JP2010523187A - ドライアイス粉末を用いた表面処理又は処置装置及び表面処理又は処置方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ドライアイス媒体、特にドライアイスペレットを収容するリザーバと、推進用ガスの供給の入口と、推進用媒体とドライアイスパウダの混合物を噴射ガンへと供給する出口と、入口と出口との間に配置された流出室とを備え、リザーバと流出室との間の流路に配置された粉砕機構がドライアイス媒体を所定範囲の粉体サイズのドライアイスパウダに粉砕すべく形成され、粉砕機構（３）と流出室（５９）との間に配置された移送ローラ（４）が単位時間当たりのドライアイスパウダの量を変えるために可変速度で作動可能であるドライアイスパウダを用いて表面処理又は表面処置する装置に関する。更にまた、本発明は対応する方法及びこの方法を使用する方法に関する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ドライアイス粉末を用いた表面処理又は処置装置及び表面処理又は処置方法に関し、さらには、生体組織の表面処置方法としての使用に関するものである。

当業者に知られているドライアイス、即ち、ドライアイス粒は、固体の状態の二酸化炭素（商慣例上では炭酸とも呼ばれている）からなっていて、商業上約３ｍｍのサイズのペレットの形態で入手できる。
特許文献１の図１に概要的に示されているように、表面に推進用ガス（移送空気）とドライアイス粒の混合物を吹き付ける装置は公知であり、この装置は、圧力噴射原理、即ち、シングルホース原理に従って動作し、その全部は参照して本願に含まれるものである。

公知の装置は推進用ガスを供給するための入口６を備え、この入口６は出口２２に接続されている。この出口２２には移送ホース８が接続可能となっており、この移送ホース８は、ラバール（Ｌａｖａｌ）ノズル１０を備えた噴射ガン９を経て推進用ガスとドライアイス粒との混合物を送出するためにある。
公知の装置はさらに計量デバイス２０を備えていて、この計量デバイス２０はドライアイス粒を推進用ガスの流路に導入する。計量デバイス２０はモータによって中心軸線廻りに回転可能な計量ディスク３０を含み、この計量ディスク３０は板状の流入部材３２と板状の流出部材３４との間に配置され、多数の収容室４４を形成する。これら収容室４４は、駆動軸４１のまわりに配置され、計量ディスク３０の第１回転位置にて、流出部材３４の１つの供給室５７と合うように位置付け可能であり、計量ディスク３０の第２回転位置にて、流入部材３２の１つの流入室７１と流出部材３４の１つの流出室５９との間に位置付け可能である。計量ディスク３０を回転させるため、速度制御装置３９付きの通常のモータ３６が備えられている。

供給室５７はドライアイス粒を供給チャンバ５７に導入するためのファンネル形状のリザーバ１と接続されており、このリザーバ１は通常のドライアイスペレット２で満たされている。これらペレット２は、重力作用の下で振動機８６の助力を受け、供給室５７内に流入することができる。供給室５７からペレット２は重力作用の下で、第１回転位置にある収容室４４の一つに流入し、その後、計量ディスク３０の回転によって第２回転位置まで運ばれる。これにより、ペレット２は出口２２へ向かう流通方向９３に沿い噴射ガン９まで運ばれ、その後、洗浄又は処置されるべき表面２８に圧力を受けた状態で突き当たる。

独国特許第１０２００４０４５７７０号明細書 米国特許出願公開第２００６／０１７８０９２号明細書

しかしながら、特許文献１の装置は、今のところ洗浄性能が比較的乏しく、ドライアイス消費が比較的多い点で不都合である。特許文献１における装置の洗浄性能の増大は、推進用ガス量の増加によって可能であると思われるが、これには対応した圧縮空気源の設計や寸法が要求され、この要求は装置の管理に不都合な影響をもたらす。さらに、特許文献１の装置は、例えば皮膚の化粧処理や洗浄等、局所使用や穏やかな使用には適当ではない。

特許文献２には圧力容器を備え、粒子の噴射を用いた洗浄装置が記載されている。この装置においては、特に特許文献２の要約書にて説明されているように、通常、アイスペレットを運ぶために圧力が使用されている。搬送手段としての空気の利用は、洗浄装置が圧力を発生し且つ圧力を維持するための対応した手段を要求する限り、不都合なものとなる。さらに、特許文献２には、アイスペレットを一定のサイズに粉砕するための粉砕機構が記載されているが、この粉砕機構は実際上、多様な適用に不適当であると分かっている。

それゆえ、本発明は、上記の従来技術の問題点を回避することができるドライアイスパウダを用いた表面処理又は処置装置及び表面処理又は処置方法の提供を目的とする。
この目的の枠内で、本発明の特有な目的は、ドライアイスパウダを用いた表面処理又は表面処置のための装置及び方法を提供することであり、この装置及び方法は、（積極的な）洗浄性能を増大させ、他方でドライアイスパウダ及び／又は推進用ガス量（移送空気）の消費を抑える。

本発明のさらなる目的は、ドライアイスパウダを用い、例えば皮膚の化粧や洗浄等の局所的な使用や穏やかな使用に適した表面処理又は表面処理する装置及び方法を提供することにある。
そのうえ、本発明の特有な目的は、ドライアイスパウダを容易且つコスト効率よく製造可能とした表面処理又は表面処置装置及び方法を実現することにある。

上述した目的及びさらなる目的は、後述する明細書から理解でき、添付の主請求項の装置及び方法により果たされる。本発明のさらなる有利な構成は、従属請求項に示されている。

本発明のさらなる特徴や利点及び本発明の典型的な実施例の作用は添付の図面を参照して以下に記載されている。添付の図面は本発明を図示するとともに、発明の基礎原理を明瞭にし、また、当業者が発明を製造及び利用するうえで、明細書とともに役立つ。

特許文献１にある公知の装置の概略図を示している。 ドライアイスパウダを用いた表面処理のための本発明に係る装置の第１の実施例の概略図を示している。 ドライアイスパウダを用いた表面処理のための本発明に係る装置の第２の実施例の概略図を示している。 ドライアイスパウダを用いた表面処理のための本発明に係る装置の第３の実施例の概略斜視図を示している。 本発明の第１〜第３の実施例とともに用いられる粉砕機構の概略斜視図を示している。

図２を参照すれば、ドライアイスパウダを用いて表面処理又は表面処置を実施する本発明装置の第１実施例が概略的に示されており、図１と共通する構成部分には同一の参照符号が付されている。
本発明の装置は、ファンネル形状のリザーバ１を備え、このリザーバ１は、ドライアイスペレットで満たされている（以下、単にこれをペレットと呼ぶ）。このペレット２は、市販で入手するとおよそ３ｍｍの大きさである。リザーバ１は、図１に示されるように装置と一体化されるか、又は装置に外付けとすることができる。ペレット２はその場にて、ドライアイスパウダを製造する装置（不図示）を用いて製造されてもよいし、外部の場所にて製造されてもよい。しかしながら、他のドライアイス媒体が以下に与えられる調整可能粉砕範囲まで細かく砕くことができるのであれば、当業者にとっては他のドライアイス媒体を用いて装置を作動させることも考えられる。

本発明では、リザーバ１は、径方向に形成された調整可能な粉砕機構３に通じていて、この粉砕機構３は、その頂上にある３ｍｍのペレット２を重力により取り込んで小さな粉体に粉砕し、この小さな粉体はおよそ０．５μｍからおよそ２ｍｍの範囲で調整可能である。装置の適用によっては、ペレット２の粉砕範囲は、およそ１００μｍからおよそ１ｍｍの範囲、又はおよそ２００μｍからおよそ４００μｍ、好ましくは３００μｍの範囲にすることもできる。

好ましくは、径方向の粉砕機構３は鋭いエッジを有した粉体を生成するように構成されている。粉体への鋭いエッジ付けは洗浄性能を助ける効果を発揮し、粉砕機構３における粉砕ローラの適切な表面幾何模様によって得ることができる。特に好ましくは、この鋭いエッジが付けられた粉体は８面体に形成されている。
径方向の粉砕機構３はモータ（図示しない）で回転駆動され、単位時間当たりの粉砕して得られるパウダの量は、好ましくはモータの速度又は粉砕機構３における粉砕ローラの速度を制御することによって可変できる。粉砕機構３にて粉砕して得られたパウダは重力の作用で、移送及び計量ローラ４（以下、単に移送ローラと称す）に衝突する。好ましくは、移送ローラ４は径方向に形成され、軸線方向に延びる複数のノッチ４’を備えている。好ましくは、ノッチ４’は移送ローラ４の軸線方向全長にわたって形成されている。さらに、本発明では、円形に延びる複数の円形ノッチ（図示しない）を形成することも考えられ、これら円形ノッチは軸線方向のノッチ４’に対して垂直である。あるいは、移送ローラは螺旋状に延びるノッチ４’を備えることができる。全てのノッチのタイプは一つの仕切り（室）か、又は連続した構造として具体化可能である。

好ましくは、移送ローラ４はその速度を制御するために電動化され、これにより、単位時間当たりのパウダの量が可変される。
本発明によれば、ここで記載される全ての実施例に存在する移送ローラ４を備えている結果、先行技術たる上記特許文献２（ＵＳ−２００６／０１７８０９２ Ａ１）にて要求されている粉砕粒子を搬送するための圧力容器が本発明の全ての実施例にて不要となる。図２に示されるように、ノッチに受け入れられた粉体は、移送ローラ４と供給室５７の鉛直壁５との間で押し込められる。それゆえ、本発明によれば、鉛直壁５と移送ローラ４との間の距離が、粉体の形状、即ち、その鋭利なエッジに影響を及ぼすものと考えられる。従って、その距離の可変は、鉛直壁５におけるチューリップ又はファンネル形状（不図示）の意匠や、移送ローラ４及び／又は鉛直壁５の相対的な鉛直方向の変位によってなされる。

移送ローラ４の回転運動の結果として、粉体は、本発明の装置の流通管７に落下し、この流通管７は９０°偏向されている。流通管７は、特許文献１（ＤＥ １０ ２００４ ０４５ ７７０ Ｂ３）で記載されているような通常の態様で、入口６にて圧縮空気源１８からの圧縮空気の供給を受ける。圧縮空気の勢いにより、粉体は移送ホース８に流入し、ここから噴射ガン９、すなわち、噴射ガン９のラバールノズル１０に流入する。圧縮空気の代わりに、気相（例えば圧縮空気、窒素、ＣＯ_２）及び／又は液相（例えばＣＯ_２）及び／又は固相（例えばＣＯ_２）の混合物を用いて、粉体を噴射ガン９に移送することもできる。それ故、当業者は、本発明が噴射ガンへの粉体の移送に適した全ての推進用の媒体（推進用のガス、推進用の液体又は推進用の固体相）を含むものであることを理解することになる。

図３を参照すれば、ドライアイスパウダによる表面処理又は表面処置を実施する本発明装置の第２実施例が概略的に示されており、図１、図２と共通する構成部分には同一の参照符号が付されている。
第２実施例は第１実施例の装置のリザーバ１、粉砕機構３及び移送ローラ４を採用し、特許文献１の計量デバイス２０とともに使用される。計量デバイス２０との組合せによって、単位時間当たりの粉体の量に関し、その付加的な調整を計量ディスク３０の速度の制御により著しく有利に達成することができる。さらにまた、計量デバイス２０は、付加的な媒体（医療への適用においては、例えばビタミン又は抗炎症剤）を受け取るように形成することもでき、噴射粉体と一緒に付加媒体を混ぜることが可能となる。本発明の第１及び第２の実施例の双方において、粉砕機構及び／又は移送ローラ及び／又は計量デバイスでの単位時間当たりの粉体の量の調節は、噴射ガンに関して１個以上のコントローラ（不図示）によって実行することができる。

図４を参照すれば、ドライアイスパウダによる表面処理又は表面処置を実施する本発明装置の第３実施例が概略的に示されており、図１、図３と共通する構成部分には同一の参照符号が付されている。
第１及び第２実施例と異なる点は、ファンネル形状のリザーバ２の下流に搬送螺旋部材２１が位置付けられていることにある。搬送螺旋部材２１はその長手方向に延びる螺旋流路を備え、リザーバ２の下流に接続された粉砕機構３１に未粉砕のペレット２を供給する。搬送螺旋部材２１はモータ２１０により公知の態様で駆動される。粉砕機構３１は参照符号３１０で示す別のモータによって駆動される。

装置の壁に押し付けてペレットを粉砕する第１及び第２実施例の粉砕機構３と異なり、粉砕機構３１は複数対のローラを備え、その粉砕が各ローラ対の互いに逆回転に駆動されるローラ間でなされることにある。第３実施例では、二対のローラを示しているが、適宜その数は変更することができる。ローラ対は、円筒形状や切頭円錐形状のローラから形成され、そして、各ローラ対におけるローラ間を可変可能な距離はペレット２の粉砕サイズを決定する。切頭円錐形状の複数のローラを備えた粉砕機構３１の特に有利となる構成を、図５を参照して以下に説明する。

粉砕機構３１の下流には、本発明の第１及び第２実施例の同様に移送及び計量ローラ４が備えられ、この移送及び計量ローラ４から粉体が圧縮空気源１８によって移送ホース８、そして噴射ガン９へと移送される。
図５を参照すれば、粉砕機構における好適なローラ対が示されておりが、このローラ対は上述した本発明の全て実施例にて使用可能である。ローラ対は切頭円錐形状の粉砕ローラ３３２と、切頭円錐形状の調整ローラ３３４とからなり、この調整ローラ３３４は、粉砕及び調整ローラ間の距離を変化させるため、調整ホイール３３３により、ばね３３５の付勢力に抗して軸方向に移動可能である。これらローラの逆回転駆動は、シャフト３３６に接続されたモータ（不図示）及び歯車３３７の噛み合いによって行われる。図５の構成は、調整ローラ３３４の軸方向の移動にかかわらず、歯車３３７の噛み合いが或る軸方向長さに亘って維持されているため、粉砕ローラと調整ローラとの間の距離を容易に調整するうえで特に有利となる。

本発明の上述した実施例はその目的を完全に達成し、ここでは、ドライアイスパウダを用いた表面処理又は表面処置のための装置が提供され、この装置は、３ｍｍのペレットを粉砕することで、同一の出口速度を有する通常のペレットを加速するのに要求される移送空気容量に対し、その移送空気容量を５０％減少させる。一般的には、出口速度はおよそ２００ｍ／ｓ〜３００ｍ／ｓの範囲にある。さらにまた、本発明による粉砕の結果として、ドライアイスパウダの有効な量が増加することで、このドライアイスパウダは処置又は処理されるべき表面上に２００倍衝突することになり、したがって通常の装置に対し、スペース効率が劇的に向上する。

本発明では、ドライアイスパウダを用いた表面処理又は表面処置方法もまた提供し、この方法は、処置又は処理されるべき表面に吹き付ける前に、通常の３ｍｍのペレットを前述のサイズに粉砕する。この方法の構成内にて、ドライアイスパウダは、圧縮空気、及び／又は気相（例えば、圧縮空気、窒素、ＣＯ_２）及び／又は液相（例えばＣＯ_２）の混合物とともに噴射ガンに移送される。

さらにまた、本発明に係る方法は、粉砕機構、及び／又は移送ローラ、及び／又は計量デバイスにて、単位時間当たりの粉体の量を調整するための有利な工程を備えている。この工程は、上述したように、噴射ガンに関して１個以上のコントローラ（不図示）を用いて実施される。
本発明の更なる特徴は、粉体の形状、即ち、鋭いエッジを調整する工程を備えていることにあり、この工程は、上述したように粉砕機構の粉砕ローラ及び／又は移送ローラにて実施される。

本発明の方法もまた、その目的を達成し、同様の利点を示す。この利点は、本発明の装置に関して説明されている。
付け加えて、本発明者等は、粉体を吹き付ける方法が、化粧や肌の手入れ、又、例えばタトゥーや傷痕の除去等の皮膚剥離、皺取り、ピーリング、肌の入れ替え(resurface)、部分的な皮膚組織の再生等に非常に有効であることを予期することなく見出した。

そしてまた、本発明者等は、粉体を吹き付ける方法が、皮膚、皮下組織、血管床、そして、外部からアクセスしやすい他の生体組織、又は、手術や内視鏡技術よって開かれた生体組織の病気の処置に非常に有効であることを予期することなく見出した。
特に、本発明の方法は、例えば細胞や組織の選択的な剥離や、（所定期間に亘って強さが周期的に制御される）機能的な寒冷療法による損傷のない肌表面、良性や悪性の腫瘍、感染性病原体の有無に拘わらず急性や慢性の炎症性疾患、慢性の増殖性疾患、あるいは健常な細胞（アンチエイジング）の処置のために有効であることを示す。本発明の方法に有効な疾患は、以下のグループからなる疾患から選択することが可能である。良性の角質繊維、エピテリオーマ、皮膚線維腫（発疹性のもの）、化膿肉芽種、顔面肉芽種、環状肉芽種、サルコイドーシス、伝染性軟属腫、若年性いぼ、醜いいぼ、いぼ（プランター）、乳頭腫症皮膚、生殖器疣、尖圭コンジローム、ケロイド、肥厚性瘢痕、尋常性座瘡、過角化症、炎症病変、やけど、帯状疱疹、ＬＥ（紅斑性狼瘡）、リーシュマニア症、血管腫、発疹性の血管腫、静脈湖、汗管腫、血管性母斑、カポジ肉腫（急性）、基底細胞癌腫（表在性）、放射線角化症（日光）、ボーエン癌腫、表在癌、皮膚又は他への腫瘍転移の除去治療、クモ状静脈、リンパ管種、血管腫、毛細血管拡張症、口内の白板症、そしてリウマチ疾患の型、冷罨法による骨組織形成治療である。

上述した本発明の医療及び化粧への適用において、本発明は、供給されたドライアイスペレット（又はドライアイス媒体）が滅菌されているか、又は、対応手段により装置内で滅菌されれば、特に有利である。代替的、又は、滅菌に加えて、ドライアイスパウダの粉体もまた、対応手段によって滅菌することができる。
請求項に記載された技術的特徴に参照符号が付されている場合、これらの参照符号は請求項の理解を深めるためのみに含まれているだけのものである。それゆえ、これらの参照符号は、このような参照符号によって例示された各要素の保護範囲を何ら制限するものではない。

１ リザーバ
２ ペレット
３ 粉砕機構
４ 移送ローラ
８ 移送ホース
９ 噴射ガン
２０ 計量デバイス
２１ 搬送螺旋部材
３０ 計量ディスク
３１ 粉砕機構
３３２ 粉砕ローラ
３３４ 調整ローラ
３３５ スプリング
３３６ シャフト
３３７ 歯車

Claims (17)

1. ドライアイス媒体、特にドライアイスペレットを収容するためのリザーバ（１）と、
   推進用ガスを供給するための入口（６）と、
   推進用媒体とドライアイスパウダの混合物を噴射ガン（９）へと供給するための出口（２２）と、
   前記入口（６）と出口（２２）との間の流出室（５９）と
   を備え、
   前記リザーバ（１）と流出室（５９）との間の流路に配置され、ドライアイス媒体を所定範囲の粉体サイズのドライアイスパウダに粉砕すべく形成された粉砕機構（３）であって、ドライアイスパウダの粉体に鋭いエッジ形状を与えるべく形成された粉砕ローラを有し、且つ、略２ｍｍから略０．５μｍの範囲にて可変にし前記ドライアイスパウダの粉体のサイズを調整可能な粉砕機械（３）と、
   前記粉砕機構（３）と前記流出室（５９）との間に配置され、単位時間当たりのドライアイスパウダの量を変えるために可変速度で作動可能な移送ローラ（４）と
   を含むことを特徴とするドライアイスパウダを用いた表面処理又は表面処置装置。
2. 前記粉砕ローラは、単位時間当たりのドライアイスパウダの量を変えるために可変速度で作動可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記移送ローラ（４）は、ドライアイスパウダの粉体に鋭いエッジ形状を与えるべく形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 移送ローラ（４）と流出室（５９）との間に配置され、単位時間当たりのドライアイスパウダの量を変えるべく形成された計量デバイス（２０）をさらに含み、
   前記計量デバイス（２０）は、ドライアイスパウダの粉体と混合可能な付加媒体を受け取るべく形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
5. 前記粉砕機構（３）は少なくとも１つのローラ対を備え、各対のローラは逆回転で回転駆動されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
6. 前記ローラ対は、切頭円錐形状の粉砕ローラ３３２と切頭円錐形状の調整ローラ３３４とからなることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記切頭円錐形状の調整ローラ３３４は調整ホイール（３３３）によって軸線方向に移動可能であり、
   前記調整ホイール（３３３）は、手動又は電動好ましくはステップモータによって、ばね（３３５）の付勢力に抗して変位し、前記粉砕ローラと前記調整ローラとの間の距離を変化させることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記ドライアイス媒体又はドライアイスパウダの粉体は滅菌されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の装置を使用し、ドライアイスパウダを用いて表面処理又は表面処理する方法。
10. 請求項１〜８のいずれかに記載の装置を使用し、ドライアイスパウダを用いて深部組織を処置及び剥離する方法。
11. 請求項１〜８のいずれかに記載の装置を使用し、気相、特に圧縮空気、窒素、ＣＯ_２、及び／又は液相、特にＣＯ_２、及び／又は固相、特にＣＯ_２、そしてドライアイスパウダの混合物を用いて表面処理又は表面処置並びに生体細胞及び生体組織への導入をなす方法。
12. 皮膚及び／又は髪の化粧又は洗浄のために、請求項９〜１１のいずれかに記載の方法を使用する方法。
13. 生体組織の剥離のために、請求項９〜１１のいずれかに記載の方法を使用する方法。
14. 外部からアクセス可能、又は手術や内視鏡技術よって開放可能な皮膚及び皮下組織及び血管床及び他の生体組織の疾患の処置のために，請求項９〜１１のいずれかに記載の方法を使用する方法。
15. 細胞や組織の選択的な剥離、又は治療中、制御下の強度にて周期的になされる機能的寒冷療法による損傷のない肌表面、良性や悪性の腫瘍、感染性病原体の有無に拘わらず急性や慢性の炎症性疾患、慢性の増殖性疾患、あるいは健常な細胞（アンチエイジング）の治療のために、請求項９〜１１のいずれかに記載の方法を使用する方法であって、前記疾患が良性の角質繊維、エピテリオーマ、皮膚線維腫（発疹性のもの）、化膿肉芽種、顔面肉芽種、環状肉芽種、サルコイドーシス、伝染性軟属腫、若年性いぼ、醜いいぼ、いぼ（プランター）、乳頭腫症皮膚、生殖器疣、尖圭コンジローム、ケロイド、肥厚性瘢痕、尋常性座瘡、過角化症、炎症病変、やけど、帯状疱疹、ＬＥ（紅斑性狼瘡）、リーシュマニア症、血管腫、発疹性の血管腫、静脈湖、汗管腫、血管性母斑、カポジ肉腫（急性）、基底細胞癌腫（表在性）、放射線角化症（日光）、ボーエン癌腫、表在癌、皮膚又は他への腫瘍転移の除去治療、クモ状静脈、リンパ管種、血管腫、毛細血管拡張症、口内の白板症、そしてリウマチ疾患の型、冷罨法による骨組織形成治療の疾患のグループから選択可能である使用方法。
16. タトゥーの除去、傷痕の除去、皮膚の付け替え、眼窩下のくぼみ、目と口の部位のしわ治療、体毛除去、線状萎縮、蜂巣炎のために、請求項９〜１１のいずれかに記載の方法を使用する方法。
17. 処置されるべきに組織に薬品を導入するために、請求項９〜１１のいずれかに記載の方法を使用する方法であって、
    前記薬品はリボ核酸（ＲＮＡ）又は二本の単一鎖のデオキシリボ核酸（ＤＮA）及びこれらの誘導体、及び合成的に作られた構造物、生物剤、固体源のビタミン又は物質のようなガス、液、固相中の調合薬や化学物質のような核酸からなるグループから選択されることを特徴とする使用方法。

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