KR100454818B1 - 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 장치와 그 방법 - Google Patents

고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 장치와 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 병원에서 사용되는 수술기구 및 의료기구를 플라즈마를 이용하여 살균 및 멸균하는 장치와 그 방법에 관한 것으로, 밀폐된 공간을 형성하는 진공챔버와, 상기 진공챔버를 일정 진공도로 진공시키도록 그 하측에 연결설치된 진공펌프와, 플라즈마 방전을 위하여 상기 진공챔버내에서 네거티브 유니폴라 펄스, 바이폴라 펄스, 마이크로웨이브 중 선택된 어느 하나에 의해 플라즈마를 발생시키는 수단과, 상기 플라즈마 발생수단에 전압을 인가하는 전압인가수단과, 살균 및 멸균의 원활성을 위해 상기 진공챔버내로 활성화가스를 공급할 수 있도록 연결설치된 메틸알콜공급조 및 산소가스저장조를 포함하여 구성되며; 유전가열 혹은 전자계 공진현상을 통해 생성된 플라즈마를 이용하여 의료기구 및 섬유, 고무제품 등의 표면에 잔류된 박테리아, 바이러스, 세균 등을 살균 혹은 멸균처리토록 하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 의하면, 현저히 단축된 시간내에서도 완벽한 살균 및 멸균처리를 행할 수 있고, 처리공정 및 장치구조가 간단하며, 멸균처리후에 재감염을 확실하게 방지할 수 있어 안전하다는 장점이 있다.

Description

고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 장치와 그 방법{DEVICE AND METHOD FOR DISINFECTION AND STERILIZATION BY USING HIGH DENSITY PLASMA}
본 발명은 병원에서 사용되는 수술기구 및 의료기구를 플라즈마를 이용하여 살균 및 멸균하는 장치와 그 방법에 관한 것으로, 특히 외과수술용 핀셋류, 외와용 메스, 몰드홀더(MOULDER HOLDER), 바(BAR), 니들(NEEDLES) 등을 진공상태에서 발생된 고밀도 플라즈마를 이용하여 수술기구 및 의료기구의 표면에 잔류된 세균을 멸균처리하여 무균상태로 유지되도록 한 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 장치와 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 한정된 공간 내에 많은 환자가 밀도높게 수용되어 있는 병원 환경에서 환자들은 병원성 세균, 바이러스, 박테리아 등에 의해 감염될 확률이 매우 높은 상황이다.
뿐만 아니라, 장기간에 걸친 입원이나 각종 의료보조기구를 사용하고 있는 환자들은 건강한 사람에 비해 신체저항력이 약하므로 더욱더 쉽게 감염될 수 있다.
특히, 의료기구중 외과수술용 핀셋류, 외과용 메스, 몰드홀더, 바, 니들을 비롯한 신체와 접촉되면서 재사용되는 의료기구들은 사용후 필히 살균 및 멸균되지 않게 되면 환자 사이의 교차감염을 일으키는 원인이 된다.
이와 같은 의료기구들은 끓는 물 혹은 약액, 가스, 화염 등을 이용하여 통상적으로 살균 및 멸균처리 된다.
그러나, 이들 방법은 멸균작업이 번거로울 뿐만 아니라 물을 끓일 경우에는 살균된 후에도 수분이 의료기구에 잔류되어 있어 보관시 재감염의 우려가 있고 가스나 화염의 경우에는 매우 위험하며 약액을 사용할 경우에는 극히 한정된 의료기구만을 그 대상으로 하는 바, 그 이유는 인체와 직접 접촉되지 않는 의료기구만을 그 대상으로 하기 때문에 상술한 방식들은 매우 제한된 사용범위를 갖는다.
근자에는 이와 같은 문제를 인식하여 물리, 화학적인 방법을 이용해 의료기구를 살균 혹은 멸균처리 하는 방법들이 공개되었다.
예컨대, 낮은 온도에서도 높은 투과력을 갖는 에틸렌옥사이드와 같은 가스를 이용하여 미생물의 신진대사를 방해함으로써 살균 및 멸균하는 화학적인 방법과; 고온 고압의 스팀(오토그래프)이 갖는 습열을 살균 및 멸균 대상물에 가함으로써 그 응축과정에서 미생물의 단백질에 급속한 가열효과를 발생시켜 열응고처리하는 물리적인 방법 및 자외선 램프로부터 180nm~254nm의 자외선 파장을 발진시켜 공기중의 산소를 오존으로 변화시키고 이 오존의 산화력을 이용하여 살균 및 멸균처리하는 방식들이 그것이다.
그런데, 이들 살균 및 멸균 방법중 에틸렌옥사이드 가스는 대기중에서 인화성과 폭발성이 매우 높아 그 사용이 제한되고 있으며; 고온 고압의 스팀을 이용할 경우에는 수분을 건조시켜야 하고 또한 과열인 경우에는 미생물의 파괴력이 저하되는 단점이 있고; 자외선은 인체에 해롭기 때문에 세심한 주의를 기울여야 한다는 단점이 있다.
이와 같은 점들을 고려하여 최근에는 안정적이고 인체에 무해한 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균장치들이 공개된 바 있으며, 그러한 예로 한국 등록특허 제1997-10057호 [과산화수소 플라즈마 멸균 시스템]과 한국 공개특허 제98-700876호 [플라즈마 멸균 장치 및 방법]이 있다.
전자의 경우는 멸균시킬 대상물을 과산화수소 수용액과 접촉시킨 후 잔류 과산화수소를 보유하고 있는 티백상태에서 진공챔버에 도입시켜 플라즈마를 조사함으로써 과산화수로를 활성화시켜 활성화된 라디칼 및 전자의 작용에 의해 멸균처리토록 하는 방법이나 몇가지의 문제를 간과하고 있다.
첫째, 플라즈마를 발생시키기 위한 파워서플라이가 3.89MHz의 고주파를 사용하게 되므로 플라즈마 발생시 진공챔버내 부하의 임피던스 변동에 따라 공진주파수를 맞추어 주기 위한 임피던스 매칭박스가 별도로 요구되는 단점이 있다.
둘째, 진공챔버의 진공도, 저항, 표면적 등의 변화에 따라 임피던스가 급변하게 되는데 이와 같이 임피던스가 급변할 경우에는 플라즈마의 발생이 안정적이지 않고 멸균 처리 대상물의 손상을 가져올 우려가 있다.
세째, 실시예 Ⅶ에서는 사이클수가 1회 내지 2회 정도는 되어야 포자박멸의 효과가 얻어진다고 되어 있으나 이는 특정 포자에 적용된 예로서 곰팡이, 박테리아, 세균들의 내성이 서로 달라 플라즈마 파워 및 과산화수소의 농도 처리시간을 조절함과 동시에 플라즈마 조사 과정을 수차례 반복수행하여야만 처리효과를 얻을 수 있으므로 멸균 처리에 따른 시간이 과다하게 소요되는 단점이 있다.
네째, 실시예 Ⅹ의 경우와 같이 액상의 과산화수소와 전기장에 의해 생성된 라디칼의 상호작용에 의해 살균작용을 수행하기는 하지만 잔유물이 남게 되어 그 상태로 의료기구를 사용할 경우 세포막이나 혈관 벽을 파괴할 수 있는 위험이 내지되어 있다.
후자의 경우는 멸균 처리 대상물을 진공챔버에 넣고 챔버의 압력을 충분히 감소시킨 후 수증기(아르곤, 산소, 수소, 질소, 헬륨 가스 등을 이용하여 운반)를 챔버 내부로 주입함과 동시에 전자기 복사에너지를 가하여 플라즈마를 발생시키는 방법으로 멸균 처리는 우수하나 이또한 다음과 같은 몇가지 문제를 가진다.
첫째, 살균 혹은 멸균할 대상물을 플라스틱 용기에 담아 살균하므로 이온, 전자, 라디칼 등이 대상물의 표면에 직접 조사되지 않음으로써 멸균능력이 현저히 저하되는 단점이 있다.
둘째, 약 5KHz ~ 10GHz 범위의 파장을 가진 임의의 고주파에너지, 마이크로파, 적외선, 가시광선, 자외선, 레이저, X선 에너지 및 감마선과 같은 에너지를 그 전자기파 발생원으로 제공하고 있으나 이는 주파수와 파장을 혼동하여 잘못기재한 것으로 이러한 대역을 갖는 파를 사용할 경우 각 주파수마다 적합한 장치의 구조와리액터의 구조가 제공되어야 하며 또한 주파수 변동에 따른 도파관의 구조와 거리 등이 달라져야 함에도 불구하고 그에 대한 언급이 전혀 없어 기술내용을 파악할 수 없고 구현가능성이 전혀 없다는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 효과있게 개선할 수 있도록 창안한 것으로, 진공챔버 내에 전기장을 인가하여 플라즈마를 발생시키고 발생된 플라즈마 내에서 처리 대상물의 표면에 잔류된 세균, 박테리아, 바이러스 등을 살균 및 멸균처리토록 하되 저온에서도 멸균처리가 가능하고 조작이 용이하며 멸균 후에도 무균상태를 지속적으로 유지할 수 있도록 한 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균장치와 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 살균 및 멸균 장치의 개략적인 구성 블럭도,
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 살균 및 멸균 장치의 개략적인 구성 블럭도,
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 살균 및 멸균 장치의 개략적인 구성 블럭도,
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 살균 및 멸균 장치의 개략적인 구성 블럭도,
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 살균 및 멸균 장치의 개략적인 구성 블럭도,
도 6은 본 발명을 설명하기 위한 전압인가수단의 펄스 파형을 도식적으로 보인 예시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 진공챔버 120 : 진공펌프
124 : 혜파필터 128 : 진공센서
130 : 애노드플레이트 132 : 캐소드플레이트
140 : 밀봉부재 150 : 전압인가수단
160 : 메틸알콜공급조 170 : 산소가스저장조
180 : 플로우메터 190 : 공급배관
192 : 노즐 210,330,340 : 마그네트론
220 : 발진봉 230 : 파이렉스
240 : 도파관 310 : 동축코일
320 : 파이렉스튜브 510 : 오존발생기
본 발명은 밀폐된 공간을 진공상태로 만들고, 진공된 상태에서 절연된 전극 사이에 전기장을 형성하여 그 내부에 존재하는 가스들의 전자가 여기되면서 이온, 분자, 라디칼, 전자 등으로 분해되어 저온플라즈마를 발생시켜 활성도가 높은 이온, 분자, 라디칼, 전자들을 전기방전에 의해 대상물에 조사시켜 동 대상물 표면에 존재하는 세균, 박테리아, 바이러스 등을 살균 혹은 멸균토록 구성된다.
본 발명은 밀폐된 공간을 형성하는 진공챔버와, 상기 진공챔버를 일정 진공도로 진공시키도록 그 하측에 연결설치된 진공펌프와, 플라즈마 방전을 위하여 상기 진공챔버내에 서로 간격을 두고 평행하게 배설된 애노드 및 캐소드 플레이트와, 플라즈마 발생을 위해 상기 애노드 및 캐소드 플레이트에 전압을 인가하는 전압인가수단과, 살균 및 멸균의 원활성을 위해 상기 진공챔버내로 메틸알콜을 공급할 수 있도록 연결설치된 메틸알콜공급조를 포함하여 구성된다.
본 발명의 진공챔버와 진공펌프 사이에는 상기 진공챔버의 진공도를 검출할 수 있는 진공센서가 부가될 수 있다.
또한, 본 발명의 애노드 플레이트는 협소한 공간 내에서 집중적인 플라즈마를 방사하여 플라즈마의 밀도를 높일 수 있는 네로우 커플극(NARROW COUPLE)을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 피처리물은 멸균처리후 재오염을 방지키 위해 특수한 필터로 봉인된 채 멸균처리됨이 바람직한 바, 이러한 필터는 그 메쉬(MESH)를 조절하여, 예컨데 오염수를 처리하는데 사용되는 중공사 필라멘트와 같이 공기는 통과되나 세균, 바이러스, 박테리아, 리케챠와 같은 병원균은 투과되지 못하도록 된 필터로서 예컨대, 후술할 혜파필터(HEPA FILTER)와 같은 것이 될 수 있다.
본 발명에서 제공되는 메틸알콜은 살균 및 멸균 처리시간을 단축시키기 위해 사용되는 것으로 메틸알콜 자체만으로도 산균 및 멸균 기능을 가지고 있으며, 그 공급방식은 메틸알콜공급조와 인접하여 설치된 산소가스저장조로부터 인출된 배관상에 상기 메틸알콜공급조로부터 인출된 배관을 벤츄리관 형태로 접속하여 베르누이정리에 따라 기화되어 분무되는 형태로 진공챔버 내부로 공급함이 바람직하다.
이는 증기압이 낮은 알콜과 산소가스와의 반응을 이용해 살균 및 멸균에 필요한 다수의 라디칼을 형성할 수 있어 그 살균 및 멸균성이 더욱 향상된다.
또한, 본 발명에서는 메틸알콜 및 산소가스 대신 활성화도가 우수하여 살균력이 큰 오존을 사용할 수 있는 바, 이러한 오존은 공지된 오존발생기를 통해 얻을 수 있으며, 구조가 간단하여 설치가 용이하다.
특히, 오존발생기를 통해 생성된 오존을 직접 진공챔버에 장입하여 그 산화력에 의해 1차 식균작용을 행하도록 한 후 플라즈마 처리하여 완벽한 멸균 및 살균작용을 행하도록 할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 전압인가수단은 네거티브 유니폴라 펄스 파워서플라이나 혹은 바이폴라 펄스 파워서플라이가 적당하며, 필요에 따라 마이크로웨이브 파워 서플라이를 사용할 수 있다.
특히, 바이폴라 펄스 파워서플라이를 사용할 경우에는 고주파 스위칭시 별도의 정합공진회로의 매칭박스없이도 안정적인 플라즈마를 획득할 수 있으며, 플라즈마에서 발생된 이온, 전자, 라디칼의 운동방향을 조절할 수 있어 의류나 고무제품에도 이들을 손상시키지 않고 적용할 수 있다.
본 발명에서 마이크로웨이브 파워 서플라이를 전압인가수단으로 사용할 경우에는 진공챔버 내부에 배설된 애노드 및 캐소드 플레이트의 구조를 바꾸어 마이크로트론과 발진봉을 통해 유전가열을 일으키게 하거나 혹은 마이크로트론과 도파관인 동축코일, 파이렉스튜브 등을 사용하여 고주파 발진을 유도하고 발진된 고주파의 전자계 공진현상을 통해 피처리물의 표면에 잔류된 세균, 박테리아, 바이러스, 리케챠 등의 병원균을 제거할 수 있다.
특히, 마이크로웨이브 파워 서플라이를 사용할 경우에는 고주파 발진에 용이한 대략 2000볼트 이상의 전압을 인가함이 바람직하다.
본 발명의 장치를 이용하여 피처리물을 살균 및 멸균할 때에는 먼저, 피처리물 진공챔버의 내부 진공도를 적정수준에 이르도록 진공처리하는 단계와; 진공처리된 진공챔버 내부로 활성화가스를 적정량 주입하여 살균 및 멸균 조건을 활성화시키는 단계와; 이어 전압인가수단을 통해 적정 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 단계와; 발생된 플라즈마를 피처리물의 표면에 조사하여 살균 및 멸균처리 후 종료하는 단계를 거쳐 이루어진다.
본 발명의 상기 활성화 단계에서는 메틸알콜 혹은 산소가스를 각각 단독 혹은 혼합 주입하여 활성화시킬 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 상기 활성화 단계에서 상기 메틸알콜 혹은 산소가스를 사용하지 않고 오존발생기를 통해 생성된 오존을 단독으로 진공챔버 내에 주입하여 활성화시킬 수 있다.
본 발명의 전압인가수단을 고주파 마이크로웨이브 펄스 파워서플라이로 하여 유전가열이나 혹은 전자계의 공진현상을 이용해 살균 및 멸균 처리할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 몇가지 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
[제1실시예]
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 살균 및 멸균 장치의 개략적인 구성 블럭도이다.
도 1에 따르면, 피처리물(110)을 수납하는 진공챔버(10)가 구비되고, 상기 진공챔버(100)의 하부에는 진공펌프(120)가 배관(124)에 의해 연결되며, 상기배관(124) 상에는 진공조절밸브(122)가 설치된다.
또한, 상기 진공배관(124) 상에는 상기 진공조절밸브(122)와 인접하여 그 상측에 상기 진공배관(124)을 관통하여 혜파필터(HEPA FILTER)(126)가 설치되어 진공챔버(100) 내부의 진공해제시 외부공기로부터의 재오염을 방지토록 하여 준다.
상기 혜파필터(126)는 HIGH EFFICIENCY PARTICULATE AIR의 약어로서 0.3 마이크론 크기까지 최소 99.975% 제거하는 기능을 보유하고 있으며, 통상 매우 얇은 유리섬유로 셀룰로오즈나 나무섬유로 종이를 만드는 방법과 동일하게 종이형태로 제조된다.
특히, 매우 조밀한 유리 종이이므로 공기가 쉽게 통과될 수 없어 많은 양의 공기를 여과시키기 위해서는 대면적의 혜파필터가 요구된다.
그 작용을 간단히 살펴보면, 미립자는 종이 매개체의 조밀하게 밀착된 유리섬유를 통과하기 때문에 이 입자들은 실제로 섬유중 하나와 부딪혀 상호 흡인력에 의해 달라 붙게 되고, 이렇게 달라 붙은 박테리아나 바이러스, 세균 등은 보유하고 있던 습기를 증발시켜 빼았겨 버리므로 쉽게 죽게 된다.
따라서, 박테리아, 바이러스, 세균 등을 필터링하는데에 있어 탁월한 효능을 보인다.
상기 진공챔버(100)의 배면에는 그 내부와 연통되면서 내부 진공도를 측정할 수 있는 진공센서(128)가 설치된다.
한편, 상기 진공챔버(100) 내부에는 애노드 및 캐소드플레이트(130,132)가 설치되는 바, 상기 캐소드플레이트(132)는 진공챔버(100)의 높이 중앙부에 고정되도록 하고 애노드플레이트(130)는 공지의 수단을 통해 승하강가능하게 설치됨이 바람직하다.
특히, 상기 애노드플레이트(130)는 매우 짧은 거리에서도 방전을 용이하게 일으킬 수 있는 네로우커플(NARROW COUPLE)극을 사용함이 바람직하다.
상기 네로우커플극은 플라즈마의 밀도를 높이고 다수의 라디칼 반응을 촉진하며 짧은 시간에도 고효율의 살균 및 멸균 작용을 행하도록 안내하게 된다.
상기 캐소드플레이트(132)의 상면에는 피처리물(110)이 절연된 상태로 거치되게 되는 바, 상기 피처리물(110)은 밀봉부재(140)에 의해 긴밀하게 밀봉된 채 거치됨이 바람직하다.
상기 밀봉부재(140)는 상술한 혜파필터(126)와 같이 공기는 통과시키면서 병원균은 투과시키지 못하도록 된 혜파필터를 일측면으로 하고 타측면은 플라즈마의 조사가 가능한 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 하여줌이 바람직하다.
특히 바람직하기로는, 캐소드플레이트(132)와 접촉하면서 안착되는 면은 혜파필터로 하고, 애노드플레이트(130)측 면은 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 하여 준다.
이와 같이, 밀봉부재(140)의 양측면을 달리 구성하되, 특히 그 일면을 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 하고 타면은 혜파필터로 하는 이유는 양자 모두 통상 수분과 분진속에 함께 존재하는 바이러스나 세균의 침투를 막는데 효과적이나 양 부재 단독으로는 접합이 어려워 접착의 용이성을 위해 각기 다른 재질로 된 부재를 접착하여 밀봉부재(140)를 만들기 위한 것이다.
만약, 각 부재 단독으로도 접합이 용이하다면 밀봉부재(140)의 양측면을 모두 혜파필터로 하거나 혹은 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 할 수 있음은 물론이다.
아울러, 상기 애노드 및 캐소드플레이트(130,132)의 각 단자는 전압인가수단(150)과 전기적으로 연결된다.
전압인가수단(150)은 도 6의 (a)와 같은 파형을 가진 네거티브 유니폴러 펄스 파워서플라이가 바람직하다.
상기 진공챔버(100)의 일측에는 메틸알콜공급조(160)와 산소가스저장조(170)가 설치된다.
그리고, 일단은 상기 진공챔버(100) 내부 상측에 길이방향으로 배설되고 타단은 상기 메틸알콜공급조(160) 및 산소가스저장조(170)를 순차로 연결하는 공급배관(190)이 연결된다.
상기 공급배관(190)의 단부인 진공챔버(100) 내부에 배설된 부분에는 하방향을 향하여 분사가능한 다수의 노즐(192)이 설치되고, 진공챔버(100) 내부로 인입되는 부위의 공급배관(190)상에는 플로우메터(180)가 설치되며, 상기 플로우메터(180)와 인접하여 가스밸브(194)가 설치된다.
아울러, 상기 공급배관(190)은 산소가스저장조(170)와 주된 연결관계를 갖고 메틸알콜공급조(160)와는 부수적인 연결관계를 갖는 바, 그 형식은 예컨대 벤츄리관과 같이 베르누이정리를 이용하여 공급되는 산소가스의 압력차에 의해 메틸알콜이 흡입되어 분무되는 형태를 취하도록 설치함이 바람직하다.
상기 플로우메터(180)는 소독제인 메틸알콜과 활성제인 산소가스가 과도하게공급되지 않고 일정한 양이 지속적으로 공급될 수 있도록 설치 제공되는 것이며, 가스밸브(194)는 상기 진공챔버(100)의 내부를 일정 진공도로 진공할 때에 상기 공급배관(190)을 물리적으로 완전 차단하기 위해 설치 제공된다.
특히, 상기 플로우메터(180)는 니들밸브와 유리관 내부에 액체 및 가스의 비중에 맞게 장입된 볼(BALL)의 작용에 의해 볼의 높낮이가 정량적으로 표시되는 유량계로서, 액체 및 기체를 정량적으로 제어하고자 할 때에 매우 유용한 유량조절기구이다.
여기에서, 상기 메틸알콜 및 산소가스를 사용하지 않고 오존을 사용하여 진공챔버(100) 내부를 활성화시킬 때에는 상술한 플로우메터(180)나 메틸알콜공급조(160) 및 산소가스저장조(170)의 설치없이 오존발생기(미도시)를 진공챔버(100) 일측에 부착설치하고 오존발생기로부터 발생된 오존을 곧바로 진공챔버(100) 내부로 공급할 수 있도록 설치할 수 있다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 제1실시예에 따른 살균 및 멸균장치의 작동관계는 다음과 같다.
먼저, 의료기구와 같은 피처리물(110)을 밀봉부재(140)로 긴밀하게 밀봉하여 진공챔버(100) 내의 캐소드플레이트(132) 상면에 전기적으로 절연되게 안착시킨다.
이어, 가스밸브(194)를 폐쇄하여 메틸알콜 및 산소가스의 공급을 차단한 상태에서 진공펌프(120)를 가동시켜 진공챔버(100)의 내부를 일정 진공도에 이르도록 진공시킨다.
이때, 진공챔버(100) 내부의 진공도는 100mm Torr 정도가 적당하며, 이는 진공센서(128)를 통해 용이하게 확인할 수 있다.
요구되는 진공도에 도달하게 되면 진공밸브(122)를 차단함과 동시에 진공펌프(120)의 가동을 정지시킨다.
이어, 가스밸브(194)를 개방시켜 메틸알콜과 산소가스를 공급하되, 진공센서(128)를 통해 진공도가 20 Torr 정도에 이르면 가스밸브(194)를 폐쇄하여 메틸알콜과 산소가스의 공급을 중단시킨다.
여기에서, 진공챔버(100)의 진공도를 100 mmTorr ~ 20 Torr로 조절하는 것은 피처리물(110)에 잔류된 수분을 완전히 제거하기 위함인 바, 물의 증기압곡선에 따르면 0.01℃에서 4.9 Torr 일 때 수증기로 증발하므로 이를 감안할 때 상기 범위까지 가변시킴으로써 피처리물(110)에 잔류된 수분을 완전히 제거할 수 있기 때문이다.
이때, 액체상태의 메틸알콜은 베르누이정리에 의해 공급되는 과정에서 기화되어 기체상태로 공급되게 되며, 특히 메틸알콜을 사용한 이유는 70~75%의 수용액에서 살균력이 강하고 수지, 피부, 수술기구를 살균할 때 사용되는 동일 소독제이며 또한 독성이 없는 무포자균에 아주 효과적인 소독제이기 때문이다.
공급된 메틸알콜은 밀봉부재(140)와 피처리물(110)의 표면에 액상으로 젖어있다가 진공펌프(120)를 재가동하여 그 진공도를 다시 100mm Torr 정도로 조절하게 되면 일부 액상 메틸알콜은 소독작용을 수행함과 동시에 기화되게 된다.
이어, 전압인가수단(150)을 통해 약 500V의 전압을 인가하여 도 6의 (a)와 같은 파형과 대략 최대 33KHz의 주파수를 갖는 네거티브 유니폴러 펄스를 제공하게되면 애노드와 캐소드플레이트(130,132)의 사이에서는 방전이 시작되게 된다.
증발된 메틸알콜은 증기압 곡선이 낮아 낮은 온도에서도 쉽게 증발하므로 공급된 산소가스와 기체 상태로 진공챔버(100) 내에 존재하면서 방전에 의해 생성된 플라즈마를 통해 그 화학적인 결합이 끊어지는 과정을 거치게 된다.
예컨대,
CH2OH →CH2++ OH-+ e
CH2+→C + H-+H-+ 2e
O2→O-+ O-+ 2e
C++ O-→CO
O-+ O-+ H+→OOH
C2++ O-+ O-→CO2
O-+ H++ H+→H2O
이러한 반응은 플라즈마에 의해 기체의 화학적인 결합이 끊어지고, 재결합하는 과정이 가속됨을 의미한다.
이때, 살균에 필요한 다수의 OH, OOH, CO 등의 라디칼은 살균 및 멸균하고자 하는 피처리물(110)에 작용하여 피처리물(110)의 표면에 잔류된 병원균을 살균 혹은 멸균처리하게 된다.
전술하였듯이, 본 발명의 애노드플레이트(130)는 네로우커플극을 사용함으로써 매우 좁은 범위 내에서 플라즈마를 발생시킴은 물론 밀도가 높아 다수의 라디칼 반응을 촉진시키고 매우 짧은 시간에 고효율적으로 살균 및 멸균처리하게 된다.
이와 같은 것은 전기장의 세기(E) = 전압(V) / 거리(D)로부터 산출되는 바와 같이, 절연된 애노드 및 캐소드플레이트(130,132)의 양단 사이 거리를 가깝게 하면 할수록 전기장의 세기가 증대되고, 증대된 전기장은 이온화된 분자 및 라디칼의 가속을 증대시켜 궁극적으로는 살균 및 멸균에 필요한 플라즈마 에너지를 더욱 높이게 된다.
[제2실시예]
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 살균 및 멸균 장치의 개략적인 구성 블럭도이다.
도 2에 따르면, 본 발명의 제2실시예는 전술한 제1실시예의 장치에서 전압인가수단(150)을 바이폴라 펄스 파워서플라이를 사용한 것에 특징이 있다.
상기 바이폴라 펄스는 도 6의 (b)와 같이 양의 반파장과 음의 반파장이 교번되는 파형을 갖는다.
따라서, 상기 바이폴라 펄스를 사용할 경우에 플라즈마에 의해 발생된 이온, 전자, 라디칼의 운동방향을 조절할 수 있게 된다.
즉, 발생된 이온은 캐소드플레이트(132)측으로만 운동하게 되고, 전자는 반대로 애노드플레이트(130)측으로만 이동되려고 한다.
이때, 바이폴라 펄스의 양의 반파장이 작용하여 캐소드플레이트(132)측으로 이동되는 이온을 애노드플레이트(130)측으로 이동시키려고 하고, 동시에 교번되는 음의 반파장이 작용하여 다시 캐소드플레이트(132)측으로 가속시키려고 하게 된다.
이와 같은 과정을 반복하면서 이온은 캐소드플레이트(132)와 애노드플레이트(130) 사이에서 왕복운동하게 된다.
전자의 경우도 마찬가지다.
이러한 현상에 의해, 바이폴라 펄스를 사용할 경우에는 이온이 캐소드플레이트(130)와 충돌하지 못하도록 제어할 수 있으므로 의류제품이나 고무제품에 까지도 살균 및 멸균처리할 수 있다.
즉, 제1실시예에서와 같이 네거티브유니폴라 펄스를 사용할 경우에는 이온 및 전자의 방향을 제어할 수 없어 이온과 캐소드플레이트(132)간의 충돌에 의해 발생된 열이 의류제품이나 고무제품에 손상을 가할 수 있으므로 네거티브유니폴라 펄스는 의류제품이나 고무제품의 살균 및 멸균에는 사용할 수 없게 됨에 반해, 바이폴라 펄스의 경우에는 이온과 전자를 캐소드플레이트(132)와 애노드플레이트(130) 사이에 가둘 수 있으므로 그 살균 및 멸균처리 대상물을 확대시킬 수 있게 된다.
특히, 이러한 바이폴러 펄스는 정합회로방식을 채택하지 않기 때문에 별도의 매칭네트워크가 필요치 않게 되어 복잡한 부대설비가 요구되지 않으며 전압조절이 용이하다는 장점도 갖고, 그 주파수는 최대 900MHz까지 가변이 가능하다.
이러한 구성을 갖는 제2실시예의 살균 및 멸균 장치는 제1실시예에서와 동일한 작동관계를 갖는다.
다만, 전압인가수단(150)이 바이폴라 펄스 파워서플라이인 점과 그에 따른 주파수 대역이 최대 900MHz 까지 가변이 가능하다는 점만 다를 뿐이다.
[제3실시예]
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 살균 및 멸균 장치의 개략적인 구성 블럭도이다.
도 3에 따르면, 본 발명의 제3실시예에서는 마이크로웨이브의 유전가열원리를 이용하기 때문에 절연된 별도의 캐소드플레이트가 요구되지 않는다.
도시와 같이, 진공챔버(100)를 비롯하여 피처리물(110), 진공펌프(120), 진공밸브(122), 혜파필터(126), 진공센서(128), 밀봉부재(140), 메틸알콜공급조(160),산소가스저장조(170) 및 이들을 진공챔버(100)와 연결하는 공급배관(190), 노즐(192) 등은 상술한 제1실시예에서와 동일한 구조로 구성된다.
상기 진공챔버(100)의 일측에는 전압인가수단(150)이 설치되고, 진공챔버(100) 내부의 상측에는 마이크로트론(210)이 설치된다.
상기 마이크로트론(210)은 상기 전압인가수단(150)에 전기적으로 연결되며, 상기 전압인가수단(150)은 마이크로웨이브 파워서플라이가 바람직하다.
상기 마이크로웨이브는 최소 896MHz에서 최대 30GHz의 무선통신에서 사용하는 주파수대역을 사용함이 바람직하며, 전자레인지에서 사용하는 2.45GHz 정도가 특히 적당하다.
마이크로트론(210)에는 발진봉(220)이 연결되고, 상기 발진봉(220)은 진공챔버(100)의 길이방향으로 배설되며, 발진봉(220)의 상측에는 호형상의 도파관(240)이 배치되고 그 하측에는 파이렉스플레이트(230)가 설치된다.
피처리물(110)은 제1실시예에서와 같은 밀봉부재(140)에 긴밀하게 밀봉처리된 채 도시하지는 않았으나 진공챔버(100) 내부에 고정설치된 지지판상에 안착된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제3실시예는 다음과 같이 작동된다.
먼저, 제1실시예에서와 같이 피처리물(110)을 밀봉부재(140)로 긴밀하게 밀봉하여 진공챔버(100) 내의 지지판(미도시) 상면에 안착시킨다.
이어, 가스밸브(194)를 폐쇄하여 메틸알콜 및 산소가스의 공급을 차단한 상태에서 진공펌프(120)를 가동시켜 진공챔버(100)의 내부를 일정 진공도에 이르도록 진공시킨다.
이때, 진공챔버(100) 내부의 진공도는 100mm Torr 정도가 적당하며, 이는 진공센서(128)를 통해 용이하게 확인할 수 있다.
요구되는 진공도에 도달하게 되면 진공밸브(122)를 차단함과 동시에 진공펌프(120)의 가동을 정지시킨다.
이어, 가스밸브(194)를 개방시켜 메틸알콜과 산소가스를 공급하여 진공챔버(100) 내부의 분위기를 알콜증기와 산소분위기로 만든 후 상기 진공펌프(120)를 재가동하여 100mm Torr 를 유지하도록 재진공시킨다.
상기 진공도에 이르면 전압인가수단(150)을 통해 도 6의 (c)와 같은 파형을 가진 마이크로웨이브를 마그네트론(210)에 인가시켜 발진봉(220)을 통해 고주파 발진시킨다.
마그네트론(210)과 발진봉(220)을 통해 발진된 고주파는 호형상의 도파관(240)에 누설없이 전달되고, 상기 도파관(240)을 통해 반사된 전자기파는 파이렉스플레이트(230)를 통해 균일하게 진공챔버(100)의 상측에서 하측을 향해 조사되게 된다.
동시에, 방전이 형성되면 메틸알콜과 산소가스가 반응하여 이온 및 전자, 라디칼로 분해되고 재결합되는 제1실시예에서와 같은 과정을 연속적으로 수행하게 되고 이러한 과정에서 살균 및 멸균작용이 일어나게 된다.
즉, 상기 진공챔버(100) 내부에서는 기체상태의 가스라할지라도 기체 고유의 화학적인 결합을 하고 있으며, 성질 자체가 변하지는 않으나 고주파의 마이크로웨이브가 인가되면서 그들의 화학적인 결합이 끊어져 불안정한 상태로 바뀌게 되고 불안정해진 상태는 다시 안정된 상태로 전환되려는 과정을 지속적으로 반복하게 된다.
특히, 제3실시에서는 고주파의 마이크로웨이브를 사용하기 때문에 별도의 절연된 전극이 필요없게 되어 구조가 간단하고 작용이 용이하며 제어가 쉽다.
[제4실시예]
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 살균 및 멸균 장치의 개략적인 구성 블럭도이다.
도 4에 따르면, 본 발명의 제4실시예는 상술한 제3실시예와 유사한 구조를 갖되 고주파의 공진현상을 이용한 것이다.
즉, 진공챔버(100)를 비롯하여 진공펌프(120), 메틸알콜공급조(160) 및 산소가스저장조(170)들은 제3실시예와 동일하게 구성한 상태에서 상기 진공챔버(100)의 하단면에 이를 관통하여 서로 이격된 한쌍의 마그네트론(340)을 설치하고, 상기 마그네트론(340)의 일단은 각각 전압인가수단(150)에 연결함과 동시에 각 타단은 동축코일(310)에 연결하며, 상기 동축코일(310) 내에는 파이렉스튜브(320)를 구비하여서 된 구성이다.
상기 동축코일(310)은 상기 파이렉스튜브(320)의 외주면을 따라 권취배설되며, 파이렉스튜브(320)의 내부에는 밀봉부재(140)에 장입된 피처리물(110)이 안착된다.
상기 전압인가수단(150)은 제3실시예에서와 동일한 마이크로웨이브 파워서플라이가 적당하다.
그 작용에 있어, 전술한 바와 같은 조작에 의해 진공챔버(100) 내부가 메틸알콜과 산소분위기로 바뀌게 되면 전압인가수단(150)을 통해 상기 마그네트론(340)에 고주파 발진을 위해 약 2000 V 이상의 전압을 인가시킨다.
인가된 전압에 의해 상기 마그네트론(340)과 연결된 동축코일(310)을 따라 고주파의 발진이 일어나고, 발진된 고주파는 굴절없이 파이렉스튜브(320) 내부로 전달되게 된다.
이때, 상기 동축코일(310)의 주변에서 발진되는 고주파는 도 6의 (d)와 같은 파형을 가지며 파이렉스튜브(320) 안에서 수시로 자기장의 방향이 바뀌면서 그 내부에 있는 메틸알콜과 산소가스는 격렬히 회전되면서 화화적인 결합을 끊고 재결합되는 과정을 반복하게 된다.
즉, 전자들이 여기되고 빛을 발산하게 되는데 이것은 전자기의 공진현상에 의한 플라즈마 발생방식이다.
[제5실시예]
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 살균 및 멸균 장치의 개략적인 구성 블럭도이다.
도 5에 따르면, 본 발명의 제5실시예는 상술한 제3실시예와 유사한 구조를 갖되 오존과 고주파의 공진현상을 이용하여 플라즈마를 활성화시킨 것이다.
진공챔버(100)를 비롯하여 피처리물(110), 진공펌프(120), 진공센서(128), 밀봉부재(140) 및 전압인가수단(150) 이와 연결된 마이크로트론(210)은 제3실시예에서와 동일한 구조를 갖고 설치된다.
특히, 상기 전압인가수단(150)은 상기 실시예에서와 같이 최소 896MHz에서 최대 30GHz의 무선통신에서 사용하는 주파수대역을 사용함이 바람직하며, 전자레인지에서 사용하는 2.45GHz 정도가 특히 적당한 고주파 마이크로웨이브를 발하는 마이크로웨이브 파워서플라이가 바람직하다.
마이크로트론(210)에는 발진봉(220)이 연결되고, 상기 발진봉(220)은 진공챔버(100)의 길이방향으로 배설되며, 발진봉(220)의 상측에는 호형상의 도파관(240)이 배치되고 그 하측에는 파이렉스플레이트(230)가 설치된다.
피처리물(110)은 제3실시예에서와 같은 밀봉부재(140)에 긴밀하게 밀봉처리된 채 도시하지는 않았으나 진공챔버(100) 내부에 고정설치된 지지판상에 안착된다.
아울러, 진공챔버(100) 내부를 1차 식균처리함과 동시에 플라즈마 처리를 위한 활성화수단으로서 오존발생기(510)가 부가 설치된다.
상기 오존발생기(510)는 공지된 수단으로서 상기 진공챔버(100)의 일측면에 부착설치되며, 그로부터 발생된 오존은 곧바로 상기 진공챔버(100) 내부로 공급될 수 있도록 설치된다.
상기 오존발생기(510)를 통해 발생된 오존을 공급할 때 그 공급양을 조절키 위한 밸브수단이 부가될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제5실시예는 다음과 같이 작동된다.
먼저, 제3실시예에서와 같이 피처리물(110)을 밀봉부재(140)로 긴밀하게 밀봉하여 진공챔버(100) 내의 지지판(미도시) 상면에 안착시킨다.
이어, 오존의 공급을 차단시킨 상태에서 진공펌프(120)를 가동시켜 진공챔버(100)의 내부를 일정 진공도에 이르도록 진공시킨다.
이때, 진공챔버(100) 내부의 진공도는 100mm Torr 정도가 적당하며, 이는 진공센서(128)를 통해 용이하게 확인할 수 있다.
요구되는 진공도에 도달하게 되면 진공밸브(122)를 차단함과 동시에 진공펌프(120)의 가동을 정지시킨다.
이어, 오존발생기로부터 생성된 오존을 공급하여 진공챔버(100) 내부의 분위기를 오존 분위기로 만들어 그 산화력에 의해 1차 식균작용을 수행한 후 상기 진공펌프(120)를 재가동하여 100mm Torr 를 유지하도록 재진공시킨다.
상기 진공도에 이르면 전압인가수단(150)을 통해 도 6의 (c)와 같은 파형을가진 마이크로웨이브를 마그네트론(210)에 인가시켜 발진봉(220)을 통해 고주파 발진시킨다.
마그네트론(210)과 발진봉(220)을 통해 발진된 고주파는 호형상의 도파관(240)에 누설없이 전달되고, 상기 도파관(240)을 통해 반사된 전자기파는 파이렉스플레이트(230)를 통해 균일하게 진공챔버(100)의 상측에서 하측을 향해 조사되게 된다.
동시에, 방전이 형성되면 오존이 반응하여 이온 및 전자, 라디칼로 분해되고 재결합되는 제1실시예에서와 같은 과정을 연속적으로 수행하게 되고 이러한 과정에서 살균 및 멸균작용이 일어나게 된다.
즉, 상기 진공챔버(100) 내부에서는 기체상태의 가스라할지라도 기체 고유의 화학적인 결합을 하고 있으며, 성질 자체가 변하지는 않으나 고주파의 마이크로웨이브가 인가되면서 그들의 화학적인 결합이 끊어져 불안정한 상태로 바뀌게 되고 불안정해진 상태는 다시 안정된 상태로 전환되려는 과정을 지속적으로 반복하게 된다.
여기에서, 상기와 같이 오존을 활성화수단으로 사용한 것은 본 제5실시예에 한정되는 것이 아니라, 그 구조의 변경이 가능한 범위 내에서 제1,2,4 실시예에도 동일하게 적용할 수 있다.
상술한 바와 같은 몇가지 바람직한 실시예를 통해 살균 및 멸균 처리한 결과를 하기한 실험예에 나타내었다.
[실험예 1]
본 발명의 실험예 1에서는 메틸알콜과 산소가스를 이용하여 제1,2,3,4실시예에 따라 플라즈마 처리하였으며, 처리결과를 도표화하였다.
특히, 제3실시예에서의 마이크로웨이브에 의한 플라즈마 용적은 0.125m3을 그리고 제4실시예에서는 0.56m3을 사용하였다.
또한, 피처리물의 표면에 잔류된 멸균시킬 유기체의 수는 4.0 ×106~ 5.0 ×107개를 배양하여 시험하였다.
뿐만 아니라, 소독용 살균제로 사용된 메틸알콜은 70~75%를 증류수에 희석하여 사용하였고, 산소가스의 투입량은 분당 1000 SCCM을 기준으로 실시하였다.
아울러, 제1실시예의 네거티브 유니폴라 펄스는 33 KHz의 주파수를 그리고 제2실시예의 바이폴라 펄스는 900MHz, 마이크로웨이브는 2.45GHz를 사용하였다.
마지막으로, 소독제와 살균제인 메틸알콜과 산소가스를 단독 혹은 혼합하여 처리함으로써 살균 및 멸균효과를 비교하였다.
상술한 조건하에서 실험한 결과를 하기한 표 1,2,3에 제시한다.
밀봉부재에 포장한 상태에서의 처리
실험예 진공도(Torr) 소모전력(W) 처리시간(분)
제1실시예 1 250 15
제2실시예 1 300 13
제3실시예 0.8 500 12
제4실시예 20 700 10
밀봉부재에 포장하지 않은 상태에서의 처리
실험예 진공도(Torr) 소모전력(W) 처리시간(분)
제1실시예 1 250 11
제2실시예 1 300 10
제3실시예 0.8 500 7
제4실시예 20 700 5
배양한 유기체수가 멸균되어 0이 될때까지의 처리시간(포장한 상태에서 실시)
실험예 가스조건 처리시간(분)
제1실시예 메틸알콜단독 20
산소가스단독 17
혼합 15
제2실시예 메틸알콜단독 16
산소가스단독 17
혼합 13
제3실시예 메틸알콜단독 10
산소가스단독 11
혼합 5
제4실시예 메틸알콜단독 16
산소가스단독 17
혼합 12
상술한 표 1,2,3을 통해 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 방식은 기존 방식에 비해 현저히 단축된 처리시간에도 세균을 완전히 박멸시킬 수 있으면서 가하는 조건에 약간의 변화를 가하여도 현저히 상승된 처리효과를 획득할 수 있음을 확인할 수 있다.
여기에서, 배양한 유기체의 수가 0이 되는 것은 고배율 전자현미경에 의해 확인하였는 바, 단위면적당 유기체 포자수를 표분 추출하여 고배율 전자현미경으로 확인한 후 확률계산에 의한 방법으로 점검하였다.
[실험예 2]
본 발명의 실험예 2에서는 제3실시예에를 기준으로 활성화가스를 오존으로 하여 실험하였다.
실험에 사용된 시료는 3M사의 바이오로지컬 인디게이터(BIOLOGICALINDICATOR)를 사용하였으며, 이때 배양된 균주는 2.2 ×106CFU(COLONY FORMING UNIT)이었다. 상기 시료는 통상 에틸렌옥사이드 가스의 살균 및 멸균시 그 시료로 사용된다.
따라서, 본 발명의 실험예 2에서는 상기 에틸렌옥사이드 가스와 대비하여 실험한 후 하기한 표 4에 그 결과를 나타내었는 바, 양자 모두 멸균처리후 48시간 동안 배양하여 비교하였다.
평가방법에 있어, 에틸렌옥사이드 가스에만 살균되는 세균 및 바이러스의 배양전 시료는 녹색을 띠었으므로 인큐베이터에서 37℃하 48시간 배양후에도 녹색을 띠고 있으면 세균 및 바이러스가 모두 제거된 것으로 판단하였고, 노란색으로 변하면 세균 및 바이러스가 남아 있는 것으로 판단하였다.
하기한 표 4의 대비에서는 이들 시료의 색이 모두 녹색으로 될 때까지 살균 및 멸균을 반복하여 충족될 때까지 걸리는 시간을 비교하였다.
구분 에틸렌옥사이드 가스를 이용한 살균 오존을 이용한 플라즈마 살균
처리시간 9시간 15분
활성화가스 에틸렌옥사이드 오존
배양시간 48시간 48시간
배양후 색깔 녹색 녹색
상기 표 4에서와 같이, 본 발명의 제5실시예에 의한 살균 및 멸균 처리시 그 처리시간이 현저히 단축됨을 알 수 있었고, 또한 일반적인 세균이나 바이러스보다 더 강한 내성을 지닌 병원체도 완벽하게 멸균처리함을 확인할 수 있었다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 기 공지된 방식에 비해 현저히 단축된 시간내에서도 완벽한 살균 및 멸균처리를 행할 수 있다.
둘째, 처리공정 및 장치구조가 간단하여 의료기구 등을 살균 및 멸균하기에 매우 적합하다.
세째, 살균 및 멸균 효율이 높고, 밀봉부재를 사용함으로써 멸균처리후에 재감염을 확실하게 방지할 수 있어 안전하다.

Claims (19)

  1. 피처리물을 수납하는 진공챔버와; 그 하부에 연결된 진공펌프와; 진공챔버 내부에 서로 이격설치된 한쌍의 애노드 및 캐소드플레이트와; 이들 플레이트의 각 단자와 연결되고 진공챔버의 외부에 구비된 전압인가수단을 갖는 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 장치에 있어서;
    상기 전압인가수단은 네거티브 유니폴라 펄스 파워서플라이 혹은 바이폴라 펄스 파워서플라이이고,
    상기 진공챔버의 일측에는 단독 혹은 혼합되어 그 내부로 공급되도록 공급배관을 통해 메틸알콜공급조 및 산소가스저장조가 연결설치되며,
    상기 진공챔버 내부에는 혜파필터를 일면으로하고 타면은 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 된 피처리물 밀봉용 밀봉부재가 마련된 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 애노드플레이트는 네로우커플극인 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 공급배관의 단부인 진공챔버 내부에는 다수의 노즐이 배설되는 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 메틸알콜공급조는 상기 산소가스저장조와 연결설치된 공급배관상에 벤츄리관 형태로 설치되고 베르누이정리에 의해 공급배관에 흡입되어 진공챔버 내부로 메틸알콜을 공급할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 장치.
  7. 피처리물을 수납하는 진공챔버와; 그 하부에 연결된 진공펌프를 갖는 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 장치에 있어서,
    상기 진공챔버 내부에 설치된 마그네트론과;
    상기 마그네트론과 연결된 발진봉과;
    상기 발진봉의 하측에 구비된 평판형상의 파이렉스와;
    상기 발진봉 및 파이렉스를 감싸는 형태로 그 상측에 배치된 호형상의 도파관과;
    상기 마그네트론과 전기적으로 연결되고 상기 진공챔버의 외부에 구비된 마이크로웨이브 파워서플라이와;
    상기 진공챔버의 일측에 설치되고, 단독 혹은 혼합되어 상기 진공챔버 내부로 공급될 수 있도록 공급배관에 의해 상기 진공챔버와 연결설치된 메틸알콜공급조 및 산소가스저장조를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 장치.
  8. 삭제
  9. 피처리물을 수납하는 진공챔버와; 그 하부에 연결된 진공펌프를 갖는 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 장치에 있어서,
    상기 진공챔버 내부에 설치된 마그네트론과;
    상기 마그네트론과 연결된 발진봉과;
    상기 발진봉의 하측에 구비된 평판형상의 파이렉스와;
    상기 발진봉 및 파이렉스를 감싸는 형태로 그 상측에 배치된 호형상의 도파관과;
    상기 마그네트론과 전기적으로 연결되고 상기 진공챔버의 외부에 구비된 마이크로웨이브 파워서플라이와;
    상기 진공챔버의 일측에 고정되고, 그 내부로 오존을 공급할 수 있도록 연결 설치된 오존발생기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 장치.
  10. 피처리물을 수납하는 진공챔버와; 그 하부에 연결된 진공펌프를 갖는 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 장치에 있어서,
    상기 진공챔버의 하단면 양측을 관통하여 설치된 한쌍의 마그네트론과;
    상기 마그네트론과 연결된 동축코일과;
    상기 동축코일에 의해 권취되도록 진공챔버 내부에 구비된 파이렉스튜브와;
    상기 마그네트론과 전기적으로 연결되고 상기 진공챔버의 외부에 구비된 마이크로웨이브 파워서플라이와;
    상기 진공챔버의 일측에 설치되고, 단독 혹은 혼합되어 상기 진공챔버 내부로 공급될 수 있도록 공급배관에 의해 상기 진공챔버와 연결설치된 메틸알콜공급조 및 산소가스저장조를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 장치.
  11. 피처리물 진공챔버의 내부를 진공처리하는 단계와; 그 진공챔버 내부로 활성화가스를 주입하여 살균 및 멸균 조건을 활성화시키는 단계와; 이어 네거티브 유니폴라 펄스 파워서플라이, 바이폴라 펄스 파워서플라이, 마이크로웨이브 파워서플라이중 어느 하나를 통해 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 단계와; 플라즈마를 피처리물의 표면에 조사하여 살균 및 멸균처리하는 단계를 포함하는 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 방법에 있어서,
    상기 활성화 단계에서는 오존, 산소가스를 단독 혹은 메틸알콜과 산소가스를 혼합 주입하여 활성화시키는 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서, 상기 메틸알콜은 메틸알콜 70~75%와 증류수를 희석하여 제조한 수용액을 사용하는 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 플라즈마 발생단계에서 네거티브 유니폴라 펄스 파워서플라이는 주파수가 33KHz 까지 가변가능한 네거티브 유니폴라 펄스를 통해 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 플라즈마 발생단계에서 바이폴라 펄스 파워서플라이는 주파수가 900MHz 까지 가변가능한 바이폴라 펄스를 통해 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 바이폴라 펄스를 통해 플라즈마를 발생시켜 섬유나 고무제품을 살균 및 멸균 처리하는 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 플라즈마 발생단계에서 마이크로웨이브 파워서플라이는 주파수가 900MHz ~ 30GHz 인 고주파 마이크로웨이브를 마그네트론, 발진봉, 파이렉스플레이트와 도파관을 통해 유전가열시켜 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 플라즈마 발생단계에서 마이크로웨이브 파워서플라이는 주파수가 900MHz ~ 30GHz인 고주파 마이크로웨이브를 마그네트론, 동축코일과 파이렉스튜브을 통해 전자계 공진시켜 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마를 이용한 살균 및 멸균 방법.
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