(57)【要約】【課題】滅菌能力に優れた滅菌方法および滅菌装置を提供する。【解決手段】オゾンガスの供給に先立って、チャンバ２内を純酸素ガスで充満する。チャンバ２内の加熱温度条件は、病原性細菌が増殖するのに好適な温度条件とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾンガスの有する殺菌能を利用して、チャンバ２内に収容された被処理物に付着している病原性細菌を滅菌する方法であって、
チャンバ２内の空気を排出して、チャンバ２内を略真空状態に減圧する空気排出工程と、
略真空状態下にあるチャンバ２内に純酸素ガスを送り込んで、チャンバ２内を純酸素で充満させる酸素供給工程と、
チャンバ２内を病原性細菌が増殖するのに好適な温度条件に加熱・維持する加熱工程と、
純酸素が充満されたチャンバ２内にオゾンガスを送り込むオゾン供給工程とを含むことを特徴とする滅菌方法。
【請求項２】
チャンバ２の内壁面の略全面には、紫外線光を受けると活性酸素を生成する光触媒が塗布されており、
チャンバ２内には、光触媒に向けて紫外線光を照射する紫外線ランプ２５が設けられており、
酸素供給工程および／またはオゾン供給工程の際に、紫外線ランプ２５を駆動させて、活性酸素による殺菌能が発揮されるようにしてある請求項１記載の滅菌方法。
【請求項３】
オゾン供給工程の後に、チャンバ２内に充満しているオゾンガスを排出して、チャンバ２内を略真空状態に減圧する排気工程を含み、
酸素供給工程又はオゾン供給工程から排気工程に至る一連の滅菌工程を複数回繰り返して行う請求項１又は２記載の滅菌方法。
【請求項４】
加熱工程における加熱温度が、３０〜５０℃に設定されている請求項１ないし３のいずれかに記載の滅菌方法。
【請求項５】
オゾンガスの有する殺菌能を利用して、チャンバ２内に収容された被処理物に付着している病原性細菌を滅菌する装置であって、
チャンバ２内の気体を排出して、このチャンバ２内を略真空状態に減圧する排気手段３０と、
チャンバ２内に純酸素ガスを送り込む酸素供給手段２９と、
チャンバ２内にオゾンガスを送り込むオゾンガス発生装置２８と、
チャンバ２内を所定温度に加熱・維持する加熱ヒータ２０を備え、
排気手段３０によりチャンバ２内を略真空状態に減圧してから、酸素供給手段２９によりチャンバ２内に純酸素ガスを充満させ、
さらに加熱ヒータ２０により病原性細菌が増殖するのに好適な温度条件にチャンバ２内を加熱・維持した状態で、純酸素ガスが充満しているチャンバ２内に、オゾンガス発生装置２８からオゾンガスを供給するようにしてあることを特徴とする滅菌装置。
【請求項６】
チャンバ２内には、紫外線ランプ２５が設けられており、
このチャンバ２の内壁には、紫外線光を受けると殺菌能を有する活性酸素を生成する光触媒が塗布されており、
酸素供給手段２９による純酸素ガスの供給作業の際、および前記オゾンガス発生装置２８によるオゾンガスの供給作業の際に、紫外線ランプ２５を駆動させるようにしてある請求項５記載の滅菌装置。
【請求項７】
前記排気手段３０が、オゾン分解能を備えた触媒３６を備えている請求項５又は６記載の滅菌装置。
【請求項８】
加熱ヒータ２０による加熱温度が、３０〜５０℃に設定されている請求項５ないし７のいずれかに記載の滅菌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オゾンガスを用いた病原性細菌に対する滅菌方法および滅菌装置に関する。本発明は、医療器具に対する滅菌装置に好適に適用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来例のひとつに、チャンバ内を略真空状態にまで減圧してからオゾンガスを供給するようにしたものがある（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
上記の特許文献２では、チャンバ内の温度を２０〜３５℃に加熱している。また、オゾン滅菌装置に関する別の従来例として、７０℃以上の高温にチャンバ内を加熱するようにしたものがある（例えば特許文献３、特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−２４４４６５号公報
【特許文献２】
特開２００１−９０１４号公報（段落番号００４６）
【特許文献３】
特開平１０−１１８５９３号公報（段落番号００３１）
【特許文献４】
登録実用新案第３０４４８０号公報（段落番号００１０）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１および特許文献２によれば、チャンバ内を略真空状態にまで減圧してからオゾンガスを供給している。このため、空気とオゾンガスとが反応することに起因するオゾンガスの活性の損失を小さく抑えて、ある程度は滅菌能力の向上が期待できる。但し、略真空の空間内にオゾンガスを供給すると、オゾンが自己分解を起こして酸素に戻りやすい。つまり、略真空状態としてからオゾンガスを送り込んでも、オゾンガスの活性が失われて、その殺菌能力が低下することは避けられず、実用上充分な病原性細菌に対する滅菌能力を得られない。
【０００６】
特許文献３では、好適な加熱温度条件は、９０℃以下、特に７０℃以下で、常温以上、特に３０℃以上であると記載されている。特許文献４では、約８０℃に温度条件を設定している。しかし、これらは熱による殺菌効果を期待したものであって、本発明のごとく、その処理対象を病原性細菌に限定したうえで、当該病原性細菌に対するオゾンガスの殺菌能力が最も好適に発揮される加熱温度領域を規定したものではない。また、このように加熱温度を７０℃以上の高温領域に設定してあると、加熱時間が長くかかり、滅菌・殺菌処理を迅速に行うことができない。ランニングコストが多大に掛かる不利もある。
【０００７】
先の特許文献２には、２０℃〜３５℃と比較的低温の加熱温度領域が記載されている。但し、特許文献２には、加熱温度を上記温度領域に規定した意義は一切記載されていない。換言すれば、この特許文献２では、本発明の重要なポイントである、処理対象である病原性細菌に対するオゾンガスの殺菌能力と、チャンバ内の加熱温度との有機的関連については、一切言及されていない。
【０００８】
本発明は、以上のような従来のオゾンガスを用いた滅菌方法および滅菌装置の抱える問題を解決するためになされたものであり、その目的は、オゾンガスの活性損失を防いで、病原性細菌に高濃度かつ高活性のオゾンガスを効率的に接触させることができるようにすること、およびオゾンガスが病原性細菌に対して最も良好な殺菌能力を発揮し得る、好適な加熱温度領域を規定することにより、滅菌能力の向上を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、オゾンガスの活性損失を防ぐには、オゾンガスの供給に先立って、チャンバ内を純酸素ガスで満たしておけばよいこと、およびチャンバ内の加熱温度を、病原性細菌が増殖するのに好適な温度条件と略同一温度としておけば、オゾンガスの有する良好な殺菌能が最大限に発揮されることを見い出して、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、オゾンガスの有する殺菌能を利用して、チャンバ２内に収容された被処理物に付着している病原性細菌を滅菌する方法である。この滅菌方法は、図３に示すごとく、チャンバ２内の空気を排出して、チャンバ２内を略真空状態に減圧する空気排出工程（Ｓ１）と、略真空状態下にあるチャンバ２内に純酸素ガスを送り込んで、チャンバ２内を純酸素で充満させる酸素供給工程（Ｓ２）と、チャンバ２内を病原性細菌が増殖するのに好適な温度条件に加熱・維持する加熱工程（Ｓ４）と、純酸素が充満されたチャンバ２内にオゾンガスを送り込むオゾン供給工程（Ｓ５）とを含むものである。
【００１１】
空気排出工程においては、0.０２〜0.５kgf ／cm2 まで減圧することが好ましい。0.５kgf ／cm2 以上では、残留空気とオゾンガスとが接触して、オゾンの活性が失われるおそれがある。0.０２kgf ／cm2 以下にまで減圧しても、実用上、それ以上の効果は得られない。酸素供給工程においては、常圧程度まで純酸素ガスをチャンバ２内に供給する。
【００１２】
「病原性細菌が増殖するのに好適な温度条件」とは、処理対象とする病原細菌の種別によって異なる。ここで代表的な病原性細菌の増殖好適温度を挙げると、以下の表１のごとくである。そこで、本発明においては、これら細菌に略共通する温度条件である３０〜５０℃、より好ましくは３５〜４５℃（３５℃を含まず、４５℃未満）を加熱温度領域として採用する。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
オゾン供給工程におけるチャンバ２内のオゾン濃度は、５００〜１０００ppm とする。５００ppm 未満では、オゾンガスの有する殺菌能が発揮されず、滅菌能力が実用レベルに達しない。１０００ppm を超えてオゾンガスを供給しても、その効果は変わらず、むしろランニングコストの増加を招く不利が生じる。
【００１５】
チャンバ２の内壁面の略全面に、紫外線光を受けると活性酸素を生成する光触媒が塗布する。チャンバ２内には、光触媒に向けて紫外線光を照射する紫外線ランプ２５が設ける。そして、酸素供給工程（Ｓ２）および／またはオゾン供給工程（Ｓ５）の際に、紫外線ランプ２５を駆動させて、活性酸素による殺菌能が発揮されるようにする。
【００１６】
光触媒の具体例としては、酸化チタン系の触媒や銀触媒などを挙げることができる。これら光触媒は、光触媒紙やガラス繊維などと一体化したシート状としてチャンバ２の内壁面に貼り付けてもよく、本発明はそのような形態も含む概念である。
【００１７】
さらに本発明は、オゾン供給工程の後に、チャンバ２内に充満しているオゾンガスを排出して、チャンバ２内を略真空状態に減圧する排気工程（Ｓ６）を含む。そして、酸素供給工程（Ｓ２）又はオゾン供給工程（Ｓ５）から排気工程（Ｓ６）に至る一連の滅菌工程を複数回繰り返して行うようにしてもよい。
【００１８】
また、本発明は、オゾンガスの有する殺菌能を利用して、チャンバ２内に収容された被処理物に付着している病原性細菌を滅菌する装置である。図１および図２に示すごとく、この滅菌装置１は、チャンバ２内の気体を排出して、このチャンバ２内を略真空状態に減圧する排気手段３０と、チャンバ２内に純酸素ガスを送り込む酸素供給手段２９と、チャンバ２内にオゾンガスを送り込むオゾンガス発生装置２８と、チャンバ２内を所定温度に加熱・維持する加熱ヒータ２０を備える。
【００１９】
そして、排気手段３０によりチャンバ２内を略真空状態に減圧してから、酸素供給手段２９によりチャンバ２内に純酸素ガスを充満させる。続いて加熱ヒータ２０により病原性細菌が増殖するのに好適な温度条件にチャンバ２内を加熱・維持した状態で、純酸素ガスが充満しているチャンバ２内に、オゾンガス発生装置２８からオゾンガスを供給するものである。なお、減圧条件、酸素濃度、加熱温度条件、オゾン濃度などは、先に示したとおりである。
【００２０】
チャンバ２内には、紫外線ランプ２５を設ける。チャンバ２の内壁には、紫外線光を受けると殺菌能を有する活性酸素を生成する光触媒を塗布する。そして、酸素供給手段２９による純酸素ガスの供給作業の際、および前記オゾンガス発生装置２８によるオゾンガスの供給作業の際に、紫外線ランプ２５を駆動させるようにする。
【００２１】
排気手段３０には、オゾン分解能を備えた触媒３６を設けることが好ましい。加熱ヒータ２０による加熱温度は、３０〜５０℃に設定することが好ましく、より好ましくは３５〜４５℃である。なお、図１および図２に係る実施例においては、チャンバ２と排気手段３０（真空ポンプ）とを結ぶ排気管３７の中間部に触媒３６を設けており、本発明はこのような形態も含む。尤も、排気手段３０（真空ポンプ）内に触媒を組み込んでもよいし、排気手段３０から装置外部に至る排気管の中間部に触媒３６を設けることもできる。
【００２２】
【発明の作用効果】
本発明に係る滅菌方法および滅菌装置によれば、オゾンガスの供給に先立って、チャンバ２内を純酸素ガスで充満させるようにしたので、オゾンガスの活性損失をよく防ぐことができる。つまり、オゾンは非常に活性な分子であるため、自己分解を起こして酸素に戻る性質があるが、オゾンガスの供給に先立って、チャンバ２内を純酸素で満たしておくことにより、オゾンの自己分解を抑えて、その活性損失をよく防ぐことができる。以上より、高濃度かつ高活性のオゾンガスを効率良く病原性細菌に接触させることが可能となり、この滅菌方法および滅菌装置１は優れた滅菌能力を発揮するものとなる。
【００２３】
加えて、チャンバ２内の加熱温度条件を病原性細菌が増殖するのに好適な温度条件として、細菌が活発に活動できる状態としたうえで、殺菌能を有するオゾンガスを供給するようにしてあると、滅菌力のより一層の向上を図ることができる。これは、病原性細菌は活発に活動しているとき、外部環境の影響を受け易く、従って、このときに高濃度かつ高活性のオゾンガスを供給すると、効果的に病原性細菌を殺菌できることに拠る。
【００２４】
チャンバの内壁面の略全面に塗布された光触媒に対して紫外線光を照射するようにしてあると、この光触媒が生成する活性酸素による殺菌効果が発揮され、オゾンガスの殺菌能との相乗効果による滅菌能力の向上が期待できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３は本発明に係る滅菌方法および滅菌装置の実施例を示す。図１および図２に示す滅菌装置１は、病院などの医療現場に設置されて、使用済みの手術器具などの被処理物に付着している病原性細菌に対して滅菌・殺菌処理を施すものである。この滅菌装置１は、前面開口３を有する四角箱型のチャンバ２と、チャンバ２の上側に設けられた制御部４と、チャンバ２の下側に設けられた機械室５とを備え、機械室５の底部に脚６を設けてある。チャンバ２はステンレス板材製の内箱と外箱とからなる二重壁構造を有し、これら内箱と外箱との間には断熱材（例えば発泡樹脂）が充填されている。チャンバ２の前面開口３には、前面開口３の左側端に設けられた図示しないヒンジを介して、ドア１１を揺動開閉自在に設けてある。ドア１１は、チャンバ２と同様に、内部に断熱材を有する二重壁構造を採っており、その内側四角縁に沿ってゴム製のドアパッキンを配設してある。ドアパッキンの内部には角棒状の磁石が埋設されている。そして、ドアパッキンがチャンバ２の開口周縁壁１３に密着することにより、ドア１１とチャンバ２との間の隙間を密閉状に封止する。
【００２６】
チャンバ２の四隅には、棚柱１５を配置している。前後の棚柱１５どうしの間には、網棚１７を受ける断面Ｌ字状の受け具１８を架設している。棚柱１５の最下端部にも網棚１７を設けてある。この網棚１７上に、被処理物である使用済みの手術器具などが載置される。
【００２７】
チャンバ２内には、その内部空間を加熱する加熱ヒータ２０が床面に埋設されるとともに、チャンバ２内の温度を測定する温度センサ２１（具体的には熱電対またはサーミスター）と、チャンバ２内のオゾン濃度を測定するオゾンセンサ２２と、チャンバ２内の気圧を測定する気圧センサ２３が配置されている。チャンバ２の奥壁には、送風ファン２４が埋設されており、送風ファン２４により後述するオゾン発生装置２８から送り込まれたオゾンガスをチャンバ２内で強制循環させる。なお、このチャンバ２内には、ドア１１が閉状態となったことを検出するためのドアセンサや、チャンバ２の内部を照らす照明ランプなどが設けられているが、ここでは、図示を省略する。
【００２８】
チャンバ２の内壁面の略全面に、紫外線光を受けると、殺菌能を有する活性酸素を生成する光触媒を塗布するとともに、チャンバ２内の左右二箇所に、光触媒に向けて紫外線光を照射する縦長の紫外線ランプ２５を配置してある。このような縦長の紫外線ランプ２５を採用したのは、内壁面の全体に紫外線光を万遍なく照射するためである。
【００２９】
機械室５の内部には、オゾン供給管２７を介してチャンバに向けてオゾンガスを送り込むオゾン発生装置２８（具体的にはオゾナイザ）と、オゾン発生装置２８およびチャンバ２に向けて純酸素ガスを供給する酸素ボンベ（酸素供給手段）２９と、チャンバ２内の気体を装置外部に送出する真空ポンプ（排気手段）３０と、加熱ヒータ２０を制御するヒータ制御装置３１などが収納されている。酸素ボンベ２９には、切換バルブ３３を介してオゾン発生装置２８に向かう内部配管３４と、チャンバ２に向かう酸素供給管３５とが接続されており、後述する制御装置４０からの信号を受けて切換バルブ３３が閉状態から開操作されると、オゾン発生装置２８またはチャンバ２のいずれか一方に純酸素ガスを供給する。図１および図２において符号３６は、チャンバ２から真空ポンプ３０に至る排気管３７の中間部に設けられたオゾン分解能を有する触媒を、符号３８は、排気管３７を開閉操作する電磁バルブを示す。
【００３０】
制御部４は、制御装置４０、電源スイッチ４１および液晶画面４２などを含む表示パネル４３と、滅菌装置１が異常となると警報を発する警報出力部４４などを備える。制御装置４０は、マイクロコンピュータと、温度センサ２１などの各種センサから送られてきた測定結果などを記憶するＲＡＭと、マイクロコンピュータ自体の制御プログラムなどを記憶するＲＯＭなどを備える。そして、温度センサ２１やオゾンセンサ２２の測定結果に係る検出信号値を送受信ポートを介して受信してＲＡＭに格納するととともに、制御プログラムに沿ってオゾン発生装置２８や切換バルブ３３等に向けて制御信号を送ることで、滅菌装置１の全体を制御する。
【００３１】
以上のような構成からなる滅菌装置１の動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。チャンバ２内の網棚１７上に、被処理物である使用済みの手術器具、処置具などを載置してからドア１１を閉めてチャンバ２内を密閉状に封止する。この状態から電源スイッチ４１がオン操作されると、制御装置４０は、電磁バルブ２８を開操作するとともに真空ポンプ３０を駆動して、チャンバ２内の空気を装置外部に排気する（Ｓ１）。次いで、圧力センサ２３により、チャンバ２内が略真空状態（0.０２〜0.５kg／cm2 ）に減圧されたことが検知されると、酸素供給管３５が開状態となるように切換バルブ３３を操作して、酸素ボンベ２９内の純酸素ガスをチャンバ２内に供給する（Ｓ２）。このとき、紫外線ランプ２５を駆動させて、チャンバ２の内面の略全面に塗布された光触媒に向けて紫外線光を照射する（Ｓ３）。同時に、ヒータ制御装置３１を介して加熱ヒータ２０を駆動させて、チャンバ２内を病原性細菌が増殖するのに好適な温度状態に加熱する（Ｓ４）。より詳しくは、温度センサ２１からの検出信号値と、ＲＡＭなどに記憶のしきい値との比較に基づいて、加熱ヒータ２０をオン・オフ操作してチャンバ２内を先の温度環境に維持する。
【００３２】
チャンバ２内に純酸素ガスを所定時間だけ供給すると、切換バルブ３３を切り換え操作して、内部配管３４側に純酸素ガスを流す。同時にオゾン発生装置２８を起動させ、このオゾン発生装置２８内部で放電を生じさせて、酸素ボンベ２９から供給された純酸素ガスを連続的にオゾンガスに変換する。生成されたオゾンガスは、オゾン供給管２７を介してチャンバ２内に供給される（Ｓ５）。このとき、送風ファン２４を駆動させて、チャンバ２内に送り込まれたオゾンガスを強制循環させる。このときも紫外線ランプ２５はオン状態にあり、先の温度環境にチャンバ２内が維持されるように、加熱ヒータ２０はオン・オフ制御されている。
【００３３】
オゾンガスを断続的にチャンバ２内に供給して、チャンバ２内におけるオゾンガス濃度を所定濃度（５００ppm 〜１０００ppm ）に保ちながら、数十分〜１時間程度かけて滅菌処理を行う。詳しくはオゾンセンサ２２による検出値が所定値に達すると、切換バルブ３３を閉操作するとともに、オゾン発生装置２８をオフ操作して、オゾンガスの供給を止める。オゾンセンサ２２による検出値が所定値を下回ると、先とは逆に切換バルブ３３を開操作するとともに、オゾン発生装置２８をオン操作して、オゾンガスをチャンバ２内に送り込む。このとき、送風ファン２４と紫外線ランプ２５はオン状態にある。先の温度環境にチャンバ２内が維持されるように、加熱ヒータ２０はオン・オフ制御されている。
【００３４】
所定時間の滅菌処理が終了すると、電磁バルブ２８を開操作するとともに真空ポンプ３０を駆動して、チャンバ２内の酸素およびオゾンガスを装置外部に排気して、チャンバ２内を略真空状態とする（Ｓ６）。このとき、チャンバ２内の残留オゾンは、触媒３６により分解される。なお、より一層滅菌処理を確実なものとする場合には、図３において点線矢印で示すごとく、酸素供給工程（Ｓ２）から排気工程（Ｓ６）までを複数回繰り返してもよい。この動作は制御パネルを操作して、モードを選択することで実行される。最後に、切換バルブ３３を切り換え操作して、酸素供給管３５側に純酸素ガスを所定時間だけ流し、チャンバ２内に純酸素ガスを充満させる（Ｓ７）。純酸素ガスの供給に先立って、送風ファン２４、紫外線ランプ２５および加熱ヒータ２０は停止させる。
【００３５】
本実施例に係る滅菌方法および滅菌装置によれば、オゾンガスの供給に先立って、チャンバ２内を純酸素ガスで充満させるようにしたので、オゾンガスの活性損失をよく防ぐことができる。つまり、オゾンは非常に活性な分子であるため、自己分解を起こして酸素に戻る性質があるが、本実施例のようにオゾンガスの供給に先立って、チャンバ２内を純酸素で満たしておくことにより、オゾンの自己分解を抑えて、その活性損失をよく防ぐことができる。以上より、高濃度かつ高活性のオゾンガスを効率良く病原性細菌に接触させることが可能となり、滅菌装置１は優れた滅菌能力を発揮する。
【００３６】
加えて、チャンバ２内の加熱温度条件を病原性細菌が増殖するのに好適な温度条件として、細菌が活発に活動できる状態としたうえで、殺菌能を有するオゾンガスを供給するようにしていると、滅菌力のより一層の向上を図ることができる。これは、病原性細菌は活発に活動しているとき、外部環境の影響を受け易く、従って、このときに高濃度かつ高活性のオゾンガスを供給すると、効果的に病原性細菌を殺菌できることに拠る。
【００３７】
チャンバの内壁面の略全面に塗布された光触媒に対して紫外線光を照射するようにしてあると、この光触媒が生成する活性酸素による殺菌効果が発揮され、オゾンガスの殺菌能との相乗効果による滅菌能力の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る滅菌装置の全体的な構成を示す概略図である。
【図２】滅菌装置の全体構造の概略正面図である。
【図３】本発明に係る滅菌方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１  滅菌装置
２  チャンバ
２０  加熱ヒータ
２５  紫外線ランプ
２８  オゾン発生装置
２９  酸素供給手段（酸素ボンベ）
３０  排気手段（真空ポンプ）
３６  触媒
【図１】
2004201958.tif 000004
【図２】
2004201958.tif 000005
【図３】
2004201958.tif 000006