JP2004201958A

JP2004201958A - Sterilization method and sterilization apparatus

Info

Publication number: JP2004201958A
Application number: JP2002375041A
Authority: JP
Inventors: Tsunetomo Kitano; 常友北野
Original assignee: KITANO YASUNARI
Current assignee: KITANO YASUNARI
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for sterilization having excellent sterilization ability. <P>SOLUTION: The inside of a chamber 2 is filled up with a pure oxygen gas before supplying an ozone gas into the chamber 2. The inside of the chamber 2 is set to an ideal temperature condition for an increase in pathogenic bacteria at the time of heating the inside of the chamber 2. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【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】

【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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for sterilizing pathogenic bacteria using ozone gas. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitably applied to a sterilizer for medical instruments.
[0002]
[Prior art]
As one of the conventional examples, there is one in which ozone gas is supplied after the pressure in the chamber is reduced to a substantially vacuum state (see Patent Documents 1 and 2).
[0003]
In Patent Document 2 described above, the temperature in the chamber is heated to 20 to 35 ° C. As another conventional example of the ozone sterilizer, there is one in which the inside of a chamber is heated to a high temperature of 70 ° C. or higher (for example, see Patent Documents 3 and 4).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-3-244465 [Patent Document 2]
JP 2001-9014 A (Paragraph No. 0046)
[Patent Document 3]
JP-A-10-118593 (paragraph number 0031)
[Patent Document 4]
Registered Utility Model No. 304480 (paragraph number 0010)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
According to Patent Literatures 1 and 2, ozone gas is supplied after the pressure in the chamber is reduced to a substantially vacuum state. For this reason, the loss of the activity of the ozone gas due to the reaction between the air and the ozone gas is suppressed to a small extent, and the improvement of the sterilization ability can be expected to some extent. However, when ozone gas is supplied into a substantially vacuum space, ozone is likely to self-decompose and return to oxygen. In other words, even if the ozone gas is fed after being set in a substantially vacuum state, it is inevitable that the activity of the ozone gas is lost and the sterilizing ability is reduced, and a practically sufficient sterilizing ability for pathogenic bacteria cannot be obtained.
[0006]
Patent Document 3 describes that suitable heating temperature conditions are 90 ° C. or lower, particularly 70 ° C. or lower, and normal temperature or higher, particularly 30 ° C. or higher. In Patent Document 4, the temperature condition is set to about 80 ° C. However, these are expected to have a sterilizing effect by heat, and as in the present invention, after limiting the treatment target to pathogenic bacteria, the sterilizing ability of ozone gas against the pathogenic bacteria is best exhibited. It does not specify the heating temperature range. If the heating temperature is set to a high temperature range of 70 ° C. or higher, the heating time is long, and sterilization / sterilization cannot be performed quickly. There is also a disadvantage that running costs are greatly increased.
[0007]
In Patent Document 2 described above, a heating temperature region of a relatively low temperature of 20 ° C. to 35 ° C. is described. However, Patent Document 2 does not disclose any significance of defining the heating temperature in the above temperature range. In other words, Patent Document 2 does not mention at all the important point of the present invention, that is, the organic relation between the sterilization ability of ozone gas against the pathogenic bacteria to be treated and the heating temperature in the chamber. Absent.
[0008]
The present invention has been made to solve the problems of the conventional sterilization method and sterilizer using ozone gas as described above, and an object of the present invention is to prevent the ozone gas from losing its activity and to reduce pathogenic bacteria. By making it possible to efficiently contact the concentrated and highly active ozone gas, and by defining a suitable heating temperature range where the ozone gas can exert the best sterilizing ability against pathogenic bacteria, The aim is to improve the sterilization ability.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have stated that, in order to prevent the activity loss of ozone gas, it is sufficient that the chamber is filled with pure oxygen gas before the supply of ozone gas, and the heating temperature in the chamber increases the pathogenic bacteria. It has been found that if the temperature is set to be approximately the same as the temperature condition suitable for the above, the good sterilizing ability of the ozone gas is maximized, and the present invention has been completed.
[0010]
That is, the present invention is a method of sterilizing pathogenic bacteria attached to the processing object stored in the chamber 2 using the sterilizing ability of the ozone gas. As shown in FIG. 3, this sterilization method includes an air discharging step (S1) for discharging air from the chamber 2 and reducing the pressure in the chamber 2 to a substantially vacuum state, and a pure air cleaning step in the chamber 2 under the substantially vacuum state. An oxygen supply step (S2) for feeding oxygen gas to fill the inside of the chamber 2 with pure oxygen, and a heating step (S4) for heating and maintaining the inside of the chamber 2 at a temperature condition suitable for the growth of pathogenic bacteria. And an ozone supply step (S5) of feeding ozone gas into the chamber 2 filled with pure oxygen.
[0011]
In the air discharging step, the pressure is preferably reduced to 0.02 to 0.5 kgf / cm ² . At 0.5 kgf / cm ² or more, the residual air may come into contact with the ozone gas, and the ozone activity may be lost. Even if the pressure is reduced to 0.02 kgf / cm ² or less, no further effect is practically obtained. In the oxygen supply step, pure oxygen gas is supplied into the chamber 2 to about normal pressure.
[0012]
The “temperature conditions suitable for the growth of pathogenic bacteria” differ depending on the type of pathogenic bacteria to be treated. Table 1 below shows typical suitable growth temperatures of pathogenic bacteria. Therefore, in the present invention, a temperature condition of 30 to 50 ° C, more preferably 35 to 45 ° C (excluding 35 ° C and less than 45 ° C), which is a temperature condition substantially common to these bacteria, is adopted as the heating temperature range.
[0013]
[Table 1]

[0014]
The ozone concentration in the chamber 2 in the ozone supply step is 500 to 1000 ppm. If it is less than 500 ppm, the sterilizing ability of the ozone gas will not be exhibited, and the sterilizing ability will not reach a practical level. Even if ozone gas is supplied in excess of 1000 ppm, the effect does not change, but rather disadvantageously increases running costs.
[0015]
A photocatalyst that generates active oxygen when receiving ultraviolet light is applied to substantially the entire inner wall surface of the chamber 2. An ultraviolet lamp 25 for irradiating ultraviolet light toward the photocatalyst is provided in the chamber 2. Then, at the time of the oxygen supply step (S2) and / or the ozone supply step (S5), the ultraviolet lamp 25 is driven so that the sterilization ability by the active oxygen is exerted.
[0016]
Specific examples of the photocatalyst include a titanium oxide-based catalyst and a silver catalyst. These photocatalysts may be attached to the inner wall surface of the chamber 2 as a sheet integrated with photocatalytic paper, glass fiber, or the like, and the present invention is a concept including such a form.
[0017]
Further, the present invention includes, after the ozone supply step, an exhaust step (S6) of discharging the ozone gas filled in the chamber 2 and reducing the pressure in the chamber 2 to a substantially vacuum state. Then, a series of sterilization steps from the oxygen supply step (S2) or the ozone supply step (S5) to the exhaust step (S6) may be repeatedly performed a plurality of times.
[0018]
Further, the present invention is an apparatus for sterilizing pathogenic bacteria adhering to an object to be processed accommodated in the chamber 2 by utilizing the sterilizing ability of ozone gas. As shown in FIGS. 1 and 2, the sterilization apparatus 1 exhausts the gas in the chamber 2, and exhausts the inside of the chamber 2 to a substantially vacuum state, and sends pure oxygen gas into the chamber 2. An oxygen supply means 29, an ozone gas generator 28 for feeding ozone gas into the chamber 2, and a heater 20 for heating and maintaining the inside of the chamber 2 at a predetermined temperature are provided.
[0019]
Then, the pressure in the chamber 2 is reduced to a substantially vacuum state by the exhaust unit 30, and then the chamber 2 is filled with pure oxygen gas by the oxygen supply unit 29. Subsequently, the ozone gas is supplied from the ozone gas generator 28 into the chamber 2 filled with pure oxygen gas while the inside of the chamber 2 is heated and maintained at a temperature condition suitable for the growth of the pathogenic bacteria by the heater 20. Supply. The conditions of reduced pressure, oxygen concentration, heating temperature, ozone concentration, etc. are as described above.
[0020]
An ultraviolet lamp 25 is provided in the chamber 2. The inner wall of the chamber 2 is coated with a photocatalyst that generates active oxygen having a sterilizing ability when receiving ultraviolet light. The ultraviolet lamp 25 is driven at the time of supplying pure oxygen gas by the oxygen supply means 29 and at the time of supplying ozone gas by the ozone gas generator 28.
[0021]
It is preferable to provide the exhaust means 30 with a catalyst 36 having ozone resolution. The heating temperature by the heater 20 is preferably set to 30 to 50 ° C, more preferably 35 to 45 ° C. In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the catalyst 36 is provided in the middle of the exhaust pipe 37 connecting the chamber 2 and the exhaust means 30 (vacuum pump), and the present invention includes such a form. . However, a catalyst may be incorporated in the exhaust unit 30 (vacuum pump), or the catalyst 36 may be provided at an intermediate portion of an exhaust pipe extending from the exhaust unit 30 to the outside of the apparatus.
[0022]
Effects of the Invention
According to the sterilization method and the sterilization apparatus according to the present invention, since the inside of the chamber 2 is filled with the pure oxygen gas before the supply of the ozone gas, the activity loss of the ozone gas can be prevented well. That is, since ozone is a very active molecule, it has the property of causing self-decomposition and returning to oxygen. However, by filling the chamber 2 with pure oxygen prior to the supply of ozone gas, the self-decomposition of ozone And the activity loss can be prevented well. As described above, it is possible to efficiently contact the high-concentration and high-activity ozone gas with the pathogenic bacteria, and the sterilization method and the sterilization apparatus 1 exhibit excellent sterilization ability.
[0023]
In addition, when the heating temperature condition in the chamber 2 is set to a temperature condition suitable for the growth of pathogenic bacteria, the bacteria can be actively activated, and then ozone gas having a sterilizing ability is supplied. Further, the sterilization power can be further improved. This is due to the fact that pathogenic bacteria are susceptible to the external environment when they are actively active, and thus, when high concentration and high activity ozone gas is supplied at this time, the pathogenic bacteria can be effectively killed. .
[0024]
When the photocatalyst applied to substantially the entire inner wall surface of the chamber is irradiated with ultraviolet light, the sterilization effect of the active oxygen generated by the photocatalyst is exerted, and the sterilization is performed in synergy with the sterilization ability of ozone gas. We can expect improvement of ability.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 3 show an embodiment of a sterilization method and a sterilization apparatus according to the present invention. The sterilization apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 is installed at a medical site such as a hospital and performs a sterilization / sterilization treatment on pathogenic bacteria adhering to an object to be processed such as a used surgical instrument. It is. The sterilization apparatus 1 includes a square box-shaped chamber 2 having a front opening 3, a control unit 4 provided above the chamber 2, and a machine room 5 provided below the chamber 2. 5 has a leg 6 at the bottom. The chamber 2 has a double wall structure composed of an inner box and an outer box made of a stainless plate, and a space between the inner box and the outer box is filled with a heat insulating material (for example, a foamed resin). A door 11 is swingably opened and closed at a front opening 3 of the chamber 2 via a hinge (not shown) provided at a left end of the front opening 3. Like the chamber 2, the door 11 has a double wall structure having a heat insulating material inside, and a rubber door packing is arranged along the inner square edge. Inside the door packing, a square rod-shaped magnet is embedded. Then, the gap between the door 11 and the chamber 2 is hermetically sealed by bringing the door packing into close contact with the opening peripheral wall 13 of the chamber 2.
[0026]
At the four corners of the chamber 2, shelf columns 15 are arranged. A receiving member 18 having an L-shaped cross section for receiving a net shelf 17 is provided between the front and rear shelf columns 15. A net shelf 17 is also provided at the lowermost end of the shelf 15. On the net shelf 17, a used surgical instrument or the like, which is an object to be processed, is placed.
[0027]
Inside the chamber 2, a heater 20 for heating the internal space is embedded in the floor, and a temperature sensor 21 (specifically, a thermocouple or thermistor) for measuring the temperature in the chamber 2 is provided. An ozone sensor 22 for measuring the ozone concentration in the chamber and a pressure sensor 23 for measuring the pressure in the chamber 2 are arranged. A blower fan 24 is buried in the inner wall of the chamber 2, and forcibly circulates ozone gas sent from an ozone generator 28 described later by the blower fan 24 in the chamber 2. The chamber 2 is provided with a door sensor for detecting that the door 11 is closed, an illumination lamp for illuminating the inside of the chamber 2, and the like, but these are not shown here.
[0028]
A photocatalyst that generates active oxygen having sterilizing ability when receiving ultraviolet light is applied to substantially the entire inner wall surface of the chamber 2, and the right and left portions of the chamber 2 are irradiated with ultraviolet light toward the photocatalyst in a vertically long position. Ultraviolet lamp 25 is disposed. The reason why such a vertically long ultraviolet lamp 25 is employed is to uniformly irradiate the entire inner wall surface with ultraviolet light.
[0029]
An ozone generator 28 (specifically, an ozonizer) that feeds ozone gas toward the chamber via an ozone supply pipe 27 and pure oxygen gas is supplied to the ozone generator 28 and the chamber 2 inside the machine room 5. An oxygen cylinder (oxygen supply means) 29, a vacuum pump (exhaust means) 30 for sending gas in the chamber 2 to the outside of the apparatus, a heater control device 31 for controlling the heater 20, and the like are housed therein. The oxygen cylinder 29 is connected to an internal pipe 34 that goes to the ozone generator 28 via a switching valve 33 and an oxygen supply pipe 35 that goes to the chamber 2. When the valve 33 is opened from the closed state, pure oxygen gas is supplied to either the ozone generator 28 or the chamber 2. 1 and 2, reference numeral 36 denotes a catalyst having an ozone resolution provided in an intermediate portion of an exhaust pipe 37 extending from the chamber 2 to the vacuum pump 30, and reference numeral 38 denotes an electromagnetic valve for opening and closing the exhaust pipe 37. .
[0030]
The control unit 4 includes a control device 40, a power switch 41, a display panel 43 including a liquid crystal screen 42, and the like, and an alarm output unit 44 that issues an alarm when the sterilizer 1 becomes abnormal. The control device 40 includes a microcomputer, a RAM that stores measurement results and the like sent from various sensors such as the temperature sensor 21, a ROM that stores a control program of the microcomputer itself, and the like. Then, detection signal values related to the measurement results of the temperature sensor 21 and the ozone sensor 22 are received via the transmission / reception port and stored in the RAM, and are controlled toward the ozone generator 28 and the switching valve 33 according to the control program. By sending a signal, the entire sterilizer 1 is controlled.
[0031]
The operation of the sterilization apparatus 1 having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. A used surgical instrument, a treatment tool, or the like, which is an object to be processed, is placed on the net shelf 17 in the chamber 2 and then the door 11 is closed to hermetically seal the inside of the chamber 2. When the power switch 41 is turned on from this state, the control device 40 opens the electromagnetic valve 28 and drives the vacuum pump 30 to exhaust the air in the chamber 2 to the outside of the device (S1). Next, when the pressure sensor 23 detects that the pressure in the chamber 2 has been reduced to a substantially vacuum state (0.02 to 0.5 kg / cm ² ), the switching valve is set so that the oxygen supply pipe 35 is opened. By operating 33, the pure oxygen gas in the oxygen cylinder 29 is supplied into the chamber 2 (S2). At this time, the ultraviolet lamp 25 is driven to irradiate ultraviolet light toward the photocatalyst applied to substantially the entire inner surface of the chamber 2 (S3). At the same time, the heater 20 is driven via the heater control device 31 to heat the inside of the chamber 2 to a temperature suitable for the growth of pathogenic bacteria (S4). More specifically, based on a comparison between a detection signal value from the temperature sensor 21 and a threshold value stored in a RAM or the like, the heater 20 is turned on / off to maintain the inside of the chamber 2 at the previous temperature environment. .
[0032]
When the pure oxygen gas is supplied into the chamber 2 for a predetermined time, the switching valve 33 is switched to flow the pure oxygen gas to the internal pipe 34 side. At the same time, the ozone generator 28 is started, and a discharge is generated inside the ozone generator 28, so that the pure oxygen gas supplied from the oxygen cylinder 29 is continuously converted into ozone gas. The generated ozone gas is supplied into the chamber 2 via the ozone supply pipe 27 (S5). At this time, the blower fan 24 is driven to forcibly circulate the ozone gas sent into the chamber 2. Also at this time, the ultraviolet lamp 25 is in the ON state, and the heater 20 is controlled to be ON / OFF so that the inside of the chamber 2 is maintained in the previous temperature environment.
[0033]
Ozone gas is intermittently supplied into the chamber 2 and sterilization is performed for several tens of minutes to one hour while maintaining the ozone gas concentration in the chamber 2 at a predetermined concentration (500 ppm to 1000 ppm). Specifically, when the value detected by the ozone sensor 22 reaches a predetermined value, the switching valve 33 is closed and the ozone generator 28 is turned off to stop the supply of the ozone gas. When the value detected by the ozone sensor 22 falls below a predetermined value, the switching valve 33 is opened and the ozone generator 28 is turned on in the opposite manner as before, and the ozone gas is sent into the chamber 2. At this time, the blower fan 24 and the ultraviolet lamp 25 are on. The heater 20 is turned on and off so that the inside of the chamber 2 is maintained in the above temperature environment.
[0034]
When the sterilization process for a predetermined time is completed, the electromagnetic valve 28 is opened and the vacuum pump 30 is driven to exhaust the oxygen and ozone gas in the chamber 2 to the outside of the apparatus, thereby bringing the inside of the chamber 2 into a substantially vacuum state ( S6). At this time, the residual ozone in the chamber 2 is decomposed by the catalyst 36. In order to further ensure the sterilization treatment, the steps from the oxygen supply step (S2) to the exhaust step (S6) may be repeated a plurality of times as shown by the dotted arrows in FIG. This operation is performed by operating the control panel and selecting a mode. Finally, the switching valve 33 is switched to flow pure oxygen gas to the oxygen supply pipe 35 side for a predetermined time to fill the chamber 2 with pure oxygen gas (S7). Prior to the supply of the pure oxygen gas, the blower fan 24, the ultraviolet lamp 25, and the heater 20 are stopped.
[0035]
According to the sterilization method and the sterilization apparatus according to the present embodiment, since the inside of the chamber 2 is filled with the pure oxygen gas before the supply of the ozone gas, the activity loss of the ozone gas can be prevented well. That is, since ozone is a very active molecule, it has a property of causing self-decomposition and returning to oxygen. However, as in this embodiment, it is necessary to fill the chamber 2 with pure oxygen prior to the supply of ozone gas. Thereby, the self-decomposition of ozone can be suppressed, and the loss of its activity can be prevented well. As described above, the ozone gas having a high concentration and high activity can be efficiently brought into contact with the pathogenic bacteria, and the sterilizer 1 exhibits an excellent sterilization ability.
[0036]
In addition, when the heating temperature condition in the chamber 2 is set to a temperature condition suitable for the growth of pathogenic bacteria, the bacteria can be actively activated, and then ozone gas having a sterilizing ability is supplied. Further, the sterilization power can be further improved. This is due to the fact that pathogenic bacteria are susceptible to the external environment when they are actively active, and thus, when high concentration and high activity ozone gas is supplied at this time, the pathogenic bacteria can be effectively killed. .
[0037]
When the photocatalyst applied to substantially the entire inner wall surface of the chamber is irradiated with ultraviolet light, the sterilization effect of the active oxygen generated by the photocatalyst is exerted, and the sterilization is performed in synergy with the sterilization ability of ozone gas. We can expect improvement of ability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a sterilizer according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic front view of the entire structure of the sterilizer.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a sterilization method according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sterilizer 2 Chamber 20 Heater 25 Ultraviolet lamp 28 Ozone generator 29 Oxygen supply means (oxygen cylinder)
30 exhaust means (vacuum pump)
36 catalyst

Claims

A method of sterilizing pathogenic bacteria adhering to an object to be processed accommodated in a chamber 2 by utilizing a sterilizing ability of ozone gas,
An air discharging step of discharging air in the chamber 2 to reduce the pressure in the chamber 2 to a substantially vacuum state;
An oxygen supply step of feeding pure oxygen gas into the chamber 2 under a substantially vacuum state to fill the chamber 2 with pure oxygen;
A heating step of heating and maintaining the inside of the chamber 2 at a temperature condition suitable for the growth of pathogenic bacteria;
An ozone supply step of feeding ozone gas into a chamber 2 filled with pure oxygen.

Almost the entire inner wall surface of the chamber 2 is coated with a photocatalyst that generates active oxygen when receiving ultraviolet light.
An ultraviolet lamp 25 that irradiates ultraviolet light toward the photocatalyst is provided in the chamber 2.
The sterilization method according to claim 1, wherein the ultraviolet lamp 25 is driven during the oxygen supply step and / or the ozone supply step so that the sterilization ability by active oxygen is exhibited.

After the ozone supply step, an exhaust step of discharging the ozone gas filled in the chamber 2 and reducing the pressure in the chamber 2 to a substantially vacuum state is included.
The sterilization method according to claim 1 or 2, wherein a series of sterilization steps from the oxygen supply step or the ozone supply step to the exhaust step are performed a plurality of times.

The sterilization method according to any one of claims 1 to 3, wherein the heating temperature in the heating step is set to 30 to 50C.

An apparatus for sterilizing pathogenic bacteria adhering to an object to be processed accommodated in a chamber 2 by using a sterilizing ability of ozone gas,
Exhaust means 30 for exhausting the gas in the chamber 2 and reducing the pressure in the chamber 2 to a substantially vacuum state;
Oxygen supply means 29 for feeding pure oxygen gas into the chamber 2,
An ozone gas generator 28 for feeding ozone gas into the chamber 2,
A heater 20 for heating and maintaining the inside of the chamber 2 at a predetermined temperature;
After the inside of the chamber 2 is depressurized to a substantially vacuum state by the exhaust means 30, the inside of the chamber 2 is filled with pure oxygen gas by the oxygen supply means 29,
Further, the ozone gas is supplied from the ozone gas generator 28 into the chamber 2 filled with pure oxygen gas while the inside of the chamber 2 is heated and maintained at a temperature condition suitable for the growth of pathogenic bacteria by the heater 20. A sterilization device characterized in that the sterilization device is adapted to be used.

An ultraviolet lamp 25 is provided in the chamber 2.
The inner wall of the chamber 2 is coated with a photocatalyst that generates active oxygen having a sterilizing ability when receiving ultraviolet light,
6. The sterilizing apparatus according to claim 5, wherein the ultraviolet lamp is driven during a supply operation of the pure oxygen gas by the oxygen supply unit and a supply operation of the ozone gas by the ozone gas generator.

The sterilization apparatus according to claim 5, wherein the exhaust unit includes a catalyst having ozone resolution.

The sterilizer according to any one of claims 5 to 7, wherein a heating temperature of the heater 20 is set to 30 to 50C.