Feinstreinigungsverfahren | Vor der Sterilisation müssen alle Reste der industriellen Fertigung oder auch toxische Substanzen vom fertigen Teil entfernt werden. Ein neues, zum Patent angemeldetes Reinigungsverfahren aus der Halbleiterindustrie schafft mehr Möglichkeiten und könnte auch für die Medizintechnik interessant sein.
Wer an die Reinigung von Medizinprodukten denkt, landet im Geiste schnell bei der Wiederaufbereitung. Gereinigt werden Medizinprodukte mit allen ihren Hohlräumen und Kavitäten jedoch schon, ehe sie das erste Mal benutzt werden: direkt am Ende des Herstellprozesses und noch bevor die Sterilisation erfolgt.
Jedes Verfahren, das in diesem Zusammenhang eingesetzt wird, muss zwei Anforderungen erfüllen. Es muss jede Form von „Schmutz“ am Teil erstens ablösen und diesen zweitens auch aus porösen Oberflächen oder kapillaren Strukturen austragen. Standardmäßig wird dafür heute Hitze eingesetzt, eventuell kommen geeignete Chemikalien oder Ultraschall in Frage – oder eine Kombination aus allen.
„Ob die Teile nach einer solchen Behandlung wirklich sauber sind, lässt sich schwer nachweisen – manchmal auch nur durch eine zerstörende Prüfung“, sagt Gerhard Koblenzer, Geschäftsführer bei der LPW Reinigungssysteme GmbH im baden-württembergischen Riederich. Er schlägt für solche Anwendungen ein neues Reinigungsverfahren vor, das in der Halbleiterindustrie bereits prozesssicher eingesetzt wird und zum Patent angemeldet ist: Bezeichnet wird es als Cyclic nucleation Process oder kurz CNP.
Es basiert darauf, dass auch in kleinsten Kavitäten Strömungen hervorgerufen werden. „Das gesamte System wird dafür zunächst unter Vakuum gesetzt“, erläutert Koblenzer. Im Unterdruck wird die Luft durch das Reinigungs- oder Spülmedium ersetzt. Unterhalb der Dampfkurve kommt das Wasser bereits bei 30 bis 35 °C zum Sieden und es entstehen Blasen. Wir arbeiten direkt auf der Bauteiloberfläche. „Das nächste Ziel ist, einen Medienfluss auf der gesamten Oberfläche des zu reinigenden Teiles zu erzeugen“, sagt der Geschäftsführer. Das wird erreicht, in dem der Druck im System wieder erhöht wird und die daraufhin implodierenden Blasen überall für Strömung sorgen. Das löst den Schmutz nicht nur, sondern trägt ihn auch von der Oberfläche fort – selbst aus unzugänglichen Winkeln eines Teils.
Druckschwankungen halten den Prozess in Gang
Vom zyklischen Prozess ist die Rede, weil die Verfahrensschritte mit Druckänderung in kurzen Intervallen mehrfach wiederholt werden. Und mit diesem Verfahren haben die LPW-Mitarbeiter bereits gute Erfahrungen gesammelt. „Wir haben es bisher vor allem in der industriellen Teilereinigung eingesetzt“, sagt Koblenzer, „aber auch in der Reinigung von Medizinprodukten haben wir erste Versuche gemacht – mit vielversprechenden Ergebnissen.“ Da wurden zum Beispiel PDA-Nadeln nach der Herstellung gereinigt oder auch Schläuche und medizinische Instrumente nach Gebrauch.
Trotz der positiven Ergebnisse ist das Reinigungsverfahren nach Angaben der Spezialisten von LPW noch wenig bekannt. Für Aufgabenstellungen, die mittels wasserbasierter Reinigungstechnik nicht zu lösen sind und bei denen selbst lösemittelbasierte Technik nur schwer zum Ziel führt, biete es sich aber als Alternative an.
Das betrifft nicht nur die Bereiche der Fein- und Feinstreinigung, die man aus der Elektronik-/Halbleiterindustrie, der Medizintechnik und der optischen Industrie kennt. Die klassischen Beispiele aus diesem Umfeld sind feine Bohrungen in der Kraftstoff-Einspritztechnologie oder verdeckte und komplexe Innengeometrien wie in Kühlelementen. Kapillare Bedingungen treten aber auch in anderen Zusammenhängen auf: zum Beispiel bei dicht gepackter Ware oder eng liegendem Schüttgut. „Überall dort, wo ‘normale‘ partikuläre und filmische Ablagerungen zu beseitigen sind, kann das CNP-Verfahren Lösungen bieten“, sagt Koblenzer.
Eine Kombination mit anderen Verfahren wie beispielsweise dem etablierten Ultraschall sei ebenfalls denkbar. „Wenn der Ultraschall den Schmutz gelöst hat, kann im nächsten Schritt das CNP-Verfahren den Medienstrom erzeugen, der erforderlich ist, um die gelösten Teilchen auszutragen.“ (op) ■
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