(57)【要約】【課題】  プラスチックシャーレにおいて、射出成形後に反りが発生することを確実に防止する。【解決手段】本発明のプラスチックシャーレ１は、円形状の底部４と、当該底部４の外縁に沿って形成されると共に底部４に対して起立状に形成された側壁部５と、を有し、且つプラスチックで形成されたシャーレであって、底部４は、当該底部４の中央側と外縁側とで厚みが異なるように形成されている。好ましくは、底部４の中央側には、底部４の外縁側に比べて厚肉とされた厚肉部６が形成されており、底部４の外縁側には、底部４の中央側に比べて薄肉とされた薄肉部７が形成されているとよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形状の底部と、当該底部の外縁に沿って形成されると共に前記底部に対して起立状に形成された側壁部と、を有し、且つプラスチックで形成されたプラスチックシャーレであって、
前記底部は、当該底部の中央側と外縁側とで厚みが異なるように形成されていることを特徴とするプラスチックシャーレ。
【請求項２】
前記底部の中央側には、前記底部の外縁側に比べて厚肉とされた厚肉部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックシャーレ。
【請求項３】
前記底部の外縁側には、前記底部の中央側に比べて薄肉とされた薄肉部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチックシャーレ。
【請求項４】
前記厚肉部の厚みが5ｍｍ以下とされていることを特徴とする請求項２または３に記載のプラスチックシャーレ。
【請求項５】
前記プラスチックとして、ポリスチレン樹脂またはポリエステル樹脂のいずれかが採用されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプラスチックシャーレ。
【請求項６】
前記厚肉部の厚みをtin、前記薄肉部の厚みをtoutとした場合に、以下の関係を満たすことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のプラスチックシャーレ。
【数１】
2017221144.tif 000013
【請求項７】
前記底部の径に沿った方向において、前記厚肉部の長さをＬin、前記薄肉部の長さをＬoutとした場合に、以下の関係を満たすことを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載のプラスチックシャーレ。
【数２】
2017221144.tif 000014
【請求項８】
前記底部の半径Ｒに対して、前記厚肉部の径方向に沿った長さＬinが占める割合Ｌin／Ｒが、以下の関係を満たすことを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載のプラスチックシャーレ。
【数３】
2017221144.tif 000015
【請求項９】
前記底部の半径Ｒに対して、前記薄肉部の径方向に沿った長さＬoutが占める割合Ｌout／Ｒが、以下の関係を満たすことを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載のプラスチックシャーレ。
【数４】
2017221144.tif 000016
【請求項１０】
前記厚肉部の厚みをtin、前記薄肉部の厚みをtout、前記厚肉部の径方向に沿った長さをＬin、前記薄肉部の径方向に沿った長さをＬoutとした場合に、以下の関係を満たすことを特徴とする請求項３〜９のいずれかに記載のプラスチックシャーレ。
【数５】
2017221144.tif 000017
【請求項１１】
前記薄肉部は、径外方向に行くにしたがって、肉厚が薄くなるように形成されていることを特徴とする請求項３〜１０のいずれかに記載のプラスチックシャーレ。
【請求項１２】
前記底部の内壁側が平面状とされていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のプラスチックシャーレ。
【請求項１３】
前記薄肉部の最外縁であって、前記側壁部の下部には、床面と接する底縁部が形成されていて、この底縁部は、前記厚肉部よりも下方側へ突出するように形成されていることを特徴とする請求項３〜１２のいずれかに記載のプラスチックシャーレ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物や組織の培養に用いるプラスチックシャーレに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シャーレは、内部に培地などを流し込んで微生物や組織の培養に用いる容器であり、口径が異なる浅い円筒状の容器を上下に組み合わせて構成されている。一般には、このシャーレを構成する容器のうち、下側のものはシャーレ本体と呼ばれ、上方に向かって開口する有底円筒状に形成されている。また、上側のものは蓋体と呼ばれ、下方に向かって開口する有蓋円筒状に形成されている。この蓋体は、シャーレ本体より大きな口径に形成されていて、シャーレ本体の開口を被覆できるようになっている。
【０００３】
このようなシャーレには、ガラスを用いたガラスシャーレと、ポリスチレンなどのプラスチックを用いたプラスチックシャーレとが知られている。プラスチックシャーレは、ガラス製のものとは異なり加熱滅菌が困難であるものの、１枚当たりの価格を抑えられるため、手軽に使用可能な使い捨てシャーレとして専ら利用されている。
このような使い捨てを前提にするプラスチックシャーレでは１枚当たりの価格を如何に抑えるかが重要になるため、シャーレの厚みをより薄くして、１枚当たりの材料コストを抑えたいという要望が存在している。
【０００４】
ただ、プラスチックシャーレで肉厚を薄くすると、射出成形などの際に反りが発生しやすくなるので、薄肉化を可能にする上では反りの発生を防止することも必要不可欠となる。
例えば、特許文献１には、プラスチックシャーレの蓋部材に対して、蓋部材の外縁に沿ってリブを形成して補強することで、蓋部材の中央の変形を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１２４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように、反り防止のために補強用のリブのような突起を形成すると、突起を形成するために余計に材料が必要となり、せっかく肉厚を薄くして材料コストを削減しても、その効果が相殺されてしまう結果となる。
また、補強用のリブによる反り防止効果はそれほど大きなものではない。そのため、補強用リブのみでは反りを完全に防止することは困難である。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、射出成形後に反りが発生することを確実に防止することができるプラスチックシャーレを安い価格で提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のプラスチックシャーレは以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明のプラスチックシャーレは、円形状の底部と、当該底部の外縁に沿って形成されると共に前記底部に対して起立状に形成された側壁部と、を有し、且つプラスチックで形成されたプラスチックシャーレであって、前記底部は、当該底部の中央側と外縁側とで厚みが異なるように形成されていることを特徴とする。
【０００９】
なお、好ましくは、前記底部の中央側には、前記底部の外縁側に比べて厚肉とされた厚肉部が形成されているとよい。
なお、好ましくは、前記底部の外縁側には、前記底部の中央側に比べて薄肉とされた薄肉部が形成されているとよい。
なお、好ましくは、前記厚肉部の厚みが1ｍｍ以下とされているとよい。
【００１０】
なお、好ましくは、前記プラスチックとして、ポリスチレン樹脂またはポリエステル樹脂のいずれかが採用されているとよい。
なお、好ましくは、前記厚肉部の厚みをtin、前記薄肉部の厚みをtoutとした場合に、以下の関係を満たすとよい。
【００１１】
【数１】
2017221144.tif 000003
【００１２】
なお、好ましくは、前記底部の径に沿った方向において、前記厚肉部の長さをＬin、前記薄肉部の長さをＬoutとした場合に、以下の関係を満たすとよい。
【００１３】
【数２】
2017221144.tif 000004
【００１４】
なお、好ましくは、前記底部の半径Ｒに対して、前記厚肉部の径方向に沿った長さＬinが占める割合Ｌin／Ｒが、以下の関係を満たすとよい。
【００１５】
【数３】
2017221144.tif 000005
【００１６】
なお、好ましくは、前記底部の半径Ｒに対して、前記薄肉部の径方向に沿った長さＬoutが占める割合Ｌout／Ｒが、以下の関係を満たすとよい。
【００１７】
【数４】
2017221144.tif 000006
【００１８】
なお、好ましくは、前記厚肉部の厚みをtin、前記薄肉部の厚みをtout、前記厚肉部の径方向に沿った長さをＬin、前記薄肉部の径方向に沿った長さをＬoutとした場合に、以下の関係を満たすとよい。
【００１９】
【数５】
2017221144.tif 000007
【００２０】
なお、好ましくは、前記薄肉部は、径外方向に行くにしたがって、肉厚が薄くなるように形成されているとよい。
なお、好ましくは、前記底部の内壁側が平面状とされているとよい。
なお、好ましくは、前記薄肉部の最外縁であって、前記側壁部の下部には、床面と接する底縁部が形成されていて、この底縁部は、厚肉部よりも下方側へ突出するように形成さ
れているとよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のプラスチックシャーレによれば、射出成形後に反りが発生することを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】斜め上側から見た本実施形態のプラスチックシャーレの斜視図である。
【図２】斜め下側から見た本実施形態のシャーレ本体の斜視図である。
【図３】シャーレ本体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明のプラスチックシャーレ１の実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
図１は本実施形態のプラスチックシャーレ１を模式的に示したものである。
図１及び図２に示すように、本実施形態のプラスチックシャーレ１は、口径が異なる浅い円筒状のシャーレ本体２と蓋体３とを上下に組み合わせた容器であり、容器内で微生物や組織の培養などを行う際に用いられている。
【００２４】
シャーレ本体２は、上方に向かって開口する有底円筒状に形成されており、内部に培養対象である微生物や組織、あるいはこれらの培養に必要な培地などを収容可能となっている。具体的には、シャーレ本体２は、上方から見た際に円形となる略円板状の底部４と、この底部４の外縁に沿うように形成されると共に底部４に対して上方向に起立するように形成された側壁部５と、を有している。
【００２５】
底部４は、上方から見た場合に円形となる板状の部材である。底部４の上面（底部４の内壁側）は、中央側も外縁側も面一であり、平面状に形成されている。しかし、底部４の下面は、中央側が外縁側に比べて下方に向かって膨出するようになっていて、底部４は径方向に厚みが異なるように形成されている。
上述したシャーレ本体２は、ポリスチレン樹脂またはポリエステル樹脂のいずれか、あるいはこれらを組み合わせた樹脂より形成されている。このシャーレ本体２の成形は射出成形法により好適に形成される。例えば、シャーレ本体２は、加熱により可塑状態とされたポリスチレン樹脂やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）などのポリエステル樹脂を金型内に射出成形して形成されている。
【００２６】
このシャーレ本体２には、シャーレ本体２の開口部を上方から閉塞する蓋体３が被さる場合がある。この蓋体３の詳細は後述する。
ところで、本発明のプラスチックシャーレ１は、シャーレ本体２の底部４の厚みが１ｍｍ以下に形成されており、射出成形後の冷却において反りが発生しやすくなっている。
そこで、本発明のプラスチックシャーレ１では、シャーレ本体２の底部４を、底部４の中央側と外縁側とで厚みが異なるように形成して、反りを抑制する構成となっている。つまり、本発明プラスチックシャーレ１では、底部４の中央側が厚肉部６、その外周側が薄肉部７とされており、射出成形後の冷却において厚肉部６の方が薄肉部７より熱収縮が大きくなっている。このような厚肉部６と薄肉部７とを設ければ、熱収縮の際に上述した反りを修正する方向に熱収縮による力が加わるため、反りの発生を抑えることが可能となる。
【００２７】
次に、本実施形態のプラスチックシャーレ１の底部４に形成される厚肉部６及び薄肉部７について説明する。
図３に示すように、厚肉部６は、底部４の中央側に形成された部分であり、径方向にほぼ同じ厚みに形成されている。この厚肉部６の厚みは、外縁側に形成された薄肉部７より
も厚くなっている。例えば、プラスチックシャーレ１の底部４の半径Ｒ＝６０ｍｍの場合であれば、厚肉部６の厚みである「ｔin」は、1ｍｍ以下とされるのが良い。
【００２８】
また、上述した厚肉部６の径方向に沿った長さは、例えば、プラスチックシャーレ１の底部４の半径Ｒ＝６０ｍｍの場合であれば、底部４の中心（上方から見た場合に円形の外観を備える底部４の中心）から外縁側に向かって半径Ｌinが1ｍｍ以上であって59ｍｍ以下となる範囲に形成されている。
このように、底部４の半径Ｒが６０ｍｍの場合に、厚肉部６の厚みｔinを1ｍｍ以下としたり、厚肉部６の径方向に沿った長さＬinを1ｍｍ以上であって59ｍｍ以下となる範囲としたりすれば、薄肉部７と厚肉部６との厚みの差によって熱収縮の際に反りを抑制する方向に力が付与されるため、底部４の反りを防止することが可能となる。
【００２９】
なお、上述した厚肉部６の径方向に沿って長さ「Ｌin」については、底部４の半径Ｒ、言い換えればプラスチックシャーレ１のサイズを変化させれば、好適な範囲も変化する。そのため、底部４の半径をＲとした場合に、この半径Ｒを用いて、上述した厚肉部６の径方向に沿った長さを比（相対長さ）として表現すれば、以下の式（３）のように好適な範囲を一般化して示すこともできる。
【００３０】
【数６】
2017221144.tif 000008
【００３１】
上述した式（３）のような関係を満足した場合にも、冷却時の反りを防止して、シャーレ本体２の形状（底部４の形状）をフラットなものとすることが可能となる。
一方、薄肉部７は、中央側に形成された厚肉部６の外周側に広がる部分であり、中央側に形成された厚肉部６よりも厚みが薄くなっている。薄肉部７は、厚肉部６と接触する内周側の端部から外周側の端部に向かって徐々に厚みが薄くなるように形成されている。そして、厚みが最も薄い外周端にリブ８が形成されている。
【００３２】
言い換えれば、シャーレ本体２の側壁部５の下部（上述した薄肉部７の最外縁）には、底部４の外縁に沿って、下方に向かって突出すると共に床面と接するリブ８（底縁部）が形成されている。このリブ８（底縁部）は、上述した底部４の厚肉部６よりも下方側へ突出するように形成されていて、蓋体３の位置決め突起９（詳細は後述）に係合可能とされている。
【００３３】
シャーレ本体２の薄肉部７に関しても、厚肉部６の場合と同様に、例えば、底部４の半径Ｒが６０ｍｍの場合には、薄肉部７の最も薄い厚みである「ｔout」は、1ｍｍより小さくされているのが好ましい。また、この場合には、上述した薄肉部７の径方向に沿った長さＬoutが59ｍｍより小さくかつ1ｍｍより大きい範囲とされているのが好ましい。
例えば、底部４の半径Ｒが６０ｍｍの場合には、薄肉部７の厚みｔoutを1ｍｍより小さくしたり、薄肉部７の径方向に沿った長さＬoutを59ｍｍより小さくかつ1ｍｍより大きい範囲とすれば、薄肉部７と厚肉部６との厚みの差によって熱収縮の際に反りを抑制する方向に力が付与されるため、厚肉部６の場合と同様に底部４の反りを防止することが可能となる。
【００３４】
なお、上述した薄肉部７の径方向に沿って長さ「Ｌout」についても、底部４の半径をＲとした場合に、この半径Ｒを用いて長さを比として表現すれば、以下の式（４）のように一般的に好適な範囲を示すこともできる。
きる。
【００３５】
【数７】
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【００３６】
上述した式（４）のような関係を満足した場合にも、冷却時の反りを防止して、シャーレ本体２の形状をフラットなものとすることが可能となる。
また、上述した厚肉部６及び薄肉部７の厚みの関係は、以下の式（１）を満たすように設定することが好ましい。また、厚肉部６及び薄肉部７の径方向に沿った長さについても、長さの比として示した場合には、以下の式（２）のような  ｖｆ関係を満たすことが好ましい。
【００３７】
【数８】
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【００３８】
【数９】
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【００３９】
つまり、上述した式（１）の関係を満足するか、式（２）の関係を満足した場合にも、射出成形後の冷却時における反りの発生を抑制することが可能となる。
なお、上述した式（１）〜式（４）の関係は、いずれも厚肉部６と薄肉部７との厚みや径方向長さの関係についてまとめたものであった。しかし、それぞれの厚みと径方向長さとの積を求め、求められた積、つまり体積比（断面積比）を用いて厚肉部６と薄肉部７との関係を表現しても良い。
【００４０】
例えば、厚肉部６について厚みと径方向長さとの積である「tin×Ｌin」を求め、薄肉部７についても厚みと径方向長さとの積である「tout×Ｌout」を求める。このようにして求められた厚肉部６の積を薄肉部７の積で除すれば、以下の式（５）の関係が導かれる。
【００４１】
【数１０】
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【００４２】
上述した式（５）の関係を満足した場合にも、射出成形後の冷却時における反りの発生を抑制することが可能となる。
上述したシャーレ本体２には、シャーレ本体２の開口部を上方から閉塞する蓋体３が被さる場合がある。
この蓋体３は、下方に向かって開口する有蓋円筒状に形成されており、内周側はシャーレ本体２の外径より大きな口径を有していて、シャーレ本体２の開口を密閉できるようになっている。
【００４３】
蓋体３の上面には、上方に向かって突出した位置決め突起９が設けられており、シャーレ本体２のリブ８（底縁部）を蓋体３の位置決め突起９に係合させることで、プラスチックシャーレ１同士をずれなく上下方向に重ね合わせられるようになっている。
この蓋体３も射出成形法により好適に形成される。例えば、蓋体３は、加熱により可塑状態とされたポリスチレン樹脂やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）などのポリエステル樹脂を金型内に射出成形して形成されている。
【実施例】
【００４４】
次に、実施例及び比較例を用いて、本発明のプラスチックシャーレ１の作用効果を更に詳しく説明する。
実施例及び比較例に用いたプラスチックシャーレ１は、いずれもポリスチレンを用いて底部４が円形となるように射出成形されたものであり、シャーレ本体２の底部４における厚肉部６の厚み（tin）及び径方向に沿った長さ（Ｌin）、薄肉部７の厚み（tout）及び径方向に沿った長さ（Ｌout）を変化させたものとなっている。
【００４５】
具体的には、実施例は、厚肉部の厚みが5ｍｍ以下とされていて、式（１）〜式（５）をすべて満足するものとなっている。一方、比較例は、厚肉部の厚みが5ｍｍより厚くされているか、式（１）〜式（５）のいずれかを満足していないものとなっている。
本発明者らは、上述した実施例及び比較例に対して「反り」の評価を行い、比較例に比して実施例では、「反り」の発生が確実に抑制できていることを確認している。それゆえ、厚肉部の厚みが5ｍｍ以下とされていて、上述した式（１）〜式（５）をすべて満足する場合には、射出成形後に反りが発生することを確実に防止することができると判断される。
【００４６】
なお、上述した「反り」の評価は、以下のようにして行った。
例えば、直径が４０ｍｍφで、中央側の厚肉部の厚みが０．７５ｍｍ、外周側の薄肉部の厚みが０．５ｍｍのプラスチックシャーレ１の場合、厚肉部６の厚み（tin）で薄肉部７の厚み（tout）を除して、厚みの変化量Ｔ（=t1/t2）を求める。次に、厚肉部６の断面積と、薄肉部７の断面積とを求め、厚肉部６の断面積を薄肉部７の断面積で除すると、実収縮率の差Sが算出される。最後に厚肉部６の外周長を薄肉部７の外周長で除して、外径面積の面積比率Hを求める。このようにして求めた厚みの変化量Ｔ、実収縮率の差S、及び外径面積の面積比率Hを掛け合わしたものの逆数が、収縮時間の増加分である。
【００４７】
ここで、反りの数値が０．５mmであることから、０．５mm×１００／２００．３９＝０．２４９mmとなり、０．２４９mmの反り改善が予測されることになる。
同様な計算を、直径が４０ｍｍφで、中央側の厚肉部の厚みが０．９ｍｍ、外周側の薄肉部の厚みが０．５ｍｍのプラスチックシャーレ１について行うと、反り改善の予測は０．２０ｍｍとなる。また、直径が４５ｍｍφで、中央側の厚肉部の厚みが０．７５ｍｍ、外周側の薄肉部の厚みが０．５ｍｍのプラスチックシャーレ１について行うと、反り改善の予測は０．１９ｍｍとなる。
【００４８】
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
【符号の説明】
【００４９】
１  プラスチックシャーレ
２  シャーレ本体
３  蓋体
４  底部
５  側壁部
６  厚肉部
７  薄肉部
８  リブ（底縁部）
９  位置決め突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
2017221144.tif 000020