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長期耐水耐久性に優れたシランカップリング剤の創製

研究課題

研究課題/領域番号 13470406
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 保存治療系歯学
研究機関神奈川歯科大学

研究代表者

寺中 敏夫  神奈川歯科大学, 歯学部, 教授 (60104460)

研究分担者 好野 則夫  東京理科大学, 工学部, 教授 (50084380)
二瓶 智太郎  神奈川歯科大学, 歯学部, 助手 (50237781)
倉田 茂昭  神奈川歯科大学, 歯学部, 助教授 (20104333)
赤羽 正治  株式会社ジーシー, 研究所, 研究副所長
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
14,600千円 (直接経費: 14,600千円)
2003年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2002年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2001年度: 10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
キーワード表面改質 / シランカップリング剤 / カップリング層 / 加水分解 / 接着 / 耐水耐久性 / コンポジットレジン / セラミックス
研究概要

本研究プロジェクトは3-MPSを対照として、3-MPSに4F2S-3Mを混じた混合シランカップリング(シラン)剤、1分子内にフルオロアルキル基とメタクリロイル基を持つシラン(MA5bF、MA11bF)、および主骨格に芳香族であるベンゼン環を有し、有機官能基にメタクリロキシ基をもつシラン(p-MBI、p-MBC)を新規に合成し、それらの耐水耐久性を検討した。
3-MPSは水中保管期間の延長、およびサーマルストレス後有意に低下した。3-MPSに4F2S-31を20wt%混じたシランで改質したフィラーを用いて試作したコンポジットレジンは5年間の水中保管、および30,000回のサーマルストレス負荷後も引張り強さは有意には低下しなかった。また、本シラン硬化体は規則性を持ったラメラ構造をとることが電子顕微鏡で確認され、規則性のあるマイクロドメイン構造を持つ混合シランは接着耐水耐久性が高いことが示された。
新たに合成したベンゼン環を持つシランの加水分解性基をトリイソシアナート基に変えたシランの耐水耐久性はいずれも向上した。更に、ベンゼン環を持つp-MBIおよびp-MBCは著明な向上を示し、特に.p-MBIは3-MPSの初期接着強さの約2倍以上の値を示し、10,000回のサーマルストレス後もそれを維持した。破壊面も全てコンポジットレジン、あるいはガラスの凝集破壊であった。
一分子内にフッ化炭素鎖とメタクリロキシ基を有するシラン、すなわち、疎水性基を導入したMAnbF(n=5,7,9,11)を合成し、シランの耐水耐久性を検討した。MA5bFは全ての混合割合で高い接着強さと耐水耐久性を示した。
以上の研究成果から、フッ化炭素鎖およびベンゼン環を有するシランカップリング剤は、シリカ/レジン界面の加水分解による劣化を長期に亙り制御し、コンポジットレジンの物性、およびセラミックスの接着を飛躍的に改善できた。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (43件)

  • [文献書誌] 黒坂 のぶこ: "プラズマ蒸着重合による床用レジンの表面改質"神奈川歯科大学学会雑誌. 36. 63-74 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 岡田 英之: "重合性基を有する芳香族系シランカップリング剤の合成"材料技術. 19. 197-202 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hanaoka, Koji: "Occlusion and the non-carious cervical lesion"Bulletin of Kanagawa Dental College. 29. 121-129 (2001)

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  • [文献書誌] 二瓶 智太郎: "分子内にフルオロアルキル基とメタクリロイル基をもつシランカップリング剤の処理効果"歯科材料・器械. 21. 104-115 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nihei, Tomotaro: "Enhanced hydrolytic stability of dental composites by use of fluoroalkyltrimethoxysilanes"Journal of Dental Research. 81. 482-486 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kondo, Yukisige: "Synthesis of α, ω-Bissilanes with Fluorocarbon Chain and Surface Structures of Solid Surfaces Modified with the Silanes"J.Oleo Science. 51. 305-311 (2002)

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  • [文献書誌] 浜野 奈穂: "歯科用セラミックスの表面処理に関する基礎的検討(第1報:Tribochemical Coating)"神奈川歯学,37(4),141-149,2002. 37. 141-149 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hamano, Nao: "Evaluation of adhesive interface using an ultrasonic pulse-reflection technique"Dental Materials Journal. 22. 66-79 (2003)

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  • [文献書誌] 尾本 直大: "リン酸エステル塩型ハイブリッド界面活性剤によるエナメル質表面の改質効果の処理効果"日本歯科保存学雑誌. 46. 192-201 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 二瓶 智太郎: "コンポジットレジンの耐水耐久性向上に関する研究-ポリフルオロアルキルシラン混合シラン処理剤の効果-"神奈川歯学. 38. 154-166 (2003)

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  • [文献書誌] Mitsuhashi, Akira: "Fracture toughness of resin-modified glass ionomer restorative materials. -Effect of powder/liquid ratio and powder particle size reduction on fracture toughness"Dental Materials. 19. 747-757 (2003)

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  • [文献書誌] KONDO, Yukishige: "Synthesis of ω-Ferrocenylpentyltrichlorosilane and Its Conductive Cast Films Coating"J.Oleo Science. 52. 505-508 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] KONDO, Yukishige: "Synthesis of and Glass Surface Modification with Fluorinated Silane Coupling Agents with a Benzene Ring as a Spacer"J.Oleo Science. 53. 143-151 (2004)

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  • [文献書誌] Kurosaka N, Nihei T, Hanaoka K, Kurata S, Sawada T, Shimizu T, Teranaka T: "Surface modification of denture base resin by a plasma vapor deposition polymerization method"J Kanagawa Odont Soc. 36(1). 63-74 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okada H, Kondo Y, Yoshino N: "Synthesis of aromatic silane coupling agents having a polymerizable group"Material Technology. 19(5). 197-202 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hanaoka K, Mitsuhashi A, Ebihara K, Shimizu H, Teranaka T: "Occlusion and the non-carious cervical lesion"Bull Kanagawa Dental Coll. 29(2). 121-129 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nihei T, Kurata S, Kondo Y, Umemoto K, Yoshino K, Teranaka T: "Effect of silane coupling agents with a fluoroalkyl and a methacryloyl groups in a molecule. -Treatment of silane mixture of silane/ 3-methacryloyloxypropyl-trimethoxy-silane-"J Jpn Soc Dent Mater Dev. 21(2). 104-115 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nihei T, Kurata S, Kondo Y, Umemoto K, Yoshino N, Teranaka T: "Enhanced hydrolytic stability of dental composites by use of fluoroalkyltrimethoxysilanes"J Dent Res. 81(7). 482-486 (1995)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kondo Y, Yamaki K, Yamauchi T, Azumi R, Tanaka M, Matsumoto M, Yoshino N: "Synthesis of α, ω-Bissilanes with Fluorocarbon Chain and Surface Structures of Solid Surfaces Modified with the Silanes"J Oleo Sci. 51(5). 305-311 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hamano N, Atsumi M, Ino S, Okada S, Niiya T, Tamura T, Shibata, Teranaka T, Toyoda M: "A basic study on surface treatment of dental ceramics"J Kanagawa Odont Soc. 37(4). 141-149 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hamano N, Hanaoka K, Ebihara K, Toyoda M, Teranaka T: "Evaluation of adhesive defects using an ultrasonic pulse-reflection technique"Dent Master J. 22(1). 66-79 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Omoto N, Nihei T, Kurata S, Kondo Y, Umemoto K, Yoshino N, Teranaka T: "Effect of enamel surface modification by novel phosphate type hybrid surfactant"Jpn J Consev Dent. 46(2). 192-201 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nihei T: "Study on the improvement of water endurance of resin composite"J Kanagawa Odont Soc. 38(4). 154-166 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuhashi A, Hanaoka K, Teranaka T: "Fracture toughness of resin-modified glass ionomer restorative materials : effect of powder/liquid ratio and powder particle size reduction on fracture toughess"Dent Mater. 19. 747-757 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kondo Y, Miyazawa K, Kunugi Y, Takahashi Y, Miyazawa H, Miyao K, Tsukagoshi T, Yoshino N: "Synthesis ofω-ferrocenylpentyltrichlorosilane and its conductive cast films"J Oleo Sci. 52(9). 505-508 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kondo Y, Miyao K, Aya Y, Yoshino N: "Synthesis of and glass surface modification with fluorinated silane coupling agents with a benzene ring as a spacer"J Oleo Sci. 53(3). 143-151 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 尾本 直大: "リン酸エステル塩型ハイブリッド型界面活性剤によるエナメル質表面の改質効果(第1報)新規ハイブリッド界面活性剤の改質効果"日本歯科保存学会雑誌. 46・2. 192-201 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 二瓶 智太郎: "コンポジットレジンの耐水耐久性向上に関する研究-ポリフルオロアルキルシラン混合シラン処理剤の効果-"神奈川歯学. 38・4. 154-166 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yukishige Kondo: "Synthesis of and Glass Surface Modification with Fluorinated Silane Coupling Agents with a Benzene Ring as a Spacer"Journal of Oleo Science. 53・3. 143-151 (2004)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yukishige Kondo: "Synthesis of ω-Ferrocenylpentyltrichlorosilane and Its Conductive Cast films"Journal of Oleo Science. 52・9. 505-508 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 二瓶 智太郎: "疎水性基含有シランカップリング剤の長期接着耐水性"2003年度材料技術研究協会討論会. 特別号. 125-126 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tomotaro Nihei: "Hydrolytic stability of novel silane coupling agents with phenyl group"Journal of Dental Research. 83・特別号. (2004)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tomotaro Nihei: "Enhanced hydrolytic stability of dental composites by use of fluoroalkyl-trimethoxysilanes"Journal of Dental Research. 81・7. 482-486 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 二瓶智太郎: "ポリフルオロアルキルシラン/3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン混合系カップリング剤で処理したフィラーを含むコンポジットレジンの水中保管による性状変化"日本歯科保存学雑誌. 45・5. 797-807 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 二瓶智太郎: "重合性基含有芳香族系シランカップリング剤に関する研究(第3報)-加水分解性基の違いによる処理効果-"歯科材料・器械. 21特別号. 125 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Naohiro Omoto: "Modification of enamel surface by novel phosphate type hybrid surfactant"Transaction of the fourth international congress on dental materials. 16. 222 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tomotaro Nihei: "Development of novel silanes with phenyl group and double bond"Transaction of the fourth international congress on dental materials. 16. 142 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 尾本直太: "フッ化炭素鎖を含む表面処理剤の歯科への応用(XI)-リン酸エステル型ハイブリッド界面活性剤による改質効果-"日本歯科保存学雑誌. 45. 18 (2002)

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  • [文献書誌] 二瓶智太郎: "重合性基含有芳香族系シランカップリング材に関する研究 (第2報)分子構造の違いによる耐水効果"歯科材料・器械. 20特別号37. 88 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 倉田茂昭: "機能性生体材料の開発に関する研究(第1報) 材料表面の親水性・疎水性と細胞増殖"歯科材料・器械. 20特別号37. 132 (2001)

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  • [文献書誌] 二瓶智太郎: "ポリフルオロアルキル鎖を含むシランカップリング剤に関する研究(第10報) フッ化炭素シラン混合カップリング剤処理層の構造について"歯科材料・器械. 20特別号38. 81 (2001)

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  • [文献書誌] 森下久美子: "機能性生体材料の開発に関する研究(第2報) 浮遊性培養器中での材料の親水性、疎水性と細胞増殖"歯科材料・器械. 20特別号38. 171 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tomotaro NIHEI: "Development of novel silanes with phenyl group and double bond"J. dent. Res.. 80Special Issue. 758 (2001)

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      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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