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Auf den richtigen Schutz kommt es an

Lacke härten mit UV-Strahlung
Auf den richtigen Schutz kommt es an

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In der Möbe­lin­dus­trie wird das Härten von Lack­en mit UV-Strahlung schon lange zur Ober­flächenbeschich­tung genutzt. Zunächst durch­laufen Möbelplat­ten eine Anlage, in der sie mit Lack über­gossen wer­den. Anschließend fahren sie unter ein­er starken UV-Strahlungsquelle hin­durch, wobei der Lack in Sekun­den­bruchteilen gehärtet wird. Die so behan­del­ten Möbel­stücke kön­nen sofort weit­er ver­ar­beit­et wer­den. Die UV-Strahlung tritt nur in einem geschlosse­nen Gehäuse auf und gefährdet bei ord­nungs­gemäß betrieben­er Anlage die Beschäftigten also nicht. Doch wie sieht es aus, wenn UV-Strahlung außer­halb geschlossen­er Gehäuse ver­wen­det wird?

Dipl.-Ing. Hans-Joachim Kuhnsch

Der Gedanke, diese Tech­nolo­gie eben­falls bei Sanierungsar­beit­en anzuwen­den, ist geboren und in der Prax­is gibt es erste Anwen­dungs­fälle. Wichtig dabei ist der richtige Schutz vor frei wer­den­der UV-Strahlung. Gewerblich genutzte Fußbö­den zum Beispiel wer­den stark stra­paziert und müssen daher öfter saniert wer­den. In der Ver­gan­gen­heit war die Über­ar­beitung eines Par­ket­t­fuß­bo­dens sehr zeitaufwendig und teuer. Die alten Ober­flächen wur­den abgeschlif­f­en und anschließend neuer Lack in mehreren Schicht­en aufge­tra­gen. Hier­bei mussten Trock­nungszeit­en einge­hal­ten wer­den, die den Sanierung­sprozess sehr lang­wierig gestal­teten. Der Trock­nungsvor­gang basierte dabei auf dem Ver­dampfen flüchtiger Bestandteile, welche häu­fig aus Lösemit­tel beste­hen, die die Umwelt und die Gesund­heit der Mitar­beit­er belasteten. Weit­er­hin tritt durch den Anteil der ver­dampften Bestandteile ein Ver­lust in der getrock­neten Schicht­dicke auf.
Diese Nachteile kön­nen bei der Ver­wen­dung von Lack­en, welche durch den Ein­fluss von UV-Strahlen aushärten, ver­mieden wer­den. Bei einem UV-Här­tung­sprozess, der Poly­meri­sa­tion, wer­den Pho­toini­tia­toren durch inten­sives UV-Licht aktiviert. Chemis­che Verbindun­gen wer­den zunächst aufges­pal­ten und ver­net­zen sich anschließend wieder zu neuen Verbindun­gen. Die UV-Strahlung lässt UV-Lacke schla­gar­tig aushärten. In Sekun­den­bruchteilen ist das ver­net­zte Sys­tem trock­en und kann betreten werden.
Im Gegen­satz zu kon­ven­tionellen Beschich­tun­gen enthal­ten UV-Rezep­turen keine oder nur sehr geringe Men­gen an Lösungsmit­teln. Bei 100-Prozent-Syste-men (keine Wass­er- oder Lösemit­te­lanteile) entspricht die Schicht­dicke im getrock­neten Zus­tand der Schicht­dicke im nassen Zus­tand. Es treten keine Ver­luste auf. Bei diesem Prozess wer­den als Strahlungsquellen üblicher­weise spezielle UV-Lam­p­en ver­wen­det. Diese Lam­p­en nutzen den Energiege­halt des UV-Lichts und des sicht­baren Lichts im Wellen­län­gen­bere­ich von 200 bis 480 nm.
Der opti­male Här­tung­sprozess wird von ver­schiede­nen Fak­toren bee­in­flusst. Emis­sion­sspek­trum und Inten­sität der UV-Lichtquelle, Beschaf­fen­heit und Dicke des zu här­tenden Mate­ri­als, die Prozess­geschwindigkeit, der Arbeitsab­stand zwis­chen Mate­r­i­al und UV-Lichtquelle, Umge­bung­stem­per­atur und natür­lich die chemis­che Zusam­menset­zung der Lacksys­teme müssen berück­sichtigt wer­den. Die Vorteile von UV-Far­ben und ‑Lack­en sind unbestritten.
Stand ursprünglich der umwelt­poli­tis­che Aspekt im Vorder­grund – UV-Far­ben und ‑Lacke sind prak­tisch lösemit­tel­frei und damit umwelt­fre­undlich –, haben mit­tler­weile auch die wirtschaftlichen Vorteile durch schnellere und somit kostengün­stigere Pro­duk­tion und Ver­ar­beitung überzeugt. In diesem Zusam­men­hang muss unbe­d­ingt beachtet wer­den, dass sich die ver­wen­de­ten UV-Strahlen auch neg­a­tiv auf die in den Prozess einge­bun­de­nen Men­schen auswirken kön­nen. Aus diesem Grund wur­den von der Beruf­sgenossen­schaft der Bauwirtschaft Mes­sun­gen durchge­führt, bei der die bei diesen Arbeit­en frei wer­dende UV-Strahlung ermit­telt wurde.
Dafür fuhren Maschi­nen mit ein­er kon­stan­ten Arbeits­geschwindigkeit über frisch aufge­tra­ge­nen Lack. Der vor den Rädern ange­brachte UV-Strahler härtete augen­blick­lich den Lack. Die Räder der Mas­chine fuhren dabei bere­its über den aus­ge­härteten Lack (siehe Abb. 1).
Die Mes­sun­gen wur­den mit ver­schiede­nen UV-Maschi­nen durchge­führt, um ver­gle­ich­bare Messergeb­nisse zu erhal­ten. Dabei wur­den ver­schiedene in der Prax­is mögliche Ein­stel­lun­gen aus­pro­biert. Während die Arbeits­geschwindigkeit im Wesentlichen von den Vor­gaben der Lack­her­steller bes­timmt wer­den, kön­nen Arbeit­shöhen oder Blenden­ab­stände von den Anwen­dern nach den örtlichen Bedin­gun­gen selb­st bes­timmt und eingestellt wer­den. Diese Ein­stellmöglichkeit­en führten dazu, dass sich bei den Messergeb­nis­sen große Streu­un­gen ergaben.
Der Gren­zw­ert bei kün­stlich­er UV-Strahlung für einen acht­stündi­gen Arbeit­stag beträgt 30 J/m². Dieser Wert kön­nte the­o­retisch für den Maschi­nenbe­di­ener hin­ter der Mas­chine bei sorgfältig­ster und min­i­maler Ein­stel­lung der Blenden und Arbeitsab­stände einge­hal­ten wer­den. Die unter prak­tis­chen Ein­satzbe­din­gun­gen gemesse­nen UV-Strah-lungswerte haben allerd­ings ungün­stigere Mess­werte ergeben. Die vor dem Bedi­ener fahrende Mas­chine schirmt zwar den Arbeit­nehmer vor der UV-Strahlung ab, allerd­ings bewirken zum Beispiel der frisch vor der Mas­chine aufge­tra­gene Lack und auch die angren­zen­den Wände Reflek­tio­nen, so dass die zuläs­si­gen Gren­zw­erte bere­its nach ein­er Arbeit­szeit von zir­ka 45 Minuten erre­icht wurden.
Wesentlich schlechter waren die Messergeb­nisse vor der Arbeits­mas­chine. Hier wur­den eben­falls Mes­sun­gen durchge­führt, da es sein kann, dass vor der­Mas­chine von weit­eren Arbeit­nehmern frisch­er Lack aufge­tra­gen wird. Hier war in ungün­sti­gen Fällen bere­its nach weniger als zehn Minuten die höch­stzuläs­sige UV-Strahlen­do­sis erreicht.
Handgeräte sind kritischer
Die selb­st­fahren­den Arbeits­maschi­nen sind geeignet, schnell große Flächen zu bear­beit­en. Sie kom­men aber an ihre Gren­zen, wenn Eck­en, Kan­ten, Wand­nis­chen oder Trep­pen bear­beit­et wer­den müssen. Hier kom­men Handgeräte zum Ein­satz. Bei der Ver­wen­dung von Handgeräten treten jedoch stärkere Gefährdun­gen durch UV-Strahlen auf. Die erhöhte Strahlen­do­sis kommt dadurch zus­tande, dass die Geräte frei bewegt wer­den und erforder­liche Min­i­mal­ab­stände nur schw­er einzuhal­ten sind (siehe Abb. 2).
Aus diesen Erken­nt­nis­sen her­aus haben Her­steller dieser Geräte bere­its reagiert. Während ursprünglich ungeregelte Geräte in offen­er Bauweise ver­wen­det wur­den, haben neuere Handgeräte Sen­soren, welche den Abstand zur zu bestrahlen­den­Fläche messen und dementsprechend die abgegebene UV-Strahlung reg­ulieren. Wird zum Beispiel ein der­art geregeltes Gerät zu dicht an die zu bestrahlende Fläche geführt, wird es ged­immt beziehungsweise ein Shut­ter wird geschlossen (siehe Abb. 3). Messen die Ultra­schallsen­soren dage­gen einen zu großen Abstand zur zu bestrahlen­den Fläche, schließt ein Shut­ter die Öff­nung vor der Strahlungsquelle und somit kann keine UV-Strahlung unkon­trol­liert entwe­ichen (siehe Abb. 4). Erst wenn der vorgegebene richtige Abstand zwis­chen Strahlungsquelle und zu bestrahlen­der Fläche einge­hal­ten ist, wird die volle Leis­tung an UV-Strahlung vom geregel­ten Handgerät abgegeben (siehe Abb. 6).
Weit­ere Mes­sun­gen erkun­de­ten, ab welch­er Ent­fer­nung zur Strahlungsquelle die UV-Strahlung für weit­ere im Arbeits­bere­ich befind­liche Per­so­n­en als unbe­den­klich betra­chtet wer­den kann. Dabei kam her­aus, dass ein Min­destab­stand von zehn Metern zur Strahlungsquelle einge­hal­ten wer­den muss, um Gefährdun­gen durch kün­stliche UV-Strahlung für weit­ere Arbeit­nehmer auszuschließen.
Es wur­den aber nicht nur „the­o­retis­che“ Mes­sun­gen durchge­führt. Bei der Sanierung eines Bürokom­plex­es wur­den eben­falls die Fußbö­den abgeschlif­f­en und neu mit Lack beschichtet. Hier­bei kamen allerd­ings „wäss­rige“ UV-Lacksys­teme zum Ein­satz. Diese Lacksys­teme sind dadurch gekennze­ich­net, dass sie als Lösemit­teleinen gewis­sen Anteil an Wass­er enthal­ten. Nach dem Auf­tra­gen des Lack­es ver­dun­stet der Wasser­an­teil. Der Lack ist dann noch nicht gehärtet, son­dern nur ober­fläch­lich trock­en. Die Abbil­dun­gen 5 und 6 zeigen den Ein­satz der Geräte zum Aushärten des Lack­es mit UV-Strahlergeräten.
Der Ein­satz der Maschi­nen wurde während der gesamten Ein­satzzeit messtech­nisch überwacht. Dabei kon­nten die im Vor­feld durchge­führten Mes­sun­gen bestätigt werden.
PSA muss sein
Die Ergeb­nisse aller Mes­sun­gen sind ein­deutig: Die Strahlen­be­las­tung bei der Anwen­dung von Geräten zur Här­tung von UV-Lack­en ist in eini­gen Fällen der­art hoch, dass unbe­d­ingt dafür gesorgt wer­den muss, dass die Per­so­n­en, die der­ar­tige Arbeit­en aus­führen, durch geeignete Schutzk­lei­dung aus­re­ichend vor der UV-Strahlung geschützt wer­den. Das ist kein kom­pliziert­er Prozess. Es muss nur dafür gesorgt wer­den, dass während der Arbeit UV-dichte, das heißt licht­dichte Klei­dung getra­gen wird. Grob­maschige Klei­dungsstücke sind nicht geeignet. Eben­falls ungeeignet sind enge Klei­dungsstücke, da hier beim Tra­gen die Maschen aufgeweit­et wer­den und somit UV-Strahlung an die Haut gelan­gen kann. Als gün­stig kann es sich erweisen, mehrere Klei­dungsstücke übere­inan­der zu tragen.
Einige Her­steller der UV-Geräte verkaufen ihre Geräte nur mit einem voll­ständi­gen Satz an per­sön­lich­er Schutzaus­rüs­tung. Diese Schutzaus­rüs­tung beste­ht neben einem Gesichtss­chutzschild aus einem UV-dicht­en Schutzanzug und Leder­hand­schuhen (siehe Abb. 7).
Das Gesichtss­chutzschild ist ein­er Schutzbrille unbe­d­ingt vorzuziehen, da damit nicht nur die Augen, son­dern das ganze Gesicht vor UV-Strahlen geschützt wird. Das Gesichtss­chutzschild ist in ver­schiede­nen Aus­führun­gen erhältlich. Für den Maschi­nenbe­di­ener ist es empfehlenswert, ein getöntes Schild zu ver­wen­den, da er son­st sehr von der sicht­baren Licht­strahlung geblendet wird. Ist kein getöntes Gesichtss­chutzschild vorhan­den, sollte unter dem Schutzschild eine Lichtschutzbrille getra­gen wer­den. Für die anderen im Arbeits­bere­ich anwe­senden Arbeit­nehmer kann ein ungetöntes Schutzschild aus­re­ichend sein, damit diese durch die Tönung nicht inihrer Sicht behin­dert werden.
Die Hand­schuhe aus Ziegen­led­er haben den Vorteil gegenüber anderen Schutzhand­schuhen, dass man in ihnen nur min­i­mal schwitzt und sie gute Trageeigen­schaften haben. Der UV-dichte Schutzanzug hat lei­der nicht nur Vor-teile. Er ist eben­falls rel­a­tiv luft­dicht und somit nicht atmungsak­tiv, was bedeutet, dass sich nach län­ger­er Tragedauer unan­genehme Feuchtigkeit im Inneren bilden kann. Auf den UV-dicht­en Schutzanzug kann natür­lich verzichtet wer­den, wenn andere „UV-dichte“ Klei­dung ver­wen­det wird.
Fra­gen zu geeigneter Schutzk­lei­dung wer­den zur Zeit im Fach­bere­ich „per­sön­liche Schutzaus­rüs­tung“ weit­erge­hend untersucht.
Kür­zlich wur­den auf ein­er Fach­ta­gung der Fuß­bo­den­leger die Ergeb­nisse dieser Mes­sun­gen vorgestellt. Lei­der wur­den dabei die vor­ge­tra­ge­nen Ergeb­nisse von einzel­nen Unternehmern in Frage gestellt. Es wurde argu­men­tiert, dass die betrof­fe­nen Per­so­n­en regelmäßig Stran­durlaub genießen, wobei sie auch UV-Strahlung aus­ge­set­zt sind und noch keine Schä­den dadurch erlit­ten haben. Hier­bei muss man allerd­ings wis­sen, dass die kün­stliche UV-Strahlung der unter­sucht­en Geräte um ein Vielfach­es höher ist als die natür­liche UV-Strahlung am Meer­esstrand. Die am Meer­esstrand ver­wen­dete Son­nen­schutzcreme kann eben­falls als zusät­zlich­er Schutz ver­wen­det werden.
Faz­it
Zusam­men­fassend kann gesagt werde, dass bei der Sanierung die zukun­ftweisende Tech­nik mit UV-härt­baren Lack­en bei kon­se­quenter Anwen­dung ge-eigneter per­sön­lich­er Schutzaus­rüs­tung prak­tisch gefahrfrei prak­tiziert wer­den kann. Wichtig bei der Pla­nung der­ar­tiger Arbeit­en ist die detail­lierte Betra­ch­tung der Arbeitsvorgänge in der Gefährdungs­beurteilung des Unternehmens.
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