(57)【要約】【課題】  透明性と耐久性の高い歯列矯正ブラケットの提供。【解決手段】  合成樹脂30〜95質量％とガラス繊維５〜70質量％を含む樹脂組成物からなる、歯列矯正ブラケットであり、前記樹脂組成物から得られる成形体が下記の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たしている歯列矯正ブラケット。  （ａ）曲げ強度（ISO178）が100〜200MPａ  （ｂ）曲げ弾性率（ISO178）が3,800〜15,000MPａ  （ｃ）シャルピー衝撃強度（ノッチ付）（ISO179/1eA）が２〜20kJ/m2  （ｄ）全光線透過率（厚さ３mm）（ISO489）が20％以上【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂30〜95質量％とガラス繊維５〜70質量％を含む樹脂組成物からなる、歯列矯正ブラケットであり、前記樹脂組成物から得られる成形体が下記の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たしている歯列矯正ブラケット。
（ａ）曲げ強度（ISO178）が100〜200MPａ
（ｂ）曲げ弾性率（ISO178）が3,800〜15,000MPａ
（ｃ）シャルピー衝撃強度（ノッチ付）（ISO179/1eA）が２〜20kJ/m2
（ｄ）全光線透過率（厚さ３mm）（ISO489）が20％以上
【請求項２】
前記合成樹脂の屈折率（Ｎp）が1.45〜1.65で、前記ガラス繊維の屈折率（ＮF）が1.5〜1.62であり、Np−NFの絶対値が0.1未満である、請求項１記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項３】
前記合成樹脂が、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、スチレン−メタクリレート樹脂、オレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂から選ばれるものである、請求項１又は２記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項４】
前記合成樹脂が環状オレフィン樹脂である、請求項１又は２記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項５】
前記合成樹脂が生分解性樹脂である、請求項１又は２記載の歯列矯正ブラケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯列の矯正に使用される歯列矯正ブラケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
歯列の矯正に使用される歯列矯正ブラケットとして、ステンレス等の金属製のものが使用されてきたが、美観を損なうという点で課題がある。
【０００３】
特許文献１、２には、ポリマー材料を用いた歯科矯正具が開示されているが、強度及び耐久性の点で改善の余地がある。
【０００４】
特許文献３、４には、透明セラミックス製の歯列矯正ブラケットが開示されているが、剛性が劣るため、耐久性の点で改善の余地がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−８１８３７号公報
【特許文献２】特開２００５−６０３５３号公報
【特許文献３】特開２００５−３３０１６４号公報
【特許文献４】特開２００６−３４６１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、透明性が高いので使用時に美観を損なうことがなく、機械的強度が高いので耐久性も優れている歯列矯正ブラケットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、課題の解決手段として、
合成樹脂30〜95質量％とガラス繊維５〜70質量％を含む樹脂組成物からなる、歯列矯正ブラケットであり、前記樹脂組成物から得られる成形体が下記の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たしている歯列矯正ブラケットを提供する。
（ａ）曲げ強度（ISO178）が100〜200MPａ
（ｂ）曲げ弾性率（ISO178）が3,800〜15,000MPａ
（ｃ）シャルピー衝撃強度（ノッチ付）（ISO179/1eA）が２〜20kJ/m2
（ｄ）全光線透過率（厚さ３mm）（ISO489）が20％以上
【発明の効果】
【０００８】
本発明の歯列矯正ブラケットは、透明性が高いので、使用時においても目立ち難く、剛性や衝撃強度が高いので耐久性が良く、一般的な使用期間である１〜２年程度の間に破損したりすることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
＜樹脂組成物＞
【００１０】
合成樹脂は、厚さ３ｍｍの成形体の全光線透過率（ISO489）が70％以上のものが好ましく、80％以上のものがより好ましく、85％以上のものが更に好ましく、88％以上のものが特に好ましい。
【００１１】
合成樹脂は、屈折率（ISO13468-1）（Ｎp）は1.45〜1.65の範囲が好ましく、1.48〜1.60の範囲がより好ましい。
【００１２】
合成樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂から選ばれるものを用いることができる。これらの中でも、ポリスチレン（屈折率1.59-1.60）、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、スチレン−メタクリレート樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレン（屈折率1.49）等のオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂（ポリアミド；屈折率1.53）から選ばれる熱可塑性樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリ乳酸等の生分解性樹脂が好ましい。
【００１３】
樹脂中のガラス繊維は、繊維径が３〜20μmのものが好ましく、アスペクト比（長さ／直径）が10〜300の範囲のものが好ましく、30〜200の範囲のものがより好ましい。
【００１４】
ガラス繊維は、屈折率（ISO13468-1）（ＮF）が1.5〜1.62の範囲のものが好ましく、1.53〜1.60の範囲のものがより好ましい。
【００１５】
合成樹脂の屈折率（Np）とガラス繊維の屈折率（NF）差（絶対値）は、0.1未満であることが好ましく、0.05以下がより好ましく、できるだけ０に近似していることが特に好ましい。
【００１６】
樹脂組成物中の合成樹脂とガラス繊維の割合は、
合成樹脂は30〜95質量％であり、好ましくは50〜90質量％、より好ましくは60〜85質量％であり、
ガラス繊維は５〜70質量％であり、好ましくは10〜50質量％、より好ましくは15〜40質量％である。
【００１７】
本発明で用いる樹脂組成物には、本発明の課題を解決できる質及び量の公知の樹脂用添加剤を含有させることができる。公知の樹脂用添加剤としては、ポリメチルメタクリレートやポリスチレンのような熱可塑性樹脂からなるコアと、ブタジエンゴムやアクリルゴムからなるコア／シェル構造の耐衝撃性向上剤を挙げることができる。耐衝撃性向上剤の組成物中の含有量は１０質量％以下が好ましく、８質量％以下がより好ましい。
【００１８】
本発明で用いる樹脂組成物は、それから得られる成形体が下記の各要件（ａ）〜（ｄ）を満たしている。
【００１９】
要件（ａ）：曲げ強度
ISO178規格に準じて実施例１に記載の方法により測定した曲げ強度は、100〜200MPａであり、好ましくは120〜190MPａ、より好ましくは130〜180MPａである。
【００２０】
要件（ｂ）：曲げ弾性率
ISO178規格に準じて実施例１に記載の方法により測定した曲げ弾性率は、3,800〜15,000MPａであり、好ましくは4,500〜13,000MPａ、より好ましくは5,500〜11,000MPａである。
【００２１】
要件（ｃ）：シャルピー衝撃強度（ノッチ付）
ISO179/1Ea規格に準じて実施例１に記載の方法により測定したシャルピー衝撃強度は２〜20kJ/m2であり、好ましくは３〜15kJ/m2、より好ましくは４〜10kJ/m2である。
【００２２】
要件（ｄ）：全光線透過率
ISO489規格に準じて実施例１に記載の方法により測定した全光線透過率は20％以上であり、好ましくは40％以上、より好ましくは60％以上である。
【００２３】
＜歯列矯正ブラケット＞
次に、図１、図２により、上記した樹脂組成物を用いた歯列矯正ブラケットについて説明する。図１は、本発明の歯列矯正ブラケット２の斜視図であり、図２は、歯列矯正ブラケット２の使用説明図である。
【００２４】
図１に示す歯列矯正ブラケット２は、上記した樹脂組成物を用いて、公知の射出成形法により得ることができる。また、歯列矯正ブラケット２の形状自体は公知のものと同じであり、例えば、特開２００５−３３０１６４号公報（特許文献３）の図１、特開２００６−３４６１８８号公報（特許文献４）の図４に示されたものと同じである。
【００２５】
図１に示すとおり、ベースプレート１２の一面１２ａ側には、２つの結束翼４、５が固定されている。これらのベースプレート１２と２つの結束翼４、５の両方が、上記した樹脂組成物から形成されている。ベースプレート１２と２つの結束翼４、５は、一体に成形されたものでもよいし、別々に成形したベースプレート１２と２つの結束翼４、５が固着されたものでもよい。
【００２６】
ベースプレート１２の他面１２ｂは、使用時に歯に接触するものであるため、歯の形状に応じて、図１に示すように湾曲された状態でもよい。
【００２７】
結束翼４は、２つの分離した翼４ａ、４ｂと、それらの間のワイヤ保持用の凹部７からなり、同様に結束翼５は、２つの分離した翼５ａ、５ｂと、それらの間のワイヤ保持用の凹部８からなる。
【００２８】
凹部７、８には、使用時には、図２に示すようにして、ワイヤ１６を通す。このため、凹部７、８は、ワイヤ１６の幅方向の断面形状と一致した形状であり、かつワイヤ１６の幅方向の断面積よりも僅かに小さくなるようにしておくことが好ましい。このようにすると、ワイヤ１６は、凹部７、８に対して動かないようにしっかりと嵌め込まれることになる。
【００２９】
歯列矯正ブラケット２の大きさは、小児用、大人用、男性用、女性用等で適宜調整することができるが、通常、ベースプレート１２の大きさは１辺が数ｍｍ程度である。
【００３０】
歯列矯正ブラケット２は、下記の群から選ばれる方法により、表面を改質することができる。
(1)カルボキシル基、カルボニル基、アミノ基等を有する薄い層形成して、表面のポリマー構造を変える方法（特開2004-81837号公報）。
(2)薄い金属酸化物フィルムを形成する方法（Y.Oshida，Bioscience and Bioengineering of Titanium Materials，Elsevier UK，2006；pp.314-379）。
【００３１】
(1)の方法は、通常のプラズマ処理、紫外線照射処理、オゾン又はコロナ放電処理、高エネルギー高電圧放電処理を利用する；
(2)の方法は、ＰＩ3（プラズマ イマージョン イオン インプランテーション）、ＥＣＲ（エレクトロン サイクロトン リソーナンス）スパッタリング、ＫＥＣＤ（運動エネルギー制御蒸着）等の先端技術である。
【００３２】
これらの技術は、金属酸化物（例えば、MgO、TiO2、Al2O3、B2O3）或いは有機又は無機粒子の薄いフィルムを透明プラスチック上に付着させる技術である。その結果、歯列矯正ブラケットは、化学的に不活性になり、表面が堅く強くなり、歯列矯正用ワイヤに対する摩擦係数が減少される。
【００３３】
次に、図２により、歯列矯正ブラケット２の使用方法を説明する。人の歯に適用するときは、複数枚の歯列矯正ブラケット２を使用し、それらの凹部７、８にワイヤ１６を嵌め込む。そして、１枚の歯に少なくとも１つの歯列矯正ブラケット２の面１２ｂが当接された状態にて、ワイヤ１６で歯列が矯正できるように締め付けて固定する。
【００３４】
このような使用状態において、歯列矯正ブラケットは、全光線透過率で評価される透明性が高いので、装着した場合でも目立たなくなり、使用者の精神的な負担が軽くなる。そして、本発明の歯列矯正ブラケットは、機械的強度が高いので、通常の歯列矯正に要する期間内（１〜２年程度）は、充分な耐久性を維持できる。更に、本発明の歯列矯正ブラケットは、ベースプレート１２が合成樹脂製であるため、歯に溶着することもなく、使用終了時には、容易に取り外すことができる。
【実施例】
【００３５】
実施例１
アクリロニトリル−スチレン共重合体ＡＳ（AS CEVIAN-N050；ダイセルポリマー（株）製）９０質量％と、ガラス繊維T351（ECS03 T-351；日本電気硝子（株）製）１０質量％を用いた。
【００３６】
二軸押出機（TEX30；日本製鋼所（株）製）により、シリンダー温度２３０℃で、共重合体ＡＳを溶融混練し、ガラス繊維はサイドフィーダーから供給して、ペレットを得た。得られたペレットを用いて射出成形して、試験片を得た。射出成形は、射出成形機（SH100，住友重機械工業（株）製）により、シリンダー温度２４０℃、金型温度６０℃で行った。試験片は、機械的及び物理的試験に使用した。
【００３７】
・曲げ強度及び曲げ弾性は、ISO178規格に準じ、テンシロンUTM-5T（東洋ボールドウィン（株）製）により測定した。
・シャルピー衝撃試験（ノッチ付）は、ISO179/1eAに準じ、シャルピー衝撃試験機DG-CB（（株）東洋精機製作所製）により測定した。
・全光線透過率と屈折率は、それぞれISO489規格とISO13468-1規格に準じ、自動ヘーズメーターTC-H III DP（（有）東京電色製）により測定した。全光線透過率は、厚さ３mmのサンプルで測定した。
・全ての試験は室温（23℃）で行った。上述した機械的及び物理的評価は、５枚の試験片で行った。５つのデータポイントの平均値は、標準偏差と共に計算した。結果を表１に示す。結果は、平均値と括弧内の標準偏差で示している。
【００３８】
実施例２
アクリロニトリル−スチレン共重合体ＡＳ８０質量％とガラス繊維T351２０質量％を用いて、実施例１と同様にしてペレットを得た。機械的性質と光学的性質は、実施例１と同じ装置で同様にして測定した。結果を表１に示す。結果は、平均値と括弧内の標準偏差で示している。
【００３９】
実施例３
アクリロニトリル−スチレン共重合体ＡＳ７０質量％とガラス繊維T351３０質量％を用いて、実施例１と同様にしてペレットを得た。機械的性質と光学的性質は、実施例１と同じ装置で同様にして測定した。結果を表１に示す。結果は、平均値と括弧内の標準偏差で示している。
【００４０】
実施例４
熱可塑性シクロオレフィン共重合体TCOC（TOPAS5013；ポリプラスチックス（株）製）９０質量％と、ガラス繊維T480（ECS03 T-480；日本電気硝子（株）製）１０質量％を用いて、実施例１と同様にしてペレットを得た。
【００４１】
強化繊維T480とT351の主な違いは、マトリックス樹脂相へのファイバーフィラメントの結合強度を高めるためのガラス繊維の表面処理タイプの違いである。ガラス繊維T351は、スチレン樹脂に適した表面処理がなされており、ガラス繊維T480は、オレフィン樹脂に適した表面処理がなされている。
【００４２】
機械的性質と光学的性質は、実施例１と同じ装置で同様にして測定した。結果を表１に示す。結果は、平均値と括弧内の標準偏差で示している。
【００４３】
実施例５
熱可塑性シクロオレフィン共重合体TCOC８０質量％と、ガラス繊維T480２０質量％を用いて、実施例１と同様にしてペレットを得た。機械的性質と光学的性質は、実施例１と同じ装置で同様にして測定した。結果を表１に示す。結果は、平均値と括弧内の標準偏差で示している。
【００４４】
実施例６
熱可塑性シクロオレフィン共重合体TCOC７０質量％と、ガラス繊維T480３０質量％を用いて、実施例１と同様にしてペレットを得た。機械的性質と光学的性質は、実施例１と同じ装置で同様にして測定した。結果を表１に示す。結果は、平均値と括弧内の標準偏差で示している。
【００４５】
【表１】
2009072588.tif 000002
【００４６】
実施例７、８
表２に示す各成分を用い、実施例１と同様にしてペレットを得た。但し、ガラス繊維（T351とT480）は、アスペクト比が異なる２種類のものを用いた。T351とT480は、平均直径１３μmである。全ての機械的及び物理的試験は、実施例１〜６と同様に行った。結果を表２に示す。結果は、平均値と括弧内の標準偏差で示している。
【００４７】
【表２】
2009072588.tif 000003
【００４８】
実施例９
プラスチックとして、ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）（商品名：Ecodear，東レ（株）製）９０質量％を用い、ガラス繊維として、T120（ECS03-T-120；日本電気硝子（株）製）１０質量％を用いて、実施例１と同様にしてペレットを得た。全ての機械的及び物理的試験は、上記の実施例と同様に行った。結果を表３に示す。結果は、平均値と括弧内の標準偏差で示している。
【００４９】
実施例１０
Ecodear９５質量％とT480５質量％を用いて、実施例１と同様にしてペレットを得た。全ての機械的及び物理的試験は、上記の実施例と同様に行った。結果を表３に示す。結果は、平均値と括弧内の標準偏差で示している。
【００５０】
実施例１１
ＡＳ７５質量％、T351２０質量％、耐衝撃向上剤（商品名ParaloidEXL2602，ローム＆ハース社製）５質量％を用いて、実施例１と同様にしてペレットを得た。全ての機械的及び物理的試験は、上記の実施例と同様に行った。結果を表３に示す。結果は、平均値と括弧内の標準偏差で示している。
【００５１】
【表３】
2009072588.tif 000004
【００５２】
実施例１２〜１５
表４に示すＡＳ共重合体とガラス繊維（GF FT2A；オーウェンス  コーニング  ジャパン（株）製；平均直径６μm）を用いて、実施例１と同様にしてペレットを得た。得られたペレットを用いて実施例１と同様に射出成形した試験片（実施例１２、１３）に対して、下記の順序で表面処理した。
(1)ポリアクリルエマルジョン（TT153C：ダイセルファインケム（株）製）による直接コーティング
(2)水分除去のための乾燥（120℃，３分間）
(3)アクリル樹脂を重合して、表面に硬質層を形成する
表面処理した実施例１２、１３と表面処理していない実施例１４、１５の試験片について、実施例１と同様にして機械的及び物理的試験を行った。結果を表４に示す。結果は、平均値と括弧内の標準偏差で示している。
【００５３】
【表４】
2009072588.tif 000005
【００５４】
実施例１６、１７
表５に示す熱可塑性シクロオレフィン共重合体TCOC（TOPAS5013；ポリプラスチックス（株）製）とガラス繊維（GFFT2A；オーウェンス  コーニング  ジャパン（株）製）を用いて、実施例１と同様にしてペレットを得た。得られたペレットを用いて実施例１と同様に射出成形した試験片（実施例１６）に対して、実施例１２、１３と同様にして表面処理した。表面硬化処理をした実施例１６と、表面硬化処理をしていない実施例１７の機械的性質を比較した。全ての機械的及び物理的試験は、実施例１と同様に行った。結果を表５に示す。結果は、平均値と括弧内の標準偏差で示している。
【００５５】
【表５】
2009072588.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の歯列矯正ブラケットの斜視図。
【図２】図１の歯列矯正ブラケットの使用説明図。
【符号の説明】
【００５７】
２  歯列矯正ブラケット
４、５  結束翼
７、８  凹部
１２  ベースプレート
１６  ワイヤ
【図１】
2009072588.tif 000007
【図２】
2009072588.tif 000008