80. Gummiindustrie
Herausgeber des Kapitels: Louis S. Beliczky und John Fajen
Allgemeines Profil
Louis S. Beliczky und John Fajen
Anbau von Gummibäumen
Alan Echt
Reifenherstellung
James S. Frederick
Industrielle Produkte ohne Reifen
Ray C. Waldschnepfe
Fallstudie: Vulkanisation im Salzbad
Beth Donovan Reh
1,3-Butadien
Ronald L. Melnick
Steuereinheit
Ray C. Waldschnepfe
Sicherheit
James R. Townhill
Epidemiologische Studien
Robert Harris
Gummikontaktdermatitis und Latexallergie
James S. Taylor und Yung Hian Leow
Ergonomie
William S. Marras
Umwelt- und Gesundheitsfragen
Thomas Rhodarmer
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1. Einige wichtige Gummipolymere
2. Weltweiter Kautschukverbrauch für 1993
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Es gibt zwei grundlegende Arten von Gummi, die in der Gummiindustrie verwendet werden: natürlich und synthetisch. Eine Reihe unterschiedlicher synthetischer Kautschukpolymere werden zur Herstellung einer Vielzahl von Kautschukprodukten verwendet (siehe Tabelle 1). Naturkautschuk wird hauptsächlich in Südostasien hergestellt, während synthetischer Kautschuk hauptsächlich in den Industrieländern – den Vereinigten Staaten, Japan, Westeuropa und Osteuropa – hergestellt wird. Brasilien ist das einzige Entwicklungsland mit einer bedeutenden Synthesekautschukindustrie.
Table 1. Einige wichtige Kautschukpolymere
Art des Gummis/ |
Produktion |
Ferienhäuser |
Gemeinsame Nutzung |
|
Natürliches Gummi |
Thailand |
1,501 |
Allgemeiner Zweck; nicht ölbeständig, durch Lösungsmittel gequollen; der Verwitterung durch Sauerstoff, Ozon, |
Reifen, Stoßdämpfer, Dichtungen, Kupplungen, Brücken- und Gebäudelager, Schuhe, Schläuche, Förderbänder, Formteile, Auskleidungen, Rollen, Handschuhe, Kondome, medizinische Geräte, Klebstoffe, Teppichrücken, Fäden, Schaumstoffe |
Polyisopren (IR) |
US |
47 |
Allgemeiner Zweck; synthetischer Naturkautschuk, ähnliche Eigenschaften |
Siehe Naturkautschuk oben. |
Styrol-Butadien (SBR) |
US |
920 |
Allgemeiner Zweck; Naturkautschukersatz aus dem Zweiten Weltkrieg; schlechte Öl-/Lösungsmittelbeständigkeit |
Reifen (75 %), Förderbänder, Schwämme, Formteile, Schuhe, Schläuche, Rollenbezüge, Klebstoffe, Imprägnierungen, Latex-Teppichrücken, Schaumprodukte |
Polybutadien (BR) |
US |
465 |
Schlechte Öl-/Lösungsmittelbeständigkeit; Witterungseinflüssen ausgesetzt; hohe Belastbarkeit, Abriebfestigkeit und niedrig |
Reifen, Schuhe, Förderbänder, Antriebsriemen, Spielzeug-Superbälle |
Butyl (IIR) |
US |
130 |
Geringe Gasdurchlässigkeit; beständig gegen Hitze, Säure, polare Flüssigkeiten; nicht beständig gegen Öl, Lösungsmittel; mäßige Verwitterung |
Schläuche, Reifen-Heizbälge, Dichtungs- und Dichtmittel, Kabelisolierungen, Schwingungsisolatoren, Teichfolien und Dachbahnen, |
Ethylen-Propylen/ |
US |
261 |
Flexibilität bei niedrigen Temperaturen; witterungs- und hitzebeständig, jedoch nicht öl- und lösemittelbeständig; hervorragende elektrische Eigenschaften |
Draht- und Kabelmäntel; extrudierte Dichtungen und Dichtungen; geformte Produkte; Isolationshalterungen; Auskleidungsfolie für Getreidelagerung, Bedachung, Teiche, Gräben, Mülldeponien |
Polychloropren (CR) |
US |
105 |
Beständig gegen Öl, Flammen, Hitze und Witterung |
Draht- und Kabelmäntel, Schläuche, Riemen, Förderbänder, Schuhe, Neoprenanzüge, beschichtete Stoffe und aufblasbare Produkte, Extrusionen, Klebstoffe, |
Nitril (NBR) |
US |
64 |
Beständig gegen Öl, Lösungsmittel, Pflanzenöl; gequollen durch polare Lösungsmittel wie Ketone |
Dichtmittel, kraftstoffbeständige Schlauchauskleidungen und -dichtungen, Walzenbezüge, Förderbänder, Schuhsohlen, Handschuhe, Klebstoffe, Ölbohrgeräte |
Silikon (MQ) |
US |
95 |
Stabil bei hohen/niedrigen Temperaturen; beständig gegen Öl, Lösungsmittel, Witterung; physiologisch und chemisch inert |
Draht- und Kabelisolierungen, Dichtungen, Klebstoffe, Flachdichtungen, speziell geformte und extrudierte Waren, Gasmasken und Beatmungsgeräte, Lebensmittel- und medizinische Schläuche, chirurgische Implantate |
Polysulfid (OT) |
US |
20 |
Beständig gegen Öl, Lösungsmittel, Kälte, Witterung; geringe Gasdurchlässigkeit |
Walzenbespannung, Schlauchliner, Dichtungen, Formteile, Dichtstoffe, Gaszählermembranen, Glasdichtstoffe, festes Raketentreibstoffbindemittel |
Wiedergewonnener Gummi |
- |
- |
Kürzere Polymerketten; einfachere Verarbeitung; weniger Mischzeit und Stromverbrauch; geringere Zugfestigkeit und niedrigere Kosten |
Reifen, Schläuche, Fußmatten, mechanische Waren, Klebstoffe, gummierter Asphalt |
Quelle: Produktionszahlen aus Daten des Stanford Research Institute.
Reifen und Reifenprodukte machen etwa 60 % des synthetischen Kautschukverbrauchs und 75 % des natürlichen Kautschukverbrauchs aus (Greek 1991) und beschäftigen weltweit etwa eine halbe Million Arbeitnehmer. Zu den wichtigen Nicht-Reifen-Anwendungen von Kautschuk gehören Autoriemen und -schläuche, Handschuhe, Kondome und Gummischuhe.
In den letzten Jahren hat es eine Globalisierung der Gummiindustrie gegeben. Diese arbeitsintensive Industrie ist in Entwicklungsländern gewachsen. Tabelle 2 zeigt den weltweiten Verbrauch von natürlichem und synthetischem Kautschuk für 1993.
Tabelle 2. Weltweiter Kautschukverbrauch für 1993
Region |
Synthesekautschuk |
Natürliches Gummi |
Nordamerika |
2,749 |
999 |
Westeuropa |
2,137 |
930 |
Asien und Ozeanien |
1,849 |
2,043 |
Lateinamerika |
575 |
260 |
Mittel-Europa |
215 |
65 |
Gemeinschaft Unabhängiger Staaten |
1,665 |
100 |
Mittlerer Osten und Afrika |
124 |
162 |
China und Asien* |
453 |
750 |
Gesamt |
9,767 |
5,309 |
*Umfasst China, Nordkorea und Vietnam.
Quelle: International Institute of Synthetic Rubber Producers 1994.
Natürliches Gummi (cis-1,4-Polyisopren) ist ein verarbeitetes Pflanzenprodukt, das aus mehreren hundert Baum- und Pflanzenarten in vielen Gebieten der Welt isoliert werden kann, einschließlich der äquatorialen Regionen Afrikas, Südostasiens und Südamerikas. Der Milchsaft oder Latex des kommerziellen Gummibaums hevea brasiliensis liefert im Wesentlichen den gesamten (mehr als 99 %) der weltweiten Versorgung mit Naturkautschuk. Auch Naturkautschuk wird daraus hergestellt Ficus elastica und andere afrikanische Werke in Produktionsgebieten wie Côte d'Ivoire, Madagaskar, Senegal und Sierra Leone. Natürliches trans-1,4-Polyisopren ist als Guttapercha oder Balata bekannt und stammt von Bäumen in Südamerika und Indonesien. Dadurch entsteht ein weniger reiner Kautschuk als der cis Isomer. Eine weitere potenzielle Quelle für die kommerzielle Naturkautschukproduktion ist der Guayule-Strauch, Parthenium argentatum, die in heißen, trockenen Regionen wie dem Südwesten der Vereinigten Staaten wächst.
Die Produktion von Hevea-Kautschuk ist zwischen Plantagen mit einer Größe von mehr als 100 Acres und kleinen Farmen, typischerweise weniger als 10 Acres, aufgeteilt. Die Produktivität kommerzieller Gummibäume hat sich seit den 1970er Jahren regelmäßig erhöht. Diese erhöhte Produktivität ist in erster Linie auf die Erschließung und Wiederbepflanzung von Anbauflächen mit schneller reifenden, ertragreicheren Bäumen zurückzuführen. Der Einsatz von chemischen Düngemitteln und die Bekämpfung von Gummibaumkrankheiten haben ebenfalls zur Produktivitätssteigerung beigetragen. Strenge Maßnahmen zur Kontrolle der Exposition gegenüber Herbiziden und Pestiziden während Lagerung, Mischen und Sprühen, die Verwendung geeigneter Schutzkleidung und Schutzcremes sowie die Bereitstellung von Umkleidekabinen und eine angemessene medizinische Überwachung können die mit der Verwendung von landwirtschaftlichen Chemikalien verbundenen Gefahren wirksam kontrollieren .
Gummibäume werden normalerweise für Latex angezapft, indem an abwechselnden Tagen ein spiralförmiger Schnitt durch die Rinde des Baums gemacht wird, obwohl die Häufigkeit und Methode des Klopfens variieren. Der Latex wird in Bechern gesammelt, die unterhalb der Schnitte am Baum aufgehängt werden. Der Inhalt der Becher wird in Großbehälter umgefüllt und zu Bearbeitungsstationen transportiert. Ammoniak wird üblicherweise als Konservierungsmittel zugesetzt. Ammoniak zerstört die Kautschukpartikel und erzeugt ein zweiphasiges Produkt, das aus 30 bis 40 % Feststoffen besteht. Dieses Produkt wird weiter auf 60 % Feststoffe konzentriert, was zu einem mit Ammoniak versetzten Latexkonzentrat führt, das 1.6 Gew.-% Ammoniak enthält. Ein Latexkonzentrat mit niedrigem Ammoniakgehalt (0.15 bis 0.25 % Ammoniak) ist ebenfalls erhältlich. Das Konzentrat mit niedrigem Ammoniakgehalt erfordert die Zugabe eines sekundären Konservierungsmittels zum Latex, um Koagulation und Kontamination zu vermeiden. Sekundäre Konservierungsmittel umfassen Natriumpentachlorophenat, Tetramethylthiuramdisulfid, Natriumdimethyldithiocarbamat und Zinkoxid.
Die Hauptgefahren für Außendienstmitarbeiter sind Witterungseinflüsse, Tier- und Insektenstiche sowie Gefahren im Zusammenhang mit den scharfen Werkzeugen, mit denen Einschnitte in die Bäume vorgenommen werden. Daraus resultierende Verletzungen sollten umgehend behandelt werden, um das Infektionsrisiko zu verringern. Vorbeugende und therapeutische Maßnahmen können die Gefahren von Klima und Schädlingen reduzieren. Das Auftreten von Malaria und Magen-Darm-Erkrankungen wurde auf modernen Plantagen durch Prophylaxe, Mückenbekämpfung und Hygienemaßnahmen reduziert.
Der Guayule-Strauch, eine einheimische Pflanze aus Südtexas und Nord-Zentralmexiko, enthält Naturkautschuk in seinen Stängeln und Wurzeln. Für die Gewinnung des Kautschuks muss der ganze Strauch geerntet werden.
Guayule-Kautschuk ist im Wesentlichen identisch mit Hevea-Kautschuk, außer dass Guayule-Kautschuk eine geringere Grünfestigkeit aufweist. Guayule-Kautschuk ist derzeit keine brauchbare kommerzielle Alternative zu Hevea-Kautschuk.
Arten von Naturkautschuk
Zu den derzeit hergestellten Naturkautschukarten gehören gerippte Räucherplatten, technisch spezifizierter Kautschuk, Krepps, Latex, epoxidierter Naturkautschuk und thermoplastischer Naturkautschuk. Thailand ist der größte Lieferant von geriffelten Rauchplatten, auf die etwa die Hälfte der weltweiten Naturkautschukproduktion entfällt. Technisch spezifizierter Kautschuk oder Block-Naturkautschuk wurde Mitte der 1960er Jahre in Malaysia eingeführt und macht etwa 40 bis 45 % der Naturkautschukproduktion aus. Indonesien, Malaysia und Thailand sind die größten Lieferanten von technisch spezifiziertem Kautschuk. Technisch spezifizierter Kautschuk leitet seinen Namen von der Tatsache ab, dass seine Qualität durch technische Spezifikationen bestimmt wird, in erster Linie durch seine Reinheit und Elastizität, und nicht durch herkömmliche optische Spezifikationen. Kreppkautschuk macht heute nur noch einen kleinen Teil des Weltmarktes für Naturkautschuk aus. Der weltweite Verbrauch von Naturkautschuklatex ist in letzter Zeit gestiegen, hauptsächlich aufgrund der gestiegenen Nachfrage nach Latexprodukten als Barriere gegen das menschliche Immunschwächevirus und andere durch Blut übertragene Krankheitserreger. Latexkonzentrate werden zur Herstellung von Klebstoffen, Teppichrücken, Schaumstoffen und getauchten Produkten verwendet. Zu den getauchten Produkten gehören Luftballons, Handschuhe und Kondome. Epoxidierter Naturkautschuk wird durch Behandlung von Naturkautschuk mit Persäuren hergestellt. Epoxidierter Naturkautschuk wird als Ersatz für einige synthetische Kautschuke verwendet. Thermoplastischer Naturkautschuk entsteht durch partielle dynamische Vulkanisation von Blends aus Polyolefinen und Naturkautschuk. Es befindet sich in den frühen Stadien der kommerziellen Entwicklung.
Produktionsprozesse
Latex aus Gummibäumen wird entweder als Konzentrat an die Verbraucher geliefert oder zu Trockenkautschuk weiterverarbeitet (siehe Abbildung 1 und Abbildung 2). Für technisch spezifizierten Kautschuk umfasst ein Herstellungsverfahren das Koagulieren des Feldlatex mit Säure und das Führen des koagulierten Latex durch Schneidemaschinen und eine Reihe von Kreppwalzen. Hammermühlen oder Granulatoren wandeln das Produkt in Gummikrümel um, die gesiebt, gewaschen, getrocknet, zu Ballen gepresst und verpackt werden. Ein weiteres Verfahren zur technisch spezifizierten Kautschukherstellung ist die Zugabe eines Krümelungsmittels vor der Koagulation und die anschließende Krümelung mittels Kreppwalzen.
Abbildung 1. Gummibaumzapfer, der gesammelten Latex koaguliert, indem er ihn zuerst auf einem Stock sammelt und ihn dann über eine Rauchschale hält
Abbildung 2. Verarbeitung von Kautschuk auf einer Plantage in Ostkamerun
Gerippte geräucherte Blätter werden hergestellt, indem koagulierter Latex durch eine Reihe von Walzen geführt wird, um dünne Blätter herzustellen, die mit einem gerippten Muster geprägt sind. Das Rippenmuster dient hauptsächlich dazu, die Oberfläche des Materials zu vergrößern und seine Trocknung zu unterstützen. Die Blätter werden konserviert, indem sie eine Woche lang in einer Räucherkammer bei 60 °C gelagert, visuell sortiert, sortiert und in Ballen verpackt werden.
Die für Naturkautschuke verwendeten Compoundierformeln sind im Wesentlichen die gleichen wie die für die meisten ungesättigten Synthesekautschuke. Beschleuniger, Aktivatoren, Antioxidantien, Füllstoffe, Weichmacher und Vulkanisationsmittel können alle erforderlich sein, je nachdem, welche Eigenschaften in der fertigen Mischung erwünscht sind.
Die Gefahren, die sich aus der Verwendung mechanisierter Produktionsmethoden (dh Walzen und Zentrifugen) ergeben, erfordern strenge Sicherheitskontrollen während der Installation, Verwendung und Wartung, einschließlich der Beachtung des Maschinenschutzes. Beim Einsatz von Verarbeitungschemikalien sind entsprechende Vorsichtsmaßnahmen zu treffen. Es sollte auf die Verwendung geeigneter Geh- und Arbeitsflächen geachtet werden, um Ausrutschen, Stolpern und Stürzen vorzubeugen. Mitarbeiter sollten in sicheren Arbeitspraktiken geschult werden. Eine strenge Überwachung ist erforderlich, um Unfälle im Zusammenhang mit der Verwendung von Wärme als Hilfsmittel beim Aushärten zu vermeiden.
Herstellungsprozess
Abbildung 1 zeigt einen Überblick über den Reifenherstellungsprozess.
Abbildung 1. Der Reifenherstellungsprozess
Compoundierung und Banbury-Mischen
Ein Banbury-Mischer kombiniert Gummimaterial, Ruß und andere chemische Bestandteile, um ein homogenes Gummimaterial zu erzeugen. Zeit, Wärme und Rohstoffe sind Faktoren, die zur Konstruktion der Materialzusammensetzung verwendet werden. Die Zutaten werden der Anlage im Allgemeinen in vorgewogenen Paketen geliefert oder werden vom Banbury-Betreiber aus Großmengen zubereitet und gewogen. Die abgemessenen Zutaten werden auf ein Fördersystem gegeben, und der Banbury wird beschickt, um den Mischprozess einzuleiten.
Hunderte von Komponenten werden zu Gummi kombiniert, das für die Reifenherstellung verwendet wird. Die Komponenten umfassen Verbindungen, die als Beschleuniger, Antioxidantien, Ozonschutzmittel, Streckmittel, Vulkanisatoren, Pigmente, Weichmacher, Verstärkungsmittel und Harze wirken. Die meisten Bestandteile sind nicht reguliert und wurden möglicherweise nicht umfassend toxikologisch bewertet. Im Allgemeinen wurde die berufliche Exposition der Bediener von Banbury gegenüber den Rohstoffen durch Verbesserungen der administrativen und technischen Kontrollen reduziert. Aufgrund der Art und Menge der Komponenten, aus denen die Exposition besteht, bleiben jedoch Bedenken bestehen.
Fräsen
Die Formgebung von Gummi beginnt im Mahlprozess. Am Ende des Banbury-Mischzyklus wird Kautschuk auf eine Fallmühle gegeben. Der Mahlprozess formt das Gummi in flache, lange Streifen, indem es durch zwei in verschiedene Richtungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotierende Walzen gepresst wird.
Mühlenbetreiber sind im Allgemeinen besorgt über Sicherheitsrisiken, die mit dem offenen Betrieb der Wendewalzen verbunden sind. Ältere Mühlen hatten normalerweise Stolperdrähte oder Stangen, die vom Bediener gezogen werden konnten, wenn er oder sie in der Mühle hängen blieb (siehe Abbildung 2); Moderne Mühlen haben Körperstangen etwa auf Kniehöhe, die automatisch ausgelöst werden, wenn der Bediener in den Mühlen gefangen ist (siehe Abbildung 3).
Abbildung 2. Ältere Mühle mit einer zu hoch angeordneten Auslösestange, um wirksam zu sein. Der Bediener hat jedoch große Handschuhe, die er vor seinen Fingern in die Mühle ziehen würde.
Ray C. Waldschnepfe
Abbildung 3. Mühle für Kalanderlinie mit einem Körperstangenschutz, der die Mühle abschaltet, wenn Arbeiter stolpern.
James S. Frederick
Die meisten Einrichtungen verfügen über umfangreiche Notfallrettungsverfahren für Arbeiter, die in Fabriken eingeschlossen sind. Mühlenbetreiber sind Hitze und Lärm sowie durch die Erwärmung von Gummi gebildeten oder freigesetzten Komponenten ausgesetzt (siehe eine Überdachungshaube über einer Fallmühle in Abbildung 4).
Abbildung 4. Fallmühle und Trockner mit Haube und Stolperdrähten
James S. Frederick
Extrudieren und Kalandrieren
Der Kalandervorgang fährt fort, Gummi zu formen. Die Kalandermaschine besteht aus einer oder mehreren (häufig vier) Walzen, durch die die Gummiplatten gepresst werden (siehe Abbildung 3).
Die Kalandermaschine hat folgende Funktionen:
Die aus dem Kalander kommenden Gummibahnen werden auf Trommeln gewickelt, die als „Schalen“ bezeichnet werden, mit Stoffabstandshaltern, die als „Liner“ bezeichnet werden, um ein Anhaften zu verhindern.
Der Extruder wird oft als „Tuber“ bezeichnet, weil er schlauchartige Gummikomponenten herstellt. Der Extruder funktioniert, indem er Gummi durch Düsen geeigneter Form drückt. Der Extruder besteht aus Schnecke, Zylinder oder Zylinder, Kopf und Düse. Ein Kern oder eine Spinne wird verwendet, um das hohle Innere des Schlauchs zu bilden. Der Extruder stellt den großen, flachen Abschnitt der Reifenlaufflächen her.
Extruder- und Kalanderbediener können Talkum und Lösungsmitteln ausgesetzt sein, die in dem Verfahren verwendet werden. Außerdem sind die Arbeiter am Ende des Extrusionsvorgangs einer sich stark wiederholenden Aufgabe ausgesetzt, die Lauffläche auf mehretagigen Karren zu platzieren. Dieser Vorgang wird oft als Buchungsschritte bezeichnet, da der Wagen wie ein Buch aussieht, wobei die Fächer die Seiten sind. Die Konfiguration des Extruders sowie das Gewicht und die zu buchenden Laufflächenmengen tragen zur ergonomischen Wirkung dieses Vorgangs bei. Zahlreiche Änderungen wurden vorgenommen, um dies zu verringern, und einige Vorgänge wurden automatisiert.
Baugruppenmontage und Bau
Die Reifenmontage kann ein hochautomatisierter Prozess sein. Die Reifenmontagemaschine besteht aus einer rotierenden Trommel, auf der die Komponenten montiert werden, und Zuführeinrichtungen, um den Reifenbauer mit den zu montierenden Komponenten zu versorgen (siehe Abbildung 5). Die Komponenten eines Reifens umfassen Wülste, Lagen, Seitenwände und Laufflächen. Nach der Montage der Komponenten wird der Reifen oft als „grüner Reifen“ bezeichnet.
Abbildung 5. Bediener beim Montieren eines Reifens auf einer einstufigen Reifenmaschine
Reifenbauer und andere Arbeiter in diesem Bereich des Prozesses sind einer Reihe sich wiederholender Bewegungsabläufe ausgesetzt. Komponenten, oft in schweren Rollen, werden auf die Zuführungsabschnitte der Montageausrüstung gelegt. Dies kann ein umfangreiches Heben und Handhaben schwerer Rollen auf engstem Raum erfordern. Die Art der Montage erfordert auch, dass der Reifenkonstrukteur eine Reihe ähnlicher oder identischer Bewegungen bei jeder Montage ausführt. Reifenhersteller verwenden Lösungsmittel wie Hexan, die es der Lauffläche und den Gummilagen ermöglichen, zu haften. Die Exposition gegenüber den Lösungsmitteln ist ein besorgniserregender Bereich.
Nach dem Zusammenbau wird der Reifenrohling mit einem Material auf Lösungsmittel- oder Wasserbasis besprüht, um zu verhindern, dass er an der Vulkanisierform haftet. Diese Lösungsmittel setzen möglicherweise den Spritzbediener, den Materialhandhaber und den Bediener der Aushärtungspresse aus. Heutzutage werden meist Materialien auf Wasserbasis verwendet.
Aushärten und Vulkanisieren
Heizpressenbediener legen Rohreifen in die Heizpresse oder auf Pressenladegeräte. In Nordamerika in Betrieb befindliche Heizpressen gibt es in einer Vielzahl von Typen, Alter und Automatisierungsgraden (siehe Abbildung 6). Die Presse verwendet Dampf, um den Reifenrohling zu erhitzen oder zu härten. Das Aushärten oder Vulkanisieren von Gummi überführt das klebrige und biegsame Material in einen nicht klebrigen, weniger biegsamen, langlebigen Zustand.
Abbildung 6. Pkw- und Leicht-Lkw Bag-o-matic McNeal-Aushärtepresse, belüftet mit einem Deckenventilator, Akron, Ohio, USA
James S. Frederick
Wenn Gummi beim Aushärten oder in früheren Stadien des Prozesses erhitzt wird, entstehen krebserregende N-Nitrosamine. Jede Exposition gegenüber N-Nitrosamin sollte kontrolliert werden. Es sollte versucht werden, die N-Nitrosamin-Exposition so weit wie möglich zu begrenzen. Außerdem kontaminieren Stäube, Gase, Dämpfe und Dämpfe die Arbeitsumgebung, wenn Gummi erhitzt, gehärtet oder vulkanisiert wird.
Inspektion und Fertigstellung
Nach dem Aushärten müssen Endbearbeitungsarbeiten und Inspektionen durchgeführt werden, bevor der Reifen gelagert oder versandt wird. Der Endbearbeitungsvorgang entfernt Grate oder überschüssiges Gummi von dem Reifen. Dieser überschüssige Gummi verbleibt an den Luftlöchern in der Vulkanisierform auf dem Reifen. Außerdem müssen möglicherweise überschüssige Gummischichten von den Seitenwänden oder erhabenen Schriftzügen auf dem Reifen abgeschliffen werden.
Eine der größten Gesundheitsgefahren, denen Arbeiter beim Umgang mit einem ausgehärteten Reifen ausgesetzt sind, sind sich wiederholende Bewegungen. Bei der Reifenveredelung oder beim Schleifen sind die Arbeiter typischerweise Staub oder Partikeln aus ausgehärtetem Gummi ausgesetzt (siehe Abbildung 7). Dies trägt zu Atemwegserkrankungen bei Arbeitern im Finishing-Bereich bei. Außerdem besteht die Möglichkeit einer Lösungsmittelexposition durch die Schutzfarbe, die häufig zum Schutz der Seitenwand oder der Reifenbeschriftung verwendet wird.
Abbildung 7. Ein Staubabscheider einer Schleifscheibe fängt Gummistaub auf
Ray C. Waldschnepfe
Nach der Fertigstellung kann der Reifen in einem Lager gelagert oder aus dem Werk versandt werden.
Gesundheits- und Sicherheitsbedenken
Arbeitsschutzbelange in Reifenherstellungsanlagen waren und sind von größter Bedeutung. Oft überschattet die Auswirkung schwerer Verletzungen am Arbeitsplatz die Verwüstung im Zusammenhang mit Krankheiten, die mit Expositionen am Arbeitsplatz verbunden sein können. Aufgrund verlängerter Latenzzeiten machen sich manche Krankheiten erst bemerkbar, nachdem der Arbeitnehmer den Arbeitsplatz verlassen hat. Außerdem werden viele Krankheiten, die mit der beruflichen Exposition von Reifenfabriken in Verbindung gebracht werden können, nie als berufsbedingt diagnostiziert. Aber Krankheiten wie Krebs sind unter Gummiarbeitern in Reifenfabriken weiterhin weit verbreitet.
Viele wissenschaftliche Studien wurden an Arbeitern in Reifenherstellungsanlagen durchgeführt. Einige dieser Studien haben eine übermäßige Sterblichkeit durch Blasen-, Magen-, Lungen-, hämatopoetische und andere Krebsarten identifiziert. Diese übermäßigen Todesfälle können oft nicht einer bestimmten Chemikalie zugeordnet werden. Dies ist zum Teil auf Expositionen am Arbeitsplatz mit vielen einzelnen Chemikalien während der gesamten Expositionsdauer und/oder kombinierte Expositionen gegenüber mehreren Chemikalien gleichzeitig zurückzuführen. Auch treten häufig Änderungen bei der Rezeptur von Materialien auf, die in einer Reifenfabrik verwendet werden. Diese Änderungen in Art und Menge der Bestandteile der Gummimischung schaffen zusätzliche Schwierigkeiten bei der Verfolgung der verursachenden Faktoren.
Ein weiterer Bereich, der Anlass zur Sorge gibt, sind Atemwegsprobleme oder Atemwegsreizungen bei Arbeitern in Reifenwerken (dh Engegefühl in der Brust, Kurzatmigkeit, Verringerung der Lungenfunktion und andere Atemwegssymptome). Es hat sich gezeigt, dass ein Emphysem ein häufiger Grund für eine Frühverrentung ist. Diese Probleme treten häufig in den Bereichen Pökeln, Verarbeiten (Vormischen, Wiegen, Mischen und Erhitzen der Rohstoffe) und Endbearbeitung (Inspektion) der Anlagen auf. Bei der Verarbeitung und Aushärtung sind Chemikalien oft zahlreichen Bestandteilen bei relativ geringen Expositionsniveaus ausgesetzt. Viele der einzelnen Komponenten, denen Arbeitnehmer ausgesetzt sind, werden nicht von Regierungsbehörden reguliert. Fast ebenso viele wurden nicht ausreichend auf Toxizität oder Karzinogenität getestet. Auch in den Vereinigten Staaten müssen Arbeiter in Reifenfabriken in diesen Gebieten wahrscheinlich keinen Atemschutz verwenden. Es wurde keine eindeutige Ursache für Atemnot identifiziert.
Viele Arbeiter in Reifenfabriken haben an Kontaktdermatitis gelitten, die oft nicht mit einer bestimmten Substanz in Verbindung gebracht wurde. Einige der Chemikalien, die mit Dermatitis in Verbindung gebracht wurden, werden in Nordamerika nicht mehr bei der Herstellung von Reifen verwendet; Viele der Ersatzchemikalien wurden jedoch noch nicht vollständig bewertet.
Repetitive oder kumulative Traumastörungen wurden als Problembereich bei der Reifenherstellung identifiziert. Repetitive Traumastörungen umfassen Tenosynovitis, Karpaltunnelsyndrom, Synovitis, lärminduzierten Hörverlust und andere Zustände, die aus sich wiederholenden Bewegungen, Vibrationen oder Druck resultieren. Der Reifenherstellungsprozess beinhaltet von Natur aus übermäßige und mehrfache Vorkommnisse von Material- und Produktmanipulationen für einen großen Teil der Produktionsarbeiter. In einigen Ländern wurden und werden viele Verbesserungen in den Werken eingeführt, um dieses Problem anzugehen. Viele der innovativen Verbesserungen wurden von Arbeitnehmern oder Betriebsräten initiiert. Einige der Verbesserungen bieten technische Kontrollen zur Manipulation von Materialien und Produkten (siehe Abbildung 8).
Abbildung 8. Ein Vakuumheber transportiert Säcke zum Beschickungsförderer für einen Banbury-Mischer, wodurch Rückenbelastungen durch manuelle Handhabung vermieden werden
Ray C. Waldschnepfe
Teilweise aufgrund von Personalumstrukturierungen steigt das Durchschnittsalter der Arbeiter in vielen Reifenwerken weiter an. Außerdem neigen immer mehr Reifenherstellungsanlagen dazu, kontinuierlich zu arbeiten. Viele Einrichtungen mit Dauerbetrieb beinhalten Arbeitsschichtpläne mit 12-Stunden- und/oder Wechselschichten. Die Forschung untersucht weiterhin die möglichen Zusammenhänge zwischen verlängerten Arbeitsschichten, Alter und kumulativen Traumaerkrankungen bei der Reifenherstellung.
Gummiprodukte werden für unzählige Anwendungen hergestellt, wobei Verfahren verwendet werden, die denen ähneln, die für die Reifenherstellung beschrieben wurden. Nicht-Reifenprodukte verwenden jedoch eine viel größere Vielfalt an Polymeren und Chemikalien, um ihnen die erforderlichen Eigenschaften zu verleihen (siehe Tabelle 1). Die Verbindungen wurden sorgfältig entwickelt, um Gefahren wie Dermatitis und Nitrosamine in der Fabrik und in Produkten wie chirurgischem Zubehör, Beatmungsgeräten und Saugern für Babyflaschen, die mit dem Körper in Kontakt kommen, zu reduzieren. Häufig sind die Verarbeitungsanlagen kleiner als bei der Reifenherstellung und es wird mehr Mischen in der Mühle verwendet. Dach- und Deponiebahnen werden auf den größten Kalandern der Welt hergestellt. Einige Unternehmen spezialisieren sich auf das Compoundieren von Gummi nach den Spezifikationen anderer, die es zu vielen verschiedenen Arten von Produkten verarbeiten.
Verstärkte Produkte wie Antriebsriemen, Luftbremsmembranen und Schuhe werden aus kalandriertem Gummi, beschichtetem Gewebe oder Kord auf einer sich drehenden Trommel oder stationären Form aufgebaut. Das Aushärten erfolgt normalerweise durch Formpressen, um die endgültige Form zu fixieren, manchmal unter Verwendung von Dampfdruck und einer Blase oder einem Airbag wie bei einem Reifen. In Produkten, die keine Reifen sind, werden mehr synthetische Polymere verwendet. Sie sind nicht so klebrig wie Naturkautschuk, daher wird mehr Lösungsmittel verwendet, um die aufgebauten Schichten zu reinigen und klebrig zu machen. Mahlen, Kalandrieren und Lösungsmittel oder Klebstoffe werden in einigen Fällen umgangen, indem sie direkt vom Mischer zu einem Kreuzkopfextruder gehen, um das Produkt aufzubauen.
Nicht verstärkte Produkte werden durch Transfer- oder Spritzguss geformt und ausgehärtet, in einem Heißluftofen extrudiert und ausgehärtet oder in einer Pressform aus einem vorgeschnittenen Rohling geformt. Schwammgummi wird durch Mittel in der Mischung hergestellt, die beim Erhitzen Gas freisetzen.
Gummischlauch wird durch Flechten, Stricken oder Spinnen von Verstärkungsschnüren oder -drähten auf einen extrudierten Schlauch, der durch Luftdruck oder einen festen Dorn gestützt wird, und anschließendes Extrudieren eines Abdeckschlauchs darüber aufgebaut. Eine extrudierte Bleiabdeckung oder eine Kreuzumwicklung aus Nylon wird dann zum Formpressen auf den Schlauch gelegt und nach dem Aushärten entfernt, oder der Schlauch wird bloß in den Druckdampf-Vulkanisierer gegeben. Nylon-Kreuzwickel oder extrudierter Kunststoff ersetzen zunehmend das Blei. Gebogene Automobilschläuche werden geschnitten und zum Aushärten auf geformte Dorne geschoben; Teilweise übernehmen Roboter diese anstrengende Handarbeit. Es gibt auch ein Verfahren, das geschnittene Fasern zur Verstärkung und eine bewegliche Düse im Extruder verwendet, um den Schlauch zu formen.
Zemente Mischungen aus Kautschuk und Lösungsmittel werden zur Beschichtung von Stoffen für eine Vielzahl von Produkten verwendet. Toluol, Ethylacetat und Cyclohexan sind übliche Lösungsmittel. Stoff wird in dünnen Zement getaucht, oder Gummi kann in Schritten von wenigen Mikrometern aufgebaut werden, indem dickerer Zement unter einer Messerkante über einer Walze aufgetragen wird. Die Aushärtung erfolgt auf einem Durchlauf-Rotationsvulkanisator oder in einem explosionsgeschützten Heißluftofen. Für beschichtete Gewebe werden Latexverfahren entwickelt, um die Zemente zu ersetzen.
Kautschukzemente werden auch häufig als Klebstoffe verwendet. Hexan, Heptan, Naphtha und 1,1,1-Trichlorethan sind übliche Lösungsmittel für diese Produkte, aber Hexan wird wegen seiner Toxizität ersetzt.
Latex ist eine typischerweise sehr alkalische Suspension von Natur- oder Synthesekautschuk in Wasser. Formen für Handschuhe und Luftballons werden getaucht, oder die Latexverbindung kann für Teppichunterlagen geschäumt, in eine Essigsäure-Koagulanslösung extrudiert und gewaschen werden, um Fäden herzustellen, oder auf Stoff aufgetragen werden. Das Produkt wird in einem Ofen getrocknet und gehärtet. Naturkautschuklatex wird häufig in medizinischen Handschuhen und Geräten verwendet. Handschuhe werden mit Maisstärke gepudert oder in einer Chlorlösung behandelt, um die Oberfläche zu entkleben. Puderfreie Handschuhe unterliegen Berichten zufolge einer Selbstentzündung, wenn sie in großen Mengen an einem heißen Ort gelagert werden.
Gefahren und Vorsichtsmaßnahmen
Zu den Gefahren bei der Gummiverarbeitung gehören der Kontakt mit heißen Oberflächen, unter Druck stehendem Dampf, Lösungsmitteln, Verarbeitungshilfsmitteln, Aushärtungsdämpfen und Lärm. Staubungsmittel schließen Stearate, Talk, Glimmer und Maisstärke ein. Die organischen Stäube sind explosiv. Die Veredelung fügt eine Vielzahl von Gefahren hinzu, wie z. B. Stanzen, Schneiden, Schleifen, Druckfarbenlösungsmittel und alkalische oder saure Oberflächenbehandlungswaschmittel.
Informationen zu Vorsichtsmaßnahmen finden Sie in den Artikeln "Steuereinheit" und "Sicherheit" in diesem Kapitel.
Mikrowellen-, Elektronenstrahl- und Ultraschallvulkanisation werden entwickelt, um Wärme innerhalb des Gummis zu erzeugen, anstatt sie ineffizient von außen nach innen zu übertragen. Die Industrie arbeitet hart daran, Blei, Staubmittel und flüchtige organische Lösungsmittel zu eliminieren oder sicherere Ersatzstoffe zu finden und Verbindungen für bessere und sicherere Eigenschaften bei der Verarbeitung und Verwendung zu verbessern.
Die Salzbadvulkanisation ist ein Liquid Curing Method (LCM), ein gängiges kontinuierliches Vulkanisationsverfahren (CV). CV-Verfahren sind zur Herstellung von Produkten wie Rohren, Schläuchen und Dichtungsstreifen wünschenswert. Salz ist eine gute Wahl für ein CV-Verfahren, da es relativ kurze Härtungseinheiten erfordert – es hat gute Wärmeaustauscheigenschaften und kann bei den erforderlichen hohen Temperaturen (177 bis 260 °C) verwendet werden. Außerdem verursacht das Salz keine Oberflächenoxidation und lässt sich leicht mit Wasser entfernen. Der gesamte Vorgang umfasst mindestens vier Hauptprozesse: Der Kautschuk wird durch einen kaltgespeisten Entgasungs- (oder Vakuum-) Extruder geführt, durch das Salzbad befördert, gespült und gekühlt und dann gemäß Spezifikation geschnitten und verarbeitet. Das Extrudat wird entweder in das geschmolzene Salz eingetaucht oder damit berieselt, das eine eutektische (leicht schmelzbare) Mischung aus Nitrat- und Nitritsalzen ist, wie 53 % Kaliumnitrat, 40 % Natriumnitrit und 7 % Natriumnitrat. Das Salzbad ist im Allgemeinen mit Zugangstüren auf der einen Seite und elektrischen Heizschlangen auf der anderen Seite umschlossen.
Ein Nachteil des Salzbades LCM besteht darin, dass es mit der Bildung von Nitrosaminen in Verbindung gebracht wird, die im Verdacht stehen, für den Menschen krebserregend zu sein. Diese Chemikalien entstehen, wenn ein Stickstoff (N) und ein Sauerstoff (O) aus einer „nitrosierenden“ Verbindung an die Aminogruppe Stickstoff (N) der Aminverbindung binden. Die im Salzbad verwendeten Nitrat- und Nitritsalze dienen als Nitrosierungsmittel und verbinden sich mit Aminen in der Kautschukmischung zu Nitrosaminen. Kautschukverbindungen, die Nitrosaminvorläufer sind, umfassen: Sulfenamide, sekundäre Sulfenamide, Dithiocarbamate, Thiurame und Diethylhydroxylamine. Einige Gummimischungen enthalten tatsächlich ein Nitrosamin, wie Nitrosodiphenylamin (NDPhA), ein Verzögerer, oder Dinitrosopentamethylentetramin (DNPT), ein Treibmittel. Diese Nitrosamine sind schwach krebserregend, können aber „trans-nitrosieren“ oder ihre Nitrosogruppen auf andere Amine übertragen, um stärker krebserregende Nitrosamine zu bilden. Zu den Nitrosaminen, die bei Salzbadoperationen nachgewiesen wurden, gehören: Nitrosodimethylamin (NDMA), Nitrosopiperidin (NPIP), Nitrosomorpholin (NMOR), Nitrosodiethylamin (NDEA) und Nitrosopyrrolidin (NPYR).
In den Vereinigten Staaten betrachten sowohl die Occupational Safety and Health Administration (OSHA) als auch das NIOSH NDMA als berufsbedingtes Karzinogen, aber keine hat einen Expositionsgrenzwert festgelegt. In Deutschland gelten strenge Vorschriften für die berufliche Exposition gegenüber Nitrosaminen: In der allgemeinen Industrie darf die Gesamt-Nitrosaminbelastung 1 μg/m nicht überschreiten3. Bei bestimmten Prozessen, wie der Gummivulkanisation, darf die Nitrosamin-Gesamtbelastung 2.5 µg/m nicht überschreiten3.
Die Eliminierung der Nitrosaminbildung aus CV-Vorgängen kann entweder durch Neuformulierung der Kautschukmischungen oder durch Verwendung eines anderen CV-Verfahrens als eines Salzbades, wie z. B. Heißluft mit Glasperlen oder Mikrowellenhärtung, erfolgen. Beide Änderungen erfordern Forschung und Entwicklung, um sicherzustellen, dass das Endprodukt alle die gleichen wünschenswerten Eigenschaften wie das frühere Gummiprodukt hat. Eine weitere Möglichkeit, die Exposition zu reduzieren, ist die lokale Absaugung. Das Salzbad muss nicht nur umschlossen und ordnungsgemäß belüftet werden, sondern auch andere Bereiche entlang der Linie, wie z. B. Orte, an denen das Produkt geschnitten oder gebohrt wird, benötigen ausreichende technische Kontrollen, um sicherzustellen, dass die Exposition der Arbeiter niedrig gehalten wird.
1,3-Butadien, ein farbloses Gas, das als Nebenprodukt bei der Herstellung von Ethylen entsteht, wird weitgehend als Ausgangsmaterial bei der Herstellung von Synthesekautschuk (z. B. Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und Polybutadien-Kautschuk) und thermoplastischen Harzen verwendet .
Auswirkungen auf die Gesundheit
Tierversuche. Inhaliertes Butadien ist bei Ratten und Mäusen an mehreren Organstellen krebserregend. Bei Ratten, die 0 Jahre lang 1,000, 8,000 oder 2 ppm Butadien ausgesetzt waren, wurden erhöhte Tumorinzidenzen und/oder Dosis-Wirkungs-Trends in der exokrinen Bauchspeicheldrüse, den Hoden und dem Gehirn männlicher Tiere sowie in der Brustdrüse, der Schilddrüse, dem Uterus und Zymbal beobachtet Drüse der Weibchen. Inhalationsstudien mit Butadien an Mäusen wurden bei Expositionen im Bereich von 6.25 bis 1,250 ppm durchgeführt. Besonders bemerkenswert bei Mäusen war die Induktion früher maligner Lymphome und seltener Hämangiosarkome des Herzens. Bei allen Expositionskonzentrationen wurden bösartige Lungentumoren induziert. Andere Orte der Tumorinduktion bei Mäusen umfassten die Leber, den Vormagen, die Hardersche Drüse, das Ovar, die Brustdrüse und die Präputialdrüse. Zu den nicht-neoplastischen Wirkungen der Butadien-Exposition bei Mäusen gehörten Knochenmarktoxizität, Hodenatrophie, Ovaratrophie und Entwicklungstoxizität.
Butadien ist genotoxisch für Knochenmarkzellen von Mäusen, aber nicht von Ratten, und führt zu einem Anstieg des Austauschs von Schwesterchromatiden, Mikrokernen und Chromosomenaberrationen. Butadien ist auch mutagen zu Salmonella typhimurium in Gegenwart von metabolischen Aktivierungssystemen. Die mutagene Wirkung von Butadien wurde auf seinen Metabolismus zu mutagenen (und karzinogenen) Epoxid-Zwischenprodukten zurückgeführt.
Humanstudien. Epidemiologische Studien haben durchweg eine erhöhte Sterblichkeit durch lymphatischen und hämatopoetischen Krebs im Zusammenhang mit der beruflichen Exposition gegenüber Butadien festgestellt. In der Butadien-Produktionsindustrie konzentrierte sich die Zunahme von Lymphosarkomen bei Produktionsarbeitern auf Männer, die erstmals vor 1946 beschäftigt wurden. Eine Fall-Kontroll-Studie zu lymphatischen und hämatopoetischen Krebserkrankungen in acht SBR-Einrichtungen identifizierte einen starken Zusammenhang zwischen der Leukämie-Mortalität und der Butadien-Exposition. Wichtige Merkmale der Leukämiefälle waren, dass die meisten vor 1960 eingestellt wurden, in drei der Betriebe arbeiteten und mindestens 10 Jahre in der Industrie beschäftigt waren. Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) hat 1,3-Butadien als wahrscheinlich krebserregend für den Menschen eingestuft (IARC 1992).
Eine neuere epidemiologische Studie hat Daten geliefert, die die erhöhte Leukämiemortalität unter Butadien-exponierten SBR-Arbeitern bestätigen (Delzell et al. 1996). Besonders bemerkenswert ist die Lokalisationskorrespondenz zwischen Lymphomen, die bei Butadien-exponierten Mäusen induziert wurden, und lymphatischen und hämatopoetischen Krebserkrankungen, die mit beruflicher Butadien-Exposition assoziiert sind. Darüber hinaus ähneln Schätzungen des menschlichen Krebsrisikos, die aus Daten von Butadien-induzierten Lymphomen bei Mäusen abgeleitet wurden, den Schätzungen des Leukämierisikos, die aus den neuen epidemiologischen Daten bestimmt wurden.
Industrielle Exposition und Kontrolle
Untersuchungen zur Exposition in Industrien, in denen Butadien hergestellt und verwendet wird, wurden Mitte der 1980er Jahre vom US-amerikanischen National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) durchgeführt. Bei 10 % der Proben betrug die Exposition mehr als 4 ppm und bei 1 % der Proben weniger als 81 ppm. Die Expositionen waren innerhalb bestimmter Berufsgruppen nicht homogen, und es wurden Abweichungen von bis zu 370 ppm gemessen. Die Exposition gegenüber Butadien war während des Zweiten Weltkriegs wahrscheinlich viel höher, als die Synthesekautschukindustrie ein schnelles Wachstum erlebte. Begrenzte Probenahmen aus Fabriken zur Herstellung von Gummireifen und -schläuchen lagen unter der Nachweisgrenze (0.005 ppm) (Fajen, Lunsford und Roberts 1993).
Die Exposition gegenüber Butadien kann reduziert werden, indem sichergestellt wird, dass Armaturen an Systemen mit geschlossenem Kreislauf nicht abgenutzt oder falsch angeschlossen sind. Weitere Maßnahmen zur Kontrolle potenzieller Expositionen umfassen: Verwendung von Systemen mit geschlossenem Kreislauf zur Probenentnahme aus Flaschen, Verwendung von doppelten Gleitringdichtungen zur Kontrolle der Freisetzung aus undichten Pumpen, Verwendung von Magnetmessgeräten zur Überwachung von Befüllvorgängen in Eisenbahnwaggons und Verwendung einer Laborhaube zur Flaschenentleerung .
Bei der Herstellung von Reifen und anderen Gummiprodukten sind Arbeiter einer Vielzahl von Chemikalien ausgesetzt. Dazu gehören viele verschiedene Pulver, Feststoffe, Öle und Polymere, die als Compoundierungsbestandteile verwendet werden; Anti-Klebe-Stäube, um ein Anhaften zu verhindern; Nebel, Dämpfe und Dämpfe, die durch Erhitzen und Aushärten von Gummimischungen entstehen; und Lösungsmittel, die für Zemente und Verarbeitungshilfsmittel verwendet werden. Die mit den meisten davon verbundenen gesundheitlichen Auswirkungen sind nicht gut bekannt, außer dass sie bei typischen Expositionsniveaus eher chronischer Natur als akut sind. Technische Kontrollen zielen im Allgemeinen darauf ab, die Menge an Staub, Emissionen aus erhitztem Gummi oder Aushärtungsdämpfen, denen Arbeiter ausgesetzt sind, insgesamt zu reduzieren. Wenn eine Exposition gegenüber bestimmten Chemikalien, Lösungsmitteln oder Stoffen (z. B. Lärm) bekanntermaßen schädlich ist, können die Kontrollbemühungen gezielter ausgerichtet und in vielen Fällen die Exposition eliminiert werden.
Die Eliminierung oder Substitution schädlicher Materialien ist vielleicht das wirksamste Mittel zur technischen Kontrolle von Gefahren bei der Gummiherstellung. Beispielsweise wurde β-Naphthylamin, das als Verunreinigung in einem Antioxidans enthalten ist, in den 1950er Jahren als Ursache von Blasenkrebs identifiziert und verboten. Benzol war einst ein übliches Lösungsmittel, wurde aber seit den 1950er Jahren durch Naphtha oder weißes Benzin ersetzt, in dem der Benzolgehalt stetig reduziert wurde (von 4-7 % auf üblicherweise weniger als 0.1 % der Mischung). Heptan wurde als Ersatz für Hexan verwendet und funktioniert genauso gut oder besser. Bleiummantelungen werden durch andere Materialien für Vulkanisationsschläuche ersetzt. Gummimischungen werden entwickelt, um Dermatitis bei der Handhabung und die Bildung von Nitrosaminen beim Aushärten zu reduzieren. Talks, die für Antiklebezwecke verwendet werden, werden aufgrund ihres niedrigen Asbest- und Silikagehalts ausgewählt.
Gummimischung
Lokale Absaugung wird zur Kontrolle von Staub, Nebel und Dämpfen bei der Herstellung und beim Mischen von Gummimischungen und bei Endbearbeitungsprozessen wie Schwabbeln und Schleifen von Gummiprodukten verwendet (siehe Abbildung 1). Bei guten Arbeitspraktiken und Belüftungskonzepten liegt die Staubexposition in der Regel deutlich unter 2 mg/m3. Eine effektive Wartung von Filtern, Hauben und mechanischer Ausrüstung ist ein wesentliches Element der technischen Kontrolle. Spezifische Haubenkonstruktionen sind im Lüftungshandbuch der American Conference of Governmental Industrial Hygienists und im Lüftungshandbuch der Rubber and the Plastics Research Association of Great Britain (ACGIH 1995) angegeben.
Abbildung 1. Eine Überdachungshaube steuert die Abgase bei der Endbearbeitung eines Rohrgusses in einer industriellen Gummifabrik in Italien
Compoundierungschemikalien wurden traditionell aus Behältern in kleine Beutel auf einer Waage geschöpft und dann auf ein Förderband gelegt, um in den Mischer oder auf eine Mühle gegossen zu werden. Die Staubbelastung wird durch eine geschlitzte Seitenzughaube hinter der Waage kontrolliert (siehe Abbildung 2). und teilweise durch geschlitzte Hauben am Rand der Vorratsbehälter. Die Staubkontrolle bei diesem Verfahren wird verbessert, indem Pulver durch größere Partikel oder körnige Formen ersetzt werden, Zutaten in einem einzigen (häufig heißversiegelten) Beutel kombiniert werden und Verbindungen automatisch aus dem Vorratsbehälter in den Transferbeutel oder direkt in den transportiert werden Rührgerät. Auch die Arbeitspraktiken der Bediener haben einen starken Einfluss auf die Menge der Staubexposition.
Abbildung 2. Geschlitzte lokale Absaugung an einer zusammengesetzten Wägestation
Der Banbury-Mischer benötigt eine wirksame umschließende Haube, um den Staub beim Laden einzufangen und die Dämpfe und den Ölnebel zu sammeln, die vom erhitzten Gummi beim Mischen kommen. Gut konstruierte Hauben werden oft durch Zugluft von Standventilatoren gestört, die zur Kühlung des Bedieners verwendet werden. Angetriebene Ausrüstung ist verfügbar, um Säcke von Paletten zum Beschickungsband zu transportieren.
Mühlen sind mit Schutzhauben ausgestattet, um Emissionen von Ölnebel, Dämpfen und Dämpfen aufzufangen, die aus dem heißen Gummi aufsteigen. Wenn sie nicht geschlossener sind, sind diese Hauben beim Auffangen von Staub weniger effektiv, wenn Verbindungen auf der Mühle gemischt werden oder die Mühle mit Antiklebepulvern bestäubt wird (siehe Abbildung 3). Sie sind auch empfindlich gegenüber Zugluft von Standventilatoren oder fehlgeleiteter Zuluft der allgemeinen Belüftung. Es wurde ein Push-Pull-Design verwendet, das einen Luftvorhang vor dem Bediener platziert, der nach oben in die Haube gerichtet ist. Mühlen werden oft angehoben, um den Walzenspaltpunkt außerhalb der Reichweite des Bedieners zu platzieren, und sie haben auch einen Stolperdraht oder eine Stolperstange vor dem Bediener, um die Mühle im Notfall anzuhalten. Es werden dicke Handschuhe getragen, die in den Spalt gezogen werden, bevor die Finger eingeklemmt werden.
Abbildung 3. Ein Vorhang am Rand einer Haube über einer Mischmühle hilft, Staub einzudämmen.
Von Walzwerken und Kalandern abgenommene Gummiplatten werden beschichtet, damit sie nicht zusammenkleben. Dies geschieht manchmal durch Bestäuben des Gummis mit Puder, aber jetzt häufiger durch Eintauchen in ein Wasserbad (siehe Abbildung 4). Das Auftragen des Antiklebemittels auf diese Weise reduziert die Staubbelastung erheblich und verbessert die Haushaltsführung.
Abbildung 4. Ein Gummistreifen aus einer Batch-Off-Mühle von Banbury wird durch ein Wasserbad gefahren, um Antihaftmittel aufzutragen.
Ray C. Waldschnepfe
Staub und Dämpfe werden zu Staubabscheidern vom Beutelhaus- oder Kartuschentyp geleitet. In großen Anlagen wird manchmal Luft in die Fabrik zurückgeführt. In diesem Fall ist eine Lecksuchausrüstung erforderlich, um sicherzustellen, dass keine Verunreinigungen zurückgeführt werden. Gerüche von einigen Inhaltsstoffen wie Tierleim machen eine Luftumwälzung unerwünscht. Gummistaub brennt leicht, daher sind Brand- und Explosionsschutz für Rohrleitungen und Staubsammler wichtige Überlegungen. Auch Schwefel und explosive Stäube wie Maisstärke haben besondere Brandschutzanforderungen.
Gummiverarbeitung
Lokale Abzugshauben werden häufig an Extruderköpfen verwendet, um Nebel und Dämpfe von der heißen Extrusion einzufangen, die dann in ein Wasserbad geleitet werden können, um sie zu kühlen und die Emissionen zu unterdrücken. Hauben werden auch an vielen anderen Emissionspunkten in der Fabrik verwendet, wie z. B. Mühlen, Tauchtanks und Laborprüfgeräten, wo Luftverunreinigungen einfach an der Quelle gesammelt werden können.
Die Anzahl und physische Konfiguration von Baustationen für Reifen und andere Produkte machen sie normalerweise ungeeignet für eine lokale Absaugung. Der möglichst weitgehende Einschluss von Lösungsmitteln in abgedeckten Behältern sowie sorgfältige Arbeitspraktiken und ein angemessenes Verdünnungsluftvolumen im Arbeitsbereich sind wichtig, um die Exposition gering zu halten. Handschuhe oder Applikatoren werden verwendet, um den Hautkontakt zu minimieren.
Aushärtepressen und Vulkanisatoren setzen beim Öffnen große Mengen heißer Aushärtedämpfe frei. Der größte Teil der sichtbaren Emission ist Ölnebel, aber das Gemisch ist auch reich an vielen anderen organischen Verbindungen. Die Verdünnungslüftung ist die am häufigsten verwendete Kontrollmaßnahme, oft in Kombination mit Überdachungshauben oder vorgehängten Einhausungen über einzelnen Vulkanisatoren oder Pressengruppen. Es werden große Luftmengen benötigt, die, wenn sie nicht durch eine angemessene Zusatzluft ersetzt werden, die Belüftung und Abzugshauben in Verbindungsgebäuden oder Abteilungen stören können. Bediener sollten sich außerhalb der Haube oder des Gehäuses befinden. Wenn sie unter der Haube sein müssen, können Downdraft-Frischluftventilatoren über ihren Arbeitsplätzen platziert werden. Andernfalls sollte Ersatzluft neben den Gehäusen eingeführt, aber nicht in die Haube geleitet werden. Der britische Arbeitsplatzgrenzwert für Vulkanisationsdämpfe von Gummi beträgt 0.6 mg/m3 von Cyclohexan-löslichem Material, was normalerweise mit guter Praxis und Belüftungsdesign machbar ist.
Die Herstellung und Anwendung von Gummizement stellt besondere Anforderungen an die technische Kontrolle von Lösungsmitteln. Mischkannen sind abgedichtet und zu einem Lösungsmittelrückgewinnungssystem entlüftet, während die Verdünnungsventilation die Dampfkonzentrationen im Arbeitsbereich kontrolliert. Die höchste Exposition des Bedieners ergibt sich aus dem Greifen in Kannen, um sie zu reinigen. Beim Auftragen von Kautschukzement auf Gewebe kontrolliert eine Kombination aus lokaler Absaugung an Emissionspunkten, abgedeckten Behältern, allgemeiner Belüftung im Arbeitsraum und richtig gelenkter Zusatzluft die Exposition der Arbeiter. Trockenöfen werden direkt entlüftet, oder manchmal wird Luft im Ofen umgewälzt, bevor sie entlüftet wird. Kohlenstoffadsorptions-Lösungsmittelrückgewinnungssysteme sind die gebräuchlichsten Luftreinigungsgeräte. Zurückgewonnenes Lösungsmittel wird in den Prozess zurückgeführt. Brandschutznormen verlangen, dass die Konzentration brennbarer Dämpfe im Ofen unter 25 % der unteren Explosionsgrenze (UEG) gehalten wird, es sei denn, es werden kontinuierliche Überwachung und automatische Kontrollen bereitgestellt, um sicherzustellen, dass die Dampfkonzentration 50 % UEG nicht überschreitet (NFPA 1995).
Die Automatisierung von Prozessen und Geräten verringert häufig die Exposition gegenüber Luftschadstoffen und physikalischen Stoffen, indem der Bediener in größerer Entfernung platziert, die Quelle eingegrenzt oder die Erzeugung der Gefahr verringert wird. Weniger physische Belastungen für den Körper sind auch ein wichtiger Vorteil der Automatisierung in Prozessen und Materialhandhabung.
Lärmschutz
Geräte wie Flechtmaschinen und Bandschleifmaschinen, Luftauslassöffnungen, Druckluftlecks und Dampflecks verursachen häufig erhebliche Lärmbelastungen. Lärmreduzierende Gehäuse sind effektiv für Flechter und Schleifer. Sehr effektive Schalldämpfer werden für Luftauslassöffnungen hergestellt. In einigen Fällen können die Ports zu einem gemeinsamen Header geleitet werden, der an anderer Stelle entlüftet wird. Luftgeräusche von Lecks können oft durch bessere Wartung, Gehäuse, Design oder gute Arbeitspraktiken reduziert werden, um den Geräuschzyklus zu begrenzen.
Arbeitserfahrung
Um Dermatitis und Kautschukallergien vorzubeugen, sollten Kautschukchemikalien und frische Kautschukchargen nicht mit der Haut in Berührung kommen. Wo technische Kontrollen dafür nicht ausreichen, sollten lange Stulpenhandschuhe oder Handschuhe und langärmlige Hemden verwendet werden, um Puder und Gummiplatten von der Haut fernzuhalten. Arbeitskleidung sollte von Straßenkleidung getrennt gehalten werden. Duschen wird empfohlen, bevor man Straßenkleidung anzieht, um Restverschmutzungen von der Haut zu entfernen.
Auch andere Schutzausrüstungen wie Gehörschutz und Atemschutzmasken können zeitweise erforderlich sein. Gute Praxis schreibt jedoch vor, dass Ersatz- oder anderen technischen Lösungen immer Vorrang gegeben werden muss, um gefährliche Expositionen am Arbeitsplatz zu reduzieren.
Mühlensicherheit
Mühlen und Kalander werden in großem Umfang in der gesamten Gummiindustrie eingesetzt. Laufspaltunfälle (Verfangen in den rotierenden Walzen) sind große Sicherheitsrisiken während des Betriebs dieser Maschinen. Außerdem besteht die Möglichkeit von Unfällen während der Reparatur und Wartung dieser und anderer Maschinen, die in der Gummiindustrie verwendet werden. Dieser Artikel behandelt diese Sicherheitsrisiken.
1973 kam der National Joint Industrial Council for the Rubber Manufacturing Industry in den Vereinigten Staaten zu dem Schluss, dass eine Sicherheitsvorrichtung, die von der Aktion des Bedieners abhängt, bei laufenden Walzenspaltpunkten nicht als wirksame Methode zur Verhinderung von Unfällen beim Walzenspalt angesehen werden kann. Dies gilt insbesondere für Mühlen in der Gummiindustrie. Leider wurde wenig getan, um Codeänderungen zu erzwingen. Derzeit gibt es nur eine Sicherheitsvorrichtung, für deren Aktivierung keine Bedieneraktion erforderlich ist. Der Body Bar ist die einzige weithin akzeptierte automatische Vorrichtung, die ein wirksames Mittel zur Verhinderung von Werksunfällen darstellt. Allerdings hat auch die Körperstange Einschränkungen und kann nicht in allen Fällen verwendet werden, es sei denn, es werden Änderungen an der Ausrüstung und der Arbeitspraxis vorgenommen.
Das Problem der Mühlensicherheit ist nicht einfach; Es gibt mehrere wichtige Probleme:
Die Mühlenhöhe macht einen Unterschied, wo der Bediener die Mühle bedient. Für Mühlen weniger als
1.27 m hoch, wenn die Körpergröße des Bedieners größer als 1.68 m ist, besteht die Tendenz, zu hoch auf dem Walzwerk oder zu nahe am Walzenspalt zu arbeiten. Dies ermöglicht eine sehr kurze Reaktionszeit für die automatische Sicherheit, um die Mühle zu stoppen.
Die Größe des Bedieners bestimmt auch, wie nahe der Bediener an die Mühlenfront herankommen muss, um die Mühle zu bearbeiten. Bediener gibt es in vielen verschiedenen Größen und müssen oft dieselbe Mühle bedienen. Die meiste Zeit werden keine Einstellungen an den Mühlensicherheitsvorrichtungen vorgenommen.
Hilfsgeräte wie Förderer oder Lader können oft mit Sicherheitskabeln und -seilen in Konflikt geraten. Trotz gegenteiliger Vorschriften wird das Sicherheitsseil oder -kabel oft bewegt, um den Betrieb der Hilfsausrüstung zu ermöglichen. Dies kann dazu führen, dass der Bediener die Mühle mit dem Sicherheitskabel hinter dem Kopf des Bedieners bedient.
Während die Höhe der Mühle und der Hilfsgeräte eine Rolle bei der Arbeitsweise einer Mühle spielen, spielen andere Faktoren eine Rolle. Wenn sich unter dem Mischer keine Mischwalze befindet, um den Gummi gleichmäßig auf der Mühle zu verteilen, muss der Bediener den Gummi physisch von einer Seite der Mühle zur anderen von Hand bewegen. Das Mischen und Bewegen des Kautschuks setzt die Bedienungsperson zusätzlich zu der Gefahr des Walzenspalts einem erhöhten Risiko von Verletzungen durch Überbeanspruchung oder Verstauchungen aus.
Die Klebrigkeit oder Klebrigkeit des Materials stellt eine zusätzliche Gefahr dar. Wenn das Gummi an der Walzenwalze haftet und der Bediener es von der Walze abziehen muss, wird ein Karosseriebügel zu einem Sicherheitsrisiko. Bediener von Mühlen mit heißem Gummi müssen Handschuhe tragen. Mühlenbetreiber verwenden Messer. Klebriges Material kann ein Messer, einen Handschuh oder die bloße Hand greifen und es zum Laufspalt der Mühle ziehen.
Selbst eine automatische Sicherheitsvorrichtung ist nicht wirksam, es sei denn, die Mühle kann angehalten werden, bevor der Bediener den laufenden Spalt der Mühle erreicht. Der Bremsweg muss mindestens wöchentlich überprüft und die Bremsen zu Beginn jeder Schicht getestet werden. Dynamische elektrische Bremsen müssen regelmäßig überprüft werden. Wenn der Nullschalter nicht richtig eingestellt ist, bewegt sich die Mühle hin und her und die Mühle wird beschädigt. Für einige Situationen werden Scheibenbremsen bevorzugt. Bei elektrischen Bremsen kann ein Problem auftreten, wenn der Bediener den Mühlenstoppknopf betätigt und dann einen Mühlennotstopp versucht hat. Bei einigen Mühlen funktioniert der Notstopp nicht, nachdem die Mühlenstopptaste aktiviert wurde.
Es wurden einige Anpassungen vorgenommen, die die Mühlensicherheit verbessert haben. Die folgenden Schritte haben die Gefährdung durch Laufspaltverletzungen an den Mühlen stark reduziert:
Gegenwärtig existiert eine Technologie zur Verbesserung der Werkssicherheit. In Kanada kann beispielsweise eine Gummimühle nicht ohne einen Körperstab an der Abbaufläche oder Vorderseite der Mühle betrieben werden. Länder, die ältere Geräte aus anderen Ländern erhalten, müssen die Geräte an ihre Arbeitskräfte anpassen.
Kalendersicherheit
Kalander haben viele Konfigurationen von Maschinen und Zusatzgeräten, was es schwierig macht, die Kalandersicherheit genau zu bestimmen. Für eine eingehendere Studie zur Kalandersicherheit siehe National Joint Industrial Council for the Rubber Manufacturing Industry (1959, 1967).
Wenn ein Kalander oder ein anderes Gerät von einem Unternehmen in ein anderes oder von einem Land in ein anderes transferiert wurde, ist leider oft die Unfallhistorie nicht enthalten. Dies hat zur Entfernung von Wachen und zu gefährlichen Arbeitspraktiken geführt, die aufgrund eines früheren Vorfalls geändert wurden. Dies hat dazu geführt, dass sich die Geschichte wiederholt hat, mit Unfällen, die sich in der Vergangenheit ereignet haben. Ein weiteres Problem ist die Sprache. Maschinen mit Bedienungselementen und Anweisungen in einer anderen Sprache als dem Benutzerland erschweren die sichere Bedienung.
Kalender haben an Geschwindigkeit zugenommen. Die Bremsfähigkeit dieser Maschinen hat nicht immer mit der Ausstattung Schritt gehalten. Dies gilt insbesondere um die Kalanderwalzen herum. Können diese Rollen nicht im empfohlenen Anhalteweg angehalten werden, muss eine zusätzliche Methode zum Schutz der Mitarbeiter angewendet werden. Falls erforderlich, sollte der Kalander mit einer Sensorvorrichtung ausgestattet sein, die die Maschine verlangsamt, wenn sich die Walzen während des Betriebs nähern. Dies hat sich als sehr effektiv erwiesen, um zu verhindern, dass Mitarbeiter während des Betriebs der Maschine zu nahe an die Walzen kommen.
Einige der anderen wichtigen Bereiche, die vom National Joint Industrial Council identifiziert wurden, sind auch heute noch eine Quelle von Verletzungen:
Ein effektives, gut verstandenes Sperrprogramm (siehe unten) wird viel dazu beitragen, Verletzungen durch das Beseitigen von Staus oder das Einstellen von Material während des Betriebs der Maschine zu reduzieren oder zu beseitigen. Näherungsvorrichtungen, die die Rollen verlangsamen, wenn sie sich ihnen nähern, können dazu beitragen, einen Anpassungsversuch zu verhindern.
Nip-Verletzungen beim Laufen bleiben ein Problem, insbesondere beim Windup. Geschwindigkeiten beim Aufwickeln müssen einstellbar sein, um ein langsames Anlaufen am Beginn der Rolle zu ermöglichen. Für den Fall eines Problems müssen Sicherheitsvorkehrungen verfügbar sein. Eine Vorrichtung, die die Rolle verlangsamt, wenn sie sich ihr nähert, wird tendenziell von einem Versuch abhalten, eine Auskleidung oder einen Stoff während des Aufwickelns einzustellen. Teleskoprollen sind eine besondere Versuchung für selbst erfahrene Bediener.
Mit der Geschwindigkeit und Komplexität der Kalanderstraße und der Menge an Hilfsausrüstung hat sich das Problem der Einfädelung von Zwischenfällen erhöht. Hier sind das Vorhandensein einer einzigen Liniensteuerung und eine gute Kommunikation unerlässlich. Der Bediener kann möglicherweise nicht die gesamte Besatzung sehen. Jeder muss berücksichtigt werden und die Kommunikation muss klar und leicht verständlich sein.
Die Notwendigkeit einer guten Kommunikation ist für einen sicheren Betrieb von wesentlicher Bedeutung, wenn eine Besatzung beteiligt ist. Kritische Zeiten sind, wenn Einstellungen vorgenommen werden oder wenn die Maschine zu Beginn eines Laufs oder nach einem durch ein Problem verursachten Stillstand gestartet wird.
Die Antwort auf diese Probleme ist eine gut ausgebildete Mannschaft, die die Probleme des Kalanderbetriebs versteht, ein Wartungssystem, das alle Sicherheitsvorrichtungen in funktionsfähigem Zustand hält, und ein System, das beides prüft.
Maschinensperre
Das Konzept der Maschinensperre ist nicht neu. Während Lockout in Wartungsprogrammen allgemein akzeptiert wurde, wurde sehr wenig getan, um Akzeptanz im Betriebsbereich zu erlangen. Teil des Problems ist das Erkennen der Gefahr. Ein typischer Aussperrungsstandard verlangt, dass „wenn die unerwartete Bewegung von Geräten oder die Freisetzung von Energie einen Mitarbeiter verletzen könnte, dieses Gerät ausgesperrt werden sollte“. Die Sperrung ist nicht auf elektrische Energie beschränkt, und nicht die gesamte Energie kann gesperrt werden; Einige Dinge müssen blockiert werden, Rohre müssen getrennt und verschlossen werden, gespeicherter Druck muss abgelassen werden. Während das Lockout-Konzept in einigen Branchen als Lebenseinstellung angesehen wird, haben andere Branchen es aus Angst vor den Kosten des Lockout nicht akzeptiert.
Im Mittelpunkt des Lockout-Konzepts steht die Kontrolle. Wenn die Person infolge einer Bewegung einem Verletzungsrisiko ausgesetzt ist, müssen die Stromquelle(n) deaktiviert werden und die gefährdete(n) Person(en) sollte(n) die Kontrolle haben. Alle Situationen, die eine Sperrung erfordern, sind nicht leicht zu identifizieren. Selbst wenn sie identifiziert sind, ist es nicht einfach, die Arbeitspraktiken zu ändern.
Ein weiterer Schlüssel zu einem Lockout-Programm, der oft übersehen wird, ist die Leichtigkeit, mit der eine Maschine oder Linie gesperrt oder die Stromversorgung getrennt werden kann. Ältere Geräte wurden nicht im Hinblick auf eine Sperrung entwickelt oder installiert. Einige Maschinen wurden mit einem einzigen Unterbrecher für mehrere Maschinen installiert. Andere Maschinen haben mehrere Stromquellen, was die Sperrung komplizierter macht. Um dieses Problem noch zu verstärken, werden Motorkontrollraumschalter häufig geändert oder speisen zusätzliche Geräte, und die Dokumentation der Änderungen wird nicht immer auf dem neuesten Stand gehalten.
Die Gummiindustrie hat eine allgemeine Akzeptanz von Lockout bei der Wartung festgestellt. Während das Konzept, sich selbst vor den Gefahren einer unerwarteten Bewegung zu schützen, nicht neu ist, ist die einheitliche Verwendung von Sperren es. In der Vergangenheit nutzte das Wartungspersonal verschiedene Mittel, um sich zu schützen. Dieser Schutz war aufgrund anderer Belastungen wie z. B. der Produktion nicht immer konsistent und nicht immer wirksam. Bei einigen Geräten in der Branche ist die Lockout-Antwort komplex und nicht leicht zu verstehen.
Die Reifenpresse ist ein Beispiel für ein Gerät, bei dem es wenig Konsens über den genauen Zeitpunkt und die Methode der Sperrung gibt. Während die vollständige Verriegelung einer Presse für eine umfassende Reparatur unkompliziert ist, gibt es keinen Konsens über die Verriegelung bei Vorgängen wie Form- und Blasenwechsel, Formreinigung und Entstauungsausrüstung.
Die Reifenmaschine ist ein weiteres Beispiel für Schwierigkeiten bei der Einhaltung von Sperren. Viele der Verletzungen in diesem Bereich sind nicht auf das Wartungspersonal zurückzuführen, sondern eher auf Bediener und Reifentechniker, die Anpassungen vornehmen, Trommeln wechseln, Lager be- oder entladen oder Geräte entstauen, und Hausmeister, die die Geräte reinigen.
Es ist schwierig, ein erfolgreiches Sperrprogramm zu haben, wenn die Sperrung zeitaufwändig und schwierig ist. Wenn möglich, sollten die Mittel zum Trennen am Gerät verfügbar sein, was die Identifizierung erleichtert und die Möglichkeit ausschließen oder verringern kann, dass sich jemand im Gefahrenbereich aufhält, wenn die Energie zum Gerät zurückgeführt wird. Selbst bei Änderungen, die die Identifizierung erleichtern, kann eine Sperrung niemals als vollständig angesehen werden, es sei denn, es wird ein Test durchgeführt, um sicherzustellen, dass die richtigen Stromtrennvorrichtungen verwendet wurden. Bei Arbeiten an elektrischen Leitungen sollte nach dem Ziehen des Trennschalters ein Test durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die gesamte Stromversorgung unterbrochen wurde.
Ein effektives Lockout-Programm muss Folgendes umfassen:
In den 1920er und 1930er Jahren zeigten Berichte aus dem Vereinigten Königreich, dass Gummiarbeiter höhere Sterblichkeitsraten hatten als die allgemeine Bevölkerung, und dass die übermäßigen Todesfälle auf Krebs zurückzuführen waren. Tausende verschiedener Materialien werden bei der Herstellung von Gummiprodukten verwendet, und es war nicht bekannt, welche, wenn überhaupt, mit den übermäßigen Todesfällen in der Industrie in Verbindung gebracht werden könnten. Die anhaltende Sorge um die Gesundheit von Gummiarbeitern führte zu gemeinsamen Arbeitsschutzforschungsprogrammen von Unternehmen und Gewerkschaften innerhalb der US-Gummiindustrie an der Harvard University und an der University of North Carolina. Die Forschungsprogramme wurden bis in die 1970er Jahre fortgesetzt, danach wurden sie durch gemeinsam gesponserte Gesundheitsüberwachungs- und Gesundheitserhaltungsprogramme von Unternehmen und Gewerkschaften ersetzt, die zumindest teilweise auf den Ergebnissen der Forschungsanstrengungen basierten.
Die Arbeiten im Rahmen des Harvard-Forschungsprogramms konzentrierten sich allgemein auf die Sterblichkeit in der Gummiindustrie (Monson und Nakano 1976a, 1976b; Delzell und Monson 1981a, 1981b; Monson und Fine 1978) und auf Atemwegserkrankungen bei Gummiarbeitern (Fine und Peters 1976a, 1976b, 1976c ; Fine et al. 1976). Ein Überblick über die Harvard-Forschung wurde veröffentlicht (Peters et al. 1976).
Die Gruppe der University of North Carolina befasste sich mit einer Kombination aus epidemiologischer und Umweltforschung. Die frühen Bemühungen waren in erster Linie deskriptive Studien zur Sterblichkeitserfahrung von Gummiarbeitern und Untersuchungen der Arbeitsbedingungen (McMichael, Spirtas und Kupper 1974; McMichael et al. 1975; Andjelkovich, Taulbee und Symons 1976; Gamble und Spirtas 1976; Williams et al. 1980 ; Van Ert et al. 1980). Der Schwerpunkt lag jedoch auf analytischen Studien zu Zusammenhängen zwischen arbeitsbedingten Expositionen und Erkrankungen (McMichael et al. 1976a; McMichael et al. 1976b; McMichael, Andjelkovich und Tyroler 1976; Lednar et al. 1977; Blum et al. 1979). Goldsmith, Smith und McMichael 1980, Wolf ua 1981, Checkoway ua 1981, Symons ua 1982, Delzell, Andjelkovich und Tyroler 1982, Arp, Wolf und Checkoway 1983, Checkoway ua 1984, Andjelkovich ua 1988). Bemerkenswert waren Befunde zu Zusammenhängen zwischen Expositionen gegenüber Kohlenwasserstoff-Lösemitteldämpfen und Krebserkrankungen (McMichael et al. 1975; McMichael et al. 1976b; Wolf et al. 1981; Arp, Wolf und Checkoway 1983; Checkoway et al. 1984) und Zusammenhängen zwischen Expositionen gegenüber luftgetragene Partikelmaterialien und Lungenbehinderung (McMichael, Andjelkovich und Tyroler 1976; Lednar et al. 1977).
An der University of North Carolina zeigten die anfänglichen analytischen Studien über Leukämie unter Gummiarbeitern eine Überzahl von Fällen unter Arbeitern, die in der Vergangenheit in Jobs gearbeitet hatten, in denen Lösungsmittel verwendet wurden (McMichael et al. 1975). Die Exposition gegenüber Benzol, vor vielen Jahren ein gängiges Lösungsmittel in der Gummiindustrie und eine anerkannte Ursache von Leukämie, wurde sofort vermutet. Genauere Analysen zeigten jedoch, dass die exzessiven Leukämien im Allgemeinen lymphozytär waren, während Benzol-Expositionen häufig mit dem myeloblastischen Typ in Verbindung gebracht wurden (Wolf et al. 1981). Es wurde vermutet, dass ein anderer Wirkstoff als Benzol beteiligt sein könnte. Eine sehr sorgfältige Überprüfung der Aufzeichnungen über die Verwendung von Lösungsmitteln und die Bezugsquellen von Lösungsmitteln für ein großes Unternehmen zeigte, dass die Verwendung von Lösungsmitteln auf Kohlebasis, einschließlich Benzol und Xylol, eine viel stärkere Assoziation mit lymphatischer Leukämie hatte als die Verwendung von Lösungsmitteln auf Erdölbasis ( Arp, Wolf und Checkoway 1983). Auf Kohle basierende Lösungsmittel sind im Allgemeinen mit mehrkernigen aromatischen Kohlenwasserstoffen verunreinigt, einschließlich Verbindungen, von denen gezeigt wurde, dass sie bei Versuchstieren lymphatische Leukämie verursachen. Weitere Analysen in dieser Studie zeigten eine noch stärkere Assoziation der lymphatischen Leukämie mit Schwefelkohlenstoff- und Tetrachlorkohlenstoff-Expositionen als mit Benzol-Expositionen (Checkoway et al. 1984). Die Exposition gegenüber Benzol ist gefährlich, und die Exposition gegenüber Benzol am Arbeitsplatz sollte so weit wie möglich eliminiert oder minimiert werden. Eine Schlussfolgerung jedoch, dass die Eliminierung von Benzol aus der Verwendung in Kautschukprozessen zukünftige Exzesse von Leukämie, insbesondere von lymphatischer Leukämie, unter Kautschukarbeitern beseitigen wird, kann falsch sein.
Spezielle Studien an der Universität von North Carolina mit Gummiarbeitern, die sich in den Ruhestand begeben hatten, zeigten, dass arbeitsunfähige Lungenerkrankungen wie Emphyseme eher bei Menschen auftraten, die in der Vergangenheit in den Bereichen Pökeln, Pökelvorbereitung, Veredelung und Inspektion gearbeitet hatten, als unter Menschen Arbeiter in anderen Berufen (Lednar et al. 1977). Alle diese Arbeitsbereiche sind Stäuben und Dämpfen ausgesetzt, die eingeatmet werden können. In diesen Studien wurde festgestellt, dass eine Vorgeschichte des Rauchens im Allgemeinen das Risiko einer pulmonalen Invalidität in den Ruhestand mehr als verdoppelt, selbst in den staubigen Jobs, die selbst mit Invalidität verbunden sind.
In der europäischen und asiatischen Kautschukindustrie wurden epidemiologische Studien durchgeführt (Fox, Lindars und Owen 1974; Fox und Collier 1976; Nutt 1976; Parkes et al. 1982; Sorahan et al. 1986; Sorahan et al. 1989; Kilpikari et al. 1982; Kilpikari 1982; Bernardinelli, Marco und Tinelli 1987; Negri et al. 1989; Norseth, Anderson und Giltvedt 1983; Szeszenia-Daborowaska et al. 1991; Solionova und Smulevich 1991; Gustavsson, Hogstedt und Holmberg 1986; Wang et al. 1984 ; Zhang et al. 1989) und setzten sich nach denen von Harvard und der University of North Carolina in den Vereinigten Staaten fort. Es wurde häufig über Befunde von überschüssigem Krebs an verschiedenen Stellen berichtet. Mehrere Studien zeigten ein Übermaß an Lungenkrebs (Fox, Lindars und Owen 1974; Fox und Collier 1976; Sorahan et al. 1989; Szeszenia-Daborowaska et al. 1991; Solionova und Smulevich 1991; Gustavsson, Hogstedt und Holmberg 1986; Wang et al . 1984), in manchen Fällen verbunden mit einer Geschichte der Heilungsarbeit. Dieser Befund wurde in einigen Studien in den Vereinigten Staaten wiederholt (Monson und Nakano 1976a; Monson und Fine 1978), aber nicht in anderen (Delzell, Andjelkovich und Tyroler 1982; Andjelkovich et al. 1988).
Über die Sterblichkeitserfahrung einer Kohorte von Arbeitern in der deutschen Gummiindustrie wurde berichtet (Weiland et al. 1996). Die Mortalität aller Ursachen und aller Krebsarten war in der Kohorte signifikant erhöht. Statistisch signifikante Sterblichkeitsüberschreitungen bei Lungenkrebs und Pleurakrebs wurden festgestellt. Der Überschuss an Leukämiesterblichkeit unter deutschen Gummiarbeitern verfehlte nur knapp die statistische Signifikanz.
Eine Fall-Kontroll-Studie zu lymphatischen und hämatopoetischen Krebserkrankungen in acht Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)-Einrichtungen identifizierte einen starken Zusammenhang zwischen der Leukämie-Mortalität und der Butadien-Exposition. Die IARC ist zu dem Schluss gekommen, dass 1,3-Butadien wahrscheinlich krebserzeugend für den Menschen ist (IARC 1992). Eine neuere epidemiologische Studie hat Daten geliefert, die die erhöhte Leukämiemortalität unter Butadien-exponierten SBR-Arbeitern bestätigen (Delzell et al. 1996).
Im Laufe der Jahre haben epidemiologische Studien unter Gummiarbeitern zur Identifizierung von Gefahren am Arbeitsplatz und zu Verbesserungen ihrer Kontrolle geführt. Der Bereich der berufsepidemiologischen Forschung mit dem derzeit größten Verbesserungsbedarf ist die Bewertung früherer Expositionen von Studienteilnehmern. Sowohl bei den Forschungstechniken als auch bei den Datenbanken in diesem Bereich werden Fortschritte erzielt. Obwohl Fragen zu kausalen Zusammenhängen bestehen bleiben, wird der fortgesetzte epidemiologische Fortschritt sicherlich zu weiteren Verbesserungen bei der Kontrolle der Exposition in der Gummiindustrie und folglich zu einer weiteren Verbesserung der Gesundheit der Gummiarbeiter führen.
Danksagung: Ich möchte die bahnbrechenden Bemühungen von Peter Bommarito, dem ehemaligen Präsidenten der United Rubber Workers Union, würdigen, der in erster Linie dafür verantwortlich war, dass in den 1970er und 1980er Jahren in der US-Kautschukindustrie Forschungen zur Gesundheit von Gummiarbeitern durchgeführt wurden.
Contact Dermatitis
Unerwünschte Hautreaktionen wurden häufig bei Arbeitern berichtet, die direkten Kontakt mit Gummi und den Hunderten von Chemikalien haben, die in der Gummiindustrie verwendet werden. Diese Reaktionen schließen irritative Kontaktdermatitis, allergische Kontaktdermatitis, Kontakturtikaria (Quaddeln), Verschlimmerung vorbestehender Hauterkrankungen und andere weniger häufige Hauterkrankungen wie Ölfollikulitis, Xerose (trockene Haut), Miliaria (Hitzeausschlag) und bestimmte Depigmentierung ein Phenolderivate.
Reizende Kontaktdermatitis ist die häufigste Reaktion und wird entweder durch akute Exposition gegenüber starken Chemikalien oder durch kumulative Exposition gegenüber schwächeren Reizstoffen, wie sie bei Feuchtarbeiten und bei wiederholter Verwendung von Lösungsmitteln auftreten, verursacht. Allergische Kontaktdermatitis ist eine verzögerte allergische Reaktion auf Beschleuniger, Vulkanisatoren, Antioxidantien und Ozonschutzmittel, die während der Gummiherstellung zugesetzt werden. Diese Chemikalien sind oft im Endprodukt vorhanden und können Kontaktdermatitis sowohl beim Benutzer des Endprodukts als auch bei Gummiarbeitern, insbesondere Banbury-, Kalander- und Extruderbedienern und Montagearbeitern, verursachen.
Einige Arbeiter bekommen Kontaktdermatitis durch Exposition bei Arbeiten, die das Tragen von Chemikalienschutzkleidung (CPC) nicht zulassen. Andere Arbeiter entwickeln auch eine Allergie gegen CPC selbst, am häufigsten durch Gummihandschuhe. Ein gültiger positiver Epikutantest auf das vermutete Allergen ist der wichtigste medizinische Test, der verwendet wird, um eine allergische Kontaktdermatitis von einer irritativen Kontaktdermatitis zu unterscheiden. Es ist wichtig, daran zu denken, dass allergische Kontaktdermatitis mit irritativer Kontaktdermatitis sowie mit anderen Hauterkrankungen koexistieren kann.
Dermatitis kann durch automatisiertes Mischen und Vormischen von Chemikalien, Bereitstellung einer Absaugung, Ersatz bekannter Kontaktallergene durch alternative Chemikalien und verbesserte Materialhandhabung zur Verringerung des Hautkontakts verhindert werden.
Allergie gegen Naturkautschuklatex (NRL).
NRL-Allergie ist eine durch Immunglobulin E vermittelte, sofortige allergische Typ-I-Reaktion, die meistens auf NRL-Proteine zurückzuführen ist, die in medizinischen und nicht-medizinischen Latexprodukten vorhanden sind. Das Spektrum der klinischen Symptome reicht von Kontakturtikaria, generalisierter Urtikaria, allergischer Rhinitis (Entzündung der Nasenschleimhaut), allergischer Konjunktivitis, Angioödem (starke Schwellung) und Asthma (keuchende Atmung) bis hin zur Anaphylaxie (schwere, lebensbedrohliche allergische Reaktion). Personen mit dem höchsten Risiko sind Patienten mit Spina bifida, Beschäftigte im Gesundheitswesen und andere Beschäftigte mit signifikanter NRL-Exposition. Prädisponierende Faktoren sind Handekzeme, allergische Rhinitis, allergische Konjunktivitis oder Asthma bei Personen, die häufig Handschuhe tragen, Exposition der Schleimhaut gegenüber NRL und mehrere chirurgische Eingriffe. Fünfzehn Todesfälle nach NRL-Exposition während Bariumeinlaufuntersuchungen wurden der US Food and Drug Administration gemeldet. Daher ist der Expositionsweg gegenüber NRL-Proteinen wichtig und umfasst den direkten Kontakt mit intakter oder entzündeter Haut und Schleimhautexposition, einschließlich Inhalation, gegenüber NRL-haltigem Handschuhpuder, insbesondere in medizinischen Einrichtungen und in Operationssälen. Infolgedessen ist die NRL-Allergie ein großes weltweites medizinisches, arbeitsmedizinisches, öffentliches Gesundheits- und Regulierungsproblem, wobei die Zahl der Fälle seit Mitte der 1980er Jahre dramatisch zugenommen hat.
Die Diagnose einer NRL-Allergie wird dringend empfohlen, wenn in der Vorgeschichte Angioödeme der Lippen beim Aufblasen von Ballons und/oder Juckreiz, Brennen, Urtikaria oder Anaphylaxie beim Anziehen von Handschuhen, chirurgischen, medizinischen und zahnärztlichen Eingriffen oder nach Kontakt mit Kondomen oder anderem aufgetreten sind NRL-Geräte. Die Diagnose wird entweder durch einen positiven Trage- oder Gebrauchstest mit NRL-Handschuhen, einen gültigen positiven intrakutanen Pricktest nach NRL oder einen positiven RAST-Bluttest (Radioallergosorbent-Test) auf Latexallergie bestätigt. Bei Prick- und Wear-Tests sind schwere allergische Reaktionen aufgetreten; Adrenalin- und Wiederbelebungsgeräte ohne NRL sollten während dieser Verfahren verfügbar sein.
Eine NRL-Allergie kann mit allergischen Reaktionen auf Obst, insbesondere Bananen, Kastanien und Avocados, einhergehen. Eine Hyposensibilisierung gegenüber NRL ist noch nicht möglich, und die Vermeidung und Substitution von NRL ist zwingend erforderlich. Die Vorbeugung und Bekämpfung von NRL-Allergien umfasst die Latexvermeidung im Gesundheitswesen für betroffene Mitarbeiter und Patienten. Synthetische Nicht-NRL-Ersatzhandschuhe sollten verfügbar sein, und in vielen Fällen sollten allergenarme NRL-Handschuhe von Mitarbeitern getragen werden, um Personen mit NRL-Allergie entgegenzukommen, um die Symptome zu minimieren und die Induktion einer NRL-Allergie zu verringern. Eine fortgesetzte Zusammenarbeit zwischen Regierung, Industrie und medizinischem Fachpersonal ist notwendig, um Latexallergien zu kontrollieren, wie im beschrieben Gesundheitseinrichtungen Kapitel.
Ergonomie ist die Wissenschaft von der Beurteilung der Beziehung zwischen Arbeitnehmern und ihrer Arbeitsumgebung. Diese Wissenschaft umfasst nicht nur eine Bewertung des muskuloskelettalen Risikos aufgrund der Gestaltung der Arbeit, sondern auch eine Berücksichtigung der mit der Arbeit verbundenen kognitiven Prozesse, die zu menschlichen Fehlern führen können.
Berufe in der Gummi- und Reifenindustrie weisen ein erhöhtes Risiko für bestimmte Arten von Muskel-Skelett-Erkrankungen auf. Insbesondere Rückenverletzungen scheinen im Vordergrund zu stehen. Eine Stichprobe von Tätigkeiten in der Materialhandhabung in der Reifen- und Gummiindustrie hat gezeigt, dass die Hochrisikoberufe zu einer etwa 50 % höheren Verletzungsrate durch Erkrankungen des unteren Rückens führen als in der allgemeinen Industrie. Eine Bewertung der Arbeitsplätze zeigt, dass diese Probleme typischerweise bei Tätigkeiten auftreten, die den manuellen Transport von Gummiprodukten erfordern. Zu diesen Jobs gehören Gummiverarbeitungsbetriebe (Banbury), Reifenbauer, Reifenveredler und Reifentransporter sowohl in der Fabrik als auch im Lager. Handgelenksprobleme wie Karpaltunnelsyndrom und Sehnenscheidenentzündung scheinen auch im Reifenbau prominent zu sein. Eine Untersuchung der Reifenherstellungsvorgänge legt nahe, dass Schulterprobleme zu erwarten wären. Wie erwartet neigen die Verletzungsaufzeichnungen jedoch dazu, das Risiko von Schulterverletzungen aufgrund mangelnder Sensibilität für das Problem zu niedrig anzugeben. Schließlich scheint es in der Reifenindustrie einige kognitive Verarbeitungsprobleme zu geben. Diese zeigen sich bei den Inspektionsaufgaben und werden oft durch schlechte Beleuchtung verstärkt.
Es gibt mehrere arbeitsplatzbezogene Risikofaktoren, von denen angenommen wird, dass sie für diese Muskel-Skelett-Probleme in der Reifen- und Gummiindustrie verantwortlich sind. Risikofaktoren bestehen aus statischen, ungünstigen Körperhaltungen in Rücken, Schultern und Handgelenken, schnellen Bewegungen in Handgelenk und Rücken und dem Umgang mit großen Gewichten sowie großen Kräften, die beim Umgang mit großen Gummistücken während des Reifenbaus auf den Rumpf ausgeübt werden. Eine Studie über Faktoren, die mit dem Risiko einer Erkrankung des unteren Rückens verbunden sind, zeigt, dass Arbeiter in der Reifenbauindustrie ein größeres Gewicht handhaben als in anderen Bereichen und diese Lasten in überdurchschnittlichem Abstand vom Körper gehandhabt werden. Darüber hinaus werden diese Kräfte und Gewichte häufig während asymmetrischer Bewegungen des Rumpfes, wie z. B. Beugen, auf den Körper ausgeübt. Problematisch ist auch die Dauer der Krafteinwirkung bei dieser Art von Arbeit. Häufig sind bei einem Reifenbauvorgang langwierige Kraftanwendungen erforderlich, die die verfügbare Kraft des Arbeiters im Laufe der Zeit verringern. Schließlich sind Reifen- und Gummiarbeitsplätze oft warm und Schmutz und Staub ausgesetzt. Die Hitze am Arbeitsplatz erhöht tendenziell den Kalorienbedarf der Arbeit und damit den Energiebedarf. Harz und Staub am Arbeitsplatz erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass Arbeiter bei der Ausführung ihrer Aufgaben Handschuhe tragen. Diese Verwendung von Handschuhen erhöht die erforderliche Spannung in den Unterarmmuskeln, die die Finger kontrollieren. Wenn Arbeiter Handschuhe tragen, erhöhen sie außerdem ihre Greifkraft, da sie nicht wahrnehmen können, wenn ihnen ein Gegenstand aus der Hand rutschen wird. Lösungen für diese ergonomischen Probleme umfassen die einfache Umstellung des Arbeitsplatzes (z. B. Anheben oder Absenken der Arbeit oder Verschieben der Arbeitsplätze, um große Dreh- oder seitliche Beugebewegungen des Rumpfes zu eliminieren; letzteres kann oft durch eine Neuorientierung der Ursprünge erreicht werden und Ziele von Hebeaufgaben von 180º Drehungen bis 90º Drehungen). Oft sind größere Änderungen erforderlich. Diese können von der Einbindung verstellbarer Arbeitsplätze wie Scherenheber oder Hubtische über die Einbindung von Hebehilfen wie Hebebühnen und Kränen bis hin zur vollständigen Automatisierung des Arbeitsplatzes reichen. Offensichtlich sind mit einigen dieser Lösungen des Problems große Kosten verbunden. Daher besteht der Schlüssel zu einem richtigen ergonomischen Design darin, nur die notwendigen Änderungen vorzunehmen und die Auswirkung der Änderung im Hinblick auf die Änderung des muskuloskelettalen Risikos zu bestimmen. Glücklicherweise werden neue Methoden zur Quantifizierung des Ausmaßes des Risikos, das mit einer bestimmten Gestaltung des Arbeitsplatzes verbunden ist, verfügbar. Beispielsweise wurde über ein Risikomodell berichtet, das das Risiko einer berufsbedingten Erkrankung des unteren Rückens unter Berücksichtigung der Anforderungen des Jobs bewertet (Marras et al. 1993; 1995). Es wurden auch Modelle entwickelt, die die Belastung der Wirbelsäule durch dynamische Rumpfaktivitäten bewerten (Marras und Sommerich 1991; Granata und Marras 1993).
Alle Gummiprodukte beginnen als „Gummimischung“. Kautschukmischungen beginnen mit einem Kautschukpolymer, entweder natürlichem oder einem der vielen synthetischen Polymere, Füllstoffen, Weichmachern, Antioxidantien, Prozesshilfsmitteln, Aktivatoren, Beschleunigern und Härtern. Viele der chemischen Inhaltsstoffe sind als gefährliche oder giftige Chemikalien eingestuft, und einige können als Karzinogene aufgeführt sein. Die Handhabung und Verarbeitung dieser Chemikalien wirft sowohl Umwelt- als auch Sicherheitsbedenken auf.
Gefährlicher Abfall
Belüftungssysteme und Staubsammler sind für Arbeiter erforderlich, die die Kautschukchemikalien handhaben und wiegen, und für Arbeiter, die die unvulkanisierte Kautschukmischung mischen und verarbeiten. Auch für diese Arbeitnehmer kann eine persönliche Schutzausrüstung erforderlich sein. Das in den Entstaubern gesammelte Material muss daraufhin untersucht werden, ob es sich um gefährlichen Abfall handelt. Es wäre ein gefährlicher Abfall, wenn er reaktiv, ätzend oder brennbar ist oder Chemikalien enthält, die als gefährlicher Abfall aufgeführt sind.
Gefährliche Abfälle müssen auf einem Manifest aufgeführt und zur Entsorgung an eine Sonderabfalldeponie geschickt werden. Ungefährliche Abfälle können je nach geltenden Umweltvorschriften auf örtlichen geordneten Deponien verbracht werden oder müssen möglicherweise auf einer industriellen Deponie verbracht werden.
Air Pollution
Einige Gummiprodukte erfordern im Herstellungsprozess eine Anwendung von Gummizement. Kautschukzemente werden durch Mischen der unvulkanisierten Kautschukmischung mit einem Lösungsmittel hergestellt. Die in diesem Prozess verwendeten Lösungsmittel werden üblicherweise als flüchtige organische Verbindungen (VOCs) klassifiziert. Prozesse, die VOCs verwenden, müssen über eine Art von Emissionskontrollausrüstung verfügen. Diese Ausrüstung kann ein Lösungsmittelrückgewinnungssystem oder eine thermische Oxidationsvorrichtung sein. Eine thermische Oxidationsanlage ist ein Verbrennungssystem, das die VOCs durch Verbrennung zerstört und normalerweise einen Brennstoffzusatz wie Erdgas erfordert. Ohne Emissionskontrollausrüstung können die VOCs Gesundheitsprobleme in der Fabrik und in der Gemeinde verursachen. Wenn die VOCs photochemisch reaktiv sind, wirken sie sich auf die Ozonschicht aus.
Wenn Gummiteile ausgehärtet werden und das Aushärtegefäß geöffnet wird, strömen Aushärtedämpfe aus dem Gefäß und aus dem Gummiteil. Diese Dämpfe treten in Form von Rauch, Dampf oder beidem auf. Aushärtungsdämpfe können nicht umgesetzte Chemikalien, Weichmacher, Formschmierstoffe und andere Materialien in die Atmosphäre tragen. Emissionskontrollen sind erforderlich.
Boden- und Wasserverschmutzung
Die Lagerung und Handhabung von VOCs muss mit äußerster Vorsicht erfolgen. In den vergangenen Jahren wurden VOCs in unterirdischen Lagertanks gelagert, was in einigen Fällen zu Lecks oder Verschüttungen führte. Lecks und/oder Verschüttungen rund um unterirdische Lagertanks führen im Allgemeinen zu Boden- und Grundwasserverunreinigungen, die eine teure Boden- und Grundwassersanierung auslösen. Die beste Wahl für die Lagerung sind oberirdische Tanks mit guter sekundärer Eindämmung zur Vermeidung von Verschüttungen.
Gummiabfälle
Jeder Fertigungsprozess hat Prozess- und Fertigwarenausschuss. Ein Teil des Prozessabfalls kann im vorgesehenen Produkt oder anderen Produktprozessen wiederverarbeitet werden. Ist der Kautschuk jedoch einmal ausgehärtet oder vulkanisiert, kann er nicht mehr weiterverarbeitet werden. Alle ausgehärteten Prozess- und Fertigwarenabfälle werden zu Abfallmaterial. Die Entsorgung von Alt- oder Abfallgummiprodukten ist zu einem weltweiten Problem geworden.
Jeder Haushalt und jedes Unternehmen auf der Welt verwendet irgendeine Art von Gummiprodukt. Die meisten Gummiprodukte werden als ungefährliche Materialien eingestuft und wären daher ungefährlicher Abfall. Gummiprodukte wie Reifen, Schläuche und andere schlauchförmige Produkte verursachen jedoch ein Umweltproblem in Bezug auf die Entsorgung nach ihrer Nutzungsdauer.
Reifen und Schlauchprodukte können nicht auf einer Deponie vergraben werden, da die Hohlräume Luft einschließen, wodurch die Produkte mit der Zeit an die Oberfläche steigen. Das Schreddern der Gummiprodukte beseitigt dieses Problem; das Schreddern erfordert jedoch eine spezielle Ausrüstung und ist sehr teuer.
Schwelende Reifenbrände können große Mengen an irritierendem Rauch erzeugen, der eine Vielzahl giftiger Chemikalien und Partikel enthalten kann.
Verbrennung von Altgummi
Eine der Möglichkeiten, Altgummiprodukte zu entsorgen und Altgummi aus den Herstellungsprozessen zu verarbeiten, ist die Verbrennung. Die Verbrennung scheint auf den ersten Blick die beste Lösung zur Entsorgung der zahlreichen „ausgedienten“ Gummiprodukte zu sein, die es heute auf der Welt gibt. Einige gummierzeugende Unternehmen haben die Verbrennung als Mittel zur Entsorgung von Altgummiteilen sowie von vulkanisiertem und unvulkanisiertem Kautschukverarbeitungsabfall in Betracht gezogen. Theoretisch könnte der Gummi verbrannt werden, um Dampf zu erzeugen, der in der Fabrik verwendet werden könnte.
Leider ist es nicht so einfach. Die Verbrennungsanlage muss so ausgelegt sein, dass sie Luftemissionen bewältigen kann, und würde höchstwahrscheinlich Wäscher erfordern, um solche Verunreinigungen wie Chlor zu entfernen. Chloremissionen würden im Allgemeinen aus der Verbrennung von Produkten und Schrott stammen, die Chloroprenpolymere enthalten. Die Wäscher erzeugen einen sauren Austrag, der möglicherweise vor dem Austrag neutralisiert werden muss.
Nahezu alle Gummimischungen enthalten irgendeine Art von Füllstoffen, entweder Ruße, Tone, Calciumcarbonate oder hydratisierte Silica-Verbindungen. Wenn diese Gummimischungen verbrannt werden, erzeugen sie Asche, die der Füllstoffbeladung in der Gummimischung entspricht. Die Asche wird entweder durch Nasswäscher oder Trockenwäscher gesammelt. Beide Methoden müssen vor der Entsorgung auf Schwermetalle analysiert werden. Nasswäscher produzieren höchstwahrscheinlich ein Abwasser, das 10 bis 50 ppm Zink enthält. So viel Zink, das in ein Abwassersystem eingeleitet wird, verursacht Probleme in der Kläranlage. In diesem Fall muss eine Aufbereitungsanlage zur Entfernung von Zink installiert werden. Dieses Behandlungssystem erzeugt dann einen zinkhaltigen Schlamm, der zur Entsorgung versandt werden muss.
Trockenwäscher erzeugen eine Asche, die zur Entsorgung gesammelt werden muss. Sowohl nasse als auch trockene Asche sind schwierig zu handhaben, und die Entsorgung kann ein Problem darstellen, da die meisten Deponien diese Art von Abfall nicht annehmen. Sowohl nasse als auch trockene Asche können sehr alkalisch sein, wenn die zu verbrennenden Gummimischungen stark mit Calciumcarbonat belastet sind.
Schließlich reicht die erzeugte Dampfmenge nicht aus, um die volle Menge zu liefern, die zum Betreiben einer Gummiherstellungsanlage erforderlich ist. Die Versorgung mit Altgummi ist uneinheitlich, und es werden derzeit Anstrengungen unternommen, um den Altgummi zu reduzieren, was die Kraftstoffversorgung verringern würde. Die Wartungskosten einer Verbrennungsanlage, die zum Verbrennen von Gummiabfällen und Gummiprodukten ausgelegt ist, sind ebenfalls sehr hoch.
Wenn alle diese Kosten berücksichtigt werden, kann die Verbrennung von Altgummi die am wenigsten kosteneffektive Entsorgungsmethode sein.
Fazit
Die vielleicht beste Lösung für Umwelt- und Gesundheitsbedenken im Zusammenhang mit der Herstellung von Gummiprodukten wäre eine gute technische Kontrolle für die Herstellung und Mischung von pulverförmigen Chemikalien, die in Gummimischungen verwendet werden, und Recyclingprogramme für alle unvulkanisierten und vulkanisierten Gummiabfälle und -produkte. Die in Staubabscheidersystemen gesammelten pulverförmigen Chemikalien könnten mit den geeigneten technischen Kontrollen wieder Gummimischungen zugesetzt werden, was die Deponierung dieser Chemikalien überflüssig machen würde.
Die Kontrolle der Umwelt- und Gesundheitsprobleme in der Gummiindustrie ist möglich, aber es wird nicht einfach oder kostenlos sein. Die mit der Kontrolle von Umwelt- und Gesundheitsproblemen verbundenen Kosten müssen zu den Kosten von Gummiprodukten hinzugerechnet werden.
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