あらゆるクリーンルームに潜む見えない脅威
現代のディスプレイ製造、例えば自動車のダッシュボード用LCDパネル、ハイエンドスマートフォン用OLEDスクリーン、医療画像機器用精密光学レンズの製造などは、汚染許容値が10億分の1（ppb）単位で測定される環境で行われています。これは誇張ではありません。光学薄膜や半導体グレードのガラス基板の製造においては、0.003 mg/m³という低い濃度のオイルエアロゾルでも、コーティングの欠陥が生じ、パネルのバッチ全体が使用不能になる可能性があります。数万ポンド相当の生産ロットにおいて、この目に見えない汚染が一度発生するだけで、経済的にも業務的にも壊滅的な打撃となるのです。
圧縮空気は、これらの製造環境の中核を成すものです。ロボットの基板ハンドリングアームの動力源となり、ガラス表面からサブミクロン粒子を除去する空気圧送風システムを駆動し、クリーンルーム内の正圧を維持し、スパッタリングターゲットの位置決めに必要な精密な作動力を提供します。しかし、従来のオイル潤滑式回転スクリューコンプレッサーや往復動コンプレッサーによって生成される圧縮空気には、必然的にオイルが混入し、それがろ過システムを通過して製造環境に流入します。多段式凝縮フィルターを用いても、一流の光学機器およびディスプレイメーカーが要求するppb（10億分の1）レベルでの真のオイルフリー性能を保証することはできません。
まさにこの理由から、ISO 8573-1クラス0の認証を受けたオイルフリー空気圧縮機（検出可能なオイルエアロゾル、蒸気、液体がゼロであることを証明）が、世界のディスプレイおよび光学部品業界全体で必須の標準となっています。ケンブリッジの半導体工場からチェシャーの光学コーティング施設、エジンバラのフォトニクス研究キャンパスからイングランド北部のディスプレイ組立工場まで、先進的な英国の製造業者は、圧縮空気インフラの基本として、オイルフリーの遠心式およびドライスクリュー式圧縮機技術を指定しています。
エバーパワー オイルフリーコンプレッサーシリーズ
クリーンルーム環境向けに特別に設計されています。ISO 8573-1クラス0認証取得済み。7.5kWから315kWまでの構成で提供され、英国の施設向けに特注設計も可能です。
標準的な圧縮空気が光学クリーンルームに入るとどうなるか
ほとんどのエンジニアは、圧縮空気中の油分汚染が、従来の製造現場では製品の汚れ、空気圧部品の損傷、ろ過システムの汚染といった目に見える問題を引き起こすことを理解しています。しかし、LCDやOLEDディスプレイパネルの製造においては、その不具合ははるかに厄介です。マイクロメートル以下の粒子サイズの油蒸気は、ガラス基板上に目に見える汚れを生じさせません。その代わりに、ガラスの表面エネルギーを乱し、真空蒸着された薄膜の剥離、不均一な接着、あるいは光学的干渉パターンの発生を引き起こします。これらの現象は、基板がスパッタリング、フォトリソグラフィー、封止といった工程を経た後の最終品質検査で初めて明らかになります。
望遠鏡、分光計、LiDARシステム、AR/VRヘッドセットなどの部品を製造する精密光学レンズメーカーにとっても、その重要性は同様に高い。物理蒸着（PVD）または化学蒸着（CVD）によって成膜される反射防止コーティング、ビームスプリッターコーティング、高反射ミラースタックには、原子レベルで清浄な基板表面が必要となる。オイルエアロゾルがヒートランプ照射下で熱分解した際に残る炭素質残留物を含む、あらゆる炭化水素汚染は、コーティングの密着性や光透過率を低下させ、後工程で補正しても、通常15～30%の歩留まり低下を引き起こす。
オイルフリー空気圧縮機は、こうした故障経路を完全に排除します。下流にフィルターを備えたオイル潤滑式の機械は、理想的な条件下でもオイルの持ち込み量を約0.001 mg/m³までしか低減できませんが、真のクラス0オイルフリー圧縮機（2段式ドライスクリュー、水噴射式スクリュー、オイルフリー遠心ターボコンプレッサーなど）は、設計上、オイル含有量ゼロの圧縮空気を生成します。圧縮室には潤滑油がなく、オイル漏れの原因となるオイルリザーバーもなく、生産プロセスと汚染事故の間には劣化するフィルターエレメントもありません。
技術仕様 — エバーパワー オイルフリーコンプレッサーシリーズ
| パラメータ | EP-OF-7 (7.5 kW) | EP-OF-22 (22 kW) | EP-OF-75 (75 kW) | EP-OF-315 (315 kW) |
|---|---|---|---|---|
| 圧縮方式 | ドライスクリュー | ドライスクリュー | 2段階式ドライスクリュー | 遠心ターボ |
| 油分含有量（ISO 8573-1） | クラス0 | クラス0 | クラス0 | クラス0 |
| 流量（m³/分 FAD） | 0.8～1.2 | 2.4～3.6 | 8.2～12.5 | 35～58歳 |
| 作動圧力（bar g） | 6～10 | 6～10 | 7～13 | 6～9 |
| 圧力露点（PDP） | -40℃（乾燥機使用時） | -40℃（乾燥機使用時） | -70℃（乾燥機使用時） | -70℃（乾燥機使用時） |
| 騒音レベル（dB(A) @ 1m） | ≤ 62 | ≤ 65 | ≤ 70 | ≤ 74 |
| 周囲温度範囲（℃） | 2～40 | 2～40 | 2 – 45 | 5～45 |
| 駆動方式 | 固定速度／VSD | 固定/VSD | VSD規格 | VSD + IGV |
| 認証／規格 | CE、ISO 8573-1、PSSR 2000 | CE、ISO 8573-1、PSSR 2000 | CE、ISO 8573-1、PSSR 2000 | CE、ISO 8573-1、PSSR 2000 |
| エネルギー効率クラス | IE4 | IE4 | IE4 | IE4 / IE5 |
* FAD = ISO 1217に基づき、20 °C、1 bar(a)、相対湿度0%で測定した自由空気供給量。VSD = 可変速駆動装置。IGV = 入口案内羽根。PSSR 2000 = 圧力システム安全規則2000（英国）。
英国の光学機器メーカーがエバーパワーのオイルフリーコンプレッサーを指定する6つの理由
油汚染ゼロ
ISO 8573-1 クラス0認証は、自己申告ではなく、第三者機関による検証を受けています。圧縮室にはオイルが一切含まれておらず、潤滑油、オイルサンプ、起動、停止、部分負荷運転など、いかなる運転条件下でもオイルの持ち越しは一切ありません。BS EN ISO 14644規格に基づいて稼働する英国のクリーンルーム施設にとって、これは監査目的で圧縮空気の純度を証明する文書となります。
可変速駆動効率
光学製造プロセスでは、一定の圧縮空気流量を必要とすることはほとんどありません。基板洗浄サイクル、空気圧アクチュエータの動作、クリーンルームの加圧などは、生産シフト中に変動します。Ever Power社のVSD搭載オイルフリーコンプレッサーは、需要に合わせてモーター速度をリアルタイムで調整し、固定速度のオイル潤滑式コンプレッサーと比較して25～40%のエネルギー節約を実現します。産業用エネルギーコストが25ペンス/kWhを超える英国の製造業者にとって、これは年間運用コストの大幅な削減につながります。
総所有コストの削減
従来のオイル潤滑式コンプレッサーは、定期的なオイル交換、凝縮フィルターの交換、油水分離器のメンテナンス、そしてオイルの劣化によるエアエンドの交換が必要となります。これらのコストは急速に蓄積され、一般的な75kWの潤滑式スクリューコンプレッサーでは、消耗品だけで年間8,000～14,000ポンドの費用がかかる場合があります。オイルフリーコンプレッサーは、オイル交換コストを完全に排除し、フィルター交換を年1回に短縮します。また、遠心式設計では、圧縮要素が空気軸受で支持されているため接触摩耗がなく、オーバーホール間隔を40,000時間以上に延長できます。
収量と品質の一貫性の向上
オイル潤滑式からオイルフリーの圧縮空気設備に移行したメーカーは、一貫して生産歩留まりの大幅な改善を報告しています。光学薄膜コーティング用途では、切り替え後、表面汚染に起因する欠陥率が60～80%減少しました。LCDパネル製造では、基板汚染に起因する画素欠陥率がほぼ完全に解消されました。オイルフリーコンプレッサー設備への設備投資に対する経済的リターンは、歩留まりの改善だけでも通常18～30ヶ月以内に実現します。
繊細な環境向けに静音運転を実現
多くの光学・フォトニクス研究施設は、振動や空気伝搬音の影響を受ける高感度干渉計、光学ベンチ、測定機器を備えた研究室と建物を共有しています。Ever Power社のドライスクリュー式オイルフリーコンプレッサーシリーズは、1メートル離れた場所で62～70dB(A)という静音性を実現しており、同等の出力を持つ潤滑式コンプレッサーと比べて大幅に静かです。さらに、オイルに濡れる部品がないため、コンプレッサーから発生する空気中の炭化水素蒸気が隣接する研究室の光学面に付着するのを完全に防ぐことができます。
規制遵守および顧客コンプライアンス
主要なディスプレイパネルOEMや光学部品サプライチェーンの顧客は、サプライヤー資格要件としてISO 8573-1クラス0の圧縮空気を指定するケースが増えています。医療機器分野に製品を供給する英国のメーカーは、製造エリアにおけるすべての環境汚染物質の文書化された管理を義務付けるMHRAガイドラインおよびBS EN ISO 13485にも準拠する必要があります。Ever Powerのオイルフリーコンプレッサーは、完全な試験認証文書、第三者機関によるISO 8573試験報告書、およびCEマーキング適合宣言書を同梱して出荷されるため、すべての監査文書要件を満たしています。
動作原理：ドライスクリュー式オイルフリーコンプレッサーがクラス0の純度を達成する方法
同期タイミングギア
雄ねじローターと雌ねじローターは、圧縮室の外側に配置された精密加工された同期タイミングギアによって駆動されます。ローターは互いに接触することなく逆方向に回転するため、圧縮要素内部に潤滑油は不要です。圧縮サイクル中のどの時点においても、オイルが圧縮空気流に混入する可能性はありません。
PTFEコーティングされたロータープロファイル
スクリューローターの表面には、PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）複合コーティングが施されており、ローターの初期慣らし運転時に乾式潤滑を提供し、過負荷時の金属接触を防ぎます。このコーティングはFDA（米国食品医薬品局）の承認を受けており、圧縮空気中に抽出可能な汚染物質を一切残しません。これは、医薬品グレードおよび食品グレードの光学部品製造環境において非常に重要です。
統合型空気乾燥システム
圧縮後、高温で水分を含んだ空気は、一体型アフタークーラー、高効率冷媒ドライヤー（+3 °C PDPを達成）、そしてオプションで下流側の無熱再生式乾燥剤ドライヤーを通過し、-40 °C以下のPDPを実現します。半導体グレードのクリーンルームやPVD/CVD成膜システムでは、ppbレベルの水分の持ち込みは油と同様にコーティング品質を損なうため、完全な乾燥システムはオイルフリーコンプレッサーパッケージの不可欠な部分となっています。
インテリジェント監視コントローラー
EP-Smartコントローラは、排出温度監視、振動解析、露点記録、空気質トレンド分析を単一のタッチスクリーンインターフェースに統合しています。Modbus TCP/IPおよびOPC-UA接続により、工場SCADAおよびMESシステムへのリアルタイムデータフィードが可能となり、ISO 9001またはIATF 16949フレームワークに基づき品質システムデータの整合性を維持する英国の製造業者にとって不可欠です。リモート診断と予知保全アラートにより、クリーンルーム生産ライン全体を停止させる可能性のある予期せぬダウンタイムを防止します。
クリーンルームおよび光学製造用途向けEver Powerオイルフリーコンプレッサーの製造に使用される材料は、二次汚染のリスクを一切排除するために厳選されています。圧縮空気流と接触する接液部には、316Lステンレス鋼または電解研磨アルミニウム合金が使用されています。シール材は、可塑剤の移行がないEPDMまたはPTFEです。内部配管および継手は、組み立て前にASTM A380規格に準拠して洗浄および不動態化処理されています。このような徹底した材料管理により、コンプレッサーから排出される圧縮空気は、PVDチャンバーや精密レンズ洗浄ステーションに入る際にも、コンプレッサー出口から出る時と同様に清浄な状態であることが保証されます。
オイルフリー圧縮空気が違いを生む場面：アプリケーションシナリオ
基材表面の洗浄と吹き飛ばし
PVD成膜に先立ち、ガラス基板やシリコン基板からサブミクロン粒子を除去するために、イオン化されたオイルフリー圧縮空気が使用されます。イオン化エアナイフ1台は毎分最大200リットルの圧縮空気を消費し、その空気流に油分が混入すると、基板表面のエネルギーが著しく低下し、薄膜の適切な密着が妨げられます。オイルフリー空気圧縮機を使用することで、吹き出し空気中の汚染物質を完全に排除できます。
真空吸盤式搬送システム
大型ガラス基板やOLEDパネルを生産ラインで搬送するために使用されるベルヌーイ式非接触型吸盤と真空発生器は、圧縮空気を用いてベンチュリ効果により真空を発生させます。認証済みのクラス0供給源からのオイルフリー圧縮空気を使用することで、ロボットによる搬送作業中に吸盤から油分がパネルのデリケートな表面に付着するのを防ぎます。
クリーンルームの正圧維持管理
ISOクラス3およびクラス4のクリーンルームは、隣接する低グレードゾーンとの正圧差を維持するために、HEPAフィルターでろ過され、調整された外気を継続的に供給する必要があります。これらの環境に空気を供給する空調機（AHU）は、中央の圧縮空気インフラから供給されます。オイルフリーの供給源を使用することで、炭化水素汚染物質がHEPAフィルター回路に侵入し、揮発性有機化合物（VOC）が時間の経過とともにクリーンルームの大気中に再放出されるリスクを排除できます。
薄膜スパッタリングターゲットの位置決め
LCD基板へのITO（酸化インジウムスズ）成膜や光学レンズへの反射防止膜積層に使用されるマグネトロンスパッタリングシステムでは、空気圧シリンダーがシャッター機構、ターゲット傾斜調整、基板回転駆動などを作動させます。これらの空気圧アクチュエータを駆動する圧縮空気は、油分を含まず乾燥している必要があります。空気漏れによって真空成膜チャンバー内に炭化水素が混入すると、システム全体のベークアウトが必要となり、数日間の生産停止につながる可能性があります。
光学計測および検査システム
光学コーティングや液晶パネル構造の工程内品質管理に使用される自動光学検査（AOI）システム、エリプソメーター、白色光干渉計は、サブナノメートルレベルの位置決め精度を実現するために、モーションステージに精密なエアベアリングを採用しています。これらのエアベアリングは、油分汚染に対して非常に敏感であり、ppbレベルのオイルエアロゾルでさえ、空気膜の粘度を変化させ、位置決め誤差を引き起こす可能性があります。そのため、これらのシステムには、クラス0のオイルフリー圧縮空気が不可欠な供給要件となっています。
精密光学レンズの研削および研磨
CNC光学研削盤や研磨機は、圧縮空気を使用して工具交換システム、クーラントノズルの位置決め、ワーク保持クランプなどを作動させます。高性能カメラレンズ、望遠鏡ミラー、医療用内視鏡光学系などの製造においては、研削工程における油汚染が特に問題となります。残留油が表面下のガラス層に埋め込まれ、その後の洗浄で除去しにくくなるため、コーティングの密着不良につながる可能性があるからです。
🇬🇧
英国の精密光学機器およびディスプレイ製造業界にサービスを提供しています。
英国は、グラスゴーのBarr & Stroud社による望遠鏡製造から、サウサンプトン、ケンブリッジ、スコティッシュ・コリドーを中心とした現代のフォトニクス技術クラスターに至るまで、光学機器製造において長く輝かしい歴史を誇っています。今日、防衛、航空宇宙、通信、家電製品向けの光学部品を製造する英国企業は、クリーンルーム用圧縮空気インフラにとって、重要かつ成長著しい市場を形成しています。
Ever Powerは、英国の光学機器およびディスプレイメーカーに対し、現地での技術サポート、販売前の現場調査、圧縮空気システム監査を提供しています。当社のエンジニアは、PSSR 2000（圧力システム安全規則）、潤滑油管理に関するCOSHH（有害物質管理規則）、および圧縮空気システムに関するHSEガイダンス（HSG39）に準拠した英国の施設での業務経験を有しています。 オイルフリーエアコンプレッサー 当社が英国のお客様に供給する製品は、ブレグジット後の英国のCAマーキング要件に基づきCEマークを取得しており、UKCAに準拠した適合宣言書が添付されています。
顧客成功事例：精密光学コーティングメーカー（英国ハンプシャー）
課題
OptaCoat Technologies社は、放送や映画制作で使用されるカメラレンズ用の広帯域反射防止（BBAR）コーティングと、科学計測機器用の精密ビームスプリッターコーティングを製造しています。同社の既存の圧縮空気システムは、下流に凝縮フィルターを備えた2台の37kWオイル潤滑式ロータリースクリューコンプレッサーで構成されていました。フィルターを定期的に交換していたにもかかわらず、コーティング品質エンジニアは、約8%の生産バッチで、断続的な接着不良やヘイズ欠陥を確認していました。根本原因分析の結果、これらの不具合は、成膜前の空気圧ブローオフ作業中にガラス基板に油蒸気が混入したことに起因することが判明しました。廃棄されたガラスブランク、成膜チャンバーの容量損失、顧客への再加工費用など、経済的損失は年間18万ポンドに達していました。
解決策
Ever Power社は、常用/待機構成のEP-OF-22オイルフリードライスクリューコンプレッサー2台と、圧力露点-40℃を保証するツインタワー式無熱再生式乾燥機を納入しました。システム全体には、リモートアクセス機能を備えたEP-Smart監視コントローラーが含まれており、OptaCoat社の保守チームは施設のSCADAシステムから空気品質パラメータを監視できます。設置作業は、生産への影響を最小限に抑えるため、祝日を含む週末1回で完了し、当社のフィールドエンジニアが試運転に関する詳細なドキュメント作成とオペレーター研修を実施しました。
結果
お客様の声
「以前は3段階の凝集ろ過システムを使用していましたが、それでも油分による不具合が発生していました。しかし、Ever Power社のオイルフリーシステムを導入してからの18ヶ月間で、検出可能な汚染事象はゼロになりました。同社から提供された資料一式は、当社のAS9100航空宇宙サプライチェーン監査を何の疑問もなくクリアしました。」
「統合型EP-Smartモニタリングシステムが大きな決め手となりました。生産現場のDCSから、露点、吐出温度、稼働時間をリアルタイムで確認できます。これほどの精度でOLEDパネルを製造する場合、圧縮空気が仕様を満たしているかどうかを推測する余裕はありません。データが必要なのです。」
「ケンブリッジに新設したフォトニクス部品製造施設向けに、EP-OF-75ユニットを3台導入しました。設計段階におけるアプリケーションエンジニアリングのサポートは非常に優れており、圧縮空気需要分析を実施し、当社の周期的な生産パターンに合わせて受容器のサイズを適切に決定してくれただけでなく、VSDシステムのエネルギー効率の高さを実証することで、BREEAM Excellent認証の取得にも貢献してくれました。」
お客様のクリーンルーム要件に合わせた特注設計とカスタマイズ
光学機器やディスプレイの製造施設は、それぞれ全く同じものはありません。クリーンルームの設置面積、天井高、ユーティリティ接続ポイント、既存の配管設備、消火システムとの互換性、地方自治体の建築基準など、すべてが異なります。Ever Powerのエンジニアリングチームは、お客様の施設固有の制約にシームレスに統合できる、完全オーダーメイドのオイルフリーコンプレッサーパッケージを設計・製造する社内能力を備えています。カスタム防音エンクロージャーから、輸出プロジェクト向けの非標準電圧・周波数仕様まで、あらゆるニーズに対応可能です。
当社工場はISO 9001:2015認証取得済みの品質管理システムを運用しています。すべてのコンプレッサーは出荷前に工場出荷前検査（FAT）を受け、お客様の検査チームが最終的な性能検証に立ち会える顧客立会い検査もオプションでご用意しています。オイルキャリーオーバー測定値（ppbレベル）、ISO 8573-1クラス0の粒子数認証、BS EN ISO 2151の振動・騒音試験など、お客様のご要望に応じた試験報告書をご提供いたします。これにより、クリーンルーム認定チームが初期設備検証に必要なすべての文書をご提供できます。
非標準圧力、カスタム電圧仕様、スキッドマウント型ターンキーパッケージ、N+1冗長システム
FATレポート、UKCA宣言、ISO 8573-1クラス0試験証明書、英語のO&Mマニュアル
世界中のシステムインテグレーターおよび機器メーカー向けに、ホワイトラベルおよびOEM供給が可能です。
年間予防保全契約、遠隔監視サブスクリプション、英国拠点向け24時間365日緊急故障対応サポート
よくある質問
光学部品製造プロセスから油分汚染を排除する準備はできていますか？
Ever Powerのアプリケーションエンジニアに今すぐご相談ください。英国の光学機器およびディスプレイメーカー向けに、無料の圧縮空気監査、サイズ計算、正式な見積もりを提供しています。義務も営業圧力も一切ありません。エンジニアリングの専門知識のみをご提供いたします。
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