(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
消毒溶液を使用して物体を消毒する消毒システムであって、
消毒溶液を内部に保持するように構成されたカップと、
第１の触媒部材および第２の触媒部材を備えるマルチピース触媒アセンブリとを備え、
前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の一方が、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の他方に対して移動可能であり、
前記システム内の圧力に応答して、前記マルチピース触媒アセンブリの前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の一方を、前記マルチピース触媒アセンブリの前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の他方に対して動かすことにより、前記カップ内での前記物体の消毒の最中に前記消毒溶液へと露出される前記マルチピース触媒アセンブリの有効表面積を増加させるように構成されていることを特徴とする消毒システム。
【請求項２】
前記消毒システムが、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも一方に係合する操作ロッドと、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも一方に係合するステムとをさらに備え、前記操作ロッドが前記ステムに対して移動可能であることにより、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の一方が、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の他方に対して移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の消毒システム。
【請求項３】
キャップアセンブリをさらに備え、前記キャップアセンブリが、キャップと、前記キャップに接触したバルブ本体と、制御ばねと、前記制御ばねを保持し、前記バルブ本体に係合し、前記キャップ内に配置されたばね保持部材とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の消毒システム。
【請求項４】
ステムをさらに備え、前記ステムが、前記バルブ本体に係合するとともに、前記カップの内面とのシールのためのシール部材を有しており、前記キャップアセンブリが、当該システムへの異物の進入を防止しつつ前記システムの通気を可能にするように構成された一方向の圧力制御バルブを備えていることを特徴とする請求項３に記載の消毒システム。
【請求項５】
前記カップ内に含まれる下部ヘッドスペースと、前記キャップアセンブリ内に含まれる上部ヘッドスペースと、連絡路とを備え、該連絡路は前記消毒溶液が分解して出る気体を前記下部ヘッドスペースから前記上部ヘッドスペースへとこの連絡路に沿って移動させることができるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の消毒システム。
【請求項６】
前記消毒システムが、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも一方に係合する操作ロッドと、キャップアセンブリと、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも一方に係合するステムとをさらに備え、前記操作ロッドが前記ステムに対して移動可能であることにより、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の一方が、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の他方に対して移動可能であり、前記消毒システムが、前記カップ内に含まれる下部ヘッドスペースと、前記キャップアセンブリ内に含まれる上部ヘッドスペースと、前記消毒溶液が分解して出る気体を前記下部ヘッドスペースから前記上部ヘッドスペースへと移動させることができるように構成された連絡路とを備え、前記操作ロッドが、前記連絡路を通って下方へと延びていることを特徴とする請求項１に記載の消毒システム。
【請求項７】
前記キャップアセンブリが、キャップと、前記キャップに接触したバルブ本体と、制御ばねと、前記制御ばねを保持し、前記バルブ本体に係合し、前記キャップ内に配置されるばね保持部材と、前記ばね保持部材によって保持された圧力によって変位させることができる部材とを備えていることを特徴とする請求項６に記載の消毒システム。
【請求項８】
前記操作ロッドが、前記圧力によって変位させることができる部材に係合し、前記圧力によって変位させることができる部材が、前記操作ロッド上のキャップによって所定の位置に固定され、前記操作ロッド上の前記キャップが、前記制御ばねに当接することを特徴とする請求項７に記載の消毒システム。
【請求項９】
前記キャップアセンブリが、当該システムへの異物の進入を防止しつつ前記システムの通気を可能にするように構成された一方向の圧力制御バルブをさらに備えていることを特徴とする請求項８に記載の消毒システム。
【請求項１０】
前記操作ロッドが、前記圧力によって変位させることができる部材および制御ばねからの力に応答して、前記バルブ本体内を縦方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の消毒システム。
【請求項１１】
前記バルブ本体内を移動する前記操作ロッドの縦方向の動きが、前記制御ばねによって制限され、前記制御ばねが、前記下部ヘッドスペースへと放出される気体からもたらされる内圧が連絡路に進入し、上部ヘッドスペースへと流れ、前記圧力によって変位させることができる部材に作用するまで、前記操作ロッドの動きを妨げるように構成されており、前記圧力によって変位させることができる部材が、圧力に応答して、前記操作ロッドの前記キャップへと力を伝えるように構成され、前記操作ロッドの前記キャップが、前記制御ばねへと力を伝え、前記制御ばねが、前記圧力によって変位させることができる部材の上方移動に抵抗するように構成されており、前記圧力によって変位させることができる部材に対する前記上部ヘッドスペースの圧力が高まるにつれ、前記圧力によって変位させることができる部材が前記制御ばねに打ち勝つための充分な力を得、その後に前記操作ロッドが前記ステムに対して縦方向に移動し、前記消毒溶液へと露出される触媒の有効表面積を増加させることを特徴とする請求項１０に記載の消毒システム。
【請求項１２】
前記バルブ本体の内壁に接触して前記バルブ本体の内壁に対してシールを形成する第１のシールを有しているプランジャを備え、前記プランジャが、円柱形部分から延びる部位を備え、前記プランジャの前記円柱形部分から延びる前記部位が、前記バルブ本体の内壁に接触して前記バルブ本体の内壁に対してシールを形成する第２のシールを有しており、前記第２のシールが、当該システムの第１のバルブを構成し、前記システムが、一方向の圧力制御バルブをさらに備え、前記一方向の圧力制御バルブが、前記システムの第２のバルブを構成し、前記システムが、前記システムに充分な圧力が生じたときに、前記プランジャが移動することによって前記第２のシールが前記バルブ本体の内壁との接触から外れることで前記第１のバルブが開き、その後に前記システム内の気体が前記一方向の圧力制御バルブを通って通気されることで前記第２のバルブによる前記システムの通気が果たされることを特徴とする請求項３に記載の消毒システム。
【請求項１３】
キャップと、バルブ本体と、制御ばねと、前記制御ばねを保持し、前記バルブ本体に係合し、前記キャップ内に配置されるばね保持部材と、ステムと、前記バルブ本体に接触して前記バルブ本体に対してシールを形成するシールを有しているプランジャと、前記マルチピース触媒アセンブリに係合しており、前記ステムに対して移動可能である操作ロッドと、を備えるキャップアセンブリを備え、前記プランジャが、円柱形部分から延びて前記操作ロッドをもたらす部位を備え、前記プランジャの前記円柱形部分から延びる前記部位も、前記バルブ本体に接触して前記バルブ本体に対してシールを形成するシールを有しており、前記プランジャが上下に移動することにより、前記プランジャの前記円柱形部分の前記シールが、前記バルブ本体の表面に沿ってスライドするとともに、前記プランジャの前記円柱形部分から延びた前記部位の前記シールが、前記バルブ本体の表面に沿ってスライドし、その表面と係合し、その表面との係合から外れることを特徴とする請求項１に記載の消毒システム。
【請求項１４】
通気ポートが、前記プランジャの前記円柱形部分の前記シールと前記プランジャの前記円柱形部分から延びている前記部位の前記シールとの間において、前記バルブ本体に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の消毒システム。
【請求項１５】
通気路と、前記通気ポートと前記通気路との間のバルブと、を備えることを特徴とする請求項１４に記載の消毒システム。
【請求項１６】
消毒溶液を使用して物体を消毒する消毒システムであって、
第１の触媒部材および第２の触媒部材を備えるマルチピース触媒アセンブリと、
前記マルチピース触媒アセンブリの前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも一方に係合する操作ロッドと、
前記物体および前記マルチピース触媒アセンブリの前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも他方を保持するように構成されたステムと、
一方向の圧力制御バルブと、
前記システム内の圧力に応答して前記操作ロッドの移動を達成することにより、前記マルチピース触媒アセンブリの前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも一方を前記マルチピース触媒アセンブリの前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも他方に対して移動させ、前記消毒溶液へと露出される前記マルチピース触媒アセンブリの有効表面積を増加させるように構成された機構と、を備え、
前記システムが、前記機構が前記システム内の圧力に応答して前記操作ロッドの移動を達成したときに、前記一方向の圧力制御バルブによる前記システムの通気が生じるように構成されていることを特徴とする消毒システム。
【請求項１７】
キャップアセンブリをさらに備え、前記キャップアセンブリが、キャップと、前記キャップに接触したバルブ本体と、制御ばねと、前記制御ばねを保持し、前記バルブ本体に係合し、前記キャップ内に配置されたばね保持部材とを備えていることを特徴とする請求項１６に記載の消毒システム。
【請求項１８】
ステムをさらに備え、
前記ステムが、前記バルブ本体に係合するとともに、前記消毒溶液を内部に保持するように構成されたカップの内面とのシールのためのシール部材を有していることを特徴とする請求項１７に記載の消毒システム。
【請求項１９】
前記カップ内に含まれる下部ヘッドスペースと、前記キャップアセンブリ内に含まれる上部ヘッドスペースと、連絡路とを備え、前記連絡路は前記消毒溶液が分解して出る気体を前記下部ヘッドスペースから前記上部ヘッドスペースへとこの連絡路に沿って移動させることができるように構成されていることを特徴とする請求項１８に記載の消毒システム。
【請求項２０】
キャップアセンブリをさらに備えるとともに、前記消毒溶液を内部に保持するように構成されたカップ内に含まれる下部ヘッドスペースと、前記キャップアセンブリ内に含まれる上部ヘッドスペースと、前記消毒溶液が分解して出る気体を前記下部ヘッドスペースから前記上部ヘッドスペースへと移動させることができるように構成された連絡路とを備え、前記操作ロッドが、前記連絡路を通って下方へと延びていることを特徴とする請求項１６に記載の消毒システム。
【請求項２１】
前記キャップアセンブリが、キャップと、前記キャップに接触したバルブ本体と、制御ばねと、前記制御ばねを保持し、前記バルブ本体に係合し、前記キャップ内に配置されるばね保持部材と、前記ばね保持部材によって保持された圧力によって変位させることができる部材とを備えていることを特徴とする請求項２０に記載の消毒システム。
【請求項２２】
前記操作ロッドが、前記圧力によって変位させることができる部材に係合し、前記圧力によって変位させることができる部材が、前記操作ロッド上のキャップによって所定の位置に固定され、前記操作ロッド上の前記キャップが、前記制御ばねに当接することを特徴とする請求項２１に記載の消毒システム。
【請求項２３】
前記操作ロッドが、前記圧力によって変位させることができる部材および制御ばねからの力に応答して、前記バルブ本体内を縦方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項２２に記載の消毒システム。
【請求項２４】
前記バルブ本体内を移動する前記操作ロッドの縦方向の動きが、前記制御ばねによって制限され、前記制御ばねが、前記下部ヘッドスペースへと放出される気体からもたらされる内圧が連絡路に進入し、上部ヘッドスペースへと流れ、前記圧力によって変位させることができる部材に作用するまで、前記操作ロッドの動きを妨げるように構成されており、前記圧力によって変位させることができる部材が、圧力に応答して、前記操作ロッドの前記キャップへと力を伝えるように構成され、前記操作ロッドの前記キャップが、前記制御ばねへと力を伝え、前記制御ばねが、前記圧力によって変位させることができる部材の上方移動に抵抗するように構成されており、前記圧力によって変位させることができる部材に対する前記上部ヘッドスペースの圧力が高まるにつれ、前記圧力によって変位させることができる部材が前記制御ばねに打ち勝つための充分な力を得、その後に前記操作ロッドが前記ステムに対して縦方向に移動し、前記消毒溶液へと露出される触媒の有効表面積を増加させることを特徴とする請求項２３に記載の消毒システム。
【請求項２５】
前記バルブ本体の内壁に接触して前記バルブ本体の内壁に対してシールを形成する第１のシールを有しているプランジャを備え、前記プランジャが、円柱形部分から延びる部位を備え、前記プランジャの前記円柱形部分から延びる前記部位が、前記バルブ本体の内壁に接触して前記バルブ本体の内壁に対してシールを形成する第２のシールを有しており、前記第２のシールが、当該システムの第１のバルブを構成し、前記一方向の圧力制御バルブが、前記システムの第２のバルブを構成し、前記システムが、前記システムに充分な圧力が生じたときに、前記プランジャが移動することによって前記第２のシールが前記バルブ本体の内壁との接触から外れることで前記第１のバルブが開き、その後に前記システム内の気体が前記一方向の圧力制御バルブを通って通気されることで前記第２のバルブによる前記システムの通気が果たされることを特徴とする請求項１７に記載の消毒システム。
【請求項２６】
通気ポートが、前記プランジャの前記円柱形部分の前記シールと前記プランジャの前記円柱形部分から延びている前記部位の前記シールとの間において、前記バルブ本体に設けられていることを特徴とする請求項２５に記載の消毒システム。
【請求項２７】
通気路と、前記通気ポートと前記通気路との間のバルブと、を備えることを特徴とする請求項２６に記載の消毒システム。
【請求項２８】
物体の消毒の最中に触媒アセンブリの有効表面積を増加させることによって前記物体の消毒を向上させる方法であって、
内部に消毒溶液を有するカップと、前記物体と、第１の触媒部材および第２の触媒部材を備え、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の一方が、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の他方に対して移動可能であるマルチピース触媒アセンブリとを含む消毒システムを用意するステップと、
前記システム内の圧力に応答して、前記マルチピース触媒アセンブリの前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の一方を、前記マルチピース触媒アセンブリの前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の他方に対して動かすことにより、前記カップ内での前記物体の消毒の最中に前記消毒溶液へと露出される前記マルチピース触媒アセンブリの有効表面積を増加させるステップと
を特徴とする方法。
【請求項２９】
前記システムが、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも一方に係合する操作ロッドと、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも一方に係合するステムとをさらに備え、前記操作ロッドを前記ステムに対して動かすことにより、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の一方が、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の他方に対して動かされることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記システムが、キャップアセンブリをさらに備え、前記キャップアセンブリが、キャップと、前記キャップに接触したバルブ本体と、制御ばねと、ばね保持部材とを備え、前記ばね保持部材が、前記制御ばねを保持し、前記バルブ本体に係合し、前記キャップ内に配置されることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記システムが、ステムをさらに備え、前記ステムが、前記バルブ本体に係合するとともに、前記カップの内面とのシールのためのシール部材を有しており、前記キャップアセンブリが、一方向の圧力制御バルブを備え、前記一方向の圧力制御バルブを使用して、前記システムへの異物の進入を防止しつつ前記システムの通気を行うステップを含むことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記システムが、前記カップ内に含まれる下部ヘッドスペースと、前記キャップアセンブリ内に含まれる上部ヘッドスペースと、連絡路とを備え、前記消毒溶液が分解して出る気体を前記下部ヘッドスペースから前記上部ヘッドスペースへと前記連絡路に沿って移動させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記システムが、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも一方に係合する操作ロッドと、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも一方に係合するステムとをさらに備え、前記操作ロッドを前記ステムに対して動かすことにより、前記第１の触媒部材および第２の触媒部材の一方が、前記第１の触媒部材および第２の触媒部材の他方に対して動かされ、前記システムが、キャップアセンブリをさらに備え、該キャップアセンブリが、キャップと、キャップに接触したバルブ本体と、制御ばねと、ばね保持部材とを備え、前記ばね保持部材が、前記制御ばねを保持し、前記バルブ本体に係合し、前記キャップ内に配置され、前記システムが、ステムをさらに備え、前記ステムが、前記バルブ本体に係合するとともに、前記カップの内面とシールを形成するためのシール部材を有しており、前記キャップアセンブリが、一方向の圧力制御バルブを備え、当該方法が、前記一方向の圧力制御バルブを使用して前記システムへの異物の進入を防止しながら前記システムの通気を行うステップを含み、
前記システムが、前記カップ内に含まれる下部ヘッドスペースと、前記キャップアセンブリ内に含まれる上部ヘッドスペースと、連絡路とを備え、当該方法が、前記消毒溶液が分解して出る気体を前記下部ヘッドスペースから前記上部ヘッドスペースへと前記連絡路に沿って移動させるステップをさらに含み、前記操作ロッドが、前記連絡路を通って下方へと延びていることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３４】
前記キャップアセンブリが、前記ばね保持部材によって保持された圧力によって変位させることができる部材を備えていることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記操作ロッドが、前記圧力によって変位させることができる部材に係合し、前記圧力によって変位させることができる部材が、前記操作ロッド上のキャップによって所定の位置に固定され、前記操作ロッド上の前記キャップが、前記制御ばねに当接することを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記操作ロッドが、前記圧力によって変位させることができる部材および制御ばねからの力に応答して、前記バルブ本体内を縦方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記制御ばねが、前記バルブ本体内を移動する前記操作ロッドの縦方向の動きを制限し、前記制御ばねが、前記下部ヘッドスペースへと放出される気体からもたらされる内圧が連絡路に進入し、上部ヘッドスペースへと流れ、前記圧力によって変位させることができる部材に作用するまで、前記操作ロッドの動きを妨げるように構成されており、前記圧力によって変位させることができる部材が、圧力に応答して、前記操作ロッドの前記キャップへと力を伝えるように構成され、前記操作ロッドの前記キャップが、前記制御ばねへと力を伝え、前記制御ばねが、前記圧力によって変位させることができる部材の上方移動に抵抗するように構成されており、前記圧力によって変位させることができる部材に対する前記上部ヘッドスペースの圧力が高まるにつれ、前記圧力によって変位させることができる部材が前記制御ばねに打ち勝つための充分な力を得、その後に前記操作ロッドが前記ステムに対して縦方向に移動し、前記消毒溶液へと露出される触媒の有効表面積を増加させることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記バルブ本体の内壁に接触して前記バルブ本体の内壁に対してシールを形成する第１のシールを有しているプランジャを設けるステップを含み、前記プランジャが、円柱形部分から延びる部位を備え、前記プランジャの前記円柱形部分から延びる前記部位が、前記バルブ本体の内壁に接触して前記バルブ本体の内壁に対してシールを形成する第２のシールを有しており、前記第２のシールが、前記システムの第１のバルブを構成し、前記システムが、一方向の圧力制御バルブをさらに備え、前記一方向の圧力制御バルブが、前記システムの第２のバルブを構成し、前記システムが、前記システムに充分な圧力が生じたときに、前記プランジャが移動することによって前記第２のシールが前記バルブ本体の内壁との接触から外れることで前記第１のバルブが開き、その後に前記システム内の気体が前記一方向の圧力制御バルブを通って通気されることで前記第２のバルブによる前記システムの通気が果たされることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３９】
前記システムが、キャップと、バルブ本体と、制御ばねと、前記制御ばねを保持し、前記バルブ本体に係合し、前記キャップ内に配置されるばね保持部材と、ステムと、前記バルブ本体に接触して前記バルブ本体に対してシールを形成するシールを有しているプランジャと、前記マルチピース触媒アセンブリに係合しており、前記ステムに対して移動可能である操作ロッドと、を備えるキャップアセンブリをさらに備え、前記プランジャが、円柱形部分から延びて前記操作ロッドをもたらす部位を備え、前記プランジャの前記円柱形部分から延びる前記部位も、前記バルブ本体に接触して前記バルブ本体に対してシールを形成するシールを有しており、前記プランジャが上下に移動することにより、前記プランジャの前記円柱形部分の前記シールが、前記バルブ本体の表面に沿ってスライドするとともに、前記プランジャの前記円柱形部分から延びた前記部位の前記シールが、前記バルブ本体の表面に沿ってスライドし、その表面と係合し、その表面との係合から外れるように構成されていることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項４０】
通気ポートが、前記プランジャの前記円柱形部分の前記シールと前記プランジャの前記円柱形部分から延びている前記部位の前記シールとの間で、前記バルブ本体に設けられていることをさらに特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
通気路と、前記通気ポートと前記通気路との間のバルブとが設けられていることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
消毒溶液を使用して物体を消毒する方法であって、
第１の触媒部材および第２の触媒部材を備え、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の一方が、前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の他方に対して移動可能であるマルチピース触媒アセンブリと、
前記マルチピース触媒アセンブリの前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも一方に係合する操作ロッドと、
前記物体および前記マルチピース触媒アセンブリの前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも他方を保持するように構成されたステムと、
一方向の圧力制御バルブと、
システム内の圧力に応答して前記操作ロッドの移動を達成することにより、前記マルチピース触媒アセンブリの前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも一方を前記マルチピース触媒アセンブリの前記第１の触媒部材および前記第２の触媒部材の少なくとも他方に対して移動させ、前記消毒溶液へと露出される前記マルチピース触媒アセンブリの有効表面積を増加させるように構成された機構と、
を備える消毒システムを用意するステップを含み、
前記システムを、前記機構が前記システム内の圧力に応答して前記操作ロッドの移動を達成したときに、前記一方向の圧力制御バルブによって通気するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４３】
前記システムが、キャップアセンブリをさらに備え、前記キャップアセンブリが、キャップと、キャップに接触したバルブ本体と、制御ばねと、前記キャップ内に配置されたばね保持部材とを備え、前記ばね保持部材が、前記制御ばねを保持し、前記バルブ本体に係合することを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記システムが、ステムをさらに備え、前記ステムが、前記バルブ本体に係合するとともに、前記消毒溶液を内部に保持するように構成されたカップの内面とのシールのためのシール部材を有していることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記システムが、前記カップ内に含まれる下部ヘッドスペースと、前記キャップアセンブリ内に含まれる上部ヘッドスペースと、連絡路とを備え、前記消毒溶液が分解して出る気体を前記下部ヘッドスペースから前記上部ヘッドスペースへと前記連絡路に沿って移動させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記システムが、キャップアセンブリと、前記消毒溶液を内部に保持するように構成されたカップ内に含まれる下部ヘッドスペースと、前記キャップアセンブリ内に含まれる上部ヘッドスペースと、連絡路とを備え、前記消毒溶液が分解して出る気体を前記下部ヘッドスペースから前記上部ヘッドスペースへと前記連絡路に沿って移動させるステップをさらに含み、前記操作ロッドが、前記連絡路を通って下方へと延びていることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４７】
前記システムが、キャップと、キャップに接触したバルブ本体と、制御ばねと、前記キャップ内に配置されたばね保持部材とを備え、前記ばね保持部材が、前記制御ばねを保持し、前記バルブ本体に係合し、
前記ばね保持部材が、圧力によって変位させることができる部材を保持していることを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記操作ロッドが、前記圧力によって変位させることができる部材に係合し、前記圧力によって変位させることができる部材が、前記操作ロッド上のキャップによって所定の位置に固定され、前記操作ロッド上の前記キャップが、前記制御ばねに当接することを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記操作ロッドが、前記圧力によって変位させることができる部材および制御ばねからの力に応答して、前記バルブ本体内を縦方向に移動することを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記制御ばねが、前記バルブ本体内を移動する前記操作ロッドの縦方向の動きを制限し、前記制御ばねが、前記下部ヘッドスペースへと放出される気体からもたらされる内圧が連絡路に進入し、上部ヘッドスペースへと流れ、前記圧力によって変位させることができる部材に作用するまで、前記操作ロッドの動きを妨げるように構成されており、前記圧力によって変位させることができる部材が、圧力に応答して、前記操作ロッドの前記キャップへと力を伝えるように構成され、前記操作ロッドの前記キャップが、前記制御ばねへと力を伝え、前記制御ばねが、前記圧力によって変位させることができる部材の上方移動に抵抗するように構成されており、前記圧力によって変位させることができる部材に対する前記上部ヘッドスペースの圧力が高まるにつれ、前記圧力によって変位させることができる部材が前記制御ばねに打ち勝つための充分な力を得、その後に前記操作ロッドが前記ステムに対して縦方向に移動し、前記消毒溶液へと露出される触媒の有効表面積を増加させることを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記バルブ本体の内壁に接触して前記バルブ本体の内壁に対してシールを形成する第１のシールを有しているプランジャを用意するステップを含み、前記プランジャが、円柱形部分から延びる部位を備え、前記プランジャの前記円柱形部分から延びる前記部位が、前記バルブ本体の内壁に接触して前記バルブ本体の内壁に対してシールを形成する第２のシールを有しており、前記第２のシールが、前記システムの第１のバルブを構成し、前記一方向の圧力制御バルブが、前記システムの第２のバルブを構成し、前記システムが、前記システムに充分な圧力が生じたときに、前記プランジャが移動することによって前記第２のシールが前記バルブ本体の内壁との接触から外れることで前記第１のバルブが開き、その後に前記システム内の気体が前記一方向の圧力制御バルブを通って通気されることで前記第２のバルブによる前記システムの通気が果たされることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項５２】
通気ポートが、前記プランジャの前記円柱形部分の前記シールと前記プランジャの前記円柱形部分から延びている前記部位の前記シールとの間において、前記バルブ本体に設けられていることを特徴とする請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
通気路と、前記通気ポートと前記通気路との間のバルブとを設けるステップをさらに特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
物体の消毒を、消毒のプロセスによって生成されるエネルギーから追加の効果を得ることによって向上させる方法であって、
過酸化水素消毒溶液を内部に保持するように構成されたカップと、前記カップに係合させることが可能であって、前記物体および１つ以上の触媒要素を保持するように構成されているキャップアセンブリとを備え、前記キャップアセンブリが、触媒の表面積のうちの小さな部分を前記過酸化水素消毒溶液に自由に相互作用させることができる第１の位置と、触媒の表面積のうちのより大きな部分を前記過酸化水素消毒溶液に自由に相互作用させることができる第２の位置との間を移動可能な部材を備えている消毒システムを用意するステップと、
前記キャップアセンブリを前記カップに係合させて、前記過酸化水素消毒溶液、前記触媒、前記消毒される物体、および前記過酸化水素消毒溶液が前記触媒と反応することによる圧力を封じ込める密封反応室をもたらすステップと、
前記過酸化水素消毒溶液の前記触媒との反応につれて前記密封反応室内の圧力がきわめてゆっくりとした速度で上昇するように、前記移動可能な部材が前記第１の位置に位置する間、前記触媒の有効表面積の大きさを制限するステップと、
前記密封反応室内の圧力を、通気までにより長い時間期間にわたって上昇させることにより、前記キャップアセンブリの前記移動可能な部材を前記第１の位置から前記第２の位置へと移動させ、前記過酸化水素消毒溶液の反応に利用できる触媒の有効表面積を増加させるステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２００９年６月９日付の米国特許仮出願第６１／１８５，２７７号、２００９年１１月３０日付の米国特許出願第１２／６２７，７３６号、および２００９年１２月１５日付の米国特許出願第１２／６３８，３５５号の利益を主張し、これらの出願はすべて、その全体がここでの言及によって本明細書に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般には、触媒物質を使用して溶液の分解を制御するための方法および装置に関し、より具体的には、消毒プロセスの制御および改善のための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
本発明は、例えば消毒対象の物体（コンタクトレンズなど）を収容している密封された反応室において過酸化水素溶液および過酸化水素の制御された分解を促進するための触媒物質を利用し、溶液、分解触媒物質、生じるエネルギー、および分解の副生成物を、消毒プロセスの制御および改善に使用する優れた消毒方法および装置に関する。
【０００４】
本明細書に開示される方法は、例えばコンタクトレンズ（特には、ソフトコンタクトレンズ）の消毒に利用可能であるが、本方法は、例えば所望のサイズへと適切に拡大された反応室においてより大きな品物（殺菌されていない医療用または歯科用の器具など）を消毒するなど、他の種類の品物の消毒にも適することができる。したがって、本明細書は、本方法（および関連の装置）を過酸化水素を用いたコンタクトレンズの消毒に使用することに主眼をおくが、本方法を他の消毒の用途に使用できることを理解すべきである。
【０００５】
過酸化水素は不安定であり、時間につれて最終的に水および酸素へと分解（不均化）する。分解は、過酸化水素が、例えば極端な温度に曝され、紫外光に曝され、あるいは触媒物質へと導入される場合に、より迅速に生じる。分解速度は、過酸化水素の濃縮の割合、ｐＨ、ならびに不純物および安定剤の存在によっても左右される。分解プロセスは発熱性であり、触媒物質が過酸化水素へと導入された場合、放出される熱エネルギーおよび酸素が、分子の触媒物質との接触の機会を増やすいくつかの手段によってプロセスを加速させることができる。そのような手段として、熱によって引き起こされる対流の生成、上昇する酸素の気泡の攪拌効果に起因する機械的な混合、ならびに分解のためのエネルギー閾値を下げる分子の運動の増進が挙げられる。
【０００６】
過酸化水素は、水よりも大きな分子であり、摂氏２０度において１．００３ｃＰの粘度を有する水と比べ、摂氏２０度において１．４４３という比重および１．２４５ｃＰという粘度を有する。しかしながら、どちらも完全に他方と混和性であり、種々の用途に適するように無限の様々な濃度レベルに調製することが可能である。消毒用に調製された過酸化水素溶液は、界面活性剤を含むことができ、多くの場合に、妥当な保管寿命および使用時の効能を保証するために、ｐＨ調整され、化学的に安定化される。例えばコンタクトレンズの消毒用に調整された過酸化水素は、一般的に３．０％以上の濃度で供給され、３．０％という最低限の濃度を消毒に利用できるように保証するために、最大４．０％までの範囲であってよい。
【０００７】
さらに高い濃度の溶液は、病原菌に対してより強力かつ効果的であると考えられるが、より高濃度の溶液の使用は、一般に、コンタクトレンズの手入れの用途においては追求されていない。これは、過酸化水素の強力な酸化の性質ゆえであり、そのような高濃度が繊細な眼の組織に誤ってそのままの濃度で触れた場合の有害な影響ゆえである。典型的には、コンタクトレンズの消毒の目的のための過酸化水素は、３．７％の濃度で供給される。
【０００８】
過酸化水素の分解を促進する触媒として、多くの遷移金属、二酸化マンガン、銀、および酵素カタラーゼが挙げられる。１工程でのコンタクトレンズ消毒システムに関してきわめて一般的に、白金が、ポリマー製の支持構造体への表面コーティングの形状で溶液へと導入される。触媒は、化学反応のためのエネルギー経路を変更することによって機能する。図１が、触媒なしでの活性化に関するエネルギー（線１０）を触媒ありでの活性化に関するエネルギー（線１２）と比較するグラフを提示している。図示のとおり、触媒は、過酸化水素へと導入されたとき、過酸化水素の分解を通常であれば安定である周囲条件のもとで開始させるために必要な活性化エネルギーを、下げるように機能する。
【０００９】
溶液の温度、発熱反応によって生じる熱、熱によって引き起こされる対流、生じる酸素の気泡に起因する機械的な攪拌、不均化から生じる希釈、溶液中の溶存気体、および周囲の圧力の変化の組み合わせが、触媒反応の進行の速度に影響を及ぼすことが明らかになっている。例えばチバビジョン社によって提供されているＡＯ  ＳＥＰＴシステム（図２にシステム全体が参照番号１３によって特定されて示されている）など、コンタクトレンズ用の典型的な市販の過酸化水素消毒カップシステムによってもたらされるような開放環境においては、コンタクトレンズが、１０ミリリットルの過酸化水素溶液へと基本的に触媒と同時に導入され、その後に反応から生じる酸素が、キャップ（図２に参照番号１５で示されている）の疎水性膜またはワンウェイバルブ（図２に参照番号１４で示されている）を介して放出される。図３に示されるとおり、この種のシステムにおいては、触媒反応に由来する溶液の濃度が、かなり急激に約０．１％へと低下する一方で、溶液槽の濃度が、消毒済みのレンズをユーザの眼球を刺激する恐れなく眼に挿入するために安全な水準に下がるまでに、６〜８時間が必要である。
【００１０】
コンタクトレンズの消毒は、汚染されたレンズに見られることが知られている環境にあまねく存在する様々な生物を除去するために、レンズの着用者によって定期的に実行される。問題となる生物として、これらに限られるわけではないが、ブドウ球菌、シュードモナス菌、大腸菌、アカントアメーバ、などの種々の病原株が挙げられる。アカントアメーバは、アカントアメーバ角膜炎と称される角膜の失明に至る可能性がある感染症に関係する日和見病原体である。一般の人々のなかでも、コンタクトレンズの着用者が、この生物の危険に最もさらされていると考えられ、報告された眼の感染症の事例の９５％超を占めている。きわめて潜行性の生物であるアカントアメーバは、飢餓、乾燥、ならびにｐＨおよび温度の変化の条件に曝されたときに、活動的な栄養型から休眠状態のより抵抗力のある被嚢した段階へと移行することができる。ひとたび被嚢すると、この生物の殺菌剤に対する抵抗力の多くは、代謝の休止の結果としてではなく、膿腫壁の物理的な障壁からもたらされる。膿腫壁の主たる構成要素は、耐酸性のたんぱく質およびセルロースであり、外壁すなわちエクソシストが、主としてたんぱく質で構成され、内側の嚢胞内膜の３０％超が、セルロースで構成されている。被嚢したアカントアメーバは、塩素系の消毒剤および塩酸に非常によく耐えるが、過酸化水素への暴露によって破壊されやすい。アカントアメーバの嚢胞は、消毒剤の濃度が高いほど、過酸化水素の影響を受けやすくなる。アカントアメーバの嚢胞への過酸化水素の濃度の影響は、「Ａｐｐｌｉｅｄ  ａｎｄ  Ｅｎｖｉｏｒｎｍｅｎｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ」の２００３年５月版にて公表されたＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｌｅｉｃｅｓｔｅｒ、Ｌｅｉｃｅｓｔｅｒ、ＵＫのＲｅａｎｎｅ  Ｈｕｇｈｅｓ、Ｐｅｔｅｒ  Ｗ．  Ａｎｄｒｅｗ、およびＳｉｍｏｎ  Ｋｉｌｖｉｎｇｔｏｎによる研究において文書化されている。この研究から抜粋したグラフが図４に示されており、或る時間期間について、対象のアカントアメーバの嚢胞の殺生への１％、２％、および３％の過酸化水素溶液の影響を示している。図４において、線２０は、１％の過酸化水素溶液に関し、線２２は、２％の過酸化水素溶液に関し、線２４は、３％の過酸化水素溶液に関する。
【００１１】
標準的な周囲条件のもとで、過酸化水素が病原菌を破壊する方法は、生物のたんぱく質の変性をもたらす酸化による。ひどく汚染されたレンズまたはアカントアメーバなどの抵抗力のある生物に対処するための１つの選択肢は、より高濃度の溶液から出発することであると考えられるが、この手法には、望ましくないユーザの危険がつきまとう。それらの危険のいくつかは、本明細書においてすでに上述したとおりである。
【００１２】
より魅力的な選択肢は、過酸化水素を、最終的に濃度が眼にとって快適な水準まで低下するまで、より長い時間期間にわたってより高い濃度に保つために、分解プロセスを低速にすることであると考えられる。そのような手法によれば、一般的に受け入れられた濃度の溶液を使用して、よりひどく汚染されたレンズを消毒することができ、抵抗力のある生物により良好に対処することができる。残念ながら、今日の消毒システムは、妥当な６〜８時間の一晩の待機時間の終わりにおいて刺激のない消毒済みのレンズを得るために必要な反応速度によって制約されている。これは、過酸化水素溶液の量、安全かつ現実的な過酸化水素の出発濃度レベル、および使用時の適切な分解を保証するために必要な触媒（白金など）のサイズの間で歴史的に取り決められてきたバランスからもたらされている。触媒のサイズに関しては、３．０％〜４．０％の過酸化水素溶液の１ミリリットルにつき、典型的には９４平方ミリメートル〜１４１平方ミリメートルの触媒表面積が割り当てられる。小さめの触媒は、確かに分解プロセスを遅くし、より長い時間期間にわたって濃度をより高く保つと考えられるが、小さめの触媒の使用は、実際のところ放出されるエネルギーの量の減少および溶液の濃度の低下につれて触媒の表面積の重要性が高まるため、レンズの溶液が妥当な時間期間でユーザにとって快適な水準に達することを不可能にしかねない。さらに、付着した気泡を失うことによって沈むにつれて接触面積が増加する浮遊の触媒を使用することによって分解を遅くする方法（米国特許第５，４６８，４４８号に開示の方法など）は、確実に市販化するには難しすぎることが明らかになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の実施の形態の目的は、優れた消毒方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の実施の形態の別の目的は、この方法の実施に使用することができる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
要約すると、本発明の具体的な実施の形態は、例えばコンタクトレンズを過酸化水素および触媒を使用して消毒するために使用することができる方法を提供する。この方法においては、ひとたび触媒がコンタクトレンズケースなどの反応室の過酸化水素へと導入され、反応室が密封されると、プロセスの最中に過酸化水素へと露出される触媒の全体としての表面積が増やされることで、妥当な時間期間内での過酸化水素溶液の充分な分解を保証するための手段を提供しつつ、消毒の改善が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の構造および動作の機構および様相が、本発明のさらなる目的および利点とともに、以下の説明を参照し、添付の図面と併せて検討することによって、最もよく理解されるであろう。
【００１７】
【図１】触媒なしでの活性化に関するエネルギーと触媒ありでの活性化に関するエネルギーとを有効に比較するグラフである。
【図２】従来技術のコンタクトレンズ消毒用カップシステム（具体的には、チバビジョン社によって提供されているＡＯ  ＳＥＰＴシステム）の斜視図である。
【図３】図２に示したカップシステムがコンタクトレンズの消毒に使用された場合の過酸化水素溶液の濃度の時間変化を示したグラフである。
【図４】標的アカントアメーバ嚢胞の殺生への１％、２％、および３％の過酸化水素溶液の影響を時間に対して示したグラフである。
【図５】１１０平方ミリメートルの触媒が６ｃｃのヘッドスペースを有する容器において１０ミリリットルの３．７％過酸化水素溶液に沈められたときの圧力の時間変化を示したグラフである。
【図６】図５と同様であるが、１１０平方ミリメートルの触媒が１０ミリリットルの３．７％過酸化水素溶液に沈められたときの過酸化水素濃度の時間変化を示している。
【図７】６７平方ミリメートルの触媒が８ｃｃのヘッドスペースを有する容器において１０ミリリットルの３．７％過酸化水素溶液に沈められたときの圧力の時間変化を示したグラフである。
【図８】８ｃｃのヘッドスペースを有する標準的なカップにおいて１０ミリリットルの３．７％過酸化水素溶液に最初に６７平方ミリメートルの触媒が加えられ、その後に開始から３０分後に１０７５平方ミリメートルの触媒が加えられるときの過酸化水素濃度の時間変化を示したグラフである。
【図９】図８と同様であるが、開始から３０分後ではなく、開始から６０分後に第２の１０７５平方ミリメートルの触媒が導入された場合の過酸化水素濃度の時間変化を示している。
【図１０】本発明の実施の形態によるコンタクトレンズ消毒システムの断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態によるコンタクトレンズ消毒システムの断面図である。
【図１２】本発明の別の実施の形態によるコンタクトレンズ消毒システムの断面図である。
【図１３】本発明の別の実施の形態によるコンタクトレンズ消毒システムの断面図である。
【図１４】図１０〜図１３に示したコンタクトレンズ消毒システムのばね部材部品の斜視図である。
【図１５】図１０および図１１に示したコンタクトレンズ消毒システムの触媒アセンブリ部品の斜視図であり、触媒アセンブリの初期の小さな全体としての表面積（図１０に提示されているような）が示されている。
【図１６】図１５と同様の図であるが、展開後の大きな全体としての表面積（図１１に提示されているような）をもたらしている触媒アセンブリが示されている。
【図１７】図１０〜図１４のばね部材の梁強度が撓みの大きさにもとづいてどのように変化するのかを示したグラフである。
【図１８】図１２および図１３に示したコンタクトレンズ消毒システムが使用された場合の圧力の時間変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書に開示される発明について、多数の様々な形式の実施の形態が可能である。しかしながら、特定の実施の形態が図面に示され、以下で詳しく説明される。本明細書は、本発明の原理の例として考えるべきものであり、本発明を本明細書において例示および説明される特定の実施の形態に限定しようとするものではない。
【００１９】
本明細書に開示の方法は、分解プロセスからのエネルギーを利用することによって消毒プロセスを改善する。有用なエネルギーを、触媒によって引き起こされる過酸化水素溶液の不均化の際に、熱および生じる酸素分子の膨張の形式で入手することができる。１０ミリリットルの溶液から遊離した酸素を、上述（および図２に図示）した典型的なコンタクトレンズカップと同様の体積である４ｃｃのヘッドスペースを有する反応室内に封じ込めることは、９４８平方ミリメートルの表面積を有する触媒の導入に続く半時間のうちに約１８６ｐ．ｓ．ｉ．の圧力を生じさせる可能性を有する。溶液１ミリリットルにつき９４〜１４１平方ミリメートルを超える表面積を有する触媒は、典型的な消毒システムにおいて効果的な消毒を果たすためには、過酸化水素溶液の濃度の低下が迅速すぎると考えられるが、そのような触媒を時間的に遅らせて導入することが、通常であれば利用することができない優れた消毒の可能性を提供することが明らかになっている。
【００２０】
薄い過酸化水素溶液に導入される金属触媒は、水および酸素への分解を開始させるために、過酸化水素分子に接触しなければならない。希釈水、生じた酸素、および新たに形成された水の隣接分子は、他の過酸化水素分子を触媒との接触から絶縁するようにしか機能しない。したがって、水および酸素を押しのけ、より多くの過酸化水素を触媒に接触させるべく、溶液を動かすことが、静的な状態に比べて分解の速度を加速させると理解できる。したがって、より大きな触媒のより大きな表面積：流体体積比が、過酸化水素溶液の触媒分解から生じる酸素の気泡が表面へと上昇し、過酸化水素溶液の機械的な混合を、反応によって生じる熱によって引き起こされる対流の流れとの組み合わせにおいてもたらすため、反応の終わりの濃度をより短い時間のうちに眼にとって安全なより低い水準にするうえでより効果的である。
【００２１】
したがって、同じ濃度の過酸化水素溶液へと導入されたとき、より大きな触媒は、単位体積の過酸化水素溶液についてより多くの熱および酸素を生じさせるため、より小さな触媒と比べて、触媒の単位表面積当たりの活性の初期の速度をより大きくする。対象的に、表面積：流体体積の比がきわめて小さい小さな触媒は、過酸化水素溶液の体積において層を成そうとする溶液の傾向を克服するために充分な流れを促進するために必要な混合を、生じる酸素および熱から生じさせることができない。生じる酸素を閉じ込めることによってもたらされる高い静水圧は、溶液内に吸収することができる溶存酸素の量も増加させる。溶液へと進入する酸素に組み合わせられた高い静水圧も、分解に必要な活性化エネルギーの水準を高める（図１を参照）ことによって、反応を遅くすることができる。機械的な観点から厳格に眺めると、拡散が最終的には時間とともに流体の体積の全体にわたって溶液の濃度を平衡させるが、過酸化水素は、小さな触媒構造によって開始される分解が最小限の熱および酸素の気泡しか生成せず、圧力のもとで溶液へと進入することがないそれらの酸素分子が、はるかに小さなサイズの気泡しか形成せず、したがって表面へと上昇するときの溶液槽の機械的混合が少ない場合に、短時間の層化を被ることが明らかになっている。
【００２２】
本明細書に開示される方法の他の目的は、分解段階からのエネルギーおよび副生成物から追加の効果を得ることによって、消毒プロセスを改善することにある。過酸化水素溶液がより大きな侵入および酸化の潜在能力を得ることを助けるために閉じ込められて膨張する発生した酸素からの高い圧力を使用することによって、これによって生成される高い静水の状態を、拡散が加圧された溶液槽によって維持される酸素飽和状態のもとで生物の内部に高酸素の状態を生成することを可能にするため、病原菌の自然の動的平衡を利用するために活用することもできる。その後に、さらなる追加の効果を、溶液からの溶存酸素の沸騰を引き出し、病原菌において過剰に吸収された酸素の膨張を生じさせ、過酸化水素への暴露によって酸化による変性を被っている生物の細胞膜にさらなるストレスを加えるために、高圧条件からのその後の急速な分解を導入することの結果として実現することができる。この機構は、病原菌のたんぱく質への酸化による変性の破壊的効果を補足する。分解の後で、高い圧力が緩和されることで、触媒反応が、低い圧力のもとではるかに速いペースに戻ることができ、分解が所望の６〜８時間という時間枠内で容認可能な水準まで完了することが保証される。
【００２３】
この用途において使用される触媒の真の全表面積と、その触媒の有効表面積とを、区別することが重要である。例えば、実験により、触媒の水平かつ下向きの表面が対向する表面のすぐ近くに置かれた場合、触媒上のその位置は、過酸化水素溶液へと暴露された表面積の大きさのわりに、きわめて少ない分解活性レベルしか呈さないということが明らかになった。この明らかな有効性の欠如は、触媒に直面する狭い水平空間に起因して自由な溶液の流れが妨げられ、分解された過酸化水素からの酸素の気泡がこれらの隣接した表面に付着して溜まり、狭い水平空間に捕らえられたままになることに起因する。このようにして捕らえられた酸素の気泡は、触媒から離れて上昇することができず、したがって触媒の表面に付着したままになり、過酸化水素に曝される触媒の表面積の大きさを減らし、触媒のその表面について過酸化水素の分解の速度をきわめて大きく低下させる。さらに、隣接する表面のすぐ近くにおいて、捕らえられた気泡およびこれらの条件によって生じる狭い通路が、分解プロセスから生じた水の自由な流出を妨げ、したがって新鮮な過酸化水素の流入を妨げる。露出した垂直な触媒表面は、発生した酸素の気泡が、反応からの熱によって温められた発生水と一緒に、触媒から離れるように、ただちに上方へと浮上するため、過酸化水素の分解について最高の速度をもたらす。これらのエネルギー源に起因して対流によって引き起こされる流れが、溶液を攪拌する傾向にあり、水を運び去り、触媒の表面へと新鮮な過酸化水素を導入するうえで役に立つ。したがって、触媒の垂直な表面が、過酸化水素溶液に自由に暴露される限りにおいて、触媒表面に対する新鮮な過酸化水素の連続的な流れを生じさせることによって過酸化水素の分解を加速させるうえで有効であると、理解することができる。しかしながら、触媒の垂直な表面は、すぐ近くに隣接する表面によって妨げられ、したがって自由に露出されなくなると、発生した酸素の気泡が隣接する表面の間に捕らえられた状態になるため、すぐに効果的でなくなる。これが生じると、触媒の活性レベルが、ぴったりと合った隣接水平面についてまさに上述したとおりの事象の連鎖にて急激に低下する。結果として、対向する構造からの狭い間隔で隣接した垂直面は、酸素の気泡の付着、生じるエネルギーの減少、および流体の交換の妨げに起因して、垂直に配置された触媒表面の活性を大きく低下させる可能性があることが、明らかに示されている。したがって、この機構を、過酸化水素と触媒表面との間の物理的な接触を実際に妨げることを必要とせずに、触媒によって提供される有効表面積を制御するために利用することができる。この方法によって、大きな触媒が、ぴったりと隣接する構造が取り除かれるまで、はるかに小さなサイズの触媒と同じように振る舞うことも可能にすることができる。
【００２４】
有効表面積の大小にかかわらず、各々の触媒は、酸素が放出されるときに閉じた系において圧力を生じさせる。同一の周囲条件のもとで、この圧力の発生の速度は、触媒の有効表面積および触媒が導入されたときの過酸化水素の濃度の両方に依存する。より小さな触媒（例えば、１１０平方ミリメートルの有効表面積を有する触媒）を１０ミリリットルの３．７％の過酸化水素溶液に沈めることが、６ｃｃのヘッドスペースを有する容器に３０分のうちに５９ｐ．ｓ．ｉ．の圧力を生み、６０分後に約１００ｐ．ｓ．ｉ．を生み（図５を参照）、ヘッドスペースが４ｃｃの体積に限られる場合に１２０分で１５０ｐ．ｓ．ｉ．を生む。この小さな触媒において、溶液の濃度は、９４０平方ミリメートルの表面積の標準的なサイズの触媒の３０分間の浸漬によってもたらされる非常に小さい０．１％の濃度（図３を参照）と比べ、３．７％の出発濃度から３０分の浸漬後に３．０％へと下がり、６０分の後に２．６％へと下がる（図６）。さらに小さい触媒（６７平方ミリメートルの有効表面積を有する触媒）を８ｃｃのヘッドスペースを有する１０ミリリットルの溶液に沈めると、３０分後に１９ｐ．ｓ．ｉの圧力および３．３％の溶液濃度となる（図７）。
【００２５】
したがって、例えば６５〜１１０平方ミリメートルの有効表面積を有する低い活性レベルの触媒を利用することが、圧力を有効に働かせ、より長い時間期間にわたってより高い過酸化水素濃度を保つという利点を提供することを、理解することができる。また、そのような遅延が、アカントアメーバ生物の嚢胞をより大量に殺生する能力の桁違いの改善をもたらすことも、理解することができる。図４を参照すると、３０分間にわたって保持された３％の過酸化水素濃度（線２４によって表されている）についての嚢胞の殺生（対数）が、−０．７５であり、６０分間については、−１．４０である一方で、６０分間にわたって保持された１％の溶液（線２０によって表されている）については、わずかに−０．０６７である。残念ながら、６５〜１００平方ミリメートルの触媒は、１０ミリリットルの過酸化水素を所望される６〜８時間の枠内で眼にとって安全な水準まで分解する能力を有していない。したがって、この小さな触媒によってもたらされる遅延期間に続いて、はるかに大きな表面積の触媒、すなわち望ましい３０分または６０分の遅延の後の残りの時間内に過酸化水素の濃度を所望の水準まで下げるために、大幅に高い速度での過酸化水素の分解をもたらすことができる触媒を、導入する必要があることが明らかである。理想的には、このより大きな第２の触媒は、少なくとも９６０平方ミリメートルの追加の表面積をもたらすべきであるが、触媒アセンブリおよびレンズの導入から６〜８時間以内に分解を完了するために最大１７７７平方ミリメートルの有効表面積に製作される場合、今日の円筒形のレンズ消毒ケースに適合すると考えられる。図８の過酸化水素分解曲線が、１０ミリリットルの体積の３．７％溶液について、最初に６７平方ミリメートルの触媒に曝され、次いで開始から３０分後に１０７５平方ミリメートルの触媒に曝された場合の濃度の低下を示している。図９が、最初に６７平方ミリメートルの有効面積の触媒を使用し、次いで開始から６０分後に第２の１０７５平方ミリメートルの触媒を使用した場合に可能な望ましい濃度曲線を示している。しかし、図９は、可能な最大の遅延時間を示しているのではなく、小さな有効表面積の触媒による初期の分解に続いて充分に大きい面積の第２の触媒（例えば、有効表面積が１７７７平方ミリメートルである触媒）が存在する限りにおいて、図８および図９に示されている曲線における１０７５平方ミリメートルの触媒よりも大きい触媒を使用する場合に、６０分を超える遅延も可能である。
【００２６】
図１０〜図１３が、本発明の実施の形態による２つのコンタクトレンズ消毒システム１００、２００を示している。図１０〜図１３に示されているシステム１００、２００は、典型的な１段階の過酸化水素消毒システムにおいて一般的に使用されている触媒よりも大きい触媒が導入されるまで、より長い時間期間にわたって高い過酸化水素の濃度を保つように設計されている。どちらの装置も、過酸化水素の不均化を完了させるための大きな触媒の働きを制御するために、小さな触媒の使用または大きな触媒の小さな一部分だけの暴露によってシステム内に生じる酸素の膨張からの圧力を利用する。したがって、触媒アセンブリを１対の触媒部材で構成し、初期には小さな触媒有効表面積を提供し、その後に一方の部材を展開して、はるかに大きな触媒表面積を過酸化水素消毒溶液へと露出させることができる。換言すると、触媒アセンブリが、全体としての表面積に関して基本的に拡大可能である。触媒の水平面の有効活性レベルが、触媒の垂直面の有効活性レベルよりも低く、下向きの水平面の有効触媒活性が、特には閉じ込め容器の底部に近接して配置された場合に、これら３つの向きのうちで最も小さいことが、実験によって示されている。また、垂直な触媒表面の有効性も、隣接する構造にきわめて近接して位置する場合に、これらの表面が新鮮な過酸化水素に遭遇できず、さらには生じた酸素の気泡がこれらの近接した表面の間にとどまるがゆえに、大いに妨げられることが実験によって確認されている。図１０〜図１３に示されている装置は、低圧の通気を維持するとともに、望ましくない生物または粒子の消毒システムへの侵入を常に防止する感圧式の一方向の低圧制御バルブの形状の空気圧制御機構も特徴とする。
【００２７】
図１０および図１１に示されているコンタクトレンズ消毒システム１００を最初に説明し、次いで図１２および図１３に示されているコンタクトレンズ消毒システム２００を、主として２つのシステムの間の相違を述べつつ説明する。
【００２８】
図１０および図１１に示されているコンタクトレンズ消毒システム１００は、過酸化水素溶液１０４（典型的には、１０ミリリットルの溶液）を保持するためのカップ１０２を備え、カップ１０２は、おおむね円筒形であって、内部にコンタクトレンズを消毒するための反応室１０５をもたらしている点で、従来のものである。システム１００は、カップ１０２上の対応するねじ山１１０に係合することによってコンタクトレンズを消毒するための閉じた閉じ込め容器を形成するように構成されたねじ山１０８を有しているキャップアセンブリ１０６を備えている。
【００２９】
キャップアセンブリ１０６は、キャップ１１４と、キャップ１１４へと添えられた多壁の一部品からなるバルブ本体１１６とを備えている。ばね保持部材１１８が、バルブ本体１１６へと添えられ、キャップ１１４内に保持されている。キャップアセンブリ１０６は、ステム１２０をさらに備え、ステム１２０は、バルブ本体１１６に取り付けられ、バルブ本体１１６に気密に密閉されている。ステム１２０は、カップ１０２の内面１２４とのシールのためのシール部材１２２を有している。ステム１２０は、保持バスケット１２６を有しており、保持バスケット１２６が、コンタクトレンズを受け入れ、ステム１２０と保持バスケット１２６との間に設けられる空間１２８に保持するために、枢動によって開閉するように構成されている。ステム１２０および保持バスケット１２６は、いずれもここでの言及によってその全体が本明細書に援用される米国特許第４，２００，１８７号または米国特許第４，７５０，６１０号に記載のものなど、従来からのものであってよい。
【００３０】
ばね保持部材１１８が、Ｕ字形の制御ばね１３２を支持するための開口１３０を有している。図１４に示されるように、好ましくは制御ばね１３２は、おおむねＵ字形の断面を有する梁状の部材であり、生じた印加圧力を制御ばね支持部１３４へと伝達するために梁のように機能する。図９〜図１４が、特定の制御ばねの構成を示しているが、制御ばねは、他の形状をとることもできる。
【００３１】
システム１００のヘッドスペース１３６は、おおむねカップ１０２内に含まれる下部ヘッドスペース１３６ａと、おおむねキャップアセンブリ１０６内に含まれる上部ヘッドスペース１３６ｂとを含み、連絡路１３８が存在している。連絡路１３８は過酸化水素１０４が分解して出る気体を下部ヘッドスペース１３６ａから上部ヘッドスペース１３６ｂへとこの連絡路に沿って移動させることができる。全体として約４〜８ｃｃのヘッドスペース１３６を設けることができるが、全体としてのヘッドスペースは、触媒１４０の表面積と同様に（すなわち、設計の際に）、システム内に所望の内部動作圧力が達成されるように様々であってよい。したがって、８ｃｃのヘッドスペース１３６が、妥当な動作圧力をもたらすものと判断されている。
【００３２】
多部分からなる触媒アセンブリ（マルチピース触媒アセンブリ）１４０が、ステム１２０の端部に保持されており、さらに操作ロッド１４２が、触媒アセンブリ１４０に係合している。操作ロッド１４２は、ステム１２０を通過する操作ロッド１４２の整列を助ける連絡路１３８を貫いて下方へと延びている。システム１００は、ばね保持部材１１８によって保持されたダイアフラム１４４などの圧力変位部材をさらに備えている。ダイアフラム１４４は、好ましくは適切なエラストマ材料で形成され、バルブ本体１１６に取り付けられ、バルブ本体１１６に気密に密閉され、バルブ本体１１６においてばね保持部材１１８によって所定の場所に保持される。操作ロッド１４２のフランジ１４６が、ダイアフラム１４４へと取り付けられ、操作ロッド１４２上のキャップ１４８によって所定の場所に固定されている。キャップ１４８が、ばね保持部材１１８の一体の一部分である制御ばね支持部１３４によって所定の場所に吊られたばね１３２に当接し、ばね１３２をキャップ１１４の内面１５２に設けられたばねストッパ１５０に接触するように押している。
【００３３】
キャップアセンブリ１０６は、フラッパ弁１５６と、フラッパ弁１５６の真ん中を貫いて延びる柱１５８とで構成された一方向の圧力制御バルブ１５４を、さらに備えている。本明細書においてさらに詳しく後述されるように、圧力制御バルブ１５４は、内部の圧力が特定の点に達したときにシステム１００の通気を可能にするように構成されている。圧力制御バルブ１５４と同様の通気弁は、コンタクトレンズケースの内部の圧力を制御するためにすでに使用されており、例えば米国特許第４，９５６，１５６号に開示されている。
【００３４】
操作ロッド１４２は、ダイアフラム１４４および制御ばね１３２からの力に応答して、バルブ本体１１６の内側を縦方向に自由に移動することができる。触媒アセンブリ１４０は、適切な時間内に反応を完了させるように寸法付けられており、操作ロッド１４２およびステム１２０の底部に取り付けられている。より具体的には、触媒アセンブリ１４０を、第２の触媒部材１６２に対しておおむねスライドによって出し入れすることができる第１の触媒部材１６０で構成することができる。第１の触媒部材１６０が、操作ロッド１４２の端部に取り付けられる一方で、第２の触媒部材１６２は、ステム１２０の端部に取り付けられる。
【００３５】
第１の触媒部材１６０が、最初はおおむね第２の触媒部材１６２の内側に保持（図１０を参照）されている一方で、消毒プロセスの最中に操作ロッド１４２を変位させ、第１の触媒部材１６０を第２の触媒部材１６２からおおむね引き出す（図１１を参照）ことによって、過酸化水素に接触する触媒の全体としての表面積を増加させることができる。図１５が、図１０に最初に見られるとおりの触媒の小さな表面積を呈している触媒アセンブリ１４０の斜視図を示している一方で、図１６が、初期の最小限に露出された有効表面積への過酸化水素１０４の反応によって生じる圧力に応答して、制御ばね１３２がダイアフラム１４４によって完全に反らされ、操作ロッド１４２によって触媒が展開された後（図１１に示されているとおり）の、展開済みの触媒の斜視図を示している。図１１および図１３に示されるとおりの展開位置において、触媒アセンブリ１４０は、好ましくは（図１０および図１５に示されているとおりの）展開前の触媒の小さな有効表面積によってもたらされる有効面積のほぼ１０倍である１０７５平方ミリメートルという有効表面積を提供する。制御ばね１３２の反りに応じて、展開される触媒の面積を、触媒アセンブリ１４０を消毒対象のコンタクトレンズと一緒に導入してから６〜８時間で過酸化水素が容認できる水準へと所望のとおりに減少するために必要になるとおりに、より大きく、またはより小さくすることができる。
【００３６】
好ましくは、触媒アセンブリ１４０が、第１の触媒部材１６０が図１０および図１５に示されるとおりにおおむね第２の触媒部材１６２の内側に保持されているときには、過酸化水素溶液１０４に暴露されたときに６７平方ミリメートルの表面積を提供するが、第１の触媒部材１６０が図１１および図１６に示されるとおりにおおむね第２の触媒部材１６２から引き出されたときには、第１および第２の触媒部材の組み合わせが、１０７５平方ミリメートルの表面積を提供する。したがって、どの時点で操作ロッド１４２が上方に移動して第１の触媒部材１６０を第２の触媒部材１６２から引き出すかに応じて、図８または図９のいずれかが当てはまる。
【００３７】
図１０に示されているとおりの下方の出発位置からバルブ本体１１６の内部を移動する操作ロッド１４２の縦移動は、触媒アセンブリ１４０の導入後の過酸化水素１０４の不均化の際にヘッドスペース１３６ａへと放出される酸素に起因する内部の圧力が通路１３８に進入し、操作ロッド１４２を過ぎてヘッドスペース１３６ｂへと流れ、ダイアフラム１４４に作用するまで、操作ロッドの移動を拘束するように構成された制御ばね１３２によって制限される。ダイアフラム１４４が、圧力に応答し、上向きの力をロッドのキャップ１４８へと伝達する。次いで、ロッドのキャップ１４８が、ダイアフラム１４４への圧力からの荷重を、キャップ１４８に当接している制御ばね１３２へと伝達する。「Ｕ字」形の断面である制御ばね１３２が、梁として働き、圧力によって引き起こされた荷重を、当接しているロッドのキャップ１４８から制御ばね支持部１３４（ばね保持部材１１８と一体である）へと伝達し、ダイアフラム１４４の上方移動に抵抗する。ダイアフラム１４４に対するヘッドスペース１３６ｂ内の圧力が、この例では約１９ｐ．ｓ．ｉ．である動作圧力へと高まる（すなわち、過酸化水素１０４の不均化の進行の結果として）につれて、ダイアフラム１４４およびロッドのキャップ１４８が、制御ばね１３２に打ち勝つための充分な力を獲得する。これに応答して、「Ｕ字」型の制御ばね１３２が、「Ｕ字」形の断面の高さが小さくなるような様相で変形し始め、結果として制御ばね１３２の梁強度が低下する。ダイアフラム１４４によってもたらされる力が制御ばね１３２の最大の梁強度に達すると、制御ばね１３２が平たくなって、断面の減少ゆえに座屈し、したがってダイアフラム１４４、ロッドのキャップ１４８、操作ロッド１４２、および取り付けられた第１の触媒部材１６０が、制御ばね１３２がキャップ１１４のばねストッパ１５０に当接するまで、図１１に示されるように上方へと縦移動することができる。制御ばね１３２は、キャップアセンブリ１０６の設計の要件に応じて、最大０．３０インチまで撓むことができる。この変形した状態において、制御ばね１３２は、ダイアフラム１４４に大幅に小さくなった抵抗しかもたらさない。制御ばね１３２などのばねの曲げ荷重に応答した典型的な形状変化を、図１０における制御ばね１３２の形状を図１１に示されている制御ばね１３２の形状と比較することによって明確に理解することができ、そのような形状変化の際のばねの抵抗力を、図１７を眺めることによってより明確に理解することができる。図１０および図１１に示されている制御ばね１３２は、ばねへと加わる力による撓みが０．０９０インチという移動量に達したときに、２．６９単位という最大の梁強度を示し、ちょうど０．０２５インチ後である０．１０５インチという移動量において、０．６４単位（すなわち、最大値の２５％未満）という最小の梁強度を示している。上述のように完全に撓んだとき、制御ばね１３２は、ダイアフラム１４４からの力に対して約１．４２ポンド（元の撓み力の４４％）の抵抗を示し、ヘッドスペース１３６の１２ｐ．ｓ．ｉ．という小さな圧力のもとでばねストッパ１５０にしっかりと押し付けられたままである。
【００３８】
ヘッドスペース１３６ｂへと進入してダイアフラム１４４によって閉じ込められる気体は、圧力制御バルブ１５４によってのみ、周囲へと逃げ出すことができる。柱１５８に保持されたフラッパ弁１５６が、ポート１６４を介してヘッドスペース１３６に連絡している。ヘッドスペース１３６の通気は、酸素ガスが、フラッパ弁１５６に対する圧力のもとで、例えば２４ｐ．ｓ．ｉ．〜３６ｐ．ｓ．ｉ．の閾値圧力にひとたび達したときに、フラッパ弁１５６と柱１５８との間の環状のつなぎ目を通り、通路１６６を通って出て、バルブ本体１１６とカップ１０２の上部１１２との間、およびバルブ本体１１６のねじ山１０８とカップ１０２のねじ山１１０との間のぴったりと合っているが密閉はされていない境界に沿って周囲へとゆっくりと逃げ出すことができるために生じる。このような通気は、フラッパ弁１５６への圧力が、この例では閾値圧力よりも約３ｐ．ｓ．ｉ．〜８ｐ．ｓ．ｉ．低いと考えられる元の閾値圧力の水準を下回る水準まで低下した後に、フラッパ弁１５６が柱１５８と再びシールを形成するときに停止する。図１０および図１１に示したシステム１００においては、ダイアフラム１４４に作用する１２ｐ．ｓ．ｉ．という小さい再シールの圧力が、制御ばね１３２に対して１．４２ポンドを超える力を作用させると考えられる。この力は、制御ばね１３２が、０．１１インチの撓みを維持するために０．６６ポンドの力しか必要とせず、０．１５インチの撓みを維持するために０．８１ポンドの力しか必要とせず、０．３０インチの撓みを維持するために１．４２ポンドの力しか必要としないため、図１１に見られるように制御ばね１３２をばねストッパ１５０に対してしっかりと保持するために適切であると考えられる。初期の通気の後で、ヘッドスペース１３６の圧力は、圧力制御バルブの通気圧力と再シール圧力との間を変動するが、展開前の初期の小さな有効表面積と比べて今やより大きな有効表面積が露出されるようになった触媒の作用のもとで、過酸化水素の分解が劇的に高い不均化速度（図８を参照）で完了へと進行するため、通常は再シール圧力を下回って低下することはないと考えられる。
【００３９】
好ましくは、キャップアセンブリ１０６のカップ１０２からの最終的な取り外しに先立って圧力制御バルブ８５４によって維持される低い残余の圧力を逃がすために、充分なねじ山１０８、１１０が、シール１２２がカップ１０２の上部１１２の面取り１６８を過ぎることができるように、カップ１０２をキャップアセンブリ１０６に係合させるために設けられる。反対に、キャップアセンブリ１０６の取り付けの際には、消毒の際に生じる圧力を閉じ込めるために適切な構造が係合されるように保証するため、シール１２２が面取り１６８の下方へと通過する前に充分な係合がもたらされる。
【００４０】
大きな触媒の展開と同時に、触媒によって刺激されるカップ１０２における過酸化水素溶液１０４の不均化の速度が、触媒の全体としての表面積の拡大に応答して劇的に向上する。溶液の温度が、不均化の進展につれて上昇し、熱に起因する対流が生じ、触媒アセンブリの展開の運動により、酸素の気泡が触媒アセンブリに沿って形成され、溶液を通って上昇するため、混合の流れも生じる。得られるこれらの流れが、層化を乱してより多くの過酸化水素分子を触媒アセンブリ１４０に接触させることによって、初期には触媒分解を速くする。酸素がヘッドスペース１３６へと発生を続け、酸素の圧力は、溶液の最終的な分解によって過酸化水素の濃度が消毒されたコンタクトレンズを使用するための眼にとって安全な水準に向かって下げるとき、上述した制御バルブ１５４の周期的な通気によって制御される。
【００４１】
図１０および図１１に示したコンタクトレンズ消毒システム１００の別の実施の形態が、図１２および図１３に示されている。このシステム２００は、後述されるように動作して、殺菌の際に追加の効果を利用できるための充分に高い圧力を達成することができる。利用可能な変種がほとんど無限であるため、本明細書において述べられる設計が、動作を説明するために提示されたものであり、全体的な考え方の範囲内で可能な様々な設計の反復を限定しようとするものではないことを、理解すべきである。
【００４２】
すでに述べたコンタクトレンズ消毒システム１００と同様に、図１２および図１３に示されているコンタクトレンズ消毒システム２００は、カップ１０２およびキャップアセンブリ２０６を備えている。キャップアセンブリ２０６は、カップ１０２の内面１２４に係合してカップ１０２の内面１２４とシールを形成するシール部材１２２を有している。カップ１０２は、内部に過酸化水素溶液１０４を保持するように構成され、過酸化水素溶液１０４の上方にヘッドスペース１３６がもたらされている。例えば、システム２００を、１０ミリリットルの過酸化水素１０４がカップ１０２に収容され、キャップアセンブリ２０６がカップ１０２の上部１１２に係合させられたときに、過酸化水素１０４の上方に４ｃｃのヘッドスペース１３６がもたらされるように構成することができる。しかしながら、ヘッドスペース１３６の体積は、確かに様々であってよく、消毒プロセスに使用される過酸化水素溶液１０４の量も、様々であってよい。
【００４３】
キャップアセンブリ２０６は、キャップ２１４と、キャップ２１４に取り付けられたバルブ本体２１６と、バルブ本体２１６に取り付けられてバルブ本体２１６に気密に密閉されたステム１２０とを備えている。ステム１２０は、枢動可能な保持バスケット１２６を有しており、ステム１２０とバスケット１２６との間の空間１２８にコンタクトレンズが保持される。
【００４４】
さらに、キャップアセンブリ２０６は、バルブ本体２１６によって保持されたＵ字形の制御ばね２３２を備えている。具体的には、制御ばね２３２が、バルブ本体２１６の一体の一部分である制御ばね支持部２３４によって所定の場所に吊られている。システム２００の制御ばね２３２は、好ましくは、システム１００に使用される制御ばね１３２とまったく同じである。
【００４５】
さらに、システム２００は、プランジャ２７０を備えている。プランジャ２７０は、プランジャシール２７４を有する円柱形部分２７２と、ピストンシール２７８を提供するピストン２７６とを備えている。好ましくは、両方のシール２７４、２７８は、適切なエラストマ材料で形成される。ピストンシール２７８が、バルブ本体２１６のピストンシリンダ領域２８２の内壁２８０に係合する一方で、プランジャシール２７４は、バルブ本体２１６のプランジャシリンダ領域２８６の内壁２８４に係合する。プランジャ２７０の上端２８８が、ドーム状の表面であるように設けられており、プランジャの先端２８８が、制御ばね２３２に係合している。プランジャ２７０は、上下に移動するように構成されており、プランジャシール２７４をプランジャシリンダ領域２８６の内壁２８４に沿ってスライドさせるとともに、ピストンシール２７８をピストンシリンダ領域２８２の内壁２８０に沿ってスライドさせ、ピストンシリンダ領域２８２の内壁２８０に係合させ、ピストンシリンダ領域２８２の内壁２８０との係合から解放する。プランジャ２７０が上方に移動するとき、プランジャの先端２８８が制御ばね２３２を押し、キャップ２１４の内面２５２に設けられたばねストッパ２５０に接触させる。
【００４６】
さらに、キャップアセンブリ２０６は、リテーナ２９４によって保持されたフラッパ弁２９２と、フラッパ弁２９２の中央を貫いて延びている柱２９５とで構成された一方向の圧力制御バルブ２９０を備えている。フラッパ弁２９２の片側に通気ポート２９６が存在し、フラッパ弁２９２の他方の側に通気路２９７が存在している。以下でさらに明らかになるように、ピストンシール２７８が、システムにおける第１のバルブとして機能する一方で、一方向の圧力制御バルブ２９０は、通気プロセスのさらに下流において、システム２００における第２のバルブとして機能する。具体的には、プランジャ２７０が、システム内の圧力が充分に高い水準に達したときに上方へと押され、ピストンシール２７８をピストンシリンダ領域２８２の内壁２８０との係合から外れるようにスライドさせる。すなわち、第１のバルブが開かれる。その後に、システム２００は、第２のバルブ、すなわち一方向の圧力制御バルブ２９０によって通気を行う。
【００４７】
プランジャ２７０の底部２９８が、ステム１２０を貫いて延びて触媒アセンブリ３００に係合している操作ロッド２９９をもたらしている。ステム１２０の底部も同様に触媒アセンブリ３００に係合している。より具体的には、触媒アセンブリ３００が、第２の触媒部材３０４に対しておおむねスライドによって出し入れすることができる第１の触媒部材３０２で構成されている。第１の触媒部材３０２が、操作ロッド２９９の端部に取り付けられる一方で、第２の触媒部材３０４は、ステム１２０の端部に取り付けられている。
【００４８】
第１の触媒部材３０２が、最初はおおむね第２の触媒部材３０４の内側に保持（図１２を参照）されている一方で、プランジャ２７０（および、一体の操作ロッド２９９）を変位させて第１の触媒部材３０２を第２の触媒部材３０４からおおむね引き出す（図１３を参照）ことによって、過酸化水素に接触する触媒の全体としての表面積を増加させることができる。図１３に示されているとおりの展開位置において、触媒アセンブリは、好ましくは１０７５平方ミリメートルという有効表面積を提供する。システム２００の制御ばね２３２の撓みに応じて、展開される触媒の面積を、触媒アセンブリを消毒対象のコンタクトレンズと一緒に導入してから６〜８時間で過酸化水素が容認できる水準へと所望のとおりに減少することを保証するために必要になるとおりに、より大きく、またはより小さくすることができる。
【００４９】
好ましくは、触媒アセンブリ３００が、第１の触媒部材３０２が図１２に示されるとおりにおおむね第２の触媒部材３０４の内側に保持されているときには、過酸化水素溶液に暴露されたときに６５〜１００平方ミリメートルの表面積を提供するが、ひとたび第１の触媒部材３０２が図１３に示されるとおりにおおむね第２の触媒部材３０４から引き出されたならば、第１および第２の触媒部材の組み合わせが、１０７５平方ミリメートルの表面積を提供する。
【００５０】
適切な時間内に反応を完了させるように寸法付けられた触媒アセンブリ３００が、触媒によって刺激される不均化の反応が、ステム１２０とバスケット１２６との間の空間１２８に収容されたコンタクトレンズが過酸化水素消毒溶液１０４へと触媒アセンブリ３００の導入と同時に沈められたときに初めて始まることを保証するように、操作ロッド２９９およびステム１２０の底部に取り付けられている。上述のように、発生した酸素ガスを閉じ込める約４ｃｃのヘッドスペース１３６が好ましくは設けられるが、この体積、溶液１０４の体積、これら２つの項目の間の比、ならびに触媒の全体としての表面積は、上述したとおり消毒時間および圧力を変えるために様々であってよい。消毒溶液および圧力は、図１２に示されるとおり、シール１２２、２７８によってカップ１０２とキャップアセンブリ２０６との間に封じ込まれる。プランジャ２７０を含む部分アセンブリの全体が、プランジャシリンダ領域２８６において自由に移動でき、プランジャ２７０に取り付けられたピストン２７６および操作ロッド２９９をバルブ本体２１６のピストンシリンダ領域２８２において移動させる。
【００５１】
図１２に示されているとおりの出発位置から、触媒アセンブリ３００は、好ましくは、過酸化水素の不均化を開始させることによって、発生して膨張する酸素からヘッドスペース１３６に圧力を生じさせるために、わずかに６５平方ミリメートル〜１１０平方ミリメートルの有効触媒表面積を提供する。触媒アセンブリ３００が、ステム１２０の端部と同時に、空間１２８に収容された消毒対象のコンタクトレンズと一緒に、過酸化水素溶液１０４へと沈められた後で、ヘッドスペース１３６において高まる圧力が、ピストンシール２７８に作用し、プランジャ２７０を押し上げようとする。これにより、プランジャの先端２８８が、制御ばね２３２に当接する。制御ばね２３２が、圧力によって引き起こされた荷重を制御ばね支持部２３４へと伝達するための梁として機能し、プランジャ２７０の上方移動に抵抗する。ヘッドスペース１３６の圧力が進行する不均化によって高まり続け、これに応答してプランジャ２７０が上方へと移動するにつれて、制御ばね２３２の「Ｕ字」形が、「Ｕ字」形の断面の高さが小さくなるような様相で変形し、制御ばね２３２の梁強度が低下する。プランジャの先端２８８によってもたらされる力の組み合わせが制御ばね２３２の最大の梁強度に達するとき、制御ばね２３２が平たくなって座屈し、プランジャ２７０が、図１３に示されているように制御ばね２３２がキャップ２１４の内面２５２のばねストッパ２５０に接触するまで、上方へと移動することができる。この変形した状態において、制御ばね２３２がプランジャ２７０へともたらす抵抗は、大幅に小さい。制御ばね２３２などのばねによってもたらされる曲げ力への典型的な抵抗は、本明細書においてすでに上述されており、図１７を参照することによってさらに明確に理解することができる。ピストン２７６がヘッドスペース１３６内の圧力に応答して上方への移動を続けるとき、プランジャの先端２８８が制御ばね２３２を変形させ始め、ピストンシール２７８がピストンシリンダ領域２８２を出て、ピストンシリンダ領域２８２とプランジャシリンダ領域２８６とを接続するように機能する移行部２８７に進入する。ひとたびピストンシール２７８がピストンシリンダ領域２８２を出ると、ヘッドスペース１３６内の圧力が、移行部２８７を通ってプランジャシリンダ領域２８６へと自由に流れ、プランジャ２７０の円柱形部分２７２に作用することができ、結果としてプランジャ２７０がプランジャの先端２８８と一緒により大きな力で制御ばね２３２に対して上方へと駆動され、ばねストッパ２５０との接触によって制御ばね２３２の変形が制限される。
【００５２】
図５に示されているように、カップ１０２内に３．７％の過酸化水素が１０ミリリットル存在するとき、触媒アセンブリが１１０平方ミリメートルという初期の有効表面積を有するならば、４ｃｃのヘッドスペースの圧力は、例えば約６０分で１００ｐ．ｓ．ｉ．に達すると考えられ、溶液の濃度は、２．７％超を保つと考えられる（図６を参照）。このプロセスは、この時間期間における過酸化水素の濃度の触媒による実質的な低下を、典型的な分解速度に比べて大いに遅らせ（図３を参照）、図４に示されているとおり、望ましくない病原体を殺生するためのシステムの全体としての有効性を高める。例えば、ピストンシール２７８の直径が０．１８５インチである場合、プランジャの先端２８８は、ひとたびシステム２００のヘッドスペース１３６内の圧力が１００ｐ．ｓ．ｉ．に達したならば、制御ばね２３２に対して２．７ポンドの曲げ力を作用させると考えられる。比較により、プランジャ２７０は、直径が０．５０インチである場合、１００ｐ．ｓ．ｉ．の圧力に曝されたときに制御ばね２３２に１９．６ポンドの力を作用させる潜在能力を有すると考えられる。
【００５３】
しかしながら、この力は、最大でも、プランジャシリンダ領域２８６によって囲まれた空間へと流入する加圧気体に連絡した１方向かつ感圧性の低圧圧力制御バルブ２９０ゆえに、瞬間的に過ぎないと考えられる。プランジャシリンダ領域２８６に進入する気体は、プランジャシール２７４によって閉じ込められ、圧力制御バルブ２９０によってのみ環境へと逃げ出すことができる。リテーナ２９４によって柱２９５に保持されたフラッパ弁２９２が、ポート２９６を介してプランジャシリンダ領域２８６の内部に連絡し、通路２９７を介して環境に連絡している。システム２００のヘッドスペース１３６の減圧が、フラッパ弁２９２に対して圧力を作用させている酸素ガスが、例えば２４ｐ．ｓ．ｉ．〜３６ｐ．ｓ．ｉ．の閾値圧力に達した後で、フラッパ弁２９２と柱２９５との間の環状の境界部を通り、通路を通って環境へと逃げ出すことができるために続く。そのような通気は、初期の圧力がこの例では閾値圧力よりも約３ｐ．ｓ．ｉ．〜８ｐ．ｓ．ｉ．低いと考えられる元の閾値圧力の水準を下回る水準まで低下した後にフラッパ弁２９２が柱２９５を再び密閉するときに停止する。この例では、１２ｐ．ｓ．ｉ．という再シールの圧力において、プランジャ２７０が制御ばね２３２に対して２．３６ポンドの力を作用させ、制御ばね２３２が０．１１インチの撓みを維持するために０．６６ポンドの力しか必要とせず、０．１５インチの撓みを維持するために０．８１ポンドの力しか必要とせず、０．３０インチの撓みを維持するために１．４２ポンドの力しか必要としない図１７に示されるばね力曲線を眺めることによって見て取ることができるとおり、制御ばね２３２をばねストッパ２５０に対してしっかりと保持すると考えられる。１２ｐ．ｓ．ｉ．において、プランジャ２７０によってもたらされる力は、制御ばね２３２を完全に撓んだ状態に保ち、したがってヘッドスペース１３６とフラッパ弁２９２との間の連絡を維持するために、充分であると考えられる。
【００５４】
制御ばね２３２が撓むことで、プランジャ２７０が、第１の触媒部材３０２を第２の触媒部材３０４から引き出して、利用可能な全体としての有効触媒表面積を６５〜１１０平方ミリメートルという初期の最小値から１０７５平方ミリメートルへと増加させるべく、最大の程度まで上昇することができる。触媒の移動により、混合の流れが生じ、溶液から沸騰する酸素による膨張および上昇する気泡、ならびに触媒によって引き起こされる不均化によって生じる熱に起因する熱的な流れも生じ、結果として生じたこれらの流れが、最初はより多くの過酸化水素分子を触媒に接触させるべく層化を乱すことによって触媒による分解を加速させる。このプロセスによって、過酸化水素が、病原体の殺生における有効性を現時点の競合システムと比べて高めるために、より長い時間期間にわたって高い濃度に維持される。さらに、導入からの遅延にもかかわらず、展開後の触媒の有効表面積が大幅に大きいことで、過酸化水素の濃度がより迅速に６〜８時間の期間の終わりに所望の安全な水準へと低下することが保証される。
【００５５】
上述のように、システム２００のヘッドスペース１３６の圧力は、最初にプランジャ２７０からの力に抵抗する制御ばね２３２によって確立される高い圧力レベルまで上昇し、次いでピストン２７６が移行領域２８７に進入するときの通気において急激に低下し、その後に図１８に示されるとおりに圧力制御バルブ２９０によってもたらされる低圧制御に応答してわずかに圧力が上下する。初期の通気の後で、システム２００のヘッドスペース１３６の圧力は、圧力制御バルブ２９０の通気圧力と再シール圧力との間を変動するが、通常は再シール圧力を下回って低下することはない。この低レベルの上下する圧力パターンは、過酸化水素の分解が過酸化水素の濃度を眼にとって安全な水準へと下げるべく続くため、通気の後に数時間にわたって続く。
【００５６】
システム１００とちょうど同じように、好ましくは、システム２００においても、キャップアセンブリ２０６のカップ１０２からの最終的な取り外しに先立って圧力制御バルブ２９０によって維持される低い残余の圧力を逃がすために、充分なねじ山１０８、１１０が、シール１２２がカップ１０２の上部１１２の面取り１６８を過ぎることができるように、カップ１０２をキャップアセンブリ２０６に係合させるために設けられる。反対に、キャップアセンブリ２０６の取り付けの際には、消毒の際に生じる圧力を閉じ込めるために適切な構造が係合されるように保証するため、シール１２２が面取り１６８の下方へと通過する前に充分な係合がもたらされる。
【００５７】
より長い時間期間にわたって過酸化水素を高い濃度に維持することに加えて、本明細書において上述したシステム２００内の高圧の放出からもたらされる減圧は、ヘッドスペース１３６を占めている酸素が制御されたピストン２７６の動きによって通気され、病原体の自身の動的平衡を維持しようとする調節よりもはるかに急激に、ヘッドスペース１３６の圧力を制御された低い水準へと低下させて過酸化水素消毒溶液１０４内の飽和した酸素の沸騰を可能にするとき、消毒プロセスに追加の効果をもたらす。
【００５８】
用語「触媒」および「触媒アセンブリ」が、上記において本発明の実施の形態の説明に関して或る程度は入れ換え可能に使用されていることを、指摘しておかなければならない。溶液へと露出される表面積を変化させるために、お互いに対して移動可能である複数の触媒部材で構成された多部分からなる触媒アセンブリを使用することが好ましい。触媒部材のうちの１つ以上（あるいは、触媒部材の１つ以上の部位）を、溶液に関する触媒効果を高めるために、例えば白金で被覆することができる。上述の説明は、第２の触媒部材に対して移動させられる第１の触媒部材に言及しているが、本明細書に開示のコンタクトレンズケースを、第２の触媒部材が第１の触媒部材に対して移動可能であるように構成してもよいことを、理解すべきである。あるいは、コンタクトレンズケースを、３つ以上の部分を有する多部分からなる触媒アセンブリにて機能するように構成することもできる。
【００５９】
本発明の特定の実施の形態を図示および説明したが、当業者であれば、本発明の技術的思想および技術的範囲から離れることなく、本発明の様々な変更を考案できるであろう。
【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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