JP6948605B1 - 菌又はウイルスの不活化方法、菌又はウイルスの不活化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異臭を抑制しながらも、対象物に付着した菌の殺菌や、ウイルスの不活化を行う方法及び装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る菌又はウイルスの不活化方法は、２００ｎｍ〜２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長に光出力を示す紫外線を照射する工程（ａ）を有する。工程（ａ）は、紫外線を、照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ＞０）と２時間以内の積算照射量（Ｙ）［ｍＪ／ｃｍ²］とが下記（１）式を満たすように照射する工程である。
０＜Ｙ＜ １０．７０４Ｘ^-0.373 ・・・（１）
【選択図】 図８

Description

本発明は、菌又はウイルスの不活化方法に関し、特に紫外線を用いた菌又はウイルスの不活化方法に関する。また、本発明は、菌又はウイルスの不活化装置に関する。

従来、紫外線を照射して殺菌を行う技術が知られている。ＤＮＡは波長２６０ｎｍ付近に最も高い吸収特性を示すことが知られている。そして、低圧水銀ランプは、波長２５４ｎｍ付近に高い発光スペクトルを示す。このため、低圧水銀ランプを用いて殺菌を行う技術が広く利用されている。

しかし、このような波長帯の紫外線を人体に照射すると、人体に影響を及ぼすリスクがあることが知られている。皮膚は、表面に近い部分から表皮、真皮、その深部の皮下組織の３つの部分に分けられ、表皮は、更に表面に近い部分から順に、角質層、顆粒層、有棘層、基底層の４層に分けられる。波長２５４ｎｍの紫外線が人体に照射されると、角質層を透過して、顆粒層や有棘層、場合によっては基底層に達し、これらの層内に存在する細胞のＤＮＡに吸収される。この結果、皮膚がんのリスクが発生する。

このような観点から、下記特許文献１には、医療現場において波長２００ｎｍ〜２３５ｎｍの範囲内の紫外線を用い、人体へのリスクを回避しながら殺菌処理を行う技術が開示されている。

特許第６０２５７５６号公報

酉抜 和喜夫他、「ＵＶＢ照射によるリノレン酸，スクワレン過酸化物からの超微弱発光と発光スペクトル分析」、日本皮膚科学会雑誌、９２巻１号、１９８２ Manuela Buonanno et.al., "207-nm UV Light - A Promising Tool for Safe Low-Cost Reduction of Surgical Site Infections. I: In Vitro Studies", Plos One, 2013 東京都環境科学研究所、「東京都環境科学研究所年報２００８」、２００８

本発明者は、鋭意研究により、波長２００ｎｍ〜２３５ｎｍの範囲内に光出力を示す紫外線源を用いて、室内の対象物（テーブル、机、壁等）の表面に存在する菌又はウイルスの不活化のために同表面に対して紫外線を照射したところ、異臭が生じるという課題を新規に発見した。この理由について、本発明者は以下のように推察している。

室内のテーブル、机、壁等の対象物は、人によって手で触れられる可能性が高い。対象物が人の手によって触れられると、その表面には、人の皮脂（トリグリセリド、スクアレン、ワックスエステル等）や、この皮脂から分解生成された遊離脂肪酸（パルミトレイン酸）が付着する。

皮脂の一種であるスクアレンは、紫外線が照射されると、スクアレンモノヒドロペルオキシド（ＳＱＨＰＯ）を生成する。ここで、ＳＱＨＰＯとパルミトレイン酸が共存していると、ノネナール、ヘキサナール、オクテナール、ヘブタナール等の異臭成分（におい発生源）が生成される。これは人体における加齢臭の発生原理と似ており、通常は生活環境の温度や太陽光に含まれる紫外線によってゆっくり進み、皮膚から異臭を発生させるものである。

しかし、対象物の表面に波長２００ｎｍ〜２３５ｎｍの紫外線が照射されることで、上記の反応が飛躍的に促進された結果、人に検知できるレベルの異臭が発生したものと考えられる。

本発明は、かかる課題に鑑み、異臭の発生を抑制しながらも、対象物に付着した菌やウイルスの不活化を行う方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明に係る菌又はウイルスの不活化方法は、２００ｎｍ〜２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長に光出力を示す紫外線を照射する工程（ａ）を有し、
前記工程（ａ）は、前記紫外線を、照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ＞０）と２時間以内の積算照射量（Ｙ）［ｍＪ／ｃｍ²］とが下記（１）式を満たすように照射する工程であることを特徴とする。
０＜Ｙ＜ １０．７０４Ｘ^-0.373 ・・・（１）

上記（１）式を満たすように紫外線を照射することで、異臭の発生を抑制しながらも殺菌又はウイルスの不活化を行うことができる。この点は、「発明を実施するための形態」の項で後述される。なお、Ｙ＜８．５６３Ｘ^-0.373となるように紫外線Ｌ１を照射することで、強い異臭の発生を抑制する効果が高められる。

前記工程（ａ）は、前記紫外線を、照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ＞０）と２時間以内の積算照射量（Ｙ）［ｍＪ／ｃｍ²］とが下記（２）式を満たすように照射する工程としても構わない。
０＜Ｙ＜ ０．４５３４Ｘ^-0.697 ・・・（２）

上記（２）式を満たすように紫外線を照射することで、異臭の発生をより顕著に抑制しながら菌又はウイルスの不活化を行うことができる。この点は、「発明を実施するための形態」の項で後述される。Ｙ＜０．３６２７２Ｘ^-0.697となるように紫外線Ｌ１を照射することで、異臭の発生の抑制効果が高められる。

前記工程（ａ）は、照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ≧０．０００２）で前記紫外線を照射する工程であるものとしても構わない。

前記工程（ａ）は、照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ≧０．００１）で前記紫外線を照射する工程であるものとしても構わない。

前記工程（ａ）は、前記（１）式を満たすように、前記紫外線を間欠的に照射する工程であるものとしても構わない。

ここで、「間欠的に照射する」とは、例えば、所定の第一時間にわたって連続して照射した後、所定の第二時間にわたって照射を停止するという処理が繰り返される態様を指す。なお、この処理において、連続して照射される時間（上記第一時間）と、照射間隔（上記第二時間）は、都度変化するものとしても構わない。

前記菌又はウイルスの不活化方法において、
前記工程（ａ）は、屋内で前記紫外線を照射する工程であり、
２時間以内に１回以上、前記屋内の空気を換気する工程（ｂ）を有するものとしても構わない。

本発明に係る、菌又はウイルスの不活化装置は、
２００ｎｍ〜２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長に光出力を示す紫外線を発光する光源と、
前記光源の発光強度を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、照射面における照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ＞０）と２時間以内の積算照射量（Ｙ）［ｍＪ／ｃｍ²］とが下記（１）式を満たすように前記光源の発光強度を制御することを特徴とする。
０＜Ｙ＜ １０．７０４Ｘ^-0.373 ・・・（１）

上記装置において、前記制御部は、前記照射面における照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ＞０）と２時間以内の積算照射量（Ｙ）［ｍＪ／ｃｍ²］とが下記（２）式を満たすように前記光源の発光強度を制御するものとしても構わない。
０＜Ｙ＜ ０．４５３４Ｘ^-0.697 ・・・（２）

前記菌又はウイルスの不活化装置は、前記照射面における前記照度（Ｘ）を測定して、前記制御部に送信する照度計を備えるものとしても構わない。

上記装置において、前記制御部は、前記（１）式を満たすように、前記光源を間欠的に点灯する制御を行うものとしても構わない。

本発明によれば、異臭の発生を抑制しながらも、対象物に付着した菌やウイルスの不活化を行うことができる。

本発明に係る菌又はウイルスの不活化方法の実施の状態を模式的に示す図面である。 不活化装置の構成を模式的に示すブロック図である。 光源の外観の一例を模式的に示す斜視図である。 図３に示す光源の分解斜視図である。 図３に示す光源において、エキシマランプと電極ブロックとの位置関係を模式的に示す平面図である。 発光ガスにＫｒＣｌが含まれるエキシマランプから出射される紫外線のスペクトルを示す図面である。 室内で異臭が発生するまで紫外線を照射した後、室内の空気をＧＣ−ＭＳ分析した結果を示すグラフである。 スクアレンの吸収スペクトルを示すグラフである。 タンパク質の吸収係数と波長の関係を示したグラフである。 過半数以上の評価者によって臭気指数Ｎが２０以上に達していると判定された積算照射量Ｙと照度Ｘとの関係をプロットしたグラフである。 過半数以上の評価者によって臭気指数Ｎが３０以上に達していると判定された積算照射量Ｙと照度Ｘとの関係をプロットしたグラフである。 本発明に係る菌又はウイルスの不活化方法の実施の状態を模式的に示す別の図面である。 不活化装置の構成を模式的に示す別のブロック図である。 不活化装置の構成を模式的に示す別のブロック図である。

本発明に係る菌又はウイルスの不活化方法、及び不活化装置の実施形態につき、適宜図面を参照して説明する。

本明細書において、「不活化」とは、菌やウイルスを死滅させる又は感染力や毒性を失わせることを包括する概念である。また、本明細書において、「菌」とは細菌や真菌（カビ）等の微生物を指す。

図１は、本発明に係る菌又はウイルスの不活化方法の実施の状態を模式的に示す図面である。本発明に係る方法は、菌又はウイルス（以下、「菌等３」と記載する。）が表面に付着していると想定される処理対象物２に対して、不活化装置５から紫外線Ｌ１を照射して菌等３の不活化を行う方法に関する。

本実施形態では、処理対象物２は、部屋１内に設置されている。部屋１は、扉８や換気口９隙間等を介して、室１の内側の空気を換気することができる構成である。ただし、後述するように、本発明に係る方法は、処理対象物２が部屋１内に設置されている場合に限らず、廊下等を含む「建屋内」に設置されている場合においても、実施可能である。

建屋内における部屋１は、日本国においては建築基準法の規定により、換気回数は０．５回／ｈ以上とされており、少なくとも２時間に１回は室内の空気が入れ替わることが想定されている。また、ノルウェー、スウェーデン、フィンランド、デンマーク、ベルギー、フランス、ドイツ、スイス、カナダ等他の国においても、換気回数を０．５回／ｈ以上とすることが義務又は推奨されている。すなわち、部屋１は、少なくとも２時間に１回は室内の空気が入れ替わることが想定されている。

つまり、仮に部屋１内で異臭が生じた場合であっても、時間の経過と共に当該異臭は換気により除去される。言い換えれば、部屋１内に異臭の原因が存在する場合には、においの蓄積がされる期間（２時間）あたりの異臭の発生を抑制することが重要となる。

なお上記基準は、気密性の高い住宅建屋を想定したものであり、異臭の発生を抑制するための条件が厳しいものである。例えば、気密性の低い木造建屋や、天井が３ｍ以上の広い居室空間においては、より臭いが蓄積され難くなるため、異臭の発生が抑制しやすい。

不活化装置５は、紫外線Ｌ１を発する光源を備える。紫外線Ｌ１は、２００ｎｍ〜２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長に光出力を示す。紫外線Ｌ１は、２００ｎｍ〜２３５ｎｍの範囲内に主ピーク波長を有するものとしても構わない。別の例として、紫外線Ｌ１は、主ピーク波長が２００ｎｍ〜２３５ｎｍの範囲の外であるが、２００ｎｍ〜２３５ｎｍの範囲内の少なくとも一部の波長帯に光出力を示すものであっても構わない。

図２は、不活化装置５の構成を模式的に示すブロック図である。不活化装置５は、光源１１と、光源１１の発光制御を行う制御部１２を備える。

図３は、光源１１の外観の一例を模式的に示す斜視図である。図４は、図３から、光源１１のランプハウス２２の本体ケーシング部２２ａと蓋部２２ｂとを分解した斜視図である。

以下の図３〜図５では、紫外線Ｌ１の取り出し方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する平面をＹＺ平面とした、Ｘ-Ｙ-Ｚ座標系を参照して説明される。より詳細には、図４及び図５を参照して後述されるように、エキシマランプ２３の管軸方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。

図３及び図４に示すように、光源１１は、一方の面に光取り出し面３０が形成されたランプハウス２２を備える。ランプハウス２２は、本体ケーシング部２２ａと蓋部２２ｂとを備え、本体ケーシング部２２ａ内には、エキシマランプ２３と、電極ブロック（３１，３２）とが収容されている。図４では、一例として、ランプハウス２２内に４本のエキシマランプ２３が収容されている場合が図示されている。電極ブロック（３１，３２）は、給電線２８と電気的に接続されており、各エキシマランプ２３に対して給電するための電極を構成する。図５は、エキシマランプ２３と、電極ブロック（３１，３２）との位置関係を模式的に示す平面図である。

図３〜図５に示すように、この実施形態における光源１１は、それぞれのエキシマランプ２３の発光管の外表面に接触するように、２つの電極ブロック（３１，３２）が配置されている。電極ブロック（３１，３２）は、Ｙ方向に離間した位置に配置されている。電極ブロック（３１，３２）は、導電性の材料からなり、好ましくは、エキシマランプ２３から出射される紫外線に対する反射性を示す材料からなる。一例として、電極ブロック（３１，３２）は、共に、Ａｌ、Ａｌ合金、ステンレスなどで構成される。電極ブロック（３１，３２）は、いずれも各エキシマランプ２３の発光管の外表面に接触しつつ、Ｚ方向に関して各エキシマランプ２３に跨るように配置されている。

エキシマランプ２３はＹ方向を管軸方向とした発光管を有し、Ｙ方向に離間した位置において、エキシマランプ２３の発光管の外表面が各電極ブロック（３１，３２）に対して接触している。エキシマランプ２３の発光管には、発光ガス２３Ｇが封入されている。制御部１２（図２参照）からの制御に基づいて、各電極ブロック（３１，３２）の間に給電線２８（図３参照）を通じて例えば数ｋＨｚ〜５ＭＨｚ程度の高周波の交流電圧が印加されると、エキシマランプ２３の発光管を介して発光ガス２３Ｇに対して前記電圧が印加される。このとき、発光ガス２３Ｇが封入されている放電空間内で放電プラズマが生じ、発光ガス２３Ｇの原子が励起されてエキシマ状態となり、この原子が基底状態に移行する際にエキシマ発光を生じる。

発光ガス２３Ｇは、エキシマ発光時に、２００ｎｍ以上、２３５ｎｍ以下の範囲内に属する特定波長に光出力を示す紫外線Ｌ１を出射する材料からなる。一例として、発光ガス２３Ｇとしては、ＫｒＣｌ、ＫｒＢｒが含まれる。

例えば、発光ガス２３ＧにＫｒＣｌが含まれる場合には、エキシマランプ２３から主ピーク波長が２２２ｎｍ近傍の紫外線Ｌ１が出射される。発光ガス２３ＧにＫｒＢｒが含まれる場合には、エキシマランプ２３からは、主たるピーク波長が２０７ｎｍ近傍の紫外線Ｌ１が出射される。図６は、発光ガス２３ＧにＫｒＣｌが含まれるエキシマランプ２３から出射される紫外線Ｌ１のスペクトルを示す図面である。

本発明に係る不活化方法を実施する場合には、不活化装置５（より詳細には光源１１）から、処理対象物２の面上における照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ＞０）と２時間以内の積算照射量（Ｙ）［ｍＪ／ｃｍ²］とが下記（１）式を満たすように、紫外線Ｌ１が照射される（工程（ａ））。
０＜Ｙ＜ １０．７０４Ｘ^-0.373 ・・・（１）

この関係式を満たすように、紫外線Ｌ１が照射されることで、室１内における異臭の発生を抑制しながら、菌等３の不活化を行うことができる。この点につき以下説明する。

図７Ａは、室１内に設置された処理対象物２に対して、上述した光源１１と同種の光源を用いて、紫外線Ｌ１を照射し続けて異臭を確認した後、室１内の空気に対するＧＣ−ＭＳ分析結果を示すグラフである。図７Ａにおいて、横軸は検出時間、縦軸は検出強度である。図７Ａによれば、紫外線照射後の室１内の空気からは、異臭成分であるヘキサナール、２−エチルヘキサナールの検出が確認された。

また、図７Ｂは、エタノールを溶媒としたモル濃度３０ｍｏｌ／Ｌのスクアレン溶液の吸収スペクトルを示す図面である（非特許文献１参照）。図７Ｂより、波長２００〜２３５ｎｍの紫外線Ｌ１に対してスクアレンが著しく高い吸光度を示すことが分かる。なお、このことは、波長２５４ｎｍにピークを示す低圧水銀灯からの紫外線を照射して菌等３の不活化を行う場合よりも、異臭の問題が生じやすいということを示唆するものである。

また、図７Ｃは、タンパク質の吸収係数と波長の関係を示したグラフである（非特許文献２参照）。タンパク質の吸収係数は、２４０ｎｍよりも短い波長帯域において、波長が短くなるほど顕著に高くなることが分かる。よって、波長２００ｎｍ〜２３５ｎｍの紫外線はタンパク質に吸収されやすく、これが異臭発生の要因になっていると推察される。

図７Ａに示す結果を踏まえ、波長２００ｎｍ〜２３５ｎｍの範囲内に光出力を示す紫外線Ｌ１によって菌等３の不活化を行うと異臭が発生する点につき、本発明者は、処理対象物２の面上に付着した皮脂に原因があると推察した。より詳細には、本発明者は、処理対象物２の面上に、皮脂の一種であるスクアレンと皮脂から分解生成された遊離脂肪酸（パルミトレイン酸）とが存在していると、スクアレンに対して２００ｎｍ〜２３５ｎｍの範囲内に光出力を示す紫外線Ｌ１が照射されることで生成されたスクアレンモノヒドロペルオキシド（ＳＱＨＰＯ）とパルミトレイン酸とが反応し、ヘキサナール等の異臭成分が生成されたものと推察した。

［検証１］
そこで、スクアレン（富士フィルム和光純薬社製）と、パルミトレイン酸エチル（東京応化工業社製）とを用い、照度と積算照射量を変化させながら、においに関する官能試験を行った。以下、試験方法について説明する。

縦×横×高さ＝φ４１ｍｍ×φ８３．５ｍｍ×１５２ｍｍの寸法で、ソーダ石灰ガラス製の瓶に、スクアレン１μＬと、パルミトレイン酸エチル０．１μＬとを混合してサンプル瓶を複数準備し、広口瓶の開口側から、密閉度を保ちながら紫外線Ｌ１を照射した。また、試薬部における照度は、事前に確認された距離と照度との関係から導出された。

それぞれのサンプル瓶を密閉した状態で、サンプル瓶に対して、０．００３ｍＷ／ｃｍ²、０．０１ｍＷ／ｃｍ²、０．１ｍＷ／ｃｍ²、１ｍＷ／ｃｍ²の４種類の照度で紫外線Ｌ１を照射した。このとき、それぞれの照度において、紫外線Ｌ１の照射時間を変化させることで、積算照射量を異ならせた。

紫外線Ｌ１の照射処理が完了した状態で、サンプル瓶の蓋を開けてサンプル瓶内の空気を袋内に封入し（以下、「サンプル袋」という。）、このサンプル袋内の空気のにおいに関する官能試験を５人の評価者（Ｍ１〜Ｍ５）によって行った。官能試験の測定方法の詳細は以下の通りである。

まず、サンプル袋内の空気に対して、評価者ににおいを嗅がせた。次に、サンプル袋内の空気を１０倍希釈して評価者に対してにおいを嗅がせた。以下、評価者がにおいを感じなくなるまで同様に希釈とにおい検査を繰り返し実行し、評価者がにおいを感じなくなるまでの希釈倍率に基づき、臭気指数を算出した。臭気指数Ｎは、臭気濃度Ｄに基づいて、以下の（３）式によって算出された。
Ｎ＝ １０×Ｌｏｇ（Ｄ） ・・・（３）

なお、上記（３）式において、臭気濃度Ｄは、Ｄ倍に希釈した段階で初めてにおいを感じなかったことを意味する数値である。すなわち、評価者Ｍ１が、サンプル袋内の空気を１０倍に希釈してもなおにおいを感じたが、１００倍に希釈したときにはにおいを感じなかった場合、臭気濃度Ｄ＝１００である。においは、臭気物質が嗅細胞を刺激することにより感じられ、空気中の臭気物質濃度が高くなれば、においが強く感じられる。一般的に、においの強さは臭気強度と呼ばれ、臭気強度と臭気物質の濃度（量）の間には、ウェーバー・フェヒナ―の法則が成り立つことが認められている。すなわち、臭気強度と臭気濃度とは対数の関係にある。このような事情により、上記（３）式に基づいて算定される臭気指数Ｎによって臭気の強さを評価する方法は、一般的に用いられるものである。

表１〜表４は、それぞれ、照度Ｘ＝０．００３ｍＷ／ｃｍ²、照度Ｘ＝０．０１ｍＷ／ｃｍ²、照度Ｘ＝０．１ｍＷ／ｃｍ²、照度Ｘ＝１ｍＷ／ｃｍ²における評価結果である。

また、下記表５は、臭気指数と実際のにおいとの対応関係を示す表である（非特許文献３参照）。

表１によれば、照度Ｘ＝０．００３ｍＷ／ｃｍ²の場合、積算照射量Ｙ＝３０．０ｍＪ／ｃｍ²に達すると、５名中３名の評価者によって、臭気指数Ｎが２０以上に達していると判定された。臭気指数Ｎ＝２０とは、一般的に沈丁花の香りや、トイレの芳香剤の香りを嗅いだときのにおいの強度に相当するとされており、容易に感知できるレベルのにおいとされている。また、悪臭防止法に基づく規制基準のうち、敷地境界線における規制基準は、６段階臭気強度表示法の臭気強度２．５〜３．５に対応する臭気指数１０〜２１の範囲から定めることとされている。すなわち、臭気指数Ｎ＝２０とは、規制基準の上限値に近い値であり、異臭の発生を容易に検知できるレベルである。

同様に、表２〜表４より、以下の結果が確認された。
表２によれば、照度Ｘ＝０．０１ｍＷ／ｃｍ²の場合、積算照射量Ｙ＝１０．０ｍＪ／ｃｍ²に達すると、５名中４名の評価者によって、臭気指数Ｎが２０以上に達していると判定された。
表３によれば、照度Ｘ＝０．１ｍＷ／ｃｍ²の場合、積算照射量Ｙ＝２．０ｍＪ／ｃｍ²に達すると、５名中５名の評価者によって、臭気指数Ｎが２０以上に達していると判定された。
表４によれば、照度Ｘ＝１ｍＷ／ｃｍ²の場合、積算照射量Ｙ＝０．５ｍＪ／ｃｍ²に達すると、５名中３名の評価者によって、臭気指数Ｎが２０に達していると判定された。

上記結果から、照度Ｘの値に応じて、異臭が生じ始める積算照射量Ｙの値が異なっていることが分かる。図８は、上記表１〜表４の結果を踏まえ、過半数以上（ここでは３名以上）の評価者によって臭気指数Ｎが２０以上に達していると判定された積算照射量Ｙと照度Ｘとの関係をプロットしたグラフである。図８において、横軸は照度Ｘ［ｍＷ／ｃｍ²］を示し、縦軸は積算照射量Ｙ［ｍＪ／ｃｍ²］を示す。また、図８には、この４点を実質的に通過する近似曲線である、Ｙ＝０．４５３４Ｘ^-0.697、及び安全率０．８を考慮したＹ＝０．３６２７２Ｘ^-0.697が重ねて図示されている。

この結果から、処理対象物２の面（照射面）における照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ＞０）と、積算照射量（Ｙ）［ｍＪ／ｃｍ²］との関係が、Ｙ＜０．４５３４Ｘ^-0.697の範囲内となるように紫外線Ｌ１を照射することで、異臭の発生を抑制できることが分かる。そして、上述したように、室１は少なくとも２時間に１回は換気が行われるため、異臭の原因となる物質を含む室１内の空気は、扉８や換気口９を通じて排気され、前記物質の濃度が低下することが想定される。よって、２時間以内の積算照射量（Ｙ）が、Ｙ＜０．４５３４Ｘ^-0.697の範囲内となるように紫外線Ｌ１を照射することで、異臭の発生を抑制できることが分かる。なお、安全率０．８を考慮した、Ｙ＜０．３６２７２Ｘ^-0.697となるように紫外線Ｌ１を照射することで、異臭の発生の抑制効果が高められる。

更に、表１によれば、照度Ｘ＝０．００３ｍＷ／ｃｍ²の場合、積算照射量Ｙ＝１００．０ｍＪ／ｃｍ²に達すると、５名中３名の評価者によって臭気指数Ｎが３０以上に達していると判定された。臭気指数Ｎ＝３０とは、一般的に喫煙所で感じるタバコのにおいや、ガソリンスタンドで感じるガソリンのにおい、カレーのルーを間近で嗅いだときのにおい等のにおいの強度に相当するとされており、極めて強いにおいである。

同様に、表２〜表４より、以下の結果が確認された。
表２によれば、照度Ｘ＝０．０１ｍＷ／ｃｍ²の場合、積算照射量Ｙ＝５０．０ｍＪ／ｃｍ²に達すると、５名中４名の評価者によって、臭気指数Ｎが３０以上に達していると判定された。
表３によれば、照度Ｘ＝０．１ｍＷ／ｃｍ²の場合、積算照射量Ｙ＝３０．０ｍＪ／ｃｍ²に達すると、５名中３名の評価によってが、臭気指数Ｎが３０以上に達していると判定された。
表４によれば、照度Ｘ＝１ｍＷ／ｃｍ²の場合、積算照射量Ｙ＝１０．０ｍＪ／ｃｍ²に達すると、５名中４名の評価者によって、臭気指数Ｎが３０以上に達していると判定された。

上記結果から、照度Ｘの値に応じて、極めて強いにおいが生じ始める積算照射量Ｙの値が異なっていることが分かる。図９は、上記表１〜表４の結果を踏まえ、過半数以上（ここでは３名以上）の評価者によって臭気指数Ｎが３０以上に達していると判定された積算照射量Ｙと照度Ｘとの関係をプロットしたグラフである。図９において、横軸は照度Ｘ［ｍＷ／ｃｍ²］を示し、縦軸は積算照射量Ｙ［ｍＪ／ｃｍ²］を示す。また、図９には、この４点を実質的に通過する近似曲線である、Ｙ＝１０．７０４Ｘ^-0.373、及び安全率０．８を考慮したＹ＝８．５６３Ｘ^-0.373が重ねて図示されている。

この結果から、処理対象物２の面（照射面）における照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ＞０）と、積算照射量（Ｙ）［ｍＪ／ｃｍ²］との関係が、Ｙ＜１０．７０４Ｘ^-0.373の範囲内となるように紫外線Ｌ１を照射することで、強い異臭の発生を抑制できることが分かる。そして、上述したように、室１は少なくとも２時間に１回は換気が行われるため、異臭の原因となる物質を含む室１内の空気は、換気口９や扉８、隙間を通じて排気され、前記物質の濃度が低下することが想定される。よって、２時間以内の積算照射量（Ｙ）が、Ｙ＜１０．７０４Ｘ^-0.373の範囲内となるように紫外線Ｌ１を照射することで、強い異臭の発生を抑制できることが分かる。なお、安全率０．８を考慮した、Ｙ＜８．５６３Ｘ^-0.373となるように紫外線Ｌ１を照射することで、強い異臭の発生を抑制する効果が高められる。

言い換えれば、照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ＞０）と、積算照射量（Ｙ）［ｍＪ／ｃｍ²］との関係が０．４５３４Ｘ^-0.697＜Ｙ＜１０．７０４Ｘ^-0.373の範囲内においては、人によっては室１内におけるにおいの発生は認められるものの、そのにおいの強度を弱い範囲内に抑えられることが分かる。

照度Ｘに応じて、異臭の発生が確認される積算照射量Ｙの下限値が変化する理由につき、現時点では定かではないが本発明者は以下のように推察している。

２００ｎｍ〜２３５ｎｍの紫外線の殺菌効果には、照度依存性が確認された。つまり、同じ照射量でも、照度が高い方が殺菌能力が高いことが分かった。よって、スクワレンの分解についても、同じ照射量であっても照度の高い方が反応が進みやすいという照度依存性があるのではないかと推察される。

［検証２］
例えば、表１における照度Ｘ＝０．００３ｍＷ／ｃｍ²という値は、極めて弱い照度である。このような弱い照度であっても、処理対象物２に付着した菌等３に対する不活化の作用が得られる点につき、実験を行って検証した。以下、試験方法について説明する。

φ３５ｍｍのシャーレに、濃度１０⁶／ｍＬ程度の黄色ブドウ球菌を１ｍＬ入れ、シャーレの上方から紫外線Ｌ１を所定の照射量で照射した。その後、紫外線Ｌ１の照射後のシャーレ内の溶液を、生理食塩水で所定の倍率に希釈し、希釈後の溶液０．１ｍＬを標準寒天培地に播種した。そして、温度３７℃、湿度７０％の培養環境下で２４時間培養し、コロニー数をカウントした。

その結果、照度Ｘ＝０．００３ｍＷ／ｃｍ²という極めて弱い照度であっても、紫外線照射時間が８３分（積算照射量がおよそ１５ｍＪ／ｃｍ²）の紫外線照射により、黄色ブドウ球菌が９９．７％まで不活化できることが確認できた。

また、照度Ｘ＝０．０００２ｍＷ／ｃｍ²、Ｘ＝０．０００５ｍＷ／ｃｍ²、Ｘ＝０．０００７５ｍＷ／ｃｍ²という、１μＷ／ｃｍ²を下回るような極めて低い照度で紫外線Ｌ１を照射しても、菌の不活化の効果が得られることが分かった。具体的には、照度Ｘ＝０．０００２ｍＷ／ｃｍ²という、極めて弱い照度であっても、紫外線照射時間が１３時間（積算照射量がおよそ１０ｍＪ／ｃｍ²）の紫外線照射により、黄色ブドウ球菌が６０％にまで不活化できることが確認できた。

なお、別の検証として、ネココロナウイルスに対して同様の検証を行ったところ、照度Ｘ＝０．１ｍＷ／ｃｍ²の紫外線を、積算照射量Ｙ＝１．５ｍＪ／ｃｍ²だけ照射すると、不活化率が−２．５Ｌｏｇであった。これに対し、黄色ブドウ球菌の場合、不活化率を同じ−２．５Ｌｏｇとするには、Ｘ＝０．１ｍＷ／ｃｍ²の紫外線を積算照射量Ｙ＝５ｍＪ／ｃｍ²だけ照射する必要があった。この結果から、菌に対して照射される紫外線Ｌ１の積算照射量の１／５程度であっても、同数のウイルスを不活化できることが確認された。

つまり、本発明に係る不活化装置５においては、制御部１２が、照度（Ｘ）と２時間以内の積算照射量（Ｙ）との関係がＹ＜１０．７０４Ｘ^-0.373の範囲内、より好ましくはＹ＜８．５６３Ｘ^-0.373の範囲内となるように光源１１の点灯制御を行うことで、強い異臭の発生を抑制しながらも、処理対象物２に付着した菌等３の不活化を行えることが分かる。更に、制御部１２が、照度（Ｘ）と２時間以内の積算照射量（Ｙ）との関係がＹ＜０．４５３４Ｘ^-0.697の範囲内、より好ましくはＹ＜０．３６２７２Ｘ^-0.697となるように光源１１の点灯制御を行うことで、異臭の発生を大幅に抑制しながらも、処理対象物２に付着した菌等３の不活化を行えることが分かる。

なお、本発明において、制御部１２が処理対象物２の表面における照度Ｘを検知する方法は、任意である。例えば、図１０に示すように、処理対象物２の表面における照度Ｘを検知するための照度計７が設置されているものとしても構わない。この場合、図１１に示すように、不活化装置５は照度計７から送信された照度情報ｉ７を受信する受信部１３を備え、制御部１２は、この照度情報ｉ７に基づく照度（Ｘ）と２時間以内の積算照射量（Ｙ）との関係がＹ＜１０．７０４Ｘ^-0.373の範囲内となるように光源１１の点灯制御を行うものとして構わない。

また、別の例としては、図１２に示すように、不活化装置５が光源１１の光取り出し面と処理対象物２の表面との間の距離を測定する、測距センサ等の距離計測部１４を備えるものとしても構わない。この場合、制御部１２は、光源１１の光出力と距離計測部１４で計測された前記距離の情報から、処理対象物２の表面における照度Ｘを算定するものとしても構わない。更に別の例として、不活化装置５が距離計測部１４を備えない場合であっても、不活化装置５が天井に固定されている場合には、光源１１の光出力と一般的な天井高に関する情報から制御部１２が処理対象物２の表面における照度Ｘを算定するものとしても構わない。

上述したように、本実施形態における不活化装置５は、制御部１２が、照度（Ｘ）と２時間以内の積算照射量（Ｙ）との関係がＹ＜１０．７０４Ｘ^-0.373の範囲内となるように光源１１の点灯制御を行う。このとき、上記式を充足する範囲内において、制御部１２は、光源１１を連続点灯するものとしても構わないし、高い照度値と低い照度値で照度が経時的又は周期的に変動するよう点灯しても構わないし、更には間欠的に点灯するものとしても構わない。また照度を周期的又は経時的に変動するよう点灯する場合は、その点灯波形は矩形波状であっても構わない。

においの検知能力には個人差が存在する。すなわち、Ｙ＜１０．７０４Ｘ^-0.373を満たす条件下で紫外線Ｌ１を照射する場合であっても、人によっては、室１内に気になるにおいが存在することを認識する可能性がある。また、においの発生源となる物質は、紫外線Ｌ１が照射されている間に生成されるため、間欠点灯を行うことで、同一時間内におけるにおいの発生源となる物質の生成量を少なくすることができる。更に、消灯中において、室１内の空気が循環することで、においを含む空気が拡散し、においを検知しにくくする効果が期待される。

上記と同様に、臭いが発生しやすい高い照度値と、臭いが発生しにくい低い照度値とで照度を経時的又は周期的に変動するよう点灯することで、同一時間内におけるにおいの発生源となる物質の生成量を少なくすることができる。

かかる観点から、制御部１２は、所定の第一時間にわたって連続して光源１１を点灯した後、この第一時間よりも長い所定の第二時間にわたって光源１１を消灯するという制御を繰り返し実行するものとしても構わない。この場合、点灯時間のデューティ比は５０％以下とするのが好ましく、２５％以下とするのがより好ましく、１０％以下とするのが更により好ましく、５％以下とするのが特に好ましい。

なお、同様の観点から、制御部１２は、所定の第一時間にわたって連続して光源１１を点灯した後、この第一時間よりも長い所定の第二時間にわたって発光強度を低下させた状態で光源１１を点灯するという制御を繰り返し実行しても構わない。

いずれの場合においても、前記第一時間と前記第二時間は、それぞれ変化するものとしても構わない。

［別実施形態］
以下、別実施形態について説明する。

〈１〉上記実施形態では、処理対象物２が「部屋１」内に設置されているものとして説明した。しかし、本発明に係る方法は、処理対象物２が必ずしも「部屋１」の中に設置されている場合に限られず、廊下等を含む「建屋内」に設置されている場合においても、同様の方法で実施可能である。また電車や車、飛行機、船等の乗物内に処理対象物２（座席シートやひじ掛け、ハンドル等）が設置されている場合においても、同様の方法で実施可能である。

〈２〉制御部１２は、２時間以内の積算照射量（Ｙ）が、照度（Ｘ）との関係で１０．７０４Ｘ^-0.373に近づくと、自動的に光源１１に対して消灯制御又は光出力を低下させる制御を行うものとしても構わない。

〈３〉上記実施形態では、光源１１が、ＫｒＣｌやＫｒＢｒを含む発光ガス２３Ｇが封入されたエキシマランプ２３で構成される場合について説明した。しかし、上述したように、本発明において、光源１１は、他の発光ガス２３Ｇが封入されたエキシマランプ２３であっても構わないし、エキシマランプ２３以外のランプであっても構わないし、ＬＥＤやＬＤといった固体光源であっても構わない。光源１１は、２００ｎｍ〜２３０ｎｍの範囲内に属する特定波長に光出力を示す紫外線Ｌ１を発する限りにおいて、構造や発光原理は任意である。

１ ：部屋
２ ：処理対象物
３ ：菌等
５ ：不活化装置
７ ：照度計
８ ：扉
９ ：換気口
１１ ：光源
１２ ：制御部
１３ ：受信部
１４ ：距離計測部
２２ ：ランプハウス
２２ａ ：本体ケーシング部
２２ｂ ：蓋部
２３ ：エキシマランプ
２３Ｇ ：発光ガス
２８ ：給電線
３０ ：光取り出し面
ｉ７ ：照度情報

Claims (10)

1. ２００ｎｍ〜２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長に光出力を示す紫外線を照射する工程（ａ）を有し、
   前記工程（ａ）は、前記紫外線を、照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ＞０）と２時間以内の積算照射量（Ｙ）［ｍＪ／ｃｍ²］とが下記（１）式を満たすように照射する工程であることを特徴とする、菌又はウイルスの不活化方法。
   ０＜Ｙ＜ １０．７０４Ｘ^-0.373 ・・・（１）
2. 前記工程（ａ）は、前記紫外線を、照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ＞０）と２時間以内の積算照射量（Ｙ）［ｍＪ／ｃｍ²］とが下記（２）式を満たすように照射する工程であることを特徴とする、請求項１に記載の菌又はウイルスの不活化方法。
   ０＜Ｙ＜ ０．４５３４Ｘ^-0.697 ・・・（２）
3. 前記工程（ａ）は、照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ≧０．０００２）で前記紫外線を照射する工程であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の菌又はウイルスの不活化方法。
4. 前記工程（ａ）は、照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ≧０．００１）で前記紫外線を照射する工程であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の菌又はウイルスの不活化方法。
5. 前記工程（ａ）は、前記（１）式を満たすように、前記紫外線を間欠的に照射する工程であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の、菌又はウイルスの不活化方法。
6. 前記工程（ａ）は、屋内で前記紫外線を照射する工程であり、
   ２時間以内に１回以上、前記屋内の空気を換気する工程（ｂ）を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の、菌又はウイルスの不活化方法。
7. ２００ｎｍ〜２３５ｎｍの範囲内に属する特定波長に光出力を示す紫外線を発光する光源と、
   前記光源の発光強度を制御する制御部とを有し、
   前記制御部は、照射面における照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ＞０）と２時間以内の積算照射量（Ｙ）［ｍＪ／ｃｍ²］とが下記（１）式を満たすように前記光源の発光強度を制御することを特徴とする、菌又はウイルスの不活化装置。
   ０＜Ｙ＜ １０．７０４Ｘ^-0.373 ・・・（１）
8. 前記制御部は、前記照射面における照度（Ｘ）［ｍＷ／ｃｍ²］（Ｘ＞０）と２時間以内の積算照射量（Ｙ）［ｍＪ／ｃｍ²］とが下記（２）式を満たすように前記光源の発光強度を制御することを特徴とする、請求項７に記載の、菌又はウイルスの不活化装置。
   ０＜Ｙ＜ ０．４５３４Ｘ^-0.697 ・・・（２）
9. 前記照射面における前記照度（Ｘ）を測定して、前記制御部に送信する照度計を備えることを特徴とする、請求項７又は８に記載の、菌又はウイルスの不活化装置。
10. 前記制御部は、前記（１）式を満たすように、前記光源を間欠的に点灯する制御を行うことを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の、菌又はウイルスの不活化装置。

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