Verbundwerkstoffe werden heute in vielen Industriezweigen in großem Umfang eingesetzt. Ihre einzigartige Kombination aus Leichtigkeit, Steifigkeit und mechanischer Festigkeit macht sie zu bevorzugten Materialien für die Herstellung technischer Strukturen.
Man findet sie insbesondere in folgenden Bereichen:
- Luft- und Raumfahrt
- Automobilindustrie
- Schifffahrt
- Windenergie
- Kunststofftechnik
- Sportausrüstung
Ein Verbundwerkstoff besteht aus zwei Hauptelementen:
- einer Polymermatrix, in der Regel ein Polyester-, Vinylester- oder Epoxidharz
- einer Faserverstärkung, meist Glasfaser oder Kohlenstofffaser
Die Verarbeitung dieser Materialien umfasst jedoch mehrere industrielle Prozesse, die Luftschadstoffe und Industriestäube erzeugen können.
Sommaire
Herstellungsverfahren für Verbundwerkstoffe
Die Herstellung von Verbundbauteilen basiert auf verschiedenen Verarbeitungsverfahren.
Die in der Industrie am weitesten verbreiteten sind:
- Handlaminieren
- Faserspritzen
- Vakuum-Infusion (siehe Fallstudie)
- Pressformen
- Polymerisation im Ofen
- mechanische Bearbeitung
- Schleifen und Finish
Diese Verfahren ermöglichen es, die Fasern mit einem Harz zu imprägnieren und das Ganze anschließend zu polymerisieren, um ein starres Bauteil zu erhalten.
Diese Vorgänge können jedoch verschiedene Arten von Schadstoffemissionen verursachen.
Die wichtigsten Schadstoffe in Verbundwerkstoff-Werkstätten
In Werkstätten zur Herstellung von Verbundwerkstoffen können verschiedene Arten von Schadstoffen auftreten.
Flüchtige organische Verbindungen (VOC)
Polyester- und Vinylesterharze enthalten häufig Styrol, ein reaktives Monomer, das während der Herstellung in die Luft verdampfen kann.
Ebenfalls anzutreffen sind:
- Industrielösungsmittel
- Harzdämpfe
- Emissionen von Katalysatoren oder Härtern
Diese Substanzen gehören zur Familie der flüchtigen organischen Verbindungen (VOC).
Verbundwerkstoffstäube
Bearbeitungs- und Finishing-Vorgänge erzeugen Stäube, die sich zusammensetzen aus:
- Glasfasern
- Kohlenstofffasern
- Partikeln aus polymerisiertem Harz
Diese Stäube können sehr fein sein und in der Luft schweben bleiben.
Industrielle Rauche und Nebel
Bestimmte Vorgänge können ebenfalls Folgendes erzeugen:
- Polymerisationsrauche
- Gelcoat-Sprühnebel
- chemische Dämpfe
Diese Emissionen können die Luftqualität in den Werkstätten verschlechtern.
Gesundheitsrisiken in der Verbundwerkstoffindustrie
Die Exposition gegenüber Schadstoffen, die bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen entstehen, kann verschiedene Auswirkungen auf die Gesundheit der Bediener haben.
Gemäß den Präventionsempfehlungen der INRS können Stäube und chemische Substanzen, die in bestimmten industriellen Prozessen vorkommen, Folgendes verursachen:
- Atemwegsreizungen
- Hautreizungen
- Augenreizungen
- Kopfschmerzen
- Müdigkeit
- allergische Sensibilisierungen
Feinstäube aus der Bearbeitung können zudem eingeatmet werden und in die Atemwege gelangen.
Die Prävention dieser Risiken stellt eine wichtige Herausforderung in Verbundwerkstoff-Werkstätten dar.
| Substanz / Agens | Einstufung (CMR) | AGW (indikativ) | Hauptrisiken | Anmerkungen |
|---|---|---|---|---|
| Styrol | CMR Kat. 2 (Verdacht auf krebserzeugende Wirkung) | 20 ppm (≈ 86 mg/m³) – 8h | Neurologische Effekte, Reizung, Krebsverdacht | Sehr verbreitet in Polyesterharzen |
| Glasfaserstäube | Nicht als CMR eingestuft | 1 Faser/cm³ (Richtwert) | Reizungen von Haut, Augen und Atemwegen | Abhängig von Durchmesser und Biopersistenz |
| Kohlenstofffasern | Nicht als CMR eingestuft | Kein spezifischer AGW (Ref. Staub: 3 mg/m³ alveolengängig) | Atemwegsrisiken (Feinstaub) | Leitfähig, können auch elektrische Risiken bergen |
| Epoxidharze | Nicht CMR (im Allgemeinen), aber sensibilisierend | Variabel je nach Komponenten | Hautallergien, berufsbedingtes Asthma | Hohes Risiko bei wiederholtem Kontakt |
| Amine (Epoxidhärter) | Einige CMR je nach Substanz | Variabel | Reizungen, Toxizität, Sensibilisierung | Sicherheitsdatenblatt Produkt für Produkt prüfen |
| Lösungsmittel (Aceton usw.) | Nicht CMR (variabel je nach Lösungsmittel) | Z. B. Aceton 500 ppm | Neurologische Effekte, Reizung | Hängt stark von den verwendeten Produkten ab |
| Verbundwerkstoffstäube | Insgesamt nicht eingestuft | 3 mg/m³ (alveolengängige Fraktion) | Mischung aus Fasern + Harzen → Auswirkungen auf die Atemwege | Risiko in der Werkstatt unterschätzt |
Weitere Fallstudie: Glasfaserstaub beim Schneiden von Verbundwerkstoffen.
Warum Verbundwerkstoff-Schadstoffe absaugen?
Die Erfassung und Behandlung industrieller Schadstoffe ermöglicht es:
- die Bediener zu schützen
- die Luftqualität in den Werkstätten zu verbessern
- die Ausbreitung von Staub zu begrenzen
- industrielle Gerüche zu reduzieren
- gesetzliche Anforderungen einzuhalten
Die Punktabsaugung an der Quelle stellt eine der effektivsten Methoden zur Begrenzung der Exposition dar.
OberA-Lösungen für die Erfassung von Verbundwerkstoff-Schadstoffen
OberA entwickelt industrielle Lösungen, die auf Produktionsumgebungen für Verbundwerkstoffe zugeschnitten sind.
Diese Systeme ermöglichen insbesondere:
- die Punktabsaugung von Schadstoffen
- die industrielle Staubabsaugung
- die Filtration von Feinstaub
- die Behandlung von VOC
- die Verbesserung der Werkstattbelüftung
Diese Technologien tragen zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen und der industriellen Luftqualität bei.
