Schutz vor krebserzeugenden Arbeitsstoffen beim Kunststoffspritzguss

Bei der Verarbeitung von Polyoxymethylen (POM) kann als Zersetzungsprodukt das krebserzeugende Formaldehyd entstehen. Damit eine Gesundheitsgefährdung der Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer verhindert wird, müssen Schutzmaßnahmen nach dem STOP-Prinzip ergriffen werden. Doch nicht immer ist es möglich, POM durch andere Kunststoffe zu ersetzen. Welche Maßnahmen praktikabel sind, hängt von mehreren Faktoren ab, wie dem Anteil von POM an der gesamten Produktion und der Firmengröße. Wie unterschiedliche Unternehmen diese Herausforderung gemeistert haben, zeigen zwei ausgewählte Good-Practice-Beispiele: die Magna Auteca GmbH und die mack Gesellschaft mbH.

In beiden Unternehmen waren sich die Verantwortlichen bewusst, dass POM Formaldehyd freisetzen kann. Generell sind jedoch krebserzeugende Stoffe, die während eines Arbeitsprozesses entstehen bzw. frei werden, schwerer zu identifizieren als zugekaufte, die entsprechend gekennzeichnet sind. Ob und in welcher Menge sich während der Produktion krebserzeugende Stoffe bilden, lässt sich nur beurteilen, wenn man genaue Kenntnisse über das Arbeitsverfahren hat. Einflussfaktoren sind z. B. die verwendeten Grund- und Hilfsstoffe, Temperatur und Druck. Werden einzelne Parameter geändert, wirkt sich das auf die Palette der entstehenden Substanzen aus.

Dass es sich bei Formaldehyd um einen krebserzeugenden Stoff handelt, ist spätestens seit der Novellierung der CLP-Verordnung 2014 bekannt; die Einstufung als eindeutig krebserzeugender Stoff trat mit 1. April 2015 in Kraft. Formaldehyd kann Krebs im Nasen-Rachen-Raum verursachen, ist giftig, ätzend und steht darüber hinaus im Verdacht, das Erbgut zu schädigen. In einer EU-Richtlinie wurde der Grenzwert für Formaldehyd mit Wirkung ab dem 1. Jänner 2016 von 0,5 auf 0,3 ppm herabgesetzt. Für Österreich verbindlich wurde dies erst mit der nationalen Umsetzung in einer Novelle der Grenzwerteverordnung 2011 am 24. Oktober 2017.

Aktuatoren-Hersteller Magna Auteca

Das bei Zimmertemperatur gasförmige Formaldehyd lässt sich an seinem stechenden Geruch erkennen. Tritt dieser in der Produktion von Spritzgussteilen aus POM auf, kann das ein Alarmsignal dafür sein, dass Formaldehyd in einer gesundheitsgefährdenden Menge freigesetzt wird. Als 2016 die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Werk Weiz der Magna Auteca GmbH über einen unangenehmen Geruch klagten, reagierte die Geschäftsführung sofort. Es bestand der – begründete – Verdacht, dass die Ausweitung der Produktionskapazität auch zu einer höheren Belastung mit Formaldehyd geführt hatte. Im Werk Weiz stellen rund 550 Beschäftigte im Spritzgussverfahren aus POM-Rohgranulat Aktuatoren her, die zum Verstellen und Beiklappen von Autospiegeln dienen. Das Granulat wird in der Plastifiziereinheit der Anlage auf 190 bis 230 Grad Celsius erwärmt und in zähflüssiger Form unter hohem Druck in das Werkzeug eingespritzt. Die ausgeworfenen Fertigteile, die eine Temperatur von 90 bis 100 Grad aufweisen, gelangen über ein Förderband zu den Sammelboxen. Bis zur vollständigen Abkühlung gasen die Teile aus. Bei dieser Art von Polymer ist Formaldehyd ein Zersetzungsprodukt, das dabei frei wird.

„Im Jahr 2015 haben wir eine neue Anlage, ein sogenanntes 16-fach-Werkzeug, installiert. Die verstärkte Geruchsbelastung ist während des Probebetriebs aufgetreten“, erinnert sich Robert Schneider, bei Magna Auteca für Umwelt, Sicherheit, Brandschutz und Facility Management in den Werken Weiz und Klagenfurt zuständig. Das Unternehmen kontaktierte die AUVA, um durch Messungen abklären zu lassen, ob der Grenzwert für Formaldehyd auch mit der größeren Anlage eingehalten werden konnte.

Ausgasende Spritzguss-Teile

Das war nicht im gesamten Produktionsbereich der Fall. „Mit 0,2 bis 0,7 ppm sind die Werte zum Teil über dem Grenzwert gelegen. Vor allem bei den Sammelbehältern für die fertigen Spritzgussteile hat es Überschreitungen gegeben. Auch die Gesamtbelastung der Spritzgusshalle mit Formaldehyd ist durch das Ausgasen der Teile angestiegen“, fasst Schneider die Ergebnisse der von der AUVA durchgeführten Messungen zusammen. Worin genau das Problem bestand, erklärt DI Dr. Gernot Riesenhuber, Fachkundiges Organ Chemie, vom Unfallverhütungsdienst der AUVA-Landesstelle Graz: „Bei der neuen Anlage ist der Durchsatz höher. Die vielen frischen heißen Spritzgussteile haben in Summe eine große Oberfläche, von der Formaldehyd abdampft. Nachdem laut Messung die Formaldehyd-Konzentration den Grenzwert zum Teil überschritten hat, ist dringend Handlungsbedarf bestanden.“

Die nach der STOP-Rangfolge zu bevorzugende Maßnahme, eine Substitution von POM durch einen anderen Kunststoff, war nicht durchführbar, da Magna Auteca als Zulieferbetrieb bezüglich der Arbeitsstoffe und Verfahren Vorgaben hat. Anforderungen an das Produkt, etwa in Bezug auf Temperaturstabilität und Abriebfestigkeit, die bei beweglichen Teilen eine wesentliche Rolle spielen, müssen eingehalten werden. „Für uns war es daher das oberste Gebot, eine technische Lösung zu suchen, zu planen und umzusetzen“, so Schneider.

Absaugung der Sammelbehälter

Die AUVA schlug vor, die Quelle der Schadstoffbelastung mit einer Absaugung einzuhausen. Daraufhin installierte Magna Auteca im Februar 2017 direkt über den Sammelbehältern mit den Fertigteilen eine Absaughaube, von der die belastete Luft ins Freie geleitet wird. Sollte die Absaugung ausfallen, stoppt automatisch auch die Produktion. „Wir haben das Formaldehyd nicht gänzlich beseitigen können, aber zum Großteil durch die Absaugung erfasst. Neuerliche Messungen haben Werte zwischen 0,1 und 0,12 ppm ergeben“, erklärt Schneider.

Die Messprotokolle legte man auch dem Arbeitsinspektorat vor, mit dem laut Schneider ein gutes Einvernehmen herrscht: „Der Arbeitsinspektor hat uns dabei unterstützt, ein Verzeichnis der Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer anzulegen, die der Belastung mit Formaldehyd ausgesetzt sind.“ Eine länger andauernde Exposition ist nicht gegeben, da die Produktion der Aktuatoren automatisiert erfolgt. Die Beschäftigten halten sich nur kurzzeitig in jenen Bereichen auf, in denen eine höhere Konzentration von Formaldehyd in der Luft vorliegt.

Allerdings sind im Rahmen der Produktion von POM-Spritzgussteilen auch Tätigkeiten notwendig, bei denen die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter einer höheren Formaldehydbelastung ausgesetzt sind, selbst wenn sie nicht ständig an den Maschinen stehen. Dazu zählen Störungsbehebung, Reinigung im Inneren einer Maschine und Umrüstung von Werkzeug oder Material. Die Empfehlung der AUVA, dabei eine Atemschutzmaske mit Filter gegen Formaldehyd zu tragen, wird bei Magna Auteca konsequent umgesetzt, so Schneider: „Nur für diese Arbeiten ist es bei uns verbindlich vorgeschrieben, eine Atemschutzmaske zu verwenden.“

Brandgefährlicher Spritzkuchen

Wird das Material oder das Werkzeug gewechselt, muss die Düse freigespritzt werden. Dabei bildet sich ein sogenannter Spritzkuchen, der sich aufgrund seiner hohen Temperatur thermisch zersetzt, wobei Formaldehyd frei werden kann. Der Spritzkuchen, der lange eine hohe Temperatur behält, sollte in einem Behälter vollständig in Wasser eingetaucht werden und dort auskühlen, was bei Magna Auteca schon vor den Formaldehyd-Messungen praktiziert wurde. Laut Schneider hat diese Vorgangsweise einen zusätzlichen Vorteil: „Das Formaldehyd wird im Wasser gebunden und gleichzeitig die Brandgefahr durch den heißen Spritzkuchen minimiert.“

Eine weitere Schutzmaßnahme, die Magna Auteca bereits vor der Inbetriebnahme der neuen Anlage getroffen hat, ist das Abdecken der Förderbänder und der Boxen, in denen die heißen Spritzgussteile gesammelt werden. Die Formaldehyd-Dämpfe können sich dadurch nicht in der Raumluft verteilen. Eine Einlagerung der Teile erfolgt erst, wenn sie nicht mehr ausdunsten. Zusätzlich gibt es eine Schichtenlüftung, über die die Zwischenlagerplätze abgesaugt werden, so Schneider: „Wir haben eine Be- und Entlüftungsanlage für die gesamte Halle, die bei laufender Produktion immer eingeschaltet ist und für ausreichend frische Luft sorgt.“

Durch die Summe der Maßnahmen sind keine Geruchsbelästigungen mehr aufgetreten. Allerdings will man bei Magna Auteca sichergehen, dass der Grenzwert für Formaldehyd auch in Zukunft eingehalten wird, wie Schneider betont: „Wir planen, in jährlichen Abständen Messungen durchführen zu lassen. Falls es wieder zu Grenzwertüberschreitungen kommen sollte, können wir rechtzeitig reagieren und weitere Schutzmaßnahmen setzen.“ Die Lösungen der Magna Auteca wurden auch als Good-Practice-Beispiel im Rahmen der österreichischen Abschlussveranstaltung der EU-OSHA-Kampagne 2018/19 „Gesunde Arbeitsplätze – gefährliche Arbeitsstoffe erkennen und handhaben“ vorgestellt.

Kunststoffverarbeiter mack

Ein Paradebeispiel dafür, dass auch kleinere Unternehmen ihre Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter vor Formaldehyd-Emissionen effizient schützen können, ist die mack Gesellschaft mbH im niederösterreichischen Altenmarkt an der Triesting, die 20 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigt. In dem kunststoffverarbeitenden Betrieb mit den Geschäftsbereichen Formenbau, Spritzguss und Endfertigung werden auch Spritzgussteile aus POM hergestellt.

Der Präventionsschwerpunkt der AUVA zu krebserzeugenden Arbeitsstoffen lieferte den Anstoß, dass die Geschäftsführung von mack überprüfen wollte, ob die bereits getroffenen Schutzmaßnahmen ausreichen. „Wir sind durch einen Beitrag der AUVA in der Österreichischen Kunststoffzeitschrift auf das Thema aufmerksam geworden“, erinnert sich Mag. Stefanie Bettel, die gemeinsam mit ppa. Patrick Scheibenreiter das Unternehmen leitet.

Gute Messergebnisse

„Kurz nach Beginn der Kampagne hat sich Frau Mag. Bettel an uns gewandt und um eine Beurteilung der Schadstoffbelastung der Luft im Bereich Spritzguss ersucht. Wir haben eine kostenlose Messung angeboten und im Februar 2019 durchgeführt“, so Ing. Björn Mayrhofer, Chemiker in der AUVA-Landesstelle Wien. Während der Messung stand ein Ventilator zwischen den Maschinen; Türen, Fenster und Oberlichten waren geöffnet. Die Werte für Formaldehyd lagen zwischen 0,05 und 0,11 ppm und damit deutlich unter dem Grenzwert. Da man ausschließen wollte, dass die Werte nur aufgrund einer untypischen Situation so niedrig waren, wurde im Mai 2019 eine weitere Messung durchgeführt. Die personenbezogene Langzeitmessung, die unter schlechteren Bedingungen stattfand, brachte ähnliche Ergebnisse. Überrascht war Bettel nicht darüber: „Ich habe nicht angenommen, dass wir den Grenzwert überschreiten, aber wir wollten sichergehen, dass kein Risiko für unsere Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter besteht. Ihre Gesundheit ist uns wichtig, sie sind unser Potenzial. Und auch wir Geschäftsführer sitzen nicht im Büro, sondern stehen mit unseren Beschäftigten bei den Maschinen.“

Dass man sich bei der Arbeit mit krebserzeugenden Stoffen besonders schützen müsse, aber auch, dass die Grenzwerte eingehalten werden, wollte die Geschäftsführung der Belegschaft kommunizieren. „Uns ist es wichtig, mit unseren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern einen ehrlichen und intensiven Informationsaustausch zu leben. Alles, was wir wissen, geben wir an sie weiter“, so Scheibenreiter. Durch einen Aushang auf dem Info-Board und in persönlichen Gesprächen wurden die Informationen vermittelt – und laut Bettel von der Belegschaft sehr positiv aufgenommen. In einem kleineren Unternehmen sei es leichter, ständig in direktem Kontakt mit den Angestellten zu stehen.

Zusätzliche Schutzmaßnahmen

Trotz der guten Messergebnisse wollte die Geschäftsführung zusätzliche Schutzmaßnahmen ergreifen. Die Vorschläge der AUVA bezogen sich vor allem auf organisatorische Änderungen. Um das Minimierungsgebot einhalten zu können, rät die AUVA Betrieben, die neben POM andere Kunststoffe zur Herstellung von Spritzgussteilen verwenden, die räumliche Trennung von den POM-verarbeitenden Maschinen. Dadurch sind weniger Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter den Formaldehyd-Emissionen ausgesetzt. Außerdem ist es weniger Aufwand, nur für einen Teil der Produktionshalle eine Absaugung zu installieren.

Bei mack wird nur an einer Maschine regelmäßig POM verarbeitet; diese befindet sich unmittelbar neben einem Fenster in einem Bereich, in dem eine gute Durchlüftung gegeben ist. Der Auffangbehälter für die noch heißen Spritzgussteile steht zwei Meter von der Person entfernt, die an der POM-Maschine arbeitet. Zusätzlich rückte man alle Arbeitstische weiter von der POM-Maschine weg. Die Türen und Fenster wurden mit Hinweisen versehen, dass diese immer einen Spalt weit offen stehen müssen und eine regelmäßige Lüftung nötig ist.

Um die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter für die Risiken durch Formaldehyd verstärkt zu sensibilisieren, wird dieses Thema jetzt in den Schulungen und Unterweisungen ausführlicher behandelt. „Am wichtigsten ist es, zu wissen, dass POM bei thermischer Beanspruchung Formaldehyd freisetzt. Wir führen Mitarbeiterschulungen zur Handhabung des Materials durch, in denen betont wird, dass man nie warme Teile nachbearbeiten darf“, erklärt Bettel. Die Kunststofftechniker wurden geschult, die thermischen Grenzwerte einzuhalten, damit die Temperatur nicht über 240 Grad steigt.

Für die Schulungen wird nun auch das Merkblatt der AUVA M.plus 340.2 „Krebserzeugende Arbeitsstoffe beim Kunststoffspritzgießen“ herangezogen. Eine der Maßnahmen, die aufgrund von Beratungsgesprächen mit der AUVA und der Beschreibung im Merkblatt umgesetzt wurden, ist das Abkühlen des heißen, noch ausgasenden Spritzkuchens in einem mit Wasser gefüllten Behälter. Beim Ausspritzen des Spritzkuchens muss eine Atemschutzmaske getragen werden. Atemschutzmasken verwenden auch die beiden Geschäftsführer, wenn es zu einer thermischen Schädigung des Kunststoffs gekommen ist; alle ihre Angestellten müssen in diesem Fall sofort die Halle verlassen.

Kein Essen, Trinken, Kaugummikauen

Auf die Einhaltung der Hygienemaßnahmen achtet man bei mack seit der Beratung durch die AUVA noch genauer, das bereits davor eingehaltene Essverbot wurde weiter gefasst. Wenn Angestellte Kaugummi kauen oder Zuckerl lutschen, was früher in der Produktionshalle öfter vorgekommen ist, werden sie darauf aufmerksam gemacht, dass das ebenfalls unter „Essen“ fällt und daher nicht erlaubt ist. 

Eine Veränderung hat es auch bei den Trinkgewohnheiten gegeben. „Noch vor zwei Jahren sind Trinkflaschen und Kaffeehäferl auf den Arbeitstischen gestanden. Jetzt haben wir für die kalten Getränke einen eigenen Kühlschrank in der Spritzgusshalle stehen, neben dem es eine Möglichkeit zum Händewaschen gibt“, so Bettel. Vom Arbeitsinspektorat wurde eine Trinkerlaubnis eingeholt, die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter dürfen aus Wasserflaschen und mit einem Deckel versehenen Coffee-to-go-Bechern trinken.

Die von der AUVA erhaltenen Informationen über POM kommunizierten die Geschäftsführer von mack nicht nur den eigenen Angestellten, sondern auch ihren Kooperationspartnern. Laut Bettel waren die Reaktionen durchwegs positiv. Daher wurde in einem zweiten Schritt der Fokus darauf gelegt, den Kunden Alternativen zu POM anzubieten, wenn andere Kunststoffe genauso gut geeignet sind, die an das Produkt gestellten Anforderungen zu erfüllen. Speziell bei Neuprojekten konnte sehr oft eine Substitution realisiert werden.

Mit den bisher gesetzten Maßnahmen ist es bei mack aber nicht getan. Es bestehen Überlegungen, trotz der guten Messwerte eine Absaugung zu installieren – was speziell für ein kleineres Unternehmen natürlich einen erheblichen Kostenfaktor darstellt. Ob ein Betrieb beim Schutz der Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer die Nase vorn hat, hängt für Bettel aber nicht von seiner Größe ab, sondern davon, sich über Neuerungen zu informieren: „Unsere Branche ändert sich ständig. Es gibt immer neue Kunststoffe, neue Verarbeitungsmethoden und neue Technologien. Man muss sich weiterbilden, Fachzeitschriften lesen und immer auf dem Laufenden bleiben.“ So konnte mack mit Beginn der Corona-Krise auch kurzerhand die Produktion von Gesichtsschutzschildern aus Kunststoff auf die Beine stellen und hat damit bewiesen: Es zahlt sich aus, über den Tellerrand zu schauen.

FAQ zu krebserzeugenden Arbeitsstoffen: Die AUVA antwortet!

Im Rahmen des AUVA-Präventionsschwerpunktes „Gib Acht, Krebsgefahr!“ beantworten AUVA-Expertinnen und -Experten in jeder Ausgabe von SICHERE ARBEIT bis Ende 2020 häufig gestellte Leserfragen zum Thema krebserzeugende Arbeitsstoffe.

Haben auch Sie Fragen? Dann senden Sie diese an FAQkrebsgefahr@auva.at!

In meinem Betrieb (Holzbranche) wird mit Formaldehyd gearbeitet. Ich weiß aber nicht, wie stark die Mitarbeiter durch Formaldehyd in der Raumluft belastet sind. Kann mich die AUVA hier unterstützen? 

Die AUVA-Präventionsmitarbeiterinnen und -mitarbeiter unterstützen Sie gerne vor Ort bei Fragen zu Arbeitsstoffen und erarbeiten gemeinsam mit Ihnen Lösungswege. Kontaktieren Sie dazu bitte den Unfallverhütungsdienst bzw. das Präventionszentrum in Ihrer Region: Kontaktdaten der AUVA-Unfallverhütungsdienste und Präventionszentren finden Sie auf unserer Website unter www.auva.at/krebsgefahr (Kontakt). 

Zum Thema Formaldehyd in der Holzbranche finden Sie auch im AUVA-Merkblatt M.plus 540 „Formaldehyd in der Holzbearbeitung“ nähere Informationen. Erhältlich unter www.auva.at/krebsgefahr (Publikationen ). 

Sind Cobalt und Nickel nur bei der Oberflächenbearbeitung (z. B. Schleifen) oder auch bei der Verarbeitung des Pulvers zu einem Produkt (keramischen Bauelement) relevant?

Die potenzielle Krebsgefährdung durch Cobalt und Nickel und ihre Verbindungen ist sowohl bei der Pulverform relevant als auch beim entstehenden Schleifstaub. Die Grenzwerte unterscheiden sich allerdings zum Teil:

Für Cobalt gilt der Grenzwert von 0,5 mg/m³ E-Staub (E-Staub = einatembare Staubfraktion) für die Herstellung von Cobaltpulver und Katalysatoren sowie für die Hartmetall‐ und Magnetherstellung (Pulveraufarbeitung, Pressen und mechanische Bearbeitung nicht gesinterter Werkstücke). In allen anderen Fällen gilt der Grenzwert von 0,1 mg/m³ E-Staub.

Bei Nickel wird in der Grenzwerteverordnung nicht zwischen den einzelnen Nickelverbindungen unterschieden. Hier gilt immer der Grenzwert von 0,5 mg/m³ E-Staub.

Ab Unterschreitung welches TRK-Wertes nach einer Messung von Chrom und Nickel darf die gesetzliche Untersuchungspflicht der Mitarbeiter wegfallen?

Chrom VI und Nickel sind in der GKV 2018 mit „Sah“ (Gefahr der Sensibilisierung der Atemwege und der Haut) eingestuft. Beide Stoffe sind nicht als hautresorptiv („H“) eingestuft – das heißt, sie werden nicht über die Haut in den Körper aufgenommen. Die Untersuchungspflicht entfällt, wenn das tägliche Expositionsausmaß maximal 1/20 oder 5 % des TRK-Wertes beträgt.

Hinweis: Chrom VI ist nicht zu verwechseln mit metallischem Chrom. Bei metallischem Chrom ist ein MAK-Wert einzuhalten.

Die Sammlung aller Fragen und Antworten zu krebserzeugenden Arbeitsstoffen können Sie auf der Webseite zum AUVA-Präventionsschwerpunkt nachlesen: www.auva.at/krebsgefahr, Menüpunkt „Häufig gestellte Fragen (FAQ)“

Zusammenfassung

Das krebserzeugende Formaldehyd kann als Zersetzungsprodukt von Polyoxymethylen (POM) entstehen. Im Kunststoffspritzguss ist eine Formaldehydbelastung vor allem durch ausgasende Formteile gegeben. Auch bei Materialwechsel, Reinigungs- und Wartungsarbeiten sind die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter einer höheren Formaldehydkonzentration ausgesetzt. Welche Schutzmaßnahmen in Unternehmen unterschiedlicher Größe durchführbar sind, zeigen die Good-Practice-Betriebe Magna Auteca GmbH und die mack Gesellschaft mbH vor.