(57)【要約】    【課題】石膏型中の義歯床形キャビティに注入されたレジン原料への均一なマイクロ波発振により、重合して硬化しつつあるレジン原料を温度制御し、所望の形状寸法通りの義歯床を短時間で製造することができる簡便な義歯床用レジンマイクロ波重合装置を提供する。    【解決手段】義歯床用レジンマイクロ波重合装置１は、ビーカー１３内に配置された石膏型１４で形成される義歯床形キャビティに、レジン原料１５を、注入してマイクロ波重合させる装置であって、チャンバー１１内に、該ビーカー１３の載置台２３と、該ビーカー１３に挿入されて該レジン原料１５の温度を検知する温度センサー１２と、この検知温度及び該レジン原料１５の重合開始温度の差に応じ発振強度及び／又は発振時間を増減するマイクロ波発振制御回路に接続されておりマイクロ波をチャンバー１１内に向けて発振するマグネトロン２２とが、配置されている。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーカー内に配置された石膏型で形成される義歯床形キャビティに、レジン原料を注入してマイクロ波重合させる装置であって、チャンバー内に、該ビーカーの載置台と、該ビーカーに挿入されて該レジン原料の温度を検知する温度センサーと、この検知温度及び該レジン原料の重合開始温度の差に応じ発振強度及び／又は発振時間を増減するマイクロ波発振制御回路に接続されておりマイクロ波をチャンバー内に向けて発振するマグネトロンとが、配置されていることを特徴とする義歯床用レジンマイクロ波重合装置。
【請求項２】
該載置台が駆動源に繋がって回転し、該温度センサーが前記回転の中心の延長線上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の義歯床用レジンマイクロ波重合装置。
【請求項３】
該載置台が駆動源に繋がって揺動し、複数の該温度センサーが前記揺動の軌跡に合わせて該ビーカーの異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の義歯床用レジンマイクロ波重合装置。
【請求項４】
該複数の温度センサーが、夫々、複数の該マグネトロン毎の該マイクロ波発振制御回路に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の義歯床用レジンマイクロ波重合装置。
【請求項５】
該マイクロ波発振制御回路が、該温度センサーによる該温度に応じオンオフ制御又は比例微分積分制御で、該発振強度及び／又は発振時間を増減することを特徴とする請求項１に記載の義歯床用レジンマイクロ波重合装置。
【請求項６】
該レジン原料を注入するための該石膏型の孔へ、該温度センサーが挿入されて該レジン原料と接触していることを特徴とする請求項１に記載の義歯床用レジンマイクロ波重合装置。
【請求項７】
該温度センサーが、保護チューブに挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の義歯床用レジンマイクロ波重合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石膏型中のレジン原料をマイクロ波により重合させて、義歯の台座となる床部を製造するのに用いられるマイクロ波重合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
総義歯や部分義歯は、義歯の台座となるレジン製義歯床部に、人工歯牙の根元が埋め込まれたものである。
【０００３】
これらの義歯は、患者の口腔内の歯欠落部位を含む上顎部分又は下顎部分を型取りした蝋型を作製する工程、蝋型に人工歯牙の根元を埋め込む工程、蝋型の下部側を石膏で固め、次いでそれの上部側を別な石膏で固め、石膏型を作製する工程、蝋型の蝋を加熱して石膏型から流し出し、形成された義歯床形キャビティへ、レジン原料を注入してから重合させ義歯床部を得る工程、義歯床部を石膏型から取り出し、患者の内腔に適合するように切削して調整する工程を経て、作製される。
【０００４】
このようなレジン原料を重合させる工程は、湿熱又は乾熱による加熱重合法、常温重合法、マイクロ波重合法により、行われる。
【０００５】
これらの重合法は、外部からの加熱やマイクロ波発振による内部発熱の作用によって重合が惹き起こされるものである。キャビティが厚く大きかったり加熱温度やマイクロ波発振出力が不足であったりすると、レジン原料が十分かつ均質に重合しない。一方、キャビティが薄かったり加熱温度やマイクロ波発振出力が過剰であったりすると、レジン原料が均質に重合しないうえ重合後に気泡を生じたり変形したり変質したりする。レジン原料を過不足なく重合させるため、従来は、キャビティの形状や厚さや大きさに応じ、経験や勘に頼って、加熱重合法や常温重合法による場合の加熱温度や重合時間を調整したり、マイクロ波重合法による場合のマイクロ波発振の出力や時間を調整したりしていた。
【０００６】
加熱温度やマイクロ波発振出力や重合時間を、経験に基づいて調整するだけで得られた義歯床部は、不均質なうえ所望の形状寸法から歪んでしまう。このような義歯床部は、所望の形状からほんの僅かに歪んでいても患者に苦痛や違和感を与えてしまうので、患者に予備的に装着し患者の内腔へ完全に適合するまで手作業によって何度も切削するという長時間に渡る面倒な調整工程が、必要である。
【０００７】
特許文献１には、加熱硬化型レジンを填入した石膏型に、金属塩を添加することによって、マイクロ波発振によるレジン硬化の際のレジンの昇温速度を調節する方法が記載されている。
【０００８】
昇温速度を外部的に調整するだけでは、外部加熱や内部発熱による不均一な熱の作用の所為でレジン原料が不均質化したり歪んだりしながら重合したりするのを、完全に回避することができない。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２９９８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、石膏型中の義歯床形キャビティに注入されたレジン原料への均一なマイクロ波発振により、重合して硬化しつつあるレジン原料を温度制御し、所望の形状寸法通りの義歯床を短時間で製造することができる簡便な義歯床用レジンマイクロ波重合装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するためになされた特許請求の範囲の請求項１に記載の義歯床用レジンマイクロ波重合装置は、ビーカー内に配置された石膏型で形成される義歯床形キャビティに、レジン原料を注入してマイクロ波重合させる装置であって、チャンバー内に、該ビーカーの載置台と、該ビーカーに挿入されて該レジン原料の温度を検知する温度センサーと、この検知温度及び該レジン原料の重合開始温度の差に応じ発振強度及び／又は発振時間を増減するマイクロ波発振制御回路に接続されておりマイクロ波をチャンバー内に向けて発振するマグネトロンとが、配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の義歯床用レジンマイクロ波重合装置は、請求項１に記載されたもので、該載置台が駆動源に繋がって回転し、該温度センサーが前記回転の中心の延長線上に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の義歯床用レジンマイクロ波重合装置は、請求項１に記載されたもので、該載置台が駆動源に繋がって揺動し、複数の該温度センサーが前記揺動の軌跡に合わせて該ビーカーの異なる位置に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の義歯床用レジンマイクロ波重合装置は、請求項３に記載されたもので、該複数の温度センサーが、夫々、複数の該マグネトロン毎の該マイクロ波発振制御回路に接続されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の義歯床用レジンマイクロ波重合装置は、請求項１に記載されたもので、該マイクロ波発振制御回路が、該温度センサーによる該温度に応じオンオフ制御又は比例微分積分制御で、該発振強度及び／又は発振時間を増減することを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の義歯床用レジンマイクロ波重合装置は、請求項１に記載されたもので、該レジン原料を注入するための該石膏型の孔へ、該温度センサーが挿入されて該レジン原料と接触していることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の義歯床用レジンマイクロ波重合装置は、請求項１に記載されたもので、該温度センサーが、保護チューブに挿入されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の義歯床用レジンマイクロ波重合装置を用いると、石膏型中の義歯床形キャビティに注入されたレジン原料は、温度センサーで温度検知され、それに応じてマイクロ波発振の出力や時間を制御するので、過不足なく均質に、短時間で簡便に重合する。そのため、所望の形状寸法通りであって、切削等の微調整を殆ど必要としない義歯床を得ることができる。
【００１９】
とりわけ複数の温度センサーが配置された義歯床用レジンマイクロ波重合装置を用いると、レジン原料は、温度センサーで一層精密に温度検知され、それに応じて細やかにマイクロ波発振の出力や時間を制御できる。そのため、義歯床形キャビティが複雑な形状で大きくても、レジン原料を均質に重合させて、所望の形状寸法通りの義歯床が得られる。
【００２０】
また、石膏型を回転させたり揺動させたりしながら重合させると、レジン原料がマイクロ波に均一に晒されて重合するので、一層均質な、義歯床を得ることができる。
【発明を実施するための好ましい形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
【００２２】
本発明の実施の一例を、図１を参照しながら説明する。
【００２３】
義歯床用レジンマイクロ波重合装置１は、家庭用の電子レンジと同様に、耐熱ガラスを有する扉で塞がれるチャンバー１１内で、マイクロ波を発振するマグネトロン２２が一側壁に取り付けられ、載置台２３が底面上に配置されたものである。載置台２３の下面中央に、モータである回転駆動源２４が連結している。載置台２３の上面中央に、ビーカー１３が載置され固定されている。ビーカー１３内に、石膏型１４が配置されている。
【００２４】
石膏型１４は、図２に示すように下側石膏型１４ａと上側石膏型１４ｂとからなる。それら石膏型１４ａ・１４ｂで挟まれて、義歯床形キャビティ１９が形成されている。上側石膏型１４ｂには、レジン原料１５をキャビティ１９へ注入するための孔１６が、回転駆動源２４の回転の中心軸の延長線上にあけられている。レジン原料１５が、孔１６から注入され、キャビティ１９と孔１６とに充填されている。
【００２５】
熱電対である温度センサー１２が、天板を貫いてチャンバー１１内に挿入されている。温度センサー１２の根元側から、検知した温度データを転送するためのコードが延びている。このコードは、義歯床用レジンマイクロ波重合装置１本体内のマイクロ波発振制御回路２０に繋がっている。
【００２６】
マイクロ波発振制御回路２０は、マイクロ波発振のオンオフ制御を行うもので、図３に示すように、マグネトロン操作回路２１を介してマグネトロン２２に繋がっている。マグネトロン２２のマイクロ波の照射方向は、石膏型１４内のレジン原料１５への向きである。
【００２７】
一方、温度センサー１２の先端が、孔１６中のレジン原料であるスプルー１７に、挿入されている。
【００２８】
温度センサー１２は、図４に示すように、金属製略円筒状チップ２５ａ・２５ｂ・・・２５ｅに可撓性チューブ２６が挿し込まれ、両端のチップ２５ａと２５ｅとが、可撓性チューブ２６の両端の広径部で係止され、また先端側チップ２５ａの片側端部がチップキャップ２７で封止され、可撓性チューブ２６に温度センサー１２が遊びを有しつつ挿入されている。これらのチップ２５は、アース線（不図示）に接続され、又はチャンバー１１に接続されてアースされている。
【００２９】
この義歯床用レジンマイクロ波重合装置１は、以下のように使用される。
【００３０】
先ず、回転駆動源２４を駆動させ、載置台２３を回転させる。同時に、マグネトロン２２からマイクロ波がチャンバー内に向けて発振する。
【００３１】
マイクロ波が発振することにより、レジン原料１５は、発熱し、重合開始温度を超えると重合を開始する。
【００３２】
このとき、略円筒状チップ２５ａ・２５ｂ・・・２５ｅが載置台２３の回転に応じレジン原料１５と共に回転しても、温度センサー１２はそのチップ２５の可撓性チューブ２６内で空回りするからコードが捩れない。
【００３３】
温度センサー１２でレジン原料１５の反応温度を検知する。図３に示すように、暫くすると、温度センサー１２で検知した温度が、レジン原料１５の種類ごとの重合開始温度に応じ予め設定した最適の重合温度を超える。この検知温度がマイクロ波発振制御回路２０のオペアンプに差動入力され、最適の重合温度を超えたことにより、マイクロ波発振制御回路２０でマイクロ波発振を停止させるオフ信号を、マグネトロン操作回路２１に発信する。すると、操作回路２１によりマグネトロン２２からのマイクロ波発振を停止する。暫くするとレジン原料１５の検知温度が設定温度を下回る。マイクロ波発振制御回路２０から、マイクロ波発振を再開させるオン信号を、操作回路２１へ発信する。すると、操作回路２１でマグネトロンからのマイクロ波発振を再開する。この一連のプロセス制御を繰返すことによって、レジン原料がマイクロ波に均一に晒されて過不足なく適切に重合するので、所期の寸法形状の義歯床が得られる。
【００３４】
本発明の別な実施の一例を、図５を参照しながら説明する。
【００３５】
義歯床用レジンマイクロ波重合装置１は、チャンバー１１内で、対峙する二側壁に対のマグネトロン２２ａ・２２ｂが夫々取り付けられ、図７に示すように、回転駆動源２４に繋がった連結棒２８が、載置台２３の外縁近傍に軸支されている。ビーカー１３が、載置台２３上に載置され固定されている。石膏型１４で形成される義歯床形キャビティにレジン原料１５が注入されてビーカー１３内に配置されている。対の温度センサー１２ａ・１２ｂが、ビーカー蓋１３ａに開けられた半円弧状の穴２９を通じ、ビーカー１３内に挿入されている。対の温度センサー１２ａ・１２ｂの先端が、レジン原料１５に、挿入されている。温度センサー１２ａ・１２ｂの根元から延びるコードが、義歯床用レジンマイクロ波重合装置１本体内のマイクロ波発振制御回路２０ａ・２０ｂに繋がっている。
【００３６】
マイクロ波発振制御回路２０ａ・２０ｂは、マイクロ波発振のオンオフ制御を行うもので、図６に示すように、マグネトロン操作回路２１ａ・２１ｂを介してマグネトロン２２ａ・２２ｂに夫々繋がっている。
【００３７】
この義歯床用レジンマイクロ波重合装置１は、以下のように使用される。
【００３８】
先ず、回転駆動源２４を駆動させると、それに伴い連結棒２８が進退し、載置台２３が、揺動する。温度センサー１２ａ・１２ｂは、ビーカー蓋１３ａの半円弧状の穴２９を貫通しているので載置台２３の揺動に障害とならない。同時に、マグネトロン２２ａ・２２ｂからチャンバー１１内に向けてマイクロ波が発振する。温度センサー１２ａ・１２ｂでレジン原料１５の反応温度を検知する。マイクロ波が発振することにより、レジン原料１５が発熱し、重合を開始する。温度センサー１２ａ・１２ｂの温度に応じ、マイクロ波発振制御回路２０ａ・２０ｂが夫々、マグネトロン２２ａ・２２ｂからのマイクロ波発振をオンオフ制御する。このプロセス制御によって、レジン原料がマイクロ波に均一に晒されて、また複数の位置の温度に応じて適切かつ細やかに制御されて過不足なく適切に重合するので、所期の寸法形状の義歯床が得られる。
【００３９】
なお、温度センサー１２がレジン原料１５の温度を検知する位置は、載置台２３ごとレジン原料１５が回転したり揺動したりしても重合に影響を与えない位置ならば特に限定されない。温度センサー１２は、非接触型の赤外線センサーであってもよい。
【００４０】
レジン原料１５は、（メタ）アクリル系樹脂、吸収性がなく臭みがないポリカーボネート系樹脂が挙げられ、より具体的には、ベイシスＭＣ(山八歯材工業株式会社製、商品名)、ＳＰＡＤ（三金工業株式会社製、商品名）、ポリカーボネート樹脂（東伸洋行株式会社製）が挙げられる。
【００４１】
レジン原料１５の重合開始温度は、レジン原料の種類により固有のものである。それに応じ、最も適切な重合温度は自ずと定められるが、３０〜１５０℃であることが好ましい。重合時間は、キャビティの容量や形状、レジン原料の種類により定められるが、６０秒〜５分であることが好ましい。マイクロ波発振出力は、２００〜７００Ｗであることが好ましい。
【００４２】
マイクロ波発振制御回路２０は、反応温度を閾値に設定しオンオフ制御してマイクロ波発振の時間を調節する例を示したが、比例微分積分（ＰＩＤ）制御によりマイクロ波発振の時間や出力を調節するものであってもよい。また反応温度と反応時間とを閾値に設定しＰＩＤ制御によりマイクロ波発振出力を調節するものであってもよい。
【００４３】
温度センサー１２ａ・１２ｂが複数であるとき、複数のマグネトロン２２ａ・２２ｂごとのマイクロ波発振制御回路２０ａ・２０ｂに繋がった例を示したが、単一のマグネトロンのマイクロ波発振制御回路に繋がっていてもよい。
【００４４】
ビーカー１３は、電子レンジ用義歯重合フラスコであるＦ.Ｒ.Ｐ.フラスコ、電子レンジ用義歯重合ステンレスフラスコであるＳＴフラスコ（いずれも株式会社東京歯材社製、商品名）、超精密マイクロウェーブ重合器ＭＡＲＤＳ用フラスコ（山八歯材工業株式会社製、商品名）、ポリプロピレン製ビーカーが挙げられる。
【実施例】
【００４５】
具体的に、義歯床用レジンマイクロ波重合装置を用いて、義歯床を試作した例を以下に示す。
【００４６】
先ず、患者の内腔の歯欠落部位を含む上顎部分を、蝋で型取りする。この蝋型の歯欠落部位に人工歯牙１８の根元を埋め込む。ビーカー１３に流し込んだ石膏に、この蝋型の下部側を浸し、石膏を固め、下側石膏型１４ａとする。次いで蝋型の上部側に離型剤を塗布してから、三方管のうちの二方の管先を蝋型に当てながら、別な石膏を流し込み、石膏を固め、上側石膏型１４ｂとする。ビーカー１３ごと加熱し、この三方管により形成された孔１６から、溶融した蝋を流し出すと、人工歯牙１８を残した義歯床形キャビティ１９が形成される。このキャビティ１９へ、レジン原料１５としてアクリル系樹脂を２００ｍＬ注入する。
【００４７】
図１に示すように、義歯床用レジンマイクロ波重合装置１の載置台２２にビーカー１３ごと載置する。温度センサー１２を孔１６に挿し、載置台２３を回転させると同時に、マグネトロン２２から５００Ｗのマイクロ波が発振する。マイクロ波発振制御回路２０によってオンオフ信号を発信する閾値を、レジン原料１５の重合反応開始温度に応じ１２０℃に予め設定しておく。レジン原料１５は、マイクロ波が発振されることにより発熱して重合を開始する。レジン原料１５は、温度が閾値を超えたらマイクロ波の発振が停止されその温度のまま重合が進行し、温度が閾値を下回ったら再びマイクロ波が発振され発熱して重合が進行する。５分で重合が完了し、義歯床が形成される。
【００４８】
ビーカー１３から温度センサー１２と上側石膏型１４ｂとを取り上げた後、義歯床を取り出す。義歯床から、孔１６の所為でできたスプルー１７を切削して取り除くと、所期の寸法形状通りで歪みのない義歯床が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の義歯床用レジンのマイクロ波重合装置は、総義歯や部分義歯の台座となるレジン製義歯床を、簡便かつ所期の寸法形状通りに作製するのに有用である。
【００５０】
この装置で作製された義歯床は、面倒な調整をする必要がないので、歯科医師や歯科技工士の業務の効率化に資する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明を適用する義歯床用レジンマイクロ波重合装置で単一の温度センサーを有するものの実施例を示す正面図である。
【００５２】
【図２】本発明を適用する義歯床用レジンマイクロ波重合装置内のビーカーの内部を示す断面図である。
【００５３】
【図３】本発明を適用する義歯床用レジンマイクロ波重合装置で単一の温度センサーを有するもののマイクロ波発振制御の概要を示すブロック図である。
【００５４】
【図４】本発明を適用する義歯床用レジンマイクロ波重合装置の温度センサーの一例を示す断面図である。
【００５５】
【図５】本発明を適用する別な義歯床用レジンマイクロ波重合装置で対の温度センサーを有するものの実施例を示す正面図である。
【００５６】
【図６】本発明を適用する義歯床用レジンマイクロ波重合装置で対の温度センサーを有するもののマイクロ波発振制御の概要を示すブロック図である。
【００５７】
【図７】本発明を適用する義歯床用レジンマイクロ波重合装置の対の温度センサーを示す平面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１は義歯床用レジンマイクロ波重合装置、１１はチャンバー、１２・１２ａ・１２ｂは温度センサー、１３はビーカー、１３ａはビーカー蓋、１４・１４ａ・１４ｂは石膏型、１５はレジン原料、１６は孔、１７はスプルー、１８は人工歯牙、１９は義歯床形キャビティ、２０はマイクロ波発振制御回路、２１はマグネトロン操作回路、２２はマグネトロン、２３は載置台、２４は回転駆動源、２５・２５ａ・２５ｂ・・・２５ｅはチップ、２６は可撓性チューブ、２７はチップキャップ、２８は連結棒、２９は穴である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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