(57)【要約】【課題】  発明の主題の装置は、補聴器シェルを製造する工程に特に都合が良いが、その他の光硬化の用途でも使用可能である。【解決手段】  照射線硬化チェンバーおよび複数箇所で硬化チェンバーへ不活性ガス（例えばアルゴン）を導入するための少なくとも１つの管状のガス・ディフューザーを有する装置が提供される。不活性ガスの導入は、紫外線硬化のような照射線硬化により、チェンバー内で硬化される任意の樹脂の酸素への接触を制限する。従来技術の中で提供されたより、多数の位置での導入によって、硬化チェンバー内でのより完全な不活性ガスの被覆が可能になり、従って酸素阻害がより低減する利点がある。
2005518959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂硬化装置であって、
硬化チェンバー；
前記硬化チェンバーに照射線を放出するように配設された照射源；および
複数のポートを有するすくなくとも１つの管状ディフューザーを有し、そのポートは前記硬化チェンバーに連通しており、前記管状ディフューザーはポートに不活性ガスを通すように構成されており、前記ポートは前記硬化チェンバーに不活性ガスを導入する
樹脂硬化装置。
【請求項２】
前記複数の管状ディフューザーが前記硬化チェンバーに連通しており、前記管状ディフューザーは前記チェンバーにすくなくとも部分的に拘束されて配設されている請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ディフューザーが前記硬化チェンバーに拘束されている請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記照射源が紫外線ランプである請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記硬化チェンバーが可動カバーにより隔離可能である請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記ディフューザーが空腔を定める管状体を含み、前記ポートが前記円筒体を通して前記空腔と連通している請求項１記載の装置。
【請求項７】
すくなくとも１つのポートがノズルである請求項１記載の装置。
【請求項８】
すくなくとも１つのポートがオリフィスである請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記ポートが前記管状ディフューザー上の複数箇所に配設されている請求項１記載の装置。
【請求項１０】
樹脂硬化装置であって、
硬化チェンバー；
前記硬化チェンバーに照射線を放出するように配設された照射源；および
不活性ガスを前記硬化チェンバーに導入するために前記硬化チェンバーに連通した少なくとも第１のポートと第２のポートを有し、前記第１および第２のポートは不活性ガスを前記硬化チェンバー内の異なる方向に導入する
樹脂硬化装置。
【請求項１１】
前記硬化チェンバーは複数の壁により定められ、前記ポートが第１の壁に沿って配置され、前記第２のポートが第２の壁に沿って配置される請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも１つのポートが前記硬化チェンバーのそれぞれの壁に配設されている請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
前記硬化チェンバーは複数の壁により定められ、前記第１および第２のポートは同一の壁に配置され、前記第１および第２のポートは、不活性ガスを前記硬化チェンバー内の異なる方向に導入するように配向されている請求項１０記載の装置。
【請求項１４】
樹脂を硬化する方法であって、
樹脂を型内に注ぐ工程、
型内部の前記樹脂を部分的に硬化し、限定された厚さを有するシェルを消え為政する工程、
前記シェルから未硬化の樹脂を除く工程、
前記シェルを硬化チェンバーに入れる工程、
前記シェルを前記硬化チェンバー内で硬化させる工程、および
不活性ガスを前記硬化チェンバーに複数の箇所から導入する工程
を有する樹脂硬化方法。
【請求項１５】
前記不活性ガスの導入は、前記シェルの硬化の間の少なくとも一部で行われる請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記不活性ガスの導入は、前記シェルの硬化の間、および前記シェルの硬化の間より短い時間のどちらかで行われる請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記樹脂がアクリル系の成形材料である請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
前記硬化は、照射線に曝す工程を含む請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
請求項１４の方法により製造された補聴器シェル。
【請求項２０】
不活性ガス導入のための前記複数の箇所は、少なくとも１つの管状ディフューザーに沿って配置されたポートである請求項１４記載の方法。
【請求項２１】
不活性ガス導入のための前記複数の箇所は、前記硬化チェンバー内に異なる方向に不活性ガスを導入するように配置されている請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光硬化可能な樹脂を硬化させるための装置および方法に関係し、特に、補聴器シェルの形成において光硬化可能な樹脂を硬化させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
シェルを人の外耳道と一致するように成形することで、あつらえの補聴器が開発されている。先行技術では、人の外耳道の形と一致する穴を決めるインベスト鋳型（モールド型）を生産する方法が知られている。対応する補聴器シェルを成形するために、先行技術中の１つの方法では２液型の混合物を合成し、次に、インベスト鋳型へ混合物をつぐことが要求される。満たされた型は温水浴に入れられ、温水からの熱により、ある限られた深さに混合物を硬化させ、シェルを成形する。あらかじめ決められた期間の後に、所望の厚さのシェルが成形される。また、硬化していない混合物はシェルから注がれる。しかし、この方式は時間を消費する。
【０００３】
さらに、ある樹脂を硬化させるために紫外の（ＵＶ）光のような放射を使用することが知られている。そこで樹脂に充填された型は、閉じられた部屋内に置かれ、限られた時間紫外線に曝され、樹脂をある限られた深さまで硬化させて、シェルを成形する方式が開発されている。シェルから未硬化の樹脂を注ぐ際、水／グリコール溶液のような溶液を空になったシェルへ注ぎ、シェルをＵＶ装置に再び入れ、さらに紫外線を照射させて、完全硬化させる。ある光硬化化合物（例えば光硬化アクリル系成形材料）は、酸素にさらされた間に硬化させられると、「酸素阻害」を受けやすく−貧弱および／または不完全な硬化を示す。シェル内の溶液は、シェルの内部が酸素に曝されるの制限し、より完全な硬化をもたらす。
【０００４】
酸素阻害を回避する代替アプローチでは、光硬化させる装置のチェンバーに不活性ガスの限定的な供給装置が備えられている。不活性ガスの導入によって、硬化チェンバー内の酸素の量が減少されうる。シェルが形成され未硬化樹脂がシェルから除かれた後に、空きシェルが硬化チェンバーに入れられ、不活性ガスが導入されて、完全硬化させられる。この方式によれば、シェルを十分に硬化させる前に開口へ溶液を導入する必要性が不要になる。
【０００５】
不活性ガスが限られたポイントからチェンバー内へ導入されるので、既知の光硬化装置は不活性ガスの分散が制限されている。例えば、Ｕｎｎａ（Ｇｅｒｍａｎｙ）のＤｒｅｖｅ−Ｏｔｏｐｌａｓｔｉｃ  ＧｍｂＨによって商標「ＰＯＬＹＬＵＸ−２０００」の下で販売された、硬化装置は、硬化室の１つの壁から並列に分配されて接続されたノズルに接続されたホースを有し、二酸化炭素を同じ方向にチェンバー内に噴出す。そのため、酸素阻害の不利益な影響は多少解決されるが、除去はされない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の主題の１つの態様では、装置は照射線硬化チェンバーを有して、硬化チェンバーと、硬化チェンバーへ複数の箇所から不活性ガス（例えばアルゴン）を導入するための少なくとも１つの管状のガス・ディフューザー（拡散装置）を有する装置が提供される。不活性ガスの導入により、紫外線硬化のような放射線硬化によりチェンバー内で硬化させる任意の樹脂が、酸素と接触することが制限される。有利なことに、複数の位置からの導入により、従来の先行技術より、硬化チェンバー内での不活性ガスのより完全な包み込みが可能で、したがってより少ない酸素阻害が得られる。さらに、酸素阻害を回避するために、公知の装置で供給されたより少ない不活発なガスですむ。発明の主題の装置は、補聴器シェルを形成する方法に特に適しているが、他の光硬化の用途においても使用が可能である。
【０００７】
主題発明の第２の態様においては、不活性ガスは、硬化チェンバーの少なくとも２つの側に沿って配置された位置で導入される。そのため、ガスがチェンバー内の異なる方向から導入されるので、既知の装置に比べて、不活性ガスの完全な導入は可能である。
【０００８】
発明の主題のこれらおよび他の特徴は、次の詳細な説明の記載および添付の図面に関する検討を通じて一層よく理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に、光硬化可能な樹脂を硬化させるための装置１０を示す。装置１０は補聴器シェルの製造において、光硬化可能な樹脂を硬化させるのに特に適応する。
【００１０】
装置１０は、キャビネットハウジング１２、制御盤１４および光硬化させるチェンバー１６を含んでおり、それは移動可能なカバー１８によって選択的に隔離される。光硬化装置は公知であり、およびキャビネットハウジング１２、制御盤１４、硬化チェンバー１６およびカバー１８の構造および操作は当業者に公知のどのような構造であってもよい。
【００１１】
キャビネットハウジング１２は、不活性ガス（例えばアルゴン）の供給口を内部に含んでいるか、あるいは不活性ガスの供給口を接続するための治具（示されない）を有している。不活性ガスは、安定であり、硬化チェンバー１６で硬化される樹脂と不都合に反応しないどのようなタイプのものでもよい。不活性ガスは、硬化中に酸素阻害効果を最小限にするように選択されていることが望まれ、従って不活性ガスは過度の量の酸素を含んではならず、理想的に酸素をまったく含まない。不活性ガスの流れを制御するために、制御盤１４および／または公知の制御と装置によるキャビネット１２の外部装置と共に、従来のバルブ（図示されない）が使用されてもよい。
【００１２】
図２〜５に特に示すように、主題発明の最初の態様では、管状のガス・ディフューザー２０が、硬化チェンバー１６へ不活性ガスを導入するために、硬化チェンバー１６内に配設されている。好ましくは、管状のディフューザー２０は、硬化させるチェンバー１６の側壁２２に、同一の広がりで存在することができる。
【００１３】
管状のディフューザー２０は、管状のディフューザー２０（図５）の長さ方向に伸びる管腔２６を定義する管状体２４を有する。管状のディフューザー２０は、キャビネットハウジング１２内の接続を介して、１つ以上の中点および／または一端または両端で不活性ガスの供給口に接続されてよい。あるいは、不活性ガスは、１つ以上の中点または管状ディフューザー２０の片端で、開放端が塞がれて、または開かれて戻りシステムまたは排気に接続されて、供給されてもよい。複数のポート２８は、硬化チェンバー１６と管腔２６を通して連通するために、間隔を取って管状のディフューザー２０の長さに沿って形成されている。ポート２８は、オリフィス（図５に示す）、ノズル、ディフューザーあるいはそれらの組合わせであってよい。管状ディフューザー２０は、ポート２８へ不活性ガスが流通できれば、どのように構成されてもよい。ある特定の好ましい配置ではポート２８は間隔をとって（好ましくは等間隔に）、管状のディフューザー２０の長さに沿って形成されており、それにより硬化チェンバー１６の側壁２２と一般に同一の広がりをもつ、不活性ガスの覆いが形成されることが可能になる。不活性ガスは、管状のディフューザー２０に供給される際に十分に気圧調節されるべきであり、それにより比較的等しい量の不活性ガスがポート２８の各々を通り抜けられる。
【００１４】
管状のディフューザー２０の本体２４は図５の中で円筒状の形で示されるが、楕円か不規則である多角形のような他の横断面の形であってもよい。
【００１５】
発明の主題の第２の態様では、複数の管状のディフューザー２０が、少なくとも部分的に硬化チェンバー１６に拘束されていること、最も好ましくは全体が硬化チェンバーに拘束されている。この配置により、ポート２８は、硬化チェンバー１６の側壁２２および３０の少なくとも２つ沿って位置し、したがって不活性ガスは、側壁２２、３０に沿って位置したポート２８経由で少なくとも２つの異なる方角から硬化させるチェンバー１６へ導入されるかもしれない。例えば、図６では、不活性ガスは、側壁２２に垂直な方向に導入され、また不活性ガスは側壁３０に垂直な方角へ導入される。最も望ましくは、管状ディフューザー２０は、硬化チェンバー１６の各側壁に沿って配置される。不活性ガスが側壁２２、３０に複数箇所に沿った位置から導入されると、複数の不活性ガスの被覆を、同時に硬化チェンバー１６へ導入することができる。乱流効果は存在するかもしれないが、従来技術に比べて、不活性ガスはより完全に硬化チェンバーのすべての点に行き渡る。
【００１６】
追加の変形として、１または２以上の管状ディフューザー２０が流体的に連通してもよく、そうすると、不活性ガスガスが１つの管状デュフューザーから次へ直接通じる。上に示したように、不活性ガス２６を等しい量で管状ディフューザーに連結されたすべてのポート２８から出すためには、十分な圧力が供給されるべきである。本発明のこの第２の態様において、ポート２８は、硬化させるチェンバー１６に対して当業者に知られていたどのような方法で搭載してよく、管状のディフューザー２０に支持される必要はない。例えば、図７に示すように、ポート２８は、不活性ガスの供給口と連通して、硬化チェンバーの側壁２２、３０に直接配設されたノズルまたはオリフィスであってもよい。ポート２８は、硬化チェンバー１６へ、少なくとも２つの異なる方向に不活性ガスが導入されることを可能にする任意の方法により搭載されてよい。例えば、ポート２８は、単一の壁に沿って配置されても、異なる方角へ配向している。
【００１７】
図８に示すように、硬化チェンバー１６は、照射線がそれを通って通過できるベース３２と、ベース３２を通って硬化チェンバー１６へ照射を放射するためにその下部に配置された照射源３４を有する。制限されない例では、ベース３２はガラスで、照射源３４は、ベース３２を通って硬化チェンバー１６内へＵＶエネルギーを放射するＵＶランプである。ベース３２および照射源３４の構造は、当業者に公知のどのようなタイプでもよい。容易に明白なように、硬化チェンバー１６の体積はベース３２のサイズの直接的関数である。ベース３２が不活性ガスの効果を最大限にするのためには過度に大きくあるべきではないことが見つかった。制限されない例では、ベース３２は８インチ×８インチでよい。
【００１８】
装置１０は様々な光硬化可能な樹脂を硬化させるために使用されるが、補聴器シェルの形成に特に適当である。図９Ａ〜９Ｆは、装置１０を利用する典型的な方法を描いたものである。
【００１９】
図９Ａに示すように、光硬化可能な樹脂１００が合成され、公知の技術により成形された鋳型１０２へ注がれる。光硬化可能な樹脂１００は、当業者に知られた適切なタイプのどのようなものでもよいが、望ましくはアクリル系の成形材料である。樹脂１００は様々な材料から選ばれことができ、例えばシリコーン、ポリビニル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル、アクリル−およびメタクリル−型重合体、またはそれらの組み合わせである。これらの組成物は、典型的には、様々な着色剤、光開始剤および組成物の粘性を調節するための反応性希釈剤と組み合わされる。この技術分野における常法によれば、硬化可能な組成物は、アクリルまたはアルキルアクリル酸の誘導体である、少なくとも１つの不飽和サイトを有する硬化可能なプレポリマーまたはオリゴマー、そして必要によりアクリル若しくはメタクリル酸から誘導される単官能または多官能モノマーを含むことができる。
【００２０】
一度満たされると、図９Ｂに示すように、鋳型１０２は硬化チェンバー１６に入れられ、カバー１８によって隔離される。紫外線のような放射線は、少なくとも部分的に硬化してシェル１０４が制限された深さ（厚さ）を有するように、限られた期間だけ硬化チェンバー１６へ放射される。図９Ｃに示すように、シェル１０４は、鋳型１０２のキャビティ１０６に一致し、典型的には約０．０３０インチの厚さＴを有する。未硬化の樹脂は、周囲の大気からシェル１０４を遮断するので、酸素阻害は照射の第１投与では重大な問題でなく、不活性ガスを導入する必要はない。シェル１０４を成形するために、４００ワットの金属ハロゲン化物紫外線ランプ（５０ｍＷ／ｃｍ２  ＠３６５ｎｍ）で、紫外のエネルギーは、およそ５〜２０秒（樹脂１００の色に依存する）間放射される。この最初の照射線投与の後に、鋳型１０２は硬化させるチェンバー１６から取りだされ、未硬化の樹脂がそこから注がれる。その結果、シェル１０４の内部１０８は開いていて、鋳型１０２内に露出される。
【００２１】
その後、図９Ｅの中で示されるように、鋳型１０２は硬化チェンバー１６に戻される。シェル１０４を完全に硬化させるために、紫外のエネルギーがもう一度適用される。さらに、この第２の照射露光とともに、不活性ガスが上記のような任意の方法で硬化チェンバー１６へ、好ましくは第２の照射投与の間少なくとも部分的には同時に導入される。不活性ガスは、照射線が硬化チェンバー１６へ放射される期間より短い期間の間導入することができる。典型的には、前述の４００ワットの金属ハロゲン化物ＵＶランプで、６０秒の期間紫外線を放射し、完全に、あるいは実質的に完全にシェル１０４を硬化させる。不活性ガスは、紫外線の第２の照射期間中に２５秒以上の期間の間導入することができる。代わりに、硬化チェンバー１６の中への不活性ガスの導入は、第２の照射に先立って始めることができる。上述のとおり、不活性ガスの適切な供給が提供されることを保証するために、十分な圧力が印加されるべきである。アルゴンの場合で、５０〜１００ｐｓｉ＠１５０  ＳＣＦＨの範囲の圧力、より好ましくは、６０〜１００ｐｓｉ＠１５０  ＳＣＦＨで操作される。一旦第２の放射線被曝ステップが終われば、シェル１０４は酸素阻害による不利益な影響なしで硬化または実質的に硬化される。図９Ｆに示されるように、シェル１０４は、先行技術の中で知られているような完全な補聴アセンブリ１１０の形成の過程で使用される。
【００２２】
明らかなように、当業者にとって、多くの修正・変形が可能であり、従って、本発明がここに示されて記述された正確な構成・動作に限定されることは望まれない。従って、適当に修正された等価なものはクレームされた発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】発明の主題の原理を利用した、樹脂を硬化させるための装置の透視図である。
【図２】硬化チェンバーを露出させた状態の装置の上部の透視図である。
【図３】硬化チェンバーの壁に沿って配置された主題発明の管状ディフューザーを示す図である。
【図４】硬化チェンバーの壁に沿って配置された主題発明の管状ディフューザーを示す図である。
【図５】管状ディフューザーの横断面図である。
【図６】硬化チェンバー内に配置された複数の管状ディフューザーを示す。
【図７】硬化チェンバーの壁に直接置かれたポートを示す。
【図８】照射源および硬化チェンバーのベースを模式的に示す図である。
【図９Ａ】主題発明に従って成形された装置を使用して、補聴器シェルを成形する過程を示す図である。
【図９Ｂ】主題発明に従って成形された装置を使用して、補聴器シェルを成形する過程を示す図である。
【図９Ｃ】主題発明に従って成形された装置を使用して、補聴器シェルを成形する過程を示す図である。
【図９Ｄ】主題発明に従って成形された装置を使用して、補聴器シェルを成形する過程を示す図である。
【図９Ｃ】主題発明に従って成形された装置を使用して、補聴器シェルを成形する過程を示す図である。
【図９Ｄ】主題発明に従って成形された装置を使用して、補聴器シェルを成形する過程を示す図である。
【図９Ｃ】主題発明に従って成形された装置を使用して、補聴器シェルを成形する過程を示す図である。
【図９Ｄ】主題発明に従って成形された装置を使用して、補聴器シェルを成形する過程を示す図である。
【図９Ｅ】主題発明に従って成形された装置を使用して、補聴器シェルを成形する過程を示す図である。
【図９Ｆ】主題発明に従って成形された装置を使用して、補聴器シェルを成形する過程を示す図である。
【図１】
2005518959.tif 000003
【図２】
2005518959.tif 000004
【図３】
2005518959.tif 000005
【図４】
2005518959.tif 000006
【図５】
2005518959.tif 000007
【図６】
2005518959.tif 000008
【図７】
2005518959.tif 000009
【図８】
2005518959.tif 000010
【図９Ａ】
2005518959.tif 000011
【図９Ｂ】
2005518959.tif 000012
【図９Ｃ】
2005518959.tif 000013
【図９Ｄ】
2005518959.tif 000014
【図９Ｅ】
2005518959.tif 000015
【図９Ｆ】
2005518959.tif 000016
【国際調査報告】
2005518959.tif 000017
2005518959.tif 000018
2005518959.tif 000019