JP2005323654A - 紫外線殺菌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
簡便な装置で確実に且つ迅速に紫外線殺菌が可能である紫外線殺菌装置を提供する。
【解決手段】
携帯可能な駆動部２にランプ保護部５が設けられ、該ランプ保護部にはフラッシュランプ７が収納され、前記駆動部には前記フラッシュランプのパルス発光を制御する制御部が収納された。
【選択図】 図１

Description

本発明は、食器、医療器具、或は歯ブラシ等日用雑貨の殺菌を行う紫外線殺菌装置に関するものである。

従来紫外線を用いて殺菌を行うものが知られており、例えば、特許文献１に示される様な殺菌機能を有する食器洗い機がある。

該食器洗い機は、洗浄槽に収納された食器を水で洗浄した後、紫外線灯を点灯して、紫外線により食器を殺菌している。

或は特許文献２に示すものでは、歯ブラシケースに紫外線殺菌灯を設け、収納された歯ブラシのブラシ部を紫外線により殺菌する様にしている。

紫外線を利用して殺菌を行う従来の装置は、それぞれ殺菌の対象が食器、歯ブラシ等特定され、対象物以外のものについては殺菌を行うことができない。又、紫外線という光で殺菌を行う為、影の部分については殺菌作用がなく、上記した食器洗い機では、紫外線ランプに対面している食器については殺菌が可能であるが、それ以外の食器については対面している食器が影となり、殺菌が行われず、収納される食器全体としては、実効が乏しかった。

更に、従来のものでは紫外線の発光源として、紫外線ランプを用いており、紫外線ランプは特性として、点灯して紫外線を発する迄に約５分〜１０分のアイドリングを必要とする。この為、連続点灯で殺菌を行う場合はよいが、短い時間で、高頻度に殺菌を行う場合は、待ち時間が多くなり作業性が悪いと共に殺菌作用の実効率が低く、又無駄な電力を消費して不経済である。

特開平５−１６１５９３号公報

特開平１１−３１８５６６号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、簡便な装置で確実に且つ迅速に紫外線殺菌が可能である紫外線殺菌装置を提供するものである。

本発明は、携帯可能な駆動部にランプ保護部が設けられ、該ランプ保護部にはフラッシュランプが収納され、前記駆動部には前記フラッシュランプのパルス発光を制御する制御部が収納された紫外線殺菌装置に係るものである。

又本発明は、前記駆動部は握り可能であり、パルス発光は駆動部の軸心方向に照射される紫外線殺菌装置に係り、又前記駆動部に取手が設けられ、取手を介して携帯可能であり、パルス発光は駆動部の軸心と交差する方向に照射される紫外線殺菌装置に係るものである。

本発明によれば、携帯可能な駆動部にランプ保護部が設けられ、該ランプ保護部にはフラッシュランプが収納され、前記駆動部には前記フラッシュランプのパルス発光を制御する制御部が収納されたので、被殺菌対象物が限定されることなく、又消費電力が少なく、短時間で殺菌が可能である等の優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

紫外線殺菌装置１は携帯可能であり、図１は、携帯の形態の１つである懐中電灯型を示している。

図１中、２は、片手で握り可能な駆動部であり、該駆動部２は筒状のケース３内部に電源部、制御部（図示せず）が収納され、駆動部２の先端近傍には操作用の押し釦スイッチ４が設けられている。尚、電源部としては、充電式蓄電池、商用電源を電源とする場合の変電器等が含まれる。

前記駆動部２の先端には、ランプ保護部５が設けられ、該ランプ保護部５は凹反射面を有する反射板６を有し、該反射板６には発光源として棒状の紫外線ランプ、即ち高光強度のパルス光を発するキセノンランプ（以下フラッシュランプ７と称する）が保持され、パルス光は前記ランプ保護部５の軸心方向に照射される。尚、前記反射板６は金属板として、紫外線を遮断する遮断板としても機能する。

前記フラッシュランプ７が発する波長特性を図２に示す。尚、紫外線の殺菌作用としては、略２７０ｎｍ近傍の波長が効果的であることが知られており、図２の波長特性から分る様に、前記フラッシュランプ７から発せられるパルス光には、殺菌に必要な略２７０ｎｍ近傍の波長の紫外線を充分に含んでいる。

前記反射板６の先端から所要寸法、奥まった位置に保護用の石英ガラス８が設けられている。前記フラッシュランプ７から前記反射板６の先端迄は、殺菌に有効な紫外線強度となる距離ｄ、例えば３ｍｍ〜３０ｍｍとなっている。

前記制御部は、前記フラッシュランプ７の照射を制御する。又、該フラッシュランプ７は、パルス光を発光するものであるので、アイドリング無しに、前記押し釦スイッチ４を押すとリアルタイムで発光する。又、前記フラッシュランプ７の発光時間、或は発光パルス数は殺菌作用から予め設定されており、前記押し釦スイッチ４を押すと一定時間或は所定パルス数で前記フラッシュランプ７がパルス発光する様になっている。

以下、図３を参照して作動について説明する。

前記反射板６の先端を被殺菌対象物に当接させ、前記押し釦スイッチ４を押すと、例えば５秒に設定されたタイマ（図示せず）が作動し、前記フラッシュランプ７に電力が供給され、該フラッシュランプ７が運転され、パルス光が照射される。前記反射板６の先端と前記フラッシュランプ７間の距離は殺菌に適切な距離ｄとなっているので、前記パルス光に含まれる紫外線により被殺菌対象物が殺菌される。

殺菌に必要なパルス光の照射は、例えば距離３０ｍｍ、照射エネルギ０．００４Ｊ／ｃｍ² ／フラッシュ、発光周波数２０Ｈｚ、照射時間５秒である。

発光から５秒経過すると前記タイマが停止し、前記フラッシュランプ７の運転が停止される。該フラッシュランプ７はリアルタイムで発光するので、照射時間は殺菌に必要な５秒となり、短時間で殺菌が完了し、消費電力も少なくて済む。

図４は第２の実施の形態を示している。

図４中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付してある。

駆動部２には取手９が取付けられ、該取手９の近傍に押し釦スイッチ４が設けられ、前記取手９を握った状態で前記押し釦スイッチ４の操作が可能となっている。前記駆動部２の先端には筒状のランプ保護部５が設けられ、該ランプ保護部５の一部は反射板６となっており、該反射板６と対向する部分に短冊状の石英ガラス８が設けられている。前記ランプ保護部５の内部にはＵ字状に成形されたフラッシュランプ７が設けられ、該フラッシュランプ７は前記石英ガラス８と対向し、前記フラッシュランプ７と前記石英ガラス８間の距離ｄは殺菌に適切な距離に設定されている。

前記押し釦スイッチ４を押すと、タイマが作動して前記フラッシュランプ７から一定時間パルス光が前記石英ガラス８を透して、前記反射板６の軸心と直角方向或は交差する方向に照射される。尚、前記押し釦スイッチ４を押し続けても、或は離してもタイマの作動時間だけパルス光の照射は継続される。又、前記押し釦スイッチ４を連続的に押し続けると所要時間毎に該押し釦スイッチ４に設けられた表示ランプ１１が点灯する様になっている。従って、広範囲な面積、例えば布地等を殺菌する場合は、前記表示ランプ１１が点灯する度に殺菌位置を移動させて行けばよい。

図５は、前記フラッシュランプ７による紫外線の照射による殺菌効果を示すものであり、殺菌対象物が水である場合を一例として示している。

＜実験１＞
１）供試菌の培養及び調整
供試菌株は、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｄｉｍｉｎｕｔａ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｕｍｉｌｕｓ（芽胞）、及びＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ（胞子）である。大腸菌とＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｄｉｍｉｎｕｔａはＳＣＤ培地等の培地で増殖させ、滅菌水で希釈し、調整し、菌数が１×１０⁵ ／ｍｌの菌液を得る。芽胞又は胞子の液は次の様に調整する。

a)Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｕｍｉｌｕｓの芽胞液の調整は、寒天培地にて３５℃で７日間培養の後、生理食塩水により培地上の胞子を回収し、ガラスビーズ処理、ナイロンメッシュ濾過して８０℃で２０分間熱処理し、原液菌数が約１．０×１０¹⁰ＣＦＵ／ｍｌになる様、遠心集菌後、滅菌水により懸濁して４℃で保存し、更に、芽胞液を滅菌水で希釈し調整し、約１．０×１０⁴ ＣＦＵ／ｍｌの菌液を得る。

b)Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒの胞子の調整は、ＰＤＡ寒天培地にて２５℃で７日間培養の後、０．１％Ｔｗｅｅｎ８０水溶液により培地上の胞子を回収し、約３０分間激しく沸騰させてナイロンメッシュ濾過し、原液菌数が約１．０×１０⁷ ＣＦＵ／ｍｌになる様、遠心集菌後、滅菌水により懸濁し、更に、滅菌水で希釈し調整し、約１．０×１０⁴ ＣＦＵ／ｍｌの菌液を得る。

２）照射方法及び照射条件
サンプル液調整は、オートクレーブしたシャーレ（原則として平均内径２７ｍｍ）に菌液（原則として６ｍｌ）を無菌的に入れ、水深１１ｍｍとなる様調整し、前記フラッシュランプ７により直ちに照射する。ここでサンプル液は、該フラッシュランプ７より水面迄の距離を１５ｍｍにする様フラッシュランプ７の直下に配置し、フラッシュランプ７は、所定の周波数（２Ｈｚ〜３３Ｈｚ）で照射、１秒〜８秒間照射する。

３）菌数測定方法
照射後、サンプル液０．１ｍｌを寒天平板に塗布し、所定温度で、２４ｈ〜４８ｈ培養し、コロニーカウントを行った。コロニー数がカウントに適さない程多くなりそうなサンプルでは、サンプル液を１０倍希釈した後、上記の操作を行なった。以下、結果を図５に示す。

その結果、大腸菌は、１ｍｌの液に対し２回の閃光（パルス）を照射した場合（菌液量に対するフラッシュランプ７の入力エネルギ量は０．６７Ｊ／ｍｌ）、その４４％が、４回の閃光（１．３３Ｊ／ｍｌ）ではその８５％が、８回の閃光（２．６７Ｊ／ｍｌ）ではその９９．９９％以上が殺菌された。他の細菌では、大腸菌より効果が弱いものの、照射を強力にすることにより９９．８％以上の殺菌効果が認められた。カビ類であるＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒの胞子は特に耐性が強かったが、入力エネルギを更に高めることにより、９９％迄殺菌できた。Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒの胞子は液量を１６．９ｍｌ迄増加しても容積当りの入力エネルギが確保されれば殺菌効果は低下しなかった。

従って、衛生上の指標とされている大腸菌に注目すれば、その５０％〜９９．９９％を殺菌する条件（菌液量に対するフラッシュランプ７の入力エネルギ量）は０．７Ｊ／ｍｌ〜２．７Ｊ／ｍｌであった。又、薬剤等の抵抗性の強いＢａｃｉｌｌｕｓ属の細菌に対しても、１１．０Ｊ／ｍｌの照射で９９．９９％以上が殺菌できた。即ち０．７Ｊ／ｍｌ〜１１．０Ｊ／ｍｌの入力エネルギを与えることにより、水を適確に殺菌することができる。ここで、照射エネルギが０．７Ｊ／ｍｌ未満の場合には充分に殺菌することができず、１１．０Ｊ／ｍｌより大きい場合には、無駄なエネルギーが多いということが分った。

又、フラッシュランプは、照射一回当り０．０１Ｊ／ｍｌ〜１０Ｊ／ｍｌの照射エネルギを発生させる様構成されると共に、フラッシュランプは、振動数１Ｈｚ〜１００Ｈｚ、発光時間１．０μＳ〜１．０ｍＳ、出力範囲０．２Ｗ〜５００Ｗにより構成されると、フラッシュランプの紫外光を含む閃光により水を適切に殺菌処理することができる。又、フラッシュランプを必要に応じて適切に使用し得るので、フラッシュランプの寿命を更に延ばすと共に電気消費量を確実に抑制し、ランニングコストを一層低減することができる。

本発明の第１の実施の形態を示す外観図である。 本発明の実施の形態に使用されるフラッシュランプが発するパルス光の波長特性を示す線図である。 本発明の実施の形態に於ける作動を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態を示す外観図である。 フラッシュランプの殺菌効果を示す図である。

符号の説明

１ 紫外線殺菌装置
２ 駆動部
３ ケース
４ 押し釦スイッチ
５ ランプ保護部
６ 反射板
７ フラッシュランプ
８ 石英ガラス
９ 取手
１１ 表示ランプ

Claims (3)

1. 携帯可能な駆動部にランプ保護部が設けられ、該ランプ保護部にはフラッシュランプが収納され、前記駆動部には前記フラッシュランプのパルス発光を制御する制御部が収納されたことを特徴とする紫外線殺菌装置。
2. 前記駆動部は握り可能であり、パルス発光は駆動部の軸心方向に照射される請求項１の紫外線殺菌装置。
3. 前記駆動部に取手が設けられ、取手を介して携帯可能であり、パルス発光は駆動部の軸心と交差する方向に照射される請求項１の紫外線殺菌装置。

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