Design of Radiofrequency Protective Clothing Containing Silver Nanoparticles

• Autorzy: Vojtech L. , Neruda M.

Warianty tytułu

PL

Projektowanie odzieży ochronnej z nanocząstkami srebra zabezpieczającej przed falami elektromagnetycznymi o częstotliwości radiowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Electromagnetic shielding materials find use not only in electrical device construction, but also in personnel protective aids constructions for fitters and maintenance workers of power devices under operation. Standards for the effects of electromagnetic fields are published and producers manufacture protective aids, suits, etc. especially for antenna systems in microwave frequency bands, whose power levels of electromagnetic fields exceed the hygiene limits required. However, the performance of protective clothing applications is still discussed in the radio frequency band. Research of textile material properties shows different ways of producing conductive material, most of which embody some disadvantage considering protective clothing construction, i.e. versatility, peeling, etc. However, using silver nanoparticles increases product manufacture qualities. Therefore the paper focuses on a proposal for a construction design of a protective clothing structure using silver nanoparticles, standardisation of the effects of electromagnetic fields, as well as measurement and simulations of such material. The results show satisfactory values of electromagnetic shielding efficiency, i.e. about 40 dB (30 MHz – 1.5 GHz). Considering the most unprotected parts, i.e. eyes, mouth and nose, measurement results of hoods reach about 15 dB. Our experiments show that protective clothing can be manufactured from textile material with silver nanoparticles and with breathable and transparent material which protects the eyes, mouth and nose.

PL

Materiały ekranujące przed wpływem pól elektromagnetycznych mają zastosowanie nie tylko dla ochrony elektronicznych urządzeń ale również dla zabezpieczenia personelu pracującego w szczególnych warunkach. Opublikowano szereg norm dotyczących zabezpieczenia przeciwko polom elektromagnetycznym i producenci wytwarzający odzież ochronną muszą przestrzegać ustalonych limitów. Jednakże w dalszym ciągu dyskutuje się o dopuszczalnych warunkach pracy zwłaszcza w zakresie częstotliwości radiowej. Badania dotyczące materiałów tekstylnych wykazują możliwość wybrania rożnych konstrukcji otrzymania materiałów przewodzących, wiele z nich cechuje jednak szereg wad dotyczących struktury i właściwości użytkowych. Wiadomo jednak, że stosując nanocząstki srebra można uzyskać pozytywne rezultaty. Wyniki badań wskazują satysfakcjonujące wartości ekranowania elektromagnetycznego, np. rzędu 40 dB dla zakresu 30 MHz – 1.5 GHz. Uwzględniając najmniej zabezpieczone części ciała, jak oczy usta i nos stwierdzono, że za pomocą specjalnych kapturów można uzyskać zabezpieczenie 15 dB. Badania wskazały, że ubrania ochronne można wykonywać z tekstyliów zawierających nanocząstki srebra zawierające fragmenty wykonane z materiałów oddychających i przejrzystych, zabezpieczające odpowiednie części ciała.

Słowa kluczowe

EN

clothing design; electromagnetic fields influence; shielding efficiency; silver nanoparticles

PL

projektowanie odzieży; wpływ pola elektromagnetycznego; wydajność; nanocząstki srebra

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 21, no. 5 (101)
• Strony: 141--147
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Vojtech L.

• Department of Telecommunication Engineering, Czech Technical University in Prague, Prague, Czech Republic

autor

Neruda M.

• Department of Telecommunication Engineering, Czech Technical University in Prague, Prague, Czech Republic

Bibliografia

• 1. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, IARC Monograph, Volume 80, Non-ionizing radiation, Part 1: Static and extremely low-frequency (ELF) electric and magnetic fields, Lyon, IARC, 2003.
• 2. WHO - World Health Organization, Extremely low frequency fields. Environmental Health Criteria, Geneva, World Health Organization, vol. 238, 2007.
• 3. ICNIRP – International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, Guidelines for limiting exposure to time varying electric, magnetic and electromagnetic fields (up to 300 GHz). Health Physics 1998; 74: 4.
• 4. ICNIRP – International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, Exposure to High Frequency Electro magnetic Fields, Biological Effects and Health Consequences (100 kHz-300 GHz), Munich, 2009.
• 5. ARPNSA - Australian Radiation Protection and Nuclear Safety Agency, The Radiation Protection Standard for Maximum Exposure Levels to Radiofrequency Fields — 3 kHz to 300 GHz, 2002.
• 6. DIN - Deutsches Institut Fur Normung E.V. (German National Standard), DIN 32780-100, Protective clothing - Part 100: Protection against electromagnetic fields in the frequency range from 80 MHz to 1 GHz, Requirements and test methods. Germany, 2002, p. 29.
• 7. Arps V, Koch M. Personal safety in high frequency electromagnetic fields, Protective clothing, standards and measurements procedures.In: EMC York 2004 International Conference and Exhibition, York, 2004.
• 8. An Evaluation of Induced Body Current and Contact Current Reduction Effectiveness with the KW-GARDTM RF Protective Clothing at a High Power AM Radio Broadcast Transmitter Site. Las Vegas: Richard A. Tell Richard Tell Associates, Inc., 1998, p. 12.
• 9. An Evaluation of Induced Body Current and Contact Current Reduction Effectiveness with the KW-GARD TM RF Protective Clothing at a High Power VHF-UHF Broadcast Transmitter Site. Las Vegas: Richard A. Tell Richard Tell Associates, Inc., 1998, p. 11.
• 10. An Evaluation of Test Measurement Data Obtained on the KW-Gard TM, RF Protective Clothing, Las Vegas: Richard A. Tell Richard Tell Associates, Inc., 1998, p. 7.
• 11. Radiofrequency Electromagnetic Field Protection, RadioFrequency Personal Protection Equipment, RF PPE, EGIS® RF PPE Ref. 503246. Rennes, France: EGIS®, 2008, p. 1.
• 12. Radiofrequency Electromagnetic Field Protection, RadioFrequency Personal Protection Equipment, RF PPE EGIS® RF PPE Ref. 403246, Rennes, France: EGIS®, 2008, p. 1.
• 13. Pawlak R, Korzeniewska E, Frydrysiak M, Zięba J, Tesiorowski L, Gniotek K, Stempień Z, Tokarska M. Using Vacuum Deposition Technology for the Manufacturing of Electro-Conductive Layers on the Surface of Textiles. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2012; 20, 2: 68-72.
• 14. Research and Development and Innovation Information System of Czech Republic. FI-IM5/202 - *BE-TEX Human and equipment protection against highfrequency electromagnetic radiation - research and development of new textiles (2008-2010, MPO/FI). [online]. 2010 [cit. 2011-04-19]. http://www.isvav.cz/ projectDetail.do?rowId=FI-IM5%2F202.
• 15. Research and Development and Innovation Information System of Czech Republic. FR-TI4/202 - *KOMPOZITEX - Composite Textile Materials for Protection of Humans and Devices Against the Effects of Electromagnetic and Electrostatic Fields (2012-2015, MPO/FR). [online]. 2013 [cit. 2013-05-2 ]. http://www. isvav.cz/projectDetail.do?rowId=FRTI4%2F202
• 16. Products : silveR.STAT® fibres. R.STAT Technical fibres. http://www.r-stat.fr/uk/ silveRstat-fibre.php
• 17. American Society for Testing and Materials, Standard Test Method for Measuring the Electromagnetic Shielding Effectiveness of Planar Materials, Standard D4935-99, 1999.
• 18. Vojtech L, Neruda, M, Hajek J,Korinek T. Full Face Hood for Electromagnetic Shielding. In: International Workshop RTT 2009, Praha, 2009.
• 19. Swiss Shield®, Special fabric for electromagnetic compatibility. http://www. swiss-shield.ch/en/spezialgewebe.htm.
• 20. Technical University in Liberec, Department of Textile Materials, Home page. [online]. 2005 [cit. 2011-04-19]. http:// www.ft.vslib.cz/depart/ktm/?q=en/cotton_fiber.
• 21. Soucek J. Methods for electromagnetic shielding efficiency modeling”, diploma thesis, Czech Technical University in Prague, 2011, p. 61.
• 22. Anechoic chambers – Part 1: Shield attenuation measurement. Standard EN 50147-1: 1996.
• 23. Avloni J, Florio L, Henn AR, Lau R, Ouyang M, Sparavigna A. Electromagnetic shielding with polypyrrole-coated fabrics. In: EMC Europe Conference, Barcelona, Sept. 2006.
• 24. Vojtech L, Neruda M, Hajek J. Measurement of electromagnetic shielding efficiency of planar textiles. In: Digital Technologies, 2009.