JP6649417B2

JP6649417B2 - 過酸化水素ガス除染方法

Info

Publication number: JP6649417B2
Application number: JP2018017841A
Authority: JP
Inventors: 陽介大塚; 後藤　浩; 浩後藤; 真也平沢
Original assignee: Airtech Japan Ltd
Current assignee: Airtech Japan Ltd
Priority date: 2018-02-05
Filing date: 2018-02-05
Publication date: 2020-02-19
Anticipated expiration: 2038-02-05
Also published as: JP2019134771A

Description

本発明は、過酸化水素ガスを使用した過酸化水素ガス除染方法および過酸化水素ガス除染装置に関する。

医薬品製造分野で使用されるアイソレーター並びに、微生物実験やウイルスの取り扱い時に使用される安全キャビネットは、浮遊粒子の管理および、微生物、菌、ウイルスの管理が重要となる。医薬品製造分野では、製造環境を無菌状態に保持することが求められ、その無菌保証水準（ＳＡＬ）は１０^−６となる。また、安全キャビネットでは、装置メンテナンス時に作業者が有害な菌、ウイルスに感染することを防止するために、装置内部を除染する必要がある。

除染方法としては、従来ではホルムアルデヒドガスによる燻蒸が主に行われてきたが、ホルムアルデヒドは発がん性物質であり、近年その使用は厳しく規制されている。これに対して、ホルムアルデヒド除染の代替法として、過酸化水素、過酢酸、オゾン等といった、代替薬を使用した除染法が検討されてきた。中でも、過酸化水素ガスは他の代替薬と比較して扱いやすく、医薬品製造分野では、アイソレーターの除染に多数使用されてきている。過酸化水素を利用した過酸化水素ガス除染方法および除染装置の一例として、特許文献１に記載のものが知られている。

特開２０１６−１１１９９２号公報

ところで、安全キャビネットやアイソレーター等の等の小容積筐体の除染は確実な除染と短時間で終わらせるため過酸化水素ガスのガス濃度は比較的高く（３００〜１０００ｐｐｍ）設定されている。一方、部屋除染は容積が大きいため、過酸化水素ガスのガス濃度は比較的低く（２００〜４００ｐｐｍ）設定され、長時間除染が行われている。
これらの除染では高濃度または大容積であるために過酸化水素ガスを効率よく発生させる必要があり、特許文献１に記載の過酸化水素ガス除染装置では、１４０℃〜１７０℃に加熱したプレートに過酸化水素水を一滴ずつ滴下し瞬時に蒸発させて過酸化水素ガスを発生させる方法が取られている。

また、特許文献１に記載の過酸化水素ガス除染では、ガス濃度の他に、除染中の相対湿度を４０〜６０％程度に維持する必要がある。除染は濃度３５％程度の過酸化水素水を使用することが多く過酸化水素水の蒸発と同時に水蒸気が発生することより加湿を行う必要はないが、逆に湿度が高くなりすぎ結露が発生し構成部品の劣化が起こる可能性がある。このため、湿度等の制御のために高価な温湿度センサや、過酸化水素ガス濃度センサ、除湿器等が必要であった。

このように、特許文献１に記載の過酸化水素ガス除染装置は、装置自体の構造が複雑であるとともに、高価なセンサ等が必要となり、高価になるという課題がある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、簡単な装置構成であるとともに、安全キャビネットやアイソレーター等の等の小容積筐体中の除染対象空間を過酸化水素ガスによって容易に除染できる過酸化水素ガス除染方法および装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の過酸化水素ガス除染方法は、過酸化水素ガスを用いて除染対象空間を除染する過酸化水素ガス除染方法であって、
前記除染対象空間において、過酸化水素水を７０〜９０℃に加熱して、２００〜４００ｐｐｍの過酸化水素ガスを得ることを特徴とする。

また、本発明の過酸化水素ガス除染装置は、過酸化水素ガスを用いて除染対象空間を除染する過酸化水素ガス除染装置であって、
前記除染対象空間に設けられて、過酸化水素水が入れられる容器と、
この容器を加熱することで当該容器内の過酸化水素水を加熱するヒータと、
このヒータを制御して前記過酸化水素水を７０〜９０℃に加熱制御する温度調節器とを備え、
前記ヒータによって前記除染対象空間において、前記過酸化水素水を７０〜９０℃に加熱して、２００〜４００ｐｐｍの過酸化水素ガスを得ることを特徴とする。

ここで、過酸化水素水を７０〜９０℃に加熱したのは、７０℃未満では過酸化水素ガスを効率よく発生させることが困難であり、９０℃を超えると、過酸化水素水の沸点１０８℃に近づき、過酸化水素水の蒸発が激しくなって、相対湿度が上昇するからである。
また、過酸化水素ガスの濃度を２００〜４００ｐｐｍにしたのは、２００ｐｐｍ未満では、十分な除染効果を得ることが困難となり、４００ｐｐｍを超えると、温湿度制御なしでは過酸化水素ガスが結露する虞があるからである。
また、除染対象空間は、安全キャビネットやアイソレーター等のような小容積筐体中の除染対象空間であることが好ましく、例えば２ｍ^３以下であることが好ましい。

本発明においては、過酸化水素水を７０〜９０℃に加熱するので、当該過酸化水素水は沸騰せず、緩やかに蒸発して過酸化水素ガスとなる。過酸化水素水を緩やかに蒸発させた場合、瞬時に蒸発させた場合より過酸化水素水が分解し易く、過酸化水素ガス発生効率が落ちるが、安全キャビネットやアイソレーター等のような小容積筐体中の除染対象空間にて濃度２００〜４００ｐｐｍの過酸化水素ガスを得るには充分となる。そして、この濃度の過酸化水素ガスによって除染対象空間を除染するので、除染対象空間を過酸化水素ガスによって容易に除染できる。
また、過酸化水素水が入れられる容器と、この容器を加熱することで容器内の過酸化水素水を加熱するヒータと、このヒータを制御して過酸化水素水を７０〜９０℃に加熱制御する温度調節器とを備えた簡単な装置構成とすることができる。

また、本発明の前記構成において、前記除染対象空間に、吸湿剤を設けることによって、除染に必要な湿度を保ちながら結露の防止を行ってもよい。

ここで、吸湿剤としては、例えば低湿度では吸湿性が低く、６０％を超える高湿度では吸湿し易い塩化カルシウムが好適に使用される。

このような構成によれば、除染対象空間に過酸化水素ガスを発生させるとそれに伴って湿度も上昇するが、結露の原因となる余分な水分を吸湿剤を用いて取り除くことによって、除染対象空間を形成する壁面、過酸化水素水が入れられる容器、ヒータ、温度調節器に過酸化水素水が付着するのを防止できるので、これらの損傷を防止できる。

本発明によれば、簡単な装置構成であるとともに、安全キャビネットやアイソレーター等の等の小容積筐体中の除染対象空間を過酸化水素ガスによって容易に除染できる。

本発明の実施の形態の過酸化水素ガス除染装置を示すもので、その概略構成を示す図である。本発明の実施の形態において、過酸化水素水の加熱開始後の経過時間と過酸化水素ガス濃度および相対湿度との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係る過酸化水素ガス除染装置の概略構成を示す図である。
図１において、符号１０は、安全キャビネットやアイソレーター等の等の小容積筐体を示す。この小容積筐体１０の内部には、容器１１、ヒータ１２、温度調節器１３、タイマー１４、中和装置１５および吸湿剤１６が設けられている。
なお、本実施の形態では、容器１１、ヒータ１２、温度調節器１３、タイマー１４および中和装置１５によって、過酸化水素ガス除染装置１を構成するが、吸湿剤１６を含めて過酸化水素ガス除染装置１を構成してもよい。

小容積筐体１０の内部が除染対象空間Ｋとなっており、この除染対象空間Ｋは小容積筐体１０を構成する壁部によって外部と仕切られている。
容器１１は、例えばビーカ１１が使用され、その上端部は開口している。この開口から容器１１の内部に、濃度３５％の過酸化水素水が入れられている。
ヒータ１２は、加熱・保温機能を有するマントルヒータ１２であり、このマントルヒータ１２に容器１１が装填されている。

ヒータ１２には温度調節器１３が接続されており、この温度調節器１３によって、ヒータ１２をオン・オフ制御することによって、容器１１に入れられた過酸化水素ガスの温度を７０〜９０℃に加熱制御するようになっている。
また、温度調節器１３には、タイマー１４が接続されており、このタイマー１４によって温度調節器１３の制御時間、つまりヒータ１２の加熱時間を制御して、容器１１内の過酸化水素水から過酸化水素ガスを発生（蒸発）させる時間を制御するようになっている。過酸化水素ガスを発生させることによって、除染対象空間Ｋが除染され始めるので、過酸化水度ガス発生時間は、除染時間とほぼ等しい時間である。

また、タイマー１４には中和装置１５が接続されている。この中和装置１５は、除染対象空間Ｋの過酸化水素ガスを中和して分解する機能を有するもので、例えば、白金等の触媒によって過酸化水素ガスを濃度１ｐｐｍ以下となるまで、分解するようになっている。
また、中和装置１５は、筐体１５ａと、この筐体１５ａの上部に設けられた白金等の触媒１５ｂと、筐体１５ａの下部に設けられたファン１５ｃとを備えている。
そして、このような中和装置１５では、ファン１５ｃを図示しないモータによって作動させて、除染対象空間Ｋ内の過酸化水素ガスを触媒１５ｂに送風し、この触媒によって中和された過酸化水素ガスを除染対象空間Ｋに送出することを繰り返すことによって、除染対象空間Ｋ内において過酸化水素ガスを中和装置１５を介して循環させて、当該過酸化水素ガスを濃度１ｐｐｍ以下まで分解するようになっている。
タイマー１４によって除染時間を設定すると、この除染時間を経過した際に、容器１１内の過酸化水素水の加熱が停止し、自動的に中和装置１５が作動、つまりファン１５ｃが作動するようになっている。

吸湿剤１６は、低湿度では吸湿性が低く、６０％を超える高湿度では吸湿し易い塩化カルシウムが好適に使用される。
このような吸湿剤１６を使用することによって、除染対象空間Ｋにおいて、湿度の測定や除湿制御なしにて除染に必要な湿度を保ちながら結露の防止を行うことが可能となる。また、吸湿剤１６はシャーレ等の薄型容器を使用し、重ならないよう広げられるとともに、除染対象空間Ｋの所定の位置に設置される。

次に、本実施の形態の過酸化水素ガス除染装置を使用した除染方法について説明する。
本実施の形態では、安全キャビネット（ＢＳＣ）の内部を除染対象空間Ｋとし、この除染対象空間Ｋを過酸化水素ガスによって除染することとする。

まず、安全キャビネットを設置している部屋の温湿度を測定し除染に必要な温湿度（一般空調下）であることを確認する。
次に、安全キャビネットの容積、つまり除染対象空間Ｋの容積に対し、表１に示すパラメーターより過酸化水素水、塩化カルシウム（吸湿剤）の量および除染時間（タイマー設定時間）を決定する。過酸化水素水、塩化カルシウムを決定した量に計量し、決定した除染時間にタイマーを合わせる。

次に、図１に示すように、安全キャビネットの作業室内、つまり除染対象空間Ｋに本実施の形態の過酸化水素ガス除染装置１および吸湿剤（塩化カルシウム）１６を設置する。
吸湿剤（塩化カルシウム）１６の吸湿は表面積に依存するため、上述したようにシャーレ等の薄型容器を使用し重ならないよう広げる。

次に、ヒータ（マントルヒータ）１２にセットした容器（ビーカ）１１内に、濃度３５％の過酸化水素水を入れる。次に、厚手のプラスチックフィルムやダクトテープ等を用いて安全キャビネットを密閉する。特に安全キャビネットの排気口は圧力が加わるため強固とする。

次に、安全キャビネットのファン出力を６割程度として運転する。安全キャビネットのメーカーにより異なるが、ファンの出力コントロールに使用するインバーター設定周波数、回転数、トルク等を変更してファン出力を制御する。

次に、過酸化水素ガス除染装置１のスイッチをＯＮすると、容器（ビーカ）１１内の過酸化水素水が７０℃〜９０℃程度となるように、温度調節器１３でヒータ１２を自動温度制御し、過酸化水素水の加熱を行う。
図２に示すように、過酸化水素水の蒸発により過酸化水素ガス濃度および湿度が上昇する。過酸化水素ガスの蒸発によって、除染対象空間Ｋは除染され始めるが、過酸化水素ガスの濃度が２００〜４００ｐｐｍに達し、当該濃度が所定時間保持され、さらに、そこから所定時間経過することによって、除染対象空間Ｋの除染が終了する。
本実施の形態では、過酸化水素水の加熱開始から過酸化水素ガス濃度が上昇し、加熱化開始から約１０５分経過後に過酸化水素ガスの濃度は２００ｐｐｍとなり、そこから濃度は次第に上昇し、１２０分経過後に２３５ｐｐｍとなる。そこから過酸化水素ガスの濃度は次第に下降し、１４０分経過後に２００ｐｐｍとなり、さらにそこから過酸化水素ガスの濃度が下降し、除染開始（過酸化水素水の加熱開始）から１８０分経過後に除染が終了する。
また、湿度（相対湿度）は、除染開始（過酸化水素水の加熱開始）から次第に上昇していき、除染開始から１０５分経過後に７４％となる。湿度（相対湿度）が６０％を超えると塩化カルシウム（吸湿剤）１６に水分が吸着し、結露しない程度の湿度に保たれ、湿度（相対湿度）は次第に下降していく。

表１に示す除染時間が経過し過酸化水素ガス除染が終了した際は、図２に示すように、タイマー１４により自動でヒータ（マントルヒータ）１２を停止し（過酸化水素水の加熱を停止し）、中和装置１５に切り替える。
中和装置１５では、過酸化水素用の触媒１５ｂにファン１５ｃにて送風し、安全キャビネット内（除染対象空間Ｋ）の空気を循環して過酸化水素ガスの分解を行う。過酸化水素ガスの中和は通常許容濃度（１ｐｐｍ）以下となるまで行う。中和時間は表１のように、安全キャビネット内の容積、過酸化水素水使用量により異なる。過酸化水素ガスの濃度が許容濃度（１ｐｐｍ）以下となるとファン１５ｃが停止して、除染後の過酸化水素ガスの中和を終了する。

以上のように、本実施の形態によれば、過酸化水素水を７０〜９０℃に加熱するので、当該過酸化水素水は沸騰せず、緩やかに蒸発して過酸化水素ガスとなる。過酸化水素水を緩やかに蒸発させた場合、瞬時に蒸発させた場合より過酸化水素が分解し易く、過酸化水素ガス発生効率が落ちるが、安全キャビネットやアイソレーター等のような小容積筐体中の除染対象空間にて濃度２００〜４００ｐｐｍの過酸化水素ガスを得るには充分となる。そして、この濃度の過酸化水素ガスによって除染対象空間Ｋを除染するので、除染対象空間Ｋを過酸化水素ガスによって容易に除染できる。
また、過酸化水素水が入れられる容器１１と、この容器１１を加熱することで容器１１内の過酸化水素水を加熱するヒータ１２と、このヒータ１２を制御して過酸化水素水を７０〜９０℃に加熱制御する温度調節器１３と、タイマー１４とを備えた簡単な装置構成とすることができる。

また、除染対象空間Ｋに過酸化水素ガスを発生させとそれに伴って湿度も上昇するが、結露の原因となる余分な水分を吸湿剤１６を用いて取り除くことによって、除染対象空間Ｋを形成する壁面、過酸化水素水が入れられる容器１１、ヒータ１２、温度調節器１３、中和装置１５等に、過酸化水素水が付着するのを防止できるので、これらの損傷を防止できる。

また、除染対象空間Ｋを過酸化水素ガスによって除染した後、この過酸化水素ガスを中和装置１５によって中和して分解するので、その後、安全キャビネットやアイソレーター等を安全に使用できる。

１過酸化水素ガス除染装置
１１容器
１２ヒータ
１３温度調節器
１４タイマー
１５中和装置
１６吸湿剤

Claims

過酸化水素ガスを用いて除染対象空間を除染する過酸化水素ガス除染方法であって、
過酸化水素水が入れられる容器と、
この容器を加熱することで当該容器内の過酸化水素水を加熱するヒータと、
このヒータを制御して前記過酸化水素水を７０〜９０℃に加熱制御する温度調節器と、
この温度調節器に接続されたタイマーと、
このタイマーに接続されて、前記除染対象空間の過酸化水素ガスを中和して分解する機能を有する中和装置とを備えた過酸化水素ガス除染装置を用い、
前記ヒータによって前記過酸化水素水を７０〜９０℃に加熱して、前記除染対象空間における過酸化水素ガスの濃度を２００〜４００ｐｐｍとし、
前記タイマーによって設定された前記過酸化水素ガスによる除染時間が経過した際に、前記ヒータによる前記過酸化水素ガスの加熱が停止し、自動的に前記中和装置が作動して、前記過酸化水素ガスを濃度１ｐｐｍ以下まで分解することを特徴とする過酸化水素ガス除染方法。
前記除染対象空間に吸湿剤を設け、
この吸湿剤によって、除染に必要な湿度を保ちながら結露の防止を行うことを特徴とする請求項１に記載の過酸化水素ガス除染方法。