(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空殺菌法において、
殺菌すべき物品であって蒸発すべき凝縮物質を有する物品をチェンバ内に載置し、
前記チェンバを、前記凝縮物質の蒸発を促進するように選択された第１の圧力に到達するまで排気し、
前記第１の圧力下の前記チェンバ内でガスプラズマを発生し、
前記チェンバ中のガスプラズマを前記凝縮物質の実質的な部分を蒸発させるのに十分な時間維持し、
第２の圧力に到達するまで前記チェンバを排気し、前記凝縮物質の実質的な部分の蒸発後に、殺菌を促進するように選択された前記第２の圧力下の前記チェンバ内へ殺菌ガスを導入する
真空殺菌法。
【請求項２】
請求項１記載の真空殺菌法において、
前記ガスプラズマが前記凝縮物質の量に比例した期間が経過した後消滅する、
真空殺菌法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の真空殺菌法において、
前記第１の圧力が７００ｍＴｏｒｒであり、前記第２の圧力が３００ｍＴｏｒｒである、
真空殺菌法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の真空殺菌法において、
前記殺菌ガスを含むチェンバ内に第２のガスプラズマを発生させる、
真空殺菌法。
【請求項５】
請求項４記載の真空殺菌法において、
前記第２のガスプラズマを前記殺菌ガスが前記チェンバ内に行き渡った後に発生させ、前記物品を殺菌する、
真空殺菌法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の真空殺菌法において、
前記第２のガスプラズマを、前記第１圧力と前記第２圧力との間にある第３の圧力であって前記殺菌ガスの前記チェンバへの導入によって得られる圧力で発生させる、
真空殺菌法。
【請求項７】
請求項６記載の真空殺菌法において、
前記第１の圧力が７００ｍＴｏｒｒであり、前記第２の圧力が３００ｍＴｏｒｒであり、前記第３の圧力が５００ｍＴｏｒｒである、
真空殺菌法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の真空殺菌法において、
前記プラズマ発生の継続期間が１５分より短い、
真空殺菌法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の真空殺菌法において、
前記凝縮した物質のほぼ平衡蒸気圧以下で前記プラズマを発生させる、
真空殺菌法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の真空殺菌法において、
前記ガスプラズマをＲＦ発生器で発生させる、
真空殺菌法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の真空殺菌法において、
前記ＲＦ発生器が５０〜１５００Ｗの出力を有する、
真空殺菌法。
【請求項１２】
請求項９または１１に記載の真空殺菌法において、
前記ＲＦ発生器が０．１〜３０ＭＨｚの周波数で出力する、
真空殺菌法。
【請求項１３】
湿った物品を殺菌の目的で乾燥する方法において、
凝縮物質を含む乾燥対象物品を、空気を含むチェンバ内に載置し、
前記チェンバを閉鎖し、
前記チェンバを排気し、
前記チェンバ内にガスプラズマを生成するとともに、前記凝縮物質の実質的な部分を蒸発させるのに十分な時間前記チェンバを継続して排気し、
前記チェンバを排気して第２の圧力とし、
前記第２の圧力で前記チェンバ中に殺菌ガスを導入し、
真空を解放するための流体以外の如何なる流体も前記チェンバ内に導入することなく、前記チェンバから前記物品を取り出す
乾燥方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の真空乾燥法において、
前記物品を湿らす物質のほぼ平衡蒸気圧で前記プラズマを発生する、
真空乾燥法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の真空乾燥法において、
前記物品がほぼ乾燥したことを示す排気速度の上昇が起こるまで、前記プラズマを継続して発生する、
真空乾燥法。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載の真空乾燥法において、
前記チェンバの圧力が７００ｍＴｏｒｒの際に前記プラズマを発生させ、前記チェンバの圧力が６００ｍＴｏｒｒの際に前記プラズマを消滅させる、
真空乾燥法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般的には真空排気による乾燥方法に関し、特に、プラズマ励起を用いたプラズマエンハンスド真空乾燥法、プラズマエンハンスド真空殺菌法、及びプラズマエンハンスド真空排気法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医療機器等を殺菌するための新しい市販システムの中には、医療用品（medical items）の急速、低温、低湿度な殺菌を行うために低温反応ガスプラズマを利用しているものがある。低温ガスプラズマは、しばしば、イオン、電子、及び（又は）中性原子粒子を含む反応雲と称せられる。物質のこの状態は、電場又は磁場の作用を通じて、又は、高エネルギー粒子線等の他の外力によって生成され得る。一般的に、如何なる周波数領域の電場もあり得る（自然界で発生するプラズマの一例としては北極光がある）。プラズマ殺菌の一商用例としては、本出願の出願人によって実施したSTERRAD殺菌処理がある。STERRAD殺菌処理は以下のように実行される。殺菌すべき用品を殺菌チェンバに据え置き、殺菌チェンバを閉じて真空に引く。過酸化水素の水溶液が殺菌すべき用品を囲むように殺菌チェンバ内へと注入され、気化される。殺菌チェンバ内の圧力を下げた後、電場を生成するべく高周波エネルギを加えることによって、低温ガスプラズマが発生される。プラズマ内では、過酸化水素蒸気が微生物と衝突又は反応しこれを殺す反応性物質へと解離する。活性化したその組成物が微生物と反応するか又は互いに反応すると、自身が有する高エネルギを失い再結合して、酸素、水、及び他の毒性のない副生成物を生成する。プラズマは、殺菌を達成し、残留物を取り除くのに十分な時間の間維持される。殺菌処理が終了すると、ＲＦエネルギの供給は断たれ、真空は解放され、殺菌チェンバは高効率粒子化空気（ＨＥＰＡ）の導入によって大気圧に戻される。
【０００３】
上記殺菌システムは、リネン類、セルロース製の用具、粉末類及び液体を除き、現在エチレン酸素及びスチームによって殺菌されている医療用品を安全に処理できる。殺菌された用品は、殺菌装置を起動してから１時間をほんの少し経過した後に使用できる状態となる。殺菌処理は通気を必要としないし、毒性のある残留物も放射も無い。殺菌のための器具の準備は現在実施されているものと同様である。即ち、器具を浄化し、再度組み立て、ラッピングを行う。システムは、通常、市販されている不織布ポリプロピレンラップ、及び特別なトレイ，コンテナシステムを使用している。長くて狭いルーメン装置（lumen  instruments）上に置かれた特別なアダプタはそれらのチャネルの急速な殺菌を可能にする。この処理のために特別に開発された化学的なインジケータが、特別に設計された生物学的なインジケータ試験パック（test pack）と同様に使用されている。
【０００４】
STERRADプラズマ殺菌システムの効力は、(1)微生物の広域スペクトルを消滅させること、(2)全殺菌被爆サイクルの１／２より短い間に非常に抵抗力のある細菌胞子を殺すこと、(3)医療用品に共通に使用される１６の異なる基体（substrates）上の非常に抵抗力のある細菌胞子を殺すことによって実証されてきた。従って、特別に設計されたプラズマ殺菌システムは、システムに依存はするが、医療器具及び他の病院用の製品を殺菌する効率が良く、安全な方法を提供し得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
最適な運転のために、上記したようなプラズマ殺菌システムは、殺菌して完全に乾燥される負荷（load）を必要とする。しかしながら、殺菌器具を準備する場合の普通の病院業務では、しばしば、過度な水位レベルを設定してしまう。過度な水は、殺菌処理を起こすために必要な低圧閾値を得ることを困難にしてしまう。殺菌処理を起こすためには、殺菌チェンバの圧力は、例えばおおよそ２００〜７００ｍＴｏｒｒの比較的低いレベルまで下げることが好ましい。水の平衡蒸気圧は室温では７００ｍＴｏｒｒより著しく大きいので、殺菌チェンバ中のいかなる水即ち負荷も真空に引く段階では気化し始める。水が気化するのに必要な気化熱は負荷及び如何なる残存する水をも冷却する。十分な水が気化すると、残存する水は凍り始める。ついには、残存する水は完全に凍り、蒸気生成の速度を遅らせ、殺菌装置の最適な運転に必要な圧力レベルへの到達を妨げる。これらの状態は望ましくない長い殺菌サイクル又は殺菌サイクルの一様な抹消を招いてしまう。この問題を解決するために、所望の圧力が殺菌のために早急に達成されるように真空な殺菌チェンバにおいて水の固体の発生を防止し且つ取り除く方法が必要となる。
【０００６】
スパッタリングとして広く知られている真空中における表面への気体イオン衝突が、表面から吸収された分子を取り除き、その材料自身の表面層を取り除くのにも、しばしば使用される。希ガスプラズマスパッタリングは高真空及び超高真空システムにおける脱ガスの能力を高めることは公知であるが、プラズマと表面との間のエネルギ及び運動量交換メカニズムは、吸収された物質の放出をもたらすとともに、表面の材料を損傷してしまう。明らかに、付随する材料損傷をもたらすスパッタリングは、殺菌処理にとって受け入れがたいものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、初めに密閉されたチェンバ内に殺菌すべき物品を載置する殺菌方法が提供される。次に、チェンバは真空に引かれる。第１の所定の真空圧において、プラズマがチェンバ内で発生される。この第１のプラズマは殺菌装置内に存在する氷又は水へエネルギを伝えることによって殺菌すべき物品の乾燥を促進する。好ましくは、存在する湿潤剤（wetting agent）の量に比例している時間が経過した後に第１の圧力のプラズマは消滅する。さらに、第１の圧力より低い第２の所定圧力に到達するまで真空引きが行われる。最後に、殺菌ガスがチェンバ内に導入され、ＲＦエネルギ又は他のエネルギが殺菌ガスにプラズマを発生するために印加される。物品が完全に殺菌されるのに十分な時間が経過すると、チェンバは大気圧に解放され物品が取り除かれる。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、第１の所定圧力は約７００ｍＴｏｒｒであり、第２の所定圧力は約３００ｍＴｏｒｒである。プラズマが発生している間に、約３００ｍＴｏｒｒの圧力に到達するまで真空引きは継続して行われる。また、これに代わって、ＲＦ発生器が所定の期間通電されてもよい。その後、ＲＦ発生器をオフするとともにチェンバの排気を継続して実行する。第２の所定圧力に到達すると、過酸化水素などの反応流体が殺菌チェンバ中に導入される。その流体は数分（ないし数十分）の間に殺菌チェンバ内に拡散し、次に、殺菌装置内では第２の真空引きが行われる。約５００ｍＴｏｒｒの真空度に到達すると、ＲＦ発生器は少しの間通電される。プラズマ殺菌装置では、ＲＦエネルギが残存する空気分子及びそれらを多くの高反応性物質へと変形させる殺菌ガスの分子のプラズマを誘起する。これらの反応性物質はチェンバ内にいる微生物を攻撃し、それらを不活性にする。ＲＦ発生器が十分な時間通電され殺菌処理が終了すると、ＲＦ発生器はオフされ、真空チェンバは適当なフィルターを介して大気圧へと解放される。
【０００９】
殺菌装置から水を取り除くことを補助することによって、この発明のプラズマ乾燥技術は、有利なことには、殺菌処理の初期段階において殺菌装置内で必要な真空を得るのに必要な時間を短くする。確かに、もし殺菌すべき物質内に多くの量の水が存在するならば、この発明のプラズマ真空乾燥技術を用いないでリーズナブルな時間内に必要な真空度を得ることはできない。従って、殺菌動作は、この発明による方法の使用によらない場合に比べ、より非常に短い時間内に実行され得る。
【００１０】
プラズマエンハンスド乾燥処理は、勿論それ自身、殺菌処理とは独立した低温排気乾燥として有効である。本発明の他の態様によれば、ある量の凝縮した物質を取り囲む体積中の周囲の空気が気化を促進するために排気される。好ましくは、その体積は凝縮した物質のほぼ平衡蒸気圧以下まで排気される。このような凝縮物質は、例えば水若しくは氷、または、他の揮発性の湿潤剤であり得る。残留ガスプラズマは排気された体積中で励起され、有利なことには、排気中又は間欠的な排気時に気化を促進する。この発明によるプラズマエンハンスド乾燥法は、特に、この方法によらなければ氷を形成してしまう水を取り除くのに適しており、実質的に従来の排気乾燥法を遅いものとしてしまう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照すると、図１は、プラズマ殺菌装置１０のブロック図である。殺菌装置１０、その構成要素、及び使用の方法は、１９８８年７月１２日に発行され、この出願の出願人に譲渡された米国特許Ｎｏ．４、７５６、８８２においてより完全に開示されている。この特許は、参照のために、本願に組み込まれるものである。殺菌装置は、真空プラズマチェンバ１１、バルブ１７によって真空プラズマチェンバ１１に接続された真空ポンプ１２、及びバルブ１９を含む配管によって真空チェンバ１１に接続された、過酸化水素のような適当な反応剤ソース１３を備えている。殺菌装置１０は、また、適当なカップリング１８によって真空チェンバ１１の内部のプラズマ発生器に電気的に接続されたＲＦ発生器１４と、配管及びバルブ４１を介して真空チェンバに接続されたＨＥＰＡ通気孔(vent）１５とを備えている。プロセス制御論理回路１６、好ましくは、プログラマブル計算機は真空チェンバ１１に接続されている上記構成要素のそれぞれに接続されている。プロセス制御論理回路１６は殺菌動作を実現する適当な時に真空チェンバに接続された構成要素のそれぞれの動作を管理する。
【００１２】
真空チェンバ１１は殺菌すべき対象物を収容しており、３００ｍＴｏｒｒより小さい真空を維持するのに十分に気密である。真空チェンバ１１内にはＲＦアンテナ、即ちＲＦエネルギが供給される電極アレイ２７が設けられている。好ましい実施の形態では、対称なＲＦ電場分布を生成すべく、電極アレイ２７は管状であり且つ真空チェンバ１１の壁から等距離になるように設けられている。ＲＦ電位がＲＦカップリング１８を介してＲＦ発生器１４により印加されると、電極アレイ２７はプラズマを励起する。ＲＦカップリング１８は、高出力ＲＦエネルギを大きなインピーダンスロス無しに伝送でき、電極のためのインピーダンスマッチング装置に接続された、同軸ケーブル又は他のそのような導波路である。
【００１３】
真空ポンプ１２及び接続バルブ１７は現状技術において周知の従来の構成を有している。真空ポンプは、典型的には、おおよそ５分間の吸引により約３００ｍＴｏｒｒ以下に乾燥真空チェンバ１１の真空を引くことができる、回転ベーンポンプのような機械式真空ポンプである。バルブ１７は大きな漏れもなく３００ｍＴｏｒｒより小さい真空を維持するのに十分な完全性が必要である。この要求は、殺菌装置に設けられた他のバルブ１９及び４１にも同様に適用される。
【００１４】
ＲＦ発生器１４は、例えば、ＲＦ出力増幅を行う固体又は真空管発振器のような、現状技術において周知の従来のＲＦ発振器である。その結合によって、０．１ＭＨｚから３０ＭＨｚの周波数領域で、５０Ｗから１５００Ｗの領域の出力の、好ましくは、１３．５６ＭＨｚの周波数で１００Ｗ以上の出力のＲＦエネルギが発生できる。
【００１５】
本発明のプラズマエンハンスド乾燥技術を使用しないプラズマ殺菌装置１０の動作は、図２及び３に概略的に描かれており、これらの図は、それぞれ殺菌装置１０により使用される動作シーケンスと、時間経過とともに変化する真空チェンバ１１内の対応する圧力とを描いたものである。
【００１６】
殺菌の対象物が真空チェンバに載置され、真空チェンバが密閉された後、プロセス制御論理回路１６は、ステップ２０に示されているように、湿潤剤、本実施の形態では水の平衡蒸気圧以下の圧力に実質的になるように真空チェンバを真空にすべく真空ポンプ１２とバルブ１７とを連結する。真空チェンバ内の圧力は、図３に示す曲線２１に示すように変化する。圧力低下は、概ね、しばしば１次の微分振る舞い（firstーorder differencial behavior）によって表される非線形パスをたどる。このような状況において、水又は他のこのような凝縮溶剤は残留蒸気のための貯蔵器として作用し得、排気率を制限し、さらに基本圧力さえも制限する可能性がある。従って、所望の圧力を達成するために必要な時間は、図４に示す排気性能曲線に示すように、殺菌すべき対象物上の水の量に強く依存する。曲線５２は空の真空チェンバ１１に対する排気時間を示しており、曲線５８，６０，及び６２はそれぞれ５００μl，６００μl，及び２５００μlの水を含む負荷に対する排気時間を示している。この典型的な殺菌処理においては、２０分の排気時間の間に３００ｍＴｏｒｒの真空チェンバ圧力を得ることが好ましい。明らかに、排気、乾燥時間は、病院の清浄処理においてあり得る典型的な量の残留水に対しては、受け入れがたい長いものになり得る。
【００１７】
真空における気化プロセスは、凝縮された水を含む負荷と気化しつつある水との間に熱の移動（即ち気化熱）を引き起こす。負荷及び凝縮された水は熱的に絶縁されているので（例えば真空中では）、排気ステップ２０の間、気化が起こると、負荷及び凝縮された水は冷却する。冷却は、残りの水を３重点へと遷移させこれを凍らせ、それ故さらに排気ステップ２０を遅らせる。この凍った水は、かなり遅い昇華プロセスによってのみ真空チェンバから取り除くことができ、その昇華プロセスは負荷を乾燥させ、必要な圧力に真空チェンバを排気するのに必要な時間を増加させてしまう。結果的には、最初のステップ２０の間に真空チェンバ１１を排気するのにかなりの長い時間を要する。
【００１８】
所望の真空閾値に到達すると、反応殺菌剤１３が注入される。ステップ２２における殺菌剤の注入は、真空チェンバの圧力を急激に高め、好ましい実施の形態においては、図３の曲線２３に示すように約５０００ｍＴｏｒｒ以上のレベルまで上昇する。注入期間はおおよそ６分かかる。殺菌剤が真空チェンバに注入されると、殺菌剤はステップ２４の間に真空チェンバ全体にわたって完全に且つ均一に拡散する。このステップは、典型的には、おおよそ４５分継続し、その時間が経過すると、殺菌剤は真空チェンバ１１内においてほぼ平衡に達する。
【００１９】
拡散期間が終了すると、ステップ２６において、プロセス制御論理回路１６は再び真空ポンプを連結させ、バルブ１７を開けて、真空チェンバ１１を約５００ｍＴｏｒｒの真空まで吸引する。真空チェンバ内の圧力は、図３の曲線２５に示されているように、５００ｍＴｏｒｒまで急速に低下する。真空チェンバ１１内の圧力が５００ｍＴｏｒｒに到達すると、プロセス制御論理回路１６はＲＦ発生器１４にプラズマ発生器に伝送するＲＦ信号を生成するように指示を出す。この動作によって、ステップ２８の間に、真空チェンバ内にガスプラズマが生成される。プラズマの構成成分は、反応剤の分離したもの、並びに真空チェンバ１１に存在する残留ガスの分子である。
【００２０】
ステップ２８の直後の圧力が示しているように、プラズマの発生は圧力の短時間の上昇をもたらす。殺菌ステップ３０の間、プラズマ発生器は約１５分間の間通電されたままである。また、プラズマ発生器が生成したプラズマは真空チェンバ１１内に存在するいかなる病原をも効果的に殺すことができる。図３の曲線３１によって示されているように、殺菌処理は、５００ｍＴｏｒｒのおおよそ一定な圧力で実施される。
【００２１】
殺菌処理が終了すると、真空チェンバ１１は通気ステップ３２の間ＨＥＰＡ通気孔を介して通気される。通気ステップは、図３の曲線３３によって示される。最後の真空引き操作が真空チェンバ内に存在する残存殺菌剤を流し出すために実行される。図３の曲線３５によって示されるように、約１Ｔｏｒｒの真空が即座に達成される。そして、次のステップにより、曲線３７によって示されるように、真空チェンバはＨＥＰＡ通気孔１５を介して大気圧へと再度通気され、殺菌された物品は真空チェンバから取り出される。
【００２２】
以下、本発明によるプラズマエンハンスド乾燥の好ましい方法を、上記した殺菌方法に関連して開示し、図５及び６を参照して述べる。他のすべの点において、上記した殺菌装置１０の動作は同一である。また、プラズマエンハンスド乾燥は、上記のプラズマ殺菌に加えて、多くの真空応用分野に適用することができる。
【００２３】
殺菌すべき物品が真空チェンバ１１に導入され、真空チェンバ１１が密閉された後、図５のステップ４０に示されているように、真空ポンプ１２及びバルブ１７は連結されて真空チェンバ１１を所定の圧力、この場合、約７００ｍＴｏｒｒの圧力に排気する。真空チェンバの圧力は、おおむね、図６の曲線５０に示されているように振る舞う。所望の圧力が達成されると、プロセス制御論理回路１６は、ステップ４２に示すように、真空チェンバ１１内の電極を通電するようにＲＦ発生器１４に指令を出す。この動作は、ガスプラズマを数種の残留ガスを含む真空チェンバ内１１で発生させる。ＲＦ発生器ばかりでなく他の真空チェンバ及び電極の配置は、プラズマが維持される圧力領域においてかなりの圧力変化をもたらすことは明らかである。さらに、溶剤の容量、プロセス時間、温度及び平衡蒸気圧等の多くの他の条件は、プラズマ強化（plasma enhancement）を最も望ましいものとする条件を決定する。本願で開示する実施の形態においては、プラズマはエネルギを凝縮された水へと移動させ、これにより気化プロセスを助ける。かかるエネルギ移動が水温を上昇させるが、プラズマは、スパッタリング又はプラズマ化学処理において通常見られる、負荷の表面を化学的に又は物理的に変化させないことが好ましい。従って、プラズマは好ましくは、負荷表面の分子及び分子結合を無傷のままに、凝縮した水に熱エネルギを伝えるのに十分な平均エネルギ及び運動量特性を持つ必要がある。好ましい実施の形態によれば、プラズマは、通常、真空チェンバの圧力が約７００ｍＴｏｒｒの際に発生するが、より高い圧力ではプラズマ発生は真空チェンバ１１とＲＦ発生器１４との間のインピーダンスにより制限される。さらに、約７００ｍＴｏｒｒでのプラズマ発生は、３００ｍＴｏｒｒの殺菌前の圧力に到達するのに要する全プロセス時間を実質的に最小にする。
【００２４】
図６の曲線部５１の尖端５２に示されるように、残留ガスプラズマの生成は真空チェンバ内の圧力を上昇させる。このことは、エンハンスド蒸気生成を示唆している。プラズマが発生している間、真空ポンプ１２は連結したままであり、ステップ４４に示すように、エンハンスド蒸気発生の期間の間、さらに真空チェンバを排気する。ある時間が経過した後、即ち、この場合、約５〜１５分の運転時間が経過した後、ステップ４６においてプラズマ発生器は停止され、ステップ４８において排気は継続される。この模範的な実施の形態では、排気は約３００ｍＴｏｒｒの圧力が得られるまで継続する。図６の曲線５１の第２の尖端５３が示すように、残留ガスプラズマを消滅させると排気はより早い速度で進行するようになる。このことは気化の速度が遅くなったことを示している。この好ましい実施の形態においては、プラズマエンハンスド排気４４が行われる期間は、所望の圧力３００ｍＴｏｒｒに到達する最大の所望の排気時間２０分により決定される。プラズマエンハンスド排気４４が乾燥又は殺菌処理において実施される方法には、多くのやりかたがあるのは明らかである。この模範的な実施の形態においては、プラズマエンハンスド排気４４は、所定の圧力において起動され、所定の時間が経過した後、又は、第２の所定の圧力に到達した際に停止される。プラズマエンハンスド乾燥を利用した全殺菌処理の真空プロフィールを図７に示す。ここでは、処理ステップ２０は処理ステップ４０〜４８に置き換えられる。排気、乾燥処理ステップ４０〜４８が終了した後の殺菌処理の残りは、上記殺菌処理ステップと実質的に同一である。図７に示すように、プラズマエンハンスド乾燥は、都合よく、初期の排気段階に組み込まれるが、いかなる追加の物質及び構成も必要がない。
【００２５】
図４に示すように、本発明のプラズマエンハンスド乾燥技術は真空ポンプ１２が殺菌装置１０の動作に必要な真空チェンバの圧力を得るのに要する時間を実質的に短くする。性能曲線５４及び５６はそれぞれ、プラズマエンハンスド真空乾燥処理を使用した場合及び使用しない場合での代表的な負荷に対する排気中の真空チェンバの圧力の時間経過を示すものである。図８は、真空チェンバの圧力が表示上３００ｍＴｏｒｒの圧力に近づく際の、プラズマ強化後の場合８２及びプラズマ強化のない場合８０の排気の排気能力をプロットしたものである。確かに、図８に示すように、曲線８２に示すプラズマ励起後の排気速度は、曲線８０に示す真空排気だけの場合よりかなり早い。これらのデータの比較から明らかなように、プラズマエンハンスド乾燥を使用して実現される性能の改善は大いに価値があるものである。本発明は、ステップ４２の間に発生したプラズマによってエネルギがＲＦ発生器から真空チェンバ内に存在する液体へと移動するので、このような結果を達成する。液体に移動したエネルギは気化を促進し、従って、乾燥処理をスピードアップする。
【００２６】
この性能向上は、初期の排気、乾燥段階４０〜４８の間の有効なポンプ効率の増大を示すものであり、結果的には、殺菌装置１０は、より早く、より堅実な動作を行うこととなる。プラズマエンハンスド乾燥は、ステップ４０において１Ｔｏｒｒの圧力に到達するのに真空ポンプ１２が要する時間が５〜９分の間にある場合に、最も有効である。この時間が５分を下回る場合には、真空チェンバ内の物品はすでに十分に乾燥しており、プラズマエンハンスド乾燥は乾燥処理を大きくスピードアップすることはない。他方、この時間が９分を上回る場合には、真空チェンバの物品は非常に湿っており、上記のように構成された殺菌装置による処理を実行できない。ここで示したこれらの値は、この実施の形態の特別な構成に対して妥当なものであるが、他の構成に対する本発明の利点を最大限にするには異なる場合もある。真空チェンバ内の対象物の湿り気具合に比例したある期間プラズマを印加することにより、内部に載置したその対象物を最適に乾燥できることは、実際問題としてすでに明らかなことではある。しかしながら、１５分より長い間のプラズマ印加は、真空吸引ステップ４０の初期の所望の２０分間に（殺菌装置１０の商用されたもので現段階で許される最大の時間）、真空チェンバ１１の殺菌前の圧力を所望の圧力３００ｍＴｏｒｒに到達させるチャンスを低下させてしまうことが明らかになっている。
【００２７】
本発明の他の利点は、プラズマエンハンスド乾燥が、大きな物理的な又は化学的な損傷の無いプラズマ殺菌処理と両立し得る、負荷物質タイプの完全補完物（full complement of load material types）に適用できることである。最後に、残留ガス又は気化を増大させる他のこのようなプラズマは、ガス及び印加するＲＦ出力を変化させることにより、多くの湿潤剤へと有効なエネルギを移動させるように、大きく励起され得る。プラズマは、特に、低温の真空乾燥を必要とする用途には有利であり、さらに、水性湿潤剤に限定されるものではない。
【００２８】
本発明は、殺菌システムでの使用に関連して記載されたが、プラズマエンハンスド真空乾燥は真空中の対象物の乾燥効率を改善することが望ましい他のシステムにも適用できることは勿論理解されるべきである。この点に関して、この発明は、もし、乾燥すべき負荷が少なくとも１ｍｌの水を含むならば、単なる乾燥機と同様に有効である。
【００２９】
本発明の具体的な実施態様は以下の通りである。
（Ａ）  殺菌すべき物品をチェンバ内に載置し、前記チェンバを第１の圧力に到達するまで排気し、前記第１の圧力下の前記チェンバ内でガスプラズマを発生し、第２の圧力に到達するまで前記チェンバの排気を継続して行い、前記第２の圧力下の前記チェンバ内へ殺菌ガスを導入するプラズマエンハンスド真空殺菌法。
（１）前記ガスプラズマが物品の湿り気具合に比例した期間が経過した後消滅する上記実施態様（Ａ）記載のプラズマエンハンスド真空殺菌法。
（２）前記第１の圧力が約７００ｍＴｏｒｒであり、前記第２の圧力が約３００ｍＴｏｒｒである上記実施態様（Ａ）記載のプラズマエンハンスド真空殺菌法。
（３）前記殺菌ガスを含む第２のガスプラズマを発生させる上記実施態様（Ａ）記載のプラズマエンハンスド真空殺菌法。
（４）前記第２のガスプラズマをガスが前記チェンバ内に行き渡った後に発生させ、前記物品を殺菌する上記実施態様（３）記載のプラズマエンハンスド真空殺菌法。
（５）前記第２のガスプラズマを前記第１圧力と前記第２圧力との間にある第３の圧力で発生させる上記実施態様（３）記載のプラズマエンハンスド真空殺菌法。
（６）前記第１の圧力が約７００ｍＴｏｒｒであり、前記第２の圧力が約３００ｍＴｏｒｒであり、前記第３の圧力が約５００ｍＴｏｒｒである上記実施態様（５）記載のプラズマエンハンスド真空殺菌法。
（７）前記プラズマ発生の継続期間が１５分より短い上記実施態様（Ａ）記載のプラズマエンハンスド真空殺菌法。
（Ｂ）  凝縮した物質を排気するプラズマエンハンスド真空排気法において、前記凝縮物質を取り囲む体積中から周囲の空気を排気し、排気された前記体積中に残留ガスプラズマを発生させて前記物質の気化を促進させるプラズマエンハンスド真空排気法。
（８）前記プラズマ発生の継続期間が排気すべき前記凝縮した物質の量に比例している上記実施態様（Ｂ）記載のプラズマエンハンスド真空排気法。
（９）前記プラズマが生成される真空圧が約７００ｍＴｏｒｒである上記実施態様（Ｂ）記載のプラズマエンハンスド真空排気法。
（１０）前記凝縮した物質のほぼ平衡蒸気圧以下で前記プラズマを励起する上記実施態様（Ｂ）記載のプラズマエンハンスド真空排気法。
【００３０】
（Ｃ）  湿った物品を乾燥するプラズマエンハンスド真空乾燥法において、前記湿った物品を、空気を含むチェンバ内に載置し、前記チェンバを閉鎖し、前記チェンバを排気し、前記チェンバ内に残留ガスプラズマを生成するとともに前記チェンバを継続して排気し、如何なる流体も真空を解放する流体以外はこれを前記チェンバ内に導入することなく前記チェンバから前記物品を取り出すプラズマエンハンスド真空乾燥法。
（１１）前記物品を湿らす物質のほぼ平衡蒸気圧で前記プラズマを発生する上記実施態様（Ｃ）記載のプラズマエンハンスド真空乾燥法。
（１２）前記物品がほぼ乾燥したことを示唆する排気速度の上昇が起こるまで、前記プラズマを継続して発生する上記実施態様（Ｃ）記載のプラズマエンハンスド真空乾燥法。
（１３）前記チェンバの圧力が約７００ｍＴｏｒｒの際に前記プラズマを発生させ、前記チェンバの圧力が約６００ｍＴｏｒｒの際に前記プラズマを消滅させる上記実施態様（１２）記載のプラズマエンハンスド真空乾燥法。
（Ｄ）  少なくとも１ｍｌの水を含む物品をチェンバ内に載置し、前記チェンバを排気し、前記チェンバ内でプラズマを発生するとともに所望の量の水が前記物品から取り除かれるまで継続して排気するプラズマエンハンスド真空乾燥法。
（１４）前記物品がほぼ乾燥したことを示唆する排気速度の上昇が起こるまで、前記プラズマを継続して発生する上記実施態様（Ｄ）記載のプラズマエンハンスド真空乾燥法。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１記載の発明によれば、第１の圧力下のチェンバ内でガスプラズマを発生し、第２の圧力に到達するまでチェンバの排気を継続して行い、第２の圧力下のチェンバ内へ殺菌ガスを導入するようにしたので、殺菌処理の初期段階において殺菌装置内で必要な真空を得るのに必要な時間を短くすることができる。より具体的には、約７００ｍＴｏｒｒでのプラズマ発生は、３００ｍＴｏｒｒの殺菌前の圧力に到達するのに要する全プロセス時間を実質的に最小にする。
【００３２】
請求項２記載の発明によれば、排気した体積中に残留ガスプラズマを発生させるので、その体積中に存在する凝縮した物質の気化を促進させることができる。従って、プラズマ励起後の排気速度を、真空排気だけの場合より大幅に改善することができる。
【００３３】
請求項３記載の発明によれば、チェンバ内に残留ガスプラズマを生成するとともにチェンバを継続して排気するようにしたので、チェンバ内で必要な真空を得るのに必要な時間を短くすることができる。
【００３４】
請求項４記載の発明によれば、少なくとも１ｍｌの水を含む物品をチェンバ内に載置し、チェンバを排気し、チェンバ内でプラズマを発生するとともに所望の量の水が物品から取り除かれるまで継続して排気するようにしたので、効果的にプラズマエンハンスド真空乾燥を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラズマ殺菌装置の概略図である。
【図２】プラズマ殺菌処理のブロック図である。
【図３】プラズマ殺菌処理の真空プロフィールを示すグラフ図である。
【図４】種々のプロセス負荷に対する排気特性を示すグラフ図である。
【図５】プラズマエンハンスド真空乾燥処理のブロック図である。
【図６】プラズマエンハンスド真空乾燥処理の真空プロフィールを示すグラフ図である。
【図７】プラズマエンハンスド真空乾燥を用いたプラズマ殺菌処理の真空プロフィールを示すグラフ図である。
【図８】プラズマ強化を用いた場合と用いない場合の真空乾燥の排気性能のグラフ図である。
【符号の説明】
１１  真空／プラズマ室（チェンバ）
１２  真空ポンプ
１３  反応剤
１４  ＲＦ発生器
【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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