專利名稱：生物防護服的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適于提供防范生物之保護的罩衣。
背景技術：
在一些情況下，工作人員被暴露于感染性生物，即可能引起感染、過敏或毒性的微生物中，包括遺傳改造的微生物。
在某些工作環(huán)境例如微生物實驗室和生物制品的生產(chǎn)中，感染性生物通常是眾所周知的。
在其它種類工作中，工作人員被暴露于其中的生物可能不為人所知，并且只能評估可能的風險；例如在農(nóng)業(yè)工作、廢物處理、特別是醫(yī)院廢物處理、獸醫(yī)實驗室、緊急凈化中會發(fā)生這種情況。
在所有這些環(huán)境中，必須使用防護服以防止感染性生物接觸皮膚。
防護服可以用可重復使用的材料制成，也可以用一次性使用的材料制成。
為了滿足安全、有效和舒適的保護性屏障的標準，已開發(fā)了許多材料和制備技術。
關于可重復使用的材料，從20世紀早期到20世紀70年代早期使用了幾種不斷變革的織物，從棉織物(由于其容易被滲透，不具有任何防水能力)到機械性能改善的聚酯棉混紡布，然后是密織棉或經(jīng)防水化學整理的聚酯棉混紡布。
在20世紀80年代，發(fā)展出新一代的紡織品，例如用長絲、有時是非常細的單絲(微細纖維)制成的密織物，該密織物能夠通過化學整理和軋光增強防液體滲透的能力。
所有上述編織物都依靠連接結構來提供完整性和保護性屏障。
一次性使用的防護服通常由非織造材料制成，該材料依靠纖維粘合技術(熱、化學或物理的)提供完整性和強度。
基本原材料是各種天然材料(例如棉和木漿)和合成纖維(例如聚酯和聚烯烴)。
通過使用特定類型的纖維、粘合方法和織物整理，可以使織物獲得需要的特性。
簡單地講，纖維可以通過纏繞纖維的高速水刺法(射流噴網(wǎng)成布法)被機械性粘合、通過在線熔體紡絲(紡粘)被熱粘合，或者通過化學粘合劑(濕法成網(wǎng))而化學粘合。通常，紡粘型織物由聚烯烴制成。
可重復使用的和一次性使用的產(chǎn)品通常被增強以加強或改善其性能；針對特殊的應用，通常以額外的材料層、涂料、增強材料或層壓的形式添加額外的材料(全部或部分區(qū)域)。
特別地，有時用第二層織物來提高防止液體滲透的能力和抗滑性，或者用化學制品來提供加強和防液特性。
已有關于由上述方法制成的多種防護服的描述例如EP0365559B1(優(yōu)先權GB8714535)。
聚乙烯是最常用材料之一，根據(jù)不同應用制成幾種類型。
其中，蒂維克牌(Tyvek brand)保護性材料是紡粘烯烴，由非常細的高密度聚乙烯長絲熱壓粘合在一起制成。
這些材料在例如EP 850330和US 4321781中有描述。
特別地，還有用這些具有高度防液、防塵和防化學品的材料制成的罩衣。但這些材料在抗撕裂性、耐磨性以及懸垂性、柔軟度、柔韌性和透氣性方面還不夠好。
考慮到屏障材料應該具有足以經(jīng)受在通常使用中所受應力的強度，以及考慮到在非常危險的工作環(huán)境中與舒適性相關的特性是非常重要的，所有上述方面與屏障特性同樣重要。
因此，一直以來需要開發(fā)新的防護服，其在提高防液體和微生物穿透性水平的同時，還具有包括機械抗性和舒適性在內(nèi)的其它重要性能。
發(fā)明簡述現(xiàn)在我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了用聚丙烯和聚乙烯制備、用作防護服特別是防生物屏障的新的罩衣。
該罩衣提供了針對液體和微生物穿透的高水平防護、良好的機械性能，包括抗撕裂性和耐磨性、出色的柔性度、懸垂性和舒適性。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及適于提供生物防護的罩衣。
該罩衣包括與聚乙烯膜層壓的一層聚丙烯非織造材料，其中聚丙烯和聚乙烯的單位重量之比在70∶30到50∶50范圍內(nèi)，優(yōu)選65∶35到55∶45范圍內(nèi)。
該罩衣通常用與厚度在30到70微米之間單位重量在20到30g/m2之間的聚乙烯膜層壓的一層厚度在240到270微米范圍內(nèi)、單位重量在35到45g/m2范圍內(nèi)的非織造聚丙烯制成。
材料的總厚度在270到340微米范圍內(nèi)，單位重量在55到75g/m2范圍內(nèi)。
特別地，該罩衣優(yōu)選由與厚度在40到60微米之間、單位重量在22.5到27.5g/m2之間的聚乙烯膜層壓的一層厚度在245到255微米范圍內(nèi)、單位重量在37.5到40.0g/m2范圍內(nèi)的非織造聚丙烯制成；優(yōu)選罩衣的厚度在285到315微米范圍內(nèi)，單位重量在60.0到67.5g/m2范圍內(nèi)。
內(nèi)層是由聚丙烯長絲制成的非織造紡粘材料。
除了提供對液體和微生物的屏障外，該內(nèi)層還保證了高度懸垂性和舒適性，而且是生理安全的和透氣的。
外層由微孔聚乙烯膜制成，孔徑小到足以防止液體和微生物通過，但同時允許濕氣以分子水平穿過，以保證良好的透氣性。
這兩種材料以各自的形式和適宜的比例結合，提供了目前為止現(xiàn)有技術從未達到的化學-物理特性以及懸垂性和舒適性的結合。
特別地，材料的柔軟性保證了高懸垂性和在任何情況下的良好舒適性，不會對防液體和微生物的屏障特性產(chǎn)生負面影響，相反，與已知的高密度材料相比其屏障特性相當或更優(yōu)。
此外，其抗撕裂性和耐磨性足以經(jīng)受任何危險使用條件下所受的應力。
該罩衣被設計成滿足已有規(guī)則、特別是滿足686/89 CE號指令(意大利D.L.475-04.12.92)的特殊要求。
該罩衣的設計和制作保證了軀體各部分、特別是頸、胸、胳膊和腿的防護。
該罩衣必須與手套和其它防護性服裝一起穿戴，以確保手、面部和腳的防護。
該罩衣配有頭罩和環(huán)繞腕、踝、腰和面部的橡皮帶。
特別地，優(yōu)選橡皮帶扎緊腕部和踝部，以使胳膊和腿不接觸潛在危險。
所有的接合部分都用熱熔接法裝配；接縫處確保與材料同等的高屏障性。
扣緊裝置在前面，拉鎖被確保氣密封的粘連帶覆蓋。
制造、設計該罩衣使得避免具有可能使使用者不適或對使用者產(chǎn)生負面影響的區(qū)域。
罩衣被設計成幾種尺碼，以使任何工作者在任何工作條件下都能舒適地使用；環(huán)繞腰部的橡膠帶防止織物臌脹，以降低與可能損害罩衣的外部物體接觸的風險。


圖1顯示罩衣的形狀。
參考圖1，以厘米表示的不同尺碼的尺寸符合EN340規(guī)則，并列于下表，誤差為+/-3％。

制造方法是基于制造防護服的標準規(guī)則。
材料被裁剪并空沖，根據(jù)不同尺碼選擇不同部分，并以數(shù)字標記。
然后檢查不同部分的尺寸，通過將不同部分熱熔接制造罩衣。
然后在罩衣內(nèi)側貼標簽。
除了制造者的名字，標簽還包括版型名稱、尺碼和“生物危害性”的象形圖。
特別地，根據(jù)生物防護服的歐洲標準(CE)對衣服進行標記。
給使用者的信息應該用詞清楚、明確，CE標記明顯，以符合基本安全要求；圖2是標簽的一個實例。
在白色的背景下，文字、表意符號和象形圖為黑色，字母的大小大于2毫米，CE文字的大小大于10毫米。
制造過程結束時，進行質(zhì)量控制以檢查是否所有部分都已經(jīng)被正確裝配、不同層的疊加和組成結構是否符合操作指示。
特別地，檢查熔接區(qū)的接縫處、標記的一致性和標記的位置。
最后，為了將衣服保護到使用的時候，將衣服折疊、粗縫，放入信息頁，并包裝罩衣。
這樣制造的罩衣適于提供對抗生物例如細菌、寄生蟲、真菌和病毒的保護。
該罩衣能有效抵御任何可能引起任何感染、過敏或毒性的微生物，包括遺傳改造的微生物、細胞培養(yǎng)物和人體內(nèi)寄生蟲。
特別地，該罩衣能有效抵御能夠通過血液和體液傳播的微生物，例如乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)、人類免疫缺陷病毒(HIV)、引起牛海綿狀腦病(BSE)和其它TSE的致病生物和炭疽桿菌。
該罩衣可用于工作人員可能會暴露在不同形式的危險物質(zhì)(例如液體、空氣、懸浮微?；蚬腆w)的任何情況下。
具有暴露于感染性生物風險的工作條件，例如有生物技術制品的生產(chǎn)、衛(wèi)生保健工作(包括隔離病房和停尸間)、化學-生物實驗室、獸醫(yī)實驗室、診斷實驗室、垃圾處理場的工作，這些工作與動物和/或動物來源的產(chǎn)物接觸。
該罩衣只保證被直接覆蓋的人體部分的防護，必須與其它防護服(例如防毒面具、手套、靴子)共同使用以提供完全的保護。
該罩衣可以穿在一般工作服裝的外面，其效果僅在正確穿著、扣緊、并且是適宜的尺碼時才能被保證。
該罩衣是一次性使用的衣服，不能經(jīng)受任何形式的保養(yǎng)、洗滌或再使用。
以下是一些用來評估罩衣技術特性的實驗結果。這些結果只是為了說明目的，沒有任何限制作用。
罩衣屏障特性防護服的主要功能是提供針對微生物穿透的適宜水平的防護。
通常認為液體是微生物傳播的最重要的媒介，但還有其它可能的媒介包括空氣和懸浮微粒，也可能是機械作用導致的微生物干性穿透。
因此，有效的微生物屏障必須能夠抵御微生物的濕性和干性穿透。
為了測定本發(fā)明罩衣的屏障特性，進行了一系列實驗(實驗1-3)。
實驗1靜水壓下對污染液體的穿透抗性本實驗在持續(xù)接觸液體的條件下，用替代微生物測量試驗材料對以血液為媒介的病原體穿透的抗性。
本實驗分為兩部分
a)將材料置于持續(xù)增加的壓力下，使用模擬血液和其它體液的合成血；肉眼觀察合成血對材料的穿透。a)部分被用作篩選實驗。
b)測量材料對替代微生物穿透抗性。替代微生物是與其它對人體具有致病性的微生物行為類似的微生物。合成血類似于體液；許多因素可以影響體液的濕潤和穿透特性，例如表面張力、粘度和液體的極性。
血液和體液(不包括唾液)的表面張力約為0.042-0.060N/m。
替代品的表面張力被調(diào)節(jié)到約為該表面張力范圍的低限，即0.042(+/-0.002)N/m。
本實驗所用的替代微生物是Phi-X174噬菌體，其對人體無致病性，但被用來模擬對人致病的病毒。
它是已知小病毒中的一種，直徑為0.027微米，大小和形狀與直徑為0.03微米的最小的血液病原體HCV相似。因此，Phi-X174噬菌體也被用作HBV(0.042微米)和HIV(0.10微米)的替代品。
實驗結果1a)篩選實驗-抗合成血本實驗包括在不同水平的靜水壓下，用合成血對防護材料抗生物液體的穿透性進行測量。
本實驗基于ASTM F 1670，被用作篩選實驗。
本實驗在25(+/-5)℃、52％相對濕度下，在三個隨機獲取的75mm×75mm樣品上進行，每個壓力保持5分鐘。
在不同壓力下，肉眼觀察每個樣品上合成血對材料的穿透，如果沒有穿透記錄為“合格”(P)，如果穿透則記錄為“失敗”(F)。
結果如下

1b)用Phi-X174噬菌體測量抗感染性生物穿透的實驗方法本實驗用噬菌體Phi-X174作為實驗體系，測量防護材料對感染性生物穿透的抗性。
本實驗只應用于通過了篩選實驗a)的材料，并且是基于ASTM F1671。
從材料上隨機取三塊75mm×75mm樣品進行實驗。
向樣品上施加含病毒的營養(yǎng)肉湯，在21(+/-5)℃下向樣品施加不斷增加的壓力水平，每個5分鐘。
檢測每個壓力水平下微生物的穿透，即使未觀察到液體穿透時也進行檢測。
當在指定壓力下，穿透樣品的pfu/ml(每毫升空斑形成單位)＜1時，樣品即通過實驗；當三個樣品都通過實驗時，材料即在指定壓力下通過該實驗。
結果如下

實驗2抗生物學污染的懸浮微粒的穿透本實驗在具有Collison噴霧器的有機玻璃盒中進行。
含微生物金黃色葡萄球菌ATCC 6538(NCIMB 9518)的溶液被噴射于盒子中。用負壓在兩個薄膜濾器上收集污染懸浮微粒的小滴。其中一個濾器被防護服材料遮蓋。
然后移出濾器，提取微生物，在37℃培養(yǎng)過夜后計數(shù)。
在遮蓋和未遮蓋的濾器上發(fā)現(xiàn)的細菌的比例被用來評估防護服材料的屏障特性。
對四個樣品(直徑為25mm的圓)進行7分鐘的實驗。
以穿透材料的微生物表示的結果如下

實驗3抗生物學污染灰塵的穿透本實驗基于EDANA方法190.0-89/’96。
用枯草桿菌ATCC 9372(CIP A4)的孢子污染粉末；然后用防護服材料振動粉末30分鐘。
在35℃培養(yǎng)24小時后，計數(shù)穿透材料的微生物數(shù)目。
該實驗在六個200mm×200mm樣品上進行，其中一個被用作未污染的對照。
結果如下

機械特性為了評估材料的性能，其它特性也很重要，例如承受在通常使用中會碰到的、可能損壞材料從而影響所需屏障性能的機械應力的能力。
為評估材料的機械特性進行了一些實驗(實驗4-8)。
實驗4耐磨性用Martindale法和J.Heal設備、00砂紙檢測耐磨性。
在20(+/-2)℃、65％相對濕度下，用9Kpa壓力對四個樣品進行檢測，直到在材料上形成第一個直徑為0.5mm的孔(用立體顯微鏡評定)。
以形成第一個孔所需的循環(huán)次數(shù)表示結果

該方法將材料分為4類，最高分類為4級(＞500循環(huán))，是具有最高耐磨性材料的標志。
因此，根據(jù)本實驗，本發(fā)明的材料顯示了對使用中損害的最高抗性。
以下是評估其它機械性質(zhì)的實驗的結果。
實驗5抗撕裂性梯形法-UNI EN ISO 9073/’99縱向撕裂強度＝59.4(+/-10.1)N橫向撕裂強度＝35.2(+/-5.7)N實驗6耐撓曲龜裂性ISO 7854/’84法在10×到100,000循環(huán)中，樣品未顯示任何損壞。
實驗7抗拉伸性抓樣法ISO 5082/’82平均斷裂強度＝73.2(+/-11.6)N實驗8抗刺破性UNI EN 863/’96法抗刺破性＝12.4N阻燃性在罩衣的一般使用中，有許多潛在的火源。
如果施以高強度熱源，特別是在氧氣水平升高時，所有材料都會燃燒。
為了評估本發(fā)明罩衣的阻燃性，進行了以下實驗。
實驗9阻燃性本實驗是基于EN 1146/’67法，根據(jù)EN/532/’94規(guī)則，使用丙烷氣和本生燈產(chǎn)生的溫度為800(+/-50)℃的40mm高的火焰。
檢測了五個樣品，沒有后燃或后白熾(post-incandescence)的跡象。
化學品抗性在通常使用中，防護材料可能接觸化學物質(zhì)，例如臨床上的液體、皮膚消毒劑、滑潤劑、油類。
由于這些化學品可能損壞材料從而影響其屏障特性，因此防護服具有適當?shù)幕瘜W品抗性是非常重要的。
下面的實驗是用四種不同的液態(tài)化學品進行。
實驗10抗液體化學品的穿透本實驗是基于UNI EN 588法。
用四種不同的化學品在20(+/-2)℃、65％相對濕度下，以10ml每10(+/-1)秒的流速檢測三個樣品。
測量了幾個參數(shù)，其平均值列于下表

接合區(qū)的抗性最后，考慮到在防護服的接縫處、接合處和裝配處液體更容易穿透，在接合區(qū)進行了特別的水穿透實驗。
實驗11在逐漸增加的靜水壓下對水穿透的抗性本實驗基于UNI EN 20811/’93法，用Branca裝置，以60cmH2O每分鐘的速度逐漸增加壓力。以使第一滴水在接合處穿透材料所需的cmH2O和Pa表示結果。
檢測了5個樣品，記錄較低的數(shù)值。
A)溫度20(+/-2)℃；相對濕度65％；水溫20(+/-2)℃。
結果＝293cmH2O-28733PaB)溫度25(+/-2)℃；相對濕度55％；水溫25(+/-2)℃。
結果＝25.5cmH2O-2501Pa
權利要求
1.一種適于作為生物防護服的罩衣，其由聚丙烯層和聚乙烯層層壓制成。該罩衣具有防止液體和微生物穿透的高水平防護、出色的機械特性，包括抗撕裂性、耐磨性、顯著的柔軟性、懸垂性和舒適性。
2.權利要求1所述的罩衣，其特征為內(nèi)層是非織造聚丙烯層，外層是聚乙烯膜，聚丙烯和聚乙烯的單位重量之比在70∶30到50∶50范圍內(nèi)。
3.權利要求1所述的罩衣，其特征為內(nèi)層是非織造聚丙烯層，外層是聚乙烯膜，聚丙烯和聚乙烯的單位重量之比在65∶35到55∶45范圍內(nèi)。
4.權利要求2所述的罩衣，其特征為材料的厚度在270到340微米范圍內(nèi)，單位重量在50到70g/m2范圍內(nèi)。
5.權利要求2所述的罩衣，其特征為非織造聚丙烯內(nèi)層的的厚度在240到270微米范圍內(nèi)、單位重量在35到45g/m2范圍內(nèi)，聚乙烯膜外層的厚度在30到70微米范圍內(nèi)、單位重量在20到30g/m2范圍內(nèi)。
6.權利要求2所述的罩衣，其特征為材料的厚度在285到315微米范圍內(nèi)，單位重量在60.0到67.5g/m2范圍內(nèi)。
7.權利要求2所述的罩衣，其特征為非織造聚丙烯內(nèi)層的厚度在245到255微米范圍內(nèi)、單位重量在37.5到40.0g/m2范圍內(nèi)，外層聚乙烯膜的厚度在40到60微米范圍內(nèi)、單位重量在22.5到27.5g/m2范圍內(nèi)。
8.權利要求1所述的罩衣，其中的接合是通過熱熔接進行的。
9.權利要求1所述的罩衣，其配有頭罩，環(huán)繞腕部、踝部、腰部和面部的橡皮帶。
10.權利要求1所述的罩衣，其中扣緊裝置在前面，拉鏈被確保氣密封的粘連帶覆蓋。
11.權利要求1所述的罩衣作為生物防護服的應用，所述生物是可能引起任何感染、過敏或毒性的微生物(細菌、寄生蟲、真菌、病毒)，包括遺傳改造的微生物、細胞培養(yǎng)物和人體內(nèi)寄生蟲。
12.權利要求11所述的應用，其特征為所述生物是能夠通過血液和體液傳播的微生物(HBV，HCV，HIV)。
13.權利要求11所述的應用，其特征為所述生物是引起牛海綿狀腦病(BSE)和其它TSE的致病生物。
14.權利要求11所述的應用，其中所述生物是炭疽桿菌。
全文摘要
本發(fā)明涉及由聚丙烯和聚乙烯制成、用作防護服、特別適于作為生物防護屏障的罩衣。該罩衣提供了防止液體和微生物穿透的高水平防護、出色的機械特性，包括抗撕裂性、耐磨性、顯著的柔軟性、懸垂性和舒適性。
文檔編號B32B27/32GK1602218SQ02824748
公開日2005年3月30日 申請日期2002年11月12日 優(yōu)先權日2001年11月15日
發(fā)明者斯蒂法諾·瑟比尼, 帕斯夸利諾·洛·約科 申請人:Cl網(wǎng)絡有限公司