JP2008132323A - 圧力窯の稼働方法ならびに圧力窯 - Google Patents

Abstract

【課題】安全のためにプレス圧力を低減する必要なく、あるいは包合材料マッフルが破裂する危険性を高めることなく、極めて形状が精密な包合材料の使用を可能にする、特に歯科材料用の圧力窯の稼働方法、ならびに圧力窯を提供する。
【解決手段】プレスピストン（２６）によって主にセラミック歯科材料を圧入することができる包合材料を備え、前記プレスピストン（２６）の進入速度を検出する、特に歯科材料用の圧力窯の稼働方法であり、プレス工程中に進入速度の上昇および／またはプレス圧力の低下が検出され、それに基づいて信号が発信される。
【選択図】図１

Description

この発明は、請求項１前段に記載の圧力窯の稼働方法、ならびに請求項１０前段に記載の圧力窯に関する。

この種の圧力窯は例えば独国特許第１９９１３８９１号Ｃ２明細書によって知られている。この圧力窯は、プレス圧力を測定し包合材料中への進入速度の低下をプレス工程の停止信号として利用する特殊な制御方式を実現したことを特徴としている。

それによって障害の無い圧力窯の稼働に際して、最適な空洞部の充填、ならびにある程度の注入されたセラミック補綴材料の追加的な圧縮を確立する。これを可能にするために、例えば約０．３ｍｍ／分である所与のスイッチオフ閾値を設定し、進入速度がその値を下回った場合にプレスピストンがスイッチオフされる。マッフル包合材料の破裂を防止するために、プレス圧力は最大許容プレス圧力から所定の安全離間距離を有している所定の数値未満である必要がある。

この方法は、進入速度を制御するために好適であり評価されている。しかしながら、補綴効果を悪化する危険性を増大させることなく、プレスのサイクル時間をさらに短縮することが要望されている。その点に関して充分な追加プレス時間を確保することが極めて重要であり、それによって歯科補綴材の強度が実質的に決定される。

窯のスイッチオフ時間を最適化するために種々の方式が知られている。独国特許第４００２３５８号Ｃ１明細書には、所与のプレスピストンの推進速度に対しての圧力上昇の検出が記載されている。しかしながら、この解決方式においては追加的にピストン速度を検出する必要があり、またその出力信号が制御に利用される追加的なセンサを設ける毎に、制御の信頼性が低下することが知られている。

さらに、包合材料を幾らか弾力的に形成して従って罅割れし難いものとすることが提案されている。これはそのために適した混合物を適宜に作成することによって可能になる。しかしながらその場合の問題点は、歯科補綴材を形成するために設けられている空洞部が幾らか形状が不精密であり、従って歯科補綴部材をその後切削処理することが必要となって、それによって製造工程が延長されることである。

独国特許第１９９１３８９１号Ｃ２明細書 独国特許第４００２３５８号Ｃ１明細書

従って本発明の目的は、安全のためにプレス圧力を低減する必要なく、あるいは包合材料マッフルが破裂する危険性を高めることなく、極めて形状が精密な包合材料の使用を可能にする、請求項１前段に記載の圧力窯の稼働方法、ならびに請求項１０前段に記載の圧力窯を提供することである。

前記の課題は、本発明に従って請求項１または請求項１０によって解決される。従属請求項には好適な追加構成が示されている。

意外なことに本発明に係る稼働方法によって、極めて高いプレス圧力をもって比較的迅速なサイクル時間を有する圧力窯が可能になる。所与のプロフィールからの進入速度の偏差が本発明に従って検出され、その際原則的に異なったマッフルがそれぞれ異なった進入速度プロフィールを示すことが理解される。しかしながら歯科補綴部材においては常にプレス通路が設けられ、それに対して歯科補綴部材を形成するために設けられた空洞部が接続されている。セラミック材料がプレス通路に進入する際、そこにおいては摩擦が極めて高く、またセラミック歯科材料と通路壁部との間の有効摩擦面が長い程増加するため、通常進入速度が低下する。しかしながら、包合材料の前端が空洞部に到達すると同時に、摩擦はそれ以上増加しないかあるいは殆ど増加しなくなり；すなわちそれによって空洞部が充填されるまで進入速度が一定に保持される。

プレス通路の長さならびに空洞部の大きさがマッフル毎に異なったものであったとしても、常にこの原則的な進入速度プロフィールが存在し、それに第３のプレス時間領域中にさらなる進入速度の低下が続き、その時間領域中において歯科材料の圧縮が実施される。

本発明によって、進入速度が前記の原則的な経移から逸脱した、すなわち進入速度プロフィールに相当するものよりも大きくあるいは小さく低下する場合にそれが判定される。このことはすなわち、その時点において、特にマッフルが破裂する場合にさらなる空洞部が開放されることを意味する。本発明により意外なことに、少なくともプレス工程が比較的深く進行している場合には、歯科補綴部材がなお使用可能となる。

また本発明に係る信号によって例えばプレス工程の中断等の適宜な対処を行うことができる。

歯科技工士が例えば対象物を不良に包合材内に設置し、それが包合材の脆弱化あるいは罅割れ形成傾向につながる場合に、進入速度プロフィールの監視が好適である。

本発明に係るエラー停止判定基準を、既に知られているように進入速度が所与の閾値未満に低下したことを検出する一般的な停止判断基準と関連付けることが極めて好適である。本発明によれば、進入速度の実際値が例えば０．１ないし１０秒の間隔、特に約１秒の間隔で継続的に監視されることが極めて好適である。

追加的な停止判断基準として付加されたプレス圧力を使用することもできる。その点に関して、プレスピストンのスピンドル駆動が通常所定の最大推進速度を有していて歯科材料あるいは破裂しているマッフルが全く無抵抗かあるいはごく小さな抵抗しか示さない場合にプレス圧力が低下してプレスピストンが前記最大推進速度をもって下方に移動するという事実が利用される。

プレスピストンのスピンドル駆動について、好適な構成形態によれば推進速度は毎分当たりの回転数によっても計測される。

本発明によれば、場合によって生じるマッフルの破裂に際してプレス駆動を即座に停止することもできる。それによってマッフルの分裂を高い信頼性をもって防止することができ、それによって燃焼室あるいは加熱要素あるいは熱電要素の損傷を高い確率で回避することができる。

すなわち、本発明によれば、マッフル部材の傾倒ならびにそれによる熱電要素あるいはその保護管の損傷が可能な限り完全に阻止されるものである。

別の好適な構成形態によれば、プレス工程中に進入速度の上昇および／またはプレス圧力の低下が検出され、それに基づいて信号が発信される。

本発明の別の好適な構成形態によれば、進入速度の増加および／またはプレス圧力の低下が所与の時間間隔にわたって持続した場合に信号が発せられ、その時間間隔が調節可能である。

本発明の別の好適な構成形態によれば、プレスピストンの路程および／または、プレスピストンが特定の路程を移動するための時間および／または圧力が、特に連続的あるいは規則的な時間間隔をもって反復的に測定され、それに基づいて進入速度および／またはその変化が検出される。

本発明の別の好適な構成形態によれば、信号は停止信号であって、それによってプレスピストンの動作が停止される。

本発明の別の好適な構成形態によれば、プレスピストンに予め設定された圧力、特に一定の圧力が付加され、プレスピストンの動作がプレスサイクルの開始信号を起点にして監視される。

本発明の別の好適な構成形態によれば、進入速度の上昇および／またはプレス圧力の低下がプレスサイクルの代替的な停止判断基準として使用され、そのプレスサイクルが終了する。

別の好適な構成形態によれば、進入速度はプレスサイクルの終了付近、特に追加プレス時間中に略０で実質的に一定となり、その進入速度が一定から逸脱した際、すなわち再度進入速度が上昇した際にエラー信号が発信される。

別の好適な構成形態によれば、プレス圧力は特にプレスサイクル中に設定プレス圧力に到達した後に実質的に一定に保持され、０とすることもできる一定で低い進入速度を有する追加プレス時間の後にプレス圧力が中断される。

別の好適な構成形態によれば、進入速度の過小な追加制御時間のためによるプレス圧力の急激な低下も代替としてプレス工程の中断のために使用することができる。

別の好適な構成形態によれば、進入速度の上昇あるいはプレス圧力の低下が、特にエラーを示す信号を発動する。

別の好適な構成形態によれば、プレスピストンに実質的に一定のプレス圧力が作用し、包合材料内へのプレスピストンの進入速度および／またはプレス圧力が継続的に検出可能であり、その際進入速度の上昇および／またはプレス圧力の低下によってエラー信号が発信される。

別の好適な構成形態によれば、プレスピストンの進入速度および／またはプレス圧力を検出および記憶し、予め設定された進入速度ならびにプレス圧力のプロフィールと比較する制御ユニットを圧力窯が備える。

別の好適な構成形態によれば、プレスピストンが圧力を生成する装置の一部であるか、あるいはその種の装置と共同作用する。

別の好適な構成形態によれば、プレスピストンの進入速度および／またはプレス圧力の検出は圧力生成装置によって実施される。

別の好適な構成形態によれば、進入速度は第１のプレス時間分節中に低下し、第２のプレス時間分節中に実質的に一定に保持され、少なくとも１つの予め設定された進入速度からの逸脱によって信号が発信される。

別の好適な構成形態によれば、進入速度が第３のプレス時間分節中に低下し、予め設定された進入速度プロフィールからの逸脱に際してエラー信号が発信される。

本発明のその他の詳細、特徴、ならびに利点は、添付図面を参照しながら以下に記述する実施例の説明によって明らかにされる。

図１に部分的に示された圧力窯１０は、燃焼室内にマッフル１２を設置するように構成されている。

既知の方式によってマッフル１２が燃焼室内に設置される。これは空洞部１４および１６を備えており、これらは歯科補綴部材を形成するための鋳型として設けられている。空洞部１４および１６はプレス通路１８および２０を介して予備プレス室２２と結合されており、これは実質的にシリンダ状に形成されている。予備プレス室２２内にはプレスピストン２６が摺動可能に取り付けられている。プレスピストン２６はセラミック歯科材料からなる未加工材２８を押圧し、これは図１に示された状態において既に部分的にプレス通路１８および２０内に延在している。

本発明に従って、マッフル１２は比較的硬質の耐熱性石膏混合物３０から形成されている。プレスピストン２６のプレス圧力によって押圧されても空洞部１４および１６の形状は保持され、従って所要の精度をもって歯科補綴部材を製造することができる。

包合材料３０は任意の適宜な方式で製造し得ることが理解される。空洞部１４および１６を包合材料内の略中央に配置することが特に好適であり、従って周囲の包合材料３０によって良好な横方向安定性が保持される。

本発明によって、比較的大きなプレス圧力（従って同様に高い進入速度）をもって空洞部１４および１６が充填される。それにもかかわらず、本発明に係る制御によって良好な品質の歯科補綴材を製造し得ることが保証される。

高温の歯科材料のマッフル内での滞留が短時間であることによって歯科材料と包合材料との間の反応が低減されることが極めて好適である。

図１により、歯科材料２８がプレス通路１８および２０内への進入に際して変形することが示されている。参照符号３４によって示されているように、プレス通路１８の壁部と歯科材料との間の摩擦のみによっても、歯科材料２８の凸型の前端部が形成される。

図２には、プレスサイクル中にどのようにプレスピストンの進入速度、プレス圧力、および位置が変化するかが示されている。図示されているように、プレスピストンは時間点ｔ＝１２０秒において付勢される。プレス圧力は略時間点ｔ＝１３０秒までに設定値２００Ｎまで上昇する。この時間中にプレスピストンが予備プレス室２０を介して未加工材２８を下方に推進し、その際は実質的に全く抵抗が無いため進入速度が極めて高くなる。このことは図２において、進入速度曲線が３０００μｍ／分、すなわちプレスピストンのスピンドル推進の最大値まで達することによって明らかにされている。

ｔ＝１２５秒において未加工材がプレス通路１８の入口に到達している。プレス路程曲線が示しているようにその時点からプレスピストンの極めて遅速な移動が実施される。

プレス通路１８および２０が充填され、これは２００Ｎの一定したプレス圧力のため大幅に低下する進入速度またはプレス速度を伴ったものとなる。

略ｔ＝１６５秒において、進入速度あるいはプレス速度の減少が著しく小幅になる。この時点において第１のプレス時間分節が終了し、歯科材料はその前端がプレス通路１８および２０に完全に進入する。ここで歯科材料は空洞部１４および１６に到達し、そこでは壁摩擦力の増加が全く存在しないか、あるいは極僅かにしか存在しない。このことはｔ＝１６０秒からｔ＝２１０秒までに進入速度が１９００μｍ／分から１４００μｍ／分までにしか低下しないことによって示されている。

時間点ｔ＝２１０秒において、空洞部１４および１６が略完全に充填される。それに従って進入速度が極めて迅速に低下し、２１０秒までの第２のプレス時間分節に対してｔ＝２４５秒までの第３のプレス時間分節が後続し、そこにおいて進入速度は約３００μｍ／分まで低下し、その際常に一定のプレス圧力が前提となっている。

この時点において気泡等が歯科材料から殆ど除外され、それに対して粒子状およびセラミック歯科材料の追加的な固化が後続し、これは図示された実施例においてｔ＝２４５秒からｔ＝３０５秒までの間のいわゆる追加プレス時間と呼ばれる第４のプレス時間分節である所与の時間間隔にわたって実施される。

この時点においてプレスピストンがその下限位置、すなわち約２１５ｍｍの位置に到達する。プレス圧力およびプレスサイクルが急激に停止されてピストンが上昇し、従ってマッフル内における歯科補綴材の冷却工程が開始可能となる。

本発明によれば、進入速度あるいはプレス速度が図示されているプロフィールから根本的に逸脱した際にエラー信号が発信される。

そのため、極めて短い間隔で進入速度を測定することが好適であり、それを例えば７秒間領域にわたって実施するが、それはより短くあるいは長く選定することもできる。

マッフルが第２のプレス時間分節中に既に破裂した場合、点線で示された曲線４０のように、例えばｔ＝２２０秒から進入速度の上昇が生じる。この場合プレスピストンの前進動作は即座に中断され、従ってマッフル部材は側方に推動されず、窯あるいは少なくとも熱電要素が損傷されることはない。

例えば曲線４２のように、所与のプレス速度からの逸脱が第３のプレス時間分節中に初めて発生した場合は、依然として空洞部１４および１６が完全に充填されていると想定することができる。この場合原則的に歯科補綴材は使用可能であるが、多数の空洞部によって同時に歯科補綴材を製造する場合はそれらの補綴材のうちの一部のみが使用可能であることも考えられる。

図２に示されているように、エラーの場合の進入速度曲線４２はまず実質的に垂直に延在することが可能である。この種の曲線経移は、包合材料内に例えばブローホールが内包され、それに対応する空洞が空洞部１４および１６内にも充填された場合に可能となる。この進入速度の経移は曲線４０に比べて窯の損傷の危険性が著しく低くなり、それはマッフル自体がまずその外面において無損傷であり従って完全には破裂していないためである。しかしながら、この破裂が後の時点で発生し得ることが理解される。

進入速度が図２の曲線４４に従って変化する場合、これは一般的に空洞部１４および１６、あるいは場合によってその他の空洞部内の殆ど全ての歯科補綴材が使用可能であることを示している。これは実質的に追加プレス時間全体にわたって保持され、その最終硬度が実質的に必要とされている最終強度に相当する。しかしながらここでも、遅くとも時間点ｔ＝３０５秒においては停止が実施されるよう考慮する必要があり、それによっても圧力窯の不要な損傷が防止される。

マッフル断面とともに示した本発明に係る圧力窯の部分断面図である。 本発明に係る時間に対する進入速度を示した説明図である。

符号の説明

１０ 圧力窯
１２ マッフル
１４，１６ 空洞部
１８，２０ プレス通路
２２ 予備プレス室
２６ プレスピストン
２８ 未加工材
３０ 包合材料

Claims (14)

1. プレスピストン（２６）によって主にセラミック歯科材料を圧入することができる包合材料を備え、前記プレスピストン（２６）の進入速度を検出する、特に歯科材料用の圧力窯の稼働方法であり、プレス工程中に進入速度の上昇および／またはプレス圧力の低下が検出され、それに基づいて信号が発信されることを特徴とする方法。
2. 進入速度の上昇および／またはプレス圧力の低下が所与の時間間隔にわたって持続した場合に信号が発せられ、特にその時間間隔が調節可能であることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. プレスピストン（２６）の路程および／または、プレスピストン（２６）が特定の路程を移動するための時間および／または圧力が、特に連続的あるいは規則的な時間間隔をもって反復的に測定され、それに基づいて進入速度および／またはその変化が検出されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 信号は停止信号であって、それによってプレスピストン（２６）の動作が停止されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
5. プレスピストン（２６）に予め設定された圧力、特に一定の圧力が付加され、プレスピストンの動作（２６）がプレスサイクルの開始信号を起点にして監視されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
6. 進入速度の上昇および／またはプレス圧力の低下がプレスサイクルの代替的な停止判断基準として使用され、そのプレスサイクルが終了することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
7. 進入速度はプレスサイクルの終了付近、特に追加プレス時間中に略０で実質的に一定となり、その進入速度が一定から逸脱した際、すなわち再度進入速度が上昇した際にエラー信号が発信される請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
8. プレス圧力は特にプレスサイクル中に設定プレス圧力に到達した後に実質的に一定に保持され、０とすることもできる一定で低い進入速度を有する追加プレス時間の後にプレス圧力が中断されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
9. 進入速度の過小な追加制御時間のためによるプレス圧力の急激な低下も代替としてプレス工程の中断のために使用することができることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
10. プレスピストン（２６）によって主にセラミック歯科材料を圧入することができる包合材料（３０）を備え、前記プレスピストン（２６）の進入速度が検出可能である、特に歯科材料用の圧力窯であり、進入速度の上昇またはプレス圧力の低下によって特にエラーを示す信号が発動されることを特徴とする圧力窯。
11. プレスピストン（２６）に実質的に一定のプレス圧力が作用し、包合材料（３０）内へのプレスピストン（２６）の進入速度および／またはプレス圧力が継続的に検出可能であり、その際進入速度の上昇および／またはプレス圧力の低下によってエラー信号が発信されることを特徴とする請求項１０記載の圧力窯。
12. プレスピストン（２６）の進入速度および／またはプレス圧力を検出および記憶し、予め設定された進入速度ならびにプレス圧力のプロフィールと比較する制御ユニットを圧力窯が備えることを特徴とする請求項１０または１１記載の圧力窯。
13. プレスピストン（２６）が圧力を生成する装置の一部であるか、あるいはその種の装置と共同作用することを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれかに記載の圧力窯。
14. プレスピストン（２６）の進入速度および／またはプレス圧力の検出は圧力を生成する装置によって実施されることを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれかに記載の圧力窯。

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