[发明专利]结合有剪切增稠液体的外科和医疗服装及材料

说明书

技术领域

本发明涉及外科服装和材料，其含有剪切粘稠液体以增大其抗穿透性，外科服装例如外科袍服、外科手套、伤口护理产品等。

背景技术

剪切增稠液体或STF是一类当往其上施加剪切力或将该液体暴露在电荷或磁场中时，电荷或磁场会导致液体内悬浮的磁-流变颗粒改变其取向并增加粘度，由此其粘性暂时或可逆增大的液体。然而，当除去诱发因素时，这种诱发的效果就会消失，同时液体回复到其正常粘度。

STF的性质及成分多种多样。通常，STF显示出特有的可以被称作非牛顿型流动的特性，其特征在于随着剪切力增加，其粘度显著增大。它们通常由直径小于100微米的胶体颗粒在各种介质中的分散体组成。合适的颗粒包括二氧化硅、碳酸钙、各种聚合物(包括但不仅限于聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯)的纳米颗粒或它们的共混物。分散介质性质上是水溶性或醇溶性的，并包括乙二醇、聚乙二醇或者硅基聚合物。配制物中也可以包含表面活性剂，以提高所述分散体的稳定性。构成所述液体的原料会影响STF的性质，尽管并不必然决定该液体所表现出的性质。其它性质如液体中的粒径和粒径分布，以及液体中的颗粒浓度决定着液体所表现出的性质。

STF已经在包括变速箱的液力耦合装置、车辆悬架系统等多个技术领域得到应用。也已经有教导将STF用于人体盔甲中，以增加其受高速物体如子弹冲击时的抗穿透性，同时使盔甲的柔韧性最大化并减轻重量-STF在静止状态时的低粘度使得盔甲能够弯曲，同时其受到子弹冲击所引起的非常高的剪切力时，粘度会立即增大，从而达到消散冲击物能量的效果，由此防止穿透。

发明内容

本发明提供一种外科服装或材料，其含有对服装或材料起防穿透作用的STF。

根据本发明的外科服装或材料有下列优点，即STF在其正常或者静止状态下的低粘度保证它不会增加服装或者材料的整体柔韧性，因此不会防碍穿戴者的自由活动或者穿戴者的触觉，这是很重要的，例如如果穿戴者是进行外科手术的外科医生。而且，优选的是STF重量轻，因此STF的添加不会对服装或者材料的重量有任何明显的影响。然而，另一方面，STF可变粘度的性质增大了例如针或其它尖锐工具的刺穿阻力，从而改善对穿戴者的保护。

适于实施本发明的外科服装包括但不限于外科袍服、外科手套、外科口罩等等，其可以通过许多已知技术制造，例如，就外科手套而言，可以通过浸渍、喷洒等。此外，可以用常规材料作为制造产品的“织物”，就手套而言，例如天然胶乳、脱蛋白的天然胶乳、基于各种的化学配制品的合成胶乳等等。

然后通过以下步骤将剪切增稠液体另外加入或二者选一地加入制品的内部或覆盖在其表面上：

●将完全成形的产品浸入剪切增稠液体中；

●在制造过程的中间阶段将产品浸入剪切增稠液体中；

●涂敷到产品外表面上；

●涂敷到产品内表面上；

●在产品制造的中间阶段涂敷，使之存在于产品内表面和外表面；

涂敷可能会受到包括浸渍和喷洒的涂敷技术的影响。

●将完全成形的产品用剪切增稠液体喷洒；

●在制造过程的中间阶段已经涂敷剪切增稠液体的产品；

在本发明的开发过程中，单层防弹材料(BRM)例如卡夫拉(Kevlar)可以被用在产品结构的内层和外层之间，所述BRM浸渍了剪切增稠材料。

在产品结构的内层和外层之间的位置中使用分散在剪切增稠液体中的防弹材料(BRM)(如卡夫拉)的单纤维也是可以的，所述BRM被浸渍了或未浸渍剪切增稠材料。剪切增稠液体-BRM基体以有效产生膜体系的方式应用，而BRM的涂敷通过浸渍、喷洒或其它传统制造方法在外表面、内表面、内外两表面或这些表面之间进行。

染料或其它着色介质可以同样有利地到加入剪切增稠液体的胶态分散体中，以便在手套表面被已经刺破时提供有意义的指示信号。这种效果还可以通过将剪切增稠液体混入含有半透明层和着色层的复合产品而实现，通过这种方式，着色层在被刺穿时变得更明显。

剪切增稠液体可以包含在产品的内表面和外表面之间，由此形成膜结构的形式，剪切增稠液体以溶液或凝胶形式存在于膜内，BRM的颗粒也可以分散在膜结构中。所述剪切增稠液体也可以装入胶囊，其仅在通过刺穿类型的方法刺破胶囊时，才变得具有活性。这样就可以提供给产品以常规的性质，该性质保持直到发生刺穿行为的时间点。