JPH0698628B2 - 可視光重合型レジンの連続硬化方法及び装置 - Google Patents

可視光重合型レジンの連続硬化方法及び装置

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JPH0698628B2
JPH0698628B2 JP1226971A JP22697189A JPH0698628B2 JP H0698628 B2 JPH0698628 B2 JP H0698628B2 JP 1226971 A JP1226971 A JP 1226971A JP 22697189 A JP22697189 A JP 22697189A JP H0698628 B2 JPH0698628 B2 JP H0698628B2
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    • B29L2011/0016—Lenses

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は可視光重合型レジンの硬化方法及び装置に関
し、特に可視光重合型レジンよりなる被照射物を移送さ
せながら連続的に硬化させる可視光重合型レジンの連続
硬化方法及び装置に関する。
［従来の技術］ 光重合型レジンの硬化方法及び装置には紫外光を用いる
ものと可視光を用いるものがある。
紫外光を用いる硬化装置は、主として塗膜、インキ、コ
ーティング膜等の光重合型レジンの厚みが、数μｍ〜数
百μｍ程度の薄いものの硬化に用いられている。
これらの装置はベルトコンベア等の連続移送手段を備
え、その上に載置移送されて来る光重合型レジンを薄く
塗布した被照射物に紫外光を照射して連続的に硬化する
ものであり、優れた生産性を有し、広く用いられてい
る。
一方、可視光を用いる方法及び装置は、例えば歯科の分
野でコンポジットレジンを用いた歯科技工物の硬化に使
用されており、例えば特開昭62−38149号公報には400〜
500nmの可視光を発生する蛍光灯を有する照射器が、ま
た例えば特開昭62−47354には、ハロゲンランプからの
照射光をターンテーブル上に配置された被照射物に照射
する照射器が開示されている。
そして上記各種硬化装置は、通常１個あるいは数個の被
照射物を一時に硬化させるいわゆるバッチ方式のものが
用いられている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記紫外光を用いる場合は、連続生産性に
優れるものの、被照射物の深部硬化性に乏しく歯科技工
物などのように1mm以上の肉厚を有する被照射物に適用
すると内部が未硬化状態となり、硬化物の硬度や機械的
強度が低下する。
この問題を解決するため、例えば光重合型レジンを薄く
塗布し、それに紫外光を照射して硬化させ次いでその上
に光重合型レジンを薄く塗布し、それに紫外光を照射し
て硬化させるという工程を多数回繰り返すことが行われ
るが、こうした操作は煩雑で、かつ時間のかかる問題が
ある。
また、通常の紫外光照射器は照射光の強度（照度）が一
定しているため、重合速度の制御が行えず、肉厚の厚い
光重合型レジンを硬化させるために、被照射光の照度を
高くしてしまうと被照射物が急激に重合硬化して、硬化
物の内部に重合時に発生した内部歪を残してしまい機械
的強度が低下したり、寸法精度が低下する等の問題が生
じる。
一方、可視光を用いる硬化装置では、肉厚が1mm以上の
ものを容易に硬化させることができる反面、従来バッチ
式の硬化装置しかないため、生産性に乏しい。
さらに、従来の可視光硬化装置では、照射光の照度も固
定されているため、被照射物の深部硬化を達成しようと
して照射光の強度を強くすると前記紫外光による場合と
同様、重合速度の制御を行うことができず、その結果硬
化物の内部に重合時に発生する内部歪を残してしまい機
械的強度低下、寸法精度低下等の問題が生じる。
また、前記紫外光、可視光を用いる装置では共に、照射
光の照度が小さいと熱に変換されるエネルギーも小さ
く、雰囲気温度が充分に上がらず、その結果硬化物の硬
度・機械的強度が不充分となる。他方、照射光の照度が
強いと熱に変換されるエネルギーも大きくなり、その結
果硬化物が必要以上に加熱されてしまって、熱膨張が生
じ、硬化終了時における製品硬化物の寸法精度が低下し
たりする問題がある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、すなわ
ち、（１）可視光重合型レジンを硬化して多数の肉厚の
厚い硬化物を製造する可視光重合型レジンの硬化方法に
おいて、連続的に移送されている可視光重合型レジンよ
りなる被照射物に対して、その移送位置に対応して多段
階に可視光の照度を変化させて照射することを特徴とす
る可視光重合型レジンの連続硬化方法。
（２）被照射物の連続移送装置と可視光の照度の調整装
置とを具備する可視光重合型レジンの連続硬化装置にお
いて、可視光の照度の調整装置が光源と被照射物の移送
位置に対応して多段階に変化した異なる照度の可視光を
調整照射する手段を備えてなることを特徴とする可視光
重合型レジンの連続硬化装置、である。
すなわち本発明においては、移送中の被照射物に対して
可視光を照射する光強度（照度）を被照射物の位置・場
所によって段階的に異なるようにしている。
よって、被照射物に照射される可視光の照度はその移動
に伴ない変化することとなり、その結果、被照射物の重
合速度、硬化深度等を位置的、時間的に制御することが
できる。
本発明においていう、“連続的な移送”とは、被照射物
が次々に硬化装置内の光照射位置へ導入され、かつそれ
からから出て行くことを意味し、よって被照射物が常時
スムーズに移動する状態のほか間欠的に移動する状態の
場合をも含む。
なお、本発明において被照射物が硬化装置内へ導入され
てから、装置外へ搬出されるまでに要する時間は、１秒
間から24時間の範囲に設定することが好ましく、特に好
ましくは10秒間から３時間の範囲に設定するのがよい。
移送機構としては、例えばベルトコンベアやターンテー
ブルのように常時連続して被照射物を移動する機構のほ
か、ウォーキングビームコンベア、空圧式あるいは油圧
式シリンダー等によりそのストロークに応じて段階的に
被照射物を搬送移送する機構であってもよく、さらにパ
ルスモーター等を用いて数値制御により被照射物を移送
するものであってもよい。
また、被照射物の移送は同一平面上の直線運動や回転運
動のほか、上下方向への移動によって行うものであって
もよい。
可視光を発生する光源としては、ハロゲンランプ、キセ
ノンランプ、蛍光灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、ショー
トアークランプなど通常の光重合に用いられる光源が挙
げられる。
これら光源には、公知の反射鏡や拡散板のほか熱線カッ
トフィルター等を設けて所望の照度分布となしたり、被
照射物の温度上昇の低減効果を生じせしめるようにでき
ることはいうまでもない。
本発明においては、連続的に移送される被照射物に対し
て、多段階に変化する照度の照射光が照射されるが、
“照度が多段階に変化する”の意味は、具体的には、被
照射物が装置内へ移送機構により導入された際に受光す
る照度が、被照射物が装置内を更に別の位置へ移動する
過程において、有意に異なる（例えばＡ地点で100キロ
ルックスであるのに対し、Ｂ地点では200キロルックス
あるいは10キロルックスのようになる）ことを意味して
いる。
ここで可視光の照度は、100ルックスから10000キロルッ
クスの範囲で変化させることが好ましく、特に好ましく
は1000ルックスから1000キロルックスの範囲で変化させ
るのがよい。
なお、一般に照射光の照度は光源と被照射物との距離の
二乗に反比例する関係にあるが、本発明における被照射
物の硬化装置内での位置と照度との関係は、この関係と
は異なりグラフとして表せば指数曲線状、傾きを持った
直線状、段階状等になる関係にある。
また、本発明において照度を多段階に変化させた際の最
小の照度と最大の照度との比は１対２以上となるように
することが好ましく、特に好ましくは１対10以上とする
ことがよい。
また、被照射物に照射する光の照度は連続的に変化させ
てもあるいは離散的に急激に変化させてもよい。例え
ば、重合初期（装置入口付近）には、弱い照度の光を照
射し、後期（装置出口付近）には強い照度の光を照射す
るように構成して、被照射物の急激な重合収縮を抑制
し、かつ短時間に高精度の重合硬化物を得ることができ
る。
次に本発明において被照射物が受光する照度を多段階に
変化させる（実質的に２段階以上に異なるようにする）
手段を例示、列挙する。
（１）第１図のように出力の異なる２つのランプを設置
する方法。
（２）第２図のように蛍光灯とハロゲンランプを設置す
る方法。
（３）第３図のように部分的にランプの設置数を変化さ
せる方法。
（４）第４図のように部分的に光透過率の異なるフィル
ターを設置する方法。
（５）第５図のように可変トランスにより複数の光源の
照度を調節する方法。
以上に述べたごとく、本発明では可視光重合型レジンの
重合速度が照度に依存することを考慮し、被照射物の可
視光重合特性に応じて、各受光位置における照度を異な
らせるものである。
可視光の種類は、肉厚1mm以上の厚い被照射物や、フィ
ラー等の充填された可視光重合型レジンに対しては、ハ
ロゲンランプ、キセノンランプ、蛍光灯からの可視光が
適している。
また、本発明においては、照度とは別に独立して被照射
物の装置内での周囲温度を制御した装置とすることがで
きる。制御方法としては、ファン、冷却水、冷却器、ヒ
ーター、紫外線発生器を装置内の所望の位置に設けるこ
と（第６図参照）によって行うことができる。その他、
ランプの種類と所望の照度を考慮しながら、ハロゲンラ
ンプ（高温域）、蛍光灯（低温域）を使用することによ
って温度制御することもできる。
本発明の可視光重合型レジンの連続硬化方法及び装置を
採用すれば、肉厚の厚いコーテイング膜、塗膜、歯科技
工物（人工歯、歯冠、義歯床等）、透光性型枠による可
視光重合型レジン成形品等を高効率、かつ高精度で製造
することができる。
透光性型枠使用による製造品の具体例としては、コンタ
クトレンズ、メガネレンズ、マイクロレンズ、歯科用ブ
ラケツト、歯車等が挙げられる。
その他肉厚の厚い半導体封止材、光ファィバーの被覆、
プリズム、レンズ等光学部品の接着、可視光重合型レジ
ンによる種々の包埋物などの硬化にも好適に用いられ
る。
［実施例］ 次に、本発明を図面に示す実施例により詳細に説明す
る。
（実施例１） 第１図は本発明の第１の実施例を示す装置の概説図であ
る。
本装置は装置内の被照射物導入口（15）に近い位置に小
出力（50W）のハロゲンランプ（10）が、被照射物搬出
口（16）に近い位置に大出力（250W）のハロゲンランプ
（11）が配置されている。
本装置の可視光による照射光の照度は、小出力のハロゲ
ンランプ（10）の下部において12キロルックス、大出力
のハロゲンランプ（11）の下部において1500キロルック
スであった。
また、本装置の被照射物（14）の移送機構はモーター
（13）とチェーン（18）により稼動するコンベア（12）
である。
本実施例においては装置内に被照射物導入口（15）より
導入された被照射物（14）は、まず小出力のハロゲンラ
ンプ（10）により比較的低い照度の可視光が照射され
る。続いてコンベア（12）の働きにより装置内を被照射
物搬出口の方向へ被照射物（14）が移動すると徐々に比
較的強い照度の可視光が大出力のハロゲンランプ（11）
により照射されていく。そして大出力のハロゲンランプ
（11）により充分量の可視光が照射された被照射物はコ
ンベア（12）の働きにより被照射物搬出口（16）より装
置外へ搬出される。
本装置のコンベアの長さは60cmであり、ハロゲンランプ
（10），（11）は、それぞれ被照射物導入口（15）及び
被照射物搬出口（16）より20cm離れた位置に取り付けら
れている。
次に本実施例の装置により可視光重合型レジンを硬化す
る方法を説明する。
まず、ビスフェノールＡグリセロール変性ジメタクリレ
ート80重量部、メチルメタクリレート10重量部、トリエ
チレングリコールジメタクリレート10重量部、カンファ
ーキノン0.05重量部、N,N,ジメチルパラトルイジン0.05
重量部を調合し、可視光重合型レジンを調整した。
次に、内径25mm、深さ25mm、肉厚2mmのポリエチレン製
の円筒状の容器に歯牙標本を入れた後、さらに該容器内
へ可視光重合型レジンを気泡が混入しないように静かに
注入して、該容器にいっぱいに満たした。
こうして準備された被照射物を装置の被照射物導入口
（15）に置き、コンベア（12）を稼動させて装置内に導
入した。コンベア（12）の働きにより装置内を移動し、
被照射物搬出口（16）に搬出された被照射物を得た。こ
の時コンベアの移動速度は2cm/minであった。
円筒状容器から可視光照射により光重合された硬化物を
取り出したところ、クラックや剥離のない硬質透明な樹
脂で包埋された歯牙の樹脂包理物が得られた。
また、上述の方法により多数の歯牙標本の包埋を行い、
得られた樹脂包埋物のミクロブリネル硬度を測定したと
ころ、21±1Hbであり、パラツキの少ない均質な表面硬
度を有していた。
（実施例２） 第２図は本発明の第２実施例を示す装置の概説図であ
る。
本装置は可視光の光源として20Wの蛍光ランプ３灯（2
0）と、250Wのハロゲンランプ３灯（21）を有してい
る。また被照射物（24）の移動機構としては実施例１と
同様にモーター（23）の回転運動を伝えるチェーン（2
8）により稼動するコンベア（22）を備えている。
本装置においては、被照射物導入口（25）より装置内へ
導入された被照射物（24）はまず蛍光灯（20）により比
較的弱い照射光の照度で照射され、コンベア（22）の働
きにより装置内を被照射物搬出口（26）の方向へ移動す
ることにより引き続きハロゲンランプ（21）の強い照度
の照射光により照射されて、装置外へ搬出される。
本装置における照射光の照度は、蛍光ランプ（20）の下
部において50キロルックス、ハロゲンランプ（21）の下
部において1500キロルックスであった。
次に本装置を用いて可視光重合型レジンを硬化する方法
を説明する。
まず、メチルメタクリレート90重量部、トリエチレング
リコールジメタクリレート10重量部、カンファーキノン
0.1重量部、過酸化ベンゾイル0.1重量部の組成よりなる
可視光重合型レジンを調合し、充分攪拌した後、ポリ４
メチル１ペンテン製のコンタクトレンズ成形用の透光性
の成形型内に所定量充填し、本装置の被照射物導入口
（25）に置いた。
この時コンベア（22）の移動速度は5cm/minでありコン
ベアの長さは100cmであった。
コンベア（22）の働きにより装置内へ導入してから20分
間経過後、蛍光灯（20）とハロゲンランプ（21）により
可視光を照射された成形型が被照射物搬出口（26）に搬
出された。
この成形型を分解して可視光により重合硬化したコンタ
クトレンズ状硬化物を得た。得られたコンタクトレンズ
状硬化物にはヒビ割れや光学的歪がなく、その曲率半径
は成形型を正確に写し取っていた。
また、上述の方法により曲率半径の異なる成形型を準備
して、屈折度がプラス12ディオプトリーからマイナス16
ディオプトリーの範囲で種々のコンタクトレンズを製造
したところ、いずれの屈折度のものについても、良好な
成形品を得ることができた。
（実施例３） 第３図は本発明の第３実施例を示す装置の概説図であ
る。
本装置はロータリーテーブル回転用タイマー（40）で設
定した時間経過後、モーター（35）の働きにより90°ず
つ回転する４つのロータリーテーブル（36）を被照射物
（37）の移動機構としている。また本装置の照射光の光
源としては、かかる４つのロータリーテーブルの３カ所
の位置の上方に、それぞれ150Wのハロゲンランプが２個
（30）、４個（31）及び６個（32）配置されている。ま
た、ハロゲンランプの取り付けられていない位置には被
照射物を装置内に配置したり、照射光の照射を終えたも
のを装置外へとり出すための被照射物導入・搬出口（3
3）が設けられている。
本装置における照射光の照度は、ハロゲンランプ（30）
の下部において180キロルックス、ハロゲンランプ（3
1）の下部において300キロルックス、ハロゲンランプ
（32）の下部において500キロルックスであった。
本装置を使用する際には、電源スイッチ（38）を入れて
ハロゲンランプ（30）（31）（32）を点灯し、被照射物
（37）を被照射物導入・搬出口（33）のロータリーテー
ブル上に配置する。
続いてロータリーテーブル回転用タイマー（40）により
ロータリーテーブル（36）を回転させる時間を設定した
後、ロータリーテーブル回転スイッチ（39）を入れてロ
ータリーテーブル（36）を90°回転させ、被照射物（3
7）を２灯のハロゲンランプ（30）の点灯している位置
へと移動する。
ロータリーテーブル回転用タイマー（40）がタイムアッ
プするとロータリーテーブル（36）は更に90°回転し、
４灯のハロゲンランプ（31）の点灯している位置へ移動
する。このようにして６灯のハロゲンランプ（32）によ
り照射光を照射させ終わった被照射物（37）は再び被照
射物導入・搬出口（33）の位置へ戻るので、装置外へ取
り出せばよい。
本装置の場合、被照射物の導入口と搬出口が同じ位置に
なるため、硬化作業者が移動することなく被照射物のセ
ット、取り出しが可能となり、さらに装置の設置スペー
スも小さくできる特長を有している。
次に本装置を樹脂包埋物の作製に用いた例について説明
する。
本装置の電源スイッチ（38）を投入しハロゲンランプ
（30）、（31）、（32）を点灯させてから、ステンレス
製のネジを実施例１で用いたものと同様の円筒状容器内
に配置し、ビスフェノールＡグリセロール変性ジメタク
リレート68重量部、メチルメタクリレート15重量部、ラ
ウリルアクリレート７重量部、トリエチレングリコール
ジメタクリレート10重量部、カンファーキノン0.05重量
部、過酸化ベンゾイル0.02重量部、ハイドロキノンモノ
メチルエーテル0.02重量部の組成よりなる可視光重合型
レジンを注入した後、該円筒状容器を本装置の被照射物
導入・搬出口（33）に置いた。
続いてロータリーテーブル回転用タイマー（40）を10分
間に設定し、ロータリーテーブル回転スイッチ（39）を
投入して装置を稼動させた。30分経過後、照射を終了し
た試料が再び被照射物導入・搬出口（33）に戻ってきた
のでこれを取り出して観察したところ、ステンレス製の
ネジと硬化した可視光重合型レジンとの間に剥離がな
く、また内部歪やクラックのない硬質透明な樹脂で包埋
されたステンレス製ネジの樹脂包埋物が得られた。
また、上述の方法により多数のステンレス製のネジの包
埋を行い、得られた樹脂包埋物のミクロプリネル硬度の
測定をしたところ、13±1Hbであり、バラツキの少ない
均質な表面硬化を有していた。
（実施例４） 第４図は本発明の第４実施例を示す装置の概説図であ
る。
本実施例では照射光の光源として反射板（42）を備えた
500Wの高圧水銀灯（41）を６本有しており、被照射物
（48）の移動機構として実施例２〜３と同様のコンベア
（45）を有している。
本装置は照射光の照度は２種類の減光フィルター（4
3）、（44）で調節されており、被照射物導入口（50）
に近い減光フィルター（43）の光線透過率は２％であ
り、装置中央に位置する減光フィルター（44）の光線透
過率は50％である。
本装置における照射光の照度は、減光フィルター（43）
の下部において0.5ミリワット毎平方センチメートル、
減光フィルター（44）の下部において12.5ミリワット毎
平方センチメートル、減光フィルターのない下部におい
て25ミリワット毎平方センチメートルであった。
なお、減光フィルター（43）、（44）は硬化する可視光
重合型レジンの硬化特性に応じて適切な透過率をもった
ものに交換することができる。
本装置はこのように減光フィルター（43）、（44）の光
線透過率を任意に選定することにより同一の硬化装置に
より特性の異なる多数の可視光重合型レジンの硬化に幅
広く適用可能となる特長を有している。
次に、本装置を眼鏡レンズの製造に適用した例について
説明する。
まず、眼鏡用メニスカスレンズの凹面と凸面とを形成す
る硬質ガラス製のモールドをエチレン・エチルアクリレ
ートコポリマー製のガスケットを介在させて対向させ、
該モールド周辺をクリップではさむことより眼鏡レンズ
を形成するキャビティを形成した。
次いで、メチルメタクリレート50重量部、カヤラッドDP
CA120（日本化薬製,6官能アクリレート）50重量部、１
−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン３重量部の
組成よりなる可視光重合型レジンを調合し、充分攪拌し
た後、該キャビティ内に気泡をまきこまないようにして
注入し、その後本装置の被照射物導入口（50）に置い
た。
本装置のコンベア（45）の長さは200cmであり、コンベ
アの移動速度は10cm/minである。
20分経過後光照射を終了した被照射物が被照射物搬出口
（51）より搬出されたので、モールドを分解し硬化物を
取り出したところ、クラックや光学的な歪がなく、表面
硬度に優れた可視光重合型レジン硬化物製の眼鏡レンズ
が得られた。
またこうして得られた眼鏡レンズの光学面は極めて滑ら
かであり、ガラスモールドの面精度を正確に転写してい
た。
また、本装置によりバイフォーカル用の小玉を形成する
ための一部直線状の段差を有する凹みを持ったガラスモ
ールドを使用して二重焦点の眼鏡レンズの成形を行なっ
た。得られた可視光重合型レジン硬化物製眼鏡レンズ
は、小玉の段差部分にクラックが見られず、上記眼鏡レ
ンズと同様に優れた性能を有していた。
さらに本装置を用いて多数の可視光重合型レジン硬化物
製眼鏡レンズの成形を行ったところ、得られた硬化物製
品の品質にはバラツキが少なく極めて安定した生産性を
有していた。
（実施例５） 第５図は本発明による第５実施例を示す装置の概説図で
ある。
本装置はコンベア（64）上で４個ずつ組になり光照射の
第１ゾーンから第３ゾーンを形成する12個のハロゲンラ
ンプ（61）、（62）、（63）を照射光の光源として備え
ており、各ゾーンのハロゲンランプ（150W×４）は、各
々光量調整用可変トランス（67）、（68）、（69）によ
って独立に任意の照射光の照度に調整できるようになっ
ている。また本装置はモーター（65）の回転数を調節
し、コンベア（64）の移動速度を任意に設定するための
コンベアスピード調整用可変トランス（76）を有してい
る。
すなわち本装置では、被照射物（70）を照射する照射光
の照度と照射時間が任意に調整できるため、目的とする
被照射物の硬化特性に応じて幅広く光照射条件を設定で
きるという特長を有している。
次に本装置を用いて可視光重合型レジン硬化物製の歯科
矯正用ブラケットを製造した例について説明する。
まず、メチルメタクリレート39重量部、ビスフェノール
Ａエチレングリコール変性ジメタクリレート52重量部、
疎水化処理済煙霧状シリカ（日本アエロジル社製Ｒ−97
2）９重量部、カンファーキノン0.7重量部、過酸化ベン
ゾイル0.7重量部よりなる組成の可視光重合型レジンを
調合し、十分混練した後、ポリ４メチル１ペンテン製の
ブラケット成形用の透光性成形型内に注入した。
次いで、該成形型を本装置の被照射物入口（71）に配置
した後、コンベア（64）を稼動させて可視光の光照射を
行った。
本装置のコンベア（64）の長さは180cmであり、コンベ
ア（64）の移動速度は9cm/minに設定した。
また第１ゾーン用ハロゲンランプ光量調整用可変トラン
ス（67）を30ボルトに、第２ゾーン用ハロゲンランプ光
量調整用可変トランス（68）を78ボルトに、第３ゾーン
用ハロゲンランプ光量調整用可変トランス（69）を85ボ
ルトに設定した。
この時、照射光の照度は第１ゾーンにおいて４キロルッ
クス、第２ゾーンにおいて140キロルックス、第３ゾー
ンにおいて200キロルックスであった。
20分経過後可視光照射を終了した該成形型が被照射物搬
出口（72）に移動されてきたので、成形型を分解して硬
化物を取り出して観察したところ、内部にクラックの発
生がなく、また光重合中に成形型内壁面から硬化物接触
面が剥離して生ずる硬化物の接触表面はアレの極めて少
ないものであった。
こうして硬質の優良なコンポジットレジン製のブラケッ
トが得られた。
また本装置を用いて多数の可視光重合型レジン硬化物製
歯科矯正用ブラケットの生産を行ったところ、得られた
ブラケットの品質にはバラツキが少なく良品率も極めて
良好であった。
すなわち、本装置により得られたブラケットのベース面
を引張試験用の保持具に接着し、ウィング部にピアノ線
を掛けて、インストロン社製万能試験機を用いてウィン
グの引張り破折強度を測定したところ、3.7±0.5Kgfで
ありバラツキも少なく、良品率は90％以上に達してい
た。
（実施例６） 第６図は本発明による第６実施例を示す装置の概説図で
ある。
本装置は可視光の光源として比較的弱い照度を与える３
灯の蛍光灯（80）と比較的強い照度を与える上下６灯の
ハロゲンランプ（81）、（82）を有しているほか、コン
ベア（85）の被照射物搬出口（95）の手前に光照射を終
了した被照射物（92）を加熱するための遠赤外線ヒータ
ー（83）を有している。
また、本装置で用いられる上下６灯のハロゲンランプ
（81）、（82）は上、下３灯ずつ独立してハロゲンラン
プ光量調整用可変トランス（89）、（90）により照射光
の照度を調節できるようになっている。
さらに本装置においては遠赤外線ヒーター（83）によっ
て加熱される雰囲気の温度を任意に設定するための温度
センサー（96）とヒーター温度調節器（91）を備えてい
る。すなわち、本装置は照度を２段階に設定することに
加えて光照射を終了した被照射物を任意の温度で熱処理
することができるものであり、適切な光照射と硬化物の
力学物性、光学特性などの物性向上をはかるための加熱
処理とを１本のコンベア内で連続処理することができる
という特長を有している。
また本装置では、コンベア（85）の中央下部に設けられ
た３灯のハロゲンランプ（82）を有することから被照射
物（92）を上下両面から照射することが可能となり、肉
厚が大きく一方向からの光照射では上、下面での硬化状
態に不均一が生じやすいものや、あるいは上からの照射
だけでは照射光が届かない影が生じるようなものの硬化
にも適用できるという特長を有している。
なお、本装置で用いられるコンベア（85）は、ハロゲン
ランプ（82）による下方向からの照射光を配慮しスチー
ル製のフレームにパイレックスガラスをはめこんだユニ
ットより構成されたキャタピラ状のものである。
次に本発明の装置を用いて可視光重合型レジンを硬化さ
せた例について説明する。
実施例５と同様に歯科矯正用ブラケットを成形するため
のポリ４メチル１ペンテン製成形型内に実施例５と同一
組成よりなる可視光重合型レジンを注入し、本装置の被
照射物導入口（94）にセットした。本装置のコンベアの
長さは150cmでありコンベアの移動速度は5cm/minであっ
た。
また装置中央の上部照射用ハロゲンランプ光量調整用可
変トランス（89）を78ボルトに、下部照射用ハロゲンラ
ンプ光量調整用可変トランス（90）を35ボルトに設定
し、さらにヒーター温度調節器（91）により遠赤外線ヒ
ーター（83）による加熱雰囲気の温度を100℃に設定し
た。
本装置における照射光の照度は蛍光灯（80）の下部にお
いて45キロルックス、ハロゲンランプ（81）の下部にお
いて140キロルックス、ハロゲンランプ（82）の上部に
おいて６キロルックスであった。
装置稼動後30分後に被照射物搬出口（95）に光照射と加
熱処理の終了した成形型が搬出されたので、成形型を分
解し、硬化物を取り出したところ、内部にクラックの発
生がなくまた表面アレも極めて少ないコンポジットレジ
ン製ブラケットが得られた。さらにこうして得られたコ
ンポジットレジン製ブラケットのベース面を引張り試験
用の保持具に接着し、ウイング部分にピアノ線を掛け
て、インストロン社製万能試験機を用いてウイングの引
張り破折強度を測定したところ、5.6±0.5kgfであり、
実施例５で得られたブラケットの引張り破折強度に対し
て1.5倍の強度が得られた。
また、本装置により多数の歯科矯正用ブラケットの成形
を行ったところ、良品率は90％以上に達し優れた量産性
を有していた。
（比較例１） 実施例１で用いた装置において小出力（50W）のハロゲ
ンランプ（10）のかわりに大出力（250W）のハロゲンラ
ンプを取れ付け、実施例１と同様に歯牙標本の包埋物を
作製した。こうして得られた包埋物は包埋した歯牙と硬
化した樹脂の間に著しい剥離が生じており、また150℃
を越える重合時の異常な温度上昇のために包埋した歯牙
の表面に無数のクラックを生じていた。
（比較例２） 実施例２で用いた装置においてハロゲンランプ（21）を
取り除いて20ワットの蛍光灯を３本取り付け実施例２と
同様にコンタクトレンズの成形を行った。こうして得ら
れた成形物には、ヒビ割れや光学的歪はなく、その曲率
半径も成形型を正確に写し取っていたが、表面硬度が著
しく小さく、通常の取り扱いにより表面に無数の傷が入
ってしまい失透して使用できなくなってしまうものであ
った。
また、本例において実施例２のハロゲンランプ（21）を
取り除くかわりに蛍光灯（20）を取り除き、250ワット
のハロゲンランプを３灯取り付けて、実施例２と同様に
コンタクトレンズの成形を行ったところ、得られた成形
物には、ヒビ割れの発生しているものが多数みられ、ま
た外観上は良好な成形品であってもレンズ内部に光学的
な歪を有しているものが多く実用上の生産性に欠けるも
のであった。
（比較例３） 実施例４で用いた装置において減光フィルター（43）、
（44）を取り除いて実施例４と同様に眼鏡レンズの硬化
を行った。こうして得られた硬化物には特に肉厚の厚い
ものにおいて光学的な歪が発生したり、ガラスモールド
を取り去ると表面にさざ波状の欠陥が見られたり、変形
したりするものが多数発生した。
また、この装置により実施例４と同様に二重焦点の眼鏡
レンズの製造を行ったところ、小玉の段差部分に著しい
クラックが発生し、眼鏡レンズとして使用できないもの
であった。
また、本装置を用いて、実施例４に記載した方法に準じ
て光重合型レジン硬化物製眼鏡レンズの成形を行ったと
ころ、肉厚の厚い屈折度の大きいレンズにおいて光学的
な歪や、硬化ムラを生じていた。
（比較例４） 実施例５と同様の装置において第１ゾーンから第３ゾー
ンまでのハロゲンランプ光量調整用可変トランス（6
7）、（68）、（69）の電圧を全て85Vに設定し、実施例
５と同様にコンポジットレジン製のブラケットの硬化を
行った。こうして得られたブラケットにはスロット部分
にクラックが発生することが多く、良品率も70％以下と
なり、生産性の低下が見られた。
（比較例５） 第７図に示すように被照射物（103）をのせる回転テー
ブル（101）の上方に回転テーブルを取り囲むように150
Wのハロゲンランプ（100）を４灯配置したバッチ処理式
の硬化装置に光量調整用可変トランス（102）を取り付
けた。
該装置を用いて実施例５と同様に透光性のブラケット成
形型内に可視光重合型レジンを注入した後、次の手順で
被照射物の硬化を行った。すなわち、まず光量調整用可
変トランス（102）の電圧を30ボルトに設定し被照射物
（103）に10分間の光照射を行い続いて光量調整用可変
トランス（102）の電圧を78ボルトに設定し直した後、1
0分間の光照射を行い、最後に電圧を85ボルトに設定し
てさらに10分間の光照射を行った。
以上の操作を繰り返すことにより多数のブラケットの生
産を行ったところ、成型されたコンポジットレジン製ブ
ラケットには内部クラックや表面アレの欠陥はなかった
が、ウイングの引張破折強度にバラツキが生じ品質が安
定しなかった。
また、成形作業が煩雑であり生産性に乏しいものであっ
た。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明の可視光重合型レジンの連続
硬化方法及び装置によれば以下の作用効果が得られる。
１）肉厚の厚い可視光重合型レジン成形品を効果する際
にクラック、ヒビ割れ、内部歪等の成形時の欠陥の発生
が極めて少ない。
２）成形作業が簡便であって可視光重合型レジン製品の
連続生産性に優れる。
３）得られる可視光重合型レジン硬化物の品質が安定し
ている。
４）寸法精度に優れた可視光重合型レジン硬化物が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例装置の概説図、第２図は第
２実施例装置の概説図、第３図は第３実施例装置の概説
図、第４図は第４実施例装置の概説図、第５図は第５実
施例装置の概説図、第６図は第６実施例装置の概説図、
第７図は比較例装置の概説図を各々示す。 図中 10:ハロゲンランプ（50W）， 11:ハロゲンランプ（250W）,12:コンベア， 13:モータ,14:被照射物,15:被照射物導入口， 16:被照射物搬入口,17:冷却ファン， 18:チェーン,19:ハロゲンランプ用電源， 20:蛍光灯（20W×３本）， 21:ハロゲンランプ（250W×３本）， 22:コンベア,23:モータ,24:被照射物， 25:被照射物導入口,26:被照射物搬出口， 27:冷却ファン,28:チェーン、 29:蛍光灯用電源、30:ハロゲンランプ（150W×２）， 31:ハロゲンランプ（150W×４）， 32:ハロゲンランプ（150W×６）， 33:被照射物導入・搬出口， 34:ロータリーテーブル回転軸， 35:ロータリーテーブル回転用モータ， 36:ロータリーテーブル,37:被照射物， 38:電源スイッチ， 39:ロータリーテーブル回転スイッチ， 40:ロータリーテーブル回転用タイマ， 41:高圧水銀灯（500W×６）,42:反射鏡、 43:減光フィルタ（1/50）， 44:減光フィルタ（1/2）,45:コンベア， 46:モータ,47:チェーン,48:被照射物， 49:高圧水銀灯用電源,50:被照射物導入口， 51:被照射物搬出口， 61:第１ゾーン用ハロゲンランプ（150W×４）， 62:第２ゾーン用ハロゲンランプ（150W×４）， 63:第３ゾーン用ハロゲンランプ（150W×４）， 64:コンベア,65:モータ,66:チェーン， 67:第３ゾーン用ハロゲンランプ光量調整用トランス， 68:第２ゾーン用ハロゲンランプ光量調整用可変トラン
ス,69:第３ゾーン用ハロゲンランプ光量調整用可変トラ
ンス,70:被照射物， 71:被照射物導入口,72:被照射物搬出口， 73:第１ゾーン用冷却ファン， 74:第２ゾーン用冷却ファン， 75:第３ゾーン用冷却ファン， 76:コンベアスピード調整用可変トランス， 80:蛍光灯（30W×３）， 81:上部照射用ハロゲンランプ（150W×３）， 82:下部照射用ハロゲンランプ（150W×３）， 83:遠赤外線ヒータ,84:断熱壁,85:コンベア， 86:モータ,87:チェーン,88:蛍光灯用電源， 89:上部照射用ハロゲンランプ光量調整用可変トランス,
90:下部照射用ハロゲンランプ光量調整用可変トランス,
91:ヒータ温度調節器,92:被照射物， 93:冷却ファン,94:被照射物導入口， 95:被照射物搬出口,96:温度センサ， 100:ハロゲンランプ（150W×４）， 101:回転テーブル,102:光量調整用可変トランス， 103:被照射物,104:電源スイッチ，
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027 (72)発明者 木村 集亮 埼玉県与野市上落合355番地 株式会社モ リタ東京製作所内 (72)発明者 大関 幸次 埼玉県与野市上落合355番地 株式会社モ リタ東京製作所内 (72)発明者 中島 健介 埼玉県与野市上落合355番地 株式会社モ リタ東京製作所内 (72)発明者 三本松 清美 埼玉県与野市上落合355番地 株式会社モ リタ東京製作所内 (72)発明者 西山 昇 埼玉県与野市上落合355番地 株式会社モ リタ東京製作所内 (56)参考文献 特開 昭58−98303（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−38149（ＪＰ，Ａ) 特公 昭42−15617（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】可視光重合型レジンを硬化して多数の肉厚
    の厚い硬化物を製造する可視光重合型レジンの硬化方法
    において、連続的に移送されている可視光重合型レジン
    よりなる被照射物に対して、その移送位置に対応して多
    段階に可視光の照度を変化させて照射することを特徴と
    する可視光重合型レジンの連続硬化方法。
  2. 【請求項２】被照射物への可視光照射時における雰囲気
    温度を、可視光の照度とは別個に制御することを特徴と
    する請求項１記載の可視光重合型レジンの連続硬化方
    法。
  3. 【請求項３】被照射物の連続移送装置と可視光の照度の
    調整装置とを具備する可視光重合型レジンの連続硬化装
    置において、可視光の照度の調整装置が光源と被照射物
    の移送位置に対応して多段階に変化した異なる照度の可
    視光を調整照射する手段を備えてなることを特徴とする
    可視光重合型レジンの連続硬化装置。
  4. 【請求項４】被照射物への可視光照射時における雰囲気
    温度を、可視光の照度とは別個に調整して制御する温度
    制御手段を備えてなることを特徴とする請求項３記載の
    可視光重合型レジンの連続硬化装置。
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