ARBETSMILJÖ VID GRANULERING AV NÅGRA HÄRD- OCH TERMOPLASTER

20010306 D:nr XXXX Programmet arbetsplatsens luft ARBETSMILJÖ VID GRANULERING AV NÅGRA HÄRD- OCH TERMOPLASTER Bengt Christensson Toni Reftman

FÖRORD Mätningar vid granulering har utförts som ett led i utvärderingen av olika metoder vid kretsloppsanpassning av fiberförstärkta härdplaster. Projektet ingår i en serie verkstadstekniska utvecklingsprojekt VAMP som finansieras av industrin och f d NUTEK. Detta projekt är nr 18 i projektserien. Arbetslivsinstitutet svarar för huvuddelen av finansieringen av projektets arbetsmiljödel. Ansvarig för denna studie är Toni Reftman från LTH, Mekanisk teknologi. Toni Reftman var även maskinoperatör under försöken. Försöken utfördes i Maskin AB Rapids lokaler i Bredaryd. Damm och bullermätningarna utfördes av Bengt Christensson från Arbetslivsinstitutet. Analyserna av luftproven analyserades av Gunnel Bergman vid Arbetslivsinstitutet. Solna den 9 mars 2001 Bengt Christensson Tony Reftman

SAMMANFATTNING Mätningar i samband med granulering av ett distansmaterial (DVC) och två fiberförstärkta materail (PP/LIN och GMT). Distansmaterialet utgjordes av produktionsspill, PP/LIN utgjordes av provbitar till en inredningsdetalj i bilar och GMT utgjordes av pressbitar. Vid granulering av PP/LIN så inträffade flera driftstopp och dessutom erhölls en väldigt ojämn granulatstorlek och svårigheter med att separera det granulerade materialet och frånluften. Övriga material gick i princip problemfritt. Dammätningar utfördes i följande tre mätpunkter; i angränsande lokal för bestämning av bakgrundshalten, vid kvarnen och vid den utomhus placerade cyklonen för separation av granulat och frånluft. Mätningarna utfördes med filter för totaldammhaltsbestämning. Mätning utfördes även i de tre punkterna för att storleksbestämma det luftburna dammet. P g a programfel förlorades dock dessa data i två av de tre mätpunkterna. I mätpunkten vid kvarnen var dock instrumentet dubblerat med ett annat instrument. Från detta instrument erhölls mätdata. Buller uppmättes med två instrument placerade ca 5 m från kvarnens inmatningsficka. För utvärdering av DVC-dammet användes ett nytt hygieniskt gränsvärde för PVC-damm (1 mg/m 3 ). För PP/LIN användes gränsvärdet för råbomull (0,5 mg/m 3 ) och för GMT gränsvärdet för organiskt damm (5 mg/m 3 ). För buller användes nivågränsvärdet för heldagsexponering 85 db(a) och för impullsljudet 140 db(c). För DVC-dammet uppmättes 1,4 mg/m 3, d v s gränsvärdet överskreds om PVC-halten är minst 70 %. När PP/LIN hanterades erhölls låga värden vid kvarnen (0,13 mg/m 3 ). Vid cyklonen erhölls däremot höga värden (0,43 mg/m 3 ) p g a svårigheter med att separera det luftburna materialet i cyklonen. Vid en lugnare väderlek hade gränsvärdet överskridits vid cyklonen. När GMT-materialet matades in i kvarnen var dammhalten lägre i provningslokalen än i lokalen för bakgrundsmätning. Även vid cyklonen var halten låg. En mindre höjning kunde dock konstateras vid cyklonen. Haltökningen innebär att damm sprids till yttre miljön t o m vid granulering av GMT. Det bildade dammet som mättes vid kvarnen är relativt grovt, endast en mindre del är respirabelt. För t ex PVC-damm är gränsvärdet lägre för respirabelt damm än det är för totaldamm. Vid granulering är DVC-dammet så grovt att totaldammgränsvärdet är det gränsvärde som är mest kritiskt. Sammantaget behövs åtgärder vid satsning av mer dammande distans- och kompositmaterial. Efter cyklon krävs ytterligare ett steg för rening av frånluften. Bullernivån låg för samtliga material mellan 85 och 90 db(a), d v s strax över gränsvärdet för heldagsexponering. Impulsljuden låg däremot under gränsvärdet 140 db(c). Här uppmättes toppar mellan 120 och 135 db(lin). För samtliga material erhölls flera toppar över 120 db(lin). Med nuvarande bullernivåer krävs åtgärder t ex att kvarnen placeras i ett separat utrymme fritt från personal.

INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1. Mätobjekt och mätningarnas syfte 5 2. Mätmetoder och utvärderingskriterier 6 3. Mätningarnas genomförande 7 3.1 Dammätningarna 7 3.2 Bullermätningarna 9 4. Resultat 10 4.1 Damm- och partikelhalter 11 4.2 Buller 12 5. Diskussion 13 6. Litteratur 15

1. MÄTOBJEKT OCH MÄTNINGENS SYFTE Mätningar av damm och buller utfördes i samband med granulering av följande tre plastmaterial: DVC (Divinylcell). Produktionsspill. PP/LIN (polypropylen- och linfiberförstärkt polypropylenplast). Både belagda och ej belagda provbitar granulerades. GMT (kolfiberförstärkt polypropylen). Pressämnen. 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 1-3. Från vänster ses DVC, belagd PP/LIN och GMT. Mätningarna utfördes vid fragmentering av plastmaterialet i en av Maskin AB Rapids kvarnar med beteckningen 3560-KB. Mätningarna utfördes den 10 oktober i Maskin AB Rapids provningslokal i Bredaryd. Fragmenteringsutrustningen bestod av de tre huvudenheterna kvarn, fläkt och cyklon för separering av granulat från damm och transportmediet luft. Kvarnen var placerad i provningslokalen. Från kvarnen transporterades granulatet med rör ut genom lokalens ena yttervägg till frånluftfläkten. Från frånluftfläkten transporterades materialet till cyklonen. Frånluften släpptes ut utan ytterligare rening. Utanför lokalen intill väggen utomhus, men under tak, stod Både cyklon och fläkt stod utomhus, men under tak (regnskydd). Eftersom fläkten är placerad efter kvarnen och utomhus är det undertryck i kvarnen och rören ut genom väggen till fläkten. I kvarnen användes ett galler med håldiametern 17 mm. Lokalens volym skattas till 400 m3. I lokalen var det undertryck när kvarn och utsug gick. Luften kom in i lokalen från en angränsande större verkstadslokal. Under en del av försöket utfördes service på en truck i denna angränsande lokal. Föroreningar från provkörningen av trucken sprids till provningslokalen. Utomhus var det blåsigt och under stor del av försöken regnigt. På grund av vinden blåste regnet ibland in under taket.

2. MÄTMETODER OCH UTVÄRDERINGSKRITERIER De partikulära luftföroreningarna har uppmätts med både uppsamlande utrustning och med direktvisande instrument. Uppsamling av damm har skett genom filtrering [1] av luften i olika mätpunkter. Filtret är förvägt och vägs åter efter provtagning för att bestämma mängden provtaget damm. Om den filtrerade luftmängden mäts kan luftens dammhalt bestämmas. För filterna finns det ett stort antal analysmetoder anpassade till de provtagna mängderna [2]. Luft filtrerades även genom specialfilter för eventuell analys i elektronmikroskop. Ingen efteranalys i elektronmikroskop har dock utförts. Endast totaldammhaltsbestämning har utförts. De erhållna totaldammhalterna har jämförts med de i den hygieniska gränsvärdeslistan [3] upptagna gränsvärdena för totaldamm innehållande PVC (1 mg/m 3 ), organiskt damm (5 mg/m 3 ), och råbomull (0,5 mg/m 3 ). För lin i textiltillverkning är det hygieniska gränsvärdet 1 mg/m 3. Organiskt damm användes för utvärdering av den kolfiberförstärkta termoplasten. Kolfibern medför inga kända hälsorisker. Kolfiberns diameter är för stor för att den skall nå lungans alveolära region. Damm från lin bedöms ge samma alternativt liknande besvär som damm från bomull. Det kan t o m vara så att lindamm ger mer besvär än vad motsvarande exponering för bomullsdamm. I rapporten har av denna anledning gränsvärdet för råbomull används för bedömning av damm innehållande lin. Två fabrikat av optiska direktvisande instrument har använts, Grimm 1,06 och Royco Portable från HIAC/Royco). Grimm räknar partiklarna i åtta storleksintervaller från >0,35 µm till >6,5 µm. Royco Portable delar upp partiklarna i fyra storlekar från 0,3 eller 0,5 µm och till >10 eller >25 µm beroende på instrumentmodell. Partikelstorleken som anges är partiklarnas medeldiameter. Grimm räknar om antalet partiklar till en dammhalt. Vid omräkningen har densiteten satts till 1. Royco Portable anger halten som antalet partiklar/m 3. Båda modellerna användes under försöken. På grund av programfel förlorades alla mätdata uppmätta med Royco Portable. För finns inga arbetsmiljörelaterade hygieniska gränsvärden anpassade till dessa direktvisande instrument. Mätningarna med de direktvisande instrumenten utfördes av för att se variationerna över tiden. Bullermätningarna utfördes med bullermätare av två fabrikat, ett från Bruel&Kjaer (modell 2225 och ett från Quest Technologies (modell 2700) försedd med oktavbandsanalysator. Det hygieniska gränsvärdet för en arbetsdag är 85 db(a) [4]. För oktavbandsanalysen anger Arbetarskyddsstyrelsen inga gränsvärden. Någon oktavbandsanalys utfördes inte. För impulsljud d v s kraftigt ljud under mycket kort tid är gränsvärdet 140 db(c) [4].

3. MÄTNINGARNAS GENOMFÖRANDE Under driftstopp stoppades filterprovtagningen. Mätning med de direktvisande instrumenten GRIMM och en Royco Portable var placerade på kvarnen. Dessa stoppades och togs bort om kvarnen öppnades under pågående försök. Granuleringen av DVC utfördes förmiddagen den 10 oktober. Tre avbrott gjordes för byte av uppsamlingpåse för granulatet. Granuleringen av PP/LIN tog lång tid eftersom det blev upprepade driftstopp pga igensättningar. Byte till större cyklon måste även utföras. Innan panelerna kunde matas in i kvarnen måste de kapas på mitten. Granuleringen av GMT utfördes sist. 86 kg granulerades. 3.1 Dammätningarna Mätningarna utfördes med en mätpunkt i angränsande lokal för mätning av den luft som tillfördes provningshallen, se bild 4 och 5. I mätpunkten utfördes mätning av totaldamm genom filterprovtagning och antal partiklar med det direktvisande instrumentet Royco Portable. Under ett av driftstoppen stoppades inte filterprovtagningen. Bild 4 och 5. Mätning av bakgrundshalt. På dörren har det direktvisande instrumentet Royco Portable hängts upp. På golvet ses luftpumparna till filtren för provtagning av totaldamm och eventuella efteranalyser. Mätsonderna d v s där luftproven togs har markerats med en ring. Bild 2 visar mätplatsens placering i förhållande till provningslokalen. Under mätningarna var porten mellan lokalerna huvudsakligen stängd. Vid granuleringskvarnen utfördes mätningarna nära råmaterialintagets övre kant för att vara ur vägen vid råmaterialinmatningen (se bild 6 och 7). Mätningarna utfördes med filter, GRIMM 1,06 och Royco Portable.

Royco Portable Grimm 1,06 Bild 6 och 7. Mätpunkten vid kvarnen. På bilderna ses inte filterpumparna eftersom de var placerade bakom kvarnen för att inte störa bullermätningarna. På vänstra bilden har Mätsonderna och Royco Portable markerats. På vänstra bilden är inte det direktvisande instrumentet GRIMM 1,06 placerats ut. På den högra bilden är det dock utplacerat. GRIMM tar in luften ca 10 cm framför instrumentets front. På högra bilden matas PP/LIN in i kvarnen. Vid utmatningen av granulat och frånluft utfördes mätningarna med filter och Royco Portable, se bild 8 och 9. Bild 8. Försöksuppställningen. Granulat med transportluft kommer ut genom väggen (markerat med A); transporteras genom fläkten (B); granulatet avskiljs i cyklon (C) och samlas upp i påse (D). Frånluften går ut utan ytterligare rening från cyklonen (E). Bilden nedan visar cyklonen som användes för PP/LIN-granulatet. På bilden är mätpunkten inringad. Denna flyttades något beroende på vilken cyklon som användes. Bild 9. Cyklon vid granulering av PP-LIN. Materialet var så lätt att ett nät måste spännas över cyklonens frånluftsöppning (F).

4.2 Bullermätningarna Under granuleringen av varje material uppmättes med instrumentet från Brüel & Kjaer i en minut långa cykler medelvärdet i db(a). Värdena från de en minut långa mätcyklerna användes för beräkning av det vägda medelvärdet (db(a) leq. Instrumentet från Quest användes inställt för mätning av de momentant förekommande högsta värdena (impulsljud). Impulsljuden uppmättes som db(lin). Mätningar utfördes inte under driftstopp. Bullermätarna var placerade ca 5 m från kvarnens inmatningsöppning. Mätarna var placerade ca 1,5 m över golv. Placeringen framgår av bild 10. Den stora anhopningen av DVC vid kvarnen kan ha en mindre påverkan på de uppmätta bullervärdena för granulering av materialet. Bild 10. Till vänster ses en av bullermätararna (Quest) markerad med ring. Den andra bullermätaren var inte utplacerad när bilden togs. Högen med DVC-spill ligger inte mellan kvarnen och bullermätaren. Av bildvinkeln kan man lätt få den uppfattningen att högen spill ligger i vägen för bullermätningen.

4. RESULTAT 4.1 Damm- och partikelhalter Totaldammhalterna uppmätta genom filterprovtagning framgår av tabell 1 och dammhalten uppdelad på åtta partikelstorleksfraktioner enligt det direktvisande instrumentet GRIMM 1,06 framgår av diagram 1. Material/ Mätplats DVC mg/m 3 PP/LIN mg/m 3 GMT mg/m 3 Kvarn 1,43 0,13 0,16 Vid cyklon 0,18 0,43 0,18 Bakgrund 0,06 0,09 0,25 Hygieniskt gränsvärde 1 (0,5) 5 Tabell 1. Totaldammhalter i mg/m 3. Värdena uppmätta med uppsamlande utrustning. 1000 10000 900 9000 800 8000 700 7000 600 6000 Pg/m 3 DVC PP/LIN GMT >0,35 >0,5 >0,75 >1,0 >2,0 >3,5 >5,0 >6,5 500 5000 400 4000 300 3000 200 2000 100 1000 0 0 1 4Förmiddag 7 10 13 16 19 22 25Tidig 28 31eftermiddag 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61Sen 64 67 eftermiddag 70 73 76 79 82 85 88 Diagram 1. Storleksfördelning enligt det direktvisande instrumentet GRIMM 1,06. Vid omräkning från antal partiklar till massa har det antagits att partiklarnas densitet är 1 kg/dm 3. De uppmätta partikelstorleksintervallen framgår av tabellen som är inlagd i diagrammet. Sorten på de angivna partikeldiametrarna är µm. Alla avbrotten i kurvorna är enligt diagrammet lika långa. I verkligheten var stoppen olika långa.

4.2 Buller Samtliga resultat från bullermätningarna redovisas i diagram 2. 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Medelnivå db(a) Impulsljud db(lin) Kvarn obel, 3 m Fläkt, 2 m DVC, 5 m PP/LIN, 5 m GMT, 5 m Diagram 2. Ljudtrycksnivån vid granulering av ett distansmaterial och två fiberförstärkta material. Den vägda medelnivån är uttryckt i db(a) och impulsljuden i db(lin). Det hygieniska gränsvärdet för exponering under en hel arbetsdag är 85 db(a) och gränsvärdet för impulsljud är 140 db(c). I raden under staplarna står det av utrymmesskäl Kvarn obel, 3 m. Med obel menas obelastad.

5. DISKUSSION För DVC-dammet överskreds gränsvärdet om PVC-halten är minst 70 %. Anledningen var det damm som satt på spillet och som bildades vid den manuella hanteringen i samband med matningen. En del bitar måste brytas manuellt innan de stoppades i kvarnen. Bedömningen baseras på att dammet som satt på spillet har samma sammansättning som DVC-materialet. Om spill skall granuleras kan åtgärder vidtas som minskar exponeringen vid matning av kvarnen. Vid det tidigare granuleringsförsöket [5] hade man för lite material för att bygga upp en mätbar totaldammhalt. Bitarna var dessutom förra gången i genomsnitt betydligt mindre och därigenom lättare att mata in i kvarnen. Vid cyklonen uppmättes låga värden. För linfibrer finns inget speciellt hygieniskt gränsvärde. Från litteraturen redovisas fallbeskrivningar som tyder på att linfibrer kan ge liknande besvär som råbomull. Gränsvärdet för råbomull tillämpats på dammet från PP/LIN. Hälsopåverkan från hantering av naturliga fibrer är starkt beroende av hur materialet har hanterats och lagrats i tidigare steg. När PP/LIN maldes erhölls låga värden vid kvarnen. Vid cyklonen erhölls däremot höga värden p g a svårigheter med att separera det luftburna materialet i cyklonen. Vid en lugnare väderlek hade gränsvärdet överskridits vid cyklonen. En stor del av PP/LIN följde med frånluften ut. För PP/LIN-material behöver avskiljningen ses över. Det stora antalet driftstopp och dessutom en väldigt ojämn granulatstorlek tyder på att fortsatt utvecklingsarbete krävs för lyckad granulering och bra yttre och inre arbetsmiljö. När GMT-materialet matades in i kvarnen var dammhalten lägre i provningslokalen än i lokalen för bakgrundsmätning. Även vid cyklonen var halten låg. En mindre höjning kunde dock konstateras vid cyklonen. Haltökningen innebär även att damm sprids till yttre miljön vid granulering av GMT. Sammantaget behövs åtgärder vid satsning av mer dammande distans och kompositmaterial. Efter cyklon krävs ytterligare ett steg för rening av frånluften. Om detta inte finns krävs för att arbetmiljön skall vara godtagbar att cyklonen placeras avskiljt från andra arbetsplatser utomhus eller i ett speciellt välventilerat rum. Även för att undvika stora stoftutsläpp till yttre miljön krävs ett reningssteg efter cyklon. Det bildade dammet som mättes vid kvarnen är relativt grovt för samtliga material, endast en mindre del är respirabelt. För t ex PVC-damm är gränsvärdet lägre för respirabelt damm än det är för totaldamm. Vid granulering är DVC-dammet så grovt att totaldammgränsvärdet är det gränsvärde som är mest kritiskt. Partikelstorleksfördelningen efter cyklon har inte kunnat utvärdereras p g a ett programfel. Bullernivån låg för samtliga material mellan 85 och 90 db(a), d v s strax över gränsvärdet för heldagsexponering. Impulsljuden låg däremot under gränsvärdet 140 db(c). Här uppmättes toppar mellan 120 och 135 db(lin). För samtliga material erhölls flera toppar över 120 db(lin). Med nuvarande bullernivåer bör kvarnen placeras i ett separat utrymme fritt från personal. Materialet kan då matas in med hjälp av ett transportband. Bäst är dock om förbättringar kan ske direkt på kvarnen. En enkel ändring av kvarnen som kanske kan reducera bullernivån är att ändra designen av kvarnens materialintag. 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 omfattande utvecklingsarbete.

6. LITTERATUR 1. Provtagning av totaldamm och respirabelt damm. Metod Nr 1010. Arbetarskyddsstyrelsen, Solna 1979. 2. Levin J-O; Principer och rekommendationer för provtagning och analys av ämnen på listan över hygieniska gränsvärden. Arbete och hälsa 1997:6. Arbetslivsinstitutet, Solna 1997. 3. Yrkeshygienska gränsvärden, AFS 2000:3. Arbetarskyddsstyrelsens författningssamling. Arbetarskyddsstyrelsen, Solna 2000. 4. Buller, AFS 1992:10. Arbetarskyddsstyrelsens författningssamling. Arbetarskyddsstyrelsen, Solna 1992. 5. Christensson B, Pisanikovski T, Tagesson L; Arbetsmiljö och strömförbrukning vid granulering av några fiberförstärkta plastprodukter och distansmaterial. Rapportutkast Arbetslivsinstitutet Solna 2000.