KR102349190B1 - 흡입 파이프를 갖는 시약 병 - Google Patents

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히로시 스즈키
류스케 후루야
나오키 무카이야마
마이클 쿠니
마르쿠스 오닐
션 오마호니
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베크만 컬터, 인코포레이티드
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Abstract

시약 용기의 일 실시예는 시약 슬로싱의 영향을 감소시키기 위해 파이프를 갖는 병을 포함한다. 병은 길다란 베이스, 및 측벽들과 단부 벽에 의해 연결되는 대향하는 커버를 갖는다. 융기된 림에 의해 둘러싸인 평탄 플랫폼이 커버 내의 개구부에 반대편인 베이스 내에 놓인다. 리브형 파이프가 병 개구부 내에 마찰 끼워맞춤되고, 파이프 둘레의 통기 통로들을 남기고 앵커 영역에 부착될 수 있다. 파이프는 앵커 영역에 인접하고 단부 벽을 향해 배향된 개구를 포함하여, 슬로싱된 유체가 전달 동안 파이프 내의 시약 레벨에 대해 작은 영향만을 갖게 한다. 수정된 취입 성형 공정은 성형된 재료가 여전히 소성인 동안 핀을 주형 내로 사전결정된 거리 연장시킴으로써 앵커 영역을 생성한다.

Description

흡입 파이프를 갖는 시약 병{REAGENT BOTTLE WITH ASPIRATION PIPE}
관련 출원과의 상호참조
본 출원은 2014년 5월 27일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/003,453호의 이득을 주장하며, 이 출원의 전체 개시내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명은 대체로 자동화된 분석기와 함께 사용하기 위한 시약 용기에 관한 것이다.
임상용 화학 분석기와 같은 자동화된 화학 분석기는 시약을 샘플과 배합함으로써 테스트를 수행한다. 분석기는 피펫팅(pipetting)에 의한 전달을 위해 분석기 상에 탑재된 시약 용기에 시약을 보유한다. 분석기는 높은 테스트 처리량을 달성하기 위해 연속적으로 피펫팅 위치에 시약 용기를 제공할 수 있다. 이러한 신속한 제공은 커다란 시약 용기 내의 시약이 슬로싱(slosh)하게 할 수 있다. 시약 슬로싱은 피펫팅 에러, 레벨 감지 에러, 및 피펫 오염을 포함한 다양한 문제들을 야기할 수 있다.
시약 용기는 드물게는 완전히 채워져 있다. 심지어 새로이 개방된 용기들도 보통은 시약이 이동할 수 있게 하는 충전되지 않은 헤드스페이스(headspace)를 갖는다. 분석기가 시약을 사용함에 따라, 헤드스페이스의 양은 증가된다. 이러한 충전되지 않은 용적부는 인가된 힘에 응답하여 시약이 시약 용기 내에서 위치를 이동시키게 한다.
시약 용기를 이동하면 힘이 시약 내부로 인가된다. 예를 들어, 분석기가 회전하는 턴테이블 상에 시약 용기를 제공하는 경우, 용기 내의 시약은 다양한 관성력을 받게 된다. 이러한 힘들은 시약을 반경방향 외향으로 가속시키는 원심력, 유체의 입자들을 그들의 속도에 수직하게 가속시키는 코리올리 힘(Coriolis force), 및 턴테이블 가속도의 방향과 반대로 시약을 가속시키는 각(angular) 가속도 및 감속도를 포함한다. 시약은 이러한 힘들에 응답하여 시약 용기 내에서 이동한다. 이러한 운동은 시약 용기 기하학적 형상, 충전 레벨, 운동의 속도 및 가속도, 및 시약 유체 파라미터들에 의존적인 진폭, 스펙트럼, 및 지속기간을 갖는 파(wave)들로서 나타내진다. 시약 파들은 시약 용기를 통해 슬로싱되어, 운동이 정지된 후에도 시약의 국소적 높이를 변경시킨다.
종래의 시약 용기들은 다양한 파이프들 및 배플들을 포함하여 시약 슬로싱의 영향을 감소시키지만, 이들은 부적절한 슬로싱 보호, 거품 및 에어로졸 형성, 높은 무용 부피(dead volume), 시약 막에 의한 개구부의 차단, 및 병 충전 속도에 대한 제한을 포함하는 단점들로 어려움을 겪는다. 일부 기술은 취입 성형된 병의 전체 개구부를 차지하고 수직 파이프 벽 내에 통기 구멍을 포함하는 수직 파이프를 포함한다(도 1의 종래 기술 참조). 그러한 통기 구멍들은 계면 활성제-함유 시약의 액체 막에 의한 차단에 영향을 받기 쉽다. 종래 기술의 취입 성형된 병들의 외부 표면들은 주형 캐비티의 벽들과 팽창되는 파리손(parison)의 접촉에 의해 제어된다. 내부 표면들은 치수적으로 제어되지 않으며; 이들은 주형 캐비티의 보다 차가운 금속과 접촉하는 연화된 중합체의 유동 패턴으로부터 생성된다. 성형 동안 몰드베이스(moldbase)의 분할 표면들 사이로의 중합체 재료의 침입으로부터 생성되는 분할선들은 분할선을 오버레이(overlay)하는 병의 내부 표면 상에 싱크 마크(sink mark)들 또는 다른 변형들을 생성할 수 있다. 분할선들은 보통, 유체 전달 동작들을 위해 바람직한 위치인 병의 중간선을 따라 발생할 수 있다. 따라서, 취입 성형된 병의 내부 표면들은 다양한 두께 및 표면 마무리를 갖는다. 벽들은 고정된 위치에서, 특히 그 위치가 분할선들 또는 다른 주형 기하학적 형상을 오버레이하는 경우, 파이프의 일관된 부착을 위해 충분히 매끄럽고 평탄하지가 않다. 다른 기술은 순간적인 힘에 응답하여 유체 전달을 지연시키는 유동 저항 요소들을 저부 근처에 갖는 파이프들을 포함한다. 그러한 유동 저항 요소들은 시약 용기 내의 접근불가능한 무용 부피를 증가시킨다. 그러므로, 이러한 단점들을 겪지 않는 시약 용기를 제공할 필요가 있다.
일부 실시예들에서, 병 및 병 내에 배치된 파이프를 포함하는 시약 용기가 기술된다. 일부 실시예들에서, 병은 취입 성형된 병이다. 다른 실시예들에서, 병은 길다란 취입 성형된 병일 수 있다. 병의 구조는 하측 벽 또는 길다란 베이스, 상측 벽 또는 커버, 측벽, 및 단부 벽을 포함할 수 있지만 이들로 한정되지 않는다. 일부 실시예들에서, 하측 벽은 상측 벽과 대향되고/되거나 단부 벽은 측벽보다 더 짧다. 하측 벽의 일 단부 근처에 배치된 단부 벽은 하측 벽을 상측 벽에 연결시킨다. 상측 벽은 유체 충전 및 제거용의 병 개구부를 포함한다. 하측 벽은 병 개구부의 반대편에 배치된 림에 의해 둘러싸인 평탄 플랫폼을 포함하는 제어된 표면을 포함한다.
다른 실시예들은 상측 벽, 제1 측벽, 및 제2 측벽을 포함하는 병을 포함하고, 상측 벽은 개구부를 갖고, 제1 측벽 및 제2 측벽은 상측 벽에 연결된다. 병들은 병 개구부 내에 배치되는 파이프를 포함할 수 있고, 파이프는 중심 축, 상측 단부, 하측 단부, 및 중심 축 둘레에 배치되어 상측 단부를 하측 단부에 연결시키는 튜브 벽을 포함한다. 일부 실시예들에서, 튜브 벽은 중심 축에 평행하게 연장되는 제1 직선 세그먼트 및 제2 직선 세그먼트를 갖는다. 일부 실시예들에서, 제1 직선 세그먼트는 제1 측벽에 실질적으로 평행하게 배치되고, 제2 직선 세그먼트는 제2 측벽에 실질적으로 평행하게 배치된다.
파이프는 개방된 상측 단부, 하측 단부, 및 상측 단부를 하측 단부에 연결시키고/시키거나 상측 단부로부터 하측 단부로 연장되는 튜브 벽을 포함할 수 있다. 튜브 벽은 하측 단부에 인접한 개구를 갖는다. 파이프는 상측 단부가 병 개구부 내에 위치되고 하측 단부가 제어된 표면에 고정된 상태에서 병 내에 배치되고 그 병에 고착된다. 개구는 단부 벽과 대면하고/하거나 단부 벽을 향해 배치된다.
일부 실시예들에서, 병은 넓은 단부와 좁은 단부를 갖는 실질적으로 웨지 형상이다. 단부 벽은 넓은 단부에서 확산하는 측벽들을 연결시킨다. 병 개구부는 넓은 단부에 가깝게 배치될 수 있고, 외부 나사를 갖는 목부를 포함할 수 있다. 파이프는 측벽들에 실질적으로 평행하게 배치되는 수렴하는 벽 세그먼트들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 병은 상측 벽, 상측 벽에 대향되는 하측 벽, 및 상측 벽을 하측 벽에 연결시키는 측벽들을 포함한다. 상측 벽은 개구부를 갖고, 하측 벽은 림에 의해 둘러싸인 평탄 플랫폼을 포함하는 제어된 표면을 갖는다. 일 실시예에서, 하측 벽은 융기된 림에 의해 둘러싸인 제어된 표면을 갖고, 제어된 표면은 병의 내측에 그리고 개구부의 반대편에 배치된다. 병이 직립인 경우, 제어된 표면은 개구부의 바로 아래에 정렬된다. 추가의 실시예들에서, 병은 병의 형성으로부터 생성되는 분할선을 포함하고, 제어된 표면은 분할선을 오버레이한다.
다른 실시예들에서, 병은 실질적으로 웨지 형상이고, 측벽은 제1 수렴 벽, 제2 수렴 벽, 및 제1 수렴 벽을 제2 수렴 벽에 연결시키는 단부 벽을 포함하고, 튜브 벽은 제1 직선 세그먼트 및 제2 직선 세그먼트를 갖고, 제1 직선 세그먼트는 제1 수렴 벽에 실질적으로 평행하게 배치되고, 제2 직선 세그먼트는 제2 수렴 벽에 실질적으로 평행하게 배치된다.
파이프는 2개의 단부들을 갖는 튜브를 포함할 수 있는데: 일 단부는 개방되어 있고 다른 단부는 단부판에 의해 부분적으로 폐쇄되어 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 파이프는 개방된 상측 단부 및 하측 단부를 연결시키는 튜브 벽을 포함할 수 있고, 하측 단부는 하측 단부 및 하측 단부에 인접한 튜브 벽 내의 개구를 부분적으로 폐쇄하는 단부판을 포함한다. 파이프는 개방 단부가 병 개구부 내에 위치되고 단부판이 제어된 표면에 부착된 상태에서 병 내로 삽입된다. 일 실시예에서, 파이프는 단부판을 제어된 표면에 부착시킴으로써 병에 고착된다.
일 실시예에서, 파이프는 개구부에서 측정된 제1 수렴 벽과 제2 수렴 벽 사이의 거리의 약 오분의 일 내지 약 삼분의 일의 직경을 갖는다.
파이프는 중심 축을 가질 수 있으며, 이때 파이프 내에 루멘(lumen)을 획정하기 위해 중심 축 둘레에 튜브 벽이 형성된다. 튜브 벽은 직선형이거나 만곡형일 수 있는 다수의 세그먼트들을 포함할 수 있고, 이들 세그먼트들은 중심 축에 평행한 파이프의 길이를 따라 연장된다. 일부 실시예들에서, 튜브 벽은 3개의 직선 세그먼트들 및 아치형 세그먼트를 포함한다. 세그먼트들 중 어느 하나 또는 모두는 튜브 벽의 외부 표면으로부터 짧은 거리, 예컨대 1 내지 3 ㎜를 외향으로 돌출 및/또는 연장하는 하나 이상의 리브들 또는 복수의 리브들을 포함할 수 있다. 병의 개구부 내로 삽입된 경우, 리브들은 개구부에서 병과 간섭하여 파이프를 제위치에 보유시킨다. 다시 말해서, 파이프는 복수의 리브들과 개구부 사이의 간섭 끼워맞춤(interference fit)에 의해 병에 고착될 수 있다. 튜브 벽 직경(리브들을 포함하지 않음)은 개구부보다 더 작아서, 파이프가 설치될 때, 리브들에 의해 분리되는 바와 같은 튜브 벽과 개구부 사이의 갭들이 병의 내부에 대한 통기구(vent)들을 형성하게 한다. 일 실시예에서, 튜브 벽, 리브들 중 적어도 하나의 리브, 및 개구부는 파이프의 외측에 통기 통로를 획정한다. 그러한 통기구들은 루멘과 평행하고, 루멘과는 별도의 통로들을 형성한다. 직선 세그먼트들 중 두 개는 병의 각자의 측벽들에 실질적으로 평행할 수 있다.
일부 실시예들에서, 병은 제1 측벽과 제2 측벽 사이를 연결하는 단부 벽을 포함하고, 단부 벽은 제1 측벽보다 더 짧고 제2 측벽보다 더 짧다. 파이프는 튜브 벽 내의 개구를 추가로 포함할 수 있고, 개구는 단부 벽을 향해 배향될 수 있다.
다른 실시예들에서, 병은 상측 벽에 실질적으로 평행하게 배치되는 하측 벽을 포함하고, 하측 벽은 제1 측벽을 제2 측벽에 그리고 단부 벽에 연결시키고, 하측 벽은 융기된 림에 의해 둘러싸인 원형 플랫폼을 갖고, 플랫폼은 개구부에 대향된다. 파이프의 하측 단부는 하측 단부를 부분적으로 폐쇄하는 단부판을 포함할 수 있고, 단부판은 플랫폼에 부착될 수 있다.
일 실시예에서, 튜브 벽은 제1 직선 세그먼트와 제2 직선 세그먼트 사이에 아치형 세그먼트를 포함하며, 이는 또한 커넥터로서 역할을 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 리브들 중 적어도 하나가 아치형 세그먼트로부터 외향으로 연장된다.
다른 실시예들에서, 시약 용기를 제조하는 방법들이 기술된다. 방법들은 병을 형성하는 단계들을 포함하는, 취입 성형된 병과 같은 병을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. 병은 개구부 및 개구부에 대향되는 플랫폼을 포함할 수 있거나, 또는 개구부 및 개구부에 대향되는 플랫폼을 형성하는 제어된 표면을 포함할 수 있다. 제어된 표면은 병의 형성 동안 생성되는 분할선을 오버레이할 수 있다.
형성 공정은 입구를 구비한 튜브형 몸체를 갖는 파리손을 압출하는 단계 및 그 파리손을 중공 주형 내로 클램핑하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 주형은 입구에 대향되는 벽을 갖는다.
일부 실시예들에서, 파리손은 입구에 대향되는 벽을 갖는 주형 내로 팽창되는데, 여기서 팽창된 파리손은 병을 형성하고 입구는 개구부를 형성하며; 이어서, 일 면(face)을 갖는 핀이 입구를 통해 연장되어 그 면을 벽으로부터 사전결정된 거리에 위치시키고; 그리고 추가로, 융기된 림에 의해 둘러싸인 플랫폼을 형성하는 벽과 핀 면 사이에 병의 일부분이 압축된다.
이어서, 파리손은 중공부를 획정하는 내부 벽들과 접촉하도록 팽창되어, 입구를 통해 평탄면을 갖는 핀을 연장시켜 그 평탄 면을 하측 벽으로부터 사전결정된 거리에 위치시킨다. 평탄면은 평탄하고 원형일 수 있다. 벽으로부터의 사전결정된 거리는 약 1 ㎜ 미만일 수 있다. 핀은 소성 재료의 파리손을 압축 및 변위시켜, 중합체가 핀 면과 주형의 하측 벽 사이의 제한된 용적부로부터 외향으로 유동하게 한다. 평탄면은 주형의 하측 벽에 대해 소성 재료를 제위치에 보유함으로써, 융기된 림에 의해 둘러싸인 제어된 표면을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 융기된 림은 제어된 표면 위로 약 1 ㎜ 내지 약 3 ㎜ 연장된다. 일부 실시예들에서, 융기된 림에 의해 둘러싸인 이러한 제어된 표면은 평탄 플랫폼으로 지칭된다. 또한, 제어된 표면은 예컨대 약 0.2 ㎜ 이내로 실질적으로 평탄할 수 있다.
추가의 실시예들에서, 핀 면과 벽 사이에 압축된 병의 부분은 주형 내의 분할선을 오버레이할 수 있다. 주형은 병의 단부 벽을 형성하는 좁은 단부를 갖는 웨지 형상 캐비티를 획정할 수 있다.
기술된 방법들은 개방 단부, 단부판에 의해 부분적으로 폐쇄되는 하측 단부, 및 개방 단부로부터 하측 단부로 연장되는 튜브 벽을 포함하는 파이프를 개구부를 통해 위치설정하는 단계; 및 단부판을 플랫폼에 부착시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
방법은, 시약 용기를 형성하기 위해, 개방 단부, 단부판에 의해 부분적으로 폐쇄되는 제2 단부, 및 개방 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 튜브 벽을 포함하는 파이프를 병 내의 개구부를 통해 위치설정하는 단계를 부가적으로 포함할 수 있다.
방법은, 일부 실시예들에서, 단부판을 제어된 표면 또는 제어된 표면의 평탄 플랫폼에 부착시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 단부판은 에너지 디렉터(energy director)를 포함할 수 있고, 방법은, 예를 들어 2개의 부품들을 용접, 예컨대 초음파 용접함으로써, 단부판을 제어된 표면 또는 제어된 표면의 평탄 플랫폼에 부착시키는 단계를 포함한다. 그에 따라, 일부 실시예들에서, 단부판은 제어된 표면에 초음파 용접된다.
일부 실시예들에서, 튜브 벽은 하측 단부에 인접한 개구를 포함하고, 단부판은 에너지 디렉터를 포함하고, 개구부를 통해 파이프를 위치설정하는 단계는 병 단부 벽을 향해 개구를 정렬시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 파이프는 튜브 벽으로부터 외향으로 연장되는 하나 이상의 리브들 또는 복수의 리브들을 가질 수 있고, 개구부를 통해 파이프를 위치설정하는 단계는 리브가 개구부로부터 튜브 벽의 일부분을 이격시켜 통기 통로를 획정하도록 개구부 내에서 파이프와 마찰 결합하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 개방 단부에서의 파이프는 개구부에서 병과 마찰 결합하여 병 내에서의 파이프의 위치 및 배향을 유지시킬 수 있다.
도 1은 내부 구조를 드러내기 위해 벽의 일부를 제거한 상태의 종래 기술의 시약 용기의 3차원 도면이다.
도 2는 시약 용기의 제1 실시예의 평면도이다.
도 3은 도 2의 선 A-A를 따른 도 2의 실시예의 측단면도이다.
도 4는 도 3의 선 B-B를 따라 절개된 도 2의 실시예의 사시도이다.
도 5는 도 2의 실시예의 사시도이다.
도 6은 도 2의 실시예의 저면도이다.
도 7은 병으로부터 제거된 상태로 도시된 본 명세서에 기술된 파이프의 제1 실시예의 측면도이다.
도 8은 도 7의 파이프의 단부 사시도이다.
도 9는 파이프가 제거된 상태로 도시된 본 명세서에 기술된 병의 제1 실시예의 사시도이다.
도 10은 도 9의 선 C-C를 따른 도 10의 병의 상단면도이다.
도 11은 본 명세서에 기술된 방법의 일 실시예에 따른 제조 동안을 도시한 본 명세서에 기술된 병의 사시도이다.
도 12는 도 11의 선 D-D를 따라 절개된 도 11의 실시예의 사시도이다.
도 13은 제조 공정의 일부의 일 실시예의 개략 단면도이다.
도 14는 본 명세서에 기술된 제조 공정의 예시적인 실시예의 흐름도이다.
도 2 내지 도 12는 병(102) 및 파이프(104)를 포함하는 시약 용기(100)를 도시한다. 파이프(104)는 병(102) 내로 삽입되고 병(102)에 고착될 수 있다.
병(102)은 길다란 베이스, 커버, 및 벽들을 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 6은 대체로 웨지 형상의 중공 몸체를 갖는 것으로 병(102)의 일 실시예를 도시한다. 길다란 베이스(106)가 직립 병(102)의 저부를 형성한다. 도 3에서 보이는 바와 같이, 병(102)이 직립인 경우, 벽들은 베이스(106)로부터 커버(108)를 향해 수직으로 연장된다. 베이스(106)는 수렴하는 측벽들(110, 110'), 단부 벽(112), 및 내부 벽(114)에 의해 경계지어진다. 베이스(106)는 또한, 평탄 표면 상에 안착될 때 또는 가동 용기 플랫폼 내로 삽입된 때 사전결정된 방식으로 베이스(106)를 지지하기 위해 앵커 영역(116) 및 레그들 또는 다른 요소들을 포함할 수 있다.
베이스(106)는 거의 평면일 수 있다. 거의 평면이라 함은 평면도(planarity)로부터의 편차들이 베이스(106)의 크기에 비해 작은 것을 의미한다. 거의 평면이라 함은 베이스를 지지하는 특징부들을 갖는 베이스(106)의 구조부(conformation)들을 포함하여, 병(102)이 직립으로 서있는 경우, 베이스(106)가 낮은 지점을 향해 경사지게 한다. 이는 분석기 프로브(118)를 통한 피펫팅에 접근할 수 없는 함유된 액체의 부피를 감소시킨다. 베이스(106)를 지지하는 특징부들은 하기에 기술되는 앵커 영역의 이면(reverse side), 에지들(도시되지 않음)에서 베이스(106)의 부분들 아래로 연장되는 스커트형 벽들, 및 하나 이상의 부착 레그들 또는 리브들 또는 복수의 레그들 또는 리브들을 포함할 수 있다.
베이스(106)의 상부 양태(aspect)는 분석기 프로브(118)가 시약을 인출하게 되는 병의 구역을 향해 경사질 수 있다. 도 2의 실시예는 병 개구부(도 3에서 가장 잘 보임)의 바로 아래에 배치되는 베이스(106)의 부분을 향하는 기울기(120)를 포함한다. 기울기(120)는 약 5도, 약 10도, 약 15도, 약 20도, 약 25도, 약 30도, 적어도 약 5도, 적어도 약 10도, 적어도 약 15도, 적어도 약 20도, 약 5도 내지 약 20도, 또는 약 5도 내지 약 30도의 각도를 가질 수 있다. 이러한 기울기(120)는 시약이 흡입 지점 또는 영역(122)을 향해 유동하게 함으로써 접근불가능 유체("무용 부피")를 감소시킬 수 있다. 베이스(106)의 하부 양태는 상부 양태와 대략 평행하며, 측벽들(110, 110')을 향해 배치되는 중공 레그들(124, 126)과 같은 지지체들을 포함할 수 있다. 다른 위치들에서, 베이스(106)의 하부 양태는, 예컨대 내부 벽(114) 근처의 베이스(106)의 하부 양태로부터 연장되는 리지(ridge)(128)에서, 상부 양태와 일치하지 않을 수 있다. 리지(128)는 내부 벽(114) 근처의 베이스(106)를 들어올려 전술된 기울기를 제공한다.
베이스(106)는 또한 도 6에서 가장 잘 보이는 앵커 영역(116)을 포함한다. 앵커 영역(116)의 계면은 둥근 림(132)에 의해 둘러싸인 원형의 평탄 플랫폼(130)을 포함한다. 앵커 영역(116)은 커버 내의 개구부와 반대편에 배치되어 흡입 동안 프로브(118)와 정렬된다. 전술된 바와 같이, 앵커 영역(116)은 (병(102)이 직립인 경우) 병(102)의 최하측 부분에 또는 그 근처에 배치되고, 베이스(106)의 상부 양태의 적어도 일부분은 앵커 영역(116)을 향해 경사진다. 평탄 플랫폼(130)은 유리하게는, 시약 용기(100) 내의 무용 부피를 최소화하기 위해 파이프(104)의 저부를 부착할 제어된 표면을 제공할 수 있다. 플랫폼(130)은 삽입된 파이프(104)의 긴 중심축에 대해 수직을 보장하도록 병(102)이 직립인 경우 수평에 가깝거나 또는 실질적으로 수평이다. 이러한 플랫폼(130)의 수평 배치 및 평탄도는 파이프(104)에 대한 양호한 부착을 확실히 하는 것을 돕는다. 하나의 예시적인 실시예에서, 플랫폼(130)은 0.2 ㎜ 이내로 평탄하고, 1.3 ㎜ +/- 0.2 ㎜의 두께를 갖는다. 일부 실시예들에서, 플랫폼(130)의 두께는 최대 약 2 ㎜까지의 범위일 수 있지만, 최대 약 1 ㎜까지의 보다 얇은 실시예들이 유리하게는 재료 소비 및 성형 사이클 시간을 감소시킨다.
림(132)은 플랫폼(130)을 둘러싸고, 플랫폼(130)을 형성하는 제어된 표면보다 1 내지 3 ㎜ 더 높을 수 있다. 림(132)은 파이프(104)의 삽입 동안 그의 중심 맞춤에 도움을 주며, 플랫폼(130)으로부터의 시약의 유출을 제한함으로써 무용 부피를 감소시키는 것을 돕는다. 플랫폼(130)을 형성하는 제어된 표면은 취입 성형된 병의 분할선 또는 다른 융기된 기하학적 형상을 오버레이할 수 있다.
커버(108)는 베이스(106)와 대향된다. "대향된다"는 커버(108)가 베이스(106)와 동일 평면에 또는 그 상에 실질적으로 평행하게 그리고 베이스(106)로부터 소정 거리 이격되어 배치되어 있음을 의미하고, 여기서 그 거리는 베이스(106)의 크기와 유사한 크기를 갖는다. "실질적으로 평행한"은 적어도 베이스(106)에 평행하고 그리고 병(102)이 직립으로 서있는 경우 베이스(106)를 지지하는 평탄 표면에 평행한 것을 포괄하는 범위를 포함한다.
커버(108)는 개구부(134)를 포함하고, 목부를 포함할 수도 있다. 커버(108)는 베이스(106)와 유사한 크기를 가지며 벽들에 의해 베이스에 연결된다. 커버(108), 베이스(106), 및 연결 벽들은 병(102)의 중공 내부를 획정하며, 이는 개구부(134)에서를 제외하고는 폐쇄되어 있다. 일부 실시예들에서, 병(102)은 내부 벽들에 의해 분리된 격실들 내에 하나 초과의 시약을 보유할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 각각의 격실은 별도의 개구부를 가질 수 있다.
개구부(134)는 폐쇄 및 제조의 용이함을 위해 원형일 수 있다. 목부는 개구부(134)를 둘러쌀 수 있고 커버(108)의 나머지(balance)로부터 원통형 벽으로서 상향으로 연장될 수 있다. 목부는 탈착가능 캡(도시되지 않음)과 일치하도록 외부 나사(136)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 막 밀봉부가 개구부(134)를 덮을 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 마찰 피팅 또는 다른 적절한 피팅이 사용될 수 있다.
병(102)의 벽들은 베이스(106)를 커버(108)에 연결하도록 구성된다. 벽들은 단부 벽(112), 측벽들(110, 110'), 및 내부 벽(114)을 포함한다. 예시된 웨지 형상 실시예들에서, 측벽들(110, 110')은 비교적 넓은 단부 벽(112)으로부터 보다 좁은 내부 벽(114)을 향해 수렴된다. 다른 실시예들은 내부 벽(114) 없이 수렴하여 서로 만나 삼각형 병을 형성하는 측벽들 또는 실질적으로 직사각형의 병을 형성하는 평행 측벽들을 포함할 수 있다.
측벽들은 약 5도, 약 10도, 약 15도, 약 20도, 약 25도, 약 30도, 약 35도, 약 40도, 약 45도, 적어도 약 5도, 적어도 약 10도, 적어도 약 15도, 적어도 약 20도, 약 5도 내지 약 45도, 또는 약 20도 내지 약 45도의 각도로 (도 9에 도시된 바와 같이) 수렴할 수 있다.
측벽들(110, 110')의 수렴은 다수의 병들이 그들의 개구부들을 원 둘레에 배향시킨 상태의 원형 구성으로 배열되게 할 수 있다. 이러한 병 배향은 프로브(118)를 사용한 신속한 샘플링을 가능하게 할 수 있다. 다른 실시예들에서, 병들은 그들을 원형 구성으로 배열하지 않고서 사용될 수 있다. 다시 말해서, 본 명세서에 기술된 병들은 프로브(118)를 사용한 개개의 신속한 샘플링을 위해 사용될 수 있다.
시약 용기(100)가 직립인 경우, 베이스(106)는 커버(108) 아래에 있고, 단부 벽(112) 및 파이프(104)는 수직으로 서있다. 사용 시, 직립 시약 용기는 시약 액체와 같은 유체 또는 현탁액을 보유한다. 시약 용기(100), 및 유사한 구조의 다른 것들이 분석기 내의 흡입 위치에 원하는 유체들을 순차적으로 제공하는 이동 장치에 장착된다. 이동 장치는 전형적으로 시약 용기가 중심 축을 중심으로 회전할 수 있도록 하는 턴테이블이지만, 일부 분석기들은 직선 운동 또는 다른 운동을 이용하여 시약 용기를 이동시킬 수도 있다. 시약 용기를 위치시키는 시간은 분석기 처리량에 기여하는데; 신속한 위치설정이 바람직하다. 신속한 위치설정은 시약 용기 내의 내용물의 슬로싱을 야기할 수 있는 높은 비율의 가속도 및 감속도를 갖는 빠른 이동을 필요로 한다.
일부 실시예들에서, 시약 용기(100)는 대체로 웨지 형상이어서, 시약 용기(100) 및 유사한 형상의 다른 용기들이 회전가능 디스크 상에 공간 충전 배열로 배치될 수 있게 한다. 이는 유리하게는 선택된 시약 용기를 시약 전달을 위한 흡입 지점에 인접하게 위치시키도록 단일 운동 축을 허용한다. 그러한 실시예들에서, 단부 벽(112)은 디스크의 외측을 향해 배치되고, 측벽들(110, 110')은 반경방향으로 돌출하여 디스크 중심을 향해 수렴된다. 단부 벽(112)은 평탄하거나 만곡될 수 있다. 예시된 만곡된 단부 벽(112)은 원형 턴테이블의 프로파일 내에 피팅되는 동안 높은 강도를 갖는 여분의 시약 용량을 제공한다.
도 7 및 도 8은 제1 또는 상측 단부(144), 제2 또는 하측 단부(146), 및 상측 단부(144)와 하측 단부(146) 사이에서 연장되는 튜브 벽(148)을 포함하는 길다란 중공 튜브로서의 파이프(104)의 일 실시예를 도시한다. 파이프(104)는 상대적으로 넓은 상측 단부(144)로부터 상대적으로 좁은 하측 단부(146)로 테이퍼져 있다. 이러한 테이퍼는 파이프(104)의 성형 및 삽입을 간소화한다. 파이프(104)는 병(102)의 개구부(132) 내로 삽입되어, 시약 용기(100)가 직립인 경우 파이프(104)가 수직으로 배치되게 한다. 조립되었을 때, 상측 단부(144)는 개구부(132) 내에 놓이고, 하측 단부(146)는 플랫폼(130)과 접촉한다.
파이프(104)의 크기는 시약 표면 상의 파동(wave motion)을 없앨 수 있다. 이러한 설계에서와 같은 파이프(104) 내의 비교적 큰 액체 부피는, 개구 크기 및 위치와 함께, 양호한 파동 억제를 제공한다. 파이프 직경들은 후술되는 개구의 크기 및 위치설정과 함께 병 폭에 의존할 수 있다. 파이프(104)는 단부 벽(112)에서 측정된 제1 수렴 벽과 제2 수렴 벽 사이의 거리의 약 1/5(오분의 일) 내지 약 1/3(삼분의 일)의 직경을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 단부 벽(112)의 길이의 약 1/3의 파이프 직경은 파이프(104) 내의 불안정한 시약 표면 거동을 실질적으로 없애준다.
튜브 벽(148)은 루멘을 획정하고, 그의 크기에 대해 비교적 얇은 재료로 형성된다. 일부 실시예들에서, 튜브 벽(148)은 아치형 세그먼트(150), 직선 세그먼트들, 개구(152), 및 리브들(154)을 포함한다. 직선 세그먼트들은 내부 세그먼트(156) 및 연결 세그먼트들(158, 158')을 포함할 수 있다. 내부 세그먼트(156)는 아치형 세그먼트(150)의 반대편에 배치된다. 내부 세그먼트(156)의 에지들은 연결 세그먼트들(158, 158')을 통해 아치형 세그먼트(150)의 에지들에 연결된다. 연결 세그먼트들(158, 158')은 동일한 길이의 것일 수 있고, 동일한 각도로 내부 세그먼트(156)에 연결되어, 튜브 벽(148)이, 파이프(104)의 장축을 포함하고 아치형 세그먼트(150)의 그리고 내부 세그먼트(156)의 중간선들을 통과하는 평면에 관해 대칭이 되게 한다. 이러한 복잡한 프로파일은 파이프(104)가 개구부(134) 내로 삽입될 때 파이프(104)를 둘러싸는 제어된 형상의 잔여 개구부들을 갖는 강성(stiff) 튜브를 형성한다.
파이프(104)가 병(102) 내로 삽입되고 배향되어 아치형 세그먼트(150)가 단부 벽(112)에 인접하게 될 때, 연결 세그먼트들(158, 158') 각각은 측벽들(110, 110') 중 보다 가까운 것에 실질적으로 평행하게 연장된다. 연결 세그먼트들(158, 158') 및 측벽들(110, 110')의 이러한 평행 배치는 시약 파들의 슬로싱 효과를 개구(152)로부터 멀어지게 소멸시키는 것을 도와서, 파이프(104) 내의 시약 높이에 대한 파동의 영향을 감소시킨다. 여기서 "실질적으로 평행하게"는 정확히 평행한 것과 평행으로부터 최대 약 20도까지 각도를 이루는 것을 포괄한다. 일부 실시예들에서, 연결 세그먼트들(158, 158')은 측벽들(110, 110') 중 보다 가까운 것으로부터 약 5도의 각도로 배치된다.
개구(152)는 튜브 벽(148)을 천공하고 하측 단부(146)로부터 상향으로 연장된다. 도시된 실시예에서, 개구(152)는 아치형 세그먼트(150)의 중간선에 관해 대칭으로 아치형 세그먼트(150)를 천공한다. (상측 단부(144)를 향해) 수직으로 배치된 2개의 직선 에지들 및 수직 상측 에지는 실질적인 직사각형으로서 개구(152)를 획정한다. 개구(152)는 상측 단부(144)를 향해 약 3 ㎜ 내지 약 5 ㎜를 연장할 수 있고, 약 6 ㎜ 내지 약 8 ㎜의 폭을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 개구(152)는 상측 단부(144)를 향해 약 3 ㎜로 측정되고 폭은 약 6 ㎜이다. 이러한 개구(152)의 치수들은 유리하게는 림(132)의 높이와 협력하여 파이프(104)와 파이프(104) 외부의 병(102)의 부분 사이의 시약 유량을 감소시킨다. 이러한 유량 감소는 파이프(104) 내의 시약 높이에 대한 시약 용기 운동의 영향을 감소시키는 것을 돕는다.
하나 이상의 보강 리브들(154, 154')이 실질적으로 파이프(104)의 전체 길이를 따라 연장될 수 있다. 도시된 실시예에서, 3개의 긴 리브들(160, 160', 160'')이 상측 단부(144)로부터 하측 단부(146)로 연장된다. 짧은 리브(162)는 상측 단부(144)로부터 개구(152)로 연장된다. 리브들(154)은 파이프(104)를 보강하여, 튜브 벽(148)의 비교적 얇은 두께를 가능하게 한다.
리브들(154)은 튜브 벽(148)을 강화하고, 통기구들(164)을 획정하고, 병(102) 내에 파이프(104)를 고정시키는 것을 돕는다. 리브들(154)은 상이한 위치들에서 튜브 벽(148)의 외부 양태로부터 상이한 거리들을 연장할 수 있다. 상부 리브 부분들(165)은 튜브 벽(148)으로부터 더 멀리(총 약 2 ㎜) 연장되어, 파이프(104)가 병(102) 내로 완전히 삽입될 때 간섭 끼워맞춤을 위한 높은 마찰을 제공하면서 하측 단부(146)의 병(102) 내로의 저마찰 삽입을 가능하게 할 수 있다. 이는, 전체 삽입 깊이에서의 억지 끼워맞춤(tight fit)을 유지하면서 삽입 동작의 대부분에 대해 요구되는 힘을 감소시킴으로써 조립을 돕는다. 비교적 얇은 튜브 벽(148)(또는 목부(136))은 파이프(104)가 목부(136) 내에 단단히 끼워맞춤되도록 변형될 수 있다. 이러한 간섭 끼워맞춤은 병(102)이 병 목부 위치에서 파이프(104)를 견고하게 보유하는 것을 보장해준다.
하측 단부(146)는 파이프(104)의 장축에 수직하게 배치되는 단부판(166)을 포함한다. 단부판(166)은 하측 단부(146)를 단지 부분적으로 폐쇄한다. 단부판(166)은 하측 단부(146)의 면적의 약 1/2 미만을 덮을 수 있고, 내부 세그먼트(156)의 말단을 연결 세그먼트들(158, 158')의 말단들의 근접 부분들에 연결시킨다. 단부판(166)의 자유 가장자리는 아치형 세그먼트(150)와는 반대 방향으로 만곡되는 아치형 절개부(168)를 포함한다. 하측 단부(146)의 나머지는 개방 부분(170)이며, 이는 개구(152)와 인접해 있다. 아치형 절개부(168)와 아치형 세그먼트(150) 사이의 개방 공간은 유리하게는 대략 원형의 장소(locus)(172)(도 2 참조)를 제공하여, 피펫팅 동안의 프로브(118)의 위치설정 또는 직진도(straightness)에서의 공차 누적을 수용한다.
일부 실시예들에서, 단부판(166)은 플랫폼(130)에 부착되어 파이프(104)를 원하는 배향 및 위치로 고정시킬 수 있다. 적용가능한 부착 방법들은 용접(초음파, 진동, 열, 및 유도 용접을 포함함), 접착제, 용매 접합, 체결, 또는 결합 부품들 내에 형성되는 "스냅" 특징부를 포함한다. 단부판(166)은 그의 하부 양태(상측 단부(144)로부터 가장 먼 곳) 상에 하나 이상의 에너지 디렉터(174)를 포함할 수 있다. 에너지 디렉터(174)는 파이프(104)를 플랫폼(130)에 부착하기 위한 감소된 표면적을 제공할 수 있다. 에너지 디렉터(174)는 부착(예컨대, 용접) 공정에 적합한 다양한 형상들 중 임의의 것일 수 있다. 도시된 실시예에서, 에너지 디렉터(174)는, 내부 세그먼트(156)에 평행하게 배치되고 단부판(166)으로부터 수직으로 약 0.02 ㎜ 내지 약 1 ㎜를 연장하는 2개의 평행 보스들을 포함한다.
다른 실시예들에서, 목부(136) 내에서의 파이프(104)의 마찰 끼워맞춤은 플랫폼(130)에 인접한 하측 단부(146)의 위치를 유지시키기에 충분하다. 이러한 마찰 끼워맞춤은 또한 파이프(104)의 배향을 유지시켜서, 아치형 세그먼트(150) 및 개구(152)가 단부 벽(112)을 향해 배치되게 한다. 상기에 논의된 바와 같이, 마찰 끼워맞춤은 튜브 벽(148) 또는 목부(136)가 간섭을 수용하도록 변형되게 하는 리브들(154)과 목부(136) 사이의 간섭 끼워맞춤을 포함할 수 있다.
파이프(104)의 병(102) 내에서의 배향은 파이프(104) 내의 교란 및 시약 파동을 감소시키는 데 중요할 수 있다. 일부 실시예들에서, 개구(152)는 단부 벽(112)과 대면한다. 이는, 유리하게는 시약 용기 이동으로부터 발생하는 관성력의 파이프(104) 내에서의 영향을 감소시킬 수 있다. 파이프(104)는 단부 벽(112)을 향해 짧은 리브(162)를 정렬시킴으로써 상측 단부로부터 배향될 수 있다. 파이프(104)가 병(102) 내로 삽입되고 배향되어 아치형 세그먼트(150)가 단부 벽(112)에 인접하게 될 때, 연결 세그먼트들(156) 각각은 측벽들(110, 110') 중 보다 가까운 것에 실질적으로 평행하게 연장된다. 연결 세그먼트들(156) 및 측벽들(110, 110')의 이러한 근접 평행 배치는 시약 파들의 슬로싱 효과를 개구(152)로부터 멀어지게 소멸시키는 것을 도와서, 파이프(104) 내의 시약 높이에 대한 파동의 영향을 감소시킨다.
상부 리브 부분들(166)과 목부(136)의 결합은 튜브 벽(148)과 목부(136) 사이의 통기구들(164)을 획정한다. 통기구들(164)은 파이프(104) 외측의 병(102)의 부분 내에 보유되는 시약들과 대기 사이의 압력 평형을 위한 경로를 제공한다. 통기구들(164)은 공기가 충전 동안 병 밖으로 그리고 시약 흡입 동안 병 내로 통과하게 한다. 통기구들(164)은 또한 튜브 벽(148)의 양 측면들 상의 시약들이 공통의 액체 압력 평형을 겪어서 동일한 시약 높이를 유지하는 것을 보장한다. 일부 시약들은 작은 개구부들을 가로지르는 막들을 형성할 수 있는 계면 활성제들을 함유할 수 있다. 리브들(154)의 크기(튜브 벽(148)의 외부 양태로부터 약 2 ㎜ 돌출함)는, 파이프(104)의 사다리꼴 형상과 조합하여, 시약 막들에 의한 통기구들(164)의 폐쇄를 회피하는 것을 돕는다.
통기구들(164)은 만곡된 통기구들(174) 및 직선 통기구들(176)을 포함할 수 있다. 통기구들(164)은 목부(136)의 내부 표면과 튜브 벽(148) 사이의 갭에 걸쳐지고, 상부 리브 부분들(165)에 의해 반경방향으로 경계지어진다. 만곡된 통기구들(174)은 아치형 세그먼트(150)의 적어도 일부분에 접하고; 직선 통기구들(176)은 직선 세그먼트들(158, 158')에 접한다. 도 2는 개구부(132) 내에 대칭으로 배치되는 2개의 만곡된 통기구들(174) 및 2개의 직선 통기구들(176)을 포함하는 실시예를 도시한다.
또한, 병(102)의 취입 성형, 파이프(104)의 사출 성형, 및 성형후 조립 단계들의 조합에 의해 시약 용기(100)를 제조하는 방법들이 기술된다. 종래의 취입 성형은 적합한 공차로 앵커 영역(116) 내에 내부 표면을 생성하기에 부적절하다. 사출 성형은 허용가능한 공차를 생성할 수 있지만, 비용이 들고 문제가 있는 병 폐쇄 동작들을 필요로 한다. 종래의 취입 성형 재료들을 사용하여 저가로 허용가능한 공차를 제공할 수 있는 수정된 취입 성형 공정이 개발되었다. 일부 실시예들에서, 취입 성형 재료는 고밀도 폴리에틸렌과 같은 중합체이다.
종래의 압출-취입 성형 공정은 선택된 플라스틱을 용융(melt down)하고 그를 파리손으로 형성하는 것으로 시작된다. 파리손은 압축된 공기 또는 다른 유체가 통과할 수 있게 하는 구멍을 일 단부에 갖는 튜브형 플라스틱 조각이다. 파리손은 중공 캐비티를 포함하는 주형의 분리된 부품들 사이에 압출된다. 주형은 파리손 위로 폐쇄되고, 파리손은 이어서 팽창하여 외측 표면들이 캐비티의 경계 벽들에 인접하게 한다. 주형을 개방하면 부품이 해방된다.
압출-취입 성형 공정은 주형의 벽들과의 접촉을 통해 외부 표면들을 제어하지만, 내부 표면들은 마찬가지로 제어되지 않을 수도 있다. 몰드베이스는 전형적으로 파리손의 일부분 위에 폐쇄되어서, 몰드베이스 분리 표면들이 방출된 부품 상에 융기된 분할선들로서 이미징되게 한다. 분할선들과 반대편의 내부 표면들의 기하학적 형상은 흔히 가변 두께들 및 차동 냉각 속도들로 인해 싱크 마크들 또는 다른 불규칙부들을 포함한다.
본 명세서에 기술된 공정은 앵커 영역이 병의 분할선 맨 위에 놓이는 경우 특별한 이득을 제공할 수 있는데, 이는 이러한 구역들이 불규칙한 표면 구조부에 특히 취약하기 때문이다.
압출-취입 성형 공정은 파리손 압출 단계, 압출된 파리손의 중공 주형 내로의 클램핑 단계, 주형 내로의 파리손의 팽창 단계, 및 재료가 가단성 또는 소성인 채로 남아 있는 동안 파리손 개구부를 통한 형상화된 면을 갖는 핀의 연장 단계를 포함한다. 도 11 내지 도 13은 플랫폼(130) 및 림(132)을 형성하기 위해 핀(180)이 개구부(132)를 통해 연장되어 베이스(106)와 접촉하는 상태에서의 제조 동안의 병을 도시한다. 종래의 압출-취입 성형 공정은 본 명세서에 기술된 바와 같은 연장된 핀을 포함하지 않는다.
도 13에 도시된 바와 같이, 일단 파리손(182)이 형성되면, 주형(184)은 병의 원하는 외부 형상과 일치하는 중공 캐비티(186), 예컨대 웨지 형상 캐비티 내에 파리손(182)을 클램핑한다. 주형(184)은 병의 앵커 영역에 대응하는, 입구의 반대편에 하측 벽(188)을 포함한다. 가압 공기 또는 다른 유체가 종래의 취입 성형에서와 같이 중공 캐비티(186) 내에서 파리손(182)을 팽창시켜 중공 용기(190)를 형성한다. 팽창 후, 그렇지만 중합체 재료가 여전히 소성인 동안, 핀의 축에 수직인 평탄면(192)을 갖는 핀(180)은 입구를 통해 연장되어 그 면을 하측 벽(188)으로부터 사전결정된 거리(194)에 위치시킨다. 일부 실시예들에서, 사전결정된 거리는 약 3 ㎜ 미만, 약 2 ㎜ 미만, 또는 약 1 ㎜ 미만일 수 있다.
핀(180)의 평탄면(192)은 여전히 소성인 중합체와 접촉하고 그를 압축하여, 그 중합체가 평탄면(192)과 하측 벽(188) 사이의 제한된 용적부로부터 외향으로 유동하게 한다. 평탄면(192)과 하측 벽(188) 사이의 압축된 재료는 병(102)의 플랫폼(130)을 형성한다. 변위된 재료는 플랫폼으로부터 외향으로 유동하고, 플랫폼(130)을 둘러싸는 림(132)을 형성한다. 그에 따라, 중합체가 여전히 소성인 동안의 하측 벽(188)으로부터 사전결정된 거리(194)로의 핀(180)의 연장은 앵커 영역의 원하는 구조를 형성한다. 평탄면(192)과 하측 벽(188) 사이의 거리(및 중합체 수축 특성)는 플랫폼에서의 베이스의 두께를 결정한다. 팽창 후의 하측 벽(188)에 인접한 중합체의 양이 림(132)의 높이를 결정한다. 이러한 양은 결과적으로 파리손(182), 핀(180), 및 캐비티(186)의 기하학적 형상들에 의해 그리고 취입 성형 공정 파라미터들에 의해 결정된다. 일부 실시예들에서, 핀(180)은 공정의 팽창 단계 동안 가압 공기를 공급하기 위해 그의 측면들 내에 하나 이상의 구멍들을 포함한다.
일단 병을 형성하는 데 사용되는 중합체가 충분히 냉각되면, 핀(180)이 회수될 수 있다. 이어서, 주형을 개방하면 완전히 형성된 병의 제거가 가능하게 된다. 이어서, 파이프가 적절한 배향으로 병 개구부를 통해 삽입될 수 있고 단부판이 플랫폼에 부착될 수 있다.
전술된 공정의 실시예는 핀의 축에 수직하게 배치되는 평탄면을 갖는 핀을 포함하여, 유용한 플랫폼 및 림을 생성한다. 그러나, 기술된 공정은, 더 일반적으로는, 꼭 맞는 공차를 갖는 한정된 기하학적 형상이 취입 성형된 부품의 내부 상에서 요구될 때는 언제든지 적용가능할 수 있다. 다른 실시예들에서, 핀은 평탄하지 않거나 핀의 축에 수직이 아닌 면을 포함할 수 있다. 핀은 병의 내측 저부 상에 상보적 기하학적 형상을 생성하기 위해 그의 단부 상에 다양한 구조들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 유용한 기하학적 형상은 용접 에너지 디렉터들, 스냅 특징부들, 접착제 또는 밀봉부를 위한 홈들, 또는 제어된 크기의 리세스들 또는 구멍들을, 제한 없이, 포함할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 공정(1400)의 일 실시예의 단계들은 파리손을 압출하는 단계(1402); 파리손을 주형 내로 팽창시키는 단계(1404); 핀을 연장시키는 단계(1406); 및 병의 일부분을 압축시키는 단계(1408)를 포함한다. 전술된 바와 같이, 핀은 형상화된 면을 갖고 파리손의 입구를 통해 연장된다. 주형은 입구에 대향되는 벽을 가져서, 벽으로부터 사전결정된 거리로 핀을 연장시키면 파리손의 소성 재료가 외향으로 가압됨으로써 융기된 림에 의해 둘러싸인 플랫폼을 형성하게 된다. 플랫폼 구역에서의 병의 두께는 재료 수축에 대한 허용 오차를 갖고서 사전결정된 거리에 의해 설정된다. 핀 면과 벽 사이의 거리는 또한, 플랫폼 구역 밖으로 "과잉" 재료를 변위시켜 림을 형성함으로써 융기된 림의 크기를 결정한다. 완성된 병은 단계(1410)에서 주형으로부터 방출된다. 파이프를 형성하는 단계(1412)는 상기 단계들과는 독립적이다. 완성된 시약 용기의 조립은 병 개구부를 통해 파이프를 삽입하는 단계(1414); 파이프의 상측 단부를 병 개구부와 결합하는 단계(1416); 및 단부판을 플랫폼에 부착시키는 단계(1418)를 포함한다.
전술된 공정의 실시예는 압출 취입 성형에 기초한다. 다른 실시예들은 사출 취입 성형의 변형예들을 이용할 수 있는데, 여기서 사출 성형된 예비성형품(preform)이 압출된 파리손을 대체한다. 어느 실시예에서든, 플랫폼과 림의 형상은 여전히 소성인 중합체를 압축 및 변위시키기 위해 핀의 면의 위치설정에 의해 한정되어, 중합체가 핀 면과 주형의 하측 벽 사이의 제한된 용적부로부터 외향으로 유동하게 한다.
상기의 설명은 특징부들, 구조, 또는 특성들을 갖는 것으로 기술된 실시예들을 포함한다. 이러한 언급들은 기술된 실시예들이 특정 특징부를 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 모든 기술된 특징부, 구조, 또는 특성을 반드시 포함하지는 않는다는 것을 나타낸다. 또한, 특정 실시예와 관련한 특정 특징부, 구조, 또는 특성의 설명은 단지 예시적인 것이며, 명백하게 기술되든 기술되지 않든 다른 실시예들과 관련하여 그러한 특징부, 구조, 또는 특성을 포함하는 것이 당업자의 지식 내에 있다는 것을 이해해야 한다.
달리 지시되지 않는 한, 명세서 및 청구범위에 사용된 모든 숫자들은 모든 사례들에서 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해될 것이다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 명세서 및 첨부된 청구범위에 기재된 수치 파라미터들은 얻고자 하는 원하는 특성들에 따라 변할 수 있는 근사치들이다. 최소한도로, 그리고 청구범위의 범주에 대해 균등론의 적용을 제한하려는 시도로서가 아니라, 각각의 수치 파라미터는 적어도 기록된 유효 숫자의 자리수의 관점에서 그리고 통상의 반올림 기법을 적용함으로써 해석되어야 한다. 본 발명의 폭넓은 범주를 기술하는 수치 범위들 및 파라미터들이 근사치들임에도 불구하고, 특정 예들에 기재되는 수치 범위들은 가능한 한 정확하게 기록되어 있다. 그러나, 임의의 수치 값은 그들 각자의 테스팅 측정치에서 발견되는 표준 편차로부터 필연적으로 기인하는 소정의 오차들을 본질적으로 포함한다.
본 발명을 설명하는 맥락에서(특히, 하기의 청구범위의 맥락에서) 사용되는 단수 형태("a", "an", "the")의 용어들 및 유사한 지시 대상어들은, 본 명세서에 달리 지시되지 않거나 맥락별로 명백히 모순되지 않는 한, 단수 형태 및 복수 형태 둘 모두를 커버하는 것으로 해석될 것이다. 본 명세서에서의 값들의 범위들에 관한 인용은 단지 그 범위에 속하는 각각의 별도 값을 개별적으로 언급하는 속기 방법(shorthand method)으로서 역할을 하도록 의도된다. 본 명세서에 달리 지시되지 않는 한, 각각의 개별 값은 본 명세서에 개별적으로 인용된 것처럼 명세서 내에 포함된다. 본 명세서에 기술된 모든 방법들은, 본 명세서에 달리 지시되지 않거나 그렇지 않고 맥락별로 명백히 모순되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에 제공된 임의의 그리고 모든 예들, 또는 예시적인 언어(예를 들어, "예컨대(such as)")의 사용은 단지 본 발명을 보다 잘 이해하도록 하고자 하는 것이며, 청구범위의 범주에 대한 제한을 제기하는 것이 아니다. 명세서 내의 어떤 언어도 본 발명의 실시에 필수적인 임의의 비-청구된 요소를 나타내는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에 기술된 본 발명의 실시예들 또는 대안적인 요소들의 그룹화(Grouping)가 제한사항으로서 해석되지는 않을 것이다. 각각의 그룹 구성원은 개별적으로, 또는 그룹의 다른 구성원들이나 본 명세서에서 발견되는 다른 요소들과의 임의의 조합으로 지칭되고 청구될 수 있다. 그룹의 하나 이상의 구성원들은 편의성 및/또는 특허성의 이유로 그룹 내에 포함될 수 있거나 또는 그룹으로부터 삭제될 수 있음이 예상된다. 임의의 그러한 포함 또는 삭제가 일어날 경우, 명세서는 수정된 바와 같은 그룹을 포함하여 그에 따라 첨부된 청구범위에 사용된 모든 마커쉬(Markush) 그룹의 서면 설명을 이행하는 것으로 간주된다.
발명을 수행하기 위해 본 발명자들에게 알려진 최상의 모드를 포함한 소정의 실시예들이 본 명세서에 기술되어 있다. 물론, 이러한 기술된 실시예들에 대한 변형예들이 전술한 설명을 읽을 시 당업자에게는 자명해질 것이다. 본 발명자들은 숙련된 기술자들이 적절하게 그러한 변형예들을 채용할 것을 기대하며, 본 발명자들은 본 발명이 본 명세서에 구체적으로 기술된 것과는 달리 실시되기를 의도한다. 따라서, 본 명세서 및 청구범위는 적용가능한 법에 의해 허용되는 바와 같이 여기에 첨부된 청구범위에서 인용된 주제의 모든 수정예들 및 등가물들을 포함한다. 더욱이, 전술된 요소들의 그의 모든 가능한 변형예들에서의 임의의 조합이, 본 명세서에 달리 지시되지 않거나 그렇지 않고 맥락별로 명백히 모순되지 않는 한, 명세서 및 청구범위에 의해 포괄된다.
마지막으로, 본 명세서에 기술된 실시예들은 본 발명의 원리들을 예시하는 것임이 이해될 것이다. 채용될 수 있는 다른 수정예들이 본 발명의 범주 내에 있다. 그에 따라, 제한이 아닌 예로써, 본 명세서의 교시 내용에 따라 대안적인 구성들이 활용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 도시되고 기술된 바와 같은 것으로 정확하게 한정되지는 않는다.

Claims (20)

  1. 시약 용기로서,
    하측 벽, 상측 벽, 측벽, 및 단부 벽을 포함하고, 상기 상측 벽은 개구부를 갖고 상기 하측 벽에 대향되며, 상기 단부 벽은 상기 측벽보다 더 짧고, 상기 측벽 및 상기 단부 벽은 상기 하측 벽을 상기 상측 벽에 연결시키는 것인, 취입 성형된 세장형 병; 및
    개방된 상측 단부, 하측 단부, 및 상기 상측 단부로부터 상기 하측 단부로 연장되는 튜브 벽을 포함하고, 상기 튜브 벽은 상기 하측 단부에 인접한 개구를 갖는 것인, 파이프
    를 포함하고, 상기 파이프는 상기 상측 단부가 상기 병 개구부 내에 위치되고 상기 개구가 상기 단부 벽을 향해 배치된 상태에서 상기 병 내에 배치되고 그 병에 고착되는 것인 시약 용기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하측 벽은 융기된 림에 의해 둘러싸인 제어된 표면을 갖고, 상기 제어된 표면은 상기 병의 내측에 그리고 상기 개구부의 반대편에 배치되고, 상기 하측 단부는 상기 하측 단부를 부분적으로 폐쇄하는 단부판을 포함하고, 상기 파이프는 상기 단부판을 상기 제어된 표면에 부착시킴으로써 상기 병에 고착되는 것인 시약 용기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어된 표면은 평탄하고, 상기 단부판은 상기 제어된 표면에 초음파 용접되는 것인 시약 용기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 융기된 림은 상기 제어된 표면 위로 1 내지 3 ㎜ 연장되는 것인 시약 용기.
  5. 제2항에 있어서, 상기 병은 분할선을 포함하고, 상기 제어된 표면은 상기 분할선을 오버레이(overlay)하는 것인 시약 용기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 튜브 벽은 상기 튜브 벽으로부터 외향으로 연장되는 하나 이상의 리브들을 갖고, 상기 파이프는 상기 복수의 리브들과 상기 개구부 사이의 간섭 끼워맞춤(interference fit)에 의해 상기 병에 고착되는 것인 시약 용기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 튜브 벽, 상기 리브들 중 적어도 하나의 리브, 및 상기 개구부는 상기 파이프의 외측에 통기 통로를 획정하는 것인 시약 용기.
  8. 제6항에 있어서, 상기 병은 웨지(wedge) 형상이고, 상기 측벽은 제1 수렴 벽, 제2 수렴 벽, 및 상기 제1 수렴 벽을 상기 제2 수렴 벽에 연결시키는 단부 벽을 포함하고, 상기 튜브 벽은 제1 직선 세그먼트 및 제2 직선 세그먼트를 갖고, 상기 제1 직선 세그먼트는 상기 제1 수렴 벽에 평행하게 배치되고, 상기 제2 직선 세그먼트는 상기 제2 수렴 벽에 평행하게 배치되는 것인 시약 용기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 파이프는 상기 개구부에서 측정된 상기 제1 수렴 벽과 상기 제2 수렴 벽 사이의 거리의 오분의 일 내지 삼분의 일의 직경을 갖는 것인 시약 용기.
  10. 시약 용기로서,
    상측 벽, 제1 측벽, 및 제2 측벽을 포함하고, 상기 상측 벽은 개구부를 갖고, 상기 제1 측벽 및 상기 제2 측벽은 상기 상측 벽에 연결되는 것인, 병; 및
    상기 병 개구부 내에 배치되고, 중심 축, 상측 단부, 하측 단부, 및 상기 중심 축 둘레에 배치되고 상기 상측 단부를 상기 하측 단부에 연결시키는 튜브 벽을 포함하고, 상기 튜브 벽은 상기 중심 축에 평행하게 연장되는 제1 및 제2 직선 세그먼트들을 갖는 것인, 파이프
    를 포함하고, 상기 제1 직선 세그먼트는 상기 제1 측벽에 평행하게 배치되고, 상기 제2 직선 세그먼트는 상기 제2 측벽에 평행하게 배치되는 것인 시약 용기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 튜브 벽은 루멘(lumen)을 둘러싸서 획정하고, 상기 파이프는 상기 튜브 벽으로부터 외향으로 연장되는 하나 이상의 리브들을 추가로 포함하고, 상기 상측 단부는 상기 개구부 내에 배치되고, 상기 튜브 벽, 상기 하나 이상의 리브들 중 적어도 하나의 리브, 및 상기 개구부는 상기 루멘의 외측에 통기 통로를 획정하는 것인 시약 용기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 병은 상기 제1 측벽과 상기 제2 측벽 사이에 연결된 단부 벽을 추가로 포함하고, 상기 단부 벽은 상기 제1 측벽보다 더 짧고 상기 제2 측벽보다 더 짧으며, 상기 파이프는 상기 튜브 벽 내의 개구를 추가로 포함하고, 상기 개구는 상기 단부 벽을 향해 배향되는 것인 시약 용기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 병은 상기 상측 벽에 평행하게 배치되는 하측 벽을 추가로 포함하고, 상기 하측 벽은 상기 제1 측벽을 상기 제2 측벽에 그리고 상기 단부 벽에 연결시키고, 상기 하측 벽은 융기된 림에 의해 둘러싸인 원형 플랫폼을 갖고, 상기 플랫폼은 상기 개구부에 대향되고, 상기 하측 단부는 상기 하측 단부를 부분적으로 폐쇄하는 단부판을 포함하고, 상기 단부판은 상기 플랫폼에 부착되는 것인 시약 용기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 튜브 벽은 상기 제1 직선 세그먼트와 상기 제2 직선 세그먼트 사이에 아치형 세그먼트를 추가로 포함하고, 상기 복수의 리브들 중 적어도 하나의 리브는 상기 아치형 세그먼트로부터 외향으로 연장되는 것인 시약 용기.
  15. 시약 용기를 제조하는 방법으로서,
    개구부 및 상기 개구부에 대향하는 플랫폼을 포함하는 병을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 형성하는 단계는
    입구에 대향하는 벽을 가진 주형 내로 파리손을 팽창시키는 단계로서, 팽창된 파리손은 상기 병을 형성하고 상기 입구는 상기 개구부를 형성하는 것인, 단계;
    일 면을 갖는 핀을 상기 입구를 통해 연장시켜 상기 핀의 면을 상기 벽으로부터 사전결정된 거리에 위치시키는 단계; 및
    융기된 림에 의해 둘러싸인 상기 플랫폼을 형성하는 상기 벽과 상기 핀의 면 사이에 상기 병의 일부분을 압축시키는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 면은 평탄하고 원형이며, 상기 사전결정된 거리는 1 ㎜ 미만이고, 상기 융기된 림은 상기 플랫폼 위로 1 ㎜ 내지 3 ㎜ 연장되는 것인 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 병의 일부분은 상기 주형의 분할선을 오버레이하는 것인 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 주형은 상기 병의 단부 벽을 형성하는 단부를 갖는 웨지 형상 캐비티를 획정하고, 상기 방법은
    개방 단부, 단부판에 의해 부분적으로 폐쇄된 하측 단부, 및 상기 개방 단부로부터 상기 하측 단부로 연장되는 튜브 벽을 포함하는 파이프를 상기 개구부를 통해 위치설정하는 단계; 및
    상기 단부판을 상기 플랫폼에 부착시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 튜브 벽은 상기 하측 단부에 인접한 개구를 포함하고, 상기 단부판은 에너지 디렉터(energy director)를 포함하고, 상기 파이프를 상기 개구부를 통해 위치설정하는 단계는 상기 병 단부 벽을 향해 상기 개구를 정렬시키는 단계를 포함하는 것인 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 개방 단부에서의 상기 파이프는 상기 개구부에서 상기 병과 마찰 결합하여 상기 병 내에서의 상기 파이프의 위치 및 배향을 유지시키는 것인 방법.
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