CN116419840A - 包括吸收层和紫外反射镜的多层制品、***、装置和消毒方法 - Google Patents

包括吸收层和紫外反射镜的多层制品、***、装置和消毒方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了多层制品，该多层制品包括吸收层和含有至少多个交替的第一光学层和第二光学层的紫外反射镜。该吸收层吸收波长在至少230纳米(nm)和400nm之间的紫外光。该紫外反射镜反射波长范围为从190nm至240nm的紫外光。也提供了包括宽带UVC光源和多层制品的***。提供了装置，该装置包括腔室、位于该腔室内的宽带UVC光源、该腔室中的吸收层以及该光源与该吸收层之间的紫外反射镜。还提供了对材料消毒的方法，该方法包括：获得***或装置；将UVC光引导至该紫外反射镜处；以及将该材料暴露于波长范围为从190nm至240nm的紫外光中，该紫外光通过该紫外反射镜朝该材料反射。

Description

包括吸收层和紫外反射镜的多层制品、***、装置和消毒方法
技术领域
本公开总体上涉及选定波长的紫外(UV)光的用途。
背景技术
紫外(UV)光可用于例如引发在涂料、粘合剂和聚合物材料中使用的自由基反应化学物质。紫外光也可用于例如消毒表面、过滤器、绷带、薄膜、制品、空气和液体(例如，水)。可应用UVC(即，包括100纳米至280纳米范围内的波长的紫外线C)消毒的示例包括医疗机构和医疗用品、飞机洗手间、病房和外科设备、学校、空气和水纯化以及消费型应用(例如，牙刷和移动电话消毒)。随着病原体突变并发展出抗生素抗性，预防感染和疾病传播(尤其是针对高危环境和人群)已变得越来越重要。全球人类旅行的可能性和速度加大了快速发展的流行病/大流行病的风险。空气和水消毒对人类健康和预防感染性疾病至关重要。UVC消毒的有益效果包括无接触应用，并且对非基因特异性靶标处细胞的机械破坏不大可能通过病原体突变克服来产生抗性。使用紫外光消毒过的除金属、陶瓷或玻璃表面之外的表面将需要保护以免受紫外光照射。可施加UVC辐射以有效地灭活或杀灭原核和真核微生物等，包括细菌、病毒、真菌和霉菌。对一种或多种抗生素具有发展抗性的细菌菌株也易受UVC光的影响。值得关注的病原体的一些示例包括医源性感染(例如，艰难梭菌、大肠杆菌、MRSA、克雷伯氏菌、流行性感冒、分枝杆菌和肠细菌)、水源性和土壤源性感染(例如，巨化症、军团杆菌和弯曲杆菌)以及空气源性感染(例如，流行性感冒、肺炎和肺结核)。
然而，UV光也可对人和动物有不同程度的危害。例如，发出400nm至500nm波长的光的UV光源可对眼睛造成长期损伤。
发明内容
在第一方面，提供了一种多层制品。该多层制品包括吸收至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长在至少230纳米和400纳米之间的入射紫外光的吸收层。吸收层具有主表面。多层制品还包括与吸收层的主表面相邻的紫外反射镜。紫外反射镜由至少多个交替的第一光学层和第二光学层组成，第一光学层和第二光学层以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同反射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从190纳米、195nm或200nm至230纳米、235nm或240nm的入射紫外光；并且以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同透射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从大于230纳米、大于235nm或大于240nm至400纳米的入射紫外光。
在第二方面，提供了一种***。该***包括宽带UVC光源；以及根据第一方面的多层制品。
在第三方面，提供了一种装置。该装置包括：腔室，该腔室包括至少一个壁；宽带UVC光源，该宽带UVC光源位于腔室内；吸收层，该吸收层与腔室的至少一个壁相邻；和紫外反射镜，该紫外反射镜在腔室内位于宽带UVC光源与吸收层之间。紫外反射镜由至少多个交替的第一光学层和第二光学层组成，第一光学层和第二光学层以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同反射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从190纳米至230纳米的入射紫外光；并且以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同透射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从大于230纳米至400纳米的入射紫外光。至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的透射通过紫外反射镜且波长在至少230纳米和400纳米之间的紫外光在腔室中被吸收。
在第四方面，提供了一种对至少一种材料消毒的方法。该方法包括：获得根据第二方面的***或根据第三方面的装置；将来自宽带UVC光源的UVC光引导至紫外反射镜处；以及将至少一种材料暴露于波长范围190纳米至230纳米的紫外光中。通过紫外反射镜将紫外光朝至少一种材料反射。该方法可用于例如材料消毒，诸如对医疗器械、卫生制品、空气、液体(例如，水或饮料)、过滤介质、食品制备装置和多孔薄膜消毒。
附图说明
图1A和1B是根据本公开可制备的两种示例性多层制品的示意性剖视图。
图2是根据本公开可制备的一种示例性***的示意性剖视图。
图3是根据本公开可制备的一种示例性装置的示意性剖视图。
图4是根据本公开的一种示例性方法的流程图。
图5是实施例1中所制备的紫外反射镜的反射光谱图。
图6是根据本公开所制备的示例性***的示意性剖视图。
具体实施方式
术语表
如本文所用，“含氟聚合物”是指包含氟的任何有机聚合物。
如本文所用，关于光的“入射”是指落在或照在某一材料上的光。
如本文所用，术语或前缀“微”是指限定在1微米至1毫米范围内的结构或形状的至少一个维度。例如，微结构可具有在1微米至1毫米范围内的高度或宽度。
如本文所用，术语或前缀“纳米”是指限定小于1微米的结构或形状的至少一个维度。例如，纳米结构可具有小于1微米的高度或宽度中的至少一者。
如本文所用，“辐射”是指电磁辐射，除非另有规定。
如本文所用，“吸收”是指一种将光辐射能量转化为内部能量的材料。
如本文所用，关于各波长的光的“吸收”涵盖吸收和散射两者，因为散射光最终也会被吸收。
如本文所用，关于各波长的光的“散射”是指使光离开直线路径并按不同强度在不同方向上传播。
如本文所用，“反射率”是以垂直入射角度照到某一表面上并被其反射掉的光或其他辐射的比例测量值。反射率通常随波长而变化，并且被报告为从表面反射的入射光的百分比(0％–无反射光，100–所有光均被反射)。反射率和反射比在本文中可互换使用。
如本文所用，“反射”和“反射率”是指反射光或辐射的特性，尤其是独立于材料厚度所测量的反射率。
如本文所用，“平均反射率”是指在指定波长范围内平均的反射率。
吸收率可用ASTM E903-12“Standard Test Method for Solar Absorptance,Reflectance,and Transmittance of Materials Using Integrating Spheres”(用积分球测定材料的太阳吸收率、反射率和透射率的标准试验方法)中所述的方法测定。本文所述的吸光度测量通过如前所述进行透射率测量，然后使用公式1计算吸光度来进行。
如本文所用，关于定量测量的术语“吸收率”是指入射辐射功率与透过某一材料的透射辐射功率之比的以10为底的对数。该比率可被描述为由材料接收的辐射通量除以由材料透射的辐射通量。可根据以下公式1基于透射度(T)计算吸光度(A)：
A ＝ -log10 T (1)
发射率可使用红外成像辐射计以ASTM E1933-14(2018)中描述的方法“StandardPractice for Measuring and Compensating for Emissivity Using Infrared ImagingRadiometers”(使用红外成像辐射计测量和补偿发射率的标准操作)测量。
多层制品
在第一方面，提供了一种多层制品。该多层制品包括：
a)吸收层，该吸收层吸收至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长在至少230纳米和400纳米之间的入射紫外光，该吸收层包括主表面；和
b)紫外反射镜，该紫外反射镜与吸收层的主表面相邻，其中紫外反射镜由至少多个交替的第一光学层和第二光学层组成，第一光学层和第二光学层以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同反射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从190纳米至240纳米的入射紫外光；并且以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同透射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从大于240纳米至400纳米的入射紫外光。
另选地，可能需要：紫外反射镜反射波长范围与190nm至240nm稍微不同的紫外光并且透射波长范围随之与大于240nm至400nm不同的紫外光。比如，在一些实施方案中，紫外反射镜反射波长范围为从190nm或200nm至230nm、235nm或240nm中任一者的紫外光；诸如，190nm至230nm、200nm至240nm或200nm至230nm。在此类实施方案中，紫外反射镜透射波长范围大于所反射的波长范围上限(即，大于230nm、大于235nm、或大于240nm)的紫外光。对于这些波长/波长范围中的每一者，应当理解，紫外反射镜暴露于0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，并且光学层：共同反射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的指定波长范围内的入射紫外光；以及以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同透射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的指定波长范围内的入射紫外光。
应当理解，吸收的入射光的百分比是指在特定波长范围内的综合吸收量(与吸收的单一波长的量相反)。
有利地，多层制品中吸收层和紫外反射镜的组合实现了使用宽带UV光源来最终提供较窄波段的UVC光(例如，范围从190纳米至240纳米)。这通过以下方式来实现：1)紫外反射镜i)反射波长范围为从190nm到高达240nm的光，以及ii)透射波长范围为从大于反射范围最大波长至400nm的光；以及2)吸收层吸收波长范围为从230nm至400nm的光。如上所述，吸收量、透射量和/或反射量通常小于100％的总入射光。在最优选的实施方案中，大于90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或98％或更多的入射光被吸收、透射和/或反射。尚未发现波长低于230nm的光对人类皮肤具有致癌性，因此紫外反射镜对190nm至230nm的反射可以帮助消毒，同时对周围人类的危险较小。在一些应用中，波长在240nm和230nm之间的光也是可接受的。在一些实施方案中，多层制品的UV反射率大于90％(在一些实施方案中，大于99％)，特别是波长至少为222nm时。
通过吸收可穿过紫外反射镜的紫外光，吸收层优选地抵抗住了随时间推移紫外光所诱导的损坏/降解。紫外光(尤其是波长范围为从280nm至400nm的紫外辐射)可引起塑料的降解，这进而引起颜色变化以及光学和机械性能变差。抑制光致氧化降解比如对于其中强制要求长期耐久性的户外应用而言是重要的。聚对苯二甲酸乙二醇酯对紫外光的吸收(例如，从360nm左右开始)在低于320nm时显著增加，而在低于300nm时非常突出。聚萘二甲酸乙二醇酯强烈吸收310nm至370nm范围的紫外光，其中吸收尾部延伸至约410nm，并且吸收最大值出现在352nm和337nm处。链裂解发生于存在氧气的情况下，并且主要的光致氧化产物为一氧化碳、二氧化碳和羧酸。除了酯基团的直接光解外，还必须考虑氧化反应，其经由过氧化物自由基同样形成二氧化碳。
通常，吸收层可包含任何能够长时间耐受紫外线辐射同时吸收(包括散射)紫外辐射的聚合物组合物(即聚合物加上添加剂)。在一些实施方案中，吸收层包含有机硅热塑性材料、含氟聚合物、它们的共聚物或它们的共混物。在一些实施方案中，吸收层包含含氟聚合物(共)聚合物，该聚合物包含聚合单元，这些聚合单元衍生自一种或多种选自以下项的单体：四氟乙烯、六氟丙烯、偏二氟乙烯、全氟烷氧基烷烃、或它们的组合。在本文中，术语“聚合物”将理解为包括均聚物和共聚物，以及可通过例如共挤出法或通过包括酯交换反应在内的反应而在可混溶共混物中形成的聚合物或共聚物。术语“聚合物”和“共聚物”也同时包括无规共聚物和嵌段共聚物。与由不同单体形成的其他聚合物相比，适用于吸收层的这些聚合物由于暴露于紫外辐射(例如，波长在190nm和400nm之间)而往往表现出较少的降解。
在一些实施方案中，吸收层包含以下中的一者或多者：紫外辐射吸收剂、紫外辐射散射剂、受阻胺光稳定剂、抗氧化剂、颜料或它们的组合。合适的紫外辐射吸收剂包括炭黑、二氧化钛、氧化锌、二氧化铯、二氧化锆或它们的组合。除了吸收辐射之外，这些特定的紫外辐射吸收剂往往还对紫外辐射具有稳定性。合适的紫外辐射吸收剂还包括苯并***化合物、二苯甲酮化合物、三嗪化合物(例如，包括它们的任何组合)。
一些合适的紫外辐射吸收剂是红移UV吸收剂(RUVA)，其吸收至少70％(在一些实施方案中，至少80％或甚至大于90％)的在180nm至400nm波长区域内的UV光。通常，期望的是，RUVA应高度可溶于吸收层的聚合物中，具有很高的吸收性、光持久性，并且在200℃至300℃的温度范围内具有热稳定性以便于挤出加工而形成保护层。
RUVA通常在长波UV区域中具有增大的光谱覆盖率，使其能够阻挡会造成聚酯泛黄的长波长紫外光。典型的紫外线保护层的厚度在13微米到380微米(0.5密耳到15密耳)范围内，RUVA含量为2重量％至10重量％。最有效的RUVA之一是苯并***化合物，5-三氟甲基-2-(2-羟基-3-α-枯基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并***(以商品名“CGL-0139”由新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASF,Florham Park,NJ)购得)。其他示例性的苯并***包括2-(2-羟基-3,5-二-α-异丙苯基苯基)-2H-苯并***、5-氯-2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-2H-苯并***、5-氯-2-(2-羟基-3,5-二-叔丁基苯基)-2H-苯并***、2-(2-羟基-3,5-二-叔戊基苯基)-2H-苯并***、2-(2-羟基-3-α-异丙苯基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并***、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯-2H-苯并***。其他示例性的RUVA包括2(-4,6-二苯基-1-3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基-酚。其他示例性紫外线吸收剂包括可以商品名“TINUVIN1577”、“TINUVIN 900”、“TINUVIN 1600”和“TINUVIN 777”购自巴斯夫的那些。其他示例性紫外线吸收剂可例如在聚酯母料中以商品名“TA07-07 MB”购自南卡罗来纳州邓肯的苏卡诺聚合物公司(Sukano Polymers Corporation,Duncan,SC)。用于聚甲基丙烯酸甲酯的示例性紫外线吸收剂为例如可以商品名“TA11-10 MBO1”购自苏卡诺聚合物公司(SukanoPolymers Corporation)的母料。用于聚碳酸酯的示例性紫外线吸收剂是以商品名“TA28-09 MB01”购自苏卡诺聚合物公司的母料。另外，UV吸收剂可以与受阻胺光稳定剂(HALS)和抗氧化剂组合使用。示例性HALS包括可以商品名“CHIMASSORB 944”和“TINUVIN 123”购自巴斯夫的那些。示例性抗氧化剂包括以商品名“IRGANOX 1010”和“ULTRANOX 626”获得的那些，其也购自巴斯夫。
在选择的实施方案中，吸收层还吸收至少30％、40％、50％、60％、70％、80％或至少90％的波长在至少400nm和700nm之间的入射可见光。通常，不需要多层制品对可见光是透明的，因此可优选的是，吸收层吸收70％或更多的波长在至少400nm和700nm之间的入射可见光，以使从多层制品反射回来的可见光最小化。
在选择的实施方案中，吸收层反射至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％或至少90％的波长在至少400纳米和700纳米之间的入射可见光。
紫外反射镜包括多个低/高折射率膜层对，其中每个低/高折射率层对的组合光学厚度为其设计要反射的波段的中心波长的1/2。这类膜的叠层通常称为四分之一波长叠层。在一些实施方案中，不同的低/高折射率层对可具有不同的组合光学厚度，如需要宽带反射的光学膜的情况下。紫外反射镜中采用的材料优选地是耐紫外线辐射的。许多含氟聚合物和某些无机材料是耐紫外辐射的。
在本文所述的紫外反射镜的一些实施方案中，至少第一光学层包含无机材料(例如，氮氧化锆、氧化铪、氧化铝、氧化镁、氧化钇、氟化镧或氟化钕中的至少一者)，并且其中第二光学层包含无机材料(例如，二氧化硅、氟化铝、氟化镁、氟化钙、二氧化硅氧化铝氧化物或氧化铝掺杂二氧化硅中的至少一者)。示例性材料可购自例如俄亥俄州梅菲尔德高地的Materion公司(Materion Corporation,Mayfield Heights,OH)和比利时布鲁塞尔的Umicore公司(Umicore Corporation,Brussels,Belgium)。
在本文所述的紫外反射镜的一些实施方案中，至少第一光学层包含聚合物材料(例如，聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯四氟乙烯(ETFE)中的至少一者)，并且第二光学层包含聚合物材料(例如，共聚物(THV)或包含衍生自四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)和偏二氟乙烯(VDF)的亚单元的聚乙烯共聚物、包含衍生自四氟乙烯(TFE)和六氟丙烯(HFP)或全氟烷氧基烷烃(PFA)的亚单元的共聚物(FEP)中的至少一者)。
第二光学层可包含诸如以下材料中的至少一者的氟化共聚物材料：氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)；四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物(THV)；四氟乙烯、六氟丙烯或乙烯的共聚物。四氟乙烯与至少两种或甚至至少三种另外的不同共聚单体的可熔融加工的共聚物是特别有用的。
在一些实施方案中，第一光学层为含氟聚合物，并且第二光学层为含氟聚合物。此类实施方案所需的材料的示例包括ETFE/THV、PMMA/THV、PVDF/FEP、ETFE/FEP、PVDF/PFA和ETFE/PFA。在选择的实施方案中，至少第一光学层包含聚偏二氟乙烯或乙烯四氟乙烯(ETFE)中的至少一种，并且第二光学层包含四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物(THV)。
上述四氟乙烯和其他单体的示例性可熔融加工的共聚物包括可以商品名“DYNEONTHV 220”、“DYNEON THV 230”、“DYNEON THV 2030”、“DYNEON THV 500”、“DYNEON THV 610”和“DYNEON THV 815”购自明尼苏达州奥克代尔的丹尼昂有限责任公司(Dyneon LLC,Oakdale,MN)、以商品名“NEOFLON EFEP”购自日本大阪大金工业株式会社(DaikinIndustries,Ltd.,Osaka,Japan)、以商品名“AFLAS”购自日本东京的旭硝子玻璃有限公司(Asahi Glass Co.,Ltd.,Tokyo,Japan)的作为四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物获得的那些；以及以商品名“DYNEON ET 6210A”和“DYNEON ET 6235”购自丹尼昂有限责任公司、以商品名“TEFZEL ETFE”购自特拉华州威尔明顿的杜邦公司(E.I.duPont deNemours and Co.,Wilmington,DE)、和以商品名“FLUON ETFE”得自旭硝子玻璃有限公司的乙烯和四氟乙烯的共聚物。
本文所述的紫外反射镜可使用通用加工技术来制造，诸如通过共挤出具有不同折射率的交替聚合物层，例如如以下专利所述的聚合物层：美国专利5,882,774(Jonza等人)；6,045,894(Jonza等人)；6,368,699(Gilbert等人)；6,531,230(Weber等人)；6,667,095(Wheatley等人)；6783349(Neavin等人)；7,271,951B2(Weber等人)；7,632,568(Padiyath等人)；7,652,736(Padiyath等人)；以及7,952,805(McGurran等人)；和PCT公开WO 95/17303(Ouderkirk等人)和WO 99/39224(Ouderkirk等人)。
用于为紫外反射镜提供受控光谱的期望技术包括使用轴杆加热器控件，该控件具有例如如以下专利所述的共挤出聚合物层的层厚度值：美国专利6,783,349(Neavin等人)；通过使用层厚度测量工具，例如原子力显微镜(AFM)、透射型电镜、或扫描电镜，在制备期间适时地反馈层厚度分布；用于产生所需的层厚度分布的光学建模；以及基于在所测层分布与所需层分布之间的差值重复轴杆调节。
层厚分布控制的基本方法涉及根据目标层厚度分布和所测量层厚度分布的差异来调整轴棒区功率设置。调节给定反馈区中的层厚度值所需的轴杆功率的增加首先会以该加热器区中生成层的所得厚度的每纳米变化的热输入(瓦特)来校准。例如，使用针对275个层的24个轴杆区可以实现光谱的精确控制。一旦经过校准，就可以在给定目标分布和所测量分布的情况下计算所需的功率调整。重复该过程直至两个分布会聚。
反射在指定波长范围内的至少50％的入射UV光的本文所述紫外反射镜的层厚度分布(层厚度值)可以被调节为大致的线性分布，其中第一(最薄)光学层被调节为对190nm光具有约1/4波长光学厚度(折射率乘以物理厚度)并进展至最厚层，该最厚层可被调节为对240nm光或230nm光具有约1/4波长厚的光学厚度。
具有光学薄膜叠堆设计的电介质反射镜特别适用于此，该光学薄膜叠堆设计包含具有折射率对比度的无机电介质材料的交替薄层。近几十年来，它们用于UV、可见光、NIR和IR光谱区中的应用。根据所关注的光谱区，存在适用于该区域的特定材料。另外，对于涂布这些材料，使用两种形式的物理气相沉积(PVD)中的一种：蒸发或溅射。蒸发的涂层依赖于将涂层材料(蒸发剂)加热至其蒸发的温度。然后是蒸气在基底上的冷凝。对于蒸镀的电介质反射镜涂层，最常用电子束沉积工艺。溅射涂层使用高能气体离子来轰击材料(“目标”)表面，从而喷射原子，这些原子随后凝结在附近的基底上。根据使用的涂覆方法以及用于该方法的设置，薄膜涂覆速率和结构-特性关系将受到强烈影响。理想的是，涂布速率应足够高以允许可接受的工艺通过量和膜性能，其特征在于致密、低应力、无空隙、非光学吸收性涂层。
示例性实施方案可被设计为通过两种PVD方法在222nm处具有峰值反射率。例如，通过电子束沉积法，使用HfO2作为高折射率材料，使用SiO2作为低折射率材料来涂布分立基底。反射镜设计具有每种材料的“四分之一波长光学厚度”(qwot)的交替层，交替层被逐层地涂布，直到例如在11层之后，215nm处的反射率>95％。该反射峰的带宽为50nm左右。四分之一波长光学厚度是设计波长(此处215nm)除以4，或53.75nm。高折射率层(HfO2)的物理厚度为qwot与HfO2在215nm(2.35)或23.2nm处的折射率的商数。低折射率层(215nm处的折射率为1.42)(MgF2)的物理厚度为37.85nm。然后，涂布由HfO2和SiO2的交替层组成并被设计成在215nm处具有峰值反射率的薄膜叠层开始于：在23.2nm处，涂布层1HfO2。在电子束沉积中，使用四炉床蒸发源。每个炉床为圆锥形，并且用17cm3体积的HfO2块填进行填充。随着光束的灯丝电流以预先编程的方式稳定地增加，磁偏转的高电压电子束在材料表面上被光栅扫描。在预编程步骤完成后，将HFO2表面加热至约2500℃的蒸发温度，并且打开源快门，HfO2蒸气通量以硬币形分布从源出现并冷凝在源上方的基底材料上。为了提高涂层均匀度，基底夹持器在沉积期间旋转。在达到规定的涂层厚度(23.2nm)后，切断灯丝电流；快门关闭并且HfO2材料冷却。对于层2，然后将蒸发源旋转到包含MgF2块的炉床，并且开始类似的预编程加热过程。此处，当源快门打开时，MgF2表面温度为约950℃，并且在达到指定的涂层厚度(37.85nm)后，切断灯丝电流；快门关闭并且HfO2材料冷却。逐层继续该逐步过程，直到达到设计层的总数目。利用该光学设计，随着总层从3增加到11，所得峰值反射率相应地从3层处的40％增加到11层处的>95％。
任选地，可使用ZrON作为高折射率材料和SiO2作为低折射率材料，以连续卷对卷(R2R)方式来制备紫外反射镜。光学设计是相同类型的薄膜叠堆，两种材料的交替qwot层。对于在215nm处的折射率为3.1的ZrON，物理厚度目标为17.3nm。对于SiO2，此处从折射率为1.61的铝掺杂硅溅射靶溅射，靶厚度为33.3nm。第一层ZrON是从纯锆溅射靶DC溅射的氩、氧和氮的气体混合物中。虽然氩气是主要溅射气体，但设定氧气和氮气水平以实现透明性、低吸收率和高折射率。膜卷传送最初以预定速度开始，并且溅射源功率斜升至全操作功率，然后引入反应性气体，然后实现稳态条件。根据要涂覆的膜的长度，该过程继续进行，直到实现总足迹。此处，由于溅射源与正被涂覆的膜正交且宽于正被涂覆的膜，因此涂层厚度的均匀度相当高。在达到所需长度的涂覆膜时，将反应性气体设定为零，并将靶溅射至纯Zr表面状态。接下来反转膜方向，并且硅(掺杂铝)旋转对的溅射靶具有在氩溅射气氛中施加的AC频率(40kHz)功率。在达到稳态时，引入氧气反应性气体以提供透明性和低折射率。在预定工艺设置和线速度下，将第二层涂覆在对于层一涂覆的长度上。同样，由于这些溅射源也正交于并宽于被涂布的膜，因此涂层厚度的均匀度相当高。在达到所需长度的涂覆膜之后，移除反应性氧并且在氩气中将靶溅射至纯硅(掺杂铝)表面状态。根据峰值反射率目标，以该顺序涂覆三至五或七或九或十一或十三层。完成后，移除膜卷用于后加工。
对于这些无机涂层的制造，电子束工艺最适于涂布离散部件。尽管一些腔室已显示出R2R膜涂布，但逐层涂布顺序仍是必要的。对于膜的R2R溅射，有利的是使用具有位于一个或可能两个涂布筒周围的多个源的溅射***。此处，对于十三个层的光学叠堆设计，具有交替的高折射率层和低折射率层的双或甚至单次机器将是可行的。需要多少机器通过将取决于机器设计、成本、十三个连续源的实用性等。另外，涂覆速率将需要与单膜线速度匹配。
优选地，以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，紫外反射镜反射至少80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或至少98％的波长范围为从200纳米至230纳米的入射紫外光。用于形成紫外反射镜的材料组合的选择取决于例如所需的将被反射的带宽。在第一光学层聚合物与第二光学层聚合物之间的折射率差值越大，所形成的光学功率就越大，从而实现了每层对更大的反射带宽。出于膜厚度、柔性和经济性的原因，光学层的数目被选择为利用最小数目的层来获得所需的光学性质。就反射膜如反射镜而言，层数优选小于约2,000，更优选小于约1,000，并且甚至更优选小于约750。在一些实施方案中，层数为至少100、125、150、175或至少200。然而，氧化锆的折射率如此之高，使得当采用氧化锆或氮氧化锆时，需要少得多的光学层数，例如可能需要50个光学层或更少、40、30、20或15个光学层或更少；以及3个光学层或更多、5、7或10个光学层或更多。
在一些实施方案中，紫外反射镜在0°的入射光角度(例如，法向入射)处具有反射光谱，该反射光谱在倾斜角度(例如，15°、30°、45°、60°或75°)处偏移至较短波长。因此，可以制备具有法向入射光谱的紫外反射镜，使得在期望的入射角下，紫外反射镜反射190nm至240nm范围内的紫外光。任选地，将中间光学元件(例如棱镜、遮板等)置于紫外反射镜与UVC光源之间，以改变或限制由UVC光源所发射的光在到达紫外反射镜的外表面之前的入射角。此外，可以形成紫外反射镜的外表面的形状，使得针对紫外反射镜的各种位置，维持该入射角。
在一些实施方案中，以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，紫外反射镜吸收至少30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、至少95％或至少98％的波长在至少400nm和700nm之间的入射可见光。任选地，颜料或染料可以包括在紫外反射镜中以吸收一个或多个400nm至700nm的波长。合适的颜料可包括比如金属氧化物，诸如例如氧化锑锡、氧化铟锡、氧化铯、氧化铁和氧化亚铜。如上关于吸收层所述，通常不需要多层制品对可见光是透明的，因此可优选的是，紫外反射镜吸收30％或更多的波长在至少400nm和700nm之间的入射可见光，以使从多层制品反射回来的可见光最小化。
参见图1A和图1B，提供了两个示例性多层制品10的示意性剖视图，每个多层制品包括紫外反射镜5，该紫外反射镜包括第一光学层12A、12B、12N、第二光学层13A、13B、13N以及与紫外反射镜相邻的吸收层14。
在一些实施方案中，吸收层14的主表面与紫外反射镜5的主表面直接接触。在其他实施方案中，多层制品10包括设置在吸收层14与紫外反射镜5之间的气隙11，如图所示。比如，通过将吸收层的边缘粘到紫外反射镜上，可获得气隙。使用粘胶将两层附接起来也实现了使用形状与吸收层形状不同的紫外反射镜。
参见图1A，多层制品10任选地还包括与吸收层14相邻的粘合剂层15，其中吸收层14设置在紫外反射镜5与粘合剂层15之间。粘合剂可用于将多层制品附接到基底(例如，墙壁、天花板、装置外壳等)上。此类任选的粘合剂层可包含任何粘合剂(例如，热固性粘合剂、热熔融粘合剂和/或压敏粘合剂)。如果存在，任选的粘合剂层优选地包含压敏粘合剂。在一些实施方案中，粘合剂可耐受紫外线辐射损坏。通常耐紫外线辐射损坏的示例性粘合剂包括有机硅粘合剂和含有UV稳定/阻断添加剂的丙烯酸类粘合剂，例如，如上文所述。任选的粘合剂层可包含导热颗粒以助于热传递。示例性导热颗粒包括氧化铝颗粒、氧化铝纳米颗粒、氢氧化铝、铝涂层玻璃珠、金属硅化物、石墨、石墨烯、碳纳米管、六方氮化硼颗粒和凝聚物(例如，以3M BORON DINITRIDE购自3M公司(3M Company))、石墨烯颗粒、氧化石墨烯颗粒、金属颗粒、以及它们的组合。此外，与任选粘合剂层一起使用的任选可剥离内衬可包括例如聚烯烃膜、含氟聚合物膜、带涂层的PET膜、或硅化膜或纸材。
参见图1B，多层制品任选地还包括与吸收层14的主表面4相邻并且与紫外反射镜5相背的传热层16、多个传热翅片17、或多个传热销17中的一者或多者。构成传热层、翅片和/或销的合适材料包括金属，例如铝、银、金、铜、镍、铁、钢或钛。传热层、多个传热翅片或多个传热销可包括填充有导热颗粒的聚合物，这些导热颗粒包括：氧化铝颗粒、氧化铝纳米颗粒、氢氧化铝、铝涂层玻璃珠、金属硅化物、石墨、石墨烯、碳纳米管、六方氮化硼颗粒和凝聚物(例如，以3MBORON DINITRIDE购自3M公司)、石墨烯颗粒、氧化石墨烯颗粒、金属颗粒、以及它们的组合。
再次参考图1A和图1B中的每个图，提供了另外的任选特征。比如，在一些实施方案中，紫外反射镜5的(例如，外)主表面可包括多个从主表面突出的非平面特征19。非平面特征的任何形状可以是合适的(例如，棱柱形、脊状、线性和/或弯曲的多边形)。在所示实施方案中，非平面特征19具有三棱柱的形状。此类非平面特征可以在其一些或全部表面上是微结构的和/或纳米结构的；例如，如PCT国际专利公开WO 2019/130198(Hebrink等人)所述。在一些实施方案中，纳米结构可以叠加在紫外反射镜表面上的微结构上。微结构可被布置为一系列交替的微峰和微空间。微峰之间的微空间的尺寸和形状可减轻污垢颗粒对微峰的粘附。纳米结构可被布置为设置在至少微空间上的至少一系列纳米峰。微峰可能比纳米峰更耐用于环境效应。由于微峰仅由微空间间隔开，并且微空间显著高于纳米峰，因此微峰可用于保护微空间表面上的纳米峰免受磨损。此外，通过散射从紫外反射镜反射的UVC光，非平面特征可充当光漫射结构。
在一些实施方案中，紫外反射镜可包括专门用于提供光漫射的结构，比如，当反射光被引导到人可能存在的区域(例如，房间)之中时。此类光漫射结构可通过包括无机颗粒来提供。例如，每个结构可对应于一个无机颗粒。这些无机颗粒可分散在紫外反射镜的至少一个层内或设置在至少一个层上。该无机颗粒可包括二氧化钛、二氧化硅、氧化锆或氧化锌。该无机颗粒可为小珠或微珠形式。该无机颗粒可由陶瓷材料、玻璃或它们的各种组合形成。在一些实施方案中，无机颗粒的有效D90粒度为至少1(在一些实施方案中，至少3、5、6、7、8、9、10、或甚至至少20)微米。在一些实施方案中，该无机颗粒具有至多40(在一些实施方案中，至多25、20、15、14、13、12、11、10、9、或甚至至多8)微米的有效D90粒度。表面结构也可包括交联的聚合物珠，诸如以商品名“CHEMISNOW”购自日本东京索肯化学工程公司(SokenChemical Engineering Company，Tokyo，Japan)的聚合物珠。如NIST“粒度特性”(ParticleSize Characterization)中所定义，ASTM B15-96将D90描述为其中90％的样品质量具有直径小于该值的颗粒的截距。例如，10微米的D90规定90％的样品质量包括直径小于10微米的颗粒。
在一些实施方案中，吸收层14包括连续金属涂层或层18。合适的涂层或层厚度包括50nm或更大、55nm、60nm、65nm、70nm或75nm或更大；以及100nm或更小、95nm、90nm、85nm、或80nm或更小。在一些实施方案中，连续金属涂层或层是整个吸收层14，而在图1A和图1B所示的实施方案中，连续金属涂层或层与聚合物吸收材料组合使用。在一些实施方案中，吸收层包括设置在聚合物基质(未示出)中的金属颗粒。金属颗粒的尺寸没有特别限制，并且金属颗粒的平均粒度可以在10nm至10000nm(10微米)范围内。用作涂层、层或多个颗粒的合适金属包括银、金、铜、镍或钛中的一种或多种。在某些实施方案中使用金属可增加对波长为至少400nm和700nm之间的入射光(例如，可见光)的吸收。此外，金属可以散射或吸收有害的UV辐射，从而减少对热塑性塑料的损伤。美国专利5,504,134(Palmer等人)比如描述了通过使用尺寸在约0.001微米至约0.2微米范围内(在一些实施方案中，在约0.01微米至约0.15微米范围内)的金属氧化物颗粒来减弱因紫外线辐射引起的聚合物基底降解。美国专利5,876,688(Laundon)描述了一种制备微粉化氧化锌的方法，该微粉化氧化锌足够小从而在作为UV阻挡剂和/或散射剂掺入进油漆、涂料、面漆、塑料制品、化妆品等等中时是透明的，微粉化氧化锌非常适合在本发明中使用。这些可以减弱UV辐射的粒度在10nm至100nm范围内的细小颗粒(诸如，氧化锌和氧化钛)可购自例如美国新泽西州南平原镇的Kobo Products公司(Kobo Products,Inc.(South Plainfield,NJ)。阻燃剂也可作为添加剂掺入吸收层中。
***
在第二方面，本公开提供了一种***。该***包括：
a)宽带UVC光源；和
b)第一方面的多层制品。
参考图2，提供了示例性***200的示意性剖视图。该***包括宽带UVC光源220以及根据上文详述的第一方面的任何实施方案的多层制品210。如上所述，“UVC”是指波长范围为从100nm和280nm之间的光。与提供更小波长段(例如，如可由发光二极管(LED)光源所提供的波长段)相反，宽带UVC光源提供了30nm或更大的该C波长范围内的波长段。
在图2所示的实施方案中，多层制品210包括直接附接到紫外反射镜205上的吸收层214。此外，多层制品210包括中空非平面形状。通常，在根据本公开的***中，宽带UVC光源220被构造成将光引导到多层制品210的紫外反射镜205处。这允许紫外反射镜205反射回期望波长范围(例如，190nm至240nm)内的光，同时透射至吸收层214以及/或者吸收波长大于该范围的最大值(例如，大于240nm)的光。优选地，也直接暴露于来自宽带UVC光源的光发射量之中的任何材料位于距宽带UVC光源至少3厘米(cm)、3.25cm、3.5cm、3.75cm或至少4cm处，以使在未被紫外反射镜205反射的各波长的光中的暴露量最小化。
在***的一个示例性实施方案中，UVC准直器可提供有反射200nm和至多240nm(例如，230nm、235nm或240nm)的波长的UVC反射镜和吸收230nm或更大至400nm的波长的吸收层。在一种用途中，该***可用于人将出现的房间。在此类实施方案中，可以将多层制品附接到天花板(即，利用设置在天花板与紫外反射镜之间的吸收层)，并且准直器以一定角度朝天花板向上倾斜。例如，可以将准直器附接到房间的墙壁上。然后，波长为200nm至230nm(或至235nm或240nm)的光从多层制品的紫外反射镜向下反射到人身上。在邻近天花板的UVC反射镜膜上，可提供光漫射表面结构，以将波长为200nm至230nm的UVC光更均匀地分布在整个房间中。
更具体地，该***包括UVC准直器、宽带UVC光源、以及包括UVC反射镜和吸收层的多层制品。多层制品邻近房间的天花板设置，并且UVC准直器被构造成准直来自宽带UVC光源的光并以一定角度将准直光导向邻近天花板的多层制品的UVC反射镜。吸收层吸收至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长为至少230纳米和400纳米之间的入射紫外光。吸收层包括一个主表面，并且紫外反射镜与吸收层的主表面相邻。紫外反射镜由至少多个交替的第一光学层和第二光学层组成，第一光学层和第二光学层共同反射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从200nm至230纳米、235nm或240nm的入射紫外光，并且共同透射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从大于230纳米、大于235nm或大于240nm至400纳米的入射紫外光。光准直器可被设计成准直来自点光源的光，可使用抛物线(椭圆)反射光学元件进行准直(聚焦)。主要要求是光源位于光学元件的焦点附近，并且与光学元件的尺寸相比，光源相对较小。光集中器可利用由椭圆的一部分产生的旋转曲面来设计，其中光源位于椭圆的一个焦点处，并且目标位于椭圆的另一个焦点处。一个焦点处的光源朝向椭圆的最近顶点照射。用于生成旋转曲面的椭圆的截面是由光源处的正焦弦和距光源最近的顶点所限定的截面。正焦弦必须大于光源，使得集中器可收集来自光源的大部分光。如果光源和目标为点，则来自光源的所有光将在目标处收集。
来自点光源的光可使用抛物线(椭圆)反射光学元件进行准直(聚焦)，并且一种适用于该***的准直器包括抛物线准直器。主要要求是光源位于光学元件的焦点附近，并且与光学元件的尺寸相比，光源相对较小。在大多数应用中，必须出于实际考虑因素来设计光学元件，诸如光源的大小和光学元件的允许空间量。给定源直径Ds(1D中的宽度)以及由高度Hv和直径Dv(1D中的宽度)组成的设计体积，可以推导出接近最佳抛物线反射器的形状的公式：
y＝a*(x+b)2+偏移
其中a＝Hv/((Dv/2)2-(Ds/2)2)，b＝-Dv/2，并且偏移＝-a*(Ds/2)2；
还需要选择Hv和/或Dv，使得抛物线的焦点与光源的位置[x＝Dv/2,y＝0]重合，这通过选择以下项来实现：
Hv＝((Dv/2)2-(Ds/2)2)/Ds
考虑到***的物理约束条件，所得的光学元件几乎是最佳的。遵循集光率守恒原理，准直量与(Dv/Ds)2成比例，其中所得较高设计体积为较大准直。该光学元件的截止角度由下式给出：
Theta＝+/-atan((Dv/2+Ds/2)/Hv)
在***的另一示例性实施方案中，UVC反射腔室可提供有反射200nm和至多240nm(例如，230nm、235nm或240nm)的波长的UVC反射镜和吸收230nm或更大至400nm的波长的吸收层。在一种用途中，该***可用于人将出现的房间。在此类实施方案中，可以将多层制品附接到天花板(即，利用设置在天花板与紫外反射镜之间的吸收层)，并且该腔室以一定角度朝天花板向上倾斜。例如，可以将UVC反射腔室附接到房间的墙壁上。然后，波长为200nm至230nm(或至235nm或240nm)的光从多层制品的紫外反射镜向下反射到人身上。该***包括UVC反射腔室、宽带UVC光源、以及包括UVC反射镜和吸收层的多层制品。多层制品邻近房间的天花板设置，并且UVC腔室被构造成引导来自宽带UVC光源的光并以一定角度将UVC光导向邻近天花板的多层制品的UVC反射镜。吸收层吸收至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长为至少230纳米和400纳米之间的入射紫外光。吸收层包括一个主表面，并且紫外反射镜与吸收层的主表面相邻。紫外反射镜由至少多个交替的第一光学层和第二光学层组成，第一光学层和第二光学层共同反射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从200nm至230纳米、235nm或240nm的入射紫外光，并且共同透射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从大于230纳米、大于235nm或大于240nm至400纳米的入射紫外光。在邻近天花板的UVC反射镜膜上，可提供光漫射表面结构，以将波长为200nm至230nm的UVC光更均匀地分布在整个房间中。
适用的宽带UVC光源包括低压汞灯、中压汞灯、氙弧灯或准分子灯中的任一种。合适的低压汞灯包括可从德国哈瑙市的贺利氏特种光源公司(Heraeus-Noblelight，Hanau，Germany)商购获得的低压汞灯，包括低压汞合金灯。例如，低压汞灯可提供约254nm处的峰值发射率以及约245nm及以下以及约260nm及以上波长处的最小发射率。合适的中压汞灯包括可从美国俄亥俄州西尔韦尼亚的海利斯石英美国公司(Helios Quartz Americas(Sylvania，OH))商购获得的中压汞灯。将214型石英套管或合成石英套管与中压汞灯一起采用可将200nm处的发射量分别增加至51％或89％。尽管中压汞灯的峰值发射率在大约320nm处，但是中压汞灯是多色的并且也具有在约245nm和约300nm之间(比如约265nm处)的若干显著发射率峰值以及在约210nm和约240nm之间的宽发射带率。
合适的氙弧灯可从美国伊利诺伊州芝加哥的亚太拉斯材料测试技术有限公司(Atlas Material Testing Technology，Inc.(Chicago，IL))、美国加利福利亚尔湾市的理波公司(Newport(Irvine，CA))和美国得克萨斯州圣安东尼奥市的Xenex公司(Xenex(SanAntonio，TX))商购获得。氙弧灯往往具有在约200nm和250nm之间某处开始且延伸超过800nm的宽发射光谱，其中一些小峰在约475nm和约775nm处。
准分子紫外光源的示例包括：诸如可从美国新罕布什尔州萨默斯沃思的Sterilray公司(Sterilray,Somersworth,NH)(例如，在222nm处具有发射峰值的氯化氪UVC灯)、美国马萨诸塞州的欧司朗公司(Osram,Massachusetts,United States)、德国哈瑙市的贺利氏特种光源公司(Heraeus-Noblelight,Hanau,Germany)、日本东京的优志旺公司(Ushio,Tokyo,Japan)商购获得的那些和描述于Kogelschatz,Applied Surface Science,54(1992),410-423中(Kogelschatz，《应用表面科学》，第54卷，1992年，第410-423页)的那些的灯，诸如描述于EP专利申请521,553(转让给飞利浦(N.V.Philips))中描述的那些)；购自日本滨松市的滨松公司的氘灯；微波驱动的灯，诸如在Kitamura et al.,AppliedSurface Science,79/80(1994),507-513(Kitamura等人，《应用表面科学》，1994年，第79/80卷，第507-513页)和DE 4302555 A1(转让给富讯***(Fusion Systems))中描述的那些；以及如Tech.Phys,39(10),1054(1994)(《物理技术》，第39卷，第10期，第1054页，1994年)中描述的通过用紫外预电离体积放电泵激的准分子灯。准分子紫外光源常常包含溴化氪或氯化氪。例如，氘灯通常具有在约200nm和约280nm之间显示出宽峰带宽，然后在约280nm至约700nm之间拖尾的发射光谱。
装置
在第三方面，本公开提供了一种装置。该装置包括：
a)腔室，该腔室包括至少一个壁；
b)宽带UVC光源，该宽带UVC光源位于腔室内；
c)吸收层，该吸收层与腔室的至少一个壁相邻；和
d)紫外反射镜，该紫外反射镜在腔室内位于宽带UVC光源与吸收层之间，其中紫外反射镜由至少多个交替的第一光学层和第二光学层组成，第一光学层和第二光学层以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同反射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从190纳米、195nm或200nm至230纳米、235nm或240nm的入射紫外光；并且以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同透射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从大于230纳米、大于235nm或大于240nm至400纳米的入射紫外光，
其中至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的透射通过紫外反射镜且波长在至少230纳米和400纳米之间的紫外光在腔室中被吸收。因此，穿过紫外反射镜的大于230nm和400nm范围内的波长可在腔室内来回反弹，直到它们中的至少50％最终被吸收层和/或腔室壁吸收。然而，在一些实施方案中，吸收层吸收至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长在至少230纳米和400纳米之间的入射紫外光。
紫外反射镜和吸收层是根据上文详述的第一方面的多层制品的这些部分的任一实施方案。宽带UVC光源是根据上文详述的第二方面的宽带UVC光源的任一实施方案。
在一些实施方案中，装置的腔室为以下形式：包括了用UVC光来照亮装置内部和装置内容物的宽带UVC光源的机柜或外壳。该装置可以是例如正方形、矩形、圆锥形、抛物线形、椭圆形、球形、或各形状的组合，并且包括存在于其内部区域中的紫外反射镜。在UVC光被预期的微生物吸收之前，UV反射往往使所需波长的UVC光的吸收量最小化。
参考图3，提供了一个示例性装置300的示意性剖视图。装置300包括：腔室330，该腔室包括至少一个壁332；宽带UVC光源320，该宽带UVC光源位于腔室330内；吸收层314，该吸收层与腔室330的至少一个壁332相邻；和紫外反射镜305，该紫外反射镜在腔室330内位于宽带UVC光源320与吸收层314之间。通常，宽带UVC光源320被定位和/或构造为将光引导至紫外反射镜305处。
在该实施方案中，吸收层314被构造成遵循至少一个壁332的轮廓，例如邻近至少一个壁332设置。在一些情况下，吸收层314与至少一个壁332直接相邻。任选地，吸收层314可诸如通过使用粘合剂或其他紧固手段附接到至少一个壁332上。另外，在该实施方案中，紫外反射镜305被定位成与吸收层314分开且间隔开。紫外反射镜305也具有与吸收层314不同的形状，如图3所示，其中紫外反射镜305具有圆形形状并且吸收层具有方形形状。
构成腔室330的至少一个壁332的材料没有特别限制，并且可以包括比如金属、塑料、陶瓷(包括玻璃)、混凝土或木材。在某些实施方案中，至少一个壁332由耐热或传热材料形成，该耐热或传热材料可耐受通过吸收来自腔室330内的宽带UVC光源的某些波长的光而生成的热量。常常，腔室被构造成被封闭以包含在腔室内所反射的各波长的光，诸如通过包括进入端口或门，该进入端口或门可以打开以***或移除材料并且可以关闭以关闭和/或密封腔室。当材料是液体或气体形式时(例如，在不同于固体的相中)，该腔室可以被构造成允许将材料泵送(或以其他方式运输)入和出该腔室以供消毒。
装置300被示出为包含材料340，反射波长为190nm和230nm之间的光可被引导至该材料，例如以对至少一部分材料340消毒。此类反射波长被示意性地描绘为腔室中指向材料340的至少一个表面的虚线箭头。优选地，也直接暴露于来自宽带UVC光源的光发射量之中的任何材料位于距宽带UVC光源至少3厘米(cm)、3.25cm、3.5cm、3.75cm或至少4cm处，以使在未被紫外反射镜305反射的各波长的光之中的暴露量最小化。可使用示例性腔室来消毒的一些示例性材料包括比如医疗器械、卫生制品、空气、液体(例如水或饮料)、过滤介质、食物制备装置(例如表面、切割装置、混合装置或烹饪装置)和多孔薄膜。
在未与装置300一起示出的另选实施方案中，紫外反射镜和吸收层可以彼此相邻以及/或者具有基本上相同的形状(例如，类似于图2所示的紫外反射镜205和吸收层214)。
方法
在第四方面，本公开提供了一种对至少一种材料消毒的方法。该方法包括：
a)获得根据第二方面的***或根据第三方面的装置；
b)将来自宽带UVC光源的UVC光引导至紫外反射镜处；以及
c)将至少一种材料暴露于波长范围为从190纳米至240纳米的紫外光中，该紫外光通过紫外反射镜朝至少一种材料反射。
该***是根据上文详述的第二方面的***的任一实施方案。该装置是根据上文详述的第三方面的装置的任一实施方案。宽带UVC光源是根据上文详述的第二方面的宽带UVC光源的任一实施方案。
在某些实施方案中，执行上述步骤c)，直至与步骤c)之前存在的至少一种微生物的量相比，实现了至少一种材料之上或之内的至少一种微生物的log 2、log 3、log 4或更大的减少。如本文所用，术语“微生物”是指具有适合于分析或检测的遗传材料的任何细胞或颗粒(包括，例如细菌、酵母、病毒和细菌内生孢子)。对数减少值(LRV)可以如下测定：经由示例性方法，测量在消毒之前存在于材料之上或之内的微生物菌落数；使用该方法对材料消毒；测量在消毒之后存在于材料之上或之内的菌落数；然后基于所获得的菌落计数，计算LRV。测量材料之上或之内菌落形成单位(cfu)数目的方法将基于特定材料形式而变化。比如，可以擦拭固体，并且对液体或气体进行体积采样(并且如果必要的话进行浓缩)。可测量cfus，例如，使用基于培养的检测法、成像检测法、基于荧光的检测法、比色检测法、免疫检测法、基因检测法、或基于生物发光的检测法。然后使用以下公式来计算LRV：
LRV＝(cfu对数/消毒前材料的面积或体积)-(cfu的对数/消毒后材料的面积或体积)
图4提供了示例性方法的流程图，包括：步骤410，获得***或设备；步骤420，将来自宽带UVC光源的UVC光引导至紫外反射镜处；和步骤430，将至少一种材料暴露于波长范围为从190纳米至230纳米的紫外光中，紫外光通过紫外反射镜朝至少一种材料反射。通常，至少一种材料包括固体、液体或气体中的至少一种。将该装置用于该方法之中时，至少一种材料在暴露于UVC光之中时通常位于装置腔室内。如上所述，在一些情况下，优选的是，将材料暴露于波长为190nm或更大、195nm或200nm或更大至230nm、235nm或240nm的紫外光中。
在优选的实施方案中，在该方法期间，将一种或多种材料暴露于由宽带UVC源发射的10％、8％、6％、5％、4％、3％、2％或1％或更少的波长大于230纳米、235nm或240nm至400纳米的紫外光中。这通过吸收层和/或腔室对那些波长的有效吸收来实现，使得90％或更多的波长为大于230纳米、235nm或240nm至400纳米的紫外光被吸收，而不是在该方法期间被引导至材料和/或朝该材料反射。
示例性实施方案
在第一实施方案中，本公开提供了一种多层制品。多层制品包括a)吸收层，该吸收层吸收至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长在至少230纳米和400纳米之间的入射紫外光，吸收层包括主表面；和b)紫外反射镜，该紫外反射镜与吸收层的主表面相邻。紫外反射镜由至少多个交替的第一光学层和第二光学层组成，第一光学层和第二光学层以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同反射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从190纳米、195nm或200nm至230纳米、235nm或240nm的入射紫外光；并且以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同透射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从大于230纳米、大于235nm或大于240nm至400纳米的入射紫外光。
在第二实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案所述的多层制品，其中吸收层包含有机硅热塑性材料、含氟聚合物、它们的共聚物或它们的共混物。
在第三实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案或第二实施方案所述的多层制品，其中吸收层包含含氟聚合物(共)聚合物，该含氟(共)聚合物包含聚合单元，这些聚合单元衍生自一种或多种选自以下项的单体：四氟乙烯、六氟丙烯、偏二氟乙烯、全氟烷氧基烷烃、或它们的组合。
在第四实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第三实施方案中任一项所述的多层制品，其中吸收层还包含以下中的一者或多者：紫外辐射吸收剂、紫外辐射散射剂、受阻胺光稳定剂、抗氧化剂、颜料或它们的组合。
在第五实施方案中，本公开提供了根据第四实施方案所述的多层制品，其中紫外辐射吸收剂包括炭黑、二氧化钛、氧化锌、二氧化铯或二氧化锆中的至少一种。
在第六实施方案中，本公开提供了根据第四实施方案或第五实施方案所述的多层制品，其中紫外辐射吸收剂包括苯并***化合物、二苯甲酮化合物、三嗪化合物或它们的组合。
在第七实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第六实施方案中任一项所述的多层制品，其中吸收层包含连续金属涂层或层。
在第八实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第六实施方案中任一项所述的多层制品，其中吸收层包含设置在聚合物基质中的金属颗粒。
在第九实施方案中，本公开提供了根据第七实施方案或第八实施方案所述的多层制品，其中金属选自银、金、铜、镍和钛。
在第十实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第九实施方案中任一项所述的多层制品，其中吸收层吸收至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％或至少90％的波长在至少400纳米和700纳米之间的入射可见光。
在第十一实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第十实施方案中任一项所述的多层制品，其中至少第一光学层包含氮氧化锆、氧化铪、氧化铝、氧化镁、氧化钇、氟化镧或氟化钕中的至少一者，并且其中第二光学层包含二氧化硅、氟化铝、氟化镁、氟化钙、二氧化硅氧化铝氧化物或氧化铝掺杂二氧化硅中的至少一者。
在第十二实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第十实施方案中任一项所述的多层制品，其中至少第一光学层包含聚偏二氟乙烯或聚乙烯四氟乙烯中的至少一者，并且其中第二光学层包含氟化乙烯丙烯(FEP)，或四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物。
在第十三实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第十二实施方案中任一项所述的多层制品，其中紫外反射镜：以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，吸收至少30％、至少80％、至少90％、至少95％或至少98％的波长在至少400纳米和700纳米之间的入射可见光。
在第十四实施方案中，本公开提供了根据第十三实施方案所述的多层制品，其中紫外反射镜包含颜料或染料。
在第十五实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第十四实施方案中任一项所述的多层制品，其中紫外反射镜：以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，反射至少80％、至少90％、至少95％或至少98％的波长范围为从190纳米、195nm或200nm至230纳米、235nm或240nm(优选190nm至230nm、200nm至240nm、或200nm至230nm)的入射紫外光。
在第十六实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第十五实施方案中任一项所述的多层制品，还包括与吸收层相邻的粘合剂层，其中吸收层设置在紫外反射镜与粘合剂层之间。
在第十七实施方案中，本公开提供了一种根据第一实施方案至第十六实施方案中任一项所述的多层制品，其中紫外反射镜直接附接到吸收层。
在第十八实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第十六实施方案中任一项所述的多层制品，其中紫外反射镜通过气隙与吸收层分离。
在第十九实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第十八实施方案中任一项所述的多层制品，还包括与吸收层的主表面相邻并与紫外反射镜相背的传热层、多个传热翅片或多个传热销中的至少一者。
在第二十实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第十九实施方案中任一项所述的多层制品，还包括中空非平面形状。
在第二十一实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第二十实施方案中任一项所述的多层制品，其中紫外反射镜的主表面包括多个从主表面突出的非平面特征。
在第二十二实施方案中，本公开提供了一种***。该***包括a)宽带UVC光源；和b)根据第一实施方案至第二十一或第三十六实施方案中任一项所述的多层制品。
在第二十三实施方案中，本公开提供了根据第二十二实施方案所述的***，其中宽带UVC光源是低压汞灯、中压汞灯、氘弧灯、氙弧灯或准分子灯。
在第二十四实施方案中，本公开提供了根据第二十二实施方案或第二十三实施方案所述的***，其中宽带UVC光源被构造成将光引导到多层制品的紫外反射镜处。
在第二十五实施方案中，本公开提供了一种装置。该装置包括：a)腔室，该腔室包括至少一个壁；b)宽带UVC光源，该宽带UVC光源位于腔室内；c)吸收层，该吸收层与腔室的至少一个壁相邻；和d)紫外反射镜，该紫外反射镜在腔室内位于宽带UVC光源与吸收层之间。紫外反射镜由至少多个交替的第一光学层和第二光学层组成，第一光学层和第二光学层以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同反射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从190纳米、195nm或200nm至230纳米、235nm或240nm的入射紫外光；并且以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同透射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从大于230纳米、大于235nm或大于240nm至400纳米的入射紫外光。至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的透射通过紫外反射镜且波长在至少230纳米和400纳米之间的紫外光在腔室中被吸收。
在第二十六实施方案中，本公开提供了根据第二十五实施方案所述的装置，其中吸收层吸收至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长在至少230纳米和400纳米之间的入射紫外光。
在第二十七实施方案中，本公开提供了根据第二十五实施方案或第二十六实施方案所述的装置，其中宽带UVC光源被构造成将光引导至紫外反射镜处。
在第二十八实施方案中，本公开提供了根据第二十五实施方案至第二十七实施方案中任一项所述的装置，其中紫外反射镜和吸收层彼此分离。
在第二十九实施方案中，本公开提供了根据第二十五实施方案至第二十八实施方案中任一项所述的装置，其中吸收层与腔室的至少一个壁直接相邻。
在第三十实施方案中，本公开提供了一种对至少一种材料消毒的方法。该方法包括：a)获得根据第二十二实施方案至第二十四实施方案中任一项所述的***或根据第二十五实施方案至第二十九实施方案中任一项所述的装置；b)将来自宽带UVC光源的UVC光引导至紫外反射镜处；以及c)将至少一种材料暴露于波长范围为从190纳米至240纳米的紫外光中，紫外光通过紫外反射镜朝至少一种材料反射。
在第三十一实施方案中，本公开提供了根据第三十实施方案所述的方法，其中至少一种材料包括固体、液体或气体中的至少一种。
在第三十二实施方案中，本公开提供了根据第三十实施方案或第三十一实施方案所述的方法，其中至少一种材料位于装置的腔室内。
在第三十三实施方案中，本公开提供了根据第三十实施方案至第三十二实施方案中任一项所述的方法，其中执行步骤c)，直至与步骤c)之前存在的至少一种微生物的量相比，实现了至少一种材料之上或之内的至少一种微生物的log 2、log 3、log 4或更大的减少。
在第三十四实施方案中，本公开提供了根据第三十实施方案至三十三实施方案中任一项所述的方法，其中将至少一种材料暴露于由宽带UVC源发射的10％、8％、6％、5％、4％、3％、2％或1％或更少的波长在大于230纳米至400纳米之间的紫外光中。
在第三十五实施方案中，本公开提供了一种***。该***包括UVC准直器、宽带UVC光源、以及包括UVC反射镜和吸收层的多层制品。多层制品邻近房间的天花板设置，并且UVC准直器被构造成准直来自宽带UVC光源的光并以一定角度将准直光导向邻近天花板的多层制品的UVC反射镜。吸收层吸收至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长为至少230纳米和400纳米之间的入射紫外光。吸收层包括一个主表面，并且紫外反射镜与吸收层的主表面相邻。紫外反射镜由至少多个交替的第一光学层和第二光学层组成，第一光学层和第二光学层：共同反射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从200nm至230纳米、235nm或240nm的入射紫外光；并且以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同透射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从大于230纳米、大于235nm或大于240nm至400纳米的入射紫外光。
在第三十六实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第九实施方案或第十一实施方案至第二十一实施方案中任一项所述的多层制品，其中吸收层反射至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％或至少90％的波长在至少400纳米和700纳米之间的入射可见光。
以下实施例进一步说明了本发明的优点和实施方案，但是这些实施例中所提到的具体材料及其量以及其他条件和细节均不应被解释为是对本发明的不当限制。除非另外指明，否则所有份数和百分比均按重量计。
实施例
实施例1
反射波长范围为从200nm至240nm的UVC反射镜通过如下方式来制作：将具有含HfO2的第一光学层和含SiO2的第二光学层的无机光学叠层蒸气涂布到100微米(4密耳)厚的含氟聚合物膜(以商品名“NOWOFLON THV 815”购自德国锡格斯多夫(Siegsdorf,Germany)的Nowofol Kunststoffprodukte GmbH&Co.KG)上。更具体地，由HfO2和SiO2的交替层组成且被设计成在200nm处具有峰值反射率的薄膜叠层开始于：在23.5nm处，涂布层1HfO2。在电子束沉积中，使用四炉床蒸发源。每个炉床为圆锥形，并且用17cm3体积的HfO2块填进行填充。随着光束的灯丝电流以预先编程的方式稳定地增加，磁偏转的高电压电子束在材料表面上被光栅扫描。在预编程步骤完成后，将HfO2表面加热至约2500℃的蒸发温度，并且打开源快门，HfO2蒸气通量以硬币形分布从源出现并冷凝在源上方的基底材料上。为了提高涂层均匀度，基底夹持器在沉积期间旋转。在达到规定的涂层厚度(23.5nm)后，切断灯丝电流；快门关闭并且HfO2材料冷却。对于层2，然后将蒸发源旋转到包含SiO2块的炉床，并且开始类似的预编程加热过程。此处，当源快门打开时，SiO2表面温度为约950℃，并且在达到指定的涂层厚度(34.2nm)时，切断灯丝电流；快门关闭并且SiO2材料冷却。逐层继续该逐步过程，直到达到11层的总数目。用分光光度计(以商品名“LAMBDA 1050UV-VIS”购自美国马萨诸塞州沃尔瑟姆市的珀金埃尔默公司(Perkin-Elmer，Waltham，MA))测量反射率，发现在222nm下为97.9％，在254nm下为18.2％。
UV吸收膜通过如下方式来制作：挤出配混30重量％的TiO2(购自美国俄亥俄州凯霍加福尔斯的奥美凯公司(Americhem Co.，Cuyahoga Falls，OH))与含氟聚合物(以商品名“3M DYNEON THV 500GZ”购自美国明尼苏达州圣保罗3M公司(3M，St.Paul，MN))，并将其在冷却辊上，以24ft/min(7.32m/min)浇铸成200微米厚的膜。
然后在烘箱中，以130℃，在5磅(2.27kg)的重量下，将UVC反射镜膜热层合到UV吸收性含氟聚合物膜上2小时。用分光光度计(LAMBDA 1050UV-VIS)测量该热层合的UV反射镜膜叠层，以在200nm至240nm的波长范围内具有89.9％的平均反射率％，如图5所示。
实施例2—假想例
反射范围为从200nm至240nm的UVC反射镜膜可通过如下方式来形成：将具有含ZrOxNy的第一光学层和含SiAlxOy的第二光学层的无机光学叠层溅射涂布到100微米厚的含氟聚合物膜(以商品名“NOWOFLON THV 815”购自德国锡格斯多夫(Siegsdorf,Germany)的Nowofol Kunststoffprodukte GmbH&Co.KG)上。使用ZrOxNy作为高折射率材料和SiAlxOy作为低折射率材料，可以连续卷对卷(R2R)方式来涂布UVC反射镜膜。光学设计为两种材料的交替四分之一波厚层，交替四分之一波厚层被调谐为在200nm处开始反射，其中该叠层的最后各层中所得的某一梯度的层厚在240nm处开始反射。对于在200nm处的折射率为3.1的ZrOxNy，物理厚度目标为17.74nm。对于SiAlxOy，此处从折射率为1.57的铝掺杂硅溅射靶开始溅射，靶厚度为35nm。层一ZrOxNy是从纯锆溅射靶，在氩、氧和氮的气体混合物中开始DC溅射的。虽然氩气是主要溅射气体，但设定氧气和氮气水平以实现透明性、低吸收率和高折射率。膜卷传送最初以预定速度开始，并且溅射源功率斜升至全操作功率，然后引入反应性气体，然后实现稳态条件。溅射光源与被涂覆的膜正交并且比被涂覆的膜宽。在达到所需长度的涂层膜时，将反应性气体设定为零，并对靶进行溅射以提供纯Zr表面状态。接下来反转膜方向，并且通过应用于氩溅射环境中的AC频率(40kHz)功率，使用旋转的溅射靶对来沉积硅(掺杂铝)。在达到稳态时，引入氧气反应性气体以提供透明性和低折射率。在预定工艺设置和线速度下，将第二层涂布在对于第一层所涂布的长度上。溅射源与被涂覆的膜正交并且比被涂覆的膜宽。在达到所需长度的涂层膜之后，移除反应性氧并且在氩气中对靶进行溅射以提供纯硅(掺杂铝)表面状态。逐层继续该逐步过程，直到达到9层的总数目。当用分光光度计(“LAMBDA 1050UV-VIS”)测量时，所得的峰值反射率预期在222nm处为95％，同时在254nm处降低至20％的较低反射率。UV吸收膜可通过如下方式来制作：挤出配混30重量％的TiO2(购自美国俄亥俄州凯霍加福尔斯的奥美凯公司(Americhem Co.，Cuyahoga Falls，OH))与含氟聚合物“3M DYNEON THV 500GZ”，并将其在冷却辊上，以10ft/min(3.05m/min)浇铸成200微米厚的膜。然后可在烘箱中，以130℃，在5磅(2.27kg)重量下，将UVC反射镜膜热层合到UV吸收性含氟聚合物膜上2小时。用分光光度计(“LAMBDA 1050UV-VIS”)测量该热层合的UV反射镜膜叠层，并预期在200nm至240nm的波长范围内，具有89.9％的平均反射率％。
实施例3
参见图6，根据本公开，制备UVC消毒***600，其包括多层制品601和UVC光源603(MICROBEBUSTER，可购自美国新罕布什尔州萨默斯沃思的Sterilray公司(Sterilray,Somersworth,NH))。多层制品601包括如实施例1所述而制作的UVC反射镜膜601a，但代替使用TiO2填充的THV500 UVC吸收层，在多层制品601中使用了125微米厚的UVC吸收聚酯膜601b层，其以商品名MELINEX ST505购自美国弗吉尼亚州切斯特的杜邦帝人薄膜公司(DuPont Teijin Films U.S.Limited Partnership，Chester，VA)。将具有200nm至240nm反射带的UVC反射镜膜601a附接到聚酯膜601b基底上，该基底吸收200nm至320nm范围内的UVC。多层制品601相对于孔以45度角定位，光通过该孔从UVC光源603(定位成使得UVC光被引导至UVC反射镜膜601a处)发射，以将由UVC光源603发射的200nm至240nm的UVC波长反射到相对的第二多层制品602上，第二多层制品与第一多层制品601间隔开且平行地定位。第二多层制品602包括UVC反射镜膜602a，该UVC反射镜膜也具有200-240nm的反射带，该反射带附接到吸收200-320nm范围内的UVC的聚酯膜602b基底，以与第一多层膜601相同的方式制备，并定位成使得从第一多层制品601反射的UVC光被引导至UVC反射镜膜602a处。在UVC源603灯泡长度的方向上，多层制品601、602均为24英寸(60.96厘米)长，并且宽12英寸(30.48厘米)。第二UVC反射镜膜602向下反射222nm UVC光604，其中向下反射的254nm UVC更少。在反射离开两个多层制品601、602之后，用位于UVC光源603下方76cm处的UVC光传感器605所测的222nm与254nm UVC强度比为30.9。当缺少两个多层制品601、602时，在UVC光源603下方76cm处所测的222nm与254nm UVC强度比为15.8。UVC光自UVC反射镜膜的双反射(在每个UVC反射镜膜后，具有200nm至320nm UVC吸收)使222nm与254nm UVC强度比增加95％。
在不脱离本发明的范围和实质的情况下，本发明的可预知修改和更改对于本领域技术人员而言将显而易见。本发明不应受限于本申请中为了说明目的所示出的实施方案。

Claims (20)

1.一种多层制品，所述多层制品包括：
a)吸收层，所述吸收层吸收至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长在至少230纳米和400纳米之间的入射紫外光，所述吸收层包括主表面；和
b)紫外反射镜，所述紫外反射镜与所述吸收层的所述主表面相邻，其中所述紫外反射镜由至少多个交替的第一光学层和第二光学层组成，所述第一光学层和所述第二光学层以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同反射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从190纳米、195nm或200nm至230纳米、235nm或240nm的入射紫外光；并且以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同透射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从大于230纳米、大于235nm或大于240nm至400纳米的入射紫外光。
2.根据权利要求1所述的多层制品，其中所述吸收层包含有机硅热塑性材料、含氟聚合物、它们的共聚物或它们的共混物。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的多层制品，其中所述吸收层还包含以下中的一者或多者：紫外辐射吸收剂、紫外辐射散射剂、受阻胺光稳定剂、抗氧化剂、颜料或它们的组合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的多层制品，其中所述吸收层包括连续金属涂层或层。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的多层制品，其中所述吸收层包含设置在聚合物基质中的金属颗粒。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的多层制品，其中所述吸收层吸收至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％或至少90％的波长在至少400纳米和700纳米之间的入射可见光。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的多层制品，其中所述吸收层反射至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％或至少90％的波长在至少400纳米和700纳米之间的入射可见光。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的多层制品，其中至少第一光学层包含氮氧化锆、氧化铪、氧化铝、氧化镁、氧化钇、氟化镧或氟化钕中的至少一者，并且其中所述第二光学层包含二氧化硅、氟化铝、氟化镁、氟化钙、二氧化硅氧化铝氧化物或氧化铝掺杂二氧化硅中的至少一者。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的多层制品，其中至少第一光学层包含聚偏二氟乙烯或聚乙烯四氟乙烯中的至少一者，并且其中所述第二光学层包含氟化乙烯丙烯(FEP)，或四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的多层制品，其中所述紫外反射镜通过气隙与所述吸收层分离。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的多层制品，还包括与所述吸收层的主表面相邻并与所述紫外反射镜相背的传热层、多个传热翅片或多个传热销中的至少一者。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的多层制品，所述多层制品包括中空非平面形状。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的多层制品，其中所述紫外反射镜的主表面包括多个从所述主表面突出的非平面特征。
14.一种***，所述***包括：
a)宽带UVC光源；和
b)根据权利要求1至13中任一项所述的多层制品。
15.根据权利要求14所述的***，其中所述宽带UVC光源是低压汞灯、中压汞灯、氘弧灯、氙弧灯或准分子灯。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的***，其中所述宽带UVC光源被构造成将光引导至所述多层制品的紫外反射镜处。
17.一种装置，所述装置包括：
a)腔室，所述腔室包括至少一个壁；
b)宽带UVC光源，所述宽带UVC光源位于所述腔室内；
c)吸收层，所述吸收层与所述腔室的所述至少一个壁相邻；和
d)紫外反射镜，所述紫外反射镜在所述腔室内位于所述宽带UVC光源与所述吸收层之间，其中所述紫外反射镜由至少多个交替的第一光学层和第二光学层组成，所述第一光学层和第二光学层以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同反射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从190纳米、195nm或200nm至230纳米、235nm或240nm的入射紫外光；并且以0°、15°、30°、45°、60°或75°中的至少一者的入射光角度，共同透射至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的波长范围为从大于230纳米、大于235nm或大于240nm至400纳米的入射紫外光，
其中至少50％、60％、70％、80％、90％或95％的透射通过所述紫外反射镜且波长在至少230纳米和400纳米之间的紫外光在所述腔室中被吸收。
18.根据权利要求17所述的装置，其中所述紫外反射镜和所述吸收层彼此分离。
19.一种对至少一种材料消毒的方法，所述方法包括：
a)获得根据权利要求14至16中任一项所述的***或者根据权利要求17或权利要求18所述的装置；
b)将来自所述宽带UVC光源的UVC光引导至所述紫外反射镜处；以及
c)将所述至少一种材料暴露于波长范围为从190纳米、195nm或200nm至230纳米、235nm或240nm的紫外光中，所述紫外光通过所述紫外反射镜朝所述至少一种材料反射。
20.根据权利要求19所述的方法，其中将所述至少一种材料暴露于10％、8％、6％、5％、4％、3％、2％或1％或更少的由所述宽带UVC源发射的波长在大于230纳米、235nm或240nm和400纳米之间的紫外光中。
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