JPH06125922A - 歯科用材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の合金材料に表面加工を施すことによ
り、腐食や変色が生ぜず、目立たず、破損せず、審美性
の優れた歯科用材料を得る。 【構成】 歯科用材料としての歯科用ブラケツトおよび
歯科用鋼線に、素材としてステンレス鋼を用い、ステン
レス鋼の表面に、銀めっき、白金めっき、金めっきの順
序で単一金属を３層にめっきした後、加熱温度２００〜
５００℃で１０分間熱拡散焼鈍し、三層のめっき層を熱
拡散により三元合金化し、象牙色の審美的色調を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は歯並びを人工的に矯正す
るなどのために使用する歯科用材料に関し、特に金を含
有する多層の合金めっきを施すことにより、自然歯と類
似の色調を得る歯科用材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、歯科用鋼線にはステンレス鋼、形
状記憶合金の一種であるＮｉ−Ｔｉなどの合金が使用さ
れており、審美性を高めるには、上述の合金からなる鋼
線に、４フツ化エチレン樹脂（登録商標テフロン）の焼
付塗装によるコーテイング被膜が施されている。しか
し、上述の歯科用鋼線は、歯の治療のために装着してい
る間、鋼線のコーテイング被膜が歯の色と比較して異様
に目立ち、またコーテイング被膜が剥がれやすいなどの
欠陥がある。

【０００３】また、歯科用ブラケツトにも主にステンレ
ス鋼製のものが使用されており、強度的には優れている
が、歯科用鋼線の場合と同様に目立ちすぎ、かつ審美性
に劣る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】審美性のよい材料に
は、プラスチツクやセラミツクがあるが、これらの材料
は強度的に弱く、治療中に破損しまたは脱落する恐れが
あるなどの欠陥がある。

【０００５】本発明の目的は、ステンレス鋼や形状記憶
合金が歯の象牙色に比べ極めて目立つという問題に鑑
み、従来の合金材料に表面加工を施すことにより、腐食
や変色が生ぜず、目立たず、破損せず、優れた審美性を
呈する、ブラケツト、鋼線などの歯科用材料を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は耐食性の優れたオーステナイト系ステンレ
ス鋼製の歯科用ブラケツトおよび鋼線に、金を含有する
合金めっきまたは多層めっきを施した後に拡散焼鈍を施
し、合金化したものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、歯科用ブラケツト、歯科用鋼
線などの歯科用材料に、高強度で延性と耐食性に優れた
ステンレス鋼（好ましくは、オーステナイト系ステンレ
ス鋼）を用い、ステンレス鋼の表面に電気めっき、真空
蒸着法、スパツタリング法などの方法により、金を含有
する多層めっきを施すことにより、目立たず、破損せ
ず、審美性に優れたものが得られる。多層めっきの場合
は、無酸化雰囲気で加熱することにより、各めっき層の
金属が熱拡散し、合金化される。

【０００８】歯科用ブラケツト、歯科用鋼線などの歯科
用材料に、耐食性に優れた象牙色の審美的な色調を与え
るには、単一の金属めっきでは、種々の困難性があるの
で、合金めっきを施すほうが有利である。耐食性に優れ
かつ人体に悪影響を及ぼさない合金めっきの成分元素に
は、貴金属に属する金、白金、銀、パラジウム、ロジウ
ムなどを選択することが必要である。金は黄金色の色調
を有し、白金、銀、パラジウム、ロジウムなどは白色系
の色調を有している。したがつて、象牙色の審美的色調
を有するめっきを行うためには、金と白金、銀、パラジ
ウムなどとの二元以上の合金めっきを行い、合金めっき
析出物中の金の含有比率を低くすることにより、黄金色
を薄め、象牙色の色調を有するめっき析出被膜が得られ
る。

【０００９】

【実施例】歯科用材料に金を含有する二元以上の合金め
っきの析出被膜を得るには、一般に次の２つの方法があ
る。めっき方法には電気めっき法、真空蒸着法、スパツ
タリング法などがあり、何れの方法を採用してもよい
が、本発明では次の電気めっき法により行つた。

【００１０】第１の方法は、歯科用材料に、金、白金を
含有する二元合金めっき液と、金、パラジウムを含有す
る二元合金めっき液と、金、白金、銀を含有する三元合
金めっき液と、金、白金、パラジウムを含有する三元合
金めっき液とから選択された、１つの合金めっき液によ
り電気めっきを行い、二元合金めっきまたは三元合金め
っきの析出被膜を形成するものである。

【００１１】本発明者らは第１の方法により、歯科用材
料に、金、白金を含有する二元合金めっき液、金、パラ
ジウムを含有する二元合金めっき液、金、白金、銀を含
有する三元合金めっき液、金、白金、パラジウムを含有
する三元合金めっき液により、それぞれ合金めっきを行
つた。しかし、金、白金などの二元合金または金、白
金、銀などの三元合金の比率を自由に変化させることが
難しく、得られた合金めっき析出被膜の色調は、象牙色
として満足するものではなかつた。これは、合金めっき
液中における金属のめっき析出電位および金属の電気化
学当量の相違に起因するものと考えられる。

【００１２】第２の方法は、歯科用材料に、金と白金、
金とパラジウム、金と白金と銀、金と白金とパラジウム
などの単一金属を順次多層にめっきし（つまり金と白金
の場合は２層めっきし、金と白金と銀の場合は３層めっ
きし）た後、加熱温度２００〜６００℃で熱拡散を行
い、二元合金化または三元合金化させるものである。こ
の方法は各単一金属のめっきを、普通の方法で順次行う
ものである。

【００１３】本発明者らは、歯科用材料に、銀めっき、
白金めっき、金めっきの順序で単一金属を３層にめっき
した後、加熱温度５００℃で１０分間、熱拡散焼鈍した
結果、三層のめっきが相互に熱拡散により三元合金化
し、象牙色の審美的色調が得られた。

【００１４】具体的な実施例 歯科用材料にステンレス鋼（好ましくは、オーステナイ
ト系ステンレス鋼）を用い、ステンレス鋼の表面に銀め
っき、白金めっき、金めっきの３層めっきを行うに当
り、ステンレス鋼表面に付着する油脂、酸化クロム、酸
化ニツケルなどの不動態被膜を除去するために、めっき
前処理をする。つまり、アルカリ電解脱脂を行い、水洗
し、中和した後に、塩酸１００ｇ／ltおよび塩化ニツケ
ル１００ｇ／ltの水溶液中で陰極電解を行い、水洗し、
ステンレス鋼の表面の不動態被膜を除去する（ltはリツ
トルを表すことにする）。

【００１５】次に、めっき工程に移り、最初に銀めっき
を行う。銀めっき浴組成はシアン化銀４５ｇ／lt、遊離
シアン化カリウム１００ｇ／lt、炭酸カリウム１５ｇ／
ltに調整し、めっき浴温度２５℃、電流密度０．５Ａ／
ｄｍ² の条件で２分間めっきした結果、ステンレス鋼の
表面に銀めっき被膜厚さ０．６０μｍが析出した。

【００１６】次に、白金めっきを行う。白金めっき浴組
成は硝酸アンモニウム１００ｇ／lt、硝酸ナトリウム１
０ｇ／lt、アンモニアに溶解されたアミノ亜硝酸白金３
ｇ／lt、水酸化アンモニウム５５ｇ／ltに調整し、めっ
き浴温度９７〜１００℃、電流密度２．５Ａ／ｄｍ² の
条件で３２分間めっきした。この結果、銀めっき被膜の
表面に、白金めっき被膜厚さ１．６０μｍが析出した。

【００１７】次いで、金めっきを行う。金めっき浴組成
はシアン化金カリウム１５ｇ／lt、クエン酸アンモニウ
ム６０ｇ／lt、硫酸アンモニウム６０ｇ／ltに調整し、
めっき浴温度６０℃、電流密度０．５Ａ／ｄｍ² の条件
で４分間めっきした結果、白金めっき被膜の表面に、金
めっき被膜厚さ１．００μｍが析出した。

【００１８】図１に示すように、以上の電気めっきによ
り銀めっき被膜厚さ０．６０μｍ、白金めっき被膜厚さ
１．６０μｍ、金めっき被膜厚さ１．００μｍの３層め
っきした歯科用材料を、無酸化雰囲気で加熱温度５００
℃で１０分間加熱した結果、銀、白金、金の各めっき層
が相互に熱拡散し、銀−白金−金の三元合金めっきにな
つた。三元合金めっきの合金比（重量％）を分析した結
果、金３２．２％、白金５７．３％、銀１０．５％であ
つた。

【００１９】銀の含有率を１０％にした理由は、耐食性
を損わず、象牙色の色調を得るためである。三元合金に
おける銀の含有率は１０±２％の範囲で、銀の含有率が
１５％以上になると、歯列矯正患者に使用した場合に約
半月で黒色系に変色する。また、銀の含有率が６％以下
になると、耐食性は良好であるが、象牙色の色調が得ら
れない。

【００２０】金の含有率は３２±３％の範囲が象牙色の
色調を得るのに好都合である。金の含有率が３２±３％
の範囲よりも多いと、多くなるにつれて黄金色が濃厚に
なり、金の含有率が３２±３％の範囲よりも少いと、少
くなるにつれて白色になり、何れの場合も象牙色の色調
を得ることはできない。また、三元合金の内で白金の代
りにパラジウムまたはロジウム（同含有率）の合金にす
ると、パラジウムの場合は光沢のない灰色の象牙色にな
り、ロジウムの場合は熱拡散による合金化に長時間を要
するばかりで、象牙色を得ることはできない。以上の理
由により、本発明では歯科用材料に金、白金、銀の三元
合金めっきを施すことにより、人間の歯の象牙色と殆ど
同一の審美的色調が得られた。

【００２１】上述の歯科用材料を歯列矯正患者に使用し
た結果、実施例の三元合金めっきを施した歯科用材料の
色調は、人の歯に類似しているため、歯列矯正中である
ことが判りにくいほどである。

【００２２】ところで、上述の合金めっきを施した歯科
用材料を歯列矯正患者に使用した場合の耐食性と耐摩耗
性は、歯科材料として重要なことである。人の口中には
食べかすなどが残存する外に唾液が弱酸性であることか
ら、食べかすや唾液により歯科用材料が黒く変色するこ
とがある。また、歯磨きなどによりめっき被膜が磨滅す
ると、素材のステンレス鋼が露出することがある。

【００２３】上述の鑑点から、本発明に係る歯科用材料
の耐食性と耐摩耗性を調査するために、歯科用材料を歯
列矯正患者に試用した結果、装用開始後６ケ月経ても、
歯科用材料が黒く変色することも、歯磨きなどにより歯
科用材料の合金めっき層が磨滅または剥離し、ステンレ
ス鋼の素地が露出することも認められなかつた。

【００２４】歯科医師によると、歯科用材料は約３ケ月
の装用で変色や摩耗がなければ、実用に供し得るとされ
ているので、本発明による歯科用材料は十分に安定した
品質を維持するものであることが証明された。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上述のように、歯科用材料とし
て、耐食性に優れたステンレス鋼を素材とし、ステンレ
ス鋼の表面に、金を含有する多層めっきを施した後、加
熱して拡散焼鈍し合金化することにより、耐食性と耐摩
耗性が改善され、象牙色をした審美的な歯科用材料が得
られ、その実用的価値が極めて高い。

【００２６】本発明による歯科用材料は、表面が金合金
めっきにより覆われているため、ステンレス鋼中のＮｉ
が遮断され、Ｎｉアレルギーの体質の人に使用しても全
く支障がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯科用鋼線の端部を破断して示す
断面図である。

【符号の説明】

１：歯科用鋼線 ２：ステンレス鋼 ３：銀めっき層
４：白金めっき層 ５：金めっき層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２５Ｄ 3/48 (72)発明者 下川原 直樹 千葉県習志野市東習志野７−５−１ 鈴木 金属工業株式会社内 (72)発明者 伊藤 正爾 千葉県習志野市東習志野７−５−１ 鈴木 金属工業株式会社内 (72)発明者 小川 清史 埼玉県桶川市南２−５−６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステンレス鋼製の歯科用ブラケツトおよび
   鋼線に、金を含有する合金めっきを施したことを特徴と
   する歯科用材料。