KR20230012014A

KR20230012014A - 균 또는 바이러스의 불활화 방법, 균 또는 바이러스의 불활화 장치

Info

Publication number: KR20230012014A
Application number: KR1020227043887A
Authority: KR
Inventors: 요시히코 오쿠무라
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2020-08-05
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2023-01-25
Also published as: CN113546187A; US20220040344A1; TW202218691A; JP6948605B1; EP3950012A1; WO2022030101A1; US11642425B2; JP2022029809A

Abstract

이취를 억제하면서도, 대상물에 부착된 균의 살균이나, 바이러스의 불활화를 행하는 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 균 또는 바이러스의 불활화 방법은, 200nm~235nm의 범위 내에 속하는 특정 파장에 광 출력을 나타내는 자외선을 조사하는 공정 (a)를 갖는다. 공정 (a)는, 자외선을, 조도 (X)[mW/cm²](X>0)와 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)[mJ/cm²]가 하기 (1)식을 만족하도록 조사하는 공정이다.
0<Y<10.704X^-0.373 ···(1)

Description

균 또는 바이러스의 불활화 방법, 균 또는 바이러스의 불활화 장치

본 발명은, 균 또는 바이러스의 불활화 방법에 관한 것이고, 특히 자외선을 이용한 균 또는 바이러스의 불활화 방법에 관한 것이다. 또, 본 발명은, 균 또는 바이러스의 불활화 장치에 관한 것이다.

종래, 자외선을 조사하고 살균을 행하는 기술이 알려져 있다. DNA는 파장 260nm 부근에 가장 높은 흡수 특성을 나타내는 것이 알려져 있다. 그리고, 저압 수은 램프는, 파장 254nm 부근에 높은 발광 스펙트럼을 나타낸다. 이 때문에, 저압 수은 램프를 이용하여 살균을 행하는 기술이 널리 이용되고 있다.

그러나, 이와 같은 파장대의 자외선을 인체에 조사하면, 인체에 영향을 미칠 리스크가 있는 것이 알려져 있다. 피부는, 표면에 가까운 부분으로부터 표피, 진피, 그 심부의 피하 조직의 3개의 부분으로 나뉘고, 표피는, 또한 표면에 가까운 부분으로부터 순서대로, 각질층, 과립층, 유극층, 기저층의 4층으로 나뉜다. 파장 254nm의 자외선이 인체에 조사되면, 각질층을 투과하고, 과립층이나 유극층, 경우에 따라서는 기저층에 도달하여, 이들 층 내에 존재하는 세포의 DNA에 흡수된다. 그 결과, 피부암의 리스크가 발생한다.

이와 같은 관점에서, 하기 특허문헌 1에는, 의료 현장에 있어서 파장 200nm~235nm의 범위 내의 자외선을 이용하여, 인체에 대한 리스크를 회피하면서 살균 처리를 행하는 기술이 개시되어 있다.

일본국 특허 제6025756호 공보

토리누키 와키오 외, 「UVB 조사에 의한 리놀렌산, 스콸렌 과산화물로부터의 초미약 발광과 발광 스펙트럼 분석」, 일본 피부과 학회 잡지, 92권 1호, 1982 Manuela Buonanno et. al., "207-nm UV Light - A Promising Tool for Safe Low-Cost Reduction of Surgical Site Infections. I: In Vitro Studies", Plos One, 2013 도쿄도 환경 과학 연구소, 「도쿄도 환경 과학 연구소 연보 2008」, 2008

본 발명자는, 예의 연구에 의하여, 파장 200nm~235nm의 범위 내에 광 출력을 나타내는 자외선원을 이용하여, 실내의 대상물(테이블, 책상, 벽 등)의 표면에 존재하는 균 또는 바이러스의 불활화를 위하여 동 표면에 대하여 자외선을 조사한 바, 이취가 발생한다고 하는 과제를 신규로 발견했다. 이 이유에 대하여, 본 발명자는 이하와 같이 추찰하고 있다.

실내의 테이블, 책상, 벽 등의 대상물은, 사람에 의하여 손으로 접촉될 가능성이 높다. 대상물이 사람의 손에 의하여 접촉되면, 그 표면에는, 사람의 피지(트리글리세리드, 스콸렌, 왁스 에스테르 등)나, 이 피지로부터 분해 생성된 유리 지방산(팔미톨레산)이 부착된다.

피지의 일종인 스콸렌은, 자외선이 조사되면, 스콸렌모노히드로퍼옥시드(SQHPO)를 생성한다. 여기서, SQHPO와 팔미톨레산이 공존하고 있으면, 노넨알, 헥산알, 옥텐알, 헵탄알 등의 이취 성분(냄새 발생원)이 생성된다. 이것은 인체에 있어서의 가령취(加齡臭)의 발생 원리와 닮아 있고, 통상은 생활 환경의 온도나 태양광에 포함되는 자외선에 의하여 천천히 진행되어, 피부로부터 이취를 발생시키는 것이다.

그러나, 대상물의 표면에 파장 200nm~235nm의 자외선이 조사됨으로써, 상기의 반응이 비약적으로 촉진된 결과, 사람이 검지할 수 있는 레벨의 이취가 발생한 것이라고 생각된다.

본 발명은, 이러한 과제를 감안하여, 이취의 발생을 억제하면서도, 대상물에 부착된 균이나 바이러스의 불활화를 행하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 균 또는 바이러스의 불활화 방법은, 200nm~235nm의 범위 내에 속하는 특정 파장에 광 출력을 나타내는 자외선을 조사하는 공정 (a)를 갖고,

상기 공정 (a)는, 상기 자외선을, 조도 (X)[mW/cm²](X>0)와 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)[mJ/cm²]가 하기 (1)식을 만족하도록 조사하는 공정인 것을 특징으로 한다.

0<Y<10.704X^-0.373 ···(1)

상기 (1)식을 만족하도록 자외선을 조사함으로써, 이취의 발생을 억제하면서도 살균 또는 바이러스의 불활화를 행할 수 있다. 이 점은, 「발명을 실시하기 위한 형태」의 항에서 후술된다. 또한, Y<8.563X^-0.373이 되도록 자외선(L1)을 조사함으로써, 강한 이취의 발생을 억제하는 효과를 높일 수 있다.

상기 공정 (a)는, 상기 자외선을, 조도 (X)[mW/cm²](X>0)와 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)[mJ/cm²]가 하기 (2)식을 만족하도록 조사하는 공정으로 해도 상관없다.

0<Y<0.4534X^-0.697 ···(2)

상기 (2)식을 만족하도록 자외선을 조사함으로써, 이취의 발생을 보다 현저하게 억제하면서 균 또는 바이러스의 불활화를 행할 수 있다. 이 점은, 「발명을 실시하기 위한 형태」의 항에서 후술된다. Y<0.36272X^-0.697이 되도록 자외선(L1)을 조사함으로써, 이취의 발생의 억제 효과를 높일 수 있다.

상기 공정 (a)는, 조도 (X)[mW/cm²](X≥0.0002)로 상기 자외선을 조사하는 공정인 것으로 해도 상관없다.

상기 공정 (a)는, 조도 (X)[mW/cm²](X≥0.001)로 상기 자외선을 조사하는 공정인 것으로 해도 상관없다.

상기 공정 (a)는, 상기 (1)식을 만족하도록, 상기 자외선을 간헐적으로 조사하는 공정인 것으로 해도 상관없다.

여기서, 「간헐적으로 조사한다」란, 예를 들면, 소정의 제1 시간에 걸쳐 연속하여 조사한 후, 소정의 제2 시간에 걸쳐 조사를 정지한다고 하는 처리가 반복되는 양태를 가리킨다. 또한, 이 처리에 있어서, 연속하여 조사되는 시간(상기 제1 시간)과, 조사 간격(상기 제2 시간)은, 그때마다 변화하는 것으로 해도 상관없다.

상기 균 또는 바이러스의 불활화 방법에 있어서,

상기 공정 (a)는, 옥내에서 상기 자외선을 조사하는 공정이며,

2시간 이내에 1회 이상, 상기 옥내의 공기를 환기하는 공정 (b)를 갖는 것으로 해도 상관없다.

본 발명에 따른, 균 또는 바이러스의 불활화 장치는,

200nm~235nm의 범위 내에 속하는 특정 파장에 광 출력을 나타내는 자외선을 발광하는 광원과,

상기 광원의 발광 강도를 제어하는 제어부를 갖고,

상기 제어부는, 조사면에 있어서의 조도 (X)[mW/cm²](X>0)와 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)[mJ/cm²]가 하기 (1)식을 만족하도록 상기 광원의 발광 강도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

0<Y<10.704X^-0.373 ···(1)

상기 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 조사면에 있어서의 조도 (X)[mW/cm²](X>0)와 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)[mJ/cm²]가 하기 (2)식을 만족하도록 상기 광원의 발광 강도를 제어하는 것으로 해도 상관없다.

0<Y<0.4534X^-0.697 ···(2)

상기 균 또는 바이러스의 불활화 장치는, 상기 조사면에 있어서의 상기 조도 (X)를 측정하여, 상기 제어부에 송신하는 조도계를 구비하는 것으로 해도 상관없다.

상기 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 (1)식을 만족하도록, 상기 광원을 간헐적으로 점등하는 제어를 행하는 것으로 해도 상관없다.

본 발명에 의하면, 이취의 발생을 억제하면서도, 대상물에 부착된 균이나 바이러스의 불활화를 행할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 균 또는 바이러스의 불활화 방법의 실시의 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 불활화 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은, 광원의 외관의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 도 3에 나타내는 광원의 분해 사시도이다.
도 5는, 도 3에 나타내는 광원에 있어서, 엑시머 램프와 전극 블록의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 6은, 발광 가스에 KrCl이 포함되는 엑시머 램프로부터 출사되는 자외선의 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 7a는, 실내에서 이취가 발생할 때까지 자외선을 조사한 후, 실내의 공기를 GC-MS 분석한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7b는, 스콸렌의 흡수 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 7c는, 단백질의 흡수 계수와 파장의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 8은, 과반수 이상의 평가자에 의하여 취기(臭氣) 지수 N이 20 이상에 도달하고 있다고 판정된 적산 조사량 Y와 조도 X의 관계를 플롯한 그래프이다.
도 9는, 과반수 이상의 평가자에 의하여 취기 지수 N이 30 이상에 도달하고 있다고 판정된 적산 조사량 Y와 조도 X의 관계를 플롯한 그래프이다.
도 10은, 본 발명에 따른 균 또는 바이러스의 불활화 방법의 실시의 상태를 모식적으로 나타내는 다른 도면이다.
도 11은, 불활화 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 다른 블록도이다.
도 12는, 불활화 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 다른 블록도이다.

본 발명에 따른 균 또는 바이러스의 불활화 방법, 및 불활화 장치의 실시 형태에 대하여, 적절히 도면을 참조하여 설명한다.

본 명세서에 있어서, 「불활화」란, 균이나 바이러스를 사멸시키거나 또는 감염력이나 독성을 잃게 하는 것을 포괄하는 개념이다. 또, 본 명세서에 있어서, 「균」이란 세균이나 진균(곰팡이) 등의 미생물을 가리킨다.

도 1은, 본 발명에 따른 균 또는 바이러스의 불활화 방법의 실시의 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 방법은, 균 또는 바이러스(이하, 「균 등(3)」으로 기재한다.)가 표면에 부착되어 있으면 상정되는 처리 대상물(2)에 대하여, 불활화 장치(5)로부터 자외선(L1)을 조사하여 균 등(3)의 불활화를 행하는 방법에 관한 것이다.

본 실시 형태에서는, 처리 대상물(2)은, 방(1) 내에 설치되어 있다. 방(1)은, 문(8)이나 환기구(9) 간극 등을 통하여, 방(1)의 내측의 공기를 환기시킬 수 있는 구성이다. 단, 후술하는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은, 처리 대상물(2)이 방(1) 내에 설치되어 있는 경우에 한정되지 않고, 복도 등을 포함하는 「건물 내」에 설치되어 있는 경우에 있어서도, 실시 가능하다.

건물 내에 있어서의 방(1)은, 일본에 있어서는 건축 기준법의 규정에 의하여, 환기 횟수는 0.5회/h 이상으로 되어 있고, 적어도 2시간에 1회는 실내의 공기가 교체되는 것이 상정되어 있다. 또, 노르웨이, 스웨덴, 핀란드, 덴마크, 벨기에, 프랑스, 독일, 스위스, 캐나다 등 다른 나라에 있어서도, 환기 횟수를 0.5회/h 이상으로 하는 것이 의무 또는 추천 장려되고 있다. 즉, 방(1)은, 적어도 2시간에 1회는 실내의 공기가 교체되는 것이 상정되어 있다.

즉, 가령 방(1) 내에서 이취가 발생한 경우이더라도, 시간의 경과와 함께 당해 이취는 환기에 의하여 제거된다. 바꾸어 말하면, 방(1) 내에 이취의 원인이 존재하는 경우에는, 냄새의 축적이 이루어지는 기간(2시간)당 이취의 발생을 억제하는 것이 중요해진다.

또한 상기 기준은, 기밀성이 높은 주택 건물을 상정한 것으로, 이취의 발생을 억제하기 위한 조건이 엄격한 것이다. 예를 들면, 기밀성이 낮은 목조 건물이나, 천장이 3m 이상인 넓은 거실 공간에 있어서는, 보다 냄새가 축적되기 어려워지기 때문에, 이취의 발생을 억제하기 쉽다.

불활화 장치(5)는, 자외선(L1)을 발하는 광원을 구비한다. 자외선(L1)은, 200nm~235nm의 범위 내에 속하는 특정 파장에 광 출력을 나타낸다. 자외선(L1)은, 200nm~235nm의 범위 내에 주(主) 피크 파장을 갖는 것으로 해도 상관없다. 다른 예로서, 자외선(L1)은, 주 피크 파장이 200nm~235nm의 범위의 밖이지만, 200nm~235nm의 범위 내의 적어도 일부의 파장대에 광 출력을 나타내는 것이어도 상관없다.

도 2는, 불활화 장치(5)의 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다. 불활화 장치(5)는, 광원(11)과, 광원(11)의 발광 제어를 행하는 제어부(12)를 구비한다.

도 3은, 광원(11)의 외관의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 4는, 도 3으로부터, 광원(11)의 램프 하우스(22)의 본체 케이싱부(22a)와 덮개부(22b)를 분해한 사시도이다.

이하의 도 3~도 5에서는, 자외선(L1)의 취출(取出) 방향을 X방향으로 하고, X방향에 직교하는 평면을 YZ 평면으로 한, X-Y-Z 좌표계를 참조하여 설명된다. 보다 상세하게는, 도 4 및 도 5를 참조하여 후술되도록, 엑시머 램프(23)의 관축 방향을 Y방향으로 하고, X방향 및 Y방향에 직교하는 방향을 Z방향으로 한다.

도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 광원(11)은, 한쪽 면에 광취출면(30)이 형성된 램프 하우스(22)를 구비한다. 램프 하우스(22)는, 본체 케이싱부(22a)와 덮개부(22b)를 구비하고, 본체 케이싱부(22a) 내에는, 엑시머 램프(23)와, 전극 블록(31, 32)이 수용되어 있다. 도 4에서는, 일례로서, 램프 하우스(22) 내에 4개의 엑시머 램프(23)가 수용되어 있는 경우가 도시되어 있다. 전극 블록(31, 32)은, 급전선(28)과 전기적으로 접속되어 있고, 각 엑시머 램프(23)에 대하여 급전하기 위한 전극을 구성한다. 도 5는, 엑시머 램프(23)와, 전극 블록(31, 32)의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.

도 3~도 5에 나타내는 바와 같이, 이 실시 형태에 있어서의 광원(11)은, 각각의 엑시머 램프(23)의 발광관의 외표면에 접촉하도록, 2개의 전극 블록(31, 32)이 배치되어 있다. 전극 블록(31, 32)은, Y방향으로 이격한 위치에 배치되어 있다. 전극 블록(31, 32)은, 도전성의 재료로 이루어지고, 바람직하게는, 엑시머 램프(23)로부터 출사되는 자외선에 대한 반사성을 나타내는 재료로 이루어진다. 일례로서, 전극 블록(31, 32)은, 모두, Al, Al 합금, 스테인리스 등으로 구성된다. 전극 블록(31, 32)은, 모두 각 엑시머 램프(23)의 발광관의 외표면에 접촉하면서, Z방향에 관하여 각 엑시머 램프(23)에 걸치도록 배치되어 있다.

엑시머 램프(23)는 Y방향을 관축 방향으로 한 발광관을 갖고, Y방향으로 이격한 위치에 있어서, 엑시머 램프(23)의 발광관의 외표면이 각 전극 블록(31, 32)에 대하여 접촉하고 있다. 엑시머 램프(23)의 발광관에는, 발광 가스(23G)가 봉입되어 있다. 제어부(12)(도 2 참조)로부터의 제어에 의거하여, 각 전극 블록(31, 32)의 사이에 급전선(28)(도 3 참조)을 통하여 예를 들면 수 kHz~5MHz 정도의 고주파의 교류 전압이 인가되면, 엑시머 램프(23)의 발광관을 통하여 발광 가스(23G)에 대하여 상기 전압이 인가된다. 이때, 발광 가스(23G)가 봉입되어 있는 방전 공간 내에서 방전 플라즈마가 발생하고, 발광 가스(23G)의 원자가 여기되어 엑시머 상태가 되고, 이 원자가 기저 상태로 이행할 때에 엑시머 발광을 발생시킨다.

발광 가스(23G)는, 엑시머 발광 시에, 200nm 이상, 235nm 이하의 범위 내에 속하는 특정 파장에 광 출력을 나타내는 자외선(L1)을 출사하는 재료로 이루어진다. 일례로서, 발광 가스(23G)로서는, KrCl, KrBr이 포함된다.

예를 들면, 발광 가스(23G)에 KrCl이 포함되는 경우에는, 엑시머 램프(23)로부터 주 피크 파장이 222nm 근방인 자외선(L1)이 출사된다. 발광 가스(23G)에 KrBr이 포함되는 경우에는, 엑시머 램프(23)에서는, 주된 피크 파장이 207nm 근방인 자외선(L1)이 출사된다. 도 6은, 발광 가스(23G)에 KrCl이 포함되는 엑시머 램프(23)로부터 출사되는 자외선(L1)의 스펙트럼을 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 불활화 방법을 실시하는 경우에는, 불활화 장치(5)(보다 상세하게는 광원(11))로부터, 처리 대상물(2)의 면 상에 있어서의 조도 (X)[mW/cm²](X>0)와 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)[mJ/cm²]가 하기 (1)식을 만족하도록, 자외선(L1)이 조사된다(공정 (a)).

0<Y<10.704X^-0.373 ···(1)

이 관계식을 만족하도록, 자외선(L1)이 조사됨으로써, 방(1) 내에 있어서의 이취의 발생을 억제하면서, 균 등(3)의 불활화를 행할 수 있다. 이 점에 대하여 이하 설명한다.

도 7a는, 방(1) 내에 설치된 처리 대상물(2)에 대하여, 상술한 광원(11)과 동종의 광원을 이용하여, 자외선(L1)을 계속 조사하여 이취를 확인한 후, 방(1) 내의 공기에 대한 GC-MS 분석 결과를 나타내는 그래프이다. 도 7a에 있어서, 가로축은 검출 시간, 세로축은 검출 강도이다. 도 7a에 의하면, 자외선 조사 후의 방(1) 내의 공기에서는, 이취 성분인 헥산알, 2-에틸헥산알의 검출이 확인되었다.

또, 도 7b는, 에탄올을 용매로 한 몰 농도 30mol/L의 스콸렌 용액의 흡수 스펙트럼을 나타내는 도면이다(비특허문헌 1 참조). 도 7b로부터, 파장 200~235nm의 자외선(L1)에 대하여 스콸렌이 현저하게 높은 흡광도를 나타내는 것을 알 수 있다. 또한, 이것은, 파장 254nm에 피크를 나타내는 저압 수은등으로부터의 자외선을 조사하여 균 등(3)의 불활화를 행하는 경우보다, 이취의 문제가 발생하기 쉽다고 하는 것을 시사하는 것이다.

또, 도 7c는, 단백질의 흡수 계수와 파장의 관계를 나타낸 그래프이다(비특허문헌 2 참조). 단백질의 흡수 계수는, 240nm보다 짧은 파장 대역에 있어서, 파장이 짧아질수록 현저하게 높아지는 것을 알 수 있다. 따라서, 파장 200nm~235nm의 자외선은 단백질에 흡수되기 쉽고, 이것이 이취 발생의 요인이 되고 있다고 추찰된다.

도 7a에 나타내는 결과를 토대로, 파장 200nm~235nm의 범위 내에 광 출력을 나타내는 자외선(L1)에 의하여 균 등(3)의 불활화를 행하면 이취가 발생하는 점에 대하여, 본 발명자는, 처리 대상물(2)의 면 상에 부착된 피지에 원인이 있다고 추찰했다. 보다 상세하게는, 본 발명자는, 처리 대상물(2)의 면 상에, 피지의 일종인 스콸렌과 피지로부터 분해 생성된 유리 지방산(팔미톨레산)이 존재하고 있으면, 스콸렌에 대하여 200nm~235nm의 범위 내에 광 출력을 나타내는 자외선(L1)이 조사됨으로써 생성된 스콸렌모노히드로퍼옥시드(SQHPO)와 팔미톨레산이 반응하여, 헥산알 등의 이취 성분이 생성된 것이라고 추찰했다.

[검증 1]

이에, 스콸렌(후지필름 와코 준야쿠사 제조)과, 팔미톨레산 에틸(도쿄 오카 공업사 제조)을 이용하여, 조도와 적산 조사량을 변화시키면서, 냄새에 관한 관능 시험을 행했다. 이하, 시험 방법에 대하여 설명한다.

세로×가로×높이=φ41mm×φ83.5mm×152mm의 치수로, 소다 석회 유리제의 병에, 스콸렌 1μL와, 팔미톨레산 에틸 0.1μL를 혼합하여 샘플병을 복수 준비하고, 광구병의 개구 측으로부터, 밀폐도를 유지하면서 자외선(L1)을 조사했다. 또, 시약부에 있어서의 조도는, 사전에 확인된 거리와 조도의 관계로부터 도출되었다.

각각의 샘플병을 밀폐한 상태로, 샘플병에 대하여, 0.003mW/cm², 0.01mW/cm², 0.1mW/cm², 1mW/cm²의 4종류의 조도로 자외선(L1)을 조사했다. 이때, 각각의 조도 에 있어서, 자외선(L1)의 조사 시간을 변화시킴으로써, 적산 조사량을 상이하게 했다.

자외선(L1)의 조사 처리가 완료된 상태로, 샘플병의 덮개를 열어 샘플병 내의 공기를 봉지 내에 봉입하고(이하, 「샘플 봉지」라고 한다.), 이 샘플 봉지 내의 공기의 냄새에 관한 관능 시험을 5명의 평가자(M1~M5)에 의하여 행했다. 관능 시험의 측정 방법의 상세는 이하와 같다.

우선, 샘플 봉지 내의 공기에 대하여, 평가자에게 냄새를 맡게 했다. 다음으로, 샘플 봉지 내의 공기를 10배 희석하여 평가자에 대하여 냄새를 맡게 했다. 이하, 평가자가 냄새를 느끼지 않게 될 때까지 동일하게 희석과 냄새 검사를 반복하여 실행하고, 평가자가 냄새를 느끼지 않게 될 때까지의 희석 배율에 의거하여, 취기 지수를 산출했다. 취기 지수 N은, 취기 농도 D에 의거하여, 이하의 (3)식에 의하여 산출되었다.

N=10×Log(D) ···(3)

또한, 상기 (3)식에 있어서, 취기 농도 D는, D배로 희석한 단계에서 처음으로 냄새를 느끼지 못한 것을 의미하는 수치이다. 즉, 평가자 M1이, 샘플 봉지 내의 공기를 10배로 희석해도 여전히 냄새를 느꼈지만, 100배로 희석했을 때에는 냄새를 느끼지 못한 경우, 취기 농도 D=100이다. 냄새는, 취기 물질이 후세포를 자극함으로써 느껴지고, 공기 중의 취기 물질 농도가 높아지면, 냄새가 강하게 느껴진다. 일반적으로, 냄새의 강도는 취기 강도로 불리고, 취기 강도와 취기 물질의 농도(양)의 사이에는, 베버·페히너의 법칙이 성립되는 것이 확인되고 있다. 즉, 취기 강도와 취기 농도는 대수의 관계에 있다. 이와 같은 사정에 의하여, 상기 (3)식에 의거하여 산정되는 취기 지수 N에 의하여 취기의 강도를 평가하는 방법은, 일반적으로 이용되는 것이다.

표 1~표 4는, 각각, 조도 X=0.003mW/cm², 조도 X=0.01mW/cm², 조도 X=0.1mW/cm², 조도 X=1mW/cm²에 있어서의 평가 결과이다.

또, 하기 표 5는, 취기 지수와 실제 냄새의 대응 관계를 나타내는 표이다(비특허문헌 3 참조).

표 1에 의하면, 조도 X=0.003mW/cm²의 경우, 적산 조사량 Y=30.0mJ/cm²에 도달하면, 5명 중 3명의 평가자에 의하여, 취기 지수 N이 20 이상에 도달하고 있다고 판정되었다. 취기 지수 N=20이란, 일반적으로 서향(瑞香)의 향기나, 화장실의 방향제의 향기를 맡았을 때의 냄새의 강도에 상당한다고 되어 있고, 용이하게 감지할 수 있는 레벨의 냄새로 되어 있다. 또, 악취 방지법에 의거하는 규제 기준 중, 부지 경계선에 있어서의 규제 기준은, 6단계 취기 강도 표시법의 취기 강도 2.5~3.5에 대응하는 취기 지수 10~21의 범위로부터 정하는 것으로 되어 있다. 즉, 취기 지수 N=20이란, 규제 기준의 상한값에 가까운 값이며, 이취의 발생을 용이하게 검지할 수 있는 레벨이다.

마찬가지로, 표 2~표 4로부터, 이하의 결과가 확인되었다.

표 2에 의하면, 조도 X=0.01mW/cm²의 경우, 적산 조사량 Y=10.0mJ/cm²에 도달하면, 5명 중 4명의 평가자에 의하여, 취기 지수 N이 20 이상에 도달하고 있다고 판정되었다.

표 3에 의하면, 조도 X=0.1mW/cm²의 경우, 적산 조사량 Y=2.0mJ/cm²에 도달하면, 5명 중 5명의 평가자에 의하여, 취기 지수 N이 20 이상에 도달하고 있다고 판정되었다.

표 4에 의하면, 조도 X=1mW/cm²의 경우, 적산 조사량 Y=0.5mJ/cm²에 도달하면, 5명 중 3명의 평가자에 의하여, 취기 지수 N이 20에 도달하고 있다고 판정되었다.

상기 결과로부터, 조도 X의 값에 따라, 이취가 발생하기 시작하는 적산 조사량 Y의 값이 상이한 것을 알 수 있다. 도 8은, 상기 표 1~표 4의 결과를 토대로, 과반수 이상(여기에서는 3명 이상)의 평가자에 의하여 취기 지수 N이 20 이상에 도달하고 있다고 판정된 적산 조사량 Y와 조도 X의 관계를 플롯한 그래프이다. 도 8에 있어서, 가로축은 조도 X[mW/cm²]를 나타내고, 세로축은 적산 조사량 Y[mJ/cm²]를 나타낸다. 또, 도 8에는, 이 4점을 실질적으로 통과하는 근사 곡선인, Y=0.4534X^-0.697, 및 안전율 0.8을 고려한 Y=0.36272X^-0.697이 겹쳐 도시되어 있다.

이 결과로부터, 처리 대상물(2)의 면(조사면)에 있어서의 조도 (X)[mW/cm²](X>0)와, 적산 조사량 (Y)[mJ/cm²]의 관계가, Y<0.4534X^-0.697의 범위 내가 되도록 자외선(L1)을 조사함으로써, 이취의 발생을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이, 방(1)은 적어도 2시간에 1회는 환기가 행해지기 때문에, 이취의 원인이 되는 물질을 포함하는 방(1) 내의 공기는, 문(8)이나 환기구(9)를 통하여 배기되어, 상기 물질의 농도가 저하하는 것이 상정된다. 따라서, 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)가, Y<0.4534X^-0.697의 범위 내가 되도록 자외선(L1)을 조사함으로써, 이취의 발생을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 안전율 0.8을 고려한, Y<0.36272X^-0.697이 되도록 자외선(L1)을 조사함으로써, 이취의 발생의 억제 효과를 높일 수 있다.

또한, 표 1에 의하면, 조도 X=0.003mW/cm²의 경우, 적산 조사량 Y=100.0mJ/cm²에 도달하면, 5명 중 3명의 평가자에 의하여 취기 지수 N이 30 이상에 도달하고 있다고 판정되었다. 취기 지수 N=30이란, 일반적으로 흡연소에서 느끼는 담배의 냄새나, 주유소에서 느끼는 휘발유의 냄새나, 카레의 루를 가까이에서 냄새 맡았을 때의 냄새 등의 냄새의 강도에 상당한다고 되어 있고, 매우 강한 냄새이다.

마찬가지로, 표 2~표 4로부터, 이하의 결과가 확인되었다.

표 2에 의하면, 조도 X=0.01mW/cm²의 경우, 적산 조사량 Y=50.0mJ/cm²에 도달하면, 5명 중 4명의 평가자에 의하여, 취기 지수 N이 30 이상에 도달하고 있다고 판정되었다.

표 3에 의하면, 조도 X=0.1mW/cm²의 경우, 적산 조사량 Y=30.0mJ/cm²에 도달하면, 5명 중 3명의 평가에 의하여, 취기 지수 N이 30 이상에 도달하고 있다고 판정되었다.

표 4에 의하면, 조도 X=1mW/cm²의 경우, 적산 조사량 Y=10.0mJ/cm²에 도달하면, 5명 중 4명의 평가자에 의하여, 취기 지수 N이 30 이상에 도달하고 있다고 판정되었다.

상기 결과로부터, 조도 X의 값에 따라, 매우 강한 냄새가 발생하기 시작하는 적산 조사량 Y의 값이 상이한 것을 알 수 있다. 도 9는, 상기 표 1~표 4의 결과를 토대로, 과반수 이상(여기에서는 3명 이상)의 평가자에 의하여 취기 지수 N이 30 이상에 도달하고 있다고 판정된 적산 조사량 Y와 조도 X의 관계를 플롯한 그래프이다. 도 9에 있어서, 가로축은 조도 X[mW/cm²]를 나타내고, 세로축은 적산 조사량 Y[mJ/cm²]를 나타낸다. 또, 도 9에는, 이 4점을 실질적으로 통과하는 근사 곡선인, Y=10.704X^-0.373, 및 안전율 0.8을 고려한 Y=8.563X^-0.373이 겹쳐 도시되어 있다.

이 결과로부터, 처리 대상물(2)의 면(조사면)에 있어서의 조도 (X)[mW/cm²](X>0)와, 적산 조사량 (Y)[mJ/cm²]의 관계가, Y<10.704X^-0.373의 범위 내가 되도록 자외선(L1)을 조사함으로써, 강한 이취의 발생을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이, 방(1)은 적어도 2시간에 1회는 환기가 행해지기 때문에, 이취의 원인이 되는 물질을 포함하는 방(1) 내의 공기는, 환기구(9)나 문(8), 간극을 통하여 배기되어, 상기 물질의 농도가 저하하는 것이 상정된다. 따라서, 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)가, Y<10.704X^-0.373의 범위 내가 되도록 자외선(L1)을 조사함으로써, 강한 이취의 발생을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 안전율 0.8을 고려한, Y<8.563X^-0.373이 되도록 자외선(L1)을 조사함으로써, 강한 이취의 발생을 억제하는 효과를 높일 수 있다.

바꾸어 말하면, 조도 (X)[mW/cm²](X>0)와, 적산 조사량 (Y)[mJ/cm²]의 관계가 0.4534X^-0.697<Y<10.704X^-0.373의 범위 내에 있어서는, 사람에 따라서는 방(1) 내에 있어서의 냄새의 발생은 확인되지만, 그 냄새의 강도가 약한 범위 내로 억제되는 것을 알 수 있다.

조도 X에 따라, 이취의 발생이 확인되는 적산 조사량 Y의 하한값이 변화하는 이유에 대하여, 현시점에서는 확실하지 않지만 본 발명자는 이하와 같이 추찰하고 있다.

200nm~235nm의 자외선의 살균 효과에는, 조도 의존성이 확인되었다. 즉, 같은 조사량에서도, 조도가 높은 쪽이 살균 능력이 높은 것을 알 수 있었다. 따라서, 스콸렌의 분해에 대해서도, 같은 조사량이더라도 조도가 높은 쪽이 반응이 진행되기 쉽다고 하는 조도 의존성이 있는 것은 아닌지 추찰된다.

[검증 2]

예를 들면, 표 1에 있어서의 조도 X=0.003mW/cm²라고 하는 값은, 매우 약한 조도이다. 이와 같은 약한 조도이더라도, 처리 대상물(2)에 부착된 균 등(3)에 대한 불활화의 작용이 얻어지는 점에 대하여, 실험을 행하여 검증했다. 이하, 시험 방법에 대하여 설명한다.

φ35mm의 샬레에, 농도 10⁶/mL 정도의 황색 포도 구균을 1mL 넣고, 샬레의 상방으로부터 자외선(L1)을 소정의 조사량으로 조사했다. 그 후, 자외선(L1)의 조사 후의 샬레 내의 용액을, 생리 식염수로 소정의 배율로 희석하고, 희석 후의 용액 0.1mL를 표준 한천 배지에 파종했다. 그리고, 온도 37℃, 습도 70%의 배양 환경하에서 24시간 배양하고, 콜로니수를 카운트했다.

그 결과, 조도 X=0.003mW/cm²라고 하는 매우 약한 조도이더라도, 자외선 조사 시간이 83분(적산 조사량이 대략 15mJ/cm²)인 자외선 조사에 의하여, 황색 포도 구균을 99.7%까지 불활화할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

또, 조도 X=0.0002mW/cm², X=0.0005mW/cm², X=0.00075mW/cm²라고 하는, 1μW/cm²를 하회하는 것과 같은 매우 낮은 조도로 자외선(L1)을 조사해도, 균의 불활화의 효과가 얻어지는 것을 알 수 있었다. 구체적으로는, 조도 X=0.0002mW/cm²라고 하는, 매우 약한 조도이더라도, 자외선 조사 시간이 13시간(적산 조사량이 대략 10 mJ/cm²)인 자외선 조사에 의하여, 황색 포도 구균을 60%로까지 불활화할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 다른 검증으로서, 고양이 코로나바이러스에 대하여 동일한 검증을 행한바, 조도 X=0.1mW/cm²의 자외선을, 적산 조사량 Y=1.5mJ/cm²만큼 조사하면, 불활화율이 -2.5Log였다. 이에 대하여, 황색 포도 구균의 경우, 불활화율을 같은 -2.5Log로 하기 위해서는, X=0.1mW/cm²의 자외선을 적산 조사량 Y=5mJ/cm²만큼 조사할 필요가 있었다. 이 결과로부터, 균에 대하여 조사되는 자외선(L1)의 적산 조사량의 1/5 정도이더라도, 동수의 바이러스를 불활화할 수 있는 것이 확인되었다.

즉, 본 발명에 따른 불활화 장치(5)에 있어서는, 제어부(12)가, 조도 (X)와 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)의 관계가 Y<10.704X^-0.373의 범위 내, 보다 바람직하게는 Y<8.563X^-0.373의 범위 내가 되도록 광원(11)의 점등 제어를 행함으로써, 강한 이취의 발생을 억제하면서도, 처리 대상물(2)에 부착된 균 등(3)의 불활화를 행할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 제어부(12)가, 조도 (X)와 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)의 관계가 Y<0.4534X^-0.697의 범위 내, 보다 바람직하게는 Y<0.36272X^-0.697이 되도록 광원(11)의 점등 제어를 행함으로써, 이취의 발생을 큰 폭으로 억제하면서도, 처리 대상물(2)에 부착된 균 등(3)의 불활화를 행할 수 있는 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 제어부(12)가 처리 대상물(2)의 표면에 있어서의 조도 X를 검지하는 방법은, 임의이다. 예를 들면, 도 10에 나타내는 바와 같이, 처리 대상물(2)의 표면에 있어서의 조도 X를 검지하기 위한 조도계(7)가 설치되어 있는 것으로 해도 상관없다. 이 경우, 도 11에 나타내는 바와 같이, 불활화 장치(5)는 조도계(7)로부터 송신된 조도 정보(i7)를 수신하는 수신부(13)를 구비하고, 제어부(12)는, 이 조도 정보(i7)에 의거하는 조도 (X)와 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)의 관계가 Y<10.704X^-0.373의 범위 내가 되도록 광원(11)의 점등 제어를 행하는 것으로 해도 상관없다.

또, 다른 예로서는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 불활화 장치(5)가 광원(11)의 광취출면과 처리 대상물(2)의 표면 사이의 거리를 측정하는, 측거 센서 등의 거리 계측부(14)를 구비하는 것으로 해도 상관없다. 이 경우, 제어부(12)는, 광원(11)의 광 출력과 거리 계측부(14)로 계측된 상기 거리의 정보로부터, 처리 대상물(2)의 표면에 있어서의 조도 X를 산정하는 것으로 해도 상관없다. 또 다른 예로서, 불활화 장치(5)가 거리 계측부(14)를 구비하지 않은 경우이더라도, 불활화 장치(5)가 천장에 고정되어 있는 경우에는, 광원(11)의 광 출력과 일반적인 천장고에 관한 정보로부터 제어부(12)가 처리 대상물(2)의 표면에 있어서의 조도 X를 산정하는 것으로 해도 상관없다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 불활화 장치(5)는, 제어부(12)가, 조도 (X)와 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)의 관계가 Y<10.704X^-0.373의 범위 내가 되도록 광원(11)의 점등 제어를 행한다. 이때, 상기 식을 충족하는 범위 내에 있어서, 제어부(12)는, 광원(11)을 연속 점등하는 것으로 해도 상관없고, 높은 조도값과 낮은 조도값에서 조도가 경시적(經時的) 또는 주기적으로 변동하도록 점등해도 상관없고, 나아가서는 간헐적으로 점등하는 것으로 해도 상관없다. 또 조도를 주기적 또는 경시적으로 변동하도록 점등하는 경우는, 그 점등 파형은 구형파(矩形波) 형상이어도 상관없다.

냄새의 검지 능력에는 개인차가 존재한다. 즉, Y<10.704X^-0.373을 만족하는 조건하에서 자외선(L1)을 조사하는 경우이더라도, 사람에 따라서는, 방(1) 내에 신경 쓰이는 냄새가 존재하는 것을 인식할 가능성이 있다. 또, 냄새의 발생원이 되는 물질은, 자외선(L1)이 조사되고 있는 동안에 생성되기 때문에, 간헐 점등을 행함으로써, 동일 시간 내에 있어서의 냄새의 발생원이 되는 물질의 생성량을 줄일 수 있다. 또한, 소등 중에 있어서, 방(1) 내의 공기가 순환함으로써, 냄새를 포함하는 공기가 확산되어, 냄새를 검지하기 어렵게 하는 효과가 기대된다.

상기와 동일하게, 냄새가 발생하기 쉬운 높은 조도값과, 냄새가 발생하기 어려운 낮은 조도값으로 조도를 경시적 또는 주기적으로 변동하도록 점등함으로써, 동일 시간 내에 있어서의 냄새의 발생원이 되는 물질의 생성량을 줄일 수 있다.

이러한 관점에서, 제어부(12)는, 소정의 제1 시간에 걸쳐 연속하여 광원(11)을 점등한 후, 이 제1 시간보다 긴 소정의 제2 시간에 걸쳐 광원(11)을 소등한다고 하는 제어를 반복하여 실행하는 것으로 해도 상관없다. 이 경우, 점등 시간의 듀티비는 50% 이하로 하는 것이 바람직하고, 25% 이하로 하는 것이 보다 바람직하며, 10% 이하로 하는 것이 더욱 바람직하고, 5% 이하로 하는 것이 특히 바람직하다.

또한, 동일한 관점에서, 제어부(12)는, 소정의 제1 시간에 걸쳐 연속하여 광원(11)을 점등한 후, 이 제1 시간보다 긴 소정의 제2 시간에 걸쳐 발광 강도를 저하시킨 상태로 광원(11)을 점등한다고 하는 제어를 반복하여 실행해도 상관없다.

어느 경우에 있어서도, 상기 제1 시간과 상기 제2 시간은, 각각 변화하는 것으로 해도 상관없다.

[다른 실시 형태]

이하, 다른 실시 형태에 대하여 설명한다.

<1> 상기 실시 형태에서는, 처리 대상물(2)이 「방(1)」 내에 설치되어 있는 것으로서 설명했다. 그러나, 본 발명에 따른 방법은, 처리 대상물(2)이 반드시 「방(1)」 중에 설치되어 있는 경우에 한정되지 않고, 복도 등을 포함하는 「건물 내」에 설치되어 있는 경우에 있어서도, 동일한 방법으로 실시 가능하다. 또 전차나 차, 비행기, 배 등의 탈것 내에 처리 대상물(2)(좌석 시트나 팔걸이, 핸들 등)이 설치되어 있는 경우에 있어서도, 동일한 방법으로 실시 가능하다.

<2> 제어부(12)는, 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)가, 조도 (X)와의 관계에서 10.704X^-0.373에 가까워지면, 자동적으로 광원(11)에 대하여 소등 제어 또는 광 출력을 저하시키는 제어를 행하는 것으로 해도 상관없다.

<3> 상기 실시 형태에서는, 광원(11)이, KrCl이나 KrBr을 포함하는 발광 가스(23G)가 봉입된 엑시머 램프(23)로 구성되는 경우에 대하여 설명했다. 그러나, 상술한 바와 같이, 본 발명에 있어서, 광원(11)은, 다른 발광 가스(23G)가 봉입된 엑시머 램프(23)여도 상관없고, 엑시머 램프(23) 이외의 램프여도 상관없으며, LED나 LD와 같은 고체 광원이어도 상관없다. 광원(11)은, 200nm~230nm의 범위 내에 속하는 특정 파장에 광 출력을 나타내는 자외선(L1)을 발하는 한에 있어서, 구조나 발광 원리는 임의이다.

1: 방
2: 처리 대상물
3: 균 등
5: 불활화 장치
7: 조도계
8: 문
9: 환기구
11: 광원
12: 제어부
13: 수신부
14: 거리 계측부
22: 램프 하우스
22a: 본체 케이싱부
22b: 덮개부
23: 엑시머 램프
23G: 발광 가스
28: 급전선
30: 광취출면
i7: 조도 정보

Claims

200nm~235nm의 범위 내에 속하는 특정 파장에 광 출력을 나타내는 자외선을 조사하는 공정 (a)를 갖고,
상기 공정 (a)는, 상기 자외선을, 조도 (X)[mW/cm²](X>0)와 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)[mJ/cm²]가 하기 (1)식을 만족하도록 조사하는 공정인 것을 특징으로 하는, 균 또는 바이러스의 불활화 방법.
0<Y<10.704X^-0.373 ···(1)
청구항 1에 있어서,
상기 공정 (a)는, 상기 자외선을, 조도 (X)[mW/cm²](X>0)와 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)[mJ/cm²]가 하기 (2)식을 만족하도록 조사하는 공정인 것을 특징으로 하는, 균 또는 바이러스의 불활화 방법.
0<Y<0.4534X^-0.697 ···(2)
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 공정 (a)는, 조도 (X)[mW/cm²](X≥0.0002)로 상기 자외선을 조사하는 공정인 것을 특징으로 하는, 균 또는 바이러스의 불활화 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 공정 (a)는, 조도 (X)[mW/cm²](X≥0.001)로 상기 자외선을 조사하는 공정인 것을 특징으로 하는, 균 또는 바이러스의 불활화 방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공정 (a)는, 상기 (1)식을 만족하도록, 상기 자외선을 간헐적으로 조사하는 공정인 것을 특징으로 하는, 균 또는 바이러스의 불활화 방법.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공정 (a)는, 옥내에서 상기 자외선을 조사하는 공정이며,
2시간 이내에 1회 이상, 상기 옥내의 공기를 환기하는 공정 (b)를 갖는 것을 특징으로 하는, 균 또는 바이러스의 불활화 방법.
200nm~235nm의 범위 내에 속하는 특정 파장에 광 출력을 나타내는 자외선을 발광하는 광원과,
상기 광원의 발광 강도를 제어하는 제어부를 갖고,
상기 제어부는, 조사면에 있어서의 조도 (X)[mW/cm²](X>0)와 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)[mJ/cm²]가 하기 (1)식을 만족하도록 상기 광원의 발광 강도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 균 또는 바이러스의 불활화 장치.
0<Y<10.704X^-0.373 ···(1)
청구항 7에 있어서,
상기 제어부는, 상기 조사면에 있어서의 조도 (X)[mW/cm²](X>0)와 2시간 이내의 적산 조사량 (Y)[mJ/cm²]가 하기 (2)식을 만족하도록 상기 광원의 발광 강도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 균 또는 바이러스의 불활화 장치.
0<Y<0.4534X^-0.697 ···(2)
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 조사면에 있어서의 상기 조도 (X)를 측정하여, 상기 제어부에 송신하는 조도계를 구비하는 것을 특징으로 하는, 균 또는 바이러스의 불활화 장치.
청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 (1)식을 만족하도록, 상기 광원을 간헐적으로 점등하는 제어를 행하는 것을 특징으로 하는, 균 또는 바이러스의 불활화 장치.