[发明专利]一种用于吸收有害紫外光的柔性滤光膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于吸收有害紫外光的柔性滤光膜，在257nm附近有强的吸收并在222nm附近具有很高的透过率，该柔性滤光膜包括吸收材料和成膜材料，所述吸收材料包括胍盐类材料或碱基类材料，所述成膜材料为全氟塑料。本发明还提供了用于吸收有害紫外光的柔性滤光膜的制备方法。本发明提供的柔性滤光膜贴合在氯化氪准分子灯管上，可以让氯化氪准分子灯成为高效率、低成本、大照射范围的短波紫外光源，极大地提升氯化氪准分子灯的适用范围和商业价值。

技术领域

本发明属于光吸收材料技术领域，具体涉及一种用于吸收有害紫外光的柔性滤光膜及其制备方法。

背景技术

有大量的实验证据证实222nm附近的短波紫外光对人体是安全的，但纯的短波紫外光源的缺乏一直是短波紫外光用于在人杀毒领域的瓶颈。

十多年来，短波紫外LED一直未取得显著的进展。目前最有商业希望的短波紫外灯源(222nm附近紫外光)是氯化氪准分子灯。由于氯化氪准分子灯是气体放电灯，除了222nm附近紫外光外，还有一部分长波长的紫外光，已经有大量证据表明这些长波长的紫外光是对人体有害的，其危害程度取决于照射强度和剂量。

要使氯化氪准分子灯成为在人辐照安全灯，必须要对有害光进行过滤。用传统的滤光技术只能得到低效率、高成本、小照射范围的短波紫外光源(222nm)，其商业价值非常有限。

传统的带通滤光片(膜)，或窄带滤光片，其滤光原理是光的干涉原理，因此，滤光片主要应用准平行光的情况，也就是对单一角度的紫外光进行过滤才能有效滤除有害光。

但氯化氪准分子灯的发出的光是多光谱的、发光区域空间分布宽、发光光束角度是大角度，因此，用上述滤光片来滤除氯化氪准分子灯发出的光，不但效率低，而且也无法滤除有害光。因而无法保证人体安全性。

现有技术中，星际光(上海)实业有限公司公开了一种广谱消杀消毒系统，其通过百层纳米光学干涉镀膜(即采用干涉法进行滤光)对准分子灯的有害紫外光进行过滤，希望得到纯粹无害的222纳米紫外线，由于没有考虑大角度入射的光在滤光片上产生的强反射，使得只有垂直滤光片法线附近的小空间角的光能透过，因此，这种滤光方式难以实现大范围消杀，同时由于入射到滤光片上的紫外光没经过有效的准直，滤光后的紫外光仍然保留有很强的有害光，难以保证安全性和有效性。

为了用这种滤光片得到纯的紫外光，必须经过复杂的光处理装置，比如实验室采用这种光源进行在人消杀实验，可以采用遮挡的方式，把宽展光源变为小光源，再通过准直处理，得到单一角度的光，然后用这种滤光片进行过滤。这种方法存在光能利用率低的缺点。

美国专利公开文件US20200234941A1公开了一种紫外线杀菌装置，为了在用紫外光对皮肤(手)杀毒时，消除氯化氪准分子灯发出的附加有害光，其采用了非常复杂的滤光装置，使其输出的光为准直光，然后再利用222nm的干涉滤光片滤除附加有害光，但该紫外线杀菌装置的结构复杂，光损耗大，且由于准直困难，只能对小范围区域进行杀毒。

为了充分利用氯化氪准分子灯发出的222nm紫外光来实现高效、大范围的杀毒，中国专利公开文件CN202111295083.8公开了用吸收滤光片滤除准分子光中的有害光，从而保证辐照对人体的安全性，这样避免了干涉滤光片宽角度滤波效果差的问题，但这种吸收滤光片方案在滤波时也存在如下问题：

1、由于透过深紫外的材料非常少，这种滤光片的透光要求与干涉型带通滤光片要求相同，它要求滤光片吸收高于235nm的所有紫外光，而且在小于235nm的光具有很高的透过率。对于宽带吸收，要求吸收材料具有多个吸收峰，或者多个吸收基团，具有这种吸收基团的材料，在222nm附近一般都有较高的末端吸收(有些紫外吸收峰是出现在200nm以下，因此在检测时，会在190-200nm处看到吸收光谱向上飘移的现象，这实际上是200nm以下吸收峰靠近长波方向的末端，所以称为末端吸收。)，因此，很难保证对准分子光源的滤光效率。