JPH11244307A - Orthodontic tool and method for manufacture of the same - Google Patents
Orthodontic tool and method for manufacture of the sameInfo
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- JPH11244307A JPH11244307A JP5226298A JP5226298A JPH11244307A JP H11244307 A JPH11244307 A JP H11244307A JP 5226298 A JP5226298 A JP 5226298A JP 5226298 A JP5226298 A JP 5226298A JP H11244307 A JPH11244307 A JP H11244307A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、歯科領域におい
て、歯並びを矯正するために用いる歯並矯正用具及びそ
の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an orthodontic appliance used to correct the alignment of teeth in a dental field, and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】歯並矯正は種々の用具を用いて行われて
いるが、動かそうとする歯に接着したブラケットをアー
チワイヤで繋いで該ブラケットに左右又は上下方向の持
続的な力をかけることで歯並びを矯正するマルチブラケ
ット法が主流である。マルチブラケット法に用いられる
一組の歯並矯正用具の１例を図１（Ａ）に示す。この一
組の歯並矯正用具は、複数のブラケットＢ、バッカルチ
ューブＴ、アーチワイヤＡ、結紮用ワイヤＷを有する。
このブラケットＢはミニダイヤモンドブラケットと呼ば
れるタイプのもので、その裏面が動かそうとする歯に接
着剤を用いて接着される略四角形の台座Ｂ１を有し、台
座Ｂ１上の四隅にはそれぞれ結紮用ワイヤＷを掛けるた
めの掛止部Ｂ２を有する。台座Ｂ１と掛止部Ｂ２とは一
体的に形成されている。２対の掛止部Ｂ２の間に形成さ
れた二つの溝Ｂ３にはアーチワイヤＡが嵌め通される。
また、バッカルチューブＴは大臼歯に固定されるもの
で、後述する大臼歯に巻かれたバンドにその裏面が溶着
される台座Ｔ１を有し、台座Ｔ１上にはアーチワイヤＡ
を通すための孔Ｔ２’を有するガイド部Ｔ２及びゴムチ
ューブ等を掛けるための掛止部Ｔ３を有する。台座Ｔ
１、ガイド部Ｔ２及び掛止部Ｔ３は一体的に形成されて
いる。2. Description of the Related Art Orthodontics are performed using various tools, but a bracket adhered to a tooth to be moved is connected by an archwire and a continuous force in the left-right or up-down direction is applied to the bracket. The multi-bracket method that corrects the alignment of teeth by doing so is the mainstream. One example of a set of orthodontic appliances used in the multi-bracket method is shown in FIG. This set of orthodontic appliances includes a plurality of brackets B, buccal tubes T, arch wires A, and ligating wires W.
The bracket B is of a type called a mini-diamond bracket, and has a substantially square base B1 whose back surface is adhered to the tooth to be moved using an adhesive, and four corners on the base B1 each for ligating. It has a hook B2 for hooking the wire W. The pedestal B1 and the hook B2 are integrally formed. The archwire A is fitted into two grooves B3 formed between the two pairs of hooks B2.
The buccal tube T is fixed to a molar, and has a pedestal T1 whose back surface is welded to a band wound around the molar, which will be described later.
A guide portion T2 having a hole T2 'through which the air flows, and a hook portion T3 for hanging a rubber tube or the like. Pedestal T
1. The guide portion T2 and the hook portion T3 are integrally formed.
【０００３】この歯並矯正用具を用いて歯並びを矯正す
るにあたっては、図１（Ｂ）に示すように、動かそうと
する歯ＸにそれぞれブラケットＢの台座Ｂ１が接着され
る。また、大臼歯Ｙには金属製のバンドＤが巻かれ、バ
ンドＤ上にバッカルチューブＴの台座Ｔ１が溶着され
る。また、アーチワイヤＡがブラケットＢの溝Ｂ３及び
バッカルチューブＴのガイド部Ｔ２の孔Ｔ２’に嵌め通
される。さらにブラケットＢに嵌められたアーチワイヤ
ＡはブラケットＢの四隅に形成された掛止部Ｂ２に結紮
用ワイヤＷを掛けることでブラケットＢと結紮される。[0003] In order to correct the teeth arrangement using this orthodontic appliance, the pedestals B1 of the brackets B are respectively adhered to the teeth X to be moved, as shown in FIG. A metal band D is wound around the molar Y, and the pedestal T1 of the buccal tube T is welded onto the band D. The archwire A is fitted into the groove B3 of the bracket B and the hole T2 'of the guide portion T2 of the buccal tube T. Further, the arch wire A fitted to the bracket B is ligated to the bracket B by hanging the ligating wire W on the hooks B2 formed at the four corners of the bracket B.
【０００４】さらに、歯間を広げたり狭めたりするため
には、アーチワイヤＡにコイルＣを巻き付けたり、アー
チワイヤＡにループＡ１を形成したり、大臼歯Ｙに取り
付けられたバッカルチューブＴの掛止部Ｔ３と動かそう
とする歯に取り付けられたブラケットＢとの間にゴムチ
ューブＲを掛けることで、左右方向の持続的な力をブラ
ケットＢにかけ、それによりブラケットＢが取り付けら
れた歯を移動させる。この他、口腔内温度で所定の形状
となるよう記憶させた形状記憶合金を用いてアーチワイ
ヤ自体にバネの機能を持たせたものを用いることも行わ
れている。Further, in order to widen or narrow the teeth, a coil C is wound around the arch wire A, a loop A1 is formed on the arch wire A, and a buccal tube T attached to the molar Y is hooked. By applying a rubber tube R between the stop T3 and the bracket B attached to the tooth to be moved, a continuous force in the left-right direction is applied to the bracket B, thereby moving the tooth to which the bracket B is attached. Let it. In addition, an archwire itself having a spring function using a shape memory alloy stored in a predetermined shape at an intraoral temperature is also used.
【０００５】また、審美的見地から、図１（Ａ）のミニ
ダイヤモンドブラケットに代えて、図１（Ｃ）に示すよ
うなスマイルブラケットと呼ばれる小さいタイプのブラ
ケットも用いられている。スマイルブラケットＳＢは、
略四角形の台座ＳＢ１を有し、その上にアーチワイヤＡ
を嵌め通すための溝ＳＢ３を有する半円筒状のガイド部
ＳＢ２が形成されている。台座ＳＢ１とガイド部ＳＢ２
とは一体的に形成されている。使用にあたり、スマイル
ブラケットＳＢも台座ＳＢ１が歯に接着されたのち溝Ｓ
Ｂ３にアーチワイヤＡが嵌め通されるが、スマイルブラ
ケットＳＢとアーチワイヤＡとの結紮はワイヤを用いず
通常樹脂製の半円筒状のカバーＳＢ４を被せることで行
われる。Further, from an aesthetic point of view, a small type bracket called a smile bracket as shown in FIG. 1C is used instead of the mini-diamond bracket of FIG. 1A. Smile Bracket SB
It has a substantially square base SB1 and an archwire A
Is formed in a semi-cylindrical guide portion SB2 having a groove SB3 through which the hole is inserted. Pedestal SB1 and guide part SB2
Are integrally formed. In use, smile bracket SB also has groove S after base SB1 is adhered to the teeth.
The arch wire A is fitted through B3. The ligation between the smile bracket SB and the arch wire A is performed by covering the semi-cylindrical cover SB4 usually made of resin without using a wire.
【０００６】マルチブラケット法では、歯の移動に伴い
ブラケットとアーチワイヤとの間、アーチワイヤと結紮
用ワイヤとの間が擦れるが、加えた力を効果的に歯に伝
えるためにはこれらの間の摩擦係数が小さいことが求め
られる。一方、ブラケット、アーチワイヤ、結紮用ワイ
ヤの材料には金属やセラミックが用いられる。しかし、
金属やセラミックからなるブラケット等は表面粗度が大
きく、そのため互いの摩擦係数が大きくなり、歯の移動
を効果的に行い難いとともに、摩擦によりその表面が摩
耗し易い。さらに、撥水性が悪いために歯垢が付着し易
いという難点もある。[0006] In the multi-bracket method, between the bracket and the arch wire and between the arch wire and the ligation wire are rubbed with the movement of the teeth. Is required to have a small friction coefficient. On the other hand, metal or ceramic is used as a material for the bracket, the arch wire, and the ligating wire. But,
Brackets and the like made of metal or ceramic have a large surface roughness, which increases the coefficient of friction between them, making it difficult to move teeth effectively, and the surface is easily worn by friction. In addition, there is also a problem that plaque easily adheres due to poor water repellency.
【０００７】また、歯に力を掛けるためのゴムチューブ
は歯や金属製等のブラケット等との接触により摩耗し易
く、数カ月或いはさらに長期にわたり矯正を行う場合に
その取替えを頻繁に行わなければならず、手間がかか
る。また、スマイルブラケットに被せる樹脂製カバーは
金属製等のブラケットやアーチワイヤとの摩擦係数が大
きく、そのため表面が摩耗し易い。さらに、ゴムや樹脂
からなる歯並矯正用具の場合も撥水性が悪く歯垢が付着
し易いという難点がある。Further, the rubber tube for applying a force to the teeth is easily worn due to contact with the teeth or a bracket made of metal or the like, and when the orthodontic treatment is performed for several months or for a long period of time, it must be replaced frequently. It takes time and effort. In addition, the resin cover that covers the smile bracket has a large coefficient of friction with a bracket made of metal or the like and an arch wire, and therefore the surface is easily worn. Further, the orthodontic appliance made of rubber or resin also has a drawback that it has poor water repellency and easily adheres to plaque.
【０００８】ブラケットとアーチワイヤとの間の摩擦係
数を低減することができる歯並矯正用具として、例えば
特開平５−１４６４５８号公報によると、アモルファス
合金をイオンプレーティング、蒸着、イオン注入、めっ
き等の方法でコーティングしたブラケット及びアーチワ
イヤが開示されている。As an orthodontic appliance capable of reducing the friction coefficient between the bracket and the arch wire, for example, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-146458, an amorphous alloy is ion-plated, vapor-deposited, ion-implanted, plated, etc. And an archwire coated in the manner described above.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平５−１４６４５８号公報が教える歯並矯正用具で
は、数カ月或いはさらに長期にわたり装着する場合にそ
の摩耗を防止できるだけの十分な潤滑性、耐摩耗性は得
られない。また、撥水性が良くないため歯垢の付着防止
効果は望めない。さらに、イオンプレーティング、蒸
着、イオン注入、めっき等の方法でコーティングされた
アモルファス合金膜はブラケット等の基体との密着性が
悪く、長期にわたり使用すると部分的な膜剥離が生じる
ことがあり、該膜形成の効果を持続し難い。However, the orthodontic appliance disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 146458/1993 has sufficient lubricity and abrasion resistance to prevent wear when worn for several months or even longer. Cannot be obtained. In addition, because of poor water repellency, the effect of preventing plaque adhesion cannot be expected. Furthermore, an amorphous alloy film coated by a method such as ion plating, vapor deposition, ion implantation, and plating has poor adhesion to a substrate such as a bracket, and may cause partial film peeling when used for a long time. It is difficult to maintain the effect of film formation.
【００１０】そこで本発明は、耐摩耗性、潤滑性及び撥
水性に優れるとともに、これらの特性を長期にわたり維
持できる歯並矯正用具及びその製造方法を提供すること
を課題とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide an orthodontic appliance excellent in wear resistance, lubricity and water repellency and capable of maintaining these characteristics for a long period of time, and a method for producing the same.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、表面の一部又は全部に耐摩耗性、潤滑性及
び撥水性のある炭素膜が形成されていることを特徴とす
る歯並矯正用具を提供する。また本発明は、歯並矯正用
具の基体を形成する工程と、該基体の表面の一部又は全
部に耐摩耗性、潤滑性及び撥水性のある炭素膜を形成す
る工程とを含むことを特徴とする歯並矯正用具の製造方
法を提供する。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that a carbon film having wear resistance, lubricity and water repellency is formed on part or all of the surface. Provide an orthodontic appliance. Further, the present invention is characterized by including a step of forming a base of the orthodontic appliance, and a step of forming a carbon film having abrasion resistance, lubricity and water repellency on part or all of the surface of the base. To provide a method for manufacturing an orthodontic appliance.
【００１２】前記歯並矯正用具における炭素膜を形成す
る「表面」としては、他物品との接触面、外表面等を挙
げることができる。本発明に係る歯並矯正用具は、歯並
矯正用具の基体の表面の一部又は全部に耐摩耗性、潤滑
性を有する炭素膜が形成されているため、その部分は他
物品（組み合わせ使用される他の歯並矯正用具等）との
滑りが良く、またその部分は他物品との摩擦、接触によ
り摩耗、劣化し難い。さらに、該炭素膜が摩耗し難いこ
とから良好な潤滑性が長期にわたり維持される。また、
該炭素膜が撥水性を有しているため、数カ月或いはさら
に長期にわたり口腔内で使用しても歯垢等の汚れが付着
し難い。The "surface" on which the carbon film is formed in the orthodontic appliance includes a contact surface with another article, an outer surface, and the like. In the orthodontic appliance according to the present invention, a carbon film having abrasion resistance and lubricity is formed on a part or the entire surface of the base of the orthodontic appliance. Is good with other orthodontic appliances, etc.), and the portion is hardly worn or deteriorated by friction or contact with other articles. Further, since the carbon film is hard to be worn, good lubricity is maintained for a long time. Also,
Since the carbon film has water repellency, dirt such as plaque hardly adheres even when used in the oral cavity for several months or longer.
【００１３】前記歯並矯正用具としては、マルチブラケ
ット法で用いる各種ブラケット、バッカルチューブ、ア
ーチワイヤ、結紮用ワイヤ、大臼歯に取り付けられるバ
ンド、歯に持続的な力を加えるために用いるコイルやゴ
ムチューブ、矯正した歯並びを保持するために用いるリ
テーナ、歯並拡大のために用いるクワッドヘリックス、
スマイルブラケットとアーチワイヤとの結紮に用いるカ
バー等を挙げることができる。本発明の歯並矯正用具は
これらに限らず、単独で歯並矯正に用いられるもの、そ
の部品、部分等のいずれでもよい。[0013] The orthodontic appliances include various brackets used in the multi-bracket method, buccal tubes, arch wires, ligating wires, bands attached to molars, coils and rubber used to apply a continuous force to teeth. A tube, a retainer used to hold the straightened teeth, a quad helix used to enlarge the teeth,
A cover used for ligating the smile bracket and the archwire can be used. The orthodontic appliance of the present invention is not limited to these, and may be any of those used alone for orthodontic appliances, and parts and parts thereof.
【００１４】本発明における歯並矯正用具の基体は、少
なくとも膜形成面が、金属、セラミック、ゴム及び樹脂
から選ばれた少なくとも１種の材料からなるものとする
ことができる。前記例示した歯並矯正用具のうち、ゴム
チューブの他、結紮用カバーの基体には樹脂製のものが
よく用いられる。前記金属としてはステンレスチール、
コバルト−クロム（Ｃｏ−Ｃｒ）合金、チタン、チタン
合金、ニッケル、ニッケル合金等を例示できる。また、
前記セラミックとしてはアルミナ、ジルコニア（酸化ジ
ルコニウム）等を例示できる。The base of the orthodontic appliance according to the present invention may have at least a film forming surface made of at least one material selected from metals, ceramics, rubbers and resins. Of the orthodontic appliances exemplified above, those made of resin are often used for the base of the ligation cover in addition to the rubber tube. Stainless steel as the metal,
Examples thereof include a cobalt-chromium (Co-Cr) alloy, titanium, a titanium alloy, nickel, and a nickel alloy. Also,
Examples of the ceramic include alumina and zirconia (zirconium oxide).
【００１５】また、ゴムとしては天然ゴム、ブチルゴ
ム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、塩素
化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリ
ルゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴ
ム、フッ素ゴム等を例示できる。また、樹脂としては熱
硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれでも採用でき、熱硬
化性樹脂としては、フェノール・ホルムアルデヒド樹
脂、尿素樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、エポ
キシ樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等
を例示できる。Examples of the rubber include natural rubber, butyl rubber, ethylene propylene rubber, chloroprene rubber, chlorinated polyethylene rubber, epichlorohydrin rubber, acrylic rubber, nitrile rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluorine rubber and the like. In addition, as the resin, any of a thermosetting resin and a thermoplastic resin can be adopted, and as the thermosetting resin, phenol / formaldehyde resin, urea resin, melamine / formaldehyde resin, epoxy resin, furan resin, xylene resin, unsaturated resin Examples thereof include a polyester resin, a silicone resin, and a diallyl phthalate resin.
【００１６】熱可塑性樹脂では、ビニル系樹脂（ポリ塩
化ビニル、ポリ２塩化ビニル、ポリビニルブチレート、
ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルホ
ルマール等）、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエーテ
ル、ポリエステル系樹脂（ポリスチレン、スチレン・ア
クリロニトリル共重合体等）、ＡＢＳ、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリアセタール、アクリル系樹脂（ポ
リメチルメタクリレート、変性アクリル等）、ポリアミ
ド系樹脂（ナイロン６、６６、６１０、１１等）、セル
ロース系樹脂（エチルセルロース、酢酸セルロース、プ
ロピルセルロース、酢酸・酪酸セルロース、硝酸セルロ
ース等）、ポリカーボネート、フェノキシ系樹脂、フッ
素系樹脂（３フッ化塩化エチレン、４フッ化エチレン、
４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン、フッ化ビニリ
デン等の樹脂）、ポリウレタン等を例示できる。As the thermoplastic resin, vinyl resins (polyvinyl chloride, polyvinyl dichloride, polyvinyl butyrate,
Polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyvinyl formal, etc.), polyvinylidene chloride, chlorinated polyether, polyester resin (polystyrene, styrene / acrylonitrile copolymer, etc.), ABS, polyethylene,
Polypropylene, polyacetal, acrylic resin (polymethyl methacrylate, modified acrylic, etc.), polyamide resin (nylon 6, 66, 610, 11, etc.), cellulose resin (ethyl cellulose, cellulose acetate, propyl cellulose, cellulose acetate / butyrate, nitric acid) Cellulose, etc.), polycarbonate, phenoxy resin, fluorine resin (ethylene trifluoride, ethylene tetrafluoride,
Resins such as ethylene tetrafluoride / hexafluoropropylene and vinylidene fluoride), and polyurethane.
【００１７】この他、炭素繊維も縒り合わせてアーチワ
イヤや結紮用ワイヤ等のワイヤの基体を構成する材料と
して用いたり、ブラケット等のブロック状の基体の材料
として用いることができる。本発明における炭素膜とし
ては、代表例としてＤＬＣ(Diamond Like Carbon、ダイ
ヤモンド状炭素）膜を挙げることができる。ＤＬＣ膜
は、潤滑性良好であり、また、他物品との摩擦により摩
耗し難く、且つ、その厚さを調整することにより、基体
が柔軟性を有するものである場合にも該基体本来の柔軟
性を損なわない程度にすることができる適度な硬度を有
する炭素膜である。また、撥水性が良好である。さら
に、比較的低温で形成できる等、成膜を容易に行うこと
ができる。In addition, carbon fibers can be twisted and used as a material for forming a wire base such as an arch wire or a ligating wire, or used as a material for a block-shaped base such as a bracket. A typical example of the carbon film in the present invention is a DLC (Diamond Like Carbon) film. The DLC film has good lubricity, is hard to be worn due to friction with other articles, and can be adjusted to a thickness so that the base material has flexibility. It is a carbon film having an appropriate hardness that can reduce the property. Also, the water repellency is good. Further, the film can be easily formed, for example, the film can be formed at a relatively low temperature.
【００１８】いずれにしても前記炭素膜の膜厚は、基体
上に密着性良好に形成でき、さらに基体の保護膜として
十分機能できるとともに、基体が柔軟性を有するもので
ある場合にも該基体本来の柔軟性を損なわない範囲内で
あればよい。また、本発明に係る歯並矯正用具は、歯並
矯正用具の基体の膜形成面が金属又はセラミックからな
る場合、該基体と炭素膜との間にシリコン、チタン、炭
化ケイ素、炭化チタン、窒化チタンからなる群より選ば
れた少なくとも１種の材料からなる中間膜が形成された
ものとすることができる。これらの中間膜材料は炭素
膜、金属及びセラミックの双方との整合性が良いため、
炭素膜の基体への密着性を向上させることができる。同
様に、本発明方法においても、歯並矯正用具の基体の膜
形成対象面が金属又はセラミックからなる場合、炭素膜
形成に先立ち、該膜形成対象面上に前記材料からなる中
間膜を形成することができる。In any case, the thickness of the carbon film can be formed on the substrate with good adhesion and can sufficiently function as a protective film for the substrate, and even when the substrate has flexibility. What is necessary is just to be in the range which does not impair the original flexibility. Further, in the orthodontic appliance according to the present invention, when the film-forming surface of the base of the orthodontic appliance is made of metal or ceramic, silicon, titanium, silicon carbide, titanium carbide, nitride, An intermediate film made of at least one material selected from the group consisting of titanium can be formed. Since these interlayer materials have good compatibility with both carbon films, metals and ceramics,
The adhesion of the carbon film to the substrate can be improved. Similarly, in the method of the present invention, when the film formation target surface of the base of the orthodontic appliance is made of metal or ceramic, an intermediate film made of the above material is formed on the film formation target surface before the carbon film formation. be able to.
【００１９】前記中間膜の膜厚は１００Å〜２０００Å
程度とすることが望ましい。これは、１００Åより薄く
なってくると均一に成膜することが困難になるからであ
り、２０００Åより厚くなってくると生産性が低下する
からである。また、本発明における炭素膜形成方法とし
ては、少なくともその膜形成対象面の材料としてゴム、
樹脂等の比較的耐熱性に劣る材料を用いた基体に熱的損
傷を与えない温度範囲で膜形成できる方法として、プラ
ズマＣＶＤ法、スパッタリング法、イオンプレーティン
グ法等を挙げることができるが、特にプラズマＣＶＤ法
を用いる場合は、後述するプラズマによる前処理と炭素
膜形成とを同一の装置を用いて行うことができる。The thickness of the intermediate film is 100-2000 °.
It is desirable to be about. This is because it becomes difficult to form a uniform film when the thickness is less than 100 °, and the productivity is reduced when the thickness is more than 2000 °. Further, as the carbon film forming method of the present invention, at least a rubber,
As a method of forming a film in a temperature range that does not thermally damage a substrate using a material having relatively low heat resistance such as a resin, a plasma CVD method, a sputtering method, an ion plating method, and the like can be given. In the case of using the plasma CVD method, the pretreatment by the plasma described later and the formation of the carbon film can be performed using the same apparatus.
【００２０】プラズマＣＶＤ法により炭素膜を形成する
場合のプラズマ原料ガスとしては、炭素膜形成に一般に
用いられるメタン（ＣＨ4 ）、エタン（Ｃ2 Ｈ6 ）、プ
ロパン（Ｃ3 Ｈ8 ）、ブタン（Ｃ4 Ｈ10）、アセチレン
（Ｃ2 Ｈ2 ）、ベンゼン（Ｃ 6 Ｈ6 ）等の炭化水素化合
物ガス及び必要に応じて、これらの炭化水素化合物ガス
にキャリアガスとして水素ガス、不活性ガス等を混合し
たものを用いることができる。A carbon film is formed by a plasma CVD method.
In this case, the plasma source gas is generally used for carbon film formation.
Methane used (CHFour), Ethane (CTwoH6),
Lopin (CThreeH8), Butane (CFourHTen),acetylene
(CTwoHTwo), Benzene (C 6H6) And other hydrocarbon compounds
Gas and, if necessary, these hydrocarbon compound gases
Mixed with hydrogen gas, inert gas, etc. as carrier gas
Can be used.
【００２１】プラズマＣＶＤ法により炭素膜を形成する
場合、成膜圧力を１００ｍＴｏｒｒ程度とし、成膜温度
を１００℃以下にするとＤＬＣ膜が形成される。成膜温
度を高くするほど形成される膜の硬度が向上し、５００
℃以上では非常に耐摩耗性に優れる炭素膜が形成され
る。９００℃以上ではダイヤモンド膜が形成される。ま
た前記中間膜は、スパッタリング法、イオンプレーティ
ング法等により形成することができる。When a carbon film is formed by the plasma CVD method, a DLC film is formed when the film forming pressure is set to about 100 mTorr and the film forming temperature is set to 100 ° C. or less. As the film formation temperature is increased, the hardness of the formed film is improved,
Above ° C, a carbon film with very excellent wear resistance is formed. At 900 ° C. or higher, a diamond film is formed. The intermediate film can be formed by a sputtering method, an ion plating method, or the like.
【００２２】また、本発明に係る歯並矯正用具の製造方
法において、前記炭素膜形成に先立ち、前処理として、
歯並矯正用具の基体の膜形成対象面を前処理用ガス、例
えばフッ素（Ｆ）含有ガス、水素（Ｈ2 ）ガス及び酸素
（Ｏ2 ）ガスから選ばれた少なくとも１種の前処理用ガ
スのプラズマに曝すことができる。前記フッ素含有ガス
としては、フッ素（Ｆ2 ）ガス、３フッ化窒素（Ｎ
Ｆ3 ）ガス、６フッ化硫黄（ＳＦ6 ）ガス、４フッ化炭
素（ＣＦ4 ）ガス、４フッ化ケイ素（ＳｉＦ4 ）ガス、
６フッ化２ケイ素（Ｓｉ2 Ｆ6 ）ガス、３フッ化塩素
（ＣｌＦ3 ）ガス、フッ化水素（ＨＦ）ガス等を挙げる
ことができる。Further, in the method for manufacturing an orthodontic appliance according to the present invention, prior to the formation of the carbon film, the pretreatment may include
At least one kind of pretreatment gas selected from a pretreatment gas, for example, a fluorine (F) -containing gas, a hydrogen (H 2 ) gas, and an oxygen (O 2 ) gas, is formed on the surface of the base of the orthodontic appliance for forming a film. To the plasma. As the fluorine-containing gas, fluorine (F 2 ) gas, nitrogen trifluoride (N
F 3 ) gas, sulfur hexafluoride (SF 6 ) gas, tetrafluorocarbon (CF 4 ) gas, silicon tetrafluoride (SiF 4 ) gas,
Examples thereof include disilicon hexafluoride (Si 2 F 6 ) gas, chlorine trifluoride (ClF 3 ) gas, and hydrogen fluoride (HF) gas.
【００２３】なお、前記中間膜を形成する場合は、中間
膜形成前に基体の膜形成対象面を前記前処理用ガスのプ
ラズマに曝すこと又は（及び）中間膜形成後に該中間膜
を該前処理用ガスのプラズマに曝すことができる。歯並
矯正用具の基体や中間膜を前記前処理用ガスのプラズマ
に曝すことにより、基体や中間膜の表面が清浄化され、
又はさらに基体や中間膜の表面粗度が向上する。これら
は、炭素膜や中間膜の密着性向上に寄与し、高密着性炭
素膜を得ることができる。When the intermediate film is formed, the surface of the substrate on which the film is to be formed is exposed to the plasma of the pretreatment gas before the formation of the intermediate film, and / or the intermediate film is formed after the formation of the intermediate film. It can be exposed to the plasma of the processing gas. By exposing the base and the intermediate film of the orthodontic appliance to the plasma of the pretreatment gas, the surfaces of the base and the intermediate film are cleaned,
Alternatively, the surface roughness of the substrate or the intermediate film is further improved. These contribute to the improvement of the adhesion of the carbon film and the intermediate film, and a high adhesion carbon film can be obtained.
【００２４】また、歯並矯正用具の基体の膜形成対象面
がゴム、樹脂等の有機材料からなる場合、フッ素含有ガ
スプラズマを採用するときは、これによって基体表面が
フッ素終端され、水素ガスプラズマを採用するときはこ
れによって基体表面が水素終端される。フッ素−炭素結
合及び水素−炭素結合は安定であるため、このような終
端処理を施した面上に炭素膜を形成する場合は、膜中の
炭素原子が基体表面部分のフッ素原子又は水素原子と安
定に結合を形成する。そしてこれらのことから、その後
形成する炭素膜と前記基体との密着性を向上させること
ができる。When the surface of the base of the orthodontic appliance on which a film is to be formed is made of an organic material such as rubber or resin, when a fluorine-containing gas plasma is employed, the surface of the base is terminated with fluorine and the hydrogen gas plasma is used. When this is adopted, the substrate surface is terminated with hydrogen. Since a fluorine-carbon bond and a hydrogen-carbon bond are stable, when a carbon film is formed on a surface subjected to such a termination treatment, carbon atoms in the film are combined with fluorine atoms or hydrogen atoms on the substrate surface portion. Form a stable bond. From these facts, it is possible to improve the adhesion between the carbon film formed thereafter and the substrate.
【００２５】また、酸素ガスプラズマを採用するとき
は、基体や中間膜表面に付着した有機物等の汚れを特に
効率良く除去でき、これらのことからその後形成する炭
素膜や中間膜の密着性を向上させることができる。本発
明方法において、プラズマによる前処理は同種類のプラ
ズマを用いて或いは異なる種類のプラズマを用いて複数
回行っても構わない。例えば、歯並矯正用具基体の膜形
成面がゴム、樹脂等の有機材料からなる場合、該基体を
酸素ガスプラズマに曝した後、フッ素含有ガスプラズマ
又は水素ガスプラズマに曝し、その上に炭素膜を形成す
るときには、基体表面がクリーニングされた後、該面が
フッ素終端又は水素終端されて、その後形成する炭素膜
と該基体表面との密着性は非常に良好なものとなる。When oxygen gas plasma is employed, dirt such as organic substances adhering to the substrate or the surface of the intermediate film can be particularly efficiently removed, and from these facts, the adhesion of the carbon film or the intermediate film formed thereafter is improved. Can be done. In the method of the present invention, the pretreatment with plasma may be performed a plurality of times using the same type of plasma or using different types of plasma. For example, when the film forming surface of the orthodontic appliance base is made of an organic material such as rubber or resin, the base is exposed to oxygen gas plasma, and then exposed to fluorine-containing gas plasma or hydrogen gas plasma, and a carbon film is formed thereon. Is formed, after the surface of the substrate is cleaned, the surface is terminated with fluorine or hydrogen, and the adhesion between the carbon film formed thereafter and the surface of the substrate becomes very good.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図２は本発明に係る歯並矯正用具
の製造に用いることができる成膜装置の１例の概略構成
を示す図である。また、図３（Ａ）は本発明に係る歯並
矯正用具の１例（ブラケット）の断面図であり、図３
（Ｂ）は本発明に係る歯並矯正用具の他の例（スマイル
ブラケットのカバー）の断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a film forming apparatus that can be used for manufacturing the orthodontic appliance according to the present invention. FIG. 3A is a cross-sectional view of one example (bracket) of the orthodontic appliance according to the present invention.
(B) is a sectional view of another example of the orthodontic appliance (smile bracket cover) according to the present invention.
【００２７】図１の装置は、排気装置１１が接続された
真空チャンバＣ１を有し、チャンバＣ１内には電極２及
びこれに対向する位置に電極３が設置されている。電極
３は接地され、電極２にはマッチングボックス２２を介
して高周波電源２３が接続されている。また、電極２に
はその上に支持される被成膜基体を成膜温度に加熱する
ためのヒータ２１が付設されている。また、チャンバＣ
１にはガス供給部４が付設されて、内部にプラズマ原料
ガスを導入できるようになっている。ガス供給部４には
マスフローコントローラ、弁及びプラズマ原料ガスのガ
ス源が含まれるが、これらは図示を省略している。チャ
ンバＣ１は炭素膜形成用のチャンバである。The apparatus shown in FIG. 1 has a vacuum chamber C1 to which an exhaust device 11 is connected. In the chamber C1, an electrode 2 and an electrode 3 at a position facing the electrode 2 are provided. The electrode 3 is grounded, and a high frequency power supply 23 is connected to the electrode 2 via a matching box 22. Further, the electrode 2 is provided with a heater 21 for heating the substrate on which the film is to be formed to a film forming temperature. Also, chamber C
1 is provided with a gas supply unit 4 so that a plasma raw material gas can be introduced therein. The gas supply unit 4 includes a mass flow controller, a valve, and a gas source for a plasma raw material gas, but these are not shown. The chamber C1 is a chamber for forming a carbon film.
【００２８】また、チャンバＣ１にはゲート弁Ｇを介し
て中間膜形成用のチャンバＣ２が連設されている。チャ
ンバＣ２には排気装置１１’が接続されている。チャン
バＣ２内には電極２’及びこれに対向する位置に電極
３’が設置されている。電極３’は接地電極である。電
極２’にはマッチングボックス２２’を介して高周波電
源２３’が接続されている。電極２’上にはスパッタタ
ーゲットＳＴが設置されている。スパッタターゲットＳ
Ｔの材料としてはシリコン、チタン、炭化ケイ素、炭化
チタン、窒化チタン又はこれらを混合したものを用い
る。また、チャンバＣ２にはガス供給部４’が付設され
て、内部にプラズマ原料ガスを導入できるようになって
いる。ガス供給部４’にもマスフローコントローラ、弁
及びプラズマ原料ガスのガス源が含まれるが、これらは
図示を省略している。A chamber C2 for forming an intermediate film is connected to the chamber C1 via a gate valve G. An exhaust device 11 'is connected to the chamber C2. An electrode 2 'and an electrode 3' at a position facing the electrode 2 'are provided in the chamber C2. The electrode 3 'is a ground electrode. The electrode 2 'is connected to a high-frequency power supply 23' via a matching box 22 '. A sputter target ST is provided on the electrode 2 '. Sputter target S
As the material of T, silicon, titanium, silicon carbide, titanium carbide, titanium nitride, or a mixture thereof is used. The chamber C2 is provided with a gas supply unit 4 'so that a plasma source gas can be introduced into the chamber C2. The gas supply unit 4 'also includes a mass flow controller, a valve, and a gas source for plasma source gas, but these are not shown.
【００２９】この装置を用いて本発明に係る歯並矯正用
具（ここではブラケット）を製造する方法の１例につい
て説明する。先ず、ここでは別途に予め形成しておいた
金属からなるブラケット基体Ｓを、歯に接着されない面
を電極２’の方に向けて、チャンバＣ２内の接地電極
３’上に設置する。次いで、排気装置１１’の運転によ
りチャンバＣ２内を所定圧力に調整した後、ガス供給部
４’からプラズマ原料ガスを導入する。ここではプラズ
マ原料ガスとして不活性ガスを用いる。また、電極２’
に高周波電源２３’からマッチングボックス２２’を介
してガスプラズマ化用の高周波電力を供給する。An example of a method for manufacturing the orthodontic appliance (here, a bracket) according to the present invention using this apparatus will be described. First, a separately formed bracket base S made of a metal is placed on the ground electrode 3 'in the chamber C2 with the surface not adhered to the teeth facing the electrode 2'. Next, after adjusting the inside of the chamber C2 to a predetermined pressure by operating the exhaust device 11 ', a plasma source gas is introduced from the gas supply unit 4'. Here, an inert gas is used as the plasma source gas. Also, the electrode 2 '
, A high frequency power for gas plasma supply is supplied from a high frequency power supply 23 ′ via a matching box 22 ′.
【００３０】これにより前記導入した原料ガスがプラズ
マ化され、プラズマ中の正イオンがスパッタターゲット
ＳＴに衝突することでスパッタターゲットＳＴからスパ
ッタ粒子が放出される。放出された粒子が基体Ｓの歯へ
の装着時に口腔内に露出される外表面Ｓ１上に堆積して
中間膜が形成される。なお、この中間膜形成は行うこと
が望ましいが、必ずしも要しない。Thus, the introduced source gas is turned into plasma, and positive ions in the plasma collide with the sputter target ST, whereby sputter particles are released from the sputter target ST. The released particles are deposited on the outer surface S1 exposed in the oral cavity when the substrate S is attached to the teeth, and an intermediate film is formed. It is desirable to form the intermediate film, but it is not always necessary.
【００３１】次いで、ゲート弁Ｇを開けて、排気装置１
１の運転にて所定圧力に調整されたチャンバＣ１内に中
間膜が形成された基体を搬入し、電極２上に載置する。
この後ゲート弁Ｇを閉じる。次いで、必要に応じてチャ
ンバＣ１内圧力を再調整した後、ガス供給部４からチャ
ンバＣ１内にフッ素含有ガス、水素ガス及び酸素ガスの
うち１種以上のガスを前処理用ガスとして導入するとと
もに高周波電源２３からマッチングボックス２２を介し
て電極２に高周波電力を供給し、これにより前記導入し
た前処理用ガスをプラズマ化し、該プラズマの下で基体
Ｓの外表面Ｓ１の前処理を行う。なお、この表面処理
（前処理）は行うことが望ましいが、必ずしも要しな
い。Next, the gate valve G is opened and the exhaust system 1 is opened.
The substrate on which the intermediate film has been formed is carried into the chamber C1 adjusted to a predetermined pressure in the operation 1 and placed on the electrode 2.
Thereafter, the gate valve G is closed. Next, after the pressure in the chamber C1 is readjusted as necessary, at least one of a fluorine-containing gas, a hydrogen gas, and an oxygen gas is introduced into the chamber C1 from the gas supply unit 4 as a pretreatment gas. High-frequency power is supplied from the high-frequency power source 23 to the electrode 2 via the matching box 22 to convert the introduced pretreatment gas into plasma, and perform pretreatment of the outer surface S1 of the base S under the plasma. Note that this surface treatment (pretreatment) is desirably performed, but is not necessarily required.
【００３２】次いで、必要に応じてチャンバＣ１内を再
び真空引きし、さらに圧力を再調整した後、ガス供給部
４からチャンバＣ１内に成膜用原料ガスとして炭化水素
化合物ガスを導入するとともに高周波電源２３からマッ
チングボックス２２を介して電極２に高周波電力を供給
し、これにより前記導入した炭化水素化合物ガスをプラ
ズマ化し、該プラズマの下で基体Ｓの外表面Ｓ１に炭素
膜を形成する。Then, if necessary, the inside of the chamber C1 is evacuated again, and the pressure is readjusted. After that, a hydrocarbon compound gas is introduced from the gas supply unit 4 into the chamber C1 as a raw material gas for film formation, and the high frequency is applied. High-frequency power is supplied from the power source 23 to the electrode 2 via the matching box 22, whereby the introduced hydrocarbon compound gas is turned into plasma, and a carbon film is formed on the outer surface S 1 of the substrate S under the plasma.
【００３３】このようにして、図３（Ａ）に示すよう
に、金属製のブラケット基体Ｓの装着時に口腔内に露出
する外表面Ｓ１上に中間膜Ｍ及び炭素膜Ｆが形成された
炭素膜被覆ブラケットが得られる。この炭素膜被覆ブラ
ケットは、基体Ｓの外表面Ｓ１に耐摩耗性、潤滑性を有
する炭素膜Ｆが形成されているため、他物品例えばアー
チワイヤや結紮用ワイヤとの滑りが良く、かかる他物品
との摩擦、接触により摩耗、劣化し難い。さらに、該炭
素膜Ｆが摩耗し難いことから良好な潤滑性が長期にわた
り維持される。また、該炭素膜Ｆが撥水性を有している
ため、数カ月或いはさらに長期にわたり口腔内で使用し
ても歯垢等の汚れが付着し難い。さらに、中間膜Ｍを形
成したり、プラズマによる前処理を施すときには、炭素
膜Ｆの密着性が向上するため、良好な耐摩耗性、潤滑
性、撥水性が一層長期にわたり維持される。Thus, as shown in FIG. 3A, the carbon film having the intermediate film M and the carbon film F formed on the outer surface S1 exposed in the oral cavity when the metal bracket base S is mounted. A coated bracket is obtained. Since the carbon film-coated bracket has the abrasion-resistant and lubricating carbon film F formed on the outer surface S1 of the base body S, it slides well with other articles such as an arch wire and a ligation wire, and thus such other articles are used. Wear and deterioration due to friction and contact with Further, since the carbon film F is hardly worn, good lubricity is maintained for a long time. Further, since the carbon film F has water repellency, dirt such as plaque hardly adheres even when used in the oral cavity for several months or even longer. Further, when the intermediate film M is formed or pretreatment with plasma is performed, the adhesion of the carbon film F is improved, so that good wear resistance, lubricity, and water repellency are maintained for a long time.
【００３４】また、図２の装置を用いて、本発明に係る
歯並矯正用具（ここではスマイルブラケットのカバー）
を製造する方法の他の例について説明する。この場合、
カバー基体として樹脂製のものを用い、チャンバＣ２内
での中間膜の形成は行わず、チャンバＣ１内でカバー基
体Ｓ’の外表面Ｓ１’全体に前記と同様にしてプラズマ
による前処理及び炭素膜形成を行う。なお、基体Ｓ’の
外表面Ｓ１’全体に略均一に表面処理及び膜形成を行う
ため、基体Ｓ’の向きを変えて２回づつ表面処理及び膜
形成を行う。この場合も、プラズマによる前処理は行う
ことが望ましいが、必ずしも要しない。Further, using the apparatus shown in FIG. 2, the orthodontic appliance according to the present invention (here, the cover of the smile bracket)
Another example of the method of manufacturing the will be described. in this case,
The cover base is made of resin, the intermediate film is not formed in the chamber C2, and the entire outer surface S1 'of the cover base S' in the chamber C1 is pretreated by plasma and the carbon film is formed in the same manner as described above. Perform formation. In order to perform the surface treatment and the film formation substantially uniformly on the entire outer surface S1 ′ of the substrate S ′, the surface treatment and the film formation are performed twice while changing the direction of the substrate S ′. In this case as well, it is desirable to perform the pretreatment using plasma, but it is not always necessary.
【００３５】このようにして、図３（Ｂ）に示すよう
に、樹脂製のカバー基体Ｓ’の外表面Ｓ１’全体に炭素
膜Ｆが形成された炭素膜被覆カバーが得られる。この炭
素膜被覆カバーについても、耐摩耗性、潤滑性及び撥水
性が長期にわたり維持されることは前記炭素膜被覆ブラ
ケットの場合と同様である。なお、ここでは炭素膜被覆
ブラケット及び炭素膜被覆スマイルブラケットカバーの
例について説明したが、この他いずれの歯並矯正用具に
ついても同様の方法で炭素膜を形成することができ、同
様の効果が得られる。In this way, as shown in FIG. 3B, a carbon film-covered cover in which the carbon film F is formed on the entire outer surface S1 'of the resin cover base S' is obtained. This carbon film-covered cover also maintains wear resistance, lubricity and water repellency over a long period of time, as in the case of the carbon film-covered bracket. Although the examples of the carbon film-coated bracket and the carbon film-coated smile bracket cover have been described here, the carbon film can be formed by the same method for any other orthodontic appliances, and the same effect can be obtained. Can be
【００３６】次に、図２の装置を用いて、ブラケット等
の材料として多用されるステンレススチールＳＵＳ３０
４からなる試験片の外表面にＤＬＣ膜を形成した実験例
１、シリコン中間膜及びＤＬＣ膜を形成した実験例２及
びプラズマによる前処理を施した後ＤＬＣ膜を形成した
実験例３〜６について説明する。 実験例１ 前述の図２の装置を用いた成膜方法において、中間膜形
成及び前処理用ガスプラズマによる試験片の前処理を行
わず、チャンバＣ１内で該試験片の外表面に直接ＤＬＣ
膜を形成した。 試験片 材質 ステンレススチールＳＵＳ３０４ サイズ １０ｍｍ×１０ｍｍ×厚さ１ｍｍ 高周波電極サイズ 直径２８０ｍｍ ＤＬＣ膜形成の成膜条件 成膜用原料ガス メタン（ＣＨ4 ）、５０ｓｃｃｍ 高周波電力 １３．５６ＭＨｚ、１５０Ｗ 成膜圧力 ０．０１Ｔｏｒｒ 成膜温度 ２５℃ 成膜時間 ６０ｍｉｎ 実験例２ 前記実験例１において、チャンバＣ１内でのＤＬＣ膜形
成に先立ち、チャンバＣ２内で試験片の外表面にシリコ
ンからなる中間膜を形成した。ＤＬＣ膜の成膜条件は前
記実験例１と同様とした。 高周波電極サイズ 直径２００ｍｍ スパッタターゲット材料 シリコン（Ｓｉ） 中間膜形成の成膜条件 プラズマ原料ガス アルゴン（Ａｒ）、５０ｓｃｃｍ 高周波電力 １３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 成膜圧力 ０．０５Ｔｏｒｒ 成膜温度 ２５℃ 成膜時間 １０ｍｉｎ 実験例３ 前記実験例１において、ＤＬＣ膜形成に先立ち、試験片
に次の条件で水素ガスプラズマによる前処理を施した。
成膜条件は前記実験例１と同様とした。 前処理条件 前処理用ガス 水素（Ｈ2 ）、１００ｓｃｃｍ 高周波電力 １３．５６ＭＨｚ、３００Ｗ 処理圧力 ０．１Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 実験例４ 前記実験例１において、ＤＬＣ膜形成に先立ち、試験片
に次の条件でフッ素化合物ガスプラズマによる前処理を
施した。成膜条件は前記実験例１と同様とした。 前処理条件 前処理用ガス ６フッ化硫黄（ＳＦ6 ）、１００ｓｃｃｍ 高周波電力 １３．５６ＭＨｚ、３００Ｗ 処理圧力 ０．１Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 実験例５ 前記実験例１において、ＤＬＣ膜形成に先立ち、試験片
に次の条件で酸素ガスプラズマによる第１の前処理を施
し、さらに水素ガスプラズマによる第２の前処理を施し
た。成膜条件は前記実験例１と同様とした。 第１前処理条件 前処理用ガス 酸素（Ｏ2 ）、１００ｓｃｃｍ 高周波電力 １３．５６ＭＨｚ、３００Ｗ 処理圧力 ０．１Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 第２前処理条件 前処理用ガス 水素（Ｈ2 ）、１００ｓｃｃｍ 高周波電力 １３．５６ＭＨｚ、３００Ｗ 処理圧力 ０．１Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 実験例６ 前記実験例１において、ＤＬＣ膜形成に先立ち、試験片
に次の条件で酸素ガスプラズマによる第１の前処理を施
し、さらにフッ素化合物ガスプラズマによる第２の前処
理を施した。成膜条件は前記実験例１と同様とした。 第１前処理条件 前処理用ガス 酸素（Ｏ2 ）、１００ｓｃｃｍ 高周波電力 １３．５６ＭＨｚ、３００Ｗ 処理圧力 ０．１Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 第２前処理条件 前処理用ガス ６フッ化硫黄（ＳＦ6 ）、１００ｓｃｃｍ 高周波電力 １３．５６ＭＨｚ、３００Ｗ 処理圧力 ０．１Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 次に、前記実験例１及び２により得られた各ＤＬＣ膜被
覆試験片及び未処理の試験片（比較例）について、ＳＵ
Ｓ３０４材との摩擦係数を測定した。摩擦係数は、物品
表面に先端曲率半径Ｒ１８ｍｍのＳＵＳ３０４からなる
ピン状物品の該先端部を当接させ、且つ、該ピン状物品
に１０ｇの荷重をかけた状態でこのピンを１０ｍｍ／ｓ
ｅｃの速度で移動させたときの値を測定した。１０回測
定した平均値を次表に示す。Next, using the apparatus shown in FIG. 2, stainless steel SUS30, which is frequently used as a material for brackets and the like, is used.
Experimental Example 1 in which a DLC film was formed on the outer surface of a test piece made of Sample No. 4, Experimental Example 2 in which a silicon intermediate film and a DLC film were formed, and Experimental Examples 3 to 6 in which a DLC film was formed after pretreatment with plasma. explain. EXPERIMENTAL EXAMPLE 1 In the film forming method using the apparatus shown in FIG. 2, the DLC was directly applied to the outer surface of the test piece in the chamber C1 without performing the intermediate film formation and the pretreatment of the test piece by the gas plasma for pretreatment.
A film was formed. Specimen material Stainless steel SUS304 Size 10 mm × 10 mm × Thickness 1 mm High frequency electrode size Diameter 280 mm Film formation conditions for DLC film formation Material gas for film formation Methane (CH 4 ), 50 sccm High frequency power 13.56 MHz, 150 W Film formation pressure 0. 01 Torr Film forming temperature 25 ° C. Film forming time 60 min Experimental Example 2 In Experimental Example 1, before forming the DLC film in the chamber C1, an intermediate film made of silicon was formed on the outer surface of the test piece in the chamber C2. The conditions for forming the DLC film were the same as those in Experimental Example 1. High frequency electrode size Diameter 200 mm Sputter target material Silicon (Si) Film formation conditions for formation of intermediate film Plasma raw material gas Argon (Ar), 50 sccm High frequency power 13.56 MHz, 200 W Film formation pressure 0.05 Torr Film formation temperature 25 ° C. Film formation time 10 min Experimental Example 3 In Experimental Example 1, prior to the formation of the DLC film, the test piece was subjected to a pretreatment with hydrogen gas plasma under the following conditions.
The film forming conditions were the same as those in Experimental Example 1. Pretreatment conditions Pretreatment gas Hydrogen (H 2 ), 100 sccm High frequency power 13.56 MHz, 300 W Processing pressure 0.1 Torr Processing time 5 min Experimental example 4 In Experimental example 1, prior to the formation of the DLC film, the following conditions were applied to the test piece. For pretreatment with a fluorine compound gas plasma. The film forming conditions were the same as those in Experimental Example 1. Pretreatment conditions Pretreatment gas Sulfur hexafluoride (SF 6 ), 100 sccm High frequency power 13.56 MHz, 300 W Treatment pressure 0.1 Torr Treatment time 5 min Experimental example 5 In Experimental example 1, before the DLC film was formed, a test piece was applied. The first pretreatment using oxygen gas plasma was performed under the following conditions, and the second pretreatment using hydrogen gas plasma was performed. The film forming conditions were the same as those in Experimental Example 1. First pretreatment condition Pretreatment gas Oxygen (O 2 ), 100 sccm high frequency power 13.56 MHz, 300 W Processing pressure 0.1 Torr Processing time 5 min Second pretreatment condition Pretreatment gas Hydrogen (H 2 ), 100 sccm high frequency power 13 .56 MHz, 300 W Processing pressure 0.1 Torr Processing time 5 min Experimental example 6 Prior to the formation of the DLC film, the test piece was subjected to the first pretreatment with oxygen gas plasma under the following conditions before the formation of the DLC film. A second pretreatment with plasma was performed. The film forming conditions were the same as those in Experimental Example 1. First pretreatment condition Pretreatment gas Oxygen (O 2 ), 100 sccm High frequency power 13.56 MHz, 300 W Treatment pressure 0.1 Torr Treatment time 5 min Second pretreatment condition Pretreatment gas Sulfur hexafluoride (SF 6 ), 100 sccm High-frequency power 13.56 MHz, 300 W Processing pressure 0.1 Torr Processing time 5 min Next, for each of the DLC film-coated test pieces and the untreated test pieces (Comparative Examples) obtained in Experimental Examples 1 and 2, SU
The coefficient of friction with the S304 material was measured. The coefficient of friction is such that the tip of a pin-shaped article made of SUS304 having a tip curvature radius of R18 mm is brought into contact with the article surface, and the pin is pressed at 10 mm / s in a state where a load of 10 g is applied to the pin-shaped article.
The value at the time of moving at the speed of ec was measured. The average value measured ten times is shown in the following table.
【００３７】 このように、ＳＵＳ３０４からなる試験片にＤＬＣ膜を
被覆することでＳＵＳ３０４材との摩擦係数が非常に小
さくなったことが分かる。[0037] Thus, it can be seen that the coating of the SUS304 test piece with the DLC film significantly reduced the coefficient of friction with the SUS304 material.
【００３８】また、前記実験例１及び２により得られた
各ＤＬＣ膜被覆試験片及び未処理の試験片（比較例）に
ついて、ヌープ硬度を測定した。ヌープ硬度は、実験例
１及び２では２ｇヌープ硬度を測定し、比較例では０．
５ｇヌープ硬度を測定した。結果を次表に示す。 このように、ＳＵＳ３０４からなる試験片にＤＬＣ膜を
被覆することで、硬度が高くなったことが分かる。The Knoop hardness of each of the DLC film-coated test pieces and the untreated test pieces (Comparative Examples) obtained in Experimental Examples 1 and 2 was measured. The Knoop hardness was 2 g of Knoop hardness in Experimental Examples 1 and 2, and was 0. 0 in the Comparative Example.
5 g Knoop hardness was measured. The results are shown in the following table. As described above, it can be seen that the hardness was increased by coating the test piece made of SUS304 with the DLC film.
【００３９】また、前記実験例１及び２により得られた
各ＤＬＣ膜被覆試験片及び未処理の試験片（比較例）に
ついて、表面段差計を用いて表面粗さを測定した。最大
高さＲｍａｘの値を次表に示す。 このように、ＳＵＳ３０４からなる試験片にＤＬＣ膜を
被覆することで、表面粗さが小さくなったことが分か
る。The surface roughness of each of the DLC film-coated test pieces and the untreated test pieces (Comparative Examples) obtained in Experimental Examples 1 and 2 was measured using a surface step meter. The value of the maximum height Rmax is shown in the following table. Thus, it can be seen that the surface roughness was reduced by coating the test piece made of SUS304 with the DLC film.
【００４０】また、前記実験例１〜６により得られた各
ＤＬＣ膜被覆試験片について膜の密着性を評価した。膜
密着性は、試験片上に形成された膜を１ｍｍ平方の正方
形状に区切り、テープを貼った後剥がしてどの程度膜が
剥離するかを調べるＪＩＳテープ剥離試験法（メッシュ
法）により評価した。結果を次表に示す。 このように、ＤＬＣ膜形成に先立ちＳＵＳ３０４からな
る試験片表面にプラズマによる前処理を施すことで膜密
着性が向上したことが分かる。また、シリコン中間膜を
形成することで膜密着性が向上したことも分かる。Each of the DLC film-coated test pieces obtained in Experimental Examples 1 to 6 was evaluated for film adhesion. The film adhesion was evaluated by a JIS tape peeling test method (mesh method) in which a film formed on a test piece was divided into a square shape of 1 mm square, a tape was applied, and the film was peeled off to determine how much the film was peeled. The results are shown in the following table. As described above, it can be seen that the film adhesion was improved by performing the pretreatment with the plasma on the surface of the test piece made of SUS304 prior to the formation of the DLC film. It can also be seen that the film adhesion was improved by forming the silicon intermediate film.
【００４１】また、前記実験例１及び２により得られた
各ＤＬＣ膜被覆試験片及び未処理の試験片（比較例）に
ついて、撥水性を評価した。撥水性は各試験片上に純水
の水滴を置きその接触角を測定することで評価した。な
お、接触角は、空気中にある固体面上に液体があると
き、固体、液体、気体の３相の接触点で液体に引いた接
線と固体面のなす角のうち液体を含む方の角をいい、大
きいほど撥水性がよいことを示す。The water repellency of each of the DLC film-coated test pieces and the untreated test pieces (Comparative Examples) obtained in Experimental Examples 1 and 2 was evaluated. The water repellency was evaluated by placing a water drop of pure water on each test piece and measuring the contact angle. The contact angle is the angle between the tangent drawn on the liquid at the three-phase contact point of the solid, liquid, and gas and the solid surface when the liquid is on the solid surface in the air, including the liquid. Indicates that the larger the value, the better the water repellency.
【００４２】 このように、ＳＵＳ３０４からなる試験片にＤＬＣ膜を
被覆することで、撥水性が向上したことが分かる。[0042] Thus, it can be seen that the water repellency was improved by coating the test piece made of SUS304 with the DLC film.
【００４３】以上のことから、表面の一部又は全部に炭
素膜（特にＤＬＣ膜）を形成した本発明の歯並矯正用具
は、その部分の潤滑性、耐摩耗性及び撥水性に優れるこ
とが分かる。また、耐摩耗性に優れることから良好な潤
滑性及び撥水性を長期にわたり維持できることが分か
る。また、中間膜を形成する場合や前処理としてプラズ
マ処理を行う場合は、炭素膜の密着性を向上させること
ができ、その分良好な耐摩耗性、潤滑性及び撥水性を一
層長期にわたり維持できることが分かる。As described above, the orthodontic appliance of the present invention in which a carbon film (particularly a DLC film) is formed on part or all of the surface is excellent in lubricity, abrasion resistance and water repellency in that part. I understand. Further, it can be seen that excellent lubricity and water repellency can be maintained for a long period of time because of excellent wear resistance. In addition, when an intermediate film is formed or when a plasma treatment is performed as a pretreatment, the adhesion of the carbon film can be improved, and accordingly, good wear resistance, lubricity, and water repellency can be maintained for a longer period. I understand.
【００４４】[0044]
【発明の効果】以上のように本発明によると、耐摩耗
性、潤滑性及び撥水性に優れるとともに、これらの特性
を長期にわたり維持できる歯並矯正用具及びその製造方
法を提供することができる。As described above, according to the present invention, an orthodontic appliance having excellent wear resistance, lubricity and water repellency and capable of maintaining these characteristics for a long period of time, and a method for producing the same can be provided.
【図１】図（Ａ）、図（Ｂ）及び図（Ｃ）はそれぞれ従
来用いられている歯並矯正用具の例或いはさらにその使
用状況を示す図である。1 (A), 1 (B), and 1 (C) are views showing examples of conventionally used orthodontic appliances, and further showing the usage thereof.
【図２】本発明の歯並矯正用具の製造に用いることがで
きる成膜装置の１例の概略構成を示す図である。FIG. 2 is a view showing a schematic configuration of an example of a film forming apparatus that can be used for manufacturing the orthodontic appliance of the present invention.
【図３】図（Ａ）及び図（Ｂ）はそれぞれ本発明に係る
歯並矯正用具の実施形態の断面図である。FIG. 3A and FIG. 3B are cross-sectional views of an embodiment of the orthodontic appliance according to the present invention.
Ｃ１、Ｃ２ 真空チャンバ １１、１１´ 排気装置 ２、２’ 高周波電極 ２１ ヒータ ２２、２２’ マッチングボックス ２３、２３’ 高周波電源 ３ 接地電極 ４、４´ プラズマ原料ガス供給部 ＳＴ スパッタターゲット Ｇ ゲート弁 Ｓ 歯並矯正用具（ブラケット）基体 Ｓ１ 基体Ｓの装着時に口腔内に露出する外表面 Ｓ’ 歯並矯正用具（スマイルブラケットのカバー）基
体 Ｓ１’ 基体Ｓ’の外表面 Ｆ 炭素膜 Ｍ 中間膜 Ｂ ミニダイヤモンドブラケット Ｂ１ 台座 Ｂ２ 掛止部 Ｂ３ 溝 Ａ アーチワイヤ Ａ１ ループ Ｗ 結紮用ワイヤ Ｔ バッカルチューブ Ｔ１ 台座 Ｔ２ ガイド部 Ｔ２’ ガイド部Ｔ２の孔 Ｔ３ 掛止部 Ｄ バンド Ｃ コイル Ｒ ゴムチューブ ＳＢ スマイルブラケット ＳＢ１ 台座 ＳＢ２ ガイド部 ＳＢ３ 溝 ＳＢ４ カバー Ｘ 動かそうとする歯 Ｙ 大臼歯C1, C2 Vacuum chamber 11, 11 'Exhaust device 2, 2' High-frequency electrode 21 Heater 22, 22 'Matching box 23, 23' High-frequency power supply 3 Ground electrode 4, 4 'Plasma source gas supply part ST Sputter target G Gate valve S Orthodontic appliance (bracket) substrate S1 Outer surface exposed in the oral cavity when the substrate S is mounted S 'Orthodontic appliance (smile bracket cover) substrate S1' Outer surface of substrate S 'F Carbon film M Intermediate film B Mini Diamond bracket B1 Pedestal B2 Hook part B3 Groove A Arch wire A1 Loop W Ligation wire T Buccal tube T1 Pedestal T2 Guide part T2 'Hole in guide part T2 T3 Hook part D band C Coil R Rubber tube SB Smile bracket SB1 Pedestal SB2 Guide part SB3 Groove SB4 Cover X Attempt to move Y molars
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 副島 康夫 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Yasuo Soejima 47, Takanecho Umezu, Ukyo-ku, Kyoto Nissin Electric Co., Ltd.
Claims (10)
及び撥水性のある炭素膜が形成されていることを特徴と
する歯並矯正用具。1. An orthodontic appliance characterized in that a carbon film having abrasion resistance, lubricity and water repellency is formed on part or all of the surface.
載の歯並矯正用具。2. The orthodontic appliance according to claim 1, wherein the carbon film is a DLC film.
属、セラミック、ゴム又は樹脂からなるものである請求
項１又は２記載の歯並矯正用具。3. The orthodontic appliance according to claim 1, wherein the film forming surface of the base of the orthodontic appliance is made of metal, ceramic, rubber or resin.
属又はセラミックからなり、該基体と前記炭素膜との間
にシリコン、チタン、炭化ケイ素、炭化チタン、窒化チ
タンからなる群より選ばれた少なくとも１種の材料から
なる中間膜が形成されている請求項１、２又は３記載の
歯並矯正用具。4. A film forming surface of a base of the orthodontic appliance is formed of metal or ceramic, and is selected from the group consisting of silicon, titanium, silicon carbide, titanium carbide, and titanium nitride between the base and the carbon film. 4. The orthodontic appliance according to claim 1, wherein an intermediate film made of at least one kind of material is formed.
前記基体表面の一部又は全部に耐摩耗性、潤滑性及び撥
水性のある炭素膜を形成する工程とを含むことを特徴と
する歯並矯正用具の製造方法。5. A step of forming a base of the orthodontic appliance,
Forming a carbon film having abrasion resistance, lubricity and water repellency on part or all of the surface of the substrate.
載の歯並矯正用具の製造方法。6. The method for manufacturing an orthodontic appliance according to claim 5, wherein the carbon film is a DLC film.
成する請求項５又は６記載の歯並矯正用具の製造方法。7. The method for manufacturing an orthodontic appliance according to claim 5, wherein the carbon film is formed by a plasma CVD method.
を金属、セラミック、ゴム又は樹脂で形成する請求項
５、６又は７記載の歯並矯正用具の製造方法。8. The method for manufacturing an orthodontic appliance according to claim 5, wherein the surface of the base of the orthodontic appliance for which a film is formed is formed of metal, ceramic, rubber or resin.
前記歯並矯正用具の基体の膜形成対象面をフッ素（Ｆ）
含有ガス、水素（Ｈ2 ）ガス及び酸素（Ｏ2）ガスから
選ばれた少なくとも１種のガスのプラズマに曝す請求項
５から８のいずれかに記載の歯並矯正用具の製造方法。9. Prior to the formation of the carbon film, a surface of the base of the orthodontic appliance on which a film is to be formed is made of fluorine (F) as a pretreatment.
Containing gas, hydrogen (H 2) gas and oxygen (O 2) production method of dentition orthodontic appliance according to any one of claims 5 to exposure to a plasma of at least one gas selected from gases 8.
面を金属又はセラミックで形成し、前記炭素膜形成に先
立ち、前記歯並矯正用具の基体の炭素膜形成対象面上に
シリコン、チタン、炭化ケイ素、炭化チタン、窒化チタ
ンからなる群より選ばれた少なくとも１種の材料からな
る中間膜を形成する請求項５から８のいずれかに記載の
歯並矯正用具の製造方法。10. The surface of the base of the orthodontic appliance formed with a metal or ceramic is formed of metal or ceramic, and prior to the formation of the carbon film, silicon or titanium is formed on the surface of the base of the orthodontic appliance on which the carbon film is formed. The method for manufacturing an orthodontic appliance according to any one of claims 5 to 8, wherein an intermediate film made of at least one material selected from the group consisting of silicon carbide, titanium carbide, and titanium nitride is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5226298A JPH11244307A (en) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | Orthodontic tool and method for manufacture of the same |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP5226298A JPH11244307A (en) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | Orthodontic tool and method for manufacture of the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11244307A true JPH11244307A (en) | 1999-09-14 |
Family
ID=12909863
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|---|---|---|---|
| JP5226298A Pending JPH11244307A (en) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | Orthodontic tool and method for manufacture of the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11244307A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-03-04 JP JP5226298A patent/JPH11244307A/en active Pending
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