Rękawice ochronne z ligniny wykorzystują technologię druku 3D

Rękawice ochronne, używane w pracy, sporcie czy ogrodnictwie, zyskują swoje właściwości ochronne dzięki specjalnej powłoce.

Wykorzystuje się zaawansowane materiały, takie jak kauczuk nitrylowy, neopren, butyl, Kevlar czy laminaty chemoodporne. Rękawice te są często dodatkowo wzmocnione i testowane pod kątem odporności na różne chemikalia, wysokie temperatury oraz inne niebezpieczne warunki pracy. Muszą spełniać wymagania normy EN 374 (odporność na chemikalia) lub EN 407 (odporność na ciepło), w zależności od specyficznych zagrożeń, przed którymi chronią.

To właśnie ona zapewnia odporność na ścieranie, sprawia, że materiał jest wodoodporny, a także chroni przed chemikaliami, olejami, a nawet przecięciami czy przekłuciami. Dotychczas głównymi materiałami wykorzystywanymi do produkcji takich powłok były polimery na bazie ropy naftowej, kauczuk nitrylowy lub lateks.

Kategoria I – Rękawice prostej konstrukcji

Rękawice tej kategorii zapewniają podstawową ochronę przed minimalnymi zagrożeniami, które nie są poważne ani złożone. Ich głównym celem jest ochrona rąk przed niewielkimi uszkodzeniami mechanicznymi, drobnymi skaleczeniami czy zabrudzeniami. Rękawice kategorii I są najczęściej stosowane w pracach ogrodowych, przy sprzątaniu lub w sytuacjach, gdzie zagrożenie jest niskie.

Najczęściej wykorzystuje się lekkie i tanie materiały, takie jak bawełna, poliester, PVC (polichlorek winylu) czy guma lateksowa. Rękawice z tych materiałów zapewniają wygodę noszenia, ale nie oferują odporności na chemikalia, silne uderzenia czy wysoki poziom ścierania.

Kategoria II – Rękawice średniego ryzyka

Rękawice należące do kategorii II są przeznaczone do ochrony przed średnim ryzykiem, jakie może wystąpić w codziennej pracy. Chronią użytkowników przed poważniejszymi zagrożeniami mechanicznymi, takimi jak przecięcia, przebicia, otarcia czy umiarkowane obciążenia chemiczne. Są szeroko stosowane w przemyśle, budownictwie oraz w logistyce, gdzie kontakt z ostrymi krawędziami lub szkodliwymi substancjami jest częstszy.

Używa się wytrzymalszych materiałów, takich jak skóra, nitryl, poliuretan oraz specjalne mieszanki syntetyczne, które zapewniają lepszą ochronę. Często stosuje się także powłoki na bazie lateksu czy neoprenu, co zwiększa odporność na chemikalia oraz wilgoć. Rękawice tej kategorii muszą przechodzić testy zgodnie z normą EN 388, która określa poziom ochrony przed mechanicznymi zagrożeniami, takimi jak ścieranie, przecięcie, rozdarcie czy przekłucie.

Kategoria III – Rękawice chroniące przed wysokim ryzykiem

Rękawice tej kategorii są przeznaczone do pracy w warunkach wysokiego ryzyka, gdzie użytkownicy mogą być narażeni na poważne zagrożenia, takie jak działanie substancji chemicznych, ekstremalnych temperatur, prądu elektrycznego czy promieniowania. Są stosowane w przemyśle chemicznym, przy pracy z materiałami niebezpiecznymi, w spawalnictwie oraz w miejscach, gdzie konieczna jest ochrona przed intensywnym ciepłem lub zimnem.

Naukowcom z Niemieckiego Instytutu Badań nad Włóknami i Tekstyliów Denkendorf (DITF) udało się jednak stworzyć innowacyjną powłokę na rękawice, opartą na ekologicznej ligninie, przy użyciu technologii druku 3D. Nowa powłoka jest nie tylko wytrzymała, ale także elastyczna, co stanowi przełomowe rozwiązanie w zakresie zrównoważonej ochrony.

Powłoki narażone na intensywne użytkowanie, stosowane w rękawicach ochronnych, z czasem podlegają naturalnemu procesowi ścierania, co prowadzi do rozpraszania drobin materiału w otoczeniu. Aby zminimalizować negatywny wpływ tego zjawiska na środowisko, konieczne jest stosowanie materiałów, których cząstki ścieralne są biodegradowalne. Głównym celem tego projektu badawczego było więc opracowanie bardziej ekologicznych środków ochrony osobistej, które jednocześnie spełniają wysokie standardy bezpieczeństwa.

Lignina, będąca biopolimerem, to naturalny składnik komórek roślinnych. Produkowana jest na masową skalę jako produkt uboczny przemysłu papierniczego, co czyni ją przyjazną środowisku alternatywą dla tradycyjnych polimerów wykorzystywanych w powłokach ochronnych. Dzięki swoim właściwościom lignina stanowi atrakcyjną opcję dla materiałów stosowanych w zaawansowanych technologiach.

Naukowcy opracowali związki biopolimerowe zawierające ligninę, z których następnie wyprodukowano materiały termoplastyczne. Materiały można było z powodzeniem przetwarzać w procesie druku 3D, co otwiera nowe możliwości w produkcji wysoce precyzyjnych i wydajnych powłok ochronnych.

Cechą wyróżniającą ligninę jest jej hydrofobowość – dzięki małej liczbie grup polarnych, lignina nie rozpuszcza się w wodzie, co czyni ją trwałym materiałem. Mimo swojej wytrzymałości, cząstki ligniny, które uwalniają się podczas ścierania, ulegają biodegradacji szybciej niż materiały stosowane w tradycyjnych powłokach. Wynika to z ich wyższego stosunku powierzchni do objętości, co sprzyja szybszemu rozpadowi w środowisku.

Zastosowanie druku 3D pozwala na precyzyjne formowanie powłok oraz ich wydajne wytwarzanie. Co więcej, technologia ta umożliwia dostosowanie rękawic do indywidualnych potrzeb użytkowników, co zwiększa komfort noszenia oraz swobodę ruchu. To kluczowy aspekt w przypadku odzieży ochronnej, gdzie wygoda może mieć bezpośredni wpływ na efektywność pracy.

Badania pokazują, że zastosowanie ligniny niesie ze sobą korzyści nie tylko ekologiczne. Rękawice pokryte tym materiałem są wyjątkowo wytrzymałe i odporne na różnego rodzaju uszkodzenia, jednocześnie przyczyniając się do ochrony środowiska. W ten sposób nowoczesne technologie pozwalają łączyć wymogi bezpieczeństwa z dążeniem do zrównoważonego rozwoju w miejscu pracy.

Szymon Ślubowski