日本大学歯学部紀要 35，43‑48，2007

歯科用アマルガムの酒石酸塩溶液中における電気化学的挙動
鈴木信雄

名取愛一郎

神山明生

野元成晃

Electrochemical behavior of dental amalgams in tartrate solutions
Nobuo Suzuki , Aiichiro Natori , Akemi Nasuda‑Kouyama and Shigemitsu Nomoto
Abstract
Polarization behavior of dental amalgams in 100mM tartrate solutions (pH4.0‑7.0), withand without sodium chloride, were studied using the potential sweep method with a sweep
rate of 200mV/s.The dental amalgam electrodes studied were prepared from a conventional
amalgam alloy and three high‑copper amalgam alloys according to the mercury‑alloy ratios
and trituration times specified by the manufacturer.The electrochemical behavior of conventional and high‑copper amalgam electrodes in the tartrate solutions were relatively inactive
compared to the sodium chloride‑supporting electrolyte solution.The addition of chloride ordecreases in pH increased currents for the oxidation of tin in the conventional amalgam.
Potential sweep polarization curves for the high‑copper dental amalgams exhibited an anodic
current peak due to the oxidation of copper,and the peak current［significantly or markedly?］increased with the addition of chloride to the solution.
Key words: chloride, corrosion, dental amalgam, tartrate solution

緒言材料および方法

酒石酸塩は多種類の果汁に含まれることか

１. 電極

ら，口腔内金属修復物と常時接する塩であるが，試料電極は，市販の歯科用アマルガム合金４

歯科用金属修復物の酒石酸塩溶液中における電種（従来型削片状合金１種，高銅型合金３種）気化学的挙動に関する検討は極めて少ない。著を用いて調製した。各電極の本論文で用いる略

者ら は電位走査法により pH 7.0に調整した号，合金名，組成（製造者表示値）は表１に示

酒石酸塩溶液中における歯科用アマルガムの電すとおりである。試料電極（電極表面積 0.126

気化学的挙動を報告したが，本報では酒石酸塩cm ）の調製は野元ら と同様に行った。電極は溶液の pH による影響，酸性溶液（pH 4.0）にアマルガム練和後６ヵ月以上経過したものを使おける塩化物イオンの影響を検討した。

用し，供試直前に耐水研磨紙（#1200，三共）を用い，注水下で研磨した。対極として白金極（HP‑105，東亜電波工業），参照極として飽和カ

陸上自衛隊郡山駐屯地医務室
名取歯科医院
日本大学歯学部物理学教室

M edical Section of Koriyama,Ground SelfDefense ForceNatori Dental Clinic
Department of Physics, Nihon University School ofDentistry
Department of Chemistry, Nihon University School ofDentistry
1‑8‑13 Kanda‑Surugadai, Chiyoda‑ku, Tokyo 101‑8310, Japan

日本大学歯学部化学教室〒 101‑8310 東京都千代田区神田駿河台１‑８‑13(受理：2007年９月 29日）

43

日本大学歯学部紀要 35，43‑48，2007

表１CodeAlloyCPDJG‑Cʼs Pre Non Zinc Luna Alloy
Johnson & Johnson Dispersalloy
G‑Cʼs Dialloy
Shofu Spherical‑DDG
DSAmalgam Alloy
Composition (mass%)
AgSnCuZnHgPdothers

70
70

26
16313―
11―――――

60
60

25221013――――

1―

45Batch No.
JJ 1311GG
JM 4117860

ロメル極（HC‑205，東亜電波工業）を用いた。

査条件は電位走査速度 200mV/s とし，電位走以下，この参照極に対する電位を V（SCE）と査範囲は 0.4〜−1.5V（SCE）とした。

略記する。
２. 溶結液基礎溶液は pH 4に水酸化ナトリウムで調整

果

１. Ｃ Ｐ 極

した 0.1M 酒石酸塩溶液とし，これに所定量の

図１〜３に CP 極の成績を示す。pH 4.0の基水酸化ナトリウム溶液あるいは塩化ナトリウム

礎溶液中において−0.3V（SCE）付近に酸化電溶液を加えて用いた。試薬はすべて分析試薬一流の極大を示したが，pH の増加によってその級である。溶液はとくに脱酸素することなく，酸化電流は減少した（図１）。基礎溶液に塩化物室温で実験した。電解用セルは 100ml 用硬質ガ

イオンが 100mM になるように添加した後，ラス製ビーカーであり，各測定に用いた基礎溶

pH を変化させた場合（図２），酸化還元電流は液の液量は 50ml である。

塩化物イオン無添加の場合（図１）よりも大で３. 電位走査曲線測定装置あった が，pH に よ る 変 化 は 微 少 で あった。

電位走査曲線の測定はポテンショスタット

pH 4.0の基礎溶液に塩化物イオンを添加した（HA‑101，北斗電工）に電位走査装置（HB‑101，場合（図３），塩化物イオン濃度とともに酸化還北斗電工）を付加して行い，X‑Y 記録計（F‑3

元電流が増加した。

DP，理研電子）で記録した。

２. Ｄ Ｊ 極

４. 測定操作

図４〜６に DJ 極の成績を示す。pH 4.0の基試料電極を研磨し，水洗の後，基礎溶液に浸礎溶液中において−0.1V（SCE）付近に酸化電漬する。浸漬後，直ちに電位走査を開始し，走流ピークを示し，pH 増加によってピーク電位査開始３分後に電位走査曲線を記録した。次いが卑に移行した（図４）。基礎溶液に塩化物イオで電磁式撹拌器（M ‑21，ヤマト科学）で撹拌しンが 100mM になるように添加した後，pH をつつ所定の濃度になるように水酸化ナトリウム変化させた場合（図５），−0.2V（SCE）付近か溶液あるいは塩化ナトリウム溶液を加え，撹拌ら大きな酸化電流が流れ，pH 増加によって酸開始から１分後に撹拌を止める。この間，走査化電流はわずかに低下した。pH 4.0の基礎溶液を続行させたままとし，前回の電位走査曲線記に塩化物イオンを添加した場合（図６），塩化物録から３分経過後に添加溶液の電位走査曲線をイオン濃度とともに酸化還元電流が増加した。

記録した。以後，水酸化ナトリウムあるいは塩３. Ｄ Ｇ 極化ナトリウム溶液をさらに加え濃度を高くし，図７〜９に DG 極の成績を示す。pH 4.0の基電位走査曲線の測定記録を繰り返した。電位走礎溶液中において DJ 極（図４）と同様に−0.144

歯科用アマルガムの電気化学的挙動

図１ CP 極の電位走査曲線
溶液：100mM 酒石酸塩

図３ CP 極の電位走査曲線
溶液：100mM 酒石酸塩
（pH 4.0）＋塩化ナトリウム

図２ CP 極の電位走査曲線
溶液：100mM 酒石酸塩＋100mM 塩化ナトリウム

図４ DJ 極の電位走査曲線
溶液：100mM 酒石酸塩

V（SCE）付近に酸化電流ピークを示し，pH 増基礎溶液中において DJ 極（図４）と同様に−加によってピーク電位が卑に移行した（図７）。

0.1V（SCE）付近に酸化電流ピークを示し，pH基礎溶液に塩化物イオンが 100mM になるよ

増加によってピーク電位が卑に移行した（図うに添加した後，pH を変化させ た 場 合（図10）。基礎溶液に塩化物イオンが 100mM にな８），−0.2V（SCE）付近から大きな酸化電流がるように添加した後，pH を変化させた場合（図流れ，pH 増加によって酸化電流はわずかに低11），−0.2V（SCE）付近から大きな酸化電流が下したが，DJ 極（図５）よりもその酸化電流は流れ，pH 増加によって酸化電流は DJ 極（図５）低かった。pH 4.0の基礎溶液に塩化物イオンをと同様に低下した。pH 4.0の基礎溶液に塩化物添加した場合（図９），塩化物イオン濃度とともイオンを添加した場合（図 12），塩化物イオン濃に酸化還元電流が増加したが，この酸化還元電度とともに酸化還元電流が増加したが，この酸流も DJ 極（図６）よりも低かった。

化還元電流は DJ 極（図６）よりも低かった。

４. Ｄ Ｓ 極
図 10〜12に DS 極の成績を示す。pH 4.0の45日本大学歯学部紀要 35，43‑48，2007

図５ DJ 極の電位走査曲線
溶液：100mM 酒石酸塩＋100mM 塩化ナトリウム

図８ DG 極の電位走査曲線
溶液：100mM 酒石酸塩＋100mM 塩化ナトリウム

図６DJ 極の電位走査曲線
溶液：100mM 酒石酸塩
（pH 4.0）＋塩化ナトリウム

図９ DG 極の電位走査曲線
溶液：100mM 酒石酸塩
（pH 4.0）＋塩化ナトリウム

図７ DG 極の電位走査曲線
溶液：100mM 酒石酸塩

図 10 DS 極の電位走査曲線
溶液：100mM 酒石酸塩

46

歯科用アマルガムの電気化学的挙動になるためか，pH の影響はわずかであった。
pH 4における塩化物イオンの影響はクエン酸塩溶液 あるいは乳酸塩溶液 の場合に類似であった。
２. 高銅型アマルガム
2.1 酸化銅（I）の生成
高銅型アマルガム（図４，７，10）の種類によらず 0.1V（SCE）付近には酸化銅（I）の生成電流ピークが認められた。クエン酸塩溶液
では pH 増加とともにこのピーク電位が次第に
図 11 DS 極の電位走査曲線
溶液：100mM 酒石酸塩＋100mM 塩化ナトリウム

卑に移行したが，本測定では pH 5以上での変化は不明であった。これは，クエン酸は pKa 1＝3.14，Pka 2＝4.77，pKa 3＝6.39 で，中性から酸性のほぼ全電位域で緩衝能があるのに対し，酒石酸は pKa 1＝2.98，pKa 2＝4.34 であり，pH 5.5付近までしか緩衝能を期待できないた
めとえられる。

クエン酸塩含有溶液，乳酸塩溶液 では pH低下によって酸化銅（I）生成電流ピークが大となったが，本測定では僅かにその傾向が認められる程度であった。乳酸塩溶液 で特にその pHによる変化が顕著であり，炭酸水素塩溶液 では pH 低下によってピーク電流が減少する傾向

図 12 DS 極の電位走査曲線
溶液：100mM 酒石酸塩
（pH 4.0）＋塩化ナトリウムもあるので，このピーク電流値は酸化銅（I）の生成量を表すのではなく，酸化銅（I）による不動態化前の溶出のし易さを表すものと察えられる。
2.2 塩化物イオン含有溶液における pH の影

１. 従来型アマルガム CP 極

響

従来型アマルガム CP 極の電位走査曲線（図，乳酸塩化物イオン含有溶液においては銅がクロロにおける波形

錯 体（CuCl ）と し て 溶 出 す る の で，0.0Vと類似であり，アマルガム中の錫の酸化還元波（SCE）付近よりも貴な電位域の酸化電流が著が主体となる波形であった。

しく大となる（図５，８，11）。還元電流ピーク１）は前報 およびクエン酸塩含有溶液
塩溶液 あるいはリン酸塩溶液

pH 低下にともなう 0.0〜−0.5V（SCE）のは−0.1〜−0.4V（SCE）に２つ存在し，貴な錫酸化電流の増加は明確であり，酸性溶液で錫側が２価銅酸化体，卑な側が塩化銅（I）の還元が溶出し易くなることが明かであった。
しかし，を示す。一般に，中性（pH 7，６）では酸化銅塩化物イオン含有溶液（図２）では塩化物イオ（I）が安定で２価銅を生成し，貴な側の還元電流ンによって十分に錫の酸化還元が進行するようピークが大きい。酸性（pH 5，４）では酸化銅47

日本大学歯学部紀要 35，43‑48，2007

加した。

（I）が生成しなくなり，クロロ錯体として溶出するとともに塩化銅（I）を析出するため，卑な側

文の還元電流ピークが大きくなる。

献１) 野元成晃，田中昌一，名取愛一郎，横瀬勝美

2.3 酸性溶液における塩化物イオンの影響（2005）歯科用アマルガムの酒石酸塩溶液中に酸性溶液（pH 4）では酸化銅（I）が不安定でおける電位走査曲線．日大歯研紀 33，37‑44

塩化銅（I）が生成し易くなる傾向があるが，そ２) 野元成晃，守屋和章，木村寿，伊沢三樹，日野

れは高銅型アマルガムの種類によって異なって

浦光，小野瀬英雄（1979）歯科用アマルガムのいた（図６，９，12）。即ち，DJ 極（図６）は硬化途次における電位走査曲線．日歯保存誌

銅が反応し易く２価銅を生成しない。それに対

22，283‑290

して DG 極（図９）および DS 極（図 12）は酸

３) 鈴木信雄，金子雄治，犬飼誠，相浦洲吉，鈴木化銅（I）が安定で塩化物イオンが高濃度になっ英之，原田秀一郎，野元成晃（1989）クエン酸ても２価銅酸化体還元ピークを示した。

塩溶液中における歯科用アマルガムの電気化学的挙動．日大歯学 63，373‑378

本実験の酒石酸塩溶液ではこのように電極に

４) 鈴木信雄（1990）歯科用アマルガムの電気化学よる酸化銅（I）の安定性に差が認められたが，クエン酸塩含有溶液中的挙動におよぼすクエン酸塩，乳酸塩混合溶液

では電極による差はの影響．日大歯学 64，57‑64なかった。それに対し，乳酸塩溶液中 では本測５) 野元成晃，名取愛一郎，西山司，湯浅智（2000）

定と同様に，DG 極と DS 極は酸性溶液でも酸歯科用アマルガムの乳酸塩溶液中における電化銅（I）が安定で２価銅を生成した。

結位走査曲線．日大歯研紀 28，31‑40６) 宮木了（1985）歯科用アマルガムの電気化学的論挙動に及ぼす L―システインの影響．日大歯学

市販歯科用アマルガム４種（従来型１種，高59，695‑703
７) 野元成晃，横瀬勝美，勝又徳昭（1993）歯科用

銅型３種）の 100mM 酒石酸塩溶液中における電気化学的挙動を電位走査法によって検討しアマルガムの電位走査曲線

た。

響―；日大歯研紀 21，55‑67―走査時間の影

８) 野元成晃，田中昌一，神山明生，横瀬勝美（2006）

従来型アマルガムは酒石酸塩溶液の pH 低下

クエン酸塩溶液中における歯科用アマルガムよって明らかな酸化還元電流の増加を示した。の電位走査曲線．日大歯研紀 34，33‑40

塩化物イオン 100mM を含む酒石酸塩溶液で９) Weast RC, Astle MJ, Beyer WH (1989)CRC

は pH 低下に伴う走査曲線の変化は微小であっhandbook of chemistry and physics,67th ed.,た。高銅型アマルガムは塩化物イオン無添加の場合，酸化銅（I）生成電流ピークのみ著明な電CRC Press, Inc., Florida, 5: 90
10) 横瀬勝美，鈴木信雄，湯浅智，野元成晃（2006）

位走査曲線を示し，pH 変化に伴う走査曲線の歯科用アマルガムの電気化学的挙動におよぼ変化は小さかった。pH 4.0の酒石酸塩溶液ではす炭酸水素塩の影響．日大歯研紀 34，15‑23

塩化物イオンの添加とともに酸化還元電流が増48