クリーンルームとは一体どうゆうものなのか

今回は様々な体験談をもとに初歩的な観点からわかりやすくご紹介していこうと思います



クリーンルームとは目に見えない程の小さい埃を製品に

混入させないための空間施設のことを言います

半導体から始まり、今では化粧品やサプリメントの

研究や製造にも必要な施設となっています

人の口に入るものや、精密機器の心臓部や、

医薬品や重要なものを製造する際に使用する場所です

ワクチンの製造にも必ずといっていいほど使用されています

そしてクリーンルーム内では小さいものだけを扱う場所とは

限らず20㎏30㎏の重たいものも扱うこともあります

私たちの生活空間には様々なチリ、埃、最近粒子が浮遊している状態の中にいます

名称は(浮遊微小粒子)(浮遊微生物)と呼びます

これらは一般の生活においてはほとんど気にする必要はありません

しかし半導体製造や精密機械製造、

手術室や医薬品製造などにはと限りなくその粒子をゼロの状態に保つ必要性があります

その為には独立した高い水準のクリーンルームというものが必要となります

クリーンルームという職場からの体験談では、例えば携帯電話の開発製造現場では

ミリ単位の部品を組み立てていく作業を人力で行う工程も多数あります 

それをクリーンルーム内で作業します 

半導体業界で一番重要なことは、不良品を出さないことです

半導体という高度でデリケートなものは埃やチリなどがあっただけで不良品がすぐに出てしまいます 

その独立した衛生基準を満たした空間を作る、維持するためには設備、

人が着用する消耗品とあらゆる物に対して細心の管理をしなければなりません。

床には埃が落ちてたまらないようにその目的のために作られた穴のある床が作られています 

そして高性能フィルターによって埃やチリなどを通さない空気中の粒子を減らしていく

空調になっていて空気を循環させることにより衛生基準を保ちます。


クリーンルームの空調フィルター

クリーンルームは気密構造になっていて、

へパフィルタやウルパフィルタを通した空間になります

へパフィルタのJIS基準は

定格の風量で粒径(チリ、ゴミ、浮遊微生物、浮遊微粒子などの大きさ)が0,3マイクロメートルの粒子に対して

99,97%以上の粒子捕集率を持っており、

ともに初期圧力損失が245Pa以下の性能を持つエアフィルターを指します

ウルパフィルタは定格の風量で粒径が0,15マイクロメートルの粒子に対して99,9995%以上の

粒子捕集率を持ち初期圧力損失が245Pa以下の性能を持つエアフィルターです

半導体製造などのよりハイレベルで高い清掃水準が求められる場所ではウルパフィルタが良く使われていて、

ウルパフィルタはへパフィルタよりも捕集率が高いからです。

クリーンルームでは、ファンフィルタユニットから粒子のない空気が常にファンによって供給します。

常に空気が送り込まれているために排気も常にされています

これは圧力を常に一定に保たなければならないためです。

排気は床やファンの反対側の壁に設置して最大限に効果的の塵の名状態に保つために科学的観測により

計算を行い工夫されてできています。

ファンの取り付けるタイプも二つあります。天井や壁一面に設置する層流方式、

もう一つは一部につける乱流方式があります。

ここで、密閉空間、清掃空気の供給、

排気これらの基本設備を整えてクリーンルームは成り立ちます。

機械管理、設備管理は基本として重要ですが、

厳密で厳格的なルールを利用者が守らなければなりません。

微粒子を持ち込まない、発生させない、堆積させない、排除する

これが原則です

基本的に例えばごくごく小さな虫がクリーンルームに

侵入してしまったとき作業はすべてストップして

排除します発生元まで徹底的に調べます


クリーンルームは設備も利用者も厳しい基準とルールがある

利用者はクリーンルームに入る前にはエアシャワーを浴び粒子をすべて取り除きます

場所によりますが、二次更衣室も徹底されています

クリーンルームとその外側でパスボックスを使って

物などの受け渡しをし、粒子の侵入阻止のために徹底されています

マスク、手袋、シューズ、そして専用のボールペン、

クリーンルーム用ゴーグル、クリーンルーム用のペーパー、

カバンなど全てにおいて粒子を出さないためのものが用意されています。

その逆の施設の陰圧室は病原菌などを外に出さないために用いられます。

コロナウィルス研究や隔離の時などにも使われています。

クリーンルーム内は基本的に外部より気圧の高い陽圧になっていて

外からの浮遊物の侵入を防ぐ構造となっています。

クリーンルーム内ではクリーンスーツを着用して作業を行います

昔、インテルのCMでよく見かけた宇宙服のようなものがそれにあたります

人間の肌が露出している部分は目だけですそれも

透明の専用のゴーグルをかけて覆います

人が作業するにあたり体や服などから発生する埃やチリは何よりも多く

原因の根源だからです汗も欠かせないために常にクリーンルーム内は適度な温度、

室温が維持されています

クリーンスーツもとても快適な使用に作られていて、

通気性がとてもよく息苦しさもありません 

工場によって様々ですが使い捨てのクリーンスーツもあれば、

週に一回、二回程度定期的に専用の洗濯ルートに

よって洗濯を行うシステムもあります

クリーンルームワーク環境

1工場の例を挙げると、その厳格なルールにのっとりクリーンスーツの中は

原則普段着で大丈夫ですがシャツを外に出すのは一切禁止などがあります 

場所によっては化粧品禁止もあり、男性の場合は髭もNGです。

食品工場にもクリーンルームは多く場所によっては製薬工場よりもレベルの

高いクリーンルームがあるところもあります

クリーンルーム内でして良い行動も徹底的に限られています。

クリーンルーム作業は場所によっては12時間交代制のところもあり

人によっては厳しい環境であります。これはデメリットかもしれませんが作業員の声として、

トイレに行くのがその都度着替え手洗い除菌エアシャワーなどで大変という難点や、

体調不良等作業を止めてしまう可能性があるので、

健康管理も徹底しなければならないです。

例えば半導体を例にしていうならばシリコンという半導体の

結晶をウエハにして絶緑層を何層にも幾層にも積み重ねそこに

1マイクロの数分の1という非常に微小な寸法で出来た

回路パターンを作りこんでいくこれらを300工程程を費やしLSIが製造されています

この工程の途中では絶対に微小粒子が混入するとどんな目に見えないほどの微細小粒子でも

不良品の発生源となっていしまいます

薬品工場や食品に関しては無菌に限りなく近い状態を維持します

このように厳重管理のもとはレベルな設備空間の中で、

医薬品、半導体、サプリメント、精密機械品、ワクチン

食品や飲料水など私たちが安心して暮らせるために必要不可欠なものは作られているのです。