DGUV Information 209-082 - Gefahrstoffe im Modell- und Formenbau Handhabung und sicheres Arbeiten

Gieß- und Laminierharze werden in der Regel in zwei Komponenten geliefert und erst vor Anwendung gebrauchsfertig gemischt. Die "A-Komponente" enthält gewöhnlich das Harz. Die "B-Komponente" enthält den Härter, der in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis zum Harz zugegeben werden muss. Anschließend wird die Reaktionsmasse gut durchgemischt und verarbeitet.

Abb. 12.5
Umfüllen der Harzkomponente aus einer Dose in die Mischvorlage

12.4.1 Gießharze

Im Modell- und Formenbau werden als Gießharze vor allem Kunstharze auf Basis von Polyurethan (PUR) eingesetzt. In geringerem Maßstab werden auch Silikon- und Epoxidharze verwendet. Im Folgenden wird auf die jeweiligen Gefährdungen und Schutzmaßnahmen näher eingegangen.

PUR

Die Harzkomponenten enthalten üblicherweise Polyole sowie Hilfs- und Zusatzstoffe (z. B. Katalysatoren, Vernetzer oder Flammschutzmittel). Die Höhe und Art der resultierenden Gesundheitsgefährdung ist besonders von den Konzentrationen der Hilfs- und Zusatzstoffe in der jeweiligen Polyol-Formulierung abhängig. Aufgrund der Vielzahl der verwendeten handelsüblichen Polyole wird hinsichtlich der produktspezifischen Gefährdungen und Schutzmaßnahmen auf das Sicherheitsdatenblatt des Herstellers/Lieferers verwiesen.

Abb. 12.6
Polyurethan (PUR)-Harz wird aus einem Schlauch in eine Form gegossen.

Die in den Härtern enthaltenen Diisocyanate können innere Organe schädigen sowie Haut, Augen und Atemwege reizen. Darüber hinaus stehen sie im Verdacht, krebserzeugend zu sein. Beim Einatmen und beim Hautkontakt können sie allergische Reaktionen auslösen. Bei bestehender Sensibilisierung sollten die Beschäftigten keine weiteren Tätigkeiten mit Isocyanaten ausführen.

Ab dem 24. August 2023 ist durch die Arbeitgeberin, oder den Arbeitgeber sicherzustellen, dass alle Beschäftigten nachweislich zur sicheren Handhabung von Diisocyanaten geschult werden, wenn sie Tätigkeiten mit Stoffen und Gemischen ausführen, die monomeres Diisocyanat mit einem Gehalt von 0,1 % und mehr enthalten. Die entsprechenden Schulungen müssen von den Herstellern oder Inverkehrbringern angeboten werden. Die verpflichtende Schulung entbindet nicht von der regelmäßigen Unterweisungspflicht durch den Arbeitgeber oder die Arbeitgeberin. Im Gegensatz zur Unterweisung bietet die Schulung allerdings detaillierte Inhalte, zum Beispiel zu den chemischen Eigenschaften von Diisocyanaten.

Silikon

Die Harzkomponenten enthalten typischerweise Polyorganosiloxane und Zusatzstoffe (wie Pigmente, Verstärkungs- oder Füllstoffe). In der Regel gehen von ihnen keine Gesundheitsgefahren aus.

Als Härter/Vernetzer werden gewöhnlich Mischungen aus Kieselsäureestern und organischen Metallverbindungen eingesetzt. Sie können beim Einatmen gesundheitsschädlich sein und die Augen, die Haut und die Atemwege reizen sowie allergische Hautreaktionen verursachen. Bei bestehender Sensibilisierung sollten die Beschäftigten keine weiteren Tätigkeiten mit diesen Verbindungen ausführen.

Epoxid

Im Modell- und Formenbau werden gewöhnlich kalthärtende (bei Raumtemperatur aushärtende) Systeme eingesetzt.

Die Harzkomponenten (Bisphenol-Epichlorhydrinharze) sind haut- und augenreizend und wirken hautsensibilisierend. Die Härter (Amine) wirken ätzend oder reizend und können bei Kontakt zum Teil schwere Haut- oder Augenschäden verursachen. Sie können zudem allergische Hautreaktionen verursachen und gefährden die Gesundheit beim Einatmen oder Verschlucken. Weitere Zusätze in Epoxidharzsystemen können je nach technischen Anforderungen Reaktivverdünner, Reaktionsbeschleuniger, Lösemittel (z. B. Benzylalkohol), Zuschlagstoffe oder Farbpigmente sein.

Bei bestehender Sensibilisierung sollten die Beschäftigten keine weiteren Tätigkeiten mit Epoxidharzen oder -härtern ausführen.

Abb. 12.7
Auf einem abgesaugten Arbeitstisch gießt eine Modellbauerin Kunstharz in eine Form

Schutzmaßnahmen (Gießharze)

Gießharze sollten in einer möglichst emissionsarmen Form verwendet werden. Es sollte daher geprüft werden, ob statt einer manuell anzusetzenden Mischung Kartuschensysteme, vorgefertigte Arbeitspackungen, Doppelkammerbeutel oder Ähnliches verwendet werden können.

Bei der Verarbeitung von Gießharzen kommen je nach Harztyp und Oberflächengröße des Werkstücks verschiedene Lüftungsmaßnahmen in Betracht.

Für das Abwiegen, Mischen, Vorbereiten und Gießen von Harzen im kleineren Maßstab kann die Verwendung eines abgesaugten, höhenverstellbaren Arbeitstischs ausreichend sein.

Beim Verguss von PUR-Harzen bei Raumtemperatur ist in der Regel eine gute Raumdurchlüftung ausreichend.

Beim Verguss von Epoxidharzen ist in der Regel eine technische Absaugung notwendig. Dafür haben sich zum Beispiel nachführbare Absaugvorrichtungen bewährt (Beispiel siehe Abbildung 12.10, unten).

Tabelle 6 Schutzmaßnahmen

Produkt	Absaugung	Atemschutz	Schutzhandschuhe	Schutzbrille
PUR-Gießharze	Bei Verguss bei Raumtemperatur und guter freier Lüftung i. d. R. nicht notwendig	Bei ausreichender freier Lüftung in der Regel nicht erforderlich	Siehe Sicherheitsdatenblatt. Häufig geeignet: Nitril	Korbbrille
Silikon-Gießharze	Mindestens ausreichend freie Lüftung	Bei ausreichender Be-/Entlüftung in der Regel nicht erforderlich	Siehe Sicherheitsdatenblatt. Häufig geeignet: Nitril, Butyl	Korbbrille
Epoxid-Gießharze	Ja	Bei ausreichender technischer Lüftung in der Regel nicht erforderlich	Siehe Sicherheitsdatenblatt. Häufig geeignet: Nitril	Korbbrille

Bei Tätigkeiten mit Gießharzen muss besonders der Hautkontakt unbedingt ausgeschlossen werden. Neben Chemikalienschutzhandschuhen sollte langärmlige Arbeitskleidung getragen werden. Je nach Art der Tätigkeit und Ausmaß der zu erwartenden Kontamination oder Gefährdung kann das zusätzliche Tragen von Überziehern, Schürzen, Einwegüberschuhen oder Ähnlichem notwendig sein.

Neben der Verwendung der richtigen persönlichen Schutzausrüstung sollte auf sorgfältiges Arbeiten geachtet werden. Spritzer, das Überlaufen von Mischgefäßen oder die unbeabsichtigte Kontamination von Tischen, Werkzeugen, Türklinken oder der Arbeitskleidung sind zu vermeiden.

Durch die Verwendung von Einweg-Werkzeugen erübrigt sich eine spätere Reinigung. Geeignete Einweg-Werkzeuge sind zum Beispiel Holzspatel, Einwegspachtel, Einwegbecher (auf Kennzeichnung achten) und Einwegunterlagen.

Werden Epoxidharzsysteme nach dem Anmischen nicht rechtzeitig verarbeitet, kann es in der Mischung zu einer heftigen Reaktion mit deutlicher Wärmeentwicklung und starkem Druckanstieg kommen. Das kann zum Beispiel zum Freisetzen von Dämpfen oder zum schlagartigen Verspritzen der Mischung führen. Aus diesem Grund sollten die Verarbeitungshinweise der Herstellfirma (zum Beispiel in den technischen Merkblättern) unbedingt beachtet werden.

Abb. 12.8
Reinigung des Rührwerks an einem Mischkessel mit Polyurethan (PUR)-Harz.

Weitergehende Informationen zu Gefährdungen und Schutzmaßnahmen siehe:
•	TRGS 430 "Isocyanate - Gefährdungsbeurteilung und Schutzmaßnahmen"
•	DGUV Information 213-078 "Polyurethane Isocyanate"
•	DGUV Information 213-116 "Tätigkeiten mit Epoxidharzen"

12.4.2 Laminierharze

Beim Laminieren werden im Modell- und Formenbau zum überwiegenden Teil Epoxidharzsysteme verwendet. Selten werden auch Polyesterharzsysteme eingesetzt.

Bei Einzelanfertigungen erfolgt die Verarbeitung in der Regel im Handlaminierverfahren. Bei größeren Stückzahlen werden häufig gekapselte Systeme verwendet, zum Beispiel das Vakuuminfusionsverfahren.

Durch die Verwendung geschlossener Systeme können Emissionen deutlich vermindert werden.

Abb. 12.9
Vakuuminfusionsverfahren: Das Harz wird mithilfe von Unterdruck über einen Kunststoffschlauch aus der Mischvorlage in die Form befördert.

Epoxid

Im Modell- und Formenbau werden gewöhnlich kalthärtende (bei Raumtemperatur aushärtende) Systeme eingesetzt.

Die Harzkomponenten (Bisphenol-Epichlorhydrinharze) sind haut- und augenreizend und wirken hautsensibilisierend. Die Härter (Amine) wirken ätzend oder reizend und können bei Kontakt zum Teil schwere Haut- oder Augenschäden verursachen. Sie können zudem allergische Hautreaktionen verursachen und gefährden die Gesundheit beim Einatmen oder Verschlucken. Weitere Zusätze in Epoxidharzsystemen können je nach technischen Anforderungen Reaktivverdünner, Reaktionsbeschleuniger, Lösemittel (z. B. Benzylalkohol), Zuschlagstoffe oder Farbpigmente sein.

Bei bestehender Sensibilisierung sollten die Beschäftigten keine weiteren Tätigkeiten mit Epoxidharzen oder -härtern ausführen.

Polyester (PE/UP)

PE-Harze enthalten große Anteile Styrol; es dient gleichzeitig als Bindemittel und als Lösemittel für das Polyesterharz. Typische Zusätze sind zum Beispiel Reaktionsbeschleuniger, Pigmente oder Fasern. Vor der Verarbeitung werden Härter (in der Regel organische Peroxide) zugegeben, zum Beispiel aus Tuben.

PE-Harze sind meist gesundheitsschädlich, sie reizen Haut, Augen und Atemwege und schädigen die Organe bei längerer oder wiederholter Exposition. Sie können zudem Hautallergien verursachen. Bei bestehender Sensibilisierung sollten die Beschäftigten keine weiteren Tätigkeiten mit PE-Harzen ausführen. Aufgrund des enthaltenen Styrols wirken PE-Harze vermutlich reproduktionstoxisch.

Die Härter wirken reizend bis ätzend auf Haut und Atemwege und können teilweise bei direktem Kontakt schwere Augenschäden verursachen. Manche Härter können Hautallergien verursachen. Bei bestehender Sensibilisierung sollten die Beschäftigten keine weiteren Tätigkeiten mit Härtern ausführen.

Die in den Härtern enthaltenen Peroxide sind in der Regel instabil. Sie können sich bei Einwirkung von Wärme, Licht oder Verunreinigungen (zum Beispiel Rost, Metallspäne) unter Freisetzung von Sauerstoffgas schnell zersetzen. In geschlossenen Gefäßen kann es dadurch zu einem Druckaufbau und zum Bersten des Gebindes kommen.

Die unsachgemäße Handhabung der Härter kann Brände oder Explosionen verursachen!

Als Reaktionsbeschleuniger kommen häufig Kobaltsalze (zum Beispiel Kobaltoctoat) oder Amine (zum Beispiel N,N-Dimethylanilin) zum Einsatz.

Kobaltoctoat kann allergische Hautreaktionen und schwere Augenreizungen verursachen. Zudem ist es vermutlich reproduktionstoxisch.

N,N-Dimethylanilin ist giftig beim Verschlucken, Hautkontakt und Einatmen. Es kann vermutlich Krebs erzeugen.

Bei bestehender Sensibilisierung sollten die Beschäftigten keine weiteren Tätigkeiten mit diesen Stoffen ausführen.

Niemals Härter und Beschleuniger vormischen, da sonst die Gefahr einer heftigen Reaktion (unter Umständen Explosion) besteht!

Beim großflächigen Verarbeiten von styrolhaltigen Reaktionsharzen ist mit einem Überschreiten des Arbeitsplatzgrenzwerts für Styrol zu rechnen. Die Praxis zeigt, dass es zum Beispiel beim Handlaminieren in Innenbereichen bei nicht optimal gestalteten technischen Maßnahmen zu Grenzwertüberschreitungen kommen kann.

Schutzmaßnahmen

Beim Handlaminieren mit Epoxidharzen ist in der Regel eine technische Absaugung notwendig. Dafür haben sich zum Beispiel abgesaugte Arbeitstische oder nachführbare Absaugvorrichtungen bewährt.

Abb. 12.10
Technische Lüftung an Handlaminierarbeitsplätzen: Abgesaugter Arbeitstisch (oben) und nachführbare Absaugung (unten)

Sollen Polyesterharze verarbeitet werden, ist zunächst zu prüfen, ob Harze mit einem geringeren Styrolgehalt oder einer verminderten Styrolemission eingesetzt werden können. Bei den letztgenannten Systemen wird die Styrolverdunstung durch Hautbildner deutlich vermindert.

Bei der Verarbeitung von Polyesterharzen durch Handlaminieren sind in der Regel technische Lüftungsmaßnahmen notwendig. Je nach Form und Größe des Werkstücks können das zum Beispiel abgesaugte Arbeitstische oder, bei großflächiger Verarbeitung, abgesaugte Laminierkabinen sein. Bei wannenförmigen Teilen empfiehlt sich eine zusätzliche Absaugung im Laminierbereich.

Abb. 12.11
Technische Lüftung an Handlaminierarbeitsplätzen: Abgesaugte Laminierkabine (links) und höhenverstellbare Absaugung für wannenförmige Werkstücke (rechts)

Wird das Polyesterharz angemischt, muss unbedingt zunächst der Beschleuniger in das Harz eingerührt und gut durchmischt werden. Erst im Anschluss darf der Härter zugegeben werden.

Härter für Polyesterharzsysteme sollten kühl, dunkel und in Behältern mit Überdrucksicherung gelagert werden. Verunreinigungen sind unbedingt zu vermeiden. In der Regel müssen diese Härter getrennt von brennbaren Stoffen gelagert werden.

Tabelle 7 Schutzmaßnahmen (Handlaminieren)

Produkt	Absaugung	Atemschutz	Schutzhandschuhe	Schutzbrille
Epoxid (EP)-Laminierharze Handlaminieren	Ja	Bei ausreichender technischer Lüftung in der Regel nicht erforderlich	Siehe Sicherheitsdatenblatt Häufig geeignet: Nitril	Korbbrille
Polyester (PE)-Laminierharze Handlaminieren	Ja	Bei ausreichender technischer Lüftung in der Regel nicht erforderlich	Siehe Sicherheitsdatenblatt Häufig geeignet: Nitril Bei Tätigkeiten mit N,N-Dimethylanilin: Fluorkautschuk	Korbbrille

Tabelle 8 Schutzmaßnahmen (Vakuuminfusionsverfahren)

Produkt	Absaugung	Atemschutz	Schutzhandschuhe	Schutzbrille
Epoxid (EP)-Laminierharze Infusionsverfahren	Bei ausreichender freier Lüftung in der Regel nicht erforderlich	Bei ausreichender freier Lüftung in der Regel nicht erforderlich	Siehe Sicherheitsdatenblatt Häufig geeignet: Nitril	Korbbrille
Polyester (PE)Laminierharze Infusionsverfahren	Ja	Bei ausreichender technischer Lüftung in der Regel nicht erforderlich	Siehe Sicherheitsdatenblatt Häufig geeignet: Nitril Bei Tätigkeiten mit N,N-Dimethylanilin: Fluorkautschuk	Korbbrille

Bei Tätigkeiten mit Laminierharzen muss besonders der Hautkontakt unbedingt ausgeschlossen werden. Neben Chemikalienschutzhandschuhen sollte langärmlige Arbeitskleidung getragen werden. Je nach Art der Tätigkeit und dem Ausmaß der zu erwartenden Kontamination oder Gefährdung kann das zusätzliche Tragen von Überziehern, Schürzen, Einwegüberschuhen oder Ähnlichem notwendig sein.

Neben der Verwendung der richtigen persönlichen Schutzausrüstung sollte auf sorgfältiges Arbeiten geachtet werden. Spritzer, das Überlaufen von Mischgefäßen oder die unbeabsichtigte Kontamination von Tischen, Werkzeugen, Türklinken oder der Arbeitskleidung sind zu vermeiden.

Durch die Verwendung von Einweg-Werkzeugen erübrigt sich eine spätere Reinigung. Geeignete Einweg-Werkzeuge sind zum Beispiel Holzspatel, Einwegspachtel, Einwegbecher (auf Kennzeichnung achten) und Einwegunterlagen.

Werden Epoxidharzsysteme nach dem Anmischen nicht rechtzeitig verarbeitet, kann es in der Mischung zu einer heftigen Reaktion mit deutlicher Wärmeentwicklung und starkem Druckanstieg kommen. Das kann zum Beispiel zum Freisetzen von Dämpfen oder zum schlagartigen Verspritzen der Mischung führen. Aus diesem Grund sollten die Verarbeitungshinweise der Herstellfirma (zum Beispiel in den technischen Merkblättern) unbedingt beachtet werden.

Zu Gefährdungen und Schutzmaßnahmen in Bezug auf eingesetzte Faserstoffe siehe Abschnitt 12.13.1 "Glas- und Kohlefaserstäube".

Weitere Informationen zu Gefährdungen und Schutzmaßnahmen siehe:
•	DGUV Information 213-116 "Tätigkeiten mit Epoxidharzen"
•	DGUV Information 213-081 "Styrol - Polyesterharze und andere styrolhaltige Gemische"
•	DGUV Information 209-033 "Faserverstärkte Polyesterharze - Handhabung und sicheres Arbeiten"

12.4.3 Nicht ausgehärtete Gieß- oder Laminierharze

Unvollständig ausgehärtete Gieß- und Laminierharze können typischerweise durch falsche Dosierung oder unzureichende Durchmischung der Einzelkomponenten entstehen. Die Gefährdungen, die von nicht ausgehärteten Gießharzen ausgehen können, sind mit denen der jeweiligen Einzelkomponenten vergleichbar. Die Schutzmaßnahmen sind dementsprechend auszurichten.

Die Entsorgung muss als Sondermüll erfolgen (weitere Hinweise dazu finden Sie zum Beispiel in Abschnitt 13 der Sicherheitsdatenblätter der Einzelkomponenten).

Je nach Aushärtungsgrad der Werkstücke können die bei der Nachbearbeitung freigesetzten Stäube noch mehr oder weniger hohe Anteile an nicht vollständig abreagierten, sensibilisierenden Rezepturbestandteilen des Gießharzprodukts enthalten. Daher wird die Verwendung von partikelfiltrierenden Atemschutzgeräten (Halbmasken mit Partikelfilter Filterklasse P2 oder partikelfiltrierende Halbmasken FFP2) bei Staub freisetzenden Nachbearbeitungsschritten auch dann empfohlen, wenn die Arbeitsplatzgrenzwerte für Stäube eingehalten werden. Entsprechend sind auch Haut und Augen zu schützen (Schutzhandschuhe, langärmlige Arbeitskleidung, Schutzbrille).