PL215706B1 - Materiał dziany o zdolności ekranowania przed promieniowaniem elektromagnetycznym - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest materiał dziany o zdolności ekranowania przed promieniowaniem elektromagnetycznym, o polepszonym komforcie użytkowania i dobrym chwycie, przeznaczony na odzież chroniącą przed promieniowaniem elektromagnetycznym.

Pole elektromagnetyczne, które powstaje praktycznie w otoczeniu wszystkich urządzeń, przez które płynie prąd elektryczny, posiada dwie składowe; elektryczną i magnetyczną. Źródłem promieniowania elektromagnetycznego są urządzenia stosowane w radiokomunikacji, przemyśle, medycynie i nauce. Te źródła to, między innymi, anteny telewizyjne, radary, instalacje telefonii komórkowych, urządzenia elektrochirurgiczne, urządzenia do diatermii. Kiedy w polu elektromagnetycznym znajdzie się człowiek, energia tego pola wnika w głąb jego organizmu i oddziałując na cząsteczki organizmu obdarzone ładunkami elektrycznymi może doprowadzić do zaburzenia funkcjonowania organizmu. U osób narażonych zawodowo na działanie promieniowania elektromagnetycznego (PEM) występuje zagrożenie zdrowia, a nawet niekiedy życia.

Stwierdzono, iż sieciowe pole magnetyczne (czyli pola o częstotliwości 50/60 Hz) ma kancerogenny wpływ na organizm człowieka oraz szkodliwy wpływ na ośrodkowy układ nerwowy (stwardnienie boczne zanikowe i choroba Alzheimera), układ sercowo-naczyniowy (zburzenia rytmu, zawał) oraz na układ rozrodczy.

Międzynarodowa Komisja ds. Ochrony przed Promieniowaniem Niejonizującym (ICNIRP), która odgrywa ważną rolę w opracowywaniu norm dotyczących ochrony przed PEM, systematycznie przedstawia uaktualnienia dopuszczalnych wartości ekspozycji na pole elektromagnetyczne. Wytyczne ICNIRP zostały przyjęte do stosowania także przez Parlament i Komisję Europejską. Dyrektywa Rady Europy 89/391/EEC mówi o konieczności ochrony zdrowia pracowników narażonych na działanie PEM, natomiast Dyrektywa Rady Europy 2004/40/EC, stanowiąca realizację artykułu 16.1 poprzedniej Dyrektywy, dotyczy minimalnych wymagań w zakresie bezpieczeństwa i ochrony zdrowia pracowników podlegających ekspozycji na pola elektromagnetyczne. Również i Światowa Organizacja Zdrowia opracowała dokumentację dotyczącą definiowania krótko- i długotrwałego zagrożenia ekspozycją PEM.

Obligatoryjne przepisy dot. ochrony zdrowia pracowników narażonych na działanie PEM dopuszczają możliwość pracy w strefie PEM pod warunkiem stosowania odzieży ochronnej o odpowiedniej skuteczności.

Kombinezony ochronne, stosowane dotychczas jako ochrona indywidualna przed PEM są wykonane z różnego rodzaju tkanin i włóknin z wbudowanymi strukturami metalowymi o dobrej przewodności elektrycznej. Wykonuje się je również z kompozytów materiałowych, na przykład z materiału włókienniczego zawierającego druty elektroprzewodzące tworzące klatkę Faradaya. Te materiały stanowią efektywną ochronę jedynie w odniesieniu do składowej elektrycznej PEM, natomiast nie wykazują satysfakcjonującej ochrony przed składową magnetyczną tego promieniowania.

Z artykułu Instytutu Włókiennictwa w Łodzi, prezentowanego na 4-tym Międzynarodowym Sympozjum EL-TEX 2000 w Łodzi, jest znany materiał tekstylny typu tkanina, który jako co czwartą nitkę osnowy zawiera drut elektroprzewodzący, materiał, który stanowi włóknina elektroprzewodząca wykonana z drutu elektroprzewodzącego i monofilamentu poliestrowego, przeigłowana monofilamentem poliestrowym w jednym kierunku, materiał w postaci włókniny przeszyty monofilamentem poliestrowym, pokryty substancją wykańczającą oraz dwa rodzaje włóknin elektroprzewodzących przeigłowanych o grubości 2 mm i 3,5 mm, które mogą znaleźć zastosowanie do ochrony przed PEM.

Z kolei w artykule Instytutu Medycyny Pracy w Łodzi, zaprezentowanym na tym samym sympozjum, ujawniono rezultaty badań nad efektywnością tłumienia PEM przez włókniny. Czynnikami, które różniły te włókniny były liczba warstw składowych włóknin oraz ich wzajemne ułożenie. Z wniosków ostatecznych z tego artykułu wynikało, że zarówno efektywność ekranowania PEM przez włókniny jak i komfort użytkowania tych produktów ciągle wymagają poprawy.

W artykule Instytutu Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki Politechniki Wrocławskiej prezentowanym na 2-gim Międzynarodowym Sympozjum EL-TEX 1996 opisano zdolność do ekranowania PEM włókniny wykonanej z przędzy powlekanej metalem.

Nadto z polskiego zgłoszenia patentowego P 387580 jest znana tkanina o właściwości ekranowania przed PEM, przeznaczona zwłaszcza na odzież ochronną, zawierająca nitkę elektroprzewodzącą, która stanowi jedną z nitek wątku tkaniny. Nitką elektroprzewodzącą jest trójskładnikowa nitka pęczkowa, zawierająca elektroprzewodzącą nitkę rdzeniową z ferromagnetyka, umieszczoną w oploPL 215 706 B1 cie z elektroprzewodzącej nitki efektowej tworzącej na nitce rdzeniowej losowo występujące zagęszczenia oplotu w kształcie solenoidów, które są umocowane stabilnie na nitce rdzeniowej za pomocą nitki przewiązującej. Pozostałe nitki wątku i nitki osnowy stanowią nitki nieprzewodzące, korzystnie przędza bawełniana. Nitki osnowy i wątku są splecione ze sobą korzystnie splotem płóciennym.

Materiał dziany o zdolności ekranowania przed promieniowaniem elektromagnetycznym, według wynalazku, stanowi dzianina wykonana splotem interlokowym z nitki stanowiącej wiązkę skręconych ze sobą monofilamentów z materiału elektroprzewodzącego lub mieszaniny materiałów elektroprzewodzących, korzystnie stalowych, oplecionych przędzą z włókien naturalnych, syntetycznych lub mieszanek tych włókien, korzystnie z włókien bawełnianych, zawierającą włókna z elastycznego materiału elektroprzewodzącego, korzystnie z miedzi. Splot interlokowy jest utworzony z dwóch splotów dwuprawych 1 : 1 o dowolnym raporcie, połączonych ze sobą tak, iż prawe kolumienki jednego splotu dwuprawego pokrywają lewe kolumienki drugiego splotu dwuprawego przesuniętego w stosunku do pierwszego splotu, w kierunku pionowym, o połowę wysokości rządka oczek, i po obydwu stronach dzianiny są widoczne tylko prawe oczka obu splotów. Między oczka obu splotów każdego rządka oczek lub rzadziej jest wprowadzona co najmniej jedna nitka dodatkowa z materiału elektroprzewodzącego lub mieszaniny materiałów elektroprzewodzących.

Materiał według wynalazku charakteryzuje się 100% tłumiennością składowej elektrycznej PEM oraz 45% tłumiennością składowej magnetycznej PEM w zakresie częstotliwości od 50 Hz do 1 GHz. Charakteryzuje się wysokim komfortem użytkowania tj. dobrą układalnością, wysoką elastycznością, odprężnością i dobrą przepuszczalnością powietrza. Dzięki wysokiej elastyczności jest wyrobem ergonomicznym w przeciwieństwie do sztywnych materiałów stosowanych dotychczas na odzież chroniącą przed PEM. Nitka w oplocie, z której jest wytworzona dzianina oraz dzianina mogą być wytwarzane na istniejących maszynach dziewiarskich.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zdjęcie wiązki skręconych ze sobą monofilamentów z materiału elektroprzewodzącego, stanowiących rdzeń nitki, z której jest wykonana dzianina, fig. 2 przedstawia przędzę stanowiącą oplot nitki, z której jest wykonana dzianina, w widoku z boku, fig. 3 - splot dzianiny z jedną nitką dodatkową między oczkami obu splotów, fig. 4 - splot dzianiny z dwoma nitkami dodatkowymi między oczkami obu splotów, zaś fig. 5 przedstawia zdjęcie dzianiny.

Materiał dziany o zdolności ekranowania przed promieniowaniem elektromagnetycznym stanowi dzianina wykonana splotem interlokowym o raporcie podstawowym, z nitki stanowiącej wiązkę skręconych ze sobą monofilamentów stalowych oplecionych przędzą z włókien bawełnianych 1, zawierającą włókna 2 z miedzi. Splot interlokowy jest utworzony z dwóch splotów dwuprawych 1 : 1 połączonych ze sobą tak, iż prawe kolumienki jednego splotu dwuprawego pokrywają lewe kolumienki drugiego splotu dwuprawego przesuniętego w stosunku do pierwszego splotu, w kierunku pionowym, o połowę wysokości rządka oczek, i po obydwu stronach dzianiny są widoczne tylko prawe oczka obu splotów. Między oczka obu splotów co drugiego rządka oczek jest wprowadzona jedna dodatkowa nitka z miedzi (fig. 3) lub dwie dodatkowe nitki, jedna z miedzi i jedna ze skręconych monofilamentów stalowych (fig. 4).

Tłumienność dzianiny była badana przez Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy. Pomiary skuteczności ekranowania przez dzianinę pola elektrycznego, wykonane przy użyciu:

- szerokopasmowego miernika wartości skutecznej natężenia pola elektrycznego typu EFA-3 Field Analyzer prod. Wandel & Goltermann z izotropową sondą o zakresie pomiarowym od 2,0 V/m do 100 kV/m, w paśmie częstotliwości od 5 Hz do 30 kHz oraz

- szerokopasmowego miernika wartości skutecznej natężenia elektrycznego EMR 300 prod. Wandel & Goltermann z izotropową sondą E-field probe type 8.1 o zakresie pomiarowym od 0,8 V/m do 800 V/m (1600 V/m) w paśmie częstotliwości od 100 kHz do 3 GHz oraz z izotropową sondą E-field probe type 9.2 o zakresie pomiarowym od 0,8 V/m do 800 V/m (1600 V/m) w paśmie częstotliwości od 3 MHz do 18 GHz w pełni potwierdziły 100% tłumienność składowej elektrycznej PEM w zakresie częstotliwości od 50 Hz do 1 GHz.

Pomiary skuteczności ekranowania przez dzianinę pola magnetycznego, wykonane przy użyciu:

PL 215 706 B1

- szerokopasmowego miernika wartości skutecznej indukcji magnetycznej EFA-3 Field Analyzer prod. Wandel & Goltermann z sondami izotropowymi o zakresie pomiarowym od 10 nT do 10 mT, w paśmie częstotliwości od 5 Hz do 30 kHz,

- szerokopasmowego miernika wartości skutecznej natężenia elektrycznego EMR-300 prod. Wandel & Goltermann z izotropową sondą H-field probe type 12 o zakresie pomiarowym od 0,017 A/m do 17 A/m w paśmie częstotliwości od 300 kHz do 30 MHz oraz

- szerokopasmowego miernika wartości skutecznej natężenia elektrycznego EMR-300 prod. WandeI & Goltermann z izotropową sondą H-field probe type 10 o zakresie pomiarowym od 0,026 A/m do 16 A/m w paśmie częstotliwości od 27 MHz do 1 GHz w pełni potwierdziły 45% tłumienność składowej magnetycznej PEM w zakresie częstotliwości

Claims (1)

1. Materiał dziany o zdolności ekranowania przed promieniowaniem elektromagnetycznym, znamienny tym, że stanowi go dzianina wykonana splotem interlokowym z nitki stanowiącej wiązkę skręconych ze sobą monofilamentów z materiału elektroprzewodzącego lub mieszaniny materiałów elektroprzewodzących, korzystnie stalowych, oplecionych przędzą z włókien naturalnych, syntetycznych lub mieszanek tych włókien, korzystnie z włókien bawełnianych, zawierającą włókna z elastycznego materiału elektroprzewodzącego, korzystnie z miedzi, przy czym splot interlokowy jest utworzony z dwóch splotów dwuprawych 1 : 1 o dowolnym raporcie, połączonych ze sobą tak, iż prawe kolumienki jednego splotu dwuprawego pokrywają lewe kolumienki drugiego splotu dwuprawego przesuniętego w stosunku do pierwszego splotu, w kierunku pionowym, o połowę wysokości rządka oczek, i po obydwu stronach dzianiny są widoczne tylko prawe oczka obu splotów, nadto między oczka obu splotów każdego rządka oczek lub rzadziej jest wprowadzona co najmniej jedna nitka dodatkowa z materiału elektroprzewodzącego lub mieszaniny materiałów elektroprzewodzących.