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AUTOMOBILLACKIERUNG
Bleifreie KTL -konsequente Umstellung lohnt sich!
Bereits ab Mitte 2003 ist naeh der Europaischen Altfahrzeug-Riehtlinie
die Verwendung von bleihaltigen KTL-Produkten nieht mehr erlaubt.
Doeh es empfiehlt sieh, bei der Umstellung nieht nur Blei zu eliminieren,
sondern noeh weitere gesetzliehe Anforderungen zu beaehten.
ekanntermaBen ist die End of Life
Vehicle Directive (2000j53jEG)
mit Wirkung vom [uli 2002 - fast frist
gerecht und mit einigen Erganzungen
- in deutsches Recht umgesetzt wor
den. Obgleich es das Hauptziel der
Richtlinie ist, Riicknahmepflichten
und Verwertungsquoten fur Altfahr
zeuge mit einem zulassigen Gesamtge
wicht bis zu 3,5 Tonnen festzulegen, ist
die Lack herstellende und verarbeiten
de Industrie unmittelbar durch Neben
bestimmungen betroffen, die die wil
lentliche Verwendung von Blei, Cad
mium, sechswertigem Chrom und
Quecksilber verbieten oder beschran
ken. Diese Beschrankungen gelten fur
aile Fahrzeuge und Fahrzeugteile, die
ab Juli 2003 in der E uropaischen Union
in Verkehr gebracht werden. Dadurch
ergibt sich eine Fernwirkung auch
nach Asien und Amerika, sofern dorti
ge Hersteller ihre Fahrzeuge in der EU
vermarkten.
Die Altfahrzeug-Richtlinie definiert
im Anhang II Ausnahmen von den er
wahnten Beschrankungen, wobei die
ser Anhang regelmaBig im Abstand von
zwei Jahren von der Europaischen
Kommission iiberarbeitet wird. Der
giiltige Stand basiert auf der Entschei
dung 2002j525jEG vom 27. [uni 2002.
Demzufolge wird sechswertiges Chrom
fur Korrosionsschutzschichten - entge-
gen urspriinglichen Absichten - bis
[uni 2007 weiterhin erlaubt (natiirlich
bei Beachtung entsprechender arbeits
schutz- und umweltschutzrechtlicher
Vorschriften). Der Einsatz von Blei als
Stabilisator in Schutzanstrichen ist bis
[uni 2005 limitiert. Nach Auffassung
der Lackhersteller haben Bleiverbin
dungen in Elektrotauchlacken die
kombinierte Funktion eines Katalysa
tors und Korrosionsinhibitors. Da sie
nicht als Stabilisator eingesetzt wer
den, ist die Verwendung bereits ab
Mitte 2003 nicht mehr zulassig. Die
Tage der bleihaltigen KTL-Produkte
sind demnach gezahlt.
"Genehmigungsbedurftige
Anlagen" laut 4. BlmSehV
Leider ist durch die Ubertragung
europaischer Richtlinien in deutsches
Recht in Verbindung mit dem zuvor
schon bestehenden deutschen Rechts
gefUge in Bezug auf die Abgrenzung
von Anlagen einige Verwirrung ent
standen:
Mit der Ubertragung der europai
schen IVU-Richtlinie (Integrierte Ver
meidung und Verminderung der Um
weltverschmutzung, Anhang I, Nr. 2.6)
in die 4. Bundesimmissionsschutzver
ordnung (BImschV) ist unter Nr. 3.10
folgender Wortlaut in Spalte 1 (geneh
migungsbediirftig im formlichen Ver
fahren) iibernommen worden: "Anla
gen zur Oberflachenbehandlung von
Metallen oder Kunststoffen durch ein
elektrolytisches oder chemisches Ver
fahren mit einem Volumen der Wirkba
der von 30 Kubikmeter oder mehr".
Die Formulierung der IVU-Richtlinie
bezieht sich typischerweise auf Galva
nikbetriebe. Dem entspricht die ein
deutige Formulierung unter Nr. 3.10 in
Spalte 2 (Beizen oder Brennen von
Metalloberflachen unter Verwendung
von Fluss- oder Salpetersaure). Dem
entspricht auch der Arbeitsplan fur die
JOT 3 12003
4. BlmSchV
Spalte 2
4. BlmSchV
Spalte 1
AUTOMOBILLACKIERUNG
Umweltvertr~g
IichkeitsprOfung
Oberflachenbehandlung
mil 16semillelhalligen
M alerialien
Eleklrolylische od er chemi sche
O berfla chenbehand lung
Fahrze ughersle llung
25 kg /h
151 / a
l.osemlttel
Verbrauch
150 kg /h
200 t/ al osernlttel
Verbrauch
30 m3
Volum en der Wirkbad er
100 000 Kfz/ a
600 Schienenf ahrzeug einheilen / a
50 Luflfahrzeugel a
30 m3
Volum en der Wirkbad er
100 000 Kfz l a600 Schi enenfahrzeugeinheilen l a
50 Luflfahrzeuge l a
Schwellen fOr Genehmigungsvetfahren (seit 3. August 200 1)
Erarbeitung der Referenzdokumente
fur die besten verfUgbaren Techniken(BAT reference document, BREF) auf
europaischer Ebene. Ais zusatzlicher
Hinweis kann gelten, dass Vorbehand
lung und Elektrotauchlackierung in
der Fahrzeugserienbeschichtung ge
maf 31. BImSchV ausdrticklich dem
Lackierprozess zugeordnet sind.
Die Entfettung, ganz besonders die
wassrigc, ist von der Definition Wirk
bad nach einhelliger Auffassung nicht
erfasst. Die Elektrotauchlackierung ist
gemaB fachlicher Stellungnahme min
destens eines zustandigcn Landesumweltamtes kein chemisches oder elek
trolytisches Verfahren im eigentlichen
Sinne, da keine gezielte elektrochemische Reaktion mit der Substratober
flache stattfindet und die physikalischeAnlagerung von Partikeln prozessbe
stimmend ist. Das Beizen wird im
Zusammenhang mit der tiblichen Vor
behandlung nur dort als Zwischenschritt eingeschoben, wo die punktuel
Ie Entfernung von Zunder erforderlichist, der sich beim Laser-Schnitt von
Blechen bildet. Dieses punktuelle Bei
zen ist in den offiziellen Kommentaren
zur 4. BImSchV vorn flachigcn Beizen
unterschieden, so dass auch hier kein
Prozess im Sinne von Nr. 3.10 gegeben
ist. Die genannten Einschrankungensind auch auf Aktivieren und Passivie
ren anwendbar.
Dennoch ergibt sich nach MaBgabe einzelner Genehmigungsbehordendie Erfordernis einer immissionsrecht
lichen Genehmigung nach dem formli-
JOT 3 12003
chen Verfahren und einer allgemeinen
U mweltvertraglichke its-Vorprtifung(Nr. 3.9.1 der Anlage zum UVP
Gesetz), sofern das Wirkbad-Volumen
der Zinkphosphatierung tiber 30 m-'
liegt. In einigen VerOffentlichungen ist
die Zinkphosphatierung als Beispiel
eines elektrolytischen oder chemischen Verfahrens zur Oberflachen
behandlung von Metallen aufgefUhrt.
Andere Interpretationen wenden ein,
dass in Analogie zur Elektrotauch
lackierung die physikalische Filmbil
dung prozessbestimmend sei. Es bleibt
eine Streitfrage, die von der Arbeits
gruppe der Bundeslander zu klarensein wird.
Umweltpolitisch ist die ganze Aus
einandersetzung hochst argerlich, dader eigentlich gewtinschte Umstieg
von der Verwendung liisemittelhaltigerSpritzlacke auf den emissions- und
abfallarmen Elektrotauchlackierprozess unnotig erschwert wird. Da beste
hende Anlagen bis drei Monate nach
Inkrafttreten der Neuregelung (dasheiBt bis 3. November 2001) bei der
zustandigen Behorde hatten angezeigt
werden mtissen, besteht zudem dasunkalkulierbare Risiko einer fortge
setzten Ordnungswidrigkeit.
TA Luft verliert an Bedeutung
Mit Verabschiedung der 31. Bundesimmissionsschutzverordnung hat die
Technische Anleitung Reinhaltung derLuft (TA Luft) im Bereich der
Lackieranlagen einiges an Bedeutung
veri oren. Wo es jedoch um anorgani
sche und um nicht fltichtige organische
Emissionen geht, macht die novellierte
Verwaltungsvorschrift erneut von sichreden. Die TA Luft ist im Wesentli
chen auf genehmigungsbedtirftigeAnlagen anzuwenden (Elektrotauch
becken, die aufgrund des Volumens
vorgeschalteter Wirkbader oder desLosemittelverbrauchs der Gesamtanla
ge oder der Herstellungssttickzahlen
Teil genehmigungsbedtirftiger Anla
gen sind), auf kleinere Anlagen nur
zum Schutz von Nachbarn gegen er
hebliche Belastigungen oder Nachteile
(im Sinne von § 22 des BImSchG).Zu den erheblichen Belastigungen
im Umfeld von Elektrotauchlackier
anlagen gehoren typischerweise Geruchsbelastigungen (Reaktionsproduk
te, Spaltprodukte, Additive), die in
Deutschland auf Grundlage der Geruchsimmissionsrichtlinie bewertet
werden.In der Novelle, die im Oktober 2002
in Kraft getreten ist, sind etliche
Grenzwerte verscharft oder erstmalig
festgesetzt worden, die auch die Elek
trotauchlackierung betreffen. N eben
Grenzwerten fur organische Sauren,
einige Lackadditive und die Abgase
der Nachverbrennungsanlagen ist der
Grenzwert fur Zinn-Verbindungen
bedeutsam.In vielen Elektrotauchlacken wer
den organische Zinnverbindungen alsKatalysator eingesetzt (zum BeispielDibutylzinnoxid, DBTO). Bei den
AUTOMOBILLACKIERUNG
Technische An/ei/ung Reinh allung der Luft
Badmaterialien in Wassergefiihrdungsklassen kommt den verwendeten Kata
lysatoren fur Elektrotauchlacke ent
scheidende Bedeutung zu.Ausloser fur die Einstufung in
die Wassergefiihrdungsklasse 3 (stark
wassergefiihrdend) ist der InhaltsstoffDi-n-butylzinnoxid (DBTO). Nach
gesetzlicher Vorgabe ist DBTO der
Wassergefiihrdungsklasse 3 zugeordnet.
Nach dem FlieBschema zur Ermittlung
der WGK von Gemischen ist eine Pig
mentpaste in WGK 3 einzustufen,sofern der Anteil an WGK-3-Stoffen
3 % oder mehr betriigt. Ubliche Anteilein Pigmentpasten liegen bei 3,5 % und
hoher, da mit der Verbreitung von so
genannten Low-density-E lektrotauchlacken (Systeme mit geringer Festkor
perdichte und niedrigem Pigment
gehalt) ein hoher Katalysatorgehalt fur
den hohen Bindemittelanteil des Sys
tems zum Einsatz gebracht werden
muss. Ftir ein Tauchbecken ergibt sichnach diesem Schema eine WGK 2, dader DBTO-Anteil mit 0,29% oder
Emissionsgrenzwerte(in mg/m3)
Gesamtstaub
Gesamtstaub (Beschichtungsanl.)
Blei (-verbindungen)
Chrom (-verbindungen)
Kupfer (-verbindungen)
Vanadium (-verbindungen)
linn (-verbindungen)
Chrorn (VI)-Verbindungen
Kohlenmonoxid nach TNV/KNV
Stickstoffox ide nach TNV/ KN V
Stickstoffox ide
Organische Stoffe (auBer voq , C
- Klasse I
- Klasse II- Klasse III
Ammoni ak
Benzol
1,3 Butad ien
Styrolo xid
Trichlorethen
hohen Einbrenntemperaturen subli
miert DBTO in einer GroBenordnungvon 10% und wird bei direkter Trock
nerbeheizung oder bei thermischer Abluftreinigung zu Zinnoxid umgesetzt.Dies war bisher in erster Linie ein anla
gentechnisches Problem, da Umluftfilter im Ofen sich zusetzen konnten.
Zuktinftig wird es auch ein umwelttechnisches Thema sein. Grundsiitz
lich sind geeignete Filter fur die AbluftverfUgbar. Einbau, Wartung und regelmiiBiger Wechsel sind jedoch mitAufwand und erheblichen Kosten ver
bunden.
Wasserhaushaltsgesetz und
geanderte Zubereitungs-Richtlinie
Das deutsche Umweltrecht kennt
zum Schutz von Grundwasser und
Boden besondere Anforderungen furAnlagen zum Umgang mit wassergefahrdenden Stoffen. Bei der Einstu
fung von NachfUlimaterialien oder
03/86
50 ab 0 .5 kg / h
3
5 ab 25 g/h
5 ab 25 g/h
5 ab 25 g/h
5 ab 25 g/h
5 ab 25 g/h
1 ab 5 g/ h
500 ab 5 kg/ h
50 (Trockner)
20 ab 0 ,1 kg / h
10 0 ab 2 kg/ h
150 ab 3 kg/ h
5 ab 25 g/h
5 ab 25 g/h
10/02
20 ab 0 .2 kg/h
3 ab 15 g/h
0 .5 ab 2,5 g/h
1 ab 5 g /h
1 ab 5 g/h
1 ab 5 g/h
1 ab 5 g/h
0 .0 5 ab 0 ,15 g/h
100
100
350 ab 1.8 kg/h
50 ab 0 .5 kg /h
20 ab 0 .1 kg /h
100 ab 0 .5 kg/h(VOC-Verordnung)
30 ab 0 .15 kg/h
1 ab 2.5 g/h
1 ab 2.5 g/h
1 ab 2.5 g/h
1 ab 2.5 g/h
mehr tiber der Schwelle von 0,2 % liegt.
[e nach Lagermenge beziehungs
weise Badvolumen sind von dieser
Einstufung rechtliche, technische und
organisatorische Konsequenzen abgeleitet, die beim Einsatz DBTO-halti
ger Materialien nicht nur Mehrkostenverursachen, sondern die in Gewiisser
schutzzonen auch zu genehmigungs
rechtlichen Komplikationen ftihren
kormen.
Das deutsche Recht in Bezug auf
Wassergefiihrdung wird seit 30. [uli
2002 ergiinzt durch die EU-einheitli
che Klassifizierung von Zubereitungen
als umweltgefiihrlich (Gefahrensymbol
N in Verbindung mit der Bezeichnung
besonderer Gefahren durch dieR-Siitze R 50 bis R 59). Diese Kenn
zeichnung galt bisher nur fur Stoffe
und berticksichtigt mangels Definitioneiniger Testverfahren (R-Siitze R 54 bis
R 58) auch noch nicht aile Gesichts
punkte der Umweltgefiihrdung.
Der Inhaltsstoff DBTO ist als
umwelgefiihrlich "N" mit den R-Siit
zen R 51-53 klassifiziert. Daraus ergibt
sich fur die Pigmentpaste eine Kenn
zeichnung mit R 52-53, da der Gehalt
an DBTO tiber 2,5 % liegt. Ftir das
Tauchbecken ergibt sich keine Kenn
zeichnung. Dies gilt jedoch nur, soweit
technisch sauberes DBTO verwendet
wird, aus dem synthesebedingt enthaltene Tributylzinn-Verbindungen (teil
weise bis zu 5 %) abgetrennt wordensind. Da die EU-Kennzeichnung und
die deutsche Kennzeichnung divergieren, sollte es zu einer Harmonisierung
beider Regelungsbereiche kommen.
Es ist derzeit jedoch nicht absehbar,wann dies der Fall sein wird.
Neue Kriterien
Auf der Grundlage von Vorgabender Europaischen Union ist mit Wir
kung vom 25. August 2001 eine weitere Verordnungen zum Bundesimmissionsschutzgesetz neu verabschiedetworden, die unter anderem den Ver
brauch von organischen Losernitteln
und die Freisetzung von Luftschad
stoffen aus Lackieranlagen betrifft: 31.BimSchV: Verordnung zur Umsetzung
der Richtlinie 1999/13/EG tiber die
JOT 3 12003
AUTOMOBILLACKIERUNG
Einstufung des Stoffes
N, R50·53
N, R51·53
R52·53
N, R50-53
Ko nzentrat ion ~ 2,5%
Einstufung der Zubereitung
N, R51 -53
2,5% s Konzentr a tion < 25%
Ko nzen trat ion ~ 25%
R52·53
0 ,25% ::; Konzentration < 2,5%
2,5% ::;Konzentrat ion < 25%
Konzentration ;::: 25%
Beispiel
- DBTO (Dibutylzinnoxid)
- in KTL-Pig me ntpaste
- in KTl·Tau chbecken
Anteil Kennzeichnung WGK
100 % N, R51·53 3
3,5 % R52-53 3 (ab 3%)
0 ,29 % 2 (ab 0 ,2%)
Wassergefii hrdungspotenzial (Deutschland) und Umweltgefiih rlic hkeit (EU)
Begrenzung von Emissionen fltichtiger
organischer Verbindungen; veroffent
licht am 24. August 2001
Fltichtige organische Verbindungen
sind organische Verbindungen, die
durch ein physikalisches Kriterium,
durch ein Testverfahren oder durch
Definition von nichtfltichtigen Verbin
dungen abgegrenzt sind. Ubliche
Abgrenzungskriterien sind Siedetemperatur (zum Beispiel 250°C III
Deutschland, 240°C in der Schweiz,
200°C in Osterreich), empirische Ver
fahren (normierte Verfahren wie zum
Beispiel Trocknung kleiner Einwaage
mengen auf Dosendeckeln tiber 60Minuten bei 110 °C in USA und GroB
britannien, branchen- und unterneh
mensspezifische Standards), Ausnah
medefinitionen (zum Beispiel Ethanol,
Propanol und Reaktivverdtinner in
Osterreich, Losemittel mit niedrigem
Ozonbildungspotenzial in USA) oder
Dampfdruck bei Verwendungsbedin
gungen (zum Beispiel 10 Pa in dereuropaischen Losemittel-Richtlinie).
"Organische Losemittel sind fluch
tige organische Verbindungen, die,
ohne sich chemisch zu verandern,aile in oder in Kombination mit an de
ren Stoffen Rohstoffe, Produkte oderAbfallstoffe auflosen oder als Reini
gungsmittel, Dispersionsmittel, Kon
servierungsmittel, Weichmacher oder
als Mittel zur Einstellung der Visko
sitat oder der Oberflachenspannungverwendet worden." In dieser Legal
Definition sind organische Losernittel
eine Untergruppe der fltichtigen orga
nischen Verbindungen. Aufgrund derEU-konformen Definition der Fltich
tigkeit (Dampfdruck von 10 Pa oder
mehr unter den jeweiligen Verwen
dungsbedingungen) unterscheidet sich
diese Abgrenzung von den bisher tibli
chen Gepflogenheiten und dem alltag
lichen technischen Sprachgebrauch:
gemaB DIN sind in Deutschland in dertechnischen Definition aile Lackin
haltsstoffe mit Loseeigenschaften ein
geschlossen, deren Siedetemperatur
bei maximal 250°C liegt.
Durch die neuen Kriterien gibt es
nicht unwesentliche Abweichungen
zwischen der Verwendung des Begriffs
Losemittel und des Begriffs fltichtige
organische Verbindungen, obwohl bei
de umgangssprachlich oftmals gleich
gesetzt werden. Der Losemittelver
brauch im Sinne der neuen LegalDefinition ist die wesentliche Kenn
groBe, anhand derer zu entscheiden ist,
ob Anlagen oder Tatigkeitshereiche
die in der 4. und 31. BImSchV genann
ten Schwellwerte tiberschreiten. Die
emissionsbegrenzenden Anforderun
gen der 31. BImSchV gelten fur fluch
tige organische Verbindungen, die
durch das Dampfdruckkriterium (> 10Pascal) erfasst sind. Zu dieser Stoff
gruppe gehoren neben dem GroBteil
der Losemittel auch Neutralisierungs
mittel (zum Beispiel Amine, organische Sauren) und fltichtige Bindemit
telanteile (zum Beispiel Formaldehyd,
monomere Isocyanate).
Die Emission nichtfltichtiger orga
nischer Verbindungen (zum Beispielhochsiedende Losemittel und Additi
ve) wird bei genehmigungsbedtirftigen
Anlagen durch die Technische Anlei
tung Reinhaltung der Luft (TA Luft)
geregelt.
Die 31. BImSchV hebt nur aufden tatsachlichen Losemittelver
brauch innerhalb eines beliebigen
Zwolfmonatszeitraums abo Sofern bei
Neuanlagen keine Daten tiber den
tatsachlichen Losernittelverbrauch
vorliegen, ist eine Zuordnung zu einer
Anlagenkategorie und die Ableitung
von Anforderungen nur mittels einer
Kapazitatsbetrachtung praktikabel.
Sofern die 31. BImSchV anwendbar
ist (Losemittelverbrauch tiber 5 t/a),
wird ein neuer Impuls fur die Verwen
dung IOsemittelarmer 2K-Elektro
tauchlacke gesetzt. Wenn man dentiblichen Verbrauch von Korrektur
mitteln berticksichtigt, erfullen nur
wenige anodische und kathodische
1K-Materialien die Anforderungen
des spezifischen oder vereinfachten
Reduzierungsplans.
Produktintegrierter Umweltschutz
und Sicherheit
Es gibt weitere Gesichtspunkte, die
bei der Planung von Elektrotauch
lackieranlagen sorgfaltig zu bertick
sichtigen sind, die aber hier nur stich
wortartig erwahnt werden konnen:
JOT 3 12003
AUTOMOBILLACKIERUNG
• Neue Betriebssicherheitsverord
nung: mit Wegfall der Verordnung
tiber brennbare Fliissigkeiten ent
fallt auch die Ausnahmeregelung
"VbF cntfallt" fur hochviskose
Fliissigkeiten. Ftir aile entztindli
chen Materialien gelten erweitertetechnische - und bei Lagern mit
mehr als 10000 Litern auch organisatorische - Anforderungen.
• Bei jeder Abwassereinleitung
(Sptilwasser, Ultrafiltrat, Anolyt)
sind neben den allgemeinen Anfor
derungen die Spezialanforderungenfur toxische Schwermetalle, adsor
bierbare organische Halogenverbindungen (AOX) und chemischen
Sauerstoffbedarf (CSB) zu bertick
sichtigen.
• Seit [anuar 2002 gilt der neue
europaische Abfallkatalog, der denVerzicht auf toxische Schwermetal
Ie und andere umweltgefahrliche
Stoffe fordert und belohnt.• 1m Rahmen der technischen Har
monisierung von Sicherheitsvorschriften gelten EU-weit inzwi
schen gleiche Anlagen-Standards
(prEN 12581 Tauchlackieranlagen
und Elektrotauchlackieranlagen fur
fltissige organische Beschichtungs
stoffe, EN 1539 Trockner und
Ofen, in denen brennbare Stoffe
freigesetzt werden).
Insgesamt wird deutlich, dass es in
Folge der Altfahrzeugverordnung nicht
nur darum geht, Blei zu eliminieren.
Vielmehr gibt es von allen Seiten An
forderungen, die es bei der unvermeid
lichen Umstellung ratsam erscheinen
lassen, ein bis zwei Schritte weiter zu
gehen und dabei die Stufe organozinn-haltiger Materialien zu tiber
springen.
Der Autor: Thomas May, DuPont
Performance Coatings GmbH & Co. KG,
Wuppertal, Tel. 0202/ 529-6727,
e-mail: [email protected]
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European Coatings Show in Nurnbergvom 08.-10.04.2003, Halle 1, Stand 1-453
Control in Sinsheimvom 06.-09.05.2003, Halle 1, Stand 1103
JOT 3 12003
