金属表面に対する接着機能性モノマーの化学吸着構造の解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09672003
• Research Institution: Health Sciences University of Hokkaido
• Principal Investigator: 大野 弘機 北海道医療大学, 歯学部, 教授 (70018430)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 遠藤 一彦 北海道医療大学, 歯学部, 助教授 (70168821)
• Keywords: 接着機能性モノマー / 化学吸着 / 水晶振動微量天秤(QCM) / 4-META / キレート結合 / 高温酸化

Research Abstract

金属と接着性モノマーは、モノマーの極性基と下地金属表面の相互作用によって接着し、接着界面の接着力と耐水性は、モノマーと下地金属の酸・塩基性によって決まる。現在、接着性モノマーとして、4-META、4-AET、MAC-10、MDP、VBATDT、M10PSなどが用いられている。しかし、接着力と耐水性におよぼすモノマーと下地金属の酸・塩基性の効果についてはほとんど解明されていない。これらを明らかにするためには、異なる金属表面について、種々の接着性モノマーの吸着・脱離挙動を調べる必要がある。微小質量変化を検出できる方法として、水晶振動微量天秤法(Quartz Crystal Micro-balance,QCM)がある。この方法では、水晶振動子の共振周波数変化からナノグラムオーダーの質量変化を測定できる。本実験では、QCMを用いて、下地金属の種類を変え、接着性モノマーの吸着・脱離挙動を調べた。
以上の基礎的研究の結果、合金の高温酸化現象を利用して、貴金属合金とレジンの接着性を強化するための新しい概念を見出した。貴金属合金を大気中で高温(700〜800℃)で酸化した場合、Cuが酸化し、外部酸化層(酸化皮膜)と内部酸化層が形成する。内部酸化粒子を酸洗いで除去し、合金表面にミクロなスポンジ構造を創製し、レジンとの機械的結合を強化した。また、高温酸化によって、チオリン酸系金属接着プライマーに対して親和性を有する表面に合金を改質し、化学的接着力を増強できた。さらに、軟質なスポンジ構造と高分子材料が複合化した傾斜機能層によって、レジンの重合収縮に起因する界面応力を緩和できる。本法では、以上の3の概念を複合化することによって、貫金属合金と高分子材料との接着構造を強化できた。

Research Products

• [Publications] M.Sagara,H.Ohho: "Gold alloys for resin bonding induding Small amount base metals"Dental Materials Journal. 18・4. 366-384 (1999)
• [Publications] 大野,山根,他: "接着強さにおよぼす化学的結合と機械的結合の寄与"歯科材料・器械. 18・S34. 151 (1999)
• [Publications] 山根,大野,他: "内部酸化で形成された合金表面スポンジ構造へのレジン含浸"接着歯学. 17・4. 334-335 (1999)
• [Publications] 大野,原口,他: "グラスアイオノマーセメントから溶出したイオンの再結晶による窩洞ギャップの閉塞"歯科材料・器械. 18・S34. 109 (1999)
• [Publications] 橋本,大野,他: "破面解析によるレジン・象牙接着構造における脆弱部位の特定"歯科材料・器械. 18・S34. 86 (1999)
• [Publications] 橋本,大野,他: "ヒト口腔内におけるレジン・象牙質接着構造の劣化"歯科材料・器械. 18・S34. 230 (1999)