[发明专利]固化监测系统和方法

说明书

本发明提供了用于监测可聚合材料以确定所述可聚合材料的固化度的固化监测系统和方法。监测光源递送一个或多个不同的可见波长下的可见监测光，并且可见光检测器检测被所述可聚合材料漫反射的监测光。所述监测光具有不有效引发所述可聚合材料聚合的最大发射波长(λ_{最大‑监测})。使用由所述可聚合材料反射的监测光的强度变化来确定所述可聚合材料中达到所选固化度的时间。

技术领域

本发明整体涉及监测可聚合材料固化的固化监测系统和方法。

背景技术

选择性可聚合材料用于多种应用中，包括例如，印刷、涂覆、粘合剂等，其包括在用于例如牙齿修复的牙科中。

至少一些可聚合材料的使用中的一个挑战是确定可固化材料已经完成固化过程或接近完成固化过程的时间。在其中可聚合材料可使用电磁辐射固化的一些情况下，时间和电磁辐射强度可用于测量固化过程，假设可聚合材料暴露于导致可聚合材料固化的一个或多个波长的特定强度下的电磁辐射并且持续特定时间量将导致足够的固化度。

发明内容

本文描述了用于监测可聚合材料以确定所述可聚合材料的固化度的固化监测系统和方法。

可使用本文所述的系统和/或方法监测固化的“可聚合材料”可包括能够参与聚合反应的任何单体、低聚物、和/或聚合物以及它们的组合。通常，此类单体、低聚物、和/或聚合物将包括至少一个反应性化学基团，所述反应性化学基团参与(例如，被消耗)聚合反应。此类反应性化学基团的示例包括但不限于：烯键式不饱和基团诸如(甲基)丙烯酸酯基团、乙烯基基团(例如，包括苯乙烯基基团和其他α-烯属基团)和丙烯酰胺基团；可开环的基团，诸如环氧乙烷(即，环氧化物)基团和氮丙啶基团；缩合反应性基团，诸如羧酸基团(以及它们的衍生物，包括但不限于酸性卤化物基团、酯基团、活化的酯基团、内酯基团等)、胺基团、醇基团等；以及其他反应性化学基团，诸如异氰酸酯。聚合反应的示例包括但不限于逐步聚合反应(包括缩聚反应)，例如用于形成聚酯、聚酰胺、聚缩醛等的那些，以及链生长(即加成)聚合反应，诸如(甲基)丙烯酸酯和烯烃聚合反应。还包括可通过氢金属化(例如氢化硅烷化)或其他方法诸如烯烃复分解(例如，开环易位聚合，“ROMP”)聚合的那些可聚合材料。由聚合反应产生的聚合材料可以为均聚物或共聚物。由聚合反应产生的聚合材料可包含交联。

可聚合材料可在各种条件中的一个或多个下固化/聚合，使得可聚合材料经历一种或多种物理和/或化学变化(例如，硬度、粘度、不透明度、色调/颜色、粘着性、弹性模量、柔性、反应性基团(例如，(甲基)丙烯酸酯或环氧乙烷)含量等)。

可聚合材料可包含引发剂以促进聚合反应。引发剂的特性能够并将根据可聚合材料的具体组分而变化。例如，可聚合材料可包含光引发剂(例如，氧化膦等)、热引发剂(例如，过氧化物、氢过氧化物、过乙酸盐、偶氮化合物等)、和/或其他引发剂(例如，包括氧化剂和还原剂等的氧化还原引发剂体系)以促进聚合反应。在基于(甲基)丙烯酸酯的可聚合材料中，引发剂通常用于提供自由基源以引发聚合。取决于所用的特定类型的引发剂或所用的引发剂的组合，聚合反应可通过电磁辐射(例如，光化辐射)、加热和/或化学方式(例如，通过将两部分体系中的还原剂和氧化剂混合)来引发以生成自由基物质。在一些基于环氧化物的可聚合材料的情况下，可使用各种催化剂来固化环氧树脂(例如，胺、酸、酸酐、苯酚、醇、硫醇等)。

可使用本文所述的系统和/或方法来监测固化的呈可聚合牙科材料形式的可聚合材料的示例包括但不限于：修复剂、复合材料(例如填充材料)、粘合剂、粘固剂(例如，树脂改性的玻璃离聚物粘固剂、粘接剂)、密封剂、底漆、型腔衬里、冠桥材料(永久或暂时的)、涂料、印模材料等。应当理解，术语“可聚合牙科材料”还包括可用作正畸治疗的一部分的那些可聚合材料，诸如正畸底漆、正畸粘合剂、正畸粘固剂、正畸密封剂、或可用于将正畸器具(例如，支架、带等)粘结到牙齿的其他可聚合材料。