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JP5843519B2 - 重合収縮応力が小さい歯科用硬化性組成物および歯科用充填修復材 - Google Patents

重合収縮応力が小さい歯科用硬化性組成物および歯科用充填修復材 Download PDF

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Description

本発明は、重合収縮応力が小さく、機械的強度が良好な硬化物を与える、歯科用充填修復材料に好適な歯科用硬化性組成物に関する。
近年、歯科用充填修復材料として(メタ)アクリル系樹脂組成物等の硬化性樹脂組成物が汎用されている。硬化性樹脂組成物を用いた歯科用充填修復材料は、レジン系歯科用修復材料と呼ばれ、一般に、重合性単量体、充填材、重合開始剤などで構成される。
レジン系歯科用修復材料が、従前の金属材料やセラミックスに代わる材料として歯科治療において使用されるようになった理由は、それが審美性及び操作性に優れ、天然歯の色調に近似した色調を修復部に与えるからであり、充填材の配合量を高めることによって、機械的強度が高く、口腔内での耐久性に優れた歯科用充填修復材料が、また、微粒子充填材を配合することによって、研磨性と滑沢耐久性に優れた歯科用充填修復材料が開発され、臨床で使われている。
最近では、歯質保存の観点から、最小侵襲の考え方に基づいた治療、つまり、歯質をできるだけ削らない治療が普及しており、窩洞形状が複雑化していることから、これらの歯科用充填修復材料が、その機能を発現するためには、歯科用接着材を介して、又は、直接、歯質と接着することによって、天然歯としっかりと結合していなければならない。ところが、レジン系歯科用修復材料は、重合硬化によって、体積収縮を生じることから、硬化時、歯科用充填修復材料と歯質との境目である接着界面に、歯科用充填修復材料が歯質から剥がれる方向の力、すなわち、重合収縮応力が働き、接着界面に一部間隙を生じる、また、修復部分の周辺残存歯質に亀裂を生じるといった問題があった。このため、重合収縮応力が小さい歯科用充填修復材料の開発が望まれている。
歯科用充填修復材料において、充填材は、主に機械的強度を付与するための成分であるが、この充填材について検討することにより、重合収縮応力の低減を図ることが検討されている。
例えば、特許文献1には、ナノオーダーの粒子径のナノ充填材、微粒の歯科用ガラス、粗粒の歯科用ガラスの3種の充填材を、特定の比率で高い配合量にて含む組成物(複合材料)が開示されている。特許文献1の組成物の技術思想は、3種の異なる粒径の充填材を使用することによって、組成物中の充填材配合量を高めてモノマーマトリックス量を少なくすることにより、重合収縮量を減らすというものである。しかしながら、歯科用組成物においては、重合収縮応力が小さいこと以外にも、例えば、審美性、操作性などの種々の要求特性があり、これらの特性を満たすために、粒子径の異なる複数種の充填材を併用することが一般的に行われている。そのため、特許文献1の組成物のように、重合収縮応力を低減するために3種の異なる粒径の充填材を特定の比率で用いる場合には、その他の特性を検討するにあたって充填材の検討の余地が狭くなり、歯科用組成物に要求されるその他の特性を高めることが容易ではないという問題があった。
特開2006−312634号公報
そこで本発明は、配合する充填材の種類が1種類であっても重合硬化時に発生する重合収縮応力を低減することができ、かつ良好な機械的強度を有する硬化物を与えることができる歯科用硬化性組成物を提供することを目的とする。
本発明は、重合性単量体(A)、金属ハロゲン化物粒子の表面が金属酸化物の被膜によって被覆されている被覆無機粒子(B)、及び重合開始剤(C)を含む歯科用硬化性組成物である。
本発明の歯科用硬化性組成物は、好ましくは、重合促進剤(D)をさらに含む。
本発明の歯科用硬化性組成物は、好ましくは、重合性単量体(A)100重量部に対し、被覆無機粒子(B)を60〜900重量部含有する。
本発明の歯科用硬化性組成物に含まれる被覆無機粒子(B)は、金属ハロゲン化物粒子80〜97重量%、及び金属酸化物被膜3〜20重量%を含むことが好ましい。
本発明の歯科用硬化性組成物に含まれる被覆無機粒子(B)の屈折率は、1.45〜1.56であることが好ましい。
本発明の歯科用硬化性組成物に含まれる被覆無機粒子(B)の平均一次粒子径は、0.04μm以上1μm未満であることが好ましい。
本発明の歯科用硬化性組成物に含まれる被覆無機粒子(B)の金属ハロゲン化物は、周期律表第2族、同3族からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属のハロゲン化物であることが好ましい。
本発明の歯科用硬化性組成物に含まれる被覆無機粒子(B)の金属酸化物は、周期律表第4族、同13族、同14族からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物であることが好ましい。
本発明の歯科用硬化性組成物に含まれる被覆無機粒子(B)の金属ハロゲン化物は、三フッ化イッテルビウムであることが好ましい。
本発明の歯科用硬化性組成物に含まれる被覆無機粒子(B)の金属酸化物は、シリカであることが好ましい。
本発明はまた、上記の歯科用硬化性組成物を用いた歯科用充填修復材料である。
本発明によれば、配合する充填材の種類が1種類であっても重合硬化時に発生する重合収縮応力を低減することができ、かつ良好な機械的強度を有する硬化物を与えることができる歯科用硬化性組成物が提供される。したがって、歯科用硬化性組成物を充填修復材料として用いて、最小侵襲治療により齲蝕部位を充填修復する場合でも、接着界面における歯質と充填修復材料の剥離や残存歯質の損傷が起こりにくく、長期間にわたってその機能を維持することができる。また、本発明によれば、他の種類の充填材と併用することによって、あるいは本発明で用いられる充填材の種類を適宜選択することによって歯科用硬化性組成物を高機能化することも容易である。
本発明の歯科用硬化性組成物は、重合性単量体(A)、金属ハロゲン化物の表面が金属酸化物の被膜によって被覆されている被覆無機粒子(B)、及び重合開始剤(C)を含むものである。
重合性単量体(A)としては、ラジカル重合性単量体が好適に用いられる。重合性単量体(A)におけるラジカル重合性単量体の具体例としては、α−シアノアクリル酸、(メタ)アクリル酸、α−ハロゲン化アクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、ソルビン酸、マレイン酸、イタコン酸などのエステル類、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミド誘導体、ビニルエステル類、ビニルエーテル類、モノ−N−ビニル誘導体、スチレン誘導体などが挙げられる。これらの中では、(メタ)アクリル酸エステル及び(メタ)アクリルアミド誘導体が好ましく、(メタ)アクリル酸エステルがより好ましい。なお、本発明において(メタ)アクリルの表記は、メタクリルとアクリルの両者を包含する意味で用いられる。
(メタ)アクリル酸エステル及び(メタ)アクリルアミド誘導体系の重合性単量体の例を以下に示す。
(I)一官能性(メタ)アクリレート及び(メタ)アクリルアミド誘導体の例としては、メチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、2,3−ジブロモプロピル(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、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、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、エリトリトールモノ(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−(ジヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルオキシドデシルピリジニウムブロマイド、(メタ)アクリロイルオキシドデシルピリジニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシヘキサデシルピリジニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシデシルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。
(II)二官能性(メタ)アクリレートの例としては、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、ネオペンチルグリコールジ(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、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジル(メタ)アクリレート(2,2−ビス[4−〔3−(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ〕フェニル]プロパン、通称BisGMA)、2,2−ビス〔4−(メタ)アクリロイルオキシエトキシフェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(メタ)アクリロイルオキシポリエトキシフェニル〕プロパン、1,2−ビス〔3−(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ〕エタン、ペンタエリトリトールジ(メタ)アクリレート、[2,2,4−トリメチルヘキサメチレンビス(2−カルバモイルオキシエチル)]ジメタクリレート(通称UDMA)などが挙げられる。
(III)三官能性以上の(メタ)アクリレートの例としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、N,N’−(2,2,4−トリメチルヘキサメチレン)ビス〔2−(アミノカルボキシ)プロパン−1,3−ジオール〕テトラメタクリレート、1,7−ジアクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラアクリロイルオキシメチル−4−オキシヘプタンなどが挙げられる。
前記重合性単量体は、いずれも、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
なお、歯質、金属、セラミックスなどに対する接着性を向上させる場合、本発明の歯科用硬化性組成物には、これらの被着体に対する接着性を付与する機能性モノマーを重合性単量体(A)として含有させることが好ましい場合がある。
機能性モノマーとして、例えば、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルジハイドロジェンホスフェート、10−(メタ)アクリロイルオキシデシルジハイドロジェンホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニルハイドロジェンホスフェートなどのリン酸基を有するモノマー、及び11−(メタ)アクリロイルオキシ−1,1−ウンデカンジカルボン酸、4−(メタ)アクリロイルオキシエトキシカルボニルフタル酸などのカルボン酸基を有するモノマーは、歯質や卑金属に対して優れた接着性を呈するので好ましい。
また、機能性モノマーとして、例えば、10−メルカプトデシル(メタ)アクリレート、6−(4−ビニルベンジル−n−プロピル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジチオン、特開平10−1473号公報に記載のチオウラシル誘導体や特開平11−92461号公報に記載のジスルフィド化合物などの硫黄元素を有するモノマーは、貴金属に対して優れた接着性を呈するので好ましい。
さらに、機能性モノマーとして、例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどの重合性基含有シランカップリング剤は、セラミックス、陶材、歯科用コンポジットレジンへの接着に効果的である。
特に歯科用修復材料としての良好な硬化体物性(機械的強度、非溶出性など)を得るためには、これら機能性モノマーの配合量は、重合性単量体(A)100重量部中に30重量部以下、好ましくは10重量部以下、より好ましくは5重量部以下とするのがよい。
本発明に用いられる被覆無機粒子(B)は、金属ハロゲン化物粒子の表面が金属酸化物の被膜によって被覆されている無機粒子である。本発明の被覆無機粒子(B)を歯科用硬化性組成物に配合すると、その硬化物に十分な機械的強度が与えられ、さらには硬化の際に発生する重合収縮応力が低減される。これは、金属ハロゲン化物粒子表面と金属酸化物被膜が、化学的に結合せず、金属ハロゲン化物粒子表面と金属酸化物被膜との界面が微小な動きをすることによって、生じた重合収縮応力が緩和されているためと考えられる。
金属ハロゲン化物は、周期律表第2族、同3族からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属のハロゲン化物であることが好ましく、その具体例としては、三フッ化イットリウム、三フッ化イッテルビウム、二フッ化バリウム、三塩化イッテルビウム、二塩化バリウム等が挙げられる。また、被膜を形成する金属酸化物は、周期律表第4族、同13族、同14族からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物であることが好ましく、その具体例としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア等が挙げられる。
本発明においては、被覆無機粒子(B)に使用される金属ハロゲン化物及び金属酸化物の種類を適宜選択することにより、歯科用硬化性組成物を高機能化することができる。例えば、屈折率、X線造影性の点からは、金属ハロゲン化物は、三フッ化イッテルビウムが好ましい。また、共存する重合開始剤、重合促進剤、重合性単量体との化学的相互作用を低減し、歯科用硬化性組成物の長期保存安定性を向上させる点からは、被膜を形成する金属酸化物は、シリカが好ましい。
被覆無機粒子(B)に含まれる成分の比率は、金属ハロゲン化物80〜97重量%、及び金属酸化物3〜20重量%であることが好ましく、屈折率、X線造影性、重合収縮応力低減の点から、金属ハロゲン化物88〜93重量%、及び金属酸化物7〜12重量%であることがより好ましい。
被覆無機粒子(B)の平均一次粒子径は、0.04μm以上1μm未満であることが好ましい。平均一次粒子径が0.04μm未満だと、歯科用充填修復材料として、十分な機械的強度が得られないおそれがある。一方、平均一次粒子径が1μm以上だと、歯科用充填修復材料として、十分な滑沢耐久性が得られないおそれがある。平均一次粒子径は、0.1〜0.5μmがより好ましく、0.1〜0.3μmがよりさらに好ましい。なお、被覆無機粒子(B)の平均粒子径は、レーザー回折散乱法により、求めることができる。具体的に例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置(SALD−2100:島津製作所製)により、0.2%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を分散媒に用いて測定することができる。
被覆無機粒子(B)の形状には特に制限はなく、不定形状であっても、球状であってもよい。また、被覆無機粒子(B)は、凝集粒子であってもよい。
被覆無機粒子(B)の屈折率は、1.45〜1.56であることが好ましい。また、歯科用硬化性組成物の硬化物の透明性を高め、審美性を向上させる点から、1.48〜1.55であることがより好ましく、1.51〜1.54であることがさらに好ましい。なお、屈折率は、被覆無機粒子(B)に含まれる金属ハロゲン化物及び金属酸化物の種類の選択と成分比率の調整によって調節することができる。
被覆無機粒子(B)は、一種単独で、あるいは金属ハロゲン化物及び/又は金属酸化物の種類が異なるものを2種以上適宜組み合わせて使用してもよい。
被覆無機粒子(B)は、重合性単量体(A)と組み合わせて用いることから、被覆無機粒子(B)と重合性単量体(A)との親和性を改善したり、被覆無機粒子(B)と重合性単量体(A)との化学結合性を高めて硬化物の機械的強度を向上させたりするために、予め表面処理剤で表面処理を施しておくことが望ましい。かかる表面処理剤としては、有機ケイ素化合物、有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物、有機アルミニウム化合物などの有機金属化合物、及びリン酸基、ピロリン酸基、チオリン酸基、ホスホン酸基、スルホン酸基、カルボン酸基等の酸性基を少なくとも1個有する酸性基含有有機化合物を用いることができる。表面処理剤を2種以上使用する場合は、2種以上の表面処理剤の混合物の表面処理層としてもよいし、表面処理剤層が複数積層した複層構造の表面処理層としてもよい。また、表面処理方法としては、特に制限なく公知の方法を用いることができる。
有機ケイ素化合物としては、R1 nSiX4−nで表される化合物が挙げられる(式中、R1は炭素数1〜12の置換又は無置換の炭化水素基であり、Xは炭素数1〜4のアルコキシ基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子又は水素原子を示し、nは0〜3の整数であり、但し、R1及びXが複数ある場合にはそれぞれ、同一でも異なっていてもよい)。
具体的には、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル−3,3,3−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメチルシラノール、メチルトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、トリメチルブロモシラン、ジエチルシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ω−(メタ)アクリロキシアルキルトリメトキシシラン〔(メタ)アクリロキシ基とケイ素原子との間の炭素数:3〜12、例、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等〕、ω−(メタ)アクリロキシアルキルトリエトキシシラン〔(メタ)アクリロキシ基とケイ素原子との間の炭素数:3〜12、例、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等〕等が挙げられる。
この中でも、前述の重合性単量体(A)と共重合し得る官能基を有するカップリング剤、例えばω−(メタ)アクリロキシアルキルトリメトキシシラン〔(メタ)アクリロキシ基とケイ素原子との間の炭素数:3〜12〕、ω−(メタ)アクリロキシアルキルトリエトキシシラン〔(メタ)アクリロキシ基とケイ素原子との間の炭素数:3〜12〕、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等が好ましく用いられる。
有機チタン化合物としては、例えば、テトラメチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラn−ブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート等が挙げられる。
有機ジルコニウム化合物としては、例えば、ジルコニウムイソプロポキシド、ジルコニウムn−ブトキシド、ジルコニウムアセチルアセトネート、ジルコニルアセテート等が挙げられる。
有機アルミニウム化合物としては、例えば、アルミニウムアセチルアセトネート、アルミニウム有機酸塩キレート化合物等が挙げられる。
リン酸基を含有する酸性基含有有機化合物としては、2−エチルヘキシルアシッドホスフェート、ステアリルアシッドホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルジハイドロジェンホスフェート、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルジハイドロジェンホスフェート、4−(メタ)アクリロイルオキシブチルジハイドロジェンホスフェート、5−(メタ)アクリロイルオキシペンチルジハイドロジェンホスフェート、6−(メタ)アクリロイルオキシヘキシルジハイドロジェンホスフェート、7−(メタ)アクリロイルオキシヘプチルジハイドロジェンホスフェート、8−(メタ)アクリロイルオキシオクチルジハイドロジェンホスフェート、9−(メタ)アクリロイルオキシノニルジハイドロジェンホスフェート、10−(メタ)アクリロイルオキシデシルジハイドロジェンホスフェート、11−(メタ)アクリロイルオキシウンデシルジハイドロジェンホスフェート、12−(メタ)アクリロイルオキシドデシルジハイドロジェンホスフェート、16−(メタ)アクリロイルオキシヘキサデシルジハイドロジェンホスフェート、20−(メタ)アクリロイルオキシイコシルジハイドロジェンホスフェート、ビス〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕ハイドロジェンホスフェート、ビス〔4−(メタ)アクリロイルオキシブチル〕ハイドロジェンホスフェート、ビス〔6−(メタ)アクリロイルオキシヘキシル〕ハイドロジェンホスフェート、ビス〔8−(メタ)アクリロイルオキシオクチル〕ハイドロジェンホスフェート、ビス〔9−(メタ)アクリロイルオキシノニル〕ハイドロジェンホスフェート、ビス〔10−(メタ)アクリロイルオキシデシル〕ハイドロジェンホスフェート、1,3−ジ(メタ)アクリロイルオキシプロピルジハイドロジェンホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニルハイドロジェンホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−2−ブロモエチルハイドロジェンホスフェート、ビス〔2−(メタ)アクリロイルオキシ−(1−ヒドロキシメチル)エチル〕ハイドロジェンホスフェート、及びこれらの酸塩化物、アルカリ金属塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
ピロリン酸基を含有する酸性基含有有機化合物としては、ピロリン酸ビスオクチル、ピロリン酸ビス〔4−(メタ)アクリロイルオキシブチル〕、ピロリン酸ビス〔6−(メタ)アクリロイルオキシヘキシル〕、ピロリン酸ビス〔8−(メタ)アクリロイルオキシオクチル〕、ピロリン酸ビス〔10−(メタ)アクリロイルオキシデシル〕、及びこれらの酸塩化物、アルカリ金属塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
チオリン酸基を含有する酸性基含有有機化合物としては、エチルジハイドロジェンチオホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルジハイドロジェンチオホスフェート、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルジハイドロジェンチオホスフェート、4−(メタ)アクリロイルオキシブチルジハイドロジェンチオホスフェート、5−(メタ)アクリロイルオキシペンチルジハイドロジェンチオホスフェート、6−(メタ)アクリロイルオキシヘキシルジハイドロジェンチオホスフェート、7−(メタ)アクリロイルオキシヘプチルジハイドロジェンチオホスフェート、8−(メタ)アクリロイルオキシオクチルジハイドロジェンチオホスフェート、9−(メタ)アクリロイルオキシノニルジハイドロジェンチオホスフェート、10−(メタ)アクリロイルオキシデシルジハイドロジェンチオホスフェート、11−(メタ)アクリロイルオキシウンデシルジハイドロジェンチオホスフェート、12−(メタ)アクリロイルオキシドデシルジハイドロジェンチオホスフェート、16−(メタ)アクリロイルオキシヘキサデシルジハイドロジェンチオホスフェート、20−(メタ)アクリロイルオキシイコシルジハイドロジェンチオホスフェート、及びこれらの酸塩化物、アルカリ金属塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
ホスホン酸基を含有する酸性基含有有機化合物としては、ヘキシル−3−ホスホノプロピオネート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニルホスホネート、5−(メタ)アクリロイルオキシペンチル−3−ホスホノプロピオネート、6−(メタ)アクリロイルオキシヘキシル−3−ホスホノプロピオネート、10−(メタ)アクリロイルオキシデシル−3−ホスホノプロピオネート、6−(メタ)アクリロイルオキシヘキシル−3−ホスホノアセテート、10−(メタ)アクリロイルオキシデシル−3−ホスホノアセテート、及びこれらの酸塩化物、アルカリ金属塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
スルホン酸基を含有する酸性基含有有機化合物としては、ベンゼンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−スルホエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
カルボン酸基を含有する酸性基含有有機化合物としては、分子内に1個のカルボキシル基を有する化合物と、分子内に複数個のカルボキシル基を有する化合物とが挙げられる。
分子内に1個のカルボキシル基を有する化合物としては、オクタン酸、デカン酸、(メタ)アクリル酸、N−(メタ)アクリロイルグリシン、N−(メタ)アクリロイルアスパラギン酸、O−(メタ)アクリロイルチロシン、N−(メタ)アクリロイルチロシン、N−(メタ)アクリロイルフェニルアラニン、N−(メタ)アクリロイル−p−アミノ安息香酸、N−(メタ)アクリロイル−o−アミノ安息香酸、p−ビニル安息香酸、2−(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸、3−(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸、4−(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸、N−(メタ)アクリロイル−5−アミノサリチル酸、N−(メタ)アクリロイル−4−アミノサリチル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンマレート、及びこれらの酸ハロゲン化物が挙げられる。
分子内に複数個のカルボキシル基を有する化合物としては、マロン酸、グルタル酸、6−(メタ)アクリロイルオキシヘキサン−1,1−ジカルボン酸、9−(メタ)アクリロイルオキシノナン−1,1−ジカルボン酸、10−(メタ)アクリロイルオキシデカン−1,1−ジカルボン酸、11−(メタ)アクリロイルオキシウンデカン−1,1−ジカルボン酸、12−(メタ)アクリロイルオキシドデカン−1,1−ジカルボン酸、13−(メタ)アクリロイルオキシトリデカン−1,1−ジカルボン酸、4−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメリテート、4−(メタ)アクリロイルオキシブチルトリメリテート、4−(メタ)アクリロイルオキシヘキシルトリメリテート、4−(メタ)アクリロイルオキシデシルトリメリテート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−3’−(メタ)アクリロイルオキシ−2’−(3,4−ジカルボキシベンゾイルオキシ)プロピルサクシネート、及びこれらの酸無水物又は酸ハロゲン化物等が挙げられる。
上記の表面処理剤は、一種類単独を用いてもよく、複数種類を併用してもよい。また、被覆無機粒子(B)と重合性単量体(A)との化学結合性を高めて硬化物の機械的強度を向上させるために、重合性単量体(A)と共重合し得る官能基を有する、有機金属化合物及び酸性基含有有機化合物を用いることがより好ましい。
歯科用硬化性組成物における被覆無機粒子(B)の含有量は、重合性単量体(A)100重量部に対して、60〜900重量部が好ましく、100〜400重量部がより好ましく、120〜200重量部がさらに好ましい。被覆無機粒子(B)の含有量が60重量部未満だと、得られる硬化物の機械的強度と滑沢耐久性が不十分となるおそれがある。一方、900重量部を超えると、重合性単量体(A)と被覆無機粒子(B)を混合することが困難になるおそれがある。
本発明に用いられる重合開始剤(C)は、一般工業界で使用されている重合開始剤から選択して使用でき、中でも歯科用途に用いられている重合開始剤が好ましく用いられる。特に、光重合及び化学重合の重合開始剤が、単独で又は2種以上適宜組み合わせて使用される。歯科用硬化性組成物の汎用性の観点からは、重合開始剤(C)は、光重合開始剤を含むことが好ましい。
光重合開始剤としては、(ビス)アシルホスフィンオキサイド類、水溶性アシルホスフィンオキサイド類、チオキサントン類又はチオキサントン類の第4級アンモニウム塩、ケタール類、α−ジケトン類、クマリン類、アントラキノン類、ベンゾインアルキルエーテル化合物類、α−アミノケトン系化合物などが挙げられる。
上記光重合開始剤として用いられる(ビス)アシルホスフィンオキサイド類のうち、アシルホスフィンオキサイド類としては、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,6−ジメトキシベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,6−ジクロロベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルメトキシフェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルエトキシフェニルホスフィンオキサイド、2,3,5,6−テトラメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ベンゾイルジ−(2,6−ジメチルフェニル)ホスホネートなどが挙げられる。ビスアシルホスフィンオキサイド類としては、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)−4−プロピルフェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)−1−ナフチルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、(2,5,6−トリメチルベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイドなどが挙げられる。
上記光重合開始剤として用いられる水溶性アシルホスフィンオキサイド類は、アシルホスフィンオキサイド分子内にアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、ピリジニウムイオン又はアンモニウムイオンを有することが好ましい。例えば、水溶性アシルホスフィンオキサイド類は、欧州特許第0009348号明細書又は特開昭57−197289号公報に開示されている方法により合成することができる。
上記水溶性アシルホスフィンオキサイド類の具体例としては、モノメチルアセチルホスホネート・ナトリウム、モノメチル(1−オキソプロピル)ホスホネート・ナトリウム、モノメチルベンゾイルホスホネート・ナトリウム、モノメチル(1−オキソブチル)ホスホネート・ナトリウム、モノメチル(2−メチル−1−オキソプロピル)ホスホネート・ナトリウム、アセチルホスホネート・ナトリウム、モノメチルアセチルホスホネート・ナトリウム、アセチルメチルホスホネート・ナトリウム、メチル4−(ヒドロキシメトキシホスフィニル)−4−オキソブタノエート・ナトリウム塩、メチル−4−オキソホスホノブタノエート・モノナトリウム塩、アセチルフェニールホスフィネート・ナトリウム塩、(1−オキソプロピル)ペンチルホスフィネート・ナトリウム、メチル−4−(ヒドロキシペンチルホスフィニル)−4−オキソブタノエート・ナトリウム塩、アセチルペンチルホスフィネート・ナトリウム、アセチルエチルホスフィネート・ナトリウム、メチル(1,1−ジメチル)メチルホスフィネート・ナトリウム、(1,1−ジエトキシエチル)メチルホスフィネート・ナトリウム、(1,1−ジエトキシエチル)メチルホスフィネート・ナトリウム、メチル−4−(ヒドロキシメチルホスフィニル)−4−オキソブタノエート・リチウム塩、4−(ヒドロキシメチルホスフィニル)−4−オキソブタノイックアシッド・ジリチウム塩、メチル(2−メチル−1,3−ジオキソラン−2−イル)ホスフィネート・ナトリウム塩、メチル(2−メチル−1,3−チアゾリディン−2−イル)ホスホナイト・ナトリウム塩、(2−メチルパーヒドロ−1,3−ディアジン−2−イル)ホスホナイト・ナトリウム塩、アセチルホスフィネート・ナトリウム塩、(1,1−ジエトキシエチル)ホスホナイト・ナトリウム塩、(1,1−ジエトキシエチル)メチルホスホナイト・ナトリウム塩、メチル(2−メチルオキサチオラン−2−イル)ホスフィネート・ナトリウム塩、メチル(2,4,5−トリメチル−1,3−ジオキソラン−2−イル)ホスフィネート・ナトリウム塩、メチル(1,1−プロポキシエチル)ホスフィネート・ナトリウム塩、(1−メトキシビニル)メチルホスフィネート・ナトリウム塩、(1−エチルチオビニル)メチルホスフィネート・ナトリウム塩、メチル(2−メチルパーヒドロ−1,3−ジアジン−2−イル)ホスフィネート・ナトリウム塩、メチル(2−メチルパーヒドロ−1,3−チアジン−2−イル)ホスフィネート・ナトリウム塩、メチル(2−メチル−1,3−ジアゾリジン−2−イル)ホスフィネート・ナトリウム塩、メチル(2−メチル−1,3−チアゾリジン−2−イル)ホスフィネート・ナトリウム塩、(2,2−ジシアノ−1−メチルエチニル)ホスフィネート・ナトリウム塩、アセチルメチルホスフィネートオキシム・ナトリウム塩、アセチルメチルホスフィネート−O−ベンジルオキシム・ナトリウム塩、1−[(N−エトキシイミノ)エチル]メチルホスフィネート・ナトリウム塩、メチル(1−フェニルイミノエチル)ホスフィネート・ナトリウム塩、メチル(1−フェニルヒドラゾンエチル)ホスフィネート・ナトリウム塩、[1−(2,4−ジニトロフェニルヒドラゾノ)エチル]メチルホスフィネート・ナトリウム塩、アセチルメチルホスフィネートセミカルバゾン・ナトリウム塩、(1−シアノ−1−ヒドロキシエチル)メチルホスフィネート・ナトリウム塩、(ジメトキシメチル)メチルホスフィネート・ナトリウム塩、フォーミルメチルホスフィネート・ナトリウム塩、(1,1−ジメトキシプロピル)メチルホスフィネート・ナトリウム塩、メチル(1−オキソプロピル)ホスフィネート・ナトリウム塩、(1,1−ジメトキシプロピル)メチルホスフィネート・ドデシルグアニジン塩、(1,1−ジメトキシプロピル)メチルホスフィネート・イソプロピルアミン塩、アセチルメチルホスフィネートチオセミカルバゾン・ナトリウム塩、1,3,5−トリブチル−4−メチルアミノ−1,2,4−トリアゾリウム(1,1−ジメトキシエチル)−メチルホスフィネート、1−ブチル−4−ブチルアミノメチルアミノ−3,5−ジプロピル−1,2,4−トリアゾリウム(1,1−ジメトキシエチル)−メチルホスフィネート、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィンオキサイドナトリウム塩、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィンオキサイドカリウム塩、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィンオキサイドのアンモニウム塩などが挙げられる。さらに、特開2000−159621号公報に記載されている化合物も挙げられる。
これら(ビス)アシルホスフィンオキサイド類及び水溶性アシルホスフィンオキサイド類の中でも、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルメトキシフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド及び2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィンオキサイドナトリウム塩が特に好ましい。
上記光重合開始剤として用いられるチオキサントン類又はチオキサントン類の第4級アンモニウム塩としては、例えば、チオキサントン、2−クロルチオキサンセン−9−オン、2−ヒドロキシ−3−(9−オキシ−9H−チオキサンテン−4−イルオキシ)−N,N,N−トリメチル−プロパンアミニウムクロライド、2−ヒドロキシ−3−(1−メチル−9−オキシ−9H−チオキサンテン−4−イルオキシ)−N,N,N−トリメチル−プロパンアミニウムクロライド、2−ヒドロキシ−3−(9−オキソ−9H−チオキサンテン−2−イルオキシ)−N,N,N−トリメチル−プロパンアミニウムクロライド、2−ヒドロキシ−3−(3,4−ジメチル−9−オキソ−9H−チオキサンテン−2−イルオキシ)−N,N,N−トリメチル−1−プロパンアミニウムクロライド、2−ヒドロキシ−3−(3,4−ジメチル−9H−チオキサンテン−2−イルオキシ)−N,N,N−トリメチル−1−プロパンアミニウムクロライド、2−ヒドロキシ−3−(1,3,4−トリメチル−9−オキソ−9H−チオキサンテン−2−イルオキシ)−N,N,N−トリメチル−1−プロパンアミニウムクロライドなどが使用できる。
これらチオキサントン類又はチオキサントン類の第4級アンモニウム塩の中でも、特に好適なチオキサントン類は、2−クロルチオキサンセン−9−オンであり、特に好適なチオキサントン類の第4級アンモニウム塩は、2−ヒドロキシ−3−(3,4−ジメチル−9H−チオキサンテン−2−イルオキシ)−N,N,N−トリメチル−1−プロパンアミニウムクロライドである。
上記光重合開始剤として用いられるケタール類の例としては、ベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタール等が挙げられる。
上記光重合開始剤として用いられるα−ジケトン類としては、例えば、ジアセチル、ジベンジル、カンファーキノン、2,3−ペンタジオン、2,3−オクタジオン、9,10−フェナンスレンキノン、4,4’−オキシベンジル、アセナフテンキノン等が挙げられる。この中でも、可視光域に極大吸収波長を有している観点から、カンファーキノンが特に好ましい。
上記光重合開始剤として用いられるクマリン化合物の例としては、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノ)クマリン、3−(4−メトキシベンゾイル)クマリン、3−チェノイルクマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジメトキシクマリン、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−ベンゾイル−6−メトキシクマリン、3−ベンゾイル−8−メトキシクマリン、3−ベンゾイルクマリン、7−メトキシ−3−(p−ニトロベンゾイル)クマリン、3−(p−ニトロベンゾイル)クマリン、3,5−カルボニルビス(7−メトキシクマリン)、3−ベンゾイル−6−ブロモクマリン、3,3’−カルボニルビスクマリン、3−ベンゾイル−7−ジメチルアミノクマリン、3−ベンゾイルベンゾ[f]クマリン、3−カルボキシクマリン、3−カルボキシ−7−メトキシクマリン、3−エトキシカルボニル−6−メトキシクマリン、3−エトキシカルボニル−8−メトキシクマリン、3−アセチルベンゾ[f]クマリン、7−メトキシ−3−(p−ニトロベンゾイル)クマリン、3−(p−ニトロベンゾイル)クマリン、3−ベンゾイル−6−ニトロクマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、7−ジメチルアミノ−3−(4−メトキシベンゾイル)クマリン、7−ジエチルアミノ−3−(4−メトキシベンゾイル)クマリン、7−ジエチルアミノ−3−(4−ジエチルアミノ)クマリン、7−メトキシ−3−(4−メトキシベンゾイル)クマリン、3−(4−ニトロベンゾイル)ベンゾ[f]クマリン、3−(4−エトキシシンナモイル)−7−メトキシクマリン、3−(4−ジメチルアミノシンナモイル)クマリン、3−(4−ジフェニルアミノシンナモイル)クマリン、3−[(3−ジメチルベンゾチアゾール−2−イリデン)アセチル]クマリン、3−[(1−メチルナフト[1,2−d]チアゾール−2−イリデン)アセチル]クマリン、3,3’−カルボニルビス(6−メトキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−アセトキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−ジメチルアミノクマリン)、3−(2−ベンゾチアゾイル)−7−(ジエチルアミノ)クマリン、3−(2−ベンゾチアゾイル)−7−(ジブチルアミノ)クマリン、3−(2−ベンゾイミダゾイル)−7−(ジエチルアミノ)クマリン、3−(2−ベンゾチアゾイル)−7−(ジオクチルアミノ)クマリン、3−アセチル−7−(ジメチルアミノ)クマリン、3,3’−カルボニルビス(7−ジブチルアミノクマリン)、3,3’−カルボニル−7−ジエチルアミノクマリン−7’−ビス(ブトキシエチル)アミノクマリン、10−[3−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]−1−オキソ−2−プロペニル]−2,3,6,7−1,1,7,7−テトラメチル1H,5H,11H−[1]ベンゾピラノ[6,7,8−ij]キノリジン−11−オン、10−(2−ベンゾチアゾイル)−2,3,6、7−テトラヒドロ−1,1,7,7−テトラメチル1H,5H,11H−[1]ベンゾピラノ[6,7,8−ij]キノリジン−11−オン等の特開平9−3109号公報、特開平10−245525号公報に記載されている化合物が挙げられる。
上述のクマリン化合物の中でも、特に、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)及び3,3’−カルボニルビス(7−ジブチルアミノクマリン)が好適である。
上記光重合開始剤として用いられるアントラキノン類の例としては、アントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−クロロアントラキノン、1−ブロモアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、1−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、1−ヒドロキシアントラキノンなどが挙げられる。
上記光重合開始剤として用いられるベンゾインアルキルエーテル類の例としては、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルなどが挙げられる。
上記光重合開始剤として用いられるα−アミノケトン類の例としては、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン等が挙げられる。
これらの光重合開始剤の中でも、(ビス)アシルホスフィンオキサイド類及びその塩、α−ジケトン類、及びクマリン化合物からなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。これにより、可視及び近紫外領域での光硬化性に優れ、ハロゲンランプ、発光ダイオード(LED)、キセノンランプのいずれの光源を用いても十分な光硬化性を示す組成物が得られる。
本発明に用いられる重合開始剤のうち化学重合開始剤としては、有機過酸化物が好ましく用いられる。上記の化学重合開始剤に使用される有機過酸化物は特に限定されず、公知のものを使用することができる。代表的な有機過酸化物としては、ケトンパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシケタール、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネート等が挙げられる。
上記化学重合開始剤として用いられるケトンパーオキサイドとしては、メチルエチルケトンパーオキサイド、メチルイソブチルケトンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド及びシクロヘキサノンパーオキサイド等が挙げられる。
上記化学重合開始剤として用いられるハイドロパーオキサイドとしては、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド及びt−ブチルハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
上記化学重合開始剤として用いられるジアシルパーオキサイドとしては、アセチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド及びラウロイルパーオキサイド等が挙げられる。
上記化学重合開始剤として用いられるジアルキルパーオキサイドとしては、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、1,3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン及び2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3−ヘキシン等が挙げられる。
上記化学重合開始剤として用いられるパーオキシケタールとしては、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)オクタン及び4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレリックアシッド−n−ブチルエステル等が挙げられる。
上記化学重合開始剤として用いられるパーオキシエステルとしては、α−クミルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシピバレート、2,2,4−トリメチルペンチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタラート、t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシベンゾエート及びt−ブチルパーオキシマレリックアシッド等が挙げられる。
上記化学重合開始剤として用いられるパーオキシジカーボネートとしては、ジ−3−メトキシパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート及びジアリルパーオキシジカーボネート等が挙げられる。
これらの有機過酸化物の中でも、安全性、保存安定性及びラジカル生成能力の総合的なバランスから、ジアシルパーオキサイドが好ましく用いられ、その中でもベンゾイルパーオキサイドが特に好ましく用いられる。
本発明に用いられる重合開始剤(C)の配合量は特に限定されないが、得られる組成物の硬化性等の観点からは、重合性単量体(A)100重量部に対して、重合開始剤(C)を0.01〜10重量部含有してなることが好ましい。重合開始剤(C)の配合量が0.01重量部未満の場合、重合が十分に進行せず、機械的強度の低下を招くおそれがあり、より好適には0.1重量部以上である。一方、重合開始剤(C)の配合量が10重量部を超える場合、重合開始剤(C)自体の重合性能が低い場合には、十分な機械的強度が得られなくなるおそれがあり、さらには組成物からの析出を招くおそれがあるため、より好適には5重量部以下である。
好ましい実施態様では、重合促進剤(D)が用いられる。本発明に用いられる重合促進剤(D)としては、アミン類、スルフィン酸及びその塩、アルデヒド類、チオール化合物、トリアジン化合物等が挙げられる。
重合促進剤(D)として用いられるアミン類は、脂肪族アミン及び芳香族アミンに分けられる。脂肪族アミンとしては、例えば、n−ブチルアミン、n−ヘキシルアミン、n−オクチルアミン等の第1級脂肪族アミン;ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、N−メチルエタノールアミン等の第2級脂肪族アミン;N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N−n−ブチルジエタノールアミン、N−ラウリルジエタノールアミン、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N−メチルジエタノールアミンジメタクリレート、N−エチルジエタノールアミンジメタクリレート、トリエタノールアミンモノメタクリレート、トリエタノールアミンジメタクリレート、トリエタノールアミントリメタクリレート、トリエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン等の第3級脂肪族アミン等が挙げられる。これらの中でも、組成物の硬化性及び保存安定性の観点から、第3級脂肪族アミンが好ましく、その中でもN,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N−メチルジエタノールアミン及びトリエタノールアミンがより好ましく用いられる。
また、芳香族アミンとしては、例えば、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3,5−ジメチルアニリン、N,N−ジ(2−ヒドロキシエチル)−p−トルイジン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3,4−ジメチルアニリン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−4−エチルアニリン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−4−イソプロピルアニリン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−4−t−ブチルアニリン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3,5−ジ-イソプロピルアニリン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3,5−ジ−t−ブチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジメチル−p−トルイジン、N,N−ジメチル−m−トルイジン、N,N−ジエチル−p−トルイジン、N,N−ジメチル−3,5−ジメチルアニリン、N,N−ジメチル−3,4−ジメチルアニリン、N,N−ジメチル−4−エチルアニリン、N,N−ジメチル−4−イソプロピルアニリン、N,N−ジメチル−4−t−ブチルアニリン、N,N−ジメチル−3,5−ジ−t−ブチルアニリン、4−N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、4−N,N−ジメチルアミノ安息香酸メチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸n−ブトキシエチルエステル、4−N,N−ジメチルアミノ安息香酸2−(メタクリロイルオキシ)エチルエステル、4−N,N−ジメチルアミノベンゾフェノン、4−ジメチルアミノ安息香酸ブチル等が挙げられる。これらの中でも、組成物に優れた硬化性を付与できる観点から、N,N−ジ(2−ヒドロキシエチル)−p−トルイジン、4−N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸n−ブトキシエチルエステル及び4−N,N−ジメチルアミノベンゾフェノンからなる群から選択される少なくとも1種が好ましく用いられる。
重合促進剤(D)として用いられるスルフィン酸及びその塩としては、例えば、p−トルエンスルフィン酸、p−トルエンスルフィン酸ナトリウム、p−トルエンスルフィン酸カリウム、p−トルエンスルフィン酸リチウム、p−トルエンスルフィン酸カルシウム、ベンゼンスルフィン酸、ベンゼンスルフィン酸ナトリウム、ベンゼンスルフィン酸カリウム、ベンゼンスルフィン酸リチウム、ベンゼンスルフィン酸カルシウム、2,4,6−トリメチルベンゼンスルフィン酸、2,4,6−トリメチルベンゼンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6−トリメチルベンゼンスルフィン酸カリウム、2,4,6−トリメチルベンゼンスルフィン酸リチウム、2,4,6−トリメチルベンゼンスルフィン酸カルシウム、2,4,6−トリエチルベンゼンスルフィン酸、2,4,6−トリエチルベンゼンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6−トリエチルベンゼンスルフィン酸カリウム、2,4,6−トリエチルベンゼンスルフィン酸リチウム、2,4,6−トリエチルベンゼンスルフィン酸カルシウム、2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸、2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸カリウム、2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸リチウム、2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸カルシウム等が挙げられ、ベンゼンスルフィン酸ナトリウム、p−トルエンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸ナトリウムが特に好ましい。
重合促進剤(D)として用いられるアルデヒド類としては、例えば、テレフタルアルデヒドやベンズアルデヒド誘導体等が挙げられる。ベンズアルデヒド誘導体としては、ジメチルアミノベンズアルデヒド、p−メチルオキシベンズアルデヒド、p−エチルオキシベンズアルデヒド、p−n−オクチルオキシベンズアルデヒド等が挙げられる。これらの中でも、硬化性の観点から、p−n−オクチルオキシベンズアルデヒドが好ましく用いられる。
重合促進剤(D)として用いられるチオール化合物としては、例えば、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2−メルカプトベンゾオキサゾール、デカンチオール、チオ安息香酸等が挙げられる。
重合促進剤(D)として用いられるトリアジン化合物としては、例えば、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(トリブロモメチル)−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリブロモメチル)−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メチルチオフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−クロロフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2,4−ジクロロフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−ブロモフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−n−プロピル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(α,α,β−トリクロロエチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−スチリル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−(p−メトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−(o−メトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−(p−ブトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−(3,4,5−トリメトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(1−ナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−ビフェニリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−{N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)アミノ}エトキシ]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−{N−ヒドロキシエチル−N−エチルアミノ}エトキシ]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−{N−ヒドロキシエチル−N−メチルアミノ}エトキシ]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−{N,N−ジアリルアミノ}エトキシ]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等が例示される。
上記で例示したトリアジン化合物の中で好ましいものは、重合活性の点で2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジンであり、また保存安定性の点で、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−クロロフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、及び2−(4−ビフェニリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジンである。上記トリアジン化合物は1種又は2種以上を混合して用いても構わない。
本発明に用いられる重合促進剤(D)の配合量は特に限定されないが、得られる組成物の硬化性等の観点からは、重合性単量体(A)100重量部に対して、重合促進剤(D)を、0.001〜10重量部含有してなることが好ましい。重合促進剤(D)の配合量が0.001重量部未満の場合、重合が十分に進行せず、機械的強度の低下を招くおそれがあり、より好適には、0.05重量部以上である。一方、重合促進剤(D)の配合量が10重量部を超える場合には、重合開始剤自体の重合性能が低い場合には、十分な機械的強度が得られなくなるおそれがあり、より好適には5重量部以下である。
本発明の歯科用硬化性組成物においては、1種の被覆無機粒子(B)の使用によって、重合収縮力を低減可能なものである。このため、従来行われている複数種の充填材を使用して歯科用硬化性組成物の重合収縮力以外の特性を高める種々の技術を、容易に応用して用いることができる。したがって、本発明の歯科用硬化性組成物には、さらなる高性能化を目的とし、本発明の効果を阻害しない範囲で、被覆無機粒子(B)以外の、無機粒子(E)、無機超微粒子(F)等の充填材を含有させてもよい。
本発明の歯科用硬化性組成物が無機粒子(E)を含有する場合には、硬化物の機械的特性などを向上させることができる。本発明において、無機粒子(E)とは、平均粒子径が0.1μm以上の無機粒子のことをいう。無機粒子(E)の平均粒子径としては、0.1〜1.0μmが好ましく、0.15〜0.9μmがより好ましく、0.15〜0.7μmが特に好ましい。平均粒子径が0.1μm未満では、組成物を歯科用修復材料に用いる場合に、機械的強度が不十分であったり、ペーストにべたつきを生じ操作性が不十分となるおそれがあり、1.0μmを超えると、硬化物の研磨滑沢性や滑沢耐久性を損なうおそれがある。
なお、無機粒子(E)の平均粒子径は、レーザー回折散乱法により、求めることができる。具体的に例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置(SALD−2100:島津製作所製)により、0.2%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を分散媒に用いて測定することができる。
無機粒子(E)としては、歯科用硬化性組成物に使用される公知の無機粒子が何ら制限なく使用される。当該無機粒子としては、各種ガラス類〔シリカを主成分とし、必要に応じ、重金属、ホウ素、アルミニウム等の酸化物を含有する。例えば、溶融シリカ、石英、ソーダライムシリカガラス、Eガラス、Cガラス、ボロシリケートガラス(パイレックス(登録商標)ガラス)等の一般的な組成のガラス粉末;バリウムガラス(GM27884、8235、ショット社製、Ray−SorbE2000、Ray−SorbE3000、SpecialtyGlass社製)、ストロンチウム・ボロシリケートガラス(Ray−SorbE4000、SpecialtyGlass社製)、ランタンガラスセラミックス(GM31684、ショット社製)、フルオロアルミノシリケートガラス(GM35429、G018−091、G018−117、ショット社製)などの歯科用ガラス粉末〕、各種セラミック類、シリカ−チタニア、シリカ−ジルコニア等の複合酸化物、珪藻土、カオリン、粘土鉱物(モンモリロナイトなど)、活性白土、合成ゼオライト、マイカ、二フッ化カルシウム、三フッ化イッテルビウム、三フッ化イットリウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン、ヒドロキシアパタイトなどが挙げられ、これらは、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。これらの中でも、シリカを主成分として含むもの(シリカを25重量%以上、好ましくは40重量%以上含むもの)が好適である。
無機粒子(E)は、重合性単量体(A)と組み合わせて歯科用硬化性組成物に用いることから、無機粒子(E)と重合性単量体(A)との親和性を改善したり、無機粒子(E)と重合性単量体(A)との化学結合性を高めて硬化物の機械的強度を向上させるために、予め表面処理剤で表面処理を施しておくことが望ましい。かかる表面処理剤としては、被覆無機粒子(B)で例示した有機金属化合物及び酸性基含有有機化合物を同様に用いることができる。
無機粒子(E)の形状としては特に制限されることなく、不定形もしくは球形の粒子の粉末として用いることができる。不定形の無機粒子(E)を用いると、機械的強度及び耐磨耗性に特に優れ、球形の無機粒子(E)を用いると、研磨滑沢性及び滑沢耐久性に特に優れる。無機粒子(E)の形状は歯科用硬化性組成物の目的に応じて適宜選択すればよい。
無機粒子(E)の配合量としては、重合性単量体(A)100重量部に対して50〜400重量部が好ましく、100〜350重量部がより好ましく、150〜300重量部が特に好ましい。
本発明の歯科用硬化性組成物が無機超微粒子(F)を含む場合には、ペースト操作性などを向上させることができる。本発明において、無機超微粒子(F)とは、平均粒子径が0.1μm(100nm)未満の無機粒子のことをいう。無機超微粒子(F)の平均粒子径としては、5〜50nmが好ましく、10〜40nmがより好ましい。なお、無機超微粒子(F)の平均粒子径は、超微粒子の電子顕微鏡写真を撮影し、無作為に選択した100個の超微粒子の粒子径の平均値として測定できる。なお、超微粒子が非球状である場合には、粒子径は、超微粒子の最長と最短の長さの算術平均をもって粒子径とし、凝集粒子である場合には、一次粒子の粒子径とする。
本発明における無機超微粒子(F)としては、歯科用硬化性組成物に使用される公知の無機超微粒子が何ら制限なく使用される。好ましくは、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア等の無機酸化物粒子、又はこれらからなる複合酸化物粒子、燐酸カルシウム、ハイドロキシアパタイト、フッ化イットリウム、フッ化イッテルビウム等が挙げられる。好ましくは、火炎熱分解法で作製されるシリカ、アルミナ、チタニア等の粒子であり、例えば、日本アエロジル(株)製、商品名:アエロジル、アエロキサイドAluC、アエロキサイドTiO2P25、アエロキサイドTiO2P25S、VP Zirconium Oxide 3−YSZ、VP Zirconium Oxide 3−YSZ PHが挙げられる。
無機超微粒子(F)は、無機粒子(E)と同様に、重合性単量体(A)と組み合わせて歯科用硬化性組成物に用いることから、該無機超微粒子(F)と重合性単量体(A)との親和性を改善したり、該無機超微粒子(F)と重合性単量体(A)との化学結合性を高めて硬化物の機械的強度を向上させるために、予め表面処理剤で表面処理を施しておくことが望ましい。かかる表面処理剤としては、被覆無機粒子(B)で例示した有機金属化合物及び酸性基含有有機化合物を同様に用いることができる。
無機超微粒子(F)の配合量としては、重合性単量体(A)100重量部に対して10〜50重量部が好ましく、10〜40重量部がより好ましく、15〜30重量部が特に好ましい。
本発明の歯科用硬化性組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲内で、pH調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、重合禁止剤、着色剤、フッ素徐放剤、抗菌剤、X線造影剤、増粘剤、蛍光剤などをさらに添加することも可能である。
硬化後の表面からフッ素イオン徐放性を期待する場合、フッ素徐放剤として、例えば、フルオロアルミノシリケートガラス、フッ化カルシウム、フッ化ナトリウム、モノフルオロリン酸ナトリウムなどのフッ素イオン徐放性フィラーを添加することもできる。
また、抗菌性を期待する場合は、抗菌剤として、例えば、セチルピリジニウムクロライド、12−(メタ)アクリロイルオキシドデシルピリジニウムブロマイドなどの抗菌活性を有する界面活性剤や光触媒性酸化チタンを添加することができる。
本発明の歯科用硬化性組成物は、重合収縮応力が低減されており、良好な機械的強度を有しする硬化物を与えるものであり、加えて、審美性、X線造影性、長期保存安定性、操作性など歯科用途において有用な特性を高めることも容易である。したがって、本発明の歯科用硬化性組成物は、歯科用充填修復材料に好適に用いることができ、当該歯科用充填修復材料は、最小侵襲治療により齲蝕部位を充填修復する場合でも、接着界面における歯質と充填修復材料の剥離や残存歯質の損傷が起こりにくく、長期間にわたってその機能を維持することができる。なお、本発明において、歯科用充填修復材料とは、歯の欠損部を治療する際に、欠損部を必要に応じ窩洞形成した後に充填によって修復する材料のことをいい、なかでも、歯科用コンポジットレジンとして特に好適に用いることができる。また、本発明の歯科用硬化性組成物は、クラウン、インレーなどの歯冠修復材料、人工歯、義歯、CAD/CAM用レジンブロック、歯科用セメント、歯列矯正用接着材、窩洞塗布用接着材及び歯牙裂溝封鎖材などの歯科用接着材、義歯床用材料、義歯床用粘膜調整材、フィッシャーシーラント、歯面や歯科用補綴物へのコーティング材、表面滑沢材、歯科用マニキュアなどの歯科材料として用いることもできる。
本発明の歯科用硬化性組成物を歯科材料に用いる場合、すべての配合成分が事前に混合ペースト化された1ペースト型のものでも、2つのペーストに分けて製造、保管、供給され、使用直前に両ペーストを混合して用いる2ペースト型のものでも、あるいは他の形態のいずれのものでもよいが、使用時の混合操作が不要なため操作性に優れ、また安定した物性のものとして供給することが容易な点で、1ペースト型のものであることが好ましい。
このような1ペースト型の歯科材料を製造する方法は特に限定されず、例えば、公知の1ペースト型の光重合型歯科用修復材料の製造方法に従えばよい。一般的には、遮光下、配合する各成分を所定量秤とり、均一になるまで混練し、必要に応じて混練時に混入した気泡の脱泡を行えばよい。得られた組成物のペーストは、遮光容器に小分けされその状態で、歯科医院や歯科技工所へ供給される。また2ペースト型の場合など他の形態を採用する場合も同様である。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
〔製造例1〕重合性単量体組成物Aの製造
ビスフェノールAジグリシジルメタクリレート(BisGMAと称する)20重量部、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(エトキシ基の平均付加モル数:2.6)(D2.6Eと称する)40重量部、及びトリエチレングリコールジメタクリレート(TEGDMAと称する)40重量部を混合し、得られた重合性単量体100重量部に対して、重合開始剤としてα−カンファーキノン0.5重量部、及び重合促進剤として4−N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル1.0重量部を溶解させ、重合性単量体組成物A−1を得た。
〔製造例2〕被覆無機粒子B−1の製造
エタノール(和光純薬工業製)1257mL、イオン交換水6.8mL、28%アンモニア水(和光純薬工業製)9.6mLからなる溶液中へ、市販の三フッ化イッテルビウム(トライバッハ製;平均一次粒子径0.1μm)20gを分散させた。この溶液を撹拌しながら、オルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業製)6.3gをエタノール628mLに溶解させた溶液をさらに添加し、8時間撹拌し続けて、シリカ被覆三フッ化イッテルビウムを得た。約2,280×gで10分間遠心分離を行い、上清を除去した後にメタノール(和光純薬工業製)150mLを添加し、3分間超音波処理を行い、手でよく振とうし、同様に遠心分離を行った。この操作を2回行った。メタノールを除去して水でよく洗浄した。その後、重量変化がなくなるまで真空ポンプを用いて減圧乾燥した後、300℃の乾燥機で8時間焼成し、被覆無機粒子B−1Pを得た。エネルギー分散型X線分析装置を用いて測定したシリカ被覆量は、三フッ化イッテルビウム92重量%に対し、8重量%であった。被覆無機粒子B−1P20gをエタノール100mLに分散し、有機金属化合物であるγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(γ−MPS)1gと水0.5gを加えて、室温で2時間撹拌した後、溶媒を減圧留去し、さらに90℃で3時間乾燥することによって表面処理して、被覆無機粒子B−1を得た。アッベ屈折計を用い、ナトリウムのD線を光源として、イオウの溶解したジヨードメタン、1−ブロモナフタレン、サリチル酸メチル、ジメチルホルムアミド、1−ペンタノール等を液体として液浸法で測定した屈折率は、1.54であった。また、レーザー回折式粒度分布測定装置(SALD−2100:島津製作所製)により、0.2%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を分散媒に用いて測定した平均一次粒子径は、0.11μmであった。
〔製造例3〕被覆無機粒子B−2の製造
エタノール(和光純薬工業製)818mL、イオン交換水4.4mL、28%アンモニア水(和光純薬工業製)6.2mLからなる溶液中へ、市販の三フッ化イッテルビウム(トライバッハ製;平均一次粒子径0.10μm)20gを分散させた。この溶液を撹拌しながら、オルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業製)4.1gをエタノール409mLに溶解させた溶液をさらに添加し、8時間撹拌し続けて、シリカ被覆三フッ化イッテルビウムを得た。約2,280×gで10分間遠心分離を行い、上清を除去した後にメタノール(和光純薬工業製)150mLを添加し、3分間超音波処理を行い、手でよく振とうし、同様に遠心分離を行った。この操作を2回行った。メタノールを除去して水でよく洗浄した。その後、重量変化がなくなるまで真空ポンプを用いて減圧乾燥した後、300℃の乾燥機で8時間焼成し、被覆無機粒子B−2Pを得た。製造例2と同様の方法で測定したシリカ被覆量は、三フッ化イッテルビウム95重量%に対し、5重量%であった。被覆無機粒子B−2P20gをエタノール100mLに分散し、有機金属化合物であるγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1gと水0.5gを加えて、室温で2時間撹拌した後、溶媒を減圧留去し、さらに90℃で3時間乾燥することによって表面処理して、被覆無機粒子B−2を得た。製造例2と同様の方法で測定した屈折率は、1.55であった。また、製造例2と同様の方法で測定した平均一次粒子径は、0.10μmであった。
〔製造例4〕被覆無機粒子B−3の製造
エタノール(和光純薬工業製)2759mL、イオン交換水15mL、28%アンモニア水(和光純薬工業製)21mLからなる溶液中へ、市販の三フッ化イッテルビウム(トライバッハ製;平均一次粒子径0.1μm)20gを分散させた。この溶液を撹拌しながら、オルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業製)13.8gをエタノール1380mLに溶解させた溶液をさらに添加し、8時間撹拌し続けて、シリカ被覆三フッ化イッテルビウムを得た。約2,280×gで10分間遠心分離を行い、上清を除去した後にメタノール(和光純薬工業製)150mLを添加し、3分間超音波処理を行い、手でよく振とうし、同様に遠心分離を行った。この操作を2回行った。メタノールを除去して水でよく洗浄した。その後、重量変化がなくなるまで真空ポンプを用いて減圧乾燥した後、300℃の乾燥機で8時間焼成し、被覆無機粒子B−3Pを得た。製造例2と同様の方法で測定したシリカ被覆量は、三フッ化イッテルビウム83重量%に対し、17重量%であった。被覆無機粒子B−3P20gをエタノール100mLに分散し、有機金属化合物であるγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1gと水0.5gを加えて、室温で2時間撹拌した後、溶媒を減圧留去し、さらに90℃で3時間乾燥することによって表面処理して、被覆無機粒子B−3を得た。製造例2と同様の方法で測定した屈折率は、1.50であった。また、製造例2と同様の方法で測定した平均一次粒子径は、0.14μmであった。
〔製造例5〕被覆無機粒子B−4の製造
エタノール(和光純薬工業製)3939mL、イオン交換水21.4mL、28%アンモニア水(和光純薬工業製)30.0mLからなる溶液中へ、市販の三フッ化イッテルビウム(トライバッハ製;平均一次粒子径0.1μm)20gを分散させた。この溶液を撹拌しながら、オルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業製)19.7gをエタノール1970mLに溶解させた溶液をさらに添加し、8時間撹拌し続けて、シリカ被覆三フッ化イッテルビウムを得た。約2,280×gで10分間遠心分離を行い、上清を除去した後にメタノール(和光純薬工業製)150mLを添加し、3分間超音波処理を行い、手でよく振とうし、同様に遠心分離を行った。この操作を2回行った。メタノールを除去して水でよく洗浄した。その後、重量変化がなくなるまで真空ポンプを用いて減圧乾燥した後、300℃の乾燥機で8時間焼成し、被覆無機粒子B−4Pを得た。製造例2と同様の方法で測定したシリカ被覆量は、三フッ化イッテルビウム76重量%に対し、24重量%であった。被覆無機粒子B−4P20gをエタノール100mLに分散し、有機金属化合物であるγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1gと水0.5gを加えて、室温で2時間撹拌した後、溶媒を減圧留去し、さらに90℃で3時間乾燥することによって表面処理して、被覆無機粒子B−4を得た。製造例2と同様の方法で測定した屈折率は、1.45であった。また、製造例2と同様の方法で測定した平均一次粒子径は、0.16μmであった。
〔製造例6〕被覆無機粒子B−5の製造
エタノール(和光純薬工業製)1257mL、イオン交換水6.8mL、28%アンモニア水(和光純薬工業製)9.6mLからなる溶液中へ、市販の三フッ化イッテルビウム(トライバッハ製;平均一次粒子径0.2μm)20gを分散させた。この溶液を撹拌しながら、オルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業製)6.3gをエタノール628mLに溶解させた溶液をさらに添加し、8時間撹拌し続けて、シリカ被覆三フッ化イッテルビウムを得た。約2,280×gで10分間遠心分離を行い、上清を除去した後にメタノール(和光純薬工業製)150mLを添加し、3分間超音波処理を行い、手でよく振とうし、同様に遠心分離を行った。この操作を2回行った。メタノールを除去して水でよく洗浄した。その後、重量変化がなくなるまで真空ポンプを用いて減圧乾燥した後、300℃の乾燥機で8時間焼成し、被覆無機粒子B−5Pを得た。製造例2と同様の方法で測定したシリカ被覆量は、三フッ化イッテルビウム92重量%に対し、8重量%であった。被覆無機粒子B−5P20gをエタノール100mLに分散し、有機金属化合物であるγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1gと水0.5gを加えて、室温で2時間撹拌した後、溶媒を減圧留去し、さらに90℃で3時間乾燥することによって表面処理して、被覆無機粒子B−5を得た。製造例2と同様の方法で測定した屈折率は、1.54であった。また、製造例2と同様の方法で測定した平均一次粒子径は、0.21μmであった。
〔製造例7〕被覆無機粒子B−6の製造
エタノール(和光純薬工業製)1255mL、イオン交換水6.8mL、28%アンモニア水(和光純薬工業製)9.6mLからなる溶液中へ、市販のバリウムガラス(GM27884NF180、ショット社製、平均粒子径0.2μm)20gを分散させた。この溶液を撹拌しながら、オルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業製)6.3gをエタノール628mLに溶解させた溶液をさらに添加し、8時間撹拌し続けて、シリカ被覆バリウムガラスを得た。約2,280×gで10分間遠心分離を行い、上清を除去した後にメタノール(和光純薬工業製)150mLを添加し、3分間超音波処理を行い、手でよく振とうし、同様に遠心分離を行った。この操作を2回行った。メタノールを除去して水でよく洗浄した。その後、重量変化がなくなるまで真空ポンプを用いて減圧乾燥した後、300℃の乾燥機で8時間焼成し、被覆無機粒子B−6Pを得た。製造例2と同様の方法で測定したシリカ被覆量は、バリウムガラス92重量%に対し、8重量%であった。被覆無機粒子B−6P20gをエタノール100mLに分散し、有機金属化合物であるγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1gと水0.5gを加えて、室温で2時間撹拌した後、溶媒を減圧留去し、さらに90℃で3時間乾燥することによって表面処理して、被覆無機粒子B−6を得た。製造例2と同様の方法で測定した屈折率は、1.51であった。また、製造例2と同様の方法で測定した平均一次粒子径は、0.20μmであった。
〔製造例8〕無機粒子C−1の製造
市販三フッ化イッテルビウム(トライバッハ社製、平均粒子径0.1μm)100gをエタノール500mLに分散し、有機金属化合物であるγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン5gと水2.5gを加えて、室温で2時間撹拌した後、溶媒を減圧留去し、さらに90℃で3時間乾燥することによって表面処理して、無機粒子C−1を得た。製造例2と同様の方法で測定した屈折率は、1.57であった。
〔製造例9〕無機粒子C−2の製造
市販バリウムガラス(GM27884NF180、ショット社製、平均粒子径0.2μm)100gをエタノール500mLに分散し、有機金属化合物であるγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン5gと水2.5gを加えて、室温で2時間撹拌した後、溶媒を減圧留去し、さらに90℃で3時間乾燥することによって表面処理して、無機粒子C−2を得た。製造例2と同様の方法で測定した屈折率は、1.53であった。
実施例及び比較例で用いた被覆無機粒子と無機粒子を以下の表にまとめる。
Figure 0005843519
〔実施例1〜7及び比較例1〜3〕
重合性単量体組成物と被覆無機粒子、又は、無機粒子を表1に記載の配合比で、混合し、均一のペースト状になるまで乳鉢中でよく混練した。さらにこれを真空脱泡して、実施例1〜7及び比較例1〜3の歯科用硬化性組成物を得た。
〔試験例1〕 重合収縮応力の測定
50μmアルミナパウダーでサンドブラスト処理を施した4.0mm厚ガラス板にステンレス製ワッシャー(内径5.5mm×0.8mm厚)を設置し、ワッシャー内に歯科用硬化性組成物を充填した。別途サンドブラスト処理を施したステンレス製治具(φ5mm)で前記歯科用硬化性組成物を挟み込み、余剰な歯科用硬化性組成物を除去した。こうして得たサンプルのガラス板側から前記歯科用可視光線照射器「JETライト3000」(モリタ社製)を用いて40秒間光照射を行い、前記コンポジットレジンを硬化させ、このときの収縮力を万能試験機(島津製作所社製)で測定した。測定は3回行い、平均値を重合収縮力とした。重合収縮応力100N以下が好適とされる。
〔試験例2〕 曲げ強さの測定
歯科用硬化性組成物を歯科用可視光線照射器「JETライト3000」(モリタ社製)を用いて硬化させ、試験片(2mm×2mm×30mm)を作製した。試験片は、37℃の水中に24時間浸漬し、万能試験機(インストロン社製)を用いて、クロスヘッドスピードを1mm/分に設定して、支点間距離20mmで3点曲げ試験法により曲げ強度を測定した。曲げ強度80MPa以上が好適とされる。
〔試験例3〕 圧縮強度の測定
歯科用硬化性組成物を歯科用可視光線照射器「JETライト3000」(モリタ社製)を用いて硬化させ、試験片(4mmφ×4mm)を作製した。試験片を37℃水中に24時間浸漬し、万能試験機(インストロン社製)を用いて、クロスヘッドスピード2mm/minに設定して圧縮強度を測定した。
〔試験例4〕 透明性の測定
歯科用硬化性組成物を歯科用可視光線照射器「JETライト3000」(モリタ社製)を用いて硬化させ、試験片(20mmφ×1.0mm)を作製した。分光測色計(ミノルタ社製、CM−3610d)を用いて、試験片の背後に標準白板を置いて色度を測定した場合の明度(L1)と、同じ試験片の背後に標準黒板を置いて色度を測定した場合の明度(L2)を測定し、両者の差(ΔL=L1−L2)を算出して、透明性の指標とした。ΔLの値が大きいほど透明性が高いことを意味し、ΔLが高いほうが好適とされる。
〔試験例5〕 X線造影性の測定
歯科用硬化性組成物を歯科用可視光線照射器「JETライト3000」(モリタ社製)を用いて硬化させ、試験片(φ1.5mm×1mm)を作製した。該サンプルをアルミステップウェッジと隣り合わせてX線フィルム(コダック株式会社製、咬合型「ウルトラスピードDF−50」)の中央に位置させ、デジタルX線撮影装置(株式会社モリタ製作所製、「マックスDC70」)を用いて、ターゲット−フィルム間距離400mm、管電圧70kVの条件でX線照射を行った。照射後の前記フィルムを現像・定着・乾燥させた後に、光学濃度計(コダック株式会社製、DENSITOMETER、「PDA−85」、測定エリア(3mmφ))を用いて、前記サンプルの画像濃度を20点測定し、前記サンプルの画像濃度と前記アルミステップウェッジの各厚みの画像濃度とを比較することにより、アルミ板の厚みに相当するX線造影性を求めた。X線造影性は高いほうが好適とされる。
Figure 0005843519
実施例1〜7の結果が示すように、金属ハロゲン化物粒子の表面が金属酸化物の被膜によって被覆されている被覆無機粒子を歯科用硬化性組成物に配合した場合には、硬化時に発生する重合収縮応力が低減されるとともに、十分な機械的強度が得られる。一方、比較例1の結果が示すように、金属酸化物粒子の表面を金属酸化物によって被覆した被覆無機粒子を配合した場合には、十分な機械的強度が得られるものの、重合収縮応力が大きい。これは、金属酸化物粒子と金属酸化物の被膜が強固に結合し、重合収縮応力を緩和することができないためと考えられる。また、比較例2の結果が示すように金属ハロゲン化物粒子そのものを歯科用硬化性組成物に配合した場合には、金属ハロゲン化物粒子と表面処理剤が結合しないため、重合収縮応力が低減するが、機械的強度が大幅に低下する。また、比較例3の結果が示すように金属酸化物粒子を歯科用硬化性組成物に配合した場合には、機械的強度は向上するが、重合収縮応力が大きくなる。
また、実施例1〜7の歯科用硬化性組成物においては、天然歯に近い透明性、及び高いX線造影性が得られた。
以上の結果から、金属ハロゲン化物粒子の表面が金属酸化物の被膜によって被覆されている被覆無機粒子を配合することによって、重合収縮応力が小さく、機械的強度が良好な硬化物を与える歯科用硬化性組成物が得られ、審美性、X線造影性等の重合収縮応力以外の特性を容易に付与できることがわかる。
本発明の歯科用硬化性組成物は、歯科用充填修復材料に好適に用いることができ、歯科用コンポジットレジンとして特に好適に用いることができる。また、歯冠修復材料、歯科用接着剤等をはじめとする歯科材料に用いることもできる。

Claims (10)

  1. 重合性単量体(A)、金属ハロゲン化物粒子の表面が金属酸化物の被膜によって被覆されている被覆無機粒子(B)、及び重合開始剤(C)を含み、前記被覆無機粒子(B)の金属ハロゲン化物が、三フッ化イッテルビウムである歯科用硬化性組成物。
  2. 重合促進剤(D)をさらに含む請求項1に記載の歯科用硬化性組成物。
  3. 前記重合性単量体(A)100重量部に対し、前記被覆無機粒子(B)を60〜900重量部含む請求項1又は2に記載の歯科用硬化性組成物。
  4. 前記被覆無機粒子(B)が、金属ハロゲン化物80〜97重量%、及び金属酸化物3〜20重量%を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の歯科用硬化性組成物。
  5. 前記被覆無機粒子(B)の屈折率が、1.45〜1.56である請求項1〜4のいずれか1項に記載の歯科用硬化性組成物。
  6. 前記被覆無機粒子(B)の平均一次粒子径が、0.04μm以上1μm未満である請求項1〜5のいずれか1項に記載の歯科用硬化性組成物。
  7. 前記被覆無機粒子(B)が、表面処理剤で表面処理されており、前記表面処理剤が、(メタ)アクリロキシ基とケイ素原子との間のアルキル基の炭素数が3〜12であるω−(メタ)アクリロキシアルキルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロキシ基とケイ素原子との間のアルキル基の炭素数が3〜12であるω−(メタ)アクリロキシアルキルトリエトキシシラン、及びγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜6のいずれか1項に記載の歯科用硬化性組成物。
  8. 前記被覆無機粒子(B)の金属酸化物が、周期律表第4族、同13族、及び同14族からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物である請求項1〜7のいずれか1項に記載の歯科用硬化性組成物。
  9. 前記被覆無機粒子(B)の金属酸化物が、シリカである請求項1〜8のいずれか1項に記載の歯科用硬化性組成物。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の歯科用硬化性組成物を用いた歯科用充填修復材料。
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