JP2005526605A - 特に飲料水や工業用水の殺菌を行うための殺菌システムとそのシステムの製作および使用 - Google Patents
特に飲料水や工業用水の殺菌を行うための殺菌システムとそのシステムの製作および使用 Download PDFInfo
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Abstract
Description
i)非晶質層の孔を介して到達可能な純銀表面、
ii)非晶質の貴金属塩層、
iii)結晶質の貴金属塩層、
iv)接触ゾーン銀−非晶質貴金属塩層、
v)接触ゾーン銀−結晶質貴金属塩層、
vi)接触ゾーン非晶質貴金属塩層−結晶質貴金属塩層、
vii)接触ゾーン銀−非晶質貴金属塩層−結晶質貴金属塩層、
つまり、1相、2相、または3相のゾーンであり、その比は生成条件により制御することができる。
家庭向けの活性炭濾過器または逆浸透システムと呼ばれるものは、その作用原理により、再汚染防止手段として使用されている塩素を除去する。このため、短時間のうちに微生物が濾過器にコロニーを作り、飲料水の深刻な細菌汚染につながる。このような事態を防止するため、本発明の殺菌システム、例えば銀繊維または銀ウールまたは銀/合成繊維を濾過材(4)(濾過膜(逆浸透)、例えば濾過ブロック(プレス加工された活性炭ブロック))の回りに巻き付け、濾過材への直接的コロニー形成を防止することができる(図1a)。 それとは別に、殺菌システムを図1bの生成水回収管路(3)内に導入することもできる(逆浸透、活性炭、プレス加工ブロックだけでなく顆粒も)。このようにして処理された水は細菌を含まず、溶解している貴金属イオンにより、再汚染から保護される。
図2a、図2bに示されている使用例では、本発明の殺菌システムは、主に閉鎖システム(図2a)または直接タンク内に導入するのが好ましい、貯蔵タンクなどの半閉鎖システム(バッチ運転)で使用される。
衛生上安全な飲料水入手は「発展途上国」ではかなり制約される。インフラ基盤の欠乏を鑑みて、単純な分散飲料水処理設備を設置する必要がある。本発明により処理された銀/構成繊維または銀ウールをそのために利用すると都合がよい。もっとも単純なケースでは、このために、本発明により処理された銀/合成繊維または銀ウールを適切に装備された貯蔵容器−水槽−に配置し、それらの容器に汲んだ井戸水または河川水を満たす(図3「もっとも単純な変更形態」)。殺菌システムを適切な時期に作動させると、細菌によりひどく汚染されている水であっても殺菌することができる。そのため、本発明の殺菌システムは、再汚染を防止するだけでなく、飲料水を処理するのにも好適である。単純なケースでは、汲んだ地上水または井戸水をビン、キャニスタ、またはその他の容器に数時間貯蔵するだけで十分である。
銀は、抗菌作用があるため、多くの薬分野で使用されることもある。銀/合成繊維を使用する本発明のシステムは、対応する糸を使用することにより弾性を持たせることもでき、以下の分野で使用すると都合がよいであろう。
1.布管と同様にして、抗菌作用のある銀/合成繊維を透析管、カテーテル、プラスチック・カニューレ、輸液管、注入口、マイクロサージャリー器具、プローブなどで細菌汚染防止として使用することができる。
2.ドア、電話、弁(輸液滴下流量調整)などの防菌コーティング。
3.職員による細菌持ち込み防止のため、または職員の感染防止手段としての手袋布またはフェース・マスクの挿入物。
4.創傷包帯、圧迫ガーゼ、絆創膏など、必要ならば活性炭(例えば、臭う開いた傷、またはすでに活性炭に吸収されている薬剤の遅延放出のための貯蔵場所としての活性炭)、銀カーボン・ファイバ繊維の使用と組み合わせる。
5.センサ糸と組み合わせて、長期間使用するのに適している殺菌指示プローブ(例えば、免疫学的検定原理)。
水ベースの冷却潤滑剤または溶媒を含まない水ベースの塗料は、微生物により急速に分解される。したがって、保存料を添加しなければならない。これらの生物致死性物質は、エアゾールまたは気体として直接皮膚に接触してアレルギーを引き起こしたり、その他の健康問題を生じるおそれがある。さらに、冷却潤滑剤の場合、常時監視および補充が必要であり、これらの冷却潤滑剤の定期的交換では、コストのかかる廃水が発生する。
厨房および家庭での食品の処理および取扱では、本発明により製作された銀/合成繊維を使用して必要な衛生状態を維持することができる。これらにより、作業面および床を広い範囲にわたり保護することができ、解凍容器の底に導入した場合には、鶏肉の解凍時に存在するサルモネラ菌の危険を低減することができる。手袋に導入すると、細菌の移動または持ち込みを減らすことができる。
上述のように、表面処理された貴金属粉、特に銀粉は、多数の表面をコーティングするのに使用することができる。本発明により処理された粉体は、さらに、プラスチック母材に埋め込んだり、または粉体技術の知られているプロセスで処理することもでき、抗菌活性商品を実現できる。
まず太さ直径0.05から0.5mmの銀線を圧延し、表面積を増やす。次に、約3秒から5秒かけて、酸として酸化状態+5の窒素および/または酸化状態+6のイオウおよび/または酸化状態−1の酸素を含有する化合物を含む酸性水溶液中で処理し、水道水ですすぎ、Cl−および/またはBr−を含む溶液中に入れて一晩寝かす。
ポリプロピレン糸の繊維と銀糸とを合わせて約3秒から5秒の間、酸性溶液中で処理し、その後、水道水に浸け、例1による塩浴を行うと、その結果、銀糸の表面が本質的に酸化される。Ag+イオンの一部は、ポリプロピレンに浸透するため、このシステムでは、銀表面上のAg+イオンに加えて、容易に利用可能なAg+イオンがPP繊維でも利用可能であり、純銀線に比べて活性殺菌表面が増える。
合成繊維/銀線の混合布を熱でカーボン・ファイバ/銀線混合布に転換する。その後は、例1による手順に従う。
例1による銀線の代わりに、市販のAg粉末を使用し、まず、凝塊形成を解き、その後数秒から数分の間、酸性水溶液中に置く。その後、分離して、洗浄し、洗浄された粉体をCl−および/またはBr−を含む溶液中に入れて一晩寝かす。
SEM画像処理機能を使用して銀表面を調査するために、例2(ポリプロピレン/銀糸、塩浴:NaCl溶液)に従って製作された殺菌システムから、ポリプロピレンを取り除き、酸化された表面を持つ残りの銀糸を調べたSEM画像が図4に示されている。SEM画像の下側領域のバーは20μmに相当する。
I.活性炭濾過器
テスト対象:例3に従って製作されたカーボン・ファイバ/銀繊維に基づく殺菌システムは、生成水回収水路内に配置された(図1b)。4週間そのままにした後、除去管路内に置かれた停滞水のサンプルを調べ、さらに、初期運転後に、濾過水のサンプルを調べた。テスト結果を以下の表に示す。
テスト対象:運転中に微生物に汚染された、タンク付きの屋内浸透システム。生産された浸透水は人間の摂取には不適である。汚染防止を導入した後(図1c、例1を参照)、細菌に関する所見は、ドイツ飲料水規制法の要件に対応している。
Claims (16)
- 貴金属を含む基材の貴金属表面がまず最初に酸性溶液中で酸化され、次に塩溶液中で処理されることを特徴とする、特に飲料水や工業用水を殺菌するための殺菌システムを作り上げるプロセス。
- 貴金属は銅、銀、または金であることを特徴とする請求項1に記載のプロセス。
- 基材は、貴金属または貴金属を含有する合金でできている固形物、貴金属線、貴金属ウール、編まれた貴金属繊維または織られた貴金属繊維、特に合成および/またはカーボン・ファイバまたは貴金属粉とともに貴金属または貴金属でできている混合され織られた繊維または混合され編まれた繊維でコーティングされた担体、貴金属粉を含有する成形体、または貴金属粉体を含有するコーディングであることを特徴とする請求項1から2のいずれか一項に記載のプロセス。
- 酸性溶液のpHは1未満であり、かつ/または水を含み、かつ/または酸性溶液は水溶性酸化剤とともに酸化無機酸または有機酸および/または酸化剤水溶液との非酸化酸の混合を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のプロセス。
- 酸性溶液は、酸化状態+5の窒素、酸化状態+VIのイオウ、酸化状態+5または+7の塩素、臭素、またはヨウ素のハロゲン化物、酸化状態+3のホウ素、酸化状態+7のマンガン、および/または酸化状態−1または−2の酸素を含有する酸を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のプロセス。
- 塩溶液は、水酸化物、炭酸塩、塩化物、臭化物、過マンガン酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、過炭酸塩、過硫酸塩、ヨウ素酸塩、過ヨウ素酸塩、過ホウ酸塩、シュウ酸塩、臭素酸塩、および/または過臭素酸塩イオンおよび/または薬理学的活性のある貴金属化合物の陰イオンを含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のプロセス。
- 塩水溶液は、弱酸性(pH>4)からアルカリ性(pHは約11)であり、特に好ましくは、中性またはアルカリ性であり、かつ/または塩水溶液および/または酸性溶液はそれぞれ0.1重量%から飽和または濃状態までであり、かつ/または水溶液にはアンモニウム化合物または硫化物イオンがないことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のプロセス。
- 基材は、酸化後および塩溶液中での処理前に、水、特に水道水で急冷されることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のプロセス。
- 酸性溶液中の貴金属表面の酸化および/または水によいる急冷および/または塩溶液中の処理は、10℃から130℃までの範囲、好ましくは80℃未満、特に好ましくは20℃±5℃の温度範囲で実行されることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載のプロセス。
- 請求項3に記載されている基材を含み、貴金属の表面は少なくとも一部は酸化され、酸化された貴金属は表面上にわずかに溶ける貴金属塩としてまたは異なる溶解度の貴金属塩の混合として存在し、殺菌の際には、表面から放出された貴金属イオンは、基材の貴金属から補充され、貴金属は銀であるのが好ましいことを特徴とする飲料水や工業用水を殺菌するためのシステム。
- わずかに溶ける貴金属塩または貴金属塩の混合は、貴金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、塩化物、臭化物、過マンガン酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、過炭酸塩、過硫酸塩、ヨウ素酸塩、過ヨウ素酸塩、過ホウ酸塩、シュウ酸塩、臭素酸塩、過臭素酸塩、および/または薬理学的活性のある貴金属化合物を含むことを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 貴金属表面は結晶質および非晶質貴金属塩を含むことを特徴とする請求項10から11のいずれか一項に記載のシステム。
- 結晶質および非晶質の貴金属塩は、互いに直接接触し、また露出した銀の表面とも直接接触し、全体として、異なる酸化還元の活性および溶解度を持つi)非晶質層の孔を介して到達可能な純銀表面と、ii)非晶質の貴金属塩層と、iii)結晶質の貴金属塩層と、iv)接触ゾーン銀−非晶質貴金属塩層と、v)接触ゾーン銀−結晶質貴金属塩層と、vi)接触ゾーン非晶質貴金属塩層−結晶質貴金属塩層と、vii)接触ゾーン銀−非晶質貴金属塩層−結晶質貴金属塩層とを形成することを特徴とする請求項12に記載のシステム。
- さらに、活性炭またはセンサ糸などの機能性糸を含むことを特徴とする請求項10から13のいずれか一項に記載のシステム。
- 基材は貴金属粉であり、処理済み貴金属粉は、表面コーティングとして、または抗菌成形体でまたは粉体技術の知られているプロセスで圧縮された金属および/または非金属粉の混合により、表面をコーティングするために使用されることを特徴とする請求項10から14のいずれか一項に記載のシステム。
- 水ベースの乳濁液、懸濁液、分散液を保存するため、または環境技術においておよび/または材料保護として人、屋内、食品の衛生の部門のために、医療技術で使用する請求項10から15のいずれか一項に記載の殺菌のためのシステムの用途。
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