特開 2024-122285 殺菌方法及び殺菌システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024122285

(43)【公開日】2024-09-09

(54)【発明の名称】殺菌方法及び殺菌システム

(51)【国際特許分類】

   A61L 2/20 20060101AFI20240902BHJP

【ＦＩ】

A61L2/20 106

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023029737

(22)【出願日】2023-02-28

(71)【出願人】

【識別番号】516132301

【氏名又は名称】インテグリカルチャー株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】522138364

【氏名又は名称】桑原 浩輔

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】落合 敏郎

(72)【発明者】

【氏名】桑原 浩輔

【テーマコード（参考）】

4C058

【Ｆターム（参考）】

4C058AA01

4C058AA25

4C058BB07

4C058DD01

4C058DD03

4C058DD05

4C058JJ16

4C058JJ26

(57)【要約】

【課題】腐食性が高くなるのを防ぎつつ、高い殺菌性能を得ることが可能な殺菌方法及び殺菌システムを提供する。
【解決手段】本発明に係る殺菌方法は、過酸化水素ガスを殺菌対象である容器（１０）に供給することにより、容器内の相対湿度が７０％を超え、かつ、９５％以下である第１状態にする第１工程と、第１工程の後に、容器（１０）内を第１状態よりも相対湿度の低い第２状態にする第２工程と、を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

過酸化水素ガスを殺菌対象である容器に供給することにより、前記容器内の相対湿度が７０％を超え、かつ、９５％以下である第１状態にする第１工程と、
前記第１工程の後に、前記容器内を前記第１状態よりも前記相対湿度の低い第２状態にする第２工程と、を含む殺菌方法。

【請求項2】

請求項１に記載の殺菌方法において、
前記第２状態における前記相対湿度が、４５％以上、６５％以下である、殺菌方法。

【請求項3】

請求項１に記載の殺菌方法において、
前記第２工程の後に、前記容器内を前記第２状態よりも前記相対湿度が低い第３状態にする第３工程をさらに含む、殺菌方法。

【請求項4】

請求項１～３に記載の殺菌方法において、
前記第１工程の開始後、２０分以上、６０分以下の経過時間内において、前記過酸化水素ガスの濃度を、４０ｐｐｍ以上、６０ｐｐｍ以下にする、殺菌方法。

【請求項5】

殺菌対象である容器と、過酸化水素ガスを発生させるガス発生器と、前記容器と前記ガス発生器との間を循環する流路と、を備えた殺菌システムであって、
前記殺菌システムは、請求項１に記載の殺菌方法により前記容器を殺菌する、ことを特徴とする殺菌システム。

【請求項6】

請求項５に記載の殺菌システムにおいて、
前記容器を全体的に囲うエンクロージャーをさらに備え、
前記過酸化水素ガスは前記エンクロージャーに供給される、ことを特徴とする殺菌システム。

【請求項7】

請求項５に記載の殺菌システムにおいて、
前記容器は、複数のノズルを含み、
前記流路は、前記複数のノズルのそれぞれと前記ガス発生器との間に形成されている、ことを特徴とする殺菌システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、殺菌方法及び殺菌システムに関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、例えば特許文献１には、密閉空間に過酸化水素ガスを供給して密閉空間内の殺菌を行う装置が記載されている。この装置では、相対湿度が３０％以上７０％以下の過酸化水素ガスを供給して、密閉空間内の殺菌を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５９５３０４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１は、高湿度条件下で殺菌を行うと高い殺菌性能を得ることが可能であるが、腐食性が高くなるため、使用可能な条件が制限されることについて言及している（特許文献１の段落０００６参照）。つまり、特許文献１では、腐食性が高くなるのを防ぐために、殺菌性能を犠牲にしてでも、過酸化水素ガスの供給開始時の相対湿度を３０％以上７０％以下としている。

【0005】

そこで、本発明は、腐食性が高くなるのを防ぎつつ、高い殺菌性能を得ることが可能な殺菌方法及び殺菌システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の第一の態様は、過酸化水素ガスを殺菌対象である容器に供給することにより、前記容器内の相対湿度が７０％を超え、かつ、９５％以下である第１状態にする第１工程と、前記第１工程の後に、前記容器内を前記第１状態よりも前記相対湿度の低い第２状態にする第２工程と、を含む殺菌方法である。

【0007】

本発明の第二の態様は、殺菌対象である容器と、過酸化水素ガスを発生させるガス発生器と、前記容器と前記ガス発生器との間を循環する流路と、を備えた殺菌システムであって、前記殺菌システムは、上記第一の態様に記載の殺菌方法により前記容器を殺菌する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、腐食性が高くなるのを防ぎつつ、高い殺菌性能を得ることが可能な殺菌方法及び殺菌システムを提供できる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る殺菌システムの構成図。

【図2】殺菌処理の手順を示す図。

【図3】殺菌時間に対する湿度の変化を示す図。

【図4】殺菌時間に対する過酸化水素ガスの濃度の変化を示す図。

【図5】殺菌時間に対する温度の変化を示す図。

【図6】殺菌後のＢＩの陰陽性判定結果を示す図。

【図7】第２実施形態に係る殺菌システムの構成図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態に係る殺菌システムについて、図面を参照しながら説明する。

【0011】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る殺菌システム１００の構成図である。図１に示すように、殺菌システム１００は、殺菌対象である容器１０と、過酸化水素ガスを発生させるガス発生器３０と、コントローラ５０と、を備える。容器１０とガス発生器３０とは、流路Ｌ１～Ｌ７を介して接続されている。ガス発生器３０で発生した過酸化水素ガス（ＶＨＰ：Vapor Hydrogen Peroxide）は、流路Ｌ１を流れて容器１０に供給され、流路Ｌ２～Ｌ７を流れてガス発生器３０へと戻る。ここで、流路Ｌ１～Ｌ７は、例えば管またはホースである。

【0012】

容器１０は、その用途や形状は問わないが、例えば、細胞を培養する際に用いられる培養液を貯留するためのチャンバーである。容器１０は、例えばステンレス製で構成されているが、その他の材料（ガラスなど）で構成されていても良い。

【0013】

容器１０は、複数のノズル１１ａ～１１ｆを有する。ノズル１１ａ～１１ｆは、容器１０に培養液を供給したり、排出したり、培養液の状態を監視するためのセンサを挿入したりするなど、あらゆる用途のために設けられている。例えば、ノズル１１ａは廃液ノズル、ノズル１１ｂは培養液入口ノズル、ノズル１１ｃ～１１ｅはセンサ取付用ノズル、ノズル１１ｆは培養液出口ノズルである。本実施形態では、各ノズル１１ａ～１１ｆに対して流路Ｌ１～Ｌ６が接続されている。ガス発生器３０で発生した過酸化水素ガスは、流路Ｌ１を介してノズル１１ａから容器１０に供給される。容器１０に充満した過酸化水素ガスは、ノズル１１ｂ～１１ｆから排出され、流路Ｌ２～Ｌ６を流れた後、流路Ｌ７を経由してガス発生器３０に戻る。

【0014】

なお、容器１０は、ノズル１１ａ～１１ｆの他にあらゆる接続口を備えていても良い。接続口の代表的な構成として、例えば孔や管路などが挙げられる。容器１０が接続口を備えている場合、接続口とガス発生器３０とを流路を介して接続することにより、接続口に過酸化水素ガスを流して殺菌することができる。

【0015】

ガス発生器３０は、公知なので詳しい説明は省略するが、タンクと、ヒータと、ブロアと、を備える。タンクは、過酸化水素水を貯留する。ヒータは、タンク内の過酸化水素水を加熱して、過酸化水素ガスを生成する。ヒータは、滴下された過酸化水素を例えば１５０℃以上に加熱して、過酸化水素水を蒸発させる。ブロアは、過酸化水素ガスを容器１０に向けて圧送する圧送手段である。なお、ガス発生器３０は、電気配線Ｅ１を介してコントローラ５０と接続されている。

【0016】

濃度センサ２０は、流路Ｌ７に設けられており、流路Ｌ７を流れる過酸化水素ガスの濃度を検出する。濃度センサ２０は、検出した濃度データを、電気配線Ｅ２を介してコントローラ５０に出力する。なお、流路Ｌ７を流れる過酸化水素ガスの濃度は、容器１０内の過酸化水素ガスの濃度と概ね等しい。

【0017】

湿度センサ２１は、流路Ｌ７に設けられており、流路Ｌ７の相対湿度を検出する。湿度センサ２１は、検出した相対湿度データを、電気配線Ｅ３を介してコントローラ５０に出力する。なお、流路Ｌ７の相対湿度は、容器１０の相対湿度と概ね等しい。

【0018】

コントローラ５０は、ＣＰＵや記憶装置であるＲＯＭ及びＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置、タイマカウンタなどを含んで構成される。ＲＯＭには制御プログラムが格納されており、ＣＰＵが制御プログラムを読み出して、種々の処理を実行する。具体的には、コントローラ５０は、入力された濃度データ、相対湿度データ、その他のデータに基づいて、ガス発生器３０の動作を制御する。

【0019】

次に、殺菌システム１００による容器１０の殺菌方法について説明する。図２は、殺菌処理の手順（方法）を示す図である。オペレータが図示しないスイッチを操作して、殺菌システム１００の運転を開始すると、ガス発生器３０が作動し、過酸化水素ガスが発生する。過酸化水素ガスは殺菌システム１００系内を循環しながら、容器１０に充満され、容器１０の殺菌処理が行われる。

【0020】

図２に示すように、容器１０の殺菌処理は、大きく第１～第３工程に分かれている。第１工程は、容器１０を第１状態とする工程である。第２工程は、第１工程の後に実行され、容器１０を第２状態とする工程である。第３工程は、第２工程の後に実行され、容器１０を第３状態とする工程である。以下、各工程について具体的に説明する。

【0021】

（第１工程）
第１状態は、容器１０の相対湿度が７０％を超え、９５％以下の状態である。第１工程において、コントローラ５０は、相対湿度データに基づいて、容器１０が第１状態になるようにガス発生器３０を制御する。

【0022】

また、第１工程では、第１工程の開始から時間Ｔ１が経過するまでの間に、過酸化水素ガスの濃度が４０ｐｐｍ以上、６０ｐｐｍ以下の状態となるよう制御される。より詳細には、第１工程が開始された後、２０分以上、６０分以下の経過時間Ｔ１内で、過酸化水素ガスの濃度が４０ｐｐｍ以上、６０ｐｐｍ以下の状態となるよう、コントローラ５０が濃度データに基づいて、ガス発生器３０を制御する。よって、第１工程の所要時間は、概ね６０分～９０分程度となる。

【0023】

（第２工程）
第２状態は、容器１０内の相対湿度が４５％以上、６５％以下の状態である。また、第２工程の所要時間Ｔ２は、６０分以上、９０分以下に設定されている。

【0024】

第２工程において、コントローラ５０は、相対湿度データに基づいて、容器１０が第２状態になるようにガス発生器３０を制御する。具体的には、第１工程の途中で除湿が開始され、相対湿度が６５％になった時から第２工程が開始する。そして、第２工程の開始から６０分以上、９０分以下の間で除湿が行われる。つまり、第２工程は、除湿の工程である。なお、第２工程において、過酸化水素ガスの濃度は成り行きである。即ち、コントローラ５０は、第２工程において過酸化水素ガスの濃度を制御していない。第２工程では、時間Ｔ２に亘って、容器１０が第２状態に保持される。この第２工程は、相対湿度が第１工程よりも低いため、殺菌システム１００の系内の除湿を行う役割を担っている。

【0025】

（第３工程）
第３状態は、容器１０内の相対湿度が３５％以上、５５％以下であり、かつ、過酸化水素ガスの濃度が５０ｐｐｍ以上、１５０ｐｐｍ以下（即ち、１００±５０ｐｐｍ）の状態である。また、第３工程の所要時間Ｔ３は、６０分以上、９０分以下に設定されている。

【0026】

第３工程において、コントローラ５０は、濃度データ及び相対湿度データに基づいて、容器１０が第３状態になるようにガス発生器３０を制御する。具体的には、第２工程で除湿を止めて第２工程が終了すると、第３工程が開始する。そして、第３工程において、６０分以上、９０分以下の間、相対湿度が所定範囲内（３５％～５５％）に保持される。つまり、第３工程は、相対湿度を所定範囲に保持する工程となる。この間、過酸化水素ガスの濃度も所定範囲内（１００±５０ｐｐｍ）に制御される。

【0027】

なお、第３状態は第２状態より基本的に相対湿度は低いが、第２工程から第３工程に移行する際、相対湿度が若干上昇する場合がある。そのため、第３状態の相対湿度の上限値５５％は、第２状態の相対湿度の下限値４５％より若干高く設定されている。よって、本発明において、第３状態の相対湿度が第２状態の相対湿度より低いという意味は、第３状態の相対湿度の上限値が第２状態の相対湿度の下限値より高い場合を含んでいる。別言すれば、第３状態の相対湿度の下限値が第２状態の相対湿度の下限値よりも低ければ良い。

【0028】

（実験）
次に、本発明の殺菌効果を検証するために、実施Ａと実施Ｂの２つの実験を行った。実施Ａは本発明の殺菌方法を用いた実験であり、実施Ｂは従来の殺菌方法を用いた実験である。

【0029】

実施Ａでは、２０リットルのステンレス製の容器（容器１０）の内部にバイオロジカルインジケータ（以下、「ＢＩ」という）を複数配置し、容器に過酸化水素ガスを循環させて、時間毎の菌の死滅を測定した。一方、実施Ｂでは、約１立方メートルのチャンバー内にＢＩを複数設置し、チャンバー内に過酸化水素ガスを循環させて、時間毎の菌の死滅を測定した。

【0030】

なお、実施Ａ及び実施Ｂともに、殺菌時間は３．５時間、温度は同一条件（図５参照）とし、殺菌終点で使用した過酸化水素の量が両者とも同じになるようにした。そして、実施Ａ及び実施Ｂともに、実験を３回ずつ行った（図６のＮ１，Ｎ２，Ｎ３参照）。

【0031】

図３は殺菌時間に対する湿度の変化を示す図、図４は殺菌時間に対する過酸化水素ガスの濃度の変化を示す図、図５は殺菌時間に対する温度の変化を示す図である。図３及び図４に示すように、実施Ａでは、殺菌開始から１．２５時間（７５分）経過するまで、容器内の相対湿度が７０％～９５％の状態に保たれる（第１工程）。このとき、第１工程の開始から０．３３時間（２０分）経過後に容器内の過酸化水素ガスの濃度は、４０ｐｐｍとなり、第１工程の開始から０．５時間（３０分）経過後に、過酸化水素ガスの濃度が６０ｐｐｍとなる。その後、第１工程において、過酸化水素ガスの濃度は、２００ｐｐｍまで時間の経過とともに上昇する。

【0032】

第一工程の途中から除湿が開始され、相対湿度が６５％となった時点、即ち、殺菌開始から１．３３時間経過した時点から６０分間（殺菌開始から２．３３時間経過時点まで）、除湿が継続する。そのため、容器内の相対湿度は下がっていき、４５％～６５％の状態に保たれる（第２工程）。この第２工程の間、容器内の濃度は成り行きとなり、本実験では、１４０ｐｐｍ～２２０ｐｐｍの範囲で収まっている。殺菌開始から２．３３時間経過後に除湿をやめ、その時点から約７０分間（殺菌開始から３．５時間経過する時点まで）、容器内の相対湿度が４０％～４５％の状態に保たれる（第３工程）。この第３工程の間、容器内の濃度は、１４０ｐｐｍから８５ｐｐｍまで時間の経過とともに減少する。

【0033】

一方、実施Ｂでは、殺菌開始から終了まで、容器内の湿度は６５％に保持され、容器内の濃度は、概ね５０ｐｐｍに保持されている。なお、図５に示すように、実施Ａ及び実施Ｂは、殺菌開始から終了までの間、容器内の温度は２３℃～２９℃の範囲に保たれている。

【0034】

図６に実施Ａ及び実施Ｂの実験結果を示す。図６は、殺菌後のＢＩの陰陽性判定結果を示す図である。なお、図６において、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は試行数を示している。

【0035】

図６に示すように、実施Ａ（本発明）では、殺菌開始から６０分経過するまではＢＩが陽性の場合があるが、９０分経過するとＢＩの値が陰性（－）となった。一方、実施Ｂ（従来）では、殺菌開始から９０分経過してもＢＩの値が陽性（＋）の場合が多い。

【0036】

この実験結果より、本発明に係る殺菌方法は、従来と比べて殺菌効果が非常に高いことが明らかとなった。

【0037】

以上説明した第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。

【0038】

第１実施形態に係る殺菌方法によれば、まず、容器１０内の相対湿度が７０％を超え、かつ、９５％以下である第１状態にする第１工程を経るため、容器１０内に過酸化水素水（薬剤）の付着を促進できるため、高い殺菌効果を得ることができる。

【0039】

また、第１工程の後に、容器１０内の相対湿度が４５％以上、６５％以下である第２状態にする第２工程を経ることで、容器１０内を除湿・乾燥させることができる。そのため、容器１０の腐食防止を図ることができる。

【0040】

また、第２工程の後に、容器１０内の相対湿度が３５％以上、５５％以下、即ち、第２状態より相対湿度が低い第３状態にする第３工程を経ることで、容器１０内の良好な乾燥状態を保持でき、殺菌効果をさらに高めることができる。

【0041】

また、第１工程において、過酸化水素ガスの濃度を、第１工程の開始から２０分～６０分経過するまでに、４０ｐｐｍ以上、６０ｐｐｍ以下とするよう制御することで、さらに殺菌効果を高めることができる。さらに第３工程においても過酸化水素ガスの濃度を１００±５０ｐｐｍに制御することで、殺菌効果の向上を図ることができる。

【0042】

また、第１実施形態に係る殺菌システム１００によれば、簡単な構成で、容器１０の殺菌効果を高めることができる。また、本殺菌システム１００では、容器１０の各ノズル１１ａ～１１ｆは、流路Ｌ１～Ｌ６を介してガス発生器３０と接続されている。そのため、過酸化水素ガスを循環するだけで、各ノズル１１ａ～１１ｆの内部を確実に殺菌できる。

【0043】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る殺菌システムについて説明する。図７は、第２実施形態に係る殺菌システム２００の構成図である。図７に示すように、殺菌システム２００は、殺菌対象の容器１０をエンクロージャー４０で囲い、エンクロージャー４０にガス発生器３０で発生する過酸化水素ガスを循環する構成となっている点に特徴がある。エンクロージャー４０は、密閉された容器であり、入口ノズル４０ａ及び出口ノズル４０ｂを備えている。入口ノズル４０ａは、流路Ｌ１を介してガス発生器３０と接続され、出口ノズル４０ｂは、流路Ｌ７を介してガス発生器３０と接続されている。

【0044】

容器１０の各ノズル１１ａ～１１ｆは、流路と接続されておらず、開放された状態（開放端）でエンクロージャー４０に収容される。よって、入口ノズル４０ａを介してエンクロージャー４０に供給された過酸化水素ガスは、ノズル１１ａ～１１ｆの何れかから容器１０内に導かれ、ノズル１１ａ～１１ｆの何れかから容器１０の外に排出された後、出口ノズル４０ｂを介してガス発生器３０へと戻る。即ち、エンクロージャー４０に過酸化水素ガスを供給するだけで、容器１０の内部と各ノズル１１ａ～１１ｆ内を過酸化水素ガスが流れて容器１０を殺菌する。

【0045】

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、第２実施形態では、流路の数を少なくできるため、第１実施形態と比べて配管やホースの引き回しが簡単である。

【0046】

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

【0047】

例えば、容器１０の内部にファン等を挿入し、殺菌中にファンを駆動しても良い。この場合、第２工程中にファンを駆動すれば、容器１０内の乾燥を効率良く行える。また、複数の容器１０を直列または並列に接続して、過酸化水素ガスを系内に循環することで、複数の容器１０を同時に殺菌することもできる。

【符号の説明】

【0048】

１０ 容器
１１ａ～１１ｆ ノズル
２０ 濃度センサ
２１ 湿度センサ
３０ ガス発生器
４０ エンクロージャー
５０ コントローラ
１００，２００ 殺菌システム
Ｌ１～Ｌ７ 流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】