KR970011324B1 - 장동(章動) 운동하는 기다란 용기용 하우징 - Google Patents

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Abstract

요약 없음

Description

장동(章動) 운동하는 기다란 용기용 하우징
제1도는 각 콘테이너가 시약을 액체 또는 동결건조된(정제화된) 형태로 보관할 수 있는 구분칸을 이루는, 화학실험용 액체를 운반하는데 유용한 다수 콘테이너 스트립의 전계도.
제2도는 제1도의 다수 콘테이너 스트립의 측면도.
제3도는 제1도에 나타낸 다수 콘테이너 스트립의 평면도.
제4도는 여러개의 구분칸을 가진 스트립을 제3도의 4-4 절단선을 따라 취한 횡단 측면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 콘테이너12 : 콘테이너 스트립
13 : 와류기14 : 밴드
52 : 림60 : 적층판
66 : 뚜껑장치
본 발명은 유체를 편리하게 비침투적으로 혼합시키는 격실이 있는 시약 보관기에 관한 것이다.
용기나 격실에 담긴 액체에 와류를 일으키는 것이 용기의 내용물을 혼합시키는 유효적절한 수단임은 알려져있다. 일반 실험실 와류기는 모터에 편심으로 장착된 지지컵이나 탄성용기 수용민을 사용하여 용기의 아랫부분을 원형경로나 궤도로 고속으로 병진운동시키고 그럼으로써 이 용기에있는 유체에 유효적절한 와류를 일으킨다. 상기 종류의 장치에에는 미합중국 특허 제4,555,183호(토머스)와 제3,850,580호(무어동)에 열거된 것들이 있다. 이들 장치들은 작동자가 용기에 있는 유체에 와류를 일으키기 위해서는 이 용기를 편심이동수단과 접촉시키도록 해야한다는 점에서 수동식이다.
그러한 와류식 혼합기는 비침투적이므로 자동화학 분석기에 매우 유리하고 따라서 부적절하게 세척된 침투적 혼합수단과 관련된 오염을 염려하지 않아도 된다.
그러나 공교롭게도 용기 또는 격실의 바닥이 궤도로 움직여 와류운동을 일으킬때, 이 용기의 뚜껑몸체가 밀봉된체 있기는 어렵다. 이것은 여러개의 격실들이 있어 하나가 궤도로 움직이는 반면에 나머지가 고정된체 있을때 특히 어렵다.
종종 다양한 격실들에 보관되어 있는 몇몇 시약들은 수화(水和)되어야하는 정제로된 시약형태로 있다. 수화 또는 용해공정을 편리하게하도록 초음파 에너지를 이용하는것은 알려져 있다. 한가지 그러한 초음파처리 기술이 1988년 1월 19일 라마찬드란(Ramachandran)에 의해 출원된 미합중국 특허 제 4,720,374호에 기술되어 있다. 이 초음파 에너지의 인가는 매우 만족스러운 공정인데 반해 다소 비용이 든다.
인접한 일반 시약용기에 여러가지 시약들을 보관시키는 것은 그러한 자동화학분석기에 바람직하다. 그러한 일반 다용기 콘테이너는 델라웨아주윌밍턴시 이 아이 듀우판 디 네모아 앤드 캄파니(E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware)에 의해 디멘젼 화학분석기(Dimension Chemical Analyzer)로 공지된 기구로 현재 시판되고 있다. 그러한 스트립은 라마찬드란 특허에 열거되어 있다. 이런 일반 콘테이너는 불활성 플라스틱으로 형성된 단단한 주변 밴드가 있는 콘테이너 스트립의 형태로 있다. 상기 밴드가 각 용기와 일체로 형성되거나 이와 결합되므로 콘테이너 스트립은 보통 제1연부 에서 제2연부까지 거의 기다란 쐐기형판 윤곽은 다수의 그런 스트립들이 회전식 시약 운반판에 걸쳐 주위로 인접히 방사상 뻗는식으로 장착되도록 한다. 이 용기들의 상부는 기체와 증기가 새어나지 않도록하나 흡출등을 위해서는 프로브(Probe)가 관통할 수 있는 적당한 적층판으로 밀봉된다. 디멘젼(Dimesion™) 용기용으로 사용된 플라스틱은 폴리에틸렌이며 적층판은 폴리에스테르 필름, 이 폴리에스테르 필름을 피복한 폴리비닐리덴, 그리고 마지막으로 이 피복제에 부착된 폴리에틸렌시이트의 세가닥 적층판이다. 이 적층판은 폴리에틸렌시이트가 폴리에틸렌용기림에 접한채 이 용기의 주변면에 밀봉된다.
이러한 종래 다용기 콘테이너들은 콘테이너를 이루는 여러 용기들중 오직 하나만 와류혼합할 수는 없다.
액체 시약 또는 표본들을 보관할때, 증발을 최소화하기 위한 주위가 필요하다. 그러나 이와동시에 증발을 억제하도록 사용된 장치가 무엇이든 간에 사용동안 흡출탐침에 의해서처럼 액체로의 접근요구와 양립할 수 있어야 한다. 라만찬드란 특허는 뚜껑의 상부를 통해 공기와 증기가 전달되는 것을 줄이는 뚜껑을 기술한 것 이다. 용기를 고립시켜 다용기 콘테이너들을 형성시킴으로써 용기들 사이의 오염은 줄어든다.
라만찬드란 특허에 기술된 뚜껑몸체는 결합된 위아래 시이트 재료로 형성된다. 이 시이트들중 한 시이트 재료로 용기가 형성되며 이 용기는 탄성 중합체가 자기 복운 패드를 수용한다. 결합된 제1시이트와 제2시이트의 일부는 용기의 주변을 완전히 에워싸며 뚜껑이 콘테이너에 의해 견고히 부착될수 있는 면을 제공하는 밀봉 플랜지를 형성한다.
종래 시약 콘테이너들에서 재료들을 자동으로 혼합하는데 수반되는 상기 여러가지 문제들은 상부가 휘어질수 있고 하부가 용기의 축선을 중심으로 이동하여 와류혼합작용을 할 수 있게한 용기를 형성시킴으로써 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 측벽과 종축선을 가진 기다란 용기용 하우징이 제공되는데, 이 용기는 플라스틱으로서 주변 장착면이 있으며, 상기 하우징은 하우징과 용기 둘다에 일체로 있으면서 이 하우징과 용기 측벽을 연결시킨 가요성 힌지와, 상기 장착면과 접합되어 기체 및 증기밀봉을 제공한는 플라스틱적층판으로 구성된다.
격실을 형성하는데 사용된 플라스틱은 폴리프로필렌이 바람직한데 왜냐하면 이 폴리프로필렌은 비교적 기 수명을 가진 가요성 힌지를 형성하기 때문이다. 기체 및 증기 밀봉을 제공하는 적층판은 폴리에스테르필름, 이 폴리에스테르 필름을 피복한 폴리비닐리덴, 및 이 피복제에 부착된 폴리프로필렌시이트의 세가닥 적층판으로서, 폴리프로필렌시이트가 주변장착면과 접한채 이 주변장착면에 가열 밀봉된다. 바람직하게도 힌지는 장착면 아래에 위치되므로 용기의 장동운동과 무관해지며 이 힌지의 기계적 특성은 뚜껑열밀봉 공정에 영향받지 않는다. 이 용기의 바닦돌출 팁부분은 종축선상에 있다. 이것은 장동운동을 시키기 우해 용기의 바닥과 결합하는 것을 용이하게 해준다.
바람직한 실시예에서 용기뿐만 아니라 부가 콘테이너들을 지탱할 수 있는 하우징에는 주변 장착면이 있다. 양 장착면은 동일 평면에 있으며 적층판은 양 장착면과 접하나 용기의 림을 에워싸는 바로 근처 영역에서 길게 째진다. 이것은 용기 아랫부분의 장동운동을 편리하게하며 그러한 장동운동이 용기의 주변면에 있는 밀봉을 저해하지 못하게 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도에 나타낸 바처럼, 다수의 콘테이너들(10)은 끝과 끝이 연결된 관계로 배열되어 콘테이너 스트릴(12)을 형성한다. 콘테이너 스트립(12)은 임의의 편리한 방식으로 제작될 수 있다. 이 실시예에서 콘테이너 스트립(12)의 단단한 주변밴드(14)는 불활성 플라스틱과 같은 적당한 재료로 형성된다. 이 밴드(14)는 각 콘테이너(10)와 결합되거나 이와 일체로 형성되어 바람직한 경우 콘테이너 스트립(12)은 보통 제1연부(16L)에서 제2연부(16R)까지 거의 기다란 쐐기형태로 경사진다. 콘테이너 스트립(12)에 대한 이러한 쐐기형판 윤곽은 다수의 그런 스트립들이 회전식 시약 운반판에 걸쳐 주위로 인접히 방사상 뻗는식으로 장착되도록 한다. 상기 종류의 판은 1987년 12월 23일 출원된 공동 계류중인 출원 번호 제139,108호의 “열성형 분석 쿠베트(Cuvette)가 있는 분석기구”(IP-0473-A)에 기술된 분석기구로 나타나있다. 또한 그러한 사용법은 공동계류중인 출원서 “표본들을 자동 분석적으로 실험하는 장치 및 방법”에 열거되어 있다. 그러나 개개의 콘테이너들이 임의의 소정형태를 취할 수 있으며 단독으로 사용될 수 있거나, 임의의 갯수로 편리한 방식에 의해 함께 배열될 수 있으며 본 발명의 범위내에 있음을 알아야 한다.
특허 제 4,720,374호에 기술된바 처럼, 콘테이너들(10) 각각은 단독으로 아니면 콘테이너 스트립(12)으로 배열될 수 있으며 적당한 불활성 플라스틱 재료로 형성되고 나란히 일체로 형성된 측벽들(18)과 단부벽들(20)의 대향쌍들로 보통 이루어진 격실을 포함한다. 측벽(18) 및 단부벽(20)의 윗면들은 밴드(14)의 윗면과 그 부근에 일치되어 콘테이너(10)의 개방윗단 주위를 에워싸는 거의 편평한 밀폐면(22)을 이룬다. 본 발명에 따라, 콘테이너들(10)중 하나는 와류기(13)이다. 이 화류기를 제외한 콘테이너들(10) 각각은 하향 경사진 역 피라밋 모양의 마루(24)로 막혀있다.
와류기(13)를 제외한 각 콘테이너(10)의 측벽들(18)은 주변 밴드(14)와 결합되어 있다. 이 밴드(14)는 콘테이너들(10)의 아랫단부 조금 아래까지 뻗어 지지체(26)를 이루며 따라서 스트립이 적당한 작업면상에 세워질 수 있다. 몇개의 콘테이너들(10)은 정사각형, 직사각형 등의 다양한 형태로 배열될 수 있다.
인접한 용기들(10)의 각각은 서로간에 열 및 증기분리를 향상시키기 위해 소정간격(28)으로 서로 떨어져 있다. 바람직하게 콘테이너 스트립(12)은 폴리프로필렌으로 사출성형방식에 의해 형성된다. 이와는 다르게 폴리에틸렌이나 기타 적당한 재료의 구성으로 사용될 수 있으나 수회에 걸쳐 뛰어지나 부러지지않는 특성으로 인해 폴리프로필렌이 바람직하다.
본 발명에 따라, 와류기(13)의 단부는 관모양으로 길게 뻗어있으며 종축선(50)을 가진다. 이 와류기(13)에는 콘테이너들(10)과 밴드(14)에 의해 제공된 주변장착면과 유사한 주변 장착면을 이루는 림(rim)(52)이 있다. 와류기(13)는 가요성 힌지(54)를 형성하는 일체의 가요성 얇은 플라스틱 핑거에 의해 밴드(14)와 연결되어 있다. 가요성 힌지(54)는 밴드(14)와 말단 콘테이너(58)로 형성된 모서리(56)로 향한다. 이 힌지(54)는 림(52) 바로 아래에 위치되므로 와류기(13)와 콘테이너들(10)의 상부에 있는 증기밀봉에 방해되지 않으며 이 힌지의 기계적특성은 뚜껑 열밀봉공정에 영향받지 않는다.
와류기(13)의 바닥은 하향으로 뻗어 돌출한 팁부분(58)이 있게 형성되며 이 팁부분(58)은 와류기의 바닥부분이 장동(章動)운동하도록 편심이나 궤도식 구동기에 의해 연동하기에 적합하며 와류기(13)는 가요성 힌지(54)에 대해 피봇한다. 밴드(14)의 아랫부분은 제기되어 와류기(13)에 대해 짧은 가장자리를 형성하므로 이 와류기(13)는 아랫부분에서의 장동운동에 무관하게 된다.
상기 장동운동을 제공하는, 촐출 팁(58)에 대한 적당한 구동기는 공동개류중인 출원서 “자동 와류 혼합기”(IP-0755)에 열거되어 있다. 이와 대신으로 사용될 수 있는 구동기가, 리뷰오브사이언티픽 인스트루먼츠(Revew of Scientific Instruments) 54(11), 1983년 11월, 1969-72 페이지에 ”자동 DNA 순서기(Automatic DNA Sequencer) : 막삼-길버트 순서법에 대한 컴퓨터 프로그램 미량화학적 조작기(Computer-progra-mmen microchemical manipulator for the Maxam-Gilbert Sequencing method)”란 제목으로 와다(Wada)외의 논설에 개시되어 있다. 특정 구동기가 본 발명의 부분을 형성하지 않기때문에, 구동기의 기능이 돌출팁을 연동하여 이를 장동운동이나 궤도식 운동으로 운동시켜 와류기(13)내에서 와류혼합작용을 하도록 한다는 것 이외에는 더이상 설명치 않을 것이다.
원한다면 와류기는 개방된 채 있을 수 있으나, 전술한 이유로 인해 시약이 보관되어 있을때 이 시약의 회수를 위해 탐침이 여러번 천공 할 수 있는 증기 장벽이나 복원가능한 시이트(Sheet)가 사용됨이 가장 좋다. 이러한 이유로 인해, 세가닥의 적층판(60)이 와류기(13)뿐만 아니라 콘테이너들(10)과 밴드(14)-특히 와류기(13)의 림(52)에 대해 가장자리를 형성하는 부분-의 주변 장착민들에 가열 밀봉된다.
개개 격벽들을 편리하게 밀봉시키기 위해 소형 노치(64)가 와류기(13)에 인접한 콘테이너의 경우를 제외한, 각 콘테이너사이에 사출성형공정으로 형성된다. 결국, 자기 복원(self-healing) 뚜껑장치(66)는 적층판(60)에 부착된다. 이 자기복원 뚜껑장치(66)는 화학적으로 불활성인 탄성 중합체들중 어떤 것으로든 가능하다. 그러나 CHR사에서 시판하는 32mil(8.128cm) 두께의 실리콘 러버시이트를 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 SR 500의 제품명을 가진 프라이머(primer) 용액을 사용하는 실리콘 수지인, 뉴욕주 워터포드(Waterford)의 제니럴 일렉트릭(General Electric)사에서 나온 TSA 6574의 제품명을 가진 접착제와 같은 적당한 접착제로 적층판(60)에 도포된다. 와류기(13)위에 위치한, 뚜껑장치(13)의 단부에는 이 와류기(13)의 직경 및 폭과 동일한 직경과 폭의 반원단부를 형성한 표면절단선이 있다. 더우기, 적층판(60)은 뚜껑 몸체(66)가 적용되기전에 림(52)의 바로 근처에서 길게째져서 격실(13)의 장동운동이 밀봉을 저해하지 않고 행해지도록 한다.
적층판은 각 콘테이너를 불투과성 시일로 밀폐하여 와류기(13)와 콘테이너들(10)의 내용물에 대해 증기장벽을 형성시키도록하며 격벽 및 콘테이너들을 오염물이 섞인 증기에 대해 격리시키도록 하며 콘테이너들을 고립시켜 이산화탄소나 산소와 같은 기체들로 오염시키지 않도록 한다.
적층판(60)이 각 콘테이너(10), 와류기(13)의 림(52), 및 스트립을 에워싸는 장착면에 가열밀봉되기 때문에, 이 적층판의 아랫층 물질은 스트립(12)을 형성한 플라스틱에 가열밀봉될 수 있어야 한다. 바람직한 실시예에서, 적층판(60)은 바깥층으로 갈수록 Mylar
Figure kpo00001
상표로 이 아이 듀우판 디 네모아 앤드 캄파니(E.I. du Pont de Nemoure and Company)에서 시판되는 것과 같이 폴리에스테르 필름, Saran
Figure kpo00002
상표로 다우 케미칼사(Dow Chemical Co)에서 시판되는 것과 같은, 폴리에스테르 필름을 피복하는 폴리비닐리덴 클로라이드, 그리고 스트립이 폴리프로필렌이기 때문에 마지막으로 폴리프로필렌의 외부 장벽 시이트가 있는 세가닥 적층판이다. 만약 스트립이 폴리에틸렌으로 만들어졌다면 상기 아랫층은 폴리에틸렌으로 이루어 졌을 것이다.
뚜껑 몸체(66)에는, 탐침들이 와류기(13)와 콘테이너들(10)에 편리하게 삽입될 수 있도록 틈이 제공될 수 있다. 자기복원 탄성중합체인 실리콘 러버를 사용하면, 탐침에 들러붙지 않으나 이 탐침이 쉽게 뽑히지 않는 와이핑(wiping) 작용을 람침에 제공한다.
밀봉은 와류기(13)의 장동운동과 무관하게 된다. 그러한 장동운동은 특히 와류기의 림(52)최상부를 중심으로 적충판을 절단함으로써 편리해진다. 가요성 힌지(54)는 비교적 긴 수명을 가지며 따라서 와류기 내에서 중요한 장동운동을 할 수 있다.

Claims (9)

  1. 측벽과 종축을 가지며 플라스틱으로 되고 주변 장착면이 있는 장동운동하는 기다란 용기용 하우징으로서, 하우징과 용기 둘다에 일체로 있으면서 이 하우징과 용기의 측벽을 연결시키는 가요성 힌지와 상기 장착면과 연결되어 기체 및 증기 밀봉을 제공하는 적층판 : 으로 구성되는 상기 장동운동하는 기다란 용기용 하우징.
  2. 제1항에 있어서, 상기 용기는 폴리프로필렌으로 형성된 것이며 상기 적층판은 폴리에스테르 필름, 이 폴리에스테르 필름에 피복된 폴리비닐리덴, 및 이 피복제에 부착된 폴리프로필렌시이트의 세가닥 적층판으로서, 이 적층판은 폴리프로필렌시이트가 주변면과 접한채 이면에 밀봉되는 상기 하우징.
  3. 제2항에 있어서, 상기 힌지는 장착면아래에 위치되는 상기 하우징.
  4. 제3항에 있어서, 상기 하우징은 쉽게 접근가능한 용기하부를 지나는 종축선과 동축으로 측별들의 상부를 중심으로 이 용기를 에워싸는 상기 하우징.
  5. 제4항에 있어서, 상기 용기가, 종축선상에 있으며 이 용기에서 하향으로 뻗어있는 돌출한 팁부분을 형성하는 상기 하우징.
  6. 제1항에 있어서, 상기 힌지는 장착면아래에 위치되는 상기 하우징.
  7. 제1항에 있어서, 상기 하우징에는 주변 장착면이 있고, 이 양표면은 동일면에 있고 적층판은 하우징 주변 장착면과 연결되고 용기를 바로 에워싸는 영역에서 길게 째짐으로써, 이용기의 아랫부분에서 편리하게 장동운동하도록 하는 상기 하우징.
  8. 제7항에 있어서, 상기 힌지는 장착면 아래에 위치되는 상기 하우징.
  9. 제8항에 있어서, 상기 하우징은 상기 동일면에 놓인 장착면이 있기, 용기에 인접히 위치된 콘테이너를 이루며, 적층판이 또한 콘테이너 주변장착면과 연결되는 상기 하우징.
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