JPH0326246A - 歯科用マイクロカッター及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は歯科用マイクロカッター及びその製造方法に関
するものである。

（従来の技術） 従来の歯科用マイクロカッターは硬質金属に刃を付けた
もの、硬質金属に金属又は非金属の炭化物又は酸化物等
の微粒子を研磨剤として接着したもので製作されていた
が、超小型化が困難で微細部分の切削には充分対応出来
ない、満足すべき切れ味が得られない等の欠点があった
。本発明者等は先に炭化水素及び水素雰囲気中でマイク
ロ波を印加するプラズマ気相沈積法により生成するダイ
ヤモンド膜又はダイヤモンド状炭素膜を基材に被覆して
高性能の医療用切開・圧入器具を得ることに成功し出願
したが（特開昭６３−９２３４５）　、上記の諸点で未
だ充分満足されるものではなかった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は前記したような欠点を解決するため、前記出願
の発明を更に改良したもので、より切れ味の良い、微細
部分の切削を可能とした高性能の歯科用マイクロカッタ
ーを提供するものである。

（課題を解決のための手段） 本発明者等は、この課題を解決するために歯科用マイク
ロカツタ一部材の材質、表面処理方法について鋭意検討
した結果、本発明に到達した。

その要旨とするところは、 １．部材表面がダイヤモンド状炭素の針状及び／又は柱
状の結晶で被覆され、かつ該結晶の間隙が無電解ニッケ
ルメッキで充填されてなる歯科用マイクロカッター及び ２．部材表面に炭化水素及び水素雰囲気中で１〜１０Ｇ
Ｈｚのマイクロ波を印加するプラズマ気相沈積法により
、ダイヤモンド状炭素の針状及び／又は柱状の結晶を析
出させた後、この結晶の間隙に生成している黒鉛をプラ
ズマエッチングで除去し、次いでこの結晶の間隙を無電
解ニッケルメッキで充填することを特徴とする歯科用マ
イクロカ・ソターの製造方法にある。

以下本発明を詳細に説明する。

先ず、第１の発明である歯科用マイクロ力・ソターにつ
いて説明する。

歯科用マイクロカッターの部材としては、ＭＯ、Ｗ，Ｔ
ｉ等の金属、これら金属の炭化物（　ＭｏａＣ，ＷｇＣ
ｓ，ＴｉｉＣ等）及びセラミックス（　Ａｌｉａｓ，　
ＺｒＯ等）が例示されるが、強度および剛性の点から金
属の炭化物が好適に使用される。これら部材の少なくと
も生体に接触する部分、即ち、刃先部分の生体細胞に対
する切開、圧大抵抗を極力小さくするためにプラズマ気
相沈積法によって生成するダイヤモンド状炭素の針状及
び／又は柱状の結晶で被覆する．このダイヤモンド状炭
素の結晶の長さが５０μｍより小さいと信頼性の乏しい
ものとなり、５００μｍを超えると刃先部分の生体との
摩擦抵抗が大きくなるので、５０μｍ〜５００μｍの範
囲、好ましくは７０μｍ〜５００μｍの範囲とするのが
よい． 本発明ではこのダイヤモンド状炭素結晶被覆のみでは、
部材と結晶間の接着力が不足し、また結晶間の間隙を残
したままでは柱状結晶の折れ及び研削時の目詰まり等の
不都合があるため、無電解ニッケルメッキを施して、こ
れらの欠点を解決した．この無電解ニッケルメッキの厚
さは上記ダイヤモンド結晶の厚さと同じで良く、そのメ
ッキ部分は結晶の間隙を完全に充填すれば良く、結晶の
上面を全面的に被覆する必要はない． 次に第２の発明である歯科用マイクロカッターの製造方
法について説明する。

本発明の歯科用マイクロカッターを製造するには炭化水
素及び水素あるいは必要に応じてキャリャーガスとして
ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスからなる混合ガスを
用い、公知のプラズマ気相沈積法によって、部材上に炭
化水素からダイヤモンド状炭素の針状及び／又は柱状結
晶を析出させる方法で実施される。

このプラズマ気相沈積法には、高周波、直流、マイクロ
波および金属線の加熱コイルを入れたプラズマ法、イオ
ンビーム蒸着法等が例示されるが、Ｉ　ＧＨｚ以上、好
ましくはｌ−１０ＧＨｚのマイクロ波電力を利用するの
がよい。

まず反応器内にマイクロカツタ一部材を設置し、この反
応器内に炭化水素と水素又は必要により不活性ガスとの
混合ガスを導入する。ここで使用される炭化水素として
はメタン、エタン、ブロバン、エチレンなどが例示され
るがメタンが好ましい．炭化水素（Ａ）と水素ガス（Ｂ
）の容量割合はＡ／Ｂ＝５００〜０．００１の広範囲で
使用出来る．また不活性ガスを使用した場合は、炭化水
素（Ａ）と水素ガス（Ｂ）およびと不活性ガス（Ｃ）と
の容量割合はＡ／Ｂ＋Ｃ＝　５００〜０．　００１で、
ＣのＢに対する置換率は５０容量％以下であることが好
ましい．器内の圧力はプラズマを安定に維持するために
７５〜２３０パスカルの範囲になるように調整し、次い
でこれにマイクロ波電力を印加して系内にプラズマを発
生させると共に、部材の温度が５００〜１３００℃にな
るように調整する。部材温度が５００℃以下では析出し
たダイヤモンド状炭素の針状、柱状結晶の強度が不足し
、又１３００℃を超えると析出したダイヤモンド状炭素
が黒鉛に逆転移する欠点を生ずるので５００℃〜１２０
０℃の範囲とするのが好ましい。この条件により炭化水
素がプラズマ火炎との接触で熱分解されて析出したダイ
ヤモンド状炭素の針状、柱状結晶がその間隙に黒鉛を含
んだ状態で均一に部材表面上に所望の厚さで被着する。

次いでこのダイヤモンド状炭素結晶の間隙に生成してい
る黒鉛を除去する。このダイヤモンド状炭素結晶で被覆
された部材を別の反応器内に設置し、水素を導入する。

器内の圧力はプラズマ安定のために５〜５５パスカルの
範囲になるように調整し、ついでこれにマイクロ波電力
（１３．　５６Ｍｌ｛ｚＸ　５０Ｗ〉を印加して系内に
プラズマを発生させ、黒鉛をエッチングして除去する。

水素の代りに空気を入れると不完全なダイヤモンド、黒
鉛は酸素と反応してエッチングされ、微細な針状及び／
又は柱状のダイヤモンドが残留するため、後のメッキの
乗りが悪くなる．さらに最後の仕上げにこの部材に無電
解ニッケルメッキを施す。無電解ニッケルメッキ浴組成
は、従来公知の技術によるもので良い。例えば、次亜り
ん酸ナトリウムを還元剤とするメッキ浴が挙げられる。

このメッキ浴に部材を浸漬すると結晶間に上記工程で除
去された黒鉛等の代りにニッケルが入り込んで針状、柱
状のダイヤモンド状炭素結晶を支え、部材に対して強固
に接着する。

以下、本発明の具体的実施態様を実施例を挙げて説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。例中
の部および％は重量に拠る。

（実施例） 厚さ０．２０１０１％直径２０Ｉ！ＩＩＩ１の円板状の
モリブデン板を反応器内に設置し、この反応器内の圧力
を５パスカル程度まで排気したのち、ここに５容量％の
メタンと９５容量％の水素ガスからなる混合ガスを導入
し、ガス流通下に反応器内の圧力を１００パスカルに調
整し、この雰囲気下でマグネトロンから発信したマイク
ロ波（２．４５　ＧＨｚ）をアイソレータ、パワーモー
ター、スリースタプチューナーを通し、導波管で石英製
反応管に導いて、部材の周囲にプラズマ放電を発生させ
、部材が所定の温度（９３０℃）になるようにマイクロ
波電力（　３００ｗ）を調整したところ、部材に長さ　
１５０μｍのダイヤモンド状炭素の針状結晶が形成され
た。

ついでこの部材を別の反応器内に設置し、この反応器内
の圧力を５パスカル程度まで排気したのち、ここに空気
を導入し、反応器内の圧力を２０パスカルに調整し、こ
の雰囲気下でマイクロ波電力（１３．　５６ＭＨｚ）を
印加し、部材の周囲にプラズマ放電を発生させたところ
、ダイヤモンド状炭素結晶の間隙にあった黒鉛がエッチ
ングされて除去され、針状及び柱状のダイヤモンド状炭
素のみで被覆されたものとなった。

さらにこの部材を無電解ニッケルメッキ液に浸漬したと
ころ、針状及び柱状のダイヤモンド状炭素の間隙がニッ
ケルで埋められ針状及び柱状結晶の頭部のみ表面に現れ
た形状の歯科用マイクロカッターを得た。

次にこのカッターの切削試験を行った。被削材は１．５
ｍｍの透明のガラス板で、押し付け荷重を８０ｇとし、
円板状のカッターの回転速度は４８万回転で、注水下で
の研削距離は５０秒間に３０ｍｍであった。これは従来
のカッターとしてダイヤモンド粒子をニッケルメッキで
接着させたものが２０ｍｍなのに比べて優れた研削性を
示している。

（発明の効果） 本発明に拠れば、従来の技術と比較して、極めて優れた
切れ味と微細部分の切削を可能とした歯科用マイクロカ
ッターが得られ、医療業界における利用価値は極めて高
い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、部材表面がダイヤモンド状炭素の針状及び／又は柱
   状の結晶で被覆され、かつ該結晶の間隙が無電解ニッケ
   ルメッキで充填されてなる歯科用マイクロカッター。 ２、部材表面に炭化水素及び水素雰囲気中で１〜１０Ｇ
   Ｈｚのマイクロ波を印加するプラズマ気相沈積法により
   、ダイヤモンド状炭素の針状及び／又は柱状の結晶を析
   出させた後、この結晶の間隙に生成している黒鉛をプラ
   ズマエッチングで除去し、次いでこの結晶の間隙を無電
   解ニッケルメッキで充填することを特徴とする歯科用マ
   イクロカッターの製造方法。