2012年3月2日金曜日

HEPAフィルターは何をすればよい

お悩み相談室| PURE SPACE

クリーンルームって何?

読んで字の如く、【CLEAN ROOM = 綺麗な部屋】です。
専門的には、コンタミネーションコントロールが行われている限られた空間、となります。
更に専門的にいうと、下記の通りです。

【JIS規格におけるクリーンルーム】JIS Z 8122
空気中における浮遊微粒子が限定された清浄度レベル以下に管理され、また、
その空間に供給される材料、薬品、水などについても要求される清浄度が保持され、
必要に応じて温度、湿度、圧力などの環境条件について管理が行われている空間。

【JIS規格におけるコンタミネーションコントロール】JIS Z 8122
限られた空間、製品などの内部、表面又は周辺について、要求される清浄度を保持する為に
必要とするあらゆる事柄について、計画を立て、組織し、実施する

また、必要に応じて温度や湿度のコントロールも行うことで、
より生産や分析、研究に適した空間にしていきます。

クリーンルームの用途はどんなとこ?

大きくは2つに大別され、
①【インダストリアルクリーンルーム(ICR)】
・・・ 半導体や電子部品の製造、精密機器組み立て、化学薬品製造など、各種製造工程においてハイレベルな清浄度が求められる現場に採用されます。

②【バイオロジカルクリーンルーム(BCR)】
・・・ 無菌製剤室、医薬品製造工場、食品製造・加工工場、化粧品製造工場、手術室など、 細菌や微生物の進入に対してハイレベルな制御能力を求められる現場で採用されます。

また、更に危険な細菌・病原菌などを扱う特殊な現場に対しては、【バイオハザードルーム】が採用されます。

清浄度って何?

ある一定の体積中に、規準となるサイズの塵埃がいくつあるかによって表されます。
クリーンルームにおける清浄度を現す規格としては、各国様々なものがありますが、
基準となった規格は、1963年に作成された米国連邦規格【Federal Standard 209D】です。
1立方フィート(ft3)中に0.5μm以上の塵埃が何個存在するかで、クラスを表現します。
この規格でいう『クラス100』、『クラス1,000』といった表し方は、広く一般的に使われ、馴染みのある言い方といえます。

日本のクリーンルーム規格はあるの?

日本のクリーンルーム規格としては、日本工業規格【JIS B9920】があります。
1立方メートル(m3)中の0.1μm以上の粒子数を10のべき乗で表したときの指数で表します。

以前は、各国で独自のクリーンルーム規格が設けられており、
どの基準を採用するか迷ってしまう可能性もありましたが、
国際規格【ISO14644-1】という各国標準の規格規定が登場しました。

このISO規格の登場により、米国連邦規格は廃止、日本のJIS規格についても
ISOとの整合を図る為に2002年に改定がなされました。

その為、新たに指標を決める際には、ISO規格を採用する事が望ましいのですが、
前述の通り、一般的には米国連邦規格による表現が使用されている場合が多いのが実情です。
※弊社も米国連邦規格による表現を用いております。

『クラス10,000』ってどういうこと?

前述の米国連邦規格による清浄度の表し方で、1立方フィート(ft3)中に0.5μm以上の塵埃が
10,000個以下であれば『クラス10,000』となります。
同様に、1,000個以下であれば『クラス1,000』、100個以下であれば『クラス100』となります。
このクラスの数字が少ないほど、塵埃のないクリーンな環境であるといえます。

一般環境はクラスでいうとどの程度?

一般的な事務所で、クラス100万程度、工場でクラス300万程度、街中でクラス500万程度、
空気が綺麗だといわれている田園でクラス10万程度だと言われています。

清浄度はどうすれば分かるの?

パーティクルカウンターで測定するのが一般的です。
多く使われているハンディタイプのものは、1立方フィート(ft3)、つまり28.3リットルを吸引する仕様の製品が多く、
ここでも米国連邦規格209Dが基準とされています。
これは、パーティクルカウンターに内蔵されているポンプの吸引能力が大体2.83リットルであり、 ISO規格の1立方メートル(m3)を吸引するには時間がかかり過ぎてしまう為だと言われております。

クリーンルームを導入すれば完璧?

クリーンルームを導入することで、環境面における塵埃対策については非常に前進した事になります。
しかし、作業環境における発塵源となるのは建屋のみではありません。
そのクリーンルーム内で作業する人間、その中で使用する装置、気流の状況など、発塵源は様々です。
つまり、クリーンルームというハード面のみならず、
その中に存在する作業員も含めたソフト面についても管理をしていく必要があります。
クリーンルームの維持管理のために、重要とされるものが【クリーンルームの4原則】といわれるものです。


結び目を密封する方法

クリーンルームの四原則って何?

クリーンルームの維持管理のためには、次の四つを考慮していく必要があります。
①塵埃を室内に持ち込まない。
②塵埃を速やかに排除する。
③塵埃の発生を抑える。
④塵埃を堆積させない。

クリーンルーム内の温度・湿度ってどの程度?

一般的には、温度は23℃±1℃、湿度は50%±2%程度と言われています。 但し、各現場によって求められる環境は異なりますので、これはあくまでも参考数値となります。

クリーンルーム内の環境を維持するための空調システムには非常にコストがかかりますので、
温度・湿度共に精度を甘くしてコストダウンを図る場合もあります。
①温度管理のみを実施して、湿度は成り行きにする場合もありますし、
②温度・湿度共に成り行きにしてしまう場合もあります。
その現場で取り扱うものの性質によって、必要となる環境も変わってくるという事です。

アズワンでもクリーンルームの対応が可能なの?

提携の業者が多数ございますので、対応自体は可能です。
但し、その場合には、詳細な打合せが必要となりますので、まずはご相談ください。

クリーンルームを作る予算はないけど何か方法あるの?

クリーンブースの検討を提案致します。
ここ数年で、一気に【局所クリーン化】という考え方が市場に浸透してきました。
①既設のクリーンルームの中で、更に清浄度が必要な箇所にクリーンブースを設置する、
②新規にクリーンブースを設置する事で、清浄な空間を確保する。

クリーン化(清浄化)が必要だとしても、クリーンルームを一から建築しようとすると非常にコストがかかります。
そこで、クリーン化が必要となる部分だけを囲い、その限られた空間のみを清浄化しようとする動きが強くなってきました。

床は何か特殊な加工が必要なの?

前述の通り、発塵しない・堆積させないということで、平滑面の床にする事をお勧め致します。
一般的には、ロンリューム(長尺塩ビシート)で、壁とのコーナーはゴミが溜まり辛く、
掃除をしやすくする為にR加工をする場合が多いです。
ダウンフロー方式のクリーンルームでは、グレーチングやアクセスフロアを設置します。
また、静電気対策が必要な現場においては、帯電防止のマットを貼付して静電気をアースに逃がす加工を施したり、導電塗料を床に塗布して対策したりします。

クリーン環境の中で有害な薬品を使用するので排気設備を中に入れることは可能なの?

局所排気が必要な薬品を使用される際には、その薬品を規制している法律に適合した局所排気装置を選定する必要があります。

また、局所排気装置が排気してしまう風量分を、別途クリーンエアーとして供給してあげる必要がでてきます。
弊社オリジナルのヒュームフード、エッチングチャンバーと、クリーンブースを組み合わせた
【クリーン化+局所排気】での提案が可能です。
まずはお気軽にお問合せください。

【ASSRE研究設備】サイトはこちら >>

設備も入れたし、もう完璧?

前述の通り、ハード面のみの充実ではクリーン化は上手くいきません。
そのクリーンルーム、クリーンブースといった設備の中で、実際に作業している人間が発塵源となっているが為に歩留まりが全然上がらないという状況になっている実例が多々あります。

ハード面だけでなく、ソフト面でもクリーン化を図っていく必要があります。
クリーン環境下で使用する消耗品をご検討の際には、是非弊社アズピュアもご検討ください。
日々使用する副資材のコストダウンを含めた提案を、弊社専門スタッフが対応させて頂きます。

【アズピュア クリーンルーム環境の静電気対策・防塵商品】サイトはこちら >>

クリーンブースの基本構造は?

弊社のクリーンブースの基本構造は、アルミフレームを骨組みとして、周囲をビニールカーテンで覆い、その天井部分にFFU(ファン・フィルター・ユニット)を搭載して、綺麗な空気をブース内に供給していきます。
ブース内の空気は、FFUからの供給空気に押し出され、ブースの下側から吐き出されていきます。
それによって、ブース内の塵埃濃度が希釈され、結果として、清浄化が進んでいく、という流れになります。

通常、クリーンルーム、クリーンブース内は、外部に対して陽圧の状態を維持し、外部からの塵埃・汚染物質の(逆流による)流入が無い状態になっています。


あなた自身のfarolitosを作る方法

しかし、現場によっては陰圧仕様で納入する場合もあります。

(例)発塵を伴う作業を、どうしてもクリーンな環境内で行う必要がある場合など
⇒ その作業現場をブースで囲い、ブース内を陰圧にして、フィルターを通した綺麗な空気を排出するようにする事で、周囲環境への被害を抑える事が可能な場合があります。
※ 但し、気流への影響などもあるため、完璧な方法ではなく、応急処置となります。

サイズの別注は可能なの?

お客様のご要望に応じたサイズでの製作が可能です。
【現在ご使用中の装置周囲のクリーン化】や、【組立ラインのクリーン化】、【梱包スペースのクリーン化】など、その現場で必要となるサイズに合わせて製作する事が可能です。

また、サイズに限らず、本体構造をアルミ製からスチール製に変更したり、
防爆仕様や、天吊り仕様、作業員の導線に即した出入口の加工など、各種、様々な仕様への対応が可能です。
ご予算に応じた仕様での提案も致しますので、まずはお気軽にお問合せください。

クリーンブースのクラスは?

まずは、お客様の希望されるクラスに応じた【換気回数】を前提に仕様を決定していきます。
基本的には、『クラス100』~『クラス100.000』程度での対応となります。
『クラス10』の環境が必要という場合には、別途、お打合せが必要となります。

換気回数って何?

換気回数とは、対象となる空間に1時間あたりに供給される綺麗な空気の量を部屋の容積で割ったものです。1時間あたりに何回、部屋の空気が入れ替わったのかを表します。

計算式は以下の通りです。
清浄化された空気の供給量(立米/分) × 60(分) ÷ 部屋の容積(床面積×高さ=立米) = 換気回数(回/時)

弊社における換気回数の基準は以下の通りです。
詳細はコチラ

尚、弊社の換気回数は、旧米国連邦規格をベースとして、経験に基づいて設定しております。

ビニールカーテンってどんなもの?

一般的には、帯電防止性のビニールシート(0.5mm厚)を加工して製作します。
通常は透明シートで製作しますが、暗室仕様や、UVカット仕様などの対応も可能ですのでお問合せください。
また、あおり防止の為に鎖を付属させたり、利便性向上の為にファスナーを付属させる事も可能です。

また、ビニールカーテンに限らず、帯電防止性の樹脂パネルや、アルミパネル、ステンレスパネル、サンドイッチパネルなど、お客様のご要望に応じた仕様での製作が可能です。

クリーンブースは持っているんだけど、ビニールカーテンだけの販売は可能なの?

ビニールカーテンのみでも販売が可能です。
ビニールカーテンは、長期に使用しますと劣化してきます。
黄ばんだり、破れてしまっていたりしたビニールカーテンは、非常に見栄えが悪い為、交換する事をお勧め致します。
現在ご使用されているビニールカーテンの仕様をお教え頂けましたら、
交換用のビニールカーテンとして単品でもお見積致します。

クリーンブースでも温度・湿度の管理は可能なの?

クリーンブースを構成する素材(ビニール・パネルなど)の種類によっては、素材の断熱性の問題から、厳密なコントロールを実施する事が難しくなりますが、クリーンブースに対して空調機を取り付ける事は可能です。

恒温、恒湿の空気を発生させる装置を取り付け、クリーンブースを循環させる方法や、ダクト方式で、空調した空気を供給し続ける(多くの場合はダダ漏れです)方法を採用する場合もあります。
また、コストダウンを目的として、温度コントロールのみを実施し、湿度に関しては成り行きにする場合もあります。

クリーンブースを設置する周囲環境によっても、温度・湿度コントロールの難度が変わってまいりますので、まずはどの程度の環境が必要になるのかをお教え頂きたく存じます。

HEPAフィルターって何?

高性能フィルターの事で、0.3μmの塵埃を99.97%以上除去します。
クリーン環境へ使用する一般的なフィルター。
【High Efficiency Particulate Air Filter】の略。
このフィルターを通した風は基本的にはクラス100以下。
フィルタの最終圧力損失は、一般に新品時の初期圧力損失の2~3倍と言われています。
特殊ガラス繊維で出来ており、使用環境にもよりますが、交換スパンは1年~2年が目安となります。
このフィルターは、再生ができず、交換対応となります。


どのようにライフガード椅子を構築する

殺菌酵素HEPAフィルターって何?

天然酵素の溶菌作用により、一旦捕集した細菌やカビなどの微生物を強力に殺菌します。
HEPAフィルターの繊維上に、特殊な酵素を定着させています。
単純なイメージとしては、【殺菌作用のあるHEPAフィルター】となります。
複数の国で国際特許を取得したフィルターを使用しています。
製薬業界、食品・飲料工場、医薬品工場、病院・医療施設など、微生物の二次汚染を気にする現場で採用されております。

殺菌酵素HEPAフィルター商品紹介はこちら >>

ULPAフィルターって何?

超高性能フィルターの事で、0.1μmの塵埃を99.9995%以上除去します。
【Ultra Low Penetration Air Filter】の略。
HEPAフィルターの粒子捕集効率を上げる為に濾材密度を高め、空気抵抗を減らす為に厚みを薄くさせたもの。その為、HEPAフィルターに比べて強度が弱い。
クラス100以下(クラス10、クラス1など)の環境を目標としたり、塵埃に対して非常にデリケートなワークを取扱う現場で使用される場合が多いです。
特殊ガラス繊維で出来ており、通常はクリーン度の高い環境で使用する場合が多い為、寿命としては3~5年程度が一般的です。再生はできず、交換対応となります。
半導体洗浄装置など、装置の内部へ組み込まれるケースもあります。

『HEPAフィルターとULPAフィルターのどちらを採用すれば良いの?』というお問合せを頂戴するケースがしばしばありますが、スペック的にHEPAフィルターで十分、という場合も多いです。

PTFEフィルターって何?

半導体・液晶などの業界における、ハイスペックなクリーン環境を求める現場においては、
HEPAフィルターなどに用いられるガラス繊維ろ材フィルタからの【ボロン】発生が問題になる場合(工程)があります。
この問題を解決するために、フィルター材質にガラス繊維ろ材ではなくPTFEを用いることで、ボロンの発生をなくしています。

また、低圧損で高効率であることに加え、耐薬品性にも優れるため、
幅広い分野での使用が可能ですが、素材にPTFEを使用している為、HEPAフィルターなどと比較すると若干高価です。  

ケミカルフィルターって何?

ケミカルフィルターとは、分子レベルの空気汚染の除去に対して使用されるフィルターです。

ここでいう汚染とは【分子状汚染物質:AMC(Airborne Molecular Contamination)】の事をいい、
このAMCは、クリーンルームや研究室を構成する、【コンクリート】・【塗料】・【電線・ケーブル】・【シール材】などの建築素材からも発生する物質で、非常に精密な製品である半導体などの製造施設においては、これらのAMCの発生が製造に影響を与える事が確認されています。

半導体製造施設など、クリーンルームの基準が厳しく定められているケースでは、エアフィルターと併せてケミカルフィルターの併用も必要となってきます。

また、分子レベルの影響が測定結果に出てしまうような分析装置に対してもケミカルフィルターで汚染となる物質を除去した空気を周囲に吹き出す必要がでてきます。

また、このAMCは、塵埃を除去する為に設置するエアーフィルターの濾材などからも発生する事が確認されています。そ� ��為、半導体製造施設においてはAMCを発生しにくい内装材を使用する規定などの他、AMCを除去する性能をもつ【ケミカルフィルター】を使用する必要が出てきます。

尚、前述の【PTFEフィルター】は、【ボロン】を発生させない為のフィルターですので、
AMC対策の一つにはなりますが、ケミカルフィルターとは異なりますのでご注意下さい。

中性能フィルターって何?

簡易クリーンルーム用やプレフィルターとして使い、捕集効率としては比色法で95%・90%・65%などの種類があります。
MEPAフィルター【Medium Efficiency Particulate Air filter】とも呼ばれます。
主として粒径が、5μmより小さい粒子に対して中程度の粒子捕集率を持つエアフィルター。
HEPA・ULPAといった最終フィルターの前処理用として使用する場合が多いです。
『フィルターは付属していて欲しいがクリーン度には全く拘らない』という現場では、このフィルターで十分な場合もあります。
この場合、0.5μmの粒子径での評価規格が無い為【中性能フィルター使用⇒クラスが幾つ】という評価は パーティクルカウンターなどで測定した実測値での評価となります。

プレフィルターって何?

HEPAフィルターを通す前に設置する前処理用の粗フィルターです。
外気取り入れ口に取付け、主に粒子径50μm以上の大きなゴミを対象にし、HEPAフィルターの負担を軽減します。
一般空調のフィルターと同じように、掃除機でゴミを取ったり水洗いする事が可能です。
定期的に洗浄する事で、メインフィルターの寿命が延びます。
一般的に、補修効率が最高値の85%まで低下したら寿命と言われております。


フィルターボックスって何?

フィルターを取り付けた機密性の高いボックスです。フィルターユニット【FU(Filter Unit)】といいます。
通常クリーン化したい部屋の天井に設置し、ダクトを取付け、ファンで空気を送り込みます。
このFUにファンを組み込んだ製品が、ファン・フィルター・ユニット【FFU(Fan Filter Unit)】です。

エアーシャワーって何?

クリーンルーム、クリーンブースなどの出入り口に設置し、入室者の衣服に付いたゴミを約20~25m/sのジェット気流で除去し、クリーン環境への塵埃の持込を防ぎます。

クリーン側と汚染側の扉が同時に開いてしまい、汚染空気がクリーン側に流れ込むのを防ぐ為に、汚染側の扉が閉まらなければ、クリーン側の扉が開かない【インターロック】という機構を組み込む事で、外部の汚れた空気の進入を防ぎます。
それによって、クリーン環境と、そうでない環境とを、エアーシャワーによって分断する事が可能です。

エアーシャワーの別注で可能なの?

規格仕様はありますが、基本的にはお客様のご要望に応じたオーダーメイドでの製作となります。
その為、ご希望のサイズに変更したり、材質、扉などを変更する事も可能です。
まずはお気軽にお問合せください。

クリーンベンチ、バイオクリーンベンチ、バイオハザード対策キャビネットの違いは何?

【クリーンベンチ】
周囲からの塵埃・微生物といった異物混入を防ぐ為に、HEPAフィルターを通した綺麗な空気を作業スペースに吹き付けます。
庫内は陽圧(内側の気圧が、外側よりも高い状態)になっています。

【バイオクリーンベンチ】
クリーンベンチと同様に、HEPAフィルターを通した綺麗な空気を作業スペースに吹き付けます。 しかし、通常のクリーンベンチとは異なり、吹き付けられた空気は作業面下に吸い込まれ、本体内部を循環します。
循環した空気の一部は、再度給気用のHEPAフィルターを通じてダウンフローします。
また他の一部は、排気用のHEPAフィルターを通じて室内に排気されます。
前面サッシ開口部からは、ベンチ内に空気が流入します。
弊社ピュアスペースブランドのバイオクリーンベンチは、庫内は弱陰圧(内側の気圧が、外側よりも若干低い状態)仕様です。

【バイオハザード対策キャビネット】
以前は、安全キャビネットとも呼ばれていました。
HEPAフィルターで濾過した排気を行う事により、庫内を常に陰圧に保ち、実験操作中に発生する汚染・有害物質(危険度の高い病原微生物など)が外に流失する事を防ぎます。
完全に陰圧の為、庫外の空気も作業面を通って吸引・排気されます。
バイオハザードレベルにもよりますが、クラスⅡAまでは室内排気で対応可能ですが、ⅡB、Ⅲといったレベルになると室外排気が必要になります。

メンテナンスの対応は可能なの?

清浄度測定、フィルター交換など、各種メンテナンス対応が可能です。
クリーン環境の維持管理の為には、日々及び定期のメンテナンス活動は必要不可欠です。
まずはお気軽にお問合せください。

メンテナンスの詳細はこちら >>

クリーン環境の気流がどうなっているか知りたいのだけど簡易的にチェックできるものはあるの?

クリーンルーム、クリーンブースなどの気流が、どの様な状況になっているのかを把握する事は非常に重要です。気流を可視化する方法としては、大きく下記の様なものがあります。

①タフト法
絹糸を蛍光塗料で煮て染色したものを垂らし、その糸の揺れ方で気流を確認する。
②ミストトレーサー法
気流可視化装置という、純水ベースのミスト発生装置を使用して、そのミストの動きを目視で確認し、気流の状態をチェックします。
③超音波風速計
超音波風速計を使用して、3次元で気流の状態を測定します。
その測定データは、パソコン画面上で確認する事が可能です。
④微粒子可視化
気流ではなく、その気流によって漂う微粒子(いわゆる塵埃)を可視化する技術です。
特殊なレーザー光の膜を作成し、そこを横切る微粒子の散乱光を撮影する技術や、暗室内で特殊な光源を照射して微粒子の動きを目視する方法などがあります。

弊社カタログ上には、②の製品を掲載しております。
⇒ クリーン環境用機器パンフレット Vol.2 P39 に掲載しております。
使用方法は簡単ですので、定期的な気流確認が容易に行う事が可能です。

気流可視化装置の詳細はこちら >>

アズワンで搬入・組立などは対応が可能なの?

全国各地に提携の業者がおりますので、日本国内であれば対応が可能です。
まずはお気軽にお問合せください。



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