JP2008183025A

JP2008183025A - 包装物の滅菌方法及び滅菌装置

Info

Publication number: JP2008183025A
Application number: JP2007016513A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Nagatsu; 雅章永津
Original assignee: Shizuoka University NUC
Current assignee: Shizuoka University NUC
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2008-08-14

Abstract

【課題】包装物の滅菌方法及び滅菌装置において、バリア放電を発生させることにより、オゾン、紫外線を発生させて、包装物を滅菌する。
【解決手段】包装物の滅菌方法及び滅菌装置において、被包装物を通気性包装材で包装するとともに、該包装材表面上に内部電極を配置し、その上に誘電体層を配置し、その上に外部電極を配置して、誘電体バリア放電生成部を形成し、前記両電極間に交流電圧を印加して、バリア放電を発生させることにより、オゾン、紫外線を発生させて滅菌する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート状のフレキシブル大気圧誘電体バリア放電プラズマ生成装置を通気性包装材の表面に密着させ、包装された容器内部に大気圧放電プラズマによって生成されるオゾンなどの酸素ラジカルや、プラズマから放射される紫外線の励起によって生成されるラジカルを利用して、低温滅菌を行うもので、医療器具、機器などの包装製品、さらには薬剤、食料品、飲料品などの滅菌に利用することができる。

医療器具、機器などの製品の滅菌は、製造工程の最終段階である樹脂性包装用紙で包装された状態で行なわれることが求められており、これを可能にする現在の滅菌方法では、エチレンオキサイドガスを用いたガス滅菌が主に用いられてきた。しかしながら、エチレンオキサイドガスは極めて毒性のガスであり、残留ガスの問題、環境面の問題などにより、今後は使用困難の状況となってきている。これに代わる低温滅菌法として、最近、プラズマ滅菌法が研究されているが、包装容器の中にプラズマを生成して滅菌する技術の確立は低圧力プラズマを用いた技術開発は行なわれているが、大気圧下でのプラズマ滅菌技術の開発において、まだ実用化されていない。大気圧放電では、大気圧プラズマジェット、大気圧グロー放電や誘電体バリア放電などを用いた滅菌に関する研究が行われているが、概して表面処理に限定されている問題があった。

このような問題を解決するために、本発明者は、研究を重ねて、包装された医療器具、機器の内部を滅菌する大気圧放電プラズマ技術を提案するもので、これにより、通気性包装材、例えば、タイベック（Tyvek）（登録商標）などの内部に誘電体バリア放電により直接的に生成した酸素ラジカルや、プラズマから放射される紫外線により大気中の水蒸気成分が励起されて生成されるオゾンやOH基や過酸化水素などによる微生物の死滅が可能になる。

本発明を用いて、医療分野では、人工呼吸器などの呼吸回路やカテーテルなどの内部の殺菌が可能となる。また内視鏡の管内に設けられた複数の細管の内部における殺菌処理などにも利用できる。その他の応用としては、医療器具、機器のみならず、その他の健康製品の包装後の滅菌に製造工程に組み入れることが可能となるなどその応用範囲は広い。

もとより薬剤などの包装製品、食料品、飲料品にも適用できる。

本発明においては、シート状プラズマを大気圧において生成するため、誘電体バリア放電を利用したフレキシブルシート状電極部を作製する。先ず包装材側に密着させる電極として網目間隔1ｍｍ以下のステンレス製メッシュを用い、誘電体層として、耐圧性の高いテフロン（登録商標）シートなどの樹脂シートを用い、外部電極としては、アルミテープなどの金属箔テープをテフロン（登録商標）シートに貼り付けたものを用いる。そしてサンドウィッチ構造の誘電体バリア放電生成装置をタイベック（Tyvek）（登録商標）シートに貼り付ける。メッシュ電極と金属箔電極の間に周波数１〜１０kＨｚ、印加電圧２〜５ｋVの交流電圧を印加することによって、メッシュ側に誘電体バリア放電を生成させる。
本発明は、包装物の滅菌方法において、被包装物を通気性包装材で包装するとともに、該包装材表面上に内部電極を配置し、その上に誘電体層を配置し、その上に外部電極を配置して、誘電体バリア放電生成部を形成し、前記両電極間に交流電圧を印加して、バリア放電を発生させることにより、オゾン、紫外線を発生させて、滅菌することを特徴とする
本発明は、包装物の滅菌装置において、被包装物を通気性包装材で包装するとともに、該包装材表面上に内部電極を配置し、その上に誘電体層を配置し、その上に外部電極を配置して、誘電体バリア放電生成部を形成し、前記両電極間に交流電圧を印加して、バリア放電を発生させることにより、オゾン、紫外線を発生させて、滅菌することを特徴とする。

本発明は、滅菌用誘電体バリア放電生成装置において、通気性包装材で包装された被包装物の上面に配置される内部電極と、その上に配置された誘電体層と、その上に配置される外部電極とを具え、前記両電極間に交流電圧を印加して、バリア放電を発生させることにより、オゾン、紫外線を発生させて、包装物を滅菌することを特徴とする。

本発明は、包装物の滅菌方法において、前記包装物が医療器具であることを特徴とする。

本発明は、包装物の滅菌方法において、前記包装物が薬剤であることを特徴とする。

本発明は、包装物の滅菌方法において、前記包装物が食料品であることを特徴とする。

本発明は、包装物の滅菌方法において、前記包装物が飲食物であることを特徴とする。

本発明は、滅菌用誘電体バリア放電生成装置において、前記外部電極を金属箔で構成することを特徴とする。

本発明は、滅菌用誘電体バリア放電生成装置において、前記金属箔をアルミニュームで構成することを特徴とする。

本発明は、滅菌用誘電体バリア放電生成装置において、前記誘電体層を樹脂シートで構成することを特徴とする。

本発明は、滅菌用誘電体バリア放電生成装置において、前記内部電極を金属メッシュで構成することを特徴とする。

本発明は、滅菌用誘電体バリア放電生成装置において、前記内部電極をステンレス鋼で構成することを特徴とする。

本発明は、滅菌用誘電体バリア放電生成装置において、前記内部電極を櫛形形状金属で構成することを特徴とする。

本発明は、滅菌用誘電体バリア放電生成装置において、前記金属メッシュの網目間隔を０．５ｍｍとしたことを特徴とする。

本発明は、滅菌用誘電体バリア放電生成装置において、前記印加交流電源の電圧を２ｋVから５ｋVとしたことを特徴とする。

本発明は、滅菌用誘電体バリア放電生成装置において、前記印加交流電源の周波数を１kＨｚから１０kＨｚとしたことを特徴とする。

以下、図面を参照して、本発明に係る包装物の滅菌方法及び滅菌装置並びに誘電体バリア放電生成装置の実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係る包装物の滅菌方法に用いる誘電体バリア放電生成装置の説明図であって、（A) は、誘電体バリア放電生成装置の説明斜視図、（B）は、誘電体バリア放電生成装置の説明断面図である。

図２は、図１（B）の円点線部分のバリア放電生成装置の電極部を拡大説明断面図である。

先ず医療器具、例えば、カテーテル、注射器、メスなどに適用した場合について、説明する。

シート状プラズマを大気圧において生成するため、誘電体バリア放電を利用するフレキシブルシート状電極部を作製する。

図1（Ａ）、（Ｂ）及び図２に示すように医療器具５などが包装された通気性包装材４側に密着させる内部電極２として、網目間隔1ｍｍ以下であって、間隔０．５ｍｍのステンレス製メッシュを用い、誘電体層３として、耐圧性の高いテフロン（登録商標）シートなどの樹脂シートを用いる。外側電極１としては、アルミテープなどの金属箔テープをテフロン（登録商標）シートに貼り付けたものを用いる。このように構成された誘電体バリア放電生成装置を通気性包装材４であるタイベック（Tyvek）（登録商標）シートに貼り付ける。内部電極２であるメッシュ電極と外部電極１である金属箔電極との間に周波数１〜１０kＨｚ、印加電圧２〜５ｋVの交流電圧を、２０分間、印加することによって、内部電極２のメッシュ電極側に誘電体バリア放電１１を生成する。そしてオゾン、紫外線１２が放射される。

内部電極２を櫛形形状に形成することもできる。

図１（Ａ）、(Ｂ) に示されるように誘電体バリア放電電極部の大きさは、数ｃｍから数１０ｃｍのシート状平板構造である。両電極間に交流電圧を印加し、大気圧のガス雰囲気中で包装容器内の滅菌を行った。

包装物を医療機器の例について、説明したが、包装物は、薬剤、食料品、飲食品などにも適用できることは勿論である。

空気中において誘電体バリア放電を行なうと、図３のような紫外線領域に発光が見られる。波長280nmから400nm領域に見られる数本のスペクトルは、空気中の窒素分子の励起発光であり、菌の死滅に効果がある。

プラスチック容器内に誘電体バリア放電を入れた滅菌を行った。

コロニーカウントとは、生存菌個数を測定する手法で、使用した菌サンプルの個数により、菌を混ぜた培養液を１０倍希釈、１００倍希釈、１０００倍希釈した溶液を寒天培地に塗布して、生存した菌が形成したコロニーを数え、原液に換算して、生存菌個数算定する方法である。

図４に示されるように放電時間とともに生存菌個数の減少が見られる。

菌の死滅の速さは、包装容器内の容積の大きさと、誘電体バリア放電を生成する表面積の大きさに依存する。2リットルの包装容器内の容積に対して、誘電体バリア放電の表面積は2cm²である。印加交流電圧は、周波数5 kHz、電圧３〜４ kVの正弦波を２０分間、印加し放電を行った。

菌の死滅の確認は、Tyvek（登録商標）包装材の中に滅菌確認用の生物指標体として、Geobacillus Stearothermophilus菌あるいはBacillus Atropheus菌を用いて行なった。

図５（Ａ）、（Ｂ）は、用いた菌の処理前とプラズマ処理後のSEM写真示している。滅菌された菌の形状は、中身がなく外側の殻のみとなっており、オゾンガスのみの滅菌（原形を留めている）とは異なっている。これは、本発明のようにオゾンの発生とともに紫外線が同時に放射されることから、菌細胞の表面においてオゾン分子や水蒸気分子が紫外線によって活性化されて強い酸化力による菌細胞の破壊が起きていることを示している。

本発明に係る包装物の滅菌方法に用いる誘電体バリア放電生成装置の説明図であって、（A) は、誘電体バリア放電プラズマ生成装置の説明斜視図、（B）は、誘電体バリア放電生成装置の説明断面図である。本発明に係るバリア放電生成装置の拡大説明断面図である。大気圧誘電体バリア放電プラズマ生成装置による紫外域放射スペクトルである。本発明に係るバリア放電プラズマ生成装置を用いた滅菌方法によるコロニーカウントの測定結果である。（A）、（B）は、本発明に係るバリア放電プラズマ生成装置を用いた滅菌方法による菌の処理前と処理後の滅菌効果を示すSEM写真である。

符号の説明

１内部電極
２外部電極
３誘電体層、樹脂シート
４通気性包装材
５医療器具
１０交流電源

Claims

被包装物を通気性包装材で包装するとともに、該包装材表面上に内部電極を配置し、その上に誘電体層を配置し、その上に外部電極を配置して、誘電体バリア放電生成部を形成し、前記両電極間に交流電圧を印加して、バリア放電を発生させることにより、オゾン、紫外線を発生させて、滅菌することを特徴とする包装物の滅菌方法。
被包装物を通気性包装材で包装するとともに、該包装材表面上に内部電極を配置し、その上に誘電体層を配置し、その上に外部電極を配置して、誘電体バリア放電生成部を形成し、前記両電極間に交流電圧を印加して、バリア放電を発生させることにより、オゾン、紫外線を発生させて、滅菌することを特徴とする包装物の滅菌装置。
通気性包装材で包装された被包装物の上面に配置される内部電極と、その上に配置された誘電体層と、その上に配置される外部電極とを具え、前記両電極間に交流電圧を印加して、バリア放電を発生させることにより、オゾン、紫外線を発生させて、包装物を滅菌することを特徴とする滅菌用誘電体バリア放電生成装置。
前記包装物が医療器具であることを特徴とする前記請求項1に記載の包装物の滅菌方法。
前記包装物が薬剤であることを特徴とする前記請求項1に記載の包装物の滅菌方法。
前記包装物が食料品であることを特徴とする前記請求項1に記載の包装物の滅菌方法。
前記包装物が飲食物であることを特徴とする前記請求項1に記載の包装物の滅菌方法。
前記外部電極を金属箔で構成することを特徴とする前記請求項３に記載の滅菌用誘電体バリア放電生成装置。
前記金属箔をアルミニュームで構成することを特徴とする前記請求項８に記載の滅菌用誘電体バリア放電生成装置。
前記誘電体層を樹脂シートで構成することを特徴とする前記請求項３に記載の滅菌用誘電体バリア放電生成装置。
前記内部電極を金属メッシュで構成することを特徴とする前記請求項３に記載の滅菌用誘電体バリア放電生成装置。
前記内部電極をステンレス鋼で構成することを特徴とする前記請求項３に記載の滅菌用誘電体バリア放電生成装置。
前記内部電極を櫛形形状金属で構成することを特徴とする前記請求項３に記載の滅菌用誘電体バリア放電生成装置。
前記金属メッシュの網目間隔を０．５ｍｍとしたことを特徴とする前記請求項１１に記載の滅菌用誘電体バリア放電生成装置。
前記印加交流電源の電圧を２ｋVから５ｋVとしたことを特徴とする請求項３乃至１４のいずれか１項に記載の滅菌用誘電体バリア放電生成装置。
前記印加交流電源の周波数を１kＨｚから１０kＨｚとしたことを特徴とする請求項３乃至１５のいずれか１項に記載の滅菌用誘電体バリア放電生成装置。