JPH0316692A - 無菌純水の供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば電子工業・化学薬品工業・精密部品工
業あるいは食品工業などのように高純度の純水を使用す
る分野において、無菌純水を常に供給する方法に関する
ものである。

〔従来技術と発明が解決しようとする課題〕近年、純水
を使用する電子工業・化学薬品工業・精密部品工業ある
いは食品工業などの製造プロセスや洗浄プロセス等で使
用される純水は高純度水が求められており、しかも常に
無菌純水であることが要求されている．しかしながら、
これらの分野の純水製造・供給システムにおいては１つ
の装置で製造した純水を種々の目的で使用する．例えば
、化学薬品工業では仕込み用、洗浄用、調合用、希釈用
に利用するため大型化・複雑化していく傾向がある．ま
た既設の装置を改造したり増設したりすればなおさらで
ある． このように大型化・複雑化していく純水製造・供給シス
テムにおいては、多数のタンク、バルブ、ポンプ、フィ
ルター、長距離配管を使用し配設しているため、生菌が
繁殖しやすい環境を提供している．また純水供給ライン
においても、分岐配管が多くなり、純水が溜って流れに
くい個所、いわゆる溜まりができやすく、そこに生菌が
繁殖しやすいようになっている．特に運転停止時は、純
水が流れなくなり、全体が溜まりとなって生菌がなお繁
殖し易くなる．したがってその対策として、純水製造装
置と各ユースポイント（純水を使用現場へ分配、供給す
る個所）のあいだには、純水製造装置の純水タンクへ純
水を戻す循環ラインを設け、純水の定常的な循環流を通
して常に滞留部分がないようにして生菌の発生を押さえ
るようにしたり、あるいは各ユースポイントに再濾過系
を個々に設けたりするところもある． さらに純水供給ラインは定期的に殺菌されなければなら
ない．従来の一般的な殺菌操作としては、ｌ〜３重量％
の過酸化水素の水溶液で１時間処理、または１〜５ｐｐ
一の次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で１時間処理が用い
られる．こうした方法では、殺菌時に多量の廃液が排出
され、その処分が必要なことや、過酸化水素や次亜塩素
酸ナトリウムのような強力な酸化剤は、純水製造装置中
のイオン交換樹脂・メンブレンフィルター等を酸化分解
してしまう可能性もある。また殺菌終了時には多量の純
水で系内を洗って殺菌剤の排出を行なわなければならな
いという欠点があった． その他、スチーム殺菌法や熱水殺菌法などもあるが、そ
のエネルギー効率等を考えればあまり経済的な方法とは
いえない。

こうしたことから大型化・複雑化するプロセスの中で、
大型化・複雑化した純水製造・供給システムからでも、
常に無菌純水を供給するには、多大のエネルギー・コス
ト・労力・時間を必要としていた。

本発明は高純度水を製造し供給するシステムにおいて、
前述のような従来方法による殺菌の多く，の問題を解決
し、操作が簡単でしかも大型化・複雑化した装置におい
ても常にｍ菌純水を供給できる方法を提供することを目
的とするものである．〔課題を解決するための手段〕 本発明者は前記の目的を達成するために種々研究を行っ
た． 古くからフッ素化合物は、歯のう蝕防止剤・木材防腐剤
として使われ、生体に対して特異な活性をしめずことが
知られている．こうした知見をもとに、純水中で増殖し
うる生菌例えばＰｓｅｕｄｏ＋ｍｂｎａｓ属菌又は真菌
等について、純水中に存在させる各種の水溶性化合物戒
分の菌増殖に対する影響を、化合物濃度を変え詳細に検
討した結果、純水中に微量のフッ素イオンの存在により
驚異的な殺菌効果が得られることを見出だした．すなわ
ち純水中に存在させるフッ素イオン濃度を１０ｐｐｓ＋
以下の程度の低レベルに保っても生菌が死滅し、さらに
１　ｐｐｍ以下の．程度の低レベルでも生菌が増殖しな
い静菌状態の得られることが明らかになった．こうした
極微量のフッ素イオンの殺菌メカニズムについては、定
かでないが、水素イオン濃度（ｐＨ）や酸化還元を利用
した一般的な殺菌能力とは異なるフッ素イオン独特の生
理的薬効を示したものと推察される． 更に、純水中で生菌の繁殖を防止するに有効なフッ素イ
オン濃度はそのフッ素イオンを与える使用化合物の種類
によって変り、フッ化水素酸（ＩＰ）では０．　１ｐｐ
ｍ以上の、好適には０．１〜１００ｐｐｍの濃度で有効
であるが、水溶性のフッ化物塩、例えばフッ化アルカリ
金属又はフッ化アンモニウムではｉ　ｐｐｍ以上の、好
適には１−１００１）ｌ）ＩＩの濃度で有効であること
が認められた．しかし、ｔｏｏｐｐ＋ｍより実質的に高
い濃度では、殺菌効果は得られるけれども、純水として
言い得なくなる場合もあり、またフッ化化合物の十分な
脱除に手間がかかることにもなる． 従って、第１の本発明によると、純水供給ライン内にお
ける供給される純水中に０．１〜１００９９−の濃度の
フッ化水素酸を存在させ、こうして純水中に存在させた
フッ素イオンにより生菌を繁殖させないで純水を無菌状
態に保ちながら供給することを特徴とする無菌純水の供
給方法が提供される．また、第２の本発明によると、純
水供給ライン内における供給される純水中に１〜１００
ｐｐｍの濃度の水溶性フッ化物塩を存在させ、こうして
純水中に存在させたフッ素イオンにまり生菌を繁殖させ
ないで純水を無菌状態に保ちながら供給することを特徴
とする無菌純水の供給方法が提供される．上記の本発明
方法によって供給される無菌純水は、この中に含まれる
微量のフン化化合物の存在が許容できる用途で利用でき
る．また、所望ならば、利用前に完全にフッ化化合物を
例えばイオン交換樹脂によって、除去することもできる
。本発明の方法において、フッ化水素酸又はフッ化物塩
は、これの水溶液の形で純水中に添加されて純水中に存
在させられ、その添加個所は純水製造・供給システムに
付属する純水供給ライン、特に純水供給配管上の任意な
適当な個所でよい．また、水溶性フッ化物塩の水溶性と
は、ｌ　−１００ｐｐ■の濃度で水に溶け得る程度の溶
解度をもつことを意味し、適当なフッ化物塩の例には、
アルカリ金属、例えばナトリウム、カリウム、リチウム
のフッ化物、アルカリ土類金属、例えばカルシウム、マ
グネシウムのフン化物、フッ化アンモニウム、鉄又はそ
の他の適当な金属のフッ化物、等がある．以下に、１〜
１００ｐｐｍの極めて低．い濃度で用いた各種の化合物
の殺菌乃至静菌作用を調べるために試験を行った．すな
わち、普通寒天液体培地の１０００倍希釈液に各種化合
物を加え、所定の化合物濃度とした試験液を作る．純水
製造装置からサンプリングした純水試料を微孔膜に通し
て集菌した純水から分離の生菌を試験液に適当量加え（
初期の生菌接種数は５Ｘ１０’個／ＩＩ１とした）、４
日間３０℃で静置培養したのち、繁殖後の生菌数をＭＦ
法で測定した（生菌数測定方法はＪＩＳ　ＫＯＩＯＩに
よる）． 測定した生菌数値を次の表１に要約して示す．上記の表
１では、殺菌効果が認められたものは＋印、増殖が認め
られたものは一印、静菌効果の認められたものは士印で
示している。これによれば、ＨＦの殺菌効果は明らかで
ある．しかしながらＨＣｊ！を１Ｏｐｐｍの濃度で加え
ても殺菌効果が見出だせず、ＨＦの滅菌作用は単にｐＨ
の変動によるものではなくフッ素イオン特有のものであ
ることがわかる．またフッ化物塩類であっても、その添
加量によっては殺菌効果のあることがわかる．塩の場合
も同様に、ＮａＣ　１を１００ｐｐｍの濃度で加えても
殺菌効果は見いだせず、従って、フッ化物塩から生じた
フッ素イオンによるものである．表ｌはｌ００ｐｐｍの
フッ化水素酸及び５０〜１００ｐｐａ＋の水溶性フッ化
物塩の殺菌乃至静菌作用を示しているが、本試験は普通
寒天液体培地の１０００倍希釈液を用いて生菌の挙動を
調べているために、非常に生菌の繁殖しやすい環境で殺
菌乃至静菌作用を調べたものといえる．従って、純水に
はほとんど生菌の栄養源となる物質が含まれていないた
めに、フッ化水素酸及び水溶性フッ化物塩は更に低濃度
でも、純水内において十分に殺菌乃至静菌効果を示すも
のであり、フッ化水素酸では０．１−１００ｐｐｍで有
効であり、水溶性フッ化物塩では１〜１００ｐｐｍで有
効であることを本発明者は知見している．以下に本発明
の方法を応用した純水製造・供給システムを示す添付図
面の第１図について本発明を具体的に説明する． 第１図は本発明の方法を応用される装置の一例を示す純
水供給ラインを含むシステムの図解図である。これらの
図において原水は純水製造装置１内に設置された前処理
装Ｗ２、逆浸透膜装置３、２床３塔型イオン交換装置４
、紫外線殺菌装置５、逆浸透膜装置３′を経て精製され
て一次純水となり、一次純水は一次純水貯槽６に蓄えら
れる。ついでさらに高純度な純水にするためにカートリ
ッジ型ポリシャー（イオン交換樹脂装置）７、紫外線殺
菌装置５′、メンブレンフィルター８、限外濾過膜装置
９を経て最終的な高純度水となる。高純度水は純水供給
ライン１０を通って各ユースポイント１１に送られる．
純水供給ライン管ｌＯの適当な個所からリターンライン
ｌ３を返して純水が分流されて純水貯槽６に戻される。

第１の本発明では、純水製造装置の直後の配管、すなわ
ち純水供給ライン管内の適当な個所以降の純水中のフッ
素イオン濃度が０．１〜ｘｏｏｐｐｍとなるように、フ
ッ化水素酸の水溶液を例えば薬注ボンブなどを用いて純
水供給ライン１０の適当な個所の注入管ｌ２から断続又
は連続的に注入し、均一に混合して純水中のフッ素イオ
ン濃度が常に一定になるようにする．純水中に存在させ
るフッ素イオンの量は系内で発生する菌種、菌濃度、温
度、滞留時間等の要因により調整すればよいが、フッ素
イオン濃度１００ｐｐｍを越えて添加しても装置材料に
対する腐食等への影響が考えられる．また、０．１ｐｐ
ｍを下回っては、殺菌効果が薄くなる。

なお、第２の本発明では、フッ化水素酸の代りに、フッ
化水素酸の塩（フッ化物塩）、例えばＮＨ．Ｆ，　Ｎａ
Ｆ　ＳＫＦ等の水溶液をこれら塩の濃度が１〜１００ｐ
ｐｍになるように注入される．各ユースポイントでは、
微量のフッ素イオンが存在しても問題のない場合はその
まま使用し、フッ素イオンが純水の使用目的上で不都合
な場合には、第１図中のＮα３ユースのようにイオン交
換樹脂を充填したボリシャ−１４などを設置してこれに
通水してフッ素イオン除去後、使用すればよい．また実
施例では純水製造装置の出口配管内の純水中に直接にフ
ッ化水素酸もしくはその塩類の水溶液を注入しているが
、一旦貯槽を設けてそこからポンプもしくは圧送によっ
てユースポイントへ供給することもできる． 本発明では純水製造・供給システムの途中に、例えば集
注ポンプ等を介して、純水中に微量のフッ素イオンを存
在させるだけで殺菌効果、静菌効果が生じ、たとえ大型
化複雑化した装置においても常に無菌状態の純水を供給
することができる．次に本発明を、以下の実施例及び比
較例に基づいて説明する． 裏亀班上 第１図に示した純水供給ラインをもつ４ｎｆ／ｈの純水
製造・供給システムにおいて以下の条件で？転した． 従来法による初期殺菌： 一次純水貯槽６内に１％のＨｚＯｚ水溶液ができるよう
に３５％Ｈ，０■水溶液を一次純水に加えて調整した。

カートリッジ型ボリシャー（イオン交換樹脂装置）７の
入口側と出口側の接続導管を該ボリシャーから外し、両
者を直結して、これによってボリシャー７を通らないバ
イパス接続部を形威した後、サークルライン及びユース
ポイントへの純水供給ライン１０へ貯槽６から１％のｕ
ｚｏｚ溶液を送りながら、各ユースポイント阻１、２、
４及び５でドレンを行った．１時間にわたって上記運転
を行った後、さらに１時間ライン内にＨ２０■溶液を滞
留させてラインの内壁面を浸積した．その後、各ライン
を純水で洗浄して、Ｈオ０．溶液を排出、阻１ユースポ
イントで水の比抵抗１７．５ＭΩ・０１で生菌数Ｏ個／
ＩＯＭであることを確認した． 菌数測定頻度及び方法： 純水の製造と供給を再開し、５日に１度、Ｎｌｌｌユー
スポイントから純水試料を抜出すサンプリングを行い、
純水１００　ｄ当たりの生菌数を、純水試料についてメ
ンプレンフィルター法を用いた生菌数測定法（ＪＩＳ　
ＫＯＩＯＩ）で測定した．純水製造の運転方法と本発明
実施法： 上記の初期殺菌を行った後に、一次純水貯槽６には４ｒ
ｒｆ／ｈの率で一次純水を供給させる．また、一次純水
貯槽から一次純水を８ｎｆ／ｈでカートリッジ型ボリシ
ャー（カートリッジ型混床イオン交換樹脂装置）、紫外
線殺菌装置、メンブレンフィルター、限外濾過膜を通過
して通水し精製して高純度純水にする．その中で約４ｎ
ｆ／ｈの高純度純水は再び一次純水貯槽に戻り、約４ポ
／ｈの高純度純水が純水供給ライン１０を通ってユース
ポイントへ送られる． 本実施例では、ユースポイントへの純水供給ラインｌＯ
と、一次純水貯槽へ戻るラインの分岐管１３の接続点か
ら後段の位置において、例えば注入管ｌ２から高純度純
水中のフッ素イオン濃度が１　ｐｐｍとなるようにフッ
化水素酸水溶液を薬注ボンブを介してラインｌＯ内の水
に連続に注入した．上記の初期殺菌後に純水の製造と供
給を上記の要領で続け且つフッ素イオンの補給も続け、
５日目毎にＮａｌユースポイントから純水試料を抜出し
、その中の生菌数を上記の方法で測定した。その結果の
生菌数を添付図面の第２図に示した。Ｎａｌのユースポ
イントで９０日間以上にわたって無菌純水を供給するこ
とができた． 止較員土 実施例１と全く同様の初期殺菌及び純水の製造と供給の
運転をおこなったが、ＨＦの注入を省略した． ユースポイントＮＩＩＬＩからサンプリングした純水試
料について、実施例ｌと同様に生菌数を測定し、その結
果を第３図に示す．初期殺菌後、５日目で生菌が確認さ
れ、その後著しく増加した。

１嵐明１ 実施例１と全く同様の初期殺菌後に、供給ラインｌＯ内
の純水中のフッ化水素濃度が１００ｐｐｍに維持される
ようにフッ化水素酸水溶液を実施例１と同様に補給した
． 初期殺菌後の９０日間以上にわたりＮａｌユースポイン
トで無菌純水を供給することができた．裏嵐班工 供給ライン１０内に純水中のフッ化アンモニウム濃度が
５０ｐＰ−となるようにフン化アンモニウム水溶液を注
入して実施例１の方法を反復した．ｋｌユースポイント
で抜出した純水試料について生菌数を測定した結果を第
４図に示す．初期殺菌後の９０日間以上にわたり無菌純
水を供給することができた． ｚ益員工 供給ライン１０内に純水中のフッ化ナトリウム濃度が５
０ｐｐ■となるようにＮａＦ水溶液を注入して実施例１
の方法を反復した． Ｎａｌユースポイントで抜出した純水試料について生菌
数を測定した結果を第５図に示す．９０日間以上にわた
り無菌純水を供給することができた．裏益員ｉ 供給ライン１０内に純水中のフッ化水素濃度が０．１ｐ
ｐｍとなるようにフッ化水素酸水溶液を注入して実施例
ｌの方法を反復した． Ｎａｌユースポイントで抜出した純水試料について生菌
数を測定した結果を第６図に示す。初期殺菌後の９０日
間以上にわたり無菌純水を供給することができた． ｚ益班立 供給ライン１０内に純水中のフッ化アンモニウム濃度が
１ｐｐ請となるようにフッ化アンモニウム水溶液を注入
して実施例１の方法を反復した。

Ｎａｌユースポイントで抜出した純水試料について生菌
数を測定した結果を第７図に示す。初期殺菌後の９０日
間以上にわたり無菌純水を供給することができた． １嵐班工 供給ラインＩＯ内に純水中のフッ化ナトリウム濃度が１
　ｐｐｍとなるようにＮａＦ水溶液を注入して実施例１
の方法を反復した． ＮＬＬｌユースポイントで抜出した純水試料について生
菌数を測定した結果を第８図に示す。９０日間以上にわ
たり無菌純水を供給することができた．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を応用され得る純水供給ラインを有
する純水製造・供給システムのフロー図解図である。第
２図、第４図乃至第７図及び第８図は夫々に本発明の実
施例１、３乃至６及び７で得られた無菌の供給純水中の
生菌数の経時変化を示す曲線図であり、第３図は本発明
を行わなかった比較例ｌで得られた供給純水中の生菌数
（対数表示）の経時変化を示す曲線図である．第２図 馬３図 第５図 運転時間 （日教） 第４図 弟 ？ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）純水供給ライン内における供給される純水中に０．
   １〜１００ｐｐｍの濃度のフッ化水素酸を存在させ、こ
   うして純水中に存在させたフッ素イオンにより、生菌を
   繁殖させないで純水を無菌状態に保ちながら供給するこ
   とを特徴とする無菌純水の供給方法。 ２）純水供給ライン内における供給される純水中に１〜
   １００ｐｐｍの濃度の水溶性フッ化物塩を存在させ、こ
   うして純水中に存在させたフッ素イオンにより生菌を繁
   殖させないで純水を無菌状態に保ちながら供給すること
   を特徴とする無菌純水の供給方法。