日本大学歯学部紀要 39，27‑31，2011

歯科用アマルガムの電位走査曲線―電位走査速度の影響―
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 sweep rates―
Katsumi Yokose , Aiichiro Natori , Satoshi Yuasa and Shigemitsu Nomoto
Abstract
The polarization behavior of dental amalgams in 100mM sodium chloride was studied by
the potential sweep method using sweep rates of 200〜10mV/s. Dental amalgam electrodes
were prepared from a conventional amalgam alloy and three high‑copper amalgam alloys
using the mercury‑alloy ratios and trituration times specified by the manufacturer. For theconventional amalgam electrodes,the lower sweep rate resulted in clear current peak for thereduction of tin (II)oxide.The potential sweep polarization curves for the high‑copper dental
amalgams demonstrated that the lower sweep rate resulted in decreased currents for the
reduction of copper oxide.
Key words: dental amalgam, potential sweep polarization curve緒

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，著者らを理解するには各種の走査条件による電位走査

言曲線と比較する必要がある。本報では−1.5V（SCE）とともに−0.5V（SCE）に各２分間保持した電位走査曲線に及ぼす電位走査速度の影は主として速い電位走響を検討した。

査速度による繰り返し電位走査曲線測定を採用している。測定条件としては，試料面の過剰な材料および方法

酸化を防ぎ，酸化生成物を完全に還元するため，電位走査速度 200mV/s，電位走査範囲 0.4〜−１. 電極1.5V（SCE）とし，電極を溶液に浸漬後直に電試料電極は，市販の歯科用アマルガム合金４位走査を開始し，走査開始３分後の電位走査曲種（従来型合金１種，高銅型合金３種）を用い線を繰り返し電位走査曲線として用いる場合がて調製した。各電極の本論文で用いる略号，合多かった。電位走査曲線は走査条件によって大金名，組成（製造者表示値）は表１に示すとおきく異なるので，繰り返し電位走査曲線の詳細りである。試料電極（電極表面積 0.126cm ）の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 ClinicDivision 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：2011年９月 30日）

27

日本大学歯学部紀要 39，27‑31，2011

調製は野元ら と同様に行った。電極はアマル

ソード走査して走査曲線を測定した。−1.5V

ガム練和後６ヵ月以上経過したものを使用し，（SCE）と−0.5V（SCE）で電位保持する走査供試直前に耐水研磨紙（#1200，三共）を用い，を電位走査速度 200，100，50あるいは 50，20，注水下で研磨した。対極として白金極（HP‑10mV/s で行った。電位走査速度を低下すると

105，東亜電波工業），参照極として飽和カロメ

電 流 値 が 低 下 す る の で ア ノード 走 査 の−ル極（HC‑205，東亜電波工業）を用いた。以下，1.5〜−0.5V（SCE）間のみについて実測電流

この参照極に対する電位を V（SCE）と略記すを数倍して表示した。

る。

結果と

２. 試験溶液
試験溶液は 0.1M 塩化ナトリウム溶液であ察

１. 従来型アマルガム

る。塩化ナトリウムは分析試薬１級である。溶従来型アマルガム CP 極の電気化学的特徴は液はとくに脱酸素することなく，室温で実験しγ相の錫が酸化され易いことでありた。電解用セルは 100ml 用硬質ガラス製ビー

験でも CP 極の繰り返し電位走査曲線−0.5Vカーであり，各測定に用いた試験溶液の液量は（SCE）付近からの錫の溶出に基づく酸化電流50ml である。の急昇は，従来型アマルガムにおいて錫の溶出３. 電位走査曲線測定装置が容易であることを示している。

，本実電位走査曲線の測定はポテンショスタット

−1.5V（SCE）に電位保持すると還元電流が（HA‑101，北斗電工）に電位走査装置（HB‑101，顕著に低下し，その後のアノード走査では錫北斗電工）を付加して行い，X‑Y 記録計（F‑3（Ⅱ）酸化体の生成電流が明確に認められた（図DP，理研電子）で記録した。

１，２）。この酸化電流は電位走査速度の低下と４. 測定操作ともに低下した。走査速度 50mV/s 以下で−試料電極を研磨し，水洗の後，試験溶液に浸1.5V（SCE）におけるアノード走査の還元電流漬する。浸漬後，直ちに電位走査範囲 0.4〜−がカソード走査のそれよりも大きな値になって1.5V（SCE），電位走査速度 200mV/s で３分間いるが，これはアノード走査の還元電流が 10倍電位走査を繰り返し走査開始３分後に電位走査されて表示されているためである。

曲線を記録し，これを繰り返し電位走査曲線と−0.5V（SCE）からの錫溶出電流は電位走査した。次いで−1.5V（SCE）で２分間走査を止速度の影響をあまり受けないが，20mV/s およめ，その電位から−0.5V（SCE）迄アノード走

び 10mV/s ではアノード走査とカソード走査

査し，−0.5V（SCE）で２分間走査を止め，その電流値の差が大きくなる傾向が認められた。の電位からアノード走査し 0.4V（SCE）からカ

電位走査速度の低下によって皮膜生成が進むた

表１CodeAlloy

CPG‑Cʼ
s Pre Non Zinc Luna Alloy

DJDGDS

Johnson & Johnson Dispersalloy
G‑Cʼs Dialloy
Shofu Spherical‑DAmalgam Alloy
Composition (mass %)Ag

SnCuZnHg

Pd others

70
70

26
16313−
11−−−−−60
60

25
22

1013−
−−−

1−

4528Batch No.
JJ1311GG
JM4117860

歯科用アマルガムの電位走査曲線

めと図１CP 極の走査曲線
電位走査速度 200〜50mV/s

図３ DJ 極の走査曲線
電位走査速度 200〜50mV/s

図２CP 極の走査曲線
電位走査速度 200〜10mV/s

図４ DJ 極の走査曲線
電位走査速度 200〜10mV/s

型アマルガムの種類によらず錫（Ⅱ）酸化体のえられる。

カソード走査における−0.5V（SCE）からの生成電流が明確に認められた。これはまた従来

錫析出電流は電位走査速度の低下とともに低下型アマルガムとも同じで，電位走査速度の低下し，ピーク電位は貴に移行した。

とともに酸化電流も低下した。
DJ 極では他の高カソード走査−1.3V（SCE）付近に電位走査

銅 型 ア マ ル ガ ム と 異 な り−1.3〜−1.0V

速度 50mV/s 以下で明確な錫（Ⅱ）酸化体の還（SCE）に酸化電流が認められるが，これは亜鉛元電流ピークが認められた。の酸化に基づく電流である。

−1.5V（SCE）に 電 位 保 持 し た 後−0.5V

２. 高銅型アマルガム，DG 極（図５，６）およびDJ 極（図３，４）（SCE）に電位保持すると錫（Ⅱ）酸化体の生成

DS 極（図７，８）は高銅型アマルガムであり，電流はほぼ零になり，その後のアノード走査でγ相が少なく，電位域−0.5〜0.4V（SCE）では錫（Ⅱ）酸化体生成電流が低下した（図３，

起こる錫の酸化も少ない。

５，７）。−0.5V（SCE）からの酸化電流増加は−1.5V（SCE）に電位保持すると還元電流が0.0（SCE）付近で緩徐となり，その酸化電流は顕著に低下し，その後のアノード走査では高銅電位走査速度の低下とともに低下した。電位走29日本大学歯学部紀要 39，27‑31，2011

図５ DG 極の走査曲線
電位走査速度 200〜50mV/s

図７DS 極の走査曲線
電位走査速度 200〜50mV/s

図６ DG 極の走査曲線
電位走査速度 200〜10mV/s図８DS 極の走査曲線
電位走査速度 200〜10mV/s

査範囲最貴な 0.4V（SCE）における酸化電流はないことが示されているが，本測定でも類似の電位走査速度の低下とともに僅かに低下した。

成績であった。

引き続くカソード走査では繰り返し走査と比較

20mV/s および 10mV/s のカソード走査でして−0.1〜−0.5V（SCE）の銅酸化体還元電は DJ 極（図４）のみではあるが塩化銀の小さな流の減少が特に顕著であった。カソード走査の還元電流ピークが 0.0V（SCE）に認められた。

還元電流は全体として電位走査速度の低下とと結もに僅かずつ低下した。電位走査速度の低い場論

合顕著であるが−1.2V（SCE）付近に錫（Ⅱ）

市販歯科用アマルガム４種（従来型１種，高酸化体の還元電流ピ−クが認められ，これは特銅型３種）の 0.1M 塩化ナトリウム溶液中におに DG 極で明確であった。高銅型アマルガムのけ る 電 位 走 査 曲 線 に つ い て，電 位 走 査 速 度

中ではこの電極の錫が反応し易いことに200〜10mV/s，電 位 走 査 範 囲 貴 な 側 0.4Vえられる。この電極について（SCE）で−1.5V（SCE）とアノード走査の−は 10mV/s および５mV/s の測定 も行われ，0.5V（SCE）に２分間電位保持した場合の電位この還元電流ピークの高さが走査速度に依存し走査曲線を比較し，次ぎの結論をえた。

関連するものと30

歯科用アマルガムの電位走査曲線

22，283‑290

従来型アマルガムは電位走査速度の低下とと

９）野元成晃，赤石哲則，中田郁平，升谷滋行，伊もに錫析出電流が低下し，錫（Ⅱ）酸化体の還沢三樹，小野瀬英雄（1979）小容量溶液による元電流ピークが明確になった。

電位走査曲線測定法．日歯保存誌 22，310‑316

高銅型アマルガムは電位走査速度の低下とと

10）野元成晃，宮木了，石田昌也，佐藤甫幸，大塚

もに全電位域の電流値が低下したが，特に銅酸吉兵衛，竹内正（1980）各種無機化合物水溶液化体還元電流の低下が顕著であった。
文中における歯科用アマルガムの電位走査曲線．
日大歯学 54，1049‑1055

献11）野元成晃，中村節子，遠藤努，中村真一郎（1983）
１）野元成晃，古畑恒和，阿野満，陳正鴻，浅野紀

歯科用アマルガムの電気化学的挙動におよぼ元，宮島力，小野瀬英雄（1977）歯科用アマル
ガムの腐食傾向に関する研究

すチオシアン酸イオンの影響．日大歯学 57，―電位走査曲1200‑1204

線におよぼす塩素イオンの影響―．日歯保存誌

12）野元成晃，松島一彦，黒川満，佐野久幸，宮直21，87‑93

利，関東英雄，小野瀬英雄（1984）歯科用アマ２）野元成晃，吉村潤司，田村寿彦，松島一彦，横ルガムの電気化学的挙動におよぼす溶液温度

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の影響．日歯保存誌 27，397‑404―各種13）野元成晃，柴忠一，横瀬勝美，鈴木信雄（1988）

歯科用アマルガムの電位走査曲線―．日歯保存

歯科用アマルガムの電気化学的挙動に及ぼす誌 23，545‑553

ヨウ素イオンおよび臭素イオンの影響．日大歯３）野元成晃，赤石哲則，柴崎崇，蓮池隆二，安田

研紀 16，57‑64

豊，大越寿和，小野瀬英雄（1981）新鮮抜去歯14）佐藤甫幸，岡田通，福田豊，大塚吉兵衛，野元のアマルガム修復物に関する電気化学的検討．

成晃，宮木了（1981）各種有機化合物水溶液中

日大歯学 55，621‑625における歯科用アマルガムの電位走査曲線．日４）野元成晃，松島一彦，新井智，坂本芳太郎，稲大歯学 55，639‑646

葉尚治，黒川満，小野瀬英雄（1983）歯科用ア

15）野元成晃，鈴木信雄，田中昌一，神山明生（2000）

マルガムの 45°
C における硬化途次の電位走査

歯科用アマルガムの炭酸水素ナトリウム溶液

曲線変化．日大歯学 57，984‑988

中における電位走査曲線．
日大歯研紀 28，41‑48

５）鈴木信雄，金子雄治，犬飼誠，相浦洲吉，鈴木

16）鈴木信雄，田中昌一，横瀬勝美，野元成晃（2010）

英之，原田秀一郎，野元成晃（1989）クエン酸

歯科用アマルガムの電位走査曲線

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

17）野元成晃，柴忠一，横瀬勝美（1993）炭酸水素６) 野元成晃，田中昌一，名取愛一郎，横瀬勝美

塩溶液中における歯科用アマルガムの充放電（2005）歯科用アマルガムの酒石酸塩溶液中に曲線．日大歯研紀 21，77‑82

おける電位走査曲線．日大歯研紀 33，37‑44

18）野元成晃，横瀬勝美，橋本宏二，平野治朗，鈴７）横瀬勝美，名取愛一郎，湯浅智，野元成晃（2009）
歯科用アマルガムの電位走査曲線―電位保持効果⑵―．日大歯研紀 38，25‑30

木貫太郎，大塚吉兵衛（1995）炭酸水素塩，リ―貴な電ン酸塩混合溶液中における歯科用アマルガム位域における保持効果―．
日大歯研紀 37，
15‑20の充放電曲線．日大歯学 69，916‑923

８）野元成晃，守屋和章，木村寿，伊沢三樹，日野19）野元成晃，宮木了，鈴木信雄（1999）歯科用ア浦光，小野瀬英雄（1979）歯科用アマルガムのマルガムの錫酸化波．日大歯研紀 27，37‑44

硬化途次における電位走査曲線．日歯保存誌

31