De juiste keuze: kledingsystemen in gebieden van Technical Cleanliness – eerste Body-Box studie met detectie van een deeltjesgrootte bereik ≥ 0,5 µm tot > 3.000 µm
De invloed van kleding op Technische Reinheid
Niet alleen in cleanrooms, maar ook in gebieden met gecontroleerde reinheid, bijvoorbeeld in de automobielindustrie spelen mensen een rol als een van veroorzakers van besmetting. Een correct geselecteerd kledingsysteem, aangepast aan het proces en de specificaties ervan, draagt aanzienlijk bij tot het vermijden van dergelijke verontreiniging, zo blijkt uit de resultaten van een studie die werd uitgevoerd met behulp van een nieuwe meetmethode.
In cleanroomruimten speelt de mens een belangrijke rol als veroorsaaker van contaminatie [1]. Ook in de cleanroomgebieden van de automobielindustrie mag deze invloed niet worden onderschat [2]. Personeel kan kritische en deels functie- of veiligheidsrelevante contaminaties introduceren, niet alleen voor de productie, maar ook voor het eindproduct. Zowel in cleanrooms als in gebieden met gecontroleerde reinheid levert een correct gekozen kledingsysteem, dat is afgestemd op het proces en de specificaties daarvan, een belangrijke bijdrage aan het voorkomen van dergelijke contaminaties. Tot nu toe waren er noch een meetmethode, noch gegevens hierover beschikbaar.
Leemte in het onderzoek opgevuld
In de interne afdeling Onderzoek en Ontwikkeling van Dastex worden sinds 2004 Body-Box studies uitgevoerd [3]. Deze worden uitgevoerd voor interne vragen of in antwoord op vragen van klanten. Tot nu toe lag de nadruk op een deeltjesgroottebereik ≥ 0,5 μm tot ≥ 10 μm (volgens DIN EN ISO 14644) en, in sommige studies, op de registratie van het aantal bacteriën met behulp van de teller BioTrak en andere bacterietellers (volgens GMP-richtlijnen). De nu in samenwerking met CleanControlling GmbH geïntroduceerde methode breidt het deeltjesgroottebereik uit tot een deeltjesgrootte ≥ 3.000 μm en dicht daarmee een onderzoekshiaat. De Body-Box meetmethode voor het gebied van Technische Reinheid volgens VDA Volume 19 werd in een eerste studie succesvol geïmplementeerd. De resultaten laten duidelijk zien welke cleanroom kleding systemen gebruikt moeten worden op het gebied van Technische Reinheid.
Als eerste studie met de nieuw geïntegreerde meetmethode werd een vergelijkende studie van verschillende kledingconcepten uitgevoerd (zie tabel). Bovendien werd voor twee van de kledingsystemen een vergelijking gemaakt tussen nieuwe bovenkleding en 60 keer gedecontamineerde bovenkleding.
Voor de labjas is bewust gekozen voor een cleanroomtextiel dat wordt aanbevolen voor gebruik in luchtreinheidsklassen EN ISO 14644-1 4 en slechter, en voor de overall een cleanroomtextiel voor klasse 8 + 9. Dit om te laten zien hoe een overall met hoger draagcomfort zich gedraagt ten opzichte van een labjas met hogere filtratie-efficiëntie. Hieruit zal blijken welke invloed de snijvorm kan hebben op de reinheid. De studie zal ook aantonen hoe cleanroom onderkleding, wanneer deze onder een labjas wordt gedragen in plaats van straatkleding, het besmettingsrisico kan beïnvloeden.
Resultaten
De resultaten van de studie: Het simpelweg dragen van een labjas over straatkleding is niet voldoende. Hoewel dit een vermindering van 63% oplevert wanneer het gehele deeltjesgroottebereik in aanmerking wordt genomen, vallen de grote deeltjes nog steeds gewoon uit de onderkant van de labjas. Dit verklaart de verbetering van slechts 4 – 17% in de deeltjesgroottegebieden > 100 µm respectievelijk > 400 µm. Wordt de straatkleding vervangen door cleanroom onderkleding, dan wordt een aanzienlijk hogere reductie tot 99% bereikt. Een even goede vermindering van het aantal deeltjes wordt bereikt wanneer een overall van ION-NOSTAT LS Light 125.2 over de straatkleding wordt gedragen. Met dit zeer lage aantal deeltjes kan geen uitspraak worden gedaan over welke van de twee kledingsystemen "beter" is. Ze laten allebei zeer goede resultaten zien. Welke van de twee moet worden gebruikt in de respectieve productie hangt af van verdere factoren, afhankelijk van het respectieve proces.
Zoals de rangschikking van de kledingsystemen (zie cijfer) illustreert, werden met 0 - 6 deeltjes/minuut (afhankelijk van de deeltjesgrootte) de minste deeltjes gedetecteerd bij gebruik van een labjas van ION-NOSTAT VI.2 in combinatie met een cleanroom onderkleding. Dit wordt op de voet gevolgd door de waarden van de ION-NOSTAT LS Light 125.2 overall met 5 - 48 deeltjes/minuut (afhankelijk van het deeltjesgroottebereik). Tegelijkertijd biedt het textiel een zeer hoog draagcomfort. Zoals verwacht stoot de streetwear de meeste deeltjes uit met respectievelijk 59 en 198 deeltjes/minuut. Hierbij moet worden vermeld dat het ging om een fris gewassen katoenen joggingpak dat alleen in de Body-Box werd gedragen. Bij normale straatkleding is een aanzienlijk hogere deeltjesvervuiling te verwachten. Hier komen straatvuil, verontreiniging, bijvoorbeeld van huisdieren, en vele andere bij. Al deze deeltjes vallen uit de bodem van de labjas en daarom zijn de deeltjeswaarden van de streetwear + labjas met ongeveer 32 - 165 deeltjes/minuut hoog, ondanks het hoogwaardige cleanroomtextiel ION-NOSTAT VI.2. Vallende verontreinigingen bezinken niet automatisch op de vloer en blijven daar zeker niet onbeweeglijk liggen. Afhankelijk van het soort deeltje blijven de deeltjes lange tijd in de lucht zweven. Door bewegingen, zoals loopbewegingen van personeel, luchtstromen, enz. worden de deeltjes met de luchtstromen in beroering gebracht en kunnen ze zich afzetten op de werkplekken en dus op de producten. Het gebruik van een streetwear-plus-labjas versie wordt daarom sterk afgeraden boven een bepaald vereist niveau van reinheid.
Conclusie en vooruitzichten
De huidige resultaten van de eerste studie laten duidelijk zien welke kledingsystemen voor welke gebieden moeten worden gekozen. Ook blijkt de invloed van het textiel en de invloed van de snijvorm op de reinheid. Afhankelijk van hoe de individuele eisen werden gespecificeerd, kunnen verschillende kledingsystemen de oorzaak van menselijke contaminatie in de cleanroom en clean area inperken.
De geïntroduceerde meetmethode dicht de vorige leemte en maakt zo de praktische bepaling van deeltjeswaarden met een grootte ≥ 3000 µm mogelijk. De gebruikte meetmethode resulteert niet alleen in een kwantitatieve evaluatie, maar kan desgewenst en passend ook worden uitgesplitst naar de afzonderlijke deeltjestypes. Als een gebruiker besluit een studie uit te voeren met kleding die al in de productie wordt gedragen, kunnen conclusies worden getrokken over de verwijdering van metaaldeeltjes door ontsmetting. Het is goed denkbaar dat metaaldeeltjes zich aan de vezels hechten en enkel door de bewegingen van de werknemer worden verwijderd. Een dergelijke studie zou bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt om maximale draagcycli vast te stellen of, indien nodig, het kledingsysteem in de meer belaste zones te optimaliseren.
Referenties
[1] Moschner, C. (2010). Kontaminationsquelle Mensch – Partikelemissionen durch den Menschen. ReinRaumTechnik, 01, 30-33
[2] Verband der Automobilindustrie e. V. (2010). Qualitätsmanagement in der Automobilindustrie – Band 19 Teil 2 Technische Sauberkeit in der Montage
[3] Moschner, C. & von Kahlden, T. (2004). Body-Box-Test: Eine Testmethode auf dem Prüfstand. ReinRaumTechnik, 02, 38-39
Alina Kopp, Carsten Moschner, Volker Burger
De auteurs danken Jonas Jost voor het uitvoeren van de metingen in het kader van zijn bachelorscriptie aan de Universiteit Albstadt-Sigmaringen, faculteit biowetenschappen (Duitsland).