"Intelligente" Kleidung schützt vor Strahlenbelastung
Lasertechnik ist im starkem Maße für die Materialbearbeitung als Teil automatisierter Produktionssysteme im Einsatz. Unter normalen Arbeitsbedingungen sind diese Anlagen üblicherweise geschlossen, so dass eine angemessene Sicherheit aufgrund der Gehäuse und Sicherheitskreise gegeben ist, welche die Laserquelle beim Öffnen des Gehäuses automatisch ausschalten. Jedoch muss das Service-Personal etwa während der Systemwartung die Sicherheitsverriegelung überbrücken und setzt sich damit einem erheblichen Risiko auf Verletzungen durch versehentliche Laserbestrahlung aus. Eine weitere, ähnlich gefahrvolle Quelle der Strahlenbelastung sind handgeführte Laserbearbeitungsgeräte. Bis jetzt ist dieses Problem der Strahlenexposition nur für die Augen des Bedienpersonals im Detail reguliert, nicht aber für die Haut. Angesichts des ernsthaften zerstörerischen Potenzials dieser Strahlung gegenüber menschlichem Gewebe sind dringend Schutzmaßnahmen erforderlich, um derartige Expositionsrisiken zu minimieren. Vor diesem Hintergrund bestand das Hauptziel des EU-finanzierten Projekts PROSYS-LASER ("Intelligent personal protective clothing for the use with high-power hand-held laser processing devices") in der Entwicklung neuartiger Laserschutzkleidung und -vorhänge zum Einsatz im Zusammenhang mit handgeführten Laserbearbeitungsgeräten und mit nicht geschlossenen automatisierten Lasermaschinen. Um dieses Ziel zu erreichen, stellten die Partner passive funktionale technische Mehrschichttextilien , die eine hohe Laserbeständigkeit gewährleisten, sowie aktive Textilien her, welche den Laserstrahl deaktivieren können. Es wurden Prototypen passiver und aktiver Handschuhe, Jacken und Schürzen sowie aktiver Vorhänge gefertigt. Bei Entwurf und Ausgestaltung dieser Textilien mussten die Forscher verschiedene Aspekte berücksichtigen, wozu Verschleißfestigkeit, Entflammbarkeit und Waschbarkeit zählten. Die Partner konnten mit Hilfe verschiedener mathematischer Modelle die Zeit berechnen, die bis zum Beginn einer Verbrennung zweiten Grades nach der Bestrahlung bleibt. In Kombination mit einer vernachlässigbaren Übertragbarkeit und einem minimierten Wärmestrom verwendeten die Partner dieses Kriterium, um die Laserschutztextilien zu entwerfen. Die Forschungspartner erstellten für passive Textilsysteme mehrschichtige Textilien, deren äußere Schicht als stark zurückemittierendes Material dient und somit den Energieeintrag in das textile System minimiert. Die Funktion der mittleren Schicht ist die Abführung des Energieanteils, der von der äußeren Schicht absorbiert wird. Die innere Schicht dient als eine zusätzliche Barriere gegenüber der Energieübertragung zur Haut, während eine geringe Wärmeleitfähigkeit beibehalten wird, um eine gewisse Wahrnehmbarkeit zu ermöglichen. Aktive Schutzsysteme mit in der mittleren Funktionsschicht eingebauten Sensoren sorgen zusätzlich dafür, dass der Laserstrahl im Falle einer Strahlenpanne automatisch deaktiviert wird. Teil von PROSYS-LASER war die Entwicklung einer Prozedur zur Erprobung der Schutzsysteme insbesondere in Hinsicht auf den Wärmefluss zur Haut aufgrund von Strahlungsabsorption sowie Reflexion und Transmission der Strahlung. Die im Rahmen der PROSYS-LASER-Initiative entwickelten innovativen Laserschutztextilien haben ein großes kommerzielles Verwertungspotenzial. Was aber wohl am wichtigsten ist: Mit diesen neuartigen Materialien sind die Mitarbeiter erheblich sicherer und die Anzahl der Arbeitsunfälle dürfte sich reduzieren.
