Abb. 6 Kühlschmierstoffanwendung an einer Drehbank

Gefährdung

Kühlschmierstoffe (KSS) werden bei der zerspanenden Bearbeitung von metallischen Werkstücken verwendet. Mineralöle, synthetische Öle oder in selteneren Fällen pflanzliche Öle bilden die Basiskomponenten der Kühlschmierstoffe. Außerdem enthalten sie eine Reihe von Zusätzen, wie Konservierungsmittel, Schaumverhüter und Korrosionsschutzmittel. Ein umfangreiches Informationsportal einzelner Kühlschmierstoffkomponenten und deren Gefährdungen bietet das Forschungs- und Beratungsinstitut Gefahrstoffe GmbH (siehe weitere Informationen in Anhang 10 "Vorschriften, Regeln und Informationen").

Je nach Anwendungszweck kommen zwei unterschiedliche Kühlschmierstoff-Typen zum Einsatz: Die wassergemischten und die nichtwassermischbaren KSS. Nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe bestehen bis auf einen kleinen Anteil an Zusatzstoffen aus Mineralölen. Sie werden in erheblich geringerem Umfang eingesetzt als die wassergemischten Produkte.

Wassergemischte Kühlschmierstoffe werden vom Hersteller in der Regel als Konzentrat geliefert und vor ihrer Verwendung mit Wasser gemischt. Der Wasseranteil liegt bei über 90 %. Emulgatoren sorgen hierbei für eine optimale Durchmischung von Wasser und Öl. Auch bereits gebrauchsfertige Mischungen sind im Handel erhältlich.

Während des betrieblichen Einsatzes können Fremdstoffe in den Kühlschmierstoffkreislauf eingeschleppt werden, zum Beispiel Schmierstoffe, Metallabrieb, Härtesalze.

Wassergemischte Kühlschmierstoffe werden darüber hinaus von Mikroorganismen (Bakterien, Schimmelpilzen) besiedelt. Während die Kühlschmierstoff-Konzentrate praktisch keimfrei sind, führen die Bedingungen beim Betrieb zu einem Eintrag und Wachstum von Mikroorganismen. Dies kann sich durch unangenehme Gerüche bemerkbar machen und zu einer Verschlechterung der anwendungstechnischen Eigenschaften führen.

Beim Umgang mit Kühlschmierstoffen können insbesondere Hauterkrankungen auftreten. Die häufigste Erkrankung durch Kühlschmierstoffe ist die Abnutzungsdermatose an den Händen, die auf die entfettende Wirkung der Kühlschmierstoffe in Verbindung mit hautschädigenden Inhaltsstoffen zurückzuführen ist. Bestimmte Inhaltsstoffe der Kühlschmierstoffe können allergische Hauterkrankungen hervorrufen. Voraussetzung ist meist eine Vorschädigung der Haut. Der ungeschützte Hautkontakt mit Kühlschmierstoff-Konzentraten kann zu akuten Hautreizungen führen. Bei Tätigkeiten mit nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen kann eine Ölakne der Haut auftreten, zum Beispiel unter ölgetränkter Kleidung.

Durch Einatmen der Kühlschmierstoffdämpfe und -aerosole sind Atemwegserkrankungen möglich.

Beim Umgang mit wassergemischten Kühlschmierstoffen muss besondere Sorgfalt auf das Verhindern der Bildung von krebserzeugenden N-Nitrosaminen gelegt werden. Gesundheitsgefahren bestehen, wenn sie über Haut und Atemwege aufgenommen werden. N-Nitrosamine dürfen in den im Handel erhältlichen Kühlschmierstoff-Konzentraten nicht enthalten sein. Sie können jedoch beim Gebrauch durch die Reaktion von Nitrit mit sekundären Aminen entstehen. In Kühlschmierstoff-Konzentraten dürfen deshalb auch keine Nitrite oder nitritabspaltenden Substanzen enthalten sein.

Nitrit kann jedoch über

• in der Luft vorhandene Stickoxide (verursacht zum Beispiel von Gabelstaplern, Schweißgeräten oder durch Tabakrauch),

• Werkstücke, die mit nitrithaltigen Rostschutzmitteln oder Härtesalzen behandelt wurden,

• Nitrat aus dem Ansetzwasser, das bakteriell in Nitrit umgewandelt werden kann und

• Abbauprodukte von Bakterien

in die Kühlschmierstoff-Emulsion eingetragen werden.

Der Nitritgehalt ist deshalb regelmäßig im Auftrag des Vorgesetzten durch einen Fachkundigen zu kontrollieren (siehe Tabelle 2).

Bei der Pflege und Wartung von Anlagen/Maschinen mit wassergemischten Kühlschmierstoffen kommen Produkte zum Einsatz, von denen Gefahren für Haut und Atemwege ausgehen.

Hierzu zählen

• Systemreiniger, die der Gebrauchsemulsion beim Wechsel hinzugegeben werden und Schmutz sowie Nester von Mikroorganismen an schwer zugänglichen Stellen ablösen sollen und

• Biozide, die bei Keimbefall mitunter gezielt zugegeben werden.

Schutzmaßnahmen

Die gefahrstoffrechtlichen Grundlagen zum sicheren Umgang mit wassergemischten Kühlschmierstoffen sind in der Technischen Regel für Gefahrstoffe TRGS 611 ("Verwendungsbeschränkungen für wassermischbare bzw. wassergemischte Kühlschmierstoffe, bei deren Einsatz N-Nitrosamine auftreten können") enthalten.

Ersatzverfahren

Bei der Bearbeitung des Werkstückes mit niedriger Drehzahl kann häufig auf den Einsatz von Kühlschmierstoffen verzichtet werden.

Für bestimmte industrielle Bearbeitungsverfahren wie Sägen, Bohren oder Fräsen kann die Minimalmengenschmierung eingesetzt werden. Hierbei wird mit Hilfe moderner Dosiertechnik der Kühlschmierstoff zielgerichtet und dosiert an die Zerspanungsstelle herangeführt. Der Schmierstoffbedarf liegt bei diesem Verfahren bei maximal 50 ml pro Stunde. Während der Verarbeitung wird der Kühlschmierstoff vollständig verbraucht (Verlust-/Verbrauchsschmierung). Als Schmierstoff für dieses Verfahren können auf Grund der toxikologischen und dermatologischen Unbedenklichkeit sowie ihrer guten anwendungstechnischen Eigenschaften Esteröle und Fettalkohole empfohlen werden.

Technische Maßnahmen

Kapselung und Absaugung
Kühlschmierstoff-Dämpfe und -Aerosole müssen erfasst und abgeführt werden. Den besten Schutz bieten gekapselte Maschinen mit Absaugung. Eine weitere Möglichkeit ist eine Absaugung der Nebel und Dämpfe an der Entstehungsstelle. Die Abluft sollte am besten nach außen geführt werden, da eine Luftrückführung in den Raum nur über ein geeignetes Abscheidersystem möglich ist.

Konstruktive Forderungen
Die KSS-führenden Anlagenteile sollten konstruktiv so gestaltet sein, dass die Kühlschmierstoff-Behälter gut zugänglich sind und das Kreislaufsystem leicht zu reinigen ist, d.h. keine Toträume oder unzugängliche Ecken aufweist.

Zur Verminderung von Hautkontakt mit dem Kühlschmierstoff sind Spritzschutzeinrichtungen und Umleitbleche, die ein Nachtropfen des Kühlschmierstoffs verhindern, empfehlenswert. Kühlschmierstoffführende Kanäle, Auffangbecken etc. müssen abgedeckt sein, um die Einwirkung von UV-Licht oder das Verdunsten zu verhindern.

Mischsysteme
Der Einsatz von Mischbatterien oder eines Dosiersystems zum Anmischen der Kühlschmierstoff-Emulsion verringert die Gefahren beim Umgang mit dem Konzentrat.

Organisatorische Maßnahmen

Auswahl des Kühlschmierstoffes
Es sollten möglichst nur Kühlschmierstoffe verwendet werden, die keine gesundheitsgefährlichen Komponenten enthalten. Es ist empfehlenswert, sich vom Hersteller bestätigen zu lassen, dass wassermischbare Kühlschmierstoffe den Anforderungen der TRGS 611 entsprechen. Wenn möglich, sollten vernebelungs- und verdampfungsarme Produkte eingesetzt werden.

Prüfung und Pflege des Kühlschmierstoffes
Bei wassergemischten Kühlschmierstoffen soll ein vom Vorgesetzten beauftragter Fachkundiger durch eine regelmäßig Überwachung der wichtigsten Kenngrößen sicherstellen, dass es nicht zu einer gefährdenden Bildung von N-Nitrosaminen und einem übermäßigen Wachstum von Mikroorganismen kommt. Daher ist eine regelmäßige Überprüfung des Nitrit- und Nitrat-Gehalts, des pH-Werts sowie der Temperatur vorgeschrieben. Bei größerem Einsatz von Kühlschmierstoffen werden außerdem Prüfungen der Gebrauchskonzentration sowie Keimzahlmessungen empfohlen. Empfehlungen zu Prüffristen, Grenzwerten und erforderlichen Maßnahmen können der Tabelle 2 entnommen werden.

Prüfumfang und die Ergebnisse der Prüfungen sind nachprüfbar in einem Wartungsbuch zu dokumentieren. Zweckmäßig ist es, einen Wartungsplan über die durchzuführenden Prüfungs-, Pflege- und Reinigungsmaßnahmen zu erstellen. Ein Beispiel für einen Reinigungsplan enthält Anhang 7.

Feststoffe, wie zum Beispiel Metallabrieb, Späne müssen kontinuierlich aus dem Kühlschmierstoff-Kreislaufsystem ausgeschieden (zum Beispiel durch Filtration, Magnetabscheider) und Fremdöle regelmäßig abgetrennt werden (zum Beispiel über Skimmer, Absauggeräte).

Prüfung der Absauganlagen
Die regelmäßige Prüfung der Absaug- und Abscheideanlagen ist durch Fachkundige zu veranlassen, der Prüfumfang und das Ergebnis ist nachprüfbar zu dokumentieren.

Der Einsatz von Systemreinigern und Bioziden erfordert Fachkunde und sollte nur von beauftragten und unterwiesenen Personen mit persönlicher Schutzausrüstung durchgeführt werden. Es ist auf eine genaue Dosierung nach Herstellerangabe zu achten (s.a. weitere Informationen in Anhang 10 "Vorschriften, Regeln und Informationen").

Damit die Beschäftigten nicht mit den im Systemreiniger enthaltenen Bioziden belastet werden, sollte das Umwälzen mit Systemreiniger über Nacht erfolgen.

Eine gute Durchlüftung und Umwälzung des Kühlschmierstoffes - vor allem auch in betriebsfreien Zeiten - verringert das Wachstum von Mikroorganismen. Bei Maschinen, die längere Zeit stehen, kann zum Beispiel Sauerstoff über Pumpen in die Emulsion eingetragen werden.

Vermeidung von Emissionen
Durch optimales Einstellen des Kühlschmierstoff-Strahls (Menge und Richtung) können Kühlschmierstoff-Emissionen weitgehend vermieden werden.

Die Erfahrung zeigt, das insbesondere diffuse Emissionsquellen wie offene Sammel- und Rücklaufbehälter oder offen herumliegende benutzte Putztücher zu hohen Dampfkonzentrationen im Raum beitragen können. Darum sollten alle Sammel- und Ablaufstellen für Kühlschmierstoffe geschlossen sein. Mit Kühlschmierstoffen verunreinigte Späne und Putztücher sind in geschlossenen Behältern zu sammeln, verschüttete oder verspritzte Kühlschmierstoffe sind möglichst schnell aufzuwischen.

Mit einem KSS-Film überzogene Werkstücke dürfen nicht mit Pressluft frei in den Raum abgeblasen werden.

Persönliche Schutzausrüstung
Beim Umgang mit Kühlschmierstoffkonzentrat, Bioziden und Systemreinigern sind Augenschutz und Schutzhandschuhe erforderlich. Für das Verdünnen und Abfüllen sollte eine Kunststoffschürze zur Verfügung gestellt werden.

Schutzhandschuhe (zum Beispiel nitrilgetränkte Baumwollhandschuhe) sind zu tragen, wenn

• an stillgesetzten gekapselten Maschinen gearbeitet wird,

• größere Werkstücke ein- und ausgebaut werden und

• Reinigungsarbeiten am Kühlschmierstoff-System durchgeführt werden, wenn kein Kontakt zu Gefahrstoffen besteht. Sonst sind geeignete Chemikalienschutzhandschuhe einzusetzen.

Für das mechanische Reinigen von mikrobiellen Verunreinigungen der KSS-führenden Anlagenteile kann je nach Ausmaß der Gefährdung das Tragen eines Atemschutzes mit Partikelfilter P2 erforderlich sein.

Hautschutz
Es müssen geeignete Hautschutz-, Hautreinigungs- und Hautpflegemittel ausgewählt, zur Verfügung gestellt und benutzt werden. Ein hierauf abgestimmter Hautschutzplan ist auszuhängen und von den Mitarbeitern zu beachten.

Arbeitsmedizinische Untersuchungen
Wenn ein regelmäßiger Hautkontakt mit Kühlschmierstoffen nicht vermieden werden kann, wird eine Angebotsuntersuchung nach dem DGUV Grundsatz G 24 "Hauterkrankungen" empfohlen.

Treten bei Arbeitnehmern beim Umgang mit Kühlschmierstoffen außergewöhnliche Hauterscheinungen, wie Juckreiz, Brennen, Rötung, Bläschen oder Schuppung auf, ist auf jeden Fall der Betriebsarzt einzuschalten. Arbeiten mit Kühlschmierstoff-Kontakt sollten nur dann fortgeführt werden, wenn eine Untersuchung nach dem DGUV Grundsatz G 24 "Hauterkrankungen" durchgeführt wurde und "keine gesundheitlichen Bedenken" für eine Weiterbeschäftigung geäußert wurden.