JP6712757B2 - Polymerization equipment - Google Patents
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Description
本発明は、重合装置に関する。詳しくは、光重合によって義歯や歯科用補綴物などを製造するのに好適に使用できる光重合装置に関する。 The present invention relates to a polymerization device. More specifically, the present invention relates to a photopolymerization device that can be suitably used for producing dentures, dental prostheses, and the like by photopolymerization.
従来、未硬化状態の光硬化性材料から成る予備成形体の光重合反応を進行させるために使用する光重合器としては、重合容器内に予備成形体を載置し、光源から重合容器内に光を照射する光重合器が知られている。 Conventionally, as a photopolymerizer used for advancing the photopolymerization reaction of a preformed body made of a photocurable material in an uncured state, the preformed body is placed in a polymerization container, and the light source is placed in the polymerization container. A photopolymerizer that emits light is known.
たとえば、特許文献1には、歯科補綴物等に用いられる光硬化性材料からなる対象物を発光ダイオード(LED)光源により硬化させるとともに、光照射空間(重合空間)内の温度を上昇させることでその硬度(強度)を高くすることができる光重合器として、「筐体と、前記筐体内に壁により囲まれて形成され、重合が行われる重合空間と、前記重合空間内に重合のための光を照射するLED光源と、前記重合空間内を加熱する温度制御手段と、を備え、前記LED光源は、前記重合空間の外に配置されたことを特徴とする光重合器」が開示されている。そして特許文献1によれば、上記光重合器は、前記重合空間内を加熱する温度制御手段を更に備え、当該温度制御手段は、前記LED光源を冷却する冷却手段と、前記冷却手段を介して前記LED光源から生じた熱を前記重合空間に供給する熱供給手段とを、有し、前記LED光源から生じた熱により前記重合空間が加熱されるとされている。また、上記光重合器はモータにより回転可能なテーブルを有し、該テーブル上に専用アタッチメントを介して歯科補綴物等が置くことにより、アタッチメント及び歯科補綴物等を回転させることにより均一な重合を可能としている。 For example, in Patent Document 1, an object made of a photocurable material used for a dental prosthesis or the like is cured by a light emitting diode (LED) light source, and the temperature in a light irradiation space (polymerization space) is increased. As a photopolymerizer capable of increasing its hardness (strength), "a casing, a polymerization space surrounded by a wall in the casing for polymerization, and a polymerization space in the polymerization space for polymerization. An LED light source for irradiating light and a temperature control means for heating the inside of the polymerization space are provided, and the LED light source is arranged outside the polymerization space". There is. Further, according to Patent Document 1, the photopolymerization device further includes a temperature control means for heating the inside of the polymerization space, and the temperature control means includes a cooling means for cooling the LED light source and a cooling means via the cooling means. A heat supply unit that supplies heat generated from the LED light source to the polymerization space is provided, and the polymerization space is heated by the heat generated from the LED light source. Further, the photopolymerizer has a table rotatable by a motor, and by placing a dental prosthesis or the like on the table via a dedicated attachment, uniform polymerization can be performed by rotating the attachment and the dental prosthesis or the like. It is possible.
一方、近年、高齢化社会に対応する医療形態として訪問診療が注目されており、たとえば、入れ歯(総義歯又は部分義歯)等の歯科補綴物のメンテナンス(補修)、具体的には、合わなくなった入れ歯の義歯床に対し、光重合材を付加して形を整えて硬化させ、口腔内に適合するようするといった操作を訪問診療の一環として行いたいという要望がある。そして、このような要望に応える重合装置も知られている。すなわち、特許文献2には、ハンドピース型光重合器などの光源を着脱可能にして備えることができ、且つ携行して運びやすい光重合用容器として、「内側に歯科補綴物を設置し、及び取り出し可能である容器と、光を通過可能に前記容器の壁を貫通し、前記容器の内外を連通する導光部と、を備える光重合用容器」が開示されている。 On the other hand, in recent years, visiting medical care has attracted attention as a medical form corresponding to an aging society, and, for example, maintenance (repair) of dental prostheses such as dentures (full dentures or partial dentures), specifically, is no longer suitable. There is a demand to perform an operation of adding a photopolymerization material to the denture base of dentures to shape and harden it so that it fits in the oral cavity as part of the visiting medical examination. And the polymerization apparatus which responds to such a demand is also known. That is, in Patent Document 2, as a photopolymerization container that can be detachably provided with a light source such as a handpiece type photopolymerization device and that is easy to carry and carry, "a dental prosthesis is installed inside, and A container for photopolymerization, which includes a container that can be taken out and a light guide portion that penetrates a wall of the container so that light can pass therethrough and communicates the inside and outside of the container, is disclosed.
前記特許文献1に開示される光重合器は、高寿命であるLEDを光源として用いているばかりでなく温度制御手段を有するため、重合時に加熱が必要な場合な対象物を重合させる場合には有利である。しかし、上記温度制御手段は冷却のためのペルチェ素子や重合空間に通じる通風路を必要とするなど、その構成が複雑なうえ、前記テーブルやそれを回転させるためのモータを搭載することから装置が大型化してしまう。したがって、上記重合装置は前記したような訪問診療時の義歯補修用に適しているとは言い難い。 The photopolymerizer disclosed in Patent Document 1 not only uses an LED having a long life as a light source but also has a temperature control means. Therefore, when polymerizing an object that requires heating during polymerization, It is advantageous. However, the temperature control means requires a Peltier element for cooling or an air passage leading to the overlapping space, and has a complicated structure, and since the table and the motor for rotating the table are mounted, the device is It becomes large. Therefore, it is hard to say that the above-mentioned polymerization device is suitable for repairing a denture during the above-mentioned visit medical treatment.
前記特許文献2に開示される光重合用容器は、携行して運びやすいというメリットはあるものの、光源として点光源に近い(発光面の面積が非常に小さい)ハンドピース型光重合器を用いるため、広い面積に光照射行うためには、拡散レンズなどを用いて光を拡散させる必要があり、対象物の単位面積あたりに照射される光の強度が低くなってしまうという問題がある。 The photopolymerization container disclosed in Patent Document 2 has a merit that it is easy to carry and carry, but uses a handpiece type photopolymerization device close to a point light source (having a very small light emitting surface area) as a light source. In order to irradiate light over a wide area, it is necessary to diffuse the light using a diffusing lens or the like, and there is a problem that the intensity of light radiated per unit area of the object becomes low.
そこで本発明は、携行して運びやすい小型の重合装置であって、対象物の単位面積あたりに照射される光の強度を高くすることができる重合装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a small-sized polymerization apparatus that is easy to carry and can increase the intensity of light irradiated per unit area of an object.
本発明者は、対象物における単位面積あたりの照射光の強度を高くするため、比較的広い面積を有する基体の表面に複数の発光ダイオード(LED)を配列させたものを光源として使用すれば前記課題を解決できると考え、鋭意検討を行った。その結果、小型化された装置において複数のLEDを用いた場合には、LEDで発生する熱により安定稼働が難しくなるという問題が発生するものの、ヒートシンク付きパッケージとした光源として用いて、小型の吸気ファンと排気ファンとを同期させて駆動させると共に、これらの配置を工夫して加熱された冷却空気が直ちに装置外に排出されるようにその流路を規定することにより、上記問題は解決できることを見出した。しかし、対象物の種類によっては、装置内に汚れが強固に付着し、装置のメンテナンスが難しくなることがあることが判明した。 In order to increase the intensity of irradiation light per unit area of the object, the present inventor uses a light source in which a plurality of light emitting diodes (LEDs) are arranged on the surface of a substrate having a relatively large area. We thought that we could solve the problem and conducted a thorough study. As a result, when a plurality of LEDs are used in a downsized device, heat generated by the LEDs causes a problem that stable operation becomes difficult, but it is used as a light source having a package with a heat sink, and a small intake air volume is used. The above problem can be solved by driving the fan and the exhaust fan in synchronism with each other and devising their arrangement to regulate the flow path so that the heated cooling air is immediately discharged to the outside of the device. I found it. However, it has been found that, depending on the type of the object, dirt adheres strongly to the inside of the device, which may make maintenance of the device difficult.
そこで、上記問題をさらに解決すべく検討を行った結果、複数のLEDを用いた前記装置において、上記汚れの発生原因を突き止めると共に、汚れが発生した場合であっても、簡便且つ低コストで装置を良好な状態に保つ方法を見出すことに成功し、本発明を完成するに至った。 Therefore, as a result of studies to further solve the above-mentioned problems, in the device using a plurality of LEDs, the cause of the above-mentioned stain is determined, and even if stain is generated, the device is simple and low-cost. The inventors have succeeded in finding a method for maintaining the above-mentioned condition in good condition and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、光照射器と重合容器とを有し、前記重合容器内部に収容された「分子量が200以下である単官能重合性単量体を含有する光重合硬化性組成物で構成される未重合部を有する部材又は物品からなる対象物」に前記光照射器から出射された光を照射することによって前記未重合部を重合させるための重合装置であって、
前記光照射器は、筒状の側壁と、天井と、光透過性窓材を有する床と、によって画定される光源室を有し、前記側壁には吸気孔及び排気孔が設けられている第一の筺体と、複数の発光ダイオードが所定パターンで配置された発光面と、ヒートシンクが接合された放熱面と、を有する基体を有し、前記発光面を前記光透過性窓材に向けて前記光源室内に配置される光源アッセンブリーと、前記光源室内に配置されるファンと、前記光透過性窓材における前記光源室の外側に露出する部分を、交換可能に被覆する、厚さが10μm以上200μm以下である光透過性保護フィルムと、を有し、前記光透過性保護フィルムによって前記光源室の外側に露出する部分が被覆された前記光透過性窓材は、前記光源室内に蒸気又は液体状態の水が入らないようにガスケットによって気密に封止されており、
前記重合容器は、上方が解放されると共に上方に向かって拡径する、円錐台形状又は略円錐台形状を有し、内部に前記対象物を収容可能な重合カップと、頂部に開口を有する有底の円筒状又は箱状の筺体であって、当該開口を通して前記重合カップを着脱可能に収容する第二の筺体と、を有し、
前記光照射器の前記複数の発光ダイオードから出射され、前記光透過性窓材を透過した光を前記重合容器の前記重合カップ内に照射するようにすると共に、前記光透過性保護フィルムによって、前記対象物から揮発した分子量が200以下である単官能重合性単量体が前記光透過性窓材における前記光源室の外側に露出する部分に付着するのを防止するようにしたことを特徴とする前記重合装置である。
That is, the present invention comprises a photopolymerizable curable composition containing a monofunctional polymerizable monomer having a molecular weight of 200 or less, which is housed in the polymerization container and has a light irradiator and a polymerization container. A polymerization device for polymerizing the unpolymerized portion by irradiating the light emitted from the light irradiator to an object consisting of a member or an article having an unpolymerized portion,
The light irradiator has a light source chamber defined by a cylindrical side wall, a ceiling, and a floor having a light-transmissive window material, and the side wall is provided with an intake hole and an exhaust hole. A housing having one housing, a light emitting surface on which a plurality of light emitting diodes are arranged in a predetermined pattern, and a heat radiating surface to which a heat sink is joined, the light emitting surface facing the light transmissive window member; A light source assembly disposed in the light source chamber, a fan disposed in the light source chamber, and a portion of the light transmissive window member exposed to the outside of the light source chamber are replaceably covered , and have a thickness of 10 μm or more and 200 μm or more. The following light-transmissive protective film, and the light-transmissive window material in which the portion exposed to the outside of the light source chamber is covered by the light-transmissive protective film is in a vapor or liquid state in the light source chamber. It is hermetically sealed with a gasket to prevent water from entering
The polymerization container has a frustoconical shape or a substantially frustoconical shape in which the upper side is opened and the diameter is increased upward, and the inner side has a polymerization cup capable of accommodating the object and an opening at the top. A bottom cylindrical or box-shaped housing, having a second housing that detachably accommodates the polymerization cup through the opening,
The light is emitted from the plurality of light emitting diodes of the light irradiator, and the light transmitted through the light transmissive window member is irradiated into the polymerization cup of the polymerization container, and by the light transmissive protective film, It is characterized in that a monofunctional polymerizable monomer having a molecular weight of 200 or less volatilized from an object is prevented from adhering to a portion of the light transmissive window material exposed to the outside of the light source chamber. It is the polymerization device.
上記本発明の重合装置において、前記重合カップは、少なくともその内表面が前記発光ダイオードから出射される光を反射する材料で構成されるディスポーザブルカップであることが好ましい。 In the polymerization apparatus of the present invention, it is preferable that the polymerization cup is a disposable cup having at least an inner surface thereof made of a material that reflects light emitted from the light emitting diode.
また、前記本発明の重合装置においては、装置小型化の観点から、前記光源室内に、電池又は外部電源から供給される電力を用いて、前記複数の発光ダイオード及び/又は前記ファンの駆動を制御する制御手段が配置されていることが好ましい。 Further, in the polymerization apparatus of the present invention, from the viewpoint of downsizing of the apparatus, driving of the plurality of light emitting diodes and/or the fan is controlled by using electric power supplied from a battery or an external power source in the light source chamber. It is preferable that the control means for performing the operation be arranged.
更に、前記本発明の重合装置においては、持ち運び易く、また美観的にも優れるという観点から、前記光照射器及び重合容器は、相互に作用して、前記重合カップ上端周縁が前記光源室の光透過性窓材の下方に所定の距離を保って重なるようにして両者を一体化することができる一体化機構を有することが好ましく、重合容器の温度を均一化し易いという観点から、前記一体化機構は、前記光照射器と前記重合容器とが一体化したときにおいて、前記光照射器及び前記重合容器の接触部を共に非金属材料で構成するものであることが好ましい。 Furthermore, in the polymerization apparatus of the present invention, the light irradiator and the polymerization container interact with each other from the viewpoint of being easy to carry and excellent in aesthetics, and the upper end periphery of the polymerization cup is the light of the light source chamber. It is preferable to have an integration mechanism that can integrate the two under the transparent window material while keeping a predetermined distance so that they can be integrated with each other. It is preferable that, when the light irradiator and the polymerization container are integrated, the contact portions of the light irradiator and the polymerization container are both made of a non-metallic material.
本発明の重合装置は、光源としてLEDを用いているため、コンパクト化が可能で持ち運びやすいために、訪問診療時の義歯補修などに好適に使用することができる。しかも、光源として、たとえば10個といった複数のLEDを用いているため、義歯の予備成形体などの対象物の表面に高強度で光を照射することができる。さらに、コンパクトな装置内に複数のLEDを搭載しているにもかかわらず、これらLEDで発生する熱を有効に装置外に放熱することができるため、装置内に配置される制御装置に熱ストレスがかかり難く、また、重合容器内の温度分の不均一化を防止できるため、安定して精度の高い重合硬化が可能となる。 Since the polymerization apparatus of the present invention uses an LED as a light source, it can be made compact and easy to carry, so that it can be suitably used for repairing dentures during medical visits. Moreover, since a plurality of LEDs, such as ten LEDs, are used as the light source, it is possible to irradiate the surface of an object such as a denture preform with high intensity with light. Further, even though a plurality of LEDs are mounted in a compact device, the heat generated by these LEDs can be effectively dissipated to the outside of the device, so that the control device arranged in the device is subjected to thermal stress. Is less likely to occur, and nonuniformity due to the temperature in the polymerization container can be prevented, so that stable and highly accurate polymerization and curing can be performed.
さらに、対象物が、重合硬化時の重合発熱によって揮発する低分子量の単官能重合性単量体成分を含有する重合硬化性組成物で構成される未重合部を有し、当該成分が光透過性窓材や重合容器に付着して固化した場合であっても、保護フィルムや重合カップが容易に取り外しでき、交換できるため、窓材を交換する場合と比べて交換の手間やコストを大幅に低減することが可能となる。 Furthermore, the object has an unpolymerized part composed of a polymerization-curable composition containing a low-molecular-weight monofunctional polymerizable monomer component that volatilizes due to the heat of polymerization during polymerization and curing, and the component transmits light. Even if it adheres to a transparent window material or polymerization container and solidifies, the protective film and polymerization cup can be easily removed and replaced, so the time and cost of replacement are significantly greater than when replacing the window material. It becomes possible to reduce.
本発明の重合装置は、「分子量が200以下である単官能重合性単量体を含有する光重合硬化性組成物で構成される未重合部を有する部材又は物品からなる対象物」に光を照射することによって前記未重合部を重合させるための重合装置である。 The polymerization apparatus of the present invention applies light to an “object made of a member or article having an unpolymerized portion composed of a photopolymerizable curable composition containing a monofunctional polymerizable monomer having a molecular weight of 200 or less”. It is a polymerization device for polymerizing the unpolymerized portion by irradiation.
本発明では、対象物を「分子量が200以下である単官能重合性単量体」を含むものに限定しているが、これは、当該単官能重合性単量体が前記した「強固に固着する汚れ」の原因物質であることに起因する。すなわち、光重合の際に発生する重合熱によって上記単官能重合性単量体の一部が蒸気となって飛散し、周囲に付着した状態で固化することによって上記汚れが発生するのであるが、本発明は、このような対象物の光重合を頻繁に行うことを想定し、装置のメンテナンスが容易となるような対策を講じたものである。但し、本発明の重合装置は、前記対象物の重合に用いることがあれば足り、前記単官能重合性単量体を含まない対象物の重合に用いても良いことは勿論である。 In the present invention, the object is limited to those containing "a monofunctional polymerizable monomer having a molecular weight of 200 or less". This is because the monofunctional polymerizable monomer described above "fixes firmly. This is because it is the causative substance of "contamination". That is, part of the monofunctional polymerizable monomer is vaporized and scattered by the heat of polymerization generated during photopolymerization, and the stain is generated by solidifying in a state of adhering to the surroundings, The present invention assumes that such photopolymerization of an object is frequently performed, and takes measures to facilitate maintenance of the apparatus. However, the polymerization apparatus of the present invention only needs to be used for the polymerization of the target object, and needless to say, may be used for the polymerization of the target object not containing the monofunctional polymerizable monomer.
本発明の重合装置で対象物として想定する前記対象物における光重合硬化性組成物としては、分子量が200以下である単官能重合性単量体を含むラジカル重合性単量体及び光重合開始剤を含む組成物であれば特に限定されず使用でき、当該光重合硬化性組成物には、必要に応じて充填材や顔料や染料等のその他の成分が含まれていても良い。 The photopolymerizable curable composition in the object assumed as the object in the polymerization apparatus of the present invention includes a radical polymerizable monomer containing a monofunctional polymerizable monomer having a molecular weight of 200 or less, and a photopolymerization initiator. Any photopolymerizable composition can be used without particular limitation, and the photopolymerizable curable composition may contain other components such as a filler and a pigment or a dye, if necessary.
分子量が200以下である単官能重合性単量体としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロキシエチルプロピオネート、エトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。前記光重合硬化性組成物に含まれるこれら単官能重合性単量体の含有量は、重合時における前記汚染が起こり易く、本発明の効果が顕著となる、という理由から、光重合硬化性組成物中の全重合性単量体の質量(総質量)を基準として、30質量%以上、100質量%以下、特に40質量%以上、80質量%以下であることが好ましい。 Examples of the monofunctional polymerizable monomer having a molecular weight of 200 or less include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, and 2-hydroxyethyl. (Meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, methoxyethylene glycol (meth)acrylate, n-hexyl (meth)acrylate, cyclohexyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, 2-(meth)acryloxyethyl propionate, Examples thereof include ethoxyethylene glycol (meth)acrylate, dimethylaminoethyl (meth)acrylate and diethylaminoethyl (meth)acrylate. The content of these monofunctional polymerizable monomers contained in the photopolymerizable curable composition, the contamination at the time of polymerization is likely to occur, the effect of the present invention is remarkable, the photopolymerizable curable composition It is preferably 30% by mass or more and 100% by mass or less, particularly 40% by mass or more and 80% by mass or less, based on the mass (total mass) of all the polymerizable monomers in the product.
このような単官能重合性単量体を含む光重合硬化性組成物として好適に使用できるものを例示すれば、所謂、義歯床裏装材や歯科用コンポジットレジン等として使用される光硬化性の歯科用重合硬化性組成物を挙げることができる。また、前記対象物となる部材又は物品は、その一部が前記光重合硬化性組成物で構成されていればよい。このような対象物としては、義歯の義歯床に補修用裏装材を盛りつけて成形したものや、模型上や金属フレーム上に歯冠用硬質レジンを歯の形状に盛りつけ成形したもの等を挙げることができる。 As an example of a photopolymerizable curable composition containing such a monofunctional polymerizable monomer, a so-called denture base lining material or a dental composite resin used as a photocurable composition Mention may be made of dental curable compositions. Further, the member or article to be the object may be partially formed of the photopolymerizable curable composition. Examples of such an object include a denture base of a denture formed by lining a repair lining material and a denture base formed by molding a hard resin for crown on a model or a metal frame. be able to.
また、前記対象物に照射する光は、前記光重合硬化性組成物に含まれる光重合開始剤を活性化する波長の光(活性化光)を含む光であれば特に限定されず、使用される光重合活性剤の種類に応じて適宜決定すればよいが、通常は、短波長の可視光や紫外線が使用されることが多い。 Further, the light for irradiating the object is not particularly limited as long as it is light containing light having a wavelength for activating the photopolymerization initiator contained in the photopolymerization curable composition (activating light), and is used. It may be appropriately determined according to the kind of the photopolymerization activator, but usually, short-wavelength visible light or ultraviolet light is often used.
本発明の重合装置は、前記光(活性化光)を外部に向けて出射する特定の光照射器と、前記対象物を内部に収容し、そこで前記光照射器から出射された活性光を当該対象物に照射して重合硬化を行う、特定の重合容器とを有する。 The polymerization apparatus of the present invention accommodates the specific light irradiator that emits the light (activation light) to the outside and the object inside, and the active light emitted from the light irradiator therein It has a specific polymerization container that irradiates an object to polymerize and cure it.
以下、図面を参照して、前記光照射器及び前記重合容器の構造等、延いては本発明の重合装置の構造等について詳しく説明する。ただし、本発明は図面に示される態様に限定されるものではない。 Hereinafter, the structure of the light irradiator and the polymerization container, and the structure of the polymerization apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiment shown in the drawings.
図1〜図3に示されるように、本発明の重合装置100は、光照射器200と、重合容器300を含んでなる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
前記光照射器200は、円筒状の側壁221と、円形の天井222と、円形の光透過性窓材230を有する床223と、によって画定される光源室220を有し、前記側壁221には、それぞれスリット状に複数設けられた吸気孔224及び排気孔225が設けられている第一の筺体210を有する。そして前記光源室220の内部には、光源アッセンブリー240、吸気ファン250、排気ファン260及び制御手段280が配置されている。
The light irradiator 200 has a
前記第一の筺体210(側壁221、天井222及び床223の光透過性窓材230以外の部分等)の材質としては、合成樹脂、金属、セラミックスなどが使用できるが、工業的な量産が容易であることから、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂(ABS)、ポリプロピレン(PP)、ポリカーボネート(PC)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリアミド(PA)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレン(PE)、ポリスチレン(PS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等の樹脂材料を使用するのが好適である。また、光透過性窓材230は、後述する発光ダイオード(LED)243から出射される活性化光を透過するもの、好ましくは該活性化光の透過率が80%以上のものであれば特に限定されないが、前記活性化光が波長380nm〜500nmの可視光又は紫外線である場合には、ガラス、PC、PMMA、PET、PEN、PVC、PA、PS等の材料で構成される厚さが1〜10mm、好ましくは2〜5mmの板状体が好適に使用される。なお、光透過性窓材230の面積は、装置を小型化でき且つ義歯などの対象物の表面に十分な光を照射することができるという観点から20〜225cm2(窓の形状が円形である場合の直径で表すと約5〜約17cm)特に50〜170cm2(窓の形状が円形である場合の直径で表すと約8〜約15cm)であることが好ましい。床223の全面を光透過性窓材230としても良いが、窓材を交換可能とすることが好ましく、そのためには床223の中央部に光透過性窓材230よりも僅かに小さい開口を設け、当該開口の外側に残った縁部に光透過性窓材230を螺子やボルト・ナットを用いて着脱可能に固定することが好ましい。
As the material of the first housing 210 (the parts other than the light-
このように光透過性窓材230を着脱可能に取り付けることにより、長期間の使用により光透過性窓材230に傷がついた場合等には、光透過性窓材230を交換することにより、光透過性を良好に保つことが可能になる。
By detachably attaching the light-
本発明の重合装置は、光透過性窓材230の交換頻度を低減する目的で、保護フィルム231を使用する点が大きな特徴点となっている。前記したように、対象物が、重合硬化時の重合発熱によって揮発する低分子量(具体的には、分子量が200以下)の単官能重合性単量体成分を含有する重合硬化性組成物で構成される未重合部を有する場合には、当該成分が光透過性窓材230に付着する。このときの付着物は付着後に硬化して容易に除去できないため、このような対象物の重合を行う場合には、光透過性窓材230の外側の表面を、汚れ防止のための保護フィルム231で被覆することが重要となる。すなわち、このような保護フィルム231を用いることにより、前記付着物により光透過率が低下した場合には、この保護フィルム231のみを交換すればよく、窓材を交換する場合と比べて交換の手間やコストを大幅に低減することが可能となる。このような保護フィルム231としては、前記活性化光の透過率が80%以上、特に90%以上であることが好ましく、その材質及び厚さは、前記活性化光の波長およびそれに対する吸光度等に応じて光透過率が前記範囲なるような材質及び厚さを適宜決定すればよい。なお、保護フィルム231として好適に使用できる材料を例示すれば、PE、PP、PET、PEN、PVC、PS、パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等を挙げることができる。また、フィルムの厚さは、通常10μm以上、200μm以下である。
The polymerization apparatus of the present invention is characterized in that the
ところで、重合時において雰囲気酸素などの影響により不可避的に形成される所謂表面未重合層の形成を防止するために、対象物を水又は温水に沈めた状態で重合を行う技術が知られており(特許文献3参照)、本発明の重合装置においても後述する重合カップ310に水又は温水を注入する場合もあり得る。このような場合に備えて、光源室220内に蒸気や液体状態の水が入らないように、固定部にガスケット232を介在させて気密に封止することが好ましい。ガスケット232は気密シール可能なものであれば特に限定されないが、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴムなどからなる弾性シール部材を用いることが好ましい。
By the way, in order to prevent the formation of a so-called surface unpolymerized layer which is inevitably formed due to the influence of atmospheric oxygen during polymerization, a technique of performing polymerization in a state in which an object is submerged in water or warm water is known. Also in the polymerization apparatus of the present invention (see Patent Document 3), water or warm water may be injected into the
光源アッセンブリー240は、複数の発光ダイオード(LED)243が所定パターンで配置された発光面242とヒートシンク245が接合された放熱面244と、を有する基体241を含んでなる。そして当該光源アッセンブリー240は、前記発光面242を前記光透過性窓材230に向けて配置され、前記複数のLED243から出射され、前記光透過性窓材230を透過した活性光を外部に向けて出射できるようになっている。
The light source assembly 240 includes a base body 241 having a
なお、前記光源アッセンブリー240は、所謂ヒートシンク付きLEDモジュールと基本的には同じものであり、基体241やヒートシンク245の材質やLED(パッケージ化されていても良い)及びヒートシンク245の接合方法などはヒートシンク付きLEDモジュールと特に変わる点はないが、前記基体241の形状及び面積(実質的に発光面242の形状及び面積に対応する)は、前記光透過性窓材230の形状及び面積と同等であることが好ましい。また、発光面242に配置される複数のLED243の数及び配列パターンは発光面242の形状及び面積や、個々のLEDの指向角度(半値角)等に応じて対象物に対してなるべく均一な光照射ができるように適宜決定すればよいが、指向角度(半値角)が110〜140度のLEDを使用する場合には、発光面242の単位面積の個数が0.10〜0.25(個/cm2)となるようにすることが好ましい。
The light source assembly 240 is basically the same as a so-called LED module with a heat sink, and the materials of the base body 241 and the heat sink 245, the LED (which may be packaged), and the joining method of the heat sink 245 are heat sinks. The shape and the area of the base 241 (substantially corresponding to the shape and the area of the light emitting surface 242) are the same as the shape and the area of the light
前記発光面242の裏側の放熱面244は、ヒートシンク245が接合されている。当該ヒートシンク245は、アルミニウムなどの熱伝導率の高い金属で構成され、図に示す態様のヒートシンク245では、所定の間隔をもって平行に配置される複数の放熱フィン246を有し、互いに隣接する放熱フィン246の間に溝状の通風路247が形成すされている。そして、当該通風路247を冷却用空気が通過する際にLED駆動時に発生する熱を奪うことにより、光源アッセンブリー240の冷却が行われる。
A heat sink 245 is joined to the
また、前記光源室220内には、冷却用空気を前記通風路247へ送るためのファンが設置されている。図には、2つのファン、すなわち吸気ファン250及び排気ファン260を用いた態様を示した。冷却用空気は、吸気ファン250を駆動させることにより、これと対向する位置に存在する吸気孔224から取り込まれる外部空気であり、使用後の暖められた空気は、これと対向する位置に存在する排気孔225を介して外部に排出される。本発明の重合装置では、上記の空冷機構において、排気ファン260を追加して配置し、吸気ファン250と排気ファン260とを同期させて駆動させることにより、大型のファンを使用することなく、冷却空気流速を速める(単位時間当たりに通風路247を通過する空気の量増やす)様にしている。設置スペースの小さい小型のファンが使用できるため、2つ使用しても狭い光源室220の空間内に設置可能となり、装置のコンパクト化を図ることが可能となる。
In addition, a fan for sending cooling air to the
また、図に示す本発明の重合装置100では、吸気孔224、吸気ファン250、通風路247、排気ファン260及び排気孔225が一直線上に並ぶように、通風路247の一方端と対向するように吸気ファン250を配置すると共に通風路247の他方端と対向するように排気ファン260を配置している。そして、このことによって両ファンを駆動したときの空気の流れを規制している。すなわち、このような配置構造を採ることによって、放熱フィン246からの熱を吸収して加熱された空気は、光源室220の内部において通風路247以外の空間に広がり難くなる。したがって、前記2つのファンの併用による冷却効率の向上効果と、この流れ規制によって、光源室220内部に配置された制御手段280等の機器や回路などに対する熱ストレスを低減することが可能となる。なお、制御手段280とは、複数のLED243、吸気ファン250、排気ファン260等の駆動を制御する手段を意味する。
In addition, in the
制御手段280の駆動源(動力)としては、電池(図示せず)又は外部電源コード用ポート290を介して外部から供給される電力が用いられる。そして、光照射器200の第一の筺体210に取り付けられている、何れも図示しない、操作パネルや各種スイッチ類に基づく指令や、必要に応じて設置させる各種センサ類からの情報に基づいて前記機器類の駆動を制御する。このようなスイッチ類やセンサ類としては、主電源スイッチ、照射を開始させるためのメインスイッチ、タイマースイッチ、選択スイッチ、表示灯、出力を制御する為の光センサ、温度センサ、安全装置としてのサーミスタ、傾斜スイッチ、接点スイッチ、近接スイッチなどを挙げることができる。また、制御手段280による制御方法の例としては、照射時間の制御方法として、第一の筺体210の外側面にタイマースイッチを配置し任意調整する方法、制御手段280にマイコンを搭載し、例えば、照射開始から5分後や10分後に自動消灯するよう、プログラミングにより照射時間を制御する方法な等が採用さできる。このとき、プログラミングされた照射時間の選択は、第一の筺体210の外側面に選択スイッチを配置して選択することもできるし、メインスイッチの押した回数で選択することもできる。また、吸気ファン250及び排気ファン260の駆動の制御方法としては、温度センサで検知した温度が規定温度以下になるまで駆動するようにプログラミングして制御する方法や、光照射開始と同時に駆動を開始し、消灯後一定時間駆動し続けるようにプログラミングして制御する方法などが採用できる。
As a drive source (power) of the control means 280, electric power supplied from the outside via a battery (not shown) or the external
重合容器300は、上方が解放されると共に上方に向かって拡径する、円錐台形状又は略円錐台形状を有し、内部に前記対象物を収容可能な重合カップ310と、頂部に開口321を有する有底の円筒状又は箱状の筺体であって、開口321を通して重合カップ310を着脱可能に収容する第二の筺体320と、を有する。そして、光照射器200の複数のLED243から出射され、光透過性窓材230を透過した光(活性化光)が、重合カップ310の内部に照射されるようになっている。
The polymerization container 300 has a truncated cone shape or a substantially truncated cone shape in which the upper side is opened and the diameter is increased upward, and a
重合カップ310としては、少なくともその内表面が、アルミニウム、ステンレス、金属メッキを施したガラス又は透明樹脂等の、前記活性化光を反射する材料で構成されていることが好ましい。そうすることによって、重合カップ310は錐台形状又は略円錐台形状を有しているので、その側面で反射した光の一部が底面で反射して対象物の裏側にも光を照射することが可能となる。このとき、円錐台形状又は略円錐台形状における母線の垂線に対する角度は、5〜30度(deg)であることが好ましい。また、重合カップ310の上端周縁311(カップの円形若しくは略円形の開口部)は、光透過性窓材230の範囲内に収まるものであり、光透過性窓材230が円形である場合には、上記周縁の径(開口部の口径)は光透過性窓材230の径と同等か、僅かに小さいことが好ましい。
It is preferable that at least the inner surface of the
前記したように、重合時において雰囲気酸素などの影響により不可避的に形成される所謂表面未重合層の形成を防止するために、対象物を水又は温水に沈めた状態で重合を行うことが有効である。そのため、本発明の重合装置100では、重合カップ310内に水又は温水を注入し、対象物を水又は温水に浸漬した状態で光照射できるようにしておくことが好ましい。このとき、対象物の大きさによって必要な水又は温水の量が異なるため、あらかじめ重合容器内に水又は温水に入れておくと、水量が少なすぎると対象物全体を浸漬させることができず、一方、水量が多すぎるとカップの外部に水又は温水があふれる虞があり、水量の調整が困難となる。本発明の重合装置100では、第二の筺体320に重合カップ310を着脱可能に収容する2重構造としているので、重合カップ310の上端周縁311付近まで重合カップ310内に水又は温水を入れ、対象物を入れたとしても、重合カップ310からあふれた水又は温水を重合カップ310と第二の筺体320の間隙で受け止める事が出来、さらに、使用後において重合カップ310を外すことにより溢れた水等を容易に廃棄することができる。このことにより、水又は温水の事前準備が容易となり、作業時間の短縮につながる。
As described above, in order to prevent the formation of a so-called surface unpolymerized layer which is inevitably formed by the influence of atmospheric oxygen during the polymerization, it is effective to carry out the polymerization in a state where the object is immersed in water or warm water. Is. Therefore, in the
また、重合容器300においては、光照射器200の光透過性窓材230を透過した活性化光が重合カップ310内に確実かつ効率的に入射する様な位置に常に配置できるようにするために、重合カップ310と第2の筺体320とに位置決め手段(図示せず)を設けることが好ましい。このような位置決め手段としては、例えば、重合カップ310の底面に凹部を設け、第二の筺体320に対応する凸部を設け、両者を嵌め合わせることにより位置決めする手段や、第二の筺体320に重合カップ310の底面の外周と外接するガイド(突起)を設け、当該ガイドにより位置決めする手段などを挙げることができる。
In addition, in the polymerization container 300, in order to ensure that the activation light transmitted through the light-
さらに、前記したように、重合硬化時の重合発熱によって揮発する低分子量の単官能重合性単量体成分を含有する重合硬化性組成物で構成される未重合部を有する対象物を重合する場合には、当該成分が、重合カップ310の内表面に付着して活性化光の反射を阻害するばかりでなく、このような付着物が堆積した場合には、当該堆積物が対象物に付着した状態で重合が起こってしまうこともある。このような問題を回避できるという観点から、重合カップ310を取り外し可能とし、清掃や交換が容易にできるようにすることが好ましい。また、重合装置100の使用時において重合カップ310に内装され、当該重合カップ310と実質的に相似する形状を有し、少なくともその内表面がLED243から出射される光を反射する材料で構成されるディスポーザブルカップ(図示せず)を使用することもできる。使用時に未使用の上記重合カップ310やディスポーザブルカップを毎回セットして重合を行い、使用後に廃棄することにより、上記問題の発生を容易に回避することが可能となり、衛生の確保も容易となる。さらに、重合カップ310自体を上記したようなディスポーザブルカップで構成しても良い。
Further, as described above, in the case of polymerizing an object having an unpolymerized portion composed of a polymerization-curable composition containing a low-molecular weight monofunctional polymerizable monomer component that is volatilized by the heat of polymerization during polymerization and curing. In addition to the fact that the component adheres to the inner surface of the
第二の筺体320の材質は、特に限定されるものではないが、通常は第一の筺体210と同じ材質である。また、その形状及び大きさは、重合カップ310を着脱可能に収容できるものであれば特に限定されないが、重合カップ310の上端周縁311が光源室220の光透過性窓材230の下方に所定の距離を保って重なるようにしたときに第一の筺体210と一体となるような形状及び大きさであることが好ましく、図に示す態様では、両者を重ねたときに円柱状となるようにされている。
The material of the second housing 320 is not particularly limited, but is usually the same material as that of the first housing 210. Further, the shape and size thereof are not particularly limited as long as the superimposing
容易にこのような一体構造とすることができるようにするために、光照射器200及び重合容器300は、相互に作用して、重合カップ310の上端周縁311が光源室220の光透過性窓材230の下方に所定の距離を保って重なるようにして両者を一体化することができる一体化機構を有することが好ましい。このような一体化機構としては、図4に示されるように、光照射器200側の一体化機構270として、第一の筺体210の底(床223の裏側)の最外周よりやや内側に環状の嵌合凸部を設けると共に、重合容器300側の一体化機構330として、第二の筺体320の外周壁上端近傍の一部を薄肉化して上記嵌合凸部と嵌合し、当該凸部を載せることができるような棚部(段部)を形成したものを挙げることができる。このような一体化機構を採用する場合には、重合容器300から、第一の筺体210を通じてLED243から発生した熱が第二の筺体320に伝わることを可及的に避けるために、両者が一体化したときにおいて、その接触部を共に、合成樹脂等の非金属材料で構成することが好ましく、接触面積もできるだけ少なくするようにすることが好ましい。
In order to easily form such an integrated structure, the light irradiator 200 and the polymerization container 300 interact with each other so that the
以上、図面に基づいて本発明の重合装置について説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、様々な改変をすることは勿論可能である。たとえば、前記一体化機構は、第一の筺体及び第二の筺体の形状等に応じて適宜変更可能であり、第二の筺体を引き出しタイプとして、第一の筺体内に収まるような形とし、引き出を開けた状態で対象物を重合カップ内に収容した後に引き出しを閉め、引出が閉まった状態で重合カップの上端周縁が光透過性窓材の下方に所定の距離を保って重なるようにしてもよい。 Although the polymerization apparatus of the present invention has been described above with reference to the drawings, various modifications can of course be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the integrated mechanism can be appropriately changed according to the shape and the like of the first housing and the second housing, the second housing as a drawer type, and a shape that fits in the first housing, Place the object in the polymerization cup with the drawer open, and then close the drawer so that the top edge of the polymerization cup overlaps with the light-transmissive window material at a predetermined distance while the drawer is closed. May be.
100・・重合装置
200・・・光照射器
210・・・第一の筺体
220・・・光源室
221・・・側壁
222・・・天井
223・・・床
224・・・吸気孔
225・・・排気孔
230・・・光透過性窓材
231・・・保護フィルム
232・・・ガスケット
240・・・光源アッセンブリー
241・・・基体
242・・・発光面
243・・・LED
244・・・放熱面
245・・・ヒートシンク
246・・・放熱フィン
247・・・通風路
250・・・吸気ファン
260・・・排気ファン
270・・・一体化機構(光照射器側)
280・・・制御手段
290・・・外部電源コード用ポート
300・・・重合容器
310・・・重合カップ
311・・・重合カップ上端周縁
320・・・第二の筺体
321・・・開口
330・・・一体化機構(重合容器側)
100... Polymerization device 200... Light irradiator 210...
244... Radiating surface 245... Heat sink 246... Radiating
280... Control means 290... Port for external power cord 300...
Claims (5)
前記光照射器は、
筒状の側壁と、天井と、光透過性窓材を有する床と、によって画定される光源室を有し、前記側壁には吸気孔及び排気孔が設けられている第一の筺体と、
複数の発光ダイオードが所定パターンで配置された発光面と、ヒートシンクが接合された放熱面と、を有する基体を有し、前記発光面を前記光透過性窓材に向けて前記光源室内に配置される光源アッセンブリーと、
前記光源室内に配置されるファンと、
前記光透過性窓材における前記光源室の外側に露出する部分を、交換可能に被覆する、厚さが10μm以上200μm以下である光透過性保護フィルムと、を有し、
前記光透過性保護フィルムによって前記光源室の外側に露出する部分が被覆された前記光透過性窓材は、前記光源室内に蒸気又は液体状態の水が入らないようにガスケットによって気密に封止されており、
前記重合容器は、
上方が解放されると共に上方に向かって拡径する、円錐台形状又は略円錐台形状を有し、内部に前記対象物を収容可能な重合カップと、
頂部に開口を有する有底の円筒状又は箱状の筺体であって、当該開口を通して前記重合カップを着脱可能に収容する第二の筺体と、を有し、
前記光照射器の前記複数の発光ダイオードから出射され、前記光透過性窓材を透過した光を前記重合容器の前記重合カップ内に照射するようにすると共に、前記光透過性保護フィルムによって、前記対象物から揮発した分子量が200以下である単官能重合性単量体が前記光透過性窓材における前記光源室の外側に露出する部分に付着するのを防止するようにしたことを特徴とする前記重合装置。 A non-polymerized portion comprising a photopolymerizable curable composition containing a monofunctional polymerizable monomer having a molecular weight of 200 or less, which is housed inside the polymerization container and has a light irradiator and a polymerization container. A polymerization device for polymerizing the unpolymerized portion by irradiating the light emitted from the light irradiator to an object consisting of a member or an article having,
The light irradiator is
A first housing having a light source chamber defined by a cylindrical side wall, a ceiling, and a floor having a light-transmissive window material, and the side wall having an intake hole and an exhaust hole;
It has a substrate having a light emitting surface on which a plurality of light emitting diodes are arranged in a predetermined pattern and a heat radiating surface to which a heat sink is joined, and is arranged in the light source chamber with the light emitting surface facing the light transmissive window material. Light source assembly,
A fan disposed in the light source chamber,
A light-transmitting protective film having a thickness of 10 μm or more and 200 μm or less, which replaceably covers a portion of the light-transmitting window material exposed to the outside of the light source chamber,
The light-transmissive window material, which is covered by the light-transmissive protective film, on the portion exposed to the outside of the light source chamber, is hermetically sealed by a gasket so that water in a vapor or liquid state does not enter the light source chamber. And
The polymerization container is
A polymerization cup capable of accommodating the object therein, having a truncated cone shape or a substantially truncated cone shape in which the upper side is released and the diameter is increased upward.
A bottomed cylindrical or box-shaped housing having an opening at the top, and a second housing detachably accommodating the polymerization cup through the opening,
The light is emitted from the plurality of light emitting diodes of the light irradiator, and the light transmitted through the light transmissive window member is irradiated into the polymerization cup of the polymerization container, and by the light transmissive protective film, It is characterized in that a monofunctional polymerizable monomer having a molecular weight of 200 or less volatilized from an object is prevented from adhering to a portion of the light transmissive window material exposed to the outside of the light source chamber. The polymerization device.
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