JP5004621B2 - 気密容器と該気密容器を収容した包装材 - Google Patents

Description

本発明は気密容器と該気密容器を収容した包装材に関し、限定されるものではないが、特に、感染性の物質や診断用の物質を輸送するのに好適な気密容器と該気密容器を収容した包装材に関する。

樹脂材料で作られた気密容器は知られている。例えば、特許文献１には、上端側外周面に外ねじを形成した容器本体と、前記容器本体の上端側内周面に密接する周壁と該周壁下縁に連続する底板と前記周壁上縁から水平に延びるフランジとを備える中蓋と、前記容器本体に形成された外ねじに螺合する内ねじを内周面に備えた外蓋とからなる、樹脂材料で作られた内蓋付き容器が記載されている。また、特許文献２には、上記中蓋に相当するパッキンを備えた気密容器が記載されており、このパッキンは容器本体の周壁突端全域に面する板状基体と、これに固定されて蓋体裏面に接触する弾性シール部材とからなるものである。

このような中蓋を有する気密容器は、容器本体と外蓋との間のねじ係合部等で形成される密接性に加えて、中蓋の周壁およびフランジ部と容器本体との間の密接性、および中蓋と外蓋との間の密接性が加わることから、高い気密性を維持することができる。

実開平５−８６８５３号公報 特開２００６−２７３３８４号公報

近年、航空や海上における危険物等の輸送用容器に対した高い安全性が求められるようになり、ＵＮ規格において、その種の輸送用容器に対する厳格な検査基準が設定されている。例えば、ＰＩ６２０にはカテゴリーＡとして、感染性の物質を輸送する一、二次容器を含む組み合わせ容器についての検査基準が、ＰＩ６５０にはカテゴリーＢとして、診断用の検体を輸送する一、二次容器を含む組み合わせ容器についての検査基準がそれぞれ定められている。ここで、一次容器とは、感染性の物質あるいは診断用の検体を直接収容する容器であり、二次容器とは、感染性の物質あるいは診断用の検体を収容した一次容器をさらに収容する容器をいう。輸送の途中で一次容器に不都合が生じたときに、一次容器に収容した物質や検体が外部に漏れ出るのを防止できるように、二次容器には、９５ｋＰａ以上の内部圧力および−４０℃から＋５５℃の範囲の温度で気密性を保つことが求められている。現在、上記の検査基準をクリアーする二次容器（気密容器）は日本国内では製造されてなく、外国のサプライヤーからの製品に依存しているのが実情である。

また、前記基準は、二次容器を輸送するときの包装材に対しても、落下試験および破裂試験について厳格な検査基準を定めている。

本発明は、前記した危険物等の輸送用容器に対するＵＮ基準を満足することのできる気密容器とその気密容器を収容した包装材を提供することを課題とする。

本発明による気密容器は、上端側外周面に外ねじを形成した容器本体と、前記容器本体の上端側内周面に密接する周壁と該周壁下縁に連続する底板と前記周壁上縁から水平に延びるフランジとを備える中蓋と、前記容器本体に形成された外ねじに螺合する内ねじを内周面に備えた外蓋とからなる、樹脂材料で作られた内蓋付き容器と、前記中蓋の周壁と底板とで区画される領域に入り込むことができ入り込んだ状態でその上面が前記中蓋の前記フランジの上面よりも上位となる厚みを持つ板状の埋込材とを備えることを特徴とする。

本発明者らの実験では、従来知られた形体の中蓋付き容器は、容器の内圧が高くなったときに、中蓋の底板が上方に向けて湾曲した状態となり、その底板の変形が中蓋と容器本体との間の密接性および中蓋と外蓋との間の密接性に悪影響を与え、それにより気密性が低下し高い気密性を維持できないことを経験した。特に、−４０℃程度という低温状態に気密容器をおいたときに、気密性の低下は顕著であった。低温時においては、容器を構成する材料に収縮が起き、特に中蓋を構成する材料の収縮による変形が気密性の低下を招く一因となっていると考えられる。

本発明による気密容器では、前記中蓋の周壁と底板とで区画される領域に入り込むことができ、入り込んだ状態でその上面が前記中蓋の前記フランジの上面よりも上位となる厚みを持つ板状の埋込材を備えており、該埋込材を中蓋内に入れ込んだ状態で外蓋をねじ込み固定することにより、高い内圧によって中蓋の底板が外蓋側に向けて湾曲しようとするのを、中蓋と外蓋の間に入り込んでいる前記埋込材によって阻止できる。それにより、高い気密性が確保される。本発明者らは、９５ｋＰａ以上の内部圧力および−４０℃の温度で気密性を維持できることを実験的に確認した。そのために、本発明による気密容器は、上記した二次容器としての使用に好適なものとなる。

前記埋込材の形状は平板状が望ましく、その外径寸法は内蓋の内径とほぼ等しいか僅かに小さい寸法であることが望ましい。埋込材の素材は、容器内の圧力に耐えるだけの機械的強度を備えることを条件に特に制限はないが、好ましくは発泡樹脂材料や発泡ゴム材料が挙げられる。軽量性や取り扱い性に優れること、および適宜の圧縮性を備えることから発泡樹脂材料は好ましく、中でも発泡倍率２０〜７０倍程度の発泡ポリスチレンは好ましい。

埋込材の形状に関しては、上記する平板状であることに加えて、この平板状の上面から下面に通じる孔（貫通孔）が形成されており、この孔と該埋込材の外周面に通じる１本の切り欠きを備えた形態であることがより好ましい。例えば、中蓋の周壁が円筒状に形成されている場合には、この埋込材をこの周壁と略同径で平面視がドーナツ状を呈する形態とすることで気密性を高めることができる。このような埋込材によれば、その中央の孔と外周面に通じる所定幅の切り欠きが形成されていることで、埋込材の外径寸法と中蓋周壁の内径寸法が同程度であっても、該埋込材を人手による押圧力にて切り欠き幅分だけ小寸法に弾性変形させることができ、この姿勢で中蓋内へ入り込ませることで設置作業も容易となる。また、同様に中蓋外への取り外しも容易となる。さらに、上記のごとく気密容器が低温状態下にあって中蓋や外蓋が収縮変形した際には、埋込材が少なくとも切り欠き幅分だけ小寸法に弾性変形しながら中蓋等の収縮変形に追従することができる。

さらに、前記埋込材の厚みは、前記中蓋の底板からフランジ上面までの距離よりも２〜５ｍｍ程度厚い厚みであることが好ましい。この厚みであれば、外蓋をすることにより、中蓋の底面を適当な圧力で容器内側に向けて押し付けることができ、容器内圧力により中蓋の底板が変形するのを確実に抑えることができる。埋込材の素材が弾性を有する材料であり、かつ上記のような厚みのものであることは最も好ましい。

本発明は、上記した気密容器を備えた包装材として、被収容物を収容した前記いずれかの気密容器と、該気密容器を包囲する緩衝材と、該緩衝材で包囲された気密容器を収容した外箱容器とを備えることを特徴とする包装材をも開示する。この包装材は被収容物が常温品（例えば、細菌等）のときに好適であり、緩衝材として例えば片段ボール等を用いることにより、また、外箱容器として段ボール箱等を用いることにより、落下等に対して高い安全性を備えたものとなる。

本発明は、上記した気密容器を備えた包装材の他の形態として、被収容物を収容した前記いずれかの気密容器と、該気密容器を収容した断熱容器と、該気密容器を収容した断熱容器をさらに収容した外箱容器とを備えることを特徴とする包装材をも開示する。この包装材は被収容物が冷凍品（例えば、ウィルス等）のときに好適であり、例えば発泡樹脂製である断熱容器内に、例えばドライアイスである冷媒とともに前記気密容器を収容し、それを例えば段ボール箱等である外箱容器内に収容することにより、落下等に対して高い安全性を備えた包装材となる。

本発明によれば、危険物の輸送用の容器に対するＵＮ規格（ＰＩ６２０，ＰＩ６５０）おける気密試験をクリアーできる気密容器が得られる。また、落下試験等もクリアーできる気密容器を収容した包装体が得られる。

以下、図面を参照しながら、本発明による気密容器とそれを収容した包装材の実施の形態を説明する。図１は本発明による気密容器の一実施形態を分解して示す斜視図、図２は中蓋と埋込材との関係を説明するための図、図３は埋込材の他の形態を示す斜視図、図４は外蓋をする前の状態を断面で示す図、図５は外蓋を閉めて気密状態とした状態の断面図である。また、図６〜図８は本発明による包装材を説明する図である。

図１に示す形態の本発明による気密容器５０は、樹脂材料からなる有底円筒状の容器本体１０を備える。容器本体１０の上端縁１１は水平面とされており、また上端側の外周面には外ねじ１２が一体成形されている。この例において、容器本体１０はＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン、線膨張率１１〜１３×１０^−５・Ｋ^−１）の一体成形品である。

容器本体１０の上方開放部には、樹脂材料からなる中蓋２０が取り付けられる。中蓋２０は、前記容器本体１０の上端側内周面に少なくとも一部が全周に亘って密接する周壁２１と、該周壁２１の下縁に連続する底板２２と、前記した周壁２１の上縁から水平に延びるフランジ２３とを備える。この例において、中蓋２０はＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン、線膨張率１６〜１８×１０^−５・Ｋ^−１）の一体成形品である。図示の中蓋２０は、取り出しを容易化するために、周壁２１の内面側に内側フランジ２４も有している。

本発明による気密容器５０は、前記中蓋２０の周壁２１と底板２２とで区画される領域Ｓ内に入り込むことができ、入り込んだ状態でその上面３１が前記中蓋２０のフランジ２３の上面よりも上位となる厚みｂを持つ板状の埋込材３０を備える。図２に示すように、中蓋２０の底板２２の内側面からフランジ２３の上面までの距離をｈとしたときに、前記埋込材３０の厚みｂは（ｈ＋ａ）であり、ここで、０＜ａであり、通常、ａは２ｍｍ〜５ｍｍ程度であればよい。

図示のように、上記の埋込材３０は、平坦面でありかつ互いに平行な上面３１と下面３２と周面３３を持つ円盤状であり、その直径は中蓋２０の前記内側フランジ２４の内径寸法にほぼ等しい。また、取り扱いを容易とするために中央に孔３４が形成されているが、この孔３４は省略してもよい。この例において、埋込材３０は弾性材料で作られており、弾性材料としては発泡樹脂材料や発泡ゴム材料が挙げられる。

また、図３に示すような埋込材３０Ａを使用することもできる。この埋込材３０Ａは、埋込材３０と同様に発泡樹脂材料や発泡ゴム材料等の弾性材料から作られており、その形状も中央に孔３４を有する平面視がドーナツ状であるが、この孔３４と周面３３に通じる切り欠き３５が形成されたものである。本発明者等は、中蓋２０の周壁２１と同径の埋込材３０Ａを製作し、この埋込材３０Ａを中蓋２０へ入り込ませたり、中蓋２０から取り出したりしながらかかる作業時の作業性の良否を検証した。その結果、所定幅の切り欠き３５が形成されていることで、人手で埋込材３０Ａをその周方向に押圧して小寸法に弾性変形させ、その姿勢で埋込材３０Ａを取り出した場合にその取り出し易さは埋込材３０の場合に比して向上することを実証している。なお、この切り欠き３５の幅は、例えば後述する外径１１０ｍｍ、厚み１５ｍｍ程度の寸法の埋込材３０Ａにおいて２〜９ｍｍ程度が好ましい。幅が小さすぎてはその周方向の変形量も小さくなって作業性を向上させるに至らず、幅が大きすぎては人手による押圧力によって切り欠き３５を挟む端面同士が当接するまでの変形量が過大になり過ぎ、埋込材３０Ａ自体を損傷させる危険があるからである。

本発明による気密容器５０は、容器本体１０に形成された外ねじ１２に螺合する内ねじ４１を周壁４２の内周面に備えた、樹脂材料からなる外蓋４０をさらに備える。この例において、外蓋４０はＰＰ（ポリプロピレン、線膨張率６〜１０×１０^−５・Ｋ^−１）の一体成形品である。外蓋４０の天板４３の裏面はほぼ平坦面であり、後記するように、容器本体１０とねじ係合したときに、天板４３の裏面は、埋込材３０の前記上面３１と、中蓋２０の前記フランジ２３の上面に衝接する。

気密容器５０を使用するに当たっては、容器本体１０内に収容物（例えば、検体を収容した一次容器）（不図示）を収容する。次に、容器本体１０の上方開放部に中蓋２０を取り付ける。図４に示すように、中蓋２０のフランジ２３の下面は容器本体１０の上端縁１１に密接し、かつ中蓋２０の周壁２１の一部は全周に亘って前記容器本体１０の上端側内周面に密接した状態となる。次に、中蓋２０の周壁２１の内側と底板２２とで区画される領域Ｓ内に、前記埋込材３０を入れ込む。図４に示すように、埋込材３０の底面３２は、中蓋２０の底板２２にほぼ密接した状態となり、その状態で、埋込材３０の上面３１は中蓋２０のフランジ２３の上面よりも前記距離ａだけ上位の位置となる。

次に、外蓋４０をその内ねじ４１を前記容器本体１０に形成した外ねじ１２に螺合させた状態で、回転させながら締め付ける。締め付け後の状態が図５に示される。外蓋４０のねじ嵌合による締め付けにより、埋込材３０の上面３１が外蓋４０の天面４３に押圧された状態で次第に圧縮され、中蓋２０のフランジ２３の上面と同じレベルまで圧縮される。その圧縮力は、中蓋２０の底板２２を下方に押し下げる力としても作用する。それにより、中蓋２０と容器本体１０との密接領域、中蓋２０と外蓋４０との密接領域、容器本体１０と外蓋４０との密接領域での密着力はさらに高くなる。

その状態で、容器本体１０の内部に高い圧力をかけたとする。前記のように中蓋２０の底板２２には埋込材３０の働きにより、下向きの高い圧力がかかっており、容器本体１０内の内圧によって中蓋２０の底板２２が変形するのを抑制できる。それにより、上記した密接領域での気密性が低下するのを阻止することができ、高い気密性はそのまま維持される。さらに、極低温環境においたときに、樹脂素材に収縮が起きがちとなるが、その収縮も埋込材３０を介して中蓋２０に作用する力によって抑制できるので、やはり気密性が低下するのを効果的に阻止することができる。

この気密性の低下阻止機能は、気密容器５０が高温環境におかれたときにも、当然に維持される。

実際の気密容器５０の物流に当たっては、上記のようにして収容物を収容して気密状態とされた気密容器５０の外側に、例えば図６に示すように、片段ボールのような緩衝材６０が巻き付けられ、その状態で段ボール箱のような輸送用容器７０内に収容されて、図８に示すように梱包され、包装材８０として物流に付される。また、収容物がウィルスのように冷凍を要するもののときは、図７に示すように、例えば発泡樹脂製である蓋７１と容器７２とからなる断熱容器７３内に、例えばドライアイスである冷媒とともに気密容器５０を収容し、それが段ボール箱のような輸送用容器７０内に収容されて、図８に示すように梱包され、包装材８０として物流に付される。

この状態の包装材８０は、緩衝材６０の巻き込み条件、断熱容器７３や輸送用容器７０の強度等を適切に設定することにより、前記したＵＮ規格が設定する落下試験、破裂試験をクリアーする包装材とすることができる。

以下、実施例と比較例とにより本発明の気密容器を説明するが、本発明がこの実施例品に限らないことは明らかである。

［実施例］
１．図１，２，４，５に示す形状の内蓋付き容器および埋込材を製造した。
容器本体１０は、内径１２０ｍｍ、容器内高さ１２５ｍｍ、厚み２ｍｍのものをＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン、線膨張率１１〜１３×１０^−５・Ｋ^−１）で一体成形した。
内蓋２０は、周壁部２１の外径１２０ｍｍおよびフランジ面から底板までの深さ１２ｍｍ、フランジ幅４ｍｍ、厚み２ｍｍのものをＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン、線膨張率１６〜１８×１０^−５・Ｋ^−１）で一体成形した。
外蓋４０は、外径１２５ｍｍ、高さ１７ｍｍであり、ＰＰ（ポリプロピレン、線膨張率６〜１０×１０^−５・Ｋ^−１）で一体成形した。
埋込材３０は、外径１１０ｍｍ、厚み１５ｍｍであり、倍率４０倍の発泡ポリスチレンで成形した。用いた発泡ポリスチレンの線膨張率６〜８×１０^−５・Ｋ^−１である。
２．容器本体１０に内蓋２０を取り付け、内蓋２０内に埋込材３０を入れ込み、外蓋４０をねじ嵌合により締め付けて、気密容器５０とした。
３．容器本体１０の底面に穴を空け、コンプレッサに接続するゲージ付きエアホースを容器本体１０内に入れ、シールした。コンプレッサを作動して、気密容器５０内に１３０ｋＰａの内圧をかけた。その状態で−４０℃の冷凍庫に３０分放置した。３０分放置後の気密容器５０内の内圧は９８ｋＰａであった。外蓋４０のねじ嵌合部に水をつけてエアー漏れを評価したところ、エアー漏れは見られなかった。
４．上記と同様にして気密容器５０内に１３０ｋＰａの内圧をかけたもの用意した。それを−４０℃に冷やした不凍液（エチレングリコール液）につけて、外蓋４０のねじ嵌合部からのエアー漏れを評価した。評価の間、内圧を９５ｋＰａに維持した。やはり、エアー漏れは見られなかった。

［比較例１］
実施例１で用いた気密容器を用い、埋込材３０を気密容器に取り付けないで、実施例１と同じエアー漏れ評価を行ったところ、いずれの場合も、エアー漏れが観察された。

［考察］
埋込材３０を使用した実施例のものは、−４０℃の環境においてエアー漏れがなく、本発明による気密容器５０の有効性が示される。−４０℃の環境は、中蓋２０の材質に収縮が起こる最も過酷な環境であり、その条件下でエアー漏れがないことは、内圧９５ｋＰａにおいて、常温（＋２５℃）および高温（＋５５℃）でもエアー漏れが生じない。従って、実施例の気密容器５０は、前記したＵＮ規格輸送容器でのＰＩ６２０およびＰＩ６５０に規定する二次容器に課せられる気密試験をクリアーできる容器であることがわかる。

本発明による気密容器５０の一実施形態を分解して示す斜視図。 中蓋２０と埋込材３０との関係を説明するための図。 埋込材の他の形態を示す斜視図。 外蓋４０をする前の状態を断面で示す図。 外蓋４０を閉めて気密状態としたときの断面図。 本発明による包装材８０の一形態を説明する図。 本発明による包装材８０の他の形態で用いる断熱容器７３を説明するための図。 本発明による包装材８０を示す図。

符号の説明

５０…気密容器、１０…容器本体、１１…容器本体の上端縁、１２…容器本体の外ねじ、２０…中蓋、２１…中蓋の周壁、２２…中蓋の底板、２３…中蓋のフランジ、２４…中蓋の内側フランジ、Ｓ…中蓋の周壁と底板とで区画される領域、３０，３０Ａ…埋込材、３１…埋込材の上面、３２…埋込材の下面、３４…埋込材の孔、３５…切り欠き、４０…外蓋、４１…外蓋の内ねじ、４２…外蓋の周壁、４３…外蓋の天板、６０…緩衝材、７０…輸送用容器、７３…断熱容器、８０…包装材

Claims (6)

1. 危険物である感染性の物質を収容して輸送するためのＵＮ規格に基づく気密容器であって、
   上端側外周面に外ねじを形成した容器本体と、前記容器本体の上端側内周面に密接する周壁と該周壁下縁に連続する底板と前記周壁上縁から水平に延びるフランジとを備える中蓋と、前記容器本体に形成された外ねじに螺合する内ねじを内周面に備えた外蓋とからなる、樹脂材料で作られた内蓋付き容器と、
   前記中蓋の周壁と底板とで区画される領域に入り込むことができ入り込んだ状態でその上面が前記中蓋の前記フランジの上面よりも上位となる厚みを持つ板状の埋込材と、を備え、該板状の埋込材で中蓋の底板を押し付けることを特徴とする気密容器。
2. 前記埋込材は発泡樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載の気密容器。
3. 前記埋込材は前記上面から下面に通じる孔を備えるとともに、該孔と該埋込材の外周面に通じる１本の切り欠きを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の気密容器。
4. 前記埋込材の厚みは、前記中蓋の底板からフランジ上面までの距離よりも２〜５ｍｍ厚い厚みであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の気密容器。
5. 被収容物を収容した請求項１〜４のいずれかに記載の気密容器と、該気密容器を包囲する緩衝材と、該緩衝材で包囲された気密容器を収容した外箱容器とを備えることを特徴とする包装材。
6. 被収容物を収容した請求項１〜４のいずれかに記載の気密容器と、該気密容器を収容した発泡樹脂製の断熱容器と、該気密容器を収容した断熱容器をさらに収容した外箱容器とを備えることを特徴とする包装材。

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