Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung innovativer Schweißerschutzkleidung mit einem hohen UV-C-/UV-Schutz

Der Mensch ist UV-Strahlung draußen aber auch am Arbeitsplatz z.B. beim Metallschweißen ausgesetzt. Zu den möglichen Berufsrisiken beim Metallschweißen gehört der „Hautkrebs durch ultraviolette (UV-) Strahlung“. Dabei spielt die energiereiche UVC-Strahlung eine entscheidende Rolle. In Zusammenarbeit mit Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) und Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM) wurde am Hohenstein Institut für Textilinnovation gGmbH eine Methode entwickelt, mit der eine quantitative Beurteilung und Vorhersage über den Einsatz von Schweißer-Schutzkleidung in diversen Aufgabenfeldern der Fügetechnik-Industrie möglich ist. Diese Untersuchung verdeutlichte, dass heute die Schweißer-Schutzkleidung häufig nur einen ungenügenden Schutz vor UVC-Strahlung über einen Arbeitstag bietet. Daher ist für den Schutz der Arbeiter eine deutliche Verbesserung der Schweißer-Schutzkleidung notwendig, um Gesundheitsgefährdungen zu minimieren. Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von hoch wirksamer UVC-Schweißer-Schutzkleidung, die bei einem hohen Komfort gleichzeitig eine hohe Beständigkeit beim Waschen, Gebrauch sowie gegen Alterung aufweist. Dabei soll UVC-absorbierende Ausrüstungen auf typische Materialien von Schutzausrüstungen entwickelt werden. Auch eine Analyse der verschiedenen Schweißverfahren und der Anforderungen an Schweißer-Schutzkleidung wird im Projekt angestrebt. Die neuentwickelten Materialien werden hinsichtlich der UVC-absorbierenden Eigenschaften, der textilphysikalischen Eigenschaften, der Gebrauchstauglichkeit und der Komforteigenschaften charakterisiert. Die Ergebnisse können von ca. 80 Unternehmen aus der Berufs- und Arbeitsschutzbekleidungsbranche in Deutschland übernommen werden, 95% davon sind KMU. Das Forschungsprojekt würde zu höherer Wettbewerbsfähigkeit der deutschen PSA-Hersteller führen. Eine optimale Schutzausrüstung beim Schweißen würde sich ebenfalls auf den wirtschaftlichen Erfolg der KMU‘s in der Metallindustrie auswirken.

Ergebniszusammenfassung:

Durch die ausgewählte Schutzbeschichtung mit 2 % Graphen-/TiO2 (SiO2 gecoated) - Partikeln in einer Basisformulierung wurde die transmittierte Bestrahlungsstärke im UV-Wellenlängenbereich effizient reduziert. So kann z. B. in einem exemplarischen Rechenbeispiel für den WIG-Schweißprozess die Einsatzdauer der gewählten textilen Rohware (mit vergleichsweise geringem Flächengewicht) von 2 Stunden auf 15 Stunden verlängert werden, ohne somit den Tagesgrenzwert der UV-Strahlungsdosis Heff von 30 J/m2 (nach EU-Richtlinie 2006/25/EG) zu überschreiten.

Hinsichtlich der Schutzwirkung gegen Hitze und Flamme (Schutz gegen Metallspritzer, Wärmedurchgangsstrahlung und Flammausbreitung) zeigte die neue Ausrüstung eine vergleichbare Performance wie das verwendete Basismaterial. Eine Abschwächung der UV-C-/UV-Schutzwirkung durch anhaltende UV-Bestrahlung wurde nicht beobachtet. Eine Optimierung des Beschichtungsprozesses wurde jedoch in den Prüfungen zur Abriebbeständigkeit im trockenen und nassen Zustand (Scheuerprüfung und Waschbarkeit) deutlich, was in anschließenden Laborversuchen durch Zugabe eines Fixierers optimiert und für den Scale-Up-Versuch berücksichtigt werden konnte. In Prüfungen zum Tragekomfort der Schutzbekleidung (Wärmeisolation, Atmungsaktivität, Pufferwirkung und Schweißtransport) mit den funktionalisierten Textilflächen sowie einem konfektionierten Funktionsmuster zeigte sich keine Beeinträchtigung durch die Ausrüstung auf den Komfort des Trägers.

Die Ergebnisse können von ca. 30 Unternehmen aus der Berufs- und Arbeitsschutzbekleidungsbranche in Deutschland übernommen werden, 95 % davon sind KMU. Das Forschungsprojekt kann zu einer höheren Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Hersteller von persönlicher Schutzausrüstung führen. Eine optimale Schutzkleidung beim Schweißen kann sich ebenfalls auf den wirtschaftlichen Erfolg von KMU in der Metallverarbeitenden Industrie auswirken.