WO2022196326A1 - 光カチオン硬化性組成物 - Google Patents

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WO2022196326A1
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polymerizable monomer
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filler
compound
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秀明 三宅
萌野 多湖
宏伸 秋積
龍太 吉良
奈生人 野村
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株式会社トクヤマデンタル
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Definitions

  • the present invention relates to a photo-cationically curable composition. More particularly, it relates to a composition that rapidly photocures and is excellent in color tone stability and storage stability.
  • photocurable resin compositions have been widely used for adhesion of electrical and electronic parts, paints, and the like.
  • a photocurable resin composition cures more quickly than heat-curable adhesives, does not cause thermal damage to adherends because it does not require heating, and does not harden unless exposed to light. It has many advantages, such as the setting of working time up to curing is arbitrary, and there is no volatilization of solvent or the like during curing.
  • Photo-curable resin compositions are broadly classified into radical polymerization type and cationic polymerization type, but mainly radical polymerization type using a (meth)acrylic polymerizable compound with good curability. has been developed and used in
  • the photocurable resin composition is also used for dental applications.
  • examples include light-curable filling and restorative materials called composite resins used to restore teeth damaged by caries, fractures, etc., denture base lining materials, and hybrid ceramics for crown restoration. It is widely used due to its ease of operation.
  • Such photocurable dental materials usually consist of a polymerizable monomer and a polymerization initiator, and composite resins and hybrid ceramics contain fillers.
  • a (meth)acrylate radically polymerizable monomer is used because of its good photopolymerizability.
  • (meth)acrylate-based radically polymerizable monomers have a problem of large polymerization shrinkage. That is, when a filling restorative material such as a composite resin is filled into a tooth cavity requiring restoration and then polymerized and cured, the surface of the filled restorative material is irradiated with light, but shrinkage due to polymerization occurs. As a result, a stress is exerted that tends to detach from the interface of the tooth, which tends to create a gap between the tooth and the filling restorative material. Therefore, there has been a demand for a curable composition which has as little polymerization shrinkage as possible and is less likely to cause gaps during curing.
  • Polymerizable monomers with small polymerization shrinkage include cationic polymerizable monomers such as epoxides and vinyl ethers.
  • photoradical polymerization initiators such as ⁇ -diketone compounds and acylphosphine oxide compounds, which are generally used for dental purposes, cannot polymerize cationically polymerizable monomers, so a photocationic polymerization initiator is necessary. becomes.
  • Such a photocationic polymerization initiator generally consists of a photoacid generator and a photosensitizer.
  • Onium salt compounds such as iodonium salts, sulfonium salts and pyridinium salts are generally used as the photoacid generator.
  • Ketone compounds especially ⁇ -diketone compounds
  • coumarin dye compounds are used as photosensitizers.
  • a photocationic polymerization initiator comprising an iodonium salt compound and an ⁇ -dicarbonyl compound to dental applications (see Patent Document 1).
  • Non-Patent Document 1 a mechanism has been proposed in which the aromatic amines donate electrons to camphorquinone, which is a photosensitizer, to become radical cations and release hydrogen ions.
  • Non-Patent Document 2 In the case of anthracene compounds, after the anthracene compound becomes a radical cation by donating electrons to the iodonium cation, which is a photoacid generator, it becomes a cation through bonding with another radical species, and then releases a hydrogen ion. A mechanism has been proposed (Non-Patent Document 2).
  • aromatic amines form the skeleton of aniline dyes
  • anthracene oxidants form the skeleton of anthraquinone dyes
  • aromatic amines and anthracene compounds may exhibit strong coloration under oxidizing conditions. Therefore, a photocationic polymerization initiator system using an aromatic amine or an anthracene compound is considered to have a high risk of coloration, and the present inventors have confirmed that coloration actually occurs.
  • the photo-cationically curable composition is used for dental purposes, it is necessary to suppress coloration. In general, when a dental material is used for restorative treatment, it is desired that the treated area is inconspicuous, and therefore, the dental material is required to exhibit a color close to that of natural teeth after hardening and to maintain that color.
  • the addition of aromatic amines and anthracene compounds as electron-donating compounds is effective in terms of improving the curing speed of the photo-cationically curable composition.
  • the photo-cationically curable composition to which an aromatic amine or anthracene compound was added turned yellow when cured.
  • the coloring gradually faded with the lapse of time.
  • the composition when an anthracene compound was used, the composition sometimes gelled earlier than when it was not added. The cause is unknown, but it is believed that the anthracene compound accelerates the decomposition of the acid generator and accelerates the progress of cationic polymerization during storage. Since the anthracene compound can react with oxygen in the air, it is possible that it promoted the generation of radical species and accelerated the decomposition reaction of the acid generator. Since it is desired that the photo cationic curable composition maintains its properties until it is irradiated with light, promotion of gelation should be avoided.
  • an object of the present invention is to provide a photo-cationically curable composition that cures rapidly at room temperature, has high color tone stability of the cured product, and is resistant to gelation during storage.
  • a photo-cationically curable composition that can be rapidly cured at room temperature, has high color tone stability of the cured product, and has the property of being relatively resistant to gelation. It found out that it becomes and came to complete this invention.
  • the first embodiment of the present invention is characterized by containing (a) a cationic polymerizable monomer, (b) a photoacid generator, (c) a photosensitizer, and (d) a thiophene compound. It is a photo cationic curable composition.
  • the content of the electron-donating compound comprising an anthracene compound and/or an aromatic amine compound is ( d) Thiophene compound: preferably 0.2 parts by mass or less per 1 part by mass.
  • the thiophene compound (d) is preferably a compound having one or more ⁇ -conjugated substituents on the thiophene skeleton, in which case the ⁇ -conjugated substituents are one or more benzene rings or thiophenes. A ring is more preferred. Furthermore, it is particularly preferable that the (d) thiophene compound is a compound represented by the following formula (1) or (2).
  • R 1 to R 11 in the above formulas (1) and (2) are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryl group, or a thienyl group, and R 3 and R 4 and R 3 and R 9 may combine with each other to form a ring.
  • the (a) cationic polymerizable monomer contains at least one compound selected from an epoxy compound and an oxetane compound
  • the (b) photoacid generator is an iodonium salt
  • the (c) photosensitizer It is preferred that the sensitizing agent is camphorquinone, it is also preferred that it further contains a phenolic antioxidant, and it is also preferred that it further contains a filler. Furthermore, it is preferable that 10 to 70 parts by mass of the radically polymerizable monomer is included with respect to 100 parts by mass of the cationically polymerizable monomer.
  • the filler has (f 1 ) an average primary particle diameter in the range of 230 nm or more and 1000 nm or less, and in the number-based particle size distribution, the total number of particles present in the range of 5% before and after the average primary particle diameter.
  • the refractive index nF a of the (f 1 ) inorganic spherical filler at 25° C. is the refractive index nF a of the (a) cationic polymerizable monomer polymer at 25° C. It is preferably greater than the ratio nP.
  • the difference between the refractive index nF a of the inorganic spherical filler (f 1 ) at 25° C. and the refractive index nP of the polymer of the cationic polymerizable monomer (a) at 25° C. is 0.001 or more. preferable.
  • the filler includes (cf) an organic-inorganic composite filler, and the (cf) organic-inorganic composite filler includes (m) an organic resin matrix and (f 2 ) an average primary particle size within the range of 230 nm or more and 1000 nm or less.
  • the proportion of particles existing in a range of 5% before and after the average primary particle diameter to the total number of particles is 90% or more
  • the refractive index nFb of the filler at 25°C is preferably larger than the refractive index nM of the (m) organic resin matrix at 25°C. It is preferable that the difference between the refractive index nFb at 25° C. of the (f 2 ) inorganic spherical filler and the refractive index nM at 25° C. of the (m) organic resin matrix is 0.001 or more.
  • the refractive index nFb of the inorganic spherical filler (f 2 ) at 25°C is preferably larger than the refractive index nP of the polymer of the cationic polymerizable monomer (a) at 25°C.
  • the difference between the refractive index nF b of (f 2 ) the inorganic spherical filler at 25° C. and the refractive index nP of the polymer of the cationic polymerizable monomer (a) at 25° C. is 0.001 or more. is preferred.
  • the second aspect of the present invention is a dental curable composition (hereinafter also referred to as "dental curable composition of the present invention") comprising the photo-cationically curable composition of the present invention.
  • the photo-cationically curable composition of the present invention not only has the features of a photo-cationically curable composition containing a cationic polymerizable monomer having a feature of small polymerization shrinkage and a photocationic polymerization initiator, but also has electron-donating properties.
  • a thiophene compound as a compound, rapid curing at room temperature is possible, and the cured product has properties of high color tone stability and relative resistance to gelation.
  • a radically polymerizable monomer within a certain range in the photo-cationically curable composition of the present invention, it is possible to improve the adhesive strength when bonding is performed using an existing bonding material. can also
  • the dental curable composition of the present invention has significantly reduced polymerization shrinkage compared to compositions of radically polymerizable monomers used in general dental materials, and has rapid curing properties and color tone. It has properties such as stability. Therefore, it can be said that it is particularly suitable for use as a dental restorative material such as a composite resin.
  • the photocationically curable composition of the present invention contains (a) a cationic polymerizable monomer, and (b) a photoacid generator and (c) a photocationic polymerization initiator containing a photosensitizer, It is the same as the conventional photo-cationically curable composition in that it exhibits the effect of reducing the
  • the photocationically curable composition of the present invention has the greatest feature in that it contains (d) a thiophene compound as an essential component, which makes it possible to rapidly cure at room temperature, but it is difficult to gel. Furthermore, it has the feature that the color tone stability of the cured product is high.
  • a thiophene compound functions as an electron-donating compound like an aromatic amine or anthracene compound, thereby highly activating a photocationic polymerization initiator. It is presumed that this is due to the fact that it is difficult to retain
  • thiophene is often used in the skeleton of p-type organic semiconductor materials, and is known to have a high ⁇ -conjugation effect and high electron-donating properties. Therefore, when a thiophene compound is added to a photocationic polymerization initiator, it is considered that an electron-donating reaction similar to that of an aromatic amine or anthracene compound occurs upon irradiation with light, generating a corresponding cation radical.
  • a reaction mechanism has been proposed in which a new bond is formed while releasing an acid via a cation radical generated by electron transfer. is thought to proceed and release an acid.
  • Cation radicals generated from aromatic amines and anthracene compounds are known to be relatively stable.
  • a phenomenon was observed in which the cured body showed yellow coloring immediately after light irradiation, and the color gradually faded. and part of the active species derived therefrom remained for a certain period of time. That is, it is considered that the remaining active species strongly colored immediately after light irradiation, and the colored active species changed to a colorless or slightly colored stable compound with the lapse of time, resulting in fading.
  • active species such as cation radicals are often colored by absorption of visible light.
  • the main feature of the photocationically curable composition of the present invention is that it contains (d) a thiophene compound as an essential component.
  • a thiophene compound as an essential component.
  • the (a) cationic polymerizable monomer which is a polymerizable component, is a compound polymerized by an acid generated by decomposition of the photoacid generator.
  • photocationically curable compositions such as epoxy compounds, oxetane compounds, cyclic ether compounds, vinyl ether compounds, bicyclic orthoester compounds, cyclic acetal compounds, bicyclic acetal compounds, and cyclic carbonate compounds.
  • Epoxy compounds and/or oxetane compounds are preferably used from the viewpoints of easy availability, small volume shrinkage, and rapid polymerization reaction.
  • epoxy compounds that can be preferably used include 1,2-epoxypropane, methyl glycidyl ether, cyclohexene oxide, exo-2,3-epoxynorbornene, 4-vinyl-1-cyclohexene-1,2-epoxide.
  • limonene oxide ⁇ -pinene oxide, styrene oxide, (2,3-epoxypropyl)benzene, those having one epoxy functional group such as phenyl glycidyl ether; 1,3-butadiene dioxide, ethylene glycol diglycidyl ether, Diethylene glycol diglycidyl ether, triethylene glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, diglycidyl glutarate, 4-vinyl-1-cyclohexene diepoxide, limonene diepoxide, methylbis[2-(7-oxabicyclo Compounds having two epoxy functional groups such as [4.1.0]hept-3-yl)ethyl]phenylsilane; glycerol triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, pentaerythritol triglycidyl
  • Epoxy compounds also include compounds with cyclic siloxane and silsesquioxane structures, such as the compounds shown below, which have epoxy functional groups.
  • the bond marked with *1 indicates that it is bonded to the O atom of the adjacent repeating structural unit
  • the bond marked with *2 A hand indicates a bond with the Si atom of the adjacent repeating unit.
  • those having two or more epoxy functional groups in one molecule are particularly preferably used from the viewpoint of the physical properties of the resulting cured product.
  • oxetane compounds that can be preferably used include trimethylene oxide, 3-methyl-3-oxetanylmethanol, 3-ethyl-3-oxetanylmethanol, 3-ethyl-3-phenoxymethyloxetane, 3, Compounds having one oxetane ring such as 3-diethyloxetane, 3-ethyl-3-(2-ethylhexyloxy)oxetane; 1,4-bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyloxy)benzene, 4,4' -bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyloxy)biphenyl, 4,4'-bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyloxymethyl)biphenyl, ethylene glycol bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl)ether, Diethylene glycol bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl)ether and
  • the bond marked with *1 in the structural formula on the left side of the bottom row indicates that it is bonded to the O atom of the adjacent repeating structural unit
  • the bond marked with *2 is It indicates that it is bonded to the Si atom of the adjacent repeating structural unit.
  • those having two or more oxetane rings in one molecule are particularly preferably used from the viewpoint of the physical properties of the resulting cured product.
  • cationic polymerizable monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • a moles of an oxetane compound having a molecular average of a oxetane functional groups and B moles of an epoxy compound having a molecular average of b epoxy functional groups are mixed to form (a x A): (b x Those prepared so that B) is in the range of 90:10 to 10:90 are preferable because they have a high curing speed and are less susceptible to polymerization inhibition due to moisture.
  • a compound having a cationically polymerizable functional group and a radically polymerizable functional group in the same molecule can also be used as the cationically polymerizable monomer.
  • examples of such compounds include glycidyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, 2-vinyloxyethyl (meth)acrylate, 6-vinyloxyhexyl (meth)acrylate, 3- ethyl-3-(meth)acryloxymethyloxetane, 3-ethyl-3-(2-(meth)acryloxyethyloxymethyl)oxetane, p-(meth)acryloxymethylstyrene, and the like.
  • the cationic polymerizable monomer (a) a plurality of polymerizable monomers can be used in order to adjust the physical properties (mechanical properties and adhesion to tooth substance) of the cured product.
  • the refractive index of (a) the cationic polymerizable monomer is in the range of 1.38 to 1.55. It is desirable to set the type and blending ratio of the polymerizable monomers as follows.
  • the refractive index of the cationically polymerizable monomer can be set within a range of approximately 1.40 to 1.57.
  • a plurality of types of cationic polymerizable monomers (a) are used.
  • the refractive index of a mixture of a plurality of types of polymerizable monomers should be within the above range.
  • the refractive index of each polymerizable monomer does not necessarily fall within the above range.
  • the refractive index is measured using an Abbe refractometer at 25°C.
  • the (b) photo-acid generator is not particularly limited as long as it is a compound that generates a strong acid when reacted by light irradiation.
  • Salt compounds, bismuthonium salt compounds, pyridinium salt compounds, and the like, which are used as photoacid generators in conventional photocationically curable compositions, can be used without particular limitation. It is preferable to use iodonium salt compounds because they are readily available and have high polymerization activity.
  • the photoacid generator may be used singly or in combination of two or more as needed.
  • photoacid generators that are preferably used include onium salt compounds in which the cation or cation portion and the anion or anion portion are as shown below.
  • Diphenyliodonium bis(p-chlorophenyl)iodonium, ditolyliodonium, bis(p-tert-butylphenyl)iodonium, p-isopropylphenyl-p-methylphenyliodonium, bis(m-nitrophenyl)iodonium, p-tert- Butylphenylphenyliodonium, p-methoxyphenylphenyliodonium, bis(p-methoxyphenyl)iodonium, p-octyloxyphenylphenyliodonium, p-phenoxyphenylphenyliodonium, bis(p-dodecylphenyl)iodonium, triphenylsulfonium, tri tolylsulfonium, p-tert-butylphenyldiphenylsulfonium, diphenyl-4
  • the amount of the photoacid generator to be used is not particularly limited as long as it is an amount capable of initiating polymerization by light irradiation. In order to achieve both weather resistance and hardness), it is generally sufficient to use 0.01 to 20 parts by mass, preferably 0.05 to It is preferable to use 10 parts by mass.
  • the photosensitizer is not particularly limited as long as it absorbs light energy and promotes decomposition of the photoacid generator. , ketone compounds (especially ⁇ -diketone compounds), coumarin dyes, cyanine dyes, merocyanine dyes, thiazine dyes, azine dyes, acridine dyes, xanthene dyes, squarium dyes, pyrylium salt dyes, etc. can do.
  • camphorquinone, benzyl, diacetyl, acetylbenzoyl, 2,3-pentadione, 2,3-octadione, 4,4′-dimethoxybenzyl, and 4,4′-oxy are used because they suppress the coloring of the cured product. It is preferred to use ⁇ -diketone compounds such as benzyl, 9,10-phenanthrenequinone, acenaphthenequinone, and particularly preferred to use camphorquinone.
  • the above-mentioned (c) photosensitizer may be used singly or in combination of two or more as needed.
  • the amount of the photosensitizer used varies depending on the other components to be combined and the type of the polymerizable monomer, but usually 0.001 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the cationic polymerizable monomer (a). Any amount may be used, preferably 0.01 to 5 parts by mass.
  • a thiophene compound in the photocationically curable composition of the present invention, can be a known compound without particular limitation as long as it is a compound having a thiophene ring in the molecule.
  • a thiophene compound is used as an electron-donating compound, so a compound with high electron-donating properties is desirable. It is known that extension of the ⁇ -conjugated system is effective for enhancing the electron-donating property. Therefore, a compound having a ⁇ -conjugated substituent on the thiophene skeleton can be preferably used.
  • Examples of the partial structure constituting the ⁇ -conjugated substituent include a benzene ring and heteroaryl rings such as a thiophene ring, a furan ring, and a pyrrole ring.
  • the thiophene compound in the present invention preferably has a ⁇ -conjugated substituent, and it is particularly preferable that the ⁇ -conjugated substituent has one or more benzene rings or thiophene rings.
  • the ⁇ -conjugated system composed of thiophene and the above partial structure may be substituted with other substituents such as an alkyl group or an alkoxy group.
  • Such (d) thiophene compounds include 2-phenylthiophene derivatives, 2,2′-bithiophene derivatives, 2-thienylfuran derivatives, 2-thienylpyrrole derivatives and the like. 2) is preferably used.
  • R 1 to R 11 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryl group, or a thienyl group, and R 3 and R 4 and R 3 and R 9 may combine with each other to form a ring.
  • the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, and alkylthio group are preferably straight or branched alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, alkoxy groups, and alkylthio groups having 1 to 12 carbon atoms.
  • the aryl group and thienyl group may have a substituent such as an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, or a halogen atom such as bromine.
  • the ring is preferably cyclopentadiene, thiophene, furan, cyclohexadiene, or benzene.
  • Specific examples of the compounds represented by the general formula (1) or (2) include 2,5-diphenylthiophene, 2,3,4,5-tetraphenylthiophene, 2,2′-bithiophene, 5- hexyl-2,2'-bithiophene, 5-octyl-2,2'-bithiophene, 3,3'-dihexyl-2,2'-bithiophene, 4,4'-dihexyl-2,2'-bithiophene, 5, 5′-dihexyl-2,2′-bithiophene, 2,2′:5′,2′′-terthiophene, 5,5′′-dibromo-2,2′:5′,2′′-terthiophene, 4H-cyclopenta[2,1-b:3,4-b']dithiophene, dithieno[3,2-b:2',3'-d]thiophene and the like.
  • the above-mentioned (d) thiophene compound may be used singly or in combination of two or more as needed.
  • the amount of the thiophene compound used varies depending on the other components to be combined and the type of the polymerizable monomer, but 0.001 to 10 parts by mass is used with respect to 100 parts by mass of the cationic polymerizable monomer (a). preferably 0.01 to 5 parts by mass.
  • the photocationically curable composition of the present invention may contain (d) an electron-donating compound other than the thiophene compound as long as it does not adversely affect the effect.
  • the content of the electron-donating compound comprising an anthracene compound and/or an aromatic amine compound is 0.2 parts by mass or less, particularly 0.1 parts by mass, per 1 part by mass of (d) the thiophene compound. It is preferable to make it less than a part, and more preferable not to contain it.
  • the photo-cationically curable composition of the present invention may contain other compounding components within the range of types and amounts that do not impair the effects of the present invention, depending on the purpose and application. may be included. Hereinafter, such "other components" will be described.
  • the cationic photocurable composition of the present invention may contain a phenolic antioxidant as an additive for suppressing decomposition of the photoacid generator.
  • phenolic antioxidants can be used without any restrictions. Examples include 4-methoxyphenol, hydroquinone, 2,6-di-t-butylphenol, dibutylhydroxytoluene, 2,4-di-t-butylphenol, 2-t-butyl-4,6-dimethylphenol and the like.
  • the above-mentioned phenolic antioxidants may be used singly or in combination of two or more as needed.
  • the amount of the photosensitizer used varies depending on the other components to be combined and the type of the polymerizable monomer, but usually 0.001 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the cationic polymerizable monomer (a). Any amount may be used, preferably 0.01 to 5 parts by mass.
  • any of organic fillers, inorganic fillers, and organic-inorganic composite fillers blended in dental filling and restorative materials can be blended.
  • organic fillers include polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, methyl Methacrylate-ethyl methacrylate copolymer, crosslinked polymethyl methacrylate, crosslinked polyethyl methacrylate, ethylene-vinyl acetate copolymer, styrene-butadiene copolymer, acrylonitrile-styrene copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and particles made of organic polymers such as
  • inorganic fillers include inorganic particles such as quartz, silica, alumina, silica/titania, silica/zirconia, lanthanum glass, barium glass, and strontium glass.
  • organic-inorganic composite fillers include particulate organic-inorganic composite fillers obtained by mixing these inorganic particles and a polymerizable monomer in advance to form a paste, polymerizing the paste, and pulverizing the paste.
  • X-ray opacity can be imparted by using an inorganic filler containing a heavy metal such as zirconia.
  • the particle size and shape of these fillers are not particularly limited, and spherical or amorphous particles having an average particle size of 0.01 ⁇ m to 100 ⁇ m, which are generally used as dental materials, may be appropriately used depending on the purpose. Just do it. Also, the refractive index of these fillers is not particularly limited, and those in the range of 1.4 to 1.7, which fillers of general dental curable compositions have, can be used without limitation.
  • the amount of the above-mentioned filler to be added to the photocationically curable composition of the present invention is not particularly limited as long as the composition becomes a paste.
  • An inorganic filler and/or an organic-inorganic composite filler is employed, and it is preferably 50 to 1500 parts by mass, preferably 70 to 1000 parts by mass, based on 100 parts by mass of the cationic polymerizable monomer (a). .
  • these fillers such as inorganic fillers and organic-inorganic composite fillers may be used alone, or may be used in combination of multiple types having different materials, particle sizes, shapes, and the like.
  • an inorganic filler as the main component because of its excellent mechanical properties after curing.
  • the filler has (f 1 ) an average primary particle diameter within the range of 230 nm or more and 1000 nm or less, and in the number-based particle size distribution, the number of particles present in the range of 5% before and after the average primary particle diameter with respect to the total number of particles
  • An inorganic spherical filler with a proportion of 90% or more may be included.
  • (f 1 ) By including the inorganic spherical filler, when the photo-cationically curable composition of the present invention is used as a dental curable composition such as a dental filling and restorative material, it has color tone compatibility with natural teeth. A high degree of repair is possible.
  • the inorganic spherical filler is composed of a large number of primary particles, and the range of 5% before and after the average primary particle diameter of the large number of primary particles (the numerical value ⁇ 5% of the particle size range), 90% or more of the total number of primary particles are present. Particles present in the range of 5% before and after the average primary particle size account for preferably 91% or more, more preferably 93% or more, of the total number of particles.
  • the inorganic spherical filler has such a narrow particle size distribution that it emits colored light with structural colors based on light interference, diffraction, refraction, scattering, etc. (hereinafter simply referred to as “interference, scattering, etc.”). can be generated.
  • the photocationically curable composition containing (f 1 ) an inorganic spherical filler can improve the color tone compatibility with natural teeth by utilizing the colored light due to the structural color.
  • coloring substances such as pigment substances and dye substances which are commonly used.
  • the average primary particle size of the inorganic spherical filler (f 1 ) is preferably 230 nm or more and 800 nm or less, more preferably 230 nm or more and 500 nm or less. , 260 nm or more and 350 nm or less.
  • the coloring becomes bluish and does not match the color tone of dentin.
  • an inorganic spherical filler having an average primary particle size of less than 100 nm is used, structural color hardly occurs.
  • the inorganic spherical filler (f 1 ) has an average primary particle size of 230 nm to 1000 nm, and depending on the average primary particle size, the cured body of the photo-cationically curable composition emits yellow to red colored light.
  • the obtained colored light is yellowish, and the tooth surface color tone around the restored tooth is the shade guide "VITAPAN Classic (registered trademark)”. )” is useful for the repair of cavities in the B series (red-yellow) category.
  • inorganic spherical fillers with an average particle size of 260 nm to 350 nm When inorganic spherical fillers with an average particle size of 260 nm to 350 nm are used, the resulting colored light is reddish, and the tooth surface color tone around the restored tooth is A in the shade guide "VITAPAN Classic (registered trademark)". It is useful for the restoration of cavities in the category of (reddish brown). Since most of the dentin has a reddish hue, the embodiment using inorganic spherical fillers with an average particle size of 260 nm to 350 nm is preferable because it is widely compatible with restoration teeth of various color tones.
  • the inorganic spherical filler (f 1 ) has an average primary particle size within the above range, and the individual primary particles may exist as agglomerated particles to some extent as long as the particles satisfy this requirement. .
  • the particles are present as independent particles as much as possible, and specifically, aggregated particles of 10 ⁇ m or more are preferably less than 10% by volume.
  • the average primary particle size of the inorganic spherical filler (f 1 ) and the inorganic spherical filler (f 2 ), which will be described later, is determined by taking a photograph of the powder with a scanning electron microscope and observing it within the unit field of view of the photograph. The number of all particles (30 or more) and the primary particle diameter (maximum diameter) of all particles are measured, and the average value calculated by the following formula based on the obtained measured values is used.
  • the ratio (%) of particles existing in a range of 5% before and after the average primary particle size to the total number of particles (%) is within the unit field of view of the above photograph.
  • the number of particles having a primary particle diameter (maximum diameter) outside the particle diameter range of ⁇ 5% of the average primary particle diameter obtained above is measured, and the value is By subtracting from the number of particles, the number of particles within the range of average particle diameter ⁇ 5% in the unit field of view of the photograph is obtained, and the number is calculated by the following formula.
  • Percentage (%) of particles existing in the range of 5% before and after the average primary particle size to the total number of particles [(Present in the range of 5% before and after the average primary particle size in the unit field of the scanning electron micrograph number of particles) / (total number of particles in a unit field of scanning electron micrograph)] ⁇ 100 can be calculated according to The ratio (%) of the particles existing in the range of 5% before and after the average primary particle diameter of the inorganic spherical filler (f 2 ) to the total number of particles (f 2 ) is also calculated in the same manner as for the inorganic spherical filler (f 1 ). can do.
  • the spherical shape of the inorganic spherical filler may be substantially spherical, and does not necessarily have to be a perfect sphere.
  • a photograph of particles is taken with a scanning electron microscope, and for each particle (30 or more) within the unit field of view, the particle diameter in the direction perpendicular to the maximum diameter is divided by the maximum diameter.
  • the average degree of symmetry obtained by averaging them should be 0.6 or more, more preferably 0.8 or more.
  • the upper limit of the average degree of uniformity is 1 because it includes the case of a perfect spherical shape.
  • the average degree of uniformity can be determined by the method described in Examples.
  • inorganic spherical filler (f 1 ) As the inorganic spherical filler (f 1 ), as long as the requirements for the average primary particle size and particle size distribution are satisfied, those used as components of general curable compositions in the dental field can be used without limitation.
  • inorganic materials such as amorphous silica, silica-titanium oxide-based composite oxide particles (silica-zirconia, silica-titania, etc.), quartz, alumina, barium glass, zirconia, titania, lanthanoids, colloidal silica, etc. powder.
  • silica/titanium group oxide-based composite oxide particles are preferable because the refractive index can be easily adjusted.
  • Silica-titanium group oxide-based composite oxide particles are composite oxides of silica and titanium group (group IV element of the periodic table) oxide, and are silica-titania, silica-zirconia, silica-titania-zirconia. etc.
  • silica-zirconia is preferable because it allows adjustment of the refractive index of the filler and also imparts high X-ray opacity.
  • the compound ratio is not particularly limited, but from the viewpoint of imparting sufficient X-ray opacity and setting the refractive index in a suitable range described later, the content of silica is 70 to 95 mol%, and the titanium group It is preferable that the oxide content is 5 to 30 mol %. In the case of silica/zirconia, the refractive index can be freely changed by changing each compound ratio in this manner.
  • silica/titanium group oxide-based composite oxide particles may be combined with metal oxides other than silica and titanium group oxides as long as they are in small amounts.
  • alkali metal oxides such as sodium oxide and lithium oxide may be contained within 10 mol %.
  • the method for producing such silica/titanium group oxide-based composite oxide particles is not particularly limited, but in order to obtain the specific inorganic spherical filler of the present invention, A so-called sol-gel method, in which a mixed solution containing a titanium group metal compound is added to an alkaline solvent and hydrolyzed to precipitate a reaction product, is preferably employed.
  • silica/titanium group oxide-based composite oxide particles may be surface-treated with a silane coupling agent.
  • Surface treatment with a silane coupling agent provides excellent interfacial strength between the polymerizable monomer component and the polymer portion.
  • Typical silane coupling agents include organosilicon compounds such as ⁇ -methacryloyloxyalkyltrimethoxysilane and hexamethyldisilazane.
  • the surface treatment amount of these silane coupling agents is not particularly limited, and the optimum value may be determined after confirming the mechanical properties of the resulting photo-cationically curable composition by experiments in advance. Then, it is in the range of 0.1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of particles.
  • the refractive index nF a of the inorganic spherical filler (f 1 ) at 25° C. is preferably larger than the refractive index nP of the polymer of the cationic polymerizable monomer (a) at 25° C. This makes it easier to develop good color matching with natural teeth.
  • the difference between the refractive index nF a (25° C.) of the inorganic spherical filler and the refractive index nP (25° C.) of the polymer of (a) the cationic polymerizable monomer is 0.001 or more. is preferred, 0.002 or more is more preferred, and 0.005 or more is most preferred.
  • the refractive index nF a (25 ° C.) of the inorganic spherical filler and (a) the cationic polymerizable monomer is preferably 0.1 or less, more preferably 0.05 or less.
  • the refractive index nF a of (f 1 ) inorganic spherical filler at 25° C. is , (m) preferably larger than the refractive index nM at 25° C. of the organic resin matrix.
  • the difference between the refractive index nF a (25° C.) of the inorganic spherical filler at 25° C. and the refractive index nM (25° C.) of the (m) organic resin matrix at 25° C. is 0.001 or more.
  • nF a 25° C.
  • nF a 25° C.
  • nF a 25° C.
  • nM 25° C.
  • the content of the inorganic spherical filler (f 1 ) in the present invention is preferably 50 to 1500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cationic polymerizable monomer (a).
  • the amount of the inorganic spherical filler (f 1 ) to be blended is preferably 70 to 1000 parts by mass, more preferably 100 to 1300 parts by mass, based on 100 parts by mass of the cationic polymerizable monomer (a). It is preferably 150 to 1000 parts by mass.
  • the silica-based filler particularly the silica-titanium group oxide-based composite oxide, has a refractive index in the range of about 1.45 to 1.58 depending on the silica content. . That is, (a) the refractive index of the cationically polymerizable monomer is set within the above-described range (1.38 to 1.55) to provide the desired refractive index (f 1 ) inorganic spherical filler can be easily selected. That is, it is preferable to use a silica-titanium group oxide-based composite oxide (for example, silica-titania or silica-zirconia) containing an appropriate amount of silica.
  • a silica-titanium group oxide-based composite oxide for example, silica-titania or silica-zirconia
  • the filler preferably contains (cf) an organic-inorganic composite filler.
  • the (cf) organic-inorganic composite filler contains (m) an organic resin matrix and (f 2 ) an inorganic spherical filler.
  • the (f 2 ) inorganic spherical filler is contained, and the (m) organic resin matrix covers the surface of the primary particles constituting the (f 2 ) inorganic spherical filler.
  • an organic-inorganic composite filler for example, compared with the case of using a fine inorganic spherical filler alone, it is possible to suppress the thickening of the paste-like photo-cationically curable composition, and the photo-cationically curable composition. There are advantages such as reduced stickiness of the cured product and reduced polymerization shrinkage.
  • the (cf) organic-inorganic composite filler contained in the photo-cationically curable composition of the present invention contains the (f 2 ) inorganic spherical filler described later, restoration with high color tone compatibility with natural teeth can be achieved. It can be carried out.
  • the (cf) organic-inorganic composite filler of the present invention contains (f 2 ) an inorganic spherical filler, and the (f 2 ) inorganic spherical filler has an average primary particle diameter in the range of 230 nm or more and 1000 nm or less,
  • the inorganic spherical filler is such that, in a number-based particle size distribution, particles present in a range of 5% before and after the average primary particle diameter account for 90% or more of the total number of particles.
  • the inorganic spherical filler is composed of a large number of primary particles, and the range of 5% before and after the average primary particle diameter of the large number of primary particles (the numerical value ⁇ 5% of the particle size range), 90% or more of the total number of primary particles are present. Particles present in the range of 5% before and after the average primary particle size account for preferably 91% or more, more preferably 93% or more, of the total number of particles.
  • the inorganic spherical filler has such a narrow particle size distribution that it can produce colored light with structural color based on light interference, scattering, and the like. Such color development by structural color utilizing interference, scattering, etc.
  • the photo-cationically curable composition of the present invention can improve the color tone compatibility with natural teeth by utilizing the colored light due to the structural color. There is an advantage that it is not necessary to use a coloring substance such as a dye substance.
  • the cured product of the photo-cationically curable composition has a yellow to red colored light according to its average primary particle size. is expressed.
  • the average primary particle size of the inorganic spherical filler (f 2 ) is preferably 230 nm or more and 800 nm or less, more preferably 230 nm or more and 500 nm or less. , 260 nm or more and 350 nm or less.
  • an inorganic spherical filler having an average primary particle diameter of less than 230 nm When an inorganic spherical filler having an average primary particle diameter of less than 230 nm is used, the coloring becomes bluish and does not match the color tone of dentin. In addition, when an inorganic spherical filler having an average primary particle size of less than 100 nm is used, structural color hardly occurs. On the other hand, when spherical fillers having an average primary particle diameter of more than 1000 nm are used, light interference and scattering can be expected, but sedimentation of the inorganic spherical fillers and a decrease in polishability occur. Not good as a material.
  • the inorganic spherical filler (f 2 ) has an average primary particle size of 230 nm to 1000 nm, and depending on the average primary particle size, the cured product of the photocationically curable composition emits yellow to red colored light.
  • the obtained colored light is yellowish, and the tooth surface color tone around the restored tooth is the shade guide "VITAPAN Classic (registered trademark)”. )” is useful for the repair of cavities in the B series (red-yellow) category.
  • the resulting colored light is reddish, and the tooth surface color tone around the restored tooth is the shade guide "VITAPAN Classic (registered trademark). It is useful for repairing cavities in the category A (reddish-brown) in Since most of the dentin has a reddish hue, the embodiment using inorganic spherical fillers with an average particle size of 260 nm to 350 nm is preferable because it is widely compatible with restoration teeth of various color tones.
  • the average particle size of the (f 1 ) inorganic spherical filler and the average particle size of the (f 2 ) inorganic spherical filler contained in the organic-inorganic composite filler are preferably relatively close to each other. is preferably 0 to 100 nm, more preferably 0 to 50 nm, even more preferably 0 to 30 nm.
  • inorganic spherical filler (f 2 ) As the inorganic spherical filler (f 2 ), as long as the requirements for the average primary particle size and particle size distribution are satisfied, those commonly used as components of curable compositions in the dental field can be used without limitation.
  • inorganic materials such as amorphous silica, silica-titanium oxide-based composite oxide particles (silica-zirconia, silica-titania, etc.), quartz, alumina, barium glass, zirconia, titania, lanthanoids, colloidal silica, etc. powder.
  • silica/titanium group oxide-based composite oxide particles are preferable because the refractive index can be easily adjusted.
  • Silica-titanium group oxide-based composite oxide particles are composite oxides of silica and titanium group (group IV element of the periodic table) oxide, and are silica-titania, silica-zirconia, silica-titania-zirconia. etc.
  • silica-zirconia is preferable because it allows adjustment of the refractive index of the filler and also imparts high X-ray opacity.
  • the compound ratio is not particularly limited, but from the viewpoint of imparting sufficient X-ray opacity and setting the refractive index in a suitable range described later, the content of silica is 70 to 95 mol%, and the titanium group It is preferable that the oxide content is 5 to 30 mol %. In the case of silica/zirconia, the refractive index can be freely changed by changing each compound ratio in this manner.
  • silica/titanium group oxide-based composite oxide particles may be combined with metal oxides other than silica and titanium group oxides as long as they are in small amounts.
  • alkali metal oxides such as sodium oxide and lithium oxide may be contained within 10 mol %.
  • the method for producing such silica/titanium group oxide-based composite oxide particles is not particularly limited, but in order to obtain the specific inorganic spherical filler of the present invention, A so-called sol-gel method, in which a mixed solution containing a titanium group metal compound is added to an alkaline solvent and hydrolyzed to precipitate a reaction product, is preferably employed.
  • silica/titanium group oxide-based composite oxide particles may be surface-treated with a silane coupling agent.
  • Surface treatment with a silane coupling agent provides excellent interfacial strength between the polymerizable monomer component and the polymer portion.
  • Typical silane coupling agents include organosilicon compounds such as ⁇ -methacryloyloxyalkyltrimethoxysilane and hexamethyldisilazane.
  • the surface treatment amount of these silane coupling agents is not particularly limited, and the optimum value may be determined after confirming the mechanical properties of the resulting photo-cationically curable composition by experiments in advance. Then, it is in the range of 0.1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of particles.
  • the refractive index nFb of ( f2) the inorganic spherical filler at 25°C is preferably larger than the refractive index nM of the (m) organic resin matrix at 25°C. This makes it easier to develop good color matching with natural teeth.
  • the difference between the refractive index nF b (25° C.) of the inorganic spherical filler and the refractive index nM (m) of the organic resin matrix (m) is preferably 0.001 or more, preferably 0.002. It is more preferably 0.005 or more, and most preferably 0.005 or more.
  • the difference from (25° C.) is preferably 0.1 or less, more preferably 0.05 or less.
  • the refractive index nF b (25°C) of the inorganic spherical filler (f 2 ) is preferably larger than the refractive index nP at 25°C of the polymer of the cationic polymerizable monomer (a). This makes it easier to develop good color matching with natural teeth.
  • the difference between the refractive index nF b (25° C.) of the inorganic spherical filler and the refractive index nP (25° C.) of the polymer of (a) the cationic polymerizable monomer is 0.001 or more. is preferred, 0.002 or more is more preferred, and 0.005 or more is most preferred.
  • the difference between the refractive index nF b (25° C.) of the inorganic spherical filler (f 2 ) and the refractive index nP (25° C.) of the polymer of the cationic polymerizable monomer (a) is preferably 0.1. 0.05 or less, more preferably 0.05 or less.
  • the content of the inorganic spherical filler (f 2 ) in the organic-inorganic composite filler (cf) is preferably 30 to 95% by mass.
  • the content of (f 2 ) the inorganic spherical filler is 30% by mass or more, the cured body of the photo-cationically curable composition can exhibit a good colored light and can sufficiently increase the mechanical strength. .
  • the content of the (f 2 ) inorganic spherical filler in the (cf) organic-inorganic composite filler is more preferably 40 to 90% by mass.
  • the silica-based filler particularly the silica-titanium group oxide-based composite oxide, has a refractive index in the range of about 1.45 to 1.58 depending on the silica content. . (f 2 )
  • the refractive index of the inorganic spherical filler is set to about 1.45 to 1.58, the difference between the refractive index of (m) the organic resin matrix and the refractive index of (a) the cationic polymerizable monomer is It becomes easier to adjust to the desired range of the present invention. That is, it is preferable to use a silica-titanium group oxide-based composite oxide (for example, silica-titania or silica-zirconia) containing an appropriate amount of silica.
  • the organic resin matrix is not particularly limited, but is preferably a polymer of a polymerizable monomer ( ⁇ ) containing at least one selected from radically polymerizable monomers and cationic polymerizable monomers. That is, the (m) organic resin matrix may be formed from a polymer of a radically polymerizable monomer, may be formed from a polymer of a cationically polymerizable monomer, or may be formed from a polymer of a radically polymerizable monomer. It may be formed from polymers of both monomers and cationically polymerizable monomers.
  • the polymerizable monomer ( ⁇ ) preferably contains a polyfunctional polymerizable monomer having two or more polymerizable functional groups in the molecule.
  • a polyfunctional polymerizable monomer increases the polymerizability and improves the mechanical properties of the formed organic-inorganic composite filler.
  • polyfunctional polymerizable monomers include radically polymerizable monomers having two or more radically polymerizable functional groups, cationically polymerizable monomers having two or more cationically polymerizable functional groups, and the like.
  • (Radical polymerizable monomer) As the radically polymerizable monomer contained in the polymerizable monomer ( ⁇ ) forming the organic resin matrix, a monomer having a radically polymerizable functional group such as a vinyl group, an allyl group, or a (meth)acrylate group is used. Although there is no particular limitation, a radically polymerizable monomer having a (meth)acrylate group is preferred.
  • (meth)acrylate refers to an acrylate group or methacrylate.
  • the polymerizable monomer having a (meth)acrylate group includes (I) a monofunctional polymerizable monomer having one radically polymerizable group, and (II) a polyfunctional polymer having two or more radically polymerizable functional groups. and a sexual monomer.
  • (II) As the polyfunctional polymerizable monomer (II-a) a bifunctional polymerizable monomer, (II-b) a trifunctional polymerizable monomer, (II-c) a tetrafunctional polymerizable monomer body, etc. Specific examples are shown below.
  • ⁇ (I) Monofunctional Polymerizable Monomer > methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-lauryl (meth) acrylate, n-stearyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) Acrylate, glycidyl (meth)acrylate, methoxyethylene glycol (meth)acrylate, methoxydiethylene glycol (meth)acrylate, methoxytriethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, ethoxyethylene glycol (meth)acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, ethoxytriethylene glycol (meth) acrylate, ethoxy polyethylene glycol (meth) acrylate, phenoxyethylene glycol (
  • the bifunctional polymerizable monomer includes the following (II-a-1) aromatic bifunctional polymerizable monomer, (II -a-2) Aliphatic bifunctional polymerizable monomers.
  • aromatic bifunctional polymerizable monomer examples include the following compounds. 2,2-bis(methacryloyloxyphenyl)propane, 2,2-bis[(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropyloxy)phenyl]propane, 2,2-bis(4-methacryloyloxyphenyl)propane, 2, 2-bis(4-methacryloyloxypolyethoxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-methacryloyloxydiethoxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-methacryloyloxytetraethoxyphenyl)propane, 2,2- Bis(4-methacryloyloxypentaethoxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-methacryloyloxydipropoxyphenyl)propane, 2(4-methacryloyloxydiethoxyphenyl)-2(4-methacryloyloxytriethyloxypentaeth
  • Examples of the aliphatic bifunctional polymerizable monomer include the following compounds. Ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexane diol dimethacrylates, etc.
  • Methacrylates such as 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate such as 1,6-bis(methacrylethyloxycarbonylamino)trimethylhexane, acrylates corresponding to these methacrylates, etc.
  • a vinyl monomer having a hydroxyl group of and a diduct obtained from an adduct with a diisocyanate compound such as hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, diisocyanatemethylcyclohexane, isophorone diisocyanate, methylenebis(4-cyclohexyl isocyanate); 1,2-bis(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy)ethyl and the like.
  • (II-b) Trifunctional Polymerizable Monomer examples include the following compounds. trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolethane trimethacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, trimethylolmethane trimethacrylate, etc., and acrylates corresponding to these methacrylates;
  • tetrafunctional polymerizable monomer examples include the following compounds. pentaerythritol tetramethacrylate, pentaerythritol tetraacrylate; Diisocyanate compounds such as diisocyanatomethylbenzene, diisocyanatomethylcyclohexane, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, methylenebis(4-cyclohexyl isocyanate), 4,4-diphenylmethane diisocyanate, tolylene-2,4-diisocyanate and glycidol diisocyanate Diaducts obtained from adducts with methacrylates, etc.
  • Diisocyanate compounds such as diisocyanatomethylbenzene, diisocyanatomethylcyclohexane, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhex
  • the polymerizable monomer ( ⁇ ) forming the organic resin matrix contains a radically polymerizable monomer, among the above-mentioned radically polymerizable monomers, polyfunctional having two or more radically polymerizable functional groups It is preferable to contain at least a polymerizable monomer.
  • a radical polymerizable monomer may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the above-described cationically polymerizable monomer (a) contained in the photocationically curable composition of the present invention Anything described can be used without particular limitation.
  • the polymerizable monomer ( ⁇ ) contains a cationic polymerizable monomer, a polyfunctional polymerizable monomer containing two or more cationic polymerizable functional groups, or a cationic polymerizable functional group in the same molecule and a compound having a radically polymerizable functional group.
  • the cationically polymerizable monomer has a cationically polymerizable functional group and a radically polymerizable monomer in the same molecule. It is preferred to use compounds having functional groups.
  • Examples of polyfunctional polymerizable monomers containing two or more cationic polymerizable functional groups include epoxy compounds having two or more epoxy functional groups and oxetane compounds having two or more oxetane rings.
  • One of the cationic polymerizable monomers may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • the difference between the refractive index nM at 25°C of the organic resin matrix and the refractive index nP at 25°C of the polymer of the cationic polymerizable monomer (a) is the cured product of the resulting photocationically curable composition. from the viewpoint of transparency, it is preferably 0.007 or less, more preferably 0.005 or less.
  • the difference in refractive index nM and nP is set to 0.5 from the viewpoint that light diffusibility can be imparted by the difference in refractive index and the color matching between the cured product of the cationic photocurable composition and the tooth can be improved.
  • 001 or more is preferable.
  • the organic-inorganic composite filler may be a porous organic-inorganic composite filler.
  • the porous organic-inorganic composite filler preferably has a cumulative pore volume of 0.01 to 0.30 cm 3 /g of pores of 1 to 500 nm measured by a nitrogen adsorption method, and preferably 0.01 to 0. It is more preferably 0.20 cm 3 /g, even more preferably 0.03 to 0.15 cm 3 /g.
  • the average pore size of the porous organic-inorganic composite filler is preferably 3 to 300 nm, more preferably 10 to 200 nm.
  • the method for producing the organic - inorganic composite filler is not particularly limited.
  • a general manufacturing method can be employed in which predetermined amounts of each component of the monomer ( ⁇ ) and the polymerization initiator are mixed, polymerized by a method such as heating or light irradiation, and then pulverized.
  • the manufacturing method described in International Publication No. 2011/115007 or International Publication No. 2013/039169 can also be adopted.
  • inorganic aggregated particles formed by aggregation of inorganic spherical fillers are immersed in a polymerizable monomer solvent containing a polymerizable monomer, a polymerization initiator, and an organic solvent, and then is removed, and the polymerizable monomer is polymerized and cured by a method such as heating or light irradiation.
  • a method such as heating or light irradiation.
  • An organic-inorganic composite filler (porous organic-inorganic composite filler) is obtained that has organic resin phases that bond to each other and in which cohesion gaps are formed between the organic resin phases that cover the surfaces of the inorganic primary particles.
  • the polymerization initiator a known polymerization initiator can be used without particular limitation, but it is preferable to use a thermal polymerization initiator because a cured product with a lower degree of yellowness can be obtained, and an aromatic ring is used in the structure. It is more preferable to use a thermal polymerization initiator consisting of a compound that does not have Examples of such thermal polymerization initiators include azobisisobutyronitrile and 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile).
  • the organic component in the organic-inorganic composite filler may be discolored by heat due to friction, etc., resulting in an organic-inorganic composite filler having a high degree of yellowness.
  • a photo-cationically curable composition using such an organic-inorganic composite filler has a high degree of yellowness in its cured product.
  • the yellowness of the cured product of the photo cationic curable composition affects the hue of the colored light observed from the material having colored light due to interference as in the present invention. Therefore, in the present invention, the organic-inorganic composite filler preferably has a low degree of yellowness.
  • b* representing blue to yellow in CIELab is preferably ⁇ 2.5 or less, more preferably ⁇ 3.0 or less, on a black background color.
  • the average particle size of the organic-inorganic composite filler is not particularly limited, but the mechanical strength of the cured product of the photo-cationically curable composition and the operability of the paste-like photo-cationically curable composition are From the viewpoint of improving the thickness, the thickness is preferably 2 to 100 ⁇ m, more preferably 5 to 50 ⁇ m, and even more preferably 5 to 30 ⁇ m. Further, the shape is not particularly limited, and predetermined amounts of each component of (f 2 ) inorganic spherical filler, polymerizable monomer ( ⁇ ), and polymerization initiator are mixed, heated, irradiated with light, or the like.
  • the organic-inorganic composite filler may contain known additives such as a polymerization inhibitor and a fluorescent whitening agent as long as the effect is not impaired.
  • the organic-inorganic composite filler may be subjected to washing or surface treatment with a silane coupling agent or the like.
  • the content of the organic-inorganic composite filler (cf) is preferably 50 to 1000 parts by mass, more preferably 70 to 600 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the cationic polymerizable monomer (a). , 100 to 400 parts by mass. (cf)
  • the cationic photocurable composition of the present invention preferably contains a radically polymerizable monomer in order to improve the adhesive strength when bonding with a dental adhesive.
  • radical species are generated by light irradiation, so radical polymerization proceeds simultaneously with cationic polymerization.
  • a general dental adhesive is a radically polymerizable composition, it is preferable to add a radically polymerizable monomer when using it as a dental curable composition.
  • a particularly preferred radically polymerizable monomer is a (meth)acrylic compound. If the content of the radically polymerizable monomer is small, it is possible to improve the adhesive strength with existing adhesives while maintaining a low degree of polymerization shrinkage.
  • radically polymerizable monomers that can be preferably used include methyl (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, and diethylene glycol.
  • di(meth)acrylate triethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, 1,9-nonanediol di(meth)acrylate, 2,2 - bis(4-methacryloyloxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-methacryloyloxypolyethoxyphenyl)propane, 2,2-bis[4-(2-hydroxy-3-methacryloyloxypropoxy)phenyl]propane, trimethylolpropane trimethacrylate and the like.
  • the radically polymerizable monomers described above may be used singly or in combination of two or more as needed.
  • the amount of the radically polymerizable monomer used is 10 per 100 parts by mass of the cationically polymerizable monomer (a) from the viewpoint that the adhesiveness can be improved while maintaining a low polymerization shrinkage rate. It is preferably from 10 to 70 parts by mass, more preferably from 10 to 30 parts by mass.
  • Such components include known additives such as ultraviolet absorbers, dyes, antistatic agents, pigments, fragrances, organic solvents and thickeners.
  • the photocationically curable composition of the present invention is not limited to dental applications, and can be used for adhesives, paints, etc., but is particularly suitable as a dental filling and restorative material.
  • the photo-cationically curable composition of the present invention contains (f 1 ) the inorganic spherical filler and/or (cf) the organic-inorganic composite filler, it can be used to repair teeth damaged by caries, breakage, etc.
  • restoration with high color tone compatibility with natural teeth is possible, which is preferable.
  • a photo-cationically curable composition containing (f 1 ) an inorganic spherical filler and/or (cf) an organic-inorganic composite filler can be used to restore teeth in all kinds of cavities with high color tone compatibility with natural teeth. be. In general, it is difficult to match the color tone and the restoration operation is complicated. cavities (including cavities) can also be restored with high color matching.
  • the method for producing the photocationically curable composition of the present invention is not particularly limited, and a known method for producing a curable composition may be employed as appropriate. Specifically, in a dark place, a predetermined amount of the cationically polymerizable monomer, the photoacid generator, and other optional ingredients constituting the curable composition of the present invention are weighed, These may be mixed to form a paste. The photocationically curable composition of the present invention thus produced is stored in the dark until use.
  • a known polymerization means may be appropriately adopted according to the polymerization initiation mechanism of the photoacid generator type photopolymerization initiator used.
  • Light irradiation by a light source such as arc, xenon lamp, metal halide lamp, tungsten lamp, fluorescent lamp, sunlight, helium cadmium laser, argon laser, or heating using a heat polymerization device, or a combination of these methods, etc. used without
  • the irradiation time varies depending on the wavelength and intensity of the light source, and the shape and material of the cured product. It is preferable to adjust the mixing ratio of the various components so that the time is in the range of about 5 to 60 seconds.
  • Cationic polymerizable monomer (a) ⁇ KR-470: a compound represented by the following formula (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) ⁇ OXT-121: a compound represented by the following formula (manufactured by Toagosei) ⁇ OX1: a compound represented by the following formula (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) - OX2: a compound represented by the following formula (manufactured by Ube Industries).
  • DPIB iodonium salt with tetrakispentafluorophenylborate as a counter anion represented by the following formula (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
  • Th1 2,3,4,5-tetraphenylthiophene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
  • Th2 2,2'-bithiophene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
  • Th3 5-octyl-2,2′-bithiophene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
  • Th4 5,5′-dihexyl-2,2′-bithiophene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
  • Th5 5,5′′-dibromo-2,2′:5′,2′′-terthiophene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
  • Th6 2,2′-(9,9-dioctyl-9H-fluorene-2,7-diyl)bisthiophene (manufactured)
  • Th6 2,2′-(9,9-dioctyl-9
  • Phenolic antioxidant BHT Dibutyl hydroxytoluene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) ⁇ HQME: hydroquinone monomethyl ether (manufactured by Wako Pure Chemical Industries)
  • Filler F1 Spherical silica-zirconia ( ⁇ -methacryloyloxypropyltrimethoxysilane surface treated product)
  • D-2.6E 2,2-bis (4-methacryloxypolyethoxyphenyl) propane (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry)
  • 3G Triethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.).
  • Example 1 100 parts by weight of a cationic polymerizable monomer consisting of 50 parts by weight of KR-470 and 50 parts by weight of OXT-121, 1.0 part by weight of DPIB as a photoacid generator, and 0.0 part by weight as a photosensitizer. 2 parts by mass of CQ, 0.2 parts by mass of Th1 as an electron-donating compound, and 0.2 parts by mass of BHT as a phenolic antioxidant were added, and stirred under red light for 6 hours to obtain a photocationically curable A composition was prepared.
  • the surface hardness of the cured product, the change in color tone of the cured product, and the number of storage days until gelation (which serves as an index of gelation resistance) of the obtained photo-cationically curable composition were evaluated by the following methods. Table 1 shows the results.
  • the prepared photo-cationically curable composition was filled in a polyacetal mold having holes of 7 mm ⁇ 1.0 mm and pressed with a polypropylene film. Then, using a dental light irradiator (Tokuso Power Light, manufactured by Tokuyama Corporation), light irradiation was performed for 10 seconds (light intensity on the irradiation surface: 400 mW/cm 2 ). Immediately after the light irradiation, the state of the filling was checked to confirm whether or not the entire composition was cured.
  • the composition as a whole is cured, the obtained cured product is removed from the mold, and a Vickers indenter is used with a microhardness tester (MMT-X7 type, manufactured by Matsuzawa Seiki Co., Ltd.) with a load of 100 gf and a load retention time of 30.
  • MMT-X7 type manufactured by Matsuzawa Seiki Co., Ltd.
  • the diagonal length d of the depression formed in the test piece was measured in seconds to determine the surface hardness Hv of the test piece.
  • the surface hardness Hv was obtained using the following formula (1).
  • Hv 1854.37 ⁇ 100/d 2 Formula (1)
  • the evaluation criteria of the color tone change by ⁇ E * are as follows. 0.8 ⁇ ⁇ E * ⁇ 1.6: Class AA tolerance (level at which slight color difference can be felt) 1.6 ⁇ ⁇ E * ⁇ 3.2: Class A tolerance (almost unnoticeable color difference level) 3.2 ⁇ ⁇ E * ⁇ 6.5: Class B tolerance (level that can be treated as the same color at the impression level) 6.5 ⁇ ⁇ E * ⁇ 13.0: Class C tolerance (level equivalent to one step of JIS standard color chart, Munsell color chart, etc.)
  • Gelation time 0.1 g of the prepared photocationically curable composition was placed in a 2 mL screw tube bottle and stored in a constant temperature apparatus at 50°C under light shielding conditions. This photo cationic curable composition was taken out from the constant temperature apparatus every other day, allowed to cool to room temperature in a dark place, and then the properties of the curable composition were observed. At this time, the gelation time was defined as the number of days until the cationic photocurable composition became a gel that did not flow at all even when the sample tube was tilted.
  • Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 A photo-cationically curable composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the electron-donating compound to be blended was changed as described in Table 1, and the surface hardness of the cured body was measured in the same manner as in Example 1. The change in body color and the number of storage days until gelation were evaluated. The results are also shown in Table 1.
  • Examples 1 to 5 using a thiophene compound as the electron-donating compound all had good photocurability, high surface hardness of the cured product (9 Hv or more), and excellent color tone stability.
  • the evaluation was Class A tolerance.
  • Comparative Examples 1 and 2 using the anthracene compound DMAn or the aromatic amine compound DMBE as the electron-donating compound both had good curability.
  • Class tolerance Comparative Example 2 was B class tolerance, which was low.
  • Comparative Examples 3 and 4 using TMBn or 3Ph as the electron donating compound and Comparative Example 5 using no electron donating compound the entire sample was not cured after light irradiation, so a cured body was prepared. could not.
  • the gelation time all the samples in Table 1 were about 20 days, and almost no difference was observed.
  • Examples 6 to 11, Comparative Examples 6 to 9 The composition of the cationically polymerizable monomer was changed to KR-470 (60 parts by mass), OX1 (26 parts by mass), and OX2 (14 parts by mass), and radically polymerizable with respect to 100 parts by mass of the cationically polymerizable monomer 7 parts by mass and 4 parts by mass of D-2.6E and 3G as monomers (11 parts by mass in total) were added, and the types and amounts of the electron-donating compounds and other additives to be added are shown in Table 2.
  • a composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition was changed as in Example 1, and the surface hardness of the cured body, the color tone change of the cured body, and the number of storage days until gelation were evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results.
  • Example 6 to 11 the composition of the cationic polymerizable monomer was slightly changed, and a thiophene compound was added as an electron donating compound to the polymerizable monomer component in which a predetermined amount of the radically polymerizable monomer was blended.
  • a thiophene compound was added as an electron donating compound to the polymerizable monomer component in which a predetermined amount of the radically polymerizable monomer was blended.
  • it is an example using the photocationic curable composition of the present invention blended by changing the amount it has good curability, color tone stability and gel as in Examples 1 to 5 that do not contain a radically polymerizable monomer. showed resistance to
  • Comparative Examples 6 to 9 in which DMAn or DMBE was blended with the same polymerizable monomer component, the same tendency as in Comparative Examples 1 and 2 containing no radically polymerizable monomer was observed. In 6 and 8, gelation resistance tended to decrease slightly.
  • Examples 12-15, Comparative Examples 10-13 Based on 100 parts by mass of the cationic polymerizable monomer, the type and amount of the radically polymerizable monomer to be blended, the amount of the filler, the type and amount of the electron-donating compound, and other catalysts (photoacid generators and sensitizers A composition was prepared in the same manner as in Example 6 except that the amount of the agent) was changed as shown in Table 3, and the surface hardness of the cured body and the change in color tone of the cured body were evaluated in the same manner as in Example 1. did. In addition, the number of storage days until gelation was measured in the same manner as in Example 1, except that the storage temperature was changed from 50 ° C. to 37 ° C. in order to evaluate at a temperature close to the actual storage conditions. Shrinkage was evaluated by the following method. Table 3 shows the results.
  • Adhesion strength After polishing the hardened dental resin block with a polishing machine using water-resistant abrasive paper No. 120 and then water-resistant abrasive paper No. 600, sandblasting was performed. A double-faced tape having a hole of 180 ⁇ m in thickness and 3 mm in diameter was fixed to the sandblasted surface, and then paraffin wax with a thickness of 0.5 mm and a hole of 8 mm in diameter was placed on the circular hole so as to be concentric. to form a simulated cavity. A dental adhesive (Bondmarliteless, manufactured by Tokuyama Dental) was applied to the simulated cavity, left for 10 seconds, and dried by blowing compressed air for about 10 seconds.
  • a dental adhesive (Bondmarliteless, manufactured by Tokuyama Dental) was applied to the simulated cavity, left for 10 seconds, and dried by blowing compressed air for about 10 seconds.
  • the prepared photocationically curable composition is filled thereon, pressed with a polypropylene film, and irradiated with a dental irradiation device (Tokuso Power Light, manufactured by Tokuyama Co., Ltd.) for 20 seconds (light intensity on the irradiated surface 800 mW / cm 2 ) to prepare an adhesion test piece.
  • a metal attachment was then adhered onto the cured body using dental cement. After immersing this in water at 37° C. for 24 hours, it was pulled at a crosshead speed of 2 mm/min using a tensile tester (Autograph, manufactured by Shimadzu Corporation) to obtain an adherend (dental resin block hardened body).
  • the tensile bond strength of the photo-cationically curable composition was measured.
  • the tensile bond strength of 4 pieces per test was measured by the above method, and the average value was taken as the bond strength value.
  • a SUS plunger with a diameter of 3 mm and a height of 7 mm was filled with a SUS split mold having a hole with a diameter of 3 mm and a height of 7 mm to adjust the height of the hole to 3 mm.
  • the upper end of the hole was pressed with a polypropylene film.
  • the surface of the SUS split mold with the polypropylene film attached facing down it was placed on a glass table provided with a dental irradiation device (Tokuso Power Light, manufactured by Tokuyama Co., Ltd.). .
  • a probe capable of measuring minute movements of the needle was brought into contact with the top of the plunger made of SUS.
  • the dental curable composition is polymerized and cured by a dental irradiation device (light intensity on the irradiation surface is 800 mW/cm 2 ), and the shrinkage rate [%] after 3 minutes from the start of irradiation is measured in the vertical direction of the probe. It was calculated from the moving distance of
  • Example 12 The results of surface strength and color tone change in Example 12, Comparative Example 10 and Comparative Example 12, and Example 13, Comparative Example 11 and Comparative Example 13, which have the same composition except for the electron-donating substance, were the same as before. A trend was confirmed. Further, from the results of Examples 12 to 15, in which the blending amount of the radically polymerizable monomer is mainly different in the examples, as the blending amount of the radically polymerizable monomer increases, the adhesive strength and gelation resistance are improved. On the contrary, it was confirmed that the shrinkage rate tended to increase.
  • Example 15 in which the amount of the radically polymerizable monomer was the largest, the polymerization shrinkage rate was 2.0%, and did not contain any cationic polymerizable monomer (polymerization consisting only of the radically polymerizable monomer). This value is significantly lower than the polymerization shrinkage rate of 3.2% in the case of using a polymonomer).
  • the inorganic spherical fillers (F1 to F4) are prepared by the method described in JP-A-58-110414, JP-A-58-156524, etc., by adding a hydrolyzable organosilicon compound (tetraethylsilicate, etc.) and water.
  • a mixed solution containing a decomposable organic titanium group metal compound (tetrabutyl zirconate) is added to an ammoniacal alcohol (e.g., methanol, ethanol, isopropyl alcohol, isobutyl alcohol, etc.) solution into which ammonia water has been introduced, It was prepared using a so-called sol-gel method in which hydrolysis was performed to precipitate a reaction product.
  • F1, F2, and F3 were surface-treated with a silane coupling agent represented by S-1 below.
  • F4 was surface-treated with a silane coupling agent represented by S-2 below.
  • KR-470 and OXT-121 which are cationic polymerizable monomers used in Examples 16 to 33 and Comparative Examples 14 to 19, DPIB which is a photoacid generator, CQ which is a photosensitizer, and an electron donor compound
  • DPIB which is a photoacid generator
  • CQ which is a photosensitizer
  • an electron donor compound The structures of certain Th2, Th3, DMBE, DMAn, and BHT and HQME, which are phenolic antioxidants, are as described above.
  • Average primary particle size of inorganic spherical filler A photograph of the powder is taken with a scanning electron microscope ("XL-30S" manufactured by Philips), and all particles (30 or more) observed in the unit field of view of the photograph ) and the primary particle diameter (maximum diameter) of all particles were measured, and the average primary particle diameter was calculated by the following formula based on the measured values obtained.
  • Refractive index nP of polymer of polymerizable monomer The refractive index of the polymer of the polymerizable monomer was measured at a constant temperature of 25° C. using an Abbe refractometer (manufactured by Atago Co., light source wavelength 589 nm) under almost the same conditions as the polymerization conditions in the cavity. Measured in the room.
  • the polymerizable monomer was a mixture of KR-470: 75 parts by weight and OXT-121: 25 parts by weight.
  • Comparative Example 19 is a mixture of UDMA: 80 parts by weight and 3G: 20 parts by weight.
  • a composition was prepared by mixing 5 parts by mass. The composition was sandwiched between two polypropylene films to a thickness of about 0.02 to 0.1 mm. Then, light irradiation was performed for 10 seconds using a dental light irradiation device (Tokuso Power Light, manufactured by Tokuyama Corporation). The light irradiator emits light with a wavelength range of 400-500 nm.
  • Irradiation was performed so that the light intensity on the irradiated surface was 400 mW/cm 2 .
  • the film-like polymer of the polymerizable monomer was removed from the polypropylene film.
  • a solvent bromo Naphthalene
  • Refractive index of inorganic spherical filler (nF a and nF b )
  • the refractive index of the inorganic spherical filler used was measured by a liquid immersion method using an Abbe refractometer (manufactured by Atago Co., Ltd., light source wavelength: 589 nm). That is, 1 g of inorganic spherical filler was dispersed in 50 ml of anhydrous toluene in a 100 ml sample bottle in a constant temperature room at 25°C.
  • the refractive index of the inorganic spherical filler was measured by adding 1-bromotoluene little by little while stirring the dispersion with a stirrer and measuring the refractive index of the dispersion when the dispersion became most transparent.
  • nM Refractive index of organic resin matrix
  • the refractive index nM of the organic resin matrix was measured at a constant temperature of 25° C. using an Abbe refractometer (manufactured by Atago Co., light source wavelength 589 nm). Measured in the room. That is, V65 is added to the polymerizable monomer used to produce the organic resin matrix so that the content is 0.02% by mass, and a uniform polymerizable monomer (or polymerizable monomer The mixture) was sandwiched between two polypropylene films so that the thickness of the composition was about 0.02 to 0.1 mm. After that, it was heated at 95° C.
  • SR1 by SR2 to calculate the spectral reflectance ratio.
  • SR1/SR2 the spectral reflectance ratio
  • the colored light in the yellow to red range is stronger than the colored light in the blue range, and the color tone is compatible with natural teeth. It becomes easier to perform high-quality repairs.
  • Example 16 2.0 parts by weight of DPIB as a photoacid generator and 0.0 part by weight as a photosensitizer with respect to 100 parts by weight of a cationic polymerizable monomer consisting of 75 parts by weight of KR-470 and 25 parts by weight of OXT-121. 3 parts by weight of CQ, 0.1 parts by weight of Th3 as an electron-donating compound, 150 parts by weight of F1 as an inorganic spherical filler, 0.1 parts by weight of HQME as a phenolic antioxidant, and 0.1 parts by weight of BHT was added and stirred under red light for 6 hours to prepare a photo-cationically curable composition. The resulting photo-cationically curable composition was evaluated by the methods described above. Table 6 shows the results.
  • Examples 17-24, Comparative Examples 14-15 A cationic photocurable composition was prepared in the same manner as in Example 16, except that the types and amounts of the electron-donating compound and the inorganic spherical filler were changed as shown in Table 6. The resulting photo-cationically curable composition was evaluated by the methods described above. Table 6 shows the results.
  • the photo-cationically curable compositions of Examples 16 to 24 had strong yellow to red colored light, and were capable of restoration with high color tone compatibility with natural teeth. Furthermore, the photo-cationically curable composition of the present invention had good physical properties such as small polymerization shrinkage and high surface hardness of the resulting cured product. On the other hand, the surface hardness of the cured product of the photo-cationically curable composition of Comparative Example 14, in which an aromatic amine was used instead of a thiophene compound as the electron-donating compound, was low.
  • the photocationically curable composition of Comparative Example 15 which used an anthracene compound instead of a thiophene compound as the electron-donating compound, exhibited blue fluorescence under ultraviolet light, and had a low spectral reflectance ratio. It turned out to be difficult to repair with high efficiency.
  • the photo-cationically curable composition of Comparative Example 16 in which a radically polymerizable monomer was used instead of the cationically polymerizable monomer, resulted in a larger polymerization shrinkage rate than those of Examples.
  • Example 25 2.0 parts by weight of DPIB as a photoacid generator and 0.0 part by weight as a photosensitizer with respect to 100 parts by weight of a cationic polymerizable monomer consisting of 75 parts by weight of KR-470 and 25 parts by weight of OXT-121. 3 parts by mass of CQ, 0.1 parts by mass of Th3 as an electron-donating compound (thiophene compound), 200 parts by mass of CF1 as an organic-inorganic composite filler, 0.1 parts by mass of HQME as a phenolic antioxidant, 1 part by mass of BHT was added and stirred under red light for 6 hours to prepare a photo-cationically curable composition. The resulting photo-cationically curable composition was evaluated by the methods described above. Table 7 shows the results.
  • Examples 26-31, Comparative Examples 17-18 A photo cationic curable composition was prepared in the same manner as in Example 25, except that the types and amounts of the electron-donating compound and the organic-inorganic composite filler were changed as shown in Table 7. The resulting photo-cationically curable composition was evaluated by the methods described above. Table 7 shows the results.
  • Example 32 2.0 parts by weight of DPIB as a photoacid generator and 0.0 part by weight as a photosensitizer with respect to 100 parts by weight of a cationic polymerizable monomer consisting of 75 parts by weight of KR-470 and 25 parts by weight of OXT-121.
  • Example 33 A cationic photocurable composition was prepared in the same manner as in Example 32, except that the amounts of the organic-inorganic composite filler and the inorganic spherical filler were changed as shown in Table 7. The resulting photo-cationically curable composition was evaluated by the methods described above. Table 7 shows the results.
  • the photo-cationically curable compositions of Examples 25 to 33 had a strong yellow to red colored light, and were capable of restoration with high color tone compatibility with natural teeth. Furthermore, the photo-cationically curable composition of the present invention had good physical properties such as small polymerization shrinkage and high surface hardness of the resulting cured product. In contrast, the photo-cationically curable composition of Comparative Example 17, in which an aromatic amine was used instead of a thiophene compound as the electron-donating compound, showed a decrease in the surface hardness of the cured product.

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Abstract

本発明の光カチオン硬化性組成物は、(a)カチオン重合性単量体、(b)光酸発生剤、(c)光増感剤、及び(d)チオフェン化合物を含有することを特徴とする。 本発明によれば、室温での迅速硬化が可能であり、硬化体の色調安定性が高く、且つ、比較的ゲル化しにくい光カチオン硬化性組成物を提供することができる。

Description

光カチオン硬化性組成物
 本発明は光カチオン硬化性組成物に関する。詳しくは、迅速に光硬化する上、色調安定性や保存安定性に優れた組成物に関する。
 近年、電気・電子部品の接着、または塗料等に光硬化型の樹脂組成物が多用されている。光硬化型の樹脂組成物は、加熱硬化型の接着材に比べて迅速に硬化し、加熱しないため被着体に熱ダメージを与えることもなく、また、光を照射しなければ固まらないので、硬化までの作業時間の設定が任意であり、さらに、硬化時に溶媒等の揮発も無いなど、多くの利点を有する。
 光硬化型の樹脂組成物には大別してラジカル重合型のものと、カチオン重合型のものがあるが、硬化性のよい(メタ)アクリル系の重合性化合物を用いたラジカル重合型のものが主に開発、使用されてきた。
 光硬化性の樹脂組成物は歯科用途にも利用されている。その例として齲蝕や破折等により損傷をうけた歯牙の修復に用いるコンポジットレジンと呼ばれる光硬化性の充填修復材料や、義歯床の裏装材、歯冠修復用のハイブリッドセラミックス等が挙げられ、その操作の簡便さから汎用されている。このような光硬化性の歯科用材料は通常、重合性単量体、重合開始剤からなり、更にコンポジットレジンやハイブリッドセラミックスにはフィラーが含まれる。重合性単量体としては、その光重合性の良さから(メタ)アクリレート系のラジカル重合性単量体が用いられている。
 しかしながら、(メタ)アクリレート系のラジカル重合性単量体は、重合収縮が大きいという問題を有している。即ち、修復を要する歯牙の窩洞に対して、コンポジットレジン等の充填修復材料を充填後、重合硬化させる際には、充填された充填修復材の表面に光が照射されるが、重合にともなう収縮により、歯の界面から離脱しようとする応力が作用し、このため、歯と充填修復材の間に間隙を生じやすくなる傾向がある。そのため、できるだけ重合収縮が小さく、硬化時に間隙を生じ難い硬化性組成物が求められていた。
 重合収縮の小さい重合性単量体としては、エポキシドやビニルエーテル等のカチオン重合性単量体がある。しかしながら一般に歯科用として用いられている、α-ジケトン化合物やアシルホスフィンオキサイド系化合物等の光ラジカル重合開始剤はカチオン重合性単量体を重合させることができないため、光カチオン重合性開始剤が必要となる。
 このような光カチオン重合開始剤は一般的に、光酸発生剤と光増感剤からなる。光酸発生剤は、ヨードニウム塩類、スルホニウム塩類、ピリジニウム塩類等の、オニウム塩化合物が一般的に用いられる。光増感剤としては、ケトン化合物(特にα-ジケトン化合物)やクマリン系色素化合物などが用いられる。例えば、ヨードニウム塩化合物とα-ジカルボニル化合物からなる光カチオン重合開始剤を歯科用途に応用した報告がある(特許文献1参照)。
 光カチオン硬化性組成物を歯科用途に使用する場合、室温条件で迅速に重合を進行させる必要がある。そのため、より活性の高い光カチオン重合開始剤が望まれる。光カチオン重合開始剤の活性を高めるため、第三の成分として電子供与性化合物を添加する方法がある。例えば、電子供与性化合物として芳香族アミンやアルキルアリールポリエーテル、アントラセン化合物を添加することで、カチオン重合活性を向上させた報告がある(特許文献2~4参照)。
 芳香族アミンやアントラセン化合物の添加による重合活性の向上については、公知文献に推定反応機構が示されている。例えば、芳香族アミンの場合、芳香族アミンが光増感剤であるカンファーキノンに電子を供与することでラジカルカチオンとなり、水素イオンを放出する機構が提唱されている(非特許文献1)。
 アントラセン化合物の場合、アントラセン化合物が光酸発生剤であるヨードニウムカチオンに電子を供与することでラジカルカチオンとなった後、別のラジカル種との結合を経てカチオンとなった上、水素イオンを放出する機構が提唱されている(非特許文献2)。
 芳香族アミンはアニリン染料、アントラセンの酸化体はアントラキノン染料の骨格を成す構造であるため、芳香族アミンやアントラセン化合物は酸化条件において強い着色を示すことがある。よって、芳香族アミンやアントラセン化合物を用いた光カチオン重合開始剤システムは着色リスクが高いと考えられ、本発明者らも実際に着色が起こることを確認している。一方、光カチオン硬化性組成物を歯科用途に使用する場合、着色を抑制する必要がある。一般的に歯科材料で修復治療を行う際には、処置部が目立たないことが望まれるため、歯科材料は硬化後に自然歯に近い色を示し、かつその色を持続することが求められる。
特開平10-508067号公報 特開平11-130945号公報 特表2001-520758号公報 特表2005-523348号公報
"Evaluation of Initiator Systems for Controlled and Sequentially Curable Free-Radical/Cationic Hybrid Photopolymerizations" Joe D. Oxman, Dwight W. Jacobs, Matthew C. Trom, Vishal Sipani, Beth Ficek, Alec B. Scranton, Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry. 2005, 43, 1747-1756. "先端産業を支える光酸発生分子の機能と設計"土村智孝,有機合成化学協会誌 2020,78,41-54.
 前記したように、光カチオン硬化性組成物の硬化速度向上の点からすれば、電子供与性化合物として芳香族アミンおよびアントラセン化合物の添加は有効である。しかし、本発明者の検討によると、芳香族アミンまたはアントラセン化合物を添加した光カチオン硬化性組成物は、硬化時に黄色に着色することが確認された。また、それらの硬化体の観察を続けたところ、時間経過によってそれらの着色が徐々に退色することを確認した。
 硬化体の色調が経時変化する場合、長期にわたる色調適合性を実現できないという課題がある。
 また、本発明者の検討によると、アントラセン化合物を用いた場合には、添加しない場合に比べて組成物が早めにゲル化することがあった。原因は未解明であるが、アントラセン化合物によって酸発生剤の分解が促進され、保存中のカチオン重合の進行が早まったためと考えている。アントラセン化合物は空気中の酸素と反応し得るため、ラジカル種の生成を促し、酸発生剤の分解反応が促進された可能性がある。光カチオン硬化性組成物は、光を照射するまでは性状が保たれることが望まれるため、ゲル化の促進は避ける必要がある。
 そこで、本発明は、室温条件で迅速に硬化する上、硬化体の色調安定性が高く、保存中にゲル化しにくい光カチオン硬化性組成物を提供することを目的とする。
 本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねてきた。その結果、電子供与性化合物としてチオフェン化合物を用いることで、室温での迅速硬化が可能であり、硬化体の色調安定性が高く、且つ、比較的ゲル化しにくい性質を有する光カチオン硬化性組成物となることを見出し、本発明を完成するに至った。
 即ち、本発明の第一の形態は、(a)カチオン重合性単量体、(b)光酸発生剤、(c)光増感剤、及び(d)チオフェン化合物を含有することを特徴とする光カチオン硬化性組成物である。
 上記形態の光カチオン硬化性組成物(以下、「本発明の光カチオン硬化性組成物」ともいう。)においては、アントラセン化合物及び/又は芳香族アミン化合物からなる電子供与性化合物の含有量が(d)チオフェン化合物:1質量部に対して0.2質量部以下であることが好ましい。
 また、前記(d)チオフェン化合物が、チオフェン骨格上に1つ以上のπ共役系置換基を有する化合物であることが好ましく、この場合において前記π共役系置換基が1つ以上のベンゼン環またはチオフェン環であることがより好ましい。さらに、前記(d)チオフェン化合物が、下記式(1)又は(2)で示される化合物であることが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 ただし、上記式(1)及び式(2)中における、R~R11は、夫々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基或いはチエニル基であり、RとR及びRとRは互いに結合して環を形成してもよい。
 また、前記(a)カチオン重合性単量体が、エポキシ化合物およびオキセタン化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物を含み、前記(b)光酸発生剤が、ヨードニウム塩であり、前記(c)光増感剤がカンファーキノンであることが好ましく、フェノール系酸化防止剤を更に含むことも好ましく、充填材を更に含むことも好ましい。さらに、カチオン重合性単量体100質量部に対して、ラジカル重合性単量体を10~70質量部を含むことが好ましい。
 前記充填材は、(f)平均一次粒子径が230nm以上1000nm以下の範囲内にあり、個数基準粒度分布において、前記平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在する粒子の全粒子数に対する割合が90%以上である無機球状フィラーを含み、前記(f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nFは、前記(a)カチオン重合性単量体の重合体の25℃における屈折率nPよりも大きいことが好ましい。
 前記(f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nFと、前記カチオン重合性単量体(a)の重合体の25℃における屈折率nPとの差が0.001以上であることが好ましい。
 前記充填材は、(cf)有機無機複合フィラーを含み、前記(cf)有機無機複合フィラーが、(m)有機樹脂マトリクスと、(f)平均一次粒子径が230nm以上1000nm以下の範囲内にあり、個数基準粒度分布において、前記平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在する粒子の全粒子数に対する割合が90%以上である無機球状フィラーとを含み、前記(f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nFは、前記(m)有機樹脂マトリクスの25℃における屈折率nMよりも大きいことが好ましい。
 前記(f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nFと、前記(m)有機樹脂マトリクスの25℃における屈折率nMとの差が0.001以上であることが好ましい。
 (f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nFは、前記(a)カチオン重合性単量体の重合体の25℃における屈折率nPよりも大きいことが好ましい。
 また、(f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nFと、前記(a)カチオン重合性単量体の重合体の25℃における屈折率nPとの差が0.001以上であることが好ましい。
 本発明の第二の形態は、本発明の光カチオン硬化性組成物からなる歯科用硬化性組成物(以下、「本発明の歯科用硬化性組成物」ともいう。)である。
 本発明の光カチオン硬化性組成物は、重合収縮が小さいという特長を有するカチオン重合性単量体及び光カチオン重合開始剤を含む光カチオン硬化性組成物の特長を有するばかりでなく、電子供与性化合物としてチオフェン化合物を添加することにより、室温での迅速硬化が可能であり、硬化体の色調安定性が高く、且つ、比較的ゲル化しにくいという性質を有する。また、本発明の光カチオン硬化性組成物に、ラジカル重合性単量体を一定の範囲内で配合することにより、既存のボンディング材を用いて接着を行った際の接着強さを改善することもできる。
 そして、本発明の歯科用硬化性組成物は、一般的な歯科材料に用いられるラジカル重合性単量体の組成物と比較して、大幅に重合収縮が低減される上、迅速硬化性や色調安定性などの性質を兼ね備えている。よって、コンポジットレジン等の歯科修復用材料としての用途に特に適したものであると言える。
 本発明の光カチオン硬化性組成物は、(a)カチオン重合性単量体、並びに(b)光酸発生剤及び(c)光増感剤を含む光カチオン重合開始剤を含有し、重合収縮が小さいという効果を奏するという点は、従来の光カチオン硬化性組成物と同様である。本発明の光カチオン硬化性組成物は、(d)チオフェン化合物を必須成分として含む点に最大の特長を有し、このことにより、室温での迅速硬化が可能となるにもかかわらずゲル化し難く、更に硬化体の色調安定性が高いという特長を有するものとなる。
 本発明は何ら論理に拘束されるものではないが、チオフェン化合物を配合することにより上記効果が得られる作用機構について、本発明者等は現時点で次のようなものであると推定している。すなわち、チオフェン化合物は、芳香族アミンやアントラセン化合物と同様に電子供与性化合物として機能することにより光カチオン重合開始剤を高活性化するが、硬化過程において着色および色調の経時変化を起こす様な物質を残存させ難いことによると推定している。
 より詳しく説明すると、チオフェンはp型の有機半導体材料の骨格によく用いられており、π共役効果が高く、電子供与性に富むことが知られている。よって、チオフェン化合物を光カチオン重合開始剤に添加した場合、光照射時に芳香族アミンやアントラセン化合物と同様の電子供与反応を起こし、対応するカチオンラジカルが発生すると考えられる。一般的なチオフェン化合物の酸化的カップリング反応において、電子移動によって生じるカチオンラジカルを経由し、酸を放出しながら新たな結合を生成する反応機構が提唱されているため、本発明の組成物でも同様の反応が進行し、酸を放出すると考えられる。
 芳香族アミンやアントラセン化合物から生じるカチオンラジカルは、比較的安定であることが知られている。本発明者らが行った検討では、芳香族アミンやアントラセン化合物を用いた組成物において、光照射直後の硬化体が黄色着色を示し、徐々に退色する現象が見られたが、これはカチオンラジカルおよびそれから誘導される活性種の一部が一定期間残存していたためと考えられる。すなわち、光照射直後は残存する活性種による着色が強く見られ、時間経過とともに着色した活性種が無色または着色の小さい安定化合物に変化し、退色したものと考えられる。一般的に、カチオンラジカルなどの活性種は、可視光の吸収により呈色することが多い。
 一方、一般的にチオフェン化合物の酸化的カップリング反応が速やかに進行することから、チオフェン化合物から生じるカチオンラジカルは、比較的寿命が短いと考えられる。したがって、光照射直後の活性種の残存量が比較的少ないため、着色および色調の経時変化が小さくなると考えられる。
 前記したように本発明の光カチオン硬化性組成物の主たる特徴点は、(d)チオフェン化合物を必須成分として含有させた点にあり、他の成分については、従来の光カチオン硬化性組成物と特に変わる点はない。以下に、これら成分を含めて、本発明の光カチオン硬化性組成物を構成する各成分について説明する。
 1.(a)カチオン重合性単量体
 本発明の光カチオン硬化性組成物において、重合性成分である(a)カチオン重合性単量体は、光酸発生剤の分解によって生じる酸によって重合する化合物であれば特に限定されず、エポキシ化合物、オキセタン化合物、環状エーテル化合物、ビニルエーテル化合物、双環状オルトエステル化合物、環状アセタール化合物、双環状アセタール化合物、環状カーボネート化合物等の従来の光カチオン硬化性組成物でカチオン重合性単量体として使用されているものが特に制限なく使用できる。入手が容易でかつ体積収縮が小さく、重合反応が速いという観点からは、エポキシ化合物及び/又はオキセタン化合物を使用することが好適である。
 好適に使用できるエポキシ化合物を具体的に例示すれば、1,2-エポキシプロパン、メチルグリシジルエーテル、シクロヘキセンオキサイド、エキソ-2,3-エポキシノルボルネン、4-ビニル-1-シクロヘキセン-1,2-エポキシド、リモネンオキサイド、α-ピネンオキシド、スチレンオキサイド、(2,3-エポキシプロピル)ベンゼン、フェニルグリシジルエーテル等のエポキシ官能基を一つ有するもの;1,3-ブタジエンジオキサイド、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ジグリシジルグルタレート、4-ビニル-1-シクロヘキセンジエポキシド、リモネンジエポキシド、メチルビス[2-(7-オキサビシクロ[4.1.0]ヘプト-3-イル)エチル]フェニルシラン等のエポキシ官能基を二つ有する化合物;グリセロールトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールトリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサグリシジルエーテル、等のエポキシ官能基を三つ以上有するもの等を挙げることができる。
 また、エポキシ化合物としては下記に示す化合物等の環状シロキサンおよびシルセスキオキサン構造持つ化合物で、エポキシ官能基を有するものも挙げられる。なお、下記構造式(但し、Rを特定する構造式を除く)において、*1を付した結合手は隣接する繰り返し構成単位のO原子と結合していることを示し、*2を付した結合手は隣接する繰り返し構成単位のSi原子と結合していることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 上記エポキシ化合物のなかでも、得られる硬化体の物性の点から、1分子中にエポキシ官能基を2つ以上有するものが、特に好適に使用される。
 また、好適に使用できるオキセタン化合物を具体的に例示すれば、トリメチレンオキサイド、3-メチル-3-オキセタニルメタノール、3-エチル-3-オキセタニルメタノール、3-エチル-3-フェノキシメチルオキセタン、3,3-ジエチルオキセタン、3-エチル-3-(2-エチルヘキシルオキシ)オキセタン等の1つのオキセタン環を有する化合物;1,4-ビス(3-エチル-3-オキセタニルメチルオキシ)ベンゼン、4,4′-ビス(3-エチル-3-オキセタニルメチルオキシ)ビフェニル、4,4′-ビス(3-エチル-3-オキセタニルメチルオキシメチル)ビフェニル、エチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル等、下記に示す化合物等のオキセタン環を2つ以上有する化合物等を挙げられる事ができる。
 なお、下記に示す構造式のうち最下段左側の構造式において、*1を付した結合手は隣接する繰り返し構成単位のO原子と結合していることを示し、*2を付した結合手は隣接する繰り返し構成単位のSi原子と結合していることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 上記オキセタン化合物のなかでも、得られる硬化体の物性の点から、1分子中にオキセタン環を2つ以上有するものが、特に好適に使用される。
 これらのカチオン重合性単量体は単独、または二種類以上を組み合わせて用いることができる。とりわけ、1分子平均a個のオキセタン官能基を有するオキセタン化合物のAモルと、1分子平均b個のエポキシ官能基を有するエポキシ化合物のBモルとを混合し、(a×A):(b×B)が90:10~10:90の範囲になるように調製したものが、硬化速度が速く、水分による重合阻害を受け難い点で好適である。
 カチオン重合性単量体として、同一分子内にカチオン重合性官能基とラジカル重合性官能基を有する化合物を用いることもできる。そのような化合物を例示すれば、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロへキシルメチル(メタ)アクリレート、2-ビニルオキシエチル(メタ)アクリレート、6-ビニルオキシへキシル(メタ)アクリレート、3-エチル-3-(メタ)アクリルオキシメチルオキセタン、3-エチル-3-(2-(メタ)アクリルオキシエチルオキシメチル)オキセタン、p-(メタ)アクリルオキシメチルスチレン、等が挙げられる。
 本発明において、(a)カチオン重合性単量体としては、硬化体の物性(機械的特性や歯質に対する接着性)調整のため、複数種の重合性単量体を使用することができる。後述する(f)無機球状フィラー及び/又は(cf)有機無機複合フィラーを配合する場合は、(a)カチオン重合性単量体の屈折率が1.38~1.55の範囲内となるように、重合性単量体の種類及び配合割合を設定することが望ましい。すなわち、(a)カチオン重合性単量体の屈折率を1.38~1.55の範囲内に設定することにより、(a)カチオン重合性単量体から得られる重合体の屈折率nPを、おおよそ1.40~1.57の範囲内に設定できる。なお、(a)カチオン重合性単量体を複数種類用いる場合があるが、この場合の屈折率は、複数種の重合性単量体の混合物の屈折率が上記範囲内に入っていれば良く、個々の重合性単量体の屈折率は必ずしも上記範囲内に入っていなくてもよい。本発明において屈折率は、25℃においてアッベ屈折率計を用いて測定される。
 2.(b)光酸発生剤
 本発明の光カチオン硬化性組成物において、(b)光酸発生剤は、光照射による反応によって強い酸を生じる化合物であれば特に限定されず、ヨードニウム塩化合物、スルホニウム塩化合物、ビスムトニウム塩化合物、ピリジニウム塩化合物等の従来の光カチオン硬化性組成物で光酸発生剤として使用されているものが特に制限なく使用できる。入手が容易でかつ重合活性が高いと言う理由から、ヨードニウム塩化合物を使用することが好ましい。また、(b)光酸発生剤は、必要に応じて単独または2種以上混合して用いても何等差し支えない。
 好適に使用される(b)光酸発生剤を具体的に例示すれば、カチオン又はカチオン部及びアニオン又はアニオン部が夫々以下に示すものであるオニウム塩化合物を挙げることができる。
 [カチオン又はカチオン部]
 ジフェニルヨードニウム、ビス(p-クロロフェニル)ヨードニウム、ジトリルヨードニウム、ビス(p-tert-ブチルフェニル)ヨードニウム、p-イソプロピルフェニル-p-メチルフェニルヨードニウム、ビス(m-ニトロフェニル)ヨードニウム、p-tert-ブチルフェニルフェニルヨードニウム、p-メトキシフェニルフェニルヨードニウム、ビス(p-メトキシフェニル)ヨードニウム、p-オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウム、p-フェノキシフェニルフェニルヨードニウム、ビス(p-ドデシルフェニル)ヨードニウム、トリフェニルスルホニウム、トリトリルスルホニウム、p-tert-ブチルフェニルジフェニルスルホニウム、ジフェニル-4-フェニルチオフェニルスルホニウム、ジフェニル-2,4,6-トリメチルフェニルスルホニウム、テトラフェニルビスムトニウム、トリフェニル-2,4,6-トリメチルフェニルビスムトニウム、1-メチルピリジニウム、1-メチル2-クロロピリジニウム等。
 [アニオン又はアニオン部]
 テトラキスペンタフルオロフェニルボレート、テトラ(ノナフルオロ-tert-ブトキシ)アルミネート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアンチモネート、ヘキサフルオロアルセナート、テトラフルオロボレート、トリフルオロメタンスルホナート、パークロレート等。
 (b)光酸発生剤の使用量は、光照射により重合を開始しうる量であれば特に制限されることはないが、適度な重合の進行速度と得られる硬化体の各種物性(例えば、耐候性や硬度)を両立させるために、一般的には上述した(a)カチオン重合性単量体100質量部に対し、0.01~20質量部を用いればよく、好ましくは0.05~10質量部を用いるとよい。
 3.(c)光増感剤
 本発明の光カチオン硬化性組成物において、(c)光増感剤は、光エネルギーを吸収して光酸発生剤の分解を促進するものであれば、特に制限なく、ケトン化合物(特にα-ジケトン化合物)、クマリン系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、チアジン系色素、アジン系色素、アクリジン系色素、キサンテン系色素、スクアリウム系色素、ピリリウム塩系色素等を使用することができる。これらの中でも硬化体の着色を抑制すると言う理由から、カンファーキノン、ベンジル、ジアセチル、アセチルベンゾイル、2,3-ペンタジオン、2,3-オクタジオン、4,4’-ジメトキシベンジル、4,4’-オキシベンジル、9,10-フェナンスレンキノン、アセナフテンキノン等のα-ジケトン化合物を使用することが好ましく、カンファーキノンを使用することが特に好ましい。
 上述した(c)光増感剤は、必要に応じて単独または2種以上混合して用いても何等差し支えない。光増感剤の使用量は、組み合わせる他の成分や重合性単量体の種類によって異なるが、通常はカチオン重合性単量体(a)100質量部に対し、0.001~10質量部を用いればよく、好ましくは0.01~5質量部を用いるとよい。
 4.(d)チオフェン化合物
 本発明の光カチオン硬化性組成物において、(d)チオフェン化合物は、分子内にチオフェン環を有する化合物であれば、特に制限なく公知の化合物を使用することができる。本発明においては、チオフェン化合物は電子供与性化合物として用いるため、電子供与性が高い化合物が望ましい。電子供与性を高めるためには、π共役系の拡張が有効であることが知られている。よって、チオフェン骨格にπ共役系置換基を有する化合物を好適に用いることができる。上記π共役系置換基を構成する部分構造としては、ベンゼン環の他、チオフェン環、フラン環、ピロール環などのヘテロアリール環が挙げられる。本発明におけるチオフェン化合物は、π共役系置換基を有していることが好ましく、前記π共役系置換基が1つ以上のベンゼン環またはチオフェン環を有することが特に好ましい。また、チオフェンと上記の部分構造からなるπ共役系は、アルキル基やアルコキシ基などの他の置換基で置換されていてもよい。このような(d)チオフェン化合物としては、2-フェニルチオフェン誘導体、2,2’-ビチオフェン誘導体、2-チエニルフラン誘導体、2-チエニルピロール誘導体等が挙げられ、中でも下記一般式(1)又は(2)で示される化合物が好適に使用される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 なお、上記式(1)及び式(2)中における、R~R11は、夫々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基或いはチエニル基であり、RとR及びRとRは互いに結合して環を形成してもよい。アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基としては、炭素数1~12の直鎖状又は分岐のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基が好ましい。アリール基及びチエニル基は、炭素数1~12のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、及びアルコキシ基、臭素等のハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。また、RとR及びRとRが夫々結合して環を形成する場合の環としては、シクロペンタジエン、チオフェン、フラン、シクロヘキサジエン、ベンゼンが好ましい。
 上記一般式(1)又は(2)で示される化合物を具体的に例示すれば、2,5-ジフェニルチオフェン、2,3,4,5-テトラフェニルチオフェン、2,2’-ビチオフェン、5-ヘキシル-2,2’-ビチオフェン、5-オクチル-2,2’-ビチオフェン、3,3’-ジヘキシル-2,2’-ビチオフェン、4,4’-ジヘキシル-2,2’-ビチオフェン、5,5’-ジヘキシル-2,2’-ビチオフェン、2,2’:5’,2’’-ターチオフェン、5,5’’-ジブロモ-2,2’:5’,2’’-ターチオフェン、4H-シクロペンタ[2,1-b:3,4-b’]ジチオフェン、ジチエノ[3,2-b:2’,3’-d]チオフェンなどが挙げられる。
 上述した(d)チオフェン化合物は、必要に応じて単独または2種以上混合して用いても何等差し支えない。(d)チオフェン化合物の使用量は、組み合わせる他の成分や重合性単量体の種類によって異なるが、カチオン重合性単量体(a)100質量部に対し、0.001~10質量部を用いればよく、好ましくは0.01~5質量部を用いるとよい。 なお、効果に悪影響を与えない範囲であれば、本発明の光カチオン硬化性組成物は、(d)チオフェン化合物以外の電子供与性化合物を含んでもよい。ただし、特にアントラセン化合物及び/又は芳香族アミン化合物からなる電子供与性化合物については、その含有量は、(d)チオフェン化合物:1質量部に対して0.2質量部以下、特に0.1質量部以下とすることが好ましく、含まないことがより好ましい。
 5.その他成分
 本発明の光カチオン硬化性組成物には、目的・用途等必要に応じて、上記各成分に加えて、本発明の効果を損なわない種類及び配合量の範囲で、他の配合成分が含まれていてもよい。以下、このような「その他成分」について説明する。
 5-1.フェノール系酸化防止剤
 本発明の光カチオン硬化性組成物は、光酸発生剤の分解を抑制するための添加剤として、フェノール系酸化防止剤を含んでいてもよい。フェノール系酸化防止剤は従来公知のものが何ら制限無く利用できる。例えば、4-メトキシフェノール、ヒドロキノン、2,6-ジ-t-ブチルフェノール、ジブチルヒドロキシトルエン、2,4-ジ-t-ブチルフェノール、2-t-ブチル-4,6-ジメチルフェノール等が挙げられる。
 上述したフェノール系酸化防止剤は、必要に応じて単独または2種以上混合して用いても何等差し支えない。光増感剤の使用量は、組み合わせる他の成分や重合性単量体の種類によって異なるが、通常はカチオン重合性単量体(a)100質量部に対し、0.001~10質量部を用いればよく、好ましくは0.01~5質量部を用いるとよい。
 5-2.充填材
 本発明の光カチオン硬化性組成物を歯科用充填修復材料として用いる場合には、充填材(フィラー)を配合することが好ましい。
 当該充填材としては、歯科用充填修復材料に配合される有機フィラー、無機フィラーあるいは有機無機複合フィラーのいずれも配合することが可能であり、有機フィラーとしては、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、メチルメタクリレート-エチルメタクリレート共重合体、架橋型ポリメチルメタクリレート、架橋型ポリエチルメタクリレート、エチレン-酢酸ビニル共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、アクリロニトリル-スチレン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体等の有機高分子からなる粒子が挙げられる。
 無機フィラーを具体的に例示すると、石英、シリカ、アルミナ、シリカ・チタニア、シリカ・ジルコニア、ランタンガラス、バリウムガラス、ストロンチウムガラス等の無機粒子が挙げられる。また、有機無機複合フィラーとしては、これら無機粒子と重合性単量体を予め混合し、ペースト状にした後、重合させ、粉砕して得られる粒状の有機無機複合フィラーが挙げられる。なお、無機フィラーとして、ジルコニア等の重金属を含むものを用いることによってX線造影性を付与することもできる。
 これら充填材の粒径、形状は特に限定されず、一般的に歯科用材料として使用されている、球状や不定形の、平均粒子径0.01μm~100μmの粒子を目的に応じて適宜使用すればよい。また、これら充填材の屈折率も特に限定されず、一般的な歯科用硬化性組成物の充填材が有する1.4~1.7の範囲のものが制限なく使用できる。
 本発明の光カチオン硬化性組成物に上記充填材を配合する場合の配合量も、該組成物がペースト状となる範囲であれば特に限定されないが、歯科用充填修復材料として用いる場合には、無機フィラー及び/又は有機無機複合フィラーを採用し、これを前記(a)カチオン重合性単量体100質量部に対して、50~1500質量部、好ましくは70~1000質量部とすることが好ましい。
 さらに、これら無機フィラー、有機無機複合フィラー等の充填材は各々単独で用いても良いし、材質、粒径、形状等の異なる複数種のものを併用しても良い。硬化後の機械的物性に優れる点で、本発明の光カチオン硬化性組成物を歯科用充填修復材料などの歯科用硬化性組成物として用いる場合には、無機フィラーを主とすることが特に好ましい。
 また、天然歯牙との色調適合性の高い修復を行う観点から、以下の(f1)無機球状フィラー及び/又は(cf)有機無機複合フィラーを用いることが好ましい。
[(f)無機球状フィラー]
 充填材は、(f)平均一次粒子径が230nm以上1000nm以下の範囲内にあり、個数基準粒度分布において、前記平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在する粒子の全粒子数に対する割合が90%以上である無機球状フィラーを含んでいてもよい。(f)無機球状フィラーを含むことにより、本発明の光カチオン硬化性組成物を歯科用充填修復材料などの歯科用硬化性組成物として用いた場合に、天然歯牙に対して色調適合性の高い修復が可能となる。
 (f)無機球状フィラーは、多数の一次粒子から構成されており、該多数の一次粒子の平均一次粒子径の前後の5%の範囲(平均一次粒子径の値を100%として、その数値の±5%の粒子径範囲)に、一次粒子の総個数のうち90%以上の個数の一次粒子が存在している。平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在する粒子は、全粒子数の91%以上であることが好ましく、93%以上であることがより好ましい。
 (f)無機球状フィラーは、このような狭い粒度分布を備えることにより、光の干渉、回折、屈折、散乱等(以下、単に「干渉,散乱等」という)に基づく構造色による着色光を生じさせることができる。このような干渉、散乱等を利用した構造色による発色は、顔料物質、染料物質等を用いた場合に見られる退色や変色現象がなく好ましい。すなわち、(f)無機球状フィラーを含む光カチオン硬化性組成物は、構造色による着色光を利用して天然歯牙との色調適合性を向上させることができるため、従来、色調の調整に用いられている顔料物質、染料物質等の着色物質を用いなくてもよい利点がある。
 干渉、散乱等により発現する構造色を呈する着色光は、ブラッグ条件に則って回折・干渉が起こって特定波長の光が強調されたり、特定波長の光以外の光が散乱されて特定波長の光のみが反射されたりすることにより発現するものであり、上記平均一次粒子径及び粒度分布を有する無機球状フィラーを配合すると、その平均一次粒子径に従って光カチオン硬化性組成物の硬化体には、黄色~赤色系の着色光が発現する。当該干渉、散乱等による着色光の発現効果を一層高める観点から、(f)無機球状フィラーの平均一次粒子径は230nm以上800nm以下であるのが好ましく、230nm以上500nm以下であるのがより好ましく、260nm以上350nm以下であるのが最も好ましい。230nmより小さい平均一次粒子径の無機球状フィラーを用いた場合、着色が青色系になり、象牙質の色調に対して調和しない。なお平均一次粒子径が100nmより小さい無機球状フィラーを用いた場合には、構造色が生じ難い。一方、平均一次粒子径が1000nmより大きい球状フィラーを用いた場合には、光の干渉,散乱等の発現は期待できるが、無機球状フィラーの沈降や研磨性の低下が生じるため、歯科用の修復材料としては好ましくない。
 前記したように(f)無機球状フィラーの平均一次粒子径は230nm~1000nmであり、平均一次粒子径に応じて光カチオン硬化性組成物の硬化体には、黄色~赤色系の着色光が発現する。このうち平均一次粒子径230nm~260nmの範囲の無機球状フィラーを用いた場合には、得られる着色光は黄色系であり、修復歯牙の周辺の歯面色調が、シェードガイド「VITAPAN  Classical(登録商標)」におけるB系(赤黄色)の範疇にある窩洞の修復に有用である。平均粒子径260nm~350nmの範囲の無機球状フィラーを用いた場合、得られる着色光は赤色系であり、修復歯牙の周辺の歯面色調が、シェードガイド「VITAPAN  Classical(登録商標)」におけるA系(赤茶色)の範疇にある窩洞の修復に有用である。象牙質の色相はこうした赤色系のものが多いため、平均粒子径260nm~350nmの範囲の無機球状フィラーを用いる態様において、多様な色調の修復歯牙に対して、幅広く適合性が良くなり好ましい。
 なお、(f)無機球状フィラーは平均一次粒子径が上記範囲にあることが重要であり、この要件を満たす粒子であれば該一次粒子の個々は多少の凝集粒子として存在していてもよい。しかしながら、できるだけ独立粒子として存在しているのが好ましく、具体的には、10μm以上の凝集粒子が10体積%未満であるのが好ましい。
 本発明において、(f)無機球状フィラー及び後述する(f)無機球状フィラーの平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡により粉体の写真を撮影し、その写真の単位視野内に観察される全粒子(30個以上)の数及び全粒子の一次粒子径(最大径)をそれぞれ測定し、得られた測定値に基づき下記式により算出した平均値とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006

(n:粒子の数、X:i番目の粒子の一次粒子径(最大径))
 本発明において、(f)無機球状フィラーの個数基準粒度分布において、平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在する粒子の全粒子数に対する割合(%)は、上記写真の単位視野内における全粒子(30個以上)のうち、上記で求めた平均一次粒子径の±5%の粒子径範囲外の一次粒子径(最大径)を有する粒子の数を計測し、その値を上記全粒子の数から減じて、上記写真の単位視野内における平均粒子径±5%の粒子径範囲内の粒子数を求め、下記式により算出される。
 平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在する粒子の全粒子数に対する割合(%)=[(走査型電子顕微鏡写真の単位視野内における平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在する粒子数)/(走査型電子顕微鏡写真の単位視野内における全粒子数)]×100
に従って算出することができる。
 なお、後述する(f)無機球状フィラーの平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在する粒子の全粒子数に対する割合(%)も(f)無機球状フィラーと同様の方法で算出することができる。
 ここで、本発明において、無機球状フィラーの球状とは、略球状であればよく、必ずしも完全な真球である必要はない。一般には、走査型電子顕微鏡で粒子の写真を撮り、その単位視野内にあるそれぞれの粒子(30個以上)について、その最大径に直交する方向の粒子径をその最大径で除した値を求め、これらを平均した平均均斉度が0.6以上、より好ましくは0.8以上のものであればよい。平均均斉度の上限値は、完全な真球状である場合を含むため、1である。なお、平均均斉度は、実施例に記載の方法で求めることができる。
 (f)無機球状フィラーとしては、上記平均一次粒子径及び粒子径分布の要件を満たす限り、歯科分野において、一般的な硬化性組成物の成分として使用されるものが制限なく使用できるが、具体的には、非晶質シリカ、シリカ・チタン族酸化物系複合酸化物粒子(シリカ・ジルコニア、シリカ・チタニアなど)、石英、アルミナ、バリウムガラス、ジルコニア、チタニア、ランタノイド、コロイダルシリカ等の無機粉体が挙げられる。中でも、屈折率の調整が容易であることから、シリカ・チタン族酸化物系複合酸化物粒子が好ましい。
 シリカ・チタン族酸化物系複合酸化物粒子とは、シリカとチタン族(周期律表第IV族元素)酸化物との複合酸化物であり、シリカ・チタニア、シリカ・ジルコニア、シリカ・チタニア・ジルコニア等が挙げられる。このうちフィラーの屈折率の調整が可能である他、高いX線不透過性も付与できることから、シリカ・ジルコニアが好ましい。その複合比は特に制限されないが、十分なX線不透過性を付与することと、屈折率を後述する好適な範囲にする観点から、シリカの含有量が70~95モル%であり、チタン族酸化物の含有量が5~30モル%であるものが好ましい。シリカ・ジルコニアの場合、このように各複合比を変化させることにより、その屈折率を自在に変化させることができる。
 なお、これらシリカ・チタン族酸化物系複合酸化物粒子には、少量であれば、シリカ及びチタン族酸化物以外の金属酸化物の複合も許容される。具体的には、酸化ナトリウム、酸化リチウム等のアルカリ金属酸化物を10モル%以内で含有させてもよい。
 こうしたシリカ・チタン族酸化物系複合酸化物粒子の製造方法は特に限定されないが、本発明の特定の無機球状フィラーを得るためには、例えば、加水分解可能な有機ケイ素化合物と加水分解可能な有機チタン族金属化合物とを含んだ混合溶液を、アルカリ性溶媒中に添加し、加水分解を行って反応生成物を析出させる、いわゆるゾルゲル法が好適に採用される。
 これらのシリカ・チタン族酸化物系複合酸化物粒子は、シランカップリング剤により表面処理されてもよい。シランカップリング剤による表面処理により、重合性単量体成分の重合体部分との界面強度に優れたものになる。代表的なシランカップリング剤としては、例えばγ-メタクリロイルオキシアルキルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等の有機ケイ素化合物が挙げられる。これらシランカップリング剤の表面処理量に特に制限はなく、得られる光カチオン硬化性組成物の機械的物性等を予め実験で確認したうえで最適値を決定すればよいが、好適な範囲を例示すれば、粒子100質量部に対して0.1~15質量部の範囲である。
 本発明においては、(f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nFは、前記(a)カチオン重合性単量体の重合体の25℃における屈折率nPよりも大きいことが好ましい。これにより、天然歯牙に対する良好な色調適合性を発現しやすくなる。
 (f)無機球状フィラーの屈折率nF(25℃)と、(a)カチオン重合性単量体の重合体の屈折率nP(25℃)との差は、0.001以上であるのが好ましく、0.002以上であるのがより好ましく、0.005以上であるのが最も好ましい。また、着色光は、硬化体の透明性が高い場合により鮮明に発現することから、(f)無機球状フィラーの屈折率nF(25℃)と、(a)カチオン重合性単量体の重合体の屈折率nP(25℃)との差は、好ましくは0.1以下、より好ましくは0.05以下である。
 また、(f)無機球状フィラーと後述する(cf)有機無機複合フィラーとを併用する場合、色調適合性を向上させる観点から、(f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nFは、(m)有機樹脂マトリクスの25℃における屈折率nMよりも大きいことが好ましい。(f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nF(25℃)と、(m)有機樹脂マトリクスの25℃における屈折率nM(25℃)との差は、0.001以上であるのが好ましく、0.002以上であるのがより好ましく、0.005以上であるのが最も好ましい。また、着色光は、硬化体の透明性が高い場合により鮮明に発現することから、(f)無機球状フィラーの屈折率nF(25℃)と、前記(m)有機樹脂マトリクスの屈折率nM(25℃)との差は、好ましくは0.1以下、より好ましくは0.05以下である。
 本発明における(f)無機球状フィラーの含有量は、(a)カチオン重合性単量体100質量部に対して、50~1500質量部であることが好ましい。(f)無機球状フィラーを50質量部以上配合することにより、干渉,散乱等による着色光が良好に発現しやすくなる。(f)無機球状フィラーの配合量は、(a)カチオン重合性単量体100質量部に対して、好ましくは70~1000質量部であり、より好ましくは100~1300質量部であり、さらに好ましくは150~1000質量部である。
 (f)無機球状フィラーの内、シリカ系フィラー、特にシリカ・チタン族酸化物系複合酸化物の屈折率は、シリカ分の含有量に応じて1.45~1.58程度の範囲となる。すなわち、(a)カチオン重合性単量体の屈折率を前述した範囲(1.38~1.55)の範囲に設定しておくことにより、所望の屈折率を備える(f)無機球状フィラーを容易に選択することができるわけである。すなわち、適当な量のシリカ分を含むシリカ・チタン族酸化物系複合酸化物(例えばシリカ・チタニア或いはシリカ・ジルコニアなど)を使用することが好ましい。
<(cf)有機無機複合フィラー>
 充填材は(cf)有機無機複合フィラーを含有することが好ましい。該(cf)有機無機複合フィラーは、(m)有機樹脂マトリクスと、(f)無機球状フィラーとを含むものであり、より詳細には、(m)有機樹脂マトリクス中に複数の一次粒子からなる(f)無機球状フィラーが含まれており、(m)有機樹脂マトリクスが(f)無機球状フィラーを構成する一次粒子の表面を被覆している。
 有機無機複合フィラーを用いることで、例えば、微細な無機球状フィラーを単体で用いる場合と比較して、ペースト状の光カチオン硬化性組成物の増粘を抑制でき、また光カチオン硬化性組成物の硬化体のべたつきや重合収縮が低減されるなどの利点がある。
 また、本発明の光カチオン硬化性組成物に含まれる(cf)有機無機複合フィラーは、後述する(f)無機球状フィラーを含有しているため、天然歯牙との色調適合性の高い修復を行うことができる。
<(f)無機球状フィラー>
 本発明の(cf)有機無機複合フィラーは、(f)無機球状フィラーを含有しており、該(f)無機球状フィラーは、平均一次粒子径が230nm以上1000nm以下の範囲内にあり、個数基準粒度分布において、前記平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在する粒子の全粒子数に対する割合が90%以上である無機球状フィラーである。
 (f)無機球状フィラーは、多数の一次粒子から構成されており、該多数の一次粒子の平均一次粒子径の前後の5%の範囲(平均一次粒子径の値を100%として、その数値の±5%の粒子径範囲)に、一次粒子の総個数のうち90%以上の個数の一次粒子が存在している。平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在する粒子は、全粒子数の91%以上であることが好ましく、93%以上であることがより好ましい。
 (f)無機球状フィラーは、このような狭い粒度分布を備えることにより、光の干渉,散乱等に基づく構造色による着色光を生じさせることができる。このような干渉、散乱等を利用した構造色による発色は、顔料物質、染料物質等を用いた場合に見られる退色や変色現象がなく好ましい。すなわち、本発明の光カチオン硬化性組成物は、構造色による着色光を利用して天然歯牙との色調適合性を向上させることができるため、従来、色調の調整に用いられている顔料物質、染料物質等の着色物質を用いなくてもよい利点がある。
 上述した(f)無機球状フィラーと同様に、(f)無機球状フィラーを用いる場合でも、その平均一次粒子径に従って光カチオン硬化性組成物の硬化体には、黄色~赤色系の着色光が発現する。当該干渉、散乱等による着色光の発現効果を一層高める観点から、(f)無機球状フィラーの平均一次粒子径は230nm以上800nm以下であるのが好ましく、230nm以上500nm以下であるのがより好ましく、260nm以上350nm以下であるのが最も好ましい。230nmより小さい平均一次粒子径の無機球状フィラーを用いた場合、着色が青色系になり、象牙質の色調に対して調和しない。なお平均一次粒子径が100nmより小さい無機球状フィラーを用いた場合には、構造色が生じ難い。一方、平均一次粒子径が1000nmより大きい球状フィラーを用いた場合には、光の干渉,散乱等の発現は期待できるが、無機球状フィラーの沈降や研磨性の低下が生じるため、歯科用の修復材料としては好ましくない。
 前記したように(f)無機球状フィラーの平均一次粒子径は230nm~1000nmであり、平均一次粒子径に応じて光カチオン硬化性組成物の硬化体には、黄色~赤色系の着色光が発現する。このうち平均一次粒子径230nm~260nmの範囲の無機球状フィラーを用いた場合には、得られる着色光は黄色系であり、修復歯牙の周辺の歯面色調が、シェードガイド「VITAPAN  Classical(登録商標)」におけるB系(赤黄色)の範疇にある窩洞の修復に有用である。平均粒子径260nm~350nmの範囲の(f)無機球状フィラーを用いた場合、得られる着色光は赤色系であり、修復歯牙の周辺の歯面色調が、シェードガイド「VITAPAN  Classical(登録商標)」におけるA系(赤茶色)の範疇にある窩洞の修復に有用である。象牙質の色相はこうした赤色系のものが多いため、平均粒子径260nm~350nmの範囲の無機球状フィラーを用いる態様において、多様な色調の修復歯牙に対して、幅広く適合性が良くなり好ましい。
 上記した(f)無機球状フィラーと(cf)有機無機複合フィラーとを併用する場合、(f)無機球状フィラーから生じる着色光と、(cf)有機無機複合フィラーに含まれる(f)無機球状フィラーから生じる着色光は、同じ色の着色光であることが好ましい。そのため、(f)無機球状フィラーの平均粒子径と、上記した有機無機複合フィラーに含まれる(f)無機球状フィラーの平均粒子径とは、比較的近いことが好ましく、両者の平均粒子径の差は、0~100nmであることが好ましく、0~50nmであることがより好ましく、0~30nmであることがさらに好ましい。
 (f)無機球状フィラーとしては、上記平均一次粒子径及び粒子径分布の要件を満たす限り、歯科分野において、一般的な硬化性組成物の成分として使用されるものが制限なく使用できるが、具体的には、非晶質シリカ、シリカ・チタン族酸化物系複合酸化物粒子(シリカ・ジルコニア、シリカ・チタニアなど)、石英、アルミナ、バリウムガラス、ジルコニア、チタニア、ランタノイド、コロイダルシリカ等の無機粉体が挙げられる。中でも、屈折率の調整が容易であることから、シリカ・チタン族酸化物系複合酸化物粒子が好ましい。
 シリカ・チタン族酸化物系複合酸化物粒子とは、シリカとチタン族(周期律表第IV族元素)酸化物との複合酸化物であり、シリカ・チタニア、シリカ・ジルコニア、シリカ・チタニア・ジルコニア等が挙げられる。このうちフィラーの屈折率の調整が可能である他、高いX線不透過性も付与できることから、シリカ・ジルコニアが好ましい。その複合比は特に制限されないが、十分なX線不透過性を付与することと、屈折率を後述する好適な範囲にする観点から、シリカの含有量が70~95モル%であり、チタン族酸化物の含有量が5~30モル%であるものが好ましい。シリカ・ジルコニアの場合、このように各複合比を変化させることにより、その屈折率を自在に変化させることができる。
 なお、これらシリカ・チタン族酸化物系複合酸化物粒子には、少量であれば、シリカ及びチタン族酸化物以外の金属酸化物の複合も許容される。具体的には、酸化ナトリウム、酸化リチウム等のアルカリ金属酸化物を10モル%以内で含有させてもよい。
 こうしたシリカ・チタン族酸化物系複合酸化物粒子の製造方法は特に限定されないが、本発明の特定の無機球状フィラーを得るためには、例えば、加水分解可能な有機ケイ素化合物と加水分解可能な有機チタン族金属化合物とを含んだ混合溶液を、アルカリ性溶媒中に添加し、加水分解を行って反応生成物を析出させる、いわゆるゾルゲル法が好適に採用される。
 これらのシリカ・チタン族酸化物系複合酸化物粒子は、シランカップリング剤により表面処理されてもよい。シランカップリング剤による表面処理により、重合性単量体成分の重合体部分との界面強度に優れたものになる。代表的なシランカップリング剤としては、例えばγ-メタクリロイルオキシアルキルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等の有機ケイ素化合物が挙げられる。これらシランカップリング剤の表面処理量に特に制限はなく、得られる光カチオン硬化性組成物の機械的物性等を予め実験で確認したうえで最適値を決定すればよいが、好適な範囲を例示すれば、粒子100質量部に対して0.1~15質量部の範囲である。
 本発明においては、(f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nFは、(m)有機樹脂マトリクスの25℃における屈折率nMよりも大きいことが好ましい。これにより、天然歯牙に対する良好な色調適合性を発現しやすくなる。
 (f)無機球状フィラーの屈折率nF(25℃)と、(m)有機樹脂マトリクスの屈折率nM(25℃)との差は、0.001以上であるのが好ましく、0.002以上であるのがより好ましく、0.005以上であるのが最も好ましい。また、着色光は、硬化体の透明性が高い場合により鮮明に発現することから、(f)無機球状フィラーの屈折率nF(25℃)と、(m)有機樹脂マトリクスの屈折率nM(25℃)との差は、好ましくは0.1以下、より好ましくは0.05以下である。
 また、(f)無機球状フィラーの屈折率nF(25℃)は、前記(a)カチオン重合性単量体の重合体の25℃における屈折率nPよりも大きいことが好ましい。これにより、天然歯牙に対する良好な色調適合性を発現しやすくなる。
 (f)無機球状フィラーの屈折率nF(25℃)と、(a)カチオン重合性単量体の重合体の屈折率nP(25℃)との差は、0.001以上であるのが好ましく、0.002以上であるのがより好ましく、0.005以上であるのが最も好ましい。また、(f)無機球状フィラーの屈折率nF(25℃)と、(a)カチオン重合性単量体の重合体の屈折率nP(25℃)との差は、好ましくは0.1以下、より好ましくは0.05以下である。
 (cf)有機無機複合フィラー中の(f)無機球状フィラーの含有率は、30~95質量%が好ましい。(f)無機球状フィラーの含有率が30質量%以上であると、光カチオン硬化性組成物の硬化体の着色光が良好に発現するようになり、機械的強度も十分に高めることができる。なお、(f)無機球状フィラーの含有率を95質量%超とすることは操作上困難である。(cf)有機無機複合フィラー中の(f)無機球状フィラーの含有率は、40~90質量%がより好ましい。
 (f)無機球状フィラーの内、シリカ系フィラー、特にシリカ・チタン族酸化物系複合酸化物の屈折率は、シリカ分の含有量に応じて1.45~1.58程度の範囲となる。(f)無機球状フィラーの屈折率を1.45~1.58程度とすることにより、(m)有機樹脂マトリクスの屈折率や(a)カチオン重合性単量体の屈折率との差を本発明の所望の範囲に調整しやすくなる。すなわち、適当な量のシリカ分を含むシリカ・チタン族酸化物系複合酸化物(例えばシリカ・チタニア或いはシリカ・ジルコニアなど)を使用することが好ましい。
<(m)有機樹脂マトリクス>
 (m)有機樹脂マトリクスは特に限定されないが、ラジカル重合性単量体及びカチオン重合性単量体から選ばれる少なくともいずれかを含む重合性単量体(α)の重合体であることが好ましい。すなわち、(m)有機樹脂マトリクスは、ラジカル重合性単量体の重合体から形成されていてもよいし、カチオン重合性単量体の重合体から形成されていてもよいし、ラジカル重合性単量体及びカチオン重合性単量体の両方の重合体から形成されていてもよい。
 また、重合性単量体(α)は、重合性官能基を分子内に2つ以上有する多官能重合性単量体を含むことが好ましい。多官能重合性単量体を用いることで重合性が高くなり、形成される有機無機複合フィラーの機械的特性が向上する。多官能重合性単量体としては、ラジカル重合性官能基を2つ以上有するラジカル重合性単量体、カチオン重合性官能基を2つ以上有するカチオン重合性単量体などが挙げられる。
(ラジカル重合性単量体)
 有機樹脂マトリクスを形成する重合性単量体(α)に含まれるラジカル重合性単量体としては、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリレート基などのラジカル重合性官能基を有する単量体であれば特に制限されないが、(メタ)アクリレート基を有するラジカル重合性単量体が好ましい。ここで(メタ)アクリレートとは、アクリレート基、又はメタアクリレートを指す。
 (メタ)アクリレート基を有する重合性単量体としては、ラジカル重合性基を1つ有する(I)単官能重合性単量体、ラジカル重合性官能基を2つ以上有する(II)多官能重合性単量体が挙げられる。
 (II)多官能重合性単量体としては、(II-a)二官能重合性単量体、(II-b)三官能重合性単量体、(II-c)四官能重合性単量体などが挙げられる。
 以下に具体例を示す。
<(I)単官能重合性単量体>
 メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-ラウリル(メタ)アクリレート、n-ステアリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレートなど。
 2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、10-ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、プロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、エリスリトールモノ(メタ)アクリレート、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-(ジヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミドなど。
<(II)多官能重合性単量体>
 (II-a)二官能重合性単量体
 (II-a)二官能重合性単量体としては、以下の(II-a-1)芳香族系の二官能重合性単量体、(II-a-2)脂肪族系の二官能重合性単量体が挙げられる。
 (II-a-1)芳香族系の二官能重合性単量体としては、以下の化合物が例示される。
 2,2-ビス(メタクリロイルオキシフェニル)プロパン、2,2-ビス[(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピルオキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシジエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシテトラエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシペンタエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシジプロポキシフェニル)プロパン、2(4-メタクリロイルオキシジエトキシフェニル)-2(4-メタクリロイルオキシトリエトキシフェニル)プロパン、2(4-メタクリロイルオキシジプロポキシフェニル)-2-(4-メタクリロイルオキシトリエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシプロポキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシイソプロポキシフェニル)プロパン等及びこれらのメタクリレートに対応するアクリレート;
 2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等のメタクリレート又はこれらのメタクリレートに対応するアクリレートなどの水酸基を有するビニルモノマーと、ジイソシアネートメチルベンゼン、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族基を有するジイソシアネート化合物との付加から得られるジアダクト;
 ジ(メタクリルロキシエチル)ジフェニルメタンジウレタンなど。
 (II-a-2)脂肪族系の二官能重合性単量体としては、以下の化合物が例示される。
 エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、1,3-ブタンジオールジメタクリレート、1,4-ブタンジオールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート等及びこれらのメタクリレートに対応するアクリレート;
 1,6-ビス(メタクリルエチルオキシカルボニルアミノ)トリメチルヘキサン等の、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等のメタクリレート又はこれらのメタクリレートに対応するアクリレートなどの水酸基を有するビニルモノマーと、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジイソシアネートメチルシクロヘキサン、イソフォロンジイソシアネート、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)などのジイソシアネート化合物との付加体から得られるジアダクト;
 1,2-ビス(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)エチルなど。
 (II-b)三官能重合性単量体
 (II-b)三官能重合性単量体としては、以下の化合物が例示される。
 トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、トリメチロールメタントリメタクリレート等及びこれらのメタクリレートに対応するアクリレートなど。
 (II-c)四官能重合性単量体
 (II-c)四官能重合性単量体としては、以下の化合物が例示される。
 ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート;
 ジイソシアネートメチルベンゼン、ジイソシアネートメチルシクロヘキサン、イソフォロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)、4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレン-2,4-ジイソシアネート等のジイソシアネート化合物とグリシドールジメタクリレートとの付加体から得られるジアダクトなど。
 有機樹脂マトリクスを形成する重合性単量体(α)にラジカル重合性単量体を含有させる場合は、上記したラジカル重合性単量体の中でも、ラジカル重合性官能基を2つ以上有する多官能重合性単量体を少なくとも含有させることが好ましい。
 ラジカル重合性単量体は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(カチオン重合性単量体)
 有機樹脂マトリクスを形成する重合性単量体(α)に含まれるカチオン重合性単量体としては、本発明の光カチオン硬化性組成物に含まれる上記した(a)カチオン重合性単量体で説明したものを特に制限なく使用することができる。
 重合性単量体(α)にカチオン重合性単量体を含有させる場合は、カチオン重合性官能基を2つ以上含有する多官能重合性単量体、又は同一分子内にカチオン重合性官能基とラジカル重合性官能基を有する化合物を少なくとも含有することが好ましい。
 重合性単量体(α)がラジカル重合性単量体及びカチオン重合性単量体の両方を含有する場合は、カチオン重合性単量体として同一分子内にカチオン重合性官能基とラジカル重合性官能基を有する化合物を用いることが好ましい。
 カチオン重合性官能基を2つ以上含有する多官能重合性単量体としては、上記したエポキシ官能基を二つ以上有するエポキシ化合物、オキセタン環を二つ以上有するオキセタン化合物などが挙げられる。
 カチオン重合性単量体は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 (m)有機樹脂マトリクスの25℃における屈折率nMと、(a)カチオン重合性単量体の重合体の25℃における屈折率nPとの差は、得られる光カチオン硬化性組成物の硬化体の透明性の観点から、0.007以下が好ましく、0.005以下がより好ましい。屈折率nMと屈折率nPとの差をこのように調整することにより、透明性が向上し、干渉、散乱等による着色光の減弱が抑えられる傾向にある。さらに屈折率差によって光の拡散性を付与でき、光カチオン硬化性組成物の硬化体と歯牙との色調適合性が向上できるという観点から、屈折率nMと屈折率nPとの差は、0.001以上であることが好ましい。
 (cf)有機無機複合フィラーは、多孔質の有機無機複合フィラーであってもよい。多孔質の有機無機複合フィラーは、窒素吸着法で測定したときの1~500nmの細孔の積算細孔容積が0.01~0.30cm/gであることが好ましく、0.01~0.20cm/gであることがより好ましく、0.03~0.15cm/gであることがさらに好ましい。また、多孔質の有機無機複合フィラーの平均細孔径は、3~300nmであることが好ましく、10~200nmであることがより好ましい。
 (cf)有機無機複合フィラーの製造方法は特に限定されず、例えば、(f)無機球状フィラー、ラジカル重合性単量体及びカチオン重合性単量体から選ばれる少なくともいずれかを含む重合性単量体(α)、及び重合開始剤の各成分の所定量を混合し、加熱、光照射等の方法で重合させた後、粉砕する一般的な製造方法を採用することができる。あるいは、国際公開第2011/115007号又は国際公開第2013/039169号に記載された製造方法を採用することもできる。この製造方法では、(f)無機球状フィラーが凝集してなる無機凝集粒子を、重合性単量体、重合開始剤、及び有機溶媒を含む重合性単量体溶媒に浸漬した後、有機溶媒を除去し、重合性単量体を加熱又は光照射等の方法で重合硬化させる。国際公開第2011/115007号又は国際公開第2013/039169号に記載された製造方法によれば、無機一次粒子が凝集した無機凝集粒子の各無機一次粒子の表面を覆うとともに、各無機一次粒子を相互に結合する有機樹脂相を有し、各無機一次粒子の表面を覆う有機樹脂相の間に凝集間隙が形成されている有機無機複合フィラー(多孔質の有機無機複合フィラー)が得られる。
 重合開始剤としては、公知の重合開始剤が特に制限なく用いられるが、より黄色度の低い硬化体を得ることができることから、熱重合開始剤を用いるのが好ましく、構造中に芳香族環を有していない化合物からなる熱重合開始剤を用いるのがより好ましい。このような熱重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)などが挙げられる。
 特に、重合工程や得られた硬化体を粉砕する工程において、摩擦による熱等により有機無機複合フィラー中の有機成分が変色し、黄色度の高い有機無機複合フィラーとなる場合がある。このような有機無機複合フィラーを用いた光カチオン硬化性組成物は、その硬化体も黄色度の高いものとなる。光カチオン硬化性組成物の硬化体の黄色度は、本発明のような干渉による着色光を有する材料から確認される着色光の色相に影響を与える。
 よって、本発明においては、有機無機複合フィラーは、黄色度の低いことが好ましい。具体的には、CIELabにおける青~黄を表すb*が黒背景色において-2.5以下であるものが好ましく、-3.0以下であるものがより好ましい。
 (cf)有機無機複合フィラーの平均粒子径は、特に制限されるものではないが、光カチオン硬化性組成物の硬化体の機械的強度、及びペースト状の光カチオン硬化性組成物の操作性を良好にする観点から、2~100μmが好ましく、5~50μmがより好ましく、5~30μmがさらに好ましい。また、形状については、特に制限されるものではなく、(f)無機球状フィラー、重合性単量体(α)、及び重合開始剤の各成分の所定量を混合し、加熱、光照射等の方法で重合させた後、粉砕して得られる不定形のものや、国際公開第2011/115007号又は国際公開第2013/039169号に記載の方法に従って製造される、球状又は略球状のものが挙げられる。
 (cf)有機無機複合フィラーは、その効果を阻害しない範囲で、重合禁止剤、蛍光増白剤等の公知の添加剤を含有していてもよい。
 また、(cf)有機無機複合フィラーは、洗浄又はシランカップリング剤等による表面処理がなされていてもよい。
 (cf)有機無機複合フィラーの含有量は、(a)カチオン重合性単量体100質量部に対して、50~1000質量部であることが好ましく、70~600質量部であることがより好ましく、100~400質量部であることがさらに好ましい。(cf)有機無機複合フィラーの含有量をこのような範囲とすることにより、天然歯牙との色調適合性の高い修復を行いやすくなり、また光カチオン硬化性組成物のペーストの操作性及び硬化体の機械的強度を良好にすることができる。
 5-3.ラジカル重合性単量体
 本発明の光カチオン硬化性組成物は、歯科用接着材を用いて接着を行ったときの接着強さ向上のため、ラジカル重合性単量体を含むことが好ましい。本発明の光カチオン硬化性組成物は、光照射によりラジカル種が発生するため、カチオン重合と同時にラジカル重合も進行する。一般的な歯科用接着剤はラジカル重合性組成物であるため、歯科用硬化性組成物として用いる場合は、ラジカル重合性単量体を添加することが好ましい。特に好ましいラジカル重合性単量体は(メタ)アクリル化合物である。ラジカル重合性単量体の配合量は、少量であれば低い重合収縮率を保ったまま、既存接着剤との接着強さを向上させることができる。
 好適に使用できるラジカル重合性単量体を具体的に例示すれば、メチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス[4-(2-ヒドロキシ-3-メタクリロイルオキシプロポキシ)フェニル]プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート等が挙げられる。
 上述したラジカル重合性単量体は、必要に応じて単独または2種以上混合して用いても何等差し支えない。ただし、ラジカル重合性単量体の使用量は、重合収縮率を低く保ちながら上記接着性を向上させることができるという観点から、(a)カチオン重合性単量体100質量部に対して、10~70質量部であることが好ましく、10~30質量部であることが更に好ましい。
 5-4.その他添加材
 本発明の光カチオン硬化性組成物を歯科用組成物に用いた場合、上記した成分に加えて、歯科用硬化性組成物、特に歯科用充填修復材料の配合成分として公知の他の成分が配合されていてもよい。
 このような成分としては、紫外線吸収剤、染料、帯電防止剤、顔料、香料、有機溶媒や増粘剤等の公知の添加剤が挙げられる。
 本発明の光カチオン硬化性組成物は、歯科用途に制限されず、接着剤、塗料等使用することができるが、特に歯科用充填修復材料として好適である。
 また、本発明の光カチオン硬化性組成物は、上記した(f)無機球状フィラー及び/又は(cf)有機無機複合フィラーを含む場合は、齲蝕や破損等により損傷をうけた歯牙の修復を行うための材料として用いた場合、天然歯牙との色調適合性の高い修復ができ好ましい。
 (f)無機球状フィラー及び/又は(cf)有機無機複合フィラーを含む光カチオン硬化性組成物は、歯牙の修復において、あらゆる種類の窩洞において天然歯牙との色調適合性の高い修復が可能である。一般に色調を適合させることが難しく、修復操作が煩雑となるIII級窩洞(前歯の隣接面窩洞で切縁隅角を含まない窩洞)やIV級窩洞(前歯の隣接面窩洞で切縁隅角を含む窩洞)についても、色調適合性の高い修復を行うことが可能となる。
 6.本発明の光カチオン硬化性組成物の製造方法
 本発明の光カチオン硬化性組成物の製造方法は特に制限されるものではなく、公知の硬化性組成物の製造方法を適宜採用すればよい。具体的には、暗所において、本発明の硬化性組成物を構成する、カチオン重合性単量体、光酸発生剤、及び必要に応じて配合されるその他の配合成分を所定量秤取り、これらを混合してペースト状とすればよい。このようにして製造された本発明の光カチオン硬化性組成物は、使用時まで遮光下で保存される。
 本発明の光カチオン硬化性組成物を硬化させる手段としては、用いた光酸発生剤系光重合開始剤の重合開始機構に従い適宜、公知の重合手段を採用すればよく、具体的には、カーボンアーク、キセノンランプ、メタルハライドランプ、タングステンランプ、蛍光灯、太陽光、ヘリウムカドミウムレーザー、アルゴンレーザー等の光源による光照射、或いは加熱重合器等を用いた加熱、またはこれらを組み合わせた方法等が何等制限なく使用される。光照射により重合させる場合には、その照射時間は、光源の波長、強度、硬化体の形状や材質によって異なるため、予備的な実験によって予め決定しておけばよいが、一般には、照射時間が5~60秒程度の範囲になるように、各種成分の配合割合を調整しておくことが好ましい。
 以下、実施例により本発明を具体的に示すが、本発明はこの実施例によって何等限定されるものではない。
 1.化合物の略号
 実施例及び比較例で使用した化合物とその略号を下に示す。
 (1)カチオン重合性単量体(a)
 ・KR-470:下記式で示される化合物(信越化学工業製)
 ・OXT-121:下記式で示される化合物(東亞合成製)
 ・OX1:下記式で示される化合物(東亞合成製)
 ・OX2:下記式で示される化合物(宇部興産製)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 (2)光酸発生剤(b)
 ・DPIB:下記式で示されるテトラキスペンタフルオロフェニルボレートを対アニオンとするヨードニウム塩(東京化成工業製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 (3)光増感剤(c)
 ・CQ:カンファーキノン(東京化成工業製)
 (4)電子供与性化合物
 (4-1)チオフェン化合物(d)
 ・Th1:2,3,4,5-テトラフェニルチオフェン(東京化成工業製)
 ・Th2:2,2’-ビチオフェン(東京化成工業製)
 ・Th3:5-オクチル-2,2’-ビチオフェン(東京化成工業製)
 ・Th4:5,5’-ジヘキシル-2,2’-ビチオフェン(東京化成工業製)
 ・Th5:5,5’’-ジブロモ-2,2’:5’,2’’-ターチオフェン(東京化成工業社製)
 ・Th6:2,2’-(9,9-ジオクチル-9H-フルオレン-2,7-ジイル)ビスチオフェン(シグマアルドリッチ社製)
 上記各チオフェン化合物(d)の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 (4-2)その他電子供与性化合物
 ・DMAn:9,10-ジメチルアントラセン(東京化成工業製)
 ・DMBE:p-ジメチルアミノ安息香酸エチル(東京化成工業製)
 ・TMBn:1,2,4-トリメトキシベンゼン(シグマアルドリッチ社製)
 ・3Ph:p-テルフェニル(東京化成工業製)
 上記各化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 (5)その他成分
 (5-1)フェノール系酸化防止剤
 ・BHT:ジブチルヒドロキシトルエン(東京化成工業製)
 ・HQME:ヒドロキノンモノメチルエーテル(和光純薬製)
 (5-2)充填材
 ・F1:球状シリカ-ジルコニア(γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン表面処理物)
 (5-3)ラジカル重合性単量体
 ・D-2.6E:2,2-ビス(4-メタクリルオキシポリエトキシフェニル)プロパン(新中村化学工業製)
 ・3G:トリエチレングリコールジメタクリレート(新中村化学工業製)。
 2.実施例1~15及び比較例1~13
[実施例1]
 50質量部のKR-470及び50質量部のOXT-121からなるカチオン重合性単量体100質量部に対して、光酸発生剤として1.0質量部のDPIB、光増感剤として0.2質量部のCQ、電子供与性化合物として0.2質量部のTh1、およびフェノール系酸化防止剤として0.2質量部のBHTを加え、赤色光下にて6時間撹拌して光カチオン硬化性組成物を調製した。
 得られた光カチオン硬化性組成物について、硬化体の表面硬度、硬化体の色調変化、ゲル化までの保存日数(ゲル化耐性の指標となる。)を下記方法で評価した。結果を表1に示す。
 ・硬化体の表面硬度
 調製した光カチオン硬化性組成物を、7mmφ×1.0mmの孔を有するポリアセタール製のモールドに充填し、ポリプロピレンフィルムで圧接した。ついで歯科用の光照射器(トクソーパワーライト、株式会社トクヤマ製)を用い、10秒間光照射を行った(照射面における光強度400mW/cm)。光照射後、直ちに充填物の状態を確認し、組成物全体が硬化しているかどうかを確認した。組成物全体が硬化している場合、得られた硬化体をモールドから取り出し、微小硬度計(MMT-X7型、株式会社松沢精機製)にてヴィッカース圧子を用いて、荷重100gf、荷重保持時間30秒で試験片にできたくぼみの対角線長さdを測定し、前記試験片の表面硬度Hvを求めた。表面硬度Hvは下式(1)を用いて求めた。
 Hv=1854.37×100/d    式(1)
 ・硬化体の色調変化
 硬化体の表面硬度の評価の際と同様の方法で調製した硬化体を調製し、光照射直後に分光色彩計(SE7700、日本電色工業株式会社製)で色調を測定した。色調を測定後の硬化体を遮光条件下7日間保管した後、再度同様に色調を測定した。光照射直後と7日間保管後の色差ΔEを色調変化の値とした。
 なお、ΔEによる色調変化の評価基準は、以下の通りとなっている。
 0.8 ≦ ΔE<1.6:AA級許容差(わずかに色差が感じられるレベル)
 1.6 ≦ ΔE<3.2:A級許容差(ほとんど気付かない色差レベル)
 3.2 ≦ ΔE<6.5:B級許容差(印象レベルでは同じ色として扱えるレベル)
 6.5 ≦ ΔE<13.0:C級許容差(JIS標準色票、マンセル色票等の1歩度に相当するレベル)
 ・ゲル化時間
 調製した光カチオン硬化性組成物0.1gを2mLスクリュー管瓶に入れ、遮光条件下50℃恒温装置内で保存した。この光カチオン硬化性組成物を、1日おきに恒温装置から取り出し、暗所下において室温まで放冷した後、該硬化性組成物の性状を観察した。この際に、光カチオン硬化性組成物が、サンプル管瓶を傾けても全く流動しないゲル状になった時点の日数をゲル化時間とした。
[実施例2~5及び比較例1~5]
 配合する電子供与性化合物を表1に記載したように変化させた以外は実施例1と同様にして光カチオン硬化性組成物を調製し、実施例1と同様にして硬化体の表面硬度、硬化体の色調変化、ゲル化までの保存日数を評価した。結果を併せて表1に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 上記表1に示すように、電子供与性化合物としてチオフェン化合物を用いた実施例1~5は、いずれも光硬化性が良好であり、硬化体の表面硬度が高く(9Hv以上)、色調安定性評価はA級許容差であった。これに対し、電子供与性化合物としてアントラセン化合物DMAnまたは芳香族アミン化合物DMBEを用いた比較例1及び2では、いずれも硬化性は良好であったものの、色調安定性評価は、比較例1がC級許容差、比較例2がB級許容差であり、低くなっていた。また、電子供与性化合物としてTMBnを用いた又は3Phを用いた比較例3及び4並びに電子供与性化合物を用いない比較例5では、光照射後にサンプル全体が硬化していなかったため、硬化体を調製できなかった。なお、ゲル化時間については、表1のいずれのサンプルも約20日であり、ほとんど差は見られなかった。
[実施例6~11、比較例6~9]
 カチオン重合性単量体の組成をKR―470(60質量部)、OX1(26質量部)、OX2(14質量部)に変更すると共にカチオン重合性単量体100質量部に対してラジカル重合性単量体としてD-2.6E及び3Gを、夫々7質量部及び4質量部(計11質量部)加え、更に配合する電子供与性化合物及びその他添加剤の種類及び量を表2に記載したように変化させた以外は実施例1と同様にして組成物を調製し、実施例1と同様にして硬化体の表面硬度、硬化体の色調変化、ゲル化までの保存日数を評価した。結果を表2に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 実施例6~11は、カチオン重合性単量体の組成を若干変更し、更にラジカル重合性単量体を所定量配合した重合性単量体成分に電子供与性化合物としてチオフェン化合物をその種類及び量を変えて配合した本発明の光カチオン硬化性組成物を用いた例であるが、ラジカル重合性単量体を含まない実施例1~5と同様に良好な硬化性、色調安定性及びゲル化耐性を示した。一方、同じ重合性単量体成分にDMAn又はDMBEを配合した比較例6~9についても、ラジカル重合性単量体を含まない比較例1及び2と同様の傾向がみられ、また、比較例6及び8では、ゲル化耐性が若干低下する傾向がみられた。
[実施例12~15、比較例10~13]
 カチオン重合性単量体100質量部に対して、配合するラジカル重合性単量体の種類及び量、充填材の量、電子供与性化合物の種類及び量並びにその他触媒(光酸発生剤及び増感剤)の量を表3に記載したように変化させた以外は実施例6と同様にして組成物を調製し、実施例1と同様にして硬化体の表面硬度、硬化体の色調変化を評価した。また、実際の保管条件に近い温度で評価するために保存温度を50℃から37℃に変更する他は実施例1と同様にしてゲル化までの保存日数を測定するとともに、接着強さ、重合収縮率を下記の方法で評価した。結果を表3に示した。
 ・接着強さ
 歯科用レジンブロック硬化体を研磨機で耐水研磨紙120番、次いで600番を用いて研磨した後、サンドブラスト処理を行った。サンドブラスト処理を行った面に、厚さ180μm、直径3mmの穴を有する両面テープを固定し、ついで厚さ0.5mm、直径8mmの穴のあいたパラフィンワックスを上記円孔上に同一中心となるように固定して模擬窩洞を形成した。この模擬窩洞内に歯科用接着材(ボンドマーライトレス、トクヤマデンタル製)を塗布し、10秒間放置後、圧縮空気を約10秒吹き付けて乾燥した。更にその上に調製した光カチオン硬化性組成物を充填し、ポリプロピレンフィルムで圧接し、歯科用照射器(トクソーパワーライト、株式会社トクヤマ製)で20秒間光照射(照射面における光強度800mW/cm)して、接着試験片を作成した。その後、歯科用セメントを用いて、硬化体上に金属製アタッチメントを接着した。これを37℃の水に24時間浸漬後、引張り試験機(オートグラフ、島津製作所製)を用いてクロスヘッドスピードを2mm/min.にて引張り、被着体(歯科用レジンブロック硬化体)と光カチオン硬化性組成物の引張り接着強さを測定した。1試験当たり、4本の引張り接着強さを上記方法で測定し、その平均値を接着強さの値とした。
 ・重合収縮率
 直径3mm、高さ7mmの孔を有するSUS製割型に、直径3mm、高さ4mmのSUS製プランジャーを填入して孔の高さを3mmに調整した。次に、この孔内に調製した光カチオン硬化性組成物を充填した後、孔の上端をポリプロピレンフィルムで圧接した。その後、SUS製割型のポリプロピレンフィルムが貼り付けられた面を下に向けた状態で、歯科用照射器(トクソーパワーライト、株式会社トクヤマ製)の備え付けてあるガラス製台の上に載せた。そして、更にSUS製プランジャーの上から微小な針の動きを計測できる探針を接触させた。この状態で、歯科用照射器によって歯科用硬化性組成物を重合硬化させ(照射面における光強度800mW/cm)、照射開始より3分後の収縮率[%]を、探針の上下方向の移動距離から算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 電子供与性物質以外は同一組成である実施例12と比較例10及び比較例12、並びに実施例13と比較例11及び比較例13における表面強度及び色調変化の結果については、これまでと同様の傾向が確認された。また、実施例においてラジカル重合性単量体の配合量が主に異なる実施例12~15の結果から、ラジカル重合性単量体の配合量が増えるに従い、接着強さ及びゲル化耐性が向上する傾向があり、逆に収縮率は大きくなる傾向が確認された。しかし、ラジカル重合性単量体の配合量が最も多い実施例15でも、重合収縮率は2.0%であり、カチオン重合性単量体を含まない(ラジカル重合性単量体のみからなる重合性単量体を用いた)場合の重合収縮率:3.2%と比べると、有意に低い値となっている。
 3.実施例16~33及び比較例14~19
 次に、以下の(f)無機球状フィラー及び(cf)有機無機複合フィラーを用いて、各実施例及び比較例の光カチオン硬化性組成物を作製して評価を行った。
<(f)無機球状フィラー、(f)無機球状フィラー>
 (f)無機球状フィラー及び(cf)有機無機複合フィラーの製造に用いた(f)無機球状フィラーは以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 無機球状フィラー(F1~F4)の調製は、特開昭58-110414号公報、特開昭58-156524号公報等に記載の方法で、加水分解可能な有機ケイ素化合物(テトラエチルシリケートなど)と加水分解可能な有機チタン族金属化合物(テトラブチルジルコネート)とを含んだ混合溶液を、アンモニア水を導入したアンモニア性アルコール(例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコールなど)溶液中に添加し、加水分解を行って反応生成物を析出させる、いわゆるゾルゲル法を用いて調製した。
 なお、F1、F2、及びF3については、以下のS-1で表されるシランカップリング剤により表面処理したものを用いた。また、F4については、以下のS-2で表されるシランカップリング剤により表面処理したものを用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
<(cf)有機無機複合フィラー>
 有機無機複合フィラーCF1~CF4を製造するに際し、以下のラジカル重合性単量体である「D-2.6E」及び「HD」、カチオン重合性単量体である「OXE-30」を用いた。また、熱重合開始剤としては、以下の「V65」を用いた。
 ラジカル重合性単量体
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 カチオン重合性単量体
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 熱重合開始剤
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(CF1の製造)
 D-2.6E 8質量部、HD 92質量部からなるラジカル重合性単量体を調製し、0.02質量%の含有量となるようにV65を溶解させ、(f)無機球状フィラーであるF1を300質量部添加し、乳鉢でペースト化した。これを95℃、窒素雰囲気下で一時間加熱することで重合硬化させた。この硬化体を、振動ボールミルを用いて粉砕し、有機無機複合フィラーCF1を得た。
(CF2~CF4の製造)
 重合性単量体の種類及び量、並びに無機球状フィラーの種類を表5のとおり変更した以外は上記したCF1と同様に製造し、有機無機複合フィラーCF2~CF4を得た。なお、表5に示す括弧内の数値は質量部を表す。また、表5に示す平均粒子径は、得られた有機無機複合フィラーの平均粒子径である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
 実施例16~33及び比較例14~19において使用したカチオン重合性単量体であるKR-470及びOXT-121、光酸発生剤であるDPIB、光増感剤であるCQ、電子供与化合物であるTh2、Th3、DMBE、DMAn、フェノール系酸化防止剤であるBHT、HQMEの構造は上記したとおりである。
 比較例16及び19で使用したラジカル重合性単量体は以下のとおりである。
・UDMA:1,6-ビス(メタクリルエチルオキシカルボニルアミノ)トリメチルヘキサン
・3G:トリエチレングリコールジメタクリレート
 上記各化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 実施例16~33及び比較例14~19において、各種測定方法は、それぞれ以下のとおりである。なお、表面硬度、色調変化、ゲル化時間、重合収縮率の評価は、上記した実施例1~15の方法と同様である。
(1)無機球状フィラーの平均一次粒子径
 走査型電子顕微鏡(フィリップス社製、「XL-30S」)で粉体の写真を撮り、その写真の単位視野内に観察される全粒子(30個以上)の数及び全粒子の一次粒子径(最大径)をそれぞれ測定し、得られた測定値に基づき下記式により平均一次粒子径を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021

(n:粒子の数、X:i番目の粒子の一次粒子径(最大径))
(2)無機球状フィラーの平均均斉度
 走査型電子顕微鏡で粉体の写真を撮り、その写真の単位視野内に観察される粒子(30個以上)について、それぞれの粒子の最大径である長径(Li)、該長径に直交する方向の径である短径(Bi)を求め、下記式により平均均斉度を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022

(n:粒子の数、Bi:i番目の粒子の短径、Li:i番目の粒子の長径)
(3)平均一次粒子径±5%の範囲に存在する粒子の全粒子数に対する割合
 (1)で撮影した写真の単位視野内における全粒子(30個以上)のうち、(1)で求めた平均一次粒子径の±5%の粒子径範囲外の一次粒子径(最大径)を有する粒子の数を計測し、その値を上記全粒子の数から減じて、上記写真の単位視野内における平均一次粒子径±5%の粒子径範囲内の粒子数を求め、下記式:
 平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在する粒子の全粒子数に対する割合(%)=[(走査型電子顕微鏡写真の単位視野内における平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在する粒子数)/(走査型電子顕微鏡写真の単位視野内における全粒子数)]×100、に従って算出した。
(4)重合性単量体の重合体の屈折率nP
 重合性単量体の重合体の屈折率は、窩洞内での重合条件とほぼ同じ条件で重合した重合体を、アッベ屈折率計(アタゴ社製、光源波長589nm)を用いて25℃の恒温室にて測定した。なお、重合性単量体は実施例16~33、比較例14~15、比較例17~18では、KR-470:75質量部とOXT-121:25質量部との混合物であり、比較例16、比較例19は、UDMA:80質量部と3G:20質量部との混合物である。
 各実施例及び比較例で使用した重合性単量体100質量部、光酸発生剤としてDPIBを2質量部、光増感剤としてCQを0.3質量部、電子供与体としてDMAnを0.5質量部混合して組成物を調製した。該組成物を2枚のポリプロピレンフィルムに挟み、組成物の厚さを0.02~0.1mm程度とした。ついで歯科用の光照射器(トクソーパワーライト、株式会社トクヤマ製)を用い、10秒間光照射を行った。該光照射器は波長範囲400~500nmの光が照射される。照射は、照射面における光強度が400mW/cmとなるようにした。光照射後、重合性単量体のフィルム状の重合体をポリプロピレンフィルムから外した。アッベ屈折率計(アタゴ社製、光源波長589nm)に重合体をセットする際に、重合体と測定面を密着させる目的で、試料を溶解せず、かつ試料よりも屈折率の高い溶媒(ブロモナフタレン)を試料に滴下し測定した。
(5)無機球状フィラーの屈折率(nF及びnF
 用いた無機球状フィラーの屈折率は、アッベ屈折率計(アタゴ社製、光源波長589nm)を用いて液浸法によって測定した。
 即ち、25℃の恒温室において、100mlサンプル瓶中、無機球状フィラー1gを無水トルエン50ml中に分散させた。この分散液をスターラーで攪拌しながら1-ブロモトルエンを少しずつ滴下し、分散液が最も透明になった時点の分散液の屈折率を測定することにより、無機球状フィラーの屈折率を測定した。
(6)有機樹脂マトリクスの屈折率(nM)
 有機樹脂マトリックスの屈折率nMは、有機無機複合フィラーの製造時の重合条件とほぼ同じ条件で重合した重合体を、アッベ屈折率計(アタゴ社製、光源波長589nm)を用いて25℃の恒温室にて測定した。
 すなわち、有機樹脂マトリクスの製造に使用した重合性単量体に、0.02質量%の含有量となるようにV65を添加して、混合した均一な重合性単量体(又は重合性単量体の混合物)を、2枚のポリプロピレンフィルムに挟み、組成物の厚さを0.02~0.1mm程度とした。その後、95℃で、窒素加圧下で一時間加熱して重合硬化後、ポリプロピレンフィルムから外して、重合性単量体のフィルム状の重合体(有機樹脂マトリックス)を作製した。アッベ屈折率計(アタゴ社製、光源波長589nm)に重合体をセットする際に、重合体と測定面を密着させる目的で、試料を溶解せず、且つ、試料よりも屈折率の高い溶媒(ブロモナフタレン)を試料に滴下し、屈折率を測定した。
(7)着色光目視評価
 実施例及び比較例で調製された光カチオン硬化性組成物のペーストを7mmφ×1mmの孔を有する型にいれ、両面はポリエステルフィルムで圧接した。歯科用の光照射器(トクソーパワーライト、株式会社トクヤマ製)で両面を30秒ずつ光照射し硬化させた後、型から取り出して、10mm角程度の黒いテープ(カーボンテープ)の粘着面に載せ、目視にて着色光の色調を確認した。
(8)蛍光目視評価
 実施例及び比較例で調製された光カチオン硬化性組成物のペーストを7mmφ×1mmの貫通した孔を有する型にいれ、両面にポリエステルフィルムを圧接した。歯科用の光照射器(トクソーパワーライト、株式会社トクヤマ製)で両面を30秒ずつ光照射し硬化させた後、硬化体を型から取り出した。該硬化体に対して、紫外光ランプ(スペクトロニクスコーポレーション社製、ハンディUVランプ)により紫外光(波長365nm)を照射した場合に、天然歯に比べて特定の発色があるかどうかを確認した。
(9)分光反射率比
 実施例及び比較例で調製された光カチオン硬化性組成物のペーストを7mmφ×1mmの貫通した孔を有する型にいれ、両面にポリエステルフィルムを圧接した。歯科用の光照射器(トクソーパワーライト、株式会社トクヤマ製)で両面を30秒ずつ光照射し硬化させた後、型から取り出して、色差計(東京電色製、「TC-1800MKII」)を用いて、黒背景下で分光反射率を測定し、黄~赤色域(600-750nm)の反射率の最大値:SR1及び青色域(400-500nm)の反射率の最大値:SR2を求め、SR1をSR2で除することで分光反射率比を算出した。
 なお、分光反射率比(SR1/SR2)が、0.8~2.0であると、黄~赤色系の着色光が、青色域の着色光よりも強く、天然歯牙に対して色調適合性の高い修復を行いやすくなる。
[実施例16]
 75質量部のKR-470及び25質量部のOXT-121からなるカチオン重合性単量体100質量部に対して、光酸発生剤として2.0質量部のDPIB、光増感剤として0.3質量部のCQ、電子供与性化合物として0.1質量部のTh3、無機球状フィラーとして150質量部のF1、フェノール系酸化防止剤として0.1質量部のHQME、0.1質量部のBHTを加え、赤色光下にて6時間撹拌して光カチオン硬化性組成物を調製した。得られた光カチオン硬化性組成物について上記方法で評価した。結果を表6に示す。
[実施例17~24、比較例14~15]
 電子供与性化合物と無機球状フィラーの種類及び量を表6に示すとおりに変更した以外は、実施例16と同様にして光カチオン硬化性組成物を調製した。得られた光カチオン硬化性組成物について、上記方法で評価した。結果を表6に示す。
[比較例16]
 カチオン重合性単量体に代えて、80質量部のUDMA及び20質量部の3Gからなるラジカル重合性単量体を用い、電子供与性化合物の配合量を0.5質量部とした以外は、実施例16と同様にして光カチオン硬化性組成物を調製した。得られた光カチオン硬化性組成物について、上記方法で評価した。結果を表6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
 実施例16~24の光カチオン硬化性組成物は、黄~赤色系の着色光が強く、天然歯牙との色調適合性の高い修復が可能であることが分かった。さらに、本発明の光カチオン硬化性組成物は、重合収縮が小さく、かつ得られる硬化体の表面硬度も高く、良好な物性を有していた。
 これに対して、電子供与性化合物としてチオフェン化合物を用いず、芳香族アミンを用いた比較例14の光カチオン硬化性組成物は、硬化体の表面硬度が低下していた。
 電子供与性化合物としてチオフェン化合物を用いず、アントラセン化合物を用いた比較例15の光カチオン硬化性組成物は、紫外光により青色の蛍光が確認され、また分光反射率比が低いことから、色調適合性の高い修復が難しいことが分かった。
 カチオン重合性単量体の代わりにラジカル重合性単量体を用いた比較例16の光カチオン硬化性組成物は、実施例と比較して、重合収縮率が大きい結果となった。
[実施例25]
 75質量部のKR-470及び25質量部のOXT-121からなるカチオン重合性単量体100質量部に対して、光酸発生剤として2.0質量部のDPIB、光増感剤として0.3質量部のCQ、電子供与性化合物(チオフェン化合物)として0.1質量部のTh3、有機無機複合フィラーとして200質量部のCF1、フェノール系酸化防止剤として0.1質量部のHQME、0.1質量部のBHTを加え、赤色光下にて6時間撹拌して光カチオン硬化性組成物を調製した。得られた光カチオン硬化性組成物について、上記方法で評価した。結果を表7に示す。
[実施例26~31、比較例17~18]
 電子供与性化合物と有機無機複合フィラーの種類及び量を表7に示すとおりに変更した以外は、実施例25と同様にして光カチオン硬化性組成物を調製した。得られた光カチオン硬化性組成物について、上記方法で評価した。結果を表7に示す。
[実施例32]
 75質量部のKR-470及び25質量部のOXT-121からなるカチオン重合性単量体100質量部に対して、光酸発生剤として2.0質量部のDPIB、光増感剤として0.3質量部のCQ、電子供与性化合物として0.5質量部のTh3(チオフェン化合物)、有機無機複合フィラーとして100質量部のCF1、無機球状フィラーとして100質量部のF1、フェノール系酸化防止剤として0.1質量部のHQME、0.1質量部のBHTを加え、赤色光下にて6時間撹拌して光カチオン硬化性組成物を調製した。得られた光カチオン硬化性組成物について、上記方法で評価した。結果を表7に示す。
[実施例33]
 有機無機複合フィラー、及び無機球状フィラーの量を表7のとおり変更した以外は、実施例32と同様にして光カチオン硬化性組成物を調製した。得られた光カチオン硬化性組成物について、上記方法で評価した。結果を表7に示す。
[比較例19]
 カチオン重合性単量体に代えて、80質量部のUDMA及び20質量部の3Gからなるラジカル重合性単量体を用い、電子供与性化合物の配合量を0.5質量部とした以外は、実施例25と同様にして光カチオン硬化性組成物を調製した。得られた光カチオン硬化性組成物について、上記方法で評価した。結果を表7に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
 実施例25~33の光カチオン硬化性組成物は、黄~赤色系の着色光が強く、天然歯牙との色調適合性の高い修復が可能であることが分かった。さらに、本発明の光カチオン硬化性組成物は、重合収縮が小さく、かつ得られる硬化体の表面硬度も高く、良好な物性を有していた。
 これに対して、電子供与性化合物としてチオフェン化合物を用いず、芳香族アミンを用いた比較例17の光カチオン硬化性組成物は、硬化体の表面硬度が低下していた。
 電子供与性化合物としてチオフェン化合物を用いず、アントラセン化合物を用いた比較例18の光カチオン硬化性組成物は、紫外光により青色の蛍光が確認され、また分光反射率比が低いことから、色調適合性の高い修復が難しいことが分かった。
 カチオン重合性単量体の代わりにラジカル重合性単量体を用いた比較例19の光カチオン硬化性組成物は、実施例と比較して、重合収縮率が大きい結果となった。
 

 

Claims (16)

  1.  (a)カチオン重合性単量体、
     (b)光酸発生剤、
     (c)光増感剤、及び
     (d)チオフェン化合物
    を含有することを特徴とする光カチオン硬化性組成物。
  2.  アントラセン化合物及び/又は芳香族アミン化合物からなる電子供与性化合物の含有量が(d)チオフェン化合物:1質量部に対して0.2質量部以下である、請求項1に記載の光カチオン硬化性組成物。
  3.  前記(d)チオフェン化合物が、チオフェン骨格上に1つ以上のπ共役系置換基を有する化合物である、請求項1又は2に記載の光カチオン硬化性組成物。
  4.  前記π共役系置換基が1つ以上のベンゼン環またはチオフェン環である、請求項1~3の何れか一項に記載の光カチオン硬化性組成物。
  5.  前記(d)チオフェン化合物が、下記式(1)又は(2)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

    (式中、R~R11は、夫々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基或いはチエニル基であり、RとR及びRとRは互いに結合して環を形成してもよい。)
    で示される化合物である、請求項1~4の何れか一項に記載の光カチオン硬化性組成物。
  6.  前記(a)カチオン重合性単量体が、エポキシ化合物およびオキセタン化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物を含み、前記(b)光酸発生剤が、ヨードニウム塩であり、前記(c)光増感剤がカンファーキノンである、請求項1~5の何れか一項に記載の光カチオン硬化性組成物。
  7.  フェノール系酸化防止剤を更に含む、請求項1~6の何れか一項に記載の光カチオン硬化性組成物。
  8.  充填材を更に含む、請求項1~7の何れか一項に記載の光カチオン硬化性組成物。
  9.  前記充填材が、(f)平均一次粒子径が230nm以上1000nm以下の範囲内にあり、個数基準粒度分布において、前記平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在する粒子の全粒子数に対する割合が90%以上である無機球状フィラーを含み、
     前記(f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nFは、前記(a)カチオン重合性単量体の重合体の25℃における屈折率nPよりも大きい、請求項8に記載の光カチオン硬化性組成物。
  10.  前記(f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nFと、前記カチオン重合性単量体(a)の重合体の25℃における屈折率nPとの差が0.001以上である、請求項9に記載の光カチオン硬化性組成物。
  11.  前記充填材が、(cf)有機無機複合フィラーを含み、
     前記(cf)有機無機複合フィラーが、
     (m)有機樹脂マトリクスと、
     (f)平均一次粒子径が230nm以上1000nm以下の範囲内にあり、個数基準粒度分布において、前記平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在する粒子の全粒子数に対する割合が90%以上である無機球状フィラーとを含み、
     前記(f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nFは、前記(m)有機樹脂マトリクスの25℃における屈折率nMよりも大きい、請求項8~10のいずれか一項に記載の光カチオン硬化性組成物。
  12.  前記(f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nFと、前記(m)有機樹脂マトリクスの25℃における屈折率nMとの差が0.001以上である、請求項11に記載の光カチオン硬化性組成物。
  13.  前記(f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nFは、前記(a)カチオン重合性単量体の重合体の25℃における屈折率nPよりも大きい、請求項11又は12に記載の光カチオン硬化性組成物。
  14.  前記(f)無機球状フィラーの25℃における屈折率nFと、前記(a)カチオン重合性単量体の重合体の25℃における屈折率nPとの差が0.001以上である、請求項11~13のいずれかに記載の光カチオン硬化性組成物。
  15.  カチオン重合性単量体100質量部に対して、ラジカル重合性単量体を10~70質量部を含む、請求項1~14の何れか一項に記載の光カチオン硬化性組成物。
  16.  請求項1~15の何れか一項に記載の光カチオン硬化性組成物からなる歯科用硬化性組成物。

     
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