Sächsisches Textilforschungsinstitut (STFI) Projekt zu lasertauglicher PSA

Nur noch ein gutes Jahr wird vergehen, bis die erste Schutzbekleidung für den Einsatz an handgesteuerten Lasergeräten zur Pflege in Wäschereien eingeliefert wird. „Die Entwicklung eines beschichteten Fasermischgewebes ist abgeschlossen. Wir haben sogar schon erste Prototypen für Tragetests hergestellt“, berichtet Dipl.-Ing. (FH) Dirk Wenzel vom STFI.Projekt zu lasertauglicher PSA Dirk Wenzel ist wissenschaftlicher Mitarbeiter im Sächsischen Textilforschungsinstitut e. V. (STFI) in Chemnitz. Er arbeitet in einer Projektgruppe für die Entwicklung von Schutzbekleidung mit, die ihre Träger vor dem gesundheitsschädlichen Einfluss von Laserstrahlen schützen soll. „Bis vor etwa 15 Jahren war es in der Industrie üblich, laserbetriebene Schweiß- und Schneidgeräte über Roboter in Schutzbehausungen zu steuern“, so der physikalische Techniker. Inzwischen würden aber immer mehr Geräte installiert, die aufgrund ihrer hohen Strahlqualität eine höhere Gefährdung zur Folge haben. Wie vielseitig die Lasertechnik inzwischen eingesetzt werden kann, erläutert Wenzel anhand aktueller Beispiele: „Heute werden Lasergeräte für Auftragsschweißarbeiten eingesetzt. Gebäudereiniger säubern oxidierte Steinflächen mit Laserstrahlen, weil dieses Verfahren nicht abrasiv ist. Auch Hochstrommasten werden mit Laserstrahlen gereinigt und seit vielen Jahren nutzt die Schmuckindustrie Laserschweißgeräte, weil ihre punktgenaue Wärmeeinwirkung insbesondere den Einsatz bei filigranen Arbeiten erst ermöglicht.“ Vielseitige Einsatzgebiete von Lasertechnik Ferner sei beim Kraftwerksrückbau die Lasertechnik vorteilhaft, weil die Umgebung wesentlich geringer mit Staubpartikeln kontaminiert wird als durch konventionellen Verfahren. Lasergeräte würden in der Chirurgie und für den Schiffbau angewandt, in der Autoindustrie habe man dank der Entwicklung des Remoteschweißverfahrens mit sehr schnellen Arbeitsprozessen ein neues Einsatzgebiet in der Lasertechnik entwickeln können. Wenzel erläutert: „Mittlerweile hat die Qualität ein so hohes Niveau erreicht, dass allein durch die Reflexion der Strahlen das Umfeld gefährdet wird.“ Konsequenterweise habe man nun vor der Herausforderung gestanden, eine Gefährdungsanalyse zu erarbeiten sowie eine aktive Schutzkomponente zu entwickeln. Im Jahr 2005 richtete das Laser Zentrum Hannover e. V. eine Anfrage an das STFI, ob es sich an einem nationalen Projekt der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin in Dortmund (BAuA) zur Untersuchung von Schutzbekleidung für den Einsatz an Lasergeräten beteiligen wolle. „Die Berufsgenossenschaft Energie Textil Elektro Medienerzeugnisse (BG ETEM) hatte erkannt, dass in der Industrie immer mehr handgeführte Lasergeräte eingesetzt werden, deren Strahlung bei unvorhersehbaren Fehlern die Bediener gefährdet“, erklärt der wissenschaftliche Mitarbeiter. Der Schädigungsgrad sei abhängig von der Wellenlänge und der Bestrahlungsdauer. „Im nahen Infrarotbereich kann es zu Verbrennungen innerhalb des Gewebes kommen, die man weder spürt noch sieht. Die Folgen sind fatal: Die innere Verbrennung kann eine Sepsis verursachen, wenn sie nicht rechtzeitig behandelt wird. Auch begünstigt die permanente Einwirkung von Laserstreustrahlen im UV-Bereich Hautkrebserkrankungen“, betont Wenzel. Neuen Anforderungen gerecht werden Es gab seinerzeit bereits eine Richtlinie für subkutane Strahlungsgrenzwerte. „Die Gefährdungsanalysen orientierten sich aber noch an Geräten mit Roboterbetrieb und/oder Behausung und sind somit für die modernen, manuell betriebenen Typen nicht mehr anwendbar“, gibt der Physiker zu bedenken. Aus diesem Grund wurde eine Prüfprozedur mit geeigneter Messsensorik entwickelt, die den neuen Anforderungen gerecht wird. „Auf dieser Basis haben wir bereits marktgängige Schutztextilien wie z.B. solche, die beim konventionellen Schweißen zum Einsatz kommen, Rennfahrerbekleidung und andere Produkte untersucht“, so Wenzel. Sie alle würden aber im Nah-Infrarot-Bereich keinen ausreichenden Schutz bieten. Die Beteiligung des STFI an zwei nationalen Projekten sollte dann Aufschluss geben, welche Gewebe bei der Entwicklung lasertauglicher Schutztextilien bevorzugt eingesetzt werden können und welche Schutzschichten noch aufzubringen sind. Die Entwicklungsarbeit erfolgte in enger Verknüpfung mit dem Laserzentrum Hannover sowie der Westsächsischen Hochschule Zwickau. In Bezug auf verwendbare Materialien wurden im STFI Ende 2006, Anfang 2007 erste gute Ergebnisse erreicht. Ein Jahr darauf initiierten das STFI und das Laserzentrum Hannover e. V. innerhalb des 7. EU-Forschungsrahmenprogramms gemeinsam ein europaweites Projekt. An der Aufgabe, gezielt Laserschutzbekleidung im aktiven und passiven Bereich zu entwickeln, wirkten Institute und Unternehmen aus der Schweiz, aus Polen, Belgien, Frankreich, Deutschland und Italien mit. Dabei entstanden zunächst passive Materialien, die zwar einen erheblich höheren Schutz bieten als die bisher marktüblichen, aber noch nicht vermarktungsfähig sind. „Die Produkte müssen noch weiterentwickelt werden“, räumt Dirk Wenzel ein. Letztendlich müssten sie eine Schutzfunktion gewährleisten, die nicht nur die PSA-Richtlinien zu 100 Prozent erfüllt, sondern auch noch innerhalb von 13 Gefahrenklassen gegenüber der Lasergefährdung klassifiziert werden müssen. Erste Waschtests hätten übrigens ergeben, dass sich das Material nach 20 Wäschen bei 60 °C nicht signifikant verändert habe. Akzeptanz der Träger verbessern „Es stellt sich aber unter anderem auch noch die Frage, wie aus diesem Material eine tragfähige PSA gestaltet werden kann“, sagt der Wissenschaftler. Da die Schutzbeschichtung nicht atmungsaktiv sei, würde man z.B. darüber nachdenken, nur die Vorderseite der Schutzbekleidung damit auszustatten, um die Akzeptanz der Träger zu verbessern. Neben dem passiven Schutztextil wurde auch eine aktive Variante entwickelt, die mit dem Lasersystem kommuniziert: „Das Material ist mit einem flächigen aktiven Sensor ausgestattet, der bei unbeabsichtigter Bestrahlung ausgelöst wird und das gesamte Lasersystem sofort abschaltet“, erklärt der Physiker. Wie bedeutungsvoll das Entwicklungsprojekt ist, zeigt die Tatsache, dass bislang erst ein lasertauglicher Schutzhandschuh auf dem Markt ist, der durch das STFI geprüft wurde. Weil EU-Normverfahren sehr langwierig sind, plädiert Dirk Wenzel dafür, neue Produkte wegen des kürzeren Zeitaufwands zunächst auf nationaler Ebene zu normen. Textilpfleger, die künftig in ihrem Betrieb lasertaugliche PSA bearbeiten möchten, müssen sich auf strenge Richtlinien einstellen. „Die Ansprüche werden auf jeden Fall höher als beim Schweißerschutz sein“, sagt Wenzel. Das wichtigste Auswahlkriterium - beispielsweise für das Leasing - sei, dass die Teile die Träger gegen die jeweils im Betrieb des Kunden übliche Strahlungsdichte und Wellenlänge der Laseranlagen schützen müssen. Wer gegebenenfalls die Schutzstufe mit den Anforderungen der Sicherheitsbeauftragten abgleiche, sei auf der sicheren Seite. „Natürlich wird das STFI interessierten Unternehmern auch in Schulungen vermitteln, worauf zu achten ist“, versichert der Wissenschaftler. Reinhard Wylegalla www.stfi.de