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Allgemeiner Stand der Technik
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft Behälter
für Materialien,
die bei Aussetzung von Licht aushärten. Die Erfindung ist für Verpackungen,
Phiolen und Spender für
lichthärtbare
Dentalmaterialien wie Klebstoffe und Abdichtmittel besonders nützlich.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Verschiedene
Materialien sind bekannt, die bei Aussetzung einer aktinischen Strahlung
wie Licht im sichtbaren oder ultravioletten Spektrum aushärten. Diese
Materialien, die auch als lichthärtbare
Materialien bekannt sind, werden insofern als vorteilhaft betrachtet,
als die Härtungsreaktion
wie gewünscht
ausgelöst
werden kann, indem die Strahlung, die das Material erreicht, gesteuert
wird. Lichthärtbare
Materialien werden in Behältern
gelagert, die bezüglich
der Durchlässigkeit
aktinischer Strahlung undurchlässig
sind, so dass ein frühzeitiges
Aushärten
der Materialien vermieden wird.
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Zu
typischen Beispielen von lichthärtbaren
Materialien gehören
Dentalklebstoffe und -abdichtmittel. Auf dem Gebiet der Dentalmedizin
(einschließlich
Kieferorthopädie,
Pädodontie,
Endodontie und anderer Dentalfachgebiete) kann das lichthärtbare Material
zum Beispiel in der Mundhöhle
des Patienten angeordnet und dann je nach Bedarf des Fachmanns manipuliert
werden. Wenn der Fachmann mit der Anordnung des Materials zufrieden
ist, kann ein Härtungslicht
aktiviert werden, um das Material zu härten und fest anzubringen.
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Lichthärtbare kieferorthopädische Klebstoffe
sind für
Kieferorthopäden
besonders vorteilhaft. Bei einer kieferorthopädischen Behandlung werden oft
winzige, mit Schlitzen versehene Vorrichtungen, die als Bracket bekannt
sind, durch eine Menge an lichthärtbarem
Material an den Zahnschmelzoberflächen der Zähne des Patienten befestigt.
Die Verwendung eines lichthärtbaren
Materials ermöglicht
dem Fachmann, die Brackets exakt zu den gewünschten Positionen und Ausrichtungen
auf den Zähnen
zu verschieben, bevor der Klebstoff gehärtet ist.
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Kieferorthopädische Brackets
dienen als ein Hilfsmittel, um die Bewegung schlecht positionierter
Zähne in
kieferorthopädisch
korrekte Positionen zu steuern. Während der Behandlung wird ein
Bogendraht in die Schlitze der Brackets angeordnet und dient als
eine Führungsbahn,
um die Bewegung der Zähne
zu den gewünschten
Stellen zu lenken.
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In
vielen Arten von kieferorthopädischer
Behandlung ist die exakte Position des Brackets auf dem entsprechenden
Zahn von großer
Bedeutung, um die Bewegung der Zähne
zu den gewünschten
Positionen zu ermöglichen,
ohne Biegungen oder Windungen in dem Bogendraht anordnen zu müssen. Folglich
ist die Verwendung eines lichthärtbaren
kieferorthopädischen
Klebstoffs insofern sehr vorteilhaft, als sich der Fachmann soviel
Zeit wie nötig
nehmen kann, um die Brackets in präzisen, angemessenen Stellen
zu positionieren. Wenn der Fachmann mit den Bracketpositionen zufrieden
ist, kann das Härtungslicht
aktiviert werden, um den Klebstoff schnell zu härten und die Brackets zu befestigen.
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Viele
Jahre lang wurden kieferorthopädische
Brackets zum Gebrauch vorbereitet, indem eine kleine Klebstoffmenge
auf die Basis jedes Brackets aufgetragen wurde. Viele Fachmänner benutzten
einen kleinen Spachtel, um den Klebstoff aus einem Behälter oder
von einer Mischunterlage aufzunehmen und dann jede Bracketbasis
mit einem Teil des Klebstoffs des Spachtels „zu bestreichen". Andere Fachmänner benutzten eine
Spritze, um eine kleine Klebstoffmenge direkt auf die Basis jedes
Brackets abzugeben.
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In
den letzten Jahren sind auf dem Gebiet der direkt gebundenen Dentalgegenstände bedeutende Fortschritte
gemacht worden. Zum Beispiel beschreibt die
US-Patentschrift
Nr. 5,015,180 in einer Ausführungsform ein kieferorthopädisches
Bracket und eine lichthärtbare
Paste, die zwischen der Basis des Brackets und einem flexiblen,
lösbar
klebenden Abdeckblatt angeordnet ist. Um das Bracket an einen Zahn
zu binden, wird das Abdeckblatt von der Paste entfernt und die Bracketbasis
wird dann an dem Zahn angebracht. Solch eine Konstruktion bedeutet
Zeiteinsparungen für
den Fachmann, da der Fachmann die Klebstoffpaste nicht abgeben und
auf die Bracketbasis auftragen muss, bevor das Bracket an den Zahn
gebunden wird.
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US-Patentschrift Nr. 4,978,007 beschreibt
in einer Ausführungsform
ein Substrat mit einer Aussparung, ein kieferorthopädisches
Bracket mit einem Klebstoff auf einer äußeren Oberfläche und
eine Trennbeschichtung, die zwischen dem Klebstoff und der inneren
Oberfläche
der Aussparung angeordnet ist. Diese Konstruktion ist ein Vorteil,
da der Klebstoff in der Aussparung vor Licht, Sauerstoff, Wasserdampf
und Verunreinigungen geschützt
ist. Auch kann das Bracket in der Aussparung aufrecht gehalten werden.
Diese aufrechte Position ermöglicht
das Fassen der Seiten des Brackets durch ein Anordnungsinstrument
oder anderes Werkzeug, wenn das Bracket aus der Aussparung entfernt
werden muss.
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Zu
anderen Patenten, die mit Klebstoff vorbeschichtete Dentalvorrichtungen
beschreiben, gehören
die
US-Patentschriften Nr. 5,172,809 ,
5,328,363 und
5,538,129 . Die
US-Patentschriften Nr. 5,354,199 ,
US 2001/0055741 und
5,575,645 beschreiben Klebstoffe,
die für
verpackte kieferorthopädische
Vorrichtungen besonders geeignet sind.
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In
jüngerer
Zeit hat es ein zunehmendes Interesse an einer Erweiterung des Standes
der Technik bezüglich
des Klebstoffs gegeben, der in mit Klebstoff vorbeschichteten kieferorthopädischen
Vorrichtungen benutzt wird. Zum Beispiel bevorzugen bestimmte Fachleute
Klebstoffe mit anderen Handhabungseigenschaften anstatt der Klebstoffe,
die derzeit gerne benutzt werden. Zu Beispielen von Handhabungseigenschaften
gehören
Viskosität,
Fließfähigkeit,
Konsistenz und andere rheologische Aspekte.
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Außerdem hat
es ein zunehmendes Interesse an der Verwendung von Klebstoffen gegeben,
die sich bei der Aushärtung
von einer auffälligen
Farbe zur Farblosigkeit verändern.
Solche Klebstoffe sind im nicht gehärteten Zustand leicht zu sehen
und erleichtern folglich die Reinigung von einer übermäßigen Klebstoffmenge,
nachdem die Vorrichtung auf der Zahnoberfläche positioniert worden ist.
Nachdem der Klebstoff gehärtet ist,
wird die Farbe im Wesentlichen beseitigt, was den Klebstoff im Laufe
der Behandlung schwerer zu sehen und folglich ästhetischer macht.
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Leider
sind viele derzeit gebräuchliche
Verpackungen für
mit Klebstoff vorbeschichtete kieferorthopädische Vorrichtungen zur Verwendung
mit einigen der vorliegenden neuen, oben erwähnten Klebstoffe nicht vollständig zufrieden
stellend. Insbesondere ist herausgefunden worden, dass die Bindungsfestigkeit
der resultierenden gebundenen Vorrichtung im Wesentlichen abnimmt,
wenn die Vorrichtung und bestimmte Klebstoffe vor dem Gebrauch für einen
bedeutenden Zeitraum in der Verpackung bleiben. Folglich wird die
Lagernutzungsbeständigkeit
der verpackten Vorrichtung nachteilig beeinflusst.
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Leider
ist eine unangemessene Abnahme der Bindefestigkeit von kieferorthopädischen
Vorrichtungen an Zahnschmelz aufgrund des erhöhten Risikos, dass sich die
Vorrichtung im Laufe der Behandlung spontan ablösen und von der Zahnoberfläche loslösen kann,
unerwünscht.
In diesem Fall muss der Patient zu der Praxis des Kieferorthopäden zurückkehren,
um eine neue Vorrichtung zu erhalten, bevor die Behandlung vollständig abgeschlossen
ist. Man wird verstehen, dass eine spontane Ablösung von kieferorthopädischen
Vorrichtungen sowohl für
den Fachmann als auch für
den Patienten ein Ärgernis
ist, das am besten, falls überhaupt möglich, vermieden
werden sollte.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Behälter für lichthärtbare Materialien, die selbst
nach längeren
Zeiträumen
einen ausgezeichneten Schutz gegen eine Degradation der lichthärtbaren
Materialien bereitstellen. Die Behälter der vorliegenden Erfindung
sind besonders zum Schutz von Farbstoffen geeignet, die den Dentalklebstoffen
und -abdichtmitteln ein Farbveränderungsmerkmal
verleihen. Die Behälter
der vorliegenden Erfindung sperren effektiv den Durchlass aktinischer
Strahlung über
einen breiten Spektralbereich, so dass das lichthärtbare Material
während
der Lagerung nicht vorzeitig seine Farbe verliert.
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Die
Behälter
der vorliegenden Erfindung weisen ein Polymer und Metallteilchen
auf. Zum Beispiel können
die Behälter
aus Polypropylen hergestellt sein, das mit einem Aluminiumfüllstoff
eine Verbindung eingeht oder eine Aluminiumpulverbeschichtung aufnimmt.
Die Kombination von Polymer und Metallteilchen stellt eine hocheffektive
Blockierung gegen den Durchlass aktinischer Strahlung für Farbstoffe
bereit, die die Farbe verändern,
selbst wenn solche Farbstoffe bekanntermaßen stark lichtempfindlich
sind.
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Die
Behälter
der vorliegenden Erfindung weisen auch gute Dampfschutzeigenschaften
auf. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass sich die rheologischen
Eigenschaften des lichthärtbaren
Materials über
längere
Zeiträume
verändern.
Zum Beispiel stellen die verbesserten Dampfschutzeigenschaften der
Behälter
einen wesentlichen Schutz gegen eine Degradation der Handhabungseigenschaften
von kieferorthopädischen Klebstoffen
bereit, so dass der Klebstoff nicht vorzeitig aushärtet oder
trocknet oder anderweitig unzufrieden stellend wird.
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Genauer
betrifft ein Aspekt der vorliegenden Erfindung einen verpackten
Gegenstand nach Anspruch 1.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft auch einen verpackten
Gegenstand nach Anspruch 9.
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Weitere
Details der Erfindung sind in den Merkmalen der Ansprüche definiert.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine fragmentarische Seitenquerschnittsansicht eines verpackten
Gegenstands gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Teilquerschnittsansicht von der Seite eines verpackten Gegenstands
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung;
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3 ist
eine vergrößerte Seitenquerschnittsansicht
eines verpackten Gegenstands gemäß einer noch
anderen Ausführungsform
der Erfindung;
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4 bis 6 sind
Schaubilder der Lichtdurchlässigkeit
bei verschiedenen Wellenlängen
durch Wände
von bestimmten Behältern,
die gemäß der Erfindung
konstruiert sind;
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7 ist
ein Schaubild, das die Farbbeständigkeit
von bestimmten lichthärtbaren
Klebstoffen zeigt, die in bestimmten Behältern gelagert werden, die
gemäß der Erfindung
konstruiert sind; und
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8 ist
ein Schaubild, das den CPQ-Verlust in einem bestimmten lichthärtbaren
Klebstoff, der in einem Behälter
der vorliegenden Erfindung gelagert wird, im Vergleich zu dem CPQ-Verlust
eines anderen Klebstoffs, der in einem Behälter gelagert wird, der nicht
gemäß der Erfindung
konstruiert ist, zeigt.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Ein
kieferorthopädischer
Gegenstand gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist in 1 dargestellt und ist weitgehend
mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Der Gegenstand 10 weist
eine kieferorthopädische
Vorrichtung wie ein Bracket 12 auf. Das Bracket 12 weist
eine Basis 14 zum direkten Binden des Brackets 12 an
die Zahnstruktur eines Patienten auf. Vorzugsweise weist die Basis 14 eine
leicht konkave Form mit einer verbundenen Umrisslinie auf, die mit
der konvexen verbundenen Umrisslinie einer äußeren Zahnoberfläche übereinstimmt,
wenngleich andere Formen auch möglich
sind.
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Das
Bracket 12 kann aus jedem beliebigen von verschiedenen
Materialien hergestellt sein, einschließlich Metallen (wie Edelstahl),
Kunststoff (wie Polycarbonat) oder Keramik (wie monokristallines
oder polykristallines Aluminiumoxid). Wenn das Bracket 12 aus
Kunststoff oder Keramik hergestellt ist, ist es vorzugsweise transparent
oder lichtdurchlässig,
so dass die Farbe des Zahns des Patienten durch das Bracket 12 sichtbar ist.
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Allerdings
können
anstatt des Brackets 12 andere Vorrichtungsarten mit dem
Gegenstand 10 benutzt werden. Zum Beispiel kann die Vorrichtung
ein kieferorthopädisches
Bukkalröhrchen
sein, das geeignet ist, um an einem der Backenzähne des Patienten befestigt
zu werden. Als andere Alternative kann die Vorrichtung ein Knopf,
eine Klammer, ein Lingualmantel oder irgendeine andere Vorrichtung
sein, die geeignet ist, um mittels eines Klebstoffs direkt an die
Zahnstruktur des Patienten gebunden zu werden.
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Ein
kieferorthopädischer
Klebstoff 16 verläuft über die
Basis 14 des Brackets 12. Der Klebstoff 16 ist im
gehärteten
Zustand fest genug, um das Bracket 12 im herkömmlichen
Verlauf eines kieferorthopädischen Behandlungsprogramms
an der Zahnstruktur des Patienten zu befestigen und zurückzuhalten.
Vorzugsweise ähnelt
die Form des Klebstoffs 16 einem Kissen mit vier Randabschnitten,
die in etwa mit den vier Randabschnitten der Basis 14 ausgerichtet
sind. Der Klebstoff 16 ist auch in einer ausreichenden
Menge vorhanden, um zu gewährleisten,
dass der gesamte Raum zwischen der Basis 14 und der Zahnstruktur
des Patienten mit Klebstoff 16 gefüllt ist, sobald die Basis 14 auf
der Zahnstruktur unter Kraftanwendung angeordnet worden ist und
der Klebstoff 16 gehärtet
ist.
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Der
Klebstoff 16 kann jeder beliebige einer Anzahl von im Handel
erhältlichen
kieferorthopädischen Klebstoffen
sein, die zum direkten Binden nützlich
sind und bei Aussetzung einer aktinischen Strahlung wie Licht im
sichtbaren Spektrum aushärten.
Zu geeigneten Klebstoffen gehören
zum Beispiel die Klebstoffmarke "Transbond
XT" von 3M Unitek
und die Klebstoffmarke „Light
Bond" von Reliance.
Zusätzliche
geeignete Klebstoffe sind in der ebenfalls abhängigen US-Patentanmeldung des Anmelders mit Seriennr.
10/126505 unter der Bezeichnung "Orthodontic
Appliances and Adhesives including an Adhesive an the Base of the
Appliance", eingereicht
am 18. April 2002, beschrieben.
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Vorzugsweise
weist der Klebstoff 16 einen oder mehrere Farbstoffe auf,
die die Farbe verändern,
während
der Klebstoff härtet.
Zum Beispiel können
die Farbstoffe ausgewählt
sein, um dem Klebstoff während
der Zeit, während
der der Klebstoff im Wesentlichen ungehärtet ist, eine Farbe zu verleihen,
so dass der Klebstoff visuell markiert und von den unerwünschten
Stellen entfernt werden kann. Im Allgemeinen ist die Entfernung und
Reinigung von Klebstoff vor der Härtung des Klebstoffs leichter.
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Vorzugsweise
bleicht der Farbstoff den Klebstoff und bewirkt, dass dieser während des
Aushärtens seine
Farbe verliert, so dass der Klebstoff nach der Härtung im Wesentlichen farblos
ist. Die Farblosigkeit macht den gehärteten Klebstoff schwerer zu
sehen und stellt folglich eine ästhetischere
Erscheinung in der Mundhöhle
bereit. Diese Farblosigkeit ist besonders vorteilhaft, wenn die
Vorrichtung lichtdurchlässig
oder transparent ist und wenn die Farbe des Zahns des Patienten
durch das Bracket 12 sichtbar ist.
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Zu
Beispielen von geeigneten Farbstoffen gehören Rose Bengal, Methylen-Violett,
Methylen-Blau, Fluorescein, Eosin-Gelb, Eosin Y, Ethyl-Eosin, Eosin-Bläulich, Eosin
B, Erythrosin B, Erythrosin-Gelblich-Mischung, Toluidin-Blau, 4',5'-Dibromfluorescein
und Kombinationen davon. Zusätzliche
Details bezüglich
der Farbstoffe sind in der oben beschriebenen abhängigen US-Patentanmeldung
mit der Bezeichnung „Orthodontic
Appliances and Adhesives including an Adhesive an the Base of the
Appliance" dargelegt.
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Das
Bracket 12 und der Klebstoff 16 sind teilweise
von einem Behälter 18 umgeben.
Der beispielhafte Behälter 18,
der in 1 dargestellt ist, weist einen einstückig gegossenen
Körper
mit inneren Wandabschnitten auf, die eine Aussparung oder Vertiefung 20 definieren.
Die Vertiefung 20 weist Seitenwände und einen Boden 22 auf.
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Wahlweise
weist die Vertiefung
20 in Draufsicht eine ovale Form auf.
Als eine zusätzliche
Option weisen die Seitenwände
der Vertiefung
20 horizontal verlaufende Aussparungen zum
Eingriff in eine Randstruktur eines Trägers
24 auf. Zusätzliche
Informationen bezüglich
eines geeigneten Trägers
24 sind
in
US-Patentschrift Nr. 5,328,363 dargelegt.
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Vorzugsweise
weist der Boden 22 der Vertiefung 20 ein Trennsubstrat
mit einer oberen Fläche
mit Zellen, Teilchen, hervorstehenden Stiften, Vorsprüngen oder
einer anderen Struktur auf, die mindestens in Kontaktbereichen mit
dem Klebstoff 16 eine Anzahl von Poren bereitstellt. Die
Poren können
getrennt und in einer nicht verbundenen Beziehung voneinander beabstandet
sein. Als Alternative können
die Poren miteinander verbunden sein, und zwar entweder in einer
Bezugsebene, die entlang des äußersten
Abschnitts der oberen Fläche
verläuft,
oder in einer oder mehreren Bezugsebenen, die unterhalb solch einer
oberen Fläche
verlaufen, oder in irgendeiner Kombination solcher Ebenen.
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Vorzugsweise
enthält
ein Großteil
des Volumens der Poren keinen Klebstoff. Mehr bevorzugt sind die Poren
im Wesentlichen frei von Klebstoff 16. Vorzugsweise befinden
sich weniger als etwa 50 Gew.-% des Klebstoffs innerhalb der Poren
und mehr bevorzugt befinden sich etwa 75 Gew.-% des Klebstoffs innerhalb
der Poren. Am meisten bevorzugt befinden sich weniger als etwa 90
Gew.-% des Klebstoffs innerhalb der Poren. Vorzugsweise sind mindestens
50 Vol-% der Poren frei von Klebstoff und mehr bevorzugt sind mindestens
75 Vol-% der Poren frei von Klebstoff. Am meisten bevorzugt sind
mindestens 90 Vol-% der Poren frei von Klebstoff. Diese Konstruktion
ermöglicht
die Trennung des Klebstoffs 16 von dem Boden 22.
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Das
Trennsubstrat kann aus jedem beliebigen einer Anzahl von Materialien
hergestellt sein. In der in 1 dargestellten
Ausführungsform
weist das Substrat einen Polymerschaum 25 auf, der entweder
eine offene Zellstruktur oder eine geschlossene Zellstruktur aufweist.
Ein Schaum mit geschlossener Zelle wird bevorzugt. Der Schaum 25 ist
vorzugsweise zusammendrückbar
und elastisch.
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Vorzugsweise
weisen die Poren des Trennsubstrats einen Durchmesser auf, der größtenteils,
wenn nicht sogar ganz, innerhalb eines Bereichs von etwa 0,001 Inch
(0,02 mm) bis etwa 0,01 Inch (0,2 mm) liegt. Die Porengröße wird
durch Bestimmen ihres Durchmessers in einer Bezugsebene, die parallel
zu der Ebene der oberen Fläche
des Trennsubstrats oder Schaums 25 ist, ermittelt. Wenn
die Pore keine kreisförmige
Form in dieser Bezugsebene aufweist, wird die Porengröße durch
Berechnen des Durchmessers eines Kreises, der eine Fläche aufweist,
die der Fläche
dieser Pore in der gleichen Bezugsebene entspricht, bestimmt.
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Zu
besonders bevorzugten Materialien für den Schaum 25 gehören Polyolefinschäume wie
Polyethylenschäume,
Polybutylenschäume
und Polypropylenschäume
oder Mischungen davon. Polyvinylchloridschäume, Polyurethanschäume und
Schaumcopolymere können
ebenfalls eingesetzt werden. Zu Beispielen von geeigneten Schäumen gehören die
Schäume
der Marke Minicel (wie die Serie M200, M300 und T300) von Voltek. Wahlweise
kann eine äußere Schicht
von Zellen des Schaums erwärmt
werden, um die Größe der Poren „abzudichten" oder zu verkleinern,
indem der Porendurchmesser verringert wird und/oder indem die Porentiefe
in Richtungen, die zu der Ebene ihrer äußeren, oberen Fläche senkrecht
sind, verringert wird.
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Zusätzliche
Informationen hinsichtlich des Trennsubstrats sind in der
US-Patentschrift Nr. 6,183,249 zu
finden. Wahlweise und wie in dieser Entgegenhaltung beschrieben,
kann das Trennsubstrat mit dem Boden
22 einstückig ausgebildet
sein. In diesem Fall können
die Poren mit Hilfe einer Mikroreplikationstechnik wie den in den
US-Patentschriften Nr. 5,152,917 und
5,500,273 offenbarten Verfahren
hergestellt werden.
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Der
Behälter 18,
der die Vertiefung 20 mit dem Boden 22 aufweist,
ist aus einem Material gefertigt, das ein Polymer und Metallteilchen
aufweist. Zu Beispielen geeigneter Polymere gehören Polypropylen, Polypropylen-Copolymer, Polyethylen,
Polyethylen-Copolymer, Cycloolefin-Copolymer, auf Acrylnitril basierendes
Copolymer, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid und Polyamid.
Mischungen und Laminate dieser Polymere sind auch möglich.
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Zu
geeigneten Metallteilchen gehören
Aluminium, Kupfer, Stahl, Gold, Silber, Nickel, Messing, Eisen, Zink
und Legierungen davon. Die Teilchen können verschiedene Formen aufweisen,
einschließlich
Flocken, Pulver, Fasern, Kugeln, Stäbe und Kombinationen davon.
Wahlweise sind die Teilchen metallisierte Teilchen mit einem anorganischen
Kern wie Glasblasen, Glasfasern oder Glaskugeln. Metallisierte Teilchen
mit einem organischen Kern sind auch möglich.
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Vorzugsweise
weist das Metallpulver eine Größe im Bereich
von etwa 0,01 Mikrometer bis etwa 50 Mikrometer und mehr bevorzugt
im Bereich von etwa 1 Mikrometer bis 30 Mikrometer auf. Ein Beispiel
geeigneter Metallteilchen sind Aluminiumflocken mit einem durchschnittlichen
Durchmesser von 15 Mikrometer.
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Vorzugsweise
beträgt
das Gewichtsverhältnis
von Polymer zu Metallpulver in der Mischung etwa 0,1% bis etwa 40%
und mehr bevorzugt im Bereich von etwa 1% bis etwa 25%.
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Wahlweise
werden die Metallteilchen mit dem Polymer vermischt und die resultierende
Mischung wird dann in die Form des Behälters
18 gegossen,
der in
1 dargestellt ist. Als andere Option können die
Metallteilchen und das Polymer miteinander vermischt werden und
dann in die Form eines Blattes extrudiert oder gegossen werden,
das danach in die Form des Behälters
18 geformt
wird, der in
1 dargestellt ist. Das Blattmaterial
kann durch jeden beliebigen geeigneten Vorgang wie Vakuumformen
in die gewünschte
Form geformt werden. Andere geeignete Herstellungsverfahren sind
in
US-Patentschrift Nr. 5,738,816 beschrieben.
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Als
andere Option kann der Behälter 18 durch
Aufbringen einer oder mehrerer Schichten von Metallteilchen auf
ein Polymerblatt hergestellt werden. Zum Beispiel kann eine dünne Aluminiumschicht
auf eine oder beide Seiten eines Polypropylenblattes abgeschieden
werden. Als eine weitere Option kann das Polypropylen in die gewünschte Form
des Behälters 18 geformt
oder gegossen werden, bevor das Aluminium auf die Innenseite der
Vertiefung 20, die Außenseite
der Vertiefung 20 oder beide aufgebracht wird.
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Vorzugsweise
ist das Material des Behälters 18 hinsichtlich
der Lichtdurchlässigkeit
im Bereich von etwa 400 Nanometer bis etwa 600 Nanometer im Wesentlichen
undurchlässig.
Dieser Bereich ist zum Blockieren des Durchlasses von Licht, das
anderenfalls von den oben erwähnten
lichtempfindlichen Farbstoffen absorbiert werden könnte, zufrieden
stellend. Allerdings sind auch breitere Bereiche möglich und
können
erwünscht
sein, wenn der Klebstoff 16 Bestandteile enthält, die
auf die Strahlung außerhalb
des oben genannten Bereichs empfindlich sind.
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Vorzugsweise
ist das Material des Behälters 18 mit
verschiedenen Verbindungen kompatibel, die in lichthärtbaren
Zusammensetzungen benutzt werden, einschließlich der oben genannten lichthärtbaren
kieferorthopädischen
Klebstoffe. Zum Beispiel adsorbiert oder absorbiert das Polymer
vorzugsweise die CPQ- oder Harzbestandteile des Klebstoffs in keinem
bedeutenden Maße.
Folglich bleibt der Klebstoff „frisch" und weist bis zur Öffnung des
Behälters
eine relativ lange Lagerbeständigkeit
auf.
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Vorteilhaft
verleihen die Metallteilchen dem Behälter 18 durch Bereitstellen
einer glänzenden,
metallisch aussehenden Qualität
ein ästhetisches
Aussehen. Wahlweise können
andere Farbstoffe hinzugefügt
werden, um Variationen hinsichtlich der Färbung, des Farbtons oder der
Schattierung zu geben. Zum Beispiel können Titandioxid- und Ultramarinblau-Farbstoffe
nach Wunsch hinzugefügt
werden, um ein metallisches blaues Aussehen bereitzustellen. Außerdem verleihen
die Metallteilchen dem Behälter 18 eine
antistatische Eigenschaft.
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Der
Gegenstand 10 weist auch eine Abdeckung 26 auf,
die mit dem Behälter 18 verbunden
ist. In 1 ist die Abdeckung 26 in
einer geschlossenen Konfiguration dargestellt. Die Abdeckung 26 kann
durch Fassen eines Streifens 28 der Abdeckung 26 und
durch Ziehen daran von dem Behälter 18 weg,
vorzugsweise in einer schwingenden, gelenkähnlichen Weise, so dass ein
Abschnitt der Abdeckung 26 entfernt von dem Streifen 28 an
dem Flansch des Behälters 18 befestigt
bleibt, geöffnet
werden.
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Die
Abdeckung 26 kann aus jedem beliebigen Material gefertigt
sein, das hinsichtlich der Durchlässigkeit aktinischer Strahlung
im Wesentlichen undurchlässig
ist, so dass der Klebstoff 16 nicht vorzeitig aushärtet. Zu
Beispielen geeigneter Materialien für die Abdeckung 26 gehören Laminate
von Aluminiumfolie und Polymeren. Zum Beispiel kann das Laminat
eine Polyethylenterephthalat-, Klebstoff-, Aluminiumfolien-, Klebstoff-
und ausgerichtete Polypropylenschicht aufweisen.
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Die
Abdeckung 26 ist mit dem Flansch des Behälters 18 durch
eine Heißsiegelung
lösbar
verbunden, die entlang des Flansches verläuft und die obere Öffnung der
Vertiefung 20 umgibt. In dem oben genannten Deckel wird
die Heißsiegelung
durch eine erwärmte
Platte gebildet, die das Polypropylen zur Bindung des Deckels an
dem Flansch des Behälters 18 weichmacht.
Als Alternative könnte
eine Klebstoffschicht (wie aus dem Klebstoff 30) bereitgestellt
werden.
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Als
noch eine andere Option kann der Gegenstand 10 durch Auslassen
des Brackets 12 und Bereitstellen nur des Behälters 18 und
des Klebstoffs 14 konstruiert werden. In solch einer Konstruktion
ist der Klebstoff 14 vorzugsweise ein „Einzeldosis"-Klebstoff einer
Menge, die zu Verwendung mit einer einzigen kieferorthopädischen
Vorrichtung wie einem Bracket geeignet ist. Die Vertiefung des Behälters kann
eine Einzeldosis oder eine Anzahl von Einzeldosismengen enthalten,
die voneinander beabstandet sind.
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Ein
verpackter Gegenstand 10a gemäß einer anderen Ausführungsform
der Erfindung ist in 2 dargestellt. In diesem Beispiel
ist der Gegenstand 10a eine Spritze, die einen Behälter 18a aufweist.
Der Behälter 18a weist
ein verlängertes
zylindrisches Gehäuse 32a mit
Innenwänden
auf, die eine Kammer 34a definieren.
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Das
Gehäuse 32a weist
eine vordere Düse 36a mit
einer leicht verjüngten,
kegelstumpfförmigen, äußeren Oberfläche auf.
Die Düse 36a weist
einen Durchgang auf, der von der Kammer 34a zu einer Ausgabeöffnung verläuft, die
auf dem vorderen Ende der Düse 36a angeordnet
ist.
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Die
Spritze weist auch einen Schieber 38a auf, der innerhalb
des Gehäuses 32a verschoben
werden kann. Der Schieber 38a weist einen Vorderkolben 40a auf,
der in die zylindrischen Innenwände
der Kammer 34a in gleitender Weise eingreift. Der Schieber 38a weist
auch einen hinteren, etwa „T"-förmigen Griff 42a zum Ermöglichen
der Vorwärtsbewegung
des Schiebers 38a auf.
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Eine
Menge an lichthärtbarem
Material 16a ist in der Kammer 34a aufgenommen.
Das lichthärtbare Material 16a kann
das gleiche wie der oben beschriebene kieferorthopädische Klebstoff
sein. Als Alternative kann das lichthärtbare Material 16a ein
anderer Materialtyp wie ein Bindemittel, das in anderen Zweigen
der Dentalmedizin benutzt wird, oder ein Bindemittel sein, das in
nicht dentalen Anwendungen wie medizinischen, industriellen Anwendungen
und Haushaltsanwendungen benutzt wird.
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Wenngleich
in den Zeichnungen nicht dargestellt, weist der Gegenstand
10a vorzugsweise
einen Deckel auf, der mit der Düse
36a lösbar verbunden
ist, um das lichthärtbare
Material
16a bis zur Verwendung zu schützen. Als eine zusätzliche
Option kann der Gegenstand
10a eine Ausgabespitze aufweisen,
die geeignet ist, um die Düse
36a nach
dem Entfernen des gegebenenfalls vorhandenen Deckels abnehmbar zu
verbinden. Ein Beispiel einer geeigneten Ausgabespitze ist in der
US-Patentschrift Nr. 6,238,212 beschrieben.
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Der
Behälter 18a,
der das Gehäuse 32a aufweist,
ist aus einem Material hergestellt, das ein Polymer und Metallteilchen
wie die oben in Verbindung mit dem Behälter 18 beschriebenen
Materialien aufweist. Wahlweise sind alle Bestandteile des Gegenstands 10a (wie
der Schieber 38a) aus dem gleichen Material hergestellt,
um eine gleichförmige
Erscheinung bereitzustellen. Solch eine Konstruktion gewährleistet,
dass der Durchlass der aktinischen Strahlung zu dem lichthärtbaren
Material 16a in der Kammer 34a im Wesentlichen gesperrt
ist, ohne die Eigenschaften (wie die Bindefestigkeit) davon nachteilig
zu beeinflussen.
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Ein
Gegenstand 10b gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung ist in 3 dargestellt. In dieser Ausführungsform
ist der Gegenstand 10b eine Kapsel oder Patrone, die einen
Behälter 18b mit
einer Kammer 34b aufweist. Der Gegenstand 10b weist
auch einen Kolben 44b auf, der in der Kammer 34b bewegt werden
kann.
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Der
Behälter 18b weist
eine vordere Düse 36b mit
einer Auslassöffnung
auf. Die Auslassöffnung
steht mit der Kammer 34b in Verbindung. Wahlweise und wie
in den Zeichnungen dargestellt, ist ein Deckel 38b auf der
Düse 36b in
gleitender Weise aufgenommen und wird nach Wunsch für einen
Ausgabevorgang entfernt.
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Eine
Menge an lichthärtbarem
Material 16b ist in der Kammer 34b aufgenommen.
Zu Beispielen von geeigneten lichthärtbaren Materialien 16b gehören die
oben erwähnten
lichthärtbaren
Materialien.
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Während der
Verwendung wird der Gegenstand
10b in einem in der Hand
gehaltenen Applikator wie denjenigen Applikatoren, die auf dem Dentalfachgebiet
gut bekannt sind, angeordnet. Ein Beispiel eines geeigneten Applikators
ist Nr. 5706SD von 3M Company. Ein geeigneter Applikator ist in
der
US-Patentschrift Nr. 6,095,814 beschrieben
und dargestellt.
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Während eines
Ausgabevorgangs wird ein Hebel des Applikators bewegt, um einen
Schieber, der entgegen des hinteren Endes des Kolbens 44b gelagert
ist, vorwärts
zu bewegen. Eine kontinuierliche Vorwärtsbewegung des Hebels bewegt
den Kolben 44b nach vorne in eine Richtung zu der Düse 36b.
Diese Bewegung übt
einen Druck auf das lichthärtbare
Material 16b aus, der ausreicht, um das Material 16b durch
die Auslassöffnung
der Düse 36b und
zu seinem zugedachten Auftragungsort zu lenken.
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Der
Behälter 18b ist
aus einem Material hergestellt, das ein Polymer und Metallteilchen
wie die oben in Verbindung mit den Behältern 18 und 18a beschriebenen
Materialien aufweist. Folglich kann das lichthärtbare Material 16b für längere Zeiträume innerhalb
der Kammer 34b sicher und ohne eine unangemessene Härtung oder
Degradation der Eigenschaften gelagert werden.
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Die
oben beschriebenen Behälter
repräsentieren
geeignete Konstruktionen, die gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung möglich
sind. Eine Anzahl anderer Konstruktion ist auch möglich, einschließlich Behältern, die
denjenigen des Standes der Technik ähnlich sind. Die oben beschriebenen
Behälter
sind nur als Beispiel bereitgestellt und der Fachmann wird dazu
in der Lage sein, für
bestimmte Bedürfnisse
verschiedene andere Behälterarten
zu gestalten und zu konstruieren.
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Beispiele
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Mustergegenstände wurden
gemäß dem beispielhaften
Gegenstand
10 konstruiert, der in
1 dargestellt
ist. Drei Behälterarten,
die aus einer Mischung von Polymer und Metallteilchen hergestellt
wurden, wurden einem Spritzgussverfahren unterzogen. Die Wanddicke
an dem Boden des Behälters
betrug 0,05 Inch (1,3 mm) und 0,035 Inch (0,9 mm) in Bereichen des
Flansches und der Seitenwand, die die Vertiefung umgibt. Die Zusammensetzungen
der drei Behälterarten
sind in Tabelle I dargestellt. Tabelle I
| | Behälter | Behälter | Behälter |
| „A" | „B" | „C" |
| 1,6% | 3,0% | 5,6% |
| Pulver | Pulver | Pulver |
| Natriumalumosulfosilikat
(Ultramarinblau) | 0,08 | 0,16 | 0,30 |
| Aluminiumpulver | 0,42 | 0,82 | 1,52 |
| Glimmer/Titandioxid | 1,06 | 2,04 | 3,80 |
| Stearinsäuresalz
(Zinksalz) | 0,21 | 0,41 | 0,76 |
| Polypropylen | 98,22 | 96,57 | 93,62 |
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Ein
Schaummaterialabschnitt wurde in dem Boden jeder Vertiefung jedes
Behälters
angeordnet. Der Schaum wurde aus Abschnitten hergestellt, die aus
dem Schaum der Marke Minicel Nr. M200 mit einer Dicke von 0,030
Inch (0,76 mm) geschnitten wurden.
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Ein
mit einem Klebstoff vorbeschichtetes kieferorthopädisches
Bracket wurde in jedem Behälter
angeordnet. Die Brackets waren Metallzwillingsbrackets mit einer
Maschenbasis (Nr. 017-401, Miniaturzwillingsbrackets der Marke "Victory Series", oben links zentral,
mit Maschenbasis, von 3M Unitek Corporation). Jedes der Brackets
wurde mit einem lichthärtbaren
kieferorthopädischen
Klebstoff vorbeschichtet, der eine der in der folgenden Tabelle
II dargestellten Zusammensetzungen aufwies. Tabelle II
| | Klebstoff „L" | Klebstoff „M" | Klebstoff „N" |
| CPQ | 0,038 | 0,043 | 0,065 |
| BHT | 0,094 | 0,107 | 0,027 |
| EDMAB | 0,234 | 0,269 | 0,264 |
| DPI | 0,141 | 0,161 | 0,042 |
| EYB | 0,0038 | 0,0043 | 0,011 |
| BisGMA | 1,07 | 1,22 | 7,29 |
| PEG400DMA | 9,64 | 11,06 | 8,86 |
| CDMA | 7,53 | 8,62 | 4,43 |
| Füllstoff
1 | 40,0 | 38,6 | 39,0 |
| Füllstoff
2 | 40,0 | 38,6 | 39,0 |
| Füllstoff
3 | 1,30 | 1,26 | 0,99 |
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GLOSSAR
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- BisGMA: Bisphenol-A-Diglycidalmethacrylat
- BHT: butyliertes Hydroxytoluol
- CDMA: Citratdimethacrylat
- CPQ: Campherquinon
- DPI: Diphenyliodoniumhexafluorphosphat
- EDMAB: Ethyl-4-dimethylaminobenzoat
- EYB: Erythrosin-Gelblich-Mischung aus 90% Erythrosin B und 10%
Eosin Y
- PEG400DMA: Polyethyl englycoldimethacrylat
- PP: Polypropylen-Füllstoff
1: silanbehandelter Quarz/Aerosil-Füllstoff
- Füllstoff
2: silanbehandeltes Dental Glass G018-117 (von Schott Glas)
- Füllstoff
3: Cabosil TS-720 (von Cabot Corporation)
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Zu
Vergleichszwecken wurde auch eine Anzahl von Behältern gegossen und als Kontrollbehälter identifiziert.
Diese Behälter
bestanden zu 99% aus Polypropylen und zu 1% aus Ruß. Der Ruß war ein
Pigment der Marke "Omnicolor", Nr. UN0055, von
Clariant, Masterbatches Division, aus Muttenz, Schweiz.
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Die
Gesamtlichtdurchlässigkeit
im ultravioletten und sichtbaren Spektrum wurde durch die Seitenwände von
den oben angegebenen leeren Behältern „A", „B" und „C" gemessen. Die Lichtdurchlässigkeit
wurde gemäß den ASTM-Verfahren
E903 und E891 mit Hilfe eines Perkin-Elmer-Lambda-19-Spektralphotometers gemessen,
das mit einem RSA-PE-19A- integrierenden Kugelzubehörteil ausgestattet
war.
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Die
prozentuale Durchlässigkeit über einen
Wellenlängenbereich
in Nanometern ist in 4, 5 und 6 jeweils
für die
Behälter „A", „B" und „C" dargestellt. Die
in 4 bis 6 dargelegten Daten zeigen, dass
die Lichtdurchlässigkeit
in verschiedenen Wellenlängen
für die
Behälter „B" und „C" bedeutend geringer war
als die Lichtdurchlässigkeit
in den gleichen Wellenlängen
für Behälter „A".
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Beispiel I
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Eine
Anzahl der oben angegebenen kieferorthopädischen Brackets wurde mit
einer Klebstoffschicht gemäß der in
Tabelle II als Klebstoff „L" oder Klebstoff „M" identifizierten
Formulierung beschichtet. Die Brackets und der Klebstoff wurden
dann in jedem der drei in Tabelle I angegebenen Behälter angeordnet.
Ein Deckelmaterial wurde über
der Vertiefung jedes Behälters
angeordnet, um als eine Abdeckung zu dienen. Der Deckel wurde aus
einem Laminat gefertigt, das eine Schicht eines Polyesterfilms (12
Mikrometer dick), eine Schicht von Klebstoff, eine Schicht einer
Aluminiumfolie (25 Mikrometer dick) und eine auf Acryl basierenden Heißsiegelungsbeschichtung
aufwies. Die Behälter
wurden dann einem kontinuierlichen fluoreszenten Licht (30 Watt)
bei einer Entfernung von 18 Inch (46 cm) ausgesetzt.
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Zu
Vergleichszwecken wurde eine Anzahl der „A"-Behälter
mit dem gleichen wie dem oben erwähnten Deckel, Brackets und
Klebstoff dunkel gelagert.
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Zur
Bestimmung der Lichtbeständigkeit
des Klebstoffs wurde die rote Farbe des Klebstoffs mit Hilfe eines
Spektrometers (Nr. EPP2000C, von StellarNet, Inc.) gemessen, bevor
und nachdem die Behälter
mit dem Klebstoff dem fluoreszenten Licht ausgesetzt wurden. Das
Spektrometer war mit einer Glasfaser- Reflexionssonde (8400-7-visNIR), einer
Toshiba-Photodiodenanordnung,
einem 25-Mikrometer-Schlitz und einer 5-Watt-Glasfaser-vis/NIR-Miniaturlichtquelle
ausgestattet.
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Das
Verfahren wurde unter Dunkelkammerbedingungen derart ausgeführt, dass
das Umgebungslicht die Proben nicht vorzeitig verblasste. Eine Abtastung
im Dunklen wurde durch Abdecken der Sondenspitze mit der nichtklebenden
Seite eines schwarzen elektrischen Bandabschnitts vorgenommen, um
einen Hintergrundwert festzulegen. Die Glasfasersonde wurde ein
Viertel Inch (0,6 cm) von der Oberfläche eines weißen Halon-Reflexionsstandards
(RS 50) positioniert. Die Sonde wurde derart eingestellt, dass die
Achse der Sonde etwa 45 Grad bezüglich
der Oberfläche
des Standards positioniert war. Nach dem Einschalten der Lichtquelle und
derartigem Einstellen der Integrationszeit, dass die Kurve 90% der
Skala abdeckte, wurde ein Referenzspektrum gespeichert.
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Der
Klebstoff wurde mittels Stahlunterlegscheiben zur Einstellung der
Dicke auf 0,01 Inch (0,25 mm) zwischen zwei Blättern einer Abziehfolie (ScotchpakTM 1022, von 3M Company) in die Form einer
Scheibe gepresst. Mit abgeschalteter Glasfaserquelle wurde die Scheibe
auf dem weißen
Reflexionsstandard angeordnet, während
sie sich noch immer zwischen den zwei Blättern der Abziehfolie befand.
Danach wurde die Lichtquelle aktiviert und das Spektrometer wurde
benutzt, um das Reflexionsspektrum zu erfassen und es in L*-, a*-
und b*-Werte umzuwandeln. Die rote Farbe des Klebstoffs ist als
a* dargestellt. Die Ergebnisse des Versuchs sind in 7 dargelegt.
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Die
Daten in 7 zeigen, dass die Behälter „B" und „C" einen ausgezeichneten
Farbschutz für
den Klebstoff bereitstellten und dass sich die rote Farbe (a*) nicht
bedeutend von der roten Farbe des Klebstoffs, der in dem Behälter in
einer dunklen Umgebung gehalten wurde, unterschied. Allerdings stellte
Behälter „A" über einen Zeitraum von einem
Monat bedeutend weniger Schutz der roten Farbe bereit, wobei die
Ergebnisse nach drei Monaten eine bedeutende Verringerung hinsichtlich
des Schutzes zeigten.
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Beispiel II
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Eine
Anzahl der oben erwähnten
kieferorthopädischen
Brackets wurde mit einer Schicht des in Tabelle II angegebenen Klebstoffs „L" beschichtet. Diese
Brackets mit dem Klebstoff wurden dann in dem in Tabelle I als „A" identifizierten
Behälter
angeordnet. Ein Deckelmaterial wurde über der Vertiefung jedes Behälters angeordnet,
um als eine Abdeckung zu dienen. Das Deckelmaterial wies ein Laminat
auf, das eine Schicht eines ausgerichteten Polyamids (25 Mikrometer
dick), eine Schicht von Klebstoff, eine Schicht einer Aluminiumfolie (60
Mikrometer dick), eine Schicht von Klebstoff, eine Schicht von Polyethylenterephthalat
(12 Mikrometer dick), eine Grundierung und eine modifizierte Polypropylen-Heißsiegelungsbeschichtung
aufwies. Diese Behälter
wurden dann in einem dunklen Ofen bei 40ºC gelagert.
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Eine
Menge des Klebstoffs "N" aus Tabelle II wurde
in Abschnitte von ungefähr
der gleichen Größe wie die
Größe des Klebstoffs
auf der Basis der Brackets in dem vorhergehenden Absatz getrennt.
Diese Klebstoffabschnitte wurden dann in den oben beschriebenen
Polypropylen-Kontrollbehältern
mit 1% Ruß angeordnet.
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Ein
Deckelmaterial wurde über
der Vertiefung jedes Behälters
angeordnet, um als eine Abdeckung zu dienen. Der Deckel wies ein
Laminat auf, das eine Schicht von Polyethylenterephthalat (12 Mikrometer
dick), eine Schicht einer Aluminiumfolie (20 Mikrometer dick) und
eine Polypropylen-Heißsiegelungsbeschichtung aufwies.
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Die
Behälter
wurden dann ebenfalls in einem dunklen Ofen bei 40ºC gelagert.
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8 ist
ein Schaubild, das den prozentualen CPQ-Restanteil in dem Klebstoff über einen
gegebenen Zeitraum darstellt. Die Daten in 8 zeigen,
dass der CPQ-Verlust in den Polypropylen-Kontrollbehältern, die 1%
Ruß enthalten,
bedeutend ist. Obwohl die CPQ-Menge
auch in dem Klebstoff abnimmt, der in den Behältern „A" gelagert ist, war der Verlust nicht
wesentlich.
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Der
bedeutende vorzeitige CPQ-Verlust kann zu einer verringerten Bindefestigkeit
führen
und die Gefahr eines Bindungsversagens erhöhen. Folglich sind die Behälter „A" zur Lagerung von
Dentalzusammensetzungen, die kieferorthopädische Klebstoffe enthalten,
zufrieden stellender als die Kontrollbehälter.