JP2802357B2 - 密閉容器 - Google Patents

密閉容器

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JP2802357B2
JP2802357B2 JP4350628A JP35062892A JP2802357B2 JP 2802357 B2 JP2802357 B2 JP 2802357B2 JP 4350628 A JP4350628 A JP 4350628A JP 35062892 A JP35062892 A JP 35062892A JP 2802357 B2 JP2802357 B2 JP 2802357B2
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D41/00—Caps, e.g. crown caps or crown seals, i.e. members having parts arranged for engagement with the external periphery of a neck or wall defining a pouring opening or discharge aperture; Protective cap-like covers for closure members, e.g. decorative covers of metal foil or paper
    • B65D41/02—Caps or cap-like covers without lines of weakness, tearing strips, tags, or like opening or removal devices
    • B65D41/04—Threaded or like caps or cap-like covers secured by rotation
    • B65D41/0407—Threaded or like caps or cap-like covers secured by rotation with integral sealing means
    • B65D41/0414—Threaded or like caps or cap-like covers secured by rotation with integral sealing means formed by a plug, collar, flange, rib or the like contacting the internal surface of a container neck

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Closures For Containers (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、密閉容器、特に広範囲
の温度領域で実験室において使用し、容量が数ミリリッ
トル程度の容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の容器は、ネジ閉止容器タイプのも
のであり、Ｏ−リングのようなパッキングを有してい
る。そのような構造は、結果として、Ｏ−リングの材質
が活性な液体内容物によって犯された時、容器の内容物
の不純物となる。更に、追加の封止材はよりコストが掛
かる。
【０００３】従来の閉止容器は、閉止具は断面が放物線
をなす形状を持った閉止突起を有している。その周囲部
に、弾性を有し、閉止具が容器本体とネジ止めした時、
容器の開口部の内側縁に対して封止する閉止突起は閉止
面を有している。その縁において、ケース上壁とケース
側壁が急角度で互いに押圧されている。即ち、内側縁の
曲率半径は、長手方向断面ではほとんど０である。従っ
て、閉止面は環状の線で接触し、その結果表面圧が生じ
る。そのような表面圧は、閉止具が容器とネジ止めされ
た時、閉止突起を内方に変形させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そのような閉止構造で
も、室温においてはまったく問題はない。しかし、広範
囲、例えば、−１３６℃から１００℃において使用する
場合、その閉止容器は閉止期間中危険な状態となる。特
に高温では、閉止部材の材質の大きな変形が生じその結
果、密閉力が減少し、容器の内容物の漏洩に繋がる。こ
の状況は、容器がハードなウオーターバスに浸漬した
時、１００℃に達するような高温での調査での蒸気圧の
増加によってより悪化する。冷媒として液体チッ素を使
用した時等の−１９６℃のような低温では、プラスチッ
ク容器の塑性変形が、特に圧縮されている閉止部におい
て、生じる。その結果、冷媒は容器内に浸透し、そこで
蒸発し閉止が破られることとなる。また、環境汚染にも
なる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、所望の
閉止時間、例えば２０分の間−１９６℃から１００℃の
ような広範囲の温度領域でも優れた密閉性を有する改良
された密閉容器を提供することにある。
【０００６】 その特徴とするところは、−１９６℃〜
１００℃の温度範囲で使用できる実験室用のものであっ
て、容器本体１とプラスチック製閉止具１１とから成
り、該容器本体１は上部容器口２４を有する容器壁を有
し、その容量は数ミリリットルであり、該閉止具１１は
上壁部１２を有し、該容器本体１と該閉止具１１はその
間で効果のあるロック機構と、液を封止するシール機構
を有し、該シール機構は該上壁部１２と一体で、該上方
容器口２４内に延びている環状閉止突起２０を有し、該
環状閉止突起２０は該容器壁４の容器閉止面２３と接触
して閉止する閉止突起閉止面２１を有し、該閉止突起閉
止面２１と該容器閉止面２３は、その長手方向断面にお
いて、容器の閉止時に要求される該両閉止面の材質の変
形にもかかわらず、まだ閉止性は十分であるような最小
の表面圧を示すような形状であり、その内の一方はほと
んど直線であり、他方は約１ｍｍの曲率半径を有するカ
ーブであり、且つ該環状閉止突起２０は硬度が大きい
が、表面圧がかかった時には小さな弾性変形を許容する
ものである点にある。
【０００７】 驚くべきことに、本発明によると提供さ
れる閉止面での表面圧は小さいが、所望の温度範囲にお
いて十分な気密性を有する。一方、それは所望の閉止時
間において素材の塑性変形を小さくし、それによって、
密閉機能が悪影響を受けず、十分な最小の密閉性を示
す。
【０００８】 これは、高い気密性を得るには高い表面
圧が必要であるという仮定に基づいた従来の密閉技術と
は、根本的に異なっている。本発明の第１の態様による
と、閉止具と容器本体との環状突起面と容器の閉止面
の、長手方向断面での曲率半径を適当に選択することに
よって、表面圧を小さくすることができる。
【０００９】基本的に、２つの曲率半径をほぼ無限にす
ることによって表面圧を最小にすることができる。即
ち、突起閉止面と容器閉止面は互いに線接触するという
ことである。しかし、このような構造は問題がある。閉
止面の製造時や損傷時における誤差が密閉性の減少に繋
がる。本発明の実施例では、曲率半径の１つだけを無限
にするものがある。その他の曲率半径は、明らかに０で
はないが、より小さい値である。そのような曲率半径の
組み合わせは、表面圧を小さくし、閉止面の寸法の不正
確さや閉止面の損傷を補償する。特に、閉止面は小さな
曲率半径を有している。より損傷を受けやすい容器の閉
止面はより小さな曲率半径となっている。容器口の内側
縁部の容器閉止面は、損傷を受けにくく、汚染もされに
くくなっている。約１ｍｍという小さな曲率半径は、優
れた結果を示した。
【００１０】極低温や高温での材質の変形を減少させる
ため、表面圧下の該閉止突起がわずかに弾性変形する
が、まだ必要な密閉性を有し、製造時等の誤差が補償さ
れるように、閉止突起の硬度が選択される。更に、これ
は、それぞれの荷重状態における閉止突起の変形スピー
ドを減少させる。閉止突起の所望の硬度は、その寸法と
形状及び使用する材質によって得られる。このため、閉
止突起はコンパクトなものが望ましく、例えば、その基
部の幅よりも高さの方が小さいものがよい。更にその断
面視が上部を切断した形状となっているため、変形に良
い影響を与える。更に、閉止具の上表面から容器の長手
方向軸に向かう突起閉止面の傾斜を急な角度にすること
によって、誤差の補償を確実にし、閉止突起の放射方向
変形による表面圧を調整できる範囲を大きくする。
【００１１】本発明の第２の態様による密閉容器におい
ては、閉止突起の長さが、その突起閉止面が容器閉止面
に対して、容器内の液の蒸気圧によって発生する圧力に
よって押圧されるように選択されている。実際の温度条
件下での材質の塑性変形は、密閉性を促進又は少なくと
も維持するため使用される。その密閉性はもともと閉止
突起の弾性によって得られるものである。これによっ
て、密閉性が大きく、且つ閉止具と容器本体との間のネ
ジ込み力とは独立して得られるというメリットがある。
このことは、閉止突起が放射方向に容器閉止面に対して
押圧する場合に大きい。
【００１２】上記効果を改良するため、閉止突起面と容
器閉止面は閉止突起の自由端に近接して設けられる。好
ましくは、容器閉止面は容器壁のある部分に設けられて
いる。更に、閉止突起面は実質的に容器の長手方向軸と
平行に延びているという配置が好適である。
【００１３】本発明の２つの態様の両方における密閉容
器においては、閉止具上表面は、その圧力による変形を
防止又は減少させる程度の硬度を有している。これによ
り、容器閉止面から突起閉止面が外れることを防止す
る。このため、閉止具上面は壁面と同じ厚みであること
が望ましい。
【００１４】密閉性に悪影響を与える材質の好ましくな
い流動を防止又は減少させるため、間隔を空けず容器閉
止面に近接した該容器壁３６は放射部材によって囲まれ
ている。
【００１５】ロック機構は、閉止具壁の内側、及び容器
壁の外側におけるロック部材によって構成されている。
従って、ロック部材は、容器の内容物と接触しない。好
ましくは、そのロック部材はヘリカルネジで構成されて
いる。これは、表面圧を正確に調整できる。ロック部材
が、予め噛合させるための噛合部材である場合は、噛合
機能は簡単で、表面圧の微調整が可能である。このた
め、ネジは、容器壁及び閉止具壁上の多数のネジである
場合、その多数のネジはそれぞれのネジの曲がりに沿っ
た低い高さの先頭部を有している。これによって、互い
に、噛合する部材となる。従って、容器口に近接したネ
ジの先頭部は、噛合作用のために使用されており、他の
部分はロック作用のために用いられている。閉止突起
は、容器の長手方向に、閉止突起の容器口への挿入を容
易にするための閉止具側壁を越えて延びている。
【００１６】容器はポリエチレンやポリプロピレン等の
ポリオレフィンで製造される。閉止具と容器本体とのポ
リオレフィンは種々の組み合わせが考えられる。更に、
活性の高い物質を取り扱う場合には、ポリテトラフルオ
ロエチレン等のフッ素樹脂を使用することが好ましい。
閉止突起と閉止具上壁部の硬度増加に関して、閉止具の
それが容器本体のそれより大きいものが好適である。こ
のことは、適当なプラスチックを選択すること、及び適
当な添加剤を用いることによってできる。
【００１７】以下図面に示す実施例に基づいて本発明の
更に別の目的や構成について、より詳細に説明する。
【００１８】
【実施例】図１乃至３は、本発明による密閉容器の容器
本体を示す。１．３ｍｌの容量の該容器本体１は、テー
パー状の底部２とシリンダー部３を有している。該容器
本体１のそれらの部分には、液面レベルを表示する表示
５が設けられている。更に、その上端部は、一対のネジ
山からなるネジエリア６を有している。図１及び２に見
られるように、ネジエリアのネジ山の第１先頭部８１、
８２は、互いに約９０°であり、埋め合わせするような
位置にある。更に、ネジ山の第２先頭部９１、９２の高
さは、ネジエリア６の４分の１以上に渡って低くなって
いる。それは、ネジエリア６の半分の長さ以上に渡って
明確な鋸歯状断面を有するネジ部１０１、１０２となっ
ている。
【００１９】容器本体のネジエリア６は、図４及び５に
示す閉止具１１と共動する。閉止具は、外部周囲におい
て、筒状閉止壁１３と一体的に連結している上壁部１２
を有している。筒状閉止壁１３は、ネジの最初から終わ
りまで連続した鋸歯状である一対の内側ネジ１４を有し
ている。閉止具１１は、２本のネジ山の最初の部分が容
器本体１のネジ山７の第２先頭部９１、９２と噛合する
ように設計されている。そして、閉止具１１は回転さ
れ、閉止具と容器本体とがしっかりと密閉されるよう
に、鋸歯状ネジ部１０１、１０２とネジが係合する。
【００２０】閉止具１２と容器本体１とが密閉される
前、閉止具１２は容器本体１と、閉止具の一方と一体に
連結されている柔軟フラップ１５によって連結されてい
る。更に、拡張部１７を有するフラップ鳩目の端部は容
器本体１の外溝１６に係合している。その溝１６の下方
で、容器本体１は一体の放射部材１９を有している。そ
の放射部材１９は、フラップ鳩目１６と閉止具のネジ部
のための台部となっている。
【００２１】閉止具１２と容器本体１との係合は、それ
らを密閉させる。それぞれのシール機構は、図４に示す
ように、上壁部１２に設けられている環状閉止突起２０
は、閉止具の長手方向軸と同心であり、上端部を切って
平らにされている。上部が平らになった環状閉止突起２
０の外側斜面は、約２５°の角度で閉止具１１の長手方
向軸の方に傾斜している閉止突起閉止面２１を有してい
る。このこの閉止突起閉止面２１の長手方向断面の湾曲
部の曲率半径は、ほぼ無限である。
【００２２】環状閉止突起２０は、図３及び６に示され
る容器口２４の内側縁部に設けられた容器閉止面２３と
共動する。容器閉止面２３は、その断面からわかるよう
に、約１ｍｍの曲率半径を有している。
【００２３】閉止機構とネジによるロック機構を、図７
乃至９を参照してより詳細に説明する。これらの図にお
いて、閉止具１１が外され、容器本体内が加圧される前
の状態の密閉容器が破線で示され、２０分の閉止時間の
後の容器本体内が加圧された時の状態を実線で示す。
【００２４】図７に見られるように、上壁部１２は圧力
によって外側に変形し、その結果閉止突起閉止面２１と
容器閉止面２３がわずかに移動する。にもかかわらず、
閉止突起閉止面２１と容器閉止面２３の曲率半径は、表
面圧が低く、環状閉止突起２０を予めわずかに圧縮され
いるので使用する材質はほとんど変形しないようにされ
ているため、密閉効果はまだ十分である。更に、筒状閉
止壁１３と一体であり、容器壁４を支持する環状部材２
５は、容器口２４を外部から密閉し、シール機構のエリ
アにおいて、変形と逆作用する。
【００２５】図８は、密閉容器内の内圧によるゆがみを
減少させるように、閉止具１１の上壁部１２の肉厚を大
きくした変形例を示している。これは、閉止突起閉止面
２１と容器閉止面２３との間の密閉効果の損傷を減少さ
せる。この変形例では、２５０Ｎ／mm2 の弾性係数を有
する材質が閉止具１１に使用されており、５００Ｎ／mm
2 の弾性係数を有する材質が容器本体１に使用されてい
るため、密閉効果はある程度減少する。
【００２６】図９に示す上壁部１２の壁面厚みが同じ実
施例では、容器本体と閉止具の材質の弾性係数を逆にし
ている。即ち、閉止具１１のそれが５００Ｎ／mm2 であ
り、容器本体１のそれが２５０Ｎ／mm2 である。その結
果、上壁部１２のゆがみと、閉止面２１と２３の変形は
相当減少する。
【００２７】図１０は、内側ネジ２７と連絡フラップ２
８を有する閉止具２６を持つ密閉容器の例を示す。該連
絡フラップ２８は、ネジエリア６と図１乃至３に示す実
施例の溝１８とを連結する。しかしながら、閉止具２６
に、上壁部２９に設けられた環状閉止突起３０があり、
その突起３０は、閉止具の長手方向軸と平行な閉止具の
壁３１１を越えて延びている。環状閉止突起３０は、該
突起の自由端に小さな曲率半径を３２を持った外部閉止
面３１を有している。それによって、容器口内への該突
起の挿入が容易になる。
【００２８】図１１は、その上端部に、図１乃至３に示
されるそれらよりも小さいネジ３５を持つネジ部３４を
有する共動容器３３を示している。その容器３３のネジ
３５は、閉止具２６のネジ２７とかみ合い、閉止フラッ
プ２８は、容器３３の溝３５１に係合する鳩目３４１を
有している。
【００２９】容器３３の壁３６は、容器口３７から間隔
をあけた位置に、チャンバー３８を有している。その壁
３６は、このエリアで減少した断面を有している。その
下端部において、チャンバー３８に続いて容器壁３６の
内側面からなる閉止面３９がある。該閉止面３９の下方
位置で、壁３６はわずかにへこんでいる。図１１は、変
形していない元の状態における閉止具２６の環状閉止突
起３０を破線で示す。しかし、それが容器口３７に挿入
された時、環状閉止突起３０は内側に弾性変形する。そ
の湾曲面３２と該閉止面がチャンバー３８、更に、容器
閉止面３９と係合する。
【００３０】図１２及び１３は、環状閉止突起３０が内
側に変形した状態の密閉容器を示している。最初のゆが
みや変形は破線で示し、ある時間閉止後のゆがみや変形
は実線で示す。最初の変形時、環状閉止突起３０は、閉
止突起閉止面３１だけを、閉止面３９のエリアで壁３６
に係合させる。この時、容器の最初の加圧がない場合で
も、閉止突起３０の弾性反発力は、閉止面３１と３９の
間に、液封するのに十分な表面圧を発生させる。閉止突
起３０と壁３６の間の間隙４０は、閉止面３１、３９か
ら容器口３７に延びている。それによって、閉止突起が
変形するような空間が生じる。
【００３１】液体探査のための温度上昇により、容器の
内圧が上がると、閉止突起３０の放射状の外側方向への
塑性変形が生じる。閉止突起の自由端に向かうエリアで
最大の変形が生じ、閉止面３１、３９の間の表面圧が増
加するか、少なくとも維持される。図面では環状フラン
ジ４１と一体の放射部材が、容器壁３６が膨張するのを
防止するために設けられている。また、その壁３６は閉
止面３１、３９間の表面圧を減少させる。
【００３２】図１２は、最初の変形に加えて、約１分後
の変形を示している。図１３は、約１時間後の最終変形
を示している。変形スピードは、急速に減少し、一定の
閉止状態になることが望ましい。
【００３３】図７乃至９及び図１２、１３に示す変形挙
動は、ポリオレフィンの物性に基づいて、ＦＥＭ（無限
要素法）によって計算されたものである本発明による密
閉容器では、最低３０分の閉止時間で１００℃のウオー
ターバス中で、１．３ｍｌの容量で０．３％以下の欠損
率（液３．９ｍｇ以下）を得られる。
【００３４】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
密閉容器によると、密閉が確実で、ロスが非常に少な
い。更に、本発明は、Ｏ−リング等の別個の密閉部材を
使用することなく、且つ別個の製造や取り付けのコスト
が必要なく、望ましい状況下で必要な密閉性を与える。
【００３５】更に、本発明は、従来技術の汚染問題が解
決される。よって、本発明の容器本体は、遠心分離機等
のできるだけ安全な容器として使用でき、液を貯蔵、移
送する容器として、冷凍容器として、１００℃のウオー
ターバス中の卵白変性用容器として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の容器本体の側面図である。
【図２】図１と同様の図であるが、９０°回転した側面
図である。
【図３】図１及び図２に示される容器本体の長手方向断
面図である。
【図４】容器本体の閉止状態を示す部分断面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】図３のＶＩの一点鎖線の範囲の詳細図である。
【図７】加圧下での図１乃至６の容器本体と閉止具間の
関係を示す断面図である。
【図８】硬度が大きくなった上壁面を持つ閉止具を示す
図７と同様の図である。
【図９】閉止具と容器本体との他の状況を示す図８と同
様の図である。
【図１０】本発明の他の実施例の環状閉止突起を有する
閉止具を示す部分断面図である。
【図１１】図１０の部分断面図である。
【図１２】閉止具の変形を示す図１１と同様の図であ
る。
【図１３】膨張時間後の密閉容器の変形を示す図１２と
同様の図である。
【符号の説明】
１ 容器本体 ２ 底部 ３ シリンダー部 ４ 容器壁 ５ 表示 ６ ネジエリア １１ 閉止具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カール・バルツツェン ドイツ連邦共和国、デー・2000 シェー ネフェルト、 ヴァヒテルヴェーク 35 ゲー (72)発明者 オリバー・ビール ドイツ連邦共和国、デー・2000 ハンブ ルク 61、 フローメシュトラーセ 75 (56)参考文献 特開 昭59−4477（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−168351（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−170288（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭43−15331（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01L 3/00 G01N 1/00

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 −１９６℃〜１００℃の温度範囲で使用
    できる実験室用のものであって、容器本体１とプラスチ
    ック製閉止具１１とから成り、該容器本体１は上部容器
    口２４を有する容器壁を有し、その容量は数ミリリット
    ルであり、該閉止具１１は上壁部１２を有し、該容器本
    体１と該閉止具１１はその間で効果のあるロック機構
    と、液を封止するシール機構を有し、該シール機構は該
    上壁部１２と一体で、該上方容器口２４内に延びている
    環状閉止突起２０を有し、該環状閉止突起２０は該容器
    壁４の容器閉止面２３と接触して閉止する閉止突起閉止
    面２１を有し、該閉止突起閉止面２１と該容器閉止面２
    ３は、その長手方向断面において、容器の閉止時に要求
    される該両閉止面の材質の変形にもかかわらず、まだ閉
    止性は十分であるような最小の表面圧を示すような形状
    であり、その内の一方はほとんど直線であり、他方は約
    １ｍｍの曲率半径を有するカーブであり、且つ該環状閉
    止突起２０は硬度が大きいが、表面圧がかかった時には
    小さな弾性変形を許容するものであることを特徴とする
    密閉容器。
  2. 【請求項２】 該容器閉止面２３が該曲率半径の小さい
    １つを有するものである請求項１記載の密閉容器。
  3. 【請求項３】 該容器閉止面２３が容器口２４の内部縁
    に設けられているものである請求項１記載の密閉容器。
  4. 【請求項４】 該環状閉止突起２０は、その基部の幅に
    対応する基部と高さを有しているものである請求項１記
    載の密閉容器。
  5. 【請求項５】 該環状閉止突起２０は、その断面が上部
    を切り取った形状をしているものである請求項１記載の
    密閉容器。
  6. 【請求項６】 該閉止突起閉止面２１は、該上壁部１２
    に設けられており、容器本体の中心軸に向かって急な角
    度で傾斜しているものである請求項１記載の密閉容器。
  7. 【請求項７】 上壁部１２、２９は、その曲げを防止す
    るため、閉止表面圧及び／又は大気以上の圧に耐えるの
    に、十分な硬度を有しているものである請求項１記載の
    密閉容器。
  8. 【請求項８】 該容器壁４、３６は、放射状部材２５、
    ４１によって、該容器閉止面２３、３９と間隔を空け
    ず、近接して囲まれているものである請求項１記載の密
    閉容器。
  9. 【請求項９】 ロック機構は、筒状閉止壁１３、１３１
    の内側、及び容器壁４、３１の外側に、ヘリカルネジ
    ７、１４、２７、３５を有するものである請求項７記載
    の密閉容器。
  10. 【請求項１０】 ロック機構は、係合を起こさせる係合
    手段９１、９２、１４を有するものである請求項１記載
    の密閉容器。
  11. 【請求項１１】 容器本体の材質がポリオレフィン又は
    フッ素樹脂である請求項１記載の密閉容器。
  12. 【請求項１２】 閉止具の弾性係数は、容器本体１の弾
    性係数よりも大きいものである請求項１記載の密閉容
    器。
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