WO2000030953A2 - Mischkapsel - Google Patents

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WO2000030953A2
WO2000030953A2 PCT/DE1999/003701 DE9903701W WO0030953A2 WO 2000030953 A2 WO2000030953 A2 WO 2000030953A2 DE 9903701 W DE9903701 W DE 9903701W WO 0030953 A2 WO0030953 A2 WO 0030953A2
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WO
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mixing capsule
capsule according
mixing
separating device
secondary chamber
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WO2000030953A3 (de
Inventor
Marc Peuker
Angela Stenger
Martin Hartung
Gabriele Hager
Original Assignee
3M Espe Ag
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Publication date
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Priority to JP2000583795A priority patent/JP2002530251A/ja
Priority to EP99964351A priority patent/EP1133435B1/de
Priority to AT99964351T priority patent/ATE226174T1/de
Priority to DE59903119T priority patent/DE59903119D1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D25/00—Details of other kinds or types of rigid or semi-rigid containers
    • B65D25/02—Internal fittings
    • B65D25/04—Partitions
    • B65D25/08—Partitions with provisions for removing or destroying, e.g. to facilitate mixing of contents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C5/00—Filling or capping teeth
    • A61C5/60—Devices specially adapted for pressing or mixing capping or filling materials, e.g. amalgam presses
    • A61C5/66—Capsules for filling material

Definitions

  • the present invention relates to a mixing capsule and a mixing device containing a mixing capsule according to the claims, in particular for producing a dental material.
  • Mixing capsules which are filled by the manufacturer with the components in separate chambers, are used to produce mixtures from two or more components. From the user
  • Components for example by destroying a wall separating the chamber, and mixed together.
  • mixing capsules are known for the production of dental materials, which are often mixed from a powdery and a liquid component, the mixing process usually taking place in a shaker.
  • the ready-mixed substance is then applied directly to the work site, for example into a tooth cavity, through a dispensing nozzle formed on the mixing capsule.
  • a mixing capsule which is intended for the production of jointing and sealing compounds.
  • a secondary chamber present in the dispensing piston is delimited by a film on the side facing the main chamber of the capsule and on the opposite side by an auxiliary piston which is displaceably arranged in the dispensing piston.
  • a mixing body is accommodated in the secondary chamber, which first serves to destroy the film by manual displacement of the auxiliary piston and then supports the mixing process.
  • a gas cushion is provided in the mixing chamber to enable the volume reduction required to move the inner piston together with the ball.
  • the mixing ball is initially in the main chamber.
  • it is in the Pistons existing secondary chamber opposite the main chamber closed by a lid and on the back by a bellows.
  • the lid is pushed away from the piston by manual pressure on the bellows so that the two chambers for activating the capsule are brought into connection.
  • a first component is contained in a mixing chamber and a second, liquid component in a film bag, which is arranged in a secondary chamber separated from the mixing chamber by a displaceable wall element.
  • a cylindrical mixing body present in the mixing chamber serves to move the wall element at the beginning of the mixing process and thereby compress the film bag, so that it bursts open and releases the liquid component through a liquid passage in the wall element.
  • a difficulty with this device is to design the wall element, the foil bag and the capsule itself and to dimension them with such small tolerances that the wall element is held in its initial position in the storage and transport state of the capsule, but under the influence of the mixing body is moved so far and with such force that the foil bag bursts open. It should be borne in mind that emptying the film bag, which is often only partial, leads to undesirable changes in the mixing ratio and thus to deterioration in the properties of the finished mixture. Another disadvantage is that this arrangement is only suitable for mixing, but not also for applying the paste.
  • DE 93 03 268 U1 describes a multi-component mixing capsule with an ejection device for a mixed mass, primarily for dental purposes.
  • This mixing capsule has one inside the capsule located activation dome, which is anchored in the interior of the capsule body against the direction of squeezing out, and a liquid compartment housed inside a stamp, which is sealed against the activation dome with a destructible membrane.
  • the activation dome fits flush into the empty container inside the stamp and seals it during the pressing process.
  • the liquid reaches the mixing chamber through the thin capillary, which comes to rest inside the activation dome.
  • the present invention is therefore based on the object of providing an improved mixing capsule which avoids the aforementioned problems without adversely affecting the desired mixing result.
  • the mixing capsule according to the invention has i.a. the following advantages:
  • the movable body present in the mixing capsule serves not only to activate the capsule while destroying the separating device and to support the mixing process, but also as a displacement body during emptying. Since the body is in the main chamber in the initial state, the activation preferably takes place automatically at the beginning of the mixing process, in contrast to the activations to be carried out manually, which are known from the prior art.
  • the secondary chamber is separated from the main chamber by the separating device which can be penetrated by the body, it forms part of the mixing chamber itself during the subsequent mixing process it is ensured that the second component contained in the secondary chamber is completely incorporated into the resulting mixture.
  • the combination of the main and secondary chamber leads to an advantageous increase in the available mixing volume.
  • the body supports the almost complete emptying of the interior of the mixing capsule formed by the main chamber and secondary chamber.
  • the small number and simple design of the components of the mixing capsule are also advantageous.
  • the movable body is preferably spherical.
  • the diameter of the ball is preferably in the range of 4-10 mm, particularly preferably in the range of 5-8 mm.
  • the weight of the movable body is adjusted to the nature of the separating device in such a way that the separating device is not damaged by the movable body during conventional transport and normal handling.
  • the separating device adheres to an annular surface of the piston delimiting the secondary chamber and the transition between the annular surface and the inner wall of the secondary chamber has a sharp-edged area.
  • This sharp-edged area preferably runs over part of the circumference, preferably essentially from 60 ° to 120 °, particularly preferably from 70 ° to 90 °.
  • the transition between the annular surface and the inner wall of the secondary chamber is preferably in the remaining area rounded. This embodiment prevents the film from being torn off completely.
  • the separating device has a predetermined breaking point, which contributes to a targeted and safe opening of the secondary chamber.
  • the pre-damage to the separating device or the preparation of a predetermined breaking point can take place, for example, by radiation such as laser radiation, mechanically by scratching or cutting with a knife, or thermally by melting or scratching with a heatable knife.
  • the preparation is preferably carried out only on the plastic part of the separating device which may be present, ie on the carrier material present on one or also on both sides of a metal layer or layer containing SiO x . The tightness of the metal or SiO x -containing layer which may be present is thus retained.
  • the shape of the preparation is arbitrary, but is preferably carried out in a form which avoids tearing off the separating device or parts thereof after or when the separating device breaks through the body. Preparing the separating device in the form of two or more lines crossing each other in the axis of symmetry of the capsule has proven to be advantageous.
  • the separating layer only bursts at a defined point. This prevents the separating layer or parts thereof from getting into the mixture and hindering the application process.
  • Another advantage of a predetermined breaking point generated in this way is that relatively thick foils in the range of 50-80 ⁇ m, preferably 60-70 ⁇ m, can be pierced with little force (smaller mass of the body).
  • the separating device is preferably in the form of a single-layer or multilayer film, particularly preferably in the form of a composite film or also sealing film.
  • the film preferably comprises at least one metal layer such as an aluminum layer and at least one, possibly two, three or more plastic layers.
  • Suitable plastics are, for example: PE, PP, PET, PTFE, PVC, polyamides.
  • the separating device can have plasma-polymerized layers such as hydrocarbon-containing layers or ceramic barrier layers such as SiO x layers.
  • the separating device is attached to the annular end face of the piston, for example by heat sealing, gluing, ultrasonic welding or high-frequency welding.
  • the separating device can also be designed to hold a third component, for example in the form of a foil cushion.
  • Advantageous materials for the piston of the mixing capsule include metals such as anodized aluminum, glass, ceramics such as zirconium oxide, plastics and / or - to reduce the permeability - plastics metallized or coated or coated with other materials which have a barrier effect.
  • metals such as anodized aluminum, glass, ceramics such as zirconium oxide, plastics and / or - to reduce the permeability - plastics metallized or coated or coated with other materials which have a barrier effect.
  • plastics are: PE, PP, PET, PTFE, PVC, EVA, polyamides.
  • Combinations of the aforementioned materials such as a metal insert, preferably made of aluminum, are also conceivable, which is surrounded externally and internally with the plastic. Such parts can be manufactured by injection molding.
  • the piston can be manufactured in a two-component injection molding process.
  • an inlay is first manufactured, which is then extrusion-coated with PE, for example.
  • plastics with high density such as PTFE, glass, ceramics, such as zirconium oxide, metals, if necessary plastic-coated or stainless steel are suitable.
  • the components contained in the main chamber, the secondary chamber and / or the components optionally contained in the separating device include both Liquids and solids preferably in powder form. However, paste-like basic substances are also possible.
  • the solids comprise inert fillers such as finely ground quartz, substances containing SiO x , glasses as well as surface-modified reactive fillers.
  • the liquids include, in particular, matrix-forming, polymerizable substances, for example polyacids comprising acrylic acid, methacrylic acid and maleic acid derivatives and copolymers thereof.
  • the dispensing spout on the mixing capsule may be positioned eccentrically on the main chamber. It can also be advantageous to form one or more channels which open into the dispensing spout. Such a configuration can be favorable for an undisturbed emptying of the mixing capsule.
  • the dispensing spout is also preferably designed to be closable. Conceivable embodiments are described, for example, in EP-A-0 157 121, where the dispensing spout is pivotally mounted so that, depending on the position of the dispensing spout, it is closed or opened. It is also conceivable to use a proboscis cap to close the spout. Preferred exemplary embodiments of the mixing capsule are explained below with reference to the drawings.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a mixing capsule in the initial state
  • FIG. 2 shows the same capsule at the end of the application process and FIG. 3 shows a representation similar to FIG. 1 in another embodiment.
  • the mixing capsule consists of a cylindrical cartridge 10, which is closed at its front end by an end wall 11 and at its rear end by a piston 12. On the end wall 11 there is a curved dispensing spout 14 eccentric to the cartridge axis 13 molded.
  • the dispensing spout 14 is optionally designed to be closable, for example with a displacement plug.
  • the piston 12 has an axial substantial wall thickness and is provided with an essentially hemispherical depression which is coaxial with the cartridge axis 13 and which is closed by a separating device 16 fastened to the angular front end face 15 of the piston 12.
  • the separating device 16 separates the secondary chamber 17 formed by the depression from the rest of the interior of the cartridge, which is referred to here as the main chamber 18.
  • the main chamber 18 contains a first, for example powdery component and the secondary chamber 17 a second, for example liquid component of the mixture to be produced.
  • the mixing capsule also contains a freely movable, preferably spherical body 20 which is in the initial and / or storage state of the capsule in the main chamber 18 and whose radius is somewhat smaller than the radius of the hemispherical depression forming the secondary chamber 17.
  • the body 20 and the secondary chamber 17 can also have other shapes that deviate from the spherical or hemispherical shape. Freely moving means that the body can basically be moved in all directions and is not impaired in its movement by any guide rails.
  • the transition between the depression forming the secondary chamber 17 and the annular end face 15 of the piston 12 is, as indicated in FIG. 1, sharp-edged over an angular region 21, rounded in the remaining region 22.
  • the sharp-edged speed can also be generated by teeth.
  • the rounding prevents the separating device from tearing off on this end face inner edge region during the mixing process, while the sharp-edged region 21 serves to form an initial crack on the separating device 16.
  • the separating device 16 can be made to tear by being preferably overstretched at the predetermined breaking point by the impact of the body 20 at the beginning of the mixing process.
  • the mixing capsule which is supplied by the manufacturer in the state shown in FIG. 1, is placed in a conventional capsule mixing device, in which it is set in vibration, for example, along the cartridge axis 13.
  • rotatory movements are possible, possibly in combination with translatory movements.
  • the body 20 hits the separating device 16 and penetrates it. Main chamber 18 and secondary chamber 17 are thereby connected to form a common mixing space. The components are mixed together in this mixing chamber during the further mixing process.
  • the piston 12 is moved forward in a commercially available application instrument until it reaches the position shown in FIG. 2.
  • the depression forming the secondary chamber 17 is essentially hemispherical and has a somewhat larger radius than the spherical body 20, the latter enters the depression and acts as a displacement body. As a result, the mixing space can essentially be completely emptied.
  • the body 20 does not hinder the dispensing process.
  • At least one groove 23 which deepens in the direction of the dispensing spout 14 can be formed in the end wall 11 of the cartridge 10 .
  • the dispensing spout 14 can be arranged coaxially with the cartridge axis 13.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 3 differs from that according to FIG. 1 in that, instead of the separating device 16, a film cushion 24 consisting of two films is provided, which can contain a third component.
  • the underside of the cushion 24 can be deep-drawn down to the piston base. This allows an improved diffusion barrier to the piston to be achieved.
  • the body 20 penetrates the foil cushion 24, so that all three components can be mixed in the then connected mixing space formed by the main chamber 18 and the secondary chamber 17.
  • the piston 12 has a substantial wall thickness. This has the advantage that the piston 12, even if it is made of plastic for cost reasons, represents a good diffusion barrier.

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Abstract

Eine Mischkapsel, insbesondere zur Herstellung von Dentalwerkstoffen, weist eine Kartusche (10) auf, die an ihrem einen Ende durch einen Kolben (12) verschlossen ist. In dem Kolben (12) ist eine halbkugelförmige Vertiefung ausgebildet, die eine Nebenkammer bildet und gegenüber der Hauptkammer (18) der Kartusche (10) durch eine Trennvorrichtung (16) verschlossen ist. Ein im Ausgangszustand in der Hauptkammer (18) vorhandener Körper (20) dient ausser zur Unterstützung des Mischvorgangs dazu, am Beginn des Mischvorgangs die Trennvorrichtung (16) zu durchschlagen, so dass Hauptkammer (18) und Nebenkammer (17) einen zusammenhängenden Mischraum bilden. Am Ende des Ausbringvorgangs tritt der Körper (20) in die halbkugelförmige Nebenkammer (17) ein und wirkt als Verdrängungskörper.

Description

Mischkapsel
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischkapsel und ein eine Mischkapsel enthaltendes Mischgerät gemäß den Ansprüchen, insbesondere zur Herstellung eines Dentalwerkstoffs.
Zur Herstellung von Gemischen aus zwei oder mehr Komponenten dienen Mischkapseln, die vom Hersteller mit den Komponenten in voneinander getrennten Kammern befüllt werden. Vom Anwender werden die
Komponenten, etwa durch Zerstörung einer die Kammer trennenden Wand in Verbindung gebracht und miteinander gemischt.
Im Dentalbereich sind Mischkapseln zur Herstellung von Dentalwerkstoffen bekannt, die häufig aus einer pulverförmigen und einer flüssigen Komponente gemischt werden, wobei der Mischvorgang üblicherweise in einem Schüttelgerät erfolgt. Die fertiggemischte Substanz wird dann durch eine an der Mischkapsel angeformte Ausbringtülle direkt auf die Arbeitsstelle, etwa in eine Zahnkavität, ausgebracht.
Aus DE 36 35 574 ist eine Mischkapsel bekannt, die zur Herstellung von Verfugungs- und Abdichtmassen gedacht ist. Bei einem in diesem Dokument beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine in dem Ausbringkolben vorhandene Nebenkammer, auf der der Hauptkammer der Kapsel zugewandten Seite von einer Folie und auf der entgegengesetzten Seite von einem in dem Ausbringkolben verschiebbar angeordneten Hilfskolben begrenzt. Im Ausgangszustand der Mischkapsel ist in der Nebenkammer außer der zweiten Komponente ein Mischkörper untergebracht, der zunächst durch manuelle Verschiebung des Hilfskolbens zur Zerstörung der Folie dient und anschließend den Mischvorgang unterstützt. Um die zum Verschieben des inneren Kolbens samt Kugel erforderliche Volumenverkleinerung zu ermöglichen, ist in der Mischkammer ein Gaskissen vorgesehen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der bekannten Mischkapsel befindet sich die Mischkugel zunächst in der Hauptkammer. In diesem Fall ist die in dem Kolben vorhandene Nebenkammer gegenüber der Hauptkammer durch einen Deckel und auf ihrer Rückseite durch einen Balg verschlossen. Durch manuellen Druck auf den Balg wird der Deckel vom Kolben weggedrückt, so daß die beiden Kammern zur Aktivierung der Kapsel in Verbindung gebracht werden.
In beiden Fällen ist zur Aktivierung der Kapsel ein eigener manuell durchzuführender Arbeitsschritt erforderlich. Weiterhin wird ein Gaskissen benötigt, um die zum Lösen des Deckels erforderliche Volumenverkleinerung zu ermöglichen. Bei einer aus DE 94 00 374 U1 bekannten Mehrkomponenten-Mischkapsel für Dentalzwecke ist eine erste Komponente in einer Mischkammer und eine zweite, flüssige Komponente in einem Folienbeutel enthalten, der in einer von der Mischkammmer durch ein verschiebbares Wandelement getrennten Nebenkammer angeordnet ist. Ein in der Mischkammer vorhandener zylindrischer Mischkörper dient dazu, am Beginn des Mischvorgangs das Wandelement zu verschieben und dadurch den Folienbeutel zusammenzupressen, so daß dieser aufplatzt und die flüssige Komponente durch einen in dem Wandelement vorhandenen Flüssigkeitsdurchlaß freigibt.
Eine Schwierigkeit bei dieser Vorrichtung besteht darin, das Wandelement, den Folienbeutel und die Kapsel selbst so zu gestalten und mit derart geringen Toleranzen zu dimensionieren, daß das Wandelement zwar im Lager- und Transportzustand der Kapsel in seiner Ausgangsstellung festgehalten wird, unter Einwirkung des Mischköpers jedoch so weit und mit solcher Kraft verschoben wird, daß der Folienbeutel aufplatzt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß eine oftmals nur teilweise erfolgende Entleerung des Folienbeutels zu unerwünschten Änderungen im Mischungsverhältnis und damit zu Verschlechterungen in den Eigenschaften des fertigen Gemisches führt. Nachteilig ist auch, daß sich diese Anordnung nur zum Anmischen, nicht aber auch zum Applizieren der Paste eignet. In DE 93 03 268 U1 ist eine Mehrkomponenten-Mischkapsel mit Ausspritzeinrichtung für eine gemischte Masse, vornehmlich für Dentalzwecke beschrieben. Diese Mischkapsel weist einen im Inneren der Kapsel gelegenen Aktivierungsdom auf, der über Halterungen im Inneren des Kapselkörpers gegen die Richtung des Auspressens verankert ist, sowie ein im Inneren eines Stempels untergebrachtes Flüssigkeitskompartiment, das gegen den Aktivierungsdom mit einer zerstörbaren Membran abgedichtet ist. Der Aktivierungsdom ist bündig in den leeren Behälter im Inneren des Stempels eingepaßt und dichtet diesen während des Auspressens ab. Während des Auspressens in Längsrichtung gelangt dabei die Flüssigkeit durch die dünne Kapillare, die im Inneren des Aktivierungsdoms zu liegen kommt, in den Mischraum. Es wird ausgeführt, daß auch während des Mischvorgangs in einem Vibrationsmischer und während des Ausbringens der Masse über die Ausspritzdüse stets ein kleiner, nicht exakt reproduzierbarer Flüssigkeitsrest in der Kapillare verbleibt. Dies beinträchtigt die Qualität des Mischungsergebnisses.
Der vorliegenden Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Mischkapsel bereitzustellen, die die vorgenannten Probleme vermeidet, ohne das gewünschte Mischungsergebnis zu beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird durch eine Mischkapsel und ein diese Mischkapsel enthaltendes Mischgerät gelöst, wie es in den Ansprüchen beschrieben wird. Die erfindungsgemäße Mischkapsel weist dabei u.a. folgende Vorteile auf:
Der in der Mischkapsel vorhandene bewegliche Körper dient nicht nur zum Aktivieren der Kapsel unter Zerstörung der Trennvorrichtung und zur Unterstützung des Mischvorgangs sondern auch als Verdrängungskörper bei der Entleerung. Da sich der Körper im Ausgangszustand in der Hauptkammer befindet, erfolgt die Aktivierung vorzugsweise automatisch zu Beginn des Mischvorgangs, im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten manuell durchzuführenden Aktivierungen.
Da ferner die Nebenkammer von der Hauptkammer durch die von dem Körper durchschlagbaren Trennvorrichtung getrennt ist, bildet sie beim anschließenden Mischvorgang einen Teil der Mischkammer selbst. Dadurch ist gewährleistet, daß die in der Nebenkammer enthaltende zweite Komponente vollständig in das entstehende Gemisch eingeht.
Zudem führt die Vereinigung von Haupt- und Nebenkammer zu einer vorteilhaften Vergrößerung des zur Verfügung stehenden Mischvolumens. In der letzten Phase des Ausbringvorgangs unterstützt der Körper die nahezu vollständige Entleerung des von Hauptkammer und Nebenkammer gebildeten Innenraums der Mischkapsel.
Weiterhin vorteilhaft ist die geringe Anzahl und einfache Gestaltung der Bauteile der Mischkapsel. Vorzugsweise ist der bewegliche Körper kugelförmig ausgestaltet. Der Durchmesser der Kugel liegt vorzugsweise im Bereich von 4-10 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 5-8 mm.
Das Gewicht des beweglichen Körpers ist dabei derart auf die Beschaffenheit der Trennvorrichtung eingestellt, daß die Trennvorrichtung bei herkömmlichem Transport und normaler Handhabung durch den beweglichen Körper nicht beschädigt wird. Erst ab in Kapsel-Mischgeräten üblich auftretenden Beschleunigungswerten von beispielsweise 100-500 g (1g = 9.81 ms"2), vorzugsweise 200-400 g kann die Trennvorrichtung durchschlagen werden. Die Form der Nebenkammer hat vorzugsweise im wesentlichen die Form einer Halbkugel mit einem gegenüber dem Körper etwas größeren Radius. Dies ist für eine möglichst restlose Entleerung der Mischkapsel günstig.
Vorteilhaft ist es, wenn die Trennvorrichtung an einer die Nebenkammer begrenzenden Ringfläche des Kolbens haftet und der Übergang zwischen der Ringfläche und der Innenwand der Nebenkammer einen scharfkantigen Bereich aufweist.
Dieser scharfkantige Bereich verläuft vorzugsweise über einen Teil des Umfangs, vorzugsweise im wesentlichen von 60° - 120°, besonders bevorzugt von 70° - 90°. Der Übergang zwischen Ringfläche und der Innenwand der Nebenkammer ist vorzugsweise im übrigen Bereich verrundet. Diese Ausführungsform vermeidet das vollständige Abreißen der Folie.
In einer besonderen Ausführungsform weist die Trennvorrichtung eine Sollbruchstelle auf, die zu einem gezielten und sicheren Öffnen der Nebenkammer beiträgt. Die Vorschädigung der Trennvorrichtung bzw. die Präparierung einer Sollbruchstelle kann beispielsweise durch Strahlung wie Laserstrahlung, mechanisch durch Anritzen oder Einschneiden mit einem Messer oder thermisch durch Anschmelzen oder Einritzen mit einem beheizbaren Messer erfolgen. Die Präparierung wird vorzugsweise nur am gegebenenfalls vorhandenen Kunststoffteil der Trennvorrichtung, d.h. an dem auf einer oder auch auf beiden Seiten einer Metallschicht oder SiOx-haltigen Schicht vorhandenen Trägermaterial vorgenommen. Damit bleibt die Dichtigkeit der gegebenenfalls vorhandenen Metall- oder SiOx-haltigen Schicht erhalten. Die Form der Präparierung ist dabei beliebig, erfolgt aber vorzugsweise in einer Form, die ein Abreißen der Trennvorrichtung oder Teilen davon nach oder beim Durchschlagen der Trennvorrichtung durch den Körper vermeidet. Ein Präparieren der Trennvorrichtung in der Form von zwei oder mehr sich in der Symmetrieachse der Kapsel kreuzenden Linien hat sich als günstig erwiesen.
In diesem Fall platzt die Trennschicht nur an einer definierten Stelle auf. Dadurch wird vermieden, daß die Trennschicht oder Teile davon in das Gemisch gelangen und den Ausbringvorgang behindern.
Ein weiterer Vorteil einer so erzeugten Sollbruchstelle besteht darin, daß auch verhältnismäßig dicke Folien im Bereich von 50-80 μm, vorzugsweise 60-70 μm mit geringer Kraft (kleinere Masse des Körpers) durchstoßen werden können.
Die Trennvorrichtung liegt vorzugsweise in Form einer ein- oder mehrlagigen Folie, besonders bevorzugt in Form einer Verbundfolie oder auch Siegelfolie vor. Die Folie umfaßt vorzugsweise mindestens eine Metallschicht wie z.B. eine Aluminiumschicht und mindestens eine, gegebenenfalls zwei, drei oder mehrere Kunststoffschichten.
Als Kunststoff sind beispielsweise geeignet: PE, PP, PET, PTFE, PVC, Polyamide. Ferner kann die Trennvorrichtung anstelle oder zusätzlich zur Metallfolie plasmapolymerisierte Schichten wie kohlenwasserstoff-haltige Schichten oder keramische Barriereschichten wie SiOx-Schichten aufweisen.
Die Trennvorrichtung wird beispielsweise durch Heißsiegeln, Kleben, Ultraschallverschweißen oder Hochfrequenzschweißen an der ringförmigen Stirnfläche des Kolbens befestigt.
Die Trennvorrichtung kann ferner zur Aufnahme einer dritten Komponente beispielsweise in Form eines Folienkissens ausgebildet sein.
Vorteilhafte Werkstoffe für den Kolben der Mischkapsel umfassen Metalle, wie eloxiertes Aluminium, Glas, Keramik wie Zirkonoxid, Kunststoffe und/oder - zur Verringerung der Durchlässigkeit - gegebenenfalls metallisierte oder mit anderen Materialien, die Sperrschichtwirkung haben, bedampfte oder beschichtete Kunststoffe. Als Kunststoffe sind beispielsweise möglich: PE, PP, PET, PTFE, PVC, EVA, Polyamide.
Weiterhin sind Kombinationen der vorgenannten Materialien wie ein Metall- insert, vorzugsweise aus Aluminium, denkbar, das mit dem Kunststoff äußerlich und innerlich umgeben ist. Derartige Teile sind im Spritzgußverfahren herstellbar.
Der Kolben kann in einem 2-Komponenten Spritzgußverfahren hergestellt werden. Hierbei wird beispielsweise zunächst ein Inlay gefertigt, das anschließend mit beispielsweise PE umspritzt wird.
Für den Körper der Mischkapsel sind Kunststoffe mit hoher Dichte wie PTFE, Glas, Keramik, etwa Zirkonoxid, Metalle gegebenenfalls kunststoffbeschichtet oder Edelstahl geeignet.
Die in der Hauptkammer, der Nebenkammer und/oder der gegebenenfalls in der Trennvorrichtung enthaltenden Komponenten umfassen sowohl Flüssigkeiten als auch Feststoffe vorzugsweise in Pulverform. Möglich sind aber auch pastenförmige Grundsubstanzen.
Die Feststoffe umfassen inerte Füllstoffe wie feingemahlenen Quarz, SiOx- haltige Substanzen, Gläser als auch oberflächenmodifizierte, reaktive Füllstoffe.
Die Flüssigkeiten umfassen insbesondere matrixbildende, polymerisierbare Substanzen, beispielsweise Polysäuren umfassend Acrylsäure-, Methacrylsäure- und Maleinsäurederivate sowie Copolymere davon.
Die Ausbringtülle an der Mischkapsel setzt gegebenenfalls exzentrisch an der Hauptkammer an. Von Vorteil kann auch die Ausbildung einer oder mehrerer Rinnen sein, die in die Ausbringtülle münden. Eine derartige Ausgestaltung kann für eine ungestörte Entleerung der Mischkapsel günstig sein.
Die Ausbringtülle ist ferner vorzugsweise verschließbar ausgestaltet. Denkbare Ausführungsformen sind beispielsweise in der EP-A-0 157 121 beschrieben, wo die Ausbringtülle schwenkbar gelagert ist, so daß je nach Stellung der Ausbringtülle diese verschlossen oder geöffnet ist. Ebenfalls denkbar ist die Verwendung einer Rüsselverdrängungskappe zum Verschließen der Ausbringtülle. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Mischkapsel werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert.
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Mischkapsel im Ausgangszustand,
Figur 2 die gleiche Kapsel am Ende des Ausbringvorgangs und Figur 3 eine der Figur 1 ähnliche Darstellung in einer anderen Ausführungsform.
Gemäß Figur 1 besteht die Mischkapsel aus einer zylinderischen Kartusche 10, die an ihrem vorderen Ende durch eine Stirnwand 11 und and ihrem hinteren Ende durch einen Kolben 12 verschlossen ist. An der Stirnwand 11 ist eine gekrümmte Ausbringtülle 14 exzentrisch zur Kartuschenachse 13 angeformt. Die Ausbringtülle 14 ist gegebenenfalls verschließbar ausgebildet, beispielsweise mit einem Verdrängungsstopfen.
Der Kolben 12 hat eine axiale wesentliche Wandstärke und ist mit einer zur Kartuschenachse 13 koaxialen, im wesentlichen halbkugelförmigen Vertiefung versehen, die durch eine an der πngförmigen vorderen Stirnfläche 15 des Kolbens 12 befestigten Trennvorrichtung 16 verschlossen ist. Die Trennvorrichtung 16 trennt die von der Vertiefung gebildeten Nebenkammer 17 vom übrigen Innenraum der Kartusche, der hier als Hauptkammer 18 bezeichnet wird. Im Ausgangs- und/oder Lagerzustand enthält die Hauptkammer 18 eine erste, beispielsweise pulverförmige Komponente und die Nebenkammer 17 eine zweite, beispielsweise flüssige Komponente des herzustellenden Gemisches.
Die Mischkapsel enthält ferner einen frei beweglichen, vorzugsweise kugelförmigen Körper 20, der sich im Ausgangs- und/oder Lagerzustand der Kapsel in der Hauptkammer 18 befindet und dessen Radius etwas kleiner ist als der Radius der die Nebenkammer 17 bildenden halbkugelförmigen Vertiefung. Der Körper 20 und die Nebenkammer 17 können auch andere, von der Kugel- bzw. Halbkugelform abweichende Formen haben. Frei beweglich heißt, daß sich der Körper grundsätzlich in alle Richtungen bewegen läßt und nicht durch irgendwelche Führungsschienen in seiner Bewegung beeinträchtigt ist.
Der Übergang zwischen der die Nebenkammer 17 bildenden Vertiefung und der ringförmigen Stirnfläche 15 des Kolbens 12 ist, wie in Figur 1 angedeutet, über einen Winkelbereich 21 scharfkantig, im übrigen Bereich 22 verrundet, ausgebildet.
Die Scharfkantig keit kann auch durch eine Zahnung erzeugt sein.
Die Verrundung verhindert, daß die Trennvorrichtung während des Mischvorgangs an diesem Stirnflächen-Innenrandbereich abreißt, während der scharfkantige Bereich 21 dazu dient, an der Trennvorrichtung 16 einen Initialriß auszubilden. Ist in einer anderen Ausführung der Rand der Nebenkammer 17 durchgehend verrundet, so kann die Trennvorrichtung 16 dadurch zum Reißen gebracht werden, daß sie durch den Aufprall des Körpers 20 zu Beginn des Mischvorgangs vorzugsweise an der Sollbruchstelle überdehnt wird. Zum Gebrauch wird die Mischkapsel, die in dem in Figur 1 dargestellten Zustand vom Hersteller geliefert wird, in ein übliches Kapsel-Mischgerät eingelegt, in dem sie beispielsweise längs der Kartuschenachse 13 in Schwingungen versetzt wird. Neben rein translatorischen Bewegungen der Kapsel sind rotatorische Bewegungen möglich, gegebenenfalls in Kombi- nation mit translatorischen Bewegungen. Dabei trifft der Körper 20 auf die Trennvorrichtung 16 und durchschlägt sie. Dadurch werden Hauptkammer 18 und Nebenkammer 17 zu einem gemeinsamen Mischraum verbunden. In diesem Mischraum werden während des weiteren Mischvorgangs die Komponenten zusammengemischt. Zum Ausbringen des fertigen Gemisches wird der Koben 12 in einem handelsüblichen Applikationsinstrument nach vorne verschoben bis er die in Figur 2 gezeigte Stellung erreicht.
Da die die Nebenkammer 17 bildende Vertiefung im wesentlichen halbkugelförmig ausgebildet ist und einen etwas größeren Radius hat als der kugel- förmige Körper 20, tritt dieser in die Vertiefung ein und wirkt dabei als Verdrängungskörper. Dadurch kann der Mischraum im wesentlichen vollständig entleert werden.
Ist die Nebenkammer 17 zur Kartuschenachse 13 koaxial und die Ausbringtülle 14 exzentrisch angeordnet, behindert der Körper 20 den Ausbring- Vorgang nicht.
Um zu gewährleisten, daß auch Teile des Gemisches, die sich auf der der Ausbringtülle gegenüberliegenden Seite des Körpers 20 sammeln, in die Tülle 14 gelangen, kann in der Stirnwand 11 der Kartusche 10 mindestens eine sich in Richtung der Ausbringtülle 14 vertiefende Rinne 23 eingeformt sein. ln einer weiteren (nicht gezeigten) Variante kann die Ausbringtülle 14 koaxial zur Kartuschenachse 13 angeordnet sein.
Damit der Körper 20 bei dieser Ausführungsform den Auslaß für das fertige Gemisch nicht blockiert, sind in die Stirnwand 11 der Kartusche 10 vorzugs- weise mehrere Rinnen eingeformt, die in unterschiedliche Richtungen auf die Ausbringtülle 14 verlaufen.
Das in Figur 3 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem nach Figur 1 dadurch, daß anstelle der Trennvorrichtung 16 ein aus zwei Folien bestehendes Folienkissen 24 vorgesehen ist, das eine dritte Komponente enthalten kann.
Die Unterseite des Kissens 24 kann bei einer 2-Komponenten-Variante bis auf den Kolbengrund tiefgezogen sein. Dadurch kann eine verbesserte Diffusionssperre zum Kolben erreicht werden.
Beim Beginn des Mischvorgangs durchschlägt der Körper 20 das Folien- kissen 24, so daß alle drei Komponenten in dem dann zusammenhängenden, aus Hauptkammer 18 und Nebenkammer 17 gebildeten Mischraum vermischt werden können.
Wie in der Zeichnung dargestellt, weist der Koben 12 eine wesentliche Wandstärke auf. Dieses hat den Vorteil, daß der Koben 12 auch dann, wenn er aus Kostengründen aus Kunststoff gefertigt ist, eine gute Diffusionssperre darstellt.
Bezugszeichenliste
10 Kartusche
11 Stirnwand 12 Kolben
13 Kartuschenachse
14 Ausbringtülle
15 Stirnfläche
16 Folie 17 Nebenkammer
18 Hauptkammer
20 Körper
21 scharfkantiger Bereich
22 verrundeter Bereich 23 Rinne
24 Folienkissen

Claims

Patentansprüche
1. Mischkapsel mit einer an ihrem einen Ende mit einer Ausbringtülle (14) versehenen und an ihrem anderen Ende durch einen Kolben (12) abgedichteten Hauptkammer (18) zur Aufnahme einer ersten Komponente, einer in dem Kolben (12) vorgesehenen Nebenkammer (17) zur Aufnahme einer zweiten Komponente, einem frei beweglichen Körper (20) und einer die Nebenkammer (17) von der Hauptkammer (18) trennenden, von dem Körper (20) durchschlagbaren Trennvorrichtung (16), wobei der Körper (20) bei geschlossener Trennvorrichtung (16) in der Hauptkammer (18) angeordnet ist und die Nebenkammer (17) und der Körper (20) so gestaltet sind, daß der Körper (20) beim Ausbringvorgang als Verdrängungskörper in die Nebenkammer (17) eintreten kann.
2. Mischkapsel nach Anspruch 1 , wobei der Körper (20) kugelförmig ist.
3. Mischkapsel nach Anspruch 2, wobei die Nebenkammer (17) im wesentlichen die Form einer Halbkugel mit einem gegenüber dem Körper (20) etwas größeren Radius hat.
4. Mischkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trennvorrichtung (16) an einer die Nebenkammer (17) begrenzenden Ringfläche (15) des Kolbens (12) haftet, und der Übergang zwischen der Ringfläche (15) und der Innenwand der Nebenkammer (17) einen scharfkantigen Bereich (21) aufweist und/oder der Übergang zwischen der Ringfläche (15) und der Innenwand der Nebenkammer (17) im übrigen Bereich (22) verrundet ist.
5. Mischkapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Trennvorrichtung (16) zur Ausbildung mindestens einer Sollbruchstelle vorpräpariert ist.
6. Mischkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausbringtülle (14) exzentrisch an der Hauptkammer (18) ansetzt.
7. Mischkapsel nach Anspruch 6, wobei in der mit der Ausbringtülle (14) versehenen Stirnwand der Hauptkammer (18) mindestens eine in die Ausbringtülle (14) mündende Rinne (23) ausgebildet ist.
8. Mischkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trennvorrichtung (16) als Kissen (24) zur Aufnahme einer dritten Komponente ausgebildet ist.
9. Mischkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trennvorrichtung (16) mindestens eine metallhaltige Folie und/oder kohlen- wasserstoffhaltige Schichten und/oder keramische Barriereschichten wie SiOx-Schichten umfaßt.
10. Mischkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kolben (12) Materialien gewählt aus Metall, Glas, Keramik oder Kunststoff umfaßt, gegebenenfalls kunststoffbeschichtetes Metall, Glas und Keramik oder metallisierten Kunststoff.
11. Mischkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Körper (20) Materialien gewählt aus Glas, Keramik, PTFE, gegebenenfalls kunststoffbeschichtetem Metall oder Edelstahl umfaßt.
12. Mischkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die als erste und/oder zweite Komponente eine Substanz enthält, gewählt aus Feststoffen und/oder Flüssigkeiten.
13. Verwendung einer Mischkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von Dentalwerkstoffen.
14. Mischgerät enthaltend eine Mischkapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
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