Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen einer antimikrobiellen Beschichtung auf eine Oberfläche

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Aufbringen einer antimikrobiellen Beschichtung auf einer Oberfläche, ein Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses mit mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoff, ein Verfahren zum

Herstellen einer antimikrobiellen Beschichtung auf einer Oberfläche, sowie ein Verfahren zur Rückgewinnung des antimikrobiellen Wirkstoffs oder der antimikrobiellen Wirkstoffe, wobei die Erfindung insbesondere eine Desinfektion von Gegenständen und insbesondere eine Handdesinfektion betrifft.

In medizinischen Einrichtungen, insbesondere in Kliniken und Arztpraxen, müssen besondere hygienische Bedingungen eingehalten werden, damit keine Krankheitserreger von einer Behandlungsperson zu einem Patienten oder von einem Patienten zu einem anderen Patienten oder auch von einem Patienten zu einer Behandlungsperson übertragen werden. Diese besonderen hygienischen Bedingungen betreffen insbesondere eine ausreichende Desinfektion der Hände. Durch das Anfassen z.B. von Türklinken, aber auch durch das Händeschütteln sammeln sich insbesondere an den Händen Krankheitserreger und

Mikroben an, die von einer Person zur nächsten übertragen werden können. Diese

Übertragungsketten müssen durch eine effiziente Handdesinfektion unterbrochen werden. Um eine häufige Anwendung mit möglichst geringen Nebenwirkungen auf Mensch und Umwelt zu ermöglichen, muss die Handdesinfektion aber auch hautfreundlich und umweltfreundlich erfolgen. Daher ist einerseits Wasser als Lösungsmittel bzw.

Suspensionsmittel oder Dispersionsmittel für den antimikrobiellen Wirkstoff gegenüber Alkohol vorzuziehen und andererseits ist eine Rückgewinnung des antimikrobiellen

Wirkstoffs wünschenswert, soweit dieser nicht auf den zu desinfizierenden Oberflächen anhaftet und verbleibt. Gleichzeitig ist die Ausbreitung von Sprühnebeln in der Raumluft zu vermeiden, mit denen Anteile desinfizierender Substanzen und/oder Anteile nicht beseitigter Krankheitserreger in gesundheitsschädlicher Weise verbreitet und eingeatmet werden könnten. Weiterhin ist eine einfache und schnelle Anwendung wesentlich, damit vorhandene Desinfektionsvorrichtungen auch tatsächlich genutzt werden. Schließlich sollte die Anwendung auch berührungsfrei erfolgen, damit nicht gerade durch eine Berührung der Desinfektionsvorrichtung, z.B. einer Oberfläche, einer Taste oder eines Betätigungsgriffes eine Kontamination der Hände mit Keimen anderer Benutzer erfolgt.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zur

Handdesinfektion bekannt. Aus der Patentanmeldung DE 10 2010 020 887 AI ist eine Vorrichtung zum Desinfizieren von Händen in einer Kammer mit einer vorderen Öffnung bekannt, durch die Hände von vorne gesteckt werden, und mit Sprühdüsen innerhalb der Kammer, durch die ein Desinfektionsmittel auf die Hände gesprüht wird, wobei zwei voneinander getrennte Kammern vorgesehen sind, mit einer Kammer für die rechte Hand und einer Kammer für die linke Hand. Ein Austritt von Sprühnebeln aus den Kammern wird jedoch nicht verhindert. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist ein Auffangbehälter für überschüssige Desinfektionsmittelflüssigkeit unterhalb der Kammern angeordnet, eine Rückgewinnung der desinfizierenden Wirkstoffe ist jedoch nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dessen Hilfe die Nachteile des Standes der Technik, insbesondere der Desinfektion von Gegenständen und der Handdesinfektion überwunden werden. Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufbringen einer antimikrobiellen Beschichtung auf eine Oberfläche gemäß Anspruch 1, durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses mit mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoff mit den Merkmalen gemäß Anspruch 12, durch das Verfahren zum Herstellen einer antimikrobiellen Beschichtung auf einer Oberfläche gemäß Anspruch 21, sowie durch das Verfahren zur Rückgewinnung mindestens eines antimikrobiellen Wirkstoffs gemäß Anspruch 27 gelöst.

Der Begriff„antimikrobieller Wirkstoff" wird im Folgenden verwendet für einen Wirkstoff, der gegenüber Mikroben biozide und/oder biostatische Eigenschaften aufweist. Mikroben beinhalten einzellige oder wenigzellige mikroskopisch kleine Lebewesen wie vor allem Bakterien, Pilze, Protozoen, Mikroalgen und Viren, die bei Mensch und/oder Tier

Infektionskrankheiten hervorrufen können.

Des Weiteren wird der Begriff„antimikrobieller Wirkstoff" verwendet, wobei ein

antimikrobieller Wirkstoff oder ein Gemisch mehrerer antimikrobieller Wirkstoffe oder ein Gemisch eines oder mehrerer antimikrobieller Wirkstoffe mit einem oder mehreren geeigneten Hilfs- und/oder Zusatzstoffen gemeint sind.

Der antimikrobielle Wirkstoff wird vorzugsweise gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel, kann aber auch als Dispersion, Suspension oder Emulsion vorliegen.

Eine antimikrobielle Beschichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine mehr oder weniger festhaftende Schicht aus formlosem antimikrobiellen Wirkstoff auf einer

Oberfläche. Diese Oberfläche kann die Oberfläche eines Gegenstandes sein, aber auch die menschliche oder tierische Haut. Die einzelnen Partikel des antimikrobiellen Wirkstoffs können dabei untereinander und/oder mit der Oberfläche eine mehr oder weniger feste Bindung eingehen, so können sie auch beispielsweise eine polymerisierte Schicht bilden. Die Schicht kann dick sein, es kann sich aber auch um eine etwa monomolekulare Schicht handeln.

Ferner wird der Begriff„Strömung" im Folgenden verwendet, wobei die gerichtete

Bewegung eines einzigen Fluids (Gas oder Flüssigkeit) oder eine Kombination von unterschiedlichen Fluiden gemeint ist. Gemäß der Strömungslehre lassen sich Strömungen in laminare oder turbulente Strömungen klassifizieren. Laminare Strömungen verhalten sich gerade so, dass in einem sich senkrecht zur Strömungsrichtung ausbreitenden

Übergangsgebiet zwischen unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten keine sichtbaren Turbulenzen, d.h. Ouerströmungen bzw. Verwirbelungen, auftreten. Turbulente Strömungen weisen hingegen starke Ouerströmungen bzw. Verwirbelungen senkrecht zur

Strömungsrichtung zwischen unterschiedlichen Geschwindigkeitsgebieten und im Vergleich zur laminaren Strömung eine größere Varianz der Geschwindigkeitsvektoren in jedem Punkt der Strömung auf. Daher sind laminare Strömungen hinsichtlich einer homogenen

Beaufschlagung einer Oberfläche für die vorliegende Erfindung zu bevorzugen. Gleichwohl sind turbulente Bestandteile für die Wirksamkeit der Erfindung nicht schädlich, solange zumindest vor dem Auftreffen der Strömung auf der Oberfläche eine im Wesentlichen laminare Strömung vorliegt.

Eine aussagekräftige physikalische Größe, die das Turbulenzverhalten einer Strömung charakterisiert, ist die sogenannte Reynoldszahl (Re). Sie ist eine dimensionslose Kennzahl und wie folgt definiert: w * L _char

Re = ,

v

wobei w die (mittlere) Strömungsgeschwindigkeit, L _char die charakteristische Länge (bei Rohrströmungen der I nnendurchmesser) und v die kinematische Viskosität bezeichnen. Bei einem nicht kreisförmigen Querschnitt des Rohres bzw. des Kanals wird anstatt der charakteristischen Länge der hydraulische Durchmesser verwendet, welcher wie folgt definiert ist:

4 * A

o„ =—

wobei A die durchströmte Querschnittsfläche und U der benetzte Umfang sind.

Ausschlaggebend ist neben der Reynoldszahl einer Strömung die (empirisch bestimmte) kritische Reynoldszahl. Die kritische Reynoldszahl lässt sich je nach Konfiguration der

Strömung und des durchströmten Hohlkörpers bestimmen und gibt den oberen Grenzwert an, für den eine laminare Strömung vorliegt. Demnach sind turbulente Strömungen gerade Strömungen, welche eine Reynoldszahl aufweisen, die größer ist als die kritische

Reynoldszahl mit einer veränderten Konfiguration. I m Fall einer einfachen Rohrströmung beträgt die kritische Reynoldszahl ca. 2300. Bei der Umströmung von einer senkrecht angeströmten Ebene mit begrenzter Ausdehnung, z.B. eine Hand, hängt die kritische Reynoldszahl vom Ström ungswiderstand ab und kann von dem vorstehend genannten Wert der einfachen Rohrströmung stark abweichen.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist das Strömungsverhalten des Freistrahls, d.h. diejenige Strömung, welche aus einem Auslass heraus in ein Gebiet (z.B. eine Benetzungskammer) vordringt, das mit einem im Wesentlichen gleichen und in Ruhe befindlichen Medium gefüllt ist. Ist dieser Freistrahl laminar, so hat dieser eine bis zu dreifache Eindringtiefe im Vergleich zum turbulenten Freistrahl. Dies ist besonders vorteilhaft für die Benetzung von Objekten, da sich die Benetzungsströmung nur geringfügig mit dem in der Kammer befindlichen Fluid bzw. Fluiden vermischt und eine hohe Beaufschlagungsgeschwindigkeit zu erwarten ist. Die kritische Reynoldszahl eines Freistrahls beträgt ca. 8500 bis 10000.

Darüber hinaus bezeichnet die (mittlere) Strömungsgeschwindigkeit im Folgenden die über den Strömungsquerschnitt gemittelte Geschwindigkeit der gerichteten Bewegung eines Fluids oder einer Kombination von unterschiedlichen Fluiden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufbringen einer antimikrobiellen Beschichtung auf eine Oberfläche besteht aus einem Hohlkörper mit einer oder mehreren Öffnungen, durch welche mit einer antimikrobiellen Beschichtung zu beschichtende Objekte in den Hohlkörper einführbar sind, einer Vernebelungsvorrichtung zur Vernebelung mindestens eines in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoffes, Mitteln zur Erzeugung einer Strömung hoher Geschwindigkeit des vernebelten mindestens einen in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoffes sowie Mittel zum Transport des vernebelten mindestens einen in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoffes zum Hohlkörper hin, wobei die Strömung durch eine Vielzahl von düsenartigen Auslässen in den Hohlkörper einströmt zur Herstellung einer antimikrobiellen Beschichtung auf dem wenigstens einen in den

Hohlkörper eingeführten Objekt.

Mit Hilfe von CFD (Computational Fluid Dynamics)-Simulationen lässt sich für die

erfindungsgemäße Vorrichtung bei einem Auslassquerschnitt von 2000 mm ² , einem hydraulischen Durchmesser von ca. 3,5 sowie einer Strömungsgeschwindigkeit am Auslass von ca. 5 m/s eine Reynoldszahl am Auslass (unter der Annahme eines kurzen Rohrstücks) von ca. 2000 bestimmen. Damit liegt der simulierte Wert unterhalb der kritischen

Reynoldszahl für sowohl Rohrströmungen (ca. 2300) als auch Freistrahlen (ca. 8500 bis 10000), so dass von einer im Wesentlichen laminaren Strömung auszugehen ist. Für die Umströmung einer Hand beträgt die kritische Reynoldszahl je nach Größe der Hand zwischen 300.000 und 1.000.000. Simulativ lässt sich für die zuvor genannte Konfiguration von Auslass und Strömung eine Reynoldszahl von ca. 33000 bestimmen, wenn angenommen wird, dass die Strömungsgeschwindigkeit vom Auslass bis zum Auftreffen auf die Oberfläche konstant bleibt. In der Praxis fallen die Strömungsgeschwindigkeiten vom Auslass bis zur Oberfläche aufgrund des Luftwiderstandes noch weiter ab, so dass eine Reynoldszahl kleiner als ca. 33000 zu erwarten ist. Damit liegt auch in diesem Fall eine im Wesentlichen laminare Strömung vor, die für die vorliegende Erfindung vorteilhaft ist.

Vorteilhafterweise trifft die laminare Strömung im Wesentlichen orthogonal auf die

Oberfläche der zu beschichtenden Objekte auf. Ein Vorteil ist, dass dadurch eine im

Wesentlichen homogene Benetzung der Oberfläche erzielt wird. Des Weiteren erfolgt eine stärkere Benetzung im Vergleich zu Auftrittswinkeln, welche deutlich von der

Flächennormalen abweichen. Je flacher der Auftrittswinkel der Strömung auf der

Oberfläche ist, desto geringer ist eine homogene Benetzung zu erwarten.

Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eine Rückgewinnungsvorrichtung zur

Rückgewinnung des mindestens einen in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoffes auf. Ein Vorteil ist, dass der mindestens eine in dem Lösungsmittel gelöste antimikrobielle Wirkstoff zumindest teilweise wiederverwendet wird. Damit verbessert sich die Umweltfreundlichkeit und Kosteneffizienz der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eine Filtervorrichtung zur Filterung des mindestens einen in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoffes auf. Ein Vorteil ist, dass der mindestens eine in dem Lösungsmittel gelöste antimikrobielle Wirkstoff von

Fremdstoffen bzw. Verunreinigungen getrennt bzw. gereinigt werden kann.

Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eine Sperrluftvorrichtung zur Begrenzung der Strömung auf den Innenraum des Hohlkörpers auf. Ein Vorteil ist, dass das vernebelte Benetzungsmittel mit der Strömung im Inneren des Hohlkörpers gehalten wird und nicht in die Umgebungsluft gelangen und möglicherweise eingeatmet werden kann.

Vorteilhafterweise sind die inneren Mantelflächen des Hohlkörpers im Wesentlichen durch zwei unterschiedlich ausgebildete gegenüberliegende Ellipsoidflächen definiert, wobei der Hohlkörper Öffnungen an den Stirnflächen aufweist. Ein Vorteil ist, dass eine derartige Ausbildung der inneren Mantelfläche und der Öffnungen für die Einführung von

Gegenständen, wie beispielsweise von zwei parallel und in entspannter Haltung mit zueinander gerichteten Fingerspitzen vor den menschlichen Körper gehaltenen Händen, besonders geeignet ist. Eine derartige Ergonomie ist für eine regelmäßige Benutzung von Vorteil.

Vorteilhafterweise sind die Ellipsoidflächen des Hohlkörpers in der Weise ausgebildet, dass eine erste Ellipsoidfläche einen konvexen Teil des Hohlkörpers definiert und eine zweite Ellipsoidfläche einen konkaven Teil des Hohlkörpers definiert. Ein Vorteil ist, dass eine derartige Ausbildung des Hohlkörpers der anatomischen Form von parallel und in

entspannter Haltung mit zueinander gerichteten Fingerspitzen vor den menschlichen Körper gehaltenen Händen besonders gut entspricht und ein Einführen beider Hände in den

Hohlkörper erlaubt, ohne die Wände zu berühren. Vorteilhafterweise weist der Hohlkörper verteilt über die Umfänge seiner Öffnungen eine oder mehrere Spaltenanordnungen von Sperrluftdüsen und Sperrlufterzeuger bzw.

Sperrluftventilatoren auf. Ein Vorteil ist, dass mit einer derartigen Anordnung von

Sperrluftdüsen eine besonders effiziente Sperrströmung aufgebaut werden kann, die einen unerwünschten Austritt des vernebelten Benetzungsmittels mit der Strömung aus dem Hohlkörper zuverlässig verhindert.

Vorteilhafterweise erfolgt die Benetzung mit einer Lösung eines antimikrobiellen Wirkstoffs und dient besonders vorteilhafterweise der Handdesinfektion.

Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung weiterhin einen oder mehrere Vorratsbehälter für den mindestens einen in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoff auf, wobei der eine oder die mehreren Vorratsbehälter mit einem kontaktgebundenen oder

kontaktlosen Identifikationssystem, insbesondere mit RFID-Technologie, ausgestattet sind. Damit ist sichergestellt, dass nur bestimmte bzw. für die vorliegende Verwendung geeignete bzw. zugelassene Lösungen antimikrobieller Wirkstoffe verwendet werden und/oder dass ein Vorratsbehälter nur ein einziges Mal verwendbar ist. Diese Beschränkung dient insbesondere der Sicherheit und Hygiene der Vorrichtung.

Weiterhin wird die Aufgabe durch die folgenden erfindungsgemäßen Verfahren gelöst. Ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses mit mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoff verwendet ein Lösungsmittel, in welchem einer oder mehrere antimikrobielle Wirkstoffe gelöst sind. Die Lösung des oder der antimikrobiellen Wirkstoffe liegt entweder in einer Nebelphase oder in einer flüssigen Phase vor. Das erfindungsgemäße Verfahren weist zumindest folgende Schritte auf:

1. Erzeugen einer im Wesentlichen laminaren Strömung durch Beschleunigen der

Lösung von der flüssigen Phase in die Nebelphase, vorzugsweise unter

Verwendungen eines Ventilationssystems, beispielsweise eines oder mehrerer Ventilatoren;

2. Durchströmen der Lösung in der Nebelphase durch einen vorgegebenen, aber nicht vollständig abgeschlossenen Raum (beispielsweise eine Benetzungskammer);

3. Abbremsen der im Wesentlichen laminaren Strömung der vernebelten Lösung bei einem Übergang von der Nebelphase in die flüssige Phase (beispielsweise beim Auftreffen der im Wesentlichen laminaren Strömung auf der menschlichen Haut oder einer beliebigen Oberfläche);

4. Sammeln der Lösung in der flüssigen Phase und/oder

5. Trennen der Lösung von anderen Substanzen und/oder

6. Rückführen der Lösung an den Ausgangspunkt des Kreisprozesses durch Kanäle

und/oder Leitungen.

Vorteilhafterweise tritt ein Teil des Lösungsmittels durch Verdunsten aus dem Kreisprozess aus. Ein Vorteil ist, dass der antimikrobielle Wirkstoff durch das Verdunsten des

Lösungsmittels freigesetzt wird und seine gewünschte Wirkung an dem Ort des Verdunstens des Lösungsmittels entfaltet.

Vorteilhafterweise wird als Lösungsmittel Wasser, ein kurz- oder mittelkettiger Alkohol, ein Phenol, ein Glykol, Glycerol, Ethylhexylglycerin, Diglycerol, ein Ester eines kurz- oder mittelkettigen Alkohols oder eines Phenols, ein Ether eines kurz- oder mittelkettigen Alkohols oder eines Phenols, eine Carbonsäure, ein primäres oder sekundäres Amin, ein primäres oder sekundäres Amid, Propylenglycol, Polyethylenglycol, Aceton oder eine Mischung zweier oder mehrerer dieser Lösungsmittel verwendet.

Kurz- oder mittelkettige Alkohole können sowohl rein aliphatische als auch aliphatisch- aromatische Seitenketten aufweisen. Beispiele für die verwendeten Alkohole sind Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Isobutanol, Hexanol und Benzylalkohol. Phenole umfassen einfache und substituierte Phenole, sowie ihre Salze. Beispiele für verwendete Ether sind Phenoxyethanol und l-Phenoxy-2-propanol. Diese Lösungsmittel haben den Vorteil, dass sie eine antimikrobielle Wirkung aufweisen. Vorteilhafterweise ist das Lösungsmittel eine Mischung von Wasser und mindestens einem kurz- oder mittelkettigen Alkohol. Hierbei liegt der Alkohol in einer Konzentration von etwa 65 bis etwa 80 Gewichts-% vor. Dieses Lösungsmittel hat den Vorteil, dass eine große Anzahl antimikrobieller Wirkstoffe darin löslich sind. Weiterhin weist in dieser Ausführungsform bereits das Lösungsmittel eine antimikrobielle Wirksamkeit auf. Vorteilhafterweise ist das Lösungsmittel im Wesentlichen Wasser. Dies ist insbesondere deswegen von Vorteil, da es umweltverträglich ist und die meisten Oberflächen nicht beeinflusst, insbesondere wenn menschliche oder tierische Haut von der Lösung mit dem antimikrobiellen Wirkstoff benetzt wird. Ein weiterer Vorteil ist die Hautverträglichkeit dieses Lösungsmittels, beispielsweise im Vergleich zu Alkohol. Vorteilhafterweise schlägt sich das Lösungsmittel und/oder ein Teil des antimikrobiellen

Wirkstoffs beim Abbremsen der im Wesentlichen laminaren Strömung auf einer Oberfläche eines oder mehrerer beliebig geformter dreidimensionaler Gegenstände oder der menschlichen Haut nieder und ein Teil des antimikrobiellen Wirkstoffs verbleibt durch Anhaften und/oder Auftrocknen auf der Oberfläche. Ein Vorteil ist, dass ein oder mehrere beliebig geformte dreidimensionale Gegenstände mit dem antimikrobiellen Wirkstoff im Wesentlichen gleichmäßig beaufschlagt werden.

Vorteilhafterweise sind der eine oder die mehreren dreidimensionalen Gegenstände in dem vorgegebenen Raum austauschbar. Ein Vorteil ist, dass mit dem antimikrobiellen Wirkstoff beaufschlagte Gegenstände aus dem vorgegebenen Raum entfernt und andere, nicht mit dem antimikrobiellen Wirkstoff beaufschlagte Gegenstände in den vorgegebenen Raum eingebracht werden können.

Vorteilhafterweise ist die Lösung des antimikrobiellen Wirkstoffs in der Nebelphase teilweise durch Wandflächen und teilweise durch eine Sperrströmung eingeschlossen. Ein Vorteil ist, dass der antimikrobielle Wirkstoff in Nebelform nicht aus dem vorgegebenen, aber nicht vollständig abgeschlossenen Raum austritt. Durch die Sperrströmung wird vermieden, dass der Nebel eingeatmet wird oder auf Gegenständen außerhalb des vorgegebenen Raumes niederschlägt. Vorteilhafterweise ist der vorgegebene Raum so ausgeformt, dass der eine oder die mehreren Gegenstände in den vorgegebenen Raum einführbar sind, ohne dessen

Wandflächen zu berühren, wobei der Kreisprozess insbesondere durch Sensoren aktivierbar ist. Ein Vorteil ist, dass keine Wechselwirkungen zwischen den Wandflächen und den eingeführten Gegenständen entstehen, dass insbesondere keine unerwünschten

Verunreinigungen der Wandflächen durch die Gegenstände entstehen, dass insbesondere keine Mikroben von den Gegenständen auf die Wandflächen und von diesen auf weitere Gegenstände übertragen werden und dass der Kreisprozess insbesondere auch kontaktlos durch Sensoren aktivierbar ist. Dadurch entfällt das Betätigen eines mechanischen Schalters, Bügels oder Hebels etc., wodurch eine Übertragung von Mikroben auch auf diesem Wege ausgeschlossen wird.

Das erste erfindungsgemäße Verfahren kann in bevorzugten Ausführungsvarianten für die Herstellung einer antimikrobiellen Beschichtung auf einer Oberfläche angewandt werden.

Beispielsweise ist es möglich, Werkzeuge oder Bedienelemente zum Aufbringen des antimikrobiellen Wirkstoffs in den vorgegebenen Raum, beispielsweise einer

Benetzungskammer zu platzieren. Eine vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sei anhand eines einfachen Beispiels erläutert. Besteht der Wunsch, eine Computermaus oder eine Tastatur mit dem antimikrobiellen Wirkstoff so auszustatten, dass eine antimikrobielle Beschichtung auf den Flächen entsteht, die für die Berührung durch die Hände bestimmt sind, wird die Computermaus in die Benetzungskammer gegeben und von der Lösung des antimikrobiellen Wirkstoffs in Form von Nebel im Wesentlichen laminar umströmt. Nach einer vorbestimmten Zeit der Benebelung der Computermaus, die zwischen 5 Sekunden und 2 Minuten liegen kann, vorzugsweise zwischen 7 und 15 Sekunden liegt, kann die Computermaus aus der Benetzungskammer wieder entnommen werden. Nach dem Abtrocknen, d.h. Verdunsten des Lösungsmittels ist die Computermaus mit der

antimikrobiellen Beschichtung ausgestattet.

Dabei ist die Teilchengröße der vernebelten Lösung und/oder der Anteil der Flüssigkeit in der Luft der Nebelphase so gering, dass die niedergeschlagene Nebelphase nur eine geringe Feuchte aufweist und somit die Computermaus oder andere beschichtete Gegenstände nicht beschädigt oder beeinträchtigt werden.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer antimikrobiellen

Beschichtung auf einer Oberfläche weist die folgenden Schritte auf:

1. Erzeugen eines Nebels bestehend aus mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoff und einem Lösungsmittel; 2. Beschleunigung des Nebels derart, dass eine im Wesentlichen laminare Strömung erzeugt wird, die mit einer hohen Geschwindigkeit auf der Oberfläche auftrifft;

3. Niederschlag des Nebels und Benetzung der Oberfläche mit dem antimikrobiellen Wirkstoff und dem Lösungsmittel;

4. Verdunsten des Lösungsmittels. Vorteilhafterweise wird der Nebel mittels eines Ventilators auf eine hohe

Strömungsgeschwindigkeit gebracht. Ein Vorteil ist, dass der Nebel sich schneller in dem vorgegebenen Raum verteilt und mit höherer Geschwindigkeit auf der Oberfläche auftrifft.

Vorteilhafterweise wird der beschleunigte Nebel zur Ausbildung einer im Wesentlichen laminaren Strömung durch Führungskanäle geleitet. Denn durch eine im Wesentlichen laminare Strömung von hoher Geschwindigkeit wird der Vorteil erreicht, dass der Nebel mit hoher Geschwindigkeit auf der Oberfläche auftrifft und somit sehr gut auf der Oberfläche anhaftet. Bei einer im Wesentlichen laminaren Strömung vermischen sich die Nebelschichten nicht. Bei einer turbulenten Strömung treten indes Verwirbelungen und Querströmungen auf, die zu einer ungleichen Verteilung der Lösung des antimikrobiellen Wirkstoffs auf der Oberfläche führen. Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit des Nebels aus den Düsen bei einigen Ausführungsformen, die stationär sind, stets unter 10 m/s liegt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die mittlere Strömungsgeschwindigkeit bei ca. 5 m/s und die maximale Strömungsgeschwindigkeit bei ca. 6,5 m/s liegen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt die bewegte Luftmenge bei ca. 46 m ³ /h. Bei einer gleichmäßigen Verteilung der Luftmenge auf die Gesamtfläche der Austrittdüsen ergibt sich eine mittlere Geschwindigkeit von ca. 4,6 m/s. Wird im Weiteren auf eine hohe

Strömungsgeschwindigkeit Bezug genommen, bedeutet das im Sinne der vorliegenden Erfindung eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit von mindestens 2 m/s an den

Austrittdüsen. Aber auch eine geringere Strömungsgeschwindigkeit kann gegebenenfalls als hohe Strömungsgeschwindigkeit im Sinne der Erfindung erachtet werden, sofern damit eine laminare Strömung erzeugt werden kann. Ferner ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung möglich, dass bei einigen Ausführungsformen, insbesondere bei nicht stationären

Ausführungsformen der Vorrichtung, eine höhere Strömungsgeschwindigkeit eingesetzt wird. Diese höhere Strömungsgeschwindigkeit kann bis zu 20 m/s und in besonderen Ausführungsformen bis zu 30 m/s betragen.

Vorteilhafterweise wird der Nebel in einem weiteren Schritt durch eine Vielzahl von Öffnungen geleitet bevor der Nebel auf der Oberfläche auftrifft. Ein Vorteil ist, dass der Nebel im Wesentlichen gleichmäßig in dem vorgegebenen Raum verteilt wird und auf der Oberfläche auftrifft. Vorteilhafterweise trifft der Nebel in einem weiteren Schritt in einer oder mehreren Benetzungskammern auf der Oberfläche auf. Ein Vorteil ist, dass eine oder mehrere Oberflächen in einer oder mehreren Benetzungskammern benetzt werden.

Vorteilhafterweise wird das Verfahren auf die Oberfläche einer menschlichen Hand angewendet. Ein Vorteil ist, dass die Oberfläche der Hand durch den Nebel benetzt der Abtrocknung durch die antimikrobielle Beschichtung geschützt wird, damit Mikroben nicht direkt mit der Haut in Berührung kommen und gegebenenfalls durch Risse in den Körper eindringen können.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren besteht darin, eine Lösung mindestens eines antimikrobiellen Wirkstoffs, die durch den Kreisprozess geführt wird und nicht auf einer Oberfläche abgeschieden wird, durch Rückgewinnung wieder in den Kreisprozess

zurückzuführen:

1. Vernebeln der Lösung;

2. Auftreffen der vernebelten Lösung in Form einer laminaren Strömung mit hoher Geschwindigkeit auf einer Oberfläche;

3. Niederschlagen der vernebelten Lösung auf der Oberfläche;

4. Vollständiges oder teilweises Abfließen bzw. Abtropfen der Lösung von der

Oberfläche;

5. Zurückgewinnen der Lösung durch eine Auffangvorrichtung.

Vorteilhafterweise wird die Lösung in einem sechsten Schritt durch eine Filtervorrichtung geleitet, um Verunreinigungen aus der Lösung auszufiltern, die in den Schritten eins bis fünf in die Lösung eingetragen worden sind. Ein Vorteil ist, dass die Lösung mit mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoff wiederverwendet werden kann.

Vorteilhafterweise ist der mindestens eine antimikrobielle Wirkstoff ein Desinfektionsmittel. Ein Vorteil ist die Effizienz und Umweltfreundlichkeit des Verfahrens im Zusammenhang mit dem Einsatz eines Desinfektionsmittels.

Vorteilhafterweise ist der mindestens eine antimikrobielle Wirkstoff ausgewählt aus der Gruppe enthaltend quartäre Ammoniumverbindungen, phenolische Verbindungen, einwertige kurzkettige Alkohole, Aldehyde, milde organische Säuren, Wasserstoffperoxid, hypochlorige Säure und pflanzliche Extrakte. Ouartäre Ammoniumverbindungen haben den Vorteil, dass sie eine gute Wasserlöslichkeit und eine gute antimikrobielle Wirksamkeit aufweisen und zusätzlich, vor allem bei quartären Ammoniumverbindungen mit mindestens einer langen Alkylgruppe, eine oberflächenaktive Wirkung zeigen. Somit beeinflussen sie die Wasserlöslichkeit eventuell vorhandener anderer antimikrobieller Wirkstoffe positiv. Als einwertige kurzkettige Alkohole können beispielsweise Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Isobutanol, Hexanol, Phenoxyethanol, l-Phenoxy-2-propanol ausgewählt werden. Ein bevorzugter Aldehyd ist beispielsweise Glutaraldehyd. Milde organische Säuren sind beispielsweise Zitronensäure, Milchsäure, Glycolsäure oder Fruchtsäuren wie

Weinsäure, Apfelsäure, Shikimisäure oder Essigsäure. Als pflanzliche Extrakte können beispielsweise Extrakte von Rosmarin, Kurkuma, Niembaum und Koriander verwendet werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der antimikrobielle Wirkstoff

Benzalkoniumchlorid (BZK), erhältlich unter der Bezeichnung Hyamine ^® 3500 USP von Lonza Inc., Benzethoniumchlorid, erhältlich unter der Bezeichnung Hyamine ^® 1622 von Lonza Inc., oder eine Mischung aus beiden. Bevorzugte phenolische antimikrobielle Wirkstoffe sind 5- Chlor-2-(2,4-dichlorphenoxy)-phenol (Triclosan) und/oder 4-Chlor-3,5-dimethylphenol (PCMX; para-Chlor-meta-Xylenol).

Vorteilhafterweise ist der antimikrobielle Wirkstoff Benzalkoniumchlorid und/oder

Benzethoniumchlorid. Ein bevorzugter einwertiger kurzkettiger Alkohol ist Ethanol. Benzalkoniumchlorid liegt vor als ein Gemisch aus Alkylbenzyldimethylammoniumchloriden (ABDAC), deren Alkylteil aus Cs- bis Cis-Ketten besteht. Sämtliche Gemische mit

unterschiedlichen Kettenlängen sind für die vorliegende Erfindung geeignet. Insbesondere kann Benzalkoniumchlorid mit einer Kettenlänge von C12 bis Ci6 (CAS 68424-85-1) verwendet werden. Ebenso geeignet sind Benzalkoniumchloride mit den CAS 63449-41-2 (C ₈ -Ci ₈ Alkyl), CAS 68391-01-5 (Ci ₂ -Ci ₈ Alkyl) und CAS 8001-54-5 (unspezifiziertes Alkyl).

Vorteilhafterweise enthält die Lösung des mindestens einen antimikrobiellen Wirkstoffs zusätzlich ein geeignetes Feuchthaltemittel und/oder ein geeignetes Spreitmittel. Geeignete Feuchthaltemittel und/oder Spreitmittel sind beispielsweise Inhaltsstoffe, die auf der Grundlage der Europäischen Kosmetikverordnung in kosmetischen Mitteln Verwendung finden können. Geeignete Feuchthaltemittel und/oder Spreitmittel sind beispielsweise Sorbitol, Glycerol, Polysaccharide, Cyclomethicon, Cyclopentasiloxan, Glycol, Ethylenglycol, Polyethylenglycol-6, Milchsäure, Natriumlaktat, Polyglycerinester, Isopropylmyristat oder wasserlösliche Silikone. Ein wasserlösliches Silikon ist beispielsweise Polydimethylsiloxan (Dimethicone, CAS 63148-62-9) erhältlich als Dow Corning ^® 190 Surfactant.

Die Lösung des mindestens einen antimikrobiellen Wirkstoffs enthält vorteilhafterweise zusätzlich ein Silan mit funktionellen Gruppen ausgewählt aus -OR, - NR ₂ , -R-NR ₂ ,

-R-N+(R) ₂ -R X-, -R-X, -R-SH und -R-S0 ₃ mit X = Halogen, R unabhängig voneinander = - H, lineares oder verzweigtes Ci - Ci ₉ Alkyl, C ₃ - C ₈ Cycloalkyl, Ci - Ci ₉ Carboxyl. Hierbei werden die funktionellen Gruppen so ausgewählt, dass das Silan eine antimikrobielle Wirksamkeit aufweist. Hierzu wird beispielsweise mindestens eine funktionelle Gruppe mit mindestens einem Rest R gewählt, wobei R = lineares oder verzweigtes Ci ₂ - C19 Alkyl ist, oder mindestens eine funktionelle Gruppe mit -R-N+(R) ₂ -R X- gewählt, wobei mindestens ein R = lineares oder verzweigtes Ci ₂ - C19 Alkyl ist. Vorteilhaft ist insbesondere ein Silan mit drei Hydroxy- oder Alkoxygruppen und mit einer weiteren funktionellen Gruppe ausgewählt aus -NR ₂ , -R-NR ₂ , -R-N+(R) ₂ -R X-, -R-X, -R-SH und -R-SO3 mit X = Halogen, R unabhängig voneinander = - H, lineares oder verzweigtes Ci - C1 ₉ Alkyl, C ₃ - C ₈ Cycloalkyl, Ci - C1 ₉ Carboxyl. Ein Vorteil des antimikrobiellen Wirkstoffs mit drei Hydroxy- oder Alkoxygruppen ist eine relativ gute Wasserlöslichkeit, die im Weiteren von der Beschaffenheit der weiteren funktionellen Gruppe abhängt. Außerdem

polymerisieren diese Wirkstoffe leicht. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Polymerisation unter Wasserabspaltung erfolgt, so dass keine hautschädigenden Reaktionsprodukte entstehen.

Besonders geeignet ist ein antimikrobieller Wirkstoff, der ein Trisilanol oder ein

Trimethoxysilan ist mit einer weiteren funktionellen Gruppe, die ein quartäres

Ammoniumsalz mit einer C10 - C19 Alkylgruppe oder einer C3 - C6 Cycloalkylgruppe enthält.

Vorzugsweise wird ein antimikrobieller Wirkstoff gemäß nachstehender Formel verwendet: OR

+

RO - Si- (CR ₂ )n-NRR'-(CR2)m-CH ₃ X-

OR wobei

R unabhängig voneinander

R' = Ci oder Cs- Cio Alkyl,

X = CI, Br und

n, m = 2, 3, 4, ... , 18 und 10 < n+m < 25.

Vorteilhaft sind Dimethyloctadecyl-[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammoniumchlorid (CAS 27668- 52-6), Dimethyltetradecyl-[3-(trimethoxysilyl)propyl]-ammoniumchlor id (CAS 41591-87-1), Methyldidecyl-[3-(trimethoxysilyl)propyl]-ammoniumchlorid (CAS 68959-20-6) und/oder Dimethyloctadecyl-[3-(trihydroxysilyl)propyl]-ammoniumchlori d (CAS 199111-50-7) als Silane.

Ein besonders vorteilhaftes Silan ist Dimethyloctadecyl-[3-(trimethoxysilyl)propyl]- ammoniumchlorid.

Die genannten Silane können, insbesondere bei Verdunsten oder sonstigem Entzug des Lösungsmittels, sowohl untereinander als auch mit einzelnen funktionellen Gruppen der benetzten Oberfläche polymerisieren. Die Polymerisation ist vorzugsweise eine

Polykondensation. Die Polymerisation führt zur Ausbildung eines dreidimensionalen

Netzwerks, und durch die Reaktion mit der benetzten Oberfläche zu einer sehr beständigen antimikrobiellen Beschichtung. Vor allem nach Benetzung der menschlichen Haut bildet sich eine Beschichtung, die selbst nach mehrfachem Händewaschen oder mechanischer

Beanspruchung noch vorhanden ist.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn in der genannten Lösung des mindestens einen

antimikrobiellen Wirkstoffs und des zusätzlichen Silans das entsprechende Silan bereits als Oligomer oder Polymer vorliegt. Beispielsweise wären Silsesquioxane mit 6, 8, 10 oder 12 Silaneinheiten bevorzugte Oligomere. Denkbare Polymere sind beispielsweise Polysilane, Polysiloxane und besonders bevorzugt Polysilsesquioxane. Diese Beschichtung entfaltet antimikrobielle Wirkung, so wie der Wirkstoff selbst. Diese Wirkung hält auch an, da der Wirkstoff bei Kontakt mit Mikroben nicht aufgebraucht wird.

Ein weiterer Vorteil der antimikrobiellen Beschichtung ist im Falle der menschlichen Haut die Ausbildung einer Beschichtung, die durch ihre das Wachstum von Mikroben hemmende Wirksamkeit auch die in tieferen Hautschichten naturgemäß vorhandenen Mikroben daran hindert, intakt aus den tieferen Schichten an die Hautoberfläche zu gelangen. Somit kann durch die Beschichtung verhindert werden, dass Mikroben übertragen werden,

beispielsweise von medizinischem Personal auf Patienten.

Ein geeignetes Lösungsmittel ist Wasser, soweit der antimikrobielle Wirkstoff darin in ausreichender Konzentration löslich ist. Bei schlechter Wasserlöslichkeit können auch weitere der genannten Lösungsmittel in geringen Konzentrationen bis zu einer

Konzentration von Wasser zu weiterem Lösungsmittel von 10:1 und/oder ein geeigneter Lösungsvermittler in geringerer oder gleicher Konzentration zugesetzt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird anhand einer

Vorrichtung in den nachstehenden Zeichnungen näher erläutert. Darüber hinaus werden simulative Leistungsdaten von weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen tabellarisch gezeigt.

Es zeigt:

Fig. 1 eine angeschnittene perspektivische Vorderansicht der Vorrichtung. Fig. 2 eine angeschnittene perspektivische Rückansicht der Vorrichtung.

Fig. 3 einen seitlichen vertikalen Schnitt der Vorrichtung und des halben "Balls". Fig. 4 eine schematische Vorderansicht mit stilisierten Händen und Bewegung in den "Spalt". Fig. 5 eine schematische Schrägansicht mit stilisierten Händen und Bewegung in den "Spalt". Fig. 6 einen vertikalen Schnitt mit stilisierten Händen und Bewegung in den "Spalt". Fig. 7 einen mittigen vertikalen Schnitt der Vorrichtung und des halben "Balls".

Fig. 8 eine Aufsicht von oben auf die Vorrichtung.

Fig. 9 eine Schrägansicht der Vorrichtung.

Fig. 10 eine Detailansicht einer Vernebelungsdüse.

Fig. 11 einen vertikalen Schnitt eines Rückführungssystems.

Fig. 12 eine Detailansicht eines Beckens zur Kreation eines Nebels.

Fig. 13 eine schematische Detailansicht eines Sperrluftsystems mit Sperrluftschlitzen.

Fig. 14 eine Detailansicht einer Sperrlufterzeugung mit Sperrluftkanälen.

Fig. 15 eine Detailansicht einer Sperrlufterzeugung mit Sperrluftkanälen (Komponenten).

Fig. 16 eine schematische Darstellung des erzeugten Nebels und der Luftströme.

Fig. 17 eine Tabelle mit Leistungsdaten von erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen

Figurenbezeichnung

100 Desinfektionsvorrichtung

101, 102 Öffnungen der Vorrichtung („Spalt") links, rechts

110, 120 Stirnseiten der Vorrichtung links, rechts

200 Hohlkörper 201 Wandflächen des Hohlkörpers

202 Strömungsvektor einer laminaren Strömung

203 Tröpfchen eines Nebels

210 äußere Ellipsoidfläche

220 innere Ellipsoidfläche (halber„Ball")

300 Vernebelungsvorrichtung

305 Vernebier

310 Vernebelungsventilator

320 Vernebelungsdüsen

330 Rückführkanäle

335 Filtervorrichtung

340 Vorrichtung zum Kreieren eines Nebels

341 Führungskanäle

342 Luftströme

343 Strömungspfeile

345 Becken für Nebelerzeugung

346 Strömungseintritt

347 Strömungsaustritt 348 Mischkammer

350 Sperrluftanordnung

355 Sperrlufterzeugung

360 Sperrluftdüsen 370 Sperrluftventilatoren

380 Sperrluftkanäle

400 Blickrichtung eines Benutzers

401, 402 stilisierte Unterarme bzw. Hände eines Benutzers

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100. Im bestimmungsgemäßen Gebrauch werden die Hände eines vor der Vorrichtung 100 stehenden Benutzers durch Öffnungen 101 und 102 auf beiden Stirnseiten 110 und 120 in den Hohlkörper 200 eingeführt. Der Hohlkörper 200 weist zwei Ellipsoidflächen 210 und 220 auf, wobei der Hohlkörper 200 im Bereich der vorderen, vom Benutzer entfernten Wandung 210 eine konvexe Auswölbung aufweist, während er im Bereich der hinteren, dem Benutzer nahegelegenen Wandung 220 eine konkave Auswölbung aufweist. Durch eine derartige Ausgestaltung können die vor den Körper gehaltenen Hände des Benutzers in natürlicher Haltung parallel und mit zueinander gerichteten Fingerspitzen gemeinsam in den anatomisch ausgeformten Hohlkörper 200 eingeführt werden, ohne die Wandflächen 201 zu berühren. Dies ist aus ergonomischen und hygienischen Gründen von Vorteil. Unterhalb des Hohlkörpers 200 befindet sich eine Vorrichtung 340 zum Kreieren eines Nebels mit einem Becken 345 für eine Nebelerzeugung und Führungskanälen 341 zur Führung von Luftströmen. Figur 2 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100. Diese weist eine Vernebelungsvorrichtung 300 zur Vernebelung eines Benetzungsmittels auf, welche beispielsweise einen Ventilator 310 aufweist, welcher das vernebelte Benetzungsmittel durch eine Anordnung von Öffnungen 320, welche bevorzugt als Düsen ausgestaltet sind und in den Wandflächen 201 angeordnet sind, bevorzugt mit hoher Geschwindigkeit und besonders bevorzugt unter Ausbildung einer laminaren Strömung auf in den Hohlkörper 200 eingebrachte Oberflächen, insbesondere auf eingebrachte Handflächen, auftreffen lässt. Die Ausformung der Ellipsoidflächen 210, 220 und eine matrixförmige Anordnung der Öffnungen bzw. Düsen 320 bewirkt, dass die eingebrachten Oberflächen bzw. Handflächen gleichmäßig von allen Seiten und auch in konkaven Bereichen und Zwischenräumen mit dem Benetzungsmittel benetzt werden. Weiterhin sichtbar sind Sperrluftanordnungen 350 mit Sperrluftdüsen 360 und

Sperrluftventilatoren 370 sowie die Vorrichtung 340 zum Kreieren eines Nebels mit dem Becken 345 für die Nebelerzeugung. Figur 3 zeigt eine weitere schematische Skizze der Vorrichtung 100 und des„halben Balls" 220. Die innere Ellipsoidfläche 220 ist ergonomisch so ausgestaltet, dass sie beim Einführen der Hände in die Desinfektionsvorrichtung 100 wie ein halber Ball umfasst werden kann, ohne jedoch die Wandflächen 201 zu berühren. Beide Wandflächen 201 sind mit

Vernebelungsdüsen 320 besetzt, durch welche die Lösung austritt und vorzugsweise in Form einer laminaren Strömung mit hoher Geschwindigkeit in den Hohlkörper 200 einströmt. Sperrluftventilatoren 370 erzeugen eine Sperrluftströmung, welche durch die

Sperrluftkanäle 380 an die in Figur 3 nicht dargestellten Sperrluftdüsen 360 geleitet wird, um einen Austritt des vernebelten Benetzungsmittels aus dem Hohlkörper 200 zu verhindern.

Figur 4 zeigt eine weitere schematische Skizze der Vorrichtung 100, wobei stilisierte

Unterarme bzw. Hände 401, 402 durch die Öffnungen 101, 102, die sich an den Stirnseiten 110, 120 befinden, in den Hohlkörper 200 eingeführt sind. Sperrluftdüsen 360 verhindern einen Austritt des Sprühnebels aus dem Hohlkörper 200 an den Stirnseiten 110, 120.

Figur 5 zeigt eine weitere schematische Skizze der Vorrichtung 100 in Schrägsicht, wobei die Blickrichtung 400 eines Benutzers perspektivisch angedeutet ist. Stilisierte Unterarme bzw. Hände 401, 402 des Benutzers sind durch die Öffnungen 101, 102 an den Stirnseiten 110, 120 in den Hohlkörper 200 eingeführt. Ebenfalls dargestellt sind ein Vernebelungsventilator 310 sowie ein Sperrluftventilator 370 und ein Sperrluftkanal 380.

Figur 6 zeigt eine weitere schematische Skizze der Vorrichtung 100 in Seitenansicht, wobei die Blickrichtung 400 eines Benutzers angedeutet ist. Dargestellt ist die in den Hohlkörper 200 eingeführte rechte Hand 402 des Benutzers. Die ergonomische Form der inneren

Ellipsoidfläche (des„halben Balls") 220 und der äußeren Ellipsoidfläche 210 bewirkt, dass die Hand in einer natürlichen Haltung in den Hohlkörper eingeführt werden kann, ohne die Wandflächen 201 zu berühren. Dabei werden die Handflächen 401, 402 des Benutzers durch die Vernebelungsdüsen 320 mit einer im Wesentlichen laminaren Strömung der vernebelten Lösung von allen Seiten im Wesentlichen gleichmäßig benetzt. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Benutzer die Finger spreizt. Die Vernebelung der Lösung wird durch den

Vernebelungsventilator 310 in Gang gesetzt und erfolgt durch die Vernebelungsdüsen 320. Ein auf den Handflächen 401, 402 des Benutzers nicht polymerisierender Anteil des antimikrobiellen Wirkstoffes wird zusammen mit einem nicht verdunstenden Anteil des Lösungsmittels in Rückführkanälen 330 gesammelt, durch eine Filtervorrichtung 335 von Verunreinigungen und Mikroben getrennt und an die Vernebelungsvorrichtung 300 zurückgeführt. Die Filtervorrichtung 335 weist eine Komponente in Form eines Siebes auf, welche am tiefsten Punkt des Hohlkörpers 200 eingefügt und in einer bevorzugten

Ausführungsform leicht austauschbar ist. Am unteren Ende der Vorrichtung 100 ist die Vernebelungsvorrichtung 300 angeordnet. Diese besteht aus einem topfartigen Becken zur Nebelerzeugung 345 und einem Vernebier 305. Der Vernebier 305 ist von herkömmlicher Bauart und erzeugt einen Nebel, sofern er von einer gewissen Menge des Lösungsmittels umgeben ist.

Oberhalb der Vernebelungsvorrichtung 300 ist eine Mischkammer 348 angeordnet, in der die zusammengeführten Luftströme im Wesentlichen gleichgerichtet werden, d.h. die Luftströme haben einen im Wesentlichen laminaren Charakter, wenn sie aus der

Vernebelungsvorrichtung 300 mit Nebel angereichert aufsteigen, um anschließend zu den inneren und äußeren Ellipsoidflächen 220, 210 geführt zu werden.

Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung 100 in Seitenansicht mit einem Hohlkörper 200, einer inneren Ellipsoidfläche 220 und einer äußeren Ellipsoidfläche 210, wobei die Blickrichtung 400 eines Benutzers angedeutet ist. Die Ellipsoidflächen weisen eine matrixförmige Anordnung von Vernebelungsdüsen 320 auf. Die Filtervorrichtung 335 weist eine Komponente in Form eines Siebes auf, welche am tiefsten Punkt des Hohlkörpers 200 eingefügt und in einer bevorzugten Ausführungsform leicht austauschbar ist. Weiterhin sichtbar ist die Mischkammer 348 oberhalb der Vernebelungsvorrichtung 300.

Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung 100 in Aufsicht mit einem Hohlkörper 200, einer inneren Ellipsoidfläche 220 und einer äußeren Ellipsoidfläche 210. Die Ellisoidflächen weisen eine matrixförmige Anordnung von Vernebelungsdüsen 320 auf. Sperrluftventilatoren 370 erzeugen einen Sperrluftstrom, der mittels der Sperrluftkanäle 380 zu den Sperrluftdüsen 360 geleitet wird und dort den Austritt der vernebelten Lösung aus den Öffnungen 101, 102 des Hohlkörpers 200 verhindert. Die laminare Strömung der vernebelten Lösung wird durch den Sperrluftstrom auf das Volumen des Hohlkörpers 200 begrenzt.

Figur 9 zeigt eine schematische Darstellung des Holkörpers 200 der Vorrichtung 100 in Schrägsicht. Der Hohlkörper 200 wird durch eine innere Ellipsoidfläche 220 und eine äußere Ellipsoidfläche 210 gebildet. Die Ellipsoidflächen weisen eine matrixförmige Anordnung von Vernebelungsdüsen 320 auf.

Figur 10 zeigt eine schematische Schnitt-Detaildarstellung einer Vernebelungsdüse 320, welche in einer Wandfläche 201 angeordnet ist. Eine Lösung wird mittels der

Vernebelungsdüse 320 vernebelt und bildet eine Vielzahl einzelner Nebeltröpfchen 203, welche mit einer Luftströmung 202 in den Hohlkörper 200 einströmen und dort befindliche Oberflächen, wie z.B. Handflächen im Wesentlichen gleichmäßig benetzen. Die

Nebeltröpfchen 203 gemäß Figur 10 sind lediglich schematisch dargestellt. Die Größe der Nebeltröpfchen 203 ist nicht maßstabsgetreu aus Figur 10 zu entnehmen. Die gezeigten Ellipsen mit der Bezeichnung 203 geben den Ort wieder, an dem die Nebeltröpfchen nach Verlassen der Verneblungsdüse 320 in einer laminaren Strömung 202 mitgeführt werden.

Figur 11 zeigt eine schematische Detailansicht eines Vernebelungsventilators 310 und der Rückführkanäle 330. Die Lösung wird durch die Rückführkanäle 330 zur Wiederverwendung an die Vernebelungsvorrichtung 300 zurückgeführt (etwaiger Schlauch oder Rohrleitung ist nicht gezeigt) und erneut verwendet.

Figur 12 zeigt eine schematische Detailansicht einer Vorrichtung 340 zum Kreieren eines Nebels, welche ein topfartiges Becken 345 für die Nebelerzeugung aufweist, in welchem ein Nebel kreiert und über Luftströmungen, die durch Führungskanäle 341 verursacht sind, in den Hohlkörper 200 (in Figur 12 nicht sichtbar) geleitet wird. Die Führungskanäle 341 sind erfindungsgemäß so ausgelegt, dass sich eine laminare Strömung entlang der Führungen 341 ausbildet. Hierzu sind die Kurven und Einlassbereiche so ausgebildet, dass die

Krümmungsradien eine Ausbildung einer laminaren Strömung unterstützen. Um eine gleichmäßige Ausbringung des Nebels zu gewährleisten, die wiederum eine gleichmäßige Benetzung, beispielsweise der Hände ermöglicht, ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, dass die Volumenströme des Nebels für die innere Ellipsoidfläche 220 und die äußere

Ellipsoidfläche 210 im Wesentlichen gleich sind. Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, dass die Querschnittsflächen der Führungen 341 für die innere Ellipsoidfläche 220 und die äußere Ellipsoidfläche 210 aufeinander abgestimmt werden.

Die Lösung bestehend aus einem Lösungsmittel und mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoffes wird, soweit das Lösungsmittel nicht verdunstet ist und der antimikrobielle Wirkstoff nicht auf den Oberflächen polymerisiert ist, in Rückführkanälen 330 (in Figur 12 nicht sichtbar) gesammelt, durch eine Filtervorrichtung 335 (in Figur 12 nicht sichtbar) von Verunreinigungen und Mikroben getrennt und an die Vernebelungsvorrichtung 300

(etwaiger Schlauch oder Rohrleitung in Figur 12 nicht sichtbar) zurückgeführt. Dort wird die Lösung erneut verwendet.

Figur 13 zeigt eine schematische Detailansicht der Sperrluftanordnung 350, welche

Sperrluftventilatoren 370, Sperrluftkanäle 380 und Sperrluftdüsen 360 aufweist. Um einen Austritt der vernebelten Lösung in die Umgebung zu minimieren, weist der Hohlkörper 200 an den Stirnseiten 110, 120 Sperrluftanordnungen 350 mit Sperrluftdüsen 360 auf, die eine Sperrluftströmung an den offenen Stirnflächen 110, 120 des Hohlkörpers 200 erzeugen.

Figur 14 zeigt eine schematische Detailansicht einer Sperrlufterzeugung 355, in welcher Sperrluftventilatoren 370 und Sperrluftkanäle 380 in montiertem Zustand dargestellt sind. Figur 15 zeigt eine schematische Komponentendarstellung eines Sperrluftventilators 370 und einer Halbschale des Sperrluftkanals 380.

Figur 16 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung 340 zum Kreieren eines Nebels mit dem Becken für die Nebelerzeugung 345. Hierbei sind wesentliche Luftströme 342 und Strömungsrichtungen 343 schematisch dargestellt, welche von einem Strömungseintritt 346 in die Führungskanäle 341 bis zu einem Strömungsaustritt 347 aus der Vorrichtung 340 zum Kreieren eines Nebels oberhalb des Vernebiers 305 führen. Der im Vernebier 305 erzeugte Nebel wird durch die schematisch dargestellten Luftströme 342 nach oben in die innere und äußere Ellipsoidfläche (nicht gezeigt in Figur 16) befördert. Erfindungsgemäß werden die Luftströme 342 so durch die Führungskanäle 341 geleitet, dass die Luftströme sich im

Wesentlichen im Zentralbereich oberhalb des Vernebiers 305 treffen, um von dort weiter in die Mischkammer 348 (nicht gezeigt in Figur 16) befördert zu werden. Von der

Mischkammer 348 werden die idealerweise gleichen Volumenströme auf die innere und äußere Ellipsoidfläche verteilt. Figur 17 zeigt eine Tabelle der Leistungsdaten für vier erfindungsgemäße

Ausführungsbeispiele der Vorrichtung (AI bis A4). Dafür wurde für verschiedene

Auslassgeometrien die Reynoldszahl an der Auslassöffnung und in der Umgebung der Hand simulativ bestimmt. Die kritische Reynoldszahl (Re _krit ) der in die Benetzungskammer hineingeleiteten Strömung beträgt ca. 8500 bis 10000. In den gezeigten Ausführungs- beispielen liegt die Reynoldszahl mit ca . 2000 oder weniger unterhalb der kritischen

Reynoldszahl, daher weist die Auslassströmung einen im Wesentlichen laminaren Charakter auf. Es ist besonders vorteilhaft für eine homogene und effiziente Beaufschlagung der Handoberfläche, wenn die Reynoldszahl in der Umgebung der Hand deutlich kleiner ist als die kritische Reynoldszahl von ca. 300.000 bis 1.000.000 (bei typischen Handbreiten). Aus der Tabelle ist zu entnehmen, dass für sämtliche Ausführungsbeispiele die Reynoldszahl deutlich unter dem Intervall der kritischen Werte liegt. Damit wird die Hand in den gezeigten Ausführungsbeispielen mit einer im Wesentlichen laminaren Strömung beaufschlagt.