- Project number: F 2476
- Institution: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)
- Status: Completed Project
Description:
Leichtbau-Offensive und E-Mobilität forcierten umfangreiche Entwicklungen im Bereich innovativer Fasermaterialien und Faserverbundwerkstoffe. Insbesondere carbonfaserverstärkte Kunststoffe erfahren in verschiedensten Anwendungsgebieten und Produkten, z. B. in Windkraftanlagen, Flugzeugen und Automobilen, eine steigende Nachfrage.
In der Prozesskette von der Faser über die textile Fläche und den Verbundwerkstoffen bis zum Recycling sowie der Wiederverwertung, werden Carbonfasern hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Dabei können durch den Splitterbruch von Fasern auch lungengängige (alveolengängige) Fragmente freigesetzt werden, bei denen gemäß der Weltgesundheitsorganisation (englisch: World Health Organization, WHO) von einer asbestartigen Wirkung ausgegangen werden muss.
Ziel des Projektes war daher ein verbessertes Verständnis für das Splitterbruchverhalten verschiedener Carbonfasertypen zu schaffen. Gleichzeitig wurde das Freisetzungsverhalten von alveolengängigen Bruchstücken aus Fasern und Faserverbundwerkstoffen bei mechanischer Beanspruchung untersucht.
Es konnte festgestellt werden, dass beim Umgang aller im Projekt untersuchten Carbonfasertypen von einer Freisetzung alveolengängiger Faserfragmente ausgegangen werden muss. Allerdings konnte bei einer Dichte der Carbonfaser über 1,95 g/cm³, eine erhöhte Freisetzung von gesundheitsschädlichen Faserbruchstücken beobachtet werden. Dies trifft hauptsächlich auf pechbasierte Carbonfasern zu.
Diese Ergebnisse konnten durch Arbeitsplatzmessungen bei Tätigkeiten mit Carbonfasern und carbonfaserverstärkten Kunststoffen in Abhängigkeit von Bearbeitungsprozessen und eingesetzten Schutzmaßnahmen bestätigt werden. Mit dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Forschungsprojekt wurden erste Wege für eine arbeitshygienische Beurteilung unterschiedlicher Carbonfasertypen aufgezeigt und es werden Hinweise für ein sicheres und nachhaltiges Design für Materialentwicklungen gegeben.