CN106413665A - 粘接方法、粘接用成套用具以及粘接材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的粘接方法、该粘接方法中所使用的粘接材料和粘接用成套用具,能够与含有聚芳基醚酮树脂的部件牢固地进行粘接;本发明的粘接方法包括:将粘接材料施加于含有聚芳基醚酮树脂的部件的表面上的粘接材料施加工序、和使粘接材料固化的固化工序,其中,该粘接材料含有(A)聚合性单体和构成(B)聚合引发剂的至少一部分成分,并且,在全部聚合性单体中,(p2)分子内至少具有两个以上的聚合性官能团的聚合性单体的含有比例为50wt%以上,且(p1h1)分子内至少具有一个以上的聚合性官能团和一个以上的氢键性官能团的聚合性单体的含有比例为5wt%以上。
Description
技术领域
本发明涉及粘接方法、粘接用成套用具以及粘接材料。
背景技术
超级工程树脂广泛使用于电气电子领域、航空航天领域、汽车产业、医疗领域、普通工业领域等用途中。在该超级工程树脂中,尤其是聚芳基醚酮树脂,由于具有出色的化学性质、物理性质,因而有望在各种领域中得到利用。
例如,在牙科治疗领域中,提出了将该聚芳基醚酮树脂用作牙科材料的技术(例如专利文献1)。在将聚芳基醚酮树脂用作牙科材料的情况下,需要使其与牙质或其他种类的牙科材料牢固地粘接。作为上述粘接含有聚芳基醚酮树脂的部件与牙质或其他种类的牙科材料等部件的技术,提出了各种各样的技术(例如专利文献2、非专利文献1~2)。
【在先技术文献】
【专利文献】
专利文献l:日本专利特开2013-144778号公报
专利文献2:日本专利特表2010-521257号公报
【非专利文献】
非专利文献1:DENTAL MATERIALS 26(2010)553-559
非专利文献2:DENTAL MATERIALS 28(2012)1280-1283
发明内容
另一方面,含有具有出色的化学性质、物理性质的聚芳基醚酮树脂的部件,被广泛利用于各种领域中,而不限于牙科用途中。因此,不论是哪个技术领域或用途,均寻求能够与含有聚芳基醚酮树脂的部件更为牢固地粘接的技术。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其课题在于提供一种能够与含有聚芳基醚酮树脂的部件牢固地粘接的粘接方法、以及该粘接方法中所使用的粘接用成套用具和粘接材料。
上述课题通过以下的本发明而实现。即,
本发明的粘接方法的特征在于,包括:将粘接材料施加于含有聚芳基醚酮树脂的部件的表面上的粘接材料施加工序、和使粘接材料固化的固化工序,其中,该粘接材料含有(A)聚合性单体和构成(B)聚合引发剂的至少一部分成分,并且,在全部聚合性单体中,(p2)分子内至少具有两个以上的聚合性官能团的聚合性单体的含有比例为50wt%以上,且(p1h1)分子内至少具有一个以上的聚合性官能团和一个以上的氢键性官能团的聚合性单体的含有比例为5wt%以上。
本发明的粘接方法的一实施方式的特征在于:在全部聚合性单体中,(p2h1a1)分子内至少具有两个以上的聚合性官能团、一个以上的氢键性官能团以及一个以上的芳香环的聚合性单体的含有比例在20wt%以上且50wt%以下。
本发明的粘接方法的其他实施方式,优选粘接材料含有(C)挥发性溶剂。
本发明的粘接方法的其他实施方式,优选(C)挥发性溶剂为具有酮基的非质子溶剂。
本发明的粘接方法的其他实施方式,优选粘接材料含有(D)至少具有一个以上的与无机化合物反应的第一反应基、和一个以上的与有机化合物反应的第二反应基的偶联剂。
本发明的粘接方法的其他实施方式,优选(D)具有一个以上的与无机化合物反应的第一反应基、和一个以上的与有机化合物反应的第二反应基的偶联剂,具有下述通式(I)所示的分子结构。
[化学式1]
在上述通式(I)中,M是选自由金属元素和半金属元素构成的群中的元素,X是第一反应基,并且是选自由(a)羟基、和(b)通过水解而形成羟基与元素M直接结合的M-OH结构的官能团构成的群中的反应基,Y是第二反应基,Z是与有机化合物和无机化合物均不反应的非反应性官能团。
另外,m为1以上的整数,n为1以上的整数,l为0或1以上的整数,m+n+l为与元素M的原子价相同的整数。
本发明的粘接方法的其他实施方式,优选通式(I)所示的第一反应基X是(b)通过水解而形成羟基与元素M直接结合的M-OH结构的官能团,(A)聚合性单体的至少一种具有酸性基。
本发明的粘接方法的其他实施方式,优选含有聚芳基醚酮树脂的部件还含有无机氧化物。
本发明的粘接方法的其他实施方式,优选无机氧化物为含有硅的无机氧化物。
本发明的粘接方法的其他实施方式,优选作为氢键性官能团而含有氢硫基。
本发明的粘接方法的其他实施方式,优选氢硫基为通过聚合性单体分子的互变异构而生成的基团。
本发明的粘接方法的其他实施方式,优选作为(B)聚合引发剂而至少含有(Bc)化学聚合引发剂,并且,粘接材料含有构成(Bc)化学聚合引发剂的一部分成分;通过实施使粘接材料与含有构成(Bc)化学聚合引发剂的剩余成分的聚合辅助材料接触的接触工序,从而使固化工序开始进行。
本发明的粘接方法的其他实施方式,优选含有聚芳基醚酮树脂的部件为牙科用部件。
本发明的粘接用成套用具的特征在于,至少使用于相对于含有聚芳基醚酮树脂的部件的粘接中,并且至少具有粘接材料和含有聚芳基醚酮树脂的部件,其中,粘接材料含有(A)聚合性单体和构成(B)聚合引发剂的至少一部分成分,并且,在全部聚合性单体中,(p2)分子内至少具有两个以上的聚合性官能团的聚合性单体的含有比例为50wt%以上,且(p1h1)分子内至少具有一个以上的聚合性官能团和一个以上的氢键性官能团的聚合性单体的含有比例为20wt%以上。
本发明的粘接用成套用具的一实施方式,优选该粘接用成套用具使用于牙科。
本发明的粘接材料的特征在于,至少使用于相对于含有聚芳基醚酮树脂的部件的粘接中,且含有(A)聚合性单体和构成(B)聚合引发剂的至少一部分成分,并且,在全部聚合性单体中,(p2)分子内至少具有两个以上的聚合性官能团的聚合性单体的含有比例为50wt%以上,(p1h1)分子内至少具有一个以上的聚合性官能团和一个以上的氢键性官能团的聚合性单体在全部聚合性单体中的含有比例为20wt%以上。
本发明的粘接材料优选使用于牙科。
(发明效果)
根据本发明,能够提供能够与含有聚芳基醚酮树脂的部件牢固地粘接的粘接方法、以及该粘接方法中所使用的粘接用成套用具和粘接材料。
具体实施方式
本实施方式的粘接材料的特征在于,含有(A)聚合性单体和构成(B)聚合引发剂的至少一部分成分,并且,在全部聚合性单体中,(p2)分子内至少具有两个以上的聚合性官能团的聚合性单体的含有比例为50wt%以上,(p1h1)分子内至少具有一个以上的聚合性官能团和一个以上的氢键性官能团的聚合性单体的含有比例为5wt%以上。本实施方式的粘接材料至少使用于相对于含有聚芳基醚酮树脂的部件(以下,有时称为“第一部件”)的粘接中。另外,本实施方式的粘接用成套用具至少具有本实施方式的粘接材料和含有聚芳基醚酮树脂的部件,且至少使用于相对于含有聚芳基醚酮树脂的部件的粘接中。
另外,本实施方式的粘接方法包括:将本实施方式的粘接材料施加于第一部件的表面上的粘接材料施加工序、和使粘接材料固化的固化工序。另外,在粘接材料施加工序中,也可以将粘接材料以与其他组合物混合成混合物的状态施加于第一部件的表面上,在固化工序中,也可以使粘接材料以与其他的组合物混合成混合物的状态固化。另外,将粘接材料施加于第一部件的表面上的方式并无特别限制,例如,可以将粘接材料直接涂敷在第一部件的表面上,或者,在将粘接材料涂敷在第一部件以外的其他部件的表面上之后,使其他部件与第一部件接触,从而使粘接材料与第一部件的表面接触。
另外,第一部件只要是在粘接时与本实施方式的粘接材料接触的粘合面附近部分中至少含有聚芳基醚酮树脂的部件,便可以是任意部件。另外,在本实施方式的粘接方法中,本实施方式的粘接材料的粘接对象可以仅为第一部件,也可以为第一部件和第二部件。
在粘接对象仅为第一部件时,例如可以使用本实施方式的粘接材料来粘接设有接缝的环状第一部件的一端与另一端。另外,也可以以将本实施方式的粘接材料填充在设有孔或槽等凹部的第一部件的凹部内的形态进行粘接。该情况下,将凹部填充,且填充于凹部内的粘接材料层与第一部件的凹部的内壁面被粘接。
另外,在粘接对象包括第一部件和第二部件这两个部件的情况下,使用本实施方式的粘接材料来粘接第一部件与第二部件。在此,第二部件只要是能够与本实施方式的粘接材料粘接的部件,便无特别限制,例如可以是自粘接作业开始前便呈固体状的部件(以下,有时称为“固体状第二部件”),也可以是在粘接作业开始前呈糊状或液状而在粘接作业期间固化,从而在粘接作业完成后呈固体状的固化性部件(以下,有时称为“固化性第二部件”)。
固体状第二部件可以是与第一部件同样在粘合面附近部分中至少含有聚芳基醚酮树脂的部件,也可以是在粘合面附近部分中完全不含聚芳基醚酮树脂的部件(与第一部件不同的部件)。
固化性第二部件也可以是作为粘接材料发挥作用的部件。该情况下,能够将本实施方式的粘接材料的固化物与固化性第二部件的固化物牢固地粘接。而且,也可以将固化性第二部件利用于与其他的固体部件(以下,有时称为“第三部件”)的粘接中。例如,在固化性第二部件是具有能够与第三部件的表面牢固地粘接这一性质的部件的情况下,通过在第一部件侧施加本实施方式的粘接材料,在第三部件侧施加固化前的固化性第二部件施加进行粘接,从而能够将第一部件与第三部件牢固地进行粘接。第三部件只要是公知的固体部件,便可以无特别限制地进行利用,但是,通常优选利用在粘合面附近部分中完全不含聚芳基醚酮树脂的部件(与第一部件不同的部件)。另外,关于第一部件、第二部件以及第三部件,之后详细进行说明。
在本实施方式的粘接方法中,通过使用本实施方式的粘接材料,能够与含有聚芳基醚酮树脂的第一部件牢固地进行粘接。另外,虽然能够得到这样的高粘合性的理由尚不明确。但是,本发明人们推测其原因在于,本实施方式的粘接材料与含有聚芳基醚酮树脂的第一部件的表面的亲和性极高。即,通过在含有聚芳基醚酮树脂的第一部件的表面上涂敷本实施方式的粘接材料,含有(A)聚合性单体的粘接材料能够进入第一部件的表面上所存在的微小凹凸等中形成嵌合,并能够在表面上形成大致均匀的层。通过使该层聚合,能够形成均匀且牢固的粘接材料层。
以下,对于作为本实施方式的粘接材料中所使用的必需成分的(A)聚合性单体和(B)聚合引发剂、以及根据需要而使用的其他任意成分进行说明。
(A)聚合性单体
在粘接材料中,构成粘接材料的各分子间的相互作用、以及这些分子与粘合体表面的相互作用极其重要。在本申请说明书中,考虑到这一点,在对于作为粘接材料的主要构成材料的(A)聚合性单体进行说明时,有时会根据需要而使用尤其着重表示对上述相互作用的影响较大的聚合性单体分子中的一部分结构(官能团的种类、数量)的分类标记。
其中,在根据分子内所含的官能团的种类和数量而对“(A)聚合性单体”进行分类时,将表示分子内一定含有的官能团的种类的符号、和表示分子内一定含有的特定官能团的最小数量的数值加以组合进行记载。即,在利用符号“p”表示聚合性官能团、利用符号“h”表示氢键性官能团、利用符号“a”表示芳香环时,“p2”是指分子内至少具有两个以上的聚合性官能团的聚合性单体,“p1h1”是指分子内至少具有一个以上的聚合性官能团和一个以上的氢键性官能团的聚合性单体,“p2h1”是指分子内至少具有两个以上的聚合性官能团和一个以上的氢键性官能团的聚合性单体,“p2h1a1”是指分子内至少具有两个以上的聚合性官能团、一个以上的氢键性官能团以及一个以上的芳香环的聚合性单体。因此,在本申请说明书中,有时会使用“p2”等分类标记来记载聚合性单体的分子内至少具有的官能团的种类、最小数量。例如,有时将分子内至少具有两个以上的聚合性官能团的聚合性单体记载为“p2型聚合性单体”。另外,当分类标记中不包含表示规定官能团的符号时,则聚合性单体分子中是否存在该官能团不受限。
另外,分子内至少具有一个以上的聚合性官能团的聚合性单体可以记载为“pl”,但是,分子内至少具有一个以上的聚合性官能团这一点是本实施方式的粘接材料中所使用的所有聚合性单体的共同特征。因此,在本申请说明书中,当聚合性单体分子的分子内至少具有一个以上的聚合性官能团、即记载为“p1”时,省略仅为“p1”的记载。
因此,例如具有两个聚合性官能团、一个氢键性官能团以及一个芳香环且不具有其他官能团的聚合性单体、和具有三个聚合性官能团和两个氢键性官能团且不具有其他官能团的聚合性单体被分类为p2型聚合性单体,并且也被分类为p1h1型聚合性单体和p2h1型聚合性单体。另外,具有一个聚合性官能团、一个氢键性官能团以及一个芳香环且不具有其他官能团的聚合性单体不被分类为p2型聚合性单体,而被分类为p1h1型聚合性单体,同时也被分类为p1h1a1型聚合性单体。
因此,如1,6-双(甲基丙烯乙氧羰基氨基)2,2,4-三甲基己烷等根据具体的物质名称、分子结构而确定的聚合性单体,有时也符合多种分类标记。
在此,本实施方式的粘接材料中所含的(A)聚合性单体是在分子内至少具有一个以上的聚合性官能团的单体。作为“聚合性官能团”,可以列举出乙烯基、苯乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯酰基等。从生物毒性低、聚合活性高等方面出发,聚合性官能团优选为自由基聚合性官能团,虽然还列举出了乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等官能团,但是,从聚合速度、生物安全性方面出发,尤其优选为(甲基)丙烯酰基。
另外,在粘接材料中所使用的全部聚合性单体中,(p2)分子内至少具有两个以上的聚合性官能团的聚合性单体的含有比例必须为50wt%以上,优选为60wt%以上,进而优选为70wt%以上,也可以为100wt%。通过将p2型聚合性单体的含有比例设为50wt%以上,通过(A)聚合性单体分子彼此聚合而得到的聚合物能够形成充分的网状结构,从而粘接材料层的强度变高。由此,进入含有聚芳基醚酮树脂的第一部件的表面上所存在的微小凹凸中的粘接材料的强度变高,聚芳基醚酮树脂与粘接材料层的相互作用变得更强,从而能够得到高粘合性。
进而,在粘接材料中所使用的全部聚合性单体中,(p1h1)分子内至少具有一个以上的聚合性官能团和一个以上的氢键性官能团的聚合性单体的含有比例为5wt%以上,优选为20wt%以上,更优选为30wt%以上,进而优选为50wt%以上,也可以为100wt%。通过将p1h1型聚合性单体的含有比例设为5wt%以上,通过其氢键性官能团彼此的氢键的作用而使粘接材料层的强度变得更高。并且,p1 h1型聚合性单体的氢键性官能团与聚芳基醚酮树脂的酮基产生相互作用,从而使聚芳基醚酮树脂与粘接材料层的相互作用变得更强。通过上述作用,能够得到更高的粘合性。
此处所说的氢键是指:与电负性大的原子(O、N、S等)结合且电极化成阳性的氢原子(供体)和具有孤电子对且呈电阴性的原子(受体)之间所形成的成键相互作用。在本申请说明书中,“氢键性官能团”是在上述氢键中能够作为供体和受体发挥作用的官能团,具体是指羟基、氢硫基(硫醇基)、氨基、氨基甲酸乙酯基、酰胺基等。另外,当氢键性官能团为羟基时,该羟基也可以是构成下述酸性基的一部分的羟基。
另外,氢键性官能团也可以是通过聚合性单体分子的互变异构而生成的官能团。作为通过互变异构而生成氢键性官能团的具体例子,例如可以列举出:聚合性单体分子中所含的一个氢键性官能团(-OH、>NH等)通过互变异构而消失且生成其他的氢键性官能团(-SH)的情况等。
作为(p2)分子内至少具有两个以上的聚合性官能团的聚合性单体,可以毫无限制地使用公知的p2型聚合性单体,例如可以列举出如下述(I)至(III)所示分子内具有两个以上的(甲基)丙烯酰基的自由基聚合性单体。
(I)双官能自由基聚合性单体
2,2-双(甲基丙烯酰氧基苯基)丙烷、2,2-双[4-(3-甲基丙烯酰氧基)-2-羟基丙氧基苯基]丙烷、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基四乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基五乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基二丙氧基苯基)丙烷、2(4-甲基丙烯酰氧基二乙氧基苯基)-2(4-甲基丙烯酰氧基三乙氧基苯基)丙烷、2(4-甲基丙烯酰氧基二丙氧基苯基)-2-(4-甲基丙烯酰氧基三乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基丙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基异丙氧基苯基)丙烷、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸三甘醇酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸甘油酯、双(2-甲基丙烯酰氧基乙基)磷酸氢酯、双(6-甲基丙烯酰氧基己基)磷酸氢酯以及对应于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯;从如甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、3-氯-2-羟丙基甲基丙烯酸酯等的甲基丙烯酸酯或对应于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯等具有-OH基的乙烯基单体、与如甲苯二异氰酸酯、4,4‘-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)等的二异氰酸酯化合物的加成物得到的二加成物;1,2-双(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)乙基、1,6-双(甲基丙烯酰基乙氧羰基氨基)2,2,4-三甲基己烷等。
(II)三官能自由基聚合性单体
三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、三羟甲基甲烷三甲基丙烯酸酯等的甲基丙烯酸酯以及对应于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯等。
(III)四官能自由基聚合性单体
季戊四醇四甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯以及从如甲苯二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯等的二异氰酸酯化合物与二甲基丙烯酸缩水甘油酯的加成物得到的二加成物等。
上述(p2)分子内至少具有两个以上的聚合性官能团的聚合性单体,也可以根据需要而同时使用多种。
作为(p1h1)分子内至少具有一个以上的聚合性官能团和一个以上的氢键性官能团的聚合性单体,可以毫无限制地使用公知的p1h1型聚合性单体。p1h1型聚合性单体大致可以列举出:<a>分子内仅具有一个聚合性官能团的单官能型聚合性单体、和<b>分子内具有两个以上聚合性官能团的多官能型聚合性单体、换言之(p2h1)分子内具有两个以上的聚合性官能团和一个以上的氢键性官能团的聚合性单体。
作为<a>p1h1型聚合性单体中的单官能型聚合性单体,可以无特别限制地使用公知的单官能型聚合性单体,作为例子,可以列举出:甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸二氢酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基苯基磷酸氢酯、6-甲基丙烯酰氧基己基磷酸二氢酯、10-甲基丙烯酰氧基己基磷酸二氢酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基2-溴乙基磷酸氢酯、甲基丙烯酸、N-甲基丙烯酰基甘氨酸、N-甲基丙烯酰基天冬氨酸、N-甲基丙烯酰基-5-氨基水杨酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基琥珀酸氢酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基钛酸氢酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基马来酸氢酯、6-甲基丙烯酰氧基乙基萘-1,2,6-三羧酸、O-甲基丙烯酰基酪氨酸、N-甲基丙烯酰基酪氨酸、N-甲基丙烯酰基苯丙氨酸、N-甲基丙烯酰基对氨基苯甲酸、N-甲基丙烯酰基邻氨基苯甲酸、2-甲基丙烯酰氧基苯甲酸、3-甲基丙烯酰氧基苯甲酸、4-甲基丙烯酰氧基苯甲酸、N-甲基丙烯酰基-5-氨基水杨酸、N-甲基丙烯酰基-4-氨基水杨酸、11-甲基丙烯酰氧基十一烷基-1,1-二羧酸、10-甲基丙烯酰氧基癸烷基-1,1-二羧酸、12-甲基丙烯酰氧基十二烷基-1,1-二羧酸、6-甲基丙烯酰氧基己烷基-1,1-二羧酸、4-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)偏苯三酸酯、4-甲基丙烯酰氧基乙基偏苯三酸酯、4-甲基丙烯酰氧基丁基偏苯三酸酯、4-甲基丙烯酰氧基己基偏苯三酸酯、4-甲基丙烯酰氧基癸基偏苯三酸酯等的甲基丙烯酸酯、以及对应于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯等。
作为<b>p1h1型聚合性单体中的多官能型聚合性单体(p2h1型聚合性单体),包括以上作为p2型聚合性单体所例示的聚合性单体中分子内还具有氢键性官能团的聚合性单体在内,可以无特别限制地使用公知的多官能型聚合性单体。作为例子,可以列举出:2,2-双[4-(3-甲基丙烯酰氧基)-2-羟基丙氧基苯基]丙烷、二甲基丙烯酸甘油酯、双(2-甲基丙烯酰氧基乙基)磷酸氢酯、双(6-甲基丙烯酰氧基己基)磷酸氢酯以及对应于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯;从如甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、3-氯-2-羟丙基甲基丙烯酸酯等的甲基丙烯酸酯或对应于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯等具有-OH基的乙烯基单体、与如甲苯二异氰酸酯、4,4‘-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)等的二异氰酸酯化合物的加成物得到的二加成物;1,2-双(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)乙基、1,6-双(甲基丙烯酰基乙氧羰基氨基)三甲基己烷等。
另外,粘接材料中所混合的p1h1型聚合性单体,也可以仅为单官能型的聚合性单体,但是,更优选为多官能型的聚合性单体(p2h1型聚合性单体)。该情况下,全部聚合性单体中的p2h1型聚合性单体的含有比例优选为5%以上,优选为20wt%以上,更优选为30wt%以上,进而优选为50wt%以上,也可以为100wt%。通过将p2h1型聚合性单体的含有比例设定在5wt%以上,与仅使用单官能型的p1h1型聚合性单体时相比,容易得到更高的粘合性。
另外,全部聚合性单体中的(p2h1a1)分子内至少具有两个以上的聚合性官能团、一个以上的氢键性官能团以及一个以上的芳香环的聚合性单体的含有比例优选为20wt%以上且50wt%以下。换言之,在p1h1型聚合性单体使用多官能型聚合性单体(p2h1型聚合性单体),且将全部聚合性单体中的p2h1型聚合性单体的含有比例设定在20wt%以上时,优选p2h1型聚合性单体的一部分或全部为p2h1a1型聚合性单体。
通过使用分子内具有芳香环的p2h1a1型聚合性单体,p2h1a1型聚合性单体的芳香环和聚芳基醚酮树脂的芳香环形成堆积(stack)。该情况下,第一部件所含的聚芳基醚酮树脂与粘接材料层的相互作用变得更强,因此,能够通过该相互作用而得到更高的粘合性。
另外,如上所述,全部聚合性单体中的p2h1a1型聚合性单体的含有比例优选为20wt%以上且50wt%以下,但是,p2h1a1型聚合性单体的含有比例的下限值更优选为30wt%以上,p2h1a1型聚合性单体的含有比例的上限值更优选为45wt%以下。通过将p2h1a1型聚合性单体的含有比例设为20wt%以上,能够使第一部件所含的聚芳基醚酮树脂与粘接材料层的相互作用变强。另外,通过将p2h1a1型聚合性单体的含有比例设为50wt%以下,能够抑制因为芳香环存在过剩而使聚芳基醚酮树脂的芳香环与p2h1a1型聚合性单体的芳香环的相互作用失去平衡。
作为(p2h1a1)分子内至少具有两个以上的聚合性官能团、一个以上的氢键性官能团以及一个以上的芳香环的聚合性单体,包括以上作为p2型聚合性单体所例示的聚合性单体中分子内具有氢键性官能团和芳香环的聚合性单体、以及以上作为p2h1型聚合性单体所例示的聚合性单体中分子内具有芳香环的聚合性单体在内,可以无特别限制地使用公知的p2h1a1型聚合性单体。作为例子,可以列举出:2,2-双[4-(3-甲基丙烯酰氧基)-2-羟基丙氧基苯基]丙烷以及对应于该甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯;从如甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、3-氯-2-羟丙基甲基丙烯酸酯等的甲基丙烯酸酯或对应于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯等具有-OH基的乙烯基单体、与如甲苯二异氰酸酯、4,4‘-二苯基甲烷二异氰酸酯等具有芳族基(aromatic group)的二异氰酸酯化合物的加成得到的二加成物等。
另外,作为p1h1型聚合性单体的氢键性官能团,尤其优选含有氢硫基。当粘接材料中包含具有氢硫基的p1h1型聚合性单体时,能够相对于含有聚芳基醚酮树脂的第一部件而长时间维持高粘合性,从而更容易得到高粘接持久性。虽然能够得到这样的高粘接持久性的理由并不确定,但本发明人们推测原因如下。
即,由于聚芳基醚酮树脂是疏水性的材料,因此,当将含有聚芳基醚酮树脂的第一部件长时间保持在湿润环境(例如口腔内等)中时,在第一部件与粘接材料的界面处,水分更容易对粘接材料带来影响。由此,导致粘接材料劣化,从而导致将第一部件在湿润环境下长时间保持后的粘合性大幅降低。另一方面,当在第一部件的表面上涂敷含有作为氢键性官能团而含有氢硫基的p1h1型聚合性单体的粘接材料时,随着时间的经过,作为氢键性官能团而含有氢硫基的p1h1型聚合性单体的氢硫基与聚芳基醚酮树脂的酮基发生反应,从而形成硫缩醛结构。该硫缩醛结构是耐水性高而不易水解等比较稳定的键。因此,能够长时间稳定地在粘接材料与第一部件之间存在键。由此,在刚粘接后发挥高粘合性,且能够长时间维持高粘合性,从而能够得到高粘接持久性。
另外,含有作为氢键性官能团而包含氢硫基的p1h1型聚合性单体的粘接材料,适用于针对第一部件中使用包含聚芳基醚酮树脂和无机氧化物的聚芳基醚酮树脂复合材料制成的第一部件的粘接。该情况下,容易得到更高的粘接持久性。虽然能够得到如此更高的粘接持久性的理由并不确定,但本发明人们推测原因如下。首先,当第一部件中含有无机氧化物时,能够通过无机氧化物的表面酸性点而使第一部件的粘合面附近变为酸性状态。因此,粘接材料中所混合的作为氢键性官能团而含有氢硫基的p1h1型聚合性单体的氢硫基、与第一部件中所含的聚芳基醚酮树脂的酮基的反应,在酸的作用下得到进一步促进。另外,认为即使在第一部件不含无机氧化物的情况下,通过在粘接材料侧混合分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单量或无机氧化物,也能够得到相同的效果。但是,从能够更加可靠地使第一部件的粘合面附近变为酸性状态的观点来看,在第一部件中混合无机氧化物,且在粘接材料中混合作为氢键性官能团而含有氢硫基的p1h1型聚合性单体的情况下,有利于得到高粘接持久性。
另外,作为适于与含有p1h1型聚合性单体的粘接材料组合的聚芳基醚酮树脂复合材料中所混合的无机氧化物,可以利用公知的无机氧化物,其中,上述p1h1型聚合性单体中作为氢键性官能团而含有氢硫基。但是,尤其从得到高粘接持久性的观点来看,无机氧化物优选为二氧化硅、二氧化钛、二氧化硅-二氧化钛、二氧化硅-氧化锆,最优选为二氧化硅。
即使在作为氢键性官能团而含有氢硫基的p1h1型聚合性单体中,如上所述,从聚合速度、生物安全性方面出发,聚合性官能团也尤其优选为(甲基)丙烯酰基。因此,作为氢键性官能团而含有氢硫基的p1h1型聚合性单体,优选为含有氢硫基和(甲基)丙烯酰基的聚合性单体。作为含有氢硫基和(甲基)丙烯酰基的聚合性单体,可以列举出如下结构的聚合性单体,即:在以上作为p2型聚合性单体、p1h1型聚合性单体、p2h1a1型聚合性单体而列举的聚合性单体中的、具有(甲基)丙烯酰基的聚合性单体中,将(甲基)丙烯酰基部分以外的其他部位的氢原子或羟基置换为氢硫基。
作为氢键性官能团而含有氢硫基的p1h1型聚合性单体,只要是分子内具有一个以上的聚合性官能团和一个以上的氢硫基的聚合性单体,便可以无特别限制地进行利用,例如,具体可以举出如下述化合物I族~化合物IV族、化合物V、化合物VI族、化合物VII~IX所示具有游离的氢硫基的化合物。
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
另外,氢硫基也可以是通过聚合性单体分子的互变异构而生成的基团。如此通过互变异构而在分子内生成氢硫基的聚合性单体,尤其优选为p1h1型聚合性单体。作为具体例子,可以列举出如下情况,即:在分子内具有S的p1h1型聚合性单体中,通过互变异构而使分子中的氢硫基以外的氢键性官能团(例如,-OH、>NH等)的氢原子与分子内的S结合而生成氢硫基。在粘接材料中,在得到高粘接持久性方面,这样的聚合性单体也与以上所例示的分子内具有(恒久存在)氢硫基的p1h1型聚合性单体同样地发挥作用。作为这样的聚合性单体,例如可以列举出下述通式A1~A6所示的化合物。
[化学式11]
在通式A1~A6中,R1是氢原子或甲基。另外,R2是碳数为l~12的二价饱和烃基、-CH2-C6H4-CH2-基、-(CH2)o-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-(CH2)p-基(其中,o和p分别是1~5的整数。)、或者-CH2CH2OCH2CH2-基。
另外,Z是-OC(=O)-基、-OCH2-基、或者-OCH2-C6H4-基(其中,在上述任意一种Z基中,Z基中的右端的碳原子在上述通式A1~A3、A6中均形成不饱和键且与位于Z基的右侧相邻位置处的碳原子结合,Z基中的左端的氧原子在上述通式A1~A3、A6中均与位于Z基的左侧相邻位置处的R2基结合。)。另外,Z’是-OC(=O)-基(其中,-OC(=O)-基的右端的碳原子在上述通式A4~A5中形成不饱和键且与位于Z’基的右侧相邻位置处的不饱和碳结合,-OC(=O)-基的左端的氧原子在上述通式A4~A5中与位于Z’基的左侧相邻位置处的R2基结合。)、-C6H4-基、或者原子键(在此,Z’基为原子键的情况是指R2基与不饱和碳直接结合的状态。)。进而,Y是-S-、-O-或者-N(R’)-(其中,R’是氢原子或者碳数为1~5的烷基)。
另外,通式A1~A6所示的化合物均表示通过互变异构生成氢硫基之前的状态。在此,在通式A1~A5中,这些化合物中的部分结构“-NH-C(=S)-”通过互变异构而被转换为“-N=C(-SH)-”,从而生成氢硫基。另外,在通式A6中,该化合物中的部分结构“>P(=S)(-OH)”通过互变异构而被转换为“>P(-SH)(=O)”,从而生成氢硫基。
作为上述通式A1~A6所示的、通过互变异构而在分子内生成氢硫基的聚合性单体,例如可以列举出下述化合物XI族~化合物XIII所示的化合物。
[化学式12]
[化学式13]
[化学式14]
另外,在本实施方式的粘接材料中,作为在分子内生成氢硫基的聚合性单体,除了上述通过互变异构而在分子内生成氢硫基的聚合性单体以外,还可以使用通过某种刺激(与其他物质发生反应的化学刺激、光照射等的物理刺激等)而在分子内生成氢硫基的聚合性单体。该情况下,可以在使用本实施方式的粘接材料之前施加刺激。例如,已知二硫键通过与还原剂进行反应而被切断,从而生成氢硫基。由此,当在本实施方式的粘接材料中,作为(A)聚合性单体而含有分子内具有二硫键的聚合性单体时,可以使粘接材料与还原剂接触或混合。该情况下,在分子内具有二硫键的聚合性单体中,二硫键在还原剂的作用下被切断,从而在分子内生成氢硫基。即,分子内具有二硫键的聚合性单体,在化学刺激(还原剂)的作用下被转换成作为氢键性官能团而含有氢硫基的p1h1型聚合性单体。
作为使粘接材料与还原剂接触或混合的方式,可以在不会对粘合性带来不良影响的范围下适当地进行利用,例如,可以利用下述a)第一方式、b)第二方式或者c)第三方式等,其中,a)第一方式是指:在使用粘接材料之前将分子内具有二硫键的聚合性单体与还原剂混合,并将所得到的混合物涂敷在粘合体上;b)第二方式是指:在将含有还原剂的组合物涂敷在粘合面上之后,进而涂敷含有分子内具有二硫键的聚合性单体的粘接材料;c)第三方式是指:将含有分子内具有二硫键的聚合性单体的粘接材料涂敷在粘合面上之后,从粘接材料的上方压接含有还原剂的组合物(例如,含有还原剂的牙科用粘固剂等)。另外,在上述三种方式中,从接触或混合后容易充分生成作为氢键性官能团而含有氢硫基的p1h1型聚合性单体的观点来看,优选为第一方式。
另外,在分子内具有二硫键的聚合性单体中,只要分子中所含的聚合性官能团的数量为一个以上便无特别限定,含有或不含有氢键性官能团、芳香环均可。另外,还原剂只要是能够切断二硫键的物质,便可以无特别限制地进行利用。
以上所说明的作为氢键性官能团而含有氢硫基的p1h1型聚合性单体、或者通过互变异构或刺激而在分子内生成氢硫基的聚合性单体,可以在粘接材料中混合一种、或者同时混合两种以上。
作为p1h1型聚合性单体而混合具有游离氢硫基的聚合性单体的粘接材料,在粘接材料的储藏期间,尤其要注意保存稳定性,以免引起作为聚合性官能团的双键的加成反应等,其中,该p1h1型聚合性单体中作为氢键性官能团而含有氢硫基。从该保存稳定性的观点来看,优选在粘接材料中混合通过互变异构或刺激而生成氢硫基的聚合性单体。另外,在粘接材料中混合通过刺激而生成氢硫基的聚合性单体的情况下,容易导致操作变复杂,而且有时为了得到高粘接持久性必须注意使用方法,以便充分生成作为氢键性官能团而含有氢硫基的p1h1型聚合性单体。从该操作性的观点来看,优选在粘接材料中混合具有游离的氢硫基的聚合性单体、或者通过互变异构而生成氢硫基的聚合性单体。由此,从上述方面综合来看,最优选在粘接材料中混合通过互变异构而生成氢硫基的聚合性单体。
另外,推测(a)分子内具有恒久存在的氢硫基的p1h1型聚合性单体、和(b)呈通过互变异构或刺激而在分子内生成氢硫基之后的状态的p1h1型聚合性单体中的氢硫基,与第一部件所含的聚芳基醚酮树脂的酮基发生反应,从而具有高粘接持久性。因此,在(a)分子内具有恒久存在的氢硫基的p1h1型聚合性单体中,优选氢硫基周围的位阻小,在(b)呈通过互变异构或刺激而在分子内生成氢硫基之后的状态的p1h1型聚合性单体中,优选生成氢硫基后的部位周围的位阻小。在此,当氢硫基(或生成氢硫基的部位)与聚合性官能团之间的距离短时,则在通过粘接材料中所含的聚合性单体彼此的聚合反应而生成的聚合物主链附近存在氢硫基(或生成氢硫基的部位)。因此,有可能导致位阻变大,聚芳基醚酮树脂的酮基与氢硫基的反应性降低。因此,优选在聚合性官能团与氢硫基(或生成氢硫基的部位)之间存在联接基(spacergroup)。
该情况下,在通式A1~A6中,R2优选为主链的原子数为4以上、即碳数为4~12的二价饱和烃基、-CH2-C6H4-CH2-基、-(CH2)o-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-(CH2)p-基(其中,o和p分别是1~5的整数。)、或者-CH2CH2OCH2CH2-基。进而,更优选为主链的原子数为6以上、即碳数为6~12的二价饱和烃基、-CH2-C6H4-CH2-基、-(CH2)o-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-(CH2)p-基(其中,o和p分别是1~5的整数,且o+p在3以上)。其中,R2尤其优选为碳数为6~12的二价饱和烃基。作为上述碳数为6~12的二价饱和烃基,例如可以列举出1,6-己烯基(1,6-hexylenegroup)、1,10-癸烯基(1,10-decatylen group)、1,11-十一烯基(undecatylen group)等。
在使用通过互变异构而在分子内生成氢硫基的聚合性单体的情况下,从粘接持久性的观点来看,作为能够通过互变异构而生成氢硫基的官能团,更优选为硫脲嘧啶基。即,在通式A1~A6的化合物中,更优选为通式A1、A2的化合物。
在粘接材料中混合作为氢键性官能团而含有氢硫基的p1h1型聚合性单体的情况下,全部聚合性单体中的p1h1型聚合性单体的含有比例并无特别限定,但是,p1h1型聚合性单体的含有比例优选在0.005wt%~10wt%的范围内,更优选在0.01wt%~5wt%的范围内,进而优选在0.03wt%~1wt%的范围内。这在粘接材料中混合通过互变异构或刺激而在分子内生成氢硫基的聚合性单体时也是相同的。
通过将p1h1型聚合性单体的含有比例设定在0.01wt%以上,容易得到更高的粘接持久性。另外,通过将p1h1型聚合性单体的含有比例设定在10wt%以下,能够更加可靠地抑制粘接材料的保存稳定性变差。另外,在粘接材料中所混合的聚合性单体的聚合性官能团为自由基聚合性官能团的情况下,在粘接材料的聚合性单体通过自由基聚合而聚合固化时,氢硫基能够作为链转移剂发挥作用。因此,也有可能导致自由基聚合的效率降低,尤其在粘接初期涂敷于第一部件表面上的粘接材料层的强度降低,从而刚粘接后的粘合性降低。但是,通过将p1h1型聚合性单体的含有比例设定在10wt%以下,也能够更加可靠地抑制如上所述刚粘接后的粘合性降低。
另外,作为(A)聚合性单体,也可以使用分子内至少具有一个以上的酸性基的聚合性单体。在此,所谓的酸性基不仅是指磷酸亚基{=P(=O)OH}、膦酰基{-P(=O)(OH)2}、羧基{-C(=O)OH}、磺基(-SO3H)等具有-OH的自由酸基,还指如以上所例示的具有-OH的酸性基的两个经脱水缩合而形成的酸酐结构(例如-C(=O)-O-C(=O)-)、或者以上所例示的具有-OH的酸性基的-OH被置换成卤素的酸卤化物基(例如-C(=O)C1)等具有该基团的聚合性单体的水溶液或者水悬浮液呈酸性的基团。酸性基优选为pKa小于5的酸性基。由于酸性基中包含一个以上的作为氢键性官能团的羟基,因而分子内至少具有一个以上的酸性基的聚合性单体被分类为p1h1型聚合性单体的一种。另外,在粘接材料的使用时,酸酐结构和酸卤化物基与体系中的水分反应而容易生成一部分含有羟基的酸性基。因此,从粘接材料的功能这一观点来看,含有酸酐结构或酸卤化物基的聚合性单体也可以分类为p1h1型聚合性单体的一种。因此,在本申请说明书中,将a)分子内具有恒久存在的酸性基这一类型的聚合性单体、和具有酸酐结构或酸卤化物基这一类型的聚合性单体两者称为“分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体”。
作为分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体,具体可以列举出:2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸二氢酯、双(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)磷酸氢酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基苯基磷酸氢酯、10-(甲基)丙烯酰氧基癸基磷酸二氢酯、6-(甲基)丙烯酰氧基己基磷酸二氢酯、双(6-(甲基)丙烯酰氧基己基)磷酸氢酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基2-溴乙基磷酸氢酯等分子内具有磷酸亚氧基或膦酰氧基的聚合性单体、及其酸酐和酸卤化物(acid halide)。
另外,还可以列举出:(甲基)丙烯酸、N-(甲基)丙烯酰基甘氨酸、N-(甲基)丙烯酰基天冬氨酸、N-(甲基)丙烯酰基-5-氨基水杨酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基琥珀酸氢酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基钛酸氢酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基马来酸氢酯、6-(甲基)丙烯酰氧基乙基萘-1,2,6-三羧酸、O-(甲基)丙烯酰基酪氨酸、N-(甲基)丙烯酰基酪氨酸、N-(甲基)丙烯酰基苯丙氨酸、N-(甲基)丙烯酰基对氨基苯甲酸、N-(甲基)丙烯酰基邻氨基苯甲酸、对乙烯基苯甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基苯甲酸、3-(甲基)丙烯酰氧基苯甲酸、4-(甲基)丙烯酰氧基苯甲酸、N-(甲基)丙烯酰基-5-氨基水杨酸、N-(甲基)丙烯酰基-4-氨基水杨酸等分子内具有一个羧基的聚合性单体、及其酸酐和酸卤化物。
另外,可以列举出:11-(甲基)丙烯酰氧基十一烷基-1,1-二羧酸、10-(甲基)丙烯酰氧基癸烷基-1,1-二羧酸、12-(甲基)丙烯酰氧基十二烷基-1,1-二羧酸、6-(甲基)丙烯酰氧基己烷基-1,1-二羧酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-3’-甲基丙烯酰氧基-2’-(3,4-二羧基苯甲酰氧基)琥珀酸丙酯、1,4-双(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)均苯四酸酯、N,O-二(甲基)丙烯酰基酪氨酸、4-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)偏苯三酸酯、4-(甲基)丙烯酰氧基乙基偏苯三酸酯、4-(甲基)丙烯酰氧基丁基偏苯三酸酯、4-(甲基)丙烯酰氧基己基偏苯三酸酯、4-(甲基)丙烯酰氧基癸基偏苯三酸酯、4-丙烯酰氧基丁基偏苯三酸酯、6-(甲基)丙烯酰氧基乙基萘-1,2,6-三羧酸酐、6-(甲基)丙烯酰氧基乙基萘-2,3,6-三羧酸酐、4-(甲基)丙烯酰氧基乙基羰基丙酰基-1,8-萘二酸酐、4-(甲基)丙烯酰氧基乙基萘-1,8-三羧酸酐等分子内具有多个羧基或其酸酐基的聚合性单体、及其酸酐和酸卤化物。
另外,可以列举出乙烯基膦酸、对乙烯基苯膦酸等分子内具有膦酰基的聚合性单体。
另外,可以列举出2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、对乙烯基苯磺酸、乙烯基磺酸等分子内具有磺基的聚合性单体。
另外,除了以上所列举的聚合性单体之外,还可以适当地使用以上作为<a>p1h1型聚合性单体中的单官能型聚合性单体和<b>p1h1型聚合性单体中的多官能型聚合性单体而列举的聚合性单体中的、含有酸性基的聚合性单体,另外,还可以适当地使用日本专利特开昭54-11149号公报、特开昭58-140046号公报、特开昭59-15468号公报、特开昭58-173175号公报、特开昭61-293951号公报、特开平7-179401号公报、特开平8-208760号公报、特开平8-319209号公报、特开平10-236912号公报、特开平10-245525号公报等中所公开的、作为粘接材料的成分而记载的聚合性单体。
上述分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体既可以单独使用,也可以同时使用多种,尤其优选与后述的(D)偶联剂组合使用。
另外,在作为粘接材料中所含的聚合引发剂而使用化学聚合引发剂的情况下,当粘接材料中作为化学聚合引发剂的一部分成分而使用第四周期的过渡金属化合物时,也适合使用分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体。该情况下,通过分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体而将粘接材料酸化,因此,在作为化学聚合引发剂而至少组合使用第四周期的过渡金属化合物和有机过氧化物时,更加容易激活这些物质彼此间的反应。另外,关于构成上述化学聚合引发剂的各成分,之后详细进行说明。
进而,也可以根据需要而使用不符合以上所说明的各种聚合性单体的任意一种的聚合性单体、即分子内仅具有一个聚合性官能团,且不具有氢键性官能团、酸性基、芳香环、通过互变异构而生成氢硫基的部分结构、通过还原剂等的刺激而生成氢硫基的部分结构的任意一种的聚合性单体。作为这样的聚合性单体,例如可以列举出:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等的甲基丙烯酸酯、以及对应于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯等的聚合性单体。
(B)聚合引发剂
在本实施方式的粘接方法中,在粘接时第一部件的表面与粘接材料接触后,含有(A)聚合性单体的粘接材料进入第一部件的表面上所存在的微小凹凸等中,然后,通过(A)聚合性单体进行聚合,在第一部件的表面与粘接材料之间形成嵌合,从而形成均匀且牢固的粘接材料层,并且,第一部件的表面与粘接材料层之间也被牢固地接合。因此,在粘接材料不含聚合引发剂而无法使(A)聚合性单体固化的情况下,无法形成均匀且牢固的粘接材料层。因而,在本实施方式的粘接材料中,还混合有构成聚合引发剂的至少一部分成分。作为聚合引发剂,可以使用光聚合引发剂、化学聚合引发剂或热聚合引发剂,也可以组合利用两种以上的聚合引发剂。
另外,从在使粘接材料固化时能够简便地进行固化的观点来看,优选使用三种聚合引发剂中的光聚合引发剂和/或化学聚合引发剂,最优选为光聚合引发剂。以下,对上述三种聚合引发剂更为详细地进行说明。
作为光聚合引发剂,可以无任何限制地使用公知的光聚合引发剂。作为代表性的光聚合引发剂,可以列举出α-二酮类和叔胺类的组合、酰基氧化膦和叔胺类的组合、噻吨酮类和叔胺类的组合、α-氨基苯乙酮类和叔胺类的组合、芳基硼酸盐类和光生酸剂类的组合等的光聚合引发剂。
作为能够适用于上述各种光聚合引发剂的各种化合物的例子,α-二酮类可以列举出:樟脑醌、苯偶酰、α-萘基、萘乙酮、萘醌、p,p’-二甲氧基苯偶酰、p,p’-二氯苯偶酰乙酰、1,2-菲醌、1,4-菲醌、3,4-菲醌、9,10-菲醌等。
作为叔胺,可以列举出:N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、N,N-二正丁基苯胺、N,N-二苄基苯胺、N,N-二甲基对甲苯胺、N,N-二乙基对甲苯胺、N,N-二甲基间甲苯胺、N,N-二甲基对溴苯胺、N,N-二甲基间氯苯胺、对二甲氨基苯甲醛、对二甲氨基苯乙酮、对二甲氨基苯甲酸、对二甲氨基苯甲酸乙酯、对二甲氨基苯甲酸戊酯、N,N-二甲基邻氨基苯甲酸甲酯、N,N-二羟乙基苯胺、N,N-二羟乙基对甲苯胺、对二甲氨基苯乙醇、对二甲氨基二苯乙烯、N,N-二甲基-3,5-二甲基苯胺(N,N-dimethyl-3,5-xylidine)、4-二甲氨基吡啶、N,N-二甲基-α-萘胺、N,N-二甲基-β-萘胺、三丁胺、三丙胺、三乙胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N,N-二甲基己胺、N,N-二甲基十二胺、N,N-二甲基十八胺、N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、N,N-二乙氨基甲基丙烯酸乙酯、2,2’-(正丁基亚氨基)二乙醇等。这些化合物可以单独使用、或者将两种以上加以混合而使用。
作为酰基氧化膦类,可以列举出:苯甲酰基二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,6-二甲氧基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,6-二氯苯甲酰基二苯基氧化膦、2,3,5,6-四甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等。
作为噻吨酮类,可以列举出2-氯噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮等。
作为α-氨基苯乙酮类,可以列举出:2-苄基-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1、2-苄基-二乙基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1、2-苄基-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丙酮-1、2-苄基-二乙基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丙酮-1、2-苄基-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-戊酮-1、2-苄基-二乙基氨基-1-(4-吗啉苯基)-戊酮-1等。
上述光聚合引发剂既可以单独进行使用,也可以将两种以上加以混合而使用。
化学聚合引发剂是由两种以上的成分组成,且在即将使用前将所有成分混合而在接近室温的温度下生成聚合活性种的聚合引发剂。作为这样的化学聚合引发剂,代表性的有胺化合物/有机过氧化物类的化学聚合引发剂。
作为该胺化合物的具体例,可以列举出:N,N-二甲基对甲苯胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙醇对甲苯胺等的芳族胺化合物。
作为代表性的有机过氧化物,可以列举出:过氧化酮、过氧缩酮、过氧化氢、二烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧化二碳酸酯、过氧化酯、二芳基过氧化物等。
作为有机过氧化物的具体例,过氧化酮类可以列举出:过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化甲基环己酮、过氧化乙酰乙酸甲酯、过氧化乙酰丙酮等。
作为过氧缩酮类,可以列举出:1,1-双(过氧化叔己基)3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(过氧化叔己基)环己烷、1,1-双(过氧化叔丁基)3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(过氧化叔丁基)环己烷、1,1-双(过氧化叔丁基)环癸烷、2,2-双(过氧化叔丁基)丁烷、4,4-双(过氧化叔丁基)戊酸正丁酯、2,2-双(4,4-二叔丁基过氧化环己基)丙烷等。
作为过氧化氢类,可以列举出:过氧化氢对孟烷、过氧化二异丙苯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢、过氧化氢异丙苯、叔己基过氧化氢、叔丁基过氧化氢等。
作为二烷基过氧化物,可以列举出:α,α-双(过氧化叔丁基)二异丙苯、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、过氧化叔丁基异丙苯、二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷-3等。
作为二酰基过氧化物类,可以列举出:过氧化异丁酰、2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化3,5,5-三甲基己酰、过氧化辛酰、过氧化月桂酰、过氧化硬脂酰、过氧化丁二酸、间甲苯甲酰过氧化苯甲酸(m-toluoyl benzoyl peroxide)、过氧化苯甲酰类等。
作为过氧化二碳酸酯类,可以列举出:过氧化二碳酸二正丙酯、过氧化二碳酸二异丙酯、双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯、过氧化二碳酸二(2-乙氧基)乙酯、过氧化二碳酸二(2-乙基)己酯、过氧化二碳酸二(2-甲氧基)丁酯、过氧化二碳酸二(3-甲基-3-甲氧基丁基)酯等。
作为过氧化酯类,可以列举出:双(新癸过氧化)-对二异丙苯酯(α,α′-Bis(neodecanoyl peroxy)diisopropyl benzen)、过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸1-环己基-1-甲基乙酯、过氧化新癸酸叔己酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔己酯、过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、2,5-二甲基-2,5-双(2-乙基己酰过氧化)己烷、过氧化-2-乙基己酸(1-环己基-1-甲基乙基)酯、过氧化(2-乙基己酸)叔己酯、过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、叔己基过氧化异丙基碳酸酯、过氧化马来酸叔丁酯、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、过氧化月桂酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-双(间甲苯甲酸过氧化)己烷、叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、过氧化苯甲酸叔己酯、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化苯甲酰)己烷、过氧化乙酸叔丁酯、间甲苯甲酰过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、双(过氧化叔丁基)异酞酸酯等。
另外,有机过氧化物也可以适当地使用叔丁基三甲基硅基过氧化物(t-butyltrimethylsilyl peroxide)、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮等。
所使用的有机过氧化物只要适当地选择使用即可,单独使用或者将两种以上加以组合而使用等均可,其中,聚合活性方面来看,尤其优选为过氧化氢类、过氧化酮类、过氧化酯类以及二酰基过氧化物类。进而,从粘接材料的保存稳定性方面来看,优选使用10小时半衰期温度为60℃以上的有机过氧化物。
即使在由该有机过氧化物和该胺化合物组成的引发剂类中进而混合添加有苯亚磺酸或者对甲苯亚磺酸及其盐等的亚磺酸类、5-正丁基巴比妥酸等的巴比妥酸类引发剂,也可以毫无问题地使用。
另外,也可以使用芳基硼酸盐化合物/酸性化合物类的聚合引发剂,该芳基硼酸盐化合物/酸性化合物类的聚合引发剂利用芳基硼酸盐化合物在酸的作用下分解而生成自由基这一情况。
芳基硼酸盐化合物只要是分子中具有至少一个硼-芳基键的化合物,便无特别限定,可以使用公知的化合物,其中,考虑到保存稳定性,优选使用一个分子中具有三个或者四个硼-芳基键的芳基硼酸盐化合物,进而从使用、合成、获取的容易度来看,更优选为具有四个硼-芳基键的芳基硼酸盐化合物。
作为一个分子中具有三个硼-芳基键的芳基硼酸盐化合物,可以列举出:单烷基三苯基硼、单烷基三(对氯苯基)硼、单烷基三(对氟苯基)硼、单烷基三(3,5-二三氟甲基)苯基硼、单烷基三[3,5-双(1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲氧基-2-丙基)苯基]硼、单烷基三(对硝基苯基)硼、单烷基三(间硝基苯基)硼、单烷基三(对丁基苯基)硼、单烷基三(间丁基苯基)硼、单烷基三(对丁氧基苯基)硼、单烷基三(间丁氧基苯基)硼、单烷基三(对辛氧基苯基)硼、单烷基三(间辛氧基苯基)硼(其中,所有化合物中的烷基均表示正丁基、正辛基或者正十二烷基中的任意一种)的、钠盐、锂盐、钾盐、镁盐、四丁基铵盐、四甲基铵盐、四乙基铵盐、三丁基胺盐、三乙醇胺盐、甲基吡啶盐、乙基吡啶盐、丁基吡啶盐、甲基喹啉盐、乙基喹啉盐或丁基喹啉盐等。
作为一个分子中具有四个硼-芳基键的芳基硼酸盐化合物,可以列举出:四苯基硼、四(对氯苯基)硼、四(对氟苯基)硼、四(3,5-二三氟甲基)苯基硼、四[3,5-双(1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲氧基-2-丙基)苯基]硼、四(对硝基苯基)硼、四(间硝基苯基)硼、四(对丁基苯基)硼、四(间丁基苯基)硼、四(对丁氧基苯基)硼、四(间丁氧基苯基)硼、四(对辛氧基苯基)硼、四(间辛氧基苯基)硼(其中,所有化合物中的烷基均表示正丁基、正辛基或者正十二烷基中的任意一种)的、钠盐、锂盐、钾盐、镁盐、四丁基铵盐、四甲基铵盐、四乙基铵盐、三丁基胺盐、三乙醇胺盐、甲基吡啶盐、乙基吡啶盐、丁基吡啶盐、甲基喹啉盐、乙基喹啉盐或丁基喹啉盐等。
以上所列举的各种芳基硼酸盐化合物也可以同时使用两种以上。
也可以在上述芳基硼酸盐化合物/酸性化合物类的聚合引发剂中进一步混合有机过氧化物和/或过渡金属化合物而进行使用。有机过氧化物如上所述。作为过渡金属化合物,可以使用+IV价和/或+V价的钒化合物。作为该+IV价和/或+V价的钒化合物的具体例,可以列举出:四氧化二钒(IV)、乙酰丙酮氧化钒(IV)、草酸氧钒(IV)、硫酸氧钒(IV)、二(1-苯基-1,3-丁二酮)氧代钒(IV)、双(麦芽醇)氧钒(IV)、五氧化二钒(V)、偏钒酸钠(V)、偏钒酸铵(V)、等的钒化合物。
另外,还可以列举出过渡金属化合物/有机过氧化物类的化学聚合引发剂。作为该过渡金属化合物的具体例,例如可以列举出:四氧化二钒(IV)、乙酰丙酮氧化钒(IV)、草酸氧钒(IV)、硫酸氧钒(IV)、二(1-苯基-1,3-丁二酮)氧代钒(IV)、双(麦芽醇)氧钒(IV)、五氧化二钒(V)、偏钒酸钠(V)、偏钒酸铵(V)等的钒化合物;碘化钪(III)等的钪化合物;四氯化钛(IV)、四异丙氧基钛(IV)等的钛化合物;二氯化铬(II)、三氯化铬(III)、铬酸、铬酸盐等的铬化合物;醋酸锰(II)、环烷酸锰(II)等的锰化合物;醋酸亚铁(II)、氯化亚铁(II)、醋酸铁(III)、氯化铁(III)等的铁化合物;醋酸钴(II)、环烷酸钴(II)等的钴化合物;氯化镍(II)等的镍化合物;氯化亚铜(I)、溴化亚铜(I)、氯化铜(II)、醋酸铜(II)等的铜化合物;氯化锌(II)、醋酸锌(II)等的锌化合物。在上述过渡金属化合物中,从容易得到高粘合性等方面来看,优选使用+IV价和/或+V价的钒化合物。作为有机过氧化物,例如可以列举出以上所列举的有机过氧化物。
另外,关于化学聚合引发剂,作为自由基聚合性的化学聚合引发剂,还可以适当地使用由氧化剂和还原剂构成且利用氧化还原反应的化学聚合引发剂。例如,上述胺化合物/有机过氧化物类的化学聚合引发剂也是由氧化剂和还原剂构成且利用氧化还原反应的化学聚合引发剂的一种。
作为利用氧化还原反应的化学聚合引发剂的氧化剂,可以列举出无机过氧化物、有机过氧化物。例如,作为无机过氧化物,具体可以列举出:过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铝、过硫酸铵、氯酸钾、溴酸钾、过磷酸钾等。另外,作为有机过氧化物,从粘接材料的保存稳定性方面来看,可以适当地利用上述胺化合物/有机过氧化物类的化学聚合引发剂中所使用的有机过氧化物中的、以下所示的10小时半衰期温度为60℃以上的有机过氧化物。
即,作为这样的有机过氧化物,可以列举出:过氧化氢对孟烷、过氧化二异丙苯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢、过氧化氢异丙苯、叔丁基过氧化氢等的过氧化氢类;过氧化2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、2,5-二甲基-2,5-双(2-乙基己酰过氧化)己烷、过氧化(2-乙基己酸)叔己酯、过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、叔己基过氧化异丙基碳酸酯、过氧化马来酸叔丁酯、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、过氧化月桂酸叔丁酯、叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、过氧化苯甲酸叔己酯、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化苯甲酰)己烷、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、双(过氧化叔丁基)异酞酸酯等的过氧化酯类;过氧化辛酰、过氧化月桂酰、过氧化丁二酸、间甲苯甲酰过氧化苯甲酸(m-toluoyl benzoyl peroxide)、过氧化苯甲酰等的二酰基过氧化物类等。
另外,作为10小时半衰期温度为60℃以上的有机过氧化物,还可以列举出叔丁基三甲基硅基过氧化物。
作为氧化还原反应的氧化剂而使用过氧化物的化学聚合引发剂的还原剂,例如可以列举出:胺化合物、亚磺酸化合物、硫脲化合物、肟化合物、过渡金属化合物等。
作为胺化合物的具体例,可以列举出N,N-二甲基对甲苯胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙醇对甲苯胺等的芳族胺化合物。
作为亚磺酸化合物,可以使用亚磺酸化合物或其盐,作为具体例子,可以列举出:对甲苯亚磺酸、对甲苯亚磺酸钠、对甲苯亚磺酸钾、对甲苯亚磺酸锂、对甲苯亚磺酸钙、苯亚磺酸、苯亚磺酸钠、苯亚磺酸钾、苯亚磺酸锂、苯亚磺酸钙、2,4,6-三甲基苯亚磺酸、2,4,6-三甲基苯亚磺酸钠、2,4,6-三甲基苯亚磺酸钾、2,4,6-三甲基苯亚磺酸锂、2,4,6-三甲基苯亚磺酸钙、2,4,6-三乙基苯亚磺酸、2,4,6-三乙基苯亚磺酸钠、2,4,6-三乙基苯亚磺酸钾、2,4,6-三乙基苯亚磺酸锂、2,4,6-三乙基苯亚磺酸钙、2,4,6-三异丙基苯亚磺酸、2,4,6-三异丙基苯亚磺酸钠、2,4,6-三异丙基苯亚磺酸钾、2,4,6-三异丙基苯亚磺酸锂、2,4,6-三异丙基苯亚磺酸钙等,优选为对甲苯亚磺酸钠、苯亚磺酸钠、2,4,6-三乙基苯亚磺酸钠。
作为硫脲化合物的例子,可以列举出:硫脲、甲基硫脲、乙基硫脲、N,N’-二甲基硫脲、N,N’-二乙基硫脲、N,N’-二正丙基硫脲、N,N’-二环己基硫脲、三甲基硫脲、三乙基硫脲、三正丙基硫脲、三环己基硫脲、四甲基硫脲、四乙基硫脲、四正丙基硫脲、四环己基硫脲、1-(2-吡啶基)-2-硫脲等。
作为肟化合物的例子,可以列举出:甲基乙基酮肟、甲基异丁基酮肟、苯乙酮肟、二苯甲酰对醌二肟等。
作为过渡金属化合物,尤其适合使用第四周期的过渡金属化合物。第四周期的过渡金属化合物是指周期表第四周期的第3~12族的金属化合物,具体是指钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)各自的金属化合物。另外,上述各种过渡金属元素分别具有多个化合价,但是,只要能够以可稳定存在的化合价作为还原剂发挥作用,便可以混合在本发明的底涂剂(primer)或牙科用固化性组合物中。
作为上述化合物的代表性的具体例子,可以列举出:四氧化二钒(IV)、乙酰丙酮氧化钒(IV)、草酸氧钒(IV)、硫酸氧钒(IV)、二(1-苯基-1,3-丁二酮)氧代钒(IV)、双(麦芽醇)氧钒(IV)等的+IV价的钒化合物;二氯化铬(II)等的+II价的铬化合物;醋酸锰(II)、环烷酸锰(II)等的+II价的锰化合物;醋酸亚铁(II)、氯化亚铁(II)、硫酸亚铁(II)等的+II价的铁化合物;醋酸钴(II)、环烷酸钴(II)等的+II价的钴化合物;环烷酸镍、氯化镍(II)等的+II价的镍化合物;氯化亚铜(I)、溴化亚铜(I)等的+I价的铜化合物等。
上述氧化剂或者还原剂分别可以同时使用两种以上。
另外,作为热聚合引发剂,例如可以列举出:过氧化苯甲酰、过氧化对氯苯甲酰、过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、过氧化二碳酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯等的过氧化物;偶氮二异丁腈等的偶氮化合物;三丁基硼、三丁基硼部分氧化物、四苯硼钠、四(对氟苯基)硼酸钠、四苯基硼酸三乙醇胺盐等的硼化合物;5-丁基巴比妥酸、1-苄基-5-苯基巴比妥酸等的巴比妥酸类;苯亚磺酸钠、对甲苯亚磺酸钠等的亚磺酸盐类等。
上述聚合引发剂在粘接材料中的混合量,优选相对于(A)聚合性单体100质量份在0.01质量份~10质量份的范围内,更优选为0.1质量份~8质量份。当聚合引发剂量的混合量不足0.01质量份时,尤其在刚粘接后,有时粘接材料的固化不充分,从而粘接材料层的强度降低。另一方面,当聚合引发剂的混合量超过10质量份时,未反应而残留的聚合引发剂和反应后的聚合引发剂的残渣变多,从而可能会对含有聚芳基醚酮树脂的第一部件与粘接材料层的相互作用带来不良影响,尤其有可能导致长期的粘合性降低。
另外,本实施方式的粘接材料中混合有构成聚合引发剂的至少一部分成分。该情况下,可以选择a)粘接材料中仅混合有构成聚合引发剂的一部分成分的第一方式、和b)粘接材料中混合有构成聚合引发剂的全部成分的第二方式中的任意一种。
关于第一方式和第二方式的选择,可以根据粘接方法、粘接中所使用的第一部件等粘接对象的组成、形状、所使用的聚合引发剂的种类、组成等粘接时的各种条件而适当地进行选择。但是,在作为聚合引发剂而使用光聚合引发剂或热聚合引发剂的情况下,通常优选采用第二方式。另一方面,在作为聚合引发剂而使用化学聚合引发剂的情况下,适当地采用第一方式和第二方式中的任意一种即可。
在此,在作为(A)聚合引发剂而至少使用化学聚合引发剂的情况下,当采用第二方式时,本实施方式的粘接材料包含:含有构成化学聚合引发剂的一部分成分(第一成分)的第一材料、和含有构成化学聚合引发剂的剩余成分(第二成分)的第二材料。即,包含第一材料和第二材料的粘接材料整体中含有化学聚合引发剂的全部成分。该情况下,在即将使用粘接材料前将第一材料和第二材料进行混合。另外,粘接材料的除化学聚合引发剂以外的其他各种构成成分适当地分配混合在第一材料和第二材料中。例如,可以将粘接材料的除化学聚合引发剂以外的其他各种构成成分呈等量地混合在第一材料和第二材料中。
另外,在作为(A)聚合引发剂而至少使用化学聚合引发剂的情况下,当采用第一方式时,作为本实施方式的粘接材料而使用含有(A)聚合性单体、和构成化学聚合引发剂的一部分成分(第一成分)的粘接材料。另外,构成化学聚合引发剂的剩余成分(第二成分)混合在聚合辅助材料中。该情况下,只要实施使粘接材料与聚合辅助材料接触的接触工序即可。通过实施接触工序,粘接材料中所含的(A)聚合性单体开始进行聚合反应,从而开始进行固化工序。另外,所谓的“使粘接材料与聚合辅助材料接触”,不仅是指(i)粘接材料和聚合辅助材料以分别呈层状地进行层叠的方式接触的情况,还指(ii)使粘接材料和聚合辅助材料相互混合等的情况。但是,通常尤其优选使粘接材料和聚合辅助材料以分别呈层状地进行层叠的方式接触。另外,在使粘接材料和聚合辅助材料混合的情况下,聚合辅助材料使用不含聚合性单体的组合物。
在此,接触工序只要能够使粘接材料与聚合辅助材料接触,便可以以任意方式进行实施,例如,可以以在将粘接材料施加于第一部件等的粘合对象上之后,进而在粘接材料上施加聚合辅助材料的方式进行实施,也可以以在施加于第一部件等的粘合对象上之前,使粘接材料和聚合辅助材料充分混合的方式进行实施。关于接触工序采用何种方式,可以在考虑到下述因素的基础上适当地进行选择,即:化学聚合引发剂的反应性;粘接材料中所含的第一成分和聚合辅助材料中所含的第二成分的浓度;粘接中所使用的粘合对象的形状、尺寸、用途等;根据用途而决定的粘接材料的固化时间等。另外,在接触工序中将粘接材料和聚合辅助材料充分混合的情况下,粘接材料施加工序通过将粘接材料与聚合辅助材料的混合物施加于第一部件的表面上而实施,固化工序通过使粘接材料与聚合辅助材料的混合物固化而实施。
另外,在粘接第一部件与固化性第二部件的情况下,聚合辅助材料还具备固化性第二部件的功能亦可。作为还具备固化性第二部件的功能的聚合辅助材料,例如可以利用除了构成用于使粘接材料固化的化学聚合引发剂的剩余成分之外,还含有用于使聚合性单体或聚合辅助材料自身固化的聚合引发剂等的组合物。该情况下,通过使粘接材料与还具备固化性第二部件的功能的聚合辅助材料接触,从而能够通过粘接材料层而将第一部件与第二部件(还具备固化性第二部件的功能的聚合辅助材料的固化物)进行粘接。另外,在还使用第三部件的情况下,能够通过粘接材料层和第二部件层(还具备固化性第二部件的功能的聚合辅助材料固化后的层)而将第一部件与第三部件进行粘接。该情况下,粘接部分具有第一部件、粘接材料层、第二部件层、第三部件按此顺序依次层叠的层结构。
另外,当在接触工序中,(i)粘接材料和聚合辅助材料以分别呈层状地进行层叠的方式接触时,聚合辅助材料的组成只要含有构成化学聚合引发剂的剩余成分,则其他成分无特别限制。作为其他成分,例如可以列举出聚合性单体、溶剂、填料、热聚合引发剂、光聚合引发剂、颜料等。上述其他成分可以适当地利用包括本实施方式的粘接材料中可使用的材料在内的公知材料。另外,在将聚合辅助材料也用作固化性第二部件的情况下,优选至少含有构成化学聚合引发剂的剩余成分和聚合性单体,进而还含有填料。另外,当在接触工序中,(ii)将粘接材料和聚合辅助材料进行混合时,如上所述,作为聚合辅助材料而使用不含聚合性单体的组合物。作为这样的聚合辅助材料,例如可以列举出:含有构成化学聚合引发剂的剩余成分(第二成分)和挥发性溶剂的组合物、或者在该组合物中进而添加粘合剂树脂等的增稠剂而形成的组合物等。
另外,在作为化学聚合引发剂而列举利用氧化还原反应的化学聚合引发剂为例的情况下,可以是在粘接材料中含有氧化剂、聚合辅助材料中含有还原剂,也可以与此相反。但是,从能够得到更高粘合性的观点来看,优选在粘接材料中含有还原剂、聚合辅助材料中含有氧化剂。虽然其原因尚不清楚,但推测如下,即:在将还原剂混合在粘接材料中,并将该粘接材料施加于含有聚芳基醚酮树脂的第一部件的表面时,粘接材料中的还原剂对聚芳基醚酮树脂产生作用,将其一部分羰基还原,从而在第一部件的表面上生成两个亚芳基、羟基以及作为取代基而具有氢原子的碳原子。由于上述两个亚芳基、羟基以及作为取代基而具有氢原子的碳原子上,容易通过抽氢(hydrogen abstraction)而产生自由基,因而在与聚合辅助材料接触混合后的粘接材料聚合固化时,在与第一部件表面上生成的羟基邻接的碳原子与层叠的(A)聚合性单体之间形成键。由此,粘合性提高。
另外,关于粘接材料中混合的还原剂,从作为化学聚合引发剂的活性的高低、在粘接材料与聚合辅助材料即将接触前尽可能保持高流动性、以及保存稳定性等的平衡来看,优选混合第四周期的过渡金属化合物,进而优选为+IV价的钒化合物。
另外,在粘接材料中使用第四周期的过渡金属化合物的情况下,当粘接材料中混合有胺化合物时,与未混合胺化合物时相比而粘接强度提高效果略有降低,因而优选粘接材料中不混合胺化合物。估计这是因为:胺化合物与第四周期的过渡金属化合物中的过渡金属进行配位,从而使该第四周期的过渡金属化合物的活性降低。
(C)挥发性溶剂
通常,优选本实施方式的粘接材料中还混合有挥发性溶剂。含有挥发性溶剂的粘接材料的粘度降低。因此,粘接材料容易进入含有聚芳基醚酮树脂的第一部件表面上的微小凹凸中,且有利于形成均匀的粘接材料层。另外,通过使(A)聚合性单体在溶剂中进行移动,容易使p1h1型聚合性单体中的氢键性官能团移动至适于与聚芳基醚酮树脂形成相互作用的位置处,因而能够使聚芳基醚酮树脂与粘接材料层的相互作用变得更强。这在作为(A)聚合性单体进而使用p2h1a1型聚合性单体时也是同样的。即,挥发性溶剂能够促进p2h1a1型聚合性单体中的芳香环移动至适于与聚芳基醚酮树脂形成相互作用的位置处。
在此,溶剂在发挥了对含有粘接材料的涂膜层赋予流动性这一作用后从体系中除去为佳,从而必须为挥发性溶剂。在本申请说明书中,“挥发性溶剂”是指20℃下的蒸气压为1.0KPa以上。但是,由于优选挥发性溶剂充分挥发而未残留在粘接材料层中,从而不会带来不良影响,因此,挥发性溶剂的20℃下的蒸气压更优选为2.0KPa以上,进而优选为5.0KPa以上。另一方面,当挥发性溶剂的挥发速度过快时,难以得到促进p1h1型聚合性单体中的氢键性官能团、或者根据需要而使用的p2h1a1型聚合性单体中的芳香环移动至适于与聚芳基醚酮树脂形成相互作用的位置处的效果。因此,挥发性溶剂的20℃下的蒸气压优选为60KPa以下,更优选为50KPa以下。另外,挥发性溶剂的沸点并无特别限定,但是,由于沸点低时容易在将粘接材料涂敷于第一部件表面之后除去挥发性溶剂,因此,挥发性溶剂的760mmHg下的沸点优选为100℃以下,更优选为80℃以下。
另外,作为使用挥发性溶剂的效果,可以列举出如下效果,即:更加容易将粘接材料涂敷至第一部件的表面上;更加容易使用等。
挥发性溶剂优选具有酮基。通过使用具有酮基的挥发性溶剂,能够使第一部件与粘接材料的亲和性提高,从而粘接材料容易进入第一部件表面上的微小凹凸中,并且,第一部件与粘接材料层的相互作用变得更强,从而使粘合性提高。
挥发性溶剂优选呈非质子性。当挥发性溶剂呈质子性时,挥发性溶剂所提供的质子与聚芳基醚酮树脂的羰基的相互作用,会阻碍粘接材料中所含的p1h1型聚合性单体的氢键性官能团与聚芳基醚酮树脂的羰基的相互作用。由此,有可能导致第一部件与粘接材料层的相互作用变得更弱,从而导致粘合性提高效果受限。
作为可以使用的挥发性溶剂,例如非质子性的挥发性溶剂可以列举出:丙酮、甲乙酮、二乙基酮、甲基正丙基酮、甲基异丁基酮、乙腈、四氢呋喃、二乙醚、戊烷、己烷、甲苯、醋酸乙酯等的非酒精类溶剂等,质子性的挥发性溶剂可以列举出:甲醇、乙醇、1-丙醇、异丙醇等的酒精类溶剂、水等。
上述挥发性溶剂可以单独进行使用,在能够均匀混合的情况下也可以将多种加以混合。在上述挥发性溶剂中,从作为具有酮基的非质子性溶剂且生物安全性等观点来看,更优选为丙酮、甲乙酮、二乙基酮、甲基正丙基酮、甲基异丁基酮,最优选为丙酮。
另外,上述挥发性溶剂在将本实施方式的粘接材料涂敷在第一部件上之后、且使该粘接材料固化之前,通过鼓风等而除去。
挥发性溶剂的混合量并无特别限制,但是,优选根据本实施方式的粘接材料的用途而相对于(A)聚合性单体100质量份在10质量份~3000质量份的范围内适当地进行选择。但是,在将本实施方式的粘接材料使用于并未特别要求粘度低的用途中时,挥发性溶剂的混合量优选相对于(A)聚合性单体100质量份在10质量份~500质量份的范围内,更优选在20质量份~400质量份的范围内,最优选在50质量份~300质量份的范围内。通过将挥发性溶剂的混合量设定在10质量份以上,从而能够充分降低粘接材料的粘度。因此,粘接材料更容易进入第一部件表面上的微小凹凸中,而且也更容易得到形成均匀的粘接材料层这一效果。另外,还更容易得到使聚合性单体在溶剂中移动,从而移动至适于与聚芳基醚酮树脂产生相互作用的位置处这一效果。另外,通过将挥发性溶剂的混合量设定在500质量份以下,能够增大粘接材料中的(A)聚合性单体的相对比例。由此,在将粘接材料涂敷于第一部件表面上时,能够使第一部件表面上存在足够量的(A)聚合性单体。因此,能够更加可靠地形成均匀且牢固的粘接材料层,并且,能够更加可靠地得到高粘合性。
另外,也可以在粘接材料中同时混合挥发性溶剂和20℃下的蒸汽压低于1.0KPa的低挥发性溶剂。但是,当粘接材料中的低挥发性溶剂的含量较多时,有可能阻碍第一部件中所含的聚芳基醚酮树脂与粘接材料的(A)聚合性单体的相互作用、或者阻碍粘接材料的(A)聚合性单体的聚合固化,从而导致粘合性降低。因此,粘接材料中所混合的低挥发性溶剂,优选相对于挥发性溶剂的混合量在10wt%以下,更优选为1wt%以下,最优选为0.1wt%以下。
(D)偶联剂
本实施方式的粘接材料中,也可以根据需要而混合至少具有一个以上的与无机化合物反应的第一反应基、和一个以上的与无机化合物反应的第二反应基的偶联剂。尤其在第一部件的至少粘合面附近部分或者第一部件整体是使用含有聚芳基醚酮树脂和无机氧化物等的无机化合物的聚芳基醚酮树脂复合材料制成的情况下,优选使用偶联剂。另外,关于适于使用混合有偶联剂的粘接材料进行粘接的第一部件的材料组成,之后详细进行说明。
当第一部件含有无机化合物时,与不含偶联剂的粘接材料相比,含有偶联剂的粘接材料能够相对于第一部件而得到更高的粘合性。
偶联剂可以无限制地使用公知的偶联剂,作为典型的偶联剂,可以列举出具有下述通式(I)所示结构的物质。
[化学式15]
在通式(I)中,M是选自由金属元素和半金属元素构成的群中的元素,X是第一反应基,且是选自由(a)羟基和(b)通过水解而形成羟基与元素M直接结合的M-OH结构的官能团构成的群中的反应基,Y是第二反应基,Z是与有机化合物和无机化合物均不反应的非反应性官能团。另外,m为1以上的整数,n为1以上的整数,l为0或1以上的整数,m+n+l为与元素M的原子价相同的整数。
作为偶联剂,存在例如通式(I)中的元素M为硅的硅烷偶联剂、元素M为钛的钛酸酯类偶联剂、元素M为铝的铝酸酯类偶联剂、元素M为锆的锆酸酯类偶联剂等,从粘合性和使用性的观点来看,尤其适合为硅烷偶联剂。
通式(I)中的第一反应基X是(a)羟基(OH)、或者(b)通过水解而形成羟基(OH)与元素M直接结合的M-OH结构的官能团。作为(b)所示的官能团,可以列举出烷氧基、丙烯酰氧基、卤基(halogen group)、氨基等。并且,推测是因为通过(a)所示的羟基而形成的M-OH结构、或者通过(b)所示的官能团的水解而形成的M-OH结构与聚芳基醚酮树脂复合材料中的无机氧化物进行反应,从而得到粘合性。通式(I)中的第一反应基X,从其保存稳定性的观点来看,优选为保存期间M-OH结构较少,而在即将使用前通过与例如酸性化合物混合而进行水解从而生成多个羟基(OH)与元素M直接结合的M-OH结构的官能团,作为这样的官能团,例如可以列举出烷氧基、丙烯酰氧基等。在保存期间大量生成羟基的情况下,有可能使该羟基彼此发生缩合反应,从而使粘接材料胶化等,无法长期进行保存。因此,X优选为烷氧基、丙烯酰氧基等的官能团,并且,从使用容易等方面来看,更优选为碳数为1~5的烷氧基,即,第一反应基X更优选为OR(R是碳数为1~5的烷基),尤其进而优选为甲氧基、乙氧基或者丙氧基。
通式(I)中的第二反应基Y是包含聚合性官能团的官能团,通过该官能团而在偶联剂与粘接材料中所含的(A)聚合性单体之间形成键,从而形成均匀且牢固的粘接材料层,由此使粘合性提高。从生物毒性低、聚合活性高等方面来看,第二反应基Y所具有的聚合性官能团优选为自由基聚合性官能团。作为该自由基聚合性官能团,可以列举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等的官能团,从聚合速度、生物安全性方面出发,尤其优选为(甲基)丙烯酰基。
通式(I)中的Z只要是与有机化合物和无机化合物均不反应的非反应性官能团,便可以是任意的官能团,例如可以列举出氢原子、烷基、芳基等。
通式(I)中的m、n、l分别表示官能团X、Y、Z的数量。因此,m+n+l与元素M的原子价一致。另外,第一反应基X和第二反应基Y是为了进一步提高与含有聚芳基醚酮树脂复合材料的第一部件的粘合性所必需的官能团,因而m、n分别单独为l以上的整数。另一方面,官能团Z并非为了得到上述粘合性提高效果所必需的官能团,因而l为0或1以上的整数。第一反应基X与聚芳基醚酮树脂复合材料和粘接材料之间的结合强度密切相关,第二反应基Y与粘接材料层的强度密切相关。因此,m、n的数值越大则聚芳基醚酮树脂复合材料与粘接材料的相互作用变得更强,从而能够得到更高的粘合性。因此,l优选为0或l,更优选为0。另外,由于通过源自第一反应基X的M-OH结构而形成的聚芳基醚酮树脂复合材料与粘接材料之间的结合强度尤其对于粘合性的影响较大,因而m优选为2以上。即,例如在元素M是原子价为4的硅的硅烷偶联剂的情况下,优选为m=3、n=1、l=0的组合、m=2、n=2、l=0的组合、或者m=2、n=1、l=1的组合,进而优选为m=3、n=1、l=0的组合、或者m=2、n=2、l=0的组合,尤其优选为m=3、n=1、l=0的组合。
另外,除了上述通式(I)所示的化合物以外,偶联剂还可以使用两个以上的通式(I)所示化合物通过硅氧烷键连接而成的化合物、或者通过亚烷基等其他的官能团连接而成的化合物。
作为适合的偶联剂,可以列举出通式(II)所示的偶联剂。
[化学式16]
在此,与通式(I)所示的情况同样地,通式(II)中的M表示选自由金属元素和半金属元素构成的群的元素,R1表示碳数为1~5的烷基,R2表示亚烷基、亚芳基、亚烷基亚芳基、亚芳基亚烷基的任意一种(其中,只要不会显著阻碍使与含有聚芳基醚酮树脂复合材料的第一部件的粘合性提高的效果,则上述官能团中可以作为侧链而具有任意的官能团,例如可以列举出氢原子、烷基、羟基、氨基等。另外,该官能团也可以通过醚键、酯键、酰胺键、氨基等而将多个加以连接。)。另外,R3表示氢原子或者甲基,Z表示氢原子或者碳数为1~5的烷基。另外,m、n、l分别表示官能团的数量,m、n分别单独为1以上的整数,l为0或1以上的整数。m+n+l与元素M的原子价相同。另外,R1更优选为甲基或乙基。R2更优选为主链的碳数为1~15的亚烷基或者主链的碳数为6~20的亚芳基、亚烷基亚芳基、亚芳基亚烷基。Z更优选为氢原子或甲基。l更优选为0。另外,在通式(II)中,亚烷基亚芳基是亚烷基部分与氧原子结合、亚芳基部分与元素M结合的基团,亚芳基亚烷基是亚芳基部分与氧原子结合、亚烷基部分与元素M结合的基团。这在以下所示的通式(III)中也是同样的。
通式(II)中的元素M,如上所述优选为硅,这样的偶联剂可以表示为下述通式(III)。
[化学式17]
在此,在通式(III)中,R1表示碳数为1~5的烷基,R2表示亚烷基、亚芳基、亚烷基亚芳基、亚芳基亚烷基的任意一种(其中,只要不会显著阻碍使与含有聚芳基醚酮树脂复合材料的第一部件的粘合性提高的效果,则上述官能团中可以作为侧链而具有任意的官能团,例如可以列举出氢原子、烷基、羟基、氨基等。另外,该官能团也可以通过醚键、酯键、酰胺键、氨基等而将多个加以连接。)。另外,R3表示氢原子或者甲基,Z表示氢原子或者碳数为1~5的烷基。另外,m、n、l分别表示官能团的数量,m、n分别单独为1以上的整数,l为0或1以上的整数。m+n+l=4。另外,R1更优选为甲基、乙基或者丙基。R2更优选为主链的碳数为1~15的亚烷基或者主链的碳数为6~20的亚芳基、亚烷基亚芳基、亚芳基亚烷基。Z更优选为氢原子或者甲基。m、n、l优选为m=3、n=1、l=0的组合、m=2、n=2、l=0的组合、或者m=2、n=1、l=1的组合,更优选为=3、n=1、l=0的组合。
作为适用的偶联剂,例如硅烷偶联剂可以列举出:γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三(甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、ω-甲基丙烯酰氧基癸基三甲氧基硅烷、(甲基丙烯酰氧基甲基)甲基二甲氧基硅烷、(甲基丙烯酰氧基甲基)甲基二乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、O-(甲基丙烯酰氧基乙基)-N-(三乙氧基硅基丙基)氨基甲酸酯、N-(3-甲基丙烯酰基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(n-甲基丙烯酰氧基苯基)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、3-(3-甲氧基-4-甲基丙烯酰氧基苯基)丙基三甲氧基硅烷等。
上述偶联剂可以使用一种,也可以将两种以上加以组合而使用。
偶联剂的混合量并无特别限制,优选相对于偶联剂和(A)聚合性单体的总量100质量份在1质量份~30质量份的范围内,更优选在2质量份~20质量份的范围内,进而优选在3质量份~10质量份的范围内。通过将偶联剂的混合量设定在1质量份~30质量份的范围内,能够更加提高与含有聚芳基醚酮树脂复合材料的第一部件的粘合性。其理由在于:通过将偶联剂的混合量设定在1质量份以上,容易在存在于第一部件表面上的无机化合物与偶联剂之间形成足够的键。并且,通过将偶联剂的混合量设定在30质量份以下,能够抑制在存在于第一部件表面上的无机化合物附近,因为过剩的偶联剂的M-OH结构彼此脱水缩合而形成脆弱的层。
作为偶联剂,在通式(I)中的第一反应基X使用通过水解而形成羟基(OH)与元素M直接结合的M-OH结构的官能团的情况下,也优选作为(A)聚合性单体而使用分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体。通过使用分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体,能够促进偶联剂的水解反应,从而能够高效地生成M-OH结构。由此,与聚芳基醚酮树脂复合材料中所含的无机化合物之间的反应进一步加快,从而使粘合性提高。
但是,在粘接材料中混合分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体的情况下,可以将分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体和偶联剂保存在同一包装中,但是,从保存稳定性的观点来看,优选将含有偶联剂的粘接材料成分和含有分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体的粘接材料成分分别进行包装保存。这是因为:在以将偶联剂与分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体混合的状态进行保存的情况下,在保存期间,通过水解而形成羟基(OH)与元素M直接结合的M-OH结构的官能团的水解反应加快。该情况下,难以获得上述官能团的保存稳定性高这一优点。
使用偶联剂时的分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体的混合量,优选相对于全部聚合性单体100质量份为1质量份~40质量份,更优选为5质量份~20质量份。通过将分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体的混合量设定在1wt%以上,能够充分促进偶联剂中的第一反应基X(通过水解而形成M-OH结构的官能团)的水解,从而能够更加可靠地得到高粘合性。另外,通过将分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体的混合量设定在40wt%以下,能够抑制粘接材料的吸水性提高至所需程度以上。因此,即使在湿润的环境(例如口腔内等)下使用粘接材料,也不易发生粘接材料层过度吸水而劣化的情况,因而,尤其能够更加可靠地抑制长期的粘合性的降低。
另外,在本实施方式的粘接材料中,作为必需成分而使用p1h1型聚合性单体。因此,推测在进而使用通式(I)~(III)所示的偶联剂的情况下,当偶联剂的第一反应基X为羟基时,具有通过含有该羟基的M-OH结构与p1h1型聚合性单体的氢键性官能团相互作用而使粘接材料层的结合强度提高这一效果。另外,当偶联剂的第一反应基X为通过水解而形成M-OH结构的官能团时,具有通过该官能团的水解而形成的M-OH结构与p1h1型聚合性单体的氢键性官能团相互作用而使粘接材料层的结合强度提高这一效果。即,可以期待通过这些作用而得到更高的粘合性。
(E)其他成分
在本实施方式的粘接材料中,也可以根据需要而含有填料。填料可以无特别限制地利用公知的无机填料、有机填料、有机无机复合填料等。通过含有填料,进入第一部件的表面上所存在的微小凹凸中的粘接材料的强度提高,从而第一部件与粘接材料层的相互作用变得更强,由此容易得到高粘合性。
作为无机填料的例子,可以列举出:石英、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-二氧化钛、二氧化硅-氧化锆、镧玻璃、钡玻璃、锶玻璃、氟铝硅酸盐玻璃等。另外,当使用这些无机填料时,优选使用经硅烷偶联剂处理后的无机填料。作为硅烷偶联剂,例如可以列举出:甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、11-甲基丙烯酰氧基十一烷基三甲氧基硅烷、11-甲基丙烯酰氧基十一烷基甲基二甲氧基硅烷等。
作为有机填料的例子,可以列举出:聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯-聚甲基丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等的有机高分子所构成的颗粒。
作为有机无机复合填料的例子,可以列举出将上述无机颗粒与聚合性单体混合,然后进行聚合、粉碎而得到的粒状有机无机复合填料。
另一方面,当粘接材料含有大量填料时,呈粘接材料的粘度变高而粘合性降低的趋势。并且,还存在难以得到粘接材料中所含的p1h1型聚合性单体的氢键性官能团与聚芳基醚酮树脂的羰基的相互作用,从而导致粘合性降低的情况。这在粘接材料中还含有p2h1a1型聚合性单体时也是同样的。这是因为:难以得到p2h1a1型聚合性单体的芳香环与聚芳基醚酮树脂的芳香环的相互作用。因此,填料在粘接材料中的添加量,优选相对于(A)聚合性单体100质量份为400质量份以下,更优选为100质量份以下,进而优选为50质量份以下,更进一步优选为20质量份以下,进一步更优选为10质量份以下。
上述填料的粒径、形状并无特别限制,但是,从形成均匀的粘接材料层的观点来看,优选粒径较小。作为填料的粒径,优选利用透射电子显微镜测定的任意100粒的平均一次粒径为100μm以下,更优选为0.01μm~10μm,进而优选为0.01μm~1μm。
另外,粘接材料中也可以根据需要而含有(A)~(D)所示成分以外的其他成分,例如阻聚剂、聚合抑制剂、染料、颜料、香料等。
<粘接材料的各种物理性质和制造方法>
在使用本实施方式的粘接材料进行粘接时,使粘接材料进入含有聚芳基醚酮树脂的第一部件的表面上所存在的微小凹凸中,对于得到高粘合性而言很重要。而且,聚芳基醚酮树脂的官能团与粘接材料的(A)聚合性单体的官能团的相互作用对于得到高粘合性而言也很重要。因此,粘接材料优选在涂敷于第一部件的表面上时呈低粘度。若粘接材料的粘度低,则粘接材料容易进入粘接材料的表面上所存在的微小凹凸中。
另外,从提高粘接材料相对于第一部件的涂敷性、或者使粘接时的使用变容易的观点来看,粘接材料的粘度优选在23℃下为0.3cP~3000cP的范围,更优选为0.4cP~500cP的范围,进而优选为0.5cP~30cP的范围,最优选为0.5cP~10cP的范围。另外,粘接材料的粘度也可以通过在粘接材料中进而混合挥发性溶剂而进行调整。关于粘度的测定,只要是在红色灯下且保持为23℃的恒温室内使用锥板式粘度计进行,便可防止测定期间因为聚合而导致粘度变化。
本实施方式的粘接材料的制造方法并无特别限定,按照公知的粘接材料的制造方法进行即可。通常,只要量取所要混合的全部成分,并充分混合至均匀即可。
<粘接方法、第一部件、第二部件以及第三部件>
本实施方式的粘接材料只要至少使用于针对含有聚芳基醚酮树脂的第一部件的粘接中,则使用本实施方式的粘接材料的粘接方法并无特别限定。另外,在粘接时,也可以同时使用聚合辅助材料等其他的组合物。另外,在粘接材料中含有挥发性溶剂的情况下,可以在使形成于第一部件表面上的粘接材料的涂膜层固化之前,通过自然干燥或鼓风等除去涂膜层中的挥发性溶剂。
另外,本实施方式的粘接材料更优选相对于粘合面被粗糙化的第一部件进行使用。粘合面被粗糙化的第一部件的表面上的凹凸增多,因此,通过相对于该粘合面而使用本实施方式的粘接材料,能够得到更高的粘合性。粘合面的粗糙化处理只要是在将本实施方式的粘接材料赋予第一部件之前实施即可。粗糙化处理方法并无特别限定,可以利用公知的粗糙化处理方法,但是,从简便性和安全性的观点来看,优选为喷砂处理。喷砂处理通常可以通过如下方式实施,即:使用喷砂装置,在数十KPa~数MPa的压力下向第一部件的粘合面喷射粒径为数μm~数百μm的氧化铝颗粒。
粘接的顺序可以根据粘接对象、粘接材料中所含的聚合引发剂的种类等而适当地决定。在粘接对象仅使用第一部件的情况下,例如只要在将粘接材料涂敷于第一部件的表面上之后,使粘接材料固化即可。在作为聚合引发剂而使用热聚合引发剂或光聚合引发剂的情况下,可以在涂敷后通过加热或光照射而使粘接材料固化。另外,在作为聚合引发剂而使用化学聚合引发剂的情况下,可以在第一部件的表面上涂敷预先使粘接材料与聚合辅助材料混合而成的混合物,也可以将粘接材料和聚合辅助材料分开涂敷在第一部件的表面上,在第一部件的表面上使粘接材料与聚合辅助材料接触即可。该情况下,粘接材料的固化从粘接材料与聚合辅助材料接触时开始。
在作为粘接对象而使用第一部件和固体状第二部件的情况下,例如只要在将粘接材料涂敷于第一部件或固体状第二部件的至少一个部件的表面上之后,使第一部件与固体状第二部件隔着粘接材料的涂膜层接触,然后使粘接材料固化即可。在使用聚合辅助材料的情况下,可以在将由粘接材料和聚合辅助材料混合而成的混合物涂敷于第一部件或固体状第二部件的至少一个部件的表面上之后,经由由混合物构成的涂敷层而使第一部件与固体状第二部件粘合而进行粘接。或者,可以在其中一个部件的表面上涂敷粘接材料,而在另一个部件的表面上涂敷聚合辅助材料,然后使第一部件与固体状第二部件粘合而进行粘接。
在作为粘接对象而使用第一部件和固化性第二部件的情况下,例如可以实施一个步骤的固化处理,即:在将粘接材料涂敷于第一部件的表面上之后,进而涂敷固化性第二部件,并同时使粘接材料和固化性第二部件固化,也可以实施两个步骤的固化处理,即:在依次进行粘接材料的涂敷和固化之后,依次进行固化性第二部件的涂敷和固化。固化处理的时机、次数、固化方法(热固化、光固化、化学固化),可以根据粘接材料和固化性第二部件中所混合的聚合引发剂的种类而适当地进行选择。
另外,在粘接材料含有化学聚合引发剂的一部分成分的情况下,优选固化性第二部件(聚合辅助材料)中至少含有(用于使粘接材料固化的)化学聚合引发剂的剩余成分、用于使固化性第二部件(聚合辅助材料)固化的聚合引发剂(所有成分)以及聚合性单体,并且还含有填料。另外,在用于使固化性第二部件(聚合辅助材料)固化的聚合引发剂为化学聚合引发剂的情况下,优选将(用于使粘接材料固化的)化学聚合引发剂的剩余成分兼作为用于使固化性第二部件(聚合辅助材料)固化的化学聚合引发剂的一部分成分。
另外,在粘接材料完全不含化学聚合引发剂,而含有热聚合引发剂和光聚合引发剂的至少任意一种聚合引发剂的情况下,优选固化性第二部件至少含有聚合引发剂(所有成分)和聚合性单体,并且还含有填料。
另外,在还使用第三部件的情况下,例如只要在将粘接材料涂敷于第一部件的表面上,并将固化性第二部件涂敷于第三部件的表面上之后,使第一部件的涂敷有粘接材料的面与第三部件的涂敷有固化性第二部件的面接触,然后使粘接材料和固化性第二部件固化即可。该情况下,也可以在使第一部件与第三部件接触之前,先使粘接材料和固化性第二部件的任意一个部件固化,并在使第一部件与第三部件接触后使另一个部件固化。
另外,也可以在将粘接材料和固化性第二部件以此顺序涂敷在第一部件的表面上之后,使第一部件的涂敷有粘接材料和固化性第二部件的面与第三部件接触,然后使粘接材料和固化性第二部件固化。该情况下,也可以在将粘接材料涂敷于第一部件的表面上并使其固化之后,进而涂敷固化性第二部件,进而使第一部件的涂敷有固化性第二部件的面与第三部件接触,然后使固化性第二部件固化。或者,也可以在将固化性第二部件和粘接材料以此顺序涂敷在第三部件的表面上之后,使第三部件的涂敷有固化性第二部件和粘接材料的面与第一部件接触,然后使固化性第二部件和粘接材料固化。该情况下,也可以在将固化性第二部件涂敷于第三部件的表面上并使其固化之后,进而涂敷粘接材料,进而使第三部件的涂敷有粘接材料的面与第一部件接触,然后使粘接材料固化。另外,涂敷粘接材料或固化性第二部件的部件、时机以及使这些部件固化的时机可以适当地进行选择。
本实施方式的粘接方法中所使用的第一部件,只要是含有聚芳基醚酮树脂的部件便无特别限定。但是,第一部件的至少粘合面附近部分的构成材料(粘合部构成材料)中必须含有聚芳基醚酮树脂,并且,优选在粘合部构成材料中含有20wt%以上的聚芳基醚酮树脂,更优选含有30wt%以上。通过使粘合部构成材料含有20wt%以上的聚芳基醚酮树脂,能够使粘接材料中所含的p1h1型聚合性单体的氢键性官能团与聚芳基醚酮树脂的酮基的相互作用变得更大,因而容易得到更高的粘合性。进而,在粘接材料中含有p2h1a1型聚合性单体的情况下,能够使通过p2h1a1型聚合性单体的芳香环与聚芳基醚酮树脂的芳香环形成堆积而产生的相互作用变得更大,因而能够得到更高的粘合性。并且,能够进一步提高粘合部构成材料的强度。
另外,第一部件既可以整体由粘合部构成材料构成,也可以是包含粘合面附近部分在内的一部分由粘合部构成材料构成,而其他部分由与粘合部构成材料不同的材料构成。另外,粘合部构成材料可以仅由聚芳基醚酮树脂构成,也可以是由聚芳基醚酮树脂和其他材料混合而成的材料。作为其他材料,可以列举出除了聚芳基醚酮树脂以外的其他树脂或填料,除此之外,作为微量成分,可以列举出颜料、稳定剂等各种添加剂。
聚芳基醚酮树脂是其结构单元(structural unit)至少含有芳族基、醚基(醚键)以及酮基(酮键)的热塑性树脂,大多数具有亚苯基通过醚基和酮基而结合的直链状聚合物结构。作为聚芳基醚酮树脂的代表例,可以列举出聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)等。另外,构成聚芳基醚酮树脂的结构单元的芳族基,也可以呈如联苯结构等那样具有两个或两个以上的苯环的结构。另外,聚芳基醚酮树脂的结构单元中也可以含有磺酰基或者能够共聚的其他单体单元。
作为能够与聚芳基醚酮树脂进行混合的其他树脂,并无特别限制,但是,优选为不会使聚芳基醚酮树脂的刚性或强韧性等物理性质大幅劣化的树脂,例如可以列举出:聚芳酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚邻苯二甲酰胺树脂、聚四氟乙烯树脂、聚亚苯基醚树脂等。在将聚芳基醚酮树脂与其他树脂进行混合时,树脂混合物中的聚芳基醚酮树脂的混合比例优选为50wt%以上,更优选为70wt%以上,进而优选为90wt%以上,更进一步优选为99wt%以上。
作为能够混合在聚芳基醚酮树脂中的填料,可以无特别限制地利用公知的填料,但优选为无机填料(无机化合物)。作为无机化合物,可以使用二氧化硅等的无机氧化物;SiC、SiN等的非氧化物类无机化合物的任意一种,优选使用无机氧化物。作为无机氧化物的材质,例如可以列举出:二氧化硅玻璃、硼硅酸盐玻璃、钠玻璃、铝硅酸盐玻璃以及氟铝硅酸盐玻璃、含重金属(例如钡、锶、锆)的玻璃;使上述玻璃析出晶体的晶化玻璃、透辉石、白榴石等析出晶体的晶化玻璃等的微晶玻璃;二氧化硅-氧化锆、二氧化硅-二氧化钛、二氧化硅-氧化铝等的复合无机氧化物;或者在上述复合氧化物中添加I族无机氧化物后的氧化物;二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆等的无机氧化物等。这些无机化合物可以仅使用一种,也可以组合使用两种以上。
另外,在粘合部构成材料由含有无机化合物和聚芳基醚酮树脂的聚芳基醚酮树脂复合材料构成的情况下,根据与上述情况相同的理由,优选聚芳基醚酮树脂复合材料中含有20wt%以上的聚芳基醚酮树脂,优选含有30wt%以上的聚芳基醚酮树脂。
另外,优选在聚芳基醚酮树脂复合材料中含有15wt%以上的无机化合物,优选含有25wt%以上的无机化合物。另外,聚芳基醚酮树脂复合材料中的无机化合物的混合比例优选为70wt%以下,更优选为50wt%以下。
作为上述聚芳基醚酮树脂复合材料,可以列举出:a)仅由聚芳基醚酮树脂和无机化合物混合而成的复合材料、b)由聚芳基醚酮树脂和其他树脂的混合物构成的树脂基体(resin matrix)与无机化合物混合而成的复合材料、c)在a)或b)所示的复合材料中进一步添加颜料、稳定剂等的微量成分而形成的复合材料等。
另外,含有20wt%以上的聚芳基醚酮树脂和15wt%以上的无机化合物的聚芳基醚酮树脂复合材料,具有下述a)~c)的特征,即:a)与聚芳基醚酮树脂单独、其他树脂单独、或者聚芳基醚酮树脂与其他树脂的混合物相比,能够容易地得到高机械强度;b)与仅由无机化合物构成的材料相比,脆性破裂强;c)与除了金或白金等部分耐腐蚀性强的高价金属材料以外的普通金属材料相比,耐水性、耐腐蚀性出色。在与至少粘合部构成材料使用上述聚芳基醚酮树脂复合材料的第一部件进行粘接时,如上所述,使用含有偶联剂的粘接材料较为合适。
另外,从机械强度的观点出发,聚芳基醚酮树脂复合材料中的无机化合物的混合比例越大越好,但是,当混合比例过大时,存在制造聚芳基醚酮树脂复合材料困难的情况。另外,在构成聚芳基醚酮树脂复合材料的基体(matrix)中,无机化合物与聚芳基醚酮树脂容易发生分离。因此,在使用偶联剂的粘接材料中,难以得到通过偶联剂与无机化合物之间形成键而产生的粘合性提高效果。但是,这样的问题容易通过将聚芳基醚酮树脂复合材料中的无机化合物的混合比例设定在70wt%以下而避免。
作为聚芳基醚酮树脂复合材料中所使用的无机化合物,可以适当地利用上述无机化合物,优选使用二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、二氧化硅-氧化锆、二氧化硅-二氧化钛、二氧化硅-氧化铝等的无机氧化物,更优选使用二氧化硅、二氧化硅-氧化锆、二氧化硅-二氧化钛、二氧化硅-氧化铝等的含有硅的无机氧化物。尤其是在使用含有偶联剂的粘接材料的情况下,含有硅的无机氧化物与偶联剂(尤其是硅烷偶联剂)的反应性强,从而能够得到更高的粘合性。
另外,固体状第二部件只要是由公知的固体材料构成的部件便无特别限制,优选为与第一部件同样含有聚芳基醚酮树脂的部件。但是,对于材料组成、部件结构,第一部件和固体状第二部件既可以相同也可以不同。当固体状第二部件与第一部件同样由含有聚芳基醚酮树脂的部件构成时,与相对于第一部件进行粘接时同样地,本实施方式的粘接材料与固体状第二部件粘接时的粘合性也很高。作为构成固体状第二部件的材料,例如可以是下述a)、b)或者c)的材料,即:a)聚芳基醚酮树脂等的各种树脂、以树脂以外的有机物为主要成分的材料(纸浆材料等)、金属、与第一部件中可使用的材料相同的无机化合物等的人工制造或者提纯的材料;b)使用两种以上的a)所示材料的复合材料;c)牙齿或骨头等的非人造生物材料等。进而,与第一部件同样地,固体状第二部件可以整体由粘合部构成材料构成,也可以是包含粘合面附件部分在内的一部分由粘合部构成材料构成,而其他部分由与粘合部构成材料不同的材料构成。
另外,关于固化性第二部件的组成,如上所述,优选至少含有聚合引发剂和聚合性单体,并且还含有填料。另外,当用于使固化性第二部件固化的聚合引发剂为化学聚合引发剂时,固化性第二部件通常由含有化学聚合引发剂的一部分成分的第一材料、和含有化学聚合引发剂的剩余成分的第二材料构成,且在使用时将第一材料和第二材料进行混合。作为构成固化性第二部件的各成分,可以适当地组合利用本实施方式的粘接材料中能够使用的材料。但是,固化性第二部件的组成通常选择与粘接中实际使用的本实施方式的粘接材料不同的组成。另外,由于固化性第二部件含有聚合性单体,因此,固化性第二部件与本实施方式的粘接材料能够牢固地粘接。另外,在还使用第三部件的情况下,固化性第二部件中所含的聚合性单体也与第三部件的表面进行相互作用,从而能够将固化性第二部件与第三部件粘接。另外,固化性第二部件的组成优选与第三部件的粘合部构成材料的亲和性高的组成。另外,在使用固化性第二部件的情况下,粘接时必须使本实施方式的粘接材料与固化性第二部件以呈层状地进行层叠的形式进行接触而非混合。
第三部件只要是由公知的固体材料构成的部件便无特别限制,可以使用与固体状第二部件相同的部件。但是,作为第三部件,通常优选使用粘合部构成材料不含聚芳基醚酮树脂的部件。
<牙科领域中的粘接>
本实施方式的粘接方法、以及该粘接方法中所使用的粘接材料和粘接用成套用具,可以使用于任何用途中。另外,作为粘接对象,至少使用符合其用途的第一部件,进而,根据需要而使用a)固体状第二部件、b)固化性第二部件、或者c)固化性第二部件和第三部件。但是,本实施方式的粘接方法、以及该粘接方法中所使用的粘接材料和粘接用成套用具优选使用于牙科领域中。
该情况下,作为可用作牙科用部件的第一部件(牙科用第一部件),可以列举出:部分或整体使用聚芳基醚酮树脂制成的义齿、人造牙、义齿基托、牙科植入体、齿冠修复材料、基台构建材料等。另外,作为可用作牙科用部件的固化性第二部件(牙科用固化性第二部件),可以列举出牙科用复合树脂、牙科用粘固剂、牙科用硬质树脂、牙科用粘接材料、牙科用自凝树脂等。进而,作为第三部件可以列举出天然牙齿、牙科用金属材料、牙科用树脂类材料、牙科用陶瓷材料等。
作为牙科治疗时所实施的粘接方式,根据治疗目的而适当地进行选择,但是,可以代表性地列举出以下所示的粘接方式。
(A)在将本实施方式的粘接材料涂敷于牙科用第一部件的表面上,进而涂敷牙科用固化性第二部件之后,使本实施方式的粘接材料和牙科用固化性第二部件同时固化的粘接方式;
(B)在将本实施方式的粘接材料涂敷于牙科用第一部件的表面上之后,使粘接材料固化,进而在涂敷牙科用固化性第二部件后,使牙科用固化性第二部件固化的粘接方式;
(C)在第三部件的表面上涂敷牙科用固化性第二部件,接着涂敷本实施方式的粘接材料,最后,在使涂敷有粘接材料的部分与第一部件接触的状态下,使牙科用固化性第二部件和本实施方式的粘接材料同时固化的粘接方式。
另外,当粘接材料中所含的聚合引发剂为光聚合引发剂、热聚合引发剂或者化学聚合引发剂(所有成分)时,可以利用粘接方式(A)~(C)中的任意一种方式进行粘接。另外,当粘接材料中所含的聚合引发剂为化学聚合引发剂的一部分成分时,可以利用粘接方式(A)或者(C)进行粘接。
在粘接方式(A)和粘接方式(B)中,当作为粘接材料和牙科用固化性第二部件中所使用的聚合引发剂而使用例如光聚合引发剂时,通过照射光而实施固化处理。该情况下,牙科用固化性第二部件例如被用作牙齿缺损部分的修复等中所使用的所谓牙科用复合树脂,且至少含有聚合性单体、光聚合引发剂、填料。另外,作为牙科用第一部件,可以列举出使用含有聚芳基醚酮树脂的材料制成的人造牙等。另外,在粘接方式(A)中,当作为粘接材料和牙科用固化性第二部件中所使用的聚合引发剂而使用化学聚合引发剂时,通过使粘接材料与牙科用固化性第二部件(聚合辅助材料)接触而使粘接材料开始固化。通过牙科用固化性第二部件中所含的(用于使牙科用固化性第二部件固化的)化学聚合引发剂而使牙科用固化性第二部件开始固化。该情况下,牙科用固化性第二部件例如被用作牙科用粘固剂,且至少含有聚合性单体、化学聚合引发剂、填料。另外,作为牙科用第一部件,可以列举出使用含有聚芳基醚酮树脂的材料制成的人造牙等。
在粘接方式(C)中,当作为粘接材料和牙科用固化性第二部件中所使用的聚合引发剂而使用例如化学聚合引发剂时,通过使粘接材料与牙科用固化性第二部件接触而开始进行固化处理。该情况下,本实施方式的粘接材料被用作具有自粘性的牙科用底涂剂。另外,牙科用固化性第二部件也作为粘接材料的聚合辅助材料而发挥作用,例如可以用作所谓的牙科用粘固剂。在该牙科用粘固剂中,至少含有聚合性单体、用于使粘接材料固化的化学聚合引发剂的剩余成分、为了使牙科用粘固剂本身固化而混合的聚合引发剂以及填料。另外,作为第一部件,例如可以列举出使用含有聚芳基醚酮树脂的材料制成的齿冠修复部件,作为第三部件,可以列举出具有缺损部分的天然牙齿等。
对于牙科用部件,作为能够在口腔内使用的特性,要求其具有能够承受咬合时反复施加的压力的机械强度、或者相对于唾液的耐水性,而包含具有出色的机械强度和化学持久性的聚芳基醚酮树脂的牙科用第一部件能够极其容易地充分满足上述要求。
另外,作为被用作牙科用材料、尤其是牙科用修复材料的聚芳基醚酮树脂,从色调和物理性质的观点来看,优选使用具有构成主链的醚基和酮基以醚、醚、酮的顺序排列的重复单元的聚醚醚酮、或者具有构成主链的醚基和酮基以醚、酮、酮的顺序排列的重复单元的聚醚酮酮。并且,在上述聚芳基醚酮树脂中,作为本实施方式的粘接方法中所使用的牙科用第一部件,更优选为具有多个与构成粘接材料的p1h1型聚合性单体的氢键性官能团相互作用的酮基的聚醚酮酮。该情况下,聚醚酮酮在牙科用第一部件中所使用的全部聚芳基醚酮树脂中所占的比例更优选为50wt%以上。
另外,从能够得到更高的机械强度的观点来看,作为构成牙科用第一部件的材料,优选使用上述聚芳基醚酮树脂复合材料。进而,在口腔内长期使用的情况下,考虑到得到类似于天然牙齿的色调的容易度、安全性等,作为聚芳基醚酮树脂复合材料中所使用的无机化合物,优选使用二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、二氧化硅-氧化锆、二氧化硅-二氧化钛、二氧化硅-氧化铝等的无机氧化物,更优选使用二氧化硅、二氧化硅-氧化锆、二氧化硅-二氧化钛、二氧化硅-氧化铝等的含有硅的无机氧化物。另外,牙科用第一部件优选部件整体由聚芳基醚酮树脂构成,更优选部件整体由聚芳基醚酮树脂复合材料构成。
另外,在粘接牙科用第一部件与其他的牙科用部件时,与其他领域中使用的部件彼此的粘接同样地,必须得到高粘合性。但是,在牙科领域的粘接中,作为不同于其他领域的粘接的特有情况,更加期望还能够尽可能满足以下所示的特性。
(a)在湿润的口腔内也能够长期维持高粘合性(高粘接持久性);
(b)在狭小的口腔内的粘接作业简单容易(出色的操作性);
(c)能够长期保存粘接材料而不会发生变质,以在每次牙科治疗时使用极少的粘接材料(出色的保存稳定性)。
但是,在本实施方式的粘接方法中,在作为粘接材料中所使用的(A)聚合性单体而使用氢键性官能团包含氢硫基的p1h1型聚合性单体的情况下,能够得到更高的粘接持久性,在作为粘接材料中所使用的(A)聚合性单体而使用通过互变异构在分子内生成氢硫基的聚合性单体的情况下,能够同时实现高粘接持久性、出色的操作性以及出色的保存稳定性。另外,在粘接时使用含有聚芳基醚酮树脂复合材料的牙科用第一部件的情况下,若使用包含具有由通过水解而形成M-OH结构的官能团构成的第一反应基X的偶联剂的粘接材料,则能够得到出色的保存稳定性。
另外,在使用目前市售的牙科用粘接材料或牙科用固化性第二部件(牙科用粘固剂)粘接齿冠修复部件等的牙科用第一部件与天然牙齿等的牙科用第三部件时,容易发生例如以下所示的问题。
(i)牙科用第一部件以相对于牙科用第三部件翘起或错位的状态被粘接。因此,必须在粘接后进行牙科用第一部件的切削作业,从而导致牙科医师或患者的负担增大。
(ii)形成于牙科用第一部件与牙科用第三部件之间的牙科用粘接材料的固化层变厚。因此,外观不佳,美观性变差。
但是,在使用含有构成化学聚合引发剂的一部分成分的本实施方式的粘接材料、和含有构成化学聚合引发剂的剩余成分的牙科用粘固剂(还兼具固化性第二部件的功能的聚合辅助材料)来粘接牙科用第一部件与牙科用第三部件时,能够抑制上述问题。该情况下,从粘接材料与牙科用粘固剂接触至粘接材料充分固化为止,需要一定程度的时间。因此,通过在粘接时对牙科用第一部件与牙科用第三部件进行压接,能够使完全固化前具有流动性的粘接材料层变薄。
<粘接用成套用具>
本实施方式的粘接用成套用具,只要至少具有本实施方式的粘接材料和第一部件即可。该情况下,粘接用成套用具中可以含有多个第一部件,该多个第一部件的形状、尺寸彼此既可以相同也可以不同。另外,粘接用成套用具中也可以含有固体状第二部件和/或固化性第二部件。另外,在粘接用成套用具中含有固化性第二部件的情况下,还可以含有第三部件。该情况下,粘接用成套用具中所含的上述第二部件和第三部件的数量、形状、尺寸也无特别限定。另外,在粘接用成套用具中所含的粘接材料,作为聚合引发剂而含有化学聚合引发剂的一部分成分的情况下,粘接用成套用具中还含有聚合辅助材料。
实施例
以下,根据实施例对本发明具体进行说明,但本发明并不限于这些实施例。实施例中所示的简略符号、称号如下。
[分子内具有两个以上的聚合性官能团的聚合性单体]
(分子内具有氢键性官能团和芳香环的聚合性单体)
■bisGMA:2,2-双[4-(3-甲基丙烯酰氧基)-2-羟基丙氧基苯基]丙烷
(分子内具有氢键性官能团且不具有芳香环的聚合性单体)
■UDMA:1,6-双(甲基丙烯乙氧羰基氨基)2,2,4三甲基己烷
■PM2:双(2-甲基丙烯酰氧基乙基)磷酸氢酯
另外,PM2还具有一部分含有作为氢键性官能团的羟基的酸性基。
(分子内不具有氢键性官能团和芳香环的聚合性单体)
■3G:二甲基丙烯酸三甘醇酯
■D-2.6E:2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、
[分子内具有一个聚合性官能团的聚合性单体]
(分子内具有氢键性官能团的聚合性单体)
■PM1:2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸二氢酯
另外,PM1还具有一部分含有作为氢键性官能团的羟基的酸性基。
■HEMA:甲基丙烯酸2-羟乙酯
■MTU-6:参照下述化学式
■MMT-1l:参照下述化学式
■VTD:参照下述化学式
■5VS:参照下述化学式
另外,MTU-6、MMT-11、VTD以及5VS均是通过互变异构而在分子内生成氢硫基的聚合性单体。
[化学式18]
(分子内不具有氢键性官能团的聚合性单体)
■MMA:甲基丙烯酸甲酯
[偶联剂]
(硅烷偶联剂)
■MPS:γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
■MDS:ω-甲基丙烯酰氧基癸基三甲氧基硅烷
■MBS:3-(3-甲氧基-4-甲基丙烯酰氧基苯基)丙基三甲氧基硅烷
[聚合引发剂]
<光聚合引发剂>
(α-二酮)
■CQ:樟脑醌
(胺化合物)
■DMBE:对二甲氨基苯甲酸乙酯
<化学聚合引发剂>
(有机过氧化物)
■BPO:过氧化苯甲酰
(叔胺)
■DEPT:N,N-二乙醇对甲苯胺
(+IV价的钒化合物)
■BMOV:双(麦芽醇)氧钒(IV)
[挥发性溶剂]
■IPA:异丙醇
[填料]
■F1:平均一次粒径为18nm的二氧化硅、甲基三氯硅烷表面处理物
·F2:通过γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对球状二氧化硅-氧化锆(平均粒径0.4μm)进行表面处理后的物质
·F3:通过γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对非晶形二氧化硅-氧化锆(平均粒径3μm)进行表面处理后的物质
(粘合体(第一部件)的制作)
<第一部件C1的制作>
作为构成粘合体(第一部件)的材料,使用将聚醚醚酮树脂(日本Daicel-Evonik株式会社制造:VESTAKEEP M2G)、和作为填料(无机氧化物)而通过γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷进行表面处理后的球状二氧化硅(体积平均粒径1.0μm),以相对于聚醚醚酮树脂100体积份而填料为39体积份的比例混合而成的复合材料(聚芳醚酮树脂复合材料)。另外,该复合材料中的聚醚醚酮树脂的含有量为60.3wt%,剩余部分为无机氧化物。上述材料按以下顺序进行混合。首先,量取规定量的聚醚醚酮树脂和无机氧化物,并将其投入到混炼Labo Plastomill中(日本东洋精机株式会社制造)。然后,以试验温度为370℃、转速为100rpm的条件对上述材料进行5分钟的溶融混炼。进而,利用热压机将经溶融混炼而得到的溶融混炼物成型为厚度约2mm的板状,从而得到第一部件C1。
<第一部件C2的制作>
作为构成粘合体(第一部件)的材料,使用将聚醚醚酮树脂(日本Daicel-Evonik株式会社制造:VESTAKEEP M2G)、和作为填料(无机氧化物)而通过γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷进行表面处理后的球状二氧化硅(体积平均粒径1.0μm),以相对于聚醚醚酮树脂100体积份而填料为15体积份的比例混合而成的复合材料(聚芳醚酮树脂复合材料)。另外,该复合材料中的聚醚醚酮树脂的含有量为79.8wt%,剩余部分为无机氧化物。上述材料按以下顺序进行混合。首先,量取规定量的聚醚醚酮树脂和无机氧化物,并将其投入到混炼Labo Plastomill中(日本东洋精机株式会社制造)。然后,以试验温度为370℃、转速为100rpm的条件对上述材料进行5分钟的溶融混炼。进而,利用热压机将经溶融混炼而得到的溶融混炼物成型为厚度约2mm的板状,从而得到第一部件C2。
<第一部件C3的制作>
利用热压机将聚醚醚酮树脂(日本Daicel-Evonik株式会社制造:VESTAKEEP M2G)成型为厚度约2mm的板状,从而得到第一部件C3。
各试验方法如下。
(初始拉伸粘接强度测定)
在利用#800的水砂纸将第一部件的粘合面研磨后进行喷砂处理(使用喷砂装置以约0.2MPa的压力喷射10秒钟粒径约50μm的氧化铝颗粒),从而将第一部件的粘合面粗糙化。然后,将粘合面被粗糙化的第一部件浸在水中并施加5分钟超声波,接着浸在丙酮中并施加5分钟超声波,从而进行清洗。接着,在粘合面上粘贴具有直径3mm的孔的双面胶。
接着,对该孔涂敷调制好的粘接材料并放置60秒钟,然后吹送约10秒钟压缩空气进行干燥,并根据需要而使用牙科用照射器(Tokuso Power Light、株式会社TOKUYAMADENTAL制造;光输出密度为700mW/cm2)对粘接材料进行10秒钟光照射而使其固化。然后,在粘接材料的固化物上涂敷作为固化性第二部件的牙科用粘固剂(BISTITE II、株式会社TOKUYAMA DENTAL制造),进而在其上面压接不锈钢制配件(attachment),从而制成粘接试验片。另外,仅在粘接材料含有光聚合引发剂时使用牙科用照射器实施光照射。另外,在粘接材料中作为聚合引发剂而含有构成化学聚合引发剂的一部分成分的情况下,作为兼作为粘接材料的聚合辅助材料的固化性第二部件,使用BISTITE II或者另外制作的固化性第二部件。
将上述粘接试验片在37℃下保持24小时之后,使用拉伸试验机(Autograph,株式会社岛津制作所制造)以2mm/min的十字头速度进行拉伸试验,从而对第一部件与粘接材料的初始拉伸粘接强度进行了测定。在第一部件与粘接材料的拉伸粘接强度的测定中,针对各实施例或各比较例的粘接材料,分别取4片各种试验片进行测定,并求出平均值和标准偏差(S.D.)。
(持久拉伸粘接强度测定)
在利用#800的水砂纸将第一部件的粘合面研磨后,通过喷砂处理(使用喷砂装置以约0.2MPa的压力喷射10秒钟粒径约50μm的氧化铝颗粒)而对第一部件的粘合面进行粗糙化。然后,将粘合面被粗糙化的第一部件浸在水中并施加5分钟超声波,接着浸在丙酮中并施加5分钟超声波,从而进行清洗。接着,在粘合面上粘贴具有直径3mm的孔的双面胶。
接着,对该孔涂敷调制好的粘接材料并静置10秒钟,然后吹送约10秒钟压缩空气进行干燥,并根据需要而使用牙科用照射器(Tokuso Power Light、株式会社TOKUYAMADENTAL制造;光输出密度为700mW/cm2)对粘接材料进行10秒钟光照射而使其固化。然后,在粘接材料的固化物上涂敷作为固化性第二部件的牙科用粘固剂(BISTITE II、株式会社TOKUYAMA DENTAL制造),进而在其上面压接不锈钢制配件,从而制成粘接试验片。另外,仅在粘接材料含有光聚合引发剂时使用牙科用照射器实施光照射。另外,在粘接材料中作为聚合引发剂而含有构成化学聚合引发剂的一部分成分的情况下,作为兼作为粘接材料的聚合辅助材料的固化性第二部件,使用BISTITE II或者另外制作的固化性第二部件。
在将上述粘接试验片在37℃下保持24小时之后,放入热冲击试验机中,并反复进行3000次下述操作,即:在4℃的水槽中浸泡1分钟后,移至60℃的水槽中浸泡1分钟,并再次返回到4℃的水槽中。然后,使用拉伸试验机(Autograph、株式会社岛津制作所制造)以2mm/min的十字头速度进行拉伸试验,从而对第一部件与粘接材料的持久拉伸粘接强度进行了测定。在第一部件与粘接材料的持久粘接强度的测定中,针对各实施例或各比较例,分别取5片各种试验片进行测定,并求出平均值和标准偏差(S.D.)。
(粘接持久性)
根据下述算式求出了粘接持久性。另外,式中的“持久拉伸粘接强度”和“初始拉伸粘接强度”的值,采用通过上述两种拉伸粘接强度测定而求出的平均值。
[算式1]
(粘接材料层厚度)
在利用#800的水砂纸将第一部件的粘合面研磨后进行喷砂处理(使用喷砂装置以约0.2MPa的压力喷射10秒钟粒径约50μm的氧化铝颗粒),从而对第一部件的粘合面进行粗糙化。然后,将粘合面被粗糙化的第一部件浸在水中并施加5分钟超声波,接着浸在丙酮中并施加5分钟超声波,从而进行清洗。
接着,在粘合面上涂敷粘接材料并静置10秒钟,然后吹送约10秒钟压缩空气进行干燥,并根据需要而使用牙科用照射器(Tokuso Power Light、株式会社TOKUYAMA DENTAL制造;光输出密度为700mW/cm2)对粘接材料进行10秒钟光照射而使其固化。然后,在粘接材料的固化物上涂敷作为固化性第二部件的牙科用粘固剂(BISTITE II、株式会社TOKUYAMADENTAL制造),进而在其上面压接通过使牙科用硬质树脂(株式会社TOKUYAMA DENTAL制造、PEARLESTE)固化而制成的配件,从而制成粘接试验片。另外,仅在粘接材料含有光聚合引发剂时使用牙科用照射器实施光照射。另外,在粘接材料中作为聚合引发剂而含有构成化学聚合引发剂的一部分成分的情况下,作为兼作为粘接材料的聚合辅助材料的固化性第二部件,使用BISTITE II或者另外制作的固化性第二部件。另外,关于粘合面的每单位面积上所涂敷的粘接材料量,在各实施例和比较例中设定为大致相同。
将上述试验片在37℃下保持24小时之后,使用金刚石切割器(diamond cutter)与粘合面垂直地切断试验片,从而使粘接部位的断面露出来。在使用#3000的水砂纸将该粘接部位的断面研磨之后,使用激光显微镜(KEYENCE株式会社制造)测定出粘接材料层的厚度,并将其作为粘接材料层厚度。
<实施例1>
作为(A)聚合性单体而添加bisGMA 50g、3G 50g,作为(B)聚合引发剂而添加CQ2g、DMBE 2g,作为(C)挥发性溶剂而添加丙酮100g,经搅拌混合后得到实施例1中使用的粘接材料。粘接材料的组成如表1所示。使用第一部件C1作为粘合体,并使用该粘接材料而对初始拉伸粘接强度、持久粘接拉伸强度、粘接材料层厚度进行了测定。另外,在对粘接材料进行光照射下进行了试验。结果如表4所示。
<实施例2>
作为(A)聚合性单体而添加bisGMA 20g、3G 80g,作为(B)聚合引发剂而添加CQ2g、DMBE 2g,作为(C)挥发性溶剂而添加丙酮100g,经搅拌混合后得到了实施例2中使用的粘接材料。粘接材料的组成如表1所示。使用第一部件C1作为粘合体,并使用该粘接材料对初始拉伸粘接强度进行了测定。另外,在对粘接材料进行光照射下进行了试验。结果如表4所示。
<实施例3~14、16~18、比较例1~5>
除了变更为表1所示的组成以外,与实施例2同样地获得粘接材料,并对初始拉伸强度进行了测定。粘接材料的组成如表1和表3所示。评价结果如表4所示。
<实施例15>
作为(A)聚合性单体而添加bisGMA 50g、3G 50g,作为(B)聚合引发剂而添加CQ2g、DMBE 2g,作为(C)挥发性溶剂而添加丙酮100g,作为填料成分而添加F1 70g,经搅拌混合后得到了实施例2中使用的粘接材料。粘接材料的组成如表1所示。使用第一部件C1作为粘合体,并使用该粘接材料对初始拉伸粘接强度进行了测定。另外,在对粘接材料进行光照射下进行了试验。结果如表4所示。
<实施例19>
作为(A)聚合性单体而添加bisGMA 50g、3G 50g,作为(B)聚合引发剂而添加构成(Bc)化学聚合引发剂的一部分成分BMOV 0.1g,作为(C)挥发性溶剂而添加丙酮100g,经搅拌混合后得到了实施例19中使用的粘接材料。粘接材料的组成如表2所示。使用第一部件C1作为粘合体,并使用该粘接材料对初始拉伸粘接强度、粘接材料层的厚度进行了测定。另外,在未对粘接材料进行光照射的状态下进行了试验。
另外,关于固化性第二部件(聚合辅助材料),作为聚合性单体成分而使用D-2.6E4g、bisGMA 1g、3G 3g、PM1 1g、PM2 1g,作为用于使固化性第二部件固化的化学聚合引发剂成分而使用DEPT 0.3g,作为用于使固化性第二部件固化的化学聚合引发剂成分且用于使粘接材料固化的(Bc)化学聚合引发剂的剩余成分而使用BPO,作为填料成分而使用F217.5g、F3 12.5g。另外,固化性第二部件的调制和使用按以下步骤进行实施。首先,将除BPO以外的其他各成分按上述混合量进行混合,从而制成浆料(paste)。接着,在即将进行测定试验前,相对于1g浆料而添加混合8.7mg的BPO,从而制成固化性第二部件,并使用其进行了测定试验。结果如表4所示。
<实施例20>
作为(A)聚合性单体而添加bisGMA 50g、3G 50g,作为(B)聚合引发剂而添加构成(Bc)化学聚合引发剂的一部分成分BMOV 0.1g,作为(C)挥发性溶剂而添加丙酮100g,经搅拌混合后得到了实施例20中使用的粘接材料。粘接材料的组成如表2所示。使用第一部件C1作为粘合体,并使用该粘接材料对初始拉伸粘接强度、粘接材料层的厚度进行了测定。另外,在未对粘接材料进行光照射的状态下进行了试验。另外,作为固化性第二部件(聚合辅助材料)而使用BISTITE II。该BISTITE II中作为构成(Bc)化学聚合引发剂的剩余成分而含有BPO。
<实施例21>
作为(A)聚合性单体而添加bisGMA 50g、3G 50g,作为(B)聚合引发剂而添加构成(Bc)化学聚合引发剂的一部分成分BPO 0.1g,作为(C)挥发性溶剂而添加丙酮100g,经搅拌混合后得到了实施例21中使用的粘接材料。粘接材料的组成如表2所示。使用第一部件C1作为粘合体,并使用该粘接材料对初始拉伸粘接强度、粘接材料层的厚度进行了测定。另外,在未对粘接材料进行光照射的状态下进行了试验。
另外,关于固化性第二部件(聚合辅助材料),作为聚合性单体成分而使用D-2.6E4g、bisGMA 1g、3G3g、PM1 1g、PM2 1g,作为用于使固化性第二部件固化的化学聚合引发剂成分且用于使粘接材料固化的(Bc)化学聚合引发剂的剩余成分而使用DEPT 0.3g,作为使固化性第二部件固化的化学聚合引发剂成分而使用BPO,作为填料成分而使用F2 17.5g、F312.5g。另外,固化性第二部件的调制和使用按以下步骤进行实施。首先,将除BPO以外的其他各成分按上述混合量进行混合,从而制成浆料(paste)。接着,在即将进行测定试验前,相对于1g浆料而添加混合8.7mg的BPO,从而制成固化性第二部件,并使用其进行了测定试验。结果如表4所示。
<实施例22>
作为(A)聚合性单体而添加bisGMA 50g、3G 50g,作为(B)聚合引发剂而添加构成(Bc)化学聚合引发剂的一部分成分DEPT 0.1g,作为(C)挥发性溶剂而添加丙酮100g,经搅拌混合后得到了实施例l9中使用的粘接材料。粘接材料的组成如表2所示。使用第一部件C1作为粘合体,并使用该粘接材料对初始拉伸粘接强度、粘接材料层的厚度进行了测定。另外,在未对粘接材料进行光照射的状态下进行了试验。
另外,关于固化性第二部件(聚合辅助材料),作为聚合性单体成分而使用D-2.6E4g、bisGMA 1g、3G 3g、PM1 1g、PM2 1g,作为用于使固化性第二部件固化的化学聚合引发剂成分而使用DEPT 0.3g,作为用于使固化性第二部件固化的化学聚合引发剂成分且用于使粘接材料固化的(Bc)化学聚合引发剂的剩余成分而使用BPO,作为填料成分而使用F217.5g、F3 12.5g。另外,固化性第二部件的调制和使用按以下步骤进行实施。首先,将除BPO以外的其他各成分按上述混合量进行混合,从而制成浆料(paste)。接着,在即将进行测定试验前,相对于1g浆料而添加混合8.7mg的BPO,从而制成固化性第二部件,并使用其进行了测定试验。结果如表4所示。
<实施例23>
作为(A)聚合性单体而添加bisGMA 30g、3G 20g、PM1 15g、PM2 15g,作为(B)聚合引发剂而添加构成(Bc)化学聚合引发剂的一部分成分BMOV0.1g,作为(C)挥发性溶剂而添加丙酮100g,经搅拌混合后得到了实施例19的粘接材料。粘接材料的组成如表2所示。使用第一部件C1作为粘合体,并使用该粘接材料对初始拉伸粘接强度、粘接材料层的厚度进行了测定。另外,在未对粘接材料进行光照射的状态下进行了试验。
另外,关于固化性第二部件(聚合辅助材料),作为聚合性单体成分而使用D-2.6E4g、bisGMA 1g、3G 3g、PM1 1g、PM2 1g,作为用于使固化性第二部件固化的化学聚合引发剂成分而使用DEPT0.3g,作为用于使固化性第二部件固化的化学聚合引发剂成分且用于使粘接材料固化的(Bc)化学聚合引发剂的剩余成分而使用BPO,作为填料成分而使用F2 17.5g、F3 12.5g。另外,固化性第二部件的调制和使用按以下步骤进行实施。首先,将除BPO以外的其他各成分按上述混合量进行混合,从而制成浆料(paste)。接着,在即将进行测定试验前,相对于1g浆料而添加混合8.7mg的BPO,从而制成固化性第二部件,并使用其进行了测定试验。结果如表4所示。
<实施例24>
作为(A)聚合性单体而添加bisGMA 20g、3G 20g、PM18g、PM28g,作为(B)聚合引发剂而添加CQ 1g、DMBE 1g,作为(C)挥发性溶剂而添加丙酮50g,经搅拌混合后得到了组合物A。作为(A)聚合性单体而添加bisGMA 20g、3G 20g、MPS 4g,作为(B)聚合引发剂而添加CQ1g、DMBE 1g,作为(C)挥发性溶剂而添加丙酮50g,经搅拌混合后得到了组合物B。量取等量的组合物A和组合物B并进行混合,从而得到实施例24中使用的粘接材料,并立即利用该粘接材料进行了试验。粘接材料的组成如表3所示。使用第一部件C1作为粘合体,并使用该粘接材料对初始拉伸粘接强度进行了测定。另外,在对粘接材料进行光照射下进行了试验。结果如表4所示。
<实施例25、26>
除了变更为表3所示的组成以外,与实施例24同样地获得粘接材料,并对初始拉伸强度进行了测定。粘接材料的组成表示在表3中。评价结果如表4所示。
<实施例27>
作为(A)聚合性单体而添加bisGMA 49.95g、3G 49.95g、MTU-6 0.1g,作为(B)聚合引发剂而添加CQ 2g、DMBE 2g,作为(C)挥发性溶剂而添加丙酮100g,经搅拌混合后得到实施例27中使用的粘接材料。粘接材料的组成如表3所示。使用第一部件C1作为粘合体,并使用该粘接材料对初始拉伸粘接强度、持久粘接拉伸强度进行了测定。另外,在对粘接材料进行光照射下进行了试验。结果如表4所示。
<实施例28~30>
除了变更为表3所示的组成以外,与实施例27同样地获得粘接材料,并对初始拉伸强度、持久拉伸粘接强度进行了测定。粘接材料的组成表示在表3中。评价结果如表4所示。
<实施例31>
作为(A)聚合性单体而添加bisGMA 19.9875g、3G 19.9875g、PM1 8g、PM2 8g、MTU-6 0.05g,作为(B)聚合引发剂而添加CQ 1g、DMBE 1g,作为(C)挥发性溶剂而添加丙酮50g,经搅拌混合后得到了组合物A。作为(A)聚合性单体而添加bisGMA 19.9875g、3G 19.9875g、MPS 4g、MTU-6 0.05g,作为(B)聚合引发剂而添加CQ 1g、DMBE 1g,作为(C)挥发性溶剂而添加丙酮50g,经搅拌混合后得到了组合物B。量取等量的组合物A和组合物B并进行混合,从而得到实施例24的粘接材料,并立即使用该粘接材料进行了试验。粘接材料的组成如表3所示。使用第一部件C1作为粘合体,并使用该粘接材料对初始拉伸粘接强度、持久拉伸粘接强度进行了测定。另外,在对粘接材料进行光照射下进行了试验。结果如表4所示。
<实施例32>
除了使用第一部件C2作为粘合体以外,利用与实施例27相同的粘接材料、相同的方法对初始拉伸粘接强度、持久粘接拉伸强度进行了测定。
<实施例33>
除了使用第一部件C3作为粘合体以外,利用与实施例27相同的粘接材料、相同的方法对初始拉伸粘接强度、持久粘接拉伸强度进行了测定。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
※括号内为标准偏差
由评价结果表4可知,与比较例1~5相比,实施例1~31均能够得到高的初始拉伸粘接强度。
对于使用仅聚合性单体的组成互不相同的粘接材料的实施例1~9、15、17、18、24~3l进行比较后可知,混合有5质量份以上的p2h1型聚合性单体的实施例1~6、8、24~31中得到的粘接强度,高于p2h1型聚合性单体不足5质量份的实施例7、17、18中的粘接强度。另外,与全部聚合性单体中的p2h1a1型聚合性单体低于20wt%或超过50wt%的实施例3~7、9、15、17、18相比,全部聚合性单体中的p2h1a1型聚合性单体在20wt%~50wt%的范围内的实施例1、2、8、24~31的粘接强度更高。
进而,混合有偶联剂的实施例24~26、31的粘接强度,高于未混合偶联剂的实施例1~9、15、17、18、27~30的粘接强度。
在使用仅挥发性溶剂的混合量互不相同的粘接材料的实施例1与16的组内进行比较后可知,挥发性溶剂的混合量相对于聚合性单体100质量份在10质量份~500质量份的范围内的实施例1中得到的粘接强度,高于挥发性溶剂的混合量不在10质量份~500质量份的范围内的实施例16的粘接强度。另外,在使用仅挥发性溶剂的混合量互不相同的粘接材料的实施例7、10~13的组内进行比较后可知,挥发性溶剂的混合量相对于聚合性单体100质量份在50质量份~300质量份的范围内的实施例7、11、12的粘接强度,高于挥发性溶剂的混合量相对于聚合性单体100质量份而不足50质量份的实施例13、以及挥发性溶剂的混合量超过300质量份的实施例10的粘接强度。
对于仅挥发性溶剂的种类互不相同的实施例1与实施例14进行比较后可知,使用作为非质子性溶剂的丙酮的实施例1的粘接强度,高于使用作为质子性溶剂的IPA的实施例14的粘接强度。
对于使用仅聚合性单体的组成互不相同的粘接材料的实施例1、27~31中的粘接持久性进行比较后可知,混合有通过互变异构而在分子内生成氢硫基的p1h1型聚合性单体的实施例27~31的粘接持久性,高于未混合通过互变异构而在分子内生成氢硫基的p1h1型聚合性单体的实施例l的粘接持久性。进而,对于通过互变异构而在分子内生成氢硫基的p1h1型聚合性单体的种类互不相同的实施例27~30进行比较后可知,能够通过互变异构而生成氢硫基的官能团为硫脲嘧啶基的实施例27的粘接持久性,稍高于能够通过互变异构而生成氢硫基的官能团为硫脲嘧啶基以外的其他官能团的实施例28~30的粘接持久性。另外,通过互变异构而在分子内生成氢硫基的p1h1型聚合性单体的聚合性官能团为(甲基)丙烯酰基的实施例27、28的初始拉伸粘接强度,稍高于通过互变异构而在分子内生成氢硫基的p1h1型聚合性单体的聚合性官能团为乙烯基的实施例29、30的初始拉伸粘接强度。
对于仅聚合引发剂的组成互不相同的实施例1、19~22进行比较后可知,与作为(B)聚合引发剂而使用光聚合引发剂的实施例1相比,作为(B)聚合引发剂而混合有构成(Bc)化学聚合引发剂的一部分成分的实施例19~22的初始粘接强度稍低,但其粘接材料层的厚度薄。对于实施例19~22的初始拉伸粘接强度进行比较后可知,作为构成(Bc)化学聚合引发剂的一部分成分而混合有作为第四周期过渡金属化合物的+IV价钒化合物BMOV的实施例19、20的粘接强度,高于混合有作为有机过氧化物的BPO的实施例21、混合有作为叔胺的DEPT的实施例22的粘接强度。
对于使用混合有等量的BMOV,仅聚合性单体的组成互不相同的粘接材料的实施例19与实施例23进行比较后可知,混合有分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体的实施例23的粘接强度,高于未混合分子内具有酸性基的p1h1型聚合性单体的实施例19的粘接强度。
对于使用相同的粘接材料,而第一部件的无机氧化物的混合量互不相同的实施例27、32、33进行比较后可知,第一部件的无机氧化物的混合量在15wt%以上的实施例27、32的粘接持久性,高于第一部件的无机氧化物的混合量不足15wt%的实施例33的粘接持久性。另外,第一部件的无机氧化物的混合量在25wt%以上的实施例27的粘接持久性,高于第一部件的无机氧化物的混合量不足25%的实施例32、33的粘接持久性。
Claims (17)
1.一种粘接方法,其特征在于,包括:将粘接材料施加于含有聚芳基醚酮树脂的部件的表面上的粘接材料施加工序、和使所述粘接材料固化的固化工序,
其中,所述粘接材料含有(A)聚合性单体和构成(B)聚合引发剂的至少一部分成分,并且,在全部聚合性单体中,(p2)分子内至少具有两个以上的聚合性官能团的聚合性单体的含有比例为50wt%以上,且(p1h1)分子内至少具有一个以上的聚合性官能团和一个以上的氢键性官能团的聚合性单体的含有比例为5wt%以上。
2.如权利要求1所述的粘接方法,其特征在于,
在全部聚合性单体中,(p2h1a1)分子内至少具有两个以上的聚合性官能团、一个以上的氢键性官能团以及一个以上的芳香环的聚合性单体的含有比例在20wt%以上且50wt%以下。
3.如权利要求1或2所述的粘接方法,其特征在于,所述粘接材料含有(C)挥发性溶剂。
4.如权利要求3所述的粘接方法,其特征在于,(C)挥发性溶剂为具有酮基的非质子溶剂。
5.如权利要求1至4中任一项所述的粘接方法,其特征在于,
所述粘接材料含有(D)至少具有一个以上的与无机化合物反应的第一反应基、和一个以上的与有机化合物反应的第二反应基的偶联剂。
6.如权利要求5所述的粘接方法,其特征在于,
(D)具有一个以上的与无机化合物反应的第一反应基、和一个以上的与有机化合物反应的第二反应基的偶联剂,具有下述通式(I)所示的分子结构,
[化学式1]
在上述通式(I)中,M是选自由金属元素和半金属元素构成的群中的元素,X是所述第一反应基,并且是选自由(a)羟基、和(b)通过水解而形成羟基与元素M直接结合的M-OH结构的官能团构成的群中的反应基,Y是所述第二反应基,Z是与所述有机化合物和所述无机化合物均不反应的非反应性的官能团,
另外,m为1以上的整数,n为1以上的整数,l为0或1以上的整数,m+n+l为与所述元素M的原子价相同的整数。
7.如权利要求6所述的粘接方法,其特征在于,
所述通式(I)所示的所述第一反应基X是(b)通过水解而形成羟基与元素M直接结合的M-OH结构的官能团,
(A)聚合性单体的至少一种具有酸性基。
8.如权利要求5至7中任一项所述的粘接方法,其特征在于,所述含有聚芳基醚酮树脂的部件还含有无机氧化物。
9.如权利要求8所述的粘接方法,其特征在于,所述无机氧化物为含有硅的无机氧化物。
10.如权利要求1至9中任一项所述的粘接方法,其特征在于,作为所述氢键性官能团而含有氢硫基。
11.如权利要求10所述的粘接方法,其特征在于,所述氢硫基是通过聚合性单体分子的互变异构而生成的基团。
12.如权利要求1至11中任一项所述的粘接方法,其特征在于,
作为(B)聚合引发剂而至少含有(Bc)化学聚合引发剂,并且,所述粘接材料含有构成(Bc)化学聚合引发剂的一部分成分,
通过实施使所述粘接材料与含有构成(Bc)化学聚合引发剂的剩余成分的聚合辅助材料接触的接触工序,从而使所述固化工序开始进行。
13.如权利要求1至12中任一项所述的粘接方法,其特征在于,所述含有聚芳基醚酮树脂的部件是牙科用部件。
14.一种粘接用成套用具,其特征在于,至少使用于相对于含有聚芳基醚酮树脂的部件的粘接中,
所述粘接用成套用具至少具有粘接材料和含有聚芳基醚酮树脂的部件,
其中,所述粘接材料含有(A)聚合性单体和构成(B)聚合引发剂的至少一部分成分,并且,在全部聚合性单体中,(p2)分子内至少具有两个以上的聚合性官能团的聚合性单体的含有比例为50wt%以上,且(p1h1)分子内至少具有一个以上的聚合性官能团和一个以上的氢键性官能团的聚合性单体的含有比例为20wt%以上。
15.如权利要求14所述的粘接用成套用具,其特征在于,所述粘接用成套用具使用于牙科。
16.一种粘接材料,其特征在于,至少使用于相对于含有聚芳基醚酮树脂的部件的粘接中,
所述粘接材料含有(A)聚合性单体和构成(B)聚合引发剂的至少一部分成分,
并且,在全部聚合性单体中,(p2)分子内至少具有两个以上的聚合性官能团的聚合性单体的含有比例为50wt%以上,且(p1h1)分子内至少具有一个以上的聚合性官能团和一个以上的氢键性官能团的聚合性单体的含有比例为20wt%以上。
17.如权利要求16所述的粘接材料,其特征在于,所述粘接材料使用于牙科。
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