DE102022103308A1 - Verfahren zur Herstellung von Chemieschutzkleidung sowie eine solche - Google Patents

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Uvex Safety Gloves GmbH and Co KG
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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Chemieschutzkleidung, bei der mehrere Schichten jeweils in einem Tauchvorgang aufgebracht werden, und die mindestens eine Polyvinylalkohol-Schicht (PVA) und eine oder mehr Schichten einer oder mehrerer wässriger Polymerdispersionen aufweist, wobei die PVA-Schicht mit einem oder mehreren Metalloxiden modifiziert wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Chemieschutzkleidung ebenso wie Chemieschutzkleidung selber. Insbesondere ist die Erfindung auf die Herstellung von Chemieschutzhandschuhen gerichtet, kann aber auch für andere Schutzmittel gegen Chemikalien eingesetzt werden.
  • Verschiedene Materialien sind bei der Verwendung von Chemieschutzkleidung und insbesondere für die Herstellung von Chemieschutzhandschuhen (CSHS) bekannt. Als solche werden beispielsweise Nitril-(NBR), Chloropren-(CR), Butyl-(IIR), Styrol-(SBR), Isopren-(IR) und Fluorkautschuk (FKM) sowie Naturlatex (NR) eingesetzt. Diese Materialien können für sich oder als Mischungen in einem Einschichtverfahren oder einer Mehrschichtausführung eingesetzt werden. Keines dieser Materialien ist uneingeschränkt für sämtliche Chemikalien, wie sie beispielsweise in der DIN EN 16523-1:2018 für Chemieschutzhandschuhe aufgeführt sind, einsetzbar. Zudem haben alle Materialien spezifische Nachteile und Einschränkungen, beispielsweise im Hinblick auf die Verarbeitungsprozesse und ihre Nachhaltigkeit.
  • In dem breiten chemischen Arbeitsgebiet der polaren organischen Lösungsmittel existieren mit Butyl- bzw. Fluorkautschuk nur vergleichsweise teure Materialien für die Herstellung von Chemieschutzkleidung. Dies führt dazu, dass viele Anwender ungeeignete oder gar keine Schutzkleidung im Umgang mit organischen Lösungsmitteln tragen.
  • Die Eignung eines Chemieschutzhandschuhs gegen eine Chemikalie wird nach DIN EN 16523-1 als deren Permeationszeit bestimmt, d. h. als die Zeit, die bei direktem (Voll-)Kontakt vergeht, bis eine definierte Menge der Chemikalie durch das Material hindurch diffundiert (permeiert) ist.
  • Bekannte Chemieschutzhandschuhe basieren auf wässrigen Dispersionen von Butadien-Polymeren (NBR, CR, NR). Diese sind gegen viele wässrige Stoffe sowie zum Teil auch gegen unpolare organische Lösungsmittel geeignet. Sie sind elastisch, lassen sich einfach herstellen und sind preiswert sowie ökologisch vergleichsweise positiv zu bewerten. Gegen polare organische ebenso wie gegen halogenierte Lösungsmittel und Mischungen bieten sie jedoch keinen ausreichenden, sondern bestenfalls nur kurzzeitigen Schutz.
  • Alternative Materialien sind fluorierte Elastomere (z. B. Viton®) oder Butylkautschuk. Beide Materialien sind in der Herstellung teuer. Zudem ergeben sich Probleme mit Restkontaminationen im Endprodukt aus der Herstellung, bei der typischerweise auch geeignete organische Lösungsmittel eingesetzt werden. Zudem ist aus Arbeitsschutz- und Umweltschutzgesichtspunkten der Produktionsprozess schwierig zu handhaben. Solche Chemieschutzhandschuhe werden meist untrikotiert, bestenfalls beflockt hergestellt, wodurch für das Design des Handschuhs nur eingeschränkte Möglichkeiten bestehen.
  • Ein anderes Herstellungsverfahren setzt auf thermisch geformte Handschuhe, beispielsweise aus Butyl-(IIR) und Fluorkautschuk (FKM), die beispielsweise in einem Spritzgussverfahren oder als Folienlaminate verarbeitet werden. Bei der Verwendung für Handschuhe ergeben sich hier Probleme u. a. durch große Wandstärken, was zu einem schlechten Tragekomfort führen kann.
  • Aus DE 2 330 316 A ist ein PVA-Handschuh bekannt geworden, bei dem eine wasserundurchlässige Schicht mit einer PVA-Schicht überzogen wird, um einen Chemikalienschutz zu erreichen. Es wird eine lediglich mechanische Verbindung der beiden Schichten durch Aufrauhung erzielt. Die eingesetzten Aldehyde (vor allem kanzerogenes Formaldehyd) sind aus toxikologischer Sicht heute nicht akzeptabel. Zudem besitzt das verwendete Kautschukmaterial eine große Steifigkeit.
  • Aus EP 2 709 733 B 1 ist ein mehrschichtiger Schutzhandschuh bekannt geworden, dessen PVA-Schicht nicht vernetzt ist. Zudem besteht der Handschuh aus Brombutyl- und Fluorkautschuk, was für einen lösungsmittelbasierten Herstellungsprozess spricht.
  • Aus WO 2002/080713 A2 ist ein PVA/NBR-Schutzhandschuh bekannt geworden, bei dem das PVA jedoch nicht vernetzt ist und zudem eine schlechte Haftung zwischen den Schichten vorliegt.
  • Aus EP 1 983 854 A1 ist ein Schutzartikel bekannt geworden, der wenigstens eine innere Schicht eines Materials aus natürlichem oder synthetischem Latex besitzt, die mit einer Schicht aus teilweise hydrolysiertem Polyvinylalkohol (PVA) mit einer Hydrolyserate zwischen 70 und 95 % überzogen ist. Weiterhin ist wenigstens eine Schicht eines synthetischen, selbstvernetzenden Latex vorgesehen. Zusätzlich kann noch eine Schicht mit einer Mischung aus Siliziumdioxid und einem fluorierten kationischen Harz vorgesehen sein. Die zusätzliche Schicht bildet die äußere Schicht, die eine Mischung von Siliziumdioxid in wässriger Dispersion und einem kationisch fluorierten Harz enthält. Für die Wasserbeständigkeit wird vorgeschlagen (vergleiche [0010]), eine Überlagerung einer Schicht aus natürlichem oder synthetischem Latex, einer Schicht aus teilweise hydrolysiertem Polyvinylalkohol und eine Schicht aus synthetischem Latex und gegebenenfalls eine Schicht aus Latex mit einem Decklack auf Basis von Kieselsäure und einer Dispersion eines kationischen Fluorpolymers vorzusehen.
  • Aus WO 2020/201862 A1 ist ein Latex-Tauchartikel mit einer modifizierten Polyvinylalkoholschicht bekannt, die gegen Wasser, Lösungsmittel und verdünnte Lösungsmittel stabil ist. Es handelt sich dabei um einen getauchten Latex-Artikel, insbesondere einem Latex-Handschuh mit mehreren Schichten, die auch PVA umfassen. Die Innenschicht besteht aus Nitril-Kautschuk, während die Außenschicht eine Materialkombination aus PVA, Laponit, Zirkoniumcarbonat, Nano-Zellulose und vorvernetztem Nitril-Latex aufweist. PVA, das von Natur aus in Wasser löslich ist, wird durch die Einarbeitung von Nano-Zellulose und vorvernetztem Nitril-Latex so modifiziert, dass die äußere Schicht aus PVA wasserbeständig ist und sich nicht zersetzt, wenn sie verdünnten Lösungsmitteln ausgesetzt sind. Die Verwendung von Zirkoniumcarbonat dient zur besseren Vernetzung der PVA-Schicht. Das verwendete Schichtsilikat/Laponit dient zur Filmbildung der PVA-Schicht auf dem Handschuh.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Chemieschutzkleidung sowie ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen, die bei einer einfachen und kostengünstigen Herstellung die Nachteile aus dem Stand der Technik vermeiden.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen aus Anspruch 1 sowie Chemieschutzkleidung mit den Merkmalen aus Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden die Gegenstände der Unteransprüche.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Schritte aus Anspruch 1 gekennzeichnet. Es handelt sich um ein Herstellungsverfahren für Chemieschutzkleidung, insbesondere für einen Chemieschutzhandschuh. Die Chemieschutzkleidung weist mehrere, jeweils in einem Tauchvorgang aufgebrachte Schichten auf. Mindestens eine Polyvinylalkoholschicht (PVA) und eine oder mehrere mit einer wässrigen Dispersion von Butadien-Polymeren (NBA, CR, NR) aufgebrachte Schichten. Die Polyvinylalkoholschicht ist mit Siliziumoxid, z. B. Siliziumdioxid, Silika-Partikeln oder hydrolysierten Kieselsäurederivaten, modifiziert. Das Siliziumoxid reduziert die Feuchteempfindlichkeit der PVA-Schicht signifikant, ohne deren weitere Eigenschaften zu beeinträchtigen. Erfindungsgemäß werden die Nachteile einer PVA-Schicht durch die Zugabe von einem oder mehreren Metalloxiden überwunden, ohne dass eine zusätzliche Lackschicht oder sonstige Schutzschicht aufgezogen werden muss. Bei den Metalloxiden handelt es sich bevorzugt um Oxide der Titan-, Vanadium-, Chrom-, Eisen-, Cobalt-, Zink-, Bor- oder Kohlenstoff-Gruppe (4., 5., 6., 7., 8., 12., 13. oder 14. Gruppe). Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Metalloxiden um Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Ceroxid, Eisenoxid, Titanoxid, Zinkoxid und/oder Zirconiumoxid.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens ist der PVA-Schicht ein Weichmacher zugesetzt. Der Weichmacher kann beispielsweise mehrwertige Alkohole, Harnstoff oder Lecithin enthalten.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausbildung wird der wässrigen Dispersion von Butadien-Polymeren ein Anteil von Polyvinylalkohol zugegeben. Hierdurch wird die Haftung zwischen den Butadien-Polymeren und der PVA-Schicht deutlich verbessert. Dies erlaubt einen Mehrschicht-Aufbau, bei dem PVA wirksam auf eine NBR-Schicht aufgebracht werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt die PVA-Schicht eine Dicke von 0,01-0,25 mm, bevorzugt von 0,05-0,2 mm. Für viele technische Anwendungen genügt auch eine Dicke von 0,1-0,15 mm. Bei diesen Schichtdicken kann eine Permeationszeit gegen Aceton bzw. Dichlormethan von jeweils mehr als 8 Stunden erreicht werden. Dies entspricht dem höchsten Schutzlevel nach DIN 16523-1. Gleichzeitig behält die so hergestellte Chemieschutzkleidung eine hohe Chemikalienbeständigkeit auch im Kontakt mit wässrigen Gemischen, beispielsweise von mehr als 2 Stunden bei einem 50:50-Gemisch Aceton/Wasser.
  • Die Chemieschutzkleidung kann durch Tauchen, insbesondere durch Tauchen einer Keramikform hergestellt werden. Auch ist es möglich, Schichten durch Koagulanttauchen eines textilen Trägers zu erzeugen. Unabhängig von der Art der Aufbringung befindet sich die Polyvinylalkohol-Schicht (PVA) auf einer Innenseite der Chemieschutzkleidung und nicht auf deren Außenseite. Als Innenseite wird hier die dem Körper zugewandte Seite der Chemieschutzkleidung angesehen.
  • Es wurde festgestellt, dass für eine Verbesserung der elektrostatischen Entladung gemäß DIN EN 16350 die Zugabe von Carbonfasern die ESD-Ableitfähigkeit deutlich verbessert, ohne die chemische Beständigkeit der Chemieschutzkleidung zu reduzieren.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch Chemieschutzkleidung mit den Merkmalen aus Anspruch 13 gelöst. Die erfindungsgemäße Chemieschutzkleidung, insbesondere der erfindungsgemäße Chemieschutzhandschuh besteht aus mehreren, jeweils im einem Tauchvorgang aufgebrachten Schichten, die mindestens eine Polyvinylalkoholschicht und eine oder mehrere mit einer wässrigen Dispersion aus Butadien-Polymeren (NBR, CR, NR) aufgebrachte Schichten aufweist, wobei die PVA-Schicht mit Metalloxid modifiziert ist. Das Metalloxid besteht beispielsweise aus Siliziumoxid und liegt in Form von Partikeln vor. Das eingebrachte Siliziumoxid modifiziert die Feuchteempfindlichkeit der PVA-Schicht, ohne deren sonstige Eigenschaften zu beeinträchtigen. Aber auch andere Metalloxide wie beispielsweise Aluminiumoxid, Ceroxid, Eisenoxid, Siliziumoxid, Titanoxid, Zinkoxid und/oder Zirconiumoxid sind hier möglich.
  • Zur Verbesserung der Elastizität der PVA-Schicht kann zusätzlich ein Weichmacher, wie beispielsweise ein mehrwertiger Alkohol eingebracht werden.
  • Bevorzugt ist zur Haftungsvermittlung zwischen den Butadien-Polymeren und der PVA-Schicht ein Anteil an Polyvinylalkohol der wässrigen Dispersion beigegeben.
  • Die erfindungsgemäße Chemieschutzkleidung besitzt bevorzugt eine Dicke der PVA-Schicht von 0,01-0,25 mm, bevorzugt bei einer Dicke von 0,05-0,20 mm eine ausreichende Permeationszeit, beispielsweise für Aceton und Dichlormethan.
  • Zur Verbesserung der elektrostatischen Ableitbarkeit können den Schichten leitfähige Partikel beigemischt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um metallische oder metallisierte Partikel, Ruß und/oder Carbonfasern handeln.
  • Die vorstehende Erfindung wird nachfolgend anhand von einzelnen Ausgestaltungen detailliert erläutert. Die Darstellung bezieht sich dabei grundsätzlich auf ein Tauchen mit Keramikformen. Ein Koagulanttauchen auf einem textilen Träger („Liner“) ist aber ebenfalls durchaus möglich, insbesondere dann, wenn eine Basisschicht, beispielsweise aus NBR, aufgebracht wird.
  • Bei der Ausgestaltung sind an sich bekannte Veränderungen aus der Technik der Tauchverfahren mit wässrigen Dispersionen, wie beispielsweise die Additivierung, Pigmente, Füllstoffe, Antistatika, Mattierungsmittel, Indikatoren, Haftvermittler und dergleichen auch bei dem erfindungsgemäßen Chemieschutzhandschuh möglich. Auch ist das Aufbringen weiterer funktioneller Schichten im Hinblick auf die Farbigkeit, den Grip, den mechanischen Schutz denkbar, solange sie die chemische Beständigkeit der PVA-Schicht nicht beeinträchtigen.
  • In einer Ausgestaltung kann der Chemieschutzhandschuh als ein untrikotierter Handschuh aus mindestens einer NBR und drei PVA-Schichten bestehen, die schrittweise auf eine Keramikform getaucht werden. Der fertige PVA-Chemieschutzhandschuh kann beim Abziehen auf links gedreht werden, sodass die NBR-Schicht außen liegt. Dies dient dem mechanischen Schutz der PVA-Schicht sowie dem Schutz vor direktem Kontakt mit Wasser.
  • Die Keramikform für den Tauchvorgang wird auf 65 °C erwärmt und in eine Koagulantlösung (A) getaucht. Nach Abtropfen und kurzem Antrocknen für ca. 1 Minute wird die Form in eine NBR-Dispersion (B) getaucht. Nach Abtropfen des überschüssigen NBR lässt man die Schicht durchkoagulieren. Anschließend wird die Form in eine PVA-Lösung (C) getaucht. Die Form muss danach abtropfen, ehe sie ca. 30-45 Minuten bei 120° C getrocknet wird. Dieser Schritt wird dann zweimal wiederholt, wobei der gesamte Handschuh gegebenenfalls vulkanisiert werden kann, bevor er schließlich abgezogen wird. Koagulantlösung (A):
    30 % Calciumsalz
    0,5 % Formentrennmittel
    0,2 % Netzmittel
    entionisiertes Wasser zu 100 %
  • Es ist möglich, andere bekannte Koagulantien, Trennmittel und/oder Netzmittel sowie veränderte Anteile einzusetzen. Auch können pH-Wertanpassungen oder Veränderungen der Viskosität mittels Verdickern vorgenommen werden. NBR-Dispersion (B):
    64% NBR-Latex (z.B. X-VTLA, Fa. Synthomer)
    3,5 % Vernetzersystem auf Schwefelbasis
    0,2 % Entschäumer
    2% Mattierungsmittel
    2% Polyvinylalkohol als Haftvermittler (z.B. Poval, Fa. Kuraray)
    0,5 % Verdicker
    entionisiertes Wasser zu 100 %
  • In der vorstehenden NBR-Dispersion ist PVA mit zugegeben, damit die nachfolgende PVA-Schicht bzw. die nachfolgenden PVA-Schichten eine ausreichende Haftung mit der NBR-Schicht entwickeln können. Die Wahl des PVA kann sich nach den Verarbeitungseigenschaften, wie beispielsweise der maximalen Löslichkeit oder der gewünschten Viskosität der NBR-Dispersion richten. Weitere Additive, z. B. zur Farbgebung oder pH-Wertanpassung, können zugesetzt werden. Ebenso können die Anteile der Komponenten angepasst werden.
  • In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung werden der NBR-Dispersion und/oder der PVA-Lösung (C) leitfähige Partikel, beispielsweise 2 % Carbonfasern, zugemischt, um die elektrostatische Ableitbarkeit zu gewährleisten.
  • Auch ist es möglich, in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung statt NBR dieselbe Menge Chloropren (z.B. X1112, Fa. Synthomer) einzusetzen oder in einer anderen Ausgestaltung NBR und CR zu gleichen Teilen zu mischen. Beide Varianten dienen der besseren mechanischen Beständigkeit der Schicht im direkten Kontakt mit organischen Lösungsmitteln, also insbesondere Gemischen aus organischen Lösungsmitteln und Wasser. Andere NBR-Sorten - auch sogenannte Selbstvernetzer, die ohne Schwefelvulkanisation auskommen - und andere Anteile sind möglich. Andere wasserbeständige Elastomere anstelle des NBR können ebenso wie Mischungen verwendet werden. Andere Vernetzersysteme anstelle von Schwefelvulkanisation, beispielsweise (mehrfunktionelle) Epoxide oder Carbodiimide können verwendet werden. PVA-Lösung (C):
    12% Polyvinylalkohol (z. B. Poval, Fa. Kuraray)
    6% Weichmacher (z.B. Glycerin)
    3 % Silika (z. B. Vulkasil S, Fa. Lanxess)
    0,8 % Entschäumer
    1 % entionisiertes Wasser Netzmittel zu 100 %
  • Der PVA-Lösung ist Glycerin als Weichmacher zugesetzt, um der finalen Schicht eine höhere Flexibilität und somit dem Chemieschutzhandschuh einen höheren Tragekomfort zu verleihen. Andere Weichmacher, wie beispielsweise Lecithin, Zitronensäure, Harnstoff, Sorbitol, 1,3-Butandiol können ebenfalls eingesetzt werden.
  • Erfindungsgemäß enthält die Lösung Siliziumoxid, um die Feuchtebeständigkeit zu erhöhen. Es konnte beobachtet werden, dass ohne die Zugabe von Siliziumoxid die PVA-Schicht kontinuierlich Feuchtigkeit aufnimmt, selbst wenn sie beidseitig mit NBR beschichtet wurde. In Folge der Feuchtigkeitsaufnahme lässt die Permeationsleistung der PVA-Schicht signifikant nach.
  • Es wird vermutet, dass die Wirkung des Siliziumoxids auf das Quellverhalten der PVA durch zwei Faktoren beeinflusst wird. Zum einen kann das PVA über seine OH-Gruppen ionisch wechselwirken und somit ein reversibles Netzwerk ausbilden, das das Eindringen und die Anlagerung von Wassermolekülen in das Polymer verhindert. Zum anderen können amorphe Strukturen im PVA eine höhere Quellbeständigkeit aufweisen als kristalline Bereiche. Durch das Einbringen von Siliziumoxid könnte die Bildung kristalliner Bereiche gestört werden, wodurch der Anteil amorpher Bereiche entsprechend größer und dadurch die Quellbeständigkeit positiv beeinflusst wird.
  • Die Verwendung anderer Siliziumoxidformen, z. B. modifizierter Silika-Partikel oder nicht partikelförmigen Silikas, beispielsweise in Nano- oder Mikrofasern, ist ebenfalls möglich. Die in situ-Erzeugung von Siliziumoxid über Sol-Gel-Prozesse z. B. aus Tetraethylorthosilicat (TEOS) ist grundsätzlich möglich.
  • Aufgrund der oben gegebenen Erklärungsansätze können neben Siliziumdioxid auch andere Metalloxide, die mit den OH-Gruppen wechselwirken, insbesondere die Oxide der Gruppen 4, 5, 6, 7, 8, 12, 13 und 14, beispielsweise Aluminiumoxid, Ceroxid, Eisenoxid, Titanoxid, Zinkoxid oder Zirconiumoxid anstelle von oder zusätzlich zu Siliziumoxid eingesetzt werden.
  • In dem vorstehenden Beispiel wurden 2 % Carbonfasern zugemischt. Je nach Länge und Stärke der verwendeten Carbonfasern können auch mehr oder weniger Carbonfasern zugemischt werden, um die elektrostatische Ableitfähigkeit zu erzielen. Wie oben beschrieben können auch andere bekannte leitfähige Additive eingesetzt werden.
  • Kriterien für die Auswahl der PVA-Typen sind beispielsweise die Viskosität in Wasser, die maximale Löslichkeit in Wasser und deren Weichheit als Film. Auch Mischungen von PVA-Sorten, modifizierte PVA-Sorten und/oder EthylenCopolymere sind möglich und wirken sich gegebenenfalls auf die Verarbeitung in Hinblick auf Löslichkeit und Trocknung aus. Auch Mischungen mit anderen Polymeren, vor allem auf Butadien-Basis, sind möglich, vermindern aber typischerweise die chemische Beständigkeit.
  • Im Anschluss an das Koagulieren der NBR-Schicht (B) kann ein Auswaschen des Calciums erfolgen („Leaching“), um die hygroskopische Wirkung der meisten Calciumsalze zu minimieren.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der PVA-Lösung (B) oder einer gesonderten PVA-Lösung (B 1) für den letzten Tauchschritt 2 % Calciumsalz zugesetzt werden und nachfolgend eine weitere elastomere Schicht aufkoaguliert werden. Es ergibt sich so eine Sandwichstruktur mit einer beidseitig eingeschlossenen PVA-Schicht, wodurch noch einmal ein verbesserter Schutz für die PVA-Schicht erzielt wird.
  • Die NBR-Schicht kann entsprechend dem Stand der Technik auch auf einen genähten oder nahtlos gestrickten Handschuh („Liner“) aufgebracht werden. Dies ist, abhängig vom Textilmaterial, sowohl mittels Koagulant als auch im Direkttauchverfahren umsetzbar. Die Verwendung von Schnittschutzlinern mit entsprechenden Garnen, beispielsweise Glas, Stahl, HPPE, o. a. kann vorgesehen sein. Der erhaltene Handschuh würde nicht auf links gedreht, kann folglich eine weitere elastomere Schicht (D) erhalten, um die maximale chemische und mechanische Beständigkeit zu erzielen. Auch kann alternativ eine Beflockung des Handschuhs vor einem Abziehen von der Form vorgesehen sein.
  • Ebenfalls ist es möglich, nahtlos gestrickten Liner vor oder nach dem letzten Trockenvorgang oder dem Vulkanisieren in den Chemieschutzhandschuh einzukleben. Der fertige, dann trikotierte Chemieschutzhandschuh wird beim Abziehen auf links gedreht. Auch hier ist ein alternativer Schnittschutzliner möglich. Die Verklebung kann sowohl mit einem PVA-basierten Kleber als auch mit einer anderen nicht PVA-basierten Kleberschicht erfolgen.
  • Durch die Zugabe von Siliziumoxid und eventuell weiteren Metalloxiden erhält die PVA-Schicht ihre Beständigkeit gegenüber Luftfeuchtigkeit, Wasser und wasserhaltigen Chemikalien, die für PVA-Chemieschutzhandschuhe bisher nicht erreicht werden konnte. Siliziumoxid kann mit 0,5% - 12%, bevorzugt 1% - 8 % der PVA-Lösung zugegeben werden.
  • Durch die Zugabe des Weichmachers wird bevorzugt eine ausreichend elastische PVA-Schicht erreicht, um einen komfortablen PVA-Chemieschutzhandschuh herstellen zu können.
  • Durch ein einseitiges Beschichten der PVA-Schicht mit einer NBR-Schicht wird die Beständigkeit der PVA-Schicht, insbesondere im direkten Kontakt mit Wasser, deutlich verbessert. Um eine ausreichende Haftung zwischen PVA- und NBR Schicht zu erzielen, wird der NBR-Dispersion bevorzugt PVA als Haftvermittler zugemischt. Auf diese Weise wird ein Delaminieren der Schichten auch bei mechanischen Belastungen vermieden.
  • Das mehrstufige Beschichten ermöglicht die Bildung homogener, d. h. gleichmäßig dicker Schichten aus einer wässrigen PVA-Lösung bei zugleich hinreichender Gesamtdicke. Durch die begrenzte Löslichkeit des PVA bei gleichzeitig handhabbarer Viskosität ist der maximal erzielbare Auftrag an PVA und die damit erzielbare Schichtdicke pro Tauchdurchgang begrenzt.
  • Bevorzugt wird durch die Zugabe von kurzfaserigen Carbonfasern in der PVA-Lösung sowie in der NBR-Dispersion ein Chemieschutzhandschuh mit ausreichender Ableitfähigkeit gemäß DIN 16350 erzielt, wie er insbesondere im Umgang mit leicht entzündlichen bzw. explosiven Chemikalien oft im Bereich der organischen Lösungsmittel gefordert wird.
    • 1 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen, mit PVA beschichteten Chemieschutzhandschuh. Deutlich zu erkennen ist eine außenliegende NBR-Schicht mit drei PVA-Schichten auf der Innenseite.
    • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm für einen Tauchprozess. Eine Handschuhform wird erwärmt und in ein Koagulant A getaucht. Anschließend wird die Handschuhform getrocknet und in eine NBR-Dispersion B getaucht. Die NBR-Dispersion B koaguliert anschließend und wird danach in eine PVA-Lösung C getaucht, wo sie anschließend trocknet, um dann erneut in eine PVA-Lösung C getaucht zu werden. Dieser Vorgang wird ein drittes Mal wiederholt, bis der Handschuh schließlich nach dem Trocknen und Vulkanisieren von der Handschuhform abgezogen werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 2330316 A [0008]
    • EP 2709733 [0009]
    • WO 2002/080713 A2 [0010]
    • EP 1983854 A1 [0011]
    • WO 2020/201862 A1 [0012]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN EN 16523-1:2018 [0002]
    • DIN EN 16523-1 [0004]

Claims (22)

  1. Verfahren zur Herstellung von Chemieschutzkleidung, bei der mehrere Schichten jeweils in einem Tauchvorgang aufgebracht werden, und die mindestens eine Polyvinylalkohol-Schicht (PVA) und eine oder mehrere elastische Schichten einer oder mehrerer wässriger Polymerdispersionen aufweist, wobei die gebildete Polyvinylalkohol-Schicht mit einem oder mehreren Metalloxiden modifiziert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Metalloxiden um Oxide der Elemente der 4., 5., 6., 7., 8., 12., 13. oder 14. Gruppe handelt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Metalloxiden um Aluminiumoxid, Ceroxid, Eisenoxid, Siliziumoxid, Titanoxid, Zinkoxid und/oder Zirconiumoxid handelt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den wässrigen Polymerdispersion um Polymere auf Butadien-Basis handelt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der PVA-Schicht auch ein Weichmacher zugesetzt ist, der die Elastizität der PVA-Schicht erhöht.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrigen Polymerdispersionen einen Anteil an Polyvinylalkohol (PVA) enthalten.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die PVA-Schicht eine Dicke von 0,01 bis 0,25 mm, bevorzugt von 0,05 bis 0,20 mm aufweist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten durch Tauchen mit einer Keramikform erzeugt werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten durch Koagulanttauchen eines textilen Trägers erzeugt werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehreren Schichten leitfähige Partikel enthalten.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den leitfähigen Partikeln um metallische oder metallisierte Partikel, Ruß und/oder Carbonfasern handelt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11. dadurch gekennzeichnet, dass als Chemieschutzkleidung ein Chemieschutzhandschuh hergestellt wird.
  13. Chemieschutzkleidung mit mehreren jeweils in einem Tauchvorgang aufgebrachten Schichten, die mindestens eine Polyvinylalkohol-Schicht (PVA) und eine oder mehrere elastische Schichten einer oder mehrerer wässriger Polymerdispersionen aufweist, wobei die PVA-Schicht mit einem oder mehreren Metalloxiden modifiziert ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Metalloxiden um Oxide der Elemente der 4., 5., 6., 7., 8., 12., 13. oder 14. Gruppe handelt.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Metalloxiden um Aluminiumoxid, Ceroxid, Eisenoxid, Siliziumoxid, Titanoxid, Zinkoxid oder Zirconiumoxid handelt.
  16. Chemieschutzkleidung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den wässrigen Polymerdispersion um Polymere auf Butadien-Basis handelt.
  17. Chemieschutzkleidung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die PVA-Schicht einen Weichmacher enthält, der die Elastizität der PVA-Schicht erhöht.
  18. Chemieschutzkleidung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrigen Polymerdispersionen einen Anteil an Polyvinylalkohol (PVA) enthalten.
  19. Chemieschutzkleidung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die PVA-Schicht eine Dicke von 0,01 bis 0,25 mm, bevorzugt von 0,05 bis 0,20 mm aufweist.
  20. Chemieschutzkleidung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten leitfähige Partikel enthalten.
  21. Chemieschutzkleidung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den leitfähigen Partikeln um Carbonfasern handelt.
  22. Chemieschutzkleidung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Chemieschutzkleidung einen Chemieschutzhandschuh bildet.
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