Wie wird ein Tuch zum Reinraum-Tuch?

Unter den gängigen Reinraum-Verbrauchsartikeln, die tagtäglich in den allermeisten Reinräumen zum Einsatz kommen, spielen Reinraumtücher bezogen auf Relevanz und Verbrauchsmengen ganz vorne mit. Beim Einsatz von Betriebsmitteln für hochreine Umgebungen, ist die Kenntnis des Kontaminationsverhaltens dieser Produkte von entscheidender Wichtigkeit. Aufgrund der Nähe zum Produktionsprozess oder dem Produkt selber, stehen vor Allem die partikulären luftgetragenen Verunreinigungen im Vordergrund, die von dem Verbrauchsartikel ausgehen. Deshalb müssen Tücher für den Einsatz im Reinraum, hinsichtlich ihrer Reinraumtauglichkeit, also dem Partikelemissionsverhalten, begutachtet und bewertet werden.

Soweit zu den regulatorischen Anforderungen. Hört sich kompliziert an? Ist es auch - bis man es versteht. Hier wird versucht, es dem Leser im Folgenden etwas einfacher zu machen.

Partikelemissionverhalten – wie bitte?

Ihrem Ziel einer sicheren Produktion unter „reinen Bedingungen“ steht die Freisetzung von Partikeln an Oberflächen und die Luft durch Betriebsmittel wie das Reinraumtuch gegenüber. Ursache dieser lästigen und zu kontrollierenden Emittierung ist einerseits die Machart und anderseits die mechanische Beanspruchung des Tuchs. Schon durch die einfache und zweckmäßige Verwendung des Tuchs entsteht Verschleiß und in Folge Partikelgenerierung und -freisetzung. Dies ist übrigens auch vollkommen unabhängig von der Sterilität des Tuchs der Fall. Im Gegenteil führt gerade die gängige Sterilisation mittels Gammabestrahlung zu einer zusätzlichen Beanspruchung des Tuchs.

Um das Wischtuch sinngemäß zu verwenden muss es gefaltet, mit einem Reinigungs- oder Desinfektionsmittel getränkt und schließlich in Kontakt mit der zu reinigenden Oberfläche gebracht werden. Dabei zieht es die Partikel nicht magisch an, sondern wird erst durch die Interaktion der Fasern und der Textil- oder Vliesstruktur mit der Oberfläche durch die Aufnahme
von Partikeln reinigend wirksam. Reinigungseffizienz beschreibt dabei wie viel der auf der Oberfläche befindlichen Verunreinigung durch den Wischvorgang entfernt wird. Reinigung umfasst also zwangsläufig Reibung, welche wiederum in mehr oder weniger hohem Maße Partikel freisetzt.

Daher muss bereits die Machart des Tuchs so gewählt werden, dass es unter den beschriebenen Voraussetzungen eine möglichst niedrige Partikelabgabe und eine möglichst hohe Reinigungseffizienz hat. Daher bestehen Reinraumtücher aus synthetischen Fasern und werden so verarbeitet, dass sie möglichst chemisch beständig und abriebfest sind. Gerade bei Vliesstoffen ist in diesem Zusammenhang besonders auf die Verfestigung und Materialzusammensetzung zu achten. Denn die wenigsten handelsüblichen Vliesstoff-Tücher sind für kritische Anwendungen unter Reinraumbedingungen geeignet.

Folgende Faktoren beeinflussen u.a. die Reinraumtauglichkeit von Tüchern:

- Materialauswahl - Bild 1: Polyesterfasern vs. Zellulosefasern
- Materialstruktur / Verfestigung – Bild 2: Gestrick vs. Vliesstoff
- Herstellungsprozess und Aufbereitung
- Rauheit der zu reinigenden Oberfläche

Beurteilung der PurWipe® Tücher am IPA Fraunhofer Institut

Das „Partikel-Problem“ wird erst klar, wenn man es sich vor Augen führt. Genauer gesagt wird klar, dass das Problem nicht sichtbar ist, zumindest nicht mit dem bloßen Auge. Der Feind „Partikel“ passiert das menschliche Auge weitestgehend unentdeckt. Wie also qualifizieren? Wie also sicherstellen, dass das eigene Tuch ein Reinraumtuch ist.

Es müssen Testinstrumente und gültige Normen zur Messung und Qualifizierung zum Einsatz kommen. Üblicherweise werden Testungen der Partikelemission von Tüchern auf Chargenbasis durch den Hersteller durchgeführt und dokumentiert. Ein wichtiges Werkzeug der Qualitätssicherung. Dennoch ist damit keine Bewertung der Reinraumtauglichkeit des Tuchs und erst recht nicht durch eine unabhängige Stelle erreicht. Um demnach festzustellen, ob ein Tuch aufgrund seines Partikelemissionsverhalten für den Einsatz in einer bestimmten Reinraumklasse tauglich ist, muss eine Bewertung der Eignung für Luftreinheitsklassen nach ISO14644-1 erfolgen.

Um die Tücher der PurWipe® Serie zu bewerten und qualifizieren hat Hydroflex Testungen am renommierten Fraunhofer IPA Institut durchführen lassen. Die Untersuchungen wurden im Kompetenzzentrum für Reinst- und Mikroproduktion in einem Reinraum der Klasse 1 (nach ISO 14644-1) durchgeführt. Für die Messungen kam ein spezieller Prüfstand zum Einsatz, der auf den Vorgaben der ISO 9073-10 „Analyse von Faserfragmenten und anderen Partikeln im trockenen Zustand“ basiert. Dabei wurde ein Partikelzähler mit einer Messsonde unterhalb des Prüfobjekts positioniert, währenddessen dieses einer definierten mechanischen Beanspruchung ausgesetzt wurde. Die Qualifizierungsmessungen wurde ebenfalls in Anlehnung an die neue Richtlinie VDI 2083 Blatt 9.2 durchgeführt. Die Auswertung der Emissionsmessungen erfolgte gemäß ISO 14644-14.

Ziel der Untersuchungen war also die Frage, inwieweit die PurWipe® Tücher unter reinen Umgebungen eingesetzt werden können und in welcher Reinraumklasse. Zur Klassifizierung der Tücher wurden die Partikelmesswerte statistisch analysiert und bezugnehmend auf der in ISO 14644-1 vorgegebenen Klassengrenzen ausgewertet. Dabei war von allen Prüfexemplaren der „worst-case“ also das schlechteste Ergebnis maßgebend für die Beurteilung.

Fazit: „Tauglich“

Die unabhängige Testung der Tücher am Fraunhofer IPA Institut bestätigt: PurWipe® Tücher N2, K1, K3 und K4 sind reinraumtauglich bis ISO Klasse 4.

Aufgrund der hohen Qualitätsstandards bei der Produktion der PurWipe® Tücher unter Reinraumbedingungen, sowie der Entwicklung der Tücher speziell auf die hohen Anforderungen im Reinraum, ermöglichen diese Tücher eine sichere Anwendung unter reinen Bedingungen, zu hohe Partikelemissionen und eine Gefährdung des Reinraums ausgeschlossen. Mit der Qualifizierungsurkunde des Fraunhofer IPA und dem Siegel „Tested Device®“ für PurWipe® Tücher wird somit der unabhängige Nachweis der Reinraumtauglichkeit erbracht - was einen wichtigen Schritt der Produktqualifizierung ausmacht.