Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Behandlung einer Oberfläche eines Kör pers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche eines Körpers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 18.

Auf Körperoberflächen befindet sich häufig unerwünschte organische und/oder an organische Materie. Bei organischer Materie kann es sich beispielsweise um Mik roorganismen wie Keime, Bakterien oder Viren, bei anorganischer Materie um Staub, Feuchtigkeit, Eis oder andere Schmutzpartikel handeln. Diese haftet an der Oberfläche durch Adhäsion, elektrostatische Kräfte oder mechanische Veranke rung. Die Entfernung der unerwünschten Materie kann nach dem gegenwärtigen Stand der Technik auf unterschiedliche Weise erfolgen, z. B. durch Behandlung mit geeigneten Chemikalien, mechanischen Abtrag oder anhaltende Wärmeeinwirkung wie beispielsweise beim Autoklavieren bei 121 °C oder 134 °C. Diese Verfahren erfordern einen hohen Zeit- und Arbeitsaufwand.

Aus der DE 39 24 764 CI ist weiter ein Mundspiegel für zahnärztliche Zwecke be kannt, bei dem eine Spiegelfläche mittels einer Rhodiumbeschichtung verspiegelt ist. Die Rhodiumbeschichtung wird an eine Niedervolt-Spannungsquelle ange schlossen. Durch eine dauerhafte Bestromung der Rhodiumbeschichtung soll in folge ihrer Widerstandserwärmung eine Erwärmung auf Temperaturen um etwa 40 °C erzielbar sein, um ein Beschlagen der Spiegelfläche zu verhindern.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung sowie ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Körpers bereitzustellen, die auf der Körperoberfläche angelagerte unerwünschte Materie zuverlässig entfernen bzw. unerwünschte Wirkungen der abgelagerten Materie eliminieren. Hierbei sollen der Zeit- und Arbeitsaufwand deutlich reduziert werden, um den Behandlungsvor gang allgemein wesentlich zu vereinfachen. Die Einrichtung soll zudem einfach bauen, um möglichst kostengünstig herstellbar zu sein. Außerdem sollen die Ein richtung sowie das Verfahren für die Oberflächenbehandlung besonders energie effizient einsetzbar sein. Insbesondere soll der Betrieb der Vorrichtung sowie des Verfahrens die Gesundheit von mit der zu behandelnden Körperoberfläche in Be rührung kommenden Lebewesen in keiner Weise beeinträchtigen oder gefährden.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merk male in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden kön nen (auch über Kategoriegrenzen, beispielsweise zwischen Verfahren und Vorrich tung, hinweg) und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschrei bung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammen hang mit den Figuren zusätzlich.

Es sei ferner darauf hingewiesen, dass eine hierin verwendete, zwischen zwei Merkmalen stehende und diese miteinander verknüpfende Konjunktion „und/oder" stets so auszulegen ist, dass in einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gegenstands lediglich das erste Merkmal vorhanden sein kann, in einer zweiten Ausgestaltung lediglich das zweite Merkmal vorhanden sein kann und in einer drit ten Ausgestaltung sowohl das erste als auch das zweite Merkmal vorhanden sein können.

Außerdem soll ein hierin verwendeter Begriff „etwa" einen Toleranzbereich ange ben, den der auf dem vorliegenden Gebiet tätige Fachmann als üblich ansieht. Insbesondere ist unter dem Begriff „etwa" ein Toleranzbereich der bezogenen Größe von bis maximal +/-20 %, bevorzugt bis maximal +/-10 % zu verstehen.

Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Behandlung einer Oberfläche eines Körpers weist den Körper mit der zu behandelnden Oberfläche auf, die von einer auf dem Körper angeordneten, elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht gebildet ist. Die Einrichtung weist weiter eine Steuervorrichtung auf, mittels welcher der Oberflä chenschicht wahlweise Strom aus einer elektrischen Energiequelle zuführbar ist. Die Steuereinrichtung ist ferner eingerichtet, die Oberflächenschicht je Behand lungsvorgang mit einem Stromstoß begrenzter Impulsenergie zu beaufschlagen, die anhand einer Stromstärke und einer Stoßdauer derart festgelegt ist, insbesondere einmalig vorherbestimmt ist, eine durch eine Widerstandserwär mung der Oberflächenschicht bewirkte vorgegebene Mindesttemperatur der Ober flächenschicht zu bewirken.

Der Stromstoß bzw. Strompuls, der auch als über die Pulsdauer integrierte Strom stärke, entsprechend also die geflossene elektrische Ladung, beschrieben werden kann, bewirkt einen definierten, maximalen und zeitlich begrenzten Energieeintrag in die elektrisch leitfähige Oberflächenschicht, um diese kurzzeitig (z. B. im Bereich von lediglich einigen Millisekunden) auf wenigstens die vorgegebene Mindestbe handlungstemperatur (z. B. mindestens 150 °C) zu erwärmen, wodurch die auf der Oberflächenschicht angelagerte oder adsorbierte Materie zuverlässig entfernt bzw. deren unerwünschte Wirkungen eliminiert werden können. Aufgrund des mengenmäßig sowie zeitlich begrenzten Energieeintrags je Behandlungsvorgang ist die Oberflächenbehandlung im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen wesent lich energieeffizienter realisierbar. Ebenso ist der Zeit- und Arbeitsaufwand für die Oberflächenbehandlung erheblich reduziert. Eine chemische oder mechanische Be handlung der Körperoberfläche ist nicht erforderlich, ebenso wenig eine andau ernde bzw. langandauernde Wärmeeinwirkung. Insgesamt vereinfacht sich hier durch der Behandlungsvorgang wesentlich.

Die für die gewünschte Oberflächenbehandlung erforderliche Mindesttemperatur lässt sich vorher anhand der zu beeinflussenden Materie auf der Körperoberfläche festlegen. Das heißt, abhängig von den vorbekannten Materialeigenschaften der leitfähigen Oberflächenschicht, seiner geometrischen Abmessungen usw. lässt sich der für die gewünschte Behandlungsmindesttemperatur erforderliche Strompuls ebenfalls exakt vorherbestimmen. Während der stattfindenden Oberflächenbe handlung ist daher keine Temperaturerfassung erforderlich, so dass bereits eine einfache Steuerung des Stromstoßes ausreichend ist. Auf eine Temperaturrege lung kann somit verzichtet werden, was einen einfachen und kostengünstigen Auf bau der Einrichtung zur Folge hat.

Eine Messung von Spannung und/oder Strom kann sinnvoll sein, wenn die auf der Oberflächenschicht befindliche Materie eine unbekannte Wärmeableitung durch z. B. erhebliche Dicke bzw. Masse aufweist. Hierdurch lässt sich ermitteln, ob die gewünschte Oberflächenbeeinflussung erfolgreich durchgeführt wurde. Ist von einer derartigen Situation auszugehen, kann der Strom bzw. die Spannung von vornhinein in Abhängigkeit von den Messwerten geregelt werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann zum Beispiel vorteilhaft verwendet wer den, um das Risiko der Übertragung von Krankheiten auf dem Wege der Kontak tinfektion zu reduzieren, insbesondere (allerdings ohne zwingende Beschränkung hierauf) in medizinischen Einrichtungen. Die Anwesenheit von Keimen, Bakterien oder Viren auf Oberflächen kann zu Kontaktinfektionen bei Personen führen, die eine solche Oberfläche berühren. Als Beispiel sind hier Türklinken oder Eingabe terminals zu nennen, die von mehreren Personen nacheinander benutzt werden. Die Erreger gelangen von den Händen durch Berührung von Mund, Nase oder Au gen an die Schleimhäute und können dort eine Infektion auslösen, sofern das Im munsystem dies nicht verhindert.

Bei häufig von unterschiedlichen Personen nacheinander berührten Oberflächen wie Türklinken oder Terminals ist eine Vermeidung einer Kontaktinfektion nicht oder nur mit hohem Aufwand realisierbar z. B. durch Einbau von automatischen Türen oder Desinfektion nach jeder Benutzung. Eine Vielzahl derartiger Oberflä chen ist häufig nicht beweglich (z. B. Operationstisch, Terminals, Geldautomat und dergleichen) oder fest eingebaut (z. B. Türklinken, Touch-Screens und derglei chen) und kann daher nicht thermisch (z. B. durch Autoklavieren), sondern nur chemisch gereinigt oder desinfiziert werden. Dies erfordert geschultes Personal, das in der Lage ist, mit geeigneten chemischen Mitteln möglichst alle verunreinig ten Oberflächenbereiche zu reinigen. Dieser Vorgang ist naturgemäß fehleranfällig und kostet Zeit. Die Entfernung unerwünschter Materie mit mechanischen Mitteln ist wiederum nur geeignet für Oberflächen, die hierdurch nicht beschädigt werden oder deren Geometrie eine mechanische Entfernung überhaupt erlaubt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht es, beliebig häufig verunreinigte oder potenziell von Erregern besiedelte Körperoberflächen zuverlässig zu reinigen bzw. zu desinfizieren. Die gewünschte Behandlungstemperatur wird über die Nut zung des elektrischen Widerstands der elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht erzeugt. Die an der Oberflächenschicht angelagerte organische Materie kann bei ausreichendem Energieeintrag (entsprechend einer erzeugten Mindesttemperatur in der Oberflächenschicht) an der Grenzfläche pyrolytisch zersetzt und damit leicht entfernt werden. Im Fall von infektiösen Erregern (Bakterien, Keime, Viren) wer den diese inaktiviert bzw. getötet.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Mindesttemperatur dadurch vorgegeben, dass sich in der Folge eine bestimmte physikalische und/oder chemische Veränderung einer an der elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht be findlichen, insbesondere adsorbierten, Materialschicht ergibt. Wie bereits vorste hend beschrieben, kann diese Materialschicht zum Beispiel eine im Wesentlichen wasserbasierte Schicht (Feuchtigkeit) mit darin enthaltenen infektiösen Erregern wie beispielsweise Bakterien, Keime, Viren und dergleichen sein. Die gesamte durch den Stromstoß/Strompuls in der elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht deponierte elektrische Energie wird dazu verwendet, die Oberflächenschicht nebst der auf dieser befindlichen, adsorbierten Materialschicht zu erhitzen, wobei die zu nächst erhitzte Oberflächenschicht die Wärme partiell an die adsorbierte Material schicht abgibt, so dass sich die Temperatur beider Schichten angleicht. Die vorab bestimmte Energiemenge im elektrischen Puls ist mindestens derart ausreichend bemessen, beide Schichten zusammen auf die geforderte Mindesttemperatur zu bringen. Dies lässt sich auf einfache Weise vorab berechnen, indem die Materialei genschaften der angelagerten Materialschicht und die Dicke der elektrisch leitfähi gen Oberflächenschicht berücksichtigt werden und die Dicke der angelagerten/ad sorbierten (wasserbasierten) Materialschicht realistisch abgeschätzt wird.

Die physikalisch/chemische Veränderung der angelagerten Materialschicht kann in diesem Fall die Inaktivierung der Keime und/oder das Verdampfen des Wasseran teils (Feuchtigkeit) sein.

Die physikalisch/chemische Veränderung kann je nach Art der angelagerten Mate rialschicht ebenso im Wesentlichen eine Ablösung von bzw. zumindest eine Ver ringerung der Anhaftungskraft zwischen der angelagerten Materialschicht und der elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht sein, so dass sich die Materialschicht selb ständig von der leitfähigen Oberflächenschicht löst oder zumindest auf einfache Weise und ohne großen Arbeits- und Zeitaufwand hiervon (z. B. mechanisch) ent fernbar ist.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstands ist die Oberflä chenschicht thermisch gegenüber dem Körper isoliert. Auf diese Weise kann einerseits die zur Erreichung der Mindestbehandlungstemperatur erforderliche Energiemenge in die elektrisch leitfähige Oberflächenschicht minimiert werden, da im Wesentlichen keine bzw. bestenfalls eine sehr geringe/langsame Wärmeleitung von der kurzzeitig erwärmten Oberflächenschicht in den Körper stattfindet. Die durch den Stromstoß bewirkte Temperaturerhöhung beschränkt sich damit im We sentlichen ausschließlich auf die elektrisch leitfähige Oberflächenschicht. Dement sprechend ist ein energieeffizienter Betrieb der Einrichtung möglich. Zudem ver kürzt sich hierbei ebenso die benötigte Zeitdauer, um die Oberflächenschicht auf die gewünschte Mindesttemperatur zu erwärmen.

Darüber hinaus ist die in der Oberflächenschicht eingebrachte, deponierte Energie- bzw. Wärmemenge derart klein, dass ein Übertrag beim Berühren der erwärmten Oberflächenschicht (z. B eine Türklinke) auf eine Hand einer Person nur zu einer geringen lokalen Erwärmung Haut führt. Der hierbei stattfindende Wärmeübertrag auf die Haut erwärmt sich hierbei derart geringfügig, dass maximal die äußerste Hautschicht, die nervenfreie Epidermis, betroffen ist. Damit wird sichergestellt, dass die Gesundheit von mit der zu behandelnden Körperoberfläche in Berührung kommenden Lebewesen in keiner Weise gefährdet wird. Das Berühren der elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht ist damit zu jeder Zeit gefahrlos möglich.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Ober flächenschicht eine spezifische Wärmekapazität kleiner als etwa 0,5 kJ/(kg*K) auf, bevorzugt kleiner als etwa 0,1 kJ/(kg*K) und am meisten bevorzugt kleiner als etwa 0,01 kJ/(kg*K) und jedenfalls nicht größer als 1 kJ/(kg*K). Der Wert der spezifischen Wärmekapazität beschreibt bekannterweise die Wärmemenge, mit der sich die Temperatur eines Stoffes je Grad erhöhen lässt. Die spezifische Wär mekapazität eines Stoffes in einem bestimmten Zustand ist also die Wärme, die einer Menge des Stoffes zugeführt oder entzogen wird, dividiert durch die zugehö rige Temperaturerhöhung oder -erniedrigung und die Masse des Stoffes. Die vor stehende Obergrenze der spezifischen Wärmekapazität der elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht gewährleistet eine hohe Energieeffizienz (geringer Energieauf wand während des Betriebs), eine möglichst kurze Erwärmungsdauer, um die ge wünschte Mindesttemperatur zu erreichen, eine geringe in die Oberflächenschicht zu deponierende Wärmemenge und in der Folge das Ausschließen eines Verlet zungsrisikos bei einer Berührung der erwärmten Oberflächenschicht. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Mindest temperatur während eines Behandlungsvorgangs größer 150 °C, bevorzugt größer 230 °C, noch bevorzugter größer 300 °C und am meisten bevorzugt größer 350 °C ist, um die gewünschte physikalische und/oder chemische Veränderung eines brei ten Spektrums von an der elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht anlagerba ren/adsorbierbaren Materialschichten zu bewirken. Die je Behandlungsvorgang er zielbare Mindesttemperatur der elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht kann auf maximal etwa 800 °C, bevorzugter maximal etwa 500 °C begrenzt werden.

Weiterhin kann die Impulsenergie des Stromstoßes je Behandlungsvorgang nach einer Ausgestaltung der Erfindung derart bemessen sein, wenigstens einen Ener gieeintrag in die Oberflächenschicht je cm ² erwärmter Fläche von etwa 1 bis etwa 10 J pro 10 pm Schichtdicke der Oberflächenschicht zu bewirken. Auch hierdurch können die vorstehend beschriebenen Eigenschaften und Vorteile gewährleistet bzw. weiter verbessert werden. Insbesondere kann die Impulsenergie derart be messen sein, die Oberflächenschicht und die an der Oberflächenschicht anlager bare/adsorbierbare Materialschicht je Behandlungsvorgang gemeinsam auf die Mindesttemperatur zu erwärmen.

Nach einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Stromstärke des Stromstoßes je Behandlungsvorgang einen Wert zwischen etwa 100 A und 1000 A, bevorzugter zwischen etwa 250 A und 1000 A, noch bevorzug ter zwischen 500 A und 1000 A auf.

Alternativ oder zusätzlich kann weiterhin die Stoßdauer des Stromstoßes je Be handlungsvorgang kleiner als etwa 1 s, bevorzugt kleiner als etwa 100 ms, noch bevorzugter kleiner als etwa 10 ms und am meisten bevorzugt kleiner als etwa 3 ms bemessen sein. Eine derart kurze Erwärmung verringert die Wahrscheinlich keit, dass eine zufällige Berührung der Oberflächenschicht während des Behand lungsvorgangs stattfindet.

Weiter bevorzugt kann die Oberflächenschicht eine Dicke kleiner als etwa 100 pm, bevorzugt kleiner als etwa 50 pm, bevorzugter kleiner als etwa 30 pm und noch bevorzugter kleiner als etwa 10 pm aufweisen. Eine Untergrenze für die Dicke der Oberflächenschicht ist dadurch gegeben, dass die elektrische Leitfähigkeit der Oberflächenschicht sichergestellt sein muss, was mindestens eine Schichtdicke von einigen Nanometern erfordert. Zusätzlich soll die Oberflächenschicht auch ausrei chend abriebfest sein, weswegen eine Mindestschichtdicke der Oberflächenschicht von wenigstens etwa einem oder einigen wenigen Mikrometer besonders bevor zugt ist.

Eine noch weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Oberflächenschicht eine an dem Körper angebrachte Folie ist. Damit lassen sich beispielsweise in ihrer Geometrie sehr unterschiedliche Körper auf einfache Weise für die Wärmebehand lung im Sinne der Erfindung vorbereiten. Zudem lässt sich die Folie im Bedarfsfall austauschen. Um eine sehr genaue Anpassung der Folie an die Körperoberfläche herzustellen, kann die Folie vorteilhafterweise auf den Körper aufgeschrumpft wer den, ohne jedoch zwingend hierauf beschränkt zu sein.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist die Oberflächenschicht eine galvanisch auf dem Körper abgeschiedene Schicht oder eine durch Sputtern, Plasmabeschich ten, Pulverbeschichten, Fotolithografie und dergleichen auf den Körper aufge brachte Schicht, was die Herstellung besonders dünner Schichtdicken ermöglicht, beispielsweise Schichtdicken im Bereich einiger weniger Mikrometer oder auch we niger als ein Mikrometer.

Eine andere bevorzugte Weiterbildung des Erfindungsgegenstands sieht vor, dass der Stromstoß an der Oberflächenschicht eine elektrische Spannung kleiner als etwa 60 V, bevorzugt kleiner als etwa 40 V und noch bevorzugter kleiner als etwa 20 V erzeugt, so dass die Oberflächenschicht stets eine ungefährliche Berührspan nung aufweist. Auf eine elektrisch isolierende zusätzliche Beschichtung der Ober flächenschicht auf ihrer Außenseite kann damit ggfs verzichtet werden.

Auf der körperabgewandten Seite (= Außenseite) der Oberflächenschicht kann nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung eine abriebfeste Schutzschicht angeordnet sein. Damit lässt sich die Mindestschichtdicke der elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht unabhängig von einer für einen dauerhaften Einsatz der Ein richtung erforderlichen Abriebfestigkeit vorgeben, insbesondere zum Beispiel auch wesentlich kleiner als etwa 10 pm, z. B. kleiner als etwa 1 pm, wie vorstehend bereits erläutert wurde. Die abriebfeste Schutzschicht kann die elektrisch leitfähige Oberflächenschicht zusätzlich elektrisch gegenüber Berührungen durch eine Per son isolieren. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Steuer einrichtung eingerichtet ist, eine Annäherung an die Oberflächenschicht und/oder eine Berührung der Oberflächenschicht durch ein Objekt, insbesondere ein Lebe wesen, zu erkennen. Dies ermöglicht zum Beispiel die Bereitstellung eines Berühr schutzes, bei dem der Behandlungsvorgang nur ausgelöst wird, wenn der Körper nicht berührt wird. Andererseits lässt sich der Behandlungsvorgang auch gezielt nach einer erkannten Berührung auslösen, so dass die Behandlungszyklen im Sinne einer weiteren Effizienzsteigerung optimiert werden können.

Nach einer noch weiteren vorteilhaften Ausführung dient die Oberflächenschicht selbst als kapazitive Elektrode, so dass der Aufbau der Einrichtung trotz Bereitstel lung einer Berühr- bzw. Annäherungskennung wesentlich vereinfacht werden kann. Die Berührerkennung kann in diesem Fall mittels allgemein bekannter ka pazitiver Berührerkennungsverfahren erfolgen, die zum Beispiel von der Steuer einrichtung ausgeführt werden können.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen die Oberflächenschicht und dem Körper eine elektrisch nichtleitende und/oder ther misch isolierende Schicht eingefügt. Eine elektrisch nichtleitende Zwischen- bzw. Trennschicht bietet den Vorteil, dass der Körper selbst elektrisch leitfähig sein kann (z. B. ein metallischer Körper), ohne den Bestromungsvorgang der elektrisch leit fähigen Oberflächenschicht insbesondere hinsichtlich der zur Erzielung der Min desttemperatur erforderlichen Stromstärke und/oder Bestromungsdauer nachtei lig zu beeinflussen (z. B. zu erhöhen). Eine Zwischen- bzw. Trennschicht mit einer thermisch isolierenden Eigenschaft verringert oder verhindert einen möglichen Wärmeabfluss von der während des Behandlungsvorgangs erwärmten Oberflä chenschicht in den Körper, so dass die gesamte in der Oberflächenschicht depo nierte Wärmeenergie zur Erwärmung der an der Oberflächenschicht angelager ten/adsorbierten und zu beeinflussenden Materialschicht genutzt werden kann, wodurch eine weitere Steigerung der Energieeffizienz erzielbar ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die elektrische Energiequelle eine Batte rie, ein Akkumulator und/oder ein Superkondensator, mithin eine Gleichspan nungsquelle. Der hierin beschriebene energieeffiziente Betrieb der erfindungsge mäßen Vorrichtung ermöglicht eine lange autarke Betriebsdauer, so dass Serviceintervalle (z. B. für einen Batteriewechsel) mit größeren Zeitabständen ge plant werden können.

Es ist zu verstehen, dass die Oberflächenschicht nicht zwingend metallisch sein muss, sondern lediglich elektrisch leitfähig. Beispielsweise kann die Oberflächen schicht aus ITO (Indium Tin Oxide) hergestellt sein bzw. ITO aufweisen, das elektrisch leitfähig ist. ITO-Schichten mit sehr guten elektrischen Eigenschaften (Leitfähigkeit) lassen sich bereits mit sehr dünnen Schichtdicken von unter 1 pm (z. B. etwa 50 nm bis 300 nm) mit bekannten Verfahren realisieren, die zudem transparent sind und den Körper nicht metallisch erscheinen lassen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche eines Körpers, die von einer auf dem Körper angeordneten, elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht gebildet wird, offenbart, bei dem die Oberflächenschicht je Behandlungsvorgang mit einem Stromstoß begrenzter Im pulsenergie beaufschlagt wird, die anhand einer Stromstärke und einer Stoßdauer derart festgelegt, insbesondere einmalig vorherbestimmt, wird, dass eine durch eine Widerstandserwärmung der Oberflächenschicht bewirkte Mindesttemperatur der Oberflächenschicht erzeugt wird.

Es sei angemerkt, dass bezüglich verfahrensbezogener Begriffsdefinitionen sowie der Wirkungen und Vorteile verfahrensgemäßer Merkmale vollumfänglich auf die Offenbarung sinngemäßer Definitionen, Wirkungen und Vorteile der erfindungsge mäßen Einrichtung verwiesen wird. Entsprechend können Offenbarungen hierin bezüglich der erfindungsgemäßen Einrichtung in sinngemäßer Weise zur Definition des erfindungsgemäßen Verfahrens herangezogen werden, sofern dies nicht aus drücklich ausgeschlossen ist. Auch können Offenbarungen hierin bezüglich des er findungsgemäßen Verfahrens in sinngemäßer Weise zur Definition der erfindungs gemäßen Einrichtung herangezogen werden. Insofern kann auf eine Wiederholung von Erläuterungen sinngemäß gleicher Merkmale, deren Wirkungen und Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zu gunsten einer kompakteren Beschreibung verzichtet werden, ohne dass derartige Auslassungen als Einschränkung auszulegen wären.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Mindesttemperatur derart vorgegeben, dass in der Folge eine bestimmte physikalische und/oder chemische Veränderung einer an der Oberflächenschicht befindlichen, insbeson dere adsorbierten, Materialschicht bewirkt wird.

Die Oberflächenschicht kann gemäß einer weiteren Ausführung thermisch gegen über dem Körper isoliert werden.

Besonders bevorzugt kann die Oberflächenschicht mit einer spezifischen Wärme kapazität kleiner als etwa 0,5 kJ/(kg*K), bevorzugt kleiner als etwa 0,1 kJ/(kg*K) und am meisten bevorzugt kleiner als etwa 0,01 kJ/(kg*K) und jedenfalls nicht größer als 1 kJ/(kg*K) verwendet werden.

Die Mindesttemperatur je Behandlungsvorgang wird gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung größer als etwa 150 °C, bevorzugt grö ßer als etwa 230 °C, noch bevorzugter größer als etwa 300 °C und am meisten bevorzugt größer als etwa 350 °C gewählt. Die je Behandlungsvorgang erzielbare Mindesttemperatur der elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht kann auf maximal etwa 800 °C, bevorzugter maximal etwa 500 °C begrenzt werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgegenstands wird die Im pulsenergie derart bemessen, dass die Oberflächenschicht und die an der Oberflä chenschicht adsorbierbare Materialschicht je Behandlungsvorgang (gemeinsam) auf die Mindesttemperatur erwärmt werden, um die erwünschte physikalische und/oder chemische Veränderung der angelagerten Materialschicht bei dem Be handlungsvorgang zuverlässig zu erzielen.

Besonders bevorzugt kann mittels der Impulsenergie je Behandlungsvorgang ein Energieeintrag in die Oberflächenschicht je cm ² erwärmter Fläche von etwa 1 bis etwa 10 J pro 10 pm Schichtdicke der Oberflächenschicht bewirkt werden.

Die Stromstärke des Stromstoßes kann je Behandlungsvorgang zwischen etwa 100 A und etwa 1000 A, bevorzugter zwischen etwa 250 A und etwa 1000 A und noch bevorzugter zwischen etwa 500 A und etwa 1000 A gewählt werden.

Die Stoßdauer des Stromstoßes kann je Behandlungsvorgang kleiner als etwa 1 s, bevorzugt kleiner als etwa 100 ms, noch bevorzugter kleiner als etwa 10 ms und am meisten bevorzugt kleiner als etwa 3 ms gewählt werden. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Oberflä chenschicht in Form einer Folie an dem Körper angebracht. Diese kann zum Bei spiel auf den Körper aufgeschrumpft werden, um eine exakte Anpassung an die Kontur des Körpers zu erzielen.

Alternativ kann die Oberflächenschicht auf dem Körper galvanisch abgeschieden werden oder durch Sputtern, Plasmabeschichten, Pulverbeschichten, Fotolithogra fie und dergleichen auf den Körper aufgebracht werden. Hierdurch lassen sich be sonders dünne Schichtdicken der elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht bei spielsweise im Bereich von wenigen Mikrometer oder auch darunter erzielen.

Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zwischen die Oberflächenschicht und dem Körper eine elektrisch nichtleitende und/oder ther misch isolierende Schicht eingefügt wird.

Zudem kann auf der körperabgewandten Seite (= Außenseite) der Oberflächen schicht eine abriebfeste Schutzschicht angeordnet werden.

Gemäß einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine Annäherung an die Oberflächenschicht und/oder eine Berührung der Oberflächenschicht durch ein Objekt (z. B. eine Hand einer Person) erkannt, wobei der Behandlungsvorgang bei erkannter Annäherung an die Oberflächenschicht und/oder während der erkannten Berührung der Oberflächenschicht nicht durchgeführt wird. Die Annäherungs-/Be- rührerkennung kann beispielsweise mittels einer elektronischen Steuereinrichtung durchgeführt werden.

Weiterhin kann der Behandlungsvorgang gezielt nach einer erkannten Berührung der Oberflächenschicht ausgelöst werden.

Außerdem kann in vorteilhafter Ausgestaltung die Oberflächenschicht als kapazi tive Elektrode zur Erkennung der Annäherung an die Oberflächenschicht und/oder zur Erkennung der Berührung der Oberflächenschicht verwendet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Be schreibung nicht einschränkend zu verstehender Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigen schematisch:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Einrich tung zur Behandlung einer Körperoberfläche gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Querschnittansicht eines Teils der Einrichtung aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Querschnittansicht eines Teils eines weiteren Ausführungsbei spiels einer Einrichtung zur Behandlung einer Körperoberfläche ge mäß der Erfindung und

Fig. 4 eine Querschnittansicht eines Teils eines noch weiteren Ausführungs beispiels einer Einrichtung zur Behandlung einer Körperoberfläche ge mäß der Erfindung.

In den unterschiedlichen Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.

Fig. 1 stellt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Einrichtung 1 zur Behandlung einer Oberfläche 2 eines Körpers 3 gemäß der Erfindung dar. Die zu behandelnde Oberfläche 2 des Körpers 3, der z. B. eine Türklinke, ein Terminal, Touch-Screen, OP-Tisch und dergleichen sein kann, ohne jedoch zwingend hierauf beschränkt zu sein, ist von einer auf dem Körper 3 ange ordneten, elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht 4 gebildet, die ohne Beschrän kung beispielsweise aus Indiumzinnoxid (ITO) gebildet sein kann. Weiterhin ist Fig. 1 eine Steuervorrichtung 5 zu entnehmen, mittels welcher der Oberflächenschicht 4 wahlweise Strom I aus einer elektrischen Energiequelle 6, die vorliegend ohne zwingende Beschränkung als Batterie oder Akkumulator (Gleichspannungsquelle) ausgebildet ist, zuführbar ist. Die Oberflächenschicht 4 ist über elektrische Leitun gen mit der Energiequelle 6 elektrisch leitend verbindbar.

Die Steuereinrichtung 5 kann als elektronische Steuereinrichtung ausgeführt sein, die zum Beispiel einen Mikrocontroller, Mikroprozessor und dergleichen sowie eine elektronische Speichereinheit, zum Beispiel RAM, ROM, Flash und dergleichen, auf weisen kann.

Die Steuereinrichtung 5 ist eingerichtet, die Oberflächenschicht 4 je Behandlungs vorgang mit einem Stromstoß begrenzter Impulsenergie zu beaufschlagen, die an hand einer Stromstärke und einer Stoßdauer derart festgelegt ist, eine durch eine Widerstandserwärmung der Oberflächenschicht 4 bewirkte vorgegebene Mindest temperatur der Oberflächenschicht 4 zu bewirken. Besonders bevorzugt wird die hierzu erforderliche Impulsenergie je Behandlungsvorgang einmalig vorherbe stimmt bzw. berechnet, indem die Materialeigenschaften einer an der Oberflächen schicht 4 anlagerbaren bzw. adsorbierbaren Materialschicht 7 (s. Fig. 2 u. 3) und die Dicke der elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht 4 berücksichtigt werden und die zu erwartende Dicke der angelagerten/adsorbierten (wasserbasierten) Materi alschicht 7 abgeschätzt wird.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Einrichtung 1 ist die Mindest temperatur dadurch vorgegeben, dass sich in der Folge eine bestimmte physikali sche und/oder chemische Veränderung der an der Oberflächenschicht 4 befindli chen, insbesondere adsorbierten, Materialschicht 7 ergibt. Die angelagerte Mate rialschicht kann zum Beispiel eine im Wesentlichen wasserbasierte Schicht (Feuch tigkeit) mit darin enthaltenen infektiösen Erregern wie beispielsweise Bakterien, Keime, Viren und dergleichen sein.

Bevorzugt beträgt die je Behandlungsvorgang erzielte Mindesttemperatur wenigs tens 150 °C, bevorzugt wenigstens 230 °C, noch bevorzugter wenigstens 300 °C und am meisten bevorzugt wenigstens 350 °C.

Die Impulsenergie wird derart bemessen, dass die Oberflächenschicht 4 und die an der Oberflächenschicht 4 anlagerbare/adsorbierbare Materialschicht 7 je Be handlungsvorgang gemeinsam auf die Mindesttemperatur erwärmt werden.

Die Impulsenergie ist weiterhin vorzugsweise derart bemessen, wenigstens einen Energieeintrag in die Oberflächenschicht 4 je cm ² erwärmter Fläche von etwa 1 bis etwa 10 J pro 10 pm Schichtdicke der Oberflächenschicht 4 zu bewirken. Die Oberflächenschicht 4 weist vorteilhafterweise eine spezifische Wärmekapazität kleiner als etwa 1 kJ/(kg*K), bevorzugt kleiner als etwa 0,1 kJ/(kg*K) und am meisten bevorzugt kleiner als etwa 0,01 kJ/(kg*K) auf.

Die Stromstärke des Stromstoßes wird je Behandlungsvorgang auf einen Wert zwi schen 100 A und 1000 A, bevorzugt zwischen 250 A und 1000 A und noch bevor zugter zwischen 500 A und 1000 A eingestellt.

Die Stoßdauer des Stromstoßes beträgt bevorzugt je Behandlungsvorgang weniger als 1 s, bevorzugt weniger als 100 ms, noch bevorzugter weniger als 10 ms und am meisten bevorzugt weniger als 3 ms.

Die Oberflächenschicht 4 weist bei der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung 1 eine Dicke kleiner 100 pm, bevorzugt kleiner 50 pm, bevorzugter kleiner 30 pm und noch bevorzugter kleiner 10 pm auf.

Die Oberflächenschicht 4 kann eine an dem Körper 3 angebrachte Folie sein oder eine galvanisch auf dem Körper 3 abgeschiedene Schicht oder eine durch Sputtern, Plasmabeschichten, Pulverbeschichten, Fotolithografie und dergleichen auf den Körper 3 aufgebrachte Schicht.

Die Oberflächenschicht 4 kann als kapazitive Elektrode dienen, beispielsweise, um eine Annäherung an die Oberflächenschicht 4 und/oder eine Berührung der Ober flächenschicht 4 durch ein Objekt, z. B. Hand einer Person, zu erkennen. Die er findungsgemäße Einrichtung 1 ist jedoch nicht zwingend hierauf beschränkt. Die Berühr-/Annäherungserkennung kann mittels der Steuereinrichtung 5 ausgeführt werden.

Fig. 2 stellt eine Querschnittansicht eines Teils der Einrichtung 1 aus Fig. 1 dar. Insbesondere ist in Fig. 2 die auf dem Körper 3 angeordnete und elektrisch leitfä hige Oberflächenschicht 4 zu erkennen sowie die an dieser wiederum durch Benut zung des Körpers 3 angelagerte bzw. adsorbierte Materialschicht 7.

Fig. 3 stellt eine Querschnittansicht eines Teils eines weiteren Ausführungsbei spiels einer Einrichtung zur Behandlung einer Oberfläche 2 eines Körpers 3 gemäß der Erfindung dar. Im Unterschied zur in Fig. 2 dargestellten Querschnittansicht der Einrichtung 1 ist zu erkennen, dass bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungs beispiel zwischen die Oberflächenschicht 4 und dem Körper 3 eine elektrisch nicht- leitende und/oder thermisch isolierende Schicht 8 eingefügt ist. Hierdurch kann/können eine elektrische Isolierung zwischen der elektrisch leitfähigen Ober flächenschicht 4 und einem ggfs elektrisch leitfähigen Körper 3 (z. B. metallischer Körper) und/oder eine weitere thermische Entkopplung zwischen der Oberflächen schicht 4 und dem Körper 3 erzielt werden.

Fig. 4 stellt eine Querschnittansicht eines Teils eines noch weiteren Ausführungs beispiels einer Einrichtung zur Behandlung einer Oberfläche 2 eines Körpers 3 ge mäß der Erfindung dar. Im Unterschied zu den in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Querschnittansichten ist zu erkennen, dass bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausfüh rungsbeispiel auf der körperabgewandten Seite (= Außenseite) der Oberflächen schicht 4 eine abriebfeste Schutzschicht 9 angeordnet ist, die die elektrisch leitfä hige Oberflächenschicht 4 bei der Benutzung des Körpers 3 vor einer mechani schen Abnutzung schützt. Die Schutzschicht 9 ermöglicht zudem, die Schichtdicke der leitfähigen Oberflächenschicht 4 weiter zu reduzieren.

Es ist zu verstehen, dass andere weitere Kombinationen bzw. Anordnungen der Schichten 4, 8 und 9 als die in den Fig. 2-4 gezeigten denkbar sind.

Außerdem ist zu verstehen, dass, obwohl die leitfähige Oberflächenschicht 4 in Fig. 1 beispielhaft lediglich an einer Seite des Körpers 3 angeordnet dargestellt ist, mehrere und insbesondere alle Seiten des Körpers 3, das heißt seine gesamte Oberfläche, mit der elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht 4 bedeckt sein kön nen/kann.

Die hierin offenbarte erfindungsgemäße Einrichtung zur Oberflächenbehandlung eines Körpers sowie das hierin offenbarte erfindungsgemäße Verfahren zur Ober flächenbehandlung eines Körpers sind nicht auf die hierin jeweils offenbarten kon kreten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfassen auch gleich wirkende weitere Ausführungsformen, die sich aus technisch sinnvollen weiteren Kombina tionen der hierin beschriebenen Merkmale der Einrichtung sowie des Verfahrens ergeben. Insbesondere sind die vorstehend in der allgemeinen Beschreibung und der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen nicht nur in den jeweils hierin explizit angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Al leinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlas sen.

Bezugszeichenliste

1 Einrichtung 2 Körperoberfläche

3 Körper

4 Elektrisch leitfähige Oberflächenschicht

5 Steuereinrichtung

6 Elektrische Energiequelle 7 Angelagerte/adsorbierte Materialschicht

8 Elektrisch nichtleitende und/oder thermisch isolierende Schicht

9 Abriebfeste Schutzschicht

I Elektrischer Strom