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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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