(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性基材と砥粒とを、鋼製のローラ間に形成された隙間を通過させて混練する弾性砥石の混練方法であって、前記ローラの表面の少なくとも一部が酸化しない性質であって、かつ、前記砥粒に圧接すると表面部分が凹む程度に軟らかい素材で被覆され、砥粒を混入した前記粘性基材が前記ローラ間を複数回通過することによって混練されることを特徴とする弾性砥石の混練方法。
【請求項２】
前記ローラの表面全体が酸化しない性質であって、かつ、前記砥粒に圧接すると表面部分が凹む程度に軟らかい素材からなる外郭層で被覆されていることを特徴とする請求項1記載の弾性砥石の混練方法。
【請求項３】
複数の鋼製のローラを備え、隣接するローラ間に形成された隙間に粘性基材と砥粒を通過させて混練する混練装置であって、前記ローラがその表面の少なくとも一部に酸化しない性質の素材である、合成樹脂、人造ゴム又は天然ゴムのいずれかを有することを特徴とする弾性砥石の混練装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムや樹脂などの粘性基材に砥粒を混合した弾性砥石等に関し、特にその混練方法と、混練装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
虫歯の治療においては、通常、う触（虫歯）個所を削り、詰め物を詰めやすくするように窩洞（かどう）の形成をする。窩洞が形成されると、この窩洞に金属や硬質樹脂などで形成された充填物を詰めることになる。
【０００３】
また、神経を抜いた歯などのように、口腔内の歯や周囲組織に欠損が生じた場合には、金属を被せるなどして、失われた形態、機能、審美性を回復させるための補綴物（ほてつぶつ）を取り付ける。
【０００４】
前記の窩洞形成部の充填物或いは補綴物の研磨に、歯科用研磨具が使用される。この歯科用研磨具としては、砥石の基材をゴムや樹脂等の弾性体とし、この弾性体で砥粒を把持させる弾性砥石が使用されている（たとえば、特許文献１）。
【０００５】
図５は、前記特許文献１に記載された弾性砥石の１例を示す図で、図６は砥石部分の構造を示す拡大図である。図６に示すように、マトリックスとしてのゴムｐの中に、多数の砥粒ｔが均一に分散してボンディングされている。
【０００６】
図５の弾性砥石１は、先端が円錐形状に尖った円柱形状の弾性砥石本体１ａに、回転軸としてのシャンク１ｂを固定したものである。シャンク１ｂを歯科用ハンドピースに取り付け、前記したエアタービン方式やマイクロモータ方式によって回転させて使用するものである。
【０００７】
弾性砥石は、硬化していないゴムや樹脂等の粘性基材に砥粒を混入し、弾性砥石の混練装置の２本のローラ間を繰り返し何回も通過させて混練し、粘性基材内に砥粒を均等に分散させて作られる。混練が終わると、粘性基材は所定の金型内に投入され、シャンクが差し込まれた状態で加熱・硬化されて弾性砥石となる。
【０００８】
ところで、ローラ間に粘性基材を通過させて混練する混練装置では、混練を開始するときはローラの温度が低く、その反面、粘性基材が硬く、混練しにくい。また、混練が進んでくると、ローラと粘性基材との間に生じる摩擦熱によって、粘性基材の温度が上昇する。粘性基材には、架橋剤（加硫剤を含む）が添加されているが、粘性基材の温度が上昇して硬化温度に達すると、混練が終了しないうちに硬化してしまうことになる。
【０００９】
そこで、これを防止するため、ローラには、加熱・冷却用媒体を通す流路が設けられている。この流路に、たとえば、混練開始時には温水を通してローラを加熱し、混練によりローラ温度が上昇したら冷水を通して冷却するのである。
【００１０】
ローラには、粘性基材の混練の際に大きな力が加わるので、強度のあるものが必要となる。また、粘性基材の加熱・冷却が容易なように、熱伝導性の良いものが望ましい。これら両方の要請を満足させるものとして、チルド鋼製が使用されている。しかし、ローラ間を通過するとき、粘性基材内に混入された砥粒がローラを擦るので、繰り返し使用しているうちに、ローラの表面が砥粒で削られて、粘性基材の中に鋼の粉が混入する。鋼の粉は酸化して黒っぽい色になる。混入量が少なければ粘性基材全体としては若干の色の変化で済むが、混入量が多くなると弾性砥石全体が黒くなってしまい製品価値を低下させるという問題があった。
【００１１】
【特許文献１】特開平６−２２９８３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような問題の解決を図ったもので、十分な強度を備え熱伝導性のよい鋼をベースとし、摩耗して混入する鋼の粉の量を少量に抑えることができる弾性砥石の混練方法と、この混練方法に使用する弾性砥石の混練装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために本願の第１の発明は、粘性基材と砥粒とを、鋼製のローラ間に形成された隙間を通過させて混練する弾性砥石の混練方法であって、前記ローラの表面の少なくとも一部が酸化しない性質であって、かつ、前記砥粒に圧接すると表面部分が凹む程度に軟らかい素材で被覆され、砥粒を混入した前記粘性基材が前記ローラ間を複数回通過することによって混練されることを特徴としている。
【００１４】
本願の第２の発明は、前記ローラの表面全体が酸化しない性質であって、かつ、前記砥粒に圧接すると表面部分が凹む程度に軟らかい素材からなる外郭層で被覆されていることを特徴としている。
【００１５】
本願の第３の発明は、複数の鋼製のローラを備え、隣接するローラ間に形成された隙間に粘性基材と砥粒を通過させて混練する混練装置であって、前記ローラがその表面の少なくとも一部に酸化しない性質の素材である、合成樹脂、人造ゴム又は天然ゴムのいずれかを有することを特徴としている。
【００１６】
その他、前記酸化しない性質を持つ素材をローラの外郭層としたり、この外郭層が、ローラの外側に着脱自在に設けられた構成としたり、前記外郭層が合成樹脂製である構成としたり、前記外郭層が、鋼製のローラ表面全体を覆う構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
前記第１及び第３の発明によれば、弾性砥石を混練するときローラの表面の酸化しない性質を持つ素材で被覆された部分が削られ、粘性基材に混入するが、鋼のように酸化して色が変色しないので、品質上の問題にはならない。また、ローラの表面の一部に鋼の部分があり、この鋼の部分が削れて若干の鋼の粉が混入し、これが酸化して黒くなっても、程度が軽ければ粘性基材全体の色が若干変わる程度で済み、この場合も不良品にはならない。あるいは、鋼の部分と酸化しない素材の部分との面積比を適当に設定することによって、鋼の粉の混入量を調整し、所望の色の弾性砥石を得ることができる。
【００１８】
第２の発明によれば、鋼の部分が粘性基材と接触することがなくなるので、ローラの表面を削った微粉は粘性基材に混入しても、すべて、酸化しない素材の微粉なので、色を変えることがない。
【００１９】
酸化しない素材の部分を外郭層とした場合には、外郭層の表面が荒れてきたら、外郭層を交換することで、常に新品に近い状態のローラを使用することができる。外郭層を合成樹脂製にすると、安価な外郭層を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の弾性砥石の混練装置の要部の斜視図である。図２は弾性砥石の混練装置の概略構成を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。これらに示されるローラ１１，１２は中空の鋼製で、同じ径である。一方のローラ１１は固定されているが、他方のローラ１２は、一方のローラ１１に向かってねじ等によって進退可能な構造になっている。ただし、ローラ１１，１２が最も接近したときでも、ローラ１１，１２間には若干の隙間１３が形成されるようになっている。ローラ１１，１２は、詳述しないが、内部に空洞があり加熱用や冷却用の水又は油を通すことができる。
【００２１】
ローラ１１，１２の上には、２枚の側板１４，１５が間隔を開けて設けられ、これらの間と、ローラ１１，１２の上方部分とで形成される開放された空間がホッパ１６となっている。ホッパ１６には、図２に示すように、混練され未硬化のゴムや樹脂などの粘性基材を載せる。ローラ１１，１２の下部には箱１７が置かれている。
【００２２】
粘性基材としては、天然ゴム、合成ゴムの他にポリウレタンなどの合成樹脂を使用することができる。粘性基材には、架橋剤（加硫剤を含む）と、必要に応じて可塑剤や顔料を追加する。
【００２３】
この混練された未硬化の粘性基材は、ホッパ１６に直接原料を載せて混練してもよいが、予め、このローラ装置とは別の加圧ニーダー等で、１種類又は複数種類の原料を投入して加圧・加熱して混練しておく方が作業能率が上がるので望ましい。
【００２４】
混練された未硬化の粘性基材をホッパ１６内においたら、砥粒を加えてローラ１１，１２を図２（ｂ）に示す矢印の方向に回転する。粘性基材は砥粒を包み込み、混ぜるようにして隙間１３を通過し、図２（ｂ）に示すように柔軟なシート状の粘性基材砥粒混合物Ａとなり箱１７内に入る。ホッパ１６内の粘性基材と砥粒が全て隙間１３を通過し終わったら、箱１７内にあるシート状の粘性基材砥粒混合物Ａをホッパ１６内に載せ、再びローラ１１，１２間の隙間１３を通過させる。これを何回も繰り返すことによって、砥粒は粘性基材内に均等に分布するように混ぜ合わされ、弾性砥石用の素材となる。
【００２５】
このとき、ローラ１１，１２と粘性基材砥粒混合物Ａとが摩擦して熱が発生し、粘性基材砥粒混合物Ａの温度を上昇させる。粘性基材砥粒混合物Ａには架橋剤が添加されているので、硬化温度に達しないように、冷却用の水などをローラ１１，１２内に通し、ローラ１１，１２の温度を下げる。
【００２６】
従来の弾性砥石の混練装置ではローラ１１，１２がチルド鋼製だったので、粘性基材砥粒混合物Ａがローラ間の隙間１３を通過するとき、砥粒がローラ１１，１２に直接圧接して、表面を削り取っていた。このようにして削り取った鋼の粉が粘性基材内に混入し、弾性砥石を黒っぽい色にしてしまうという問題があった。
【００２７】
これに対し、本発明のローラ１１，１２は、図３の拡大断面図に示すような構造になっている。図３ではローラ１１について説明するが、ローラ１２も同じ構造である。ローラ１１は、中空円筒形状の芯金１１ａの外側に外郭層１１ｃを着脱可能に嵌めたものである。芯金１１ａには軸と平行な複数の蟻キー１１ｂを形成し、蟻キー１１ｂに対応する蟻溝が形成された外郭層１１ｃを軸方向に押し込んで固定している。摩擦力だけで固定可能であるが、必要に応じて接着剤等で固定する。
【００２８】
中空円筒形状の芯金１１ａは、従来と同様のチルド鋼製のすべり止め構造である。外郭
層１１ｃは、ＭＣナイロン（登録商標）を使用している。ＭＣナイロン（登録商標）は、自由な色に着色可能である
。
【００２９】
このような構成の弾性砥石の混練装置を使用すると、隙間１３を粘性基材砥粒混合物Ａが通過する際、従来と同様に砥粒が直接ローラ１１，１２の表面に当たるが、砥粒が圧接する相手のＭＣナイロン（登録商標）は軟らかいので、砥粒が圧接するとローラの表面部分が凹んで逃げ、削られる量が減少する。また、削って出たものは合成樹脂の粉末なので、酸化することがなく、粘性基材砥粒混合物Ａに混入しても色を変えるなどの影響を与えない。ローラ１１，１２の外郭層を粘性基材砥粒混合物Ａと同じ色にしておけば、外観上では混入が分からないようにすることも可能となる。
【００３０】
しかし、長期間使用していると、外郭層１１ｃが摩耗し、ローラ１１，１２の表面の凹凸も大きくなり一様な混練ができなくなる。そのような場合、外郭層１１ｃを芯金１１ａから抜き取り、新しい外郭層１１ｃと交換することができる。あるいは、旋盤などによって外郭層１１ｃを一皮研削すれば、再び凹凸のない平坦な面を得ることができる。この場合、外郭層１１ｃにある程度の肉厚が確保できれば、複数回の研削が可能となり、着脱可能な構成にする必要はない。
【００３１】
外郭層１１ｃとしては、砥粒により削られにくいものであればＭＣナイロン（登録商標）に限定されない。例えば、テフロン（登録商標）樹脂やアラミド樹脂なども使用可能である。また、他の人造ゴムや天然ゴムを使用し、硬度を適当に設定することによって、同様の効果を奏することが可能である。
【００３２】
前記のようにローラ１１，１２間を繰り返し通過させ、砥粒がマトリックスとしての粘性基材内にほぼ均等に分布したら、混練作業は完了する。この後、箱１７内にあるシート状の粘性基材砥粒混合物Ａを金型内に入れ、シャンク１ｂを金型内の所定の位置にセットし、加圧、加熱することでシャンク１ｂが弾性砥石に固定され、弾性砥石の製造が完了する。
【００３３】
図４は、本発明の第２実施例におけるローラの断面構成を示す拡大断面図である。図４のローラ２１は、図１の実施例におけるローラ１１又は１２に対応するものである。すなわち、同じ構造のローラ２１を２本近接配置して弾性砥石の混練装置とする。
【００３４】
ローラ２１は、中空円筒形状のチルド鋼製の芯金２１ａを有するが、この芯金２１ａには、等間隔で６つのリブ２１ｂが一体的に形成されている。６つのリブ２１ｂの外表面（先端面）は、１つの円筒面内にある。
【００３５】
隣接するリブ２１ｂとリブ２１ｂとの間には、外郭層２１ｃが取り付けられている。外郭層２１ｃとしては、図３で説明したのと同じＭＣナイロンなどの合成樹脂、など一般に酸化しない素材を用いている。芯金２１ａに外郭層２１ｃを固定する方法としては、接着剤やビスなど、どのようなものでもよい。
【００３６】
このようなローラ２１は、外表面積の約１／３が鋼で、２／３が酸化しない素材となっている。したがって、このローラ２１を用いて粘性基材と砥粒との混練を行うと、外郭層２１ｃだけでなく、鋼からなるリブ２１ｂの表面からも砥粒による切削がされる。しかし、鋼部分の表面積がローラ２１の表面積の１／３程度なので、粘性基材砥粒混合物Ａに混入する鋼の粉の量も１／３程度に減少する。したがって、粘性基材砥粒混合物Ａ内に混入した鋼の粉が酸化して黒くなっても、全体の色はあまり黒くならないことになる。図の実施例では鋼の表面積をローラ２１の全表面積の１／３程度としているが、これを適当な比率にすることで、粘性基材砥粒混合物Ａの色を所望の色にすることが可能となる。勿論、この場合も、リブ２１ｂや外郭層２１ｃが摩耗したら、研削したり、交換することで、つねに新しい状態を保持することが可能である。
【００３７】
また、芯金１１ａ，２１ａの外側に例えば樹脂等の板状シートを配置し、芯金１１ａ，２１ａが粘性基材砥粒混合物Ａに（部分的又は全体的に）直接触れないように構成しても外郭層を配置したときと同様の効果を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の混練装置の要部の斜視図である。
【図２】混練装置の概略構成を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】ローラの断面構成を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の第２実施例におけるローラの断面構成を示す拡大断面図である。
【図５】弾性砥石の１例を示す図である。
【図６】砥石部分の構造を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    弾性砥石
１ａ  弾性砥石本体
１ｂ  シャンク
１１，１２  ローラ
１１ｃ  外郭層
１３    隙間
１４，１５  側板
１６    ホッパ
１７    箱
Ａ      粘性基材砥粒混合物
ｐ      ゴム
ｔ      砥粒
【図１】
0004722389.tif 000002
【図２】
0004722389.tif 000003
【図３】
0004722389.tif 000004
【図４】
0004722389.tif 000005
【図５】
0004722389.tif 000006
【図６】
0004722389.tif 000007