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Feinstaubbelastungen in der Produktion reduzieren

Feinstaubbelastungen in der Produktion reduzieren
Risi­ken der Laser­gra­vur beim Herstel­len von Kenn­zeich­nun­gen

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Bei der Laser­gra­vur werden verschie­denste Objekte mit Hilfe eines inten­si­ven Laser­strahls beschrif­tet oder markiert. Die Laser­gra­vur hat viele Vorteile, aber aus Sicht des Arbeits­schut­zes auch Nach­teile. Für die Herstel­lung von indus­tri­el­len Kenn­zeich­nun­gen gibt es mitt­ler­weile gute Alter­na­ti­ven.

Umwelt­schäd­li­che Emis­sio­nen werden immer häufi­ger zum Gegen­stand wissen­schaft­li­cher Studien, die nach den Ursa­chen und mögli­chen Abhil­fen fragen. Dies betrifft auch die lange über­se­hene Fein­staub­pro­ble­ma­tik. In diesem Zusam­men­hang veröf­fent­lich­ten Wissen­schaft­ler vom Main­zer Max-Planck-Institut im März 2019 eine Studie1, der zufolge Fein­staub als Gesund­heits­ri­siko einen ähnlich hohen Stel­len­wert hat wie das Rauchen. Fein­staub­par­ti­kel würden die Lebens­er­war­tung von Euro­pä­ern um mehr als zwei Jahre senken. Johan­nes Lelie­veld, Profes­sor an besag­tem Insti­tut, bezif­fert in dieser Studie für das Jahr 2015 auf Europa bezo­gen etwa 800.000 Todes­fälle, bei denen Lebens­zeit durch die Einwir­kung von Luft­ver­schmut­zung verkürzt wurde. Die Diskus­sion dieses Themas wird derzeit vor allem in Bezug auf die Emis­sio­nen von Kraft­fahr­zeu­gen geführt. Umfas­sende und ange­mes­sen detail­lierte Risi­ko­be­trach­tun­gen für die Arbeits­welt stehen hinge­gen noch weit­ge­hend aus.

Fein­staub­be­las­tung

Zu den Prozes­sen, denen in diesem Zusam­men­hang eine erhöhte Aufmerk­sam­keit zukom­men sollte, zählt vor allem in den Unter­neh­men des Anlagen- und Maschi­nen­baus die Herstel­lung von Kenn­zeich­nun­gen. Viele Betriebe dieser Bran­chen setzen zum Kenn­zeich­nen unter­schied­li­che Metall­schil­der ein, oft aus Alumi­nium und Edel­stahl. Damit werden klas­si­sche Typen­schil­der ebenso herge­stellt wie Kabel­schil­der und andere Betriebs­mit­tel­schil­der. Für das Aufbrin­gen der Kenn­zeich­nungs­in­halte bedient man sich dabei häufig der Laser­gra­vur. Dieses Verfah­ren wurde in der zwei­ten Hälfte des 20. Jahr­hun­derts entwi­ckelt und hat sich mitt­ler­weile in hohem Maße diver­si­fi­ziert. In ihren unter­schied­li­chen Vari­an­ten ersetzt die Laser­gra­vur bei der Herstel­lung von Indus­trie­kenn­zeich­nun­gen inzwi­schen weit­ge­hend die mecha­ni­sche Gravur. Das Verfah­ren ist schnell und kann, je nach einge­setz­ter Vari­ante, fast jedes Metall sowie viele tech­ni­sche Kunst­stoffe bear­bei­ten. Zu den Vortei­len des Verfah­rens gehört außer­dem die damit erziel­bare hohe Bestän­dig­keit der Kenn­zei­chen.

Hinsicht­lich der ange­wand­ten Tech­ni­ken der Laser­be­schrif­tung unter­schei­den sich

  • die Mate­ri­al­ab­tra­gung und
  • die soge­nannte Anlass­be­schrif­tung.

Die Mate­ri­al­ab­tra­gung verkör­pert das eigent­li­che Laser-Gravieren. Dabei verbrennt oder verdampft der gebün­delte Licht­strahl beim Auftref­fen auf die Ober­flä­che einen fest­ge­leg­ten Mate­ri­al­an­teil in Form und Tiefe, womit die Gravur entsteht. Bei der Anlass­be­schrif­tung hinge­gen trägt ein spezi­ell auf das zu beschrif­tende Mate­rial einge­stell­ter Laser kein Mate­rial ab, sondern bewirkt auf der Mate­rial­ober­flä­che einen deut­li­chen Farb­wech­sel und erzeugt so die gewünsch­ten Darstel­lun­gen. Kommt die Vari­ante der Mate­ri­al­ab­tra­gung zum Einsatz, wird unwei­ger­lich Laser­rauch emit­tiert.

Laser­rauch ist ein Stoff­ge­misch aus Gasen und Fein­staub

Beim Schnei­den, Schwei­ßen und Gravie­ren von Kenn­zeich­nungs­ma­te­ria­lien mit Laser entsteht Laser­rauch als Stoff­ge­misch. In diesem Stoff­ge­misch befin­den sich Laser­staub und Gase. Der Laser­staub wiederum besteht haupt­säch­lich aus kleins­ten Parti­keln, dem Fein­staub.

Werden Metalle bear­bei­tet, fällt der Laser­staub als Metall­staub mit entspre­chen­den Verbren­nungs­pro­duk­ten an. Bei Kunst­stof­fen entste­hen außer Verbren­nungs­ga­sen auch Stäube aus Kunst­stoff­par­ti­keln und deren Verbren­nungs­pro­dukte. Werden beim Laser­gra­vie­ren keine oder unzu­rei­chend wirk­same Abluft­fil­ter­an­la­gen einge­setzt (zum Beispiel bei zu langen Wartungs­in­ter­val­len), können besagte Stäube und Gase in die Atem­luft gelan­gen. Die Folge: Der beim Laser­ab­trag entste­hende Fein­staub in der Größen­ord­nung von Nano­par­ti­keln dringt beim Einat­men bis in die Lungen­bläs­chen vor und kann von da aus mitun­ter bis in die Blut­bahn oder in das Lymph­sys­tem gelan­gen. Je nach Stoff, der als Fein­staub vorliegt, sind Gesund­heits­schä­di­gun­gen möglich bis wahr­schein­lich. Bei länge­rer oder wieder­hol­ter Expo­si­tion steigt die Wahr­schein­lich­keit gesund­heit­li­cher Beein­träch­ti­gun­gen. Jüngere Unter­su­chun­gen zeigen, dass eine krebs­er­zeu­gende Wirkung dabei nicht auszu­schlie­ßen ist.2

Deshalb sind bei der Laser­be­ar­bei­tung von Mate­ria­lien vor allem folgende Richt­li­nien zu befol­gen:

  • Gefahr­stoff­ver­ord­nung (GefStoffV)
  • Tech­ni­sche Anlei­tung zur Rein­hal­tung der Luft TA Luft
  • Tech­ni­sche Regeln für Gefahr­stoffe, v.a. TRGS 900

Einen effek­ti­ven Schutz vor Fein­staub soll der vorge­schrie­bene Einsatz von Absaug­ge­rä­ten bewir­ken. Zu den dring­li­chen Pflich­ten des Arbeits­schut­zes zählt es deshalb, die Filter­funk­tion solcher Geräte stetig zu prüfen und sie regel­mä­ßi­gen Wartun­gen zu unter­zie­hen. Gleich­wohl muss auf das Rest­ri­siko eines nicht zu besei­ti­gen­den Quan­tums an Fein­staub­emis­sion aufmerk­sam gemacht werden: Absaug­ge­räte sind häufig nicht abso­lut dicht zu verschlie­ßen (zum Beispiel bei alten oder verschmutz­ten Dich­tun­gen) und können dann den emit­tier­ten Fein­staub nicht voll­stän­dig absor­bie­ren. Dies­be­züg­lich für ein Maxi­mum an Sicher­heit zu sorgen, indem die best­mög­li­che Abdich­tung von Absaug­ge­rä­ten ange­strebt wird, ist ein oberes Gebot. Auch der Filter­wech­sel birgt Gefah­ren. Dabei wird der im Gerät befind­li­che Fein­staub aufge­wir­belt und setzt sich in der Umge­bung ab. Je nach aufge­fan­ge­nem Fein­staub und im Filter­me­dium gebun­de­nen Gasen erfor­dert der Filter­wech­sel das Tragen entspre­chen­der Schutz­aus­rüs­tun­gen oder ein weite­res Abluft­fil­ter­sys­tem.

Alter­na­tive Kenn­zeich­nungs­ver­fah­ren

Das beschrie­bene Problem lässt sich durch eine Entschei­dung für alter­na­tive Kenn­zeich­nungs­ver­fah­ren umge­hen, da die Laser­gra­vur als Option für eine wirt­schaft­li­che und leis­tungs­starke Herstel­lung indus­tri­ell einge­setz­ter Kenn­zeich­nun­gen nicht alleine steht. Wie das im
Novem­ber 2018 im Sprin­ger Verlag Heidel­berg erschie­nene erste Fach­buch zum „Indus­tri­el­len Kenn­zeich­nen“ ausführt, kommen Nadel- und Ritz­mar­kie­rer, der Ther­mo­trans­fer­druck und das PrintoLux-Verfahren mit deut­lich weni­ger bezie­hungs­weise keiner­lei Emis­sio­nen aus. Wenn neben Umwelt­freund­lich­keit und Arbeits­schutz auch Aspekte der Leis­tungs­stärke (Wirt­schaft­lich­keit, Bestän­dig­keit, Darstel­lungs­qua­li­tät) über­zeu­gen sollen, bietet sich – so das Ergeb­nis des Leis­tungs­ver­glei­ches in genann­tem Buch – als Alter­na­tive zur Laser­gra­vur insbe­son­dere das PrintoLux-Verfahren an.

1 J. Lelie­veld u.a.: Cardio­vascu­lar dise­ase burden from ambi­ent air pollu­tion in Europe reas­ses­sed using novel hazard ratio func­tions, in: Euro­pean Heart Jour­nal, Oxford Univer­sity Press, 12.03.2019. 

2 Roller M (2008), Unter­su­chun­gen zur krebs­er­zeu­gen­den Wirkung von Nano­par­ti­keln und ande­ren Stäu­ben. Bundes­an­stalt für Arbeits­schutz und Arbeits­me­di­zin. ISBN: 978–3–88261–069–7. Projekt­num­mer: F 2083. https://www.baua.de/DE/Angebote/Publikationen/Berichte/F2083.html.


Ultra­fein­staub gelangt über die Lunge sofort ins Blut

Unter Feinstaub- und Ultra­fein­staub versteht man feinste Teil­chen, die nicht auf den Boden absin­ken, sondern als Bestand­teil der Atem­luft in Atmo­sphäre verwei­len. Klei­ner als 0,1 Mikro­me­ter können sie über die Lunge sofort ins Blut mit aufge­nom­men werden. Je klei­ner die Parti­kel, desto wahr­schein­li­cher, so die einhel­lige Meinung von Medi­zi­nern, dass der Fein­staub in die Gefäße geht und dort Entzün­dungs­re­ak­tio­nen hervor­ruft.


Fach­buch zur indus­tri­el­len Kenn­zei­chung

Der Autor Dr. Helmuth Bisch­off hat das 2018 erschie­nene Fach­buch „Herstel­lungs­ver­fah­ren für die indus­tri­elle Kenn­zeich­nung“ konzi­piert und in Teilen verfasst. Im Zentrum des Buches steht ein ausführ­li­cher Leis­tungs­ver­gleich gängi­ger Verfah­ren zur Herstel­lung indus­tri­ell einge­setz­ter Kenn­zeich­nun­gen.


Foto: privat

Autor: Dr. Helmuth Bisch­off
Freier Jour­na­list und tech­ni­scher Redak­teur,

Themen zum „indus­tri­el­len Kenn­zeich­nen“ bilden einen Schwer­punkt seiner Arbeit. E‑Mail: helmuth_bischoff@web.de

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