Odpowiednie systemy powłokowe dla pomieszczeń czystych

Odpowiednie systemy powłok do pomieszczeń czystych

Autor: Wolfgang Konle 

Dla coraz większej liczby przedsiębiorstw produkcja w warunkach czystego środowiska jest niezbędna do zapewnienia przebiegu procesów oraz jakości elementów. Istotny wpływ na jakość powietrza w pomieszczeniu mają środki eksploatacyjne, do których należą również powłoki na podłogach, ścianach i sufitach. W dalszej części przedstawione zostaną różne wymagania oraz właściwości systemów powłokowych, które są do tego potrzebne. 

Wymagania dotyczące środków eksploatacyjnych odpowiednich do pomieszczeń czystych

Kluczowe czynniki wpływające na czystość pomieszczenia czystego, oprócz jakości powietrza zewnętrznego, sposobu jego dostarczania, powierzchni i personelu, to także środki eksploatacyjne znajdujące się w pomieszczeniu [1].
Do środków eksploatacyjnych należą m.in. wyposażenie wnętrz, takie jak ściany, drzwi, sufity i podłogi. Podstawowe parametry czystości środków eksploatacyjnych w pomieszczeniach czystych zależą od ich przeznaczenia:
- emisja cząstek unoszących się w powietrzu
- zachowanie się podczas odgazowywania (outgassing)
- właściwości ESD
- łatwość czyszczenia
- odporność na chemikalia i środki dezynfekujące
- gładka i wolna od pęknięć powierzchnia
- zdolność do metabolizmu/mikrobobójczość

Dla większości procesów produkcyjnych największym problemem są cząstki unoszące się w powietrzu. Coraz większe znaczenie ma również AMC = Airborne Molecular Contamination (unosząca się w powietrzu molekularna kontaminacja). Odnosi się to do obecności takich molekularnych (chemicznych, niecząsteczkowych) substancji w fazie gazowej lub parowej w atmosferze pomieszczenia czystego lub jego obszaru, które mogą mieć szkodliwy wpływ na produkt, proces, sprzęt lub personel [2].

Odgazowania z materiałów, z których wykonane są środki eksploatacyjne, takich jak np. powłoki na ścianach, sufitach, podłogach, mogą mieć znaczny negatywny wpływ. Przykładami są efekty korozji metalicznych ścieżek lub warstw, defekty podczas procesów litograficznych, skrócone interwały serwisowe i cykle życia optyk, zmiany właściwości elektrycznych wafli spowodowane niezamierzoną domieszką [3].

We wszystkich obowiązujących normach i wytycznych dotyczących pomieszczeń czystych nie określono kryteriów badania środków eksploatacyjnych, do których należą również systemy powłokowe na podłogi, ściany i sufity. Istniały jedynie pośrednie wskazówki dotyczące właściwości powietrza w pomieszczeniach czystych, które miały być utrzymywane. Dlatego też producenci i operatorzy pomieszczeń czystych, opierając się na doświadczeniach, ustalali kryteria dla systemów w tych pomieszczeniach. Często opracowywali własne metody badawcze, np. grupa m+w z ich „specyfikacjami dla pomieszczeń czystych półprzewodników” [4].

Aby opracować metody badania czystości środków eksploatacyjnych i rozwijać produkty zoptymalizowane pod tym kątem, powstał sojusz przemysłowy „Cleanroom Suitable Materials (CSM)”, z inicjatywy Instytutu Fraunhofera ds. Technologii Produkcji i Automatyzacji (IPA) w Stuttgarcie. Na podstawie zdobytych w ramach tego sojuszu wiedzy, po raz pierwszy w projekcie normy VDI 2083, arkusz 17 (luty 2011), opisano kryteria badania dla materiałów pod kątem ich przydatności w pomieszczeniach czystych i do utrzymania czystości. 

W zależności od zakresu zastosowania, stawiane są następujące wymagania wobec systemów powłokowych:
- Dobra odporność na ścieranie (niskie tworzenie cząstek)
- Dobra odporność mechaniczna
- Dobra odporność chemiczna
- Niskie odgazowywanie
- Gładka, wolna od porów powierzchnia
- Dobra zdolność do czyszczenia
- Odporność na środki dezynfekujące
- Biostatyczność lub mikrobiobójczość
- Odprowadzalność ładunków elektrycznych
- Mostkowanie pęknięć

Systemy powłokowe odpowiednie do pomieszczeń czystych

Najlepiej do wymagań w pomieszczeniach czystych nadają się systemy epoksydowe, które wyróżniają się głównie gładką, wolną od porów powierzchnią oraz bardzo dobrą odpornością chemiczną. Dodatkowo wykazują bardzo dobre właściwości ścierne przy obciążeniach mechanicznych, takich jak ruch pieszy czy pojazdów, co skutkuje niskim tworzeniem cząstek. W ostatnich latach, dzięki celowemu doborowi składników, poprawiono także zachowanie się podczas odgazowywania. Najnowsza generacja dyspersji i emulsji epoksydowych zawiera, oprócz wody, prawie wyłącznie lotne składniki.
Firma StoCretec GmbH oferuje systemy powłokowe dostosowane do konkretnego zastosowania na podłożach z betonu, tynku i płyt gipsowo-kartonowych.

Obraz: Powłoki na ścianach/sufitach/podłogach

[1] Wytyczne VDI 2083, arkusz 9.1, grudzień 2006
[2] VDI 2083, arkusz 8.1, lipiec 2009
[3] VDI 2083, arkusz 8.1, lipiec 2009
[4] M+W Group GmbH, Lotterbergstr. 30, 70499 Stuttgart