Hoe werkt een cleanroom en hoe voorkomt men contaminatie?

Wat is een cleanroom?

Een cleanroom is een gecontroleerde omgeving waar de concentratie van deeltjes in de lucht tot bepaalde grenzen wordt teruggebracht. Deze verontreinigingen worden aangetroffen in onze omgeving of gegenereerd door mensen, processen, faciliteiten en apparatuur. De lucht in een typisch kantoorgebouw bevat 500.000 tot 1.000.000 deeltjes van 0,5 micron of groter per kubieke meter lucht. Een klasse 100 cleanroom is ontworpen om nooit meer dan 100 deeltjes van 0,5 micron of groter per kubieke voet lucht toe te laten. Klasse 1.000 en klasse 10.000 cleanroom zijn ontworpen om die aantallen te beperken tot respectievelijk 1.000 en 10.000 deeltjes. De mate waarin deze deeltjes moeten worden verwijderd, hangt af van de vereiste normen. De meest gebruikte normen zijn de ISO 14644 en de federale norm 209E van de Verenigde Staten.

Om de strenge normen in een clean room te waarderen, is het nuttig te weten dat 0,5um ongeveer 1/200 deel van de diameter van het menselijk haar is. Cleanrooms worden gepland en gefabriceerd met behulp van strikte protocollen en methoden. Cleanrooms worden gebruikt in de technologie, vooral de elektronica. Maar ook in de farmaceutische industrie bijvoorbeeld.Of in bedrijven die medische hulpmiddelen vervaardigen. Maar ook in andere kritische productieomgevingen kan een cleanroom worden ingezet. Ze worden schoon en standaard onderhouden door het controleren en elimineren van mogelijke bronnen van verontreinigingen door wat er een cleanroom binnengaat. Om de omgeving te controleren worden luchtstroomsnelheden en richting, positieve druk, temperatuur, luchtvochtigheid en het gebruik van gespecialiseerde filtratie ingezet.

Als een cleanroom eenmaal is gebouwd, moet deze worden onderhouden en gereinigd volgens zeer hoge normen. Ook moeten er protocollen en normen worden opgesteld voor personeel en producten die een cleanroom binnenkomen.

Cleanroom classification

Over het algemeen is er verwarring tussen cleanroom classificatie en cleanroom producten. Clean room klasse 10, klasse 100 of klasse 1000 verwijzen naar de reinheidseisen van de cleanroom en hebben geen direct verband met de gebruikte cleanroom producten. Het reinheidsniveau van de gebruikte producten moet door de gebruikers worden bepaald en is in overeenstemming met de vereisten van de vervaardigde producten.

Zeer schone handschoenen gebruiken met een wisser die niet in een cleanroom geproduceerd werd, is niet zo handig. Het is noodzakelijk om regels en normen toe te passen om ervoor te zorgen dat de cleanroom protocollen worden nageleefd. Enkele van de beste praktijken en producten die gebruikt worden voor de controle op vervuiling zijn de volgende:

Voorzieningen

Meubels die in een clean room worden gebruikt, zijn over het algemeen gemaakt van goed roestvrij staal of plastic materiaal. Stoelen en andere zitmeubels in een cleanroom worden bekleed met een PVC-kunstleer met lichtfilters. Meubilair moet worden geaard om de opbouw van statische ladingen te voorkomen.

Een kleverige mat is ook aan te bevelen bij de deuropening naar de personeelsingangen, kleedkamer enz. om te voorkomen dat er vuil in de cleanroom terechtkomt.

Operators, technici, bezoekers

Het menselijk lichaam is een van de grootste generatoren van cleanroom verontreinigingen. De huidschilfers, het haar, de lichaamsvloeistoffen, de cosmetica en straatvuil kunnen ernstige verontreiniging veroorzaken. De volgende producten worden over het algemeen gebruikt om een dergelijke verontreiniging te voorkomen.

Cleanroom kleding

Veiligheidsoveralls, capuchon, laarzen en veiligheidslaarzen. De bedoeling van de kleding is tweeledig. Het moet de drager beschermen tegen invloeden vanuit de cleanroom, de HAZMAT functie. Maar het moet ook de cleanroom beschermen tegen verontreinigingen die door het personeel geproduceerd worden.

Over het algemeen aanbevolen voor klasse 10.000 of beter voor gebruik in een clean room. Het doek materiaal dat gebruikt wordt in een cleanroom is meestal polyester met geleidende ESD-garenstreep of -rooster om statica uit het menselijk lichaam te ontladen. Een goede cleanroom-uitrusting is onder andere een uniform dat gebruik maakt van ademende stof met goede koolstofgarens, in elkaar grijpende panelen en alle randen verzegeld.
De laarzen worden samen met de overall gedragen. Zolen van laarzen zijn meestal gemaakt van niet-markerende PVC of PU-materiaal. Het materiaal van de PU-zool is zachter, lichter en helpt de vermoeidheid te verminderen.

Veiligheidslaarzen zijn laarzen met stalen neus ingebed. Ze worden aanbevolen voor voetbescherming wanneer zware onderdelen of machines in de cleanroom worden behandeld.
Werkjas, jas, labojas, cleanroom schoenen, cleanroom veiligheidsschoenen en sandalen.
Smock, jas en laboratoriumjas worden over het algemeen aanbevolen voor klasse 100.000 en hoger in de cleanroom. De stof die gebruikt wordt voor de werkjas is over het algemeen vergelijkbaar met een cleanroom jumpsuit, maar dan minder streng.

Cleanroom schoenen, veiligheidsschoenen of sandalen worden meestal samen met kousen en jasjes gebruikt. Ze zijn schoon en worden binnenshuis gebruikt om zich te onderscheiden van buitenschoenen. PU-zolen schoenen zijn zachter, lichter en helpen de vermoeidheid te verminderen.
Voor minder kritisch gebied kan PP of CPE-schoenovertrek worden gebruikt over loopschoenen om het vuil van het betreden van het productiegebied te verminderen.

Gezichtsmaskers
Vliesmaskers met 3 lagen worden meestal gebruikt in kritieke cleanrooms. Ze zijn voorzien van een gesmolten filterlaag om te voorkomen dat er grote deeltjes en vloeistof uit de mond doorheen komen.
Elastische band type masker heeft de voorkeur voor gemakkelijk aan te trekken, terwijl 4 bandjes type worden aanbevolen voor de goede pasvorm.
Niet-geweven 2-laags gelaatsmaskers worden ook gebruikt voor een goed ademend vermogen en langdurig gebruik.
Soms wordt een papieren gelaatsmasker gebruikt in een minder stringente omgeving.

Handschoenen 
De handen zijn de meest waarschijnlijke delen van het lichaam die in contact komen met de producten. Daarom is het type handschoenen en hun netheid zeer belangrijk in het selectieproces. Cleanroom handschoenen mogen slechts één keer worden gebruikt en moeten worden weggegooid. Cleanroomhandschoenen bevatten, in tegenstelling tot onderzoekshandschoenen, geen vulstoffen, chemicaliën die ontgassing veroorzaken of polymeren die vlekken op producten kunnen achterlaten. Veelgebruikte wegwerphandschoenen in cleanroom zijn onder andere Latex handschoenen, Nitril handschoenen en Vinyl handschoenen.

Zowel Nitril als Latex handschoenen kunnen worden gechloreerd en gewassen met gedeïoniseerd water (DIW) om oppervlaktedeeltjes en de metalen inhoud te verwijderen tot een zeer laag niveau en zijn geschikt voor zeer intensief gebruik in clean rooms.
Latex handschoenen bieden een goede pasvorm en elasticiteit, maar hebben een sterke latex geur en kunnen ongeschikt zijn voor personen met een latexallergie.
Nitril handschoenen bieden een vrij goede pasvorm en elasticiteit en veroorzaken geen allergieën.

Nitril handschoenen zijn beter bestand tegen chemische inwerkingen dan latex handschoenen.

Vinylhandschoenen kunnen vrij schoon zijn als ze in een schone omgeving worden vervaardigd. Het heeft geen zeer goede pasvorm of elasticiteit in vergelijking met Latex of Nitril handschoenen. Het belangrijkste voordeel is de kosteneffectiviteit.
Het is altijd raadzaam om te vragen naar productspecificaties en testrapporten voor cleanroom handschoenen.

Geweven handschoenen worden meestal gebruikt voor verpakkings- of assemblagewerkzaamheden in een cleanroom van de klasse 10 000 of hoger. Deze handschoenen bestaan uit polyester, nylon, ESD nylon of katoen. Bepaalde handschoenen hebben een speciale coating, bijvoorbeeld PU, nitril, PVC om extra grip of schurende eigenschappen te geven.
Speciale handschoenen zijn handschoenen die zijn aangepast voor een bepaalde functie.

Hoe voorkomt men contaminatie?

In de cleanroom worden veel materialen gebruikt om contaminatie te voorkomen. Dat zijn bijvoorbeeld verpakkingsmaterialen. Producten moeten worden verpakt voordat ze de productieruimte, de cleanroom verlaten.

Veel gebruikte verpakkingsmaterialen zijn onder andere PE-zakken, statische afschermingszakken en vochtbarrière zakken. Deze verpakkingsmaterialen worden speciaal geselecteerd, gemaakt en verpakt in een clean room om ervoor te zorgen dat ze de verpakte producten niet verontreinigen.

Wissers en doeken

In de cleanroom worden wissers gebruikt om producten te reinigen of te drogen. De wissers worden over het algemeen onderverdeeld in geweven en niet-geweven.
Geweven wissers worden gemaakt van polyester materiaal waarvan de randen zijn afgedicht om te voorkomen dat er deeltjes ontstaan aan het einde van de garens. Schone wissers worden gewassen met DIW om deeltjes en ionische inhoud te verwijderen.

Polyester micro denier wissers zijn speciaal gebreide doeken met hoge deeltjesverwijderende eigenschap voor kritische reiniging.

Vliesdoeken zijn gemaakt van poly-cellulose, rayon of katoen. Ze zijn meestal niet zo schoon als de polyester wissers, maar hebben een superieur absorptievermogen. Ze worden gebruikt om materialen en gereedschappen af te vegen voordat die een cleanroom binnengaan.

Vooraf verzadigde wissers zijn behandeld met een bepaald percentage IPA- en DI-water, zodat ze gemakkelijk kunnen worden gebruikt voor het afvegen en reinigen.
Het reinigen van clean room is zeer belangrijk voor de klassering, het onderhoud en de decontaminatie van een cleanroom. Ook gereedschap zoals een pincet en een tang moeten worden gebruikt om producten te hanteren om besmetting te voorkomen. Dergelijke gereedschappen zijn meestal gemaakt van hoogwaardig roestvrij staal of speciale materialen om roest of andere verontreinigingen te voorkomen.