用于紫外线辐射源的反射器和包含该反射器的辐射系统技术方案

本发明专利技术提供一种供辐射系统用的反射器，包括漫反射表面，可反射大于５０％的自２４０至２８０ｎｍ的辐射。本发明专利技术进一步提供一种辐射系统，包括至少一辐射源，及至少部分地围绕该至少一辐射源的至少一个反射器，其中，该至少一个反射器是为漫射的。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主张较早申请的美国临时申请号第60／143，608(1999年7月13日申请，具有相同名称)的利益，该案并入此处参考，且该案为美国序号第09／259，758“消毒方法”(1999年3月1日申请)(VTN-388)的后续部分，该VTN-388案亦并入此处参考。本专利技术是有关一种供传递紫外线辐射的辐射源用的新式反射器。美国专利第5，786，598号揭示下述的宽广概念一种闪光灯系统可用以使容器内的微生物停止作用，该容器包括具有一箔垫片的聚烯容器，其包含一隐形眼镜及一保存液。虽然该专利揭示使用闪光灯系统以消毒于容器的保存溶液中的隐形眼镜的想法，但是没有界定任何用以完成消毒的条件，也没有提供实例显示可以实现消毒。美国专利第5，034，235及4，871，559号揭示使用非常强且非常短期间脉冲的光以使食品表面上的微生物停止活动，且建议该方法可用于容器、医学装置及包装内的食品。已曾努力使用一种闪光灯系统以消毒容器内的隐形眼镜；但是，直至今日，并未发展出任何系统可一致地实现所需要的消毒以提供系统的高依赖水准。在商业可利用系统的实验中，在正常操作条件下，并未能实现对所有微生物的消毒。为了增加对容器的辐射强度，需要增加施加于闪光灯的电压；但是，此会缩短灯的使用寿命，且也会损坏容器及产品材料。又，无论何时灯被更换(其因灯缩短了使用寿命而需要更经常更换)，灯灯之间于辐射强度的变化导致已实现的消毒水准产生变化。为消毒单次使用的隐形眼镜，USFDA需要10-6(每容器微生物数目)的最小消毒保证水准(SAL)。10-6的消毒保证水准为来自一百万个容器有一个非消毒容器的机率。因此，仍需要一种可均匀传递高能量UV(紫外线)辐射至产品以使用闪光灯系统消毒的方式，且该闪光灯系统可重复地、商业性利用。本专利技术提供一种供高能量辐射系统用的反射器，其中该反射器至少局部包围一辐射源；该辐射源包括一反射材料，其有一漫反射表面，该表面反射大于50％的冲击于其上的240-280nm的辐射。本专利技术的反射器提供均匀的UV辐射至一目标区或容积。不仅辐射更均匀，且漫反射器能反射更多来自灯的辐射；与镜面反射器相较，该灯辐射冲击反射器。均匀的UV辐射允许灯可以在较低的电压下使用以在目标容积中的各处传递最小量的辐射，而此可延长灯的使用寿命。利用漫反射器，灯到灯的变异性会被降低。本专利技术也提供形状为椭圆形的反射器。如果使用多数椭圆形反射器以形成一反射腔，最好实质上全部或全部的腔表面为漫反射表面，反射器的基底(此处反射器相交以形成要被目标充填的容积)的尺寸是配合目标，藉此提供最小的死角。死角是辐射能经过目标而不会冲击目标之处。反射器的设计将灯的辐射反射至目标的反射最大化。此新式反射器能使用一辐射系统，较好为一脉冲闪光灯系统，其具有这些用以消毒产品(包括药剂的、医学的及化妆产品)的反射器，且此反射器能被用于制造这些产品的线内(in-line)模式中。此处所揭示的提供均匀辐射至目标上的反射器也能用于光聚合作用、表面处理及激光应用中。本专利技术将参考下列图式予以说明附图说明图1示出一具有本专利技术的两反射器的辐射系统的横剖面；图2示出具有本专利技术的一反射器的辐射系统的横剖面；图3示出使用习用反射器而于目标区内的辐射能量的轮廓图；图4示出使用相同之用以产生图3轮廓的反射器但除了该反射器表面有一漫射涂层之外，而于目标区内的辐射能量的轮廓图；图5示出使用具有图1所示形状的反射器及漫射涂层而于目标区内的辐射能量的轮廓图；图6示出具有一使用两个产生图3轮廓的反射器而形成的腔的辐射系统的Q因数(Q Factor)的图表；图7示出具有一使用两个产生图4轮廓的反射器而形成的腔的辐射系统的Q因数的图表；和图8示出具有一使用两个产生图5轮廓的反射器而形成的腔的辐射系统的Q因数的图表。“紫外线辐射”或“UV辐射”一词意即辐射具有200至400nm的波长。如果一范围是被指定在“紫外线辐射”或“UV辐射”一词之后，一较窄的辐射范围意即在200至400nm范围内。又，被指定的范围(除非另外陈述)，其乃意即辐射是具有该范围内的波长。“宽辐射光谱”一词意即辐射具有至少20至1100nm波长的多数，其中至少辐射的一部分为UV辐射。“导引辐射朝向目标”一句意即将辐射通过反射、发射或反射-发射送至目标。被导引的辐射可直接及／或减去任何故意或非故意衰减的量而间接地到达目标。此“目标”是指辐射可被导引至其上的医学装置、容器或表面。本专利技术提供供高能量辐射源用的反射器。可与本专利技术的反射器一起使用的高能量辐射源包括分立或连续产生性质不同的灯，如闪光灯、弧光灯、激光(连续或非连续)、氘灯、或连续波光源(例如氙气体或水银蒸汽光源)。此UV辐射源为高能量，即，其产生的能量大于每脉冲0．1J／cm2(对闪光灯而言)或20瓦特／cm2(对连续辐射源而言)，较好辐射的至少百分之一为240至280nm。目前较宜的UV辐射源为一闪光灯系统，其有许多灯(如1至6个灯)产生每闪光至少1J／cm2宽光谱辐射(100-3000nm)，其中至少每闪光的10mJ／cm2为UV辐射。本专利技术较佳应用是用于闪光灯系统，用以消毒隐形眼镜(目标)。并于此处参考的美国序号第09／259，758号“消毒方法”，VTN-388揭示消毒隐形眼镜更详细的方法。240至280nm的辐射是消毒微生物最有效的范围，有许多参考指出254nm是该范围的高峰。反射器包括一反射材料及一漫反射表面。反射器反射大于50％的冲击于其上的240至280nm的辐射，较好是大于75％，更好是90％。本专利技术的许多反射器使用此处所描述的材料反射大于95％的240至280nm的辐射。对一些实施例而言，反射材料反射大于50％的冲击于其上的250至270nm的辐射，较好是大于75％，更好是大于90％。240至280nm，及250至270nm会被视为所要的范围，反射器可以或不会反射该指定范围外的额外辐射，但是至少会反射在所要范围内的辐射的特定百分比。被反射的辐射量可包括被反射器所吸收且于所要范围内在不同波长下再次被发射的辐射。较好反射器反射冲击于其上的所要辐射的所有波长的至少一部分。反射材料可能不会依单一百分比反射在所要范围内的所有波长，所以某种反射材料会较它种材料更适合某些应用。可以利用反射材料的混合物来实现改良于所要范围内在某种或全部波长下的反射。本专利技术的反射器较好提供一大于1．7，较好大于2，且最好大于3的品质因数(“Q”)。品质因数被界定成自所有辐射源及其构形于闭合腔中的反射器在目标区中所测量的所有能量，除以来自各灯及反射器、个别在目标区或一打开腔容量中所测量的能量总和。对包括两个反射器及两个灯的较佳实施例而言，Q是大于3，较好大于4，最好大于5。为反射器的部分的反射材料反射来自一辐射源的辐射至一目标上。此目标可以为受任何以如消毒、光敏化、表面处理、光聚合作用等为目的辐射所影响的材料。目标可以为如产品，特别是一医学产品，聚合物，单体，激光介质及染料。较好的目标为要消毒的医学产品。本专利技术的反射器可成形为导引所要的辐射至目标上。较好使用本专利技术之一或多个反射器于包含一或多个灯的辐射系统。较好反射器实质上包围或至少局部包围辐射源。较好反射器包围自灯中心线起至少180°。此外，反射器较好也包围目本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于辐射系统的反射器，其包含漫反射表面，其反射大于５０％的２４０至２８０ｎｍ的辐射。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JA埃贝尔，AW金布勒，JB恩斯，
申请(专利权)人：庄臣及庄臣视力保护公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]