JP2002000624A

JP2002000624A - 歯列矯正用器具

Info

Publication number: JP2002000624A
Application number: JP2000184107A
Authority: JP
Inventors: Mikio Mochitate; 幹雄持立; Masumi Kobata; 益美木幡; Kiyoshi Shiga; 清志賀
Original assignee: Tomy Kogyo Co Ltd; Tomy Inc
Current assignee: Tomy Kogyo Co Ltd; Tomy Inc
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2002-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】溶剤割れを防止でき、口腔内における長期に
わたる使用に耐え得る十分な強度を維持することがで
き、さらに十分な接着強度が得られることのできる歯列
矯正用器具を提供する。【解決手段】一端側の面が歯牙に固着され、他端側に
形成されたスロット４にアーチワイヤ9が係合するよう
に構成された歯列矯正用器具（ブラケット１、アーチワ
イヤ９）である。そして、ブラケット本体やアーチワイ
ヤ９等は、マトリックス樹脂中に、熱可塑性エラストマ
ーが分散されてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、プラスチック製の
歯列矯正用ブラケットやこのブラケットのスロットに係
合するアーチワイヤ等からなる歯列矯正用器具に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、歯列矯正用器具としては、そ
の主用部分である歯列矯正用ブラケットにおいて、例え
ば、金属、セラミックス、プラスチックなど種々の材料
が使用されている。この歯列矯正用ブラケットは、その
材料（素材）により、それぞれ長所、欠点を有してい
る。

【０００３】例えば、金属製の歯列矯正用ブラケット
は、矯正治療に必要とされる機械的強度が高いなどの性
能を備えているが、口を開けたときに、金属色が目立
ち、審美的に好ましくないと言う欠点を有している。

【０００４】セラミックス製の歯列矯正用ブラケットに
おいては、金属製の歯列矯正用ブラケットに比べて審美
上優れているものの、歯のエナメル質よりも硬い材質で
あるために、咀嚼時に対合歯の先端を磨耗させたり、ア
ーチワイヤーが擦り減ったりすることがあった。このセ
ラミックス製の歯列矯正用ブラケットは、材質的に脆い
ために、例えば、角ワイヤーを装着してトルクを加えた
ときに、割れたり、アーチワイヤーをブラケット本体に
結紮する際に、リガッチャーを引っ掛けるタイウイング
が折れるというトラブルが発生することがあった。

【０００５】また、セラミックス製の歯列矯正用ブラケ
ットは、金属製のものに比べて、摩擦抵抗が大きいこと
から、アーチワイヤーの滑りが悪くなる、すなわち、ア
ーチワイヤーに結紮したセラミックブラケットは、アー
チワイヤーに沿って思うように滑らず、歯牙の移動が効
果的に行なわれず、矯正治療に時間がかかったりする場
合があった。

【０００６】プラスチック製の歯列矯正用ブラケットに
おいては、例えば、成形性（加工性）が良いなどの利点
があるものの、食べ物に含まれている化学成分や、色素
などによって、次第に変色や劣化が進み、審美性が失わ
れるという問題を抱えている。また、プラスチック製の
歯列矯正用ブラケットは、金属製のものに比べて、機械
的強度の面で不充分であった。

【０００７】特に、近年における歯列矯正用ブラケット
には、矯正に必要とされる基本的な性能だけでなく、な
お一層の審美性が要求されてきている。そこで、セラミ
ックス製ならびにプラスチック製の歯列矯正用ブラケッ
トが多く使用されるようになってきている。このセラミ
ックス製ならびにプラスチック製の歯列矯正用ブラケッ
トについては、例えば、スロット部分を金属や他の材料
で置きかえることで、強度を補うと共にスロット部分の
摩擦抵抗を少なくしたり、金属材料を芯材（補強体）と
して内部に設けるなどの工夫がなされてきている（米国
特許明細書5,595,484号）。

【０００８】最近、例えば比較的色素が強いコーヒーな
どでも変色しない吸水率の低い樹脂が開発されてきてい
る。このような状況下において、特に、プラスチック製
の歯列矯正用ブラケットの需要が伸びてきており、中で
も特に、ポリカーボネート（ＰＣ）が多用されている。
これは、ポリカーボネートが透明性、化学的安定性、耐
衝撃性、成形時の寸法精度に優れているなど歯列矯正用
ブラケットとして、適正が極めて高いことによる。

【０００９】このように、審美的効果に優れていること
からプラスチック製の歯列矯正用ブラケットは多用され
てきているが、まだ、解決されない問題点を抱えている
のが現状であった。

【００１０】その第一の問題点は、溶剤割れ（ソルベン
トクラック）の問題である。これは、一般に、歯列矯正
用ブラケットは、歯科用接着剤を用いて歯牙に直接接着
する方法がとられている。しかし、プラスチックブラケ
ットの成形体中の内部応力（成形時において、特に補強
部材などをインサート成形したときに発生する成形歪み
による内部応力）がある場合には、接着の際に、接着剤
中に含まれる有機溶剤に反応して、通常の強度の１/１
０程度で使用不能なほどに、ブラケットベースやウイン
グなどに溶剤割れが発生することがあった。この溶剤割
れが発生することによって、矯正部材として強度低下に
伴って矯正機能が低下するだけでなく、酷い場合には、
矯正部材として使用不能になることがあり、極めて大き
な問題であった。このために、ブラケットを構成するプ
ラスチックの材質と接着剤に含まれる溶剤との相性を考
慮して、可能な限り問題の発生しない特定の接着剤を選
択しなければならないといった不都合があった。

【００１１】第二の問題点は、合成樹脂の加水分解によ
る強度低下や審美性の低下の問題である。すなわち、ポ
リカーボネートの加水分解は、カルボニル基が水分子と
結びつきやすいために、エステル結合が切れることによ
り促進され、体温・口腔内では約１年で元の強さの半分
まで減少するとみられている。また、成形前の水分含有
率が高いと加水分解が生じやすく、結果的に、成形体と
して気泡不良、表面光沢喪失、流動性のバラツキ、引張
強度や耐久性の低下が見られ、品質の低下を招くことと
なっていた。また、加水分解を起こしやすいプラスチッ
クは、微生物が繁殖しやすいために、微生物が作り出す
加水分解酵素（加水分解を触媒する酵素）により、加水
分解を早めることも知られている。

【００１２】第三の問題点は、接着強度の問題である。
すなわち、プラスチック製の歯列矯正用ブラケットとし
ては、長期にわたって加水分解などを起こすことなく、
良好な審美性を維持することのできる吸水性の低い樹脂
であることが望ましい。しかし、溶剤に対する耐性に優
れ、高強度で加水分解を生じない。また、吸水性の低い
合成樹脂においては、一般的に接着剤との相性が悪く、
歯牙に接着したときに、固定に必要な十分な接着強度が
得られないという問題があった。

【００１３】補強構造を有するプラスチックブラケット
について、更に具体的に説明する。補強構造を有するプ
ラスチックブラケットとしては、例えば特願昭６０−２
８５０３号公報及び特開平９−９８９８８号公報に開示
されているように、金属製のスロットライナーを近遠心
方向に配設したものや、特開平７−２７５２６５号公報
及び特開平８−２１５２１６号公報、更には特開平８−
１８２６８９号公報に開示されているように、横断面コ
の字形のメタル部材をスロットに直交する方向でインサ
ート成形した構造のものがある。

【００１４】上記の金属製スロットライナー構造及びメ
タルインサート構造のものは、通常、射出成形の製造工
程において、該ライナーやインサート部材が射出成形金
型内に成形以前に配置され、射出成形により目的の樹脂
がライナー及びインサート部材を包んでプラスチックブ
ラケットが形成される。この場合樹脂は透明又は半透明
の審美性の高いポリカーボネート、アクリル、ポリウレ
タン、ポリアセタール等の接着可能で耐水性のあるもの
が用いられるが、この成形過程において、樹脂が冷やさ
れて固化する時、金属製のライナー及びインサート部材
との膨張係数の違いにより樹脂内部には、大きな残留応
力が発生する。

【００１５】このように、金属製のライナー及びインサ
ート部材を樹脂と一体成形した構造の場合、比較的大き
な残留応力が内在し、この結果、プラスチックブラケッ
トは、前述のように、接着剤の溶剤に感作して、歯面へ
の接着時にソルベントクラックが発生したり、また、内
在する残留応力により、樹脂の種類によっては、前述の
ごとく加水分解を促進し一般的に必要とする矯正期間１
８〜２４カ月を待たずして、タイウイング破折などの問
題を生じていた。また、マトリックス樹脂の中に、シラ
ンカップリング処理された無機フィラー、一般的にはガ
ラスフィラーを１０重量％〜５０重量％混入して、機械
的性質を改善することは行われている。例えば、歯列矯
正器具においても、特公平７−６１３４６号公報および
米国特許明細書５２５４００２号に開示されているよう
に、審美性を低下させない範囲で、ブラケット及びアー
チワイヤーの物性及び耐久性の改善を図っている。

【００１６】プラスチックブラケットにガラスフィラー
を分散することにより、主に耐クラッキング特性と剛性
は改善されるが、同時に、ミクロ（微視的）の内部応力
を発生させる。すなわち、ガラスフィラーの周囲には、
射出成形時に樹脂が冷えて固化するときに、ガラスフィ
ラーとマトリックス樹脂との熱膨張係数の違いから、内
部応力の高いマトリックス樹脂が存在する結果となる。
このミクロの内部応力（残留応力）は、矯正用接着剤の
溶剤が、一時的に触れただけでは顕在化することはな
い。しかし、ガラスフィラーを１０重量％〜３０重量％
含むプラスチックブラケットを、四塩化炭素とブタノー
ルの比が５０：５０の試験液に常温で一分間浸漬した結
果、全体的に白化することを確認した。このことは、ガ
ラスフィラー周囲の内部応力の高い部分に微小クラック
が発生したためと思われる。なお、この微小クラックに
よってプラスチックブラケットが直接割れることはない
ものの、加水分解によって、耐久性が低下するという問
題があった。

【００１７】矯正用アーチワイヤにおいては、主として
金属ワイヤが使用されているが、審美性を高めるため
に、金属ワイヤを芯材としてフッ素樹脂をコーティング
したもので、白色又は歯牙色に近い色のものがあった。
しかし、この場合、不透明なアーチワイヤであるため
に、審美性の点で改善の余地がある。また、光ファイバ
ーを芯材にした半透明なアーチワイヤもあったが、矯正
発現力が弱いために、使用が制限され、実用的でなかっ
た。

【００１８】本発明は、上記問題点に鑑み成されたもの
であり、その第一の目的として、ブラケットにおいて溶
剤割れを防止すること、第二の目的として、口腔内にお
ける長期にわたる使用に耐え得る十分な強度を維持する
ことができること、第三の目的として、ブラケットとし
て用いた場合に十分な接着強度が得られることのできる
こと、また、第４の目的として、矯正用アーチワイヤと
して用いたとき、矯正発現力並びに審美性に優れている
等の優れた性能を有する歯列矯正用器具を提供すること
にある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る歯列矯正用
器具は、歯列矯正手段として口腔内に装着する歯列矯正
用部材であって、該歯列矯正用部材の少なくとも歯列矯
正用ブラケット及び／又はアーチワイヤが、マトリック
ス樹脂中に、熱可塑性エラストマーを分散して構成され
た部材からなることを特徴とし（請求項１）、これによ
り上記目的を達成することができる。

【００２０】本発明に係る上記歯列矯正用器具におい
て、・前記マトリックス樹脂がポリカーボネート樹脂であっ
て、前記熱可塑性エラストマーがスチレン系エラストマ
ーであること（請求項２）、・前記スチレン系エラストマーの含有量が0.5重量％〜1
0.0重量％の範囲であること（請求項３）、・前記スチレン系エラストマーの含有量が0.5重量％〜
2.0重量％の範囲であること（請求項４）、

【００２１】・前記スチレン系エラストマーの粒径が0.
1μｍ〜10μｍの範囲であること（請求項５）、

【００２２】・前記ブラケットのスロットには、該スロ
ットの内壁面に露出して該内壁面を補強する補強体が設
けられたこと（請求項６）、・前記補強体が前記スロットの歯茎側及び切端側に向か
って形成されたタイウイング内まで延びて設けられてい
ること（請求項７）、・前記補強体が前記ブラケットのフックを補強するべく
フック心材部分を備えていること（請求項８）、・前記合成樹脂の中に無機フィラーを含有してなること
（請求項９）、を特徴とする。

【００２３】（作用）本発明に係る歯列矯正用器具は、
該歯列矯正用部材の少なくとも歯列矯正用ブラケット及
び／又はアーチワイヤが、マトリックス樹脂中に、熱可
塑性エラストマーが分散されてなることにより、エラス
トマーによって形成される多数のボイドにより、応力集
中の要因となるひずみの拘束を開放することができるの
で、歯列矯正用器具として口腔内における長期の使用に
耐えうる強度を維持することができる。（請求項１）、

【００２４】本発明に係る歯列矯正用器具において、マ
トリックス樹脂がポリカーボネート樹脂であって、熱可
塑性樹脂がスチレン系エラストマーであることにより、
更に確実に、応力集中の要因となるひずみの拘束を開放
することができ、口腔内における長期の使用に耐えうる
強度を維持することができる。（請求項２）、また、ス
チレン系エラストマーの含有量が0.5重量％〜10.0重量
％の範囲（請求項３）、より好ましくは0.5重量％〜2.0
重量％の範囲であることで、応力集中の要因となるひず
みの拘束の開放作用をより確実にすることができ、口腔
内における強度維持は極めて良好にすることができる
（請求項４）、更に、スチレン系エラストマーの粒径が
0.1μｍ〜10μｍの範囲であると、より安定した強度を
発揮することができる（請求項５）。

【００２５】本発明に係る歯列矯正用器具において、ブ
ラケットのスロットには、該スロットの内壁面に露出し
て該内壁面を補強する補強体が設けられたので、スロッ
トの強度が高められ、アーチワイヤからの矯正力を、長
期にわたって確実に伝えることができる。（請求項６）

【００２６】本発明に係る歯列矯正用器具において、補
強体がタイウイング内まで延びて設けられていることに
より、タイウイングの強度も高めることができ、また、
タイウイングが破折した場合も、補強体のみで結紮を一
時的に維持できる構造となる。（請求項７）

【００２７】本発明に係る歯列矯正用器具において、補
強体がブラケットのフックを補強するべくフック芯材部
分を備えている。すなわち、補強体がフック内まで延び
て設けられていることにより、フックの強度が高めら
れ、矯正力等の確実な伝達を保証することができる構造
となる。（請求項８）

【００２８】本発明に係る歯列矯正用器具において、合
成樹脂の中に無機フィラー、具体的にはガラスフィラー
が含有されることにより、樹脂強度を向上できるだけで
なく、透明度の調節をすることもできる。また、熱可塑
性エラストマーとガラスフィラーとが合成樹脂中に存在
することによって、矯正用器具の耐溶剤性を改善するだ
けではなく、ガラスフィラーによって生じる内部応力が
吸収されて、マイクロクラックが防止され、口腔内での
加水分解を抑止できる。（請求項９）

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に
係る歯列矯正用ブラケットの第１および第２の実施形態
を示す概略図であって、（ａ）は平面図であり（ｂ）は
側面図である。

【００３０】（第１の実施形態）図１の（ａ）および
（ｂ）に示すように、本第１の実施形態における歯列矯
正用ブラケット１は、歯牙１０との接着面を構成する若
干湾曲したボンディングベース面６を有するボンディン
グベース領域３と、このボンディングベース領域３に連
続したブラケット本体領域２とから構成されている。こ
のブラケット本体領域２は、アーチワイヤー９を受容す
る近遠心方向に配設したスロット４及び該スロット４の
歯頚側及び咬合側の両側に張り出したタイウイング５を
備えた構成となっている。

【００３１】本実施形態の歯列矯正用ブラケット１は、
合成樹脂にて形成されており、そのブラケット内部には
補強体８が設けられている。この補強体８は、合成樹脂
に比べて剛性の高い金属などにより構成されており、具
体的には、例えばステンレス鋼板や金属射出成形品等に
より構成することができる。そして、ブラケット１のス
ロット４には、補強体８がスロット４の内壁面に露出し
て該内壁面を補強するスロット露出部８ａが設けられて
いる。このスロット露出部８ａによって、スロット４の
強度が高められ、アーチワイヤ９からの矯正力を、ブラ
ケット本体へ長期にわたって確実に伝えることができ
る。

【００３２】また、本実施形態の歯列矯正用器具におい
ては、補強体８がタイウイング５内まで延びて設けられ
ている。このような構成により、タイウイング５の強度
も高めることができ、また、タイウイング５が破折した
場合も、補強体８のみで結紮を一時的に維持できる。

【００３３】本実施形態においては、補強体８がブラケ
ット１のフック２０（片側のタイウイング５を大きく張
り出した構造）を補強するべく、該フック２０の先端近
傍まで延びたフック芯材部分８ｂを備えている。このよ
うに、補強体８がフック２０内まで延びて設けられてい
ることにより、フック２０の強度が高められる。

【００３４】そして、本実施形態の特徴的な構成は、歯
列矯正用ブラケット１を構成する合成樹脂が、マトリッ
クス樹脂中に、熱可塑性エラストマーが分散されてなる
ことにより、エラストマーによって形成される多数のボ
イドにより、応力集中の要因となるひずみの拘束を開放
することができる。したがって、長期にわたって十分な
強度を維持することができ、また、接着性能が良いので
十分な接着強度を得ることができる。なお、上述の口腔
内強度とは、“歯列矯正治療の期間（通常１〜２年）を
通じて長期にわたった観点からみるものであり、口腔内
湿潤雰囲気に伴うバクテリアによる酵素分解に対する強
度、唾液および飲料物による加水分解に対する強度、着
色および変色による審美性の低下を起こし難い度合い、
結紮力によるタイウイングの破損およびスロット変形、
硬いものを噛むことによるタイウイング破折、角ワイヤ
ーを用いてトルクを加えることによるスロットの変形等
に耐える強さ”を総称したものである。

【００３５】なお、本実施形態の歯列矯正用ブラケット
１において、１つの合成樹脂としては、ポリエチレンテ
レフタレートを使用することができる。また、他の合成
樹脂としては、ポリカーボネートを使用することができ
る。そして、この複合樹脂においては、ポリカーボネー
トの割合が３０〜８０重量％の範囲であることが望まし
い。すなわち、ポリカーボネートの割合が３０重量％以
下であると、口腔内強度としては十分であるが、接着性
能が実用範囲から外れてしまう。一方、ポリカーボネー
トの割合が８０重量％以上であると、接着強度は十分で
あるものの、口腔内強度に問題がある。

【００３６】このように構成された歯列矯正用ブラケッ
ト１は、周知のごとく、ボンディングベース面６が歯牙
１０に接着剤にて固着され、他端側に形成されたスロッ
ト４にアーチワイヤ９が係合され、このアーチワイヤ９
を図示しないリガッチャーにて押さえるようにして使用
される。マトリックス樹脂をポリカーボネート樹脂と
し、熱可塑性エラストマーをスチレン・エチレン・ブチ
レン・スチレン−ブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）やス
チレン・ブタジエン・スチレン−ブロックコポリマー
（ＳＢＳ）などのスチレン系エラストマーとすることが
できる。

【００３７】また、スチレン・エチレン・ブチレン・ス
チレン−ブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）やスチレン・
ブタジエン・スチレン−ブロックコポリマー（ＳＢＳ）
などのスチレン系エラストマーの含有量を0.5重量％〜1
0.0重量％、より好ましくは0.5重量％〜2.0重量％の範
囲とすることにより、応力集中の要因となるひずみの拘
束を開放作用により確実にすることができ、口腔内にお
ける強度維持は極めて良好にすることができるものと推
察される。すなわち、エラストマーの添加量が増大する
と、ボイドの形成密度が大きくなるので、ひずみ拘束の
開放によりタフネスは改善される。しかし、エラストマ
ーの添加量が0.5重量％以下では改善はさほど見られ
ず、一方、添加量が10.0重量％以上になると、最大荷重
の低下によりタフネスの減少が起きるが、実際には、2.
0重量％以下が良い結果をえている。

【００３８】また、スチレン系エラストマーの粒径を0.
1μｍ〜10μｍの範囲にすると、より安定した強度を発
揮することができる。これは、スチレン系エラストマー
（熱可塑性エラストマー）が分散された樹脂の射出成形
時において、該樹脂の流動性が改善されることによる内
部応力を低いレベルに保つことができることに加え、粒
径が0.1μｍ以下の場合、エラストマーによって形成さ
れる多数のボイドに起因する応力集中の要因となるひず
みの拘束を開放作用が顕在化することができないものと
思われる。一方、粒径が10μｍ以上の場合、機械的強度
の低下が顕在化してしまう等の問題がある。なお、ポリ
カーボネート/ポリエチレンテレフタレート（以下「Ｐ
Ｃ/ＰＥＴ」ともいう）からなる複合樹脂としては、例
えば、三菱レイヨン社製の商品名「ダイヤアロイＰ」、
鐘淵化学工業社製の商品名「ハイパーライトＪＰ」、住
友ダウ社製の商品名「カリバーＣＲ-3341」、三菱エ
ンジニアリングプラスチック社製の商品名「ユーピロ
ン」等を使用することができる。

【００３９】上記においては歯列矯正用ブラケットにつ
いて説明したが、本発明はこれに限るものではなくアー
チワイヤ９に適用することができる。このアーチワイヤ
９においては、マトリックス樹脂に５％〜３０％の熱可
塑性エラストマーを分散させることにより、曲げ弾性率
を１００００ｋｇ／ｃｍ²以上とし、かつアーチワイヤ
９の断面の断面二次モーメントを０．０１ｍｍ⁴以上と
することにより、矯正過程におけるステージＩ及びIIで
の使用が可能である。このようにすることにより、アー
チワイヤ９は、強度がありしかも透明または半透明のワ
イヤとなり、審美性の高い部材なる。

【００４０】なお、上記各実施の形態における歯列矯正
用器具では、合成樹脂の中にガラスフィラーを含有させ
ることができる。この構成により、樹脂強度を向上でき
るだけでなく、透明度の調節をすることもできる。

【００４１】上述のように構成された本発明に係る歯列
矯正用ブラケットでは、接着材による溶剤割れの現象が
起こらず、水分の吸水率が低いことにより、加水分解を
起こす事も低く、口腔内での耐久性が高い。また、マト
リックス樹脂中に、熱可塑性エラストマーが分散されて
なる例えばＰＣ／ＰＥＴからなる複合樹脂は、成形時の
流動性が良く残留応力が残り難いだけでなく、成形時の
残留応力が残ってもソルベントクラックに対して感度が
鈍いため、ポリカーボネート材に必要な残留応力除去の
ためのアニール処理工程を省略できる製造上の利点もあ
る。

【００４２】また、材料がポリエーテルサルホンの場合
は、ポリカーボネートやポリサルホンに比べて口腔内で
の耐久性、特に、加水分解に対して優れている。

【００４３】また、本発明に係る歯列矯正用ブラケット
やアーチワイヤの色調について説明すると、ポリカーボ
ネートを用いることで、非晶質樹脂で透明性に特徴があ
り、審美性の高いプラスチックブラケットには最適の材
料である。一方、ポリカーボネートを用いることで、ソ
ルベントクラック、加水分解による劣化が問題となる
が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、ポリエステ
ルの一種）は、一般的には不透明の結晶性の樹脂である
が、ポリカーボネートとアロイ化することにより、半透
明の樹脂にできる。したがって、本発明においては、ブ
ラケット内部に金属製の補強体を内蔵させる所謂メタル
インサート方式で成形した場合、半透明あるいは適宜な
色を有していることにより、この補強体を目立たなくで
きるので都合が良い。

【００４４】市販されているＰＣ／ＰＥＴのアロイはそ
の使用目的から、ほとんど透明に近いもの、全く不透明
なもの、ガラスフィラーを添加して強度を向上したが透
明度は低下したもの等、種々のグレードがあり、選定は
任意にできる。また、ポリエチレンテレフタレートはＰ
ＥＴボトルに見る様に、そのグレードによっては全く透
明な非晶質のものもある。これとＰＣとのアロイは技術
的な説明は省略するが、完全に透明なＰＣ／ＰＥＴアロ
イを採用でき、この場合は補強体を内蔵させて白化する
ことが望ましい。この場合、例えば、酸化チタン等を樹
脂に微量添加して、歯牙色に近い又は目立たない半透明
にすることができる。

【００４５】また、本発明に係る歯列矯正用ブラケット
のベース面がプラスチックの場合は、接着強度を上げる
ためにサンドブラスト処理を行い、ガラスフィラー又は
ガラスビーズ等の無機フィラーを露出させて、シランカ
ップリングを塗布して接着してもよい。

【００４６】さらに、本発明においては、プラスチック
の材料として、複合樹脂のＰＣ／ＰＥＴの実施例をあげ
たが、ポリエーテルサルホン（複合樹脂ではない）を、
ブラケット用の樹脂として熱可塑性エラストマーを0.5
重量％〜10.0重量％加えて使用できる。この場合、ポリ
カーボネートやポリサルホンより耐久性、特に、加水分
解に対して優れていて、かつ接着性能も満足できるもの
である。また、熱可塑性エラストマーをナイロン、ポリ
ウレタン又はポリプロピレン等のマトリックス樹脂に５
重量％〜３０重量％混ぜることにより、熱可塑性エラス
トマーの微粒子が例えばブラケットの接着面に露出し、
接着剤が結合し易くなり、接着強度の向上を図ることが
できる。また、ガラスフィラー等の無機フィラーは、１
０重量％〜５０重量％の範囲で効果的に加えることがで
きる。

【００４７】[実施例]以下、本発明に係る歯列矯正用ブ
ラケットの試験結果および比較例により、本発明の効果
を確認することができる。（実施例１）溶剤割れ、加水分解、タイウイングの強度に関する試
験プラスチックブラケット及びメタルインサート形状は、
図１に示すような、タイウイングまで達する形状の補強
体を内蔵する歯列矯正用ブラケットを作成した。複合樹
脂として、ジーイープラスチック製のポリカーボネート
樹脂レキサン１４４Ｒに０．５％、１．０％及び２．０
％のＳＥＢＳを配合した材料を用いて、メタルインサー
ト入りのプラスチックブラケットを成形した。コントロ
ールのため、ＳＥＢＳを含まないレキサン１４４Ｒ１０
０％のものも準備した。

【００４８】また、ＰＣ／ＰＥＴ（住友ダウ社製の商品
名「カリバーＣＲ−３３４１Ｔ」で、ポリカーボネート
７０％とポリエチレンテレフタレート３０％のポリマー
アロイ）に１．０％ＳＥＢＳを分散させたものと、ＳＥ
ＢＳを含まないＰＣ／ＰＥＴを比較した。それぞれの材
料を用いて成形したプラスチックブラケットのボンディ
ングベース面に市販されている矯正用接着剤のプライマ
ーを塗り、時間の経過と共に、ソルベントクラックの程
度を顕微鏡で観察した。その結果は以下の通り、表中、
Ａはウエルドラインのような極小さいクラックが主にベ
ース面に認められるが問題にならないと判断されるも
の。Ｂはベース面において、クラックの数と大きさ共に
目立つが実用レベルにあると思われるもの。Ｃは、クラ
ックがベース面以外にも大きく伝播し、使用不可と判断
されるもの。各試験は３ロットの検体を示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】以上の結果から、ＳＥＢＳの分量が多い
程、クラック割れの発生は抑えられることがわかった。
接着剤のプライマーの溶剤成分により、ソルベントクラ
ックを生じる強度は異なるが、いずれの場合もＳＥＢＳ
がクラックの拡散を防ぎ、実用レベルにあることがわか
った。また、比較的ソルベントクラックに有利なＰＣ／
ＰＥＴにおいても、１．０％ＳＥＢＳは効果を示した。
このことは、ＰＣ／ＰＥＴのようなポリマーアロイにお
いても、ＳＥＢＳのような熱可塑性エラストマーの小さ
い粒（0.1〜１０μ）を拡散することによって、内部応
力を吸収し、結果的にソルベントクラックを生じにくく
していることがわかった。

【００５１】また、メタルインサートによる内部応力
が、ＳＥＢＳを混入することによってどの程度、軽減さ
れているのか、本発明者らは、四塩化炭素とブタノール
の比率を変えることによって、定量的に把握することを
試みた。この方法は、プラスチック成形体の内部応力を
測定するには常法である。上と同じ製品を四塩化炭素と
ブタノールの溶液に常温で１分間浸漬した結果は、以下
の通りです。

【００５２】

【表２】

【００５３】表２の結果から、ＳＥＢＳをわずか０．５
％加えたものは、内部応力を軽減することによってソル
ベントクラック（溶剤によって誘発される割れ）が発生
しにくくなることがわかった。割れが発生しないと水分
や油分がブラケット内部に侵入しなくなり、結果とし
て、耐久性が増し、着色や変色しにくいものとなった。
また、極微量のＳＥＢＳがプラスチックブラケットの接
着性能には影響しないことを実験によって確かめた。ま
た、ガラスフィラー２０重量％を含むポリカーボネート
製のプラスチックブラケットに、2.0重量％のＳＥＢＳ
を混入したものを製作し、四塩化炭素とブタノールの比
が５０：５０の試験液に常温で一分間浸漬した結果、白
化現象は認められなかった。このことから、ＳＥＢＳを
混入することによって、ガラスフィラーを含む矯正用器
具の耐溶剤性を改善するだけではなく、ガラスフィラー
によって生じる内部応力を吸収し、よってマイクロクラ
ックを防止し、口腔内での加水分解を抑止し、耐久性を
高めることがわかった。

【００５４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る歯列矯
正用器具は、少なくとも歯列矯正用ブラケット及び／又
はアーチワイヤが、マトリックス樹脂中に、熱可塑性エ
ラストマーが分散されてなることにより、エラストマー
によって形成される多数のボイドにより、応力集中の要
因となるひずみの拘束を開放することができるので、歯
列矯正用器具として口腔内における長期の使用に耐えう
る強度を維持することができる歯列矯正用器具を提供す
ることができる。（請求項１）、

【００５５】本発明に係る歯列矯正用器具において、マ
トリックス樹脂がポリカーボネート樹脂であって、熱可
塑性エラストマーがスチレン系エラストマーであること
により、エラストマーによって形成される多数のボイド
により、応力集中の要因となるひずみの拘束を開放する
ことができ、口腔内における長期の使用に耐えうる強度
を維持することが可能な歯列矯正用器具を提供すること
ができる。（請求項２）、また、スチレン系エラストマ
ーの含有量が0.5重量％〜10.0重量％の範囲（請求項
３）、より好ましくは0.5重量％〜2.0重量％の範囲であ
ることで、応力集中の要因となるひずみの拘束の開放作
用をより確実にすることができ、口腔内における強度維
持は極めて良好な歯列矯正用器具を提供することができ
る（請求項４）。更に、スチレン系エラストマーの粒径
が0.1μｍ〜10μｍの範囲であると、より安定した強度
を発揮することができる歯列矯正用器具を提供すること
ができる（請求項５）。

【００５６】本発明に係る歯列矯正用器具において、ブ
ラケットのスロットには、該スロットの内壁面に露出し
て該内壁面を補強する補強体が設けられたので、スロッ
トの強度が高められ、アーチワイヤからの矯正力を、長
期にわたって確実に伝えることが可能な歯列矯正用器具
を提供することができる。（請求項６）

【００５７】本発明に係る歯列矯正用器具において、補
強体がタイウイング内まで延びて設けられていることに
より、タイウイングの強度も高めることができ、また、
タイウイングが破折した場合も、補強体のみで結紮を一
時的に維持できる歯列矯正用器具を提供することができ
る。（請求項７）

【００５８】本発明に係る歯列矯正用器具において、補
強体がブラケットのフックを補強するべくフック芯材部
分を備えている。すなわち、補強体がフック内まで延び
て設けられていることにより、フックの強度が高めら
れ、矯正力等の確実な伝達を保証することができる歯列
矯正用器具を提供することができる。（請求項８）

【００５９】本発明に係る歯列矯正用器具によれば、合
成樹脂の中にガラスフィラーが含有されることにより、
樹脂強度を向上できるだけでなく、透明度の調節をする
こともでき、熱可塑性エラストマーとガラスフィラーと
が合成樹脂中に存在することによって、矯正用器具の耐
溶剤性を改善するだけではなく、ガラスフィラーによっ
て生じる内部応力が吸収されて、微小クラックが防止さ
れ、口腔内での加水分解を抑止できる審美的に優れた歯
列矯正用器具を提供することができる。（請求項９）

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯列矯正用ブラケットの第１の実
施形態を示す概略図であって、（ａ）は平面図であり
（ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

１歯列矯正用ブラケット２ブラケット本体領域３ボンディングベース領域４スロット５タイウイング６ブラケットベース面８補強体 8a 補強体のスロット露出部 8b フック芯材部分９アーチワイヤ 10 歯牙２０フック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者志賀清福島県双葉郡大熊町大字熊字新町818 トミー株式会社内Ｆターム(参考） 4C052 AA20 JJ02 JJ09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】歯列矯正手段として口腔内に装着する歯
列矯正用部材であって、該歯列矯正用部材の少なくとも
歯列矯正用ブラケット及び／又はアーチワイヤが、マト
リックス樹脂中に、熱可塑性エラストマーを分散して構
成された部材からなることを特徴とする歯列矯正用器
具。
【請求項２】前記マトリックス樹脂がポリカーボネー
ト樹脂であって、前記熱可塑性エラストマーがスチレン
系エラストマーであることを特徴とする請求項１に記載
の歯列矯正用器具。
【請求項３】前記スチレン系エラストマーの含有量が
0.5重量％〜10.0重量％の範囲であることを特徴とする
請求項２に記載の歯列矯正用器具。
【請求項４】前記スチレン系エラストマーの含有量が
0.5重量％〜2.0重量％の範囲であることを特徴とする請
求項２に記載の歯列矯正用器具。
【請求項５】前記スチレン系エラストマーの粒径が0.
1μｍ〜10μｍの範囲であることを特徴とする請求項２
〜４の何れかに記載の歯列矯正用器具。
【請求項６】前記ブラケットのスロットには、該スロ
ットの内壁面に露出して該内壁面を補強する補強体が設
けられたことを特徴とする請求項１から５の何れかに記
載の歯列矯正用器具。
【請求項７】前記補強体が前記スロットの歯茎側及び
切端側に向かって形成されたタイウイング内まで延びて
設けられていることを特徴とする請求項６に記載の歯列
矯正用器具。
【請求項８】前記補強体が前記ブラケットのフックを
補強するべくフック心材部分を備えていることを特徴と
する請求項６又は７に記載の歯列矯正用器具。
【請求項９】前記合成樹脂の中に無機フィラーを含有
してなることを特徴とする請求項１から８のいずれかに
記載の歯列矯正用器具。