Rohstoffe / Ausgangsstoffe

Hauptbestandteile

Die Zusammensetzung sämtlicher Produktgruppen ist nach Gehalt an

• Bindemitteln
• Füllstoffen und Pigmenten
• Lösemitteln
• Wasser
• Hilfsstoffen

grafisch dargestellt. Aufgrund von Marktanalysen und Standardrezepturen in der Fachliteratur sind sowohl Durchschnittswerte wie Extremwerte aufgezeichnet. Diese können sich je nach Produktgruppe über sehr große Bereiche erstrecken. Bei deckenden Anstrichsystemen ist immer ein weißer Anstrich angegeben. Buntpigmentierte Anstriche können von diesem Standard erheblich abweichen. Diese Durchschnittswerte bilden die Grundlage für die anderen ökologischen Beurteilungen, insbesondere unter der Herstellung.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Die gleichen Grundlagen über die Zusammensetzung sind ausgewertet und nach Rohstoffherkunft dargestellt, wobei zwischen den folgenden Gruppen unterschieden wird:

• Nachwachsende Rohstoffe
• Fossile Rohstoffe
• Mineralische Rohstoffe
• Wasser.

Die Prozentangaben beziehen sich nicht auf den effektiven Aufwand an den entsprechenden Rohstoffen. Solche Zahlen sind nicht verfügbar. Die angegebenen Zahlen beziehen sich auf die Inhaltsstoffe mit ihrer entsprechenden Herkunft. In den Zahlen nicht enthalten sind alle

erforderlichen Produktionshilfsstoffe, die nicht im Endprodukt enthalten sind. Dazu gehören insbesondere die Energieträger. Die Angaben haben deshalb eine beschränkte ökologische Aussagekraft (vgl. auch Herstellung).

Die Gewinnung der fossilen Rohstoffe aus Erdöl, Erdgas und Kohle wie auch der mineralischen Rohstoffe ist mit Umweltrisiken verbunden.

Verfügbarkeit

Mit der allmählichen Erschöpfung der Erdölvorräte vermindert sich auch das Potential zur Gewinnung von fossilen Rohstoffen in wenigen Jahrzehnten. Allerdings könnten die Rohstoffe auch aus Kohle hergestellt werden, was jedoch mit einem größeren Energieaufwand verbunden wäre.

Die mineralischen Rohstoffe (Kalk, Gesteinsmehl) sind auch langfristig nicht erschöpft, eine Knappheit ist nicht zu erwarten.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Die Verwendung von Sekundärrohstoffen in der Produktion von Farben, Lacken und Lasuren ist evtl. denkbar, wird jedoch in der Praxis gegenwärtig nicht umgesetzt. Produktionsabfälle werden in modernen Industriebetrieben wo möglich genutzt. Detaillierte Informationen für die Farbenproduktion liegen jedoch nicht vor.

Radioaktivität

Radioaktivität ist für Farben, Lacke und Lasuren nicht relevant.

Quellen

Eigene Datensammlung, büro für umweltchemie

Herstellung

Herstellungsprozess

Die Verarbeitung der Ausgangsstoffe zu Farben, Lacken oder Lasuren beinhaltet das Einwägen und Mischen der Ausgangsstoffe gemäß Rezeptur. Anschließend werden die Farben, Lacke oder Lasuren in Gebinde eingefüllt und zur Auslieferung auf Paletten verpackt.

In den meisten Fällen ist nur das Bindemittel produktgruppenspezifisch. Alle anderen funktionellen Inhaltsstoffe kommen in praktisch allen Produktgruppen vor.

Ohne auf chemische Details oder Prozessketten einzugehen, werden einige wenige Merkmale der Bindemittelherstellung erwähnt: Die Art der Betriebe, die Anzahl der Prozessstufen und eine evtl. Beteiligung von besonders umwelt- oder gesundheitsgefährdenden Substanzen an der Synthese der Bindemittel. Als Kriterium für die Umwelt- und Gesundheitsgefährdung wurde die Schwellenmenge eines Stoffes von 1000 kg gemäß Anlage zur Störfallverordnung verwendet.

Alle Pigmente können grundsätzlich in allen Produktgruppen vorkommen. Die mineralischen Pigmente werden ähnlich den Metallen aus Gesteinen in der Regel als Metallverbindungen gewonnen. Die Verwendung von starken Säuren, von Reduktionsmittel und von erheblichen Energiemengen ist das Charakteristikum von vielen Herstellungsprozessen mineralischer Pigmente. Es sind jedoch wenig Daten verfügbar. Bekannt sind die Umweltauswirkungen des Titandioxidprozesses, der in der Vergangenheit zu vielen Diskussionen und Protesten geführt hat. Damals wurde ein Abfallprodukt des Prozesses, das in außerordentlich großen Mengen anfällt (Dünnsäure), in der Nordsee verklappt. Aufgrund der Preise und der chemischen Struktur der meisten organischen Pigmente muss man davon ausgehen, dass die Herstellung außerordentlich energie- und rohstoffintensiv ist.

Die Füllstoffe sind in der Herstellung verhältnismäßig unproblematisch. Es handelt sich um Gesteinsmehle wie Kaolin, Kreide, Talkum und Feldspat. Die Herstellung der Gesteinsmehle umfasst im Wesentlichen Mahl-, Reinigungs-, Schlämm-, Trocknungs- und Transportprozesse. Synthetische Füllstoffe haben keine große Bedeutung.

Schliesslich bleiben die organischen Lösemittel. Die meisten stammen mehr oder weniger direkt aus den Erdölfraktionen und sind Gemische von verschiedenen chemischen Verbindungen. Im Fall von wasserverdünnbaren Systemen handelt es sich um speziellere Lösemittel, die synthetisch in größeren chemischen Industriebetrieben hergestellt werden.

Über die Herstellung der Vielzahl von Hilfsstoffen ist keine allgemein gültige Aussage möglich. Die Vielzahl von möglichen Substanzen ist außerordentlich groß. Von sehr harmlosen bis zu sehr toxischen Verbindungen wie Bleisikkative oder Konservierungsmittel ist alles möglich. Was schließlich verwendet wird, ist in den meisten Fällen sehr produktspezifisch.

Umweltindikatoren / Herstellung

Energieaufwand

Der Energieaufwand zur Herstellung von Farben, Lacken und Lasuren ist in der Regel vor allem von den Bindemitteln und den Pigmenten abhängig.

Charakteristische Emissionen

Emissionen in der Herstellung von Farben sind von deren Zusammensetzung 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. Die Emissionen der Bindemittelherstellung (Kunststoffe) sind in den Kapiteln zu Kunststoffen eingehend beschrieben.

Transport

Der Transport jener Ausgangsstoffe welche auf fossilen Rohstoffen basieren ist generell mit längeren Transportwegen und größeren Umweltrisiken behaftet als der Transport der Ausgangsstoffe welche auf mineralischen Rohstoffen basieren. Da jedoch Bindemittel, Pigmente sowie Hilfsstoffe in einer Vielzahl von verschiedenen Produkten verwendet werden (nicht nur in Farben, Lacken oder Lasuren) ist die Umweltrelevanz des Transports nicht spezifisch für die Herstellung von Anstrichstoffen.

Quellen

ökoscience AG: Vergleichende ökologische Bewertung von Anstrichstoffen im Baubereich Band 1: Methode, Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft, 1992, Bern

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

Verarbeitung

Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Die arbeitshygienischen Risiken sind in den GISBAU-Informationen im Detail beschrieben und jederzeit abrufbar. Hier werden die Risiken lediglich zusammengefasst und es wird explizit auf alle GISBAU-Produktgruppen mit den entsprechenden GISCODES hingewiesen, die von der beschriebenen Produktgruppe betroffen sind.

Arbeitshygienische Risiken

Emissionen

Als Lösemittel gelten alle flüchtigen organischen Verbindungen (Volitile organic compounds VOC) mit einem Siedepunkt < 200°C und / oder einem Dampfdruck > 0.5 mbar. Die Lösemittel werden während der Verarbeitung vollständig in die Luft abgegeben.
Die technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft des Bundes-Immissionsschutzgesetzes unterscheidet drei Klassen von VOC:

Klasse 1:	Chlorierte Lösemittel
Klasse 2:	aromatische Verbindungen wie Xylol, Toluol und Gemische aus aromatenhaltigen Testbezinen
Klasse 3:	Alkohole, entaromatisierte Testbenzine, Isoparaffine

Gebräuchlich sind in Lacken und Farben mit Ausnahme weniger Abbeizmittel Lösemittel der Klasse 2 und 3. Aus luft- und arbeitshygienischer Sicht sind die Produkte der Klasse 3 zu bevorzugen. Diese können anhand der GISBAU GISCODES identifiziert werden.

Die Angabe der Lösemittelemissionen erfolgt in Gramm pro m² und bezieht sich auf den unter "Allgemeine Informationen" definierten Standardaufbau. Der Wertebereich bezieht sich auf die Angaben der Zusammensetzung nach funktionellen Inhaltsstoffen (vgl. Rohstoffe). Auf eine Angabe der TA-Luft-Klasse wird verzichtet, da diese nicht produktgruppenspezifisch ist.

Umweltrelevante Informationen

Energiebedarf

Der Energiebedarf für Oberflächenbehandlungen ist nicht alleine ein Frage des Aufwands für die Anstrichmittel sondern auch der Anstrichprozesse. Hierauf wird im Einzelnen in den WECOBIS-Produktgruppen hingewiesen.

Wassergefährdung

Wassergefährdung ist nach wie vor insbesondere bei lösemittelhaltigen Anstrichmitteln gegeben. Hierauf wird im Einzelnen in den WECOBIS-Produktgruppen hingewiesen.

Entsorgung von Restmaterial

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

Restentleerte Kunststoffgebinde oder Metallgebinde können thermisch oder stofflich verwertet werden. Auf einer vorbildlichen Baustelle werden keine Gebinde in die Kanalisation ausgewaschen. Die umweltgerechten Entsorgungsleistungen beim Arbeiten mit Farben sind bereits in der Ausschreibung für alle Unternehmen festzulegen.

Quellen

Eigene Berechnungen und Daten, büro für umweltchemie

Nutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Der Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten (AgBB) hat ein Bewertungsschema (AgBB-Bewertungsschema) zur gesundheitlichen Bewertung der Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC und SVOC) aus Bauprodukten entwickelt. Darin sind auch Anforderungen für Farben, Lacke und Lasuren formuliert.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

TVOC: Zum Risiko der längerfristigen Schadstoffabgabe lassen sich noch wenig zuverlässige Aussagen machen, da repräsentative Untersuchungen fehlen. Gewisse Schlussfolgerungen aus einzelnen Messungen, die in der Fachliteratur beschrieben sind, lassen sich ableiten. So ist beispielsweise bekannt, dass ungenügend ausgetrocknete (d.h. z.B. zu dick aufgetragene) Ölfarben sehr geruchsintensive Stoffe über längere Zeit ausgasen. Auch Caseinbindemittel können Abbauprodukte abspalten. Bei allen Zweikomponentensystemen besteht die Gefahr, dass sie durch unsachgemäße Verarbeitung (Mischungsverhältnisse, Feuchtigkeit, Temperatur) zu langsam oder unvollständig reagieren und damit über längere Zeit noch Reaktionsprodukte an die Innenraumluft abgeben. In wässrigen Lacken werden zwar weniger, jedoch höher siedende Lösemittel verwendet als in lösemittelhaltigen Systemen. Die Emissionen aus diesen Anstrichsystem sind niedriger, dauern jedoch entsprechend länger.

Welche der von Lacken und Farben abgegebenen Stoffe in welchen Konzentrationen zu Gesundheitschädigung führen können, ist noch weitgehend ungeklärt. Für die Höhe der Konzentration ist neben dem Anstrichsystem auch die Größe der in einem Innenraum bestrichenen Fläche sowie der Luftwechsel im Innenraum verantwortlich. Je größer die Fläche und je kleiner der Luftwechsel, desto höher liegen die Konzentrationen der von Lacken und Farben abgegebenen Stoffe. Praktisch kein Risiko einer Schadstoffabgabe ist bei mineralischen Farben vorhanden.

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Außenraum

Umweltrelevante Bestandteile:
In der Nutzungsphase werden alle umweltgefährdenden Stoffe angegeben, die im Anstrichsystem enthalten sind und durch Abwitterung, Versprödung, Diffusion oder bei der Renovation (z.B. durch Schleifen) in die Umwelt gelangen können. Die Angaben lassen sich bei Produktgruppen nur für funktionelle Gruppen machen. Die Angaben können im Fall eines konkreten Produktes sehr unterschiedlich sein. Als umweltgefährdende Produkte gelten alle Stoffe, die nicht chemisch gebunden im ausgetrockneten Anstrichfilm vorliegen und als reine Stoffe (unabhängig von der im Anstrich vorliegenden Konzentration) nach EU-Gefahrstoffverordnung kennzeichnungspflichtig sind. Es handelt sich in der Regel um folgende Stoffgruppen:

• Metallsikkative sind in der Regel zu 0.1 - 0.5 % in allen chemisch-oxidativ trocknenden Systemen enthalten (Alkydharzfarben, Ölfarben). Es handelt sich heute in der Regel um ein Gemisch von Kobalt-, Zirkonium- und Calciumseifen, selten werden noch Bleiseifen verwendet. Diese Verbindungen sind z.T. sehr toxisch und ergeben unerwünschte Metallrückstände in der Umwelt.
• Konservierungsmittel sind in praktisch allen wässrigen Farbsystemen enthalten. Nur wenige Farben auf Wasserbasis (z.B. 1K-Silikatfarben) sind selbstkonservierend. Es handelt sich um eine Topfkonservierung, die nichts mit der Neigung zur Schimmelbildung nach Verwendung der Farbe zu tun hat. Die Gehalte an Konservierungsmittel betragen 0.2 - 0.6 %. Es werden eine Vielzahl von fungiziden und bakteriziden Wirkstoffen, wie sie auch als Pestizide in der Landwirtschaft verwendet werden, eingesetzt. Sie sind funktionsgemäß mehr oder weniger giftig.
• Weichmacher werden bei zu harten Bindemitteln eingesetzt und bewirken eine niedrigere Filmbildungstemperatur, einen besseren Verlauf und ein grössere Elastizität der Lackfilme. Es handelt sich in der Regel um Phthalatweichmacher, die zwar nicht alle als Gefahrenstoff gelten, die jedoch wegen ihrer weiten Verbreitung in der Umwelt auch in Produkten mit dem Blauen Engel "Schadstoffarme Lacke" ausgeschlossen sind. Die Verwendung von Weichmachern ist in einer bestimmten Produktgruppe nicht unbedingt zwingend, bei gewissen Bindemitteltypen sind sie nicht erforderlich.
• Andere umweltgefährdende Hilfsstoffe sind grundsätzlich in allen Produktgruppen möglich und nicht produktgruppenspezifisch. Es handelt sich um Entschäumer, Hautverhinderungsmittel, Beschleuniger in chemisch reagierenden Zweikomponentensystemen, Verlaufmittel, Antiabsetzmittel und Mattierungsmittel. In gewissen Produktgruppen sind solche sehr häufig, andere enthalten praktisch keine oder sehr wenig umweltgefährdende Hilfsstoffe.

Über die Austretenswahrscheinlichkeit eines umweltgefährdenden Stoffes in einem Lack lassen sich keine genauen Angaben machen. Grundsätzlich sollte das Vermeidungsprinzip angewendet werden.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

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

Beständigkeit Nutzungszustand

Die Beständigkeit ist eine der wichtigsten ökologischen Merkmale von Lacken und Farben. Sie verlangt eine sehr differenzierte Farbwahl nach Anwendungsbereichen und Anforderungen. Mit Hilfe der Anwendungstabelle und den hier nach Produktgruppen aufgelisteten Beständigkeitsmerkmalen sollte eine optimale Wahl möglich sein. Es kann generell festgestellt werden, dass je höher die Anforderungen an Gebrauchstauglichkeit und Beständigkeit eines Farbfilms, desto höher ist mit wenigen Ausnahmen auch die Umweltbelastung des Anstrichsystem. Bei der Farbwahl nach ökologischen Kriterien geht es vor allem darum, die Anforderungsprofile optimal auf die Produkteigenschaft abzustimmen. Es macht beispielsweise keinen Sinn, eine hochwertige Dispersion auf eine kaum beanspruchte Kellerwand zu streichen, wo normalerweise auch eine Leim- oder eine Kalkfarbe ausreichen. Umgekehrt ist es beipielsweise nicht sinnvoll, eine Naturharzlasur an die Aussenwand zu streichen, wenn diese aufgrund der reduzierten Beständigkeit nach fünf Jahren saniert werden muss.

Die nachfolgenden Tabellen sollen die Orientierung bei der Produktwahl unterstützen.

Mit der Abriebfestigkeit ist die trockene Abriebfestigkeit gemeint, die in der Praxis mit einem schwarzen Tuch geprüft werden kann. Sie hängt im Wesentlichen von der Art des Bindemittels ab. Eine verminderte Abriebfestigkeit kann allerdings auch durch einen zu geringen Bindemittelgehalt in der Farbe, durch Abwandern des Bindemittels in den Untergrund oder durch Abbau des Bindemittels (UV-Beständigkeit) auftreten. Kalkfarben sind nicht abriebfest und Leimfarben nur mäßig abriebfest. Alle anderen Produktegruppen sind gut bis sehr gut abriebfest.

Die Wasch- und Scheuerbeständigkeit eines Produktes kann in einem standardisierten Test (DIN 53778) gemessen werden. Häufig spricht man auch von der nassen Abriebfestigkeit, die mit Hilfe von Scheuergängen gemessen wird. Neben der Art des Bindemittels spielt dabei auch der Gehalt des Bindemittels und der Füllstoffe / Pigmente in der ausgehärteten Farbe eine Rolle. Die Scheuerbeständigkeit kann deshalb innerhalb einer Produktgruppe sehr unterschiedlich ausfallen. Sehr gut wasch- und scheuerbeständig sind die harten und kratzfesten Lackfarben, Leim- und Kalkfarben dagegen sind nicht scheuerbeständig und abwaschbar.

Die Härte und Kratzfestigkeit eines Farbfilms wird ebenfalls von verschiedenen produktspezifischen Faktoren bestimmt. Sie lässt sich ebenfalls in sehr aufwändigen und nicht sehr praxisnahen Standardversuchen testen. Generell gilt die Regel, dass chemisch reagierende Anstrichsysteme (2K-Systeme) sowie chemisch-oxidativ trocknende Systeme (Öle, Alkydharze) eine hohe Härte und Kratzfestigkeit aufweisen. Die physikalisch trocknenden Lackfarben weisen eine gute, die Wanddispersionen eine geringe Kratzfestigkeit auf. Alle nicht filmbildenden Systeme sind nicht kratzfest.

	Abriebfestigkeit	Abwasch- und Scheuerbeständigkeit	Härte und Kratzfestigkeit
Dispersionsfarben lösemittelfrei	gut	mäßig bis gut (abhängig vom Bindemittelgehalt)	gering
Dispersionsfarben	gut	gut	gering
Naturharzfarben lösemittelfrei	gut	mäßig (abhängig vom Bindemittelgehalt)	gering
Naturharzfarben	gut	mäßig (abhängig vom Bindemittelgehalt)	gering
Leimfarben	mässig	bedingt abwaschbar, nicht scheuerbeständig	nicht filmbildend
Kalkfarben	nicht abriebfest	nicht abwaschbar, nicht scheuerbeständig	nicht filmbildend
1K-Silikatfarben	gut	sehr gut	nicht filmbildend
2K-Silikatfarben	gut	gut	nicht filmbildend
Siliconharzfarben	gut	gut	gering
Dispersionslackfarben	sehr gut	gut	gut
Alkydharzlackfarben	sehr gut	gut	gut
Ölfarben und Naturharzlacke	sehr gut	gut	gut
Polymerisatharzfarben	sehr gut	gut	gut
Epoxidharzdispersionen	sehr gut	sehr gut, teilweise auch chemikalienbeständig	sehr gut
Epoxidharze lösemittelhaltig	sehr gut	sehr gut, teilweise auch chemikalienbeständig	sehr gut
Polyurethanharze wasserverdünnbar	sehr gut	sehr gut, teilweise auch chemikalienbeständig	sehr gut
Polyurethanharze lösemittelhaltig	sehr gut	sehr gut, teilweise auch chemikalienbeständig	sehr gut
Klarlacke wasserverdünnbar	sehr gut	gut bis sehr gut	gut bis sehr gut
Kunstharzklarlacke lösemittelhaltig	sehr gut	gut	gut
Naturharzklarlacke lösemittelhaltig	sehr gut	gut	mäßig bis gut
Lasuren wasserverdünnbar	sehr gut	gut	gut (Dünnschichtlasuren nicht filmbildend)
Kunstharzlasuren lösemittelhaltig	sehr gut	gut	gut (Dünnschichtlasuren nicht filmbildend)
Naturharzlasuren lösemittelhaltig	sehr gut	gut	gut (Dünnschichtlasuren nicht filmbildend)

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

Instandhaltung

Auch die Renovierbarkeit sollte in die Produktgruppenwahl mit einbezogen werden. Grundsätzlich sind alle alten Farbfilme durch Anschleifen und neu Überstreichen renovierbar. Eine Ausnahme bilden die Reinacrylate von Dispersionslacken, die thermoplastisch sind und sich deshalb nur schlecht entfernen lassen. Die oberste Schicht von Ölfarben lässt sich durch eine Verseifungsreaktion mit Ammoniak entfernen. Leim- und Kalkfarben lassen sich mit Wasser abwaschen. Sehr aufwendig ist die Totalrenovation von stark zerstörten Lackfilmen auf Holz und Metall. Solche Anstriche lassen sich nur mit aggressiven, gesundheits- und umweltgefährdenden Chemikalien entfernen.

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

Nachnutzung