[发明专利]具备选择性衰减辐射线的材料的紫外线辐射系统

说明书

本发明针对一种紫外线(UV radiation)辐射系统，其具有一种材料可用来增加由辐射源提供的想要的辐射线对不想要的辐射线的比率。

在UV灭菌或消毒范畴中，典型的目标媒介是耐久(不吸收，不退化)材料，例如金属，陶瓷，或化学上单纯的溶液，如水或盐水，且所涉及的能量典型是低的，也就是，每脉冲总辐射低于0.1J/cm²，或对连续辐射源而言低于20Watts/cm²。

习知技术已揭示使用高能量宽光谱辐射源以使微生物无活性。美国专利5,768,853；5,768,598；5,034,235；4,871,559；及5,900,211；及WO96/09775皆已揭示使用宽光谱辐射源来使食物、水及医疗器具上的微生物失去活性。就宽光谱辐射源的应用而言，辐射线对诸如食物、水及医疗器械等暴露物件所致的伤害并未曾被考虑过。美国专利5,768,853及5,900,211建议籍由使用具有想要的光谱传送/吸收特性的选定的液体溶液，可以冷却及或/光谱过滤用液体来取代在闪光灯周围的冷却流体。除了水外，并未提到其他作为光谱过滤用液体的材料，亦未讨论及于过滤一事及/或其目的为何。美国专利5,768,853揭示其中所述的一个实施例的外安全玻璃可滤掉短于200纳米(nanometers；“nm”)的波长以防止在外安全玻璃的外侧形成臭氧(ozone)，但是该玻璃的组成并未揭露。

世界专利WO97/33629揭示生物血清及其他受污染流体的灭菌及纯化的方法，它籍由暴露这些物质于精确UV辐射光谱下而使细菌失去活性。该精密控制的辐射光谱对该病原的分子组成而言是特定的，以便杀死他们，但不伤害周围的细胞、蛋白质，及其他组成。使用自约200nm到约250nm的UV辐射来照射生物血清。这些能最佳的杀死病毒、细菌与其他微生物的特定波长是介于3.0到约10.0nm的窄范围内，以3到5nm为佳。可使用传送器/调整器，光栅，或其他滤光器来控制波长的大小与变化，但未描述任何特定实例。用来放置血清的曝光窗是由石英，蓝宝石或UV熔化的石英硅土所制成，并且涂上可让UV辐射波长十足地通过的传送材料，例如聚四氟碳。铁氟龙(Teflon)亦可用作为可让UV透过的可丢弃式衬料。

欧洲专利EPO0277505B1揭示一种UV辐射灯，它用来消毒瓶子。这灯有一个反射器，该专利称之为镜子，此镜子有介电涂层。介电涂层(分光或干涉过滤器)被用来获得选择的UV辐射的反射。反射器可涂上数十层介电层，每层的厚度是辐射线波长的四分之一。合适的介电涂层包括AL₂O₃/NaF,Sc₂O₃/MgF₂,ThF₄/Na₂AlF₆,HfO₂/SiO₂，及PbF₂/Na₃AlF₆。介电涂层适于UV辐射的低能量吸收，但无法符合高能量系统的需求，在高能量系统下，介电涂层的有效寿命很短，再者，介电过滤器对角度非常敏感，对于会改变在过滤器上的入射角角度的成形的反射器而言，他们是无效的。

灯的制造厂通常添加掺杂物到灯的灯外壳以便延长灯的寿命。依据灯及其使用目的而定，可选择某些掺杂物来整个截掉UV辐射，例如氧化铈被加入雷射用闪光灯的灯外壳。其他掺杂物被选来截掉会产生臭氧的低于180nm的那部份UV辐射。具有这些掺杂物的灯称作“无臭氧灯泡”。添加其他掺杂物到灯外壳上可强化灯外壳的抗热撞击能力。

对于高能量UV辐射在聚合性医疗器械的应用，本发明人已确定辐射对医疗器械所造成的伤害可能使该器械丧失原定用途，故必须考虑此等伤害。因此，需要一些材料及将此等材料并入灯系统的方法，以便能够衰减对聚合性医疗器械造成伤害的那部份UV辐射，且不会减少或显著减少想要的那部份UV辐射，例如，可有效灭菌的辐射线。

本发明提供一种产生UV辐射线的高能量辐射系统，其包括选择性衰减材料，可选择性衰减至少30％撞击于该衰减材料上的自180nm直至240nm的辐射线，而增加想要的辐射线对不想要的辐射线的比率，以降低辐射线对目标的损害，并可导引50％以上撞击于该衰减材料上的240nm至280nm的辐射线。