[Najnowszy numer] [Prenumerata] [Spis treści]     

Wielofunkcyjne rękawice ochronne

Ochrona człowieka w środowisku pracy wymaga stosowania środków ochrony indywidualnej dostosowanych do warunków występujących na konkretnych stanowiskach pracy. Wzrost uprzemysłowienia sprawia, że coraz częściej zagrożenia, na które narażeni są pracownicy, występują łącznie i mają złożony charakter, co wiąże się z koniecznością stosowania odpowiednich, wielofunkcyjnych środków ochrony indywidualnej. Na jednoczesne działanie wielu różnych zagrożeń narażone są szczególnie ręce pracownika.

Według statystyk urazy rąk i nadgarstków stanowią w krajach Europy od 25% do 42 % ogólnej liczby wypadków przy pracy. Stąd tak istotne znaczenie ma zaopatrzenie pracowników w funkcjonalne rękawice o rozbudowanych cechach ochronnych, które zabezpieczałyby przed wszystkimi zagrożeniami i były dostosowane do wykonywanych czynności, warunków pracy i stopnia zagrożenia. Poza tym ważne jest, aby rękawice, przy zachowaniu wymaganych właściwości ochronnych, charakteryzowały się akceptowanymi przez użytkowników parametrami ergonomicznymi i użytkowymi. Powinny zapewnić zwłaszcza komfort termofizjologiczny i nie mogą zmniejszać sprawności czynności manualnych. Spełnienie tych warunków jest uzależnione przede wszystkim od właściwego doboru materiałów i sposobu konstrukcji rękawic.

Rękawice dla straży pożarnej

Szczególnie duża różnorodność działających jednocześnie zagrożeń występuje w środowisku pracy strażaka. Realizacja zadań spoczywających na straży pożarnej - gaszenie pożarów, ratownictwo drogowe, chemiczne, wysokościowe, wodne itp. - wymaga działań w trudnych i często bardzo niebezpiecznych warunkach. Podczas akcji ratowniczo-gaśniczych strażacy są narażeni na jednoczesne działanie takich czynników, jak ogień, intensywne promieniowanie cieplne, woda, niebezpieczne substancje chemiczne, silne uderzenia, możliwość przecięcia i przekłucia. Z tego względu niezbędne jest wyposażenie ich w odpowiednie środki ochrony indywidualnej, w tym rękawice ochronne.

Rękawice stanowią skuteczne zabezpieczenie przed działającymi czynnikami niebezpiecznymi i szkodliwymi tylko wtedy, gdy mają odpowiednie właściwości, potwierdzone wynikami badań laboratoryjnych. Minimalne wymagania dotyczące właściwości ochronnych i użytkowych rękawic strażackich są zawarte w normie zharmonizowanej PN-EN 659:1998 "Rękawice ochronne dla strażaków". Norma ta dotyczy rękawic, które chronią ręce podczas wykonywania normalnych akcji gaśniczych, włączając w nie prace związane z przeszukiwaniem terenu i akcje ratownicze. Nie zostały w niej uwzględnione wymagania dla rękawic do specjalnych akcji gaśniczych związanych np. z pożarem samolotu, dużej ilości palnego gazu lub palnej cieczy (dotyczy ich norma PN-EN 1486:2001) oraz rękawic przeznaczonych do akcji interwencyjnych, w których istnieje możliwość kontaktu z olejami i chemikaliami. W nowym projekcie normy EN 659:1998, powstałym w wyniku rewizji normy europejskiej EN 659:1996, planowane jest rozszerzenie zakresu wymagań dotyczących rękawic o wskaźnik odporności na przesiąkanie chemikaliów (30 % roztworu kwasu siarkowego, 40 % roztworu wodorotlenku sodu, 36 % roztworu kwasu solnego i etanolu).

Do oceny właściwości ochronnych rękawic służą tzw. poziomy skuteczności, którym odpowiadają określone normą minimalne wartości odpowiednich wskaźników. Poziomy skuteczności są oparte na wynikach badań laboratoryjnych przeprowadzonych w ściśle określonych warunkach i nie dają się bezpośrednio odnieść do rzeczywistych warunków użytkowania rękawic, w których działanie każdego z czynników niebezpiecznych lub szkodliwych jest spotęgowane przez wpływ pozostałych czynników. Warunki te są szczególnie złożone, gdy obok zagrożeń termicznych i mechanicznych występuje zagrożenie działaniem wody. Nie są jeszcze znane poziomy wymagań dla rękawic używanych w warunkach mokrych, których zachowanie w wysokiej temperaturze różni się zasadniczo od zachowania rękawic użytkowanych w warunkach suchych. Jednak obowiązujące metody badań i kryteria oceny umożliwiają klasyfikowanie i porównywanie różnych wzorów rękawic lub materiałów stosowanych do ich produkcji. Rękawice dla straży pożarnej muszą charakteryzować się ściśle określonymi właściwościami, zapewniającymi ochronę przed wieloma zagrożeniami, a jednocześnie umożliwiać sprawne wykonywanie czynności. Rękawice powinny:

- być przede wszystkim odporne na zapalenie, tzn. nie mogą palić się lub żarzyć po odjęciu źródła ognia - mogą ulegać zwęgleniu, tworząc jednak warstwę izolującą;

- mieć dużą odporność na działanie wysokiej temperatury - nie mogą topić się, kurczyć, rozpadać, a przy kontakcie z płomieniem wydzielać toksycznych lub palnych gazów;

- wykazywać odporność na ścieranie, rozdzieranie, przecięcie i przekłucie;

- zabezpieczać przed możliwością poparzenia przy kontakcie z gorącym przedmiotem;

- zabezpieczać przed przenikaniem ciepła konwekcyjnego i promieniowania cieplnego;

- wykazywać podwyższoną wodoszczelność, czyli nadawać się do prac w kontakcie z wodą o intensywnym działaniu (opady, uderzenia strugi wody bieżącej).

Z uwagi na niemożność spełnienia przedstawionych wyżej wymagań przez jeden rodzaj materiału, rękawice strażackie wykonane są zazwyczaj z kilku warstw materiałów, z których każda pełni zasadniczo inną funkcję. Projektując rękawice należy jednak mieć na względzie otrzymanie wyrobu finalnego lekkiego i wygodnego w użytkowaniu. Wiadomo, że pod względem izolacyjności cieplnej znacznie korzystniej przedstawiają się rękawice grube, z dużą ilością warstw mających odpowiednio luźną strukturę przestrzenną, aby mogła być gromadzona w niej duża ilość powietrza, które jest najskuteczniejszym izolatorem ciepła. Zbyt duża grubość wpływa jednak niekorzystnie na masę i komfort użytkowania rękawic. Zatem właściwy dobór struktury i grubości materiałów powinien być wynikiem pewnego kompromisu między mniejszą izolacyjnością a większą wygodą użytkowania.

Szczególną rolę ma do spełnienia warstwa zewnętrzna rękawic. Powinna być ona odporna na zapalenie i na działanie wysokiej temperatury, a jednocześnie charakteryzować się dużą odpornością na ścieranie i rozdzieranie. Idealnym rozwiązaniem byłby materiał, który wykazywałby ponadto wysoką odporność na przecięcie. Ze względu na to, że znalezienie materiału łączącego w sobie wszystkie te cechy jest bardzo trudne, w praktyce proponowane są rozwiązania, w których wewnątrz rękawic umieszczona jest oddzielna warstwa materiału odznaczającego się dużą odpornością na przecięcie. Najczęściej jest to dzianina gładka lub pętelkowa z termoodpornych włókien Kevlar®. W takim układzie warstwa zewnętrzna jest przeważnie wykonana ze skóry o wyprawie nadającej jej odporność na zapalenie i przemakanie. Z innych stosowanych do produkcji rękawic strażackich materiałów należy wymienić tkaniny Nomex®, Kermel, Cordura®, materiały powlekane tworzywem silikonowym i materiały kompozytowe, np. materiał, w skład którego wchodzi m.in. Kermel, Cordura i poliuretan. Wodoszczelność rękawic osiąga się dzięki zastosowaniu półprzepuszczalnych membran polimerowych w postaci laminatów z odpowiednią tkaniną bądź dzianiną lub w postaci luźnej przekładki umieszczonej między warstwą zewnętrzną rękawic i pozostałym zestawem materiałów. Materiały tego typu wykazują unikalne właściwości barierowe. Z jednej strony zapewniają wysoki poziom ochrony przed wodą, z drugiej - umożliwiają odprowadzenie pary wodnej na zewnątrz, co zapobiega poceniu się rąk i stwarza korzystny mikroklimat miedzy powierzchnią skóry a warstwami rękawic.

W niektórych wzorach strona grzbietowa i chwytna rękawic wykonane są z zestawów różnych materiałów, co najczęściej daje zróżnicowany poziom ochrony odpowiednich części ręki. Zagranicą produkowane są rękawice wielofunkcyjne dla straży pożarnej, które spełniają wymagania normy EN 659. Część tych rękawic była certyfikowana na znak bezpieczeństwa w Centralnym Instytucie Ochrony Pracy. Brakuje natomiast rękawic strażackich produkcji krajowej. Poszczególne wzory rękawic, dostępne obecnie na rynku, różnią się między sobą konstrukcją i doborem zestawu materiałów, a co za tym idzie funkcjonalnością i stopniem ochrony, jaki są w stanie zagwarantować. Tylko nieliczne wzory charakteryzują się wysokimi parametrami ochronnymi i użytkowymi. Zastrzeżenia wzbudza głównie niska odporność rękawic na przecięcie i niska termoizolacyjność w kontakcie z gorącym przedmiotem.

Ochrona przed zagrożeniami mechanicznymi, zimnem i wodą

W wielu gałęziach przemysłu, budownictwie, transporcie, rolnictwie i leśnictwie ręce pracowników narażone są na różnego rodzaju urazy wywołane przez działające jednocześnie czynniki mechaniczne, niską temperaturę i wodę, co wiąże się z koniecznością stosowania odpowiednich rękawic wielofunkcyjnych. W wielu przypadkach zagrożenia mają bardziej złożony charakter i do jednocześnie działających czynników mechanicznych i zimna dołączają jeszcze inne zagrożenia, np. czynniki chemiczne i biologiczne, wibracja.

W ofertach krajowych producentów rękawic brakuje wzorów, które odznaczałyby się jednocześnie wysoką wytrzymałością mechaniczną, zwłaszcza w zakresie odporności na przecięcie, dobrą izolacyjnością cieplną oraz wodoszczelnością, a zarazem wysokim komfortem użytkowym. Rękawice ochronne stosowane w takich dziedzinach, jak budownictwo, transport, leśnictwo i rolnictwo wytwarzane są w Polsce głównie na bazie tkanin i dzianin bawełnianych, niekiedy powlekanych tworzywami sztucznymi lub na kombinacji tych materiałów ze skórą wyprawianą, głównie dwoiną bydlęcą. Odporność tego rodzaju rękawic na przecięcie i ochrona przed zimnem są małe. Należy więc poprawić jakość tych rękawic oraz wzbogacić ich asortyment o funkcjonalne wzory. Wiąże się to z koniecznością wprowadzenia do konstrukcji rękawic nowoczesnych materiałów ochronnych, które zwiększałyby poczucie bezpieczeństwa i komfort użytkowania. Rękawice, których zadaniem jest ochrona przed zagrożeniami mechanicznymi, niską temperaturą i wodą powinny:

- wykazywać wysoką wytrzymałość na rozdzieranie i odporność na ścieranie, przecinanie i przekłucie;

- wykazywać odporność na działanie niskiej temperatury (nie mogą powstawać w nich pęknięcia, rysy i inne uszkodzenia); poza tym materiały, z których wytwarzane są rękawice, powinny zachowywać w niskiej temperaturze odpowiednią elastyczność;

- wykazywać dużą izolacyjność cieplną i zdolność do szybkiego odprowadzania wilgoci na zewnątrz;

- nadawać się do prac w kontakcie z wodą o intensywnym działaniu.

Jeżeli ciało człowieka narażone jest na działanie niskiej temperatury powietrza, to organizm stara się utrzymać ciepło w najważniejszych dla swego funkcjonowania częściach, poświęcając części skrajne, w tym ręce. Intensywne wychładzanie rąk ma miejsce podczas ich zanurzenia w zimnych mediach i w wyniku kontaktu z zimnymi powierzchniami i przedmiotami. Aby temu przeciwdziałać, rękawice muszą mieć dobre właściwości termoizolacyjne. Jak już wspomniano wcześniej, wielkość strat cieplnych można regulować ilością i grubością warstw rękawic. Należy pamiętać jednak o tym, że znaczna grubość i duża masa rękawic mogą niekorzystnie wpłynąć na możliwość wykonywania pracy. Duże znaczenie dla zapewnienia dobrej izolacji cieplnej ma również utrzymanie w strefie skóry człowieka suchego powietrza oraz niedopuszczenie do gromadzenia potu, który jest dobrym przewodnikiem ciepła. Z tego względu od materiałów przeznaczonych na rękawice chroniące przed zimnem wymaga się nie tylko dobrej izolacyjności, ale także zdolności do szybkiego odprowadzania wilgoci. Zdaniem wielu autorów materiał o optymalnych cechach biofizycznych, czyli takich, które wpływają korzystnie na organizm człowieka, powinien charakteryzować się następującymi właściwościami:

- wysokim oporem cieplnym dla ochrony przed zimnem;

- niskim oporem w stosunku do przepływu pary wodnej dla skutecznego odprowadzania ciepła z organizmu w warunkach przegrzania;

- zdolnością do szybkiego transportu wilgoci dla eliminowania nieprzyjemnego uczucia wilgotności, spowodowanego wydzielaniem się potu w warunkach stresu termicznego.

Wykorzystując włókna o zróżnicowanych właściwościach można obecnie wytwarzać materiały, które szybko odprowadzają wilgoć w kierunku od ciała na zewnątrz. Materiały tego typu zbudowane są z dwóch warstw - hydrofobowej, wykonanej np. z poliestru lub polipropylenu, oraz hydrofilowej, wykonanej np. z bawełny lub wiskozy. Warstwa hydrofobowa znajdująca się blisko ciała transportuje w procesie kapilarnym pot do warstwy hydrofilowej, w której jest on gromadzony, a następnie odprowadzany na zewnątrz. Dzięki tym zjawiskom przylegająca do ciała warstwa hydrofobowa zapewnia uczucie suchości i ciepła.

Nowe wzory rękawic

W ramach prac badawczych prowadzonych w CIOP zaprojektowano i wytworzono dwa rodzaje rękawic wielofunkcyjnych. Wzór rękawic odpornych na zapalenie i chroniących przed zagrożeniami mechanicznymi (przecięciem, przekłuciem), wysoką temperaturą i wodą jest przeznaczony głównie dla strażaków z jednostek ratowniczo-gaśniczych. Rękawice chroniące przed zagrożeniami mechanicznymi, niską temperaturą i wodą przeznaczone są dla pracowników zatrudnionych w budownictwie, transporcie, rolnictwie, chłodnictwie itp.

Wymaganą wielofunkcyjność rękawic uzyskano przez zastosowanie odpowiednio dobranych układów wielowarstwowych z wykorzystaniem nowoczesnych surowców i materiałów wykonanych różnymi technikami. Dążąc do otrzymania rękawic o podwyższonej wodoszczelności, a jednocześnie wysokim komforcie higienicznym i użytkowym, zaproponowano zastosowanie mikroporowatej membrany poliuretanowej chroniącej przed wodą i wiatrem, i charakteryzującej się doskonałą przepuszczalnością pary wodnej. Uzyskane rezultaty badań laboratoryjnych i użytkowych rękawic potwierdzają ich wysoką wytrzymałość mechaniczną, zwłaszcza w zakresie odporności na przecięcie (4 i 5 poziom skuteczności wg normy PN-EN 388), wysoką izolacyjność cieplną i wodoszczelność. Opracowane wzory rękawic dorównują pod względem właściwości użytkowych wzorom zagranicznym, a przy tym przewyższają je swoimi parametrami ochronnymi i mają konkurencyjną cenę. Opracowana w ramach tematu badawczego dokumentacja techniczno-technologiczna oraz seria informacyjna rękawic dają podstawę do uruchomienia w najbliższym czasie produkcji takich rękawic w jednym z łódzkich przedsiębiorstw.

dr Wiesława Kamińska
mgr inż. Agnieszka Andrzejewska
Centralny Instytut Ochrony Pracy
Zakład Ochron Osobistych
Łódź

Dodaj swój komentarz