ARBETSMILJÖ OCH STRÖMFÖRBRUKNING VID GRANULERING AV NÅGRA FIBERFÖRSTÄRKTA PLASTPRODUKTER OCH ETT DISTANSMATERIAL

Transkript

1 , LTH, MASKIN AB RAPID Programmet för arbetsplatsens luft ARBETSMILJÖ OCH STRÖMFÖRBRUKNING VID GRANULERING AV NÅGRA FIBERFÖRSTÄRKTA PLASTPRODUKTER OCH ETT DISTANSMATERIAL Toni Pisanikovski Bengt Christensson Leif Tagesson

2 FÖRORD Mätningar vid granulering har utförts som ett led i utvärderingen av olika metoder vid kretsloppsanpassning av fiberförstärkta härdplaster. Arbetet är en mindre del i ett större projekt som till främst finansieras av NUTEK och deltagande företag. Ansvarig för studien är Toni Pisanikovski från LTH, Mekanisk teknologi. Under försöken mätte TP strömförbrukning. För kvarn och granuleringsprocess svarade Leif Tagesson från Maskin AB Rapid. Leif Tagesson var även maskinoperatör under försöken. Försöken utfördes i företagets lokaler i Värnamo. Damm och bullermätningarna utfördes av Bengt Christensson från Arbetslivsinstitutet. Solna den 22 december 1999 Bengt Christensson 2

3 SAMMANFATTNING Som ett led i projektarbetet att kretsloppsanpassa fiberförstärkta härdplaster har arbetsmiljöfaktorerna buller och damm uppmätts i samband med granulering av fem olika materialprov. Av de fem materialen är tre fiberförstärkta härdplaster, en fiberförstärkt termoplast och ett kärnmaterial. Materialmängden var begränsad vilket medförde att granuleringstiderna blev korta (från ca två minuter upp till ca 20 minuter). Ett härdplastmaterial (SMC), glasfiberförstärkt polyesterplast med storleksordningen 60% krita, hade en form som inte gick att mata in ordentligt i kvarnen. I redovisningen har arbetsmiljömätningarna för detta material tagits med trots granuleringsförsöket misslyckades. De uppmätta totaldammhalterna är normalt under 0,1 mg/m 3 oberoende av vilket material som bearbetades. De erhållna dammvärdena är alla mycket låga eftersom det hygieniska gränsvärdet för härdplastdamm är 3 mg/m 3, gränsvärdet för den totala organiska delen av dammet är 5 mg/m 3 och totalt för allt damm 10 mg/m 3. Detta erhållna värdena är mycket låga. De korta bearbetningstiderna i kombination med effektivt utsug medför att eventuella skillnader i dammbildning mellan materialen inte kunde fastställas. Under bearbetningen ökade inte dammhalten vid kvarnen och utmatningsbehållaren. Luften från fläkten för materialtransporten hade ett så effektivt filter att frånluften hade lägre halt partiklar än lokalluften. Vid en utvärdering av dammbildningen vid granulering bör även rengöringsarbetet och filterbyte tas med. Detta togs inte med i denna första mätning. Till skillnad från dammätningarna erhölls höga bullernivåer. För de fiberförstärkta härdplasterna uppmättes värden över 85 db(a). För GMT som hade längsta mättiden (20 min) erhölls värdet 91 db(a). Lägsta värdet 80 db(a) erhölls för kärnmaterialet divinylklorid. För alla fiberförstärkta material erhölls impulsljud över 110 db(c). Impulsljudet för divinylkloriden var 107 db(c). Endast för GMT är de erhållna värdena tillförlitliga. För övriga material är mättiderna för bullermätningarna för korta för att erhålla säkra mätvärden. Även oktavbandsanalys utfördes, men här är mättiderna ännu kortare eftersom tiden är uppdelad på åtta oktaver. Det är inte bara materialets sammansättning som påverkar de erhållna bullervärdena. Även materialets form inverkar givetvis. De erhållna värdena pekar på behov av bullerreducerande åtgärder. Förslag finns till relativt enkla åtgärder som kan ge betydande reduktion av bullernivåerna. 3

4 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1. Mätobjekt och mätningarnas syfte 5 2. Mätmetoder och utvärderingskriterier 7 3. Mätningarnas genomförande Dammätningarna Bullermätningarna 9 4. Resultat Damm- och partikelhalter Buller Diskussion Litteratur 16 4

5 1. MÄTOBJEKT OCH MÄTNINGENS SYFTE Mätningar av damm och buller utfördes i samband med granulering av fyra olika fiberförstärkta härdplaster och ett distansmaterial. Mätningarna utfördes vid fragmentering av plastmaterialet i en av Maskin AB Rapids kvarnar. Mätningarna utfördes med kvarnen placerad i Maskin AB Rapids lokaler i Värnamo. Fragmenteringsutrustningen bestod av de tre huvudenheterna kvarn, cyklon för separering av granulat från damm och transportmediet luft samt frånluftsfläkt med dammfilter (se bild 6). Materialen avvek i form, tjocklek och vikt. Detta måste tas i beaktande när resultaten jämförs. Exempel på hur plastmaterialen såg ut före fragmentering ses nedan. Materialmängden bestämdes genom vägning före och efter fragmentering. Bild 1 5. Överst till vänster ses GMT, överst till höger ses divinylcell (observera att materialet sitter fast vid en glasfiberduk, under divinylcellen ses polyester/glasfiber, toalettlocken är gjorda i urea/formaldehyd/cellulosa och längst ned ses en detalj i polyester/glasfiber/krita. 5

6 Av bild 6 framgår att försöket utfördes i en relativt stor och öppen lokal. Luften vid försöksuppställningen tillfördes lokalen med golvplacerade låghastighetsdon längs ytterväggen och på motsatt innervägg på ungefär samma avstånd från granuleringskvarnen som det närmaste på ytterväggen. Med tanke på lokalens storlek och den begränsade materialmängden utfördes inga luftflödesmätningar i lokalen. UF-baserad härdplast/cellulosa Fläktskåp Granuleringskvarn Bild 6. Fragmenteringsutrustningen. Separering av granulat I samband med damm- och bullermätningarna utfördes även mätning av strömförbrukningen. Tyvärr fanns endast GMT i sådan omfattning att säkra buller- och dammvärden kunde erhållas. För de övriga materialen blev mättiderna för korta, se tabell 1. Material GMT DVC Polyester/glasfiber SMC (ca 60% krita)c Kvarntid, minuter Avbröts efter 3+4 Tabell 1. Granuleringstider. 6

7 2. MÄTMETODER OCH UTVÄRDERINGSKRITERIER De partikulära luftföroreningarna har uppmätts med både uppsamlande utrustning och med direktvisande instrument. Provtagning genom filtrering [1] av luft genom ett förvägt filter som efter provtagning åter vägs för att bestämma mängden provtaget damm. För dessa filter finns det en stort antal analysmetoder anpassade till de provtagna mängderna [2]. Luft filtrerades även genom specialfilter som efter provtagning kan analyseras i elektronmikroskop. Ingen efteranalys har utförts utöver den inledande totaldammhaltsbestämningen. De provtagna proven jämförs med gränsvärdena för härdplast, organiskt damm och total dammhalt [3] trots att andelarna av respektive damm inte har bestämts. De kolfibrer och glasfibrer som ingår är för grova för att omfattas av nuvarande hygieniska gränsvärde för respirabla fibrer. Kriteriet är bland annat att fibrernas diameter skall vara < 3 µm. Cellulosafibrerna kan vara respirabla med de omfattas inte av fibergränsvärdet. Två typer av optiska direktvisande instrument har använts, dels ett (RAM-1 från MIE) som ger dammhalten i mg/m 3 och dels ett som ger antalet partiklar/m 3 (Royco Portable från HIAC/Royco). RAM-1 anger ett värde som ligger relativt nära de dammhalter som provtas enligt definitionen för PM 10. Värdet är ofta betydligt lägre än de totaldammhalter som erhålls vid filterprovtagning. För arbetsmiljö finns inga gränsvärden enligt PM 10. Royco Portable delar upp partiklarna i fyra storlekar, men i denna rapport redovisas inte fraktionerna över 10 µm, eftersom mätningen i luften från fläkten inte var isokinetiskt utförda. Även för antalet partiklar/m 3 finns inga arbetsmiljörelaterade hygieniska gränsvärden. Mätningarna med de direktvisande instrumenten utfördes av tre skäl, dels för att se variationerna över tiden och dels för att se när eller om jämvikt erhölls mellan emitterat damm och lokalens dammhalt samt dels skillnaden i dammhalt mellan den luft som togs in i kvarnen och den som efter filtrering återfördes till lokalen. Bullermätningarna utfördes med tre ljudnivåmätare av instrument, två från Bruel&Kjaer (modell 2225 och 2231) och ett från Quest Technologies (modell 2700). Instrumentet modell 2231 från Bruel&Kjaer var försedd med oktavbandsanalysator (modell 1625) och skrivare. Det hygieniska gränsvärdet för en arbetsdag är 85 db(a) [4]. För oktavbandsanalysen anger Arbetarskyddsstyrelsen inga gränsvärden. För impulsljud d v s kraftigt ljud under mycket kort tid är gränsvärdet 140 db(c) [4]. 7

8 3. MÄTNINGARNAS GENOMFÖRANDE 3.1 Dammätningarna Före utplaceringen av provtagningsinstrument utfördes en luftrörelsestudie för optimal provplatsplacering. Luftpumparna var placerad ca 10 m bakom kvarnen för att inte påverka bullermätningarna (se bild 7). Filterprovtagningarna utfördes endast när granuleringskvarnen var i drift. De direktvisande instrumenten däremot gick även mellan försöken. Vid granuleringskvarnen utfördes mätningarna nära råmaterialintagets övre kant för att vara ur vägen vid råmaterialinmatningen (se bild 8). Mätningarna utfördes med två typer av filter, RAM-1 och Royco Portable. Vid utmatningen av granulat utfördes mätningarna med ett filter och RAM-1 (se bild 9 och 10). På bilderna ses utmatning ner i öppen behållare (bild 9) och utmatning ner i plastpåse (bild 10). Öppen behållare användes i de inledande försöken medan de avslutande utfördes med materialmatning ned i plastpåse. I utblåset från granuleringskvarnens frånluftsfläkt utfördes mätning med två filter och Royco Portable (se bild 11). Dessutom utfördes en mätning av bakgrundshalten ca 10 m bakom granuleringskvarnen (se bild 12). Bild 7. Provtagningspumparnas placering. I bakgrunden till vänster kvarnen och till höger utmatning av granulat samt behållare för granulat. Bild 8. Mätplats vid kvarn, inringat från vänster ses intag till RAM-1, intag till Royco Portable och två provtagningsfilter. Bild 9 och 10. På bild 9 är mätsondernas placering inringad. På bild 9 användes öppen behållare för uppsamling av granulat och på bild 10 plastpåse. Separeringssteget ses inte på dessa två bilder, men kan ses på bild 6 i avsnitt 1. 8

9 Bild 11. Mätplatsen för mätning av frånluften från granuleringskvarnen. I förgrunden partikelräknaren Royco Portable. Partikelräknarens mätsond och provtagningsfiltret ses över utblåset. Bild 12. Bakgrundsmätning Filtret (inringat på bilden) är placerat på en kvarn, som inte var i drift ca 10 m från försökskvarnen. I bakgrunden till höger ses försökskvarnens granulatutmatning. 3.2 Bullermätningarna Vid frekvensanalysen stegade bullermätinstrumentet från Bruel&Kjaer igenom oktavbanden, för att sedan skriva ut resultatet. Därefter upprepades mätningen till dess försöket avslutades. Antalet oktavbansanalyser per material varierade beroende på bearbetningstiden mellan 1 och 10 st. För varje oktav sparades min, max och ekvivalent ljudnivå (db(lin)eq). Med det andra instrumentet från Bruel&Kjaer utfördes mätningar med instrumentet inställt på medelvärdesbildning över 1 minut och mätning av ljudtrycksnivån i db(a). De utförda en minuter långa mätningarna användes sedan för att beräkna db(a)leq för varje försök. Det lägsta en minutersvärdet redovisas även i resultatredovisningen. Det tredje instrumentet (Quest Tech modell 2700) var inställt för mätning av de momentant förekommande högsta värdena (impulsljud). Med undantag för oktavbandsanalysen och impulsljuden så anges de erhållna db(a)-värdena. Bakgrundsnivån mättes före och efter försöken med granuleringskvarn och dess fläkt avstängd. Mätningarna utfördes på ca 4 m:s avstånd från kvarnen. Detta avstånd valdes eftersom materialet normalt tillförs kvarnen via bandtransportör. Mikrofonernas höjd över golvet var ca 1,5 m. Mätplatsens placering och mätutrustningen framgår av bilderna 13 och 14. 9

10 Bild 13. På bilden ses mätpunktens placering. Mätpunkten ur en annan vinkel ses på bild 6. Bild 14. Bullermätutrustningen. Överst är instrumentet för oktavbandsanalyserna. Inringat ses mikrofonen för mätning av slagljud. Instrumentet den är kopplad till ses bredvid skrivaren. Den mindre bullermätaren placerad uppe på den mindre kartongen användes för registrering av enminuters medelvärdena. 10

11 4. RESULTAT 4.1 Damm- och partikelhalter Totaldammhalterna framgår av tabell 2 och dammhalterna enligt RAM-1 framgår av diagram 1. Partikelhalterna framgår av diagrammen 2 och 3. I diagram 2 redovisas partikelstorleksfraktionen 0,5 5 µm och i diagram 3 partiklar i fraktionen 5 10 µm. Material/ Mätplats GMT DVC Polyester/glasfiber UF-baserad härdplast/cellulosa SMC (ca 60% krita) Kvarn <50 <190 <110 <120 Ingen mätning Granulatbehållare <20 < <120 Ingen mätning Frånluft <10 <130 <40 <90 Ingen mätning Bakgrund 20 Ingen mätning Tabell 2. Totaldammhalter i µg/m 3. Gränsvärdet för härdplastdamm är 3 mg/m 3 (3000 µg/m 3 ), organiskt damm 5 mg/m 3 (5000 µg/m 3 och totala dammhalten 10 mg/m 3 ( µg/m 3 ) µg/m 3 3 Kvarn/drift Kvarn/stopp Utmatning/drift Utmatning/stopp M H Diagram 1. Dammhalter i enligt de direktvisande instrumenten RAM-1. Värdena är relativt nära de som skulle erhållits om mätningen utförts enligt PM 10 -standard och om densiteten är 1 kg/dm 3. På x-axeln står H och M för klockans timmar och minuter. 11

12 Kvarn Antal partiklar/m 3 Frånluft/stopp Frånluft/drift GMT DVC AP/GF UF/CL SMC+K SMC+K :59:36 16:05:36 16:11:36 16:17:36 16:23:35 16:29:35 16:35:35 16:41:35 16:47:35 16:53:35 16:59:35 17:05:35 17:11:35 17:17:35 17:23:35 17:29:34 17:35:34 17:41:34 17:47:34 17:53:34 17:59:34 18:05:34 18:11:34 Diagram 2. Antal partiklar/m 3 i storleksfraktionen 0,5 5 µm. För mätplatsen frånluft har mätvärdena delats upp i två mätserier, en med fläkten i drift och en när fläkten ej var i drift. Observera att drifttid och granuleringstid inte är densamma Antal partiklar/m 3 Kvarn Frånluft/stopp Frånluft/drift GMT DVC P/GF UF/CL SMC+K SMC+K :59:36 16:05:36 16:11:36 16:17:36 16:23:35 16:29:35 16:35:35 16:41:35 16:47:35 16:53:35 16:59:35 17:05:35 17:11:35 17:17:35 17:23:35 Diagram 3. Antal partiklar/m 3 i storleksfraktionen 5 10 µm.. För mätplatsen frånluft har mätvärdena delats upp i två mätserier, en med fläkten i drift och en när fläkten ej var i drift. Observera att drifttid och granuleringstid inte är densamma :29:34 17:35:34 17:41:34 17:47:34 17:53:34 17:59:34 18:05:34 18:11:34

13 4.2 Buller L EQ db(a) L Max db(c) L Min db(a) MAX MIN 50 BAKGRUND GMT DVC EP+GF UF+C SMC+K Diagram 3. Bullervärden i db(a) och db(c) från försöken. I diagrammet redovisas maximala värdet (impulssljud d v s topp-värdet), under försöket uppmätt ekvivalent ljudnivå (beräknat från enminutersmätningarna) och lägsta en minuts medelvärdet. För de två sista försöken erhölls bara ett enminuters värde. I diagrammet har även det hygieniska gränsvärdet markerats för exponering under en hel arbetsdag (dba). Gränsvärdet för impulsljudet är 140 db(c). Nedan ses oktavbandsanalyserna från granuleringsförsöken och bakgrundenvärdena före och efter försöken. Bakgrundsvärdena uppmätta med kvarnen och fläkten avstängda. Observera att det sista materialet (SMC+krita) fastnade istället för att granuleras db BAKGRUND N= db N= ,5 H 63 Hz 125 H 250 H 500 H 1000 H 2000 H 4000 H 8000 H H Min LEQ Max ,5 H 63 H GMT 125 H 250 H 500 H 1000 H 2000 H 4000 H 8000 H Min LEQ Max H

14 db N=3 Min LEQ Max db N= db DVC DVC 31,5 H 63 H 125 H 250 H 500 H 1000 H 2000 H 4000 H 8000 H ,5 H 63 Hz db POLYES- 125 H 250 H 500 H 1000 H 2000 H 4000 H Min LEQ Max 8000 H H N= N= ,5 H 63 Hz UF-BASERAD HÄRDPLAST+ CELLULOSA 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 H 2000 H 4000 H 8000 H Min LEQ Max H ,5 Hz 63 Hz SMC+KRITA 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 H 2000 H Min LEQ Max 4000 H 8000 H H 14

15 5. DISKUSSION De uppmätta totaldammhalterna är normalt under 0,1 mg/m 3 oberoende av vilket material som bearbetades. De erhållna dammvärdena är alla mycket låga eftersom det hygieniska gränsvärdet för härdplastdammet är 3 mg/m 3 och totala dammhalten 10 mg/m 3. De erhållna dammvärdena är mycket bra särskilt som fiberförstärkta härdplaster är extremt dammande vid bearbetning. De korta bearbetningstiderna i kombination med effektivt utsug medför att eventuella skillnader i dammbildning mellan materialen inte kunde mätas. Under bearbetningen ökade inte dammhalten vid kvarnen och utmatningsbehållaren. Luften från fläkten för materialtransporten hade ett så effektivt filter att frånluften hade lägre halt partiklar än lokalluften. Vid en utvärdering av dammbildningen vid granulering bör även rengöringsarbetet och filterbyte tas med. Detta togs inte med i denna första utvärdering. Till skillnad från dammätningarna erhölls höga bullernivåer. För de fiberförstärkta härdplasterna uppmättes värden över 85 db(a). För GMT som hade längsta mättiden (20 min) erhölls värdet 91 db(a). Lägsta värdet 80 db(a) uppmättes för kärnmaterialet divinylklorid. För alla fiberförstärkta material erhölls impulsljud över 110 db(a). Impulsljudet för divinylkloriden var 107 db(a). De korta mättiderna gör att endast för GMT är de erhållna värdena tillförlitliga. Även oktavbandsanalys utfördes, men här är mättiderna ännu kortare eftersom de är uppdelade på åtta oktaver. Det är inte bara materialets sammansättning som påverkar de erhållna bullervärdena. Även materialets form inverkar givetvis. De erhållna värdena pekar på behov av bullerreducerande åtgärder. Förslag finns till relativt enkla åtgärder som kan ge betydande reduktion av bullernivåerna. En reduktion av bullernivåerna ner till värden som kan anses vara en bra arbetsmiljö d v s värden där man både kan kommunicera utan att höja rösten eller kunna genomföra ett telefonsamtal kräver dock betydligt mer utvecklingsarbete. 15

16 6. LITTERATUR 1. Provtagning av totaldamm och respirabelt damm. Metod Nr Arbetarskyddsstyrelsen, Solna Levin J-O; Principer och rekommendationer för provtagning och analys av ämnen på listan över hygieniska gränsvärden. Arbete och hälsa 1997:6. Arbetslivsinstitutet, Solna Yrkeshygienska gränsvärden, AFS 1996:2. Arbetarskyddsstyrelsens författningssamling. Arbetarskyddsstyrelsen, Solna Buller, AFS 1992:10. Arbetarskyddsstyrelsens författningssamling. Arbetarskyddsstyrelsen, Solna