KR20190021434A

KR20190021434A - 물 속에서 사용될 코팅을 갖는 도광체

Info

Publication number: KR20190021434A
Application number: KR1020197002590A
Authority: KR
Inventors: 롤란트 부데베인 히트브린크; 바트 안드레 솔터스; 위즈스 빌-얀 아렌드 더
Original assignee: 코닌클리케 필립스 엔.브이.
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2019-03-05
Also published as: US20210047014A1; KR20190021449A; JP2019527850A; CN117214990A; RU2019102220A3; AU2017288511A1; WO2018002193A1; JP7442264B2; CN109477629B; RU2754948C2; AU2022259725A1; WO2018002205A1; RU2019102214A; BR112018077135A2; TW201805668A; US20190331851A1; BR112018077129B1; US11524754B2; CA3029110A1; EP3479017A1

Abstract

본 발명은 도광체(300)를 포함하는 도광 요소(1300)를 제공하는데, 도광체(300)는 제1 도광 면(301)과 제2 도광 면(302)을 UV 방사선 투과성 도광 재료(305)가 제1 도광 면(301)과 제2 도광 면(302) 사이에 있는 상태로 포함하고, 도광 요소(1300)는 하기 중 하나 이상을 추가로 포함한다: (i) 제1 도광 면(301)과 접촉하고, UV 방사선에 대해 투과성인 제1 층 요소(30); 및 (ii) 제2 도광 면(301)과 접촉하고, (a) UV 방사선에 대해 반사성임, (b) 도광체(300)를 물체에 접착하도록 접착성임, (c) 도광 요소(1300)를 보강함, 및 (d) 도광체(300)를 위해 보호성임으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기능성을 갖는 제2 층 요소(130).

Description

물 속에서 사용될 코팅을 갖는 도광체

본 발명은 도광 요소(light guide element)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 도광 요소를 포함하는 생물오손-방지 시스템(anti-biofouling system)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 생물오손-방지 시스템을 포함하는, 사용 동안에 물 속에 적어도 부분적으로 잠수될 수 있는 물체, 특히 선박 또는 기반시설 물체(infrastructural object)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 생물오손-방지 시스템을 물체, 특히 선박 또는 기반시설 물체에 제공하기 위한 방법에 관한 것이다. 더더욱, 본 발명은 또한 물체의 외부 표면에서의 생물오손을 방지 및/또는 감소시키는 방법을 제공한다.

생물오손-방지 방법이 당업계에 알려져 있다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2013/0048877호는 보호 표면의 생물오손-방지를 위한 시스템을 기재하는데, 이 시스템은 자외선 광을 생성하도록 구성되는 자외선 광원, 및 보호 표면에 근접하게 배치되어 자외선 광을 수광하도록 결합되는 광학 매체를 포함하고, 광학 매체는 보호 표면에 수직인 두께 방향을 가지며, 두께 방향에 직교하는 광학 매체의 두 직교 방향이 보호 표면에 평행하고, 광학 매체는 자외선 광이 두께 방향에 직교하는 두 직교 방향 중 적어도 하나의 방향으로 광학 매체 내에서 이동하도록 그리고 광학 매체의 표면을 따른 지점들에서, 자외선 광의 각각의 부분들이 광학 매체를 빠져나가도록 자외선 광의 전파 경로를 제공하도록 구성된다.

미국 특허 출원 공개 제2013/048877 A1호는 UV 광원 및 UV 광원으로부터 UV 광을 수광하도록 결합되는 광학 매체를 포함하는 시스템을 기술한다. 광학 매체는 생물오손으로부터 보호될 표면에 근접하게 UV 광을 방출하도록 구성된다.

미국 특허 출원 공개 제2004/022050 A1호는 1차 광원으로부터 출력되는 광을 투과시키기 위한 도광체의 굴절률이 ng이고, 도광체가 광 입력 단부 면, 투과된 광이 출력되어 나오는 광 출력 표면, 및 광 출력 표면의 반대편인 후방 표면을 구비하는 것을 기술한다. 누설 광선 변조기(leaky ray modulator)가 적어도 광 출력 표면 또는 후방 표면에 제공된다. 누설 광선 변조기는 광 출력 표면 또는 후방 표면 상에 제공된 복합 층을 구비하며, 이러한 복합 층은 굴절률 n1(ng>n1)을 갖는 제1 굴절률 영역들과 굴절률 n2(n2>n1)를 갖는 제2 굴절률 영역들, 및 복합 층 상에 제공되고 굴절률 n3(n3>n1)을 갖는 제3 굴절률 층으로 구성된다. 반사 플레이트가 도광체의 후방 표면에 인접하게 제공된다.

국제 출원 공개 WO2012/125271 A1 (D3)호는 기재(substrate) 상에 다공성 저 굴절률 코팅을 형성하기 위한 방법 및 조성물을 기술한다. 일 실시예에서, 기재 상에 다공성 코팅을 형성하는 방법이 제공된다. 이 방법은 적어도 하나의 자기-조립 분자 포로겐(self-assembling molecular porogen)을 포함하는 졸-겔 조성물(sol-gel composition)로 기재를 코팅하는 단계, 및 코팅된 기재를 어닐링하여 적어도 하나의 자기-조립 분자 포로겐을 제거하여서 다공성 코팅을 형성하는 단계를 포함한다. 자기-조립 분자 포로겐의 사용은 코팅의 굴절률에서의 증가된 감소 및 보다 큰 체적을 갖는 안정된 기공(pore)의 형성으로 이어진다. 또한, 기공의 크기와 상호연결성은 자기-조립 분자 포로겐 구조, 총 포로겐 분율, 분자와 용매의 극성, 및 겔 상(phase)의 다른 이화학적(physiochemical) 특성의 선택을 통해 제어될 수 있다.

국제 출원 공개 WO2014/188347 A1호는 표면이 액체 환경 내에 적어도 부분적으로 잠수되는 동안에 상기 표면의 오손-방지의 방법으로서, 오손-방지 광을 제공하는 단계; 실리콘 재료 및/또는 UV 등급 용융 실리카(fused silica)를 포함하는 광학 매체를 통해 광의 적어도 일부를 분배하는 단계; 광학 매체로부터 그리고 표면으로부터 오손-방지 광을 방출하는 단계를 포함하는 방법을 기술한다.

미국 특허 제6418257 B1호는 불소중합체 층의 내부 전반사 코트(coat)를 시스(sheath) 내에 갖는 동심으로 배열된 테플론(Teflon) 도광 튜브로 형성되고, 시스와 도광 튜브 사이에 배치된 물 또는 다른 수용액을 갖는, UVC 방사선을 투과시키기 위한 액체 도광체를 기술한다. 도광 튜브는 NaH₂PO₄의 수용액을 수용한다. 또한, 이러한 장치의 제조 방법이 개시된다.

생물오손 또는 생물학적 오손(biological fouling)(본 명세서에서 또한 "오손" 또는 "생물오손"으로 나타냄)은 표면 상에의 미생물, 식물, 조류(algae), 및/또는 동물의 축적이다. 생물오손 유기체들의 종류는 매우 다양하며, 따개비 및 해초의 부착을 훨씬 넘어 확대된다. 일부 추정에 따르면, 4000가지를 넘는 유기체를 포함한 1700가지를 넘는 종(species)이 생물오손의 원인이다. 생물오손은 생물막 형성 및 박테리아 부착을 포함하는 미세 오손(micro fouling), 및 보다 큰 유기체의 부착인 거대 오손(macro fouling)으로 나뉜다. 유기체가 침전되는 것을 방지하는 것을 결정하는 별개의 화학적 특성 및 생물학적 특징으로 인해, 이들 유기체는 또한 경질 또는 연질 오손 유형으로 분류된다. 석회질(경질) 오손 유기체는 따개비, 피각화 이끼벌레, 연체동물, 다모류 및 다른 서관충, 및 얼룩무늬 홍합을 포함한다. 비-석회질(연질) 오손 유기체의 예는 해초, 히드로충, 조류 및 생물막 "점액(slime)"이다. 이들 유기체는 함께 오손 군집체(fouling community)를 형성한다.

몇몇 정황에서, 생물오손은 상당한 문제를 일으킨다. 기계가 작동을 멈추고, 물 입구가 막히고, 배의 선체가 증가된 항력을 겪는다. 따라서, 오손-방지의 주제, 즉 오손을 제거하거나 오손이 형성되는 것을 방지하는 공정이 잘 알려져 있다. 산업 공정에서, 생물 분산제(bio dispersant)가 생물오손을 제어하는 데 사용될 수 있다. 제어가 부족한 환경에서, 유기체는 살생물제를 사용한 코팅, 열처리 또는 에너지의 펄스로 사멸되거나 억제된다. 유기체가 부착되는 것을 방지하는 무독성 기계적 전략은 미끄러운 표면을 갖는 재료 또는 코팅을 선택하는 것, 또는 단지 불량한 고정점을 제공하는 상어 및 돌고래의 피부와 유사한 나노스케일 표면 토폴로지(topology)의 생성을 포함한다. 배의 선체 상의 생물오손은 항력을 크게 증가시켜서, 연료 소비를 증가시킨다. 연료 소비량의 최대 40%의 증가가 생물오손에 기인할 수 있는 것으로 추정된다. 대형 유조선 또는 컨테이너 수송선이 하루 최대 €200.000의 연료를 소비할 수 있기 때문에, 효과적인 생물오손-방지 방법으로 상당한 절감이 가능하다.

놀랍게도, UV 방사선을 효과적으로 사용하여 해수 또는 호수, 강, 운하 등의 물과 접촉하는 표면 상의 생물오손을 실질적으로 방지할 수 있는 것으로 보인다. 이에 따라, 특히 자외선 광 또는 방사선(UV)을 사용하는 광학적 방법에 기초한 접근법이 제시된다. 충분한 UV 광으로 대부분의 미생물이 사멸되거나, 비활성 상태로 되거나, 번식할 수 없게 되는 것으로 보인다. 이러한 효과는 주로 UV 광의 총 선량(dose)에 의해 좌우된다. 소정 미생물의 90%를 사멸시키는 전형적인 선량은 10 mW/h/m²이다.

과거에, 보호 표면의 오손-방지를 위한 조명 모듈로서, 오손-방지 광을 발생시키기 위한 적어도 하나의 광원, 광학 매체를 통해 오손-방지 광의 적어도 일부를 분배하기 위한 광학 매체를 포함하는 조명 모듈이 제안되었는데, 광학 매체는 조명 모듈이 보호 표면 내에, 그 상에 그리고/또는 그 부근에 배치될 때 분배된 오손-방지 광을 보호 표면으로부터 멀어지는 방향으로 방출하기 위한 방출 표면을 포함하며, 여기서 방출 표면은 실질적으로 평탄한 표면이다. 특히, 광학 매체는 실리콘 재료, 특히 메틸-실리콘, 및/또는 UV 등급 실리카 재료를 포함하는 군으로부터 선택되는 실리콘 재료를 포함한다. 도광체에서의 흔한 문제는 일부 부분에서는 너무 많은 광이 빠져나갈 수 있고, 다른 부분에서는 너무 적은 광이 빠져나갈 수 있으며, 이는 빠져나가는 광의 차선적(sub-optimal) 분배로 이어질 수 있다는 것이다. 예를 들어, 표면 상에서의 위치에 따라, 광은 빠져나갈 필요가 있거나, 예컨대 LED에 보다 가까이에서는 광은 도광체로서 기능하는 (실리콘) 층 내에 유지될 필요가 있다. 후자는 몇몇 방식으로 행해질 수 있다. 예를 들어, 작은 반사기 또는 렌즈를 LED에 가깝게 적용하는 것에 의한 시준(collimation)이 사용될 수 있다. 그러나, 이는 추가의 광학 요소를 포함할 수 있는데, 이는 모듈을 더욱 고가이게 할 수 있고, 생산 과정을 더욱 복잡하게 만들 수 있다. 또한, 모듈의 치수가 또한 상당히 증가할 수 있다.

또한, 도광체는 화학 물질과의 접촉시 열화될 수 있거나, 비교적 얇은 (그러나 UV 투과성인) 층으로서 제공될 때 충분한 강도를 갖지 못할 수 있다.

따라서, 본 발명의 태양은, 바람직하게는 전술된 단점들 중 하나 이상을 적어도 부분적으로 또한 제거하는, 생물오손을 방지하거나 감소시키는 대안적인 시스템 또는 방법을 제공하는 것이다.

본 명세서에서, 실시예들에서 실리콘 도광체와 같은 도광체 밖에 있는 재료를 변화시키는 것에 기초할 수 있는 해법이 제시된다. 도광체는 (i) 도광체로부터 빠져나가는 UV 방사선의 제어, (ii) UV 방사선이 도광체로부터 빠져나가는 측의 제어, (iii) 강도, (iv) 화학적 안정성, (v) 수명, (vi) 접착성 등과 같은 특성을 제공 및/또는 개선하기 위해, 도광체의 일측에서 하나 이상의 층이 그리고/또는 다른 측에서 하나 이상의 층이 제공된다.

따라서, 제1 태양에서, 본 발명은 도광체를 포함하는 도광 요소("요소")를 제공하는데, 도광체는 제1 도광 면과 제2 도광 면을 UV 방사선 투과성 도광 재료가 제1 도광 면과 제2 도광 면 사이에 있는 상태로 포함하고, 도광 요소는 하기 중 하나 이상을 추가로 포함한다: (i) 제1 도광 면과 접촉하고, UV 방사선에 대해 투과성인 제1 층 요소(또한 "제1 스택" 또는 "제1 층 스택"으로 표현될 수 있음); 및 (ii) 제2 도광 면과 접촉하고, 특정 실시예들에서 (a) UV 방사선에 대해 반사성임, (b) 도광체를 물체에 접착하도록 접착성임, (c) 도광 요소를 보강함, 및 (d) 도광체를 위해 보호성임으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기능성을 갖는 제2 층 요소(또한 "제2 스택" 또는 "제2 층 스택"으로 표현될 수 있음).

그러한 도광 요소에 의해, 본질적으로 분자가 도광체에 들어가는 것을 차단하는 것이 가능할 수 있다. 유기 분자와 같은 그러한 분자는 (시간 경과에 따라) 도광체의 UV 투과성의 감소로 이어질 수 있다. 또한, 그러한 도광 요소에 의해, 도광체에 걸쳐 UV 방사선을 (더욱 양호하게) 확산시키는 것이 가능한데, 그 이유는 아웃커플링(outcoupling) 측에서, 광의 일부가 내부 전반사로 인해 반사되어, 도광체에 걸친 UV 방사선의 추가의 확산으로 이어질 것이기 때문이다. 또한, 그러한 도광체에 의해, 도광체의 투과성을 증가시키는 것이 가능할 수 있으며, 이는 실시예들에서 기계적으로 보다 약하지만 더욱 UV 투과성인 실리콘을 사용하는 것을 암시할 수 있다. 이때, 층 요소에 의해, 기계적 강도가 유지되거나 심지어 개선될 수 있다. 또한, 도광체의 두께가 감소될 수 있다. 또한, 그러한 도광체에 의해, 원하지 않는 측에서 빠져나가는 UV 방사선이 다시 도광체 내로 반사될 수 있다(예를 들어, 제2 도광 면에서 빠져나갈 수 있는 UV 방사선). 더더욱, 그러한 도광체에 의해, 접착제 층을 제공하는 것이 가능하다. 예를 들어, 실리콘 도광체가 물체에 부착될 때 어려움을 초래할 수 있다. 그러나, 도광체와 잘 결합되고 접착 특성을 갖는 추가의 층이 제공될 때, 이러한 문제가 해결된다. 하나 이상의 층이 하나 이상의 기능성을 가질 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 접착제 층이 또한 도광체에 반사(내부 전반사) 특성을 제공할 수 있다.

위에 명시된 바와 같이, 도광 요소는 도광체를 포함한다. 도광체는 제1 도광 면과 제2 도광 면을 포함하고, 특히 플레이트-유사(plate-like) 형상을 가질 수 있다. 또한, 도광체는 제1 도광 면과 제2 도광 면 사이에서 UV 방사선 투과성 도광 재료를 포함한다. 따라서, UV 방사선 투과성 도광 재료는 특히, 제1 도광 표면 및 (그의 반대편에서의) 제2 도광 표면을 갖는 플레이트로서 구성될 수 있다. 따라서, 도광체는 본질적으로 UV 방사선 투과성 재료로 구성될 수 있다. 도광체에 관한 더욱 많은 상세 사항이 하기에 제공된다.

도광 요소는 제1 층 요소 및 제2 층 요소 중 하나 이상을 추가로 포함한다. 각각의 층 요소는 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 층의 개수는 서로 독립적으로 선택될 수 있다. 도광 요소는 하나 또는 둘 모두의 층 요소를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 도광 요소는 제1 층 요소를 포함한다. 실시예들에서, 도광 요소는 제2 층 요소를 포함한다. 특히, 도광 요소는 제1 층 요소 및 제2 층 요소 둘 모두를 포함할 수 있다. 이때, 강도, 광학 특성, 접착력, 장벽 기능 등과 같은 특징의 특히 유용한 조합이 얻어질 수 있다.

본 명세서에 기술되는 층은 연속 층일 수 있거나, 패턴화된 층일 수 있다. 또한, 하나 이상의 연속 층과 하나 이상의 패턴화된 층의 조합이 적용될 수 있다. 특히, 층은 연속 층이다.

제1 층 요소는 제1 도광 면과 접촉한다. 또한, 제1 층 요소는 UV 방사선에 대해 투과성이다. 정의상, 특히 도광체 내에 제공되는 UV 방사선의 적어도 일부가 제1 도광 면을 통해 빠져나간다. 따라서, 제1 층 요소는 UV 방사선의 적어도 일부를 투과시키도록 구성된다.

제2 층 요소는 제2 도광 면과 접촉한다. 특히, 제2 층 요소는 (a) UV 방사선에 대해 반사성임, (b) (도광체를 물체에 접착하도록) 접착성임, (c) 도광 요소를 보강함, 및 (d) 도광체를 위해 보호성임으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기능성을 갖는다. 그러나, 다른 기능성이 배제되지 않는다.

광학 특성을 고려할 때, 놀랍게도, 제한된 개수의 재료가 특히 상부 코팅으로서 또는 그렇지 않으면 제1 층 요소에 의해 포함되는 층으로서 관련되는 것으로 보인다. 특히, 실리콘 재료가 유용할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 불소중합체가 유용한 것처럼 보인다. 그러한 재료는 UV 방사선에 대해 상대적으로 우수한 투과율을 가질 수 있고, 알맞은 굴절률을 가질 수 있으며, 예컨대 실리콘 도광체 상의 코팅으로서 사용될 수 있다. 따라서, 실시예들에서, 도광 요소는 적어도 제1 층 요소를 포함하며, 여기서 제1 층 요소는 (a) 실리콘 및 (b) 불소중합체 중 하나 이상을 포함하는 제1 층을 포함하고, 제1 층과 도광체는 상이한 조성을 갖는다. 따라서, 도광체가 실리콘을 포함할 수 있고, 제1 층이 실리콘을 포함할 수 있다. 그러나, 이들의 조성은 상이할 것이다. 특히, 후자는 가교결합될 수 있는 유기 측기(side-group)와, 보다 높은 함량의 네트워크 또는 네트워크 생성 분자를 포함할 수 있다. 도광체 내의 실리콘 분자와의 차이는 훨씬 적은 유기 측기를 함유하여, 보다 큰 UV 투과성 및 더 작은 기계적 강도를 동시에 제공한다는 것이다.

특정 실시예에서, 제1 층은 플루오르화 에틸렌, 플루오르화 프로필렌, 플루오르화 에틸렌 프로필렌, 플루오르화 프로필렌 아세테이트 등 중 하나 이상을 포함한다. 다른 실시예에서, 제1 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함할 수 있다. 용어 "제1 층" 및 유사 용어가 실시예들에서 또한 복수의 층을 지칭할 수 있음에 유의한다. 더욱이, 제1 층은 또한 상이한 중합체들의 블렌드를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 또한 상이한 중합체들의 공중합체가 사용될 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 도광체는 실리콘을 포함할 수 있다.

특히, 제1 층은 (또한) 도광체보다 더 큰 기계적 강도를 갖는 실리콘을 포함할 수 있다(따라서, 이는 예를 들어 루미실(Lumisil) L400처럼, 본질적으로 실리콘으로 이루어질 수 있음). 예를 들어, 도광체 및 제1 층 둘 모두가 실리콘을 포함할 수 있다. 그러나, 도광체의 UV 투과율은 더 높을 수 있는 반면에, 실리콘 층의 UV 투과율은 (도광체보다) 더 낮을 수 있다.

제1 층 요소는 UV 방사선의 적어도 일부를 적어도 투과시킬 것이다. 그러나, 제1 층 요소는 또한 UV 방사선의 일부를 반사시킬 수 있다. 그 중에서도, 이는 도광체의 재료의 굴절률보다 더 작은 (UV에서의) 굴절률을 갖는 UV 방사선 투과성 층으로 얻어질 수 있다(추가로 또한 아래 참조).

대안적으로 또는 추가적으로, 제1 층 요소는 도광체에서의 분자의 침투를 차단하는 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 도광체에서 외부로부터 분자의 (작은) 확산이 있을 수 있을 때, 이는 UV 투과의 감소로 이어질 수 있는데, 그 이유는 일반적으로 (UV-흡수) 유기 분자처럼 그러한 분자가 분해 생성물을 초래할 수 있고/있거나 도광 재료의 구조를 약화시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 실시예들에서, 제1 층 요소는 도광체 내로의 유기 분자의 유입을 저지하도록 구성된다. 따라서, 제1 층 요소는 보호 기능을 가질 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 제1 층 요소는 무기 분자의 유입을 저지하도록 구성될 수 있다. 더더욱, 추가적으로 또는 대안적으로, 제1 층 요소는 이온의 유입을 저지하도록 구성될 수 있다. 실시예들에서, 용어 "이온"은 또한 대전된 유기 분자(예로서, 대전된 유기 분자는 예컨대 아세테이트임) 또는 무기 분자(예로서, 대전된 무기 분자는 규산염임)를 지칭할 수 있다.

특히, 차단될 종은 UV-광 흡수 (유기) 분자처럼, UV-C 광을 흡수하는 종이다. 특히, 차단될 유기 분자는 전형적으로 그러나 비-배타적으로, 적어도 하나의 이중결합을 포함하는데, 그것은 에스테르, 카르보닐, 비닐, 알킨, 우레탄 등이다. 이들 분자는 바다에서의 유기물에 의해 발생될 뿐만 아니라 외부 영향(기름 유출물 및 다른 산업 활동)으로 인해 바다에 존재할 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 제1 층 요소는 도광체에서 그리고/또는 예를 들어 졸-겔 광학 층이 적용된 경우에서의 제1 도광 요소의 층에서 물의 유입을 방지하기 위해 적용될 수 있다(또한 아래 참조).

특정 실시예에서, 제1 층 요소는 (본 명세서의 다른 곳에서 더욱 상세히 정의되는 바와 같은) 광학 층을 포함하고 상기 광학 층의 적어도 일부와 접촉하는 제2 층을 추가로 포함하는 층 스택을 포함하며, 여기서 제2 층은 불투수성이고/이거나, 본질적으로 유기 분자를 투과시키지 않는다. 또한, 그러한 제2 층은 (또한) UV 방사선 투과성 층 재료를 포함한다.

또한, 대안적으로 또는 추가적으로, 제1 층 요소는 도광 요소에 강도를 제공할 수 있다. 도광체가 비교적 얇을 수 있고 또한 비교적 약할 수 있기 때문에, (제1 도광 면 측에 그리고/또는 제2 도광 면 측에) 보강 층을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 실시예들에서, 제1 층 요소는 도광체에 비해 (i) 더 큰 압축 강도, (ii) 더 큰 접선 모듈러스(tangent Modulus)(영률(Young's modulus)), 및 (iii) 더 큰 인성(toughness) 중 하나 이상을 갖는다. 예를 들어, 이는 5% 이상, 예를 들어 20% 이상처럼 10% 이상 더 클 수 있다. 이러한 방식으로, 도광 요소는 증가된 강도를 가질 수 있다.

따라서, 특정 실시예에서, 제1 층 요소는 (a) UV 방사선에 대해 부분적으로 반사성임, (b) 도광 요소를 보강함, 및 (c) 도광체를 위해 보호성임으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기능성을 갖는다. 그러한 하나 이상의 기능성은 하나 이상의 층으로 제공될 수 있다.

불소중합체로 특히 양호한 결과가 얻어졌다. 그러한 중합체를 포함하는 층이 제1 층 요소의 층으로서 그리고/또는 제2 층 요소로서 사용될 수 있다. 따라서, 실시예들에서, 제1 층 요소 및 제2 층 요소 중 하나 이상은 플루오르화 에틸렌, 플루오르화 프로필렌, 플루오르화 에틸렌 프로필렌, 및 플루오르화 프로필렌 아세테이트 등 중 하나 이상을 포함하는 층을 포함한다.

특정 실시예에서, 도광 요소는 도광체와 제1 층 요소를 포함하는 도광 요소("요소")를 포함하는데, 여기서 도광체(본 명세서에서 또한 "광학 매체"로 표현됨)는 제1 도광 면을 포함하고, 제1 층 요소는 광학 층을 포함하며, 상기 광학 층은 제1 도광 면의 적어도 일부와 접촉하고, 광학 층은 특정 실시예에서 280 nm에서 1.36보다 작은 제1 굴절률(n1)(굴절률(index of refraction)은 본 명세서에서 또한 "굴절률(refractive index)"로 표현됨)을 가지며, 도광체는 UV 방사선 투과성 도광 재료("도광 재료")를 포함한다. 다른 태양에서, 본 발명은 도광체와 제1 층 요소를 포함하는 도광 요소를 제공하는데, 여기서 도광체는 제1 도광 면을 포함하고, 제1 층 요소는 광학 층을 포함하며, 상기 광학 층은 제1 도광 면의 적어도 일부와 접촉하고, 광학 층은 25℃(및 대기압)에서 물의 굴절률보다 작은, 특히 2% 이상 더 작은 제1 굴절률(n1)을 가지며, 도광체는 UV 방사선 투과성 도광 재료를 포함한다. 광학 층은 UV 방사선 투과성일 수 있는 광학 층 재료를 포함한다.

그러한 도광체에 의해, 도광체 내에서의 방사선의 커플링 아웃이 도광체(도광 면) 상의 제1 층 요소로 인해 감소될 수 있다. 또한, 제1 층 요소를 예컨대 광원에 가까운 곳에 제공하고 제1 층 요소를 광원으로부터 더 멀리 떨어진 곳에 제공하지 않음으로써, 방사선의 커플링 아웃이 조정될 수 있고, 아웃커플링된 광이 도광 요소에 걸쳐 (더욱) 균일하게 분포될 수 있다. 그러한 도광체는 특히 생물오손-방지 광(이는 또한 생물오손-방지 방사선으로 표현될 수 있음)을 제공하기 위해 UV 방사선원과 조합하여 사용될 수 있다. 그러한 광, 보다 정확하게는 그러한 방사선은 특히 UV 방사선을 포함한다. 본 발명에 의하면, (아웃커플링된) 방사선의 분포가 더욱 양호하게 제어될 수 있다.

따라서, 특정 실시예에서, 제1 층 요소는 광학 층을 포함하며, 여기서 상기 광학 층은 제1 도광 면의 적어도 일부와 접촉하고, 광학 층은 광학 층 재료를 포함한다. 특히, 광학 층은 280 nm에서 1.36보다 작은 제1 굴절률(n1)을 갖는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 광학 층은 5 내지 70%의 범위 내의 다공도(porosity)를 갖는 다공성 광학 층이다. 다공도는 당업계에 알려진 방법으로, 예를 들어 비중에 기초하여 또는 다공도 측정법(porosimetry) 등으로 측정될 수 있다. 특정 실시예에서, 광학 층 재료는 졸-겔 재료를 포함한다. 추가의 상세 사항을 또한 하기에서 볼 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 도광 요소는 제2 층 요소를 포함할 수 있다. 위에 명시된 바와 같이, 제2 층 요소는 (a) UV 방사선에 대해 반사성임, (b) 도광체를 물체에 접착하도록 접착성임, (c) 도광 요소를 보강함, 및 (d) 도광체를 위해 보호성임으로 이루어진 군으로부터 특히 선택되는 것과 같은 하나 이상의 기능성을 제공할 수 있다. 다른 또는 추가적인 기능성이 또한 가능할 수 있다.

UV 방사선에 대한 반사성은, 예를 들어 알루미늄 코팅에 기초하는 반사 층에 의해 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, UV 방사선에 대한 반사성은 도광체 상에 내부 전반사를 부여하는 층에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 제2 도광 면에서 더 작은 굴절률을 갖는 층이 도광체의 내부 전반사로 인해 광의 일부를 도광체 내로 다시 밀어 넣을 수 있다. 따라서, 내부 전반사를 사용할 때, 제2 도광 면에서의 층의 굴절률은 본질적으로 도광 재료의 굴절률보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제2 층 요소에 의해 포함되는 (광학) 층(특히 그러한 층은 제2 도광 면과 물리적으로 접촉함)의 재료의 굴절률은 도광체(도광 재료)의 굴절률보다 0.02 이상, 예를 들어 0.04 이상 더 작다.

또한, 제2 층 요소는 특히 도광 요소에 대한 접착성을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대 실리콘 도광체가 물체, 예를 들어 선박의 선체에 용이하게 접착되지 못할 수 있기 때문에, 접착제 층이 제공될 수 있다. 따라서, 특정 실시예에서, 제2 층 요소는 특히 (a) UV 방사선에 대해 반사성임, (b) 도광체를 물체에 접착하도록 접착성임으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기능성을 갖는 하나 이상의 제2 층 요소 층을 포함한다. 실시예들에서, 제2 층 요소는 제2 도광 면과 접촉하도록 구성되는 제1 반사 층과, 제2 층 요소의 외층으로서 구성되는 제1 접착제 층을 포함할 수 있다.

또한, 단일 층이 하나 초과의 기능성을 제공할 수 있다. 이는 제1 층 요소 및 제2 층 요소 둘 모두에 적용될 수 있다.

예를 들어, 특정 실시예에서, 본 발명은 또한 접착제 층(특히 그러한 층은 제2 도광 면과 물리적으로 접촉함)을 제공하며, 접착제 층은 원칙적으로 UV 방사선에 대해 투과성인 재료를 포함하지만, 도광 재료의 굴절률보다 작은, 특히 도광체(도광 재료)의 굴절률보다 0.02 이상, 예를 들어 0.04 이상 더 작은 굴절률을 갖는다.

따라서, 특정 실시예에서, 도광 요소는 제1 층 요소 및 제2 층 요소 둘 모두를 포함하는데, 여기서 둘 모두의 층 요소는 도광체보다 낮은 굴절률을 갖는 층을 포함한다.

자외선(UV)은 가시 스펙트럼과 X-선 방사선 대역의 보다 낮은 파장 극한에 의해 경계지어지는 전자기 광의 부분이다. UV 광의 스펙트럼 범위는 정의상 약 100 내지 400 nm(1 nm = 10^-9 m)이고, 사람의 눈에 보이지 않는다. CIE 분류를 사용하여, UV 스펙트럼은 3개의 대역, 즉 315 내지 400 nm의 UVA(장파); 280 내지 315 nm의 UVB(중파); 및 100 내지 280 nm의 UVC(단파)로 세분된다. 실제로, 많은 광생물학자들이 흔히 UV 노출에 기인한 피부 영향을 320 nm 초과 및 미만의 파장의 가중된 영향으로서 증명하여, 대안적인 정의를 제공한다. 용어 "가시선", "가시 광" 또는 "가시 방출"은 약 380 내지 780 nm의 범위 내의 파장을 갖는 광을 지칭한다.

단파 UVC 대역 내의 광에 의해 강력한 살균 효과가 제공된다. 게다가, 홍반(피부의 붉어짐)과 결막염(눈의 점막의 염증)이 또한 이러한 형태의 광에 의해 유발될 수 있다. 이 때문에, 살균 UV-광 램프가 사용될 때, UVC 누출을 배제하여서 이들 영향을 피하도록 시스템을 설계하는 것이 중요하다. 수중 광원의 경우에, 물에 의한 UV 광의 흡수는 UVC 누출이 액체 표면 위의 사람에게 문제가 되지 않을 만큼 충분히 강할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, UV 방사선(오손-방지 광)은 UVC 광을 포함한다. 또 다른 실시예에서, UV 방사선은 100 내지 300 nm, 특히 200 내지 300 nm, 예를 들어 230 내지 300 nm의 파장 범위로부터 선택되는 방사선을 포함한다. 따라서, UV 방사선은 특히 UVC 및 최대 약 300 nm의 파장의 다른 UV 방사선으로부터 선택될 수 있다. 100 내지 300 nm, 예를 들어 200 내지 300 nm의 범위 내의 파장으로 우수한 결과가 얻어진다.

도광체는 특히 광에 대한 높은 유전율(permittivity), 및 일반적으로 높은 굴절률을 갖는 유전체 재료일 수 있다. 추가로 또한 후술되는 바와 같이, 도광체는 예컨대 실리콘 또는 용융 실리카를 포함할 수 있지만, 또한 다른 재료가 적용될 수 있다. 실시예들에서, 도광체는 실리콘 재료, 특히 메틸-실리콘, 및/또는 UV 등급 실리카 재료를 포함하는 군으로부터 선택되는 실리콘 재료를 포함한다. 특히, UV 방사선이 도광체를 통해 투과되게 하는 재료가 적용되고 치수가 적용될 수 있다. 따라서, 실시예들에서, 도광체는 실리콘, (용융) 실리카, 석영 등과 같은 UV 방사선 투과성 도광 재료를 포함한다. 그러나, 또한 실리콘, (용융) 실리카, 석영 중 하나 이상의 UV 투과율의 범위 내의 UV 투과율을 갖는 다른 (고체) 재료 또는 (고체) 재료들의 조합이 적용될 수 있다. 예를 들어, 석영의 50% 이상의 UV 투과율을 갖는 도광 재료가 또한 적용될 수 있다. 따라서, 도광체는 특히 투명할 수 있다. 따라서, 실시예들에서, 광원은 도파관(waveguide), 예를 들어 실리콘 도파관 내에 매립될 수 있다. 도파관은 특히 방사선 투과성 재료, 예를 들어 유리, 석영, (용융) 실리카, 실리콘, 불소중합체 등을 포함한다.

도광체는 특히 플레이트-유사 형상을 가질 수 있다. 판-유사 형상은 실시예들에서 하나의 또는 두 방향으로 만곡될 수 있거나, 예를 들어 실리콘의 경우에 그러할 수 있는 바와 같이, 하나의 또는 두 방향으로 만곡가능할 수 있다. 특히, 도광체는 길이 또는 폭보다 상당히 더 작은, 예를 들어 5배 이상 더 작은, 훨씬 더 특별하게는 10배 이상 더 작은 높이를 갖는다. 면들(도광체의 높이를 한정하는 2개의 면) 중 적어도 하나, 또는 그러한 제1 도광 면의 적어도 일부는 광 아웃커플링 면으로서 사용될 수 있다. 이러한 면은 본 명세서에서 또한 제1 도광 면으로 표현된다. UV 방사선이 이러한 면으로부터 빠져나갈 수 있다. 방사선의 생물오손-방지 기능을 고려할 때 어느 정도 빠져나가는 것이 요구되지만, 너무 많은 방사선이 빠져나갈 수 있거나 제1 도광 면의 부적절한 부분들에서 빠져나갈 수 있다.

이를 위해, 본 발명은 실시예들에서 제1 도광 면의 적어도 일부와 접촉하는 광학 층을 제공한다. 이러한 광학 층은, 특히 도광체와 조합되어 사용되는 광원에 의해 사용되는 UV 방사선에 대해, 물보다 작은 굴절률을 갖는다(추가로 또한 아래 참조). 광학 층은 도광체의 적어도 일부와 광학적으로 그리고/또는 물리적으로 접촉한다. 특히, 광학 층은 제1 도광 면의 적어도 일부와 물리적으로 접촉한다.

실시예들에서, 광학 층의 굴절률은 해수의 굴절률보다 2% 이상 더 작으며, 예를 들어 5% 이상 더 작다. 실시예들에서, 광학 층은 280 nm에서 1.36보다 작은 제1 굴절률(n1)을 갖는다. 280 nm에서, 해수를 비롯한 물의 굴절률은 1.36 이상이다. 따라서, 광학 층의 굴절률은 이러한 값보다 작아야 하며, 예를 들어 적어도 위에서 지시된 5% 더 작아야 한다. 따라서, 보다 구체적인 실시예에서, 제1 굴절률(n1)은 280 nm에서 1.35 이하이며, 예를 들어 280 nm에서 1.30 이하처럼 280 nm에서 1.34 이하이며, 예를 들어 특히 280 nm에서 약 1.22 이하처럼 280 nm에서 1.25 이하이다. 특히, 광학 층의 제1 굴절률은 (280 nm에서) 약 1 이상일 수 있으며, 예를 들어 (280 nm에서) 약 1.15 이상처럼 (280 nm에서) 약 1.10 이상일 수 있다. 특정 실시예에서, 광학 층의 굴절률은 도광체(도광 재료)의 굴절률보다 0.02 이상, 예를 들어 0.04 이상 더 작다.

280 nm에서의 굴절률의 정의에 대한 선택은 생물오손-방지 광을 제공하기 위해 사용되는 광원이 반드시 280 nm에서 방사선을 제공하거나, 280 nm에서 주 파장(dominant wavelength)을 갖는 그러한 방사선을 제공함을 의미하지는 않는다. 이러한 파장은 단지 정의상 선택된다. 예를 들어, 200 nm 또는 300 nm가 사용될 때, 광학 층의 이들 파장에서의 굴절률은 각각 1.39 또는 1.35보다 특히 더 작다.

본 명세서에 사용되는 굴절률은 특히 대기압 및 25℃에서 측정된다. 물 기준 값에 대해, 본 명세서에 참고로 포함되는 문헌[George M. Hale et al., Applied Optics, 1973, Vol. 12, No.3, p. 555-563]이 참조된다.

특히, 광학 층은 25℃(및 대기압)에서의 물의 굴절률보다 작은, 특히 2% 이상 더 작은, 예를 들어 5% 이상 더 작은, 예를 들어 약 85 내지 95%의 범위 내처럼 25℃(및 대기압)에서의 물의 굴절률의 약 80 내지 98%의 범위 내의 제1 굴절률(n1)을 갖는다. 본 명세서에 나타낸 물의 굴절률 또는 굴절률들은 특히 탈염수(demineralized water)와 관련될 수 있다. 물론, 이는 본 발명이 탈염수에서 적용될 것임을 반드시 암시하는 것은 아니다. 단지, 광학 층의 굴절률이 탈염수에 관하여 한정될 수 있으며, 예를 들어 광학 층의 굴절률은 (25℃ 및 대기압에서의) 물(탈염수)의 굴절률보다 2% 이상 더 낮다. 광학 층과 물의 굴절률은 (따라서) 특히 실질적으로 동일한 조건(예를 들어 25℃ 및 대기압) 하에서 평가된다. 물에 대해, 예컨대 헤일(Hale) 등에 의해 정의되는 바와 같은 기준 값이 사용될 수 있다(상기 참조).

광학 층의 굴절률에 대한 위에 명시된 값은 광학 층 재료가 그러한 굴절률을 갖는 것을 암시할 수 있다. 그러나, 아래에서 설명되는 바와 같이, 광학 층 내에 다공도를 도입할 때, 광학 층 재료는 또한 (약간) 더 큰 굴절률을 가질 수 있다. 이와 같이 광학 층은 물보다 낮은 굴절률 및/또는 280 nm에서 1.36보다 낮은 굴절률을 갖는다.

UV 방사선 투과성 광학 층 재료의 화학적 조성 및/또는 광학 층의 형태(morphology)는 도광 재료의 화학적 조성 및/또는 도광체의 형태와 특히 상이하다. 따라서, 특히 도광체와 광학 층 사이에 (명확한) 계면이 있다.

특히, 광학 층은 UV 방사선에 대해 투과성이다. 따라서, 특히 광학 층의 재료는 UV 방사선에 대해 투과성이다. 따라서, 이러한 재료는 본 명세서에서 또한 UV 방사선 투과성 광학 층 재료로 표현된다. 예를 들어, 광학 층의 층 높이에 의해, 광원으로부터의 UV 방사선의 아웃커플링(또한 아래 참조)이 제어될 수 있다. 본 명세서에서, "투과성"은 예컨대, (도광체로부터 빠져나가는) 광원의 UV 방사선의 5% 이상, 특히 10% 이상, 예를 들어 훨씬 더 특히 20% 이상, 예를 들어 40 내지 95%의 범위 내처럼 40% 이상, 또는 심지어 그 이상이 광학 층을 통해 투과됨을 가리킬 수 있다. 따라서 이러한 투과율이 예컨대 입사각으로 인해 도광체 내에 유지되지 않는 방사선에 적용됨에 유의한다. 여기에서, 투과율의 값은 특히 층 두께에 수직으로 전파되는 방사선과 관련된다. 투과율 또는 투광률(light permeability)은 제1 세기를 갖는 특정 파장의 광을 재료에 제공하고 재료를 통한 투과 후에 측정되는 그러한 파장에서의 광의 세기를 그러한 특정 파장에서 재료에 제공되는 광의 제1 세기와 관련시킴으로써 결정될 수 있다(또한 문헌[E-208 and E-406 of the CRC Handbook of Chemistry and Physics, 69th edition, 1088-1989] 참조). 특정 실시예에서, UV 내의 하나 이상의 파장에 대한 투과율은 도광체의 길이에 걸쳐 1% 이상, 예를 들어 5% 이상처럼 2% 이상, 예를 들어 10% 이상이다.

특정 실시예에서, 상기 UV 방사선에 의한 수직 조사(irradiation) 하에서, (실리콘 또는 물과 같은) 재료의 1 mm 두께 층을 통한, 특히 심지어 재료의 5 mm 두께 층을 통한, UV 내의 파장에서의, 특히 본 명세서에 기술된 바와 같이 방사선원에 의해 발생되는 방사선의 파장의 또는 그의 파장 범위 내의, 예를 들어 280 nm의 UV 방사선, 또는 UVB 및/또는 UVC 방사선의 투과율이 약 80% 이상, 예를 들어 약 85% 이상, 예를 들어 심지어 약 90% 이상일 때 재료가 UV 투과성으로 고려될 수 있다. 따라서, 실시예들에서, 특히 280 nm의 UV 방사선에 대한 투과율은 80%/mm 이상, 훨씬 더 특별하게는 80%/5 mm 이상이다.

광학 층은 특히 광이 도광체 내에 유지되는 입사각을 확장시키기 위해 사용될 수 있다. 예컨대 광학 층 없이 실리콘으로 제조된 도광체가 물 속에 잠수될 때 실질적으로 매우 얕은 각도를 통해서만 약간의 TIR을 나타낼 수 있음(물과 실리콘 사이의 굴절률의 차이가 매우 작기 때문임)에 유의한다. 물보다 낮은 굴절률을 갖는 광학 층을 실리콘(또는 다른 재료) 위에 추가하는 것은 실제로 TIR에 따라 반사할 '각도 범위'를 증가시킬 것이다. 따라서, 더욱 많은 광이 도광체 내부에 체류할 것이다.

광학 층은 제1 도광 면 전체에 걸쳐 구성될 수 있지만, 다른 실시예에서 또한 제1 도광 면의 일부 상에서만 이용가능할 수 있다. 또한, 광학 층에는 제1 도광 면의 상이한 부분들 상에서 상이한 두께들이 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, (보다 많은) UV 방사선이 다시 도광체 내로 반사되어야 하는 위치(들)가 층을 제공함으로써 얻어질 수 있고, (보다 적은) UV 방사선이 다시 도광체 내로 반사되어야 하는 위치(들)가 층을 제공하지 않음으로써 얻어질 수 있다. 이러한 방식으로 그러나 또한 다른 방식으로, 특히 제1 도광 면으로부터 빠져나가는 광원 광의 균일한 분포를 촉진시키기 위한 패턴화된 층이 제공될 수 있다. 따라서, 실시예들에서, 광학 층은 하나 이상의 제1 영역이 제1 층 두께(h1)를 갖는 상기 광학 층 재료를 포함하고 하나 이상의 제2 영역이 0≤h2<h1의 범위 내의 제2 층 두께(h2)를 갖는 상기 광학 층 재료를 포함하는 패턴화된 광학 층이다. h2=0이면, 광학 층이 없다. 제1 층의 두께는 특히 100 nm 이상, 훨씬 더 특히 200 nm 이상, 한층 훨씬 더 특히 300 nm 이상, 예를 들어 400 nm 내지 20 μm의 범위 내처럼, 1 내지 15 μm처럼, 2 내지 10 μm처럼 400 nm 이상이다. 그러나, 보다 두꺼운, 예를 들어 최대 약 1 mm처럼 심지어 최대 약 2 mm(및 특히 200 nm 이상, 예를 들어 300 nm 이상)의 층이 또한 가능할 수 있다. 그러한 두께에 의해, 특히 본 명세서에 언급된 재료들 중 하나 이상이 사용될 때, UV 방사선이 광학 층을 통해 투과될 수 있다. 따라서, 광학 층은 본 명세서에 나타낸 투과율이 얻어질 수 있도록 선택될 수 있다. 이는 당업자에게 알려져 있다.

위에 명시된 바와 같이, 광학 층 재료는 특히 낮은, 예를 들어 물보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다.

광학 층은 기공을 포함할 수 있다. 용어 "기공"은 또한 "공동"을 지칭할 수 있다. 그러한 기공은 가스, 예를 들어 불활성 가스, CO₂, 또는 공기를 수용할 수 있다. 그러한 다공성 구조에 의해, 광학 층의 굴절률이 또한 비교적 낮을 수 있다.

특히, 기공은 가스를 봉입하는 기공이다. 예를 들어, 광학 층의 제조 동안에, 가스가 층 내에 포획됨으로써, 일종의 다공성 구조를 갖는 광학 층을 제공할 수 있지만, 그러한 기공은 외부로부터 접근가능하지 않을 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 실시예들에서, 기공은 외부로부터 접근가능할 수 있지만, 이러한 접근은 실질적으로 층, 예를 들어 내수성 층(water resistant layer) 또는 불투수성 층으로 차단되었다.

대안적으로 또는 추가적으로, 기공은 가스가 외부로부터 접근가능할 수 있지만, 기공은 선택적으로 기공 내의(또는 다공성 재료의) 발수성 재료(water repellent material)와 조합하여, 물이 실질적으로 기공에 접근하지 못하도록 하는 치수를 가질 수 있다.

실시예들에서, 광학 층은 5 내지 70%, 예를 들어 10 내지 50%의 범위 내의 다공도를 갖는 다공성 광학 층이다. 다공도는, 예컨대 층의 체적, 광학 층 재료에 대해 알려진 체적 질량 밀도, 및 층의 중량을 사용함으로써 결정될 수 있다. 이에 기초하여 다공도가 결정될 수 있는데, 그 이유는 점유되는 체적이 중량에 기초하고 다공도가 없다고 가정한 이론 체적보다 더 크기 때문이다. 특정 실시예에서, 기공의 치수는 약 300 nm보다 작으며, 예를 들어 약 200 nm보다 작다. 특정 실시예에서, 이러한 치수는 도광 요소와 조합하여 사용될 수 있는 광원의 방사선의 주 파장보다 작을 수 있다.

실시예들에서, 광학 층 재료는 졸-겔 재료를 포함한다. 졸-겔 층 또는 다공성 층을 제조하기 위한 방법이 당업계에 알려져 있으며, 예컨대 본 명세서에 참고로 포함되는, 국제 출원 공개 WO2012/125271호, 미국 특허 출원 공개 제2011/0111203호, 미국 특허 제4,271,210호, 문헌[Guangming Wu et al., Materials Science Engineering B78, 135-139]에 기재되어 있다.

따라서, 실시예들에서, 저 굴절 재료는 미공성(micro-porous) 재료이다. 이 재료는, 실시예들에서, 예컨대 MTMS/TEOS(메틸 트라이메톡시 실란/테트라 에톡시 실란)으로부터 졸-겔 경로를 통해 제조될 수 있는데, 여기서 미공성은 비누(예컨대, 폴리에틸렌옥사이드)를 사용함으로써 달성될 수 있다. 졸 겔 내의 미공(micro pore)은 UV 광의 파장보다 작고 산란으로 인한 높은 손실을 방지하는 치수를 갖는다. 저 굴절 재료는 얇은 층으로서 적용될 수 있다.

그러한 저 굴절 층은 전반사의 각도를 증가시키고, 이에 의해 아웃커플링을 감소시킨다. 광학 층은 실시예들에서 알루미네이트 및 규산염 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

용어 "광학 층"은 또한 스택으로서 구성되고 광학 층 스택(이는 본 명세서에서 또한 "제1 광학 층 스택" 또는 "제1 층 스택" 또는 "스택" 또는 "제1 스택"으로 표현될 수 있음)을 제공하는 복수의 (상이한) 광학 층을 지칭할 수 있다. 그러한 광학 층 스택은 본 명세서에서 간단히 "광학 층"으로 표현된다. 따라서, 실시예들에서, 제1 층 요소는 단일 층 또는 적층되는 복수의 층을 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 제1 층 요소는 광학 층 및 하나 이상의 다른 층, 예를 들어 불투수성 층 또는 발수성 층을 포함할 수 있다. 따라서, 실시예들에서, 제1 층 요소는 상기 광학 층을 포함하고 상기 광학 층의 적어도 일부와 접촉하는 제2 층을 추가로 포함하는 층 스택을 포함하며, 여기서 제2 층은 실시예들에서 불투수성(또는 발수성)일 수 있다. 유사하게, 제2 층은 UV 방사선 투과성 광학 층 재료를 포함한다. 따라서, UV 방사선이 투과되도록 재료와 두께가 선택될 수 있다. 발수성 층에 대한 다른 용어는 소수성 층이다. 발수성 재료는 예컨대 폴리 테트라플루오로 에틸렌을 포함할 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 제2 층은 보호 층으로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 층은 하나 이상의 사항에서 광학 층보다 더 높은 강도를 가질 수 있다. 예를 들어, 광학 층과 제2 층의 조합은 광학 층 단독보다 더 큰 압축 강도, 더 큰 접선 모듈러스(영률), 더 큰 인성, 더 큰 비커스 경도(Vicker's hardness) 등 중 하나 이상을 가질 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 제2 층은 보다 높은 변형점(strain point) 및/또는 보다 높은 서냉점(anneal point)을 제공할 수 있다. 또한, 제2 층은 더욱 편평한 표면을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제2 층은 표면 조도(Ra)가 10 nm 이하인, 예를 들어 2 nm 이하처럼 5 nm 이하인 편평한 표면을 제공할 수 있다. 이는 예컨대 광학 층이 패턴화되는 실시예에서 관심대상일 수 있다. 용어 "제2 층"은 또한 복수의 층을 지칭할 수 있다. 본질적으로, 제2 층들 각각은 UV 방사선에 대해 투과성이다.

따라서, 실시예들에서, 제1 층 스택 전체가 UV 방사선에 대해 투과성이다. 예를 들어, 특히 280 nm의 UV 방사선에 대한 투과율은 80%/mm 이상, 훨씬 더 특별하게는 80%/5 mm 이상이다.

또 다른 실시예에서, 도광체의 다른 측에, 본 명세서에서 제3 층으로 표현되는 층이 (또한) 제공될 수 있다. 따라서, 실시예들에서, 도광 요소는 제2 도광 면의 적어도 일부와 접촉하는 제3 층을 추가로 포함한다.

제1 도광 면과 제2 도광 면 사이의 거리(h3)는 도광체의 두께를 한정한다. 이러한 두께는 일정할 수 있거나 달라질 수 있다. 일반적으로, 두께는 도광체에 걸쳐 본질적으로 일정할 것이다. 제3 층은 실시예들에서 접착제 층 및 반사 층 중 하나 이상으로서 구성될 수 있다. 접착제 층으로서, 제3 층은 도광 요소가 구성될 수 있는 표면에 부착하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 실리콘은 충분히 접착성이지 않을 수 있다. 따라서, 제3 층은 물체에 접착되기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제3 층은 반사 층으로서 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 광이 도광체 내에 유지될 수 있다. 실시예들에서, 제3 층이 UV 방사선 투과성일 때, 제3 층의 굴절률은 도광체(도광 재료)의 굴절률보다 작다. 실시예들에서, 제3 층은 졸-겔 층일 수 있다. (매우) 특정한 실시예에서, 제3 층과 제2 층은 동일한 재료를 포함한다.

실시예들에서, 용어 "제3 층"은 또한 복수의 층을 지칭할 수 있다. 따라서, 실시예들에서, 도광 요소는 제2 도광 면에 구성되고 하나 이상의 층을 포함하는 제2 층 스택을 추가로 포함할 수 있으며, 이때 적어도 하나의 층이 제2 도광 면의 적어도 일부와 접촉한다. 실시예들에서, 제2 도광 면과 접촉하는, 제2 스택 내의 제1 층은 UV 방사선에 대해 반사성이고, 제2 도광 면으로부터 가장 멀리 떨어진, 스택의 외층으로서 구성되는, 제2 스택 내의 다른 층은 접착제 층이다.

광학 층을 위한 상기 몇몇 가능한 재료가 기술된다. 또 다른 실시예에서, 도광체는 물을 도광 재료로서 사용한다. 물을 봉입하는 재료는 (또한 UV 방사선에 대해 투과성이어야 하고/하거나 도광 특성을 가져야 하므로) 위에서 한정된 바와 같을 수 있다. 예를 들어, 물 또는 다른 액체, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 및 다이에틸 에테르 중 하나 이상으로 충전되어진 폐쇄된 플레이트가 적용될 수 있다. 그러나, 또한 물, 메탄올, 에탄올 및 다이에틸 에테르 중 하나 이상의 UV 투과율의 범위 내의 UV 투과율을 갖는 다른 액체 또는 액체들의 조합이 적용될 수 있다. 예를 들어, 물의 50% 이상의 UV 투과율을 갖는 도광 재료가 또한 적용될 수 있다. 다른 실시예에서, 폐쇄된 채널이 적용될 수 있다. 또한, 선택적으로 물은 도광체를 통해 유동될 수 있다. 이는 내부 표면을 청결하게 유지시키는 데 그리고/또는 냉각 목적에 이로울 수 있다. 또한, 선택적으로 광원 광의 아웃커플링을 제어하기 위한 수단으로서 난류가 도입될 수 있으며, 이때 저 난류는 보다 적은 아웃커플링을 유발하고, 보다 큰 난류는 보다 많은 아웃커플링을 유발한다. 따라서, 실시예들에서, 도광체는 UV 방사선 투과성 유체, 특히 액체로 충전되어진 폐쇄된 공동을 포함한다. 물은 특히 담수(fresh water), 훨씬 더 특히 탈염수일 수 있다. 따라서, 특정 실시예에서, 도광체는 실리콘을 포함하는 제1 재료를 포함하며, 여기서 제1 재료는 공동을 한정하고, UV 방사선 투과성 액체는 물을 포함한다. 따라서, 물은 광학 매체(또는 도광 매체)로서 사용될 수 있다.

위에 명시된 바와 같이, 광원과 조합된 도광체는 특히 생물오손-방지 광을 오손되는 표면, 예를 들어 선박 선체에 제공하기 위해 사용될 수 있다. 훨씬 더 특별하게는, 또한 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 도광 요소는 선박과 같은 물체 상의 스킨(skin)으로서 사용될 수 있다. 선박 선체와 같은 물체의 외부 면("오손 표면")이 생물오손을 겪을 수 있는 반면에, 도광 요소가 그러한 물체 상의 스킨으로서 사용될 때, 오손 표면이 도광 요소에 의해 제공되는 제1 도광 면(추가 층을 포함함)으로 전환된다. 따라서, 물체의 적어도 일부에 대해, 도광 요소는 그의 외측 표면이 될 수 있다(따라서 잠재적으로 오손을 겪을 수 있음).

따라서, 또 다른 태양에서, 본 발명은 또한 본 명세서에 기술된 바와 같은 도광 요소 및 광원을 포함하는 생물오손-방지 시스템("시스템")을 제공하는데, 여기서 광원은 상기 UV 방사선을 도광체 내에 제공하도록 구성되고, 생물오손-방지 시스템은 상기 UV 방사선의 적어도 일부를 제1 도광 면으로부터 하류에(그리고 선택적으로 광학 층으로부터 하류에) 제공하도록 구성된다. 따라서, UV 방사선은 도광체로부터 제1 도광 면의 적어도 일부를 통해 커플링 아웃되고, 따라서 제1 도광 면으로부터 하류에(그리고 선택적으로 광학 층으로부터 하류에) 제공된다. 특히, 본 발명은 본 명세서에 기술된 바와 같은 도광 요소 및 광원을 포함하는 생물오손-방지 시스템을 제공하는데, 여기서 생물오손-방지 시스템은 상기 제1 도광 면을 포함하는 방사선 출구 윈도우를 포함하고, 광원은 상기 UV 방사선을 도광체 내에 제공하도록 구성되며, 방사선 출구 윈도우는 상기 UV 방사선의 적어도 일부를 투과시키도록 구성된다. 따라서, 방사선 출구 윈도우는 실시예들에서 또한 제1 층 요소를 포함할 수 있다.

도광 요소에 관한 특정 실시예들이 또한 위에서 한정되지만, 이하에서 - 완전성을 위해 - 몇몇이 반복된다.

특정 실시예에서, 광원은 발광 면을 포함하며, 여기서 발광 면은 도광체 내에 구성된다. 예를 들어, 고체 광원(solid state light source)이 도광체 내에 매립될 수 있다. 본질적으로, 고체 광원 전체가 도광체(도광 재료) 내에 매립될 수 있다.

위에 명시된 바와 같이, 제1 도광 면과 제2 도광 면 사이의 거리(h3)는 도광체의 두께를 한정한다. 특히, 이러한 두께(h3)는 최대 5 mm, 예를 들어 1 내지 2 mm처럼 0.5 내지 2.5 mm의 범위 내에 있다.

위에 명시된 바와 같이, 도광 요소는 제1 층 요소 및 제2 층 요소 중 하나 이상, 특히 둘 모두의 층 요소를 포함할 수 있다. 또한, 위에 명시된 바와 같이, 제1 층 요소 및 제2 층 요소 중 하나 이상은 플루오르화 에틸렌, 플루오르화 프로필렌, 플루오르화 에틸렌 프로필렌, 및 플루오르화 프로필렌 아세테이트 등 중 하나 이상을 포함하는 층을 포함한다. 또한, 실시예들에서, 제1 층 요소는 도광체에 비해 더 큰 압축 강도, 더 큰 접선 모듈러스, 및 더 큰 인성 중 하나 이상을 갖는다. 압축 강도, 접선 모듈러스, 및 인성은 당업계에 알려진 방법으로 측정될 수 있다.

실시예들에서, 시스템은 액체를 도광체를 통해 유동시키도록 구성되는 펌프를 추가로 포함한다(액체 기반 도광체가 사용될 때; 또한 상기 참조).

광원은 특히 고체 광원, 예를 들어 LED를 포함한다. 도광체와 광원의 조합은 본 명세서에서 또한 UV-방출 요소로 표현된다.

실시예들에서, 광원은 도광체로부터 외부에 구성된다. 그러한 실시예에서, 광원은 광원 광을 도광체의 면에 제공하도록 구성됨으로써, 광원의 광이 (예를 들어, 도광체의 에지 면(edge face)을 통해) 도광체 내에 결합된다. 광원과 도광체는 특히 방사선 결합된다(radiationally coupled). 용어 "방사선 결합되는"은 특히 광원에 의해 방출되는 방사선의 적어도 일부가 도광체에 의해 수광되도록(그리고 도광체로부터 적어도 부분적으로 빠져나가도록) 광원과 도광체가 서로 연관됨을 의미한다.

또 다른 실시예에서, 광원은 발광 면을 포함하며, 여기서 발광 면은 도광체 내에 구성된다. 예를 들어, LED가 실리콘 내에 매립될 수 있다. 후자의 실시예의 예는, 예컨대 본 명세서에 참고로 포함된 국제 출원 공개 WO2014/188347호에 기재되어 있다. 물론, 상이한 실시예들이 조합될 수 있다.

따라서, 도광체에 관하여 기술된 특정 실시예가 또한 생물오손-방지 시스템에 의해 포함되는 도광체에 관하여 적용될 수 있다. 따라서, 특정 실시예에서, 광학 층은 제1 층 두께(h1)를 갖는 상기 광학 층 재료를 포함하는 하나 이상의 제1 영역, 및 0≤h2<h1의 범위 내의 제2 층 두께(h2)를 갖는 상기 광학 층 재료를 포함하는 하나 이상의 제2 영역을 구비하는 패턴화된 광학 층인데, 이때 특히 h2=0이며(실제로 이들 제2 영역 내에 광학 층이 없음), 여기서 패턴화된 광학 층은 상기 방사선 출구 윈도우로부터 하류에 UV 방사선의 균일한 분포를 제공하도록 구성된다. 실시예들에서, 복수의 제1 영역 및 복수의 제2 영역이 있을 수 있다. 이들 영역은 실시예들에서 규칙적으로 배열될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 도광체는 UV 방사선 투과성 액체로 충전되어진 폐쇄된 공동을 포함하며, 여기서 도광체는 실리콘을 포함하는 제1 재료를 포함하고, 제1 재료는 공동을 한정하며, UV 방사선 투과성 액체는 물을 포함하고, 제1 굴절률(n1)은 280 nm에서 1.25 이하이다(추가로 또한 상기 참조).

광학 층은 광원 광을 도광체에 걸쳐 분포시키는 데 도움을 줄 수 있다. 추가적으로, 또한 도광체에 의해 포함될 수 있는 광학 구조체, 예를 들어 도광체에 의해 완전히 둘러싸이는 광학 구조체 및/또는 제1 도광 면 또는 제1 도광 면의 반대편의 면과 같은, 도광체의 면(들) 내의 또는 그 상의 광학 구조체가 적용될 수 있다. 따라서, 실시예들에서, 도광체는 상기 방사선 출구 윈도우로부터 하류에 UV 방사선의 균일한 분포를 제공하도록 구성되는 광학 구조체를 추가로 포함한다.

제1 도광 면의 반대편의(반대편에 구성된, 도광체의) 면은, 예컨대 반사 재료, 예를 들어 반사 코팅을 포함할 수 있다. 또한, 특히 높이를 한정하는 면들 중 하나 이상, 즉 하나 이상의 에지가 광원(들)에 의해 조명될 수 있다. 따라서, 특히 에지 조명이 적용된다. 광원(들)에 의해 조명되지 않는 하나 이상의 면(들)이 있으면, 그러한 하나 이상의 면(들)은 반사 재료, 예를 들어 반사 코팅을 포함할 수 있다.

도광체와 광원의 조합은 본 명세서에서 또한 UV-방출 요소로 표현될 수 있다. 또한, 제1 도광 면은 또한 방사선 출구 윈도우로 표현될 수 있다. 실시예들에서, 방사선 방출 윈도우는 제1 도광 면을 포함할 수 있다.

위에 명시된 바와 같이, 생물오손-방지 시스템은 UV-방출 요소를 포함한다. 용어 "UV-방출 요소"는 또한 복수의 UV-방출 요소를 지칭할 수 있다. 따라서, 시스템은 복수의 그러한 요소를 포함할 수 있다. 시스템은 전기 에너지원을 포함할 수 있지만, 시스템은 (사용 동안에) 또한 전기 에너지원과 기능적으로 결합될 수 있다. 실시예에서, 각각의 UV-방출 요소는 에너지원과 기능적으로 결합될 수 있다. 이는 UV-방출 요소의 탈중심 급전(decentral powering)을 허용한다. 에너지원은 특히 광원(들)의 급전을 위해 사용된다.

본 명세서에서, UV-방출 요소는 또한 "조명 모듈"로 나타내어질 수 있다. UV-방출 요소는 플레이트-유사 모듈(본 명세서에서 또한 "광학 매체" 또는 "도광체"로 나타내어짐)일 수 있는데, 이때 하나 이상의 관련 요소가 내부에 적어도 부분적으로, 또는 심지어 완전히 매립된다. 따라서, 실시예에서, UV-방출 요소는 실리콘 등과 같은 광 투과성 (고체) 재료를 포함한다. 그러나, UV 요소는 또한 하나 이상의 관련 요소를 적어도 부분적으로, 또는 심지어 완전히 둘러싸는 하우징을 포함할 수 있다. 하나 이상의 관련 요소는 적어도 광원 광, 특히 UV 방사선을 제공하도록 구성되는 광원을 포함한다. UV-방출 요소는 편평하거나 만곡된 방사선 출구 윈도우를 구비할 수 있다. 용어 "UV-방출 요소"는 요소가 특히 요소의 사용 동안에 UV 방사선을 제공하도록 구성됨을 가리킨다.

UV-방출 요소는 UV 방사선 출구 윈도우를 포함한다. UV 방사선 출구 윈도우는 광원의 UV 방사선의 적어도 일부를 투과시키도록 구성된다. 따라서, 출구 윈도우는 UV 방사선에 대해 투과성이다. 일반적으로, 윈도우는 또한 가시 광에 대해 투과성일 것이다. 위에 명시된 바와 같이 그리고 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 실시예에서, 요소는 방사선 투과성 플레이트일 수 있다. 그러한 경우에, 윈도우는 요소의 면(또는 평면)일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 요소는 하우징을 포함하며, 이러한 하우징은 그러한 윈도우를 포함한다. 그러한 실시예에서, 방사선 출구 윈도우는 (또한) 실리콘 등과 같은 광 투과성 (고체) 재료를 포함한다. 용어 "방사선 투과성"은 방사선에 대해, 특히 UV 방사선에 대해 그리고 선택적으로 또한 가시 방사선에 대해 투과성인 것을 지칭한다.

UV 방사선 출구 윈도우는 상류 윈도우 면 및 하류 윈도우 면을 포함한다. 용어 "상류"와 "하류"는 광 생성 수단(여기에서 특히 광원)으로부터의 광의 전파에 대한 물품 또는 특징부의 배열에 관한 것이며, 여기서 광 생성 수단으로부터의 광 빔(beam) 내의 제1 위치에 대해, 광 생성 수단에 더 가까운 광 빔 내의 제2 위치가 "상류"이고, 광 생성 수단으로부터 더욱 멀리 떨어진 광 빔 내의 제3 위치가 "하류"이다. 따라서, 상류 윈도우 면("상류 면")은 특히 요소의 내부로 지향되고, 광원 광을 바로, 또는 내부 반사 후에 수광할 수 있다. 하류 윈도우 면("하류 면")은 특히 요소의 외부로 지향될 수 있다. 이러한 윈도우 면은 예컨대 시스템의 사용 동안에 물과 (일시적으로) 접촉할 수 있다. 요소의 플레이트-유사 실시예에서, 상류 윈도우 면과 하류 윈도우 면이 (동일한) 에지(또는 평면)의 양면일 수 있음에 유의한다. 하우징이 적용되는 실시예에서, 윈도우는 상류 윈도우 면과 하류 윈도우 면 사이의 0이 아닌 두께를 가질 수 있다. 하류 윈도우 면은 광학 층을 포함할 수 있다. 특히, 광학 층은 하류측 윈도우 면 상에 구성된다.

실시예에서, 시스템은 내부 전반사(TIR)의 원리에 기초할 수 있다. (도광체의 내부 또는 외부에 구성된) 광원은 UV 방사선(및/또는 다른 유형의 방사선; 아래 참조)을 내부 전반사의 원리에 기초하여 방사선 출구 윈도우에 제공하도록 구성될 수 있다.

요소는 적어도 UV 방사선을 위한 광원을 포함한다. 이러한 UV 방사선은 생물오손-방지를 위해 사용된다. 따라서, UV 방사선은 생물오손-방지 방사선으로서 사용된다. 본 명세서에서, 광원 및 유사한 용어에서의 용어 "광"은 따라서 또한 UV 방사선을 지칭할 수 있다.

위에 명시된 바와 같이, 다른 태양에서, 본 발명은 외부 표면 및 외부 표면에 연관되는, 본 명세서에 한정된 바와 같은 생물오손-방지 시스템을 포함하는 물체를 제공한다. 특히, 일 태양에서, 본 발명은 본 명세서에 한정된 바와 같은 생물오손-방지 시스템을 포함하고 사용 동안에 물 속에 적어도 부분적으로 잠수되는 물체로서, UV-방출 요소는 조사 단계 동안에 UV 방사선으로 (i) 상기 물체의 외부 표면의 부분 및 (ii) 상기 외부 표면의 상기 부분에 인접한 물 중 하나 이상을 조사하도록 구성되는, 물체를 제공한다. 본 명세서에 명시된 바와 같이, 물체는 특히 선박 및 기반시설 물체로 이루어진 군으로부터 그러나 또한 다른 물체들로부터 선택될 수 있다. 어구 "사용 동안에 물 속에 적어도 부분적으로 잠수되는"은 담수 또는 해수 또는 이들의 혼합물(기수(brackish water))을 지칭할 수 있다. 따라서, 본 발명은 그 중에서도 수중 응용, 예를 들어 해양 응용에 사용될 수 있다.

실시예들에서, 도광 요소는 제2 도광 면과 접촉하는 제2 층 요소를 포함하며, 여기서 제2 층 요소는 (물체의) 외부 표면과 접촉하는 제1 접착제 층을 포함한다.

본 명세서에서, 어구 "사용 동안에 물 속에 적어도 부분적으로 잠수되는 물체"는 특히 수중 응용물을 갖는, 선박 및 기반시설 물체와 같은 물체를 지칭한다. 따라서, 사용 동안에, 그러한 물체는 일반적으로, 바다, 호수, 운하, 강, 또는 다른 수로 등에서의 선박처럼, 물과 접촉할 것이다.

용어 "선박"은 예를 들어, 예컨대 보트 또는 배 등, 예를 들어 범선(sail boat), 탱커(tanker), 유람선(cruise ship), 요트(yacht), 페리(ferry), 잠수함 등을 지칭할 수 있다.

용어 "기반시설 물체"는 특히 댐(dam), 수문(sluice), 수상 플랫폼(pontoon), 석유 굴착 장치(oilrig) 등과 같은, 일반적으로 실질적으로 고정되어 배열되는 수중 응용물을 지칭할 수 있다. 용어 "기반시설 물체"는 또한 (예컨대 해수를, 예컨대 발전소로 양수하기 위한) 파이프, 및 (수력) 발전소의 다른 부분, 예를 들어 냉각 시스템, 터빈 등을 지칭할 수 있다.

용어 "물체"는 실시예들에서 항해(sea-going) 또는 해상 풍력 터빈(sea-based wind turbine)을 위한 지지 구조체, 석유 굴착 장치, 파력/조력 에너지(wave/tidal energy)를 수확하기 위한 구조체, 부유 장치 등을 지칭할 수 있다.

용어 "외부 표면"은 특히 물과 물리적으로 접촉할 수 있는 표면을 지칭한다. 파이프의 경우에, 이는 내부 파이프 표면 및 외부 파이프 표면 중 하나 이상에 적용될 수 있다. 따라서, 용어 "외부 표면" 대신에, 또한 용어 "오손 표면"이 적용될 수 있다. 또한, 그러한 실시예에서, 용어 "수위선(water line)"은 또한 예컨대 충전 수위(filling level)를 지칭할 수 있다.

특히, 물체는 해양 응용, 즉 바다 또는 대양에서의 또는 그 부근에서의 응용을 위해 구성되는 물체이다. 그러한 물체들은 그들의 사용 동안에 적어도 일시적으로, 또는 실질적으로 항상 물과 적어도 부분적으로 접촉한다. 물체는 사용 동안에 적어도 부분적으로 물(수위선) 아래에 있을 수 있거나, 잠수함 응용에 대해서와 같이 실질적으로 항상 물(수위선) 아래에 있을 수 있다. 본 발명은 예컨대 젖은 표면을 청결하게 유지시키는 해양 오손-방지를 위해, 해양 응용을 위해, 바다(해저) 응용을 위해, 시추 플랫폼(drilling platform)을 위해, 기타 등등을 위해 적용될 수 있다.

이러한 물과의 접촉으로 인해, 위에 명시된 단점과 함께, 생물오손이 발생할 수 있다. 생물오손은 그러한 물체의 외부 표면의 표면("표면")에서 발생할 것이다. 보호될 물체(의 요소)의 표면은 강철을 포함할 수 있지만, 예컨대 목재, 폴리에스테르, 복합재, 알루미늄, 고무, 하이팔론(hypalon), PVC, 유리 섬유 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것과 같은 다른 재료를 선택적으로 또한 포함할 수 있다. 따라서 강철 선체 대신에, 선체는 또한 PVC 선체 또는 폴리에스테르 선체 등일 수 있다. 강철 대신에, 또한 다른 철 재료, 예를 들어 (다른) 철 합금이 사용될 수 있다.

본 명세서에서, 용어 "오손" 또는 "생물오손" 또는 "생물학적 오손"은 상호교환 가능하게 사용된다. 위에서, 오손의 몇몇 예가 제공된다. 생물오손은 물 속에 있거나 물에 근접하고 일시적으로 물(또는 다른 전기 전도성 수성 액체)에 노출되는 임의의 표면 상에서 발생할 수 있다. 그러한 표면 상에서, 생물오손은 요소가 물 속에 있거나 물 근처에, 예를 들어 수위선 (바로) 위에 있을 때(예컨대 선수파(bow wave)로 인한 것과 같은 튀는 물로 인한 것처럼) 발생할 수 있다. 열대 지방 사이에서는, 생물오손이 수 시간 내에 발생할 수 있다. 중간의 온도에서도, 첫번째 오손(오손의 첫번째 단계)이 수 시간 내에 당류 및 박테리아의 제1 (분자) 수준으로서 발생할 것이다.

생물오손-방지 시스템은 적어도 하나의 UV-방출 요소를 포함한다. 또한, 생물오손-방지 시스템은 제어 시스템(또한 아래 참조), 전기 에너지 공급 장치 등을 포함할 수 있다.

용어 "생물오손-방지 시스템"은 또한, 선택적으로 기능적으로 서로 결합되는, 예를 들어 단일 제어 시스템을 통해 제어되는 복수의 그러한 시스템을 지칭할 수 있다. 또한, 생물오손-방지 시스템은 복수의 그러한 UV-방출 요소를 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 용어 "UV-방출 요소"는 (따라서) 복수의 UV-방출 요소를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 복수의 UV-방출 요소는 선체와 같은 물체의 외부 표면에 연관될 수 있거나, 그러한 표면에 의해 포함될 수 있는 반면에(또한 아래 참조), 예컨대 제어 시스템이 물체 내의 어딘가에, 예를 들어 선박의 제어실 또는 조타실(wheel house) 내에 구성될 수 있다.

오손이 발생될 수 있는 표면 또는 영역은 본 명세서에서 또한 오손 표면으로 나타내어진다. 이는 예컨대 배의 선체 및/또는 광학 매체의 방출 표면일 수 있다(또한 아래 참조). 이를 위해, UV-방출 요소는 생물오손의 형성을 방지하고/하거나 생물오손을 제거하기 위해 적용되는 UV 방사선(오손-방지 광)을 제공한다. 이러한 UV 방사선(오손-방지 광)은 특히 적어도 UV 방사선(또한 "UV 광"으로 나타내어짐)을 포함한다. 따라서, UV-방출 요소는 특히 UV 방사선을 제공하도록 구성된다. 게다가 또, UV-방출 요소는 광원을 포함한다. 용어 "광원"은 또한 2개 내지 200개의 (고체) 광원, 예를 들어 LED와 같은 복수의 광원과 관련될 수 있지만, 더욱 많은 광원이 또한 적용될 수 있다. 따라서, 용어 LED는 또한 복수의 LED를 지칭할 수 있다. 특히, UV-방출 요소는 복수의 광원을 포함할 수 있다. 따라서, 위에 명시된 바와 같이, UV-방출 요소는 하나 이상의 (고체) 광원을 포함한다. LED는 (OLED 또는) 고체 LED(또는 이들 LED의 조합)일 수 있다. 특히, 광원은 고체 LED를 포함한다. 따라서, 특히, 광원은 UVA 및 UVC 광 중 하나 이상을 제공하도록 구성되는 UV LED를 포함한다(또한 아래 참조). UVA는 세포 벽을 손상시키는 데 사용될 수 있는 반면에, UVC는 DNA를 손상시키는 데 사용될 수 있다. 따라서, 광원은 특히 UV 방사선을 제공하도록 구성된다. 본 명세서에서, 용어 "광원"은 특히 고체 광원을 지칭한다. 광원(들)은 또한 고체 레이저(들)를 포함할 수 있다.

특히, 광원 또는 광원들은 LED들이다. 따라서, 실시예에서, 생물오손-방지 시스템은 복수의 광원을 포함하며, 여기서 광원은 LED를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 광원은 고체 레이저를 포함한다.

위에 명시된 바와 같이, UV-방출 요소는 (조사 단계 동안에) 특히 상기 UV 방사선으로 (i) 상기 외부 표면의 상기 부분 및 (ii) 상기 외부 표면의 상기 부분에 인접한 물 중 하나 이상을 조사하도록 구성된다. 용어 "부분"은 예를 들어 선체 또는 수문(문)과 같은 물체의 외부 표면의 부분을 지칭한다. 그러나, 용어 "부분"은 또한 선체 또는 수문의 외부 표면과 같은 실질적으로 전체 외부 표면을 지칭할 수 있다. 특히, 외부 표면은 하나 이상의 광원의 UV 광으로 조사될 수 있거나 하나 이상의 UV-방출 요소의 UV 방사선으로 조사될 수 있는 복수의 부분을 포함할 수 있다. 각각의 UV-방출 요소는 하나 이상의 부분을 조사할 수 있다. 또한, 선택적으로, 2개 이상의 UV-방출 요소의 UV 방사선을 수광하는 부분들이 있을 수 있다.

일반적으로, 2가지 주요 실시예가 구별될 수 있다. 이러한 실시예들 중 하나는, 적어도 조사 단계 동안에, 광원과 UV-방출 요소 사이에 해수와 같은 물(또는 수위선 위일 때 공기)이 있는 상태에서 외부 표면의 부분이 UV 방사선으로 조사되는 것을 포함한다. 그러한 실시예에서, 이러한 부분은 특히 물체의 "원래" 외부 표면에 의해 포함된다. 그러나, 또 다른 실시예에서, "원래" 외부 표면은 (선박의 선체와 같은) 물체의 "원래" 외부 표면에 부착되는 모듈, 특히 비교적 편평한 모듈로 연장될 수 있음으로써, 모듈 그 자체가 실제로 외부 표면을 형성한다. 예를 들어, 그러한 모듈은 선박의 선체에 연관될 수 있음으로써, 모듈이 외부 표면(의 적어도 일부)을 형성한다. 두 실시예에서, UV-방출 요소는 특히 방사선 출구 표면을 포함한다(추가로 또한 아래 참조). 그러나, 특히 UV-방출 요소가 상기 외부 표면의 부분을 제공할 수 있는 후자의 실시예에서, 그러한 방사선 출구 윈도우는 상기 부분을 제공할 수 있다(그 이유는 제1 부분 및 방사선 출구 윈도우가 본질적으로 일치할 수 있으며; 특히 동일한 표면일 수 있기 때문임).

따라서, 실시예에서, UV-방출 요소는 상기 외부 표면에 부착된다. 또 다른 특정 실시예에서, 생물오손-방지 시스템의 방사선 출구 윈도우는 상기 외부 표면의 부분으로서 구성된다. 따라서, 실시예들 중 일부에서, 물체는 선체를 포함하는 선박을 포함할 수 있고, UV-방출 요소는 상기 선체에 부착된다. 용어 "방사선 출구 윈도우"는 또한 복수의 방사선 출구 윈도우를 지칭할 수 있다(또한 아래 참조).

둘 모두의 일반적인 실시예에서, UV-방출 요소는 (조사 단계 동안에) 상기 UV 방사선으로 상기 외부 표면의 상기 부분에 인접한 물을 조사하도록 구성된다. 모듈 그 자체가 실제로 외부 표면을 형성하는 실시예에서, UV-방출 요소는 적어도, (조사 단계 동안에) 상기 UV 방사선으로 실제로 상기 외부 표면의 부분인 상기 외부 표면의 상기 부분과, 선택적으로 또한 상기 외부 표면의 상기 부분에 인접한 물을 조사하도록 구성된다. 이에 의해, 생물오손이 방지 및/또는 감소될 수 있다.

일 실시예에서, 오손으로부터 청결하게 유지될 상당한 양의 보호 표면, 바람직하게는 전체 보호 표면, 예컨대 배의 선체가 살균 광("오손-방지 광"), 특히 UV 광을 방출하는 층으로 덮일 수 있다.

또 다른 실시예에서, UV 방사선(오손-방지 광)은 섬유와 같은 도파관을 통해 보호될 표면에 제공될 수 있다.

따라서, 실시예에서, 오손-방지 조명 시스템은 광학 매체를 포함할 수 있으며, 여기서 광학 매체는 오손 표면에 상기 UV 방사선(오손-방지 광)을 제공하도록 구성되는, 광섬유와 같은 도파관을 포함한다. UV 방사선(오손-방지 광)이 빠져나오는, 예컨대 도파관의 표면은 본 명세서에서 또한 방출 표면으로 나타내어진다. 일반적으로, 도파관의 이러한 부분은 적어도 일시적으로 잠수될 수 있다. 방출 표면으로부터 빠져나가는 UV 방사선(오손-방지 광)으로 인해, 사용 동안에 (해수와 같은) 액체에 적어도 일시적으로 노출되는 물체의 요소가 조사되고 이에 의해 오손-방지될 수 있다. 그러나, 방출 표면 그 자체가 또한 오손-방지될 수 있다. 이러한 효과는 후술되는 광학 매체를 포함하는 UV-방출 요소의 실시예들 중 일부에서 사용된다.

광학 매체를 갖는 실시예들이 또한 국제 출원 공개 WO2014188347호에 기재되어 있다. 국제 출원 공개 WO2014188347호의 실시예들은 그들이 제어 유닛 및/또는 물 스위치, 및 본 명세서에 기술된 다른 실시예와 조합가능하기 때문에 본 명세서에 또한 참고로 포함된다.

위에 명시된 바와 같이, UV-방출 요소는 특히 UV 방사선 출구 윈도우를 포함할 수 있다. 따라서, 특정 실시예에서, UV-방출 요소는 UV 방사선 출구 윈도우를 포함하는데, 이때 UV-방출 요소는 특히 상기 UV-방출 요소의 상기 UV 방사선 출구 윈도우로부터 하류에 상기 UV 방사선을 제공하도록 구성된다. 그러한 UV 방사선 출구 윈도우는 방사선이 UV-방출 요소로부터 빠져나와 통과하는 광학 윈도우일 수 있다. 선택적으로 또는 추가적으로, UV 방사선 출구 윈도우는 도파관의 표면일 수 있다. 따라서, UV 방사선은 UV-방출 요소 내에서 도파관 내에 결합될 수 있고, 도파관의 면(의 일부)을 통해 요소로부터 빠져나갈 수 있다. 또한 위에 명시된 바와 같이, 실시예에서, 방사선 출구 윈도우는 선택적으로 물체의 외부 표면의 부분으로서 구성될 수 있다.

위에 명시된 바와 같이, 물체 또는 생물오손-방지 시스템은 복수의 방사선 출구 윈도우를 포함할 수 있다. 실시예에서, 이는 복수의 생물오손-방지 시스템을 지칭할 수 있다. 그러나, 대안적으로 또는 추가적으로, 실시예에서, 이는 복수의 UV 방출 요소를 포함하는 생물오손-방지 시스템을 지칭할 수 있다. 따라서, 그러한 생물오손-방지 시스템은 특히 UV 방사선을 제공하기 위한 복수의 광원을 포함할 수 있다. 그러나, 대안적으로 또는 추가적으로, 실시예에서, 이는 (또한) UV 방사선을 제공하도록 구성되는 복수의 광원을 포함하는 UV-방출 요소를 지칭할 수 있다. 단일 UV 방사선 출구 윈도우를 갖는 UV-방출 요소가 (여전히) 복수의 광원을 포함할 수 있음에 유의한다.

생물오손-방지 시스템은 특히 물체의 부분 또는 이러한 부분에 인접한 물에 UV 방사선을 제공하도록 구성된다. 이는 특히 조사 단계 동안에 UV 방사선이 적용됨을 의미한다. 따라서, 선택적으로 또한 UV 방사선이 전혀 적용되지 않는 기간이 있을 수 있다. 이는 (따라서) 예컨대 UV-방출 요소들 중 하나 이상의 UV-방출 요소의 제어 시스템 전환에 기인할 수 있을 뿐만 아니라, 또한 예컨대 주간 및 야간 또는 수온 등과 같은 사전규정된 설정에 기인할 수 있다. 예를 들어, 실시예에서, UV 방사선은 펄스 방식으로 적용된다.

따라서, 특정 실시예 또는 태양에서, 생물오손-방지 시스템은 사용 동안에 물에 적어도 일시적으로 노출되는 물체의 오손 표면 상의 생물오손을, 상기 오손 표면 또는 그에 인접한 물에 오손-방지 광(즉, UV 방사선)을 제공함으로써 방지하거나 감소시키도록 구성된다. 특히, 생물오손-방지 시스템은 상기 오손-방지 광을 광학 매체를 통해 상기 오손 표면에 제공하도록 구성될 수 있으며, 여기서 UV-방출 요소는 (ii) UV 방사선(오손-방지 광)의 적어도 일부를 수광하도록 구성되는 상기 광학 매체를 추가로 포함하며, 광학 매체는 상기 UV 방사선(오손-방지 광)의 적어도 일부를 제공하도록 구성되는 방출 표면을 포함한다. 또한, 특히 광학 매체는 도파관 및 광섬유 중 하나 이상을 포함하며, 여기서 UV 방사선(오손-방지 광)은 특히 UVB 및 UVC 광 중 하나 이상을 포함한다. 이들 도파관 및 광학 매체는 본 명세서에서 추가로 상세히 논의되지 않는다.

광학 매체는 또한 보호 표면에 적용하기 위한 (실리콘) 포일(foil)로서 제공될 수 있는데, 이때 포일은 오손-방지 광을 생성하기 위한 적어도 하나의 광원, 및 포일에 걸쳐 UV 방사선을 분배하기 위한 시트-유사(sheet-like) 광학 매체를 포함한다. 실시예에서, 포일은 0.2 내지 2 cm와 같이, 0.1 내지 5 cm와 같은, 수 밀리미터 내지 수 센티미터 정도의 크기의 두께를 갖는다. 실시예에서, 포일은 두께 방향에 수직인 임의의 방향으로 실질적으로 제한되지 않아, 수십 또는 수백 제곱 미터 정도의 크기를 갖는 상당히 큰 포일을 제공한다. 포일은 오손-방지 타일을 제공하기 위해, 포일의 두께 방향에 수직인 두 직교 방향으로 실질적으로 크기-제한될 수 있고; 다른 실시예에서, 포일은 오손-방지 포일의 기다란 스트립을 제공하기 위해, 포일의 두께 방향에 수직인 하나의 방향으로만 실질적으로 크기-제한된다. 따라서, 광학 매체, 및 심지어 UV-방출 요소는 타일 또는 스트립으로서 제공될 수 있다. 타일 또는 스트립은 (실리콘) 포일을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, UV-방출 요소는 UV 방사선을 생성하기 위한 광원의 2차원 격자를 포함하고, 광학 매체는 광원의 2차원 격자로부터의 UV 방사선의 적어도 일부를 광학 매체에 걸쳐 분배하여, 광 모듈의 광 방출 표면으로부터 빠져나가는 UV 방사선의 2차원 분포를 제공하도록 배열된다. 광원들의 2차원 격자는 치킨-와이어(chicken-wire) 구조, 밀접 패킹된(close-packed) 구조, 행/열 구조, 또는 임의의 다른 적합한 규칙적 또는 불규칙적 구조로 배열될 수 있다. 격자 내의 이웃한 광원들 사이의 물리적 거리는 격자에 걸쳐 고정될 수 있거나, 예를 들어 오손-방지 효과를 제공하는 데 필요한 광 출력 전력의 함수로서 또는 보호 표면 상에서의 UV-방출 요소의 위치(예컨대, 배의 선체 상에서의 위치)의 함수로서 변할 수 있다. 광원의 2차원 격자를 제공하는 이점은, UV 방사선이 UV 방사선 조명으로 보호될 영역에 근접하게 생성될 수 있다는 것, 및 이것이 광학 매체 또는 도광체의 손실을 감소시킨다는 것과 이것이 광 분배의 균질성을 증가시킨다는 것을 포함한다. 바람직하게는, UV 방사선은 일반적으로 방출 표면에 걸쳐 균질하게 분포되며; 이는 오손이 달리 발생할 수 있는 과소 조명 영역(under-illuminated area)을 감소시키거나 심지어 방지함과 동시에, 오손-방지에 필요한 것보다 많은 광으로 다른 영역을 과도-조명하는 것에 의한 에너지 낭비를 감소시키거나 방지한다. 일 실시예에서, 격자는 광학 매체 내에 포함된다. 또 다른 실시예에서, 격자는 (실리콘) 포일에 의해 포함될 수 있다.

또한, 실시예에서, 광학 매체는 보호 표면에 근접하게 배치되고(선택적으로 그에 부착되는 것을 포함함) 자외선 광을 수광하도록 결합될 수 있으며, 여기서 광학 매체는 보호 표면에 수직인 방향으로 두께를 갖고, 두께 방향에 직교하는 광학 매체의 두 직교 방향이 보호 표면에 평행하며, 광학 매체는 자외선 광이 두께 방향에 직교하는 두 직교 방향 중 적어도 하나로 광학 매체 내에서 이동하도록 그리고 광학 매체의 표면을 따른 지점에서, 자외선 광의 각각의 부분들이 광학 매체를 빠져나가도록 자외선 광의 전파 경로를 제공하도록 구성된다.

다른 태양에서, 본 발명은 또한 사용 동안에 물에 적어도 일시적으로 노출되는 물체의 외부 표면(의 일부)의 (생물)오손-방지 방법을 제공하며, 이 방법은 본 명세서에 한정된 바와 같은 생물오손-방지 시스템을 물체에 제공하는 단계, (물체의 사용 동안에) UV 방사선을 선택적으로 (i) 피드백 신호, 및 (ii) UV 방사선(오손-방지 광)의 세기를 (주기적으로) 변화시키기 위한 타이머 중 하나 이상의 함수로서 생성하는 단계, 및 (조사 단계 동안에) 상기 UV 방사선을 외부 표면(의 부분)에 제공하는 단계를 포함한다. 그러한 피드백 신호는 센서에 의해 제공될 수 있다.

또 다른 태양에서, 본 발명은 또한 사용 동안에 물에 적어도 일시적으로 노출되는 물체에 생물오손-방지 시스템을 제공하는 방법을 제공하며, 이 방법은 생물오손-방지 시스템을 선박과 같은 물체에 제공하는, 예를 들어 물체 내에 통합시키고/시키거나 외부 표면에 부착시키는 단계를 포함하는데, 이때 UV-방출 요소는 상기 UV 방사선을 물체의 외부 표면의 부분 및 (사용 동안에) 상기 부분에 인접한 물 중 하나 이상에 제공하도록 구성된다. 특히, UV-방출 요소는 외부 표면에 부착되거나, 심지어 외부 표면의 (제1) 부분으로서 구성될 수 있다.

본 명세서에 기술된 발명에 의해, 생물오손이 감소되거나 방지되도록 하는 생물오손-방지 방사선으로 표면이 처리될 수 있다. 따라서, 또 다른 태양에서, 본 발명은 또한 본 명세서에 기술된 바와 같은 물체의 외부 표면에 연관되는 도광 요소의 표면에서 생물오손을 방지 및/또는 감소시키는 방법을 제공하는데, 이 방법은 UV 방사선을 발생시키는 단계, 및 UV 방사선의 적어도 일부가 도광 요소로부터 표면을 통해 빠져나가는 동안에 상기 UV 방사선을 표면에 제공하는 단계를 포함한다. 또 다른 태양에서, 본 발명은 물체의 외부 표면에서 생물오손을 방지 및/또는 감소시키는 방법을 제공하는데, 외부 표면은 물체의 사용 동안에 물에 적어도 일시적으로 노출되고, 이 방법은 (본 명세서에 기술된 것과 같은) 생물오손-방지 시스템에 의해 UV 방사선을 발생시키는 단계, 및 상기 UV 방사선을 물체의 외부 표면과 외부 표면에 인접한 물에 제공하는 단계를 포함하며, 생물오손-방지 시스템은 본 명세서에 기술된 바와 같은 도광 요소를 포함한다. 도광 요소는 UV 방사선을 물체의 표면에 제공하기 위해 사용될 수 있거나, 도광 요소는 물체의 표면을 제공할 수 있다.

용어 "연관시키다" 및 유사 용어는 요소의 기능적 결합을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 도광 요소는 물체에 코팅될 수 있거나, 예를 들어 기계적 수단, 글루(glue), 접착제 등 중 하나 이상으로 물체에 부착될 수 있다. 광원의 맥락에서의 용어 "연관시키다" 및 유사 용어는 또한, 예컨대 요소가 광원 방사선의 적어도 일부를 수광하도록 요소와 광원이 연관될 수 있다는 의미에서 방사선 결합을 지칭할 수 있다.

이제, 본 발명의 실시예는, 대응하는 도면 부호가 대응하는 부품을 가리키는 첨부 개략도를 참조하여 단지 예로서 기술될 것이다.
도 1a 내지 도 1h는 몇몇 일반적인 태양을 개략적으로 도시한 도면.
도 2a 내지 도 2f는 몇몇 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 선택적으로 조합하여 적용될 수 있는 몇몇 변형을 개략적으로 도시한 도면.
이러한 도면은 반드시 축척에 맞게 도시된 것은 아니다.

도 1a는 UV-방출 요소(210)를 포함하는 생물오손-방지 시스템(200)의 일 실시예를 개략적으로 도시한다. UV-방출 요소(210)는 UV 방사선 출구 윈도우(230)를 포함한다. UV-방출 요소(210)는 UV 방사선(221)을 제공하도록 구성되는 광원(220)(오손-방지 광)을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 여기에서, 예로서 3개의 광원(220)이 도시되어 있다. 여기에서, UV-방출 요소(210)는 요소들이 내부에 매립된 도파관 또는 도광체로서 구성된다. 따라서, 광원(220)은 - 이러한 개략적으로 도시된 실시예에서 - 도파관 내에 매립된다. UV 방사선 출구 윈도우(230)는 광원(220)의 UV 방사선(221)의 적어도 일부를 투과시키도록 구성된다. UV 방사선 출구 윈도우(230)는 여기에서 광원(들)으로 지향되는 상류 윈도우 면(231) 및 하류 윈도우 면(232)을 포함한다. 도 1a에서, 도광체(300) 또는 광학 매체 및 제1 층 요소(30)를 포함하는 도광 요소(1300)가 개략적으로 도시되어 있다. 도광체(300)는 방사선 출구 윈도우(230)를 포함하는 제1 도광 면(301)을 포함한다. 도광체(300)는 특히 제1 도광 면(301) 및 이의 반대편에 있고 제2 도광 면(302)으로 표시되는 면을 갖는 플레이트일 수 있다. 이들 면 사이의 거리가 도면 부호 h3으로 표시되는, 도광체(300)의 두께 또는 높이를 한정할 수 있다(길이와 폭(또한 도 2e 참조)은 높이보다 훨씬 더 클 수 있음). 제2 면(302)은 반사 층을 포함할 수 있다.

제1 층 요소(30)는 광학 층(310)을 포함한다. 광학 층(310)은 제1 도광 면(301)의 적어도 일부와 접촉한다. 광학 층은 제1 도광 면의 적어도 일부와 물리적으로 접촉한다. 특히, 광학 층(310)은 280 nm에서 1.36보다 작은 제1 굴절률(n1)을 갖는다. 또한, 도광체(300)는 (실리콘과 같은) UV 방사선 투과성 도광 재료(305)를 포함한다. 광학 층(310)은 광학 층 재료(315)를 포함한다. 이러한 광학 층 재료(315)는 특히 UV 방사선에 대해 투과성이지만, 물보다 작은 굴절률을 갖는다. 이러한 방식으로, 층은 도광 요소(1300)가 수중 환경에서 적용될 때 UV 방사선으로부터의 아웃커플링을 감소시키고, 제1 도광 면의 다른 부분에서 방사선의 아웃커플링을 향상시킬 수 있다. 광학 층(310)은 하류 윈도우 면(232) 상에 구성된다. 여기에서, 예로서, 도광체(300)는 광학 구조체(7)들을 포함한다. 이들은 도광체 내에 있거나 도광체(300)의 면에 있을 수 있다. 광학 구조체(7)는 UV 방출 요소(210)로부터 빠져나가는 UV 방사선(221)의 균일한 분포를 제공하도록 구성될 수 있다. 여기에서, 광원(220)은 도광 요소(1300)에 의해 포함되는 것으로 도시되지만, 이는 반드시 그렇지는 않다(또한 도 2c 참조).

광원(들)(220)과 조합된 도광 요소(1300)는, 예컨대 (보호) 표면의 오손-방지를 위한 조명 모듈로서 사용될 수 있다. 그러한 모듈은 (따라서) 오손-방지 광을 발생시키기 위한 적어도 하나의 광원, 광학 매체를 통해 오손-방지 광의 적어도 일부를 분배하기 위한 광학 매체를 포함할 수 있는데, 광학 매체는 조명 모듈이 보호 표면 내에, 그 상에 그리고/또는 그 부근에 배치될 때 분배된 오손-방지 광을 보호 표면으로부터 멀어지는 방향으로 방출하기 위한 방출 표면을 포함한다. 이러한 방출 표면은 실질적으로 평탄한 표면일 수 있다. 방출 표면은 제1 층 요소(30)를 포함한 UV 방사선 출구 윈도우(230)이다/제1 층 요소(30)를 포함한 제1 도광 면(301)이다.

도 1b 내지 도 1d는 사용 동안에 물(2) 속에 적어도 부분적으로 잠수되는 물체(10)(수위선(13) 참조)의 실시예를 개략적으로 도시한다. 선박 또는 수문(또한 아래 참조)과 같은 물체(10)는, 특히 UV 방사선(221)을 선체 또는 선체의 일부와 같은, 물체(10)의 외부 표면(11)의 일부(111)에 적용하기 위한, UV-방출 요소(210)를 포함하는 생물오손-방지 시스템(200)을 추가로 포함한다. 여기에서, 생물오손-방지 시스템(200), 또는 보다 특별하게는 UV-방출 요소(210)가 외측 표면의 일부이어서 실제로 외측 표면의 일부를 형성하거나(도 1a) 또는 UV-방출 요소(210)가 외측 표면을 조사하도록 구성되지만 반드시 배의 선체와 같은, 외측 표면의 일부를 형성하지는 않는 2가지 실시예가 도시된다(도 1c). 예를 들어, 물체(10)는 선박(1) 및 기반시설 물체(15)(또한 아래 참조)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 그 중에서도, 도 1b에서의 도면 부호 400은 실시예들에서 생물오손-방지 시스템(200)의 광원(들)(220)을 제어할 수 있는 제어 시스템을 지칭한다.

UV-방출 요소(210)는 하나 이상의 광원(220)을 포함하며, 따라서 특히 조사 단계 동안에 상기 UV 방사선(221)으로 (i) 상기 외부 표면(11)의 상기 부분(111) 및 (ii) 상기 외부 표면(11)의 상기 부분(111)에 인접한 물 중 적어도 하나를 조사하도록 구성될 수 있다. 전자의 변형은 특히 도 1c의 실시예에 적용되고, 후자의 실시예는 특히 도 1b 및 도 1c의 둘 모두의 실시예에 적용된다. 그러나, UV-방출 요소(210)의 외부 표면이 물체(10)의 외부 표면으로서 구성될 때, 당연히 부분(111)이 본질적으로 UV 방사선(21)으로 조사되는 것에 유의한다.

따라서, UV-방출 요소(210)는 UV 방사선 출구 윈도우(230)를 포함하고, UV-방출 요소(210)는 상기 UV 방사선(221)을 상기 UV-방출 요소(210)의 상기 UV 방사선 출구 윈도우(230)로부터 하류에 제공하도록 구성된다.

위에 나타낸 바와 같이, 도면 부호 1로 표시되는 용어 "선박"은, 도 1d에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 예를 들어 예컨대 보트 또는 배(도 1d의 도면 부호 10a) 등, 예를 들어 범선, 탱커, 유람선, 요트, 페리, 잠수함(도 1d의 도면 부호 10d) 등을 지칭할 수 있다. 도면 부호 15로 표시되는 용어 "기반시설 물체"는 특히 댐/수문(도 1d의 도면 부호 10e/10f), 수상 플랫폼(도 1d의 도면 부호 10c), 석유 굴착 장치(도 1d의 도면 부호 10b) 등과 같은, 일반적으로 실질적으로 고정되어 배치되는 수상 응용물을 지칭할 수 있다.

도 1e는 여기에서 예로서 통합 제어 시스템(300) 및 통합 센서(310)를 포함하는, 생물오손-방지 시스템(200)의 일 실시예를 더욱 상세히 개략적으로 도시한다.

도 1f는 예로서 복수의 UV-방출 요소(210)(여기에서 선박(1)의 선체(21)에 연관됨)를 갖는, 선박 벽 또는 기반시설 물체의 벽과 같은, 물체(10)의 외부 표면(11)을 개략적으로 도시한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 복수의 기능적으로 결합된 또는 독립적으로 기능하는 생물오손-방지 시스템(200)이 적용될 수 있다.

도 1f는 또한 생물오손-방지 시스템(200)이 (복수의 광원을 갖는) 복수의 UV-방출 요소(210), 복수의 방사선 출구 윈도우(230), 및 복수의 상기 부분(111)을 포함하는 실시예를 개략적으로 도시하며, 여기서 복수의 광원(220)은 상기 UV 방사선(221)을 상기 복수의 방사선 출구 윈도우(23)를 통해 상기 복수의 부분(111)에 제공하도록 구성되고, 상기 복수의 부분(111)은 물체(10)의 상이한 높이들에 구성되며, 제어 시스템(300)은 광원(220)들을 개별적으로 상기 입력 정보의 함수로서 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제어 시스템(300)은 광원(220)들을 물에 대한 외부 표면(11)의 부분(111)들의 위치들의 함수로서 개별적으로 제어하도록 구성될 수 있다.

도 1g는 물체(10)의 실시예로서의 선박(1)이 복수의 생물오손-방지 시스템(200) 및/또는 복수의 UV-방출 요소(210)를 포함하는 그러한 생물오손-방지 시스템(200)들 중 하나 이상을 포함하는 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 예를 들어 물(수위선)에 대한, 특정한 그러한 생물오손-방지 시스템(200)의 높이 및/또는 UV-방출 요소(210)의 높이에 따라, 각각의 UV-방출 요소(210)가 온 상태로 절환될 수 있다.

도 1h는 UV LED와 같은 광원(210)들이 격자로 배열되고 일련의 병렬 연결로 연결되는 치킨-와이어 실시예를 도시한다. LED는 납접, 접착, 또는 LED를 치킨 와이어에 연결하기 위한 임의의 다른 알려진 전기 연결 기술을 통해 노드(node)에 장착될 수 있다. 하나 이상의 LED가 각각의 노드에 배치될 수 있다. DC 또는 AC 구동이 구현될 수 있다. AC가 사용되는 경우에, 역평행(anti parallel) 구성의 한 쌍의 LED가 사용될 수 있다. 당업자는 각각의 노드에서 역평행 구성의 한 쌍 초과의 LED가 사용될 수 있음을 알고 있다. 치킨-와이어 격자의 실제 크기와 격자 내의 UV LED들 사이의 거리는 하모니카 구조를 신장시킴으로써 조절될 수 있다. 치킨-와이어 격자는 광학 매체 내에 매립될 수 있다. 위에서, 특히 능동 방지(active prevention) 응용이 기술되었으며, 여기서 생물오손-방지 시스템(200)은 물과의 접촉, 센서의 신호 등에 따라 오프 상태로 절환되거나 특정 UV-방출 요소(210) 또는 특정 광원(220)을 오프 상태로 절환시킨다. 그러나, 대안적으로 또는 추가적으로, 또한 경고 신호 또는 메시지가 사람에게 위험을 경고하기 위해 사용될 수 있다.

도 2a는 광학 층(310)이 패턴화된 광학 층(310)인 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 하나 이상의 제1 영역(311)이 제1 층 두께 h1을 갖는 상기 광학 층 재료(315)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 제2 영역(312)이 0≤h2<h1의 범위 내의 제2 층 두께 h2를 갖는 상기 광학 층 재료(315)를 포함할 수 있다. 여기에서, h2≠0이다. 상이한 영역들이 상이한 광학 층 재료(315)들 또는 동일한 광학 층 재료들을 포함할 수 있음에 유의한다. 특히 제1 도광 면 전체가 광학 층(310)과 물리적으로 접촉할 때, 광학 층(310)은 UV 방사선 투과성 광학 층 재료(315)를 포함한다. 층의 두께(h1, 또는 h1 및 h2)는 가장 가까운 광원까지의 거리에 의존할 수 있는데, 특히 실시예들에서 광원에 더 가까울수록 h1≠0이고 광원으로부터 더 멀어질수록 h2=0이다. 광학 층을 통한(즉, 높이 h1(및/또는 h2)을 통한) UV방사선의 투과율은 특히 10% 이상, 예를 들어 훨씬 더 특히 20% 이상, 예를 들어 40 내지 95%의 범위 내처럼 40% 이상, 또는 훨씬 더 높다(즉, 도광체(300) 내로 다시 지향되지 않는 UV 방사선 때문). 이는 특히 제1 도광 면(301)에 실질적으로 수직인 방향으로(도광체로부터 멀어지는 방향으로, 따라서 나타낸 층 높이 h1(또는 있다면 h2)을 갖는 광학 층을 통해) 전파되는 UV 방사선에 적용된다.

또한, 여기에서 예로서 제1 영역과 제2 영역이 나타나 있다. 또한 2개 초과의 상이한 영역이 적용될 수 있다.

도 2b는 실시예들의 조합을 개략적으로 도시한다. 그 중에서도, 이 도면은 다공성 광학 층(310)을 개략적으로 도시한다. 이러한 광학 층은 도면 부호 313으로 나타낸 기공 또는 공동을 포함한다. 이들은 가스, 예를 들어 불활성 가스 또는 공기로 충전될 수 있다. 또한, 제1 층 요소(30)는 상기 광학 층(310)을 포함하고 상기 광학 층(310)의 적어도 일부와 접촉하는 제2 층(320)을 추가로 포함하는 층 스택(3)을 포함한다. 실시예들에서, 제2 층(320)은 불투수성이다. 특히 제2 층이 실질적으로 제1 도광 면 전체를 덮을 때, 제2 층(320)은 UV 방사선 투과성 광학 층 재료(325)를 포함한다. 위에 나타낸 바와 같이, 광학 층은 예를 들어 도 2b에서와 같이 제1 도광 면 전체 위에 구성될 수 있지만, 다른 실시예에서 또한 예를 들어 도 1a에서와 같이 제1 도광 면의 일부 상에만 있을 수 있다.

도 2c는 광원(220)이 도광체(300)의 외부에 구성되고(좌측) 적어도 부분적으로 도광체(300) 내에 구성되는 변형을 개략적으로 도시한다. 광원(220)은 발광 면(227)을 포함한다. 후자의 변형에서, 발광 면(227)은 도광체(300) 내에 구성된다.

도 2d는 도광체(300)가 UV 방사선 투과성 액체(305a)로 충전된 폐쇄 공동(350)을 포함하는 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 도광체(300)는 이 실시예에서 특히 실리콘을 포함하는 제1 재료(305b)를 포함할 수 있다. 제1 재료(305b)는 공동(350)을 한정할 수 있다. 여기에서, 실제로 광학 층(310)은 공동(350)을 한정할 수 있다. UV 방사선 투과성 액체(305a)는 예컨대 탈염수를 포함할 수 있다. 그러한 도광 요소(1300)가 생물오손-방지 시스템에 사용되면, 시스템은 액체(305a)를 이동시키기 위한, 예를 들어 순환시키기 위한 펌프를 포함할 수 있다. 그러한 펌프는 본 명세서에 언급된 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다.

도 2e와 도 2f는 실리콘 플레이트(이는 사실상 물체 상의 코팅일 수 있음)와 같은 기다란 플레이트, 또는 채널-유사 시스템을 갖는, 도광체(300)의 2가지 변형을 매우 개략적으로 도시한다. 후자의 직경은 d1로 정의된다. 직경의 치수는 도광체(300)의 높이 h3에 대해 본 명세서에 정의된 바와 실질적으로 동일할 수 있다. 전자의 변형에 관하여, 도광체는 길이 또는 폭보다 상당히 더 작은, 예를 들어 5배 이상 더 작은 높이를 가질 수 있다. 도 2e에서, 플레이트의 길이는 도면 부호 l1로 나타나 있고, 폭은 도면 부호 w1로 나타나 있다. 특히, w1/h3≥5이고, l1/h3≥5이다. 상부 면, 여기에서 제1 도광 면(301)(광학 층은 나타나 있지 않음)은 아웃커플링 면으로서 사용될 수 있다. 제1 도광 면(301)의 반대편의 면은 도면 부호 302로 나타나 있고, 여기에서 저부 면이다. 이러한 면은 반사기를 포함할 수 있다. 광원이 도광체(300)의 외부에 있다고 가정할 때, 에지(들)(303)는 광 UV 방사선을 도광체(300) 내에 결합시키기 위해 사용될 수 있다. 에지가 사용되지 않는 경우, 및/또는 광원이 도광체(300) 내에서 발광 면을 구비하는 실시예에서, 에지(들)(303)는 반사 재료를 포함할 수 있다. 도 2f에서의 도광체(300)의 길이는 직경에 수직이고, 도광체의 연장축(axis of elongation)을 따른다. 따라서, 도광체는 실시예들에서 섬유일 수 있다.

도 3은 도광 요소(1300)와 생물오손-방지 시스템(200)의 다른 실시예를 개략적으로 도시하는데, 여기서 독립적으로 사용될 수 있거나 조합되어 적용될 수 있는 복수의 변형이 포함된다.

예를 들어, 이러한 개략적으로 도시된 실시예에서, 광원(220)은 도광체(300) 내에 적어도 부분적으로, 여기에서는 본질적으로 완전히 매립된다. 따라서, 광원(들)은 발광 면(227)을 포함하며, 여기서 발광 면(227)은 도광체(300) 내에 구성된다. 특히, 발광 면은 고체 광원(220)의 다이(die)이다.

또한, 도광 요소(1300)는 적어도 하나의 층, 여기에서 예로서 2개의 층을 포함하는 제1 스택(30)을 포함하며, 여기서 제1 층은 광학 층(310)이고, 제2 층(320)은 예컨대 보호 층으로서 사용될 수 있다. 광학 층(310)은 제1 도광 면(301)과 접촉한다. 광학 층 재료(315)와 도면 부호 325로 나타낸 제2 층 재료는 특히 UV 방사선에 대해 투과성이다.

대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 하나의 층, 여기에서 예로서 제3 층(330)으로 나타낸 단일 층을 포함하는 제2 스택(130)이 이용가능하다. 이러한 층 스택, 여기에서 제3 층(130)은 제2 도광 표면(301)과 접촉한다. 제3 층은 실시예들에서 광학 층 재료(315)와 동일할 수 있지만 다른 실시예에서 본질적으로 반사성일 수 있고/있거나 다른 실시예에서 접착성일 수 있는 제3 층 재료(335)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 층(330)은 도광 요소(1300), 보다 정확하게는 도광 층(300)을 물체의 외부 표면(11)에 배열하도록 적용될 수 있다.

도광체(300)는 제1 도광 표면(301)을 구비한다. 제1 층 요소(30)가 이용가능할 때, 도광 요소(1300)의 외부 표면은 이제 사실상 본 명세서에서 1301로 나타낸 외부 층의 표면이다. 따라서, 도면 부호 1301은 도광 요소(1300)의 외층을 나타낸다. 방사선 출구 윈도우는 제1 도광 표면(301)과 외층(1301) 사이의 층(스택)으로 고려될 수 있다.

따라서, 상부 층 또는 상부 포일(foil)이 있을 수 있고/있거나 저부 층 또는 상부 포일이 있을 수 있다. 전자는 보다 일반적으로 광학 층으로 나타낼 수 있거나, 보다 일반적으로 층 스택에 의해 포함될 수 있다. 후자는 보다 일반적으로 제3 층으로 나타낼 수 있거나, 보다 일반적으로 제2 층 스택에 의해 포함될 수 있다.

상부 포일/층은 특히 광 캐리어를 기계적 손상으로부터 보호하기 위해 적용될 수 있다. 또한, 이는 UVC에 대해 충분히 투과성일 수 있다.

광학 층, 또는 (제1) 층 스택은 광 캐리어의 투과성을 파괴할 수 있는 원하지 않는 분자의 화학적 침입으로부터의 보호를 제공할 수 있다.

제2 층은 특히 인열에 대항한 양호한 내성을 가질 수 있다. 제2 층은 UVC 광이 표면으로 방출되기 전에 추가로 UVC 광을 실리콘을 통해 전파시키기 위해 실리콘에 비해 더 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 이는 실리콘 층이 매우 얇은 경우(≤2 mm) 또는 실리콘이 고도로 투과성인 경우 더욱 중요해진다. 이러한 효과는 또한 졸-겔 층을 광학 층의 실시예로서 광 캐리어와 상부 포일 사이에 추가함으로써 얻어질 수 있다(또한 상기 참조).

저부 포일은 특히 광을 다시 표면으로, 도광체 내로 반사하도록 적용될 수 있다. 제3 층은 화학적 인터페이스(chemical interface)일 수 있는데, 화학적 인터페이스는 와이어 및 전자장치를 지니는 리드 프레임(lead frame)과 같은 다른 층을 저면에서 화학적 인터페이스에 부착할 수 있게 한다.

또한 제3 층은 UVC 광이 표면으로 방출되기 전에 추가로 UVC 광을 실리콘을 통해 전파시키기 위해 실리콘에 비해 더 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 이러한 효과는 또한 졸-겔 층(또한 상기 참조)을 광학 층의 실시예로서 광 캐리어와 제3 층 사이에 추가함으로써 얻어질 수 있다.

제2 층을 위한 또는 제3 층을 위한 또는 제2 층 및 제3 층 둘 모두를 위한 적합한 재료는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)와 FEP(플루오르화 에틸렌 프로필렌)의 군으로부터 선택될 수 있다. 플루오르화 에틸렌, 플루오르화 프로필렌, 플루오르화 에틸렌 프로필렌, 및 플루오르화 프로필렌 아세테이트 중 하나 이상과 같은 다른 재료가 또한 가능할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제2 층을 위한 또는 제3 층을 위한 또는 제2 층 및 제3 층 둘 모두를 위한 적합한 재료는 실리콘 재료로부터 선택될 수 있다(그러나 도광 재료가 또한 실리콘을 포함할 실시예에서는 도광 재료와 상이함). 제2 층과 제3 층의 재료는 상이할 수 있다.

용어 "복수"는 특히 2개 이상을 지칭한다.

본 명세서에서 예를 들어 "실질적으로 모든 광" 또는 "~으로 실질적으로 이루어진"에서의 용어 "실질적으로"는 당업자에 의해 이해될 것이다. 용어 "실질적으로"는 또한 "전적으로", "완전히", "모두" 등을 갖는 실시예를 포함할 수 있다. 따라서, 실시예에서, 형용사 "실질적으로"는 또한 제거될 수 있다. 적용가능한 경우, 용어 "실질적으로"는 또한 100%를 비롯해, 90% 이상, 예컨대 95% 이상, 특히 99% 이상, 훨씬 더 특히 99.5% 이상에 관련될 수 있다. 용어 "포함하다"는 용어 "포함하다"가 "~으로 이루어지다"를 의미하는 실시예를 또한 포함한다. 용어 "및/또는"은 특히 "및/또는" 전후에서 언급되는 항목들 중 하나 이상과 관련된다. 예를 들어, 어구 "항목 1 및/또는 항목 2" 및 유사 어구는 항목 1과 항목 2 중 하나 이상과 관련될 수 있다. 용어 "포함하는"은 일 실시예에서 "~으로 이루어진"을 지칭할 수 있지만, 다른 실시예에서는 "적어도 규정된 종 및 선택적으로 하나 이상의 다른 종을 포함하는"을 또한 지칭할 수 있다.

또한, 명세서 및 청구범위에 있어서 용어 '제1', '제2', '제3' 등은 유사한 요소들 사이에서의 구별을 위해 사용되고, 반드시 순차적 또는 발생 시간 순서를 기술하기 위한 것은 아니다. 그렇게 사용되는 용어들은 적절한 상황 하에서 상호교환가능하고, 본 명세서에 기술된 본 발명의 실시예가 본 명세서에 기술되거나 예시된 것과는 다른 시퀀스로 작동할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명의 장치는, 그 중에서도, 작동 동안에 기술된다. 당업자에게 명확할 바와 같이, 본 발명은 작동 방법 또는 작동 중인 장치로 제한되지 않는다.

전술된 실시예는 본 발명을 제한하기보다는 예시하며, 당업자가 첨부된 청구범위의 범위로부터 벗어남이 없이 많은 대안적인 실시예를 설계할 수 있을 것에 유의하여야 한다. 청구범위에서, 괄호 안에 기재된 임의의 도면 부호는 청구범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 동사 "포함하도록" 및 그의 동사 활용형의 사용은 청구범위에 언급된 것들 이외의 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다. 요소에 선행하는 단수형 관사("a" 또는 "an")는 복수의 그러한 요소의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 수 개의 별개 요소를 포함하는 하드웨어에 의해, 그리고 적합하게 프로그래밍된 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다. 수 개의 수단을 열거하는 장치 청구항에서, 이들 수단 중 몇몇이 하드웨어의 하나의 동일한 아이템에 의해 구현될 수 있다. 소정의 수단들이 서로 상이한 종속항들에 열거된다는 단순한 사실이, 이들 수단의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다.

본 발명은 또한 명세서에 기술되고/되거나 첨부 도면에 도시된 특징적인 특징부들 중 하나 이상을 포함하는 장치에 적용된다. 본 발명은 또한 명세서에 기술되고/되거나 첨부 도면에 도시된 특징적인 특징부들 중 하나 이상을 포함하는 방법 또는 공정에 관련된다.

본 특허에서 논의되는 다양한 태양들이 조합되어 추가의 이점들을 제공할 수 있다. 또한, 특징부들 중 일부가 하나 이상의 분할 출원을 위한 기초를 형성할 수 있다.

Claims

도광체(light guide)(300)를 포함하는 도광 요소(light guide element)(1300)로서, 상기 도광체(300)는 제1 도광 면(301) 및 제2 도광 면(302)을 UV 방사선 투과성 도광 재료(305)가 상기 제1 도광 면(301)과 상기 제2 도광 면(302) 사이에 있는 상태로 포함하고, 상기 도광 요소(1300)는,
(i) 상기 제1 도광 면(301)과 접촉하고 UV 방사선에 대해 투과성인 제1 층 요소(30), 및
(ii) 상기 제2 도광 면(301)과 접촉하고, (a) UV 방사선에 대해 반사성임, (b) 상기 도광체(300)를 물체에 접착하도록 접착성임, (c) 상기 도광 요소(1300)를 보강함, 및 (d) 상기 도광체(300)를 위해 보호성임으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기능성들을 갖는 제2 층 요소(130) 중 하나 이상을 추가로 포함하는, 도광 요소(1300).
제1항에 있어서, 상기 도광 요소(1300)는 적어도 상기 제1 층 요소(30)를 포함하며, 상기 제1 층 요소(30)는 (a) 실리콘 및 (b) 불소중합체 중 하나 이상을 포함하는 제1 층(31)을 포함하고, 상기 제1 층(31)과 상기 도광체(300)는 상이한 조성을 갖는, 도광 요소(1300).
제2항에 있어서, 상기 제1 층(31)은 플루오르화 에틸렌, 플루오르화 프로필렌, 플루오르화 에틸렌 프로필렌, 및 플루오르화 프로필렌 아세테이트 중 하나 이상을 포함하는, 도광 요소(1300).
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 도광체(300)는 실리콘을 포함하고, 상기 제1 층(31)은 상기 도광체(300)보다 큰 기계적 강도를 갖는 실리콘을 포함하는, 도광 요소(1300).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 층 요소(30)는 (a) UV 방사선에 대해 부분적으로 반사성임, (b) 상기 도광 요소(1300)를 보강함, 및 (c) 상기 도광체(300)를 위해 보호성임으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기능성들을 갖는, 도광 요소(1300).
제5항에 있어서, 상기 제1 층 요소(30)는 상기 도광체(300) 내로의 UV-광 흡수 유기 분자의 유입을 저지하도록 구성되고, 상기 제1 층 요소(30)는 상기 도광체(300)에 비해 (i) 더 큰 압축 강도, (ii) 더 큰 접선 모듈러스(tangent Modulus), 및 (iii) 더 큰 인성(toughness) 중 하나 이상을 갖는, 도광 요소(1300).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 층 요소(30)는 광학 층(310)을 포함하고, 상기 광학 층(310)은 상기 제1 도광 면(301)의 적어도 일부와 접촉하며, 상기 광학 층(310)은 광학 층 재료(315)를 포함하고, 상기 광학 층(310)은 280 nm에서 1.36보다 작은 제1 굴절률(n1)을 가지며, 상기 광학 층(310)은 5 내지 70%의 범위 내의 다공도(porosity)를 갖는 다공성 광학 층(310)이고, 상기 광학 층 재료(315)는 졸-겔 재료를 포함하는, 도광 요소(1300).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도광 요소(1300)는 적어도 상기 제2 층 요소(130)를 포함하고, 상기 제2 층 요소(130)는 (a) UV 방사선에 대해 반사성임, 및 (b) 상기 도광체(300)를 물체에 접착하도록 접착성임으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기능성들을 갖는 하나 이상의 제2 층 요소 층(330)들을 포함하는, 도광 요소(1300).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도광 요소(1300)는 상기 제1 층 요소(30) 및 상기 제2 층 요소(130) 둘 모두를 포함하고, 상기 층 요소(30, 130)들 둘 모두는 상기 도광체(300)보다 더 낮은 굴절률을 갖는 층을 포함하는, 도광 요소(1300).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 도광 요소(1300) 및 광원(220)을 포함하는 생물오손-방지 시스템(200)으로서, 상기 생물오손-방지 시스템(200)은 상기 제1 도광 면(301)을 포함하는 방사선 출구 윈도우(radiation exit window)(230)를 포함하고, 상기 광원(220)은 상기 UV 방사선(221)을 상기 도광체(300) 내에 제공하도록 구성되며, 상기 방사선 출구 윈도우(230)는 상기 UV 방사선(221)의 적어도 일부를 투과시키도록 구성되는, 생물오손-방지 시스템(200).
제10항에 있어서, 상기 광원(220)은 발광 면(227)을 포함하고, 상기 발광 면(227)은 상기 도광체(300) 내에 구성되며, 상기 제1 도광 면(301)과 상기 제2 도광 면(302) 사이의 거리(h3)는 상기 도광체(300)의 두께를 한정하고, 상기 두께(h3)는 최대 5 mm이며, 상기 도광 요소(1300)는 상기 제1 층 요소(30) 및 상기 제2 층 요소(130)를 포함하고, 상기 제1 층 요소(30) 및 상기 제2 층 요소(130) 중 하나 이상은 플루오르화 에틸렌, 플루오르화 프로필렌, 플루오르화 에틸렌 프로필렌, 및 플루오르화 프로필렌 아세테이트 중 하나 이상을 포함하는 층을 포함하는, 생물오손-방지 시스템(200).
외부 표면(11) 및 상기 외부 표면(11)에 연관되는 제10항 또는 제11항에 따른 생물오손-방지 시스템(200)을 포함하는, 물체(10).
제12항에 있어서, 상기 도광 요소(1300)는 상기 제2 도광 면(301)과 접촉하는 상기 제2 층 요소를 포함하고, 상기 제2 층 요소(130)는 상기 외부 표면(11)과 접촉하는 제1 접착제 층(332)을 포함하는, 물체(10).
제10항 또는 제11항의 생물오손-방지 시스템(200)을 물체(10)에 제공하는 방법으로서, 상기 생물오손-방지 시스템(200)을 상기 물체(10)에 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
제12항 또는 제13항에 따른 물체(10)의 상기 외부 표면(11)에 연관되는 도광 요소(1300)의 표면(1301)에서 생물오손을 방지 및/또는 감소시키는 방법으로서, UV 방사선(221)을 발생시키는 단계, 및 상기 UV 방사선(221)의 적어도 일부가 상기 도광 요소(1300)로부터 상기 표면(1301)을 통해 빠져나가는 동안에 상기 UV 방사선(221)을 상기 표면(1301)에 제공하는 단계를 포함하는, 방법.