Farbmasterbatches erzeugen bei der Verarbeitung Staubbelastungen, die je nach Pigment und Trägermaterial gesundheitsgefährdend sein können. Besonders bei krebserzeugenden Pigmenten gelten strenge Grenzwerte nach TRGS 900 und GefStoffV, die eine technische Absaugung zwingend erforderlich machen. Dieser Artikel beantwortet die wichtigsten Fragen zu Staubemissionen, Grenzwerten und geeigneten Absauglösungen für Betriebe in der Kunststoffverarbeitung.
Welche Stäube entstehen bei der Verarbeitung von Farbmasterbatches?
Bei der Verarbeitung von Farbmasterbatches entstehen primär Pigmentstaub, Trägermaterialstaub und thermische Zersetzungsprodukte. Die genaue Staubzusammensetzung hängt vom eingesetzten Pigment, dem Trägermaterial sowie dem jeweiligen Prozessschritt ab. Besonders bei der Dosierung, dem Mischen und der Extrusion treten erhöhte Staubkonzentrationen auf.
Farbmasterbatches bestehen aus einem Trägermaterial, meist einem Polyolefin wie Polyethylen oder Polypropylen, und einem hohen Pigmentanteil. Typische Staubquellen im Produktionsprozess sind:
- Dosierung und Aufgabe: Beim Befüllen von Trichtern und Dosiergeräten werden feine Partikel freigesetzt.
- Extrusion und Compoundierung: Thermische Belastung kann Trägermaterialien zersetzen und flüchtige organische Verbindungen (VOC) freisetzen.
- Granulierung und Abfüllung: Mechanische Beanspruchung erzeugt Abrieb und Feinstaub.
- Reinigung und Farbwechsel: Rückstände aus Pigmenten werden aufgewirbelt und können als A-Fraktion (alveolengängig) in die Atemluft gelangen.
Besonders kritisch sind anorganische Pigmente auf Basis von Schwermetallverbindungen sowie organische Pigmente mit krebserzeugenden Eigenschaften. Auch Rußpigmente (Carbon Black) sind als mögliche Karzinogene eingestuft. Das Trägermaterial selbst erzeugt bei mechanischer Bearbeitung Kunststoffstaub, der unter TRGS 900 und TRGS 504 fällt.
Wie gefährlich sind Pigment- und Trägermaterialstäube für die Gesundheit?
Pigmentstaub aus Farbmasterbatches kann je nach Stoff von reizend bis krebserzeugend eingestuft sein. Trägermaterialstaub aus Kunststoffen gilt in der A-Fraktion als biologisch aktiver Staub. Das Gefährdungspotenzial hängt von der Partikelgröße, der Konzentration in der Atemluft und den chemischen Eigenschaften des Pigments ab.
Die alveolengängige Fraktion (A-Fraktion) ist besonders gefährlich, weil diese Partikel tief in die Lunge eindringen. Der allgemeine Staubgrenzwert nach TRGS 900 liegt für die A-Fraktion bei 1,25 mg/m³ (Überschreitungsfaktor 8) und für die einatembare E-Fraktion bei 10 mg/m³ (Überschreitungsfaktor 2). Der früher verwendete Wert von 3 mg/m³ für alveolengängigen Staub ist seit dem 14. Februar 2014 ungültig und darf nicht mehr als Grundlage verwendet werden.
Für krebserzeugende Pigmente, etwa bestimmte Azo-Verbindungen oder polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, gibt es keinen Arbeitsplatzgrenzwert (AGW). Stattdessen gilt das Risikokonzept der TRGS 910 mit Akzeptanz- und Toleranzkonzentrationen. Betriebe müssen in diesen Fällen das Minimierungsgebot konsequent umsetzen und technische Schutzmaßnahmen priorisieren.
Typische Gesundheitsfolgen bei unzureichendem Schutz umfassen:
- Reizungen der Atemwege und Schleimhäute
- Chronische Atemwegserkrankungen bei Langzeitexposition
- Sensibilisierung und Berufsasthma bei reaktiven Pigmenten
- Erhöhtes Krebsrisiko bei krebserzeugenden Pigmentbestandteilen
Welche gesetzlichen Grenzwerte gelten für Stäube aus Masterbatch-Prozessen?
Für Stäube aus der Masterbatch-Verarbeitung gelten primär die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) der TRGS 900 sowie die Anforderungen der GefStoffV. Krebserzeugende Stäube unterliegen dem Risikokonzept der TRGS 910. Da es sich um mechanische Bearbeitungs- und Mischprozesse handelt, ist die TRGS 528 (Schweißtechnische Arbeiten) hier nicht anwendbar.
Die relevanten Regelwerke im Überblick:
- TRGS 900: Allgemeiner Staubgrenzwert, A-Fraktion 1,25 mg/m³, E-Fraktion 10 mg/m³; stoffspezifische AGW für einzelne Pigmentbestandteile
- TRGS 504: Tätigkeiten mit Exposition gegenüber A- und E-Staub, Schutzmaßnahmen und Substitutionsprüfung
- TRGS 910: Risikokonzept für krebserzeugende Stäube ohne AGW, Akzeptanz- und Toleranzkonzentrationen
- GefStoffV: Grundlage für die Gefährdungsbeurteilung und das Minimierungsgebot
Die Staubklasse des einzusetzenden Entstaubers richtet sich nach dem AGW des jeweiligen Staubes: Staubklasse L gilt bei einem AGW über 1 mg/m³, Staubklasse M ab 0,1 mg/m³ und Staubklasse H bei einem AGW unter 0,1 mg/m³ oder bei krebserzeugenden Stäuben. Diese Einstufung erfolgt nach DIN EN IEC 60335-2-69. Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.
Die Gefährdungsbeurteilung bildet die Grundlage für die Auswahl der richtigen Geräteklasse und Filterstufe. Sie muss vor Aufnahme der Tätigkeit erstellt und bei Änderungen des Prozesses oder der eingesetzten Stoffe aktualisiert werden.
Wie lässt sich Staubbelastung durch Farbmasterbatches messtechnisch erfassen?
Die Staubbelastung durch Farbmasterbatches wird durch personenbezogene Messungen der A- und E-Fraktion an den tatsächlichen Arbeitsplätzen erfasst. Ergänzend kommen stationäre Messungen im Bereich der Hauptstaubquellen zum Einsatz. Die Messung muss von einer akkreditierten Messstelle durchgeführt werden, wenn die Ergebnisse als Nachweis gegenüber der Berufsgenossenschaft dienen sollen.
Für die messtechnische Erfassung sind folgende Schritte relevant:
- Prozessanalyse: Identifikation aller Staubquellen im Produktionsablauf, von der Dosierung bis zur Abfüllung
- Probenahme: Personenbezogene Probenahme über eine vollständige Arbeitsschicht, getrennt nach A- und E-Fraktion
- Chemische Analyse: Bestimmung der Pigmentbestandteile, insbesondere bei Verdacht auf krebserzeugende Inhaltsstoffe
- Vergleich mit AGW: Auswertung der Ergebnisse anhand der Grenzwerte der TRGS 900 und gegebenenfalls der TRGS 910
- Dokumentation: Ergebnisse fließen in die Gefährdungsbeurteilung ein und belegen die Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen
Wichtig: Für krebserzeugende Pigmentbestandteile ohne AGW gelten die Akzeptanz- und Toleranzkonzentrationen der TRGS 910. Hier reicht ein einfacher Vergleich mit einem Grenzwert nicht aus. Der Betrieb muss nachweisen, dass alle technisch möglichen Maßnahmen zur Minimierung der Exposition ergriffen wurden. Informationen zu industriellen Absauganwendungen helfen dabei, den richtigen Erfassungsansatz für den jeweiligen Prozess zu wählen.
Welche Absauglösungen sind für Masterbatch-Stäube geeignet?
Für trockene Pigment- und Kunststoffstäube aus der Masterbatch-Verarbeitung sind Entstauber mit Trockenfilter die Standardlösung. Die Staubklasse des Geräts richtet sich nach dem AGW des Staubes: Staubklasse H nach DIN EN IEC 60335-2-69 ist bei krebserzeugenden Pigmentbestandteilen zwingend erforderlich. Bei klebrigen oder hygroskopischen Stäuben kommen Nassabscheider in Betracht.
Entstauber mit Trockenfilter (CF-Serie)
Entstauber der Staubklasse H eignen sich für die Absaugung von Pigmentstaub mit einem AGW unter 0,1 mg/m³. Diese Geräte erzielen einen maximalen Durchlassgrad von 0,005 % und werden in der Praxis mit Schwebstofffilterstufen der Klasse H13 oder H14 nach DIN EN 1822 ausgestattet. Wichtig: Die Staubklasse H schreibt keine bestimmte Filtermedienklasse vor, sie definiert nur den maximalen Durchlassgrad.
Für die Auslegung der Anlage ist der Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF) entscheidend. Nicht alle Arbeitsplätze oder Dosiereinheiten laufen gleichzeitig. Der GZF kann die rechnerisch erforderliche Anlagengröße um bis zu 40 % reduzieren und damit die Investitionskosten erheblich senken. Eine sorgfältige Prozessanalyse vor der Auslegung ist daher wirtschaftlich sinnvoll.
Nassabscheider für reaktive oder hygroskopische Stäube
Manche Pigmente oder Trägermaterialien sind hygroskopisch, elektrostatisch aufladbar oder reagieren mit Luftfeuchtigkeit. In diesen Fällen sind Nassabscheider die geeignete technische Option. Sie vermeiden Filterverstopfungen und reduzieren das Risiko von Staubbränden bei reaktiven Materialien. Die Auswahl zwischen Trocken- und Nassabscheidung muss auf Basis der Gefährdungsbeurteilung und der Stoffeigenschaften erfolgen.
Für die Erfassung an der Quelle sind Absaughauben, Schlitzabsaugungen oder integrierte Absaugungen an Dosier- und Mischeinheiten geeignet. Eine zentrale Absauganlage kann mehrere Arbeitsplätze gleichzeitig versorgen und ist bei größeren Produktionsbetrieben wirtschaftlicher als dezentrale Einzellösungen.
Wann ist eine Wärmerückgewinnung bei der Absaugung wirtschaftlich sinnvoll?
Eine Wärmerückgewinnung bei der Absaugung ist wirtschaftlich sinnvoll, wenn die Anlage kontinuierlich in Betrieb ist, große Luftvolumina abgesaugt werden und die abgesaugte Luft nach der Filtration sauber genug ist, um in den Hallenraum zurückgeführt zu werden. Bei Staubklasse H ist die Rückführung nur nach Prüfung der Restkonzentration zulässig.
Die wirtschaftliche Bewertung hängt von mehreren Faktoren ab:
- Betriebsstunden: Je länger die Anlage täglich läuft, desto schneller amortisiert sich die Wärmerückgewinnungseinheit.
- Luftvolumenstrom: Größere Volumenströme bedeuten mehr rückgewinnbare Wärmeenergie.
- Energiekosten: Steigende Energiepreise erhöhen die Wirtschaftlichkeit der Rückgewinnung.
- Filterklasse und Reststaubgehalt: Bei Staubklasse H muss die Reststaubkonzentration der gefilterten Abluft geprüft werden, bevor eine Rückführung in den Arbeitsbereich zulässig ist.
Absauganlagen lassen sich so auslegen, dass Luftreinhaltung, Klimatisierung und Wärmerückgewinnung kombiniert werden. Das senkt den Heizenergiebedarf in der Halle, insbesondere in den Wintermonaten. Förderprogramme von BAFA und KfW können die Investition in energieeffiziente Absauganlagen mit Wärmerückgewinnung unterstützen. Die Förderfähigkeit sollte vor der Auslegung geprüft werden, um die Investitionssicherheit zu gewährleisten. Weitere Informationen zu verfügbaren Serviceleistungen und Beratungsangeboten helfen bei der Planung.
Wie ULMATEC bei der Staubbelastung durch Farbmasterbatches hilft
Betriebe in der Kunststoffverarbeitung, die Farbmasterbatches einsetzen und die Staubbelastung normkonform reduzieren müssen, erhalten bei uns eine technisch fundierte Lösung. Wir analysieren den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom und entwickeln, fertigen und montieren die passende Absauganlage dazu, hergestellt in Deutschland.
Konkret unterstützen wir Sie bei folgenden Aufgaben:
- Prozess- und Stoffanalyse: Identifikation der relevanten Pigmente und Trägermaterialien sowie Einordnung in die Staubklassen L, M oder H nach DIN EN IEC 60335-2-69
- Auslegung der Absauganlage: Berechnung des erforderlichen Volumenstroms unter Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors (GZF) für eine wirtschaftliche Anlagengröße
- Filterauswahl: Auswahl der passenden Filterstufe für trockene Pigmentstäube, einschließlich Staubklasse H für krebserzeugende Stoffe
- Wärmerückgewinnung: Integration einer Wärmerückgewinnungseinheit, wo dies technisch und normativ zulässig ist
- Dokumentation und Fördermittel: Lieferung inklusive technischer Dokumentation; Hinweis auf BAFA- und KfW-Förderprogramme für Investitionssicherheit
Unsere Produktpalette umfasst Entstauber der CF-Serie in verschiedenen Baugrößen sowie Nassabscheider für reaktive oder hygroskopische Stäube. Alle Anlagen erfüllen die geltenden Normen und werden nach Ihren Prozessanforderungen ausgelegt. Kontaktieren Sie uns für eine technische Erstberatung zu Ihrer Masterbatch-Anwendung.
Related Articles
- Wann reicht eine Absaughaube und wann braucht es eine Einhausung?
- Wie wirkt sich Metallstaub auf die Reproduzierbarkeit von Fertigungsprozessen aus?
- Wie funktioniert ein Hallenlüftungssystem in Produktionshallen?
- Was ist der Unterschied zwischen Ölnebel und anderen industriellen Aerosolen?
- Welche Grenzwerte für Feinstaub gelten am Arbeitsplatz in 2026?