(57)【要約】  【課題】審美性があり且つ金属イオンの溶出を抑えることができる歯科用矯正材料を提供する。【解決手段】基材に低温スパッタリングによるＴｉＮ膜が形成されている歯科用矯正材料。基材はＴｉ−Ｎｉ形状記憶合金又はステンレス鋼である。歯科矯正用材料の製造方法は、基材をセットしたマグネストロンスパッタリング装置のチャンパー内を排気して真空にし、装置内温度を１５０℃以下にしてＡｒガスを導入しエッチングし、機材に下地層としてＴｉを成膜し、その後、Ｎ２ガスを導入してＴｉＮ膜を形成する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に低温スパッタリングによるＴｉＮ膜が形成されていることを特徴とする歯科矯正用材料。
【請求項２】
基材がＴｉ−Ｎｉ形状記憶合金又はステンレス鋼であることを特徴とする請求項１記載の歯科矯正用材料。
【請求項３】
基材をセットしたマグネストロンスパッタリング装置のチャンパー内を排気して真空にし、装置内温度を１５０℃以下にしてＡｒガスを導入しエッチングし、機材に下地層としてＴｉを成膜し、その後、Ｎ２ガスを導入してＴｉＮ膜を形成することを特徴とする歯科矯正用材料の製造方法。
【請求項４】
基材がＴｉ−Ｎｉ形状記憶合金又はステンレス鋼であることを特徴とする請求項３記載の歯科矯正用材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属イオンの溶出を防止するとともに審美性に優れた歯科矯正用材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯並びについての歯科治療においては、不正咬合など歯科矯正治療する場合、通常、金属ワイヤーの弾性力を利用して矯正する方法がとられている。超弾性アーチワイヤーには形状記憶合金であるニッケル−チタン合金製のワイヤーなども、その特性を活かして性能的に優れた矯正用アーチワイヤーとして使用されている。また、ブラケットは金属製の場合、ステンレス鋼が利用されている。ステンレス鋼やニッケル−チタン合金はいずれも耐食性は良いが、口腔内環境において微量のニッケルやクロムの金属アレルギー元素を溶出することが知られており、矯正治療を希望する患者が小児、成人共に増加する中で、金属アレルギーを有する患者も増加しており、問題となっている。
【０００３】
そこで、審美性に優れ、滑り性がよく、耐摩耗性に優れ、更には、超弾性を損なわず、腐食や変色が発生せず、ニッケルなどの金属アレルギー元素の溶出を最小限に抑えられる歯列矯正器具として、例えば、特許文献１（特開２００４−５７５２６号公報）には、ニッケル・チタン合金などのニッケル含有合金からなる形状記憶合金であるアーチワイヤー素材の表面に、めっき被覆膜による金被覆層を介して、ロジウム層を被覆したものが開示されている。
【０００４】
また、矯正装置が目立たないものを希望する患者が多いため、例えば、特許文献２（特開２００５−３２３６９４号公報）には、ステンレス鋼、Ｔｉ−Ｎｉ形状記憶合金等のワイヤーに、所望の色を呈する、銀、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、白金、および銀−チタン合金からなる群より選ばれる一種である下地層と、この下地層が透視可能な透明もしくは半透明の酸化チタンまたは酸化アルミニウムからなる表皮層を被覆した歯科用品が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−５７５２６号公報
【特許文献２】特開２００５−３２３６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献記載の方式では、いずれも２層に被覆するため、製造プロセスが複雑となる問題がある。また、セラミックやプラスチック製金属の特性に比べれば強度的に劣るため、治療期間が長くなったり装置がはずれたりする欠点がある。
【０００６】
そこで、本発明は、審美性があり且つ金属イオンの溶出を抑えることができる歯科用矯正材料を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の歯科矯正用材料は、基材に低温スパッタリングによるＴｉＮ膜が形成されていることを特徴とする。基材はＴｉ−Ｎｉ形状記憶合金又はステンレス鋼である。
【０００８】
本発明の歯科矯正用材料の製造方法は、基材をセットしたマグネストロンスパッタリング装置のチャンパー内を排気して真空にし、装置内温度を１５０℃以下にしてＡｒガスを導入しエッチングし、機材に下地層としてＴｉを成膜し、その後、Ｎ２ガスを導入してＴｉＮ膜を形成することを特徴とする。
【０００９】
本発明は、歯科用ステンレス及びニッケル−チタン超弾性合金により製造された矯正用口腔内装置であるブラケット、ワイヤー、リテーナー、リガチャーワイヤー、フツクあるいはコイルスプリングに低温スパッタリング法により審美性のよいＴｉＮ膜を形成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
金属材料の歯科矯正用部品に低温スパッタリング技術によって、その表面にチタン化合物を施すことによって、口腔内で使用される矯正部品の基材から金属（Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｕ等）イオンの溶出を防ぎ、人体への金属アレルギーが発生せず、人体への安全が保証される。その結果、金属アレルギー患者の矯正治療を容易にし且つチタン化合物である窒化チタン（ＴｉＮ）の色調を、成膜時の条件設定によって、歯牙に近似の色調を得ることによって、矯正装置の審美性を向上させることが可能になった。
【００１１】
特に今までメッキや一般的なチタンコーティングでの金属製の歯科矯正用材料への表面処理は行われていたが、矯正治療にとって非常に大きな役割を持つＴｉ−Ｎｉ形状記憶合金性の基材への表面処理は高温での処理を必要とするために不可能であった。しかしながら、本発明は低温スパッタリング法を用いることにより表面処理が可能となり、金属イオンの溶質を防ぐことができた。その結果、形状記憶合金Ｔｉ−Ｎｉ材をＮｉイオンの溶出がなくなり安全に使用することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
ＴｉＮ膜の硬度は１５００ＨＶ以上と大変硬く、耐摩耗性に優れ、その密着性も大変優れているために簡単に剥離や摩耗が発生することはない。
【００１３】
その膜厚は０．５μｍと極めて薄く、矯正装置の寸法精度に影響することはない。
【００１４】
成膜条件で導入される窒素ガス量を調整することで、淡い金色から淡いピンク金色系の  色調の管理が容易であり、歯冠色に対して近似の色調が得られる。
【００１５】
成膜時の条件設定で、低温スパッタリング法により低温度（１３０〜１５０℃）での成膜が可能であるため、形状記憶合金のＴｉ−Ｎｉ材のような高温度に敏感な材料への成膜も可能である。
【００１６】
低温スパッタリング法によりＴｉＮ膜を施すことにより、以上のような特徴を有するため、口腔内で使用する矯正装置として金属の強度を持ち審美性があり、しかも金属イオンの溶出の少ない最良の歯科矯正用材料を得ることができる。
【００１７】
なお、Ｎ２＋Ｃ２Ｈ２ガスを適量導入して淡いピンク色のＴｉＣｘＮｙを成膜してもよい。それらの仕上げ膜厚は０．２μｍ以上とする。Ｔｉ＋ＴｉＮ又はＴｉ＋ＴｉＣＮでの成膜も可能である。
【実施例１】
【００１８】
本発明による低温スパッタリング法の処理工程について説明する。
【００１９】
形状記憶合金Ｔｉ−Ｎｉ材をセットしたマグネストロンスパッタリング装置のチャンパー内の真空度を２×１０．３torr以上に排気し、装置内温度を１５０℃以下に設定してＡｒガスを導入しエッチング工程を行う。
【００２０】
その後、Ｔｉ−Ｎｉ素材とＴｉＮ層との密着性の向上及びＴｉ−Ｎｉ素材を充分に被覆するも目的で、下地Ｔｉ層を、Ａｒガスを導入して０．１μｍ以上の成膜を行う。
【００２１】
その後、Ｎ２ガス適量を導入して淡い金色膜のＴｉＮを０．２μｍ成膜する。
【００２２】
本実施例により、歯牙に近似の色調を得ることができた。