特許 7298830 オゾンインジケーターの調製方法およびオゾンインジケーター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-19

(45)【発行日】2023-06-27

(54)【発明の名称】オゾンインジケーターの調製方法およびオゾンインジケーター

(51)【国際特許分類】

   C09K 3/00 20060101AFI20230620BHJP

   A61L 2/28 20060101ALI20230620BHJP

   A61L 2/20 20060101ALI20230620BHJP

   G01N 21/78 20060101ALI20230620BHJP

   G01N 21/77 20060101ALI20230620BHJP

   A61L 101/10 20060101ALN20230620BHJP

【ＦＩ】

C09K3/00 Y

A61L2/28

A61L2/20 100

G01N21/78 A

G01N21/77 A

A61L101:10

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021019941

(22)【出願日】2021-02-10

(65)【公開番号】P2022122597

(43)【公開日】2022-08-23

【審査請求日】2022-10-06

(73)【特許権者】

【識別番号】503242877

【氏名又は名称】株式会社タムラテコ

(73)【特許権者】

【識別番号】000125347

【氏名又は名称】学校法人近畿大学

(74)【代理人】

【識別番号】110003041

【氏名又は名称】安田岡本弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】田村 耕三

(72)【発明者】

【氏名】福田 由之

(72)【発明者】

【氏名】小竹 武

(72)【発明者】

【氏名】石渡 俊二

(72)【発明者】

【氏名】井上 知美

【審査官】中野 孝一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－３１８６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０４８３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１１６３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２３３０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００２／００１２６１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００１－２４５９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０９２８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０８３８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０６９３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２９２４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１６０２８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０９Ｋ３／００

Ａ６１Ｌ２／００－２／２８

Ｇ０１Ｎ２１／７５－２１／８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オゾンガスの曝露時間に応じて変色するオゾンインジケーターの調製方法であって、
ブロモフェノールブルーまたはクマシーブリリアントブルーを着色剤としてｐＨ緩衝液に溶解して基本液を調整し、
前記基本液を親水性膜からなるフィルターに滴下し、
前記フィルターを乾燥する
ことを特徴とするオゾンインジケーターの調製方法。

【請求項2】

前記ｐＨ緩衝液は、緩衝範囲がｐＨ６～ｐＨ９である
請求項１に記載のオゾンインジケーターの調製方法。

【請求項3】

前記ｐＨ緩衝液がりん酸緩衝液である
請求項２に記載のオゾンインジケーターの調製方法。

【請求項4】

前記基本液にさらにチオ硫酸ナトリウムを加えて調整液を調整し、
前記基本液に換えて前記調整液を親水性膜からなる前記フィルターに滴下する
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のオゾンインジケーターの調製方法。

【請求項5】

前記オゾンガスの曝露時間に応じた変色を、
前記調整液におけるチオ硫酸ナトリウムの含有率を高めることにより遅らせる
請求項４に記載のオゾンインジケーターの調製方法。

【請求項6】

前記親水性膜がＰＶＤＦ親水性膜またはＰＴＦＥ親水性膜である
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のオゾンインジケーターの調製方法。

【請求項7】

オゾンガスの曝露時間に応じて変色するオゾンインジケーターであって、
親水性膜からなるフィルター上に、ブロモフェノールブルーまたはクマシーブリリアン
トブルーを溶解するｐＨ緩衝液が滴下されて乾燥されている
ことを特徴とするオゾンインジケーター。

【請求項8】

オゾンガスの曝露時間に応じて変色するオゾンインジケーターであって、
親水性膜からなるフィルター上に、ブロモフェノールブルーまたはクマシーブリリアントブルー、およびチオ硫酸ナトリウムを溶解するｐＨ緩衝液が滴下されて乾燥されている
ことを特徴とするオゾンインジケーター。

【請求項9】

前記親水性膜がＰＶＤＦ親水性膜またはＰＴＦＥ親水性膜である
請求項７または請求項８に記載のオゾンインジケーター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、オゾンガスによる殺菌等においてその処理が意図通り適切になされたか否かを目視により簡便に評価する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

人類はこれまでに多くの感染症の流行に悩まされており、２０世紀にはいってからはスペイン風邪、エボラ出血熱、後天性免疫不全症候群（ＡＩＤＳ）、重症急性呼吸器症候群（ＳＡＲＳ）、高病原性鳥インフルエンザウイルス等、最近では新型コロナウイルス（ＣＯＶＩＤ－１９）の感染が世界規模で進行している。
ところで、酸化作用を有するオゾンガスは、脱臭等の化学的分解に効果的であるとともに、有害な菌を無害化（殺菌）することが知られている。オゾンガスは、携帯可能な小型装置で発生させることができ、短時間で酸素に分解されてその痕跡が残らない特性を有しており、閉鎖空間および物質表面等の殺菌消毒に優れるものである。このようなオゾンガスは、例えば、本出願時において世界的に流行している新型コロナウイルスに対しても、その活性を減弱させることが報告されている（非特許文献１）。

【0003】

この知見は、病院などの医療現場において、コロナウイルスによる汚染区域を閉鎖してオゾンガスを汚染空間に放出し、汚染区域のコロナウイルスを不活性化させ得る可能性を示している。また、不足している感染防護具の再使用への応用に道を拓く可能性がある点でもオゾンガスによる殺菌処理は有望な手段である。
ここで、オゾンガスを用いる殺菌処理等の進捗は、処理環境におけるオゾンガスの濃度（ｐｐｍ）と接触時間（分）との積であるＣＴ値に依存することが広く知られている（例えば非特許文献２）。そこで、病院などの医療空間、使用済み感染防護具を収容した空間等にオゾン濃度計を設置し、計測したオゾンガス濃度を基にＣＴ値を計算してオゾンガスによる殺菌処理の終了を判断する方策が考えられる。

【0004】

しかし、病院などの医療空間は広く、使用済み感染防護具を収容した空間も広い場合があり得、これらの空間に放出されたオゾンガスを空間全体に均等に行き渡らせることは容易ではない。そして、空気の滞留が生ずると、滞留部分ではオゾンガス濃度が他よりも低下する虞が大きい。局所的滞留が生じやすい空間のオゾンガス濃度を例えば１つのオゾン濃度計の計測値で代表させると、除染が不十分な一部空間、防護具が生ずる可能性が高く、除染後の医療空間の活用、防護具の再使用が感染拡大の原因となり得る。

【0005】

このような場合、比較的安価に調製でき目視等でオゾンガス曝露前後の変化を判断できるオゾンインジケーターが有れば、これを処理空間の例えば滞留が懸念される場所等にそれぞれ配し、処理後に複数のオゾンインジケーターの外観変化を指標に処理空間全体が意図通り除染が完了したかを判断することができる。
ここで「オゾンインジケーター」とは、電気的な検出器を有しない、オゾンガスに曝露した時間に応じて化学的に変化し、その変化とオゾン処理（除染、殺菌）の進捗とが相関する指標を言う。

【0006】

特許文献１には、酸化的殺菌剤による殺菌処理の指標となるインテグレーターが提案されている。このインテグレーターはインジケーター化学物質を含み、数例挙げられた酸化的殺菌剤の一つとしてオゾンが記載されている。特許文献１に記載されたインテグレーター（オゾンインジケーターに相当）は、インジケーター化学物質が基質（濾紙、ガラスフィルター等）上に形成されたものである。

【0007】

インテグレーターは、処理対象の一定の積荷器具とともに滅菌器内に配置される。殺菌処理において、酸化的殺菌剤は、インジケーター化学物質と反応し、インテグレーター上のインジケーター化学物質量を減少させる。インジケーター化学物質を酸化的殺菌剤に曝露した（殺菌処理した）後、インジケーター化学物質を色素前駆化学物質と反応させて発色生成物を形成させ、発色生成物の色の強度から基質上に残ったインジケーター化学物質量を決定する。残ったインジケーター化学物質量は発色の強度と相関があり、発色の強度は目視または分光光度法で評価され、殺菌処理の有効性の目安とされる。

【0008】

特許文献２には、酸化的滅菌剤のための生物学的インジケータが提案されている。生物学的インジケータは、「オゾン等の酸化的滅菌剤と反応性である遷移金属イオンを含む化合物」で前処理された微生物種の胞子を含む第１の区画、および酸化的滅菌剤に曝露された後に第１の区画の内容物と合わせるように適合された増殖培地を含む第２の区画で形成されている。生物学的インジケータでは、増殖培地に、酸化的滅菌剤に曝露された後の該胞子の生存性を指示するように選択された薬剤が入れられている。

【0009】

この生物学的インジケータは、殺菌処理において殺菌対象物とともに殺菌環境に置かれて使用すると解される。
なお、上記における処理の名称は、完全な滅菌を含まない場合が考えられることから、呼称を除き「殺菌」の語に統一した。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】特開２００６－２８０９３３号公報

【文献】特表２０１６－５１１０５６号公報

【非特許文献】

【0011】

【文献】（世界初）オゾンによる新型コロナウイルス不活性化を確認、令和年２月１４日、公立大学法人奈良県立医科大学、一般社団法人ＭＢＴコンソーシアム（インターネット、ＵＲＬ：http://www.naramed-u.ac.jp/university/kenkyu-sangakukan/oshirase/r2nendo/documents/press_2.pdf）

【文献】寝具類洗濯業務におけるオゾンガス消毒に関する報告書、平成１９年１月１９日、厚生労働省、寝具類洗濯専門部会（インターネット、ＵＲＬ：http://www.mhlw.go.jp/shingi/2007/01/s0119-7.html）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

特許文献１に提案されたインテグレーターは、殺菌処理の後、発色生成物を形成させる処理を必要とする。発色生成物の形成に要する時間は、滅菌サイクルが無効の場合、つまり滅菌が不完全な場合約５～６分であるが、殺菌処理を終えてさらに発色処理が必要な点で簡便性に欠ける。
特許文献２で提案された生物学的インジケータは、殺菌処理が終了した後、さらにインジケータ内の菌を増殖させる処理が必要な点で、やはり簡便性に欠ける。

【0013】

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、オゾンガスによる殺菌環境等に配することにより殺菌処理等の後に処理が意図通り適切になされたか否かを目視により簡便に評価できるオゾンインジケーターおよびその調製方法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】

【0014】

本発明に係る調製方法で調整されるオゾンインジケーターは、オゾンガスの曝露時間に応じて変色する。
このオゾンインジケーターの調製方法は、ブロモフェノールブルーまたはクマシーブリリアントブルーを着色剤としてｐＨ緩衝液に溶解して基本液を調整し、基本液を親水性膜からなるフィルターに滴下し、その後にフィルターを乾燥するものである。

【0015】

ここで「乾燥」とは、フィルターから過剰な水分を除去する処理を言う。乾燥の手段として、自然乾燥、温風または冷風による乾燥、低温での減圧乾燥等を採用し得る。
ｐＨ緩衝液は、緩衝範囲ｐＨ６～ｐＨ９であることが好ましい。
ｐＨ緩衝液は、りん酸緩衝液が好ましい。
好ましくは、基本液にさらにチオ硫酸ナトリウムを加えて調整液を調整し、調整液を親水性膜からなるフィルターに滴下する。

【0016】

オゾンガスの曝露時間に応じた変色を遅らせるためには、調整液におけるチオ硫酸ナトリウムの含有率を高めることが効果的である。
親水性膜としてＰＶＤＦ親水性膜が好ましい。
本発明に係るオゾンインジケーターは、オゾンガスの曝露時間に応じて変色し、親水性膜からなるフィルター上に、ブロモフェノールブルーまたはクマシーブリリアントブルー
を溶解するｐＨ緩衝液が滴下されて乾燥されている。

【0017】

本発明に係る他のオゾンインジケーターは、親水性膜からなるフィルター上に、ブロモフェノールブルーまたはクマシーブリリアントブルー、およびチオ硫酸ナトリウムを溶解するｐＨ緩衝液が滴下されて乾燥されている。
親水性膜としてＰＶＤＦ親水性膜またはＰＴＦＥ親水性膜が好ましい。

【発明の効果】

【0018】

本発明によると、オゾンガスによる殺菌環境に配することにより殺菌処理後に処理が意図通り適切になされたか否かを目視により簡便に評価できるオゾンインジケーターの調製方法およびオゾンインジケーターを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１はオゾンインジケーターへのオゾン曝露に用いた試験装置の正面図である。

【図2】図２は試験装置の平面図である。

【図3】図３はオゾンインジケーターから変色部分を取り出す概念を示す図である。

【図4】図４はオゾンガス曝露によるヨウ化カリウムでんぷん紙の変色程度を示す写真である。

【図5】図５は表１におけるＣＴ値に対する色濃度の変化を示す図である。

【図6】図６は表２におけるＣＴ値に対する色濃度の変化を示す図である。

【図7】図７は基本液を滴下したオゾンインジケーターのＣＴ値と色濃度との関係を示す図である。

【図8】図８はチオ硫酸ナトリウム３％を含む調整液を滴下したオゾンインジケーターのＣＴ値と色濃度との関係を示す図である。

【図9】図９はチオ硫酸ナトリウム５％を含む調整液を滴下したオゾンインジケーターのＣＴ値と色濃度との関係を示す図である。

【図10】図１０はチオ硫酸ナトリウム７％を含む調整液を滴下したオゾンインジケーターのＣＴ値と色濃度との関係を示す図である。

【図11】図１１は図７～図１０を一つに纏めた図である。

【図12】図１２は基本液にヨウ化カリウムを加えた溶液を用いてオゾンインジケーターを調製しオゾンガス曝露を行った結果を示す写真である。

【図13】図１３は親水性膜の材質の相異によるオゾンインジケーターの色濃度変化を示す図である。

【図14】図１４は基本液のｐＨとオゾンインジケーターのオゾンガス曝露による色濃度低下の程度とを示す図である。

【図15】図１５はクマシーブリリアントブルーを用いてオゾンインジケーターを調製しオゾンガス曝露を行った結果を示す写真である。

【図16】図１６はクマシーブリリアントブルーを用いたオゾンインジケーターのＣＴ値と色濃度との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１はオゾンインジケーターへのオゾン曝露に用いた試験装置１の正面図、図２は試験装置１の平面図である。
試験装置１は、容器１１、オゾン発生器１２、加湿装置１３、温度計、湿度計１４、オゾン濃度計１５およびＣＴ値記録装置からなる。
容器１１は、直方体の中空の箱であり、上面は取り外し可能な蓋１６で閉じられる。

【0021】

容器１１は、外部から内部の観察が容易なように、透明な塩化ビニル樹脂により製作されている。
オゾン発生器１２は、オゾンランプ（紫外線ランプ）および強制循環ファンを内蔵する据え置き型の公知のオゾンガス発生装置である。
加湿装置１３は、圧電振動子に高周波の交流電圧を加えて振動させ、発生する超音波により水から霧を発生させ、これを放出口１７から外部に放出する装置である。

【0022】

湿度計１４は、容器１１内の湿度を測定し表示する装置である。湿度計１４は、容器１１に収容されている。
オゾン濃度計１５は、容器１１内に設置され、容器１１内のオゾンガス濃度を測定するための公知の機器である。オゾン濃度計１５は、外部に図示しないコントロール部を備え、コントロール部は、測定されたオゾン濃度をデジタル化してＣＴ値記録装置に送信する。

【0023】

ＣＴ値記録装置は、オゾン濃度計１５から送信されるオゾン濃度と送信の間隔（時間）とからＣＴ値（＝オゾン濃度×間隔時間）の増分を算出し、分解処理を開始した時点からこの増分を積算してその表示装置に積算値を表示する。ＣＴ値記録装置は、パーソナルコンピュータが用いられる。
本発明に係るオゾンインジケーターは、オゾンガス曝露環境に配して、例えば殺菌処理が想定どおり行われたか、有害物質の分解が意図したとおりに完了したかを処理後に判断する指標として使用される。具体的には、オゾンインジケーターは、オゾン濃度およびオゾンに曝露された時間の長さ（ＣＴ値）に応じて、変色の度合いが異なるように形成される。オゾン処理において、オゾン処理対象物の近傍に配されたオゾンインジケーターが、オゾン処理が終了した後に処理完了の場合のＣＴ値に対応する変色を生じていれば、オゾン処理対象物は意図したオゾン処理が適切になされたものと判断される。

【0024】

オゾンインジケーターは、オゾン処理対象物に対する意図した処理（殺菌、分解等）が実際に完了したか否かを事後に判断する指標である。オゾンインジケーターは、例えば、オゾン処理環境においてオゾンガスが十分には行き渡らずオゾン濃度計の計測値よりも濃度が低くなりがちなデッドゾーン（気体滞留部分、非対流域）での、計測ＣＴ値から推測されるオゾン処理の進捗とは異なる実際のオゾン処理の進捗を評価するために使用される。

【0025】

次に、本発明に係るオゾンインジケーターの基本的な調製方法について説明する。
オゾンインジケーターは、オゾンガス曝露環境が目標とするＣＴ値に達したか否かの判断を目視で行うための着色（発色）剤としてブロモフェノールブルー（以下「ＢＰＢ」と記す）を用いた。
オゾンインジケーターの調製は、最初に、ＢＰＢが０．０２％となるように、０．０２５ｍｏｌ／Ｌりん酸緩衝液（ｐＨ６．８）に溶解した。なお、本書面において成分割合を示す「％」は、特に説明のない限り「重量％」をいう。

【0026】

ＢＰＢは富士フィルム和光純薬社販売試薬特級を使用した。０．０２５ｍｏｌ／Ｌりん酸緩衝液は、堀場製作所販売のＬＡＱＵＡ（登録商標）シリーズにおけるｐＨ標準液セット１０１－Ｓから中性リン酸塩標準液（ｐＨ６．８６）を用いて調整した。
以下ＢＰＢをりん酸緩衝液に溶解した液を「基本液」という。
オゾンインジケーターは、ポリフッ化ビニリデン樹脂（以下「ＰＶＤＦ」と記す）製の親水性膜に基本液を滴下し、これを自然乾燥（室内放置）して得た。ＰＶＤＦ親水性膜は、メルク社が製造するポアサイズ５．０μｍ、直径４７ｍｍのメンブレンフィルター（登録商標「デュラポア」）を用いた。

【0027】

自然乾燥により得たオゾンインジケーターの外観は、青が強調された青紫色であり、視覚的には湿り気を感じさせない。
オゾンガス曝露有無、曝露程度の表示機能（色変化）について、アドバンテック東洋社が販売するヨウ化カリウムでんぷん紙をオゾンインジケーターの比較対象とした。
なお、オゾンインジケーターのオゾン曝露試験は、その変色の程度とＣＴ値との関係を求め、ＣＴ値の増加におけるオゾンインジケーターの明確な変色の有無を調べるためである。

【0028】

試験装置１内に設置した試料台１８にオゾンインジケーター２１，２１，２１を載せ、容器１１を密封とした後にオゾン発生器１２を起動させ、オゾン濃度計１５の計測値と経過時間とからＣＴ値記録装置によりＣＴ値の増加を観測した。このとき、試験環境を高湿度とする必要があるときは、加湿装置１３を稼働させた。
オゾンガス濃度は、オゾン濃度計１５の計測値に基づいて所定の濃度（５ｐｐｍまたは
３０ｐｐｍ）になるように、オゾン濃度計１５のコントロール部がオゾン発生器１２の動作を制御した。

【0029】

容器１１内の温度は、２０℃に保たれるように試験装置１が設置された室内のエアコンの温度設定を行い、容器１１内がこの温度範囲に収まることを容器１１内に差し入れられた熱電対により定期的に確認した。
オゾンガス曝露試験は常に同一条件で調製したオゾンインジケーター３点を使用し、一の調製条件のオゾンインジケーターについて、オゾンガス曝露試験を終了させる最終ＣＴ値を種々換えて、例えば後述する表１の場合ＣＴ値５０，１００，２００，３００のそれぞれ４回のオゾンガス曝露試験を行った。ＣＴ値０の場合は、調製したオゾンインジケーターをそのまま色調（色濃度）の測定対象とした。

【0030】

オゾンインジケーター２１は、オゾンガスに曝露される前には青紫色であり、オゾンガスに曝露されるにしたがって減色し、最終的には無色となる。
次に、オゾンガス曝露試験によるオゾンインジケーター２１の減色の程度の評価方法について説明する。
図３はオゾンインジケーター２１から減色測定部分を取り出す概念を示す図である。

【0031】

この評価方法は、オゾンインジケーター２１のオゾンガス曝露試験における減色の程度を判断する本明細書限りのものであり、実際の殺菌、分解等のオゾンガス処理に用いられたオゾンインジケーター２１の減色度合いを評価するものではない。実用段階のオゾンガス処理におけるオゾンインジケーター２１の減色度合いの判断は、迅速性が求められることから目視により行うことを想定している。

【0032】

試験装置１内のオゾンガス環境に所定のＣＴ値に達するまで曝露されたオゾンインジケーター２１は、容器１１から取り出された後、濾紙２２上に載せられる。使用する濾紙２２は、アドバンテック社製の定性濾紙Ｎｏ．２である。
濾紙２２に載せられたオゾンインジケーター２１は、蛍光灯の照明のもとで、スタンドに固定されたデジタルカメラにより、統一された条件で撮影される。「統一された条件」とは、カメラ、カメラと被写体との距離、撮影環境の明るさ、撮影画素数、撮影感度、絞り値、シャッタースピード、ホワイトバランス等において同じ（統一された）条件の意である。

【0033】

撮影は、オゾンインジケーター２１を含む濾紙２２全体を対象に行われ、画像データはパソコンに取り込まれて、解析ソフトＩｍａｇｅＪ１．５２ｖ（ＵＲＬ：https://imagej.jaleco.com/ からダウンロード）によりオゾンインジケーター２１の色濃度が求められる。
パソコンでは、取り込まれた画像が、ＩｍａｇｅＪ１．５２ｖにより光の三原色（ＲＧＢ）それぞれの要素に分解され、その中のＲ（レッド）の要素について、オゾンインジケーター２１の一部分２３およびこれと同一面積である濾紙２２の一部分２４の、それぞれの濃度が求められる。ＲＧＢの三要素に分解された画像は、明暗だけのモノクロであり、求められる「濃度」は実際にはレッド要素（レッドチャンネル）における「明度」である。

【0034】

前述した「オゾンインジケーター２１の色濃度」とは、レッド要素におけるオゾンインジケーター２１の「濃度」の値から濾紙２２の「濃度」の値を差し引いた値である。
なお、下記各表における「色濃度」の各数値は、上述した（ＩｍａｇｅＪ１．５２ｖを用いた）方法により求めた値に「－１」を掛け合わせた数値である。
図４はオゾンガス曝露試験におけるヨウ化カリウムでんぷん紙の変色程度を示す写真である。

【0035】

表１は基本液によるオゾンインジケーター２１の色濃度の変化を示す表である。
図５は表１におけるＣＴ値に対する色濃度の変化を示す図である。

【0036】

【表1】

【0037】

ヨウ化カリウムでんぷん紙のオゾンガス曝露試験、および表１のオゾンガス曝露試験は、加湿装置１３を稼働させて湿度を７０％前後に維持させて行った。
図４における「水（－）」は、入手したヨウ化カリウムでんぷん紙をそのままオゾンガス曝露試験に用いた結果を、「水（＋）」は、事前に逆浸透水を滴下したヨウ化カリウムでんぷん紙をオゾンガス曝露試験に用いた結果を示す。

【0038】

ヨウ化カリウムでんぷん紙にオゾンガスを曝露した場合（「水（－）」）は、ＣＴ値１０までに紫色のまだら模様に薄く着色したが、ＣＴ値５０ではこの紫が少し退色した。オゾンガス曝露前に水を滴下したヨウ化カリウムでんぷん紙（「水（＋）」）はＣＴ値１０までに急速に紫色に発色したが、さらに曝露を続けると紫色は弱まり、ＣＴ値５０では周辺部に紫色が残る程度であった。

【0039】

以上の結果から、ヨウ化カリウムでんぷん紙は、そのままでは発色の減色振れ幅が小さく、オゾンガス曝露環境における指標として実用的ではない。また、事前に水を滴下したヨウ化カリウムでんぷん紙についても、着色が明確であるものの、まだらに退色しいずれの部分を評価するかが定まらず、到達ＣＴ値との関連の明確化が難しい。またまだら模様に変色するので変色の再現性にも不安があり、ＣＴ値と関連づけるオゾンインジケーター（特定ＣＴ値の指標）として適切ではないと判断される。

【0040】

一方、基本液を用いたオゾンインジケーター２１は、図５に示されるようにＣＴ値の増加と色濃度の変化とが明確に相関し、かつ一定のＣＴ値を超えるとＢＰＢによる発色が消滅する。このことから、基本液を用いたオゾンインジケーター２１は、オゾンガスにより殺菌処理等を行うとき、処理対象物が実際に到達ＣＴ値に見合う条件でオゾンガスに晒されたか否かの判断に用いることができる。

【0041】

ここで「到達ＣＴ値」とは、オゾンガスによる分解、殺菌処理においてこの処理の終了を判断する特定のＣＴ値の意である。「ＣＴ値」が分解、殺菌環境におけるオゾンガス濃度と処理時間との積であることは、前述したとおりである。
表２はオゾンインジケーター２１の変色（色濃度変化）に対するオゾンガス雰囲気の湿度の影響を調べた結果である。

【0042】

【表2】

【0043】

図６は表２におけるＣＴ値に対する色濃度の変化を示す図である。
表２（図６も参照）から、ＣＴ値の増加に伴うオゾンインジケーター２１の色濃度変化に対して、オゾンガス曝露環境の湿度の影響は皆無または無視できる程度に小さいと思われる。
オゾンガスを用いた有害物質の分解処理等では、処理環境の湿度が分解等の程度に影響することが知られている（特許第６３０１３２９号公報）。そして、高湿度環境においても、分解等の終了をＣＴ値で判断することが可能である。ＣＴ値そのものは「オゾン濃度
」と「曝露時間」との積であって、環境の湿度に影響されないので、上述したようにオゾンガス環境の湿度に影響されないオゾンインジケーター２１の変色（退色、無色化）は、オゾン濃度計で測定して得られるＣＴ値に代わる、またはこれを確認する指標とすることができる。

【0044】

基本液を使用したオゾンインジケーター２１は、ＣＴ値が５０近辺でＢＰＢによる発色が消えて色濃度が略零（無彩色＝無色）となり、それ以上のＣＴ値では、目視で明確に無色と判断できる。基本液を使用したオゾンインジケーター２１は、オゾンガス処理環境がＣＴ値として５０に達したか否かの目視による判断に有用である。
オゾンインジケーター２１の退色、具体的には目視による無色が確認できる到達ＣＴ値をより高めるため、還元作用を有するチオ硫酸ナトリウムを基本液に加えてオゾンインジケーターを調製し、オゾンガス曝露試験によりその減色の程度について検討した。

【0045】

表３は、複数の異なる濃度となるようにそれぞれチオ硫酸ナトリウムを基本液に溶解し調整した溶液（以下「調整液」という）を、ＰＶＤＦ親水性膜に滴下し自然乾燥して得たオゾンインジケーターについて、オゾンガス曝露試験におけるＣＴ値と色濃度との関係を示す。
オゾンガス曝露環境における湿度は、加湿装置１３を稼働させ試験装置１内が湿度７０％前後となるように留意した。

【0046】

【表3】

【0047】

図７はチオ硫酸ナトリウムを加えない基本液によるオゾンインジケーター使用のオゾンガス曝露試験の結果、図８～図１０はそれぞれチオ硫酸ナトリウムが３、５、７％となるように調整した調整液によるオゾンインジケーター使用のオゾンガス曝露試験の結果、図１１は図７～図１０を一つに纏めた図である。
図８～図１０から、調整液を用いたオゾンインジケーターにおいてもＣＴ値の増加とともに退色が進行し、それぞれが最終的に無色化（色濃度が零）する。また、図１１から、基本液に加えるチオ硫酸ナトリウムの増加に伴い、無色化するＣＴ値が高まっていることが分かる。

【0048】

調整液を滴下して調製したオゾンインジケーターもその無色化が目視で簡便に確認でき、これをオゾンガス処理環境に配することにより、適切にオゾンガスが曝露されたか否かを検証することができる。
基本液に加えるチオ硫酸ナトリウムの量（調整液におけるチオ硫酸ナトリウムの濃度）を変更することにより、任意の到達ＣＴ値を示すオゾンインジケーターを調製することができる。

【0049】

オゾンガス曝露によるオゾンインジケーターの退色（減色）は、オゾンガスによりＢＰＢ（ブロモフェノールブルー）が酸化されてその染色根が変化することにより進行すると推測される。そして、調整液を用いたオゾンインジケーターでは、オゾンインジケーターに到達したオゾンガスと還元作用を有するチオ硫酸ナトリウムとが反応することにより、基本液を用いたオゾンインジケーターに比べてオゾンガスのＢＰＢへの作用が軽減され、その退色（減色）を遅らせると考えられる。

【0050】

このことにより、還元性を持つチオ硫酸ナトリウムを基本液に加え（調整液とし）、これを用いてオゾンインジケーターを調製することによって、オゾンガスによってＢＰＢが脱色する曝露量をＣＴ値５０から４００の範囲で多段階に調整することができた。
次に、チオ硫酸ナトリウムと同様に還元作用を有するヨウ化カリウムについて、ＢＰＢの退色を遅らせる効果の有無について検討した。

【0051】

図１２は基本液にヨウ化カリウムを加えた溶液を用いてオゾンインジケーターを調製しオゾンガス曝露を行った結果を示す写真である。
図１２を参照すると、ＣＴ値１００（図１２（ｂ））ではＢＰＢによる着色が明確に維持されており、ＣＴ値２００（図１２（ｂ））においても、ＢＰＢによる着色が薄く残っている。

【0052】

基本液へのヨウ化カリウム０．１％添加によるＢＰＢ減色の遅延効果は、図１１に示されるチオ硫酸ナトリウムの３％から５％添加によるＢＰＢ減色の遅延効果に相当する。基本液へのヨウ化カリウムの過剰な添加（例えば１％）はヨウ化カリウム自体による着色のためＢＰＢの減色程度の判別が困難であるが、適量の添加であればヨウ化カリウムは十分にＢＰＢ減色の遅延に寄与すると認められる。

【0053】

表４は、ＰＶＤＦ親水性膜およびＰＴＦＥ親水性膜をオゾンインジケーターに用いたときの差異について検討した結果である。
ＰＶＤＦ親水性膜は、メルク社が製造するポアサイズ０．４５μｍ、直径４７ｍｍのメンブレンフィルター（登録商標「デュラポア」）である。ＰＴＦＥ親水性膜は、アドバンテック東洋株式会社が販売するポアサイズ０．５μｍ、直径４７ｍｍのメンブレンフィルターである。

【0054】

親水性膜の材質を異ならせたそれぞれのオゾンインジケーターの作成は、ヨウ化カリウムが所定の濃度になるように溶解した調整液を用い、他は、前述したＰＶＤＦ親水性膜を用いたオゾンインジケーターの作成と同じである。
オゾンガス曝露環境における湿度は、７０％前後となるように加湿装置１３を稼働させた。

【0055】

また、ＣＴ値とこれらのオゾンインジケーターの変色程度（色濃度）との関係は、試験装置１を用いてオゾンガス曝露を行い、表１、表２等を得たのと同じ手順で求めた。
オゾンガス曝露時のオゾンガス濃度は３０ｐｐｍとした。
なお、表４には色濃度について三点の平均のみを示す。

【0056】

【表4】

【0057】

図１３は親水性膜の材質の相異によるオゾンインジケーターの色濃度変化を示す図である。
表４および図１３から、オゾンインジケーターの親水性膜としてＰＴＦＥを採用すると、ＰＶＤＦの親水性膜を使用した場合に比べて、オゾンインジケーターの減色の程度を和らげ、より大きなＣＴ値のオゾンインジケーターとしての用途が期待できる。

【0058】

なお、ここで使用したＰＶＤＦ親水性膜（Ｒｕｎ５０～５４）の孔径（０．４５μｍ）は表３のＲｕｎ２２～２８における孔径（５．０μｍ）と異なるが、オゾンインジケーターの色濃度の変化の様子が略同じであることから、親水性膜の孔径はオゾンインジケータ
ーの減色に大きくは影響しないと考えられる。
表５は、ＢＰＢを溶解する溶媒のｐＨを変えて調製した基本液を用いたオゾンインジケーターのＣＴ値と減色程度との関係を検討した結果である。

【0059】

表４におけるｐＨ４、ｐＨ７、ｐＨ９の緩衝液は、それぞれ堀場製作所販売のｐＨ標準液（フタル酸塩標準液（ｐＨ４．０１）、りん酸塩標準液（ｐＨ６．８６）、ホウ酸円標準液（ｐＨ９．１８））を用いた。ｐＨ１３．５に用いた溶媒は１規定（１Ｎ、１ｍｏｌ／Ｌ）の水酸化カリウム（ＫＯＨ）である。なお、ＫＯＨ溶液のｐＨはｐＨメータにより実測した値である。

【0060】

ＢＰＢは、これらの溶媒にそれぞれ０．０２％となるように溶解した。これらについても以下「調整液」という。
ｐＨが異なるそれぞれの調整液を用いたオゾンインジケーターの作成方法は、前述したＰＶＤＦ親水性膜を用いたオゾンインジケーターの作成方法と同じである。
オゾンガス曝露環境における湿度は、７０％前後となるように加湿装置１３を稼働させた。オゾンガス曝露時のオゾンガス濃度は３０ｐｐｍである。

【0061】

また、表５におけるそれぞれのｐＨの色濃度は、表１、表２等で色濃度を得たのと同じ手順で求めた。

【0062】

【表5】

【0063】

図１４は、表５に基づいて作成した、基本液のｐＨとオゾンインジケーターのオゾンガス曝露による減色（色濃度低下）の程度とを示す図である。
表５および図１４から、ｐＨ４（厳密にはｐＨ４．０１）～ｐＨ１３．５の範囲ではオゾンインジケーターの色濃度変化に差が無いことがわかる。ここで、１ＮのＫＯＨを用いて調整したオゾンインジケーターは、ＢＰＢによる発色が１日経過前に脱色したことから、実用としてやや難がある。

【0064】

基本液または調整液に用いられる緩衝液は、りん酸緩衝液に限られず種々の緩衝液を使用することができる。ＢＰＢはｐＨ３．０～４．６に変色域（酸性で黄、塩基性で青紫）を持つとされている（「酸解離平衡と吸光度の変化」、ＵＲＬ：http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/ubung/yyosuke/uebung/abindeq/abindeq1.htm、林純薬工業株式会社、「指示薬の変色範囲」、ＵＲＬ：https://direct.hpc-j.co.jp/page/color）。したがって、基本液、調整液が少なくともｐＨ６～ｐＨ９の範囲であれば、オゾンインジケーターの経時および使用時の色調（青紫）が変化せず、使用時において目視にて濃淡のみに着目することができる。

【0065】

次に、オゾンインジケーターの着色剤としてクマシーブリリアントブルー（以下「ＣＢＢ」と記す）について検討した結果を示す。
表６には、ＣＢＢを用いて調製した基本液によわるオゾンインジケーターのＣＴ値と減色程度との関係を示す。
この検討に用いた基本液は、ＣＢＢが基本液において濃度０．１％となるように、０．０２５ｍｏｌ／Ｌりん酸緩衝液（ｐＨ６．８）に溶解して得た。

【0066】

ここで「基本液」とは、ＣＢＢを溶媒（りん酸緩衝液）に溶解した液をいい、発色剤がことなるもののその意はＢＰＢにおける基本液と同じである。
ＣＢＢは富士フィルム和光純薬社販売試薬特級を使用した。
この基本液を用いたオゾンインジケーターの調製、およびこのオゾンインジケーターを用いたオゾンガス曝露の装置、オゾンガス濃度、湿度および温度等の曝露条件は、表３を得た場合と同じである。また、オゾンガス曝露後の色濃度の求め方も、ＢＰＢを用いたオゾンインジケーターの場合と同じである。

【0067】

【表6】

【0068】

図１５は着色（発色）剤としてＣＢＢを用いてオゾンインジケーターを調製しオゾンガス曝露を行った結果（オゾンインジケーター）を示す写真、図１６は表６におけるＣＴ値と色濃度との関係を示す図である。
図１５および図１６を参照して、ＣＢＢを用いたオゾンインジケーターは、オゾンガス曝露ＣＴ値１０００において着色が残り、（モノクロの図１５からは判別が困難であるが）ＣＴ値３０００においても僅かに青みがかっている。ＣＢＢを用いたオゾンインジケーターは、オゾンガス曝露による殺菌処理等において処理終了に高いＣＴ値（例えば４０００以上）が必要な場合に有用である。

【0069】

オゾンインジケーターにおける基本液または調整液を滴下する基材として、ＰＶＤＦ親水性膜、ＰＴＦＥ親水性膜に換えて他の親水性樹脂膜を使用することができる。親水性樹脂膜とは、例えばポリカーボネート膜、親水性ポリエーテルスルホン膜等である。

【産業上の利用可能性】

【0070】

本発明は、オゾンガスによる殺菌等において処理が意図通り適切になされたか否かを目視により簡便に評価する必要がある場合に利用することができる。

【符号の説明】

【0071】

２１ オゾンインジケーター

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】