Vhodnost pro čisté místnosti povlaků

Výrobní hala společnosti Inficon GmbH v Kolíně: ESD-čistírenský systém podlahového nátěru od společnosti Sto AG (paropropustný, vodní systém: StoPox WB 110)

Conergy SolarModule GmbH & Co. KG ve Frankfurtu: Čistírenské podlahové systémy společnosti Sto AG (systémy: StoPox WHG a StoPox BB OS)

Logo CSM

Významný vliv na kvalitu vzduchu v čistých prostorách mají nátěry podlah, stěn a stropů. V závislosti na odvětví jsou potřeba různé systémy nátěrů a odpovídající zkušební metody.

Vývoj na švýcarském trhu v oblastech Life Sciences, Medtech, Food a Pharma, ale také polovodičového průmyslu je obrovský. To vede k tomu, že stále více podniků považuje výrobu za nezbytnou za podmínek čistoty, aby bylo možné zajistit průběh procesů a kvalitu výrobků. Cílem těchto podmínek je snížení výrobních nákladů prostřednictvím snížení množství odpadu a zajištění plynulosti procesů. Přitom se požadavky různých odvětví někdy výrazně liší.

Následuje přehled různých požadavků a vlastností systémů nátěrů podlah, stěn a stropů, které jsou pro ně nezbytné.

Oblasti čistoty a bezpečnostní úrovně

Oblasti čistoty jsou zřizovány k ochraně citlivých povrchů a výrobků. Oblast čistoty slouží k tomu, aby byla co nejvíce zachována stanovená kvalita čistoty komponentů, pomocných látek a sestav během zpracování. Úroveň čistoty by neměla být snižována vlivem okolního prostředí, proto je nutné zabránit zavlečení nečistot. Přesto vzniklé nečistoty jsou cíleně omezeny a odstraněny. Provádění a používání oblastí čistoty se řídí požadavky na čistotu výrobku [1].

Obvykle kritické velikosti částic jsou mezi 5 a 1000 mikrometry. Klasifikace oblastí čistoty podle VDA 19, část 2, probíhá ve 4 úrovních: Neklasifikovaná oblast (čistota 0, SaS0), Čistá zóna (SaS1), Čistá místnost (SaS2) a Třída 1 (SaS3). Aby bylo možné splnit požadavky od úrovně čistoty 1 výše, musí podlahy především vykazovat dobrou oděruvzdornost (malé množství částic při průjezdu vozíky) a dobrou mechanickou odolnost. Dále je nutný povrch bez pórů, snadno čistitelný. Podle výrobního procesu mohou být požadovány i další vlastnosti, například chemická odolnost, protiskluznost, elektrická vodivost a překlenutí trhlin.

V laboratořích pro výzkum, vývoj a mikrobiologickou analýzu, kde se pracuje s mikroorganismy v rámci bakteriologie, mykologie, virologie a parazitologie nebo kde jsou prováděny genetické práce, je hlavním cílem zabránit úniku nebezpečných mikroorganismů do okolí. Podle DIN EN 12128 jsou tyto laboratoře zařazeny do čtyř bezpečnostních úrovní, od S1 po S4, přičemž S1 je nejnižší a S4 nejvyšší. Od úrovně S3 musí být povrchy pracovních stolů, podlah, stěn a stropů snadno čistitelné a dobře přístupné pro údržbu. Povrchy musí být vodotěsné a odolné vůči dezinfekčním prostředkům, čisticím prostředkům, kyselinám, louhům, rozpouštědlům a dalším chemikáliím běžně používaným v laboratořích, nesmí být osídleny mikroorganismy a nesmí je být možné metabolizovat. Z tohoto důvodu jsou nátěrové materiály testovány podle ISO 846 na jejich biostatické vlastnosti [8], [9]. V současnosti by měly být systémy nátěrů navíc překlenutelně trvanlivé, aby se zabránilo usazování mikroorganismů v případných pozdějších trhlinách ve stavbě, které by nelze odstranit běžnou dezinfekcí.

Vhodnost provozních prostředků v čistých prostorách

V současných normách a předpisech jsou stanoveny parametry, které musí hotový čistý prostor splňovat, a které stanoví provozovatel předem podle požadavků svého výrobního procesu. Čistota systému „Čistý prostor“ závisí významně na různých faktorech (norma DIN EN ISO 14644-1 [2] nebo směrnice VDI 2083 list 1 [3]). Mezi tyto faktory ovlivňující čistotu prostoru patří kromě kvality přívodního vzduchu, vstupu vzduchu, povrchů a personálu také provozní prostředky v místnosti [4]. Mezi provozní prostředky patří například vnitřní zařízení, jako jsou stěny, dveře, stropy a podlahy. Provozní prostředky mají zásadní vliv na znečištění výrobního prostředí a proto musí být testovány na jejich vhodnost pro čisté prostory. Klíčové parametry vhodnosti provozních prostředků pro čisté prostory jsou:

– Emise částic přenášených vzduchem

– Vypouštění plynů

– ESD vlastnosti

– Čistitelnost

– Odolnost vůči chemikáliím a dezinfekčním prostředkům

– Hladký a trhlinami prostý povrch

– Metabolizovatelnost / mikrobiocidní vlastnosti

Požadavky různých odvětví se někdy výrazně liší. Také existují rozdíly v třídách částicové čistoty mezi normou DIN EN ISO 14644-1 a GMP (Good Manufacturing Practice) a cGMP, které platí pro výrobu produktů pro humánní a veterinární medicínu. Podle DIN EN ISO 14644-1 jsou třídy čistoty částic vzduchu rozděleny od třídy 1 do 9, přičemž nejnižší povolený počet částic je v třídě 1. V GMP je třídění od třídy A do D, přičemž třída A odpovídá přibližně ISO třídě 5. Dále je stále častěji požadováno schválení FDA (FDA § 175.300).

Pro většinu výrobních procesů představují částice přenášené vzduchem největší problém. Čím dál více však hraje roli také airborne molecular contamination (AMC, přenášená molekulární kontaminace). Jedná se o přítomnost molekulárních látek v plynové nebo parní fázi v atmosféře čistého prostoru, které mohou mít škodlivé účinky na produkt, proces, zařízení nebo personál [5].

Vypouštění plynů z materiálů, ze kterých jsou provozní prostředky vyrobeny, například nátěry stěn/stropů/podlah, může mít značné negativní dopady (viz VDI 2083 list 8.1 příloha D). Při plánování a výstavbě čistého prostoru je proto nutné vybírat vhodné a ověřené materiály pro provozní prostředky.

Aliance pro zkušební metody průmyslu

Ve všech dosavadních normách a směrnicích pro čisté prostory nejsou stanoveny žádné zkušební kritéria pro provozní prostředky, mezi které patří i systémy nátěrů podlah, stěn a stropů. Existovaly pouze nepřímé odkazy na požadovanou nebo udržovanou kvalitu vzduchu v čistých prostorách. Proto výrobci a provozovatelé čistých prostor stanovili na základě zkušeností kritéria pro systémy v těchto prostorách. Částečně byly vyvinuty vlastní zkušební metody, například skupinou M+W s jejími „specifikacemi pro polovodičové čisté místnosti“ [7]. Aby byly vyvinuty zkušební metody pro posouzení vhodnosti provozních prostředků pro čisté prostory a aby byly vyvíjeny optimalizované produkty, vznikla na iniciativu Fraunhoferova institutu pro výrobní techniku a automatizaci IPA Stuttgart aliance průmyslu nazvaná Cleanroom Suitable Materials (CSM). Na základě poznatků získaných v rámci průmyslové sítě CSM byly poprvé v roce 2011 v návrhu VDI 2083 list 17, který byl nyní vydán v červnu 2013, popsány zkušební kritéria pro vhodnost materiálů pro čisté prostory a jejich čistotu. Společnost Sto AG aktivně spolupracuje jako člen CSM na dalším rozvoji vhodných materiálů pro nátěry stěn, stropů a podlah v čistých prostorách a nabízí ověřené a sladěné systémy nátěrů pro všechny požadavky. Díky zkušebním metodám je nyní možné prokázat vhodnost systémů nátěrů pro čisté prostory, což znamená výrazně větší jistotu při výstavbě a provozu čistých prostor.

Vhodné systémy nátěrů

Nejlépe vhodné pro požadavky v čistých prostorách jsou bezespárové epoxidové systémy, které se osvědčily především díky svému hladkému, bezpórům povrchu a velmi dobré chemické odolnosti. Navíc mají při mechanickém namáhání, například při chůzi nebo přepravě, velmi dobré oděruvzdorné vlastnosti a tím i nízké tvorby částic. V posledních letech bylo při vývoji produktů prostřednictvím cíleného výběru složek dále zlepšeno vypouštění plynů. Nejnovější generace epoxidových dispersí nebo emulzí obsahuje kromě vody téměř žádné těkavé složky. Společnost Sto AG nabízí podle požadavků na čisté prostory a plánovaného výrobního procesu různé ověřené systémy nátěrů, například Sto Cleanroom Floor systémy a Sto Cleanroom Wall / Ceiling systémy. Společnost Sto AG doprovází projektanty a zákazníky od plánování objektu přes individuální řešení až po detaily, návrhy materiálů a výběrová řízení ve všech fázích stavby. Tím jsou stavebníci, projektanti a zpracovatelé podpořeni promyšlenými službami, které jim umožní učinit správná rozhodnutí pro zítřek.

Zdroje:

[1] VDA Qualitátsmanagement v automobilovém průmyslu, svazek 19, část 2: Technická čistota v montáži.

[2] DIN EN ISO 14644-1, Čisté prostory a přilehlé prostory, červenec 1999.

[3] VDI Směrnice 2083 list 1, květen 2005 [4] VDI Směrnice 2083 list 9.1, prosinec 2006.

[5] VDI 2083, list 8.1, červenec 2009.

[6] VDI 2083, list 8.1, červenec 2009.

[7] M+W Group GmbH, Lotterbergstr. 30, 70499 Stuttgart.

[8] DIN EN 12128, květen 1998 [9] VDI 2083, list 17, červen 2013.