JP6560663B2 - 放射線防護材料 - Google Patents

Description

本発明は、概して、放射線不透過性物質を含むフィラメントを有する繊維材料を含んでなる放射線防護材料の分野に属する。より詳細には、本発明は、フィラメントが規則的なパターンに構造化されて放射線防護材料を形成する繊維状複合材に関する。放射線防護材料は、医療用衣服等の医療用途に使用されてもよい。

典型的な放射線画像の状況において、医療スタッフは、３０〜１４０ｋｅＶの範囲の光子エネルギーを伴う２次Ｘ線に被ばくすることがある。このような放射線の日常的な被ばくは、人体に放射線エネルギーを吸収することにより生じる生物学的損傷を被る危険性を伴う。

放射線防護服は、患者のみならず医療従事者も画像診断中の放射線被ばくから保護するために一般的に使用される。これらのタイプの衣服は、必要とされる防護のタイプに応じて追加の付属物を伴うエプロンとして設計される場合が多い。一般的に使用される付属品は、放射線から甲状腺を防護するための襟、袖および手袋である。患者は、介入の状況に応じてドレープ等の器具、性腺遮蔽、胸部遮蔽、顔遮蔽および甲状腺遮蔽によって、意図的でない放射線被ばくから保護され得る。

放射線防護服は、鉛（Ｐｂ）ベースであることが多く、Ｐｕｌｓｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｎｃ．（ＦＬ，ＵＳＡ）等から入手可能である。鉛ベースの衣服は、通常重たく、空気不透過性であるため、着用者にとって快適ではない。さらに、鉛ベースの衣服は、環境に優しくなく、故に処理の際の有害廃棄物である。エプロン等の大型サイズの放射線防護服は、その本来の重量（約５〜１０ｋｇ）故に、腰痛を起こし、それが、結果として集中的な問題または慢性疾患になることがある、人間工学的欠点もある。

鉛無含有の材料は、市販されており、さらに環境に優しいとみなされており、例えば、アンチモン（Ｓｂ）、バリウム（Ｂａ）、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）ウォルフラム（タングステン、Ｗ）等の元素、合金または塩を基材としている。鉛無含有の防護具は、対応する鉛ベースの防護具と比較すると、かなり軽量である。

しかしながら、鉛ベースの製品と同じように、目下のところ入手可能な鉛無含有の防護具の実効性は、比較的急速な老化、クラッキングおよび脆化の影響を受けやすい。鉛含有製品および鉛無含有製品に現在使用されている放射線防護材料は、１層または数層の空気不透過性フィルムの形状で存在する。折り曲げられた場合、材料は、長い間にわたって材料に損傷を生じ得る応力に曝され、その応力により、放射線防護性を低下させることがある。そのような製品は、故に、折り曲げることができず、保管中はラックに吊るす必要がある。さらに、製品は、比較的こわばっており、快適でなく、機械で洗濯すると放射線の安全性を危うくする重大な欠陥が生じることがある。アルコールまたは類似品を用いる布浄化を製造者は推奨しているが、それにより、患者から患者へ、またスタッフ間で細菌を運ぶ結果となる人的ミスが広がる。軽量であっても軽量でなくても、放射線医学用のエプロンは、プラスチックカバーを有し、そのカバーは、液体の裏抜けを防護するが、水分が材料を通過するのを事実上妨げるため、それにより着用者は暖かくなり汗ばむようになる。

米国特許出願公開第２００９０００００７号明細書は、ポリマーと軽量の放射線不透過性物質とを含んでなり、フィラメントとして押出成形されて通気性布帛に形成される、放射線防護の布帛材料を開示する。押出成形されたフィラメントは、不織布のウェブにスパンボンド加工される。従って、フィラメントの構造は、製造プロセス中に制御されることができず、フィラメント間の空間に起因して、放射線防護が損なわれることがある。ウェブの放射線防護性を改善するために、放射線不透過性物質を含む溶液を用いて布帛を含浸しても、または布帛を反応室に入れて布帛をさらに処理してもよい。しかしながら、布帛の含浸は、布帛の通気性を低下させ、布帛は脆性となり、こわばり、不快適性になる。放射線防護の布帛材料は、フィラメントだけによって十分な防護品質を有するのではなく、さらに処理される必要があり、その処理により、その材料が有する鉛ベースの製品に勝る正の特性が損なわれることは、一目瞭然である。さらに、担持布帛上に沈殿した放射線不透過性化合物が、布帛が浄化される度に、損なわれるため、含浸した材料は、浄化してそのように維持するのに厄介である。故に、その間に浄化し減菌して複数回再利用するように意図される製品には、これは適さない。

米国特許第６，２８１，５１５号明細書は、放射線不透過性の品質を有する衣服を開示し、布帛は、軽量の放射線不透過性化合物を有する溶液を用いて、含浸される。布帛は、上述のように、含浸を施した紙または反応室に入れた紙を含んでなってもよく、そこで、試薬は塩化バリウムおよび硫酸の形態である。一実施形態において、１種の試薬液が、金属糸等の布帛内で形成されて、他の試薬液に曝されて硫酸バリウム試薬液を形成してもよい。しかしながら、開示される全ての実施形態は、布帛の含浸を開示し、それは上で検討した問題を伴う。さらに、金属糸を用いると布帛はこわばり、衣服に適さなくなる。金属はまた、疲労しやすく、疲労した後、材料の放射線不透過性の品質は劣化し、衣服に形成されるとしても、変形するならば、それはもはや着用に実用的でなくなることもある。開示した実施例において、それは、折り曲げる必要がない通気性マスクに使用されている。しかしながら、それは、エプロン等のより大型の衣服には適さない。

金属糸をほぼ外科的手技に利用するのに伴う別の欠点は、ＣＰＲ（心肺蘇生法）手技を実施する場合、短絡の潜在的危険性であり、ＣＰＲにおいて、患者および操作者を取り囲む高電圧電界が原因で、接地されていない金属が、深刻な損傷および健康リスクを引き起こすことがある。

故に、改善された放射線防護材料は、有利であり、特に改善された通気性、増大した可撓性、費用効果性、耐老化性を考慮に入れており、および／または折り曲げ性は有利であろう。

従って、本発明の実施形態は、好ましくは、添付の請求項に基づく放射線防護材料および／または衣服を単独でまたは任意の組み合わせで提供することにより、上に確認したような１つ以上の当技術分野における欠陥、不都合、または問題点を緩和する、軽減するまたは排除することを求める。

本発明の第一態様に従って、放射線防護材料は、放射線不透過性物質を含む複合フィラメントを有する繊維材料を含んでなり、フィラメントは規則的なパターンに構造化されて、放射線防護材料を形成する。

放射線不透過性物質は、１種または数種の異なる金属を、元素形態で、酸化物の形態で、合金として、または塩の形態で、有機ポリマーと組み合わせて含んでなってもよい。

有機ポリマーは、
− ポリビニル、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアセテート、
− ポリビニル、ポリオレフィンおよび／またはポリエステルのコポリマー
− ポリアセテート、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンおよび／またはエチルビニルアセテート
のうちの少なくとも１種を含んでなってもよい。

金属は、元素の形態で、酸化物の形態で、合金として、または塩の形態で、
− アクチニウム、アンチモン、バリウム、ビスマス、臭素、カドミウム、セリウム、セシウム、金、ヨウ素、インジウム、イリジウム、ランタン、鉛、水銀、モリブデン、オスミウム、白金、ポロニウム、レニウム、ロジウム、銀、ストロンチウム、タンタル、テルル、タリウム、トリウム、スズ、ウォルフラム、およびジルコニウム
の少なくとも１種を含んでなってもよい。

フィラメントのうちの放射線不透過性物質の量は、フィラメントの総重量の２５重量％を超え、かつフィラメントの９０重量％未満であってよく、およびフィラメントの残りの部分は、プロセス用添加剤と染料とを含む有機マトリックスを構成してよい。

繊維材料の構造は、材料を通して空気を透過させ得るが、単層の放射線防護材料の透気度は、２０ｍｍ／ｓ〜２０００ｍｍ／ｓ、好ましくは５０ｍｍ／ｓ〜１５００ｍｍ／ｓ、さらに好ましくは１００ｍｍ／ｓ〜７５０ｍｍ／ｓの範囲である。

繊維材料の構造は、織成または編成の規則的なパターンであってよい。経糸および緯糸のうちの少なくとも一方が、放射線不透過性物質を含んでなってもよい。いくつかの実施形態において、経糸および緯糸が、放射線不透過性物質を含んでなる。

本発明の第２態様に従って、放射線防護に使用される衣服は、１層または数層の放射線防護材料を含んでなる。衣服は、医療用途であってよい。

第３態様に従って、衣服を洗濯する方法は、洗濯液を用いて衣服を洗濯することを含む。回転ドラム式洗濯機等の洗濯機で衣服を洗濯してもよい。水および合成洗剤の少なくとも一方と、任意選択的に水および合成洗剤の両方と一緒に衣服を洗濯してもよい。同様に、衣服を折り曲げた後に、衣服を洗濯してもよい。実施形態は、衣服を使用する間に衣服を繰り返して洗濯することを含む。

本発明のさらなる実施形態は、従属請求項で明記される。

本発明のいくつかの実施形態は、軽量で通気性である快適な放射線防護材料を提供する。その材料は、材料を通して蒸気を移動させ、それにより、着用者の快適性をかなり改善する。さらに、それは、放射線防護の有効性を損なうことなく、折り曲げることができる。また、材料は、その材料から作製したあらゆる衣服のメンテナンスを容易に行うことに備える。

用語「含んでなる（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）／含んでなっている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、本明細書で使用される場合、述べられる特徴、整数、工程または構成要素の存在を特定するためと解釈されるが、１つ以上の他の特徴、整数、工程、構成要素またはそれらの群の存在もしくは追加を排除しないことを重視されたい。

本発明の実施形態が可能であるこれらおよび他の態様、特徴あるいは利点は、添付の図面を参照して、本発明の実施形態の以下の説明から、明らかになり、詳細に説明されるであろう。

本発明の実施形態に基づく多層の放射線防護材料を用いる防護に対する放射線量を示すグラフである。 本発明の実施形態に基づいて構造化されたフィラメントの横断面図である。 それぞれ、実施例１および２からのデータを含む表である。

本発明の特定の実施形態は、ここで、添付の図面に関して説明されることになる。本発明は、しかしながら、多くの異なる形態に具体化されてよく、本明細書に述べられる実施形態に限定して解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的に完全になるように、そして当業者に本発明の範囲を十分に伝えるように、提供される。添付の図面で例証される実施形態の詳細な説明に使用される専門用語は、本発明を限定することを意図しない。図面において、同様の番号は、同様の要素を指す。

以下の説明は、医療画像法（Ｘ線透視法、透視診断、血管造影、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）、核医学断層法（ＳＰＥＣＴ等）、および陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）等）からの放射線の防護等の医療用途に適切な本発明の実施形態を検討する。しかしながら、本発明は、本出願に限定されるのではなく、放射線被ばくの恐れがある多くの他の手順および領域（原子力発電所において、災害救助中、および軍隊において等）に適用され得ることが理解されよう。

明らかであるように、本明細書に開示される特定の実施形態の特徴および属性は、追加の実施形態を形成するように様々な方法で組み合わせられてよく、その全ての実施形態は、本発明の範囲内である。例えば、本発明の実施形態に基づく放射線防護材料から作製される衣服は、エプロン、パンツ、ジャケット、ベスト、スカート、放射線から甲状腺を防護するための襟、袖、手袋、ズボン、コート、および帽子を含んでなってもよい。

本明細書に使用される条件付き言語（「〜できる（ｃａｎ）」、「〜できるであろう（ｃｏｕｌｄ）」、「〜し得るであろう（ｍｉｇｈｔ）」、「〜し得る（ｍａｙ）」、「例えば」等）は、特に明記されない限り、またはそうでなければ使用される文脈で理解される限り、ある実施形態は、ある特徴、要素および／または状況を含み、一方他の実施形態はそれらを含まないことを伝えることを意図する。従って、このような条件付き言語は、通常、特徴、要素および／または状況が１つ以上の実施形態にいずれにしても必要であること、または、作製者の提案または奨励の有無を問わず、これらの特徴、要素および／または状況が任意の特別の実施形態に含まれるべきかどうか、または実施されるべきかどうかを決定するための論理を、１つ以上の実施形態が必ず含むことの示唆を意図するものではない。

本明細書に記載されるおよび／または添付の図に描写されるフローチャートにおける任意のプロセスの説明、要素、またはブロックは、プロセスにおける特定の論理的機能もしくは工程を実施するための１つ以上の実行可能な指示を含む規準（ｃｏｄｅ）の構成単位（ｍｏｄｕｌｅｓ）、区分、または部分を潜在的に表すと理解されたい。別の実施は、本明細書に記載される実施形態の範囲内に含まれ、そこで、要素または機能は、ほぼ同時にまたは逆の順序を含んで、関与する機能に応じて、当業者が理解するように示されまたは検討されることから削除されても、異なる順序で実行されてもよい。

多くの変形形態および修正形態が、上述の実施形態に対して作られてもよく、それらの要素は、他の許容例のうちであると理解されることを重視されたい。このような修正形態および変形形態の全ては、本開示の範囲内で本明細書に含まれ、以下の請求項により保護されることを意図する。

本発明の実施形態は、放射線防護材料を含んでなる。放射線防護材料は、放射線不透過性物質を含むフィラメントを有する繊維材料を含んでなる。フィラメントは、規則的なパターンに構造化されて、放射線防護材料を形成する。このような構造は、織成または編成により得られてもよい。それ故、放射線防護材料は、織材または編材を含んでなってもよい。

フィラメントは、放射線不透過材を含む複合材を含んでなってもよい。それ自体、複合材は、複合材中の放射線不透過性物質の量に応じて、比較的軽量である。この複合材は、同じ体積の材料の鉛ベースの製品よりも軽い。

いくつかの実施形態において、複合材は、無機材料（例えば、無機組成物）を含んでなり、無機材料は、酸化物の形態で、元素形態で、それらの合金で、または塩の形態で１種または数種の金属を含む。

いくつかの実施形態において、複合材は、有機ポリマーマトリックス（熱可塑性ポリマー等）を含んでなる。有機ポリマーマトリックスは、いかなる種類の熱可塑性ポリマー、コポリマー等から選択されてもよい。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーは、ポリビニル、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアセテートおよび／またはそれらのコポリマーを含んでなる。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーまたは熱可塑性コポリマーは、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンおよび／またはエチルビニルアセテートを含んでなる。

いくつかの実施形態において、放射線不透過性物質は、アクチニウム、アンチモン、バリウム、ビスマス、臭素、カドミウム、セリウム、セシウム、金、ヨウ素、インジウム、イリジウム、ランタン、鉛、水銀、モリブデン、オスミウム、白金、ポロニウム、レニウム、ロジウム、銀、ストロンチウム、タンタル、テルル、タリウム、トリウム、スズ、ウォルフラム、およびジルコニウム元素を含んでなる群から選択されてもよい。各元素は、少なくとも２重量％の無機組成物の量において含まれてもよい。

いくつかの実施形態において、１０〜２００ｋｅＶの範囲のエネルギーを有する電磁放射線スペクトルの少なくとも選択された部分に、補償エネルギーの吸収特性を有する元素が、含まれてよく、１種または複数種の前記元素は、少なくとも０．１０ｍｍ厚を有する金属鉛の層に相当する程度まで１０ｋｅＶ超のエネルギーを有する電磁放射線を減衰させている。

放射線不透過性物質は、元素の形態で、酸化物の形態で、合金として、または塩の形態で、有効な放射線不透過成分として１種または数種の異なる金属を含んでなってもよい。元素の形態での金属、酸化物の形態での金属、合金としての金属、または塩の形態での金属は、アンチモン、バリウム、ビスマス、ランタン、鉛、スズ、ウォルフラム、およびジルコニウムのうちの少なくとも１種を含んでなってもよい。

いくつかの実施形態において、複合材は、異なる実施形態の群内で選択される２種の金属を元素の形態で、酸化物の形態で、合金として、または塩の形態で、含んでなる。これにより、本発明の他の利点（低重量、折り曲げ性能等）と組み合わせて放射線防護の特性を最適化することが備えられ、例えば衣服のタイプに応じて最適化した特性を利用するであろう。

いくつかの実施形態において、任意の実施形態に基づく無機材料は、複数種のポリマーと組み合わされてもよい。いくつかの実施形態において、あるポリマーが、例えば無機材料をカプセルで包むのに最適化された特性を提供する場合もあり、また別のポリマーが、生産技術（織成等）のために最適化された特性を複合材に付与する場合もある。このような組み合わせの例として、例えばポリマーでは、ポリ塩化ビニル（無機材料をカプセルで包むことを備える）、およびビス（２−エチルヘキシル）フタラート（ポリマーマトリックス中で可塑剤として機能する）が挙げられる。別の例は、マルチフィラメント糸条が、放射線不透過成分をモノフィラメントポリエステル繊維と組み合わせて組み込む、ポリプロピレンのモノフィラメント繊維を含んでなり、ポリエステル繊維が、強度特性（糸条を扱うのに十分な強度および／または例えば織成を経て糸条を製造するのに十分な強度等）を提供する。２種以上のポリマーの組み合わせが、いくつかの実施形態において、上のポリマーの一覧から選択される。

いくつかの実施形態において、複合材は、上に列挙したような元素の形態での金属、酸化物の形態での金属、合金としての金属、または塩の形態での金属のうち少なくとも１種類の金属と組み合わせた、有機ポリマーマトリックスを含んでなる。従って、複合材は、放射線不透過材と有機ポリマーマトリックスとの混合物から作製されてもよい。従って、放射線不透過材は、有機ポリマーマトリックス内に埋め込まれてもよい。故に、本発明の実施形態は、複合材内に放射線不透過材のほぼ均等な分布をもたらし、それにより、放射線防護材料の放射線不透過特性が制御される。これは、担体（無機材料から作製される担体、有機ポリマーマトリックス、綿、紙等）の表面上に放射線不透過性物質を有するだけよりも、かなり良好であり、放射線不透過材は、例えば、含浸により形成されてもよい。このような含浸技法は、繊維が交差する際に塊になる傾向があり、その結果、放射線防護性は、制御されない。本発明の実施形態は、放射線不透過性物質が複合材内で混合されて、このようにして複合材内にほぼ均等に分布され得るため、この問題を伴わない。その結果として、放射線不透過性物質は、図２ａ〜２ｂに示されるように、フィラメントの横断面の全体にわたってほぼ均等に分布され得る。故に、放射線不透過性物質の量は、図２ａ〜２ｂに示されるように、フィラメントの中心から表面にほぼ均等に分布され得る。図２ａ〜２ｂにおいて、放射線不透過性物質の分布がフィラメントの横断面の全体にわたってほぼ均等であることを示唆するように、フィラメントを黒で示す。故に、本発明に基づく複合材の各フィラメントは、均質モノフィラメント等の均質フィラメントであってよい。均質フィラメントは、フィラメントの横断面の全体にわたってほぼ均等に分布された放射線不透過性物質を含んでなってもよい。これは、２成分フィラメントと異なり、２成分フィラメントでは、放射線不透過性物質の分布が、フィラメントの横断面の全体にわたって、放射線不透過性が増大したフィラメントの中心の第一分布と、フィラメントの表面に向かう第二分布とで異なる。第二分布は、改善された強度を有する外殻を提供するが放射線不透過性は弱まる。従って、このようなフィラメントで作製された放射線防護材料の表面の全体にわたる放射線不透過性は、表面の全体にわたって異なるであろう。この影響を低減するために、フィラメントをより密に詰めることができる。しかしながら、さらに密に詰めたフィラメントは、材料の通気性を低下させる。本発明の実施形態は、既知の放射線防護材料と比較して、表面の全体にわたってより均等な放射線不透過性を有するだけでなく、通気性を増大させた放射線防護材料を提供する。

複合材の放射線不透過性物質の量は、複合材の総重量の１５〜９０％の範囲、適切には２５〜８０％の範囲、および好ましくは２５重量％超かつ９０％未満であってよい。

フィラメントの直径は、０．１ｍｍ〜２ｍｍの範囲、好ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲、さらに好ましくは０．６ｍｍ〜１ｍｍの範囲であってよい。これらの範囲での直径を有するフィラメントは、放射線防護と、通気性と、および放射線防護服としての実用のための折り曲げ性能との適切な組み合わせをもたらす。実際の厚さは、材料の実際の使用に応じて異なってよい。

放射線不透過性物質を含む複合フィラメントの一例は、ポリ塩化ビニルと添加剤のマトリックス中の６１％の硫酸バリウムからなり、直径０．７ｍｍを有する、物品番号ＲＯＮＨ １０３０−７８５／２（Ｒｏｎｅｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｉ ＡＢ（Ｖｅｌｌｉｎｇｅ，Ｓｗｅｄｅｎ）製）である。放射線不透過性物質を含む複合フィラメントの別の例は、Ｂａｒｉｌｅｎ ６０（Ｓａｘａ Ｓｙｎｔａｐｅ ＧｍｂＨ，Ｌｕｅｂｎｉｔｚ，Ｇｅｒｍａｎｙから）であり、それは、ポリエステルのフィラメントにより支持される、ポリプロピレンマトリックス中に６０％の硫酸バリウムのマルチフィラメント糸条である。

いくつかの実施形態において、放射線防護材料は、１センチメートル当たり１５〜３０本のフィラメント、好ましくは１センチメートル当たり２０〜２５本の範囲でフィラメントを含んでなる。各フィラメントは、１センチメートル当たり０．３〜１．２ｍｍの範囲で、好ましくは０．５〜０．９ｍｍの範囲で直径を有する。これらの範囲は、耐久性、通気性でそして比較的軽量である放射線防護材料を提供し、十分な放射線防護性がさらに提供する。フィラメントの実際の直径は、放射線防護材料を含んでなる衣服の使用目的に応じて変わってよい。低い放射線防護が必要とされる用途において、より小さい直径（上に示した範囲の低い部分、例えば０．３〜０．６ｍｍ）を有するフィラメントを含んでなる放射線防護材料を使用してもよい。同様に、より高い放射線防護が必要とされる用途において、より大きな直径（上に示した範囲の高い部分、例えば０．９〜１．２ｍｍ）を有するフィラメントを含んでなる織物材料を使用してもよい。さらに、通気性を増大させるために、上に示した範囲の低い部分、例えば１センチメートル当たり１５〜２０本のフィラメントのように、フィラメントの１センチメートル当たりの数を減らしてもよい。または逆も同様に、通気性を低下させるために、例えば１センチメートル当たり２５〜３０本のフィラメントにしてもよい。上の例において述べたフィラメントをこのような実施形態に用いてもよい。

いくつかの実施形態において、放射線防護材料の構造（つまり、繊維材料の複数の個々のフィラメントの互いに対する構造）は、織成または編成されている。いくつかの実施形態において、経糸と緯糸のうちの少なくとも一方は、上述の放射線不透過性物質を含むフィラメントを含んでなる。いくつかの実施形態において、経糸と緯糸のうちの少なくとも一方を形成するフィラメントは、上述の放射線不透過性物質を含むフィラメントだけを含んでなり、つまり、他の種類のフィラメントは含まない。さらに他の実施形態において、経糸と緯糸の両方ともが、上述の放射線不透過性物質を含むフィラメントを含んでなり、任意選択的にこのようなフィラメントだけを含んでなりそして他の種類のフィラメントは含まない。これらの実施形態において、経糸または緯糸のみが放射線不透過性物質を含んでなる場合、他のフィラメントは、いかなる放射線不透過性物質も含まない材料（綿、ポリエステル、ナイロンまたはポリオレフィン等）を含んでなる。

放射線防護材料の構造は、それらの間に間隙を有するフィラメントを含んでなる。高い透気度を求めるためには、間隙は、放射線防護を損なわないほどに十分に大きくてよい。開口を提供し優れた透気度を付与し、故に放射線防護を維持しながら、着用者に快適性を提供するのに適切な間隙は、約０．１ｍｍの鉛と同等以上からである。１種または数種の材料の開口を、１ｍｂａｒの圧力差を用いて透気度試験法「Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｆａｂｒｉｃｓ ｔｏ Ａｉｒ」（ＳＳ−ＥＮ ＩＳＯ ９２３７：１９９５）により、測定してもよい。織成技法および繊維直径の選択に応じて、透気度は、２０ｍｍ／ｓ〜２０００ｍｍ／ｓ、好ましくは５０ｍｍ／ｓ〜１５００ｍｍ／ｓ、さらに好ましくは１００ｍｍ／ｓ〜７５０ｍｍ／ｓの範囲であってよい。

放射線防護材料の通気性を決定する別の手段は、水蒸気抵抗を測定することである。この測定は、衣類の装着性に非常に関連しており、試験法ＥＮ ３１ ０９２：１９９３により実施される。材料の層数は、耐蒸発透過性および着用者の装着性の肯定的な成果のために著しく重要である。放射線防護の衣類の蒸発熱損失に対する抵抗（ｒｅｔ）値が、許容できる装着性に対して、９０未満、好ましくは７０未満、さらに好ましくは５０未満であるのが望ましい。

図２ａは、放射線防護材料のフィラメント１の構造の実施形態を図示する。図２ａに示すように、フィラメントは、放射線２（フィラメント１にほぼ垂直である放射線等）を防護するように、配置されている。この実施形態において、フィラメントの第一群３は、第一群のフィラメント間に間隙を有して第一層に配置される。フィラメントの第二群４は、第二群４のフィラメント間に間隙を有して第二層に配置される。さらに、隣接する第一層のフィラメントと第二層のフィラメント間に間隙があってよい。第一層の隣接するフィラメント間の間隙幅は、第二層のフィラメントの幅または直径よりも小さく、また第二層の隣接するフィラメント間の間隙幅は、第一層のフィラメントの幅または直径よりも小さい。第一群３および第二群４は、第二群４のフィラメントが第一群のフィラメント間の間隙を覆うように、また第一群３のフィラメントが第二群のフィラメント間の間隙を覆うように、配置される。故に、放射線防護材料の放射線防護性だけでなく、その構造の組み合わせを用いて材料の通気性も、またフィラメントの放射線不透過特性も制御し、最適化することが可能となる。さらに、本発明の実施形態は、通気性を備え、フィラメント間の間隙に空気を通させる。同時に、フィラメントの構造は、放射線を遮ることを可能にし、また放射線防護材料に対してほぼ垂直方向の放射線も遮ることを可能にする。第一群３および第二群４の各フィラメントは、同一群において隣接するフィラメントにほぼ平行に配置されてもよい。同一群（第一群３等）のフィラメントが、別の群（第二群４等）のフィラメントに平行に配置されてもよい。他の実施形態において、ある群のフィラメント（第一群３等）が、別の群（第二群４等）のフィラメントに対して非ゼロの角度で配置されてもよい

図２ｂは、放射線防護材料のフィラメント６の構造の実施形態を図示する。図２ｂに示すように、フィラメントは、それらが放射線７（フィラメント６に対してほぼ垂直である放射線等）を防護するように、配置される。この実施形態において、フィラメント６は、単層のフィラメントを有する単一の群８に配置される。いくつかの実施形態において、透気度を高めるためにフィラメント６間に間隙が存在する。他の実施形態において、フィラメント６は、放射線防護性を向上させるために、フィラメント６の間にいかなる間隙も存在しないで、または殆ど存在しないで、構造化される。故に、放射線防護材料の放射線防護性だけでなく、構造の組み合わせを用いて材料の通気性、およびフィラメントの放射線不透過特性も制御し最適化することが可能となる。さらに、本発明の実施形態は、通気性を備え、フィラメント間の間隙に空気を通させる。同時に、フィラメントの構造は、放射線を遮ることを可能にする。放射線防護材料に対してほぼ垂直方向の放射線は、放射線防護材料の数枚のシートを用いて、遮蔽され得る。単一の群８の各フィラメントは、単一の群８において隣接するフィラメントにほぼ平行に配置されてもよい。

図２ａ〜２ｂの実施形態において、単一フィラメントは、糸条を形成する。他の実施形態において、マルチフィラメント糸条が使用されてもよく、図２ａ〜２ｂのフィラメント２、６と同一手段で、糸条が、構造化される。

規則的なパターンの例は、織成、編成および編組により作製された繊維材料である。使用され得る織成技法は、繻子織および斜文織（それらの変形を含む）、例えば、破れ斜紋の緯糸二重によって、例示される。図２ｂは、構造中の緯糸繊維が、互いにほぼ平行に組織化される場合に得られる構造の例を示し、一方図２ａは、構造中の緯糸繊維が、経糸によって互いに分離される場合に得られる構造の例を示す。両方の構造とも、使用される技法に応じて様々な割合における織成構造で存在してもよい。織成技法は、故に、所望の透気度および放射線防護性を得るように選択されてよい。透気度は、生産される材料の１センチメートル当たりに含有される緯糸のフィラメント数によって、調節され得る。

本発明の実施形態は、本発明の実施形態に基づく放射線防護材料から作製される衣服を洗濯する方法を含んでなる。衣服は、放射線防護用であり得る。いくつかの実施形態において、衣服は、上述の１層または数層の放射線防護材料を含んでなる。さらに、いくつかの実施形態において、衣服は、医療用衣服である。

その方法に従って、本発明の実施形態に基づく放射線防護材料から作製される衣服は、その方法の工程において提供される。

その方法に従って、衣服は、洗濯液（水等）と一緒に洗濯機に入れられてもよい。いくつかの実施形態において、洗濯液は、合成洗剤を含んでなり、および任意選択的に水も含んでなる。いくつかの実施形態において、衣服は、任意選択的に水のみと一緒に、または追加して合成洗剤と一緒に洗濯機（回転ドラム洗濯機等）内で洗濯される。いくつかの実施形態において、衣服は、洗濯機に入れる前および／または後（しかし、洗濯液で一緒に洗濯する前）に、折り曲げられる。その方法は、洗濯機内で使用する温度を摂氏２０〜９５度に設定することを含んでなってもよい。さらに、洗濯用洗剤等の合成洗剤を加えてもよい。合成洗剤の適切な量は、合成洗剤の指示書に従って選択されてよい。衣服は、医療用衣服を洗濯する洗濯機の指示書に従って適切な時間洗濯されてよい。いくつかの実施形態において、衣服は、任意選択的に洗濯液と一緒に手洗いされる。洗濯中に、衣服、つまり放射線防護材料は、繰り返し折り曲げられるであろう。故に、その方法は、繰り返して衣服を折り曲げ、そして折り曲げた衣服を洗濯することを含んでなる。放射線防護材料は、複合フィラメントを含んでなるため、洗濯および／または折り曲げにより、衣服の放射線防護の機能を弱めることはないであろう。これは、通常の放射線防護服の材料とは異なる。通常の放射線防護服の材料は、折り曲げられた場合に不可逆性応力のリスクに曝されるが、本発明の実施形態に基づく放射線防護材料は、可逆的可撓性およびフィラメント間の移動度を可能にする。材料の可逆的可撓性および折り曲げ性は、繰り返して衣服を洗濯機で洗濯し、それを折り曲げおよび／または折り曲げた製品を棚に保管する選択肢を使用者に提供するであろう。それはまた、放射線不透過性物質で含浸した材料から作製される衣服とも異なる。このような衣服は、繰り返しの洗濯により、含浸物が傷つけられ、徐々にその放射線防護性が損なわれるであろう。しかしながら、本発明に基づく衣服は、その放射線防護特性を損なうことなく、繰り返して洗濯されることが可能である。

上で検討したように、この放射線防護材料は、放射線防護用の衣服に使用されてもよい。その衣服は、例えばその放射線防護の品質を増大させるために、１層または数層の放射線防護材料を含んでなってもよい。層数が増えると、その放射線防護性は向上し、そして層の適切な数は、各層の放射線防護の品質に応じて変わるであろう。適切に機能を果たすために、実施形態は、放射線の透過度を約９０％まで低減すべきである。しかしながら、同レベルの放射線防護という条件で、織物の放射線不透過材の層が多すぎると、透気度を低下させることがあり、しかし層が少なすぎると、厚くてこわばった織物を必要とすることもあり、故に着用者にとって不快なものとなり得る。これらの条件を満たすいくつかの実施形態において、衣服は、１〜１０層の放射線防護材料から作製され、さらに好ましくは、衣服は、１〜６層の放射線防護材料から作製され、尚さらに好ましくは、衣服は、２〜４層の放射線防護材料から作製される。放射線防護材料の層数による放射線防護への効果を図３の表に示す。特定の材料および織物組成に適切な層数は、実施形態の材料を通って透過した放射線のレベルが全被ばく量の１０％に達した時点である。

放射線防護の品質は、通常のＸ線装置で測定でき、以下の実施例において、使用したＸ線装置は、１００ｋＶおよび１０ｍＡ負荷でのＰｈｉｌｉｐｓ Ｓｕｐｅｒ８ＣＰ（発電機）（Ｐｈｉｌｉｐｓ，Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓにより製造）であった。使用した検出器は、ＲａｙＳａｆｅ Ｘｉ（Ｕｎｆｏｒｓ ＡＢ、Ｇｏｔｈｅｎｂｕｒｇ，Ｓｗｅｄｅｎにより製造）であった。

実施例１
放射線不透過材を含む市販の複合フィラメント（Ｒｏｎｅｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｉ ＡＢ（Ｖｅｌｌｉｎｇｅ，Ｓｗｅｄｅｎ）製のＲＯＮＨ １０３０−７８５／２、ポリ塩化ビニルと添加剤とのマトリックス中に６１％の硫酸バリウムからなり、０．７ｍｍの直径を有する）を用いて、本発明の実施形態に基づく放射線防護材料を作製した。放射線防護材料を形成しできるだけ高い放射線防護を有する空気透過性の織物材料を実現するために、斜文織に織成して、フィラメントを規則的なパターンに構造化した。実施例１に使用した経糸は、放射線不透過性物質を添加していないモノフィラメントポリプロピレン（Ｎｍ３０）であった。その斜文織は、織物材料１ｃｍ当たり２０本の緯糸で構成され、１層当たりの表面重量は、本実施例において、１．５９ｋｇ／ｍ２であった。

図３ａの表において、放射線防護材料の第一層は、透過放射線をかなり低減させたことがわかる。追加の層は、第一層よりも低い程度で低減させるが、適切なレベルの防護に達するために必要であった。透気度は、同様に作用し、数枚の層が、透気度を低下させた。従って、層数は、放射線の安全性を危うくしない限りできるだけ少なくすべきである。本実施例において、６層の放射線防護材料が、全被ばく量の１０％を取得した。上述の試験法ＥＮ ３１ ０９２：１９９３を用いて、１つの単層の放射線防護材料上で２５まで水蒸気抵抗（ｒｅｔ）を測定し、２層の放射線防護材料に対して４７まで測定した。

本実施例は、放射線防護に関して透気度のみを例証することを理解されたい。無機化合物の別の組成物が、場合により、より高い放射線防護を提供するであろうが、より少ない層の織物の放射線防護材料を必要とするであろう。さらに、放射線防護材料を含んでなる、衣服等の製品において、製品の内面および外面は、放射線防護をしていない表面材料（透気度および水蒸気抵抗に幾分影響することもある）を含んでなってもよい。本実施例で実証する測定は、放射線防護材料に対してのみである。

実施例２
放射線不透過材を含む市販の複合フィラメント（Ｓａｘａ Ｓｙｎｔａｐｅ ＧｍｂＨ（Ｌｕｅｂｎｉｔｚ，Ｇｅｒｍａｎｙ）製のＢａｒｉｌｅｎ ６０、ポリエステルのフィラメントにより支持される、ポリプロピレンマトリックスに分散させた６０％の硫酸バリウムのマルチフィラメント糸条である）を用いて、本発明の実施形態に基づく放射線防護材を作製した。繊維寸法２８００〜３２００ｍ／ｋｇでフィラメント３０本が存在し、硫酸バリウム含有のポリプロピレン繊維の単一のモノフィラメントは、約０．０６ｍｍの直径を有した）。放射線防護材料を形成し、できるだけ高い放射線防護を有する空気透過性の織物材料を実現するために、斜文織に織成して、フィラメントを規則的なパターンに構造化した。実施例２で使用した経糸は、放射線不透過性物質を添加していない綿（Ｎｍ３２／２）であった。斜文織は、織物材料１ｃｍ当たり２０本の緯糸で構成され、１層当たりの表面重量は、本実施例において、０．９２ｋｇ／ｍ２であった。

図３ｂの表は、様々な層数の材料の放射線防護性および透気度を示す。放射線防護は、実施例１と比較すると、その表面重量が軽いことに起因して効率的でないことがはっきりと示される。それほど粗くない繊維を有するマルチフィラメント組成物もまた、透気度がかなり低下した。故に、透気度を最適化する観点から、０．５ｍｍ〜１ｍｍの範囲の直径のモノフィラメントを有することがさらに好ましい。しかしながら、放射線量に応じて、より軽い表面重量が望まれることがある。

追加の実施形態
別の実施形態の方法において、その方法は、本明細書に記載される他の実施形態と別々に提供されてもよく、放射線防護の空気不透過性シート（キャストシートと呼ばれることもある）をフィラメントに再加工する。従って、本発明の実施形態に基づく放射線防護材料を生産するために、所望の特性（例えば、通気性）を伴わない市販の材料を使用してもよい。その方法は、放射線防護の空気不透過性シートを細断することを含んでなる。次に、未使用のポリマーおよび未使用の放射線防護材料と部分的に一緒に、またはいかなる未使用の材料も全く加えないで、細断した放射線防護材料をフィラメントに押出成形する。その後、織成または編成技法を用いて上で検討したように、フィラメントを布帛に加工する。本実施形態の一実施例において、結果から、この方法を用いて提供されるフィラメントを含んでなる織布を通るＸ線の吸収性は、驚くほど良好に機能し、市販の材料の性能に非常に近いことがわかった。

この方法は、放射線防護材料を提供するのに有用であり、放射線防護材料において、緯糸は、再利用の放射線防護服から作製したフィラメントを含んでなる。このような実施形態において、経糸は、非放射線防護材料（ポリマーまたは綿の経糸等）を含んでなってもよい。再利用の放射線防護材料は、放射線防護の空気不透過性シートまたは上述の任意の放射線防護フィラメントでもよい。シートに関して上述したのと同じ手段で、再利用の放射線防護のフィラメントを細断してもよい。このような細断の前に、非放射線防護材料を含んでなるあらゆる経糸を除去する。

実施例３
参照コードＦＳＬＦ０１２５／１２００／Ｕ／ＮＴを有する放射線防護材料（Ｋｅｍｍｅｔｅｃｈ Ｌｔｄ（Ｕｎｉｔ ４ Ａｒｎｏｌｄ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｐａｒｋ，Ｂｒａｎｂｒｉｄｇｅｓ Ｒｄ，Ｅａｓｔ Ｐｅｃｋｈａｍ，Ｋｅｎｔ，ＴＮ１２ ５ＬＧ，ＵＫ）製）を購入した。その材料を鉛無含有のビニルシートと特定する。一対の鋏を用いてシートを断片に細断した後、およそ摂氏１７０度の温度で押出機に供給した。非常に小さい張力で繊維を水浴に通した後、ロール上に巻き付けた。繊維の直径を０．７６ｍｍまで測定した。次に、Ｄｏｒｎｉｅｒ製の装置を用いて、繊維を斜文織の布帛に織成した。最終布帛は、放射線防護材料の繊維を１センチメートル当たり２２本有した。Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｓｕｐｅｒ８ＣＰ発電機を用いて、上の実施例に従って、放射線の吸収度を測定した。放射線照射の９０％を吸収するために、鉛無含有のビニルシート（Ｋｅｍｍｅｔｅｃｈ Ｌｔｄ製）３．４８ｋｇ／ｍ２が必要とされ、一方、上述のように加工した布帛３．６１ｋｇ／ｍ２が必要であった。性能の低下は、不活性の経糸の糸条が布帛に必要であることだけではなく、多少の放射線を通過させるように布帛に空隙が存在することにも部分的に関連する。しかしながら、重量の増大は、得られる他の利点（通気性および折り曲げに対する耐久性等）を考慮に入れると、比較的小さい。

追加の実施例
市販の放射線防護材料を細断することを含んでなる方法を用いて作製したフィラメントを使用して、布帛の様々な組成を提供した。組成を試験して、放射線の吸収度において評価した。表１は、全ての試料が、上で特定したように製造した布帛であり、フィラメントが、６０重量％までの金属をその塩の形態でまたは酸化物の形態で含んでなる場合のいくつかの結果を示す。マトリックスは、エチルビニルアセテート（ＥＶＡ）であり、その効率は、被ばく放射線（１００ｋＶおよび１０ｍＡ）の９０％を吸収するのに必要とされる表面重量であるように決定される。２種の試料（試料Ａおよび試料Ｂ）を測定し、結果を表１に示す。測定により、金属として、酸化ウォルフラム（タングステン）、硫酸バリウム、さらに酸化スズを元素の形態で、酸化物の形態で、合金として、または塩の形態で用いて、十分な吸収度を得ることがわかる。

本発明は、特定の実施形態に関して上述してきた。しかしながら、上述の実施形態以外の実施形態が、本発明の範囲内であることは同様に可能である。上述の方法の工程以外の異なる方法の工程は、本発明の範囲内で提供され得る。本発明の様々な特徴および工程は、記載される以外の組み合わせで組み合わせられてもよい。本発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定される。

Claims (19)

1. 放射線防護材料であって、
   放射線不透過性物質を含む複合フィラメントを有する繊維材料を含んでなり、前記複合フィラメントが規則的なパターンに構造化されて、前記放射線防護材料を形成し、
   前記複合フィラメントが、前記放射線不透過性物質を含む複合材を含んでなり、前記放射線不透過性物質が、前記複合材内で混合され、および前記複合材内でほぼ均等に分布され、
   前記複合フィラメントの各フィラメントが、均質フィラメントであり、
   前記複合フィラメントの前記放射線不透過性物質の量が、前記複合フィラメントの総重量の２５重量％を超え、かつ、９０重量％未満であり、
   前記複合フィラメントは、単一フィラメント糸条であり、
   前記複合フィラメントの直径は、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であり、
   前記放射線防護材料は、１センチメートル当たり１５〜３０本のフィラメントを含む、
   材料。
2. 前記複合フィラメントの残りの部分が、プロセス用添加剤と染料とを含む有機マトリックスを含んでなる請求項１に記載の材料。
3. 前記複合フィラメントの直径は、０．６ｍｍ〜１ｍｍの範囲である請求項１に記載の材料。
4. イオン化放射線防護材料である請求項１〜３のいずれか一項に記載の材料。
5. 前記放射線不透過性物質が、前記複合フィラメントの中心から表面に前記複合フィラメントの横断面の全体にわたってほぼ均等に分布される請求項１〜４のいずれか一項に記載の材料。
6. 前記放射線不透過性物質が、１種または数種の異なる金属を、酸化物の形態で、元素形態で、合金として、または塩の形態で、有機ポリマーと組み合わせて含んでなる請求項１〜５のいずれか一項に記載の材料。
7. 前記有機ポリマーが、
   − ポリビニル、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアセテートの少なくとも１種、および／または
   − ポリビニル、ポリオレフィンおよび／またはポリエステルのコポリマーの少なくとも１種、および／または
   − ポリアセテート、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンおよび／またはエチルビニルアセテートの少なくとも１種を含んでなり；および
   前記金属が、元素の形態で、酸化物の形態で、合金として、または塩の形態で、
   − アクチニウム、アンチモン、バリウム、ビスマス、臭素、カドミウム、セリウム、セシウム、金、ヨウ素、インジウム、イリジウム、ランタン、鉛、水銀、モリブデン、オスミウム、白金、ポロニウム、レニウム、ロジウム、銀、ストロンチウム、タンタル、テルル、タリウム、トリウム、スズ、ウォルフラム、およびジルコニウム
   の少なくとも１種を含んでなる請求項６に記載の材料。
8. 前記繊維材料の構造が、前記材料を通して空気を透過させ、単層の前記放射線防護材料の透気度は、２０ｍｍ／ｓ〜２０００ｍｍ／ｓ、好ましくは５０ｍｍ／ｓ〜１５００ｍｍ／ｓ、さらに好ましくは１００ｍｍ／ｓ〜７５０ｍｍ／ｓの範囲である請求項１〜７のいずれか一項に記載の材料。
9. 前記繊維材料の前記構造が、織成の規則的なパターンである請求項８に記載の材料。
10. 経糸および緯糸のうちの少なくとも一方が、前記放射線不透過性物質を含んでなる請求項９に記載の材料。
11. 前記緯糸が、再利用の放射線防護服から作製されたフィラメントを含んでなり、および前記経糸が、非放射線防護材料を含んでなる請求項１０に記載の材料。
12. 前記経糸および前記緯糸が、前記放射線不透過性物質を含んでなる請求項１０に記載の材料。
13. 前記放射線防護材料を通って透過した放射線のレベルは、１００ｋＶおよび１０ｍＡ負荷のＸ線に曝されたときの全被ばく量の１０％以下であり、
    前記放射線防護材料の蒸発熱損失に対する抵抗値は、２５以上かつ９０未満である、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載の材料。
14. 放射線防護に使用される衣服であって、１層または数層の請求項１〜１３のいずれか一項に記載の放射線防護材料を含んでなる衣服。
15. 医療用衣服である、請求項１４に記載の衣服。
16. エプロン、パンツ、ジャケット、ベスト、スカート、放射線から甲状腺を防護するための襟、袖、手袋、ズボン、コート、および帽子の少なくとも一つである請求項１５に記載の衣服。
17. １〜１０層の放射線防護材料からなる請求項１４に記載の衣服。
18. 衣服を洗濯する方法であって、
    １層または数層の放射線防護材料を含む衣服を提供する工程であって、前記放射線防護材料は、放射線不透過性物質を含む複合材の複合フィラメントを有する繊維材料を含んでなり、前記放射線不透過性物質は、前記複合材内で混合され、および前記複合材内にほぼ均等に分布され、前記複合フィラメントは、規則的なパターンに構造化されて前記放射線防護材料を形成し、前記複合フィラメントが、前記放射線不透過性物質を含む複合材を含んでなり、前記放射線不透過性物質が、前記複合材内で混合され、および前記複合材内でほぼ均等に分布され、前記複合フィラメントの各フィラメントが、均質フィラメントである工程と、
    水および合成洗剤の少なくとも１つ等の洗濯液で前記衣服を洗濯する工程と
    を含み、
    前記複合フィラメントの前記放射線不透過性物質の量が、前記複合フィラメントの総重量の２５重量％を超え、かつ、９０重量％未満であり、
    前記複合フィラメントは、単一フィラメント糸条であり、
    前記複合フィラメントの直径は、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であり、
    前記放射線防護材料は、１センチメートル当たり１５〜３０本のフィラメントを含む、
    方法。
19. 請求項１８に記載の方法であって、
    洗濯中に前記衣服を繰り返し折り曲げる工程と、
    前記折り曲げた衣服を洗濯する工程と
    を含んでなる方法。
    

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