Przejdź do treści

Lista wynalazków

Prezentacja wynalazku

Półmaska do ochrony przed smogiem

autorzy: dr hab. inż. Agnieszka Brochocka – CIOP-PIB, inż. Wiktor Orlikowski – CIOP-PIB

Szczegółowy opis wynalazku
Półmaska przeznaczona jest do ochrony układu oddechowego przed:
• szkodliwymi aerozolami zawierającymi cząstki stałe (pył PM2.5, PM10, PM4.0, dym) i cząstki cieczy (mgła)
• parami i gazami występującymi w smogu poniżej wartości Najwyższego Dopuszczalnego Stężenia (NDS), czyli wg obowiązujących w Polsce normatywów dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy.
Jest to półmaska płaska średniej klasy ochrony FFP2 NR stanowiąca kompletny sprzęt ochrony układu oddechowego. Wykrój półmaski składa się z trzech zasadniczych warstw: zewnętrznej, środkowej i wewnętrznej. Zewnętrzna warstwa posiada wzór naniesiony za pomocą farby fluorescencyjnej, metodą sitodruku, w postaci nieregularnie rozmieszczonych kształtów (max 30% powierzchni łącznej całości). Wykorzystanie zjawiska fluorescencji do modyfikacji materiału półmaski wynika z konieczności uzyskania zauważalnego efektu zwiększenia widoczności przy zastosowaniu elementów o stosunkowo niewielkiej powierzchni. Farba fluorescencyjna pochłania część widma promieniowania widzialnego, emitując przy tym promieniowanie o długości fali dłuższej od długości fali promieniowania pochłanianego. Nawet w przypadku, kiedy materiał fluorescencyjny nie jest w danym momencie oświetlony, a był oświetlony wcześniej, może on emitować światło w wyniku zjawiska fluorescencji. Wzór naniesiony na powierzchnię materiału za pomocą farby fluorescencyjnej nie może być zbyt gęsty, gdyż farba wypełnia przestrzenie między włóknami, co powoduje wzrost oporów oddychania. Współczynnik reflektancji (jasności) wykorzystywany do oceny materiałów o tzw. podwyższonej widoczności, zapewniającej widzialność w warunkach niedoświetlenia/gorszego oświetlenia, np. w warunkach zmierzchowych, nie może być mniejszy niż 0,8.
Aby wykonana z wykroju półmaska była przyjazna dla potencjalnego użytkownika musi charakteryzować się dużym komfortem użytkowania, co potwierdzają niskie opory przepływu powietrza.
Warstwa środkowa stanowi układ co najmniej jednej warstwy filtracyjnej z włókna polipropylenowego o łącznej masie powierzchniowej 150 g/m2 zawierającego w strukturze sorbent węglowy w ilości nie większej niż 210 g łącznie na wszystkie zastosowane warstwy. Warstwa środkowa charakteryzuje się bardzo dobrymi parametrami filtracyjnymi i użytkowymi na poziomie bardzo dobrej drugiej klasy ochrony (FFP2) (wartość dla aerozolu mgły oleju parafinowego wynosiła 1,06 % przy oporach przepływu powietrza na poziomie 124 Pa oraz czasem ochronnego działania wobec toluenu i dwutlenku siarki powyżej 7 godzin).
Warstwę wewnętrzną stanowi włóknina o wytrzymałości mechanicznej co najmniej 40 N i dopuszczona do stosowania w kontakcie ze skórą. Włóknina może być wykonany techniką spun-bond, techniką igłowania mechanicznego lub igłowania wodnego. Funkcją warstw zewnętrznej i wewnętrznej jest osłona warstwy środkowej filtracyjnej przed uszkodzeniem mechanicznym.
Półmaskę wykonuje się z wykroju poprzez zgrzanie parami przeciwprostokątnych trójkątów tej samej sekcji. Na górnym trójkątnym wycięciu mocowany jest zacisk nosowy oraz uszczelka nosowa, a na bocznych krawędziach paski nagłowia lub taśmy nauszne. W zależności od wielkości może być przeznaczona dla dzieci lub większa dla dorosłych.
Dzięki zastosowaniu włókniny filtracyjnej zawierającej sorbent węglowy półmaska wykonana z wykroju zapewnia wysoką skuteczność filtracji wobec szkodliwych aerozoli oraz par substancji chemicznych występujących w smogu. Charakteryzuje się dobrym stopniem przylegania do twarzy, a dzięki zastosowanym wzorom fluorescencyjnym użytkownik jest dobrze widoczny w warunkach słabego oświetlenia, np. w okresie jesienno-zimowym.
• Kompleksowa ochrona układu oddechowego przed wszystkimi zanieczyszczeniami zawartymi w smogu ;
• Bardzo dobre parametry filtracyjne i użytkowe na poziomie bardzo dobrej drugiej klasy ochrony (FFP2), której wartość dla aerozolu mgły oleju parafinowego wynosi 1,06 % przy oporach przepływu powietrza na poziomie 124 Pa;
• Długi czas ochronnego działania wobec toluenu i dwutlenku siarki powyżej 7 godzin;
• Zwiększona widoczność półmaski o zmroku w okresach jesienno-zimowych, w których występuje zjawisko smogu dzięki zastosowaniu wzoru fluorescencyjnego na warstwie zewnętrznej;
• Dobre dopasowanie do twarzy użytkownika
Wprowadzone nowości. Porównanie zastosowanej technologii ze stanem techniki
 Kompleksowa ochrona układu oddechowego przed wszystkimi zanieczyszczeniami zawartymi w smogu ;
 Bardzo dobre parametry filtracyjne i użytkowe na poziomie bardzo dobrej drugiej klasy ochrony (FFP2), której wartość dla aerozolu mgły oleju parafinowego wynosi 1,06 % przy oporach przepływu powietrza na poziomie 124 Pa ;
 Długi czas ochronnego działania wobec toluenu i dwutlenku siarki powyżej 7 godzin;
 Zwiększona widoczność półmaski o zmroku w okresach jesienno-zimowych, w których występuje zjawisko smogu dzięki zastosowaniu wzoru fluorescencyjnego na warstwie zewnętrznej;
 Dobre dopasowanie do twarzy użytkownika
Wszystkie aktualnie dostępne rozwiązania dotyczące półmasek filtrujących związane są z ochroną układu oddechowego przede wszystkim przed aerozolami (pyły, dymy i mgły). Nie ma wzmianki na temat włókniny zawierającej warstwę z sorbentem węglowym ani informacji, że półmaski chronią również przed parami i gazami poniżej wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) znajdującymi się w tzw. smogu.
Z tego też powodu powinny być podjęte zintensyfikowane działania w celu likwidacji źródeł emisji smogu, a do czasu osiągnięcia akceptowalnych poziomów stężeń składników smogu wskazane jest stosowanie środków ochrony układu oddechowego w najprostszej postaci jakimi są półmaski filtrujące spełniające zasadnicze wymagania bezpieczeństwa i ochrony zdrowia zawarte w Rozporządzeniu Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 2016/425 z dnia 9 marca 2016 r.
Obecnie brak jest na rynku polskim i międzynarodowym półmasek zapewniających kompleksową ochronę układu oddechowego przed wszystkimi zanieczyszczeniami zawartymi w smogu. Pomimo dobrych właściwości ochronnych sprzęt ochrony układu oddechowego przeznaczony do stosowania na stanowiskach pracy charakteryzuje się niskimi walorami estetycznymi i ergonomicznymi przez co nie jest on akceptowany do zastosowań w środowisku życia. Z drugiej strony komercyjnie dostępne wyroby sportowe i rekreacyjne przeznaczone do stosowania w warunkach występowania smogu stanowią jedynie iluzoryczną ochronę z uwagi na niewłaściwe dopasowanie i niską jakość materiału oczyszczającego.

Uzyskane lub przewidywane efekty dzięki wprowadzonym nowościom
• Poprawa zdrowia mieszkańców aglomeracji miejskich i wiejskich (ok.0,5 mln);
• Poprawa bezpieczeństwa w zakładach pracy, w których występują zagrożenia w postaci szkodliwych aerozoli, gazów i par poprzez zapewnienie lepszych właściwości ochronnych sprzętu ochrony układu oddechowego (ok. 3 tys. osób);
• Ograniczenia ryzyka utraty życia i zdrowia pracowników w wyniku narażenia na zagrożenia wnikające do organizmu drogą oddechową o 10% ;
• Ograniczenie o 5% nowych przypadków określonych chorób zawodowych, będących wynikiem narażenia inhalacyjnego;
• Wzrost konkurencyjności producentów i dystrybutorów sprzętu ochrony układu oddechowego poprzez udostępnienie atrakcyjnej wzorniczo półmaski.

Giełda wynalazków

Ochrona własności intelektualnej

Wzór użytkowy - zgłoszony

poziom gotowości technologicznej

TRL 9 pełne wdrożenie przemysłowe

Polski
English
Facebook
youtube