さまざまな業界におけるクリーンルームのレイアウトと設計

I. 一般的設計原則

機能ゾーニング

• クリーンルームは清浄区域、半清浄区域及び補助区域に区分されなければならず、各機能区域は独立し物理的に隔離されるべきである。

• 工程フローは一方向原則に従い、作業者と物資間の交差汚染を回避しなければならない。

• コア清浄区域は建物の中心部または風上側に配置し、外部からの干渉を最小限に抑えるべきである。

空気流の管理

• 一方向流クリーンルーム ：空気流速度が0.3～0.5 m/sの垂直層流または水平層流を使用する。半導体やバイオ医薬品など、高清浄度を必要とする用途に適している。

• 非一方向流クリーンルーム ：高効率なフィルターによる清浄度の維持と希釈作用により、1時間あたり15～60回の空気交換率を保つ。食品や化粧品など、中～低清浄度を必要とする用途に適している。

• 混合流クリーンルーム ：清浄度管理の重要なエリアでは一方向性流を、周辺エリアでは非一方向性流を組み合わせることで、コストと効率のバランスを実現します。

圧力差制御

• クリーンエリアと非クリーンエリアとの間の圧力差は5 Pa以上とし、クリーンエリアと屋外との間では10 Pa以上とする必要があります。

• 隣接するクリーンエリア間には適切な圧力勾配を設け、より高い清浄度を必要とするエリアを高圧領域とします。

II. 業界別の設計要件

(1) 半導体業界向けクリーンルーム

清浄度クラス

• コアプロセスエリア（例：フォトリソグラフィ、エッチング）は、ISO 14644-1のクラス1またはクラス10を満たす必要があり、粒子濃度は0.5 μmで3,520個/m³以下でなければなりません。

• 補助エリアについては、ISOクラス7または8の緩やかな清浄度基準を適用できます。

温度と湿度の制御

• 温度：22 ± 1°C、相対湿度：40%～60%、これらは恒温恒湿空調システムによって維持されます。

防帯電設計

• 導電性エポキシ製床や抗静的PVC製床,抵抗 ≤1 × 106 Ω

• 従業員は,静止性防止服と靴カバーを着用しなければならない.機器の接地抵抗は1 Ωである.

レイアウト例

• 建物の中心部に 設備と試験室が囲まれています

• 材料はエアロックから入ります スタッフはエアシャワーから入ります

• 排気システムは独立しており,放出前にHEPAで排気をフィルタリングします.

(2) バイオ医薬品産業のクリーンルーム

清浄度クラス

• 消毒填充面は,A級 (ISOクラス5) に準拠し,100級の局所条件を満たす必要があります.

• 細胞培養と細菌の活動領域は,B級 (ISOクラス6) に適合しなければならない.

• 補助区域 (例えば,滅菌室,材料保管) は,C級 (ISOクラス7) またはD級 (ISOクラス8) に適合しなければならない.

バイオセーフティ要求事項

• 高病原性微生物を用いる実験は、陰圧設備、連動式ドア、緊急シャワー設備を備えたBSL-2またはBSL-3レベルの実験室で行う必要がある。

• 滅菌室には耐火性・耐高温性の材料を使用し、蒸気滅菌器または過酸化水素蒸気装置を備える必要がある。

レイアウト例

• 細菌および細胞培養室は、清浄充填区域から物理的に隔離・分離されている必要がある。

• 物資は渡し窓から搬入し、作業員は更衣室とバッファーゾーンを通じて入室する。

• 排気システムにはHEPAフィルターおよび活性炭吸着装置を装備する。

(3) 食品業界のクリーンルーム

清浄度クラス

• すぐに食べられる食品の包装区域はクラス100,000（ISOクラス8）の基準を満たし、粒子濃度は1立方メートルあたり352万個以下（0.5μm）でなければならない。

• 原材料の取り扱いや、すぐに食べられない食品の包装区域はクラス300,000（ISOクラス9）の基準を満たす必要がある。

温度と湿度の制御

• 温度：18～26℃、相対湿度75％以下（結露による微生物増殖を防ぐため）。

レイアウト例

• 清浄作業区域（例：内包装）は上風側に、準清浄区域（例：原材料の取扱い）は下風側に配置されている。

• 材料はバッファルームを通じて搬入され、作業員は更衣室および手指消毒区域を通じて入室する。

• 排気システムは一次および中性能フィルターを使用し、定期的にフィルター交換を行う。

（4）化粧品業界のクリーンルーム

清浄度クラス

• 乳化および充填室はクラス100,000（ISOクラス8）を満たさなければならない。

• 原材料保管および包装区域はクラス300,000（ISOクラス9）を満たさなければならない。

材料選定

• 壁面にはカビ防止塗料またはカラースチール板を使用し、床にはシーラー付きエポキシ自流平塗装を施す。

• 照明器具にはホコリがたまりにくい密閉型クリーンルーム用灯具を使用する。

レイアウト例

• 乳化および充填室は隔離されており、局所クラス100のクリーンベンチを備えている。

• 材料は渡し窓を通じて搬入され、作業員は更衣室および空気シャワー設備を通じて入室する。

• 排気システムでは活性炭吸着により揮発性有機化合物を除去します。