Case Study: Measuring the Thermal Insulation of Heated Protective Gloves on a Thermal Hand Model

• Autorzy: Irzmańska Emilia , Bacciarelli-Ulacha Anna

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.5859

Warianty tytułu

PL

Studium przypadku: Pomiary izolacyjności cieplnej ogrzewanych rękawic ochronnych na termicznym modelu ręki

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a study on the thermal insulation of commercial protective gloves with passive and active heating systems considering different simulated temperatures (-15 °C, -10 °C, 0 °C and +5 °C). The insulation parameter was determined on a thermal hand model for two heated gloves supplied with different heat sources (active and passive) according to an originally developed procedure. The results confirmed that the use of an additional heat source (active or passive) makes it possible to obtain higher values of thermal insulation, expressed by a change in the performance level. In addition, the results indicate that active systems are more effective than the passive heat sources tested. The procedure shows how to evaluate the performance of heated products. It was found that active and passive systems differentially follow temperature changes, and thus differ in the levels of thermal insulation provided in the workplace. Depending on the degree of exposure of the worker to a cold environment, it is advisable to wear gloves additionally equipped with passive or active heat sources.

PL

Artykuł przedstawia badania dotyczące izolacji cieplnej ogrzewanych ochronnych rękawic komercyjnych zawierających pasywne i aktywne elementy grzejne według własnego postępowania w zróżnicowanych warunkach temperaturowych (-15 °C, -10 °C, 0 °C and +5 °C). Wyniki potwierdziły, że zastosowanie dodatkowego elementu grzejnego (aktywnego lub pasywnego) umożliwia uzyskanie wyższych wartości izolacji cieplnej, co znajduje odzwierciedlenie w poziomie skuteczności. Ponadto stwierdzono większą efektywność systemów aktywnych w porównaniu do pasywnych. Postępowanie wskazało, w jakim stopniu należy wyciągać wnioski na temat efektywności wyrobu ogrzewanego. Badania potwierdzają, że systemy pasywne i aktywne niejednakowo nadążają za zmianami temperatur i tym samym zapewniają poziom izolacyjności cieplnej na innym poziomie wymaganym w środowisku pracy. W zależności od stopnia ekspozycji pracownika na zimne środowisko pracy zaleca się stosowanie rękawic wyposażonych w pasywne lub aktywne elementy grzejne.

Słowa kluczowe

EN

protective heating gloves; cold work environment; thermal insulation

PL

ogrzewane rękawice ochronne; zimne środowisko pracy; izolacja termiczna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 28, no. 1 (139)
• Strony: 58--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Irzmańska Emilia

• Central Institute for Labour Protection – National Research Institute, Department of Personal Protective Equipment, Wierzbowa 48, Łódź 90-133, Poland

autor

Bacciarelli-Ulacha Anna

• Researcher at the Central Institute for Labour Protection in the years 2017-2018

Bibliografia

• 1. Holmer I. Work in the Cold. Int Arch Occ Env Hea 1993; 65: 147-155.
• 2. Brajkovic D, Ducharme MB, Frim J. Influence of Localized Auxiliary Heating on Hand Comfort During Cold Exposure. J Appl Physiol. 1998; 85(6): 2054-2065.
• 3. Chen F, Liu ZY, Holmer I. Hand and Finger Skin Temperatures in Convective and Contact Cold Exposure. Eur J Appl Physiol. 1996; 72(4): 372-379.
• 4. Sari H, Gartner M, Hoeft A, Candas V. Glove Thermal Insulation: Local Heat Transfer Measures And Relevance. Eur J Appl Physiol. 2004; 92: 702-705.
• 5. Geng Q, Chen F, Holmer I. The Effect of Protective Gloves on Manual Dexterity in the Cold Environments. JOSE. 1997; 3(1-2): 15-29.
• 6. Laurent C. Influence on Grip of Knife Handle Surface Characteristics and Wearing Protective Gloves. Appl Ergon. 2006; 37(6): 729-735.
• 7. Anttonen H, Pietikäinen P, Rintamäki H, Rissanen S. Cold Protective Gloves in Meat Processing Industry-Product Development and Selection. Ergonomics of Protective Clothing Proceedings of nokobetef 6 and 1 st European Conference on Protective Clothing. 2000; Stockholm, Sweden, 212-215.
• 8. Dolez PI, Vu-Khanh T. Recent Developments and Needs in Materials Used for Personal Protective Equipment and Their Testing. JOSE. 2009; 15(4): 347-362.
• 9. Zimmermann C, Uedelhoven W, Kurz B, Glitz KJ. Thermal Comfort Range of a Military Cold Protection Glove: Database by Thermophysiological Simulation. Eur J Appl Physiol. 2008; 104: 229-236.
• 10. Sarier N, Onder E. The Manufacture of Microencapsulated Phase Change Materials Suitable for the Design of Thermally Enhanced Fabrics. Thermochim Act. 2007; 452: 149-160.
• 11. Okada K, Yamaguchi T, Minowa K, Inoue N. The Influence of Hot Pack Therapy on the Blood Flown Masseter Muscles. J Oral Rehab. 2005; 32: 480-486.
• 12. Sands WA, Kimmel WL, Wurtz BR, Stone MH, McNeal JR. Comparison of Commercially Available Disposable Chemical Hand and Foot Warmers. Wildern Env Med. 2009; 20: 33-38.
• 13. Scolr RA. The Technology of Electrically Heated Clothing. Ergonomics. 1988; 31(7): 1065-1081.
• 14. Wang SX, Li Y, Hu JY, Tokura H, Song QW. Effect of Phase-Change Material on Energy Consumption of Intelligent Thermal-Protective Clothing. Polym Test. 2006; 25: 580-587.
• 15. Mondal S. Phase change materials for smart textiles – An overview. Appl Therm Eng. 2008; 28(11-12): 1536-1550.
• 16. Haisman MF. Physiological Aspects of Electrically Heated Garments. Ergonomics. 1988; 31(7): 1049-1063.
• 17. Kempson GE, Clark RP, Goff MR. The Design, Development and Assessment of Electrically Heated Gloves Used for Protecting Cold Extremities. Ergonomics 1988; 31(7): 1083-1091.
• 18. Wang F, Gao Ch, Kuklane K, Holmer I. A Review of Technology of Personal Heating Garments. JOSE. 2010; 16(3):387-404.
• 19. Fitzpatrick M. 2000. Sound Waves may be used to Generate Energy, Produce Weapons and More; http://www.rense.com/general/soundwaves.htm (accesed 20.01.2018).
• 20. Council Directive 89/686/EEC Of 21 December 1989 on the Approximation of the Laws of the Member States Relating to Personal Protective Equipment, Official Journal of the European Communities, L. 399, 30.12.1989 with later amendments.
• 21. Regulation (EU) 2016/425 of the European Parliament and of the Council of 9 March 2016 on Personal Protective Equipment and Repealing Council Directive 89/686/EEC (Official Journal of the European Union L 81 of 31.3.2016).
• 22. EN 511:2006. Protective gloves against cold.
• 23. Irzmańska E, Wójcik P, Adamus-Włodarczyk A. Manual Work in Cold Environments and its Impact on Selection of Materials for Protective Gloves Based on Workplace Observations. Appl Ergon. 2018; 68: 186-196.
• 24. Enander A, Ljungberg A, Holmer I. Effects of Work in Cold Stores on Man. Scand J Work Environ Health. 1979; 5: 195-204.
• 25. Sawada S, Araki S, Yokoyama K. Changes in Cold-induced Vasodilatation, Pain and Cold Sensation in Fingers Caused by Repeated Finger Cooling in a Cool Environment. Ind Health. 2000; 38(1): 79-86.
• 26. Goonetilleke RS, Hoffmann ER. HandSkin Temperature and Trackingperformance. Int J Ind Ergonom. 2009; 39(4): 590-595.
• 27. Goldman RF. Clothing Design for Comfort and Work Performance in Extreme Thermal Environments in: Williams JT editors. Textiles for Cold Weather Apparel. Woodhead Publishing in Textiles, 1974; p. 531-544
• 28. Dianat I, Haslegrave CM, Stedmon AW. Methodology for Evaluating Gloves in Relation to the Effects on Hand Performance Capabilities: A Literature Review. Ergonomics. 2012; 55(11): 1429-1451.
• 29. Havenith G, van de Linde EJG, Heus R. Pain, Thermal Sensation and Cooling Rates oOf Hands While Touching Cold Materials. Eur J Appl Physiol. 1992; 65: 43-51.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).