DE202020107535U1

DE202020107535U1 - UV-transparente Gläser zum Beseitigen von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus

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Publication number: DE202020107535U1
Application number: DE202020107535.7U
Authority: DE
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2020-12-03
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2021-04-28
Anticipated expiration: 2030-12-24
Also published as: US20220177352A1; EP3960206A2; JP2022089195A; EP3960206A3; JP3233968U; EP4008360A1; CN114588288A; US20220177354A1

Abstract

Glas mit einer Transmission über den ganzen Wellenlängenbereich von 207 nm bis 222 nm von mindestens 60% (gemessen bei einer Dicke von 1 mm), wobei das Glas ein Borosilikatglas mit einem Platin-Gesamtgehalt von nicht mehr als 3,5 ppm, und einer hydrolytischen Beständigkeit, charakterisiert durch ein extrahiertes Na₂O-Äquivalent in µg pro g Glas, bestimmt gemäß ISO 719, von nicht höher als 250 µg/g ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft UV-transparente Gläser zum Beseitigen von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA), insbesondere UV-transparente Gläser zum Beseitigen von MRSA von UV-empfindlichen Oberflächen. Die UV-transparenten Gläser sind bevorzugt für keimabtötendes UV-Licht im Wellenlängenbereich von 207 nm bis 222 nm transparent, wobei das UV-Licht durch eine UV-Lampe mit einer Lampenabdeckung, hergestellt aus den UV-transparenten Borosilikatgläsern der Erfindung, emittiert wird. Die vorliegende Erfindung schließt UV-transparente Gläser, sowie Verwendungen von solchen UV-transparenten Gläsern ein.
Hintergrund der Erfindung
Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) betreffen eine Gruppe von Gram-positiven Bakterien, die sich genetisch von anderen Stämmen von Staphylococcus aureus unterscheiden. MRSA sind für mehrere, schwer zu behandelnde Infektionen bei Menschen verantwortlich. MRSA sind jedweder Stamm von S. aureus, welcher für Betalactam-Antibiotika durch horizontalen Gentransfer und/oder natürliche Selektion multiple Arzneistoffresistenz entwickelt hat. β-Lactam-Antibiotika sind eine Breitband-Gruppe, welche Pename (Penicillinderivate wie Methicillin und Oxacillin) und Cepheme wie die Cephalosporine einschließt.
MRSA sind verbreitet in Krankenhäusern, Gefängnissen und Pflegeheimen, wo Menschen mit offenen Wunden, invasiven Vorrichtungen wie Kathetern, und geschwächten Immunsystemen einem höheren Risiko von nosokomialer Infektion ausgesetzt sind. MRSA begannen als eine nosokomiale Infektion, wurden aber zu einer ambulant erworbenen sowie von Tierbestand erworbenen Infektion.
In neuen Studien konnten MRSA in vielen Oberflächengewässern, wie Flüssen und Seen, identifiziert werden, was die Chancen erhöht, dass MRSA Trinkwasserquellen kontaminieren werden und einfach auf alle Arten von sensitiven Bereichen, wie Kindergärten, Schulen, Krankenhäuser, Versorgungsheime, Altenheime und andere Gesundheitsversorgungseinrichtungen, übertragen werden können.
Dies ist besonders gefährlich, da gewöhnliche Reinigungssysteme von Abwasser und Abwasserbehandlungsanlagen momentan nicht immer ausreichend ausgerüstet sind, um multiresistente Keime aus dem Wasser zu filtrieren oder zu beseitigen.
Eines der wenigen Länder, das noch nicht von MRSA übermannt ist, sind die Niederlande. Ein wichtiger Teil des Erfolgs der holländischen Strategie ist der Versuch, MRSA in Patienten zu beseitigen, bevor ist aus dem Krankenhaus entlassen werden.
Folglich gibt es einen großen Bedarf für einfach zu verwendende Vorrichtungen zum wirksamen Beseitigen von MRSA, insbesondere MRSA, welche sich auf Oberflächen befinden, die empfindlich für herkömmliche Sterilisierungsverfahren sind.
Von Verfahren zum Beseitigen von MRSA durch Licht wurde auf dem Fachgebiet berichtet. Das sogenannte „Fotosensibilisatorverfahren“ wird häufig in Krankenhäusern und anderen Bereichen mit erhöhten MRSA-Risiken (oder anderen bakteriellen Kontaminationen) verwendet. In diesem Verfahren werden Fotosensibilisatoren verwendet, meistens Farbstoffmoleküle, die angeregt werden, wenn sie mit Licht beleuchtet werden. Wenn durch Licht angeregt, erzeugen diese Moleküle reaktive Sauerstoffspezies, welche dann die Bakterien beseitigen.
Jedoch sind nicht alle berichteten Verfahren, welche Fotosensibilisatoren verwenden, ausreichend, um genug Mikroorganismen zu beseitigen, um Infektionen wirksam zu verhindern. Der Grund dafür ist, dass es sein kann, dass die Fotosensibilisatoren nicht ausreichend konzentriert sind, um signifikanten Schaden anzurichten. Zudem sind viele Fotosensibilisatoren hydrophob. Das macht es schwierig, sie in wässrigen Umgebungen, wo Mikroorganismen typischerweise vorkommen (z.B. Biofilmen), zu dispergieren.
Ein weiteres Verfahren auf dem Fachgebiet wird „keimabtötende Ultraviolettstrahlung“ (UVGI) genannt, wobei kurzwelliges Ultraviolett (UVC)-Licht verwendet wird, um Mikroorganismen zu töten oder zu inaktivieren durch Zerstören von Nukleinsäuren und Spalten ihrer DNS, wodurch sie unfähig zurückgelassen werden, zelluläre Vitalfunktionen durchzuführen. UVGI wird in einer Vielzahl von Verwendungen, wie Nahrungsmittel-, Luft- und Wasserreinigung, verwendet.
UVGI-Vorrichtungen können ausreichend starkes UVC-Licht in zirkulierenden Luft- oder Wassersystemen erzeugen, um sie für Mikroorganismen wie Bakterien, Viren, Schimmelpilze und andere Pathogene zu unwirtlichen Umgebungen zu machen. UVGI kann mit einem Filtrationssystem gekoppelt werden, um Luft und Wasser keimfrei zu machen. Die Verwendung von UVGI zu Desinfektion ist seit der Mitte des 20. Jahrhunderts eine akzeptierte Praxis. Sie wird primär in medizinischen Sanitäreinrichtungen und Vorrichtungen für sterile Arbeit verwendet.
In zunehmendem Maße wird sie zum Sterilisieren von Trink- und Schmutzwasser verwendet, da die Vorhaltevorrichtungen geschlossen sind und zirkuliert werden können, um ein stärkeres Einwirken des UV sicherzustellen. In den letzten Jahren hat UVGI erneut in Luftreinigern Verwendung gefunden. Bestehende UVGI-Verfahren verwenden UV-Licht mit der Wellenlänge von etwa 250 nm, zum Beispiel strahlen herkömmliche keimabtötende UV-Lampen, welche auf Quecksilberdampflampen basieren, mit einer Wellenlänge von 254 nm.
Jedoch wurde berichtet, dass herkömmliche keimabtötende UV-Lampen mit dieser Wellenlänge gefährlich für das Auge sind, prämutagene UV-assoziierte DNS-Läsionen in menschlicher Haut erzeugen und zytotoxisch sind für Säugerhaut, auf welche sie einwirken.
Folglich verhindert die Gefahr von schädigenden Wirkungen, einschließend sogar die Induktion von Krebs oder anderen mutagenen Erkrankungen, die direkte Verwendung von gewöhnlichen UVGI-Verfahren zum Beseitigen von MRSA auf Säugerhaut, wie zum Beispiel der Haut von Patienten, Personal im Gesundheitswesen oder Tierbestand.
Beschreibung der Erfindung
Es wurde kürzlich berichtet, dass fernes UVC-Licht Bakterien effizient tötet, ungeachtet ihrer Fähigkeit zu Arzneistoffresistenz, aber ohne die haut- oder augenschädigenden Wirkungen, die mit dem Einwirken von herkömmlichem keimabtötendem UV einhergehen.
Jedoch ist UV-Absorption von UV-Licht bei Wellenlängen von etwa 200 nm bis etwa 250 nm in ansonsten transparenten Abdeckungen sehr hoch. Zum Beispiel wird UV-Licht durch herkömmliche Gläser bei Wellenlängen jenseits von 320 nm nicht gut durchgelassen. Herkömmliche Borosilikatgläser lassen Licht bei Wellenlängen von unter 290 nm nicht durch. Folglich weisen diese Abdeckungen den Nachteil auf, dass sie entweder für fernes UV-Licht nicht zulässig sind, oder dass zumindest eine hohe Energiemenge notwendig ist, um eine ausreichende UV-Einwirkung auf die behandelte Oberfläche, z.B. die behandelte Haut, zu garantieren. Diese hohe Betriebsenergie resultiert wieder in signifikanter Energiedissipation und erhöht die thermische Beanspruchung der Abdeckung sowie der gesamten Vorrichtung. Das Ergebnis ist eine verringerte Lebenszeit und erhöhte Wartungskosten der Vorrichtung.
Als Gläser des Standes der Technik (oder andere transparente Abdeckungen) beurteilt wurden, war folglich das Problem, neue UV-transparente Gläser bereitzustellen, welche die Verwendung von UV im fernen UVC ermöglichen, um direkte MRSA-Behandlung von empfindlichen Oberflächen, wie Säugerhaut oder anderen Materialien, welche UV-empfindlich sind, wie bestimmte Gase und/oder Flüssigkeiten, zu erleichtern.
Das Problem wird durch die hier offenbarten UV-transparenten Gläser gelöst.
Die vorliegende Erfindung betrifft UV-transparente Gläser zum Beseitigen von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA), wobei die UV-transparenten Gläser das Einwirken von keimabtötendem UV-Licht im Wellenlängenbereich von 207 bis 222 nm auf die MRSA ermöglichen, wobei das UV-Licht durch eine UV-Lampe mit einer Lampenabdeckung, hergestellt aus dem Borosilikatglas der Erfindung mit einem Platin-Gesamtgehalt von weniger als 3,5 ppm, abgestrahlt wird. In manchen Ausführungsformen kann das Glas zusätzlich einen niedrigen Gehalt von Eisen, Titan und anderen Schwermetallen von jeweils unter 5 ppm aufweisen.
UV-Strahlung ist in der Lage, organische Bindungen zu spalten. Als ein Ergebnis ist sie durch Zerstören von biogenen Substanzen lebensfeindlich. Zusätzlich werden viele Kunststoffe durch Ultraviolettstrahlung aufgrund von Trübung, Versprödung und/oder Zerfall geschädigt. Folglich kann UV-Licht für eine Anzahl von empfindlichen Oberflächen oder anderen Materialien, welche UV-empfindlich sein können, wie bestimmte Gase und/oder Flüssigkeiten, schädlich sein.
Bei Menschen kann übermäßiges Einwirken von UV-Strahlung in akuten und chronischen schädlichen Wirkungen auf das dioptrische System des Auges und die Netzhaut resultieren. Die Haut, das zirkadiane System und das Immunsystem können auch beeinträchtigt werden. Die Haut und Augen sind am empfindlichsten für eine Schädigung durch UV bei 265 bis 275 nm.
Künstliches UVC-Licht mit Wellenlängen von etwa 250 nm, wie es zum Beispiel durch herkömmliche UVGI-Lampen, wie zum Beispiel Quecksilberdampflampen, abgestrahlt wird, erzeugt prämutagene UV-assoziierte DNS-Läsionen zum Beispiel in Modellen von menschlicher Haut, und ist für Säugerhaut, auf welche es einwirkt, zytotoxisch. Das Auge ist für eine Schädigung durch UV im niedrigeren UVC-Band bei 265 nm bis 275 nm am empfindlichsten. Strahlung dieser Wellenlänge ist bereits im Sonnenlicht nicht mehr vorhanden, wird aber in Bogenlichtern von Schweißgeräten und anderen künstlichen Quellen gefunden. Einwirkung von diesen kann „Schweißer-Blitz“ oder „verblitzte Augen“ (Fotokeratitis) verursachen und kann zu Katarakten, Pterygium- und Pinguecula-Bildung führen.
Folglich liegen die Wellenlängen, welche gemäß der Erfindung verwendet werden, im Bereich von 207 nm bis 222 nm. Ultraviolett (UV)-Licht von etwa 207 nm weist ähnliche antimikrobielle Eigenschaften wie typisches keimabtötendes UV-Licht (254 nm) auf, aber ohne eine Schädigung bei äußeren Gewebehüllen von höheren Tieren, wie Amphibien-, Reptilien-, Vogel-, Säuger- oder Menschenhaut, zu induzieren. Jedoch kann es in weiteren Ausführungsformen auch zum Beseitigen von MRSA von der äußeren Oberfläche von Mollusken (Schalen) und/oder Arthropoden (Exoskelett) verwendet werden.
Die eingeschränkte Penetrationstrecke von 207 nm-Licht in biologischen Proben (z.B. Stratum corneum) verglichen mit der von 254 nm-Licht ermöglicht die selektive antimikrobielle Behandlung, ohne die behandelte Oberfläche zu schädigen, insbesondere Säuger- oder Menschenhaut, wie die Haut eines Patienten oder von Fachpersonal im Gesundheitswesen.
Wenn man das Auge betrachtet, ist das wichtigste Ziel aus der Perspektive eines UV-Risikos die Linse. Die Linse ist distal zur Hornhaut lokalisiert, welche ausreichend dick (500 µm) ist, so dass eine Penetration von 200 nm-Licht durch die Hornhaut zur Linse im Wesentlichen null ist. Sogar wenn man Wirkungen auf die Hornhaut aus der Perspektive von Fotokeratitis betrachtet, wird man erwarten, dass jedwede Schutzvorrichtung gegen Augenspritzer, welche nun bereits unter chirurgischem Personal universell ist, vollständig die Hornhaut vor dem Einwirken von 207 nm-UV schützt.
Die vorgeschlagene bakterizide Verwendung von 207 nm-UV-Licht in der Gegenwart von Menschen basiert auf der Tatsache, dass UV-Licht bei einer Wellenlänge von etwa 200 nm sehr stark durch Proteine (besonders durch die Peptidbindung) und andere Biomoleküle absorbiert wird, so dass seine Fähigkeit, biologisches Material zu penetrieren, sehr eingeschränkt ist. So wird zum Beispiel die Intensität von 200 nm-UV-Licht um die Hälfte in nur etwa 0,3 mm Gewebe verringert, verglichen mit etwa 3 mm bei 250 nm und viel längeren Strecken für höhere UV-Wellenlängen. Im Gegensatz dazu wird 200 nm-UV-Licht in Wasser nur minimal absorbiert.
Auf der zellulären Ebene sind Bakterien viel kleiner als nahezu jedwede menschliche Zelle. Typische Bakterienzellen weisen einen Durchmesser von weniger als 1 µm auf, wogegen typische eukaryotische Zellen einen Durchmesserbereich von etwa 10 bis 25 µm aufweisen.
Es folgt, dass 200 nm-UV-Licht durch typische Bakterienzellen penetrieren kann, aber nicht signifikant über den äußeren Umfang des Zytoplasmas von typischen eukaryotischen Zellen, wie menschlichen Zellen, hinaus penetrieren kann und sehr stark abgeschwächt wird, bevor der eukaryotische Zellkern erreicht wird.
Im Gegensatz dazu kann Licht höherer Wellenlänge von einer herkömmlichen keimabtötenden Lampe menschliche Zellkerne ohne große Abschwächung erreichen. Basierend auf diesen biophysikalischen Betrachtungen, während Strahlung von einer herkömmlichen UVC-Lampe sowohl für Bakterien als auch menschliche Zellen zytotoxisch und mutagen ist, ist 200 nm-UV-Licht für Bakterien zytotoxisch, aber viel weniger zytotoxisch oder mutagen für menschliche Zellen.
UV-Licht mit Wellenlängen, welche signifikant unter 200 nm liegen, ist jedoch nicht nützlich, da bei diesen Wellenlängen eine ausreichende Beseitigung von MRSA nicht mehr erreicht werden kann. Darüber hinaus reagiert UV bei Wellenlängen unter 200 nm mit Sauerstoff und bildet Ozon, eine Wirkung, die nicht gewünscht ist.
Das UVC-Licht im Bereich von etwa 207 bis 222 nm beseitigt Bakterien effizient, ungeachtet ihrer Fähigkeit zu Arzneistoffresistenz, aber ohne die haut- und augenschädigenden Wirkungen, die mit dem Einwirken von herkömmlichem keimabtötendem UV einhergehen.
Der Ausdruck „Beseitigung“ wird hierfür jedwede Verringerung von MRSA nach Behandlung von mehr als 90%, mehr als 95%, mehr als 99%, mehr als 99,9%, oder mehr als 99,99% gemäß ISO 22196:2011-08-31 verwendet.
Um eine solche Beseitigung zu erreichen, betrifft in einer Ausführungsform die Erfindung eine Verwendung der UV-transparenten Gläser, wobei die UV-Einwirkung auf die MRSA und/oder die Oberfläche, welche behandelt werden, im Bereich von 2.000 bis 8.000 µW·s/cm², von 2.100 bis 7.000 µW·s/cm², von 2.200 bis 5.000 µW·s/cm², oder von 2.300 bis 3.000 µW·s/cm² liegt. In einer Ausführungsform resultiert die UV-Einwirkung von mindestens etwa 2.500 µW·s/cm² in einer 90%igen Verringerung von MRSA.
Die UV-transparenten Gläser der vorliegenden Erfindung können zum Beseitigen von MRSA auf allen Arten von UV-empfindlichem Material, welches für herkömmliche UV-Strahlung mit Wellenlängen von über 222 nm empfindlich ist, verwendet werden. Solche „UV-empfindlichen Materialien“ können jedwedes Material sein, bei welchem UV mit Wellenlängen von über 222 nm, über 250 nm und/oder bis zu 295 nm in der Lage ist, organische oder anorganische Bindungen zu spalten. Ein solches UV-empfindliches Material kann jedwede Kunststoffe, welche durch Ultraviolettstrahlung zwischen 222 nm und/oder bis zu 295 nm aufgrund von Trübung, Versprödung und/oder Zerfall geschädigt werden, einschließen.
In einer weiteren Ausführungsform kann das UV-empfindliche Material für Vernetzung von Monomeren, wobei spezielle Polymere hergestellt werden, durch UV-Strahlung von über 222 nm, oder über 250 nm und/oder bis zu 295 nm empfänglich sein. In noch einer weiteren Ausführungsform kann das UV-empfindliche Material ein Gas oder eine Flüssigkeit, welche für UV von über 222 nm, oder über 250 nm und/oder bis zu 295 nm empfindlich ist, sein.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann das UV-empfindliche Material eine pharmazeutische Zusammensetzung, welche für UV von über 222 nm, oder über 250 nm und/oder bis zu 295 nm empfindlich ist, sein.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann das UV-empfindliche Material eine biologische Gewebeoberfläche, wie eine Haut von einem Insekt, wirbellosen Tier, Wirbeltier, Säuger oder Menschen (z.B. Molluske, Fisch, Amphibie, Reptil, Vogel, Säuger und/oder Mensch oder ein chitinöses Exoskelett von einem Arthropoden, wie einem Hummer oder einem Insekt) sein.
Folglich umfasst der Ausdruck „biologische Gewebeoberfläche“ gemäß der Definition dieser Erfindung alle biologischen Oberflächen, welche durch UV-Strahlung von über 222 nm, oder über 250 nm und/oder bis zu 295 nm geschädigt werden können. In einer Ausführungsform schließt die Erfindung biologische Oberflächen ein, welche durch UV-Strahlung außerhalb des Wellenlängenbereichs von 207 bis 222 nm geschädigt werden können, und welche durch UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von 207 bis 222 nm nicht geschädigt werden.
Innerhalb dieser Erfindung wird der Ausdruck „Gewebe“ für jedwedes zelluläre Organisationsniveau zwischen Zellen und einem vollständigen Organ verwendet. Ein Gewebe ist eine Ansammlung von ähnlichen Zellen und deren extrazellulärer Matrix gleichen Ursprungs, welche zusammen eine spezielle Funktion ausüben. Organe werden dann durch funktionelles Gruppieren von multiplen Geweben gebildet.
Natürlich soll insbesondere Gewebe, auf welches während einer MRSA-Beseitigung UV-Strahlung einwirken kann, umfasst sein. In den meisten Fällen werden jene Gewebe Epithelgewebe sein, welche durch Zellen gebildet werden, die Organoberflächen bedecken, wie die Oberfläche von Haut, den Atemwegen, dem Reproduktionstrakt, und der inneren Auskleidung des Verdauungstrakts. Die Zellen, welche eine Epithelschicht umfasst, sind über semipermeable, dichte Verbindungsstellen verbunden; folglich stellt dieses Gewebe eine Barriere zwischen der äußeren Umgebung und dem Organ, welches es bedeckt, bereit. Zusätzlich zu dieser Schutzfunktion kann Epithelgewebe auch zu einer Funktion bei Sekretion, Exkretion und Absorption spezialisiert sein. Epithelgewebe hilft, Organe vor Mikroorganismen, Verletzung und Fluidverlust zu schützen.
Folglich betreffen UV-transparente Gläser dieser Erfindung bevorzugt jene Verwendungen, wo herkömmliche UVGI-Vorrichtungen nicht verwendet werden können oder geeignet sind, wie zum Beispiel UV-Behandlung von MRSA, welche sich auf einer UV-empfindlichen Oberfläche, wie zum Beispiel Hautgewebe, befinden, oder wo Einwirken von UV auf das Auge nicht vermieden werden kann.
Der Ausdruck „Säuger“ betrifft hier jedwedes Wirbeltier, wodurch die Klasse Mammalia gebildet wird und welches charakterisiert wird durch das Vorhandensein von Brustdrüsen, welche bei weiblichen Tieren Milch zum Füttern (Säugen) ihres Jungen herstellen, einem Neocortex (einer Region des Gehirns), Fell oder Haar, und drei mittleren Ohrknochen. Diese Charakteristika unterscheiden sie von Reptilien und Vögeln, von welchen sie sich im späten Trias, vor 201-227 Millionen Jahren, abzweigt haben. Es gibt etwa 5.450 Säugerspezies. Die größten Ordnungen sind die Nager, Fledermäuse und Soricomorpha (Spitzmäuse und weitere). Die nächsten drei sind die Primaten (Menschenaffen, Affen und weitere), die Cetartiodactyla (Wale und Paarhufer) und die Carnivora (Katzen, Hunde, Seehunde und weitere). Diese Definition von Säugern schließt auch Menschen ein.
Folglich betrifft der Ausdruck „Säugerhaut“ jedwede Haut eines Säugers, einschließend die Haut von Tierbestand, wobei der Ausdruck „Tierbestand“ allgemein als domestizierte Tiere, gezüchtet in einer landwirtschaftlichen Einrichtung, um Arbeit und Güter wie Fleisch, Eier, Milch, Fell, Leder und Wolle bereitzustellen, wie zum Beispiel Rinder, Ziegen, Pferde, Schweine und Schafe, definiert ist.
Darüber hinaus schließt der Ausdruck „Säugerhaut“ auch die Haut von Menschen, wie zum Beispiel Patienten, Fachpersonal im Gesundheitswesen, Menschen mit schwachem oder nicht vorhandenem Immunsystem (ältere Menschen, Kinder, nach einem chirurgischen Eingriff, nach einer Organtransplantation, HIV-positiv, usw.), Menschen mit erhöhter potentieller MRSA-Einwirkung, usw. ein.
UV-Lampenabdeckungen des Standes der Technik werden aus Saphir-, synthetischem Quarz- oder Quarzglas (Kieselglas) hergestellt. Jedoch ist Saphir sehr kostenintensiv, wie mit anderen transparenten Materialien verglichen, und kann nicht gebogen, geformt, gezogen oder angeschmolzen werden, wie Gläser oder Metalle. Zusätzlich ist die UV-Absorption bei UVC-Wellenlängen ziemlich hoch, mit nahezu keiner Transmission bei Wellenlängen von unter 250 nm.
In einer Ausführungsform weist das UV-transparente Glas der Erfindung eine Transmission von mindestens 50%, besser mindestens 60% oder mindestens 70% bei 200 nm und/oder mindestens 85% bei Wellenlängen [λ] von 260 nm, 280 nm und/oder 310 nm (gemessen bei einer Dicke von 1 mm) auf.
Quarz- und Kieselgläser weisen aufgrund ihres hohen Schmelzpunktes auch hohe Herstellungskosten auf, da Temperatur und Aufwand zum Schmelzen und Blasen viel höher sind als für andere Standardgläser. Darüber hinaus müssen jedwede Formen, welche verschieden von Rohren sind, aus großen Blöcken geschliffen und poliert werden. Neben den Herstellungskosten weisen diese Abdeckungen den Nachteil auf, dass hohe Energiemengen notwendig sind, um eine ausreichende UV-Einwirkung auf das bzw. die behandelte Objekt, Gas oder Flüssigkeit zu garantieren.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung sind jedoch zum Bilden von Stäben, Rohren und Stangen durch Gieß-, Danner-, Vello- und/oder Down-Draw-Verfahren geeignet.
Darüber hinaus können aufgrund der hohen Betriebstemperatur mit der Zeit Senkungs- und Erweichungseffekte auftreten, und eine Oberflächenentglasung kann sichtbar werden, insbesondere bei einem Temperaturzyklus bei hohen Temperaturen. Dies erhöht jedoch die Verwitterungswirkungen in der Abdeckung noch mehr, was die UV-Absorption erhöht und noch höhere Betriebsenergien notwendig macht, um eine ausreichende UV-Einwirkung auf das bzw. die behandelte Objekt, Gas oder Flüssigkeit zu garantieren - ein Teufelskreis.
Die hohe Betriebsenergie resultiert nicht nur in erhöhter thermischer Beanspruchung der Abdeckung, sondern auch der gesamten Vorrichtung, was ihre Lebensdauer verringert und Wartungskosten erhöht.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung können ausgezeichnete optische Eigenschaften aufweisen. In einer Ausführungsform weist das Glas einen Brechungsindex n_d (λ = 587,6 nm) von 1,40 bis 1,58 auf. Der Brechungsindex kann niedriger als 1,50 sein.
Die hier beschriebenen Gläser weisen ausgezeichnete UV-Transmission auf. Sie können eine oder mehr der folgenden optischen Eigenschaften aufweisen:

- eine UV-Transmission bei 200 nm (gemessen bei einer Dicke d = 1 mm) von mindestens 60%, in einer Ausführungsform mindestens 62,5%;
- eine UV-Transmission bei 207 nm (gemessen bei einer Dicke d = 1 mm) von mindestens 65%, in einer Ausführungsform mindestens 67,5%;
- eine UV-Transmission bei 210 nm (gemessen bei einer Dicke d = 1 mm) von mindestens 65%, in einer Ausführungsform mindestens 69%;
- eine UV-Transmission bei 230 nm (gemessen bei einer Dicke d = 1 mm) von mindestens 75%, in einer Ausführungsform mindestens 81%; und/oder
- eine UV-Transmission bei 250 nm (gemessen bei einer Dicke d = 1 mm) von mindestens 82,5%, in einer Ausführungsform mindestens 85,2%;

In einer Ausführungsform weist das Glas eine UV-Transmission in der Wellenlängenregion von 207 nm bis 222 nm (gemessen bei einer Dicke d = 1 mm) in einem Bereich von mindestens 65% bei 207 nm bis mindestens 75% bei 222 nm auf. In einer Ausführungsform liegt die UV-Transmission in einem Bereich von mindestens 67,9% bei 207 nm bis mindestens 76,8% bei 222 nm.
Das Glas und / oder der Glasgegenstand weisen bevorzugt eine Transmission von mindestens 50%, bevorzugt mindestens 70%, mindestens 80%, oder mindestens 83% bei einer Wellenlänge von 254 nm auf. In einer Ausführungsform beträgt die Transmission bei 254 nm höchstens 99,9%, höchstens 95% oder höchstens 90%. Die Transmission wird insbesondere mit einer Probendicke von 1 mm gemessen.
Für Klarheit: Die Angabe, dass eine Transmission bei einer bestimmten Wellenlänge gemessen wird, bedeutet nicht, dass das Glas auf die angegebene Dicke eingeschränkt ist. Stattdessen gibt die Dicke die Dicke, bei welcher die Transmission gemessen werden kann, an. Die Angabe einer Dicke für Messung stellt sicher, dass die Werte verglichen werden können. Der Fachmann wird verstehen, dass Gläser jedweder geeigneter Dicke in den hier beschriebenen Glasabdeckungen und -vorrichtungen verwendet werden können. Zudem wird der Fachmann verstehen, dass die Transmission bei einer von 1 mm verschiedenen Dicke gemessen werden kann, und der Transmissionswert bei 1 mm aus einer solchen Messung berechnet werden kann.
Die vorliegende Erfindung verwendet und betrifft neue Gläser und Glasabdeckungen (Lampenabdeckungen, LED-Abdeckungsglas), welche niedrige UV-Absorption (d.h. hohe UVC-Transmission) zeigen, wodurch die Betriebsenergie verringert und die Betriebstemperatur erniedrigt wird. Darüber hinaus sind die neuen Gläser und Glasabdeckungen dieser Erfindung vergleichsweise kostengünstig und können einfach hergestellt werden, können gebogen, geformt, gezogen oder angeschmolzen werden, wobei eine Vielfalt von Formen garantiert wird, und sind gegen die meisten Chemikalien, sowie Temperatur- und physikalische Beanspruchung resistent.
In einer Ausführungsform weist das Glas eine Transmission überall im Wellenlängenbereich von 207 nm bis 222 nm von mindestens 60% (gemessen bei einer Dicke von 1 mm) auf, wobei das Glas ein Borosilikatglas mit einem Platin-Gesamtgehalt von nicht mehr als 3,5 ppm ist, in manchen Ausführungsformen auch einen niedrigen Eisen- und Titangehalt von weniger als jeweils 5 ppm aufweist, und eine hydrolytische Beständigkeit, charakterisiert durch ein extrahiertes Na₂O-Äquivalent in µg pro g Glas, bestimmt gemäß ISO 719, von nicht höher als 250 µg/g, nicht höher als 200 µg/g, nicht höher als 180 µg/g, nicht höher als 125 µg/g, nicht höher als 50 µg/g, nicht höher als 40 µg/g oder nicht höher als 25 µg/g aufweist.
In einer Ausführungsform wurde gefunden, dass Pt-Kontaminationen (d.h. Pt⁰, Pt²⁺, Pt⁴⁺, und Pt⁶⁺, auch als „Platin-Gesamtgehalt“ bezeichnet) in dem Glas die UV-Transmission zwischen 200 nm und etwa 250 nm verringern können. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass Platinkontamination in dem Glas Phasentrennung durch die Bildung von Kernen in dem Glas induzieren kann. Die Gläser der vorliegenden Erfindung sind Borosilikatgläser, ohne oder mit sehr wenig Metallkontamination, insbesondere Pt-Kontamination von unter 3,5, oder unter 2,5 ppm. In weiteren Ausführungsformen sind zwischen 0 und 3,5 ppm, zwischen 0 und 2,5 ppm, zwischen 0 und 2,0 ppm, zwischen 0 und 1,5 ppm, zwischen 0 und 1,0 ppm, zwischen 0 und 0,75 ppm, zwischen 0 und 0,5 ppm, zwischen 0 und 0,25 bevorzugt. In einer weiteren Ausführungsform ist das Glas frei von jedweder Pt-Kontamination.
In noch einer weiteren Ausführungsform wurde gefunden, dass auch TiO₂-Kontaminaton (auch als „Titangehalt“ bezeichnet) in dem Glas die UV-Transmission zwischen 200 nm und etwa 250 nm weiter verringern kann. Folglich sind in einer Ausführungsform Gläser mit einem TiO_2-Gehalt von 100 ppm oder weniger, bevorzugt 50 ppm oder weniger bevorzugt. Bevorzugt sollte die Menge an TiO₂ unter 7 ppm, unter 6 ppm, unter 5 ppm, oder unter 4 ppm liegen. In weiteren Ausführungsformen kann der TiO_2-Gehalt zwischen 0 und 6,9 ppm, zwischen 0 und 5,8 ppm, zwischen 0 und 4,7 ppm, zwischen 0 und 3,8 ppm, oder zwischen 0 und 2,5 ppm liegen. In optionalen Zusammensetzungen ist ein Gehalt von zwischen 0 und 1,5 ppm, zwischen 0 und 1,0 ppm, zwischen 0 und 0,75 ppm, zwischen 0 und 0,5 ppm, oder zwischen 0 und 0,25 ppm bevorzugt. In einer weiteren Ausführungsform ist das Glas frei von jedweder TiO₂-Kontamination.
In noch einer weiteren Ausführungsform wurde gefunden, dass auch Fe-Kontamination in dem Glas die UV-Transmission zwischen 200 nm und etwa 250 nm weiter verringern kann. In dieser Beschreibung werden Eisengehalte als Gewichtsteile von Fe₂O₃ in ppm ausgedrückt. Dieser Wert kann in einer Weise, welche dem Fachmann vertraut ist, durch Bestimmen der Mengen von allen Eisenspezies, welche in dem Glas vorhanden sind, und Annehmen für die Berechnung des Massenanteils, dass das gesamte Eisen als Fe₂O₃ vorhanden ist, bestimmt werden. Wenn zum Beispiel 1 mmol Eisen in dem Glas gefunden wird, entspricht die Masse, welche für die Berechnung angenommen wird, 159,70 mg Fe₂O₃. Dieses Verfahren berücksichtigt die Tatsache, dass die Mengen der individuellen Eisenspezies in dem Glas nicht zuverlässig und nur mit großem Aufwand bestimmt werden können. In manchen Ausführungsformen enthält das Glas weniger als 100 ppm Fe₂O₃, insbesondere weniger als 50 ppm, oder weniger als 10 ppm. In einer Ausführungsform mit einem besonders niedrigen Eisengehalt ist der Gehalt von Fe₂O₃ niedriger als 6 ppm, niedriger als 5 ppm, oder niedriger als 4,5 ppm. Optional liegt der Fe₂O₃-Gehalt zwischen 0 und 4,4 ppm, zwischen 0 und 4,0 ppm, zwischen 0 und 3,5 ppm, zwischen 0 und 2,0 ppm, oder zwischen 0 und 1,75 ppm. In manchen Ausführungsformen kann der Gehalt zwischen 0 und 1,5 ppm, oder bevorzugt zwischen 0 und 1,25 ppm liegen. In einer weiteren Ausführungsform ist das Glas frei von jedweder Kontamination mit Fe₂O₃.
Folglich sind in einer bevorzugten Ausführungsform Gläser mit einer Summe von allen Kontaminationen mit Pt, TiO₂ und/oder Fe₂O₃ von unter 20 ppm, in einer weiteren Ausführungsform unter 18,5 ppm, in einer weiteren Ausführungsform unter 13,5 ppm, in einer weiteren Ausführungsform unter 10,5 ppm, in einer weiteren Ausführungsform unter 8,5 ppm bevorzugt. In weiteren Ausführungsformen sind Gläser mit einer Summe von allen Kontaminationen von zwischen 0 und 8,2 ppm, zwischen 0 und 7,0 ppm, zwischen 0 und 6,0 ppm, zwischen 0 und 5,0 ppm, zwischen 0 und 4,0 ppm, zwischen 0 und 3,0 ppm, zwischen 0 und 2,0 ppm, zwischen 0 und 1,0 ppm, zwischen 0 und 0,5 ppm, zwischen 0 und 0,25 ppm bevorzugt. In einer weiteren Ausführungsform ist das Glas frei von den Kontaminationen, wobei mindestens eines, zwei oder bis zu alle drei von den Metallen aus Pt, TiO₂ und/oder Fe₂O₃ ausgewählt sind.
Auch andere Kontaminationen mit Übergangselementen und/oder Schwermetallen wie Blei, Rhodium, Cadmium, Quecksilber und sechswertigem Chrom können unter 10 ppm, in einer weiteren Ausführungsform unter 8,5 ppm gehalten werden. In weiteren Ausführungsformen können diese Kontaminationen zwischen 0 und 8,2 ppm, zwischen 0 und 7,0 ppm, zwischen 0 und 6,0 ppm, zwischen 0 und 5,0 ppm, oder zwischen 0 und 4,0 ppm gehalten werden. In weiteren Ausführungsformen kann der Level dieser Kontaminationen zwischen 0 und 3,0 ppm, zwischen 0 und 2,0 ppm, zwischen 0 und 1,0 ppm, zwischen 0 und 0,5 ppm, oder zwischen 0 und 0,25 ppm liegen. In einer weiteren Ausführungsform ist das Glas frei von jedweder Übergangsmetall- und/oder Schwermetallkontamination.
Wenn hier auf ein chemisches Element Bezug genommen wird, dann betrifft diese Angabe jedwede chemische Form, wenn nicht im individuellen Fall anderes angegeben. Zum Beispiel bedeutet die Angabe, dass das Glas einen Gehalt von As von weniger als 100 ppm aufweist, dass die Summe der Massenanteile der vorhandenen As-Spezies (z.B. As₂O₃, AS₂O₅, usw.) den Wert von 100 ppm nicht übersteigt.
Wie hier verwendet bedeutet der Ausdruck „ppm“ Teile pro Million auf einer Gewicht/Gewicht-Basis (w/w).
Metallkontaminationen während dem Herstellungsverfahren müssen vermieden werden, um Gläser mit geeigneter UV-Transmission herzustellen.
In einer Ausführungsform ist das Glas der vorliegenden Erfindung ein Borosilikatglas mit hoher UV-Transmission und den folgenden zusätzlichen Bereichen von physikalischen und chemischen Parametern.
Im Unterschied zu Quarz weisen die Gläser dieser Erfindung ausgezeichnete Schmelzeigenschaften, z.B. niedrige Umwandlungstemperaturen und Arbeitspunkte auf. Beispiele von geeigneten Glasparametern können von einer Umwandlungstemperatur T_g (ISO 7884-8) von unter 550°C, wie von 400°C bis 500°C, in einer Ausführungsform zwischen 420°C und 460°C; in einer weiteren Ausführungsform zwischen 450°C und 480°C, ausgewählt sein.
Das Glas kann eine T₁₃-Temperatur, d.h. eine Glastemperatur bei einer Viskosität η in dPa*s von 10¹³ (oberer Kühlpunkt) (ISO 7884-4), von zwischen 410°C und 550°C, wie in einer Ausführungsform zwischen 445°C und 485°C; in einer weiteren Ausführungsform zwischen 490°C und 510°C, aufweisen. Das Glas kann einen Erweichungspunkt, d.h. die Temperatur, bei welcher die Viskosität 10^7,6 dPa*s (Erweichungspunkt) (ISO 7884-3) beträgt, von zwischen 650°C und 750°C, wie in einer Ausführungsform zwischen 690°C und 715°C, in einer weiteren Ausführungsform zwischen 700°C und 725°C, aufweisen. Das Glas kann einen Arbeitspunkt, d.h. die Temperatur, bei welcher die Viskosität 10⁴ dPa*s (Arbeitspunkt) (ISO 7884-2) beträgt, von zwischen 1000°C und 1150°C, in einer Ausführungsform wie zwischen 1060°C und 1100°C; in einer weiteren Ausführungsform zwischen 1090°C und 1140°C, aufweisen. Die Temperatur/Viskosität-Abhängigkeit, ausgedrückt durch einen oder mehr von diesen Parametern, geht einher mit dem Vermögen des Glases, in jedwede gewünschte Form, einschließend UV-Lampenabdeckungen und UV-LED-Abdeckungen, gezogen oder anderweitig geformt werden zu können.
So weist in einer Ausführungsform das Glas eine T_g von zwischen 420°C und 465°C; eine T₁₃ von zwischen 445°C und 485°C; einen Erweichungspunkt von zwischen 690°C und 715°C und einen Arbeitspunkt von zwischen 1060°C und 1100°C auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Glas eine T_g von zwischen 460 und 470°C; eine T₁₃ von zwischen 490 und 510°C; einen Erweichungspunkt von zwischen 700 und 725°C und einen Arbeitspunkt von zwischen 1090 und 1140°C auf.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung können eine Dichte p bei 25°C von zwischen 2 und 2,5 g*cm^-3 aufweisen. Die niedrige Dichte macht das Glas am besten geeignet für mobile Verwendungen, z.B. mobile MRSA-Beseitigungsausrüstung.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung können eine thermische Leitfähigkeit λ_w bei 90°C von zwischen 0,8 und 1,2 W * m^-1 * K^-1 aufweisen, was sie am besten geeignet für eine Verwendung als Lampenabdeckung macht.
Die UVC-Gläser und die daraus hergestellten UVC-Glasabdeckungen weisen die folgenden zusätzlichen Merkmale auf:

Der Ausdruck „Solarisation“ betrifft ein Phänomen in der Physik, wobei ein Material, nachdem es hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung, wie Ultraviolettlicht, ausgesetzt wurde, eine Veränderung bei der Lichttransmission erfährt. Klares Glas und viele Kunststoffe verändern ihre Farbe zu bernsteinfarben, grün oder andere Farben, wenn sie Röntgenstrahlung ausgesetzt werden, und Glas kann seine Farbe nach langandauernder Sonneneinwirkung in der Wüste zu blau verändern. Solarisation kann auch permanent physikalische oder mechanische Eigenschaften eines Materials verschlechtern, und ist einer der Mechanismen, welche beim Abbau von Kunststoffen in der Umwelt einbezogen sind.

Die Gläser der vorliegenden Erfindung können eine sehr gute Beständigkeit gegen „Solarisation“ (siehe Beispielabschnitt) zeigen, und sind folglich sehr geeignet für die Verwendung als UV-Gläser. „Solarisation“ ist die Verringerung von Transmission für Licht von unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, verursacht durch das Einwirken von kurzwelligem UV-Licht. Solarisation kann das Glas entweder gefärbt oder vollständig opak machen.
Folglich ist „Solarisationsbeständigkeit“ die Eigenschaft des Glases, eine hohe Transmission bei einer bestimmten Wellenlänge sogar nach UV-Bestrahlung aufrechtzuerhalten. Sie kann durch Berechnen der induzierten Absorbanz α(λ) beschrieben werden: $α (λ) = - ln \frac{T {(λ)}_{i}}{T {(λ)}_{0}}$
mit T(λ)₀ = Transmission vor Bestrahlung und T(λ)_i = Transmission nach i Stunden Bestrahlung mit einer Deuteriumlampe. Je kleiner α(λ) ist, desto beständiger ist das Glas gegen Solarisation. Die Solarisationsbeständigkeit ist hier für die Wellenlänge 200 nm angegeben. Für die Spezifizierung der Solarisationsbeständigkeit wird in dieser Beschreibung eine Probendicke von etwa 0,70 mm bis 0,75 mm angenommen. Dies bedeutet, dass die Messung bei dieser Probendicke stattfindet. Der beanspruchte Glasgegenstand selbst kann eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Die Bestrahlung wird mit einer Deuteriumlampe durchgeführt. Deuteriumlampen emittieren Licht bis zu einem sehr kurzen UV-Wellenbereich. Die hier verwendete Lampe weist eine Grenzwellenlänge von 115 nm auf. Die Leistung der Deuteriumlampe kann etwa 1 W/m² sein. Die folgende Deuteriumlampe (DUV) kann verwendet werden: Heraeus Noblelight GmbH, Typ V04, S-Nr.: V0390 30 W, mit MgF₂-Filter für ausreichend Emission bis zu 115 nm.
Die in dieser Erfindung verwendeten Gläser zeigen auch eine sehr gute hydrolytische Beständigkeit und hohe Gasdichtheit.
Der Phasentrennungsfaktor ist ein Maß für die Eigenschaft des Glases, seine hydrolytische Beständigkeit wie in ISO 719 definiert als ein Ergebnis von Phasentrennung zu verändern. Phasentrennung tritt auf, wenn die Gläser aufgrund des Einflusses von Temperatur geschmolzen werden. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, Gläser mit einem Phasentrennungsfaktor von möglichst nahe 1 auszuwählen, so dass sich die Glaseigenschaften eines phasengetrennten Glases nicht stark von dem Rohglas, bezogen auf seine hydrolytische Beständigkeit, unterscheiden. Der Phasentrennungsfaktor wird durch die Zusammensetzung des Glases, aber auch durch seine thermische Vorgeschichte (Abkühlungszustand) beeinflusst.
Der Phasentrennungsfaktor E wird wie folgt berechnet. $E - F a c t o r = \frac{E q u_{r o h}}{E q u_{e n t}}$
Dabei sind Equ_roh und Equ_ent die extrahierten Na₂O-Äquivalente in µg pro g Glas, bestimmt gemäß ISO 719:1989-12, des nicht-phasengetrennten beziehungsweise phasengetrennten Glases. Der Phasentrennungsfaktor ist eine Eigenschaft des Glases. Dieser Faktor bedeutet nicht, dass das beanspruchte Glas eine Phasentrennung erfahren hat, sondern dass, wenn Phasentrennung auftritt, der Einfluss auf die hydrolytische Stabilität in dem durch den Faktor gegebenen Bereich liegt. Für jedes Glas kann sein Phasentrennungsfaktor analytisch bestimmt werden. Für diesen Zweck werden die extrahierten Na₂O-Äquivalente in einem phasengetrennten Prüfkörper und einem nicht-phasengetrennten Prüfkörper bestimmt. Für den Zweck einer Messung wird ein „phasengetrenntes Glas“ durch Halten eines Glasprüfkörpers bei 100°C über der Glasübergangstemperatur (T_g) 4 Stunden lang erhalten. Diese Temperaturbehandlung stellt ein bestimmtes Ausmaß von Phasentrennung sicher.
Die hydrolytische Beständigkeit kann als das extrahierte Na₂O-Äquivalent in µg pro g Glas ausgedrückt werden. Das extrahierte Na₂O-Äquivalent in µg pro g Glas wird gemäß ISO 719:1989-12 bestimmt. Es ist ein Maß für die Extrahierbarkeit von basischen Verbindungen aus Glas in Wasser bei 98°C.
In einer Ausführungsform weist das Glas einen Phasentrennungsfaktor hinsichtlich seiner hydrolytischen Beständigkeit im Bereich von zwischen 0,1 und 1,65, oder zwischen 0,2 und 1,65, oder zwischen 0,35 und 1,65, oder zwischen 0,40 und 1,65, oder zwischen 0,65 und 1,65, insbesondere zwischen 0,70 und 1,10 auf. Insbesondere beträgt der Faktor mindestens 0,1, oder mindestens 0,2, oder mindestens 0,35, oder mindestens 0,40 oder mindestens 0,70. Bevorzugt liegt dieser Faktor nahe bei 1,00, was dem Fall von nicht veränderter hydrolytischer Beständigkeit nach Phasentrennung entspricht. In einer Version beträgt der Phasentrennungsfaktor bis zu 1,40, bis zu 1,25 oder bis zu 1,10.
In einer Ausführungsform beträgt der Faktor mindestens 0,70 und bis zu 1,6. In einer weiteren Version beträgt der Phasentrennungsfaktor mindestens 0,30 und bis zu 0,5.
Aufgrund der Glaseigenschaften können die UVC-Glasabdeckungen hermetisch abgedichtet werden, zum Beispiel durch die Verwendung von Glasfritte-Laserabdichtung. Dieses hermetische Abdichten ist wichtig, da eine Anzahl von UVGI-Verwendungen in entweder wässrigen Umgebungen (z.B. Biofilmbehandlung oder Wasserbehandlung), feuchten Umgebungen (z.B. Abwassersystemen) und/oder Umgebungen mit erhöhtem Gasdruck oder unter Vakuum stattfindet. Darüber hinaus ermöglicht das hermetische Abdichten, dass die finale Vorrichtung, z.B. eine UVC-LED-Lampe, autoklaviert werden kann, so dass sie in Krankenhäusern, im Behandlungsraum, in Laboratorien oder in jedweder anderen Umgebung, wo hohe Hygienestandards erforderlich sind, verwendet werden kann.
Dies steht im Gegensatz zu herkömmlichen Gläsern, Quarz- und/oder Kieselgläsern, welche nicht die thermischen Eigenschaften besitzen, die für Fritte-Laserabdichtung erforderlich sind, und somit nicht hermetisch abgedichtet werden können. Jedoch sind die hier beschriebenen Gläser geeignet, rissfreie und undurchlässige Glasfritte-Verbindungen zu erreichen.
Die Gläser dieser Erfindung weisen bevorzugt ein Produkt CTE [°C^-1] x T4 [°C] von höchstens 0,0055, stärker bevorzugt höchstens 0,0053 oder höchstens 0,0051 auf. Das Produkt kann mindestens 0,0044 oder mindestens 0,0045 betragen. Es wurde gezeigt, dass diese Gläser vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich Schmelzspannung bzw. Verschmelzungsspannung und Schmelzverhalten zeigen.
„T₄“ ist die Temperatur, bei welcher das Glas eine Viskosität von 10⁴ dPa*s aufweist. T₄ kann durch die Verfahren, welche dem Fachmann zum Bestimmen der Viskosität von Glas bekannt sind, gemessen werden, z.B. gemäß DIN ISO 7884-1: 1998-02. „T₁₃“ ist die Temperatur, bei welcher das Glas eine Viskosität von 10¹³ dPa*s aufweist.
Der mittlere lineare Koeffizient α der thermischen Ausdehnung (CTE) (bei 20°C; 300°C, gemäß ISO 7991) liegt in einer Ausführungsform zwischen 3,0 und 6,0 * 10^-1 K^-1. Der thermische Ausdehnungskoeffizient (CTE) kann niedriger als 4,5 *10^-6 K^-1 sein. Er kann in einem Bereich von 3,5 bis < 5 * 10^-6 K^-1, stärker bevorzugt von 3,75 bis 4,75 * 10^-6 K^-1, stärker bevorzugt von 4,1 bis 4,6 * 10¹ K^-1, noch stärker bevorzugt von 4,1 bis 4,5 * 10^-6K^-1 liegen. Dies ermöglicht ein Anpassen der thermischen Ausdehnungseigenschaften an die gesamten thermischen Ausdehnungseigenschaften der UV-Vorrichtung, und beugt deshalb Spannungen in der Glasabdeckung vor. In einer Ausführungsform wird der gleiche oder ein ähnlicher CTE für sowohl die UVC-Glasabdeckung als auch die zugrundeliegende UV-Vorrichtung (z.B. UVC-LED-Baugruppe) ausgewählt.
Bevorzugt liegt die Glasübergangstemperatur unter 500°C. Sie kann in einem Bereich von 400°C bis 550°C, stärker bevorzugt zwischen 410°C und 500°C, in einer weiteren Ausführungsform in einem Bereich von zwischen 420°C und 480°C liegen. Die Verarbeitungstemperatur T₄ ist die Temperatur, bei welcher die Glasviskosität 10⁴ dPa*s beträgt. Die Verarbeitungstemperatur T₄ des Glases der vorliegenden Erfindung kann unter 1200°C, in manchen Ausführungsformen unter 1125°C liegen. Sie kann in einem Bereich von zwischen 1000°C und 1200°C, stärker bevorzugt in einem Bereich von zwischen 1025°C und 1175°C liegen.
Damit die Schmelzeigenschaften, einschließend T_g und T₄, in dem gewünschten Bereich liegen, kann es vorteilhaft sein, das Verhältnis des Gehalts von B₂O₃ zu der Summe von SiO₂ und Al₂O₃ (in Mol-%) in einem engen Bereich einzustellen. In einer vorteilhaften Ausführungsform beträgt dieses Verhältnis mindestens 0,15 und/oder höchstens 0,4.
Eine weitere wichtige Eigenschaft der Gläser ist ihre ausgezeichnete räumliche Homogenität des Brechungsindexes nd des Materials. Optional kann eine Brechungsindexvariation in dem Glas einer Deformation der Wellenfront, welche durch das Glas passiert, entsprechen, gemäß der folgenden Formel: $Δ s = Δ (n_{d} *d) = Δ n_{d} *d + Δ {d*n}_{d}$
wobei Δs die Wellenfrontabweichung ist, d die Dicke des Glases ist, Δd die Dickenvariation (Unterschied zwischen maximaler und minimaler Dicke) ist und Δn_d die Brechungsindexvariation (Unterschied zwischen maximalem und minimalem Brechungsindex) in dem Glas ist. Die Erfindung schließt ferner Glasgegenstände mit der angegebenen Wellenfrontabweichung ein.
Die Wellenfrontabweichung kann gemäß der vorstehenden Formel berechnet werden. Der Brechungsindex nd (λ = 587,6 nm) und die Dicke können bei 20°C bestimmt werden. In einer Ausführungsform wird die Wellenfrontabweichung bestimmt über und/oder gilt für eine Fläche von 1 cm². Die Wellenfrontabweichung kann für eine Dicke von 10 mm Glas oder weniger; oder 1 mm Glas oder weniger bestimmt werden. Optional kann die Dicke mindestens 200 µm betragen. Die Wellenfrontabweichung kann kleiner als ± 0,1 mm, kleiner als ± 0,08 mm, in weiteren Ausführungsformen kleiner als ± 0,035 mm, kleiner als ± 25 µm, kleiner als ± 15 µm, oder kleiner als ± 5 µm sein. Optional kann die Wellenfrontabweichung zwischen 0,1 µm und 250 um, oder zwischen 1 µm und 100 um, oder zwischen 2 µm und 85 µm liegen.
Die Wellenfrontabweichung kann axial, z.B. im Fall von Glasrohren, wie zum Beispiel in Entladungslampen verwendet; oder lateral, z.B. im Fall von Stababschnitten, wie für Linsen in UVC-LEDs verwendet, gemessen werden.
Die Wellenfront kann auch durch einen Wellenfrontsensor gemessen werden. Dies ist eine Vorrichtung, die die Wellenfrontaberration in einem kohärenten Signal misst, um die optische Qualität oder Mangel davon in einem optischen System zu beschreiben. Ohne an ein spezielles Verfahren gebunden zu sein, ist ein gängiges Verfahren die Verwendung einer Shack-Hartmann-Linsenanordnung.
Alternative Wellenfront-Messtechniken zu dem Shack-Hartmann-System sind mathematische Techniken wie Phasenbildgebung oder Krümmungsmessung. Diese Algorithmen errechnen Wellenfrontbilder aus herkömmlichen Hellfeldbildern bei unterschiedlichen Fokusebenen ohne den Bedarf für spezialisierte Wellenfrontoptiken.
Die Gläser und Glasgegenstände gemäß der vorliegenden Erfindung können einen niedrigen Anteil von Wellenfrontdeformationen in dem Glas (Schlieren, Blasen, Streifen, usw.) aufweisen. Im Allgemeinen kann unterschieden werden zwischen der globalen oder Fernbereichshomogenität des Brechungsindexes in dem Material und Nahbereichsabweichungen der Glashomogenität. Schlieren sind räumliche Nahbereichsvariationen der Homogenität in einem Glas. Nahbereichsvariationen sind Variationen über eine Strecke von etwa 0,1 mm und bis zu 2 mm, wogegen die räumliche globale Fernbereichshomogenität des Brechungsindexes das gesamte Glasstück umfasst.
In manchen Ausführungsformen kann ein Ultraviolettstrahlen-Transmissionsfilter verwendet werden, welches bestimmte nicht gewünschte UV-Wellenlängen, z.B. Wellenlängen von unter 207 nm, in manchen Ausführungsformen unter 200 nm; und/oder über 222 nm, in manchen Ausführungsformen über 250 nm, herausfiltriert.
Die Gläser für UV-Abdeckungen gemäß der vorliegenden Erfindung können das Formen von Linsen ermöglichen, um optisch dem UV-Strahl eine Form zu verleihen, zum Beispiel zum gerichteten Fokussieren des UV-Lichts auf das Ziel.
Jedweder Strahlwinkel zwischen 10° und 180° ist möglich. In manchen Ausführungsformen können 10° bis 20°, 20° bis 30°, 30° bis 40°, 40° bis 50°, 50° bis 60°, 60° bis 70°, 70° bis 80°, 80 bis 90° verwendet werden. In weiteren Ausführungsformen können 15° bis 35°, 25° bis 45°, 35° bis 60°, 45° bis 90°, 75° bis 120°, 90° bis 145°, 120° bis 180° verwendet werden.
In manchen Ausführungsformen sind eher Formen von einem breiten Strahl, wie 90°, 120° oder sogar 180°, nützlich, zum Beispiel in Fällen, in denen eine Oberfläche einer bestimmten Größe oder ein bestimmtes Volumen oder ein Rohr mit einem bestimmten Durchmesser in einer Behandlung dekontaminiert werden muss.
In weiteren Ausführungsformen sind Formen von einem engen Strahl wie 10°, 5° oder sogar 1° nützlich. Formen von einem engen Strahl können zum Beispiel verwendet werden, um die UV-Einwirkung an der Zielstelle zu konzentrieren und um nicht gerichtete und nicht gewünschte Strahlung zu vermeiden, was in einem weniger effizienten Verhältnis von Energie zu Strahlung oder Einwirken von UV-Licht auf UV-empfindliche Oberflächen resultieren würde. Ein Beispiel kann die eingeschränkte Dekontamination von definierten Bereichen eines Auges sein.
Darüber hinaus können unterschiedliche Linsenformen und Strahlwinkel verwendet werden, um komplexe Aufgaben von MRSA-Beseitigung zu lösen. Zum Beispiel in Fällen, in denen UV-empfindliche Oberflächen mit unterschiedlichen Empfindlichkeitslevels direkt nebeneinanderliegen und in einer Behandlung durch UV-Einwirkung behandelt werden müssen.
Zum Beispiel kann es geeignet sein, die Haut eines Patienten in manchen Bereichen mit höherer UV-Einwirkung als in Nachbarbereichen zu behandeln, z.B. während Wundbehandlung und/oder einem chirurgischen Eingriff, wo die Wunde selbst weniger UV ausgesetzt wird als die umgebende Haut.
Die Erfindung schließt auch LED-Baugruppen mit Abdeckungen, welche mit den UVC-transparenten Gläsern der Erfindung hergestellt sind, ein.
Eine LED-Baugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung kann umfassen

• einen LED-Chip,
• optional: ein Substrat, auf welchem der LED-Chip befestigt ist - z.B. hergestellt aus PCB, Polymer, anorganischem Material insb. Keramik, Metall;
• optional: eine Grundplatte im Falle, dass Durchführungen für elektrische Leiter zum Herstellen eines Kontakts mit dem LED-Chip eingeschlossen sind (Metalle, Keramiken, Glaskeramiken, selten Polymere);
• einen Rahmen, der den LED-Chip enthält und an die Grundplatte angebracht ist oder diese umgibt und eine Art Hohlraum bildet (Metalle, Keramiken, Glaskeramiken, selten Polymere);
• einen distalen Anteil des Gehäuses (Abdeckung), der eine Orientierung weg und einen Abstand von dem Chip aufweist und mindestens teilweise transparent ist und die Baugruppe verschließt oder insgesamt aus einem transparenten Material hergestellt ist; wobei mindestens der transparente Teil der Abdeckung aus dem hier beschriebenen UVC-transparenten Glas hergestellt ist.

Solche Fenster können flach sein oder eine Form zum Ändern des Weges des Lichts (d.h. Linsenform) aufweisen.
Wie vorstehend erwähnt können UVC-LEDs in einer Weise verpackt und abgedichtet werden (z.B. Fritte-Laserabdichtung), so dass sie autoklavierbar, sterilisierbar und resistent gegen Fluide sind. Solche UVC-LEDs können zur Sterilisierung von Luft und Wasser, Oberflächen; und für medizinische/dentale Verwendungen verwendet werden.
Die UVC-LEDs mit dem hier beschriebenen UVC-transparenten Glas besitzen ferner Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen UVGI-Lampen oder -Vorrichtungen (wie Quecksilberdampflampen), zum Beispiel:

• sofortige Ein/Aus-Funktion, was eine „Desinfektion auf Anforderung“ ohne Energieverschwendung ermöglicht;
• gerichtete Emission (insbesondere durch die Verwendung von Linsen, die das Festlegen des Strahlwinkels ermöglichen), was „zielgerichtete Desinfektion“ mit einfachem Design ermöglicht;
• Halbleiterhaltbarkeit, was die Verwendung in robusten, tragbaren Vorrichtungen ermöglicht;
• niedriger Gleichstrom-Anforderung, was die Energieeffizienz erhöht und in einfachen, nicht kostenintensiven elektrischen Treibern resultiert;
• kompaktes Verpacken, das die Designflexibilität maximiert;
• umweltfreundliche Konstruktion, da einfache Entsorgung ohne gefährliche Quecksilberexposition ermöglicht wird;
• hohe optische Leistungsfähigkeit;
• hohe Strahlungsleistung bei definierter Wellenlänge;
• CTE abgestimmt auf AIN;
• vergleichsweise niedriger Herstellungspreis;
• kleine Größe

Traditionell werden sowohl Nieder- als auch Mitteldruck-Quecksilberlampen in Desinfektionssystemen verwendet. Jedoch besteht ein Bedarf, diese Lichtquellen mit leistungsstarken und energieeffizienten UV-Licht-Vorrichtungen, wie zum Beispiel UVC-LEDs, zu ersetzen. Die UV-Lampen und die UV-Vorrichtungen gemäß dieser Erfindung sind energieeffizienter im Vergleich zu herkömmlichen UVGI-Lampen oder -Vorrichtungen. Der Grund dafür ist, dass das Glas der Erfindung mehr als 60% des UV-Lichts bei 200 nm durchlassen kann und deshalb das Verhältnis zwischen Energiezufuhr und Strahlungsabgabe signifikant verbessert ist.
Dies wird wichtig, wenn diese Gläser als Abdeckungen von UVC-LED-Lampen verwendet werden. Wenn der Energiebedarf einer herkömmlichen Quersilberdampf-UV-Lampe als 100% festgelegt wird, beträgt die Energie, die notwendig ist, um die gleiche UV-Strahlung mit den hier beschriebenen UVC-LEDs zu erzeugen, etwa 10 bis 30%. Mit anderen Worten, wenn eine herkömmliche UV-Lampe 10 W Energie verwendet, um eine bestimmte UV-Intensität zu emittieren, kann es sein, dass die Vorrichtungen hier nur zwischen 1 und 3 W verwenden.
Wie vorstehend erwähnt ist ein weiterer Vorteil der hier beschriebenen UVC-transparenten Gläser deren hohe thermische Leitfähigkeit (λ_w), welche zwischen 0,75 und 1,25 W * m^-1 * K^-1 bei 90°C, in weiteren Ausführungsformen bei etwa 1,0 W * m^-1 * K^-1 liegen kann. Diese ausgezeichnete thermische Leitfähigkeit erhöht die Lebensdauer der Vorrichtung, da überschüssige Wärme leicht abgeführt werden kann, bevor andere Teile der Vorrichtung gefährdet werden. Dies steht zum Beispiel im Gegensatz zu Quarzgläsern, welche normalerweise eine niedrige optimale thermische Leitfähigkeit aufweisen.
Folglich kann die Erfindung in einer Ausführungsform UV-Lampen mit einem Energieeffizienzindex (EEI) von ≤ 0,11 gemäß der EU-Verordnung Nr. 874/2012 im Falle von nicht gerichteten UV-Lampen und einem Energieeffizienzindex (EEI) von ≤ 0,13 gemäß der EU-Verordnung Nr. 874/2012 im Falle von gerichteten UV-Lampen einschließen.
Die hier beschriebenen UV-transparenten Gläser können zum Beseitigen von MRSA von jedweder Art von Oberfläche, einschließend UV-empfindliche Oberflächen, UV-empfindliche Flüssigkeit und/oder UV-empfindliches Gas, verwendet werden.
Natürlich können die hier beschriebenen UV-transparenten Gläser auch zum Beseitigen von anderen UV-empfindlichen pathogenen Organismen, wie Viren (wie zum Beispiel Influenza- oder Coronaviridae, wie SARS-CoV-2, insbesondere resistenten Virusmutationen, wie zum Beispiel SARS-CoV2-D614G), Bakterien (einschließend Sporen), pathologischen Hefen, Schimmel und dergleichen verwendet werden.
Mögliche Verwendungen können von der Liste von Verwendungen, umfassend Handkeimfreimachungsvorrichtungen (z.B. in privaten und öffentlichen Toiletten), Raumkeimfreimachungsvorrichtungen in Gesundheitsversorgungsumgebungen, MRSA-Beseitigung in Vorbereitung von oder während oder nach einem chirurgischen Eingriff, Wundbehandlung, Augenbehandlung, Nahrungsmitteldesinfektion (z.B. während Nahrungsmittelherstellung und/oder Fleisch, Molkerei oder Gemüsetheke in Supermärkten), Viehbestanddesinfektion (insbesondere in Fällen von intensiver Tierhaltung, wie zum Beispiel Legebatterien), Herstellung von pharmazeutischen Verbindungen und/oder Nahrungsmittelherstellungsverfahren, Lagervorrichtungen und/oder Desinfektion von UV-empfindlichen Oberflächen, welche oft mit vielen unterschiedlichen Verwendern in Kontakt kommen, zum Beispiel Tastengeräte, Griffe, Handläufe, Zahnbürsten, Haarbürsten, Schmuckwaren, Berührungsvorrichtungen, Rasierer oder Kinderspielsachen, ausgewählt sein.
Die in dieser Erfindung offenbarten UVC-Vorrichtungen können auch für einen großen Bereich von Verwendungen als „analytische Geräteausstattung“ verwendet werden, zum Beispiel:

• HPLC (Hochleistungsflüssigkeitschromatografie): verwendet in Analyse zum Nachweisen von Chemikalien und Verbindungen in Lebenswissenschaften;
• Spektrometer: verwendet in multiplen Verwendungen in Tests und Analyse überall in Biotechnologie, Lebenswissenschaften und Umweltüberwachung; und
• Wasserqualitätsüberwachungssensoren: verwendet zum Nachweisen von Chemikalien in Wasser (z.B. im Rahmen von Fracking, in Fällen von allgemeiner Wassersicherheit oder vor dem Entsorgen von behandeltem Schmutzwasser).

In einer weiteren Ausführungsform können die in dieser Erfindung offenbarten UVC-Vorrichtungen Vorrichtungen für „Wasserdesinfektion“ umfassen. In dieser Hinsicht sind UVC-LEDs verglichen mit traditionellen Quecksilberlampen, welche eine lange Aufwärmzeit (etwa von 50 Sekunden bis 10 Minuten) erfordern, um die erforderliche keimabtötende Intensität zu erreichen, vorteilhaft. Zusätzlich können häufige Ein/Aus-Zyklen die Lebensdauer um 50 Prozent oder mehr vermindern.
Folglich müssen Quecksilberlampen bei diesen Verwendungen den ganzen Tag eingeschaltet bleiben, was die Häufigkeit von Lampenersetzen erhöht und den Energieverbrauch steigert. Hingegen ermöglicht die Fähigkeit von UVC-LEDs zu sofortigem Ein/Aus Desinfektion auf Anforderung, was den Energieverbrauch signifikant verringert.
Zusätzlich vermindern die häufigen Ein/Aus-Zyklen nicht die LED-Lebensdauer, was niedrigere Betriebs- und Wartungskosten unterstützt.
Weitere Verwendungen der in dieser Erfindung offenbarten UVC-Vorrichtungen, insbesondere in Fällen von UV-empfindlichen Oberflächen, Flüssigkeiten oder Gasen, können umfassen:

• Proteinanalyse, d.h. die bioinformatische Untersuchung von Proteinstruktur und -funktion unter Verwendung von Datenbankrecherchen, Sequenzvergleichen, strukturellen und funktionellen Vorhersagen.
• Molekülidentifizierung, d.h. ein Verfahren von Vergleichen von speziellen DNS-Stücken zwischen Organismen.
• Zytometrie, d.h. in Biotechnologie, Durchflusszytometrie ist eine biophysikalische Technologie auf Laser- oder Impedanz-Basis, verwendet bei Zellzählung, Zellsortierung, Biomarkernachweis und Protein-Engineering, durch Suspendieren von Zellen in einem Fluidstrom und Passieren davon durch ein elektronisches Nachweisgerät.
• Biofilmbehandlungssysteme, d.h. Systeme, welche die Verwendung von Bakterien, Pilzen, Algen und Protozoen zum Entfernen von organischen und anorganischen Materialien von der umgebenden Flüssigkeit verwenden.
• Nitrat- und/oder NOx-Messung, welche normalerweise bei Wellenlängen von etwa 230 nm durchgeführt wird.
• Paracetamol-Konzentrationsmessung, welche normalerweise bei Wellenlängen von etwa 245 nm durchgeführt wird; und/oder
• Hautbehandlung, um dermatologische Zustände (z.B. Psoriasis, Vitiligo, Juckreiz, Neurodermitis, Akne, aktinische Dermatitis, Fototherapie, Pityriasis rosea, usw.) zu verbessern.

Folglich kann in einer Ausführungsform die Verwendung des UV-LED-Moduls der vorliegenden Erfindung aus der Gruppe von Wasserdesinfektion, analytischer Geräteausstattung (HPLC, Spektrometern, Wasserüberwachungssensoren), Luftreinigung, Luftdesinfektion, Oberflächendesinfektion (z.B. Tastengerätdesinfektion, Rolltreppenhandlauf-UV-Sterilisierungsvorrichtung), Zytometrie, Molekülidentifizierung, Proteinanalyse, Biofilmbehandlung, Heilbehandlung, Lithografie, Pflanzenwachstum, Hautheilbehandlung, Keimnachweis, Arzneistoffauffindung, Proteinanalyse, Induktion der Herstellung von Vitamin D3 durch die Haut und/oder Sterilisierung ausgewählt sein.
Folglich betrifft die Erfindung in einem Aspekt Verwendungen des Glases gemäß der Erfindung als ein hermetisch abdichtender Linsendeckel für ein UV-LED-Modul, z.B. für Verwendungen, welche aus der Gruppe von Wasserdesinfektion, analytischer Geräteausstattung (HPLC, Spektrometern, Wasserüberwachungssensoren), Luftreinigung, Luftdesinfektion, Oberflächendesinfektion (z.B. Tastengerätdesinfektion, Rolltreppenhandlauf-UV-Sterilisierungsvorrichtung), Zytometrie, Molekülidentifizierung, Proteinanalyse, Biofilmbehandlung, Heilbehandlung, Lithografie, Pflanzenwachstum, Hautheilbehandlung (Psoriasis, Vitiligo, Juckreiz, Neurodermitis, Akne, aktinischer Dermatitis, Fototherapie, Pityriasis rosea), Keimnachweis, Arzneistoffauffindung, Proteinanalyse, Induktion der Herstellung von Vitamin D3 durch die Haut und/oder Sterilisierung ausgewählt sind.
Das Glas ist bevorzugt ein Borosilikatglas.

In einer Ausführungsform umfasst Borosilikatglas die folgenden Komponenten (in Mol-%, bezogen auf Oxide):

Komponente	Gehalt [Mol-%]
SiO₂	40 bis 85
Al₂O₃	0 bis 25
Na₂O	0 bis 18
K₂O	0 bis 15
MgO	0 bis 10
B₂O₃	5 bis 24
Li₂O	0 bis 10
ZnO	0 bis 5
CaO	0 bis 16
BaO	0 bis 12
ZrO₂	0 bis 5
SnO₂	0 bis 3
SrO	0 bis 4
F^-	0 bis 6
Cl^-	0 bis 1

In einer weiteren Ausführungsform umfasst Borosilikatglas die folgenden Komponenten (in Mol-%, bezogen auf Oxide):

Komponente	Gehalt [Mol-%]
SiO₂	60 bis 78
Al₂O₃	0 bis 10
B₂O₃	12 bis 24
Li₂O	0 bis 3
Na₂O	0 bis 6
K₂O	0 bis 4
MgO	0 bis 6
CaO	0 bis 6
SrO	0 bis 4
BaO	0 bis 4
F^-	0 bis 6
Cl^-	0 bis 0,5
R₂O	3,5 bis 10
RO	0 bis 6

Wobei „R₂O“ die Alkalimetalloxide Li₂O, Na₂O und K₂O betrifft; und „RO“ die Erdalkalimetalloxide MgO, CaO, BaO und SrO bezeichnet.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung können SiO₂ in einem Anteil von mindestens 40 Mol%, oder mindestens 60 Mol-% enthalten. SiO₂ trägt zur hydrolytischen Beständigkeit und Transparenz des Glases bei. Wenn der SiO₂-Gehalt zu hoch ist, ist der Schmelzpunkt des Glases zu hoch. Die Temperaturen T₄ und T_g steigen auch sehr stark an. Deshalb sollte der Gehalt von SiO₂ auf ein Maximum von 78 Mol-%, oder auf ein Maximum von 85% eingeschränkt sein.
Bevorzugt beträgt der Gehalt von SiO₂ mindestens 61 Mol-%, mindestens 63 Mol-% oder mindestens 65 Mol-%, mindestens 68 Mol-%, mindestens 69 Mol-%, oder mindestens 70 Mol-%. Der Gehalt kann auf ein Maximum von 75 Mol-% oder ein Maximum von 73 Mol-%, oder ein Maximum von 72 Mol-% eingeschränkt sein.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung enthalten Al₂O₃ in einem maximalen Anteil von 10 Mol-%. Al₂O₃ trägt zur Phasentrennungsstabilität der Gläser bei, verringert aber in größeren Anteilen die Säurebeständigkeit. Darüber hinaus erhöht Al₂O₃ die Schmelztemperatur und T₄. Folglich sollte der Gehalt dieser Komponente auf ein Maximum von 25 Mol-%, oder auf ein Maximum von 9 Mol-%, oder auf ein Maximum von 8 Mol-%, oder auf ein Maximum von 7 Mol-%, oder auf ein Maximum von 5 Mol-%, oder auf ein Maximum von 4,5 Mol-% eingeschränkt sein. In manchen Ausführungsformen wird Al₂O₃ in einem kleinen Anteil von mindestens 2 Mol-%, mindestens 2,5 Mol-%, oder mindestens 3 Mol-%, oder mindestens 3,25 Mol-% verwendet. In manchen Ausführungsformen kann das Glas frei von Al₂O₃ sein.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung können B₂O₃ in einem Anteil von mindestens 12 Mol% enthalten. B₂O₃ hat eine nützliche Wirkung auf die Schmelzeigenschaften von Glas, insbesondere wird die Schmelztemperatur erniedrigt und das Glas kann mit anderen Materialien bei niedrigeren Temperaturen verschmolzen werden. Jedoch sollte die Menge an B₂O₃ nicht zu hoch sein, ansonsten weisen die Gläser eine starke Neigung zu Phasentrennung auf. Zusätzlich hat zu viel B₂O₃ eine negative Wirkung auf die hydrolytische Beständigkeit, und das Glas neigt dazu, einen hohen Verdampfungsverlust während der Herstellung aufzuweisen, was in einem Glas mit Knoten resultiert. Folglich sollte B₂O₃ auf bis zu 24 Mol-%, bis zu 22 Mol-%, oder bis zu 20 Mol-% eingeschränkt sein. Der Gehalt von B₂O₃ kann mindestens 5 Mol-%, mindestens 12 Mol-%, oder mindestens 14 Mol-% betragen.
In einem bevorzugten Design beträgt das Verhältnis der Summe der Gehalte (in Mol-%) von B₂O₃, R₂O und RO zu der Summe der Gehalte (in Mol-%) von SiO₂ und Al₂O₃ höchstens 0,4, insbesondere höchstens 0,35, stärker bevorzugt höchstens 0,34. In einer Ausführungsform beträgt dieser Wert mindestens 0,1, bevorzugt mindestens 0,2, oder mindestens 0,26. Gläser mit dem vorstehend erwähnten Anteil weisen gute Eigenschaften bezogen auf hydrolytische Beständigkeit und Phasentrennungsfaktor auf, und sie weisen nur eine niedrige induzierte Extinktion auf, was viele Vorteile hat, insbesondere wenn als UV-transparentes Material verwendet.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung können Li₂O in einem Anteil von bis zu 10,0 Mol-%, oder bis zu 3,0 Mol-%, oder bis zu 2,8 Mol-%, oder bis zu 2,5 Mol-% enthalten. Li₂O erhöht die Schmelzbarkeit bzw. Verschmelzbarkeit der Gläser und resultiert in einer nützlichen Verschiebung der UV-Kante zu niedrigeren Wellenlängen. Jedoch neigt Lithiumoxid zu Verdampfung, erhöht die Neigung zu Phasentrennung und erhöht auch den Preis des Gemisches. In einem bevorzugten Design enthält das Glas nur eine kleine Menge an Li₂O, z.B. in einem Maximum von 3,0 Mol-%, in einem Maximum von 2,8 Mol-%, in einem Maximum von 2,5 Mol-%, in einem Maximum von 2,0 Mol-%, oder in einem Maximum von 1,9 Mol-%, oder das Glas ist frei von Li₂O. In bestimmten Ausführungsformen liegt der Gehalt von Li₂O zwischen 1 Mol-% und 2 Mol-%.
Die Gläser der Erfindung enthalten Na₂O in einem Anteil von bis zu 18 Mol-%, oder bis zu 6 Mol-%. Na₂O erhöht die Schmelzbarkeit bzw. Verschmelzbarkeit der Gläser. Jedoch führt Natriumoxid auch zu einer Verringerung bei UV-Transmission und einer Erhöhung beim thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE). Das Glas kann Na₂O in einem Anteil von mindestens 1 Mol-%, oder mindestens 2 Mol-% enthalten. In einer Version ist der Gehalt von Na₂O ein Maximum von 5 Mol-%, oder ein Maximum von 4 Mol-%. In manchen Ausführungsformen kann das Glas frei von Na₂O sein.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung enthalten K₂O in einem maximalen Anteil von 4 Mol%. K₂O erhöht die Schmelzbarkeit bzw. Verschmelzbarkeit der Gläser und resultiert in einer nützlichen Verschiebung der UV-Kante zu niedrigeren Wellenlängen. Sein Gehalt kann mindestens 0,3 Mol-%, oder mindestens 0,75 Mol-% betragen. Jedoch führt ein Kaliumoxid-Gehalt, der zu hoch ist, zu einem Glas, das aufgrund der strahlenden Eigenschaft seines Isotops ⁴⁰K eine störende Wirkung aufweist, wenn in Fotomultipliern verwendet. Deshalb muss der Gehalt dieser Komponente auf ein Maximum von 15 Mol-%, auf ein Maximum von 10 Mol-%, auf ein Maximum von 5 Mol-%, auf ein Maximum von 3 Mol-%, oder ein Maximum von 2 Mol-% eingeschränkt sein. In manchen Ausführungsformen kann das Glas frei von K₂O sein.
In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt das Verhältnis der Gehalte von Na₂O zu K₂O in Mol-% mindestens 1,5, insbesondere mindestens 2. In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt das Verhältnis höchstens 4, insbesondere höchstens 3. Beide Oxide dienen zur Verbesserung der Schmelzbarkeit bzw. Verschmelzbarkeit des Glases. Wenn jedoch zu viel Na₂O verwendet wird, wird die UV-Transmission verringert. Zu viel K₂O erhöht den thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Es wurde gefunden, dass das gegebene Verhältnis die besten Ergebnisse erreicht, d.h. die UV-Transmission und der thermische Ausdehnungskoeffizient liegen in vorteilhaften Bereichen. In bestimmten Ausführungsformen liegt das Verhältnis zwischen 1,85 und 3.
Die Menge an R₂O in den Gläsern der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt nicht höher als 10 Mol-%, nicht höher als 8 Mol-%, oder nicht höher als 7 Mol-%. Die Gläser können R₂O in Mengen von mindestens 3,5 Mol-%, mindestens 4 Mol-%, oder mindestens 4,5 Mol-% enthalten. Alkalimetalloxide erhöhen die Schmelzbarkeit bzw. Verschmelzbarkeit der Gläser, führen aber, wie vorstehend beschrieben, in höheren Anteilen zu verschiedenen Nachteilen. In bestimmten Ausführungsformen liegt der Gehalt von R₂O zwischen 4,5 Mol-% und 6,0 Mol-%.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung können MgO in einem Anteil von bis zu 10 Mol-%, bis zu 6 Mol-%, bis zu 4 Mol-%, oder bis zu 2 Mol-% enthalten. MgO ist vorteilhaft für Schmelzbarkeit bzw. Verschmelzbarkeit, aber in hohen Anteilen stellt es sich als problematisch hinsichtlich der gewünschten UV-Transmission und der Neigung zu Phasentrennung heraus. Bevorzugte Designs sind frei von MgO.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung können CaO in einem Anteil von bis zu 16 Mol-%, bis zu 6 Mol-%, bis zu 4 Mol-%, oder bis zu 2 Mol-% enthalten. CaO ist vorteilhaft für Schmelzbarkeit bzw. Verschmelzbarkeit, aber in hohen Anteilen stellt es sich als problematisch hinsichtlich der gewünschten UV-Transmission heraus. Bevorzugte Formen sind frei von CaO oder enthalten nur wenig CaO, z.B. mindestens 0,1 Mol-%, mindestens 0,3 Mol-%, oder mindestens 0,5 Mol-%.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung können SrO in einem Anteil von bis zu 4 Mol-%, bis zu 1 Mol-%, oder bis zu 0,5 Mol-% enthalten. SrO ist vorteilhaft für Schmelzbarkeit bzw. Verschmelzbarkeit, aber in hohen Anteilen stellt es sich als problematisch hinsichtlich der gewünschten UV-Transmission heraus. Bevorzugte Designs sind frei von SrO.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung können BaO in einem Anteil von bis zu 12 Mol-%, oder bis zu 4 Mol-%, oder bis zu 2 Mol-% enthalten. BaO führt zu einer Verbesserung der hydrolytischen Beständigkeit. Jedoch führt ein zu hoher Bariumoxid-Gehalt zu Phasentrennung, und folglich zu Instabilität des Glases. Bevorzugte Ausführungsformen enthalten BaO in Mengen von mindestens 0,1 Mol-%, mindestens 0,3 Mol-%, oder mindestens 0,4 Mol-%. In bestimmten Ausführungsformen liegt der Gehalt von BaO zwischen 0,3 Mol-% und 1,5 Mol%. In manchen Ausführungsformen kann das Glas frei von BaO sein.
Es wurde gezeigt, dass die Erdalkalioxide RO einen großen Einfluss auf die Phasentrennungsneigung haben. In einer Designform wird deshalb den Gehalten dieser Komponenten und deren Beziehung zueinander spezielle Aufmerksamkeit geschenkt. So sollte das Verhältnis von BaO in Mol-% zu der Summe der Gehalte von MgO, SrO und CaO in Mol-% mindestens 0,4 betragen. Bevorzugt beträgt dieser Wert mindestens 0,55, oder mindestens 0,7, oder mindestens 1,0. In besonders bevorzugten Formen beträgt der Wert mindestens 1,5, oder sogar mindestens 2. BaO bietet die meisten Vorteile bezogen auf Phasentrennung und hydrolytische Beständigkeit verglichen mit anderen Erdalkalimetalloxiden. Jedoch sollte das Verhältnis 4,0 oder 3,0 nicht übersteigen. In vorteilhaften Formen enthält das Glas mindestens kleine Mengen an CaO und BaO und ist frei von MgO und SrO. In bestimmten Ausführungsformen liegt das Verhältnis zwischen 0,7 und 2,2.
Vorteilhafte Eigenschaften werden erhalten, insbesondere wenn das Verhältnis des Anteils von CaO in dem Glas zu BaO in Mol-% weniger als 2,0 beträgt. Insbesondere sollte dieses Verhältnis niedriger als 1,5 oder niedriger als 1,0 sein. In manchen Ausführungsformen sind die Verhältnisse sogar noch niedriger, insbesondere niedriger als 0,8, oder niedriger als 0,6, und in einem bevorzugten Design beträgt dieses Verhältnis mindestens 0,3. In bestimmten Ausführungsformen liegt das Verhältnis zwischen 0,4 und 1,4.
In einer Version weist das Glas ein Mol-%-Verhältnis von B₂O₃ zu BaO von mindestens 8 und höchstens 45 auf. Bevorzugt beträgt das Verhältnis mindestens 10, oder mindestens 11, und in einem bevorzugten Design ist das Verhältnis auf ein Maximum von 42, oder von 40, oder von 39 eingeschränkt. In einer weiteren Ausführungsform kann das Verhältnis auf ein Maximum von 15 oder 14 eingeschränkt sein. Insbesondere beträgt das Verhältnis nicht weniger als 10 und nicht mehr als 45, oder in einer anderen Ausführungsform nicht weniger als 11 und nicht mehr als 42; wobei in bestimmten Ausführungsformen das Verhältnis zwischen 11 und 16 liegt. In einer weiteren Ausführungsform liegt das Verhältnis zwischen 35 und 45. Gläser mit den vorstehenden Verhältnissen zeigen gute Eigenschaften bezogen auf hydrolytische Beständigkeit und Phasentrennungsfaktor, sowie niedrige induzierte Absorbanz.
Der Anteil von RO in den Gläsern der vorliegenden Erfindung kann mindestens 0,3 Mol-% betragen. Erdalkalimetalloxide sind vorteilhaft für Schmelzbarkeit bzw. Verschmelzbarkeit, aber in hohen Anteilen stellen sie sich als problematisch bezüglich der gewünschten UV-Transmission heraus. In einer Version enthält das Glas ein Maximum von 3 Mol-% RO. In einer Ausführungsform liegt der Anteil von RO zwischen 1 und 3 Mol-%.
Die Summe der Gehalte in Mol-% von Erdalkalimetalloxiden und Alkalimetalloxiden, RO+R₂O, kann auf ein Maximum von 10 Mol-% eingeschränkt sein. Vorteilhafte Designs können diese Komponenten in Mengen von maximal 9 Mol-% enthalten. Bevorzugt beträgt der Gehalt dieser Oxide mindestens 4 Mol-%, mindestens 5 Mol-%, oder mindestens 6 Mol%. In einer Ausführungsform liegt der RO+R₂O-Anteil zwischen 6 und 8 Mol-%. Diese Komponenten erhöhen die Phasentrennungsneigung und verringern die hydrolytische Beständigkeit der Gläser in zu hohen Anteilen.
Das Verhältnis der Gehalte in Mol-% von B₂O₃ zu der Summe der Gehalte von R₂O und RO in Mol-% kann mindestens 1,3, mindestens 1,5, oder mindestens 1,8 betragen. Das Verhältnis kann auf ein Maximum von 6, ein Maximum von 4,5, oder ein Maximum von 3 eingeschränkt sein. In einer Ausführungsform liegt der B₂O₃/(RO+R₂O)-Verhältnis zwischen 1,8 und 3,5. Alkali- oder Erdalkaliborate können sich während Glasphasentrennung bilden, wenn im Verhältnis zu B₂O₃ zu viel Alkali- oder Erdalkalioxid vorhanden ist. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, das vorstehende Verhältnis einzustellen.
Um sicherzustellen, dass die Schmelzeigenschaften, einschließend T_g und T₄, in dem gewünschten Bereich liegen, kann es vorteilhaft sein, das Verhältnis des Gehalts von B₂O₃ zu der Summe der Gehalte von SiO₂ und Al₂O₃ in Mol-% innerhalb eines engen Bereichs einzustellen. In einem vorteilhaften Design beträgt dieses Verhältnis mindestens 0,15 und/oder höchstens 0,4. In einer Ausführungsform liegt das B₂O₃/(SiO₂ + Al₂O₃)-Verhältnis zwischen 0,17 und 0,3.
Das Verhältnis der Anteile in Mol-% der Summe der Alkalimetalloxide R₂O zu der Summe der Erdalkalimetalloxide RO beträgt bevorzugt >1, insbesondere >1,1 oder >2. In den Designformen beträgt dieses Verhältnis höchstens 10, höchstens 7 oder höchstens 5. In einer Ausführungsform liegt das Verhältnis zwischen 2 und 4.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung können F^- in einem Gehalt von 0 bis 6 Mol-% enthalten. Bevorzugt beträgt der Gehalt von F^- höchstens 4 Mol-%. In einer Designform werden mindestens 1 Mol-%, oder mindestens 2 Mol-% von dieser Komponente verwendet. Komponente F^- verbessert die Schmelzbarkeit bzw. Verschmelzbarkeit des Glases und beeinflusst die UV-Kante hin zu kleineren Wellenlängen.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung können Cl^- in einem Gehalt von weniger als 1 Mol-%, insbesondere weniger als 0,5 Mol-%, oder weniger als 0,3 Mol-% enthalten. Geeignete untere Grenzen sind 0,01 Mol-%, oder 0,05 Mol-%.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung können ZnO in einem Gehalt von weniger als 5 Mol%, insbesondere weniger als 2,5 Mol-%, oder weniger als 1 Mol-% enthalten. Geeignete untere Grenzen sind 0,01 Mol-%, oder 0,05 Mol-%. In manchen Ausführungsformen kann das Glas frei von ZnO sein.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung können ZrO₂ in einem Gehalt von weniger als 5 Mol%, weniger als 2,5 Mol-%, oder insbesondere weniger als 1 Mol-% enthalten. Geeignete untere Grenzen sind 0,01 Mol-%, oder 0,05 Mol-%. In manchen Ausführungsformen kann das Glas frei von ZrO₂ sein.
Die Gläser der vorliegenden Erfindung können SnO₂ in einem Gehalt von weniger als 3 Mol%, insbesondere weniger als 2 Mol-%, oder weniger als 1 Mol-% enthalten. Geeignete untere Grenzen sind 0,01 Mol-%, oder 0,05 Mol-%. In manchen Ausführungsformen kann das Glas frei von SnO₂ sein.
Wenn in dieser Beschreibung angegeben ist, dass das Glas frei von einer Komponente ist oder eine bestimmte Komponente nicht enthält, bedeutet dies, dass diese Komponente höchstens als eine Verunreinigung vorhanden sein kann. Dies bedeutet, dass sie nicht in signifikanten Mengen zugegeben wird. Nicht-signifikante Mengen sind Mengen von weniger als 0,5 ppm, bevorzugt weniger als 0,25 ppm, bevorzugt weniger als 0,125 ppm und am stärksten bevorzugt weniger als 0,05 ppm.
In einer Ausführungsform weist das Glas weniger als 10 ppm Fe₂O₃, insbesondere weniger als 5 ppm oder weniger als 1 ppm auf. In einer Ausführungsform weist das Glas weniger als 10 ppm TiO₂, insbesondere weniger als 5 ppm oder weniger als 1 ppm auf. In einer Ausführungsform weist das Glas weniger als 3,5 ppm Arsen, insbesondere weniger als 2,5 ppm oder weniger als 1,0 ppm auf. Bevorzugt ist Glas, das weniger als 3,5 ppm Antimon, weniger als 2,5 ppm Antimon, oder weniger als 1,0 ppm Antimon enthält. Neben den negativen Wirkungen auf UV-Transmission und Solarisation sind insbesondere Arsen und Antimon giftig und gefährlich für die Umwelt, und sollten vermieden werden.
In einem besonders bevorzugten Design schließt Borosilikatglas die folgenden Komponenten (in Mol-% auf Oxidbasis) ein:

Komponente Gehalt [Mol-%]

SiO₂ 68 bis 75

Al₂O₃ 2 bis 7

B₂O₃ 12 bis 24

Li₂O 0 bis 3,0

Na₂O 1 bis 5

K₂O 0 bis 3

CaO >0 bis 4

SrO 0 bis 1

BaO 0 bis 4

F- 0 bis 6
In einer weiteren besonders bevorzugten Form schließt das Glas die folgenden Komponenten in Mol-% ein:

Komponente Gehalt [Mol-%]

SiO₂ 69 bis 73

Al₂O₃ 2,5 bis 5

B₂O₃ 14 bis 22

Li₂O 1 bis 2,5

Na₂O 1 bis 4

K₂O 0,3 bis 2

CaO 0,3 bis 2

SrO 0 bis 0,5

BaO 0,1 bis 2

F^- 1 bis 4

In noch einer weiteren besonders bevorzugten Form schließt das Glas die folgenden Komponenten in Mol-% ein:

Komponente	Gehalt [Mol-%]
SiO₂	70 bis 72
Al₂O₃	3,25 bis 4,5
B₂O₃	14 bis 20
Li₂O	1 bis 2
Na₂O	2 bis 4
K₂O	0,75 bis 2
CaO	0,45 bis 2
SrO	0 bis 0,5
BaO	0,3 bis 1,5
F^-	2 bis 4

Der Glasgegenstand kann durch Ziehverfahren, welche für Glasrohre und -stäbe bekannt sind, hergestellt werden. Abhängig von der gewünschten Form wird der Fachmann ein geeignetes Herstellungsverfahren auswählen, z.B. Barrengießen für Stangen, Floaten oder Down Draw zum Herstellen von Scheiben. Bevorzugt wird das Kühlen des Glases in dem Verfahren so angepasst, dass die gewünschten Eigenschaften erreicht werden.
In einer Ausführungsform wird der Glasgegenstand unter Verwendung des Danner- oder des Vello-Verfahrens hergestellt. Beim Vello-Verfahren fließt die Glasschmelze vertikal nach unten (in die Richtung der Gravitationskraft) durch ein Formgebungswerkzeug, bestehend aus einem Auslassring und einer Nadel. Das Formgebungswerkzeug bildet eine negative Form (Matrix) des erzeugten Querschnitts des Glasrohrs oder des Glasstabs. Bei der Herstellung von Glasrohren wird eine Nadel als ein Formgebungsteil im Zentrum des Formgebungswerkzeugs angeordnet.
Der Unterschied zwischen dem Vello- und dem Down Draw-Verfahren besteht erstens darin, dass die Glasschmelze im Vello-Verfahren, nachdem sie das Formgebungswerkzeug verlassen hat, horizontal abgelenkt wird, und zweitens in der Tatsache, dass die Nadel im Vello-Verfahren einen Durchlass aufweist, durch welchen Blasluft strömt. Wie beim Danner-Verfahren stellt die Blasluft sicher, dass das resultierende Glasrohr nicht kollabiert. Im Down Draw-Verfahren wird verfestigte Glasschmelze ohne vorherige Umlenkung abgetrennt. Da es keine Umlenkung gibt, kann man auch von der Verwendung von Blasluft während der Herstellung von Glasrohren Abstand nehmen.
In einer Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Glasgegenstand, der aus dem hier offenbarten Glas hergestellt ist. Die Dicke des Glasgegenstandes, insbesondere die Wanddicke im Falle eines Glasrohrs, kann mindestens 0,1 mm oder mindestens 0,3 mm betragen. Die Dicke kann auf bis zu 3 mm oder bis zu 2 mm eingeschränkt sein. Der Außendurchmesser des Glasgegenstandes, d.h. der Außendurchmesser eines Glasrohrs oder Glasstabs, kann bis zu 50 mm, bis zu 40 mm, oder bis zu 30 mm betragen. Der Außendurchmesser kann insbesondere mindestens 1 mm, mindestens 2 mm, oder mindestens 3 mm betragen.
So betrifft die vorliegende Erfindung auch die folgenden Ausführungsformen:

In einem Aspekt betrifft die Erfindung UV-transparente Gläser zum Beseitigen von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA), wobei die UV-transparenten Gläser zum Einwirkenlassen von keimabtötendem UV-Licht im Wellenlängenbereich von 207 nm bis 222 nm auf die MRSA verwendet werden, wobei das UV-Licht durch eine UV-Lampe mit einer Lampenabdeckung, hergestellt aus den UV-transparenten Gläsern mit einem Platin-Gesamtgehalt von weniger als 3,5 ppm, abgestrahlt wird.
In einem weiteren Aspekt befinden sich die MRSA, auf welche keimabtötendes UV-Licht einwirkt, auf einem UV-empfindlichen Material, welches für UV-Strahlung von über 222 nm empfindlich ist.
In noch einem weiteren Aspekt ist das UV-empfindliche Material eine biologische Gewebeoberfläche wie das Auge oder die Haut von einem Tier, wobei das Tier aus einem Insekt, wirbellosen Tier, Wirbeltier, Säuger und/oder Menschen ausgewählt ist.
In noch einem weiteren Aspekt beträgt die Beseitigung von MRSA nach Behandlung > 99% gemäß BS ISO 22196:2011-08-31.
In noch einem weiteren Aspekt liegt die UV-Einwirkung auf die MRSA mindestens im Bereich von 2.000 bis 8.000 Mikrowatt Sekunden pro Quadratzentimeter (µW·s/cm²).
In noch einem weiteren Aspekt weist die gesamte Abdeckung der UV-Lampe oder ein Teil davon die Form einer Linse auf.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Glas mit einer Transmission überall im Wellenlängenbereich von 207 nm bis 222 nm von mindestens 60% (gemessen bei einer Dicke von 1 mm), wobei das Glas ein Borosilikatglas mit einem Platin-Gesamtgehalt von nicht mehr als 3,5 ppm ist. In manchen Ausführungsformen nicht mehr als 3 ppm, nicht mehr als 2,5 ppm, nicht mehr als 2 ppm. Und wobei das Glas eine hydrolytische Beständigkeit, charakterisiert durch ein extrahiertes Na₂O-Äquivalent in µg pro g Glas, bestimmt gemäß ISO 719, von nicht höher als 250 µg/g aufweist. In manchen Ausführungsformen nicht höher als 180 µg/g, nicht höher als 120 µg/g, nicht höher als 50 µg/g.
In noch einem weiteren Aspekt weist das Glas eine Transmission von mindestens 40%, von mindestens 50%, von mindestens 55%, von mindestens 60% bei 200 nm und/oder von mindestens 55%, von mindestens 60%, von mindestens 65% bei 210 nm und/oder von mindestes 60%, von mindestens 65%, von mindestens 75% bei 230 nm und/oder von mindestens 75%, von mindestens 80%, von mindestens 85% bei Wellenlängen [λ] von 260 nm, 280 nm und/oder 310 nm (gemessen bei einer Dicke von 1 mm) auf. In einer Ausführungsform beträgt die Transmission bei 200 nm höchstens 95%, höchstens 85% oder höchstens 70%.

Für viele Verwendungen ist die einheitlichste Transmission in dem UV-Bereich, die möglich ist, wünschenswert. Die Gläser dieser Erfindung können ein Verhältnis der Transmission bei 254 nm zu der Transmission bei 200 nm (jeweils gemessen mit einer Probendicke von 1 mm) von mindestens 1,00 und höchstens 2,00, insbesondere höchstens 1,65 oder höchstens 1,50 aufweisen.
In noch einem weiteren Aspekt umfasst das Glas einen Gesamtgehalt von einer oder mehr UV-blockierenden Verunreinigungen von unter 10 ppm. In manchen Ausführungsformen unter 8 ppm, oder sogar unter 5 ppm.
In noch einem weiteren Aspekt umfasst das Glas eine oder mehr UV-blockierende Verunreinigungen, ausgewählt aus Rhodium, Blei, Cadmium, Quecksilber, sechswertigem Chrom, Eisen, Titan, und jedweder Kombination davon.
In noch einem weiteren Aspekt umfasst das Glas einen Platin-Gesamtgehalt von unter 1,0 ppm.
Die Wellenfrontabweichung kann weniger als ± 0,1 mm, weniger als ± 0,08 mm, in weiteren Ausführungsformen weniger als ± 0,035 mm, weniger als ± 25 µm, weniger als ± 15 µm, weniger als ± 5 µm betragen. Optional kann die Wellenfrontabweichung zwischen 0,1 µm und 250 µm, oder zwischen 1 µm und 100 µm, oder zwischen 2 µm und 85 µm liegen.
In noch einem weiteren Aspekt weist das Glas einen Brechungsindex n_d von 1,450 bis 1,580 auf.

In noch einem weiteren Aspekt umfasst das Glas die folgenden Komponenten in den angegebenen Mengen (in Mol-%):

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung des Glases als ein hermetisch abdichtender Linsendeckel für ein UV-LED-Modul, z.B. für Verwendungen, welche aus der Gruppe von Wasserdesinfektion, analytischer Geräteausstattung (HPLC, Spektrometern, Wasserüberwachungssensoren), Luftreinigung, Luftdesinfektion, Oberflächendesinfektion (z.B. Tastengerätdesinfektion, Rolltreppenhandlauf-UV-Sterilisierungsvorrichtung), Zytometrie, Molekülidentifizierung, Proteinanalyse, Biofilmbehandlung, Heilbehandlung, Lithografie, Pflanzenwachstum, Hautheilbehandlung (Psoriasis, Vitiligo, Juckreiz, Neurodermitis, Akne, aktinischer Dermatitis, Fototherapie, Pityriasis rosea), Keimnachweis, Arzneistoffauffindung, Proteinanalyse, Induktion der Herstellung von Vitamin D3 durch die Haut und/oder Sterilisierung ausgewählt sind.
Beispiele
Beispiel 1
Alle Gläser wurden unter reduzierenden Bedingungen im Quarzglas-Tiegel geschmolzen und mit einem Quarzglas-Rührer homogenisiert. Alle Schmelzen wurden im Kühlofen bei 465°C platziert und auf Raumtemperatur bei einer Rate von 30 K/h gekühlt.
Die Schmelze „Glas Nr. 1“ wurde bei 1610°C geschmolzen, bei 1620°C 60 min lang geläutert, dann bei der gleichen Temperatur 30 min lang gerührt, und dann 120 min lang bei 1620°C stehen gelassen, so dass das Glas so blasenfrei wie möglich war.
Nach dem Gießen resultierte die Pt-freie Variante („Glas Nr. 1“) in klaren Glasgußblöcken.
Zusätzlich zu einer chemischen Analyse der Gläser wurden die Transmissionskurven der Gläser bei mindestens zwei unterschiedlichen Punkten an den Gußblöcken aufgezeichnet. Um in der Lage zu sein, die Transmissionskurven für die gleiche Probendicke zu berechnen, wurde auch der Brechungsindex als eine Funktion der Wellenlänge bestimmt.

Die folgende Tabelle zeigt ein beispielhaftes Glas gemäß dieser Offenbarung in Mol-%.

Komponente	Glas Nr. 1*
SiO₂	70,07
Al₂O₃	3,27
B₂O3	18,15
Li₂O	1,55
Na₂O	2,43
K₂O	1,02
CaO	0,63
BaO	0,47
F^-	2,27
Cl^-	0,14
Pt	0,00
Summe	100,00
*Glas Nr. 1 umfasste etwa 4,4 ppm Fe₂O₃ und 3,8 ppm TiO₂.

Zwei „Vergleichsgläser“ mit der gleichen Zusammensetzung wie „Glas Nr. 1“ wurden hergestellt, umfassend:

• „Vergleichsglas 1 (C1)“: 7,9 ppm Fe₂O₃ und 8,3 ppm TiO₂ und 3,5 ppm Pt.
• „Vergleichsglas 2 (C2)“: 3,3 ppm Fe₂O₃ und 20,9 ppm TiO₂ und 3,8 ppm Pt.

Eigenschaften von Glas Nr.1
CTE [ppm/K]	4,14
T_g [°C]	443
T₄ [°C]	1085
CTE ×T4 [10^-6]	4491,9
H Äquivalent Na₂O [µg/g]	101
n_d	1,4761
T bei 200 nm, 0 Std. DUV [T in % / d (mm)]	68,1 /0,73
T bei 200 nm, 48 Std. DUV [T in % / α(λ)]	63,5 / 0,070
T bei 200 nm, 96 Std. DUV [T in % / α(λ)]	58,4 / 0,154

UV-Transmissionstests mit Glas Nr. 1
Die UV-Transmission von Glas Nr. 1 wurde bei unterschiedlichen Dicken und Wellenlängen getestet. Bei einer Dicke von 0,34 mm wurde die folgende Transmission gemessen:

• 200 nm - 73,5%
• 207 nm - 77,5%
• 222 nm - 83,0%

Bei einer Dicke von 1 mm wurde die folgende Transmission gemessen:

• 200 nm - 62,2%
• 207 nm - 67,5%
• 222 nm - 77,0%

Glas Nr. 1 wurde dann mit Vergleichsgläsern C1 und C2 mit einer Pt-Kontamination von 3,5 bzw. 3,8 ppm verglichen.
Die Transmission bei 200 nm wurde von 60-65% auf etwa 50% für Glas C1 und auf etwa 20-30% für Glas C2, wie mit Glas Nr. 1 verglichen, verringert, was den hohen Einfluss von Pt-Kontamination, sowie eine Auswirkung auf die Transmission durch andere Kontaminationen wie Eisen und Titan zeigt.
Herstellung von UV-Lampe und/oder UV-LED-Lampe
Das UVC-transparente Glas Nr. 1 wurde zur Herstellung einer UVC-LED-Lampe verwendet, wobei das Glas als Abdeckung in der LED-Baugruppe verwendet wurde. Die LED-Baugruppe wies eine Baugruppengröße von 3,5 x 3,5 mm auf.
Weitere Merkmale der LED-Baugruppe:

• Substrat: AIN mit Hohlraum (Höhe ~ 1,0 mm)
• Fensterdicke: 0,3 mm (flach)
• Lötmaterial: Au/Sn, Au/Ni

Darüber hinaus wurde ein UVC-transparentes Einkapselungsmaterial verwendet, um die LED weiter zu schützen und abzudecken. Ein solches Einkapselungsmaterial können Copolymere von Methylmethacrylat und Acyloximinomethacrylatester sein. In diesem Beispiel wurde Poly(methylmethacrylat-co-3-methacryloyloximino-2-butanon) verwendet.
Wegen der vorteilhaften Thermoeigenschaften konnte die Glasabdeckung mit einem Laser bezüglich der Baugruppenoberfläche Fritte-abgedichtet werden, um die UVC-LED-Lampe autoklavierbar zu machen, sogar bei erhöhten Gasdrucken, und damit sie in Umgebungen, welche erhöhte Feuchtigkeit oder Gasdrucke umfassen, verwendet werden kann.
Energieeffizienztest als UV-LED-Abdeckung
Die LED-Lampe wurde mit herkömmlichen LED-Lampen verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass die unter Verwendung der Erfindung hergestellten LEDs etwa 30% energieeffizienter sind als herkömmliche UV-Lampen.
MRSA-Beseitigungstest
Eine Oberfläche mit MRSA-CFUs (koloniebildenden Einheiten) wurde mit UVC-LED-Lampen der vorliegenden Erfindung bestrahlt. 2.500 µW·s/cm² UVC bei 200 nm wurden 10 Minuten lang verwendet. Nach einer UVC-Behandlung 10 Minuten lang konnten weniger als 1% der MRSA-CFUs identifiziert werden.
Folglich ist Glas Nr. 1 ein Glas mit hoher UV-Transmission und einer hydrolytischen Beständigkeit, charakterisiert durch eine Äquivalentmenge von Na₂O, extrahiert in Wasser bei 98°C, von nicht höher als 20, 25, 30, 50, 100, 180 und/oder 250 µg/g.
Beispiel 2

Weitere Glaszusammensetzungen der Erfindung mit hoher UV-Transmission und einer hydrolytischen Beständigkeit sind in der folgenden Tabelle gezeigt. Der Gehalt der Komponenten ist in Mol-% aufgelistet. Weitere physikalische Eigenschaften der Gläser sind auch aufgelistet.

	Nr.1	Nr.2	Nr.3	Nr.4	Nr.5	Nr.6
SiO₂	70,07	71,01	71,33	71,88	71,20	71,85
Al₂O₃	3,27	3,94	4,15	3,91	3,97	4,16
B₂O₃	18,15	14,60	14,37	14,21	14,24	14,17
Li₂O	1,55	1,71	1,66	1,57	1,72	1,26
Na₂O	2,43	2,67	2,34	2,36	2,98	3,05
K₂O	1,02	1,06	1,23	1,06	1,07	1,06
CaO	0,62	0,56	0,74	0,56	0,56	0,56
SrO	0,0	0,02	0,01	0,01	0,02	0,01
BaO	0,47	1,22	1,25	1,25	1,25	1,03
F^-	2,27	2,99	2,72	3,03	2,77	2,65
Cl^-	0,14	0,23	0,20	0,16	0,23	0,19
Summe (*)	100,00	100,00	100,00	100,00	100,00	100,00
Σ R₂O	5,00	5,43	5,23	5,00	5,76	5,37
Σ RO	1,09	1,80	2,01	1,82	1,82	1,61
Σ R₂O + Σ RO	6,09	7,23	7,23	6,82	7,59	6,98
B₂O₃/Σ R₂O	3,63	2,69	2,75	2,84	2,47	2,64
B₂O₃ / Σ RO	16,59	8,12	7,16	7,80	7,81	8,82
B₂O₃ / BaO	38,68	11,93	11,48	11,37	11,41	13,72
B₂O₃ / (Σ RO + Σ R₂O)	2,98	2,02	1,99	2,08	1,88	2,03
B₂O₃ / (SiO₂ + Al₂O₃)	0,25	0,19	0,19	0,19	0,19	0,19
Σ R₂O/ Σ RO	4,57	3,02	2,61	2,74	3,16	3,35
Transmission bei 200 nm d=1 mm [%]	63,7	61,2	64,6	62,7	63,0	64,5
Transmission bei 254 nm d=1 mm [%]	87,4	86,4	87,4	86,2	84,4	86,1
CTE [ppm/K]	4,14	4,29	4,22	4,1	4,36	4,3
T_g [°C]	443	462	469	468	466	466
T₄ [°C]	1085	1110	1121	1135	1099	1137
CTE*T₄	0,0045	0,0048	0,0047	0,0047	0,0048	0,0049
H Äqu. Na₂O [µg/g] (Rohglas)	101	16	19	17	23	30
H Äqu. Na₂O [µg/g] (phasengetrennt)	245	21	22	16	24	19

(*) Wenn im Großmaßstab hergestellt, können die Gläser 1 bis 6 der Erfindung Pt unter der Nachweisgrenze (weniger als 1 ppm); weniger als 5 ppm Fe₂O₃ und weniger als 7 ppm TiO₂ umfassen.

Die folgende Tabelle zeigt die Solarisationsbeständigkeit (induzierte Absorbanz) nach Einwirken einer Deuteriumlampe 48 bzw. 96 Std. lang. Die Transmission wurde bei einer Glasdicke von 0,7 bis 0,75 mm gemessen.

induzierte Extinktion Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3 Nr. 4 Nr. 5 Nr. 6

200 nm, 48 Std. 0,070 0,018 0,053 0,031 0,022 0,026

200 nm, 96 Std. 0,154 0,038 0,095 0,031 0,030 0,020
Die folgende Tabelle zeigt gerundete Transmissionswerte für einige Gläser nach Einwirken einer Deuteriumlampe nach 48 beziehungsweise 96 Std.

Transmission [%] Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3 Nr. 4 Nr. 5 Nr. 6

200 nm, 48 Std. 63,5 66,4 65,8 67,4 68,5 69,6

200 nm, 96 Std. 58,4 65,1 63,1 67,4 67,9 70,0
Figurenliste

1 - Transmissionskurven von „Glas Nr. 1“ der Erfindung bei unterschiedlichen Dicken (1 mm und 0,34 mm) und unterschiedlichen UV-Wellenlängen.
2 - Mögliche Verwendungen der UV-transparenten Gläser in unterschiedlichen LED-Baugruppen a) bis f). Die Form der Glaslinse [1] ermöglicht das Fokussieren oder die Dispersion des UV-Lichts abhängig von der speziellen Verwendung. Darüber hinaus kann das Abdeckglas [1] die UV-Quelle (z.B. eine UV-LED) [4] umgeben, so dass UV-Licht auch lateral emittiert wird (vgl. 2c) bis f)). Reflektierende Elemente am hinteren Teil des Gehäuses [3] können die Lichtemissionseffizienz verbessern. Als Gehäuse [3] kann eine Aluminiumnitrid-Keramik - (AIN-Keramik) mit hoher thermischer Leitfähigkeit verwendet werden. Die LED [4] und die Glasabdeckung [1] können an das Gehäuse [3] Metall-gelötet [2] werden.
3 - Anstelle von Metall-Löten [2] des Glases an das Gehäuse [3] (siehe 3, a)) können die UV-transparenten Gläser [1] der vorliegenden Erfindung auch an das Gehäuse über Fritte-Laserabdichten [6] (siehe 3, b) bis e)) angebracht werden. Die LED [4], welche an das Gehäuse [3] Metall-gelötet [2] sein kann, kann zusätzlich vollständig in transparentem Einkapselungsmaterial [5] eingekapselt sein. Ein solches Einkapselungsmaterial können Copolymere von Methylmethacrylat und Acyloximinomethacrylatester sein. In den Beispielen wurde Poly(methylmethacrylat-co-3-methacryloyloximino-2-butanon) verwendet. Aufgrund des Fritte-Laserabdichtens [6] sind die LED-Elemente dann vollständig gegen Umgebungseinflüsse geschützt, und folglich ist dieser Aufbau für harsche Umgebungsbedingungen am besten geeignet, insbesondere wenn regelmäßig starke saure Reinigungsmittel und/oder Desinfektionsmittel verwendet werden. Wieder kann als Gehäuse [3] eine Aluminiumnitrid-Keramik - (AIN-Keramik) mit hoher thermischer Leitfähigkeit verwendet werden. Wieder können reflektierende Elemente am hinteren Teil des Gehäuses [3] die Lichtemissionseffizienz verbessern.
4 bis 6 - Transmissionskurven von den unterschiedlichen Gläsern. Transmission bei 200 nm war von 60-65% („Glas Nr. 1“ der Erfindung) auf etwa 50% („Vergleichsglas 1“) und 20-30% („Vergleichsglas 2“) verringert, was auf den großen Einfluss von Platin und anderen Kontaminationen auf UV-Transmission hinweist.
4 - Transmissionskurven von „Glas Nr. 1“ der Erfindung, welches frei von Pt ist und niedrige Gehalte von Eisen und Titan aufweist (hergestellt gemäß Beispiel 1). Zwei Messungen bei unterschiedlichen Punkten desselben Glasgußblocks wurden durchgeführt. Variationen bei Transmissionsmessungen desselben Glases sind aufgrund Inhomogenitäten der Gußblöcke.
5 - Transmissionskurven von „Vergleichsglas 1“, welches einen Gehalt von 3,5 ppm Platin, 7,9 ppm Eisen und 8,3 ppm Titan aufweist. Zwei Messungen bei unterschiedlichen Punkten desselben Glasgußblocks wurden durchgeführt. Variationen bei Transmissionsmessungen desselben Glases sind aufgrund Inhomogenitäten der Gußblöcke.
6 - Transmissionskurven von „Vergleichsglas 2“, welches einen Gehalt von 3,8 ppm Platin, 3,3 ppm Eisen und 20,9 ppm Titan aufweist. „Vergleichsglas 2“ wurde dreimal an unterschiedlichen Punkten desselben Glasgußblocks vermessen. Variationen bei Transmissionsmessungen desselben Glases sind aufgrund Inhomogenitäten der Gußblöcke.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 22196:2011-08-31 [0032, 0162]
ISO 7884-3 [0068]
ISO 7884-2 [0068]
ISO 719:1989-12 [0079, 0080]

Claims

Glas mit einer Transmission über den ganzen Wellenlängenbereich von 207 nm bis 222 nm von mindestens 60% (gemessen bei einer Dicke von 1 mm), wobei das Glas ein Borosilikatglas mit einem Platin-Gesamtgehalt von nicht mehr als 3,5 ppm, und einer hydrolytischen Beständigkeit, charakterisiert durch ein extrahiertes Na₂O-Äquivalent in µg pro g Glas, bestimmt gemäß ISO 719, von nicht höher als 250 µg/g ist.
Glas gemäß Anspruch 1, mit einer Transmission von mindestens 60% bei 200 nm und/oder mindestens 85% bei Wellenlängen [λ] von 260 nm, 280 nm und/oder 310 nm (gemessen bei einer Dicke von 1 mm).
Glas gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Gesamtgehalt von einer oder mehr UV-blockierenden Verunreinigungen unter 10 ppm liegt.
Glas gemäß Anspruch 3, wobei die eine oder mehr UV-blockierenden Verunreinigungen aus Blei, Cadmium, Quecksilber, Rhodium, sechswertigem Chrom, Eisen, Titan, und jedweder Kombination davon ausgewählt sind.
Glas gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Platin-Gesamtgehalt unter 1,0 ppm liegt.
Glas gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Wellenfrontabweichung (Spitze zu Tal) von weniger als ± 0,1 mm.
Glas gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Glas einen Brechungsindex n_d von 1,450 bis 1,580 aufweist.
Glas gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Glas die folgenden Komponenten in den angegebenen Mengen (in Mol-%) umfasst: Komponente Gehalt [Mol-%] SiO₂ 40 bis 85 Al₂O₃ 0 bis 25 Na₂O 0 bis 18 K₂O 0 bis 15 MgO 0 bis 10 B₂O₃ 5 bis 24 Li₂O 0 bis 10 ZnO 0 bis 5 CaO 0 bis 16 BaO 0 bis 12 ZrO₂ 0 bis 5 SnO₂ 0 bis 3 SrO 0 bis 4 F^- 0 bis 6 Cl^- 0 bis 1
Glas gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Glas die folgenden Komponenten in den angegebenen Mengen (in Mol-%) umfasst: Komponente Gehalt [Mol-%] SiO₂ 68 bis 75 Al₂O₃ 2 bis 7 B₂O₃ 12 bis 24 Li₂O 0 bis 3,0 Na₂O 1 bis 5 K₂O 0 bis 3 CaO >0 bis 4 SrO 0 bis 1 BaO 0 bis 4 F^- 0 bis 6
Glas gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Glas die folgenden Komponenten in den angegebenen Mengen (in Mol-%) umfasst: Komponente Gehalt [Mol-%] SiO₂ 70 bis 73 Al₂O₃ 2 bis 4,5 B₂O₃ 14 bis 22 Li₂O 0 bis 2,5 Na₂O 1 bis 4,0 K₂O 0,3 bis 2 CaO 0,1 bis 2,0 SrO 0 bis 1 BaO 0,1 bis 2,0 F^- 0 bis 4

wobei das Verhältnis der Summe der Gehalte (in Mol-%) von B₂O₃, R₂O und RO zu der Summe der Gehalte (in Mol-%) von SiO₂ und Al₂O₃ höchstens 0,4 und höchstens 0,26 beträgt, wobei das Verhältnis der Gehalte von Na₂O zu K₂O in Mol-% zwischen 1,85 und 3 liegt, wobei die Menge an R₂O 4 Mol-% bis 7 Mol-% beträgt, wobei das Verhältnis von BaO in Mol-% zu der Summe der Gehalte von MgO, SrO und CaO in Mol-% zwischen 0,7 und 2,2 liegt, wobei das Glas ein Mol-%-Verhältnis von B₂O₃ zu BaO von zwischen 35 und 45 aufweist.
Ein Glas umfassend die folgenden Komponenten in den angegebenen Mengen (in Mol-%): Komponente Gehalt [Mol-%] SiO₂ 70 bis 73 Al₂O₃ 2 bis 4,5 B₂O₃ 14 bis 22 Li₂O 0 bis 2,5 Na₂O 1 bis 4,0 K₂O 0,3 bis 2 CaO 0,1 bis 2,0 SrO 0 bis 1 BaO 0,1 bis 2,0 F^- 0 bis 4

wobei das Verhältnis der Summe der Gehalte (in Mol-%) von B₂O₃, R₂O und RO zu der Summe der Gehalte (in Mol-%) von SiO₂ und Al₂O₃ höchstens 0,4 und höchstens 0,26 beträgt, wobei das Verhältnis der Gehalte von Na₂O zu K₂O in Mol-% zwischen 1,85 und 3 liegt, wobei die Menge an R₂O 4 Mol-% bis 7 Mol-% beträgt, wobei das Verhältnis von BaO in Mol-% zu der Summe der Gehalte von MgO, SrO und CaO in Mol-% zwischen 0,7 und 2,2 liegt, wobei das Glas ein Mol-%-Verhältnis von B₂O₃ zu BaO von zwischen 35 und 45 aufweist.
Das Glas nach Anspruch 11, mit einer Transmission von mindestens 65% bei 210 nm (gemessen bei 1 mm Dicke).
Ein Gegenstand umfassend das oder bestehend aus dem Glas nach einem oder mehr der vorhergehenden Ansprüche in der Form eines Rohrs oder Stabs.
Verwendung des Glases gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 als eine hermetisch abdichtender Linsenabdeckung für ein UV-LED-Modul, z.B. für Verwendungen, welche aus der Gruppe von Wasserdesinfektion, analytischer Geräteausstattung (HPLC, Spektrometern, Wasserüberwachungssensoren), Luftreinigung, Luftdesinfektion, Oberflächendesinfektion (z.B. Tastengerätdesinfektion, Rolltreppenhandlauf-UV-Sterilisierungsvorrichtung), Zytometrie, Molekülidentifizierung, Proteinanalyse, Biofilmbehandlung, Heilbehandlung, Lithografie, Pflanzenwachstum, Hautheilbehandlung (Psoriasis, Vitiligo, Juckreiz, Neurodermitis, Akne, aktinischer Dermatitis, Fototherapie, Pityriasis rosea), Keimnachweis, Arzneistoffauffindung, Proteinanalyse, Induktion der Herstellung von Vitamin D3 durch die Haut und/oder Sterilisierung ausgewählt sind.
Verwendung des Glases gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 zum Beseitigen von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA), wobei die Verwendung Einwirkenlassen von keimabtötendem UV-Licht im Wellenlängenbereich von 207 nm bis 222 nm auf die MRSA umfasst, wobei das UV-Licht durch eine UV-Lampe mit einer Lampenabdeckung, hergestellt aus dem Glas gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem Platin-Gesamtgehalt von weniger als 3,5 ppm, abgestrahlt wird.