspricht. Die Tinte ist für UVC-Strahlung undurchlässig. Die UVC-Strahlung kann das fluoreszierende Material in den Bereichen erreichen, in denen die weiße Tinte nicht aufgedruckt ist. Bei Bestrahlung mit UVC-Strahlung fluoreszieren die unbedruckten Bereiche. Die unbedruckten Bereiche können Wörter oder Symbole bilden. Der Aufdruck kann Warnzeichen in negativer Form darstellen.
Eine alternative Ausführungsform besteht darin, eine transparente Abdeckung über dem Träger- oder Schutzmaterial vorzusehen. Die transparente Abdeckung kann so beschaffen sein, dass sie für UVC-Licht teilweise undurchlässig ist (z. B. dort, wo bedrucktes Material auf/als Teil der Abdeckung vorhanden ist). Das bedruckte Material auf der Abdeckung kann so beschaffen sein, dass sich die Farbe der Oberfläche der Markierung nicht verändert. Das bedruckte Material verhindert die Übertragung von UVC-Strahlung in den Bereichen, die bedruckt wurden. Bei Bestrahlung mit UVC-Strahlung fluoreszieren die unbedruckten Bereiche, und die unbedruckten Bereiche können Warnzeichen in negativer Form bilden.
Die Markierung 16 kann daher als Warnzeichen fungieren, wobei die Kennzeichnung und die Fluoreszenz zusammen eine Warnung bei Vorhandensein von UV-Strahlung darstellen. Das Warnzeichen kann als aktiv oder reaktionsfähig bezeichnet werden, da die Warnung nur dann erfolgt, wenn sie benötigt wird, d. h. nur dann, wenn UV-Strahlung in der zweiten Region vorhanden ist. Die Markierung kann daher so gestaltet werden, dass sie über einen Bereich von Betrachtungswinkeln und Entfernungen hinweg deutlich mit dem Auge erkennbar ist, und die Zeichen können so bemessen sein, dass sie aus einer geeigneten Entfernung (z. B. 2 m, 3 m, 5 m, 10 m oder mehr) gelesen/interpretiert werden können, so dass ein Betrachter nicht in einen bestrahlten Bereich eintreten muss, um das Warnzeichen zu interpretieren. Die Größe kann daher auf der Grundlage der Größe des zu bestrahlenden Raums, des Fahrzeuginnenraums oder eines anderen Bereichs gewählt werden. Beispielsweise kann eine typische Größe für einen Markierung (insbesondere den Oberflächenbereich der Vorderseite der Markierung) zwischen 10 cm² und 300 cm² liegen. Die Markierung kann flach sein und eine Tiefe haben, die viel geringer ist als eine der beiden Dimensionen ihrer Vorderfläche, beispielsweise mit einer Tiefe von weniger als 5 mm oder 2 mm und optional weniger als 1 mm.
In einem Raum oder Fahrzeug können mehrere Markierungen 16 vorgesehen sein, beispielsweise an verschiedenen Stellen / in verschiedenen Teilen des Raums oder Fahrzeugs.
Die emittierende Schicht kann sich über die gesamte Fläche der Markierung oder nur über einen oder mehrere Teile davon erstrecken. In Ausführungsformen mit einer Schutzschicht kann sich die Schutzschicht über die gesamte Fläche der Oberfläche der Markierung oder nur über einen oder mehrere Abschnitte davon erstrecken - beispielsweise nur über die Abschnitte, die eine emittierende Schicht enthalten. Die Schutzschicht kann das fluoreszierende Material einkapseln, - wobei sie optional eine Beschichtung oder eine andere Schicht um die gesamte Markierung bildet. In anderen Ausführungsformen bedeckt die Schutzschicht nur die Vorderseite der Markierung oder wahlweise die Vorderseite und die Seiten, so dass die Kanten der darunter liegenden Schicht(en) geschützt sind.
2 ist ein Querschnitt durch die Markierung der 1. Das fluoreszierende Material 2 ist vorgesehen. Die Schutzschicht 4 ist über dem fluoreszierenden Material 2 vorgesehen. Die Schutzschicht ist optional. Eine Tintenschicht 6 ist auf der Schutzschicht vorgesehen. Im Querschnitt wird gezeigt, dass das fluoreszierende Material 2 auf einem Substrat 10 vorgesehen ist. Eine Klebstoffschicht 12 kann vorgesehen werden, um die Markierung auf einer Oberfläche zu befestigen.
Vier Merkmale/Schichten der Markierung 16 sind in 2 der Einfachheit halber gekennzeichnet:

A. Eine optionale Schutzschicht 4, die so angeordnet ist, dass sie mindestens einen Teil der Vorderseite der Markierung bedeckt. Die Schutzschicht ist mindestens im Wesentlichen transparent für die UV-Strahlung, die das fluoreszierende Material der Markierung zum Fluoreszieren bringt (z. B. für UVC-Strahlung). Die Schutzschicht ist auch mindestens im Wesentlichen transparent für das sichtbare Licht, das das fluoreszierende Material der Markierung aussenden soll. Eine oder mehrere Markierungen, wie z. B. Warnzeichen, können auf diese Schicht gedruckt sein;
B. Eine Schicht 2, die das fluoreszierende Material enthält; dies kann beispielsweise ein mit Mangan dotiertes Zinkorthosilikat-Pigment in einem Polyurethan-Träger sein oder aufweisen. Eine oder mehrere Markierungen, wie z. B. Warnzeichen, können anstelle der Schutzschicht oder zusätzlich zur Schutzschicht auf diese Schicht gedruckt werden;
C. Ein Trägersubstrat 10, beispielsweise eine flammhemmende thermoplastische Polybutylenterephthalatfolie, die flexibel sein kann. In anderen Ausführungsformen kann ein anderes flexibles Substrat oder ein starres Substrat verwendet werden. Das Substrat kann undurchsichtig sein, wahlweise sowohl für UV-Strahlung als auch für sichtbares Licht.
D. Eine optionale Klebeschicht 12, die zur Befestigung der Markierung an einer Wand oder einer anderen Oberfläche verwendet werden kann.

In anderen Ausführungsformen kann die Markierung 16 als Passteil für den Einbau in ein Fahrzeug, wie z. B. ein Flugzeug, ein Landfahrzeug oder ein Schiff, vorgesehen sein.
Die Markierung 16 kann für eine Wandmontage vorgesehen sein. Die Markierung kann relativ dünn sein, beispielsweise in Form eines Aufklebers, einer Plakette oder eines Schildes, um die Wandmontage zu erleichtern, wahlweise durch einen Klebstoff oder durch eine oder mehrere Schrauben oder Nägel. Beispielsweise können solche Markierungen in einem Flugzeug auf Oberflächen wie Seitenwänden, Schotten, Bordküchen, Toilettentüren und/oder Wänden angebracht werden. Die Markierungen können mit jedem geeigneten Klebstoff auf jede geeignete Oberfläche geklebt werden.
Die Markierung kann in Verbindung mit dem Fahrzeug- und Desinfektionssystem bereitgestellt werden, das in unserer gemeinsam mitanhängigen Anmeldung gleichen Datums beschrieben ist. In dem Fahrzeug- und Desinfektionssystem sind elektromagnetische Vorrichtungen im Fahrzeug vorgesehen, und die Desinfektion erfolgt gesteuert durch eine Steuereinheit.
Die Markierung der vorliegenden Erfindung können im Fahrzeug installiert werden, um anzuzeigen, ob schädliche UV-Strahlung in einem geschlossenen Raum vorhanden ist.
6 zeigt ein Fahrzeug, in dem ein Desinfektionssystem installiert ist.
Es sind elektromagnetische Vorrichtungen 14 vorgesehen, die gesteuert werden können, elektromagnetische Strahlung im UVC-Bereich zu emittieren. Markierungen 16 gemäß der Erfindung sind In der Flugzeugkabine vorgesehen, um eine Warnung vor dem Vorhandensein schädlicher UVC-Strahlung bereitzustellen. Eine visuelle Warnung, die für einen Betrachter mit dem Auge sichtbar ist, kann durch die Fluoreszenz erfolgen, gegebenenfalls in Kombination mit einem oder mehreren Warnzeichen.
Eine Warnung vor dem Vorhandensein von ultravioletter Strahlung kann daher durch Anbringen einer Markierung 16, wie hier beschrieben, auf einer Oberfläche als Warnzeichen erfolgen.
Das Anbringen der Markierung 16 an einer Oberfläche kann das Anbringen der Markierung an einer Innenwand, Tür oder einer anderen Oberfläche einer Flugzeugkabine aufweisen.
Das Anbringen der Markierung 16 an einer Oberfläche kann das Verwenden eines Klebstoffs zur Befestigung der Markierung an der Oberfläche aufweisen. Der Klebstoff kann als Klebeschicht der Markierung vorgesehen sein, wobei die Markierung die Form eines Aufklebers oder Klebeetiketts aufweist und optional flexibel ist, so dass er sich an eine Oberfläche anpasst (die nicht flach sein muss - z. B. gekrümmte Flugzeugwände).

Claims

Markierung, die eingerichtet ist, das Vorhandensein von ultravioletter Strahlung anzuzeigen, wobei der Markierung mindestens eine emittierende Schicht mit einem fluoreszierenden Material aufweist, das eingerichtet ist, sichtbares Licht in einem ersten Bereich als Reaktion auf eine Anregung durch die ultraviolette Strahlung in einem zweiten Bereich zu emittieren; wobei die Fluoreszenz reversibel ist und die Markierung wiederverwendbar ist.
Markierung nach Anspruch 1, wobei der zweite Bereich von 200 nm bis 300 nm, von 200 nm bis 280 nm, oder von 200 nm bis 254 nm oder optional von 200 nm bis 250 nm reicht.
Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Markierung eine Schutzschicht aufweist.
Markierung nach Anspruch 1, wobei das fluoreszierende Material in einem Bereich des sichtbaren Spektrums emittiert, der dem Nachtsehen entspricht, und wobei die von dem fluoreszierenden Material emittierte Strahlung auch durch das menschliche Auge beim Tagsehen wahrnehmbar ist.
Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Markierung Zeichen oder Kennzeichnungen aufweist, die auf einer Oberfläche der Markierung vorgesehen sind.
Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Markierung ein Klebeetikett oder ein Aufkleber ist, der eingerichtet ist, auf eine Oberfläche geklebt zu werden.
Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Markierung ein Warnzeichen ist, das eingerichtet ist, einen visuellen Hinweis auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der ultravioletten Strahlung zu liefern.
Fahrzeug oder Gebäude, die eine Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, wobei die Markierung eingerichtet ist, das Vorhandensein ultravioletter Strahlung anzuzeigen.
Tragbare Vorrichtung, die eine Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Verfahren zum Bereitstellen einer Warnung vor dem Vorhandensein ultravioletter Strahlung, wobei das Verfahren aufweist: Anbringen einer Markierung auf einer Oberfläche als Warnzeichen, wobei die Markierung mindestens eine emittierende Schicht mit einem fluoreszierenden Material aufweist, das eingerichtet ist, sichtbares Licht in einem ersten Bereich als Reaktion auf eine Anregung durch die ultraviolette Strahlung in einem zweiten Bereich zu emittieren; wobei die Fluoreszenz reversibel ist und die Markierung wiederverwendbar ist.