JP2729236B2 - 接着剤組成物 - Google Patents

接着剤組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、接着剤組成物に関し、さらに詳しくは、常
温付近での硬化性に優れ、特に歯科用接着剤として有効
な接着剤組成物に関する。
発明の技術的背景 歯科治療などの医療分野では、歯質特に象牙質と、他
の材料たとえば高分子、金属、歯科用陶材などとを強固
に接着する必要があり、このための接着剤がすでに提案
されている。
このような歯科用接着剤としては、(i)重合性モノ
マーとしてのメチルメタクリレート(MMA)と、(ii)
重合触媒としての過酸化ベンゾイルと芳香族第3級アミ
ン系との混合系あるいはこの混合系にスルフィン酸塩を
添加した系と、(iii)充填剤としてのポリメチルメタ
クリレート(PMMA)とからなる接着剤組成物、あるいは
(i)重合性モノマーとしてのMMAと、(ii)光増感剤
としてのカンファーキノンと、還元剤としてのN,N−ジ
メチルアミノエチルメタクリレートとからなる光重合開
始剤と、(iii)充填剤としてのPMMAとからなる接着剤
組成物、さらには(i)重合性モノマーとしてのMMA
と、(ii)接着促進モノマーとしての4−メタクリロイ
ルオキシエトキシカルボニルフタル酸無水物(4−MET
A)と、(iii)重合触媒としてのトリ−n−ブチルボラ
ン酸化物(TBBO)と、(iV)充填剤としてのPMMAとから
なる接着剤組成物などが提案されている。
このように従来知られている接着剤組成物では、重合
性モノマーの重合開始剤として種々の化合物が用いられ
ているが、TBBOを用いる場合を除き、接着促進モノマー
を添加しても充分な接着力は得られていない。
また重合開始剤としてのTBBO系化合物を含む接着剤組
成物では、重合開始剤を多量に用いなければ、充分な接
着力が得られず、また硬化速度も遅く、しかも重合性モ
ノマーとしてはほぼMMAしか利用できず、メタクリル酸
ジエステル類を重合性モノマーとして用いることができ
なかった。
上述のように、歯質に対して強い接着性を示すととも
に、重合性モノマーとしてMMA以外のモノマーを用いる
ことができるような接着剤組成物の出現が望まれてい
る。
ところで本発明者らは、上記のようなMMA/PMMA/4−ME
TA/TBBOあるいはMMA/PMMA/TBBOからなる接着剤組成物が
歯質に対してかなり強い接着力を示すため、この接着メ
カニズムについて検討したところ、この接着剤組成物中
に含まれるMMAや4−METAがTBBOの効果により歯質から
重合するため比較的強い接着力が得られることを見出し
た。
さらに詳しく述べると、MMA/4−META/TBBO系接着剤組
成物では、歯質特に象牙質を、3%塩化第二鉄を含む10
%クエン酸水溶液で前処理した後に該接着剤組成物を用
いて歯質とたとえばアクリル系高分子、金属とを接着す
ると、大きな接着力が得られるのに対し、歯質を無処理
あるいはクエン酸水溶液またはリン酸水溶液で処理した
だけでは、あまり大きな接着力を得ることはできない。
このことは、上記の接着剤組成物では、塩化第二鉄が接
着において重要な役割を果たしていることを意味してい
る。この塩化第二鉄の果たす役割について検討したとこ
ろ、塩化第二鉄が歯質に吸着され、この歯質に吸着され
た塩化第二鉄が4−METAおよびTBBOと相乗的に働き、MM
Aの重合を促進していることを見出した。そして歯質部
分からまずMMAの重合が開始されるためにそこでの重合
収縮歪が減少し、歯質コラーゲンのマトリックス効果に
よるMMAポリマーの分子量の増大によって歯質部分が強
化され、強い接着力が得られることを見出した。
本発明者らは、上記のような知見に基いてさらに鋭意
検討したところ、接着剤組成物に重合開始剤として、歯
質に対して親和性を有する過酸化物を重合開始剤の成分
として添加することにより、歯質に対して優れた接着性
を示すとともに、かつ重合性モノマーとして広範な化合
物を用いることができるような接着剤組成物が得られる
ことを見出して、本発明を完成するに至った。
発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決
しようとするものであって、歯質特に象牙質に対して優
れた接着性を示すとともに、硬化速度も大きく、かつ重
合性モノマーとして広範なモノマーを用いることができ
るような接着剤組成物を提供することを目的としてい
る。
発明の概要 本発明に係る接着剤組成物は、(A)重合性モノマー
と、(B)重合開始剤とを含む接着剤組成物において、 (B)重合開始剤として、 (b−1)下記一般式[I]、[II]または[III]で
示される過酸化物と、 (b−2)ラジカル発生剤および/または光重合開始剤
とを含有し、 上記ラジカル発生剤が、トリアルキルボランおよびそ
の類縁体、バルビツール酸類のうちから選択される1種
以上の化合物であることを特徴としている。
(式中、R1、R2、R3はそれぞれ同一であっても異なって
いてもよく、水素原子、アルキル基、フェニル基、置換
フェニル基、シクロヘキシル基または置換シクロヘキシ
ル基であり、Xはアルキレン基、ビニレン基またはフェ
ニレン基であり、Yはカルボキシル基、酸無水物基、リ
ン酸基またはホウ酸基であり、Pはアルキレン基または
置換アルキレン基である。) 本発明に係る接着剤組成物は、重合開始剤として上記
のような反応性基Yを有する過酸化物(b−1)と、ラ
ジカル発生剤および/または光重合開始剤(b−2)と
を含んでいるので、歯質特に象牙質に対して優れた接着
性を示すとともに、硬化速度も大きく、かつ重合性モノ
マーとして広範なモノマーを用いることができる。
発明の具体的説明 以下本発明に係る接着剤組成物について、具体的に説
明する。
本発明に係る接着剤組成物は、(A)重合性モノマー
と、(B)重合開始剤とを含んでいるが、以下各成分に
ついて説明する。
本発明では、(A)重合性モノマーとしては、エチレ
ン性二重結合を有する重合可能な化合物が用いられ、具
体的には、下記のような化合物が用いられる。
メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチル
メタクリレート、ブチルメタクリレート、グリシジルメ
タクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、
3−ヒドロキシプロピルメタクリレートなどのアクリル
酸またはメタクリル酸のアルキルエステルまたはグリシ
ジルエステル類;エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、トルエチレングリコール、テトラエチレングリ
コール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール
などのジアクリル酸エステルあるいはジメタクリル酸エ
ステル類;トリメチロールプロパン、トリメチロールエ
タンなどのトリアクリル酸エステルあるいはトリメタク
リル酸エステル類;テトラメチロールエタンのトリアク
リル酸エステルあるいはトリメタクリル酸エステル類;
テトラメチロールエタンのテトラアクリル酸エステルあ
るいはテトラメタクリル酸エステル類;ビスフェノール
−A−ジメタクリレート、ビスフェノール−A−ジグリ
シジルメタクリレート、2,2−ビス(4−メタクリロキ
シエトキシフェノル)プロパン;アクリル酸、メタクリ
ル酸、無水メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、無
水マレイン酸、p−メタクリロキシ安息香酸、N−2−
ヒドロキシ−3−メタクリロキシプロピル−N−フェニ
ルグリシン、4−メタクリロイルオキシエトキシカルボ
ニルフタル酸、4−メタクリロイルオキシエトキシカル
ボニルフタル酸無水物など。
このうち特に、メチルメタクリレートなどのアクリル
酸またはメタクリル酸のアルキルエステル、ジアクリル
酸またはジメタクリル酸のエステルが好ましい。
本発明では、(B)重合開始剤として、少なくとも下
記一般式[I]〜[III] (式中、R1、R2、R3はそれぞれ同一であっても異なって
いてもよく、水素原子、アルキル基、フェニル基、置換
フェニル基、シクロヘキシル基または置換シクロヘキシ
ル基であり、Xはアルキレン基、ビニレン基またはフェ
ニレン基であり、Yはカルボキシル基、酸無水物基、リ
ン酸基またはホウ酸基であり、Pはアルキレン基または
置換アルキレン基である。) で示される化合物を含んでいる。
上記一般式[I]で示される化合物としては、具体的
には下記のような化合物が用いられる。
など。
また上記一般式[II]で示される化合物としては、具
体的には下記のような化合物が用いられる。
また上記一般式[III]で示される化合物としては、
具体的には下記のような化合物が用いられる。
本発明では、(B)重合開始剤として、一般式
[I]、[II]または[III]で示されるような反応性
基Yを有する過酸化物(b−1)と、後述するような特
定のラジカル発生剤および/または光重合開始剤(b−
2)とを用いており、この反応性基Yを有する過酸化物
は、歯質との親和性に優れているため、本発明に係る接
着剤組成物は、歯質特に象牙質に対して優れた接着性を
示すとともに、かつ重合性モノマーとして広範なモノマ
ーを用いることができる。
本発明に係る接着剤組成物では、上記一般式[I]、
[II]または[III]で示される過酸化物(b−1)
は、重合性モノマー(A)100重量部に対して0.1〜10重
量部好ましくは1〜6重量部の量で用いられることが望
ましい。
本発明では、(B)重合開始剤として、上記のような
過酸化物(b−1)以外に、下記のような他の重合開始
剤(b−2)を併用して常温重合が可能となるようにす
る。このような他の重合開始剤(b−2)としては、下
記のようなラジカル発生剤および/または光重合開始剤
(b−2)が用いられる。
このようなラジカル発生剤としては、具体的には、下
記のような化合物が用いられる。
(i)トリアルキルボランおよびその類縁体 具体的には、トリエチルボラン、トリプロピルボラ
ン、トリイソプロピルボラン、トリ−n−ブチルボラ
ン、トリ−n−アミルボラン、トリイソアミルボラン、
トリ−sec−アミルボランなどが用いられる。またこれ
らの一部が酸化されたトリアルキルボラン類縁体を用い
ることができる。
(ii)バルビツール酸類 具体的には、5−メチルバルビツール酸、5−メチル
チオバルビツール酸、5−ブチルバルビツール酸、5−
ブチルチオバルビツール酸、1,3,5−トリメチルバルビ
ツール酸、1,3,5−トリメチルチオバルビツール酸など
のバルビツール酸あるいはチオバルビツール酸と、銅ア
セチルアセテートまたは鉄アセチルアセテートと、メタ
クリロイルコリンクロリド、ジエチルメタクリロイルオ
キシエチルベンジルアンモニウムクロリド、ジメチルブ
チルp−ビニルベンジルアンモニウムクロリド、トリプ
ロピルp−ビニルベンジルアンモニウムクロリドなどの
アミン4級塩化物との混合物。
上記のようなバルビツール酸あるいはチオバルビツー
ル酸誘導体と、塩化銅との混合物。
また光重合開始剤としては、たとえば2,3−ジオキソ
ビシクロ[2,2,1]ヘプタン誘導体と、N,N−ジメチルア
ミノエチルメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチ
ルメタクリレート、N−フェニルグリシン、P−ジメチ
ルアミノベンズアルデヒド、N,N−ジメチルアニリン等
のアミン類あるいは1,3,5−トリメチルチオバルビツー
ル酸、5−ブチルバルビツール酸等のバルビツール酸ま
たはチオバルビツール酸誘導体などの還元剤との組合せ
が用いられる。
本発明に係る接着剤組成物は、上記のような[A]重
合性モノマーと[B]重合開始剤以外に、接着促進モノ
マーとして、4−メタクリロイルオキシエトキシカルボ
ニルフタル酸無水物、4−メタクリロイルオキシエトキ
シカルボニルフタル酸などを含むこともできる。
さらに本発明に係る接着剤組成物は、ポリマー、フィ
ラー、安定剤を含んでいてもよく、たとえばポリメチル
(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレー
トなどの単官能性モノマーの重合体または共重合体を、
重合収縮を低下させたり、組成物の粘度を調整したりす
るためのポリマーとして含んでいてもよい。またフィラ
ーとして、粒径1〜100μm程度のガラスビーズ、酸化
アルミナ、α−石英粉、コロイダルシリカなどを含んで
いてもよく、安定剤として、ハイドロキノンモノメチル
エーテル、t−ブチル−p−クレゾール、ヒドロキシメ
トキシベンゾフェノンなどを含んでいてもよい。
本発明に係る接着剤組成物を用いて、歯質特に象牙質
と他の物質とを接着するに際しては、歯質の表面を、た
とえばクエン酸と塩化第二鉄とを含む水溶液あるいはク
エン酸水溶液などで、また、エナメル質に対しては、リ
ン酸水溶液で予め処理しておくと、強い接着力が得られ
る。
本発明に係る接着剤組成物は、上記のように特に歯科
治療用接着剤として好ましく用いられるが、他の用途た
とえば人工骨用接着剤あるいは金属用接着剤としても用
いることができる。
発明の効果 本発明に係る接着剤組成物は、重合開始剤として、上
記のような反応性基Yを有する過酸化物を含んでいるの
で、常温重合用の重合開始剤を組合わせることにより、
歯質に対して充分な接着性を示すとともに、硬化速度も
大きく、かつ重合性モノマーとして広範なモノマーを用
いることができる。
以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
ら実施例に限定されるものではない。
[接着力の評価方法] (1)常温重合型の場合 牛前歯をダイヤモンドカッターで切断し、層面側の象
牙質面を接着試料とした。3%塩化銅を含む10%クエン
酸水溶液で30秒処理し、水洗を30秒、乾燥を30秒間行な
った後、直径5mmの円孔のあいた厚さ50μmのセロハン
テープをはりつけ接着面積を規定した。接着剤組成物を
そこにのせ、アクリル棒を接着させ、接着試験試料を作
製した。30分間室温に放置し、さらに37℃の蒸留水中に
24時間浸漬した後、引張り試験を行ない、接着強さを測
定した。5個の試験片での平均値を求めた。
(2)可視光線重合型の場合 接着剤組成物をのせるところまでは(1)と同様であ
る。アクリル棒の代りに厚さ3mmのアクリル板を接着さ
せ、2分間放置後、その板の上から可視光照射器(Kulz
er社製、Translux)を用いて光を3分間照射した。照射
後すぐに37℃の水中に入れ、24時間放置後、瞬間接着剤
でアクリル棒をつけ、引張り試験を行なった。
実施例1 メチルメタクリレート(MMA)にメタクリロイルコリ
ンクロリド0.08%、銅アセチルアセトネート0.008%を
溶かして液成分とし、ポリメチルメタクリレート(PMM
A)系粉末に2%の1,3,5−トリメチル−2−チオバルビ
ツール酸(TMTB)、1%のt−ブチルパーオキシマレイ
ン酸(MA)を混ぜたものを粉成分とした。この粉と液を
1:1で混合したものは6分30秒で硬化した。この混合物
を用いて象牙質の接着を行なったところ、94kg/cm2の接
着力が得られた。
実施例2 実施例1において、MAを4%用いた他は、実施例1と
同様にして行なったところ、硬化時間8分30秒、接着力
87kg/cm2であった。
実施例3〜7 実施例1において、実施例1に記載のモノマー、パー
オキシエステル、還元剤を使用する代りに、液成分のMM
Aに5%の2−ヒドロキシエチルメタクリレートを加
え、表1に記載のものを表1に示した量用いた他は、実
施例1と同様の方法で行なった。
結果を表1に示す。
実施例8 実施例1において、メタクリロイルコリンクロリド、
銅アセチルアセテートの代りに0.02%の塩化第2銅を用
いて、ほかは同様にして行なうと、硬化時間は7分、接
着力は90kg/cm2であった。
比較例1 実施例1において、MAを加えなかったほかは、実施例
1と同様の方法で行なったところ、硬化時間3分、接着
力45kg/cm2であった。
実施例9 MMAに1%のカルファーキノン(CQ)、1%のN,N−ジ
メチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)を溶か
し、さらに1%のMAを加えたものを液成分とし、PMMA系
粉末を粉成分とした。この粉と液の1:1の混合物は可視
光を照射することにより、40秒で硬化した。この組成物
を用いて象牙質への接着力を測定したところ、70kg/cm2
であった。
比較例2 実施例9において、MAを加えなかったほかは、実施例
9と同様にして行なったところ、硬化時間40秒、接着力
28kg/cm2であった。
実施例10 実施例9において、DMAEMAの代りに1%のTMTBを粉成
分に加えたほかは、実施例9と同様にして行なったとこ
ろ、硬化時間1分40秒、接着力96kg/cm2であった。
実施例11〜13 実施例10において、実施例10に記載のパーオキシエス
テルの種類および量を表2に示したように代えたほか
は、実施例10と同様の方法で行なった。
結果を表2に示す。
実施例14 実施例9において、DMAEMAを除き、3%のMAを用いた
ほかは、実施例9と同様にして行なったところ、硬化時
間3分10秒、接着力89kg/cm2であった。
比較例3 実施例10において、MAを加えないで実施例10と同様に
して行なったところ、硬化時間2分40秒、接着力32kg/c
m2であった。
実施例15 実施例10において、CQの代りに1%の7,7−ジメチル
−2,3−ジオキソビシクロ[2,2,1]ヘプタン−1−カル
ボン酸を用いたほかは、実施例10と同様にして行なった
ところ、硬化時間1分20秒、接着力は110kg/cm2であっ
た。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)重合性モノマーと、(B)重合開始
    剤とを含む接着剤組成物において、 (B)重合開始剤として、 (b−1)下記一般式[I]、[II]または[III]で
    示される過酸化物: (式中、R1、R2、R3はそれぞれ同一であっても異なって
    いてもよく、水素原子、アルキル基、フェニル基、置換
    フェニル基、シクロヘキシル基または置換シクロヘキシ
    ル基であり、Xはアルキレン基、ビニレン基またはフェ
    ニレン基であり、Yはカルボキシル基、酸無水物基、リ
    ン酸基またはホウ酸基であり、Pはアルキレン基または
    置換アルキレン基である。)と、 (b−2)ラジカル発生剤および/または光重合開始剤
    とを含有し、 上記ラジカル発生剤が、トリアルキルボランおよびその
    類縁体、バルビツール酸類のうちから選択される1種以
    上の化合物であることを特徴とする接着剤組成物。
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