JPH08173511A - 殺菌方法 - Google Patents

殺菌方法

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JPH08173511A
JPH08173511A JP6322164A JP32216494A JPH08173511A JP H08173511 A JPH08173511 A JP H08173511A JP 6322164 A JP6322164 A JP 6322164A JP 32216494 A JP32216494 A JP 32216494A JP H08173511 A JPH08173511 A JP H08173511A
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JP
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water
gas
photocatalyst
sterilized
sterilization method
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JP6322164A
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Toshio Ishida
敏雄 石田
Shigeki Konno
茂樹 今野
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Fujimori Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Fujimori Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 包装材料等の物品を安全で、容易に殺菌で
き、かつ殺菌した物品を変質させることが少なく、より
効率良くかつ強力に殺菌を行える方法であって、過酸化
水素水より入手が容易であり、危険性も少ない材料を用
いて行える殺菌方法の提供。 【構成】 電界により少なくとも一部を電離させた液体
と被殺菌物とを接触させる殺菌方法であって、前記液体
が光触媒の存在下、該光触媒に対する励起光を照射した
水である殺菌方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、殺菌方法に関する。さ
らに詳しくは、本発明は、包装材料、医療材料、容器等
を安全に、かつ簡便にしかも効率よく殺菌できる殺菌方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】物品の殺菌方法としては、酸化エチレン
ガス等の殺菌剤を用いる方法、ガンマ線や電子線等の放
射線を照射する方法、さらに低圧下におけるグロー放電
を用いる方法等が知られている。
【0003】酸化エチレンガス等の殺菌剤を用いる殺菌
方法は、使用する酸化エチレンガス等の殺菌剤が毒性を
有することが多い。そのため、密閉系で処理しなければ
ならず、処理装置自体が大型となる。さらに、被殺菌物
に殺菌剤が残存する恐れもある。
【0004】ガンマ線や電子線等の放射線を照射する方
法は、殺菌剤が残存する恐れはない。しかし、殺菌した
物品の機械的強度を低下させたり、物品が樹脂である場
合には、樹脂が分解等して悪臭が付着したり、変色する
等の問題点がある(特公平3−73309号公報参
照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】これら従来技術が有す
る課題を解決できる殺菌方法としてプラズマを用いる方
法が知られている〔特開平5−229530号〕。この
方法は、例えば複合酸化物からなるエネルギー変換体に
電磁波を照射し、励起したエネルギー変換体と希ガス等
を接触させてプラズマ状態とし、プラズマ状になった希
ガス等を被殺菌体と接触させるものである。
【0006】上記プラズマを用いる方法は、包装材料等
の物品を安全で、容易に殺菌でき、かつ殺菌した物品を
変質させることが少ない方法であり、優れた方法であ
る。本発明者は、この方法を実用化するためにさらに検
討を進めた。その結果、多量の物品を一度に処理するた
めには、プラズマ状態のガスを多量に得る必要があり、
そのためには、プラズマ状態とするためのエネルギー変
換体を大型化し、さらに大出力の電磁波が必要であっ
た。しかし、実用的には、大型の装置では従来法と対抗
することが難しい。さらに、被殺菌体が厚みのある構造
を有する物の場合、内部まで十分に殺菌できないか、殺
菌力を高めるためにエネルギー変換体に近付けると、被
殺菌体の温度が上がり変質する場合があることもわかっ
た。
【0007】上記方法以外にオゾンによる殺菌方法も良
く知られている。中でも、オゾンを効率良く発生させる
ためにパルス電源を用いた方法が提案されている。例え
ば、パルス放電による殺菌方法〔特開昭63−3189
47号〕やコロナ放電によりオゾンを発生させる目的で
パルス電圧を用いる方法〔特開平1−153504号〕
が挙げられる。いずれの方法も放電により酸素をオゾン
とするものであるが、オゾンによる殺菌は枯草菌に対し
てそれ程強いものではなく、より強力な殺菌方法の提供
が望まれている。
【0008】本発明者らは、包装材料等の物品を安全
で、容易に殺菌でき、かつ殺菌した物品を変質させるこ
とが少ない殺菌方法であって、より小型の装置でも、即
ち、より効率よくかつ強力に殺菌を行える方法を提供す
べく検討し、大気圧下で電界中を通過させて、一部を電
離させた気体又は霧状の液体を被殺菌物に接触させる方
法を提案した〔特願平6−254876号、特願平6−
258024号、特願平6−268583号、特願平6
−282062号〕。
【0009】上記方法の中でも、電離させた過酸化水素
水を用いる殺菌方法は、殺菌力が高いことから有望な方
法である。しかし、この方法を実用する上では、過酸化
水素水を定期的に殺菌装置に供給しなければならず、過
酸化水素水の在庫管理等をする必要があるという煩雑さ
がある。さらに実用的な観点からは、殺菌剤等の入手は
容易であり、かつ危険性の少ないものであることが好ま
しい。そこで、本発明の目的は、包装材料等の物品を安
全で、容易に殺菌でき、かつ殺菌した物品を変質させる
ことが少なく、より効率よくかつ強力に殺菌を行える殺
菌方法であって、過酸化水素水より入手が容易であり、
危険性も少ない材料を用いて行える殺菌方法を提供する
ことにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、電界により少
なくとも一部を電離させた液体と被殺菌物とを接触させ
る殺菌方法であって、前記液体が光触媒の存在下、該光
触媒に対する励起光を照射した水であることを特徴とす
る殺菌方法に関する。以下本発明について詳細に説明す
る。
【0011】本発明の殺菌方法の特徴は、励起光を照射
した光触媒に接触させた水の少なくとも一部を電離させ
て、これを被殺菌物と接触させることである。本発明の
方法に用いる光触媒は、水を水酸イオン(OH- )と水
素イオン(H+ )とに解離する能力を有するものであれ
ば、特に制限なく用いることができる。光触媒として
は、例えば、チタニア、チタン酸ストロンチウム、酸化
亜鉛及び硫化カドミウム等を挙げることができる。これ
らの光触媒は、単独又は併用することができる。さら
に、光触媒は、チタニア、チタン酸ストロンチウム、酸
化亜鉛及び硫化カドミウムからなる群から選ばれる1種
又は2種以上と、白金、ロジウム、酸化ルテニウム、酸
化ニッケルからなる群から選ばれる1種又は2種以上と
の複合体(担持体)であることもできる。例えば、Pt
/TiO2 、Rh/SrTiO2 、Ru/SrTi
2 、Pt/SrTiO2 、RuO2 /TiO2 /P
t、RuO2 /TiO2 等を挙げることができる。ま
た、光触媒と担持体となる金属又は金属酸化物とを複合
化することなく、併用することもできる。
【0012】光触媒の励起光は、光触媒の種類により異
なるが、通常は波長200〜400nmの紫外光であ
る。単位量の水に対する光触媒の量、励起光を照射した
光触媒と水との接触時間、温度等は、光触媒の作用より
解離される水の量(生成する水酸イオン(OH- )と水
素イオン(H+ )の量)を考慮して適宜決定される。ま
た、水中の水酸イオン(OH- )と水素イオン(H+
の量は、殺菌効果に影響するので、所望の殺菌効果を考
慮して適宜調整する。
【0013】また、光触媒の形状、構造等には特に制限
はないが、例えば、粉末状又は板状等であることができ
る。また、粉末状の光触媒は、例えば粒子径が20〜5
000オングストロームの範囲のものであることができ
る。板状の光触媒は、連続的に光解離水を生成させるの
に有効であり、紫外光(254nm、400W)を用い
る場合、例えば、100cm2 の面積を有する光触媒と
水1リットルを60〜180分間程度接触させた解離水
を用いることができる。また、光触媒粒子を充填したカ
ラム等に励起光を照射し、さらに水を流通させることで
も光解離水を得ることができる。
【0014】本発明では、水を光解離させるが、水の光
解離を妨げない範囲で水中に添加物を加えることもでき
る。例えば、添加剤としては、例えばアルコールや過酸
化水素等を挙げることができる。
【0015】本発明の殺菌方法では、上記のようにして
得られる光解離水は、真空下又は大気圧下で電離させて
被殺菌物と接触させる。
【0016】真空下での操作は、例えば、1torr以
下、好ましくは0.1〜0.5torrの範囲の真空下
に、前記光解離水を導入し、その少なくとも一部を電離
させ、同じく真空容器中に設置されている被殺菌物と接
触させることで行うことができる。高周波電源として1
3.56MHzを用いる場合、電圧は1kV〜5kVの
範囲とすることが適当である。また、300mmφ×4
00mmタイプの処理の場合、1kW〜3kWの範囲と
電力とすることが適当である。電離させた光解離水と被
殺菌物との接触時間は、所望の殺菌の程度により適宜選
択できるが、滅菌効果を考慮すると、例えば30〜60
分間程度とすることができる。
【0017】大気圧下で電離させる方法には、液体に気
体を導入して形成した霧状物を電界中に通して、前記霧
状物の少なくとも一部を電離させる方法(第1の方法)
と、電界中に通して得られる少なくとも一部を電離させ
た気体と、液体に気体を導入して形成した霧状物とを電
界外で混合して、少なくとも一部が電離した霧状を得る
方法(第2の方法)とがある。
【0018】電界は、例えば、少なくとも1対の高圧電
極と接地電極とを用い、この電極間に一定以上の電圧を
与えることで発生させることができる。このような電界
の発生装置は、例えばコロナ放電等に用いられる高圧電
極と接地電極とをそのまま用いることができ、例えば、
高圧電極及び接地電極の少なくともいずれか一方の表面
が固体誘電体で被覆されているもであることができる。
尚、固体誘電体には特に制限はないが、例えば石英等の
セラミックスやハイパロンラバー、ポリエチレンテレフ
タレート等のポリエステルの積層体等を用いることがで
きる。また、高圧電極及び接地電極のいずれもが、金属
電極であることもできる。
【0019】高圧電極と接地電極の数及び形状等には特
に制限はなく、発生させた電界内を通過する気体又は霧
状物をどの程度電離させる必要があるか否かにより適宜
決定できる。例えば、気体又は霧状物の流量が多い場合
は、一定以上の割合で電離させる目的で、電界中の滞在
時間が長くなるように調整することができ、そのような
場合、高圧電極と接地電極を並列に複数設けたり、或い
は高圧電極と接地電極の少なくとも一方を帯状、棒状、
筒状等の形状にすることもできる。また、局部放電を防
止する目的で、高圧電極の表面積を大きくするために、
電極に突起や凹凸等を設けることもできる。
【0020】本発明において霧状物の電離体を得る第1
の方法において、霧状物を形成させるのに用いる気体
は、前記の電界中で電離可能な気体である。そのような
気体として、例えば、酸素、窒素、希ガス(アルゴン、
ヘリウム及びネオン)、水素、空気等を挙げることがで
きる。希ガス中でも、アルゴンは電離し易すく、コスト
的に優れているので好ましい。また、ヘリウムは電離が
連続的になりやすいという観点から好ましい。特に、ア
ルゴンは、ヘリウムよりも比重が空気により近く、大気
圧下での取扱が容易であるため、より好適に使用するこ
とができる。また、上記気体の2種以上を混合して併用
することもできる。
【0021】霧状物の形成は、前記光解離水をネブライ
ザーに供給し、さらに上記気体をキャリアーガスとして
通すことにより発生させることができる。また、霧状物
は、前記光解離水を満たした容器に、前記キャリアーガ
スをバブリングさせることによっても発生させることが
できる。気体(キャリアーガスも含む全ての気体)と液
体との割合は、特に制限はないが、気体1リットル当た
り液体1mg〜100mgの範囲とすることが、放電持
続と被殺菌物への圧力と言う観点から適当である。さら
に、霧状物の粒子径は、例えば約5〜3000μmの範
囲とすることが局所放電防止と言う観点から好ましい。
【0022】本発明において霧状物の電離体を得る第2
の方法において、電界を通過させる気体は、電界中で電
離可能な気体である。そのような気体は、前記霧状物の
形成に用いることができる気体から適宜選択することが
できる。第2の方法においては、少なくとも一部を電離
させた気体と、気体と液体との混合物を混合し、少なく
とも一部を電離させた霧状物を得る。少なくとも一部を
電離させた気体と、霧状物との混合比率は所望の殺菌の
程度により適宜決定することができる。
【0023】電界中を通過させる気体又は霧状物は、少
なくとも一部が電離することが必要である。そこで、気
体又は気体と液体の混合物の流量、電界発生のため投入
する電圧及び電流(電力)量、電極の数及び形状、等
は、気体又は霧状物は、少なくとも一部が電離できるよ
うに適宜決定する。又、ガス圧は、通常は大気圧付近で
あることが、操作が容易であることから好ましい。但
し、後述のように、殺菌容器内が大気圧よりやや加圧状
態(大気圧より最大1気圧までの陽圧)になるようにし
て操作することが、殺菌効果を高めることができ、特
に、厚みのある被殺菌体の内部まで殺菌することができ
るという観点から好ましい。
【0024】本発明において、上記電界は、例えば周波
数が50Hz〜1,000kHzの範囲の交流電圧を用
いて発生させることができる。また、高圧電極と接地電
極との間の電圧は、例えば2000〜20,000Vの
範囲とすることができる。
【0025】また、上記交流電圧以外にパルス電圧を用
いることもできる。パルス電圧の立ち上がり速度は、い
ずれも0.01kV/ns〜10kV/nsの範囲にあ
ることが適当である。パルス電圧の立ち上がり速度の好
ましい範囲は0.1kV/ns〜1kV/nsの範囲で
ある。パルス電圧のパルス幅は10-9秒〜10-1秒の範
囲にあることが適当である。パルス幅の好ましい範囲は
10-8秒〜10-6秒である。パルス電圧のピーク電圧は
1kVp〜100kVpの範囲にあることが適当であ
る。ピーク電圧の好ましい範囲は8〜50kVpであ
る。
【0026】パルス電圧の周波数は1Hz〜100kH
zの範囲であることが適当である。周波数が1Hz未満
では、殺菌効率が低下し、100kHzを超えると電界
内のガスの温度が大幅に上昇する。パルス電圧の周波数
の好ましい範囲は、50Hz〜500Hzの範囲であ
る。
【0027】上記第1又は第2の方法により得られた少
なくとも一部が電離した霧状物は、被殺菌物と接触させ
る。被殺菌物との接触は、第1の方法においては、電界
内又は電界外で行うことができ、第2の方法において
は、電界外で行う。接触方法に特に制限はない。但し、
固定した被殺菌物に電離した霧状物のガス流を接触させ
る(電界内又は電界外)か、又は電離した霧状物を充填
した容器に被殺菌物を導入する(電界外)こともでき
る。特に、被殺菌物を設置するチャンバー内は、前記の
ように大気圧よりやや加圧状態(大気圧より最大1気
圧)になるようにして操作することが、殺菌効果を高め
ることができ、特に、厚みのある被殺菌体の内部まで殺
菌することができるという観点から好ましい。また、チ
ャンバー内を陽圧にすることにより、チャンバー内の無
菌状態を維持することもできる。
【0028】本発明の殺菌方法は、例えば、図1に示す
装置により行うことができる。図1は、断面説明図であ
る。図中、1は石英被覆電極てあり、2は金属電極であ
り、1及び2で筒状の接地電極3を構成する。4は棒状
の金属電極であり、高圧電極を構成する。5は気体又は
霧状物の導入管(パイプA)、6は霧状物の導入管(パ
イプB)、7は被殺菌体、8は排気管である。パイプA
は、ネブライザー10または気体の供給源15と連絡し
ている。また、パイプBは、ネブライザー10と連絡し
ている。ネブライザー10は、光解離水生成装置16と
接続している。光解離水生成装置16は、光源12、及
び光解離用の水11を冷却水13を介して配置する。光
解離用の水11中には、前記光触媒粉末を分散するか、
あるいは板状の光触媒を水11中に浸漬させる。光解離
用の水11は光源12からの励起光により、その一部が
前記のように解離される。尚、上記ネブライザーに代え
て、図示していないが、光解離水を充填したバブリング
容器にキャリアガスとなる気体を通すことでも、霧状物
を形成させることもできる。
【0029】霧状物を直接電離させる第1の方法におい
ては、気体の供給源14から気体をネブライザーに供給
し、光解離水の霧状物をパイプAから電界中に供給す
る。接地電極3と高圧電極4の間を通過した霧状物は、
少なくとも一部が電離し、この霧状物は被殺菌体7の方
に移動し、被殺菌体を殺菌した後、排気管8から排気さ
れる。気体を電離させ、次いで電離した気体と、霧状物
を混合する第2の方法では、電離用の気体を気体の供給
源15からパイプAを介して導入し、パイプBからは、
気体の供給源14から気体をネブライザーに供給し、光
解離水の霧状物を導入する。接地電極3と高圧電極4と
の間を通過した気体は、少なくとも一部が電離し、この
電離気体はパイプBから供給される霧状物と混合され、
さらに被殺菌体7の方に移動し、被殺菌体を殺菌した
後、排気管8から排気される。
【0030】図1に示す装置は本発明の方法を実施する
ための1実施態様であり、例えば、被殺菌体7を電離ス
ペースとは別室に配置し、電離スペースで得られたガス
を被殺菌体7を収納する別室に導入して殺菌を施すこと
もできる。また、ガスの流量及びの滞留時間等を考慮し
て、チャンバー内の規模は適宜変更することができる。
【0031】被殺菌物には特に限定はないが、例えば、
各種のプラスチック単体、またはこれらのプラスチック
を複数積層、あるいはこれらのプラスチックと金属箔と
を積層した積層材料からなる物品を挙げることができ
る。また、これら物品の形態は、食品用又は薬品用包装
のシートまたはロール、若しくは容器トレイ、ボトル等
であることができる。さらに、被殺菌物としては、天然
繊維または合成樹脂繊維からなる織布または不織布、及
び紙または上記繊維よりなる衣服類等を例示することが
できる。特に本発明の方法は、ガーゼ、マスク、綿等の
厚みのある物品の殺菌に有効である。被殺菌物として
は、その他に、金属や金属を含む加工品(例えば注射
針)、セラミックス、ガラス及びそれらの加工品等を挙
げることもできる。
【0032】被殺菌物が包装材料である場合には、その
形態は、例えば、袋、自立袋、成形容器、成形シート、
ボトル等であることができる。本発明の方法は、食品、
薬品等の無菌を要求する、例えばアセブチック用分野、
及び衛生的に無菌を要求する分野へと応用範囲は広い。
【0033】殺菌できる細菌にも特に限定はない。本発
明の方法によれば、例えば、大腸菌(E.coli)、
サルモネラ・ティフィ(Sal.typhi)、枯草菌
(B.subtilis)、黄色ブドウ球菌(Stap
hylococcus.aureus)、アスペルギル
ス・ニガー(Asp.niger)等の菌を殺菌するこ
とができる。
【0034】
【実施例】以下本発明を実施例によりさらに説明する。 実施例1 図1に示す装置を用いて、大気圧下で、本発明の殺菌方
法を実施した。光解離水生成器 光触媒:Pt/TiO2 (水100mlに対して8〜1
0g) 励起光源:UV光(波長254nm、400W) 上記光触媒を分散した光解離水生成器中の水(図示して
いないが攪拌装置により攪拌する)に上記UV光を60
分間照射し、得られた水を用いた。電界は、パルス発生
器(ピーク電圧16.4kV、波形:方形波、周波数:
240Hz〜238.5Hz)を用い、さらに霧状物の
生成にはネブライザーを用い、パイプAから霧状物を電
界内に供給した。また、気体として酸素(3リットル/
分)を用い、液体の供給量は3g/hr であった。被殺菌
物と電極との距離は8cmとした。実験条件である処理
時間と残存菌数との関係を図2に示す。
【0035】被殺菌物であるテストピースとして無菌ポ
リエステルテープにバシルス・スブチリス(Bacil
lus subtilis)の芽胞子(endspor
e)を1ピース当たり106 個になるように付着させた
(スポアー径5mmφ)ものである。
【0036】評価方法(残存胞子数検査) 殺菌試験に供したテストピースを、滅菌した0.2%ト
ゥイーン(Tween)80生理食塩水10mlに1時
間浸積後攪拌して、残存胞子を抽出した。得られた残存
胞子抽出液を、標準寒天培地を用いて、35℃で48時
間培養した。培養後、出現したコロニー数から1ピース
当たりの残存胞子を算出した。コントーロルの残存胞子
数は4.2×106 (胞子数/ピース)である。
【0037】比較例1 霧状物を水(光解離しないもの)を用いた他は、実施例
1と同様にして殺菌試験を行い、結果を図2に示す。図
2に示す結果から、光解離水を用いることで、殺菌効果
を高めることができる。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、包装材料等の物品を安
全で、容易に殺菌でき、かつ殺菌した物品を変質させる
ことが少なく、より効率よくかつ強力に殺菌を行える殺
菌方法であって、過酸化水素水より入手が容易であり、
危険性も少ない水を用いて行える殺菌方法を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例で用いた殺菌装置の説明図で
ある。
【図2】 実施例1及び比較例1の殺菌結果(処理時間
と残存菌数との関係)を示す。
【符号の説明】
1・・・石英被覆電極 2・・・金属電極 3・・・接地電極 4・・・金属電極 5・・・導入管(パイプA) 6・・・導入管(パイプB) 7・・・被殺菌体 8・・・排気管 10・・ネブライザー 11・・光解離用の水 12・・光源 13・・冷却水 14、15・・気体の供給源 16・・光解離水生成装置

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電界により少なくとも一部を電離させた
    液体と被殺菌物とを接触させる殺菌方法であって、前記
    液体が光触媒の存在下、該光触媒に対する励起光を照射
    した水であることを特徴とする殺菌方法。
  2. 【請求項2】 真空放電中に液体を導入して、液体の少
    なくとも一部を電離させる請求項1記載の殺菌方法。
  3. 【請求項3】 液体に気体を導入して形成した霧状物を
    電界中に導入し、少なくとも一部を電離させる請求項1
    記載の殺菌方法。
  4. 【請求項4】 電界内又は電界外で、前記少なくとも一
    部が電離した霧状物と被殺菌物とを接触させる請求項3
    記載の殺菌方法。
  5. 【請求項5】 電界中に気体を通して得られる少なくと
    も一部を電離させた気体と、液体に気体を導入して形成
    した霧状物とを電界外で混合し、得られる混合物を被殺
    菌物と接触させる請求項1記載の殺菌方法。
  6. 【請求項6】 気体が、酸素、窒素、アルゴン、ヘリウ
    ム及びネオンからなる群から選ばれる少なくとも1種で
    ある請求項3〜5のいずれか1項に記載の殺菌方法。
  7. 【請求項7】 光触媒が、水を水酸イオン(OH- )と
    水素イオン(H+ )とに解離する能力を有する触媒であ
    る請求項1〜6のいずれか1項に記載の殺菌方法。
  8. 【請求項8】 光触媒が、チタニア、チタン酸ストロン
    チウム、酸化亜鉛及び硫化カドミウムからなる群から選
    ばれる1種又は2種以上である請求項1〜7のいずれか
    1項に記載の殺菌方法。
  9. 【請求項9】 光触媒が、チタニア、チタン酸ストロン
    チウム、酸化亜鉛及び硫化カドミウムからなる群から選
    ばれる1種又は2種以上と、白金、ロジウム、酸化ルテ
    ニウム、酸化ニッケルからなる群から選ばれる1種又は
    2種以上との複合体である請求項1〜7のいずれか1項
    に記載の殺菌方法。
  10. 【請求項10】 光触媒の励起光が紫外光である請求項
    1〜9のいずれか1項に記載の殺菌方法。
JP6322164A 1994-12-26 1994-12-26 殺菌方法 Pending JPH08173511A (ja)

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