JPH1147240A

JPH1147240A - 可動式の放電装置を用いた殺菌方法

Info

Publication number: JPH1147240A
Application number: JP21508197A
Authority: JP
Inventors: Akinori Iwata; 顕範岩田; Yasuhiro Kinoshita; 靖浩木下; Kenji Ando; 研司安藤; Masae Adachi; 正枝安達; Seigo Miyasoi; 聖吾宮副
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 1999-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】移動可能な被処理物はもとより、移動不可能
な被処理物に対しても放電処理により容易に殺菌処理を
施すことができる手段を提供する。【解決手段】１００Ｖ単相交流電源から供給された電
力から高電圧・高周波数の交流電力を生成し、該交流電
力を放電部に印加するようになっている可搬式の放電装
置Ｔを、放電部が被処理物６の表面に近接又は接触する
ようにして移動させ、放電部と被処理物６との間にコロ
ナ放電を生じさせ、該コロナ放電によって惹起される強
電界で被処理物６に存在している微生物（細菌類、カビ
類等）を殺すようになっている。この殺菌方法において
は、放電装置Ｔを任意の位置に持ち運ぶことができるの
で、移動可能な被処理物６はもとより、移動不可能な被
処理物６に対しても放電処理により容易に殺菌処理を施
すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧・高周波数
の交流電力が印加される放電極（放電部）を備えた可動
式の放電装置を、放電極が被処理物に近接又は接触する
ようにして移動させ、放電極と被処理物との間にコロナ
放電を生じさせ、該コロナ放電によって惹起される強電
界で被処理物に存在している細菌類、カビ類等の微生物
を殺すようにした、可動式の放電装置を用いた殺菌方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】微生物（例えば細菌類、カビ類等）の一
般的な殺菌手法としては、従来より、加熱処理、殺菌剤
の塗布処理ないしは散布処理、紫外線照射処理、オゾン
処理等が知られている。しかしながら、これらの処理の
うち、加熱処理は、加熱により弊害（例えば、材料の変
質、変形等）が生じる場合は用いることができない。ま
た、殺菌剤の塗布処理ないしは散布処理は、殺菌剤が幾
分かは必然的に被処理物に残留するので、殺菌剤の残留
が許容できない場合には用いることができない。紫外線
照射処理は、殺菌効果が低く、また紫外線の一部は被処
理物内で熱エネルギに変換されるので、温度上昇が許容
できない被処理物に対しては用いることができない。ま
た、オゾン処理は、微生物を死滅させるのに長時間を要
するといった問題がある。

【０００３】そこで、近年、高電圧が印加された放電極
と、接地された対向電極との間に被処理物を配置した上
で、放電極と対向電極との間に放電例えばコロナ放電を
生じさせてプラズマ雰囲気をつくり、このプラズマ雰囲
気のエネルギにより被処理物に存在している微生物を殺
すようにした放電殺菌装置ないしは放電殺菌方法が提案
されている（例えば、特開昭６３−１８９１５１号公
報、特開昭６３−３１８９４７号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
放電殺菌装置ないしは放電殺菌方法では、放電装置が据
え置き式であり、したがって放電装置内に搬入すること
ができる被処理物に対しては殺菌処理を施すことができ
るものの、搬送することができない被処理物、例えば建
物の壁面、テーブルの表面等に対しては用いることがで
きないといった問題がある。

【０００５】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたものであって、移動可能な被処理物はもとよ
り、移動不可能な被処理物に対しても放電処理により容
易に殺菌処理を施すことができる手段を提供することを
解決すべき課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明にかかる殺菌方法は、電源から供給
された電力から高電圧・高周波数の交流電力を生成し、
該交流電力を放電極に印加するようになっている可動式
の放電装置を、放電極が被処理物の表面に近接又は接触
するようにして移動させ、（常温・常圧で）放電極と被
処理物との間にコロナ放電を生じさせ、該コロナ放電に
よって惹起される強電界（プラズマ雰囲気）で被処理物
に存在している微生物（例えば、細菌類、カビ類等）を
殺すようにしたことを特徴とするものである。なお、本
明細書において「殺菌」とは、被処理物に存在している
細菌類、カビ類等の微生物の一部又は全部を殺すことを
意味するものとする。

【０００７】この殺菌方法においては、放電極（放電
部）を被処理物に極めて近接させることができ、あるい
は接触させることができるので、比較的小さい電力でも
って、被処理物表面近傍に極めて強い電界強度の電界を
容易に惹起することができ、非常に高い殺菌力でもって
被処理物に殺菌処理を施すことができる。そして、この
殺菌処理においては、被処理物には何ら異物ないしは有
害物が残留せず、また被処理物の温度上昇は全く生じな
い。したがって、極めてクリーンな殺菌方法である。ま
た、簡便な放電装置を移動させて被処理物に殺菌処理を
施すことができるので、移動可能な被処理物はもとよ
り、移動不可能な被処理物（例えば、建物の壁面、テー
ブル等）に対しても容易に放電殺菌処理を施すことがで
きる。

【０００８】上記殺菌方法においては、放電極が誘電体
で被覆されている放電装置を用いるのが好ましい。な
お、誘電体材料としては、例えばフッ素樹脂、シリコン
樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン、塩化ビニル等が
あげられる。このようにすれば、誘電材料からなる誘電
体によって放電極が被覆されるので、放電極でスパーク
が発生するのが防止されるほか、金属部分が表面に存在
している被処理物に対しても支障なく殺菌処理を施すこ
とができる。また、高電圧が印加される放電極が誘電材
料すなわち絶縁材料で被覆されるので、高電圧を取り扱
う上での安全性が一層高められる。

【０００９】上記殺菌方法においては、放電装置を手で
持ち運ぶことにより移動させるようにしてもよい。この
ようにすれば、移動することができない被処理物、例え
ば建物の壁面、テーブル等に対しても容易に殺菌処理を
施すことができる。

【００１０】また、放電装置を単独で用いるのではな
く、該放電装置を他の機器（例えば、掃除機、換気扇
等）に取り付けた上で、放電極が被処理物の表面に近接
又は接触するようにして該機器を使用し、放電極と被処
理物との間にコロナ放電を生じさせ、該コロナ放電によ
って惹起される強電界で被処理物に存在している微生物
を殺すようにしてもよい。このようにすれば、該機器を
使用するときに（例えば、該機器が掃除機の場合は、掃
除をするときに）、自動的に被処理物に殺菌処理を施す
ことができる。

【００１１】この殺菌方法においては、電界強度が１０
ｋＶ（キロボルト）／ｃｍ以上の強電界で微生物を殺す
のが好ましい。電界強度が１０ｋＶ／ｃｍ未満では、放
電が生じにくくなるからである。また、電界強度が１０
ｋＶ／ｃｍ以上、７０ｋＶ／ｃｍ以下の範囲内の強電界
で微生物を殺すのがさらに好ましい。電界強度を７０ｋ
Ｖ／ｃｍよりも高くしても殺菌効果は飽和するので、安
全性あるいはエネルギコストの見地から、７０ｋＶ／ｃ
ｍ以下にするのが好ましいからである。この場合、殺菌
処理に要する時間は、電界強度が高いときほど短くなる
が、電界強度が１０ｋＶ／ｃｍの場合は３００秒程度で
あり、電界強度が７０ｋＶ／ｃｍの場合は０.５秒程度
である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。まず、本発明にかかる殺菌処理に用いら
れる、移動可能な、ないしは持ち運び可能な小型の放電
装置（常圧プラズマ発生装置）の構造について説明す
る。図１と図２と図３（ａ）,（ｂ）とに示すように、
小型かつ軽量で持ち運びが可能な常圧仕様のプラズマ発
生装置からなる放電装置Ｔには、絶縁性材料（例えば、
樹脂）からなる中空略円柱形のケーシング２内に、単相
交流電源（図示せず）から供給された交流電力を高周波
数の交流電力に変換するスイッチ回路３と、該スイッチ
回路３から出力された高周波数の交流電力を変圧して高
電圧・高周波数の交流電力を発生させる変圧回路４と、
後記の各種通電系統等とが配設されてなる出力回路部１
が設けられている。

【００１３】さらに、放電装置Ｔには、変圧回路４（２
次巻き線）で発生した交流電力を受け入れる一方、略グ
ランド電圧（略アース電圧）に保持された被処理物６に
接触又は接近したときに、被処理物６との間にコロナ放
電を惹起して被処理物近傍の空気中にプラズマ雰囲気な
いしは強電界を発生させ、被処理物６に存在している微
生物（例えば、細菌類、カビ類等）を殺す放電処理部５
が設けられている。

【００１４】出力回路部１の変圧回路４は、高周波損失
を抑制するために、巻数の少ない１次巻き線９と巻数が
多い２次巻き線１０とが同心円筒形に配置された、いわ
ゆるテスラコイルとされている。なお、この変圧回路４
では、その出力を高めるためにフェライトコアの鉄心
（図示せず）が用いられている。かかる構造の変圧回路
４は、非常に簡素でかつ小型・軽量であるのにもかかわ
らず、十分な高電圧を惹起することができる。

【００１５】なお、このように小型かつ軽量で変圧性能
の高い変圧回路４の寸法ないしは形状等の一例を次に示
す。 (１)変圧回路の寸法（長さ２００〜３００mm、直径３０〜６０φmm） (２)変圧回路の出力ピーク間電圧（１５〜４０ｋＶ） (３)変圧回路の電力容量（１０〜３００ｗ） (４)１次巻き線の巻き数（３〜２０回数） (５)２次巻き線の巻き数（３００〜８００回数）

【００１６】スイッチ回路３には、交流電源（図示せ
ず）から、夫々差し込みプラグ１１の第１,第２端子１
２,１３に接続された第１,第２導線１４,１５を介して
１００Ｖの単相交流電力（例えば、５０／６０Ｈｚ）が
供給されるようになっている。ところで、一般に電力供
給業者から顧客に供給される家庭用、商業用あるいは工
業用の単相交流電力では、２つの配電端子（送電線）の
うち、一方の端子（交流電力電位側極子）には周期的に
変化する交流の電位が印加され、他方の端子（アース側
極子）はアースされて常時アース電位（グランド電位）
に保持されている。そして、この放電装置Ｔでは、差し
込みプラグ１１の第１端子１２は交流電源の交流電力電
位側極子に接続され、他方第２端子１３は交流電源のア
ース側極子に接続される。したがって、第１導線１４
（電位側導線）には周期的に変化する交流の電位が印加
されるが、第２導線１５（アース側導線）は常時アース
電位に保持されることになる。

【００１７】そして、スイッチ回路３への通電経路であ
る第１,第２導線１４,１５には、電界ノイズを除去する
ノイズフィルタ１６と、スイッチ回路３への電力の供給
をオン・オフする電源スイッチ１７とが設けられてい
る。また、差し込みプラグ１１と電源スイッチ１７との
間において、第１導線１４にはヒューズ１８（例えば、
２Ａ用）が介設されている。さらに、電源スイッチ１７
とスイッチ回路３との間の通電経路には、第１導線１４
と第２導線１５とを接続する接続導線１９が設けられ、
この接続導線１９に、第１抵抗器２０と第１ネオンラン
プ２１（例えば、赤色）とが直列に介設されている。か
くして、この第１ネオンランプ２１は、電源スイッチ１
７がオンされてスイッチ回路３に電力が供給されている
ときには点灯され、他方スイッチ回路３に電力が供給さ
れていないときには消灯され、したがってスイッチ回路
３への電力の供給の有無を目視で容易に把握することが
できるようになっている。

【００１８】そして、スイッチ回路３には、第１導線１
４に介設されたコイル２２（インダクタンス）が、強磁
性体材料で形成されたロッドに巻き付けられてなるスイ
ッチ駆動用マグネット２３（電磁石）が設けられてい
る。さらに、スイッチ回路３には、一端が第１導線１４
のＰ₁位置に接続された第１接点２４と、一端が第１導
線１４のＰ₂位置に接続された第２接点２５とからなる
接点スイッチＳが設けられている。換言すれば、第１導
線１４には、スイッチ回路３をオン・オフする接点スイ
ッチＳが介設されていることになる。

【００１９】接点スイッチＳの第１接点２４の、第２接
点２５との対向面には第１接触部２６が設けられてい
る。他方、第２接点２５の、第１接点２４との対向面に
は、第１接触部２６と対応する位置に第２接触部２７が
設けられている。また、第１接点２４の、スイッチ駆動
用マグネット２３との対向面には強磁性体片２８が取り
付けられている。さらに、接点スイッチＳに対しては、
該接点スイッチＳの動作特性を調節するためのスイッチ
調節つまみ２９が設けられている。このスイッチ調節つ
まみ２９は、ケーシング２の後面壁２ａに螺入され、そ
の軸線まわりに回動させることによりＹ₁・Ｙ₂方向に移
動することができるようになっている。

【００２０】第１導線１４の先端部（差し込みプラグ１
１と反対側の端部）は、変圧回路４の１次巻き線９の一
方の端部（電位側端部）に接続され、第２導線１５の先
端部（差し込みプラグ１１と反対側の端部）は、１次巻
き線９の他方の端部（アース側端部）に接続されてい
る。また、第１導線１４のＰ₁位置と第２導線１５のＰ
_３位置とを接続する第３導線３０には、電界ノイズの発
生を防止するためのノイズ除去用コンデンサ３１が介設
されている。なお、第２導線１５は、第５導線３３を介
して、変圧回路４の２次巻き線１０の一方の端部（アー
ス側端部）に接続された第４導線３２に接続されてい
る。つまり、変圧回路４の１次巻き線９及び２次巻き線
１０のアース側端部はいずれも、常時アース電圧に保持
される第２導線１５に接続されている。

【００２１】なお、スイッチ回路３を、このような構成
とせずに、電極対と簡素な継断機能を有するスイッチ、
あるいは半導体スイッチ（例えば、トランジスタ）を用
いて形成するようにしてもよい。また、スイッチ回路３
を、電源から供給された電力でもって、僅かな間隙を隔
てて配置された電極対に火花放電を生じさせて振動電流
を惹起し、該振動電流によって高周波数の交流電力を生
成するスイッチ回路としてもよい。この場合は、スイッ
チ回路３と変圧回路４とからなる組立体はテスラ変圧器
となる。

【００２２】かくして、スイッチ回路３に、第１，第２
導線１４,１５を介して、所定の交流電力が供給された
ときには、スイッチ駆動用マグネット２３が、該交流電
力の周波数に応じて励磁状態と消磁状態とを繰り返し、
これに伴って接点スイッチＳが開閉される。すなわち、
スイッチ駆動用マグネット２３が励磁状態となったとき
には、第１接点２４に取り付けられた強磁性体片２８が
スイッチ駆動用マグネット２３に吸い付けられ、これに
伴って第１接触部２６と第２接触部２７とが離間して接
点スイッチＳが開かれ、その結果スイッチ駆動用マグネ
ット２３は消磁状態となる。そして、スイッチ駆動用マ
グネット２３が消磁状態となったときには、第１接点２
４はそれ自身の弾性により元の位置に復帰し、これに伴
って第１接触部２６と第２接触部２７とが接触して接点
スイッチＳが再び閉じられる。このようにして、接点ス
イッチＳが高速で連続的に開閉され、これに伴ってスイ
ッチ回路３には高周波数の交流電力が惹起され、この交
流電力が変圧回路４の１次巻き線９に入力される。な
お、接点スイッチＳの開閉特性ひいてはスイッチ回路３
で惹起される高周波数の交流電力の振動特性は、スイッ
チ調節つまみ２９を好ましく調節することにより調節す
ることができる。

【００２３】このようにして、スイッチ回路３によって
惹起された高周波数の交流電力が変圧回路４の１次巻き
線９に入力され、これに伴って変圧回路４の２次巻き線
１０には高周波数・高電圧の交流電力が惹起される。こ
こで、２次巻き線１０の電圧出力端は導電部材を介して
放電処理部５の放電線４２に接続され、２次巻き線１０
に惹起された高周波数・高電圧の交流電力は放電線４２
に入力されるようになっている。なお、変圧回路４の２
次巻き線１０のアース側端部は、前記のとおりアース電
位となる。

【００２４】そして、ケーシング２の内周面には、金属
製の電磁波遮蔽層３４が設けられ、この電磁波遮蔽層３
４は導線３５を介してアース接続部３６に接続されてい
る。差し込みプラグ１１が所定の形態で電源コンセント
（図示せず）に差し込まれたとき、すなわち第１端子１
２が交流電力電位側極子に差し込まれ、第２端子１３が
アース側極子に差し込まれたときには、このアース接続
部３６は、電源コンセントのアース端子に接続され、し
たがって電磁波遮蔽層３４はアースされることになる。
なお、電源コンセントにアース端子が設けられていない
場合は、アース接続端子３６を適当なアース部（例え
ば、地面、金属製水道管等）に接続すればよい。

【００２５】このように、出力回路部１においては、ケ
ーシング２の内面に、導電性材料からなるシート状の電
磁波遮蔽層３４が設けられているので、スイッチ回路３
あるいは変圧回路４、とくに接点スイッチＳで発生した
電磁波ノイズは、電磁波遮蔽層３４によって遮蔽（ない
しは吸収）され、放電装置Ｔの外部へは放射されにくく
なる。このため、電磁波公害等の発生を防止ないしは低
減することができる。なお、電磁波遮蔽層３４が導線３
５とアース接続部３６とを介してアースされているの
で、該電磁波遮蔽層３４の電磁波ノイズ遮蔽効果が高め
られる。

【００２６】ここで、電磁波遮蔽層３４の厚さは、０.
０１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲内にあるのが好まし
い。電磁波遮蔽層３４の厚さが０.０１ｍｍより薄いと
十分な電磁波の遮蔽効果が得られず、また５ｍｍより厚
いと放電装置Ｔの重量が大きくなり、持ち運びに不便と
なるからである。なお、電磁波遮蔽層３４はメッシュ状
であってもよい。

【００２７】また、電磁波遮蔽層３４の材料は金属に限
定されるものではなく、導電性材料であればよい。例え
ば、導電性塗料、導電性フィルム等を用いることができ
る。なお、電磁波遮蔽層３４をケーシング２の外周面に
設けてもよく、さらにはケーシング２の内周面と外周面
の両方に設けてもよい。

【００２８】さらに、出力回路部１においては、第１導
線１４の、ヒューズ１８と電源スイッチ１７との間の部
位と、電磁波遮蔽層３４とを接続するアース導線３７が
設けられている。したがって、第１導線１４の上記部位
は、アース導線３７と電磁波遮蔽層３４と導線３５とを
介してアース接続部３６に接続されている。そして、ア
ース導線３７に、第２抵抗器３８と第２ネオンランプ３
９（白色）とが直列に配置されてなる検電器が介設され
ている。

【００２９】かくして、差し込みプラグ１１が所定の形
態で電源コンセント（図示せず）に差し込まれてアース
接続部３６がアース端子に接続されるなどして、該アー
ス接続部３６がアースされたときには、電磁波遮蔽層３
４からアース接続部３６までの導電系統はアースされ
る。このとき、アース導線３７に介設された第２抵抗器
３８と第２ネオンランプ３９とには、第１導線１４の電
位に対応する電圧（電位差）がかかり、第２ネオンラン
プが点灯（白色）する。他方、アース接続部３６がアー
スされていないときには、第２ネオンランプ３９は、何
ら電圧がかからないので点灯しない。したがって、第２
ネオンランプ３９の点灯（白色）の有無で、電磁波遮蔽
層３４からアース接続部３６に至る導電系統がアースさ
れているか否かを目視で容易に把握することができる。
このため、放電装置Ｔを使用する際にアースをとるのを
忘れるなどといった不具合が生じにくくなり、該放電装
置Ｔの安全性が高められる。この場合、第１導線１４か
らアース接続部３６（ひいては、グランドないしは電源
コンセントのアース端子）へ流れる電流が極めて少なく
なる。

【００３０】なお、アース導線３７に介設する検電器
は、抵抗器とネオンランプとからなるものに限定される
ものではなく、電位ないしは電圧を検出することができ
るものであればどのようなものでも用いることができ
る。

【００３１】また、出力回路部１においては、電源コン
セント（図示せず）の交流電力電位側極子に接続され、
したがって周期的に変化する交流の電位が印加される第
１導線１４に、スイッチ駆動用マグネット２３のコイル
２２と、接点スイッチＳと変圧回路９の１次巻き線９と
が直列に介設されているので、例えば変圧回路９の１次
巻き線９で絶縁破壊が生じた場合、交流電力電位側極子
から第１導線１４に印加された電位（電圧）は、コイル
２２と接点スイッチＳとを介して絶縁破壊箇所に伝播す
る。この場合、第１導線１４の電位は絶縁破壊箇所に伝
播するまでに、コイル２２あるいは接点スイッチＳによ
ってアース電位に近づけられるので、すなわち正電位の
場合は電位が低下し、負電位の場合は電位が上昇するの
で、絶縁破壊箇所への突入電流が生じない。したがっ
て、放電装置Ｔの安全性がさらに高められる。

【００３２】ところで、出力回路部１の先端部には放電
処理部５が着脱可能に取り付けられているが、この放電
処理部５は、被処理物６との間にコロナ放電を生じさせ
る放電部４０と、該放電部４０を支持するとともに放電
線４２ないしは該放電線４２への通電経路を外部に対し
て遮蔽する外套部４１とで構成されている。そして、放
電部４０は、可撓性を有する（フレキシブルな）ステン
レススチールのより線（ワイヤ）ないしは道糸からなる
放電線４２と、フッ素樹脂製チューブからなり放電線４
２を被覆する誘電体４３とで構成されている。ここで、
放電線４２の材料はステンレススチールに限定されるも
のではなく、導電性材料であればどのような材料を用い
てもよい。また、誘電体４３の材料はフッ素樹脂（テフ
ロン）に限定されるものでなく、誘電性材料（例えば、
シリコン樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン、塩化ビ
ニル等）であればどのような材料を用いてもよい。

【００３３】なお、誘電体４３を、放電線４２（例え
ば、直径１ｍｍ）を直接被覆する第１のチューブ（例え
ば、外径２ｍｍ、内径１ｍｍ）と、該第１のチューブを
被覆する第２のチューブ（例えば、外径３ｍｍ、内径２
ｍｍ）とからなる２重構造のチューブとしてもよい。こ
のようにすれば、放電部４０の可撓性を維持しつつ該誘
電体４３の耐久性を高めることができる。

【００３４】このように、放電装置Ｔは、スイッチ回路
３と変圧回路４とがケーシング２内に配置されてなる出
力回路部１と、該出力回路部１に着脱可能に取り付けら
れた放電処理部５とからなる簡素、軽量かつコンパクト
なものであり容易に持ち運ぶことができる。したがっ
て、この放電装置Ｔを手で持ち運び、あるいは放電装置
Ｔを掃除機、換気扇等の各種機器に取り付けた上で、放
電部４０を被処理物６の所望の部分に接触又は接近させ
ることにより該部分に効果的に放電殺菌処理を施すこと
ができる。

【００３５】この放電装置Ｔは、樹脂（プラスチッ
ク）、紙、木、布等の非導電性の材料及び／又はアルミ
ニウム、鉄等の導電性の材料（金属材料）からなる被処
理物６のみならず、食品に対しても有効に放電殺菌処理
を施すことができる。そして、被処理物６に殺菌処理を
施す際には、放電装置Ｔを被処理物６の存在する位置に
持ち運んで、該被処理物６の所望の部分に所望の強さの
電界で殺菌処理を施すことができる。したがって、移動
させることができない被処理物６、例えば建物の壁面、
テーブル等に対しても容易に殺菌処理を施すことができ
る。また、掃除機、換気扇等の各種機器に取り付けて、
該機器の使用時に自動的に被処理物６に殺菌処理を施す
こともできる。

【００３６】この放電装置Ｔにおいては、スイッチ回路
３及び変圧回路４が絶縁材料からなるケーシング２内に
収容されるとともに、放電線４２への通電経路が絶縁体
である外套部４１によって完全に被覆されているので、
高電圧を取り扱う上における安全性が大幅に高められ
る。

【００３７】また、この放電装置Ｔにおいては、可撓性
を有する放電線４２が誘電体４３（フッ素樹脂製チュー
ブ）によって被覆されているので、被処理物６に放電殺
菌処理を施す際には、誘電体４３が被処理物表面に接触
しあるいは摺接・移動し、誘電体４３と被処理物表面と
の間に生成されるプラズマによって、火花放電を生じさ
せることなく、被処理物表面が殺菌処理される。また、
その際、放電線４２あるいは誘電体４３は、その弾力に
よって適度な押圧力でソフトに被処理物表面に接触する
ので、被処理物表面に損傷を発生させることなく短時間
で殺菌処理を完了することができる。なお、放電線４２
を複巻きとし、これをフッ素樹脂製チューブ等の誘電体
４３で被覆するようにすれば、放電部４０と被処理物表
面との接触面積が大きくなり、殺菌処理に要する時間が
さらに短縮される。

【００３８】このように構成された本発明にかかる簡素
でコンパクトな放電装置Ｔの寸法、形状等の一例を次に
示す。（１）寸法：長さ４４５ｍｍ、本体外径４８φｍｍ（２）重量：１０００ｇ（３）電源：家庭用１００Ｖ交流電源（５０／６０
Ｈｚ）（４）出力電圧：数ｋＶ〜数十ｋＶ（５）周囲温度：０〜４０°Ｃ

【００３９】以下、放電装置Ｔを単独で用いて（他の機
器に取り付けずに）、被処理物６に対して放電殺菌処理
を施す方法（殺菌方法）について説明する。かかる殺菌
処理においては、放電装置Ｔを手で持ち運び、放電処理
部５の放電部４０を被処理物表面の殺菌処理を施すべき
範囲内の適当な位置に接触又は近接させる。そして、放
電部４０を被処理物表面に接触させたまま殺菌処理を施
すべき範囲の上を、放電部４０のリングによって囲まれ
る平面（リングを含む平面）とは垂直な方向（図４
（ｂ）中の直線Ｌ₁方向）に移動させる。ここで、放電
部４０は、例えば１〜２cm／secの移動速度で万遍なく
移動させるのが好ましい。また、被処理物表面に通常の
殺菌処理を施す場合は、放電部４０を該被処理物表面上
で繰り返し往復移動させるのが好ましい。

【００４０】ここで、コロナ放電の電界強度すなわちプ
ラズマの強さは、後で説明するように、１０〜７０ｋＶ
／ｃｍの範囲内に設定するのが好ましい。電界強度が１
０ｋＶ／ｃｍ未満では、放電が生じにくくなるからであ
る。他方、電界強度を７０ｋＶ／ｃｍよりも高くしても
殺菌効果は飽和するばかりか、安全性あるいはエネルギ
コストの見地から好ましくないからである。また、放電
部４０を被処理物表面に接触させる時間は、放電装置Ｔ
によって惹起されるコロナ放電の電界強度に応じて好ま
しく設定される。殺菌処理に要する時間は、電界強度が
高いときほど短くなるが、電界強度が１０ｋＶ／ｃｍの
場合は３００秒程度であり、電界強度が７０ｋＶ／ｃｍ
の場合は０.５秒程度である。なお、放電装置Ｔを掃除
機、換気扇等の機器に取り付けて殺菌処理を施す場合
も、上記の放電装置Ｔを単独で用いる場合とほぼ同様で
ある。

【００４１】以下、この放電装置Ｔを用いて、実際に大
腸菌とカビ（クロカビ）とについて放電殺菌処理（常圧
プラズマ処理）を施して、好ましい放電殺菌条件、すな
わち好ましい電界強度及び処理時間を実測した結果につ
いて説明する。図４（ａ）に示すように、この殺菌処理
は、絶縁性材料（例えば、樹脂）からなる絶縁板５０の
上に載せられたシャーレ５１（蓋なし、内径８５ｍｍ）
内に収容された固体の培地５２（被処理物）に対して施
された。なお、この絶縁板５０の下面には導電性材料か
らなるアース電極５３が取り付けられ、このアース電極
５３は導線５４を介してアース部５５に接続されてい
る。

【００４２】ここで、培地５２の厚さｔは５ｍｍ（０.
５ｃｍ）に設定されている。したがって、放電装置Ｔの
出力電圧をαｋＶとすれば、コロナ放電によって培地５
２に惹起される強電界の電界強度は２αｋＶ／ｃｍ（α
／０.５＝２α）となる。この放電装置Ｔでは、出力電
圧の最大値はおよそ４０ｋＶであるので、この実測にお
ける電界強度の最大値はおよそ８０ｋＶ／ｃｍである。

【００４３】図４（ｂ）に示すように、この実測におい
ては、リング状の放電部４０は、培地５２の表面に接触
した状態で、該リングによって囲まれた平面（該リング
を含む平面）と垂直な方向すなわち直線Ｌ₁の伸びる方
向にみて、直線Ｌ₂によって示された基準位置に対して
一方の方向へ、シャーレ５１の中心からの移動幅ａ₁が
２２ｍｍ、他方の方向への移動幅ａ₂が２２ｍｍとなる
ようにして、繰り返し往復移動させられている。

【００４４】そして、大腸菌に対する殺菌処理は、培地
５２をL-Broth培地とした上で、大腸菌としてEscherich
ia coli DH5α株を用いて行った。この実測において
は、処理時間を種々変えた場合において、電界強度を次
のように設定すれば殺菌効果が認められた。１）処理時間１０秒……電界強度３３ｋＶ／ｃｍ以上２）処理時間３０秒……電界強度２５ｋＶ／ｃｍ以上３）処理時間６０秒……電界強度２０ｋＶ／ｃｍ以上４）処理時間９０秒……電界強度１６ｋＶ／ｃｍ以上５）処理時間１２０秒…電界強度１４ｋＶ／ｃｍ以上

【００４５】なお、図５に、かかる殺菌処理を２分（１
２０秒）間施した上で、該培地５２を３７°Ｃで１６時
間培養した場合における大腸菌の繁殖状態を示す。ま
た、図６に、比較例として、殺菌処理を施していない同
様の培地５２を３７°Ｃで１６時間培養した場合におけ
る大腸菌の繁殖状態を示す。図５及び図６から明らかな
とおり、殺菌処理を施していない培地５２（図６）では
大腸菌が繁殖しているが、該殺菌処理が施された培地５
２（図５）では大腸菌は全く繁殖していない。

【００４６】また、カビ（カビ胞子）に対する殺菌処理
は、培地５２をジャガイモ・ブドウ糖培地とした上で、
カビとしてクロカビ（Aspergillus niger）を用いて行
った。なお、胞子数は約５０個とした。この実測におい
ては、処理時間を種々変えた場合において、電界強度を
次のように設定すれば殺菌効果が認められた。１）処理時間３０秒……電界強度３３ｋＶ／ｃｍ以上２）処理時間６０秒……電界強度２５ｋＶ／ｃｍ以上３）処理時間１２０秒…電界強度２０ｋＶ／ｃｍ以上

【００４７】なお、図７に、かかる殺菌処理を４分（２
４０秒）間施した上で、該培地５２を室温で３日間培養
した場合におけるクロカビの繁殖状態を示す。また、図
８に、比較例として、殺菌処理を施していない同様の培
地５２を室温で３日間培養した場合におけるクロカビの
繁殖状態を示す。図７及び図８から明らかなとおり、殺
菌処理を施していない培地５２（図８）ではクロカビが
繁殖しているが、該殺菌処理が施された培地５２（図
７）ではクロカビは全く繁殖していない。

【００４８】これらの大腸菌とクロカビとについての殺
菌処理の実測データに基づけば、コロナ放電の電界強度
は、概ね１０〜７０ｋＶ／ｃｍの範囲内に設定した上
で、処理時間は該電界強度に応じて、上記式３及び式４
をともに満たす範囲内に設定するのが好ましい。なお、
前記のとおり、電界強度を１０ｋＶ／ｃｍ以上に設定す
るのは、これ未満では放電が生じにくくなるからであ
り、７０ｋＶ／ｃｍ以下に設定するのは、これを超えて
も殺菌効果は飽和するばかりか安全性あるいはエネルギ
コストの見地から好ましくないからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる殺菌処理に用いられる放電装
置の側面断面説明図である。

【図２】図１に示す放電装置の電気回路図である。

【図３】（ａ）は、図１に示す放電装置の放電処理部
の側面図であり、（ｂ）は、該放電処理部の放電部の側
面断面図である。

【図４】（ａ）は殺菌処理の効果を実測するための実
験装置の概要を示す模式図であり、（ｂ）は該実験にお
ける放電部の移動方向を示す図である。

【図５】殺菌処理を施した大腸菌の培地を培養した場
合における大腸菌の繁殖状態を示す、生物の形態を示す
図面に代わる写真である。

【図６】殺菌処理を施していない大腸菌の培地を培養
した場合における大腸菌の繁殖状態を示す、生物の形態
を示す図面に代わる写真である。

【図７】殺菌処理を施したクロカビの培地を培養した
場合におけるクロカビの繁殖状態を示す、生物の形態を
示す図面に代わる写真である。

【図８】殺菌処理を施していないクロカビの培地を培
養した場合におけるクロカビの繁殖状態を示す、生物の
形態を示す図面に代わる写真である。

【符号の説明】

Ｔ…放電装置、Ｓ…接点スイッチ、１…出力回路部、２
…ケーシング、２ａ…ケーシングの後面壁、３…スイッ
チ回路、４…変圧回路、５…放電処理部、６…被処理
物、９…１次巻き線、１０…２次巻き線、１１…差し込
みプラグ、１２…第１端子、１３…第２端子、１４…第
１導線、１５…第２導線、１６…ノイズフィルタ、１７
…電源スイッチ、１８…ヒューズ、１９…接続導線、２
０…第１抵抗器、２１…第１ネオンランプ、２２…コイ
ル、２３…スイッチ駆動用マグネット、２４…第１接
点、２５…第２接点、２６…第１接触部、２７…第２接
触部、２８…強磁性体片、２９…スイッチ調節つまみ、
３０…第３導線、３１…ノイズ除去用コンデンサ、３２
…第４導線、３３…第５導線、３４…電磁波遮蔽層、３
５…導線、３６…アース接続部、３７…アース導線、３
８…第２抵抗器、３９…第２ネオンランプ、４０…放電
部、４１…外套部、４２…放電線、４３…誘電体（フッ
素樹脂製チューブ）、５０…絶縁板、５１…シャーレ、
５２…培地、５３…アース電極、５４…導線、５５…ア
ース部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安達正枝大阪府寝屋川市池田中町19番17号日本ペイント株式会社内 (72)発明者宮副聖吾大阪府寝屋川市池田中町19番17号日本ペイント株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源から供給された電力から高電圧・高
周波数の交流電力を生成し、該交流電力を放電極に印加
するようになっている可動式の放電装置を、放電極が被
処理物の表面に近接又は接触するようにして移動させ、
放電極と被処理物との間にコロナ放電を生じさせ、該コ
ロナ放電によって惹起される強電界で被処理物に存在し
ている微生物を殺すようにしたことを特徴とする、可動
式の放電装置を用いた殺菌方法。
【請求項２】放電極が誘電体で被覆されている放電装
置を用いることを特徴とする、請求項１に記載された可
動式の放電装置を用いた殺菌方法。
【請求項３】放電装置を手で持ち運ぶことにより移動
させることを特徴とする、請求項１又は２に記載された
可動式の放電装置を用いた殺菌方法。
【請求項４】移動することができない被処理物に対し
て殺菌処理を施すことを特徴とする、請求項３に記載さ
れた可動式の放電装置を用いた殺菌方法。
【請求項５】電源から供給された電力から高電圧・高
周波数の交流電力を生成し、該交流電力を放電極に印加
するようになっている可動式の放電装置を他の機器に取
り付け、放電極が被処理物の表面に近接又は接触するよ
うにして上記機器を使用し、放電極と被処理物との間に
コロナ放電を生じさせ、該コロナ放電によって惹起され
る強電界で被処理物に存在している微生物を殺すように
したことを特徴とする、可動式の放電装置を用いた殺菌
方法。
【請求項６】放電極が誘電体で被覆されている放電装
置を用いることを特徴とする、請求項５に記載された可
動式の放電装置を用いた殺菌方法。
【請求項７】電界強度が１０ｋＶ／ｃｍ以上の強電界
で微生物を殺すようにしたことを特徴とする、請求項１
〜６のいずれか１つに記載された可動式の放電装置を用
いた殺菌方法。
【請求項８】電界強度が１０ｋＶ／ｃｍ以上、７０ｋ
Ｖ／ｃｍ以下の範囲の強電界で微生物を殺すようにした
ことを特徴とする、請求項７に記載された可動式の放電
装置を用いた殺菌方法。