Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wykorzystanie polimerów superabsorpcyjnych w materiałach włókienniczych

Majchrzycka K., Okrasa M., Brochocka A., Irzmańska E.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 10

2124--2127

PL

Przedstawiono charakterystykę i klasyfikację polimerów superabsorpcyjnych (SAP). Omówiono sposoby otrzymywania oraz ich zastosowania w specjalnych materiałach włókienniczych, odzieży i środkach ochrony osobistej.

EN

A review, with 68 refs., of properties, methods for prodn. and uses.

2

Badanie skuteczności porowatych struktur biobójczych z funkcją czasowej aktywacji we włókninach filtracyjnych melt-blown

Majchrzycka K., Okrasa M., Brycki B., Szulc J., Gutarowska B.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 3

534--538

PL

Przedstawiono wyniki wstępnych badań, których celem było opracowanie porowatych struktur biobójczych do modyfikacji włókien polimerowych w technologii melt-blown. Do opracowania wykorzystano czynny biologicznie dibromek heksametyleno-1,6-bis(N,N-dimetylo- N-dodecyloamoniowego) (12-6-12) (surfaktant gemini GS-12-6-12) osadzony na nośniku w postaci nanokryształów glinokrzemianowych o wielkości nie przekraczającej 100 nm. Po 24 h inkubacji odnotowano wyraźny spadek liczby bakterii E. coli na włókninach zawierających biobójcze struktury w porównaniu z próbą kontrolną.

EN

Polypropylene nonwovens were modified by addn. of hexamethylene-1,6-bis(N,N-dimethyl-N-dodecylammonium bromide) deposited on aluminosilicate nanocrystals (grain size below 100 nm) during their prodn. by melt-blown technol. After 24 h of incubation, a signifivant decrease in the no. of E. coli bacteria on the nonwovens was obsd.

3

Effect of Temperature, Simulated Breathingand Storage Conditions on the Filtration Efficiency of Biodegradable Bioactive Filters

Majchrzycka K., Okrasa M.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2017

|

Vol. 25, no. 1 (121)

89--94

EN

In the case of exposure to inhalation of pathogenic microorganisms, it is necessary to use filtering respiratory protective equipment (FRPE). When this problem concerns the sphere of non-professional use it is important to ensure the disposal of waste equipment in an environmentally safe way. The use of biodegradable nonwovens with biocidal properties in the construction of FRPE could be a good solution to this problem as their degradation time is short in comparison with traditionally used polypropylene. Bioactivity of the nonwoven would ensure the elimination of biological contaminants collected within the filtering material. However, due to the biodegradability, the properties of such materials might change during use. At the same time there are no testing procedures allowing the evaluation of protective parameter changes during the use and storage of FRPE made of biodegradable polymers. The aim of this study was to determine the effect of temperature, simulated breathing and storage conditions on the filtration efficiency of biodegradable bioactive filters prepared by melt-blowing from poly(lactic) acid polymer modified with biocidal agent. The results showed that elevated temperature greatly affects the filtration efficiency of biodegradable filters. A statistically significant decrease in the filtration efficiency after breathing simulation and storage was also observed.

PL

W przypadku narażenia na wdychanie drobnoustrojów chorobotwórczych konieczne jest stosowanie filtrującego sprzęt ochrony układu oddechowego (ang. FRPE). Ponadto, gdy problem ten dotyczy sfery pozazawodowej ważne jest zapewnienie utylizacji zużytego sprzętu w sposób bezpieczny dla środowiska. Zastosowanie biodegradowalnych włóknin o właściwościach biobójczych do konstrukcji sprzętu może być dobrym rozwiązaniem tego problemu. Bioaktywność włókniny zapewni także eliminację zanieczyszczeń biologicznych odłożonych w czasie użytkowania sprzętu w materiale filtracyjnym. Konieczne jest jednak zbadanie czy ze względu na wrażliwość materiałów biodegradowalnych na warunki środowiska ich właściwości nie ulegają zmianie podczas używania sprzętu. Celem prezentowanych badań było określenie wpływu temperatury, symulowanego oddychania i warunków przechowywania na skuteczność filtracji biodegradowalnych bioaktywnych włóknin melt-blown z poli(kwasu mlekowego) modyfikowanych środkiem biobójczym. Włókniny były przechowywane przez 8 godzin w temperaturze 30, 40 i 50°C. Cykle oddechowe były stymulowane za pomocą sztucznych płuc z nawilżaczem. Zmiany skuteczności filtracji mierzono po każdym z pięciu dni symulacji. Aby ocenić wpływ przechowywania włóknin na ich skuteczność wyznaczano wskaźnik penetracji po 4, 10 i 14 dniach od daty ich produkcji. Wyniki wykazały, że podwyższona temperatura w znacznym stopniu wpływa na skuteczność filtracji biodegradowalnych włóknin filtracyjnych. Wynika to z destrukcji tworzywa włókien PLA, co pokazano na obrazach SEM. Zaobserwowano również statystycznie istotny spadek skuteczności filtracji włóknin po symulacji oddychania i przechowywaniu.

4

Influence of Low-Temperature Plasma Treatment on The Liquid Filtration Efficiency of Melt-Blown PP Nonwovens in The Conditions of Simulated Use of Respiratory Protective Equipment

Majchrzycka K., Okrasa M., Brochocka A., Urbaniak-Domagała W.

Chemical and Process Engineering

|

2017

|

Vol. 38, nr 2

195--207

EN

Filtering nonwovens produced with melt-blown technology are one of the most basic materials used in the construction of respiratory protective equipment (RPE) against harmful aerosols, including bio- and nanoaerosols. The improvement of their filtering properties can be achieved by the development of quasi-permanent electric charge on the fibres. Usually corona discharge method is utilized for this purpose. In the presented study, it was assumed that the low-temperature plasma treatment could be applied as an alternative method for the manufacturing of conventional electret nonwovens for the RPE construction. Low temperature plasma treatment of polypropylene nonwovens was carried out with various process gases (argon, nitrogen, oxygen or air) in a wide range of process parameters (gas flow velocity, time of treatment and power supplied to the reactor electrodes). After the modification, nonwovens were evaluated in terms of filtration efficiency of paraffin oil mist. The stability of the modification results was tested after 12 months of storage and after conditioning at elevated temperature and relative humidity conditions. Moreover, scanning electron microscopy and ATR-IR spectroscopy were used to assess changes in surface topography and chemical composition of the fibres. The modification of melt-blown nonwovens with nitrogen, oxygen and air plasma did not result in a satisfactory improvement of the filtration efficiency. In case of argon plasma treatment, up to 82% increase of filtration efficiency of paraffin oil mist was observed in relation to untreated samples. This effect was stable after 12 months of storage in normal conditions and after thermal conditioning in (70 ± 3)°C for 24 h. The use of low-temperature plasma treatment was proven to be a promising improvement direction of filtering properties of nonwovens used for the protection of respiratory tract against harmful aerosols.

5

Safety of workers exposed to harmful airborne bioaerosols – legal status and innovations

Majchrzycka K., Okrasa M., Szulc J., Gutarowska B.

Biotechnology and Food Science

|

2017

|

Vol. 81, nr 2

159--168

EN

Filtering respiratory protective equipment is commonly used for protection against bioaerosols in industrial workplaces. However, the EU legislation does not specify the requirements for its antimicrobial properties. The result is that in the market there is no equipment available that would ensure complete safety of workers exposed to inhalation of harmful bioaerosols. This is particularly important in the case of equipment intended for multiple and long-term use. The aim of this study was to develop an innovative filtering half mask for the protection of respiratory tract that would have confirmed antimicrobial properties. The half mask was tested for compliance with EN 149:2001+A1:2009, and the survival rate of microorganisms in nonwovens was determined (E. coli bacteria and A. niger moulds). The reduction in the number of E. coli bacteria was 98.69% and the reduction in the number of A. niger moulds was 67.68% after 32 h of storage under conditions simulating the conditions of use of the equipment. It was found that the biocidal activity of the half mask is sufficient to ensure a significant reduction in the number of microorganisms during its long-term use in the workplace. This in turn means that continuous disinfection of respiratory protective equipment would be maintained even without employees’ intervention, which is not possible in case of standard respiratory protective equipment.

6

Zanieczyszczenia mikrobiologiczne i chemiczne powietrza w środowiskach pracy o wysokim zapyleniu

Matusiak K., Skóra J., Gutarowska B., Majchrzycka K., Okrasa M., Wojewódzki P., Hermann J., Ligocka A.

Instal

|

2016

|

nr 4

39--43

PL

Celem badań była ocena zanieczyszczeń mikrobiologicznych i chemicznych w środowiskach o wysokim stężeniu pyłu w pomieszczeniach inwentarskich do hodowli drobiu, jak również w elektrociepłowni przetwarzającej biomasę roślinną. Badania obejmowały: charakterystykę badanych środowisk i wytypowanie narażonych stanowisk pracy, ocenę zanieczyszczenia mikrobiologicznego w powietrzu środowisk pracy, pyłu osiadłego, biomasy roślinnej oraz pomiotu drobiowego; ocenę stężenia odorowych związków lotnych w pomieszczeniach inwentarskich. Analizy mikrobiologiczne wykonano metodą hodowlaną, do poboru prób powietrza wykorzystano próbnik MAS 100 Eco, analizy chemiczne przeprowadzono metodą chromatografii gazowej ze spektrometrią mas. Najwyższe stężenie pyłu w powietrzu (0,97 – 1,44 mg/m3) wykryto w pomieszczeniu inwentarskim do hodowli drobiu oraz na stanowisku pracy przy rozładunku biomasy roślinnej w elektrociepłowni. W badanych środowiskach pracy stwierdzono przekroczenie wytycznych WHO dla stężenia pyłu PM2,5 określonego dla 24 godzinnego narażenia. Ogólna liczba mikroorganizmów w powietrzu rozpatrywanych miejsc pracy wynosiła 2,28 × 103 –5,85 × 104 jtk/m3 i nie przekraczała proponowanych limitów dla środowisk o wysokim zapyleniu. Stwierdzono wysokie (2,73×103jtk/g – 5,80×107jtk/g) stężenie potencjalnie chorobotwórczych drobnoustrojów (Enterococcus sp., Salmonella sp. oraz Escherichia coli) w pomiocie drobiowym i pyle osiadłym na fermie drobiu. W pomieszczeniu inwentarskim odnotowano także wysoką koncentrację (542 do 1506 μg/m3) odorowych związków lotnych: amoniaku, trimetyloaminy, dimetyloaminy, kwasu izomasłowego. Ze względu na występowanie wysokiego zapylenia, zanieczyszczenia mikrobiologicznego i chemicznego ferma drobiu oraz elektrociepłownia przetwarzająca biomasę roślinną należą do miejsc pracy, w których występuje zagrożenie dla zdrowia pracowników.

EN

The aim of the study was to evaluate microbial and chemical contamination in environments with high dust concentrations – in poultry breeding farms, as well as in biomass processing power plant. The research covered characterization of tested environments, nomination of working places, evaluation of microbiological air, settled dust, plant biomass and poultry manure contamination; assessment of the volatile odorous compounds concentration. Microbiological analyzes were performed using the air sampler MAS 100 Eco, while chemical analysis with gas chromatography mass spectrometry. The highest airborne dust concentration (0.97 – 1.44 mg/m3) was detected in the poultry breeding farm and in the biomass unloading workplace in the power plant. WHO guidelines regarding concentrations of PM2.5 set for 24-hour exposure were exceeded when it comes to tested environments. The total number of microorganisms in the air was identified at the level of 2.28 × 103 – 5.85×104 cfu/m3 and did not exceed the limits proposed for environments with high dust concentration. High concentration of potentially pathogenic microorganisms (Enterococcus sp., Salmonella sp. and Escherichia coli) was detected in poultry manure and settled dust on a farm (2.73 × 103jtk/g – 5.80 × 107jtk/g). High concentrations of volatile odorous compounds such as ammonia, trimethylamine, dimethylamine, isobutyric acid were also reported in poultry farms (542 to 1506 mg/m3). Due to the high dust concentration as well as microbial and chemical contamination, poultry farm and biomass processing power plant are the workplaces, which can pose a threat to workers’ health.

7

Rozwój funkcjonalności i ergonomii środków ochrony indywidualnej z uwzględnieniem innowacyjnych materiałów, systemów i technologii

Majchrzycka K., Jachowicz M., Okrasa M., Bartkowiak G., Dąbrowska A., Gralewicz G., Owczarek G., Irzmańska E.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Zarządzania Ochroną Pracy w Katowicach

|

2015

|

Nr 1(11)

38--50

PL

Środki ochrony indywidualnej (śoi) stosowane są na ogół w sytuacjach szczególnego zagrożenia dla pracowników. Jednocześnie często są one postrzegane jako niewygodne lub niedopasowane do potrzeb użytkowników. Dlatego konieczne jest ciągłe doskonalenie ich konstrukcji z wykorzystaniem nowych materiałów i systemów informatyczno-komunikacyjnych. W artykule przedstawiono najnowsze osiągnięcia w tym zakresie na podstawie wyników badań realizowanych w CIOPPIB. W szczególności omówiono aplikację aktywnych materiałów do odzieży ochronnej, zastosowanie nanotechnologii do konstrukcji hełmów oraz nowego biobójczego sprzętu do ochrony układu oddechowego. Przedstawiono także zagadnienia związane z czasem bezpiecznego stosowania pochłaniaczy z wykorzystaniem czujników sygnalizujących przebicie złoża sorpcyjnego. W zakresie wykorzystania technologii informatycznych przestawiono system do monitorowania czasu zużycia śoi oraz wykorzystanie rzeczywistości wzbogaconej w konstrukcji przyłbicy dla spawaczy. Omówiono także metodę oceny komfortu cieplnego w obuwiu ochronnym.

XX

Personal protective equipment (PPE) is generally used to minimize risk to the workers' health and safety in situations of extreme danger. At the same time PPE items are usually perceived as uncomfortable or unsatisfying in terms of users' needs. Therefore, it is necessary to continuously modify and improve their design by use of innovative materials or new and emerging technologies. Some of the achievements in this area, based on the results of research recently carried out in CIOP-PIB, are presented in this paper. In particular, we discuss the application of active materials to the construction of protective clothing, the use of nanocrystalline coatings to improve helmets resistance to infrared radiation and development of new bioactive respiratory protective devices. Moreover we consider issues related to the determination of end-of-service-life of gas filters by means of electronic gas sensors and the use of information technologies in systems monitoring of PPEs' lifecycle. Augmented reality system is presented as a tool providing workers with necessary information support during welding. We also discuss a novel method for thermal comfort evaluation of protective footwear.

8

Filtracyjne kompozyty polimerowe z dodatkiem nanonapełniaczy

Okrasa M., Brochocka A., Majchrzycka K.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 2

191-195

PL

Przedstawiono wyniki prac zmierzających do opracowania nanokompozytu polimerowego przeznaczonego do zastosowania w filtrującym sprzęcie ochrony układu oddechowego. Opisane rozwiązanie opiera się na połączeniu dwóch metod poprawy właściwości filtracyjnych włóknin polimerowych. Polega ono na zastosowaniu aktywacji elektrostatycznej włóknin za pomocą wyładowań koronowych oraz na wprowadzeniu do matrycy polimerowej dodatków w postaci nanonapełniaczy z grupy poliedrycznych silseskwioksanów (POSS). Opracowany sposób modyfikacji pozwala na uzyskanie bardzo skutecznych materiałów filtracyjnych o wzbogaconych właściwościach ochronnych w jednym procesie technologicznym podczas formowania włókien polimerowych. Zbadano właściwości filtracyjne kompozytów polimerowych wobec aerozoli standardowych i nanoaerozoli w zależności od składu i parametrów aktywacji kompozytu. Uzyskano trwały efekt elektretu i wielokrotną poprawę skuteczności filtracji nanocząstek chlorku sodu względem włóknin niemodyfikowanych. Omówiono również wpływ dodatku POSS na strukturę morfologiczną włókniny.

EN

Polypropylene was filled with octaisobutylsilsesquioxane (10% by mass) and used for prodn. of melt-blown nonwovens applied then as filter materials (optionally after corona discharge treatment) for sepn. of NaCl nanoaerosol and paraffin oil mist. The addn. of filler resulted in a substantial decrease in penetration of particles trough nonwovens.

9

Innowacje dotyczące sprzętu ochrony układu oddechowego

Majchrzycka K., Okrasa M.

Promotor BHP

|

2015

|

nr 7-8

47--52

PL

Sprzęt ochrony układu oddechowego należy, zgodnie z zasadami określonymi w Dyrektywie 89/686/EWG, do tzw. III kategorii ryzyka [1]. Oznacza to, że jest on stosowany w przypadkach bezpośredniego zagrożenia życia i zdrowia, gdy użytkownik sam nie może określić skutków zagrożeń i są one nieodwracalne. Z tej defi nicji wynika, że dobór i określenie zasad prawidłowego stosowania sprzętu powinny być poprzedzone wnikliwą identyfi kacją i analizą zagrożeń oraz dodatkowych uwarunkowań wynikających ze specyfi ki stanowiska pracy oraz czynności zawodowych pracowników. Prawidłowy dobór sprzętu powinien uwzględniać także etap uzyskania akceptacji przez pracowników, którzy będą ten sprzęt stosowali przez wiele godzin w czasie pracy.

10

Modelling the Viability of Microorganisms of Poly(lactic Acid) Melt-Blown Nonwoven Fabrics for the Use of Respiratory Protection

Majchrzycka K., Brochocka A., Grzybowski P.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2015

|

Vol. 23, no. 5 (113)

107--113

EN

A variety of harmful microorganisms deposited in the work environment is the reason why it is becoming more and more common to use filtering respiratory protection equipment. To fulfil its protective role against biological hazards, it should not only ensure high efficiency of filtration but also present biocidal properties. Due to the fact that in laboratory studies confirming the biocidal properties of equipment it is possible to use only a limited number of testing organisms, using microbiological prognosis models seems a promising direction The article presents a method for assessing the performance of filter materials with biocidal properties using a simple model describing the dependence of the viability of Gram - positive and Gram - negative bacteria in the biocidal structure of the material. A comparison of the results of theoretical predictions and experimental results confirmed that the model can be used as a tool for the approximate evaluation of the properties of these materials. Poly(lactic acid) (PLA) was used when validating the model melt-blown nonwovens for the construction of respiratory protection devices (RPD) against biological hazards.

PL

Różnorodność szkodliwych mikroorganizmów bytujących w środowisku pracy sprawia, że coraz powszechniejsze jest stosowanie filtrującego sprzętu ochrony układu oddechowego. Aby spełniał on swoją ochronną funkcję wobec zagrożeń biologicznych, powinien nie tylko zapewniać wysoką skuteczność filtracji, ale także wykazywać właściwości biobójcze. Ze względu na fakt, że w badaniach laboratoryjnych potwierdzających właściwości biobójcze sprzętu możliwe jest jedynie wykorzystanie ograniczonej liczby organizmów testowych, obiecującym kierunkiem jest wykorzystanie mikrobiologicznych modeli prognostycznych. W artykule przedstawiono metodę oceny bioaktywnych materiałów filtracyjnych z użyciem prostego modelu przeżywalności Gram dodatnich i Gram ujemnych bakterii. Na podstawie teoretycznych obliczeń i przeprowadzonych badań mikrobiologicznych potwierdzono możliwość wykorzystania zaproponowanego modelu do oceny właściwości bioaktywnych materiałów filtracyjnych. Do walidacji modelu wykorzystano modyfikowane włókniny z poli(kwasu mlekowego) (PLA), przeznaczone do konstrukcji sprzętu ochrony układu oddechowego (RPD) przed zagrożeniami biologicznymi.

11

Biocidal Agent for Modification of Poly(lactic acid) High-efficiency Filtering Nonwovens

Majchrzycka K., Brochocka A., Brycki B.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2015

|

Vol. 23, no. 4 (112)

88--95

EN

The article presents research on the development of modified poly(lactic acid) (PLA) melt-blown nonwovens for construction of respiratory protection devices (RPD) against biological hazards. Due to this specific application of nonwovens, a new biocidal agent was developed which fulfils two basic criteria. The first one is the efficient destruction of microorganisms harmful for people, and the second is no negative influence on compost activity in the process of BIO-nonwoven biodegradation. The biocidal agent was composed of biologically active chemical compounds, which were permanently imbued into the perlite matrix. The modified poly(lactic acid) (PLA) melt-blown nonwovens were tested for basic filtering parameters with the use of standard model aerosols as well as bioaerosols. A microbiological study was performed to prove the antimicrobial activity of the modified nonwovens against Gram-positive and Gram-negative bacteria. It was shown that modified PLA at low concentrations did not eliminate microorganisms that dwell in organic compost, and that the time of BIO-nonwoven biodegradation was 56 days. Survival of microorganisms after 2 hours of contact with the BIO-nonwoven was zero %, which means that the nonwovens tested were characterised by activity at the highest level, 3rd,, towards Gram-positive and Gram-negative bacteria. At the same time, the effectiveness of the BIOnonwovens towards model aerosols (sodium chloride and mist of paraffin oil) was at a level that would ensure obtaining a 2nd class of protection of the filtering RPD.

PL

W artykule przedstawiono badania ukierunkowane na doskonalenie właściwości modyfikowanych włóknin melt-blown z poli(kwasu mlekowego) przeznaczonych do konstrukcji sprzętu ochrony układu oddechowego przed zagrożeniami biologicznymi. Opracowano środek biobójczy spełniający dwa podstawowe kryteria: skuteczne niszczenie szkodliwych dla człowieka mikroorganizmów, przy jednoczesnym braku negatywnego wpływu na aktywność kompostu w procesie biodegradacji włóknin. Środek biobójczy stanowiły aktywne biologicznie związki chemiczne trwale naniesione w matrycy z perlitu. Badano podstawowe parametry filtracyjne przy wykorzystaniu aerozoli modelowych oraz bioaerozoli. Wykonano mikrobiologiczne badania aktywności kompostu organicznego, biodegradacji modyfikowanych włóknin, a także przeżywalności bakterii gram dodatnich i gram ujemnych w kontakcie z opracowanym środkiem biobójczym. Stwierdzono, że przy niskim stężeniu środek biobójczy nie eliminuje mikroorganizmów z kompostu. Czas biodegradacji modyfikowanych włóknin wynosił 56 dni. Przeżywalność mikroorganizmów po 2 godzinach kontaktu z włókniną spadła do zera, co oznacza, że badane włókniny charakteryzowały się aktywnością na najwyższym, trzecim poziomie wobec bakterii gram dodatnich i gram ujemnych. Jednocześnie osiągnięta skuteczność filtracji włóknin zapewniła uzyskanie filtrującego sprzętu ochrony układu oddechowego na poziomie drugiej klasy ochronnej.

12

Kierunki doskonalenia włóknin stosowanych do ochrony układu oddechowego przed zagrożeniami biologicznymi

Majchrzycka K.

Przegląd Włókienniczy - Włókno, Odzież, Skóra

|

2014

|

nr 11

33--37

EN

Biological hazards transported by air that appear in work environment place a responsibility upon an employer to protect their workers. Following the EU directives, it is recommended to introduce protective systemic measures. Yet it is still rather common in many work places that respiratory protective device is used. While designing such equipment, parametres on nonwovens are of paramount importance as it is the material which decides about the efficiency of protection. Apart from the typical, barrier functions expressed by the efficiency of filtration, these nonwovens may perform various functions that improve the safety of the equipment, for instance biocide activities or improvement in the microclimate of the respiratory zone. While designing the new materials for construction of the respiratory protective devices, it is necessary to define its functionality as a derivative of the hazard characteristic as well as the forecasted working conditions. The article presents the exemplary manner in which defining the criteria that become the guidelines in designing new respiratory protective device is approached. Knowledge concerning legal regulations connected with ensuring safe use of the equipment was included, in case of a professional exposure to bioaerosols. On this basis, the directions of improvement in the functionality of the filtering nonwovens were pointed out, using interdisciplinary knowledge and achievements in material engineering.

13

Plasma Modified Polycarbonate Nonwovens as Filtering Material for Liquid Aerosols

Brochocka A., Mian I, Majchrzycka K., Sielski J., Tyczkowski J.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 1 (103)

76--80

EN

The filter materials commonly used in filtration processes consist of nonwoven fabrics made by melt blowing. In order to improve filtration properties they are subjected to various modifications. This paper presents the treatment of polycarbonate nonwovens with lowpressure cold plasma generated by a 13.56 MHz RF discharge using process gases such as Ar and O2. The effectiveness of such treatment was assessed on the basis of results of the penetration of nonwovens by paraffin oil mist as well as the air flow resistance. The effects of plasma on polycarbonate nonwovens, especially on their surface morphology and chemical structure, were evaluated by electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results indicate that Ar plasma is a good tool for improving the filtration properties of polycarbonate filtering materials. According to these results, the surface roughness plays an important role in the high-efficiency filtration of liquid aerosols with a small increase in air flow resistance.

PL

Materiały filtrujące powszechnie stosowane w procesach filtracji to przede wszystkim włókniny wykonane techniką melt-blown. W celu poprawy ich właściwości filtracyjnych są poddawane różnym modyfikacjom. W artykule przedstawiono obróbkę włókniny poliwęglanowej za pomocą zimnej plazmy niskociśnieniowej RF 13,56 MHz przy użyciu gazów procesowych, takich jak argon (Ar) i tlen (O2). Skuteczność takiej obróbki oceniano na podstawie wyników penetracji aerozolu mgły oleju parafinowego przez włókniny oraz oporów przepływu powietrza. Efekt obróbki plazmowej włóknin otrzymywanych z poliwęglanu, zwłaszcza w ich morfologii powierzchni i struktury chemicznej, badano za pomocą mikroskopii skaningowej (SEM), energetycznie-dyspersyjnej spektroskopii rentgenowskiej (EDX) oraz rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronów (XPS). Wyniki wskazują, że plazma w argonie jest dobrym narzędziem do poprawy właściwości filtracyjnych włóknin otrzymywanych z poliwęglanu. Na podstawie tych wyników wykazano, że chropowatość powierzchni odgrywa ważną rolę w wysokiej skuteczności filtracji ciekłych aerozoli z małym wzrostem oporu przepływu powietrza.

14

Evaluation of a New Bioactive Nonwoven Fabric for Respiratory Protection

Majchrzycka K

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 1 (103)

81--88

EN

Legal regulations concerning protecting workers threatened with biological factors in the workplace and the global threat of terrorist attacks influence the need to master the properties of protective equipment and the methods of its evaluation. The article presents an approach to nonwovens with biocidal properties designed for respiratory protection devices (RPD) against bioaerosols. It was assumed that these materials should fulfil two basic criteria – high efficiency of filtration against bioaerosols and have the ability to destroy microorganisms blocked in the nonwoven. An experimental setup that enabled to control the flow of bioaerosol by a sample of nonwovens was created, making it possible to also evaluate the efficiency of filtration by applying a particle counter. Microorganisms with an aerodynamic diameter of ≤ 1.0 µm and various shape were selected for the study, all belonging to two aerobic types of gram positive (+) and gram negative (-) bacteria. The measurement was based on bioaerosol flow through a filter with a diameter of 80 mm, at a volumetric flow rate of 30 l/min, for 15 minutes. Tightly sealed filters were stored for 2, 4 and 8 hours at a temperature of 37 °C. In order to evaluate bacteria survival after contact with the bioactive nonwoven, they were rinsed and shaken for 15 minutes in a shaker at a frequency of rotation of 150 c.p.m. After dilution in sterile saline, microorganisms were seeded on a sterile Petrie’s dish. They were later incubated at a temperature of 37 °C for 24 hours, after which time the colonies grown were counted. Applying the method discussed, the efficiency of filtration against aerosol was confirmed as well as the bioactivity of meltblown nonwovens made from poly (lactic acid PLA) modified with a biocidal compound.

PL

Uregulowania prawne w zakresie ochrony pracowników narażonych na czynniki biologiczne w środowisku pracy oraz powszechna groźba ataków terrorystycznych wpływają na potrzebę doskonalenia właściwości sprzętu ochronnego i metod jego oceny. Artykuł prezentuje podejście do oceny włóknin o cechach biobójczych, przeznaczonych do ochrony układu oddechowego przed bioaerozolem. Założono, że materiały te powinny spełniać jednocześnie dwa podstawowe kryteria – wysoką skuteczność filtracji wobec bioaerozolu oraz zdolność do niszczenia mikroorganizmów zatrzymanych w materiale włókninowym. Zaprojektowano i wykonano stanowisko umożliwiające kontrolowany przepływ bioaerozolu przez próbkę włókniny i ocenę skuteczności filtracji z zastosowaniem licznika cząstek. Do badań wytypowano mikroorganizmy o średnicy aerodynamicznej ≤ 1,0 µm, o różnym kształcie, należące do dwóch grup bakterii tlenowych Gram dodatnie (+) i Gram ujemne (-). Pomiar polegał na przepływie bioaerozolu przez filtr o średnicy 80 mm, z objętościowym natężeniem przepływu 30 l/min, przez 15 minut. Szczelnie zamknięte filtry przechowywano w czasie 2, 4 i 8 godzin w temp. 37 °C. W celu oceny przeżywalności mikroorganizmów po kontakcie z bioaktywną włókniną wypłukano i wstrząsano mikroorganizmy w czasie 15 minut na strząsające o częstotliwości obrotów 150 obrotów na minutę. Po rozcieńczeniu w sterylnej soli fizjologicznej mikroorganizmy wysiewano na jałową płytkę Petriego. Wysiewy inkubowano w temp. 37 °C w czasie 24 godzin i po tym czasie liczono wyrosłe kolonie. Wykorzystując omówioną metodę potwierdzono skuteczność filtracji wobec bioaerozolu i biobójczość włóknin melt-blown z poli (kwasu mlekowego) (PLA) modyfikowanych związkiem biobójczym.

15

Modyfikacja biodegradowalnych włóknin filtracyjnych środkiem biobójczym

Majchrzycka K., Brochocka A.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2013

|

[R.] 19, nr 3 (153)

217--222

PL

Celem badań było opracowanie warunków technologicznych wytwarzania biodegradowalnych włóknin stosowanych do ochrony układu oddechowego o właściwościach biobójczych wobec mikroorganizmów chorobotwórczych. Podstawowe właściwości tych materiałów, wynikają z konieczności zapewnienia wysokiej skuteczności wyłapywania cząstek bioaerozolu ze strugi przepływającego powietrza, przy jednoczesnej niskiej wartości spadku ciśnienia. Warunek ten osiągnięto dobierając parametry przerobu polimeru poli(kwasu mlekowego) (PLA) z wykorzystaniem technologii pneumotermicznego formowania runa (ang. melt blown) i odpowiedniej aktywacji gotowej włókniny w polu wyładowań koronowych. Jednocześnie, w celu nadania włókninom właściwości biobójczych, wprowadzano w strugę polimeru środek biocydowy. Przeprowadzone badania w zakresie parametrów filtracyjnych i biobójczości wobec bakterii gram dodatnich i ujemnych, potwierdzają możliwość wykorzystania tych materiałów do konstrukcji sprzętu ochrony układu oddechowego.

EN

The aim of the study was to work out technological conditions of producing biodegradable nonwovens applied in repsoratory system protection that would present bioactive features towards harmful aerosols. Basis filtering properties of these materials result from the necessity to ensure high efficiency of absorbing bioaerosole particles from the stream of air flow, at the same time remaining low value of pressure drop. This condition was achieved by marching processing parametres of polylactic acid (PLA) using a melt-blown technology and their appropriate activation in the field of coronary discharges. At the same time, in order to provide the nonwovens with bioactive properties, a biocidal agent was introduced into the stream of air flow. The conducted study concerning filtering parametres and bioactivity towards gram positive and gram negative bacteria, confirm the possibility of applying these materials in construction of respiratory protection equipment.

16

Modyfikacja polimerowych włóknin filtracyjnych w środowisku plazmy niskotemperaturowej jako metoda poprawy skuteczności usuwania aerozoli

Majchrzycka K.

Przemysł Chemiczny

|

2013

|

T. 92, nr 9

1750-1754

PL

Przedstawiono wyniki badań wykorzystania plazmy niskotemperaturowej do modyfikacji włóknin filtracyjnych, z ukierunkowaniem na poprawę ich skuteczności w zatrzymywaniu cząstek stałych i ciekłych aerozoli. Do badań wykorzystano polipropylenowe (PP) włókniny melt blown, powszechnie stosowane w sprzęcie indywidualnej ochrony układu oddechowego. Skuteczność filtracji wyznaczano poprzez pomiar penetracji modelowych cząstek aerozolu chlorku sodu i mgły oleju parafinowego. Wyznaczono wartość początkową tych parametrów (po 3 min) oraz ich zmianę po 60 min traktowania aerozolem modyfikowanych włóknin filtracyjnych. W celu zobrazowania topografii powierzchni modyfikowanych włókien PP wykorzystano technikę SEM. W wyniku przeprowadzonych badań uzyskano znaczną poprawę skuteczności filtracji w odniesieniu do obu rodzajów cząstek, co potwierdza możliwość wykorzystania techniki plazmy niskotemperaturowej do produkcji wysokoskutecznych filtrów do ochrony układu oddechowego przed wszelkimi szkodliwymi aerozolami.

EN

Polypropylene nonwovens were prepd. by melt blown method and treated with low-temp. plasma to improve their ability for removal of paraffinic oil and NaCl aerosols. A substantial decrease in the aerosol penetration (up to 90%) was achieved. The penetration slightly increase during the filtration for 60 min.

17

Właściwości filtracyjne włóknin melt-blown otrzymywanych z poliwęglanu

Brochocka A., Majchrzycka K.

Przegląd Włókienniczy - Włókno, Odzież, Skóra

|

2013

|

nr 2

37-40

EN

The development of new technologies and often associated with this phenomenon is the emergence of new threats, determine the improvement protective fukctions of measures to the protection of the human environment. The article presents the results of research related to improving the efficiency of filter materials used for the construction of respiratory protective devices. The aim of this study was to examine the possibility of using the technology, melt blown electret nonwovens polycarbonate (PC) as an alternative to currently used polypropylene (PP). From the viewpoint of the properties of nonwovens used in the protection of the respiratory protective devices characterized by valuable PC properties, such as high temperature resistance, good electrical insulating properties, biological inertness, and ease of recycling. For nonwoven with PC (opion 2) obtained lower values of aerosol penetration model (higher filtration efficiency) than for nonwoven PP. Studies have shown that PC can be used to produce nonwoven melt blown filtration method, intended for the construction of respiratory protective devices.

18

Ergonomics Assessment of Composite Ballistic Inserts for Bullet- and Fragment-Proof Vests

Majchrzycka K., Brochocka A., Łuczak A., Łężak K.

International Journal of Occupational Safety and Ergonomics

|

2013

|

Vol. 19, No. 3

387--396

EN

Personal protective equipment worn by uniformed services (e.g., the police and the military) must ensure protection against bodily injuries. However, a high degree of protection is always associated with significant discomfort. This article presents the results of an assessment of the ergonomics parameters of new special purpose products, ballistic inserts with improved ballistic resistance, and an assessment of the impact of the burden related to their use on the psychomotor performance of the subjects. An obstacle course and subjective ergonomics assessment questionnaires were used in tests. Thermal discomfort was also assessed. Psychological testing included tests enabling an assessment of the subjects' cognitive and psychomotor performance, and a subjective assessment of mental load. The tests did not show any decrease in the comfort of use of the new inserts with improved ballistic resistance compared to the inserts currently used.

19

Efficiency of Filtering Materials Used in Respiratory Protective Devices Against Nanoparticles

Brochocka A., Makowski K., Majchrzycka K., Grzybowski P.

International Journal of Occupational Safety and Ergonomics

|

2013

|

Vol. 19, No. 2

285--295

EN

The basic aim of this research was to establish the efficiency of filtering materials widely used in respiratory protection devices with particular interest in their porosity, degree of electric and changeable process parameters, such as the flow rate of the test nanoaerosol and the size range of nanoparticles. Tests were carried out with an NaCl solid aerosol of 3.2 × 105 particles/cm3 for the range of particle size of 7–270 nm, at aerosol flow rate of 1800, 2700, 3600, 4500 and 5400 L/h. The tests showed that electrospun nonwovens were the most effective filtering materials for nanoparticles over 20 nm. Melt-blown electret nonwovens with lower porosity than electrospun nonwovens had higher values of penetration of 1%–4%. Those materials provided very efficient protection against nanoparticles of certain sizes only.

20

Modified Melt-Blown Nonwovens for Respiratory Protective Devices Against Nanoparticles

Brochocka A., Majchrzycka K., Makowski K.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2013

|

Vol. 21, no. 4 (100)

106--111

EN

Epidemiological studies of the effect of harmful nanoparticles on the human body prove that efficient protective measures need to be developed. This applies, in particular, to respiratory protection equipment in which filtration nonwovens are the essential structural material. This paper discusses a method for improving the efficiency of electret filtration nonwovens for nanoparticles by using polypropylene (PP) admixed with additives with varying electrostatic potentials. The investigation was carried out using amber (negative charge) and perlite beads (positive charge) incorporated into the polymer stream using melt-blown technology. Filtration efficiency was evaluated using standard methods with paraffin oil mist and sodium chloride aerosol and non-standard methods with nanoparticles. The studies proved that strengthened electrostatic interaction effects owing to the modifiers provide a promising method for improving the efficiency of electret nonwovens against nanoparticles.

PL

Badania epidemiologiczne dotyczące wpływu oddziaływania szkodliwych nanocząstek na organizm człowieka wskazują na konieczność opracowania skutecznych środków ochronnych. W szczególności dotyczy to sprzętu ochrony układu oddechowego, którego podstawowym materiałem konstrukcyjnym są włókniny filtracyjne. W artykule zaprezentowano sposób poprawy skuteczności elektretowych włóknin filtracyjnych wobec nanocząstek poprzez domieszkowanie polipropylenu (PP) dodatkami o różnym potencjale elektrostatycznym. Badania prowadzono z wykorzystaniem granul perlitu (ładunek dodatni) oraz bursztynu (ładunek ujemny) wprowadzanych do strugi polimeru w technologii meltblown. Skuteczność filtracji oceniono metodami standardowymi z wykorzystaniem aerozolu mgły oleju parafinowego i chlorku sodu oraz niestandardowymi z użyciem nanocząstek. Badania wykazały, że obiecującym kierunkiem poprawy skuteczności elektretowych włóknin wobec nanocząstek jest wzmocnienie efektu oddziaływań sił elektrostatycznych poprzez wprowadzenie modyfikatorów.