(57)【要約】振動モータ（１６ｄ）に連係して振動する振動伝達ロッド（１６ｅ）に取り付けられた振動羽根（１６ｆ）を含んでいる振動撹拌装置（１６）の振動羽根（１６ｆ）は光触媒活性のアナターゼ型ＴｉＯ２からなる表面を有する。その表面上に接近または密着して、光照射手段の光出射部材としての複数の光ファイバが固定されている。光源（５１）から発せられる紫外線をライトガイド（５２）により振動羽根（１６ｆ）上の光ファイバに導く。光ファイバは、振動羽根（１６ｆ）の表面に沿って延在するように位置が保持されており、側面には振動羽根（１６ｆ）の表面の方へと漏光させる漏光部が形成されている。光ファイバは複数の光ファイバ素線の集合体からなり屈曲性を有する。光照射手段の光出射部材としては、紫外線を発する防水型密閉照明灯を使用することが出来る。これにより、消毒剤や殺菌剤等の薬品を用いることなしに、低光透過率の滅菌対象処理液や該滅菌対象処理液中に浸漬された滅菌対象処理物をも短時間で滅菌する。
2003037504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
滅菌対象処理液を振動攪拌しながら該滅菌対象処理液及び／又は該滅菌対象処理液中に浸漬された滅菌対象処理物を滅菌するのに用いられる振動攪拌装置であって、
振動発生手段、該振動発生手段に連係して振動する少なくとも１つの振動伝達部材、及び該振動伝達部材に取り付けられた部材が備えられており、該振動伝達部材に取り付けられた部材は前記滅菌対象処理液中に浸漬される少なくとも１つの振動羽根を含んでおり、
前記振動伝達部材に取り付けられた部材のうちの少なくとも１つは前記滅菌対象処理液中に浸漬される光触媒活性の殺菌性材料からなる表面を有しており、該表面に前記滅菌対象処理液中にて光を照射する光照射手段が配置されており、該光照射手段は前記表面上に接近または密着して位置するように保持手段により保持された光出射部材を備えていることを特徴とする滅菌用振動攪拌装置。
【請求項２】
前記光触媒活性の殺菌性材料からなる表面は前記振動羽根及び／または該振動羽根とは大きさの異なる補助羽根に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の滅菌用振動攪拌装置。
【請求項３】
前記光触媒活性の殺菌性材料はＴｉＯ２，ＳｒＴｉＯ２，ＺｎＯ，ＣｄＳｅ，ＧａＡｓ，ＣｄＳ，ＮｉＯ，ＳｎＯ２，Ｎｂ２Ｏ５またはＷＯ３であることを特徴とする、請求項１に記載の滅菌用振動攪拌装置。
【請求項４】
前記光出射部材は、光源から発せられる光を導入し且つ前記表面上に接近または密着して前記表面に沿って延在する位置する複数の光ファイバからなり、該光ファイバの側面には前記表面の方へと光を出射させる漏光部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の滅菌用振動攪拌装置。
【請求項５】
前記光ファイバは、複数の石英系光ファイバ素線の集合体または石英ロッドからなり、直径が０．１〜５．０ｍｍであることを特徴とする、請求項４に記載の滅菌用振動攪拌装置。
【請求項６】
前記光出射部材は、前記表面上に接近または密着して前記表面に沿って延在する防水型密閉照明灯からなることを特徴とする、請求項１に記載の滅菌用振動攪拌装置。
【請求項７】
前記光出射部材は１．０ｍｍ〜１００ｍｍの間隔で互いにほぼ平行になるように前記振動羽根及び／または補助羽根に取り付けられていることを特徴とする、請求項２に記載の滅菌用振動攪拌装置。
【請求項８】
前記保持手段は前記光出射部材を部分的に押える押え部材と、該押え部材を前記振動羽根及び／または補助羽根に固定する固定具とを含んでなることを特徴とする、請求項７に記載の滅菌用振動攪拌装置。
【請求項９】
前記固定具は接着剤層及び／またはビスを含んでなることを特徴とする、請求項８に記載の滅菌用振動攪拌装置。
【請求項１０】
前記保持手段は前記振動伝達部材に取り付けられた部材から独立して配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の滅菌用振動攪拌装置。
【請求項１１】
前記光照射手段は紫外線を発するものであることを特徴とする、請求項１に記載の滅菌用振動攪拌装置。
【請求項１２】
前記光照射手段は近紫外線または殺菌線を発するものであることを特徴とする、請求項１１に記載の滅菌用振動攪拌装置。
【請求項１３】
前記振動発生手段は前記滅菌対象処理液中において前記振動羽根を振幅０．１ｍｍ〜１５ｍｍで振動数２００回／分〜１０００回／分で振動させるものであることを特徴とする、請求項１に記載の滅菌用振動攪拌装置。
【請求項１４】
前記振動発生手段は振動モータであり、該振動モータを周波数１０〜２００Ｈｚで振動させるよう制御するインバータが備えられていることを特徴とする、請求項１に記載の滅菌用振動攪拌装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の滅菌用振動攪拌装置に使用される前記振動羽根。
【請求項１６】
請求項２に記載の滅菌用振動攪拌装置に使用される前記補助羽根。
【請求項１７】
請求項１に記載の滅菌用振動攪拌装置と、前記滅菌対象処理液を収容し且つ内部に前記滅菌用振動攪拌装置の振動羽根が配置される処理槽とを備えていることを特徴とする滅菌装置。
【請求項１８】
請求項４に記載の滅菌用振動攪拌装置と、前記滅菌対象処理液を収容し且つ内部に前記滅菌用振動攪拌装置の振動羽根が配置される処理槽と、前記光ファイバに入射させる光を発する光源と、該光源から発せられる光を前記光ファイバへと導くライトガイドとを備えていることを特徴とする滅菌装置。
【請求項１９】
請求項１１に記載の滅菌用振動攪拌装置と、前記滅菌対象処理液を収容し且つ内部に前記滅菌用振動攪拌装置の振動羽根が配置される処理槽と、前記防水型密閉照明灯の電源とを備えていることを特徴とする滅菌装置。
【請求項２０】
前記処理槽の内面及び／または前記処理槽内に配置される槽内配置部材の表面は光触媒活性の殺菌性材料からなり、前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面に光を照射する光照射手段を備えており、該光照射手段は前記表面上に接近または密着して位置するように保持手段により保持された光出射部材を備えており、該光出射部材は、光源から発せられる光を導入し且つ前記表面上に接近または密着して前記表面に沿って延在する位置する複数の光ファイバからなり該光ファイバの側面には前記表面の方へと光を出射させる漏光部が形成されているものであるか、或いは、前記表面上に接近または密着して前記表面に沿って延在する防水型密閉照明灯からなるものであることを特徴とする、請求項１７に記載の滅菌装置。
【請求項２１】
滅菌対象処理液を振動攪拌しながら該滅菌対象処理液及び／又は該滅菌対象処理液中に浸漬された滅菌対象処理物を滅菌する滅菌装置であって、
振動発生手段、該振動発生手段に連係して振動する少なくとも１つの振動伝達部材、及び該振動伝達部材に取り付けられた部材が備えられており、該振動伝達部材に取り付けられた部材は少なくとも１つの振動羽根を含んでいる振動攪拌装置と、前記滅菌対象処理液を収容し且つ内部に前記振動攪拌装置の振動羽根が配置される処理槽とが備えられており、
前記処理槽の内面及び／または前記処理槽内に配置される槽内配置部材の表面は光触媒活性の殺菌性材料からなり、前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面に光を照射する光照射手段を備えており、該光照射手段は前記表面上に接近または密着して位置するように保持手段により保持された光出射部材を備えており、該光出射部材は、光源から発せられる光を導入し且つ前記表面上に接近または密着して前記表面に沿って延在する位置する複数の光ファイバからなり該光ファイバの側面には前記表面の方へと光を出射させる漏光部が形成されているものであるか、或いは、前記表面上に接近または密着して前記表面に沿って延在する防水型密閉照明灯からなるものであり、
前記光ファイバに入射させる光を発する光源と該光源から発せられる光を前記光ファイバへと導くライトガイドとを備えているか、或いは、前記防水型密閉照明灯の電源を備えていることを特徴とする滅菌装置。
【請求項２２】
前記槽内配置部材は光触媒活性の殺菌性材料からなる表面を有する板材を複数含んでおり、該複数の板材は互いに平行に配置されており、前記槽内配置部材の表面上に接近または密着して位置する光出射部材は互いに隣接する前記板材どうしの間に挟まれて配置されていることを特徴とする、請求項２０または２１に記載の滅菌装置。
【請求項２３】
前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面に光を照射する光照射手段は紫外線を発するものであることを特徴とする、請求項２０または２１に記載の滅菌用振動攪拌装置。
【請求項２４】
前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面に光を照射する光照射手段は近紫外線または殺菌線を発するものであることを特徴とする、請求項２３に記載の滅菌用振動攪拌装置。
【請求項２５】
前記処理槽内にて前記滅菌対象処理物を保持又は収容する保持・収容手段が備えられていることを特徴とする、請求項１７または２１に記載の滅菌装置。
【請求項２６】
前記保持・収容手段を運動させるための駆動手段が備えられていることを特徴とする、請求項２５に記載の滅菌装置。
【請求項２７】
請求項１に記載の滅菌用振動攪拌装置の前記振動羽根を処理槽に収容された前記滅菌対象処理液中に浸漬し、
前記光照射手段により光照射して前記殺菌性材料を活性化し、前記振動発生手段により前記振動羽根を振動させて前記滅菌対象処理液を振動攪拌し、これにより前記滅菌対象処理液及び／又は該滅菌対象処理液中に浸漬された滅菌対象処理物を滅菌することを特徴とする滅菌方法。
【請求項２８】
前記処理槽の内面及び／または前記処理槽内に配置される槽内配置部材の表面を光触媒活性の殺菌性材料から形成しておき、前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面に光を照射する光照射手段を配置しておき、
前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面に光を照射する光照射手段により光照射して前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面の前記殺菌性材料を活性化することを特徴とする、請求項２７に記載の滅菌方法。
【請求項２９】
滅菌対象処理液を振動攪拌しながら該滅菌対象処理液及び／又は該滅菌対象処理液中に浸漬された滅菌対象処理物を滅菌する滅菌方法であって、
振動発生手段、該振動発生手段に連係して振動する少なくとも１つの振動伝達部材、及び該振動伝達部材に取り付けられた少なくとも１つの振動羽根が備えられている振動攪拌装置の前記振動羽根を処理槽に収容された前記滅菌対象処理液中に浸漬し、
前記処理槽の内面及び／または前記処理槽内に配置される槽内配置部材の表面を光触媒活性の殺菌性材料から形成しておき、前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面に光を照射する光照射手段を配置しておき、
前記光照射手段により光照射して前記殺菌性材料を活性化し、前記振動発生手段により前記振動羽根を振動させて前記滅菌対象処理液を振動攪拌し、これにより前記滅菌対象処理液を滅菌することを特徴とする滅菌方法。
【請求項３０】
前記光照射手段により紫外線を照射することを特徴とする、請求項２７または２９に記載の滅菌方法。
【請求項３１】
前記光照射手段により近紫外線または殺菌線を照射することを特徴とする、請求項３０に記載の滅菌方法。
【請求項３２】
前記処理液が低光透過率のものであることを特徴とする、請求項２７または２９に記載の滅菌方法。
【請求項３３】
前記処理液は血液であり、該血液を前記処理槽の内外で循環させながら滅菌処理を行ってウィルスを不活性化させることを特徴とする、請求項３２に記載の滅菌方法。
【請求項３４】
処理液中に配置され光触媒で処理された振動羽根、振動補助羽根及び／又は固定板を、それに対して近接又は接着させた防水型密閉照明灯又は光ファイバーから紫外線を照射することで活性化させ、振動撹拌手段で前記処理液を振動流動させ、更に前記振動羽根、振動補助羽根及び／又は固定板に直流電気を流して、殺菌効果を持続させるようにしたことを特徴とする滅菌装置。
【請求項３５】
処理液中に配置され光触媒で処理された振動羽根、振動補助羽根及び／又は固定板を、それに対して近接又は接着させた防水型密閉照明灯又は光ファイバーから紫外線を照射することで活性化させ、振動撹拌手段で前記処理液を振動流動させ、更に前記振動羽根、振動補助羽根及び／又は固定板に直流電気を流して、殺菌効果を持続させることを特徴とする滅菌方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、紫外線等の光の照射により表面が殺菌性となる振動羽根などの構成部材を有する滅菌用振動攪拌装置並び該滅菌用振動撹拌装置又は振動撹拌装置と紫外線等の光の照射により殺菌性となる表面との組み合わせを用いる滅菌装置及び滅菌方法に関するものである。
背景技術
従来、水の滅菌方法としては、水中に次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を投入する薬品処理が実施されている。この方法では、投入薬品の量が少な過ぎると滅菌効果が低下するので、やや多めの薬品が投入される。従って、処理済の水の中には、塩素イオンが残留して、水の味が低下し、薬品投入量が大過剰になると人体に対して有害な影響が生ずるおそれもある。
特に、ビルの屋上などに設置された貯水槽（タンク）内に水が一時貯留されるような場合には、時間経過と共に投入薬品が失効して、タンク内の水が細菌等により汚染されることがしばしばであり、このため定期的なタンク内の洗浄が不可欠である。
一方、医療用器具の滅菌には各種の消毒剤が多量に用いられており、それら消毒剤に要するコスト増加の問題のみならず、滅菌排水が消毒剤を含むことによる排水処理の問題が発生する。同様な問題は、病院や学校等における給食用食器等の滅菌においても発生する。
また、従来、野菜や果物の殺菌・洗浄に食用可能な殺菌剤を使用して殺菌が行なわれているが、生体への悪影響を避けるためには、できるだけ殺菌剤を使用しないようにすることが好ましい。
滅菌処理に短波長紫外線照射を用いることも行われている。また、本発明者の発明に係る特許出願に関する特開２００１−２７１１８９号公報、特開２００２−１０２３２３号公報及び特開２００２−１９１６８０号公報、並びに特願２００１−９５７０号、特願２００１−１３５５２８号、特願２０００−３０４１２６号、特願２００１−１６６２３８号、特願２００２−１５２６７６号及び特願２００２−２１９７４７号には、紫外線照射を利用し、また振動攪拌装置を用いた滅菌装置又は滅菌方法が開示ないし提案されている。しかしながら、これらの方法や装置では、処理液が紫外線等の光の吸収率の高いもの即ち紫外線等の光の透過率の低いもの（例えば、牛乳、ジュース、酒類、汚濁排水、海水、血液等）である場合には、処理液の全体に対して殆ど効率的に紫外線照射を行うことができず、通常の攪拌手段を併用したとしても、実用上処理が困難である。
そこで、本発明は、消毒剤や殺菌剤等の薬品を用いることなしに、滅菌対象処理液や該滅菌対象処理液中に浸漬された滅菌対象処理物を短時間で十分に滅菌することが可能な滅菌装置及び滅菌方法を提供することを目的とするものである。特に、本発明は、処理液が紫外線などの光の透過率の低いものであっても、十分に短かい時間で滅菌処理することが可能な滅菌装置及び滅菌方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、又、そのような滅菌装置や滅菌方法において好適に使用される滅菌用振動攪拌装置を提供することをも目的とするものである。
発明の開示
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
滅菌対象処理液を振動攪拌しながら該滅菌対象処理液及び／又は該滅菌対象処理液中に浸漬された滅菌対象処理物を滅菌するのに用いられる振動攪拌装置であって、
振動発生手段、該振動発生手段に連係して振動する少なくとも１つの振動伝達部材、及び該振動伝達部材に取り付けられた部材が備えられており、該振動伝達部材に取り付けられた部材は前記滅菌対象処理液中に浸漬される少なくとも１つの振動羽根を含んでおり、
前記振動伝達部材に取り付けられた部材のうちの少なくとも１つは前記滅菌対象処理液中に浸漬される光触媒活性の殺菌性材料からなる表面を有しており、該表面に前記滅菌対象処理液中にて光を照射する光照射手段が配置されており、該光照射手段は前記表面上に接近または密着して位置するように保持手段により保持された光出射部材を備えていることを特徴とする滅菌用振動攪拌装置、
が提供される。
本発明の一態様においては、前記光触媒活性の殺菌性材料からなる表面は前記振動羽根及び／または該振動羽根とは大きさの異なる補助羽根に形成されている。本発明の一態様においては、前記光触媒活性の殺菌性材料はＴｉＯ２，ＳｒＴｉＯ２，ＺｎＯ，ＣｄＳｅ，ＧａＡｓ，ＣｄＳ，ＮｉＯ，ＳｎＯ２，Ｎｂ２Ｏ５またはＷＯ３である。例えば、ＷＯ３については、これを含む材料を用いて溶融、蒸着、めっき、無機塗装、化成処理、火焔処理を行って、振動羽根、補助羽根又は固定板の表面に光触媒活性を持つ層を形成する。
本発明の一態様においては、前記光出射部材は、光源（特に紫外線を発する光源）から発せられる光を導入し且つ前記表面上に接近または密着して前記表面に沿って延在する位置する複数の光ファイバからなり、該光ファイバの側面には前記表面の方へと光を出射させる漏光部が形成されている。本発明の一態様においては、前記光ファイバは、複数の石英系光ファイバ素線の集合体または石英ロッドからなり、直径が０．１〜５．０ｍｍである。本発明の一態様においては、前記光出射部材は、前記表面上に接近または密着して前記表面に沿って延在する防水型密閉照明灯からなる。本発明の一態様においては、前記光ファイバ又は防水型密閉照明灯は１．０ｍｍ〜１００ｍｍの間隔で互いにほぼ平行になるように前記振動羽根に取り付けられている。本発明の一態様においては、前記保持手段は前記光ファイバ又は防水型密閉照明灯を部分的に押える押え部材と、該押え部材を前記振動羽根に固定する固定具とを含んでなる。本発明の一態様においては、前記固定具は接着剤層及び／またはビスを含んでなる。本発明の一態様においては、前記保持手段は前記振動伝達部材に取り付けられた部材から独立して配置されている。
本発明の一態様においては、前記光照射手段は紫外線を発するものである。本発明の一態様においては、前記光照射手段は近紫外線または殺菌線を発するものである。
本発明の一態様においては、前記振動発生手段は前記滅菌対象処理液中において前記振動羽根を振幅０．１ｍｍ〜１５ｍｍで振動数２００回／分〜１０００回／分で振動させるものである。本発明の一態様においては、前記振動発生手段は振動モータであり、該振動モータを周波数１０〜２００Ｈｚで振動させるよう制御するインバータが備えられている。
また、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
上記の滅菌用振動攪拌装置と、前記滅菌対象処理液を収容し且つ内部に前記滅菌用振動攪拌装置の振動羽根が配置される処理槽とを備えていることを特徴とする滅菌装置、
が提供される。
本発明の一態様においては、前記処理槽の内面及び／または前記処理槽内に配置される槽内配置部材の表面は光触媒活性の殺菌性材料からなり、前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面に光（特に紫外線）を照射する光照射手段を備えており、該光照射手段は前記表面上に接近または密着して位置するように保持手段により保持された光出射部材を備えており、該光出射部材は、光源から発せられる光を導入し且つ前記表面上に接近または密着して前記表面に沿って延在する位置する複数の光ファイバからなり該光ファイバの側面には前記表面の方へと光を出射させる漏光部が形成されているものであるか、或いは、前記表面上に接近または密着して前記表面に沿って延在する防水型密閉照明灯からなるものである。
また、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
滅菌対象処理液を振動攪拌しながら該滅菌対象処理液及び／又は該滅菌対象処理液中に浸漬された滅菌対象処理物を滅菌する滅菌装置であって、
振動発生手段、該振動発生手段に連係して振動する少なくとも１つの振動伝達部材、及び該振動伝達部材に取り付けられた部材が備えられており、該振動伝達部材に取り付けられた部材は少なくとも１つの振動羽根を含んでいる振動攪拌装置と、前記滅菌対象処理液を収容し且つ内部に前記振動攪拌装置の振動羽根が配置される処理槽とが備えられており、
前記処理槽の内面及び／または前記処理槽内に配置される槽内配置部材の表面は光触媒活性の殺菌性材料からなり、前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面に光（特に紫外線）を照射する光照射手段を備えており、該光照射手段は前記表面上に接近または密着して位置するように保持手段により保持された光出射部材を備えており、該光出射部材は、光源から発せられる光を導入し且つ前記表面上に接近または密着して前記表面に沿って延在する位置する複数の光ファイバからなり該光ファイバの側面には前記表面の方へと光を出射させる漏光部が形成されているものであるか、或いは、前記表面上に接近または密着して前記表面に沿って延在する防水型密閉照明灯からなるものであり、
前記光ファイバに入射させる光を発する処理槽外配置の光源と該光源から発せられる光を前記光ファイバへと導くライトガイドとを備えているが、或いは、前記防水型密閉照明灯の処理槽外配置の電源及び該電源と前記防水型密閉照明灯とを接続する防水電線とを備えていることを特徴とする滅菌装置、
が提供される。
本発明の一態様においては、前記槽内配置部材は光触媒活性の殺菌性材料からなる表面を有する板材を複数含んでおり、該複数の板材は互いに平行に配置されており、前記槽内配置部材の表面上に接近または密着して位置する光出射部材は互いに隣接する前記板材どうしの間に挟まれて配置されている。本発明の一態様においては、前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面に光を照射する光照射手段は紫外線を発するものである。本発明の一態様においては、前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面に光を照射する光照射手段は近紫外線または殺菌線を発するものである。
本発明の一態様においては、前記処理槽内にて前記滅菌対象処理物を保持又は収容する保持・収容手段が備えられている。本発明の一態様においては、前記保持・収容手段を運動させるための駆動手段が備えられている。
また、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
上記の滅菌用振動攪拌装置の前記振動羽根を処理槽に収容された前記滅菌対象処理液中に浸漬し、
前記光照射手段により光照射して前記殺菌性材料を活性化し、前記振動発生手段により前記振動羽根を振動させて前記滅菌対象処理液を振動攪拌し、これにより前記滅菌対象処理液及び／又は該滅菌対象処理液中に浸漬された滅菌対象処理物を滅菌することを特徴とする滅菌方法、
が提供される。
本発明の一態様においては、前記処理槽の内面及び／または前記処理槽内に配置される槽内配置部材の表面を光触媒活性の殺菌性材料から形成しておき、前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面に光を照射する光照射手段を配置しておき、前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面に光を照射する光照射手段により光照射して前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面の前記殺菌性材料を活性化する。
また、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
滅菌対象処理液を振動攪拌しながら該滅菌対象処理液及び／又は該滅菌対象処理液中に浸漬された滅菌対象処理物を滅菌する滅菌方法であって、
振動発生手段、該振動発生手段に連係して振動する少なくとも１つの振動伝達部材、及び該振動伝達部材に取り付けられた少なくとも１つの振動羽根が備えられている振動攪拌装置の前記振動羽根を処理槽に収容された前記滅菌対象処理液中に浸漬し、
前記処理槽の内面及び／または前記処理槽内に配置される槽内配置部材の表面を光触媒活性の殺菌性材料から形成しておき、前記処理槽の内面及び／または前記槽内配置部材の表面に光（特に紫外線）を照射する光照射手段を配置しておき、
前記光照射手段により光照射して前記殺菌性材料を活性化し、前記振動発生手段により前記振動羽根を振動させて前記滅菌対象処理液を振動攪拌し、これにより前記滅菌対象処理液を滅菌することを特徴とする滅菌方法、
が提供される。
本発明の一態様においては、前記光照射手段により紫外線を照射する。本発明の一態様においては、前記光照射手段により近紫外線または殺菌線を照射する。本発明の一態様においては、前記処理液が低光透過率のものである。本発明の一態様においては、前記処理液は血液であり、該血液を前記処理槽の内外で循環させながら滅菌処理を行ってウィルスを不活性化させる。
また、本発明によれば、処理液中に配置され光触媒で処理された振動羽根、振動補助羽根及び／又は固定板を、それに対して近接又は接着させた防水型密閉照明灯又は光ファイバーから紫外線を照射することで活性化させ、振動撹拌手段で前記処理液を振動流動させ、更に前記振動羽根、振動補助羽根及び／又は固定板に直流電気を流して、殺菌効果を持続させるようにしたことを特徴とする滅菌装置及び滅菌方法が提供される。
本発明でいう「滅菌」は、必ずしも滅菌対象処理液に含まれる菌や滅菌対象処理物に付着せる菌を全て又は完全に死滅させることのみを意味するものではなく、菌の増殖を抑止し、菌数を有意義な程度に低減させることをも含む意味である。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照しながら本発明の具体的な実施の形態を説明する。尚、図面において、同様な機能を有する部材又は部分には同一の符号が付されている。
図１及び図２は本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置の一実施形態を示す概略断面図であり、図３はその概略平面図である。
これらの図において、１２は処理槽であり、該処理槽には滅菌対象処理液１４が収容されている。滅菌対象処理液１４は、処理槽１２内にて後述のような滅菌処理を受ける。滅菌対象処理液１４は、処理槽１２内に所要の量だけ収容された状態でバッチ式にて滅菌処理されてもよいし、あるいは処理槽１２に付設された不図示の処理液入口から連続的に供給されて連続的に滅菌処理され処理槽１２に付設された不図示の処理液出口から連続的に排出されてもよい。この場合、処理槽１２と不図示の大型タンクとの間を配管により接続し、これら処理槽１２と大型タンクとの間で処理液を循環させながら、滅菌処理することができる。
１６は振動攪拌装置である。この振動攪拌装置１６は、本発明の振動攪拌装置の一実施形態に相当する。振動攪拌装置１６は、処理槽１２に防振ゴムを介して取り付けられた基台１６ａ、該基台に下端を固定された振動吸収部材としてのコイルバネ１６ｂ、該コイルバネの上端に固定された振動部材１６ｃ、該振動部材に取り付けられた振動発生手段としての振動モータ１６ｄ、振動部材１６ｃに上端を取り付けられた振動伝達部材としての振動伝達ロッド１６ｅ、該振動伝達ロッドの下半部において処理液１４に浸漬する位置に取りつけられた振動羽根１６ｆを有する。コイルバネ１６ｂ内には、後述の図１６及び図１７に示されているように、基台１６ａ側に固定された上下方向棒状の下側ガイド部材と振動部材１６ｃ側に固定された上下方向棒状の上側ガイド部材とをそれらの間に適宜の間隔をおいて配置することにより、これらをガイド部材として利用して、コイルバネ１６ｂの変形に際しての上下方向に対する曲りの発生を防止して上下方向にのみ伸縮させるようにすることができる。
本発明では、振動発生手段として、振動モータ（電気モータの他、マグネットモータやエアーモータ等であってもよい）の他に、電磁マグネットやエアーガン等を使用することも可能である。また、振動モータは、処理槽上に配置される他に、処理槽側壁または硬い床面の上に置かれた架台の上にセットされる。処理槽の厚みが薄く（例えば処理槽がステンレス製の場合には５ｍｍ以下）処理液の振動によりタンク側壁や床面に振動が伝わる様な場合には、処理槽外に架台を設置することが好ましい。処理槽の側壁にバンドを締めるようにして補強部材を付設し、そこに振動発生手段を設置することができる。
振動モータ１６ｄは、電源３６からインバータ３５を介して電力を供給することで、該インバータ３５による制御で１０〜２００Ｈｚ、好ましくは２０〜６０Ｈｚ、更に好ましくは３０〜５０Ｈｚで振動する。振動モータ１６ｄで発生した振動は、振動部材１６ｃ及び振動伝達ロッド１６ｅを介して振動羽根１６ｆに伝達される。振動羽根１６ｆは、処理液１４中で所要の振動数で先端縁が振動する。この振動は、振動羽根１６ｆが振動伝達ロッド１６ｅへの取り付け部分から先端縁へと「しなる」ように発生する。この振動の振幅及び振動数は、振動モータ１６ｄのものと必ずしも一致するとは限らず、振動伝達経路の機械・力学的特性及び処理液１４との相互作用の特性等に応じて決まり、本発明では、振幅０．１〜１５．０ｍｍ（例えば０．１〜１０ｍｍ）で振動数２００〜１０００回／分（例えば２００〜８００回／分）とするのが好ましい。
図４は振動部材１６ｃへの振動伝達ロッド１６ｅの取り付け部の拡大断面図である。振動伝達ロッド１６ｅの上端に形成されたオネジ部に、振動部材１６ｃの上下両側から振動応力分散部材１６ｇ１，１６ｇ２及びワッシャ１６ｈ１，１６ｈ２を介してナット１６ｉ１，１６ｉ２；１６ｉ３，１６ｉ４を適合させている。振動応力分散部材１６ｇ１，１６ｇ２は、例えば固い天然ゴム、固い合成ゴム、合成樹脂等のショアＡ硬度８０〜１２０、好ましくは９０〜１００の硬質弾性体により構成することができる。特に、ショアＡ硬度９０〜１００の硬質ウレタンゴムが耐久性及び耐薬品性の点で好ましい。
図５は振動伝達ロッド１６ｅへの振動羽根１６ｆの取り付け部の拡大断面図である（但し、この図では振動羽根１６ｆが７つ使用されている形態が示されている）。７つの振動羽根１６ｆの各々の上下両側には、振動羽根固定部材１６ｊが配置されている。隣接する振動羽根１６ｆどうしの間には固定部材１６ｊを介して振動羽根１６ｆの間隔設定のためのスペーサリング１６ｋが配置されている。最上部の振動羽根１６ｆの上側及び最下部の振動羽根１６ｆの下側には、必要に応じてスペーサリング１６ｋを介して（図１及び図２参照）振動伝達ロッド１６ｅに形成されたオネジに適合するナット１６ｍが配置されている。
図６は振動伝達ロッド１６ｅへの振動羽根１６ｆの取り付け部の変形例を示す図である。この変形例では、各振動羽根１６ｆを上側及び下側のナット１６ｎにより個別に振動伝達ロッド１６ｅへ取り付けている。尚、振動羽根１６ｆと固定部材１６ｊとの間にフッ素系樹脂やフッ素系ゴムなどからなる弾性部材シート１６ｐを介在させることで、振動羽根１６ｆの破損を防止することができる。図示されているように、上側の固定部材１６ｊの下面（押圧面）は凸円筒円とされており、下側の固定部材１６ｊの上面（押圧面）は対応する凹円筒円とされている。これにより、固定部材１６ｊにより上下方向から押圧される振動羽根１６ｆの部分は湾曲せしめられ、振動羽根１６ｆの先端部は水平面に対して角度αをなしている。この角度αは、例えば−３０°以上３０°以下好ましくは−２０°以上２０°以下とすることができる。特に、角度αは、−３０°以上−５°以下または５°以上３０°以下、好ましくは−２０°以上−１０°以下または１０°以上２０°以下とするのが好ましい。固定部材１６ｊの押圧面を平面とした場合には、角度αは０°である。角度αは、全ての振動羽根１６ｆについて同一である必要はなく、例えば図１に示されているように、下方の１〜２枚の振動羽根１６ｆについては−の値（即ち下向き：図６に示されるものと逆向き）とし、それ以外の振動羽根１６ｆについては＋の値（即ち上向き：図６に示される向き）とすることができる。
振動羽根１６ｆは、弾力性のある金属板や合成樹脂板やゴム板を基材として用いることができる。金属板としては、チタン、アルミニウム、銅、鉄鋼、ステンレス鋼、磁性鋼等の磁性金属、あるいはこれらの材料の合金等からなる板が使用できる。合成樹脂板としては、ポリカーボネート、塩化ビニル系樹脂、ポリプロピレン等からなる板が使用できる。これら基材の表面に光触媒活性の殺菌性材料である金属化合物を生成することができる。基材がプラスチックからなる場合には、表面に金属めっき層を付加し、このめっき層中に酸化チタン粒子を分散含有させることができる。振動羽根１６ｆの厚みは、振動モータ１６ｄの作動時に、振動羽根１６ｆの先端縁部分がフラッター現象（波打つような状態）を呈するように設定される。振動羽根１６ｆの厚みは、例えば基材が金属板の場合は０．２〜２．０ｍｍとすることができ、例えば基材が合成樹脂板やゴム板の場合は０．５〜１０ｍｍとすることができる。
振動羽根１６ｆは、光触媒活性の殺菌性材料からなる表面（光触媒活性の殺菌性材料を含む表面をも包含する）を有している。殺菌性材料としては、紫外線照射により活性化されるＴｉＯ２，ＳｒＴｉＯ２，ＺｎＯ，ＣｄＳｅ，ＧａＡｓ，ＣｄＳ，ＮｉＯ，ＳｎＯ２，Ｎｂ２Ｏ５またはＷＯ３が例示される。中でも、アナターゼ型のＴｉＯ２が良好な殺菌活性を示すので、特に好ましい。このアナターゼ型のＴｉＯ２の層はチタン板を陽極酸化処理することで得られる。また、紫外線照射により活性化されるＴｉＯ２等に感光補助剤を加えて紫外線以外の光の照射により活性化することも可能である。ＷＯ３については、これを含む材料を用いて溶融、蒸着、めっき、無機塗装、化成処理、火焔処理を行って、振動羽根、補助羽根又は固定板の表面に光触媒活性を持つ層を形成すればよい。
ステンレス板上にアナターゼ型酸化チタンの微粒子を含むＮｉめっき（固形分散粒子を含むめっき）を行なったり、酸化チタン膜を真空蒸着で付着させたり、蒸着めっきで無機質酸化チタン含有被膜を形成させることができる。いずれも薄膜形成でアナターゼ型酸化チタンを作る。
また、振動羽根とその固定部材とを例えばプラスチックスを用いて一体成形により製造することも可能である。この場合は、振動羽根と固定部材とを別々に使用する場合に比べて、その接合部分に処理液が浸入固着し洗浄に手間がかかるというような欠点を回避することができる。また、振動羽根と固定部材とを一体化したことにより、これらの間での段差が生じないようにすることができる。このため、応力集中を避けることができ、振動羽根の寿命を大幅に延長することができる。
図７は振動羽根１６ｆの詳細を固定部材１６ｊとともに示す平面図である。振動羽根１６ｆは、その表面に光を照射する光照射手段を備えている。該光照射手段は、図１及び図２に示されている紫外線源（ＵＶ光源：紫外線照射装置）５１から発せられ、ライトガイドとしての光ファイババンドル５２を通り、可撓性及び防水性のコネクタ５５を介してそれぞれ供給される光を導入する複数の光ファイバ５３を備えている（図７）。各光ファイバ５３は、殺菌性材料からなる表面に沿って、互いに平行に延在するように保持手段としての固定手段５４により部分的（図では３か所）に殺菌性材料からなる表面に取り付けられて位置が保持されている。図では振動羽根１６ｆの片面上に光ファイバ５３が付されている状態が示されているが、本発明では、振動羽根１６ｆのもう一方の面上にも同様にして光ファイバ５３を付することができ、これにより更に大きな滅菌効果を得ることができる。
光ファイバ５３としては、好ましくは石英系光ファイバが用いられ、その直径は例えば０．１〜５．０ｍｍである。光ファイバ５３は、例えば１．０ｍｍ〜１００ｍｍの間隔で互いにほぼ平行になるように振動羽根１６ｆの表面に取り付けられている。なお、本発明では、「光ファイバ」は、光ファイバ素線（例えば直径０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の石英系光ファイバ素線）からなるものであってもよいし、該光ファイバ素線を複数本束ねた集合体からなる屈曲性良好なものであってもよいし、あるいは比較的大径の透光性ロッド（例えば直径２〜５ｍｍの石英ロッド）からなるであってもよい。また、光ファイバは石英系光ファイバに限定されるものではなく、プラスチック系光ファイバや複合ガラス系光ファイバであってもよい。
図８は固定手段５４による振動羽根１６ｆへの光ファイバ５３の固定状態を示す部分断面図である。固定手段５４は、図８に示されているように、光ファイバ５３（図では１本の石英ロッドからなるものが示されているが、石英系光ファイバ素線の集合体であってもよい）を部分的に押える押え部材を構成する細長い可撓性シート（例えばテフロンシート）５８と、該シートを振動羽根１６ｆに固定する固定具としてのビス５９とを含んでいる。尚、固定具としては、図８に示されているように、固定をより強固にするために、シート５８と振動羽根１６ｆとの間及び光ファイバ５３と振動羽根１６との間に接着剤層（粘着剤層）５７を介在させて、これらの間を接合させることができる。
図９は、光源５１から光ファイバ５３までの光の導入経路を示す模式図である。光源５１には、使用される光ファイバ５３に対応する数の光ファイババンドル５２が接続されている。各光ファイババンドル５２の先端（光出射端）は上記光ファイバ５３の光入射端と対向配置されており、これらは防水性のチューブ状のコネクタ５５により接続されており、光ファイババンドル５２の光出射端から出射した光が光ファイバ５３の光入射端に入射するようになっている。コネクタ５５は、処理液１４内に浸漬されるが、防水性を有するので内部に処理液が浸入することはない。また、コネクタ５５が可撓性を有する場合には、振動羽根１６ｆの振動にともなう光ファイバ５３の振動を吸収し、光ファイババンドル５２へと振動が伝達するのを阻止することができ、光ファイババンドル５２の長寿命化が可能である。
尚、図９では光ファイバ５３の光入射端が振動羽根１６ｆの外側に位置している例が示されているが、本発明においては、図２９に示されているように、コネクタ５５を用いての光ファイバ５３の光入射端と光ファイババンドル５２の光出射端との接続を振動羽根１６ｆ上にて行ってもよい。
また、本発明においては、各光ファイバ５３に対応する光ファイババンドル５２を、それぞれ光源に直接接続することなく、各振動羽根１６ｆに取り付けられている複数の光ファイバ５３に接続されている光ファイババンドル５２又は複数の振動羽根１６ｆに取り付けられている複数の光ファイバ５３に接続されている光ファイババンドル５２を処理槽１２の外において一旦まとめて大径の光ファイババンドルの形態となし、その光入射端を光源５１に接続するようにしてもよい。即ち、ライトガイドとして、処理槽外において光ファイバ５３の数に対応した数に分岐する分岐部を有するものを使用することができる。
図１０は光ファイバ５３を示す部分側面図であり、図１１はその長手方向と直交する断面図である。光ファイバ５３には、導入された光を側面から殺菌性材料からなる表面の方へと漏光させる漏光部５６が形成されている。該漏光部５６は、光ファイバ５３の下半部の表面をサンドブラスト等のブラスト処理で荒らす（粗面にする）ことにより、形成することができる。即ち、光ファイバ５３に導入された光は、下半部側面の粗面により散乱され矢印で示されるように、下方へと漏光される。
図１２〜図１５は振動羽根１６ｆ及びそれに対する光ファイバ５３の取り付け状態を示す模式図である。光ファイバ５３は、振動羽根１６ｆの振動伝達ロッド１６ｅに対する取付位置から振動羽根１６ｆの先端の方向に対してほぼ直交する向きに配置されている。これにより、振動羽根の振動による光ファイバ５３の屈曲を低減することができ、光ファイバ５３の折損が少なくなる。
以上のような振動攪拌装置１６は、光源５１からの光を光ファイババンドル５２を経て光ファイバ５３へと導き振動羽根１６ｆの表面に照射すること及び該表面として光触媒活性の殺菌性材料を使用することを除いて、以下の文献（これらは本発明者の発明に係る特許出願に関するものである）及び本出願人による特許出願である特願平８−２２０３９１、特願平９−１３７９２７、特願平１０−７６７０２、特願２０００−９５４０、特願２００１−１３５５２８、特願２００１−２７１１８９に記載されているようなものを使用することが可能である：
特開平３−２７５１３０号公報（特許第１９４１４９８号），
特開平６−２２０６９７号公報（特許第２７０７５３０号），
特開平６−３１２１２４号公報（特許第２７６２３８８号），
特開平８−２８１２７２号公報（特許第２７６７７７１号），
特開平８−１７３７８５号公報（特許第２８５２８７８号）
特開平７−１２６８９６号公報（特許第２９１１３５０号），
特開平９−４０４８２号公報（特許第２９１１３９３号），
特開平１１−１８９８８０号公報（特許第２９８８６２４号），
特開平７−５４１９２号公報（特許第２９８９４４０号），
特開平６−３３０３９５号公報（特許第２９９２１７７号），
特開平６−２８７７９９号公報（特許第３０３５１１４号），
特開平６−２８００３５号公報，
特開平６−３０４４６１号公報，
特開平１０−４３５６９号公報，
特開平１０−３６９４５３号公報，
特開平１１−２５３７８２号公報，
特開２０００−３１７２９５号公報。
振動羽根１６ｆの表面に形成されるアナターゼ型のＴｉＯ２からなる表面層の厚さは、特に制限されないが、例えば１〜２０μｍ程度である。このようなアナターゼ型のＴｉＯ２層はチタン板の陽極酸化処理により形成することができ、且つ得られたアナターゼ型のＴｉＯ２層の光触媒活性による殺菌性として十分なものが得られる。
光源５１としては、紫外線をも発する昼光蛍光灯を含むが、好ましくは近紫外線や殺菌線を発するものが用いられ、特にＪＩＳで規定されている波長３１５〜４００ｎｍのもの（ＵＶ−Ａ）、波長２８０〜３１５ｎｍのもの（ＵＶ−Ｂ）、波長１００〜２８０ｎｍのもの（ＵＶ−Ｃ）を用いることができる。なかでも、ＵＶ−Ａまたは主波長３００〜４００ｎｍの近紫外線が、取扱が容易で人体に対する害が低いことから好ましい。アナターゼ型のＴｉＯ２の活性化のためには、特に光が外部に漏れる場合には、人体に対する害が低いことから、近紫外線が有効である。
このような光源５１の具体例としては、超高圧水銀ランプを用いた株式会社モリテックス製の紫外線照射装置ＭＵＶ−２５０Ｕ−Ｌ；ＭＵＶ−３５１などを使用することができる。但し、人体に対して害が及ばないような対処をすれば、殺菌灯を使用することも可能である。光源５１としては、更に、メタルハライドランプ、水銀キセノンランプなどを使用することができる。
紫外線照射のための光源である照射灯を以下に例示する：
水素放電管：１６８０〜５０００オングストロームの連続スペクトル
キセノン放電管：２４００〜１２０００オングストロームの連続スペクトルと遠赤外線スペクトル
水銀ランプ：水銀の輝線スペクトル（２０００〜３０００オングストローム）
超高圧水銀灯：２０００〜３０００オングストロームの連続スペクトル
殺菌灯：水銀の輝線スペクトル（２０００〜３０００オングストローム）
蛍光健康灯：約２９００オングストロームと水銀の輝線スペクトル（２０００〜３０００オングストローム）
ブラックライトランプ：約３６００オングストロームの蛍光線と水銀輝線スペクトル
高圧Ｃ紫外線灯：高出力広帯域でＵＶエネルギー効率が極めて高い。
光ファイババンドル５２は、例えばコア径２００μｍ、光硬化型アクリル系樹脂被膜からなるクラッド厚４μｍの石英系光ファイバを適宜の数（例えば１０〜５０本）束ねたものを使用することができる。分岐前の大径の光ファイババンドルとしては、石英系光ファイバを例えば２００〜１０００本束ねたものが例示される。
光ファイバ５３としては、単一のものでなくともよく、複数の光ファイバ素線を束ねた集合体からなるものを用いることも可能である。この集合体は、屈曲性を有しており、振動羽根と共に振動する場合においても折損しにくい。この光ファイバ素線の集合体の場合には、各光ファイバ素線の側面（全面であってもよい）のクラッド層を除去するように粗面にしたり化学薬品で化学処理することで、漏光部を形成することができる。樹脂被覆を除去することはもちろんである。図２６〜２８は、複数の光ファイバ素線からなる光ファイバ５３を振動羽根１６ｆへ固定した状態を示す。図２６では、光ファイバ５３の複数の光ファイバ素線は断面がほぼ円形状となるように束ねられている。図２７では、光ファイバ５３の複数の光ファイバ素線は平板状をなすように配列されている。これらの例においては、図８の場合と同様に、シート５８を振動羽根１６ｆに固定するために更にビスを用いてもよい。ビスを用いる場合には、接着剤層５７を省略してもよい。図２８では、光ファイバ５３の複数の光ファイバ素線は平板状となるように配列されており、これらの振動羽根１６ｆへの固定は接着剤層５７のみによりなされている。
なお、光ファイバ５３が光ファイバ素線またはその集合体からなる場合には、光ファイババンドル５２またはその分岐したものを光ファイバ５３として使用することができる。この場合には、光ファイバ５３として使用する部分には漏光部が形成され、コネクタ５５は不要となる。
振動羽根１６ｆの表面に形成される紫外線照射により活性化されるＴｉＯ２としては酸素欠乏型のものを使用することにより、照射光として紫外線以外の例えば通常電灯や蛍光灯や青色発光ダイオードなどから発せられる光を用いて光触媒活性による殺菌性を得ることができる。
また、光触媒活性の殺菌性材料としては、ＴｉＯ２などの微粒子を含む複合電気メッキ（コンポジットメッキ）により得たものを使用することができる。例えば、ＴｉＯ２微粒子を含むＺｎＳＯ４−ＮｉＳＯ４の混合浴を用いて鋼板上に複合電気メッキを行うことで、Ｚｎ−Ｎｉ−ＴｉＯ２系複合電気メッキ被膜を形成することができる。この場合、メッキ浴中にＮＨ４ＮＯ３を添加することで、ＴｉＯ２共析量が著しく増加することがわかった。ＮＨ４ＮＯ３の添加量は例えば１．５ｇ／リットルであり、ＴｉＯ２の添加量は例えば１５０ｇ／リットルであり、電流密度は例えば５０Ａ／ｄｍ２である。
ＴｉＯ２粒子径は、表面積を大きくして良好な殺菌力を得るために小さい方が好ましく、例えば５μｍ以下である。ＴｉＯ２粒子等と共にＡｇ粒子を用いて得られた表面層の場合には、照射光として紫外線のみではなく可視光を照射して殺菌性を得ることができる。更に、ＴｉＯ２の表面層はコーティングにより形成することも可能である。更に、ＴｉＯ２の表面にＡｇまたはＣｕなどの殺菌性金属をコーティングすることで、光を照射しない時にはＡｇまたはＣｕなどの殺菌性金属による殺菌力を得、光照射時にはこれらと共にＴｉＯ２による殺菌力をも得るようにすることができる。
光触媒活性の殺菌性材料からなる表面は、Ａｇ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｂ，Ｍｇ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ａｌ等の金属、これらの合金（例えば真鍮）、またはこれらの金属と他の金属との合金（殺菌性ステンレスを含む）の表面に形成することができる。また、殺菌性材料からなる金属化合物としての酸化チタン、酸化亜鉛、酸化銀等の金属酸化物は、金属層の表面を陽極酸化等の手段で金属酸化物の層とすることができる。これにより、非常に微細な凹凸のある金属酸化物の層が得られる。
前記殺菌性の金属または殺菌性の金属酸化物等の金属化合物よりなる表面層の形成は振動羽根または振動羽根用固定部材の基材の上に、前記殺菌性の金属またはその合金を用いてめっきするか、あるいはこれら金属成分を含有する粒子または殺菌性の金属化合物（金属酸化物など）と光触媒活性の金属粒子とのコンポジットめっきにより達成することができる。表面層の厚みは特に制限されないが１〜２０μｍ程度で十分である。また、必要に応じて振動羽根全体に殺菌性金属を用いることもできるし、任意の金属中に殺菌性の金属粒子を分散させたものを用いることもできる。
本発明においては、殺菌性の金属の代わりに殺菌性の金属化合物（例えば金属酸化物）を用いることができる。殺菌性の金属酸化物としては、ＴｉＯ２やＺｎＯなど、特にアナターゼ型ＴｉＯ２を挙げることができる。粒子の大きさに特に制約はないが、微粒子ほど表面積が大きくなるから好都合であり、５μｍ以下が好ましい。このような殺菌性の金属化合物（例えば金属酸化物）の微粒子をコンポジットめっきすることにより、振動羽根の表面に層を形成する。この表面層の厚みには制限がなく、例えば１〜２０μｍである。
振動羽根、振動羽根用固体部材及びその付属部品である、ストッパーリング、ボルト、ナット等に磁力を発生するものを使用すると、処理液たとえば水が活性化されるとともに菌の増殖を抑止することができる。この処理水を用いて洗濯すると、洗剤の使用量を１／５程度に低減することができるほど水が活性化される。
振動羽根、振動羽根用固体部材及びその付属部品である、ストッパーリング、ボルト、ナット等に磁力を発生させるようにするためには、あらゆる磁力発生手段を採用することができる。永久磁石（硬磁性材料）を用いることもできるし、電磁石を用いることもできる。硬磁性材料としては、フェライト磁性材料、希土類磁性材料、磁性鋼等があり、具体的には、アルニコ磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジウム磁石、鉄磁石、ホウ素磁石などを挙げることができる。また、軟磁性材料の場合には、該材料のまわりにコイルを巻き、これに電流を流して電磁石の原理により軟磁性材料に、その都度必要な磁力を与えた後に、使用することもできる。軟磁性材料としては、軟鉄、ケイ素鋼、パーマロイなどを挙げることができる。前記電磁石の原理で磁性を付与するに際しては、極性を、（１）プラスからマイナスに、（２）マイナスからプラスに、（３）すべてをマイナスに、（４）すべてをプラスに、あるいは（５）例えば、特定の振動羽根はプラスに且つ他の特定の振動羽根はマイナスに、といったように選択的にプラスとマイナスとを与えることができる。これらの磁性材料としては、実公昭５３−２１４３８号公報記載の可撓性薄板磁石を使用することもできる。磁力の強さは５００エルステッド以上であることが好ましい。
これらの磁性材料は、特に振動羽根用固定部材及びそれらの付属部品であるストッパーリング、ボルト、ナットなどに使用することが好ましい。
これにより、大腸菌、Ｏ−１５７、サルモネラ菌、連鎖球菌を極めて有効に捕捉することができる。
本発明で使用する振動羽根や振動羽根用固定部材の基材は前述のような磁性材料でもよいが、磁性ゴムを振動羽根や振動羽根用固定部材等に貼り付けて使用することもできる。磁性材料を必要としない場合には、金属材料やプラスチックス材料を使用することができる。また、これらの材料中に磁性粉体例えば希土類磁性粉体を含有させることもできる。
殺菌性の金属や殺菌性の金属化合物（例えば金属化合物）による表面層の形成は、通常のめっき方法あるいは殺菌性の金属含有粒子や殺菌性の金属化合物（例えば金属化合物）粒子を用いたコンポジットめっき方法を用いて行なうことができる。
このような表面層は、金属製の振動羽根や固定部材の基材上のみでなく合成樹脂（プラスチックス）製またはゴム製の基材上に形成することもできる。プラスチックス製の基材上に形成する場合には、予め基材上に密着性向上のための下地処理をしてから、銀等のコンポジットめっきを行なうことができる。
本発明において、殺菌性材料として金属、合金または酸化物を使用する場合、とくに酸化チタンや酸化マンガンのように光触媒機能を持つものを使用する場合には、紫外線照射量が少なくとも一層殺菌能力を向上させることができる。また、撹拌手段の一部に殺菌性材料としての金属、合金または酸化物を用いる場合には、それに石英ファイバで直接紫外線を照射することが好ましい。例えば、振動羽用固定部材の表面にＡｇを含有するＴｉＯ２膜を持つものの場合には、これに効率よく紫外線を照射することが好ましい。
殺菌性材料としてＴｉＯ２やＺｎＯ２のような光触媒系の金属酸化物を用いる場合には、処理槽外に紫外線ランプを設置し、石英ファイバにより振動羽根等の表面の殺菌性材料からなる表面に極近い位置から紫外線が照射されるようにし、処理時間の短縮及び長時間の活性化状態維持を実現することができる。
本発明において、滅菌処理の対象となる処理液１４は、例えば水道水、井戸水、雨水、プールの水、河川水、海水及び処理排水などの各種の水、牛乳、酒及びジュースなどの飲料、あるいは細菌などで汚染されている各種の有機溶剤または無機物又は有機物の粒子を含む液体、ウィルスにより汚染されている血液などの体液を挙げることができる。
本発明においては、光源５１から発せられる紫外線などの光を光ファイバ５３から振動羽根１６ｆの光触媒活性の殺菌性材料からなる表面に極く近接した位置から照射するので、処理液１４が牛乳、ジュース、海水、血液及び汚濁排液その他の光透過率の低い液体（例えば牛乳の場合には紫外線透過率が１０％／２ｃｍ以下）であっても、振動羽根１６ｆの表面には十分に光が到達するので、殺菌性材料に活性を付与することができ、殺菌性材料の殺菌力は良好に維持される。従って、振動攪拌装置１６を作動させて処理液１２を振動攪拌することで、処理液１２は振動羽根の表面の光触媒活性の付与された殺菌性材料と十分に高い接触の機会が与えられ、これにより処理液１４の全体を迅速且つ良好に滅菌処理することができる。
この様な作用を良好に得るためには、処理液１４の振動流動の３次元平均流速が２０ｍｍ／秒以上であるのが好ましい。このような３次元流速は、処理液１４を振動流動させることによって効果的に実現されるものであり、通常の攪拌によっては実現困難であり実現するにしても極めて大規模な装置構成が必要となる不利がある。
また、本発明において、滅菌処理の対象となる処理物としては、格別の制限はないが、例えば、飲食器、飲食品製造用部品、飲食品用または医療用の各種の容器、手術用具などの医療用器具、衣類、寝具、小間物、化粧用具、野菜又は果物などの食品を挙げることができる。
滅菌対象処理物を滅菌処理する場合には、図１及び図３において破線で示されているように、処理液１４として例えば水を収容した処理槽１２内に、滅菌対象処理物の保持・収容手段として多くの孔を有する籠４０を配置し、その中に滅菌対象処理物を保持・収容する。籠４０には駆動手段を構成する駆動回転軸４１が付されており、該回転軸は駆動手段を構成する不図示の駆動モータから伝達される回転力により回転中心Ｃの周りに回転せしめられる。これにより、滅菌対象処理物と処理液１４との接触の機会が高められ、滅菌対象処理物から処理液１４へと迅速に菌が流出する。
滅菌対象処理物は、その大小にかかわらず、適宜の手段で揺動や回転を与えてやると一層処理液との接触の機会が増大し均一化するので好ましい。処理物が大きい場合には、それ自体を吊り下げる吊り下げ具を揺動させたり、回転させたりすることができる。また、処理物が小物の場合には、籠などの多孔容器に入れて、必要により容器に固定した上で、容器を振動させたり、回転したりすることができる。前記多孔容器は、例えばプラスチックや金属での板に所望の孔をあけて作ることができる。また、側壁に対する開孔面積の割合を高くしたい時には金網製の側壁とするが、樹脂被覆された金属製の側壁とすることもできる。側壁に対する開孔面積の割合は、例えば１０〜９８％とすることができる。容器に設ける多数の孔は、容器内に収容して処理を受ける滅菌対象処理物の大きさや形状に合わせて、最も処理効率の高い形状と孔の数とを選択する。開孔率は、側壁面積に対して２０％以上が好ましい。これ以下では、処理効率が低下する傾向にある。また、この容器の水平断面の形状は円形でも多角形でもよい。本発明では、振動撹拌装置を用いて処理液を振動撹拌させるので、孔径が小さいものであっても、目詰まりが生じにくく、処理液の流通が極めて良いという利点がある。
揺動は、揺動幅１０〜１００ｍｍ、好ましくは２０〜６０ｍｍの振幅で、１分間に１０〜６０回程度の揺動回数になるような状態でゆっくりと動かすことを意味している。回転を与える場合も１分間に１０〜６０回程度の回転数で十分良好な滅菌効果を得ることができる。
本発明においては、振動攪拌装置１６による振動攪拌により処理液１４は籠４０の孔を十分に通過でき、これにより滅菌対象処理物から処理液１４へと流出した菌は迅速に振動羽根１６ｆに到来し、上記のようにして良好に滅菌処理がなされる。その結果として、滅菌対象処理物の滅菌がなされる。
滅菌対象処理物は必ずしも籠内に収容する必要はなく、処理槽１２内に静置したり、適宜の保持手段により吊したりすることができる。
本発明においては、処理槽に取り付けた滅菌用振動撹拌装置を一方の極とし、処理槽自体または処理槽内の処理液に浸漬された導電体を他方の極とし、これら対をなす極の間に定電流装置により微弱電流を流すことができ、これによる殺菌効果も得られる。前記他方の極となる導電体としては、もう１つの滅菌用振動撹拌装置特にその振動伝達ロッドであってもよい。前記微弱電流は、例えば１０〜１００ｍＡ、好ましくは２０〜８０ｍＡ、特に好ましくは３０〜７０ｍＡであり、印加電圧は、例えば１〜８Ｖ、好ましくは２〜６Ｖ、特に好ましくは２〜４Ｖである。
本発明において、殺菌又は滅菌の対象となる菌としては、特に制限されないが、例えば大腸菌群（大腸菌、病原性大腸菌Ｏ−１５７）、サルモネラ菌、腸炎ビブリオ菌、カンピロバクター、エルシニア菌、ウェルシュ菌、ナグビブリオ菌、腸球菌、緑膿菌、セパシア菌、黄色ブドウ球菌、表皮ブドウ球菌、肺炎（レンサ）球菌、セラチア菌、プラテウス菌、エンテロバクター属菌、シトロバクター属菌、エンテロコッカス属菌、クレブシエラ属菌、バクテロイデス属菌、レジオネラ属菌、マイコバクテリウム属菌、ニューモシスチス・カリニ、真菌、病原ウィルスが挙げられ、これにに対して有効な殺菌性が得られる。
図１〜図３では、１つの振動攪拌装置１６のみが示されているが、本発明では２つ以上の振動攪拌装置を１つの処理槽１２に配置することができる。複数の振動攪拌装置を同時に作動させることで殺菌効率を向上させることができる。
図１６及び図１７は、それぞれ本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置の更に別の実施形態を示す概略断面図である。これらの図では、振動攪拌装置１６の構造が主として示されている。但し、これらの実施形態では、上記の実施形態で示されている光源５１から発せられる紫外線などの光を光ファイバ５３から振動羽根１６ｆの光触媒活性の殺菌性材料からなる表面に極く近接した位置（接近または密着した位置）から照射する構成に関しては、図示を省略しているが、実際には同様な構成を有する。
これらの実施形態では、基台１６ａ側に固定された上下方向棒状の下側ガイド部材１４５と振動部材１６ｃ側に固定された上下方向棒状の上側ガイド部材１４４とをそれらの間に適宜の間隔をおいて配置しており、これらをガイド部材として利用して、コイルバネ１６ｂの変形に際しての上下方向に対する曲りの発生を防止して上下方向にのみ伸縮させるようにしている。また、振動部材１６ｃと振動伝達ロッド１６ｅとの結合部分１１１は、図４に示されたような構成を有する。
これらの実施形態では、振動羽根１６ｆは水平（即ち、図６に示される角度αが０度）であり、この様な振動羽根は磁性材料を用いて振動羽根を構成する場合に好適であり、経済性が良好である。
図１６の実施形態では、振動伝達ロッドが単軸である。また、図１７の実施形態では、振動モータ１６ｄは、振動部材１６ｃ上にロッド部材を介して取り付けられた補助振動部材１６ｃ’の下面に吊り下げ固定されている。
図１８は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置の更に別の実施形態を示す一部切欠斜視図である。この図では、振動攪拌装置の構造が主として示されている。但し、これらの実施形態では、上記の実施形態で示されている光源５１から発せられる紫外線などの光を光ファイバ５３から振動羽根１６ｆの光触媒活性の殺菌性材料からなる表面に極く近接した位置（接近または密着した位置）から照射する構成に関しては、図示を省略しているが、実際には同様な構成を有する。
本実施形態では、振動攪拌装置は、処理槽１２とは独立した架台７１上に、防振ゴムなどの振動吸収部材を介して配置された振動枠７２と、該振動枠に取り付けられた振動モータ１６ｄと、振動枠７２に取り付けられた振動伝達部材１６ｅと、該振動伝達部材に両端を取り付けられた振動羽根１６ｆとを有する。振動モータ１６ｄには、インバータ３５から所要の電流が供給される。図１８には振動モータ１６ｄが１つのみ示されているが、振動枠７２の反対側の位置にも振動モータを取り付けることができる。尚、処理槽１２内にはヒータ７３を配置することができ、インバータ３５と共通のスタンドに不図示の経路でヒータ７３と接続された温度調節機器７４を取り付けることができる。この装置では、多段配列の振動羽根１６ｆの組が２つ設けられており、これら２つの組どうしを互いに近接して配置することが可能である。これにより一層激しい振動攪拌を行うことができ、滅菌効率が向上する。
図３２及び図３３は、図１８の実施形態の小型化をはかった実施形態の縦断面図を示すものである。本実施形態では、振動モータ１６ｄは補助振動部材１６ｃ’に取り付けられており、該補助振動部材１６ｃ’に振動枠７２が取り付けられている。振動モータ１６ｄの振動は、補助振動部材１６ｃ’及び振動枠７２を経て振動伝達ロッド１６ｅに伝達される。本実施形態は、後述の図１９〜２３に関し説明するのと類似の形態にて、処理槽１２を容易に蓋により覆うことができ、これにより処理槽１２内の処理液１４から揮散するガスや飛散する処理液が周囲へと漏れるのを防止することができる。
図１９及び図２０は本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置の更に別の実施形態を示す概略断面図である。ここでは、滅菌装置を構成する振動攪拌装置の処理槽への取り付けの形態が主として示されている。図２１はその平面図である。図１９及び図２０はそれぞれ図２１のＸ−Ｘ’断面及びＹ−Ｙ’断面に相当する。尚、これらの図では、上記の実施形態で示されている光源５１から発せられる紫外線などの光を光ファイバ５３から振動羽根１６ｆの光触媒活性の殺菌性材料からなる表面に極く近接した位置（接近または密着した位置）から照射する構成の図示を省略しているが、実際には同様な構成を有するものである。
この形態では、振動吸収部材として上記コイルバネ１６ｂに代えてゴム板２と金属板１，１’との積層体３が用いられている。即ち、積層体３は、処理槽１２の上端縁部に固定された取り付け部材１１８に防振ゴム１１２を介して取り付けられた金属板１’をボルト１３１により固定し、該金属板１’上にゴム板２を配置し、該ゴム板２上に金属板１を配置し、これらをボルト１１６及びナット１１７により一体化することで形成されている。
振動モータ１６ｄは支持部材１１５を介してボルト１３２により金属板１に固定されている。また、振動伝達ロッド１６ｅの上端部はゴムリング１１９を介して積層体３特に金属板１とゴム板２とに取り付けられている。即ち、上側金属板１は図１その他に記載されている実施形態の振動部材１６ｃの機能をも発揮するものであり、下側金属板１’は図１その他に記載されている実施形態の基台１６ａの機能をも発揮するものである。そして、これら金属板１，１’を含む積層体３（主としてゴム板２）が図１その他に記載されているコイルバネ１６ｂと同様な振動吸収機能を発揮する。
図２２Ａ〜図２２Ｃは積層体３の平面図を示す。図１９〜２１の形態に対応する図２２Ａの例では、積層体３には振動伝達ロッド１６ｅを通すための貫通孔５が形成されている。また、図２２Ｂの例では、積層体３は貫通孔５を通る分割線により２分割された２つの部分３ａ，３ｂからなり、これによれば装置組立の際に振動伝達ロッド１６ｅを容易に通すことができる。また、図２２Ｃの例では、積層体３は、処理槽１２の上端縁部に対応する環形状をなしており、中央部に開口６が形成されている。
図２２Ａ及び図２２Ｂの例では、処理槽１２の上部が積層体３により塞がれ、これにより滅菌処理の際に処理液１４から揮散するガスや飛散する処理液が周囲へと漏れるのを防止することができる。
図２３Ａ及び図２３Ｂは、このような積層体３による処理槽上部の閉塞（シール）の様子を示す断面図である。図２３Ａの形態では、ゴム板２が貫通孔５において振動伝達ロッド１６ｅに当接してシールがなされる。また、図２３Ｂの形態では、積層体３の開口部６において該積層体３と振動伝達ロッド１６ｅとに取り付けられこれらの間の空隙を塞ぐフレキシブルシール部材１３６が設けられている。
図２４Ａ〜図２４Ｅに振動吸収部材としての積層体３の例を示す。図２４Ｂの例は上記図１９〜２１の実施形態のものである。図２４Ａの例では、積層体３は金属板１とゴム板２とからなる。図２４Ｃの例では、積層体３は上側金属板１と上側ゴム板２と下側金属板１’と下側ゴム板２’とからなる。図２４Ｄの例では、積層体３は上側金属板１と上側ゴム板２と中間金属板１”と下側ゴム板２’と下側金属板１’とからなる。積層体３における金属板やゴム板の数は、例えば１〜５とすることができる。尚、本発明においては、ゴム板のみから振動吸収部材を構成することも可能である。
金属板１，１’，１”の材質としては、ステンレス鋼、鉄、銅、アルミニウム、その他適宜の合金を使用することができる。金属板の厚さは、例えば１０〜４０ｍｍである。但し、積層体以外の部材に対して直接固定されない金属板（例えば上記中間金属板１”）は０．３〜１０ｍｍと薄くすることができる。
ゴム板２，２’の材質としては、合成ゴム又は天然ゴムの加硫物を使用することができ、ＪＩＳＫ６３８６で規定される防振ゴムが好ましく、更に特に静的剪断弾性率４〜２２ｋｇｆ／ｃｍ２好ましくは５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２、伸び２５０％以上のものが好ましい。合成ゴムとしては、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ニトリル−クロロプレンゴム、スチレン−クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、エピクロルヒドリン系ゴム、アルキレンオキシド系ゴム、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴム、ウレタン系ゴム、多硫化ゴム、フォスファゼンゴムを例示することができる。ゴム板の厚さは、例えば５〜６０ｍｍである。
図２４Ｅの例では、積層体３は上側金属板１とゴム板２と下側金属板１’とからなり、ゴム板２が上側ソリッドゴム層２ａとスポンジゴム層２ｂと下側ソリッドゴム層２ｃとからなる。下側ソリッドゴム層２ａ，２ｃのうちの一方を除去してもよいし、更に複数のソリッドゴム層と複数のスポンジゴム層とを積層したものであってもよい。
図２５は、本発明の振動攪拌装置の更に別の形態を示す部分断面図である。尚、この図では、上記の実施形態で示されている光源５１から発せられる紫外線などの光を光ファイバ５３から振動羽根１６ｆの光触媒活性の殺菌性材料からなる表面に極く近接（接近または密着）した位置から照射する構成の図示を省略しているが、実際には同様な構成を有するものである。
本実施形態では、振動伝達ロッド１６ｅには振動羽根１６ｆと補助羽根１６ｆ’とが交互に取り付けられている。この補助羽根１６ｆ’は、振動羽根１６ｆと異なり、処理液１４に振動流動を生じさせる振動羽根１６ｆより十分に長い距離突出しており、振動流動を発生させるものではない。この補助羽根１６ｆ’にも、振動羽根１６ｆと同様に、光源５１から発せられる紫外線などの光を光ファイバ５３から当該補助羽根１６ｆ’の光触媒活性の殺菌性材料からなる表面に極く近接した位置から照射する構成を備えている。この補助羽根１６ｆ’は振動羽根１６ｆより面積が大きいので、処理液１４が接触する機会が多く、その表面に沿って流動する処理液１４に対する滅菌効果を高めることができる。このような光照射手段付きの補助羽根１６ｆ’を用いた場合には、振動羽根１６ｆへの光照射手段の付設を省略してもよい。補助羽根１６ｆ’は振動羽根１６ｆに比べて振動によるしなりの程度が少ないので、補助羽根１６ｆ’に取り付けた光ファイバの折損は補助羽根１６ｆ’に取り付けたものよりも少なくなり、長寿命化が可能である。
図３４は、図２５の実施形態の変形例を示す部分断面図である。本変形例では、図２５に示されるものと同等な振動撹拌装置が２つ配置されており、一方の振動撹拌装置の補助羽根１６ｆ’と他方の振動撹拌装置の補助羽根１６ｆ’とが上下方向に適宜の間隔をもって互い違いに配置されている。また、図２５の実施形態と同様にして、補助羽根１６ｆ’の表面は光触媒活性の殺菌性材料からなるものとされており、該表面に取り付けられた光ファイバにより近接位置から紫外線を照射するようにされている。このようにすることで、補助羽根１６ｆ’間の処理液１４の流通を良好に維持しながら、その流通処理液を高い効率で滅菌処理することができる。
また、本発明においては、振動羽根１６ｆの先端に近接する位置（好ましくは５〜２０ｍｍ隔てられた位置）に、多孔板（網状のものまたは籠状のものの少なくとも一部分）を配置し、該多孔板の表面を光触媒活性の殺菌性材料からなるものとし、その表面上に振動羽根１６ｆと同様にして光ファイバ５３を取り付けて、光源５１から発せられる紫外線などの光を光ファイバから多孔板の光触媒活性の殺菌性材料からなる表面に極く近接した位置から照射するようにすることができる。多孔板は、処理液の流通性が良好であるので、処理液１４が接触する機会が多く、流動する処理液１４に対する滅菌効果を高めることができる。このような光照射手段付きの多孔板を用いた場合には、振動羽根１６ｆへの光照射手段の付設を省略しても、或る程度の効果は得られ、光ファイバ折損が少ないので、長寿命化が可能である。
図３０及び図３１には、本発明の更に別の実施形態が示されている。本実施形態では、処理槽１２の内面が上記実施形態において説明したような光触媒活性の殺菌性材料からなっており、その表面上に光ファイバ５３が固定されている。この光ファイバ５３の光入射端は、コネクタ５５を介して、光ファイババンドル５２の光出射端が接続されている。即ち、上記実施形態で振動羽根１６ｆ上に配置したと同様な光照射手段が、処理槽１２の内面上に備えられている。更に、本実施形態では、処理槽１２の上端縁に差し渡された保持部材６０により、板状の槽内配置部材６１が複数互いに平行に保持されている。該槽内配置部材６１の表面が上記実施形態において説明したような光触媒活性の殺菌性材料からなっており、その表面上に光ファイバ５３が固定されている。この光ファイバ５３の光入射端は、コネクタ５５を介して、光ファイババンドル５２の光出射端が接続されている。即ち、上記実施形態で振動羽根１６ｆ上に配置したと同様な光照射手段が、槽内配置部材６１の表面上に備えられている。振動撹拌装置の振動羽根１６ｆには光照射手段を付設しなくてもよいし、上記実施形態と同様にして付設してもよい。振動羽根１６ｆにも光照射手段を付設することにより、一層高い滅菌作用を得ることができる。
上記実施形態と同様にして、不図示の光源から光ファイバ５３へと光を導き、処理槽１２の内面及び槽内配置部材６１の表面の殺菌性材料を活性化させ、振動攪拌装置を作動させて振動羽根１６ｆにより処理液を振動攪拌することで、上記実施形態とほぼ同様にして処理液１４の滅菌処理を行うことができる。本実施形態では、光ファイバ５３は、振動する部材ではなく静止部材に取り付けられているので、折損の発生する可能性は極めて小さく、長寿命化が可能である。
光ファイバ５３を含む光照射手段は、処理槽１２の内面及び槽内配置部材６１の表面の一方のみに設けることも可能である。また、槽内配置部材６１は、保持部材６０に対し着脱自在にしておくことが可能である。
本実施形態では、振動撹拌装置とくにその振動羽根１６ｆにも光ファイバ５３を含む光照射手段を備えることができる。
図３５は、図３０及び図３１の実施形態の変形例を示す模式的斜視図である。本変形例は、槽内配置部材６１による光ファイバの保持が、図３０及び図３１の実施形態とは異なる手段によりなされている。即ち、本変形例では、互いに平行に配列された複数の板状槽内配置部材６１の互いに隣接するものどうしにより光ファイバ５３を挟持している。光ファイバ５３は互いに平行に配列されており、その方向は、振動撹拌装置の振動羽根の方を向く方向である。槽内配置部材６１は保持部材６０により保持されて処理槽１２への出し入れが可能である。なお、図３５では光源及び該光源から光ファイバ５３へと紫外線を導くライトガイドについては図示されていないが、これらについては、上記図３０及び図３１の実施形態の場合と同様である。この様にして得られる処理ユニットを複数用意しておき、処理槽１２の大きさに応じて適宜の数の処理ユニットを処理槽内に配置することができる。
本実施形態では、光ファイバ５３として例えば直径２〜５ｍｍ程度の石英ロッドのような屈曲性を殆どもたないなものを使用しても、処理時に振動することがないので、折損することが殆どなく、十分に長い寿命を実現できる。この点は、上記図３０及び図３１の実施形態の場合と同様である。また、振動撹拌装置により生ぜしめられた流動が、互いに隣接する槽内配置部材６１間においても十分になされるので、良好な殺菌効果が得られる。
図３５では、槽内配置部材６１及び光ファイバ５３が水平となるように処理ユニットが配置されているが、該処理ユニットを槽内配置部材６１及び光ファイバ５３が鉛直となるように配置することも可能である。その場合には、光ファイバ５３とライトガイドとの接続を処理ユニットの上部において行なうことができるという利点がある。
以上の本発明による滅菌方法及び滅菌装置では、振動羽根１６ｆなどの殺菌性材料層に対する紫外線などの光の照射と振動羽根１６ｆによる振動攪拌とを同時に行ってもよいし、振動羽根１６ｆなどに対する光照射時には振動攪拌を停止し、振動攪拌時には振動羽根１６ｆなどに対する光照射を停止する（即ち、例えば光照射による殺菌性材料層の活性化と振動攪拌とを交互に行う）ようにしてもよい。
本発明による滅菌方法及び滅菌装置によれば、生体中と血液を循環させながら滅菌処理することで、血液中に空気を取り込まずにウィルス、その他の菌に対する殺菌力を得ることができる。その様な用途には、小型で密閉可能な図１９及び図２０の実施形態の装置や図３２及び図３３の実施形態の装置を使用するのが好ましい。
更に、本発明の実施の形態としては、処理液として血液を用い、生体中と血液を循環させながら、この血液中にアナターゼ型の酸化チタン微粒子を混合しておき、本発明の振動攪拌装置により振動攪拌しながら振動羽根上の光ファイバからの光照射で振動羽根表面の殺菌性材料を活性化すると共に、該光ファイバの近傍を通過する血液中の酸化チタン微粒子をも活性化し、該酸化チタン微粒子を振動攪拌により血液中に良好に分散させ、その殺菌力を発揮させることが挙げられる。振動攪拌装置を用いた攪拌によれば酸化チタン微粒子の二次凝集を防止することができ、少量の酸化チタン微粒子を用いて良好な殺菌性が得られる。
更に、本発明の実施の形態としては、滅菌対象処理物として、自己導尿用カテーテルを使用することができる。自己導尿用カテーテルは、患者が１日に多数回使用し、従来は、１回の使用ごとに消毒液に浸漬して保管されており、そのため耐久性が低くなり、再使用の際に消毒液を洗い流す洗浄操作が必要となり、洗浄が不十分だと高濃度消毒液が残留するという問題があった。本発明の滅菌方法及び滅菌装置によれば、使用後直ちに自己導尿用カテーテルを滅菌処理することで、振動攪拌によりカテーテル内部をも十分に滅菌することができるので、浸漬する消毒液の濃度を低くしても問題がなくなり、従って再使用の際に消毒液を洗い流す洗浄操作は短時間でよく、カテーテル内の高濃度消毒液残留の問題をなくすことができる。
本発明においては、処理液が高い光透過率のものである必要はないので、該処理液中に殺菌剤を混入したり、オゾン吹き込みを行ったりして、該処理液の光透過率が低下したとしても十分に所期の効果を得ることができる。従って、殺菌剤混入やオゾン吹き込みその他の殺菌手段と併用して本発明を適用することにより、一層迅速且つ十分な滅菌を行うことが可能となる。
図３６及び図３７は、本発明の滅菌装置の更に別の形態を示す部分断面図である。図示はされていないが、本実施形態では、振動撹拌装置１６には、上記実施形態と同様に電源及びインバータが接続されている。本実施形態では、紫外線などの光を上記実施形態で説明したような振動羽根１６ｆの光触媒活性の殺菌性材料からなる表面に近接（接近または密着）した位置から照射する手段として、防水型密閉照明灯１０２を使用している。
この防水型密閉照明灯１０２は、図３８に示されるような構造を有する。即ち、紫外線発光管１０２ａを、紫外線透過性の第１のシリコーン収縮性チューブ１０２ｂにより覆い、更に一端部においてこれに適合する第２のシリコーン収縮性チューブ１０２ｃにより覆って密閉し、防水性を持たせたものである。このような防水型密閉照明灯１０２の具体例としては、岡谷電気産業（株）製のＫＬＳＪ−２００［商品名］二重防水紫外線灯が好適なものとして挙げられる。これは、発光波長が２５４ｎｍで、ランプ電力が３．２Ｗであり、全長が約２２０ｍｍであり、第１のシリコーン収縮性チューブ１０２ｂの外径が約１２ｍｍである。一方の端部を構成する第２のシリコーン収縮性チューブ１０２ｃには、紫外線発光管１０２ａに対する電力供給のための屈曲性且つ防水性のシリコーン２芯ケーブル１０４が接続されている。収縮性チューブ１０２ｂ，１０２ｃは、フッ素系又はネオプレン系のゴムからなるものでも良い。この防水型密閉照明灯１０２は、紫外線を発する部分の長さが振動羽根の長さ（例えば１５０ｍｍ）をカバーしている。図３７に示されているように、防水ケーブル１０４は、電源１０６に接続されており、この電源はインバータにより調節される。
図３９は、防水型密閉照明灯１０２の保持手段を示す断面図である。処理槽１２に対して不図示の取り付け手段により固定され互いに対向して配置された一対の支持板１１０に、押さえ板１１４を用いてＮＢＲなどの柔軟性材料からなる保持板１１２が取り付けられている。支持板１１０及び押さえ板１１４には防水型密閉照明灯１０２の直径より十分に大きな内径の貫通孔が形成されており、該貫通孔に対応する位置において保持板１１２には照明灯１０２の直径と同等な内径の貫通孔が形成されている。この保持板の貫通孔に照明灯１０２を差し込むことで、照明灯１０２を振動羽根と平行に水平に保持することが出来る。照明灯１０２は、上下に隣接する振動羽根の間にて、これら振動羽根に近接して位置する。照明灯と振動羽根との間の距離は、振動羽根の振動の際に該振動羽根が照明灯に衝突しない限りは出来るだけ小さい方が好ましく、例えば１〜２０ｍｍであり、好ましくは１〜１５ｍｍであり、更に好ましくは１〜１０ｍｍであり、特に好ましくは１〜５ｍｍである。尚、照明灯１０２から発せられる光を所望の方向に光を集中して照射するために、反射カバーを設置することが出来る。
本実施形態においては、細い防水型の密閉紫外線灯自体を振動羽根１６ｆの光触媒活性の殺菌性材料からなる表面に近接した位置に配置して紫外線を照射するので、該光源には電源１０６から防水電線（または防水ケーブル）を介して駆動電圧を印加すればよく、処理槽外に配置された光源にて紫外線を発して振動羽根の表面上に配置された漏光部を有する光ファイバへとライトガイドにより光を導き該漏光部から紫外線照射を行う場合に比べて、光源から発せられた光の減衰が著しく少ないという利点があり、更に光ファイバ等からなるライトガイドに比べて電線は引き回しが容易であり屈曲性が大きいので装置を一層小型化することが出来るという利点がある。
本実施形態では、防水型密閉照明灯１０２を振動羽根１６ｆに近接して配置しているが上記実施形態に示されるように、防水型密閉照明灯１０２を、漏光部を有する光ファイバと同様に補助羽根や処理槽内面や槽内配置部材に近接して配置してもよい。この場合も同様な機能が発揮される。
また、本実施形態では防水型密閉照明灯１０２を保持板１１２等からなる保持手段により支持しているが、上記の実施形態で説明した漏光部を有する光ファイバの保持手段と同様な手段を用いて保持することも可能である。この場合には、特に光触媒活性の殺菌性材料からなる表面に対して一層近接した位置に光源を配置することが出来る。更に、上記の実施形態で説明した漏光部を有する光ファイバを本実施形態の保持手段と同様な手段を用いて保持することも可能である。
図４０は本発明において使用される振動撹拌装置の他の実施形態を示す部分断面図であり、図４１はその部分側面図である。本実施形態の振動撹拌装置は絶縁型のものである。即ち、振動棒１６ｅの上端は電気的絶縁領域１６ｅ”を介して振動部材１６ｃに取り付けられている。絶縁領域１６ｅ”は、例えば合成樹脂またはゴムで形成することが出来る。絶縁領域は、振動により破損することなく振動モータの振動を効率よく伝達出来、十分な絶縁性を発揮出来る材料を選択するのが好ましい。このような観点から硬質ゴムが最も好ましい。その一例としては、硬質ポリウレタンゴムを挙げることができる。強度不足を補うために、絶縁性を損なわない範囲で適宜の補強部材を付することが出来る。
絶縁領域１６ｅ”は、具体的には、例えば、図示されるような硬質ゴム製の円柱状などの柱状の部材の上部分及び下部分に雌ねじを形成し、これに振動部材１６ｃ側及び振動棒１６ｅ側のそれぞれの先端に形成した雄ねじを適合させることで、形成することが出来る。
図４０に示されているように、２つの振動棒１６ｅを機械的に接続するように振動羽根１６ｅ及び固定部材１６ｊが取り付けられており、これら振動羽根及び固定部材は２つの群に区分されている。第１の群は一方の振動棒１６ｅと電気的に接続されており、第２の群は他方の振動棒１６ｅと電気的に接続されており、これら２つの群の間で電圧（特に直流）を印加することで、処理液１４に通電し殺菌処理を行う。絶縁領域１６ｅ”が存在するので、処理液への通電が振動モータへとリークすることがない。
即ち、図４０において、上側から奇数番目の振動羽根１６ｅ及び固定部材１６ｊは、右側の振動棒１６ｅとは電気的に接続されているが、左側の振動棒とは絶縁ブッシュ１６ｓ及び絶縁座金１６ｔを介して取り付けられることで電気的に絶縁されている。逆に、上側から偶数番目の振動羽根１６ｅ及び固定部材１６ｊは、左側の振動棒１６ｅとは電気的に接続されているが、右側の振動棒とは絶縁ブッシュ１６ｓ及び絶縁座金１６ｔを介して取り付けられることで電気的に絶縁されている。かくして、上側から奇数番目の振動羽根及び固定部材を第１の群とし、上側から偶数番目の振動羽根及び固定部材を第２の群とし、左側の振動棒に接続されている通電線１２７と右側の振動棒に接続されている通電線１２７との間に不図示の殺菌処理用電源により所要の電圧を印加することで、第１の群（陽極）と第２の群（陰極）との間で通電することが出来る。尚、図４１では絶縁ブッシュ及び絶縁座金の図示が省略されている。
本実施形態の絶縁式振動撹拌装置を上記実施形態における振動撹拌装置として使用することが出来る。振動羽根などの材質は、上記実施形態で説明したように適宜選択すればよい。これにより、紫外線照射による光触媒活性の殺菌性材料からなる表面の活性化に基づく殺菌作用と処理液に対する通電による殺菌作用との双方を同時に実施して、これらの重畳された殺菌効果を得ることが出来る。
図４２は、本発明の振動攪拌装置の更に別の形態を示す部分断面図である。本実施形態では、図４０及び図４１の実施形態における上側から偶数番目の振動羽根１６ｆに代えて、陽極部材１６ｆ”を使用している。この陽極部材は、振動撹拌には寄与せず、図の右側にのみ延びている。陽極部材１６ｆ”としては、たとえばチタン製ラス網（表面に白金メッキを例えば５μｍ厚に施したもの）等が用いられる。一方、上側から奇数番目の振動羽根１６ｆに対してスペーサ１６ｕを介して陰極部材１６ｆ”’を追加している。この陰極部材も、振動撹拌には寄与せず、図の右側にのみ延びている。陰極部材１６ｆ”’としては、たとえばチタン板などが用いられる。尚、陰極部材の場合と同様に、陽極部材と共に振動羽根を取り付けてもよい。
本実施形態では、振動羽根とは別に専用の電極部材としての陽極部材及び陰極部材を使用しているので、電極材料の選択の自由度が増加する。本実施形態においても、上記図４０及び図４１の実施形態と同様な作用効果が得られる。
図４３は、本発明の滅菌装置の更に別の実施形態を示す断面図である。本実施形態では、上記図４０及び図４１に示すような絶縁式振動撹拌装置が２台使用されており、これらは処理槽１２の内部の左右両端部に配置されている。処理槽１２の中央部には、回転中心Ｃ’の周りで回転する籠（バレル）４０’を配置することが出来、該バレル内に収容された滅菌対象処理物の洗浄滅菌処理を行うことが出来る。例えば、処理物として土壌の付いた野菜などを用いて、これらの滅菌と洗浄とを短時間に同時に行うことが可能である。
本発明においては、以上のような絶縁式振動撹拌装置を用いて、但し、処理液に対する通電のための手段として電解槽１２内に専用の陽極部材及び陰極部材を配置し、これらの間にて通電することで殺菌処理を行うことも可能である。その場合、振動攪拌装置が絶縁型であるので、処理液１４に対する通電の影響が振動モータ等に及ぶことがない。
本発明において、処理液への通電による殺菌をも行う場合には、処理液の電解がなされて該処理液が酸性・アルカリ性混合の安定なものとなるためか、長時間に亘って殺菌力が保持される。
本発明においては、図４３に示すように、絶縁式振動撹拌装置の振動羽根の表面を光触媒活性の殺菌性材料からなるものとして、該振動羽根に近接して防水型密閉照明灯１０２を配置することが出来る。このような場合には、陰極となる振動羽根を例えばチタン板の表面に陽極酸化処理等でアナターゼ型酸化チタンの層を形成したものを使用することが出来る。
図４４は本発明の滅菌装置の更に別の実施形態を示す断面図であり、図４５及び図４６はそれぞれその平面図及び断面図である。本実施形態では、処理槽１２内の一方端側に配置された振動撹拌装置１６の振動羽根１６ｆとして、図３６その他に関して説明したように、表面が光触媒活性の殺菌性材料からなるものを使用し、該振動羽根に近接して防水型密閉照明灯１０２を配置している。処理槽１２内の他方端側にはバレル４０’が配置されており、該バレルと振動撹拌装置１６との間には交互に配置された陽極板及び陰極板からなる電極部材１３０が位置している。各電極部材は、上下方向及び振動撹拌装置１６からバレル４０’へと向かう方向の双方に沿って互いに平行に配置されており、これにより振動撹拌装置からバレルの方へと処理液が良好に流動する。バレルには滅菌対象処理物が収容される。処理物としては、例えば野菜や果物などを用いることが出来、これらは必要に応じて適宜カットされた上で、洗浄及び滅菌処理される。
処理槽１２には洗浄液が収容され、それをポンプ１２０により一部取り出してバレルへとスプレーして洗浄することができる。処理槽内の洗浄液を滅菌処理することで、結果的に処理物に付着している菌が除去される。処理液の循環のために、処理槽のドレンバルブ１２１には吸入側ホース１２２が付されており、該ホースから吸引された処理液が吐出側ホース１２３を介してスプレーノズル１２４へと供給され、ここから洗浄液がスプレーされる。これによりバレル内処理物に対する洗浄が効果的になされる。先ず、ポンプにより洗浄液を外部からスプレーノズルへと供給して洗浄を行い、洗浄液が処理槽内に所要量たまった段階で、振動撹拌及び紫外線照射により滅菌を行うことが出来る。
処理物には、土壌などの汚れが付着しており、これを洗浄することで、洗浄液中に汚れが移行する。このため、滅菌処理に際しては洗浄液の透明度は低いのであるが、本実施形態では、光触媒活性の殺菌性材料からなる表面を持つ振動羽根に近接して光源を配置しているので、長期にわたって良好な滅菌処理を行うことが出来る。
本実施形態の装置で滅菌処理して得られた滅菌済み処理液を処理槽から取り出して、別途の滅菌対象処理物その他の物品の洗浄に利用することが出来る。
以上の防水型密閉照明灯を使用する実施形態においては、特に、振動羽根または補助羽根の近傍にて、これらと平行に且つ振動羽根により発生せしめられる処理液の流動の方向とほぼ直交する方向に沿って、防水型密閉照明灯を配置することで、処理液の流速の大きな振動羽根または補助羽根の極く近くにて光触媒活性の殺菌性材料による殺菌がなされる。これにより、殺菌効果は著しく大きなものとなる。
本発明においては、防水型密閉照明灯による紫外線照射と光ファイバを用いた紫外線照射とを併用してもよい。
実施例
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例１：
図１〜図３その他に関して説明した装置（但し、籠４０及び駆動回転軸４１などの駆動手段のないものであり、且つ、光ファイバ５３は図２６に示したような複数の光ファイバ素線の集合体からなるものである）を使用した。ここで、振動モータ１６ｄとして２５０Ｗ×２００Ｖ×３φのものを用い、コイルスプリング１６ｂは８個用い、インバータ３５として富士電機（株）製のＦＶＲ０．４−Ｅ１１Ｓ−２を用い、振動モータ１６ｄを４７Ｈｚで振動させた。処理槽１２として１１００ｍｍ×４５０ｍｍ×５００ｍｍＨ（液位４００ｍｍ）のものを用いた。
振動羽根１６ｆとして厚さ０．５ｍｍで４５ｍｍ×２５０ｍｍの寸法のチタン板を陽極酸化処理することによって表面に数μｍ厚のねずみ色のアナターゼ型酸化チタンの層を形成したものを５枚用いた。光ファイバ５３として、コア系２００μｍの（株）モリテックス製の石英系光ファイバ（光ファイバ素線）ＭＳＵ２００Ｄの樹脂被覆を剥離しクラッドの表面を粗面化して漏光部を形成したもの１０本の束を用いた。光ファイバ５３は、各振動羽根１６ｆの上面において互いに平行になるように５本配置し、その固定のためのシート５８として幅５ｍｍのテフロンフィルムを用い（接着剤層５７は使用していない）、ビス５９で止めて固定した。光ファイバロッド５３の固定は振動羽根１６ｆの長手方向の両端と中央の３か所で行った。
光源５１として、（株）モリテックス製の紫外線照射装置ＭＵＶ−２５０Ｕ−Ｌ（超高圧水銀ランプ使用：紫外線強度４０００ｍＷ／ｃｍ２［３６５ｎｍ］）を用いた。光源５１に付設されたライトガイドとして、各振動羽根１６ｆのために途中で５つに分岐し、更に、その各々を各光ファイバ５３のために途中で５つに分岐した光ファイババンドルを用いた。振動羽根１６ｆに固定された各光ファイバ５３の光入射端と、対応するライトガイドの光出射端とを対向配置し、これらを防水性のチューブ状コネクタ５５を用いて接続した。
処理液１４として、以下に示すものであって大腸菌を加えたものをそれぞれ使用した（尚、生菌数は、寒天培地混釈法により、１ｍｌあたりのＣＦＵ（ｃｏｌｏｎｙ−ｆｏｒｍｉｎｇ  ｕｎｉｔ）で測定した：以下同様）：
処理液（大腸菌数）
牛乳（４．２×１０４／ｍｌ）
ミカンジュース（４．０×１０４／ｍｌ）
合成酒（３．８×１０４／ｍｌ）
海水（４．５×１０４／ｍｌ）。
光源５１を点灯して振動羽根１６ｆの表面に近接位置から紫外線を照射しながら、振動攪拌装置１６を作動させて、滅菌処理を行った。５分後に処理液を採取して大腸菌数を測定したところ、いずれの種類の処理液からも大腸菌は検出されなかった。
このように、牛乳やジュースなどの光透過率の低い処理液であっても、極めて迅速な滅菌処理が可能であることがわかった。
比較例１：
光源５１から発せられた光を光ファイバ５３により振動羽根１６ｆの表面に近接位置から照射する手段を除去し、その代わりに処理槽１２内に２本の防水ケーシング入り短波長紫外線殺菌灯を配置することを除いて、実施例１と同様な処理を行った。処理前の処理液１４中大腸菌数は次のとおりであった：
処理液（大腸菌数）
牛乳（４．１×１０４／ｍｌ）
ミカンジュース（４．２×１０４／ｍｌ）
合成酒（３．５×１０４／ｍｌ）
海水（４．７×１０４／ｍｌ）。
殺菌灯を点灯しながら、振動攪拌装置１６を作動させて、滅菌処理を行った。処理開始から３０分後及び６０分後の処理液を採取して、大腸菌数を測定したところ、次のとおりであった：
３０分後の処理液（大腸菌数）
牛乳（４．１×１０４／ｍｌ）
ミカンジュース（３．８×１０４／ｍｌ）
合成酒（３．６×１０４／ｍｌ）
海水（４．０×１０３／ｍｌ）
６０分後の処理液（大腸菌数）
牛乳（３．８×１０３／ｍｌ）
ミカンジュース（５．２×１０３／ｍｌ）
合成酒（６．５×１０３／ｍｌ）
海水（１．５×１０３／ｍｌ）。
実施例１に比べて、菌数の低減には長い時間がかかることがわかった。なお、処理液として透明な純水を用いた場合には、実施例１と殆ど同等な結果が得られた。
実施例２：
光源５１として実施例１のものより短波長の殺菌線を含む紫外線発光装置を使用することを除いて、実施例１と同様な処理を行った。その結果、５分後に処理液を採取して大腸菌数を測定したところ、いずれの種類の処理液からも大腸菌は検出されなかった。
実施例３：
処理液１４として、以下に示す菌を１０４〜１０３／ｍｌ加えたものをそれぞれ使用することを除いて、実施例１と同様な処理を行った。その結果、１０分後に処理液を採取して菌数を測定したところ、いずれの種類の処理液の場合も菌は検出されなかった：
グラム陰性菌
赤痢菌
チフス菌
コレラ菌
緑膿菌
サルモネラ菌
グラム陽性菌
溶血連鎖球菌
白色ブドウ球菌
腸球菌
結核菌
馬鈴薯菌
枯草菌
酵母
パン酵母
ブトウ酒酵母
ビール酵母
ウィリア属酵母
ピヒア属酵母
かび
白色かび
灰色かび
緑色かび
オリーブ色かび
青緑色かび
黒色かび
ウィルス
インフルエンザ
タバコモザイク
原生動物。
実施例４：
光ファイバ５３を各振動羽根１６ｆの下面にも同様にして固定し、光源５１に付設されたライトガイドを２倍に分岐し、光源５１からの光を各振動羽根１６ｆの下面にも近接位置から照射することを除いて、実施例１と同様な処理を行った。
その結果、３分後に処理液を採取して大腸菌数を測定したところ、いずれの種類の処理液からも大腸菌は検出されなかった。即ち、実施例１の片面紫外線照射の場合に比べて、両面紫外線照射とするとことで、約半分の時間で同様な殺菌効果が得られることがわかった。
処理液に加える菌として主なグラム陰性菌及びグラム陽性菌を用いた場合も、実施例３に比べて同様な傾向があった。
実施例５：
振動撹拌装置として図２５に示されるような補助羽根１６ｆ’（振動羽根１６ｆの２倍の水平方向［図２５における左右方向］長さ）を付加したものを用い、光ファイバ５３として直径４ｍｍの石英ロッドを用い、該光ファイバ５３を振動羽根１６ｆにではなく補助羽根１６ｆ’に取り付けることを除いて、実施例１と同様な処理を行った。その結果、実施例１と同様な結果が得られた。
実施例６：
籠４０及び駆動回転軸４１などの駆動手段を備えていることを除いて、実施例１と同様な滅菌装置を使用した。滅菌対象処理物としての大腸菌で汚染された綿製のフキン２０枚を籠４０内に収容し、駆動手段により籠４０を回転させ、処理液として蒸留水を用いることを除いて、実施例１と同様な処理を行った。処理前の綿製フキンの付着大腸菌数は４．２×１０５であった。
処理に伴い、綿製フキンから処理液中へと流出する汚濁物質により処理液が白濁したが、１０分後には綿製フキンから大腸菌を検出できなかった。
実施例７：
図３２及び図３３に関して説明した装置を使用した。ここで、
振動モータ：７５Ｗ
振動羽根：３枚２組（ステンレス板の表面に複合メッキにより微細アナターゼ型酸化チタン含有のニッケルめっきを数μｍ厚に施したもの）
処理槽容量：１２リットル
光源：（株）モリテックス製の紫外線照射装置ＭＵＶ−２０２Ｕ（水銀キセノンランプ２００Ｗ使用；紫外線強度２０００ｍＷ／ｃｍ２［３６５ｎｍ］）
外形寸法：２１０Ｗ×１６６Ｈ×３４５Ｄ
重量：７ｋｇ
消費電力：３２０Ｗ
であった。
紫外線照射装置に接続された石英ファイババンドルを６分岐して６枚の振動羽根に導き、ここで更に分岐して実施例１と同様にしてコネクタを用いて振動羽根上の光ファイバと接続した。振動羽根に固定されている光ファイバは実施例１と同様なものであり同様な固定手段により光ファイバを振動羽根に固定した。
処理槽にはプラスチック製の蓋を適合し、振動撹拌装置の振動伝達ロッドには図２３Ｂに示すような合成ゴム製のシール部材１３６を付してシールした。
処理液としてウィルスを含む血液、血液製剤を使用し、振動撹拌装置の振動モータをインバータにより４５Ｈｚで振動させ、且つ、振動羽根に対する近接位置からの紫外線照射を行ない、滅菌処理を行なった。これにより、ウィルスを不活性化させることができた。ウィルスを不活性化は、通常加熱処理により行なわれるが、加熱は血液または血液製剤中の成分の変化をもたらすので好ましことではない。これに対して、本発明の方法は血液または血液製剤中の成分の変化を生じさせることがないので優れている。また、通常のプロペラ式の撹拌機を使用する撹拌の場合には処理液中に空気を巻き込むので、血液または血液製剤の撹拌に使用することは好ましくないが、本発明の方法はこの様なことがなく、この点でも本発明の方法は優れている。
比較のために、光触媒機能を有する表面を備えた容器中にウィルスを含む血液を収容し、３２０Ｗのキセノンランプから光を照射して、ウィルスの不活性化を行なったが、不活性化には本発明方法の上記実施例の場合より著しく長い時間がかかった。
以上のような実施例の方法を、動物用の血液透析装置に適用することで、動物の肝臓血液の再生が可能であった。
実施例８：
実施例１と同様な装置を使用した。但し、振動撹拌装置の振動羽根１６ｆには光ファイバ５３を取り付けずに、図３０及び図３１に示すような槽内配置部材６１に光ファイバ５３を取り付けた。槽内配置部材６１は、５ｍｍ厚のチタン板を陽極酸化して、両面に厚さ数μｍのアナターゼ型酸化チタンの層を形成したものであり、寸法は２００ｍｍ×２００ｍｍであった。槽内配置部材６１を５枚１セットとして保持部材６０により保持し、この様なセットを２つ用いた。光ファイバ５３は、直径４ｍｍの石英ロッドからなるものであり、槽内配置部材６１の片面に１５ｍｍ間隔で固定した。
処理液として４×１０４／ｍｌの大腸菌を含むミカンジュース、合成酒、海水を使用し、振動撹拌装置の振動モータをインバータにより４７Ｈｚで振動させ、且つ、槽内配置部材に対する近接位置からの紫外線照射を行ない、滅菌処理を行なった。これにより、いずれも５分程度で大腸菌が検出されない程度に滅菌することができた。
大腸菌に代えて、サルモネラ菌、枯草菌、表皮ブドウ状菌、緑膿菌、パラサイト菌等についても、同様にして滅菌処理したところ、短時間で滅菌できた。
実施例９：
図３６〜図３９に関して説明した装置を使用した。ここで、振動撹拌装置１６の振動モータとして７５Ｗ×２００Ｖ×３φのものを用い５１Ｈｚで振動させた。処理槽１２として４００ｍｍ×３２０ｍｍ×２９０ｍｍＨのものを用いた。
振動羽根１６ｆとして、チタン板の表面に対し、微粒子アナターゼ型酸化チタンをニッケルメッキ液中に分散して分散メッキすることによって、チタン板の表面に５μｍ厚のアナターゼ型酸化チタンの層を形成したものを４枚用い、これらを４０ｍｍピッチで配置した。
防水型密閉照明灯１０２として、岡谷電気産業（株）製のＫＬＳＪ−２００［商品名］二重防水紫外線灯を使用し、上下に互いに隣接する振動羽根１６ｆの中間にそれらと平行になるように保持した。
処理液１４として、蒸留水中に以下に示す菌を加えたものをそれぞれ使用し、防水型密閉照明灯１０２を点灯して振動羽根１６ｆの表面に近接位置から紫外線を照射しながら、振動攪拌装置１６を作動させて、滅菌処理を行ったところ、以下に示すように、５分後には処理液から菌は検出されなかった：
大腸菌：
未処理時  ４．０×１０４／ｍｌ
３分後    ３０／ｍｌ以下
５分後      検出せず
Ｏ１５７：
未処理時  ３．９×１０４／ｍｌ
３分後    ３０／ｍｌ以下
５分後      検出せず
サルモネラ菌：
未処理時  ３．５×１０４／ｍｌ
３分後    ３０／ｍｌ以下
５分後      検出せず
黄色ブドウ球菌：
未処理時  ３．０×１０４／ｍｌ
３分後    ３０／ｍｌ以下
５分後      検出せず
また、継続使用しても、殺菌効果に変化はなかった。
上記紫外線照射を行わない場合には、一週間程度で殺菌効果が大幅に低下した。また、振動羽根として上記メッキ処理をしないチタン板を用い、紫外線照射した場合には、６〜８時間かけて菌数は減少するが、十分な殺菌効果は得られなかった。
本実施例で使用した装置において、日本酒の原酒をフィルタにかけ火入れしないものを処理液として用いて、紫外線照射を行いながら、常温で５分間、振動モータを５５Ｈｚで振動させたところ、火入れなしで、処理液中の酵母菌がなくなり、６ヶ月常温下でも異常がなく、酵母発酵が生ずることなく、飲み良い良好な生酒が得られた。
振動撹拌しない場合には、酵母菌の数が若干減少するが、２週間ほどで味が変化するものしか得られなかった。
本実施例で使用した装置において、処理液１４として、以下に示す紫外線透過性の低いものであって大腸菌を加えたものをそれぞれ使用して、防水型密閉照明灯１０２を点灯して振動羽根１６ｆの表面に近接位置から紫外線を照射しながら、振動攪拌装置１６を作動させて、滅菌処理を行ったところ、１０分後には処理液から菌は検出されなかった：
処理液（大腸菌数）
牛乳（４．２×１０４／ｍｌ）
ミカンジュース（４．０×１０４／ｍｌ）
合成酒（３．８×１０４／ｍｌ）
海水（４．５×１０４／ｍｌ）。
いずれも、外部からの紫外線照射だけでは、処理液の光透過性が低いため、菌数は殆ど減少しなかった。また、紫外線照射をせずに振動撹拌した場合には、数時間かけても十分な殺菌処理効果が得られなかった。
本実施例で使用した装置は、グラム陰性菌、グラム陽性菌、酵母、かび、ウィルス及び原生動物に対しても有効であり、ほぼ１０分以内に殺菌することが出来た。
実施例１０：
実施例９と同様な装置を使用した。但し、振動撹拌装置１６として、図４０及び図４１に関し説明したような絶縁式のものを用いた。振動羽根は、陽極２枚及び陰極２枚とし、交互に配列し、陰極と陽極との間に整流器を使用して直流４Ｖをかけた。また、防水型密閉照明灯１０２を、上側の２枚の振動羽根の間と下側の二枚の振動羽根の間と２のみ配置した。
実施例９と同様に滅菌処理したところ、約２〜３分で菌が検出できなくなる程度に高速の殺菌効果が得られた。
実施例１１：
図４３に関して説明した装置を使用した。但し、バレル４０’は使用しなかった。振動撹拌装置１６として、図４０及び図４１に関して説明したものを用い、陰極と陽極との間に整流器を使用して直流４Ｖをかけた。ここで、振動撹拌装置１６の振動モータとして２５０Ｗ×２００Ｖ×３φのものを用い５１Ｈｚで振動させた。処理槽１２としてステンレススチール（ＳＵＳ３０４）製の７５０ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍＨのものを用いた。
振動羽根１６ｆとして、チタン板の表面に対し陽極側は白金めっきしたもの且つ陰極側は陽極酸化処理によりアナターゼ型酸化チタンの層を形成したものをそれぞれ用い、これらを３０ｍｍピッチで配置した。
防水型密閉照明灯１０２として、岡谷電気産業（株）製のＫＬＳＪ−２００［商品名］二重防水紫外線灯を使用し、上下に互いに隣接する振動羽根１６ｆの中間にそれらと平行になるように保持した。片側の振動撹拌装置につき、図示されるように防水型密閉照明灯１０２を３個使用した。
処理液１４として、以下に示すものであって大腸菌を加えたものをそれぞれ使用して、防水型密閉照明灯１０２を点灯して振動羽根１６ｆの表面に近接位置から紫外線を照射しながら、振動攪拌装置１６を作動させて、滅菌処理を行ったところ、３分後には処理液から菌は検出されなかった：
処理液（大腸菌数）
牛乳（４．２×１０４／ｍｌ）
ミカンジュース（３．８×１０４／ｍｌ）
海水（４．０×１０４／ｍｌ）。
蒸留水中に大腸菌、サルモネラ菌、Ｏ−１５７等の菌を１０４／ｍｌ程度添加した処理液では、１分程度で十分な殺菌処理が出来た。
尚、本実施例で使用した装置の処理槽と３トンの大型槽とを処理液循環可能なようにパイプで接続し、ポンプで処理液を循環させながら滅菌処理したところ、１時間程度で十分な滅菌処理が出来た。
また、工場排水試験方法に関するＪＩＳ−Ｋ０１０２（１９９８）に規定する透視度計で２〜４程度の低光透過率の処理液であっても十分な殺菌処理が可能であることがわかった。
実施例１２：
図４４〜図４６に関して説明した装置を使用した。ここで、振動撹拌装置１６の振動モータとして２５０Ｗ×２００Ｖ×３φのものを用い５１Ｈｚで振動させた。処理槽１２としてポリプロピレン製の７９０ｍｍ×５２０ｍｍ×４９０ｍｍＨのものを用いた。
振動羽根１６ｆとして、厚さ６ｍｍのチタン板の表面に、陽極酸化処理により形成した厚さ５μｍのアナターゼ型酸化チタン層を形成したものを６枚用いた。
防水型密閉照明灯１０２として、岡谷電気産業（株）製のＫＬＳＪ−２００［商品名］二重防水紫外線灯を使用し、上下に互いに隣接する振動羽根１６ｆの中間にそれらと平行になるように保持した。
電極部材１３０は、陽極板としてはステンレススチール板の表面に白金めっきしたものを３枚使用し、陰極板としてはステンレススチール板を４枚使用し、これらの間に４Ｖを印加し、電流密度１Ａ／ｄｍ２で通電した。バレル４０’は、プラスチック製で、直径２７０ｍｍ、長さ３００ｍｍで、網目の寸法１０ｍｍのものを用いた。
処理液１４として、以下の組成の洗浄液を使用した。
ラウリル酸カリウム（１８％）
ラウリルポリオキシエチレン硫酸化エステル塩（５％）
ラウリルジエタノールアマイド（２％）
メチルセルロース（０．２％）
水（７４．８％）
但し、この洗浄液に対して、電解質として０．２％の食塩を添加した。
処理物としてキャベツのカット品を使用し、バレル内にその容量の１／２〜１／３収容した。このキャベツには大腸菌及びサルモネラ菌を付着させた。
バレルを回転させながら、洗浄液を５分間スプレーし、その後バレルが浸漬するまで処理槽内に洗浄液を導入し、その後、５分間及び１０分間、防水型密閉照明灯１０２を点灯して振動羽根１６ｆの表面に近接位置から紫外線を照射しながら、振動攪拌装置１６を作動させて、滅菌処理を行ったところ、以下に示すように、５分後には処理液から菌は検出されなかった（スタンプ法による培養試験にて）：
大腸菌：
未処理時  ３．２×１０４／ｍｌ
５分後    ２×１０３／ｍｌ
１０分後      検出せず
サルモネラ菌：
未処理時  ４．５×１０４／ｍｌ
５分後    ３×１０３／ｍｌ
１０分後      検出せず
いずれも、外部からの紫外線照射だけでは、処理液の光透過性が低いため、効果的な殺菌ができなかった。
また、コンベアーラインで洗浄液を用いたスプレー洗浄を行った後に、本実施例で使用した装置による滅菌処理を行った所、同様な結果が得られた。
また、処理物としてキャベツに代えてジャガイモやインゲンを用いて同様な滅菌処理を行ったところ、同様な結果が得られた。
実施例１３：
実施例９と同様な装置を使用した。但し、振動撹拌装置１６として図４０及び図４１に関し説明したような絶縁式のものを用い、振動羽根を通電のための電極として使用せずに、処理槽内において振動撹拌装置の前面に別途配置した陽極部材及び陰極部材を含む電極構成体を用いた。この、電極構成体は、図４０及び図４１に関し説明したような絶縁式振動撹拌装置と類似の構成を有する。即ち、上下方向に互いに平行に配置された２本の導電性棒状体に板状陽極部材及び板状陰極部材を図４０及び図４１の絶縁式振動撹拌装置の第１群の振動羽根及び第２群の振動羽根の場合と同様にして取り付け、各導電性棒状体を直流電源の正極及び負極の所要のものに接続したものである。隣接する陽極部材（白金メッキ処理チタン板）と陰極部材（チタン板）との間隔を１５ｍｍとし、これらの間に整流器を用いて２．５Ｖの電圧を印加した。また、防水型密閉照明灯１０２として、ブラックライトを用いた。振動撹拌装置１６の振動モータを５０Ｈｚで振動させた。
以上の装置構成で通電および紫外線照射しながら振動撹拌装置を作動させて滅菌処理したところ、実施例９と同等以上の高速の殺菌効果が得られ、光透過性の低い処理液に対しても有効であった。特に、本実施例では、通電のための手段と振動撹拌装置とを分離し、しかも殺菌線を使用しないことで、安全性が向上し、装置の寿命も大幅に向上し、一ヶ月の長期にわたって異常なく稼働できた。
産業上の利用可能性
以上説明した様に、本発明によれば、消毒剤などの薬品を用いることなしに十分な滅菌処理が可能な方法及び装置が提供される。特に、本発明によれば、処理液が光透過率の低いもの（例えば、牛乳やビールの場合には１ｃｍで透過率１０％以下であり、合成酒の場合には２ｃｍで透過率１０％程度である）であっても十分に短い時間で滅菌処理することが可能な滅菌装置及び滅菌方法が提供される。従って、本発明は、処理が望まれる極めて多くの種類の処理液に対して有効である。特に、処理液の使用を継続するうち汚れで該処理液の光透過率が低下するが、そのように場合にも十分な殺菌効果が得られる。また、消毒剤や殺菌剤を混入して処理液が濁って光透過率が低くなってもその効果は維持されるので消毒剤や殺菌剤との複合効果により更に迅速な滅菌処理が可能となり、その実用性は極めて高いものである。又、本発明は、光透過率が高い処理液に対しては、従来の方法より十分に短い時間での高速処理が可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す概略断面図である。
図２は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す概略断面図である。
図３は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す概略平面図である。
図４は、振動部材への振動伝達ロッドの取り付け部の拡大断面図である。
図５は、振動伝達ロッドへの振動羽根の取り付け部の拡大断面図である。
図６は、振動伝達ロッドへの振動羽根の取り付け部の変形例を示す図である。
図７は、振動羽根の詳細を固定部材とともに示す平面図である。
図８は、固定手段による振動羽根への光ファイバの固定状態を示す部分断面図である。
図９は、光源から光ファイバまでの光の導入経路を示す模式図である。
図１０は、光ファイバを示す部分側面図である。
図１１は、光ファイバを示す断面図である。
図１２は、振動羽根及びそれに対する光ファイバの取り付け状態を示す模式図である。
図１３は、振動羽根及びそれに対する光ファイバの取り付け状態を示す模式図である。
図１４は、振動羽根及びそれに対する光ファイバの取り付け状態を示す模式図である。
図１５は、振動羽根及びそれに対する光ファイバの取り付け状態を示す模式図である。
図１６は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す概略断面図である。
図１７は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す概略断面図である。
図１８は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す一部切欠斜視図である。
図１９は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す概略断面図である。
図２０は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す概略断面図である。
図２１は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す平面図である。
図２２Ａ〜図２２Ｃは、積層体の平面図である。
図２３Ａ及び図２３Ｂは、積層体による処理槽上部の閉塞の様子を示す断面図である。
図２４Ａ〜図２４Ｅは、積層体を示す図である。
図２５は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す部分断面図である。
図２６は、固定手段による振動羽根への光ファイバの固定状態を示す斜視図である。
図２７は、固定手段による振動羽根への光ファイバの固定状態を示す部分断面図である。
図２８は、固定手段による振動羽根への光ファイバの固定状態を示す部分断面図である。
図２９は、振動羽根の部分平面図である。
図３０は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す概略断面図である。
図３１は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す概略平面図である。
図３２は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す断面図である。
図３３は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す断面図である。
図３４は、本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す部分断面図である。
図３５は本発明による滅菌方法の実施される本発明の滅菌装置を示す部分斜視図である。
図３６は、本発明の滅菌装置を示す部分断面図である。
図３７は、本発明の滅菌装置示す部分断面図である。
図３８は、防水型密閉照明灯の構造を示す図である。
図３９は、防水型密閉照明灯の保持手段を示す断面図である。
図４０は、本発明の振動撹拌装置を示す部分断面図である。
図４１は、本発明の振動撹拌装置の部分側面図である。
図４２は、本発明の振動攪拌装置を示す部分断面図である。
図４３は、本発明の滅菌装置を示す断面図である。
図４４は、本発明の滅菌装置を示す断面図である。
図４５は、本発明の滅菌装置を示す平面図である。
図４６は、本発明の滅菌装置を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２４Ｄ】
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【図２４Ｅ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【国際調査報告】
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