Hallo, anbei ein Dokument der Studiengemeinschaft Holzschwellenoberbau in der Deutschen Gesellschaft für Holzforschung. Ich kann noch ergänzen, dass inzwischen in deutschland nur noch Mittel mit Benz(o)apyrengehalt von max. 50 ppm zugelassen sind.
Die Tabellenformatierungen hat es leider zerlegt, wer sich ein bischen einliest, wird trotzdem etwas davon haben.
Gruß Ulrich Arnold
"Studiengesellschaft Holzschwellenoberbau in der DGfH e.V. 1
Schutzmittel aus Steinkohlenteeröl für die Imprägnierung von Holz
Gesetzliche Grundlagen der Teerölimprägnierung
Steinkohlenteer-Imprägnieröle (Kreosote) waren die ersten in großen Mengen verwendeten Holz-schutzmittel. In ihrer umfassenden Wirkung gegen holzzerstörende Organismen - Basidiomyce-ten, Moderfäule und Insekten - sind sie bis heute unübertroffen. Besonders geeignet sind Stein-kohlenteeröle für den Schutz von Holz mit ständigem Erd- und Wasserkontakt. Außerdem sind Teeröle rückstandsfrei verbrennbar, so dass imprägniertes Holz nach der Nutzung unproblema-tisch entsorgt werden kann.
Allerdings bestehen Kreosote aus polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK´s), von denen einige Verbindungen - insbesondere Benzo[a]pyren - als krebserzeugend eingestuft wurden. Daher hat der Gesetzgeber Verwendungsbeschränkungen für Teeröl-Holzschutzmittel erlassen. Die in Deutschland geltenden Beschränkungen sind durch die Chemikalien-Verbotsverordnung (ChemVerbotsV) und die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) gegeben. In der Europäischen Union (EU) sind die Beschränkungen weniger strikt; sie sind in der Richtlinie 94/60/EG festgelegt. Teeröle, die mehr als 50 mg/kg Benzo[a]pyren enthalten, sind in allen Staa-ten der EU als giftig zu kennzeichnen (Totenkopf). Eine Kennzeichnung hat über die Verwen-dungsbeschränkungen hinaus Auswirkungen auf die einzuhaltenden Arbeitsschutzrichtlinien.
Betrachtet man diese rechtliche Basis, so wird verständlich, dass ein heute im Holzschutz einge-setztes Teeröl wesentlich schärfere Anforderungen erfüllen muss als ein "altbewährtes" Produkt. Es fällt den Teerölproduzenten mitunter schwer, der Geschwindigkeit des Gesetzgebungsprozes-ses durch entsprechende Produktverbesserungen zu folgen, da zusätzlich zu gesetzlichen Forde-rungen natürlich die Wirksamkeit eines neuen Teeröles für alle geplanten Anwendungen über Jahre hinaus sichergestellt bleiben muss. Dies kann nicht allein durch Zeitraffer-Labortests ge-schehen, sondern muss zusätzlich durch zeitaufwendige Feldversuche bewiesen werden. Bei Einsatz nicht vollständig geprüfter Produkte besteht das Risiko kürzerer Schutzwirkung.
Europäische Klassifizierung von Imprägniermitteln
In Europa wird die Etablierung neuer Holzschutzmittel durch das WEI (West-Europäisches Institut für Holzimprägnierung) koordiniert. Derzeit existieren drei Klassen für Teeröle mit den Bezeich-nungen WEI Typ A, WEI Typ B und WEI Typ C. Die WEI- Produktklassen lassen sich wie folgt Anwendungen zuordnen:
WEI Typ A: ausschließlich Bahnschwellen und Leitungsmasten (kennzeichnungspflichtiges Imprägnieröl. In der europäischen Union wird gegenwärtig diskutiert, den Ben-zo[a]pyrengehalt weiter zu reduzieren, und zwar unter 50 ppm. Diese Entschei-dung würde für den WEI-Typ A einen Verwendungsstop bedeuten.)
WEI Typ B: alle übrigen erlaubten Anwendungen
WEI Typ C: neue Klasse geruchsarmer Imprägnieröle als emissionsarmer Ersatzstoff für WEI Typ A und WEI Typ B
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Technische Daten teerstämmiger Schutzmittel für die Holzimprägnierung (nach WEI; West-Europäisches Institut für Holzimprägnierung)
Eigenschaft
Einheit
Bestimmungs-
methode
WEI Typ A
WEI Typ B
WEI Typ C
Dichte (20°C)
[g/ml]
WEI App.3
1,04 - 1,15
1,02 - 1,15
1,03 - 1,17
Wassergehalt
[Vol.-%]
ISO 760
max. 1
max. 1
max. 1
Kristallisationstemp.
[°C]
WEI App.5
max. 23*
max. 23*
max. 50
Wasserextrahierbare
Phenole
[Gew.-%]
EN 1014-4
max. 3
max. 3
max. 3
Unlösl.Bestandteile
[Gew.-%]
BS144 App.G
max. 0,4
max. 0,4
max. 0,4
Siedeverlauf
WEI App.8
Destillat bis 235 °C
[Vol.-%]
max. 10
max. 20
--
Destillat bis 300 °C
[Vol.-%]
20 - 40
40 - 60
max. 10
Destillat bis 355 °C
[Vol.-%]
55 - 75
70 - 90
65 - 95
Benzo[a]pyren-Gehalt
[ppm]
EN 1014-3
max. 500
max. 50
max. 50
Flammpunkt PM
[°C]
EN 22719
min. 61
min. 61
min. 61
* In südeuropäischen Ländern wie Spanien, Portugal, Italien und Frankreich kann zwischen Hersteller und Verarbeiter eine höhere Kristallisationstemperatur vereinbart werden, z.B. max. 40°C für WEI A und max. 30°C für WEI B.
Siedeverlauf der verschiedenen Imprägnieröle nach WEI 200300400500Temperatur [°C]Rel. Menge LösemittelFixateureWirkstoffe WEI Typ A WEI Typ WEI Typ C
Steinkohlenteeröle sind Destillatfraktionen, die sich aus einer Vielzahl chemischer Verbindungen zusammensetzen. Der Gehalt an einzelnen Inhaltsstoffen wird durch die Siedelage der erzeugten Fraktionen und die Trennschärfe der Teerdestillation bestimmt. Deshalb ist die Siedeanalyse ei-nes Imprägnieröles eine aussagekräftige Analysenmethode; die verschiedenen WEI-Typen un-terscheiden sich in diesem Punkt sehr deutlich (s. Abbildung 1).
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Imprägniermittel WEI Typ A
Imprägnieröle des Typs WEI A entsprechen am ehesten den altbekannten Ölen, die einen frühen Siedebeginn und ein spätes Siedeende aufweisen und somit ein breites Substanzspektrum bein-halten. Entsprechend hoch ist der Gehalt des am oberen Ende des Siedebereichs bei 495°C sie-denden Benzo[a]pyrens (BaP). Während früher Öle mit BaP- Werten über 1000 ppm üblich waren (und außerhalb Europas zum Teil noch verwendet werden), darf heute in Europa ein Wert von 500 ppm nicht mehr überschritten werden. Der Gebrauch in Deutschland ist nur noch für profes-sionelle Anwendungen mit hohem Sicherheitsstandard erlaubt, bei denen eine sehr lange Nut-zungszeit unabdingbar ist: Bahnschwellen und Leitungsmasten. Öle des Typs WEI A sind lang-jährig erprobt.
Imprägniermittel WEI Typ B
Imprägniermittel des Typs WEI B existieren seit 1982 und sind inzwischen bewährte Schutzmittel für die Rundholzbehandlung im Kesseldruck- und Trogtränkungsverfahren. Durch Senkung der oberen Siedegrenze wird ein Benzo[a]pyren-Gehalt unter 50 ppm sichergestellt. WEI B-Öle be-stehen somit aus im Durchschnitt niedriger siedenden Ölen. Die fungizide und biozide Wirksam-keit von WEI A und WEI B ist jedoch vergleichbar. Dies liegt daran, dass die Wirksamkeit über-wiegend den zwischen 200 und 360°C siedenden Fraktionen zugeschrieben werden kann.
Das Öl zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Kristallisationstemperatur tiefer liegt als bei Ö-len des Typs WEI A. Dies hat Vorteile durch geringere Neigung zur Satzbildung bei Lagerung und Verarbeitung. Bei hochwertigen Imprägnierölen des Typs WEI B liegt die Kristallisationstempera-tur unter 0°C. Die niedrige Viskosität des Öls (12-25 mPas bei 20°C) fördert ein schnelles und tiefes Eindringen in das zu schützende Holz. Die Farbe der imprägnierten Hölzer ist heller als bei Verwendung von Ölen des Typs WEI A.
Imprägniermittel WEI Typ C
Mit fortschreitender Umweltgesetzgebung wurde die Entwicklung eines neuen Imprägniermittels erforderlich. Diesmal stand nicht der Gehalt an Benzo[a]pyren, sondern die Reduzierung der Ver-dunstungsneigung im Vordergrund. Mit Teerölen imprägniertes Holz verliert durch Verdunstung niedrigsiedende Bestandteile des Imprägnieröls. Schon in geringen Konzentrationen ist diese Verdunstung in Form eines charakteristischen Geruchs festzustellen und belastet die Umwelt durch Emissionen. Die Europäische Richtlinie über die Begrenzung von Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC-Richtlinie) verfolgt das Ziel, diese Emissionen weiter einzu-schränken. Für niedrigsiedende Teeröle führt dies zu weiteren Auflagen.
Die niedrig siedenden Bestandteile im Imprägnieröl dienen überwiegend der Viskositätserniedri-gung. Sie gewährleisten eine gute und schnelle Penetration in das Holz und bewirken eine Sen-kung der Kristallisationstemperatur. Werden die niedrigsiedenden Öle entfernt, so steigt die Kris-tallisationstemperatur des Imprägnieröls; für einen sicheren Betrieb sind beheizte Lagertanks und Rohrleitungen zu verwenden.
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Demgegenüber werden aus Umweltsicht wichtige Vorteile erhalten:
⇒ Geruchsarmut des imprägnierten Holzes
⇒ verringerte Neigung zum Ausschwitzen.
Durch verfahrenstechnische Maßnahmen gelingt es trotz Entfernung der Leichtsieder, die Tem-peratur des Kristallisationsbeginns nur geringfügig anzuheben. Für Imprägniermittel des Typs WEI C wurde zudem eine erhöhte Wirksamkeit gegenüber Ölen des Typs WEI A gefunden. Es wird seit 1989 verwendet und bestätigt in vollem Umfang die Laborergebnisse.
Die Geruchsarmut von mit WEI Typ C imprägnierten Hölzern hat sich seit nunmehr 10 Jahren als entscheidender Vorteil beim Einsatz teerölimprägnierter Hölzer erwiesen. Das Imprägniermittel wird von mehreren Europäischen Staatsbahnen mit großem Erfolg eingesetzt. Aufgrund der posi-tiven Praxiserfahrungen kann das Öl für die Imprägnierung von Buchen-, Kiefern- und Eichen-schwellen empfohlen werden. Im Bereich der Mastenimprägnierung wird es für Kiefern- und Fich-tenholz seit Jahren erfolgreich angewendet.
Neuere Entwicklungen auf dem Gebiet der Teeröle
Die Anforderungen an die Umweltverträglichkeit von Teerölen werden auch in Zukunft steigen und die Entwicklung neuer Produkte erfordern. Der deutsche Hersteller RÜTGERS VFT bietet ein umweltfreundliches Universalimprägniermittel mit dem Namen GX-plus an. Gegenüber Impräg-niermitteln des Typs WEI C wurde die Geruchsemission noch weiter gesenkt. Durch Einführung hochsiedender Bestandteile wird die Stabilisierung des Imprägnieröls im Holz verbessert. Außer-dem ist es gelungen, die Kristallisationstemperatur des Imprägnieröls noch weiter abzusenken.
Technische Daten des Imprägniermittels GX-plus (WEI Typ C)
Eigenschaft
Einheit
Bestimmungs-
methode
Imprägniermittel GX-plus
Spezifikation typische Werte
Dichte (20°C)
[g/ml]
WEI App.3
1,03 - 1,17
1,11
Wassergehalt
[Vol.-%]
ISO 760
max. 1
0,3
Kristallisationstemp.
[°C]
WEI App.5
max. 50
10
Wasserextrahierbare
Phenole
[Gew.-%]
EN 1014-4
max. 3
1,5
Siedeverlauf
WEI App.8
Siedebeginn
[°C]
min. 290
310
Destillat bis 300 °C
[Vol.-%]
max. 10
0
Destillat bis 355 °C
[Vol.-%]
65 - 95
70
Benzo[a]pyren-Gehalt
[ppm]
EN 1014-3
max. 50
< 10
Flammpunkt PM
[°C]
EN 22719
min. 100
160
Eine weitere neue Entwicklung ist PEC (Pigmented Emulsified Coloured Creosote), eine in Aust-ralien entwickelte und patentierte pigmentierte Wasser-in-Öl-Emulsion von Steinkohlenteeröl. Durch die Pigmentierung wird das Ausschwitzen und die gasförmige Abgabe der niedrigsieden-den Teerölbestandteile sowie der typische Teerölgeruch erheblich reduziert. Für die Emulsion eines Typ-C-Teeröls liegt eine Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik vor.
Nach: Holzzentralblatt (Boenigk, W. et al.: Verbesserte Umweltverträglichkeit teerstämmiger Holzschutzmittel; Holz-Zentralblatt 122 (23), 1996)"