99.95 % と 99.995 % は 0.045 % しか違わないように聞こえる。しかし — 透過する粒子数は 10 倍 違う。
「9 を 1 つ増やす」とは一桁上がること
EN 1822 / ISO 29463 に基づき、高性能フィルターは 5 等級に分かれる：
図1：HEPA / ULPA 効率ラダー（EN 1822 / ISO 29463）
一段上がるごとに「透過数」が一桁ずつ減少 — 10 倍ずつ厳しくなる
| 等級 | 効率（@MPPS） | 100 万個あたり透過数 |
|---|---|---|
| H13 | 99.95 % | ≤ 500 個 / 100 万 |
| H14 | 99.995 % | ≤ 50 個 / 100 万 |
| U15 | 99.9995 % | ≤ 5 個 / 100 万 |
| U16 | 99.99995 % | ≤ 0.5 個 / 100 万 |
| U17 | 99.999995 % | ≤ 0.05 個 / 100 万 |
効率 % は EN 1822 / ISO 29463 に基づき MPPS（最大透過粒子径、約 0.1–0.3 μm）で測定。「透過」= 挑戦粒子 100 万個のうちフィルターを通過する個数。
一段上がるごとに透過率が一桁ずつ減少：
- ▸H13（≧99.95 %）— チャレンジ粒子 100 万個あたり最大 500 個透過
- ▸H14（≧99.995 %）— 最大 50 個
- ▸U15（≧99.9995 %）— 最大 5 個
- ▸U16（≧99.99995 %）— 最大 0.5 個
- ▸U17（≧99.999995 %）— 最大 0.05 個
H13 から U17 まで効率差は 1 万倍。これが「9 を 1 つ増やす」の本当の意味だ。
MPPS：フィルターの最も弱いポイント
直感的には「小さい粒子ほど捕集しにくい」と思うかもしれない。間違いだ。
フィルター捕集は 3 つの機構が重なって働く：慣性衝突（大粒子）、さえぎり（中粒子）、ブラウン拡散（小粒子）。0.1–0.3 μm の中間帯ではどれも最強ではない —— これが MPPS（Most Penetrating Particle Size、最大透過粒子径）。
EN 1822 / ISO 29463 の効率表示はすべて MPPS で測定される。都合の良い粒径で測ってきれいな数字を書くのではない —— フィルターが最も弱い 1 点で測る。
「H14 ≧99.995 %」の本当の意味： 最も捕集しにくい粒子でも 50 ppm しか透過させない。
27 % の圧損増で何が手に入る？
同サイズ（佰聖科技 610 × 610 × 292 mm）、同風量（1,000 CMH）：
図2：H14 HEPA と U15 ULPA の初期圧損比較
佰聖科技 610 × 610 × 292 mm フィルター、定格風量 1,000 CMH 実測値
圧損が 60 Pa 増えるごとにファン消費電力は約 10–15% 増加し、FFU 1 台あたり年間 200–400 kWh の追加電力消費に。ULPA への過剰仕様は調達費用だけでなく運用電気代も押し上げる。
U15 は H14 より 60 Pa 高い —— 圧損は約 27 % 増。
この 60 Pa はタダではない：
- ▸ファンは空気を押し出すのに 10–15 % 余計に電力を要する
- ▸FFU 1 台あたり年間 200–400 kWh の追加消費
- ▸FFU 1,000 台規模の工場なら年間電気代が数十万元上乗せになる
9 を 1 つ増やすたびに圧損とエネルギーが増える。払う価値があるところに払い、ないところは省く。
HEPA と ULPA、どちらを選ぶ？ ISO Class が決める
フィルター選定は「高いほど良い」ではない —— ISO 14644-1 の清浄度要求から決まる：
図3：ISO Class とフィルター等級の対応表
ISO 14644-1 清浄度クラスごとの推奨フィルター等級と気流方式
| ISO Class | 推奨フィルター | 典型的な用途 | 気流 |
|---|---|---|---|
| Class 3 (↓) | U15 / U16 ULPA | 先端半導体リソグラフィ、EUV 光学部 | 層流 |
| Class 4–5 | H14 HEPA | 一般半導体、OLED、無菌製剤充填 | 層流 |
| Class 6–7 | H13 HEPA | 電子組立、光学検査、医薬品 C/D | 乱流可 |
| Class 8–9 | 中／高効率 | 食品包装、手術室周辺、一般クリーン | 乱流可 |
一般的なエンジニアリング指針。実際の選定はプロセス、目標粒径、落下菌／粒子の限度、検証状態を踏まえる必要がある。ISO Class 1–2 は本表の範囲外。
直接的な対応：
- ▸先端半導体リソグラフィ / EUV（ISO Class 3 以下）— U15 または U16 ULPA 必須
- ▸一般半導体、OLED、無菌製剤（ISO Class 4–5）— H14 HEPA で十分
- ▸電子組立、光学検査、医薬品 C/D（ISO Class 6–7）— H13 HEPA で足りる
- ▸食品包装、手術室周辺（ISO Class 8–9）— 中 / 高効率フィルターで可
ISO Class 5 の無菌充填ラインに U16 を無理に入れても、電気代を燃やすだけでエンジニアリング的な意味はない。逆に EUV 光学エリアで節約して H14 にすれば、レチクル 1 枚で数百万の損失もありうる。
実務選定の 3 つの落とし穴
落とし穴 1：最高等級を闇雲に追う
過剰仕様は初期調達費と長期運用費（高圧損 = 電気代増）を同時に押し上げる。ISO Class を先に固め、そこからフィルターを選ぶ —— 順番を間違えない。
落とし穴 2：平均効率だけ見て個別スキャンテストを無視
「このフィルター平均で H14 達成」は 局所ピンホール漏れがないこと を意味しない。EN 1822-4 は H14 / U15 以上で個別スキャンテストを要求する：移動式プローブでフィルター全面を走査し、どの一点も局部透過率が基準を超えないことを確認する。
納品時は必ず当該フィルターの Scan Test 報告書を要求する。 これがなければ平均効率証書にすぎず、局所漏れは捕捉できない。
落とし穴 3：終圧損の設定を忘れる
初期圧損はずっと続かない。粉塵蓄積とともに圧損は上昇し続ける。工学的指針：終圧損 = 初圧損の 2–2.5 倍を交換目安とする。
H14 HEPA の場合：初圧損 220 Pa → 終圧損は 440–550 Pa。到達したら交換。ファンを高圧損で走らせ続ければ、電気代とモーター寿命の両方が犠牲になる。
結論：等級は高いほど良いのではなく、「合う」のが良い
HEPA / ULPA を選ぶときの本当の問いは「どれが最強か」ではなく：
- 1プロセスが要求する ISO Class は？
- 2MPPS の効率は実証済みか？（スキャンテスト）
- 3圧損 / エネルギーはファンカーブと合うか？
- 4終圧損はいつ到達する？交換予算は何回分確保するか？
適切な等級を選ぶことは、高い等級を選ぶことより重要だ。
