JP6334975B2 - 注出器及び注出器へのペースト材の充填方法 - Google Patents

Description

本発明は、ペースト材（以下、単にペーストともいう）の充填後はノズルからペースト材を注出させたのちのノズル先端からペースト材のたれを防止する注出器と、ペースト状の材料をシリンダ内に充填させるときに、シリンダ内の空気を抜くことができる注出器のペースト材の充填方法とに関する。

齲蝕された歯牙の治療は、齲蝕部を削り取った後、形成された修復部位に、歯牙修復材ペーストを充填し、これを口腔内に光照射して光重合することにより、或いはそのまま化学重合により硬化させることで行われる。
このような歯科修復に使用されるペースト等（以下、単にペーストともいう）の充填具としては、少量のペーストを定量的に注出させる必要があることから、先端においてペースト注出口がノズル状に突出するシリンダ、および該シリンダの後端開口部から挿嵌されるプランジャとからなるシリンジ型のペースト注出器が使用されている。

また、シリンジ型のペースト注出器では、シリンダ内の密閉性を維持するために、Ｏ−リングを使用するものと、プラグ状にシリンダ内を塞ぐ中栓を用いたものがあり、Ｏ−リングを用いるものが一般的である（特許文献１、特許文献２）。
Ｏ−リングを用いるタイプでは、プランジャの先端近傍の周囲に環状の凹溝が形成されており、該凹溝には、外周縁がシリンダの内周壁と密着する弾性を有するシール用のＯ−リングが装着されている。そして、プランジャを、シリンダの先端方向に所望程度に押すことにより、Ｏ−リングがプランジャの内周面との密着を維持し、そのシリンダの中空部内の内圧を高めることができ、ペーストを、修復に必要な量だけ注出器の注出口から押し出すようにしている。

中栓を用いるタイプでは、シリンダの内周面に密着する中栓を設け、該中栓に形成されたシール部によって、シリンダの前後を密閉するようにしている。そして、プランジャを、シリンダの先端方向に所望程度に押すことにより、中栓の外周面若しくはシール部がプランジャの内周面と密着していることから、そのシリンダの中空部内の内圧を高めることができ、ペーストを、修復に必要な量だけその注出口から押し出すことができる。
この中栓タイプのものは、中栓の材質として硬質のものを使用すると、変形しないことから、充填時及び注出時に安定な姿勢を有する長所があるが、シリンダの内周面に対して抵抗が大きくなり、吐出感が悪くなる欠点がある。また、中栓の材質として弾性を有するものは、反対に充填時及び注出時に不安定な姿勢を有する欠点があるが、シリンダの内周面に対して滑らかであり吐出感が良い長所がある。

このような注出器にペースト材を注入するときは、シリンダ内にＯ−リングを備えたプランジャ若しくは中栓を入れた状態で、ノズル側からペースト材をシリンダ内に注入する。プランジャのＯ−リング及び中栓のシール部は、シリンダの内周壁と密接しているので、ペースト材がシリンダ内に充填されるに連れて、プランジャ及び中栓は、ペースト材に押されてシリンダ内を後退する。しかしながら、初期状態では、ノズルの先端や形状によっては、中栓とノズル間に空間が形成されているので、シリンダの先端部の隙間に空気が残留する。よって、空気が残留したままペースト材をシリンダに注入すると、充填後にその残留空気が気泡になってペースト材に混入してしまう。ペースト材に気泡が残ると、歯科修復材としての品質が低下する課題がある。

また、このような注出器を用いての歯牙修復材ペーストの注出では、必要量を注出した後の注出口でのペーストの切れを良くすることが課題であった。すなわち、こうしたペーストの注出では、プランジャへの押圧を停止した後においても、シリンダ内部に充填されるペーストにはかなりの内圧が残り、ペーストの注出口は小口径であるため、この残圧により、注出口からペーストが漏れ出すことがあった。
このペーストの漏れ出しは、ペーストの注出量の定量性を損なう他、必要外の箇所で落滴して周囲を汚す原因にもなり改善が望まれていた。特に上記のようにペースト材に気泡が残る場合は、該空気が圧縮され内圧が上昇することで、上記ペーストの漏れ出しが特に顕著である課題があった。

この際、Ｏ−リングタイプのものはプランジャの内周壁を密着しながら摺動するので、プランジャの押圧力が解除されたときには、前方に押されたときの弾性変異によって変形された形態をもとに戻すような反発力があり、その分だけプランジャを後方に戻すことができる（以下、この戻りをバックサクションと呼ぶ）。
しかしながら、単に凹溝にＯ−リングを装着するだけでは、適度なバックサクションを得ることができず、さらにＯ−リングの捩れやよれなどが発生し、プランジャ側へのペースト材の漏れが生じていた。

特開２０１１−００４７７５号公報 特開２００６−２０４６２８号公報

上述したように、中栓タイプのものは、材質として硬質のものを使用すると、変形しないことから、充填時及び注出時に安定な姿勢を有する長所があるが、シリンダの内周面に対して抵抗が大きくなり、吐出感が悪くなる欠点がある。
そこで、本願発明は、中栓タイプのものを使用しても、安定な姿勢を維持しつつ、吐出感のよい注出器及び注出器へのペーストの充填方法を提供することを第１の目的とする。

また、特許文献２の注出器では、プランジャの先端近傍の周囲に環状の凹溝を形成し、該凹溝には、弾性を有するシール用のＯ−リングが装着され、Ｏ−リングは最大径を有する外周面がシリンダの内周壁と当接し、且つ、Ｏ−リングの後端面に、凹溝の後壁面側（プランジャの前方側を向いた面）へ突出する複数の突部が間隔を開けて形成されている。このような構成により、注出器は、ペーストの注出時に、複数の突部が凹溝の後壁面に当接させることによって、Ｏ−リングの捩れやよれを防止し、Ｏ−リングに適度のバックサクションを得ている。
このように、Ｏ−リングタイプのものでは、従来から、バックサクションを得るために、Ｏ−リング若しくはシリンダの形状を、種々工夫するようなことが行われていた。
一方、中栓タイプのものでは、主に、中栓の弾性変形後の形状復帰に委ねるのみで、バックサクションに関し、十分な対策が未だなされていないのが実状である。

そこで、本願発明は容易にかつ効果的にバックサクションを得ることができる中栓を備えた注出器及び注出器へのペーストの充填方法を提供することを第２の目的とする。
上述したように、空気が残留したままペースト材をシリンダに注入すると、充填後にその残留空気が気泡になってペースト材に混入してしまう。
よって、本願発明は、歯科修復材としてのペースト材の品質の向上、ペースト材の漏れ防止を図るため、シリンダ内から空気を抜きやすくする注出器及び注出器へのペーストの充填方法を提供することを第３の目的とする。

本発明の注出器は上記目的を達成するために、ペースト材を充填する充填室を設けたシリンダと、該シリンダの先端部に設けられているノズルと、シリンダの内部に配設され前記シリンダ内を前後動可能なプランジャと、
該プランジャの先端側に配設され前記ペースト材の漏れを阻止する中栓とを備えた注出器において、 前記中栓は、前側に配設される前栓と該前栓の後側に配設される後栓とを有し、前記後栓は弾性変形可能な材料で形成され、前記前栓は前記後栓よりも硬い硬質材料で形成され、 前記前栓は、最大径が前記シリンダの内径よりも僅かに小さく形成され、
前記後栓は、外周面が常時前記シリンダの内周面に密接している主シール部を有し、前記シリンダにペースト材が充填される際には、前栓のみシリンダに配設され、ペースト材の注出時には、後栓が前栓の後側に配設されるようにした。
上記注出器の前記前栓には、後端面の中央から前方に向かって嵌入孔が形成され、前記後栓には該嵌入孔に嵌合する本体部が形成され、前記前栓の嵌入孔の内周面には、前記充填室からの空気若しくは気泡を抜くための軸方向溝を形成し、該軸方向溝が前記嵌入孔に連通することができる。
上記注出器の前記後栓は、前記プランジャの前進時に押圧される本体部と、該本体部から前記シリンダの半径方向外側へ環状に突出し、該シリンダの内周面に常時密着する主シール部と、該主シール部の後方側に間隔を開けて設けられ、かつ前記シリンダの内径よりも僅かに外径が小さく形成され、前記中栓の本体部から前記シリンダの半径方向外側へ環状に突出する補助シール部とを備え、前記ペースト材の注出時における前記プランジャの前進時には、前記主シール部が後方側へ撓み、前記プランジャの押圧解除時にはもとの形状に復帰し、前記補助シール部は、前記本体部の圧縮膨張による前記補助シール部の径方向の広がりによって、前記シリンダの内周面と密着し、前記プランジャの押圧解除時には、前記本体部の形状復帰によって、該補助シール部の密着状態が解除されるように形成することができる。
上記注出器の前記中栓は、前記前栓がポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチルエーテルケトン、ナイロン及びフッ化炭素樹脂から選択される一の樹脂材料から成り、前記後栓がショア硬度４０〜１００の軟質樹脂材料から成ることが好ましい。
また、上記目的を達成するために、本発明の注出器へのペースト材の充填方法は、ペースト材を充填するシリンダと、該シリンダの先端部に設けられているノズルと、シリンダの内部に配設され前記シリンダ内を前後動可能なプランジャと、該プランジャの先端側に配設され前記ペースト材の漏れを阻止する中栓とを備え、該中栓は前側に配設される非変形の硬質材料で形成された前栓と後側に配設される弾性変形可能な後栓とを有し、前記前栓は最大径が前記シリンダの内径よりも僅かに小さく形成され、前記後栓は外周面が常時前記シリンダの内周面に密接している主シール部を有する、注出器を用い、
前記シリンダ内への前記ペースト材の充填時に、前記シリンダに前記前栓のみを用いて、前記シリンダの先端側から前記ペースト材を充填し、該ペースト材をシリンダ内に充填した後、前記前栓に後栓を連結するようにした。
なお、上記注出器は、２ペースト混合系のものについては、シリンダが横に２連（多連）並ぶものにも用いることができ、さらに２ペースト混合系のものについては、２つの吐出口の先端に設けられるノズル部に、２種のペーストを混練して混合されたペーストとして吐出できる混練器具を取り付けることができる。

本発明の注出器の中栓は、前側に配設される前栓と該前栓の後側に配設される後栓とを有し、前記後栓は弾性変形可能な材料で形成され、前記前栓は前記後栓よりも硬い硬質材料で形成され、前記前栓は、最大径が前記シリンダの内径よりも僅かに小さく形成され、前記後栓は、外周面が常時前記シリンダの内周面に密接している主シール部を有し、前記シリンダに前記ペースト材が充填される際には、前栓のみシリンダに配設され、前記ペースト材の注出時には、後栓が前栓の後側に配設されるようにしたので、前栓がシリンダ本体６の内周面と密着することなく、摺動抵抗が殆ど生じない。同様に後栓よりも硬質材料の前栓はシリンダ本体の内径よりも僅かに径が小さく形成されているだけなので、シリンダ本体６内を安定した姿勢でペーストの注出が可能となる。そのため、弾性体で形成されているがゆえに変形しやすい主シール部及び補助シール部の位置ずれが防止される。また、シリンダ本体の内周面に密着しているのは、弾性部材で形成された後栓のみであるので、硬質の前栓の存在によって吐出感が損なわれることなく、シール性についても問題がない。
ペースト材の充填時では、中栓の前栓のみを使用するので、空気抜きを容易に行うことができる。

本発明の実施形態の注出器を平面方向から見た断面図である。 図１の注出器の中栓の前栓であって、Ａは平面図、Ｂは図２ＣのＸ−Ｘ線方向の断面図、Ｃは底面図である。 図１の注出器の中栓の後栓であって、Ａは平面図、Ｂは図３のＡのＹ−Ｙ線方向の断面図、Ｃは底面図である。 図１の中栓の後栓の変形例を示す断面図である。 図１のシリンダにペーストを充填している状態を示し、Ａはシリンダにペーストを充填しようとしている状態の断面図、Ｂはシリンダにペーストを充填している状態の断面図、Ｃはシリンダにペーストが充填され、前栓がシリンダの中間部まで上昇している状態の断面図である。 図１の注出器のプランジャ先端部の拡大平面図であり、Ａはペーストの吐出前、Ｂは吐出中、Ｃは吐出後の拡大平面図である（内容物であるペーストは省略している）。 図１のシリンダの変形例であって２連のシリンダを備えた注出器の平面方向から見た断面図である。 図７のシリンダの先端部のノズル内における混練器具の拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態による注出器について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態によるペースト用の注出器を上方からみた断面図である。
注出器１は、シリンダ２、プランジャ３、中栓４を備え、これらの他に図示しない蓋を備えている。
シリンダ２は、シリンダ本体６が円筒形状であり、内部は中空であり、先端には、ペースト注出口８が先端部に形成されたノズル７が、前方側へ突出して形成されている。シリンダ２の後端には開口１０が形成され、開口１０からはプランジャ３が挿嵌される。ここで、シリンダ本体６の内周面１１の内径は３〜２０ｍｍであるのが一般的である。

ノズル７は、ペーストが定量的に注出できるように、縮径されているのが好ましい。すなわち、ノズル７は、ゆるやかなテーパーを有する細い円錐形状あるいは細い円柱筒状をしているのが好ましい。ノズル７のペースト注出口８の内口径は約０．１〜３．０ｍｍで、形状は円状であるのが一般的であるが、楕円状や多角形状や台形状でも良い。ノズル７の形状は途中で屈曲させてあってもよい。なお、こうしたペースト注出口８を備えたノズル７は、シリンダ本体６とはチップ状の別部材として形成し、シリンダ本体６に連結して使用する構造としても良い。
ノズル７とシリンダ本体６との間には、内周面側に後述する中栓４の前側形状に対応させたテーパー部９が形成されている。
シリンダ本体６の後端開口１０の外周壁には、操作者がシリンダ２を保持する際に指（通常は、人差し指と中指）を引掛ける指当部１２が、シリンダ本体６の直径方向の外方へ、２方向に張り出すよう形成されている。

一方、プランジャ３のプランジャ本体１３は、図面では、シリンダ本体６の内径にほぼ一致するように形成された円柱状に記載されている。プランジャ本体１３の横断面は図面と同じ円形であっても良いし、楕円形状、十字形状（図７参照）であっても良い。プランジャ本体１３がシリンダ本体６よりも細い場合には、吐出時にプランジャが不安定になることがあるため、吐出時の姿勢を安定させるためにシリンダの内径にほぼ一致した、１又は複数のガイド部を設ける事が出来る。
こうした、プランジャ本体１３やガイド部がシリンダ本体６の内周面にガイドされ、シリンダ本体６の中空部を安定して前後動することが可能である。この際、プランジャ本体１３やガイド部が前後動する場合の抵抗になる場合があるため、その際は適宜、プランジャ１３やガイド部とシリンダ内径の距離を調整する事が出来る。
プランジャ本体１３の先端部には、中栓４を押圧する押圧部１７が形成されている。プランジャ３の後端部には、プランジャ３をシリンダ本体６の中空部に押し込み易いように、親指平の指当部１４が、プランジャ３の径外方の２方向に張り出すよう形成されている。
シリンダ２及びプランジャ３は変形しない材料で形成され、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチルエーテルケトン、ナイロン及びフッ化炭素樹脂等の合成樹脂、ガラス、金属などが使用できる。

中栓４は、前栓２１と後栓２２とによって、構成されている。
図２を参照にして、前栓２１は、先端側に円錐部２３、後端側に円筒部２４が設けられ、円錐部２３の先端は、シリンダ本体６の前側にあるテーパー部９に対応する形状であり、高価な歯科用材料を無駄にしないよう、充填室１５の材料を十分に押出せるように形成されている。前栓２１は、内部に円形の嵌入孔２５が軸方向に形成され、嵌入孔２５には嵌入孔２５よりも半径方向外側に突出する環状凹溝２６が形成され、また、嵌入孔２５の内周面には中心軸に対向させて軸方向に延びる軸方向溝２７が２条形成されている。前栓２１の外周後部には、前栓２１の外周面２８から半径方向外側に弧状に突出する環状リブ２９が形成されている。後栓２２は、環状リブ２９を含めて、シリンダ本体６の内周径よりも僅かに外径が０．０１〜２ｍｍ程度、好ましくは０．１〜０．５ｍｍ程度小さく形成されている。また、環状リブ２９は連続していても断続的に形成された形状であっても良い。
前栓２１は、後栓２２よりも硬い材料で形成されるが、注出器１による作業中に、押圧力や内圧を受けても変形しない材料で形成されることが好ましく、本実施形態では硬質の合成樹脂で形成されている。

図３を参照にして、後栓２２は本実施形態では、弾性を有する材料で形成され、円柱形の本体部３１と、本体部３１の後端側で該後端部よりも半径方向外側に突出する主シール部３２と、主シール部３２の後側に間隔を開けて配設される補助シール部３３とを備えている。主シール部３２と補助シール部３３との間には、本実施形態ではＶ字溝が形成されているが、Ｖ字溝の他に、矩形溝、台形溝であってもよく、これらの面に丸みを形成してもよい。図４は、台形溝３６を形成した状態を示す。
本実施形態で示すように、主シール部３２及び補助シール部３３は、先端（外周側）が三角形状に尖ったひだのような形状であることが好ましい。両シール部は一般的な半円状の形状でも良いが、ひだ状の形状とすることでシリンダ本体６との接触面積及び抵抗が小さくなり、押し出し感が軽くなる効果がある。さらに、後述のバックサクション機構も有効に機能する。本実施形態では前面側はシリンダ本体６の軸方向に対して直角に延びる面を形成し、後面側は後方に向かって縮径するテーパー状の面を形成している。一方、補助シール部３３の前面側は後方に向かって拡径するテーパー状の面を形成し、後面側はシリンダ本体６の軸方向に対して直角に延びる面を形成し、本体部３１の後面に連続している。
主シール部の前面及び補助シール部の後面をシリンダ本体６の軸方向に対して直角にすることで、テーパー状の場合と比較して、ペースト吐出のための加圧時に直角方向へ広がり易くなり、シール性が最も向上する。

主シール部３２と補助シール部３３とは隣接して配置され、主シール部３２の外径はシリンダ２の内周面１１の径よりも大きく形成され、補助シール部３３の外径は内周面１１の径よりも小さく形成される。補助シール部３３が形成される位置は、プランジャ３の先端部と同じか先端部よりも前側（実質的にプランジャ３が中栓４を押圧する位置よりも前側）に形成されている。したがって、中栓４は、補助シール部３３よりも後方に本体部３１が突出する形状であってもよい。
また、プランジャ３の押圧部１７は、本実施形態では、中栓４の外径及びシリンダ本体６の内径よりも小さく形成されているが、シリンダ本体６の内周面１１を摺動できるように、その内径とほぼ同じであってもよい。すなわち、図１などに示す押圧部１７は省略してもよい。

本体部３１の中心軸には、軸方向孔３４が貫通するように形成されている。また、本体部３１の外周面には、半径方向外側に突出する環状凸部３５が形成されている。
中栓４は、前栓２１の嵌入孔２５に、後栓２２の本体部３１のほぼ円柱形状の本体前部が嵌入されて、一体となる。これらは、ペーストの注出時などの作業中に分離することなく、強めに結合される。嵌入孔２５の底部までの深さ（本実施形態では４．５ｍｍ）は、本体部３１の先端から主シール部３２までの長さ（同４ｍｍ）より大きいので、前栓２１と後栓２２とが一体にされた状態では、嵌入孔２５の底部に一定の隙間空間（単純計算では０．５ｍｍ）が残る。この一定の隙間空間を設けることで、後述する充填時に前栓２１の側面から後方に気泡や過剰なペーストがもれた場合でも、後栓２２の嵌入時に嵌入孔２５内に留める事が出来る。
このように、前栓２１と後栓２２とが嵌合された状態では、環状凹部２６に環状凸部３５とが嵌合しかつ密接して配設される。なお、軸方向溝２７は環状凸部３５によって、実質的に遮蔽され、嵌入孔２５に連通しない構造になっている。また、主シール部３２の前端面と前栓２１の後端面とは密着して配設される。

このような基本構造のペースト注出器１において、そのシリンダ２の前方中空部に形成される充填室１５には、ペーストが充填される。
図５は、シリンダ２内にペーストを充填する手順を示す。
注出器１のシリンダ２内にペーストを注入するときには、前栓２１の円錐部２３を前側に向けて、シリンダ２の後端開口１０から中栓４の前栓２１のみ挿入される。前栓２１は、ノズル７側にセットされる。また、前栓２１の外径は、シリンダ本体６の内径よりも僅かに小さいので、前栓２１の軸とシリンダ本体６の軸は、実質的には同一方向に維持され、前栓２１の姿勢は実質的にシリンダ本体６と平行（同心的）に維持される。

ストック容器４０は、ペーストが充填されている容器であり、一側面にペーストの押出口４１が形成されている。押出口４１には、シリンダ１のノズル７側を気密にセットする手段が施される。また、ストック容器４０には、ペーストを加圧して押出口４１からペーストを注出させる加圧手段（図示せず）が設けられている。ここで、歯科用に用いられる粘性を有するペーストについては、歯科用セメント、歯冠修復材料、歯科充填修復用コンポジットレジン等がある。
シリンダ２がストック容器４０に固定されると、ストック容器４０のペーストが図示しない加圧手段によって加圧される。
図５のＡに示すように、ストック容器４０のペーストの加圧によって、押出口４１からシリンダ２のノズル７にペーストが注入される。シリンダ本体６の内周面１１と、前栓２１の外周面２８及び環状リブ２９（図６）との間の隙間は、適度に空気や気泡が抜けるので、当初ノズル７に残留していた空気や当初ストック容器４０に含まれていた気泡がそれらの隙間を通って抜けるとともに、充填室１５にペーストが空隙なく注入される。

図５のＢに示すように、ペーストの充填室１５への注入により、前栓２１がペーストの押圧力で後退移動する。なお、シリンダ本体６と前栓２１との隙間は狭いので、ペーストはその粘性のためにそれらの隙間から抜けにくい。また、前栓２１はシリンダ本体６の内周面に対して密接していないので、ペースト上を浮いたようにして、シリンダ本体６内を後退（上昇）する。ペーストの粘度が高い場合等に、シリンダ本体６の内周面１１と、前栓２１の外周面２８及び環状リブ２９との間の隙間に空気が残存する様な場合には、ペーストの充填時や充填後にシリンダ２の後端開口１０から前栓２１を前方に押す加重を掛けることで空気を完全に抜く事が出来る。前栓２１の環状リブ２９は、前栓２１がシリンダ本体６の一方向へ線状に面接触するのを防止する役割を果たし、前栓２１の姿勢を安定させる効果がある。また安定の観点から２１の長さは１〜２０ｍｍ、好ましくは５〜１０ｍｍがよい。
また、前栓２１は、シリンダ本体６の内周面１１に対して隙間を形成しているので、ペーストに余分な圧力を負荷することがない。

図５のＣ及び図６のＡ〜Ｃを参照にして、シリンダ本体６に所望量のペーストが充填された場合は、ストック容器４０とシリンダ２を切り離し、シリンダ本体６の後端開口１０から、後栓２２を差し込む。後栓２２の差し込み時には、後栓２２と前栓２１との間には空気が存在しているが、後栓２２の本体部３１の前端が嵌入孔２５に差し込まれるにつれて、軸方向孔３４から空気が抜ける。また、気泡や余剰なペーストが前栓２１の後端に回り込んでいるような場合も考えられるが、これらの気泡やペーストは、嵌入孔２５の周面に一対の軸方向溝２７が形成されており、環状凹部２６に環状凸部３５が装着される寸前まで、軸方向溝２７は嵌入孔２５に連通しているので、気泡やペーストを嵌入孔２５に溜め、シリンダ２の後端側に気泡やペーストが周り込むことを防止する。
本実施形態では、このように、ペーストの充填時に充填室１５に侵入している空気や気泡を抜くことができる。

このような基本構造のペースト注出器において、そのシリンダ２の前側の中栓４よりも前にある中空部に形成される充填室１５には、ペーストが充填されている。そして、プランジャ本体１３の先端部には、中栓４が設けられている。
したがって、プランジャ３に押圧力が負荷されていない通常時では、かかる注出器１では、中栓４よりも先端側の充填室１５が、主シール部３２により、これより後方のシリンダ本体６とは封鎖されており、充填室１５に充填されるペーストは、プランジャ３からの後端開口１０側への流出が防止されている。このため注出器１の操作者が、シリンダ本体６とプランジャ３の各指当部１２，１４に指を掛けて、プランジャ３を、シリンダ２の先端方向に所望程度に押すと、その充填室１５に充填されるペーストの内圧が高まり、それに応じて、必要量のペーストをペースト注出口８から押し出すことができる。

本発明の特徴の１つは、こうしたペースト用の注出器１の中栓４において、硬質の前栓２１と弾性部材で形成される後栓２２を二重構造として一体に設けたことにある。したがって、本願発明では、中栓４として硬質な前栓２１を使用しているにも拘わらず、前栓２１についてシリンダ本体６の内径よりも僅かに径を小さくしているので、前栓２１がシリンダ本体６の内周面１１と密着することなく、摺動抵抗が殆ど生じない。同様に硬質材料の前栓２１はシリンダ本体６の内径よりも僅かに径が小さいだけであるので、シリンダ本体６内を安定した姿勢でペーストの注出が可能となる。また、内周面１１に密着しているのは、弾性部材で形成された後栓２２のみであるので、吐出感が損なわれることなく、シール性についても問題がない。このように、本願発明は、硬質材料の前栓２１と弾性体の後栓２２の長所を引出、短所を消失させる有利な効果がある。
なお、この効果については、後栓２２の主シール部３２のみが設けられていればよく、補助シール部３３については必須ではない。

本発明の特徴の他の１つとして、後栓２２について、主シール部３２の近傍に補助シール部３３を形成した点にある。このような主シール部３２及び補助シール部３３を形成した構造の注出器１では、プランジャ３をシリンダ２の先端方向に押すと、充填材料であるペーストは主シール部３２によって常時密閉され、その一方、ペーストが粘性を有するのに対しノズル７の注出口８の径が小さく、充填室１５の内圧が大きくなる。
ペーストの内圧が高まった場合には、後栓２２に対してシリンダ２の後端開口１０側へ押し返す力が働き、後栓２２は前栓２１を介して充填材料（ペースト）とプランジャ３の押圧部１７との間で圧縮される。こうした圧縮力によって前栓２１は変形しないが、後栓２２は前後方向に縮み、半径方向には膨張するように弾性変形する。
特に、補助シール部３３の形成される位置が、プランジャ３の前端と同じ位置か若しくは前端よりも前側に配設されることによって、本体部３１を半径方向外側に効果的に膨張させることができる。この際、前栓２１の環状凹部２６に後栓２２の環状凸部３５が嵌合しているので、前栓２１と後栓２２との連結も堅固となっている。

主シール部３２は半径方向外側に膨張することによって、シリンダ２の内周面１１にさらに密着してシール力が増す一方、ペーストの内圧もさらに大きくなる。
このとき、補助シール部３３は、押圧部１７に押されることによって、本体部３１が半径方向外側に膨張し、補助シール部３３の外径がシリンダ２の内周面１１の内径よりも僅かに小さいだけであるので、環状の補助シール部３３の全体が内周面１１に密着する。本実施形態では、押圧部１７は本体部３１よりも、多少径が小さいので、押圧部１７よりも外側にある主シール部３２及び補助シール部３３の先端側が、さらに後方側に撓みやすくなる。

前栓２１と内周面１１との間の隙間は狭いので、ペーストはそれらの間には浸入しにくいが、浸入した場合は後栓２２がペーストのそれ以上の浸入を防止する。このペーストの注出時において、後栓２２は、主シール部３２と補助シール部３３との前後方向の間隔が狭い場合は、主シール部３２と補助シール部３３の先端同士が一体となってシールすることがあるかもしれないし、分離した状態でシールするかもしれない。この際、先端同士が一体となっている状態では、両者が協働してシール力を向上し、また、分離している状態では、ペーストが主シール部３２から漏れたとしても、主シール部３２と補助シール部３３との間は、充填室１５ほど内圧が大きくないので、それらの間に侵入したペーストは補助シール部３３のシール力で十分にシールすることができ、プランジャ３側への漏れを阻止する。特に、主シール部３２と補助シール部３３は、共にプランジャ３の先端位置よりも前側に位置するので、効果的に内周面１１に密着する。特に、前栓２１が硬質のもので形成してあるので、主シール部３２及び補助シール部３３の位置ずれが防止される。

所望量のペーストが注出口８から供給されプランジャ３の押し込みを解除すると、ペーストが粘性を有するので、充填室１５に内圧が残留する。よって、ペーストが注出口８から漏れるおそれがあるが、中栓４の後栓２２の存在でバックサクションが生じプランジャ３が後方に戻される（図６のＣ）。
すなわち、中栓４（後栓２２）はプランジャ３の押し込み時に前進移動し、主シール部３２と補助シール部３３は前進する一方、先端部が後方側に撓むように変形し、後栓２２の本体部３１がこれらのシール部３２，３３よりも相対的に僅かに前側に前進する。プランジャ３の押し込みが解除されると、圧縮状態にあった後栓２２に対し、プランジャ３の押し込み力が解除され、充填室１５側の内圧のみ残留する。同時に、後方側に撓んでいた主シール部３２の先端部がシリンダ２の内周面１１との密着により、密着していた先端部の位置はそのままで、撓みをもとの形状に復元させるとともに、相対的に主シール部３２よりも前方移動していた本体部３１を後方側に引き戻す。一方、前栓２１は内周面１１とは摩擦抵抗は殆どなく、後栓２２の復元には影響しない。
補助シール部３３は、プランジャ３への負荷が解除された当初は、先端部が内周面１１に密着しているので、初期時のみ本体部３１を後方側に引き戻し、その後、本体部３１の径が縮むことによって、先端部が内周面１１から離れる。
この本体部３１の相対移動により充填室１５にバックサクションを引き起こす。よって、充填室１５の内圧が減少し、ペーストの注出口８からの漏れが防止できる。

本発明者は、補助シール部３３の位置を、主シール部３２の位置に近づけるとバックサクションが大きくなり、図４に示すように、主シール部３２と補助シール部３３の間隔Ｌを大きくすると、バックサクションが小さくなる知見を得た。これにより、補助シール部３３の位置を調節して、バックサクションを大きくしたい場合は、主シール部３２に補助シール部３３を近づけ、過剰なバックサクションによる吐出口８からの空気の混入を防止したいときには、主シール部３２と補助シール部３３の位置を離せばよい。
また、主シール部３２の形状などはバックサクションに直接影響するので、例えば、径方向の長さを変えて、好適なバックサクションの量を調整してもよく、厚さ（軸方向に対する厚さ）を変えて調整してもよい。
具体的には、シール性と押し出し抵抗の両立の観点から中栓４の主シール部３２と補助シール部３３の先端（外縁部）の曲率半径（Ｒ）は、０．１〜０．４ｍｍの範囲で、特に０．２〜０．３ｍｍの範囲が好ましい。主シール部３２と補助シール部３３との間の長さＬ（図４）は、特にバックサクション機能とシール性の両立が良好な１〜４ｍｍの範囲が好ましい。また、シリンダの内周径と前記補助シール部の外周径との差はバックサクション機能とシール性の両立が良好な０．１〜２ｍｍであることが好ましい。

以上、説明した本発明のペースト注出器の材質は、特に制限されるものではなく、金属やガラス等であっても良いが、通常は、樹脂材料、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチルエーテルケトン、ナイロン、テフロン（登録商標）等のフッ化炭素樹脂等が採用される。なお、先端のノズル状のペースト注出口については、シリンダ本体と別個に形成する場合は、シリンダ本体と別材料にしてもよい。また、中栓４の材質は、前栓２１が前記ペースト注出器と同様の材料が好ましく、後栓２２が、シリコーン樹脂、フッ素系エラストマー等の合成樹脂からなる弾性材料が好ましい。また、これらの弾性材料は、一般にはショア硬度が１００以下、より好適には４０〜１００のものが使用され、中でも５０〜８０の時にバックサクション機構が最も効果的に機能する。

次に、本発明のペースト注出器１に充填するペーストは、特に制限されるものではないが、ペースト注出口からのペーストの切れを良くする本発明の効果を顕著に発揮される観点からは、低粘度のものが好ましく、２３℃で測定した粘度が１０〜１０，０００ポイズ、より好適にはより好適には５０〜５，０００ポイズであることが好ましい。
特に、本発明のペースト注出器１に充填するペーストとしては、歯牙修復材ペーストであるのが好ましい。これら歯牙修復材ペーストの具体例としては、コンポジットレジンと呼ばれる欠損した歯牙の充填修復材料、歯科用セメントと呼ばれる接着材料、歯髄保護のための裏層材料、および小窩裂溝封鎖に適した充填修復材料などが挙げられる。これらは、化学重合により硬化するタイプであっても良いし、光重合により硬化するタイプであっても良いし、両方含むデュアルキュア型であっても良い。

歯牙修復材ペーストは、一般にフィラー、重合性単量体、及び光重合開始剤及び／又は化学重合開始剤を含んでなる。この場合、フィラーは特に限定されず、有機及び無機フィラーが何ら制限なく用いられる。具体的に例示すると、無機フィラーとしてホウケイ酸ガラス、重金属（例えばバリウム、ストロンチウム、ジルコニウム）を含むガラス、アルミノシリケートガラス、ガラスセラミックス、シリカやシリカ・ジルコニア、シリカ・チタニア、シリカ・アルミナ等の複合無機酸化物等が挙げられる。また、有機フィラーとしてアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルの単独重合体又は共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステルポリアミド等が挙げられる。

重合性単量体も特に限定的でなく、一般に歯科用モノマーとして使用される公知のラジカル重合性単量体が使用できる。好適に使用できる重合性単量体として、単官能及び多官能の（メタ）アクリレート系単量体があげられる。
光重合開始剤は、紫外または可視光線照射によりラジカルを発生する公知の光重合開始剤が特に制限なく使用できる。具体的に例示すると、カンファーキノン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド等が挙げられる。
また、上記光重合開始剤に加えて、第三級アミン等を除触媒として添加したものであっても良い。
化学重合開始剤は、歯科用途に用いられる公知の化学重合開始剤が特に制限無く使用できる。具体的には、過酸化ベンゾイルやハイドロパーオキサイド等の過酸化物と３級アミンのレドックス系等が挙げられる。

以上、本発明を実施形態に基づいて添付図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、更に他の変形あるいは変更が可能である。
例えば、上記実施形態の注出器は、シリンダが１連のものを用いて説明したが、図７に示すように、２ペースト混合系のものについては、シリンダが横に２連（多連）並ぶものにも用いることができる。図７に示す2連シリンダの注出器１のシリンダ２における各充填室１５には、いずれも図１〜図６に示す中栓４と同じものが使用でき、一対のプランジャ３は、断面が十字形状であるが、プランジャ３の先端側の３か所に断面が円形のガイド部５０ａ〜５０ｃが形成されているが、中栓４の作用、効果は同じである。また、本願の注出器は、銃（ガン）式のディスペンサ（２連を含む）にも使用できる。すなわち、注出器１の使用時には、ガンのようなアプリケータなどと呼ばれる押出機にセットすることもでき、アプリケータの引き金を引くことによって、注出器１のピストンがアプリケータの押出機構によって押され、充填材料が吐出される。
さらに２ペースト混合系のものについては、２つの吐出口８の先端に２つのペーストを混練して混合されたペーストとして吐出できる混練器具を取り付ける事ができる。

図８は、注出器１の先端のノズル部５１に設けられている混練器具５２を示す。混練器具５２は、ノズル５３の内部にスクリュー状の複数の羽５４が前後方向に螺旋形に併設されている。このような混合器具５２は内部をペーストが流れる際に、複数の羽５４がペーストの流路の分割と合流を繰り返すことで混合できるものである。通常、混合器具５２を先端に取り付けると抵抗が増えるためペースト吐出時の押圧が高くなる。押圧が高いと押圧後の残圧が残りやすくなり、ペーストのたれが生じ易い。この様な混練器具５２を先端に取り付けた場合であっても本発明の中栓４は、中栓タイプであっても、安定な姿勢を維持しつつ、有効にバックサクションや空気抜きの機能をしてたれを抑制しすることができる。

１ 注出器
２ シリンダ
３ プランジャ
４ 中栓
６ シリンダ本体
７ ノズル
８ 注出口
１０ 開口
１１ 内周面
１３ プランジャ本体
１５ 充填室
１７ 押圧部
２１ 前栓
２２ 後栓
２５ 嵌入孔
２６ 環状凹部
２７ 軸方向溝
２８ 外周面
２９ 環状リブ
３１ 本体部
３２ 主シール部
３３ 補助シール部
３４ 軸方向孔
３５ 環状凹部

Claims (5)

1. ペースト材を充填する充填室を設けたシリンダと、該シリンダの先端部に設けられているノズルと、シリンダの内部に配設され前記シリンダ内を前後動可能なプランジャと、
   該プランジャの先端側に配設され前記ペースト材の漏れを阻止する中栓とを備えた注出器において、
   前記中栓は、前側に配設される前栓と該前栓の後側に配設される後栓とを有し、前記後栓は弾性変形可能な材料で形成され、前記前栓は前記後栓よりも硬い硬質材料で形成され、
   前記前栓は、最大径が前記シリンダの内径よりも僅かに小さく形成され、
   前記後栓は、外周面が常時前記シリンダの内周面に密接している主シール部を有し、前記シリンダに前記ペースト材が充填される際には、前栓のみシリンダに配設され、前記ペースト材の注出時には、後栓が前栓の後側に配設されるようにしたことを特徴とする注出器。
2. 前記前栓には、後端面の中央から前方に向かって嵌入孔が形成され、前記後栓には該嵌入孔に嵌合する本体部が形成され、該本体部には、前記充填室からの空気若しくは気泡を抜くための軸方向孔を形成し、該軸方向孔が前記嵌入孔に連通してなる請求項１に記載の注出器。
3. 前記後栓は、前記プランジャの前進時に押圧される本体部と、該本体部から前記シリンダの半径方向外側へ環状に突出し、該シリンダの内周面に常時密着する主シール部と、該主シール部の後方側に間隔を開けて設けられ、かつ前記シリンダの内径よりも僅かに外径が小さく形成され、前記中栓の本体部から前記シリンダの半径方向外側へ環状に突出する補助シール部とを備え、
   前記ペースト材の注出時における前記プランジャの前進時には、前記主シール部が後方側へ撓み、前記プランジャの押圧解除時にはもとの形状に復帰し、前記補助シール部は、前記本体部の圧縮膨張による前記補助シール部の径方向の広がりによって、前記シリンダの内周面と密着し、前記プランジャの押圧解除時には、前記本体部の形状復帰によって、該補助シール部の密着状態が解除されるように形成した請求項１又は２に記載の注出器。
4. 前記中栓は、前記前栓がポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチルエーテルケトン、ナイロン及びフッ化炭素樹脂から選択される一の樹脂材料から成り、前記後栓がショア硬度４０〜１００の軟質樹脂材料から成る請求項１〜３のいずれかに記載の注出器。
5. ペースト材を充填するシリンダと、該シリンダの先端部に設けられているノズルと、シリンダの内部に配設され前記シリンダ内を前後動可能なプランジャと、該プランジャの先端側に配設され前記ペースト材の漏れを阻止する中栓とを備え、該中栓は前側に配設される非変形の硬質材料で形成された前栓と後側に配設される弾性変形可能な後栓とを有し、前記前栓は最大径が前記シリンダの内径よりも僅かに小さく形成され、前記後栓は外周面が常時前記シリンダの内周面に密接している主シール部を有する、注出器を用い、
   前記シリンダ内への前記ペースト材の充填時に、前記シリンダに前記前栓のみを用いて、前記シリンダの先端側から前記ペースト材を充填し、該ペースト材をシリンダ内に充填した後、前記前栓に後栓を連結するようにしたことを特徴とする注出器へのペースト材の充填方法。

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