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Begriffsdefinition

Als Kleister werden Klebstoffe in Form eines wässrigen Quellungsproduktes aus Mehl, Stärke oder organischen Celluloseethern bezeichnet. Celluloseether werden durch Veretherung aus dem natürlichen Rohstoff Cellulose hergestellt und sind wasserlöslich. Im Unterschied zu den Dispersions-Klebstoffen bilden die Kleister schon in geringer Konzentration eine hochviskose, nicht fadenziehende Masse. Der Wasseranteil in Kleistern ist entsprechend hoch.

Wesentliche Bestandteile

Die wesentlichen Bestandteile von Kleister sind Wasser sowie Mehl, Stärke oder organische Cellulose-Ether.

Charakteristik

Kleister binden physikalisch ab (Verdunsten des Wassers), sind kalt härtend und einfach in der Verarbeitung.

Lieferzustand

Pulver zum Anrühren mit Wasser.

Anwendungsbereiche (Besonderheiten)

Die Verwendung von Kleistern ist im Hochbau auf Tapeten beschränkt. Es lassen sich nur wasserdampfdurchlässige Tapeten kleben. Bei wasserdampfundurchlässigen Tapeten wie Metallfolientapeten, Vinyltapeten sowie bei weniger oder nicht saugenden Untergründen kann der Wasserdampf nicht entweichen, so dass der Kleister kaum trocknet und seine Klebkraft nicht voll entfalten kann.

Viele Papiertapeten können mit Normalkleistern auf Stärkebasis oder auf Basis modifizierter und kaltwasserlöslicher Celluloseether (Methylcellulose, MC-Kleister) verklebt werden. Der Vorteil der Celluloseether als Klebstoff für Papiertapeten liegt in deren schneller und klumpenfreier Löslichkeit in kaltem Wasser und in deren hohem Wasserbinde- und Wasserrückhaltevermögen.

Zur Verklebung von besonders schweren Tapeten (Vinyl-, Präge-, Struktur- und Raufaser) und solcher Wandbekleidungen, welche eine nachträgliche Beschichtung erhalten, reicht die Klebekraft der Celluloseether nicht aus. In diesen Fällen werden sogenannte Spezialkleister eingesetzt, welche zusätzlich Kunstharze enthalten.

 
Anwendung
 
 
Normalkleister
 
 
Spezialkleister
 
 
Leichte und normale Tapeten
 
 
+
 
 
+
 
 
Schwere Tapeten
 
 
+
 
 
+
 
 
Textiltapeten
 
 
-
 
 
+
 
 
Vinyltapeten
 
 
-
 
 
+
 
 
Prägetapeten
 
 
-
 
 
+
 
 
Naturwerkstofftapeten (Gras, Seide, Jute, Kork)
 
 
-
 
 
+
 
 
Rauhfaser
 
 
-
 
 
+
 
 
Strukturtapeten
 
 
-
 
 
+
 
 
trocken abziehbare Tapeten
 
 
-
 
 
+
 

Alternativen hinsichtlich Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Kleister sind gesundheitlich unbedenklich und weisen kein Umweltgefährdungspotential auf. Aus ökologischer Sicht gibt es keine besseren Klebstoffe als Kleister. Die Anwendungsbereiche sind jedoch beschränkt.

Eigene Datensammlung, büro für umweltchemie

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Risikobetrachtung Lebenszyklusphasen

 

 

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Planungs- und Ausschreibungshilfen

 

 

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Referenz 1.3.1 Planung Einleitung alle 

Referenz 1.3.2 Plnaung Klebstoffe

Referenz 1.3.4 Lebenszyklus

Gefahrstoffverordnung

Referenz 1.3.6 alle + spez.

Referenz 1.3.7 Alternativen Klebstoffe

Referenz 1.3.8 Querverweis alle

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Umweltdeklarationen

 

 

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Referenz 1.4.1

Referenz 1.4.2 Klebstoffe Übersicht 

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Bewertungssystem

 

 

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Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB)

Referenz 1.5.1

BNB-Kriterium BN_1.1.6 Risiken für die lokale Umwelt (Neubau)

Referenz 1.5.3

BNB-Kriterium BK_1.1.6 Risiken für die lokale Umwelt (Komplettmodernisierung)

Referenz 1.5.4

Referenz 1.5.5 Klebstoffe

BNB-Kriterium BN_3.1.3 - Innenraumhygiene

Referenz 1.5.7 

Referenz 1.4.8 Klebstoffe Übersicht 

BNB-Kriterium BN_4.1.4 - Rückbau, Trennung, Verwertung

Referenz 1.5.9 

Referenz 1.5.10 Klebstoffe 

Quellen

Referenz 1.5.12

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Technisches

 

 

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Technische Daten

Die relevantesten technischen Eigenschaften von Klebstoffen im Baubereich umfassen Zugscherfestigkeit, Haftzugfestigkeit, Trocknungszeit, Topfzeit, und Haltbarkeit. Da die Eigenschaften bei Klebstoffen sehr produktspezifisch sind, müssen genauere Angaben aus den jeweiligen technischen Merkblättern der Produkte entnommen werden.

Eigenschaften der Klebstoffe / Kleister

Abbindemechanismus:

physikalisch

Erhärtungstyp:

kalthärtend

Mech. Eigenschaften:

grundsätzlich plastomer

Auszug aus: Übersichtstabelle Oberbegriff Klebstoffe

Technische Regeln (DIN, EN)

DIN EN 923: Klebstoffe – Begriffe und Definitionen

Bauregelliste

Das Deutsche Institut für Bautechnik stellt in den Bauregellisten A, B und C die technischen Regeln für Bauprodukte und Bauarten sowie bauaufsichtlich geregelte und nicht geregelte Bauprodukte und Bauarten auf.
Nach Zustimmung der obersten Bauaufsichtsbehörden der Länder wird die Bauregelliste bekannt gegeben. Erwerb und weiterführende Informationen zu Bauregelliste und ihren Regelungsbereichen siehe unter → www.dibt.de
Eine Darstellung und Erläuterungen zur Klassifizierung von Bauprodukten siehe im Lexikon → Klassifizierung von Bauprodukten

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Literaturtipps

 

 

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Autorenkollektiv: „Adhesives“ in „Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry“, 5. Auflage. Wiley (2010), online-Quelle

DELO Industrie Klebstoffe: 'BOND it - Nachschlagewerk zur Klebtechnik` 4., neu bearbeitete und erweiterte Auflage 2007, 190 S.

Gerd Habenicht: Kleben. Grundlagen, Technologie, Anwendungen. 6., aktualisierte Aufl. Springer Verlag, Heidelberg (2009) ISBN 978-3-540-85264-3

Gerhard Fauner, Wilhelm Endlich: Angewandte Klebtechnik. Hanser Fachbuchverlag, München/Wien (1997), ISBN 3-446-12767-4

Hermann Onusseit: Klebstoffe der Natur. Anwendung und Perspektiven für die Technik. In: Biologie in unserer Zeit. 5/34/2004, S. 307-314, Industrieverband Klebstoffe e.V.: Handbuch Klebstoffe 1998/2000

Irving Skeist (Hrsg.): Handbook of Adhesives. 3. Auflage. Van Nostrand Reinhold, New York 1990.

Wilhelm Endlich: Kleb- und Dichtstoffe in der modernen Technik. Ein Praxishandbuch der Kleb- und Dichtstoffanwendung. Vulkan-Verlag, Essen 1998

 
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Rohstoffe / Ausgangsstoffe

 

 

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Hauptbestandteile

Kleister 2.1.1 neu

Abb. 1: Zusammensetzung nach Funktionen

Basisrohstoffe für Kleister sind vorwiegend Produkte natürlichen Ursprungs wie Mehl und Stärke aus verschiedenen Getreidearten sowie Cellulose aus der Zellstoffindustrie zur Herstellung wasserlöslicher Celluloseether. Beispiele für in Normalkleistern verwendete Celluloseether sind Carboxymethylcellulose, Methylcellulose und Hydroxyethylcellulose. Über 80% des Kleisters besteht aus Wasser. Fertig formulierte Kleister und Spezialkleister benötigen Topfkonservierungsmittel (Biozide) zum Schutze vor Fäulnis während der Lagerung der Produkte.

Kleister

Richtrezeptur

Rohstoffherkunft

  2-20%           Bindemittel

Aus Nahrungsmitteln oder Holz gewonnene Stärke, Eiweiße oder Cellulose, chemisch zu Carboxymethylcellulose modifiziert, teilweise mit wenigen Prozent Kunstharz (PVAc) vergütet

80-98%           Wasser

 

    < 1%           Hilfsstoffe

Aus fossilen Rohstoffen hergestellte Topfkonservierungsmittel

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Kleister 2.1.1 neu

Abb. 2: Zusammensetzung nach Rohstoffherkunft

Gewinnung der Primärrohstoffe

Die Gewinnung der Rohstoffe aus erneuerbaren Quellen ist mit geringen Umweltrisiken verbunden.

Verfügbarkeit

Nachwachsende Rohstoffe sind definitionsgemäß unerschöpflich. Die benötigte Produktionsfläche steht jedoch in Konkurrenz zu Naturräumen und den Anbauflächen für Lebensmittel oder anderen technischen Produkten und ist nur begrenzt verfügbar.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Cellulose für Kleister kann aus Altholz gewonnen werden. Produktionsabfälle werden in modernen Industriebetrieben wo möglich genutzt. Detaillierte Informationen für die Klebstoffproduktion liegen jedoch nicht vor.

Radioaktivität

Radioaktivität spielt für Kleister keine Rolle.

Quellen

U. Kasser, interne Datensammlung büro für umweltchemie

 
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Herstellung

 

 

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Herstellungsprozess

Für die Kleisterherstellung eignen sich wässrige Quellungsprodukte aus Mehl, Stärke oder organische Cellulose-Ether. Die Rohstoffe bzw. Zwischenprodukte der Kleister und Spezialkleister stammen aus Nahrungsmittel- und Zellstoffprodukten. Bei der Herstellung der Bindemittel sind weder besondere Risiken noch Umweltbelastungen zu erwarten.

Stellvertretend wird hier der Produktionsprozess für Methylzellulose beschrieben. Aus Cellulose wird zuerst durch Zugabe von Natronlauge Alkalicellulose hergestellt. Die Reaktion erfolgt in organischer Dispersion, zum Beispiel mit Toluol. Methylcellulose wird durch Zugabe von Methylchlorid sowie Ethylenoxid oder Propylenoxid hergestellt. Die Grafik zeigt die Strukturformel von reiner Methylcellulose.

Umweltindikatoren / Herstellung

Referenz 2.2.3 alle

Energieaufwand

Die Kleister gehören zu den Klebstoffen, deren Herstellung am wenigsten Energie erfordern. Da die Herstellung der Bindemittel relativ wenig Energie benötigt und diese in über 90% Wasser gelöst sind, ergibt sich für das gebrauchsfertige Produkt eine sehr geringer Energieaufwand. Allerdings sind Leistungsvermögen und Anwendungsbereich eingeschränkt.

Graue Energie

In der nachfolgenden Tabelle ist die Graue Energie (Primärenergieaufwand nicht erneuerbar) für die Herstellung der Bestandteile von Klebstoffen und den formulierten Produkten abgeschätzt. Die Berechnung geht von der in jeder Produktgruppe angenommenen Richtrezeptur aus und darf nur als Grobabschätzung betrachtet werden.

Die in der Tabelle aufgezeichneten Werte müssen im konkreten Fall auf die Flächeneinheit umgerechnet werden. Doch auch bei einer flächenbezogenen Betrachtung ändern sich die relativen Unterschiede in der Grauen Energie der Produktgruppen nicht.

Grobabschätzung  der Grauen Energie für die Herstellung von Klebstoff-Produktgruppen

 

Dispersions-Klebstoffe

Kleister

Lösemittel-

Klebstoffe

Polyurethan-

Klebstoffe

Epoxidharz-

Klebstoffe

Bindemittel/

Hilfsstoffe [MJ/kg]

80-120

20-30

80-120

100-110

140-150

Lösemittel [MJ/kg]

50-80

-

50-80

50-80

50-80

Füllstoffe [MJ/kg]

1-5

1-5

1-5

1-5

5-10

Wasser [MJ/kg]

< 0,1

< 0,1

-

-

-

Klebstoff-

Produkte [MJ/kg]

30-50

3-8

50-70

60-80

95-115

Charakteristische Emissionen

Emissionen in der Herstellung von Klebstoffen sind von der Zusammensetzung des Klebstoffs abhängig. Mineralische Füllstoffe können zu Staubemissionen führen. Prozesswasser muss, soweit vorhanden, gemäß den Vorgaben der „Verordnung über Anforderungen an das Einleiten von Abwasser in Gewässer“ kontrolliert und behandelt werden.

Transport

Der Transport jener Ausgangsstoffe welche auf fossilen Rohstoffen basieren (beim Kleister evtl. geringe Anteile des Bindemittels und Hilfsstoffe) ist generell mit längeren Transportwegen und größeren Umweltrisiken behaftet als der Transport der Ausgangsstoffe welche auf erneuerbaren Rohstoffen basieren. Da jedoch Bindemittel sowie Hilfsstoffe in einer Vielzahl von verschiedenen Produkten verwendet werden (nicht nur in Kleister) ist die Umweltrelevanz des Transports nicht spezifisch für die Herstellung von Kleister.

Quellen

Herstellung Methylcellulose:

EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG, Verfahren zur Herstellung von wasserarmer Alkalicellulose, EP 0 038 925 A2, 1981

H.-P. Fink und S. Fischer, Celluloseverarbeitung – umweltfreundliche Technologien auf dem Vormarsch, Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (2005). Online-Quelle abgerufen am 22. Juni 2012

Graue Energie:
Büro für Umweltchemie (Hrsg.): Graue Energie von Baustoffen, Büro für Umweltchemie, 1995, Zürich

 
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Verarbeitung

 

 

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Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Kleister stellen keine besonderen Anforderungen an die Verarbeitung.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Kleister sind nach Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) nicht kennzeichnungspflichtig. Sie sind in jeder Hinsicht als harmlos zu bezeichnen.

REACH / CLP

Referenz 2.3.2.3. REACH/CLP Gemische

Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU

GISBAU / Produkt-Code:
Für Kleister existiert kein GISBAU Produkt-Code.

Emissionen

Bei der Verarbeitung von Kleister entstehen keine Emissionen.

Umweltrelevante Informationen

Wassergefährdung

Kleister können Bindemittel (Celluloseether) enthalten welche gemäß VwVwS (Einstufung aufgrund der Verwaltungsvorschrift wassergefährdender Stoffe) als “schwach wassergefährdend“ eingestuft werden.

Entsorgung von Restmaterial

Nicht ausgehärtete Reste müssen einer speziellen Behandlung unterzogen bzw. an den Sammelstellen abgegeben werden und dürfen nicht als Restmüll entsorgt werden.

Transport

Kleister sind nicht als Gefahrgut gekennzeichnet. Für den Transport bestehen daher keine spezifischen Auflagen.

 
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Nutzung

 

 

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Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Kleister enthalten keine flüchtigen organischen Stoffe (VOC und SVOC). Lediglich die eingesetzten Konservierungs­mittel (Topfkonservierer) könnten je nach Stoff zu Emissionen führen. Die Vorgaben des AgBB-Bewertungsschemas halten alle Kleister ein. Auch den EMICODE EC1plus (sehr emissionsarm) würden alle Kleister erfüllen. Kleister gehören aufgrund ihres Anwendungsbereichs allerdings nicht zu den Produktkatgorien des EMICODE.

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Außenraum

Keine Außenandwendung.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Kleister enthalten keine flüchtigen organischen Stoffe (VOC und SVOC). Lediglich die eingesetzten Konservierungs­mittel (Topfkonservierer) könnten je nach Stoff zu Emissionen führen. Insgesamt dürfte das Risiko einer längerfristigen Schadstoffabgabe relativ gering sein.

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Außenraum

Keine Außenanwendung.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Im Brandfall sind keine besonderen Risiken für Umwelt und Gesundheit zu erwarten.

Wassereinwirkung

Kleister sind nicht wasserbeständig. Allerdings sind keine Risiken für die Umwelt zu erwarten.

Beständigkeit Nutzungszustand

Die Festigkeit und Wasserbeständigkeit der Kleister erfüllt keine höheren Ansprüche. Bei Auftreten von Feuchtigkeit in der Wand kann es zu Ablösungen der Wandbekleidung kommen. Deshalb werden schwere Tapeten mit speziellen Kleistern verklebt. Spezialkleister sind bereits deutlich weniger wasserlöslich.

Unter der Rubrik Baustoff- und Gebäudedaten / Nutzungsdauern von Bauteilen findet sich auf dem Informationsportal Nachhaltiges Bauen eine Datenbank mit Nutzungsdauerangaben von ausgewählten Bauteilen des Hochbaus für den Leitfaden „Nachhaltiges Bauen“.
Datenbank als PDF

In der Datenbank finden sich allerdings nur Informationen zu ggf. verklebten Bodenbelägen. Klebstoffe werden nicht geführt.

Instandhaltung

Aufgrund der guten Wasserlöslichkeit können ältere, mit normalem Kleister befestigte Tapeten mit Wasser eingeweicht werden und lassen sich dadurch gut von der Wand ablösen.

Quellen

Daten und eigene Berechnungen, büro für umweltchemie. Zürich

Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten, AgBB-Bewertungsschema 2012, Online-Quelle abgerufen am 10. Juli 2012

DIBt (Deutsches Institut für Bautechnik) (2010), Grundsätze zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten in Innenräumen, Stand Oktober 2010, Online-Quelle abgerufen am 10. Juli 2012

 
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Nachnutzung

 

 

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Wiederverwendung / Wiederverwertung / Beseitigung

Referenz 2.5.1 Klebstoffe