JP3958213B2 - Cryogenic shipping container - Google Patents

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Description

【0001】
発明の分野
本発明は、極低温船荷コンテナの分野に属する。
【0002】
発明の背景
研究および生物工学の(biotechnical)プロセスにおける再現性のある結果を保証するために、今日の科学者および臨床医学従事者(clinical practitioners)は、生細胞を遺伝学的に安定させ、貯蔵および移動のために錯体分子(complex molecules)の完全性を保存することが必要であることを見出した。このことは、極低温が液体窒素或いは気相液体窒素温度(それぞれ77Kおよぞ100K)に或いはその近傍に連続的に維持される容器内にこれらの材料を収容することにより達成される。
【0003】
低温保存技術の進歩は種々の細胞タイプおよび分子の低温維持を許容する方法に導いた。複数の技術は、ウイルスおよびバクテリアの培養物、組織培養における隔離された組織細胞、小多細胞性有機的組織体、酵素、人および動物のDNA、ワクチンを含む医薬、診断用化学基質(diagnostic chemical substrates)、および例えば胚(embryos)、未受精卵母細胞および***のようなより複雑な有機的組織体の低温保存に有用である。これらの生物学的生成物(biological products)は生存力(viability)を維持するために極低温で凍結状態において移動させられ、或いは船積みされなければならない。このことは10日までの間、極低温環境を維持でき、機械的衝撃や方向面での定位の結果に対して比較的傷がつかないような他の船荷要件を満たす船荷容器を要求している。
【0004】
熱過敏性の生物学的製剤の船積みにおいて引起された既に存在する困難に加えて、国際航空輸送協定(IATA)は、病原菌や潜在的に伝染し易い原因物質(potentially infectious agents)が入っている試料を含む全ての船積みに関し、1995年1月に効力を発した新しい規則を課した。アメリカ運輸省(DOT)により受諾され、そして全ての公的び私的な航空、海上および陸上運送業者にあてはまるこれらの規則は、漏出をおこすことなく、かつ内部の主要な容器(バイアル)の破損を起こすことなく、船積みユニットに多大な物的被害を凌ぐための非常に高められた要求を課している。この規則の遂行は、凍結された生物学的製剤の船積みをさらに複雑にしている。
【0005】
たとえバイオシッパー(bioshippers)が冷媒のような液体窒素を使って現在利用できても、低温輸送用荷造りの設計において殆ど刷新はなされていない。現在のシッパー(shippers)は、日常的な船積み行為の間に出くわす物的被害や方位の変化に対して一般的に脆弱である。さらに、これらのシッパーは、まれに(1995年1月に発効し、その後改正された)IATAの危険品規定に従っている。商業上の供給メーカは、必要な試料容量とユーザの要求を満たす保持時間とを備えた費用効果的な標準化された船積みユニットを開発したり、保証したりはしない。
【0006】
現在のシッパーの主な批判の一つは価格であり、それはユニット当り500.00ドルから1,000.00ドル或いはそれ以上にまで変わる。このことは多くの生物学的製剤の輸送に対するそれらの使用を実質的に制限している。イニシャルコストおよびこれらのコンテナの限定された生産のためにそれらは再利用可能に設計されている。しかしながら、これらの重いコンテナの戻りの船積みコストは深刻で、特に国際マーケットにおいてはそうである。
【0007】
ユーザはまた、現在のドライシッパーに使用されている吸収剤フィルター(absorbent filter)に不平を訴えており、それは連続使用で壊れ、コンテナの内部を汚染している。事実、これらのコンテナの大きな一ユーザは、各使用の後、これらのコンテナの内側から壊れた吸収剤材料をクリーニングすることにその全船積み作業を基本的に集中させている。
【0008】
現在利用されているドライシッパーのユーザにより挙げられているもう一つの問題は、静的な保持時間に対する機能的な保持時間に関係している。静的な保持時間は熱負荷なしで、直立状態で、例えば基本的に非使用状態で完全に充填されたシッパーに関するものである。機能的な保持時間は、使用状態にあって、サンプルを含み、例えば取り扱われ、輸送されている過程にある完全に充填されたシッパーに関するものである。たとえ、静的な保持時間が20日というように高められることがよくあっても、もしもこのコンテナが傾けられ、或いはその側部にて配置されると、保持時間は何日ということに相反して何時間かに減じる。このことは、液体窒素が気(蒸気)相に遷移して、より迅速にガス抜けに帰するからである。液体窒素はまた、コンテナがその側部にて配置されるとそれから容易に漏れる。
【0009】
現在の極低温コンテナは、それらが金属構造からなっている故に、持続するように押し進められている。しかしながら、下手な取扱いはしばしば外殻の破裂やネック部でのひび割れをもたらし、高真空断熱を失うことに帰する。このことはそれらを実用にならないようにする。金属構造はまた、コンテナの重量を増し、それにより実質的に船積みコストを増大させる。
【0010】
したがって、生物学的に安全で、信頼性があり、かつ経済的に船積みするために使用され得る改善された極低温コンテナに対する必要性がある。
【0011】
米国特許6,119,465号は、半使い捨て(semi-disposable)気相液体窒素バイオシッパーに独自の、軽量の、低価格の、耐久性のある複合材料(composites)およびポリマーを使用することによりこの必要性を満たすことを探求している。これは、減ぜられた船積みコスト、高められた信頼性および安全性、そしてより少ない点検要求に帰するであろう本質的に簡単で、信頼性があり、安価な装置において達成されている。
【0012】
本発明は、米国特許6,119,465号により案出された構造を踏み台とし、その開示は言及することによりここに具体的に組み入れられている。このことは、我々のより初期の特許に開示されたものを超えた多くの著しい進歩を有する極低温船荷コンテナの使用により果たされている。その最終結果は、なおも信頼性がありながら、より経済的である大いに改善された極低温コンテナである。
【0013】
発明の概要
本発明は、概ね可搬式断熱性船荷コンテナに指向されている。この船荷コンテナは、船荷コンテナ外殻と、この船荷コンテナ外殻内にジュワー瓶を保持し、そして蒸気ジュワー瓶に耐衝撃および振動性を与えるためのサポートアッセンブリーとを有している。このジュワー瓶は、試料室を保持する内部容器とその内部壁および上記試料室の間にプラスチックフォーム(plastic foam)とを有している。この試料室は液体寒剤がそれを経て上記プラスチックフォームに通過するのを許容し、気相液体状態にある液体寒剤が上記プラスチックフォームからそれへ通過するのを許容し、そして上記プラスチックフォームの粒子或いは断片がそれに進入するのを防止するフィルターとして作用する。上記試料室は極低温適合性のある開放気泡多孔質熱可塑性材料からなるのが好ましく、それがエアレーション(aerated)ポリプロピレンフォームであることが特に好ましい。このプラスチックフォームは開放気泡プラスチックフォームであるのが好ましく、それがフェノール樹脂フォームであることが特に好ましい。
【0014】
本発明の特徴の第1の別個のグループでは、プラスチックフォームは、コンテナの空間的方位に拘わらず乾燥蒸気状態にある液体寒剤の正規の充填量を保持できる。このプラスチックフォームは、臨界高さよりも小さい最大厚さを有する多数のフォームセグメントからなりも各セグメントは細管分離層により分離されている。このフォームセグメントの厚さは、複数のフォームセグメントのヘッド圧力が、その方位が変更させられたときに、液体寒剤をフォームセグメントからしみ出し或いは流出させないように選択されるのが好ましい。この厚さは、約4インチよりも小さくすることができる。このフォームは上記内部容器の内部壁と上記試料室との間の実質的に全容積を占めることができる。細管分離層としての使用に適した材料は、耐水性の処理がなされた紙製品およびスパンボンデッドオレフィンフィルムを含んでいる。
【0015】
本発明の他の別個の特徴では、自己通風式キャップが、上記ジュワー瓶のネック部の内周とともに加圧シールを形成するときに、上記試料室へのアクセスを制限するために使用されている。このキャップは、それが加圧シール状態にあるときに、それを介する一或いはそれよりも多くの屈曲した通路を作り出している。このキャップは第1の複数の開口を備えた下部コンポーネント、第2の複数の開口を有する上部コンポーネント、上記下部および上部コンポーネント間に保持されたシールおよび上記上部コンポーネントに固定された第3コンポーネントから形成される。蒸気通路におけるキャップの上記コンポーネントは、非金属で非導電性の極低温適合性のある材料により形成されるのが特に望ましい。第1チャンバーが上記下部および上部コンポーネント間に形成される一方、第2チャンバーが上記上部および第3コンポーネント間に形成される。蒸気は、上記第1の複数の開口に始まり、そしてそれから上記第1チャンバー、第2の複数の開口、第2チャンバーを経て続き、そしてそれから通風開口から出てゆく多数の屈曲した蒸気通路のいずれかにおいてキャップを経て進むことができる。一或いはそれよりも多くの半透膜が上記ジュワー瓶内に水分(水蒸気)が進入するのを防ぐのに使用され一方、蒸気質極低温寒剤が上記ジュワー瓶から出てゆくのを許容している。
【0016】
本発明のさらに他の別個の特徴では、船荷コンテナは、このコンテナがその側部にて置かれているときに、ジュワー瓶内にリザーバーが形成され、重力がこのリザーバー内の気相液体寒剤をジュワー瓶から押し出さないように構成されている。このリザーバーは、上記コンテナの側壁が平らな平面上に置かれているときに、平らな平面と上記試料室の断面であって、その頂部に最も近い上端から進み、ベースに最も近い下端を経て下方に延びる断面との間に約6度或いはそれよりも大きい角度が存するように上記コンテナを構成することにより形成される。このリザーバーはまた、上記試料室のベースと交差する上記平らな平面に実質的に平行な平面と、上記ジュワー瓶のネック部とともに加圧シールを形成する自己通風式キャップの第1の開口とにより形成され得る。
【0017】
本発明のさらにまた他の別個の特徴では、船荷コンテナは上記ジュワー瓶に添付されたじょうご形容器プレートを有している。この船荷コンテナは、ベース、側壁および頂部壁を有する硬質(rigid)熱可塑性材料により形成される。上記頂部壁は、例えばヒンジやラッチ機構のような可動アクセスアッセンブリーにより上記側壁に結合され、そしてこのラッチ機構はロック(lock)により固定位置(locked position)に保持される。上記側壁は、書類を保持するためのポケットを伴った頂部側壁および上記ジュワー瓶内のジュワー開口にアクセスするための頂部開口を含み、この頂部側壁は上記頂部壁により覆われている。例えば調整可能なバックルのような固定機構(locking mechanism)を備えた安全ストラップは、上記ジュワー瓶の底部に添付され、閉じられた状態で上記ジュワー瓶を取囲み、それはまた上記自己通風式キャップを適所に保持する。ハンドルを伴った極低温適合性のある断熱プラスチックフォームからなる内部プラグは、上記自己通風式キャップと上記試料室との間のネック部に保持される。サポートアッセンブリーは、多数のパーツを有するか、例えば利用可能な空間を満たすために船荷コンテナの外殻内に注入され、或いは注ぎ込まれる材料のような単一片である。
【0018】
本発明のさらなる別個の特徴では、可搬式船荷コンテナは、アメリカ運輸省/国際航空運輸協定(DOT/IATA)の危険品規定を満たすように作られている。
【0019】
したがって、液体寒剤が充填される改善された、可搬式の、断熱性船荷コンテナを提供することが本発明の主たる目的である。
【0020】
この、そしてさらなる目的および利点は、以下に示されている好ましい実施形態の図および詳細な記述に関連して当業者にとって明らかになるであろう。
【0021】
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明の好ましい実施形態は、いくつかの発明を利用している全般的なシステムの一部として使用される。大まかに言えば、全般的な極低温船荷コンテナシステムがある。この船荷コンテナ内には、ジュワー瓶がある。このジュワー瓶内には、試料を保持するための試料室がある。そして、例えば危険品の船荷のような、ある適用においては、試料は収容システム内に保持される。図1から6は大部分以下に記述されているが、図において識別されているエレメントの用語解説は以下の通りである。
【0022】
1 可搬式断熱性船荷コンテナ
2 ジュワー瓶
3 ジュワー瓶2の外部ケーシング
3a 外部ケーシング3の上半分
3b 外部ケーシング3の下半分
4 外部ケーシング3の頂部開口
5 外部ケーシング3と内部ケーシング13との間の吸引可能空間
6 ゲッターパック
7 乾燥剤
8 ニップル
10 超断熱層
11 内部容器13へのジュワー開口
13 ジュワー瓶2の内部容器
13a 内部容器13の上半分
13b 内部容器13の下半分
14 内部容器13の頂部開口
15 内部容器13の内壁
21 ジュワー瓶2のネック部
30 プラスチックフォーム
31 プラスチックフォーム30のフォームセグメント
32 フォーム30の細管分離層
40 船荷コンテナ外殻
41 船荷コンテナ外殻40のベース
42 船荷コンテナ外殻40の側壁
42a 側壁42の頂部側壁
42b 頂部側壁42aに形成された頂部開口
43 船荷コンテナ外殻40の頂部壁
44 船荷コンテナ外殻40に成形されたハンドル
45 船荷コンテナ外殻40に形成された書類用ポケット
46 ヒンジ機構
47 ラッチ機構
48 認証プレートアセッンブリー
48a 認証プレート
48b 認証プレートアセッンブリー48用リベット
48c 船荷コンテナ外殻40における認証プレート用くぼみ
50 ジュワー瓶2用サポートアッセンブリー
51 サポートアッセンブリー50の底部
52 サポートアッセンブリー50の側部リブ部
53 サポートアッセンブリー50の頂部
55 安全ストラップ
56 安全ストラップの調整用バックル
57 ジュワー瓶2の外部底
60 じょうご形容器プレート
61 プレート60用サポート
62 スプレーフォーム
70 試料室
71 試料室70の側壁
72 試料室70のベース
73 試料室70の頂部開口
80 収容システム
81 収容システム80のバッグ
82 収容システム80のハンドル
83 収容システム80の多孔質の構造的カートリッジ
84 収容システム80のサンプル容器
85 収容システム80のカートリッジベース
86 収容システム80のサンプル容器開口
87 収容システム80のカートリッジカバー
88 収容システム80の付加的カートリッジベース
90 内部プラグ
91 内部プラグ90のハンドル
100 自己通風式キャップ
101 自己通風式キャップ100の下部コンポーネント
102 自己通風式キャップ100の上部コンポーネント
102a 上部コンポーネント102の下面
103 自己通風式キャップ100のシール
104 自己通風式キャップ100の第3コンポーネント
105 プレート
106 スクリュー(ねじは図示せず)
107 カバープレート
108 下部コンポーネント101の雌ねじ
111 雄ねじ
112 雌ねじ
113 位置決め装置
114 第2位置決め装置
115 リブ
121 下部コンポーネント101における第1の複数の開口
122 上部コンポーネント102における第2の複数の開口
131 自己通風式キャップ100の第1チャンバー
132 自己通風式キャップ100の第2チャンバー
133 自己通風式キャップ100の通気開口
【0023】
図1は全体的に1で示された極低温船荷コンテナの全ての構成要素を分解された状態で示す組立図で、図2はこれらの構成要素の全てがどのように組立られた状態に共に取付けられるかを示している。図3はジュワー瓶2がどのように組立られるかを示す組立図である。
【0024】
図1に示すように、全体的に2で表されているジュワー瓶はジュワー開口11によりアクセスされる試料室70を有している。船荷コンテナ1が液体寒剤(liquid cryogen)で十分に満たされた後の使用に準備が整うと、サンプル容器がジュワー開口11を介して試料室70内に配置される。図1に示すように、そして図6に関連して非常に詳細に記述されているように、サンプル容器がとり得る一形式は収容システム80で、そこでは多孔質の構造的カートリッジ83がハンドル82を備えたバッグ81内に保持されている。収容システム80が試料室70内に配置された後、内部プラグ90が、ハンドル91とともにジュワー開口11内に配置される。(極低温に適合したポリウレタンフォームにより形成され得る、内部プラグ90はスペーサおよび断熱材の両者として作用する。)次に、自己通風式キャップ100はじょうご形容器プレート60を介してジュワー開口11内に挿入されて、しっかりと締められて加圧シールを作り出す(これは図5Aから5Cに示されている)。この加圧シールが形成された後、安全ストラップ55の調整用バックル56が閉じられ、しっかりと締められる(もしも望むならば、いずれかの適当な別の接続機構がバックルと置換され得る)。安全ストラップ55はウェッビング材(webbing material)により作ることができ、それは接着テープ或いは何らかの他の添付手段(affixation means)によりジュワー瓶2の外部底57に貼られる。安全ストラップ55は、適正に閉じられ、そしてしっかりと締められると、ジュワー瓶2に付加的な完全状態(integrity)をもたらし、自己通風式キャップ100と収容システム80の滅損或いは分離を防ぐのを助ける。
【0025】
ジュワー瓶アッセンブリーは、例えば低密度ポリエチレンのような耐震性および耐衝撃性をもたらすのを助ける軽量の、しかし硬質の材料により作られた船荷コンテナ外殻40内に保持されている。船荷コンテナ外殻40は、船荷である間、ジュワー瓶2を包囲し、取囲む“ベース41”、“側壁42”および“頂部壁43”を有している。定義付けの見地から、コンテナ2が(例えば、地面或いは輸送用乗り物の床のような)平らな平面上に、その意図され、望まれた(換言すれば、側部を下にでなく、上下逆でない)方位に静止しているとき、ベース41は平らな平面上に静止した外殻40の部分で、頂部壁43はコンテナ内へのアクセスを許容するように幾分移動可能なベース41から離れた外殻40の最外部(例えば、箱の頂部蓋)で、側壁42は、ともかくベース41を上部壁43に結合している(例えば、断面正方形の箱或いは矩形は側壁を形成する四つの平面を有している)。
【0026】
ジュワー瓶2はベース41を介して外殻40内に挿入され、そしてベース41は、例えばスクリューのような適当なシーリング手段により側壁42に添付される。船荷の間、外殻40に不正に手を加えたり、コンテナ1の不適当な方位の証拠をもたらすための機構、或いは船荷の間、コンテナ1をトラッキングする手段(例えば、全地球測位システム)がベース41における或いはその近くの外殻40内に収められてもよい。図1に表された船荷コンテナ1の好ましい実施形態では、頂部壁43は(二つのヒンジからなる)ヒンジ機構46およびラッチ機構47により側壁42に取付けられたカバーである。船荷の間、ラッチ機構47は不正に手を加えることに対して防御するための安全装置(lock)(図示せず)によりロックされた状態に保持されるようにしてもよい。(このような関係においては、“安全装置”は、開くためにキー或いは組合せを要するかもしれない従来の安全装置だけでなく、防護バンド(secured band)或いは不正操作防止装置(tamperproof device)或いは不正に手を加えたことが発生したのを知らせるであろう装置をも含み得る。)閉じた状態にある頂部壁43は側壁42の頂部側壁42aを覆っている。頂部側壁42aは、頂部壁43が開いた状態にあり、ラッチ機構47が解かれ、そして自己通風式キャップ100が取り除かれたときにジュワー開口11へアクセスされ得る頂部開口42bを含んでいる。頂部側壁42aもまた、書類(例えば、品目一覧チェックリスト、船荷書類或いは操作指示書)用ポケット45を備えている。ポケット45は、頂部壁43が側壁42に適所にて掛止されていなければアクセスでき、適所にて掛止されているとアクセスできない。ハンドル44は側壁42内に成形してもよい。側壁42は、例えばコンテナのシリアルナンバー、証明書、警告、バーコード等のような重要な情報を添付し、表示するために、認証プレートアッセンブリー48(リベット48bによりくぼみ48cに保持された認証プレート48a)を有することもできる。
【0027】
サポートアッセンブリー50は外殻40内にジュワー瓶2を保持している。特に好ましい実施形態では、サポートアッセンブリー50は、軽量で、衝撃吸収フォーム材のいくつかの異なる断片(pieces)から出来上がっている。サポートアッセンブリー50は、ジュワー瓶2の底を保護するためにベース41に接触している底部51と、ジュワー瓶2の側部を保護するために側壁42に接触している側部リブ部52と、ジュワー瓶2の先端を保護するために頂部53とを有している。側部リブ部52は接着剤或いはテープにより側壁42に取り付けられる。サポートアッセンブリー50の頂部53はリブ部52により適所に保持される。
【0028】
図1に示すように、船荷コンテナ1はじょうご形容器プレート60を含んでいる。プレート60のじょうご形状はジュワー瓶2内への液体寒剤を注ぐのをより容易にしている。それはまた、頂部開口42bを介して外殻40の内部へのアクセスを制限するのを助けている。それはまた位置決め装置114を含み、これは自己通風式キャップ100によりそれを適所にロックし、ジュワー瓶2のネック部21の外周に加圧シールを形成するのを助けるために使用される三つのノブである。(この記述の初めから終りまで、そして添付の請求の範囲において、“周囲(circumference)”或いは“周囲の(circumferential)”は、平面図形の周囲(perimeter)或いは周辺(periphery)に言及するために使用され、それらは円形でもよく、そうでなくてもよい。それ故、一例として、正方形のネック部の内周は正方形の形状を有しているであろう。)容器プレート60は、容器プレート60とネック部21との間に液体或いは蒸気隙間が存在しないように接着剤によりネック部21にそれをシールすることにより適所に保持されている。シールの付加的な安定性はスプレーフォーム61によりもたらされ、そしてサポート61は外殻40の内側にプレート60を位置決めし、支持するのを助けている。容器プレート60は極低温適合性のある材料から作られるべきである。
【0029】
一旦船荷コンテナ1が完全に組立てられると、ジュワー瓶2は固定状態にある外殻40内にしっかりと保持されるべきであり、外殻40とサポート50とはいかなる方位においてもジュワー瓶2に衝撃に対する抵抗性と保護をもたらすべきである。それが正常な、直立した状態にあるとき、即ち、その重量がベース41上にあるとき、試料室71は実質的にベース41に垂直である。これは、例えば窒素のような蒸気状寒剤の物理的特性のため、コンテナ1に対して最適な状態である。気相液体窒素は空気よりも大きい密度を有し、それ故にそれがコンテナ内に閉じ込められると液体と同様にふるまうであろう。気相液体窒素がジュワー瓶内に保持されている限り、生物学的製剤の低温保存のために必要なジュワー瓶内での極低温温度を維持するのを助ける。これは、気相液体窒素の温度が極低温(100K)であるからである。しかしながら、もしもジュワー瓶が上下逆に配置されているならば、気相液体窒素は、気相液体窒素が空気よりも高密度である故、大いに液体のように、ジュワー瓶から出て行くであろう。したがって、ジュワー瓶が直立して配置されているとき、気相液体窒素は、十分な圧力増大がジュワー瓶から過剰気相液体窒素を押し出すまでジュワー瓶内に蓄積するであろう。
【0030】
船荷コンテナ1が液体寒剤で充填されているとき、直立状態に保管され、船で運ばれるのが大いに望ましいが、最近の船荷に関連する現実はそのような結果を常に保証するとは限らない。図1に示す船荷コンテナの好ましい実施形態は、単純かつ経済的に、この現実と取り組もうと努めている。外殻40は、もしもコンテナ1がその側部にて保管され、船で運ばれることになっても、試料室70とジュワー開口11とはリザーバーを作り出す角度に依然として保持されるように設計されている。このリザーバーは気相液体寒剤を保持する効果を有しているであろう。それに対して、もしもリザーバーが存在しなかったら、試料室70とジュワー開口11とは地面に対して実質的に平行な状態に配置されるであろう。斯かる平行な状態は、ひっくり返し、その中身をこぼすグラスの水と同様に容器からの気相液体窒素の流出を生じるであろう。
【0031】
リザーバーを作り出すために、側壁42は、それが平らな平面上にあるとき、試料室70の平坦な断面の上記平らな平面との交差により形成される角度が約6度或いはそれよりも大きくなるように設計されている。このことは、図1に示すコンテナ1に対して、側壁41の六つの平面部を、それらが頂部壁43の近くの最大厚さに到達するまでそれらがベース41から離れて延びてゆくにつれて次第に広くすることにより達成される。正確な角度は設計的事項で、そしてそれはコンテナの全般的な形状と望まれる結果に依るであろう。しかしながら、その角度は機能を果たせるリザーバーを作るのに十分であるべきである。さらに、ネック部21の内周の回りに加圧シールを形成する自己通風式キャップ100の使用はリザーバーの容積を増大させるであろう。
【0032】
“ジュワー瓶”の基本的な設計および機能は周知で、長く確立されている。事実、“ジュワー瓶”という語は、ウェブスターの第3新英語国際大辞書(Webster's third new international dictionary of the English language, unabridged)(1981)に、“通常、熱伝達を防ぐように真空にされた壁の間の空間を有し、輻射を減少させるために内部に(銀めっきのような)コーティングを有することもあり、特に(液体空気のような)液化された気体を貯え、或いは低温での研究のために使用される少なくとも二つの壁を備えたガラス或いは金属の容器”と定義されている。船荷コンテナにおける使用のための液体寒剤ともにジュワー瓶を使用することを教示した種々の米国特許の例は、2,396,459号、3,298,185号、4,481,779号および4,495,775号を含んでいる。これらの特許に開示されているジュワー瓶および今日船荷コンテナに使用されているジュワー瓶はある共通の特性を共有している。ジュワー瓶に存在するとして以下に明らかにされるであろうこれらの特性は、外部ケーシングと内部容器との間に真空排気可能な空間と内部容器内へのジュワー開口とを形成するネック部により共に結合され、各々頂部に開口部を備えた外部ケーシングと内部容器である。
【0033】
本発明に係るジュワー瓶2の好ましい実施形態は、以下のように構成されている。ネック部21はエポキシにより試料室70にシールされている。液体寒剤(図示せず)を保持するプラスチックフォーム30は細管分離層32により分離された幾つかのセグメント31内に形成されている。プラスチックフォーム30は試料室70を取囲み、そしてこのアッセンブリーは頂部で開口部14とともに内部容器13を形成するために一緒に結合された上半分13aと下半分13bの内側に配置されている。ゲーッターパック6と乾燥剤7とは、それぞれエポキシおよび金属テープにより内部容器13の頂部外側に固定されている。(ゲッターパックおよび乾燥剤の使用は産業界内で周知であり、本発明の創意に富んだ特徴ではない。)次に、超断熱層10がこのアッセンブリーを取囲むために使用されている。製造の容易さおよび節約のために、超断熱層10がらせん状に巻き付けられ、それが単一の構成材(例えば、片側だけに金属被覆されたポリマーフィルム)により構成されているのが特に好ましい。ネック部21の頂部は、それから外部ケーシング3および外部ケーシングと内部容器13との間に真空排気可能な空間5を形成するために下半分3bと一緒に結合されるエポキシにより上半分3aにおける開口4にはめこまれる。一旦ジュワー瓶2が組立てられると、真空排気可能な空間5はニップル8を介してアクセスされ得るだけであり、試料室70はジュワー開口11を介してアクセスされ得るだけで、寒剤は側壁71および試料室70のベース72を介する以外は(液体であろうとガス状態であろうと)試料室70とプラスチックフォーム30の間を通過することはできない。ジュワー瓶を構成するのに有用な特に好ましい材料に関する詳細は米国特許6,119465号に開示されている。
【0034】
プラスチックフォーム30は、極低温適合性のある開放気泡(open-celled)プラスチックフォームであるのが好ましい。プラスチックフォーム30がフェノール樹脂フォーム(このような材料は安価で、一般に生け花用の保水ベースとして使用されている。)であるのが特に好ましい。プラスチックフォーム30は、適所で発泡させられるか、ブロック体に予め製造され、それから断片に区分され、試料室70を取囲む空間内に挿入される。プラスチックフォーム30が内部容器13の内壁15と試料室70との間における容積の実質的に全てを占めるのが特に好ましい。
【0035】
プラスチックフォーム30の開放気泡(open cell)構造は、液体窒素のような液体寒剤を、吸収、吸着および表面張力によりそれがフォーム30を飽和させるので、保持する。(液体窒素のような)液体寒剤およびプラスチックフォーム30の物理的特性は、液体寒剤がプラスチックフォーム30内に止まり、かつプラスチックフォーム30が適正に充填され、正確に寸法取りされたセグメント31からなっているときに試料室70内に移動して戻らないというものである。プラスチックフォーム30は、以前に使用された材料よりも最高6倍速く液体窒素を吸収できる。この特徴はジュワー瓶2を液体寒剤で満たすプロセスを加速する。プラスチックフォーム30が約85%から約95%までの間の空隙率を有しているのが特に好ましい。プラスチックフォーム30は、液体窒素(または、もしも適用可能ならば、および別の液体寒剤)とフォームとの間に存在する高表面張力故、適所に液体窒素寒剤を捕捉し、保持し得る“アゾトフィリック(azotophilic)”吸収剤であるのが好ましい。(“アゾトフィリック”は、如何なる原子価状態の窒素に対して忠実な、即ち相性の良さを有する窒素を意味している。)結果として、本発明の船荷コンテナ1は、液体窒素をこぼし、試料バイアルに直接接触させる危険もなく、上下逆さまを含み、如何なる方位に船積みされ得る。
【0036】
プラスチックフォーム30の多数のセグメント31は、所定のタイプのフォーム材料および寒剤に対して、どの寸法で測定されても、一つの厚さ或いは高さを有し、選択されたフォーム内に保持された液体寒剤が、フォームの方位が変えられたときに、フォームからしみ出さない、即ち流出しないようになっているのが特に好ましい。換言すれば、セグメントの少なくとも一つの長さ寸法は、もしもセグメントが一空間方位に液体寒剤を保持できるが、他のいずれかの方位で寒剤をしみ出させるならば、凌駕されるであろう。また、フォームセグメント31の上記長さ寸法がプラスチックフォーム30(即ち、組合された全てのフォームセグメント31)内に保持された液体寒剤の量を最適化する一方、フォームセグメント31を分離するのに要する細管分離層32を最小にするように選択されるのが特に好ましい。
【0037】
プラスチックフォームの好ましい実施形態は、それが毛管現象(capilarity)即ち毛管作用(capilary action)を促進する微孔性構造を有している故、優れていると信じられている。毛管作用は付着(吸着)と表面張力の結果である。一様な円形の容器(或いは、管或いは微細孔)の壁への液体の付着は、容器の縁での液体に上向きの力を引起す。表面張力は表面を守り、それ故上記縁が上方に動く代わりに、液面全体が上方に引張られる。毛管作用は、液体の壁への付着が液体分子間の凝集力よりも強いときに起こる。毛管作用が一様な円形の管内に液体を保持する高さは表面張力により制限される。毛管作用が流体を持ち上げるであろう高さは流体の重さに依る。ある点で、一方向における毛管作用の力は反対方向の重力(流体の重量)により反対に作用され、そして吊下げられた流体はそれ自身の重量のために落下する。円形毛細管に対しては、この高さは公式h=2Tρrgにより決定され、ここでhは最大高さに等しく、Tは液体の表面張力に等しく、ρは液体の密度(即ち、質量/容積)に等しく、rは毛細管の半径に等しく、“g”は力に対する質量(グラム表示密度)を変えるために必要とされている。
【0038】
本発明のプラスチックフォームが完全な毛細管(即ち、円形の管)により形成されていること、或いは本発明に使用されているプラスチックフォームのセグメントの最大高さが上述した公式により決定されることは必ずしも必要でなく、それに代えて、重要な特徴はプラスチックフォームが強い毛管作用を示すことである。毛管作用は最大寸法高さにより制限され、それは所定の液体寒剤が所定の空間的方位における吸収剤(absorbent)プラスチックフォームの微細孔のような毛細管内で到達するであろう“臨界高さ(critical height)”として以下定義されるであろう。プラスチックフォームがこの高さを超えると、臨界高さを超えたいずれかの付加えたプラスチックフォームは、毛管作用の結果として付加的な液体寒剤をもとの位置に物理的に保持することはできない。プラスチックフォームが毛管作用により液体寒剤を物理的に保持することができないと、それは占有しているボリュメトリック(volumetric)空間内に保持されている液体寒剤の量を最大にするのをし損じる。したがって、プラスチックフォームの所定のセグメントの高さが、対象とする液体寒剤(それは通常液体窒素である)に対するその臨界高さに等しいか、それよりも小さいのが望ましい。同じ法則は、もしもプラスチックフォームがコンテナ内に保持され、そこではそれが、所定の方位におけるプラスチックフォームの高さが臨界高さを超える原因となるであろう他の方位を有するならば、他の寸法に適用可能である。
【0039】
細管分離層32は、特に厚いものである必要はない。代わりに、それらの厚さは、所定のプラスチックフォームおよび対象とする液体寒剤に対してそれらの意図された機能を果たすのに要求される厚さに依存する。細管分離層32は、微細孔のようなその細管の有効な高さを制限するようにプラスチックフォームを封じ込めるために機能し、そしてそれによりプラスチックフォームのセグメントが臨界高さよりも小さい高さを有するのを許容し、そしてそれにより液体寒剤がセグメントから、それらの空間方位が変えられても、しみ出すのを、即ち流出するのを防いでいる。細管分離層32は、例えば表面加工紙、スパンボンデッドの(spunbonded)オレフィンタイベック(登録商標)或いはフルオロエチレンプロピレン(FEP)テフロン(登録商標)のような極低温適合性のある材料から作られるべきである。タイベック(登録商標)の3mmの層はこの機能を良く果たすことが見出されている。実験に基づく結果はここに記述されているプラスチックフォームのタイプに対して約4インチが適当で、最大の臨界高さであることを示しており、そして多数のセグメント31が、約3インチよりも大きい厚さを有するのが特に好ましく、約3.5インチの厚さを有するのが特に好ましい。
【0040】
試料室70が、例えばエアレーションポリプロピレンフォームのような極低温適合性のある開放気泡多孔質熱可塑性材料から作られるのが特に好ましい。試料室70は頂部開口73を有する円柱形状の側壁71に結合されたベース72とともに単一片構造に形成されてもよい。頂部開口73における側壁71の外周は、ネック部21或いは内部容器13の内壁に封じられる。試料室70は、液体寒剤がそれを介してプラスチックフォーム30へと通過するのを許容し、蒸気状態の寒剤が吸収剤フォーム30からそれへ通過するのを許容すべきである。試料室70の熱可塑性材料は、プラスチックフォーム30の粒子、或いは断片が試料室70内に進入するのを防ぐためのフィルタとして作用し、そしてそれはまた液体寒剤のプラスチックフォーム30内への迅速な移動のための吸上げ装置(wicking device)として作用する。その優れた物理的特性に加えて、試料室70は、金属或いは合金からなる以前の試料室よりも軽量で、かつ製造するのにより費用が掛からない。
【0041】
ジュワー瓶2の好ましい実施形態における試料室70とプラスチックフォーム30の組合せは、大いに縮められた充填時間で内部容器13の容積のより効率的な利用をもたらしている。多くの以前のジュワー瓶とは異なり、プラスチックフォーム30は、内部容器13の内部壁15と試料室70との間の実質的に全容積を占め、そして液体寒剤は、側壁71の全長に沿って試料室70からプラスチックフォーム30内へ迅速に通過することができる。ジュワー瓶を液体寒剤により完全に充填するのに要する縮められた時間は試料室70とプラスチックフォーム30の物理的特性に起因している。これらの特性は、船荷コンテナ1の試料室70への液体寒剤の完全な充填の約50%まで注ぐことにより、そしてそれからコンテナ1を上下逆さまに向きを変えることにより実証される。船荷コンテナ1が上下逆さまに向きを変えるまでは、液体寒剤の全てはプラスチックフォーム30により保持され、事実上液体寒剤は放出されないであろう。
【0042】
図4Aおよび4Bはジュワー瓶2とともに使用するための特に好ましい自己通風式キャップ100を示している。斯かるキャップが船荷コンテナ1の特に好ましい適用における機能する態様は図5Aから5Cに示されている。自己通風式キャップ100は四つの主要な構成要素--第1の複数の開口121を備えた下部コンポーネント101、第2の複数の開口122を備えた上部コンポーネント102、シール103および第3コンポーネント104を有している。これらの四つの主要なコンポーネントの全てが、非金属で非導電性である極低温適合性のある材料から構成されるのが特に好ましい。第1、第2および第4コンポーネントはアセチルのような射出成形可能な材料から形成され得る。下部コンポーネント101の外周はネック部21の内周よりも小さく、そして第1の複数の開口121は、図4Aおよび4Bに示すように、下部コンポーネントの外周の内側に配置されている。
【0043】
自己通風式キャップ100が組立てられると、好ましくはシリコーンゴムから形成されるのがよい、シール103がスナップ、摩擦適合(friction fit)により下部コンポーネント101に取り付けられる。下部コンポーネント101は、二つの異なる手段により上部コンポーネント102および第3コンポーネント104に固定される。
【0044】
第1に、スクリュー(ねじは図示せず)106が下部コンポーネント101における雌ねじ108内にねじ込まれ、プレート105により適所に保持される。カバープレート107(Cryoport社の商標とともに示されている)は、プレート105の頂部とスクリュー106の頭部が保持された第3コンポーネント104におけるチャンバーをカバーしそしてシールする。スクリュー106は、個々の主要な部品が互いに相対的になおも移動可能なキャップアッセンブリー内に四つの主要な構成要素の全てを一緒に保持している。このアッセンブリーでは、第2のコンポーネント102は第1のコンポーネント101と第3のコンポーネント104との間に保持され、シール103は第1のコンポーネント101と第2のコンポーネント102との間に保持されている。
【0045】
第2に、下部コンポーネント101は第3のコンポーネント103の雌ねじ112にねじ込まれる雄ねじ111を有している。雄ねじ111が雌ねじ112に完全にねじ込まれていないと、シール103は雄ねじ111が加圧シール状態に、雌ねじ112に完全にねじ込まれているときにそれが保持される位置(図5C参照)に対してはりつめた状態に保持される(図5B参照)。シール103はクランクトップ(crank top)として機能する第3のコンポーネント104が締付ける方向に回転させられ、ネック部21とともに加圧シールを形成するように下部および上部コンポーネント101と102との間にシール103が圧搾されるようにするときに、図5Bと5Cとの間で位置を変える。(図5Bは加圧シール状態の前にあるキャップ100を示す一方、図5Cは加圧シール状態となってすぐのキャップ100を示している。)第3のコンポーネント104のリブ115は上部コンポーネント102に向かって存し、それはスッパー(stop)として役に立ち、そしてそれにより加圧シール状態において複数の通風開口を作り出している。(図5Cの左半分は、そのような頂部の代わりに明瞭な蒸気通路を示すために僅かに回転させられている。)上部コンポーネント102の下面102a上の(図4Bにおいてくぼみとして示されている)位置決め装置113は(図1において小さな塊として示されている)第2位置決め装置114に係合し、キャップ100が締付けプロセスの間、ぐるぐる回るのを防止している。
【0046】
自己通風式キャップ100が(図5Cに示されているように)ジュワー瓶2のネック部21とともに加圧シールを形成しているとき、内部容器13とジュワー瓶2の外側との間の蒸気流は通風開口133を介して流れなければならない。図5Cは一つのそのような蒸気通路を示している。この通路は、下部および上部コンポーネント101および102の間に配置された第1チャンバー131と第2コンポーネント102および第3コンポーネント104の間に配置された第2チャンバー132とを通る流れを含んでいる。通風開口133は単一の開口でも複数の開口でもよい。図5Cでは、通風開口133は第3コンポーネント104およびプレート60の間に配置されているが、それはもしもプレート60が使用されないならば、第3コンポーネント104およびネック部21の間に配置されてもよい。上部コンポーネント102がネック部21の内周の外側に配置されている上部外周を有している故、通風開口133はネック部21の内周の外側に配置されている。
【0047】
自己通風キャップ100はジュワー瓶用の従来のキャップにまさる多くの長所を備えている。
【0048】
自己通風キャップ100の一長所は、それがジュワー瓶2のネック部21とともに形成する加圧シールの強度である。このシールは、ジュワー瓶2が寒剤で満たされていないときに、ジュワー瓶2の重量を支持するのに十分強いか、より一層強くてよい。この強度の程度は、コンテナ1が打撃或いは衝撃にさらされたときに重要であり、なぜならば、キャップ100が試料室70の内容物およびジュワー瓶2の内側の試料収容システムへのアクセスを制限し、そして効果的にアクセスを封じるからである。
【0049】
自己通風キャップ100のもう一つの長所は、それがジュワー瓶2を排気するための複数の屈曲した蒸気通路を作り出すということである。屈曲した蒸気通路はジュワー瓶から排出したガスが進まなければならないサーマル長さ(thermal length)を増大させる。サーマル長さを増大させることは、ジュワー瓶の熱効率を増大させ、それにより船荷コンテナに対する保持時間(hold time)を増大させる。多数の通風通路は安全性を増大させ、なぜならばそれは単一の通風通路が詰まり、ガスの危険な増加(build-up)に至らしめる可能性を除去するからである。
【0050】
キャップ100の好ましい実施形態では、第1の複数の開口121の各々は第1チャンバー131内に至り、そして第2の複数の開口122の各々は第1チャンバー131から第2チャンバー132に至っている。したがって、ジュワー瓶2の内側の蒸気は、キャップ100が加圧シール状態にあるとき、複数の屈曲した通路内を進むことができる。複数の屈曲した通路はネック部21内で始まり、そしてそれから第1の複数の開口121、第1チャンバー131、第2の複数の開口132、第2チャンバー132を経て上方に、そしてそれから通風開口133から外へと順次進む。さらに、チャンバー131および132の容積のために、ガスは必ずしも同一の一ポイント或いは複数のポイントでチャンバーを去る必要はない。このことは、第1の複数の開口121内で始まり、第1チャンバー131を経て進み、そしてそれから第2の複数の開口122を経て昇る複数のより短い屈曲した通路もまたあることを意味している。
【0051】
第1および第2チャンバー131および132は、複数の開口によりアクセスされ得る空きスペースを供する故、それらは既に注目されているように、多くの異なる蒸気通路を作り出している。しかしながら、それらはまた、ガスが蓄積し、混合し得る空きスペースをももたらす。これは、チャンバーが異なる温度勾配を有することができ、そしてこれらのチャンバーに入り、ここを去るガスが、これらのチャンバー内に含まれるガスとの混合の結果として異なる温度勾配を有することができる故に、さらなる利点を生み出している。チャンバー131および132はまた、キャップ100の外側から内部容器13内へ流入するガスと内部容器13の内側からキャップ100の外側に流れるガスとの間でバッファゾーンとしても作用する。
【0052】
キャップ100はまた、ジュワー瓶内に水分(水蒸気)が進入するのを防止する一方、ジュワー瓶から蒸気寒剤を退出させるのを依然として許容する一またはそれよりも多くの半透膜(図示せず)をも含んでいる。例えば、そのような膜は第1および第2の複数の開口121および122のいずれか、或いは双方を覆うために使用される。(その代わりに、或いは、さらに、半透膜は図5Cに示す蒸気通路のいずれか他の好都合な位置に配置され得るが、それがキャップ100の部分或いは内部キャップ90として都合よく含まれるのが好ましい。キャップ内に半透膜を含むことは、膜により制限される蒸気通路の部分を最小にし、膜に合体(incorporation)および構造的完全性のために好都合な構造的構成要素を与える。)
【0053】
図6は、UNクラス6.2認証の規格(standards of UN Class 6.2 certification)によく耐えるように設計され、構成された(例えば、ポテンシャルバイオハザードの、即ち伝染病の作用物質(agents)のような)危険材料に対して特に有用な収容システムが示している。この収容システムが、図1および2に示されているような特に好ましい船荷コンテナにおいて図4Aおよび4Bに示された自己通風式キャップ100とともに使用されたとき、その結果は、危険な(伝染性の)材料の船荷コンテナに関する厳格な船荷規定(regulations)を満たす経済的かつ優れた船荷コンテナとなる。
【0054】
収容システム80は基本的な多孔質の構造的カートリッジ83とバッグ81に基づいている。図4のステップ1から4に示すように、構造的カートリッジ83はバッグ81内に配置され、バッグ81は収容システム80を完成させるためにシールされており、そしてそれから収容システム80はバッグハンドル82によりジュワー開口11を介して試料室70内に降下させられる。ハンドル82はバッグ81を作るために使用されるポリマーフィルムの輪から形成される。
【0055】
バッグ81は作動させられるときに液体および蒸気に対して密封シールを保証するシーリング機構を備えた極低温適合性のあるポリマーフィルムからなっている。フッ素化エチレンプロピレン樹脂或いはポリイミド(polyimide)フィルムはこの目的のために適していることが発見され、そしてテフロン(登録商標)FEPグレード160或いはカプトン(登録商標)FNフィルムは特に好ましい。
【0056】
テフロン(登録商標)FEPは、FEP-フルオロカーボン型成形(Molding)および押出し成形(Extrusion)材料に対する米国材料試験協会(“ASTM”)の標準仕様D2116-97を満たすフッ素化エチレンプロピレン樹脂である。カプトン(登録商標)FNは、デュポン社から出されている商業的に有用な高品質プラスチックフィルムである。タイベック(登録商標)スパンボンデッドオレフィン、そして特にデュポン社(登録商標)のメディカルグレードのタイベック(登録商標)タイプS-1059-BおよびS-1073Bはまたバッグ81としての使用に適したものでもある。このシーリング機構は、液体または蒸気がバッグ81の内部に入り、ここを去るのを防ぐシールを作り出すべきである。このシーリング機構は、機械的閉鎖(この場合、それが熱膨張係数が異なる二つの材料から構成されるのが特に好ましい)、接着剤接合(adhesive joint)或いはヒートシールでもよい。
【0057】
構造的カートリッジ83が一つのカートリッジよりも多く含むのが特に好ましい。各カートリッジは互いに分離した複数のサンプル容器を保持するための複数のサンプル開口を有している。構造的カートリッジ83の頂部のカートリッジは、ベース85と複数のサンプル容器開口86およびこの複数のサンプル容器開口内に保持されたサンプル容器84(バイアル)を取囲むためにカートリッジベース85と対となるカバー87とを有している。カートリッジベース85の底部はそれがさらなるカートリッジベース88と対になるためのカバー87として機能することができるように設計されている。同じようにしてさらなるカートリッジベースを積み重ねることはカートリッジ83の寸法を増大させる。構造的カートリッジ83の構成要素(即ち、カバー87、ベース85そしてすべてのさらなるベース88)は、ポリプロピレンポリマー化合物から形成されている。各カートリッジは、複数のサンプル容器開口内に保持された複数のサンプル容器の全ての内容物全体を吸収する十分な吸収能力を有している。各カートリッジは、複数のサンプル容器開口内に保持された複数のサンプル容器の全ての内容物全体の2倍を吸収する十分な吸収能力を有するのが特に好ましい。
【0058】
構造的カートリッジ83は、危険品規定(Dangerous Goods Regulations)の二つの基本的な要求を遂行する。その第1の要求、主要な容器の分離は、“単一の二次的輸送容器内に配置された多数の主要な容器は個別に包装され、或いは液体窒素内にて輸送され感染性物質に対して、それらの間での接触を防ぐことを保証するように分離されそして支持されなければならない”と記述されたIATAパッキングインストラクション602により要求されている。カートリッジ83は明らかにこの要求を満たし、そしてまさに吸収性の布のシートに容器をゆるく包むことが普通である技術分野における現行の実務を超えた進歩である。その第2の要求は、“例えば、コットンウールのような吸収性材料(absorbing material)は全ての主要な容器の内容物全体を吸収するのに十分でなければならない”と記述されているIATA 602に見出される。再度、カートリッジ83は、さらなる安全性でもって、このことを果たし、そしてこの技術分野の現行の状態において著しい進歩を示している。
【0059】
前述した詳細な記述は本発明の好ましい実施形態の説明的なものであるが、そのさらなる実施形態は当業者にとって明らかであろうことは理解されるべきである。さらなる修正はまた、発明概念から逸脱することなく別の実施形態において可能でもある。
【0060】
したがって、ここに記述された現実の概念におけるさらなる変更および修正は、請求の範囲により規定されている開示された発明の精神および範囲から逸脱することなく容易になされ得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 危険材料用収容システムを備えた本発明に係る可搬式断熱性船荷コンテナの好ましい実施形態の分解組立図である。
【図2】 可搬式断熱性船荷コンテナの好ましい実施形態の一部破断した平坦な断面図である。
【図3】 ジュワー瓶アッセンブリーの好ましい実施形態の組立図である。
【図4】 逆方向から描かれた自己通風式キャップの好ましい実施形態の分解組立図である。
【図5A】 好ましい自己通風式キャップの結合を示す可搬式断熱性船荷コンテナの好ましい実施形態の平坦な断面図である。
【図5B】 好ましい自己通風式キャップの結合を示す可搬式断熱性船荷コンテナの好ましい実施形態の平坦な断面図である。
【図5C】 好ましい自己通風式キャップの結合を示す可搬式断熱性船荷コンテナの好ましい実施形態の平坦な断面図である。
【図6】 収容システムの好ましい実施形態の組立てを示している。
[0001]
Field of Invention
The present invention belongs to the field of cryogenic shipping containers.
[0002]
Background of the Invention
In order to ensure reproducible results in research and biotechnical processes, today's scientists and clinical practitioners have genetically stabilized living cells for storage and migration. We have found that it is necessary to preserve the integrity of complex molecules. This is accomplished by housing these materials in a container where the cryogenic temperature is continuously maintained at or near liquid nitrogen or gas phase liquid nitrogen temperatures (77K and 100K, respectively).
[0003]
Advances in cryopreservation technology have led to methods that allow cryogenic maintenance of various cell types and molecules. Several technologies include viral and bacterial cultures, isolated tissue cells in tissue culture, small multicellular organic tissues, enzymes, human and animal DNA, pharmaceuticals including vaccines, diagnostic chemical substrates substrates), and for cryopreservation of more complex organic tissues such as embryos, unfertilized oocytes and sperm. These biological products must be moved or shipped in cryogenic conditions at cryogenic temperatures to maintain viability. This requires a vessel that can maintain a cryogenic environment for up to 10 days and meet other shipping requirements that are relatively scratch-resistant to mechanical shocks and orientation results. Yes.
[0004]
In addition to the already existing difficulties caused in the shipping of heat-sensitive biologics, the International Air Transport Agreement (IATA) contains pathogens and potentially infectious agents A new rule came into effect in January 1995 for all shipments including samples. These regulations, which are accepted by the US Department of Transportation (DOT) and apply to all public and private air, sea and land carriers, do not spill and damage major internal containers (vials) Imposes very high demands on shipping units to overcome significant physical damage without causing damage. The fulfillment of this rule further complicates the shipping of frozen biological products.
[0005]
Even if bioshippers are currently available using liquid nitrogen as a refrigerant, there has been little innovation in the design of packaging for cryogenic transport. Current shippers are generally vulnerable to physical damage and orientation changes encountered during routine shipping activities. In addition, these shippers rarely comply with the IATA Dangerous Goods Code (which went into effect in January 1995 and later amended). Commercial suppliers do not develop or warrant cost effective standardized shipping units with the required sample volume and retention times that meet user requirements.
[0006]
One of the major critics of the current shipper is price, which varies from $ 500.00 to $ 1,000.00 per unit or more. This substantially limits their use for the transport of many biological products. Because of the initial cost and limited production of these containers, they are designed to be reusable. However, the return shipping cost of these heavy containers is serious, especially in the international market.
[0007]
Users have also complained about the absorbent filter used in current dry sippers, which breaks with continuous use and contaminates the interior of the container. In fact, one large user of these containers basically concentrates their entire shipping operation on cleaning broken absorbent material from the inside of these containers after each use.
[0008]
Another problem raised by currently used dry shipper users relates to functional hold times versus static hold times. The static holding time relates to a sipper that is completely filled without heat load, in an upright state, for example basically in a non-use state. Functional retention time relates to a fully filled sipper that is in use and contains a sample, eg, in the process of being handled and transported. Even if the static retention time is often increased to 20 days, if this container is tilted or placed on its side, the retention time is inconsistent with how many days. Decrease in hours. This is because liquid nitrogen transitions to the gas (vapor) phase and more quickly falls out of gas. Liquid nitrogen also leaks easily from the container when placed on its side.
[0009]
Current cryogenic containers are being pushed to last because they are made of metal structures. However, poor handling often results in rupture of the outer shell and cracking at the neck, losing high vacuum insulation. This makes them impractical. The metal structure also increases the weight of the container, thereby substantially increasing shipping costs.
[0010]
Thus, there is a need for an improved cryogenic container that can be used for biologically safe, reliable, and economical shipping.
[0011]
US Pat. No. 6,119,465 addresses this need by using proprietary, lightweight, low cost, durable composites and polymers for semi-disposable gas-phase liquid nitrogen biosippers. Seeking to meet. This has been achieved in an inherently simple, reliable and inexpensive device that will result in reduced shipping costs, increased reliability and safety, and fewer inspection requirements.
[0012]
The present invention is based on the structure devised by US Pat. No. 6,119,465, the disclosure of which is specifically incorporated herein by reference. This has been accomplished through the use of cryogenic shipping containers that have many significant advances beyond those disclosed in our earlier patents. The end result is a greatly improved cryogenic container that is more reliable while still being reliable.
[0013]
Summary of the Invention
The present invention is generally directed to a portable, thermally insulated shipping container. The shipping container includes a shipping container shell and a support assembly for holding the dewar bottle in the shipping container shell and providing shock and vibration resistance to the steam dewar bottle. The dewar has an inner container for holding a sample chamber, an inner wall thereof, and a plastic foam between the sample chamber. The sample chamber allows liquid cryogen to pass through it to the plastic foam, allows liquid cryogen in a gas-phase liquid state to pass from the plastic foam to it, and the plastic foam particles or Acts as a filter to prevent fragments from entering it. The sample chamber is preferably composed of an open-cell porous thermoplastic material that is compatible with cryogenic temperatures, particularly preferably aerated polypropylene foam. The plastic foam is preferably an open cell plastic foam, particularly preferably a phenolic resin foam.
[0014]
In a first separate group of features of the present invention, the plastic foam can retain a regular charge of liquid cryogen in a dry vapor state regardless of the spatial orientation of the container. This plastic foam is composed of a number of foam segments having a maximum thickness less than the critical height, each segment being separated by a capillary separation layer. The thickness of the foam segment is preferably selected so that the head pressure of the plurality of foam segments does not allow liquid cryogen to ooze or flow out of the foam segment when its orientation is changed. This thickness can be less than about 4 inches. The foam can occupy substantially the entire volume between the inner wall of the inner container and the sample chamber. Materials suitable for use as the capillary separation layer include paper products and spunbonded olefin films that are water resistant.
[0015]
In another separate feature of the invention, a self-venting cap is used to limit access to the sample chamber when forming a pressure seal with the inner circumference of the neck of the dewar bottle. . The cap creates one or more bent passages through it when it is in a pressure seal. The cap is formed from a lower component having a first plurality of openings, an upper component having a second plurality of openings, a seal retained between the lower and upper components, and a third component secured to the upper component. Is done. It is particularly desirable that the cap component in the vapor path be formed of a non-metallic, non-conductive, cryogenic compatible material. A first chamber is formed between the lower and upper components, while a second chamber is formed between the upper and third components. Steam begins at the first plurality of openings and then continues through the first chamber, the second plurality of openings, the second chamber, and then any of a number of bent steam passages exiting the vent opening. You can proceed through the cap. One or more semi-permeable membranes are used to prevent moisture (water vapor) from entering the dewar, while allowing vaporous cryogenic agents to exit the dewar. Yes.
[0016]
In yet another separate feature of the present invention, the shipping container has a reservoir formed in the dewar when the container is placed on its side, and gravity removes the gas phase liquid cryogen in the reservoir. It is configured not to be pushed out of the dewar. This reservoir is a flat plane and a cross section of the sample chamber when the container side wall is placed on a flat plane, going from the top end closest to the top and through the bottom end closest to the base. It is formed by constructing the container so that there is an angle of about 6 degrees or more with the section extending downward. The reservoir also includes a plane substantially parallel to the flat plane that intersects the base of the sample chamber and a first opening of a self-venting cap that forms a pressure seal with the neck of the dewar bottle. Can be formed.
[0017]
In yet another separate feature of the invention, the shipping container has a funnel container plate attached to the dewar. The cargo container is formed of a rigid thermoplastic material having a base, side walls and a top wall. The top wall is coupled to the sidewall by a movable access assembly such as a hinge or latch mechanism, and the latch mechanism is held in a locked position by a lock. The side wall includes a top side wall with a pocket for holding documents and a top opening for accessing a dewar opening in the dewar bottle, the top side wall being covered by the top wall. A safety strap with a locking mechanism, such as an adjustable buckle, is attached to the bottom of the dewar and surrounds the dewar in a closed state, which also includes the self-venting cap. Hold in place. An internal plug consisting of a cryogenic compatible insulating plastic foam with a handle is held in the neck between the self-venting cap and the sample chamber. The support assembly may have multiple parts or be a single piece, such as a material that is injected or poured into the outer shell of a shipping container to fill the available space.
[0018]
In a further separate feature of the present invention, the portable shipping container is made to meet the US Department of Transportation / International Air Transport Agreement (DOT / IATA) Dangerous Goods provision.
[0019]
Accordingly, it is a primary object of the present invention to provide an improved, portable, insulated shipping container that is filled with liquid cryogen.
[0020]
This and further objects and advantages will become apparent to those skilled in the art in connection with the drawings and detailed description of the preferred embodiments presented below.
[0021]
Detailed Description of the Preferred Embodiment
The preferred embodiment of the present invention is used as part of a general system utilizing several inventions. Broadly speaking, there is a general cryogenic shipping container system. Within this cargo container is a dewar bottle. Within this dewar is a sample chamber for holding the sample. And in some applications, such as dangerous goods loads, samples are held in a containment system. 1 to 6 are mostly described below, but the glossary of the elements identified in the figures is as follows.
[0022]
1 Portable heat-insulating shipping container
2 Dewar bottle
3 Outer casing of dewar bottle 2
3a Upper half of outer casing 3
3b Lower half of outer casing 3
4 Top opening of outer casing 3
5 Suctionable space between the outer casing 3 and the inner casing 13
6 Getter Pack
7 Desiccant
8 Nipple
10 Super insulation layer
11 Dewar opening to inner container 13
13 Inner container of dewar bottle 2
13a Upper half of inner container 13
13b Lower half of inner container 13
14 Top opening of inner container 13
15 Inner wall of inner container 13
21 The neck of the Jewer bottle 2
30 Plastic foam
31 Foam segment of plastic foam 30
32 Thin tube separation layer of foam 30
40 Shipping container shell
41 Base of cargo container shell 40
42 Side wall of cargo container shell 40
42a Top side wall of side wall 42
42b Top opening formed in top sidewall 42a
43 Top wall of cargo container shell 40
44 Handle formed in cargo container shell 40
45 Document pocket formed in the shipping container shell 40
46 Hinge mechanism
47 Latch mechanism
48 certification plate assembly
48a certification plate
48b Rivet for authentication plate assembly 48
48c Indentation for authentication plate in shipping container shell 40
50 Support assembly for dewar bottle 2
51 Bottom of support assembly 50
52 Side ribs of support assembly 50
53 Top of support assembly 50
55 Safety strap
56 Safety strap adjustment buckle
57 Outer bottom of Jewer bottle 2
60 funnel shaped container plate
61 Support for plate 60
62 spray foam
70 Sample chamber
71 Side wall of sample chamber 70
72 Base of sample chamber 70
73 Top Opening of Sample Chamber 70
80 containment system
81 Bag of containment system 80
82 Handle of containment system 80
83 Porous structural cartridge of containment system 80
84 Sample container of containment system 80
85 Cartridge base for storage system 80
86 Sample container opening of containment system 80
87 Cartridge cover of storage system 80
88 Additional cartridge base for containment system 80
90 Internal plug
91 Handle of internal plug 90
100 Self-venting cap
101 Lower component of self-venting cap 100
102 Upper component of self-venting cap 100
102a The lower surface of the upper component 102
103 Seal of self-venting cap 100
104 Third component of self-venting cap 100
105 plates
106 screw (screw not shown)
107 Cover plate
108 Female thread of lower component 101
111 Male thread
112 Female thread
113 Positioning device
114 Second positioning device
115 ribs
121 A first plurality of openings in the lower component 101
122 Second plurality of openings in the upper component 102
131 First chamber of self-venting cap 100
132 Second chamber of self-venting cap 100
133 Ventilation opening of self-venting cap 100
[0023]
FIG. 1 is an exploded view showing all components of the cryogenic shipping container indicated generally at 1 in an exploded state, and FIG. 2 shows how all of these components are assembled together. Shows what is installed. FIG. 3 is an assembly diagram showing how the dewar bottle 2 is assembled.
[0024]
As shown in FIG. 1, the dewar bottle, generally designated 2, has a sample chamber 70 that is accessed by the dewar opening 11. When the shipping container 1 is ready for use after being fully filled with liquid cryogen, the sample container is placed in the sample chamber 70 via the dewar opening 11. As shown in FIG. 1 and as described in greater detail in connection with FIG. 6, one type of sample container can be a containment system 80 in which a porous structural cartridge 83 is a handle 82. It is hold | maintained in the bag 81 provided with. After the containment system 80 is placed in the sample chamber 70, the internal plug 90 is placed in the dewar opening 11 along with the handle 91. (The internal plug 90, which can be formed from a cryogenic compatible polyurethane foam, acts as both a spacer and a thermal insulator.) Next, the self-venting cap 100 is placed into the dewar opening 11 via the funnel-shaped container plate 60. Inserted and tightened to create a pressure seal (this is shown in FIGS. 5A-5C). After this pressure seal has been formed, the adjustment buckle 56 of the safety strap 55 is closed and tightened (if desired, any suitable alternative connection mechanism can be substituted for the buckle). The safety strap 55 can be made of webbing material, which is affixed to the outer bottom 57 of the dewar 2 by adhesive tape or some other attachment means. The safety strap 55, when properly closed and tightened, provides additional integrity to the dewar 2 and prevents the self-venting cap 100 and the containment system 80 from being destroyed or separated. help.
[0025]
The dewar bottle assembly is held in a shipping container shell 40 made of a lightweight but rigid material that helps to provide seismic and impact resistance such as low density polyethylene. The cargo container shell 40 has a “base 41”, a “side wall 42”, and a “top wall 43” that surrounds and surrounds the dewar 2 while being a cargo. From a definitional standpoint, the container 2 is placed on a flat surface (such as the ground or a transport vehicle floor) on its intended and desired (in other words, up and down rather than down on the sides). When stationary in a (non-reverse) orientation, the base 41 is the portion of the outer shell 40 that rests on a flat plane, and the top wall 43 from the somewhat movable base 41 to allow access into the container. At the outermost part of the remote shell 40 (eg, the top lid of the box), the side wall 42 couples the base 41 to the top wall 43 anyway (eg, a box or rectangle with a square cross section forms four side walls. Have a plane).
[0026]
The dewar 2 is inserted into the outer shell 40 via the base 41, and the base 41 is attached to the side wall 42 by suitable sealing means such as screws. A mechanism for tampering with the outer shell 40 during loading, providing evidence of improper orientation of the container 1, or means for tracking the container 1 during loading (eg, a global positioning system) It may be housed in the outer shell 40 at or near the base 41. In the preferred embodiment of the shipping container 1 depicted in FIG. 1, the top wall 43 is a cover attached to the side wall 42 by a hinge mechanism 46 (consisting of two hinges) and a latch mechanism 47. During loading, the latch mechanism 47 may be held locked by a lock (not shown) to protect against unauthorized manipulation. (In this context, a “safety device” is not only a conventional safety device that may require a key or combination to open, but also a secured band or tamperproof device or fraud. It may also include a device that will signal that a tampering has occurred.) The top wall 43 in the closed state covers the top side wall 42a of the side wall 42. The top side wall 42a includes a top opening 42b that can be accessed to the dewar opening 11 when the top wall 43 is open, the latch mechanism 47 is released, and the self-venting cap 100 is removed. The top side wall 42a also includes a pocket 45 for documents (eg, item list checklist, shipping document or operating instructions). The pocket 45 can be accessed unless the top wall 43 is hooked in place on the side wall 42 and cannot be accessed if it is hooked in place. The handle 44 may be molded into the side wall 42. The side wall 42 has an authentication plate assembly 48 (an authentication plate 48a held in a recess 48c by a rivet 48b) for attaching and displaying important information such as a container serial number, certificate, warning, barcode, etc. ).
[0027]
The support assembly 50 holds the dewar bottle 2 in the outer shell 40. In a particularly preferred embodiment, the support assembly 50 is lightweight and is made up of several different pieces of shock absorbing foam material. The support assembly 50 includes a bottom portion 51 in contact with the base 41 to protect the bottom of the dewar bottle 2, and a side rib portion 52 in contact with the side wall 42 to protect the side portion of the dewar bottle 2. And a top 53 to protect the tip of the dewar bottle 2. The side rib portion 52 is attached to the side wall 42 with an adhesive or a tape. The top 53 of the support assembly 50 is held in place by the ribs 52.
[0028]
As shown in FIG. 1, the shipping container 1 includes a funnel-shaped container plate 60. The funnel shape of the plate 60 makes it easier to pour liquid cryogen into the dewar bottle 2. It also helps restrict access to the interior of the outer shell 40 through the top opening 42b. It also includes a positioning device 114, which has three knobs used to lock it in place by the self-venting cap 100 and help form a pressure seal on the outer periphery of the neck 21 of the dewar 2. It is. (From the beginning to the end of this description, and in the appended claims, “circumference” or “circumferential” refers to the perimeter or periphery of a planar figure. Used, they may or may not be circular, so, as an example, the inner circumference of the square neck will have a square shape.) The container plate 60 is a container plate It is held in place by sealing it to the neck 21 with an adhesive so that there is no liquid or vapor gap between 60 and the neck 21. Additional stability of the seal is provided by the spray foam 61, and the support 61 helps to position and support the plate 60 inside the outer shell 40. The container plate 60 should be made from a cryogenic compatible material.
[0029]
Once the shipping container 1 is fully assembled, the dewar 2 should be held firmly in the outer shell 40 in a fixed state, and the outer shell 40 and the support 50 will impact the dewar 2 in any orientation. Should provide resistance and protection against. The sample chamber 71 is substantially perpendicular to the base 41 when it is in a normal, upright state, ie when its weight is on the base 41. This is the optimal condition for the container 1 due to the physical properties of a vapor cryogen such as nitrogen. Vapor phase liquid nitrogen has a greater density than air and will therefore behave like a liquid when it is confined in a container. As long as the gas phase liquid nitrogen is retained in the dewar, it helps to maintain the cryogenic temperature in the dewar necessary for cryopreservation of the biologic. This is because the temperature of the gas phase liquid nitrogen is extremely low (100 K). However, if the dewar is placed upside down, the gas-phase liquid nitrogen will exit the dewar, much like a liquid, because the gas-phase liquid nitrogen is denser than air. Let's go. Thus, when the dewar is placed upright, gas phase liquid nitrogen will accumulate in the dewar until a sufficient pressure increase pushes excess gas phase liquid nitrogen out of the dewar.
[0030]
While it is highly desirable that when the shipping container 1 is filled with liquid cryogen, it is highly desirable to be stored upright and transported by ship, the reality associated with recent shipping does not always guarantee such results. The preferred embodiment of the shipping container shown in FIG. 1 attempts to address this reality simply and economically. The outer shell 40 is designed so that the sample chamber 70 and the dewar opening 11 are still held at an angle that creates a reservoir, even if the container 1 is stored and transported on its side. Yes. This reservoir will have the effect of holding the gas phase liquid cryogen. On the other hand, if the reservoir is not present, the sample chamber 70 and the dewar opening 11 will be positioned substantially parallel to the ground. Such a parallel condition will cause an outflow of gas phase liquid nitrogen from the container as well as a glass of water spilling its contents.
[0031]
To create the reservoir, the side wall 42, when it is on a flat plane, has an angle formed by the intersection of the flat cross section of the sample chamber 70 with the flat plane being about 6 degrees or greater. Designed to be This is relative to the container 1 shown in FIG. 1 in that the six planar portions of the side wall 41 are progressively moved away from the base 41 until they reach a maximum thickness near the top wall 43. Achieved by widening. The exact angle is a matter of design, and it will depend on the general shape of the container and the desired result. However, the angle should be sufficient to make a functional reservoir. In addition, the use of a self-venting cap 100 that forms a pressure seal around the inner circumference of the neck 21 will increase the volume of the reservoir.
[0032]
The basic design and function of the “dewar bottle” is well known and long established. In fact, the word “Jewer bottle” was written in Webster's third new international dictionary of the English language, unabridged (1981), “usually evacuated to prevent heat transfer. May have a space between the walls and may have a coating (such as silver plating) inside to reduce radiation, especially for storing liquefied gas (such as liquid air) or at low temperatures Defined as a glass or metal container with at least two walls used for this study. Examples of various US patents that have taught the use of dewars with liquid cryogens for use in shipping containers include 2,396,459, 3,298,185, 4,481,779 and 4,495,775. The dewar bottles disclosed in these patents and the dewar bottles used today in shipping containers share some common characteristics. These characteristics, which will be clarified below as being present in the dewar, are both shared by the neck that forms a evacuable space between the outer casing and the inner container and a dewar opening into the inner container. An outer casing and an inner container that are joined and each has an opening at the top.
[0033]
A preferred embodiment of the dewar bottle 2 according to the present invention is configured as follows. The neck portion 21 is sealed to the sample chamber 70 by epoxy. A plastic foam 30 holding a liquid cryogen (not shown) is formed in several segments 31 separated by a capillary separation layer 32. The plastic foam 30 surrounds the sample chamber 70 and this assembly is placed inside the upper half 13a and the lower half 13b joined together to form the inner container 13 with the opening 14 at the top. The gater pack 6 and the desiccant 7 are fixed to the outside of the top of the inner container 13 by epoxy and metal tape, respectively. (The use of getter packs and desiccants is well known within the industry and is not an inventive feature of the present invention.) Next, a super-insulating layer 10 is used to surround the assembly. For ease of manufacturing and savings, it is particularly preferred that the super-insulating layer 10 is spirally wound and is constituted by a single component (for example a polymer film that is metallized only on one side). . The top of the neck 21 is then opened in the upper half 3a by epoxy which is joined together with the lower half 3b to form an outer casing 3 and a space 5 which can be evacuated between the outer casing and the inner container 13. It is inserted. Once the dewar 2 is assembled, the evacuable space 5 can only be accessed via the nipple 8, the sample chamber 70 can only be accessed via the dewar opening 11, and the cryogen can be removed from the side wall 71 and the sample. Except through the base 72 of the chamber 70 (whether liquid or gaseous), it cannot pass between the sample chamber 70 and the plastic foam 30. Details regarding particularly preferred materials useful for constructing a dewar are disclosed in US Pat. No. 6,119465.
[0034]
The plastic foam 30 is preferably an open-celled plastic foam that is cryogenic compatible. It is particularly preferred that the plastic foam 30 is a phenolic resin foam (such a material is inexpensive and is generally used as a water retention base for flower arrangements). The plastic foam 30 is foamed in place or pre-manufactured into a block body and then divided into pieces and inserted into the space surrounding the sample chamber 70. It is particularly preferred that the plastic foam 30 occupies substantially all of the volume between the inner wall 15 of the inner container 13 and the sample chamber 70.
[0035]
The open cell structure of the plastic foam 30 retains a liquid cryogen, such as liquid nitrogen, as it saturates the foam 30 by absorption, adsorption and surface tension. The physical properties of the liquid cryogen (such as liquid nitrogen) and the plastic foam 30 consist of segments 31 in which the liquid cryogen stays within the plastic foam 30 and the plastic foam 30 is properly filled and dimensioned accurately. In this case, the sample does not move back into the sample chamber 70. Plastic foam 30 can absorb liquid nitrogen up to 6 times faster than previously used materials. This feature accelerates the process of filling the dewar 2 with liquid cryogen. It is particularly preferred that the plastic foam 30 has a porosity between about 85% and about 95%. The plastic foam 30 is able to trap and hold the liquid nitrogen cryogen in place because of the high surface tension that exists between the liquid nitrogen (or if applicable and another liquid cryogen) and the foam. An azotophilic "absorbent is preferred. ("Azotophilic" means nitrogen that is faithful or compatible with any valence state of nitrogen.) As a result, the shipping container 1 of the present invention spills liquid nitrogen, It can be loaded in any orientation, including upside down, without the risk of direct contact with the sample vial.
[0036]
The multiple segments 31 of the plastic foam 30 have a thickness or height, measured in any dimension, for a given type of foam material and cryogen and held within the selected foam. It is particularly preferred that the liquid cryogen does not ooze out of the foam when the orientation of the foam is changed. In other words, at least one length dimension of the segment will be surpassed if the segment can hold the liquid cryogen in one spatial orientation, but oozes the cryogen in any other orientation. Also, the length dimension of the foam segment 31 is required to separate the foam segment 31 while optimizing the amount of liquid cryogen retained in the plastic foam 30 (ie, all combined foam segments 31). It is particularly preferred that the tubule separation layer 32 be selected to minimize.
[0037]
The preferred embodiment of the plastic foam is believed to be superior because it has a microporous structure that promotes capillarity or capillary action. Capillary action is the result of adhesion (adsorption) and surface tension. The adhesion of liquid to the wall of a uniform circular container (or tube or micropore) causes an upward force on the liquid at the edge of the container. The surface tension protects the surface, so instead of moving the edge upward, the entire liquid level is pulled upward. Capillary action occurs when the attachment of a liquid to a wall is stronger than the cohesive force between liquid molecules. The height at which liquid is held in a circular tube with uniform capillary action is limited by surface tension. The height at which the capillary action will lift the fluid depends on the weight of the fluid. At some point, the capillary action force in one direction is counteracted by gravity in the opposite direction (the weight of the fluid), and the suspended fluid falls due to its own weight. For circular capillaries, this height is determined by the formula h = 2Tρrg, where h is equal to the maximum height, T is equal to the surface tension of the liquid, and ρ is the density of the liquid (ie mass / volume). , R equals the capillary radius, and “g” is required to change the force mass (gram density).
[0038]
It is not necessarily that the plastic foam of the present invention is formed by a complete capillary (ie, a circular tube) or that the maximum height of the plastic foam segment used in the present invention is determined by the above formula. Instead, an important feature is that the plastic foam exhibits strong capillary action. Capillary action is limited by the maximum dimensional height, which means that the “critical height” that a given liquid cryogen will reach within a capillary, such as the pores of an absorbent plastic foam in a given spatial orientation. height) "will be defined below. If the plastic foam exceeds this height, any added plastic foam that exceeds the critical height cannot physically hold the additional liquid cryogen in place as a result of capillary action. . If the plastic foam is unable to physically hold the liquid cryogen by capillary action, it fails to maximize the amount of liquid cryogen retained in the occupied volumetric space. Thus, it is desirable that the height of a given segment of plastic foam be equal to or less than its critical height for the intended liquid cryogen (which is usually liquid nitrogen). The same rule is that if the plastic foam is held in a container, where it has other orientations that will cause the height of the plastic foam in a given orientation to exceed the critical height, Applicable to dimensions.
[0039]
The thin tube separation layer 32 does not need to be particularly thick. Instead, their thickness depends on the thickness required to perform their intended function for a given plastic foam and intended liquid cryogen. The capillary separation layer 32 functions to contain the plastic foam so as to limit the effective height of the capillary, such as micropores, so that the plastic foam segment has a height that is less than the critical height. And thereby prevent liquid cryogen from oozing out of the segment, even if their spatial orientation is changed. The capillary separation layer 32 should be made of a cryogenic compatible material such as, for example, surface-treated paper, spunbonded olefin Tyvek® or fluoroethylene propylene (FEP) Teflon®. It is. A 3 mm layer of Tyvek® has been found to perform this function well. Experimental results show that about 4 inches is appropriate for the type of plastic foam described herein, with the maximum critical height, and that many segments 31 are larger than about 3 inches. It is particularly preferred to have a large thickness, especially preferred to have a thickness of about 3.5 inches.
[0040]
It is particularly preferred that the sample chamber 70 be made from a cryogenic compatible open cell porous thermoplastic material such as aerated polypropylene foam. The sample chamber 70 may be formed in a single piece structure with a base 72 coupled to a cylindrical side wall 71 having a top opening 73. The outer periphery of the side wall 71 at the top opening 73 is sealed by the neck portion 21 or the inner wall of the inner container 13. The sample chamber 70 should allow liquid cryogen to pass through to the plastic foam 30 and allow vaporous cryogen to pass from the absorbent foam 30 to it. The thermoplastic material in the sample chamber 70 acts as a filter to prevent particles or fragments of the plastic foam 30 from entering the sample chamber 70, and it also allows rapid movement of the liquid cryogen into the plastic foam 30. Acts as a wicking device for. In addition to its excellent physical properties, the sample chamber 70 is lighter and less expensive to manufacture than previous sample chambers made of metal or alloy.
[0041]
The combination of the sample chamber 70 and plastic foam 30 in the preferred embodiment of the dewar 2 results in a more efficient utilization of the volume of the inner container 13 with a greatly reduced filling time. Unlike many previous dewars, the plastic foam 30 occupies substantially the entire volume between the inner wall 15 of the inner container 13 and the sample chamber 70, and the liquid cryogen is along the entire length of the side wall 71. The sample chamber 70 can quickly pass into the plastic foam 30. The shortened time required to completely fill the dewar with liquid cryogen is due to the physical properties of the sample chamber 70 and the plastic foam 30. These properties are demonstrated by pouring up to about 50% of the full filling of the liquid cryogen into the sample chamber 70 of the shipping container 1 and then turning the container 1 upside down. Until the shipping container 1 turns upside down, all of the liquid cryogen will be retained by the plastic foam 30 and virtually no liquid cryogen will be released.
[0042]
FIGS. 4A and 4B show a particularly preferred self-venting cap 100 for use with the dewar bottle 2. The manner in which such a cap functions in a particularly preferred application of the shipping container 1 is shown in FIGS. 5A to 5C. The self-venting cap 100 comprises four main components--a lower component 101 with a first plurality of openings 121, an upper component 102 with a second plurality of openings 122, a seal 103 and a third component 104. Have. It is particularly preferred that all four of these major components are constructed from a cryogenic compatible material that is non-metallic and non-conductive. The first, second and fourth components may be formed from an injection moldable material such as acetyl. The outer periphery of the lower component 101 is smaller than the inner periphery of the neck portion 21, and the first plurality of openings 121 are disposed inside the outer periphery of the lower component as shown in FIGS. 4A and 4B.
[0043]
When the self-venting cap 100 is assembled, a seal 103, which is preferably formed from silicone rubber, is attached to the lower component 101 by a snap, friction fit. The lower component 101 is fixed to the upper component 102 and the third component 104 by two different means.
[0044]
First, a screw (screw not shown) 106 is screwed into an internal thread 108 in the lower component 101 and held in place by the plate 105. A cover plate 107 (shown with the Cryoport trademark) covers and seals the chamber in the third component 104 where the top of the plate 105 and the head of the screw 106 are held. The screw 106 holds all four major components together in a cap assembly in which the individual major parts are still movable relative to one another. In this assembly, the second component 102 is held between the first component 101 and the third component 104, and the seal 103 is held between the first component 101 and the second component 102. .
[0045]
Secondly, the lower component 101 has a male thread 111 that is screwed into the female thread 112 of the third component 103. If the male thread 111 is not fully screwed into the female thread 112, the seal 103 will be in a position where it is retained when the male thread 111 is fully screwed into the female thread 112 in a pressure sealed condition (see FIG. 5C). It is held in a crushed state (see FIG. 5B). The seal 103 is rotated in the direction in which the third component 104 acting as a crank top is tightened and forms a pressure seal with the neck 21 to form a seal 103 between the lower and upper components 101 and 102. As it is squeezed, it changes position between FIGS. 5B and 5C. (FIG. 5B shows the cap 100 in a pre-pressurized state, while FIG. 5C shows the cap 100 in a pressure-sealed state.) The rib 115 of the third component 104 is the upper component 102. It serves as a stop and thereby creates a plurality of vent openings in a pressure sealed condition. (The left half of FIG. 5C has been rotated slightly to show a clear steam path instead of such a top.) On the lower surface 102a of the upper component 102 (shown as a depression in FIG. 4B). ) The positioning device 113 engages the second positioning device 114 (shown as a small mass in FIG. 1) to prevent the cap 100 from spinning around during the clamping process.
[0046]
When the self-venting cap 100 forms a pressure seal with the neck 21 of the dewar 2 (as shown in FIG. 5C), the steam flow between the inner vessel 13 and the outside of the dewar 2 Must flow through the vent opening 133. FIG. 5C shows one such steam passage. This passage includes flow through a first chamber 131 disposed between the lower and upper components 101 and 102 and a second chamber 132 disposed between the second component 102 and the third component 104. The ventilation opening 133 may be a single opening or a plurality of openings. In FIG. 5C, the ventilation opening 133 is disposed between the third component 104 and the plate 60, but it may be disposed between the third component 104 and the neck portion 21 if the plate 60 is not used. . Since the upper component 102 has an upper outer periphery disposed outside the inner periphery of the neck portion 21, the ventilation opening 133 is disposed outside the inner periphery of the neck portion 21.
[0047]
The self-venting cap 100 has many advantages over conventional caps for dewar bottles.
[0048]
One advantage of the self-venting cap 100 is the strength of the pressure seal that it forms with the neck portion 21 of the dewar bottle 2. This seal may be strong enough to support the weight of the dewar 2 or even stronger when the dewar 2 is not filled with cryogen. This degree of strength is important when the container 1 is subjected to impacts or impacts because the cap 100 limits access to the contents of the sample chamber 70 and the sample containment system inside the dewar 2. And effectively block access.
[0049]
Another advantage of the self-venting cap 100 is that it creates a plurality of bent steam passages for exhausting the dewar bottle 2. The bent steam passage increases the thermal length that the gas exhausted from the dewar must travel. Increasing the thermal length increases the thermal efficiency of the dewar, thereby increasing the hold time for the shipping container. Multiple ventilation passages increase safety because it eliminates the possibility of a single ventilation passage becoming clogged and leading to a gas build-up.
[0050]
In a preferred embodiment of the cap 100, each of the first plurality of openings 121 extends into the first chamber 131, and each of the second plurality of openings 122 extends from the first chamber 131 to the second chamber 132. Therefore, the steam inside the dewar bottle 2 can travel through the plurality of bent passages when the cap 100 is in a pressure sealed state. The plurality of bent passages begins in the neck portion 21, and then upwards through the first plurality of openings 121, the first chamber 131, the second plurality of openings 132, the second chamber 132, and then the ventilation opening 133. Proceed from outside to outside. Furthermore, because of the volume of the chambers 131 and 132, the gas need not necessarily leave the chamber at the same point or points. This means that there are also a plurality of shorter bent passages that begin in the first plurality of openings 121, proceed through the first chamber 131, and then rise through the second plurality of openings 122. Yes.
[0051]
Since the first and second chambers 131 and 132 provide an empty space that can be accessed by a plurality of openings, they create many different vapor passages, as already noted. However, they also provide an empty space where gas can accumulate and mix. This is because the chambers can have different temperature gradients, and the gases that enter and leave these chambers can have different temperature gradients as a result of mixing with the gases contained within these chambers. , Creating further benefits. The chambers 131 and 132 also act as a buffer zone between the gas flowing from the outside of the cap 100 into the internal container 13 and the gas flowing from the inside of the internal container 13 to the outside of the cap 100.
[0052]
The cap 100 also prevents one or more semipermeable membranes (not shown) from preventing moisture (water vapor) from entering the dewar while still allowing the vapor cryogen to exit the dewar. Is included. For example, such a film is used to cover either or both of the first and second plurality of openings 121 and 122. (Alternatively or additionally, the semipermeable membrane may be placed in any other convenient location in the vapor passage shown in FIG. 5C, but it is conveniently included as part of cap 100 or as internal cap 90. (Including the semipermeable membrane within the cap minimizes the portion of the vapor passage that is limited by the membrane and provides the membrane with convenient structural components for incorporation and structural integrity.)
[0053]
FIG. 6 is designed and constructed to withstand the standards of UN Class 6.2 certification (eg, potential biohazard or infectious agents) A containment system that is particularly useful for hazardous materials is shown. When this containment system is used with the self-ventilated cap 100 shown in FIGS. 4A and 4B in a particularly preferred shipping container as shown in FIGS. 1 and 2, the result is dangerous (contagious). ) It will be an economical and excellent shipping container that meets the strict regulations for material shipping containers.
[0054]
The containment system 80 is based on a basic porous structural cartridge 83 and a bag 81. As shown in steps 1 to 4 of FIG. 4, the structural cartridge 83 is placed in the bag 81, the bag 81 is sealed to complete the containment system 80, and the containment system 80 is then secured by the bag handle 82. It is lowered into the sample chamber 70 through the dewar opening 11. The handle 82 is formed from a loop of polymer film used to make the bag 81.
[0055]
Bag 81 is made of a cryogenic compatible polymer film with a sealing mechanism that ensures a hermetic seal against liquids and vapors when actuated. Fluorinated ethylene propylene resin or polyimide films have been found to be suitable for this purpose, and Teflon® FEP grade 160 or Kapton® FN films are particularly preferred.
[0056]
Teflon® FEP is a fluorinated ethylene propylene resin that meets the American Society for Testing and Materials (“ASTM”) standard specification D2116-97 for FEP-fluorocarbon molding and extrusion materials. Kapton® FN is a commercially useful high quality plastic film from DuPont. Tyvek® spunbonded olefins, and in particular DuPont® medical grade Tyvek® types S-1059-B and S-1073B are also suitable for use as bag 81 . This sealing mechanism should create a seal that prevents liquids or vapors from entering the bag 81 and leaving it. This sealing mechanism may be a mechanical closure (in this case it is particularly preferred that it is composed of two materials having different coefficients of thermal expansion), an adhesive joint or a heat seal.
[0057]
It is particularly preferred that the structural cartridge 83 contains more than one cartridge. Each cartridge has a plurality of sample openings for holding a plurality of sample containers separated from each other. The top cartridge of the structural cartridge 83 is a cover that mates with the cartridge base 85 to enclose the base 85 and the plurality of sample container openings 86 and the sample containers 84 (vials) held within the plurality of sample container openings. 87. The bottom of the cartridge base 85 is designed so that it can function as a cover 87 for pairing with a further cartridge base 88. Stacking additional cartridge bases in the same manner increases the size of the cartridge 83. The components of structural cartridge 83 (ie, cover 87, base 85, and all further base 88) are formed from a polypropylene polymer compound. Each cartridge has sufficient absorption capacity to absorb the entire contents of all of the plurality of sample containers held in the plurality of sample container openings. It is particularly preferred that each cartridge has sufficient absorption capacity to absorb twice the entire contents of all of the plurality of sample containers held in the plurality of sample container openings.
[0058]
The structural cartridge 83 fulfills two basic requirements of Dangerous Goods Regulations. The first requirement, separation of main containers, is “a number of main containers placed in a single secondary transport container can be individually packaged or transported in liquid nitrogen to infectious substances. On the other hand, it is required by the IATA packing instruction 602, which must be separated and supported to ensure that contact between them is prevented. The cartridge 83 clearly meets this requirement and is just an advance over the current practice in the technical field where it is common to loosely wrap the container in a sheet of absorbent fabric. The second requirement is that IATA 602 states that "absorbing material such as cotton wool must be sufficient to absorb the entire contents of all major containers". To be found. Again, cartridge 83 accomplishes this with additional safety and represents a significant advance in the current state of the art.
[0059]
While the foregoing detailed description is illustrative of preferred embodiments of the invention, it is to be understood that further embodiments thereof will be apparent to those skilled in the art. Further modifications are also possible in other embodiments without departing from the inventive concept.
[0060]
Accordingly, further changes and modifications in the real concepts described herein may be readily made without departing from the spirit and scope of the disclosed invention as defined by the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded view of a preferred embodiment of a portable insulative shipping container according to the present invention with a hazardous material containment system.
FIG. 2 is a partially cutaway flat cross-sectional view of a preferred embodiment of a portable insulative shipping container.
FIG. 3 is an assembly view of a preferred embodiment of a dewar bottle assembly.
FIG. 4 is an exploded view of a preferred embodiment of a self-venting cap drawn from the opposite direction.
FIG. 5A is a flat cross-sectional view of a preferred embodiment of a portable insulative shipping container showing a preferred self-venting cap coupling.
FIG. 5B is a flat cross-sectional view of a preferred embodiment of a portable insulative shipping container showing a preferred self-venting cap coupling.
FIG. 5C is a flat cross-sectional view of a preferred embodiment of a portable insulative shipping container showing the preferred self-venting cap coupling.
FIG. 6 shows the assembly of a preferred embodiment of the containment system.

Claims (11)

外部ケーシングおよび内部容器を有し、各々が、外部ケーシングおよび内部容器の間に真空排気可能な空間と内部容器へのジュワー開口とを形成するネック部により共に結合されたそれらの頂部に開口を有するジュワー瓶と、
ベース、このベースに取り付けられた側壁を有する試料室であって、かつ上記ジュワー開口を介してこの試料室内へのアクセスを許容するための頂部開口を有する上記内部容器内に保持された試料室と、
上記内部容器の内部壁と上記試料室との間の上記内部容器内に保持されたプラスチックフォームと、
係合状態のときに上記試料室へのアクセスを制限する自己通風式キャップと、
ベース、このベースに取り付けられ、このベースから上方に延びた側壁、そしてこの側壁に取り付けられて、上記ベースに対向する頂部壁を有する船荷コンテナ外殻であって、上記頂部壁が移動可能なアクセスアッセンブリーを有し、これが、上記自己通風式キャップが係合状態でなく、かつこの移動可能なアクセスアッセンブリーが開いた状態にあるときに上記船荷コンテナ外殻の外側から試料室へアクセスするためのものであるが、上記移動可能なアクセスアッセンブリーが閉じた状態にあるときに係合状態にある上記自己通風式キャップへのアクセスを拒むためのものである船荷コンテナ外殻と、
上記船荷コンテナ外殻内のジュワー瓶を保持し、ジュワー瓶に耐衝撃性および耐振性をもたらすためのサポートアッセンブリーとからなり、
上記試料室が、この試料室を介して上記プラスチックフォーム内に液体寒剤が通過するのを許容し、かつ上記プラスチックフォームから上記試料室に気相液体状態の液体寒剤が通過するのを許容し、
上記自己通風式キャップが、ネック部の内周とともに加圧シールを形成する加圧シール状態にあるとき、試料室へのアクセスを制限し、そして上記キャップが加圧シール状態にあるとき、ジュワー瓶内の蒸気が複数の屈曲した通路を進むことができ、この複数の屈曲した通路がジュワー瓶内で始まり、そしてそれから第1の複数の開口、第1チャンバー、第2の複数の開口、第2チャンバーを経て上方に順次進み、そしてそれから通風開口から出てゆくものである可搬式断熱性船荷コンテナ。
Having an outer casing and an inner container, each having an opening at their top joined together by a neck that forms an evacuable space between the outer casing and the inner container and a dewar opening to the inner container Dewar bottles,
A sample chamber having a base, a sample chamber having a side wall attached to the base, and having a top opening for allowing access to the sample chamber through the dewar opening; ,
A plastic foam held in the inner container between the inner wall of the inner container and the sample chamber;
A self-venting cap that restricts access to the sample chamber when engaged;
A shipping container shell having a base, a side wall attached to the base and extending upward from the base, and a top wall attached to the side wall and facing the base, wherein the top wall is movable Having an assembly for accessing the sample chamber from outside the shipping container shell when the self-venting cap is not engaged and the movable access assembly is open A shipping container shell for refusing access to the self-ventilated cap in engagement when the movable access assembly is in a closed state;
Comprising a support assembly for holding the dewar bottle in the outer shell of the cargo container and providing shock and vibration resistance to the dewar bottle;
The sample chamber allows liquid cryogen to pass through the sample chamber into the plastic foam, and allows liquid cryogen in a gas phase liquid state to pass from the plastic foam to the sample chamber;
When the self-venting cap is in a pressure sealing state that forms a pressure seal with the inner periphery of the neck, access to the sample chamber is restricted, and when the cap is in the pressure sealing state, a dewar bottle The vapor within can travel in a plurality of bent passages, the plurality of bent passages beginning in the dewar, and then the first plurality of openings, the first chamber, the second plurality of openings, the second A portable, heat-insulating shipping container that progresses upward through the chamber and then exits through the vent .
上記ベースが直立状態にある平らな平面上にあるときに、頂部壁に最も近い上端から進み、上記ベースに最も近い下端を介して下方に延び、上記平らな平面に続く上記試料室の平らな断面が上記平らな平面に実質的に垂直であるように上記試料室が保持されるが、上記側壁が上記平らな平面上にあるときに、上記平らな断面の上記平らな平面との交差により形成される角度が約6度或いはそれよりも大きくなるよう上記船荷コンテナが形成されている請求項1に記載の可搬式断熱性船荷コンテナ。  When the base is on a flat plane in an upright position, it proceeds from the top end closest to the top wall, extends downward through the bottom end closest to the base, and the flat of the sample chamber following the flat plane. The sample chamber is held such that the cross section is substantially perpendicular to the flat plane, but when the side wall is on the flat plane, the flat cross section intersects the flat plane. The portable heat-insulating cargo container according to claim 1, wherein the cargo container is formed so that the formed angle is about 6 degrees or larger. 上記側壁が上記平らな平面上にあるときに、第1開口と上記ベースに交差する上記平らな平面に実質的に平行な平面の下方の上記ジュワー瓶内にリザーバーが形成され、そしてこのリザーバー内に保持された気相液体寒剤が重力によりジュワー瓶から押し出されないように上記船荷コンテナが形成された請求項1に記載の可搬式断熱性船荷コンテナ。  When the side wall is on the flat plane, a reservoir is formed in the dewar under a plane substantially parallel to the flat plane intersecting the first opening and the base, and the reservoir The portable heat-insulating cargo container according to claim 1, wherein the cargo container is formed so that the gas phase liquid cryogen held in the container is not pushed out of the dewar by gravity. 上記試料室が、極低温適合性のある、そして上記プラスチックフォームの粒子或いは断片が上記試料室内に進入するのを防ぐフィルタとして作用する開放気泡多孔質熱可塑性材料からなるチャンバー壁を有する請求項1に記載の可搬式断熱性船荷コンテナ。  The sample chamber has a chamber wall made of an open-cell porous thermoplastic material that is cryogenic compatible and acts as a filter that prevents the plastic foam particles or fragments from entering the sample chamber. The portable heat-insulating shipping container described in 1. 上記プラスチックフォームが開放気泡プラスチックフォームである請求項1に記載の可搬式断熱性船荷コンテナ。  The portable heat-insulating cargo container according to claim 1, wherein the plastic foam is an open-cell plastic foam. 上記プラスチックフォームが複数のフォームセグメントからなり、各フォームセグメントが細管分離層により他のフォームセグメントから分離され、各フォームセグメントは、上記コンテナが直立状態にあるとき、臨界高さよりも小さい厚みを有する請求項1に記載の可搬式断熱性船荷コンテナ。  The plastic foam comprises a plurality of foam segments, each foam segment is separated from other foam segments by a capillary separation layer, and each foam segment has a thickness less than a critical height when the container is in an upright state. Item 2. The portable heat-insulating shipping container according to item 1. 複数の上記フォームセグメントのヘッド圧力が、それらの空間的方位が変化したときに、液体寒剤の上記フォームセグメントからの漏れ或いは流出を起こさないように上記厚みが選択された請求項6に記載の可搬式断熱性船荷コンテナ。  7. The thickness of claim 6, wherein the thickness of the head pressure of the plurality of foam segments is selected such that liquid cryogen does not leak or flow out of the foam segments when their spatial orientation changes. Portable heat-insulating shipping container. 上記自己通風式キャップが加圧シール状態にあるとき、屈曲した通路を作り出し、この屈曲した通路が、第1開口とともに始まり、上記キャップを通過し、通風開口に至る屈曲した通路内に上記内部容器内の蒸気を進ませ、そして上記第1開口が上記ネック部内周の内側のキャップ内に配置され、そして上記船荷コンテナが、平らな平面上に上記ベースが直立状態にあるとき、上記試料室が保持されるように形成され、その結果、頂部に最も近い上端から進み、上記ベースに最も近い下端を経て下方に延び、上記平らな平面へと続く上記試料室の平坦な断面が実質的に垂直である請求項に記載の可搬式断熱性船荷コンテナ。When the self-venting cap is in a pressure-sealed state, a bent passage is created, and the bent passage starts with the first opening, passes through the cap, and enters the inner container in the bent passage leading to the ventilation opening. When the steam is advanced, and the first opening is disposed in the cap inside the inner circumference of the neck, and the cargo container is on a flat plane, the base is upright. So that the flat cross-section of the sample chamber extends from the upper end closest to the top, extends downward through the lower end closest to the base, and continues to the flat plane. The portable heat-insulating cargo container according to claim 1 . さらに、上記ジュワー瓶に添付され、ジュワー開口に対して液密かつ気密じょうごを作り出すように上記ネック部から外方に延び、極低温適合性のある材料からなるじょうご形容器を備えた請求項1に記載の可搬式断熱性船荷コンテナ。  2. A funnel-shaped container attached to the dewar and extending outward from the neck to create a liquid and airtight funnel for the dewar opening and made of a cryogenic compatible material. The portable heat-insulating shipping container described in 1. さらに、閉じられたときに閉じられた輪を、そして開いたときに開いた輪を形成する結合機構を伴った安全ストラップを備え、この安全ストラップはジュワー瓶の外部底に添付され、上記結合機構が閉じられているときに上記ジュワー瓶、容器プレートおよび自己通風式キャップを取囲むように方位を定められ、上記頂部壁が開いた状態であるときに、上記結合機構が上記頂部開口を経てアクセス可能で、
上記側壁が上記容器プレートの最外周よりも小さい頂部側壁開口を含んでいる請求項1に記載の可搬式断熱性船荷コンテナ。
And a safety strap with a coupling mechanism that forms a closed ring when closed and an open ring when opened, the safety strap being attached to the outer bottom of the dewar, The coupling mechanism is accessed via the top opening when the top wall is open when oriented to surround the dewar bottle, container plate and self-venting cap when closed. Possible,
The portable insulative shipping container of claim 1, wherein the side wall includes a top side wall opening that is smaller than the outermost periphery of the container plate.
上記プラスチックフォームが液体寒剤の正規の充填量を保持し、その結果一旦これが試料室を経てプラスチックフォームへと通過すると、それはコンテナのいかなる空間方位においても液体状態で上記試料室に戻らない請求項1に記載の可搬式断熱性船荷コンテナ。  The plastic foam retains a regular charge of liquid cryogen so that once it passes through the sample chamber to the plastic foam, it does not return to the sample chamber in a liquid state in any spatial orientation of the container. The portable heat-insulating shipping container described in 1.
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