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DE19532800A1 - UV active materials for solar water disinfection, photo=dynamic therapy (PDT) or photo=chemotherapy - Google Patents

UV active materials for solar water disinfection, photo=dynamic therapy (PDT) or photo=chemotherapy

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Publication number
DE19532800A1
DE19532800A1 DE1995132800 DE19532800A DE19532800A1 DE 19532800 A1 DE19532800 A1 DE 19532800A1 DE 1995132800 DE1995132800 DE 1995132800 DE 19532800 A DE19532800 A DE 19532800A DE 19532800 A1 DE19532800 A1 DE 19532800A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
materials
permeabilities
vis
silicate glass
radiation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE1995132800
Other languages
German (de)
Inventor
Eckhart Dipl Ing Watzke
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication of DE19532800A1 publication Critical patent/DE19532800A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08Radiation
    • A61L2/10Ultraviolet radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00Compositions for glass with special properties
    • C03C4/0085Compositions for glass with special properties for UV-transmitting glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light

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Abstract

Colourless or coloured UV-active material (M) is used for the disinfection of microorganisms and the preserving of foodstuffs, or selective UV irradiation for health or therapeutic purposes, esp. for significantly reducing the no. of germs in drinking water in countries with high sunlight intensity. (M) is stable in the presence of UV light, has good thermal, mechanical, chemical and temp. shock resistance and is cheap to make. It also has either (i) a (relatively) high permeability in the UV region, pref. greater than about 300 nm and a high or low permeability in the visible and IR regions up to about 2.5 mu m, or it has a (relatively) high permeability in the UV-B / UV-C region and low permeability in the UV-A, visible and IR region up to about 2.5 mu m. The use of containers, pipes or covers comprising (M) for the same disinfection or UV irradiation process is also claimed. Pref. (M) is a silicate glass, pref. lime soda silicate glass comprising (wt.%): 65-75 SiO2, 0-5 Li2O, 10-20 Na2O, 0-5 K2O, 5-15 CaO, 0-7 MgO, 0-5 BaO, 0-5 B2O3, 0-5 Al2O3, 0-5 PbO, 0-5 SnO / SnO2, 0-2 NiO, 0-2 halides and 0-3 other components; or alkali silicate glass comprising (wt.%): 50-70 SiO2, 0-5 Li2O, 5-20 Na2O , 0-10 K2O, 0-10 RO (R = Mg, Ca or Ba), 0-20 B2O3, 0-5 Al2O3, 0-10 ZnO, 0-5 PbO, 0-5 SnO / SnO2, 0-2 NiO, 0-2 halides and 0-3 other components.

Description

Die Erfindung betrifft UV- aktive Werkstoffe mit vorrangig hoher Durchlässigkeit im UV-A / UV-B oder UV-A-Bereich und gegebenenfalls gleichzeitig geringer Durchlässigkeit im VIS Bereich, die zur Desinfektion von Mikroorganismen und Konservierung von Lebens­ mitteln, zur gesundheitsfördernden selektiven UV-Bestrahlung oder für spezielle UV- Therapien verwendet werden.The invention relates to UV-active materials with predominantly high permeability in UV-A / UV-B or UV-A range and optionally simultaneously low permeability in the VIS field, which is used to disinfect microorganisms and conserve life medicated, for health-promoting selective UV irradiation or for specific UV Therapies are used.

Insbesondere betrifft die Erfindung UV-aktive Werkstoffe zur solaren Aufbereitung von mit Mikroorganismen verunreinigten Wässern in Gebieten mit hoher Sonnenstrahlungsin­ tensität. Die Werkstoffe sind solarisationsstabil, thermisch, mechanisch und chemisch beständig, temperaturwechselbeständig, kostengünstig herzustellen und leicht zu handhaben. Aus diesen Materialien hergestellte Behälter, Rohre oder Abdeckelemente werden vorrangig dazu verwendet, die bakteriologische Trinkwasserqualität durch Sonnenbestrahlung wesentlich zu verbessern und die nach der Bestrahlung erneut beginnende Bakterienvermehrung zu reduzieren.In particular, the invention relates to UV-active materials for solar treatment with Microorganisms contaminated waters in areas of high solar radiation intensity. The materials are solarisation-stable, thermal, mechanical and chemical resistant, temperature change resistant, inexpensive to manufacture and easy to handle handle. Containers, tubes or cover elements made of these materials are primarily used to improve the bacteriological drinking water quality Significantly improve sun exposure and after irradiation again to reduce incipient bacterial proliferation.

Das Ziel der solaren Trinkwasserdesinfektion besteht in der Realisierung einer drastischen Keimabtötung im Trinkwasser, die das Auftreten und Verbreiten bakteriell verursachter Seuchen - vor allem der Diarrhoeerkrankungen weitgehendst ausschließt.The goal of solar drinking water disinfection is to realize a drastic Germ killing in drinking water, which caused the occurrence and spreading bacterial Epidemics - especially the diarrheal diseases largely excludes.

In vielen Ländern der Dritten Welt steht der Bevölkerung oft nur völlig unakzeptables Trinkwasser zur Verfügung, das mehr als z. B. 10³ fäkal-coliforme Bakterien pro 100 ml enthält, so daß sich die sogenannten "waterborne deseases" leicht ausbreiten können.In many Third World countries, the population is often totally unacceptable Drinking water available, the more than z. B. 10³ fecal-coliform bacteria per 100 ml contains, so that the so-called "waterborne deseases" can easily spread.

Es würde einen großen Fortschritt darstellen, wenn z. B. die Zahl der fäkal-coliformen Bakterien von 10⁴ um 3 bis 4 log Stufen durch die Solardesinfektion reduziert wird.It would be a big step forward if z. For example, the number of fecal coliforms Bacteria of 10⁴ is reduced by 3 to 4 log steps through solar disinfection.

Die Erfindung betrifft außerdem UV-aktive Werkstoffe, die in artifiziellen Strahlern zur Desinfektion von Mikroorganismen in Luft, Wasser oder anderen Medien eingesetzt werden können.The invention also relates to UV-active materials used in artificial radiators for Disinfection of microorganisms used in air, water or other media can be.

Es ist bekannt, daß in vielen ariden Entwicklungsländern als Krüge ausgebildete gläserne Trinkgefäße oder Plastikbehälter mit verunreinigtem Wasser um die Mittagszeit für einige Stunden der Sonnenstrahlung ausgesetzt werden, um einen bakteriziden Reinigungseffekt zu erzielen.It is known that in many arid developing countries jars formed as pitchers Drinking vessels or plastic containers with contaminated water around noon for some Hours of solar radiation are exposed to a bactericidal cleansing effect to achieve.

Anläßlich des Workshops zur "Solar Water Disinfection", der vom 15.-17. August 1988 vom Brace Research Institute in Montreal, Que. Canada, durchgeführt worden ist, wurde zu dieser einfachen Aufbereitungsmethode als wesentlich festgestellt:
Eine Vielzahl pathogener Bakterien wird in klarem Trinkwasser durch Sonnenstrahlung in gewissem Maße abgetötet bzw. inaktiviert, wenn bis zu ca. zwei Liter fassende Gefäße ver­ wendet werden,
On the occasion of the workshop on "Solar Water Disinfection", which took place from 15.-17. August 1988 from the Brace Research Institute in Montreal, Que. Canada has been found to be essential to this simple treatment method:
A large number of pathogenic bacteria are killed or inactivated to a certain extent in clear drinking water by solar radiation when up to about two liter vessels are used ver,

  • - die aus transparentem Material wie Plastik oder Glas bestehen,- made of transparent material, such as plastic or glass,
  • - die für wenigstens 5 Stunden einer Sonnenstrahlungsintensität von minimal 500 W/m² ausgesetzt werden.- For at least 5 hours of solar radiation intensity of at least 500 W / m² get abandoned.

Es wurde weiterhin ausgeführt, daß die UV-Strahlung der Sonne den wesentlichen Inak­ tivierungseffekt bewirkt und daß auch die sichtbare Strahlung einen gewissen Beitrag zur Inaktivierung leistet. Untersuchungen zur wellenlängenabhängigen Entkeimungswirkung der Sonnenstrahlung lagen jedoch nicht vor. Effektive bzw. reproduzierbare Abtötungsraten konnten nicht vorgestellt werden. It was further stated that the UV radiation of the sun is the essential Inak effect and that also the visible radiation makes a certain contribution to the Inactivation makes. Studies on the wavelength-dependent disinfection effect however, the solar radiation was not available. Effective or reproducible kill rates could not be presented.  

Im Ergebnis neuerer grundlagenorientierter Untersuchungen wird festgestellt, daß z. B. eine Abtötung des Indikatorbakteriums E. coli in Quarzrohren erreicht werden kann und daß der Abtötungseffekt vorrangig durch die kurzwellige Sonnenstrahlung im Bereich von 320/350- 450 nm verursacht wird (Wegelin, M., u. a.: J. Water SRT-Aqua Vol.43, No.3, p. 154-169 1994).As a result of more recent fundamental studies, it is found that, for. Legs Killing the indicator bacterium E. coli can be achieved in quartz tubes and that the Killing effect primarily by the short-wave solar radiation in the range of 320 / 350- 450 nm (Wegelin, M., et al .: J. Water SRT-Aqua Vol.43, No.3, p. 154-169 1994).

Die angeführten Untersuchungsergebnisse zum Stand der Technik sind ungünstigerweise untereinander nicht vergleichbar, da die Experimente unter unterschiedlichen Be­ strahlungsbedingungen z. B. hinsichtlich der Bestrahlungsdosis, der Wasservolumina, der Schichtdicken der bestrahlten Wässer und der verwendeten transmittiven Medien durchgeführt worden sind.The cited investigation results of the prior art are unfavorable not comparable with each other, since the experiments under different Be radiation conditions z. B. in terms of the irradiation dose, the water volumes, the Layer thicknesses of the irradiated waters and the transmittive media used have been carried out.

Nachteilig ist außerdem, daß die Wirkung der kurzwelligen Sonnenstrahlung < 320 nm nicht untersucht worden ist oder daß Angaben zur UV-Durchlässigkeit der verwendeten Wasserbehälter fehlen.Another disadvantage is that the effect of short-wave solar radiation <320 nm has not been investigated or that information on the UV transmission of the used Water tank missing.

Nachteiligerweise wurde bei Besonnungsexperimenten in Entwicklungsländern mit handelsüblichen transparenten Gefäßen gearbeitet, deren spektrale Lichttransmission nicht genügend bekannt bzw. sehr gering war.It has been disadvantageous in tanning experiments in developing countries commercially available transparent vessels, whose spectral light transmission not enough was known or very low.

Selbst durchgeführte Messungen der Transmission an gläsernen Wasserkrügen haben spektrale Transmissionsgrade von T300nm = 0%, T300nm ∼3%, T350nm ∼40% und T400nm 55% ergeben. Mit diesen z. B. in Ländern des Nahen Ostens als Gefäße zur "Trinkwasserbesonnung" verwendeten Krügen kann auf Grund der völlig unzureichenden UV-Durchlässigkeit nur ein sehr geringer solarer Aufbereitungseffekt erzielt werden. Nach der Sonnenbestrahlung können sich die Bakterien außerdem sofort wieder ungehindert vermehren, so daß schon nach kurzer Zeit der geringfügige Abtötungseffekt wieder kompensiert ist.Even conducted measurements of transmittance of glass water jugs have spectral transmittance of a T 300nm result = 0%, T 300nm ~3% T 350nm ~40% and T 400nm 55%. With these z. As in countries of the Middle East used as vessels for "drinking water tanning" jugs can be achieved due to the completely inadequate UV transmission, only a very small solar treatment effect. After exposure to sunlight, the bacteria can also reproduce immediately unhindered, so that after a short time the slight killing effect is compensated again.

Die aus herkömmlichen transparenten Kunststoffen gefertigten Krüge, Flaschen oder ähnliche Behälter besitzen ebenfalls zu geringe UV-Durchlässigkeiten. Die Messungen der UV-Transmission an Plastikflaschen (1 Liter), die z. B. im Libanon zur "Trinkwasserbe­ sonnung" verwendet werden, ergaben spektrale Transmissionsgrade von T300nm = 0%, T320nm = 0%, T350nm ∼10% und T400nm ∼70%.The jars, bottles or similar containers made of conventional transparent plastics also have too low UV permeabilities. The measurements of UV transmission on plastic bottles ( 1 liter), the z. For example, in Lebanon for "drinking water sonnation", spectral transmittances of T 300nm = 0%, T 320nm = 0%, T 350nm ~ 10% and T 400nm ~ 70%.

Gemäß dem Stand der Technik ist weiterhin bekannt, daß z. B. in Ländern des Nahen Ostens eingelegtes Gemüse - sehr häufig Gurken - in transparenten Behältern einige Stunden oder Tage, je nach NaCl-Gehalt des Wassers, dem Sonnenlicht ausgesetzt werden. Dadurch findet eine teilweise Abtötung von Schimmelpilzen und Hefen statt, die die Haltbarkeit der Lebensmittel erhöht. Nachteiligerweise besitzen auch die hierfür verwendeten herkömmlichen Materialien eine wesentlich zu geringe UV-Durchlässigkeit. Hoch UV- durchlässige Plastikmaterialien sind Spezialwerkstoffe, die wie hoch UV- durchlässige Spezialgläser sehr teuer sind. Außerdem sind sie entweder thermisch (Verformung bei intensiver Sonnenstrahlung), chemisch (gegenüber Reinigungsmitteln) und mechanisch instabil (nicht ritz-und abrasionsfest), verspröden unter UV- Einwirkung, sind hinsichtlich der hohen UV-Transmission nicht ausreichend solarisationsbeständig oder besitzen eine zu geringe Temperaturwechselfestigkeit.According to the prior art is also known that z. In countries of the Middle East's pickled vegetables - very often cucumbers - in transparent containers some Hours or days, depending on the NaCl content of the water, exposed to sunlight become. As a result, a partial killing of molds and yeasts takes place, the increases the shelf life of food. Disadvantageously, they also have this used conventional materials a significantly low UV transmission. Highly UV-transparent plastic materials are special materials that permeable special glasses are very expensive. Besides, they are either thermal (Deformation in intense sunlight), chemical (compared to cleaning agents) and mechanically unstable (not scratch- and abrasion-resistant), embrittled under UV influence, are not sufficiently resistant to solarization with regard to the high UV transmission or have too low thermal shock resistance.

Ein weiterer Nachteil aller bekannten zur Solarbehandlung von Trinkwasser oder zur artifiziellen Bestrahlung verwendeten oder verwendbaren Materialien besteht darin, daß sie keine Eigenschaft besitzen, die die erneute Vermehrung der Bakterien nach der Exposition für eine bestimmte Zeit verhindert oder wenigstens hemmt. D.h., daß bakterio­ statische Werkstoffe, die noch nach der Bestrahlung wirken, nicht bekannt sind.Another disadvantage of all known for the solar treatment of drinking water or artificial irradiation used or usable materials is that they do not possess a property which promotes the renewed multiplication of the bacteria  Exposure for a certain period prevented or at least inhibited. That is, bacterio static materials that still act after irradiation are not known.

Es ist weiterhin bekannt, daß vor allem wohldosierte UV-Strahlung in vieler Hinsicht gesundheitsfördernde Wirkungen hervorrufen kann. Sie kann sich positiv auf die Bildung von Vitamin D, die Hautpigmentierung (Bräunung), die Wundheilung, den Blutdruck, den Heilungsprozeß bei bestimmten Erkältungskrankheiten oder ganz allgemein positiv auf die körperliche Leistungsfähigkeit auswirken.It is also known that especially well-dosed UV radiation in many respects can cause health-promoting effects. It can be beneficial to education of vitamin D, the skin pigmentation (browning), the wound healing, the blood pressure, the Healing process for certain colds or generally positive for the affect physical performance.

Neuerdings wird die UV-Strahlung als sogenannte "photodynamic therapy" (PDT) auch zur Behandlung bestimmter Karzinome angewendet. Die Therapie besteht darin, daß das kranke Gewebe relativ langwellig bestrahlt und vorher mit einem Hematoporphyrinderivat (HPD) "dotiert" wird, das als Absorber wirkt und vorrangig im UV-A Bereich - mit einem Maximum bei ca. 370nm - absorbiert. Die in diesem Wellenlängenbereich absorbierte Energie leitet den angestrebten Heilungsprozeß ein, so daß u. U. Skin Cancer, Superficial Bladder Cancer, Endobronchial Cancer, Head and Neck Cancer, Gynecological Malig­ nancies und Gastrointestinal Cancer behandelt werden können /Grossweiner, Leonard I.; The Science of Phototherapie, 1994, CRC Press, Inc., Chapter 8, p.139-150/.Recently, the UV radiation as so-called "photodynamic therapy" (PDT) also for Treatment of certain carcinomas applied. The therapy is that the diseased tissue relatively long-wave irradiated and previously with a Hematoporphyrinderivat (HPD), which acts as an absorber and primarily in the UV-A range - with a Maximum at about 370nm - absorbed. The absorbed in this wavelength range Energy initiates the desired healing process so that u. U. Skin Cancer, Superficial Bladder Cancer, Endobronchial Cancer, Head and Neck Cancer, Gynecological Malignant Nancies and Gastrointestinal Cancer Can Be Treated / Grossweiner, Leonard I .; The Science of Phototherapy, 1994, CRC Press, Inc., Chapter 8, p.139-150 /.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung UV-aktiver kostengünstiger Werkstoffe zur wirksamen Desinfektion von mit Mikroorganismen verunreinigten Medien und zur gesundheitsfördernden UV-A / UV-B- oder UV-A- Bestrahlung. Die Werkstoffe sollen sich einerseits aufgrund ihrer spezifischen UV-Durchlässigkeit besonders zur solaren Verbesserung der bakteriologischen Trinkwasserqualität in Entwicklungsländern eignen und andererseits zur gezielten Beeinflussung der durch natürliche oder artifizielle Bestrahlung generierten gesundheitlichen und kosmetischen Effekte dienen.The object of the invention is the development of UV-active cost-effective Materials for the effective disinfection of microorganisms contaminated media and for health-promoting UV-A / UV-B or UV-A radiation. The materials due to their specific UV permeability especially for Solar improvement of bacteriological drinking water quality in developing countries suitable and on the other hand for the purposeful influence of the natural or artificial Radiation generated health and cosmetic effects serve.

Bei der Desinfektion von mit Mikroorganismen verunreinigten Medien besteht eine weitere wesentliche Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung UV-aktiver Werkstoffe, die während der Exposition so wirken, daß auch nach der Exposition noch ein bakterio­ statischer Effekt beobachtet wird. Auf diese Weise soll z. B. solar aufbereitetes Trinkwasser kurzzeitig lagerfähig gemacht werden.In the disinfection of contaminated with microorganisms media is another essential object of the invention in the provision of UV-active materials, the act during the exposure so that even after the exposure, a bacterio static effect is observed. In this way, z. B. solar treated drinking water be made storable for a short time.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht bei der solaren Trinkwasseraufbereitung in der zusätzlichen Ausnutzung des Synergieeffektes: Wärme - kurzwellige Sonnenstrahlung.Another object of the invention is in the solar drinking water treatment in the additional exploitation of the synergy effect: heat - short-wave solar radiation.

Das Ziel der erfindungsgemäßen solaren Aufbereitung von Trinkwasser besteht in einer weitgehenden Reduzierung pathogener Mikroorganismen, vorrangig von Bakterien, zur Bekämpfung von vor allem Diarrhoekrankheiten.The goal of the solar treatment of drinking water according to the invention consists in a extensive reduction of pathogenic microorganisms, primarily of bacteria, to Combating mainly diarrheal diseases.

Die Aufgabe der Erfindung wurde mit den in den Patentansprüchen beschriebenen Werkstoffen und Anwendungen gelöst. The object of the invention has been described in the claims Materials and applications solved.  

Es wurde gefunden,It was found,

  • - daß die Sonnenstrahlung eine wesentlich verstärkte bakterizide Wirkung hat, wenn mit der UV-A-Strahlung (315-380 nm) gleichzeitig UV-B-Strahlungsanteile des Sonnen­ spektrums (280-315 nm) zur Anwendung kommen. Das gleiche gilt hinsichtlich der Verstärkung der pilze- und hefeabtötenden Wirkung der Sonnenstrahlung. Überraschen­ derweise ist die Wirkung der kurzwelligsten terrestischen Sonnenstrahlung im Bereich um 300 nm sehr groß, obwohl ihre Intensität sehr gering ist. D.h., daß man bei der solaren Trinkwasseraufbereitung Werkstoffe einsetzen muß, die zusätzlich zur hohen UV-A-Durch­ lässigkeit noch hohe UV-B-Durchlässigkeit besitzen. Es wurde experimentell ermittelt, daß die Abtötungsrate von E.coli schon drastisch gesteigert wird, wenn die UV-B-Durch­ lässigkeit des Wassergefäßes bei 300 nm um 40%-50% erhöht wird.- That the solar radiation has a significantly enhanced bactericidal effect, if with the UV-A radiation (315-380 nm) at the same time UV-B radiation components of the sun Spectrum (280-315 nm) are used. The same applies to the Reinforcement of the fungi and yeast killing effect of solar radiation. surprise By the way, the effect of the shortest-wave terrestrial solar radiation in the area around 300 nm very large, although its intensity is very low. That is, one with the solar Drinking water treatment materials must be used in addition to the high UV-A through permeability still possess high UV-B permeability. It was experimentally determined that the kill rate of E. coli is drastically increased when the UV-B through Permeability of the water vessel at 300 nm by 40% -50% is increased.
  • - daß die erneute Bakterienvermehrung im aufbereiteten Trinkwasser im Zeitraum von etwa einem Tag ganz wesentlich reduziert wird, wenn man die Photoreaktivierungsprozesse der Bakterien unterbindet oder hemmt. Diese Inhibition der Reparaturmechanismen der Bakterien wird erreicht, wenn man die zur Photoreaktivierung erforderlichen Wellen­ längenbereiche ermittelt und aus dem Strahlungsspektrum eliminiert. Durch die Elimination der photoreaktivierenden Wellenlängen während der Exposition wird außerdem die Bakterienabtötungsrate weiter erhöht. (Unter Photoreaktivierung wird in diesem Zusammenhang allgemein die durch Licht induzierte Reaktivierung von Mikroorganismen verstanden - unabhängig von den die Inaktivierung hervorrufenden Wellenlängen und Schadensmechanismen).- that the renewed bacterial proliferation in the treated drinking water in the period of about a day is significantly reduced, if one of the photoreactivation of the Bacteria inhibits or inhibits. This inhibition of the repair mechanisms of Bacteria are achieved by taking the waves required for photoreactivation Length ranges determined and eliminated from the radiation spectrum. By the elimination The photoreactivating wavelengths during exposure will also be the Bacteric killing rate further increased. (Photoreactivation is used in this In general, the light-induced reactivation of microorganisms understood - regardless of the inactivation causing wavelengths and Damage mechanisms).

Es wurde experimentell nachgewiesen, daß UV-aktives, im VIS-Bereich eingefärbtes Glas die Abtötungsraten erhöht und die erneute Bakterienvermehrung nach der Exposition für ca. 24 Stunden stark reduziert und dadurch bessere Ergebnisse erzielt werden, als wenn man z. B. Quarzglas verwendet, das im gesamten terrestischen Sonnenstrahlungsbereich mit ca. 92% höchste Durchlässigkeiten besitzt /Perkampus, H.H.; Encyclopedia of Spektroscopy, VCH Verlagsgesellschaft mbH, 1995, p. 109 /.It has been experimentally demonstrated that UV-active glass colored in the VIS range the kill rates are increased and the bacterial replication after exposure for 24 hours strongly reduced and thereby better results are achieved, than if one z. As quartz glass used throughout the terrestrial solar radiation area has the highest permeabilities with about 92% / Perkampus, H.H .; Encyclopedia of Spectroscopy, VCH Verlagsgesellschaft mbH, 1995, p. 109 /.

Das auf diese Weise erfindungsgemäß aufbereitete Trinkwasser kann nach der nächtlichen Abkühlung am folgenden Tag noch mit wesentlich verbesserter Qualität getrunken werden.The thus prepared according to the invention drinking water can after nocturnal Cooling the next day to be drunk with much improved quality.

  • - daß bei der Realisierung großer Abtötungsraten bei Bakterien die UV-Durchlässigkeit der erfindungsgemäßen Werkstoffe im Bereich 300 nm nur relativ hoch sein muß, wenn der Werkstoff im VIS-Bereich so eingefärbt ist, daß die Absorptionskante im UV-A / VIS Übergangsgebiet so verläuft, daß bei λ = 400 nm nur noch eine Durchlässigkeit von <60% realisiert wird.- That in the realization of large mortality rates in bacteria, the UV transmission of Materials according to the invention in the range 300 nm only has to be relatively high when the Material in the VIS range is colored so that the absorption edge in the UV-A / VIS Transition region proceeds so that at λ = 400 nm only a permeability of <60% is realized.

Diese Beobachtung zeigt überraschenderweise, daß der kurzwellige VIS-Bereich die Abtötung der Bakterien nicht fördert, sondern hemmt.This observation shows surprisingly that the short-wave VIS range the Killing bacteria does not promote but inhibits.

Silikatgläser mit einer derartigen Absorption sind gemäß dem Stand der Technik nicht bekannt (DE-PS 36 43 421). Silicate glasses with such absorption are not according to the prior art known (DE-PS 36 43 421).  

Die Kataloge von Glasherstellern belegen, daß solche UV-durchlässigen Silikatgläser nicht angeboten werden. Repräsentative Kataloge sind:
Optical Glass Filters: SCHOTT, 10081e 03952.5; Interferenzfilter und Spezialfilter: SCHOTT 10061d 08941.0; und Optische Filter: ORIEL GmbH, 5.87; Stock products catalog, Volume 5: OPTICAL COATING LABORATORY. INC., 1994.
The catalogs of glass manufacturers prove that such UV-transparent silicate glasses are not offered. Representative catalogs are:
Optical Glass Filters: SCHOTT, 10081e 03952.5; Interference filter and special filter: SCHOTT 10061d 08941.0; and Optical Filters: ORIEL GmbH, 5.87; Stock products catalog, Volume 5: OPTICAL COATING LABORATORY. INC., 1994.

Von der Firma SCHOTT z. B. wird allerdings mit dem Phospatglas UG5 ein UV-durchlässiges Farbglas angeboten, das eine der Aufgabenstellung der Erfindung nahekommende Transmissionscharakteristik besitzt. Dieses Filterglas besitzt jedoch eine so geringe chemische Beständigkeit, daß es unveredelt bereits nach einigen Monaten Lagerung stark verwittert ist. Die Phosphatgläser besitzen zusätzlich allgemein die weiteren Nachteile, daß beim Schmelzen toxische Verbindungen verdampfen, daß sie kristallisationsinstabil und damit nur in beschränkten Abmessungen zu fertigen und insgesamt nur sehr kostenauf­ wendig herzustellen sind.From the company SCHOTT z. B. becomes however with the Phospatglas UG5 a UV permeable Colored glass offered, which is one of the task of the invention close Transmission characteristic has. However, this filter glass has so little chemical resistance, that it is strong after only a few months of storage weathered. In addition, the phosphate glasses generally have the further disadvantages that when melting toxic compounds evaporate that they crystallization instable and thus to produce only limited dimensions and overall only very expensive are manoeuvrable to manufacture.

Dadurch, daß gefunden wurde, daß bei gefärbten UV-aktiven Gläsern im UV-Bereich um 300 nm bei hohen Abtötungsraten nur relativ geringe Durchlässigkeiten erforderlich sind, können zwei weitere wesentliche Vorteile wirksam werden. Sie bestehen darin, daß das Glas bei relativ geringer UV-B-Durchlässigkeit nicht oder nicht unzulässig stark solarisiert bzw. daß die Glasgemengekosten sinken, weil relativ große Mengen an UV-Absorbern im Glas enthalten sein dürfen. Diese UV-Absorber - repräsentiert durch das stets vorhandene Eisenoxid - werden durch die Glasrohstoffe und den Glasherstellungsprozeß eingebracht. Das heißt, daß ein Glas mit geringerer UV-Durchlässigkeit kostengünstiger und technologisch einfacher zu erschmelzen ist.Characterized in that it was found that when colored UV-active glasses in the UV range to 300 nm at high killing rates only relatively low permeabilities are required, Two other major benefits can be effective. They are that the Glass at relatively low UV-B permeability not or not solarized unduly strongly or that the Glasgemengekosten fall because relatively large amounts of UV absorbers in the Glass may be included. This UV absorber - represented by the ever-present Iron oxide - are introduced through the glass raw materials and the glassmaking process. This means that a glass with lower UV transmission cost less and is technologically easier to melt.

  • - daß das Einfärben des Werkstoffes durch die starke Absorption im VIS und teilweise Absorption im NIR eine Erwärmung des Wassers bewirkt, so daß eine synergetische Wirkung der UV-Strahlung mit der Wassertemperatur beobachtet werden konnte. Der Abtötungseffekt ist umso größer, je geringer die Wellenlänge der Sonnenstrahlung vor allem unter 320 nm und je höher die Wassertemperatur über 40°C ist.- That the coloring of the material by the strong absorption in the VIS and partially Absorption in the NIR causes a heating of the water, so that a synergetic Effect of UV radiation with the water temperature could be observed. The The smaller the wavelength of solar radiation, the greater the killing effect anything below 320 nm and the higher the water temperature is above 40 ° C.
  • - daß die Abtötungsraten durch zusätzliche Maßnahmen der Wärmeisolierung, des Wärmeaustausches, der Reflexion der UV-Strahlung (z. B. Al₂O₃-Beschichtung), der Anwendung von Photokatalysatoren (z. B. TiO₂oder Fe₂O₃/ TiO₂) oder durch eine inhomo­ gene Energieverteilung im Wasser gesteigert werden können.- that the mortality rates through additional measures of thermal insulation, the Heat exchange, the reflection of UV radiation (eg Al₂O₃ coating), the Application of photocatalysts (eg TiO₂ or Fe₂O₃ / TiO₂) or by an inhomo gene energy distribution in the water can be increased.
  • - daß sich als UV-transparente, kostengünstige Werkstoffe Mehrkomponentengläser, be­ sonders aber Kalknatronsilikatgläser und Alkalisilikatgläser, eignen. Sie sind als UV-aktive Gläser zu erschmelzen. Weitere Anforderungen wie Solarisationsbeständigkeit, hydro­ lytische Beständigkeit, mechanische und thermische Festigkeit, Temperaturwechselfestig­ keit, einfache Verformbarkeit nach dem Schmelzen und problemloses Handling werden ebenfalls erfüllt. - That as UV-transparent, cost-effective materials Mehrkomponentengläser, be but especially Kalknatronsilikatgläser and alkali silicate glasses, are suitable. They are as UV-active To melt glasses. Other requirements such as solarization resistance, hydro lytic resistance, mechanical and thermal resistance, thermal cycling ability to be easily deformed after melting and easy handling also fulfilled.  
  • - daß sich Kalknatronsilikatglas, z. B. handelsübliches Behälterglas oder AR-Glas bzw. Alkalisilikatglas, bei wirksamer Durchlässigkeit im Bereich 300/320-380/390 nm im VIS vorteilhaft mit bekannten Farbstoffen, besonders vorteilhaft aber mit ca. 0,3 - 2,0 Gew.% Nickeloxid einfärben läßt und daß die Absorptionskante im UV-A/VIS- Übergangsgebiet besonders günstig steil verläuft, wenn das Glas wenig K₂O, viel Na₂O bzw. Li₂O und relativ große Anteile von CaO und MgO enthält. Zur Verbesserung der UV-Durchlässigkeit im UV- B-Bereich können definierte Mengen von B₂O₃ in das Glas eingeführt werden.- That Kalknatronsilikatglas, z. B. commercially available container glass or AR glass or Alkali silicate glass, with effective transmittance in the range 300 / 320-380 / 390 nm in the VIS advantageous with known dyes, particularly advantageous but with about 0.3 to 2.0 wt.% Coloring nickel oxide and that the absorption edge in the UV-A / VIS transition region particularly favorable steep, if the glass little K₂O, much Na₂O or Li₂O and relatively contains large amounts of CaO and MgO. To improve the UV transmission in the UV B range defined amounts of B₂O₃ can be introduced into the glass.

Zur Erhöhung der Solarisationsstabilität können zusätzlich definierte Mengen spezieller UV-Absorber wie Verbindungen von Zinn, Blei, Arsen, Antimon, Zer oder anderer seltener Erden verwendet werden.In order to increase the solarization stability additionally defined quantities of special UV absorbers such as compounds of tin, lead, arsenic, antimony, cerium or other rare Earths are used.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß auch Halogenide - besonders Fluoride - die Solarisationsbeständigkeit des Glases verbessern.Surprisingly, it was found that halides - especially fluorides - the Improve solarization resistance of the glass.

  • - daß realtiv große Eisenoxidgehalte im Glas durch reduzierendes Schmelzen mit speziellen zweiwertigen Organozinnverbindungen ohne nachteilige Nebenwirkungen zum großen Teil unwirksam gemacht werden können, da die, die UV-Durchlässigkeit störenden Fe3+-Ionen, zu weniger störenden Fe2+-Ionen reduziert werden.- That realtiv large amounts of iron oxide in the glass can be made ineffective by reducing melting with special divalent organotin compounds without adverse side effects to a large extent, since the ultraviolet transmission disturbing Fe 3+ ions are reduced to less interfering Fe 2+ ions.
  • - daß die Reduktion der dreiwertigen Eisenionen z. B. auch in Gegenwart von zweiwertigen Nickelionen mit speziellen Reduktionsmitteln möglich ist. Das ist überraschend, da die Redoxpotentiale von Fe3+/Fe2+ bzw. von Ni2+/Ni° in z. B. Kalknatronsilikatgläsern mit 0,47 bzw. 0,43 sehr ähnlich sind (Schreiber, H.D.; JNCS, 1985, 71, (1-3) 59-67).- That the reduction of trivalent iron ions z. B. is also possible in the presence of bivalent nickel ions with special reducing agents. This is surprising since the redox potentials of Fe 3+ / Fe 2+ or of Ni 2+ / Ni ° in z. For example, soda lime silicate glasses are very similar at 0.47 and 0.43 respectively (Schreiber, HD; JNCS, 1985, 71, (1-3) 59-67).

Die angestrebte Fe3+-Ionenreduktion kann in Gegenwart der Ni2+-Ionen jedoch ebenfalls nur unter Verwendung von zweiwertigen Organozinnverbindungen realisiert werden.However, the desired Fe 3+ ion reduction can also be realized in the presence of Ni 2+ ions only by using divalent organotin compounds.

Durch diese erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, durch reduzierendes Schmelzen mit den speziellen Reduktionsmitteln auch Gläser mit großen Eisenoxidgehalten und z. B. Nickeloxidzusätzen mit wirksamer UV-Durchlässigkeit im Bereich 300/320-380/390 nm herzustellen. Das jedoch ist eine Voraussetzung für eine besonders kostengünstige Glasherstellung. Vorteilhaft ist weiterhin, daß die über die zweiwertigen Organozinnver­ bindungen eingebrachten und stabilisierten Sn2+-Ionen mehr als andere Zinnionen als Stabilisatoren für die Solarisationsbeständigkeit wirken.By this solution according to the invention, it is possible by reducing melting with the special reducing agents and glasses with large Eisenoxidgehalten and z. B. Nickel oxide additives with effective UV transmission in the range 300 / 320-380 / 390 nm produce. However, this is a prerequisite for a particularly cost-effective glass production. A further advantage is that the bonds introduced via the divalent Organozinnver and stabilized Sn 2+ ions act more than other tin ions as stabilizers for solarization resistance.

Die Solarisationsbeständigkeit kann in bestimmten Grenzen auch unabhängig vom bewußten erfindungsgemäßen reduzierenden Schmelzen durch den Zusatz definierter Mengen von Sn2+ oder Sn4+-Verbindungen, bzw. anderer UV-Absorber verbessert werden. Das erreicht man dadurch, daß die Absorptionskante im Bereich 300 nm so gestaltet wird, daß die Transmission nicht extrem groß ist. Es wurde die Erfahrung gemacht, daß bei relativ geringen Transmissionswerten im Bereich um 300 nm keine Solarisation mehr auftritt.The solarization resistance can be improved within certain limits independently of the deliberate inventive reducing melt by the addition of defined amounts of Sn 2+ or Sn 4+ compounds, or other UV absorber. This is achieved by designing the absorption edge in the 300 nm range such that the transmission is not extremely large. It has been the experience that no solarization occurs at relatively low transmission values in the range around 300 nm.

Bei Verwendung von zweiwertigen Organozinnverbindungen wurde außerdem beobachtet, daß die Schmelze mit Edelmetallen wie Platin oder Platinlegierungen in Kontakt kommen kann, ohne daß wie sonst beim reduzierenden Schmelzen Korrosionserscheinungen auftreten, die zur Zerstörung der Edelmetallvorrichtungen oder zur Minderung der UV- Transmission durch z. B. ionogen gelöstes Platin führen.When divalent organotin compounds were used, it was also observed that the melt come into contact with precious metals such as platinum or platinum alloys can, without as otherwise in the reducing melting corrosion phenomena occur to destroy the precious metal devices or to reduce the UV Transmission through z. B. lead ionogenically dissolved platinum.

  • - daß UV-aktives Glas mit einer NiO-Färbung im VIS hinsichtlich der Transmissions­ charakteristik im UV-Bereich so gestaltet werden kann, daß nur die UV-A-Strahlung oder die UV-A-Strahlung und gleichzeitig begrenzte Anteile der UV-B-Strahlung transmittiert werden.- that UV-active glass with a NiO staining in the VIS with respect to the transmissions characteristic in the UV range can be designed so that only the UV-A radiation or the UV-A radiation and simultaneously transmits limited amounts of UV-B radiation become.

Für den ersten Fall, daß das Glas ausschließlich für die UV-A-Strahlung (315 nm bis 380 nm) und geringe Anteile der Strahlung des VIS-Bereiches durchlässig ist, werden z. B. folgende verbesserte Anwendungen möglich:
* Intensive Hautpigmentierung ohne die Gefahr negativer Nebenwirkungen wie die Erythemerzeugung (die spektrale Empfindlichkeit für Erythem endet langwellig bei ca. 315 nm) oder das Entstehen einer Bindehautentzündung (die spektrale Empfindlichkeit der Conjunctivitis endet langwellig bei ca. 315-320 nm). Die intensive und problemlose Bräunung wird erreicht, weil die Kurve der spektralen Empfindlichkeit der direkten Pigmentierung fast deckungsgleich mit der Transmissionskurve des erfindungsgemäßen UV-A-aktiven Glases ist.
For the first case that the glass is transparent only to the UV-A radiation (315 nm to 380 nm) and small amounts of radiation of the VIS range, z. For example, the following improved applications are possible:
* Intensive skin pigmentation without the risk of negative side effects such as erythema production (the spectral sensitivity to erythema ends long-wave at about 315 nm) or the development of conjunctivitis (the spectral sensitivity of the conjunctivitis ends long-wave at about 315-320 nm). The intensive and trouble-free browning is achieved because the spectral sensitivity curve of the direct pigmentation is almost congruent with the transmission curve of the UV-A-active glass according to the invention.

Diese Übereinstimmung macht es außerdem möglich, für die der Bräunung dienenden Bestrahlungsgeräte Strahlungsquellen mit geringerer Gesamtleistungsaufnahme, höherer UV-B-Bestrahlungsstärke und höherer UV-B-Strahlungsleistung einzusetzen.This match also makes it possible for those tanning to serve Radiation equipment Radiation sources with lower total power consumption, higher UV-B irradiance and higher UV-B radiation power use.

* Möglichkeit der effektiveren UV-Bestrahlung bei der UV-Photochemotherapie, bei der der Behandlung mit photosensibilisierten Psoralenen eine UV-A-Bestrahlung folgt, die nicht durch UV-B-Strahlungsanteile gestört werden darf /ecomed; Handbuch für Beleuchtung; Hrsg. Schweizerische Lichttechnische Gesellschaft, 5. Auflage, 1992, S. 26/.* Possibility of more effective UV irradiation in UV photochemotherapy, in which the Treatment with photosensitized psoralenes followed by a UV-A irradiation that did not may be disturbed by UV-B radiation components / ecomed; Manual for lighting; Ed. Schweizerische Lichttechnische Gesellschaft, 5th edition, 1992, p. 26 /.

Für den zweiten Fall, daß das Glas für die UV-A-Strahlung und gleichzeitig für begrenzte Anteile der UV-B-Strahlung durchlässig ist, werden z. B. folgende neue bzw. verbesserte Anwendungen vorgeschlagen:
* Einsatz des Glases in artifiziellen Strahlern - z. B. mit Emissionen im Bereich 300- 400 nm zur Desinfektion von Mikroorganismen. Hierbei können Strahler mit erhöhten Wirkungsgraden und erstmalig mit bakteriostatischer Wirkung zur Anwendung kommen.
* Möglichkeit zur Erhöhung der wirksamen Bestrahlungsdosis bei der photodynamic therapy (PDT), da die Absorptioskurve z. B. des Hematoporphyrinderivates Photofrin etwa der Transmissionskurve des Glases entspricht. Dadurch werden Nebenwirkungen eliminiert, die sonst von den vom Photofrin nicht absorbierten Strahlungsanteilen verursacht werden können.
For the second case, that the glass for the UV-A radiation and at the same time for limited amounts of UV-B radiation is permeable, z. B. proposed the following new or improved applications:
* Use of the glass in artificial emitters - z. B. with emissions in the range 300- 400 nm for the disinfection of microorganisms. Here, spotlights with increased efficiencies and for the first time with bacteriostatic effect can be used.
* Possibility to increase the effective irradiation dose in the photodynamic therapy (PDT), as the Absorptioskurve z. B. of Hematoporphyrinderivates Photofrin corresponds approximately to the transmission curve of the glass. This eliminates side effects that can otherwise be caused by the photorradible radiation components not absorbed by Photofrin.

  • - daß UV-B / UV-C-aktives Glas, z. B. Quarzglas, das Wellenlängen des UV-A / VIS- Bereiches nicht transmittiert, z. B. durch Aufbringen reflektierender Schichten, sehr große Abtötungsraten bei Mikroorganismen ermöglicht und das erneute Bakterienwachstum nach der Exposition stark hemmt.- That UV-B / UV-C active glass, z. Fused quartz, the wavelengths of the UV-A / VIS Area not transmitted, z. B. by applying reflective layers, very large Kill rates of microorganisms and re-bacterial growth after strongly inhibits exposure.
Ausführungsbeispieleembodiments Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1

Es wurden Kalknatrongläser der angegebenen Behälterglaszusammensetzung (in Gew.-%) mit einem Eisenoxidgehalt von 0,015 Gew.% Fe₂O₃ und einem NiO-Farbzusatz von 1,0 Gew.% erschmolzen.There were soda-lime glasses of the specified container glass composition (in wt .-%) with an iron oxide content of 0.015 wt.% Fe₂O₃ and a NiO color additive of 1.0 % By weight melted.

Die Glaszusammensetzung entspricht ohne NiO zeitgemäßem europäischen Pressglas/ Smrcek, S.: Glastechn. Ber. 65, (1992) Nr. 7, S. 198/.The glass composition corresponds without NiO contemporary European pressed glass / Smrcek, S .: Glastechn. Ber. 65, (1992) No. 7, p. 198 /.

Das Glas wurde zuerst ohne Reduktionsmittelzusatz und danach mit einem Zusatz von 0,08 Gew.% Sn2+ erschmolzen. Die Transmissionskurven waren im UV etwa glocken­ förmig, mit hoher Durchlässigkeit im Bereich 300/320-390 nm, ausgebildet.The glass was first melted without reducing agent addition and then with an addition of 0.08 wt.% Sn 2+ . The transmission curves were in the UV about bells shaped, with high permeability in the range 300 / 320-390 nm, formed.

Die Durchlässigkeit bei 400 nm und 1 mm Schichtdicke betrug in beiden Fällen ca 50%. Die Durchlässigkeit bei 300 nm betrug bei der Schmelze ohne den Reduktionsmittelzusatz ca. 45% und mit Sn2+- Zusatz 65%. The transmittance at 400 nm and 1 mm layer thickness was about 50% in both cases. The permeability at 300 nm was about 45% for the melt without the addition of reducing agent and 65% for Sn 2 + addition.

Ausführungsbeispiele 2 und 3Exemplary embodiments 2 and 3

Beide Gläser wurden unter Verwendung folgender Rohstoffe erschmolzen: Yota (SiO₂), H₃BO₃, Al(OH)₃, CaCO₃, MgCO₃-basisch, Na₂CO₃, K₂CO₃, BaCO₃, ZnO, Pb₃O₄, Sn2+ (Glas 2), SnO₂ (Glas 3) und NiO. Für die Herstellung der Gläser wurden folgende Schmelztemperaturen gewählt: Einschmelzen bei ca. 1350°C, Läuterung bei ca. 1450°C und Guß bei ca. 1300°C. Die Schmelzen wurden in einem herkömmlichen, elektrisch beheizten Laborschmelzofen im Zeitraum von ca. 6 Stunden durchgeführt.Both glasses were melted using the following raw materials: Yota (SiO), H₃BO₃, Al (OH) ₃, CaCO₃, MgCO₃ basic, Na₂CO₃, K₂CO₃, BaCO₃, ZnO, Pb₃O₄, Sn 2+ (glass 2), SnO₂ (glass 3 ) and NiO. For the production of the glasses, the following melting temperatures were selected: melting at about 1350 ° C, refining at about 1450 ° C and casting at about 1300 ° C. The melts were carried out in a conventional, electrically heated laboratory melting furnace in the period of about 6 hours.

Die Messung der spektralen Transmission im UV-Bereich vor und nach der Bestrahlung nach einem vorgegebenen artifiziellen Bestrahlungsregime ergab keine signifikanten Unterschiede.The measurement of the spectral transmission in the UV range before and after the irradiation according to a given artificial irradiation regime revealed no significant Differences.

Claims (6)

1. Farblose oder gefärbte UV-aktive Werkstoffe zur Desinfektion von Mikroorganismen und Konservierung von Lebensmitteln oder zur gesundheitsfördernden bzw. therapeutischen selektiven UV- Bestrahlung, vorrangig zur drastischen Keimredu­ zierung von Mikroorganismen im Trinkwasser in Ländern hoher Sonnenstrahlungs­ intensität dadurch gekennzeichnet, daß sie neben UV-Stabilität, thermischer und mechanischer Beständigkeit, chemischer Resistenz, Temperaturwechselfestigkeit und kostengünstigen Herstellungseigenschaften entweder wirksam hohe Durch­ lässigkeiten im UV, vorrangig ab größer ca. 300 nm, im VIS und IR bis ca. 2,5 um oder nur relativ hohe Durchlässigkeiten im UV, vorrangig ab größer ca. 300 nm bei gleichzeitig geringen Durchlässigkeiten im VIS und IR bis ca. 2,5 µm oder hohe bzw. nur relativ hohe Durchlässigkeiten im UV-B / UV-C bei gleichzeitig geringer Durchlässigkeit im UV-A, VIS und IR besitzen.1. Colorless or colored UV-active materials for the disinfection of microorganisms and food preservation or health-promoting or therapeutic selective UV irradiation, primarily for the drastic germ reduction of microorganisms in drinking water in countries with high solar radiation intensity, characterized in that they are not only Stability, thermal and mechanical resistance, chemical resistance, thermal shock resistance and cost-effective production properties either effective high permeabilities in the UV, primarily greater than about 300 nm, in the VIS and IR to about 2.5 microns or only relatively high permeabilities in the UV, primarily 300 nm with simultaneously low permeabilities in VIS and IR up to about 2.5 μm or high or only relatively high permeabilities in UV-B / UV-C with simultaneously low permeability in UV-A, VIS and IR , 2. Werkstoffe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sie durch eine der folgenden komplexen Lichttransmissionseigenschaft charakterisiert sind:
  • a.) Durchlässigkeiten für farblose Werkstoffe für 1mm Schichtdicke:
    T300 nm < 40%, T32O nm < 70% und T350 nm bis 2,5 µm < 90%
  • b.) Durchlässigkeiten für gefärbte Werkstoffe für 1mm Schichtdicke:
    -T340 nm bis 38Onm < 70%, T400 nm < 60% und T450 nm < 10% oder -T(180 nm bis 315 nm < 70%, T320 nm bis 380 nm < 70%, T400 nm bis 450 nm < 20% und T500 nm bis 5 µm < 70%.
2. Materials according to claim 1, characterized in that they are characterized by one of the following complex light transmission property:
  • a.) Permeabilities for colorless materials for 1mm layer thickness:
    T 300 nm <40%, T 32O nm <70% and T 350 nm to 2.5 μm <90%
  • b.) Permeabilities for colored materials for 1mm layer thickness:
    T 340 nm to 38 nm <70%, T 400 nm <60% and T 450 nm <10% or -T ( 180 nm to 315 nm <70%, T 320 nm to 380 nm <70%, T 400 nm to 450 nm <20% and T 500 nm to 5 μm <70%.
3. Werkstoffe nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Silikatglas, vorrangig aus Kalknatronsilikatglas oder Alkalisilikatglas bestehen, das durch folgende Zusammensetzung in Gew.-% auf Oxidbasis gekennzeichnet ist: Kalknatronsilikatglas SiO₂ 65-75 Li₂O 0-5 Na₂O 10-20 K₂O 0-5 CaO 5-15 MgO 0-7 BaO 0-5 B₂0₃ 0-5 Al₂O₃ 0-5 PbO 0-5 SnO/SnO₂ 0-5 NiO 0-2 Halogenide 0-2 Sonstige Komponenten 0-3
Alkalisilikatglas SiO₂ 50-70 Li₂O 0-5 Na₂O 5-20 K₂O 0-10 RO 0-10 (RO = MgO, CaO, BaO) B₂0₃ 0-20 Al₂O₃ 0-5 ZnO 0-10 PbO 0-5 SnO/SnO₂ 0-5 NiO 0-2 Halogenide 0-2 Sonstige Komponenten 0-3
3. Materials according to claim 1 and 2, characterized in that they consist of silicate glass, primarily of Kalknatronsilikatglas or alkali silicate glass, which is characterized by the following composition in wt .-% based on oxide: soda lime silicate glass SiO₂ 65-75 Li₂O 0-5 Na₂O 10-20 K₂O 0-5 CaO 5-15 MgO 0-7 BaO 0-5 B₂0₃ 0-5 Al₂O₃ 0-5 PbO 0-5 SnO / SnO₂ 0-5 NiO 0-2 halides 0-2 Other components 0-3
Alkali silicate glass SiO₂ 50-70 Li₂O 0-5 Na₂O 5-20 K₂O 0-10 RO 0-10 (RO = MgO, CaO, BaO) B₂0₃ 0-20 Al₂O₃ 0-5 ZnO 0-10 PbO 0-5 SnO / SnO₂ 0-5 NiO 0-2 halides 0-2 Other components 0-3
4. Verwendung UV-aktiver, UV-strahlungsstabiler, thermisch und mechanisch beständiger, chemisch resistenter, temperaturwechselbeständiger und kosten­ günstig herstellbarer Werkstoffe mit wirksam hohen Durchlässigkeiten im UV ab größer ca. 300 nm, im VIS und IR bis ca. 2,5 µm oder nur hohen Durchlässigkeiten im UV-A bei gleichzeitig geringen Durchlässigkeiten im VIS und NIR als Behälter und/oder Rohre und/oder Abdeckelement zur Desinfektion von Mikroorganismen und Konservierung von Lebensmitteln oder zur gesundheitsfördernden bzw. therapeu­ tischen selektiven UV-Bestrahlung, vorrangig zur Verwendung zur drastischen solaren Keimreduzierung von Mikroorganismen in Ländern mit hoher Sonnen­ strahlungsintensität.4. Use UV-active, UV-radiation stable, thermal and mechanical more resistant, chemically resistant, temperature change resistant and cost low producible materials with effective high permeabilities in the UV greater than 300 nm, in the VIS and IR up to approx. 2.5 μm or only high permeabilities in UV-A with simultaneously low permeabilities in the VIS and NIR as container and / or tubes and / or cover for disinfecting microorganisms and Preservation of food or health-promoting or therapeu selective UV irradiation, primarily for use in drastic Solar microbial reduction of microorganisms in high sunshine countries radiation intensity. 5. Verwendung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Werkstoffe aus farblosen oder gefärbten UV-aktiven Silikatgläsern bestehen, die in Anspruch 3 definiert sind.5. Use according to claim 4, characterized in that the used Materials consist of colorless or colored UV-active silicate glasses, which in Claim 3 are defined. 6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Werkstoffe in Desinfektionsanlagen eingesetzt werden, die durch eines oder mehrere der folgenden Merkmale charakterisiert sind:
  • a.) Vorrichtungen zur zusätzlichen Erzeugung von erhöhten Temperaturen in den zu desinfizierenden Medien.
  • b.) Vorrichtungen zur inhomogenen Energieverteilung der elektromagnetischen Strahlung in den zu desinfizierenden Medien.
  • c.) Vorrichtungen zur Reflexion der elektromagnetischen Strahlung in den zu desinfizierenden Medien.
  • d.) Vorrichtungen zur photokatalytischen Desinfektion.
6. Use according to one of claims 1 to 5, characterized in that the materials used are used in disinfection systems which are characterized by one or more of the following features:
  • a.) Devices for the additional generation of elevated temperatures in the media to be disinfected.
  • b.) devices for inhomogeneous energy distribution of the electromagnetic radiation in the media to be disinfected.
  • c.) devices for reflecting the electromagnetic radiation in the media to be disinfected.
  • d.) devices for photocatalytic disinfection.
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