JP6348988B2 - 試料収納保存容器 - Google Patents
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Description
近年、医薬品や化学品の研究・開発において、多数の試料を収納管に冷蔵、冷凍、収納、保管することは広くおこなわれている。例えば、比較対照実験のために条件や配合などを少しずつ変えたサンプルを多数制作し、それらを必要期間にわたり管理しつつ収納・保管する等である。この試料収納体として、マイクロ容器型の試料収納体が知られている。
例えば、射出成形技術を用いてこのマイクロ容器型の試料収納体を製造することができる。
図17に示すように、この試料収納保存容器10は、外装体(ジャケット)12を装着したマイクロ容器となっている。中央に寸胴タイプのマイクロ容器本体11に対して、その外部に外装体12が装着されており、密封性を高めるためのシール材13と、蓋体14が取り付けられている。この試料収納保存容器10は、寸胴の容器本体11に対して外装体12と蓋体14により密封性と情報の書き込み機能を与えた優れたものである。
この試料収納保存容器10は、容器本体11の開口を封止するために蓋体14を外装体12に取り付けるものとなっている。ジャケット12の上部付近に外ネジが設けられ、蓋体14の内面に内ネジが設けられたいわゆる「外ネジタイプ」となっている。
図18に示すように、この試料収納保存容器20は、マイクロ容器本体21に対して、その外部に外装体22が装着され、密封性を高めるためのシール材23と、蓋体24が取り付けられている点は図17の例と同様であるが、この試料収納保存容器20では、蓋体24を容器本体21の上面の開口内に螺合して取り付けるものとなっている。つまり、容器本体21の開口部の内壁面に内ネジが設けられ、蓋体14下部の外壁面に外ネジが設けられたいわゆる「内ネジタイプ」となっている。
それはシール材の取り付け作業による製造工程の増加、製造コストの増加である。
上記に示したように、外ネジタイプであっても内ネジタイプであってもシール材は必須の部材である。シール材は容器本体の開口縁と蓋体の間に独立部材として挿入されるタイプであれば、一つの部材として扱って、試料収納保存容器を組み上げる際に容器本体の開口縁と蓋体の間に挿入した状態で組み上げることとなる。この作業は自動組み立て機で行う際には工程が増えてしまい、製造時間の増加、製造コストの増加を招いていた。
また、シール材が蓋体の裏面側に組み込まれている例もあるが、この場合であっても、蓋体へのシール材の組み込みは、蓋体製造の工数増加を招くことになり、蓋体の製造コストの増加を招くこととなってしまう。
このように、従来ではシール材は必須の構成部材とされているが、シール材のため、製造工数の増加を招き、製造コストの増加を招いていた。
上記構成により、一体成形した容器本体側へシール機能を発揮する成形部分を設けることにより、外ネジタイプのものであっても内ネジタイプのものであっても内部の密閉性を確保することができる。従来のように独立したパッキンなどのシール部材を組み上げる必要はなく、また、従来のように蓋体の裏面にパッキンなどのシール部材を組み込む必要もなくなる。
ここで、シール材とは、試料収納保存容器の蓋面と容器本体のコンタクト部分に介在し、内部に保存されている固体、液体、気体が外部に漏れないようにするとともに、外気と通気しないように密封性を高める部材である。Oリング(オーリング)、パッキン、ガスケットと呼ばれることもある。
ここで、第1成形部分の第1樹脂素材が透光性を有する樹脂素材であり、第2成形部分の第2樹脂素材が弾力性のある不透明素材であって、外部から記録情報の書き込み可能な素材であり、容器本体の底部の底面壁部分が、記録情報の書き込み領域となり得るスペースが確保されたものとすることが好ましい。
また、第1成形部分の第1樹脂素材が透光性を有する樹脂素材であり、第2成形部分の第2樹脂素材が弾力性のある不透明素材であって、外部から記録情報の書き込み可能な素材であり、容器本体の底部の外側の底面壁部分と、容器本体の側面の前記外壁面部分が、記録情報の書き込み領域となり得るスペースが確保されたものとすることも好ましい。
上記構成であれば、内部に試料を収納するという試料収納保存容器の性質上、内部の試料の観察が容易となり、また、多数の容器が多数並べられて収納される性質上、識別情報の記録が可能となるため、便利である。
例えば、螺合タイプとする場合、容器本体側に設けられているネジの長さと蓋体側に設けられているネジの長さが、容器本体と蓋体の螺合による両者の最大移動距離として開口縁部分の蓋体に対するコンタクト部分が十分に密着可能な状態まで変形する長さが確保されたものであることが好ましい。
螺合タイプが外ネジタイプ、つまり、容器本体の開口部の外壁面に外ネジが設けられ、蓋体の内壁面に内ネジが設けられた外ネジ構造の場合、開口縁部分の外壁面が外周方向へ膨らみを備えたものとすることが好ましい。外ネジタイプの場合、ネジを締めると開口縁部分に対して、上側から下側への押圧に加えて、外側から内側への内周向きの押圧もかかる。そこで、開口縁部分の外壁面が外周方向へ膨らみを備えたものであれば外側から内側への内周向きの押圧による変形も加わりやすくなり、シール機能が向上し得る。
図1は本発明の実施例1に係る試料収納保存容器100(外ネジタイプ)を簡単に示す図である。
図1に示すように、試料収納保存容器100は、全体の概形が容器状の成形品となっており、容器本体200と蓋体300を備えたものとなっている。
この図1の例では、螺合ネジは外ネジタイプとなっている。
図1に示した成形例では、第1成形部分210が略容器状の形をなしており、第2成形部分220は上端の開口縁に形成されていることが分かる。図1では、第2成形部分220は黒色となっており、その範囲が分かりやすいようになっている。
なお、後述するように、容器本体200は、いわゆる二色射出成形機、2シリンダー射出成形機、2モールド射出成形機等といわれる射出成形機械により製作されている。第1回目の成形において、第1樹脂素材で第1成形部分210を射出成形し、その後第2回目の成形として第2樹脂素材で第2成形部分220を射出成形し、第1成形部分210に対して第2成形部分220を重ね合わせることにより容器本体200が製作される。
第1成形部分210は、第2成形部分220を除く容器本体200のベースとなる部分であり、試料を収納する容器本体として適した第1樹脂素材で成形されている。
第1樹脂素材は特に限定されないが、この例では最終的に試料収納保存容器100を得るため、耐薬品性、透光性の高い樹脂が好ましい。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等のプラスチック樹脂、複数の素材を選んでブレンドしたものを原料としても良い。ここでは、一例として、ポリプロピレン樹脂を用いる例とする。
この例では、取り付け構造は外ネジタイプの螺合構造となっている。図1に示すように、この例では、第1成形部分210の側面部分には蓋体300の取り付けに必要な外ネジが設けられている。一方、蓋体300の内面には内ネジが設けられており、両者が螺合し合うようなっている。
第2成形部分は、容器本体200の開口部と蓋体300との密封性を確保せしめるシール材に適した弾力性がある第2樹脂素材で成形されている。第2樹脂素材としては、熱可塑性を持ち、シール材に弾力性があるものであれば採用できるが、例えば、熱可塑性エラストマー(TPE: Thermal plastic elastomer)などがある。
熱可塑性エラストマー(TPE)には様々な種類がある。例えば、TPA(アミド系TPE)、TPC(エステル系TPE)、TPO(オレフィン系TPE)、TPS(スチレン系TPE)、TPU(ウレタン系TPE)、TPV(動的加硫系TPE)、TPZ(そのほかのTPE)などがある。ここでは、第2樹脂素材として、第1樹脂素材と同じ熱可塑性で一体化しやすい素材で、かつ弾性力を備えてシール素材として適したものを選択して用いれば良い。
第2樹脂素材の透光性としては、この実施例1では第2成形部品220は、開口縁部分のみであるので、内部の試料の観察には影響しない部分であるため、透光性の高いものでも、透光性の低いものでも、不透明なものであっても良い。
この例では、取り付け構造は外ネジタイプとなっており、図2(a)に示すように、第1成形部分210の側面部分には蓋体300の取り付けに必要な外ネジが設けられている。一方、蓋体300の内面には内ネジが設けられており、両者が螺合し合うようなっている。
図2(b)に示すように、容器本体200の開口部分に対して蓋体300を螺合してゆくと、蓋体300の裏面と、コンタクト部分である容器本体200の開口部の開口縁部分221が当接する状態となる。
上記の図2に示した構成例は外ネジタイプの場合であったが、内ネジタイプのものであっても同様である。
図3に示すように、この例では、螺合ネジは内ネジタイプとなっている。なお、ネジの長さは外ネジタイプと同様、蓋体300が開口縁部分の第2成形部品220を十分に変形させることできるようネジの長さは十分あり、両者の最大移動距離が確保されているものとする。
図3(b)に示すように、容器本体200の開口部分に対して蓋体300を螺合してゆくと、蓋体300の鍔の裏面と、コンタクト部分である容器本体200の開口縁部分の第2成形部品220が当接する状態となる。
図3(c)に示すように、さらに、螺合を進めてゆくと、図3(b)の状態よりも蓋体300がさらに下降し、コンタクト部分である開口縁部分の第2成形部品220を押圧して開口縁部分をやや変形する程度に押し潰すことできる。図2(c)と同様、蓋体300の鍔の裏面とコンタクト部分である容器本体200の開口部の開口縁部分の良好なシール機能が発揮できることとなる。
第1の工夫は、容器本体200の開口部の外壁面に外ネジが設けられ、蓋体300の内壁面に内ネジが設けられた外ネジ構造において、開口縁部分の外壁面側が外周方向へ膨らみを備えた構成例である。
図4は、外ネジ構造において、開口縁部分221の外壁面側に外周方向への膨らみを持たせた構成例を示す図である。内部の構造が分かりやすいように図4(a)から図4(c)はそれぞれ縦断面にて図示されている。
図4(a)に示すように、第2成形部分220は、図2(a)と同様、容器本体200の開口縁の部分に設けられており、開口縁部分となっている。この例では、第1成形部分210の側面部分には蓋体300の取り付けに必要な外ネジが設けられている。一方、蓋体300の内面には内ネジが設けられており、両者が螺合し合うようなっている。
図4(b)から図4(c)に示すように、さらに、螺合を進めてゆくと、蓋体300が下降し、コンタクト部分である開口縁部分の第2成形部分220を上から押圧してやや変形する程度に上下に押し潰すが、さらに、開口縁部分の第2成形部分220は外壁面側において外周方向へ膨らみを持ちわずかに蓋体300の内径よりも大きくなっているため、壁面によって外周方向から内周方向への締め付けも行われることとなり、開口縁部分の第2成形部分220が内周方向へやや変形する程度に左右にも押し潰される。そのため、シール効果が上下方向のみならず左右方向にも生じることとなりシール効果が向上する。
図5は、内ネジ構造において、開口縁部分の内壁面側に内周方向への膨らみを持たせた構成例を示す図である。内部の構造が分かりやすいように図5(a)から図5(c)はそれぞれ縦断面にて図示されている。
図5(a)に示すように、第2成形部分220は、容器本体200の開口縁の部分に設けられており、開口縁部分となっている。この例では、第1成形部分210の側面の内壁には蓋体300の取り付けに必要な内ネジが設けられている。一方、蓋体300の鍔の下方にある円筒体の外壁面には外ネジが設けられており、両者が螺合し合うようなっている。
ここで、図5(a)に示すように、容器本体200の開口縁部分の第2成形部分220は、内壁面側において内周方向へ膨らみを持っている。この膨らみはあたかもOリングが円環体として内周方向に膨らんでいるものと同じ効果がある。
図6に示すように、試料収納保存容器100−2は、全体の概形が容器状の成形品となっており、容器本体200−2と蓋体300−2を備えたものとなっている。
容器本体200−2は、第1成形部分210−2がベースとなり、第2成形部分220−2が第1成形部分210−2に対して食い込むように成形されている。図6に示した成形例では、第1成形部分210−2が略容器状の形をなしている。第2成形部分220−2は底面から側面さらに開口縁にかけて被るように形成され、一体化していることが分かる。なお、図6では第2成形部分220−2は黒色となっており、その範囲が分かりやすいようになっている。
なお、後述するように、容器本体200−2は、いわゆる二色射出成形といわれる2段階の射出成形により製作されている。第1回目の成形において、第1樹脂素材で第1成形部分210−2を射出成形し、その後第2回目の成形として第2樹脂素材で第2成形部分220−2を射出成形し、第1成形部分210に対して第2成形部分220−2を重ね合わせることにより容器本体200−2が製作される。
第1成形部分210−2は、実施例1と同様、第2成形部分220−2を除く容器本体200−2のベースとなる部分であり、試料を収納する容器本体として適した第1樹脂素材で成形されている。第1樹脂素材は特に限定されないが、実施例1と同様、透光性の高いポリプロピレン樹脂を用いる例とする。
第2成形部分220−2は、容器本体200−2の底面から側面さらに開口縁の部分が一体に成形されたものである。ここでは、それぞれ、開口縁部分221、側面部分222、底面部分223として示されている。
第2成形部分は、実施例1と同様、容器本体200−2の開口部と蓋体300−2との密封性を確保せしめるシール材に適した弾力性がある第2樹脂素材で成形されている。第2樹脂素材としては、実施例1に挙げたようにシール材に弾力性があるものであれば採用できるが、この実施例では、実施例1と同様、熱可塑性エラストマー(TPE: Thermal plastic elastomer)とする。
このように、本実施例2においても、蓋体300−2に対するシール材として機能し得る弾性部材である第2成形部分220−2の一部が、開口縁部分221として容器本体200−2の開口部に一体成形されていることが特徴となっている。
なお、図6(b)のA−A線断面図に示すように、第2成形部分220−2の開口縁221は開口縁を周回するものとなっている。
開口縁部分221が発揮するシール機能は実施例1の図2から図5を参照して説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
図6(a)に示すように、第2成形部分220−2は射出成形により第2樹脂素材を用いて一体成形されている。
図6(a)に示すように、第2成形部分220は側面部分222および底面部分223まで途切れることなく一体となっている。なお、第2成形部分220−2の側面部分222の断面については、図6(b)のB−B線断面図に示すように、周回する第1成形部分210の一部分の中に食い込むように円弧のエリアを占めるものとなっている。
このように、第2成形部分220を開口縁部分から底面まで途切れることなく一体となっているため、一か所のゲートからの一度の射出成形により第2成形部分220を一体的に成形することができるというメリットがある。
この構成例では、第2樹脂素材は、実施例1で述べたような弾力性に加えて、ここでは、さらに不透明素材であって外部から記録情報の書き込み可能な媒体となり得る素材とする。例えば、ベース地色を黒系色とし、レーザーマーキング技術により白色発色しうる素材が好ましい。つまり、弾性素材である熱可塑性エラストマーなどに対して、白色発色しうる黒系色の添加材料を加えたものとする。
この第2樹脂素材を用いて第2成形部品220−2を一体成形することにより、容器本体200−2の側面部分222および底面部分223とも記録情報の書き込み媒体となり、記録情報を書き込むためのスペースを提供するものとなる。
なお、書き込まれる記録情報の種類は、特に限定されず、バーコード情報、二次元ドットコード情報、数字情報、アルファベットなどの文字情報、記号等、運用に応じて採用すれば良い。
この例では、記録情報として、側面部分222にはバーコード情報、底面部分223には二次元ドットコード情報が書き込まれた例となっている。
図7(a)に示すように、当初はブランクで全体が黒色となっているが、レーザー照射により白色発色させれば、図7(b)に示すようにバーコード情報や二次元ドットコード情報を書き込むことができる。
このように、側面部分222、底面部分223に記録情報を書き込むことにより、試料収納保存容器100−2を一つ一つ個別に識別して管理することができる。
第1成形部品210を第1のモールドで成形し、第2成形部品220を第2のモールドで成形し、それらを連続成形して試料収納保存容器100を製造する。
以下の(A)(B)(C)の順にて、本発明の試料収納保存容器の構成、動作などを説明する。
次に、(B)コア側の内金型510と第1のキャビティ側の外金型520を組み合わせた第1のモールド501での第1の射出成形処理を説明する。
なお、この第1の射出成形で形成される形成品の一例として、上方に開口を持ついわゆる容器体を示す(第1成形部品610)。
次に、(C)コア側の内金型510と第2のキャビティ側の外金型520を組み合わせた第2のモールド502での第2の射出成形処理を説明する。
この第2の射出成形で形成される形成品の一例として、熱融着により第1成形部品610の底面から側面の一部にかけて被せられて一体化されたものを示す(第2成形部品620)。
本発明の試料収納保存容器で用いる金型部品の一例として、3つの金型部品を示す。
以下順に、コア側の内金型510、第1のキャビティ側の外金型520、第2のキャビティ側の外金型520の各構成を説明する。
図8は、コア側の内金型510を取り出して構造を簡単に示した図である。コア側の内金型510は、第1のモールド501および第2のモールド502で共用される。
図9は、第1のキャビティ側の外金型520を取り出して構造を簡単に示した図である。第1のキャビティ側の外金型520は第1のモールド501にて使用される。
図10は、第2のキャビティ側の外金型530を取り出して構造を簡単に示した図である。第2のキャビティ側の外金型520は第2のモールド502で使用される。
図8(a)上はコア側の内金型510の正面図、図8(a)下はコア側の内金型510の側面図となっている。また、図8(b)上はコア側の内金型510のB−B線における水平断面図、図8(b)下はコア側の内金型510のA−A線における縦断面図となっている。
なお、コア側の内金型510は、第1のモールド501としても第2のモールド502としても共通して使用されるため、符番は510という形で付与している。
コア側の内金型510は、後述する図5に示すように、キャビティ側の外金型520の内部に収めるようにセットされる。
図9(a)上は第1のキャビティ側の外金型520の正面図、図9(a)下は第1のキャビティ側の外金型520の側面図となっている。また、図9(b)上は第1のキャビティ側の外金型520のD−D線における水平断面図、図9(b)下は第1のキャビティ側の外金型520のC−C線における縦断面図となっている。
第1のキャビティ側の外金型520は、図9(b)のC−C線断面図およびD−D線断面図に示すように、シリンダーの内壁面の一部に突出部分521がある。この部分が内部に突出しているため、その箇所だけ射出成形空間が狭くなっている部分であり、後述するように第2成形部分220の側面部分222が形成される部分となる。
また、第1のキャビティ側の外金型520には本体部と樹脂注入口となるゲート523がある。
第2のキャビティ側の外金型530は、成形対象物の外壁面に対応する形状を持つシリンダーを備えた金型である。この構成例では、第2のキャビティ側の外金型530には、本体部と樹脂注入口となるゲート533がある。
第2のモールド502を組んだ際に、この第2のキャビティ側の外金型530と第1のモールド501で形成された成形部分との差異が第2のモールド502の射出成形空間となるが、これは、結局、第1のキャビティ側の外金型520と第2のキャビティ側の外金型530との形状的な差分部分とも言える。第2成形部分はこの射出成形空間を埋める形で形成される。
以上が各金型の構成部品の説明である。
次に、コア側の内金型510と第1のキャビティ側の外金型520を組み合わせた第1のモールド501での射出成形処理について述べる。
図11(a)は側面図、図11(b)は縦断面図となっている。
図12(a)に示すように、第1のモールド501の第1の射出成形空間に対して、射出口のゲート523から所定温度に溶融されたポリプロピレン樹脂が所定圧力で打ち込まれ、第1のモールド501の第1の射出成形空間を埋め尽くす形で第1成形部分110が得られる。
この第1成形部分110において、図12(b)に示すように、シリンダーの内壁面の一部に突出部分521があったため、第1成形部分110において当該箇所は凹部として窪みが形成されている。また、シリンダーの開口壁面の一部にスライド金型522があったため、第1成形部分110において開口縁部分は形成されていない。
以上が、コア側の内金型510と第1のキャビティ側の外金型520を組み合わせた第1のモールド501での射出成形処理の概要である。
次に、コア側の内金型510と第2のキャビティ側の外金型520を組み合わせて形成する第2のモールド502での射出成形処理について説明する。
図13(a)は側面図、図13(b)は縦断面図となっている。
図13に示すように、コア側の内金型510上には、図13で説明したように、第1の射出成形により成形された第1成形部分110が付いた状態である。
まず、図14左側に示すように、ゲート533を介して第2の射出空間に対して、所定温度に溶融された第2樹脂素材である熱可塑性エラストマーを所定圧力で打ち込むことにより第2のモールドの射出空間533を埋め尽くす形で第2成形部分220が得られる。
この第2成形部分220が第1成形部分210に重ね合わされることにより、容器本体200が製作される。
コア側の内金型510、第2のキャビティ側の外金型530を取り外すと、容器本体200が現われる。この容器本体200において、ベースとなる第1成形部分210に対して、第2成形分220の各部である、開口縁部分221、側面部分222、底面部分223が形成されている。
ここで第2樹脂素材としてレーザー発色で情報の書き込みができる素材となっているので、図16(b)に示すように、試料収納保存容器100−2の底面部分223および側面部分222に管理上必要な記録情報をレーザーにより書き込みすることにより、試料収納保存容器100に対して個別に固有の記録情報を担持させることができる。
200 容器本体
210 第1成形部分
220 第2成形部分
300 蓋体
501 第1のモールド
502 第2のモールド
510 コア側の内金型
520 第1のキャビティ側の外金型
521 突出部分
522 スライド金型
523 ゲート
530 第2のキャビティ側の外金型
533 ゲート
Claims (7)
- 試料を収納する容器本体を備えた試料収納保存容器であって、
熱可塑性素材の射出成形により一体的に成形された第1成形部分と第2成形部分を備え、
前記第2成形部分が、少なくとも、前記容器本体の開口部の開口縁部分であって前記開口部に取り付ける蓋体の封止部分に対して1ヶ所以上のコンタクトをする部分と、少なくとも、前記容器本体の底部の外側の底面壁部分を含み、
前記第1成形部分が、前記第2成形部分を除く前記容器本体のベースとなる部分であり、試料を収納する容器本体として適した第1樹脂素材で成形されており、
前記第2成形部分が、前記容器本体の開口部と前記蓋体との密封性を確保せしめるシール材に適した弾力性がある第2樹脂素材で成形されており、前記蓋体に対する前記シール材として機能し得る部材が前記容器本体の開口部の開口縁部分の方に一体成形されていることを特徴とする試料収納保存容器。 - 前記第2成形部分が、前記容器本体の開口部の前記開口縁部分と、前記容器本体の底部の外側の底面壁部分と、前記容器本体の側面の一部であって前記底部の底面壁部分から前記開口縁部分に至るまで連続した側面の外壁面部分を一体的に構成する部分を含むものである請求項1に記載の試料収納保存容器。
- 前記第1成形部分の前記第1樹脂素材が透光性を有する樹脂素材であり、
前記第2成形部分の前記第2樹脂素材が前記弾力性のある不透明素材であって、外部から記録情報の書き込み可能な素材であり、
前記容器本体の底部の外側の底面壁部分が前記記録情報の書き込み領域となり得るスペースが確保されたものである請求項1または2に記載の試料収納保存容器。 - 前記第1成形部分の前記第1樹脂素材が透光性を有する樹脂素材であり、
前記第2成形部分の前記第2樹脂素材が前記弾力性のある不透明素材であって、外部から記録情報の書き込み可能な素材であり、
前記容器本体の底部の外側の底面壁部分と、前記容器本体の側面の前記外壁面部分が、前記記録情報の書き込み領域となり得るスペースが確保されたものである請求項1または2に記載の試料収納保存容器。 - 前記第1成形部分と、前記第2成形部分のうち前記開口縁部分を除く箇所の双方またはいずれかにおいて、前記蓋の取り付けに必要な取り付け構造を設けたことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の試料収納保存容器。
- 前記取り付け構造が、前記容器本体の前記開口部の内壁面に内ネジが設けられ、前記蓋体の外壁面に外ネジが設けられた内ネジ構造であって、前記開口縁部分の内壁面が内周方向へ膨らみを備えたものである請求項5に記載の試料収納保存容器。
- 前記取り付け構造が、前記容器本体の前記開口部の外壁面に外ネジが設けられ、前記蓋体の内壁面に内ネジが設けられた外ネジ構造であって、前記開口縁部分の外壁面が外周方向へ膨らみを備えたものである請求項5に記載の試料収納保存容器。
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