JP2004268035A - マイクロ波支援の化学的作用のための圧力制御解放式容器 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】高圧マイクロ波支援の化学的作用のための制御解放式で且つ、自己再封止型容器組立体１０が開示される。該容器組立体は、マイクロ波放射線に対して実質的に透過性の材料で出来た円筒状の反応容器１１を備えている。該容器は、環状壁と、反応剤を容器の下方部分内に保持する１つの閉塞端と、容器の入口を画成する１つの開放端とを有している。円筒体容器の入口は開放端部から内方に斜角が付けられたリップ部を有している。マイクロ波透過性の中実な浮動プラグは、反応容器の入口を閉じ、プラグは、該プラグが容器の入口内に配置されたとき、斜角面付き密封に係合する截頭部分を有している。可撓性の締結具がプラグに対し規定された軸方向力を加えて截頭部がリップ部に係合する状態にてプラグを円筒体の開放端部内に封止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、マイクロ波支援の化学的作用に関し、特に、高圧に抵抗し且つ、破局的に破壊せずに高圧を解放することのできる反応容器組立体に関する。

マイクロ波支援の化学的作用は、化学的反応を開始させ又は加速するためマイクロ波を使用することを意味する。マイクロ波支援の化学的作用は、マイクロ放射線に対して応答性のある材料にエネルギを加えるのに特に有用であり、それは、殆どの環境下にて、対流又は伝熱のような、より従来の技術を使用して反応が開始され又は加速される場合よりも遥かにより迅速にその効果が生ずるからである。

電磁スペクトルに習熟した者は十分に理解されるように、「マイクロ波」という語は、全体として、約１０００から５００，０００ミクロン（μ）の波長及びそれに相応して約１ｘ１０^９から５ｘ１０^１１ヘルツ（Ｈｚ）の周波数を有する放射線を指すためにしばしば使用される。しかし、これらは随意的な限界値であり、その他の資料では、約１０^８Ｈｚから１０^１２Ｈｚの間の周波数及び約３００センチメートル（ｃｍ）と０．３ミリメートル（ｍｍ）の間の波長を有するものとしてマイクロ波を説明している。米国において商業的及び消費者の目的のため、利用可能なマイクロ波周波数は、連邦通信委員会（Ｆｅｄｅｒａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）によって規制されて、全体として、２４５０メガヘルツ（ＭＨｚ）のような特定の周波数に制限されている。マイクロ波放射線の波長は比較的長いため、マイクロ波支援の化学的作用技術は、閉じた容器内で行われることが多く、該閉じた容器は、消費者の電磁レンジと表面的な関係を有するが、その発生源、波長、キャビティ及び制御要素の点にて遥かにより精巧である装置内に配置される。

マイクロ波支援の化学的作用は、水分の測定、灰化、消化、抽出及び合成を含む多岐に亙る化学的過程にて使用することができる。幾つかの環境下にて、これら色々な技術は、閉じた容器内で行われることが好ましく又は必要であり、該閉じた容器は、内部での気体の発生及び膨張のため、周囲圧力よりも著しく高い圧力に抵抗し得なければならない。

従って、高圧のマイクロ波支援の化学的作用のため多数の圧力容器が開発されている。かかる容器は、典型的に、かかる高圧に抵抗するのに必要な構造的能力を提供するマイクロ波透過材料で出来ている。高強度ポリマーは、かかる材料の例であり、要求されるマイクロ波透過性及び化学的攻撃に対する抵抗性を提供する。しかし、かかる材料は脆弱となり勝ちであり、このため、圧力下の破壊は、容器を急速に破壊し且つ、その中身を急激に放出する傾向となる。これらのポリマーを補強し且つ、破局的な破壊を回避するため、容器又はその構造部品の特定のものは、典型的に、１つ又は２つ以上の複合材料を含んでおり、複合材料の一般的型式のものは、ファイバ、糸又は布地のような繊維状材料を含む。

かかる複合布地容器の型式は、例えば、その全てが本発明と共に同時譲渡された米国特許第５，４２７，７４１号、米国特許第５，５２０，８８６号、米国特許第６，１３６，２７６号、米国特許第６，５３４，１４０号及び公開された米国特許出願第２００１００２２９４９号に開示されている。

複合スリーブ構造体は、初期世代の反応容器の型式の不利益な点の幾つかを回避しつつ、マイクロ波支援の化学的作用を果たすことのできるときの反応圧力を著しく向上させる機会を提供する。特に、複合的容器の性能が向上し且つ、制御されて非粉砕状態に破壊する特徴は、反応容器内で５５１５．８１ｋＰａ（８００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ））のような高圧にてマイクロ波支援の化学的作用を行うことを許容する。上述した特許に記載されたように、複合的スリーブ及びフレームの双方にて反応容器を取り巻くことにより高圧を特定の程度まで受け入れることができ、該フレームは、容器を所要位置に保持し且つ、容器の蓋又はキャップを反応容器に対して密に付勢する。

しかし、上昇した圧力ではあるが、より適度な圧力にて行うことのできる多数の反応が存在する。特に、約２００から２５０℃の範囲の温度にて特定型式の反応を行うためには、容器は、約１７２３．６９ｋＰａ（約２５０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ））の圧力に抵抗し得なければならない。更に、余剰圧力を一時的に解放することができるならば、多くの反応は、成功裏に行われるように続けることができる。

より高圧を安全に解放する容器は、全体として、例えば、同時譲渡された米国特許第５，２３０，８６５号から十分に理解されるが、多くは、同時に破断することを可能にする、すなわち容器は、圧力を安全に解放するが、容器又は構成要素部品のコストが増す。更に、圧力の解放は、制御状態ではなく全部となり勝ちである。

別の考慮事項として、高圧のマイクロ波支援の化学的作用技術用の容器は、上述した圧力条件を含む理由のため、かなり大型となり易い。１つの追加的な特徴として、これらの容器内での反応を加熱するために使用されるマイクロ波器具は、全体として、実験室の予想される領域に嵌まるように制御可能な寸法（設置面積）である必要がある。その結果、典型的なマイクロ波器具内で同時に加熱することのできる容器の最大数は、１２から１６となる傾向となる。米国特許第５，２３０，８６５号に記載されたような、多くの一般的な器具において、圧力抵抗性容器は、マイクロ波が照射されたとき、キャビティを通じて回転し得るように回転台上に配置されている。かかる回転は、かかるキャビティ内のマイクロ波の振舞いに従って容器の各々に対し均一な量の放射線を提供するのに役立つ。

勿論、容器及びマイクロ波キャビティのそれぞれの寸法は、任意の時点にて同時に行うことのできる反応数を固定する。極めて類似するが、同一ではない多数の反応が連続的ではなく、同時に行われる反応スキームにまで、益々利用可能で且つ、提供可能な計算能力の助けによって、化学的作用が移動するため、このことは一層制限的となる。従って、典型的なマイクロ波器具にて多数、使用することができ、しかも、要求される圧力に抵抗することができ、一時的で部分的な圧力解放を行い、その後に、容器の恒久的な損傷又は変形を伴わずに再封止することのできる、より小型の容器が必要とされている。

別の問題点として、この型式の容器は、典型的に、予想される圧力に抵抗し得るように機械で（すなわち、レンチ状トルク力にて）締付けなければならない。このため、所望の圧力抵抗性及び解放能力を提供する一方にて、手で締付けることができ、これにより余分なステップ、道具及び時間を不要にすることのできる容器も必要とされている。

１つの面において、本発明は、高圧マイクロ波支援の化学的作用のための制御解放式で且つ自己再封止型容器組立体である。この面において、本発明は、マイクロ波放射線に対して実質的に透過性の材料で出来た円筒状の反応容器を備えている。該容器は、角度付き壁と、反応剤を容器の下方部分内に保持する１つの閉塞端と、容器の入口を画成する１つの開放端とを有している。円筒体容器の入口は、開放端から内方に斜角面が付けられたリップ部を有している。マイクロ波透過性の中実な浮動プラグは、反応容器の入口を閉じ、プラグは、プラグが容器の入口に配置されたとき、斜角面付きリップ部と係合する截頭部分を有している。可撓性の締結具がプラグに対して所定の軸方向力を付与して截頭部がリップ部に係合した状態にてプラグを円筒体の開放端部内にて封止する。

別の面において、本発明は、マイクロ波支援の化学的作用において反応容器用の圧力維持及び制御解放式の蓋である。この面において、蓋は、剛性な周縁と、剛性な中央の荷重支承部分と、可撓性部分が撓むとき、中央部分が動くことができるように剛性な周縁を中央の荷重支承部分に接続する可撓性部分とを備えている。

別の面において、本発明は、互いに軸方向に隣接する少なくとも２つの円筒状部分を有するマイクロ波透過性の熱膨張可能な反応容器を備える高圧マイクロ波支援の化学的作用のための圧力制御解放式で且つ自己再封止型の容器組立体である。部分の１つは他の部分の直径よりも大きい直径を有する。２つの円筒状部分の間に移行部分があり、容器の入口は大径部分にある。円筒状の保持スリーブが容器を取り巻き且つ小径部分とスリーブとの間に環状空間を画成する。

本発明の上記及びその他の目的、有利な点並びにこれらが実現される方法は、添付図面に関する以下の詳細な説明に基づいてより明らかになるであろう。

図１は、本発明による高圧マイクロ波支援の化学的作用のための制御解放式で且つ自己再封止型容器組立体の斜視図である。容器組立体の全体は、全体として図１にて参照番号１０で表示されている。容器組立体は、マイクロ波放射線に対して実質的に透過性の材料で出来た円筒状の反応容器１１を有している。図１に図示した実施の形態において、容器組立体は、他の図面に関して説明するように、容器の入口を覆う蓋１２を有している。

図２は、全体として参照番号１３で示し、容器１０を４０個まで保持する円形コンベア又は回転台の形態にて示したラック内の複数の容器１０の斜視図である。図２には、他の図面に関して説明する仕方にて容器の各々を取り巻く保持スリーブ１４と共に容器の蓋１２が示されている。図１の容器部分１１は、図２に示したスリーブ１４の内側にある。

図３及び図４には、容器組立体１０に関する更なる詳細が示されている。図３は容器１０の分解斜視図であり、図４は容器１０の断面図である。図４に最初に示すように、反応容器１０は、環状壁１５と、反応剤１７を容器１０の下方部分内に保持する全体として参照番号１６で示した１つの閉塞端と、容器１０の入口を画成する１つの開放端２０とを有している。「反応剤」という語は、本明細書にて、適当な溶剤、触媒、又はマイクロ波放射線の作用の下、特定の化学的反応を実施するのに有用又は必要な任意のその他の材料又は組成物と共に、互いに反応可能な化学的組成物を含んでその最も広い意味で使用する。

円筒体１１の入口２０は、開放端から内方に斜角面付きとした、図４及び図６に示すリップ部２１を有している。この実施の形態において、容器組立体１０は、該容器１１の入口２０を閉じるマイクロ波透過性の中実な浮動プラグ２２を有している。該プラグ２２は、該プラグ２２が容器１１の入口２０内に配置されたとき、斜角面付きリップ部２１に係合する截頭部分２２Ａを有している。図３、図４及び図６に示した可撓性の締結具は、反応容器１１のねじ付き蓋１２及びねじ付き外壁２３を有しており、所定の軸方向力をプラグ２２に加えて、プラグ２２を容器１１の入口２０内で封止し、截頭部分２２Ａが斜角面付きリップ部２１に係合し且つ、これによりプラグ２２を容器１１の入口２０内に付勢する。

本明細書にて使用するように、プラグとは、任意の機械的相互作用、又は任意のその他の単一の部品による機械的な利点が欠如することを説明するため、「浮動」として説明する。プラグは、同時譲渡された公開米国特許出願第２００１００２２９４９号に記載されたように、該プラグを構造体から物理的に且つ機能的に識別するため、「中実」として説明する。

更に、「円筒体」及び「環状」というような語が本明細書で使用されているが、幾つかの（但し、必ずしも全てではない）環境内にて、多角形の断面が円筒体と同一の目的を果たすことが可能であることが理解されよう。

好ましい実施の形態において、容器１１、プラグ２２及び蓋１２は、全てポリマー組成物、より好ましくは、同一のポリマー、最も好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン及び色々なその関連する化合物のようなフルオロポリマーにて形成されている。フルオロポリマーを使用し且つ本発明に従ってそれらを容器及び構成要素の部品に製造することは十分に理解されており、本明細書にて詳細に説明する必要はない。しかし、放射線が所望の程度又は必要な程度まで容器内に浸透するのを許容し、長期間の化学物質による攻撃に抵抗することができ、また、所望の圧力に抵抗することのできる構造体に製造することができるようマイクロ波放射線に対して十分に透過性であるならば、任意のポリマー組成物が適している。ポリマーは、容器の予想される使用状態（圧力、温度、中身）に基づいて選ぶことができ、従って、全ての目的に対し同一とする必要はないことが理解される。かかる容器に対するその他の適宜な材料は、構造用ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド及びポリイミド組成物を含むことができる。かかるリストは、勿論、限定的ではなく、単に一例である。

図３、図４及び図６に多分、最も良く示すように、キャップ１２が容器１１に固定され、容器１１及びプラグ２２が加熱されて膨張したとき、プラグ２２により容器１１に対して加えられる半径方向力を最大にし得るように、リップ部２１が垂直から約２０から４０°の範囲の角度にて内方に斜角面付きとされている。しかし、斜角面付き構造体を使用することは、圧力を解放する機会を提供する。最も好ましい実施の形態において、リップ部は、約１０から２０°の範囲の角度にて内方に斜角面付きとされ、截頭部は、リップ部に確実に係合し得るようにリップ部の角度と同様又は同一の角度を有する。同様であるが、同一ではない角度は、また多くの状況下にて的確なシール効果を提供し、それは、これら角度は、プラグ２２とリップ部２１との間に追加的な楔作用を作用させることができるからである。

図３及び図４には、また容器１１が加熱され又は圧力を受けたとき又はその双方のとき、容器１１の半径方向への膨張を制限し得るように容器１１を取り巻く剛性なスリーブ１４が図示されている。好ましい実施の形態において、該スリーブは、エンジニアリングポリマー又は例えば、フィルタ強化ポリマーのような適宜な複合材料で出来ている。

図５には、容器１０をマイクロ波キャビティ（図示せず）内に保持するラック１３の１つの好ましい実施の形態が図示されている。該ラックは、好ましい実施の形態において、約３８．1ｃｍ（約１５インチ）の直径を有し且つ早期の世代の相応する容器用として設計された殆どの従来寸法のマイクロ波器具に嵌まる。ラック１３は、少なくとも１つ、より好ましくは複数の容器１０をマイクロ波キャビティ内で直立の位置に保持する。図５に示した実施の形態において、ラック１３は、一連の支持体２６により互いに隔てられた、円形の上側板２４と、相応する円形の下側板２５とを有している。これらの板２４、２５の各々は、上側板２４、及び下側板２５に１組みの開口部２７及び３０を有している。それぞれの開口部２７の各々は、相応する開口部３０と垂直に整合されており、これら開口部は共に、容器組立体１０を回転台１３内で垂直に支持する。下側板２５は、またマイクロ波器具内で回転可能なモータ又は駆動装置に係合する開口部３１も有する。マイクロ波器具の作動に習熟した者には既知であるように、大型のマイクロ波キャビティにおいて、反応が進行し、荷重が変化するに伴い、色々なモードが形成され且つ改変されるようにエネルギの伝播が行われる。従って、マイクロ波を均一な仕方にて照射する１つの方法は、マイクロ波放射線が照射されているとき、反応容器１０をキャビティ内で回転させることである。図５に示した回転台１３は、この目的に適合するが、本発明は、キャビティ内での容器の回転に依存せず又はその回転に限定されないことが理解されよう。１つの典型的な器具において、容器は、個別にそれ自体の軸線の周りではなくて、ラックの中心により画成された軸線の周りをラック内で回転する。

ラック１３は、反応容器１１の下側部分を開口部３０を通じて露出させることが好ましい。このことは、典型的に、マイクロ波キャビティの床にて又はその下方にて容器１０の下方に配置された赤外線センサを使用して容器の温度を外部から監視することを許容する。図５に示した実施の形態において、１つが最外側組みの穴３０により画成された円周に沿って配置され、１つが内側組みの穴３０により画成された円周に沿って配置された、２つの赤外線センサ（図示せず）が使用される。ラック１３が回転すると、容器１０の各々は、赤外線センサ（図示せず）の１つの上を通り回転台１３の回転サイクルと等しい周期に基づいて、その温度を監視する。

本発明による反応容器構造体の１つの有利な効果は、小径であり、従って、好ましい実施の形態において、ラック１３は、少なくとも２０個の容器１０を保持するため少なくとも２０対の開口部２７、３０を有する点である。より好ましい実施の形態において、また、図２に示すように、ラック１３は、４０個又はそれ以上の容器１０を保持することができる。多分、最も重要なことは、ラック１３は、典型的に、かかる容器を１０、１２又は最大１６個保持する従来のラック及び容器システムと同一の設置面積にてこれら容器を保持することができる。

図６及び図９には、本発明の小径で手で締付ける容器が成功裏に圧力を保持し且つ解放することを可能にする詳細を含む、本発明の更なる詳細が示されている。図６は、図４と同様の拡大断面図であるが、ラック１３の頂部板２４の部分を更に示す。図６に示すように、ラック１３及びその上側板２４は、蓋１２及び容器１０のその他の部分を近接して取り巻き、蓋にて容器１０が半径方向に膨張するのを制限する。上述したように、容器の１つの機能上の目的は、反応によって発生された所定の圧力及び気体を容器１０内に維持し、次に、余剰な圧力を解放し、その後に、低圧であるが、依然として上昇した圧力にてそれ自体、再封止する。本明細書に記載した多数の要素は協働してこれを実現する。第一に、マイクロ波放射線を照射する間、容器に作用する主要な力は、熱（殆どの環境にて反応剤又は反応剤に作用するマイクロ波の作用により発生される）及び圧力（行なわれる反応及び上昇した温度の双方により発生される）である。熱は、単独にて、容器１０及びその構成要素の部品の膨張を励起する。本発明において、斜角面付きリップ部２１及び截頭形プラグ２２は互いに対して膨張する。斜角面付きリップ部２１及びプラグ２２の截頭部分２２Ａの角度のため、これら要素は互いに対し水平方向力を加える。かかる力は、プラグ２２及びリップ部２１を所望の圧力まで接触した状態に保つのを助ける。更に、ラック１３の板２４は、プラグ２２及び斜角面付きリップ部２１に隣接する容器１０の外側部分に当接するため、板２４は、この時点にて容器１０が半径方向に膨張するのを防止する。従って、熱膨張によって発生された力は、プラグ２２及び斜角面付きリップ部２１を互いに対して封止し、容器を封止する傾向となる。

蓋１２、容器１０及びプラグ２２の構造は、また協働して所望の時点にて圧力を解放する。この点に関して、リップ部１２は、実質的に剛性な周縁部分３２、剛性な中央の荷重支承部分３３と、可撓性部分３４（すなわち周縁３２又は中央３３よりも可撓性である）とから形成され、該可撓性部分は、剛性な周縁部３２を中央の荷重支承部分３３に接続し、該中央部分３３は、可撓性部分３４が撓んだとき、動くことができるようにする。図６に示すように、これらの要素は、典型的に且つ、好ましくは、円筒状キャップ１２と共に、及び、反応容器１１の上側ねじ付き部分２３と係合するその組みの内ねじを有するように形成される。

使用時、プラグ２２に加わった軸方向圧力は、プラグ２２を蓋１２の中央の荷重支承部分３３に対し押し付ける。プラグ２２に対する軸方向圧力が蓋１２の可撓性部分３４の撓み抵抗を上廻ると、可撓性部分３４は、撓み且つ、プラグ２２が斜角面付きリップ部２１から非着座状態となるのを許容する。蓋１２は、また気体が貫通して流れるのを許容すべく可撓性部分３４に形成された少なくとも１つの開口部３５も有している。従って、容器１０内の圧力がプラグ２２を非着座状態にし、蓋１２が上述した仕方にて撓んだとき、気体は、プラグ２２を経て且つ、開口部３５を通って内部から逃げることができる。容器１０内の圧力が十分に降下した後、可撓性部分３４の弾性及び塑性復元によって中央の荷重支承部分３３はプラグ２２に再度押し付けられ、斜角面付きリップ部２１と係合し且つこれにより容器を再封止する。

更に、蓋１２とプラグ２２との間の完全に固いすなわち全接触を回避することにより、本発明は、破断するまで静止部品に対して力を加えることではなくて、上述した撓み動作により圧力及び熱膨張応力を除去するための手段を提供する。

図９は、プラグ２２の拡大概略断面図である。図９には、斜角面付きリップ部２１の角度又はプラグ２２の截頭部分２２Ａの等価的角度の幾つかを代替的な仕方にて表わすことが可能であることが示してある。第一に、斜角は、截頭部分２２Ａの側部と、プラグ２２の上面及び底面に対して垂直な線との間の差によって規定された角度ｐｈｉ（φ）として表わすことができる。これと代替的に、該角度は、截頭部２２Ａの側部とプラグ２２の底面に対し平行な線との間の角度である、図９のシータ（θ）として表わしてもよい。このように、シータは鋭角な角度である。これと代替的に、該角度は、シータの補角であるベータ（β）として表わすこともでき、ここでベータは、プラグ２２の截頭壁とプラグ２２の底面との間にて規定された角度である。好ましい実施の形態において、ｐｈｉは約２０から４０°の範囲にあり、約１０から２０°の範囲の角度が最も好ましい。これらは、約１７２３．６９ｋＰａ（約２５０ｐｓｉ）までの圧力を保つために好ましく、容器内の相応する温度は約２００から２２０℃の範囲である。しかし、ｐｈｉがより大きい角度（従って、シータはより小さい値）であるならば、截頭部及びリップ部２１に沿って作用する力は依然として存在するが、水平方向成分はより小さく、従ってプラグ２２はより低圧力にて解放する。従って、斜角面付き部分２１及び截頭部２２は、所望の圧力解放点となるように選び且つ設計することができる。

図７及び図８には、本発明の別の面が示されている。その他の実施の形態の場合のように、本発明は、高圧マイクロ波支援の化学的作用のための自己封止型で且つ、制御解放式の容器組立体を備えている。この実施の形態において、容器組立体は、図７及び図８に全体として参照番号３７で示したマイクロ波透過性の熱膨張可能な反応容器を有する。容器３７は、互いに軸方向に隣接する少なくとも２つの円筒状部分４０、４１にて形成され、これら部分の１つは他方の部分の直径よりも大きい直径を有する。図７及び図８には、部分４０が部分４１よりも大きいものとして図示されている。図７の移行部分４２及び図８の移行部分４３は、２つの円筒状部分４０、４１を接続する。容器３７は、大径部分４０に入口４４を有している。その他の図面に示し且つ、記載したのと同一の円筒状の保持スリーブ１４は、容器３７を取り巻き且つ、小径部分４１とスリーブ１４との間に環状空間を画成する。好ましい実施の形態において、大径部分は、スリーブ１４の内径にほぼ等しい外径により画成され、小径部分４１は、スリーブの内径よりも小さい外径により画成されて、環状空間を形成する。図７に示すように、移行部分は、ステップ付きとし又は（図８におけるように）斜角面付きとすることができる。

それぞれの直径間の差は、図７及び図８に概略図的に示されて且つ著しく誇張して示してあることが理解されよう。実際には、この差は、視覚的にそれ程明確ではない。
作動時、ステップ付き及び２直径の容器３７は、他の部分よりも早く膨張して環状空間４６に入る。従って、容器３７は。熱又は圧力或いはその双方の作用の下で膨張するよう強制されたとき、底部分４１は膨張して利用可能な空間４６に入る傾向となる。従来技術の容器において、保持スリーブは、典型的に、容器の全体を近接して取り巻き、このことは、容器を上方及び下方（軸方向）に強制的に膨張させ且つ、容器を望ましくない仕方にて変形させる効果を有する。この実施の形態による本発明の設計はこの問題点を回避する。

図７及び図８に示した実施の形態は、浮動型プラグと、その可撓性部分を有する蓋とを含む、本明細書に記載されたその他の特徴の全てと共に使用することができる。
図面及び本明細書において、本発明の１つの好ましい実施の形態を記載し且つ、特定の語を採用したが、これらは全体的に且つ説明の目的においてのみ使用したものであり、限定することを目的とするものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲に規定されている。

本発明による容器組立体の斜視図である。 図１に示した複数の容器を保持する回転台型ラックの斜視図である。 図１に示した容器の分解図である。 図１に示した容器の断面図である。 内部に容器が存在しない図２の回転台の図である。 回転台の部分を含む、図１の容器の頂部分の拡大断面図である。 本発明による容器の１つの実施の形態を示す概略断面図である。 本発明による容器の別の実施の形態を示す概略断面図である。 本発明による容器プラグの断面図である。

符号の説明

１０ 容器
１１ 反応容器
１２ 蓋
１３ ラック
１４ 保持スリーブ
１５ 環状壁
１６ 閉塞端
１７ 反応剤
２０ 入口
２１ リップ部
２２ プラグ
２３ 外壁
２４ 上側板
２５ 下側板
２６ 支持体
２７、３０、３１ 開口部
３２ 周縁部分
３３ 荷重支承部分
３４ 可撓性部分
３５ 開口部

Claims (25)

1. 高圧マイクロ波支援の化学的作用のための制御解放式且つ自己再封止型容器組立体において、
   マイクロ波放射線に対して実質的に透過性の材料で出来た円筒状の反応容器であって、環状壁と、反応剤を該容器の下方部分内に保持する１つの閉塞端と、該容器に対する入口を画成する１つの開放端とを有する前記円筒状反応容器と、
   前記開放端から内方に斜角面付きとされたリップ部を有する前記円筒体の前記入口と、
   前記反応容器の前記入口を閉じるマイクロ波透過性の中実な浮動プラグであって、該プラグが前記容器の前記入口内に配置されたとき、前記斜角面付きリップ部と係合する截頭部分を有する前記浮動プラグと、
   前記截頭部が前記リップ部と係合した状態にて、前記プラグを前記円筒体の前記開放端部にて封止すべく前記プラグに対し規定された軸方向力を付与する可撓性の締結具とを備える、容器組立体。
2. 前記可撓性の締結具が、前記プラグを前記入口内に押込み得るように互いに係合するねじ付き蓋と、前記反応容器のねじ付き外壁とを備える、請求項１に記載の容器組立体。
3. 前記容器、前記プラグ及び前記締結具が全てポリマー組成物で出来ている、請求項１に記載の容器組立体。
4. 前記ポリマーがフロオロポリマーからなる、請求項３に記載の容器組立体。
5. 前記截頭部の角度が、前記斜角面付きリップ部の角度と実質的に同一である、請求項１に記載の容器組立体。
6. 前記截頭部の角度が、前記斜角面付きリップ部の角度と同様であるが、該角度と同一ではない、請求項１に記載の容器組立体。
7. 前記リップ部が、前記容器及びプラグが加熱されて膨張したとき、圧力を解放する機会を提供しつつ、前記プラグにより前記容器に対して加えられる半径方向力を最大にし得るよう２０から４０゜範囲の角度にて内方に斜角面付きとされる、請求項１に記載の容器組立体。
8. 前記リップ部が、１０から２０゜の範囲の角度にて内方に斜角面付きとされる、請求項１に記載の容器組立体。
9. 前記容器が加熱され又は圧力を受けたとき或いはその双方のとき、前記容器が半径方向に膨張するのを制限し得るよう前記容器を取り巻く剛性なスリーブを更に備える、請求項１に記載の容器組立体。
10. 前記容器をマイクロ波キャビティ内で直立の位置に保持するマイクロ波透過性のラックを更に備える、請求項２に記載の容器組立体。
11. 前記ラックが回転台を備える、請求項１０に記載の容器組立体。
12. 前記ラックが、前記蓋における前記容器の半径方向への膨張を制限し得るよう前記蓋及び前記容器を近接して取り巻く、請求項１０に記載の容器組立体。
13. 前記ねじ付き蓋が、
    剛性な周縁と、
    剛性な中央の荷重支承部分と、
    前記可撓性部分が撓んだとき、中央部分が動くことができるように前記剛性な周縁を前記中央の荷重支承部分に接続する可撓性部分とを備える、請求項２に記載の容器組立体。
14. ねじ付きの反応容器と係合するよう内ねじを有する円筒状キャップを備える、請求項１３に記載の容器蓋。
15. 前記蓋の前記可撓性部分が環状である、請求項１４に記載の容器蓋。
16. 前記反応容器が、前記入口に隣接する前記容器における１組みの外ねじを備え、前記入口内の前記浮動プラグが、前記蓋が前記容器にねじ止めされたとき、前記蓋の前記中央の荷重支承部分と接触する、請求項１３に記載の容器組立体。
17. 気体が貫通して流れるのを許容するため前記可撓性部分に形成された少なくとも１つの開口部を備える、請求項１３に記載の容器蓋。
18. 前記マイクロ波透過性で熱膨張可能な反応容器が、軸方向に隣接する少なくとも２つの円筒状部分を有し、一方の部分の直径が他方の部分の直径よりも大きい直径を有し、
    前記２つの円筒状部分の間の移行部分と、
    前記容器の入口は前記大径部分にあり、
    前記容器の周りに円筒状の保持スリーブを備える、請求項１に記載の制御解放式且つ自己再封止型容器組立体。
19. 前記大径部分が、前記スリーブの内径にほぼ等しい外径により画成され、前記小径部分が、前記スリーブの前記内径よりも小さい外径により画成される、請求項１８に記載の容器組立体。
20. 前記移行部分が、ステップ状又は斜角面付きとされる、請求項１８に記載の容器組立体。
21. 前記保持スリーブが、ポリマー、強化ポリマー及び複合材料から成る群から選ばれた材料にて出来ている、請求項１８に記載の容器組立体。
22. 前記ラックが、前記ねじ付き蓋の外径と実質的に同一の直径を有する開口部を備え、これにより前記蓋が熱又は圧力下にて膨張するのを抑制する、請求項１０に記載の容器組立体。
23. 前記ラックが、複数の容器を同時に保持すべく前記開口部を複数有する少なくとも１つの水平方向板を備える、請求項２２に記載の容器組立体。
24. 前記ラックが、前記反応容器の下方部分を露出させ、これにより前記容器を外部から監視することを許容する、請求項１０に記載の容器組立体。
25. 少なくとも２０の開口部と、少なくとも２０の前記容器とを有する、請求項２３に記載の容器組立体。

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