DE3781641T2

DE3781641T2 - Solarienfilter mit unvollstaendiger uv-b absorption.

Info

Publication number: DE3781641T2
Application number: DE8787202173T
Authority: DE
Inventors: Eric Longstaff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-13
Filing date: 1987-11-06
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2007-11-07
Also published as: US4793668A; EP0267655A3; AU7384887A; ATE80476T1; EP0267655A2; EP0267655B1; CA1316028C; US5066082A; DE3781641D1; AU600275B2; GR3006168T3; ES2033812T3

Description

Die Erfindung betrifft ganz allgemein Gewebe zur Bildung von Filtern, die dazu geeignet sind, die menschliche Haut gegen die schädlichen Wirkungen der übermäßigen Einwirkung von Sonnenstrahlung zu schützen, wobei gleichzeitig eine sofortige Pigmentbräunung ermöglicht und die erneute Melanin-Synthese angeregt werden. Weiterhin werden Personen, die im Schatten der erfindungsgemäßen Einrichtungen ein Sonnenbad nehmen, gegen die schädlichen Wirkungen von übermäßiger Wärme. Beanspruchung der Augen und Sonnenbrand geschützt und können trotzdem die Vorteile einer kosmetisch ansprechenden Bräune genießen, welche sie progressiv gegen durch Sonnenstrahlung hervorgerufene Erytheme, die Alterung der Haut und mögliche bösartige und andere chronische Störungen schützt.
Es wurde bereits eine Vielzahl von Versuchen unternommen, einen sicheren Sonnenschutz zu formulieren und zu bauen, welcher eine schützende Sonnenbräune begünstigt. Diese Versuche haben sich jedoch im allgemeinen als unwirksam erwiesen, da sie spezifisch dazu ausgelegt sind, die gesamte oder im wesentlichen gesamte kurzwellige UV-B-Strahlung (290 bis 320 nm) zu beseitigen entweder durch die Anwendung chemischer Absorber (siehe beispielsweise Gallowhur. US-Patent 2 391 959; Solvay et Cie., FR-PS 2 236 195; Sear, GB-PS 2 097 810; Mutzhas. US-PS 4 529 269), durch mechanische Verarbeitung von thermoplastischen Harzen oder Garnen derart, daß ihnen UV-B-Filtereigenschaften verliehen werden (siehe beispielsweise Solvay et Cie., FR-PS 7324647; Stotzer, FR-PS 8020 161; Mariac. FR-PS 930 621; Glaser, DE-PS 3 101 390) oder durch Einarbeiten von gemahlenen Glasteilchen in das Trägerharz und das Vorsehen einer Vielzahl von im Raum angeordneten Laminaten, die jeweils einzigartige, jedoch additive Absorptionseigenschaften aufweisen (siehe beispielsweise Mutzhas, GB-PS 1 586687 und 1 567979 und US-PS 4200360 entsprechend der DE-A-2 609 273). Aus Fig. 2 der DE-A-2 609273 scheint hervorzugehen, daß eine gewisse Strahlung im Bereich von 310 bis 320 nm durch das Filter hindurchgelassen wird. Diese Menge kann jedoch mit etwa 4 % bei 320 nm und mit weniger bei kürzeren Wellenlängen berechnet werden.
Es wurden bislang jedoch keine Versuche unternommen, bevorzugt lediglich bestimmte Wellenlängen in allen drei Kategorien des gefährlichen Lichts zu verringern, die, wie es nunmehr scheint, synergistisch zusammenwirken können und damit eine sehr ernste kosmetische und die Gesundheit bedrohende Umgebung für den Menschen darstellen, während gleichzeitig eine ausreichende Menge von Strahlung in Wellenlängenbereichen mit UV-B-Energie hindurchgelassen wird im engen Bereich von 310 bis 320 nm. von der bekannt ist, daß sie die Melanogenese stimuliert.
Die Erkenntnis der Gesundheitsgefährdung durch die UV-Strahlung hat bereits dazu geführt, daß das U.S. Department of Health Education and Welfare (über die NIOSH) Bestrahlungsgrenzen für UV-Strahlung empfohlen hat, welche die von natürlichem Sonnenlicht umfaßt (HSM-Pub. Nr. 73. 11009) und es wurden bereits von Allgemeinmedizinern strengere Kontrollen in UV-Sonnenstu dien gefordert. Weiterhin hat ein Beratergremium des U.S. Bureau of Food and Drug Administration nach der Untersuchung der zur Verfügung stehenden topischen Sonnenschutzmittel empfohlen, daß sämtliche Sonnenschutzprodukte mit dem Ratschlag versehen werden sollten: "Übermäßiges Sonnenbaden kann zu einer vorzeitigen Alterung der Haut und zu Hautkrebst führen. Die großzügige und regelmäßige Verwendung dieses Produkts kann die Gefahr der vorzeitigen Alterung der Haut und Hautkrebst reduzieren."
Weiterhin wurden Sicherheitsfilter aus Kunststoff oder Glas für den Schutz der Augen gegen sehr kurzwellige ultraviolette Strahlung (UV-C), die durch elektrische Lichtbogenschweißeinrichtungen verursacht wird, hergestellt und verwendet. Diese Gläser benutzen UV-Blocker mit sehr breitem Spektrum, wie Acetophenon und Pigmente oder Farbstoffe, wie den löslichen grünen Farbstoff"Filter Blaugrün" als Filter für sichtbares Licht (Britisches Patent 1 060 780). Derartige Materialien sind für das Sonnenbaden vollständig ungeeignet. da sie das harmlose UV-A-Licht, welches zur sofortigen Pigmentverdunkelung führt, als auch einen geringen Anteil des UV-B-Lichts im Wellenlängenbereich von 310 bis 320 nm, welches für die Melanogenese wesentlich ist, vollständig abschirmen.
Es ist daher ersichtlich, daß die Nachteile dieser früher bekannten Strahlenschutzeinrichtungen darin bestehen, daß sie entweder prohibitiv kostspielig in ihrer Herstellung sind, den Sonnenbader in zu starkem Ausmaß gegen die den Sonnenbrand verursachende und melanogene UV-B-Strahlung schützen, keinen Schutz gegen die überhitzende Infrarotstrahlung verleihen oder das gesamte UV- Licht abblocken und das Bräunen vollständig verhindern. Keine der vorbekannten Erfindungen, die angewandte Sonnenschutzeinrichtungen betreffen, sind dazu geeignet, den Sonnenbader gegen das gefährliche intensive sichtbare oder infrarote Licht zu schützen, von dem nunmehr angenommen wird, daß es in bezug auf die Verursachung von Krebs und die Alterung der Haut potentiell ebenso gefährlich ist wie das extrem kurzwellige Band des UV-B-Lichts (290 bis 310 nm); weiterhin ermöglichen sie keinen Mechanismus, gemäß dem die Melanin-Synthese de novo angeregt werden kann.
Die wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein nicht aufgetragenes Strahlungsschutzfilter anzugeben. welches es ermöglicht, im Fall der natürlichen Sonnenstrahlen oder der künstlich erzeugten Sonnenstrahlung gleichzeitig eine schnelle Bräunung zu ermöglichen durch die sofortige Pigmentverdunkelung des bereits existierenden Hautmelanins, und gleichzeitig eine neue Pigmentsynthese mit größerer Geschwindigkeit in einer angenehmen und sicheren Weise zu bewirken.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Sonne und dem Körper ein Filter angeordnet wird, welches aus einem festen Material besteht, das die intensive Strahlungsenergie in jenen Wellenlängenbereichen abschirmt, die physiologisch schädlich sind, jedoch nicht vollständig ein schwaches schmerzloses Erythem inhibiert, welches die neue Pigmentsynthese anregt.
Zum vollständigen Verständnis dieser Verbesserungen in der Entwicklung und dem Aufbau von selektiven Sonnenschutzftltern und -geweben ist es zunächst erforderlich, im Detail den natürlichen Prozeß der Sonnenbräunung zu untersuchen. Es wird angenommen, daß das terrestrische Sonnenlicht mit sehr geringen Variationen der Definition aus kurzwelligem ultraviolettem Licht (UV- B, 290-320 nm), langwelligem ultraviolettem Licht (UV-A, 320-400 nm), sichtbarem Licht (400-700 nm) und infrarotem Licht (Wellenlängen im Bereich von 700 nm bis 15 um) besteht.An einem klaren Tag auf Meereshöhe ist die Verteilung der Sonnenstrahlung etwa die folgende: 1-2 % UV-Licht, 42-53 % sichtbares Licht und 57-63 % infrarotes Licht. Bei größeren Höhen wird bei einer gegebenen geographischen Breite die Menge der zur Verfügung stehenden Sonnenstrahlung, insbesondere des UV-Lichts, derart gesteigert, daß ein Bergsteiger in den größten Höhen und bei unter Null liegenden Temperaturen einen sehr wirksamen Sonnenbrandschutz benötigt.
Es wird heutzutage ganz allgemein anerkannt, daß sämtliches UV-B-Licht gesundheitsschädlich ist und daß eine übermäßige Bestrahlung damit zu Sonnenbrand (Erythemen), einer Alterung der Haut und zu Krebs führen kann. Jedoch sind nicht sämtliche Wellenlängen des UV-B-Lichts gleich gefährlich. wobei es der Bereich von 310-320 nm am wenigsten ist. Die UV-A-Strahlung ist offenbar bei natürlichen Intensitäten harmlos und verursacht eine sofortige Pigmentverdunkelung oder eine Hautbräunung. Das sichtbare oderweiße Licht wurde ebenfalls als sicher angesehen, wenngleich Berichte vorliegen, daß bei Personen, die intensivem Licht ausgesetzt worden sind, gewisse Störungen der Haut, insbesondere jene, die Lichtempfindlichkeitsreaktionen umfassen, Hautalterung und Krebs auftreten können. Die größten Gefahren, die üblicherweise durch übermäßige Bestrahlung mit sichtbarem und infrarotem Licht auftreten, umfassen eine Entwässerung als Folge der Überhitzung. die schließlich zur Bewußtlosigkeit, einem Hitzeschlag und sogar dem Tod führen kann.
Jüngere Literaturuntersuchungen bestätigen, daß die schädliche Strahlung der Sonne im UV-Bereich liegt und daß die den Sonnenbrand verursachenden Strahlen (UV-B) carcinogen sind. Andererseits benötigt UV-A-Licht deutlich größere Dosierungen als UV-B-Licht, um Papillome und Carcinome zu verursachen.
Das Sonnenlicht erstreckt sich vom UV-Bereich bis in die Bereiche des sichtbaren Lichts, des infraroten Lichts und schließlich der Radiowellen. Die letzteren können im Hinblick auf Hautschädigungen unbeachtet bleiben, was für die sichtbare Strahlung nicht zutrifft. Es wurden schädliche Effekte, wie phototoxische Reaktionen, über eine DNA-Vernetzung bis zur Tumoranregung festgestellt. Das sichtbare Licht verursacht auch bei gewissen Personen Sonnenurticaria.
Die Krebsvorläufer und Krebse, die durch übermäßige und längere UV- Strahlung verursacht werden können, sind gut bekannt; jedoch die Tatsache, daß eine akute Hautüberhitzung auch Schuppenzellencarcinome verursachen kann oder daß die chronische Überhitzung der Haut im physiologischen Bereich zur Auslösung von Neoplasmen führen kann, wird unzureichend berücksichtigt. Beweise für diese Effekte sind aus China (Kang-Krebse), Indien (Kangri-Krebse in Kashmir), Japan (Kairo-Krebs), Irland (Wiesen- oder Torf-Feuer-Krebs) und Australien (Epitheliome als Folge der Bündelung der IR-Strahlung durch die Brillengläser auf die Wangen) bekannt. Die Ähnlichkeiten der von IR-Strahlung und von UV-Strahlung verursachten Hautkrebse sind überraschend offensichtlich. Darüber hinaus scheint es so zu sein, daß die Alterung der Haut (Elastosis und dergleichen), Erytheme ab igne und Krebse auf beiden Wegen erzeugt werden können und daß in der Tat eine deutliche Wahrscheinlichkeit dafür besteht, daß die durch IR-Strahlung verursachte Steigerung der Schädigung durch chronische Einwirkung von aktinischer Strahlung von wesentlicher Bedeutung in der Ätiologie des menschlichen Krebses ist. Es ist klar, daß immer dann, wenn die Isolierung groß ist, die Hitze einen gleichzeitig einwirkenden Faktor darstellt und daß ein Sonnenbad in der Mitte des Tages die Bestrahlung mit keinesfalls unschädlicher UV-B- und IR-Strahlung zur Folge hat.
Es geht aus dem Stand der Technik hervor, daß es zum Schutz der Haut des menschlichen Körpers gegen Sonnenbrand, der durch übermäßige Bestrahlung mit Wellenlängen des Sonnenlichts kürzer als 320 nm (UV-B) verursacht wird, nützlich ist, entweder den Körper mit Sonnenschutzöl, -creme oder -lotion zu beschichten oder die Haut dadurch zu schützen, daß man im Schatten eines absoluten UV-B-Filters verbleibt. Die Sonnenschutzkosmetika wirken dadurch, daß sie ein gewebeverträgliches UV-B-Filter enthalten, dessen Konzentration und Spezffität den Sonnenschutzfaktor (SPF) definiert, der durch das Produkt bewirkt wird.
In ähnlicher Weise wurden physikalische Sonnenschirme, wie Polyvinylchloridharze in Form von Folien, beschrieben, welche UV-B-blockierende Mittel enthalten, die im wesentlichen die gesamte zur Verfügung stehende Energie im Wellenlängenbereich kürzer als 320 nm entfernen und daher einen unendlichen Sonnenschutzfaktor aufweisen, der Erytheme vollständig verhindert. Beide Typen von Produkten besitzen inhärente prinzipielle Schwächen. Im ersteren Fall von Sonnenschutzlotionen und ähnlichen kosmetischen Präparaten kann nicht mit Sicherheit angenommen werden, daß jeder Bereich des der Strahlung ausgesetzten Körpers in angemessener Weise bedeckt und geschützt wird, da in der Tat der schützende Flüssigkeitsfilm unbemerkt durch Reiben mit einem Tuch oder während des Schwimmens entfernt werden kann. Weiterhin wird selbst durch das in umsichtigster Weise aufgetragene kosmetische System kein Schutz gegen die Beanspruchung der Augen oder gegen ein Üb erhitzen erreicht und es wurde in der Tat berichtet, daß einige der chemischen Bestandteile von Sonnenschutzlotionpräparaten ihrerseits chemische Carcinogene, Mutagene oder Photoallergene darstellen können. Im letzteren Fall der physikalischen Sperrschichten gegen die UV-Strahlung sind die bislang beschriebenen derart aufgebaut, daß sie die gesamte UV-B-Strahlung beseitigen, während sie eine gewisse UV-A-Strahlung hindurchlassen. um augenblickliche Pigmentverdunkelungseffekte zu ermöglichen. Es ist bekannt, daß UV-A-Strahlung in natürlicher Intensität keine Malenogenese in irgendeinem signifikantenAusmaß auslöst und daß der durch UV-A- Strahlung bewirkte Bräunungseffekt nicht gegen den Sonnenbrand durch UV-B- Strahlung schützt. Während somit die physikalischen Einrichtungen als solche nicht schädlich sind, fördern sie die wesentliche Synthese von neuem Pigment nicht, welches notwendig ist, wenn der Sonnenbader an der Gewohnheit festhaltenwill, während mehrerer Tage oder Wochen eine Sonnenbräunungzu bewirken und nicht nur eine anfängliche leichte Bräunung zu erreichen, sondern auch eine selbstschützende tiefe Sonnenbräunung, die durch die Verdunkelung größerer Mengen frisch synthetisierten Melaninpigments verursacht wird.
Um nach der vorliegenden Erfindung eine anhaltende und schützende Bräunung zu erzielen, ist eine geringe tägliche Dosis der UV-B-Strahlung erforderlich, um die Malenozyten dazu anzuregen. größere Mengen neuen Melanins zu produzieren, welches dann der Bräunung durch die UV-A-Strahlung zur Verfügung steht. Diese wesentliche weitere Synthese von Melanin beginnt zwischen dem 2. und 19. Tag nach der ersten Bestrahlung, insbesondere mit Licht jener Wellenlängenbereiche, die eine akute Schädigung der Epidermis verursachen (d. h. 290-320 nm), wobei sich gezeigt hat, daß eine ausreichende Stimulierung erfindungsgemäß mit dem eingeschränkten Wellenlängenbereich von 310-320 nm erreicht werden kann, ohne daß damit eine schmerzhafte erythemische Reaktion verursacht würde.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird somit durch eine vorsichtige Formulierung derart gelöst, daß eine Einrichtung erhalten wird, die experimentell zuvor bestimmte maximale Energiemengen hindurchläßt. gekennzeichnet durch Milliwatt pro Quadratzentimeter der bestrahlten Haut bei gegebenen Wellenlängen oder Wellenlängenbereichen. Da die Einrichtung während längerer Sonnenbaddauern in Gegenden mit hoher Sonnenstrahlung benutzt werden soll, muß die wirksame und nützliche Lebensdauer des Materials gesteigert werden und ist gekennzeichnet durch die Einarbeitung von Abfängern für freie Radikale und andere Substanzen, von denen der Fachmann weiß, daß sie dazu geeignet sind, die Witterungsbeständigkeit von synthetischen Geweben zu verlängern.
Die Erfindung betrifft daher das Filter gemäß Anspruch 1.
Im folgenden seien Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 verdeutlicht ein idealisiertes Absorptionsdiagramm im kritischen Wellenlängenbereich von 290-540 nm für ein erfindungsgemäßes Sonnenschirmmaterial auf der Grundlage von weichgemachter PVC-Folie oder aus Polyester gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 verdeutlicht die relative erythemische Wirkung, die durch UV-Energie verschiedener Wellenlängen verursacht wird.
Fig. 3 verdeutlicht das Wirkungsspektrum der augenblicklichen Pigmentverdunkelung.
Das Kunststoffmaterial, welches vorzugsweise ein thermoplastisches Material oder ein Acrylharz in Form entweder einer dünnen Folie oder eines gewebten oder gewirkten Materials ist, muß die Eigenschaft besitzen, für langwellige UV-A- Strahlung mit Wellenlängen zwischen 320 und 400 nm und sichtbares Licht im Bereich zwischen 400 und 450 nm, die für die augenblickliche Pigmentbräunung wesentlich sind, transparent zu sein. Darüber hinaus wird das Augenschädigungen verursachende intensive Licht im Bereich von 450-700 nm und ein Hauptanteil des IR-Lichts mit Wellenlängen von größer als 700 nm absorbiert, wodurch die Wärmewirkung der Sonnenstrahlung ausgeschlossen, Carcinogenese und synergistische Effekte, welche die Alterung der Haut oder die Förderung von Tumoren begünstigen, verhindert werden.
Geeignete Materialien für das Schirmträgermaterial in Form einer Folie sind Vinylchloridharze, Polyolefine, wie Polyethylen und Polypropylen. und Acrylharze, wie Polymethylmethacrylat. Die angesprochenen Vinylchloridharze sind Homopolymere oder Copolymere von Vinylchlorid, wobei diese Harze zusätzlich Weichmacher, vorzugsweise Phthalatweichmacher, enthalten können. Copolymere, wie Polyethylen/Vinylacetat- und Butadien/Styrol-Copolymere sind ebenfalls geeignet.
Ein bevorzugtes Material für den Schirm ist eine weichgemachte Polyvinylchloridfolie mit einer Dicke zwischen 100 und 300 um, beispielsweise 175 um, wobei es sich dabei um einen Einfachfilm oder ein Laminat handeln kann, mit einem verstärkenden Nylon- oder Polyesternetz zur Verbesserung der physikalischen Festigkeit.
Unabhängig davon, welches der oben angesprochenen Harze verwendet wird, sollte es eine signifikante Absorption, d. h. eine Absorption von mehr als 30 %. der Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 310 bis 450 nm aufweisen. Das Harz sollte weiterhin Lichtbeständigkeit und bei den relativ hohen Temperaturen, die bei der Extrusion oder dem Kalandern angetroffen werden (d. h. von etwa 1500-200ºC), nicht flüchtig sein. Da diese Harze für im wesentlichen die gesamte zur Verfügung stehende Energie im Wellenlängenbereich des UV-A- und UV-B-Lichts und die Hauptmenge des sichtbaren und IR-Spektrums transparent sind, müssen den Formulierungen zusätzliche Mittel, die nachfolgend erläutert werden, zugesetzt werden, um selektiv die Wellenbänder des Lichts auszufiltern, die oben angesprochen worden sind, um die gewünschten photobiologischen Wirkungen zu erzielen.
Als Alternative zu einer steifen oder weichgemachten thermoplastischen Folie kann auch ein gewebtes oder gewirktes Gewebe, vorzugsweise aus Nylonoder Polyesterfäden als Trägermaterial verwendet werden. Der Vorteil dieser Ausführungsform der Erfindung ist darin zu sehen, daß solche Gewebe ohne weiteres zu Bekleidungsstücken verarbeitet werden können. Ein geeignetes Trägermaterial ist der Polyester Polyethylenterephthalat. Es muß Sorge dafür getragen werden, sicherzustellen, daß der besondere Querschnitt der Faser, die Anzahl der Fasern pro Element und die Orientierung der Faser in dem gewebten oder gewirkten Gewebe keine übermäßige Reflexion oder Brechung des Lichts verursacht. Geeignete Beispiele schließen ICI Polyester 15 mit einem Gewicht von 50 Dezitex mit 20 Filamenten mit rundem Querschnitt aus T1001 Terinda Garn, welches zu einer Trikot-Kettenwirkware verarbeitet worden ist, mit einem Steppstich im Bereich von 21-40 Nadeln pro Inch, beispielsweise durch Stricken mit Nadeln Nr. 28 ein. Das Gewebegewicht sollte weniger als 100 g/m³, beispielsweise 86 g/m³, bei 16 Maschenstäbchen/cm x 21 Maschenreihen/cm betragen.
Ein zweites, als Alternative zu steifen Folien verwendetes Gewebe ist die 18 Gauge Polyester-Kettenwirkware Tietex . Dieses besondere Gewebe besitzt hochorganisierte linearorientierte Fasern, welche die Lichtbrechung minimieren und eine hohe allgemeine Lichttransmission begünstigen.
Da diese Polyester als solche, d. h. ohne zusätzliche UV-absorbierende Mittel eine starke UV-B-Absorptionskapazität aufweisen, müssen lediglichjene Mittel zugesetzt werden, welche die Absorption von sichtbarer und IR-Strahlung bewirken, um einen idealen erfindungsgemäßen Sonnenschutz zu bilden.
Das typischerweise in steifen oder weichgemachten Folien zur Ermöglichung der UV-B-Durchlässigkeit im Bereich von 310-320 nm verwendete Material ist Ethylhexyl-p-methoxycinnamat in einer Konzentration von 0,05 % (Gew./Gew.), wenn die Foliendicke im Bereich von 100-300 um liegt. Bei der gleichen Folie ergeben Pigmente, wie Microlith Violett B-K, Cromoptal Blau A3R (Ciba-Geigy) und PV Carmin HF4C (Hoechst) in einer Konzentration von 0,1 % (Gew./Gew.) eine ideale Absorption des sichtbaren Lichts untergleichzeitigerAusbildung einer attraktiven Färbung, während zur Absorption der IR-Strahlung ein die Wärmeabsorption ermöglichender thermischer Ruß (feinverteilter Ruß) in einer KonzentraUon von beispielsweise 0.5% (Gew./Gew.) zugegeben wird. Eine ausweichge. machtem PVC, welche die oben angegebenen Bestandteile enthält, hergestellte Folie läßt 20 % des UV-B-Lichts im Bereich von 310-320 nm hindurchtreten, schließt jedoch das gesamte UV-B-Licht im Bereich von 290-310 nm aus. Die hindurchgelassene Menge der UV-B-Energie repräsentiert eine maximale UV-B- Strahlungsintensität auf der Hautoberfläche von etwa 1mW/cm².
Ahnliche Anteile der UV-B-Strahlung im Bereich von 310-320 nm können durch die Anwendung der oben beschriebenen Fasergewebe erreicht werden, die in geeigneter Weise an der Oberfläche mit Dispersionsiarbstoffen, wie Dispersol Red B2B in einer Konzentraton von 2.25 % (Gew./Gew.) bedruckt oder gefärbt sind. Die infrarote Strahlung kann, wie oben beschrieben, durch Ruß absorbiert oder durch Titandioxid reflektiert werden. Die Auswahl geeigneter Pigmente und Farbstoffe ist natürlich aus zwei Gründen für die vorliegende Erfindung wesentlich. Zunächst dürfen die Farbstoffe kein UV-Licht zwischen 320 und 400 nm oder zwischen 400 und 450 nm absorbieren, da sonst die Wirksamkeit des Sonnenschirms beeinträchtigt wäre, und zweitens müssen sie lichtecht sein. Die Eigenschaften des fertigen erfindungsgemäßen Sonnenschutzes müssen nach 400 Stunden (QUV) beibehalten bleiben. während der er gemäß der ASTM-Vorschrift G53-77 einer künstlichen beschleunigten Bewitterung ausgesetzt worden ist.
Die Vorrichtung kann einen Rahmen aufweisen, der dazu geeignet ist, die Bahn des Gewebematerials zu stützen. Ein solcher Rahmen kann eine zentrale Stützeinrichtung oder eine Vielzahl von Stützstäben sein, die sich radial von einem Ende der zentralen Stützeinrichtung aus erstrecken. Vorzugsweise sind die Tragestäbe schwenkbar an der zentralen Stützeinrichtung befestigt. so daß die Vorrichtung zur Lagerung und/oder zum Transport zusammengefaltet werden kann.
Zu diesem Zweck können die Tragestäbe alternativ lösbar mit der zentralen Stützeinrichtung befestigt sein.
Alternativ kann der Rahmen eine Vielzahl von Tragestäben aufweisen, über die sich das Bahnmaterial erstrecken kann, um einen darunterliegenden abgeschirmten Raum zu definieren. In diesem Fall können die Tragestäbe mit Hilfe von Gelenken oder lösbar miteinander verbunden sein.
Als weitere Alternative kann das Bahnmaterial derart ausgebildet sein, daß es von Personen getragen werden kann, um einen Teil des Körpers der Person zu schützen, beispielsweise in Form eines Hutes.
In der Fig. 1 ist ein Spektrogramm wiedergegeben, welches die Absorptionseigenschaften des erfindungsgemäßen Filters idealisiert wiedergibt. Eine sehr geringe Menge des UV-B-Lichts im kürzeren Wellenlängenbereich (im Wellenlängenbereich von 290-310 nm) wird durchgelassen, während etwa 20% des zurVerfügung stehenden längerwelligen UV-B-Lichts im Wellenlängenbereich von 310- 320 nm durchgelassen wird, welches ein maximal mögliches erzielbares Gesamtenergieniveau von etwa 1 mW/cm² auf der bestrahlten Hautoberfläche darstellt.
Aus der Fig. 2 ist zu erkennen, daß ausgehend von jüngeren Abschätzungen des Erythem-Wirkungsspektrums, die gezeigt haben. daß die Wirksamkeit der UV-Strahlung bei Wellenlängen größer als 300 nm sehr schnell abfällt und bei 320 nm auf etwa 1 % des Wertes bei 300 nm abgesunken ist (Farr und Diffey. 1985), die vorliegende Erfindung die Erythembildung minimiert innerhalb der Wellenlängenbereiche, für die bekannt ist, daß sie die neue Melaninsynthese initiieren.
Aus der Fig. 3 ist zu erkennen, daß die sofortige Pigmentverdunkelung (Verdunkelung des bereits existierenden Melanins, wahrscheinlich als Ergebnis einer Oxidationsreaktion) durch ein breites Strahlungsband von 300 nm bis 660 nm mit einer maximalen Wirkung zwischen 360 und 440 nm verursacht werden. Vergleicht man diese Daten mit den spektralen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Filters, die in der Fig. 1 dargestellt sind, so ist zu erkennen, daß diese für die Melaninverdunkelung notwendigen Wellenlängen durch das erfindungsgemäße Sonnenschirmmaterial in angemessener Weise hindurchgelassen wird.
Es sollte nunmehr erkennbar sein, wie der Stand der Technik durch die vorliegende Erfindung ergänzt wird durch neue Konzepte des Mechanismus der Sonnenbräunung und der Kenntnis, daß die Schutzwirkung einer Sonnenbräunung, die durch mehrtägige Bestrahlung mit Wellenlängen im UV-B-Bereich von etwa 310 nm erzeugt worden ist, eine stärkere Schutzwirkung gegen eine weitere UV- B-Schädigung ausübt als diejenige. die lediglich durch UV-A verursacht ist.
Bei den vielen möglichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung ist das Bahnmaterial für die bräunende UV-A-Strahlung transparent, enthältjedoch Substanzen, die die gesamte UV-B-Strahlung im Wellenlängenbereich von 290 bis 310 nm, die Gesamtmenge bis auf etwa 10-20 %, vorzugsweise 20 % der Strahlung im Bereich von 310-320 nm, so wenig wie möglich im Bereich von 320-450 nm und mindestens 50 % des sichtbaren Lichts und IR-Licht mit einer Wellenlänge oberhalb von 450 nm absorbieren, so daß Personen vor der schädlichen Wirkung der Sonne geschützt werden können und eine das Gewebe schützende Sonnenbräune entwickeln, währenddem sie sich im Freien erholen oder aktiv sind, ohne daß es erforderlich wird, häufig Cremes, Lotionen oder dergleichen aufzutragen oder einschränkende oder unerwünschte Bekleidungsstücke zu tragen.
Alternative Ausführungsformen der Erfindung sind dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich. Beispielsweise kann das Schirmmaterial mit einem Nylon- oder Polyestergewebe laminiert werden, um eine ausreichende Festigkeit zu erlangen, so daß es als Dach für bestimmte Bereiche, beispielsweise Schwimmbäder oder Tennisplätze, verwendet werden kann. Weiterhin können auch viele andere Konstruktionen von Trageeinrichtungen angewandt werden, beispielsweise ein einfacher aufrechtstehender Trageschirm. Alternativ kann das Schirmmaterial in Form beispielsweise eines breitkrempigen Hutes vorliegen, der von Personen getragen werden kann, die sich der Sonne aussetzen.
Es versteht sich, daß die obigen Ausführungen lediglich bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung betreffen und daß viele Anderungen und Modifizierungen durchgeführt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, der durch die folgenden Ansprüche abgesteckt wird.

Claims

1. Filter zur Verwendung beim Sonnenbaden mit einem Substratschirmmaterial, welches Filter

- im wesentlichen transparent ist für UV-A-Strahlung im Bereich von 320-400 nm und für sichtbares Licht im Bereich von 400-450 nm,

- mindestens 80 %.jedoch nicht mehr als 90 %, der UV-B-Strahlung im Bereich von 310-320 nm und im wesentlichen sämtliches UV-B im Bereich von 290-310 nm absorbiert. welche Absorption der UV-B-Strahlung entweder durch ein in den Schirm eingearbeitetes erstes Mittel oder durch das Schirmmaterial selbst bewirkt wird;

- mindestens ein zweites Mittel zur Verhinderung der Transmission von mehr als 50 % der sichtbaren und der IR-Strahlung mit Wellenlängen im Bereich von 450-700 nm bzw. 700-15.000 nm durch den Schirm verhindert; und

- mindestens ein drittes Mittel enthält, welches ein wärmeabsorbierendes Material ist.

2. Filter nach Anspruch 1, worin der Schirm ein Blatt umfaßt.

3. Filter nach Anspruch 2, worin das Blatt ein thermoplastisches Material umfaßt.

4. Filter nach Anspruch 3. worin das thermoplastische Material ein Homopolymer eines Harzes ist ausgewählt aus der Gruppe, die aus Styrol, Butadien, Vinylchlorid, Polyolefin und einem Acrylharz besteht.

5. Filter nach Anspruch 1, worin der Schirm eine synthetische Faser, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Nylon und Polyester besteht, ist.

6. Filter nach Anspruch 1, worin der Schirm ein Kunststoffmaterial umfaßt und das erste Mittel in einer Menge von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Kunststoffmaterial, vorhanden ist.

7. Filter nach Anspruch 1, worin das zweite Mittel weniger als 2,5 Gew.-% des Schirms ausmacht.

8. Filter nach Anspruch 1, worin das zweite Mittel ein licht- und wärmestabiles Pigment ist.

9. Filter nach Anspruch 1, worin das dritte Mittel in einer Konzentration von weniger als 0,5 Gew.-% vorhanden ist.

10. Filter nach Anspruch 1, worin der Schirm von einem Rahmen getragen wird.

11. Filter nach Anspruch 1, worin das Material eine flexible Kunststoffaser umfaßt, welche zu einem Kleidungsstück verarbeitet ist.