Risiken für den Handschuhträger PVC, Polyvinyl chloride or simply

Risiken für den Handschuhträger PVC, Polyvinyl chloride or simply

An Educational Publication from SHIELD Scientific B.V.
PVC, Polyvinyl chloride or simply vinyl disposable gloves
PVC, Polyvinylchlorid oder einfach Vinyl Einweghandschuhe werden oft als naturlatexfrei Alternative,
speziell in der Elektronik- und Halbleiterindustrie eingesetzt. Durch den Anstieg der Problematik mit
Naturlatexhandschuhen wurden die Vinyl Einweghandschuhe oft als sehr ökonomische Alternative
angesehen – speziell im Krankenhaus und im Labor. Beim Einsatz im Reinraum war jedoch auch
noch ein anderer Grund wichtig: neben dem finanziellen Aspekt kam ein entscheidender Punkt dazu:
Vinyl Handschuhe wurden als ESD Alternative (Oberflächen Widerstand besser als bei
Naturlatexhandschuhen) eingesetzt. Deshalb ist es umso wichtiger, heute in das Produkt „Vinyl
Handschuh“ etwas genauer zu betrachten und darüber nachzudenken, ob dieses Material tatsächlich
eine so gute Wahl ist.
Risiken für den Handschuhträger
Natürlicherweise ist PVC ein hartes und steifes Material und wird, damit es weich und biegsam ist,
durch sogenannte Weichmacher einsatzfähig gemacht. Die verwendeten Weichmacher sind die
nachfolgende Phthalate:
DEHP (di-2-ethylhexyl phthalate) – CAS 117-81-7
DIDP (Diisodecyl phthalate) – CAS 26761-40-0
DINP (Diisononyl phthalate) – CAS 58033-90-2
DBP (Dibutyl phthalate) – CAS 84-74-2
BBP (Benzyl butyl phthalate) – CAS no: 85-68-7
In den letzten Jahren wurde immer mehr bekannt, dass diese Weichmacher aus dem PVC Material
wieder austreten. Bei der Produktion von Vinyl Eingweghandschuhen werden in den meisten Fällen
DEHP (Diethylhexyl phthalates) Weichmacher eingesetzt, der Einsatz von DINP scheint nun DEHP
mehr und mehr abzulösen. Die Summe dieser Weichmacher liegt bei 22% bis 44 % der gesamten
Handschuh-Material-Zusammensetzung. (*1 Tsumura et al., 2001). In der Vergangenheit wurden
Vinyl Handschuhe als steife, schlecht sitzende Produkte angesehen, deren Schaft dazu neigt, dass er
bis zum Handgelenk herunterrutscht. Die neuere Generation Vinyl Handschuhe ist weicher und
komfortabler, was auf den erhöhten Einsatz der Weichmacher zurückzuführen ist.
Auf die Gefahren für den HS-Träger, der einer so hohen Konzentration von DEHP ausgesetzt ist,
wurde bereits mehrfach hingewiesen. Siehe Arcadi et al. (*2 1998) Tests weisen auf die Gefahr einer
Schädigung von Nieren und Leber hin. Im medizinischen Einsatz wurde auf die Gefahr der hohen
Giftigkeit DEHPs für Neugeborene hingewiesen (*3 Latini et al., 2004). Der vorläufige Report von
SCENIHR (*4, 2007) scheint die toxischen Gefahren von DEHP auf die negative Beeinflussung der
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Fortpflanzungsfähigkeit bei Männern zu bestätigen. Auf diese Gefahr wird auch bei DINP
hingewiesen, wobei die Gefährdungs-Dosis hier 20 x höher ist. Um auf diese Gefahren hinzuweisen,
müssen alle Produkte aus PVC für den medizinischen Einsatz, die mit dem Körper in Kontakt
kommen, mit den Hinweisen versehen sein, dass sie Phthalate enthalten und somit krebserregend,
erbgutschädigend und/oder die Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigend sein können. Bei PVC HS,
die für den medizinischen Einsatz registriert sind, müssen ab 2010 die obigen Hinweise aufgeführt
werden.
Können Vinyl HS auf Handschuh bezogene Hautreaktionen
hervorrufen?
Die Zusammensetzung von Vinyl HS ist frei von Naturlatex und normalerweise ohne
Vulkanisationsbeschleuniger. Diese Grundvoraussetzung macht den HS attraktiv wenn es um die
Vermeidung des Risikos einer Naturlatex-Allergie (Typ I) geht. Ausserdem ist das Risiko einer
chemischen Allergie (Typ IV) auf Vulkanisationsbeschleuniger gering, da sie normalerweise in der
Produktion nicht eingesetzt werden. Dies führt oft zu dem Eindruck, dass Vinyl HS keinerlei
Hautreaktionen hervorrufen kann. Forschungen haben jedoch nachgewiesen, dass Vinyl HS
Irritationen und chemische Allergien (Typ IV) hervorrufen können (*5 Guillet et al., 1991). Folgende
Chemikalien in den Vinyl HS können unter anderem diese Reaktionen hervorrufen: Weichmacher,
Farbpigmente, Antioxidanten, Fungizide und Bakterizide. In Japan, wo der Einsatz von Vinyl HS über
viele Jahre normal war und das Material selbst für Haushaltshandschuhe Standard war und teilweise
noch ist, wurde nachgewiesen, dass mehr als 50 % der auf handschuhbezogenen Irritationen und
allergischen Kontakt Dermatitis (chemische Allergie/Typ IV Allergie) von Vinyl HS kamen. (*6 Naruse
& Iwama, 1992). Ähnliche Resultate wurden durch eine Studie mit Zahnärzten in England und Wales
nachgewiesen, von denen 44,4 % Dermatitis hatten. Diese Zahnärzte setzten Vinyl HS bei der
täglichen Arbeit ein. (*7 Burke et al., 1995)
Schutz- und Barrieren-Funktion von Vinyl HS
Die Minderwertigkeit von Vinyl HS wird deutlich, wenn sie In-Gebrauchs-Tests unterzogen werden:
1999
prozentuale
Ausfallrate
Vinyl
Bis zu 61%
prozentuale
Aufallrate
Latex
2%
1993
43%
9%
Olsen (*9)
1990
63%
7%
Korniewicz
(*10)
1990
22%¹
56%²
<1%¹
<1%²
Klein (*11)
1989
53%
3%
Korniewicz
(*12)
DATUM
Author
Kommentare
Rego (*8)
Simulierte In-Gebrauchs-Studie
mit einer Anzahl von Standard
Vinyl, sowie “Stretch-Vinyl” HS
HS getestet nach Routine
Prozeduren im KH
hier: Gefahr von Pathogenen
Organismen
HS getestet nach Routine
Prozeduren im KH
Hier: Viren Penetration getestet
mit ØX174 Bacteriophage
Simulierte In-Gebrauchs-Studie
Hier: Test mit einer Lösung, in
der Labda Viren simuliert
wurden. Zusätzlich wurde das
Verhalten vor¹ und nach² dem
Kontakt mit 70% Ethanol
verglichen.
HS Test mit Farbstoff –
Ergebnis nach 15 Min.
simulierte KH Aktivität
Die Resultate zeigen klar die Unterschiede zwischen neuen und gebrauchten HS. Dies macht
deutlich, wie gering die Barrieren- und Schutzfunktion von Vinyl HS im Gebrauch ist, hier verglichen
mit Naturlatex HS.
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Die
Nahaufnahme
zeigt deutlich
den
Wasseraustritt
an der Spitze
des
Mittelfingers –
BarriereFunktion sehr
in Frage
gestellt
Vinyl-HS
mit 1000
ml Wasser
gefüllt –
gemäss
EN4551:2000 –
„AQLTest“
Die Klein Studie zeigt ausserdem ein weiteres Problem von Vinyl HS: die geringe Barrieren- und
Schutzfunktion von Vinyl HS beim Einsatz zum Schutz vor Chemikalien, speziell solcher Chemikalien,
die in Labors und Reinräumen weit verbreitet sind: Ethanol und/oder Isopropyl Alkohol. Einer der
Gründe für die hohe Ausfallrate bei den verschiedenen In-Gebrauchs-Studien kann sein, dass das
Material eine unnachgiebige, unflexible Molekularstruktur hat, die leicht zu brechen ist,
beziehungsweise bei der sehr leicht Strukturrisse entstehen können. Somit verliert der Vinyl HS
extrem schnell seine Schutzfunktion für den Träger sowie für das zu produzierende Produkt. Mit der
hohen Chemikalienbelastung der Oberfläche des Vinyl HS kann er regelrecht zur Gefahr für Tests im
Labor (z. B. DNA-Tests), sowie in der Produktion (Metallrückstände auf Elektronik-Teilen) werden.
Vinyl HS DÜRFEN schwächer sein als Naturlatex oder andere
synthetische HS
Die HS-Strapazierfähigkeit wird durch die physikalischen Eigenschaften des HS gemessen: die
Reissfestigkeit und die Dehnbarkeit sind die wichtigsten Tests für die Strapazierfähigkeit und
Beständigkeit des HS. Internationale Standards sind auf diese Eigenschaften aufgebaut.
Interessanterweise wird in diesen Standards auf die schlechteren Werte in Reissfestigkeit und
Dehnbarkeit bei Vinyl HS Rücksicht genommen.
Das heisst: der weit schlechteren Strapazierfähigkeit wird Rechnung getragen, indem man die
Anforderungen für Vinyl HS im Test und in der Norm (hier: ASTM – American Society for Testing and
Materials für Untersuchungshandschuhe) herunter setzt:
Material
Vinyl
Latex
Nitrile
Neoprene
ASTM
D5250
D3578
D6319
D6977
Reissfestigkeit
11MPa
14MPa
14MPa
14MPa
Dehnbarkeit
300%
650%
500%
500%
Die von Natur aus schlechteren Eigenschaften der Vinyl HS führen dazu, dass das Material innerhalb
der ersten paar Minuten In-Gebrauch bereits bricht und die potenzielle Gefahr für den Träger
(Kontamination durch infiziertes Testmaterial), sowie das Produkt (Kontamination des Produktes durch
menschliche Bakterien, Viren usw.) extrem hoch wird.
Aus diesen Gründen ist es sehr wichtig, bei Vinyl HS darauf zu achten, dass die In-GebrauchsSchutz- und Barrieren-Funktion nicht besonders gut ist. Naturlatex, Nitril und/oder Neopren HS sind
hierfür weit besser geeignet.
Entsorgung – Umweltaspekte
In Anbetracht der sich aufwerfenden Bedenken von immer mehr zu entsorgendem Müll sind auch
Einweg-HS in diese Gedanken und Aspekte eingeschlossen. Der hohe Chlorin-Anteil von Vinyl stellt
weit höhere Anforderungen an die Entsorgung als andere Plastikprodukte. Dies gilt für Hersteller wie
für Nutzer. Im Moment gibt es zwei typische Entsorgungsvarianten für Vinyl HS:
a) Verbrennung
Bei der Verbrennung von Vinyl entsteht Chlorwasserstoffgas, Chemikalienrückstände und Asche.
Wenn die Verbrennungstemperatur nicht optimal ist, können Monomere von Vinylchlorid zusammen
mit Dioxin freigesetzt werden. Letzteres ist hochgiftig und extrem krebserregend für Menschen.
b) in die Mülldeponie
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Im Vergleich zu anderen synthetischen Materialien ist Vinyl nicht biologisch abbaubar. Speziell bei
Vinyl Produkte ist die Gefahr gross, dass sich toxische Materialien in Grundwasser heraus waschen.
Dazu kommen die toxischen Gefahren an die Luft. Ausserdem können sich die Phthalate heraus
lösen, wenn Vinyl mit Lösungsmitteln in Berührung kommen.
Vinyl HS und das mit ihnen verbundene Risiko im
Produktionsprozess
Es ist überraschend, dass trotz der vielen Studien und Veröffentlichungen über die extreme niedrige
Schutzfunktion von Vinyl HS, dieses Produkt immer noch eine Rolle spielt in der Forschung und
Produktion von Elektronik- und Halbleiter-Produkten. Schon seit langem weiss man, dass die
Weichmacher in Vinyl HS durch den Gebrauch eine Art Haftreibung entstehen lassen können. Für die
Produktion von Diskettenlaufwerken kann das fatale Auswirkungen haben, da die Disketten
Beschichtungen möglicherweise nicht funktionieren und damit zu Ausfallraten beim Diskettenlaufwerk
führen können. In anderen Bereichen der Elektronik- und/oder Halbleiterindustrie können diese
Weichmacher zu einer Verklebung der verschiedenen Lagen führen, oder die Oberfläche so negativ
beeinflussen, dass weitere Lagen einfach nicht haften. Eine Untersuchung der NASA auf permanente
Rückstände bei verschiedenen Handschuhmaterialien hat dazu geführt, dass Vinyl HS verboten
wurden bei verschiedenen Arbeiten, da das Kontaminationsrisiko zu hoch war bei kritischen
Oberflächen. Speziell beim Einsatz mit Lösungsmitteln erwies sich der Vinyl HS als absolut untauglich
(*13 Sovinski, 2004). Für Prozesse, bei denen eine Partikel Kontamination so weit wie möglich
vermieden werden muss, ist ein Vinyl HS absolut nicht geeignet. Als Beispiel kann aufgeführt werden,
dass im Vergleich mit Naturlatex oder Nitril-HS der Partikellevel bei Vinyl HS 4 bis 6 mal höher ist.
(Gegenüberstellung von “dry particle testing” mit Helmke Drum). Die Erklärung für dieses Resultat ist
offensichtlich und verständlich, wenn man berücksichtigt, dass Vinyl HS einem minimalen
Produktionsprozess unterzogen werden: Tauchen und Trocknen, Verpacken und Verschiffen. Dieser
Prozess ist weit komplizierter und länger bei Naturlatex, Nitril und/oder Neopren HS.
Warum bestehen also immer noch Endverbraucher in der Elektronik- und Halbleiterindustrie auf Vinyl
HS? In Bereichen, in denen Wert auf einen „guten“ ESD Wert gelegt wird, dessen Hauptaugenmerk
auf dem Oberflächenwiderstand liegt, gilt der Vinyl HS immer noch als interessant. Leider gibt der
reine Oberflächenwiderstand keinen Hinweis darauf, wie lange es dauert, bis die Ladung (falls
vorhanden), sich entlädt. Hier zeigt sich jedoch, dass der Unterschied zwischen Vinyl und Nitril HS bei
In-Gebrauchs-Tests gar nicht so gross ist. (*14 Magenheim and Newberg, 2000). Die Befürchtungen
kommen hier oft von Studien, die darauf hin weisen, dass „schlechtes“ ESD Verhalten zu bis zu 30 %
Verlusten des Produktes führen kann. (z.B. *15 IDEMA INSIGHT, 1998) Bei diesen Studien wurde
jedoch die massive Problematik der Weichmacher und die Gefahren der Partikel Kontamination durch
Vinyl HS nicht berücksichtigt.
Zusammenfassung
Auf der Suche nach einer kosteneffizienten Lösung können Vinyl HS als attraktive Alternative
erscheinen. Speziell wenn es um den Einsatz in weniger sensiblen Bereichen im Reinraum geht.
Dabei sollte aber auf keinen Fall vergessen werden, dass die Phthalate in Vinyl HS hochgradig
gesundheitsschädlich sein können. Bei langen Tragezeiten sollte auf Alternativen wie Naturlatex-
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und/oder Nitril HS ausgewichen werden um gesundheitliche Langzeitschäden zu vermeiden.
Damit werden gleichzeitig die möglicherweise entstehenden Entsorgungsprobleme von Vinyl HS
umgangen. Die schlechte Schutz- und Barrieren-Funktion, die hohe Rückstandsbelastung, sowie die
grossen Gefahren, die Phthalate mit sich bringen, weisen deutlich auf die sehr begrenzte
Einsatzfähigkeit von Vinyl HS im Reinraum, speziell in kritischen Bereichen, hin.
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News Letter 3_Version 2 DE_2014 01 01
References:
*1 Tsumura,Y., Ishimitsu, S., Kaihara, A, Yoshii, K., Nakarmura,Y. and Tongai, Y. (2001) “(2-ethylhexyl) phthalate contamination of retail
packed lunches caused by PVC gloves used in the preparation of foods” Food Additives and Contaminants Vol. 18 (No.6) pp 569-579
*2 Arcadi, F.A., Costa, C., Imperatore,C., Marchese, A., Rapisarda, A., Salemi, M, Trimarchi, G.R. and Costa, G. “Oral Toxicity of Bis(2Ethylhexyl) Phthalate During Pregnancy and Suckling in the Long–Evans Rat” Food and Chemical Toxicology Vol. 36 (No.11) pp 963-970
*3 Latini, G., De Felice, C. and Verrotti, A (2004) “Plasticizers, infant nutrition and reproductive health” Reproductive Toxicology Vol. 10
(No 1) pp 27-33
*4 SCENIHR (2007) “Preliminary Report on the Safety of Medical Devices containing DEHP-plasticized PVC or other plasticizers on neonates
and other groups possibly at risk” [accessed on 27th December 2007 via
http://ec.europa.eu/health/ph_risk/committees/04_scenihr/scenihr_cons_05_en.htm]
*5 Guillet, M.H., Menard, N. and Guillet, G. (1991) «Sensibilisation de contact aux gants en vinyl : à propos d’un cas de polysensibilisation
aux gants médicaux» Annales de dermatologie et de vénérologie, Vol.118 (No.10), pp 723-724
*6 Naruse, M. and Iwama, M (1992) “Dermatitis from Household Vinyl Gloves”
Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, Vol. 48 (No.6) pp 843-849
*7 Burke, F.J.T., Wilson, N.H.F. and Cheung, S.W. (1995) “Factors associated with skin irritation of the hands experienced by general dental
practitioners” Contact Dermatitis Vol. 32 (No.1), pp 35-38
*8 Rego, A. and Roley, L. (1999) “In use barrier integrity of gloves: latex and nitrile superior to vinyl” American Journal of Infection Control
Vol. 27(No.5), pp 405-410
*9 Olsen, R.J., Lynch, P., Coyle, M.B., Cummings, J., Bokete, T., and Stamm, W.E., (1993) “Examination gloves as barriers to hand
contamination in clinical practice” Journal of the American Medical Association Vol. 270 (No.3)
*10 Korniewicz, D.M., Laughon, B.E., Cyr, W.H., Lytle, C.D., Larson, E. (1990) “Leakage of virus through used vinyl and latex examination
gloves” Journal of Clinical Microbiology Vol. 28 (No. 4), pp 787-788
*11 Klein, R.S., Party, E., Gershey, E.L, (1990) “Virus penetration of examination gloves” BioTechniques Vol. 9 (No.2), pp 196-199
*12 Korniewicz, D.M., Laughton, B.E., Butz, A., and Larson, E. (1989) “Integrity of vinyl and latex procedure gloves” Nursing Research Vol. 38
(No. 3), pp 144-146
*13 Sovinski, M.F. (2004) Contamination of critical surfaces from NVR glove residues via dry handling and solvent cleaning” National
Aeronautics and Space Administration [accessed on 31st December 2008 via http://code541.gsfc.nasa.gov/Recent_Publications/044_Sovinski.pdf]
*14 Magenheim, A.J. and Newberg, C. (2000) “Evaluating the dissipative properties of cleanroom gloves” Cleanrooms Vol. 14 (No.6)
*15 IDEMA INSIGHT (July-August 1998)
Biozym Scientific GmbH – Steinbrinksweg 27 - D-31840 Hessisch Oldendorf
Tel.: +49 (0)5152-9020 - Fax: +49 (0)5152-2070
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