JP2008529623A - 混合器具 - Google Patents

Abstract

本発明は、第１の成分、特に粉末（液体）のための第１のチャンバ（１）と、第２の成分、特に液体（粉末）のための第２のチャンバ（２）と、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとを分離する分離手段（１１，１３）とを具備する混合器具に関する。前記第２のチャンバは内部中空シリンダ（１０）によって画定され、内部中空シリンダが前記第１のチャンバ（１）を画定する外部中空体（２）内でピストン形式で移動するように配置される。本発明によると、前記第１のチャンバは排気口（５）を具備し、排気口が真空源に接続されるように構成される。本発明は更に、前記混合器具を真空パックする方法に関する。
【選択図】図３

Description

本発明は、２つの成分、特に液体物質と粉末物質の混合器具、並びに、前記混合器具を真空パックする方法に関する。

２以上の成分の混合物を製造する器具は公知であり、製造者が成分を互いに分離した異なるチャンバに充填し、使用者が、例えばチャンバを分離する壁を破壊することによって、初めて成分を互いに接触させ混合する。このような器具は多成分混合カプセルと称される。

医療分野において、このような混合器具は歯科材料を製造するのにしばしば用いられる。一般に、歯科材料は、通常混合装置により行われる混合操作により、粉末成分と液体成分とから混合される。混合装置は、装置内に設置された混合器具に伝達される振盪運動あるいは振動を発生させる。その後、最終的な混合物質を、混合器具に配置された排出孔を用いて塗布部位に直接塗布する。このような混合器具は、歯科用途において骨セメントを製造することにも用いられる。

以下では、特に液体成分および粉末成分から歯科材料を調合する見地に基づき、本発明を説明する。この説明から、他の用途を目的として本発明を他の成分に適用することは明白である。

現状技術で公知であるように、歯科材料の混合カプセルの構造は、通常以下のようになっている。混合カプセルは中空ピストンを具備し、その中にプランジャが誘導され、中空ピストンは一般に液体物質を収容する。混合チャンバは通常粉末を収容し、破裂可能であるホイルが、混合チャンバ内で中空ピストン内の液体物質を粉末物質から隔離する。プランジャを押し下げるとホイルが破裂し、液体物質が中空ピストンから押し出されて混合チャンバに入り、そこで粉末物質と接触する。次いで、機械的混合装置を用いてこの２つの物質を完全に混合する。この方法により成分を混合した後、プランジャを更に混合チャンバ内へと押して中空ピストンを中に入れる。これにより、混合された塊が排出孔を通じて混合チャンバの外に押し出される。使用前の保存状態では、混合チャンバ内には粉末物質に加えて、空気または不活性ガスが収容されている。この空気またはガスが、微小な気泡あるいは気孔の形状で混合操作の間に混合塊の中に分散する。その結果、この混合塊から作製した歯科材料の気孔率が増加する。これにより、義歯の表面を平滑に研磨することが困難となる。義歯の表面を平滑にすることは、医学的及び審美的観点から好ましい。さらに、混合物質中に気孔や微小な気泡が存在すると、この混合物質から作製した歯科材料の強度が減少することになる。

本発明は、気孔や気泡の比率を減少させて含有する数種類の成分の混合物を調合することにより、数種類の成分を混合する器具を提供することを目的とする。

この目的は、請求項１に記載される混合器具により達成される。有利な発展形態は、従属項によりもたらされる。

本発明の器具には第１のチャンバが備わっている。第１のチャンバの中に第１の成分、好ましくは粉末が収容され、その中で成分の混合が起こる。第１のチャンバは排気されている。別の成分、好ましくは液体を収容する第２のチャンバもまた、原則的にガスを含まない。本発明の器具は、システム内に空気が存在しないという利点を有し、これにより成分の混合操作中に微小な気泡または気孔が形成されることになる。従って、例えば歯科材料といった材料を、気孔率を減少させて再現性良く得ることが可能となる。更に、成分が酸化反応から保護されるという利点を有する。本発明の器具の別の利点は、真空吸引によって、第１の粉末成分を第２の液体成分でより早くより均一に湿潤させる効果が可能となる。

本発明の好適な実施形態によると、多孔質のガス透過性フィルタあるいは多孔質のガス透過性ホイルが排気口に配置されることが提供される。フィルタあるいはホイルが、ガス透過性、特に空気透過性であり、十分微小な気孔サイズを有し、そのために第１の成分、特に粉末形状あるいは顆粒形状の固体材料が、真空にすることで第１のチャンバから引き出されないのであれば、フィルタあるいはホイルはいかなる材料から構成されても良い。第１のチャンバは通常真空源に接続され、第１の成分で充填された後に排気口を通じて排気される。その後、例えばプラグなどの適切な手段によって、気密となるように排気口をシールする。第１のチャンバの排気口は、第１のチャンバを画定する外部中空体（好ましくは中空シリンダ）の表面あるいは外周部に設けられても良い。

別の好適な実施形態によると、混合器具は真空パック内に収容される。排気口の周囲の真空パックが、第１のチャンバを形成する本体の外部壁に溶接されることが特に好ましい。この配置において、真空パックの一部は排気口のシール手段（真空シール）としての機能を果たす。従って、排気口をシールするために分離要素を必要としない。真空シールは、好ましくは定格の破断線に囲繞される。そのため、破断線を切断して真空パックを開封する時、真空シールのみ、すなわち、排気口のシール手段として働く真空パックの一部が混合器具の外壁に残存する。好適な実施形態によると、真空シールは排気穴の周囲に同心円状に配置される。

第１のチャンバおよび第２のチャンバに収容される成分は、いずれも液体と、好ましくは固体形状、顆粒形状、または例えば錠剤のような予め圧縮された固体物質の形状の固体物質とを含む。固体物質は、例えばセラミック材料、ガラス材料、石英粉末、ＳｉＯ_ｘ含有物質、海綿体顆粒（石灰化海綿体、脱灰化海綿体、あるいは部分石灰化海綿体、好ましくは顆粒の大きさが２５０μｍから１ｍｍの範囲）などの、任意の非生物塊あるいは生物塊から成る。液体としては、例えば、多酸を含む、アクリル酸誘導体、メタクリル酸誘導体あるいはマレイン酸誘導体などの重合性材料、電解液などが考えられる。本発明は、更に１種類または数種類の成分を使用することにも及び、成分は器具に配置された隔壁を通って導入してもよい。前記１種類または数種類の成分それぞれは、例えば薬剤を含む溶液であっても良い。

混合器具本体、並びにピストン及びプランジャは、例えばＰＥ，ＰＰ，ＰＥＴ，ＰＴＦＥ，ＰＶＣ，ＥＶＡまたはポリアミド等の合成材料から構成されても良い。必要であれば、これらは金属または他の材料で蒸着あるいは被覆されても良い。これらはまた、金属、ガラス、またはセラミック材料から形成されても良い。合成材料を使用する場合、構成部品は射出成型法によって製造されることができる。混合器具の排出開口部は、閉可能な突出形状の移動蓋、または枢動可能に支持される排出口を採用して設計されることが好ましい。

分離手段は、単層または多層のホイルを含むことが好ましく、必要に応じて複合ホイルあるいはシーリングホイルを含むことが好ましい。ホイルは、アルミニウム及び／または合成材料から構成されても良い。例えば、ＰＥ，ＰＰ，ＰＥＴ，ＰＴＦＥ，ＰＶＣ及びポリアミドが合成材料として適当である。第１のチャンバを第２のチャンバから確実に適切に分離するために、また、第１のチャンバを排気する時、第２の成分がホイルを通って引き出されるのを防止するために、ホイルを、例えばホットシール、接着剤による接着、超音波溶接、あるいは高周波溶接によって、開口を備えるプレートに取り付けても良い。ホイルは液体またはその気体を透過してはならない。

本発明の混合器具は、一般的に用いられる方法によって、例えば電離放射線による処理などによって滅菌されても良い。混合器具の滅菌は、真空パックの中に包装された後に行われても良い。別の実施形態によると、各々の成分を入れた各種チャンバを、別々の方法で滅菌しても良い。

混合器具を作動させる際に混合器具本体にプランジャを挿入するのは、手動で、または適切な手段によって行うことができる。

本発明の混合器具の好適な実施形態によると、第１のチャンバを第２のチャンバから隔離させる分離手段は、ホイルと開口を備えるプレートとを具備する。ホイルは、特に液体とされた成分の流路断面を拡大する形状及び弾性を有し、プランジャを中空シリンダ内で軸方向に移動させた時破断することなくプレートに接着していることが好ましい。このような分離手段は、上述の、本発明による排気された混合器具、及び現状技術の混合器具のいずれにも設置してもよい。

従来のホイルと比較した利点は、ホイルが剥がれず、ホイルの破片が混合塊に入らないことである。本発明においてホイルの形状、ホイルの弾性、及びホイルのプレートへの接着力を適切に選択することによって、ホイルの破片が剥がれないように、成分、特に液体の流路断面のみを拡大させる。

ここで、プレートへのホイルの接着力は、ホイル材料の破壊強度よりも小さいことが重要である。これにより確実に、最も接着力が弱い場所でホイルがわずかに持ち上がり、液体が流出できる。ホイルを複数の種々の形状で設けることができるが、一部位が、ある種の「定格の破壊点」、すなわち、確実にホイルが開き液体が流出する、接着力の弱い部位に相当することは明白である。これは、左右対称の基材が一部に凹部を含むことにより達成される。ホイルは、凹部を有する円形基材を具備することが好ましい。他の実施形態によれば、「定格の破壊点」は適切な手段によって一部がプレートにあまり強固にではなく連結することで得ることができる。

分離手段は、単層ホイルまたは多層ホイルの形状で、好ましくはアルミニウム及び／または合成材料で設けられることが好ましい。合成材料として、例えばＰＥ，ＰＰ，ＰＥＴ，ＰＴＦＥ，ＰＶＣ及びポリアミドが適している。ホイルは、例えばホットシール、接着剤による接着、超音波溶接、あるいは高周波溶接によって、開口を備えるプレートに取り付けられる。

本発明の別の好適な実施形態によると、混合器具はプランジャを具備する。プランジャは内部中空シリンダ内に移動可能に誘導され、曲面を具備し、および／または、弾性材料から構成される。このようなプランジャは、上述の、本発明による排気された混合器具、及び現状技術の混合器具のいずれにも設置してもよい。

現状技術の分離手段はＥＰ１３３４５５０Ａ１で知られており、下部に有孔壁を有する中空シリンダが、ホイルと有孔円盤とによって中空シリンダ外表面の有孔壁が閉じられ、有孔円盤と有孔壁との間にホイルが挟まれるように設計される。中空シリンダ内に収容されているプランジャを動かすと、中空シリンダ内の液体成分が圧縮され、ある圧力でホイルが破裂し、液体成分を流出させることができる。この構成では、有孔壁から有孔円盤の範囲である程度の死容積が常に発生する。

曲面を有するプランジャと、プランジャの曲面に完全に一致して収容するために中空シリンダの内部に面する側に曲面を含む、中空シリンダの第２の面をシールする分離手段とを使用する利点は、この構成を用いると液体用チャンバに死容積が発生しないことにある。従って、液体成分を高精度で測定することを達成できる。これは再現可能であり、電解液のような低粘度の成分を用いても達成できる。

好適な実施形態において、プランジャは半球形状の面を有する。分離手段は、中空シリンダ内側に面する側に半球形状の構造を有し、プランジャを完全に一致して収容するように構成されている。

別の実施形態では、プランジャは弾性材料から形成される。これにより、中空シリンダに気泡を入れることなく液体を充填する方法が可能となる。中空シリンダはホイルでシールされ、ホイルは穴を備えるプレートに連結される。次に、液体を充填し、次いでプランジャを挿入する。プランジャは半径方向に圧縮される。これは弾性材料によってのみ可能となり、これにより液面上に蓄積したガス（空気）がプランジャを通って側面に沿って流出できる。その後プランジャにかかる圧力を再び解放する。この方法により、気泡を入れることなく、且つ、液体残留物によってプレートへのホイルの接着性に影響を与えることなく、中空シリンダのチャンバに液体を充填できる。あるいは、まずプランジャを挿入しその後中空シリンダ下部のプレートの開口から液体を導入することにより、中空シリンダに液体を充填しても良い。この後、ホイルをプレートに接着させてチャンバをシールする。しかし、この場合、プレートに液体残留物が残るためにホイルとプレートとの接着性が弱められる可能性がある。

プランジャは天然ゴムまたは熱可塑性エストラマーから製造されても良い。必要ならば、プランジャが中空シリンダに挿入できるという条件で、プランジャの直径を中空シリンダの内直径よりも大きくしても良い。

本発明は更に、本発明の混合器具を真空パックする方法を含み、混合器具の第１のチャンバとパックは、これらを真空源に接続させることにより、一度に排気される。

好適な実施形態によると、最初に混合器具を適切なパック内に挿入し、パックを３面でシールする。次に、パックを排気できるように真空源をパックの第４の開口面に接続する。更に、排気口を通じて第１のチャンバを排気する。次に、パックの第４の面をシールして、真空パックされた混合器具を製造する。この方法の利点は、非常に容易且つ迅速に混合器具を排気し真空パックできるところにある。そのため、この工程は、本発明の混合器具を真空パックするのに非常に有効な方法である。

真空パック及び真空源として、現状技術で知られているものを使用しても良い。

本発明の方法の好適な実施形態によると、排気口周辺の真空パックを、第１のチャンバを形成する本体の外部壁に溶接する工程を更に含む。従って、真空パックの一部が排気口のシール手段として働く。真空パックを開封するとき、パック（真空シール）が混合器具の溶接部に付着して残留する。これにより、真空パックを開封した後でも、外側の中空体内のチャンバに空気が入らないことを確実にする。更に、排気口をシールするための分離構成要素を必要としない。

真空シールは好ましくは定格の破断線に囲繞される。その結果、破断線を切断した後に真空パックを開封するとき、排気口のシール手段として働く真空パックの一部である真空シールのみが、混合器具の外部壁に残留する。これにより、パックすべてが混合器具に残留する構造に比べて、混合操作中の混合器具の扱いが非常に容易になる。好適な実施形態によると、真空シールは排気口の周囲に同心円状に設置される。

混合器具の好適な実施例を、図面を参照して以下で説明する。

図１及び図３によると、混合器具は中空体２を具備し、中空体２は第１の面に端壁３を有し、第２の面の中に内部中空シリンダ１０が挿入される。端壁３に、放出口４が中空シリンダ２及び１０の長手方向軸と同軸に形成される。放出口４はプラグなど（図示せず）の手段によって閉じられても良い。外部中空体２は第１のチャンバ１を含む。中空シリンダ１０内に、第２のチャンバ１２が形成される。外部中空体２は第１のチャンバ１のための排気口５を具備する。内部中空シリンダ１０は第１の面で開口し、開口１１ａを備えるプレート１１を第２の面に具備する。プランジャ２０は、内部中空体１０内で軸方向に移動するように誘導される。プレート１１の開口は、特にアルミニウムまたは合成材料から成るホイル１３でシールされる。ホイル１３は、プレート１１の第１のチャンバ１に面する側に設置される。

混合器具を充填するために、まず、接着剤による接着、溶接または封止により、ホイル１３をプレート１１に取り付ける。第１の成分である粉末または顆粒を第１のチャンバ内に充填する。有孔のプレート１１を下に向けながら、第２の成分、具体的に液体成分を第２のチャンバ１２に充填する。その後、プランジャ２０を用いて内部中空シリンダ１０内の第２のチャンバ１２を閉じる。プランジャは、液面上に蓄積したガスを側面に沿ってプランジャ２０を通り流出させるために半径方向に圧縮されるように、具体的に熱可塑性エストラマーから形成されても良い。次にプランジャ２０にかかる圧力を再び解放する。例えば、ピン（図示せず）を、プランジャを挿入する間プランジャと第２のチャンバの内壁との間に配置し、その後除去しても良い。液体は、まずプランジャ２０を内部中空シリンダ１０内に挿入して導入することもできる。有孔のプレート１１を上に向けながら、液体成分を第２のチャンバ１２内に充填する。次いで、ホイル１３を、上述したように、開口１１ａを備えるプレート１１に取り付ける。

その後、内部中空シリンダ１０を外部中空体２内に挿入する。図２に示す構成は、この方法で得られる。

次いで、排気口５を真空源（図示せず）、具体的には真空ポンプに接続する。多孔質のガス透過性フィルタまたは多孔質のガス透過性ホイル６を排気口５に配置する。フィルタまたはホイルは、ガス透過性、特に空気透過性であり、十分微小な気孔サイズを有する、いかなる材料で構成されても良い。このため、開口５に付加した真空によって第１の成分が第１のチャンバから引き出されない。排気後、例えばプラグなどの適切な手段（図示せず）によって排気口５を気密にシールする。第１のチャンバ１の排気口は、端壁３または第１のチャンバ１を画定する外部中空体２の外周（図示した配置）に形成してもよい。

混合器具を使用するために、プランジャ２０を軸方向に内部中空シリンダ１０内へと強く押す。これは、手動で、または道具（図示せず）を使用して行うことができる。これにより、液体が圧縮され、ホイルが流路断面を解放し液体が第１のチャンバ１に流出できるまで、ホイル１３を圧迫する。そして、混合器具を振動ミキサーに入れる。混合後、手動で、または適切な道具を用いて、プランジャ２０を端壁３に向かって軸方向に更に押す。これにより、内部中空シリンダ１０も端壁３に向かって押され、その結果混合された物質が放出口４から排出できる。

図３は、真空パック３０に入った図１および図２の混合器具を示す。ホイルで形成される真空パック３０は、混合器具の周囲に溶接継ぎ目またはシール継ぎ目３１を具備し、確実に気密にパックされる。真空パックは更に切取りツマミ３４を具備する。混合器具の排気口５は真空シール３２によって包囲される。定格の破断線３３は真空シールの周囲に配置される。これにより、定格の破断線でパック３０を開封し、パックを剥がすことができる。従って、パック３０のごく一部、すなわち真空シール３２のみが混合器具に残留する。これにより、第１のチャンバ１内の真空を維持する。

図４は、曲面１４を有するプレート１１を具備する中空シリンダ１０（図４Ａ）、並びに、相補的な曲面２１を有するプランジャ２０（図４Ｂ）を示す。図５は、作動状態、すなわち、液体成分を第２のチャンバ１２から排出した後の、プランジャ２０を具備する中空シリンダ１０から成る構成要素を組み立てた状態の説明図である。曲面（冠状面）２１を有するプランジャ２０と、内部中空シリンダ１０の内側と面する側に曲面１４を有し、プランジャ２０の曲面２１に完全に一致して収容するのに適したプレート１１とを使用する利点は、図５から分かるように、この構成では液体用の第２のチャンバ１２に死容積が発生しないことである。好適な実施形態によると、プランジャ２０は、例えば天然ゴムまたは熱可塑性エストラマーなどの弾性材料から形成される。これにより、中空シリンダ１０を充填する間にプランジャ２０を半径方向に圧縮することができる。その結果、液面上に蓄積したガスが側面に沿ってプランジャ２０を通り流出することができる。その後、プランジャ２０にかかる圧力を再び解放する。従って、第２のチャンバ１２は液体のみ収容し、ガスは収容されない。

図６は、ホイル１３を有する分離手段の平面図（図６Ａ）、並びに、開口を備えたプレート１１を有し、プレート上にホイル１３が固定される分離手段の平面図（図６Ｂ）を示す。好ましくはアルミニウムまたはポリエチレンから成るホイル１３は、具体的には液体とされた成分の流路断面を解放する形状および断面を有し、プランジャ２０を内部中空シリンダ１０内に軸方向に動かす時ホイル１３が破断されない強度で接着する。これは、ホイル１３のプレート１１への接着力がホイル材料の破壊強度よりも小さいことを意味する。これにより、確実に最も接着力が弱い場所でホイルがわずかに持ち上がり、液体が流出できる。図６のホイル１３は、この目的のために好適な形状、すなわち凹部（３５）を有する円形の基材形状を具備する。図６Ｂはまた、ホイル１３をプレート１１に取り付けるためのシール継ぎ目（３６）を示す。ホイル１３は、例えばホットシール、接着剤による接着、超音波溶接、あるいは高周波溶接によって、中央に開口１１ａを備えるプレート１１に取り付けられても良い。

図の上側は分解した状態の混合器具の側面図、図の下側は縦断面図である。 組み立てた状態の図１に示す混合器具の縦断面図である。 真空パックと一体となった図１に示す混合器具の縦断面図である。 分解した状態の、プランジャ及び中空シリンダの構成要素である。 組み立てた状態の図４に示す構成要素である。 分離手段の正面図である。

符号の説明

１ 第１のチャンバ
２ 外部中空体
３ 端壁
４ 放出口
５ 排気口
６ ガス透過性フィルタ
１０ 内部中空シリンダ
１１,１３ 分離手段
１２ 第２のチャンバ
１４，２１ 曲面
２０ プランジャ
３０ 真空パック
３１，３６ シール継ぎ目
３２ 真空シール
３３ 破断線
３４ 切り取りツマミ
３５ 凹部

Claims (13)

1. 第１の成分のための第１のチャンバ（１）と、第２の成分のための第２のチャンバ（１２）と、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとを分離する分離手段（１１，１３）とを有し、
   前記第２のチャンバ（１２）が内部中空シリンダ（１０）で画定され、該内部中空シリンダが前記第１のチャンバ（１）を含む外部中空体（２）内でピストン形式で移動するように配置され、
   前記第１のチャンバが、真空源に接続されるように構成される排気口（５）を具備する混合器具。
2. 多孔質のガス透過性フィルタ（６）または多孔質のガス透過性ホイルが、前記排気口（５）に配置される請求項１に記載の混合器具。
3. 弾性の真空パック（３０）を有する請求項１に記載の混合器具。
4. 前記真空パック（３０）が、前記第１のチャンバの排気口（５）の周囲で外部中空体（２）に溶接される請求項３に記載の混合器具。
5. 前記第１の成分が粉末、顆粒または錠剤の形状の固体材料であり、前記第２の成分が液体である請求項１に記載の混合器具。
6. プランジャ（２０）が、前記内部中空シリンダ（１０）内に収容される請求項１に記載の混合器具。
7. 前記分離手段（１１，１３）が、開口（１１ａ）を備え第２のチャンバ（１２）を閉じるプレート（１１）と、該プレート（１１）に取り付けられるホイル（１３）とを具備し、該ホイル（１３）が、特に液体とされた前記第１の成分の流路断面を解放する形状および弾性を有し、前記プランジャ（２０）を前記内部中空シリンダ（１０）内で軸方向に移動させる時に破断することなく接着する請求項６に記載の混合器具。
8. 前記分離手段（１１，１３）が、開口（１１ａ）を備え第２のチャンバ（１２）を閉じるプレート（１１）と、該プレート（１１）に取り付けられるホイル（１３）とを具備し、該ホイル（１３）が、特に液体とされた前記第１の成分の流路断面を解放する形状および弾性を有し、前記プランジャ（２０）を前記内部中空シリンダ（１０）内で軸方向に移動させる時に破断することなく接着し、前記ホイル（１３）が凹部（３５）を有する円形の基材形状を有する請求項６に記載の混合器具。
9. 前記分離手段（１１，１３）が、開口（１１ａ）を備え第２のチャンバ（１２）を閉じるプレート（１１）と、該プレート（１１）に取り付けられるホイル（１３）とを具備し、該ホイル（１３）が、特に液体とされた前記第１の成分の流路断面を解放する形状および弾性を有し、前記プランジャ（２０）を前記内部中空シリンダ（１０）内で軸方向に移動させる時に破断することなく接着し、前記ホイル（１３）がアルミニウムホイルまたは合成材料のホイルである請求項６に記載の混合器具。
10. 前記プランジャ（２０）が、球面（２１）を具備し、および／または、弾性材料から形成される請求項６に記載の混合器具。
11. 前記分離手段（１１，１３）が、前記プランジャ（２０）の曲面（２１）に完全に一致して収容するために、前記中空シリンダ（１０）の内側に面する側で曲面（１４）を具備する請求項１に記載の混合器具。
12. 前記混合器具の前記第１のチャンバ（１）と前記パック（３０）とが、真空源に接続されることにより一度に排気されることを特徴とする請求項１に記載の混合器具を真空パックする方法。
13. 前記排気口（５）の周囲の前記真空パック（３０）を前記第１のチャンバ（１）の外部中空体（２）に溶接する工程を更に含む混合器具を真空パックする請求項１２に記載の方法。

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