JPH0833650A

JPH0833650A - 歯列矯正用ブラケット及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0833650A
Application number: JP16945294A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yoshida; 昌弘吉田; Hiroaki Tanji; 宏彰丹治; Nobuo Ayusawa; 信夫鮎澤; Susumu Nakayama; 享中山; Takashi Hino; 隆司日野
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd; Hoya Corp
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd; Hoya Corp
Priority date: 1994-07-21
Filing date: 1994-07-21
Publication date: 1996-02-06

Abstract

(57)【要約】【目的】審美性に優れ、高強度かつ高靭性で、しか
も、熱的安定性にも優れた部分安定化ジルコニア焼結体
からなる歯列矯正用ブラケットを提供する。【構成】ＺｒＯ₂ を主成分とし、Ｇｄ₂ Ｏ₃ ，Ｙｂ₂
Ｏ₃ ，Ｈｏ₂ Ｏ₃ 及びＤｙ₂ Ｏ₃ よりなる群から選ばれ
る１種又は２種以上の希土類金属酸化物で安定化され
た、或いは、この希土類金属酸化物及び／又はＬａ₂ Ｏ
₃ とＹ₂ Ｏ₃ とで安定化され、安定化剤中のＹ₂ Ｏ₃ の
割合が３０〜７０モル％の部分安定化ジルコニア焼結体
よりなる歯列矯正用ブラケット。原料粉末を成形し、１
２００〜１４５０℃で焼結させる。【効果】デザイン設計に何ら制約を受けることなく、
金属製ブラケットに近い操作性の良い形状とすることが
できる。接着力向上のために表面処理を施しても強度劣
化が起こらない。天然歯に近い色調に着色することがで
き、審美性に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、矯正歯科で用いられ
る、審美性に優れ、高強度かつ高靭性で、しかも、熱的
安定性にも優れた部分安定化ジルコニア焼結体からなる
歯列矯正用ブラケット及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】歯列矯正治療において、歯に接着したブ
ラケットに金属製アーチワイヤーを挿入固定する際に
は、当該ブラケットに大きな応力が加わる。このため、
従来、ブラケット材料としては、強度と靭性が共に高い
ステンレス鋼などの金属が使われてきた。

【０００３】しかし、金属製ブラケットは色調が天然歯
のそれとは異なることから、ブラケットを装着している
ことが目立ち、審美性が悪いという欠点がある。

【０００４】この欠点を解決するものとして、特開昭６
４−２５８４７号公報、特開昭６４−４６４５１号公
報、特開昭６４−５２４４８号公報には透明セラミック
スからなる歯列矯正用ブラケットが開示されている。こ
れらの歯列矯正用ブラケットは透明であり、審美性は良
いが、素材の強度と靭性が不十分で、ブラケットが治療
中に破折しやすいという問題があった。

【０００５】一方、強度を改善した審美性の良いブラケ
ットとして、特開平２−２１８５７号公報には、Ｙ₂ Ｏ
₃ ，ＣａＯ，ＭｇＯ，ＣｅＯ₂ を安定化剤とした部分安
定化ジルコニア焼結体からなる歯列矯正用ブラケットが
開示されている。また、特開平３−１７０１４８号公報
及び特開平４−２８０８６４号公報には、Ｙ₂ Ｏ₃ 等で
安定化した部分安定化ジルコニア焼結体からなる歯列矯
正用ブラケットが開示されている。なお、この種の素材
は透光性が乏しいので、素材の色調を天然歯に合わせる
ことで審美性を高めている。

【０００６】これらの部分安定化ジルコニア焼結体は機
械的強度と靭性にある程度優れることから、実用強度を
有するブラケットを作製することは可能である。しかし
ながら、従来の部分安定化ジルコニア焼結体製ブラケッ
トでは、製品強度への配慮のために、強度優先のデザイ
ン設計とする必要があり、医師にとって操作性の良いブ
ラケットは得られていない。即ち、高い操作性と強度を
兼ね備えたブラケットとするには、強度のみならず、破
壊靭性が十分に高いブラケット用素材が必要である。

【０００７】加えて、歯列矯正用ブラケットにおいて
は、その製造工程や使用条件から、ある程度の熱的安定
性を確保する必要がある。例えば、部分安定化ジルコニ
アは一般的な矯正用接着剤との接着力が小さく、接着力
向上のために何らかの表面処理を必要とする。例えば、
ブラケットをシランカップリング剤で処理する場合、ブ
ラケットを１２０℃以上で熱処理しなければならない。
また、湿潤な口腔内で２〜３年間受け続ける熱サイクル
によっても、劣化しない熱的安定性が最低限必要であ
る。

【０００８】ところで、部分安定化ジルコニア焼結体の
機械的特性と熱的安定性は、一般に安定化剤の種類と添
加量に依存するが、更に焼結体の結晶粒子径によっても
大きく変化する。Ｙ₂ Ｏ₃ で安定化した部分安定化ジル
コニア焼結体は、ＣａＯ，ＭｇＯ，ＣｅＯ₂ で安定化し
たものに比べ、機械的強度が高く、かつ比較的低温で焼
結できるという利点がある。このことから、従来、Ｙ₂
Ｏ₃ で安定化した部分安定化ジルコニア焼結体が工業分
野で広く使われている。しかしながら、Ｙ₂ Ｏ₃ で安定
化されたジルコニア焼結体を１００〜３００℃で長時間
保持した場合、程度の差こそあれ強度が劣化する傾向が
ある。この強度劣化は、焼結体中に含まれる正方晶相の
一部が、１００〜３００℃で単斜晶相に相転移すること
に関係しており、相転移に伴う局部的な膨張で焼結体内
に微小亀裂が発生することによるものである。

【０００９】一方で、部分安定化ジルコニア焼結体の特
徴である高い強度と破壊靭性は、外部応力を受けた部位
で起こる正方晶相から単斜晶相への相転移（応力誘起変
態強化機構）により得られている。このことから、安定
化剤の量を少なくすれば、正方晶相がより不安定化して
応力誘起変態が起こりやすくなるため、破壊靭性は向上
する。例えば、特開昭６２−１７０７０号公報では、Ｙ
₂ Ｏ₃ 量が２モル％以下で２０ＭＰａ√ｍ以上の破壊靭
性値を持った部分安定化ジルコニア焼結体が開示されて
いる。しかしながら、Ｙ₂ Ｏ₃ 含有量の低いものは、１
００〜３００℃での相転移も起こしやすく、熱的に安定
な焼結体は得られない。つまり、Ｙ₂ Ｏ₃ で安定化した
部分安定化ジルコニア焼結体においては、高い破壊靭性
と熱的安定性を両立させることは困難である。

【００１０】また、水や水蒸気のある環境下では前記し
た相転移が加速され、より低温でも強度劣化することが
知られている（内田老鶴舗、ジルコニアセラミックス１
０、１５７〜１７４Ｐ（１９８９））。

【００１１】このようなことから、従来、実際には、Ｙ
₂ Ｏ₃ 部分安定化ジルコニア焼結体としては、Ｙ₂ Ｏ₃
量を３モル％以上とし、破壊靭性値が６ＭＰａ√ｍ程度
のものが多く実用化されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前述の如く、歯列矯正
用ブラケットについては、審美性はもとより、破壊靭性
等の機械的強度が高く、熱的安定性にも優れたものが要
求されるが、従来において、このような要求特性をすべ
て満足する歯列矯正用ブラケットは提供されていない。

【００１３】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであって、審美性が良く、機械的強度、特に破壊靭
性が従来の部分安定化ジルコニア焼結体より高く、従っ
て、デザイン設計面での制約が少なく、しかも、熱的安
定性にも優れた歯列矯正用ブラケット及びその製造方法
を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の歯列矯正用ブ
ラケットは、ＺｒＯ₂ を主成分とし、Ｇｄ₂ Ｏ₃ ，Ｙｂ
₂ Ｏ₃ ，Ｈｏ₂ Ｏ₃ 及びＤｙ₂ Ｏ₃ よりなる群から選ば
れる１種又は２種以上の希土類金属酸化物で安定化され
た部分安定化ジルコニア焼結体からなることを特徴とす
る。

【００１５】請求項２の歯列矯正用ブラケットは、Ｚｒ
Ｏ₂ を主成分とし、Ｙ₂ Ｏ₃ と、Ｇｄ₂ Ｏ₃ ，Ｙｂ₂ Ｏ
₃ ，Ｈｏ₂ Ｏ₃ ，Ｄｙ₂ Ｏ₃ 及びＬａ₂ Ｏ₃ よりなる群
から選ばれる１種又は２種以上との希土類金属酸化物で
安定化され、かつ、安定化剤としての希土類金属酸化物
中に占めるＹ₂ Ｏ₃ の割合が３０〜７０モル％である部
分安定化ジルコニア焼結体からなることを特徴とする。

【００１６】請求項３の歯列矯正用ブラケットは、請求
項１又は２の歯列矯正用ブラケットにおいて、希土類金
属酸化物の合計含有量が１．５〜３．０モル％であるこ
とを特徴とする。

【００１７】請求項４の歯列矯正用ブラケットは、請求
項１ないし３のいずれか１項の歯列矯正用ブラケットに
おいて、更に、焼結助剤としてＺｎＯを０．５モル％以
下含有し、正方晶ジルコニアの平均結晶粒子径が１μｍ
以下であることを特徴とする。

【００１８】請求項５の歯列矯正用ブラケットは、請求
項１ないし４のいずれか１項の歯列矯正用ブラケットに
おいて、更に、着色剤として、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，
Ｃｏ，Ｎｉ，Ｓｒ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｅｒ及び
Ｔｍよりなる群から選ばれる１種又は２種以上の元素の
酸化物を０．７モル％以下含有することを特徴とする。

【００１９】請求項６の歯列矯正用ブラケットの製造方
法は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の歯列矯
正用ブラケットを製造する方法であって、化学合成法又
は酸化物粉末の混合による方法で得られた原料粉末を成
形し、得られた成形体を１２００〜１４５０℃で焼結さ
せることを特徴とする。

【００２０】以下に本発明について詳細に説明する。

【００２１】本発明の歯列矯正用ブラケットにおいて
は、安定化剤としてＧｄ₂ Ｏ₃ ，Ｙｂ₂ Ｏ₃ ，Ｈｏ₂ Ｏ
₃ 及びＤｙ₂ Ｏ₃ よりなる群から選ばれる１種又は２種
以上の希土類金属酸化物、或いは、Ｙ₂ Ｏ₃ とＧｄ₂ Ｏ
₃ ，Ｙｂ₂ Ｏ₃ ，Ｈｏ₂ Ｏ₃ ，Ｄｙ₂ Ｏ₃ 及びＬａ₂ Ｏ
₃ よりなる群から選ばれる１種又は２種以上とを、安定
化剤としての希土類金属酸化物中のＹ₂ Ｏ₃ の割合が３
０〜７０モル％の範囲となるように用いる。

【００２２】ブラケット用ジルコニア焼結体の安定化剤
としては、添加による着色が殆ど無い、一般の部分安定
化ジルコニア焼結体に比べて強度的に劣らない等の条件
が必要とされ、前述のような表面処理工程によっても強
度劣化しないことが重要であるが、Ｇｄ₂ Ｏ₃ ，Ｙｂ₂
Ｏ₃ ，Ｄｙ₂ Ｏ₃ を安定化剤とした部分安定化ジルコニ
ア焼結体は、乳白色を呈し、後述する着色剤の添加によ
り天然歯の色調をはじめ、様々な色調に着色可能であ
る。また、Ｈｏ₂ Ｏ₃ を安定化剤とした部分安定化ジル
コニア焼結体では、淡いピンク色の焼結体となり、着色
剤を添加しなくても充分審美性の良い素材を得ることが
できる。しかも、機械的強度は、一般の部分安定化ジル
コニア焼結体と比べて遜色が無く、安定化剤配合量の少
ない組成でも、従来のＹ₂ Ｏ₃ 安定化系より熱的安定性
の良い焼結体を得ることができる。

【００２３】本発明において、部分安定化ジルコニア焼
結体中の上記希土類金属酸化物よりなる安定化剤の合計
含有量は、好ましくは１．５〜３．０モル％の範囲で、
より好ましくは１．７〜２．５モル％の範囲である。安
定化剤の合計含有量が１．５モル％未満では、正方晶相
の相安定性が悪くなり、ブラケットとして最低限必要な
熱的安定性を確保できなくなる。また、安定化剤の合計
含有量が３．０モル％を超えると、逆に正方晶相の相安
定性が良くなりすぎ、破壊靭性の大きな焼結体が得られ
ない。特に、安定化剤の合計含有量を１．７〜２．５モ
ル％の範囲とすることによって、ブラケットとしての良
好な熱的安定性と高い破壊靭性を両立させることが可能
となる。

【００２４】また、安定化剤としてＹ₂ Ｏ₃ を用いる場
合、安定化剤中に占めるＹ₂ Ｏ₃ の割合は３０〜７０モ
ル％の範囲である。Ｙ₂ Ｏ₃ の割合が７０モル％を超え
ると、Ｇｄ₂ Ｏ₃ ，Ｙｂ₂ Ｏ₃ ，Ｈｏ₂ Ｏ₃ ，Ｄｙ₂ Ｏ
₃ ，Ｌａ₂ Ｏ₃ の併用添加による熱的安定性の改善効果
が望めない。Ｙ₂ Ｏ₃ の割合が３０モル％未満では、Ｙ
₂ Ｏ₃ 安定化系の利点である高強度や低温焼結性の特徴
が損なわれ、好ましくない。即ち、Ｙ₂ Ｏ₃ とＹ₂ Ｏ₃
以外の上記特定の希土類酸化物とを併用し、安定化剤中
のＹ₂ Ｏ₃ の割合を３０〜７０モル％とすることによっ
て、Ｙ₂ Ｏ₃ 安定化系の利点である高強度や低温焼結性
を生かすことができる。

【００２５】また、本発明の歯列矯正用ブラケットを構
成するジルコニア焼結体において、正方晶ジルコニアの
平均結晶粒子径は１μｍ以下であることが好ましい。正
方晶ジルコニアの平均結晶粒子径が１μｍを超えると、
正方晶ジルコニアの相安定性が劣化し、ブラケットとし
て最低限必要とされる熱的安定性を確保できなくなるお
それがある。

【００２６】本発明において、焼結助剤としてＺｎＯを
０．５モル％以下含有させた場合には、焼結温度を約１
００℃低くすることが可能であり、正方晶の平均結晶粒
子径を更に小さく抑えることができる。従って、Ｙ₂ Ｏ
₃ を含有しない原料粉末においても、熱的安定性を確保
しやすくなる。このＺｎＯを０．５モル％を超えて添加
すると、焼結体の強度が低下するので好ましくない。従
って、ＺｎＯの添加量は０．５モル％以下とする。

【００２７】また、できるだけ低温で焼結可能とするた
めには、用いる原料粉末の比表面積を１０ｍ² ／ｇ以上
とすることが望ましい。

【００２８】本発明のジルコニア質歯列矯正用ブラケッ
トにおいては、更に、着色剤として、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｓｒ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｅ
ｒ及びＴｍよりなる群から選ばれる元素の１種又は２種
以上の酸化物を０．７モル％以下含有させることができ
る。前述したように、ジルコニア焼結体からなるブラケ
ットでは、天然歯様の色調とすることで審美性を改善す
ることができる。天然歯様の色調とするには、ジルコニ
アへの添加で茶色に発色するＳｒＯを単独で添加する
か、黄色に発色する酸化物（Ｐｒ₆ Ｏ₁₁，Ｆｅ₂ Ｏ₃ ，
Ｓｍ₂ Ｏ₃ ）と、赤紫（Ｃｒ₂ Ｏ₃ ）やピンク色に発色
する酸化物（Ｅｒ₂ Ｏ₃ ，Ｅｕ₂ Ｏ₃ ）を組み合わせて
添加すれば良い。また、この基本的な組合せ以外に、次
のような酸化物を補助的に加えることで、更に微妙な色
調調整が可能となる。例えば、色調を暗くするにはＭｎ
Ｏ₂ を、緑味を加えるにはＮｉＯ，Ｔｍ₂ Ｏ₃ ，Ｖ₂ Ｏ
₃ を、青味を加えるにはＣｏＯをそれぞれ微量添加すれ
ば良い。

【００２９】これらの着色剤の含有量（２種以上併用す
る場合、その合計含有量）が０．７モル％を超えると、
色調が暗くなりすぎ審美性を悪化させるので好ましくな
い。従って、着色剤の含有量は０．７モル％以下とす
る。

【００３０】なお、着色剤のうちＳｒＯ，Ｐｒ₆ Ｏ₁₁，
Ｎｄ₂ Ｏ₃ ，Ｓｍ₂ Ｏ₃ ，Ｅｕ₂ Ｏ₃ ，Ｅｒ₂ Ｏ₃ ，Ｔ
ｍ₂ Ｏ₃ は、正方晶ジルコニアを安定化する作用を奏す
る。従って、これらの希土類金属酸化物を着色剤として
含有する場合には、前記安定化剤としての希土類金属酸
化物と、これらの着色剤用希土類金属酸化物の含有量と
の合計が前記安定化剤含有量となるようにする。

【００３１】このような本発明の歯列矯正用ブラケット
は、例えば、次のようにして製造することができる。即
ち、まず、高純度のオキシ塩化ジルコニウムの水溶液
と、Ｇｄ，Ｙｂ，Ｙ，Ｈｏ，Ｄｙ，Ｌａから選ばれた１
種以上の希土類金属の塩化物の水溶液とを、希土類金属
の合計量が酸化物換算で１．５〜３．０モル％になるよ
うに、また、酸化物中のＹ₂ Ｏ₃ の割合が３０〜７０モ
ル％となるように混合し、周知の共沈法、加水分解法、
熱分解法等の化学合成法によって得た沈殿物を乾燥し、
８００〜１１００℃で仮焼した後、ボールミル等の粉砕
機で解砕して原料粉末を得る。この原料粉末の比表面積
値は仮焼温度により調整可能であり、低温で仮焼するほ
ど比表面積の大きな粉末が得られる。なお、着色のため
のＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｓｒ，Ｐｒ，Ｎ
ｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｅｒ，Ｔｍよりなる群から選ばれる１
種以上の元素の酸化物を配合する場合には、上記水溶液
混合時に、これらの元素の水溶性の塩、例えば塩化物の
水溶液として同時に混合すれば良い。また、これらの着
色剤成分は、酸化物粉末として、或いは、可溶性塩の溶
液としてジルコニア原料粉末に混合しても良い。

【００３２】本発明の歯列矯正用ブラケットの原料粉末
の製造方法は上記の方法に限定されず、金属アルコキシ
ド法、ゾルゲル法、気相法によっても同様な原料粉末を
得ることができる。また、上記の方法に比べて強度的に
は低くなるが、一部成分又は全成分を湿式混合法で添加
混合して原料粉末を得ることも可能である。

【００３３】次いで、このようにして得られた原料粉末
を周知の成形法を用いて成形し、この成形体を脱脂後、
２０〜３００℃／時の昇温速度で１２００〜１４５０℃
まで昇温し、その温度に３０分〜３時間保持して焼結
し、１００〜５００℃／時の速度で４００〜７００℃ま
で冷却し、その後自然放冷する。これにより所望の組成
と結晶構造、結晶粒径の焼結体を得ることができる。こ
の焼結温度が１２００℃未満では焼結が不十分であり、
１４５０℃を超えると、結晶粒成長のために得られる焼
結体の正方晶相の平均結晶粒子径が１μｍを超え、相安
定性が悪くなり、ブラケットとして最低限必要な熱的安
定性を確保することができなくなる。

【００３４】本発明においては、より好ましくは、得ら
れた焼結体を非還元性雰囲気でＨＩＰ処理することが望
ましい。このＨＩＰ処理により、焼結体中の気孔を殆ど
消滅させることができ、これにより曲げ強度を約２５％
向上させると共に、素材に透光性を生じさせて審美性を
更に向上させることができる。この場合、ＨＩＰ処理条
件は１２００〜１４５０℃、７００〜２０００気圧で１
０〜１２０分とするのが好ましい。

【００３５】得られた焼結体から歯列矯正用ブラケット
を加工するには、通常のダイヤモンド砥石等による研削
加工法が利用できる。しかし、部分安定化ジルコニアは
加工性が悪いので、焼結前の仮焼体の段階でブラケット
形状に加工するか、或いは、金型成形法、押出し成形
法、射出成形法等によって、ブラケット形状に近い成形
体とし、これを焼結するようにするのが望ましい。

【００３６】

【作用】安定化剤としてＧｄ₂ Ｏ₃ ，Ｙｂ₂ Ｏ₃ ，Ｈｏ
₂ Ｏ₃ 及びＤｙ₂ Ｏ₃ よりなる群から選ばれる１種又は
２種以上を用いることにより、審美性に優れ、破壊靭性
等の機械的強度が高く、しかも熱的安定性に優れた歯列
矯正用ブラケットが得られる。

【００３７】また、安定化剤としてＹ₂ Ｏ₃ と、Ｇｄ₂
Ｏ₃ ，Ｙｂ₂ Ｏ₃ ，Ｈｏ₂ Ｏ₃ ，Ｄｙ₂ Ｏ₃ 及びＬａ₂
Ｏ₃ よりなる群から選ばれる１種又は２種以上とを併用
し、安定化剤としての希土類金属酸化物中に占めるＹ₂
Ｏ₃ の割合を３０〜７０モル％とした場合には、Ｙ₂ Ｏ
₃ を用いることによる高強度化及び低温焼結化の作用効
果を有効に得た上で、審美性、機械的強度、熱的安定性
により優れた歯列矯正用ブラケットを得ることができ
る。

【００３８】更に、焼結助剤としてＺｎＯを０．３モル
％以下含有させることにより、低温焼結が可能となり、
結晶粒子径１μｍ以下の熱的安定性に優れた歯列矯正用
ブラケットを得ることができる。

【００３９】更に、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｓｒ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｅｒ及びＴｍより
なる群から選ばれる１種又は２種以上の酸化物を、合計
で０．７モル％以下含有させることにより、審美性がよ
り一層高められた歯列矯正用ブラケットを得ることがで
きる。

【００４０】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。

【００４１】実施例１ＺｒＯＣｌ₂ とＧｄＣｌ₃ を所定量溶解した水溶液をｐ
Ｈ１０のアンモニア水中に滴下し、生成した沈殿物を濾
過、水洗した後、１２０℃で乾燥した。この乾燥粉末を
乳鉢で軽く解砕した後、８５０℃で２時間仮焼して比表
面積１９ｍ² ／ｇの粉末を得た。この仮焼粉に着色成分
であるＳｒＣＯ₃ と焼結助剤であるＺｎＣＯ₃ を所定量
加え、エタノールを分散媒としてボールミルで２４時間
混合後、混合スラリーを乾燥した後、乳鉢で解砕して原
料粉末を得た。次に、この原料粉末を射出成形法によっ
て、ブラケット形状及び物性測定用試験片形状に成形
し、脱脂処理した。その後、電気炉中で１００℃／時の
昇温速度で表４に示す温度まで昇温し、その温度で２時
間焼結し、３００℃／時の降温速度で約６００℃まで冷
却し、その後自然放冷してブラケット形状と物性測定用
試験片形状の焼結体を得た。

【００４２】物性測定用試験片については、空気中、２
００℃で１０時間の熱処理を行い、熱処理前後での曲げ
強度（ＪＩＳＲ１６０１）の変化から熱的安定性を評
価した。また、結晶粒子径、破壊靭性値Ｋ_1C（ＪＩＳ
Ｒ１６０１のＩＦ法による）を測定し、結果を表５に示
した。一方、ブラケット形状の焼結体については、バレ
ル研磨して光沢を出し、その色調を観察し、結果を表５
に示した。

【００４３】実施例２〜３０，比較例１〜２８安定化剤及び着色剤の種類と添加量、焼結助剤のＺｎＯ
の添加量を表１〜４に示すものとし、焼結温度を表５〜
８に示す温度としたこと以外は実施例１と同様にして焼
結体を得、結晶粒子径、曲げ強度、破壊靭性及び色調を
調べ、結果を表５〜８に示した。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】

【表３】

【００４７】

【表４】

【００４８】

【表５】

【００４９】

【表６】

【００５０】

【表７】

【００５１】

【表８】

【００５２】以上の結果から明らかなように、実施例に
係る焼結体は７８０〜１３４０ＭＰａの高い曲げ強度と
８．１〜１３．４ＭＰａ√ｍという非常に高い破壊靭性
を示し、しかも空気中２００℃，１０時間の熱処理後
も、殆ど強度低下が起こらなかった。また、ブラケット
形状の焼結体をバレル研磨することで、光沢があり、表
５，６に示す色調の審美性の高いブラケットが得られ
た。

【００５３】これに対して、本発明の好適組成をはずれ
るもの（比較例１〜９，１１〜１７，１９〜２１，２３
〜２５，２７，２８）は、破壊靭性が低いか、或いは、
空気中２００℃，１０時間の熱処理によって曲げ強度が
大幅に低下し、熱的安定性が低い。また、焼結体の色調
も天然歯とは全く違い、審美性も十分ではない。更に、
本発明の好適組成を満たすものであっても、焼結温度が
高すぎるもの（比較例１０，１８，２２，２６）では、
熱的安定性が著しく損なわれる。

【００５４】実施例３１実施例４で得られたブラケットを、酸素を５％含むアル
ゴンガスを圧力媒体として１３００℃、２０００気圧で
３０分のＨＩＰ処理を行った。次に、市販のシランカッ
プリング剤（γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン）を０．１％含むアルコール溶液を、ブラケット
の接着面に塗布し、乾燥機で１２０℃、２時間の乾燥を
行った。このブラケットを矯正用接着剤によりアクリル
台座に接着し、２４時間後に引っ張り試験により接着強
度を測定した。その結果、シランカップリング剤で処理
しないブラケットが２ｋｇで剥離したのに対し、シラン
カップリング剤で処理したブラケットは２３ｋｇで剥離
した。なお、シランカップリング処理によるブラケット
の強度低下は見られなかった。

【００５５】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の歯列矯正用
ブラケットは、機械的強度、特に破壊靭性が従来のジル
コニア焼結体より高い部分安定化ジルコニア焼結体から
なるため、デザイン設計に何ら制約を受けることなく、
金属製ブラケットに近い操作性の良い形状のブラケット
を得ることができる。更に、素材の熱的安定性が優れて
いるため、接着力向上のために表面処理を施しても強度
劣化が起こらない。また、金属に比べて、色調を天然歯
に近い着色とすることが可能であるので、審美性に優れ
たブラケットを得ることができる。

【００５６】このような本発明の歯列矯正用ブラケット
は、本発明の方法により容易かつ効率的に製造される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鮎澤信夫岡山県岡山市可知５−６−25 (72)発明者中山享岡山県倉敷市大内957−５ (72)発明者日野隆司岡山県備前市伊部1931

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＺｒＯ₂ を主成分とし、Ｇｄ₂ Ｏ₃ ，Ｙ
ｂ₂ Ｏ₃ ，Ｈｏ₂ Ｏ₃ 及びＤｙ₂ Ｏ₃ よりなる群から選
ばれる１種又は２種以上の希土類金属酸化物で安定化さ
れた部分安定化ジルコニア焼結体からなることを特徴と
する歯列矯正用ブラケット。
【請求項２】ＺｒＯ₂ を主成分とし、Ｙ₂ Ｏ₃ と、Ｇ
ｄ₂ Ｏ₃ ，Ｙｂ₂ Ｏ₃ ，Ｈｏ₂ Ｏ₃ ，Ｄｙ₂ Ｏ₃ 及びＬ
ａ₂ Ｏ₃ よりなる群から選ばれる１種又は２種以上との
希土類金属酸化物で安定化され、かつ、安定化剤として
の希土類金属酸化物中に占めるＹ₂ Ｏ₃ の割合が３０〜
７０モル％である部分安定化ジルコニア焼結体からなる
ことを特徴とする歯列矯正用ブラケット。
【請求項３】請求項１又は２の歯列矯正用ブラケット
において、希土類金属酸化物の合計含有量が１．５〜
３．０モル％であることを特徴とする歯列矯正用ブラケ
ット。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項の歯列
矯正用ブラケットにおいて、更に、焼結助剤としてＺｎ
Ｏを０．５モル％以下含有し、正方晶ジルコニアの平均
結晶粒子径が１μｍ以下であることを特徴とする歯列矯
正用ブラケット。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれか１項の歯列
矯正用ブラケットにおいて、更に、着色剤として、Ｖ，
Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｓｒ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓ
ｍ，Ｅｕ，Ｅｒ及びＴｍよりなる群から選ばれる１種又
は２種以上の元素の酸化物を０．７モル％以下含有する
ことを特徴とする歯列矯正用ブラケット。
【請求項６】化学合成法又は酸化物粉末の混合による
方法で得られた原料粉末を成形し、得られた成形体を１
２００〜１４５０℃で焼結させることを特徴とする請求
項１ないし５のいずれか１項に記載の歯列矯正用ブラケ
ットの製造方法。