Способ обработки продуктов из натурального каучука

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТОВ ИЗ НАТУРАЛЬНОГО КАУЧУКА Изобретение относится к способу уменьшения аллергенности продуктов из латекса природного каучука, вызванной аллергенами, посредством уменьшения уровней экстрагируемых протеинов для указанных продуктов, при этом указанный способ включает стадии воздействия на указанные продукты промывания в сильнощелочном растворе для деградации аллергенов; к системе для уменьшения аллергенности продуктов из латекса природного каучука, вызванной аллергенами,посредством уменьшения уровней экстрагируемых аллергенов, обнаруженных для указанных продуктов, и к продукту, такому как перчатка или кондом, изготовленный из латекса природного каучука. Техническая область, к которой относится изобретение Латекс из природного каучука (здесь также называемый ЛПК) используется для многих продуктов,например, в медицинской промышленности, таких как хирургические перчатки, и для изготовления предохраняющих изделий, например, таких как кондомы. Из-за своего растяжения, приятного ощущения при касании, своих барьерных свойств, включая стойкость к прокалыванию и даже некоторое самозакупоривание после прокола, латекс из природного каучука является предпочтительным материалом для исследования и для хирургических перчаток. Латексный сок, собранный с дерева Heves Brasiliensis, содержит протеины, которые способствуют стабильности латексной суспензии, используемой в производстве таких продуктов, например, окунанием и/или формованием. Однако такие протеины вызывают аллергические реакции у чувствительных людей, физически контактирующих с продуктами, изготовленными из этого природного материала. Уровень техники по изобретению Такая аллергическая чувствительность некоторых людей к этому материалу стала основной проблемой для медицинской промышленности и необходимы решения для предотвращения перехода институтов здравоохранения к низкокачественным синтетическим вариантам. Были предложены некоторые решения, которые изменяют естественные свойства аллергенов. В этих способах в основном используются добавляемые стабилизаторы для предотвращения слипания каучуковых частиц ЛПК. Это изменяет поверхностные свойства суспензированных каучуковых частиц, что приводит к изменению механических свойств материала. Другие способы включают в себя промывку готовых латексных продуктов в водных растворах для удаления поверхностных протеинов. Ни один из существующих способов не способен полностью предотвратить выщелачивание аллергенов из латексных продуктов, когда они погружены в воду: все способы показывают обнаруживаемые количества выщелаченных аллергенов. Это изобретение, таким образом, относится к продуктам, изготовленным из ЛПК, с которыми контактируют люди, и особенно к ЛПК, который не показывает обнаруживаемых количеств выщелаченных аллергенов (и поэтому не является аллергенным или, по меньшей мере, имеет сильно сниженный потенциал аллергенности) без потери физических свойств или без введения новых компонентов, изменяющих состав ЛПК. Были найдены растворы для изменения естественных свойств аллергенов в латексной суспензии природного каучука, использующие протеазу, сильные окислители и основания. Одним из основных недостатков изменения естественных свойств протеинов и аллергенов в латексной суспензии является то,что функция стабилизации этих протеинов при этом также утрачивается. Эта проблема может быть решена добавлением стабилизаторов, но они будут присутствовать в продукте после сушки и оказывать влияние на физические и механические свойства ЛПК. Это изобретение поэтому направлено на обработку ЛПК продукта после процесса его производства. Использование протеазы в латексной суспензии (JP 9071604, JP 2003020301, JP 2001081107,JP 2000109596, US 20020091232) приводит к пониженному содержанию аллергена. Однако проблемой с этими растворами по известному уровню техники является то, что они не обеспечивают удовлетворительного решения проблемы предотвращения аллергенных реакций у чувствительных людей, которые вступают в технический контакт с ЛПК. Другой недостаток заключается в том, что протеазы сами являются, как известно, источником аллергенных реакций, поэтому необходимо тщательно полностью удалить протеазу из конечного продукта и следует соблюдать осторожность при работе с этими протеазами. В окислительных промывках (US 20020103333, US 5910567) обычно используется сильная хлористая или гипохлористая промывка, которая может уменьшить выщелачивание аллергенов из ЛПК при контакте с водой. Однако в случае, когда концентрация окислителя слишком высока, эта промывка воздействует на ЛПК, что приводит к уменьшенным схватывающим, эластомерным и тактильным свойствам. Обычно продукт становится жестким, показывающим гистерезис и требующий прикладывания большой нагрузки для растягивания. В случае перчаток результатом является плохая подгонка и отсутствие возвращения к исходным размерам при использовании. Этим проблемам можно противодействовать посредством использования добавки к составу ЛПК, которая противостоит этим воздействиям(US 20020103333), но материал и его механические свойства все еще отличаются от правильного ЛПК. Не сообщалось ни об одном из случаев, где бы сам ЛПК не подвергался негативному воздействию окислительной промывки (подбором мягких условий оксидирования) и где бы не оставались, как было найдено, обнаруживаемые количества выщелаченных аллергенов после такой известной обработки. Уровни выщелаченных аллергенов в этих документах по известной технике были снижены, но все еще оставались обнаруживаемыми. Использование химического протеолиза (DE 4406584) посредством повышения величины рН в латексной суспензии является другой возможностью для удаления аллергенности. Эксперименты с использованием этой обработки привели к продуктам с более низкими механическими свойствами и к плохой обрабатываемости при изготовлении продуктов из ЛПК. Сушка продукта требует больше времени и продукт может быть легко порван при растягивании. Признается, что некоторые предложенные процедуры предусматривают использование щелочной промывки для удаления протеинов (JP 9071604, JP 2003020301, US 20020103333). Целью этой промывки в действительности является только удаление или изменение структуры протеина, а не разрушение первичной структуры протеинов. Условия, используемые для этих промывочных операций, считаются слишком мягкими, чтобы считать возможным реализацию химического протеолиза пептидных связей протеинов. Более того, во всех этих описаниях по известному уровню техники не сообщалось, как известно, об уменьшении необнаруживаемых количеств выщелаченных аллергенов. Также здесь отмечено, что состояние этой известной техники, как здесь признается, включает в себя описания патентов США 5910567 и Великобритании 2366509. Все эти описания относятся к обработке продуктов из латекса природного каучука для уменьшения их аллергенности. Например, в соответствии с патентом США 5910567 используется щелочной раствор при температурах от комнатной (20 С) до ниже 98 С для промывки продуктов из ЛПК для уменьшения их аллергенности. В патенте Великобритании 2366509 продукты из ЛПК также промываются щелочным раствором, после того как на них распылили порошок кукурузного крахмала и погрузили в воду, нагретую до температуры от 80 до 98 С, и удалили из воды. После промывки горячей водой в соответствии с этим патентом продукты из ЛПК подвергались воздействию щелочного раствора при неустановленной температуре. Таким образом, обучение в соответствии с известным уровнем этой техники приводит специалиста к вере в то, что при температурах в соответствии с этим обучением получают достаточный результат,если не наилучший из возможных результат. Несмотря на то что много возможных растворов после этого было представлено и на веру специалиста в то, что он уже имеет в своем распоряжении оптимальную технологию, не было получено полностью удовлетворяющего раствора в соответствующей технической области, который более существенно уменьшал бы уровни содержания аллергенов, предпочтительно до почти необнаруживаемых уровней (по меньшей мере необнаруживаемых с помощью в настоящее время доступных и обычно применяемых способов тестирования), при поддержании заданных свойств продуктов из ЛПК. Сущность изобретения Настоящее изобретение направлено на уменьшение проблем в способе согласно известному уровню техники. Более конкретно, предлагается раствор, с помощью которого возможно снизить экстрагируемое количество аллергенов до необычно низких и даже необнаруживаемых уровней в соответствии с наиболее современными и чувствительными способами анализа. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением стало возможно достигнуть результатов, которые никогда не были достигнуты раньше, по меньшей мере, не без воздействия на физические свойства матрицы из латекса природного каучука. В соответствии с настоящим изобретением для решения проблем известного уровня в данной области техники, упомянутого выше, применяется химический протеолиз для продукта из ЛПК после процесса производства. Из-за того, что в состав ЛПК суспензии не вводились какие-либо изменения, сохранялась ее технологичность, а физические и механические свойства продуктов не изменялись. Этот способ может обеспечить удаление экстрагируемого протеина из ЛПК продукта до необнаруживаемых уровней посредством простого добавления одной операции промывки в процесс производства для удаления протеина химическим протеолизом. В соответствии с настоящим изобретением применяются условия, считающиеся необходимыми, не только к вымыванию протеинов, но и для действительного уничтожения аллергенов путем разрушения пептидных связей протеинов посредством химического протеолиза. Предложенный способ главным образом основан на химическом протеолизе протеинов на поверхности продукта, сделанного из латекса природного каучука. Этот протеолиз происходит при промывке продукта в сильном щелочном растворе (например, рН 10) при повышенных температурах более 100 С. Температуры выше 100 С в особенности, как оказалось удивительным, улучшили и очевидно также ускорили протеолиз без воздействия или даже без ухудшения продуктов из ЛПК; все это чрезвычайно превосходило обычные ожидания специалистов, что среди других эффектов также обеспечило более короткие времена контактов. В этих условиях пептидные связи будут подвергаться нуклеофильным атакам такими нуклеофилами, как ОН- (также могут быть применены более сильные нуклеофилы), разрывающим пептидные связи протеинов благодаря реакции нуклеофильного замещения. Амидная группа протеиновой связи будет действовать как выводимая группа и оставшаяся карбоксильная группа будет депротонирована из-за высокого рН, оставляя стабилизированную карбоксилатную группу, которая не может быть подвергнута снова нуклеофильной атаке. Требующийся уровень протеолиза достигается промывкой ЛПК продукта с помощью щелочного раствора при повышенных температурах, превышающих 100 С. Промывка с использованием щелочного раствора при комнатной температуре или промывка при повышенных температурах и нейтральном рН не снижает уровни экстрагируемых протеинов больше чем на 99%, даже при длительных временах контакта(например, в течение 1 дня). Промывка при 118 С и рН 14, например, в течение 1 ч и предпочтительно под давлением (например, 2 атм), чтобы удержать раствор от кипения и испарения, снижает уровни экстрагируемых протеинов до необнаруживаемых уровней, а деградация материала полностью исключается. Если рассматривать действительную концентрацию аллергенов в ЛПК продукте, то промывка при рН 14 и 118 С в течение 1 ч предпочтительно под достаточным давлением для сохранения щелочного раствора в жидкой фазе удаляет все аллергены до уровней, которые ниже текущих пределов обнаружения испытательного комплекта Quatromed FitKit для аллергенов (0,15 мкг/г для Hevb1, 0,050 мкг/г дляHevb3, 0,025 мкг/г для Hevb5 и 0,025 мкг/г для Hevb6.02). Здесь отмечается для сравнения, что промывка при комнатной температуре (18-20 С) в растворе с высоким рН позволяет снизить концентрацию аллергенов от 30 до 1 мкг/г, но ясно, что это недостаточно. Таким образом, в соответствии с изобретением, как оно определено приложенной формулой изобретения, в частности ее независимыми пунктами, был разработан новый способ промывки продуктов из латекса природного каучука. Способ промывки (на водной основе) в соответствии с настоящим изобретением был испытан на медицинских перчатках. При испытании перчаток как с нанесенным порошком,так и без нанесенного порошка удаление аллергенов выщелачиванием из перчаток после обработки заметно обнаруживалось. При более тщательном подходе отмечалось, что количества четырех основных ЛПК аллергенов все были меньше предела обнаружения способом FITkit, как он проводился по/или в соответствии с правилами компании Quattromed in Estland. Процесс промывки был исследован в отношении свойств материалов полученных ЛПК продуктов и по-видимому он не влияет на механические свойства, он считается как технически, так и экономически подходящим для уровня крупномасштабного производства. Нижеприведенная таблица показывает результаты при использовании обычно применяемых перчаток от различных производителей. Измерение проводилось после 1 ч экстрагирования в PbS, рН 7,25; комнатная температура. Было обнаружено, что для обоих типов перчаток текущий новый процесс промывки снижал выщелачивание аллергенов до нуля, или по меньшей мере до уровня, необнаруживаемого посредством настоящих и в данное время обычных способов тестирования, как определено общей протеиновой проверкой (предел обнаружения приблизительно равен 1 мкг/г) и способом FITkit (предел обнаружения для суммы из 4 аллергенов - 0,15 мкг/г). Перчатки, обработанные в соответствии с новым способом согласно настоящему изобретению, бы-3 018771 ли затем также испытаны для определения кривых растяжение-сжатие этих обработанных перчаток. Они не показали каких-либо изменений в механических свойствах перчаток, которые могут возникать из-за нового способа в соответствии с настоящим изобретением. В частности, отмечается, что кипение/испарение щелочного раствора при повышенной температуре от 100 С или выше для промывки в нем продуктов, могли бы также оказывать неблагоприятный эффект на сам материал ЛПК, а также на его цвет и механические свойства. Тогда могли бы выделяться соленые щелочные вещества, которые воздействовали бы на ЛПК, а не очищали ЛПК продукты от аллергенов или от -ОН. Эти и подобные соображения в отношении газов, освобождающихся при кипении раствора, удерживали специалистов в прошлом от попытки повышения температуры до уровней, соответствующих настоящему изобретению. Повышение давления представляет собой возможное средство для сохранения раствора от кипения и таким образом для предотвращения повреждения материала продукта благодаря воздействию газа и выделившимися солеными щелочными веществами, которые возникают при кипении щелочного раствора. Для этого прикладывания давления может быть использован бак или резервуар под давлением, но альтернативы легко доступны для специалистов. В качестве альтернативы для прикладывания давления специалист может рассматривать добавление добавки в щелочной раствор для повышения его точки кипения и/или удерживания соленых щелочных веществ от выделения при повышенных температурах,чтобы предотвратить их воздействие на материал во время его обработки. Отмечается, что специалисты в соответствии с известным уровнем этой техники не попытались использовать повышенные температуры выше 100 С в сочетании с повышенным давлением, или с добавками для повышения точки кипения. Вместо этого, специалист, имеющий в виду предшествующие производственные операции окунания или формования без прикладывания давления, был бы крайне против повышения температуры до 100 С и выше или прикладывания давления к только что изготовленному ЛПК продукту во время его очищающей обработки из-за опасения повредить продукт. Стало очевидно, что последующее хранение также не будет воздействовать на механические свойства, так как в другом тесте перчатки (марка не указывалась) обрабатывались и хранились в течение 6 месяцев. Эти перчатки не показывали каких-либо значительных изменений на кривой тестирования растяжение-сжатие, которые могли бы возникнуть во время хранения. Таким образом, полученные результаты являются необычными и очень многообещающими.Более того, этот способ считается применимым и допустимым на практике. Новый способ по настоящему изобретению может масштабироваться и стать подходящим на практике для современного крупнообъемного производства без нежелательных осложнений. Рассматривалось несколько различных вариантов применения нового способа по изобретению: способ может быть использован в качестве дополнительного этапа, или для замены существующих этапов (например, хлорирования). Также ожидается, что новый способ приведет к благоприятным экономическим эффектам, которые положительно будут влиять на стоимость и могут привести к более низким ценам, если этот способ сможет быть использован для замены более дорогого этапа в производстве. Подробное описание предпочтительных воплощений Ниже описан целый ряд неограничивающих примеров воплощений изобретения. Пример 1. В первом сравнительном примере известного состояния этой техники ЛПК продукты промываются в сильнощелочной суспензии. Продукты первоначально изготавливались погружением формы в ЛПК суспензию. После изготовления продукт промывался в сильнощелочном растворе. Щелочной раствор имел рН 10. Температура раствора повышалась до приблизительно 30. Продукт промывался в растворе в течение 10 мин, и уже тогда замечалось его улучшение. Пример 2. Во втором сравнительном примере ЛПК продукты промывались в сильнощелочной суспензии. Эти продукты были предварительно изготовлены формованием ЛПК суспензии, при этом суспензия инжектировалась или иначе вводилась в форму. После изготовления продукт промывался в сильнощелочном растворе. Щелочной раствор имел рН 10. Температура раствора повышалась перед или даже во время промывки приблизительно до 30. Продукт промывался в этом растворе в течение 10 мин, и уже замечалось его улучшение. Пример 3. В другом сравнительном примере способ является таким же, как в примере 1 или 2 с той разницей,что время промывки увеличивалось до 1 ч, при этом замечалось дальнейшее повышение эффективности. Пример 4. В этом сравнительном примере время промывки увеличивалось до одного дня и все другие параметры оставались такими же, как в примере 3. Снова отмечалось дальнейшее повышение эффективности. Пример 5. В этом сравнительном примере способ является таким же, как и в любом из примеров 1-4 с той разницей, что сила щелочного раствора повышалась до рН 14, при этом отмечалось дальнейшее повышение эффективности. Пример 6. В этом сравнительном примере все параметры примеров 1-5 остаются неизменными за исключением того, что температура повышалась до 50 С. Пример 7. В этом сравнительном примере все параметры примеров 1-5 остаются неизменными за исключением того, что температура повышалась до 70 С. Пример 8. В этом первом воплощении изобретения в соответствии с этим примером все параметры примеров 1-5 остаются неизменными за исключением того, что температура повышалась до выше 100 С. Пример 9. В этом втором воплощении изобретения в соответствии с этим примером все параметры примеров 1-5 остаются неизменными за исключением того, что температура повышалась до 110 С. Пример 10. В этом третьем воплощении изобретения все параметры примеров 1-5 остаются неизменными за исключением того, что температура повышалась приблизительно до 118 С. Пример 11. В этом четвертом воплощении изобретения параметры являются такими же, как у любого из примеров 6-10, за исключением того, что емкость для прикладывания давления, такая как автоклав, используется для содержания сильнощелочного раствора (рН 10 или 14, при этом концентрация одного NaOH или KOH составляет по меньшей мере 0,01 М). В емкости давление повышалось для удержания раствора в жидкой фазе и предотвращения его испарения. Давление в емкости во время обработки продуктов повышалось до более 1 атм (1,013105 Па). Величина давления выбиралась такой, чтобы не допустить испарения и/или выделения соленых щелочных веществ, например более 1 атм при температуре 100 С; более 1 атм при 110 С и более 2,0 атм при 120 С. Пример 12. Параметры в этом примере такие же, как и в предшествующем примере, за исключением того, что концентрация NaOH и/или KOH могла быть такой высокой, как 1 М. Пример 13. Кроме NaOH или KOH либо вместо них могут использоваться другие нуклеофильные вещества, такие как H2O, ОН, СН 3-СН 2-О-, I- и CN-. Пример 14. Параметры в этом примере такие же, как и в любом одном из предшествующих примеров. Добавочно обеспечивался этап ПАВ в растворе и продукт промывался этим раствором или погружался в него. Такое ПАВ может включать в себя, или оно может являться ДСН (додецилсульфатом натрия). Пример 15. Помимо этих этапов в любом одном из предшествующих примеров используется обработка протеазой, при этом обеспечивался раствор, содержащий энзимы, в котором промывались или в который погружались продукты. Пример 16. Помимо этих этапов в любом одном из предшествующих примеров продукты подвергаются окислительной обработке, для которой, например, предлагается раствор хлора для промывки или погружения в него продуктов. Пример 17. Как следствие крайне необычных результатов способа в соответствии с настоящим изобретением снова стало возможно использовать тальк или подобного типа порошок для нанесения на продукты. В прошлом нанесение на продукты, такие как хирургические перчатки, порошка талька или крахмала стало все менее и менее распространенным, так как используемые порошки, как оказалось, представляют собой основу, к которой прикрепляются аллергены. В данное время перчатки с нанесенным порошком все еще изготавливаются и продаются, но все меньше и меньше, именно из-за прикрепления аллергенов к используемому порошку. Теперь, когда аллергенов нет или, по меньшей мере, их гораздо меньше остается на продуктах после воздействия на продукты способом в соответствии с настоящим изобретением,нанесение порошка снова может стать желательным, чтобы сделать обращение с ними более легким. Например, перчатки с нанесенным на них порошком более легко натягиваются на руки пользователя, чем продукт без нанесенного на них порошка. В связи с этим полагают, что нанесение порошка может обеспечить способу более улучшенный результат, что касается получаемого продукта. При рассмотрении общего перечня результатов одной из многих последовательностей испытаний,где эти испытания проводились при рН 14, получали следующее: Раствор никогда не достигал этих температур, так как температура воды в растворе не может быть поднята выше 100 С при атмосферном давлении. На основе вышеприведенного улучшение результата по настоящему изобретению в сравнении с результатом по известному уровню этой техники становится абсолютно очевидным. После предшествующего описания настоящего изобретения станут очевидны для специалиста также многие дополнительные и альтернативные воплощения, которые все считаются находящимися в пределах возможностей специалиста на основе его общих знаний и в пределах защищенного объема настоящего изобретения, как оно определено приложенной формулой изобретения, если такие дальнейшие воплощения не отступают в смысле или определении от этой приложенной формулы изобретения. Например, специалист может и возможно будет рассматривать другие температуры, особенно более высокие температуры, чем были конкретно упомянуты выше. Этап нанесения порошка также не является существенным. Однако продукт с нанесенным на него порошком без выщелаченных аллергенов или почти необнаруживаемым их количеством будет сильно свидетельствовать о воплощении этого изобретения, как следствие иного (без способа в соответствии с изобретением) обычно очень высокого содержания аллергенов в таких продуктах и об уже известной общей практики - до настоящего изобретения - когда многие изготовители и пользователи воздерживались от нанесения порошка на продукты и от использования таких продуктов с нанесенным порошком. Также было приведено много примеров и здесь подчеркивается, что в пределах объема этого изобретения находятся все комбинации четко представленных воплощений. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ уменьшения аллергенности продуктов из латекса природного каучука, вызванной аллергенами, посредством уменьшения уровней экстрагируемых протеинов, обнаруживаемых для указанных продуктов, при этом указанный способ включает стадию промывания продуктов в сильнощелочном растворе для деградации аллергенов, отличающийся тем, что повышают температуру сильнощелочного раствора по меньшей мере до 100 С и сохраняют сильнощелочной раствор в жидкой фазе без испарения или кипения и/или освобождения солевых щелочных веществ. 2. Способ по п.1, включающий повышение температуры сильнощелочного раствора до 110 С или выше, предпочтительно приблизительно до 118 С. 3. Способ по п.1 или 2, дополнительно включающий повышение давления в сильнощелочном растворе для предотвращения испарения, по меньшей мере, воды в сильнощелочном растворе. 4. Способ по п.2 или 3, включающий повышение давления по меньшей мере до 1,5 атм в сильнощелочном растворе, предпочтительно по меньшей мере до 2,0 атм. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий введение добавки к сильнощелочному раствору для повышения температуры кипения щелочного раствора и/или для предотвращения освобождения солевых щелочных веществ. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором сильнощелочной раствор имеет рН,равный 10 или больше. 7. Способ по п.6, в котором указанный сильнощелочной раствор имеет рН, равный 14. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором сильнощелочной раствор является раствором NaOH или KOH с концентрацией 0,01 М или выше, предпочтительно с концентрацией 1 М. 9. Способ по любому одному из предшествующих пунктов, в котором сильнощелочной раствор включает по меньшей мере один нуклеофильный агент, выбранный из группы, включающей Н 2 О, ОН,СН 3-СН 3-О-, I- и CN-. 10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором щелочной раствор дополняют поверхностно-активными веществами, способствующими смачиванию и улучшению реакции нуклеофильного замещения. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором щелочной раствор дополняют активным хлором для дополнительного удаления протеинов из ЛПК продуктов. 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий дополнительную стадию обработки протеазой для ослабления аллергенности продукта. 13. Продукт, представляющий собой перчатку или кондом, изготовленный из латекса природного каучука, и подвергнутый воздействию способа по любому из пп.1-12, при этом продукт после воздействия на него способа имеет содержание экстрагируемых протеинов менее 1,0 мкг/г. 14. Продукт по п.13, дополнительно включающий нанесенный на него порошок, предпочтительно порошок талька.