日本大学歯学部紀要 38，17‑23，2010

歯科用アマルガムの電位走査曲線―電位保持効果―
横瀬勝美

名取愛一郎

湯浅智

野元成晃

Potential sweep polarization curves for dental amalgams―Effects of potential holding―
Katsumi Yokose , Aiichiro Natori , Satoshi Yuasa and Shigemitsu Nomoto
Abstract
The polarization behavior ofdental amalgams in 100mM sodium chloride was studied using
the potential sweep method with a sweep rate of 200mV/s.Dental amalgam electrodes wereprepared from a conventional amalgam alloy and three high‑copper amalgam alloys using
the mercury‑alloy ratios and trituration times specified by the manufacturer.For the conventional amalgam electrodes, the potential holding at 0.1 or 0.2V (SCE) resulted in increased
currents for the formation of tin oxide and the potential holding at 0.0 or −0.2V (SCE)
reduced the formation of tin oxide. The potential sweep polarization curves for the high‑copper dental amalgams indicated that the potential holding at 0.2V (SCE) resulted inincreased currents for the formation of tin oxide and that the potential holding at 0.0 or −0.2V (SCE)reduced the formation of copper and tin oxide.
Key words: dental amalgam, potential sweep polarization curve緒

多かった。電位走査曲線は走査条件によって大言きく異なるので，繰り返し電位走査曲線の詳細を理解するには各種の走査条件による電位走査

歯科用アマルガムの電気化学的挙動を検討する方法として，著者ら曲線と比較する必要がある。前報 では 0.1〜−

は主として速い電位走査速度による繰り返し電位走査曲線測定を採用

0.2V（SCE）に保持した電位走査曲線と繰り返している。測定条件としては，試料面の過剰なし電位走査曲線を比較したが，本報では−1.5酸化を防ぎ，酸化生成物を完全に還元するため，V（SCE）とともに 0.1〜−0.2V（SCE）に保電位走査速度 200mV/s，電位走査範囲 0.4〜−

持した電位走査曲線と繰り返し電位走査曲線を1.5V（SCE）とし，電極を溶液に浸漬後直に電比較した。

位走査を開始し，走査開始３分後の電位走査曲線を繰り返し電位走査曲線として用いる場合が日本大学歯学部化学教室
名取歯科医院
湯浅歯科医院

Department of Chemistry, Nihon University School ofDentistry
Natori Dental Clinic
Yuasa Dental Clinic
Division of Functional M orphology, Dental ResearchCenter, Nihon University School of Dentistry
1‑8‑13 Kanda‑Surugadai, Chiyoda‑ku, Tokyo 101‑8310, Japan

日本大学歯学部総合歯学研究所機能形態部門〒 101‑8310 東京都千代田区神田駿河台１‑８‑13（受理：2010年９月 30日）

17

日本大学歯学部紀要 38，17‑23，2010

漬する。浸漬後，直ちに電位走査範囲 0.4〜−

材料および方法
１. 電

1.5V（SCE）で３分間電位走査を繰り返し走査
開始３分後に電位走査曲線を記録し，これを繰極

試料電極は，市販の歯科用アマルガム合金４り返し電 位 走 査 曲 線 と し た。次 い で−1.5V種（従来型削片状合金１種，高銅型合金３種）（SCE）で２分間走査を止め，その電位から所定を用いて調製した。各電極の本論文で用いる略の貴な電位にアノード走査し，貴な電位で 10秒

号，合金名，組成（製造者表示値）は表１に示間保持した後，カソード走査して走査曲線を測すとおりである。試料電極（電極表面積 0.126

定した。走査を停止する測定を３回繰り返したcm ）の調製は野元ら と同様に行った。電極はが，３回目の測定では貴な電位における走査停

アマルガム練和後６ヵ月以上経過したものを使止を行なわなかった，電位走査速度は全て 200

用し，供試直前に耐水研磨紙（# 1200，三共）

mV/s である。

を用い，注水下で研磨した。対極として白金極結果と（HP‑105，東亜電波工業），参照極として飽和カロメル極（HC‑205，東亜電波工業）を用いた。

察

１. 従来型アマルガム

以下，この参照極に対する電位を V（SCE）と

CP 極は従来型削片状合金によるアマルガム

略記する。

である。従来型アマルガムの電気化学的特徴は

２. 試験溶液

γ 相の錫が酸化され易いことであり，本測試験溶液は 100mM 塩化ナトリウム溶液で定でも CP 極（図１〜４）の繰り返し電位走査曲ある。塩化ナトリウムは分析試薬ー級である。

線−0.5V（SCE）付近からの錫の溶出に基づく溶液はとくに脱酸素することなく，室温で実験

酸化電流の急昇は，従来型アマルガムにおいてした。電解用セルは 100mL 用硬質ガラス 製

錫の溶出が比較的容易であることを示していビーカーであり，各測定に用いた試験溶液の液る。

量は 50mL である。

−1.5V（SCE）に電位保持すると還元電流が３. 電位走査曲線測定装置

顕著に低下し，その後のアノード走査では錫電位走査曲線の測定はポテンショスタット（Ⅱ）酸化体の生成電流が明確に認められた。−（HA‑101，北斗電工）に電位走査装置（HB‑101，0.5V（SCE）付近から始まる錫溶出電流は−北斗電工）を付加して行い，X‑Y 記録計（F‑31.5V（SCE）電位保持によって繰り返し走査よDP，理研電子）で記録した。

りも低下したが，0.2あるいは 0.1V（SCE）に４. 測定操作

10秒保持すると錫還元電流は繰り返し走査よ試料電極を研磨し，水洗の後，試験溶液に浸
表１CodeAlloy

CPG‑Cʼ
s Pre Non Zinc Luna Alloy

DJDG
DS

Johnson & Johnson Dispersalloy
G‑Cʼs Dialloy
Shofu Spherical‑D

りも増加した。0.2あるいは 0.1V（SCE）に電Amalgam Alloy
Composition (mass%)
AgSnCuZnHg

Pd others

70
70

26
16

313―
11―――――60
60

2522

1013―
―――

1―

4518Batch No.
JJ 1311GG
JM 4117860

歯科用アマルガムの電位走査曲線

図１CP 極の走査曲線
保持電位：0.2V（SCE)

図３ CP 極の走査曲線
保持電位：0.0V（SCE)

図２

CP 極の走査曲線
保持電位：0.1V（SCE)

図４ CP 極の走査曲線
保持電位：−0.2V（SCE)

位保持しないで行った３回目のカソード走査でDS 極（図 13〜16）は高銅型アマルガムであり，は還元電流が顕著に低下した。

γ相が少なく電位域−0.5〜0.4V（SCE）で起こる錫の酸化も少ない。

カソード走査の途中で電位保持した場合は酸化電流が急激に低下するが ，アノード走査の−1.5V（SCE）に電位保持すると還元電流が貴な電位域で電位保持した本測定では酸化電流顕著に低下し，その後のアノード走査では高銅の低下は小さく.繰り返し走査のカソード走査型アマルガムの種類によらず錫（Ⅱ）酸化体のの酸化電流よりも大きかった。また，0.1および生成電流が明確に認められた。これはまた従来0.0V（SCE）に電位保持した場合は電位保持に型アマルガムとも同じである。
DJ 極では他の高よって僅かながら酸化電流の増加が認められ

銅 型 ア マ ル ガ ム と 異 な り−1.3〜−1.0Vた。これは被膜の破壊が進行する場合の特徴で（SCE）に酸化電流が認められるが，これは亜鉛ある。の酸化に基づく電流である

２. 高銅型アマルガム

ソード走査では−1.3V（SCE）付近に他の電極。DJ 極のカにはない小さい還元電流ピークが認められ，亜，DG 極（図９〜12）およびDJ 極（図５〜８）19

日本大学歯学部紀要 38，17‑23，2010

図５

DJ 極の走査曲線
保持電位：0.2V（SCE)

図８ DJ 極の走査曲線
保持電位：−0.2V（SCE)

図６

DJ 極の走査曲線
保持電位：0.1V（SCE)

図９ DG 極の走査曲線
保持電位：0.2V（SCE)

図７

DJ 極の走査曲線
保持電位：0.0V（SCE)

図 10 DG 極の走査曲線
保持電位：0.1V（SCE)20歯科用アマルガムの電位走査曲線

図 11 DG 極の走査曲線
保持電位：0.0V（SCE)

図 14 DS 極の走査曲線
保持電位：0.1V（SCE)

図 12 DG 極の走査曲線
保持電位：−0.2V（SCE)

図 15 DS 極の走査曲線
保持電位：0.0V（SCE)

図 13 DS 極の走査曲線
保持電位：0.2V（SCE)

図 16 DS 極の走査曲線
保持電位：−0.2V（SCE)21日本大学歯学部紀要 38，17‑23，2010

鉛酸化体の還元によるものとV（SCE）に電位保持すると銅酸化体および錫酸えられる。

化体の生成量が低下した。

−1.5V（SCE）電位保持後のアノード走査には 走 査 回 数 に よ る 変 化 が あった。−0.5V

文（SCE）付近から始まる錫酸化電流で特に著明献であるが，走査回数とともに酸化電流が増加し

１）野元成晃，吉村潤司，田村寿彦，松島一彦，横た。初回走査の 0.2V（SCE）電位保持で錫酸化井伸洋，大越寿和，小野瀬英雄（1980）歯科用アマルガムの腐食傾向に関する研究―各種歯体生成量が増加し，カソード走査の錫酸化体還科用アマルガムの電位走査曲線―．日歯保存誌

元電流が増加する。これは反応する錫量の増加

23，545‑553を意味し，次回のアノード走査における酸化電２）野元成晃，稲葉尚治，小倉雅光，中川勝利，謝流の増加を招来した結果である。この錫酸化反維敏，渡辺洋，小野瀬英雄（1981）歯科用アマ応量の増加によって銅の反応が阻害され，ルガムの硬化途次における電気化学的挙動に走査を停止しない３回目の走査では銅酸化体の関する遅い電位走査速度による検討．日歯保存還元波が認められなかった。高銅型アマルガム

誌 24，987‑996の−0.5V（SCE）付近から始まる錫酸化電流

３）小野瀬英雄，野元成晃，柴忠一，横瀬勝美，田ピークは 0.1V（SCE）に 30秒以上電位保持し中昌一，鈴木信雄（1986）歯科用アマルガムの電気化学的挙動に及ぼす有機物質の影響．日大た場合にも測定されている 。

歯研紀 14，57‑63

銅酸化体の還元電流は 0.1V（SCE）電位保持４）鈴木信雄，金子雄治，犬飼誠，相浦洲吉，鈴木で僅かにみとめられ，DJ 極の還元電流が DG 極英之，原田秀一郎，野元成晃（1989）クエン酸および DS 極のそれよりも大きく，DJ 極の銅が塩溶液中における歯科用アマルガムの電気化反応し易いことを示した。0.0V（SCE）およ学的挙動．日大歯学 63，373‑378

び−0.2V（SCE）電位保持では銅酸化体の還元

５) 野元成晃，田中昌一，名取愛一郎，横瀬勝美

電流は認められず，錫の反応のみを示す電位走（2005）歯科用アマルガムの酒石酸塩溶液中に査曲線になった。

おける電位走査曲線．日大歯研紀 33，37‑44６）横瀬勝美，名取愛一郎，湯浅智，野元成晃（2009）

結論

歯科用アマルガムの電位走査曲線―貴な電位域における保持効果―．日大歯研紀 37，15‑20

市販歯科用アマルガム４種（従来型１種，高７）野元成晃，守屋和章，木村寿，伊沢三樹，日野銅型３種）の 100mM 塩化ナトリウム溶液中に浦光，小野瀬英雄（1979）歯科用アマルガムのおける電位走査曲線について，電位走査速度

硬化途次における電位走査曲線．日歯保存誌

200mV/s，電位走査範囲貴な側 0.4V（SCE）

22，283‑290

で−1.5V（SCE）に 120秒 間，0.2〜−0.2V８）野元成晃，赤石哲則，中田郁平，升谷滋行，伊（SCE）に 10秒間電位保持した場合の電位走査

沢三樹，小野瀬英雄（1979）小容量溶液による電位走査曲線測定法．日歯保存誌 22，310‑316

曲線を比較し，次ぎの結論をえた。
従来型アマルガムは 0.2および 0.1V（SCE）

９）野元成晃，宮木了，石田昌也，佐藤甫幸，大塚に電位保持すると錫酸化体生成量が増加し，吉兵衛，竹内正（1980）各種無機化合物水溶液
中における歯科用アマルガムの電位走査曲線．

0.0〜−0.2V（SCE）に電位保持すると，錫酸

日大歯学 54，1049‑1055

化体生成量が低下した。

10）野元成晃，中村節子，遠藤努，中村真一郎（1983）

高銅型アマルガムは 0.2V（SCE）に電位保持

歯科用アマルガムの電気化学的挙動におよぼすると錫酸化体の生成が増加した。0.0〜−0.222

歯科用アマルガムの電位走査曲線

における歯科用アマルガムの電位走査曲線．日すチオシアン酸イオンの影響．日大歯学 57，

大歯学 55，639‑646

1200‑1204
11）野元成晃，松島一彦，黒川満，佐野久幸，宮直14）野元成晃，鈴木信雄，田中昌ー，神山明生（2000）

利，関東英雄，小野瀬英雄（1984）歯科用アマ歯科用アマルガムの炭酸水素ナトリウム溶液中における電位走査曲線．
日大歯研紀 28，
41‑48

ルガムの電気化学的挙動におよぼす溶液温度

15）野元成晃，乙部朱美，佐々木高憲，吉田英泉，の影響．日歯保存誌 27，397‑404
12）野元成晃，柴忠一，横瀬勝美，鈴木信雄（1988）

中村節子（1986）歯科用アマルガムの電気化学

歯科用アマルガムの電気化学的挙動に及ぼす的挙動に及ぼす各種酸添加の影響．日大歯学
60，399‑403

ヨウ素イオンおよび臭素イオンの影響．日大歯16）野元成晃，横瀬勝美，勝又徳昭（1993）歯科用研紀 16，57‑64

アマルガムの電位走査曲線―走査時間の影響

13）佐藤甫幸，岡田通，福田豊，大塚吉兵衛，野元―．日大歯研紀 21，55‑67

成晃，宮木了（1981）各種有機化合物水溶液中23