JP7240772B2 - コールドスプレー法並びに摺動性物品及び人工骨等 - Google Patents
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(1)塑性材料の粒子表面にセラミックがコーティングされた粉末を、コールドスプレーして、基材上に膜を形成するか、又は成形体を形成することを特徴とする物品の製造方法。
また、本発明は、第二の側面において、下記を提供する。
前記摺動性被膜はセラミックでコーティングされた塑性材料からなる複合粒子同士が相互に結合して成り、
前記複合粒子は前記基材に向かう方向に圧潰された形状を有し、
前記複合粒子同士は前記塑性材料同士によって相互に結合しており、
前記セラミックは前記複合粒子の表面において破断されて、前記塑性材料は連続相を成し、前記セラミックは前記連続相を成す前記塑性材料中に内包されていることを特徴とする摺動性物品。
本発明によれば、第一の側面において、塑性材料の粒子表面にセラミックがコーティングされた粉末を、コールドスプレーして、基材上に膜を形成するか、又は成形体を形成することを特徴とする物品の製造方法が提供される。
本発明によれば、第二の側面において、第一の側面に開示した物品の製造方法の有用な応用例として、
基材表面に摺動性被膜を有し、
前記摺動性被膜はセラミックでコーティングされた塑性材料からなる複合粒子同士が相互に結合して成り、
前記複合粒子は前記基材に向かう方向に圧潰された形状を有し、
前記複合粒子同士は前記塑性材料同士によって相互に結合しており、
前記セラミックは前記複合粒子の表面において破断されて、前記塑性材料は連続相を成し、前記セラミックは前記連続相を成す前記塑性材料中に内包されていることを特徴とする摺動性物品を提供する。
本発明によれば、第三の側面において、第一の側面に開示した物品の製造方法の有用な応用例として、チタン系母材中にハイドロキシアパタイトが分散して成る成形体であるか、又はチタン系母材中にハイドロキシアパタイトが分散して成る膜をチタン系基材表面に有することを特徴とする人工骨又は人工歯が提供される。
(実施例1)
市販の銅粉末(平均粒径20μm)をパッドに敷き詰め、反応装置内に配置し、パッドを一方の電極、パッド上方の電極を対極として、エッチング及びダイヤモンドライクカーボンのCVDを実施した。エッチングは、アルゴンガスを用い、圧力3.0Pa、流量20cm3/分で、印加電圧-3.5kVp、5分間とした。ダイヤモンドライクカーボンのCVDは、アセチレンガスを用い、圧力3.0Pa、流量20cm3/分で、印加電圧-3.5kVp、30分間とした。ダイヤモンドライクカーボンはパット上の最上層にある銅粉末を深さ方向の大部分で覆うように堆積したが、最上層の銅粉末の下には第2層として存在する銅粉末があるので、最上層にある銅粉末の裏側はダイヤモンドライクカーボンによって完全には被覆されなかった。銅粉末41と堆積されたダイヤモンドライクカーボン層42との関係は図4に模式的に示されている。ダイヤモンドライクカーボンがコーティングされた銅粉末を分離して、次のコールドスプレー用粉末として用いた。ダイヤモンドライクカーボンが生成していることはラマンスペクトル分析を用いて確認し、その分散状況をエネルギー分散型X線分光器(EDS)等により確認した。選別したコールドスプレー用粉末の平均粒径はSEM観察で20μm、ダイヤモンドライクカーボンの平均被覆率は目視で20%程度、コーティング厚さはコーティング前後の粒径の差から計算して約500nmであった。
下記の組成:Na+142.0mM、K+5.0mM、Mg2+1.5mM、Ca2+2.5mM、Cl-103.0mM、HCO3 -10.0mM、HPO4 2-1.0mM、SO4 2-0.5mMを有する疑似体液中に、市販のチタン粉末(平均粒径40μm)を室温で4時間浸漬して、チタン粉末粒子の表面にハイドロキシアパタイト(HA)膜を堆積させた。解砕後、ハイドロキシアパタイト(HA)膜の膜厚は平均3μmであった。
21:基板、 22:粉末粒子、 23:セラミック、
31:基板、 32:粉末粒子、 33:セラミック、 34:塑性材料、
41:金属粉末、 42:ダイヤモンドライクカーボン層、
50:摺動性物品、 51:基材、 52:摺動性被膜、 53:セラミック、 54:塑性材料、 55:複合粒子。
Claims (5)
- チタン系粉末の粒子表面をハイドロキシアパタイトでコーティングした粉末を、コールドスプレーして、チタン系基材上に膜を形成するか、又は成形体を形成することにより、人工骨又は人工歯を製造することを特徴とする人工骨又は人工歯の製造方法。
- 前記膜又は前記成形体が0.5μm以上の厚さ又は寸法を有する、請求項1に記載の製造方法。
- チタン系母材中にハイドロキシアパタイトが分散して成る成形体であるか、又はチタン系母材中にハイドロキシアパタイトが分散して成る膜をチタン系基材表面に有する人工骨又は人工歯であって、
前記成形体は特定方向に、前記膜は前記基材に向かう方向に、圧潰された形状を有するチタン系母材粒子同士が相互に結合して成り、かつ前記チタン系母材粒子の表面にハイドロキシアパタイトセラミック膜(ただし、ハイドロキシアパタイト膜は粒子が凝集/凝結してなる膜を除く。)の破断片を含み、
前記チタン系母材は連続相を成しており、かつ前記ハイドロキシアパタイト膜の破断片は前記連続相を成す前記チタン系母材中に内包されていることを特徴とする人工骨又は人工歯。 - 前記膜中の前記チタン系母材の前記連続相は前記チタン系基材とも連続する相を成している、請求項3に記載の人工骨又は人工歯。
- 前記膜が0.1μm以上の厚さを有する、請求項3又は4に記載の人工骨又は人工歯。
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