Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen dünnwandiger Gegenstände aus Gummi
Die Erfindung betrifft das Herstellen dünnwandiger Gegenstände aus Gummi (unter diesem Ausdruck sollen hier auch gummiähnliche Produkte zu verstehen sein) und schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung vor, vermittels derer die Dicke des Gummis an bestimmten Flächen des Gegenstandes gesteuert werden kann. Ein spezielles Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Herstellung chirurgischer Handschuhe, ist jedoch nicht hierauf beschränkt, da die Erfindung in gleicher Weise Anwendung bei der Herstellung beliebiger dünnwandiger Gummigegenstände finden kann, deren Wanddicke an speziellen Flächen gesteuert werden muss.
Chirurgische Handschuhe werden so dünn hergestellt, wie dies praktisch ist, da der Benutzer die Empfindlichkeit der Haut beibehalten muss, und derartige Handschuhe besitzen gewöhnlich eine Wanddicke von etwa 0,25 mm am Handgelenk und 0,3 mm an den Fingern. Derartige Handschuhe werden gewöhnlich an handförmigen Verformungselementen hergestellt die mit den Fingern zuunterst in ein Bad leiner geeigneten flüssigen Latex eingetaucht und sodann unter Vorliegen eines dünnen Latexüberzuges wieder herausgezogen werden. Da das Fingerteil als erstes in die Latex eintritt und dieselbe als letztes verlässt, werden die Finger am längsten eingetaucht, so dass sich hier die dicksten Teile der Handschuhe ergeben und gewöhnlich um etwa 0,05 mm dicker als die Handgelenkteile sind.
Dies ist nicht zweckmässig, da das Finger- und Handteil dünner, aufgrund der angestrebten Empfindlichkeit, und das Handgelenkteil dicker, zwecks verbesserter mechanischer Festigkeit bei dem Anziehen und Abstreifen des Handschuhs, sein sollte.
Aufgrund dieser dünnen Ausführung an dem Handgelenkteil hat man üblicherweise einen Wulst oder andere Verstärkungskanten vorgesehen, durch die ein Einreissen bei dem Anziehen des Handschuhs vermieden und weiterhin eine festere Kante ausgebildet wird, die das Übergreifen der Handgelenkteile des Benutzers der Bekleidung unterstützt. Die Wulstkante wird durch Aufrollen des Gummis bei einer geeigneten Herstellungsstufe (jedoch gewöhnlich vor dem abschliessenden Trocknen und Vulkanisieren) so weit ausgeführt, bis an der Kante des Handschuhs ein runder Wulst ausgebildet ist. Dieser Wulst weist gewöhnlich in Abhängigkeit von den speziellen Anforderungen einen Durchmesser von 0,76 bis 1,9 mm auf.
Der Wulst wird entweder manuell oder mechanisch ausgebildet. Wenn derselbe mechanisch ausgebildet wird, ist es erforderlich, jedes einzelne Verformungswerkzeug zu drehen und gleichzeitig einen nach oben gerichteten Druck gegen die Kante des Gummis vermittels einer Rolle oder zylinderförmiger Bürste auszuüben.
Wenn eine manuelle Verformung erfolgt, muss jedes einzelne Verformungswerkzeug für die Wülste ausbildende Bedienungsperson bei einer geeigneten Herstellungsstufe zugänglich gemacht werden. In diesem Fall handelt es sich um einen ausgeprägten und getrennten Herstellungsgang, der bei der Herstellung derartiger Handschuhe durchgeführt wird.
Chirurgische Bekleidungen weisen gewöhnlich lange Ärmel auf, die bis zu dem Handgelenk getragen werden und über die die Manschetten der Handschuhe gezogen werden. Die Abmessungen des durch das Bekleidungsstück eingeschlossenen Handgelenks sind gewöhnlich ausreichend, um das lWanschettenteil der Handschuhe unter einem mässigen Strecken oder Spannen zu halten. Es ist zweckmässig, dass eine derartige Spannung die Manschetten der Handschuhe im gestreckten Zustand und an Ort und Stelle über dem Bekleidungsstück hält, da sowohl die Handschuhe als auch das Bekleidungsstück vor Beginn der chirurgischen Arbeit steril gemacht werden und es wichtig ist, dass diese beiden sterilen Abdeckungen sich nicht voneinander trennen und so eine möglicherweise nicht sterile Fläche freilegen.
Es ist bekannt, dass die aufgerollte Kante bei der Benutzung mit Nachteilen verbunden ist. Wenn der Handschuh über dem Bekleidungsstück und unter Spannung getragen wird, neigt eine derartige Spannung dazu, ein Herunterrollen der Wulstkante auf das Manschettenteil es Handschuhs insbesondere dann zu verursachen, wenn ein zufälliges Reiben gegen die Seite des Bekleidungsstückes oder anderen Gegenstand erfolgt. Sobald ein derartiges Rollen einmal begonnen hat, setzt sich dasselbe häufig fort bis die Manschetten der Handschuhe von den Manschetten des Bekleidungsstückes herunterrollen.
Bei der Herstellung chirurgischer Handschuhe sind arbeitskräfteeinsparende Vorrichtungen sehr wichtig geworden. Kürzlich sind wegwerfbare Handschuhe eingeführt worden, und die Praxis der erneuten Anwendung von Handschuhen wird mehr und mehr verlassen. Es wird somit eine Sache höchster Wichtigkeit, dass derartige Handschuhe bei niedrig möglichsten Kosten zur Verfügung stehen.
Das Erfordernis, eine Wulstkante an chirurgischen Handschuhen anzuordnen, hat die Entwicklung einschlägiger Vorrichtungen in einem derartigen Ausmass beeinflusst, dass die Verformungswerkzeuge für das Ausbilden der Wülste zugänglich gemacht werden müssen.
Dies bedeutet, dass die Verformungswerkzeuge gewöhnlich längs der Kante einer Transportvorrichtung (gewöhnlich ein Band oder eine Kette) in Abständen zueinander angeordnet sind und hintereinander kontinuierlich über die gesamte Länge der Vorrichtung bewegt werden. Sobald dieselben an einer gegebenen Stelle einzeln vorbeitreten, können dieselben während deren Vorbeitritt entweder mechanisch oder manuell mit einer Wulst versehen werden. Da die Verformungswerkzeuge längs einer Transportvorrichtung angeordnet sind, wird bei diesem Verfahren eine Vorrichtung recht erheblicher Länge erforderlich.
Eine praktische Anordnung der Verformungswerkzeuge längs einer Transportvorrichtung würde die Anordnung von etwa 2 Paaren pro 30 cm über die Länge der Vorrichtung bedingen, während es nach dem erfindungsgemässen Verfahren möglich ist, dass 24 Paare pro 30 cm oder mehr angeordnet werden, wodurch sich eine entsprechende Verringerung der Grösse der Vorrichtung ergibt.
Wenn die Verformungswerkzeuge eng benachbart auf Gestellen getaucht werden, ist es erforderlich, dass die Stelle unterteilt wird , so dass jedes einzelne Verformungswerkzeug für das Ausbilden des Wulstes zugänglich ist, wodurch sich eine Unterbrechung der kontinuierlichen Herstellung und eine Begrenzung der Grösse der Halterungen oder Gestelle ergibt, die die Verformungswerkzeuge tragen, die für das Ausbilden des Wulstes entfernt und sodann wieder in der Vorrichtung für das Fortsetzen des Herstellungsvorganges angeordnet werden müssen. Das normale Herstellungsverfahren für chirurgische Gummihandschuhe schliesst die folgenden grundsätzlichen Arbeitsschritte ein.
Die Verformungswerkzeuge, auf denen die Gegenstände hergestellt werden, und die den Handschuhen die abschliessende Form und Konfiguration vermitteln, sind gewöhnlich, jedoch nicht immer, aus Porzellan gefertigt. Derartige Verformungswerkzeuge werden zunächst in ein flüssiges Koagulierungsmittel eingetaucht, sodann getrocknet und in eine geeignete kompoundierte, flüssige Latex entweder natürlichen oder synthetischen Urspruner einer Kombination aus beiden eingetaucht.
Das Koagulierungsmittel wird zunächst auf die Verformungswerkzeuge aufgebracht und führt dazu, dass die Latex sich aus den Verformungswerkzeugen bis zu der gewünschten Dicke abscheidet, wobei eine derartige Dicke hauptsächlich durch die Menge des auf die Verformungswerkzeuge aufgebrachten Koagulierungsmittels und der Zeitspanne gesteuert wird, die man die Verformungswerkzeuge in der Latex belässt.
Weitere Faktoren können die Dicke der aufgebrachten Schicht in geringem Umfang beeinflussen, jedoch stellen die zwei angegebenen Faktoren die Hauptfaktoren dar, so dass sich eine weitere diesbezügliche Erläuterung erübrigt. Sodann werden die Verformungswerkzeuge aus der Latex entfernt und man lässt dieselben teilweise trocknen oder gelieren und laugt dann eine bestimmte Zeitspanne lang mit Wasser aus. Sodann werden nach einer kurzen Trocknungszeit die Kanten unter Ausbildung der angegebenen Wülste aufgerollt. Im Anschluss hieran wird ein abschliessendes Trocknen und Vulkanisieren durchgeführt und die Handschuhe werden dann von den Verformungswerkzeugen für eine abschliessende Überprüfung und Verpackung entfernt. Das hier beschriebene Verfahren ist nur in den grundsätzlichen Arbeitsschritten wiedergegeben.
Das Verfahren der Erfindung soll insbesondere die Herstellung chirurgischer Gummihandschuhe ohne Wulstmanschette ermöglichen, die ausreichend dick sind, um ein Rollen zu verhindern und ausreichende mechanische Festigkeit besitzen, um ein Einreissen beim Anziehen zu verhindern, und dabei an den Fingerhandteilen ausreichend dünn sind, um so die erforderliche Empfindlichkeit zu ermöglichen.
Es ist bereits bekanntgeworden, chirurgische Handschuhe dieser Art vermittels eines Verfahrens berzu- stellen, bei dem die Verformungswerkzeuge unter Richten der Fingerspitzen nach unten zunächst in ein Bad des Koagulierungsmittels in üblicher Weise eingetaucht werden. Nachdem die Verformungswerkzeuge aus dem Bad zurückgezogen worden sind, werden dieselben umgekehrt und nachdem der Überzug des Koagulationsmittels teilweise oder vollständig getrocknet worden ist, werden sie unter Richten der Fingerspitzen nach oben in ein Latexbad eingetaucht.
Die Verformungswerkzeuge werden aus dem Latexbad sodann entfernt und gewaschen, getrocknet sowie vulkanisiert. Da bei diesem Verfahren die Handgelenkteile als erste in die Latex leintreten und als letzte dieselbe verlassen, werden diese Teile der Verformungswerkzeuge eine längere Zeitspanne als die Fingerteile eingetaucht, so dass die erhaltenen Handschuhe in ihrer Dicke von einem maximalen Wert an dem Handgelenk zu einem minimalen Wert an der Fingerspitze verjüngt zulaufen.
Dieses bekannte Verfahren zum Herstellen von Handschuhen, die lein verdicktes Manschettenteil aufweisen, ist jedoch dem Nachteil unterworfen, dass die Vorrichtung verwickelter aufgebaut ist und somit der Mechanisierung Grenzen gesetzt sind, wobei ebenfalls das Unterteil der Verformungswerkzeuge sowie ein Teil der Vorrichtung, auf dem die Verformungswerkzeuge angeordnet sind, in das Latexbad eingetaucht werden und denselben somit ein Gummiüberzug vermittelt wird. Bevor die Handschuhe von den Verformungswerkzeugen abgestreift werden können, müssen dieselben von diesem Gummifilm abgetrennt werden, der das Unterteil der Verformungswerkzeuge und der Halteanordnung bedeckt, und diese Gummischicht muss weiterhin entfernt werden, so dass eine Verschwendung an Gummi entsteht.
Die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens und der erfindungsgemässen Vor richtung ermöglicht die Anwendung einer kompakten Vorrichtung für die automatische Herstellung. Vermittels dieses Verfahrens können die Verformungswerkzeuge eng benachbart zueinander angeordnet und in diesem Zustand während des gesamten Hlerstellungs- verfahrens gehalten werden.
Hierdurch wird es ermöglicht, dass Vorrichtungen hoher Leistungsfähigkeit kompakt ausgeführt werden können, wodurch sich nur eine sehr geringe Raumbeanspruchung und geringe Investitionskosten ergeben.
Erfindungsgemäss wird somit ein neuartiges und verbessertes Verfahren und Vorrichtung für das Herstellen dünnwandiger Gummigegenstände in Vorschlag gebracht, die Wandabschnitte unterschiedlicher Dicken besitzen.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die zu seiner Durchführung bevorzugte Vorrichtung ermöglicht die Herstellung von Gummihandschuhen, bei denen die Dicke der Finger- und Handteile und der Manschettenteile in gewünschter Weise unabhängig voneinander verändert werden kann.
Dabei ist es auch möglich, Handschuhe herzustellen, deren Manschettenteile ausreichend dick sind, so dass es nicht erforderlich ist, eine Wulstkante vorzusehen, durch die ein Einreissen verhindert wird, sowie die Manschettenteile einen festen Griff über die Manschette der chirurgischen Bekleidung ergeben.
Ferner können nach dem Verfahren der Erfindung Handschuhe mit einem verdickten Manschettenteil ohne Wulst hergestellt werden, ohne dass sich ein Gummiabfall ergibt.
Da solche Handschuhe keine Wulstkante aufweisen, besteht bei denselben auch keine Neigung, bei der Benutzung nach unten zu rollen. Ferner wird eine wirtschaftliche und kompakte Herstellungsanlage ermöglicht, die eine grosse Leistungsfähigkeit besitzt und der Automation zugeführt werden kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Herstellen dünnwandiger Gummigegenstände, deren Wandabschnitte unterschiedliche Dicken aufweisen, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein konzentriertes Koagulationsmittel auf ein Verformungswerkzeug über wenigstens die Fläche bzw. Flächen des Verformungswerkzeuges aufgebracht wird, an denen der herzustellende Gegenstand eine grössere Wanddicke besitzen soll, sodann das Koagulationsmittel mindestens teilweise getrocknet wird, lein verdünntes Koagulationsmittel auf die Fläche bzw. Flächen des Verformungswerkzeuges aufgebracht wird, wo der herzustellende Gegenstand eine verringerte Wanddicke besitzen soll, das Koagulationsmittel getrocknet wird und sodann Latex auf die mit Kogulationsmittel überzogene Fläche des Verformungswerkzeugs aufgebracht wird.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird das konzentrierte Koagulationsmittel auf die gesamte Fläche des herzustellenden Gegenstandes aufgebracht.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden das Koagulationsmittel und der Latex durch Tauchen aufgebracht, wobei das Verformungswerkzeug be züglich der Flächen, die einen dickeren Überzug des Latex erhalten sollen, an der obersten Stelle und die Flächen, die einen dünneren Überzug des Latex erhalten sollen, an der untersten Stelle gehalten werden.
In diesem Fall wird das Verformungswerkzeug auf die volle Tiefe des Gegenstandes in das konzentrierte Koagulationsmittel und auf eine geringere Tiefe in dem verdünnten Koagulationsmittel eingetaucht.
Das Verformungswerkzeug kann und wird vorzugsweise in Wasser auf eine geringere Tiefe eingetaucht, um so das konzentrierte Koagulationsmittel vor dem Eintauchen in das verdünnte Koagulationsmittel zu lösen und zu entfernen, oder nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Verformungswerkzeug auf diese geringere Tiefe in einer Substanz eingetaucht werden, durch die das konzentrierte Koagulationsmittel als ein Koagulationsmittel unwirksam gemacht wird, bevor das Eintauchen in das verdünnte Koagulationsmittel erfolgt.
Das Verfahren der Erfindung ermöglicht insbesondere die Herstellung chirurgischer Gummihandschuhe mit relativ dünnwandiger Finger- und Handteilen und einem verdickten Band oder einer Manschette an dem Handgelenk. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das als eine Hand geformte Verformungswerkzeug mit den Fingern nach unten in ein konzentriertes Koagulationsmittel auf eine die erforderliche Länge des Handschuhs darstellende Tiefe eingetaucht, das Verformungswerkzeug aus dem konzentrierten Koagulationsmittel entfernt und man das Koagulationsmittel teilweise oder vollständig trocknen lässt, das Verformungswerkzeug sodann in ein verdünntes Koagulationsmittel auf eine Tiefe, die der Differenz zwischen der- erforderlichen Länge des Handschuhs und der Breite des verdickten Bandes entspricht, eintaucht,
sodann das Verformungswerkzeug aus dem verdünnten Koagulationsmittel entfernt und man dasselbe trocknen lässt, sowie im Anschluss hieran das Verformungswerkzeug in eine Latexlösung eingetaucht wird. Nach einer weiteren Ausführungsform schliessen sich an die angegebenen Arbeitsschritte die üblichen Arbeitsschritte eines teilweisen Trocknens oder Gelierens, Auslaugens, Trocknens, Vulkanisierens und Ab streifens des fertigen Handschuhs von dem Verformungswerkzeug an.
Für das erfindungsgemässe Verfahren wird vorzugsweise eine Vorrichtung verwendet, die dadurch gekennzeichnet ist, dass dieselbe ein Verformungswerkzeug, eine Anordnung zum Aufbringen eines konzentrierten Koagulationsmittels auf das Verformungswerkzeug für wenigstens die Fläche bzw. Flächen desselben, wo der herzustellende Gegenstand eine grössere Wanddicke aufweisen soll, eine Anordnung zum Aufbringen eines verdünnten Koagulationsmittels auf die Fläche bzw.
Flächen des Verformungswerkzeuges, wo der herzustellende Gegenstand eine verringerte Wanddicke aufweisen soll, sowie eine Anordnung zum Aufbringen von Latex auf die mit Koagulationsmittel überzogene Fläche des Verformungswerkzeuges vorgesehen sind.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen er läutert:
Fig. 1 zeigt ein Verformungswerkzeug nach der ersten Arbeitsstufe des erfindungsgemässen Verfahrens.
Fig. 2 zeigt das gleiche Verformungswerkzeug nach der zweiten Arbeitsstufe des Verfahrens.
Fig. 3 zeigt das Verformungswerkzeug nach der dritten Arbeitsstufe des Verfahrens.
Fig. 4 ist eine Ansicht im Querschnitt eines Handschuhs an dem Verformungswerkzeug.
Fig. 5 ist eine diagrammförmige Wiedergabe einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird z. B. wie folgt durchgeführt: Bei der ersten Verfahrensstufe wird ein Verformungswerkzeug 10 in ein konzentriertes Koagu lationsmittel, z. B. eine 50 gew.%ige Calciumnitratlösung, auf eine Tiefe Hi gleich der erforderlichen Gesamtlänge eines Handschuhs eingetaucht. Nach dem Entfernen aus dem Bad lässt man das an dem Verformungswerkzeug 10 zurückgehaltene Koagulationsmit- tel teilweise oder vollständig trocknen.
Bei der zweiten Verfahrensstufe wird das Verformungswerkzeug in ein weiteres Bad, vorzugsweise ein Wasserbad, auf eine Tiefe H2 kleiner als die vorherige Eintauchtiefe in dem konzentrierten Koagulationsbad eingetaucht. Die Differenz zwischen den Tiefen Hi und H2 ist angenähert gleich der vorherbestimmten Breite der verdickten Manschette oder des Handgelenkbandes des Handschuhs.
Durch dieses Eintauchen wird praktisch die Gesamtmenge des konzentrierten Koagulationsmittels von dem Verformungswerkzeug bis zu der Eintauchtiefe in dem Wasser entfernt und herausgeführt, so dass nach Entfernen des Verformungswerkzeuges aus dem Wasser und anschliessendem Trocknen ein Band des konzentrierten Koagulationsmittels an dem Verformungswerkzeug an dessen Handgelenkoder Manschettenteil verbleibt, sowie nur wenig oder kein Koagulationsmittel an den anderen Teilen vorliegt. Das so während dieses Eintauchens in das Wasser entfernte Koagulationsmittel ist zwar verschwendet, da dasselbe jedoch sehr billig ist, ergibt sich hier keine Beeinflussung der Kosten.
Das Halndgelenkteil des Verformungswerkzeuges 10, das zuvor mit konzentriertem Koagulationsmittel überzogen worden ist, wird nicht in das Wasser während der zweiten Arbeitsstufe eingetaucht. Bei der dritten Arbeitsstufe wird das Verformungswerkzeug 10 in ein verdünntes Koagulationsmittel, z. B. eine 12,5 gew.ige Calciumnitratlösung, auf eine Tiefe H3 eingetaucht, die geringfügig grösser als 112 ist, so dass das verdünnte Koagulationsmittel auf die untere Kante des konzentrierten Koagulationsmittels trifft und dieselbe überlappt, das an dem Verformungswerkzeug nach der zweiten Arbeitsstufe verblieben ist. Das Überlappen beläuft sich auf etwa 3,2 mm. Sodann wird das Verformungswerkzeug herausgezogen und man lässt dasselbe trocknen.
Das Verformungswerkzeug weist nun dessen Oberfläche mit zwei Koagulationsmittein überzogen auf, wobei das in der ersten Arbeitsstufe aufgebrachte, konzentrierte Koagulationsmittel an dem Handgelenk verteilt und das bei der dritten Verfahrensstufe aufgebrachte verdünnte Koagulationsmittel an dem restlichen Teil des Ver formungswerkzeuges vorliegt.
Bei der vierten Arbeitsstufe wird das Verformungswerkzeug in einen geeigneten kompoundierten Latex eingetaucht und man lässt dasselbe in den Latex verweilen. Das konzentrierte Koagulationsmittel an dem Handgelenkteil führt zu der Ausbildung eines wesentlich dickeren Latexfilms als an dem mit dem verdünnten Koagulationsmittel überzogenen Teil. Dieses verdünnte Koagulationsmittel ist ausreichend, um einen ausreichend dicken Latexfilm zum Herstellen von Handschuhen mit der erforderlichen Dicke an den Hand- und Fingerteilen aufzubringen.
Der fertige Handschuh ist in der Fig. 4 wiedergegeben und man sieht, dass das Eintauchen des Verformungswerkzeuges 10 bei der dritten Arbeitsstufe auf eine derartige Tiefe, wo das verdünnte Koagulationsmittel das konzentrierte Koagulationsmittel überlappt, neben dem Erreichen, dass auf dem Verformungswerkzeug keine nicht überzogenen Flächen vorliegen, zu einer sich verjüngenden Verbindung zwischen den dickeren und dünneren Teilchen des Handschuhs führt.
Die gewöhnlichen Arbeitsstufen eines teilweisen Trocknens oder Gelierens, Auslaugens, Trocknens, Vulkanisierens, Abstreifens usw. schliessen sich hier an. Es werden somit Handschuhe geeigneter Dicke an deren Finger- und Handteilen ausgebildet, die jedoch ein verdicktes Band an dem Handgelenk aufweisen, wo das starke Koagulationsmittel aufgebracht worden ist. Die Dicke der Finger- und Handteile kann wahlweise verändert werden und steht in keiner Beziehung mit der Dicke der Manschetten, die ebenfalls verändert werden kann und wird hierdurch nicht beeinflusst.
Die Lösungskonzentrationen der entsprechenden Koagulationsmittel können natürlich innerhalb eines sehr breiten Bereiches abgeändert werden und hängen teilweise von der Dicke des aufzubringenden Gummis und teilweise von den Charakteristika der Latexlösung ab. Somit ist die einzige Beschränkung, die die Bedeutung der Ausdrücke konzentriert und verdünnt , wie sie hier angewandt werden, erfahren können darin zu sehen, dass das konzentrierte Koagulationsmittel konzentrierter als das verdünnte Koagulationsmittel ist. Es sind weiterhin auch andere Koagulationsmittel als Calciumnitrat bekannt und finden in der Industrie Anwendung. Dieselben können auch bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens herangezogen werden. So kann z.
B. anstelle von Calciumnitrat oder zusammen hiermit auch Calciumchlorid an gewendet werden.
Es gibt zwei wahlweise Verfahren, die anstelle des obigen Verfahrens zum Erzielen der gewünschten Ergebnisse angewandt werden können.
A. Anstelle des Entfernens eines Teils des konzentrierten Koagulationsmittels vermittels Waschen, wie es bezüglich der zweiten Arbeitsstufe beschrieben worden ist, kann das Verformungswerkzeug auf die erforderliche Tiefe in ein verdünntes Koagulationsmittel eingetaucht werden, das die zum Herstellen von Handschuhen der erforderlichen Dicke an den Finger- und Handteilen zweckmässige Konzentration aufweist. Die höhere Konzentration des bereits auf den so eingetauchten Teilen des Verformungswerkzeuges vorliegenden Koagulationsmittels löst sich von dem Verformungswerkzeug in das verdünnte Koagulationsmittel, in das das Verformungswerkzeug eingetaucht wird.
Vermittels dieses Verfahrens kommt die zweite Arbeitsstufe in Fortfall, ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, dass während einer kontinuierlichen Herstellung die Konzentration des verdünnten Koagulationsmittels in dem zweiten Koagulationstank progressiv zunimmt, da sich ja konstant eine Zunahme des von den Verformungswerkzeugen herstammenden konzentrierten Koagulationsmittels bei jedem Eintauchen ergibt. Somit wird die Dicke des hergestellten Handschuhs progressiv zunehmen, es sei denn, dass die Konzentration des Koagulationsmittels in dem zweiten oder verdünnten Koagulationstank durch häufiges Verdünnen bei einem konstanten Wert gehalten wird.
B. Anstelle des Anwendens eines verdünnten Koagulationsmittels, unter Auflösen des konzentrierten Koagulationsmittels aus den Verformungswerkzeugen, wie oben beschrieben, ist es möglich, die Verformungswerkzeuge auf die erforderliche Tiefe in einer Flüssigkeit einzutauchen, die das bereits aufgebrachte konzentrierte Koagulationsmittel bezüglich dessen Funktion als Koagulationsmittel unwirksam macht, wie z. B. ein Ge misch aus Wasser und Natriumhydroxyd, das sich mit dem Calciumnitratüberzug auf den Verformungswerkzeugen unter Ausbilden eines Gemisches aus Calciumhydroxyd und Natriumnitrat umsetzt.
Die Vorteile dieser erfindungsgemässen Ausführungsform bestehen darin, dass sehr überlegene Handschuhe schnell und wirtschaftlich hergestellt werden können, da der gesamte Arbeitsgang automatisch ausgeführt werden kann. Es ist einfach, Handschuhe mit einer Manschette praktisch beliebiger Dicke bis zu 0,5 mm und mit Fingern bis herunter zu 0,15 mm herzustellen, wobei man jedoch Handschuhe mit einer Manschettendicke von 0,38 mm und Fingern mit 0,203-0,227 mm als allgemein geeignet betrachtet.
Eine geeignete Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens ist diagrammförmig in der Fig. 5 wiedergegeben. Die Vorrichtung weist einen Rahmen 20 auf, auf dem eine endlose Transportvorrichtung 22 angeordnet ist, die vorzugsweise eine Kettentransportvorrichtung ist, welche auf Kettenzahnrädern 24, 25 getragen wird, die an jedem Ende des Rahmens 20 angeordnet sind. Das Kettenzahnrad 25 an einem Ende des Rahmens wird vermittels eines Elektromotors 26 über eine Getriebeeinheit 28 und einen Kettenzaharadantrieb 30 angetrieben. An der Transportvorrichtung 22 sind im engen Abstand zueinander Zahnstangen 22 befestigt, und an jeder Zahnstange ist eine Mehrzahl an Verformungswerkzeugen 10 angeordnet.
Unter der Transportvorrichtung sind an entsprechenden Hebevorrichtungen 34 ein Tank 36 für konzentriertes Koagulationsmittel, ein Tank 38 für das Abwaschen des konzentrierten Koagulationsmittels, ein Tank 40 für das verdünnte Koagulationsmittel und ein Tank 42 für den Latex, eine Mehrzahl an Tanks 44 für das Auslaugen und ein Tank 46 für das Aufbringen von Puder angeordnet. Die Tiefe jeder Flüssigkeit in jedem der Tanks 36, 38, 40 und 42 und somit die Eintauchtiefe der Verformungswerkzeuge wird sorgfältig auf eine vorherbestimmte Spiegelhöhe vermittels eines Überflusses oder anderer geeigneter Vorrichtung gesteuert.
Wahlweise oder zusätzlich kann jede der diesen Tanks zugeordneten Hebevorrichtungen kalibriert sein, um so den entsprechenden Tank auf eine vorherbestimmte Höhe anzuheben und so die genaue Eintauchtiefe der Verformungswerkzeuge in der Flüssigkeit in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen Verfahren zu ergeben.
Die Transportvorrichtung 22 wird durch den Antriebsmechanismus mit einer intermittierenden Bewegung in Richtung der Pfeile A bewegt, wobei die Länge jeder stufenweisen Bewegung gleich der Ganghöhe der unter der Transportvorrichtung angeordneten Tanks ist. Nach Abschluss jeder stufenweisen Bewegung werden die Tanks durch deren Hebevorrichtungen auf die vorherbestimmte Höhe angehoben, um so die genaue Eintauchtiefe der Verformungswerkzeuge in den entsprechenden Tanks zu ergeben.
Nachdem jedes Verformungswerkzeug durch die Arbeitsgänge des Über- ziehens mit konzentriertem Koagulationsmittel, Abwaschen des konzentrierten Koagulationsmittels, Über- ziehen mit verdünntem Koagulationsmittel, Überziehen mit Latex, Auslaugen und Überziehen mit Pulver hindurchgeführt worden ist, wird dasselbe einem Trocknungs- und Vulkanisierungsofen 48 und von hier aus einer Abstreifstation 50 zugeführt, wo die fertigen Handschuhe von den Verformungswerkzeugen entfernt werden. Die Verformungswerkzeuge sind sodann für die Herstellung weiterer Handschuhe vorbereitet.
Method and apparatus for manufacturing thin-walled articles from rubber
The invention relates to the production of thin-walled objects from rubber (this expression is also to be understood here to mean rubber-like products) and proposes a method and a device by means of which the thickness of the rubber can be controlled on certain surfaces of the object. A special field of application of the invention is the production of surgical gloves, but is not limited to this, since the invention can be used in the same way in the production of any thin-walled rubber objects whose wall thickness must be controlled on special surfaces.
Surgical gloves are made as thin as is practical because the user must maintain the sensitivity of the skin, and such gloves typically have a wall thickness of about 0.25 mm on the wrist and 0.3 mm on the fingers. Such gloves are usually produced on hand-shaped deformation elements which are dipped with the fingers at the bottom in a bath of suitable liquid latex and then pulled out again with a thin latex coating present. Since the finger part enters the latex first and leaves it last, the fingers are immersed the longest, so that this is where the thickest parts of the gloves result and are usually about 0.05 mm thicker than the wrist parts.
This is not practical because the finger and hand part should be thinner, due to the desired sensitivity, and the wrist part thicker, for the purpose of improved mechanical strength when the glove is put on and removed.
Because of this thin design on the wrist part, a bead or other reinforcing edge has usually been provided, by means of which tearing when the glove is put on, and furthermore a firmer edge is formed which supports the reaching over of the wrist parts of the user of the clothing. The bead edge is made by rolling up the rubber at a suitable manufacturing stage (but usually before the final drying and vulcanization) until a round bead is formed on the edge of the glove. This bead usually has a diameter of 0.76 to 1.9 mm, depending on the specific requirements.
The bead is formed either manually or mechanically. If the same is formed mechanically, it is necessary to rotate each individual deforming tool and at the same time exert an upward pressure against the edge of the rubber by means of a roller or a cylindrical brush.
If manual deformation takes place, each individual deformation tool must be made accessible to the operator training the beads at a suitable manufacturing stage. In this case there is a distinct and separate manufacturing process that is carried out in the manufacture of such gloves.
Surgical garments usually have long sleeves that are worn down to the wrist and over which the cuffs of the gloves are pulled. The dimensions of the wrist enclosed by the garment are usually sufficient to keep the cuff portion of the gloves under moderate stretching or tensioning. It is desirable that such tension keep the cuffs of the gloves stretched and in place over the garment since both the gloves and the garment are made sterile prior to surgery and it is important that both of them be sterile Covers will not separate, exposing a potentially non-sterile area.
It is known that the rolled edge is associated with disadvantages in use. When the glove is worn over the garment and under tension, such tension tends to cause the bead edge to roll down onto the cuff portion of the glove, particularly if there is accidental rubbing against the side of the garment or other object. Once such rolling has begun, it often continues until the cuffs of the gloves roll off the cuffs of the garment.
In the manufacture of surgical gloves, labor saving devices have become very important. Recently, disposable gloves have been introduced and the practice of reusing gloves is being abandoned more and more. It thus becomes a matter of paramount importance that such gloves be available at the lowest possible cost.
The requirement to arrange a bead edge on surgical gloves has influenced the development of relevant devices to such an extent that the deformation tools for forming the beads have to be made accessible.
This means that the deforming tools are usually arranged along the edge of a transport device (usually a belt or a chain) at a distance from one another and are moved one after the other continuously over the entire length of the device. As soon as they pass individually at a given point, they can be provided with a bead either mechanically or manually as they pass. Since the deformation tools are arranged along a transport device, a device of a considerable length is required in this method.
A practical arrangement of the deformation tools along a transport device would require the arrangement of about 2 pairs per 30 cm over the length of the device, while according to the method according to the invention it is possible that 24 pairs are arranged per 30 cm or more, which results in a corresponding reduction the size of the device results.
When the forming tools are immersed in close proximity on racks, it is necessary that the site be subdivided so that each individual forming tool is accessible for the formation of the bead, which results in an interruption of the continuous production and a limitation of the size of the supports or racks which carry the deformation tools that have to be removed for the formation of the bead and then placed back in the device for the continuation of the manufacturing process. The normal manufacturing process for rubber surgical gloves includes the following basic steps.
The deformation tools on which the objects are made and which give the gloves their final shape and configuration are usually, but not always, made of porcelain. Such shaping tools are first immersed in a liquid coagulant, then dried and immersed in a suitable compounded liquid latex of either natural or synthetic origin, a combination of the two.
The coagulant is first applied to the deforming tools and causes the latex to separate out of the deforming tools to the desired thickness, such thickness being controlled mainly by the amount of coagulant applied to the deforming tools and the length of time that the deforming tools are used leaves in the latex.
Further factors can influence the thickness of the applied layer to a small extent, but the two stated factors represent the main factors, so that a further explanation in this regard is unnecessary. The deforming tools are then removed from the latex and allowed to partially dry or gel, and then leached with water for a certain period of time. Then, after a short drying time, the edges are rolled up to form the specified beads. This is followed by a final drying and vulcanization process and the gloves are then removed from the deformation tools for a final inspection and packaging. The procedure described here is only shown in the basic work steps.
In particular, the method of the invention is intended to enable the manufacture of surgical rubber gloves without a bulge cuff, which are thick enough to prevent rolling and have sufficient mechanical strength to prevent tearing when donned, and which are thin enough on the finger hand parts to do so to enable the required sensitivity.
It has already become known to use surgical gloves of this type by means of a method in which the deformation tools are first immersed in a bath of the coagulant in the usual way with the fingertips pointing downwards. After the deforming tools have been withdrawn from the bath, they are inverted and, after the coating of coagulant has been partially or completely dried, they are immersed in a latex bath with the fingertips pointing upward.
The deformation tools are then removed from the latex bath and washed, dried and vulcanized. In this process, since the wrist parts are the first to enter the latex and the last to leave it, these parts of the deformation tools are immersed for a longer period of time than the finger parts, so that the resulting gloves go from a maximum value on the wrist to a minimum value tapering at the fingertip.
This known method for producing gloves which have a thickened cuff part is, however, subject to the disadvantage that the device is more intricate and therefore limits the mechanization, with the lower part of the deformation tools as well as part of the device on which the deformation tools are placed are arranged, are immersed in the latex bath and the same is thus given a rubber coating. Before the gloves can be stripped from the deforming tools, they must be severed from this rubber film covering the base of the deforming tools and the holding assembly, and this rubber layer must still be removed so that there is a waste of rubber.
The use of the method according to the invention and the device according to the invention enables the use of a compact device for automatic production. By means of this method, the deformation tools can be arranged closely adjacent to one another and kept in this state during the entire production process.
This makes it possible for devices of high performance to be made compact, which results in only a very low space requirement and low investment costs.
According to the invention, a novel and improved method and device for the production of thin-walled rubber objects is proposed which have wall sections of different thicknesses.
The method according to the invention and the device preferred for carrying it out enable the production of rubber gloves in which the thickness of the finger and hand parts and the cuff parts can be changed independently of one another as desired.
It is also possible to produce gloves whose cuff parts are sufficiently thick that it is not necessary to provide a beaded edge by which tearing is prevented, and the cuff parts provide a firm grip over the cuff of the surgical clothing.
Furthermore, according to the method of the invention, gloves with a thickened cuff part without a bead can be produced without causing rubber waste.
Since such gloves do not have a beaded edge, there is no tendency for them to roll down when in use. Furthermore, an economical and compact manufacturing plant is made possible, which has a high efficiency and can be fed to the automation.
The method according to the invention for producing thin-walled rubber objects, the wall sections of which have different thicknesses, is characterized in that a concentrated coagulant is applied to a deformation tool over at least the surface or areas of the deformation tool on which the object to be produced is to have a greater wall thickness, then the Coagulant is at least partially dried, a diluted coagulant is applied to the surface or surfaces of the shaping tool where the object to be manufactured should have a reduced wall thickness, the coagulant is dried and then latex is applied to the coagulant-coated surface of the shaping tool.
According to a preferred embodiment, the concentrated coagulant is applied to the entire surface of the object to be manufactured.
According to a further preferred embodiment, the coagulant and the latex are applied by dipping, the shaping tool being at the top with respect to the areas that are to receive a thicker coating of the latex and the areas that are to receive a thinner coating of the latex the lowest point.
In this case, the forming tool is immersed to the full depth of the article in the concentrated coagulant and to a lesser depth in the diluted coagulant.
The shaping tool can and is preferably immersed in water to a shallower depth in order to dissolve and remove the concentrated coagulant prior to immersion in the diluted coagulant, or according to a further preferred embodiment, the shaping tool can be immersed in a substance to this shallower depth which renders the concentrated coagulant ineffective as a coagulant prior to immersion in the diluted coagulant.
In particular, the method of the invention enables the manufacture of rubber surgical gloves with relatively thin-walled finger and hand parts and a thickened band or cuff on the wrist. This embodiment is characterized in that the deforming tool shaped as a hand is dipped with the fingers downward into a concentrated coagulant to a depth representing the required length of the glove, the deforming tool is removed from the concentrated coagulant and the coagulant is allowed to dry partially or completely, the shaping tool is then immersed in a diluted coagulant to a depth equal to the difference between the required length of the glove and the width of the thickened band,
then the shaping tool is removed from the diluted coagulant and the same is allowed to dry, and then the shaping tool is immersed in a latex solution. According to a further embodiment, the specified work steps are followed by the usual work steps of partial drying or gelling, leaching, drying, vulcanizing and stripping of the finished glove from the shaping tool.
For the method according to the invention, a device is preferably used which is characterized in that it has a deformation tool, an arrangement for applying a concentrated coagulant to the deformation tool for at least the area or areas thereof where the object to be manufactured is to have a greater wall thickness, a Arrangement for applying a diluted coagulant to the surface or
Areas of the shaping tool where the object to be manufactured is to have a reduced wall thickness, as well as an arrangement for applying latex to the area of the shaping tool coated with coagulant are provided.
The invention is explained below, for example with reference to the accompanying drawings:
1 shows a deformation tool after the first working stage of the method according to the invention.
Fig. 2 shows the same deformation tool after the second stage of the process.
Fig. 3 shows the deformation tool after the third stage of the process.
Figure 4 is a cross-sectional view of a glove on the deforming tool.
Figure 5 is a diagrammatic representation of one embodiment of the apparatus of the invention.
The inventive method is z. B. carried out as follows: In the first process stage, a deformation tool 10 is in a concentrated Koagu lation agent, for. B. a 50 wt.% Calcium nitrate solution, immersed to a depth Hi equal to the required total length of a glove. After removal from the bath, the coagulant retained on the shaping tool 10 is allowed to dry partially or completely.
In the second process stage, the shaping tool is immersed in a further bath, preferably a water bath, to a depth H2 smaller than the previous immersion depth in the concentrated coagulation bath. The difference between the depths Hi and H2 is approximately equal to the predetermined width of the thickened cuff or wrist band of the glove.
As a result of this immersion, practically the entire amount of the concentrated coagulant is removed from the shaping tool up to the immersion depth in the water and carried out, so that after removing the shaping tool from the water and subsequent drying, a band of the concentrated coagulant remains on the shaping tool on its wrist or cuff part, and little or no coagulant is present on the other parts. The coagulant thus removed during this immersion in the water is wasted, but since it is very cheap, there is no effect on the cost.
The neck joint part of the deforming tool 10, which has previously been coated with concentrated coagulant, is not immersed in the water during the second working stage. In the third stage of work, the deforming tool 10 is in a diluted coagulant, for. B. a 12.5% by weight calcium nitrate solution, immersed to a depth H3, which is slightly greater than 112, so that the diluted coagulant hits and overlaps the lower edge of the concentrated coagulant that remained on the forming tool after the second work stage is. The overlap is about 3.2 mm. The deforming tool is then withdrawn and allowed to dry.
The shaping tool now has its surface coated with two coagulants, the concentrated coagulant applied in the first work stage being distributed on the wrist and the diluted coagulant applied in the third process stage being present on the remaining part of the shaping tool.
In the fourth stage, the forming tool is dipped into a suitable compounded latex and allowed to dwell in the latex. The concentrated coagulant on the wrist part leads to the formation of a much thicker latex film than on the part coated with the diluted coagulant. This dilute coagulant is sufficient to apply a sufficiently thick film of latex to the hand and finger parts for making gloves of the required thickness.
The finished glove is shown in Fig. 4 and it can be seen that the immersion of the deforming tool 10 in the third working stage to such a depth where the diluted coagulant overlaps the concentrated coagulant, in addition to achieving that there are no uncoated surfaces on the deforming tool present leads to a tapered connection between the thicker and thinner particles of the glove.
The usual working steps of partial drying or gelling, leaching, drying, vulcanizing, stripping, etc. follow here. Gloves of suitable thickness are thus formed on their finger and hand parts, but which have a thickened band on the wrist where the strong coagulant has been applied. The thickness of the finger and hand parts can optionally be changed and is not related to the thickness of the cuffs, which can also be changed and is not influenced by this.
The solution concentrations of the corresponding coagulants can of course be varied within a very wide range and depend partly on the thickness of the rubber to be applied and partly on the characteristics of the latex solution. Thus, the only limitation which the meanings of the terms concentrated and dilute as used herein can be experienced is that the concentrated coagulant is more concentrated than the diluted coagulant. Coagulants other than calcium nitrate are also known and are used in industry. These can also be used when carrying out the method according to the invention. So z.
B. instead of calcium nitrate or together with calcium chloride are used.
There are two optional methods that can be used in lieu of the above method to achieve the desired results.
A. Instead of removing some of the concentrated coagulant by washing as described in relation to the second stage of operation, the deforming tool can be immersed to the required depth in a dilute coagulant which has the properties required for making gloves of the required thickness on the fingers. and parts of the hand have an appropriate concentration. The higher concentration of the coagulant already present on the parts of the shaping tool that have been dipped in this way dissolves from the shaping tool into the diluted coagulant into which the shaping tool is immersed.
This process eliminates the second work stage, but has the disadvantage that, during continuous production, the concentration of the diluted coagulant in the second coagulation tank increases progressively, since there is a constant increase in the concentrated coagulant from the forming tools with each immersion results. Thus the thickness of the glove produced will progressively increase unless the concentration of the coagulant in the second or diluted coagulation tank is kept at a constant value by frequent dilution.
B. Instead of using a diluted coagulant, dissolving the concentrated coagulant from the deformation tools, as described above, it is possible to immerse the deformation tools to the required depth in a liquid which makes the already applied concentrated coagulant ineffective in terms of its function as a coagulant such as B. a Ge mixture of water and sodium hydroxide, which reacts with the calcium nitrate coating on the forming tools to form a mixture of calcium hydroxide and sodium nitrate.
The advantages of this embodiment according to the invention are that very superior gloves can be produced quickly and economically, since the entire operation can be carried out automatically. It is easy to make gloves with a cuff of virtually any thickness up to 0.5mm and fingers down to 0.15mm, but gloves with a cuff thickness of 0.38mm and fingers of 0.203-0.227mm are considered general considered suitable.
A suitable device for carrying out the method according to the invention is shown diagrammatically in FIG. The device comprises a frame 20 on which an endless transport device 22 is arranged, which is preferably a chain transport device which is carried on sprockets 24, 25 which are arranged at each end of the frame 20. The sprocket wheel 25 at one end of the frame is driven by means of an electric motor 26 via a gear unit 28 and a chain toothed wheel drive 30. Toothed racks 22 are attached to the transport device 22 at a close distance from one another, and a plurality of deformation tools 10 are arranged on each toothed rack.
Below the transport device are a tank 36 for concentrated coagulant, a tank 38 for washing off the concentrated coagulant, a tank 40 for the diluted coagulant and a tank 42 for the latex, a plurality of tanks 44 for leaching and a Tank 46 arranged for the application of powder. The depth of each liquid in each of the tanks 36, 38, 40 and 42, and thus the depth of immersion of the deforming tools, is carefully controlled to a predetermined level by means of an overflow or other suitable device.
Optionally or in addition, each of the lifting devices associated with these tanks can be calibrated so as to raise the corresponding tank to a predetermined height and thus provide the exact depth of immersion of the deformation tools in the liquid in accordance with the methods described here.
The transport device 22 is moved by the drive mechanism with an intermittent movement in the direction of arrows A, the length of each step-wise movement being equal to the pitch of the tanks arranged under the transport device. After completion of each step-wise movement, the tanks are raised to the predetermined height by their lifting devices in order to give the exact depth of immersion of the deformation tools in the corresponding tanks.
After each forming tool has been put through the operations of coating with concentrated coagulant, washing off the concentrated coagulant, coating with dilute coagulant, coating with latex, leaching, and coating with powder, it becomes a drying and vulcanizing oven 48 and from here fed from a stripping station 50 where the finished gloves are removed from the forming tools. The deformation tools are then prepared for the production of further gloves.