A gumiipar egyik speciális szegmensét alkotják az úgynevezett latex-feldolgozási technológiák, melyek a természetes kaucsuk felhasználásának körülbelül egy tizedét teszik ki. Ezek közé tartoznak a mártásos és az öntéses technológiák, illetve a speciális gumifonal gyártás is. Jelen cikkemben röviden szeretném ismertetni a latex kinyerését illetve mártásos technológiákkal való feldolgozási lehetőségeit, valamint az egyik legfontosabb végtermék, a gumióvszer minőségellenőrzését is.
Korábbi cikkemben már ismertettem, hogy a természetes kaucsukot a Hevea Brasiliensis fa kérgét megsértve nyerhetjük. A fa nedve az úgynevezett latex, mely egy kolloid rendszer; a diszperziós közeg víz, míg a diszperz fázist a poliizoprén polimer, azaz a természetes kaucsuk alkotja. Ennek a természetes kolloid rendszernek a hosszú távú stabilitását különböző fehérjék és zsírsavak biztosítják. A további feldolgozási céltól függően a latexet eltérően kezelik. Egyrészt a diszpergált természetes kaucsukot koagulációval kicsaphatják, melyet azt követően mosnak, lemezelnek, tartósítanak, és végül szárítanak. Az így kapott természetes kaucsukot gumiabroncsokban vagy más műszaki gumitermékekben használják fel.
A Hevea Brasiliensis bemetszett törzse és a kapott nyers latex
Ha mártásos vagy öntéses technológiákat alkalmazunk, esetlegesen speciális gumifonalakat akarunk előállítani, akkor értelemszerűen a latexet a kinyerést követően közvetlenül nem koaguláltatjuk, hiszen a későbbiek során a termékgyártás is kolloid rendszerből fog történni. A felhasználás időpontjáig (szállítás, tényleges felhasználás) a latexet tartósítanunk kell. A tartósítás ebben az esetben a latexben megtalálható esetleges mikroorganizmusok visszaszorítását, a kolloid rendszer stabilitásának megőrzését jelenti. Ezt mind a mai napig leggyakrabban ammóniagázzal érik el, melynek alkalmazásának legfontosabb előnyei közé tartozik olcsósága, és a későbbiek során való könnyű eltávolíthatósága. Fontos megjegyezni, hogy jó tulajdonságai mellett az ammónia alkalmazásának van egy nagy negatívuma is: rendkívül kellemetlen szaga van. Mivel a latexnek mindössze 30-40 %-át alkotja a természetes kaucsuk, és körülbelül 50 %-a víz, így a szállítás és a tárolás gazdaságossága érdekében a latexet mindig besűrítik. A felesleges víz eltávolítását elpárologtatással vagy centrifugálással érhetik el. A folyamatok végeredményeként egy 60-68 %-ra besűrített, ammóniával stabilizált latexet kapunk, melyet a további feldolgozás helyére szállítanak.
A feldolgozás megkönnyítése és a megfelelő termék elérése érdekében a latexből latexkeveréket állítanak elő. Első lépésként a stabilizáláshoz alkalmazott ammóniát kifúvatással állandó keverés mellett, vagy semlegesítéssel (formaldehid adagolásával) távolítják el a rendszerből. Az így kapott latexhez a vulkanizációt elősegítő vulkanizáló szereket, aktivátorokat és gyorsítókat, ezen kívül pedig lágyítókat, öregedés gátlókat és esetlegesen töltőanyagokat is adnak. A szilárd adalékanyagokat diszperzió, az olajszerűeket emulzió, míg az oldható komponenseket vizes oldat formájában adják a rendszerhez. A homogenizálást követően ellenőrzik a kapott latexkeverék minőségét, majd ha szükséges, vízzel kismértékben hígítják azt. Megfelelő pihentetést követően a keverék már gyártásra alkalmas.
A mártásos technológiákat három fő csoportba soroljuk, melyekben közös, hogy a latexben található kaucsukot valamilyen módon koaguláltatják (kicsapják). Ennek elérése érdekében koagulenseket (fémsókat, savakat), mechanikai hatásokat, vagy hőhatást alkalmaznak. A mártásos technológiák esetében megkülönböztetünk koagulens nélküli, koagulenses, illetve termoszenzibilis mártást. Az első esetben a körülbelül 40-50 °C-os üveg- vagy porcelánformákat többször a latexbe merítik, így létrehozva valamilyen vékony falú terméket (óvszer, vékony gumikesztyűk). A termék vastagságát a mártások számával tudják befolyásolni.
Az óvszerek gyártásának folyamata
Koagulens alkalmazása esetében a körülbelül 60 °C-os porcelánformákat először a koagulensbe, majd azt követően a latexbe merítik, így végeredményben egy vastagabb falú terméket kapnak (ipari- és háztartási gumikesztyűket). Ebben az esetben a falvastagságot elsődlegesen a mártási idő határozza meg. A termoszenzibilis mártás esetében a formahőmérséklet már 70-80 °C, melyhez már jobb hővezetéssel rendelkező alumíniumformákat alkalmaznak. Ezzel a technológiával munkavédelmi kesztyűket és gumicsizmákat állíthatunk elő, ahol a termék vastagságát elsődlegesen a forma hőmérséklete befolyásolja. Fontos megjegyezni, hogy a mártást követően mindegyik folyamatot egy vulkanizációs lépés követ, melynek során a kaucsukot térhálósítják, így létrehozva a gumit.
A gumikesztyűk formája a koagulensbe történő mártás után a latexbe merül
A mártásos technológiákkal nagy mennyiségű olcsó termékeket állítunk elő. A gyártott végtermékek közül viszont kiemelkedik két fontos egészségügyi árucikk, a gumióvszer és a műtőskesztyű. Mindkettőre általánosan jellemző, hogy felhasználási területe miatt szigorú minőségellenőrzési rendszerrel rendelkezik, melyek közül most az előbbiét ismertetném. A folyamat minden esetben a korábban már említett latex-keverék minőségének vizsgálatával kezdődik, majd a termékek előállítását követően azok többlépcsős ellenőrzésével folytatódik. A minőségellenőrzési folyamatot az ISO 4074 szabvány alapján végzik. Első lépésként ellenőrzik a gumióvszerek szilárdságát, melyre két általánosan elfogadott metódust alkalmaznak, általában egymással párhuzamosan. Az első lehetőségként az óvszereket egy hengerre húzzák fel, alsó peremüket rögzítik, majd levegőt fújnak a belső térbe, melyet a tönkremenetelig végeznek. Másodszor egy előre meghatározott helyről gumigyűrűt vágnak ki, melyet szabványos szakítógépben szakítanak el, ezzel meghatározva az óvszer szakítószilárdságát.
Az óvszerek szabványos minőségellenőrzése
Az óvszerek tekintettében különösen fontos, hogy semmilyen lyuk ne maradhasson rajtuk. Mivel a szemmel látható lyukak könnyen azonosíthatóak, így ezek jelentik a kisebb veszélyt. Az óvszergyártás folyamán a szemmel nem látható lyukak ellenőrzésére vezetőképességi vizsgálatot végeznek. A mérés során a mintákat egy elektróda köré rögzítik, majd feltöltik vízzel. Az így kapott óvszereket vezetőképes oldatba merítik, mellyel a másik elektróda is érintkezik. Ha két elektróda között feszültséget mérnek, akkor az adott óvszeren mikroszkopikus lyuk található.
Szemmel nem látható lyukak keresése óvszereken (konduktivitás mérés)
Nem szabad elfelejtenünk azt sem, hogy ezen egészségügyi termékek esetében a mikrobiológiai vizsgálatok sem maradhatnak el. Az esetleges káros kórokozók jelenlétét több helyről történő mintavételezés utáni sejttenyésztéssel ellenőrzik.
Rövid összefoglalómban áttekintettük a legfontosabb mártásos latex-feldolgozási technológiákat, és az óvszergyártás során alkalmazott minőségellenőrzési módszereket. Annak ellenére, hogy a termelt latex mennyiségének mindössze tíz százalékát alkalmazzák ezekhez a gyártási folyamatokhoz, a kapott termékek manapság már széles körben elterjedtek és alkalmazottak, nem mellesleg gyakorlatilag nélkülözhetetlenek számunkra.
Források:
https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:4074:ed-3:v1:en
Dr. Palotás László: Gumiipari technológia óravázlat
http://docplayer.hu/19700081-Termeszetes- polimer-szerkezeti- anyagok-gumi.html
http://churchillandsmith.com/wp-content/uploads/2013/01/Natural- Latex-Page- Pic_opt.jpg
http://assets.bwbx.io/images/users/iqjWHBFdfxIU/i2YGaoe77WGg/v1/1200x-1.jpg
http://www.riverstone.com.my/images/slide3.jpg
https://s-media- cache-ak0.pinimg.com/736x/98/80/19/98801939f1b25b176da918c796ac4698.jpg
http://www.strangecosmos.com/images/content/143259.jpg