JP4475458B2 - Dental article and method for producing the same - Google Patents

Dental article and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP4475458B2
JP4475458B2 JP2004142830A JP2004142830A JP4475458B2 JP 4475458 B2 JP4475458 B2 JP 4475458B2 JP 2004142830 A JP2004142830 A JP 2004142830A JP 2004142830 A JP2004142830 A JP 2004142830A JP 4475458 B2 JP4475458 B2 JP 4475458B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
functional layer
layer
thin film
wire
sputtering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004142830A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005323694A (en
Inventor
啓治郎 中佐
俊嗣 河田
山崎  慎也
旭 顔
強 森下
秀 梶岡
隆博 筒本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hiroshima University NUC
Original Assignee
Hiroshima University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hiroshima University NUC filed Critical Hiroshima University NUC
Priority to JP2004142830A priority Critical patent/JP4475458B2/en
Publication of JP2005323694A publication Critical patent/JP2005323694A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4475458B2 publication Critical patent/JP4475458B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C7/00Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
    • A61C7/12Brackets; Arch wires; Combinations thereof; Accessories therefor
    • A61C7/20Arch wires
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C17/00Devices for cleaning, polishing, rinsing or drying teeth, teeth cavities or prostheses; Saliva removers; Dental appliances for receiving spittle
    • A61C17/14Dental appliances for receiving spittle, with or without rinsing means therefor, e.g. dental basins, spittoons, cuspidors

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)

Description

本発明は、歯科用品に要求される、審美性を満足させるための機能とその他の機能とを共に兼ね備えた歯科用品およびその製造方法に関するものであり、より詳しくは、審美性、耐久性、低摩擦係数を共に満足する歯科用品およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a dental product that has both a function for satisfying aesthetics and other functions required for a dental product, and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to an aesthetic property, durability, low The present invention relates to a dental product that satisfies both friction coefficients and a method for manufacturing the dental product.

例えば歯科矯正具等の歯科用品に使用される歯科用材料としては、従来、その機能面から一般的に金属材料が使用されている。例えば、歯科矯正具に使用されている歯科矯正用のワイヤには、コバルト・クロム合金、ステンレス鋼、チタン・ニッケル形状記憶合金等が、基材もしくはコーティング材として一般的に使用されている(例えば、特許文献1等参照)。これら金属材料は、引抜き加工や超弾性処理により十分な弾性を有している上、該ワイヤの装着に使用されるブラケットとの摩擦係数が、他の材料に比べて比較的小さく、矯正効果が高い。   For example, as a dental material used for a dental article such as an orthodontic appliance, a metal material is generally used from the viewpoint of its function. For example, for orthodontic wires used in orthodontic appliances, cobalt-chromium alloy, stainless steel, titanium-nickel shape memory alloy, etc. are generally used as a base material or coating material (for example, , See Patent Document 1). These metal materials have sufficient elasticity by drawing or superelastic treatment, and the friction coefficient with the bracket used for mounting the wire is relatively small compared to other materials, and the correction effect is high. high.

しかしながら、このような歯科矯正具は、通常、歯並びの悪い歯および正常な歯にブラケットを接着剤で接着し、該ブラケットにワイヤを装着し、ワイヤが有する弾性力により時間をかけて歯を移動させることで歯並びを矯正するようになっている。このため、一旦装着したブラケットやワイヤは、矯正が終了するまで、約一ヶ月毎にワイヤの交換を繰り返しながら長期に渡って歯に装着される。   However, such orthodontic appliances usually attach a bracket to an unaligned tooth and a normal tooth with an adhesive, attach a wire to the bracket, and move the tooth over time by the elastic force of the wire. It is designed to correct the tooth alignment. For this reason, once the brackets and wires are mounted, they are mounted on the teeth over a long period of time while repeating the replacement of the wires about every month until the correction is completed.

そこで、近年、女性を中心として、美容上の観点から、歯並びの矯正中であることが目立たないように、その審美性を改善することが強く要望されている。   Therefore, in recent years, there has been a strong demand for improving esthetics so that it is not conspicuous that correction of teeth is in progress, mainly from women, from the viewpoint of beauty.

しかしながら、このような要求を満たす白色で硬質な金属ワイヤやブラケットは存在しない。このため、上記要求を満たすべく現在市販されている歯科矯正具としては、例えば、金属ワイヤを基材として該基材表面を白色のコーティング材で被覆したものが一般的である。   However, there are no white and hard metal wires or brackets that meet these requirements. For this reason, as an orthodontic appliance currently marketed in order to satisfy the said request | requirement, the thing which coat | covered the base-material surface with the white coating material, for example using a metal wire as a base material is common.

現在使用されている歯科矯正用のワイヤは、主に二種類に大別される。一つは、金属ワイヤ基材に、テフロン(登録商標)等の白色のプラスチックをコーティングしてなるワイヤである。もう一つは、金属ワイヤ基材に、陶磁器材料と同じ白色のアルミナセラミックスをコーティングしたものである。
特開平10−066701号公報(公開日:1998年3月10日)
Orthodontic wires currently in use are roughly divided into two types. One is a wire obtained by coating a metal wire base material with a white plastic such as Teflon (registered trademark). The other is a metal wire base material coated with the same white alumina ceramic as the ceramic material.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-066701 (Publication date: March 10, 1998)

上記コーティング材として必要な特性としては、(1)色調が人間の歯の色に近いこと、(2)ワイヤとブラケットとの間の摩擦係数が小さく、矯正効果が高いこと、(3)耐久性があること等が挙げられる。   The necessary properties of the coating material are as follows: (1) The color tone is close to the color of human teeth, (2) The coefficient of friction between the wire and the bracket is small, and the correction effect is high, (3) Durability It is mentioned that there is.

しかしながら、上記コーティング材にプラスチックを用いたワイヤは、人間の歯の色に合わせて色調を調整できるものの、使用中(治療期間中)、例えば一ヶ月程度で剥離したり、変色したりするという問題点を有している。また、ブラケットとの摩擦係数が大きいため、ブラケットとワイヤとの間で滑りが起こり難く、矯正効果に劣る。   However, although the wire using plastic as the coating material can adjust the color tone according to the color of human teeth, it is in use (during the treatment period), for example, it may be peeled off or discolored in about one month. Has a point. Moreover, since the coefficient of friction with the bracket is large, slippage hardly occurs between the bracket and the wire, and the correction effect is inferior.

一方、上記コーティング材に白色のアルミナセラミックスを用いたワイヤは、摩擦係数は低いものの、ワイヤを曲げると被膜に容易に亀裂が入り、剥離が生じるという致命的な欠点がある。歯科矯正用のワイヤは、使用に際し、特殊な工具を用いて、歯並びに合わせて該ワイヤを曲げたり、口内に傷が付かないように該ワイヤの端部を曲げたりして使用されることから、この屈曲部で上記被膜が割れ、ここから剥離が生じ易い。   On the other hand, although the wire using white alumina ceramic as the coating material has a low friction coefficient, there is a fatal defect that when the wire is bent, the coating easily cracks and peels off. The orthodontic wire is used by using a special tool to bend the wire together with the teeth, or bend the end of the wire so as not to damage the mouth. The film is cracked at the bent portion, and peeling is likely to occur from here.

さらに、最近の歯磨きペーストの中には微粒研磨剤が含まれているものが多いことから、上記被膜表面は磨耗に耐えるほど硬く、耐久性がなければならない。   Furthermore, since many recent toothpaste pastes contain fine abrasives, the surface of the coating must be hard enough to withstand wear and must be durable.

しかしながら、このような問題点を克服することができる歯科矯正用のワイヤは、未だ開発されていない。また、歯科矯正用のワイヤのみならず、ブラケットや、差し歯や入れ歯等の擬似歯の材料、歯冠、歯科補綴物クラスプ等の各種歯科用品においても、審美性を満足させるための機能とその他の機能とを共に兼ね備えた歯科用品を提供することは、患者の心理的抵抗を和らげるのに大きな効果を発揮することができる。   However, orthodontic wires capable of overcoming such problems have not been developed yet. In addition to orthodontic wires, various dental products such as brackets, artificial tooth materials such as dentures and dentures, crowns, dental prosthesis clasps, etc. Providing a dental product that has both functions can be very effective in reducing the patient's psychological resistance.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、歯科用品に要求される、審美性を満足させるための機能とその他の機能とを共に兼ね備えた歯科用品およびその製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to provide a dental product that has both a function for satisfying aesthetics and other functions required for a dental product, and its manufacture. It is to provide a method.

本発明にかかる歯科用品は、上記課題を解決するために、互いに異なる機能を有する第1の機能層と第2の機能層とを備え、上記第1の機能層は所望の色を呈し、上記第2の機能層は上記第1の機能層を覆う表皮層であり、上記第1の機能層を透視可能に設けられていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a dental article according to the present invention includes a first functional layer and a second functional layer having different functions, and the first functional layer exhibits a desired color, The second functional layer is a skin layer that covers the first functional layer, and is characterized in that the first functional layer can be seen through.

上記の構成によれば、上記第1の機能層が所望の色を呈し、上記第2の機能層が上記第1の機能層を覆う表皮層であり、上記第1の機能層を透視可能に設けられていることで、歯科用品に要求される、審美性を満足させるための機能とその他の機能とを、従来のように単独の層ではなく、上記第1の機能層と第2の機能層とに別々に分担させることができるので、審美性を満足させるための機能とその他の機能とを共に兼ね備えた歯科用品を提供することができるという効果を奏する。   According to said structure, the said 1st functional layer exhibits a desired color, the said 2nd functional layer is a skin layer which covers the said 1st functional layer, and can see through the said 1st functional layer By providing the functions for satisfying aesthetics and other functions required for dental products, the first functional layer and the second function are not a single layer as in the prior art. Since it can be assigned to each layer separately, it is possible to provide a dental product having both a function for satisfying aesthetics and other functions.

上記歯科用品は、歯科矯正用のワイヤと該ワイヤを保持するブラケットとを備え、上記ワイヤおよびブラケットの少なくとも一方は上記第1の機能層と第2の機能層とを備えており、上記第2の機能層は、上記第1の機能層よりも上記ワイヤとブラケットとの摩擦による摩擦係数が小さいことが望ましい。   The dental article includes an orthodontic wire and a bracket for holding the wire, and at least one of the wire and the bracket includes the first functional layer and the second functional layer, and the second The functional layer preferably has a smaller coefficient of friction due to the friction between the wire and the bracket than the first functional layer.

上記第2の機能層が上記第1の機能層よりも上記ワイヤとブラケットとの摩擦による摩擦係数が小さいことで、審美性を満足させるために歯科矯正効果が阻害されることがなく、また、従来よりも、上記歯科矯正効果に優れた歯科用品を提供することができるという効果を奏する。   The second functional layer has a smaller coefficient of friction due to friction between the wire and the bracket than the first functional layer, so that the orthodontic effect is not hindered to satisfy aesthetics, There is an effect that it is possible to provide a dental product having an excellent orthodontic effect as compared with the conventional art.

上記歯科用品において、上記第1の機能層は、白色系金属およびその合金から選ばれる一種であることが好ましい。また、上記第1の機能層は、銀、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、白金、および銀−チタン合金からなる群より選ばれる一種であることが好ましい。   In the dental article, the first functional layer is preferably a kind selected from white metals and alloys thereof. The first functional layer is preferably one type selected from the group consisting of silver, aluminum, nickel, stainless steel, platinum, and a silver-titanium alloy.

一方、上記第2の機能層は、透明もしくは半透明の非晶質セラミックスからなることが好ましい。また、上記第2の機能層は、酸化チタンまたは酸化アルミニウムからなることが好ましい。   On the other hand, the second functional layer is preferably made of a transparent or translucent amorphous ceramic. The second functional layer is preferably made of titanium oxide or aluminum oxide.

上記の各構成によれば、歯科用品に要求される、審美性、低摩擦性、耐久性等の特性を共に満足させることができる歯科用品を提供することができるという効果を奏する。   According to each of the above configurations, there is an effect that it is possible to provide a dental product that can satisfy all of the characteristics required for the dental product, such as aesthetics, low friction, and durability.

この場合、上記第1の機能層および第2の機能層としては、上記第1の機能層が銀−チタン合金からなり、上記第2の機能層が酸化アルミニウムからなることが特に好ましい。   In this case, as the first functional layer and the second functional layer, it is particularly preferable that the first functional layer is made of a silver-titanium alloy and the second functional layer is made of aluminum oxide.

また、上記歯科用品は、上記第1の機能層と第2の機能層との間に、上記第1の機能層の酸化を防止する酸化防止層がさらに設けられている構成を有していてもよい。   Further, the dental article has a configuration in which an antioxidant layer for preventing oxidation of the first functional layer is further provided between the first functional layer and the second functional layer. Also good.

上記第1の機能層と第2の機能層との間に、上記第1の機能層の酸化を防止する酸化防止層がさらに設けられていることで、上記第1の機能層を酸化から保護することができるので、上記第1の機能層が酸化によりダメージを受けることを防止することができるという効果を奏する。   An anti-oxidation layer that prevents oxidation of the first functional layer is further provided between the first functional layer and the second functional layer, thereby protecting the first functional layer from oxidation. Thus, the first functional layer can be prevented from being damaged by oxidation.

また、上記第1の機能層は、下層部と上層部とで製膜状態が異なっていることが望ましい。上記第1の機能層が、下層部と上層部とでその製膜状態が異なっていることで、上記第1の機能層自体に、下層部と上層部とで異なる機能を付与することができる。これにより、例えば、上記第1の機能層の下層部に、基材との高い接着性をもたせ、上記第1の機能層の上層部で上記第2の機能層を透視して得られる色調の調整を行うことができるという効果を奏する。   Further, it is desirable that the first functional layer has a different film forming state between the lower layer portion and the upper layer portion. Since the first functional layer has different film formation states between the lower layer portion and the upper layer portion, different functions can be imparted to the first functional layer itself between the lower layer portion and the upper layer portion. . Thereby, for example, the lower layer portion of the first functional layer has high adhesiveness with the base material, and the color tone obtained by seeing through the second functional layer at the upper layer portion of the first functional layer is obtained. There is an effect that adjustment can be performed.

また、本発明にかかる歯科材料の製造方法は、上記課題を解決するために、互いに異なる機能を有する第1の機能層と第2の機能層とを形成する工程を備え、上記第1の機能層と第2の機能層とを、上記第2の機能層が上記第1の機能層を覆う表皮層であり、上記第1の機能層が所望の色を呈すると共に、上記第2の機能層が上記第1の機能層を透視可能に形成することを特徴としている。   Moreover, in order to solve the said subject, the manufacturing method of the dental material concerning this invention comprises the process of forming the 1st functional layer and 2nd functional layer which have a mutually different function, The said 1st function And a second functional layer, the second functional layer being a skin layer covering the first functional layer, the first functional layer exhibiting a desired color, and the second functional layer Is characterized in that the first functional layer can be seen through.

上記の構成によれば、上記第1の機能層と第2の機能層とを、上記第2の機能層が上記第1の機能層を覆う表皮層であり、上記第1の機能層が所望の色を呈すると共に、上記第2の機能層が上記第1の機能層を透視可能に形成することで、歯科用品に要求される、審美性を満足させるための機能とその他の機能とを、従来のように単独の層ではなく、上記第1の機能層と第2の機能層とに別々に分担させることができるので、審美性を満足させるための機能とその他の機能とを共に兼ね備えた歯科用品を製造することができるという効果を奏する。   According to the above configuration, the first functional layer and the second functional layer are the skin layer in which the second functional layer covers the first functional layer, and the first functional layer is desired. And the second functional layer is formed so that the first functional layer can be seen through, so that a function for satisfying aesthetics required for a dental article and other functions can be obtained. Since it can be assigned to the first functional layer and the second functional layer separately instead of a single layer as in the prior art, it has both a function for satisfying aesthetics and other functions. There is an effect that a dental article can be manufactured.

また、上記歯科用品の製造方法において、上記第1の機能層の形成にバイアススパッタを用いることで、上記第1の機能層の表面性状を変化させることができるので、上記第1の機能層の色調、ひいては上記第2の機能層を透視して得られる色調を、上記バイアススパッタにより容易に調整することができる。さらに、上記第1の機能層の形成にバイアススパッタを用いることで、上記第1の機能層の被積層体(例えば基材)との密着性を向上させることができるという効果を併せて奏する。   Further, in the method for manufacturing a dental article, the surface property of the first functional layer can be changed by using bias sputtering for forming the first functional layer. The color tone, and thus the color tone obtained through the second functional layer, can be easily adjusted by the bias sputtering. Furthermore, by using bias sputtering for the formation of the first functional layer, there is also an effect that the adhesion of the first functional layer to the stacked body (for example, a base material) can be improved.

また、上記歯科用品の製造方法において、上記第1の機能層の形成にバイアススパッタを用いる場合、上記第1の機能層の形成途中でバイアス電圧の印加を停止したり、上記第1の機能層の形成工程後半で印加するバイアス電圧を、上記第1の機能層の形成工程前半で印加するバイアス電圧よりも低くしたりすることで、例えば、上記第1の機能層の下層部と上層部とで製膜状態を変えることができ、上記第1の機能層自体に、下層部と上層部とで異なる機能を付与することができる。これにより、例えば、上記第1の機能層の下層部に、被積層体(例えば基材)との高い接着性をもたせ、上記第1の機能層の上層部で上記第2の機能層を透視して得られる色調の調整を行うことができるという効果を奏する。   In the method for manufacturing a dental article, when bias sputtering is used to form the first functional layer, application of a bias voltage is stopped during the formation of the first functional layer, or the first functional layer is formed. The bias voltage applied in the latter half of the forming process is made lower than the bias voltage applied in the first half of the first functional layer forming process, for example, the lower layer portion and the upper layer portion of the first functional layer, Thus, the film forming state can be changed, and different functions can be imparted to the first functional layer itself in the lower layer portion and the upper layer portion. Accordingly, for example, the lower layer portion of the first functional layer is provided with high adhesiveness with a stacked body (for example, a base material), and the second functional layer is seen through the upper layer portion of the first functional layer. The color tone obtained in this way can be adjusted.

本発明にかかる歯科用品は、以上のように、上記第1の機能層が所望の色を呈し、上記第2の機能層が上記第1の機能層を覆う表皮層であり、上記第1の機能層を透視可能に設けられていることで、歯科用品に要求される、審美性を満足させるための機能とその他の機能とを、従来のように単独の層ではなく、上記第1の機能層と第2の機能層とに別々に分担させることができるので、審美性を満足させるための機能とその他の機能とを共に兼ね備えた歯科用品を提供することができるという効果を奏する。   As described above, the dental article according to the present invention is a skin layer in which the first functional layer exhibits a desired color, and the second functional layer covers the first functional layer. By providing the functional layer so that it can be seen through, the function for satisfying aesthetics and other functions required for dental products are not the single layer as in the prior art, but the first function. Since the layer and the second functional layer can be assigned separately, there is an effect that it is possible to provide a dental product that has both a function for satisfying aesthetics and other functions.

また、本発明にかかる歯科用品の製造方法は、以上のように、上記第1の機能層と第2の機能層とを、上記第2の機能層が上記第1の機能層を覆う表皮層であり、上記第1の機能層が所望の色を呈すると共に、上記第2の機能層が上記第1の機能層を透視可能に形成することで、歯科用品に要求される、審美性を満足させるための機能とその他の機能とを、従来のように単独の層ではなく、上記第1の機能層と第2の機能層とに別々に分担させることができるので、審美性を満足させるための機能とその他の機能とを共に兼ね備えた歯科用品を製造することができるという効果を奏する。   In addition, as described above, the method for manufacturing a dental article according to the present invention includes the first functional layer and the second functional layer, and the skin layer in which the second functional layer covers the first functional layer. The first functional layer exhibits a desired color, and the second functional layer is formed so that the first functional layer can be seen through, thereby satisfying aesthetics required for a dental product. In order to satisfy aesthetics, the first function layer and the second function layer can be separately assigned to the first function layer and the second function layer instead of a single layer as in the prior art. There is an effect that it is possible to manufacture a dental product having both the above functions and other functions.

本発明の実施の一形態について図1ないし図13に基づいて説明すれば、以下の通りである。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 13 as follows.

なお、本実施の形態では、本発明にかかる歯科用品として、歯科矯正用のワイヤとブラケットとを備えた歯科矯正具を例に挙げて説明するものとするが、本発明はこれに限定されるものではない。   In the present embodiment, an orthodontic appliance provided with an orthodontic wire and a bracket will be described as an example of a dental article according to the present invention. However, the present invention is limited to this. It is not a thing.

図2(a)は、本実施の形態にかかる歯科矯正具の概略構成を示す斜視図であり、図2(b)は、図2(a)に示す歯科矯正具の要部の分解斜視図である。   Fig.2 (a) is a perspective view which shows schematic structure of the orthodontic appliance concerning this Embodiment, FIG.2 (b) is a disassembled perspective view of the principal part of the orthodontic appliance shown in Fig.2 (a). It is.

図2(a)に示すように、本実施の形態にかかる歯科矯正具11は、歯科矯正用のワイヤ12と該ワイヤ12を保持する保持部材としてのブラケット13とを備えている。   As shown in FIG. 2A, the orthodontic appliance 11 according to the present embodiment includes an orthodontic wire 12 and a bracket 13 as a holding member that holds the wire 12.

上記歯科矯正具11は、上記ブラケット13を、歯並びの悪い歯および正常な歯に図示しない接着剤等で接着(固定)し、図2(b)に示すように、上記ブラケット13における突起状のワイヤ装着部14(フック)に設けられた凹部14aに上記ワイヤ12を装着して該ワイヤ12が有する弾性力により時間をかけて歯を移動させ、歯並びを矯正するようになっている。   The orthodontic appliance 11 adheres (fixes) the bracket 13 to an unaligned tooth and a normal tooth with an adhesive (not shown) or the like, and as shown in FIG. The wire 12 is attached to the concave portion 14a provided in the wire attachment portion 14 (hook), and the teeth are moved over time by the elastic force of the wire 12 to correct the tooth arrangement.

上記歯科矯正具11、すなわち、上記ワイヤ12およびブラケット13は、基材上に、互いに異なる機能を有する第1の機能層と第2の機能層とが設けられている構成を有している。以下に、上記歯科矯正具11において、力学的あるいは化学的に最も厳しい条件にさらされるワイヤ12を例に挙げて上記歯科矯正具11の各機能層について説明する。   The orthodontic appliance 11, that is, the wire 12 and the bracket 13 have a configuration in which a first functional layer and a second functional layer having different functions are provided on a base material. In the following, each functional layer of the orthodontic appliance 11 will be described by taking as an example a wire 12 that is exposed to the most severe mechanical or chemical conditions in the orthodontic appliance 11.

図1は、本実施の形態にかかるワイヤ12の構成を模式的に示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the wire 12 according to the present embodiment.

図1に示すように、本実施の形態にかかる歯科矯正用のワイヤ12は、図1に示すように、ワイヤ基材1(基材、被積層体)上に、第1の機能層(機能膜)としての下地層2と、第2の機能層(機能膜)としての表皮層3とが、この順に積層された構成を有している。すなわち、本実施の形態にかかる上記ワイヤ12は、ワイヤ基材2上に、コーティング層として二層膜を設けることで機能分担を行っている。   As shown in FIG. 1, the orthodontic wire 12 according to the present embodiment has a first functional layer (function) on a wire base material 1 (base material, laminated body) as shown in FIG. The base layer 2 as a film) and the skin layer 3 as a second functional layer (functional film) are stacked in this order. That is, the wire 12 according to the present embodiment performs the function sharing by providing a two-layer film as a coating layer on the wire base material 2.

上記ワイヤ基材1は、ワイヤ形状を有する基材であり、従来歯科矯正用に使用されている公知のワイヤを使用することができる。上記ワイヤ基材1としては、具体的には、例えば、コバルト・クロム(Co−Cr)合金、ステンレス鋼(Cr系、Ni−Cr系)、チタン・ニッケル(Ti−Ni)形状記憶合金等の金属からなるワイヤが挙げられるが、特に限定されるものではない。   The said wire base material 1 is a base material which has a wire shape, and can use the well-known wire conventionally used for orthodontics. Specific examples of the wire substrate 1 include a cobalt-chromium (Co-Cr) alloy, stainless steel (Cr-based, Ni-Cr-based), and titanium-nickel (Ti-Ni) shape memory alloy. Although the wire which consists of metals is mentioned, it is not specifically limited.

なお、上記ワイヤ基材1は、引抜き加工や超弾性処理等が施されることで、十分な弾性を有していることが望ましい。   In addition, it is desirable that the wire base material 1 has sufficient elasticity by being subjected to a drawing process, a superelastic process, or the like.

上記ワイヤ12は、上記ワイヤ基材1の表面を、上記下地層2および表皮層3でコーティングすることにより容易に得ることができる。   The wire 12 can be easily obtained by coating the surface of the wire base 1 with the base layer 2 and the skin layer 3.

歯科矯正用のワイヤに必要な特性としては、(1)色調が人間の歯の色に近いこと、(2)ワイヤとブラケットとの間の摩擦係数が小さく、矯正効果が高いこと、(3)耐久性があること等が挙げられ、特に、上記(1)としては、個人の歯の色に合わせて色調が調整できることが望まれる。また、上記(3)としては、第一に、表面が硬くて耐久性があること、第二に、矯正作業中にワイヤを曲げても、ワイヤ基材上にコーティングされた被膜が割れたり剥離したりしないこと、第三に、長期間口腔内に配しても上記被膜が摩耗・剥離しないこと等が望まれる。   Properties required for orthodontic wires include (1) color tone close to human teeth color, (2) low coefficient of friction between wire and bracket, high orthodontic effect, (3) In particular, it is desirable that the color tone can be adjusted in accordance with the color of the individual teeth. As (3) above, first, the surface is hard and durable, and second, even if the wire is bent during the straightening operation, the coating coated on the wire base material is cracked or peeled off. Third, it is desirable that the coating does not wear or peel even if it is placed in the oral cavity for a long period of time.

本実施の形態にかかる上記ワイヤ12は、上記ワイヤ基材1上に、従来の単層コーティングではなく、異なる特性を有するコーティング材料を用いて二度コーティングを行い、上記ワイヤ基材1上に、異なる機能を有する二層の機能層を設けて各々の層に、歯科用品に必要な機能を分担させることで、従来、互いに両立させることができなかった天然歯に対する擬似特性(色調調整能)と、高い矯正効果(低摩擦係数)および耐久性とを共に満足させることが可能となっている。   The wire 12 according to the present embodiment is coated twice on the wire base material 1 using a coating material having different characteristics instead of the conventional single layer coating, By providing two layers of functional layers with different functions and assigning each layer the functions necessary for dental supplies, it is possible to achieve pseudo-characteristics (color tone adjustment capability) for natural teeth that could not be compatible with each other. Thus, it is possible to satisfy both a high correction effect (low friction coefficient) and durability.

本実施の形態において、上記下地層2は、上記ワイヤ基材1の色を遮蔽し、所望の色を呈する呈色層(下地層、遮蔽層)であり、上記ワイヤ12を天然歯に似せるべく、上記ワイヤ12の色調を調整する色調調整層として機能する。   In the present embodiment, the base layer 2 is a color layer (base layer, shielding layer) that shields the color of the wire base material 1 and exhibits a desired color, so that the wire 12 resembles a natural tooth. , And functions as a color tone adjustment layer for adjusting the color tone of the wire 12.

上記下地層2は、上記表皮層3を通して視認される色が天然歯に近い色となるように、それ自身、天然歯に似せた色を呈していてもよいし、上記表皮層3との組み合わせにより天然歯に近い色を呈するものであってもよい。なお、上記下地層2は、上記ワイヤ12の審美性を高めるべく、上記ワイヤ基材1の色を完全に遮蔽することが望ましいが、上記目的を阻害しない範囲内で上記ワイヤ基材1の色を視認し得るものであっても構わない。   The base layer 2 may itself exhibit a color resembling natural teeth, such that the color seen through the skin layer 3 is close to natural teeth, or a combination with the skin layer 3 May exhibit a color close to that of natural teeth. The underlayer 2 desirably completely shields the color of the wire base material 1 in order to enhance the aesthetics of the wire 12, but the color of the wire base material 1 is within a range that does not impede the purpose. You may be able to visually recognize.

本実施の形態によれば、上記下地層2が上記ワイヤ基材1の色を遮蔽することで、金属製のワイヤ基材1の色を人間の歯の色に近い白色にすることができ、審美性の高いワイヤ12を提供することができる。   According to the present embodiment, the base layer 2 shields the color of the wire base material 1 so that the color of the metal wire base material 1 can be white that is close to the color of human teeth, A highly aesthetic wire 12 can be provided.

上記下地層2としては、上記表皮層3の色にもよるが、白色系もしくは黄色系の材料を使用することが望ましく、透視により最終的に視認される色の調整がより容易であることから、白色系の材料を使用することがより望ましく、それ自身、天然歯に近い色、さらには天然歯の色を呈していることが特に好ましい。また、上記下地層2は、上記ワイヤ基材1との密着性に優れていることが望ましい。   Although it depends on the color of the skin layer 3 as the base layer 2, it is desirable to use a white or yellow material, and it is easier to adjust the color finally seen through fluoroscopy. It is more preferable to use a white material, and it is particularly preferable that the white material itself has a color close to that of natural teeth, and further exhibits the color of natural teeth. Moreover, it is desirable that the base layer 2 is excellent in adhesion with the wire base material 1.

上記下地層2の材料としては、具体的には、例えば、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)等の白色系金属、あるいは、ステンレス鋼、Ag−Ti合金、Ag−Ni合金等、上記白色系金属に別の元素を添加した合金が挙げられる。   Specific examples of the material for the underlayer 2 include white metals such as silver (Ag), aluminum (Al), platinum (Pt), and nickel (Ni), stainless steel, and Ag-Ti alloys. , Ag-Ni alloys, and the like, which are alloys obtained by adding another element to the white metal.

上記例示の材料のなかでも、Agは、白色であり、かつ延性に富み、医療用としても高い安全性を有すると共に、前記ワイヤ基材1との密着性に非常に優れている。このため、上記下地層2の材料としては、上記例示の材料のなかでも、Ag、並びに、Agを含む合金(つまり、Agに、Ti等の別の金属を添加してなる合金)が好ましく、Ag−Ti合金、Ag−Ni合金がより好ましく、Ag−Ti合金が特に好適である。   Among the materials exemplified above, Ag is white and rich in ductility, has high safety for medical use, and has excellent adhesion to the wire base material 1. For this reason, among the materials exemplified above, Ag and an alloy containing Ag (that is, an alloy formed by adding another metal such as Ti to Ag) are preferable as the material of the base layer 2. An Ag—Ti alloy and an Ag—Ni alloy are more preferable, and an Ag—Ti alloy is particularly preferable.

上記下地層2に使用される金属は、延性に富み、例えば奥歯の矯正時等に、上記ワイヤ12を折り曲げても割れたり剥離したりしないものが好適であり、上記ワイヤ12を完全に折り曲げても割れたり剥離したりしないものが特に好適である。ワイヤ12を完全に折り曲げたときの曲率半径はワイヤ12の厚さにほぼ等しくなる。よって、言い換えれば、上記下地層2に使用される金属は、上記下地層12の割れや剥離が生じる曲げ曲率半径ができるだけ小さいことが好ましく、上記ワイヤ12を、その曲率半径がワイヤ12の厚さと等しくなるまで曲げても割れたり剥離したりしないものが特に好適である。なお、曲率半径が大きいほど湾曲が穏やかであることを示す。例えば、後述する具体例においては、上記ワイヤ12を、曲率半径0.4mmに曲げても割れたり剥離したりしないものが特に好適である。但し、実使用を考えれば、上記下地層2は、上記ワイヤ12を、曲率半径1.5mmに曲げても割れたり剥離したりしないことが望ましく、曲率半径1mmに曲げても割れたり剥離したりしないことがより望ましい。   The metal used for the base layer 2 is rich in ductility, and is preferably one that does not crack or peel even when the wire 12 is bent, for example, when correcting the back teeth, and the wire 12 is completely bent. Those which do not crack or peel off are particularly suitable. The radius of curvature when the wire 12 is completely bent is substantially equal to the thickness of the wire 12. Therefore, in other words, it is preferable that the metal used for the underlayer 2 has a bending radius of curvature that causes cracking or peeling of the underlayer 12 as small as possible, and the wire 12 has a radius of curvature that is equal to the thickness of the wire 12. Particularly suitable are those that do not crack or peel even when bent to equality. In addition, it shows that curvature is so gentle that a curvature radius is large. For example, in the specific example described later, it is particularly preferable that the wire 12 is not cracked or peeled even when the wire 12 is bent to a curvature radius of 0.4 mm. However, in consideration of actual use, it is desirable that the underlayer 2 does not crack or peel even if the wire 12 is bent to a curvature radius of 1.5 mm. It is more desirable not to.

また、上記下地層2の層厚(膜厚)は、上記下地層2を形成するためのコーティング薄膜材料の種類にもよるが、3μm以上であることが、剥離し難いことから好ましく、Agの場合で5μm〜9μmの範囲内、Ag−1重量%Ti合金(以下、「Ag+1%Ti」と記す場合もある)の場合で3μm〜5μmの範囲内であることがより好ましい。   The layer thickness (film thickness) of the underlayer 2 is preferably 3 μm or more because it is difficult to peel off, although it depends on the type of coating thin film material for forming the underlayer 2. In some cases, it is more preferably in the range of 5 μm to 9 μm, and more preferably in the range of 3 μm to 5 μm in the case of an Ag-1 wt% Ti alloy (hereinafter sometimes referred to as “Ag + 1% Ti”).

本実施の形態において、上記表皮層3は、最外層として、上記下地層3を被覆し、保護する保護層であり、耐久性、耐磨耗性、耐食性等の物性に優れ、上記歯科用品として本実施の形態に示すように歯科矯正具を製造する場合においては、摩擦係数が小さく、矯正効果が高いことが望ましい。   In the present embodiment, the skin layer 3 is a protective layer that covers and protects the base layer 3 as the outermost layer, has excellent physical properties such as durability, wear resistance, and corrosion resistance, and is used as the dental article. In the case of manufacturing an orthodontic appliance as shown in the present embodiment, it is desirable that the friction coefficient is small and the orthodontic effect is high.

また、本実施の形態では、前記したように、自然歯の色調に似せるためにワイヤ基材1を遮蔽し、所望の色調を呈する呈色層としての下地層2を、上記表皮層3とは別に設けたことから、上記表皮層3は、呈色層並びに色調調整層としての上記下地層2を透視(つまり、上記下地層2の色を透視)することができるように、透明または半透明であることが必要である。   In the present embodiment, as described above, the wire layer 1 is shielded so as to resemble the color tone of the natural tooth, and the ground layer 2 as a color layer that exhibits a desired color tone is referred to as the skin layer 3 described above. Since the skin layer 3 is provided separately, the skin layer 3 is transparent or semi-transparent so that the base layer 2 as a coloring layer and a color tone adjusting layer can be seen through (that is, the color of the base layer 2 can be seen through). It is necessary to be.

すなわち、本実施の形態では、上記表皮層3に、歯科用品に要求される各種物性のうち、最外層(表面層)に必要とされる物性を負わせると共に、上記表皮層3に不足している、ワイヤ基材1に対する遮蔽能および所望の呈色を可能とする呈色能を含めた色調調整機能(天然歯の色に対する擬似特性)、特に上記遮蔽能、呈色能を上記下地層2により補うために、上記表皮層3に、下地層2よりも摩擦係数が小さく透明度が高い材料を使用している。すなわち、上記表皮層3は、摩擦係数調整層としての機能も兼ねている。逆に言えば、上記下地層2に足りない物性を上記表皮層3で補っている。   That is, in the present embodiment, the skin layer 3 has physical properties required for the outermost layer (surface layer) among various physical properties required for the dental article, and the skin layer 3 is insufficient. The undercoat layer 2 has a color tone adjustment function (a pseudo characteristic with respect to the color of natural teeth) including a shielding ability for the wire base material 1 and a coloring ability enabling a desired coloration, particularly the shielding ability and the coloring ability. Therefore, a material having a lower friction coefficient and higher transparency than that of the base layer 2 is used for the skin layer 3. That is, the skin layer 3 also functions as a friction coefficient adjusting layer. In other words, the skin layer 3 supplements physical properties that are insufficient for the base layer 2.

上記表皮層3の材料としては、透明あるいは半透明な非晶質セラミックス等が挙げられる。より具体的には、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ)や酸化チタン(チタニア)等が挙げられる。非晶質セラミックスは、硬質で耐磨耗性を有することから、上記下地層2の保護膜として好適である。なお、本発明においては、上記ワイヤ12は歯科用品として口腔内にて使用されることから、人体に悪影響を及ぼさない材料を選択して使用することが好ましいことは言うまでもないことである。   Examples of the material of the skin layer 3 include transparent or translucent amorphous ceramics. More specifically, examples include aluminum oxide (alumina) and titanium oxide (titania). Amorphous ceramics are suitable as a protective film for the underlayer 2 because they are hard and wear resistant. In the present invention, since the wire 12 is used in the oral cavity as a dental product, it goes without saying that it is preferable to select and use a material that does not adversely affect the human body.

そして、上記例示の材料に示すように酸化物で非晶質構造を有するセラミックスのなかでも、チタニア(TiO)、アルミナ(Al)は、硬くて摩擦係数が小さく、歯科矯正硬化が高いと共に、透明であることから好ましい。 And among the ceramics having an oxide and an amorphous structure as shown in the above exemplified materials, titania (TiO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ) are hard and have a small coefficient of friction, and orthodontic hardening is possible. It is preferable because it is high and transparent.

また、TiOは、光触媒反応による防汚・殺菌効果があり、矯正期間中、歯ブラシ等で掃除できない上記歯科矯正具11近傍における隙間の防汚・殺菌効果を得ることができることから、口内の衛生保持に得に有効である。 In addition, TiO 2 has an antifouling / sterilizing effect due to a photocatalytic reaction, and can obtain an antifouling / sterilizing effect in the gap near the orthodontic appliance 11 that cannot be cleaned with a toothbrush during the correction period. It is effective for holding.

また、Alは、下地層2との密着性に優れ、剥離し難いことから好ましい。 Al 2 O 3 is preferable because it has excellent adhesion to the base layer 2 and is difficult to peel off.

通常の焼結アルミナは、陶磁器に見られるようにそのままで白色であるが、脆い。一方、例えばスパッタ法で成膜される酸化物系セラミックスは、非晶質で透明であり、靭性に富む。このため、大きな曲げを受けても割れることがない。   Ordinary sintered alumina is white as it is in ceramics, but is brittle. On the other hand, oxide ceramics formed by sputtering, for example, are amorphous and transparent, and have high toughness. For this reason, even if it receives a big bending, it does not break.

前記したように、表皮層3は、下地層2の色調を保持するために透明または半透明であることが必要であると同時に、ブラッシングによる摩耗を防ぐために硬いことが必要であり、また、歯科矯正具に使用する場合には摩擦係数が低いことが必要である。   As described above, the skin layer 3 needs to be transparent or translucent in order to maintain the color tone of the base layer 2, and at the same time, must be hard to prevent abrasion due to brushing. A low coefficient of friction is required when used for a corrector.

上記したようにAl、TiO等の酸化物で非晶質構造を有するセラミックス、特に、スパッタにより作成した酸化物系セラミックスは、色調を変えないで下地保護の役割を果たすと同時に、摩擦係数が小さく、耐摩耗性、耐食性に富んでいる。 As described above, ceramics having an amorphous structure with oxides such as Al 2 O 3 and TiO 2 , in particular, oxide-based ceramics prepared by sputtering, serve to protect the base without changing the color tone, The coefficient of friction is small, and it is rich in wear resistance and corrosion resistance.

上記ワイヤ12における表皮層3に上記した非晶質セラミックスを用いた場合、例えば、代表的なブラケット材料であるステンレス鋼との静摩擦係数は、ステンレス鋼とアルミナ薄膜との組み合わせで0.26であり、従来のステンレス鋼とステンレス鋼(ワイヤ)との摩擦係数0.34よりもかなり小さいので、審美性には劣るが矯正効果が高いとされる金属製ブラケットと金属製ワイヤとの組み合わせよりも、矯正効果が大きい優れた組み合わせである。   When the above-described amorphous ceramic is used for the skin layer 3 in the wire 12, for example, the coefficient of static friction with stainless steel, which is a typical bracket material, is 0.26 in the combination of stainless steel and an alumina thin film. Because the friction coefficient between the conventional stainless steel and stainless steel (wire) is considerably smaller than 0.34, rather than the combination of metal bracket and metal wire, which is inferior in aesthetics but has a high correction effect, It is an excellent combination with a great correction effect.

上記摩擦係数は、小さければ小さいほどよく、審美性と低摩擦係数とを兼ね備えた歯科矯正具11を提供するために、ワイヤ12とブラケット13との摩擦係数は、従来よりも摩擦係数を増大させることなく審美性を向上させる上で、従来と同等以下であることが好ましい。具体的には、上記摩擦係数は、0.34以下であることが好ましく、0.3以下であることがより好ましく、0.2以下であることがより一層好ましい。本実施の形態によれば、上述したように、摩擦係数を増大させないのみならず摩擦係数を従来よりも低減させることができると共に、従来よりも審美性が向上された歯科矯正具11を提供することができる。   In order to provide the orthodontic appliance 11 having both aesthetics and a low friction coefficient, the friction coefficient between the wire 12 and the bracket 13 increases the friction coefficient more than before. In order to improve the aesthetics without any problems, it is preferable that the aesthetics are equal to or less than the conventional one. Specifically, the friction coefficient is preferably 0.34 or less, more preferably 0.3 or less, and even more preferably 0.2 or less. According to the present embodiment, as described above, the orthodontic appliance 11 that not only increases the coefficient of friction but also can reduce the coefficient of friction as compared with the prior art and has improved aesthetics compared to the prior art is provided. be able to.

上記表皮層3の層厚(膜厚)は、上記下地層2を被覆しかつ上記下地層2を透視可能であれば特に限定されるものではなく、例えば、その膜厚をもって、当該表皮層3を通して視認される色が天然歯に近い色となるように色調を微調整するために種々変更することが可能であるが、上記表皮層3を形成するためのコーティング薄膜材料の種類や下地膜2との組み合わせ等によっては、当該表皮層3の膜厚が厚くなり過ぎると当該表皮層3が自然に剥離してしまう場合がある。このため、上記表皮層3の膜厚は、上記剥離が生じない範囲内で形成されることが好ましく、例えば、Alで1μm〜2μmの範囲内であることが好ましい。 The layer thickness (film thickness) of the skin layer 3 is not particularly limited as long as it covers the base layer 2 and allows the base layer 2 to be seen through. For example, the skin layer 3 has the film thickness. It is possible to make various changes in order to finely adjust the color tone so that the color seen through it becomes a color close to natural teeth, but the type of coating thin film material for forming the skin layer 3 and the base film 2 Depending on the combination and the like, if the skin layer 3 becomes too thick, the skin layer 3 may peel off naturally. Therefore, thickness of the skin layer 3 is preferably formed to the extent that the separation does not occur, for example, is preferably in the range of 1μm~2μm in Al 2 O 3.

次に、上記下地層2および表皮層3の作製方法について以下に説明する。   Next, a method for producing the base layer 2 and the skin layer 3 will be described below.

上記下地層2は、必要に応じて研磨処理等の下地処理が施されたワイヤ基材1上に、該下地層2の材料をコーティングすることにより容易に得ることができる。   The base layer 2 can be easily obtained by coating the material of the base layer 2 on the wire base material 1 that has been subjected to a base treatment such as a polishing treatment if necessary.

また、上記表皮層3は、上記下地層2上に上記表皮層3の材料をコーティングすることにより容易に得ることができる。   The skin layer 3 can be easily obtained by coating the material of the skin layer 3 on the base layer 2.

上記コーティング方法としては、例えば、前記したようにスパッタを用いることができる。上記コーティング方法としてスパッタを使用する場合、上記下地層2にAgを使用する場合には通常の直流二極スパッタもしくは高周波スパッタによりスパッタコーティングすることができるが、合金をスパッタコーティングする場合、上記下地層2とワイヤ基材1との密着性が低下する場合には、バイアス電圧を印加してスパッタを行うことで基材側に制御した電位を与えて基材へのイオン衝撃等を制御しながらスパッタを行うバイアススパッタを用いることが望ましい。   As the coating method, for example, sputtering can be used as described above. When sputtering is used as the coating method, when the base layer 2 is made of Ag, it can be sputter-coated by ordinary DC bipolar sputtering or high-frequency sputtering. When the adhesion between the wire base material 1 and the wire base material 1 decreases, sputtering is performed while applying a bias voltage to perform sputtering and applying a controlled potential to the base material side to control ion bombardment to the base material. It is desirable to use bias sputtering for performing the above.

上記表皮層3を通して視認される上記ワイヤ12の色調は、上記下地層2および表皮層3に使用されるコーティング材料の色、すなわち、例えば素材金属特有の色のみならず、これら各層の膜厚や、表面の凹凸による光の反射によっても異なり、同じスパッタ法でも合金元素の量によって異なり、同じ合金でもバイアス電圧により異なる。すなわち、例えば前記下地層2の色は、材料(素材)本来の色に加えて、膜厚や、表面の微細形状と光の吸収・反射等により、人間の歯に近い白色となるように調整することができる。   The color tone of the wire 12 visually recognized through the skin layer 3 is not only the color of the coating material used for the base layer 2 and the skin layer 3, that is, the color unique to the material metal, for example, Depending on the reflection of light due to unevenness on the surface, it varies depending on the amount of alloy elements even in the same sputtering method, and also varies depending on the bias voltage even in the same alloy. That is, for example, the color of the base layer 2 is adjusted to be a white color close to human teeth by the film thickness, fine surface shape, light absorption / reflection, etc. in addition to the original color of the material (raw material) can do.

例えば反応性スパッタ等により上記表皮層3にTiO薄膜をスパッタコーティングする場合、上記TiO薄膜やAl薄膜の膜厚を厚くすると、膜厚に応じて、僅かに黄色に着色されたり、透明から乳白色に変化したりする。このため、上記ワイヤ12は、これらTiO薄膜やAl薄膜の膜厚が厚いほど、濃い色調になる。よって、本実施の形態によれば、例えば上記表皮層3の膜厚を変更することで、上記表皮層3を通して視認される上記ワイヤ12の色調を容易に変更することができる。 For example, when the TiO 2 thin film is sputter coated on the skin layer 3 by reactive sputtering or the like, if the TiO 2 thin film or the Al 2 O 3 thin film is thickened, it may be slightly colored yellow according to the film thickness. It changes from transparent to milky white. Therefore, the wire 12, as the thickness of TiO 2 film, Al 2 O 3, or the thin film is thick, becomes darker shades. Therefore, according to this Embodiment, the color tone of the said wire 12 visually recognized through the said skin layer 3 can be easily changed by changing the film thickness of the said skin layer 3, for example.

なお、前記したように、上記表皮層3の膜厚は、上記表皮層3を通して視認される上記ワイヤ12の色調が所望の色調となるように、上記表皮層3の自然剥離が生じない範囲内で適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。   As described above, the film thickness of the skin layer 3 is within a range in which the skin layer 3 does not peel naturally so that the color tone of the wire 12 visually recognized through the skin layer 3 has a desired color tone. The setting is not particularly limited.

また、上記表皮層3を通して視認される上記ワイヤ12の色調は、上記下地層2に合金を混ぜて着色することにより調整することもできる。   The color tone of the wire 12 visually recognized through the skin layer 3 can be adjusted by mixing the base layer 2 with an alloy and coloring it.

このように、本実施の形態によれば、上記表皮層3に上記TiOやAlを使用することで、上記下地層2との組み合わせにより、自然歯に極めて近い色のワイヤ12を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, by using the TiO 2 or Al 2 O 3 for the skin layer 3, the wire 12 having a color very close to natural teeth can be obtained in combination with the base layer 2. Obtainable.

また、本実施の形態によれば、バイアススパッタを行うことで、表面性状、具体的には、各層の表面の凹凸を変化させることができる。より具体的には、本実施の形態によれば、バイアススパッタを行うことで、得られる層の表面を平滑化することができると共に、該層に光沢を付与することができる。このため、本実施の形態によれば、例えば上記下地層2の形成にスパッタバイアスを使用することで、上記下地層2の色調を、上記下地層2に使用されるコーティング材料(下地金属)の合金成分と、バイアスの印加電圧(表面の凹凸による光の反射の違い)とにより調整すると同時に、バイアスの印加により、上記下地層2とワイヤ基材1との密着性(接着性)を増加させることができる。   Further, according to the present embodiment, by performing bias sputtering, the surface properties, specifically, the unevenness of the surface of each layer can be changed. More specifically, according to the present embodiment, by performing bias sputtering, the surface of the obtained layer can be smoothed and gloss can be imparted to the layer. Therefore, according to the present embodiment, for example, by using a sputtering bias for forming the underlayer 2, the color tone of the underlayer 2 is changed to that of the coating material (underground metal) used for the underlayer 2. The adhesive component (adhesiveness) between the base layer 2 and the wire substrate 1 is increased by adjusting the alloy component and the bias voltage (difference in reflection of light due to surface irregularities) and simultaneously applying the bias. be able to.

また、上記下地層2および表皮層3は、表面に研磨加工等を行うことによっても、その表面の微細形状と光の吸収・反射等を調整して色調調整を行うことが可能である。   Further, the underlying layer 2 and the skin layer 3 can also be adjusted in color tone by adjusting the fine shape of the surface and the absorption / reflection of light, etc. by polishing the surface.

また、上記ワイヤ基材1表面に研磨加工等を行うことで、上記ワイヤ基材1と下地層2との密着性を高めることもできる。   Moreover, the adhesiveness of the said wire base material 1 and the base layer 2 can also be improved by performing grinding | polishing processing etc. on the said wire base material 1 surface.

上記下地層2および表皮層3は、自然歯に違い色調となるように、上記下地層2および表皮層3を構成する各薄膜材料を適宜組み合わせて使用される。この場合、各々の層は、各々の層が有する機能を阻害しないように設けられていることが望ましい。   The base layer 2 and the skin layer 3 are used by appropriately combining the thin film materials constituting the base layer 2 and the skin layer 3 so as to have a color tone different from natural teeth. In this case, each layer is desirably provided so as not to hinder the function of each layer.

本実施の形態に示すように、上記下地層2がワイヤ基材1等の基材上に積層される場合、上記下地層2の機能としては、前記したように、遮蔽・呈色、色調調整に加えて、基材との接着性能、すなわち、上記ワイヤ基材1に強固に接着し、矯正作業中に上記ワイヤ12を曲げても上記下地層2が剥離しないことが要求される。   As shown in the present embodiment, when the base layer 2 is laminated on a base material such as the wire base material 1, the functions of the base layer 2 include shielding / coloring and color tone adjustment as described above. In addition to the above, it is required that the base layer 2 does not peel off even if the wire 12 is bent during the straightening operation.

上記下地層2と表皮層3との好適な組み合わせ(以下、下地層2/表皮層3にて記す)としては、例えば、Al(ターゲットAl、スパッタガスAr、白色)/Al(ターゲットAl、スパッタガスO、透明);Ag(ターゲットAg、スパッタガスAr、白色)/TiO(ターゲットTi、スパッタガスO、黄色);Ag−Ti合金(ターゲットAgTi、スパッタガスAr、バイアス(白)〜バイアス停止(乳白色))/Al(ターゲットAl、スパッタガスOガス、乳白色)等が挙げられるが、上記組み合わせは一例に過ぎず、上記組み合わせのみに限定されるものではない。 As a suitable combination of the base layer 2 and the skin layer 3 (hereinafter referred to as base layer 2 / skin layer 3), for example, Al (target Al, sputtering gas Ar, white) / Al 2 O 3 (target Al, sputtering gas O 2 , transparent); Ag (target Ag, sputtering gas Ar, white) / TiO 2 (target Ti, sputtering gas O 2 , yellow); Ag—Ti alloy (target AgTi, sputtering gas Ar, bias ( White) to bias stop (milky white)) / Al 2 O 3 (target Al, sputtering gas O 2 gas, milky white), etc., but the above combinations are only examples, and are not limited to the above combinations. .

以下に、各薄膜の製膜条件、並びに、コーティング方法と、上述した機能を得るための上記下地層2および表皮層3の各種物性との関係について具体的に説明する。   Below, the film forming conditions of each thin film, the coating method, and the relationship between the various physical properties of the base layer 2 and the skin layer 3 for obtaining the above-described functions will be specifically described.

なお、以下の具体例においては、各薄膜のコーティングに、高周波マグネトロンスパッタ装置を使用した。また、以下の具体例において使用する各試料の基材には、ワイヤ基材(密着性評価)として、Co−Cr合金からなる0.4mm×0.5mm×30mmのワイヤを使用し、板状基材(色調比較)として、20mm×10mm×1mmのステンレス板「SUS304」を使用した。なお、上記ステンレス板には、表面粗さの異なる2種類のステンレス板を使用した。一つは研磨処理のまま(未処理)であり、もう一つはサンドショットブラストを行い、表面を粗くしたものである。また、薄膜のオリジナルの色は、ガラス基材を使用して確認した。ガラス基材には、20mm×26mm×1.5mmのソーダガラスを使用した。また、全ての基材は、実験前にアセトン中で、10分間超音波洗浄を行った。   In the following specific examples, a high frequency magnetron sputtering apparatus was used for coating each thin film. In addition, as a wire base material (adhesion evaluation), a 0.4 mm × 0.5 mm × 30 mm wire made of a Co—Cr alloy is used as the base material of each sample used in the following specific examples. As a base material (color tone comparison), a stainless steel plate “SUS304” of 20 mm × 10 mm × 1 mm was used. Two types of stainless steel plates having different surface roughness were used as the stainless steel plate. One is as-polished (untreated) and the other is sand shot blasted to roughen the surface. The original color of the thin film was confirmed using a glass substrate. As the glass substrate, soda glass of 20 mm × 26 mm × 1.5 mm was used. All the substrates were ultrasonically cleaned in acetone for 10 minutes before the experiment.

また、各薄膜の膜厚、密着性、色調は、以下の方法により評価(測定)した。なお、各薄膜の密着性は、以下の曲げ試験、腐食試験により評価した。   Moreover, the film thickness, adhesiveness, and color tone of each thin film were evaluated (measured) by the following methods. The adhesion of each thin film was evaluated by the following bending test and corrosion test.

〔膜厚測定〕
薄膜の厚さは、上記ガラス基板に成膜部と非成膜部との段差を設け、これを、株式会社ミツトヨ製の触針式表面粗さ計「SJ−201P」(商品名)で計測することにより求めた。
[Film thickness measurement]
The thickness of the thin film is measured with a stylus type surface roughness meter “SJ-201P” (trade name) manufactured by Mitutoyo Corporation. Was determined by

〔曲げ試験〕
上記ワイヤ基材に薄膜コーティングを施した後、得られたワイヤを簡易曲げ治具に挟み、ネジを回してワイヤを曲げ、島津理化機器株式会社製の実体顕微鏡「STZ−40TBITa」(商品名)で薄膜を観察し、その表面と側面の写真を撮影して薄膜に割れ・剥離が生じた時点のワイヤの曲率半径を密着性の評価値として求めた。
[Bending test]
After the thin film coating is applied to the wire base material, the obtained wire is sandwiched between simple bending jigs, and the wire is bent by turning a screw. A stereomicroscope “STZ-40TBITa” manufactured by Shimadzu Rika Co., Ltd. (trade name) The thin film was observed, and photographs of its surface and side surfaces were taken, and the radius of curvature of the wire at the time when the thin film was cracked or peeled was determined as an evaluation value for adhesion.

〔腐食試験(剥離特性)〕
上記ワイヤ基材に薄膜コーティングを施した後、得られたワイヤを上記曲げ試験に使用した簡易曲げ治具により所定の曲げ半径に屈曲させてその両端を固定することにより、その曲げ曲率半径(mm)を変化させて薄膜ワイヤ試験片を得た。次いで、この薄膜ワイヤ試験片を、曲げたまま、3%NaCl水溶液中に浸漬し、所定の時間毎に上記薄膜ワイヤ試験片の表面を観察し、割れや剥離の有無を調べることにより、割れ・剥離が発生する時間を調べた。
[Corrosion test (peeling characteristics)]
After the thin film coating is applied to the wire base material, the obtained wire is bent to a predetermined bending radius by a simple bending jig used in the bending test and fixed at both ends thereof, whereby the bending curvature radius (mm ) Was changed to obtain a thin film wire test piece. Next, the thin-film wire test piece is bent and immersed in a 3% NaCl aqueous solution, and the surface of the thin-film wire test piece is observed every predetermined time to check for cracks and peeling. The time when peeling occurred was examined.

〔色調〕
作製した薄膜の色調は、歯の色調見本である歯科用標準色サンプル(VITA会社製ビタパンクラシカルシェードガイド)と比較することにより確認した。なお、薄膜のオリジナルの色は、前記ガラス基材への薄膜コーティングを行って確認した。
[Color tone]
The color tone of the produced thin film was confirmed by comparing with a dental standard color sample (Vita Pan Shade Shade Guide manufactured by Vita Company), which is a sample of the color tone of teeth. The original color of the thin film was confirmed by performing thin film coating on the glass substrate.

まず、上記下地層2にAg薄膜を使用し、上記表皮層3にTiO薄膜を使用した場合を例に挙げて、各薄膜の製膜条件、並びに、コーティング方法と、上述した機能を得るための上記下地層2および表皮層3の各種物性との関係について具体的に説明する。 First, in order to obtain the film forming conditions, the coating method, and the functions described above, using an Ag thin film as the base layer 2 and a TiO 2 thin film as the skin layer 3 as an example. The relationship between various properties of the base layer 2 and the skin layer 3 will be specifically described.

〔Ag薄膜の形成〕
Ag薄膜は、前記基材上に、Ag(99.98%)をターゲット(金属ターゲット)に使用してスパッタもしくはバイアススパッタを行って直接、Agをコーティングすることにより形成した。上記ノーマルスパッタおよびバイアススパッタに使用した条件は、ターゲットAg、スパッタガスAr(99.999%)、スパッタ真空度4×10−3Torr(≒0.5Pa)、高周波出力300W、スパッタ時間3〜10分間、到達真空度1×10−6Torr(≒1.3×10−4Pa、2時間)とした。
[Formation of Ag thin film]
The Ag thin film was formed by directly coating Ag on the base material by performing sputtering or bias sputtering using Ag (99.98%) as a target (metal target). The conditions used for the normal sputtering and bias sputtering are: target Ag, sputtering gas Ar (99.999%), sputtering vacuum degree 4 × 10 −3 Torr (≈0.5 Pa), high frequency output 300 W, sputtering time 3 to 10 The ultimate vacuum was 1 × 10 −6 Torr (≈1.3 × 10 −4 Pa, 2 hours).

また、上記スパッタおよびバイアススパッタを行うに際しては、基材表面の清浄化のため、真空室を2×10−5Torr(≒2.6×10−3Pa)にまで排気してからArガス(純度99.999%)を導入し、試料表面を10分間スパッタエッチングした後、ターゲット表面をプレスパッタにより清浄化し、スパッタを開始した。 When performing the sputtering and bias sputtering, the vacuum chamber is evacuated to 2 × 10 −5 Torr (≈2.6 × 10 −3 Pa) to clean the substrate surface, and then Ar gas ( The sample surface was sputter etched for 10 minutes, the target surface was cleaned by pre-sputtering, and sputtering was started.

ここで、本願発明者等は、通常のスパッタ(以下、ノーマルスパッタと記す)により形成したAg薄膜の形成時間と膜厚との関係について検討した。この結果、本願発明者等は、スパッタ出力のパワーの増加にしたがって薄膜の形成速度が速くなることを見出すと共に、スパッタ出力を200Wから300Wに上げると、薄膜の形成速度が大幅に向上するが、スパッタ出力を300Wから400Wに上げても向上の割合が小さく、スパッタ出力が300WのときがAg薄膜の形成効率が高いことを見出した。   Here, the present inventors examined the relationship between the formation time and the film thickness of an Ag thin film formed by normal sputtering (hereinafter referred to as normal sputtering). As a result, the inventors of the present application find that the thin film formation speed increases as the sputtering output power increases, and when the sputter power is increased from 200 W to 300 W, the thin film formation speed is greatly improved. It has been found that even when the sputter power is increased from 300 W to 400 W, the rate of improvement is small, and when the sputter power is 300 W, the formation efficiency of the Ag thin film is high.

〔下地処理によるAg膜の密着性の比較〕
また、薄膜の密着性に及ぼす基材表面粗さの影響を調べるために、エメリペーパーで基材表面を磨き、株式会社ミツトヨ製の触針式表面粗さ計「SJ−201P」(商品名)を使用して基材の表面粗さを測定した。基材には、前記ワイヤ基材を使用した。この結果を表1に示す。
[Comparison of adhesion of Ag film by surface treatment]
In addition, in order to investigate the influence of the substrate surface roughness on the adhesion of the thin film, the substrate surface was polished with emery paper, and a stylus type surface roughness meter “SJ-201P” (trade name) manufactured by Mitutoyo Corporation. Was used to measure the surface roughness of the substrate. The wire substrate was used as the substrate. The results are shown in Table 1.

Figure 0004475458
Figure 0004475458

表1に示すように、研磨しない市販のワイヤ基材の表面粗さは、100#または500#のエメリペーパーで磨いた試料の中間の粗さであった。   As shown in Table 1, the surface roughness of the non-polished commercial wire substrate was an intermediate roughness between samples polished with 100 # or 500 # emery paper.

〔曲げ曲率半径に及ぼす基材表面粗さおよび膜厚の影響〕
Ag薄膜に亀裂が発生するときのワイヤの曲げ曲率半径(mm)とワイヤ基材の表面粗さおよび膜厚(μm)との関係を調べた。Ag薄膜は、スパッタ出力300W、スパッタ時間5分間(膜厚2.5μm)および10分間(膜厚6μm)にて各々作製した。この結果を表2および図3に示す。
[Influence of substrate surface roughness and film thickness on bending radius of curvature]
The relationship between the bending radius of curvature (mm) of the wire when cracks occurred in the Ag thin film and the surface roughness and film thickness (μm) of the wire substrate was examined. The Ag thin films were prepared with a sputtering output of 300 W, a sputtering time of 5 minutes (film thickness 2.5 μm), and 10 minutes (film thickness 6 μm), respectively. The results are shown in Table 2 and FIG.

Figure 0004475458
Figure 0004475458

表2および図3に示す結果から、膜厚に拘らず、割れ発生時の曲げ曲率半径は、バフ研磨したものが最も小さく、平滑な表面ほどAg膜が割れ難いことが判る。また、同じ表面粗さのワイヤ基材でも、Ag薄膜が厚い方が、亀裂裂発生時の曲げ曲率半径が小さいことが判る。さらに、Ag薄膜がある一定の膜厚(約6μm)の膜厚に達すると、下地処理に拘らず、割れ発生時の曲げ曲率半径がほぼ一定になることが判る。   From the results shown in Table 2 and FIG. 3, it can be seen that, regardless of the film thickness, the bending curvature radius at the time of occurrence of cracking is the smallest when buffed, and the smoother surface the Ag film is less likely to break. It can also be seen that even with a wire base material having the same surface roughness, the thicker the Ag thin film, the smaller the bending curvature radius when crack cracking occurs. Further, it can be seen that when the Ag thin film reaches a certain film thickness (about 6 μm), the bending radius of curvature at the time of cracking becomes almost constant regardless of the base treatment.

〔割れ発生時の曲げ曲率半径に及ぼすスパッタ出力パワーおよび膜厚の影響〕
高周波スパッタ法を用いて、スパッタ出力が200W、300W、400Wの各々の場合において、スパッタ時間を5分間、10分間、15分間と変化させてワイヤ基材に各々異なる膜厚(mm)のAg膜をコーティングし、曲げ試験によって、割れ発生時の曲げ曲率半径(mm)とスパッタ出力のパワー(W)および膜厚(μm)との関係を調べた。この結果を表3および図4に示す。
[Effects of sputtering output power and film thickness on the bending radius of curvature when cracks occur]
Using a high frequency sputtering method, when the sputtering output is 200 W, 300 W, or 400 W, the sputtering time is changed to 5 minutes, 10 minutes, or 15 minutes, and Ag films having different thicknesses (mm) are formed on the wire base material. The relationship between the bending radius of curvature (mm), the power (W) of the sputter output, and the film thickness (μm) was examined by a bending test. The results are shown in Table 3 and FIG.

Figure 0004475458
Figure 0004475458

表3および図4に示す結果から、Ag膜の膜厚が3μm以下の場合、割れ発生時の曲げ曲率半径はスパッタ出力が400Wの場合が最も小さく、Ag膜の膜厚が比較的薄い場合(膜厚3μm以下)にはスパッタ出力を大きくして薄膜の形成速度を速くすることが望ましいが、上記膜厚が比較的厚い場合(膜厚5μm〜9μm)には、割れ発生時の曲率半径は出力にあまり依存せず、安定した製品を得ることができることが判る。また、前記したAg膜の形成速度に及ぼす出力の影響と上記した割れ発生時の曲げ曲率半径に及ぼす出力および膜厚の影響とから、300W、10分間の成膜プロセスが最適であることが判った。   From the results shown in Table 3 and FIG. 4, when the film thickness of the Ag film is 3 μm or less, the bending radius of curvature at the time of cracking is the smallest when the sputtering output is 400 W, and the film thickness of the Ag film is relatively thin ( For film thicknesses of 3 μm or less, it is desirable to increase the sputter output to increase the thin film formation speed. However, when the film thickness is relatively thick (film thickness 5 μm to 9 μm), the radius of curvature at the time of cracking is It can be seen that a stable product can be obtained without depending much on the output. In addition, from the influence of the output on the formation rate of the Ag film and the influence of the output and the film thickness on the bending radius of curvature when the crack is generated, it was found that the film formation process of 300 W for 10 minutes is optimal. It was.

〔Ag薄膜の3%NaCl水溶液中での剥離特性〕
高周波スパッタ法によりワイヤ基材にAgをコーティングしてなるAg薄膜ワイヤ試験片(膜厚5μm)を用いて前記腐食試験を行った。
[Peeling characteristics of Ag thin film in 3% NaCl aqueous solution]
The corrosion test was performed using an Ag thin film wire test piece (film thickness: 5 μm) obtained by coating a wire base material with Ag by a high frequency sputtering method.

図5に、高周波スパッタ法によりワイヤにコーティングしたAg薄膜の3%NaCl水溶液中の保持時間と、割れ・剥離発生歪みおよび曲率半径との関係を示す。図5に示すように、曲率半径が1mm以上であれば、曲げ曲率半径(mm)を変化させたAg薄膜ワイヤ試験片を上記3%NaCl水溶液中に2000時間以上経過しても、割れ・剥離は生じなかった。   FIG. 5 shows the relationship between the retention time in the 3% NaCl aqueous solution of the Ag thin film coated on the wire by the high frequency sputtering method, cracking / peeling generation strain, and the radius of curvature. As shown in FIG. 5, if the curvature radius is 1 mm or more, the Ag thin film wire test piece with the bending curvature radius (mm) changed can be cracked and peeled even after 2000 hours in the above 3% NaCl aqueous solution. Did not occur.

しかしながら、Ag薄膜は白色であり、基材の色を遮蔽することはできるものの、そのままでは人間の歯の色とは異なり、審美性に劣る。さらに、上記Ag薄膜をコーティングしてなるワイヤを歯科矯正用のワイヤとして使用するためには、その表面が硬く、また、摩擦係数が小さいことが必要である。   However, although the Ag thin film is white and can block the color of the base material, it is inferior in aesthetics as it is unlike the color of human teeth. Furthermore, in order to use the wire formed by coating the Ag thin film as an orthodontic wire, it is necessary that its surface is hard and the friction coefficient is small.

本願発明者等が鋭意検討した結果、上記白色のAg薄膜の上に、例えばTiO薄膜をコーティングすることで、薄膜の色がやや黄色になり、人間の歯の色に近くなると共に、上記TiO薄膜の厚さを種々変更するだけで、上記ワイヤ12を、人間の歯の色に近い様々な乳白色に調整することができ、前記した各種物性を満足するワイヤ12を得ることができることが判った。 As a result of intensive studies by the inventors of the present application, by coating, for example, a TiO 2 thin film on the white Ag thin film, the color of the thin film becomes slightly yellow, which is close to the color of human teeth, and the above TiO 2 2 It is understood that the wire 12 can be adjusted to various milky white colors close to the color of human teeth by simply changing the thickness of the thin film, and the wire 12 satisfying the various physical properties described above can be obtained. It was.

しかしながら、ノーマルスパッタにより上記白色Ag薄膜の上に、例えばTiO薄膜を直接スパッタコーティングすると、上記ワイヤ基材上に単層のAg薄膜を形成した場合よりも大きい曲率半径で割れが生じ易くなる。この傾向は、TiO膜が厚くなる程、顕著なものとなるとなると共に、Ag薄膜とTiO薄膜との界面では剥離は生じないものの、Ag薄膜が、ワイヤ基材の界面から剥離する場合がある。 However, when a white TiO 2 thin film is directly sputter coated on the white Ag thin film by normal sputtering, cracking is likely to occur with a larger radius of curvature than when a single-layer Ag thin film is formed on the wire substrate. This tendency becomes more prominent as the TiO 2 film becomes thicker, and although peeling does not occur at the interface between the Ag thin film and the TiO 2 thin film, the Ag thin film may peel off from the interface of the wire base material. is there.

しかしながら、上記ワイヤ基材に、前記したように下地処理を施すか、あるいは、スパッタコーティングに際し、バイアス電圧負荷をかけることで、上記ワイヤ基材とAgとの密着性、ひいてはAg/TiO二層薄膜全体の密着性が改善される。 However, the above-mentioned wire base material is subjected to a ground treatment as described above, or by applying a bias voltage load during sputter coating, thereby making it possible to adhere the wire base material and Ag, and thus the Ag / TiO 2 bilayer. The adhesion of the whole thin film is improved.

先ず、ワイヤ基板とAg薄膜との密着性について、ノーマルスパッタ(すなわちバイアスなし)を行った場合と、バイアススパッタを行った場合とを比較する。   First, regarding the adhesion between the wire substrate and the Ag thin film, a case where normal sputtering (that is, no bias) is performed and a case where bias sputtering is performed are compared.

〔バイアススパッタによるAg薄膜の曲げ試験〕
バイアススパッタ法によりワイヤ基材にAgをコーティングしてなるAg薄膜ワイヤ試験片におけるAg薄膜の密着性に及ぼすバイアス電圧の影響を前記曲げ試験により調べた。作製したAg薄膜の厚さは各々5μm〜6μmとした。上記バイアススパッタによるAg薄膜の曲げ試験結果を表4に示す。なお、表4中、下線はAg薄膜が割れたことを示す。
[Bending test of Ag thin film by bias sputtering]
The influence of the bias voltage on the adhesion of the Ag thin film in the Ag thin film wire test piece obtained by coating the wire base material with Ag by the bias sputtering method was examined by the bending test. The thickness of the produced Ag thin film was 5 μm to 6 μm. Table 4 shows the bending test results of the Ag thin film by the bias sputtering. In Table 4, the underline indicates that the Ag thin film was cracked.

Figure 0004475458
Figure 0004475458

表4に示す結果から、バイアス電圧を加えると、ワイヤ基材に対するAg薄膜の密着性が大きくなることが判る。また、バイアス電圧が200V以上になると、曲率半径0.3mmでもAg薄膜に割れが起こらないことが判った。なお、上記測定においては、何れも、曲げにより亀裂が発生してもAg薄膜が剥離することはなかった。   From the results shown in Table 4, it can be seen that the adhesion of the Ag thin film to the wire substrate increases when a bias voltage is applied. It was also found that when the bias voltage was 200 V or higher, no cracking occurred in the Ag thin film even with a curvature radius of 0.3 mm. In any of the above measurements, the Ag thin film did not peel off even when a crack was generated by bending.

次に、上記と同様のワイヤ基材に200Vのバイアス直流電圧を加え、スパッタ時間を変化させたときのAg薄膜ワイヤ試験片におけるAg薄膜の密着性に及ぼす膜厚の影響を調べた。このときの上記バイアススパッタによるAg薄膜の曲げ試験結果を表5に示す。なお、下記表5においても、下線はAg薄膜が割れたことを示す。   Next, the influence of the film thickness on the adhesion of the Ag thin film in the Ag thin film wire test piece was examined when a bias DC voltage of 200 V was applied to the same wire substrate as described above and the sputtering time was changed. Table 5 shows the bending test result of the Ag thin film by the bias sputtering at this time. In Table 5 below, the underline indicates that the Ag thin film was cracked.

Figure 0004475458
Figure 0004475458

表5に示すように、スパッタ時間が1分間の場合にはAg薄膜が割れてワイヤ基材表面から剥離するが、3分間以上のスパッタを行うことで、Ag薄膜の割れを防止することができることが判る。   As shown in Table 5, when the sputtering time is 1 minute, the Ag thin film breaks and peels off from the surface of the wire base material, but by performing sputtering for 3 minutes or longer, the Ag thin film can be prevented from cracking. I understand.

〔バイアススパッタしたAg薄膜の表面形態と超微小硬さ〕
バイアススパッタしたAg薄膜について光学顕微鏡でその表面を観察すると共に、超微小硬度計で表面硬さの測定を行い、バイアススパッタしない薄膜と比較した。この結果、バイアススパッタしたAg薄膜の方が、バイアスなしの場合よりもその表面が平らになることが判った。また、Ag薄膜の表面の硬さは、バイアススパッタを行った場合がHUT[68]130〜160、バイアスなしの場合がHUT[68]110〜120と、バイアススパッタを行った場合の方が、硬度が高くなることが判った。
[Surface morphology and microhardness of bias sputtered Ag thin film]
The surface of the bias sputtered Ag thin film was observed with an optical microscope, and the surface hardness was measured with an ultra-micro hardness meter, and compared with a thin film not subjected to bias sputtering. As a result, it was found that the surface of the bias sputtered Ag thin film was flatter than that without bias. Further, the hardness of the surface of the Ag thin film is HUT [68] 130 to 160 when bias sputtering is performed, and HUT [68] 110 to 120 when no bias is applied, and when bias sputtering is performed, It was found that the hardness increased.

以上のことから、バイアススパッタを行うことで、Ag薄膜の密着性、表面粗さおよび表面の硬さを改善することができることが判った。   From the above, it was found that the adhesion, surface roughness and surface hardness of the Ag thin film can be improved by performing bias sputtering.

また、以上のことから、バイアススパッタは、Ag薄膜の密着性の改善に非常に有効であることが判る。本願発明者等の測定によれば、200VのDCバイアス電圧でバイアススパッタしたAg薄膜は、スパッタ時間1分間で曲げ曲率半径が約0.6mm、スパッタ時間3分間以上で曲げ曲率半径が約0.3mmまで割れたり剥離したりすることがなかった。   From the above, it can be seen that bias sputtering is very effective in improving the adhesion of the Ag thin film. According to the measurement by the inventors of the present application, the Ag thin film bias-sputtered with a DC bias voltage of 200V has a bending radius of about 0.6 mm when the sputtering time is 1 minute, and the bending radius of curvature is about 0.1 when the sputtering time is 3 minutes or more. There was no cracking or peeling to 3 mm.

そこで、次に、ノーマルスパッタ(バイアスなし)およびバイアススパッタしたAg薄膜にTiO薄膜を形成(バイアスなし)したときの曲げ試験による二層薄膜の密着性を評価した結果を以下に示す。 Then, the result of evaluating the adhesion of the two-layer thin film by a bending test when a TiO 2 thin film is formed on a normal sputtered (no bias) and bias sputtered Ag thin film (no bias) is shown below.

〔Ag/TiO二層薄膜の作製〕
以下の測定に使用したAg/TiO二層薄膜は、以下のようにして作製した。
[Preparation of Ag / TiO 2 bilayer thin film]
The Ag / TiO 2 bilayer thin film used for the following measurements was prepared as follows.

前記したワイヤ基材上にバイアスなしまたはバイアス有りの条件下でスパッタした前記白色Ag薄膜の上に、純Tiをターゲット(金属ターゲット)として、ArとOとの混合ガスを用いてTiO薄膜をスパッタコーティングした。上記TiOのスパッタにおけるスパッタガスの酸素分圧は20%、スパッタ真空度0.5Pa(4×10−3Torr)、高周波出力300W、スパッタ時間1〜4時間、到達真空度1.3×10−4Pa(1×10−6Torr、2時間)とした。なお、上記Ag薄膜の厚さは5μmとした。 On the white Ag thin film sputtered on the above-mentioned wire base material without bias or with a biased condition, pure Ti is used as a target (metal target) and a mixed gas of Ar and O 2 is used to form a TiO 2 thin film. Was sputter coated. The oxygen partial pressure of the sputtering gas in the TiO 2 sputtering is 20%, the sputtering vacuum degree is 0.5 Pa (4 × 10 −3 Torr), the high frequency output is 300 W, the sputtering time is 1 to 4 hours, and the ultimate vacuum is 1.3 × 10. −4 Pa (1 × 10 −6 Torr, 2 hours). The thickness of the Ag thin film was 5 μm.

ノーマルスパッタによりAg膜に形成したTiO薄膜の曲げ試験結果を表6に示す。また、バイアススパッタしたAg膜に形成したTiO薄膜の曲げ試験結果を表7に示す。さらに、表6および表7に示すTiO薄膜のスパッタ時間と曲げ曲率半径との関係をまとめて図6に示す。なお、上記曲げ試験は、前記した方法を用いて行った。また、図6において、「△」はAg膜が割れた場合を示す。 Table 6 shows the bending test results of the TiO 2 thin film formed on the Ag film by normal sputtering. Table 7 shows the bending test results of the TiO 2 thin film formed on the bias sputtered Ag film. Furthermore, the relationship between the sputtering time and the bending curvature radius of the TiO 2 thin film shown in Table 6 and Table 7 is shown together in FIG. The bending test was performed using the method described above. In FIG. 6, “Δ” indicates the case where the Ag film is broken.

Figure 0004475458
Figure 0004475458

Figure 0004475458
Figure 0004475458

表6、表7および図6から明らかなように、上記Ag薄膜をノーマルスパッタにより形成した場合と比較して、上記Ag薄膜をバイアススパッタにより形成した場合は、上記Ag薄膜と基材との密着性が向上することから、Ag/TiO二層薄膜全体の密着性が改善されることが判る。TiOのスパッタ時間が1時間の試料と2時間の試料とは、曲げ試験治具で、完全な折り曲げよりも小さく曲げても割れなかった。また、TiOのスパッタ時間が3時間の試料では3本のうち1本が割れ、TiOのスパッタ時間が4時間の試料では2本が割れたが、剥離は起きていないし、割れも短く、また、全てのバイアススパッタ試料で、バイアスなしの場合より、割れ発生時の曲げ曲率半径が小さくなった。 As is apparent from Tables 6 and 7 and FIG. 6, when the Ag thin film is formed by bias sputtering, the Ag thin film and the substrate are in close contact with each other as compared with the case where the Ag thin film is formed by normal sputtering. It can be seen that the adhesiveness of the Ag / TiO 2 bilayer thin film as a whole is improved. The sample with a sputtering time of 1 hour and the sample with 2 hours of TiO 2 were not cracked even when bent with a bending test jig smaller than the complete bending. Further, in the sample of the sputtering time of the TiO 2 is 3 hours cracks one of the three, although sputtering time of TiO 2 are two is broken in samples of 4-hour, delamination do not have occurred, cracking is short, Moreover, in all the bias sputter samples, the bending radius of curvature at the time of occurrence of cracking was smaller than that without bias.

〔Ag/TiO二層薄膜試験片の3%NaCl水溶液中での剥離挙動〕
下地のAg薄膜をバイアスなしでスパッタした場合におけるAg/TiO二層薄膜試験片の3%NaCl水溶液中における剥離挙動を図7に示す。また、下地のAg薄膜をバイアススパッタした場合におけるAg/TiO二層薄膜試験片の3%NaCl水溶液中における剥離挙動を図8に示す。図7および図8に示す結果から、下地のAg薄膜をバイアススパッタすることにより、上記Ag薄膜と基材との密着性、ひいては上記Ag/TiO二層薄膜全体の密着性が改善されることが判る。
[Peeling behavior of Ag / TiO 2 bilayer thin film specimen in 3% NaCl aqueous solution]
FIG. 7 shows the delamination behavior in a 3% NaCl aqueous solution of an Ag / TiO 2 bilayer thin film specimen when the underlying Ag thin film was sputtered without bias. Further, FIG. 8 shows the peeling behavior in a 3% NaCl aqueous solution of an Ag / TiO 2 bilayer thin film test piece when the underlying Ag thin film is bias-sputtered. From the results shown in FIG. 7 and FIG. 8, the adhesiveness between the Ag thin film and the substrate, and thus the overall Ag / TiO 2 bilayer thin film, is improved by bias sputtering of the underlying Ag thin film. I understand.

以上のように、本実施の形態によれば、Ag薄膜とワイヤ基材1との密着性を高めるためには、バイアススパッタ法が好適であることが判る。   As described above, according to the present embodiment, it is understood that the bias sputtering method is suitable for improving the adhesion between the Ag thin film and the wire base material 1.

なお、上記した具体例においては、Ag薄膜とワイヤ基材1との密着性を高めるために、Ag薄膜をバイアススパッタにより形成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記ワイヤ基材1上に、上記下地層2および表皮層3として、上記したようにAg/TiO薄膜を設ける場合、Ag薄膜の剥離強度改善、並びに、Ag薄膜とTiO薄膜の密着性を改善するために、図13に示すように、上記下地層2と表皮層3との間に、中間層4として、例えば、下地層2のAgの白色を変化させないように、極めて薄い膜厚を有するチタンスパッタ薄膜を設ける構成としてもよい。 In the above-described specific examples, the case where the Ag thin film is formed by bias sputtering is described as an example in order to improve the adhesion between the Ag thin film and the wire base material 1, but the present invention is not limited to this. When the Ag / TiO 2 thin film is provided as the base layer 2 and the skin layer 3 on the wire base material 1 as described above, the peel strength of the Ag thin film is improved, and the Ag thin film and the TiO 2 are added. In order to improve the adhesion of the thin film, as shown in FIG. 13, as the intermediate layer 4 between the base layer 2 and the skin layer 3, for example, the white color of Ag of the base layer 2 is not changed. A titanium sputtered thin film having an extremely thin film thickness may be provided.

Ag薄膜上に直接TiO薄膜をスパッタコーティングする場合、TiO薄膜の形成のために、スパッタガスに酸素を混合させることで、下地層2となるAg薄膜が酸化し、この結果、Ag薄膜単層よりもAg薄膜とワイヤ基材1との密着性が低下するものと考えられる。したがって、Ag薄膜とTiO薄膜との間に、Arガス等の不活性ガスを使用し、酸素ガスを使用しないで薄膜コーティングを行うことで、上記Ag薄膜がワイヤ基材1から剥離することを防止することができる。なお、上記Ag薄膜とTiO薄膜との間に中間層4を形成する場合、該中間層4としてTi薄膜を形成する際には、該Ti薄膜の膜厚が厚くなると、上記TiO薄膜を透視して視認される色が変わることから、上記中間層4は、Ag薄膜の酸化を防止することができると共に、下地のAg薄膜の白色が保たれる程度に薄く形成されることが望ましい。また、Ag薄膜上に上記中間層4を介してTiO薄膜を形成する場合、上記Ag薄膜の酸化を防止し、上記Ag薄膜とワイヤ基材1との密着性をさらに高めるためには、例えば上記Ti原子を上記Ag薄膜の側面に廻り込ませることで、上記Ag薄膜の側面を、該Ag薄膜の酸化から保護することが望ましい。 When the TiO 2 thin film is directly sputter coated on the Ag thin film, the Ag thin film serving as the underlayer 2 is oxidized by mixing oxygen with the sputtering gas for forming the TiO 2 thin film. It is considered that the adhesion between the Ag thin film and the wire base material 1 is lower than that of the layer. Therefore, by using an inert gas such as Ar gas between the Ag thin film and the TiO 2 thin film and performing the thin film coating without using the oxygen gas, the Ag thin film is peeled off from the wire substrate 1. Can be prevented. In the case where the intermediate layer 4 is formed between the Ag thin film and the TiO 2 thin film, when the Ti thin film is formed as the intermediate layer 4, if the Ti thin film is thick, the TiO 2 thin film is formed. Since the color seen through is changed, it is desirable that the intermediate layer 4 be formed thin enough to prevent oxidation of the Ag thin film and keep the white color of the underlying Ag thin film. Further, when forming a TiO 2 thin film on the Ag thin film via the intermediate layer 4, in order to prevent oxidation of the Ag thin film and further improve the adhesion between the Ag thin film and the wire substrate 1, for example, It is desirable to protect the side surface of the Ag thin film from oxidation of the Ag thin film by causing the Ti atoms to wrap around the side surface of the Ag thin film.

但し、上記中間層4を形成する場合であっても、さらなる密着性の向上もしくは色調調整のために、上記下地層2をバイアススパッタにより形成したり、上記ワイヤ基材1に前記した下地処理を施したりしても構わない。   However, even when the intermediate layer 4 is formed, the base layer 2 may be formed by bias sputtering or the base treatment described above may be applied to the wire base 1 in order to further improve adhesion or adjust the color tone. You may give it.

以上のように、上記Ag薄膜と上記ワイヤ基材1との密着性を増加させる方法としては、例えば、上記ワイヤ基材1の下地処理を行う、もしくは、上記Ag薄膜の形成にバイアス電圧負荷をかける、あるいは、記下地層2と表皮層3との間に、中間層4を設ける等、種々の方法により、上記Ag薄膜と上記ワイヤ基材1との密着性を向上させることができる。   As described above, as a method for increasing the adhesion between the Ag thin film and the wire base material 1, for example, the base treatment of the wire base material 1 is performed, or a bias voltage load is applied to the formation of the Ag thin film. The adhesion between the Ag thin film and the wire base material 1 can be improved by various methods such as applying the intermediate layer 4 between the base layer 2 and the skin layer 3.

また、本実施の形態によれば、上記下地層2と表皮層3との組み合わせを変更することによっても、上記下地層2とワイヤ基材1との密着性、ひいては上記ワイヤ12の耐久性を向上させることができる。   In addition, according to the present embodiment, by changing the combination of the base layer 2 and the skin layer 3, the adhesion between the base layer 2 and the wire base material 1 and the durability of the wire 12 can be improved. Can be improved.

例えば、Ag薄膜に代えて、Ag−Ti合金薄膜を使用し、TiO薄膜に代えてAl薄膜を使用することで、歯科用品に必要とされる前記特性により一層優れた歯科用品を得ることができる。 For example, by using an Ag—Ti alloy thin film instead of an Ag thin film and using an Al 2 O 3 thin film instead of a TiO 2 thin film, a dental product that is more excellent in the above-described characteristics required for a dental product can be obtained. Obtainable.

〔Ag−Ti合金薄膜の作製〕
Ag−Ti二元合金におけるTiの固溶限は、室温で約1重量%である。以下の具体例においては、放電焼結法により、Tiの含有量を、各々、1重量%、5重量%、10重量%としたAg−Ti合金ターゲットを作製し、スパッタ真空度4×10−3Torr(≒0.5Pa)、高周波出力300W、スパッタ時間3分間〜60分間、到達真空度1×10−6Torr(≒1.3×10−4Pa、2時間)とした。
[Preparation of Ag-Ti alloy thin film]
The solid solubility limit of Ti in the Ag—Ti binary alloy is about 1% by weight at room temperature. In the following specific examples, an Ag—Ti alloy target having a Ti content of 1% by weight, 5% by weight, and 10% by weight, respectively, was prepared by a spark sintering method, and the degree of sputtering vacuum was 4 × 10 − 3 Torr (≈0.5 Pa), high frequency output 300 W, sputtering time 3 minutes to 60 minutes, ultimate vacuum 1 × 10 −6 Torr (≈1.3 × 10 −4 Pa, 2 hours).

〔Ag−Ti合金薄膜の色と密着性〕
前記したワイヤ基板上に、上記の各ターゲットを用いたAg−10重量%Ti合金薄膜、Ag−5重量%Ti合金薄膜、Ag−1重量%Ti合金薄膜を各々コーティングしたときの、各試料の曲げ試験の結果と色調の測定結果とを表8にまとめて示す。なお、表8中、「○」は、前記した色調測定方法により測定した色調が、前記歯科用標準色サンプルの色の範囲内にあることを示し、「△」は、上記色調が前記歯科用標準色サンプルの色の範囲から少し外れることを示し、「×」は上記色調が前記歯科用標準色サンプルの色の範囲からかなり外れることを示す。また、前記した曲げ試験の結果、曲げ曲率半径が0.3mmにおいても上記薄膜が割れたり剥離したりしない場合を「A」、曲げ曲率半径0.3mmまで曲げたときに薄膜の割れが観察されるものの剥離には至らない場合を「B」、曲げ曲率半径0.3mmまで曲げたときに薄膜の剥離が観察される場合を「C」とした。
[Color and adhesion of Ag-Ti alloy thin film]
When each of the above samples was coated with an Ag-10 wt% Ti alloy thin film, an Ag-5 wt% Ti alloy thin film, and an Ag-1 wt% Ti alloy thin film using the above targets, Table 8 summarizes the results of the bending test and the color tone measurement results. In Table 8, “◯” indicates that the color tone measured by the above-described color tone measurement method is within the color range of the dental standard color sample, and “Δ” indicates that the color tone is the above-described dental tone. “X” indicates that the color tone is slightly out of the color range of the dental standard color sample. In addition, as a result of the bending test described above, the case where the thin film does not crack or peel even when the bending curvature radius is 0.3 mm is “A”, and when the bending curvature radius is 0.3 mm, the thin film is cracked. The case where the material did not peel was “B”, and the case where the thin film was observed to peel when bent to a radius of curvature of 0.3 mm was designated “C”.

Figure 0004475458
Figure 0004475458

表8に示すように、上記Ag−Ti合金薄膜におけるTi含有量が10重量%、5重量%の場合には薄膜の色が悪く、また、通常のノーマルスパッタでは密着性も悪い。これに対し、Ti含有量が1重量%の場合、ノーマルスパッタにより形成した薄膜の色は歯の色に非常に近いが、密着性は良くなかった。これに対して、バイアススパッタにより形成したAg−Ti合金薄膜は、色が白くて歯の色とやや異なるが、曲げ試験の結果、曲げ曲率半径が0.3mmまでは薄膜が割れたり剥離したりせず、密着性に優れている。そこで、薄膜の色と密着性とを両立させるためには、表8に示すように、例えば、先ず初めに5分間、バイアススパッタを行って上記Ag−Ti合金薄膜とワイヤ基材との密着性を向上させた後、バイアス電圧を0にしてさらに5分間ノーマルスパッタを行って色の調整を行うことが望ましい。   As shown in Table 8, when the Ti content in the Ag-Ti alloy thin film is 10% by weight or 5% by weight, the color of the thin film is poor, and the adhesion is poor in normal normal sputtering. On the other hand, when the Ti content was 1% by weight, the color of the thin film formed by normal sputtering was very close to the tooth color, but the adhesion was not good. On the other hand, the Ag-Ti alloy thin film formed by bias sputtering is white and slightly different from the tooth color. However, as a result of the bending test, the thin film is broken or peeled up to a bending curvature radius of 0.3 mm. It has excellent adhesion. Therefore, in order to achieve both the color and adhesion of the thin film, as shown in Table 8, for example, first, bias sputtering is performed for 5 minutes to perform adhesion between the Ag-Ti alloy thin film and the wire substrate. After improving the above, it is desirable to adjust the color by performing normal sputtering for 5 minutes with the bias voltage set to 0.

本願発明者等の検討によれば、上記Ag−Ti合金薄膜の色は、バイアス電圧を変更することによって調整が可能である。また、上記Ag−Ti合金薄膜の色は、Ti含有量によっても調整することができる。なお、表8にも示すように、Ag−Ti合金薄膜のTi含有量は、1重量%以下であることが好ましい。   According to the study by the inventors of the present application, the color of the Ag-Ti alloy thin film can be adjusted by changing the bias voltage. Moreover, the color of the said Ag-Ti alloy thin film can be adjusted also by Ti content. In addition, as shown also in Table 8, it is preferable that Ti content of an Ag-Ti alloy thin film is 1 weight% or less.

〔Ag−1重量%Ti合金薄膜の表面状態の観察〕
電子線プローブマイクロアナライザ(EPMA)を用いてAg−1重量%Ti合金薄膜の表面観察を行った。図10(a)・(b)は、ノーマルスパッタにより形成したAg−1重量%Ti合金薄膜表面の状態を示す図であり、図11(a)・(b)は、バイアススパッタにより形成したAg−1重量%Ti合金薄膜表面の状態を示す図である。なお、図10(a)と図10(b)、図11(a)と図11(b)とは、各々、上記表面の撮影倍率を変更している。
[Observation of surface condition of Ag-1 wt% Ti alloy thin film]
The surface of the Ag-1 wt% Ti alloy thin film was observed using an electron beam probe microanalyzer (EPMA). FIGS. 10A and 10B are views showing the state of the surface of an Ag-1 wt% Ti alloy thin film formed by normal sputtering, and FIGS. 11A and 11B show Ag formed by bias sputtering. It is a figure which shows the state of -1 weight% Ti alloy thin film surface. 10 (a) and 10 (b), and FIG. 11 (a) and FIG. 11 (b) each change the imaging magnification of the surface.

図10(a)・(b)および図11(a)・(b)から判るように、バイアススパッタを行った場合、ノーマルスパッタを行った場合と比較して、薄膜の結晶粒が微細化し、ミクロ的な凹凸が増加している。よって、このような表面性状の変化が、バイアススパッタを行った場合とノーマルスパッタを行った場合とで色調が異なる原因と考えられる。   As can be seen from FIGS. 10A and 10B and FIGS. 11A and 11B, when bias sputtering is performed, the crystal grains of the thin film are made finer than when normal sputtering is performed. Microscopic irregularities are increasing. Therefore, it is considered that such a change in surface properties is a cause of a difference in color tone between when bias sputtering is performed and when normal sputtering is performed.

なお、上記EPMAによるAg−1重量%Ti合金薄膜の断面の線分析結果を図12に示す。これによれば、基材とAg−1重量%Ti合金薄膜との間の拡散は殆ど見られず、剥離の原因となる脆い金属間化合物は形成されていなかった。   In addition, the line analysis result of the cross section of the Ag-1 weight% Ti alloy thin film by said EPMA is shown in FIG. According to this, almost no diffusion was observed between the base material and the Ag-1 wt% Ti alloy thin film, and a brittle intermetallic compound causing peeling was not formed.

以上のように、バイアススパッタを行うことで、Ag薄膜と同様に、Ag−Ti合金薄膜の密着性が改善される。また、Ag−1重量%Ti合金薄膜の色は乳白色であり、人間の歯の色に近い。よって、バイアススパッタの途中で、バイアス電源を切ってスパッタを継続するか、もしくは、経時的にバイアス電圧を変更することによって密着性と審美性とを両立することができる。   As described above, by performing bias sputtering, the adhesion of the Ag—Ti alloy thin film is improved in the same manner as the Ag thin film. Moreover, the color of the Ag-1 wt% Ti alloy thin film is milky white and is close to the color of human teeth. Therefore, it is possible to achieve both adhesion and aesthetics by turning off the bias power supply during the bias sputtering and continuing the sputtering, or changing the bias voltage over time.

なお、上記バイアススパッタにおける電圧は、コーティングする薄膜材料の種類等に応じて適宜変更すればよく、特に限定されるものではないが、基材との密着性を高めると共に、審美性を向上させる上で、コーティング初期段階はバイアス電圧を比較的高く設定し、コーティング終了までの間に、段階的にもしくは経時的にバイアス電圧を低下させることがより望ましい。すなわち、上記下地層2は、コーティング初期段階(下地層2の形成工程前半)の方が、コーティング後期段階(下地層2の形成工程後半)よりも高いバイアス電圧にてバイアススパッタすることによりコーティングが行われることが望ましい。これにより、基材との接触面側と表皮層側、つまり、同一材料からなる層において下層部と上層部とで製膜状態(表面性状)が異なる下地層2を得ることができる。なお、上記バイアス電圧の変更(制御)は、上記ワイヤ12の切断面や側面の性状等によって観察することができる。   The voltage in the bias sputtering may be appropriately changed according to the type of the thin film material to be coated, and is not particularly limited. However, in order to improve adhesion with the substrate and improve aesthetics. In the initial coating stage, it is more desirable to set the bias voltage relatively high and to decrease the bias voltage stepwise or over time until the end of coating. That is, the base layer 2 is coated by bias sputtering at a higher bias voltage in the initial coating stage (first half of the base layer 2 forming process) than in the latter coating stage (second half of the base layer forming process). It is desirable to be done. As a result, it is possible to obtain the base layer 2 having different film forming states (surface properties) between the lower layer part and the upper layer part in the contact surface side and the skin layer side with the base material, that is, in the layer made of the same material. The change (control) of the bias voltage can be observed based on the properties of the cut surface or side surface of the wire 12.

〔Ag−Ti合金/Al二層薄膜の作製〕
Ag−1重量%Ti合金薄膜の色は人間の歯の色に近いが、薄膜自身は柔らかく、耐摩耗性が小さく、摩擦係数も高い。したがって、その表面にさらに硬質透明薄膜をコーティングする必要がある。しかしながら、Ag−1重量%Ti合金薄膜上に、ArとOとの混合ガスにより、Tiをターゲットにして、反応性スパッタによりTiO薄膜を直接コーティングすると、スパッタ中の変色や、割れが発生する曲げ曲率半径のばらつき等の問題が生じる。
Preparation of Ag-Ti alloy / Al 2 O 3 two-layer film]
The color of the Ag-1 wt% Ti alloy thin film is close to the color of human teeth, but the thin film itself is soft, has low wear resistance, and has a high coefficient of friction. Therefore, it is necessary to coat the surface with a hard transparent thin film. However, the Ag-1 wt% Ti on the alloy thin film, a mixed gas of Ar and O 2, and the Ti to the target, when coated directly TiO 2 thin film by reactive sputtering, discoloration during sputtering and cracking occurred Problems such as variations in the radius of curvature of bending occur.

そこで、本具体例においては、Arガスにより直接セラミックスターゲットをスパッタして、Ag−1重量%Ti合金薄膜上に透明なセラミックス薄膜を形成する。本具体例では、Alをターゲットに使用し、スパッタガスAr(99.999%)、スパッタ真空度4×10−3Torr(≒0.5Pa)、高周波出力300W、スパッタ時間0.5〜2時間、到達真空度1×10−6Torr(≒1.3×10−4Pa、2時間)により、Ag−1重量%Ti合金薄膜上に、Alを、保護膜(表皮層3)として直接コーティングした。 Therefore, in this specific example, a ceramic target is sputtered directly with Ar gas to form a transparent ceramic thin film on the Ag-1 wt% Ti alloy thin film. In this specific example, Al 2 O 3 is used as a target, sputtering gas Ar (99.999%), sputtering vacuum degree 4 × 10 −3 Torr (≈0.5 Pa), high frequency output 300 W, sputtering time 0.5 Al 2 O 3 is applied onto the Ag-1 wt% Ti alloy thin film with a protective film (skin) at an ultimate vacuum of 1 × 10 −6 Torr (≈1.3 × 10 −4 Pa, 2 hours) for ˜2 hours. Direct coating as layer 3).

〔Ag−Ti合金/Al二層薄膜の密着性〕
白いAg−1重量%Ti合金薄膜(バイアススパッタ)と乳白色のAg−1重量%Ti合金薄膜(前半:バイアススパッタ、後半:ノーマルスパッタ)とに、Al薄膜を形成し、曲げ試験によりその密着性を評価した。この結果を表9に示す。
[Ag-Ti alloy / Al 2 adhesion O 3 bilayer films]
An Al 2 O 3 thin film was formed on a white Ag-1 wt% Ti alloy thin film (bias sputtering) and a milky white Ag-1 wt% Ti alloy thin film (first half: bias sputtering, second half: normal sputtering), and subjected to a bending test. The adhesion was evaluated. The results are shown in Table 9.

Figure 0004475458
Figure 0004475458

Al薄膜は、スパッタ時間1時間では、曲げ試験で完全な折り曲げより小さく曲げても割れることがなかった。一方、スパッタ時間2時間では、膜厚が厚く、3本の試料のうち一本だけは割れたが、他の2本は割れなかった。また、Al薄膜とAg−1重量%Ti合金薄膜との密着性、並びに、Ag−1重量%Ti合金薄膜と基板との密着性はともに大きかった。 The Al 2 O 3 thin film was not cracked even when it was bent smaller than a complete bend in a bending test at a sputtering time of 1 hour. On the other hand, when the sputtering time was 2 hours, the film thickness was thick and only one of the three samples was cracked, but the other two were not cracked. Further, the adhesion between the Al 2 O 3 thin film and the Ag-1 wt% Ti alloy thin film and the adhesion between the Ag-1 wt% Ti alloy thin film and the substrate were both large.

〔Ag−Ti合金/Al二層薄膜の色調〕
Ag薄膜(白色)、白いAg−1重量%Ti合金薄膜(バイアススパッタ)と乳白色のAg−1重量%Ti合金薄膜(前半:バイアススパッタ、後半:ノーマルスパッタ)とに、Al薄膜を、スパッタ時間30分間、60分間、120分間でコーティングしたときのAgTi−Al二層薄膜の色調を調べた。この結果を表10に示す。なお、表10においても、「○」は、前記した色調測定方法により測定した色調が、前記歯科用標準色サンプルの色の範囲内にあることを示し、「△」は、上記色調が前記歯科用標準色サンプルの色の範囲から少し外れることを示し、「×」は上記色調が前記歯科用標準色サンプルの色の範囲からかなり外れることを示す。
[Ag-Ti alloy / Al 2 O 3 two-layer color tone of films]
An Al 2 O 3 thin film is formed on an Ag thin film (white), a white Ag-1 wt% Ti alloy thin film (bias sputtering) and a milky white Ag-1 wt% Ti alloy thin film (first half: bias sputtering, second half: normal sputtering). The color tone of the AgTi—Al 2 O 3 bilayer thin film when the coating was performed at a sputtering time of 30 minutes, 60 minutes, and 120 minutes was examined. The results are shown in Table 10. In Table 10, “◯” indicates that the color tone measured by the color tone measurement method is within the color range of the dental standard color sample, and “Δ” indicates that the color tone is the dental color. “X” indicates that the color tone is slightly out of the color range of the dental standard color sample.

Figure 0004475458
Figure 0004475458

Ag薄膜にAlをコーティングしたときの色は、基本的に、下地のAg薄膜の白色に近く、歯の色とは異なっていた。また、30分間スパッタしたAl薄膜の膜厚は薄くて干渉光が見られた。 The color when Al 2 O 3 was coated on the Ag thin film was basically close to the white color of the underlying Ag thin film and was different from the tooth color. In addition, the Al 2 O 3 thin film sputtered for 30 minutes was thin, and interference light was observed.

また、乳白色のAg−1重量%Ti合金薄膜(バイアススパッタ後ノーマルスパッタ)にAl薄膜をスパッタすると、スパッタ時間に拘らず乳白色がやや暗くなった。また、白いAg−1重量%Ti合金薄膜にAl薄膜をコーティングすると、薄膜の色がやや黄色になり、歯の色に近い色が得られた。なお、Al薄膜は透明であり、Al薄膜の膜厚が変化しても、色はあまり変わらない。このように、Al薄膜を通して見た下地層2としてのAg−1重量%Ti合金薄膜の色が、Al薄膜のコーティングによって変化した理由は定かではないが、下地層2としてのAg−1重量%Ti合金薄膜の凹凸にAlが入り込んで光の反射に違いが生じたためであると考えられる。 Further, when an Al 2 O 3 thin film was sputtered onto a milky white Ag-1 wt% Ti alloy thin film (normal sputtering after bias sputtering), the milky white color became slightly dark regardless of the sputtering time. Moreover, when the Al 2 O 3 thin film was coated on the white Ag-1 wt% Ti alloy thin film, the color of the thin film was slightly yellow, and a color close to the color of the teeth was obtained. The Al 2 O 3 thin film is transparent, and the color does not change much even when the thickness of the Al 2 O 3 thin film changes. Thus, the color of the Ag-1 wt% Ti alloy thin film as a base layer 2 as seen through Al 2 O 3 thin film, but is not clear why the change by the coating of Al 2 O 3 thin film, as an underlying layer 2 This is probably because Al 2 O 3 entered the unevenness of the Ag-1 wt% Ti alloy thin film, resulting in a difference in light reflection.

〔Ag−Ti合金/Al二層薄膜の密着性〕
本実施の形態によれば、前記したワイヤ基材上に、下地層2としてAgTi合金をコーティングした後、該AgTi合金下地に、表皮層3としてAlをコーティングしたワイヤ(二層膜ワイヤ)を大気中で曲げたところ、曲率半径0.35mm(実使用においてはこれほど厳しい曲げを行うことはない)でも割れや剥離が発生しなかった。
[Ag-Ti alloy / Al 2 adhesion O 3 bilayer films]
According to the present embodiment, a wire (double-layer film wire) obtained by coating an AgTi alloy as the underlayer 2 on the above-described wire base material and then coating Al 2 O 3 as the skin layer 3 on the AgTi alloy underlayer. ) Was bent in the atmosphere, and no cracking or peeling occurred even at a curvature radius of 0.35 mm (not so severely bent in actual use).

〔AgTi/Al二層薄膜の3%NaCl水溶液における剥離寿命〕
また、Ag−Ti合金薄膜をバイアススパッタにより形成した場合におけるAg−Ti/Al二層薄膜試験片の3%NaCl水溶液中における剥離挙動を図9に示す。試料としてAg−Ti合金/Al二層薄膜試験片を使用した場合、曲率半径1.5mm以上では450時間経過しても割れが起こらず、このような厳しい腐食性環境でも耐久性があることが判る。なお、口内の腐食環境はこれほど厳しくないが、皮膚との接触、歯磨き時のブラシとの接触がある。しかしながら、Ag−Ti合金/Al二層薄膜を形成した歯科矯正具を使用した歯科臨床試験を行ったところ、1ヶ月間は上記薄膜が剥離することはなく、従来品の約3倍以上の耐久性があることが判った。なお、剥離が生じる界面は主に下地層2とワイヤ基材1との界面であり、表皮層3と下地層2との密着性は高い。
[Peeling life of AgTi / Al 2 O 3 bilayer thin film in 3% NaCl aqueous solution]
FIG. 9 shows the delamination behavior of the Ag—Ti / Al 2 O 3 bilayer thin film specimen in a 3% NaCl aqueous solution when an Ag—Ti alloy thin film is formed by bias sputtering. When an Ag-Ti alloy / Al 2 O 3 bilayer thin film specimen is used as a sample, cracks do not occur even after 450 hours at a curvature radius of 1.5 mm or more, and durability is maintained even in such a severe corrosive environment. I know that there is. Although the corrosive environment in the mouth is not so severe, there are contact with the skin and contact with the brush when brushing teeth. However, when a dental clinical test using an orthodontic appliance in which an Ag—Ti alloy / Al 2 O 3 bilayer thin film was formed, the above thin film did not peel for one month, which was about three times that of the conventional product. It was found to have the above durability. The interface where peeling occurs is mainly the interface between the base layer 2 and the wire base material 1, and the adhesion between the skin layer 3 and the base layer 2 is high.

また、図7〜図9から明らかなように、Ag−Ti合金/Al二層薄膜は、Ag/TiO二層薄膜と比較して,3%NaCl水溶液中における剥離寿命が長く、耐久性に優れていることが判る。 Further, as apparent from FIGS. 7 to 9, the Ag—Ti alloy / Al 2 O 3 bilayer thin film has a longer peel life in a 3% NaCl aqueous solution than the Ag / TiO 2 bilayer thin film, It turns out that it is excellent in durability.

以上のように、Al薄膜は透明な膜であり、Ag−Ti合金/Al二層薄膜の色は、下地のAg−Ti合金薄膜の色によって制御することができる。また、下地層2としてのAg−Ti合金薄膜の色は、Ag−TiターゲットにおけるTi含有量あるいはスパッタ時のバイアス電圧の大きさにより調整することができる。 As described above, the Al 2 O 3 thin film is a transparent film, and the color of the Ag—Ti alloy / Al 2 O 3 bilayer thin film can be controlled by the color of the underlying Ag—Ti alloy thin film. The color of the Ag—Ti alloy thin film as the underlayer 2 can be adjusted by the Ti content in the Ag—Ti target or the magnitude of the bias voltage during sputtering.

さらに、Al薄膜の密着性は、2時間以下のスパッタで十分であり、また、Ag−Ti合金/Al二層薄膜の形成プロセスは単純であり、制御もし易いことから、自動化が容易であるという利点をも有している。 Furthermore, the adhesion of the Al 2 O 3 thin film is sufficient by sputtering for 2 hours or less, and the formation process of the Ag—Ti alloy / Al 2 O 3 bilayer thin film is simple and easy to control. It also has the advantage of being easy to automate.

なお、上記具体例においては、Ag−1重量%Ti合金薄膜上に、TiO薄膜をコーティングする代わりにAl薄膜をコーティングする場合を例に挙げて説明したが、上記具体例はこれに限定されるものではなく、バイアススパッタや下地処理、中間層4の形成等を行うことで、Ag−1重量%Ti合金薄膜上に、TiO薄膜を形成してもよい。 In the above specific example, the case where the Al 2 O 3 thin film is coated on the Ag-1 wt% Ti alloy thin film instead of the TiO 2 thin film has been described as an example. The TiO 2 thin film may be formed on the Ag-1 wt% Ti alloy thin film by performing bias sputtering, base treatment, formation of the intermediate layer 4 and the like.

以上のように、上記Al、TiOは、それのみでは自然歯の色調に似せることはできないが、下地層2と組み合わせることで、自然歯の色調に似せることができ、さらに、上記表皮層3の膜厚調整による色調変化を利用して微細な色調整を行うこともできる。 As described above, Al 2 O 3 and TiO 2 cannot be made to resemble the color of natural teeth by itself, but when combined with the underlayer 2, they can resemble the color of natural teeth. Fine color adjustment can also be performed using a change in color tone by adjusting the film thickness of the skin layer 3.

なお、本実施の形態では、上記コーティング層を二層もしくは三層にて形成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記コーティング層は、各々の目的に応じて複数の層から形成されている構成とすればよい。また、本実施の形態では、上記下地層2および表皮層3がワイヤ基材1上に形成されている場合を例に挙げて説明したが、前記基材としては、ワイヤ基材に限定されるものではなく、用途に応じて種々の形状、材質の基材を使用することができる。また、上記基材は、その用途によっては必ずしも必要ではなく、上記下地層2が基材を兼ねる構成を有していてもよい。   In the present embodiment, the case where the coating layer is formed by two layers or three layers has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the coating layer is formed by each layer. What is necessary is just to set it as the structure formed from several layers according to the objective. In the present embodiment, the case where the base layer 2 and the skin layer 3 are formed on the wire base material 1 has been described as an example. However, the base material is limited to the wire base material. It is not a thing and the base material of various shapes and materials can be used according to a use. Moreover, the said base material is not necessarily required depending on the use, The said base layer 2 may have the structure which serves as a base material.

また、本実施の形態では、下地層2および表皮層3のコーティング方法として、例えばスパッタ、バイアススパッタを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、従来公知の各種のコーティング方法を採用することができる。   In the present embodiment, the method for coating the underlayer 2 and the skin layer 3 has been described by taking, for example, sputtering and bias sputtering as examples. However, the present invention is not limited to this, and various conventionally known various methods are known. The coating method can be adopted.

スパッタ、バイアススパッタ以外の上記下地層2のコーティング方法としては、具体的には、例えば、イオンプレーティング、蒸着等のPVD(物理蒸着);CVD(化学蒸着);メッキ;等のコーティング方法が挙げられる。また、上記表皮層3のコーティング方法としては、例えば、ゾルゲル法、CVD法等による透明酸化物のコーティング等、従来公知の各種コーティング方法を採用することができる。   Specific examples of the coating method for the base layer 2 other than sputtering and bias sputtering include coating methods such as PVD (physical vapor deposition); CVD (chemical vapor deposition); plating; It is done. Moreover, as a coating method of the said skin layer 3, conventionally well-known various coating methods, such as coating of the transparent oxide by a sol-gel method, CVD method, etc., are employable, for example.

以上のように、本実施の形態によれば、前記多層コーティング皮膜により、従来の単層コーティングに比べ、審美性、矯正効果、耐久性が格段に優れ、白色で矯正効果が大きく、治療中にコーティング膜が剥離しない歯科矯正具を提供することができる。特に、歯並びの矯正は、歯磨きを容易にして歯周病を未然に防ぐ効果がある。また、高齢者においては、入れ歯ではなく、本人の歯で物を噛むことが思考力の減退を抑え、消化と健康保持に大きく寄与する。よって、本発明は、歯並びの矯正期間を短縮することに加え、審美的な側面から、歯並び矯正希望者の心理的抵抗を和らげるのに大きな効果を発揮することができる。   As described above, according to the present embodiment, the multi-layer coating film has excellent aesthetics, correction effects, and durability compared with conventional single-layer coatings, and is white and has a large correction effect. An orthodontic appliance in which the coating film does not peel can be provided. In particular, orthodontic correction has the effect of facilitating brushing and preventing periodontal disease. Also, in elderly people, chewing objects with their own teeth, rather than dentures, suppresses the decline in thinking ability and greatly contributes to digestion and health maintenance. Therefore, in addition to shortening the correction period of the tooth arrangement, the present invention can exert a great effect in reducing the psychological resistance of the person who desires the correction of the tooth arrangement from an aesthetic aspect.

なお、本実施の形態では、前記したように、本発明にかかる歯科用品として、歯科矯正具11、特に、該歯科矯正具11において、力学的あるいは化学的に最も厳しい条件にさらされるワイヤ12を例に挙げて説明したが、上記ワイヤ12のコーティングが完成すれば、加わる力が少ないブラケット13や歯冠への応用は容易であることは明白である。   In the present embodiment, as described above, as the dental article according to the present invention, the orthodontic appliance 11, particularly, the wire 12 exposed to the most severe conditions mechanically or chemically in the orthodontic appliance 11 is used. As described above by way of example, it is obvious that if the coating of the wire 12 is completed, it can be easily applied to the bracket 13 and the crown with a small applied force.

上記歯科矯正具11は、上記ワイヤ12およびブラケット13の両方が上記下地層2および表皮層3を備えることが望ましいが、例えばブラケット13の大きさや形状等によっては、上記ワイヤ12およびブラケット13の何れか一方のみ、例えば少なくともワイヤ12が、前記多層コーティング皮膜、すなわち、前記下地層2および表皮層3を備えている構成としてもよい。例えば、ブラケット13は使用に際し、ワイヤ12と比べて加わる力が少ないことから、上記ワイヤ12とブラケット13とが係合した状態におけるブラケット13の露出面積が小さい場合等、ブラケット13の大きさや形状、さらにはワイヤ12との接触部(例えば前記凹部14a)の材質や表面性状等によっては、ブラケット13の露出部に対しては審美性を優先させ、ワイヤ12によって摩擦係数を調整することも可能であり、ワイヤ12のみが上記下地層2および表皮層3を備えている構成としても構わない。   In the orthodontic appliance 11, it is desirable that both the wire 12 and the bracket 13 include the base layer 2 and the skin layer 3. For example, depending on the size and shape of the bracket 13, any of the wire 12 and the bracket 13 may be used. Only one of them, for example, at least the wire 12 may include the multilayer coating film, that is, the base layer 2 and the skin layer 3. For example, since the bracket 13 is less used than the wire 12 in use, the size and shape of the bracket 13 such as when the exposed area of the bracket 13 is small when the wire 12 and the bracket 13 are engaged, Furthermore, depending on the material and surface properties of the contact portion with the wire 12 (for example, the concave portion 14a), it is possible to prioritize aesthetics for the exposed portion of the bracket 13 and adjust the friction coefficient with the wire 12. There may be a configuration in which only the wire 12 includes the base layer 2 and the skin layer 3.

上記歯科矯正具11は、少なくとも、上記ワイヤ12とブラケット13とが係合した状態における上記ワイヤ12および/またはブラケット13の露出部分に前記した多層コーティングが施されていることが望ましく、両者の接触部にも前記した多層コーティングが施されていることが、前記したように従来よりも摩擦係数を低減させ、歯科矯正効果を高める上でより好ましい。   In the orthodontic appliance 11, it is desirable that at least the exposed portion of the wire 12 and / or the bracket 13 in a state where the wire 12 and the bracket 13 are engaged is coated with the multilayer coating described above. It is more preferable that the above-mentioned multilayer coating is also applied to the part, as described above, in order to reduce the friction coefficient and increase the orthodontic effect.

以上のように、本実施の形態にかかる前記多層コーティング皮膜を備えた歯科用品としては、審美性および耐久性に優れ、ワイヤ(直線状:断面矩形および円形,曲線状:超弾性合金ワイヤ)や、歯に直接接着してワイヤを固定するブラケットのみならず、差し歯や入れ歯等の擬似歯の材料や、歯冠(歯冠前面のコーティング)、歯科補綴物クラスプ等、各種歯科用品に好適に使用することができる。   As described above, the dental article provided with the multilayer coating film according to the present embodiment is excellent in aesthetics and durability, and has a wire (linear: cross-sectional rectangle and circle, curved: superelastic alloy wire) and Suitable for various dental products such as artificial teeth materials such as indentations and dentures, crowns (coating on the front surface of crowns), and dental prosthesis clasps, as well as brackets that bond directly to teeth and fix wires can do.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims, and the embodiments can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. The form is also included in the technical scope of the present invention.

本発明にかかる歯科用品は、歯科用品に要求される、審美性を満足させるための機能とその他の機能とを共に兼ね備えているので、ワイヤやブラケット等の歯科矯正具、差し歯や入れ歯等の擬似歯の材料、歯冠(歯冠前面のコーティング)、歯科補綴物クラスプ等の用途に好適に使用することができる。   Since the dental product according to the present invention has both the function for satisfying the aesthetics required for the dental product and other functions, the orthodontic appliance such as the wire and the bracket, the artificial tooth such as the denture and the denture, etc. It can be suitably used for applications such as tooth materials, crowns (coating on the front surface of crowns), and dental prosthesis clasps.

本発明の実施の一形態にかかる歯科矯正用のワイヤの構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the wire for orthodontics concerning one Embodiment of this invention. (a)は、本発明の実施の一形態にかかる歯科矯正具の概略構成を示す斜視図であり、(b)は、(a)に示す歯科矯正具の要部の分解斜視図である。(A) is a perspective view which shows schematic structure of the orthodontic appliance concerning one Embodiment of this invention, (b) is a disassembled perspective view of the principal part of the orthodontic appliance shown to (a). Ag薄膜に亀裂が発生するときのワイヤの曲げ曲率半径とワイヤ基材の表面粗さおよび膜厚との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the bending curvature radius of a wire when a crack generate | occur | produces in an Ag thin film, the surface roughness of a wire base material, and a film thickness. 曲げ試験によってAg薄膜に割れが発生する時の曲げ曲率半径とスパッタ出力のパワーおよび膜厚との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the bending curvature radius when a crack generate | occur | produces in an Ag thin film by a bending test, the power of sputtering output, and a film thickness. 高周波スパッタ法によりワイヤにコーティングしたAg薄膜の3%NaCl水溶液中の保持時間と、割れ・剥離発生歪みおよび曲率半径との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the retention time in the 3% NaCl aqueous solution of the Ag thin film coated on the wire by the high frequency sputtering method, cracking / peeling generation strain and the radius of curvature. ノーマルスパッタまたはバイアススパッタしたAg膜に形成したTiO薄膜のスパッタ時間と曲げ曲率半径との関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between a normal sputtering or bias sputtering the Ag film to form the TiO 2 thin film sputtering time and bending radius of curvature. 下地のAg薄膜をバイアスなしでスパッタした場合におけるAg/TiO二層薄膜試験片の3%NaCl水溶液中の保持時間と、割れ・剥離発生歪みおよび曲率半径との関係を示すグラフである。Is a graph showing time and retention of 3% NaCl aqueous solution of Ag / TiO 2 bilayer thin film specimen in the case of the Ag thin film underlayer sputtered without bias, the relationship between the crack and peeling occurred distortion and curvature radius. 下地のAg薄膜をバイアススパッタした場合におけるAg/TiO二層薄膜試験片の3%NaCl水溶液中の保持時間と、割れ・剥離発生歪みおよび曲率半径との関係を示すグラフである。Is a graph showing time and retention of 3% NaCl aqueous solution of Ag / TiO 2 bilayer thin film specimen in the case of the Ag film of the base bias sputtering, the relationship between the crack and peeling occurred distortion and curvature radius. Ag−Ti合金薄膜をバイアススパッタにより形成した場合におけるAg−Ti/Al二層薄膜試験片の3%NaCl水溶液中の保持時間と、割れ・剥離発生歪みおよび曲率半径との関係を示すグラフである。The relationship between the holding time in the 3% NaCl aqueous solution of the Ag-Ti / Al 2 O 3 bilayer thin film specimen, the cracking / peeling strain and the radius of curvature when an Ag-Ti alloy thin film is formed by bias sputtering is shown. It is a graph. (a)・(b)は、ノーマルスパッタにより形成したAg−1重量%Ti合金薄膜表面の状態を示す図である。(A) * (b) is a figure which shows the state of the Ag-1 weight% Ti alloy thin film surface formed by normal sputtering. (a)・(b)は、バイアススパッタにより形成したAg−1重量%Ti合金薄膜表面の状態を示す図である。(A) * (b) is a figure which shows the state of the Ag-1 weight% Ti alloy thin film surface formed by bias sputtering. 電子線プローブマイクロアナライザによるAg−1重量%Ti合金薄膜の断面の線分析結果を示す図である。It is a figure which shows the line analysis result of the cross section of the Ag-1 weight% Ti alloy thin film by an electron beam probe microanalyzer. 本発明の実施の一形態にかかる他の歯科矯正用のワイヤの構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the wire for other orthodontics concerning one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ワイヤ基材
2 下地層(第1の機能層)
3 表皮層(第2の機能層)
4 中間層
11 歯科矯正具(歯科用品)
12 ワイヤ(歯科用品)
13 ブラケット(歯科用品)
14 ワイヤ装着部
14a 凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wire base material 2 Underlayer (1st functional layer)
3 skin layer (second functional layer)
4 Middle layer 11 orthodontic appliance (dental supplies)
12 Wire (Dental Supplies)
13 Bracket (Dental Supplies)
14 Wire mounting part 14a Concave part

Claims (13)

互いに異なる機能を有する第1の機能層と第2の機能層とを備え、上記第1の機能層は所望の色を呈し、上記第2の機能層は上記第1の機能層を覆う表皮層であり、上記第1の機能層を透視可能に設けられている歯科用品において、
上記第1の機能層は、下層部と上層部とで表面の凹凸による平滑性が異なっていることを特徴とする歯科用品。
A first functional layer and a second functional layer having different functions, the first functional layer exhibiting a desired color, and the second functional layer is a skin layer covering the first functional layer In the dental article provided so that the first functional layer can be seen through,
The first functional layer is a dental article, wherein the lower layer portion and the upper layer portion have different smoothness due to surface irregularities.
歯科矯正用のワイヤと該ワイヤを保持するブラケットとを備え、
上記ワイヤおよびブラケットの少なくとも一方は上記第1の機能層と第2の機能層とを備えており、ワイヤとブラケットとの摩擦において、上記ワイヤおよびブラケットの一方に設けられた第2の機能層と上記ワイヤおよびブラケットの他方との間の摩擦係数は、ワイヤおよびブラケットの表皮層に第1の機能層を用いたときのワイヤとブラケットとの間の摩擦係数よりも小さいことを特徴とする請求項1記載の歯科用品。
An orthodontic wire and a bracket for holding the wire;
At least one of the wire and the bracket includes the first functional layer and the second functional layer, and a friction between the wire and the bracket results in a second functional layer provided on one of the wire and the bracket. the coefficient of friction between the other of the wire and bracket, claims, characterized in that less than the coefficient of friction between the wire and the bracket when using the first functional layer to the skin layer of the wire and the bracket The dental article according to 1 .
上記第1の機能層が白色系金属およびその合金から選ばれる一種であることを特徴とする請求項1または2記載の歯科用品。   The dental product according to claim 1 or 2, wherein the first functional layer is a kind selected from white metals and alloys thereof. 上記第1の機能層が、銀、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、白金、および銀−チタン合金からなる群より選ばれる一種であることを特徴とする請求項3記載の歯科用品。   4. The dental article according to claim 3, wherein the first functional layer is a kind selected from the group consisting of silver, aluminum, nickel, stainless steel, platinum, and a silver-titanium alloy. 上記第2の機能層が、透明もしくは半透明の非晶質セラミックスからなることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の歯科用品。   The dental product according to any one of claims 1 to 4, wherein the second functional layer is made of a transparent or translucent amorphous ceramic. 上記第2の機能層が、酸化チタンまたは酸化アルミニウムからなることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の歯科用品。   The dental product according to any one of claims 1 to 5, wherein the second functional layer is made of titanium oxide or aluminum oxide. 上記第1の機能層が銀−チタン合金からなり、上記第2の機能層が酸化アルミニウムからなることを特徴とする請求項1または2記載の歯科用品。   The dental article according to claim 1 or 2, wherein the first functional layer is made of a silver-titanium alloy, and the second functional layer is made of aluminum oxide. 上記第1の機能層と第2の機能層との間に、上記第1の機能層の酸化を防止する酸化防止層がさらに設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の歯科用品。   The dental layer according to claim 1 or 2, wherein an antioxidant layer for preventing oxidation of the first functional layer is further provided between the first functional layer and the second functional layer. Supplies. 互いに異なる機能を有する第1の機能層と第2の機能層とを備え、上記第1の機能層は所望の色を呈し、上記第2の機能層は上記第1の機能層を覆う表皮層であり、上記第1の機能層を透視可能に設けられている歯科用品において、
上記第1の機能層と第2の機能層との間に、上記第1の機能層の酸化を防止する酸化防止層がさらに設けられていることを特徴とする歯科用品。
A first functional layer and a second functional layer having different functions, the first functional layer exhibiting a desired color, and the second functional layer is a skin layer covering the first functional layer In the dental article provided so that the first functional layer can be seen through,
A dental article, further comprising an antioxidant layer for preventing oxidation of the first functional layer between the first functional layer and the second functional layer.
請求項1記載の歯科用品の製造方法であって、
第1の機能層を形成する工程と、
第1の機能層とは異なる機能を有する第2の機能層を形成する工程とを備え、
上記第1の機能層と第2の機能層とを、上記第2の機能層が上記第1の機能層を覆う表皮層であり、上記第1の機能層が所望の色を呈し、かつ上記第2の機能層が上記第1の機能層を透視可能なように形成するとともに、
上記第1の機能層の形成にバイアススパッタを用いることを特徴とする歯科用品の製造方法。
A method of manufacturing a dental article according to claim 1,
Forming a first functional layer;
Forming a second functional layer having a function different from that of the first functional layer,
The first functional layer and the second functional layer, the second functional layer is a skin layer that covers the first functional layer, the first functional layer exhibits a desired color, and the above The second functional layer is formed so that the first functional layer can be seen through,
A method for producing a dental article, wherein bias sputtering is used to form the first functional layer.
上記第1の機能層の形成途中でバイアス電圧の印加を停止することを特徴とする請求項10記載の歯科用品の製造方法。 11. The method for manufacturing a dental article according to claim 10, wherein the application of the bias voltage is stopped during the formation of the first functional layer. 上記第1の機能層の形成工程後半で印加するバイアス電圧を、上記第1の機能層の形成工程前半で印加するバイアス電圧よりも低くすることを特徴とする請求項10記載の歯科用品の製造方法。 11. The dental article according to claim 10 , wherein a bias voltage applied in the latter half of the first functional layer forming step is made lower than a bias voltage applied in the first half of the first functional layer forming step. Method. 上記第1の機能層と第2の機能層との間に、上記第1の機能層の酸化を防止する酸化防止層を形成する工程をさらに備えていることを特徴とする請求項10〜12の何れか1項に記載の歯科用品の製造方法Between the first functional layer and the second functional layer, claim, characterized by further comprising a step of forming an anti-oxidation layer for preventing oxidation of the first functional layer 10-12 The manufacturing method of the dental article of any one of these.
JP2004142830A 2004-05-12 2004-05-12 Dental article and method for producing the same Expired - Fee Related JP4475458B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004142830A JP4475458B2 (en) 2004-05-12 2004-05-12 Dental article and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004142830A JP4475458B2 (en) 2004-05-12 2004-05-12 Dental article and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005323694A JP2005323694A (en) 2005-11-24
JP4475458B2 true JP4475458B2 (en) 2010-06-09

Family

ID=35470513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004142830A Expired - Fee Related JP4475458B2 (en) 2004-05-12 2004-05-12 Dental article and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4475458B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10543061B2 (en) 2014-10-03 2020-01-28 3M Innovative Properties Company Methods for managing the scattering of incident light and articles created therefrom

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009519762A (en) * 2005-12-14 2009-05-21 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Orthodontic articles coated with silicon nitride
KR100795106B1 (en) 2005-12-27 2008-01-17 우원전자 주식회사 Wire for correcting a set of teeth and manufacturing method thereof
KR100853873B1 (en) 2007-01-16 2008-08-26 김인재 method for manufacturing wire for correcting a set of teeth
KR100919900B1 (en) * 2007-05-28 2009-10-06 최성숙 method for manufacturing wire for correcting a set of teeth
WO2009045036A1 (en) * 2007-10-01 2009-04-09 In Jae Kim Method for manufacturing wire for correcting a set of teeth
KR100987582B1 (en) 2008-07-25 2010-10-12 유승훈 Method for manufacturing wire for correcting a set of teeth
AU2009238317B2 (en) 2008-11-14 2011-10-06 Ormco Corporation Surface treated polycrystalline ceramic orthodontic bracket and method of making same
KR101092498B1 (en) 2009-08-13 2011-12-13 배봉원 Manufacturing method of wire set for teeth

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10543061B2 (en) 2014-10-03 2020-01-28 3M Innovative Properties Company Methods for managing the scattering of incident light and articles created therefrom

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005323694A (en) 2005-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5437636B2 (en) Orthodontic articles coated with zirconium oxide
US9943467B2 (en) Coated dental articles and related methods of manufacture
CN102181816B (en) Method for increasing bonding strength of titanium or titanium alloy ceramic restoration
US8124180B2 (en) Thin layer substrate coating and method of forming same
JP4475458B2 (en) Dental article and method for producing the same
US20160317395A1 (en) Metal based dental article having a coating
Kaur et al. Esthetic orthodontic appliances-A review
JP2004236772A (en) Implement for correction of dentition and manufacturing method for the same
EP3386427B1 (en) Multiple layer coating and coating method for dental devices
CA2671064A1 (en) Thin layer substrate coating and method of forming same
JPH05508378A (en) Method of preparing dental ceramics for bonding
CN105441875A (en) Oral cavity orthodontic wire with low-friction-force and anti-corrosion surface and preparation method thereof
Wadhwani et al. Techniques to optimize color esthetics, bonding, and peri-implant tissue health with titanium implant abutments
JP2006192199A (en) Dental metal wire, method for forming thin film on dental metal appliance, and dental wire and dental appliance formed with thin film by this method
RO127022A2 (en) Biocompatible thin layers for coating dental implants of titanium alloys
KR101136551B1 (en) Method for manufacturing wire for correcting a set of teeth using dispersion plating
JP2009017996A (en) Orthodontic material
WO2014173541A1 (en) Medical device having a surface at least partially coated with a reflector coating
JP2004313525A (en) Dental material
JP2903319B2 (en) Surface hardening method for dental implant members
JPH02239860A (en) Surface treatment of artificial tooth root
KR20230162236A (en) Coated wire for orthodontic wire and teeth orthodontic and method of manufacturing the same
RO127411B1 (en) Biocompatible thin film materials for covering metal dental implants
KR20230154813A (en) Implantable medical device comprising zirconia layer and method of manufacturing same
AU2009202688A1 (en) Thin layer substrate coating and method of forming same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090106

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090309

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090818

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20090910

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090930

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20090930

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20090910

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100223

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100303

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4475458

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20190319

Year of fee payment: 9

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees