(57)【要約】【課題】清浄な環境が要求されるクリーン領域から排出されるガスのパーティクル量をモニタリングし、そこで製造される製品の適正な品質管理を行うのに有用なパーティクル量測定装置及び測定方法を提供すること。【解決手段】本発明のパーティクル量測定装置は、監視対象ガスを移送するガス管Ｌ３１と、パーティクル量が既知又は検出限界以下であるエジェクタ供給用ガスを移送するガス管Ｌ３３と、これらのガス管の先端がそれぞれ接続されており、エジェクタ供給用ガスの流れによって監視対象ガスを吸引するエジェクタ３３と、エジェクタ３３に吸引される監視対象ガスの流量を測定する流量計ＱＬと、エジェクタ３３に供給されるエジェクタ供給用ガスの流量を測定する流量計ＱＨと、エジェクタ３３から排出される混合ガス中のパーティクル量を測定するパーティクルカウンタ３５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーティクル量を把握すべき監視対象ガスを移送する第１のガス管と、
パーティクル量が既知又は検出限界以下であるエジェクタ供給用ガスを移送する第２のガス管と、
前記第１のガス管及び前記第２のガス管の先端がそれぞれ接続されており、前記エジェクタ供給用ガスの流れによって前記監視対象ガスを吸引するエジェクタと、
前記エジェクタによって吸引される前記監視対象ガスの流量を測定する第１の流量計と、
前記エジェクタに供給される前記エジェクタ供給用ガスの流量を測定する第２の流量計と、
前記エジェクタから排出される前記監視対象ガスと前記エジェクタ供給用ガスの混合ガス中のパーティクル量を測定するパーティクルカウンタと、
を備える、パーティクル量測定装置。
【請求項２】
パーティクル量が既知又は検出限界以下であるエジェクタ供給用ガスをエジェクタに供給し、パーティクル量を把握すべき監視対象ガスを前記エジェクタで吸引する工程と、
前記エジェクタによって吸引される前記監視対象ガスの流量を測定する工程と、
前記エジェクタに供給される前記エジェクタ供給用ガスの流量を測定する工程と、
前記エジェクタから排出される前記監視対象ガスと前記エジェクタ供給用ガスの混合ガス中のパーティクル量を測定する工程と、
前記監視対象ガスの流量の測定値、前記エジェクタ供給用ガスの流量の測定値及び前記混合ガス中のパーティクル量の測定値から前記監視対象ガス中のパーティクル量を算出する工程と、
を備える、パーティクル量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス中のパーティクル量の測定装置及び測定方法に関し、例えばインフレーションフィルムを製造するプロセスのようにパーティクル量が少ない清浄な環境を必要とする技術分野において利用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
インフレーションフィルムは、チリやホコリ等のパーティクル（微塵埃）の付着を忌避する電子部品、医療医薬品、食品等の包装用に使用されることがある。かかる用途のインフレーションフィルムは、その表面が清浄（クリーン）である必要がある。
【０００３】
一般に、インフレーションフィルムは以下の工程を経て製造される。すなわち、インフレーション成形用の環状ダイから熱可塑性樹脂の溶融体を上方に円筒状に排出させ、円筒状の熱可塑性樹脂（バブル）内に空気等を吹き込んでバブルを膨張させると共に、外側から冷却用の空気をバブルに吹き付けてバブルを冷却する。そして、固化したバブルを一対の安定板により偏平に折りたたんだ後、引取ロールで引き取り、更に巻取機で巻き取る。
【０００４】
インフレーションフィルムの製造過程において、フィルム表面に付着するパーティクルを低減する取り組みがこれまでにも検討されている。例えば、下記特許文献１には、環状ダイから排出されてなる筒状体の内面及び外面にクリーンエアを吹付ける吹付部と、その近傍においてガス等を吸引する吸引部とを備える装置が記載されている。当該文献には、吸引されたガスに含まれるパーティクルの量及びその組成を把握するため、当該ガスを移送するダクトにパーティクルカウンタ及びパーティクル収集フィルタを設けることが記載されている（特許文献１の図３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６７１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、インフレーションフィルムを製造するプロセスのようにパーティクル量が少ない清浄な環境を必要とする技術分野にあっては、その環境の清浄度をパーティクルカウンタでモニタリングして品質管理に利用することが望ましい。しかし、一般のパーティクルカウンタは測定対象のガスの圧力が大気圧力よりもやや高い圧力の場合に適正な測定ができるように設計されている。そのため、ガスの圧力が負圧の場合や高圧の場合にはパーティクル量の十分に正確な測定が実施できないという事情がある。
【０００７】
そこで、本発明は、清浄な環境が要求されるクリーン領域から排出されるガスのパーティクル量をモニタリングし、そこで製造される製品の適正な品質管理を行うのに有用なパーティクル量測定装置及び測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のパーティクル量測定装置は、パーティクル量を把握すべき監視対象ガスを移送する第１のガス管と、パーティクル量が既知又は検出限界以下であるエジェクタ供給用ガスを移送する第２のガス管と、第１のガス管及び第２のガス管の先端がそれぞれ接続されており、エジェクタ供給用ガスの流れによって監視対象ガスを吸引するエジェクタと、エジェクタによって吸引される監視対象ガスの流量を測定する第１の流量計と、エジェクタに供給されるエジェクタ供給用ガスの流量を測定する第２の流量計と、エジェクタから排出される監視対象ガスとエジェクタ供給用ガスの混合ガス中のパーティクル量を測定するパーティクルカウンタとを備える。
【０００９】
本発明のパーティクル量測定方法は、パーティクル量が既知又は検出限界以下であるエジェクタ供給用ガスをエジェクタに供給し、パーティクル量を把握すべき監視対象ガスをエジェクタで吸引する工程と、エジェクタによって吸引される監視対象ガスの流量を測定する工程と、エジェクタに供給されるエジェクタ供給用ガスの流量を測定する工程と、エジェクタから排出される監視対象ガスとエジェクタ供給用ガスの混合ガス中のパーティクル量を測定する工程と、監視対象ガスの流量の測定値、エジェクタ供給用ガスの流量の測定値及び混合ガス中のパーティクル量の測定値から監視対象ガス中のパーティクル量を算出する工程とを備える。
【００１０】
従来、ガスを吸引する装置として、ブロワモータやロータリーポンプが知られている。しかし、これらの装置は電源を必要とすることから設置する場所の制約を受けたり、装置の種類によっては吸引後に排出されるガスがオイルミストで汚染されたりするといった問題がある。これに対し、本発明においては、監視対象ガスを吸引する手段としてエジェクタを採用している。エジェクタは電源を必要とせず、また排出される混合ガスがオイルミストで汚染されることがないという利点がある。
【００１１】
上記エジェクタは、クリーン領域から監視対象ガスを吸引する。監視対象ガスを移送するガス管内は負圧となるため、監視対象ガスのパーティクル量を通常のパーティクルカウンタで直接測定することは困難である。そこで、本発明においては、監視対象ガスとエジェクタ供給用ガスの混合ガスのパーティクル量を測定する。本発明によれば、混合ガスのパーティクル量を測定し、その測定値、監視対象ガス及びエジェクタ供給用ガスの流量データから監視対象ガスのパーティクル量を算出することができる。例えば、製品の製造を行うクリーン領域から排出されるガスを監視対象ガスとすることで、このクリーン領域の清浄度を監視することができ、そこで製造された製品の適正な品質管理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、清浄な環境が要求されるクリーン領域から排出されるガスのパーティクル量をモニタリングし、そこで製造される製品の適正な品質管理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るパーティクル量測定装置を備えたインフレーションフィルム製造システムを示す図である。
【図２】インフレーションフィルム加工機の内部構造の一例を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すインフレーションフィルム製造システム１００は、２つのクリーンエア製造ユニット１０Ａ，１０Ｂ、インフレーションフィルム加工機２０及びエア排出ユニット３０によって構成される。エア排出ユニット３０に本実施形態に係るパーティクル量測定装置が組み込まれている。
【００１５】
クリーンエア製造ユニット１０Ａは、エア供給源からの空気に含まれるパーティクルを３段階に設けられたフィルタ１Ａ，２Ａ，３Ａで除去し、インフレーションフィルム加工機２０に供給する清浄な空気を製造するためのものである。フィルタ１Ａ，２Ａ，３Ａによる処理で得られる空気の清浄度はインフレーションフィルム加工機２０に供給する空気に要求される清浄度に応じて設定される。十分に高い清浄度の空気を得るためには、フィルタ１Ａの濾過精度は２〜１０μｍ程度であることが好ましく、フィルタ２Ａの濾過精度は０．１〜１μｍ程度であることが好ましく、フィルタ３Ａの濾過精度は０．０５〜０．００５μｍ程度であることが好ましい。なお、本明細書でいうフィルタの濾過精度は、ＪＩＳ−Ｂ８３５６に基づいて濾過試験を行ったときに、粒子の９５％が捕集された粒子の径を意味する。
【００１６】
もう一方のクリーンエア製造ユニット１０Ｂは、エア供給源からの空気に含まれるパーティクルを３段階に設けられたフィルタ１Ｂ，２Ｂ，３Ｂで除去し、エア排出ユニット３０が備えるエジェクタ３３に供給する清浄な空気を製造するためのものである。フィルタ１Ｂ，２Ｂ，３Ｂによる処理で得られる空気の清浄度はパーティクルカウンタ３５の検出限界以下となるように設定される。十分に高い清浄度の空気を得るためには、フィルタ１Ｂの濾過精度は２〜１０μｍ程度であることが好ましく、フィルタ２Ｂの濾過精度は０．１〜１μｍ程度であることが好ましく、フィルタ３Ｂの濾過精度は０．０５〜０．００５μｍ程度であることが好ましい。
【００１７】
なお、エア排出ユニット３０が備える補助エジェクタ３４に供給する空気は必ずしも高度な清浄度を必要としないため、図１に示す通り、第３段目のフィルタ３Ｂの処理を経ていないものであってもよい。また、特に図示しないが、各フィルタの交換作業が生じたときにもシステム１００の稼働を継続できるようするため、各フィルタが配設されたガス管を並列に設け、バルブの操作等によって所定のガス管を空気が通過するようにしてもよい。
【００１８】
インフレーションフィルム加工機２０は、図１に示すように、押出機２１と、押出機２１に接続された環状ダイ２３と、円筒状に成形されたフィルムを偏平に折りたたんだ後に巻き取る巻取手段２５とを備える。
【００１９】
押出機２１は、ヒータ２１ａで熱可塑性樹脂を加熱して溶融すると共に、その溶融樹脂をスクリュー２１ｂにより押して環状ダイ２３に供給するものである。
【００２０】
環状ダイ２３は、図２に示すように、押出機２１から供給される熱可塑性樹脂が通る環状通路２３ａを有する。環状ダイ２３は、ガス導入流路２３ｂと、ガス排出流路２３ｃと更に有する。ガス導入流路２３ｂは、環状ダイ２３の下面から上面にかけて貫通するように設けられている。円筒状に押し出される樹脂（以下バブルＢという。）を膨張させるための空気がガス導入流路２３ｂを通じてバブルＢの内部に供給される。他方、ガス排出流路２３ｃは、環状ダイ２３の上面から下面にかけて貫通するように設けられている。バブルＢの内部の空気がガス排出流路２３ｃから排出され、バブルＢ内の円周が一定となるように調整される。なお、環状ダイ２３の上部にバブルＢに対して外側から空気を吹き付けてバブルＢを冷却する冷却装置（図示せず）を設置してもよい。
【００２１】
図１に示す巻取手段２５は、環状ダイ２３の上方に配置され、冷却固化されたバブルＢ（筒状のフィルム）を偏平に折りたたむ一対の安定板２６と、偏平状態のフィルムを引き取る一対の引取ロール２７と、フィルムを巻取機（図示せず）まで移送する複数のロール２８ａ，２８ｂとによって構成される。
【００２２】
エア排出ユニット３０は、インフレーションフィルム加工機２０のガス排出流路２３ｃから所定の量の空気を吸引する役割を有すると共に、この空気中のパーティクル量を監視する役割を有する。エア排出ユニット３０は、インフレーションフィルム加工機２０のガス排出流路２３ｃに連通するガス管（第１のガス管）Ｌ３１と、クリーンエア製造ユニット１０Ｂに連通するガス管（第２のガス管）Ｌ３２と、ガス管Ｌ３１，Ｌ３２の先端がそれぞれ接続されたエジェクタ３３と、エジェクタ３３に吸引される空気（監視対象ガス）の流量を測定する流量計（第１の流量計）ＱＬと、エジェクタ３３に供給される空気（エジェクタ供給用ガス）の流量を測定する流量計（第２の流量計）ＱＨと、エジェクタ３３から排出される混合空気中のパーティクル量を測定するパーティクルカウンタ３５とを備える。
【００２３】
ガス管Ｌ３２を通じてエジェクタ３３に空気を供給することにより、ガス管Ｌ３１内の空気が吸引される。流量計Ｑ３１は分岐前のガス管Ｌ３１に配設され、流量計ＱＬは分岐後のガス管Ｌ３１に配設されている。流量計ＱＨはガス管Ｌ３２に配設されている。流量計ＱＬ，ＱＨにより、ガス管Ｌ３１，Ｌ３２を通じてエジェクタ３３に流入する空気量がそれぞれ測定される。エジェクタ３３から排出される混合空気（混合ガス）は、ディヒューザ３８に移送され、その内部で大気圧にまで減圧される。
【００２４】
パーティクルカウンタ３５は、測定対象の空気を採取するためのガス管Ｌ３５が接続されている。ガス管Ｌ３５はディヒューザ３８の内部にまで延びている。ディヒューザ３８内の大気圧よりもやや圧力が高い空気を採取することで、十分に高い精度でパーティクル量の測定を実施できる。
【００２５】
なお、エア排出ユニット３０は、エジェクタ３３のみではインフレーションフィルム加工機２０から吸引すべきガス量を確保できない場合に備え、補助用エジェクタ３４を更に有する。補助用エジェクタ３４にはガス管Ｌ３１から分岐したガス管Ｌ３１ａと、クリーンエア製造ユニット１０Ｂに連通するガス管Ｌ３３とが接続されている。補助用エジェクタ３４の下流側にはガス管Ｌ３４が接続されており、ガス管Ｌ３４の先端はフィン３９にまで延びている。フィン３９はガス管Ｌ３１内のガスを冷却するためにガス管Ｌ３１の外周に設けられたものである。補助用エジェクタ３４から排出される空気は断熱膨張によって低い温度となっているため、これをフィン３９に吹き付けることでガス管Ｌ３１内の空気を十分に冷却できる。
【００２６】
次に、インフレーションフィルム加工機２０のガス排出流路２３ｃを通じて排出される空気中のパーティクル量測定方法について説明する。
【００２７】
まず、パーティクル量がパーティクルカウンタ３５の検出限界以下である空気（エジェクタ供給用ガス）をクリーンエア製造ユニット１０Ｂからエジェクタ３３に供給し、パーティクル量を把握すべき空気（監視対象ガス）をエジェクタ３３で吸引する。エジェクタ３３で吸引される空気の流量を流量計ＱＬで測定する。またガス管Ｌ３２を通じてエジェクタ３３に供給される空気の流量を流量計ＱＨで測定する。更にエジェクタ３３から排出される混合ガス中のパーティクル量をパーティクルカウンタ３５で測定する。なお、通常のパーティクルカウンタの検出限界はパーティクルサイズにもよるが１個／ｍ３程度である。
【００２８】
流量計ＱＬの測定値ＱＬ（ｍ３／分）、流量計ＱＨの測定値ＱＨ（ｍ３／分）及び混合ガス中のパーティクル量の測定値Ｐ（個／ｍ３）から監視対象ガス中のパーティクル量を式（１）で算出する。
監視対象ガス中のパーティクル量（個／ｍ３）＝Ｐ×ＱＬ／（ＱＬ＋ＱＨ）…（１）
【００２９】
上記実施形態によれば、インフレーションフィルム加工機２０から排出されるガスをエジェクタ３３（及び必要に応じて補助用エジェクタ３４）で吸引するため、エジェクタ３３から排出される空気がオイルミストなどで汚染されることがない。したがって、エジェクタ３３から排出された空気中のパーティクルはすべて監視対象ガスに含まれていたものとすることができる。このため、式（１）によって監視対象ガスに含まれるパーティクル量を算出することでインフレーションフィルム加工機２０内のガスの清浄度を高い精度でモニタリングできる。インフレーションフィルム加工機２０から排出されるガスの清浄度をモニタリングすることにより、インフレーションフィルム加工機２０で製造されるインフレーションフィルムの適正な品質管理を行うことができる。
【００３０】
エジェクタ３３，３４によって吸引される監視対象ガスは負圧となる。例えば、ガス管Ｌ３１に配設されたバルブＶ３１の下流側は、−１００〜−１０ｋＰａＧ程度の負圧となる。通常のパーティクルカウンタでは負圧のガスのパーティクル量を直接測定することは困難であるが、上記実施形態においては、大気圧よりもやや圧力が高い空気のパーティクル量を測定し、その測定値、各流量計の測定値から監視対象ガスのパーティクル量を算出することができる。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施形態を詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、十分なガス吸引量を確保するため、インフレーションフィルム加工機２０の下流側に２つのエジェクタ３３，３４を設ける場合を例示したが、エジェクタ３３のみであってもよい。
【００３２】
また、上記実施形態においては、本発明をインフレーションフィルム製造システムに組み込んだ場合を例示したが、本発明はこれ以外のシステムにも利用することができ、例えば半導体装置の製造プロセスで利用されるクリーンルームからガス（空気又はその他のガス）を吸引すると共に、吸引したガス中のパーティクル量のモニタリングに利用してもよい。更に本発明に係る測定装置を比較的小規模な設備に組み込んでもよく、このような場合にあってはクリーンエア製造ユニット１０Ａ，１０Ｂを一つのユニットとしてもよい。あるいは、クリーンエア製造ユニット１０Ａ，１０Ｂの代わりに清浄なガスが充填されたボンベを使用してもよい。
【００３３】
また、上記実施形態においては、エジェクタ３３に対してパーティクルカウンタ３５の検出限界以下の清浄度の空気を供給する場合を例示したが、かかる空気の代わりにパーティクル量が既知の空気又はその他のガスを供給してもよい。ガス管Ｌ３３を通じてエジェクタ３３に供給されるガスのパーティクル量が既知であれば、監視対象ガスのパーティクル量を計算によって算出できる。
【実施例】
【００３４】
図１に示す構成のシステムを使用してインフレーションフィルムを製造した。その際、エジェクタ３３から排出される空気中のパーティクル量、各ガス管を流れる空気の流量等を測定することにより、インフレーションフィルム加工機２０内の清浄度をモニタリングした。なお、エジェクタ３３，３４としてピスコ社製のＶＣＬ２０−０３１０ＣＪを使用した。また、パーティクルカウンタ３５としてＰａｒｔｉｃｌｅ  Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社製の３１０Ａ（測定粒径：０．３〜２５μｍ、吸引量：２８．３Ｌ／分）を使用した。
【００３５】
補助用エジェクタ３４に供給する空気の圧力Ｐ２を０．４０ＭＰａＧに保ち、他方、エジェクタ３３に給する空気の圧力Ｐ１を０．１０〜０．５０ＭＰａＧに変動させた。表１に流量計Ｑ３１，ＱＬ，ＱＨの測定値及びエジェクタ３３における混合比率（ＱＬ／（ＱＬ＋ＱＨ）×１００）を示す。
【００３６】
【表１】
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【符号の説明】
【００３７】
１０Ａ，１０Ｂ…クリーンエア製造ユニット、２０…インフレーションフィルム加工機、３０…エア排出ユニット、３３…エジェクタ、３４…補助用エジェクタ、３５…パーティクルカウンタ、Ｌ３１…ガス管（第１のガス管）、Ｌ３２…ガス管（第２のガス管）、ＱＬ…流量計（第１の流量計）、ＱＨ…流量計（第２の流量計）。
【図１】
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【図２】
2011169807.tif 000005