付着菌殺菌方法および付着菌殺菌装置
【課題】 人体に対して安全でかつ十分な殺菌能力を確保することが可能な付着菌殺菌方法および付着菌殺菌装置を低コストで提供する。
【解決手段】 壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させた後、放電により生成させた活性な空気を、該壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して吹き付けることを特徴とする付着菌殺菌方法、および、壁面払拭用部材と、該壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させる機構と、放電により活性な空気を生成させる機構と、該壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して活性な空気を吹き付ける機能とを有する付着菌殺菌装置に関する。活性な空気は、空気中での放電により生成されることが好ましい。
【解決手段】 壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させた後、放電により生成させた活性な空気を、該壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して吹き付けることを特徴とする付着菌殺菌方法、および、壁面払拭用部材と、該壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させる機構と、放電により活性な空気を生成させる機構と、該壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して活性な空気を吹き付ける機能とを有する付着菌殺菌装置に関する。活性な空気は、空気中での放電により生成されることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体への安全性が確保されるととともに十分な殺菌能力を得ることが可能な付着菌殺菌方法および付着菌殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、病院や製薬工場などでは、治療や製造を清潔な環境で行うため、通常、部屋のクリーニングを所定の間隔で行っている。クリーニングの方法としては、アルコールやグルタルアルデヒドなどの殺菌性を有する薬剤で壁面を払拭することによって該壁面に存在する細菌などを殺菌除去する方法が一般的である。
【０００３】
しかしながら、たとえば非特許文献１には、細菌は一つ一つばらばらになって存在するのではなく、多数集まってコロニーを作り、複雑ではがれにくい「バイオフィルム」という構造を外部に形成し守られているとの報告がある。このバイオフィルムは、水分を吸収するねばねばとした物質であり、外部からの栄養素を拡散により取り込むことが可能である一方、外部の殺菌剤などの物質が反応しながら拡散することは難しくなる特徴がある。以上のようなメカニズムから、医学や工業の分野で利用される抗生物質や抗菌剤、滅菌処理は、バイオフィルムに対してほとんど効果がないとされている。そのため、壁面の払拭による細菌の除去が十分でない場合、薬剤による殺菌作用によっては滅菌処理が完全に行われず、壁面において菌の増殖が再び生じるという問題がある。
【０００４】
アルコールなどの薬剤により壁面をクリーニングする方法においては、雑巾などで壁面を払拭することにより壁面の付着菌を物理的に除去する工程が必要であるが、該薬剤が雑巾に染み込むためには大量の薬剤が必要とされる問題があり、掃除のコストを上昇させる問題があった。また、雑巾などを使用して払拭を行う場合、壁面から離脱したバイオフィルムで囲まれた菌が雑巾などから再度壁面に付着し、増殖を開始する場合があり、十分な殺菌を行うことが困難であるという問題が生じていた。
【０００５】
また、さらに薬剤は人体に吸入されることにより不快感等を与える場合があり、その対策としてマスク等を使用する必要があった。
【０００６】
一方、たとえば特許文献１には付着菌の除去を行うための技術が開示される。特許文献１の方法では、オゾンを用いた付着菌の殺菌処理において、被殺菌物体の収納容器内を５０ｍｍＨｇ以上減圧し、負圧条件下の該容器内にオゾンを注入する動作を複数回繰り返すことにより、完全な殺菌ができるとされている。
【０００７】
しかし、特許文献１の方法では、殺菌効果を高めるために被殺菌物体を減圧にする必要があるため、壁面や大きな物体の殺菌を行うことが難しく、病院や工場といった大空間への応用が困難であるという問題があった。
【特許文献１】特開平３−２４４４６５号公報
【非特許文献１】日経サイエンス２００１年１０月号「細菌コロニーの砦を攻略する」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の課題を解決し、人体に対して安全でかつ十分な殺菌能力を確保することが可能な付着菌殺菌方法および付着菌殺菌装置を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させた後、放電により生成させた活性な空気を、該壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して吹き付けることを特徴とする付着菌殺菌方法に関する。本発明において活性な空気とは、化学的または電気化学的にイオン化されたか、電子的または電気的に電子が励起された状態となった分子、原子、原子団を含む空気を指し、たとえばプラズマ、イオン、ラジカル等に代表されるように化学的な活性部位を分子内に有する粒子や、オゾン等を含む空気が挙げられる。
【００１０】
活性な空気は、空気中での放電により生成されることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、壁面払拭用部材と、該壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させる機構と、放電により活性な空気を生成させる機構と、該壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して活性な空気を吹き付ける機構とを有する付着菌殺菌装置に関する。
【００１２】
壁面払拭用部材は、繊維状または弾性を有する材料で形成されることが好ましく、また回転体もしくはベルト状の形態を有することが好ましい。
【００１３】
本発明の付着菌殺菌装置においては、壁面払拭用部材が棒状の回転子の周囲に配置されることが好ましく、また該付着菌殺菌装置は、該壁面払拭用部材が該回転子を軸にして回転または扇動できるような機構を有することが好ましい。また、本発明の付着菌殺菌装置には、壁面払拭用部材から付着菌を離脱させ、該付着菌を回収する機構が設けられることが好ましい。
【００１４】
本発明において生成される活性な空気は、プラズマ、イオン、ラジカルの少なくともいずれかを分子内に有する粒子、および／またはオゾン、を含むことが好ましい。
【００１５】
本発明の付着菌殺菌装置においては、フィルターを配置した供給部から空気を供給し、放電を行うことにより活性な空気を生成させることが好ましい。また、壁面部分に対して吹き付けられる活性な空気は、熱源により加熱されることが好ましい。
【００１６】
本発明においては、壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対し、活性な空気の吹き付け前および／または吹き付けと同時に、ランプにより光が照射されることが好ましい。
【００１７】
なお、本発明における壁面および床面には、部屋の天井やドア・扉の表面並びに書庫や各種装置の表面といった通常付着菌等の付着するあらゆる面が含まれる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、好ましくは繊維状または弾性を有する壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させることによって該壁面の付着菌を除去し、さらに活性な空気を該壁面に照射することによって残存する菌を殺菌する方法により、人体に対して安全でかつ十分な殺菌能力を確保することが可能な付着菌殺菌方法および付着菌殺菌装置を低コストで提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の付着菌殺菌方法および付着菌殺菌装置は、壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させて壁面の付着菌を払拭した後、放電により生成させた活性な空気を、該壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して吹き付け、払拭時に残存した菌を殺菌することを特徴とする。
【００２０】
本発明の付着菌殺菌装置は、壁面払拭用部材と、該壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させる機構と、放電により活性な空気を生成させる機構と、該壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して活性な空気を吹き付ける機構とを有する付着菌殺菌装置に関する。
【００２１】
壁面に存在する付着菌が多数集合してコロニーを形成し、さらにバイオフィルムで覆われている場合、コロニーの外側から薬剤を作用させるのみでは一般に十分な殺菌作用が得られ難い。本発明においては、まず壁面払拭用部材で壁面を払拭することで、付着菌のコロニーの大部分を除去し、その後、壁面に残留する残存菌に対し、殺菌能力を有する活性な空気を作用させることによって、付着菌の除去効率を大幅に高めることができる。すなわち、壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させると、該壁面払拭用部材と該壁面との間の摩擦により、コロニーを形成する付着菌は分断されつつ壁面から除去される。壁面には分断された残存菌が存在するが、コロニーのようにバイオフィルムで強固に覆われておらず、活性な空気を作用させると比較的容易に殺菌が可能である。
【００２２】
本発明において使用される壁面払拭用部材は弾力性を有する材料で形成されることが好ましい。この場合、壁面に接触させながら移動させる際の、特に凹凸を有する面の付着菌の払拭効率が良好である。このような材料としては、繊維状または例えばゴム状の弾性を有する材料が好ましく、具体的には、耐磨耗性、耐薬品性、引張強度等が高い材質として、６６ナイロン、ケブラー、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエステル樹脂等の材質からなる織布、不織布等の弾力性のある布や、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＡＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、木綿等の材質からなるゴム状物質が適している。なおゴム状物質が多孔性の、布、編物、スポンジ状物質であることも好ましい。
【００２３】
また、壁面払拭用部材が回転体もしくはベルト状の形態を有する場合、払拭された付着菌を離脱、回収する機構と組み合わせることにより壁面払拭用部材を繰り返し使用でき、装置の構成が安価かつ容易であるため好ましい。
【００２４】
本発明の付着菌殺菌装置においては、壁面払拭用部材が棒状の回転子の周囲に配置され、該壁面払拭用部材が該回転子を軸にして回転または扇動するように駆動部が構成されることが好ましい。すなわち、壁面払拭用部材をローラー等として構成することにより、装置の構成を比較的単純化してコストを低減するともに、壁面に存在する付着菌を効率良く払拭することができる。
【００２５】
本発明の付着菌殺菌装置においては、壁面払拭用部材に付着させた付着菌を離脱させ、回収する機構が設けられることが好ましい。この場合、壁面払拭用部材を繰り返し使用でき、クリーニングのためのコストが低減されるという利点を有する。付着菌の離脱機構としては、壁面払拭用部材表面の付着菌に風圧をかけて引き剥がしたり、壁面払拭用部材表面に、たとえばステンレス３０４等の金属からなる箆状部材や、各種の布、編物状部材等の別の部材を押し当てることによって該付着菌を引き剥がしたりする機構等が好ましく採用される。また、離脱させた付着菌の回収機構としては、離脱させた該付着菌を空気の流れによって吸引したり、壁面払拭用部材の表面を液槽に浸漬したりする機構等が好ましく採用される。
【００２６】
本発明において生成される活性な空気は、プラズマ、オゾン、イオン、ラジカルから選択される反応性を有する粒子を含むことが好ましい。たとえばイオンとしては、Ｈ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または自然数）、Ｎ2+、Ｏ2+等の正イオン、Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または自然数）、ＮＯ2-、ＣＯ2-等の負イオンが挙げられる。
【００２７】
たとえば空間に正イオンとしてＨ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または自然数）、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または自然数）が送出される場合、これらの正負両イオンは細菌等を取り囲み、菌の表面で正負両イオンが以下のような化学反応（１）〜（２）によって活性種である過酸化水素Ｈ2Ｏ2、二酸化水素ＨＯ2またはヒドロキシラジカル・ＯＨを生成する。
Ｈ3Ｏ+＋Ｏ2-→・ＯＨ＋Ｈ2Ｏ2・・・・（１）
Ｈ3Ｏ+＋Ｏ2-→ＨＯ2＋Ｈ2Ｏ ・・・・（２）
そして、このように正負両イオンが作用して生成した過酸化水素Ｈ2Ｏ2、二酸化水素ＨＯ2またはヒドロキシラジカル・ＯＨは、菌等の細胞膜を破壊してその増殖能力を喪失させることにより、効率的に殺菌させることができる。
【００２８】
上記のような反応性を有する粒子を用いれば、付着菌に対する高い殺菌効果が比較的容易に得られる。なお本発明においては、簡便な方法であるという点で、壁面に対して吹き付けられる活性な空気は、空気中での放電により生成されることが好ましい。
【００２９】
空気中で放電を行うことによって活性な空気を生成させる際には、フィルターを配置した供給部から空気を供給することが好ましい。この場合、清浄な空気を供給することによって放電を効率良く発生させ、殺菌能力の高い活性な空気を多量に生成させることができる。
【００３０】
本発明においては、壁面払拭用部材が接触および移動した壁面部分に対し、熱源により加熱された活性な空気が吹き付けされることが好ましい。または、活性な空気の吹き付け前および／または吹き付けと同時に、壁面払拭用部材が接触および移動した壁面部分に対し、ランプにより光が照射されることが好ましい。この場合、加熱された活性な空気による熱、またはランプの光によって、付着菌表面の水分が蒸発し、活性な空気が付着菌の表面に直接作用するため、より高い殺菌効果が発揮されるという利点を有する。ランプから照射される光としてはたとえば赤外線、遠赤外線ヒーターの輻射光、白熱灯、ＬＥＤランプ、蛍光灯等が好ましく採用される。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る付着菌殺菌装置を示す概略断面図である。図１に示す付着菌殺菌装置の各部と動作について説明する。図１に示す付着菌殺菌装置は、モーターまたは人力等の搬送手段（図示せず）により、たとえば矢印１１０で示す方向等に筐体１０１が進行することが可能であり、進行と同時に、繊維状または弾性を有する壁面払拭用部材で構成されたローラー１０２が別の動作手段にて回転し、壁面１１１とローラー１０２とが摩擦を生じるように構成される。この摩擦により、壁面１１１上に存在する付着菌が形成するコロニー１０８が物理的に分断される。分断された付着菌１１２の多くはローラー１０２に付着して壁面から引き剥がされ、さらに吸引管１０３への空気の吸入による吸着力によって、矢印１０６の方向に回収される。なお、本実施の形態においては、ローラー１０２から付着菌１１２を引き剥がす手段として風を利用しているが、ローラー１０２にたとえばステンレス３０４等の金属からなる箆状部材や、各種の布、編物状部材等の別の部材を押し当てることによりローラー１０２から付着菌を剥がすような構成とすることも可能である。
【００３２】
なお、以上の動作により、付着菌１１２の多くは壁面から引き剥がされるが、一部は残存菌１０９として壁面に残留する。この残存菌１０９は、繊維状または弾性を有する壁面払拭用部材で構成されたローラー１０２の摩擦を受けているため、バイオフィルムの除去、あるいは菌の分断が行われており、菌の表面が露出している状態となっている。そこで、送風管１０５から送出された空気を放電装置１０４によって活性な空気に加工し、矢印１０７で示す方向に送出し、活性な空気を残存菌１０９に衝突させる。これにより残存菌１０９が急速に殺菌されるか、または、増殖する能力を失わせることが可能になる。
【００３３】
図３は、本発明の付着菌殺菌装置において構成される放電装置の一例の概略図である。本実施の形態で使用される付着菌殺菌装置の放電装置は図３に示した構造を有し、たとえばアルミナからなる誘電体３０２の表面に配置された放電電極３０１、および、該誘電体３０２の中に埋め込まれた対向電極３０３からなる放電部と、高圧パルス電源３０４とを有する。高圧パルス電源３０４からは、正と負からなる高圧パルス電圧（たとえば周波数６０Ｈｚ、尖頭電圧約２ｋＶ）が生成され、放電電極３０１と対向電極３０３との間に印加される。放電電極３０１の表面において、沿面放電により生成されたプラズマにより、空気中の酸素（Ｏ2）および水（Ｈ2Ｏ）等の分子がエネルギーを受けるので、これらの分子は活性な粒子に変換され、空間に放出される。放電装置の表面に存在する酸素分子および／または水分子を原料として放電現象により発生した正負両イオンの組成は、主として正イオンとしてはプラズマ放電により空気中の水分子が電離して水素イオンＨ+が生成し、これが溶媒和エネルギーにより空気中の水分子とクラスタリングすることによりＨ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または自然数）を形成したものである。一方、負イオンとしてはプラズマ放電により空気中の酸素分子または水分子が電離して酸素イオンＯ2-が生成し、これが溶媒和エネルギーにより空気中の水分子とクラスタリングすることによりＯ2-（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または自然数）を形成したものである。
【００３４】
そして、空間に送出されたこれらの正負両イオンは細菌等を取り囲み、菌の表面で正負両イオンが以下のような化学反応（１）〜（２）によって活性種である過酸化水素Ｈ2Ｏ2、二酸化水素ＨＯ2またはヒドロキシラジカル・ＯＨを生成する。
Ｈ3Ｏ+＋Ｏ2-→・ＯＨ＋Ｈ2Ｏ2・・・・（１）
Ｈ3Ｏ+＋Ｏ2-→ＨＯ2＋Ｈ2Ｏ ・・・・（２）
そして、このように正負両イオンが作用して生成した過酸化水素Ｈ2Ｏ2、二酸化水素ＨＯ2またはヒドロキシラジカル・ＯＨは、菌等の細胞膜を破壊してその増殖能力を喪失させることにより、付着菌を効率的に殺菌することができる。
【００３５】
本実施の形態においては、尖頭電圧値が２ｋＶ、周波数が６０Ｈｚの、正と負の両電圧からなる高圧パルス電圧を印加している。
【００３６】
なお、本実施の形態では、正イオンとしてＨ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または自然数）、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または自然数）を主に放出するような放電条件を選んでいるが、放電により生成される活性な粒子は以上の物質に限られるものではない。上記２種以外の物質、たとえば、Ｎ2+、Ｏ2+、ＮＯ2-、ＣＯ2-等のイオンや、オゾン、ラジカル、等を含んでいたとしても同様の効果が期待できる。
【００３７】
図４は、本発明の付着菌殺菌装置における壁面払拭用部材の作用例について説明する図である。図４においては、たとえば弾力性を有する円筒状のスポンジからなるローラー４０１と壁面４０２とが接触しており、ローラー４０１は回転しながら、壁面４０２に付着した付着菌のコロニー４０３を払拭、すなわち剥離および除去し、矢印４０８の方向に進行する。なお、弾力性を有する壁面払拭用部材で形成されたローラー４０１は、壁面４０２に凹部４０６と凸部４０７が存在している場合でも壁面に合わせた形状に変化し、付着菌のコロニーを分断することができる。払拭後に壁面に残留した残存菌４０４に対して、放電により生成した活性な空気４０５を吹き付けられることにより、残存菌４０４の増殖能力を失わせることができる。以上の方法により、付着菌の殺菌を確実に行うことができる。
【００３８】
本実施の形態に係る付着菌殺菌装置を用いて、クリーンルームの床面および壁面を掃除したところ、床面および壁面への付着菌は除去され、カビ等は目視で確認できなくなった。また、１ヶ月間上記壁面を放置した結果、カビの発生は起こらず清潔な状態を維持することができた。
【００３９】
（実施の形態２）
図２は、実施の形態２に係る付着菌殺菌装置を示す概略断面図である。図２に示す付着菌殺菌装置は、モーターまたは人力等の搬送手段（図示せず）により、たとえば矢印２１２で示す方向等に進行することが可能であり、掃除機の筐体２０１の内部に、円筒状の回転子２０２、布製のベルト２０３がモーター（図示せず）により駆動され回転する機構を有している。また、ベルト２０３は床面２０８に付着した付着菌のコロニー２０９を払拭し、分断・除去し、分断された付着菌２１１の破片を搬送し、液槽２０６内の液体２０７を通過させることにより、付着菌２１１を液体中に回収除去する構造を有している。なお液体２０７としては、たとえばイオン交換水、塩素を含む水道水等、蒸留水、有機溶剤、界面活性剤を含む水等を好ましく使用できる。
【００４０】
また図２に示す付着菌殺菌装置は、送風装置２０５および放電装置２０４を有し、上記構成によりコロニーを除去された壁面に活性な空気を送風することを可能としている。放電装置２０４は、実施の形態１と同様、たとえば図３に示すような構成とされることができる。この構成により、コロニー除去後に床面に残存した残存菌２１０の細胞膜を破壊し、増殖能力を失わせることが可能になる。
【００４１】
なお、本実施の形態における送風装置２０５は、熱風を送風することによって床面の温度を上昇させる機能を持つ構成としてもよい。このような構成により、床面の細菌に付着する水分を蒸発させることが可能になり、活性な空気が菌の表面に直接作用することが可能になるため、殺菌効果が高まる効果を発揮することができる。
【００４２】
また、熱風の代わりに、床面の残存菌２１０に対して光を照射する構成としてもよい。光照射により、細菌表面の温度が上昇し、水分が蒸発するので、同様に活性な空気による殺菌性能を上げることができる。
【００４３】
すなわち、本実施の形態の付着菌殺菌装置では、温風に代えて光照射を用いる方法として、たとえば５０Ｗの白色電球を配置し、床面を照射することが可能である。温風に代えて光を照射した場合にも、温風を照射した場合と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
本発明における床面および壁面の払拭方法および装置は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、卓上でも使用できるような小型の掃除機様のものや、片手で操作可能なポータブルの車内清掃用掃除機様のものも構築可能である。
【００４５】
＜活性な空気による殺菌性能＞
本発明は活性な空気を付着菌に吹き付けることによる殺菌性能を利用することを特徴とする。以下に、活性な空気の殺菌性能について試験した結果を説明する。図１に示す付着菌殺菌装置を用い、ニトリルゴム（印刷機等で使用される高弾性のゴムローラ）で形成されたローラーを壁面払拭用部材として付着菌の払拭を行った後、さらに空気中の放電により生じさせたＨ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または自然数）およびＯ2-（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または自然数）をそれぞれ１０００個／ｃｍ3の濃度で含む活性な空気を、壁面払拭用部材で払拭済みの壁面部分に照射し、殺菌性能を評価した。
【００４６】
放電装置としては図３に示す放電装置を用いた。なお、放電電極３０１と対向電極３０３との間隔は約０．２ｍｍであり、放電電極３０１は網目状のパターンを形成しており、放電電極のサイズは約１ｃｍ×３ｃｍの長方形形状となっている。
【００４７】
放電素子の表面に存在する酸素分子および／または水分子を原料として、放電現象により、過酸化水素Ｈ2Ｏ2、二酸化水素ＨＯ2またはヒドロキシラジカル・ＯＨを生成させた。
【００４８】
図５は、殺菌性能試験装置を示す図である。菌をＰＢＳバッファ液（ｐＨ＝７．４）に分散させた後、図５で示すトレイ５０２内に形成された寒天培地５０３の上に拡散し、所定の処理を行った後、７２時間、３７度の培養を行い、コロニー数を計測した。
【００４９】
第１の試験として、付着菌に対する放電ガスの殺菌性能を調べるため、まず菌として、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ（枯草菌）を用い、上記方法により寒天培地５０３上に菌を拡散し、さらに８時間の培養（３７℃）を行い、枯草菌のコロニーを形成させた。続いて、図５に示すように、放電装置５０１から生成される活性なイオンを含む空気を矢印５０４で示すように拡散させ、寒天培地５０３にイオンが行き渡るようにして、活性な空気による暴露を行った。なお、試験箱５０５のサイズは、２１×１４×１４ｃｍとした。また、イオン濃度は、寒天培地５０３上で正負イオンが各約１,０００個／ｃｍ3（ただし臨界移動度を１ｃｍ2／Ｖ・ｃｍとして小イオンの濃度を測定）としており、オゾン濃度は０．０１ｐｐｍ未満であった。なお、試験の箱内部にはファンは設けず、イオンは自然対流と自然拡散により暴露するようにしている。
【００５０】
以上の試験において、引き続いて７２時間、３７℃の培養を行い、コロニー数および状態を観測した。活性な空気を菌に暴露した場合と暴露しない場合の比較を行ったところ、コロニー数およびコロニーサイズについて有意な差は見られず、暴露の有無に係わらずコロニーサイズの増大はほぼ同様に確認されたことから、培養（８時間、３７℃）により形成されたコロニーに対して、上記条件の活性な空気を暴露しても、コロニーの増殖を抑制する効果は見られないことが確認された。
【００５１】
一方、第２の試験として、同様にＢａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ（枯草菌）を用いて、寒天培地上に菌を拡散した後、寒天培地上の菌に上記活性な空気を一定時間暴露させ、その後７２時間、３７℃の培養を行い、コロニー数および状態を観測した。図６は、寒天培地上に形成されたコロニー数と活性な空気の暴露時間との関係を示す図である。図６に示すように、暴露時間が長くなるにつれて、培養後に得られたコロニー数（ＣＦＵ：Ｃｏｌｏｎｙ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が減少し、５４０分の暴露により、枯草菌によるコロニー形成が確認されなくなった。
【００５２】
これらの結果は以下のメカニズムにより説明される。つまり、寒天培地に拡散させた枯草菌は、当初は菌が単体で寒天培地の表面に露出しており、空気中の活性な空気が含む活性な粒子と接触することにより細胞膜が破壊され、増殖する力を失う。この確率は、空気中の活性な空気の粒子と衝突する確率に依存すると考えられ、暴露時間の増大により、増殖能力を失う菌数が増加する。図６においてはこの作用の結果が示されているものと考えられる。
【００５３】
なお図６におけるコロニー数（ＣＦＵ）の減少は、暴露時間が６０分の場合にわずかになっているが、これは寒天培地上に拡散させた菌の表面が当初は水で覆われている場合があり、この場合に細胞膜の破壊が抑制されたものと推定される。
【００５４】
以上のように、菌が多数で固まっているか、あるいは単体で存在しているかにより、活性な空気による殺菌性能が異なることを利用し、付着菌の殺菌効果を変化させることが可能になる。すなわち、本発明においては、好ましくは繊維状または弾性を有する材料で形成された壁面払拭用部材によって付着菌を払拭し、付着菌を除去しつつ、さらに残存し分断させられた菌に対して、活性な空気を照射すると、効果的な殺菌を行うことができる。またさらに、上記の払拭を行った後、活性な空気の照射前、あるいは照射と同時に、熱風あるいは光を菌に照射し、菌の表面の水分を蒸発させることにより、殺菌性能を上げることが可能になる。
【００５５】
＜実施例＞
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５６】
（実施例１〜５）
実施の形態２に示す方法でクリーニング試験を行った。図７は、実施例１〜５におけるＳａｒｃｉｎａ Ｆｌａｖａ（サルチナ・フレイバ）の殺菌性能を示す図である。実施例１〜５においては、Ｓａｒｃｉｎａ Ｆｌａｖａを細菌の代表例として床面に散布し、コロニーを形成させ、その後実施の形態２の装置によりクリーニングし、床面の細菌を培養した。細菌が形成したコロニー数の結果を図７に示す。
【００５７】
図７に示すように、床面において、正イオン濃度および負イオン濃度をそれぞれ１，０００個／ｃｍ3とした実施例１においては、活性な空気の照射時間６０秒間において、約８％の細菌減少効果が見られた。一方、正イオン濃度および負イオン濃度をそれぞれ１万個／ｃｍ3とした実施例２においては、６０秒間で約７９％の細菌減少効果があり、イオン濃度を増大させることにより殺菌性能を向上させられることが確認できた。
【００５８】
また、正イオン濃度および負イオン濃度をそれぞれ１０万個／ｃｍ3とした実施例３においては、３０秒間で約９２％の殺菌効果を得ることができており、さらに正イオン濃度および負イオン濃度をそれぞれ１００万個／ｃｍ3とした実施例４においては、１０秒間で９０％、３０秒間で９９％の殺菌効果を得ることができた。
【００５９】
また、正イオン濃度および負イオン濃度をそれぞれ１００万個／ｃｍ3とし、温風（８０℃）を活性な空気と同時に送風した実施例５においては、実施例４よりも殺菌性能はさらに向上し、５秒間で９９％以上の殺菌性能を得ることができた。
【００６０】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、繊維状または弾性を有する部材で払拭することにより壁面等に存在する付着菌を効果的に除去するとともに、活性の空気を壁面に照射することにより、壁面に残存した菌を効果的に殺菌できる。これにより病院、工場その他において清潔な環境を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施の形態１に係る付着菌殺菌装置を示す概略断面図である。
【図２】実施の形態２に係る付着菌殺菌装置を示す概略断面図である。
【図３】本発明の付着菌殺菌装置において構成される放電装置の一例の概略図である。
【図４】本発明の付着菌殺菌装置における壁面払拭用部材の作用例について説明する図である。
【図５】殺菌性能試験装置を示す図である。
【図６】寒天培地上に形成されたコロニー数と活性な空気の暴露時間との関係を示す図である。
【図７】実施例１〜５におけるＳａｒｃｉｎａ Ｆｌａｖａ（サルチナ・フレイバ）の殺菌性能を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０１，２０１ 筐体、１０２，４０１ ローラー、１０３ 吸引管、１０４，２０４，５０１ 放電装置、１０５ 送風管、１０８，２０９，４０３ コロニー、１０９，２１０，４０４ 残存菌、１１１，４０２ 壁面、１１２，２１１ 付着菌、２０２ 回転子、２０３ ベルト、２０５ 送風装置、２０６ 液槽、２０７ 液体、２０８ 床面、３０１ 放電電極、３０２ 誘電体、３０３ 対向電極、３０４ 高圧パルス電源、４０５ 活性な空気、４０６ 凹部、４０７ 凸部、５０２ トレイ、５０３ 寒天培地、５０５ 試験箱。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体への安全性が確保されるととともに十分な殺菌能力を得ることが可能な付着菌殺菌方法および付着菌殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、病院や製薬工場などでは、治療や製造を清潔な環境で行うため、通常、部屋のクリーニングを所定の間隔で行っている。クリーニングの方法としては、アルコールやグルタルアルデヒドなどの殺菌性を有する薬剤で壁面を払拭することによって該壁面に存在する細菌などを殺菌除去する方法が一般的である。
【０００３】
しかしながら、たとえば非特許文献１には、細菌は一つ一つばらばらになって存在するのではなく、多数集まってコロニーを作り、複雑ではがれにくい「バイオフィルム」という構造を外部に形成し守られているとの報告がある。このバイオフィルムは、水分を吸収するねばねばとした物質であり、外部からの栄養素を拡散により取り込むことが可能である一方、外部の殺菌剤などの物質が反応しながら拡散することは難しくなる特徴がある。以上のようなメカニズムから、医学や工業の分野で利用される抗生物質や抗菌剤、滅菌処理は、バイオフィルムに対してほとんど効果がないとされている。そのため、壁面の払拭による細菌の除去が十分でない場合、薬剤による殺菌作用によっては滅菌処理が完全に行われず、壁面において菌の増殖が再び生じるという問題がある。
【０００４】
アルコールなどの薬剤により壁面をクリーニングする方法においては、雑巾などで壁面を払拭することにより壁面の付着菌を物理的に除去する工程が必要であるが、該薬剤が雑巾に染み込むためには大量の薬剤が必要とされる問題があり、掃除のコストを上昇させる問題があった。また、雑巾などを使用して払拭を行う場合、壁面から離脱したバイオフィルムで囲まれた菌が雑巾などから再度壁面に付着し、増殖を開始する場合があり、十分な殺菌を行うことが困難であるという問題が生じていた。
【０００５】
また、さらに薬剤は人体に吸入されることにより不快感等を与える場合があり、その対策としてマスク等を使用する必要があった。
【０００６】
一方、たとえば特許文献１には付着菌の除去を行うための技術が開示される。特許文献１の方法では、オゾンを用いた付着菌の殺菌処理において、被殺菌物体の収納容器内を５０ｍｍＨｇ以上減圧し、負圧条件下の該容器内にオゾンを注入する動作を複数回繰り返すことにより、完全な殺菌ができるとされている。
【０００７】
しかし、特許文献１の方法では、殺菌効果を高めるために被殺菌物体を減圧にする必要があるため、壁面や大きな物体の殺菌を行うことが難しく、病院や工場といった大空間への応用が困難であるという問題があった。
【特許文献１】特開平３−２４４４６５号公報
【非特許文献１】日経サイエンス２００１年１０月号「細菌コロニーの砦を攻略する」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の課題を解決し、人体に対して安全でかつ十分な殺菌能力を確保することが可能な付着菌殺菌方法および付着菌殺菌装置を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させた後、放電により生成させた活性な空気を、該壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して吹き付けることを特徴とする付着菌殺菌方法に関する。本発明において活性な空気とは、化学的または電気化学的にイオン化されたか、電子的または電気的に電子が励起された状態となった分子、原子、原子団を含む空気を指し、たとえばプラズマ、イオン、ラジカル等に代表されるように化学的な活性部位を分子内に有する粒子や、オゾン等を含む空気が挙げられる。
【００１０】
活性な空気は、空気中での放電により生成されることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、壁面払拭用部材と、該壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させる機構と、放電により活性な空気を生成させる機構と、該壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して活性な空気を吹き付ける機構とを有する付着菌殺菌装置に関する。
【００１２】
壁面払拭用部材は、繊維状または弾性を有する材料で形成されることが好ましく、また回転体もしくはベルト状の形態を有することが好ましい。
【００１３】
本発明の付着菌殺菌装置においては、壁面払拭用部材が棒状の回転子の周囲に配置されることが好ましく、また該付着菌殺菌装置は、該壁面払拭用部材が該回転子を軸にして回転または扇動できるような機構を有することが好ましい。また、本発明の付着菌殺菌装置には、壁面払拭用部材から付着菌を離脱させ、該付着菌を回収する機構が設けられることが好ましい。
【００１４】
本発明において生成される活性な空気は、プラズマ、イオン、ラジカルの少なくともいずれかを分子内に有する粒子、および／またはオゾン、を含むことが好ましい。
【００１５】
本発明の付着菌殺菌装置においては、フィルターを配置した供給部から空気を供給し、放電を行うことにより活性な空気を生成させることが好ましい。また、壁面部分に対して吹き付けられる活性な空気は、熱源により加熱されることが好ましい。
【００１６】
本発明においては、壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対し、活性な空気の吹き付け前および／または吹き付けと同時に、ランプにより光が照射されることが好ましい。
【００１７】
なお、本発明における壁面および床面には、部屋の天井やドア・扉の表面並びに書庫や各種装置の表面といった通常付着菌等の付着するあらゆる面が含まれる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、好ましくは繊維状または弾性を有する壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させることによって該壁面の付着菌を除去し、さらに活性な空気を該壁面に照射することによって残存する菌を殺菌する方法により、人体に対して安全でかつ十分な殺菌能力を確保することが可能な付着菌殺菌方法および付着菌殺菌装置を低コストで提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の付着菌殺菌方法および付着菌殺菌装置は、壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させて壁面の付着菌を払拭した後、放電により生成させた活性な空気を、該壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して吹き付け、払拭時に残存した菌を殺菌することを特徴とする。
【００２０】
本発明の付着菌殺菌装置は、壁面払拭用部材と、該壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させる機構と、放電により活性な空気を生成させる機構と、該壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して活性な空気を吹き付ける機構とを有する付着菌殺菌装置に関する。
【００２１】
壁面に存在する付着菌が多数集合してコロニーを形成し、さらにバイオフィルムで覆われている場合、コロニーの外側から薬剤を作用させるのみでは一般に十分な殺菌作用が得られ難い。本発明においては、まず壁面払拭用部材で壁面を払拭することで、付着菌のコロニーの大部分を除去し、その後、壁面に残留する残存菌に対し、殺菌能力を有する活性な空気を作用させることによって、付着菌の除去効率を大幅に高めることができる。すなわち、壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させると、該壁面払拭用部材と該壁面との間の摩擦により、コロニーを形成する付着菌は分断されつつ壁面から除去される。壁面には分断された残存菌が存在するが、コロニーのようにバイオフィルムで強固に覆われておらず、活性な空気を作用させると比較的容易に殺菌が可能である。
【００２２】
本発明において使用される壁面払拭用部材は弾力性を有する材料で形成されることが好ましい。この場合、壁面に接触させながら移動させる際の、特に凹凸を有する面の付着菌の払拭効率が良好である。このような材料としては、繊維状または例えばゴム状の弾性を有する材料が好ましく、具体的には、耐磨耗性、耐薬品性、引張強度等が高い材質として、６６ナイロン、ケブラー、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエステル樹脂等の材質からなる織布、不織布等の弾力性のある布や、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＡＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、木綿等の材質からなるゴム状物質が適している。なおゴム状物質が多孔性の、布、編物、スポンジ状物質であることも好ましい。
【００２３】
また、壁面払拭用部材が回転体もしくはベルト状の形態を有する場合、払拭された付着菌を離脱、回収する機構と組み合わせることにより壁面払拭用部材を繰り返し使用でき、装置の構成が安価かつ容易であるため好ましい。
【００２４】
本発明の付着菌殺菌装置においては、壁面払拭用部材が棒状の回転子の周囲に配置され、該壁面払拭用部材が該回転子を軸にして回転または扇動するように駆動部が構成されることが好ましい。すなわち、壁面払拭用部材をローラー等として構成することにより、装置の構成を比較的単純化してコストを低減するともに、壁面に存在する付着菌を効率良く払拭することができる。
【００２５】
本発明の付着菌殺菌装置においては、壁面払拭用部材に付着させた付着菌を離脱させ、回収する機構が設けられることが好ましい。この場合、壁面払拭用部材を繰り返し使用でき、クリーニングのためのコストが低減されるという利点を有する。付着菌の離脱機構としては、壁面払拭用部材表面の付着菌に風圧をかけて引き剥がしたり、壁面払拭用部材表面に、たとえばステンレス３０４等の金属からなる箆状部材や、各種の布、編物状部材等の別の部材を押し当てることによって該付着菌を引き剥がしたりする機構等が好ましく採用される。また、離脱させた付着菌の回収機構としては、離脱させた該付着菌を空気の流れによって吸引したり、壁面払拭用部材の表面を液槽に浸漬したりする機構等が好ましく採用される。
【００２６】
本発明において生成される活性な空気は、プラズマ、オゾン、イオン、ラジカルから選択される反応性を有する粒子を含むことが好ましい。たとえばイオンとしては、Ｈ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または自然数）、Ｎ2+、Ｏ2+等の正イオン、Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または自然数）、ＮＯ2-、ＣＯ2-等の負イオンが挙げられる。
【００２７】
たとえば空間に正イオンとしてＨ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または自然数）、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または自然数）が送出される場合、これらの正負両イオンは細菌等を取り囲み、菌の表面で正負両イオンが以下のような化学反応（１）〜（２）によって活性種である過酸化水素Ｈ2Ｏ2、二酸化水素ＨＯ2またはヒドロキシラジカル・ＯＨを生成する。
Ｈ3Ｏ+＋Ｏ2-→・ＯＨ＋Ｈ2Ｏ2・・・・（１）
Ｈ3Ｏ+＋Ｏ2-→ＨＯ2＋Ｈ2Ｏ ・・・・（２）
そして、このように正負両イオンが作用して生成した過酸化水素Ｈ2Ｏ2、二酸化水素ＨＯ2またはヒドロキシラジカル・ＯＨは、菌等の細胞膜を破壊してその増殖能力を喪失させることにより、効率的に殺菌させることができる。
【００２８】
上記のような反応性を有する粒子を用いれば、付着菌に対する高い殺菌効果が比較的容易に得られる。なお本発明においては、簡便な方法であるという点で、壁面に対して吹き付けられる活性な空気は、空気中での放電により生成されることが好ましい。
【００２９】
空気中で放電を行うことによって活性な空気を生成させる際には、フィルターを配置した供給部から空気を供給することが好ましい。この場合、清浄な空気を供給することによって放電を効率良く発生させ、殺菌能力の高い活性な空気を多量に生成させることができる。
【００３０】
本発明においては、壁面払拭用部材が接触および移動した壁面部分に対し、熱源により加熱された活性な空気が吹き付けされることが好ましい。または、活性な空気の吹き付け前および／または吹き付けと同時に、壁面払拭用部材が接触および移動した壁面部分に対し、ランプにより光が照射されることが好ましい。この場合、加熱された活性な空気による熱、またはランプの光によって、付着菌表面の水分が蒸発し、活性な空気が付着菌の表面に直接作用するため、より高い殺菌効果が発揮されるという利点を有する。ランプから照射される光としてはたとえば赤外線、遠赤外線ヒーターの輻射光、白熱灯、ＬＥＤランプ、蛍光灯等が好ましく採用される。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る付着菌殺菌装置を示す概略断面図である。図１に示す付着菌殺菌装置の各部と動作について説明する。図１に示す付着菌殺菌装置は、モーターまたは人力等の搬送手段（図示せず）により、たとえば矢印１１０で示す方向等に筐体１０１が進行することが可能であり、進行と同時に、繊維状または弾性を有する壁面払拭用部材で構成されたローラー１０２が別の動作手段にて回転し、壁面１１１とローラー１０２とが摩擦を生じるように構成される。この摩擦により、壁面１１１上に存在する付着菌が形成するコロニー１０８が物理的に分断される。分断された付着菌１１２の多くはローラー１０２に付着して壁面から引き剥がされ、さらに吸引管１０３への空気の吸入による吸着力によって、矢印１０６の方向に回収される。なお、本実施の形態においては、ローラー１０２から付着菌１１２を引き剥がす手段として風を利用しているが、ローラー１０２にたとえばステンレス３０４等の金属からなる箆状部材や、各種の布、編物状部材等の別の部材を押し当てることによりローラー１０２から付着菌を剥がすような構成とすることも可能である。
【００３２】
なお、以上の動作により、付着菌１１２の多くは壁面から引き剥がされるが、一部は残存菌１０９として壁面に残留する。この残存菌１０９は、繊維状または弾性を有する壁面払拭用部材で構成されたローラー１０２の摩擦を受けているため、バイオフィルムの除去、あるいは菌の分断が行われており、菌の表面が露出している状態となっている。そこで、送風管１０５から送出された空気を放電装置１０４によって活性な空気に加工し、矢印１０７で示す方向に送出し、活性な空気を残存菌１０９に衝突させる。これにより残存菌１０９が急速に殺菌されるか、または、増殖する能力を失わせることが可能になる。
【００３３】
図３は、本発明の付着菌殺菌装置において構成される放電装置の一例の概略図である。本実施の形態で使用される付着菌殺菌装置の放電装置は図３に示した構造を有し、たとえばアルミナからなる誘電体３０２の表面に配置された放電電極３０１、および、該誘電体３０２の中に埋め込まれた対向電極３０３からなる放電部と、高圧パルス電源３０４とを有する。高圧パルス電源３０４からは、正と負からなる高圧パルス電圧（たとえば周波数６０Ｈｚ、尖頭電圧約２ｋＶ）が生成され、放電電極３０１と対向電極３０３との間に印加される。放電電極３０１の表面において、沿面放電により生成されたプラズマにより、空気中の酸素（Ｏ2）および水（Ｈ2Ｏ）等の分子がエネルギーを受けるので、これらの分子は活性な粒子に変換され、空間に放出される。放電装置の表面に存在する酸素分子および／または水分子を原料として放電現象により発生した正負両イオンの組成は、主として正イオンとしてはプラズマ放電により空気中の水分子が電離して水素イオンＨ+が生成し、これが溶媒和エネルギーにより空気中の水分子とクラスタリングすることによりＨ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または自然数）を形成したものである。一方、負イオンとしてはプラズマ放電により空気中の酸素分子または水分子が電離して酸素イオンＯ2-が生成し、これが溶媒和エネルギーにより空気中の水分子とクラスタリングすることによりＯ2-（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または自然数）を形成したものである。
【００３４】
そして、空間に送出されたこれらの正負両イオンは細菌等を取り囲み、菌の表面で正負両イオンが以下のような化学反応（１）〜（２）によって活性種である過酸化水素Ｈ2Ｏ2、二酸化水素ＨＯ2またはヒドロキシラジカル・ＯＨを生成する。
Ｈ3Ｏ+＋Ｏ2-→・ＯＨ＋Ｈ2Ｏ2・・・・（１）
Ｈ3Ｏ+＋Ｏ2-→ＨＯ2＋Ｈ2Ｏ ・・・・（２）
そして、このように正負両イオンが作用して生成した過酸化水素Ｈ2Ｏ2、二酸化水素ＨＯ2またはヒドロキシラジカル・ＯＨは、菌等の細胞膜を破壊してその増殖能力を喪失させることにより、付着菌を効率的に殺菌することができる。
【００３５】
本実施の形態においては、尖頭電圧値が２ｋＶ、周波数が６０Ｈｚの、正と負の両電圧からなる高圧パルス電圧を印加している。
【００３６】
なお、本実施の形態では、正イオンとしてＨ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または自然数）、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または自然数）を主に放出するような放電条件を選んでいるが、放電により生成される活性な粒子は以上の物質に限られるものではない。上記２種以外の物質、たとえば、Ｎ2+、Ｏ2+、ＮＯ2-、ＣＯ2-等のイオンや、オゾン、ラジカル、等を含んでいたとしても同様の効果が期待できる。
【００３７】
図４は、本発明の付着菌殺菌装置における壁面払拭用部材の作用例について説明する図である。図４においては、たとえば弾力性を有する円筒状のスポンジからなるローラー４０１と壁面４０２とが接触しており、ローラー４０１は回転しながら、壁面４０２に付着した付着菌のコロニー４０３を払拭、すなわち剥離および除去し、矢印４０８の方向に進行する。なお、弾力性を有する壁面払拭用部材で形成されたローラー４０１は、壁面４０２に凹部４０６と凸部４０７が存在している場合でも壁面に合わせた形状に変化し、付着菌のコロニーを分断することができる。払拭後に壁面に残留した残存菌４０４に対して、放電により生成した活性な空気４０５を吹き付けられることにより、残存菌４０４の増殖能力を失わせることができる。以上の方法により、付着菌の殺菌を確実に行うことができる。
【００３８】
本実施の形態に係る付着菌殺菌装置を用いて、クリーンルームの床面および壁面を掃除したところ、床面および壁面への付着菌は除去され、カビ等は目視で確認できなくなった。また、１ヶ月間上記壁面を放置した結果、カビの発生は起こらず清潔な状態を維持することができた。
【００３９】
（実施の形態２）
図２は、実施の形態２に係る付着菌殺菌装置を示す概略断面図である。図２に示す付着菌殺菌装置は、モーターまたは人力等の搬送手段（図示せず）により、たとえば矢印２１２で示す方向等に進行することが可能であり、掃除機の筐体２０１の内部に、円筒状の回転子２０２、布製のベルト２０３がモーター（図示せず）により駆動され回転する機構を有している。また、ベルト２０３は床面２０８に付着した付着菌のコロニー２０９を払拭し、分断・除去し、分断された付着菌２１１の破片を搬送し、液槽２０６内の液体２０７を通過させることにより、付着菌２１１を液体中に回収除去する構造を有している。なお液体２０７としては、たとえばイオン交換水、塩素を含む水道水等、蒸留水、有機溶剤、界面活性剤を含む水等を好ましく使用できる。
【００４０】
また図２に示す付着菌殺菌装置は、送風装置２０５および放電装置２０４を有し、上記構成によりコロニーを除去された壁面に活性な空気を送風することを可能としている。放電装置２０４は、実施の形態１と同様、たとえば図３に示すような構成とされることができる。この構成により、コロニー除去後に床面に残存した残存菌２１０の細胞膜を破壊し、増殖能力を失わせることが可能になる。
【００４１】
なお、本実施の形態における送風装置２０５は、熱風を送風することによって床面の温度を上昇させる機能を持つ構成としてもよい。このような構成により、床面の細菌に付着する水分を蒸発させることが可能になり、活性な空気が菌の表面に直接作用することが可能になるため、殺菌効果が高まる効果を発揮することができる。
【００４２】
また、熱風の代わりに、床面の残存菌２１０に対して光を照射する構成としてもよい。光照射により、細菌表面の温度が上昇し、水分が蒸発するので、同様に活性な空気による殺菌性能を上げることができる。
【００４３】
すなわち、本実施の形態の付着菌殺菌装置では、温風に代えて光照射を用いる方法として、たとえば５０Ｗの白色電球を配置し、床面を照射することが可能である。温風に代えて光を照射した場合にも、温風を照射した場合と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
本発明における床面および壁面の払拭方法および装置は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、卓上でも使用できるような小型の掃除機様のものや、片手で操作可能なポータブルの車内清掃用掃除機様のものも構築可能である。
【００４５】
＜活性な空気による殺菌性能＞
本発明は活性な空気を付着菌に吹き付けることによる殺菌性能を利用することを特徴とする。以下に、活性な空気の殺菌性能について試験した結果を説明する。図１に示す付着菌殺菌装置を用い、ニトリルゴム（印刷機等で使用される高弾性のゴムローラ）で形成されたローラーを壁面払拭用部材として付着菌の払拭を行った後、さらに空気中の放電により生じさせたＨ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または自然数）およびＯ2-（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または自然数）をそれぞれ１０００個／ｃｍ3の濃度で含む活性な空気を、壁面払拭用部材で払拭済みの壁面部分に照射し、殺菌性能を評価した。
【００４６】
放電装置としては図３に示す放電装置を用いた。なお、放電電極３０１と対向電極３０３との間隔は約０．２ｍｍであり、放電電極３０１は網目状のパターンを形成しており、放電電極のサイズは約１ｃｍ×３ｃｍの長方形形状となっている。
【００４７】
放電素子の表面に存在する酸素分子および／または水分子を原料として、放電現象により、過酸化水素Ｈ2Ｏ2、二酸化水素ＨＯ2またはヒドロキシラジカル・ＯＨを生成させた。
【００４８】
図５は、殺菌性能試験装置を示す図である。菌をＰＢＳバッファ液（ｐＨ＝７．４）に分散させた後、図５で示すトレイ５０２内に形成された寒天培地５０３の上に拡散し、所定の処理を行った後、７２時間、３７度の培養を行い、コロニー数を計測した。
【００４９】
第１の試験として、付着菌に対する放電ガスの殺菌性能を調べるため、まず菌として、Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ（枯草菌）を用い、上記方法により寒天培地５０３上に菌を拡散し、さらに８時間の培養（３７℃）を行い、枯草菌のコロニーを形成させた。続いて、図５に示すように、放電装置５０１から生成される活性なイオンを含む空気を矢印５０４で示すように拡散させ、寒天培地５０３にイオンが行き渡るようにして、活性な空気による暴露を行った。なお、試験箱５０５のサイズは、２１×１４×１４ｃｍとした。また、イオン濃度は、寒天培地５０３上で正負イオンが各約１,０００個／ｃｍ3（ただし臨界移動度を１ｃｍ2／Ｖ・ｃｍとして小イオンの濃度を測定）としており、オゾン濃度は０．０１ｐｐｍ未満であった。なお、試験の箱内部にはファンは設けず、イオンは自然対流と自然拡散により暴露するようにしている。
【００５０】
以上の試験において、引き続いて７２時間、３７℃の培養を行い、コロニー数および状態を観測した。活性な空気を菌に暴露した場合と暴露しない場合の比較を行ったところ、コロニー数およびコロニーサイズについて有意な差は見られず、暴露の有無に係わらずコロニーサイズの増大はほぼ同様に確認されたことから、培養（８時間、３７℃）により形成されたコロニーに対して、上記条件の活性な空気を暴露しても、コロニーの増殖を抑制する効果は見られないことが確認された。
【００５１】
一方、第２の試験として、同様にＢａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｉｓ（枯草菌）を用いて、寒天培地上に菌を拡散した後、寒天培地上の菌に上記活性な空気を一定時間暴露させ、その後７２時間、３７℃の培養を行い、コロニー数および状態を観測した。図６は、寒天培地上に形成されたコロニー数と活性な空気の暴露時間との関係を示す図である。図６に示すように、暴露時間が長くなるにつれて、培養後に得られたコロニー数（ＣＦＵ：Ｃｏｌｏｎｙ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が減少し、５４０分の暴露により、枯草菌によるコロニー形成が確認されなくなった。
【００５２】
これらの結果は以下のメカニズムにより説明される。つまり、寒天培地に拡散させた枯草菌は、当初は菌が単体で寒天培地の表面に露出しており、空気中の活性な空気が含む活性な粒子と接触することにより細胞膜が破壊され、増殖する力を失う。この確率は、空気中の活性な空気の粒子と衝突する確率に依存すると考えられ、暴露時間の増大により、増殖能力を失う菌数が増加する。図６においてはこの作用の結果が示されているものと考えられる。
【００５３】
なお図６におけるコロニー数（ＣＦＵ）の減少は、暴露時間が６０分の場合にわずかになっているが、これは寒天培地上に拡散させた菌の表面が当初は水で覆われている場合があり、この場合に細胞膜の破壊が抑制されたものと推定される。
【００５４】
以上のように、菌が多数で固まっているか、あるいは単体で存在しているかにより、活性な空気による殺菌性能が異なることを利用し、付着菌の殺菌効果を変化させることが可能になる。すなわち、本発明においては、好ましくは繊維状または弾性を有する材料で形成された壁面払拭用部材によって付着菌を払拭し、付着菌を除去しつつ、さらに残存し分断させられた菌に対して、活性な空気を照射すると、効果的な殺菌を行うことができる。またさらに、上記の払拭を行った後、活性な空気の照射前、あるいは照射と同時に、熱風あるいは光を菌に照射し、菌の表面の水分を蒸発させることにより、殺菌性能を上げることが可能になる。
【００５５】
＜実施例＞
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５６】
（実施例１〜５）
実施の形態２に示す方法でクリーニング試験を行った。図７は、実施例１〜５におけるＳａｒｃｉｎａ Ｆｌａｖａ（サルチナ・フレイバ）の殺菌性能を示す図である。実施例１〜５においては、Ｓａｒｃｉｎａ Ｆｌａｖａを細菌の代表例として床面に散布し、コロニーを形成させ、その後実施の形態２の装置によりクリーニングし、床面の細菌を培養した。細菌が形成したコロニー数の結果を図７に示す。
【００５７】
図７に示すように、床面において、正イオン濃度および負イオン濃度をそれぞれ１，０００個／ｃｍ3とした実施例１においては、活性な空気の照射時間６０秒間において、約８％の細菌減少効果が見られた。一方、正イオン濃度および負イオン濃度をそれぞれ１万個／ｃｍ3とした実施例２においては、６０秒間で約７９％の細菌減少効果があり、イオン濃度を増大させることにより殺菌性能を向上させられることが確認できた。
【００５８】
また、正イオン濃度および負イオン濃度をそれぞれ１０万個／ｃｍ3とした実施例３においては、３０秒間で約９２％の殺菌効果を得ることができており、さらに正イオン濃度および負イオン濃度をそれぞれ１００万個／ｃｍ3とした実施例４においては、１０秒間で９０％、３０秒間で９９％の殺菌効果を得ることができた。
【００５９】
また、正イオン濃度および負イオン濃度をそれぞれ１００万個／ｃｍ3とし、温風（８０℃）を活性な空気と同時に送風した実施例５においては、実施例４よりも殺菌性能はさらに向上し、５秒間で９９％以上の殺菌性能を得ることができた。
【００６０】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、繊維状または弾性を有する部材で払拭することにより壁面等に存在する付着菌を効果的に除去するとともに、活性の空気を壁面に照射することにより、壁面に残存した菌を効果的に殺菌できる。これにより病院、工場その他において清潔な環境を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施の形態１に係る付着菌殺菌装置を示す概略断面図である。
【図２】実施の形態２に係る付着菌殺菌装置を示す概略断面図である。
【図３】本発明の付着菌殺菌装置において構成される放電装置の一例の概略図である。
【図４】本発明の付着菌殺菌装置における壁面払拭用部材の作用例について説明する図である。
【図５】殺菌性能試験装置を示す図である。
【図６】寒天培地上に形成されたコロニー数と活性な空気の暴露時間との関係を示す図である。
【図７】実施例１〜５におけるＳａｒｃｉｎａ Ｆｌａｖａ（サルチナ・フレイバ）の殺菌性能を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０１，２０１ 筐体、１０２，４０１ ローラー、１０３ 吸引管、１０４，２０４，５０１ 放電装置、１０５ 送風管、１０８，２０９，４０３ コロニー、１０９，２１０，４０４ 残存菌、１１１，４０２ 壁面、１１２，２１１ 付着菌、２０２ 回転子、２０３ ベルト、２０５ 送風装置、２０６ 液槽、２０７ 液体、２０８ 床面、３０１ 放電電極、３０２ 誘電体、３０３ 対向電極、３０４ 高圧パルス電源、４０５ 活性な空気、４０６ 凹部、４０７ 凸部、５０２ トレイ、５０３ 寒天培地、５０５ 試験箱。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁面払拭用部材と、前記壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させる機構と、放電により活性な空気を生成させる機構と、前記壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して、前記活性な空気を吹き付ける機構と、を有する付着菌殺菌装置。
【請求項２】
前記壁面払拭用部材が、繊維状または弾性を有する材料で形成される、請求項１に記載の付着菌殺菌装置。
【請求項３】
前記壁面払拭用部材が、回転体またはベルト状の形態を有する、請求項１または２に記載の付着菌殺菌装置。
【請求項４】
前記壁面払拭用部材が棒状の回転子の周囲に配置され、前記回転子を軸にして前記壁面払拭用部材を回転または扇動させるための機構を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の付着菌殺菌装置。
【請求項５】
前記壁面払拭用部材から付着菌を離脱させ、前記付着菌を回収する機構を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の付着菌殺菌装置。
【請求項６】
前記活性な空気は、プラズマ、イオン、ラジカルの少なくともいずれかを分子内に有する粒子、および／またはオゾン、を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の付着菌殺菌装置。
【請求項７】
フィルターを配置した供給部から空気を供給して放電を行うことにより前記活性な空気を生成させる、請求項１〜６のいずれかに記載の付着菌殺菌装置。
【請求項８】
前記活性な空気が熱源により加熱される、請求項１〜７のいずれかに記載の付着菌殺菌装置。
【請求項９】
前記壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して、前記活性な空気の吹き付け前および／または吹き付けと同時に、ランプにより光が照射される、請求項１〜８のいずれかに記載の付着菌殺菌装置。
【請求項１０】
壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させた後、放電により生成させた活性な空気を前記壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して吹き付ける、付着菌殺菌方法。
【請求項１】
壁面払拭用部材と、前記壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させる機構と、放電により活性な空気を生成させる機構と、前記壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して、前記活性な空気を吹き付ける機構と、を有する付着菌殺菌装置。
【請求項２】
前記壁面払拭用部材が、繊維状または弾性を有する材料で形成される、請求項１に記載の付着菌殺菌装置。
【請求項３】
前記壁面払拭用部材が、回転体またはベルト状の形態を有する、請求項１または２に記載の付着菌殺菌装置。
【請求項４】
前記壁面払拭用部材が棒状の回転子の周囲に配置され、前記回転子を軸にして前記壁面払拭用部材を回転または扇動させるための機構を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の付着菌殺菌装置。
【請求項５】
前記壁面払拭用部材から付着菌を離脱させ、前記付着菌を回収する機構を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の付着菌殺菌装置。
【請求項６】
前記活性な空気は、プラズマ、イオン、ラジカルの少なくともいずれかを分子内に有する粒子、および／またはオゾン、を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の付着菌殺菌装置。
【請求項７】
フィルターを配置した供給部から空気を供給して放電を行うことにより前記活性な空気を生成させる、請求項１〜６のいずれかに記載の付着菌殺菌装置。
【請求項８】
前記活性な空気が熱源により加熱される、請求項１〜７のいずれかに記載の付着菌殺菌装置。
【請求項９】
前記壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して、前記活性な空気の吹き付け前および／または吹き付けと同時に、ランプにより光が照射される、請求項１〜８のいずれかに記載の付着菌殺菌装置。
【請求項１０】
壁面払拭用部材を壁面上に接触させながら移動させた後、放電により生成させた活性な空気を前記壁面払拭用部材が接触した壁面部分に対して吹き付ける、付着菌殺菌方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−４３２４４（Ｐ２００６−４３２４４Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３０４２７（Ｐ２００４−２３０４２７）
【出願日】平成１６年８月６日（２００４．８．６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月６日（２００４．８．６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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