DE69930997T2

DE69930997T2 - Handschuhe aus neoprencopolymeren und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE69930997T2
Application number: DE69930997T
Authority: DE
Inventors: George Southborough BOURNE; A. Theresa Park City MOCERI; Tony Yun-Siung Libertyville YEH
Original assignee: Allegiance Corp
Current assignee: Allegiance Corp
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2019-02-20
Also published as: AU755975B2; ATE324398T1; CA2286057A1; EP0979251A1; PT979251E; ES2263270T3; AU2776499A; TW400224B; WO1999043739A1; KR20010020302A; DE69930997D1; JP2002503138A; DK0979251T3; CN1256702A; CA2286057C; US6195805B1; MY124360A; CN1137186C; EP0979251B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Handschuhe und ihrer Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung einen speziellen pulverfreien medizinischen Handschuh, der aus einem Neoprencopolymer hergestellt ist, und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Die Handschuhe der Erfindung können auf einfache Weise ohne die Verwendung von pulverförmigen Anziehhilfen angezogen werden und behalten ihre Durchstoßfestigkeit, Zugfestigkeit, Spannung bei 500 % und Bruchdehnung nach dem Nachbearbeiten durch Chlorieren und Sterilisieren mittels Bestrahlung bei. Außerdem zeigen die Handschuhe der Erfindung nach dem Sterilisieren durch Bestrahlung minimale Verfärbung und minimale Klebrigkeit an sich selbst und an Handschuhverpackungsmaterialien.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Viele von den elastomeren Materialien, die üblicherweise bei der Herstellung von chirurgischen Handschuhen und verwandten Gegenständen verwendet werden, wie etwa Naturkautschuklatex sollen allergene Eigenschaften haben. Versuche, Naturkautschukhandschuhe hypoallergen zu machen, konzentrieren sich vielfach auf das Laminieren oder Beschichten der inneren Oberfläche des Handschuhs mit einem potentiell weniger allergenen Material. Diese Laminate und Beschichtungen werden ferner dazu verwendet, die Nass- und Trockenanzieheigenschaften der Handschuhe zu verbessern. Diese Laminate oder Beschichtungen können jedoch leicht rissig werden, insbesondere dann, wenn der Handschuh geknickt oder gedehnt wird, und setzen den Träger dem Grund-Naturkautschukpolymer aus, das verwendet wurde, um den Handschuh herzustellen.
Eine alternative Lösung des mit Naturkautschukhandschuhen verbundenen potentiellen Allergenizitätsproblems besteht darin, den Naturkautschuk vollständig zu eliminieren und den Handschuh aus einem synthetischen Elastomer herzustellen, das keine potentiellen Allergene enthält. Bisher bekannte synthetische Elastomerhandschuhe fühlen sich jedoch anders an als Naturkautschukhandschuhe und werden vom Träger häufig als weniger angenehm wahrgenommen als Naturkautschukhandschuhe.
Aus synthetischen Elastomeren hergestellte Handschuhe können schwierig anzuziehen sein. Das Nass- und Trockenanziehen von Handschuhen kann dadurch erleichtert werden, dass die Innenseite des Handschuhs mit Pulver beschichtet wird. Mit Pulver beschichtete medizinische Handschuhe erhöhen jedoch für den Patienten das Risiko einer Kontaminierung und Entzündung, wenn Pulver von den chirurgischen Handschuhen versehentlich in eine Wunde oder einen Schnitt gerät. Mit Pulver beschichtete Handschuhe sind ferner bei elektrischen Anwendungen unerwünscht, da Pulver eine potentielle Quelle kontaminierender Substanzen in anspruchsvollen elektronischen Fabrikationsanlagen ist.
WO 96/40306 beschreibt weiche chirurgische Handschuhe oder industrielle medizinische Handschuhe, die aus einem Copolymerlatex von Neopren und 2,3-Dichoro-l,3-butadien hergestellt sind. EP-A-815 880 beschreibt einen flexiblen Gegenstand, der aus einer Substratschicht besteht, die ein elastomeres Material hat, wobei die Schicht eine mit dem Träger in Kontakt gelangende Oberfläche und eine feuchte, Schlupf ermöglichende Menge einer Schmiermittelzusammensetzung hat, die auf die mit dem Träger in Kontakt gelangende Oberfläche aufgebracht ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt einen pulverfreien Handschuh und ein Verfahren zum Herstellen desselben nach den Ansprüchen 1, 5 und 14 bereit.
Die vorliegende Erfindung stellt einen pulverfreien Handschuh bereit, der aus einem synthetischen Elastomer hergestellt ist, wobei gute Anzieheigenschaften erhalten werden, ohne dass pulverförmige Anziehhilfen wie etwa Talkum, Maisstärke oder Calciumcarbonat erforderlich sind und ohne dass es erforderlich ist, ein kontinuierliches polymeres Laminat oder eine solche Beschichtung an der inneren Oberfläche des Handschuhs vorzusehen.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner einen pulverfreien synthetischen Elastomerhandschuh bereit, der verschiedene physikalische Eigenschaften wie etwa Durchstoßfestigkeit, Zugfestigkeit, Spannung bei 500 % und Bruchdehnung besitzt, die mit denen vergleichbar sind, die Naturkautschukhandschuhe zeigen, jedoch frei von Proteinen und anderen potentiellen Allergenen sind.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner einen pulverfreien synthetischen Elastomerhandschuh bereit, der nach dem Nachbearbeiten durch Chlorieren und Sterilisieren mittels Elektronenstrahl-Strahlung seine physikalischen Eigenschaften beibehält und sie in manchen Fällen verbessert und der minimale Verfärbung und minimale Klebrigkeit an sich selbst und an dem Handschuhverpackungsmaterial zeigt.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein pulverfreier hypoallergener Handschuh bereitgestellt, der aus einem Neoprencopolymer hergestellt ist und der physikalische Eigenschaften wie etwa Durchstoßfestigkeit, Zugfestigkeit, Spannung bei 500 % und Bruchdehnung hat, die mit denen von Naturkautschukhandschuhen mindestens vergleichbar sind.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein pulverfreier hypoallergener Handschuh bereitgestellt, der aus einem Neoprencopolymer hergestellt ist und der seine Durchstoßfestigkeit Zugfestigkeit, Spannung bei 500 % und Bruchdehnung nach dem Nachbearbeiten durch Chlorieren und Elektronenstrahl-Sterilisieren beibehält. Außerdem zeigt der Handschuh der Erfindung nach dem Sterilisieren mit Elektronenstrahl-Strahlung minimale Verfärbung und minimale Klebrigkeit an sich selbst und an dem Handschuhverpackungsmaterial.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird der Neoprencopolymer-Handschuh, der unter Anwendung von Handschuh-Herstellungstechniken und -verfahren wie den in "Natural Rubber Dipping Technolgies" von R.D. Culp und B.L. Pugh, Symposium on Latex as a Barrier Material), 6. und 7. April 1989, University of Maryland, hergestellt werden kann, durch nachbearbeitendes Chlorieren pulverfrei gemacht und dann durch Bestrahlen sterilisiert. Die Elektronenstrahl-Sterilisierung führt zu einem Handschuh, dessen physikalische Eigenschaften (wie etwa Durchstoßfestigkeit, Zugfestigkeit, Spannung bei 500%, Bruchdehnung, Farbe und Klebrigkeit) Handschuhen überlegen sind, die durch die häufiger angewandte Gammastrahlen-Bestrahlung mit der gleichen Dosis sterilisiert werden.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
DER NEOPRENCOPOLYMERLATEX
Die Handschuhe der Erfindung werden bevorzugt aus einem Copolymerlatex von Neopren (auch als Chloropren oder 2-Chloro-l,3-butadien bekannt) und 2,3-Dichloro-l,3-butadien gebildet. Bevorzugt enthält das Neopren-2,3-Dichloro-1,3-butadien-Copolymer zwischen ungefähr 25 bis ungefähr 55 % Chlor. Stärker bevorzugt enthält das Copolymer zwischen ungefähr 35 % und ungefähr 45 % Chlor. Bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das Copolymer ungefähr 40 % Chlor. Andere geeignete Monomere, die mit Neopren copolymerisiert werden können, weisen Schwefel, Methacrylsäure, Acrylnitril, 2-Cyano-l,3-butadien und 1,1,3-Trifluor-l,3-butadien auf.
Der Elastizitätsmodul der Copolymere der Erfindung sollte nicht größer als ungefähr 0,6 MPA bei 100 % Dehnung sein. Bevorzugt ist der Elastizitätsmodul ungefähr 0,4 MPa bei 100 % Dehnung. Eine genaue Erläuterung dieser Werte ist in dem DuPont Bulletin "A Selection Guide for Neoprene Latexes", Tabelle II, von C.H. Gilbert, 1985 (NL-020.1 (R1)) angegeben, das hier summarisch eingeführt wird.
Die Neoprencopolymere der Erfindung haben einen Feststoffgehalt im Bereich zwischen ungefähr 35 Gew.-% und ungefähr 60 Gew.-%. Der bevorzugte Feststoffgehalt des Neoprencopolymers ist ungefähr 50 %.
Die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Neoprencopolymere haben eine langsame Kristallisierungsrate, einen mittleren Gelgehalt von ungefähr 60 % und eine hohe Nassgelfestigkeit. Die Neoprencopolymerlatexe sind bevorzugt anionisch. Weitere Informationen über diese Polymere finden sich in dem oben genannten DuPont Bulletin sowie in dem DuPont Bulletin "Neoprene Latexes – Their Preparation And Characteristics", L.L. Harrell, Jr., 1981 (ADH 200.1), das hier summarisch eingeführt wird.
Der bei der Ausübung der Erfindung am meisten bevorzugten Neoprencopolymerlatex ist ein Copolymer von Neopren und 2,3-Dichloro-l,3-butadient, das im Handel von DuPont unter der Codenummer 750 verkauft wird. Der anionische Copolymerlatex hat einen Chlorgehalt von 40 % und besitzt die bevorzugten Eigenschaften, die oben für das Neoprencopolymer beschrieben sind. Eine spezielle Beschreibung dieses Latex findet sich in dem oben genannten DuPont Bulletin von Gilbert.
Der Neoprencopolymerlatex kann ferner mit anderen anorganischen Füllstoffen wie etwa Calciumcarbonat, Ruß und Ton sowie anderen Elastomeren wie etwa Nitrilkautschuk, Polyisopren, Styrol-Butadien-Kautschuk und Butylkautschuk vermischt sein. Diese Neoprencopolymergemische sind zur Herstellung von Industrie-, chirurgischen und Untersuchungshandschuhen der Erfindung besonders geeignet.
HANDSCHUHMISCHUNGSBESTANDTEILE
Nachstehend sind die in der Handschuhformulierung verwendeten Mischungsbestandteile angegeben.
Der Weichmacherstabilisator kann beispielsweise Oleate, Stearate, Caseinate oder andere nichtiononische Tenside sein. Geeignete Emulgatorstabilisatoren weisen auf Natriumalkylsulfate, Kaliumsalze von Harzsäuren oder andere nichtionische und ionische Tenside.
Bei der vorliegenden Erfindung verwendete typische Ozon-Schutzmittel weisen auf Paraffinwachse, mikrokristalline Wachse und Zwischentypen (die Gemische sowohl aus Paraffinals auch aus mikrokristallinen Wachsen sind).
Das pH-Stabilsator-Sequestrat ist beispielsweise Natriumsilicat. Der pH-Stabilisator kann Kaliumhydroxid, Ammoniumhydroxid und/oder Natriumhydroxid sein.
Geeignete Vulkanisationsaktivatoren weisen Metalloxide wie etwa Magnesiumoxid, Bleioxid, bevorzugt Zinkoxid auf. Bei der vorliegenden Erfindung verwendete typische Vernetzer weisen Schwefel- oder andere organische Peroxide auf. Der Vulkanisationsbeschleuniger wird aus Mercaptobenzothiazolen und Derivaten, Dithiocarbamaten und Derivaten, Schwefeldonatoren, Guanidinen und Aldehyd-Amin-Reaktionsprodukten gewählt. Das Antioxidans kann gehinderte Arylamine oder polymere gehinderte Phenole sein.
Weiß- und Gelbpigmente sind fakultativ in der Formulierung anwesend. Typische Weißpigmente, die verwendet werden können, sind Titandioxid oder andere organische Pigmente. Typische Gelbpigmente, die bei der vorliegenden Erfindung brauchbar sind, sind Eisenoxid oder andere organische Pigmente.
Kautschukdeodorant wird bei der vorliegenden Erfindung fakultativ verwendet und kann Parfümöle aufweisen.
Geeignete Benetzungsmittelemulgatoren weisen nichtionische ethoxylierte Alkylphenole wie etwa Octylphenoxypolyethoxyethanol oder andere nichtionische Benetzungsmittel auf. Der Entschäumer kann aus Entschäumern vom Naphthalentyp, Entschäumern vom Silicontyp und anderen Entschäumern vom Nichtkohlenwasserstofftyp gewählt werden.
Der Kautschukweichmacher ist fakultativ in der Menge von 0,00 bis 20,00 Teilen pro hundert Kautschuk anwesend. Geeignete Kautschukweichmacher bei der vorliegenden Erfindung weisen Ester, Benzinkohlenwasserstofföle, Adipate, Phthalate und Oleate auf.
Der Fachmann ist ohne weiteres imstande, die Mischungsbestandteile in der Tauchformulierung so zu variieren, dass sie für das verwendete spezielle Neoprencopolymer sowie den gewünschten speziellen Endartikel geeignet sind. Für den Fachmann versteht es sich ferner, dass die oben angeführten speziellen Chemikalien oder Verbindungen für herkömmliche Materialien, die beim Formulieren des Neoprencopolymerlatex verwendet werden können, repräsentativ sein sollen und nur als nicht einschränkende Beispiele einer jeden solchen Komponente der Formulierung dienen sollen.
Die Neoprencopolymere und das Formulierungsgemisch, die nach der Erfindung hergestellt sind, können dazu verwendet werden, viele verschiedene Kautschukartikel herzustellen, die chirurgische und Untersuchungshandschuhe, Industriehandschuhe, Fingerlinge, Katheter, Schläuche, Schutzüberzüge, Ballone für Katheter, Kondome einschließen. Das Hauptaugenmerk der erfindungsgemäßen Neoprencopolymere und Formulierungen liegt jedoch auf ihrer Verwendung bei der Herstellung von pulverfreien Handschuhen und anderen Artikeln.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung gefertigten Handschuhe werden wie folgt hergestellt. Ein Formwerkzeug in einer Gestalt mit den Konturen eines Handschuhs wird zunächst ofengetrocknet und dann in eine Koagulansdispersion auf Alkoholbasis getaucht, die Methanol, Tenside und Calciumcarbonat aufweist. Die auf die Handschuh-Tauchform aufgebrachte Koagulansschicht wird luftgetrocknet. Die Handschuh-Tauchform wird dann in die Neoprencopolymer-Formulierung getaucht, die in Tabelle 1 angegeben ist, und eine Schicht aus dem Kautschuklatex wird an der Handschuh-Tauchform koaguliert. Während er sich noch an der Tauchform befindet, wird der koagulierte Neoprencopolymerlatex mit Wasser ausgewaschen und dann in einen pulverisierten Brei getaucht, der Tenside, vernetzte Maisstärkepulver, Silicon und Wasser enthält. Die ausgewaschenen, mit Pulver versehenen Handschuhe werden dann gebördelt und ausgehärtet. Die Handschuhe werden an den Tauchformen abgekühlt und dann von dem Formwerkzeug abgestreift.
Auf die von der Tauchform abgestreiften Handschuhe wird sowohl an ihrer äußeren als auch ihrer inneren Oberfläche Pulver aufgebracht. Der Handschuh hat an seiner äußeren Oberfläche eine Beschichtung aus Calciumcarbonatpulver und an seiner inneren Oberfläche eine Beschichtung aus vernetzten Maisstärkepulvern. Die pulverfreien Neoprencopolymer-Handschuhe werden durch eine Sequenz von Nachbearbeitungsschritten hergestellt, die aufweisen: manuelles Wenden der Handschuhe mit der Innenseite nach außen, Vorwaschen, Chlorieren, Neutralisieren, mehrmaliges Abspülen mit Wasser, Schmieren und Erwärmen mit einer Schmiermittellösung wie etwa einem Gemisch aus Cetylpyridiniumchlorid und Dow Corning Silicone Antifoam 1920, Abkühlen, manuelles Wenden der Handschuhe mit der Innenseite nach außen, gefolgt von mehreren Zyklen des Trocknens und Abkühlens der Handschuhe.
Andere geeignete Schmiermittel, die nach dem Chlorieren den Handschuhen zugegeben werden können, um nasses Anziehen in Bezug auf die Haut zu verbessern, sind nichtionische und ionische Tenside. Die kationischen und amphoterischen Tenside werden am meisten bevorzugt. Diese Tenside können auch mit anderen Schmiermitteln wie etwa Siliconen oder anderen wasserlöslichen Polymeren wie etwa Chitosan, Polyacrylsäure, Polyethylenoxid und Polyvinylalkohl kombiniert werden, um die gewünschten Anzieheigenschaften zu erhalten.
Nach dem Abkühlen der puverfreien Neoprencopolymer-Handschuhe werden sie zu Paaren mit jeweils einer rechten und einer linken Hand sortiert. Eine Verpackung wird gebildet, indem ein Handschuhpaar in ein Rollenpapier von 18,2 kg (40 lb.) gewickelt wird, das dann in ein oberes Rollenpapier von 13,6 kg (30 lb.) gelegt wird. Fünfzig Einzelhandschuhverpackungen werden dann in eine Spenderbox gelegt, und vier Spenderboxen werden dann in einen Behälter gelegt und zum Sterilisieren durch Bestrahlen an einen Zulieferer gesandt.
Wenn das Neoprencopolymer oder -gemisch dazu verwendet wird, chirurgische Handschuhe herzustellen, haben die Handschuhe der Erfindung eine Dicke von mindestens 0,1 mm (0,004 inches). Bevorzugt ist die Dicke der Handschuhe im Bereich zwischen 0,15 mm (0,006 inches) und 0,2 mm (0,008 inches). Am meisten bevorzugt ist die Handschuhdicke zwischen 0,18 (0,007 inches) und 0,2 mm (0,008 inches).
Die Handschuhe der Erfindung zeigen physikalische Eigenschaften, die für ihre Verwendung als chirurgische Handschuhe gut geeignet sind. Insbesondere haben die chirurgischen Handschuhe der Erfindung vor der Alterung eine Zugfestigkeit von mehr als 17238 kPa (2500 psi), bevorzugt mehr als 19306 kPa (2800 psi) und am meisten bevorzugt mehr als 20685 kPa (3000 psi). Die Spannung der chirurgischen Handschuhe der Erfindung bei 500 % ist geringer als 7000 kPa (1015 psi), bevorzugt geringer als 5516 kPa (800 psi) und am meisten bevorzugt geringer als 3448 kPa (500 psi). Die chirurgischen Handschuhe der Erfindung haben eine Bruchdehnung von mehr als 650 %, bevorzugt mehr als 750 % und am meisten bevorzugt mehr als 800 %. Die Zugfestigkeit, der Spannungsmodul bei 500 % und die Bruchdehnung werden nach ASTM D412-92 gemessen.
Die chirurgischen Handschuhe der Erfindung zeigen ferner eine minimale Tendenz, an sich selbst und an ihrem Verpackungsmaterial zu kleben. Durch dieses Merkmal können die Handschuhe leicht angezogen und relativ leicht aus ihrem Verpackungsmaterial entnommen werden. Die Klebrigkeit der Handschuhe der Erfindung wird durch eine Modifikation des Filmblocktests nach ASTM D3354-96 bestimmt, der nachstehend unter "Testverfahren" genauer angegeben ist. Die Klebrigkeit der chirurgischen Handschuhe der Erfindung ist geringer als 91 g (0,2 lb.), bevorzugt geringer als 45 g (0,1 lb.) und am meisten bevorzugt geringer als 9 g (0,02 lb.).
Die chirurgischen Handschuhe verfärben sich ferner minimal, wenn der Verfärbungsgrad unter Anwendung des in ASTM D1925 und E313 beschriebenen Gelbwerts bewertet wird. Die prozentuale Änderung des Gelbwerts der chirurgischen Handschuhe der Erfindung nach Elektronenstrahl-Sterilisierung ist geringer als 15 %, gemessen nach ASTM D1925, und geringer als 10 %, gemessen nach E313, bevorzugt geringer als 12 %, gemessen nach ASTM D1925, und geringer als 8 %, gemessen nach E313, und am meisten bevorzugt geringer als 10 %, gemessen nach ASTM D1925, und geringer als 6 %, gemessen nach E313. Die prozentuale Änderung des Gelbwerts der chirurgischen Handschuhe der Erfindung kann mit der in der Formulierung verwendeten Pigmentmenge und den Pigmenttypen und den Lagerbedingungen, denen die Prüflinge ausgesetzt worden sind, variieren.
Die Durchstoßfestigkeit der chirurgischen Handschuhe der Erfindung ist größer als 0,9 kg (2,0 lb.), bevorzugt größer als 1,14 kg (2,5 lb.) und am meisten bevorzugt größer als 1,36 kg (3,0 lb.).
Wenn das Neoprencopolymer oder -gemisch dazu verwendet wird, sterile und nichtsterile Untersuchungs- und Industriehandschuhe herzustellen, haben die Handschuhe der Erfindung eine Dicke von mindestens 0,08 mm (0,003 inches). Bevorzugt ist die Dicke der Handschuhe im Bereich zwischen 0,1 mm (0,004 inches) und 0,18 mm (0,007 inches). Am meisten bevorzugt ist die Handschuhdicke zwischen 0,13 mm (0,005 inches) und 0,18 mm (0,007 inches). Bei Untersuchungshandschuhen der Erfindung ist die Zugfestigkeit größer als 10343 kPa (1500 psi), bevorzugt größer als 13790 kPa (2000 psi) und am meisten bevorzugt größer als 17238 kPa (2500 psi). Die Bruchdehnung der Untersuchungshandschuhe der Erfindung ist größer als 300 %, bevorzugt größer als 500 % und am meisten bevorzugt größer als 650 %. Die Durchstoßfestigkeit, Spannung bei 500 %, Klebrigkeit und prozentuale Änderung des Gelbwerts der sterilen und nichtsterilen Untersuchungs- und Industriehandschuhe der Erfindung sind oben für die chirurgischen Handschuhe der Erfindung angegeben.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele veranschaulicht. Es versteht sich, dass sich der Durchschnittsfachmann darüber im Klaren ist, wie die Zeiten und Temperaturen des Verfahrens entsprechend dem hergestellten Gegenstand, dem verwendeten speziellen Neoprencopolymer oder -gemisch, den gewählten speziellen Formulierungsbestandteilen und dem nach dem Chlorieren den Handschuhen zugegebenen Schmiermittel zu ändern sind.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Sterile pulverfreie Neoprencopolymer-Handschuhe wurden hergestellt, indem zunächst eine Handschuh-Tauchform in einem Ofen, der auf einer Temperatur von ungefähr 100 bis ungefähr 200 °F gehalten wurde, vorerwärmt wurde. Die Handschuh-Tauchform wurde dann in eine Koagulansdispersion auf Alkoholbasis, die auf einer Temperatur unter 43 °C (110 °F) gehalten wurde, ausreichend lang getaucht, um das Beschichten der Tauchform mit dem Koagulans zuzulassen. Die Koagulansdispersion bestand aus 50–70 Gew.-% Methylalkohol, 25–40 Gew.-% Calciumnitrat und 5–15 Gew.-% Calciumcarbonat. 0 bis 0,2 % nichtionisches Benetzungsmittel kann nach Bedarf verwendet werden. Die Koagulansschicht, die auf die Handschuh-Tauchform aufgebracht worden war, ließ man dann lufttrocknen.
Die Handschuh-Tauchform mit der getrockneten Koagulansschicht wurde dann in den compoundierten Neoprenkautschukcopolymer-Latex getaucht, der auf einer Temperatur zwischen 21 °C (70 °F) und 29 °C (85 °F) gehalten wurde. Das verwendete Neoprencopolymer war ein Copolymer von Chloropren und 2,3-Dichlor-l,3-butadien, erhältlich von DuPont unter der Codenummer 750. Die Handschuh-Tauchform wurde ausreichend lang in der Latexformulierung belassen, um zuzulassen, dass der Neoprencopolymerkautschuk-Latex an der Handschuh-Tauchform koagulierte, um die gewünschte Dicke zu erhalten. Die Handschuh-Tauchform wurde dann von dem Latex entfernt, und der koagulierte Latex wurde für 5 bis 8 min in einem Wasser-Auswaschbehältr ausgewaschen, der auf einer Temperatur zwischen 38 °C (100 °F) und 66 °C (150 °F) gehalten wurde.
Die Handschuh-Tauchform wurde dann in einen pulverisierten Brei getaucht, der aus 0,02–0,1 Gew.-% Stabilisatoren, 10–20 Gew.-% vernetzten Maisstärkepulvern, 0,5–1,5 Gew.-% Silicon und Wasser bestand. Nach Bedarf kann ferner eine geringe Menge an Benetzungs- und antimikrobiellen Mitteln zugegeben werden. Die Handschuhe wurden dann unter Verwendung einer Bördeleinrichtung gebördelt. Die Handschuhe wurden, während sie sich noch an der Tauchform befanden, in einem Ofen bei einer Temperatur von 166 °C (330 °F) für 20 bis 30 min ausgehärtet. Die Handschuhe wurden dann abgekühlt und von der Tauchform abgestreift.
Die von der Tauchform abgestreiften Handschuhe sind auf der patientenseitigen oder äußeren Oberfläche des Handschuhs mit Calciumcarbonatpulvern beschichtet und auf der benutzerseitigen oder inneren Oberfläche des Handschuhs mit vernetzten Maisstärkepulvern beschichtet. Um pulverfreie Handschuhe mit akzeptabler Gebrauchsfähigkeit des Produkts für chirurgische Anwendungen herzustellen, müssen die mit Pulver versehenen Handschuhe, die unter Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens hergestellt wurden, einer Nachbearbeitungsbehandlung unterzogen werden, welche die folgenden Schritte aufweist: Wenden der Handschuhe mit der Innenseite nach außen, Chlorieren, Neutralisieren, Abspülen, Schmieren und Trocknen wie folgt.
Die nach dem vorstehenden Verfahren hergestellten mit Pulver versehenen Handschuhe wurden manuell mit der Innenseite nach außen gewendet, so dass die benutzerseitige oder innere Oberfläche an der Außenseite des Handschuhs war. Die mit Pulver versehenen Neoprencopolymer-Handschuhe wurden dann gewogen, und 27 bis 36 kg (60–80 lbs.) der Handschuhe wurden in den Chlorierer eingebracht, wo die Handschuhe für einige Minuten vorgewaschen wurden. Die Handschuhe wurden dann unter Taumeln mit einer Chlordurchflussrate von 363 bis 681 kg (800 bis 1500 Ibs.) Chlorgas/24 h chloriert. Die Handschuhe wurden dann mit einer Basenlösung neutralisiert. Die Handschuhe wurden dann ein zweites Mal neutralisiert. Am Ende der zwei Neutrlisierungsschritte sollte der pH-Wert der Lösung ungefähr 7 oder darüber sein. Die zweite Neutralisierungslösung ließ man dann von den Handschuhen ablaufen, und die Handschuhe wurden abgespült und mit Wasser einem Taumelvorgang unterzogen.
Die Handschuhe wurden in die Wasch-/Extraktionseinrichtung eingebracht. Die Wasch-/Extraktionseinrichtung wurde dann mit Wasser gefüllt, und die Handschuhe wurden für einige Minuten gewaschen und zweimal extrahiert. Die Handschuhe wurden der Wasch-/Extraktionseinrichtung entnommen und in eine Trocken-/Schmiereinrichtung eingebracht. Die Handschuhe wurden in der Trocken-/Schmiereirrichtung unter gleichzeitigem Erwärmen auf 35 bis 46 °C (95 bis 115 °F) für einige Minuten einem Taumelvorgang unterzogen. Die Handschuhe wurden während des unter Wärme durchgeführten Taumelvorgangs mit Schmiermittellösung besprüht, wobei die Schmiermittellösung Wasser und 0,5–1,5 Gew.-% Cetylpyridiniumchlorid enthielt. Falls erforderlich, kann eine geringe Menge Silicone Antifoam 1920, erhältlich von Dow Corning, zugegeben werden. Die Handschuhe wurden für 20 min bei 35 bis 46 °C (95 bis 115 °F) einem unter Wärme durchgeführten Taumelvorgang unterzogen. Die Handschuhe wurden für 10 min abgekühlt.
Die Handschuhe wurden manuell mit der Innenseite nach außen gewendet und in einen Trockner eingebracht. Die Handschuhe wurden dann bei 35 bis 46 °C (95 bis 115 °F) für 25 bis 45 min getrocknet oder so lange getrocknet, bis die Handschuhe vollkommen trocken waren. Die Handschuhe wurden ungefähr für weitere 5 min abgekühlt. Am Ende dieses Abkühlzeitraums waren die Handschuhe verpackungsbereit.
Die fertigen Handschuhe wurden wie folgt verpackt. Ein Paar pulverfreie Handschuhe, ein rechter und ein linker, wurden ungefähr 4 inches weit manuell umgestülpt, so dass die innenseitige Oberfläche der Stulpe nach außen freilag. Der linke Handschuh wurde flach in die linke Seite des unteren Rollenpapiers gelegt, wobei der Daumen nach außen freilag, und das Papier wurde um den Handschuh herum gewickelt. Dann wurde der rechte Handschuh flach in die rechte Seite des unteren Rollenpapiers gelegt, wobei der Daumen nach außen freilag, und das Papier wurde um den Handschuh herum gewickelt. Ein eingewickelter Handschuh wurde dann über den anderen geklappt, um ein rechteckiges brieftaschenartiges Päckchen herzustellen. Das untere Rollenpapier mit einem Handschuhpaar wurde dann in ein oberes Rollenpapier gewickelt, verpackt und an allen Seiten thermoverschweißt. 50 Handschuhpaare wurden in eine Spenderbox gepackt, und 4 Boxen wurden dann in einen Karton gepackt.
Die fertigen, verpackten Handschuhe wunden dann zur Sterilisierung an eine gewerbliche Gammastrahlen-Bestrahlungseinrichtung verschickt. Die Handschuhe wurden einer kleinsten Strahlungsdosis von 61,3 KGy und einer größten Strahlungsdosis von 67,6 KGy ausgesetzt. Die Gesamtbestrahlungszeit, die zum Erreichen der erforderlichen Dosis benötigt wurde, wurde auf ungefähr 5,2 h geschätzt.
Die Verfahren und Methoden, die zum Bestrahlen von medizinischen Einrichtungen verwendet werden, sind im Einzelnen in dem Dokument "Electron-Beam Ssystems for Medical Device Sterilization", L. Ray Calhoun, J. Thomas Allen, Harry L. Shaffer, George M. Sullivan und C. Brean Williams, Medical Plastics and Materials, Juli/August 1997, Seiten 26–31, beschrieben, das hiermit summarisch eingeführt wird.
Die physikalischen Eigenschaften der Handschuhe wurde unmittelbar nach Sterilisation und nach Alterung für 12,5 Monate bei Raumtemperatur gemessen. Unmittelbar nach der Sterilisierung hatten die Handschuhe eine Zugfestigkeit von 19913 kPa (2888 psi), eine Spannung bei 500 % von 1593 kPa (231 psi) und eine Bruchdehnung von 914 %, wobei der Prüfling eine Dicke von 0,17 mm (0,0066 inches) hatte. Die Testergebnisse sind der Durchschnitt von Medianwerten von 13 Probensets von 5 hantelförmigen Proben pro Set.
TESTVERFAHREN
Die Durchstoßfestigkeit, Zugfestigkeit, Spannung bei 500 %, Bruchdehnung, Klebrigkeit und der Verfärbungsgrad der gealterten Handschuhe sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Die Zugfestigkeit, der Spannungsmodul bei 500 % und die Bruchdehnung wurden nach den in ASTM D412-92 angegebenen Verfahren gemessen und sind die Medianwerte von 5 hantelförmigen Proben.
Der Klebrigkeitsgrad der Handschuhe wurde unter Anwendung einer Modifikation des Filmblocktests nach ASTM D3354-96 mengenmäßig genau bestimmt, wobei die zwei Aluminiumblöcke, die bei dem modifizierten Test anstelle der in dem Testverfahren angegebenen Testblöcke von 10,2 cm × 10,2 cm (4'' × 4'') verwendet wurden, 7,6 cm × 10,2 cm (3'' × 4'') groß waren. Bei dem modifizierten Test wurde eine Probe von 7,6 cm × 10,2 cm (3'' × 4'') einschließlich der Bördelung von dem Stulpenbereich der sterilen pulverfreien Neoprencopolymer-Handschuhe abgeschnitten. Die resultierende Probe hat vier Schichten mit drei blockierten Zwischenflächen, wobei zwei von den Zwischenflächen durch das Zusammenkleben der außenseitigen Oberfläche des Handschuhs in dem Stulpenbereich und in dem Handflächenbereich entstehen und die dritte Zwischenfläche durch das Zusammenkleben der innenseitigen Oberflächen des Handschuhs in dem Handflächenbereich entsteht. Die Kraft, die erforderlich ist, um die Zwischenfläche zwischen den außenseitigen Oberflächen des Handschuhs zu trennen, wurde als ein repräsentatives Maß für die Klebrigkeit des Handschuhs genommen. Die Testergebnisse stellen die mittleren Spitzenbelastungswerte der von einem Handschuhpaar erhaltenen vier Meßwerte dar.
Die Durchstoßfestigkeit der Handschuhe wurde nach dem australischen Durchstoßtest OS 215 gemessen. Es wurden die Durchstoßfestigkeit sowohl in dem Stulpen- als auch dem Handflächenbereich der pulverfreien Handschuhe gemessen. Die Testergebnisse stellen das Mittel von 5 nachgebildeten Proben dar.
Die Tendenz der sterilen pulverfreien Neoprencopolymer-Handschuhe, sich zu verfärben, wurde. gemäß ASTM D1925 und E 313 bewertet. Bei diesem Test wurde eine Probenschicht von ungefähr 7,6 cm × 7,6 cm (3'' × 3'') aus dem Handflächenbereich des Handschuhs ausgeschnitten, die außenseitige Oberfläche des Handschuhs dem Lichtstrahl ausgesetzt, und die Gelbwerte wurden bestimmt. Je höher der Gelbwert war, desto gelber oder stärker verfärbt war der Handschuh. Die Testergebnisse für jedes Beispiel wurden von einer Probenschicht erhalten.
VERGLEICHSBEISPIEL 2
In diesem Beispiel waren die Herstellung und die Nachbearbeitung der pulverfreien Neoprencopolymer-Handschuhe gleich wie in Beispiel 1. Die Handschuhe wurden mit Gammastrahlung in einer anderen gewerblichen Gammabestrahlungseinrichtung sterilisiert, wobei die kleinste Gammastrahlungsdosis 68,6 KGy und die größte Dosis 83,0 KGy war, wobei die für das Erreichen der erforderlichen Dosis geschätzte Bestrahlungsdauer 13,2 h war.
Die physikalischen Eigenschaften dieser Handschuhe wurden ebenfalls unmittelbar nach Sterilisation und Alterung für 12 Monate bei Raumtemperatur gemessen. Unmittelbar nach der Sterilsierung hatten die Handschuhe eine Zugfestigkeit von 16245 kPa (2356 psi), eine Spannung bei 500 % von 1627 kPa (236 psi) und eine Bruchdehnung von 960 %, wobei der Prüfling eine Dicke von 0,17 mm (0,0067 inches) hatte. Die Durchstoßfestigkeit, Zugfestigkeit, Spannung bei 500 %, Bruchdehnung, Klebrigkeit und der Verfärbungsgrad der gealterten Handschuhe sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
Uberraschenderweise entsprachen Handschuhe, die nach Beispiel 2 hergestellt waren und unmittelbar nach der Sterilisierung geprüft wurden, der Zugfestigkeitsspezifiktion für chirurgische Handschuhe nach ASTM D3577-91 nicht. Handschuhe gemäß Beispiel 2 mit einer Dicke von 0,17 mm (0,0067 inches) zeigten eine Zugfestigkeit von 16245 kPa (2356 psi), wogegen nach ASTM D3577-91 eine kleinste Zugfestigkeit von 17003 kPa (2466 psi) erforderlich ist. Ferner waren in beiden Beispielen 1 und 2 die durch Gammabestrahlung sterilisierten Handschuhe inakzeptabel verfärbt und klebten sowohl an sich selbst als auch an dem Handschuhverpackungsmaterial. Es wurde also ein alternatives Sterilisationsverfahren untersucht. Das nachstehende Beispiel 3 gibt die Herstellung eines Neoprencopolymer-Handschuhs und seine nachbearbeitende Chlorierung und Sterilisierung durch Elektronenstrahl-Bestrahlung an.
BEISPIEL 3
Pulverfreie Neoprencopolymer-Handschuhe wurden entsprechend den Herstellungs- und Nachbearbeitungsschritten, die in Beispiel 1 angegeben sind, hergestellt. Die verpackten Handschuhe wurden dann mit Elektronstrahl-Bestrahlung mit einer kleinsten Dosis von 29,4 KGy und einer größten Strahlungsdosis von 51,3 KGy bei einer für das Erreichen der erforderlichen Dosis geschätzten Bestrahlungsdauer von 0,3 h sterilisiert. Diese Dosisrate ist die Dosisrate, die erforderlich ist, um dem Wert SAL von 10-6 für diese pulverfreien Neoprencopolymer-Handschuhe bei der angegebenen Beladungsdichte zu genügen.
Die physikalischen Eigenschaften dieser Handschuhe wurden nach Alterung für 2,5 Monate bei Raumtemperatur gemessen. Die Durchstoßfestigkeit, Zugfestigkeit, Spannung bei 500 %, Bruchdehnung, Klebrigkeit und der Verfärbungsgrad der gealterten Handschuhe sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
Die physikalischen Eigenschaften von auf eine vergleichbare Weise hergestellten Handschuhen wurden ebenfalls unmittelbar nach der Sterilisierung gemessen. Diese Handschuhe hatten eine mittlere Zugfestigkeit von 23071 kPa (3346 psi), eine mittlere Spannung bei 500 % von 2655 kPa (385 psi) und eine mittlere Bruchdehnung von 883 %, wobei die Prüflinge eine mittlere Dicke von 10 0,18 mm (0,072 inches) hatten. Die oben angegebenen Mittelwerte sind der Durchschnitt von Medianwerten von 6 Probensets von jeweils 5 hantelförmigen Proben. Die sechs Proben wurden aus 6 verschiedenen Herstellungschargen erhalten. 15 TABELLE 2

* Vergleichsbeispiele

Ein Vergleich der Werte der Eigenschaften für die gammabestrahlten Neoprencopolymer-Handschuhe der Vergleichsbeispiele 1 und 2 mit den mit Elektronstrahl bestrahlten Handschuhen von Beispiel 3 zeigt deutlich, dass das Elektronenstrahl-Sterilisieren zu Handschuhen führt, welche die mit Gamma-Bestrahlung zusammenhängenden Probleme löst.
Der mit Elektronenstrahl bestrahlte Neoprencopolymer-Handschuh hat im Vergleich mit dem gammabestrahlten Neoprencopolymer-Handschuh vorzügliche physikalische Eigenschaften. Die Zugfestigkeit und Bruchdehnung der mit Elektronenstrahl bestrahlten Handschuhe sind höher als bei den gammabestrahlten Handschuhen, und der Spannungsmodul bei 500 % ist niedriger.
Die mit Elektronenstrahl bestrahlten Handschuhe von Beispiel 3 genügen ohne weiteres den in ASTM D3577-91 angegebenen Kriterien für chirurgische Handschuhe. Besonders zu beachten ist die minimale Klebrigkeit und Verfärbung, die bei mit Elektronenstrahl bestrahlten Handschuhen beobachtet werden. Im Vergleich mit den gammabestrahlten Handschuhen der Vergleichsbeispiele 1 und 2 sind die mit Elektronenstrahl bestrahlten Handschuhe von Beispiel 3 viel weniger klebrig (um einen Faktor 35; 331 g (0,73 lbs.) gegenüber 9 g (0,02 lbs.)). Aufgrund ihrer verringerten Klebrigkeit kleben die mit Elektronenstrahl sterilisierten Neoprencopolymer-Handschuhe nicht ohne weiteres an sich selbst und kleben nicht an dem Handschuhverpackungsmaterial, wie dies die gammabestrahlten Handschuhe tun. Infolgedessen können die mit Elektronenstrahl bestrahlten Handschuhe leicht angezogen und aus dem Verpackungsmaterial entnommen werden.
Im Gegensatz dazu sind die gammabestrahlten Handschuhe so klebrig, dass es nahezu unmöglich ist, sie anzuziehen. Außerdem haften die gammabestrahlten Handschuhe auch viel stärker an dem Handschuhverpackungsmaterial, so dass sie schwieriger zu entnehmen sind. Schließlich sind die mit Elektronenstrahl bestrahlten Handschuhe weniger gelb als die gammabestrahlten Handschuhe.
Aus der vorstehenden Beschreibung und den Beispielen ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung einen speziellen pulverfreien, aus Neoprencopolymer hergestellten medizinischen Handschuh bereitstellt, der seine erwünschten physikalischen Eigenschaften beibehält und außerdem nach dem Sterilisieren durch Elektronenstrahl-Bestrahlung minimale Klebrigkeit und Verfärbung zeigt.
Die vorstehende Beschreibung und die Beispiele beziehen sich nur auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Claims

Pulverfreier Handschuh, der aus einem Neoprencopolymer hergestellt ist, das eine Zugfestigkeit von mindestens 17238 kPa (2500 psi), eine Spannung bei 500 % von nicht mehr als 7000 kPa (1015 psi), eine Bruchdehnung von mindestens ungefähr 650 % und eine Klebrigkeit von nicht mehr als 9.1 g (0,2 lbs) hat, wobei der Handschuh mittels Elektronenstrahl-Bestrahlung sterilisiert ist.
Handschuh nach Anspruch 1, wobei das Neoprencopolymer ein Copolymer von Chloropren und 2,3-Dichloro-1,3-butadien ist.
Handschuh nach Anspruch 2, wobei der Handschuh eine Durchstoßfestigkeit von mehr als 0,91 kg (2 lbs) hat.
Handschuh nach Anspruch 3, wobei die prozentuale Änderung des Gelbwerts, gemessen nach ASTM D1925, nicht größer als ungefähr 15 % ist.
Pulverfreier Handschuh, der aus einem Neoprencopolymer von Chloropren und 2,3-Dichlorbutadien hergestellt ist und eine Zugfestigkeit von mindestens 17238 kPa (2500 psi) hat, wobei der Handschuh durch Behandlung mittels Elektronenstrahl-Bestrahlung sterilisiert ist.
Handschuh nach Anspruch 5, wobei das Neoprencopolymer zwischen 25 Gew.-% und 55 Gew.-% Chlor enthält.
Handschuh nach Anspruch 6, wobei das Neoprencopolymer 40 Gew.-% Chlor enthält.
Handschuh nach Anspruch 5, wobei der Handschuh eine Spannung bei 500 % von nicht mehr als 7000 kPa(1015 psi) hat.
Handschuh nach Anspruch 6, wobei der Handschuh eine Spannung bei 500 % von nicht mehr als 7000 kPa (1015 psi) hat.
Handschuh nach Anspruch 7, wobei der Handschuh eine Spannung bei 500 % von nicht mehr als 7000 kPa (1015 psi) hat.
Handschuh nach Anspruch 8, wobei der Handschuh eine Bruchdehnung von mindestens 650 % hat.
Handschuh nach Anspruch 9, wobei der Handschuh eine Bruchdehnung von mindestens 650 % hat.
Handschuh nach Anspruch 10, wobei der Handschuh eine Bruchdehnung von mindestens 650 % hat.
Verfahren zum Herstellen eines pulverfreien Handschuhs, der aus einem Neoprencopolymer hergestellt wird, das eine Zugfestigkeit von mindestens 17238 kPa (2500 psi), eine Spannung bei 500 % von nicht mehr als 7000 kPa (1015 psi), eine Bruchdehnung von mindestens 650 % und eine Klebrigkeit von nicht mehr als 91 g (0,2 lbs) hat, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: (a) Tauchen einer Tauchform in eine Koagulansdispersion, um eine Koagulansschicht auf die Tauchform aufzubringen; (b) Tauchen der Tauchform mit der aufgebrachten Koagulansschicht in eine Neoprencopolymer-Latex-Ansatz, um eine zweite Schicht zu erzeugen, die koaguliertes Neoprencopolymer daran aufweist; (c) Auswaschen der Tauchform mit dem aufgebrachten Koagulans und den koagulierten Neoprencopolymerschichten mit Wasser; (d) Tauchen der zweiten Schicht aus koaguliertem Neoprencopolymer in eine pulverisierte Aufschlämmung, die aus Tensid, Pulver, Silicon und Wasser besteht; (e) Härten der Schichten an der Tauchform; (f) Abstreifen des Handschuhs von der Tauchform; (g) Wenden des Handschuhs, so dass die innere Oberfläche des Handschuhs an der Außenseite des Handschuhs ist; (h) Chlorieren des Handschuhs, um Pulver zu entfernen; (i) Abspülen des Handschuhs mit Wasser; (j) Schmieren des Handschuhs; (k) Trocknen des Handschuhs; (l) Wenden des Handschuhs, so dass die innere Oberfläche des Handschuhs an der Innenseite des Handschuhs ist; (m) Trocknen des Handschuhs; und (n) Bestrahlen des Handschuhs mit einem Elektronenstrahl.
Verfahren nach Anspruch 14, das nach dem Trocknungsschritt den zusätzlichen Schritt eines Verpackens des Handschuhs aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das zum gleitfähig machen des Handschuhs verwendete Gleitmittel aus Cetylpyridiniumchlorid und Wasser besteht.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das zum gleitfähig machen des Handschuhs verwendete Schmiermittel aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Folgendem entsteht: nichtionischen oberflächenaktiven Stoffen, ionischen oberflächenaktiven Stoffen, der Kombination aus ionischen und nichtionischen oberflächenaktiven Stoffen und der Kombination aus oberflächenaktiven Stoffen und wasserlöslichen Polymeren.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Handschuh mit einer kleinsten Dosis bestrahlt wird, um dem Wert SAL 10⁶ zu genügen.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das zum gleitfähig machen des Handschuhs verwendete Gleitmittel aus Cetylpyridiniumchlorid und Wasser besteht.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das zum gleitfähig machen des Handschuhs verwendete Gleitmittel aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus folgendem besteht: nichtionischen oberflächenaktiven Stoffen, ionischen oberflächenaktiven Stoffen, der Kombination aus ionischen und nichtionischen oberflächenaktiven Stoffen und der Kombination aus oberflächenaktiven Stoffen und wasserlöslichen Polymeren.