DE1033345B - Zellglasfilter in Ultraviolett-Bestrahlungsanlagen, insbesondere mit Quecksilberdampflampen - Google Patents

Description

• Zellglasfilter in Ultraviolett-Bestrahlungsanlagen, insbesondere mit Quecksilberdampflampen Zur Erzeugung ultravioletter Strahlen für medizinlsche, biologische, pharmazeutische, wissenschaftliche, technische und andere Zwecke gibt es mehrere Möglichkeiten. Es werden als Ultraviolettstrahler unter anderem hochtemperierte Glühkörper, offene Bogenlampen sowie Gas- oder Dampfentl adungs röhren verwendet. Alle diese Strahler senden ein vielwelliges Gemisch infraroter, sichtbarer Licht- und ultravioletter Strahlung aus. Bei vielen Anwendungen kommt es auf die Aussiebung oder die Unterdrückung bestimmter Wellenlängen dieser Mischstrahlung an.
• In diesen Fällen hilft man sich durch die Einschaltung geeigneter Filter in den Strahlengang.
• Während sich für den infraroten und sichtbaren Strahlenhereich vor allem Glasfilter bewährt haben, macht es Schwierigkeiten, geeignete Filter für den ultravioletten Bereich zu schaffen. Besonders für die kurzwellige UV-Strahlung, kürzer als 320 mull, sind Spezialglasfilter mit gentigender Durchlässigkeit und geringer Alterung nur unter großem Kostenaufwand herzustellen.
• Es ist seit langem bekannt, daß sogenanntes Zellglas, in Folien unter anderem als »Cellophan« im Gerauch, UV-durchlässig ist. Es hat nicht an Vorschlägen und Versuchen gefehlt, diese Zellglasfolien für die Filterung der ultravioletten Strahlung, vorzugsweise von Quecksilberdampflampen, zu verwenden. So ist z. B. angegeben worden, daß sich sehr dünne, gefärbte Zellglasfolien dazu eignen, das sichtbare Licht einer Quecksilberdampflampe zu filtern hingegen die ultraviolette Strahlung (insbesondere der Wellenlänge 366 m) weitgehend durchzulassen. Derartige Filter sollen sich in Geräten zur Lumineszenzanregung mit gutem Erfolg verwenden lassen. Auch zur Filterung kurzwelliger ultravioletter Strahlen von Quecksilberdampf-Superhochdruck-Quarzlampen sind Zellglasfolien geeignet, wodurch die Gebrauchsfähigkeit dieser Lampen in der medizinischen Technik gewinnt. In die Praxis haben sich Zellglasfilter aber nicht eingeführt. Die Gründe sind folgende: Die UV-Durchlässigkeit von Zellglas hängt ab von der Stärke des Materials. Für langwelliges UV (400 bis 320 mlt) sind Folien von mehr als 0,5 mm Stärke ausreichend gut UV-durchlässig. Bei mittel- (320 bis 280 m,u) und kurzwelliger (unter 280 mll) UV-Strahlung müssen jedoch vorzugsweise unter 0,2 mm dicke Folien verwendet werden. Derart dünne Zellglasfolien sind in der Praxis schwer zu handhaben, zumal sie wegen ihrer Wärmeempfindlichkeit möglichst entfernt von den heißen Strahlenquellen angeordnet und deshalb meist recht großflächig sein müssen. Hinzukommt, daß Zellglas unter der Einwirkung von UV-Strahlung sehr schnell altert, d. h. immer UV-undurchlässiger wird. Auch hier ergeben sich in der Praxis bei der Arbeit mit kurzwelligem UV und sehr dünnen Folien erhöhte Schwierigkeiten, denn je kurzwelliger die UV-Strahlung ist, desto fotochemisch aktiver ist sie auch und beschleunigt die Alterung der Zellglasfilter.
• Obwohl demnach Zellglasfolien von relativ großer Dicke als Filtermaterial für langwellige UV-Strahlung geeignet wären, bevorzugt die Praxis für diesen Zweck die heute handelsüblichen, wenn auch nicht ganz billigen, UV-durchlässigen Spezialgläser, da diese einfacher zu handhaben sind und weniger schnell altern. Für das mittel- und kurzwellige UV aber reicht deren UV-Durchlässigkeit nicht aus bzw. ist das nur bei sehr teueren Sorten der Fall, die aber ausnahmslos einer raschen Alterung unterliegen.
• Alle bisher bekanntgewordenen Vorschläge und Lösungen für die Verwendung von Zellglasfolien sind unbrauchbar, sofern es sich um das Arbeiten mit UV-Strahlen unter 320 mm handelt. Gerade diese UV-Strahlung ist jedoch für viele Anwendungsgebiete besonders wichtig, und es besteht ein großes Bedürfnis, das breite Spektrum von 320 bis unter 200 mW durch geeignete Filter entsprechend der unterschiedlichen Wirkung der einzelnen Wellenlängen aufzuteilen. Dabei würde es für die Praxis schon ein großer Vorteil sein, das UV-Spektrum vom kurzwelligen Ende her beliebig stufenweise unterdrücken zu können.
• Erfindungsgemäß wird hierfür vorgeschlagen, sehr dünne, vorzugsweise unter 0,2 mm starke Zellglasfolien zu verwenden und diese einzeln oder mehrschichtig in geeignete Rahmen derart einzuspannen oder einzulegen, daß sie leicht herausgenommen, ausgewechselt und beliebig zusammengestellt werden können. Diese Filterkombination hat den Vorteil, daß die notwendigerweise großflächigen und sehr dünnen Folien auf einfache Weise plan oder beliebig gewölbt zwischen Strahlenquelle und Objekt angeordnet, im Rahmen bequem gehandhabt, bei Alterung leicht ausgewechselt und vor allem entsprechend der. für die jeweiligen Aufgaben notwendigen UV-Durchlässigkeit ganz beliebig in feinsten Abstufungen zusammengestellt werden können. > Quecksilberdampf-Quarzlampen, die gebräuchlichen UV-Strableuquellen, sendern als kurzwelligste UV-Strahlung Wellenlängen bis herab zu 180mm aus.
• Diese Strahlung ist imstande, aus dem Luftsauerstoff Ozon zu bilden, eine oft erwünschte, oft aber auch unerwünschte Erscheinung. Die Einschaltung einer Zellglasfolie von 0,1 mm Dicke in den Strahlengang absorbiert diese Strahlung praktisch vollkommen, wodurch eine Ozonbildung verhindert wird, während die z. B. bakterientötende UV-Strahlung von über 200 mp Wellenlänge ungeschwächt erhalten bleibt. Durch die Kombination von zwei, drei oder mehr Folien von z. B. 0,1 min Dicke wird bei der gleichen UV-Bestrahlungsanlage erreicht, daß auch die bakterizide Strahlung mehr und mehr unterdrückt wird, wobei andererseits die vitaminbildende Strahlung unberührt bleibt. Das Hinzufügen weiterer Folien bringt dann auch diese Wirkung der Strahlung zum Fortfall, ohne die erythembildende Strahlung zu beeinflussen, usw.
• Es ist klar ersichtlich, daß es eine erfindungsgemäß ausgerüstete UV-Bestrahlungsanlage dem Wissenschaftler, etwa dem Arzt, gestattet, ganz nach seinem Ermessen den Wellenlängenbereich der UV-Strahlung vom kurzwelligen Ende des Spektrums her feinstufig zu verändern. Das war bisher unmöglich. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe z. B. schon durch einen leichten Filterrahmen gelöst, in den ein oder beliebig mehr Zellglasfolien zwischen dünndrähtige und weitmaschige Drahtnetze plan oder gewölbt derart eingelegt oder eingespannt werden, daß sie jederzeit mühelos ausgewechselt werden können. Schließlich bedeutet die Tatsache, daß eine zwischen Strahlenquelle und Objekt befindliche Zellglasfolie im Drahtnetz einen guten Schutz gegen Splitter darstellt, wenn etwa die Quecksilberdampflampe zu Bruch geht, einen weiteren Vorteil der erfindungsgemäß gestalteten Anlage. Daß die billige, leicht auswechselbare Folie zudem noch einen Schutz für die teuere Strahlenquelle darstellt, kommt hinzu.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Ultraviolett-Bestrahlung für medizinische, biologische, pharmazeutische, wissenschaftliche, technische und andere Zwecke, bei der zwischen Strahlenquelle und bestrahltem Objekt als Strahlenfilter z. B. Zellglas in Form von einer oder mehreren sehr dünnen, vorzugsweise weniger als 0,2 mm dünnen Folien benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterfolien in Rahmen zwischen dünndrahtige, weitmaschige Drahtnetze plan oder beliebig gewölbt derart eingespannt oder eingelegt sind, daß sie in beliebigen Kombinationen zusammengestellt und jederzeit ausgewechselt werden können.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 710 185, 757 286; österreichische Patentschrift Nr. 117 990; französische Patentschrift Nr. 672 011.