JPH01262953A - 空気中の微生物を殺菌除去する方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し座業上の技術分野〕 本発明は、薬品工業、食品工業、農林産業、医療等にお
けるバイオロジカルクリーンルーム、クリーンブース、
クリーントンネル、クリーンベンチ、安全キャビネット
、無ｍ室、無菌エアカーテン、無菌ボックス等における
微生物類の殺菌除去方法及びその装置、ならびに家庭、
事８ｆ９ｒ、病院等の無菌空−又は無菌空気供給システ
ムにおける微生物類の殺菌除去方法及び七の。

装置に関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来のこの独の技術として、バイオロジカルクリーンル
ームにおける無−室について祝用する。

微生物類は、一般に大気中に浮遊している粉塵（微粒子
）に付層しているため、粉＃＆を愼械的ろ過方式（し１
」えばＨＥＰＡフィルター〕で空気中より捕集、除去す
ることにエリ無菌空気を得ている。

この方式には、次の欠点がある。

即ち、機械的ろ過方式においてに、粉塵の捕集性能をあ
げるためＫに目の細かいフィルターを使用する必要があ
るが、この場合圧損が昼く、また目づ′！りによる圧損
の増加も著るしく、フィルター寿命も短かく、フィルタ
ーの維持、管理或いは交換が面倒であるばかりでなく、
フィルターの交換を行う場合、その間作条をストップす
る必要があり、俣帰筐でには長時間を要しており、生産
能率が悪いという欠点があった。

又−フィルターにはピンホールが存在する楊会がめり、
一部の微生物類金含む粉塵がリークするという問題がめ
った。

別の方式として、上記の方式に索外線殺函ランプを組付
せた方式かめる。

この方式には、前述のフィルターの欠点に加えて次の欠
点がるる。即ち、微生？１類の殺菌は紫外線殺菌ランプ
の殺菌部によるものであるが。

この場合、圀殊によＶ殺菌効果が異なるため殺菌効果が
不十分な場合がある。

別の方式として、オゾン又はオゾン水を用いる方式があ
る。この場合、オゾン発生器が別塗必要となるが、オゾ
ン発生器はコストがかかることから経済性に課題がある
。

し問題点を解決するための手段〕 本発明は、真空紫外域及び遠紫外域の紫外線？微生物類
を含む空気に照射し、オゾンの生成と生成オゾンの分解
を竹ない、オゾンの分解に工っで生ずるＳＩＪ岐化注物
質により微生物類の殺凶？行ない、同時に紫外線を光電
子放出材に照射することにエフ発生する光電子に＝ジ、
微生物の死がい？含む微粒子に荷′４を行ない、該照射
にニジ荷′亀した微粒子を前記空気中エリ除去し、又２
１ｃ存オゾンを窒気宇＝９除去することＬり成る空気中
の微生′＃専の殺菌除去方法及びその！Ａ置である。

以下、図面に基いて本発明を祝用する。

第１図はバイオロジカルクリーンルームにおけるクリー
ンペンテ併用方式、即ち、作菜幀域内の一部だけ無菌空
気にエリ高清浄度にした方式の概略図を示すものでろる
。

第２図は、紫外線照射部、殺菌部、電場、光電子放出部
及び荷′１微粒子捕集都を示す概略図である。

クリーンルーム１内には、配管２から導入される外気の
＠粒子？プレフィルタ−６でろ過した仮、クリーンルー
ム１のを気取出し口４から敗り出され７’Ｃ仝気と共に
ファン５を介して苧気調和装置６にて一度及び湿度を調
節した後、ＨＥＰＡフィルター７により微生物類を含む
微粒子を大１かに除去した空気が循環供給されてお＃）
、清浄度（クラス）１０，０００程度に保持されている
。

一方、クリーンルーム１内のファン及び電圧供給部８、
紫外線照射部９、フィルター１０を設けたクリーンベン
チ１１内の作業台１３上は、高清浄度（クラス１０）の
無菌雰囲気に保持される。

即チ、クリーンペンテ１１においては、クリーンルーム
１内の１１１Ｆ＃度（クラス）１０，０００程度の空気
がファン及び電圧供給部８のファンにＬｐ吸引され、紫
外線照射部９で紫外線を照射することにｊＤオゾンが生
成され、高は化性物質（敵累活１！１１．鴇）國より空
気中のウィルス、バクテリヤ、酵母、かび等の微生物類
が殺菌されると共に、死滅した微生物を含む微粒子は荷
電フィルター１０で荷電された微粒子及び残存オゾンを
除去することに工り、作業台１３上は無菌空気で高清浄
度に保持される。

ここで、紫外線照射による微生物類の殺菌は、真空紫外
域の波長（１００〜２００　ｎｍ　）　　及び遠紫外域
の波長（２００〜５００　ｎｍ　）　　の紫外線を微生
物類を含む空気中へ照射することで行なわれる０すなわ
ち、真空紫外域の波長の紫外息に工９オゾンの生成が起
こり、一方遠紫外域のｉｉ長の紫外線及び光電子放出材
から放出される九゛−子に工り生成オゾンが分解され、
オゾン工９も活性な酸素原子や励起状態にある酸素分子
等（ば索活性檎）を生成し、微生物類の殺菌が効果的に
行なわれる。

紫外線照射部、殺菌部、電場、九′電子放出部、残存オ
ゾン除去部及び荷奄微粒子抽果部は、その概略図が第２
図に示されている如く、主として′電極２０、光電子放
出材の金属向２１、紫外線ランプ２２、残存オゾン侑去
フィルター２３、及び荷電微粒子摘果フィルター２４Ｌ
り成り、’ｉａ極２０と金属向２１とのｊ田にファン及
び電圧供給部８から電圧を負荷し、又、金属向２１に向
けて紫外脈ランプ２２に＝９紫外縁照射を行い、篭慣２
０と金属向２１間に微生物類を含む仝気５０を通すこと
にニジ、前述のごとく、微生＊ａは殺菌されるとともに
空気５０中の死戚微生物明を含む微粒子が効率良く荷電
嘔れる０放寛を極２０と金属向２１の距離は、装置の形
状にもよるが、一般的には２〜２０ｃ！Ｉｔでめる。

紫外線ランプ２２の機能は、第一にその照射により空気
中にオゾンを生成させ、かつ生成オゾンを分解させるも
のである。すなわち、紫外線ランプ２２は、オゾンの生
成に対して真空紫外域（１００〜２００　ｎｍ　）、生
成オゾンの分解に幻して遠紫外域（２００へ５００　ｎ
ｍ　）の波長の紫外線を有するものが良く、これらの両
方の領域の波長の紫外線を同一ランプで発生しうるもの
が好ましい。紫外線ランプは、オゾン生成用とオゾン分
解相を個別に設置しても良い。

紫外線照射による生成オゾン濃度は、３〜２００　ｐｐ
ｍ程度通常１０〜３０　ｐｐｍ程度で良く、装置の適用
分野、規模、構造、ランプの種類、効果、細陽性等に基
いて適宜夫々）ることが出来る。又、紫外線ランプ２２
の機能の第二は１元電子放出材への照射に工す光電子放
出材から光電子を効果的に放出させるものでるる。

紫外線ラング２２のａｌ類は、前述の理由から通′ｐｇ
低圧水銀ランプや中〜高圧水銀ランプを好適に用いるこ
とが出来、装置の通用分野、ｙＡ僕、構造、九゛電子放
出材の槌部、生成オゾン−度、効果、経隣社等に工り適
宜法めることが出来る。

例えば紫外線ランプ２２としては、低圧水銀ランプで１
８５　ｎｍ及び２５４　ｎｍの波長の強いものを用いる
と工い。

電極２０の材料と、その構造に通常の荷電装置に使用さ
扛ているもので工く、図示例においてはタングステンが
用いられている。

次に金Ｍ４面２１は、紫外線照射により光電子を放出す
るものであれば何れでも良く、光電的な仕事関数の小さ
いもの程好ましい。効果や性隣注の囲からＢａ、　Ｓｒ
、　Ｃａ、　Ｙ、　Ｇｄ、　Ｌａ、　Ｃｅ、　Ｎｄ。

Ｔｈ、　Ｐｒ、　Ｂｅ、　Ｚｒ、　Ｆｅ、　Ｎｉ、　Ｚ
ｎ、　Ｃｕ、　Ａｇ、　Ｐｔ、Ｃａ。

Ｐｂ、　Ａｔ、　Ｃ，Ｍｇ、　Ａｕ、　Ｉｎ、　Ｂｉ、
　Ｎｂ、　Ｓｉ、　Ｔｉ、　Ｔａ。

Ｓｎ、　Ｐのいずれか又はこれらの化合物又は台金が好
ましく、これらは単数で又は二線以上を複合して出いら
れる。俵合材としては、アマルガムの如く物理的な複会
材も用いつる。

ガえは、化合物としては酸化物、はう化物、炭化物から
９、ば化物にｄ　Ｂａｄ、　ＳｒＯ，Ｃａｂ、　Ｙ、Ｏ
，。

Ｇｄ４０３．　Ｎｄ２Ｏ３，Ｔｈ０２．’ＺｒＯ２，Ｆ
ｅ２Ｏ２，ＺｎＯ，ｃｕｏ、　Ａｇ２Ｏ。

ＰｔＯ，ＰｂＯ，Ａｔ２０３．　Ｍｈｏ、　Ｉｎ２Ｏ３
，Ｂｉｂ、　ＮｂＯ，ＢｅＯな、どが６Ｃ１またほう化
物にｆ’ｌ　ＹＢ６．　ＧｄＢｇ、　ＬａＢ６゜ＣｅＢ
６．　ＰｒＢ６．　Ｚｒ烏　などがらり、さらに炭化物
としてｌ’Ｉ　ＺｒＣ，ＴａＣ，ＴｉＣ，ＮｂＣなどが
ある。

また、合金としては黄銅、青銅、リン１を銅。

ＡｇとＭｇとの合金（Ｍｇが２〜２０ｗｔ％）、Ｃｕと
Ｂｅとの合金（Ｂｅが１〜１０ｗｔ％ラ　及びＢａとＡ
ｔ　　との合金金柑いることができ、上記ＡｇとＭｇ　
　との合金％Ｃｕ１１！：Ｂθとの合金及びＢａとＡｔ
との合金が好ましい。酸化物は金属表面のみを空気中で
加熱したり、或いは薬品で酸化することによっても得る
ことができる。

芒らに他の方法としては使用前に加熱し１表面に酸化層
を形成して長期にわなって安定な酸化・ｖを得ることも
できる。このガとしてはＭｇとＡｇ　　との合金を水蒸
気中で５００〜４００ｔｌ：の偏度の条件下でその表面
に欧化薄膜を形成させることができ、この数比薄膜は長
期間にわたって安定なものである。

これらの材料の使用形状は、板状、プリーツ状、網状前
例れの形状でも良いが、紮外奪の照射囲績及び空気との
接触面積の大きな形状のものが好ｌしく、このような観
点からは網状のものが好ｌしい。

印加する電圧に、α１〜１０ｋＶ、好ましくはα１〜５
ｋＶ、工り好１しくはα１〜１　　ｋＶであるが、該電
圧は装置の形状、便用する電極或いは金属の材質、構造
成いは効率等により異なる。

前述の常外縁照射部において、分解しないで残存する低
濃度のＪＡＡｔゾン、し１」えば（Ｌ　２　ｐｐｍオゾ
ンは、注力の残存オゾン除去フィルター２６で無祝し得
る程度の極く低濃度しＵえば、αＯ５ｐｐｍ以下筐で除
去される。

残存オゾンの除去方法は、を譲度オゾン企極く低濃度に
まで除去が出来、それ自体から粉塵の発生が無いもので
めればイＩＩＩＪれでも良く、周仰の活性炭法、フィル
ター法、触媒方式を通π選択しＣ用いることが出来る。

残存オゾンの除去方法μ、本発明者が廃オゾン処理方法
としてすでに提案した方法（特願昭６１−１９２１３４
．特願昭６１−２３７０９９、特願昭６２−１７３２４
）も適宜適用出来る。

本気の残存オゾンの除去は、イオン交俣フィルター金用
いている。死滅した微生物を含む荷電逼れた微粒子は静
電フィルター１０．２４で補集される。荷電された粒子
の捕集器は、何れでも艮い。通常の荷’４装置における
果じん仮（果しん電極）や静電フィルタ一方式が一般的
であるが、スチールウール電極とした工うな捕集部自体
が電極を構成する構造のものも有効である。又本発明者
がすでに提案したイオン交換フィルタ一方式も有効であ
る。イオン交換フィルターは微粒子の捕集とオノ／除去
の両方の機能が必るので好ましい（％順昭６１−２２１
７９２、ｅ＃１６１−１９８０８３）。

フィルター万弐μｓ、ｂ扱いが容易でｂることや、性能
、経済性の点で有効である。これらＱ使用では一足期間
使柑すると目詰まりを生ずるので一必要に応じカートリ
ッジ構造とし、圧力損失の検出にＬ９交換するようにす
ることに＝り長期間にわたって安定した運転が可能とな
る。

クリーンペンチ１１内の作業台１３への器具、製品等の
出し入れは、クリーンペンテ１１に設けた可動シャッタ
ー１２にエフ行う。

残存オゾンの除去法として、本例では個別に残存オゾン
除去フィルター２３の設置を行なった場合を示したが、
後方の荷電微粒子の捕集において、残存オゾンが除去出
来る場合は残存オゾンの除去と荷電微粒子の捕集を同時
に行なうことが出来るので好ましい（この場合、個別の
残存オゾン除去部は不要となる〕。

一般に、フィルタ一方式により荷ＡＲＬ微粒子全梱果す
る場＠は、捕集粂件によっては、残存オゾンを除去出来
るので好ましい。

空気中の微粒子への荷電方式として、比較的尚底圧を印
加した電場において、光電子放出材金属而に紫外線を照
射し光電子を放出させて行う方式について説明したが、
電場全形成することなく光電子放出材料に紫外線を照射
することに工υ、窒気甲の微粒子に（′１！Ｊ１１Ｌさ
せることができる。この場合には、第１図乃至第２図の
実施レリにおいて、電場を形成する構成は省略すること
ができる。

尚、本発明におけるファン、紫外線ランプ、電場、ｆｆ
：、電子放出材料の位置関係は、本方式の種類や規模、
気流の方法などに工り異なり、限足嘔れるものではない
。

第２図中符号２５は、粗フィルターである。

〔発明の効果〕

１、　真空紫外域及び遠紫外域の紫外線を照射すること
によす、 ■　真空紫外域の紫外線でオゾンが生成し、遠紫外域の
紫外線及び光電子放出材からの光電子に工９生成したオ
ゾンが分所して活性な厭索原子や励起状態にろる酸素分
子等が生成し、微生物類が動床的に殺困される。

■　九′電子放出材に紫外ｍｔ照射することにより発生
する光電子に工り微粒子が効果的に荷′１ａされ、死滅
した微生物類？包言する仮粒子を効果的に捕集すること
ができる。

■　死滅微生物３Ａ？含む荷亀倣粒子を後方で捕集する
ことで、殺菌された高清浄な空気が得られる。

■　生成オゾンは、上述紫外線及び光電子で効率良く分
層されるので、排出オゾン０１隻は低−度である。

λ　’ａｓにおいてよ８己の様に紫外線照射することに
１９゜ ■　死滅した微生Ｗ鎗を含む微粒子への荷電が一層効果
的となるので、殺丸された超高Ｔｆｔ浄な空気が得られ
る。

ム　紫外線にオゾンの生成及びオゾンの分路作用を待た
せることに工り、 （ｉ）　　殺菌りリーン望気が容易に侍られる。

（従来の殺菌ランプによる方法に比べて、効果的でめる
。） ■　バイオテクノロジー分野の如く微生物の存在が粉に
影４１！−及ばず分野において特に有効である。

■　バイオテクノロジー関係では荷′亀粒子の油染は厳
腎なものでなくても艮く、少しのリークはｄ［拝され、
それ故コストの安い装置ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明方法及び装置を説明するため
の概略図である。 １・・・クリーンルーム、３・・・）”レフィルター、
７・・・ＨＥＰＡフィルター、８・・・ファン及び電圧
供−Ｉ＠都、９・・・常外線照射都、１０・・・フィル
ター、１１・・・クリーンベンチ、１３・・・作業台、
２０・・・電惨、２１・・・元′屈子放出材、２２・・
・紫外線ランプ、２６・・・残存オゾン除去フィルター
、２４・・・荷電粒子捕果フィルター第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、空気中に含有されている微生物を殺菌除去する方法
   において、紫外線を照射することによりオゾンを生成さ
   せ微生物を死滅させると同時に、死滅した微生物を包含
   する微粒子を荷電させた後該荷電微粒子を除去すると共
   に残存オゾンをも除去することを特徴とする空気中の微
   生物を殺菌除去する方法。 ２、真空紫外域及び遠紫外域の波長の紫外線を照射する
   特許請求の範囲第１項記載の空気中の微生物を殺菌除去
   する方法。 ３、微粒子の荷電を、紫外線を光電子放出材に照射する
   ことにより発生する光電子により行う特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の空気中の微生物を殺菌除去する方
   法。 ４、微粒子の荷電を、電場において光電子放出材に紫外
   線を照射することにより発生する光電子により行う特許
   請求の範囲第３項記載の空気中の微生物を殺菌除去する
   方法。 ５、光電子放出材として網状のものを用いる特許請求の
   範囲第３項又は第４項記載の空気中の微生物を殺菌除去
   する方法。 ６、電場電圧が０．１〜１０ｋＶ、好ましくは０．１〜
   ５ｋＶ、より好ましくは０．１〜１ｋＶである特許請求
   の範囲第４項又は第５項記載の空気中の微生物を殺菌除
   去する方法。 ７、死滅した微生物を包含する荷電微粒子の除去を、フ
   ィルター方式又は集じん板方式で行う特許請求の範囲第
   １項乃至第６項の何れか１つに記載された空気中の微生
   物を殺菌除去する方法。 ８、残存オゾンの空気中からの除去を活性炭方式、フィ
   ルター方式及び／又は触媒方式で行う特許請求の範囲第
   １項乃至第７項の何れか１つに記載された空気中の微生
   物を殺菌除去する方法。 ９、空気吸入口から空気排出口までの空気流路上に、紫
   外線照射部、殺菌部、光電子放出部、残存オゾン除去部
   及び荷電微粒子捕集部を設けてなる空気中の微生物を殺
   菌除去するための装置。 １０、光電子放出部に電場を付与する如く構成してなる
   特許請求の範囲第９項記載の空気中の微生物を殺菌除去
   するための装置。