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  • Karlsruhe – Strasbourg

    o. Prof. Dr. O. Rentz

    Prof. Dr. L. Zilliox

    Deutsch-Französisches Institut für Umweltforschung (DFIU)

    Institut Franco-Allemand de Recherche sur l’Environnement (IFARE)

    Bericht über

    Beste Verfügbare Techniken (BVT) im Bereich

    der Lack- und Klebstoffverarbeitung in Deutschland

    -Teilband I: Lackverarbeitung-

    Deutsch-Französisches Institut für Umweltforschung (DFIU)

    Universität Karlsruhe (TH)

    o. Prof. Dr. O. Rentz

    N. Peters, S. Nunge, J. Geldermann, O. Rentz

    Karlsruhe, August 2002

    Band I: Lackverarbeitung Band II: Klebstoffverarbeitung

  • DFIU-Karlsruhe, Umsetzung der IVU-Richtlinie: Lack- und Klebstoffanwendung

    Inhaltsverzeichnis

    Zusammenfassung

    Allgemeine Informationen I

    I Gegenstand des Dokumentes I

    I.1 Kontext I I.1.1 Umweltgefährdung I I.1.2 Bedeutung der IVU- Richtlinie II I.1.3 Begriffsdefinition “Beste Verfügbare Techniken“ II

    II Relevante deutsche und internationale umweltrechtliche Regelwerke III

    II.1 Internationale Verpflichtungen IV II.1.1 UN/ECE Konvention über den grenzüberschreitenden Fern-

    transport von Luftschadstoffen und ihre Folgeprotokolle IV II.1.2 Die Richtlinie über nationale Emissionshöchstmengen der

    Europäischen Union (NEC-Richtlinie) V II.1.3 Die Lösemittel-Richtlinie der Europäischen Union V

    II.2 Rechtsgrundlagen in Deutschland VI II.2.1 Gesetze VII

    II.2.1.1 Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) VII II.2.1.2 Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) VII II.2.1.3 Wasserhaushaltsgesetz (WHG) VII

    II.2.2 Verordnungen VIII II.2.2.1 Bundesimmissionsschutzverordnungen (BImSchV) VIII II.2.2.2 Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) VIII II.2.2.3 Verordnung zur Umsetzung der Richtlinie 1999/13/EG über

    die Begrenzung von Emissionen flüchtiger organischer Ver- bindungen (31. BImSchV) IX

    II.3 Gegenstand des Forschungsvorhabens IX

    1 Allgemeine Informationen über lösemittelanwendende Anlagen der Lackverarbeitung 1

    1.1 Anforderungen an die Lackbeschichtung 1

    1.2 Beschichtungsmaterialien 2 1.2.1 Lacksysteme 4

    1.2.1.1 Lösemittelhaltige Lacksysteme 4 1.2.1.2 Wasserverdünnbare Lacksysteme 4 1.2.1.3 Strahlenhärtende Lacksysteme 5 1.2.1.4 Pulverlacke 5

  • DFIU-Karlsruhe, Umsetzung der IVU-Richtlinie: Lack- und Klebstoffanwendung

    1.2.2 Lackaufbau 6

    1.3 Umweltbelastungen 7

    1.4 Lackverbräuche und Emissionsentwicklung bei lackverarbeitenden Anlagen 8

    1.5 Industrielle Tätigkeiten mit hohem Potential der Umweltbelastung 11

    1.6 Entwicklung bei der Lackverarbeitung 11

    2 Automobilserienlackierung 14

    2.1 Allgemeine Informationen 14 2.1.1 Einteilung von Fahrzeugklassen (gemäß Richtlinie 70/156/EWG) 14 2.1.2 Produktions- bzw. Absatzzahlen in der Automobilindustrie 15 2.1.3 Emissionsgrenzwerte nach Verordnung zur Umsetzung der

    Richtlinie 1999/13/EG der Europäischen Union 16 2.1.4 Qualitätsanforderungen 16

    2.2 Verwendete technische Prozesse und Verfahren 17 2.2.1 Eingesetzte Lackmaterialien 19 2.2.2 Lackierprozesse 22

    2.2.2.1 Lackauftragsverfahren 22 2.2.2.2 Beschreibung der einzelnen Prozessschritte 23

    2.3 Aktuelle Verbrauchs- und Emissionswerte 34 2.3.1 Verbrauch von Eingangsstoffen 34 2.3.2 Emissionen in die Luft 35 2.3.3 Abwasser 36

    2.3.3.1 Abwasser aus Vorbehandlung und KTL 36 2.3.3.2 Abwasser aus den Lackierprozessen 36

    2.3.4 Abfälle 38 2.3.5 Energiebedarf 41 2.3.6 Kosten 41

    2.4 Ermittlung der BVT-Kandidaten 41 2.4.1 Einsatz lösemittelarmer bzw. –freier Lacke 41

    2.4.1.1 Wasserverdünnbare Lacksysteme 43 2.4.1.2 Pulvwerlacke 43 2.4.1.3 Einsatz emissionsarmer Auftrags- und Versorgungstechniken 46 2.4.1.4 Ergänzende Maßnahmen im Lackierumfeld 47 2.4.1.5 Maßnahmen zur Vermeidung von Abwasser 48 2.4.1.6 Maßnahmen zur Verminderung von Abfällen 51

    2.4.2 Einsatz nachgeschalteter Verfahren 55 2.4.2.1 Primärabscheidung der Lackpartikel 55 2.4.2.2 Sekundärabscheidung der Lackpartikel 55 2.4.2.3 Lösemittelaufkonzentrierung als Vorstufe zur Abscheidung 55

    2.5 Vorschlag der besten verfügbaren Techniken 56

  • DFIU-Karlsruhe, Umsetzung der IVU-Richtlinie: Lack- und Klebstoffanwendung

    2.6 Neue fortschrittliche Verfahren 58

    2.7 Schlussfolgerungen und Empfehlungen 64

    3 Sonstige Fahrzeuglackierung 67

    3.1 Lackierung von Nutzfahrzeugen 67 3.1.1 Allgemeine Informationen 67 3.1.2 Verwendete technische Prozesse und Verfahren 68

    3.1.2.1 Lackierung von Fahrerhäusern 69 3.1.2.2 Lackierung von Lkw-Fahrgestellen 69 3.1.2.3 Lackierung von Nutzfahrzeugachsen 70

    3.1.3 Aktuelle Verbrauchs- und Emissionswerte 70 3.1.3.1 Verbrauch von Eingangsstoffen 70 3.1.3.2 Emissionen in die Luft 71 3.1.3.3 Abwasser 71 3.1.3.4 Abfälle 72 3.1.3.5 Energiebedarf 72

    3.1.4 Ermittlung der BVT-Kandidaten 72 3.1.4.1 Leichte Nutzfahrzeuge 72 3.1.4.2 Lkw-Fahrgestelle, Achsen und Fahrerhäuser 73

    3.1.5 Vorschlag für besten verfügbaren Techniken 74 3.1.6 Neue fortschrittliche Verfahren 75

    3.2 Lackierung von Bussen 76 3.2.1 Allgemeine Informationen 76

    3.2.1.1 Qualitätsanforderungen 77 3.2.2 Verwendete technische Prozesse und Verfahren 78

    3.2.2.1 Vorbehandlung 79 3.2.2.2 Grundierung / KTL 79 3.2.2.3 Nahtabdichtung und Unterbodenschutz 79 3.2.2.4 Füllerauftrag 80 3.2.2.5 Decklackierung 80 3.2.2.6 Hohlraumkonservierung 80 3.2.2.7 Anlagenbeispiele für die Lackierung von Omnibussen 80

    3.2.3 Aktuelle Verbrauchs- und Emissionswerte 82 3.2.3.1 Verbrauch von Eingangsstoffen 82 3.2.3.2 Emissionen in die Luft 82 3.2.3.3 Abwasser 83 3.2.3.4 Abfälle 83 3.2.3.5 Energiebedarf 83

    3.2.4 Ermittlung der BVT-Kandidaten 84 3.2.5 Vorschlag der besten verfügbaren Techniken 84 3.2.6 Schlussfolgerungen und Empfehlungen 85

    3.3 Lackierung von Großfahrzeugen 87 3.3.1 Allgemeine Informationen 87 3.3.2 Verwendete technische Prozesse und Verfahren 87 3.3.3 Aktuelle Verbrauchs- und Emissionswerte 88

  • DFIU-Karlsruhe, Umsetzung der IVU-Richtlinie: Lack- und Klebstoffanwendung

    3.3.4 Ermittlung der BVT-Kandidaten 93 3.3.4.1 Vorbehandlung 93 3.3.4.2 Lösemittelarme bzw. -freie Lacksysteme 93 3.3.4.3 Verbesserte Lackauftragsverfahren 93 3.3.4.4 Abluftreinigungsverfahren 93

    3.3.5 Vorschlag der besten verfügbaren Techniken 94 3.3.6 Neue fortschrittliche Verfahren 95 3.3.7 Schlussfolgerungen und Empfehlungen 95

    3.4 Lackierung von Wohnwagen und Wohnmobilen 96 3.4.1 Allgemeine Informationen 96 3.4.2 Verwendete technische Prozesse und Verfahren 96 3.4.3 Aktuelle Verbrauchs- und Emissionswerte 96

    3.5 Flugzeuglackierung 97 3.5.1 Instandhaltung 97

    3.5.1.1 Allgemeine Informationen 97 3.5.1.2 Verwendete Prozesse und Verfahren 97 3.5.1.3 Aktuelle Verbrauchs- und Emissionswerte 99 3.5.1.4 Ermittlung der BVT-Kandidaten 101 3.5.1.5 Auswahl der besten verfügbaren Techniken 101

    3.5.2 Flugzeugneubau 102 3.5.2.1 Verwendete Prozesse und Verfahren im Flugzeugneubau 102 3.5.2.2 Aktuelle Verbrauchs- und Emissionswerte 104 3.5.2.3 Ermittlung der BVT-Kandidaten 106 3.5.2.4 Vorschlag der besten verfügbaren Techniken 107 3.5.2.5 Neue fortschrittliche Verfahren 107

    3.6 Lackierung von Schienenwagen 108 3.6.1 Allgemeine Informationen 108 3.6.2 Verwendete technische Prozesse und Verfahren 108

    3.6.2.1 Vorbehandlung der Rohbaukarosse 111 3.6.2.2 Grundierung (Außen und Innen) 111 3.6.2.3 Spachteln 111 3.6.2.4 Füller (i.d.R. nur Außen) 111 3.6.2.5 Decklackierung (i.d.R. nur Außen) 112 3.6.2.6 Unterbodenschutz 112

    3.6.3 Aktuelle Verbrauchs- und Emissionswerte 112 3.6.3.1 Energiebedarf 114

    3.6.4 Ermittlung der BVT-Kandidaten 115 3.6.5 Vorschlag der besten verfügbaren Techniken 116 3.6.6 Neue fortschrittliche Verfahren 117 3.6.7 Schlussfolgerungen und Empfehlungen 117

    3.7 Schiffslackierung 118 3.7.1 Allgemeine Informationen 118 3.7.2 Verwendete technische Prozesse und Verfahren für die Lackierung

    von Handelsschiffen 118 3.7.2.1 Vorbehandlung 119 3.7.2.2 Beschichtungen 121 3.7.2.3 Auftrag des Primers 122

  • DFIU-Karlsruhe, Umsetzung der IVU-Richtlinie: Lack- und Klebstoffanwendung

    3.7.2.4 Korrosionsschutz im Unterwasserbereich 123 3.7.2.5 Haftvermittler (Unterwasserbereich) 123 3.7.2.6 Antifouling (Unterwasserbereich) 123 3.7.2.7 Grundierung 124 3.7.2.8 Decklack 126

    3.7.3 Beschichtung von Yachten 126 3.7.3.1 Vorbehandlung und Primerauftrag auf Schwarzstahl 126 3.7.3.2 Vorbehandlung und Primerauftrag auf Aluminium 127 3.7.3.3 Überwasserbereich und Aufbauten, Schwarzstahl: Zwischen-

    anstrich 127 3.7.3.4 Aufbauten, Aluminium: Zwischenanstrich 127 3.7.3.5 Spachteln 128 3.7.3.6 Täuschungsanstrich / Füller 128

    3.7.4 Aktuelle Verbrauchs- und Emissionswerte 128 3.7.4.1 Emissionen in die Luft 130 3.7.4.2 Abwasser 131 3.7.4.3 Abfälle 132 3.7.4.4 Energiebedarf 132

    3.7.5 Ermittlung der BVT-Kandidaten 132 3.7.6 Auswahl der BVT-Kandidaten 134 3.7.7 Neue fortschrittliche Verfahren 135

    4 SERIENLACKIERUNG VON KUNSTSTOFFWERKSTÜCKEN 139

    4.1 Allgemeine Informationen 139 4.1.1 Besonderheiten des Substrates Kunststoff 140

    4.2 Verwendete technische Prozesse und Verfahren 140 4.2.1 Lackierung von Stoßfängern 142

    4.3 Aktuelle Verbrauchs- und Emissionswerte 145 4.3.1 Lackierung von Radzierblenden 148 4.3.2 Lackierung von Lenkrädern 150 4.3.3 Lackierung von Reflektoren 150 4.3.4 Lackierung in der Herstellung von Fernseh-/ HiFi-

    /EDV-Gehäusen 150 4.3.5 Ermittlung der BVT-Kandidaten 151

    4.4 Vorschlag der besten verfügbaren Techniken 153

    4.5 Neue fortschrittliche