作者:Rocco@picowipe.com——以深度为舟,渡专业之河
LPC、APC、IC、NVR 定义
LPC (Liquid Particle Count): 液体中颗粒释放量
指无尘布在液体介质中(通常是超纯水)受到机械作用(如揉搓、超声)时释放出来的颗粒数量和大小分布。
APC (Airborne Particle Count): 干态发尘量/掉屑率
指无尘布在干燥状态下,受到机械摩擦或弯折时释放到空气中的固体颗粒(包括纤维)数量的能力。
与 LPC 是湿法测试不同,APC 是干法测试,通常使用 Helmke Drum(滚筒测试)等方法。
这个参数对于评估布料在空气环境中的发尘性能非常重要。
IC (Ion Chromatography): 离子色谱分析离子含量
指无尘布中可提取出的阴阳离子(如Cl⁻, SO₄²⁻, Na⁺, K⁺等)的种类和含量。
NVR (Non-Volatile Residue): 非挥发性残留物质
指无尘布经特定溶剂(如IPA异丙醇、超纯水)萃取后,溶剂蒸发后剩余的不可挥发性物质的质量。
无尘布等级参数参考表
注意: 下表参数可能不完全准确,通常不同行业有不同的参数要求,行业没有公认的标准划分等级,大部分工厂定义无尘布等级主要看APC。
等级 | 湿态发尘量 (LPC) ≥ 0.5 µm | 干态发尘量 (APC) ≥ 0.5 µm | 离子含量 (IC) | NVR(IPA萃取) |
---|---|---|---|---|
十级 | ≤1200 个/cm² | ≤ 10 个/ft³ | ≤1.0 µg/g | ≤0.5 mg/g |
百级 | ≤3000 个/cm² | ≤ 100 个/ft³ | ≤2.0 µg/g | ≤0.8 mg/g |
千级 | ≤6000 个/cm² | ≤ 1000 个/ft³ | ≤3.0 µg/g | ≤1.0 mg/g |
LPC (湿态发尘量) / APC (干态发尘量) 主要来自
布料本身脱落物:
脱落的纤维 (Fibers):通常尺寸大于 100 微米的细长形粒子会被归类为纤维; 非纤维性颗粒 (Non-fibrous particles):编织、清洗、切割的机械作用下,产生的非常微小的非纤维性碎屑、粉末或颗粒; 生产过程中的残留物:
工艺残留物 (Process residues):化学品、助剂、表面活性剂、清洗剂的干燥残留物等。这些残留物可能以固态颗粒的形式存在,并在 LPC 测试中被释放出来; 环境带入的微粒 (Environmental particles):即使在受控的洁净室环境中生产,也无法完全避免微尘。生产环境中的极少量浮尘、设备磨损产生的微粒等,可能会附着在无尘布表面或编织结构中,并在测试时释放。 包装和处理过程中的引入物:
在包装和运输过程中,如果控制不当,也可能引入一些微小的颗粒物。
LPC 主要反映的是无尘布内部和残留的污染物,而 APC 主要反映的是无尘布表面和边缘在干燥机械作用下释放的粒子和纤维。APC 的高数值常与 “表面纤维松散”“边缘未密封”“材质本身的抗摩擦/抗弯折性能” 相关,而 LPC 高数值常与 “清洗不彻底”“残留加工剂” 相关。
IC (离子含量) 主要来自
原材料本身 (Raw Materials):
制造无尘布的纤维材料(如涤纶、尼龙、纤维素等)在聚合和生产过程中,可能会引入或残留一些无机盐或其他含有离子的化学物质。这些是材料固有的杂质。
生产和加工过程 (Manufacturing and Processing):
清洗/洗涤用水 (Washing Water):尽管高端无尘布的生产会使用高纯度甚至超纯水(DI/UPW)进行清洗,但水中仍可能含有极微量的残留离子。如果使用的水纯度不够高,则会显著引入钠离子、钙离子、氯离子等。 化学助剂 (Chemical Additives):在无尘布的制造、清洗或后处理过程中,可能会使用一些化学助剂,例如清洁剂、柔软剂、抗静电剂或其他功能性处理剂。如果这些助剂没有被彻底清除,或者它们本身的组分含有离子,就会残留在布料中。 生产设备 (Manufacturing Equipment):生产过程中使用的设备,尤其是金属部件,可能会因磨损或腐蚀而产生金属离子,并转移到布料上。 环境因素 (Environmental Factors):
即使在洁净室生产环境中,空气中也可能存在微量的离子污染物(如酸性气体、碱性气体或含有离子的颗粒)。这些污染物可能吸附在布料表面。
包装材料 (Packaging Materials):
某些包装材料如果不够洁净或会释放挥发性物质,也可能对产品造成离子污染,尽管对于高标准的无尘布,这种情况较少发生。
与 LPC 测试的颗粒不同,离子是溶解在介质中的化学形态,而不是物理可见的固体颗粒。IC 测试通过将无尘布浸泡在特定溶液中,将布料中的可溶性离子“萃取”到溶液中,然后使用离子色谱仪分析溶液中各种离子的种类和浓度(通常以 ppm 或 ppb 为单位)。
高标准的无尘布生产商会采取严格的控制措施,包括使用高纯度原材料、超纯水多次清洗、优化化学助剂的使用和残留控制、以及在高度洁净的环境中生产和包装,以最大限度地降低离子残留,满足半导体、医药、电子等高科技产业对洁净度的严苛要求。因此,无尘布中残留的离子主要是来自其生产过程中的原材料、水和使用的化学品,并通过严格的清洗尝试将其去除。
NVR (非挥发性残留物) 主要来自
生产和加工过程中使用的化学品和助剂残留:
这是 NVR 最主要的来源之一。在无尘布的制造、纺织、清洗、柔软、抗静电处理等过程中,会使用各种化学助剂(如润滑剂、乳化剂、表面活性剂、柔软剂、抗静电剂、整理剂等)。尽管会进行清洗,但这些化学品或其分解产物可能未能被完全去除,以不挥发物的形式残留在布料中。
清洗过程中使用的清洗剂本身如果残留,也可能成为 NVR 的一部分。
原材料本身的杂质:
制造无尘布的纤维原材料(如聚酯、尼龙等聚合物)在合成过程中可能含有一些低分子量的聚合物、单体残留或生产助剂,这些都可能成为 NVR 的来源。
生产设备和环境引入的污染物:
生产设备(如纺织机、分切机)的润滑油、磨损产生的微粒以及制造环境中未能完全控制的挥发性有机物(VOCs)或微尘,都可能转移到布料上,形成 NVR。
包装材料迁移:
如果包装材料本身含有可迁移的不挥发性物质(如塑化剂),长时间接触后可能转移到无尘布表面,增加 NVR。
材料自身的降解产物:
在生产过程中的热处理或长期存放过程中,无尘布材料自身可能会发生轻微降解,产生一些小分子量的、不挥发性的化合物,这些也会增加 NVR。
与 LPC 测试的固体颗粒(如纤维、微粒)不同,NVR 更多是化学物质的残留,它们能被特定溶剂溶解。在洁净室环境中,高 NVR 可能导致表面形成薄膜、影响后续工艺(如涂覆、粘接)、引起腐蚀或影响产品性能,因此对其进行严格控制非常重要。对无尘布进行低 NVR 处理是其洁净度等级的重要指标之一。