(57)【要約】【課題】耐変形性に優れた歯科用矯正ブラケットおよび歯科用合金材料、ならびに、耐力が高くかつ耐食性が高い歯科用部品を容易に製造可能な粉末冶金用金属粉末および歯科用矯正ブラケットの製造方法を提供すること。【解決手段】歯科用矯正ブラケット１は、歯に装着され、アーチワイヤー５を介して歯に力を加えることにより、歯列を矯正する部材である。このような歯科用矯正ブラケット１は、Ｃｏが主成分であり、Ｃｒが２６質量％以上３５質量％以下の割合で含まれ、Ｍｏが５質量％以上１２質量％以下の割合で含まれ、Ｓｉが０．３質量％以上２．０質量％以下の割合で含まれ、金属粉末の焼結体で構成されている。また、Ｓｉのうちの一部は酸化ケイ素として含まれており、Ｓｉのうち酸化ケイ素として含まれるＳｉの比率は、２０％以上８０％以下であるのが好ましい。また、Ｎが０．０９質量％以上０．５質量％以下の割合で含まれているのが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｏが主成分であり、
Ｃｒが２６質量％以上３５質量％以下の割合で含まれ、
Ｍｏが５質量％以上１２質量％以下の割合で含まれ、
Ｓｉが０．３質量％以上２．０質量％以下の割合で含まれ、
金属粉末の焼結体で構成されていることを特徴とする歯科用矯正ブラケット。
【請求項２】
前記Ｓｉのうちの一部は酸化ケイ素として含まれており、
前記Ｓｉのうちの前記酸化ケイ素として含まれるＳｉの比率は、２０％以上８０％以下である請求項１に記載の歯科用矯正ブラケット。
【請求項３】
前記酸化ケイ素は、前記焼結体の粒界に偏析している請求項２に記載の歯科用矯正ブラケット。
【請求項４】
Ｎが０．０９質量％以上０．５質量％以下の割合で含まれている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の歯科用矯正ブラケット。
【請求項５】
ＣｕＫα線を用いたＸ線回折法により得られたＸ線回折パターンにおいて、ＩＣＤＤカードに基づいて同定されたＣｏに起因するピークのうち最も高いピークの高さを１としたとき、ＩＣＤＤカードに基づいて同定されたＣｏ３Ｍｏに起因するピークのうち最も高いピークの高さの比率は、０．０１以上０．５以下である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の歯科用矯正ブラケット。
【請求項６】
当該歯科用矯正ブラケットの０．２％耐力が５００ＭＰａ以上であり、ヤング率が１５０ＧＰａ以上である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の歯科用矯正ブラケット。
【請求項７】
当該歯科用矯正ブラケットのビッカース硬度が２００以上５５０以下である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の歯科用矯正ブラケット。
【請求項８】
Ｃｏが主成分であり、
Ｃｒが２６質量％以上３５質量％以下の割合で含まれ、
Ｍｏが５質量％以上１２質量％以下の割合で含まれ、
Ｓｉが０．３質量％以上２．０質量％以下の割合で含まれ、
金属粉末の焼結体で構成されていることを特徴とする歯科用合金材料。
【請求項９】
Ｃｏが主成分であり、
Ｃｒが２６質量％以上３５質量％以下の割合で含まれ、
Ｍｏが５質量％以上１２質量％以下の割合で含まれ、
Ｓｉが０．３質量％以上２．０質量％以下の割合で含まれ、
歯科用部品の製造に用いられることを特徴とする粉末冶金用金属粉末。
【請求項１０】
Ｃｏが主成分であり、Ｃｒが２６質量％以上３５質量％以下の割合で含まれ、Ｍｏが５質量％以上１２質量％以下の割合で含まれ、Ｓｉが０．３質量％以上２．０質量％以下の割合で含まれる金属粉末を、金属粉末射出成形法により成形し、成形体を得る工程と、
前記成形体を焼成し、焼結体を得る工程と、
を有することを特徴とする歯科用矯正ブラケットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科用矯正ブラケット、歯科用合金材料、粉末冶金用金属粉末および歯科用矯正ブラケットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯列を矯正する治療では、従来、患者の歯に装着された歯列矯正ブラケットのアーチワイヤースロットにアーチワイヤーを挿入し、歯列矯正ブラケットに固定する方法が用いられていた。アーチワイヤーは、結紮具により歯列矯正ブラケットに固定されている。したがって、歯列矯正ブラケットは、アーチワイヤーを歯に固定し、アーチワイヤーを介して各歯に力を加える役割を担う。このようにして各歯に力を加えることにより、各歯を徐々に移動させ、正常な歯列へと矯正することができる。
【０００３】
特許文献１には、チタン、ジルコン、シリコン、ボロン、ベリリューム、クロム、ニオブ、コバルトおよびこれら元素を基とする合金組成からなる群の少なくとも１つにより形成された１個の本体部を持ち、この合金組成において、前記群の元素の少なくとも１つが重量で４０％と９９％以上の範囲で本体に含まれる矯正用ブラケットが開示されている。また、特許文献１の実施例には、ブラケットの材料の具体例として、コバルト−クロム合金、ステンレス鋼、純チタン、およびチタン基合金等が例示されている。
このうち、特許文献１に記載されているコバルト−クロム合金は、引張強さが比較的大きく、かつ、耐食性も備えていることから、歯列矯正ブラケット用の材料として注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１４９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のコバルト−クロム合金は、疲労強度が小さいという課題を抱えている。このため、歯科矯正ブラケットに対して繰り返し力が加わったとき、変形等が生じるおそれがある。その結果、従来は、歯科矯正ブラケットに加える力を制限する必要があり、それによって歯列矯正にかかる時間の長期化を招いている。
また、歯列矯正の処置者（歯科医師等）には、従来、歯列矯正ブラケットに対して大きな力が加わらないように配慮が求められることとなり、処置の効率が妨げられている。
本発明の目的は、耐変形性に優れた歯科用矯正ブラケットおよび歯科用合金材料、ならびに、耐力が高くかつ耐食性が高い歯科用部品を容易に製造可能な粉末冶金用金属粉末および歯科用矯正ブラケットの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の歯科用矯正ブラケットは、Ｃｏが主成分であり、
Ｃｒが２６質量％以上３５質量％以下の割合で含まれ、
Ｍｏが５質量％以上１２質量％以下の割合で含まれ、
Ｓｉが０．３質量％以上２．０質量％以下の割合で含まれ、
金属粉末の焼結体で構成されていることを特徴とする。
これにより、耐力や疲労強度が大きい歯科用矯正ブラケットが得られる。すなわち、耐変形性に優れた歯科用矯正ブラケットが得られる。
【０００７】
本発明の歯科用矯正ブラケットでは、前記Ｓｉのうちの一部は酸化ケイ素として含まれており、
前記Ｓｉのうちの前記酸化ケイ素として含まれるＳｉの比率は、２０％以上８０％以下であることが好ましい。
これにより、歯科用矯正ブラケットには、機械的特性の向上がもたらされる一方、酸化ケイ素が一定量存在することになるので、歯科用矯正ブラケットに含まれるＣｏ、Ｃｒ、Ｍｏといった遷移金属元素の酸化物量を十分に抑えることができるので、信頼性の高い歯科用矯正ブラケットが得られる。
【０００８】
本発明の歯科用矯正ブラケットでは、前記酸化ケイ素は、前記焼結体の粒界に偏析していることが好ましい。
これにより、金属結晶の肥大化がより確実に抑制されることとなり、より機械的特性に優れた歯科用矯正ブラケットが得られる。
本発明の歯科用矯正ブラケットでは、Ｎが０．０９質量％以上０．５質量％以下の割合で含まれていることが好ましい。
これにより、歯科用矯正ブラケットの結晶構造のオーステナイト化が促進され、靭性を高めるように作用する。また、歯科用矯正ブラケットにおいてデンドライト相の生成が抑えられ、かかる観点からも靭性を高めることができる。その結果、滑り性が高い歯科用矯正ブラケットが得られる。
【０００９】
本発明の歯科用矯正ブラケットでは、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折法により得られたＸ線回折パターンにおいて、ＩＣＤＤカードに基づいて同定されたＣｏに起因するピークのうち最も高いピークの高さを１としたとき、ＩＣＤＤカードに基づいて同定されたＣｏ３Ｍｏに起因するピークのうち最も高いピークの高さの比率は、０．０１以上０．５以下であることが好ましい。
これにより、歯科用矯正ブラケットに高い硬度および高い滑り性が付与されるため、有用な歯科用矯正ブラケットが得られる。
【００１０】
本発明の歯科用矯正ブラケットでは、０．２％耐力が５００ＭＰａ以上であり、ヤング率が１５０ＧＰａ以上であることが好ましい。
これにより、長期にわたる耐変形性に優れた歯科用矯正ブラケットが得られる。
本発明の歯科用矯正ブラケットでは、ビッカース硬度が２００以上５５０以下であることが好ましい。
これにより、歯列の矯正にあたってアーチワイヤーを介した力が長期にわたって加わった場合でも、変形し難い歯科用矯正ブラケットが得られる。その結果、アーチワイヤーによって歯に生じさせる応力を長期にわたってより厳密に管理することができ、歯列を目的とする形状に効率よく矯正することができる。
【００１１】
本発明の歯科用合金材料は、Ｃｏが主成分であり、
Ｃｒが２６質量％以上３５質量％以下の割合で含まれ、
Ｍｏが５質量％以上１２質量％以下の割合で含まれ、
Ｓｉが０．３質量％以上２．０質量％以下の割合で含まれ、
金属粉末の焼結体で構成されていることを特徴とする。
これにより、耐力等の機械的特性に優れた歯科用合金材料を得ることができる。かかる歯科用合金材料を用いて歯科用部品を製造することにより、例えば噛む力等に対して変形し難い補綴物や、歯列矯正治療において長期にわたり歯に力を加え続けられる部品等を実現することができる。また、かかる歯科用部品は、耐食性に優れたものとなるため、口腔内に留置されたり、骨等に埋入されたりした場合でも、金属アレルギー等を発生させ難く、生体適合性の高いものとなる。
【００１２】
本発明の粉末冶金用金属粉末は、Ｃｏが主成分であり、
Ｃｒが２６質量％以上３５質量％以下の割合で含まれ、
Ｍｏが５質量％以上１２質量％以下の割合で含まれ、
Ｓｉが０．３質量％以上２．０質量％以下の割合で含まれ、
歯科用部品の製造に用いられることを特徴とする。
これにより、耐変形性に優れた歯科用部品を容易に製造可能な粉末冶金用金属粉末が得られる。
【００１３】
本発明の歯科用矯正ブラケットの製造方法は、Ｃｏが主成分であり、Ｃｒが２６質量％以上３５質量％以下の割合で含まれ、Ｍｏが５質量％以上１２質量％以下の割合で含まれ、Ｓｉが０．３質量％以上２．０質量％以下の割合で含まれる金属粉末を、金属粉末射出成形法により成形し、成形体を得る工程と、
前記成形体を焼成し、焼結体を得る工程と、
を有することを特徴とする。
これにより、耐変形性に優れた歯科用矯正ブラケットを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の歯科用矯正ブラケットの実施形態を示す斜視図であって、アーチワイヤーを支持する前の状態（開状態）を示す図である。
【図２】本発明の歯科用矯正ブラケットの実施形態を示す斜視図であって、アーチワイヤーを支持している状態（閉状態）を示す図である。
【図３】図１に示す歯科用矯正ブラケットのブラケット本体に補助器具を挿入する前の状態を示す斜視図である。
【図４】図３に示すブラケット本体に補助器具を挿入した状態を示す斜視図である。
【図５】図４に示す状態の歯科用矯正ブラケットを、アーチワイヤーの延伸方向から見たときの図である。
【図６】図１に示す歯科用矯正ブラケットを歯に装着した状態を示す図である。
【図７】各サンプルＮｏ．４７〜５３のテストピースにおけるＮ濃度とビッカース硬度との関係性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の歯科用矯正ブラケット、粉末冶金用金属粉末および歯科用矯正ブラケットの製造方法について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
［歯科用矯正ブラケット］
（形状）
まず、本発明の歯科用矯正ブラケットの実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の歯科用矯正ブラケットの実施形態を示す斜視図であって、アーチワイヤーを支持する前の状態（開状態）を示す図であり、図２は、本発明の歯科用矯正ブラケットの実施形態を示す斜視図であって、アーチワイヤーを支持している状態（閉状態）を示す図である。
また、図３は、図１に示す歯科用矯正ブラケットのブラケット本体に補助器具を挿入する前の状態を示す斜視図であり、図４は、図３に示すブラケット本体に補助器具を挿入した状態を示す斜視図である。
【００１７】
さらに、図５は、図４に示す状態の歯科用矯正ブラケットを、アーチワイヤーの延伸方向から見たときの図であり、図６は、図１に示す歯科用矯正ブラケットを歯に装着した状態を示す図である。
図１に示す歯科用矯正ブラケット１（以下、省略して「ブラケット１」ともいう。）は、歯列を矯正すべき歯７（図６参照）にそれぞれ装着される部材であって、ブラケット本体２と、結紮カバー３と、補助器具４と、ばねアーム６と、を備えている。以下、ブラケット１の各部について順次詳述する。
【００１８】
ブラケット本体２は、歯７の前面よりもやや小さい大きさの２つの主面を有するブロック体である。ブラケット本体２は、２つの主面のうち、一方の主面に開口する溝で構成されたアーチワイヤースロット２１を備えている。このアーチワイヤースロット２１には、アーチワイヤー５が挿入される。そして、アーチワイヤースロット２１とアーチワイヤー５との間には適度な摩擦抵抗が生じるとともに、アーチワイヤースロット２１によってアーチワイヤー５が支持されるよう構成されている。これにより、アーチワイヤー５およびブラケット１を介して、歯７に力を加えることができ、歯７を移動させることによって歯列を矯正することができる。
【００１９】
ブラケット１が歯７に装着されたとき、アーチワイヤー５は、歯列とほぼ平行に配設される。このため、アーチワイヤースロット２１は、歯列に対してほぼ平行に延伸するよう構成されている。
また、アーチワイヤースロット２１は、相対する一対の側壁２１１、２１２と、側壁２１１と側壁２１２とを繋ぐ側壁２１３と、で画成された溝で構成されている。このアーチワイヤースロット２１に対して図２、５に示すようにアーチワイヤー５が挿入されると、各側壁２１１、２１２、２１３とアーチワイヤー５との間に、一定の摩擦抵抗が生じることとなる。
【００２０】
一方、ブラケット本体２は、２つの主面のうち、他方の主面に設けられた結合ベース２２を備えている。結合ベース２２は、ブラケット本体２の他方の主面の一部が平坦化してなる部位である。この結合ベース２２を歯の前面に対して接着することにより、ブラケット本体２を歯７に装着することができる。
接着方法としては、例えば、歯科用セメント、接着剤等が用いられる。なお、ブラケット本体２は、歯７の前面ではなく、後面に装着されるものであってもよい。
【００２１】
また、ブラケット本体２は、結紮カバー３を挿入可能なカバースロット２３を備えている。カバースロット２３には、後述する結紮カバー３が摺動しつつ挿入可能になっている。そして、カバースロット２３は、図１に示すように、アーチワイヤースロット２１が開口している開状態と、結紮カバー３がアーチワイヤースロット２１の開口を塞ぐように移動している閉状態とを、とり得るよう構成されている。
【００２２】
また、ばねアーム６は、カバースロット２３内に設けられている。カバースロット２３に結紮カバー３が挿入されると、ばねアーム６の弾性力により、ばねアーム６の先端部６１は、結紮カバー３の表面に押し付けられる。
結紮カバー３は板状をなしており、カバースロット２３に対して挿抜されることにより、ブラケット本体２の一方の主面と平行に摺動するよう構成されている。
【００２３】
また、結紮カバー３は、それを貫通するよう形成されたスルーホール３１を備えている。そして、結紮カバー３が閉状態をとるとき、ばねアーム６の先端部６１は、図２に示すように、結紮カバー３のスルーホール３１に嵌るようになっている。これにより、結紮カバー３は、閉状態で固定されることとなる。
さらに、結紮カバー３が閉状態にあるとき、アーチワイヤースロット２１は、各側壁２１１、２１２、２１３と結紮カバー３とで画成された孔で構成されることとなる。したがって、アーチワイヤースロット２１に挿入されたアーチワイヤー５は、その側面のほぼ全体が孔の内面に接触することとなる。このため、より多くの面積で、アーチワイヤー５とブラケット１とを接触させることができるので、アーチワイヤー５とブラケット１との間に効率よく摩擦抵抗を生じさせることができ、かつ、ブラケット１の孔の内面の状態をアーチワイヤー５の操作性に効率よく反映させることができる。
【００２４】
また、ブラケット本体２は、さらに、補助器具４を挿入可能な器具スロット２４を備えている。器具スロット２４には、後述する補助器具４が挿入可能になっている。器具スロット２４は、ブラケット本体２の２つの主面のうち、他方の主面に開口する溝で構成されている。
補助器具４は、ヘッド４１と、ヘッド４１から延伸するシャンク４２と、シャンク４２のヘッド４１とは反対側（以下、「先端側」という。）に設けられた係合部４３と、シャンク４２の途中に設けられたフランジ４４と、を備えている。
【００２５】
図３に示すヘッド４１は、略球状をなしている。このヘッドは、歯列を矯正する治療において歯科医師が把持することを意図した部位である。
また、シャンク４２は、わずかに湾曲した棒状の部位である。
また、係合部４３は、シャンク４２の先端側に設けられ、シャンク４２より細径のシャンク部４３１と、シャンク部４３１の先端側に設けられ、シャンク部４３１の１つの側面から突出するように設けられた突出部４３２と、を備えている。
【００２６】
また、フランジ４４は、シャンク４２の外径が部分的に拡大されてなる部位である。
このような補助器具４がブラケット本体２に設けられた器具スロット２４に挿入されると、図４に示すように、係合部４３の突出部４３２が器具スロット２４の端部に係合する。これにより、器具スロット２４の延伸方向に対して補助器具４が固定される。
また、シャンク４２は、わずかに湾曲しているため、補助器具４が器具スロット２４に挿入されると、シャンク４２の外面が器具スロット２４の側壁に接触する。これにより、器具スロット２４の延伸方向に直交する方向に対しても補助器具４が固定される。
【００２７】
以上のようにしてブラケット本体２に補助器具４が固定されることにより、歯科医師は、補助器具４を把持することによって、ブラケット１全体を操作することができる。これにより、ブラケット本体２が小さく、かつ把持可能な部位が極めて小さい場合であっても、ブラケット１を容易に把持することができる。その結果、ブラケット１の微妙な位置合わせ等を容易に行うことができ、歯科医師の治療行為の容易化が図られるとともに、歯７の目的とする位置に対してより正確にブラケット１を装着することができる。
なお、補助器具４が器具スロット２４に挿入された状態のまま、ブラケット１を歯列の矯正に供するようにしてもよく、補助器具４を取り外した状態で、ブラケット１を歯列の矯正に供するようにしてもよい。
【００２８】
アーチワイヤー５は、複数の歯７のそれぞれに装着されたブラケット１のアーチワイヤースロット２１に挿入され、複数のブラケット１同士を繋ぐように用いられる。これにより、アーチワイヤー５およびブラケット１を介して各歯７に力を加え、歯列の矯正を図ることができる。
アーチワイヤー５の構成材料は、特に限定されないが、例えばＴｉ、Ｔｉ系合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、ステンレス鋼等が挙げられる。
【００２９】
また、アーチワイヤー５の横断面形状は、円形であってもよいが、好ましくは四角形、六角形のような多角形とされ、より好ましくは四角形とされる。これにより、アーチワイヤー５とブラケット１との摩擦抵抗の制御が容易になり、歯７に生じる応力を管理し易くなる。
なお、以上説明したようなブラケット１の形状は、本発明の一実施形態の形状に過ぎず、図示したものに限定されるものではない。例えば、上記形状のブラケット１は、主にセルフライゲーティングシステムに用いられるが、本発明の歯科用矯正ブラケットは、かかるシステム用のブラケットに限らず、従来からの歯列矯正システムに用いられるブラケット等、あらゆる形状のブラケットに適用可能である。この場合も、ブラケットの変形が抑えられるため、本発明がその効果を奏することができる。
【００３０】
（構成材料）
次に、歯科用矯正ブラケット１の構成材料について説明する。
このようなブラケット１は、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｓｉ系の合金で構成されている。
具体的には、ブラケット１を構成する合金は、Ｃｏが主成分であり、Ｃｒを２６質量％以上３５質量％以下の割合で含み、Ｍｏを５質量％以上１２質量％以下の割合で含み、Ｓｉを０．３質量％以上２．０質量％以下の割合で含むものである。
【００３１】
このような合金で構成されたブラケット１は、高い耐変形性を有する。このため、長期にわたって力が加わったり、力の強弱を繰り返したりした場合でも、変形し難いブラケット１が得られる。このようなブラケット１は、歯列矯正に要する時間の短縮を図るとともに、処置者の処置効率を高めることに寄与する。
また、上記のような合金で構成されたブラケット１は、アーチワイヤー５に対して適度な滑り性を有する。換言すれば、アーチワイヤー５に対して適度な摩擦抵抗を有する。このため、歯列の矯正に応じて歯が移動した場合でも、アーチワイヤー５およびブラケット１を介して歯に加わる力が変化し難くなる。その結果、アーチワイヤー５を介してブラケット１にかけるトルクを頻繁に調整する必要がなくなり、歯列矯正に要する期間を短縮するとともに、患者への負担を軽減することができる。
【００３２】
さらに、上記のような合金で構成されたブラケット１は、硬度およびヤング率が高いものとなる。このため、ブラケット１は、歯列の矯正にあたってアーチワイヤー５を介した力が長期にわたって加わった場合でも、変形し難いものとなる。その結果、アーチワイヤー５によって歯７に発生させる応力を長期にわたってより厳密に管理することができ、歯列を目的とする形状に効率よく矯正することができる。
【００３３】
また、ブラケット１は、金属粉末の焼結体で構成されたもの、すなわち粉末冶金法で製造されたものである。粉末冶金法によれば、ブラケット１の形状を目的とする形状に近づけ易いため、寸法精度の高いブラケット１が得られる。このため、アーチワイヤー５に対して設計通りの摩擦抵抗を生じさせることができ、歯７に発生する応力をより容易かつ厳密に管理することができる。
【００３４】
さらに、このようなブラケット１は、金属組織の結晶粒径が小さく、かつ等方性の高いものとなる。このため、全方向からの力に対して高い耐変形性を有するブラケット１が得られる。
なお、本実施形態では、厳密には、ブラケット本体２、結紮カバー３、および補助器具４をそれぞれ粉末冶金法で製造し、これらを組み合わせることによってブラケット１を得ることができる。
【００３５】
ここで、この合金を構成する元素のうち、Ｃｏ（コバルト）は、ブラケット１を構成する合金の主成分であり、ブラケット１の基本的な特性に大きな影響を及ぼす。
Ｃｏの含有率は、この合金を構成する元素の中で最も高くなるよう設定され、具体的には５０質量％以上６７．５質量％以下であるのが好ましく、５５質量％以上６７質量％以下であるのがより好ましい。
【００３６】
Ｃｒ（クロム）は、主にブラケット１の耐食性を向上させるよう作用する。これは、Ｃｒの添加によって合金に不働態被膜（Ｃｒ２Ｏ３等）が形成され易くなり、化学的安定性が向上するためと考えられる。耐食性の向上によって、例えば体液と接触した場合でも金属イオンが溶出し難くなるといった効果が期待される。したがって、Ｃｒを含む合金で構成されたブラケット１は、より生体への適合性に優れたものになる。また、ＣｒがＣｏやＭｏ、Ｓｉとともに用いられることで、ブラケット１の機械的特性をより高めることができる。
【００３７】
ブラケット１を構成する合金におけるＣｒの含有率は、２６質量％以上３５質量％以下とされる。Ｃｒの含有率が前記下限値を下回ると、ブラケット１の耐食性が低下する。このため、ブラケット１が長期にわたって体液と接触した場合には、金属イオンの多量の溶出が生じるおそれがある。一方、Ｃｒの含有率が前記上限値を上回ると、ＭｏやＳｉに対するＣｒの量が相対的に多くなり過ぎてブラケット１の表面状態が変化し、アーチワイヤー５に対する滑り性が低下するおそれがある。また、ＣｏやＭｏ、Ｓｉとのバランスが崩れて機械的特性が低下する。
なお、Ｃｒの含有率は、好ましくは２７質量％以上３４質量％以下とされ、より好ましくは２８質量％以上３３質量％以下とされる。
【００３８】
Ｍｏ（モリブデン）は、主にブラケット１の耐食性を高めるよう作用する。すなわち、Ｍｏの添加によってＣｒの添加による耐食性をより強化することができる。これは、Ｍｏを添加することにより、Ｃｒの酸化物を主材料とする不働態被膜がより緻密化されるためであると考えられる。したがって、Ｍｏが添加された合金は、さらに金属イオンが溶出し難くなり、生体への適合性が特に高いブラケット１の実現に寄与する。
【００３９】
ブラケット１を構成する合金におけるＭｏの含有率は、５質量％以上１２質量％以下とされる。Ｍｏの含有率が前記下限値を下回ると、ブラケット１の耐食性が不十分になるおそれがある。一方、Ｍｏの含有率が前記上限値を上回ると、ＣｒやＳｉに対するＭｏの量が相対的に多くなり過ぎてブラケット１の表面状態が変化し、アーチワイヤー５に対する滑り性が低下するおそれがある。また、ＣｏやＣｒ、Ｓｉとのバランスが崩れて機械的特性が低下する。
なお、Ｍｏの含有率は、好ましくは５．５質量％以上１１質量％以下とされ、より好ましくは６質量％以上９質量％以下とされる。
【００４０】
また、Ｓｉ（ケイ素）は、アーチワイヤー５に対するブラケット１の滑り性を高めるよう作用する。Ｓｉの添加によってブラケット１中には、Ｓｉの一部が酸化した酸化ケイ素が生成される。酸化ケイ素としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ２等が挙げられる。このような酸化ケイ素がブラケット１中に生じると、アーチワイヤー５の摩擦抵抗が減少し、滑り性が高くなると考えられる。
【００４１】
その一方、Ｓｉは、ブラケット１の機械的特性を高めるようにも作用する。上述した酸化ケイ素は、ブラケット１の製造時において金属結晶が成長する際に、金属結晶が著しく肥大化するのを抑制する。このため、Ｓｉが添加された合金では、金属結晶の粒径が小さく抑えられることとなり、ブラケット１の機械的特性をより高めることができる。特に、Ｓｉ原子が置換型元素としてＣｏ原子を置換することにより、結晶構造がやや歪み、ヤング率が高くなる。したがって、Ｓｉを添加することにより、ブラケット１の優れた滑り性と、優れた機械的特性、特に優れたヤング率とを両立することができる。その結果、より高い耐変形性を有するブラケット１が得られる。
【００４２】
また、上述したような効果が得られるためには、Ｓｉの含有率を０．３質量％以上２．０質量％以下に設定する必要がある。Ｓｉの含有率が前記下限値を下回ると、酸化ケイ素の量も少なくなるため、アーチワイヤー５に対する摩擦抵抗が増加し、滑り性が低下するとともに、ブラケット１の製造時において金属結晶が肥大し易くなるため、ブラケット１の機械的特性も低下する可能性が高くなる。一方、Ｓｉの含有率が前記上限値を上回ると、ブラケット１中に存在する酸化ケイ素の量が多くなり過ぎて、酸化ケイ素が空間的に連続して分布する領域が生じ易くなる。この領域では、アーチワイヤー５に対する摩擦抵抗が増加する。
なお、Ｓｉの含有率は、好ましくは０．５質量％以上１．０質量％以下とされ、より好ましくは０．６質量％以上０．９質量％以下とされる。
【００４３】
また、Ｓｉのうちの一部は、前述したように酸化ケイ素の状態で存在していることが好ましいが、その存在量は、Ｓｉの全量に対して酸化ケイ素として含まれるＳｉの比率が２０％以上８０％以下であるのが好ましく、３０％以上７０％以下であるのがより好ましく、３５％以上６５％以下であるのがさらに好ましい。全Ｓｉのうちの酸化ケイ素として含まれるＳｉの比率を前記範囲内に設定することで、ブラケット１には、上述したような機械的特性の向上といった効果がもたらされる一方、酸化ケイ素が一定量存在していることにより、このブラケット１に含まれるＣｏ、Ｃｒ、Ｍｏといった遷移金属元素の酸化物量を十分に抑えることができる。これらはすなわち、Ｓｉが、Ｃｏ、ＣｒおよびＭｏよりも酸化し易く、これらの遷移金属元素に結合している酸素をＳｉが奪うことによって還元反応を生じさせることから、Ｓｉの全量が酸化ケイ素でないということは、遷移金属元素に対して十分な還元反応を生じさせたことに等しいと考えられるからである。したがって、Ｓｉのうちの酸化ケイ素として含まれるＳｉの比率が前記範囲内であることにより、ブラケット１では、上述したような高い滑り性や高い機械的特性といった効果が、Ｃｏ、ＣｒまたはＭｏの酸化物によって阻害されることが抑制される。その結果、より信頼性の高いブラケット１の実現が図られる。
【００４４】
また、Ｓｉのうちの酸化ケイ素として含まれるＳｉの比率を前記範囲内に設定することで、ブラケット１に対して適度な硬度と滑り性が与えられることとなる。すなわち、酸化ケイ素でないＳｉが一定量存在することにより、Ｃｏ、ＣｒおよびＭｏのうちの少なくとも１種とＳｉとが硬質の金属間化合物を生成し、これがブラケット１の硬度と滑り性とを高めると考えられる。ブラケット１の硬度が高くなることで、歯列の矯正にあたってアーチワイヤー５を介した力が長期にわたってブラケット１に加わった場合でも、ブラケット１の変形が抑えられる。その結果、アーチワイヤー５によって歯７に発生させる応力を長期にわたってより厳密に管理することができ、歯列を目的とする形状に矯正することができる。また、アーチワイヤー５に対する滑り性が高くなることにより、歯７に発生する応力をより容易かつ厳密に管理することができる。
【００４５】
なお、Ｓｉを添加することにより、金属結晶の著しい成長は阻害されるので、その観点から言えばブラケット１の硬度は低下する傾向にあるものの、一部のＳｉが金属間化合物を生成することにより、この硬度が著しく低下することが抑えられ、ブラケット１の変形を抑えられる程度の硬度と靭性とが得られると考えられる。
この金属間化合物としては、特に限定されないが、一例を挙げると、ＣｏＳｉ２、Ｃｒ３Ｓｉ、ＭｏＳｉ２、Ｍｏ５Ｓｉ３等が挙げられる。
【００４６】
なお、金属間化合物の析出量を考慮すると、Ｍｏの含有率に対するＳｉの含有率の割合（Ｓｉ／Ｍｏ）は、質量比で０．０５以上０．２以下であるのが好ましく、０．０８以上０．１５以下であるのがより好ましい。これにより、ブラケット１のアーチワイヤー５に対する高い滑り性と高い機械的特性とを両立させることができる。
また、酸化ケイ素は、いかなる位置に分布していてもよいが、粒界（金属結晶同士の界面）に偏析するように分布しているのが好ましい。酸化ケイ素がこのような位置に偏析していることで、金属結晶の肥大化がより確実に抑制されることとなり、より機械的特性に優れたブラケット１が得られる。また、粒界に偏析した酸化ケイ素の析出物同士は、自ずと適度な距離を保つことになるため、ブラケット１中において酸化ケイ素の析出物をより均一に分散させることができる。その結果、アーチワイヤースロット２１のアーチワイヤー５に対する接触面において、摩擦抵抗が一定になるため、アーチワイヤー５を介してブラケット１に力を加えたとき、その力が有効にブラケット１に加わったり、あるいは、接触面同士が滑ったりすることによって有効に加えられなかったりすることが抑制され、アーチワイヤー５に加えた力に対して一定の相関性をもって歯７に力を効率よく加えることができるようになる。これにより、より短時間で目的とする形状に歯列を矯正することができる。
【００４７】
また、偏析した酸化ケイ素の析出物については、定性分析の面分析により、その大きさや分布等を特定することができる。具体的には、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）によるＳｉの組成像において、Ｓｉが偏析している領域の平均径は０．１μｍ以上１０μｍ以下であるのが好ましく、０．３μｍ以上８μｍ以下であるのがより好ましい。Ｓｉが偏析している領域の平均径が前記範囲内であれば、酸化ケイ素の析出物の大きさが前述したような各効果を奏するにあたって最適なものとなる。すなわち、Ｓｉが偏析している領域の平均径が前記下限値を下回ると、酸化ケイ素の析出物が十分な大きさに偏析しておらず、前記各効果が十分に得られないおそれがあり、一方、Ｓｉが偏析している領域の平均径が前記上限値を上回ると、ブラケット１の機械的特性が低下するおそれがある。
なお、Ｓｉが偏析している領域の平均径は、Ｓｉの組成像において、Ｓｉが偏析している領域の面積と同じ面積を持つ円の直径（投影面積円相当径）の平均値として求めることができる。
【００４８】
また、ブラケット１は、主にＣｏで構成された第１相と、主にＣｏ３Ｍｏで構成された第２相と、を含んでいる。このうち、第２相が含まれていることにより、前述したＳｉを含む金属間化合物と同様、ブラケット１に高い硬度および高い滑り性が付与されるため、信頼性向上の観点から有用なブラケット１が得られる。一方、第２相が過剰に含まれている場合、それが著しく偏析し易くなり、機械的特性の低下を招くこととなる。
【００４９】
したがって、第１相と第２相は、上記の観点から適度な比率で含まれていることが好ましい。具体的には、ブラケット１について、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折法による結晶構造解析を行い、Ｃｏに起因するピークのうち最も高いピークの高さを１としたとき、Ｃｏ３Ｍｏに起因するピークのうち最も高いピークの高さは０．０１以上０．５以下であるのが好ましく、０．０２以上０．４以下であるのがより好ましい。
【００５０】
また、Ｃｏの前記ピークの高さを１としたときのＣｏ３Ｍｏの前記ピークの高さの比率が前記下限値を下回ると、ブラケット１中においてＣｏに対するＣｏ３Ｍｏの比率が低下するので、硬度および滑り性が低下するおそれがある。一方、Ｃｏ３Ｍｏの前記ピークの高さの比率が前記上限値を上回ると、Ｃｏ３Ｍｏの存在量が過剰になり、Ｃｏ３Ｍｏが著しく偏析し易くなって、ブラケット１の機械的特性が低下するとともに、滑り性も低下するおそれがある。
なお、ＣｕＫα線は、通常、エネルギーが８．０４８ｋｅＶの特性Ｘ線である。
【００５１】
また、Ｃｏに起因するピークを同定するにあたっては、ＩＣＤＤ（The International Centre for Diffraction Data）カードのＣｏのデータベースに基づいて同定される。同様に、Ｃｏ３Ｍｏに起因するピークを同定するにあたっては、ＩＣＤＤカードのＣｏ３Ｍｏのデータベースに基づいて同定される。
また、ブラケット１においてＣｏ３Ｍｏの存在比率が０．０１質量％以上１０質量％以下であるのが好ましく、０．０５質量％以上５質量％以下であるのがより好ましい。これにより、より高い硬度とより高い滑り性とを有するブラケット１が得られる。
【００５２】
なお、これらの存在比率は、結晶構造解析の結果からＣｏ３Ｍｏの存在比率を定量化することにより求められる。
また、ブラケット１を構成する合金は、上述したような各元素以外に、Ｎ（窒素）を含んでいてもよい。Ｎは、主にブラケット１の機械的特性を高めるよう作用する。Ｎはオーステナイト化元素であるので、ブラケット１の結晶構造のオーステナイト化を促進し、靭性を高めるように作用する。
【００５３】
また、Ｎを含むことにより、金属粉末の焼結体で構成されたブラケット１は、デンドライト相の生成が抑えられ、デンドライト相の含有率が非常に小さいものとなる。このような観点からも、靭性を高めることができる。
そして、Ｎを含むブラケット１は、適度な硬度を有するとともに、靭性が高く、かつ、デンドライト相の含有率が小さいものとなる。このため、かかるブラケット１は、滑り性が高いものとなる。
【００５４】
ここで、デンドライト相は、樹枝状に成長した結晶組織のことであるが、このようなデンドライト相が多量に含まれるとブラケット１の機械的特性および滑り性が低下する。したがって、デンドライト相の含有率を小さくすることは、ブラケット１の機械的特性および滑り性を高めるにあたって有効である。具体的には、ブラケット１を走査型電子顕微鏡で観察し、得られた観察像においてデンドライト相が占める面積率が２０％以下であるのが好ましく、１０％以下であるのがより好ましい。このような条件を満足するブラケット１は、機械的特性や滑り性において特に優れたものとなる。
【００５５】
また、ブラケット１は、前述したように金属粉末の焼結体で構成されている。金属粉末は、各粒子の体積が非常に小さいため、冷却速度が高く、冷却の均一性も高い。このため、このような金属粉末の焼結体で構成されたブラケット１では、デンドライト相の生成が抑えられている。一方、鋳造や鍛造、圧延等の従来法では、溶融金属を冷却する際、冷却すべき体積が従来よりも大きくなるため、冷却速度が小さくなり、冷却の均一性も低くなる。その結果、このような方法で製造されたブラケットには、比較的多くのデンドライト相が生成すると考えられる。
なお、上述した面積率は、観察像の面積に対するデンドライト相が占める面積の割合として算出され、観察像の一辺は５０μｍ以上１０００μｍ以下程度に設定される。
【００５６】
上述したような効果が得られるためには、Ｎの含有率を好ましくは０．０９質量％以上０．５質量％以下に設定する必要がある。Ｎの含有率が前記下限値を下回ると、ブラケット１の結晶構造のオーステナイト化が不十分になり、このため、ブラケット１の硬度が過度に高くなり、靭性も低下し易くなるおそれがある。これは、ブラケット１中にオーステナイト相（γ相）の他に、ｈｃｐ構造（ε相）が多く析出するためであると考えられる。その結果、ブラケット１の機械的特性および滑り性が低下するおそれがある。一方、Ｎの含有率が前記上限値を上回ると、各種の窒化物が多量に生成されるとともに、焼結し難い組成になるおそれがある。このため、ブラケット１の焼結密度が低下し、機械的特性が低下するおそれがある。生成される窒化物としては、例えばＣｒ２Ｎ等が挙げられる。このような窒化物が析出すると、硬度も高くなるため、やはり靭性が低下することとなる。
【００５７】
なお、Ｎの含有率は、好ましくは０．１２質量％以上０．４質量％以下とされ、より好ましくは０．１４質量％以上０．２５質量％以下とされ、さらに好ましくは０．１５質量％以上０．２２質量％以下とされる。
とりわけ０．１５質量％以上０．２２質量％の範囲内では、オーステナイト相が特に支配的となり、硬度の著しい低下、靭性の顕著な向上が認められる。このときのブラケット１をＣｒＫα線を用いたＸ線回折法による結晶構造解析に供すると、オーステナイト相に起因する主ピークが非常に強く認められる一方、ｈｃｐ構造に起因するピークおよびその他のピークは、いずれも主ピークの高さの５％以下になっている。このことからオーステナイト相が支配的であることが分かる。
【００５８】
一方、Ｓｉの含有率に対するＮの含有率の割合（Ｎ／Ｓｉ）は、質量比で０．１以上０．８以下であるのが好ましく、０．２以上０．６以下であるのがより好ましい。これにより、高い機械的特性と高い滑り性とを両立させることができる。すなわち、Ｓｉが一定量添加されることにより、前述したように滑り性が高くなる一方、Ｓｉの添加量が多過ぎると、ブラケット１の機械的特性が低下するおそれがある。そこで、前記範囲内の割合でＮが添加されると、Ｓｉを添加したことによる高い滑り性と、Ｎを添加したことによる上述した効果を、それぞれ互いに相殺することなく発揮させることができるので、滑り性の相乗的な向上を図ることができる。これは、ＳｉとＣｏ等の金属元素とが置換型固溶体を生成するのに対し、ＮとＣｏ等の金属元素とは侵入型固溶体を生成するため、互いに共存し得るからであると考えられる。しかも、Ｓｉが固溶したことによる結晶構造の歪みが、Ｎが固溶することによって抑えられると考えられる。このため、機械的特性の低下が防止されると考えられる。
また、Ｓｉが添加されると、上述したように結晶構造に歪みが生じるが、この状態では熱膨張および熱収縮の挙動にヒステリシスが生じ易くなる。熱膨張および熱収縮の挙動に大きなヒステリシスがあると、経時的にブラケット１の熱的特性が変化してしまうおそれがある。
【００５９】
これに対し、前述した割合でＮが添加されていることにより、Ｎが結晶構造中に侵入して固溶するため、結晶構造の歪みが抑制される。その結果、熱膨張および熱収縮の挙動におけるヒステリシスが抑えられ、ブラケット１の熱的特性の安定化を図ることができる。
以上のことから、ＳｉとＮとが適度に添加されることによって、ブラケット１の滑り性を高めるとともに、機械的特性の安定化および熱的特性の安定化をそれぞれ図ることができる。
【００６０】
なお、Ｓｉの含有率に対するＮの含有率の割合が前記下限値を下回ると、結晶構造の歪みを十分に抑制することができず、靭性等が低下するおそれがある。一方、前記上限値を上回ると、焼結し難い組成になり、ブラケット１の焼結密度が低下し、機械的特性も低下するおそれがある。
また、ブラケット１を構成する合金は、上述したような各元素以外に、Ｃ（炭素）を含んでいてもよい。Ｃの添加によってブラケット１の硬度や引張強さがより高められるとともに、滑り性もより高められる。滑り性がより高くなる詳細な理由は明らかではないが、炭化物の生成によってアーチワイヤー５に対する摩擦抵抗の減少が図られることが理由の１つとして考えられる。
【００６１】
ブラケット１を構成する合金におけるＣの含有率は、特に限定されないが、１．５質量％以下であるのが好ましく、０．７質量％以下であるのがより好ましい。Ｃの含有率が前記上限値を上回ると、ブラケット１の脆性が大きくなり、機械的特性が低下するおそれがある。
また、添加量の下限値は特に設定されないが、上述した効果が十分に発揮されるためには、下限値が０．０５質量％程度に設定されるのが好ましい。
【００６２】
また、Ｃの含有率はＳｉの含有率の０．０２倍以上０．５倍以下程度であるのが好ましく、０．０５倍以上０．３倍以下程度であるのがより好ましい。Ｓｉに対するＣの比率を前記範囲内に設定することにより、酸化ケイ素や炭化物がブラケット１の機械的特性に及ぼす悪影響を最小限に抑えつつ、滑り性の向上において相乗的に作用すると考えられる。このため、とりわけアーチワイヤー５に対する滑り性に優れたブラケット１を得ることができる。
【００６３】
さらに、Ｎの含有率はＣの含有率の０．３倍以上１０倍以下程度であるのが好ましく、２倍以上８倍以下程度であるのがより好ましい。Ｃに対するＮの比率を前記範囲内に設定することにより、Ｃの添加によるブラケット１の滑り性の向上と、Ｎの添加によるブラケット１の滑り性の向上とを、特に両立させることができるとともに、滑り過ぎを防止してアーチワイヤー５からのトルクがブラケット１へと伝達し易くなる。その結果、歯列矯正において、目的とする大きさの力を各歯に加えることができるように、歯列矯正に要する時間の短縮を図ることができる。
【００６４】
この他、ブラケット１を構成する合金には、上述したような各元素以外に、製造時において不可避的に生じる不純物の混入も許容される。その場合、不純物の合計の含有率は好ましくは１質量％以下とされ、より好ましくは０．５質量％以下とされ、さらに好ましくは０．２質量％以下とされる。このような不純物元素としては、例えば、Ｂ、Ｏ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐ、Ｓ、Ｍｎ等が挙げられる。
【００６５】
一方、ブラケット１を構成する合金は、実質的にＮｉ（ニッケル）を含んでいないのが好ましい。Ｎｉは、従来のブラケットにおいては、塑性加工性を確保するために一定量含まれていることが多かったが、金属アレルギーの原因物質として扱われていることもあり、生体への影響が懸念されている元素でもある。ブラケット１を構成する合金には、製造時に不可避的に混入してしまうＮｉを除いて、構成元素としてのＮｉが添加されていない。このため、本発明に係るブラケット１は、金属アレルギーを発生させ難く、生体への適合性が特に高いものとなる。なお、不可避的に混入する場合も考慮すると、Ｎｉの含有率は０．０５質量％以下であるのが好ましく、０．０３質量％以下であるのがより好ましい。
【００６６】
そして、ブラケット１を構成する合金のうち、上述したような各元素の残部がＣｏである。前述したように、Ｃｏの含有率は、ブラケット１を構成する合金に含まれる元素の中で最も高くなるよう設定される。
なお、ブラケット１を構成する合金の各構成元素および組成比は、例えば、ＪＩＳ  Ｇ  １２５７に規定された原子吸光法、ＪＩＳ  Ｇ  １２５８に規定されたＩＣＰ発光分析法、ＪＩＳ  Ｇ  １２５３に規定されたスパーク発光分析法、ＪＩＳ  Ｇ  １２５６に規定された蛍光Ｘ線分析法、ＪＩＳ  Ｇ  １２１１〜Ｇ  １２３７に規定された重量・滴定・吸光光度法等により特定することができる。具体的には、ＳＰＥＣＴＲＯ社製固体発光分光分析装置（スパーク発光分析装置）、モデル：ＳＰＥＣＴＲＯＬＡＢ、タイプ：ＬＡＶＭＢ０８Ａが挙げられる。
【００６７】
また、Ｃ（炭素）およびＳ（硫黄）の特定に際しては、特に、ＪＩＳ  Ｇ  １２１１に規定された酸素気流燃焼（高周波誘導加熱炉燃焼）−赤外線吸収法も用いられる。具体的には、ＬＥＣＯ社製炭素・硫黄分析装置、ＣＳ−２００が挙げられる。
さらに、Ｎ（窒素）およびＯ（酸素）の特定に際しては、特に、ＪＩＳ  Ｇ  １２２８に規定された鉄および鋼の窒素定量方法、ＪＩＳ  Ｚ  ２６１３に規定された金属材料の酸素定量方法も用いられる。具体的には、ＬＥＣＯ社製酸素・窒素分析装置、ＴＣ−３００／ＥＦ−３００が挙げられる。
【００６８】
また、図１に示すブラケット１は、前述したように、金属粉末の焼結体で構成されたもの、すなわち粉末冶金法で製造されたものである。このようなブラケット１は、例えば鋳造法で製造されたものに比べて、機械的特性に優れたものとなる。これは、粉末冶金法で製造されたブラケット１は、急冷して得られた金属粉末を用いて製造されたものである（体積が小さいため、急冷され易い）ため、鋳造法等に比べて金属結晶の著しい粒成長が生じ難く、そのため、肥大化した金属結晶が生成され難いからであると考えられる。また、粉末冶金法によれば、組成が均質になり易いため、Ｓｉや酸化ケイ素の分布も均一になり易い。したがって、均一な滑り性を有する（滑り性の個体差が小さい）ブラケット１が得られる。
【００６９】
なお、ブラケット１がＮを含んでいる場合には、金属粉末製造時から材料中にＮを固溶させ、その粉末を用いて得られた焼結体で構成されている。このため、ブラケット１には、ほぼ一様にＮが分布しており、物性についてもほぼ一様にすることができる。したがって、かかるブラケット１は、均質性が高くなるとともに、個体差が抑えられるため、複数の歯７に生じる応力をそれぞれ適正に管理することができる。
【００７０】
このようなブラケット１の均質性は、前述したように、粉末製造時から金属材料中にＮを固溶させ、その粉末を用いて粉末冶金法により製造された焼結体で構成されていることに由来していると考えられる。粉末製造時に金属材料中にＮを固溶させるには、例えば、原料に含まれるＣｏ、Ｃｒ、ＭｏおよびＳｉのうちの少なくとも１種をあらかじめ窒化させておく方法、原料を溶融する際または溶融した後に溶融金属（溶湯）を窒素ガス雰囲気中に保持する方法、溶融金属中に窒素ガスを注入する（バブリングさせる）方法等が用いられる。
【００７１】
また、金属粉末を成形してなる成形体や、それを焼結してなる焼結体を、窒素ガス雰囲気中で加熱する、あるいは、窒素ガス雰囲気中でＨＩＰ処理を施すことにより、Ｎを合金中に含浸させる方法もある（窒化処理）。しかしながら、この方法では、成形体や焼結体の表層部から内層部まで均等に窒化することは難しく、仮にできたとしても窒化速度を抑えながら極めて長い時間をかけて行う必要があるため、ブラケットの製造効率の観点でやや問題がある。
なお、粉末中にＮを固溶させて得られた成形体を脱脂、焼成する場合には、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス中で脱脂、焼成することにより、固溶させたＮの濃度の変動を抑えることができる。
【００７２】
ブラケット１の製造に用いられる金属粉末（本発明の粉末冶金用金属粉末）としては、前述したような合金で構成された粉末が用いられる。その平均粒径は、３μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましく、４μｍ以上８０μｍ以下であるのがより好ましく、５μｍ以上６０μｍ以下であるのがさらに好ましい。このような粒径の金属粉末を用いることにより、高密度で機械的特性が高く、かつ滑り性に優れたブラケット１を製造することができる。
なお、平均粒径は、レーザー回折法により得られた粒度分布において、質量基準で小径側からの累積量が５０％になるときの粒径として求められる。
【００７３】
また、金属粉末の平均粒径が前記下限値を下回った場合、粉末冶金における成形性が低下するため、ブラケット１の密度が低下し、機械的特性が低下するおそれがある。一方、金属粉末の平均粒径が前記上限値を上回った場合、粉末冶金において金属粉末の充填性が低下するため、やはりブラケット１の密度が低下し、機械的特性が低下するおそれがある。また、組成の均一性が損なわれ、ブラケット１のアーチワイヤー５に対する滑り性が低下するおそれがある。
【００７４】
また、金属粉末の粒度分布は、できるだけ狭いのが好ましい。具体的には、金属粉末の平均粒径が前記範囲内であれば、最大粒径が２００μｍ以下であるのが好ましく、１５０μｍ以下であるのがより好ましい。金属粉末の最大粒径を前記範囲内に制御することにより、金属粉末の粒度分布をより狭くすることができ、ブラケット１の機械的特性および滑り性のさらなる向上を図ることができる。
なお、上記の最大粒径とは、レーザー回折法により得られた粒度分布において、質量基準で小径側からの累積量が９９．９％となるときの粒径のことをいう。
【００７５】
また、金属粉末の粒子の短径をＰＳ［μｍ］とし、長径をＰＬ［μｍ］としたとき、ＰＳ／ＰＬで定義されるアスペクト比の平均値は、０．４以上１以下程度であるのが好ましく、０．７以上１以下程度であるのがより好ましい。このようなアスペクト比の金属粉末は、その形状が比較的球形に近くなるので、圧粉成形された際の充填率が高められる。その結果、機械的特性や滑り性の高いブラケット１を得ることができる。
なお、前記長径とは、粒子の投影像においてとりうる最大長さであり、前記短径とは、その最大長さに直交する方向の最大長さである。また、アスペクト比の平均値は、金属粉末の粒子１００個以上についての測定値の平均値として求められる。
【００７６】
一方、ブラケット１の断面において、結晶組織の長径をＣＬとし、短径をＣＳとしたとき、ＣＳ／ＣＬで定義されるアスペクト比の平均値は、０．４以上１以下程度であるのが好ましく、０．５以上１以下程度であるのがより好ましい。このようなアスペクト比の結晶組織は、異方性の小さいものとなるので、加わる力の方向によらず優れた耐力等の機械的特性を示すブラケット１の実現に寄与する。すなわち、このようなブラケット１は、どのような姿勢で使用されても、優れた耐変形性を有するものとなる。
なお、前記長径とは、ブラケット１の断面の観察像において１つの結晶組織がとりうる最大長さであり、前記短径とは、その最大長さに直交する方向の最大長さである。また、アスペクト比の平均値は、結晶組織１００個以上についての測定値の平均値として求められる。
【００７７】
また、ブラケット１は、その内部に微小な独立した空孔を有しているのが好ましい。このような空孔を有していることにより、ブラケット１では、その表面にも空孔が露出することとなる。これにより、ブラケット１では、アーチワイヤー５との接触面積が減少するため、アーチワイヤー５を支持しつつも接触抵抗の減少を図ることができる。このため、アーチワイヤー５に対する滑り性が高くなり、アーチワイヤー５を介して歯７に生じさせる応力の管理をより容易に行うことができる。
【００７８】
空孔の平均径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下であるのが好ましく、０．３μｍ以上８μｍ以下であるのがより好ましい。空孔の平均径が前記範囲内であれば、より高い滑り性を有するブラケット１が得られる。すなわち、空孔の平均径が前記下限値を下回ると、アーチワイヤー５の表面状態によっては、滑り性が十分に高められないおそれがあり、一方、空孔の平均径が前記上限値を上回ると、ブラケット１の形状によっては、機械的特性が低下するおそれがある。
【００７９】
なお、空孔の平均径は、ブラケット１の断面についての走査型電子顕微鏡像において、空孔の面積と同じ面積を持つ円の直径（投影面積円相当径）の平均値として求めることができる。
また、ブラケット１の観察像において、空孔が占める面積率は、０．００１％以上１％以下であるのが好ましく、０．００５％以上０．５％以下であるのがより好ましい。空孔が占める面積率が前記範囲内であれば、ブラケット１の機械的特性と滑り性とをより高度に両立することができる。
【００８０】
なお、この面積率は、観察像の面積に対する空孔が占める面積の割合として算出され、観察像の一辺は５０μｍ以上１０００μｍ以下程度に設定される。
また、ブラケット１は、そのビッカース硬度が２００以上５５０以下であるのが好ましく、２００以上４８０以下であるのがより好ましく、２４０以上３８０以下であるのがさらに好ましい。このような硬度のブラケット１は、歯列の矯正にあたってアーチワイヤー５を介した力が長期にわたって加わった場合でも、変形し難いものとなる。その結果、アーチワイヤー５によって歯７に生じさせる応力を長期にわたってより厳密に管理することができ、歯列を目的とする形状に効率よく矯正することができる。
【００８１】
なお、ブラケット１のビッカース硬度は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４に規定された試験方法に準拠して測定される。
また、ブラケット１の引張強さは、５２０ＭＰａ以上であるのが好ましく、６００ＭＰａ以上１５００ＭＰａ以下であるのがより好ましい。このような引張強さのブラケット１は、やはり長期にわたる耐変形性に優れたものとなる。
【００８２】
同様に、ブラケット１の０．２％耐力は、４５０ＭＰａ以上であるのが好ましく、５００ＭＰａ以上１２００ＭＰａ以下であるのがより好ましい。このような０．２％耐力のブラケット１は、やはり長期にわたる耐変形性に優れたものとなる。
これらの引張強さおよび０．２％耐力は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に規定された試験方法に準拠して測定される。
【００８３】
さらに、ブラケット１の伸びは、２％以上５０％以下であるのが好ましく、１０％以上４５％以下であるのがより好ましい。このような伸びを有するブラケット１は、欠損や割れ等が生じ難いことから、長期にわたって歯７に力を加え続けられるものとなる。
ブラケット１の伸び（破断伸び）は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に規定された試験方法に準拠して測定される。
また、ブラケット１のヤング率は、１５０ＧＰａ以上であるのが好ましく、１７０ＧＰａ以上３００ＧＰＡ以下であるのがより好ましい。このようなヤング率を有するブラケット１は、とりわけ変形し難いものとなるため、長期にわたって歯７に所定の力を加え続けることができ、歯７に生じる応力を管理し易いものとなる。
【００８４】
さらに、ブラケット１の疲労強度は、２５０ＭＰａ以上であるのが好ましく、３５０ＭＰａ以上であるのがより好ましく、５００ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下であるのがさらに好ましい。このような疲労強度を有するブラケット１は、口腔内において体液に触れた状態で、繰り返し荷重が作用する環境下で使用されたとしても、疲労クラック等の発生が抑制され、長期にわたって歯列矯正に寄与し得るものとなる。
なお、ブラケット１の疲労強度は、ＪＩＳ  Ｔ  ０３０９に規定された試験方法に準拠して測定される。なお、繰り返し応力に相当する荷重の印加波形は正弦波とし、応力比（最小応力／最大応力）は０．１とする。また、繰り返し周波数は３０Ｈｚとし、繰り返し数を１×１０７回とする。
【００８５】
なお、ブラケット１の表面粗さは、アーチワイヤー５に対する滑り性を左右すると考えられる。かかる観点から、ブラケット１の表面の算術平均粗さＲａは、０．０５μｍ以上２μｍ以下であるのが好ましく、０．１μｍ以上１μｍ以下であるのがより好ましい。ブラケット１の表面粗さを前記範囲内に設定することで、アーチワイヤー５に対する滑り性を、歯列の矯正を目的にした場合において最適化することができる。すなわち、ブラケット１の表面粗さが前記下限値を下回ると、ブラケット１とアーチワイヤー５とが接触する面積が大きくなり、摩擦抵抗が大きくなって滑り性が低下するおそれがある。そして、滑り性が低下すると、アーチワイヤー５とブラケット１とが固着したような挙動を示すため、歯列の矯正に応じて歯７が移動した場合、アーチワイヤー５からブラケット１に加わっていた力が減少することになり、その結果、アーチワイヤー５からブラケット１に加える力を頻繁に調整したり、歯列矯正に長い期間をかける必要が生じたりするおそれがある。一方、ブラケット１の表面粗さが前記上限値を上回ると、ブラケット１とアーチワイヤー５とが接触する面積が小さくなり、摩擦抵抗が小さくなって滑り性が大きくなり過ぎるおそれがある。滑り性が大きくなり過ぎると、アーチワイヤー５からブラケット１に力を加えようとしても、ほとんどかからない状態になる。その結果、歯列を矯正することができなくなるおそれがある。
【００８６】
また、ブラケット１の表面粗さは、アーチワイヤースロット２１の両端部を除いた部分について、触針式またはレーザープローブ式の表面粗さ計を用いて測定された算術平均粗さＲａとして求められる。なお、アーチワイヤースロット２１の両端部とは、アーチワイヤースロット２１の両端を起点に、全長の１０％の長さの部分のことである。
また、ブラケット１の製造に用いられる金属粉末としては、例えば、アトマイズ法（例えば、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、高速回転水流アトマイズ法等）、還元法、カルボニル法、粉砕法等の各種粉末化法により製造されたものが挙げられる。
【００８７】
このうち、アトマイズ法により製造されたものが好ましく用いられ、水アトマイズ法または高速回転水流アトマイズ法により製造されたものであるのがより好ましく用いられる。アトマイズ法は、溶融金属（溶湯）を、高速で噴射された流体（液体または気体）に衝突させることにより、溶湯を微粉化するとともに冷却して、金属粉末を製造する方法である。金属粉末をこのようなアトマイズ法によって製造することにより、極めて微小な粉末を効率よく製造することができる。また、得られる粉末の粒子形状が表面張力の作用により球形状に近くなる。このため、粉末冶金法において金属粉末を成形したとき充填率の高い成形体が得られる。その結果、機械的特性に優れたブラケット１が得られる。
【００８８】
［歯科用矯正ブラケットの製造方法］
次に、本発明の歯科用矯正ブラケットの製造方法の実施形態について説明する。
本実施形態に係る歯科用矯正ブラケットの製造方法は、前述した粉末冶金用金属粉末（本発明の粉末冶金用金属粉末）を成形し、成形体を得る工程と、この成形体を焼成し、焼結体を得る工程と、を有する。以下、各工程について順次詳述する。
【００８９】
［１］
［１−１］混練工程
まず、粉末冶金用金属粉末を有機バインダーとともに混練し、混練物を得る。
混練物中の有機バインダーの含有率は、成形条件や成形する形状等に応じて適宜設定されるが、混練物全体の２質量％以上２０質量％以下程度であるのが好ましく、５質量％以上１０質量％以下程度であるのがより好ましい。有機バインダーの含有率を前記範囲内に設定することにより、混練物は良好な流動性を有するものとなる。これにより、成形の際の混練物の充填性が向上し、最終的に目的とする形状により近い形状（ニアネットシェイプ）のブラケット１が得られる。
【００９０】
有機バインダーとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンまたはこれらの共重合体等の各種樹脂や、各種ワックス、パラフィン、高級脂肪酸（例：ステアリン酸）、高級アルコール、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド等の各種有機バインダーが挙げられ、これらのうち１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００９１】
また、混練物中には、必要に応じて、可塑剤が添加されていてもよい。この可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル（例：ＤＯＰ、ＤＥＰ、ＤＢＰ）、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、セバシン酸エステル等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
さらに、混練物中には、粉末冶金用金属粉末、有機バインダー、可塑剤の他に、例えば、滑剤、酸化防止剤、脱脂促進剤、界面活性剤等の各種添加物を必要に応じて添加することができる。
【００９２】
なお、混練条件は、用いる粉末冶金用金属粉末の金属組成や粒径、有機バインダーの組成、およびこれらの配合量等の諸条件により異なるが、その一例を挙げれば、混練温度５０℃以上２００℃以下程度、混練時間１５分以上２１０分以下程度とすることができる。
また、混練物は、必要に応じ、ペレット（小塊）化される。ペレットの粒径は、例えば、１ｍｍ以上１５ｍｍ以下程度とされる。
なお、混練物に代えて、造粒粉末を製造するようにしてもよい。
【００９３】
［１−２］成形工程
次に、混練物を成形して、ブラケット１と同形状の成形体を製造する。
成形方法としては、特に限定されず、例えば、圧粉成形（圧縮成形）法、金属粉末射出成形（ＭＩＭ：Metal Injection Molding）法、押出成形法等の各種成形法を用いることができる。このうち、ニアネットシェイプのブラケット１を製造し得るという観点から、金属粉末射出成形法が好ましく用いられる。
【００９４】
また、圧粉成形法の場合の成形条件は、用いる粉末冶金用金属粉末の組成や粒径、有機バインダーの組成、およびこれらの配合量等の諸条件によって異なるが、成形圧力が２００ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下（２ｔ／ｃｍ２以上１０ｔ／ｃｍ２以下）程度であるのが好ましい。
また、金属粉末射出成形法の場合の成形条件は、やはり諸条件によって異なるものの、材料温度が８０℃以上２１０℃以下程度、射出圧力が５０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下（０．５ｔ／ｃｍ２以上５ｔ／ｃｍ２以下）程度であるのが好ましい。
【００９５】
また、押出成形法の場合の成形条件は、やはり諸条件によって異なるものの、材料温度が８０℃以上２１０℃以下程度、押出圧力が５０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下（０．５ｔ／ｃｍ２以上５ｔ／ｃｍ２以下）程度であるのが好ましい。
このようにして得られた成形体は、金属粉末の粒子同士の間隙に、有機バインダーが一様に分布した状態となる。
【００９６】
なお、作製される成形体の形状寸法は、以降の脱脂工程および焼成工程における成形体の収縮分を見込んで決定される。
また、必要に応じて、成形体に対して切削、研磨、切断等の機械加工を施すようにしてもよい。成形体は、硬度が比較的低く、かつ比較的可塑性に富んでいるため、成形体の形状が崩れるのを防止しつつ、容易に機械加工を施すことができる。このような機械加工によれば、最終的に寸法精度の高いブラケット１をより容易に得ることができる。
【００９７】
［２］
［２−１］脱脂工程
次に、得られた成形体に脱脂処理（脱バインダー処理）を施し、脱脂体を得る。
具体的には、成形体を加熱して、有機バインダーを分解することにより、成形体中から有機バインダーの少なくとも一部を除去して、脱脂処理がなされる。
この脱脂処理は、例えば、成形体を加熱する方法、バインダーを分解するガスに成形体を曝す方法等が挙げられる。
【００９８】
成形体を加熱する方法を用いる場合、成形体の加熱条件は、有機バインダーの組成や配合量によって若干異なるものの、温度１００℃以上７５０℃以下×０．１時間以上２０時間以下程度であるのが好ましく、１５０℃以上６００℃以下×０．５時間以上１５時間以下程度であるのがより好ましい。これにより、成形体を焼結させることなく、成形体の脱脂を必要かつ十分に行うことができる。その結果、脱脂体の内部に有機バインダー成分が多量に残留してしまうのを確実に防止することができる。
また、成形体を加熱する際の雰囲気は、特に限定されず、水素のような還元性ガス雰囲気、窒素、アルゴンのような不活性ガス雰囲気、大気のような酸化性ガス雰囲気、またはこれらの雰囲気を減圧した減圧雰囲気等が挙げられる。
【００９９】
一方、バインダーを分解するガスとしては、例えば、オゾンガス等が挙げられる。
なお、このような脱脂工程は、脱脂条件の異なる複数の過程（ステップ）に分けて行うことにより、成形体中の有機バインダーをより速やかに、そして、成形体に残存させないように分解・除去することができる。
また、必要に応じて、脱脂体に対して切削、研磨、切断等の機械加工を施すようにしてもよい。脱脂体は、硬度が比較的低く、かつ比較的可塑性に富んでいるため、脱脂体の形状が崩れるのを防止しつつ、容易に機械加工を施すことができる。このような機械加工によれば、最終的に寸法精度の高いブラケット１をより容易に得ることができる。
【０１００】
［２−２］焼成工程
前記工程［Ｃ］で得られた脱脂体を、焼成炉で焼成して焼結体を得る。すなわち、粉末冶金用金属粉末の粒子同士の界面で拡散が生じ、焼結に至る。その結果、焼結体が得られる。
焼成温度は、粉末冶金用金属粉末の組成や粒径等によって異なるが、一例として９００℃以上１４００℃以下程度とされる。また、好ましくは１０５０℃以上１３００℃以下程度とされる。
【０１０１】
また、焼成時間は、０．２時間以上７時間以下とされるが、好ましくは１時間以上６時間以下程度とされる。
なお、焼成工程においては、途中で焼結温度や後述する焼成雰囲気を変化させるようにしてもよい。
また、焼成の際の雰囲気は、特に限定されないが、金属粉末の著しい酸化を防止することを考慮した場合、水素のような還元性ガス雰囲気、アルゴンのような不活性ガス雰囲気、またはこれらの雰囲気を減圧した減圧雰囲気等が好ましく用いられる。
【０１０２】
また、このようにして得られた焼結体に対し、さらにＨＩＰ処理（熱間等方加圧処理）等を施すようにしてもよい。これにより、焼結体のさらなる高密度化を図り、より機械的特性に優れたブラケット１を得ることができる。
ＨＩＰ処理の条件としては、例えば、温度が８５０℃以上１２００℃以下、時間が１時間以上１０時間以下程度とされる。
【０１０３】
また、加圧力は、５０ＭＰａ以上であるのが好ましく、１００ＭＰａ以上であるのがより好ましい。
このようにしてブラケット１が得られる。
なお、必要に応じて、得られたブラケット１に研磨処理を施すようにしてもよい。研磨処理としては、例えば、バレル研磨、サンドブラスト等が挙げられる。
【０１０４】
一方、このようにして得られた焼結体は、ブラケット１を含む各種の歯科用部品を構成する歯科用合金材料（本発明の歯科用合金材料）として有用である。したがって、得られた焼結体に対し、例えば切削、研削のような機械加工、レーザー加工、電子線加工、ウォータージェット加工、放電加工、プレス加工、押出加工、圧延加工、鍛造加工、曲げ加工、絞り加工、引き抜き加工、転造加工、せん断加工等の加工を施すことにより、目的とする形状に成形され、各種の歯科用部品を製造することができる。かかる歯科用部品としては、例えば、歯科用骨内インプラント材、歯科用インプラントフィクスチャー、歯科用インプラントアバットメント、歯科用アバットメントスクリュー、歯列矯正用アンカースクリュー、歯列矯正用バッカルチューブ、歯列矯正用アーチワイヤー、結紮線、パワーチェーン、インレー、クラウン、ブリッジ、クラスプ、義歯床、陶材焼付用メタルフレーム等が挙げられる。
【０１０５】
上記焼結体を用いて製造されたこのような歯科用部品は、耐力等の機械的特性に優れたものとなるため、例えば噛む力等に対して変形し難い補綴物や、歯列矯正治療において長期わたり歯に力を加え続けられる部品等を実現し得るものとなる。また、これらの歯科用部品は、耐食性に優れたものとなるため、口腔内に留置されたり、骨等に埋入されたりした場合でも、金属アレルギー等を発生させ難く、生体適合性の高いものとなる。
【０１０６】
また、上述した本発明の粉末冶金用金属粉末は、成形体の形状を適宜選択することにより、上述したような各種の歯科用部品の製造にも用いられる。すなわち、かかる粉末冶金用金属粉末を用いることで、ほとんど加工を施すことなく、目的とする形状の歯科用部品を容易に製造することができる。そして、得られた歯科用部品は、上述したように、耐力等の機械的特性に優れ、かつ、耐食性に優れたものとなる。
以上、歯科用矯正ブラケット、歯科用合金材料、粉末冶金用金属粉末および歯科用矯正ブラケットの製造方法について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０７】
例えば、前述した実施形態に係る歯科用矯正ブラケットの形状は、一例であり、歯面に装着可能な形状であって、かつ、アーチワイヤーを支持し得る形状であれば、いかなる形状であってもよい。
また、本発明の歯科用矯正ブラケットには、前述した実施形態に対し、任意の構造物が付加されていてもよい。
【実施例】
【０１０８】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．歯科用矯正ブラケットの製造
（サンプルＮｏ．１）
［１］まず、表１に示す合金組成の原材料を高周波誘導炉で溶融するとともに、水アトマイズ法により粉末化して金属粉末を得た。次いで、目開き１５０μｍの標準ふるいを用いて分級した。なお、合金組成の特定には、ＳＰＥＣＴＲＯ社製固体発光分光分析装置（スパーク発光分析装置）、モデル：ＳＰＥＣＴＲＯＬＡＢ、タイプ：ＬＡＶＭＢ０８Ａを用いた。また、Ｃ（炭素）の定量分析には、ＬＥＣＯ社製炭素・硫黄分析装置、ＣＳ−２００を用いた。
【０１０９】
［２］次に、金属粉末と、ポリプロピレンおよびワックスの混合物（有機バインダー）とを、質量比で９：１となるように秤量して混合し、混合原料を得た。
［３］次に、この混合原料を混練機で混練し、混練物を得た。
［４］次に、この混練物を、以下に示す成形条件で、射出成形機で成形し、成形体を作製した。
＜成形条件＞
・材料温度：１５０℃
・射出圧力：１１ＭＰａ（１１０ｋｇｆ／ｃｍ２）
【０１１０】
［５］次に、この成形体を以下の脱脂条件で脱脂し、脱脂体を得た。
＜脱脂条件＞
・加熱温度  ：４７０℃
・加熱時間  ：１時間
・加熱雰囲気：窒素雰囲気
【０１１１】
［６］次に、得られた脱脂体を、以下の焼成条件で焼成し、焼結体を得た。
＜焼成条件＞
・加熱温度  ：１３００℃
・加熱時間  ：３時間
・加熱雰囲気：アルゴン雰囲気
［７］次に、得られた焼結体に対し、バレル研磨処理を施した。これにより、図１に示す形状の歯科用矯正ブラケットを得た。
【０１１２】
（サンプルＮｏ．２〜１３）
製造条件を表１に示す条件に変更した以外は、それぞれサンプルＮｏ．１と同様にして焼結体（図１に示す形状の歯科用矯正ブラケット）を得た。
（サンプルＮｏ．１４、１５）
表１に示す合金組成の原材料を高周波誘導炉で溶融した後、鋳型に溶融金属を流し込み、それぞれ鋳造体を得た。次いで、得られた鋳造体に対し、バレル研磨処理を施した。これにより、図１に示す形状の歯科用矯正ブラケットを得た。
【０１１３】
（サンプルＮｏ．１６〜１８）
製造条件を表１に示す条件に変更した以外は、それぞれサンプルＮｏ．１と同様にして歯科用矯正ブラケットを得た。
（サンプルＮｏ．１９〜２１）
表１に示す合金組成の原材料を高周波誘導炉で溶融した後、鋳型に溶融金属を流し込み、それぞれ鋳造体を得た。次いで、得られた鋳造体に対し、バレル研磨処理を施した。これにより、図１に示す形状の歯科用矯正ブラケットを得た。
【０１１４】
【表１】
2015146892.tif 000003
【０１１５】
（サンプルＮｏ．２２）
［１］まず、表２に示す合金組成の原材料を高周波誘導炉で溶融するとともに、水アトマイズ法により粉末化して金属粉末を得た。次いで、目開き１５０μｍの標準ふるいを用いて分級した。なお、Ｎは、Ｃｒに結合させた状態（窒化クロムの状態）で原材料に含ませた。また、合金組成の特定には、ＳＰＥＣＴＲＯ社製固体発光分光分析装置（スパーク発光分析装置）、モデル：ＳＰＥＣＴＲＯＬＡＢ、タイプ：ＬＡＶＭＢ０８Ａを用いた。また、Ｃ（炭素）の定量分析には、ＬＥＣＯ社製炭素・硫黄分析装置、ＣＳ−２００を用いた。さらに、Ｎ（窒素）の定量分析には、ＬＥＣＯ社製酸素・窒素分析装置、ＴＣ−３００／ＥＦ−３００を用いた。
【０１１６】
［２］次に、金属粉末と、ポリプロピレンおよびワックスの混合物（有機バインダー）とを、質量比で９：１となるように秤量して混合し、混合原料を得た。
［３］次に、この混合原料を混練機で混練し、混練物を得た。
［４］次に、この混練物を、以下に示す成形条件で、射出成形機で成形し、成形体を作製した。
＜成形条件＞
・材料温度：１５０℃
・射出圧力：１１ＭＰａ（１１０ｋｇｆ／ｃｍ２）
【０１１７】
［５］次に、得られた成形体に対して、以下に示す脱脂条件で熱処理（脱脂処理）を施し、脱脂体を得た。
＜脱脂条件＞
・脱脂温度  ：４７０℃
・脱脂時間  ：１時間
・脱脂雰囲気：窒素雰囲気
【０１１８】
［６］次に、得られた脱脂体を、以下に示す焼成条件で焼成した。これにより、焼結体を得た。
＜焼成条件＞
・焼成温度  ：１３００℃
・焼成時間  ：３時間
・焼成雰囲気：アルゴン雰囲気
［７］次に、得られた焼結体に対し、バレル研磨処理を施した。これにより、図１に示す形状の歯科用矯正ブラケットを得た。
【０１１９】
（サンプルＮｏ．２３〜３５）
製造条件を表２に示す条件にした以外は、それぞれサンプルＮｏ．２２と同様にして歯科用矯正ブラケットを得た。
【０１２０】
（サンプルＮｏ．３６〜３９）
原材料を高周波誘導炉で溶融する際、溶融金属中に窒素ガスを注入した。この際、注入時間を適宜変更することにより、Ｎの含有率を変えるようにした。
そして、それ以外の製造条件を表２に示すようにした以外は、それぞれサンプルＮｏ．１と同様にして歯科用矯正ブラケットを得た。
【０１２１】
（サンプルＮｏ．４０〜４３）
まず、Ｎを含まない原材料を用いて、それぞれサンプルＮｏ．１と同様にして金属粉末を得た。
次に、この金属粉末を用いるとともに、焼成条件の加熱雰囲気をアルゴン５０体積％と窒素５０体積％の混合ガス雰囲気に替えるようにした以外は、それぞれサンプルＮｏ．１と同様に焼結体を得た。この際、窒素ガスの分圧を適宜変更することにより、金属粉末中に含まれるＮの含有率を変えるようにした。
そして、それ以外の製造条件を表１に示すようにした以外は、それぞれサンプルＮｏ．１と同様にして歯科用矯正ブラケットを得た。
【０１２２】
（サンプルＮｏ．４４〜４６）
表２に示す合金組成の原材料を高周波誘導炉で溶融した後、鋳型に溶融金属を流し込み、それぞれ鋳造体を得た。次いで、得られた鋳造体に対し、バレル研磨処理を施した。これにより、歯科用矯正ブラケットを得た。
【０１２３】
【表２】
2015146892.tif 000004
【０１２４】
また、各表においては、各サンプルＮｏ．の金属粉末および歯科用矯正ブラケットのうち、本発明に相当するものについては「実施例」、本発明に相当しないものについては「比較例」と示した。
【０１２５】
２．歯科用矯正ブラケットの評価
２．１  全Ｓｉ量および酸化ケイ素として含まれるＳｉの含有率の測定
各サンプルＮｏ．の歯科用矯正ブラケットについて、重量法およびＩＣＰ発光分光法により、全Ｓｉ量および酸化ケイ素として含まれるＳｉの含有率を測定した。測定結果を表３、４に示す。
【０１２６】
２．２  Ｘ線回折法による結晶構造の評価
各サンプルＮｏ．の歯科用矯正ブラケットについて、Ｘ線回折法による結晶構造解析に供した。そして、得られたＸ線回折パターンに含まれていた各ピークの高さや位置を、ＩＣＤＤカードに掲載されたデータベースと照合することにより、歯科用矯正ブラケットに含まれる結晶構造の同定を行った。その上で、Ｃｏに起因するピークのうち最も高いピークの高さを１としたときの、Ｃｏ３Ｍｏに起因するピークのうち最も高いピークの高さの比率を算出した。算出結果を表３、４に示す。
【０１２７】
２．３  空孔、デンドライト相および結晶組織のアスペクト比の評価
各サンプルＮｏ．の歯科用矯正ブラケットから、切削加工によりテストピースを削り出した。
次いで、テストピースの切削面を研磨し、得られた研磨面を走査型電子顕微鏡で観察して観察像上において空孔が占める領域を特定した。そして、空孔が占める領域の平均径（これを空孔の平均径とみなす）を計測するとともに、観察像の全面積に対する空孔が占める領域の面積の割合（面積率）を算出した。
また、得られた研磨面を走査型電子顕微鏡で観察し、観察像上において樹枝状組織がどの程度存在しているかどうかを確認することにより、デンドライト相の存在の程度を以下の評価基準にしたがって評価した。
【０１２８】
＜デンドライト相の評価基準＞
◎：デンドライト相がほとんど存在しない
○：デンドライト相がわずかに存在する（面積率１０％以下）
△：デンドライト相がやや多く存在する（面積率１０％超２０％以下）
×：デンドライト相が非常に多く存在する（面積率２０％超）
また、得られた研磨面を走査型電子顕微鏡で観察し、観察像上において結晶組織のアスペクト比の平均値を算出した。
以上の評価結果を表３、４に示す。
【０１２９】
２．４  ビッカース硬度の測定
各サンプルＮｏ．の歯科用矯正ブラケットの表面について、ビッカース硬度を測定した。測定した結果を表３、４に示す。
２．５  耐食性の評価
各サンプルＮｏ．の歯科用矯正ブラケットから、切削加工によりテストピースを削り出した。
次いで、得られたテストピースについて、ＪＩＳ  Ｔ  ６１１８に規定された歯科メタルセラミック修復用貴金属材料の耐食性の試験方法に準拠して溶出金属イオン量を測定した。
そして、測定した結果を、以下の評価基準に基づいて評価した。
【０１３０】
＜耐食性の評価基準＞
◎：耐食性が非常に大きい（溶出金属イオン量が非常に少ない）
○：耐食性が大きい（溶出金属イオン量が少ない）
△：耐食性が小さい（溶出金属イオン量が多い）
×：耐食性が非常に小さい（溶出金属イオン量が非常に多い）
以上の評価結果を表３、４に示す。
【０１３１】
２．６  ０．２％耐力、伸びおよびヤング率の測定
各サンプルＮｏ．の歯科用矯正ブラケットの製造に用いた材料から、切削加工によりテストピースを削り出した。
次いで、得られたテストピースについて、ＪＩＳ  Ｔ  ６１１８に規定された歯科メタルセラミック修復用貴金属材料の機械的性質の試験方法に準拠して０．２％耐力および伸びを測定した。
また、ＪＩＳ  Ｔ  ６００４に規定された歯科用金属材料の試験方法に準拠してヤング率を求めた。
測定した結果を表３、４に示す。
【０１３２】
２．７  疲労強度の測定
各サンプルＮｏ．の歯科用矯正ブラケットの製造に用いた材料から、切削加工によりテストピースを削り出した。
次いで、得られたテストピースについて、ＪＩＳ  Ｔ  ０３０９に規定された試験方法に準拠した疲労強度を測定した。
測定した結果を表３、４に示す。
【０１３３】
２．８  表面粗さの測定
各サンプルＮｏ．の歯科用矯正ブラケットについて、触針式の表面粗さ計によりアーチワイヤースロットの算術平均粗さＲａを測定した。
測定した結果を表３、４に示す。
【０１３４】
２．９  アーチワイヤーに対する滑り性の評価
まず、各サンプルＮｏ．の歯科用矯正ブラケットを閉状態にし、アーチワイヤースロットにＴｉ合金製のアーチワイヤーを挿入、支持した。
次いで、アーチワイヤーを引っ張り、歯科用矯正ブラケットにかかる力を測定することにより、アーチワイヤーに対する歯科用矯正ブラケットの滑り性を評価した。なお、この評価は、以下の評価基準にしたがって評価した。
【０１３５】
＜滑り性の評価基準＞
◎：滑り性が極めて良好である
○：滑り性が良好である
△：滑り性がやや良好である
×：滑り性が不良である
以上の評価結果を表３、４に示す。
【０１３６】
２．１０  アーチワイヤーを介したトルクのかかり方の評価
まず、各サンプルＮｏ．の歯科用矯正ブラケットを閉状態にし、アーチワイヤースロットにＴｉ合金製のアーチワイヤーを挿入、支持した。
次いで、アーチワイヤーを引っ張りながら、歯科用矯正ブラケットにかかる力の変動幅を測定した。そして、求めた力の変動幅を以下の評価基準にしたがって評価した。
【０１３７】
＜トルクのかかり方の評価基準＞
◎：トルクのかかり方が特に良好である（変動幅が特に小さい）
○：トルクのかかり方が良好である（変動幅が小さい）
△：トルクのかかり方がやや良好である（変動幅がやや小さい）
×：トルクのかかり方が不良である（変動幅が大きい）
以上の評価結果を表３、４に示す。
【０１３８】
【表３】
2015146892.tif 000005
【０１３９】
【表４】
2015146892.tif 000006
【０１４０】
表３、４から明らかなように、各実施例に相当する歯科用矯正ブラケットは、疲労強度および耐食性に優れたものであることがわかった。また、適度なビッカース硬度を有し、０．２％耐力およびヤング率が比較的大きいことが認められた。このことから、各実施例に相当する歯科用矯正ブラケットは、耐変形性が高いものであることが認められた。
また、各実施例に相当する歯科用矯正ブラケットは、アーチワイヤーに対する滑り性およびアーチワイヤーを介したトルクのかかり方が比較的良好であることが認められた。
【０１４１】
さらに、各実施例に相当する歯科用矯正ブラケットは、一定量の酸化ケイ素および空孔を含むとともに、デンドライト相はほとんど含まないことが認められた。
一方、各比較例に相当する歯科用矯正ブラケットは、耐食性および機械的特性が低いことが認められた。また、アーチワイヤーに対する滑り性およびアーチワイヤーを介したトルクのかかり方が不適切であることがわかった。
【０１４２】
３．Ｎ濃度と硬度との関係の評価
まず、表５に示す合金組成を有する各サンプルＮｏ．４７〜５３のテストピースを製造した。
次いで、前述した「２．４  ビッカース硬度の測定」の要領で、各サンプルＮｏ．４７〜５３のテストピースのビッカース硬度を測定した。測定結果を表５および図７に示す。
【０１４３】
【表５】
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【０１４４】
表５および図７から明らかなように、テストピース中のＮ濃度とビッカース硬度との間には、特定のＮ濃度で硬度が極小となる関係性が認められた。硬度が適度に小さくなるとき、テストピースの靭性が高くなり、引張強さや耐力等の向上が見られる。硬度が極小値近傍では、硬度と耐力とのバランスが良好であり、歯科用矯正ブラケットとして有用な歯科用合金材料となる。
【符号の説明】
【０１４５】
１……歯科用矯正ブラケット  ２……ブラケット本体  ３……結紮カバー  ４……補助器具  ５……アーチワイヤー  ６……ばねアーム  ７……歯  ２１……アーチワイヤースロット  ２２……結合ベース  ２３……カバースロット  ２４……器具スロット  ３１……スルーホール  ４１……ヘッド  ４２……シャンク  ４３……係合部  ４４……フランジ  ６１……先端部  ２１１……側壁  ２１２……側壁  ２１３……側壁  ４３１……シャンク部  ４３２……突出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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