(57)【要約】【目的】レーザー光線を利用した正確な形状計測を可能とする歯科実習用模型歯を提供する。【解決手段】歯牙の形状を模して造形された歯冠部１を有する歯科実習用模型歯であって、少なくとも歯冠部１が不透明性または半透明性を有する歯冠部形成材料にて形成されており、当該歯冠部１の表面の中心線平均あらさＲａが０．１μｍ以上１０μｍ未満であり、しかも、当該歯冠部１の表面の光線反射率が波長７００ｎｍの光に対して７０％以上であることを特徴とする。この際、歯冠部形成材料の、標準白色との色差△Ｅ＊　ａｂは１５以下であることが好ましい。【効果】歯冠部形状を非接触・高速３次元形状測定装置にて正確に測定することができるので、これを利用して、教育分野での各種治療実習や加工実習の結果を正確に評価することが可能である。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯牙の形状を模して造形された歯冠部を有する歯科実習用模型歯であって、少なくとも前記歯冠部が不透明性または半透明性を有する歯冠部形成材料にて形成されており、当該歯冠部の表面の中心線平均あらさＲａが０．１μｍ以上１０μｍ未満であり、しかも、当該歯冠部の表面の光線反射率が波長７００ｎｍの光に対して７０％以上であることを特徴とする歯科実習用模型歯。
【請求項２】
前記歯冠部形成材料の、標準白色との色差△Ｅ＊　ａｂが１５以下であることを特徴とする請求項１に記載の歯科実習用模型歯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は歯科実習用模型歯、特にレーザー光線を利用した正確な形状計測を可能とする歯科実習用模型歯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、歯科大学や歯科技工士学校等の教育分野においては歯科実習用模型歯は広く用いられており、このような歯科実習用模型歯の一例として、板バネの弾性を利用して顎模型の歯牙植立位置への取り外しが容易に行える義歯が開示されている（例えば特許文献１参照）。又、顎模型側に設けられた窪みに整合する突起状部分が歯根部分に設けられた構造の人工歯も開示されている（例えば特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２５０６２１２号公報
【特許文献２】
特開２００２−６２８号公報
【０００４】
そして、各種教育機関では、模型歯を用いた治療実習の結果を評価するために、切削加工実習や治療実習（充填実習）を行った後の模型歯について、レーザー光線を利用した形状測定が試みられているが、上記公報に挙げられているような一般的なプラスチック模型歯の場合には、レーザー光線を模型歯表面に照射した際、歯表面の光沢度が大きすぎてレーザー光線が適度に散乱せず、レーザー光線を利用した正確な歯牙形状の計測を行うことが不可能であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の問題点を解決し、レーザー光線を利用した正確な形状計測を可能とする歯科実習用模型歯を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の歯科実習用模型歯は、歯牙の形状を模して造形された歯冠部を有するものであって、少なくとも前記歯冠部が不透明性または半透明性を有する歯冠部形成材料にて形成されており、当該歯冠部の表面の中心線平均あらさＲａが０．１μｍ以上１０μｍ未満であり、しかも、当該歯冠部の表面の光線反射率が波長７００ｎｍの光に対して７０％以上であることを特徴とする。
又、本発明の歯科実習用模型歯は、前述の特徴を有した模型歯において、前記歯冠部形成材料の、標準白色との色差△Ｅ＊　ａｂが１５以下であることを特徴とするものでもある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の歯科実習用模型歯の概略形状の一例を図１に示して、本発明を説明する。
図１に示されるように、本発明の歯科実習用模型歯にあっては、歯冠部１が人間の歯牙形状に似せて人工的に造形されており、この歯冠部１は、単層構造あるいは多層構造を有している。即ち、本発明の模型歯における歯冠部１は、実際の歯（天然歯）のように表面にエナメル層を有し、内部に象牙質を有する多層構造であってもよいし、エナメル層と象牙質を同一材料で形成させた単層構造であっても良い。また、象牙質内部に髄空が形成されていても良く、図１に例示されるように、歯冠部１が歯根部２に接続されて、所定の顎模型に設置出来るようになった構造とするのが好ましい。
そして、本発明の模型歯では、少なくとも歯冠部１が、不透明性または半透明性を有する歯冠部形成材料にて形成されており、歯冠部１には、その表面に微細な凹凸が設けられている。この歯冠部１の表面凹凸が細かすぎると、レーザー光線を用いた形状測定において、歯冠部表面で反射された形状測定用のレーザー光線が散乱せず、模型歯の形状が測定できなくなり、これは、歯冠部表面がレーザー光線発信部に対して傾斜した面を多く持っており、歯冠部表面で反射されたレーザー光線がレーザー光線受光部方向以外に反射するためである。逆に、歯冠部１の表面凹凸が大きすぎると、模型歯の表面形状が変化してしまい、レーザー光線を用いた形状測定において良好な結果が得られなくなる。
【０００８】
本発明では、歯冠部表面の中心線平均あらさをＲａ０．１μｍ以上１０μｍ未満、望ましくは０．１５μｍ以上５μｍ未満にする必要があり、この値の範囲とすることで良好な形状測定結果を得る事が出来る。
本発明において規定されている表面あらさとは、ＪＩＳ　０６０１−１９８２に準じて測定されたものであり、本発明では、歯冠部の可能な限り平面部について、任意の箇所及び方向にそれぞれ３回ずつ測定した結果の平均値を中心線平均あらさＲａとして規定している。尚、表面あらさの測定は、歯冠部の任意の各測定箇所について測定長０．５ｍｍ、測定速度０．０３ｍｍ／秒、カットオフ値０．０８ｍｍの測定条件にて行う。
【０００９】
また、本発明においては、歯冠部表面の光線反射率が低いと測定に用いるレーザー光線の反射光が小さくなり、良好な測定結果が得られなくなるため、歯冠部表面の光線反射率が波長７００ｎｍの光に対して７０％以上であることが必要である。ここで、光線反射率とは、ＪＩＳ　Ｚ８７２２−１９８２に準拠した正反射光込みの反射率をいう。本発明では歯冠部の可能な限り平面部について、任意の箇所をそれぞれ３回ずつ測定した結果の平均値を光線反射率として用いる。
本発明では、模型歯表面の光線反射率を７０％以上とするには、歯冠部表面に用いる材料が不透明性あるいは半透明性を有したものであることが必要である。即ち、歯冠部を構成している材料が不透明性あるいは半透明性を有するものであれば、比較的高い値の光線反射率が得られるが、歯冠部を構成する材料が透明性を有するものである場合には、材料を透過する光線量が多くなり、光線反射率が低くなって、測定欠損箇所が生じることになる。
【００１０】
ところで、本発明の模型歯の歯冠部表面を構成する材料（歯冠部形成材料）としては、一般的に公知のものを用いることが可能であり、例えば、セラミックス等の磁器あるいはアクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリロニトリルスチレンブタジエン共重合体（ＡＢＳ）、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル等の熱可塑性樹脂材料や、メラミン、ユリア、不飽和ポリエステル、フェノール、エポキシ等の熱硬化性樹脂材料、さらには、これらの主原料にガラス繊維、カーボン繊維、パルプ、合成樹脂繊維等の有機、無機の各種強化繊維、タルク、シリカ、マイカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナ等の各種充填材、顔料や染料等の着色剤、あるいは耐候剤や帯電防止剤等の各種添加剤を添加したものを用いることが出来る。
【００１１】
これらの歯冠部形成材料の色調は特に限定されないが、レーザー光線を反射しやすい点で、白色に近い色が望ましい。調色の手法は特に限定されるものではなく、公知の各種顔料や染料を適宜組み合わせて、希望とする色調に調整すれば良い。本発明では、歯冠部形成材料の色調を、標準白色に対する色差△Ｅ＊　ａｂが１５以下、より好ましくは１０以下にすることによって、レーザー光線による歯牙形状測定において良好な結果を得ることが出来る。
ここで、標準白色とは、ＪＩＳ　Ｚ８７２２に準じて製造された色彩色差計の白色校正板の色を指し、本発明における色差△Ｅ＊　ａｂは、ＪＩＳ　Ｚ８７２２に準じて製造された色彩色差計を用いて、平面状に成形された試験片表面の任意の３箇所を測定した平均値を示している。
【００１２】
このような本発明の歯科実習用模型歯を製造する際には、用いる材料によって製法が適宜選定されるが、例えば合成樹脂を主原料とする場合には、一般的な射出成形法やプレス成形法等の公知の手法を適用することが出来る。
又、歯冠部表面に微細な凹凸を設けるには、模型歯を造形する過程で同時に凹凸形成を行っても良いし、あるいは造形した後に後工程として処理を施しても良い。造形と同時に歯冠部表面に微細な凹凸を施すには、例えば合成樹脂を主成分とする原料を用いる場合、模型歯を造形するための金型表面に微細な凹凸を設けておくことで、得られた模型歯表面に微細な凹凸を反転する事が出来る。一方、後処理により模型歯表面に微細な凹凸を施す場合には、予め造形された模型歯の表面に微細な粉体をぶつけるブラスト処理や、薬品によるエッチング処理、サンドペーパーや研磨剤などによる表面処理など公知の手法を用いることが出来る。このような各種公知の手法の中でも、均一な表面凹凸が得られる点で、成形した模型歯の表面に後工程で微細な凹凸を施すブラスト処理やエッチング処理が好ましく用いられる。
以上のような手法を用いることにより、容易にレーザー光線を利用した形状計測を行うことが可能な歯科実習用模型歯を得ることが出来る。
【００１３】
【実施例】
メラミン樹脂に充填剤としてパルプを混合し、顔料により所望の色調に着色した材料を、射出成形により歯科実習用模型歯に造形して、図１に示される形状とし、各実施例に示す手法により歯冠部表面に微細な凹凸を施す処理を行った。
そして、出来上がった模型歯のそれぞれについて、中心線平均あらさＲａ、光線反射率及び、標準白色との色差△Ｅ＊　ａｂを測定した。
中心線平均あらさＲａはサーフコム５７０Ａ（東京精密社製）により測定し、光線反射率は分光測色計ＣＭ−３６００ｄ（ミノルタ社製）を用いて測定し、標準白色との色差△Ｅ＊　ａｂは色彩色差計ＣＲ３００（ミノルタ社製、データプロセッサ：ＤＰ３００）を用いた。
また、それぞれの形状測定は非接触・高速３次元形状測定装置ＶＭＳ−１００Ｘ（ユニスン社製）を用いた。計測結果の判定は、測定結果中に穴状に生じたデータの欠損箇所の数により判定し、データの欠落箇所が０箇所のものを良好な結果とした。それぞれ模型歯についての測定値及び形状測定結果を表１に示す。
【００１４】
〔実施例１〕
標準白色との色差△Ｅ＊ａｂが４．９２の白色に着色した材料を射出成形により造形し、その後、粒径１０〜８０μｍ程度の酸化アルミ粒子を用いてブラスト処理を行うことにより、表面に中心線平均あらさＲａ＝０．１９μｍの凹凸を施し、光線反射率が８１．４３％となった模型歯の形状測定を行った。その結果、形状の欠損箇所もなく良好な測定結果が得られた。
【００１５】
〔実施例２〕
実施例１と同様に造形した模型歯を薬品によるエッチング処理することにより、表面に中心線平均あらさＲａ＝１．０１μｍの凹凸を施し、光線反射率が８２．７４％となった模型歯の形状測定を行った。その結果、形状の欠損箇所もなく良好な測定結果が得られた。
【００１６】
〔比較例１〕
実施例１及び２と同様の材料を射出成形により造形し、その後、直径１ｍｍ〜２ｍｍ程度のセラミック球を研磨材としたバレル研磨を行うことにより、表面に中心線平均あらさＲａ＝０．０９μｍの凹凸を施し、光線反射率が８３．３４％となった模型歯の形状測定を行った。その結果、形状の穴状の欠損箇所が２箇所発生し、良好な測定結果が得られなかった。
【００１７】
〔比較例２〕
標準白色との色差△Ｅ＊ａｂが１７．０９の肌色に着色した材料を射出成形により造形し、その後、粒径１０〜８０μｍ程度の酸化アルミ粒子を用いてブラスト処理を行うことにより表面に中心線平均あらさＲａ＝０．１３μｍの凹凸を施し、光線反射率が６２．８８％となった模型歯の形状測定を行った。その結果、形状の穴状の欠損箇所が４箇所発生し、良好な測定結果が得られなかった。
【００１８】
〔比較例３〕
比較例２と同様の材料を射出成形により造形し、その後、直径１ｍｍ〜２ｍｍ程度のセラミック球を研磨材としたバレル研磨を行うことにより、表面に中心線平均あらさＲａ＝０．０８μｍの凹凸を施し、光線反射率が６５．７５％となった模型歯の形状測定を行った。その結果、形状の穴状の欠損箇所が４箇所発生し、良好な測定結果が得られなかった。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
【発明の効果】
上記表１に示された比較実験の結果からもわかるように、本発明の歯科実習用模型歯の場合には、模型歯の歯冠部形状を非接触・高速３次元形状測定装置にて正確に測定することが可能であり、これを利用することで、教育分野での各種治療実習や加工実習の結果を正確に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の歯科実習用模型歯の概略形状の一例を示す図である。
【符号の説明】
１：歯冠部
２：歯根部
【図１】
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