JP5189635B2

JP5189635B2 - 低温プラズマ・紫外線複合殺菌装置

Info

Publication number: JP5189635B2
Application number: JP2010239045A
Authority: JP
Inventors: 啓万下内
Original assignee: 有限会社シャンティー
Priority date: 2010-10-06
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2030-10-06
Also published as: JP2012081215A

Description

本発明は、収納室内に載置した食器や調理用具等の被処理物に対して、紫外線（ＵＶ）照射を行なうとともに低温プラズマイオンを循環させて、前記被処理物の表面に付着している菌類を殺菌又は滅菌する殺菌装置に関するものである。

従来、理化学あるいは医療関連感染の対応策として、「滅菌と消毒」の各種方法が採用されてきた。そのなかで、被処理物に存在する全ての生物を完全に殺してしまう滅菌の条件が得られるものとして、（１）高圧蒸気滅菌器（例えば、特許文献１参照）、（２）乾熱滅菌器（例えば、特許文献２参照）、（３）ＥＯＧガス滅菌器（例えば、特許文献３参照）、（４）放射線照射滅菌装置（例えば、特許文献４参照）、（５）紫外線殺菌灯照射装置（例えば、特許文献５参照）等が知られている。

特開２００８−７３３９０号公報特開２００２−５２０７０号公報特開２００５−２８８０５４号公報特登録３６４４７２７号公報特開２００９−２８５８８号公報

しかしながら、これらの滅菌または殺菌装置および方法は、いずれも様々な欠点を有している。例えば、（１）高圧蒸気滅菌器や（２）乾熱滅菌器を用いた加熱による殺菌方法では、易熱性のプラスチック類は溶融による商品破損を来たす。（３）ＥＯＧ（エチレンオキサイド）ガス滅菌器では、ガス自体の殺菌作用は強力であるが、発癌性、催奇形性の人体毒性があることから使用が制限されてきている。（４）放射線照射滅菌装置は、装置が大型となるため高額であり、かつ放射線被爆の影響が伴うことから一般には使用されていない。（５）紫外線（ＵＶ）殺菌灯照射は、光の性質からＵＶ照射面は殺菌されるが、照射されない陰の部分は全く殺菌されないという問題点がある。

このように、従来使用されてきた殺菌・滅菌装置の殆どが、高圧蒸気、毒性ガスまたは放射線等を用いた殺菌処理を利用するため、被処理物（例えば、プラスチック製の食器）によっては熱による変形や水浸しによる変質、薬物の残留等の問題が生じていた。また、オゾンガスの医療用利用に関しては、塩素ガスの１０倍という強い酸化・殺菌作用が認められるものの、高濃度の急性人体毒性だけでなく低濃度の慢性人体毒性も大きいことから、人に関わる物品の殺菌方法としては使用制限が厳しくなる一方である。

加えて、これまで商品化されてきた上記の滅菌・殺菌装置は、その何れもが理化学実験室や病院中央材料処理室向けに開発されてきたため、装置が大型で高価であることがネックとなり、一般家庭や小規模施設への導入が進んでいない現状にある。本発明は、かかる現状に鑑み、一般家庭等でも容易に導入が可能であり、殺菌または滅菌効果に優れ、小型かつ安価な低温プラズマ・紫外線複合殺菌装置を提供することを目的としている。

本発明に係る殺菌装置は、被処理物、例えば、布類（ガーゼ、マスク、ハンカチ、タオルなど）、食器類（箸、スプーン、コップなど）、理美容用具類（櫛、ハサミなど）等を収納する収納室と制御ボックスが中間壁で区分けされている容器本体に、前記収納室を開閉して、前記被処理物を出し入れするためのドアが、収納室の前面にヒンジ等により開閉自在に取り付けられている。

前記被処理物に対しては、前記収納室内部の上面壁および下面壁に１対の紫外線灯（以下、ＵＶ殺菌灯という）を設けて、被処理物の表面に紫外線照射ができるようにしている。中間壁で区分けされた前記雰囲気生成室内に設置されたプラズマ発生装置で発生させたプラズマイオンは、中間壁を貫通して設けられたダクトを通して収納室に導入されている。また、前記収納室内に導入されたプラズマイオンを収納室内で循環させるために、収納室側の中間壁の壁面に送風機が設けられている。

この殺菌装置によれば、高電圧下に空気中の水分がイオン化して生成されるプラズマイオンのもつ緩やかな殺菌作用には人体毒性がなく、ＵＶ殺菌灯が保有する強力な殺菌作用は紫外線光を直接目で見たり、皮膚に浴びたりしない限り人体に対する残留毒性は全く発生しない。したがって、この殺菌装置を用いれば、収納室内に載置された被処理物に強力な紫外線照射を行い、あらゆる微生物の殺菌（殺細菌、殺ウイルス、殺カビ、殺ダニなど）を行なうとともに、発生させたプラズマイオンを送風機により収納室内全体に循環させることで紫外線照射の届かない部位も隈なく殺菌することができる。さらに、殺菌処理時間は１０〜２０分（被処理物の量により変動する）と短時間に処理できる。

本発明に係る殺菌装置は、前記収納室の上面壁に、外部に通じるスリットが設けられた流体吐出口と該流体吐出口を開閉するシャッターが設けられている。この流体吐出口から収納室で内部循環していた流体、即ち、殺菌ガスを外部に吐出することにより、殺菌装置周辺の空間を殺菌するようにしている。なお、本発明において殺菌ガスとは、収納室内で紫外線が照射された空気とプラズマイオンの混合体であり、さらには、アロマオイルガスを加えた混合体を含むものと定義する。

これによれば、収納室内に載置した被処理物の殺菌処理が終了すると、流体吐出口のシャッターが開状態となり、収納室内を内部循環していた殺菌ガスが外部に吐出される。この殺菌ガスは殺菌装置が設置された場所（例えば、居間）等の空気中に放出されるので、居間等の小空間の除菌を行なうことができる。

本発明に係る殺菌装置は、前記雰囲気生成室内に、アロマガス発生装置（以下、アロマ発生装置という）を設け、中間壁を貫通して設けられたダクトを通して収納室内にアロマオイルガスを導入している。

これによれば、アロマオイルガスによる収納室内の殺菌力の増強、紫外線殺菌灯から発生するオゾン臭の除去および殺菌力の持続保持を行なうことができる。また、殺菌処理が終了すると、前記と同様にシャッターが開状態となり、収納室内を内部循環していた殺菌ガスが流体吐出口から外部に吐出される。この殺菌ガスは殺菌装置が設置された場所（例えば、居間）等の空気中に放出されるので、居間等の小空間の除菌を行なうとともに、人に爽快感を与えることができる。

本発明に係る殺菌装置は、前記収納室内に、前記被処理物を載置するための保持手段が着脱自在に設けられている。この保持手段は、被処理物の載置面が格子状または網目状である棚板または自立形スタンドの形態に形成されており、何れも収納室から取り出すことが可能となっている。これによれば、被処理物の表面を隈なく紫外線照射することができる。また、収納室内における棚板または自立スタンドの配置を自由に変更することができるので、様々な大きさ、形状、処理量の被処理物を効率的に殺菌することができる。

本発明に係る殺菌装置は、ＵＶ殺菌灯、プラズマ発生装置、アロマ発生装置の少なくとも１以上を制御するための操作部が設けられている。例えば、全自動ボタンと手動ボタンがあり、手動ボタンを選択したときは、ＵＶ殺菌灯、プラズマ発生装置、アロマ発生装置のいずれか、またはこれらを組み合わせてＯＮ／ＯＦＦおよび作動時間設定が可能となっている。これによれば、被処理物に最適な殺菌方法を任意に設定することができるので、非常に効率的である。

本発明の殺菌装置によれば、収納室内に載置された被処理物に強力な紫外線照射を行い、あらゆる微生物の殺菌（殺細菌、殺ウイルス、殺カビ、殺ダニなど）を行なうとともに、発生させたプラズマイオンを送風機により収納室内全体に循環させることで紫外線照射の届かない部位も隈なく殺菌することができる。また、殺菌処理時間は１０〜２０分（被処理物の量により変動する）と短時間処理であることと、殺菌処理時の電力も３０Ｗ以下と省電力化が図られている。

本発明の殺菌装置によれば、収納室内に載置した被処理物の殺菌処理が終了すると、流体吐出口のシャッターが開状態となり、収納室内を内部循環していた殺菌ガスが外部に吐出されるので、居室など小部屋の空気中の除菌を行なうことができる。また、アロマオイルガスによる収納室内の殺菌力の増強、紫外線殺菌灯から発生するオゾン臭の除去および殺菌力の持続保持を行なうことができる。さらに、小部屋の空気中の除菌を行なうとともに、人に爽快感を与えることができる。

本発明の殺菌装置によれば、被処理物の表面を隈なく赤外線照射することができる。また、収納室内における棚板または自立スタンドの配置を自由に変更することができるので、様々な大きさ、形状、処理量の被処理物を効率的に殺菌することができる。また、操作部には全自動スイッチと手動スイッチがあり、手動スイッチを選択したときは、紫外線殺菌灯、プラズ発生装置、アロマ発生装置のいずれか、またはこれらを組み合わせてＯＮ／ＯＦＦおよび作動時間設定が可能となっている。これによれば、被処理物に最適な殺菌方法を任意に設定することができるので、非常に効率的である。

本発明の実施形態の一例を示す全体斜視図である。図１の正面図（一部断面）である。図１の側面図である。本発明の操作部の一例を示す正面図である。本発明の実施形態の一例を示すシステム構成図である

以下、本発明について図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の実施形態の一例を示す全体斜視図、図２は図１の一部を断面とした正面図、図３は図１の側面図である。図１〜図３において、容器本体１は、ステンレス鋼板等を用いて前面に取り付けられたドア４、上面壁１１、下面壁１２、両側面壁１３、および後面壁１４からなる略直方体に形成されており、被処理物、例えば、布類（ガーゼ、マスク、ハンカチ、タオルなど）、食器類（箸、スプーン、コップなど）、理美容用具類（櫛、ハサミなど）等を収納する収納室２とプラズマ発生装置５６やアロマ発生装置５７等を配置する制御ボックス３が中間壁１５で区分けされている。

収納室２の前面には、ステンレス鋼板等の枠部で囲まれた部分が透明ガラスまたは透明合成樹脂板（アクリルなど）からなるドア４が、該ドア４の下部に設けられたヒンジ（図示しない）等により開閉自在に取り付けられている。透明のガラスまたは合成樹脂板を用いると、収納室内部に載置された被処理物を収納室外部から視認することができるので便利である。なお、透明ガラスや合成樹脂板を半透明または不透明とすることや、ドア全体をステンレス鋼板等で形成することも可能である。ドア４の枠部と当接する収容室前面の所定位置には、ドア４の開閉によりＵＶ殺菌灯５２を消灯／点灯させるドア開閉感知スイッチ５８（図示しない）を備えることにより、紫外線が人の目を直射しないようにしている。

前記収納室内部の上面壁１１および下面壁１２には、被処理物の表面に紫外線照射ができるようにＵＶ殺菌灯５２が設けられている。このＵＶ殺菌灯５２は室内照明等に用いる直管式蛍光灯の形態であり、保護ガード（兼反射板）５３の両端に設けられたコネクターに着脱自在に取り付けられている。また、前記保護ガード５３は断面円弧状の長尺体であり、収納室２のドア４を開けたときに紫外線が人の目を直射しないように、ＵＶ殺菌灯５２の照射を遮蔽する角度で取り付けられている。なお、収納室２の内面側において、前面に取り付けられたドア４を除くステンレス鋼製の上面壁１１、下面壁１２、両側面壁１３、および後面壁１４の表面を光沢仕上げとすれば、赤外線照射光を収納室内部で乱反射させることができるので、被処理物の表面を隈なく照射することができる。

前記ＵＶ殺菌灯５２による照射を安定させるために、制御ボックス３の内部にＵＶ安定器５４を設けている。このＵＶ安定器５４は、紫外線出力を安定（光出力を脈動がなく一定にする）させるとともに、出力電圧を一定（電源電圧変動によるランプ出力の変動は必ず電源電圧変動値以下に保つ）に保持する機能等を有している。

前記収納室内部に存在する殺菌ガスを収納室内で隈なく循環させるために、収納室内部に面する中間壁１５の壁面に送風機５５が設けられている。この送風機５５は、コンピュータや事務機等に使用されている超静粛設計で省電力設計の超小型送風機（例えば、日本ブロア株式会社製のスケールファン、ＳＦ−３８）を採用することができる。なお、前記中間壁１５に貫通口を設けて、該貫通口に前記送風機５５を嵌合するように設置すれば、制御ボックス３の殺菌ガスを収納室２に循環させることができる。

前記容器本体１の側面壁（制御ボックスの側面）１３には、制御ボックス３の内部に設置されているプラズマ発生装置５６等の保全を行なうための点検カバー７が、開閉自在に取り付けられている。この点検カバー７の任意位置には外部空気が流入するスリット状の空気流入口（図示しない）が形成されており、制御ボックス３を経由して収納室２に流入した空気は、収納室２の上部壁１１に設けられた流体吐出口５から排出される。

前記制御ボックス３には、プラズマ発生装置５６が設けられている。プラズマ発生方法は既知であり、本発明に用いるプラズマ発生装置５６も既知のものを用いることができる。

収納室２内の殺菌処理が終了すると、流体吐出口５のシャッターが自動的に開状態となり、収納室２内を内部循環していた殺菌ガスが外部に吐出される。これにより殺菌装置が設置された場所、例えば居室内の空気中の除菌を行なうことができる。

また、前記制御ボックス３内には、アロマ発生装置５７が設けられている。該アロマ発生装置５７は、電動式の小型アロマ発生器が用いられており、中間壁１５に設けられたダクト６を通じて、アロマガスが収納室２に導入される。アロマの香りを燻蒸させてアロマの香りを収納室２の内部に流入させることにより、収納室２内の殺菌力の増強、紫外線殺菌灯から発生するオゾン臭の除去および殺菌力の持続保持を行なうことができる。なお、電動式の小型アロマ発生器に代えて、前記小型空気清浄機にアロマガス発生機能を付加するか、２機の小型空気清浄機を設置して、１機にアロマガス発生機能を付加してもよい。

収納室２内の殺菌処理が終了すると、流体吐出口５のシャッターが自動的に開状態となり、収納室２内を内部循環していた殺菌ガスが外部に吐出される。これにより殺菌装置が設置された場所、例えば居室内の空気中の除菌を行なうとともに、人に爽快感を与えることができる。

前記収納室２内部には、被処理物を載置するための保持手段として載置部が格子状または網目状である棚板８１または自立形スタンド８２が着脱自在に設けられている。前記棚板８１は、複数段設けられた棚受具８３に係止することにより、棚板間の空間高さを適宜変更することができる。また、棚板８１と自立型スタンド８２を組み合わせて用いれば、被処理物の大小、形状、処理量に合わせて、多様な配置とすることができる。これにより、被処理物の表面を隈なく紫外線照射することができる。

前記制御ボックス３の前面には操作パネル３１が設けられている。図４において、３２は全自動ボタン（兼ランプ）、３３は手動ボタン（兼ランプ）、３４はＵＶ殺菌灯タイマーツマミ、３５はプラズ発生装置タイマーツマミ、３６はアロマ発生装置タイマーツマミである。全自動ボタン３２を押すと全自動ボタン３２のランプが点灯し、予め殺菌時間が設定された条件でＵＶ殺菌灯５２、プラズ発生装置５６およびアロマ発生装置５７のタイマーが始動する。一方、手動ボタン３３を押すと手動ボタン３３のランプが点灯し、ＵＶ殺菌灯タイマーツマミ３４、プラズ発生装置タイマーツマミ３５、およびアロマ発生装置タイマーツマミ３６を任意（例えば、０〜６０分）の殺菌時間に設定することができる。

全自動ボタン３２を押した場合、予め設定された殺菌時間が終了すると、流体吐出口５のシャッターが自動的に開状態となり、収納室内部の殺菌ガスが排出される。一方、手動ボタン３３を押した場合は、ＵＶ殺菌灯タイマーツマミ３４、プラズマ発生装置タイマーツマミ３５、およびアロマ発生装置タイマーツマミ３６いずれかを単独作動することが可能であり、複数作動の場合は最も長い殺菌時間に設定したタイマーが終了すると、流体吐出口５のシャッターが自動的に開状態となり、収納室内部の殺菌ガスが排出される。なお、前記ＵＶ殺菌灯タイマーツマミ３４、プラズ発生装置タイマーツマミ３５、およびアロマ発生装置３６タイマーツマミは、デジタル表示とすることも可能である。

図５は本発明のシステム構成図である。図５において、５１はコンピュータ、５２はＵＶ殺菌灯、５６はプラズマ発生装置、５７はアロマ発生装置、５５は送風機、５４はＵＶ安定器、５８はドア開閉感知スイッチ、３１は操作パネルである。前記コンピュータ５１は制御回路が組み込まれたプリント基板であり、制御ボックス内に取り付けられている。

前記ＵＶ殺菌灯５２および送風機５５は、前記コンピュータ５１に連結されており、容器本体前部のドア４を開閉することにより作動するように、前記ドアに対応する前記容器本体前面の枠部に配置されているドア開閉感知スイッチとも連結されているため、前記ドア４が閉じられている状態ではＵＶ殺菌灯５２と送風機５５は作動するが、収納室内における被処理物の有無に関わらず、前記ドア４を開くと、ＵＶ殺菌灯５２および送風機５５の作動が停止して使用者の安全を図るようになっている。

このように構成されている殺菌装置は以下に示すように作動する。
１）殺菌したい被処理物を収納室内の棚板８１または自立スタンド８２に載置してドア４を閉める。
２）全自動ボタン３２を押すと、予め設定された条件（ＵＶ殺菌灯５２、プラズマ発生装置５６およびアロマ発生装置５７の殺菌時間）で殺菌が開始されると同時に、送風機５５が作動する。
３）手動ボタン３３を押すと、事前に任意に設定した条件（ＵＶ殺菌灯５２、プラズマ発生装置５６およびアロマ発生装置５７の作動時間）で殺菌が開始されると同時に、送風機５５が稼動する。この場合、ＵＶ殺菌灯５２、プラズマ発生装置５６またはアロマ発生装置５７は、夫々単独で作動させることが可能であるため、少なくともいずれか１つの装置について殺菌時間を設定する必要がある。
４）殺菌（作動時間）が終了すると、収納室２の上部壁１１に設けられている流体吐出口５のシャッターが自動的に開状態となり、収納室内の殺菌ガスが収納室外に放出される。
５）ドア４を開けて、殺菌された被収納物を取り出す。なお、殺菌中にドア４を開けると、ドア開閉感知スイッチ５８が作動して、ＵＶ殺菌灯５２および送風機５５は停止するが、ドア４を閉めるとＵＶ殺菌灯５２および送風機５５が再作動する。

本発明の殺菌装置において、下記条件で殺菌処理をした結果は以下のとおりである。
供試菌：黄色ブドウ球菌、大腸菌、枯草菌
使用培地：標準寒天培地平板
試験方法：
寒天培地平板に黄色ブドウ球菌、大腸菌、枯草菌をそれぞれ塗抹したもの各数枚を準備し、殺菌装置に入れ、シャーレの蓋を取り除いた状態で、全自動ボタン（ＵＶ殺菌灯、プラズ発生装置およびアロマ発生装置の全てが作動する）を作動させて、０分、５分、１０分、３０分、６０分の作動時間毎にシャーレを取り出して、インキュペータに入れ、３７℃で４８時間培養した。その結果を表１に示す。

（試験結果）
表１の数値は、各被検菌の培養菌の発育集落数を示している。表１に示すように、０分のみに菌の発育を認め、以降の殺菌時間毎の培地では菌の発育を全てにおいて認めなかった。即ち、寒天培地表面に付着した細菌は完全に殺菌作用が働くことが実証できた。また、収納室内部の隅や方向により紫外線照射量の減衰が懸念される部位についても、殺菌ガスが送風機により循環していることで、細部にわたる緻密な殺菌作用・効果が発揮できていると思われる。

産業上の利用分野

本発明は、収納室内に載置した食器や調理用具等の被処理物に対して、紫外線（ＵＶ）照射を行なうとともに低温プラズマイオンおよびアロマオイルガスを循環させて、前記被処理物の表面に付着している菌類を殺菌又は滅菌する低温プラズマ・紫外線複合殺菌装置である。本装置は、家庭、給食・調理場、理容・美容店、介護施設、救急車等の車内における簡易殺菌装置等として広く利用することが可能なものである。

１容器本体
２収納室
３制御ボックス
４ドア
５流体吐出口
６ダクト
７点検カバー
１１上面壁
１２下面壁
１３側面壁
１４後面壁
１５中間壁
３１操作パネル
３２全自動ボタン（兼ランプ）
３３手動ボタン（兼ランプ）
３４ＵＶ殺菌灯タイマーツマミ
３５プラズマ発生装置タイマーツマミ
３６アロマ発生装置タイマーツマミ
５２ＵＶ殺菌灯
５３保護ガード
５４ＵＶ安定器
５５送風機
５６プラズマ発生装置
５７アロマ発生装置
５８ドア開閉感知スイッチ
８１棚板
８２自立スタンド
８３棚受具

Claims

被処理物を収納する収納室、及び当該収納室内に供給する雰囲気を生成する雰囲気生成室が中間壁により区分けされた容器本体と、
前記収納室を開閉するために、前記収納室の前面に開閉自在に設けられたドアと、
前記収納室側の中間壁の壁面に設置され、前記雰囲気生成室より前記収納室内に供給される雰囲気を、当該収納室内で循環させる送風機と、
前記収納室内部の上面壁及び下面壁に設置され、紫外線を照射する紫外線灯と、
前記雰囲気生成室内に設置され、高電圧を用いて空気中の水分をイオン化することによりプラズマイオンを生成するプラズマ発生装置と、
前記雰囲気生成室内に設置され、蒸散によりアロマガスを生成するアロマガス発生装置と
を備え、
前記収納室と前記雰囲気生成室とがダクトを介して連通されており、当該雰囲気生成室内で生成されたプラズマイオン及びアロマガスが共に当該ダクト内を通過することによって当該収納室内へ供給される、
殺菌装置。
前記紫外線灯は、前記ダクトの出口近傍に配設されており、当該ダクトを通じて前記雰囲気が前記収納室内に供給された際に当該雰囲気が前記紫外線灯近傍を通過する、
請求項１に記載の殺菌装置。
前記収納室の上面壁に設けられ、当該収納室内を循環した雰囲気を外部に吐出する流体吐出口をさらに備える
請求項１又は２に記載の殺菌装置。
前記収納室内に着脱自在に設けられ、前記被処理物を積載可能な保持手段をさらに備える
請求項１乃至３の何れかに記載の殺菌装置。