Medizinische Schläuche, Stränge und Röhrchen entladen: Partikel außen und innen vermeiden

Schlauch und Strang: Ladung beim Aufrollen, Abwickeln und Richten

Beim Abwickeln trennt sich jede Lage von der darunterliegenden, beim Richten läuft der Schlauch über Rollen und Führungen. Die Ladung verteilt sich dabei über die Länge, und Partikel aus der Umgebung setzen sich auf der Oberfläche ab, bis der nächste Schritt sie in die Packung oder in die Montage trägt. An einer Linie für Silikonschläuche, die aufgerollt, abgewickelt und gerichtet werden, sind Entladungsgebläse und Punkt-Ionisatoren von KEYENCE im Einsatz, und der Anwender möchte zusätzlich festhalten, ab welcher Aufladung der Schlauch Staub anzieht.

Der Werkstoff spielt mit. Teflon (PTFE) steht laut einem Technical Guide von KEYENCE am negativen Ende der triboelektrischen Reihe, und Reibung zwischen Materialien, die in dieser Reihe weit auseinanderliegen, erzeugt in der Regel eine besonders starke Ladung. In einem Werk, das auch PTFE-Schläuche fertigt, wird für transparente Kunststoffschläuche der Medizin das Ionisieren als eine Aufgabe unter mehreren genannt: Am Schlauch soll nichts haften.

Die Entladestelle gehört hinter die letzte Reibstelle vor dem Punkt, an dem Staub stört. Wird der Schlauch nach dem Richten noch einmal umgelenkt, kann er dort neue Ladung aufnehmen. Ein Ionisator direkt am Abwickler allein deckt dann nicht die ganze Strecke ab.

Wer festhalten will, ab welcher Ladung ein Schlauch Staub anzieht, misst am Schlauch selbst und vergleicht den Wert mit dem Staubbild. Ein Elektrostatik-Messgerät der Modellreihe SK-H misst laut Katalog Ladung und Luftfeuchte gleichzeitig. Das ist hilfreich, weil sich bei trockener Luft im Winter ein anderes Bild ergeben kann als im Sommer.

Schneiden und Bündeln: Stränge auf dem Transportband

Beim Schneiden entsteht eine neue Kante und oft feiner Abrieb, den ein geladener Strang festhält. Danach liegen viele Stränge nebeneinander, berühren sich und werden zu Bündeln zusammengefasst. Geladene Stränge stoßen sich dabei ab oder haften aneinander, was das Bündeln erschwert.

An einer Schneidlinie werden Stränge von rund 3 m Länge geschnitten, auf ein Transportband gelegt und gebündelt in eine Schale abgelegt; für das Band kommt ein Präziser High-Speed Stabionisator der Modellreihe SJ-Q in Frage. Ein Stab quer über dem Band erfasst jeden Strang auf seiner ganzen Länge, während er unter dem Stab hindurchläuft. Sinnvoll ist eine Stelle hinter dem Schnitt und vor dem Bündeln, damit der Abrieb nicht mit ins Bündel wandert.

Schlauchsets und Membranen: wenn Teile im Sammelkorb aneinander haften

In der Montage von Schlauchsets kommen leichte Teile hinzu. Bei solchen Sets haften Membranen im Sammelkorb aneinander. An derselben Anlage wird außerdem Luftpolsterfolie verarbeitet; für sie kommt ein Druckluftfreier Stabionisator der Modellreihe SJ-H in Frage. Über dem Korb könnte ein solcher Stab auf die hineinfallenden Teile wirken, ohne einen Luftstrom, der Membranen aufwirbeln würde.

Membranen sind dünn und leicht. Schon eine geringe Ladung reicht, damit zwei Membranen aneinander haften oder eine an der Korbwand bleibt. Deshalb gehört die Entladung an die Stelle, an der die Teile frei fallen oder abgelegt werden.

Ins Röhrchen hinein: ionisierte Luft über einen Schlauch

Die Innenseite eines dünnen Röhrchens ist von außen nicht erreichbar. Ionen aus einem Stab oder Gebläse treffen auf die Außenwand, in eine enge Bohrung gelangen sie mit einem Luftstrom von außen kaum. Partikel, die innen haften, bleiben deshalb, auch wenn die Außenseite neutral ist.

Der Ansatz ist, die ionisierte Luft direkt ins Röhrchen zu führen. Dafür gibt es beim Kompakten Düsen-Ionisator der Modellreihe SJ-LM eine Schlauchausführung: Die Ionen entstehen im Gerät, ein Schlauch führt die ionisierte Luft bis an die Öffnung oder in das Röhrchen. In einer dokumentierten Anwendung wurde ein kleines medizinisches Kunststoffröhrchen im Test auf diese Weise von innen gespült.

Vor der Auswahl ist zu klären, von welcher Seite das Röhrchen zugänglich ist, wie lang es ist und wohin die gelösten Partikel am anderen Ende gelangen. Ein Luftstrom, der innen reinigt, trägt die Partikel hinaus; sie sollten dort aufgefangen werden und nicht auf das nächste Teil fallen.

Die Schlauchausführung des Düsen-Ionisators: Anschluss, Schlauchlänge und Versorgungsdruck

Die Druckluft kommt laut Katalog über einen Anschlussschlauch mit 6 mm Außen- und 4 mm Innendurchmesser, als Zubehör führt er einen leitfähigen Schlauch von 0,5 m. Die typischen Werte der Schlauchausführung wurden bei einer Schlauchlänge von 500 mm und 0,1 bis 0,2 MPa gemessen; zulässig ist eine Luftzufuhr von 0,05 bis 0,5 MPa. Den Alarm für den Ionenpegel nennt der Katalog bei der Schlauchausführung nur bis 0,3 MPa Versorgungsdruck.

Für die Planung heißt das: Weicht der Aufbau deutlich von diesen Bedingungen ab, etwa durch einen längeren Schlauch, sind die Werte am konkreten Aufbau zu prüfen. Soll der Ionenpegel überwacht werden, gehört der Versorgungsdruck mit in die Auslegung. Wie der Schlauch an ein sehr dünnes Röhrchen anschließt, ob er hineinreicht oder vor der Öffnung sitzt, ist am konkreten Aufbau zu klären.

Glasröhrchen, Kapillaren und Ampullen

Auch Glas lädt sich durch Reibung auf, und Glasröhrchen und Kapillaren liegen oft dicht nebeneinander in Kisten und Trays. An Glasröhrchen ist die Schlauchausführung des Düsen-Ionisators von KEYENCE bereits im Einsatz. Für Kapillaren, die in einer Kiste liegen, kommt ein Multi-Sensor Ionisator der Modellreihe SJ-F700 in Frage, weil er auf die offene Fläche über der Kiste wirkt.

Ein Technical Guide von KEYENCE nennt als Anwendungsbeispiel das Verhindern von Staubanhaftungen nach der thermischen Behandlung von Ampullen. Die Temperatur an dieser Stelle ist vor der Auswahl zu klären, am konkreten Modell und anhand der Unterlagen.

Stab, Gebläse oder Düse: was zu Schlauch, Strang und Röhrchen passt

Die Form des Objekts gibt die Bauform vor. Ein Schlauch, der durchläuft, oder ein Strang auf dem Band ist eine Linie, die unter einem Stab hindurchläuft; der Stab quer zur Laufrichtung erfasst ihn auf ganzer Länge. Eine Kiste mit Kapillaren oder ein Sammelkorb ist eine Fläche, auf die ein Ionisator mit Abstand oder ein Gebläse wirkt. Die Innenseite eines Röhrchens ist ein Punkt am Ende eines Kanals, den nur die Schlauchausführung der Düse erreicht.

Danach folgt die Luftfrage. Wo leichte Teile wie Membranen aufwirbeln würden oder ein Luftstrom Partikel auf das nächste Teil tragen könnte, kommt der Stabionisator ohne Druckluft in Frage. Wo die Innenseite gereinigt werden soll, ist der Luftstrom dagegen gewollt, weil er die gelösten Partikel aus dem Röhrchen trägt. Ob Druckluft an der Linie verfügbar ist und in welcher Qualität, ist vor der Auswahl zu klären.

Die Ionisatoren gehören dabei in die Anlagen, in denen Schläuche, Röhrchen und Ampullen gefertigt und verpackt werden. Für den Einsatz in medizinischer Ausrüstung sind sie laut Anleitung nicht vorgesehen.

Häufige Fragen

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