DE102010036107A1 - Dental thermoforming material - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Tiefziehfolie oder -platte, insbesondere zur Herstellung einer kieferorthopädischen Schiene oder einer Mundschutzschiene. Tiefziehfolien oder -platten sind im Stand der Technik als einlagige oder zweilagige Folien oder Platten bekannt. Bei den bekannten zweilagigen Folien oder Platten handelt es sich um Verbundanordnungen, welche eine harte Außenseite aus beispielsweise Polycarbonat und eine weiche Innenseite aus z. B. Polyurethan aufweisen. Problematisch bei diesen Schienen ist, dass die Weichseite durch ihre offenporige Struktur leicht zu Verfärbungen neigt. Andere Materialien wiederum zeigen zwar keine Verfärbungen, sind jedoch nicht tiefziehfähig. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Tiefziehfolie oder -platte zu schaffen, welche ein weiches und tiefziehfähiges Material aufweist, das transparent ist und nicht zu Verfärbungen neigt. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Tiefziehfolie oder -platte ein aus Silikonblöcken und organischen Blöcken bestehendes Polymermaterial enthält. Eine solche Folie oder Platte kann insbesondere ein aus Diisocyanat und α,ω-Aminosiloxan hergestelltes Copolymer enthalten.The invention relates to a thermoforming sheet or plate, in particular for the production of an orthodontic splint or a mouthguard. Deep-drawing films or plates are known in the art as single-layer or two-layer films or plates. The known two-ply foils or plates are composite arrangements which have a hard outer side made of, for example, polycarbonate and a soft inner side of z. B. polyurethane. The problem with these rails is that the soft side tends to discoloration due to their open-pored structure. Although other materials do not show discoloration, they are not deep-drawable. The object of the present invention is therefore to provide a thermoforming sheet or plate which has a soft and thermoformable material which is transparent and does not tend to discolour. To achieve this object, the invention proposes that the thermoforming sheet or plate contains a polymer block consisting of silicone blocks and organic blocks. Such a film or plate may in particular contain a copolymer prepared from diisocyanate and α, ω-aminosiloxane.
Description
Die Erfindung betrifft eine Tiefziehfolie oder -platte, insbesondere zur Herstellung einer kieferorthopädischen Schiene oder einer Mundschutzschiene, sowie die Verwendung einer solchen Tiefziehfolie oder -platte für die dentale Tiefziehtechnik. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer zweilagigen Tiefziehfolie oder -platte, welche zur Verwendung in der dentalen Tiefziehtechnik vorgesehen ist.The invention relates to a thermoforming sheet or plate, in particular for the production of an orthodontic splint or a mouthguard, as well as the use of such thermoforming foil or plate for the dental thermoforming technique. Moreover, the invention relates to a method for producing a two-layer thermoforming sheet or plate, which is intended for use in the dental thermoforming technique.
Tiefziehfolien oder -platten sind in der Dentaltechnik zur Herstellung von dentalen Schienen allgemein bekannt. Hierbei wird die Tiefziehfolie oder -platte erhitzt und im aufgeweichten Zustand innerhalb eines Tiefziehgerätes über ein dentales Abformmodell, welches zumeist aus Gips besteht, tiefgezogen. Nach dem Abkühlen lässt sich die tiefgezogene Folie oder Platte als ausgeformte Schiene von dem Abformmodell entfernen und der Feinverarbeitung zuführen.Thermoforming films or plates are well known in dental technology for the production of dental splints. Here, the thermoforming sheet or plate is heated and deep-drawn in the softened state within a thermoforming device on a dental impression model, which is usually made of gypsum. After cooling, the deep-drawn film or plate can be removed as a molded rail from the impression model and perform the fine processing.
Auf diese Art und Weise lassen sich unterschiedliche dentale Schienen herstellen. Zu denken ist hierbei an kieferorthopädische Schienen, welche die Zahnstellung korrigieren oder stabilisieren, an Mundschutzschienen, welche dem Träger bei der Ausübung schlag- oder sturzgefährdeter Sportarten Sicherheit geben, sowie auch an sogenannte Knirscherschienen, welche während des Schlafes ein Aufeinanderknirschen der Zähne verhindern.In this way, different dental splints can be produced. To think here is on orthodontic splints, which correct or stabilize the tooth position, to mouthguards, which give the wearer in the practice of shock or fall-prone sports security, as well as to so-called crunching bars, which prevent a Aufweianderknirschen the teeth during sleep.
Die bisher bekannten Schienen bestehen aus einem thermoplastischen Kunststofffolienmaterial, insbesondere aus Materialien, wie z. B. Polycarbonat, Polyethylen, Polyethylenterephthalat oder auch Polyurethan. Insbesondere sind hierbei auch zweischichtige Verbundfolien bekannt, welche eine Hartseite und eine Weichseite aufweisen. Die Hartseite, welche der dentalen Schiene Stabilität verleiht, besteht dabei aus Polycarbonat oder Polyethylenterephthalat, während die Weichseite der Folie oder Platte aus thermoplastischem Polyurethan besteht.The previously known rails consist of a thermoplastic plastic film material, in particular of materials such. As polycarbonate, polyethylene, polyethylene terephthalate or polyurethane. In particular, in this case, two-layer composite films are known which have a hard side and a soft side. The hard side, which gives stability to the dental splint, consists of polycarbonate or polyethylene terephthalate, while the soft side of the foil or plate consists of thermoplastic polyurethane.
Eine solche zweischichtige Verbundfolie wird während des Tiefziehverfahrens über dem Abformmodell so angeordnet, dass die Weichseite der Folie die spätere Innenseite der dentalen Schiene bildet, welche in Kontakt mit den Zähnen und evtl. dem Zahnfleisch, steht. Die harte Außenseite ist den Zähnen abgewandt und hart genug, um die Zähne in ihrer Stellung zu manipulieren oder zu stabilisieren und/oder um diese vor Außeneinwirkungen, wie z. B. Schlägen, zu schützen.Such a two-layered composite film is placed over the molding model during the deep-drawing process so that the soft side of the film forms the later inner side of the dental rail, which is in contact with the teeth and possibly the gums. The hard outside is remote from the teeth and hard enough to manipulate or stabilize the teeth in position and / or to protect them from external influences such as theft. B. punches to protect.
Problematisch bei den bekannten Schienen ist, dass die Weichseite aus Polyurethan mit der Zeit Verfärbungen aufweist, die beispielsweise durch den Genuss färbender Getränke, wie Tee oder Kaffee, zustande kommen. Da der Träger eine solche kosmetische Beeinträchtigung nicht toleriert, sind diese Schienen für den längeren Gebrauch nicht geeignet.A problem with the known rails is that the soft side of polyurethane over time has discolorations that come about, for example, by the enjoyment of coloring drinks, such as tea or coffee. Since the wearer does not tolerate such cosmetic impairment, these splints are not suitable for prolonged use.
Im Stand der Technik sind des Weiteren Dentalschienen bekannt, welche Polymermixturen aufweisen, die harte und weiche Komponenten miteinander verbinden.Furthermore, in the state of the art, dental splints are known, which have polymer mixtures which connect hard and soft components to one another.
Die Druckschrift
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Tiefziehfolie oder -platte zur Herstellung einer kieferorthopädischen Schiene oder Mundschutzschiene bereitzustellen, welche ein weiches und gleichzeitig tiefziehfähiges Material enthält und darüber hinaus auch bei längerem Gebrauch seine Transparenz behält und nicht zu Verfärbungen neigt.It is therefore an object of the invention to provide a thermoforming sheet or plate for producing an orthodontic splint or mouthguard, which contains a soft and at the same time thermoformable material and, moreover, retains its transparency even with prolonged use and does not tend to discoloration.
Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, dass die Tiefziehfolie oder -platte ein aus Silikonblöcken oder organischen Blöcken bestehendes Polymermaterial, insbesondere vom Typ Geniomer®, enthält. Dieses Material wird von der Wacker Chemie AG unter dem Markennamen Geniomer oder auch Tectosil vertrieben (siehe www.geniomer.com). In Frage kommendes Polymermaterial ist z. B. in der Offenlegungsschrift
Es existieren bisher verschiedene Geniomer-Typen auf dem Markt, welche sich prinzipiell alle für die vorliegende Erfindung eignen. Insbesondere sei hier der Typ Geniomer 80 genannt, es ist aber auch jeder andere Typ geeignet, welcher stabile Materialeigenschaften bei unterschiedlichen Temperaturen aufweist. Als besonders geeignet erweisen sich grundsätzlich diejenigen Geniomer-Typen, welche für die Extrusion entwickelt wurden.There are various types of geniomers on the market, which are in principle all suitable for the present invention. In particular, the type genicomer 80 is mentioned here, but any other type which has stable material properties at different temperatures is also suitable. In principle, those geniomer types which have been developed for the extrusion prove to be particularly suitable.
Das Polymermaterial des Typs Geniomer® ist ein Copolymer aus Silikon und Harnstoff. Durch die Harnstoffbrücken erhält das Silikonmaterial seine thermoplastische Verformbarkeit und kann somit für die dentale Tiefziehtechnik verwendet werden. Das Material lässt sich im Extrusionsverfahren oder durch Spritzguss zu Halbzeug oder fertigen Platten umformen, die für die Verwendung in dentalen Tiefziehgeräten geeignet sind.The Geniomer ® polymer material is a copolymer of silicone and urea. The urea bridges give the silicone material its thermoplastic deformability and can thus be used for the dental thermoforming technique. The material can be formed by extrusion or injection molding into semi-finished or finished plates that are suitable for use in dental thermoforming equipment.
Besonders bevorzugt enthält die Tiefziehfolie oder -platte ein aus Diisocyanat und α,ω-Aminosiloxan hergestelltes Copolymer. Diese beiden Stoffe dienen als Ausgangsmaterial zur Herstellung des Geniomer®-Materials, wobei sich mit Hilfe von thermischen Umformverfahren aus Granulat Halbzeug in Form von Flachware oder direkt fertig konfektionierten Geometrien herstellen lässt. Die gängigen Verfahren sind die Plattenextrusion und das Spritzgießen. Zur weitergehenden Darstellung des für die vorliegende Erfindung benutzten Geniomer® sei auf die Druckschrift
Die beiden Bestandteile des Polymermaterials, Diisocyanat und α,ω-Aminosiloxan, werden bevorzugt entweder als alternierende Struktur aus Diisocyanat und α,ω-Aminosiloxan oder als Pfropfstruktur aus Diisocyanat und α,ω-Aminosiloxan ausgebildet. Durch die Art der Struktur des Copolymers lassen sich die mechanischen Eigenschaften des Materials an die jeweiligen Anforderungen anpassen. Insbesondere lässt sich hierdurch die Flexibilität des Materials erhöhen oder verringern.The two constituents of the polymer material, diisocyanate and α, ω-aminosiloxane, are preferably formed either as an alternating structure of diisocyanate and α, ω-aminosiloxane or as a graft structure of diisocyanate and α, ω-aminosiloxane. Due to the nature of the structure of the copolymer, the mechanical properties of the material can be adapted to the respective requirements. In particular, this can increase or decrease the flexibility of the material.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Tiefziehfolie einlagig aus dem vorbekannten Material hergestellt wird.An embodiment of the invention provides that the thermoforming sheet is produced in one layer from the previously known material.
Alternativ sieht eine weitere Ausgestaltung vor, dass die Tiefziehfolie oder -platte eine zweilagige Verbundanordnung ist, wobei eine erste Weichlage ein aus Silikonblöcken und organischen Blöcken bestehendes Polymermaterial enthält und eine zweite Hartlage einen thermoplastischen Kunststoff größerer Härte, insbesondere Polycarbonat oder Polyethylenterephthalat, enthält. Das Ausgangsmaterial für die Silikonblöcke kann dabei wiederum Diisocyanat sein, wobei das Ausgangsmaterial für die organischen Blöcke dannn α,ω-Aminosiloxan ist.Alternatively, a further embodiment provides that the thermoforming sheet or plate is a two-layer composite arrangement, wherein a first soft layer containing a silicone blocks and organic blocks existing polymer material and a second hard layer contains a thermoplastic resin of greater hardness, in particular polycarbonate or polyethylene terephthalate. The starting material for the silicone blocks may in turn be diisocyanate, the starting material for the organic blocks then being α, ω-aminosiloxane.
Dieser erfindungsgemäße Verbund zwischen einer Weichlage und einer Hartlage verbessert den Tragekomfort der dentalen Schiene durch eine Verbesserung der Druckverteilung innerhalb der Schiene und einen verbesserten Halt der Dentalschiene auf den Zähnen. Somit kann die Weichlage auf der Innenseite der Dentalschiene den Komfort für den Träger verbessern, während die äußere Hartlage Einwirkungen von außen abfängt und diese verteilt über Ausdehnung der Weichlage ableitet. Da gemäß der Erfindung auch die Weichlage der Dentalschiene aus einem thermoplastischen Material besteht, passt sich diese beim Tiefziehen optimal der Zahnoberfläche an. Hierdurch kommt es nicht wie im Stand der Technik zu einem ungenügenden Kontakt zwischen Zähnen und Schiene, sondern die Zähne sitzen stattdessen bestmöglich in der sie umgebenden Struktur der Zahnschiene. Auch hierdurch wird der Halt der Schiene auf den Zähnen verbessert. Dies ist insbesondere bei mechanischen Einwirkungen von Vorteil, wie sie bei den Trägern von Sportmundschutzschienen, Knirscherschienen oder Schnarchtherapieschienen vorkommen.This composite according to the invention between a soft layer and a hard layer improves the wearing comfort of the dental splint by improving the pressure distribution within the splint and an improved grip of the dental splint on the teeth. Thus, the soft layer on the inside of the dental rail can improve the comfort for the wearer, while the outer hard layer absorbs impacts from the outside and dissipates them distributed over the expansion of the soft layer. Since according to the invention, the soft layer of the dental rail consists of a thermoplastic material, this adapts optimally to the tooth surface during deep drawing. As a result, it is not as in the prior art to insufficient contact between the teeth and the rail, but the teeth sit instead best possible in the surrounding structure of the tooth rail. This also improves the grip of the splint on the teeth. This is particularly advantageous in the case of mechanical effects such as occur in the straps of sports mouth guards, crunch bars or snore therapy rails.
Zur Herstellung einer zweilagigen Tiefziehfolie oder -platte sieht die Erfindung ein Verfahren vor, welches die Verfahrensschritte Oberflächenaktivierung der Hartlage, insbesondere durch Koronabehandlung oder Plasmabehandlung, sowie Laminierung der Weichlage und der oberflächenaktivierten Hartlage in einer Heizpresse umfasst. Hierbei wird die Oberfläche des härteren thermoplastischen Materials, z. B. des Polycarbonats oder des Polyethylenterephthalats, vor dem Heißfügen beispielsweise mittels eines Plasmastrahls (sogenannte Koronabehandlung) aktiviert, um einen besseren Verbund der beiden Lagen zu erreichen. Im Anschluss an die Plasmabehandlung der Hartlage erfolgt das Heißlaminieren in einer Heizpresse. Hierbei wird die Weichlage mit der plasmaaktivierten Hartlage verbunden. Das so hergestellte Material verbindet die materialtechnischen Vorteile der verwendeten Materialien. In der Praxis erzeugt dieses spezielle Laminierverfahren einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Verbund beider Lagen. Die durch das Laminierverfahren hergestellte Tiefziehfolie oder -platte lässt sich in den aus dem Stand der Technik bekannten Tiefziehgeräten so anwenden wie eine herkömmliche einlagige Tiefziehfolie oder -platte. Da sowohl die Weich- als auch die Hartlage tiefziehfähig sind, lässt sich ein Abformergebnis höchster Präzision erreichen.For producing a two-layer thermoforming film or sheet, the invention provides a method which comprises the method steps surface activation of the hard layer, in particular by corona treatment or plasma treatment, and lamination of the soft layer and the surface-activated hard layer in a hot press. Here, the surface of the harder thermoplastic material, for. As the polycarbonate or polyethylene terephthalate, before the hot-joining, for example by means of a plasma jet (so-called corona treatment) activated in order to achieve a better bonding of the two layers. Following the plasma treatment of the hard layer, the hot lamination takes place in a hot press. Here, the soft layer is connected to the plasma-activated hard layer. The material produced in this way combines the material-technical advantages of the materials used. In practice, this particular lamination process creates one over the prior art improved composite of both layers. The thermoforming sheet or sheet produced by the laminating method can be applied to the thermoforming apparatus known from the prior art as a conventional single-layer thermoforming sheet or sheet. Since both the soft and the hard layer are deep-drawable, a high-precision impression result can be achieved.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden näher erläutert:
Zur Herstellung einer zweilagigen Tiefziehfolie oder -platte werden eine einlagige Tiefziehfolie oder -platte aus einem harten thermoplastischen Kunststoff wie z. B. Polycarbonat oder Polyethylenterephthalat und eine einlagige Tiefziehfolie oder -platte aus dem weichen Polymermaterial Geniomer® der Wacker Chemie AG verwendet. Die Folie bzw. Platte aus Polycarbonat oder Polyethylenterephthalat stellt die Hartlage für den zweilagigen Verbund dar, während das weichere Geniomer® die Weichlage der Verbundanordnung ist.An embodiment of the invention is explained in more detail below:
To produce a two-ply thermoforming film or plate, a single-layer thermoforming sheet or plate of a hard thermoplastic material such. As polycarbonate or polyethylene terephthalate and a single-layer thermoforming sheet or plate from the soft polymer material Geniomer ® Wacker Chemie AG used. The sheet or plate made of polycarbonate or polyethylene terephthalate is the hard layer for the two-layer composite, while the softer Geniomer ® the soft layer of the composite assembly.
Zur Herstellung des Verbundes wird das Polycarbonat oder Polyethylenterephthalat mittels eines Plasmastrahls aktiviert. Anschließend wird die aktivierte Seite der Hartlage auf die Weichlage gelegt und in einer Heizpresse durch Laminieren verbunden. Nach dem Abkühlen der Verbundanordnung kann die zweilagige Tiefziehfolie oder -platte innerhalb eines üblichen Tiefziehgerätes verwendet werden. Hierbei wird die zweilagige Tiefziehfolie oder -platte mit ihrer Weichlage auf das Abformmodell gelegt und mit Hilfe des Tiefziehverfahrens zu einer dentalen Schiene geformt.To produce the composite, the polycarbonate or polyethylene terephthalate is activated by means of a plasma jet. Subsequently, the activated side of the hard layer is placed on the soft layer and connected in a hot press by lamination. After cooling the composite assembly, the two-ply thermoforming sheet or plate may be used within a conventional thermoforming machine. Here, the two-layer thermoforming sheet or plate is placed with its soft layer on the impression model and formed by means of thermoforming process to a dental splint.
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