JP3779530B2 - シリコーンゴム及びそれを用いた物並びに製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体用材料等として使用されるシリコーンゴム及びそれを用いた物並びに製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、義歯の使用者にとって、硬い食品を咀嚼したときに生ずる衝撃は耐え難い激痛を伴い、また義歯のがたつきは食生活のみならず会話等の日常生活にも支障を来す煩わしいものであった。これは主に、口腔粘膜と密着する義歯床がポリメタクリル酸メチルからなる硬い樹脂であるため、患者の口内から起こした精巧な印象に基づいて作製したものであっても、精度的な限界により、義歯を装着した際に、義歯床と口腔粘膜との間にわずかな隙間が生ずるのは避けられないからであった。
【０００３】
このような不満を解消するための対策の一つとして、患者自身が市販の義歯安定材を購入し、これを口腔粘膜に接触する面に塗った義歯を口内に装着する方法が考えられる。これにより、確かに硬い食品を痛みを感じることなく噛めたり、快適な装着感が得られたりするものの、そのような効果は長くて４〜５日程度しか続かず、また患者の手間や経済的負担も大きいため、根本的な解決には至っていない。
【０００４】
このような事情から、昨今、装着後のがたつきがなく、快適に食品を咀嚼できる義歯の需要が拡大している。そこで、歯科技工の現場ではポリビニールシリコーン樹脂系の裏装材を定着させた義歯の開発が進められ、デンタックス社製モロプラストＢ（登録商標）等の実用化になっているものも一部ある。しかしながら、義歯床が直接口腔粘膜に触れる場合より、硬い物を噛んだときの痛みは幾分和らげられる程度であり、裏装材樹脂が比較的硬いため、痛みが完全になくなる訳ではなく、しかも裏装材の変色や変質といった経時劣化が著しいため、義歯の寿命が短い、はずれやすく安定した装着感が得られないという問題は依然としてあった。
【０００５】
一方、医科分野で人体の代替用や補綴用に使用されている生体用シリコーンゴムを義歯の裏装材として用いることにより、義歯と口腔粘膜との生理的な親和性が図られるとともに、緩衝作用や義歯のがたつき防止が期待されるが、充分な接着力の確保が困難であったため、現状では生体用シリコーンゴムを裏装材に使用した義歯の開発は実現には至っていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、義歯床等の被着体に対し接着性を高めたシリコーンゴムを提供することを目的とする。また本発明は、基体にシリコーンゴムを強固に接着してなる製品（例えば、義歯）を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係るシリコーンゴムは、架橋剤、触媒及びメタクリル酸メチルを含むシリコーンのゲルを重合させてなる。これによると、シリコーンの重合（架橋）反応とともに進行するメタクリル酸メチルの重合反応によって生成するポリメタクリル酸メチルの存在によって、従来のシリコーンゴムに比し、被着体への接着性が劇的に向上したシリコーンゴムが得られる。
【０００８】
そして、その場合の前記シリコーンに対する前記メタクリル酸メチルの配合割合は、０．０１〜０．０５容量％とするのがよい。
【０００９】
このようにして得られたシリコーンゴムは、接着性が極めて優れているので、酸素吸入器のアクティベータ等にも強固に接着させることができる。
【００１０】
特に、このシリコーンゴムを義歯の義歯床の人体に装着する側の面に裏装することにより、義歯のがたつきが防止されるとともに、硬い物を噛んだ時に口腔粘膜へ伝わる衝撃が緩和される。
【００１１】
また本発明に係る義歯の製造方法は、義歯床の人体に装着する側の面上に所定の厚みでワックスを塗布する工程と、
上下に開輪するフラスコの一方に前記義歯床の前記面が露出するように前記義歯床を石膏で固定する工程と、
前記面を覆うように石膏を流し込むとともに、前記フラスコを閉じる工程と、
前記石膏が固まった後、前記フラスコを開輪する工程と、
前記ワックスを除去するとともに、前記面をジクロロメタンで処理する工程と、
架橋剤、触媒及びメタクリル酸メチルを含むシリコーンのゲルを前記面に注ぐとともに、前記フラスコを閉じて圧力釜内に収容する工程と、
前記圧力釜内で前記フラスコを２．５〜３．５気圧の圧力下で一定時間加熱する工程と、
前記フラスコを開輪して石膏に埋没した前記義歯床を取り出す工程とからなるものである。
【００１２】
この方法によると、接着剤を用いることなく、義歯床の人体に装着する側の面に生体用シリコーンゴムが裏装された義歯を容易に製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明に係るシリコーンゴムの製造手順について説明する。一般式が下記の「化２」で表されるシリコーンのゲルに、架橋剤である一般式が下記の「化３」で表されるハイドロジェンポリシロキサン（シリコーンに対し１０容量％）と、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）（シリコーンに対し０．０１〜０．０５容量％（好ましくは、０．０１５〜０．０２５容量％））とを添加してよくかき混ぜた後、直方体形状等をした重合容器内に密閉し、低温加熱若しくは室温で放置する。
【００１４】
これにより、シリコーンに含まれる白金化合物を触媒としてシリコーンが重合（架橋）反応が進行するとともに、ＭＭＡの重合反応も進行し、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）を一体的に少量含む弾力性のあるシリコーンゴムの試験片が得られた。
【００１５】
【化２】

（ｍ＋ｎ＝５０〜２０００）
【化３】

（Ｒはメチル基又は水素、ｋ＋ｌ＝８〜９８）
【００１６】
次に、このようにして得られたシリコーンゴムの金属、ガラス、木材、布その他の被着体への接着性能を調べた。即ち、シリコーンゴムの試験片を平滑な被接着面を有する前記被着体にシアノアクリレートを接着剤として接着し、その接着強度を引っ張り試験により確認した。尚、接着剤としては、熱可塑性樹脂でビニル重合系のシアノアクリレートの他、同種の熱可塑性樹脂でセルロース系、重縮合重付加系や熱硬化性樹脂系の接着剤を単独若しくは併用で使用してもよい。
【００１７】
接着の手順は次の通りである。まず、シリコーンゴムの試験片の接着面をジクロロメタンで処理し、これを乾燥させた後、シアノアクリレートを塗布して被着体に圧接してしばらく放置する。そして、シアノアクリレートが乾燥した後、圧力を解いたところ、シリコーンゴムの試験片と被着体とは強固に接着しており、引っ張っても容易には剥がれなかった。そして、無理やり試験片を剥がした場合は、試験片はちぎれてしまい、その接着力は非常に強固なものであった。
【００１８】
比較例として、ＭＭＡを添加せずに重合させたシリコーンのみからなるシリコーンゴムの試験片の接着を試みたところ、強固な接着力が得られず、試験片は金属、ガラス、木材若しくは布のいずれの被着体からもすぐに剥がれてしまった。従って、本発明によるＭＭＡを少量添加して重合させて得られるシリコーンゴムでは、今まで不可能とされてきた上記被着体への接着が強固に行え、その接着性能が優れていることが分かった。
【００１９】
この理由は、現時点では完全には解明されていないが、恐らくシリコーンゴムの重合過程において、シリコーンとは均一に混ざり合わないＭＭＡが外側にはじき出される形で重合するためであると考えられる。従って、シリコーンゴムの試験片の表面付近にＰＭＭＡの薄い層が形成されるため、被着体に対する接着性が劇的に向上したものと思われる。
【００２０】
本発明に係るシリコーンゴムは、従来のシリコーンゴムの性質（弾性、生体親和性等）を保持しているため、その強固な接着性を利用して図６〜図１２のような様々な工業製品への応用が期待できる。尚、図６は酸素吸入器１５のアクティベータ１５ａにシリコーンゴム９を接着した例、図７は塩化ビニル等からなる介護用便器１６の便座１６ａにシリコーンゴム９を接着した例、図８はメガネ１７の鼻かけ１７ａにシリコーンゴム９を接着した例、図９はヘアバンド１８の顔を両側から挟んで固定する先端部１８ａにシリコーンゴム９を接着した例、図１０はハサミ１９の指を入れる柄部１９ａにシリコーンゴム９を接着した例、図１１はスプーン２０のグリップ部２０ａやさじ部２０ｂにシリコーンゴム９を接着した例、図１２はボディースーツ２１の裏面にシリコーンゴム９を接着した例を示している。
【００２１】
こうした製品では、本来は直接肌に接触する部分に生体との親和性の高いシリコーンゴム９が介在しているため、肌への過度な負担や刺激を解消して快適な装着感や使用感が得られる効果が期待できる。尚、このようなシリコーンゴム９を接着した製品は、図６〜図１２に示した物以外にも様々な用途に使われる製品が考えられ、医療器具、介護用品、ベビー用品から日常生活用品までその応用範囲は極めて広い。
【００２２】
また、上記種々の製品へのシリコーンゴムの接着は、上述したように両者を別途に作製しておき、後から接着剤を用いて接着する方法の他、後述する義歯の製造方法（図１参照）のように、ＭＭＡを含むシリコーンの重合反応を利用して接着剤を使用せずに製品とシリコーンゴムとを一体成形することにより、両者を接着させるようにしてもよい。
【００２３】
次に、本発明に係るシリコーンゴムを義歯床に裏装した義歯の製造方法について図１を参照して説明する。まず、図１（ａ）に示すように、ＰＭＭＡ樹脂からなる義歯床２の人体に装着する側の面上に所定の厚みでパラフィンワックス３を塗布した義歯１を、そのパラフィンワックス３の塗布面が露出するように下フラスコ５内に石膏６で固定する。そして、図１（ｂ）に示すように、パラフィンワックス３の塗布面を含む上方の空間に型模型となる石膏６’を流し込むとともに、予め下石膏層７を固めておいた上フラスコ４を下フラスコ５上に被せ、しばらく放置して石膏６’が完全に固まるの待つ。
【００２４】
次いで、図１（ｃ）に示すように、上下のフラスコ４，５を開輪してパラフィンワックス３を適当な溶剤で洗い流して除去する。これにより、上下のフラスコ４，５を閉じたとき、パラフィンワックス３があった部分に対応した形状のスペースが確保される。そして、義歯床２のパラフィンワックス３が取り除かれた面をジクロロメタンで処理して乾燥させることにより、義歯床２の人体に装着する側の面をわずかに溶かして粗い質感を与える。
【００２５】
そして、架橋剤のハイドロジェンポリシロキサン（シリコーンに対し１０容量％）、ＭＭＡ（シリコーンに対し０．０１５〜０．０２５容量％）及び白金触媒を添加して混ぜ合わせたシリコーン８を義歯床２の上から注ぐ。その後、図１（ｄ）に示すように、上フラスコ４を被せてボルト１４で密閉し、圧力釜（図示せず）内に収容し、２．５〜３．５気圧の圧力下、約５０℃の温度で約２４時間低温加熱する。これにより、パラフィンワックス３（図１（ｂ））のあった部分の空洞形状に合致するように、シリコーン８が重合して柔軟なゴム状に硬化する。
【００２６】
このとき、その表面付近でＭＭＡの重合も進行するため、生成したＰＭＭＡと義歯床２のＰＭＭＡ樹脂とが物理的若しくは化学的に強固に結合することにより、シリコーンゴム９が義歯床２の人体に装着する側の面に接着される。
【００２７】
そして、再び上下のフラスコ４，５を開輪し、義歯１を石膏６から掘り出し、周囲のバリ等を取り除いてから、シリコーンゴム９と義歯床２との接着面に隙間が残存している場合は、その部分に接着剤のシアノアクリレートを流し込んで更に接着を確実にする。これにより、義歯床２の人体に装着する側の面にシリコーンゴム９が裏装された義歯１が得られる。
【００２８】
このように少量のＭＭＡを含むシリコーン８の重合に伴い、その表面近くでＭＭＡが重合するため、重合により生成したシリコーンゴム９の表面のＰＭＭＡ層のメチル基と、義歯床２の材料であるＰＭＭＡ樹脂のメチル基とのファンデルワールス的な相互作用によって、特に接着剤を用いなくても、シリコーンゴム９が義歯床２に強固に接着されるものと思われる。
【００２９】
図２〜図５は、上記のようにして作製された義歯を装着した患者の口内の様子を示す断面図である。図２は義歯床２の口腔粘膜１０に触れる部分の全体にシリコーンゴム９が裏装されている例であり、主に下臼歯のような硬い物を噛む歯にはこのような形態の義歯とすることで、衝撃を大幅に軽減することができる。
【００３０】
図３、図４は義歯床２の口腔粘膜１０に触れる部分の一部（直接力が加わる部分）にシリコーンゴム９が裏装されている例であり、図３は装着される義歯が下臼歯の場合、図４は上前歯の場合を示している。これによると、口腔粘膜１０に伝わる衝撃を緩和するのに、少量のシリコーンゴム９で足りるため、義歯の製造コスト削減が図られる。
【００３１】
更に、図５は口蓋裂傷等により上顎洞１１の一部が鼻腔１２側に貫通した患者用の義歯の一例であり、患部１３に挿入されるように形成された義歯床２の挿入部２ａにシリコーンゴム９を局部的に周設している。これにより、患部１３が柔軟なシリコーンゴム９で完全に隙間なく塞がれるため、空気漏れを防いで発音の明瞭さが確保されるとともに、飲料等が鼻腔１２内へ流入するのを防止することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、少量のメタクリル酸メチルを添加したシリコーンを架橋剤と共に重合させてシリコーンゴムを形成させたことにより、従来のシリコーンゴムに比し、被着体に対する接着特性が劇的に向上したシリコーンゴムが得られる。従って、今まで不可能とされてきたシリコーンゴムの金属、ガラス、木材、布その他の被着体への接着を強固に行うことができる。
【００３３】
また、シリコーンゴムは生体との親和性の高いため、その接着性を利用して医療器具、介護用品、ベビー用品から日常生活用品まで様々な製品に応用することができ、これにより肌への負担や刺激が少ない快適な装着感や使用感を実現した製品を提供できる。
【００３４】
また、本発明によると、柔軟なシリコーンゴムを義歯床の人体に装着する側の面に裏装した義歯を容易に製造できるため、この義歯を装着して硬い物を噛んだときの衝撃は、シリコーンゴムによって大幅に軽減される。従って、痛みをほとんど感じることのない快適な装着感が継続して得られる義歯を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る義歯の製造工程の流れを説明する断面図である。
【図２】 本発明に係る義歯を装着した患者の口内の様子の一例を示す断面図である。
【図３】 本発明に係る義歯を装着した患者の口内の様子の一例を示す断面図である。
【図４】 本発明に係る義歯を装着した患者の口内の様子の一例を示す断面図である。
【図５】 本発明に係る義歯を装着した患者の口内の様子の一例を示す断面図である。
【図６】 本発明に係るシリコーンゴムを接着した酸素吸入器の一例を示す図である。
【図７】 本発明に係るシリコーンゴムを接着した介護用便器の一例の（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
【図８】 本発明に係るシリコーンゴムを接着したメガネの一例を示す図である。
【図９】 本発明に係るシリコーンゴムを接着したヘアバンドの一例を示す図である。
【図１０】 本発明に係るシリコーンゴムを接着したハサミの一例を示す図である。
【図１１】 本発明に係るシリコーンゴムを接着したのスプーンの一例の（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
【図１２】 本発明に係るシリコーンゴムを接着したボディスーツの一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 義歯
２ 義歯床
３ パラフィンワックス
４ 上フラスコ
５ 下フラスコ
６，６’ 石膏
８ シリコーン
９ シリコーンゴム
１０ 口腔粘膜
１１ 上顎洞
１２ 鼻腔
１５ 酸素吸入器
１６ 介護用便器
１７ メガネ
１８ ヘアバンド
１９ ハサミ
２０ スプーン
２１ ボディスーツ

Claims (14)

1. メタクリル酸メチルを含む一般式
   

   

   （ｍ＋ｎ＝５０〜２０００）で表されるシリコーンのゲルを重合させたシリコーンゴムを、ポリメタクリル酸メチルからなる義歯床の人体に装着する側の面の一部若しくは全部に裏装した義歯であって、前記義歯床の面の一部又は全部の直上に前記シリコーンゴムが配置される、上記義歯。
2. メタクリル酸メチルを含む一般式
   

   

   （ｍ＋ｎ＝５０〜２０００）で表されるシリコーンのゲルを重合させたシリコーンゴムを、ポリメタクリル酸メチルからなる義歯床の人体に装着する側の面の一部若しくは全部に裏装した義歯であって、前記義歯床の面の一部又は全部の直上に前記シリコーンゴムが配置され且つ該シリコーンゴムが面と接触する側に前記メタクリル酸メチルの重合物が形成される、上記義歯。
3. 前記ゲルが架橋剤及び触媒をさらに有する請求項１又は２記載の義歯。
4. 前記シリコーンに対する前記メタクリル酸メチルの配合割合が０．０１〜０．０５容量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の義歯。
5. 生体用シリコーンゴムを、ポリメタクリル酸メチルからなる義歯床の人体に装着する側の面に形成する義歯の製造方法であって、
   前記義歯床を金型内に配置し、前記義歯床の前記面上にメタクリル酸メチルを含む下記一般式 （ｍ＋ｎ＝５０〜２０００）で表されるシリコーンのゲルを
   

   

   流し込み、前記金型を圧力釜内で低温加熱して前記面の一部又は全部の直上に生体用シリコーンゴムを形成することを特徴とする義歯の製造方法。
6. 生体用シリコーンゴムを、ポリメタクリル酸メチルからなる義歯床の人体に装着する側の面に形成する義歯の製造方法であって、
   前記義歯床を金型内に配置し、前記義歯床の前記面上にメタクリル酸メチルを含む下記一般式 （ｍ＋ｎ＝５０〜２０００）で表されるシリコーンのゲルを
   

   

   流し込み、前記金型を圧力釜内で低温加熱して前記面の一部又は全部の直上に生体用シリコーンゴムが形成され且つ該シリコーンゴムが面と接触する側に前記メタクリル酸メチルの重合物が形成されることを特徴とする義歯の製造方法。
7. 前記シリコーンのゲルを流し込む前に、前記面にジクロロメタンを塗布しておくことを特徴とする請求項５又は６記載の義歯の製造方法。
8. 前記圧力釜内の圧力が２．５〜３．５気圧であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項記載の義歯の製造方法。
9. 前記ゲルが架橋剤及び触媒をさらに有する請求項５〜８のいずれか１項記載の義歯の製造方法。
10. 前記シリコーンに対する前記メタクリル酸メチルの配合割合が０．０１〜０．０５容量％であることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項記載の義歯の製造方法。
11. 義歯床の人体に装着する側の面上に所定の厚みでワックスを塗布する工程と、
    上下に開輪するフラスコの一方に前記義歯床の前記面が露出するように前記義歯床を石膏で固定する工程と、
    前記面を覆うように石膏を流し込むとともに、前記フラスコを閉じる工程と、
    前記石膏が固まった後、前記フラスコを開輪する工程と、
    前記ワックスを除去するとともに、前記面をジクロロメタンで処理する工程と、
    メタクリル酸メチルを含む下記一般式 （ｍ＋ｎ＝５０〜２０００）で表されるシリコーンのゲルを前記面に注ぐとともに、前記フラスコを閉じて圧力釜内に収容する工程と、
    

    

    前記圧力釜内で前記フラスコを２．５〜３．５気圧の圧力下で一定時間加熱する工程と、
    前記フラスコを開輪して石膏に埋没した前記義歯床を取り出す工程と、からなる義歯の製造方法であって、前記義歯床がポリメタクリル酸メチルからなり、前記義歯床の人体に装着する側の面の一部又は全部の直上に生体用シリコーンゴムが形成される、上記方法。
12. 義歯床の人体に装着する側の面上に所定の厚みでワックスを塗布する工程と、
    上下に開輪するフラスコの一方に前記義歯床の前記面が露出するように前記義歯床を石膏で固定する工程と、
    前記面を覆うように石膏を流し込むとともに、前記フラスコを閉じる工程と、
    前記石膏が固まった後、前記フラスコを開輪する工程と、
    前記ワックスを除去するとともに、前記面をジクロロメタンで処理する工程と、
    メタクリル酸メチルを含む下記一般式 （ｍ＋ｎ＝５０〜２０００）で表されるシリコーンのゲルを前記面に注ぐとともに、前記フラスコを閉じて圧力釜内に収容する工程と、
    

    

    前記圧力釜内で前記フラスコを２．５〜３．５気圧の圧力下で一定時間加熱する工程と、
    前記フラスコを開輪して石膏に埋没した前記義歯床を取り出す工程と、からなる義歯の製造方法であって、前記義歯床がポリメタクリル酸メチルからなり、前記義歯床の人体に装着する側の面の一部又は全部の直上に生体用シリコーンゴムが形成され且つ該シリコーンゴムが面と接触する側に前記メタクリル酸メチルの重合物が形成される、上記方法。
13. 前記ゲルが架橋剤及び触媒をさらに有する請求項１１又は１２記載の義歯の製造方法。
14. 前記シリコーンに対する前記メタクリル酸メチルの配合割合が０．０１〜０．０５容量％であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項記載の義歯の製造方法。

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