JP4809901B2 - 歯列矯正用ワイヤー及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、歯列矯正用ワイヤー及びその製造方法に関し、特に、人体に無害で、歯の色を維持し続けることができる歯列矯正用ワイヤー及びその製造方法に関する。
例えば、歯周炎の進行によって歯周組織が歯ぐきの周縁から順次破壊されて、歯槽骨が次第に消失するにしたがって、その歯周炎発生部の歯がぐらつく、いわゆる、歯槽膿漏の症状が現れる。このような歯槽膿漏の歯に対する治療方法は、ぐらつきが激しくて保存の希望がない歯に対しては抜歯を行うが、ぐらついてはいるものの、保存の希望がある歯に対しては、これと隣り合うぐらつきの少ない歯と共に固定する方法がある。
隣接した複数の歯を固定するときは、金属ワイヤーを使用するのが一般的である。これは、金属ワイヤーの弾性を用いて、固定対象である複数の歯に金属ワイヤーを巻き付け、これらの歯に金属ワイヤーの曲げや引張りによって発生する負荷荷重を加え、この荷重によって歯を固定する方法である。
上記の方法では、金属ワイヤーを固定対象の歯に順次巻いて取り付ける作業に工数がかかり、加わる荷重のため、患者が常に痛みを感じ、不快感に苦しみ、かつ、口を開けたとき、正面から金属ワイヤーが目につくため、見た目にもよくないという問題がある。
したがって、近年、形状記憶合金を用いて歯列を固定する方法が提案されている。
これらの方法は、予め母相状態の形状が所望の形状、すなわち、解剖学的に均一な歯列をなす形状になるように、形状記憶合金製であるワイヤー形状の矯正部材に熱処理を施し、この矯正部材を低温の環境で、患者の歯列に合せて設置し、加熱して本来の形状に復帰させ、弾性力によって歯列を矯正するものである。
これらの方法は、予め母相状態の形状が所望の形状、すなわち、解剖学的に均一な歯列をなす形状になるように、形状記憶合金製であるワイヤー形状の矯正部材に熱処理を施し、この矯正部材を低温の環境で、患者の歯列に合せて設置し、加熱して本来の形状に復帰させ、弾性力によって歯列を矯正するものである。
図１Ａ及び図１Ｂは、従来の歯列矯正用ワイヤーの概略図及び断面図である。
図１Ａに示すように、歯列矯正用ワイヤー１０は、外形的には一般的なワイヤーと類似している。しかし、内形的には一般的なワイヤーと異なるため、添付の図１Ｂを参照して、その形状及び製造工程について簡単に説明する。
添付の図１Ｂは、添付の図１Ａに示された歯列矯正用ワイヤーにおける「Ａ」部の断面図である。
図１Ａに示すように、歯列矯正用ワイヤー１０は、外形的には一般的なワイヤーと類似している。しかし、内形的には一般的なワイヤーと異なるため、添付の図１Ｂを参照して、その形状及び製造工程について簡単に説明する。
添付の図１Ｂは、添付の図１Ａに示された歯列矯正用ワイヤーにおける「Ａ」部の断面図である。
図１Ｂに示すように、従来の歯列矯正用ワイヤー１０は、金属ワイヤー１１と、当該金属ワイヤー１１の表面に形成されるテフロンコーティング膜１３とで形成されている。前記金属ワイヤー１１は、一般的な金属ワイヤー又は形状記憶合金で形成された金属ワイヤーでありうる。そして、前記テフロンコーティング膜１３は、各種のコーティング方法によって前記金属ワイヤー１１の表面にコーティングされ形成される。前記テフロンコーティング膜１３は、歯の色に近くなるようにコーティングされる。
上記のように、従来は、歯の色を出すために、金属ワイヤーの表面にテフロンコーティング膜を設けて歯列矯正用ワイヤーを形成したが、前記テフロンは、人体に対する有害性の論難のため、問題になっている。したがって、人体に無害な歯列矯正用ワイヤーを提供することが急がれている。
本発明は、上記した従来の技術の問題を解決するために提案されたものであって、その目的は、歯の色を維持し続けることができ、かつ、人体に無害な歯列矯正用ワイヤー及びその製造方法を提供することにある。
そこで、上記の目的を達成するための本発明の歯列矯正用ワイヤーは、金属合金素材で形成される金属ワイヤーと、該金属ワイヤーの表面にコーティングされる銀（Ａｇ）膜と、該銀（Ａｇ）膜の表面にコーティングされて、前記銀（Ａｇ）膜の変色を防止する高分子化合物膜とを備えてなることを特徴とする。
また、前記銀（Ａｇ）膜と高分子化合物膜との間にシラン系の接着促進膜が更に備えられることを特徴とする。
更に、本発明の歯列矯正用ワイヤーは、金属合金素材で形成される金属ワイヤーと、該金属ワイヤーの表面にコーティングされる銀（Ａｇ）膜と、該銀（Ａｇ）膜の表面にコーティングされて形成される金属酸化物膜と、該金属酸化物膜上にコーティングされる高分子化合物膜とを備えてなることを特徴とする。
更に、本発明の歯列矯正用ワイヤーは、金属合金素材で形成される金属ワイヤーと、該金属ワイヤーの表面にコーティングされる銀（Ａｇ）膜と、該銀（Ａｇ）膜の表面にコーティングされて形成される金属酸化物膜と、該金属酸化物膜上にコーティングされる高分子化合物膜とを備えてなることを特徴とする。
また、前記金属ワイヤーが、ニッケル・チタニウム合金、ステンレス、ニッケル・コバルト合金、ニッケル・クロム合金、チタン合金のうちいずれか１つで形成されることを特徴とする。
なお、前記高分子化合物膜が、パリレンコーティングによって形成されることを特徴とし、前記パリレンの厚さが、０．１μｍ〜１００μｍの範囲であることが好ましい。
更に、前記銀（Ａｇ）膜にプラズマ処理を行って接着性を向上させることを特徴とし、前記プラズマ処理のためのプラズマ発生に用いられる気体が、アルゴン（Ａｒ）、酸素（Ｏ２）、窒素（Ｎ２）のうちいずれか１つ又はこれらの混合気体を用いることが好ましい。
また、前記金属酸化物膜が、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＧｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＣａＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＭｇＯ、ＷＯ２、ＷＯ３のうちいずれか１つが前記銀（Ａｇ）膜にコーティングされて形成されることを特徴とし、前記金属酸化物膜が、１０Å〜１μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。
なお、前記金属酸化物膜が、プラズマを用いたスパッタリング法、電子ビーム蒸着法、熱真空蒸着法、イオンプレーティング法、及び浸漬法のうちいずれか１つを利用して形成されることを特徴とする。
一方、本発明の更に他の歯列矯正用ワイヤーの製造方法は、形状記憶合金によって金属ワイヤーを製造するステップと、該製造された金属ワイヤーの表面に銀（Ａｇ）膜をコーティングするステップと、該銀（Ａｇ）膜の表面にパリレンコーティングを行って高分子化合物膜を形成するステップとを含んでなることを特徴とする。
また、前記パリレンコーティングを行う前に、前記銀（Ａｇ）膜と前記高分子化合物膜との接着力を向上させるために、前処理ステップを更に含むことを特徴とし、前記前処理ステップが、前記銀（Ａｇ）膜の表面の洗浄工程及びＡＰ（Ａｄｈｅｓｉｏｎ Ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ）工程を含むことを特徴とする。
なお、前記銀（Ａｇ）膜に、高分子化合物膜の接着性を向上させるために、プラズマ処理ステップを更に含むことを特徴とする。
なお、前記銀（Ａｇ）膜に、高分子化合物膜の接着性を向上させるために、プラズマ処理ステップを更に含むことを特徴とする。
一方、本発明の更に他の歯列矯正用ワイヤーの製造方法は、形状記憶合金によって金属ワイヤーを製造するステップと、該製造された金属ワイヤーの表面に銀（Ａｇ）膜をコーティングするステップと、該銀（Ａｇ）膜の表面に金属酸化物をコーティングして金属酸化物膜を形成するステップと、該金属酸化物膜の表面にパリレンコーティングを行って高分子化合物膜を形成するステップとを含んでなることを特徴とする。
また、前記銀（Ａｇ）膜が、熱真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学気相蒸着法、プラズマ蒸着法、及びメッキ法のうちいずれか１つを用いて形成されることを特徴とする。
なお、前記パリレンコーティングが、Ｃ（Ｄｉ−ｃｈｌｏｒｏ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｎ（Ｄｉ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｄ（Ｔｅｔｒａ−ｃｈｌｏｒｏ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｆ（Ｏｃｔａｆｌｕｏｒｏ−[２，２]ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型のダイマーのうち少なくとも１つを用いることを特徴とする。
更に、前記パリレンコーティングが、前記ダイマーを気化器内において１００℃〜２５０℃の範囲の温度で気化させ、５５０℃〜７５０℃の範囲の温度の電気炉を通過してモノマーに分解させた後、真空チャンバ内でモノマーの分圧を１０ｍＴｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒ（１．３３３２２Ｐａ〜１３．３３２２Ｐａ）の範囲に維持して、前記モノマーを前記金属ワイヤーの表面に蒸着させてなることを特徴とする。
また、前記金属酸化物膜の表面にパリレンコーティングを行って高分子化合物膜を形成した後、前記ワイヤーを熱処理するステップを更に含むことを特徴とする。
なお、前記熱処理が、５０℃〜４００℃の範囲の温度で、１分〜４８時間行われることを特徴とする。
なお、前記熱処理が、５０℃〜４００℃の範囲の温度で、１分〜４８時間行われることを特徴とする。
上記のような構成及び作用、そして、好ましい実施形態を有する本発明の歯列矯正用ワイヤー及びその製造方法によると、歯列矯正用ワイヤーに銀（Ａｇ）膜をコーティングした後、パリレンをコーティングすることによって、歯の色を出す銀の変色を防止することができ、歯に着用する間に歯との一体感を与えるため、違和感を減らすことができるという効果がある。
また、パリレンを最外郭の表面にコーティングすることによって、人体に無害、かつ、ソフトな質感を与えるため、歯に更に向上した着用感を与えることができるという長所がある。
また、パリレンを最外郭の表面にコーティングすることによって、人体に無害、かつ、ソフトな質感を与えるため、歯に更に向上した着用感を与えることができるという長所がある。
以下、添付された図面を参照して本発明の一実施形態に係る歯列矯正用ワイヤー及びその製造方法について詳しく説明する。
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る歯列矯正用ワイヤーの概略図及び断面図である。
図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る歯列矯正用ワイヤーの概略図及び断面図である。
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る歯列矯正用ワイヤーの概略図及び断面図である。
図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る歯列矯正用ワイヤーの概略図及び断面図である。
図２Ｂに示された歯列矯正用ワイヤーと図３Ｂに示された歯列矯正用ワイヤーとの構造上の相違点は、図３Ｂに示された歯列矯正用ワイヤーに金属酸化物膜２４が更に含まれるという点である。
図２Ａ及び図３Ａに示すように、歯列矯正用ワイヤー２０は、外形的には一般的なワイヤーと類似している。しかし、内形的には一般的なワイヤーと異なるため、添付の図２Ｂ及び図３Ｂを参照して、その形状及び製造工程について説明する。
添付の図２Ｂは、本発明の第１の実施形態を説明するために添付された図２Ａに示された歯列矯正用ワイヤーにおける「Ａ」部分の断面図である。
図２Ｂに示すように、本発明の第１の実施形態に係る歯列矯正用ワイヤー２０は、長く形成される金属ワイヤー２１と、該金属ワイヤー２１の表面にコーティングされる銀（Ａｇ）膜２３と、該銀（Ａｇ）膜２３の表面にコーティングされる高分子化合物膜２５とを備えてなる。
図２Ｂに示すように、本発明の第１の実施形態に係る歯列矯正用ワイヤー２０は、長く形成される金属ワイヤー２１と、該金属ワイヤー２１の表面にコーティングされる銀（Ａｇ）膜２３と、該銀（Ａｇ）膜２３の表面にコーティングされる高分子化合物膜２５とを備えてなる。
そして、前記第１の実施形態に係る歯列矯正用ワイヤーでは、前記銀（Ａｇ）膜２３と前記高分子化合物膜２５との接着を向上させるために、該銀（Ａｇ）膜２３と該高分子化合物膜２５との間にシラン系の接着促進膜を更に備えることが好ましい。
一方、添付の図３Ｂは、本発明の第２の実施形態を説明するために添付された図３Ａに示された歯列矯正用ワイヤーにおける「Ａ」部分の断面図である。
図３Ｂに示すように、本発明の第２の実施形態に係る歯列矯正用ワイヤー２０は、長く形成される金属ワイヤー２１と、該金属ワイヤー２１の表面にコーティングされる銀（Ａｇ）膜２３と、該銀（Ａｇ）膜２３の表面に金属酸化物がコーティングされて形成される金属酸化物膜２４と、該金属酸化物膜２４の表面にコーティングされる高分子化合物膜２５とを備えてなる。
図３Ｂに示すように、本発明の第２の実施形態に係る歯列矯正用ワイヤー２０は、長く形成される金属ワイヤー２１と、該金属ワイヤー２１の表面にコーティングされる銀（Ａｇ）膜２３と、該銀（Ａｇ）膜２３の表面に金属酸化物がコーティングされて形成される金属酸化物膜２４と、該金属酸化物膜２４の表面にコーティングされる高分子化合物膜２５とを備えてなる。
また、本発明の第１及び第２の実施形態では、前記銀（Ａｇ）膜２３の表面にコーティングされる高分子化合物膜２５又は金属酸化物膜２４の接着性を向上させるために、前記銀（Ａｇ）膜２３に対してプラズマ処理を行うことが好ましい。前記銀（Ａｇ）膜２３に対してプラズマ処理を行うために用いられるプラズマ発生気体は、所定の工程条件によって変更され得るが、アルゴン（Ａｒ）、酸素（Ｏ２）、及び窒素（Ｎ２）のうちいずれか１つ、又は前記気体のうち少なくとも２つ以上が混合された混合気体を用いることが好ましい。
本発明の第１及び第２の実施形態に係る前記金属ワイヤー２１は、一般金属素材及び形状記憶合金素材を含む金属合金を用いて形成される。前記金属ワイヤー２１を形成するための金属合金素材は、チタニウム・ニッケル（Ｔｉ−Ｎｉ）合金、ステンレス、ニッケル・コバルト合金、ニッケル・クロム合金、及びチタン合金のうちいずれか１つに該当することが好ましい。
普通、金属は弾性限界を越えて変形を与えると、暖めたり冷やしたりしても本来の形態には戻らない。しかし、ある合金は、高温で適当な形状に成形してから、室温で変形した後、再度加熱すれば本来の成形した形態に戻る。
このような効果を形状記憶効果というが、これは、合金が、与えられた形状を原子配列として記憶しているために生じる。このような効果は、拡散によらず、変態する合金で表われるが、高温の母相原子配列が低温での変形時にも記憶されており、再度高温になると、本来の原子配列に再配列するのである。
この効果は、形状回復と同時に、大きな力が発生する。力が発生するため、形状記憶合金は感知素子としての用途だけでなく、機械の部品を締めるのに用いられる。したがって、形状記憶合金素材で形成された金属ワイヤーを用いて歯を矯正することができる。
前記形状記憶合金素材及び一般の金属合金素材を用いて形成される金属ワイヤー２１の表面にコーティングされる銀（Ａｇ）膜２３は、歯の色と類似した色を出すために、前記金属ワイヤー２１の表面にコーティングされる。このような本発明の第１及び第２の実施形態に係る銀（Ａｇ）膜２３は、銀（Ａｇ）を用いた熱真空蒸着法（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、イオンプレーティング法（ｉｏｎ ｐｌａｔｉｎｇ）、化学気相蒸着法（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、プラズマ蒸着法、及びメッキ法のうちいずれか１つを利用して形成される。
前記銀（Ａｇ）膜２３の表面（本発明の第１の実施形態に該当する場合であり、図２を参照）又は金属酸化物膜２４の表面（本発明の第２の実施形態に該当する場合であり、図３を参照）に形成される高分子化合物膜２５は、前記銀（Ａｇ）膜２３の色が変色することを防止するためにコーティングされる。前記高分子化合物膜２５は、パリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）を前記銀（Ａｇ）膜２３の表面又は金属酸化物膜２４にコーティングすることにより形成される。
前記銀（Ａｇ）膜２３の表面（本発明の第１の実施形態に該当する場合であり、図２を参照）又は金属酸化物膜２４の表面（本発明の第２の実施形態に該当する場合であり、図３を参照）にコーティングされる前記パリレンは、０．１μｍ〜１００μｍの範囲の厚さに形成されることが好ましい。
前記パリレンは、人体に無害なものとして検証された物質であって、前記銀（Ａｇ）膜２３の表面に均一にコーティングすることができ、優良な表面粗度を有し、かつ、感触が柔軟なため、前記パリレンがコーティングされた歯列矯正用ワイヤーを歯に着用するとき、良い質感を有することができるようにする。
一方、本発明の第１の実施形態において、前記パリレンコーティングによって形成される高分子化合物膜２５と前記銀（Ａｇ）膜２３との間の接着力を向上させるために、該高分子化合物膜２５と該銀（Ａｇ）膜２３との間にシラン系の接着促進膜（図示せず）を更に備えることが好ましい。前記シラン系の接着促進膜と前記高分子化合物膜２５との間の作用によって接着力が強くなる。
そして、本発明の第１及び第２の実施形態において、前記銀（Ａｇ）膜２３と高分子化合物膜２５との接着性を向上させるために、前記銀（Ａｇ）膜２３に対してプラズマ処理を行うステップを更に含むことが好ましい。
一方、本発明の第２の実施形態に係る歯列矯正用ワイヤーの構造をみると（図３Ｂ参照）、銀（Ａｇ）膜２３と高分子化合物膜２５との間に金属酸化物膜２４が含まれるが、前記金属酸化物膜は、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＧｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＣａＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＭｇＯ、ＷＯ２、ＷＯ３のうちいずれか１つが前記銀（Ａｇ）膜にコーティングされて形成される。
前記銀（Ａｇ）膜２３の表面にコーティングされて形成される前記金属酸化物膜は、１０Å〜１μｍの範囲の厚さを有することが好ましく、このような厚さを有する金属酸化物膜２４を形成するために、プラズマを用いたスパッタリング法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、電子ビーム蒸着法（ｅ−ｂｅａｍ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、熱真空蒸着法（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、イオンプレーティング法（ｉｏｎ ｐｌａｔｉｎｇ）、及び浸漬法（ｄｉｐｐｉｎｇ）のうちいずれか１つを用いることが好ましい。
前記のような構造で形成された本発明の第１及び第２の実施形態に係る歯列矯正用ワイヤーを製造する方法について整理すれば、次のとおりである。
まず、本発明の第１及び第２の実施形態によって、金属合金素材であるチタニウム・ニッケル（Ｔｉ−Ｎｉ）合金、ステンレス、ニッケル・コバルト合金、ニッケル・クロム合金、及びチタン合金のうちいずれか１つを用いて金属ワイヤー２１を製造する。このような金属ワイヤー２１は、弾性力と引張力を有している。
まず、本発明の第１及び第２の実施形態によって、金属合金素材であるチタニウム・ニッケル（Ｔｉ−Ｎｉ）合金、ステンレス、ニッケル・コバルト合金、ニッケル・クロム合金、及びチタン合金のうちいずれか１つを用いて金属ワイヤー２１を製造する。このような金属ワイヤー２１は、弾性力と引張力を有している。
前記金属ワイヤー２１が製造されたら、本発明の第１及び第２の実施形態の両方において、前記金属ワイヤー２１の表面に銀（Ａｇ）膜２３をコーティングする。前記銀（Ａｇ）膜２３は、銀（Ａｇ）を用いた熱真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学気相蒸着法、プラズマ蒸着法、及びメッキ法のうちいずれか１つを利用して形成される。このような銀（Ａｇ）膜２３を前記金属ワイヤー２１の表面に形成することによって、歯列矯正用ワイヤー２０が歯の色を出すことができるようにする。
前記銀（Ａｇ）膜２３を前記金属ワイヤー２１の表面にコーティングした後は、本発明の第１の実施形態に係る工程では、図２Ｂに示された構造のように、前記銀（Ａｇ）膜２３の表面にパリレンをコーティングして高分子化合物膜２５を形成する。このように、パリレンをコーティングして高分子化合物膜２５を形成することにより、前記銀（Ａｇ）膜２３の変色を防止し、人体に無害な歯列矯正用ワイヤーを形成することができるのである。
一方、本発明の第１の実施形態によって、前記高分子化合物膜２５を形成するためのパリレンコーティング前に、前記銀（Ａｇ）膜２３と前記高分子化合物膜２５との接着力を向上させるために、所定の前処理過程を経ることが好ましい。
このような本発明の第１の実施形態に係る前処理過程は、表面の改質のために、前記銀（Ａｇ）膜２３の表面を洗浄する工程と、前記銀（Ａｇ）膜２３の表面に接着促進膜（図示せず）を形成させるための接着促進（ＡＰ：Ａｄｈｅｓｉｏｎ Ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ）工程とを含む。
前記接着促進膜は、シラン系の物質を真空状態で前記銀（Ａｇ）膜２３の表面に塗布することによって形成される。また、前記銀（Ａｇ）膜２３に対してプラズマ処理を行って、前記銀（Ａｇ）膜２３と前記高分子化合物膜２５との接着性を更に向上させることができる。
一方、本発明の第２の実施形態に係る歯列矯正用ワイヤーの製造では、図３Ｂに示すように、銀（Ａｇ）膜２３の表面に直ちに高分子化合物膜２５がコーティングされるのではなく、金属酸化物をコーティングして金属酸化物膜２４を形成する。その後、前記金属酸化物膜２４の表面にパリレンコーティングによって高分子化合物膜２５を形成させる。一方、前記金属酸化物膜２４を前記銀（Ａｇ）膜２３の表面にコーティングする前に、前記銀（Ａｇ）膜２３に対してプラズマ処理を行って、前記銀（Ａｇ）膜２３に対する前記金属酸化物膜２４の接着性を更に向上させることができる。
前記銀（Ａｇ）膜２３の表面にコーティングされる前記金属酸化物膜は、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＧｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＣａＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＭｇＯ、ＷＯ２、ＷＯ３のうちいずれか１つが前記銀（Ａｇ）膜にコーティングされて形成される。
前記銀（Ａｇ）膜２３の表面にコーティングされて形成される前記金属酸化物膜２４は、１０Å〜１μｍの範囲の厚さを有することが好ましく、このような厚さを有する金属酸化物膜２４を形成するために、プラズマを用いたスパッタリング法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、電子ビーム蒸着法（ｅ−ｂｅａｍ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、熱真空蒸着法（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、イオンプレーティング法（ｉｏｎ ｐｌａｔｉｎｇ）、及び浸漬法（ｄｉｐｐｉｎｇ）のうちいずれか１つを利用することが好ましい。
前記本発明の第１及び第２の実施形態によって行われる前記パリレンコーティングは、Ｃ（Ｄｉ−ｃｈｌｏｒｏ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｎ（Ｄｉ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｄ（Ｔｅｔｒａ−ｃｈｌｏｒｏ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｆ（Ｏｃｔａｆｌｕｏｒｏ−[２，２]ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型のダイマーのうち少なくとも１つ又は前記ダイマーのうち少なくとも２つ以上が混合された混合ダイマーを用いることが好ましい。
前記パリレンをコーティングする方法について簡単に説明すれば、次のとおりである。まず、前記少なくとも１つのダイマー（ｄｉｍｅｒ）を気化器（ｖａｐｏｒｉｚｅｒ）内において１００℃〜２５０℃の範囲の温度で気化させる。そして、前記気化されたダイマーを５５０℃〜７５０℃の範囲の温度の電気炉（ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ）を通過させてモノマーに分解させる。その後、真空チャンバー内でモノマーの分圧を１０ｍＴｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒ（１．３３３２２Ｐａ〜１３．３３２２Ｐａ）の範囲に維持し、前記モノマーを前記金属ワイヤーの表面に蒸着させてポリマー状態のパリレンを前記金属ワイヤーにコーティングする。
一方、本発明の第２の実施形態によって、前記金属酸化物膜２４の表面にパリレンコーティングを行って、高分子化合物膜を形成することによって、歯列矯正用ワイヤーが製造されると、前記歯列矯正用ワイヤーを熱処理するステップを更に含むことができる。このような熱処理によって前記歯列矯正用ワイヤーの各構成要素間の結合力が強くなり、全体的な強度が向上する。前記熱処理は、５０℃〜４００℃の範囲の温度で、１分〜４８時間行われることが好ましい。
本発明は、上記において開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる様々な形態で実現され得るものであり、ただし、上記で開示した実施形態は、本発明の開示が完全なものとなるようにし、通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。
１０、２０ 歯列矯正用ワイヤー
１１、２１ 金属ワイヤー
１３ テフロンコーティング膜
２３ 銀（Ａｇ）膜
２４ 金属酸化物膜
２５ 高分子化合物膜
１１、２１ 金属ワイヤー
１３ テフロンコーティング膜
２３ 銀（Ａｇ）膜
２４ 金属酸化物膜
２５ 高分子化合物膜
Claims (20)
- 歯列矯正用ワイヤーにおいて、
金属合金素材で形成される金属ワイヤーと、
該金属ワイヤーの表面にコーティングされる銀（Ａｇ）膜と、
該銀（Ａｇ）膜の表面にコーティングされて、前記銀（Ａｇ）膜の変色を防止する高分子化合物膜とを備え、
前記高分子化合物膜が、Ｃ（Ｄｉ−ｃｈｌｏｒｏ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｎ（Ｄｉ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｄ（Ｔｅｔｒａ−ｃｈｌｏｒｏ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｆ（Ｏｃｔａｆｌｕｏｒｏ−［２，２］ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型のダイマー（ｄｉｍｅｒ）のうち、少なくとも１つを用いるパリレンコーティングによってなることを特徴とする歯列矯正用ワイヤー。 - 歯列矯正用ワイヤーにおいて、
金属合金素材で形成される金属ワイヤーと、
該金属ワイヤーの表面にコーティングされる銀（Ａｇ）膜と、
該銀（Ａｇ）膜の表面にコーティングされて形成される金属酸化物膜と、
該金属酸化物膜上にコーティングされる高分子化合物膜と
を備えてなることを特徴とする歯列矯正用ワイヤー。 - 前記銀（Ａｇ）膜と高分子化合物膜との間にシラン系の接着促進膜が更に備えられることを特徴とする請求項１に記載の歯列矯正用ワイヤー。
- 前記金属ワイヤーが、ニッケル・チタニウム合金、ステンレス、ニッケル・コバルト合金、ニッケル・クロム合金、チタン合金のうちいずれか１つで形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯列矯正用ワイヤー。
- 前記高分子化合物膜が、Ｃ（Ｄｉ−ｃｈｌｏｒｏ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｎ（Ｄｉ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｄ（Ｔｅｔｒａ−ｃｈｌｏｒｏ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｆ（Ｏｃｔａｆｌｕｏｒｏ−［２，２］ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型のダイマー（ｄｉｍｅｒ）のうち、少なくとも１つを用いるパリレンコーティングによって形成されることを特徴とする請求項２に記載の歯列矯正用ワイヤー。
- 前記パリレンの厚さが、０．１μｍ〜１００μｍの範囲であることを特徴とする請求項５に記載の歯列矯正用ワイヤー。
- 前記銀（Ａｇ）膜にプラズマ処理を行って接着性を向上させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯列矯正用ワイヤー。
- 前記プラズマ処理のためのプラズマ発生に用いられる気体が、アルゴン（Ａｒ）、酸素（Ｏ２）、窒素（Ｎ２）のうちいずれか１つ又はこれらの混合気体を用いることを特徴とする請求項７に記載の歯列矯正用ワイヤー。
- 前記金属酸化物膜が、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＧｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＣａＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＭｇＯ、ＷＯ２、ＷＯ３のうちいずれか１つが前記銀（Ａｇ）膜にコーティングされて形成されることを特徴とする請求項２に記載の歯列矯正ワイヤー。
- 前記金属酸化物膜が、１０Å〜１μｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項９に記載の歯列矯正用ワイヤー。
- 前記金属酸化物膜が、プラズマを用いたスパッタリング法、電子ビーム蒸着法、熱真空蒸着法、イオンプレーティング法、及び浸漬法のうちいずれか１つを用いて形成されることを特徴とする請求項１０に記載の歯列矯正ワイヤー。
- 歯列矯正用ワイヤーの製造方法において、
形状記憶合金によって金属ワイヤーを製造するステップと、
該製造された金属ワイヤーの表面に銀（Ａｇ）膜をコーティングするステップと、
該銀（Ａｇ）膜の表面にＣ（Ｄｉ−ｃｈｌｏｒｏ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｎ（Ｄｉ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｄ（Ｔｅｔｒａ−ｃｈｌｏｒｏ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｆ（Ｏｃｔａｆｌｕｏｒｏ−［２，２］ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型のダイマー（ｄｉｍｅｒ）のうち、少なくとも１つを用いるパリレンコーティングを行って高分子化合物膜を形成するステップと、を含んでなることを特徴とする歯列矯正用ワイヤーの製造方法。 - 歯列矯正用ワイヤーの製造方法において、
形状記憶合金によって金属ワイヤーを製造するステップと、
該製造された金属ワイヤーの表面に銀（Ａｇ）膜をコーティングするステップと、
該銀（Ａｇ）膜の表面に金属酸化物をコーティングして金属酸化物膜を形成するステップと、
該金属酸化物膜の表面にＣ（Ｄｉ−ｃｈｌｏｒｏ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｎ（Ｄｉ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｄ（Ｔｅｔｒａ−ｃｈｌｏｒｏ−ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型、Ｆ（Ｏｃｔａｆｌｕｏｒｏ−［２，２］ｐａｒａ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ）型のダイマー（ｄｉｍｅｒ）のうち、少なくとも１つを用いるパリレンコーティングを行って高分子化合物膜を形成するステップと、を含んでなることを特徴とする歯列矯正用ワイヤーの製造方法。 - 前記パリレンコーティングを行う前に、前記銀（Ａｇ）膜と前記高分子化合物膜との接着力を向上させるために、前処理ステップを更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の歯列矯正用ワイヤーの製造方法。
- 前記銀（Ａｇ）膜が、熱真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学気相蒸着法、プラズマ蒸着法、及びメッキ法のうちいずれか１つを利用して形成されることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の歯列矯正用ワイヤーの製造方法。
- 前記前処理ステップが、前記銀（Ａｇ）膜の表面の洗浄工程及びＡＰ（Ａｄｈｅｓｉｏｎ Ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ）工程を含むことを特徴とする請求項１４に記載の歯列矯正用ワイヤーの製造方法。
- 前記銀（Ａｇ）膜に、高分子化合物膜の接着性を向上させるために、プラズマ処理ステップを更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の歯列矯正用ワイヤーの製造方法。
- 前記パリレンコーティングが、
前記ダイマーを気化器内において１００℃〜２５０℃の範囲の温度で気化させ、５５０℃〜７５０℃の範囲の温度の電気炉を通過してモノマーに分解させた後、真空チャンバ内でモノマーの分圧を１０ｍＴｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒ（１．３３３２２Ｐａ〜１３．３３２２Ｐａ）の範囲に維持して、前記モノマーを前記金属ワイヤーの表面に蒸着させてなることを特徴とする請求項１２または１３に記載の歯列矯正用ワイヤーの製造方法。 - 前記金属酸化物膜の表面にパリレンコーティングを行って高分子化合物膜を形成した後、前記ワイヤーを熱処理するステップを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の歯列矯正用ワイヤーの製造方法。
- 前記熱処理が、５０℃〜４００℃の範囲の温度で、１分〜４８時間行われることを特徴とする請求項１９に記載の歯列矯正用ワイヤーの製造方法。
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