Reinräume und andere kontrollierte Umgebungen erfordern eine strenge Kontrolle von Partikeln, Reststoffen und Mikroorganismen, um die gewünschten Produkt- oder Prozessergebnisse zu gewährleisten. Die Kontrolle dieser kritischen Parameter wird oft durch die Nutzung von trockenen oder vorgetränkten Wischtüchern realisiert. In Teil 1 (ReinRaumTechnik 02/2013) wurden verschiedene Reinigungsarten gegenüber gestellt. In Teil 2 werden Eigenschaften, Aufbau und technische Daten der Wischtücher näher beleuchtet.

Merkmale der Wischtücher

Die spezifischen Merkmale des Wischtuches beeinflussen Ihre (Reinigungs-)Leistung. Man muss immer einen Kompromiss zwischen den verschiedenen Merkmalen schließen. Und die Entscheidung, welches Wischtuch man für welche Anwendung nutzt, ist, abhängig von der jeweiligen Auswirkung auf ein Produkt oder Prozess, risikobasiert.

Sauberkeit:

Jedes Wischtuch wird Kontaminanten enthalten. Also ist es wichtig, dass die Ablagerungen auf kritische Oberflächen während des Wischens minimiert werden. Gewaschene Synthetiktücher mit versiegelten Rändern bieten die sauberste erhältliche Option; allerdings besitzen sie weniger Sorption und sind teurer als Tücher, die natürliche Fasern enthalten. Die Testergebnisse werden normalerweise für Partikel und Fasern angegeben, Fasern verweisen dabei im Allgemeinen auf individuelle „lange" Partikel über 100 μm.

Viele verschiedene Testmethoden werden herangezogen, sowohl Nass- als auch Trockenmethoden zur Partikelfreigabe. Durch die Nutzung von optischer Mikroskopie, automatischem Partikelzähler, oder einem Rasterelektronenmikroskop werden die freigegebenen Partikel gezählt. Viele Hersteller nutzen Testmethoden, die in IEST-RP-CC004.3 ausführlich dargestellt werden: Die Bewertung von Wischmaterialien, die in Reinräumen und anderen kontrollierten Umgebungen genutzt werden (IEST-Institut für Umweltwissenschaften und -technologien)

Sorptionseigenschaften:

Die Fähigkeit des Substrates, eine Flüssigkeit in die hydrophilen Fasern zu absorbieren, oder die Flüssigkeiten in die interstitiellen Räume zwischen den Fasern zu absorbieren. Sorptionsfähigkeiten sind entscheidend bei der Beseitigung von Flüssigkeiten, vor allem beim Trockenwischen. Wischtücher mit natürlichen Fasern haben bessere Sorptionsfähigkeiten, allerdings tendieren Sie dazu, mehr Schwebstoffteilchen und Fasern freizugeben. Im Allgemeinen tendieren synthetische Wischtücher (Polyester und Polypropylen) bei niedriger Fasergröße zu einer höheren Sorption, und die Produkte aus Mikrofasern sind dabei die Option mit der höchsten Sorption. Testergebnisse sind normalerweise für intrinsische und extrinsische Sorption und für Sorptionsraten erhältlich.

Gewicht:

Diese Variable, oft ausgedrückt als g/m2 hat eine Auswirkung auf die Sorptionskapazität und die Kosten. Nichtflüchtige Rückstände: Nichtflüchtige Rückstände sind ein Maß für die Kontamination, die nicht freigesetzt wird. Es ist ein Kontaminantenrückstand mit undeutlichen Ausmaßen, der normalerweise aus Kohlenwasserstoffen, Silikonen, Dioctylphtalaten oder anderen Chemikalien mit einem hohen Molekulargewicht besteht. Nichtflüchtige Daten werden normalerweise bei der Nutzung von entionisiertem Wasser und Isopropanol erstellt. Die Ergebnisse werden in Gramm der extrahierten Stoffe pro Quadratmeter ausgedrückt - eine hilfreiche Richtlinie für die jeweilige Reinheit des Wischtuchs.

Metall- und andere Ionen:

Die Branchen für Halbleiter und Datenspeicherung sind sehr am Thema der Ionenkontaminierung von Wischtüchern interessiert. In diesen empfindlichsten Industriebereichen werden Wischtücher mit einem einzelnen Ionenlevel von unter 1 ppm genutzt. Gestrickte und gewaschene Polyestertücher erfüllen dieses Kriterium. Natrium und Chlor sind hierbei zwei der Ionen, die am meisten Kopfzer brechen bereiten. Ionen werden in entionisierten Wasser extrahiert und quantitativ durch Ionenchromatographie analysiert. Die Ergebnisse werden in „parts per million" (ppm) ausgedrückt. Ionen bereiten der pharmazeutischen oder biotechnologischen Umwelt kaum Sorgen.

Sterilität und Endotoxine:

Für aseptische Anwendungen werden die Wischtücher sterilisiert, und dies wird normalerweise durch Gammabestrahlung oder durch die Autoklaventechnik überprüft. Die GMP (Good Manufacturing Practice) der EU legt fest, dass alle Produkte aus einer Umweltklasse A und B vor der Nutzung steril sein müssen. Steril bedeutet nicht unbedingt, dass das Produkt wenige Endotoxine besitzt; diese müssen lediglich getestet und separat angegeben werden. Die ursprüngliche Gesamtkeimzahl ist bei synthetischen Materialien im Allgemeinen geringer als bei natürlichen Fasern, und diese ist entscheidend, um niedrige Endotoxinlevel zu erreichen.

Die Löslichkeit von Rückständen:

Die Auswahl des Lösungsmittels oder der Lösung basiert auf der Aufnahmefähigkeit der Rückstände in der Lösung. Die Tücher müssen die Lösung auf die Oberfläche führen und die Rückstände entfernen. Die Löslichkeit der Rückstände ist zeitabhängig, und automatisches Wischen verbessert die Entfernung sowohl von der Lösung als auch von den Rückständen auf der Oberfläche. Das Trockenwischen nach dem Feuchtwischen, um Rückstände der Lösung auf der Oberfläche zu entfernen, gehört zu einer guten Herstellungspraxis.

Chemische Kompatibilität:

Reine Kunststoffe, wie Vliesstoffe und gestrickte Stoffe aus Polyester bieten die größte Auswahl an chemischer Kompatibilität. Kunststoffe, die Zellulose enthalten, sind anfällig für Degeneration durch milde Laugen.

Klassifizierung der Wischtücher

Die Tücher können nach Sauberkeit und physikalischen Eigenschaften, wie oben beschrieben, klassifiziert werden. Diese Eigenschaften werden immer durch die folgenden Variablen bestimmt:

Material des Wischtuches – Kunststoff, natürlich, oder Mischfasern. Im Allgemeinen haben Kunststoffe längere Fasern, die sauberer sind als natürliche Fasern.

Aufbau des Wischtuches – Gestrickt, nicht gewebt (durch Wasserstrahlen miteinander verbunden, schmelzgeblasen, chemisch gebunden), gewebt. Bindematerialien sind nicht in allen Umgebungen zur Nutzung geeignet.

Verarbeitung/Herstellung des Wischtuches – Messerschnitt, oder geschnittene und versiegelte Ränder (Laser, Ultraschall, Thermik). Versiegelte Ränder reduzieren die Freigabe von Partikeln und Fasern.

Vor-/Nachbehandlung des Wischtuches – Wurde das Tuch behandelt oder gewaschen? Waschen reduziert alle wichtigen Kontaminierungskriterien, Sorptionsverstärker während des Finishs, Behandlungen zur Partikelanziehung.

Technische Daten der Wischtücher

Der Vergleich von Tüchern unterschiedlicher Herkunft ist durch Schwankungen der verschiedenen Testmethoden und der Testausrüstung keine genaue Wissenschaft. Normalerweise werden Wischtücher, wie bereits erwähnt, auf die folgenden Eigenschaften getestet: Spezifische Größe der Partikel und Fasern; nichtflüchtige Rückstände in verschiedenen Lösungsmitteln; spezifische anorganische Ionen, und Sorptionsfähigkeiten, -volumen und Geschwindigkeit der Flüssigkeitsaufnahme. Testmethoden für Wischtücher wurden sowohl von den Herstellern als auch von den Endbenutzern erstellt. Die am meisten genutzten und international anerkannten Standardmethoden zum Testen von Wischtüchern sind jedoch die IEST-RP-CC004 für die Bewertung von Wischmaterialien, die in Reinräumen und anderen kontrollierten Umgebungen genutzt werden.

Die Testmethoden für Partikel und Fasern unterscheiden sich oft ungemein, und dementsprechend unterscheiden sich auch die Ergebnisse. Der Test für Rückstände und Ionenkontaminierungen sind etablierter und wiederholbarer. Dennoch gibt es nur einen Weg, um die Ergebnisse der verschiedenen Wischtücher wirklich zu vergleichen - und zwar müssen sie durch die gleiche Methode und in dem gleichen Labor getestet worden sein. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse im Vergleich mit den Ergebnissen aus den IESTTests für die Standardsubstrate der Wischtücher.

Verpackung der Wischtücher

Die Präsentation der Wischtücher hat auch eine Auswirkung auf die Nutzerfreundlichkeit und die Kosten. Zu den typischen Formaten gehören: Bulkware, Block, Bulkware halb gefaltet und individuell halb gefaltet, geviertelt, C-gefaltet, W-gefaltet oder Z-gefaltet. Kleinere Mengen von Tüchern pro Packung sind normal bei aseptischen Anwendungen, um Sterilität zu gewährleisten und Müll zu reduzieren. Dennoch werden die Tücher proportional teurer, wenn die Verpackungsgröße kleiner wird. Tücher, die in vorgetränkter Ausführung erhältlich sind, werden in Materialien verpackt, die für die komplette Haltbarkeitsdauer kompatibel mit dem verwendeten Lösungsmittel oder dem Desinfektionsmittel sind.

Welches Wischtuch sollte ich wo benutzen?

Es gibt keine Tücher der Klasse „X" oder „Y", da alles von der jeweiligen Sauberkeit und den spezifischen Leistungsanforderungen ab- hängt. Ein Wischtuch, das für Halbleiter- Reinräume der Klasse 3 geeignet ist, ist möglicherweise nicht für Luftfahrtumgebungen der Klasse 3 geeignet. Pharmazeutische Reinräume müssen außerdem Sterilität, Endotoxine sowie Partikel beachten. Von den oben aufgeführten Merkmalen kann man sehen, dass man eventuell im Bezug auf Sauberkeit / Sorption / Partikeleinschließung / Rückständeentfernung und Budget einen Kompromiss eingehen muss.

Es gilt immer: Je niedriger die Anzahl der Partikel und Fasern, desto höher die Kosten.

Die Identifizierung des günstigsten Wischtuchs, das die Anforderungen jeder Anwendung gerecht wird, kann dabei helfen, die Kosten zu kontrollieren. Zum Beispiel tendieren nicht gewebte Tücher dazu, in weniger entscheidenden Anwendungen gut zu arbeiten. Gestrickte Tücher, verpackt als Bulkware, tendieren dazu billiger zu sein als flach abgepackte Tücher, und sterile Produkte sind nur erforderlich für pharmazeutische Reinräume in den Umgebungen der Klasse A und B. Vorgetränkte Tücher reduzieren Kosten allgemein, da keine zusätzlichen Lösungsmittel, Raum für Prozessvalidierung und Arbeitsschutzbestimmungen benötigt werden.

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