安全套針孔檢測方法綜述

萬凱

摘 要：安全套對于預(yù)防艾滋病及其他性病有著重要的作用。由于安全套組成成分性質(zhì)及安全套生產(chǎn)過程中乳膠液中的氣泡、雜質(zhì)的影響，生產(chǎn)過程中安全套上可能會產(chǎn)生一些肉眼看不到的針孔，而這些針孔將使安全套的預(yù)防作用喪失，必須要將這些有針孔的安全套篩選出來。本文簡述了安全套發(fā)展史、介紹了安全套的生產(chǎn)工藝，并且對國內(nèi)外安全套針孔檢測方法進行綜述，為工業(yè)生產(chǎn)中安全套的針孔檢測方法提供參考。

關(guān)鍵詞：安全套；針孔檢測；綜述

1.安全套的發(fā)展史

安全套是人類使用的最古老的避孕方式[1]。古埃及人被認為是安全套最早的使用者。1564年，意大利解剖學(xué)家Gabriello Fallopio發(fā)明了一種用亞麻布做的套子，用來預(yù)防梅毒；17世紀末，英國醫(yī)師Joseph Condom使用羊腸為原材料發(fā)明的近代安全套；1839年，Charles Goodyear發(fā)明了橡膠硫化工藝，1855年，橡膠安全套被生產(chǎn)出來，經(jīng)過硫化工藝處理后的安全套具有更好的性能[2]，從而迅速取代羊腸安全套；19世紀末期，天然膠乳橡膠安全套誕生了，其具有更好的彈性、柔韌性和更高的耐拉強度，升級了硫化橡膠安全套。天然膠乳橡膠避孕套不僅能避孕，還能有效預(yù)防性病傳播。研究表明[3]，正確使用時安全套能將男女間性病傳染的概率減小95%，非持續(xù)使用者或不使用者暴露在HIV病毒下感染的概率是持續(xù)正確使用者暴露在HIV病毒下感染概率的10到20倍。安全套預(yù)防性病的能力被肯定[4]。

2.安全套生產(chǎn)工藝介紹

天然膠乳橡膠安全套主要采用浸漬工藝生產(chǎn)。如下圖1所示，將印有不同花紋的潔凈玻璃模具緩慢浸入經(jīng)過預(yù)硫化處理的恒溫乳膠液中，模具緩慢旋轉(zhuǎn)，然后拉起模具。生產(chǎn)企業(yè)分三次浸膠，膠乳的濃度略有升高，浸漬的高度第一次為210 mm±5 mm，二、三次浸膠比第一次短5 mm 左右[5]。成形過程對于安全套最后的質(zhì)量非常重要，因此對于模具的潔凈度、模具的運轉(zhuǎn)速度、乳膠的溫度都有十分嚴格的要求與控制。然后將乳膠膜上邊緣處卷起，就會形成我們所熟悉的小橡膠圓圈。接下來把安全套浸泡在膨潤水中，使安全套和模具容易分離，一定時間后，用一定壓力的水流把安全套從玻璃模具上沖下來。被剝離的安全套經(jīng)烘干后要進行硫化處理，硫化處理的目的是增加安全套的強度和韌性。放置一兩天等他們性質(zhì)穩(wěn)定后，接下來要對安全套的質(zhì)量進行檢測，包括爆破體積和壓力檢測、穩(wěn)定性和儲存期檢測、針孔檢測、可見缺陷檢測、包裝完整性檢測。經(jīng)過各項檢測合格后的安全套才能進入市場銷售。

3.安全套針孔檢測

天然膠乳的主要成分是聚異戊二烯，含量在90%上[6]。由于聚異戊二烯的性質(zhì)及生產(chǎn)過程中乳膠液中的氣泡、雜質(zhì)等因素的影響，會造成安全套上產(chǎn)生針孔缺陷[5]，而針孔是衡量安全套質(zhì)量最為重要的一項指標。因為安全套上面存在的針孔會造成避孕失敗及艾滋病等性病傳播，所以每一個安全套必須經(jīng)過針孔檢測[7] 。GB7544-2009中規(guī)定的安全套針孔檢測方法有兩種，即漏水試驗檢測和電檢試驗檢測[7]。其中，電檢試驗又分為濕法電檢和干法電檢。

3.1 漏水試驗針孔檢測

GB7544-2009標準中漏水試驗示意圖如下圖2。將安全套固定在圖2所示懸掛裝置上，安全套垂直懸掛，往安全套中注入300±10 cm3體積的水，水溫為10℃～40℃，目視檢測懸掛的安全套外表面漏水情況。在安全套外表面無漏水的情況下取下安全套，將安全套開口端封閉，然后在有色試紙上滾動安全套，觀察有色試紙顏色有無變化[7]。GB7544-2009等同采用ISO4074：2002[8]。漏水試驗靈敏度同安全套是否親水有關(guān)，在親水時最小可以檢測出的針孔半徑為6 μm，而在憎水時，這一半徑可能達到100 μm[9]。因此為了提高漏水試驗的檢測能力，需要提高安全套的潤濕特性。譬如，使用體積分數(shù)0.1%的Micro-90表面活性劑溶液作漏水試驗時，對于不同類型和大小的針孔的檢出率都有提高[10， 11]。需要指出的是，由于HIV病毒直徑只有0.1 μm，因此即使在親水情況下，漏水試驗所能檢出的最小針孔半徑仍然比HIV病毒大得多。當然，盡管針孔的直徑大于病毒的尺寸，但這也并不意味著病毒就可以通過這樣的小孔。病毒是否能夠通過安全套針孔取決于液體是否能流過針孔[12]。由于毛細管現(xiàn)象，液體要流過針孔，其壓力需要足夠克服阻止液體流動的表面張力[13]。針孔直徑越小，毛細管現(xiàn)象也顯著，液體越難流過針孔。因此，在安全套針孔檢測中，一方面要開發(fā)新的檢測技術(shù)以提高針孔檢測的靈敏度，另一方面還需要明確安全套所允許的最小針孔直徑。文獻14設(shè)計了一種試驗方案，如圖3、4所示，可以用來測試病毒在不同孔徑時的通過率 [14]。將安全套從包裝中取出，使用DPBS（杜爾貝科磷酸鹽—緩沖生理鹽水）溶液漂洗安全套，漂洗干凈后將安全套裝入容器，然后把容器和漏斗裝配起來，在安全套中充入300 cm3含有X174病毒的DPBS溶液，給安全套中病毒溶液施加一個靜水壓力（相當于60毫米汞柱[約8000 Pa]），容器置于裝有1000 cm3 DPBS溶液的收集杯中，檢測容器放入收集液中1分鐘到30分鐘病毒的滲漏情況。PH試紙帶的作用是監(jiān)測安全套中裝有的含有病毒的DPBS溶液是否泄露，磁力攪拌棒使病毒收集液中病毒分布更加均勻。A品牌的未經(jīng)潤滑的乳膠安全套和B、C品牌的自然膜避孕套被用來試驗。A品牌60個被試驗的安全套中有3個被檢測出允許病毒通過，B品牌10個被測試的安全套中有5個被檢測出允許病毒通過， C品牌9個被測試的安全套中有8個允許病毒通過，試驗表明乳膠安全套能有效阻隔病毒[14]。對比漏水試驗和病毒滲漏試驗，病毒滲漏試驗的檢出率相比于漏水試驗檢出率明顯提高[15]。

3.2電檢試驗針孔檢測

上述的漏水試驗，工序繁瑣，檢測效率低下。為此，GB7544-2009還給出了一種電檢試驗法[9]。電檢試驗是用電子屏蔽的方法來檢查針孔的[7]。沒有針孔的安全套是絕緣體，電流不會形成回路而流過安全套，而具有針孔的安全套，電流將會通過安全套。電檢試驗又可以細分為濕法電檢和干法電檢。

3.2.1濕法電檢

圖5是濕法電檢原理圖[7]。將避孕套開口處固定在支撐上，然后將在安全套中加入（200±10）mL電解液（一般為氯化鈉水溶液），再將裝有電解液的安全套浸入電解液，并保證安全套開口端離電解液液面至少25 mm。在安全套和電解液槽之間接一個10 kΩ的精密電阻，安全套和電阻施加10 V電壓。觀察電壓表讀數(shù)，當安全套上有針孔時電壓表上會有讀數(shù)，當電壓表讀數(shù)小于50 mV時，安全套被認為是合格的。文獻[16，170]對GB7544-2009中的漏水試驗和電檢（濕法）試驗進行了對比實驗，結(jié)果表明漏水試驗檢測率高于電檢（濕法）試驗檢出率。

在濕法電檢完成后，需要對安全套進行清洗和烘干，以去掉其表面上的電解液和水分。在上述電檢中，安全套內(nèi)部也注入了電解液。而要實現(xiàn)安全套內(nèi)部清洗和烘干的自動化存在很大的困難。因此，工廠生產(chǎn)線上實際使用的濕法電檢同圖5略有區(qū)別。在生產(chǎn)線上，使用一個直徑約為42 mm的金屬模具。這樣，在電檢時只要將安全套套在模具上即可，而不用再往安全套內(nèi)部加注電解液了。因此，電檢后只需要對安全套的外部進行清洗和烘干處理，便于生產(chǎn)的自動化。

3.2.2干法電檢

干燥的空氣通常被認為是絕緣的，安全套針孔中的空氣相當于一個阻值非常大的電阻，在低電壓情況下電路無法導(dǎo)通。因此使用干法電檢檢測時必須用高電壓將空氣電離，電路才能形成回路。一種方法[18]是利用離子流來檢測針孔，其原理圖如圖6 ，離子源產(chǎn)生離子流，當安全套上存在針孔時，離子流通過安全套，電路形成回路，處理電路對產(chǎn)生的電信號進行處理，此時安全套就被認為不合格；當離子流無法流過安全套時，安全套則被認為不存在針孔。文獻19利用電暈放電技術(shù)檢測安全套針孔。其原理圖如圖7 ，圖8 是其檢測裝置圖。安全套套在直徑42 mm的鋁合金模具上，模具接地且被電機帶動旋轉(zhuǎn)，電極上施加一個幾千赫茲的脈沖高壓電，電極被輸送氮氣的管道所圍繞，電極與模具的距離、電壓的大小和頻率、氮氣流的速度都能夠調(diào)節(jié)[19]。當安全套上存在針孔時，電路形成回路，電流發(fā)生變化，檢測電路就能檢測到電信號，安全套就被認為不合格。另一種方法[20]是使用導(dǎo)電毛刷作為正電極，導(dǎo)電模具和導(dǎo)電毛刷分別由電機帶動旋轉(zhuǎn)，其也是利用導(dǎo)電毛刷上的導(dǎo)電刷毛電離空氣來檢測針孔。原理圖如圖9。與文獻20類似的一種方法[21]是使用導(dǎo)電膠皮代替導(dǎo)電毛刷，在生產(chǎn)適宜電檢條件下，電檢10批寬度52 mm光面產(chǎn)品，每批約11萬只，每批各一半分別在膠皮干法電檢機和濕法電檢機上電檢，其結(jié)果如下表1。

4.結(jié)論

只有經(jīng)過針孔檢測及其他各項檢測合格后的安全套，才能夠?qū)τ诎滩〖捌渌圆∑鸬筋A(yù)防作用。漏水試驗及其改進試驗因其低下的效率并不適宜于工業(yè)生產(chǎn)過程，但由于其優(yōu)越的檢測能力，適用于經(jīng)過其他方法檢測合格后的安全套的抽檢；濕法電檢檢測效率高，但檢測后的安全套需要進行清洗和烘干處理，需要消耗更多的能源；干法電檢檢測效率高、能耗非常低，但檢測時需要很高的電壓來電離空氣，當溫度濕度變化較大時檢測結(jié)果不穩(wěn)定。濕法電檢和干法電檢適用于實際生產(chǎn)中安全套的針孔檢測，漏水試驗適用于經(jīng)過電檢后的安全套的仲裁檢測。

參考文獻

[1] Youssef H. The history of the condom.[J]. Journal of the Royal Society of Medicine， 1993， 86（4）：226-228.

[2]唐翠芳.硫化體系對天然膠乳安全套質(zhì)量的影響[J].世界橡膠工業(yè)，2002，29（5）：8-10，4.DOI：10.3969/j.issn.1671-8232.2002.05.003.

[3] Talwar G P. Prevention of AIDS and sexually-transmitted infections[J]. Defence Science Journal， 2001， 51（4）：409-414.