СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛАСТИЧНЫХ СИНТЕТИЧЕСКИХ МЕДИЦИНСКИХ ПЕРЧАТОК
METHOD FOR MANUFACTURING ELASTIC SYNTHETIC MEDICAL GLOVES

Предлагаемое изобретение относится к легкой промышленности, а именно к полимерной и предназначено для изготовления эластичных синтетических медицинских перчаток.
Латексные и нитриловые медицинские перчатки - обязательное средство индивидуальной защиты для персонала клиник, стоматологических и косметологических кабинетов. Они относятся к средствам индивидуальной защиты и являются непременным условием проведения операций, осмотров, диагностики и других манипуляций и процедур (инъекций, сбора анализа крови, работы с лекарственными препаратами). Основное назначение - создание защитного барьера. Поэтому перчатки должны быть, прежде всего, прочными, эластичными и непроницаемыми для воды, пара, бактерий и вирусов.
Медицинские перчатки имеют широкое распространение не только в этой отрасли, но и за ее пределами: их используют в качестве защиты кожи рук при соприкосновении с химически-агрессивными, токсичными компонентами, соблюдения гигиены в пищевом производстве, общественном питании и ресторанном бизнесе, фармакологии, при исследовательских работах и тому подобное. Правильность выбора определяется нюансами их применения.
Перчатки различаются материалами, технологиями изготовления, обработкой внутренней поверхности, предназначением, исходя из чего их можно сгруппировать следующим образом.
Перчатки из натурального латекса более чем на 60% состоят из полиизопреновых частиц, что позволяет считать полиизопреновые перчатки наиболее близкими по своим свойствам к обычным латексным перчаткам. Достоинства натурального латекса широко известны: перчатки из такого материала хорошо облегают руку, тянутся, мягкие и эластичные.
В то же время, они содержат значительное количество белков, вызывающих аллергические реакции и в свою очередь малоустойчивы к воздействию масел, спиртов, эфиров. Мировой стандарт наличия белков в перчатке из натурального латекса - менее 50 мкг/г, определяется по методу Лоури. Ряд производителей предлагают перчатки с уровнем белков менее 20 мкг/г.
Нитриловые перчатки отлично выдерживают влияние альдегидов, спиртов, фенолов и кислот, что позволяет использовать перчатки из нитрила в лабораториях, при работе с агрессивными средами. Кроме того, синтетические перчатки не вызывают аллергенных реакций, так как не содержат белков, но в некоторых случаях могут вызывать контактные дерматиты при слишком длительной работе. Из-за малой эластичности и растяжимости, перчатки из нитрила практически непригодны в хирургии.
Полиизопреновые и полихлоропреновые перчатки являются одни из самых дорогих, поэтому в основном их используют в качестве хирургических перчаток. Обоснованной необходимости использовать смотровые перчатки из полихлоропрена и неопрена не существует, так как по степени устойчивости к химическим веществам они похожи на перчатки из нитрила. В то же время, использование подобных перчаток во время хирургических операций позволяет обеспечивать высший уровень защиты для всех работников хирургической бригады.
Виниловые перчатки достаточно дешевы, но имеют один важный недостаток: легкую проницаемость для любых белков (в том числе белков крови) и микроорганизмов, что не позволяет использовать их даже для кратковременного осмотра пациентов. Виниловые перчатки широко используют для поддержания должного уровня санитарии.
Основным отличаем от перчаток из латекса является гипоаллергенность, так как в них не содержится натурального латекса.
Перчатки из синтетического или натурального каучука, например, карбоксилированной бутадиен-нитрильной каучуковой композиции обычно производят путем процесса погружения шаблона в форме кисти руки, или оправки, сначала в ванну с порошкообразным или жидким коагулянтом, затем погружения шаблона в ванну с синтетическим или натуральным каучуком и доработки с помощью процессов выщелачивания и сушки.
Одним из важнейших параметров, по которым оценивается качество нетканых изделий, а именно медицинских перчаток, является шероховатость поверхности и их эластичность.
Известен способ изготовления полимерных перчаток, включающий нанесение на манжетньй и кистевой участки шаблона в форме кисти руки соответственно концентрированного и разбавленного растворов коагулянта при последовательном окунании в соответствующий раствор манжетного и кистевого участков шаблона и формировании перчатки при окунании шаблона в раствор латекса с последующим промыванием кистевого участка шаблона проточной водой (Авторское свидетельство СССР №1140991 от 05.11.1983 [1]).
Недостатком полимерных перчаток, полученных способом [1], является недостаточная эластичность, что ограничивает возможность их использования в медицинской практике.
Известен также способ изготовления перчаток, при котором сначала наносят концентрированный раствор коагулянта на манжетный участок закрепленной на держателе формы и окунают кистевой участок формы в разбавленный раствор коагулянта, а затем формуют изделие в растворе латекса. Концентрированный раствор коагулянта на манжетный участок наносят напылением с помощью специального приспособления (Патент Англии Р 1378131, кл. В 5 А, 1974 [2]).
Однако этим способом [2] не обеспечивается равномерное нанесение раствора коагулянта на манжетный участок, что влечет эа собой неравномерное отложение слоя латекса. Кроме того, для реализации этого способа требуется сложное оборудование.
Также известен способ получения многослойных медицинских перчаток из нитрилового каучукового латекса, описанный в опубликованная заявке на патент США №2008/0138723 А1 [3], где толщина многослойной перчатки находится между 0,01 мм и 0,3 мм. Этот способ предусматривает многократное погружение шаблона в раствор латекса для формирования тонких многослойных перчаток, что добавляет производственному процессу значительную сложность и расходы и подавляет преимущества стоимости, обеспеченные созданием более тонкого изделия. Важно, что дефицит тонких смотровых перчаток из нитрилового каучука на рынке фактически выдвигает на первый план трудности, заключающиеся в экономном и эффективном решении этих проблем.
Наиболее близким по технологии к заявляемому объекту является способ изготовления эластичных синтетических латексных медицинских перчаток, описанный в патенте РФ №2498784 С2 от 27.08.2009 [4]. Этот способ предусматривает погружение шаблона 1 в форме кисти руки, покрытого воскообразным разделительным средством сначала в ванну 2 с порошкообразным или жидким коагулянтом 3, в результате чего тонкий слой 4 коагулянта 3 покроет кистевую часть шаблона 1 (фиг. 1). Затем шаблон 1 погружают в ванну 5 с электролитом 6, содержащим синтетический или натуральный каучук, в результате чего тонкий слой электролита 7, содержащий латекс, осядет на кистевой части шаблона 1, покрытый тонким слоем коагулянта 3. Далее шаблон 1 вынимают из ванны 5 с последующей доработкой участка 7 с помощью процессов выщелачивания и сушки, в результате чего на шаблоне 1 образуется тонкий эластичный латексный слой в форме перчатки. После сушки готовую эластичную синтетическую перчатку снимают с шаблона 1.
Недостатком данного изобретения [4] является наличие крупных пор в готовых изделиях, технологическая сложность и невозможность контроля процесса коагуляции.
Целью изобретения является уменьшение шероховатости поверхности медицинских перчаток, уменьшение толщины их стенок, при сохранении прочности перчаток..
Технический результат изобретения выражается в расширении арсенала методов и технических средств изготовления эластичных синтетических медицинских перчаток. Он достигается тем, в способе изготовления эластичных синтетических медицинских перчаток, путем погружения шаблона в форме кисти руки, покрытого воскообразным разделительным средством, сначала в ванну с порошкообразным или жидким коагулянтом, затем, после частичной сушки, - в ванну с электролитом, содержащим синтетический или натуральный каучук, с последующей доработкой с помощью процессов выщелачивания и сушки, во время нахождения формы в ванне с электролитом, содержащим синтетический или натуральный каучук, на шаблон в форме кисти руки воздействуют электрическим и ультразвуковым гидроакустическим полями ассиметричной формы сигнала на частотах от 10 Гц до 1500 Гц и 20 кГц до 40 кГц соответственно, в течение всего времени нахождения шаблона в ванне с электролитом 7-15 секунд в зависимости от коагулянта и состава электролита.
На фиг. 2 схематично показаны отличительные особенности заявляемого способа.
В отличие от ближайшего аналога [4], описанного выше и на фиг. 1, в нашем способе на шаблон 1, погруженный в ванну 5 с электролитом 6, содержащим синтетический или натуральный каучук, воздействуют электрическим и ультразвуковым гидроакустическим полями ассиметричной формы сигнала на частотах от 10 Гц до 1500 Гц и 20 кГц до 40 кГц соответственно (фиг. 2).
Ультразвуковое воздействие производят два генератора 8 с частотой работы от 20 кГц до 40 кГц, сигнал от которых поступает через усилители 9 на излучатели 10 акустического типа, погруженные в ванну 5, заполненную электролитом 6, содержащим синтетический или натуральный каучук. Ультразвуковые излучатели 10 состоят из двух перфорированных металлических обкладок 11 - статоров и вибраторов 12, представляющих собой высокоомные мембраны из эластичной тонкой пленки, покрытой токопроводящим материалом.
Источник электрических сигналов ассиметричной формы содержит сам генератор 13 с частотой от 10 Гц до 1500 Гц, высоковольтный усилитель 14 и два электрода, погруженных в ванну 5. В качестве электродов используются токопроводящие вибраторы 12.
Генераторы (электрический и ультразвуковой) воздействуют на участок 7 шаблона 1, находящийся в ванне 5, с электролитом 6 в течении 7-15 секунд в зависимости от типа коагулянта и состава электролита.
Настоящее изобретение позволяет влиять на интенсивность смешения потоков путем воздействия электрическим и ультразвуковым гидроакустическим полями с ассиметричной формой сигнала, что в свою очередь напрямую влияет на процесс коагуляции и позволяет управлять толщиной слоя, создавать разные подслои за счет селективного управления движением ионов и более крупных по сравнению с ионами глобулами коагулянта и концентрацией солей металлов в процессе коагуляции, зонально влияя тем самым на толщину, шероховатость, прочность и эластичность конечного изделия, в зависимости от характеристик поля, а так же позволяет рисовать фигуры Хладни не только на поверхности, но и в объеме слоя.
Необходимые частоты электрического поля можно рассчитать из работы (М.А. Казарян, И.В. Ломов, И.В. Шаманин, Электрофизика структурированных растворов солей в жидких полярных диэлектриках (М., Физматлит, 2011), 190 с), в зависимости от исходного сырья.
Из работы Синтетический каучук [Текст] / Ред. коллегия: Г.С. Уитби (глав, ред.) [и др.]; Пер. с англ. под ред. И.В. Гармонова. - Ленинград: Госхимиздат. [Ленингр. отд-ние], 1957. - XIV, 998 с известно, что к учитываемым технологическим параметрам процесса коагуляции относятся: тип, концентрация и количество используемого при коагуляции электролита, обеспечивающего не только полную коагуляцию латекса за время контакта его с электролитом, но и образование стабильной дисперсии каучука в водной фазе с частицами (крошкой) требуемых размеров; температура; степень разбавления образующейся крошки и интенсивность смешения потоков; длительность контакта электролита с латексом и длительность отдельных стадий химических реакций, необходимых в процессе коагуляции.
Существует явление селективного дрейфа сольватированных ионов под действием внешнего "асимметричного" электрического поля (М.А. Казарян, И.В. Ломов, И.В. Шаманин, Электрофизика структурированных растворов солей в жидких полярных диэлектриках (М., Физматлит, 2011), 190 с), которое позволяет селективно управлять скоростью диффузии и концентрацией ионов солей металлов.
Ультразвуковые гидроакустические волны, образующиеся между статорам и мембраной за счет создания электрического поля между статорами электродов и электрические волны между вибраторами генератора гидроакустических волн, в свою очередь напрямую влияют на процесс коагуляции и позволяют управлять толщиной слоя, создавать разные подслои за счет селективного управления движением ионов и концентрацией солей металлов в процессе коагуляции, зонально влияя тем самым на толщину, шероховатость, прочность и эластичность конечного изделия, в зависимости от характеристик поля.
Приведем примет использования предложенного нами способа изготовления эластичной синтетической перчатки. В начале шаблон в форме кисти руки, обработанный воскообразным разделительным средством, погружали в ванну с раствором коагулянта, причем раствор коагулянта имеет концентрацию ионов кальция 4%, в расчете на массу ионов кальция в растворе коагулянта. После этой процедуры производилась частичная сушка области шаблона, покрытой раствором коагулянта и воскообразным разделительным средством. Далее шаблон погружали в ванну с электролитом с эмульсией нитрилбутадиенового каучукового латекса, имеющую содержание сухого вещества в латексе около 12 масс. %, на время выдерживания около 7 секунд, чтобы сформировать слой коагулированного нитрилбутадиенового каучукового латекса на поверхности шаблона. На процесс коагуляции производилось воздействие электрическими и ультразвуковыми волнами ассиметричной формы, создаваемыми генераторами. Генератор электрического сигнала работает на частотах от 10 Гц до 1500 Гц, а генераторы ультразвуковых волн, соответственно на 20 кГц до 40 кГц.
Электрические и ультразвуковые поля ассиметричной формы, воздействующие на процесс коагуляции, позволяют управлять толщиной слоя, создавать разные подслои за счет селективного управления движением ионов и концентрацией солей металлов в процессе коагуляции, зонально влияя тем самым на толщину, шероховатость, прочность и эластичность конечного изделия, в зависимости от характеристик поля.
После удаления шаблона из эмульсии нитрилбутадиенового каучукового латекса шаблон, содержащей коагулированный нитрилбутадиеновый каучуковый латекс, был погружен в ванну с водой, чтобы удалить лишние ионы кальция, и затем производили сушку коагулированного нитрилбутадиенового каучукового латекса для формирования корпуса перчатки на шаблоне.
На заключительном этапе было произведено удаление корпуса перчатки с шаблона путем выворачивания корпуса перчатки.