DE2340408A1

DE2340408A1 - Strahlungsabschirmungs-kleidungsstueck und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2340408A1
Application number: DE19732340408
Authority: DE
Inventors: Robert Aubrey Goldstrom; Frederick John Shipko; Arthur Vance Whittaker; Jun Ralph Ellsworth Whittaker
Original assignee: Arco Nuclear Co
Current assignee: Arco Nuclear Co
Priority date: 1972-08-15
Filing date: 1973-08-09
Publication date: 1974-02-28
Also published as: US3883749A

Description

PATENTANWALT
DR. I- MAAS

TcL Iib92iJ.

ARCO NUCLEAR COMPANY Leechburg, Pennsylvania, V.St.A.

Strahlungsabschirmungs-Kleidungsstück und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft Kleidungsstücke, die den Träger gegen Röntgenstrahlen schützen, sowie ein Verfahren zum Herstellen solcher Kleidungsstücke.

Xrζte, Röntgentechniker und andere Personen, die Röntgenstrahlen ausgesetzt sind, sehen sich gewöhnlich der Aufgabe gebenüber, bestimmte Körperteile gegen einen schädlichen Strahlungsfluß so zu schützen, daß ihre Bewegungsfreiheit ausreicht, um die erforderlichen Arbeiten, ausführen zu können, während die schützenden Kleidungsstücke getragen werden. Hierbei handelt es sich um das Hauptproblem, mit dem sich die Erfindung befaBt.

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Beispielsweise lassen Chirurgen, die Herzschrittmacher und ähnliche Geräte in den menschlichen Körper einpflanzen und handhaben, gewöhnlich einen Röntgenstrahlenfluß durch die betreffenden Körperregionen des Patienten fallen, um ein Strahlungsbild gewinnen zu können, das z.B. mit Hilfe eines Fluoroskops sichtbar gemacht werden kann und es dem Chirurgen erleichtert, das eingepflanzte Gerät in die richtige Lage zu bringen und einzustellen. Die bis jetzt bekannten, Röntgenstrahlen abschirmenden Kleidungsstücke sind im allgemeinen so ausgebildet, daß bei ihnen die Gefahren berücksichtigt sind_v die bei verschiedenen medizinischen Anwendungen von Röntgenstrahlen auftreten; mit anderen Worten, bei diesen. Kleidungsstücken werden nicht ausschließlich die Probleme berücksichtigt, die für die Fluoroskopie kennzeichnend sind·

Xrzten werden bis jetzt Finger- und Fausthandschuhe angeboten, die aus einem Elastomermaterial hergestellt sind, das Füllstoffe vom Bleityp enthält, und bei denen das Material z.B. eine Stärke von etwa 0,75 oder etwa 1,6 mm hat; hierbei ist die Dicke des Materials und das Gewicht der Handschuhe so groß, daß hierdurch ihr Nutzwert beeinträchtigt wird. Zwar werden solche Kleidungsstücke, insbesondere Handschuhe, in großem Umfang benutzt, da sie jedoch sehr hinderlich sind, wird im Bereich eines Fluoroskops häufig mit bloßen Händen gearbeitet.

Zum Abschirmen schädlicher Strahlung werden Stoffe mit einer hohen Ordnungszahl, z.B. Blei bevorzugt (siehe z.B. "Reactor Shielding Design Manual", McMillan and Company, London; "Alpha-,- Beta- and Gamma-Eay Spectroscopy" von K. Sieghahn, North Holland Publishing Company, Amsterdam 1968, Bd. I; sowie "Fundamentals of Nordern Physics", von R.M. Eisberg, Wiley & Sons, New Tork, 1964).

Durch die Erfindung sind Kleidungsstücke, die einen ausreichenden Schutz gegen Röntgenstrahlen in -der Umgebung eines fluoroskops gewähren, geschaffen worden, die

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dadurch gekennzeichnet sind, daß sie Abschirmungsstoffe von kleineren Mengen enthalten als die bis jetzt gebräuchlichen Schutzkleidungsstücke. Die Konzentration des Abschirmungsstoffs wird im Bereich von 10 bis' 4-5% gehalten, während die Filmstärke im Bereich von etwa 0,127 bis etwa 0,635 mm gehalten wird, so daß die Kleidungsstücke ausreichend bequem sind und trotzdem im noch einen guten Schutz gegen Röntgenstrahlen im Bereich von Fluoroskopen bieten. Die Kleidungsstücke, z.B. Handschuhe, werden mit Zonen von unterschiedlicher Durchlässigkeit für Röntgenstrahlen versehen, so daß man Kleidungsstücke erhält, die einen ausreichenden Schutz gegen die bei IPluoroskopen auftretenden Gefahren gewährleisten, ohne daß die Bewegungsfreiheit der zu schützenden Körperteile übermäßig eingeschränkt wird. Weiterhin ist durch die Erfindung·ein Verfahren geschaffen worden, das es eermöglicht, einen elastischen Handschuh für chirurgische Zwecke herzustellen, bei dem das eine Abschirmung gegen Röntgenstrahlen bewirkende Elastomermaterial innerhalb bestimmter Zonen dadurch eine unterschiedliche Dicke erhält, daß man die Wirkung der Schwerkraft ausnutzt, um innerhalb der Zonen, in welchen eine vergleichsweise größere Schutzwirkung erwünscht ist, eine größere Dicke des Material zu erhalten, so daß in» nerhalb dieser Zonen eine größere Menge der Röntgenstrahlen abschirmenden Stoffe vorhanden ist.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand sehematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine graphische Darstellung mit zwei Kurven, die ein typisches Energiespektrum von Röntgenstrahlen, die in der Umgebung eines Fluoroskops von Bedeutung sind, nach dem Passieren eines menschlichen Körpers veranschaulichen;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Dosisleistung. beim Gebrauch eines Fluoroskops über der Röntgenstrahlungsenergie entsprechend der Darstellung in Fig. 1;

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Pig. 5 eine graphische Darstellung des photoelektrischen Absorptionsquerschnitts zweier Abschirmungsmaterialien in Abhängigkeit von der. Energie, die bei der bei einem Pluoroskop verwendeten Röntgenstrahlung auftritt;

Fig. 4, 5 und 6 eine Seitenansicht bzw. die Vorderseite bzw. eine Stirnansicht eines elastischen Schutzhandschuhs; und

Pig. 7 schematisch den Einfluß der Schwerkraft auf die Dicke eines Überzugs, der aus einer zähflüssigen Masse erzeugt wird.

Für medizinische Zwecke werden Röntgenstrahlen innerhalb eines großen Energiebereichs verwendet, z.B. in einem Bereich von etwa 1 bis 4000 keV. Das Durchdringungsvermögen der Röntgenstrahlen wird bei zunehmender Energie erheblich größer. Ein großer Teil der bis jetzt durchgeführten ^ersuche zum Abschirmen von Röntgenstrahlen befaßt sich mit der Erzielung einer meßbaren Wirkung im oberen Energiebereich der Röntgenstrahlen. Zwar geben Fachleute im allgemeinen zu, daß der Wirkungsgrad von Schutzkleidungsstücken unter 100% liegen kann, doch wird großer Wert darauf gelegt, daß bei hohen Werten der Strahlungsenergie ein relativ hoher Abschirmungswirkungsgrad erzielt wird. Allgemein besteht bis jetzt die Neigung, die Möglichkeit der Schaffung eines mäßigen Schutzes zu vernachlässigen.

Bei einem erheblichen Teil der Arbeiten, bei denen Fluoroskope benutzt werden, werden Vorrichtungen zum Erzeugen von Röntgenstrahlen benutzt, deren Energie unter etwa 100 keV liegt. In Fig. 1 ist die Energieverteilung im Bereich von 10 bis 100 keV schematisch durch die Fläche unter der Linie 1-A in einem doppel-logarithmischen Maßstab dargestellt. Die Linie 1-A veranschaulicht schematisch, daß - relativ gesprochen - bei den Röntgenstrahlen geringerer Energie eine höhere Photonenintensität vorhanden ist als bei Röntgenstrahlen von höherer Energie.

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Der menschliche Körper absorbiert Röntgenstrahlen annähernd auf ähnliche Weise wie eine Wasserschicht mit einer Dicke von etwa 200 bis 255 mm. Beim Durchlaufen des Körpers werden somit alle Röntgenstrahlen mit einer Energie von weniger als etwa 10 "keV und ein kleinerer Anteil von Röntgenstrahlen mit einer Energie von weniger als etwa 20 keV absorbiert. In einer Fluoroskopzone zwischen einem menschlichen Körper und dem Fluoroskop-Bildschirm entspricht die Verteilung der Energie der unter der Kurve 1J-B in Fig. 1 liegenden Fläche. Hierbei ist insbesondere darauf hinzuweisen, daß in dieser Fluoroskopzone das wichtige Energiespektrum, das in Fig. 1 mit a bezeichnet ist, zwischen etwa 10 und etwa 40 keV liegt.

Angaben über die Dosisleistungsspektren sind in Fig. 2 schematisch dargestellt, wo die Fläche unter der Kurve 2-A der Dosis entspricht, die eine Hand in einer Fluoroskopzone aufnimmt, nachdem die Röntgenstrahlen eine Dicke Zone eines lebenden menschlichen Körpers durchlaufen haben. Im Bereich zwischen etwa 10 und etwa 40 keV ist unter der Kurve 2-A eine erheblich größere Fläche vorhanden als im Bereich von etwa 40 bis etwa 100 keV. Die Röntgendosisleistung in der Fluoroskopzone ist somit im Bereich von 10 bis 40 keV in einem bemerkenswerten Ausmaß konzentriert. Zwar haben Röntgenstrahlen im Bereich von 80 bis 100 keV eine größere Durchdringungsfähigkeit als im Bereich von 10 bis 40 keV, doch sind sie für Arbeiten mit dem Fluoroskop von geringerer Bedeutung als die eine höhere Energie aufweisenden Wellen, was auf die relative Dosierung zurückzuführen ist. In manchen Fällen der medizinischen Anwendung von Röntgenstrahlen kommt dem Schutz des menschlichen Körpers gegen solche . hochenergetische Röntgenstrahlen eine ziemlich große Bedeutung zu.

Um eine vielseitige Verwendbarkeit zu gewährleisten, werden Schutzkleidungsstücke bis jetzt gewöhnlich so ausgebildet, daß bei einem flexiblen Kleidungsstück

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möglichst weitgehend die gleiche Abschirmungswirkung erzielt wird wie bei den großen Bleiabschirmungen, wel-• ehe bei ortsfesten Konstruktionen benutzt werden. Gemäß der Erfindung sind Abschirmungskleidungsstücke,«die eigens für Personen bestimmt sind, die zum Zweck der Fluoroskopie mit Röntgenstrahlen arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihnen ein dünnes filmförmiges Material mit einer relativ kleinen Menge eines Röntgenstrahlen abschirmenden Materials kombiniert ist. Zwar bieten bestimmte Elemente, z.B. Blei und Uran, eine gewisse Absorption von Röntgenstrahlen innerhalb des gesamten Energiespektrums, doch treten innerhalb bestimmter Energiebereiche bei Röntgenstrahlen Resonanzabsorptionen auf, so daß das Blei bzw. das Uran innerhalb des Bereichs, der für die Fluoroskopie von besonderer Bedeutung ist, eine bemerkenswerte Wirksamkeit als Abschirmungsmittel erhält. Diese Erscheinung ist in Pig. 2 durch die Fläche unter der Kurve 2-B veranschaulicht, welche die Dosisleistung für eine Person darstellt, die durch ein Elastämermaterial geschützt ist, das etwa 10 Gewichtsprozent Blei entsprechend etwa 11 Gewichtsprozent Bleioxid enthält und eine Stärke von etwa 0,25 um hat. In dem kritischen Bereich von etwa 10 bis etwa 40 keV bewirkt schon diese kleine Menge des Abschirmungsmaterials eine erhebliche Verkleinerung der Fläche unter der Kurve 2-B. Der Schutzwert eines Abschirmungskleidungsstücks richtet sich nach seiner Wirksamkeit bezüglich, der Herabsetzung der Dosisleistung. Da es bei Schutzkleidungsstücken bis jetzt üblich war_v, besonderen Wert auf eine vielseitige Benutzbarkeit zum Schutz gegen hochenergetische Röntgenstrahlung bei medizinischen Anwendungen zu gewährleisten, wurde der Nutzwert schon kleiner Mengen von Abschirmungsstoffen gegen die bei der Fluoroskopie auftretenden Gefahren im allgemeinen vernachlässigt. Sieht man eine Konzentration von Blei oder Uran vor, die über 10%, jedoch immer noch unter 45% liegt, läßt sich eine hinreichende Wirksamkeit in dem für die ELuoroskopie in Frage kommenden Bereich von 10 bis 40 keV erreichen. Bei den bis jetzt bekannten Abscjirmungs-

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kleidungsstücken ist es üblich, mehr als 50% des Abschirmungsmittels zu verwenden. Wenn man jedoch gemäß der Er-r findung die Konzentration des Abschirmungsmi«ttels unter etwa 45 Gewichtsprozent des das Mittel enthaltenden Filmmaterials hält, ist es möglich, Kleidungsstücke mit erheblich besseren Eigenschaften herzustellen. Hierbei ist ■ die Tatsache von besonderer Bedeutung, daß die Benutzung eines Abschirmungskleidungsstücks bei der Fluoroskopie die Verwendung erheblich dünnerer Filme mit einem Gehalt an Abschirmungsmaterial rechtfertigt. Die abgeschirmten Kleidungsstücke nach der Erfindung bieten besondere Vorteile, die insbesondere auf ihre geringe Dicke zurückzuführen sind, welche im Bereich von etwa 0,127 und etwa 0,635 ium liegt.

In Fig. 6 stellt die Kurve 3-Pb den photoelektrischen Querschnitt von Blei als Funktion der Energie von Röntgenstrahlen im Bereich von etwa 10 bis etwa 100 keV dar, und es ist ersichtlich, daß Blei über einen großen Bereich von etwa 20 bis etwa 90 keV eine Wirkung ausübt, wie man sie von einem Material oder Element mit einer hohen Atomzahl erwarten würde. In dem Bereich von etwa 10 bis etwa 20 keV, d.h. dem Bereich, der für die Fluoroskopieoder Durchleuchtung von kritischer Bedeutung ist, läßt das Blei dagegen eine Resonanzabsorption der photoelektrischen Energie erkennen. Somit ist der photoelektrische Querschnitt jedes Bleiatoms in diesem Bereich größer, als es zu erwarten sein würde, wenn die Resonanzabsorption keine Rolle spielte.

Wie in Fig. 3 durch die Kurve 3-U schematisch dargestellt, wird auch der photoelektrische Querschnitt von Uran durch eine Resonanzabsorption verbessert, so daß das Uran für die hier in Frage kommenden Zwecke interessante Eigenschaften in einem Bereich besitzt, dessen Höchstwert bei etwa 24 keV liegt und sich bis zu etwa 35 keV erstreckt. Es sei insbesondere bemerkt, daß es ein Gemisch aus Bleiverbindungen und verarmtem Urandioxid

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ermöglicht, eine gewisse Resonazabsorption innerhalb eines großen Teils des Bereichs von 10 bis 40 keV zu erzielen, der für Durchleuchtungsvorgänge von besonderer Bedeutung ist.

Zwar bietet sowohl Urandioxid als auch Bleioxid jeweils für sich gewisse Vorteile als Abschirmungsmittel gegen Röntgenstrahlen bei Durchleuchtungsgeräten, doch ist es in manchen Fällen zweckmäßig, jeweils annähernd gleich große Gewichtsmengen der beiden Abschirmungsstoffe zu verwenden, wie es bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung geschieht. Die Resonanzabsorption der beiden Arten von Atomen trifft innerhalb verschiedener Teile des für Durchleuchtungsvorgänge bedeutsamen Teils des Röntgenstrahl spektrums auf. Zwar könnten sich diese Kleidungsstücken als relativ wenig wertvoll erweisen, wenn man sie beim Herstellen-von Eöntgenbildem und/oder bei der therapeutischen Anwendung von Röntgenstrahlen und/oder bei bestimmten anderen medizinischen Anwendungen von Röntgenstrahlen benutzt, doch ermöglichen die erfindungsgemäßen Abschirmungskleidungsstücke eine erhebliche Verringerung der Gefahren, die bei Durchleuchtungsgeräten auftreten, da sie im Bereich von 10 bis 40 keV einen erheblichen Absorptionswirkungsgrad zeigen·

Die erfindungsgemäßen Abschirmungskleidungsstücke werden aus Filmen hergestellt, die eine mittlere Dicke von etwa 0,127 bis etwa 0,635 m» haben und mehr als 10, jedoch weniger als etwa 4-5% dee Abschirmungsstoffs enthalten. Bei bestimmten Ausführungsformen wird die Erfindung angewendet, um einen verbesserten Handschuh für chirurgische Zwecke zu schaffen, der aus einem flexiblen Elastomermaterial besteht, das einen Füllstoff von hoher Dichte enthält, welcher für Röntgenstrahlen von mäßiger Energie relativ undurchlässig ist, so daß er die Hand eines Chirurgen gegen schädliche Strahlungswirkungen schützt. Ein solcher Handschuh eigent sich zum Gebrauch bei mit Röntgenstrahlen arbeitenden, zur Überwachung dienenden

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Durchleuchtungsgeraten, wie sie bei der Implantationschirurgie benutzt werden. Handschuhe für chirurgische Zwecke können aus dünnem Gummi, Polyurethan, Neopren oder einem anderen organischen Polymerisat hergestellt werden, das in Form eines dünnen Flachmaterials eine ausreichende Festigkeit hat. Solche Handschuhe stehen gewöhnlich in kleinen, mittleren und großen Größen zur Verfügung. Die Brauchbarkeit solcher Handschuhe bei verschieden großen Händen wird in manchen Fällen durch die Dehnbarkeit der Handschuhe gesteigert, die sich durch die Wahl eines entsprechenden Elastomermaterials zum Herstellen des Films erreichen läßt.

Der Chirurg befaßt sich bei typischen Operationen mit einem. Patienten, der auf einem Operationstisch liegt, und dessen Brustraum eröffnet worden ist, um es dem Chirurgen zu ermöglichen, mit seinen Fingern vorsichtige Tastarbeiten auszuführen. Hierbei überwacht der Chirurg die Bewegungen seiner Finger und der Instrumente auf dem Leuchtschirm, *un sicher zu sein, daß er die Instrumente gegenüber den Körperteilen des Patienten in die richtige Lage bringt. Eine vorbestimmte Quelle erzeugt Röntgenstrahlen, die von der Unterseite des Operationstisches aus durch den Körper des Patienten fallen und über seiner Oberseite einen Leuchtschirm aktivieren, der vom Chirurgen beobachtet wird. Hierbei läßt es sich nicht vermeiden, daß der lihirurg bei seiner Arbeit seine Hände in den Protonenfluß bringt, der vom Körper des Patienten zu dem Leuchtschirm verläuft.

Es sei angenommen, das die kumulative Dämpfung, die durch den Operationstisch, den Luftspalt und den Körper des Patienten bewirkt wird, einer vVasserschicht mit einer Dicke von etwa 205 mm entspricht, und daß die Flußenergie in der Zone, in welcher der Chirurg seine Hände gebraucht, einen anderen Wert hat als die Ausgangsleistung des Röntgengeräts. Hierdurch wird der Strahlenfluß etwa unterhalb des Wertes von 10 keV abgeschnitten. Die Flächen unter der

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Kurve 1-B in Fig. 1 und hinter der Kurve 2-A in Fig. 2 bilden schematische !Darstellungen, die für diese Zone gelten.

Ein erfindungsgemäßer Handschuh für Chirurgen hat allgemein ein ähnliches Aussehen wie die bis jetzt bekannten Handschuhe für chirurgische Zwecke. Gemäß Fig. 4-, 5 und 6 ist ein Fingerspitzenteil 11 vorhanden, der dünner ist als ein Handflächenteil 12, welcher seinerseits dünner ist als ein Schaftabschnitt 13 im Bereich der Öffnung des Handschuhs. Gemäß Fig. 7 kann man zum Herstellen eines Films einen Dorn 21 benutzen, der eine annähernd senkrecht verlaufende Seitenfläche besitzt, die man mit einem Film aus einem zähflüssigen Gel 22 überziehen kann, so daß das den Film bildende Gel nach hinten ablaufen kann. Die auf den sich kriechend bewegenden zähflüssigen Film wirkende Schwerkraft bewirkt, daß der Film in seinem oberen Bereich 22 eine geringere Stärke erhält als in seinem unteren Bereich 24-,

Brauchbare Werte ergaben sich bei Versuchen mit Polyurethanfilmen, die als Füllmaterial Blei enthielten. Ein elastomeres Polyurethan-Matrixmaterial zum Herstellen von Handschuhen wurde homogen in einem Dimethylacetamid-Lösungsmkttel dispergiert, um die Herstellung dünner Filme aus dem Polyurethanelastomer au ermöglichen. Filme mit einer geregelten Undurchlässigkeit für Röntgenstrahlen wurden in der V/eise hergestellt, daß dieses Verfahren entsprechend abgeändert wurde, und zwar durch Beifügen geregelter Mengen von Bleidioxid, das im folgenden der Einfachheit halber als "Bleioxid" bezeichnet wird, als¹ Füllstoff zu der flüssigen Masse, die bei dem ersten einer Reihe von Arbeitsschritten verwendet wurde, bei welchen eine Form aus Spiegelglas in die kasse eingetaucht wurde, woraufhin man die Masse ablaufen und trocknen ließ, um einen ungehärteten Film auf der Form zu erzeugen. Ausgehärtete Filme, die Bleioxid (PbO₂) in verschiedenen Konzentrationen enthielten, wurden untersucht, um die Absorption von Röntgen-

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strahlen im Energiebereich von 1 bis 100 keV zu messen. Die Ergebnisse dieser ^ersuche sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. ,

Absorption durch PbO

d.

Gew.-% Matrixdicke, mm Absorption, %

10 0,355 38

20 0,508 57

30 0,204 62

Ein Handschuh für chirurgische Zwecke wird gemäß der Erfindung aus Polyurethan hergestellt, das als Füllmaterial eine hinreichende Menge an Bleioxid enthält, um einen mäßigen Teil der für Durchleuchtungsvorgänge in Präge kommenden Röntgenstrahlung abzuschirmen., Dieses ^werfahren wird in mehreren nachstehend beschriebenen Schritten durchgeführt, um einen solchen Handschuh herzustellen.

1. Dispergieren des Elastomermaterials

Ein Gemisch von etwa 15 Gewichtsprozent des unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Texin 480A*¹ erhältlichen Polyurethans (ein lineares Polymerisat aus Polyester und aromatischem Disocyanat.mit geregelter Vernetzung) und etwa 85 Gewichtsprozent eines Lösungsmittels (Dimethylacetamid) bildet eine glatte, leicht zu verarbeitende Masse von mäßiger Viskosität, aus der sich Polyurethanfilme nach dem Tauchverfahren herstellen lassen. Ein Teil des Gemisches aus dem Polyurethan und dem Lösungsmittel wird zum Herstellen von Überzügen ohne Füllstoffe bereitgehalten, während der größere Teil zur Herstellung der Masse Verwendet wird, in welcher der Füllstoff dispergiert wird.

2. Beifügen des Füllstoffs

Pulverförmiges Bleioxid, das unter der Bezeichnung "L-67" von der Fisher< Scientific Company bezogen werden kann,-dessen Reinheit »twa 95»8% beträgt, das im Bereich

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unter einem Mikron einen relativ gleichmäßigen Teilchendurchmeseer hat, und dessen spezifisches Gewicht 9,37 beträgt, wird mit der Dispersion des Polyurethans in dem genannten Lösungsmittel unter Umrühren*alt einem mechanischen Mischer gleichmäßig gemischt.

5» Anwendung des Tauchverfahren

Eine Form aus keramischem Material in Gestalt der Nachbildung einer Hand wird durch Eintauchen in das keinen Füllstoff enthaltende Urethan bis zu einer gewünschten anfänglichen Tiefe mit einem lückenlosen, gleichmäßigen Überzug vereehen, der eine innere Abdichtungsschicht bildet, ^üann wird die Form aus der Masse herausgezogen, man läßt die überschüssige Masse ablaufen, und der überzug wird durch Verdampfen des Lösungsmittels getrocknet, bis er zum erneuten Eintauchen bereit ist. Die Eintauchdauer beträgt etwa 15 see, und das Herausziehen dauert etwa 30 see. Jetzt wird die eingetauchte Form so umgewendet, daß die Finger nach oben weisen, woraufhin etwa 5 hiß etwa 10 min lang ein Ablaufen des Material8 über dem Tauchbad zugelassen wird. Nach dem Eintauchen und Ablaufenlassen wird die Form in eine Trockenzone überführt, wo sie um eine waagerechte Achse und vorzugsweise in einem Warmluftstrom etwa 30 min lang gedreht wird. Die aufeinanderfolgenden Schritte zum Eintauchen, Herausziehen, Ablaufenlaesen, Trocknen usw. zum Erzeugen Jeder Schicht aus ungehärtetem Filmmaterial nehmen etwa 40 min in Anspruch, doch kann die Dauer jedes Teilschritts gegebenenfalls variiert werden. Die mittlere Dicke jeder bei jedem Tauchvorgang erzeugten Schicht wird als Zunahme der Dicke des Handschuhmaterials nach dem Aushärten angegeben. Der Film au· dem Gel, der bei einem Tauchschritt aufgebracht wird, enthält im Vergleich su dem Elastomer etwa die sechsfache Menge des genannten Lösungsmittels, und daher ist seine Dicke zunächst größer als die Dickenzunahme des ausgehärteten Handschuhs, die auf den betreffenden Tauchschritt zurückzuführen ist. Die mittlere Dicke der ersten, die

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innere Abdichtungsschicht bildenden Schicht aus dem Urethan beträgt etwa 0,025 bis etwa 0,050 mm.

Von besonderer Bedeutung ist gemäß der Erfindung die !Tatsache, daß verschiedene Zonen des Handschuhs eine unterschiedliche Dicke erhalten. Nach dem erstmaligen Eintauchen trägt die Form einen Überzug, dessen Dicke durch verschiedene Faktoren beeinflußt wird, und zwar die Viskosität der Lösung, die Dauer des Ablaufenlassens und die Kompliziertheit der Form. Die zähflüssige Lösung kann während der AbIaufperiode unter der Wirkung der Schwerkraft langsam nach unten fließen. Zwar ist unter dem Einfluß der Schwerkraft ein Kriechen von !'eilen des durch das Eintauchen aufgebrachten Üherzugs möglich, doch ist hierbei die auf das Schwerkraftfeld zurückzuführende Ausrichtung von Bedeutung. Formen für Handschuhe werden gewöhnlich mit den Fingern nach unten in das Material eingetaucht. Handschuhe von gleichmäßiger Dicke lassen sich herstellen, indem man die Formen eintaucht und sie unter geeignetem Umwenden ablaufen läßt, z.B. dadurch, daß man die Form jeweils während der geradzahligen Minuten so anordnet, daß die Fingerspitzen nach oben gerichtet sind, und daß man die Fingerspitzen beim Ablaufenlassen während der ungeradzahligen Minuten nach unten weisen läßt.

. Bei dem bevorzugten Verfahren nach der Erfindung läßt man die Form ablaufen, während die Finger nach oben gerichtet sind, so daß der Handschuh einen Handgelenkabschnitt erhält, der eine erheblich größere Stärke hat als der Fingerspitzenteil. Die Geschwindigkeit, mit der die zähflüssige Masse unter der Wirkung der Schwerkraft nach unten kriecht, um einen dickeren Film a» Handgelenk zu erzeugen, gleicht das Abführen von. überschüssiger Lösung währenddes Ablaufenlassene.auf eine solche Weise aus, daß es auf bequeme Weise möglich ist, die als vorteilhaft zu bezeichnenden, sich bezüglich ihrer Dicke unterscheidenden Zonen herzustellen·

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Zwar lassen sich die Wirkungen von Unterschieden der Dicke des Handschuhs als Folge der Anordnung der Form während des Ablaufenlassens zweckmäßig in Verbindung ext dem Schritt beschreiben, der zum Herstellen einer keine Füllstoffe enthaltenden Schicht dient, doch ist zu bemerken, daß die absichtliche Anwendung eines Ablaufenlassens bei nach oben weisenden Fingern in erster Linie beim Herstellen von „Schichten von Bedeutung ist, die Blei als Abschirmungsstoff enthalten.

4. Erzeugung von Schutzschichten durch Eintauchen

Nach einer ausreichenden Trocknung der zuerst aufgebrachten Schicht wird die Form in die Bleioxiddispersion eingetaucht, die Urethan in dem genannten Lösungsmittel enthält. Da das PbO₂ als Füllmaterial zu einer höheren Viskosität führt, bewirkt das Aufbringen eines deden Überzugs, daß die mittlere Dicke des Handschuhs um etwa. 0,075 "bis etwa 0,127 am zunimmt. In manchen Fällen erweist es sich als vorteilhaft, die Konzentration des genannten Lösungsmittels auf über 85# zu erhöhen, um die Viskosität zu verringern, damit sich dünnere Überzüge erzeugen lassen. In manchen Fällen ist es zweckmäßig, mehrere Schritte zum Erzeugen von Bleioxid enthaltenden Überzügen durchzuführen.

5. Äußere Abdichtungsschicht

Um eine äußere Abdichtungsschicht durch Eintauchen zu erzeugen, wird im wesentlichen der Schritt 5 wiederholt, um einen äußeren, einen Füllstoff enthaltenden Überzug aus Urethan mit der gewünschten Dick· aufzubringen. Gewöhnlich ist es zweckmäßig, sowohl eine innere als auch eine äußere Abdichtungeschicht vorzusehen, um die Gefahr des Verlorengehens von Bleioxid zu verringern.

Bei den Schritten 3, 4- und 5 werden die Biokenunterschiede bei dem gefertigten Handschuh so geregelt, daß sich e^ne Kombination von die gewünschte Bequemlichkeit bietenden dünnen Fingerspitzen mit einem erhöhten Schutz

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an der öffnung für das Handgelenk ergibt, wobei man diesen letzteren Abschnitt ohne Rücksicht darauf so bezeichnen kann, ob sich der Handschuh bis sum Handgelenk oder darüber hinaus oder nicht vollständig bis zum Handgelenk erstreckt·

Die Wandstärken der Fingerspitzen beträgt zweckmäßig etwa 20% bis 80% der Wandstärke am öffnungsabsehnitt des H_and8chuhs_t doch da die geringe Wandstärke an den Pingerspitzen in erster Linie zu dem Zweck vorhanden ist, dem Benutzer eine ausreichende Gefühleempfindung durch den Handschuh hindurch zu vermitteln, sei bemerkt, daß sich eine solche Gefühleempfindlichkeit nicht erreichen läßt, wenn die Materialdicke des Handschuhs größer ist als etwa 0,25 am· Natürlich läßt sich das beschriebene Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Kleidungsstücks, insbesondere eines Handschuhs, in der verschiedensten Weise abwandeln.

6. Aushärten

Nach dem Trocknen der äußeren Abdichtungeschicht wird der Dorm mit dem Handschuh in einen Ofen mit Zwangsluftumwälsung überführt und etwa 16 bis 24 Stunden lang bei etwa 50° 0 ausgehärtet.

7» Abnehmen des Handschuhs

Der ausgehärtete Handschuh wird von der Form abgenommen, die dann weiter zum erstellen von Handschuhen unter Anwendung der vorstehend beschriebenen Arbeitaschritte benutzt wird.

8. Zurichten des Handschuhs

. Es kann erforderlich sein, den Öffnungeteil des Handschuhs einer Fertigbearbeitung, z.B. durch Beschneiden, zu unterziehen.

Bei dem Handschuh nach der Erfindung handelt es «ich. um einen elastischen Handschuh für Chirurgen; bei dem den

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Fingerspitzen der Hand auf vorteilhafte Weise eine Gefühl sempfindlichkeit vermittelt wird-, und der im Bereich seiner Öffnung eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen Zerreißen besitzt. Die Wandstärke beträgt an den Fingerspitzen etwa 0,184 mm, im mittleren '^'eil, d.h. im Bereich der Handfläche, etwa 0,254- mm und im'Bereich des Handgelenks bzw. der Öffnung etwa 0,368 mm. Die Gewebemenge, die in den verschiedenen Zonen der Hand des Chirurgen geschützt werden muß, entspricht annähernd der unterschiedlichen Wandstärke des Handschuhs, und hierin ist ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Handschuhs bzw. des Verfahrens zu seiner Herstellung zu erblicken.

Verarmtes Urandioxid, das vorher verarbeitet worden ist, um wertvolle Isotope zu gewinnen, wirkt ebenfalls als Abschirmungsmaterial für Röntgenstrahlen in dem für die Durchleuchtung in Frage kommenden Bereich, und es ähnelt Bleioxid in verschiedenen Punkten. Erst während der letzten Jahre ist solches verarmtes Urandioxid zu Preisen verfügbar geworden, die es ihm ermöglichen, als Abschirmungsmittel bei Kleidungsstücken aus Elastomermaterialien in Wettbewerb mit Bleioxid zu treten. Gemäß Fig. 3 unterscheidet sich der Teil des Spektrums, innerhalb dessen bei Urandioxid eine vorteilhafte Resonanzabsorption auftritt, von dem für Bleioxid geltenden Teil. Ein Gemisch, z.B. ein Gemisch aus gleichen Mengen an Uranoxid und Bleioxid, kann als Füllstoff für einen Handschuh für chirurgische Zwecke verwendet werden, wobei sich verschiedene neuartige Vorteile ergeben, denen eine größere Bedeutung zukommt als dem dünneren Preis des Uranoxids.

Dünne Kleidungsstücke aus Polymerisaten, die Röntgenstrahlen abschirmende Füllstoffe enthalten, werden gewöhnlich mit Hilfe verschiedener Abwandlungen des eingangs beschriebenen Mehrfachtauchverfahrens hergestellt. Jedoch erweist sich jedes der Herstellungsverfahren als geeignet, das es ermöglicht, das gewünschte Endprodukt herzustellen, nämlich ein dünnes Kleidungsstück mit einer Dicke im

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Bereich von etwa 0,127 "bis etwa O,6J5 nun, das 10 bis 4-5 · Gewichtsprozent an Abschirmungsstoffen enthält, die aus der Gruppe gewählt sind, welche Bleioxid, verarmtes Urandioxid und Gemische daraus umfaßt; derartige Kleidungsstücke können bei Durchleuchtungsgeräten als Schutzkleidungsstücke getragen werden· ferner ist gemäß der Erfindung daran gedacht, daß man Aufwalzverfahren, Spritzformverfahren, Verfahren zum Aufbringen von überzügen aus einem fluidisierten Material sowie Strangpreßverfahren in weitere hier nicht genannte Verfahren anwenden könnte.

Anstelle des bezüglich des beschriebenen Ausführungsbeispiels erwähnten Polyurethangummis könnte man auch Naturkautschuk verwenden, ferner verschiedene Arten von Syn.thesekautsch.uk, Neopren, Polydimethyl siloxanelastomere sowie andere synthetische Elastomere· Zwar erweist sich eine hohe Elastizität bei Handschuhen für Chirurgen als sehr vorteilhaft, doch lassen sich andere Abschirmungskleidungsstücke zum Gebrauch bei Durchleuchtungsgeräten auch aus billigeren organischen Polymerisaten herstellen, z.B. aus Polyvinylchlorid oder Polyäthylen. Zu den weiteren Kleidungsstücken, bei denen sich die Erfindung auf vorteilhafte Weise anwenden läßt, gehören ferner Schürzen, tJberhandschuhe, Helme und dergleichen·

Ansprüche ι 409809/0471

Claims

ANSPRÜCHE

1.) Abschirmungs-Kleidungsstück, das den '-Träger gegen einen erheblichen Teil der Strahlungsgefahrdung bei Durchleuchtungsgeräten schützt, dadurch gekennzeichnet , daß das Kleidungsstück aus dünnen PoIymerisatfilmen besteht, zu denen eine innere und eine äußere, micht mit Füllstoffen versehene Schicht und eine zwi sehen diesen angeordnete Schicht gehören, welche ein Abschirmungsmittel enthält, das aus der Gruppe gewählt ist, die verarmtes Urandioxid, Bleioxid und Gemische daraus umfaßt, daß der Film 10 bis 45 Gewichtsprozent des Abschirmungsmittels enthält, und daß die Dicke des Films im Bereich von. etwa 0,127 bis etwa 0,655 hub liegt.

2. Abschirmungs-Kleidungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß verschiedene Teile des Filme um mindestens 25% dicker sind als andere Teile, um im Bereich der dickeren Teile eine größere Schutzwirkung zu bieten.

3· Abschirmungs-Kleidungsstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünneren Filme nicht dicker als etwa 0,254 mm sind, so daß der Tastsinn des Trägers im Bereich der dünneren Teile nicht beeinträchtigt wird.

4. Abschirmungs-Kleidungsstück nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet , daß das Kleidungsstück ale Handschuh ausgebildet ist.

5· Verfahren zum Herstellen eines Handschuhe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Form in eine Dispersion eingetaucht wird, die ein Polymerisat in einem Lösungsmittel enthält, da« die mit der Dispersion überzogene Form aus der Dispersion

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herausgezogen wird, daß man die Form mit nach oben gerichteten Fingerabschnitten ablaufen läßt, so daß der der öffnung benachbarte Teil des ^xlandschuhs unter der Wirkung der Schwerkraftteine größere Dicke 'erhält als die Fingerspitzenabschnitte, daß dieser Überzug getrocknet wird, daß die Schritte zum Eintauchen, Ablaufenlassen von Trocknen wiederholt werden, daß der handschuh mittels Wärme ausgehärtet wird, und daß der handschuh schließlich von der Form abgenommen wird.

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