クリーンルームとは何ですか？

クリーンルームの概要

クリーンルームは、小さな粒子が製造プロセスに悪影響を与える可能性のある実質的にすべての産業で使用されています。サイズと複雑さはさまざまであり、半導体製造、医薬品、バイオテクノロジー、医療機器、ライフサイエンスなどの業界で広く使用されており、航空宇宙、光学、軍事、エネルギー科で一般的な重要なプロセス製造があります。

クリーンルームとは、微粒子の汚染を減らし、温度、湿度、圧力などの他の環境パラメーターを制御するための規定が作成されている任意のスペースが含まれています。重要な成分は、0.3ミクロン以下のサイズが大きい粒子をトラップするために使用される高効率粒子状空気（HEPA）フィルターです。クリーンルームに供給されるすべての空気は、HEPAフィルターを通過し、場合によっては厳しい清潔さの性能が必要な場合、超低粒子空気（ULPA）フィルターが使用されます。
クリーンルームで働くように選ばれた人員は、汚染制御理論の広範なトレーニングを受けています。彼らはエアロック、エアシャワー、ガウン室を介してクリーンルームに入り、出口を出て、皮膚と体で自然に生成される汚染物質を閉じ込めるように設計された特別な衣服を着用する必要があります。
部屋の分類または機能に応じて、人員のガウンは、ラボのコートやヘアネットと同じくらい制限されているか、自立した呼吸装置を備えた複数の層状のバニースーツに完全に包まれていると同じくらい広範囲にわたって限られている場合があります。
クリーンルームの衣類は、着用者の体から物質が放出され、環境を汚染するのを防ぐために使用されます。クリーンルームの衣服自体は、環境の汚染を担当しないように粒子や繊維を放出してはなりません。このタイプの人員汚染は、半導体および製薬業界で製品のパフォーマンスを低下させる可能性があり、たとえば医療産業の医療スタッフと患者の間で交差感染を引き起こす可能性があります。
クリーンルームの衣服には、ブーツ、靴、エプロン、ひげカバー、bouffantキャップ、カバーオール、フェイスマスク、フロック/ラボコート、ガウン、グローブとフィンガーコット、ヘアネット、フード、袖、靴のカバーが含まれます。使用されるクリーンルームの衣服の種類は、クリーンルームと製品の仕様を反映する必要があります。低レベルのクリーンルームでは、ほこりや汚れを追跡しない完全に滑らかな靴底を持つ特別な靴のみが必要になる場合があります。ただし、安全性が常に優先されるため、靴の底は滑る危険を引き起こしてはなりません。通常、クリーンルームに入るにはクリーンルームのスーツが必要です。クラス10,000のクリーンルームは、シンプルなスモック、ヘッドカバー、ブーティを使用する場合があります。クラス10のクリーンルームの場合、すべてのカバー、ブーツ、手袋、完全な人工呼吸器エンクロージャーを備えた慎重なガウンを着用する手順が必要です。

クリーンルームの空気フロー原則

クリーンルームは、層流または乱流の空気流の原理を使用するHEPAまたはULPAフィルターのいずれかを使用して、粒子のない空気を維持します。層流、または一定の空気フローシステムは、一定の流れで下向きにろ過されました。層流の空気流システムは、通常、天井の100％にわたって使用され、一定の一方向の流れを維持します。層流の基準は一般に、ポータブルワークステーション（LFフード）で述べられており、ISO-4分類されたクリーンルームを通じてISO-1で義務付けられています。
適切なクリーンルームの設計には、適切な下流の空気返品の規定を含む、空気流通システム全体が含まれます。垂直の流れ室では、これはゾーンの周囲の低壁の空気のリターンを使用することを意味します。水平フローアプリケーションでは、プロセスの下流の境界で空気リターンを使用する必要があります。天井に取り付けられたエアリターンの使用は、適切なクリーンルームシステムの設計と矛盾しています。

クリーンルームの分類

クリーンルームは、空気がどれほどきれいかによって分類されます。米国の連邦標準209（a〜d）では、0.5µmに等しい粒子の数が1立方フィートの空気で測定され、このカウントはクリーンルームの分類に使用されます。このメトリック命名法は、標準の最新の209Eバージョンでも受け入れられています。連邦標準209Eが国内で使用されています。新しい標準は、国際標準組織のTC 209です。両方の基準は、実験室の空気で見つかった粒子の数によってクリーンルームを分類します。クリーンルームの分類基準FS 209EおよびISO 14644-1では、特定の粒子数の測定と計算が必要です。英国では、British Standard 5295を使用してクリーンルームを分類しています。この標準は、BS EN ISO 14644-1によって置き換えようとしています。
クリーンルームは、空気の量ごとに許容される粒子の数とサイズに従って分類されます。 「クラス100」や「クラス1000」のような多数は、Fed_std-209eを参照し、空気の1立方フィートあたり0.5 µm以上のサイズの粒子の数を示します。この標準では補間も可能になるため、「クラス2000」などを説明することができます。
少数はISO 14644-1の標準を指します。これは、空気1立方メートルあたり0.1 µm以上の粒子数の小数の数十進対数を指定します。したがって、たとえば、ISOクラス5のクリーンルームには、最大105 = 100,000個の粒子があります。
FS 209EとISO 14644-1の両方が、粒子サイズと粒子濃度の間のログログの関係を想定しています。そのため、粒子濃度がゼロのようなものはありません。通常の部屋の空気は、クラス1,000,000またはISO 9です。

ISO 14644-1クリーンルームの基準