CN105229748A - 辐射防护材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种辐射防护材料，该辐射防护材料包括具有含不透射线物质的复合细丝的纤维材料。这些细丝被构造成一种规则图案以形成该辐射屏蔽材料。
Description
技术领域
本发明总体上涉及辐射防护材料的领域，该辐射防护材料包括具有含不透射线物质的细丝的纤维材料。更具体地说，本发明涉及一种纤维复合材料，其中细丝被构造成规则图案以形成辐射防护材料。该辐射防护材料可用于医疗应用，例如用于医疗应用的服装中。
背景技术
在典型的放射成像情况下，医务人员可能暴露于具有从30至140keV范围内的光子能量的次级X射线。经常地暴露于这样的辐射涉及由人体中辐射能量吸收导致的生物损伤的风险。
辐射防护服装常常用于在诊断性成像过程中保护医护人员，以及他们的患者免于辐射暴露。根据需要保护的类型，这些类型的服装常常被设计为具有附加配件的围裙。常用配件为保护甲状腺免受辐射的衣领、袖套和手套。根据干预的环境，通过装置(例如盖布、性腺、胸部、脸部以及甲状腺防护罩)患者可以被保护免于无意识地暴露于辐射。
辐射防护服装常常是基于铅(Pb)的，例如可以从美国佛罗里达州的脉冲医疗公司(PulseMedicalInc.,FL,USA)获得。铅基服装一般很沉重且不透气，并且因此对于穿戴者不舒适。此外，它们是环境不友好的，并且因此对于处置时是危险废品。较大尺寸的辐射防护服装例如围裙还具有人体工学的缺点，因为它固有的重量(大约5-10kg)可能导致背痛，该背痛进而可能导致注意力问题或慢性疾患。
被认为更加环境友好的无铅材料是在市场上可得的，基于例如锑(Sb)、钡(Ba)、锡(Sn)、铋(Bi)、钨(Wolfram)(钨(Tungsten)，W)等的元素、合金或盐。与相应的铅基装置相比，无铅防护装置明显更轻。
然而，与铅基产品一样，现今可用的无铅防护装置的效力经受相对快速的老化、破裂以及脆化。在现今含铅和不含铅产品中使用的辐射防护材料以一层或若干层不透气膜的形状存在。当折叠时，该材料暴露于应力，这可能随时间的推移导致材料的损坏，这可能降低辐射防护性能。这些产品因此不可以折叠并且在存储过程中需要悬挂在衣架上。此外，这些产品相对僵硬、不舒适并且必须冒着引起材料弱化的风险进行机洗，因此损害辐射安全。由制造厂商推荐的是用酒精或类似物进行布清洁，这造成后果为在患者至患者以及在工作人员之间传输细菌的人为错误。轻质或非轻质的放射学围裙具有防止流体湿透以及还有有效阻碍潮湿穿过材料的塑料覆盖物，因此使穿戴者发热和发汗。
US2009000007披露了一种包括聚合物和轻质不透射线物质的辐射防护织物材料，该辐射防护织物材料被挤出成细丝并且成型为透气织物。挤出的细丝被纺粘成非织造织物的网。这样，在生产过程期间细丝的结构不能被控制，其中由于细丝之间的空间，辐射防护可能受损。为了改进网的辐射防护性能，可以使用包含不透射线物质的溶液浸渍织物，或将它放置于反应室内以进一步处理该织物。然而，织物的浸渍可能减低织物的透气性并且使其脆化、僵硬以及不舒适。很明显的是仅通过细丝，辐射防护织物材料不具有足够的保护品质，而是必须被进一步处理，这会损害它优于铅基产品的积极特性。此外，由于沉淀在载体织物上的不透射线化合物每次在清洁时受损，因此浸渍的材料难以清洁以及因此保养。因此，它不适于旨在于其间进行清洁和消毒的多次重复使用的产品。
US6,281,515披露了一种具有不透射线品质的服装，其中使用具有轻质不透射线化合物的溶液来浸渍织物。该织物可以包括暴露于浸渍或放置于反应室中的纸，如上所述，其中试剂为氯化钡和硫酸的形式。在一个实施例中，一种试剂可以形成于织物(例如金属线)内，并且暴露于另一试剂以形成硫酸钡试剂。然而，所有披露的实施例披露了具有如上所述问题的织物的浸渍。此外，使用金属线使得织物僵硬并且不适合用于服装。金属线还易于疲劳，在疲劳后材料的不透射线品质劣化并且如果成型为服装，那么一旦变形，就可能不再适合穿着。在披露的实例中，它被用于不需要折叠的透气面罩。然而，它将不适合较大服装，例如围裙。
利用接近于外科手术的金属线的另一个缺点是当执行CPR(心肺复苏)过程时短路的潜在危害，其中由于患者和操作人员周围的高压电场，未接地的金属可能导致严重损害和健康风险。
因此，改进的辐射防护材料将是有利的并且具体地说，允许改进的透气性、增加的柔性、成本有效性、抗老化性、和/或可折叠性将是有利的。
发明内容
因此，本发明的实施例优选地寻求通过提供根据附加专利权利要求的辐射防护材料和/或服装，单独地或组合地缓解、减轻或消除例如以上所认定的本领域的一个或多个缺陷、缺点或问题。
根据本发明的第一方面，辐射防护材料包括具有含不透射线物质的复合细丝的纤维材料，其中细丝被构造成一个规则图案以形成辐射防护材料。
该不透射线物质可以包含以元素形式、以氧化形式、作为合金、或以盐形式与有机聚合物组合的一种或若干种不同金属。
该有机聚合物可以包括以下至少一种：
-聚乙烯、聚烯烃、聚酯、聚乙酸酯，
-聚乙烯、聚烯烃和/或聚酯的共聚物，
-聚乙酸酯、聚氯乙烯、聚丙烯和/或乙基乙酸乙烯酯。
以元素形式、以氧化形式、作为合金或以盐形式的金属可以包括以下至少一种：
-锕、锑、钡、铋、溴、镉、铈、铯、金、碘、铟、铱、镧、铅、汞、钼、锇、铂、钋、铼、铑、银、锶、钽、碲、铊、钍、锡、钨以及锆。
细丝的不透射线物质的量可以为细丝总重量的按重量计大于25％且细丝的按重量计小于90％，并且细丝的剩余部分可由包括过程添加剂和染料的有机基质构成。
纤维材料的结构可以允许空气穿透材料，而辐射防护材料的单层的透气度是在20mm/s至2000mm/s，优选50mm/s至1500mm/s，更优选100mm/s至750mm/s范围内。
纤维材料的结构可以是一种编织或针织的规则图案。经纱和纬纱中的至少一个可以包括不透射线物质。在一些实施例中，经纱和纬纱包括不透射线物质。
根据本发明的第二方面，一种用于辐射防护的服装包括一层或若干层辐射防护材料。该服装可以用于医疗应用。
根据第三方面，一种用于洗涤服装的方法包括用洗涤液来洗涤该服装。该服装可以在洗衣机中洗涤，例如滚筒洗衣机。该服装可以用水和洗涤剂中的至少一个或任选地两者一起洗涤。而且，该服装可以在将该服装折叠后洗涤。
实施例包括在使用其之间反复地洗涤该服装。
本发明进一步的实施例在从属权利要求中定义。
本发明的一些实施例提供轻质和透气的舒适辐射防护材料。该材料允许蒸汽通过该材料，这极大地改进穿戴者的舒适度。此外，它可以折叠而不影响辐射防护效力。而且，该材料提供由其制备的任何服装的易于执行的保养。
应强调指出的是，术语“包括”和/或“含有”，在本说明书中使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、或组分的存在，但不排除存在或添加一种或多种其他特征、整数、步骤、组分或它们的组。
附图说明
本发明实施例的这些和其他方面、特征和优点通过本发明实施例的以下描述将变得明显并得到阐述，参考附图，其中
图1是示出使用根据本发明实施例的多层辐射防护材料的辐射剂量相对保护的图；
图2a-2b是根据本发明实施例构造的细丝的截面图；以及
图3a-3b分别是含有来自实例1和实例2的数据的表。
具体实施方式
现在将参考附图来描述本发明的具体实施例。然而，本发明可以被实施为许多不同的形式并且不应被解释为限于在此提出的这些实施例；而实际上，提供这些实施例是为了使得此披露将是全面和完整的，并且对本领域技术人员充分传达本发明的范围。附图中说明的用于详细说明这些实施例的术语并不旨在限制本发明。在附图中，相同的数字是指相同的元件。
以下描述着重于适用于医疗应用的本发明的实施例，例如防护来自医学成像的辐射，如X射线照相术、荧光镜检查、血管造影术、计算机断层摄影术(CT)、磁共振成像(MRI)、核医学体层摄影术(如SPECT)以及正电子发射体层摄影术(PET)。然而，应理解的是本发明并不局限于此应用，而是还可以应用至存在暴露于辐射的风险的许多其他过程和领域，例如在核发电站中、在救灾过程中以及在武装部队中。
将明显的是，在此披露的具体实施例的特征和属性将以不同方式组合以形成附加实施例，所有这些实施例均属于本披露的范围内。例如，由根据本发明实施例的辐射防护材料制成的服装可以包括围裙、短裤、夹克、背心、裙子、保护甲状腺免受辐射的衣领、袖套、手套、长裤、外套以及帽子。
在此使用的条件性语言，诸如尤其是“能够”、“可以”、“可能”、“可”、“例如”等，除非另外特别说明，或另外如上下文使用之内所理解，通常旨在传达某些实施例包括，而其他实施例不包括，某些特征、元件和/或状态。因此，这样的条件性语言一般不旨在暗示特征、元件和/或状态绝对是一个或多个实施例所必需的或者一个或多个实施例必然地包括在具有或没有作者输入或提示的情况下，用于决定这些特征、元件和/或状态是否被包括或将要在任何具体实施例中执行的逻辑。
在此所描述和/或附图中描绘的流程图中的任何过程说明、元件、或模块应当被理解成潜在地代表模块、片段、或代码的部分，其包括用于在过程中实施特定逻辑功能或步骤的一个或多个可执行指令。替代实施例被包括于在此所述的实施例的范围内，其中元件或功能可以被删去，根据所涉及的功能性而按不同于所示或讨论的次序执行，包括基本上同时或以相反的次序，如将由本领域技术人员所理解的那样。
应当强调的是，许多变化和修改可能对上述的实施例作出，其中的元件应当被理解成在其他可接受的实例之中。所有这些修改和变化此处旨在包含于此披露的范围内并且通过以下权利要求书保护。
本发明的实施例包括一种辐射防护材料。该辐射防护材料包括具有含不透射线物质的细丝的纤维材料。这些细丝被构造成一种规则图案以形成辐射防护材料。这样的结构可以通过编织或针织获得。因此，该辐射防护材料可以包括一种编织或针织材料。
细丝可以包括一种含不透射线材料的复合材料。这样，根据复合材料中的不透射线物质的量，它是相对轻质的。复合材料轻于相同体积材料的铅基产品。
在一些实施例中，复合材料包括无机材料，例如无机组合物，该无机组合物包括一种或若干种以氧化形式、元素形式、其合金、或盐形式的金属。
在一些实施例中，复合材料包括有机聚合物基质，例如热塑性聚合物。有机聚合物基质可以选自热塑性聚合物、共聚物等的任何种类。在一些实施例中，热塑性聚合物包括聚乙烯、聚烯烃、聚酯、聚乙酸酯、和/或其共聚物。在一些实施例中，热塑性聚合物或共聚物包括聚氯乙烯、聚丙烯和/或乙基乙酸乙烯酯。
在一些实施例中，不透射线物质可选自下组，该组包括以下元素：锕、锑、钡、铋、溴、镉、铈、铯、金、碘、铟、铱、镧、铅、汞、钼、锇、铂、钋、铼、铑、银、锶、钽、碲、铊、钍、锡、钨以及锆。每种元素可以无机组合物至少2重量％的量被包含。
在一些实施例中，可以包括一个元件或多个元件，该一个元件或多个元件具有至少在能量为10-200keV的电磁辐射频谱的选定部分中的补余能量吸收特性，其中所述一个元件或多个元件削弱具有大于10keV的能量的电磁辐射，达到等同于具有至少0.10mm厚度的一层金属铅的程度。
不透射线物质可以包含以元素形式、以氧化形式、作为合金、或以盐形式作为活性不透射线组分的一种或若干种不同金属。以元素形式、以氧化形式、作为合金、或以盐形式的金属可以包括以下至少一种：锑、钡、铋、镧、铅、锡、钨以及锆。
在一些实施例中，复合材料包括以元素形式、以氧化形式、作为合金、或以盐形式的两种金属，这些金属选自不同实施例的范围内。这用于与本发明其他优点例如低重量、可折叠的能力等组合而优化辐射防护性能，如根据它将用于的服装的类型。
在一些实施例中，根据任一个实施例的无机材料可以与多种聚合物组合。在一些实施例中，一种聚合物可以例如提供优化性能以囊封(capsule)无机材料，而另一种聚合物可以提供复合材料优化性能用于生产技术，例如用于织造。这类组合的实例包括例如聚合物聚氯乙烯，这用于囊封无机材料，以及作为聚合物基质中的塑化剂的邻苯二甲酸双(2-乙基己)酯。另一个实例是其中复丝包括聚丙烯的单丝纤维，掺入不透射线组分，与单丝聚酯纤维组合，其中聚酯纤维提供强度性能，例如用于处理和/或制造纱线的足够强度(例如通过织造)。两种或更多种聚合物的组合在一些实施例中选自上面列出的聚合物。
在一些实施例中，复合材料包括例如上面所列出的有机聚合物基质，与至少一种类型的金属组合，该金属以元素形式、以氧化形式、作为合金、或以盐形式。因此，复合材料可以由不透射线材料与有机聚合物基质的混合物制成。这样，不透射线材料可以嵌入有机聚合物基质内。因此，本发明的实施例提供不透射线材料在复合材料内的基本均匀分布，由此辐射防护材料的不透射线性能是受控制的。这实质上优于仅在载体(例如由无机材料、有机聚合物基质、棉、纸等制成的载体)的表面上具有不透射线物质的情况，在这种情况中该不透射线物质可以例如通过浸渍形成。这类浸渍技术具有在纤维交叉处成团的倾向，由此该辐射防护性能是不受控制的。本发明的实施例不具有此问题，因为不透射线物质混合于复合材料内，并且因此可以基本上均匀分布于复合材料内。所以，不透射线物质可以基本上均匀分布于细丝的整个横截面，如在图2a-2b中所示的。因此，不透射线物质的量可以基本上均匀分布于细丝中心至细丝表面，如在图2a-2b中所示的。在图2a-2b中，细丝被示为黑色以表示不透射线物质的分布是基本上均匀覆盖在细丝的整个横截面。因此，根据本发明的复合材料的每根细丝可以是均质细丝，例如均质的单丝。均质细丝可以包括基本上均匀分布于细丝的整个横截面的不透射线物质。这不同于双组分细丝，在双组分细丝中不透射线物质的分布在细丝的横截面上变化，即，细丝中心处用于增加的射线不透性的第一分布和朝向细丝的表面的第二分布。该第二分布提供具有改进强度但受损射线不透性的包壳。因此，由这类细丝制成的辐射防护材料表面的射线不透性将在表面改变。为了减轻此影响，细丝可以被较为致密地填充。然而，更致密填充的细丝减小材料的透气性。与之前已知的辐射防护材料相比，本发明的实施例提供在表面具有更均匀射线不透性、以及增强的透气性的辐射防护材料。
复合材料的不透射线物质的量可以在15-90％的范围内，合适地在25-80％的范围内，以及优选地总重量的按重量计大于25％并且复合材料的总重量的小于90％。
细丝的直径可以在0.1mm至2mm范围内，优选地在0.5mm至1.5mm范围内，更优选地在0.6mm至1mm范围内。具有在这些范围内的直径的细丝对于作为辐射防护服装的实际应用，提供辐射防护、透气性以及可折叠的能力的合适组合。实际厚度可以取决于材料的实际使用。
包括不透射线物质的复合细丝的实例为来自瑞典韦灵厄的罗尼工业公司(RoneyIndustriAB,Vellinge,Sweden)的商品编号RONH1030-785/2，其由在聚氯乙烯和添加剂的基质中的61％硫酸钡组成，具有0.7mm的直径。包括不透射线物质的复合细丝的另一个实例为来自德国勃兰登堡SaxaSyntapeGmbH公司(Luebnitz,Germany)的Barilen60，其为聚丙烯基质内的60％硫酸钡的复丝，被聚酯细丝支撑。
在一些实施例中，辐射防护材料包括15-30根细丝/厘米，优选地在20-25根细丝/厘米范围内。每根细丝具有每厘米在0.3至1.2mm范围内，优选地在0.5至0.9mm范围内的直径。这些范围提供耐用、透气以及相对轻质的辐射防护材料，并且还提供足够的辐射防护性能。细丝的实际直径可以取决于包含辐射防护材料的服装的预期用途。在需要较低辐射防护的应用中，可以使用包括具有较小直径细丝的辐射防护材料，如在上述范围的下限部分，例如0.3至0.6mm。类似地，在需要较高辐射防护的应用中，可以使用包括具有较大直径细丝的纺织材料，如在上述范围的上限部分，例如0.9至1.2mm。此外，为了增加透气性，每厘米细丝的数量可以减少，如至上述范围的下限部分，例如15-20根细丝/厘米，或反之为了减小透气性，每厘米细丝的数量可以增加，例如25-30根细丝/厘米。上面实例中所提及的细丝可以用于这类实施例中。
在一些实施例中，辐射防护材料的结构，即，纤维材料的多根单独细丝相互之间的结构是编织或针织的。在一些实施例中，经纱和纬纱中的至少一个包括含不透射线物质的细丝，如上所述。在一些实施例中，形成经纱和纬纱中的至少一个的细丝仅包括含不透射线物质的细丝，如上所述，即，没有其他类型的细丝。在另一些实施方案中，经纱和纬纱两者均包括含不透射线物质的细丝，如上所述，并且优选地仅这类细丝而没有其他类型的细丝。在仅经纱或纬纱包括不透射线物质的这些实施例中，其他细丝可以包括如棉、聚酯、尼龙或聚烯烃的材料，而不包括任何不透射线物质。
辐射防护材料的结构包括其间具有缺口的细丝。这些缺口可以足够大以用于高透气性而不影响辐射防护。提供开放性和良好透气性且因此提供穿戴者舒适度而同时保持辐射防护的适合的缺口为约0.1mm铅当量或更大。可以使用1巴的压力差，通过透气试验方法“织物透气性的测定(DeterminationofPermeabilityofFabricstoAir)”(SS-ENISO9237:1995)来测试一种或多种材料的开放性。取决于织造技术和纤维直径的选择，透气度可以在20mm/s至2000mm/s，优选50mm/s至1500mm/s，更优选100mm/s至750mm/s范围内。
测定辐射防护材料的透气度的另一个方式是测量水蒸气阻力。此测量与衣服的穿着舒适度良好关联，并且通过测试方法EN31092:1993执行。材料的层数对于蒸发传输阻力中的积极结果以及穿戴者的穿着舒适度十分重要。对于可接受的穿着舒适度，辐射防护衣服对蒸发热损失(ret)的阻力值应为低于90、优选地低于70，更优选地低于50。
图2a示出辐射防护材料的细丝1的结构的实施例。如在图2a中所示，这些细丝被安排使得它们抵御辐射2，如基本上垂直于细丝1的辐射。在此实施例中，细丝的第一组3被安排在第一层，在第一组细丝其间具有缺口。细丝的第二组4被安排在第二层，在第二组4的细丝其间具有缺口。此外，在第一层与第二层细丝的相邻细丝其间可能有缺口。在第一层相邻细丝之间的缺口宽度小于第二层细丝的宽度或直径，并且反之亦然。第一组3和第二组4被安排使得第二组4的细丝覆盖第一组细丝之间的缺口，并且反之亦然。因此，使用细丝的结构与不透射线性能的组合来控制和优化辐射防护材料的辐射防护性能以及材料的透气性是可能的。此外，本发明的实施例提供透气性，其中空气通过细丝之间的缺口。同时，细丝的结构允许阻挡辐射，以及处于与辐射防护材料基本上垂直方向上的辐射。第一组3和第二组4中的每根细丝可以被安排成基本上平行于同一组的相邻细丝。同一组如第一组3的细丝可以被安排成平行于另一组如第二组4的细丝。在其他实施例中，一个组如第一组3的细丝可以被安排相对于另一组如第二组4细丝成非零角度。
图2b示出辐射防护材料的细丝6的结构的实施例。如在图2b中所示，这些细丝被安排使得它们抵御辐射7，如基本上垂直于细丝6的辐射。在此实施例中，细丝6被安排成具有单层细丝的单个组8。在一些实施例中，在细丝6之间具有缺口以增强透气性。在其他实施例中，细丝6被构造成在细丝6之间没有或基本上没有任何缺口以增强辐射防护性能。因此，使用细丝的结构与不透射线性能的组合来控制和优化辐射防护材料的辐射防护性能以及材料的透气性是可能的。此外，本发明的实施例提供透气性，其中空气通过细丝之间的缺口。同时，细丝的结构允许阻挡辐射。可以使用若干辐射防护材料的片材来阻挡处于与辐射防护材料基本上垂直方向上的辐射。单个组8中的每根细丝可以被安排成基本上平行于单个组8中的相邻细丝。
在图2a-2b的实施例中，单个细丝形成纱线。在其他实施例中，可以使用多细丝纱线，其中纱线以与图2a-2b的细丝2、6相同的方式被构造。
规则图案的实例是通过织造、编织以及编结制成的纤维材料。可使用的织造技术以缎子和斜纹布为例，包括其变型，例如纬向双面破斜纹。图2b示出当结构中的纬向纤维被组织成基本上相互平行时所获得的结构的实例，而图2a示出当结构中的纬向纤维被经纱相互分开时所获得的结构的实例。取决于所使用的技术，两种结构可以以不同比例出现在织造结构中。织造技术可以因此被选择以获得所希望的透气性和辐射防护性能。透气性还可以通过所生产的每厘米材料所含有的纬向细丝数量来调整。
本发明的实施例包括一种用于洗涤由根据本发明实施例的辐射防护材料制成的服装的方法。该服装可以用于辐射防护。在一些实施例中，该服装包括一层或若干层如上所述的辐射防护材料。此外，在一些实施例中，该服装是用于医疗应用的服装。
根据该方法，由根据本发明实施例的辐射防护材料制成的服装在该方法的步骤中被提供。
根据该方法，该服装可以与洗涤液，如水一起被放入洗衣机中。在一些实施例中，该洗涤液包括洗涤剂，以及任选地还有水。在一些实施例中，该服装任选地仅与水一起或另外地与洗涤剂一起在洗衣机(如滚筒洗衣机)中被洗涤。在一些实施例中，在被放入洗衣机之前和/或之后，但在与洗涤液一起洗涤之前，该服装被折叠。该方法可以包括将洗衣机中使用的温度设定在20至95摄氏度之间。此外，可以添加洗涤剂，例如衣物洗涤剂。洗涤剂的适当量可以根据该洗涤剂的说明而选择。根据洗衣机用于洗涤医疗服装的说明，该服装可以被洗涤适当时间。在一些实施例中，该服装被手洗，任选地与洗涤液一起。在洗涤过程中，该服装以及因此辐射防护材料将被反复折叠。因此，该方法包括反复折叠该服装并且洗涤折叠的服装。因为辐射防护材料包括复合细丝，所以洗涤和/或折叠将不影响该服装的辐射防护功能。这与在折叠时暴露于不可逆应力风险的普通辐射防护服装中的材料不同，而根据本发明实施例的辐射防护材料允许细丝之间的可逆柔韧性和灵活性。材料的可逆柔韧性和可折叠性将提供使用者在洗衣机中反复洗涤该服装、折叠它和/或折叠在衣架上存放该产品的选项。它还与由用不透射线物质浸渍的材料制成的服装不同，对于这种服装，反复洗涤将影响浸渍并且逐渐削弱它的辐射防护性能。然而，根据本发明的服装可以反复洗涤而不影响其辐射防护性能。
如上所述，辐射防护材料可以用于在辐射防护中使用的服装。该服装可以包括一层或若干层辐射防护材料，如为了增加它的辐射防护品质。层数的增加将改进辐射防护并且足够的层数将依赖于各层的辐射防护品质。为了正常起作用，实施例应减小辐射穿透约90％。然而，对于提供相同水平的辐射防护，太多层纺织不透射线材料可能减小透气性，但是太少层可能需要纺织品厚而硬因而对于穿戴者不舒适。在满足这些条件的一些实施例中，该服装由1至10层辐射防护材料制成，更优选该服装由1至6层辐射防护材料制成，甚至更优选地，该服装由2至4层辐射防护材料制成。辐射防护材料的层数对辐射防护的影响示于图3的表中。对于特定材料和纺织组合物的适合的层数为其中穿过实施例的辐射的水平已达到完全暴露的10％的值。
辐射防护品质可以在普通X射线设备并且在以下实例中测量，所使用的X射线设备为在100kV和10mA电荷下，由荷兰埃因霍温飞利浦(Philips,Eindhoven,Netherlands)制造的PhilipsSuper8CP(发生器)。所使用的检测器为RaySafeXi，由瑞典哥德堡安福AB(UnforsAB,Gothenburg,Sweden)制造。
实例1
根据本发明实施例的辐射防护材料通过利用可商购可商购的复合细丝而制成，该可商购可商购的复合细丝包括不透射线材料(来自瑞典韦灵厄的罗尼工业公司(RoneyIndustriAB,Vellinge,Sweden)的RONH1030-785/2，由在聚氯乙烯和添加剂的基质中的61％硫酸钡组成，具有0.7mm的直径)。将细丝通过斜纹编织构造成一种规则图案以便形成辐射防护材料并且获得具有尽可能高的辐射防护的透气纺织材料。实例1中所使用的经纱为不添加不透射线物质的单丝聚丙烯(Nm30)。斜纹布由20纬纱/厘米纺织材料构造，并且在此实例中的表面重量/层为1.59kg/m2。
在图3a的表中，可见辐射防护材料的第一层明显减少穿透的辐射。附加层以较低的程度减少但对于达到足够的防护水平是必要的。透气性表现类似，其中若干层减小透气性。因此，层数应尽可能低而不影响损害安全。在此实例中，6层辐射防护材料获得完全暴露的10％。使用上述的检测方法EN31092:1993，水蒸气阻力(ret)在辐射防护材料的一个单层上被测量为25，并且对于两层辐射防护材料被测量为47。
应理解的是，该实例仅示出与辐射防护相关的透气性。无机化合物的另一组合物可能会提供较高辐射防护，由此将需要更少层的纺织辐射防护材料。此外，在包括辐射防护材料的产品(如服装)中，产品的外表面和内表面可以包括可能还稍微影响透气性和水蒸气阻力的非辐射防护表面材料。此实例中证实的这些测量仅是针对辐射防护材料。
实例2
根据本发明实施例的辐射防护材料通过利用可商购可商购的复合细丝而制成，该可商购的复合细丝包括不透射线物质(来自德国勃兰登堡SaxaSyntapeGmbH公司(Luebnitz,Germany)的Barilen60，其为聚丙烯基质内的60％硫酸钡的复丝，被聚酯细丝支撑)。在2800-3200m/kg纤维尺寸下存在30根细丝，其中含有聚丙烯纤维的单个单丝硫酸钡具有约0.06mm直径。将细丝通过斜纹编织构造成一种规则图案以便形成辐射防护材料并且获得具有尽可能高的辐射防护的透气纺织材料。在实例2中使用的经纱为不添加不透射线物质的棉(Nm32/2)。斜纹布由20纬纱/厘米纺织材料构造，并且在此实例中的表面重量/层为0.92kg/m2。
图3b的表示出不同层数材料的辐射防护性能和透气性。可清楚看到，与实例1相比，辐射防护效率由于它的较低表面重量而较低。具有较少粗纤维的复丝组合物也明显减小透气性。因此，就优化透气性而言，更优选具有在0.5mm至1mm范围内的直径的单丝。然而，根据辐射剂量，较低表明重量可能是所希望的。
附加实施例
在方法的另一个实施例(该实施例也可能与本文所提及的其他实施例分开而被提供)中，有时被称作铸片的辐射防护不透气片材被再加工成细丝。这样，不具有所希望性能(例如，透气性)的可商购材料可以用于生产根据本发明实施例的辐射防护材料。该方法包括将该辐射防护不透气片材破碎。然后，将破碎的辐射防护材料挤出成细丝，部分地与原始聚合物和原始辐射防护材料一起，或总的来说不添加任何原始材料。随后将这些细丝加工成织物，如以上所讨论的使用编织或针织技术。在此实施例的实例中，结果显示出通过包括使用此方法提供的细丝的织造织物进行的X射线吸收表现得出人意料地好，非常接近于商业材料的性能。
此方法可用于提供辐射防护材料，其中纬纱包括由回收的辐射防护服装制成的细丝。在这类实施例中，经纱可以包括非辐射防护材料，例如聚合物或棉经纱。回收的辐射防护材料可以是辐射防护不透气片材，或任何以上所提及的辐射防护细丝。回收的辐射防护细丝可以如以上关于片材所述的相同方式来破碎。含有非辐射防护材料的任何经纱在这样的破碎前被移除。
实例3
购买来自KemmetechLtd公司(英国肯特郡TN125LG，东佩卡姆，糠桥路，阿诺德商业公园4单元(Unit4ArnoldBusinessPark,BranbridgesRd,EastPeckham,Kent,TN125LG,UK))的辐射防护材料，具有参考代码FSLF0125/1200/U/NT。该材料被指定为无铅的乙烯基片材。使用剪刀将片材剪碎成细丝并且随后在大约170摄氏度的温度下进料至挤出机中。使该纤维通过具有非常小的张力的水浴，并且随后缠绕在卷轴上。纤维直径被测量为0.76mm。随后使用来自道尼尔(Dornier)的设备将该纤维织造成斜纹织物。最终织物具有22根辐射防护材料纤维/厘米。使用PhilipsSuper8CP发生器根据上述实例测量辐射吸收。为了吸收90％的辐射，需要3.48kg/m2的来自KemmetechLtd公司的无铅乙烯基片材，而需要3.61kg/m2的如上所述加工的纤维。性能的降低部分上与以下相关：在该织物中需要无活性的经纱，并且在织物中存在可以允许一些辐射通过的多孔性。然而，鉴于其他所获得的优点，如透气性和用于折叠的耐久性，重量的增加是相对较小的。
附加实例
使用采用包括将可商购辐射防护材料破碎的方法制得的细丝来提供织物的不同组合物。以辐射的吸收来测试和评估这些组合物。表1示出一些结果，其中所有样品为如上所指定而制造的织物，并且这些细丝包括60重量％的金属，该金属是以其盐形式或为氧化物形式。基质为乙基乙酸乙烯酯(EVA)并且效率被测定为吸收90％暴露辐射(100kV和10mA)所需要的表面重量。对两种样品即样品A和样品B进行测量，并且结果示于表1中。这些测量显示出使用氧化钨(Wolfram)(钨(Tungsten))、硫酸钡以及氧化锡作为金属(以元素形式、以氧化形式、作为合金、或以盐形式)所获得的充分吸收。
表1
| 金属 | 样品A | 样品B |
| 氧化钨(VI)(WO3) | 0％ | 20％ |
| 硫酸钡(BaSO4) | 50％ | 40％ |
| 氧化锡(II)(SnO) | 50％ | 40％ |
| 90％吸光度下的表面重量(g/m2) | 6.05 | 5.80 |
以上已参考具体实施例描述了本发明。然而，除上述外的其他实施例同样可能在本发明的范围内。除上述那些外的不同的方法步骤可以在本发明的范围内提供。本发明的不同特点和步骤可以组合在除所描述外的其他组合中。本发明的范围仅受所附的专利权利要求的限制。
Claims (15)
1.一种辐射防护材料，包括
具有含不透射线物质的复合细丝的纤维材料，其中这些细丝被构造成一种规则图案以形成该辐射防护材料。
2.根据权利要求1所述的材料，其中这些复合细丝包括含该不透射线物质的一种复合材料，并且其中该不透射线物质被混合于该复合材料内且基本上均匀分布于该复合材料内。
3.根据权利要求2所述的材料，其中该不透射线物质从该细丝的中心至表面，基本上均匀分布在该细丝的整个横截面上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的材料，其中这些复合细丝中的每根细丝为均质细丝。
5.根据前述权利要求中任一项所述的材料，其中该不透射线物质包括以氧化形式、元素形式、作为合金、或以盐形式与有机聚合物组合的一种或若干种不同金属。
6.根据前述权利要求中任一项所述的材料，其中该有机聚合物包括以下至少一种：
-聚乙烯、聚烯烃、聚酯、聚乙酸酯、和/或以下至少一种
-聚乙烯、聚烯烃和/或聚酯的共聚物、和/或以下至少一种
-聚乙酸酯、聚氯乙烯、聚丙烯和/或乙基乙酸乙烯酯；以及
以元素形式、以氧化形式、作为合金、或以盐形式的该金属，包括以下至少一种：
-锕、锑、钡、铋、溴、镉、铈、铯、金、碘、铟、铱、镧、铅、汞、钼、锇、铂、钋、铼、铑、银、锶、钽、碲、铊、钍、锡、钨以及锆。
7.根据前述权利要求中任一项所述的材料，其中这些细丝的不透射线物质的量是这些细丝总重量的按重量计大于25％且这些细丝的按重量计小于90％，并且该细丝的剩余部分包括含有过程添加剂和染料的有机基质。
8.根据前述权利要求中任一项所述的材料，其中该纤维材料的结构允许空气穿透该材料，而该辐射防护材料的单层的透气度是在20mm/s至2000mm/s，优选50mm/s至1500mm/s，更优选100mm/s至750mm/s范围内。
9.根据前述权利要求中任一项所述的材料，其中该纤维材料的结构为一种织造规则图案。
10.根据权利要求9所述的材料，其中该经纱和该纬纱中的至少一个包括该不透射线物质。
11.根据权利要求10所述的材料，其中该纬纱包括由回收的辐射防护服装制成的细丝，并且该经纱包括非辐射防护材料。
12.根据权利要求10所述的材料，其中该经纱和该纬纱均包括该不透射线物质。
13.一种用于在辐射防护中使用的服装，其中该服装包括一层或若干层如权利要求1-12中任一项所述的辐射防护材料，其中任选地该服装是用于医疗应用的服装。
14.一种用于洗涤服装的方法，该方法包括
提供包括一层或若干层辐射防护材料的服装，该辐射防护材料包括具有含不透射线物质的复合材料的复合细丝的纤维材料，其中该不透射线物质被混合于该复合材料内且基本上均匀分布于该复合材料内，并且其中这些细丝被构造成一种规则图案以形成该辐射防护材料；并且
用洗涤液，如水和洗涤剂中的至少一个洗涤该服装。
15.根据权利要求14所述的方法，该方法包括
在洗涤过程中反复折叠该服装；并且
洗涤该折叠的服装。
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