DE102010019573A1 - Protective glove with acid / base warning function by pH indicators - Google Patents
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Abstract
Säuren und Basen sind im Allgemeinen farblos und können daher, wenn sie auf einem handelsüblichen säure-/baseresistenten Handschuh vorliegen, nicht erkannt werden. Dadurch besteht die Gefahr, durch unbewusste Bewegungen freiliegende Haut über einen kontaminierten Handschuh zu verätzen oder andere Gegenstände mit der Säure/Base zu kontaminieren, was zur Gefährdung Dritter führt. Diese Gefahr wird durch bekannte Handschuhe mit Indikatorfunktion nicht gebannt.
Dieses Problem kann durch eine Beschichtung (2) auf einem säure-/baseresistenten Handschuh (1), die Indikatoren mit Umschlagspunkten bei für die Haut gefährlichen pH-Werten enthält, verhindert werden. Dabei ist es förderlich, wenn die Beschichtung (2) Ionomere enthält, die die H+- und OH--Ionenleitfähigkeit erhöht und für einen schnellen Farbumschlag innerhalb der Schicht (2) sorgt. Wenn auf die Oberfläche der Beschichtung (4) Säure oder Base trifft, kommt es so zu einer signifikanten Verfärbung innerhalb der Beschichtung (2) und die Haut an der Innenseite des Handschuhs (3) wird durch das säure-/baseresistente Material des Handschuhs geschützt.
Der Schutzhandschuh mit Säure-/Base-Warnfunktion ist im Bereich von chemischen Laboren, im schulischen Chemieunterricht und überall geeignet, wo viel mit Säuren und Basen gearbeitet wird und durch Kontamination der Träger des Handschuhs und auch Dritte gefährdet werden können.Acids and bases are generally colorless and therefore can not be recognized when present on a commercial acid / base resistant glove. Thereby, there is a risk of uncorrected movements of the exposed skin on a contaminated glove or contaminating other objects with the acid / base, which leads to the endangerment of third parties. This danger is not averted by known gloves with indicator function.
This problem can be prevented by a coating (2) on an acid / base resistant glove (1) containing indicators with transposition points at skin-hazardous pH levels. It is beneficial if the coating (2) contains ionomers, which increases the H + and OH - ion conductivity and ensures rapid color change within the layer (2). When acid or base strike the surface of the coating (4), there is a significant discoloration within the coating (2) and the skin on the inside of the glove (3) is protected by the acid / base resistant material of the glove.
The acid / base warning glove is suitable for use in chemical laboratories, school chemistry classes, and anywhere that uses a lot of acids and bases, and can be compromised by contamination of the glove wearers and even third parties.
Description
Die Erfindung betrifft einen Schutzhandschuh, insbesondere für den Gebrauch in einem Chemielabor, in dem mit Säuren und Basen umgegangen wird.The The invention relates to a protective glove, in particular for the use in a chemistry lab where acids and Bases is handled.
Es gibt eine Reihe von Handschuhen, die zur Sicherheit des Trägers beitragen sollen.It There are a number of gloves for the safety of the wearer should contribute.
Zum
einen gibt es Handschuhe, die durch ihre Beschaffenheit, z. B. vor
Schnitten oder hohen Temperaturen schützen sollen. Ähnlich
bezweckt auch die Patentanmeldung
Eine
andere Art des Schutzes bieten jene Handschuhe, die aufgrund eines
bestimmten Indikators durch optische Veränderung den Träger
vor Gefahren warnen. Dies trifft zum Beispiel auf die Patenanmeldung
Auch
gibt es bereits ein Patent über einen Handschuh, der mit
einer pH-Indikatorfunktion ausgestattet ist (
Doch bisher ist kein Handschuh bekannt, der den Träger sofort warnt, wenn die Oberfläche des Handschuhs mit für die Haut gefährlichen Säuren oder Basen in Kontakt kommt.But So far no glove is known, the carrier immediately warns if the surface of the glove is with for the skin is in contact with dangerous acids or bases comes.
Dieser ist jedoch dringend notwendig, da die Säuren und Basen meist als farblose Stoffe vorliegen und deshalb auf normalen säureresistenten Handschuhen nicht auffallen. Dies kann zur Folge haben, dass es trotz des Tragens von Kittel, Schutzbrille und Handschuhen zu unbeabsichtigten Verätzungen kommt, da der Handschuh unbewusst mit einer gefährlichen Säure oder Base kontaminiert wurde (z. B durch den Kontakt des Handschuhs mit einem Chemikalienbehälter, der durch Dritte kontaminiert wurde). Da die tragende Person nicht darauf aufmerksam wird, kann sie sich durch unbewusste Bewegungen wie zum Beispiel das Kratzen an der Stirn ungewollt über den kontaminierten Handschuh verätzen.This However, it is urgently necessary because the acids and bases usually present as colorless substances and therefore on normal acid resistant Gloves do not attract attention. This can cause it despite wearing gowns, goggles and gloves to unintentional Chemical burns comes as the glove unconsciously with a hazardous acid or base was contaminated (eg by contact of the glove with a chemical container, which has been contaminated by third parties). Because the person wearing is not Being aware of it, it can move through unconscious movements such as scratching the forehead unintentionally over to cauterize the contaminated glove.
Daraus resultiert auch, dass Verätzungen erst recht spät bemerkt werden können, da der Verdacht nicht nahe liegt.from that also results that burns until quite late can be noticed because the suspicion is not obvious.
Aufgabetask
Für den Gebrauch in chemischen Laboren und speziell für den Gebrauch im schulischen Unterricht soll die Idee eines Handschuhs realisiert werden, der durch optische Veränderungen die Kontamination des Handschuhs mit für die Haut gefährlichen Säuren und Basen sofort anzeigt, sodass der Kontaminierung durch Abspülen mit destilliertem Wasser entgegengewirkt werden kann. Dabei soll der Handschuh auch wieder verwertbar sein, indem die Farbgebung rückgängig gemacht werden kann. Zudem soll er dem alltäglichen Gebrauch in einem Chemielabor standhalten.For the use in chemical laboratories and especially for the Use in school lessons should be the idea of a glove be realized by the optical changes Contamination of the glove with dangerous acids for the skin and immediately indicates bases, so that the contamination by rinsing can be counteracted with distilled water. It should The glove will also be recyclable by the coloring can be reversed. He should also withstand everyday use in a chemistry lab.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch einen Schutzhandschuh mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.These Problem is in accordance with the present invention by a protective glove having the features of claim 1 solved.
Der zu beschichtende Handschuh sollte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein weißer Handschuh aus Butylkautschuk, PVC, Viton oder Nitril sein, der recht resistent gegenüber Säuren und Basen ist und der durch die weiße Färbung mögliche Farbumschläge besser erkennen lässt.Of the To be coated glove should be in accordance with a Embodiment of the invention, a white glove made of butyl rubber, PVC, Viton or nitrile, which is quite resistant is opposite to acids and bases and by the white coloring possible color changes better recognizable.
Die Grundlage für den Handschuh bilden optische pH-Indikatoren, die ab dem für die Haut gefährlichen pH-Werten (pH < 3 und pH > 11) reagieren und die an diesen Punkten einen möglichst signifikanten Farbumschlag erreichen. Aufgrund der Eigenschaften eines pH-Indikators, selbst als eine schwache Säure oder Base dem Massengleichgewicht zu unterliegen, wird ein Indikator nicht verbraucht, sondern nur durch die Aufnahme oder Abgabe von H+-/OH–-Indikatoren in der Struktur und damit in der Farbgebung verändert.The glove is based on optical pH indicators that react at the pH values that are dangerous for the skin (pH <3 and pH> 11) and that achieve the most significant color change possible at these points. Due to the properties of a pH indicator, even as a weak acid or base to undergo mass balance, an indicator is not consumed, but only by the uptake or release of H + / OH - indicators in the structure and thus in the color changed.
Dies führt dazu, dass ein Indikator immer wieder durch Veränderung des Milieus in den neutralen Bereich (pH = 7) zurückgesetzt werden kann und damit ein beschichteter Handschuh mehrmals zu gebrauchen ist.This This leads to being an indicator repeatedly through change of the environment in the neutral range (pH = 7) reset can be used repeatedly and thus a coated glove is.
Die Indikatoren werden entweder direkt in die Oberfläche des beschriebenen Handschuhs integriert oder durch eine dünne Schicht säure- und baseresistenter Polymere auf der Oberfläche fixiert.The Indicators are either directly in the surface of the described glove integrated or by a thin Layer of acid- and base-resistant polymers on the surface fixed.
Dabei ist darauf zu achten, dass die Indikatoren immer noch entweder durch Diffundieren der H+-/OH–-Ionen oder durch direkten Kontakt mit der Säure/Base das Massengleichgewicht verändern und somit ihre Farbe ändern können.Care must be taken to ensure that the indicators can still change the mass balance either by diffusing the H + / OH - ions or by direct contact with the acid / base and thus change their color.
Deshalb werden die Indikatoren beispielsweise mittels eines Polymernetzwerkes und/oder eines Hypridpolymernetzwerls aus Silanen so fixiert, dass sie nicht herausgeschwemmt werden und somit durch einfaches Abspülen mit destilliertem Wasser wieder in den Ursprungszustand zurückgesetzt werden kann.Therefore For example, the indicators are used by means of a polymer network and / or a Hypridpolymernetzwerls of silanes fixed so that they are not washed out and thus by simply rinsing off returned to its original state with distilled water can be.
In die Beschichtungslösung wird als Säure-Indikator z. B. Na-Bromkresolgrün-Salz, Phenolphthalein als Base-Indikator und ein Ionomer als Ionentauscher implementiert, um die H+- und OH–-Ionenleitfähigkeit zu erhöhen. Als Initiator der Polymerisation agiert ein radikalischer UV-Starter.In the coating solution is used as an acid indicator z. For example, Na-bromocresol green salt, phenolphthalein as a base indicator, and an ionomer as an ion exchanger are implemented to increase the H + and OH - ionic conductivities. The initiator of the polymerization is a radical UV starter.
Mögliche Beschichtungsverfahren sind Tauchbeschichtung, Fluten, Siebdrucken oder Sprühen. Die Aushärtung der Beschichtung erfolgt mittels UV-Lampe.Possible Coating processes include dip coating, flooding, screen printing or spraying. The curing of the coating done by means of UV lamp.
Einen
Querschnitt durch einen Schutzhandschuh nach der Erfindung ist in
Ausführungsbeispiel:Embodiment:
In einem Gefäß werden 0,1 mol 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan (MPTMS), 30 g 30%ige SiO2-Nanopartikel-Lösung in Isopropanol, 0,02 mol Phenyltrimethoxysolan (PhTMS) und 4 g 15%ige SiO2 Nanopartikel-Lösung in Wasser vorgelegt.In a vessel, 0.1 mol of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTMS), 30 g of 30% SiO 2 nanoparticle solution in isopropanol, 0.02 mol of phenyltrimethoxysilane (PhTMS) and 4 g of 15% SiO 2 nanoparticle solution in water submitted.
Zu dieser Lösung wird 1 mol Isopropanol, 0,1 mol Methacrylsäure, 15 g einer 33 mass.%igen radikalischen Photostarterlösung in Isopropanol und 1 g einer 5 mass%igen Wasser/Alkohol-Lösung eines sulfonierten Tetrafluorethylen-Polymeren (PTFE) gegeben. Hinzu kommen 0,05 mol Phenolphthalein und 0,05 mol Bromkresolgrün-Natrium-Salz.To this solution is 1 mol of isopropanol, 0.1 mol of methacrylic acid, 15 g of a 33% by mass radical photoinitiator solution in isopropanol and 1 g of a 5% by mass water / alcohol solution a sulfonated tetrafluoroethylene polymer (PTFE). in addition come 0.05 mol phenolphthalein and 0.05 mol bromocresol green sodium salt.
Eine etwa 30 μm dicke Beschichtung wird durch Besprühen eines weißen Butylkautschuk-Handschuhs mit dieser Lösung hergestellt.A about 30 microns thick coating is sprayed a white butyl rubber glove with this solution produced.
Die Aushärtung der Beschichtung erfolgt durch eine Bestrahlung unter der UV-Lampe.The Curing of the coating is carried out by irradiation under the UV lamp.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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