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Richtige Verwendung von VCI-Verpackungen

Hauptsache sauber

VCI-Verpackungen: Metallteile in Papierverpackung.

Korrosionsschutzfolien oder -papiere – wie hier im Bild – sollen Korrosionsprozesse bei Werkstücken verhindern.

Zwischen einzelnen Fertigungs- bzw. Bearbeitungsschritten in produzierenden Unternehmen ist der Transport von Bauteilen und Baugruppen notwendig – teilweise betriebsübergreifend. Dabei sind die Werkstücke der Gefahr einer Korrosion ausgesetzt. Um diesen Prozess zu verhindern, werden z. B. Korrosionsschutzfolien oder -papiere, sogenannte VCI-Materialien, verwendet. Die Abkürzung „VCI“ steht für „Volatile Corrosion Inhibitor“ (flüchtige Korrosionsverhinderer).

Die Korrosionsverhinderer werden u. a. direkt in einem Verpackungsmittel wie z. B. Verpackungsfolien oder -papieren integriert. Solche Korrosionsschutzprodukte haben sich in den Unternehmen als sehr praktikabel etabliert. Für die Unternehmen bedeutet dies jedoch auch, dass der Arbeits- und Gesundheitsschutz beachtet werden muss. Die sachgerechte und bestimmungsgemäße Verwendung ist hier eine der zentralen Maßnahmen, die vom Unternehmen zu gewährleisten ist.

Wie entsteht Korrosion?

Unter Korrosion ist in der Technik die Reaktion eines Werkstoffes mit seiner Umgebung zu verstehen. Bei metallischen Werkstoffen kommt es zu einer chemischen Korrosion, z. B. der bekannten Oxidation von Eisen, die auch als „Rosten“ bekannt ist. Notwendig für diesen Prozess sind Sauerstoff und Wasser, meist aus der direkten Umgebung (vgl. Abb. 1). Oft reicht schon die Feuchtigkeit in der Luft aus, um Korrosion auszulösen.

Sauerstoff und Wasser, meist aus der direkten Umgebung, lösen Korrosion aus.

Abb. 1: Eisen (Fe) reagiert mit Wasser (H2O) und Sauerstoff (O2) zu Rost (Fe2O3);
Vorlage für Illustration: BRANOpac GmbH, Gottlieb-Daimler-Straße 18-20, 35423 Lich

Zusätzlich begünstigt und beschleunigt wird die Korrosion durch weitere Umwelteinflüsse wie z. B.

  • Inhaltsstoffe aus Verpackungsmaterialien (z. B. Säuren aus Holz, altpapierhaltigen Papieren oder Pappen),
  • atmosphärische Verschmutzungen (z. B. Industrieabgase) oder
  • die Benetzung der Haut mit Schweiß beim Handling im Herstellungsprozess.

 

Wirkungsweise von VCI-Korrosionsschutzprodukten

Korrosionsschutzprodukte werden üblicherweise in der Form von Papieren, Folien, Schlauchfolien, Tüten, Palettenhauben o. Ä. angeboten. In diese werden sogenannte leichtflüchtige Korrosionsverhinderer (Korrosionsinhibitoren) eingearbeitet, die im Laufe der Zeit langsam ausdampfen.

Innerhalb der verschlossenen Verpackung des Produktes bildet sich eine Atmosphäre aus Korrosionsinhibitoren, die sich wiederum auf den Werkstückoberflächen ablagert und so eine feuchtigkeitsabweisende Schutzschicht bildet. Diese Schutzschicht verhindert schließlich die Reaktion zwischen der metallischen Oberfläche mit der Umgebungsfeuchtigkeit, d. h. die Korrosion (vgl. Abb. 2).

Korrosionsinhibitoren verhindern durch eine feuchtigkeitsabweisende Schutzschicht die Korrosion.

Abb. 2: Wirkmechanismus: VCI-Moleküle legen sich als Schutzschicht um das Werkstück und schirmen es so vor der Feuchtigkeit ab.
Vorlage für Illustration: BRANOpac GmbH, Gottlieb-Daimler-Straße 18-20, 35423 Lich

Anforderungen aus dem Regelwerk

Um VCI-Korrosionsschutzprodukte verwenden zu können, müssen Unternehmen die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) beachten. Besonders relevant ist § 6 „Informationsermittlung und Gefährdungsbeurteilung“. Konkretisiert werden die Anforderungen der GefStoffV durch die Technischen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS) – hier insbesondere die

  • TRGS 552 „Krebserzeugende N-Nitrosamine der Kat 1A und 1B“ und
  • TRGS 615 „Verwendungsbeschränkungen für Korrosionsschutzmittel, bei deren Einsatz N-Nitrosamine auftreten können“.

In der TRGS 552 sind Tätigkeiten mit Korrosionsschutzmitteln und die Handhabung von korrosionsgeschützten Metallteilen einschließlich VCI-Materialien, die sekundäre Amine oder Nitrit enthalten, als kritische Tätigkeiten mit Exposition beschrieben.

Die TRGS 615 beschreibt die Verwendungsbeschränkungen für Korrosionsschutzmittel, bei deren Einsatz N-Nitrosamine auftreten können. In TRGS 615, Nummer 5, werden die notwendigen Überwachungsmaßnahmen beim Einsatz von Korrosionsschutzmitteln beschrieben. Nur Korrosionsschutzmittel, die weder sekundäre Amine noch nitrosierende Agenzien (Nitrit) enthalten, sind von dieser Überwachung ausgenommen.

Folgende Konzentrationsgrenzen gelten:

    • Gehalt an sekundären Aminen:

VCI-Verpackungsmaterialien (mit einem Aktivsubstanzgehalt von bis zu 10 %)

≤ 0,02 % (bezogen auf das Fertigprodukt)

in allen übrigen Korrosionsschutzmitteln und
VCI-Materialien

≤ 0,2 % (bezogen auf das Fertigprodukt)

  • Gehalt an Nitrit:
    ≤ 1,0 % (bestimmt als Natriumnitrit und bezogen auf die Zubereitung oder das VCI-Material)
  • Gehalt an anderen nitrosierenden Agenzien:
    0,1 % (bezogen auf die Zubereitung oder das VCI-Material).

Krebserzeugende Inhaltsstoffe in der Vergangenheit

In der Vergangenheit war nicht auszuschließen, dass sich aus den Inhaltsstoffen der Korrosionsinhibitoren krebserzeugende N-Nitrosamine bilden. Aufgrund der gesetzlichen Vorgaben ab Anfang der 2000er-Jahre haben die Hersteller reagiert und die Zusammensetzung der Inhaltsstoffe angepasst. Einer Untersuchung durch das Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) von 2003 zu N-Nitrosaminen in Korrosionsschutzfolien und ‑papieren zufolge wurden überwiegend nur noch schwerflüchtige Amine und Polyamine eingesetzt.

Die BG ETEM hat im Jahr 2018 verschiedene VCI-Produkte untersuchen lassen. Dabei wurden weder polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoe (PAK) noch aromatische Amine nachgewiesen. Nach heutigem Kenntnisstand besteht somit mit Blick auf eine mögliche krebserzeugende Wirkung kein weiterer Handlungsbedarf. Trotzdem sind bei der Verwendung von VCI-Materialien einige grundlegende Schutzmaßnahmen vom Anwender einzuhalten bzw. zu beachten.

Störende Geruchsentwicklung

Immer wieder berichten Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie Unternehmen von einer unangenehmen Geruchsentwicklung bei der Verwendung von VCI-Materialien. Dies ist u. a. auf die in der Regel verwendeten Amine zurückzuführen.

Eine Geruchswahrnehmung deutet aber nicht zwangsweise auf eine mögliche gesundheitliche Gefährdung hin. In der Tabelle (unten) sind typische Amine mit ihren jeweiligen Geruchsschwellen und zugehörigen Arbeitsplatzgrenzwerten (AGW) aufgeführt. Sie zeigt: Eine Geruchswahrnehmung ist bereits weit unterhalb der AGW möglich, ohne dass eine unmittelbare Gesundheitsgefahr besteht.

Stoffgruppe Substanz Geruchsschwelle
(mg·m−3 Luft)
Geruchseindruck AGW
(mg·m−3 Luft)

Amine

Dibutylamin

0,0193

fischig

29,0

Amine

Diisopropylamin

0,0042

fischig

---

Amine

Dimethylamin

0,0570

fischig, faulig

3,7

Amine

Ethylamin

1,0000

nach Ammoniak

9,4

Amine

Methylamin

0,0253

fischig, faulig

6,4

Amine

Triethylamin

0,0960

fischig, nach Ammoniak

4,9

Im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung und der Arbeitsplatzgestaltung muss der Unternehmer oder die Unternehmerin eine mögliche belästigende Geruchsentwicklung berücksichtigen und evtl. Maßnahmen einleiten (z. B. VCI-Materialien mit wenig bis keiner Geruchsentwicklung verwenden).

Hand- und Hautschutzmaßnahmen umsetzen

Grundsätzlich können Produkte, die verpackt werden müssen, mit Resten von Kühlschmierstoffen, Stanzölen, Ziehölen o. Ä. sowie deren Zusatzstoffen wie z. B. Korrosionsinhibitoren, Schaumverhinderer, Konservierungsmittel verunreinigt sein. Diese anhaftenden Stoffe können unter Umständen fettlösliche Substanzen aus der Folie lösen und auf die Produktoberfläche übertragen. Dadurch ist ein Hautkontakt zu den fertigungsbedingten Verunreinigungen sowie den gelösten Substanzen z. B. beim Ver- und Entpacken als auch bei der Weiterverarbeitung der Produkte möglich.

Damit es nicht zu einer unbeabsichtigten Aufnahme solcher Stoffe über die Haut („dermale Aufnahme“) kommt, muss der Hautkontakt gegenüber dem Korrosionsschutzmittel bzw. dem VCI‑Verpackungsmaterial durch technische Maßnahmen auf das unvermeidliche Maß minimiert werden. Insbesondere müssen Anwender die entsprechenden Herstellerhinweise zur bestimmungsgemäßen Verwendung beachten. Diese fordern in ihren Sicherheitsdatenblättern dazu auf, ausschließlich gereinigte sowie saubere Produkte zu verpacken.

Sollten betriebsbedingt Produkte verpackt werden müssen, die mit Anhaftungen durch den Herstellungsprozess verunreinigt sind, müssen die Herstellerangaben der VCI-Produkte im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung berücksichtigt werden. Unter Umständen müssen darüber hinaus weitere Informationen beim Hersteller eingeholt werden.

Lässt sich Hautkontakt nicht ausschließen, müssen die mit solchen Produkten konfrontierten Beschäftigten geeignete Schutzhandschuhe tragen, die einen Schutz vor dem Korrosionsschutzmittel gewährleisten. Hinweise dazu sind den Sicherheitsdatenblättern zu entnehmen.

Zusammenfassung

Nach heutigem Stand ist durch Rezepturänderungen der Hersteller seit vielen Jahren sichergestellt, dass auf sekundäre Amine als Aminkomponente gänzlich verzichtet wird und damit eine N‑Nitrosaminbildung nicht mehr möglich ist. Hersteller verwenden überwiegend reaktionsträgere und schwerflüchtige Amine und Polyamine.

Werden VCI-Produkte verwendet, müssen Unternehmen folgende zentrale Schutzmaßnahmen umsetzen:

  • VCI-Produkte sind entsprechend der Vorgaben der Hersteller bestimmungsgemäß zu verwenden, d. h. es sind ausschließlich saubere Produkte mit VCI-Materialien zu verpacken (ggf. ist eine Reinigung der Produkte vor dem Verpackungsprozess erforderlich).
  • Abgestimmte Hand- und Hautschutzmaßnahmen sind zwingend erforderlich.
  • Bei möglicher belästigender Geruchsentwicklung müssen weitere Maßnahmen zu ihrer Reduzierung eingeleitet werden, z. B. die Verwendung von VCI-Materialien mit wenig bis keiner Geruchsentwicklung.

 

Martin Bachem / Sebastian Seegert

Ausgabe 6.2021

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