(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被滅菌物を設置したチャンバ内を真空状態とした後、供給ガスとしてオゾンを含む酸素ガスを供給し、前記チャンバ内を所定の真空状態に保持しながら前記チャンバ内にプラズマを発生させて前記被滅菌物の滅菌処理を行なうことを特徴とするプラズマ滅菌処理方法。
【請求項２】
供給ガスは、オゾンを含む酸素ガスの外に、アルゴン又はヘリウムガス等の不活性ガスが加わった混合ガスであることを特徴とする請求項１記載のプラズマ滅菌処理方法。
【請求項３】
供給ガスは、オゾンを含む酸素ガスの外に、５０容積％以下の水蒸気が加わった混合ガスであることを特徴とする請求項１記載のプラズマ滅菌処理方法。
【請求項４】
供給ガスは、オゾンを含む酸素ガスの外に、アルゴン又はヘリウムガス等の不活性ガスと５０容積％以下の水蒸気が加わった混合ガスであることを特徴とする請求項１記載のプラズマ滅菌処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プラズマを用いたプラズマ滅菌処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラズマを用いた滅菌処理において、供給ガスに、例えば、過酸化水素ガス等の過酸滅菌剤を用いる手段がある（特許文献１参照）。
【０００３】
あるいは、供給ガスに水素，酸素、または、アルゴン，ヘリウム，窒素等の混合ガスを用いる手段が知られている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−６２２６１号公報
【０００５】
【特許文献２】
特許第２７７４１９３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
過酸化水素などの過酸滅菌剤を用いる特許文献１にあっては、その過酸化水素の購入費用が高いために滅菌処理費用が割高となる等ランニングコストの面で望ましくない。
【０００７】
また、過酸化水素は保管および取り扱いに注意が必要で維持、管理が面倒となる。
【０００８】
一方、アルゴンガス等の不活性ガスを用いる特許文献２にあっては、取り扱いが容易な反面、滅菌作用に最も効果的な酸素原子が生成されないか、されても少なく、高い滅菌作用が得られにくい面があった。
【０００９】
そこで、この発明は、取り扱いが容易で、滅菌処理結果の高いプラズマ滅菌処理方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明の請求項１にあっては、被滅菌物を設置したチャンバ内を真空状態とした後、供給ガスとしてオゾンを含む酸素ガスを供給し、前記チャンバ内を所定の真空状態に保持しながら前記チャンバ内にプラズマを発生させて前記被滅菌物の滅菌処理を行なうことを特徴とする。
【００１１】
この場合、供給ガスは、プラズマ発生雰囲気中に供給する手順としても可能である。
【００１２】
これにより、オゾンはチャンバ内に発生したプラズマによって酸素原子に分解され、その酸素原子のの酸化力によって被処理物表面の細菌等を死滅させることが可能となる。
【００１３】
この場合、例えば、紫外線等の手段を用いてオゾンを酸素原子に分解する従来手段に比べて、プラズマによる分解となるため、短時間でオゾンを分解することが可能となり、安定した確実な滅菌処理が連続して行なえるようになる。また、プラズマにより、オゾンを含む酸素ガス中の酸素分子からも酸素原子に生成できるので多量の酸素原子が得られるようになる。また、菌などと反応しなかった酸素原子は時間の経過とともに酸素分子となるため、地球環境に悪いとされるオゾンがそのまま大気中に放出されることがなくなる。
【００１４】
しかも、供給ガスの取り扱いが面倒になることはなく保守・管理も容易となる。
【００１５】
また、この発明の請求項２にあっては、供給ガスを、オゾンを含む酸素ガスの外に、アルゴン又はヘリウムガス等の不活性ガスが加わった混合ガスとすることを特徴とする。
【００１６】
これにより、不活性ガスプラズマによって酸素分子から酸素原子の生成が促進されるようになるため、滅菌効率の向上が図れる。
【００１７】
また、この発明の請求項３にあっては、供給ガスを、オゾンを含む酸素ガスの外に、５０容積％以下の水蒸気が加わった混合ガスとすることを特徴とする。
【００１８】
これにより、プラズマ雰囲気中のオゾンを含む酸素ガスは水蒸気が加わることで、ヒドロキシラジカルが生成されるようになり、その酸化還元によって滅菌効率をより高めることが可能となる。
【００１９】
また、この発明の請求項４にあっては、供給ガスを、オゾンを含む酸素ガスの外に、アルゴン又はヘリウムガス等の不活性ガスと５０容積％以下の水蒸気が加わった混合ガスとすることを特徴とする方法。
【００２０】
これにより、プラズマ雰囲気中のオゾンを含む酸素ガスは不活性ガス及び水蒸気の組合せによる相乗作用によって酸素原子の数を長い時間にわたって安定して増大させることができると共に、ヒドロキシラジカルの生成と相俟って良り確実な滅菌処理が行なえるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図１と図２の図面を参照しながらこの発明の実施の形態について具体的に説明する。
【００２２】
図１はこの発明にかかるプラズマ処理装置１全体の概要説明図を示している。
【００２３】
プラズマ処理装置１のチャンバ３は、真空容器となっている。前面は被滅菌物を出し入れするための開閉扉（図示していない）となっていて、チャンバ本体はアースＧに接続されている。
【００２４】
チャンバ３内には、プラズマ発生用の高周波電源７の電極９が配置セットされている。
【００２５】
電極９は、エンドレスのリング状に形成され、絶縁材からなる支脚１１によって固定支持されている。
【００２６】
プラズマ発生用の高周波電源７は、回路インピーダンスを一定に調整するマッチング回路１５を介して前記電極９と接続連通している。
【００２７】
なお、高周波電源７としては、１３．５６ＭＨz のＲＦ周波数が好ましいが、プラズマが発生する電源であればいずれの周波数を用いてもよい。
【００２８】
チャンバ３には、吸引口１７と第１、第２の供給口１９、２１がそれぞれ設けられている。
【００２９】
吸引口１７は、開閉弁２３を介して真空ポンプ２５と接続連通し、前記開閉弁２３を開とすることで、真空ポンプ２５の働きによってチャンバ３内は大気圧より減圧された所定の真空度が確保されるようになっている。チャンバ３内の真空度は真空センサからの信号をコントローラ２９で演算処理し、前記開閉弁２３を調節することによってプラズマが発生する真空下に常に制御管理されるようになっている。
【００３０】
第１の供給口１９はオゾン発生器３１を介してガスボンベ等の第１ガス供給部３３と接続連通している。
【００３１】
第２の供給口２１は、ガスボンベ等の第２ガス供給部３５と水蒸気発生装置３７とがそれぞれ接続連通している。
【００３２】
第１ガス供給部３３は酸素ガスが充填され、第１ガス供給部３３からの酸素ガスは圧力調節器３９、流量調節器４１、開閉弁４３を介して前記オゾン発生器３１に送り込まれるようになっている。
【００３３】
オゾン発生器３１は、酸素ガスの供給を受けてその酸素ガスからオゾンを発生する機能を備え、オゾンを含む酸素ガスは開閉弁４５を介してチャンバ３内に供給されるようになっている。
【００３４】
オゾン発生器３１で発生する酸素中のオゾン濃度は通常０．１〜５％程度であるが、濃度は高い方が好ましい。供給する酸素ガスの圧力はオゾン発生効率のよい圧力とするが、通常は大気圧から数１０ｋＰa 程度である。また、酸素流量はオゾン発生器３１の能力、チャンバ３の容積、真空系統の排気速度などを考慮し決定される。滅菌処理中のチャンバ３内圧力はプラズマが発生する圧力にする必要があり、４００Ｐa から０．１Ｐa の範囲の値に設定すればよいが、滅菌効率や真空ポンプ２５の能力を考慮すると５０Ｐa から１０Ｐa 程度が好ましい。
【００３５】
第２ガス供給部３５は、例えば、アルゴン等の不活性ガスが充填され、第２ガス供給部３５からの不活性ガスは圧力調整器４７、流量調整器４９、開閉弁５１を介してチャンバ３内に供給されるようになっている。この場合、不活性ガスとしてはアルゴンの外にヘリウムガスであってもよい。
【００３６】
水蒸気発生装置３７は、蒸留水容器５３と温度調節器５５によって加熱されるヒータ５７とから成っている。温度調節器５５は温度センサ５９からの信号によってオン・オフに制御されることで、蒸留水容器５３内の蒸留水は一定の温度に制御管理され、開閉弁６１を開とすることでチャンバ３内に水蒸気が供給されるようになっている。
【００３７】
水蒸気発生装置３７からの水蒸気と第２ガス供給部３５からの不活性ガスは、必要に応じて各開閉弁５１、６１をそれぞれ開閉制御することで、第１の供給口１９から供給されるオゾンを含む酸素ガスに対して組合わされた混合ガスとしてチャンバ３内への供給が可能となっている。
【００３８】
次に、図２に示すフローチャートに基づきプラズマ滅菌処理について説明する。
【００３９】
まず、被滅菌物５をチャンバ３内に配置し、チャンバ３内を真空にする（ステップＳ−１，Ｓ−２）。真空圧力がある値（たとえば１０Ｐa 、次の行程に進める目安としての値であり、厳しく設定する必要はない）以下に到達した時点（ステップＳ−３）で、高周波をチャンバ３内の電極９に印加し、チャンバ３内にプラズマを発生させる（ステップＳ−４）。次に酸素をオゾン発生器３１を通してチャンバ３内に供給し、真空圧を一定範囲内に調節しながらこの状態を滅菌処理時間中保持する（ステップＳ−６）。この時、プラズマ中のオゾンは短時間で酸素原子に分解されると共に、酸素ガス中の酸素分子からも酸素原子に生成されることで多量に酸素原子が生成されるようになり、被滅菌物５を確実に滅菌処理する。一方、菌などと反応しなかった酸素原子は寿命が１０-6秒以下と非常に短く、吸引口で直ちに酸素分子となるため、オゾンが直接大気中に放出されることはない。次に設定時間が経過するとオゾンを含む酸素の供給停止、高周波の印加を停止、真空ポンプ２５の停止を行う（ステップＳ−７，Ｓ−８）。その後、チャンバ３内に大気を導入し大気圧として被滅菌物５を取り出し一連の滅菌行程を完了する（ステップＳ−９，Ｓ−１０）。これら一連の作業工程において、供給ガスはオゾンを含む酸素ガスのため保守・管理も容易となる。
【００４０】
この場合、ステップＳ−６において、アルゴンガス又はヘリウムガス等の不活性ガスを第２の供給口２１からチャンバ３内へ供給し、不活性ガスが加わった混合ガスとする手段としてもよい。
【００４１】
この手段によれば、プラズマ雰囲気中のオゾンを含む酸素ガスは、不活性ガスが加わることで、不活性ガスプラズマによって酸素分子から酸素原子への生成が促進されるようになるため滅菌効率の向上が図れるようになる。
【００４２】
また、ステップＳ−６において、５０容積％（約半分）以下の水蒸気を第２の供給口２１からチャンバ３内へ供給し、水蒸気が加わった混合ガスとする手段としてもよい。
【００４３】
この手段によれば、プラズマ雰囲気中のオゾンを含む酸素ガスは、水蒸気が加わることで、ヒドロキシラジカルが生成されるようになるため、その酸化還元電位は２．８５Ｖとオゾンの２．０７Ｖよりも高く、反応性に富み、滅菌効率を高くすることができる。
【００４４】
また、ステップＳ−６において、アルゴンガスまたはヘリウムガス等の不活性ガスと５０容積％（約半分）以下の水蒸気を第２の供給口２１からチャンバ３内へ供給し、不活性ガスと水蒸気が加わった混合ガスとする手段としてもよい。
【００４５】
この手段によれば、プラズマ雰囲気中のオゾンを含む酸素ガスは、不活性ガス及び水蒸気の組合せによる相乗作用によって酸素原子の数を長い時間にわたって安定して増大させることができると共に、ヒドロキシラジカルの生成と相俟って良り確実な滅菌処理を行なうことができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明の請求項１によれば、プラズマによってオゾンを酸素原子に短時間で効率よく分解することができるようになることと、酸素ガス中の酸素分子からも酸素原子に生成することが可能となるため、多量の酸素原子によって被滅菌物表面の菌を確実に死滅させることができる。
【００４７】
また、菌と反応しなかった酸素原子は寿命が非常に短く、プラズマが発生していない状態では直ちに酸素分子となることで地球環境に悪いとされるオゾンがそのままで大気中に放出されることはない。しかも、供給ガスの取り扱いが面倒になることはなく保守・管理も容易となる。
【００４８】
また、この発明の請求項２によれば、オゾンを含む酸素ガスに不活性ガスが加わった混合ガスとなるため、不活性ガスプラズマによって酸素分子から酸素原子への生成が促進される結果、滅菌効率の向上を図ることができる。
【００４９】
また、この発明の請求項３によれば、オゾンを含む酸素ガスに水蒸気が加わることで、ヒドロキシラジカルが生成される結果、その酸化還元によって滅菌効率をより高めることができる。
【００５０】
また、この発明の請求項４によれば、オゾンを含む酸素ガスに不活性ガスと水蒸気が加わった混合ガスとなるため、酸素原子の数を長い間にわたって安定して増大させることができると共に、ヒドロキシラジカルの生成と相俟ってより確実な滅菌処理を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかるプラズマ滅菌装置全体の概要説明図。
【図２】プラズマ滅菌処理方法のフローチャート。
【符号の説明】
３  チャンバ
５  被滅菌物
７  高周波電源
９  電極
１７  吸引口
１９  第１の供給口
２１  第２の供給口
２５  真空ポンプ
３１  オゾン発生器
３３  第１の供給部
３５  第２の供給部
３７  水蒸気発生装置
【図１】
0003704129.tif 000002
【図２】
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