Emissioni di VOC di materiali idonei alle camere bianche ? Resoconto dell'incontro CSM 2011

Emissioni di VOC di materiali idonei per ambienti controllati ? Resoconto dell'incontro CSM 2011

Durante le fasi del progetto passate del consorzio industriale CSM – materiali adatti alle camere bianche – sono state standardizzate le misurazioni sui materiali, al fine di determinare, attraverso l'indagine di specifiche proprietà dei materiali (emissione di particelle sotto carico tribologico, fuoriuscita di composti organici volatili (VOC), resistenza chimica, resistenza biologica e microbicidalità), l'idoneità dei materiali testati per le diverse classi e aree delle camere bianche (1). Le misurazioni e la classificazione risultante secondo lo standard CSM sono state incorporate nella linea guida VDI 2083 Foglio 17 (bozza), attualmente in circolazione come bozza di stampa e che sarà definitivamente approvata entro quest'anno (2). A livello internazionale, la bozza di linea guida è già stata presentata con successo come base per una nuova proposta di "ISO work item". È prevedibile che le procedure definite in essa siano ampiamente adottate.

Il 17 febbraio, durante le lounge a Karlsruhe, si è tenuto l'incontro annuale CSM 2011 con focus su "Emissioni di VOC da materiali idonei alle camere bianche". In tale occasione, è stato presentato in dettaglio l'aspetto parziale della VDI 2083 Foglio 17 (bozza) – "Fuga di gas". Perché una nuova linea guida sui VOC? Gli standard di misurazione consolidati per le emissioni di VOC, come le complesse misurazioni in camera secondo ISO 16000-9, si concludono con la determinazione del tasso di emissione specifico superficiale (3). Normative orientate all'industria aerospaziale, come ASTM E 595, si riferiscono tra l'altro al valore TML (perdita totale di massa), determinato in condizioni di vuoto definite (4). La linea guida VDA 278 dell'industria automobilistica non si riferisce alla superficie attiva e integra del materiale, che invece è necessaria per determinare il tasso di emissione superficiale (5). La nuova linea guida VDI, come prima norma di standardizzazione a livello mondiale, non solo descrive la determinazione del tasso di emissione superficiale (SERm) associato a una classificazione chiara del materiale (classe ISO-AMC x) per i VOC, ma illustra anche la stima della concentrazione di TVOC prevista in una camera bianca dopo l'introduzione di un materiale previamente classificato. Le concentrazioni di TVOC così determinate possono essere direttamente indicate come una classe ISO-AMC secondo ISO 14644-8 (6) (7) (8).

MARKES International e Agilent Technologies hanno presentato le microcamere utilizzabili e le apparecchiature tecniche di un'unità di cromatografia a gas con spettrometria di massa per termodesorbimento (GC/MS). Dispositivi di termodesorbimento comparabili vengono anche da PerkinElmer e Gerstel. La presentazione della società Siltronic AG ha mostrato in modo impressionante quali problemi possano causare i VOC, come esempio del "time dependent haze" (TDH) nell'industria dei semiconduttori. Poiché le contaminazioni molecolari dell'atmosfera delle camere bianche (tra cui VOC) influenzano direttamente la qualità di un wafer, è fondamentale mantenerle al minimo, come si riflette nella scelta dei materiali per produzioni pure. Sika Technology AG ha risposto alle esigenze dell'industria dei semiconduttori proponendo soluzioni di rivestimenti per pavimenti con ridotte emissioni di VOC, che sono state inserite nel database www.ipa-csm.com nell'ambito della qualificazione CSM condotta dall'Istituto Fraunhofer IPA.

Un workshop CSM in forma analoga è previsto per l'autunno di quest'anno a Tokyo/Giappone presso l'Ufficio di rappresentanza Fraunhofer (www.fraunhofer.jp). Il prossimo incontro annuale CSM 2012 si terrà nuovamente nelle lounge di Karlsruhe. Oltre alle emissioni di particelle e VOC dai materiali, il focus sarà anche sui materiali per applicazioni nel settore Life-Science.

1 Bibliografia
1. Keller, Markus. Tecnologia delle camere bianche nell'industria alimentare – Selezione dei materiali per ambienti di produzione igienici, con esempio di pareti, pavimenti e fughe. Der Lebensmittelbrief. Lampertheim : Lebensmittelinformationsdienst GmbH, 2010. Vol. 21, n. 11/12, pp. 12-17.
2. VDI 2083 Foglio 17 - Bozza. Tecnologia delle camere bianche - Idoneità alle camere bianche dei materiali. Berlino : Beuth Verlag, 2011.
3. DIN EN ISO 16000-9. Inquinanti dell'aria interna - Parte 9: Determinazione delle emissioni di composti organici volatili da materiali da costruzione e arredi - Metodo della camera di emissione. Berlino : Beuth Verlag, 2008.
4. ASTM E 595. Metodo di prova standard per la perdita totale di massa e i materiali condensabili volatili raccolti da outgassing in un ambiente sottovuoto. West Conshohocken : ASTM International, 2007.
5. VDA 278 - Raccomandazione. Analisi di desorbimento termico delle emissioni organiche per la caratterizzazione di materiali non metallici per veicoli a motore. Berlino : Verband der Automobilindustrie e.V., 2002.
6. Keller, Markus. Emissioni di materiali idonei alle camere bianche. ReinRaumTechnik. Darmstadt : GIT Verlag GmbH & Co. KG, 2010. Vol. 12, n. 3, pp. 14-17.
7. Keller, Markus. Metodo di prova per le emissioni di VOC: calcolo delle emissioni di VOC. Cleanroom Technology. 2011, 19, pp. 19-23.
8. DIN EN ISO 14644-8. Camere bianche e aree correlate - Parte 8: Classificazione della contaminazione molecolare aerotrasportata. Berlino : Beuth Verlag, 2006.
9. DIN EN ISO 846. Effetti di microorganismi sui materiali plastici. Berlino : Beuth Verlag, 1997.
10. ISO 22196. Plastici - Misurazione dell'attività antibatterica sulla superficie dei materiali plastici. Berlino : Beuth Verlag, 2007.
11. DIN EN ISO 2812-1. Materiali di rivestimento - Determinazione della resistenza ai liquidi - Immersione in liquidi diversi dall'acqua. Berlino : Beuth Verlag, 2007.

Figura 1: Prova di materiale reattivo, preparato in un contenitore di vetro accanto a una microcamera di un'unità µCTE (MARKES International) sul termodesorber Turbomatrix ATD 650 (PerkinElmer).