JP6821199B2 - 光重合開始剤及び光硬化性組成物 - Google Patents
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Description
このような光重合開始剤としては、光を吸収することによりエネルギーを発生し、発生したエネルギーにより重合活性種を生成する光増感剤が使用されるが、光増感剤と組み合わせて、重合促進機能を有する還元剤(電子供与体)なども使用される。
また、光増感剤としては、種々の色素も知られている。
さらに、還元剤としては、アミン化合物が代表的であり、特に第3級アミンは、上記のα−ジケトンと組み合わせて広く使用されている。
一般に、このような活性光は、360〜500nm程度の波長域(α−ジケトン化合物の主たる吸収域である)における光強度が100〜1500mW/cm2程度の出力の光源を用い、約10mm以下の距離から照射される。
例えば、歯科医院において、コンポジットレジンを、修復すべき歯牙の窩洞に充填して歯牙の形に成形した後に、専用の光照射器を用いて活性光を照射して重合硬化させて歯の修復が行われている。また、歯科技工所内において、コンポジットレジンを石膏模型上で修復すべき歯牙の形に築盛し、これを光照射により重合硬化させ、次いで歯科医院において得られた硬化体を、歯科用接着剤を用いて歯質に接着させることによっても歯の修復が行われる。
一般的な環境光は、視認性等を考慮して500〜10000ルクス程度に調整されている。光源にもよるが、α−ジケトン化合物の主たる吸収域(360〜500nm)における環境光の光強度は1mW/cm2以下であり、前記活性光の数%にも満たない。然るに、α−ジケトン化合物と第3級アミン化合物の組み合わせからなる重合開始剤は、可視域の光に対して良好な重合活性を有するものであり、その重合活性の良さゆえ、上記のような環境光に対しても鋭敏に感応して硬化が開始する。従って、充填や築盛等の操作に不可欠な環境光の下で作業を行うと、この重合活性の高さが逆に不利に働き、徐々に硬化が進行してしまい、上記のような問題を生じるものである。
即ち、光重合開始剤の添加量を減らすなどの方法では、レーザーダイオード等の光照射器を用いた場合に硬化時間の短縮や硬化体の強度の向上を図ることができず、患者に負担をかけずに、重合硬化を迅速に且つ十分に進行させることが困難である。
本発明の他の目的は、歯科用コンポジットレジンとして好適に使用される光硬化性組成物を提供することにある。
前記アリールヨードニウム塩(c)として、25℃の水中での解離定数が−3.0以上の酸を発生させるものが選択されていることを特徴とする光重合開始剤が提供される。
(1)前記アリールヨードニウム塩(c)が、ジフェニルヨードニウム−2−カルボキシレートモノハイドレートであること。
(2)前記光増感剤(a)が、α−ジケトンであること。
(3)前記第3級アミン化合物(b)が、芳香族第3級アミン(b1)を含むこと。
(4)前記第3級アミン化合物(b)が、芳香族第3級アミン(b1)と脂肪族第3級アミン(b2)とを含むこと。
(5)前記光増感剤(a)100質量部当り、前記第3級アミン化合物(b)を10〜1000質量部、および前記アリールヨードニウム塩(c)を10〜2000質量部の量で含有していること。
(6)前記第3級アミン化合物(b)とアリールヨードニウム塩(c)との合計量を基準として、10〜80質量%の量でアリールヨードニウム塩(c)を含有していること。
(1)前記重合性単量体として、ラジカル重合性単量体が使用されていること、
(2)前記光重合開始剤は、該光重合開始剤中の光増感剤(a)の量が、前記重合性単量体100質量部当り0.01〜10質量部となる量で配合されていること、
(3)さらに充填材を含み、歯科用コンポジットレジンとして使用されること、
が好適である。
即ち、本発明の光重合開始剤が配合された光硬化性組成物は、ハロゲンランプやキセノンランプ、あるいはレーザーダイオードを備えた照射器に対する感度(活性光に対する感度)が向上しており、その硬化速度が極めて速い。
即ち、光重合開始剤(特に光増感剤)の配合量を少なくすることにより、環境光に対する安定性を高めることができるのであるが、従来公知の重合開始剤では、その配合量を少なくすると、当然、活性光に対する感度が低下し、重合硬化に長時間を要することとなる。しかるに、本発明の光重合開始剤は、活性光に対する感度が極めて高いため、その配合量を少なくした場合においても、活性光照射による重合硬化性の低下が有効に回避されており、短時間の光照射により、活性光照射による重合硬化を完了させることができる。
例えば、本発明の光重合開始剤が配合された光硬化性組成物では、後述する実施例に示されているように、照射面での光強度が0.3mW/cm2となるように環境光が照射されたとき、重合開始までに85秒以上、特に90秒以上を要するように、活性光に対する重合硬化性を低下させることなく、各成分の配合量を調節することができる。
本発明の光重合開始剤は、必須成分として、(a)光増感剤、(b)第3級アミン化合物及び(c)アリールヨードニウム塩を含み、さらに、この光重合開始特性が損なわれない範囲で、適宜の添加剤を含んでいてもよい。
本発明において使用される光増感剤(a)は、光吸収によりエネルギーを発生し、このエネルギー移動(或いは電子移動)により、ラジカルのような重合に有効な活性種を生成させる化合物であり、最大吸収波長を350〜700nmに有する。
上記で挙げた光増感剤の内、好適に使用されるものの具体例としては、以下のものを挙げることができる。
カンファーキノン
9,10−フェナントレンキノン、
ベンジル
ジアセチル
アセチルベンゾイル
2,3−ペンタジオン
2,3−オクタジオン
4,4’−ジメトキシベンジル
アセナフテンキノン
4,4−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン
9−フルオレノン
3,4−ベンゾ−9−フルオレノン
2−ジメチルアミノ−9−フルオレノン
2−メトキシ−9−フルオレノン
2−クロロ−9−フルオレノン
2,7−ジクロロ−9−フルオレノン
2−ニトロ−9−フルオレノン
2−アセトキシ−9−フルオレノン
ベンズアントロン
アントラキノン
2、4−ジヒドロキシベンゾフェノン
3−チエノイルクマリン
3−(4−メトキシベンゾイル)クマリン
3−(4−シアノベンゾイル)クマリン
3−チエノイル−7−メトキシクマリン
3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン
5,7−ジメトキシ−3−(4−メトキシベンゾイル)クマリン
3−アセチル−7−ジメチルアミノクマリン
7−ジエチルアミノ−3−(4−シアノベンゾイル)クマリン
7−ジエチルアミノ−3−(4−ジメチルアミノベンゾイル)クマリン
3−シンナモイル−7−ジエチルアミノクマリン
3−カルボキシ−7−ジエチルアミノクマリン
3−(4−カルボキシベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン
3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノ)クマリン
2,3,6,7−テトラヒドロ−1,1,7,7−テトラメチル
−10−(ベンゾチアゾイル)−11−オキソ−1H,5H,11H
−[1ベンゾピラノ[6,7,8−ij]キノリジン
3,3’−カルボニルビス(5,7−)ジメトキシ3,3’−ビス
クマリン
3−(2’−ベンズオキサゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン
3−(5’−フェニルチアゾイル−2’)−7−ジエチルアミノ
クマリン
3,3’−カルボニルビス(4−シアノ−7−ジエチルアミノ)
クマリン
1,3,3,1’,3,3’−ヘキサメチル−2,2’−インド
シアニンパークロレート
1,3’−ジエチル−2,2’−キノ−セレナシアニンアイオダイド
1,1’−ジエチル−2,4’−キノシアニンアイオダイド
3,3’−ジエチル−2,2’−チアゾリノカルボシアニン
アイオダイド
3,3’、9−トリエチル−5,5’−ジフェニル−2,2’−
オキサカルボシアニンアイオダイド
3,3’−ジエチル−2,2’−チアカルボシアニンアイオダイド
1,1’−ジエチル−2,4’−キノカルボシアニンアイオダイド
3,3’−ジエチル−2,2’−オキサジカルボシアニンアイオダイド
3,3’−ジエチル−2,2’−(4,5,4’、5’−ジベンゾ)
チアジカルボシアニンアイオダイド
3,3’−ジエチル−2,2‘−オキサトリカルボシアニンアイオ
ダイド
3−エチル−5−[2−(3−メチル−2−チアゾリジニリデン)
エチリデン]−2−チオ−2,4−オキサゾリジンジオン
3−カルボキシメチル−5−[2−(3−エチル−2−ベンゾ
チアゾリニリデン)エチリデン]ローダニン
3−エチル−5−[2−(3−エチル−4−メチル−2−チアゾ
リニリデン)エチリデン]ローダニン
メチレンブルー
チオニンクロライド
リボフラビン
1−アミノ−4−ニトロフェナジン
1−アミノアクリジン
9−(2’−ヒドロキシスチリル)アクリジン
アクリルオレンジ
アクリジンイエロー
ローダミン
フルオレセイン
ローズベンガル
ジヒドロ−3−[2−ヒドロキシ−3−(5−イソプロピル−3,8
−ジメチル−1−アジレニル)−4−オキソ−2−シクロブテン−1
−イリデン]−7−イソプロピル−1,4−ジメチルアズレニウム
ヒドロオキサイド
トリフェニルピリリウムパークロレート
2,6−ビス(4−メチルフェニル)−4−(4−フェニルチオクロロパークロレ
ート)
また、上記で例示した光増感剤の内、カンファーキノン、9,10−フェナントレンキノン、ベンジル、ジアセチル、アセチルベンゾイル、2,3−ペンタジオン、2,3−オクタジオン、4,4’−ジメトキシベンジル、アセナフテンキノン等のα−ジケトン化合物が最も好適に使用される。
本発明において使用される第3級アミン化合物(b)は、所謂還元剤(或いは電子供与体)であり、重合促進機能を有する。
このような第3級アミン化合物(b)としては、分子中に芳香族環を有する芳香族第3級アミン(b1)や、分子中に芳香族環を有していない脂肪族第3級アミン(b2)の何れも使用することができる。
R3はアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基
又はアルキルオキシカルボニル基である。
また、これらのアルキル基は、当然のことながら置換基を有していてもよい、このような置換基としては、例えばフッ素原子等のハロゲン原子や水酸基を挙げることができる。例えば、R1〜R3は、フロロメチル基、2−フロロエチル基等のハロゲノアルキル基や、2−ヒドロキシエチル基等のヒドロキシアルキル基などであってよい。
アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、2−フェニルエテニル基等の炭素数2〜12のものを挙げることができる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜10のもの等が挙げられる。
アルキルオキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、アミルオキシカルボニル基、イソアミルオキシカルボニル基等のアルキルオキシ基部分の炭素数が1〜10のものが例示される。
また、R3としてはアルキルオキシカルボニル基であることが好ましい。
p−ジメチルアミノ安息香酸メチル
p−ジメチルアミノ安息香酸エチル
p−ジメチルアミノ安息香酸プロピル
p−ジメチルアミノ安息香酸アミル
p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル
p−ジエチルアミノ安息香酸エチル
p−ジエチルアミノ安息香酸プロピル
N,N−ジメチルアニリン、
N,N−ジベンジルアニリン、
N,N−ジメチル−p−トルイジン、
N,N−ジエチル−p−トルイジン、
N,N−ジ(β−ヒドロキシエチル)−p−トルイジン
トリエタノールアミン、
N−メチルジエタノールアミン、
トリエチルアミン、
トリブチルアミン、
N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、
N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート
特に、本発明では、芳香族第3級アミン(b1)を好適に使用することができるが、高い重合活性を示し、照射光による短時間での重合硬化性を維持し、尚且つ高い硬化体物性を発現させ、さらには、硬化体を太陽光等の紫外光に暴露したときの着色を低減するという点で、芳香族第3級アミン(b1)と脂肪族アミン(b2)とを併用することが好ましい。例えば、芳香族第3級アミン(b1)と脂肪族アミン(b2)とを、
b1:b2=1:99〜99:1
好ましくは、40:60〜80:20
より好ましくは、50:50〜70:30
の質量比で使用することが望ましい。
本発明において使用されるアリールヨードニウム塩(c)は、所謂酸発生剤として公知の化合物であり、光照射による開裂反応によって、分子中に存在するアニオンに由来する酸を生成するという性質を有している。このようなアリールヨードニウム塩(c)として、本発明では、生成する酸の水中(25℃)での酸解離定数が−3.0以上となるものが選択されている。
即ち、このアリールヨードニウム塩(c)が、前述した光増感剤(a)及び第3級アミン化合物(b)と共存している光硬化性組成物に、活性光を照射して重合反応が開始すると、下記式(3)で示されるように、アリールラジカル及びアリールヨードニウム塩の対アニオンに由来する酸を発生する。
ところで、重合開始剤中にアミン化合物、特に第3級アミン化合物が存在する場合では、酸性度の高い酸は、第3級アミン化合物と中和反応を起こして塩を生成してしまうため、第3級アミン化合物の特性(還元性もしくは電子供与性)を損ない、この結果、重合活性が大きく損なわれてしまう。
しかるに、本発明で使用するアリールヨードニウム塩は、上記のような開裂反応により生じる酸の酸性度が低く、このため、この酸と第3級アミン化合物との中和反応が有効に抑制され、酸と共に生成するアリールラジカルが重合開始に有効に作用し、極めて優れた重合活性を示すこととなる。
因みに、種々の酸の水中(25℃)での酸解離定数を参考までに示すと以下のとおりである。
HCl:−3.7
HBr:−4.1
HNO3:−1.8
クロロ酢酸:2.9
安息香酸:4.2
フェノール:9.9
アリールヨードニウム(カチオン)の例;
ジフェニルヨードニウム
ビス(p−クロロフェニル)ヨードニウム
ジトリルヨードニウム
ビス(p−メトキシフェニル)ヨードニウム
ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム
p−イソプロピルフェニル−p−メチルフェニルヨードニウム
ビス(m−ニトロフェニル)ヨードニウム
p−tert−ブチルフェニルフェニルヨードニウム
p−メトキシフェニルフェニルヨードニウム
p−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウム
p−フェノキシフェニルフェニルヨードニウム
カウンターアニオンの例;
ニトレートアニオン
アセテートアニオン
クロロアセテートアニオン
カルボキシレートアニオン
フェノラートアニオン
また、このようなアリールヨードニウム塩(c)は、前述した第3級アミン化合物(b)を中和して該化合物(b)の性能低下をもたらさないため、この化合物(b)に対して比較的多く配合して活性光照射に際しての硬化速度を速めることができる。例えば、このアリールヨードニウム塩(c)は、第3級アミン化合物(b)とアリールヨードニウム塩(c)との合計量当り、10〜80質量%、特に15〜70質量%、さらには30〜60質量%となるような量で使用することができる。
上述した本発明の光重合開始剤を含む光硬化性組成物は、その用途に応じて、重合性単量体及び本発明の光重合開始剤以外に、活性光に対する重合性や環境光に悪影響を及ぼさない範囲で、用途に応じて適宜の配合剤を添加することができる。例えば、この光硬化性組成物は、歯科材料、フォトレジスト材料、印刷製版材料、ホログラム材料等の種々の用途に使用することができ、このような用途に応じて、公知の配合剤を適宜配合することができる。特に、本発明の光重合開始剤が配合された光硬化性組成物は、活性光に対する重合硬化性に優れており、しかも、環境光に対する安定性を高めることができるため、歯の修復用のコンポジットレジンとして極めて有用である。
以下、この光硬化性組成物中に配合される各種成分について説明する。
本発明において、重合性単量体としては、ラジカル重合性単量体や、これ以外の重合性単量体、例えば、ビニルエーテル化合物、エポキシ化合物、オキセタン化合物、アジリジン化合物、アゼチジン化合物、エピスルフィド化合物、環状アセタール、ビシクロオルトエステル、スピロオルトエステル、スピロオルトカーボネート、テトラヒドロフラン等のカチオン重合性単量体も使用することができるが、本発明の光重合性単量体の性能を十分に発揮するためには、ラジカル重合性単量体が好適に使用される。
(I−i)芳香族化合物系二官能重合性単量体
2,2−ビス(メタクリロイルオキシフェニル)プロパン
2,2−ビス[4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピルオキ
シ)フェニル]プロパン(以下、Bis−GMAと略記する)
2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシフェニル)プロパン
2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパン
(以下、D−2.6Eと略記する)
2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシジエトキシフェニル)プロパン
2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシテトラエトキシフェニル)プロパン
2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシペンタエトキシフェニル)プロパン
2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシジプロポキシフェニル)プロパン
2(4−メタクリロイルオキシジエトキシフェニル)−2(4−メタクリロイルオ
キシトリエトキシフェニル)プロパン、
2(4−メタクリロイルオキシジプロポキシフェニル)−2−(4−メタクリロイ
ルオキシトリエトキシフェニル)プロパン
2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシプロポキシフェニル)プロパン
2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシイソプロポキシフェニル)プロパン
上記の各種メタクリレートに対応するアクリレート
芳香族基を有するジイソシアネート化合物にOH基を有するビニルモノマーを付
加して得られるジアダクト
エチレングリコールジメタクリレート
ジエチレングリコールジメタクリレート
トリエチレングリコールジメタクリレート(以下、3Gと略記する)
テトラエチレングリコールジメタクリレート
ネオペンチルグリコールジメタクリレート
1,3−ブタンジオールジメタクリレート
1,4−ブタンジオールジメタクリレート
1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート
上記の各種メタクリレートに対応するアクリレート
1,2−ビス(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキ
シ)エチル
ジイソシアネート化合物にOH基を有するビニルモノマーを付加して
得られるジアダクト
メチロールプロパントリメタクリレート
トリメチロールエタントリメタクリレート
ペンタエリスリトールトリメタクリレート
トリメチロールメタントリメタクリレート
上記の各種メタクリレートに対応するアクリレート
ペンタエリスリトールテトラメタクリレート
ペンタエリスリトールテトラアクリレート
ジイソシアネート化合物にグリシドールジメタクリレートを付加して
得られるジアダクト
尚、ジイソシアネート化合物としては、ジイソシアネートメチルベンゼン、ジイソシアネートメチルシクロヘキサン、イソフォロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレン−2,4−ジイソシアネートが例示される。
フマル酸エステル類、例えばフマル酸モノメチル、フマル酸ジエチル、
フマル酸ジフェニル;
スチレンあるいはα−メチルスチレン誘導体、例えばスチレン、ジビニ
ルベンゼン、α−メチルスチレン、α−メチルスチレンダイマー;
アリール化合物、例えばジアリールテレフタレート、ジアリールフタレ
ート、ジアリールジグリコールカーボネート;
上記の光重合開始剤及び重合性単量体以外に適宜配合される配合剤として代表的なものは充填材であり、充填材の配合により、得られる硬化体の機械的強度等を向上させることができる。
このような充填材としては、以下の無機充填材が代表的である。
金属の単体、例えば周期律第I、II、III、IV族金属、遷移金属;
上記金属の酸化物や複合酸化物;
金属塩、例えば上記金属のフッ化物、炭酸塩、硫酸塩、珪酸塩、水酸化
物、塩化物、亜硫酸塩、燐酸塩又はこれらの複合物;
金属酸化物、例えば非晶質シリカ、石英、アルミナ、チタニア、ジルコ
ニア、酸化バリウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化イッテルビ
ウム;
シリカ系複合酸化物、例えばシリカ−ジルコニア、シリカ−チタニア、
シリカ−チタニア−酸化バリウム、シリカ−チタニア−ジルコニア;
ガラス、例えばホウ珪酸ガラス、アルミノシリケートガラス、フルオロ
アルミノシリケートガラス;
金属フッ化物、例えばフッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化
イットリウム、フッ化ランタン、フッ化イッテルビウム;
無機炭酸塩、例えば炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロン
チウム、炭酸バリウム;
金属硫酸塩、例えば硫酸マグネシウム、硫酸バリウム;
メチルトリメトキシシラン
メチルトリエトキシシラン
メチルトリクロロシラン
ジメチルジクロロシラン
トリメチルクロロシラン
ビニルトリクロロシラン
ビニルトリエトキシシラン
ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン
γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン
γ−クロロプロピルトリメトキシシラン
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
ヘキサメチルジシラザン
また、歯科用コンポジットレジンとして使用される場合には、上記充填材の中でもとりわけ球状形状を有するものが好ましく、これにより、得られる硬化体の表面滑沢性が増し、優れた歯科修復材となり得る。
かかるコンポジットレジンでは、歯牙の色調に合わせるために、上述した各成分に加えて、顔料、蛍光顔料、染料、紫外線に対する変色防止のために紫外線吸収剤を添加してもよいし、その他、歯科用コンポジットレジンの成分として公知の添加剤を、本発明の効果に影響のない範囲で配合することができる。
このような光重合型のコンポジットレジンは、遮光下、配合する各成分を所定量秤とり、均一になるまで混練することにより調製することができる。
CQ;
カンファーキノン
[第3級アミン化合物(b)]
DMBE;
p−ジメチルアミノ安息香酸エチル
DMPT;
N,N−ジメチル−p−トルイジン
MDEOA;
N−メチルジエタノールアミン
[アリールヨードニウム塩(c)]
(括弧内は25℃における水中での酸解離定数を示す)
DPICH;
ジフェニルヨードニウム‐2−カルボキシレートモノハイドレート
(4.2)
DPIN;
ジフェニルヨードニウムニトレート(−1.8)
DPIC;
ジフェニルヨードニウムクロリド(−3.7)
DPIB;
ジフェニルヨードニウムブロミド(−4.1)
[重合性単量体]
Bis−GMA;
2,2−ビス[4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピルオ
キシ)フェニル]プロパン
3G;
トリエチレングリコールジメタクリレート
UDMA:
1,6−ビス(メタクリルエチルオキシカルボニルアミノ)トリメチルヘキサン
D−2.6E;
下記式で示される化合物
E−1;
球状シリカ−ジルコニア(γ−メタクリロイルオキシプロピルトリ
メトキシシラン表面処理物、平均粒径;0.5μm)
E−2;
球状シリカ−チタニア(γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメ
トキシシラン表面処理物、平均粒径;0.08μm)
[その他の成分]
HQME;
ハイドロキノンモノメチルエーテル
重合性単量体に対し各々所定量の光重合開始剤と充填材、及びその他の配合成分を加え、赤色光下にて均一に攪拌、脱泡して調製した。
以下の歯科用光照射器を用いて、次に示す方法で硬化体の硬度を測定した。即ち、6mmφ×1.0mmの孔を有するポリテトラフルオロエチレン製のモールドに光硬化性組成物を充填してポリプロピレンフィルムで圧接し、歯科用光照射器としてトクソーパワーライトを用い、当該照射器をポリプロピレンフィルムに密着して20秒間照射し、硬化体を調製した。得られた硬化体を微小硬度計(松沢精機製MHT−1型)にてヴィッカース圧子を用いて、荷重100gf、荷重保持時間30秒で試験片にできたくぼみの対角線長さにより求めた{トクソーパワーライト:光出力密度700mW/cm2、照射面における光強度640〜650mW/cm2、光源はハロゲンランプ、トクヤマデンタル社}。
ステンレス製型枠に光硬化性組成物を充填し、ポリプロピレンで圧接した状態で、一方の面から20秒×3回、全体に光が当たるように場所を変えてトクソーパワーライトにてポリプロピレンに密着させて光照射を行なった。ついで、反対の面からも同様にポリプロピレンに密着させて20秒×3回光照射を行い硬化体を得た。#800の耐水研磨紙にて、硬化体を2×2×25mmの角柱状に整え、この試料片を試験機(島津製作所製、オートグラフAG5000D)に装着し、支点間距離20mm、クロスヘッドスピード1mm/分で3点曲げ破壊強度を測定した。
ペースト状の光硬化性組成物試料の表面が10000ルクスになるように光源と試料との距離を設定した。光源にはデンタルライト(光源:ハロゲン光、タカラベルモント社製)を用い、照度計にて測定される照度が上記照度になるよう、試料と光源の距離を設定した。この照射面での光強度は0.3mW/cm2であった。作製した光硬化性組成物試料をポリプロピレンフィルムに0.03g量り採り、上記デンタルライトの光を所定時間時間照射した後、試料を押しつぶし、試料内部が固まり始めた時間を計測した。なお、照射時間は5秒間隔とした。この時間が長いほど環境光安定性に優れ、よって良好な操作余裕時間を得ることができる。
なお照度計は東京硝子器械社、デジタルルックスメーターFLX−1330を用いた。この照度計は400〜700nmに感度を有する。
下記処方により、暗所にて各成分を混合し、光硬化性組成物の均一溶液を調製した。
重合性単量体(100質量部);
D−2.6E:70質量部
3G:25質量部
UDMA:5質量部
光重合開始剤(1.2質量部);
CQ:0.3質量部
DMBE:0.5質量部
DPICH:0.4質量部
上述の条件で、この溶液から作成した硬化体のヴィッカース硬度を評価した。結果を表1に示す。
光重合開始剤を表1に記載した組み合わせに変更した以外は、実施例1と同様にして溶液を作成した。上述の条件でこれらの溶液から作成した硬化体のヴィッカース硬度を評価した。結果を表1に示す。
比較例3は、第3級アミン化合物(b)を配合しなかった例、比較例4は、光増感剤(a)を配合しなかった例である。これらの場合には、アリールヨードニウム塩(c)を配合しない例よりもさらにヴィッカース硬度が低かった。
比較例5及び6は、開裂反応により生じる酸の水中(25℃)での酸解離定数が−3.0未満であるアリールヨードニウム塩を用いている。この場合、比較例1よりもヴィッカース硬度が高いものの、実施例と比べるとヴィッカース硬度が低かった。
下記処方により、ペースト状の組成物を調製した。
重合性単量体(100質量部);
D−2.6E:70質量部
3G:25質量部
UDMA:5質量部
充填材(400質量部);
E−1:160質量部
E−2:240質量部
重合禁止剤(HQME):0.15質量部
このペースト状の組成物に、さらに表2に示す組成の光重合開始剤を配合した光重合型コンポジットレジンを得た。この光重合型コンポジットレジンのヴィッカース硬度、曲げ強度及び環境光安定性を評価した。結果を表2に示す。
光重合開始剤を表2に記載した組み合わせに変更した以外は、実施例8と同様にして光重合型コンポジットレジンを作成した。上述の条件でこれらの光重合型コンポジットレジンのヴィッカース硬度、曲げ強度及び環境光安定性を評価した。結果を表2に示す。
比較例9は、比較例7において、光増感剤であるCQ、第3級アミン化合物であるDMBEを増量した例である。この場合、比較例7よりもヴィッカース硬度及び曲げ強度が向上したものの、一方で、環境光安定性が低下した。このように、光増感剤及び第3級アミン化合物の増量では、硬化性と環境光安定性を両立する光重合型コンポジットレジンを得ることは困難である。
比較例10は、第3級アミン化合物(b)を配合しなかった例、比較例11は、光増感剤(a)を配合しなかった例である。これらの場合には、アリールヨードニウム塩(c)を配合しない例よりもさらにヴィッカース硬度及び曲げ強度が低かった。
比較例12及び13は、開裂反応により生じる酸の水中(25℃)での酸解離定数が−3.0未満であるアリールヨードニウム塩を用いている。この場合、比較例7よりもヴィッカース硬度及び曲げ強度が高いものの、実施例8〜17と比べるとヴィッカース硬度及び曲げ強度が低かった。
下記処方により、ペースト状の組成物を調製した。
重合性単量体(100質量部);
Bis−GMA:60質量部
3G:40質量部
充填材(150質量部);
E−1:105質量部
E−2:45質量部
重合禁止剤(HQME):0.15質量部
このペースト状の組成物に、さらに表3に示す組成の光重合開始剤を配合して光硬化型コンポジットレジンを得た。この光重合型コンポジットレジンのヴィッカース硬度、曲げ強度及び環境光安定性を評価した。結果を表3に示す。
光重合開始剤を表3に記載した組み合わせに変更した以外は、実施例18と同様にして光重合型コンポジットレジンを調製した。上述の条件でこれらの光重合型コンポジットレジンのヴィッカース硬度、曲げ強度及び環境光安定性を評価した。結果を表3に示す。
比較例16は、比較例14において、光増感剤であるCQ及び第3級アミン化合物であるDMBEを増量した例である。この場合、比較例14よりもヴィッカース硬度及び曲げ強度が向上したものの、一方で環境光安定性が低下した。
このように、光増感剤及び第3級アミン化合物の増量では、硬化性と環境光安定性を両立する光重合型コンポジットレジンを得ることは困難である。
比較例17は、第3級アミン化合物(b)を配合しなかった例、比較例18は、光増感剤(a)を配合しなかった例である。これらの場合には、アリールヨードニウム塩(c)を配合しない例よりもさらにヴィッカース硬度及び曲げ強度が低かった。
比較例19及び20は、開裂反応により生じる酸の水中(25℃)での酸解離定数が−3.0未満であるアリールヨードニウム塩を用いている。この場合、比較例14よりもヴィッカース硬度及び曲げ強度が高いものの、実施例18〜27と比べるとヴィッカース硬度及び曲げ強度が低かった。
Claims (9)
- (a)光増感剤、(b)第3級アミン化合物および(c)アリールヨードニウム塩を含む光重合開始剤と、重合性単量体とを含む光硬化性組成物において、
光重合開始剤のアリールヨードニウム塩(c)が、25℃の水中での解離定数が−3.0以上の酸を発生させるものであって
重合性単量体が、ラジカル重合性単量体である光硬化性組成物。 - 前記光重合開始剤は、該光重合開始剤中の光増感剤(a)の量が、前記重合性単量体100質量部当り0.01〜10質量部となる量で配合されている請求項8に記載の光硬化性組成物。
- さらに充填材を含み、歯科用コンポジットレジンとして使用される請求項8に記載の光硬化性組成物。
- 前記アリールヨードニウム塩(c)が、ジフェニルヨードニウム−2−カルボキシレートモノハイドレートである請求項8に記載の光硬化性組成物。
- 前記光増感剤(a)が、α−ジケトンである請求項8に記載の光硬化性組成物。
- 前記第3級アミン化合物(b)が、芳香族第3級アミン(b1)を含む請求項8に記載の光硬化性組成物。
- 前記第3級アミン化合物(b)が、芳香族第3級アミン(b1)と脂肪族第3級アミン(b2)とを含む請求項14に記載の光硬化性組成物。
- 前記光増感剤(a)100質量部当り、前記第3級アミン化合物(b)を10〜1000質量部、および前記アリールヨードニウム塩(c)を10〜2000質量部の量で含有している請求項8に記載の光硬化性組成物。
- 前記第3級アミン化合物(b)とアリールヨードニウム塩(c)との合計量を基準として、10〜80質量%の量でアリールヨードニウム塩(c)を含有している請求項16に記載の光硬化性組成物。
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