JPH0647061A - 歯列矯正器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 細長い円弧形ワイヤ溝と中央−末端基準軸線
とを有する本体を具備する歯列矯正器を提供する。 【構成】 ブラケットのような歯列矯正器２０は強化繊
維構造３８の埋め込まれた重合体材料で作られる。強化
繊維構造３８は円弧形ワイヤ溝３０の周面を含むブラケ
ット２０の周面の周りに延びる比較的長いフィラメント
４０を含んでいる。実施態様では、ブラケット２０を作
る方法は、型組立体４２の中の、得られるブラケット２
０の中央−末端軸線と整列する位置に、管状の繊維予備
成形体３８を置く段階と、次に型組立体４２を予備成形
体３８の中心軸線に向う方向に閉じる段階とを含んでい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は歯列矯正器と、重合体材
料とこの重合体材料に埋め込まれた強化繊維とで作られ
る歯列矯正器を製造する方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】歯列矯正処置は、不正確に整列されもし
くは誤まって配置された歯を所望の位置に動かすことに
関係する。歯列矯正処置はしばしば、門歯、小臼歯及び
犬歯に固定されるブラケットと臼歯に固定される頬面管
として知られている小さな器具の使用を必要とする。こ
のブラケットと頬面管とは弾性の金属製円弧形ワイヤを
受け入れる小さな溝又は通路を有している。この円弧形
ワイヤは歯の動きを案内するための通路を形成し、歯は
円弧形ワイヤに曲げて又は捩って置かれることにより又
はエラストマーモジュールのような他の用具を使用する
ことにより所望の位置に向って押しつけられる。

【０００３】多くのブラケット及び頬面管がステンレス
鋼で作られてきたが、その理由はステンレス鋼が強く、
非吸収性で、溶接可能で、形成し機械加工するのが容易
であるからである。しかし、歯列矯正処置を受ける大人
や年長児童はこのようなブラケットの“金属微笑”によ
り当惑することがある。さらに、ある患者はステンレス
鋼の用具に存在することの多いニッケルとクロムに対し
アレルギー性である。

【０００４】歯列矯正器は時にはニッケルとクロムを含
有する合金とは相違する材料で作られ、これらの要素に
敏感な患者に対し用いることができる。例えば、歯列矯
正器は単結晶又は多結晶のアルミナのようなセラミック
で作ることができる。米国特許第４，９５４，０８０号
は、歯に取付けられた時矯正器の見えるのを最小にし
“金属微笑”の問題が大きく回避されるようにする半透
明の多結晶セラミックで作られた歯列矯正器を記載して
いる。

【０００５】しかし、セラミックのブラケットは金属の
ブラケットに比べて円弧形ワイヤに対するブラケットの
動きに大きな抵抗を有していることが知られている。動
きに対する抵抗は、この抵抗が歯列矯正医によって求め
られる位置への歯の動きを遅くしまた処置時間が長くな
るため、欠点と考えられる。

【０００６】歯列矯正器はまた、ある例においては半透
明で色に中立であるプラスチックで作られてきた。好ま
しくは選択されたプラスチック材料が、からし、スパゲ
ティソース及びグレープジュースのような食品及び飲料
による汚染に対し比較的抵抗性を有している。プラスチ
ック材料が変形に対し比較的抵抗性があり、円弧形ワイ
ヤの溝の側面が過度に歪むことがないようにすることが
望まれる。

【０００７】プラスチックの歯列矯正器を強化繊維又は
ウィスカーを用いて強化する試みがまたなされている。
例えば繊維を含有するプラスチックブラケットがすでに
１９８５年にウイスコンシン、シエボイゲンのアメリカ
ンオーソドンティックによって開発された。米国特許第
５，０７８，５９６号はポリカーボネートと半透明のガ
ラス又はセラミック繊維とで作られた歯列矯正ブラケッ
トを開示している。ブラケットが樹脂と切り刻まれた繊
維とを成形型組立体の中に射出することにより作られる
ことが示唆されている。

【０００８】米国特許第４，７１７，３４１号は、熱せ
られたアルミニウムの型の中に射出することによりガラ
スを充填したポリカーボネート合成材料から作り出され
る歯列矯正ブラケットを記載している。この型への開口
は繊維の一定の配列を得ることを明らかに意図して溝の
中央部の直下の基台に置かれる。

【０００９】できるだけ小さな歯列矯正器を作り審美上
の目的でこの矯正器の見えるのが減少されるようにする
ことが引続いての関心事である。しかし、歯列矯正器は
日常使用の間破壊に耐えるのに十分な強度を有している
ことが重要である。歯列矯正器はしばしば、咀しゃく中
ブラケットが硬い食物の部分、噛み合う歯、又は噛み合
う歯に取付けられた器具と接触した時、著しい応力を受
ける。

【００１０】さらに、矯正器のうちのある小さな部分は
歯列矯正処置の間に意識的に発生される比較的強い力に
耐える必要がある。例えば、ブラケットはしばしば、円
弧形ワイヤをブラケットに締結するのに用いられるワイ
ヤ又は弾性結紮糸を受け入れるための円弧形溝の両側に
フックのような形状の非常に小さい固定用突起を有して
いる。この固定用突起が弱かったならば、円弧形ワイヤ
を溝の底にしっかりと位置させようとした時この固定用
突起がブラケットの本体から離れるよう破壊するかも知
れない。理解できるように、破損したブラケットの取替
えは歯列矯正医と患者との両者にとって厄介なことであ
る。

【００１１】当該技術において、比較的小さくしかも特
に固定用突起の部分と円弧形ワイヤの溝に近い部分とに
十分な強さと堅さとを有する、プラスチックの歯列矯正
器に対する必要性が引続いて存在している。好ましく
は、このようなブラケットは比較的安価で、自動化に適
し、しかも不変の、満足できる結果が得られる方法によ
って作られるべきである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題と課題を解決するための
手段】本発明は、細長い円弧形ワイヤの溝と中央−末端
基準軸線とを有する本体を具備している歯列矯正器を目
的とするものである。円弧形ワイヤ溝は中央−末端基準
軸線にほぼ直角な基準平面上に一定の周面を有してい
る。本体は重合体材料とこの重合体材料に埋め込まれた
強化繊維構造とで作られる。この強化繊維構造は円弧形
ワイヤ溝の周面の大部分の周りに延在する１つ又は複数
のフィラメントの多数の並列した伸張部を含んでいる。

【００１３】本発明はまた、歯列矯正器を作る方法に関
する。この方法は中心軸線を有する繊維の予備成形体を
形成する工程を含んでいる。一定量の重合体材料と繊維
予備成形物とが、型組立体の空洞の中の、得られる矯正
器の中央−末端軸線に一致する型の空洞の軸線に予備成
形物の中心軸線がほぼ平行となるような位置に、置かれ
る。型組立体が、予備成形物の中心軸線にほぼ向う方向
に閉じられる。

【００１４】本発明の他の実施態様による歯列矯正器を
作る方法は、全体の長さが得られる矯正器の中央−末端
長さに少なくともほぼ等しい中心軸線を有する繊維予備
成形体を形成する工程を含んでいる。ある量の重合体材
料と繊維予備成形体とが、型組立体の空洞の中の、得ら
れる矯正器の中央−末端軸線に一致する空洞の軸線に予
備成形体の中心軸線がほぼ平行となるような位置に、置
かれる。予備成形体の少なくとも１つのフィラメント
が、型組立体が閉じられるにしたがって、中心軸線にほ
ぼ直角な基準平面に沿い、少なくとも一部が矯正器の円
弧形ワイヤ溝の側部周面の周りの位置に向って、動かさ
れる。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施態様による歯列矯正器２０は
図８に示されるブラケットであり、下に位置する歯の表
面の形状と合致する複合形状を有する歯に対面する基部
２２を含んでいる。基部２２は中央本体２４に連結さ
れ、中央本体２４は咬合固定用突起２６と歯肉固定用突
起２８とに連結されている。固定用突起２６，２８は切
込み２９により一部が分離された中央部分と末端部分と
を有している。このほかに、中央部分と末端部分は
“対”ブラケットの場合のように相互に完全に分離させ
ることができる。

【００１６】固定用突起２６，２８は細長い円弧形ワイ
ヤ溝３０によって相互に分離され、溝３０は、矯正器の
中央−末端基準軸線（あるブラケットでは、溝３０の長
手方向軸線と同一線上にある）に直角な方向で見て矩形
のほぼＵ字形の周面のある中央部分３１を有している。
溝３０の中央部分３１は、矩形断面の形状を有する円弧
形ワイヤの大きさにぴったりと相補的な幅と深さを有し
ている。咬合固定用突起切込み３２が基部２２と咬合固
定用突起２６の中央及び末端部分の咬合用縁との間に位
置し、また歯肉固定用突起切込み３４が基部２２と歯肉
固定用突起２８の中央及び末端部分の歯肉用縁との間に
位置している。切込み３２，３４は細長い溝に似てい
る。

【００１７】矯正器２０は中央側３６と、図面には示さ
れていないが中央側３６とは反対の矯正器の側にある末
端側とを有している。切込み３２，３４と円弧形ワイヤ
溝３０とは、矯正器２０を横切って中央側３６から矯正
器２０の中央−末端軸線に平行な方向に反対側の末端側
へと延びている。他の例として、一定の歯のためのブラ
ケットの円弧形ワイヤ溝は中央−末端軸線と固定用突起
切込みとに対して咬合−歯肉方向に傾斜され角形成とし
て知られている歯列矯正用予備調節が得られるようにす
る。

【００１８】矯正器２０は重合体材料とこの重合体材料
に埋込まれた長い強化繊維構造とで作られる。強化繊維
構造は矯正器２０の中央−末端軸線にほぼ直角な基準平
面に整列して延びる１つ又は複数のフィラメントの多数
の並列した伸張部を含む少なくとも１つの層を有してい
る。好ましくは、これら整列した伸張部は、円弧形ワイ
ヤ溝３０のＵ字形断面周面部分の大部分の周りに、さら
に好ましくは溝周面を含む基準面上の本体２４の周囲全
体の周りに延び、それによりフィラメントの連続した伸
張部が典型的には比較的狭い矯正器２０の部分を横切っ
て延びるようにする。

【００１９】１つの満足すべき強化繊維構造は最初中空
で円筒形の図７に示されるような予備成形体３８であ
る。この予備成形体３８は、多数の長い連続したフィラ
メント４０を有する多重より繊維又はトウ３９を、同じ
半径方向の面又は層上のトウ３９の隣接伸張部が相互に
接触して並列するように、らせん状の緊密に巻かれた多
層状のボビンの中心軸線の周りに巻きつけることにより
形成される。他の例として、同じ半径方向の面上のトウ
３９の隣接伸張部は、相互に離間して設けることができ
る。好ましくは、これらの層は相互に対して差し向かい
で緊密に重なり合って位置する。任意に、トウ３９のあ
る部分が予備成形体３８の中心軸線に平行又はほぼ平行
の方向に延びる。

【００２０】もう１つの他の例として、予備成形体は横
断方向に延びるフィラメントを有する織られた織布とす
ることができる。この織布は最初多層の巻かれた構造又
は１層のＵ字形構造とし、それにより得られる矯正器の
フィラメントのあるものが中央−末端軸線に直角な平面
上に延び、また他のフィラメントが中央−末端軸線に平
行な方向に延びるようにすることができる。

【００２１】フィラメント４０は好ましくは、ガラス、
セラミック、又は石英のような透明又は半透明の材料で
作られる。好ましくは、重合体材料もまた透明又は半透
明であり、フィラメント４０の屈折率は重合体材料の屈
折率にほぼ等しく、それにより矯正器２０の唇形表面に
入る光が矯正器２０を通って伝達され、歯の表面から反
射されそれから矯正器２０を通り唇形表面に向って再度
伝達されるようにする。このようにして、矯正器２０は
下側に位置する歯の色となり隣接する歯の構造と調和す
る。

【００２２】重合体材料は過度の歪み、変形又は破壊に
抵抗するのに十分な強度を有する熱硬化性又は熱可塑性
材料である。好ましくは、この重合体材料は、からし、
スパゲティソース及びグレープジュースのような食品及
び飲料による汚染に対し比較的抵抗性を有している。

【００２３】適当な熱硬化性樹脂はエポキシ〔ＴＡＣ−
ＴＩＸ商標名エポキシ（ｎｏ．１２３／Ｈ４１，ダウケ
ミカル）とＥＰＯＮ商標名樹脂（シエルケミカル）のよ
うな〕、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリウレタン及
びこれらの混合物を含んでいる。適当なアクリル樹脂
は、ビスフェノールＡ（“Ｂｉｓ−ＧＭＡ”）のジグリ
シジル−メタクリレート、トリエチレングリコールジメ
チアクリレート（“ＴＥＧＤＭＡ”）、ポリエチレング
リコールジメチアクリレート６００（“ＰＥＧＤＭＡ６
００”）、ウレタンジメチアクリレート、及びトリメチ
ロールプロパントリアクリレートを含んでいる。現在好
適な熱硬化性樹脂はＢｉｓ−ＧＭＡ，ＴＥＧＤＭＡ及び
ＰＥＧＤＭＡのそれぞれ６００の重量による、３０：３
６：３３の混合物である。

【００２４】適当な熱可塑性樹脂は、アクリル樹脂（Ｎ
ＡＳ３０，ＮＡＳ５０，又はＺＹＬＡＲ９０，Ｎｏｖａ
ｃｏｒ，又はＸＴ２５０，ＣＹＲＯ Ｉｎｄｕｓｔｒｉ
ｅｓ）を含んでいる。他の適当な熱可塑性樹脂は、ポリ
スルホン（ＵＤＥＬ商標のポリスルホン，Ａｍｏｃｏの
ような）、ポリカーボネート（ＬＥＸＡＮ商標のポリカ
ーボネートＧＥのような）ポリエステル又はポリウレタ
ンを含んでいる。現在好適な熱可塑性樹脂はＮＡＳ５０
である。

【００２５】好ましくは、フィラメント４０は、重合体
材料が得られる矯正器２０の強度と半透明とを高めるた
めに成形される（さらにこの材料が熱硬化性材料の場合
には硬化される）前に、この重合体材料によって十分に
湿らされる。フィラメント４０は好ましくは予備成形体
３８の形状に巻かれる前に十分に湿らされる。一般に、
重合体材料が液体である場合は、フィラメント４０はト
ウ３９を液体のトレイの中に浸漬することにより湿らさ
れる。円筒形に形成されると、この湿らされた予備成形
体３８は部分的な硬化又は凍結によって固定され重合体
材料の粘性を増大させまた予備成形体３８の取扱いを容
易にする。重合体材料が熱可塑性である場合は、トウ３
９は熱可塑性粉体で静電塗装されついでオーブンの中で
加熱されて粉体を溶融する。滲み込まされた予備成形体
３８の最後の形の形成（これに加え材料が熱硬化性材料
である場合は硬化）は成形中に生じる。

【００２６】型組立体４２は図１から６に示され、プラ
ンジャ４４と締結具４６とを含み、この両者は図で見て
垂直方向に動くことができる。図示しないが、プランジ
ャ４４と締結具４６はそれぞれ各複動油圧ピストンシリ
ンダ組立体に連結される。小型コンピュータを含む制御
装置が各ピストンシリンダ組立体に連結され、プランジ
ャ４４と締結具４６とが独立した時機の定められた運動
を以下に記載される順序で行うことができるようにす
る。

【００２７】図５と６にさらに詳細に示されるように、
締結具４６の中央部分はある大きさと位置の直立突起４
８を含み得られる矯正器２０に円弧形ワイヤ溝３０を形
成するようにしている。突起４８に近接する締結具４６
の部分は凹面状で固定用突起２６，２８の滑らかなわん
曲した唇状表面を形成する。

【００２８】プランジャ４４は、複合形状の最下部凸面
状表面を有する中央垂下部分を含み、歯の曲率に合致す
る基部２２の形状を形成するようになっている。プラン
ジャ４４の最下部表面は好ましくは切り込みを入れ、ぎ
ざぎざがつけられ、又は溝がつけられ、それにより作り
出された基部２２が、矯正器２０が歯の表面に向って押
圧されるとき矯正器２０を歯に固着するのに用いられる
接着剤の動きを制御し又は容易にする表面構造を有する
ようにしている。

【００２９】型組立体４２はさらに矯正器２０の咬合
側、中央側、末端側及び歯肉側を成形するための４つの
摺動子５０を含んでいる。図面に示される２つの摺動子
５０は咬合側と歯肉側とを形成し、それぞれが図５と６
にさらに詳細に示されるように固定用突起切込み３２，
３４を形成するための突起５２を含んでいる。突起５２
に近い摺動子５０の表面はわん曲され基部２２から固定
用突起２６，２８の唇状表面にかけて矯正器２０の咬合
表面と歯肉表面とを残す滑らかな形状を得るようにす
る。

【００３０】４つの摺動子５０の各々の上方に向けて外
側に傾斜した表面５４は、材料装入フレーム５８の空洞
の中に固定される締結リング５６の内側の下方に向けて
傾斜した表面と摺動接触する。各摺動子５０の外側の傾
斜した下向きの表面６０は材料装入フレーム５８の空洞
の内部に固定されるカムリング６２の上方に向け傾斜し
た表面と摺動接触する。スペーサ６４がカムリング６２
とカムリング５６との間に位置している。

【００３１】各摺動子５０の内側の下方を向く傾斜した
表面６６は締結具４６の上方を向く傾斜した表面と摺動
自在に係合される。さらに、各摺動子５０の内側の上方
を向く傾斜した表面６８はプランジャ４４の傾斜した下
方を向く表面と摺動係合することができる。図面に示さ
れる２つの摺動子５０は図面の平面上でほぼ水平方向に
動くことができ、これに対し図面に示されていない２つ
の残りの摺動子５０は図面の平面に直角なほぼ水平方向
に動くことができる。

【００３２】作動時、予備成形体３８が、予備成形体３
８が突起４８の頂上に突起５２の長手方向軸線と実質的
に平行に位置して固定用突起切込み３２，３４を形成す
るようにしている図１及び５に示される位置に、型組立
体４２の成形用空洞の中に導入される。予備成形体３８
は、トウ３９を予備成形体３８に巻きつけるためのボビ
ン巻き取り組立体から通じている供給チューブを通って
型の空洞の中に導入される。好ましくは、ボビン巻き取
り組立体は予備成形体を多数の型組立体に案内する数個
の供給チューブに連結される。

【００３３】次に、締結具４６が固定位置に保持され一
方プランジャ４４が締結具４６に向って下方に動かされ
予備成形体３８を突起４８に押しつけ扁平にしそして予
備成形体３８の咬合部分と歯肉部分とが突起４８の周り
を包むようにする。続いて、プランジャ４４が持上げら
れまた締結具４６が上昇される。締結具４６が上昇する
にしたがって、締結具４６に対する摺動子５０の表面６
６の摺動接触と締結リング５６に対する表面５４の摺動
接触が、摺動子５０を相互に近づくようまた予備成形体
３８に向って型の空洞の中に押し入れる。締結具４６
は、４つの摺動子５０を所望の位置に内方に動かし固定
用突起切込み３２，３４を含む得られた矯正器の中央
側、末端側、咬合側及び歯肉側を成形するのに十分な距
離だけ上昇される。

【００３４】次に、プランジャ４４が下降されこれに対
し締結具４６は固定位置に保持され、図２に示すように
型組立体４２の型空洞を閉じまた滲み込まされた予備成
形体３８を所望の矯正器２０の外形に合致する最終形状
に押圧する。重合体材料を硬化させるため、突起４８の
近くの締結具４６に埋め込まれた電気抵抗ヒーターによ
り又は締結具４６を取巻く誘導コイルにより、熱が型空
洞の中に導入される。材料が熱可塑性であったならば、
型組立体は閉じる前に加熱され開く前に冷却される。材
料が熱硬化性であれば型組立体は加熱される前に閉じら
れる。

【００３５】型組立体４２が閉じられるにしたがって、
予備成形体３８の形状はその最初の円筒形状（図５）か
ら、フィラメント４０を含むトウ３９が矯正器２０の中
央−末端軸線に直角の断面上で矯正器２０の周囲を巡っ
て延びる図６に示す形状に、変化される。さらに詳細に
は、型組立体４２を閉じることによりトウ３９が突起４
８の周りを包み、それによりトウ３９が最終的に、円弧
形ワイヤ溝３０の周りに円弧形ワイヤ溝３０の長さを横
切る方向に、固定用突起２６，２８の唇状部分に沿っ
て、固定用突起切込み３２，３４のわん曲表面の周りに
基部２２のわん曲表面に沿って、延びるようにする。予
備成形体３８の得られた形状は、フィラメント４０の密
度（すなわち、重合体材料に対するフィラメント４０の
重量の比）をブラケットの狭い部分で最大となるように
し、すなわち円弧形ワイヤ溝３０と切込み３２，３４と
の間の比較的薄い部分と円弧形ワイヤ溝３０と基部２２
との間の部分とにおいて最大となるようにする。

【００３６】好ましくは、滲み込まされた予備成形体３
８の外周面は矯正器２０の中央−末端軸線を横断する断
面で矯正器２０（円弧形ワイヤ溝３０と大気に面する切
込み３２，３４との全ての表面を含む）の周面とほぼ等
しく、それにより予備成形体３８が型組立体４２の中で
つぶされ圧縮された時トウ３９の外側巻き部が矯正器２
０の外側表面にぴったりと近づくようにする。さらに、
滲み込まされた予備成形体３８の内径はこの滲み込まさ
れた予備成形体の中空部の容積を無視する最初の容積
が、得られる矯正器２０の容積よりもほんの僅か大きく
なるように選択される。

【００３７】この結果、型組立体４２が閉じられた時、
矯正器２０は、空隙又は空間なしにしかもさもなければ
型組立体４２の閉鎖を過度に遅らせるような重合体又は
繊維材料の過剰量なしに、形成される。一例として、矯
正器２０に若干似ているが図６に示す断面と同じのその
中央−末端の長さを横切る均一の断面を有するブラケッ
トを形成するための中空の予備成形体（すなわち、切込
み２９と中央側及び末端側に近い切欠いた円形ワイヤ起
伏部分とを欠く）は、外径３．９mm，内径３．２mm，全
長３．６mmである。

【００３８】型組立体４２が図２と６に示すように閉じ
られた位置にある時、過剰の重合体材料はプランジャ４
４に形成された小さな外側通路に沿って溢流貯蔵部とし
て作用する小さな切取り部分へと押し出される。型空洞
内の重合体材料が硬化されるにしたがって、この通路と
溢流貯蔵部の中の重合体材料もまた硬化され、その後に
プランジャ４４上の成形された矯正器２０を型組立体４
２を保持するためのハンドルとして作用する。

【００３９】型組立体４２を開く最初の段階が図３に示
され、プランジャ４４を下方に移動させまた締結具４６
に連結された油圧シリンダ内の圧力を解放しそれにより
締結具４６が固定されず若干自由に下降できるようにす
ることにより、行われる。プランジャ４４が下方に押さ
れるにしたがって、プランジャ４４が摺動子５０の表面
に対して摺動し、表面６０をカムリング６２に対し摺動
させそれにより突起５２が矯正器２０の各咬合側と歯肉
側を解放するまで摺動子５０を外側に向って型空洞から
離れるよう動かす。

【００４０】次に、ピストンシリンダ組立体が加圧され
プランジャ４４を上方にまた締結具４６を下方に、型組
立体４２が図４に示すようにその引込められた又は開い
た位置となるまで動かす。プランジャ４４が次に矯正器
２０を材料供給フレーム５８の上方に位置させるのに十
分な距離だけ上昇される。

【００４１】次に、トラフ（図示しない）が矯正器２０
の下側の位置に動かされピン（これも図示しない）が動
かされ矯正器２０をプランジャ４４の底から排出する。
このピンはプランジャ４４の中央下方部分の中に配さ
れ、また最も下側の延びた位置に向って動かされた時に
作動され、矯正器２０を、型空洞から通路と溢流貯蔵部
に押込まれた硬化した過剰の重合体材料から切断する。
型組立体４２の作動の上記の順序が繰返されさらなる矯
正器を所望のように作るようにする。

【００４２】本発明の他の実施態様による予備成形体１
３８が図９に示され、得られる矯正器の実質的に中央−
末端全長に沿って延びる巻かれたトウ１３９の中央芯体
を具備している。トウ１３９の付加的巻きつけ部が１４
１に示すように中央芯体の中央側と末端側に設けられ
る。位置１４１でのこれら付加的巻きつけ部は、中央部
分と末端部分に付加的の容積を有する（例えば、付加的
の樹脂と繊維が中央部分と末端部分に必要とされる相互
に完全に離間された中央固定用突起と末端固定用突起と
を有する“２重”ブラケットのような例において）矯正
器のための型空洞の完全な充填を容易にする。

【００４３】好適な予備成形体２３８が図１０に示され
その中央−末端軸線に直角な断面でほぼ台形の形状を有
している。この台形の形状は型組立体４２が閉じられる
とき予備成形体２３８の所望の断面形状への横方向の動
きを容易にするのに有利である。図１０によれば、予備
成形体２３８の下方の最も外側の隅部は、成形された矯
正器の固定用突起へのトウ２３９と重合体材料の増強さ
れた流れをもたらす。

【００４４】他の予備成形体３３８が図１１に示されて
いる。予備成形体３３８は図１０に示す予備成形体２３
８を得られる矯正器の咬合面、歯肉面及び唇面に対応す
る各側に凹みを形成する腕を有する機構（図示しない）
の中に置くことにより、図１０の予備成形体２３８の台
形形状を変えることにより作られる。予備成形体３３８
は上記機構の中に一部が固定され続いての取扱いを容易
にしそれにより予備成形体３３８が型空洞に入るまでそ
の形状を実質的に保持するようにしている。

【００４５】本発明の歯列矯正器は、比較的高い応力を
受ける狭い部分に大きな強度を有する矯正器が得られる
比較的長い繊維を有している。例えば、本発明の歯列矯
正ブラケットは、円弧形ワイヤ溝と固定用突起切込みと
の間のブラケットの狭い部分と前記溝の底と基部との間
の部分とにおける破壊に対し大きな剛性と抵抗とを有し
ている。中央−末端基準軸線に直角な方向における隣接
フィラメント伸張部の整列は、ブラケット本体が溝の中
の円弧形ワイヤによって課せられるトルク力に十分耐え
ることができるようにする。この長い配向された繊維は
矯正器を、樹脂に対する比較的高い比率の繊維で作りま
た選択された異方性特徴を有するようにし、そのため得
られる矯正器が短い繊維で作られる矯正器に比べて満足
できる弾性率、剪断強度、ひずみ特性を有するものとな
る。

【００４６】試験物品の作成と本発明による実例とに関
する以下の記載は本発明の範囲を限定するものとして解
釈されるべきではない。他に指示がなければ、全ての部
分とパーセンテージとは重量を基準とするものである。

【００４７】試験物品の作成 熱硬化性樹脂混合物が、ジクミルペルオキシド触媒（Ｌ
ｕｐｅｒｏｘ ５００Ｒ，ＡＴＯＣＨＥＭ）１部をＢｉ
ｓＧＭＡ，ＴＥＧＤＭＡ及びＰＥＧＤＭＡ６００の３
０：３６：３３混合物１００部に加えることにより作成
された。（ｎｏ．２５２，Ｓａｒｔｏｍｅｒ）

【００４８】ガラス繊維のトウ（ｎｏ．Ｓ−２ ４４９
−１２５０，ダウコーニング）が１０cmの断片に切断さ
れこの断片が樹脂混合物を収容するトレイの中に並列し
た単一層の配列で置かれた。このトレイは１０cm×１０
cmの矩形空洞を有する頂部型組立体の一部でありまた使
用前にフルオロカーボン型分離剤を塗布された。この樹
脂混合物はトレイに加えられ、そして前記切断されたト
ウの断片がこの樹脂混合物の中に９０分間浸されまた鐘
形ジャーの中でガスが除かれた。

【００４９】型は部分的に閉じられそして過剰の樹脂は
頂部型部分の重力圧力によりトレイから押し出された。
この部分的に閉じられた型組立体はさらに鐘形ジャーの
中で３０分間ガスが除去され、それから十分の圧力のも
とにプレスの中に置かれ型の閉鎖を完了した。この型は
プレスプラテンにより９０℃に１６時間加熱され、次に
１２０℃に２時間加熱された。この熱源はついで不作動
とされ、そして型は７０℃より低い温度に冷却され開か
れた。

【００５０】硬化された繊維強化材料は顕微鏡のもとに
目で観察されそして半透明であることがわかった。この
材料の物理的試験からのデータは、たわみ屈曲強度３７
０±１０ＭＰａ、たわみ係数１２４１０±６６０ＭＰａ
で、歯列矯正器として満足できるものであることを示し
た。

【００５１】他の試験物品は平均の粒子の大きさが７０
ミクロンの粉末にすりつぶされた熱可塑性アクリル樹脂
（ＮＡＳ，Ｎｏｖａｃｏｒ）を用いて作られた。この樹
脂粉末はエレクトロスタティックテクノロジィ会社によ
るガラス繊維のトウ（ｎｏ．Ｓ−２ ４４９−１２５
０，ダウコーニング）に、得られるトウの樹脂対繊維の
比が７０：３０となるよう粉末塗装技術を用いて、塗布
された。

【００５２】塗着されたガラス繊維トウは１０cmの断片
に切断されこれら断片が上記の矩形空洞の頂部型組立体
のトレイの中に並列配置で多層に置かれた。型組立体が
部分的に閉じられ２００℃に予め加熱された２つのプレ
スプラテンの間に置かれた。これらプラテンは型組立体
に接触するよう動かされそして温度が型組立体に取付け
られた熱電対により監視された。型組立体は約１５分で
１７５℃に達した。この時、プラテンが型を閉じるのに
十分な力で型組立体に押しつけられ、熱源がついで不作
動とされた。型組立体が７０℃より低い温度に冷却され
たとき、型組立体が開かれた。

【００５３】成形されたシートは半透明であることが認
められた。このシートの物理的試験からのデータは、こ
の材料がたわみ屈曲強度４８０±２０ＭＰａ、たわみ係
数１５１７０±２８０ＭＰａであり、歯列矯正器として
満足できることを示した。

【００５４】実例 熱可塑性樹脂対繊維の比が７０：３０の上記の１０cm長
さの塗着ガラス繊維のトウが前もってフルオロカーボン
分離剤が塗布されたマンドレルの周りに緊密に巻かれ
た。ヒーターを有する送風機がトウに巻きつけの間向け
られ、また続いて不作動とされこの巻かれた予備成形体
を冷却しその形状を保持するようにした。

【００５５】型組立体が、切離されて個々のブラケット
を生み出すようにする多数ブラケット本体の細長い一体
の棒体を作るために設けられる。この型組立体は前記ブ
ラケット本体の基部を成形するための固定した底壁と、
円弧形ワイヤ溝を形成するための頂部の垂直移動可能な
プランジャとを含んでいた。ほぼ水平の方向に基部に沿
って移動可能な２つの摺動子が、予備成形体に向う方向
に押された時に固定用突起切込みを提供した。

【００５６】滲み込まされ形が作られた予備成形体がマ
ンドレルから取外された。巻かれた予備成形体がついで
約２．５cmの長さに切断され、円弧形ワイヤ溝を形成す
るため上に位置する型構造と平行な方向の長手方向軸線
を有する型組立体の中に置かれ、固定用突起切込みを形
成するため摺動子上の細長い突起と整列された。型組立
体は部分的に閉じられ、１７５℃に予備加熱されたプラ
テンを有するプレスの中に置かれ、これらプラテンが型
組立体に接触するよう動かされた。型組立体は１０分間
で１７５℃に達し、その後でプラテンが型を完全に閉じ
るよう動かされた。熱源はついで不作動とされ、プラテ
ンが１００℃に冷却され型組立体が開かれた。

【００５７】成形された棒体は顕微鏡のもとで目で検査
され、そしてガラス繊維が棒体の実質的に全周に近い１
つの通路に沿って延び、基部、固定用突起、及び固定用
突起切込みに相当する表面を含んでいることが認められ
た。この棒体もまた半透明であることが目で認められ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の歯列矯正器を作るための予備成形体と
型組立体の、型組立体が最初の位置にあるところを示す
切断側面図である。

【図２】型組立体が矯正器（図８の６−６線に沿った断
面で示されている）を形成するため閉じた位置で示され
ている点を除き、図１とほぼ同様な図である。

【図３】型組立体が部分的に引っ込められた位置で示さ
れる点を除き図２とほぼ同様な図である。

【図４】型組立体が完全に引っ込められた位置で示され
る点を除き図３とほぼ同様な図である。

【図５】図１に示される予備成形体と型組立体の拡大破
截切断側面図である。

【図６】図２に示す型組立体と矯正器の拡大破截切断側
面図で、矯正器が図８の６−６線に沿った断面で示され
かつ断面の斜線が明瞭にするため省略されている図であ
る。

【図７】図５に示す予備成形体の拡大斜面図である。

【図８】図７の予備成形体で作られた矯正器の拡大斜面
図である。

【図９】本発明の他の実施態様による予備成形体の拡大
斜面図である。

【図１０】本発明のさらに他の実施態様による予備成形
体を示す図５とほぼ同様の概略図である。

【図１１】図５とほぼ同様であるが本発明のさらにまた
他の実施態様による予備成形体を示す概略図である。

【符号の説明】

２０…歯列矯正器 ２２…基部 ２４…中央本体 ２６，２８…固定用突起 ２９…切込み ３０…円弧形ワイヤ溝 ３１…中央部分 ３２，３４…切込み ３８…予備成形体 ３９…トウ ４０…フィラメント ４２…型組立体 ４４…プランジャ ４６…締結具 ５０…摺動子 １３８，２３８，３３８…予備成形体

フロントページの続き (72)発明者 ジェイムズ ダニエル クリアリー アメリカ合衆国，ミネソタ 55144−1000, セント ポール，スリーエム センター （番地なし) (72)発明者 ジェロルド スティーブン ホーン アメリカ合衆国，ミネソタ 55144−1000, セント ポール，スリーエム センター （番地なし) (72)発明者 セイド パジランドゥ アメリカ合衆国，ミネソタ 55144−1000, セント ポール，スリーエム センター （番地なし)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長い円弧形ワイヤ溝（３０）と中央−
   末端基準軸線とを有する本体（２４）を具備する歯列矯
   正器（２０）であって、前記円弧形ワイヤ溝（３０）が
   前記中央−末端軸線にほぼ直角な基準平面上に中央周面
   を有し、前記本体（２４）が重合体材料と該重合体材料
   に埋め込まれた強化繊維構造（３８，１３８，２３８，
   ３３８）とで作られ、該強化繊維構造（３８，１３８，
   ２３８，３３８）が、前記円弧形ワイヤ溝（３０）の前
   記周面の大部分の周りに延びる１つ又は複数のフィラメ
   ント（４０）の多数の並んだ伸張部を含んでいる、歯列
   矯正器。
2. 【請求項２】 歯列矯正器（２０）を作る方法であっ
   て、 中心軸線を有する繊維予備成形体（３８，１３８，２３
   ８，３３８）を形成する段階と、 ある量の重合体材料と繊維予備成形体（３８，１３８，
   ２３８，３３８）とを、型組立体（４２）の空洞の中
   の、予備成形体（３８，１３８，２３８，３３８）の中
   心軸線が、得られる矯正器（２０）の中央−末端軸線に
   一致する型の空洞の軸線にほぼ平行となる位置に、置く
   段階と、 型組立体（４２）を予備成形体（３８，１３８，２３
   ８，３３８）の中心軸線にほぼ向う方向に閉じる段階、 とを含む歯列矯正器を作る方法。