Browsing by Author "Tiesler, Hartmut"
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- ItemContribution to comparability of in-vitro and in-vivo man-made mineral fibre (MMMF) durability experiments(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1993) Förster, Hansgeorg; Tiesler, HartmutToxicologists discuss three major conditions which must be met in order to prevent adverse health effects of dust with regard to three necessary fibre properties: the fibre has to be thin, long, and durable. First definitions concerning the geometric properties thin and long were made already in 1972; however, the criterion durability has not yet been defined. The durability of man-made siliceous fibres has been tested with experimental animals (in-vivo) as well as with purely chemical methods (in-vitro). A reaction of first order was deduced from in-vivo experiments. On the other hand, in-vitro experiments in different setups proved all to follow zeroth-order kinetics. From that, it was postulated sometimes that in-vitro experiments are unsuited to determine the persistence of man-made siliceous fibres. The present study will show that correct mathematical treatment of in-vivo data leads to the same results as obtained from in-vitro experiments. The lg-normal distribution in fine fibrous dust is responsible for the seemingly first-order pattern for mass and fibre number. If the time intervals are chosen to be rather long - as in published in-vivo studies - it is impossible to demonstrate the deviation from the dissolution process at the beginning and at the end. This means the solution of the apparent discrepancy between in-vivo and in-vitro experiments. The mathematical model allows to estimate the lifetime of inhaled fibrous particles from known dissolution velocity and fibre size distribution for the worst case, since the chemical process of dissolution of siliceous fibres is superimposed by accelerating effects as fragmentation or clearance. The validity of the model is shown by comparison with data from an inhalation study [1 to 3]. Also, the model allows the calculation of the accumulated fibre number from dose and duration of exposure.
- ItemStand der Diskussion um die gesundheitlichen Aspekte künstlicher Mineralfasern(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1984) Tiesler, HartmutUnter Bezug auf zwei internationale Konferenzen, die 1982 stattfanden, wird über neuere Forschungsergebnisse berichtet, die außer den bekannten Reizungen von Haut und Schleimhäuten bisher keine anderen gesundheitlichen Beeinträchtigungen erkennen lassen. Die Vermutung einer kanzerogenen Potenz von künstlichen Mineralfasern stützt sich auf Tierversuche, deren Aussagefähigkeit im Licht der Gefährlichkeitsmerkmale-Verordnung und der EG-Richtlinie vom 15. Oktober 1979 geprüft wird. Unter den Kriterien stehen epidemiologische Kriterien an erster Stelle; es folgen bestimmte Arten von Tierversuchen, denen die Experimente mit intraperitonealer Applikation nicht entsprechen. Tierexperimentelle Untersuchungen, die das natürliche Abwehrsystem des Organismus in Funktion lassen, wie die Zufuhr über die Atemwege, über den Verdauungstrakt oder über die Haut, erbrachten keine kritischen Befunde im Sinne der Vorsorgemedizin. Besonderes Gewicht ist auf Ergebnisse epidemiologischer Untersuchungen zu legen. Obwohl bei vielen vorliegenden Studien wesentliche Gesichtspunkte der Begleitumstände der Exposition und der Auswahl des Vergleichskollektivs nicht berücksichtigt wurden, ergaben diese keinen Hinweis auf ein wesentliches Risiko für die Entstehung oder Verschlimmerung maligner oder nichtmaligner Erkrankungen des bronchopulmonalen Systems durch KMF-Exposition. Abschließend wird auf Ergebnisse der in-vitro-Studien zur chemischen Beständigkeit von künstlichen Mineralfasern, auf die Meßtechnik sowie Exposition und Emissionsverhältnisse eingegangen.
- ItemZum chemischen Verhalten der Oberfläche glasiger Silicate gegenüber wäßrigen Medien Teil 1. Übersicht über bisherige Erkenntnisse(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1981) Tiesler, HartmutEs wird an Hand referierter Literatur ein Überblick über Untersuchungen zum chemischen Verhalten der Glasoberfläche gegenüber wäßrigen Medien gegeben. Während sich in der Vergangenheit zahlreiche Untersuchungen mit der Beständigkeit der Oberfläche massiver Gläser befaßten, gibt es vergleichsweise wenige Untersuchungen an Oberflächen von künstlichen Mineralfasern von glasiger Struktur (KMF). Dieser Begriff wird als Oberbegriff für alle künstlichen Mineralfasern von glasiger Struktur, also Glasfasern ebenso wie Stein- oder Schlackenwolle, analog dem Begriff MMMF (Man-Made Mineral Fibres) der angelsächsischen Literatur, eingeführt. Die im Vergleich zu massiven Gläsern erheblich vergrößerte Oberfläche künstlicher Mineralfasern von glasiger Struktur bedingt in wäßrigen Medien Auslaugungswerte, die gegenüber der DIN 12 III mindestens um einen Faktor 10 erhöht sind. Im Eluat werden nicht allein ausgelaugte Netzwerkwandler gefunden, sondern auch erhebliche Mengen gelöster Kieselsäure. Der Angriff von wäßrigen Medien auf KMF wurde bisher vorwiegend unter mechanisch-technischen Gesichtspunkten geprüft, weniger unter chemischen Aspekten. Diese sind durch eine jüngst entstandene Diskussion um eine mögliche carcinogene Wirkung zunehmend in den Vordergrund gerückt. Chemical behaviour of surfaces of vitreous silicates in aqueous solutions Part 1. Review of the state of knowledge By referring literature, a brief resume wih be given about the chemical behaviour of glass surfaces towards water or aqueous solutions. Most studies in the past have deah with surfaces of compact glasses, only a few with man-made mineral fibres (MMMF). In german hterature the term „Künsthche Mineralfasern" (KMF) is used. This term stands for glass fibres as well as for all types of rock- or slagwool having amorphous (vitreous) structures. The more expanded surface - compared with compact glasses - of MMMF gives reason to leaching values, exceeding those of DIN 12 III at least by the factor 10. The extract contains leached network modifiers as well as large quantities of silicic acid. Until now the corrosion of MMMF by aqueous solutions has been studied most often in the view of technical-mechanical than chemical aspects. The recent discussion about suspected potential carcinogenic effects of MMMF, focusses the attention to the chemical aspects. Comportement chimique de la surface des silicaux vitreux en milieux aqueux 1re partie. Revue des connaissances jusqu'à present Une récapitulation des études faites sur l'attaque des surfaces de verre par les hquides aqueux est établie à l'aide d'une étude bibliographique. Alors que dans le passé de nombreux auteurs ont étudié l'inaltérabilité des surfaces de verre massifs, il existe comparativement peu d'études sur les surfaces des fibres minérales artificielles („Künstliche Mineralfasern" = KMF) de structure amorphe. Cette notion est introduite pour toutes les fibres minérales artificielles (FMA) de structure vitreuse et amorphe, aussi bien pour les fibres de verre que les fibres de roche ou de laitier en analogie à la terminologie anglosaxonne „Man-made mineral fibres" (MMMF). La surface agrandie des fibres minérales artificielles de structure vitreuse et amorphe (comparativement à la surface du verre en masse) donne en milieu aqueux des valeurs d'extraction décuplées par rapport aux valeurs obtenues selon norme DIN 12 111. Dans l'éluat on ne trouve pas seulement des modificateurs de réseaux mais également des quantités importantes du silice dissoute. L'attaque des fibres minérales artificiehes par l'eau est étudiée principalement sous des aspects mécaniques et techniques, moins sous l'aspect chimique. Ceux-ci sont passés au premier plan par suite de la discussion récemment née au sujet d'un potentiel carcinogène.
- ItemZum chemischen Verhalten der Oberfläche glasiger Silicate gegenüber wäßrigen Medien Teil 2). Untersuchungen an technischen faserförmigen glasigen Silicaten (künstlichen Mineralfasern)(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1981) Tiesler, HartmutVerschiedene künstliche Mineralfasern (KMF) mit spezifischen Oberflächen von 0,1 bis 0,5 m²/g wurden mit heißem Wasser in der Nähe des Siedepunktes eluiert und das Eluat chemisch untersucht. Außerdem wurde im Anschluß an die Behandlung die Faseroberfläche mit einem Rasterelektronenmikroskop untersucht. Im stationären Versuch nimmt bei allen Faserarten die Geschwindigkeit des Auslaugungsprozesses im Laufe von 10 bis 24 h stark ab und nähert sich asymptotisch einem Grenzwert. Der Vorgang kann auf die inhibierende Wirkung von Auslaugungsprodukten und der gebildeten Gelschichten zurückgeführt werden. Im quasikontinuierlichen Versuch kann bei alkalireichen Fasern mit einem Verhältnis SiO₂: (Na₂O + K₂O) < 5,5 keine Abnahme des Angriffs festgesteht werden. Auch bei allen anderen Fasern kommt der Angriff nicht zum Stillstand, nimmt aber in seiner Geschwindigkeit ab. Man beobachtet eine Abhängigkeit nach dem bekannten Zeitgesetz k √t, wobei sich nach etwa 25 bis 30 h der Steigungsfaktor k plötzlich signifikant ändert. Bei dem quasikontinuierlichen Auslaugungsprozeß in 4-h-Zyklen werden Schichtdicken von 2 bis 8 nm erfaßt. Die abgetragenen Schichten zeigen systematische Änderungen im Verhältnis der gelösten Komponenten, die auf unterschiedliche chemische Zusammensetzung der einzelnen Schichten hindeuten. Diese Beobachtung wird auch durch unterschiedliche Löslichkeit der einzelnen Schichten gestützt. Chemical behaviour of surfaces of vitreous silicates in aqueous solutions Part 2. Investigations of commercial silicate fibres (man-made mineral fibres) Various man-made mineral fibres with specific surfaces between 0,1 and 0,5 m² g⁻¹ were leached with water near its boiling point and the leachings examined chemicahy. In addition the fibre surfaces were afterwards examined by scanning electron microscopy. In static conditions rate of leaching decreased markedly for all fibres over a period of 10 to 24 h then approached an asymptotic limit. This behaviour can be related to the inhibiting action of the leaching products and the gel layer formed. In quasi-continuous tests alkali-rich fibres with SiO₂: (Na₂O + K₂O) < 5,5 show no decrease in attack. All other fibres show a decrease in rate of attack but do not tend to reach a steady state. A dependence in the well known time law, k √t, is observed by k changes significantly after 25 to 30 h. In quasi-stationary leaching with 4 h cycles surface layers 2 to 8nm are produced. The layers show systematic changes in the proportions of the dissolved constituents which are related to the different chemical compositions of the individual layers. These observations may also be interpreted in terms of the differing solubilities of the individual layers. Comportement chimique de la surface des silicaux vitreux en milieux aqueux 2e partie. Etude de silicates techniques vitreux sous forme de fibres (fibres minérales synthétiques) Différentes fibres minérales synthétiques ayant des surfaces spécifiques comprises entre 0,1 et 0,5 m²/g ont été attaquées avec de l'eau chaude près du point d'ébullition; le produit d'attaque a été étudié chimiquement. En outre, après traitement, la surface des fibres a été etudiée au microscope électronique à balayage. Dans les essais statiques (sans renouvellement de la solution), la vitesse de lixiviation décroît fortement, en l'espace de 10 à 24 h, pour tous les types de fibres, tendant asymptotiquement vers une valeur limite. Ceci peut être attribué à l'effet inhibiteur des produits de lixiviation et des couches de gel qui se sont formées. Dans les essais d'extraction quasi continu, on ne constate aucune diminution de l'attaque pour les fibres riches en alcalins ayant un rapport SiO₂: (Na₂O + K₂O) < 5,5. Même pour toutes les autres fibres, l'attaque continue, mais sa vitesse décroit. On observe une variation selon la loi connue k √t, où, aprés quelque 25 à 30 h, la pente k varie soudain de façon notable. Le processus de lixiviation, dans les essais d'extraction quasi continu (cycles de 4 h), exerce son effet sur des épaisseurs de chouches de 2 à 8 nm. Les couches attaquées subissent des changements systématiques en relation avec les composants dissous, ce qui atteste une composition chimique différente de chaque couche. La solubilité différente de chaque couche corrobore également cette observation.
- ItemZum Einsatz eines Elektro-Entstaubers an einer Spezialglaswanne für Alkali-Borosilicatglas(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1978) Tiesler, HartmutEs wird über die verfahrenstechnische Entwicklung eines Entstaubersystems und die damit gewonnenen Betriebserfahrungen berichtet. Das System erfüllt die an Spezialglaswannen nach der TA Luft gestellten Anforderungen. Die Auswertung der Aufzeichnungen der eingebauten registrierenden Meßinstrumente zeigt, daß die Verteilung der Meßwerte statistischen Gesetzmäßigkeiten gehorcht. Die Meßwerte sind logarithmisch verteilt. Aus diesem Ergebnis muß man die Schlußfolgerung ziehen, daß ein starrer Grenzwert nicht einhaltbar ist, es sei denn, er werde unrealistisch hoch angesetzt. Praktikabel sind allein Grenzwerte in Form bestimmter Quantile nach statistischen Gesichtspunkten, die die Abscheidercharakteristik berücksichtigen. On the installation of an electrostatic dust collector on an alkali-borosilicate glass tank The technical development of a dust collector and experience obtained in operating it are reported. The system fulfils the requirements demanded for this type of furnace by the current TA Luft. Evaluation of the records of the Instruments fitted shows that the distribution of values conforms to Statistical laws. The data are logarithmically distributed. From these results it must be concluded that an inflexible limit cannot be met if it is not set unrealistically high. Only limits in the form of statistically evaluated quantiles, which take account of the characteristics of the Separator are practicable. Emploi d'un dépoussiéreur électrique dans un four à bassin spécial pour verres de borosilicates alcalins On décrit la conception et les principes d'un système de dépoussiérage et on fait état de rexperience acquise au cours de son fonctionnement. Ce système répond aux exigences des prescriptions de TA Luft concernant les fours à bassin. L'exploitation des diagrammes enregistrés par les appareils de mesure incorporés montre que la distribution des valeurs mesurées obéit à des lois statistiques. La distribution des valeurs mesurées est logarithmique. Ces résultats nous amènent à la conclusion qu'il est impossible de respecter une valeur limite rigide à moins de partir d'une valeur nettement trop élevée sans tenir compte des données réelles. La seule solution valable c'est de fixer des valeurs hmites sous forme de quantiles d'après des critères statistiques qui tiennent compte de la caractéristique du dépoussiéreur.