WO2016002949A1 - 接着方法、接着用キットおよび接着材 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a bonding method, a bonding kit, and an adhesive material.
- Super engineering resins are used in a wide range of applications such as the electrical / electronic field, aerospace field, automobile industry, medical field, general industrial field.
- these super engineering resins in particular, polyaryletherketone resins are expected to be used in various fields because they have excellent chemical properties and physical properties.
- Patent Document 1 For example, in the field of dental treatment, a technique using this polyaryl ether ketone resin as a dental material has been proposed (for example, Patent Document 1).
- Patent Document 2 a technique using this polyaryl ether ketone resin as a dental material.
- Patent Document 2 a technique using a polyaryl ether ketone resin as a dental material.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an adhesion method capable of firmly adhering to a member containing a polyaryletherketone resin, and an adhesion kit and an adhesive used in the adhesion method. Is an issue.
- the adhesion method of the present invention comprises (A) a polymerizable monomer and (B) at least a part of a component constituting a polymerization initiator, and (p2) intramolecular in all polymerizable monomers
- the content ratio of the polymerizable monomer having at least two polymerizable functional groups is 50% by mass or more, and (p1h1) one or more polymerizable functional groups and one or more hydrogen atoms in the molecule
- (p2h1a1) two or more polymerizable functional groups, one or more hydrogen bondable functional groups, and one or more fragrances in the total polymerizable monomer
- the content ratio of the polymerizable monomer having at least a ring is 20% by mass or more and 50% by mass or less.
- the adhesive preferably includes (C) a volatile solvent.
- the volatile solvent is preferably an aprotic solvent having a ketone group.
- the adhesive comprises (D) one or more first reactive groups that react with an inorganic compound, and one or more second reactive groups that react with an organic compound. It is preferable that the coupling agent which has at least is included.
- Another embodiment of the bonding method of the present invention is (D) a coupling having one or more first reactive groups that react with an inorganic compound and one or more second reactive groups that react with an organic compound. It is preferable that the agent has a molecular structure represented by the following general formula (I).
- M is an element selected from the group consisting of a metal element and a metalloid element
- X is a first reactive group
- a a hydroxyl group
- b A reactive group selected from the group consisting of functional groups that form an M—OH structure in which a hydroxyl group is directly bonded to the element M by hydrolysis
- Y is a second reactive group
- Z is It is a non-reactive functional group that does not react with either an organic compound or an inorganic compound.
- M is an integer of 1 or more
- n is an integer of 1 or more
- l is 0 or an integer of 1 or more
- m + n + 1 is an integer that is the same as the valence of the element M.
- the first reactive group X represented by the general formula (I) forms an M—OH structure in which a hydroxyl group is directly bonded to the element M by (b) hydrolysis. It is a functional group, and (A) at least one of the polymerizable monomers preferably has an acidic group.
- the member containing the polyaryl ether ketone resin further contains an inorganic oxide.
- the inorganic oxide is preferably an inorganic oxide containing silicon.
- a mercapto group is contained as a hydrogen bonding functional group.
- the mercapto group is preferably a group generated by tautomerism of a polymerizable monomer molecule.
- At least (Bc) a chemical polymerization initiator is included as the (B) polymerization initiator, and the adhesive comprises (Bc) a part of the chemical polymerization initiator. It is preferable to start the curing step by carrying out a contact step in which the adhesive material and the polymerization auxiliary material including the remaining component constituting the chemical polymerization initiator are brought into contact with each other.
- the member containing a polyaryletherketone resin is preferably a dental member.
- the bonding kit of the present invention is used at least for bonding to a member containing a polyaryletherketone resin, and comprises (A) a polymerizable monomer and (B) at least a part of a component constituting a polymerization initiator. And the content ratio of the polymerizable monomer having at least two polymerizable functional groups in the molecule (p2) in the total polymerizable monomer is 50% by mass or more, and (p1h1) molecule A member comprising an adhesive having a content ratio of a polymerizable monomer having at least one polymerizable functional group and at least one hydrogen bonding functional group in the inside of 20% by mass or more, and a polyaryl ether ketone resin And at least.
- One embodiment of the bonding kit of the present invention is preferably for dental use.
- the adhesive of the present invention is used at least for adhesion to a member containing a polyaryl ether ketone resin, and includes (A) a polymerizable monomer and (B) at least a part of components constituting a polymerization initiator.
- a polymerizable monomer in the total polymerizable monomer, (p2) the content ratio of the polymerizable monomer having at least two polymerizable functional groups in the molecule is 50% by mass or more, and (p1h1) in the molecule
- the content ratio of the polymerizable monomer having at least one or more polymerizable functional groups and one or more hydrogen bonding functional groups is 20% by mass or more.
- the adhesive of the present invention is preferably for dental use.
- an adhesion method capable of firmly adhering to a member containing a polyaryl ether ketone resin, and an adhesion kit and an adhesive used in this adhesion method.
- the adhesive of the present embodiment includes (A) a polymerizable monomer and (B) at least a part of a component constituting a polymerization initiator, and (p2) molecules in all polymerizable monomers
- the content ratio of the polymerizable monomer having at least two or more polymerizable functional groups is 50% by mass or more, and (p1h1) one or more polymerizable functional groups and one or more
- the content ratio of the polymerizable monomer having at least a hydrogen bonding functional group is 5% by mass or more.
- the adhesive material of the present embodiment is used at least for adhesion to a member (hereinafter sometimes referred to as “first member”) containing a polyaryl ether ketone resin.
- the bonding kit of the present embodiment has at least a member including the adhesive of the present embodiment and a polyaryl ether ketone resin, and is used at least for bonding to a member including the polyaryl ether ketone resin.
- the bonding method of the present embodiment includes an adhesive material applying process for applying the adhesive material of the present embodiment to the surface of the first member, and a curing process for curing the adhesive material.
- the adhesive may be applied to the surface of the first member in the form of a mixture mixed with another composition.
- the adhesive is a mixture of the other composition. It may be cured in a state.
- the form in particular which provides an adhesive material on the surface of a 1st member is not restrict
- the first member may be any member as long as the portion in the vicinity of the adherend surface that comes into contact with the adhesive of the present embodiment at the time of bonding contains at least a polyaryletherketone resin.
- the bonding target object of the bonding material of the present embodiment may be only the first member, or the first member and the second member.
- the object to be bonded is composed only of the first member, for example, one end and the other end of the ring-shaped first member provided with the joint can be bonded using the adhesive of the present embodiment. Moreover, you may adhere
- the second member is not particularly limited as long as it is a member that can be bonded to the adhesive material of the present embodiment. It may be a paste or liquid before the start of the bonding operation, and is cured during the bonding operation to form a solid state after completion of the bonding operation. It may be a member (hereinafter sometimes referred to as a “curable second member”).
- the solid second member may be a member containing at least a polyaryletherketone resin in the vicinity of the adherend surface, or a member containing no polyaryletherketone resin in the vicinity of the adherend surface (A member different from the first member) may be used.
- the curable second member may function as an adhesive.
- the cured product of the adhesive of this embodiment and the cured product of the curable second member can be firmly bonded.
- the curable second member can also be used for adhesion to other solid members (hereinafter sometimes referred to as “third member”).
- the adhesive of the present embodiment is applied to the first member side and cured to the third member side. The first member and the third member can be firmly bonded by applying the previous curable second member and bonding.
- the third member can be used without particular limitation as long as it is a known solid member, but usually a member that does not contain any polyaryl ether ketone resin in the vicinity of the adherend surface (a member different from the first member) should be used. Is preferred. Details of the first member, the second member, and the third member will be described later.
- the adhesive material of the present embodiment by using the adhesive material of the present embodiment, it is possible to firmly bond to the first member including the polyaryl ether ketone resin.
- the reason why such high adhesiveness can be obtained is not always clear.
- the present inventors presume that this is because the affinity between the adhesive of the present embodiment and the surface of the first member containing the polyaryletherketone resin is extremely high. That is, by applying the adhesive of the present embodiment to the surface of the first member containing the polyaryletherketone resin, (A) the adhesive containing the polymerizable monomer is finely present on the surface of the first member. It is possible to form a substantially uniform layer on the surface while intruding into a rough surface to form a fitting. By polymerizing this layer, a uniform and strong adhesive layer can be formed.
- (A) Polymerizable monomer
- the interaction between the individual molecules constituting the adhesive and the interaction between these molecules and the adherend surface are extremely important.
- the polymerizable monomer (A) which is the main material constituting the adhesive the polymerizable monomer molecule having a great influence on the above-described interaction is described.
- a classification notation that pays particular attention to the structure (type / number of functional groups) of a part of the inside may be used as necessary.
- p1h1 means a polymerizable monomer having at least one or more polymerizable functional groups and one or more hydrogen bonding functional groups in the molecule
- P2h1 means a polymerizable monomer having at least two polymerizable functional groups and one or more hydrogen bondable functional groups in the molecule
- p2h1a1 means two or more polymerizable monomers in the molecule. It means a polymerizable monomer having at least a polymerizable functional group, one or more hydrogen-bonding functional groups, and one or more aromatic rings.
- the type / minimum number of functional groups that the polymerizable monomer has at least in the molecule may be abbreviated using a classification notation such as “p2”.
- a polymerizable monomer having at least two or more polymerizable functional groups in the molecule may be abbreviated as “p2 type polymerizable monomer”.
- the symbol which shows a predetermined functional group is not contained in classification description, the presence or absence of the said functional group in a polymerizable monomer molecule shall not be ask
- a polymerizable monomer having at least one or more polymerizable functional groups in the molecule can be expressed as “p1”, but the point having at least one or more polymerizable functional groups in the molecule is This is a feature common to all polymerizable monomers used in the adhesive of the embodiment. Therefore, in the present specification, when the polymerizable monomer molecule has at least one or more polymerizable functional groups in the molecule, that is, expressed as “p1”, only “p1” is omitted. To do.
- a polymerizable monomer having two polymerizable functional groups, one hydrogen-bonding functional group, and one aromatic ring and having no other functional group, and three polymerizable functional groups The polymerizable monomer having a functional group and two hydrogen bonding functional groups and having no other functional group is classified as a p2 type polymerizable monomer, and a p1h1 type polymerizable monomer. And p2h1 type polymerizable monomer.
- a polymerizable monomer having one polymerizable functional group, one hydrogen bonding functional group, and one aromatic ring and having no other functional group is a p2 type polymerizable monomer. Is not classified, but is classified as a p1h1 type polymerizable monomer and at the same time as a p1h1a1 type polymerizable monomer.
- a polymerizable monomer identified by a specific substance name / molecular structure such as 1,6-bis (methacrylethyloxycarbonylamino) 2,2,4-trimethylhexane is classified into plural types. May fall under.
- the (A) polymerizable monomer contained in the adhesive of this embodiment is a monomer having at least one or more polymerizable functional groups in the molecule.
- the “polymerizable functional group” include vinyl group, styryl group, allyl group, (meth) acryloyl group and the like.
- the polymerizable functional group is preferably a radical polymerizable functional group from the viewpoint of low biotoxicity and high polymerization activity, and examples thereof include vinyl groups, styryl groups, allyl groups, and the like. In view of safety, a (meth) acryloyl group is particularly preferable.
- the content ratio of the polymerizable monomer (p2) having at least two polymerizable functional groups in the molecule is 50% by mass or more. It is necessary and is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and may be 100% by mass.
- the polymer obtained by polymerizing the polymerizable monomer molecules (A) can form a sufficient network structure, and adhesion. The strength of the material layer is increased.
- (p1h1) containing a polymerizable monomer having at least one polymerizable functional group and one or more hydrogen bonding functional groups in the molecule
- the ratio is 5% by mass or more, preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, still more preferably 50% by mass or more, and may be 100% by mass.
- hydrogen bond refers to a hydrogen atom (donor) that binds to an electron with a high electronegativity (O, N, S, etc.) and is electrically positively polarized, and an electrically negative atom having a lone pair of electrons. It shows a binding interaction formed with (acceptor).
- the “hydrogen-bonding functional group” is a functional group that can function as a donor and an acceptor in the hydrogen bond, and specifically includes a hydroxyl group, a mercapto group (thiol group), an amino group, and a urethane. Group, amide group and the like.
- a hydrogen bondable functional group is a hydroxyl group, this hydroxyl group may comprise a part of acidic group mentioned later.
- the hydrogen bonding functional group may be generated by tautomerism of the polymerizable monomer molecule.
- a hydrogen bondable functional group is generated by tautomerism, for example, one hydrogen bondable functional group (—OH,> NH, etc.) contained in a polymerizable monomer molecule is And the case where other hydrogen-bonding functional groups (—SH) are formed while disappearing.
- polymerizable monomer having at least two or more polymerizable functional groups in the molecule known monomers can be used without any limitation.
- molecules shown in the following (I) to (III) Examples thereof include a radical polymerizable monomer having two or more (meth) acryloyl groups.
- Trifunctional radically polymerizable monomer Methacrylates such as trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolethane trimethacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, trimethylolmethane trimethacrylate, and acrylates corresponding to these methacrylates.
- diisocyanate compounds such as 4,4-diphenylmethane diisocyanate and tolylene-2,4-diisocyanate and glycidol dimethacrylate.
- polymerizable monomers having at least two or more polymerizable functional groups in the molecule may be used in combination of a plurality of types as required.
- P1h1 As the polymerizable monomer having at least one or more polymerizable functional groups and one or more hydrogen bonding functional groups in the molecule, known monomers can be used without any limitation.
- P1h1 type polymerizable monomers can be broadly classified as follows: ⁇ a> a monofunctional polymerizable monomer having only one polymerizable functional group in the molecule; and ⁇ b> a polymerizable functional group in the molecule.
- a polyfunctional polymerizable monomer having two or more, in other words, (p2h1) a polymerizable monomer having two or more polymerizable functional groups and one or more hydrogen bonding functional groups in the molecule Can be mentioned.
- the monofunctional polymerizable monomer among the p1h1 type polymerizable monomers known monomers can be used without particular limitation. Examples thereof include 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-methacryloyloxyethyl dihydrogen phosphate, 2-methacryloyloxyethyl phenyl hydrogen phosphate, 6-methacryloyloxyhexyl dihydrogen phosphate, 10-methacryloyloxyhexyl dihydrogen phosphate, 2-methacryloyloxyethyl 2-bromoethyl Hydrogen phosphate, methacrylic acid, N-methacryloylglycine, N-methacryloyl aspartic acid, N-methacryloyl-5-aminosalicylic acid, 2-methacryloyloxyethyl ester Idrogen succinate, 2-methacryloyloxyethyl hydrogen phthalate, 2-methacryloyl
- the polyfunctional type polymerizable monomer (p2h1 type polymerizable monomer) is an intramolecular molecule among those exemplified above as the p2 type polymerizable monomer.
- known compounds including those having a hydrogen bonding functional group can be used without any particular limitation. Examples include 2,2-bis [4- (3-methacryloyloxy) -2-hydroxypropoxyphenyl] propane, glycerin dimethacrylate, bis (2-methacryloyloxyethyl) hydrogen phosphate, bis (6-methacryloyloxyhexyl).
- the p1h1 type polymerizable monomer blended in the adhesive may be only a monofunctional type polymerizable monomer, but it may be a polyfunctional type polymerizable monomer (p2h1 type polymerizable monomer). Body).
- the content ratio of the p2h1 type polymerizable monomer in the total polymerizable monomer is preferably 5% or more, preferably 20% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more. 50 mass% or more is more preferable, and 100 mass% may be sufficient.
- the polymerizable monomer having at least two or more polymerizable functional groups, one or more hydrogen-bonding functional groups, and one or more aromatic rings in the molecule (p2h1a1) in the total polymerizable monomer
- the content ratio is preferably 20% by mass or more and 50% by mass or less.
- a polyfunctional polymerizable monomer (p2h1 type polymerizable monomer) is used as the p1h1 type polymerizable monomer, and the content ratio of the p2h1 type polymerizable monomer in all the polymerizable monomers Is 20 mass% or more, it is preferable that a part or all of the p2h1 type polymerizable monomer is a p2h1a1 type polymerizable monomer.
- the aromatic ring of the p2h1a1 type polymerizable monomer and the aromatic ring of the polyaryletherketone resin form a stack.
- the interaction between the polyaryletherketone resin contained in the first member and the adhesive layer becomes higher, higher adhesion can be obtained by this interaction.
- the content ratio of the p2h1a1 type polymerizable monomer in the total polymerizable monomer is preferably 20% by mass or more and 50% by mass or less as described above, but the lower limit of the content ratio is 30% by mass.
- the upper limit value of the content ratio is more preferably 45% by mass or less.
- P2h1a1 As a polymerizable monomer having at least two polymerizable functional groups, one or more hydrogen bondable functional groups, and one or more aromatic rings in the molecule, a p2 type polymerizable monomer Among those exemplified above, those having a hydrogen bonding functional group and an aromatic ring in the molecule, and those exemplified above as the p2h1 type polymerizable monomer, including those having an aromatic ring in the molecule Can be used without any particular restrictions.
- Examples include 2,2-bis [4- (3-methacryloyloxy) -2-hydroxypropoxyphenyl] propane and its corresponding acrylate; 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 3-chloro- A vinyl monomer having an —OH group such as methacrylate such as 2-hydroxypropyl methacrylate or an acrylate corresponding to these methacrylates, and a diisocyanate compound having an aromatic group such as diisocyanate methylbenzene and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate Examples include diaducts obtained from addition.
- the hydrogen bonding functional group of the p1h1 type polymerizable monomer preferably includes a mercapto group.
- p1h1 type polymerizable monomer having a mercapto group When p1h1 type polymerizable monomer having a mercapto group is contained in the adhesive, it maintains high adhesion over a long period of time with respect to the first member containing the polyaryl ether ketone resin, and has high adhesion durability. It will be easier to get. The reason why such high adhesion durability is obtained is not clear, but the present inventors presume as follows.
- the polyaryletherketone resin is a hydrophobic material
- the first member containing the polyaryletherketone resin when the first member containing the polyaryletherketone resin is held in a humid environment (for example, in the oral cavity) for a long time, it adheres to the first member. At the interface with the material, moisture is more likely to affect the adhesive. As a result, the adhesive is deteriorated, and it is presumed that the adhesiveness after holding the first member in a wet environment for a long period of time is greatly reduced.
- An adhesive containing a p1h1 type polymerizable monomer containing a mercapto group as a hydrogen bonding functional group is a polyaryl ether ketone resin composite material containing a polyaryl ether ketone resin and an inorganic oxide among the first members. It is suitable to use for adhesion to the first member produced using. In this case, it is easy to obtain higher adhesion durability. The reason why such higher adhesion durability can be obtained is not clear, but the present inventors presume as follows. First, when the first member contains an inorganic oxide, the vicinity of the adherend surface of the first member can be made acidic by the surface acid point of the inorganic oxide.
- the reaction between the mercapto group of the p1h1 type polymerizable monomer containing a mercapto group as a hydrogen bonding functional group blended in the adhesive and the ketone group of the polyaryl ether ketone resin contained in the first member is an acid. It is guessed that this is because it is promoted more by Even when the first member does not contain an inorganic oxide, the same effect can be obtained by adding a p1h1 type polymerizable monomer having an acidic group in the molecule or an inorganic oxide to the adhesive material side. It is thought that you can.
- a p1h1 type in which an inorganic oxide is blended in the first member and the adhesive contains a mercapto group as a hydrogen bonding functional group It is presumed that blending a polymerizable monomer is advantageous in obtaining high adhesion durability.
- the inorganic oxide blended in a polyaryl ether ketone resin composite material suitable for combination with an adhesive containing a p1h1-type polymerizable monomer containing a mercapto group as a hydrogen bonding functional group
- a known inorganic oxidation is used. Things are available.
- the inorganic oxide is preferably silica, titania, silica-titania, or silica-zirconia, and most preferably silica.
- the polymerizable functional group is particularly preferably a (meth) acryloyl group from the viewpoint of polymerization rate and biosafety. Therefore, the p1h1 type polymerizable monomer containing a mercapto group as a hydrogen bonding functional group is preferably a polymerizable monomer containing a mercapto group and a (meth) acryloyl group.
- Examples of the polymerizable monomer containing a mercapto group and a (meth) acryloyl group include those exemplified above as a p2 type polymerizable monomer, a p1h1 type polymerizable monomer, and a p2h1a1 type polymerizable monomer.
- a polymerizable monomer having a (meth) acryloyl group a polymerizable monomer having a structure in which a hydrogen atom or a hydroxyl group other than the (meth) acryloyl group portion is substituted with a mercapto group can be exemplified.
- the p1h1 type polymerizable monomer containing a mercapto group as a hydrogen bondable functional group can be used without any limitation as long as it has one or more polymerizable functional groups and one or more melpto groups in the molecule.
- Specific examples thereof include compounds having a free mercapto group as shown in the following compounds I to IV, compound V, compound VI and compounds VII to IX.
- the mercapto group may be a group generated by tautomerism of the polymerizable monomer molecule.
- the polymerizable monomer that generates a mercapto group in the molecule by such tautomerism is particularly preferably a p1h1 type polymerizable monomer.
- hydrogen atoms of hydrogen bonding functional groups for example, —OH,> NH, etc.
- a mercapto group is formed by binding to S in the molecule.
- Such a polymerizable monomer is also a p1h1-type polymerizable monomer having a mercapto group (permanently present) in the molecule as exemplified above for obtaining high adhesion durability in the adhesive. Functions like the body.
- Examples of such polymerizable monomers include compounds represented by the following general formulas A1 to A6.
- R 1 is a hydrogen atom or a methyl group.
- R 2 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a —CH 2 —C 6 H 4 —CH 2 — group, — (CH 2 ) o —Si (CH 3 ) 2 —O—. Si (CH 3 ) 2 — (CH 2 ) p — group (where o and p are each an integer of 1 to 5) or —CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 — group.
- Z is an —OC ( ⁇ O) — group, —OCH 2 — group, or —OCH 2 —C 6 H 4 — group (however, in any of these Z groups, the right end of the Z group is The carbon atom forms an unsaturated bond in the above general formulas A1 to A3 and A6 and is bonded to the carbon atom located on the right side of the Z group, and the leftmost oxygen atom in the Z group is represented by the above general formulas A1 to A3. It is attached to the R 2 group to the left of Z groups in A6.).
- Z ′ represents an —OC ( ⁇ O) — group (wherein the carbon atom at the right end of the —OC ( ⁇ O) — group forms an unsaturated bond in the above general formulas A4 to A5 and Bonded to the unsaturated carbon located on the right side, and the oxygen atom at the left end of the —OC ( ⁇ O) — group bound to the R 2 group located on the left side of the Z ′ group in the general formulas A4 to A5.
- a —C 6 H 4 — group or a bond (where the group Z ′ is a bond) means that the group R 2 and the unsaturated carbon are directly bonded).
- Y is —S—, —O—, or —N (R ′) — (wherein R ′ is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms).
- the compounds represented by the general formulas A1 to A6 are all shown in a state before a mercapto group is generated by tautomerism.
- the partial structure “—NH—C ( ⁇ S) —” in these compounds is converted to “—N ⁇ C (—SH) —” by tautomerism.
- the partial structure “> P ( ⁇ S) (— OH)” in the compound is converted into “> P (—SH) ( ⁇ O)” by tautomerism.
- a mercapto group is formed.
- Examples of the polymerizable monomer that generates a mercapto group in the molecule by tautomerism represented by these general formulas A1 to A6 include compounds represented by the following compounds XI to XIII.
- any stimulus A polymerizable monomer that generates a mercapto group in the molecule by a chemical stimulus reaction with another substance, a physical stimulus such as light irradiation
- the stimulus can be applied before using the adhesive of the present embodiment.
- a disulfide bond is cleaved by reacting with a reducing agent to generate a mercapto group.
- the adhesive of this embodiment contains a polymerizable monomer having a disulfide bond in the molecule as the polymerizable monomer (A), the adhesive and the reducing agent are contacted or mixed. Can do.
- the polymerizable monomer having a disulfide bond in the molecule the disulfide bond is cleaved by the reducing agent, and a mercapto group is generated in the molecule. That is, the polymerizable monomer having a disulfide bond in the molecule is converted into a p1h1-type polymerizable monomer containing a mercapto group as a hydrogen bonding functional group by chemical stimulation (reducing agent).
- the adhesive and the reducing agent can be appropriately used as long as the adhesiveness is not adversely affected.
- a first embodiment in which a body and a reducing agent are mixed, and the resulting mixture is applied to an adherend.
- a second embodiment in which an adhesive containing an adhesive monomer is applied, or c) after applying an adhesive containing a polymerizable monomer having a disulfide bond in the molecule to the adherend surface, The 3rd aspect etc.
- the first embodiment is preferable from the viewpoint of easily generating a p1h1 type polymerizable monomer containing a mercapto group as a hydrogen bonding functional group after contact or mixing.
- the number of polymerizable functional groups contained in the molecule is not particularly limited as long as it is 1 or more, and includes a hydrogen-bonding functional group and an aromatic ring. May or may not be included.
- the reducing agent can be used without particular limitation as long as it is a substance capable of cleaving disulfide bonds.
- the p1h1 type polymerizable monomer containing a mercapto group as the hydrogen bonding functional group described above, or the polymerizable monomer that generates a mercapto group in the molecule by tautomerism or stimulation is one or two kinds A combination of the above can also be added to the adhesive.
- the adhesive functional group is a polymerizable functional group during storage of the adhesive.
- the mercapto group in the polymerizable monomer is presumed to have high adhesion durability by reacting with the ketone group of the polyaryletherketone resin contained in the first member.
- a p1h1-type polymerizable monomer having a mercapto group permanently present in the molecule has a small steric hindrance around the mercapto group
- the steric hindrance around the site after the formation of the mercapto group is small.
- the mercapto group is formed near the polymer main chain generated by the polymerization reaction between the polymerizable monomers contained in the adhesive.
- a group (or a site where a mercapto group is generated) will be present. For this reason, steric hindrance increases and there is a possibility that the reactivity between the ketone group and the mercapto group of the polyaryletherketone resin may be reduced. Therefore, a spacer group is preferably present between the polymerizable functional group and the mercapto group (or the site where the mercapto group is generated).
- R 2 has a main chain atom number of 4 or more, that is, a divalent saturated hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms, —CH 2 —C 6 H 4 —CH 2 — group, — (CH 2 ) o —Si (CH 3 ) 2 —O—Si (CH 3 ) 2 — (CH 2 ) p — group (where o and p are each an integer of 1 to 5) Or a —CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 — group.
- the number of atoms in the main chain is 6 or more, that is, a divalent saturated hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, a —CH 2 —C 6 H 4 —CH 2 — group, — (CH 2 ) o —. It is more preferably a Si (CH 3 ) 2 —O—Si (CH 3 ) 2 — (CH 2 ) p — group (where o and p are each an integer of 1 to 5, and o + p is 3 or more).
- R 2 is preferably a divalent saturated hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. Examples of such a bivalent saturated hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms include 1,6-hexylene group, 1,10-decylene group, 1,11-undecylene group and the like.
- the functional group capable of generating a mercapto group by tautomerism is more preferably a thiouracil group from the viewpoint of adhesion durability. That is, the compounds of general formulas A1 to A6 are more preferably the compounds of general formulas A1 and A2.
- the content ratio in the total polymerizable monomer is not particularly limited, but the content ratio is 0.005% by mass. It is preferably in the range of ⁇ 10% by mass, more preferably in the range of 0.01% by mass to 5% by mass, and still more preferably in the range of 0.03% by mass to 1% by mass. The same applies to the case where a polymerizable monomer that generates a mercapto group in the molecule by tautomerism or stimulation is added to the adhesive.
- the content ratio is 0.01% by mass or more, it becomes easy to obtain higher adhesion durability. Moreover, it can suppress more reliably that the storage stability of an adhesive agent deteriorates because a content rate shall be 10 mass% or less.
- the polymerizable functional group of the polymerizable monomer compounded in the adhesive is a radical polymerizable functional group
- the mercapto group is linked when the polymerizable monomer of the adhesive is polymerized and cured by radical polymerization. Can act as a transfer agent. For this reason, the efficiency of radical polymerization is lowered, the strength of the adhesive layer applied to the surface of the first member in the initial stage of adhesion is lowered, and the adhesiveness immediately after the bonding may be lowered.
- the content ratio to 10% by mass or less, such a decrease in adhesion immediately after adhesion can be more reliably suppressed.
- the polymerizable monomer (A) a polymerizable monomer having at least one acidic group in the molecule can also be used.
- a free acid group having —OH such as —SO 3 H
- an acid anhydride structure for example, —C ( ⁇ O) —O in which two of the acid groups having —OH exemplified above are dehydrated and condensed
- -C ( O)-)
- an acid halide group in which —OH of the acidic group having —OH exemplified above is substituted with a halogen (for example, —C ( ⁇ O) Cl), etc.
- the acidic group preferably has a pKa of less than 5.
- a polymerizable monomer having at least one acidic group in the molecule contains at least one hydroxyl group that is a hydrogen-bonding functional group in the acidic group. Therefore, the polymerizable monomer is one of the p1h1 type polymerizable monomers. being classified. It should be noted that the acid anhydride structure and the acid halide group easily react with the moisture of the system to generate an acidic group containing a hydroxyl group in part when the adhesive is used.
- the polymerizable monomer containing an acid anhydride structure or an acid halide group can also be classified into one type of p1h1 type polymerizable monomer from the viewpoint of the function of the adhesive. Therefore, in the present specification, a) a polymerizable monomer having an acidic group that is permanently present in the molecule, and a polymerizable monomer having an acid anhydride structure or an acid halide group. Both are referred to as “a p1h1-type polymerizable monomer having an acidic group in the molecule”.
- p1h1-type polymerizable monomer having an acidic group in the molecule examples include 2- (meth) acryloyloxyethyl dihydrogen phosphate, bis (2- (meth) acryloyloxyethyl) hydrogen.
- polymerizable monomers having a phosphono group in the molecule such as vinylphosphonic acid and p-vinylbenzenephosphonic acid, may be mentioned.
- polymerizable monomers having a sulfo group in the molecule such as 2- (meth) acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, p-vinylbenzenesulfonic acid, and vinylsulfonic acid can be mentioned.
- p1h1 type polymerizable monomers having an acidic group in the molecule may be used alone or in combination with a plurality of types, but are particularly used in combination with a coupling agent (D) described later. preferable.
- the transition metal compound of the fourth period is used as a partial component of the chemical polymerization initiator for the adhesive. It is preferable to use a p1h1 type polymerizable monomer having a group. In this case, since the adhesive is acidified by the p1h1 type polymerizable monomer having an acidic group in the molecule, the transition metal compound of the fourth period and the organic peroxide are used in combination at least as a chemical polymerization initiator. In some cases, it becomes easier to activate the reaction between these substances. In addition, the detail of each component which comprises these chemical polymerization initiators is mentioned later.
- a polymerizable monomer that does not fall under any of the various polymerizable monomers described above, that is, has only one polymerizable functional group in the molecule, and has a hydrogen bond A polymerizable monomer having neither a functional group, an acidic group, an aromatic ring, a partial structure that generates a mercapto group by tautomerism, or a partial structure that generates a mercapto group by stimulation with a reducing agent, etc. Good.
- Examples of such polymerizable monomers include methacrylate monomers such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, glycidyl methacrylate, and acrylates corresponding to these methacrylates. It is done.
- (B) Polymerization initiator In the bonding method according to the present embodiment, when the surface of the first member and the adhesive are brought into contact with each other, (A) an adhesive containing a polymerizable monomer is present on the surface of the first member. Into the fine irregularities and the like, and then (A) the polymerizable monomer is polymerized to form a fit between the surface of the first member and the adhesive, and a uniform and strong adhesive layer Is formed, and the surface of the first member and the adhesive layer are also strongly bonded. Therefore, when the adhesive does not contain a polymerization initiator and (A) the polymerizable monomer cannot be cured, a uniform and strong adhesive layer cannot be formed.
- the polymerization initiator a photopolymerization initiator, a chemical polymerization initiator, or a thermal polymerization initiator can be used, and two or more polymerization initiators can be used in combination.
- a photopolymerization initiator and / or a chemical polymerization initiator among the three kinds of polymerization initiators. Most preferred.
- these three kinds of polymerization initiators will be described in more detail.
- photopolymerization initiators can be used without any limitation.
- Typical photopolymerization initiators include combinations of ⁇ -diketones and tertiary amines, combinations of acylphosphine oxides and tertiary amines, combinations of thioxanthones and tertiary amines, ⁇ -aminoacetophenone
- photopolymerization initiators such as combinations of amines and tertiary amines, combinations of aryl borates and photoacid generators.
- Examples of various compounds suitably used in the above various photopolymerization initiators include camphorquinone, benzyl, ⁇ -naphthyl, acetonaphthene, naphthoquinone, p, p′-dimethoxybenzyl, p, p Examples include '-dichlorobenzylacetyl, 1,2-phenanthrenequinone, 1,4-phenanthrenequinone, 3,4-phenanthrenequinone, and 9,10-phenanthrenequinone.
- Tertiary amines include N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, N, N-di-n-butylaniline, N, N-dibenzylaniline, N, N-dimethyl-p-toluidine, N , N-diethyl-p-toluidine, N, N-dimethyl-m-toluidine, p-bromo-N, N-dimethylaniline, m-chloro-N, N-dimethylaniline, p-dimethylaminobenzaldehyde, p-dimethyl Aminoacetophenone, p-dimethylaminobenzoic acid, p-dimethylaminobenzoic acid ethyl ester, p-dimethylaminobenzoic acid amyl ester, N, N-dimethylanthranic acid methyl ester, N, N-dihydroxyethylaniline, N,
- Acylphosphine oxides include benzoyldiphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,6-dimethoxybenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,6-dichlorobenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,3,5, Examples include 6-tetramethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.
- thioxanthones examples include 2-chlorothioxanthone and 2,4-diethylthioxanthone.
- ⁇ -Aminoacetophenones include 2-benzyl-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1, 2-benzyl-diethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1, 2 -Benzyl-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -propanone-1,2-benzyl-diethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -propanone-1,2-benzyl-dimethylamino-1- ( 4-morpholinophenyl) -pentanone-1, 2-benzyl-diethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -pentanone-1, and the like.
- the above photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
- the chemical polymerization initiator is a polymerization initiator that is composed of two or more components and generates polymerization active species near room temperature by mixing all the components immediately before use.
- Such chemical polymerization initiators are typically amine compound / organic peroxide type.
- amine compound examples include aromatic amine compounds such as N, N-dimethyl-p-toluidine, N, N-dimethylaniline, and N, N-diethanol-p-toluidine.
- organic peroxides include ketone peroxides, peroxyketals, hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, peroxydicarbonates, peroxyesters, diaryl peroxides, and the like.
- organic peroxides include ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide, cyclohexano peroxide, methyl cyclohexanone peroxide, methyl acetoacetate peroxide, and acetylacetone peroxide.
- ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide, cyclohexano peroxide, methyl cyclohexanone peroxide, methyl acetoacetate peroxide, and acetylacetone peroxide.
- Peroxyketals include 1,1-bis (t-hexylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-hexylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (t- Butylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexanone, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclodecane, 2,2-bis (t-butyl Peroxy) butane, n-butyl 4,4-bis (t-butylperoxy) valerate, 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane, and the like.
- Hydroperoxides include P-methane hydroperoxide, diisopropylbenzene peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, t-hexyl hydroperoxide, t-butyl hydro A peroxide etc. are mentioned.
- Dialkyl peroxides include ⁇ , ⁇ -bis (t-butylperoxy) diisopropylbenzene, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane, and t-butylcumi. Examples include ruperoxide, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane-3, and the like.
- Diacyl peroxides include isobutyryl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, octanoyl peroxide, lauroyl peroxide, stearyl peroxide, succinic acid peroxide. Examples thereof include oxide, m-toluoyl benzoyl peroxide, and benzoyl peroxide.
- Peroxydicarbonates include di-n-propyl peroxydicarbonate, diisopropyl peroxydicarbonate, bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, di-2-ethoxyethyl peroxydicarbonate, di- Examples include -2-ethylhexyl peroxydicarbonate, di-2-methoxybutyl peroxydicarbonate, di (3-methyl-3-methoxybutyl) peroxydicarbonate, and the like.
- Peroxyesters include ⁇ , ⁇ -bis (neodecanoylperoxy) diisopropylbenzene, cumylperoxyneodecanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanoate, 1- Cyclohexyl-1-methylethylperoxyneodecanoate, t-hexylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneodecanoate, t-hexylperoxypivalate, t-butylperoxypivalate, 1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) hexane, 1-cyclohexyl-1-methylethyl Peroxy-2-ethylhexanoate, t-hexylperoxy-2-ethylhexan
- t-butyltrimethylsilyl peroxide 3,3 ', 4,4'-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, etc. can be used as suitable organic peroxides.
- the organic peroxide to be used may be appropriately selected and used, and it may be used alone or in combination of two or more.
- hydroperoxides, ketone peroxides, peroxyesters and diacyl Peroxides are particularly preferred from the viewpoint of polymerization activity.
- a sulfinic acid such as benzenesulfinic acid, p-toluenesulfinic acid and its salt
- an initiator system comprising the organic peroxide and the amine compound
- a barbituric acid system such as 5-butyl barbituric acid
- an aryl borate compound / acidic compound polymerization initiator that utilizes the fact that an aryl borate compound is decomposed by an acid to generate a radical can also be used.
- the aryl borate compound is not particularly limited as long as it is a compound having at least one boron-aryl bond in the molecule, and known compounds can be used, but among them, three in one molecule are considered in view of storage stability.
- an aryl borate compound having four boron-aryl bonds is preferably used, and an aryl borate compound having four boron-aryl bonds is more preferable from the viewpoint of ease of handling, synthesis, and availability.
- monoalkyltriphenylboron As aryl borate compounds having three boron-aryl bonds in one molecule, monoalkyltriphenylboron, monoalkyltris (p-chlorophenyl) boron, monoalkyltris (p-fluorophenyl) boron, monoalkyltris (3 , 5-Bistrifluoromethyl) phenyl boron, monoalkyltris [3,5-bis (1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-methoxy-2-propyl) phenyl] boron, monoalkyltris (P-nitrophenyl) boron, monoalkyltris (m-nitrophenyl) boron, monoalkyltris (p-butylphenyl) boron, monoalkyltris (m-butylphenyl) boron, monoalkyltris (p-butyloxyphenyl) ) Boron, monoalky
- aryl borate compounds having four boron-aryl bonds in one molecule tetraphenylboron, tetrakis (p-chlorophenyl) boron, tetrakis (p-fluorophenyl) boron, tetrakis (3,5-bistrifluoromethyl) phenyl Boron, tetrakis [3,5-bis (1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-methoxy-2-propyl) phenyl] boron, tetrakis (p-nitrophenyl) boron, tetrakis (m- Nitrophenyl) boron, tetrakis (p-butylphenyl) boron, tetrakis (m-butylphenyl) boron, tetrakis (p-butyloxyphenyl) boron, tetrakis (m-butyloxyphenyl) boro
- the various aryl borate compounds exemplified above may be used in combination of two or more.
- organic peroxide is as described above.
- transition metal compound is preferably a + IV and / or + V vanadium compound.
- + IV and / or + V vanadium compounds include divanadium tetraoxide (IV), vanadium oxide acetylacetonate (IV), vanadyl oxalate (IV), vanadyl sulfate (IV), oxobis ( 1-phenyl-1,3-butanedionate) vanadium (IV), bis (maltolate) oxovanadium (IV), vanadium pentoxide (V), sodium metavanadate (V), ammonium metavanadate (V), etc.
- a vanadium compound is mentioned.
- transition metal compound / organic peroxide-based chemical polymerization initiators include, for example, divanadium tetroxide (IV), vanadium oxide acetyl acetate (IV), vanadyl oxalate (IV), vanadyl sulfate (IV), oxobis (1-phenyl-1, 3-butanedionate) vanadium (IV), bis (maltolate) oxovanadium (IV), vanadium oxide (V), sodium metavanadate (V), vanadium compounds such as ammonium metavanadate (V), scandium iodide ( Scandium compounds such as III), titanium compounds such as titanium (IV) chloride, titanium (IV) tetraisopropoxide, chromium compounds such as chromium (II) chloride, chromium (III) chloride, chromic acid, chromate, acetic acid Manganese compounds such as manganese (II) and
- a radical polymerization chemical polymerization initiator that uses a redox reaction composed of an oxidizing agent and a reducing agent can be suitably used.
- the above-described amine compound / organic peroxide-based chemical polymerization initiator is also one type of chemical polymerization initiator using a redox reaction composed of an oxidizing agent and a reducing agent.
- Examples of the oxidizing agent of the chemical polymerization initiator using the redox reaction include inorganic peroxides and organic peroxides.
- specific examples of the inorganic peroxide include sodium persulfate, potassium persulfate, aluminum persulfate, ammonium persulfate, potassium chlorate, potassium bromate, and potassium perphosphate.
- the organic peroxide among the organic peroxides used in the above-described amine compound / organic peroxide-based chemical polymerization initiator, the following 10-hour halves are shown from the viewpoint of storage stability of the adhesive. An organic peroxide having an initial temperature of 60 ° C. or higher can be suitably used.
- organic peroxides examples include P-methane hydroperoxide, diisopropylbenzene peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, and t-butyl hydroperoxide.
- Hydroperoxides such as 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) hexane, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxyisobutyrate, t-hexylperoxyisopropylmonocarbonate, t-butylperoxymale Ic acid, t-butylperoxy-3, , 5-trimethylhexanoate, t-butyl peroxylaurate, t-butyl peroxyisopropyl monocarbonate, t-butyl peroxy-2-ethylhexyl monocarbonate, t-hexyl peroxybenzoate, 2,5-dimethyl- Peroxyesters such as 2,5-bis
- T-Butyltrimethylsilyl peroxide is also exemplified as an organic peroxide having a 10-hour half-life temperature of 60 ° C. or higher.
- Examples of the reducing agent for the chemical polymerization initiator using a peroxide as an oxidizing agent for the redox reaction include amine compounds, sulfinic acid compounds, thiourea compounds, oxime compounds, and transition metal compounds.
- amine compound examples include aromatic amine compounds such as N, N-dimethyl-p-toluidine, N, N-dimethylaniline, and N, N-diethanol-p-toluidine.
- sulfinic acid compound a sulfinic acid compound or a salt thereof can be used.
- Specific examples include p-toluenesulfinic acid, sodium p-toluenesulfinate, potassium p-toluenesulfinate, lithium p-toluenesulfinate, Calcium p-toluenesulfinate, benzenesulfinate, sodium benzenesulfinate, potassium benzenesulfinate, lithium benzenesulfinate, calcium benzenesulfinate, 2,4,6-trimethylbenzenesulfinate, 2,4,6-trimethylbenzene Sodium sulfinate, potassium 2,4,6-trimethylbenzenesulfinate, lithium 2,4,6-trimethylbenzenesulfinate, calcium 2,4,6-trimethylbenzenesulfinate, 2,4,6 -Triethylbenzenesulfinic acid, sodium 2,4,6-triethyl
- thiourea compounds include thiourea, methylthiourea, ethylthiourea, N, N′-dimethylthiourea, N, N′-diethylthiourea, N, N′-di-n-propylthiourea, N, N′— Dicyclohexylthiourea, trimethylthiourea, triethylthiourea, tri-n-propylthiourea, tricyclohexylthiourea, tetramethylthiourea, tetraethylthiourea, tetra-n-propylthiourea, tetracyclohexylthiourea, 1- (2-pyridyl) ) -2-thiourea and the like.
- oxime compounds include methyl ethyl ketone oxime, methyl isobutyl ketone oxime, acetophenone oxime, P, P′-dibenzoylquinone dioxime, and the like.
- the transition metal compound of the 4th period can be used conveniently.
- the transition metal compound in the fourth period is a metal compound belonging to Group 3 to 12 in the fourth period of the periodic table. Specifically, scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr) , Manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), and zinc (Zn).
- Sc scandium
- Ti titanium
- V vanadium
- Cr chromium
- Mn Manganese
- Fe iron
- Co cobalt
- Ni nickel
- Cu copper
- Zn zinc
- Each of the above transition metal elements can have a plurality of valences, but can be blended with the primer or dental curable composition of the present invention as long as it can function as a reducing agent with a valence that can exist stably. Is possible.
- Such compounds include: vanadium tetroxide (IV), vanadium acetylacetonate (IV), vanadyl oxalate (IV), vanadyl sulfate (IV), oxobis (1-phenyl-1) , 3-butanedionate) vanadium (IV), bis (maltolate) oxovanadium (IV) and other + IV valent vanadium compounds, chromium (II) chloride and other + II valent chromium compounds, manganese (II) acetate, naphthenic acid + II-valent manganese compounds such as manganese (II), + II-valent iron compounds such as iron (II) acetate, iron (II) chloride, iron (II) sulfate, cobalt (II) acetate, cobalt (II) naphthenate, etc. + II cobalt compounds, nickel naphthenate, nickel chloride (II) + II valent
- oxidizing agents or reducing agents can be used in combination of two or more.
- thermal polymerization initiator examples include benzoyl peroxide, p-chlorobenzoyl peroxide, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, tert-butyl peroxydicarbonate, and diisopropyl peroxydicarbonate.
- Peroxides azo compounds such as azobisisobutyronitrile, tributylborane, tributylborane partial oxide, sodium tetraphenylborate, sodium tetrakis (p-fluorophenyl) borate, triphenylamine tetraphenylborate, etc.
- the blending amount of these polymerization initiators in the adhesive is preferably in the range of 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymerizable monomer (A). It is more preferable that When the blending amount of the polymerization initiator amount is less than 0.01 parts by mass, the adhesive material may be insufficiently cured immediately after bonding, and the strength of the adhesive layer may be reduced.
- the blending amount of the polymerization initiator exceeds 10 parts by mass, the unreacted remaining polymerization initiator and the residue of the reacted polymerization initiator increase, and the first member and the adhesive layer containing the polyaryletherketone resin May adversely affect the interaction with the adhesive, and may cause a decrease in long-term adhesion.
- the adhesive of the present embodiment at least a part of components constituting the polymerization initiator is blended in the adhesive of the present embodiment.
- Which of the first aspect and the second aspect is selected depends on the bonding method, the composition and shape of the object to be bonded such as the first member used for bonding, the type and composition of the polymerization initiator used, and the like. It can select suitably according to conditions. However, when a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator is used as the polymerization initiator, it is usually preferable to adopt the second embodiment. On the other hand, when a chemical polymerization initiator is used as the polymerization initiator, either the first aspect or the second aspect may be adopted as appropriate.
- the adhesive of the present embodiment is a partial component (first component) constituting the chemical polymerization initiator.
- first component a first material containing one component
- second material a second material containing the remaining component (second component) constituting the chemical polymerization initiator. That is, all components of the chemical polymerization initiator are contained in the entire adhesive material including the first material and the second material. In this case, the first material and the second material are mixed immediately before using the adhesive.
- each component which comprises adhesive materials other than a chemical polymerization initiator is mix
- each component constituting the adhesive other than the chemical polymerization initiator can be blended into the first material and the second material in equal amounts.
- the adhesive of the present embodiment (A) a polymerizable monomer and a chemical polymerization initiator are used. An adhesive containing a part of the components (first component) is used. Further, the remaining component (second component) constituting the chemical polymerization initiator is blended in the polymerization auxiliary material. In this case, a contact step of bringing the adhesive material into contact with the polymerization auxiliary material may be performed. By carrying out the contacting step, the polymerization reaction of the polymerizable monomer (A) contained in the adhesive is started, and the curing step is started and proceeds.
- contacting the adhesive and the polymerization auxiliary material refers not only to the case where (i) the adhesive material and the polymerization auxiliary material are in contact with each other so as to be laminated, but (ii) ) Also means the case where they are mixed. However, usually, it is particularly preferable that the adhesive and the polymerization auxiliary material are contacted so as to be laminated in layers. Moreover, when mixing an adhesive material and a polymerization auxiliary material, a composition not containing a polymerizable monomer is used as the polymerization auxiliary material.
- the contact step may be carried out in any form as long as the adhesive and the polymerization auxiliary material can be contacted.
- the adhesive after applying the adhesive to the adherend such as the first member, It may be carried out by applying a polymerization auxiliary material thereon, or may be carried out by sufficiently mixing the adhesive and the polymerization auxiliary material before applying to the adherend such as the first member.
- the form to be used as the contact process depends on the reactivity of the chemical polymerization initiator, the concentration of the first component contained in the adhesive and the second component contained in the polymerization aid, and the shape of the adherend used for adhesion. -It can select suitably in consideration of the hardening time etc. of the adhesive material decided according to a use, such as size and a use.
- the adhesive application step is performed by applying a mixture of the adhesive and the polymerization auxiliary material to the surface of the first member, and the curing step Is carried out by curing a mixture of an adhesive and a polymerization aid.
- the polymerization auxiliary material may also have a function of the curable second member.
- the polymerization auxiliary material also having the function of the curable second member for example, in addition to the remaining components constituting the chemical polymerization initiator for curing the adhesive, a polymerizable monomer and the polymerization auxiliary material itself are used. A composition containing a polymerization initiator or the like for curing can be used.
- the first member and the second member (the function of the curable second member were also provided via the adhesive layer by bringing the adhesive and the polymerization auxiliary material having the function of the curable second member into contact with each other. And a cured product of a polymerization auxiliary material).
- a 1st member and a 3rd member are put through an adhesive material layer and a 2nd member layer (layer which the superposition
- the adhesion portion has a layer structure in which the first member, the adhesive layer, the second member layer, and the third member are laminated in this order.
- the composition of the polymerization auxiliary material includes the remaining components constituting the chemical polymerization initiator.
- the other components are not particularly limited as long as they are included. Examples of other components include a polymerizable monomer, a solvent, a filler, a thermal polymerization initiator, a photopolymerization initiator, and a pigment. As these other components, known materials can be used as appropriate, including materials that can be used in the adhesive of the present embodiment.
- the remaining component and polymeric monomer which comprise a chemical polymerization initiator are contained at least, and also a filler is contained.
- a composition containing no polymerizable monomer is used as the polymerization aid.
- a polymerization auxiliary material for example, a composition containing the remaining component (second component) constituting the chemical polymerization initiator and a volatile solvent, or a thickener such as a binder resin is added to the composition. Furthermore, the added composition etc. are mentioned.
- the adhesive may contain an oxidizing agent, and the polymerization auxiliary material may contain a reducing agent, and vice versa. Good. However, from the viewpoint of obtaining higher adhesiveness, it is preferable that the adhesive contains a reducing agent and the polymerization aid contains an oxidizing agent.
- the reducing agent in the adhesive is not By acting on the aryl ether ketone resin and reducing a part of the carbonyl group, two arylene groups, a hydroxyl group, and a carbon atom having a hydrogen atom as a substituent are formed on the surface of the first member.
- radicals are easily generated by hydrogen abstraction, so that the adhesive material that is in contact with and mixed with the polymerization aid is polymerized and cured.
- a bond is formed between the carbon atom adjacent to the hydroxyl group generated on the surface of the first member and the stacked (A) polymerizable monomer. As a result, it is estimated that the adhesiveness is improved.
- the reducing agent added to the adhesive balances the high activity as a chemical polymerization initiator, the fluidity as high as possible until just before the adhesive contacts the polymerization aid, and the storage stability. Therefore, it is preferable to add a transition metal compound in the fourth period, and it is more preferable to use a + IV valent vanadium compound.
- the adhesive strength improvement effect is slightly reduced when the amine compound is added to the adhesive compared to when the amine compound is not added. It is preferable not to add an amine compound to This is presumably because the amine compound is coordinated to the transition metal in the transition metal compound in the fourth period and the activity of the transition metal compound in the fourth period is reduced.
- (C) Volatile solvent It is usually preferable that a volatile solvent is further added to the adhesive of the present embodiment. Adhesives containing volatile solvents have a lower viscosity. For this reason, it becomes easy for an adhesive material to penetrate into fine irregularities on the surface of the first member containing the polyaryletherketone resin, and it is advantageous in forming a uniform adhesive material layer.
- the volatile solvent can promote the movement of the aromatic ring in the p2h1a1 type polymerizable monomer to an appropriate position in order to form an interaction with the polyaryletherketone resin.
- the solvent is preferably removed from the system after having played the role of imparting fluidity to the coating layer containing the adhesive, and needs to be volatile.
- volatile solvent means that the vapor pressure at 20 ° C. is 1.0 KPa or more. However, since the volatile solvent is preferably volatilized sufficiently and remains in the adhesive layer so as not to adversely affect, the vapor pressure at 20 ° C. is more preferably 2.0 KPa or more, and 5.0 KPa or more. More preferred.
- the vapor pressure at 20 ° C. of the volatile solvent is preferably 60 KPa or less, and more preferably 50 KPa or less.
- the boiling point of the volatile solvent is not particularly limited, but since the lower boiling point is easier to remove after the adhesive is applied to the surface of the first member, the boiling point at 760 mmHg of the volatile solvent is 100 ° C. or less. Is preferable, and it is further more preferable that it is 80 degrees C or less.
- the volatile solvent preferably has a ketone group.
- a volatile solvent having a ketone group By using a volatile solvent having a ketone group, the affinity between the first member and the adhesive is improved, and the adhesive easily penetrates into fine irregularities on the surface of the first member. The first member and the adhesive layer The interaction becomes stronger and the adhesion is improved.
- the volatile solvent is preferably aprotic.
- the hydrogen bondable functional group of the p1h1 type polymerizable monomer contained in the adhesive and the polyaryl ether are caused by the interaction between the proton donated from the volatile solvent and the carbonyl group of the polyaryl ether ketone resin.
- the interaction of the carbonyl group of the ketone resin is inhibited.
- the interaction between the first member and the adhesive layer becomes weaker, and the effect of improving the adhesiveness may be limited.
- volatile solvents examples include aprotic solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl n-propyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetonitrile, tetrahydrofuran, diethyl ether, pentane, hexane, toluene, and ethyl acetate.
- non-alcoholic solvents such as those that are protic include alcoholic solvents such as methanol, ethanol, 1-propanol, and isopropanol, and water.
- volatile solvents may be used alone, or a plurality of them may be mixed if they can be mixed uniformly.
- acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl n-propyl ketone, and methyl isobutyl ketone are more preferable from the viewpoints of an aprotic solvent having a ketone group and biological safety. Most preferred.
- the compounding quantity of a volatile solvent is not restrict
- the blending amount of the volatile solvent is 10 parts by mass to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer (A).
- a range is preferred, a range of 20 to 400 parts by weight is preferred, and a range of 50 to 300 parts by weight is most preferred.
- the relative ratio of the (A) polymerizable monomer in an adhesive agent can be enlarged by making the compounding quantity of a volatile solvent into 500 mass parts or less. As a result, a sufficient amount of (A) polymerizable monomer can be present on the surface of the first member when the adhesive is applied to the surface of the first member. Therefore, a uniform and strong adhesive layer can be more reliably formed, and high adhesiveness can be more reliably obtained.
- the low volatility solvent blended in the adhesive is preferably 10% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, more preferably 0.1% by mass with respect to the blending amount of the volatile solvent. Most preferably, it is:
- the adhesive of the present embodiment includes, as necessary, one or more first reactive groups that react with an inorganic compound and one or more second reactive groups that react with an organic compound.
- a coupling agent having at least In particular, when at least a portion near the adherend surface of the first member or the entire first member is made using a polyaryl ether ketone resin composite material containing a polyaryl ether ketone resin and an inorganic compound such as an inorganic oxide. In this case, it is preferable to use a coupling agent.
- blended the coupling agent is mentioned later.
- the adhesive containing the coupling agent can obtain higher adhesiveness to the first member than the adhesive containing no coupling agent.
- coupling agent known ones can be used without limitation, and examples of common coupling agents include substances having a structure represented by the following general formula (I).
- M is an element selected from the group consisting of metal elements and metalloid elements
- X is a first reactive group
- Y is a second reactive group
- Z is an organic group. It is a non-reactive functional group that does not react with either a compound or an inorganic compound.
- M is an integer of 1 or more
- n is an integer of 1 or more
- l is 0 or an integer of 1 or more
- m + n + 1 is an integer that is the same as the valence of the element M.
- the coupling agent examples include a silane coupling agent in which the element M in the general formula (I) is silicon, a titanate coupling agent that is titanium, an aluminate coupling agent that is aluminum, and a zirconate cup that is zirconium. Although there are ring agents and the like, a silane coupling agent is particularly preferable from the viewpoint of adhesiveness and handleability.
- the first reactive group X in the general formula (I) generates (a) a hydroxyl group (OH) or (b) an M—OH structure in which the hydroxyl group (OH) is directly bonded to the element M by hydrolysis.
- Functional group examples include an alkoxy group, an acryloxy group, a halogeno group, and an amino group.
- the M—OH structure formed by the hydroxyl group shown in (a) or the M—OH structure formed by hydrolysis of the functional group shown in (b) reacts with the inorganic oxide in the polyaryl ether ketone resin composite material. By doing so, it is presumed that adhesiveness can be obtained.
- the first reactive group X in the general formula (I) has a small M-OH structure during storage, and hydrolysis proceeds by mixing with an acidic compound immediately before use, for example.
- a functional group that generates a large number of M-OH structures in which a hydroxyl group (OH) is directly bonded to the element M is preferable, and examples of such a functional group include an alkoxy group and an acryloxy group.
- X is preferably a functional group such as an alkoxy group or an acryloxy group.
- X is an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, that is, the first reactive group X is OR (R is A C 1-5 alkyl group) is more preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, or a propoxy group is particularly preferable.
- the second reactive group Y in the general formula (I) is a functional group containing a polymerizable functional group, and between this functional group and the (A) polymerizable monomer contained in the adhesive. Bonds are formed, a uniform and strong layer of adhesive is formed, and adhesion is improved.
- the polymerizable functional group possessed by the second reactive group Y is preferably a radical polymerizable functional group from the viewpoint of low biotoxicity and high polymerization activity.
- radical polymerizable functional group examples include a functional group such as a (meth) acryloyl group, a vinyl group, a styryl group, and an allyl group, and the (meth) acryloyl group is particularly preferable from the viewpoint of polymerization rate and biosafety. preferable.
- Z in the general formula (I) may be any functional group as long as it is a non-reactive functional group that does not react with either an organic compound or an inorganic compound, and examples thereof include a hydrogen atom, an alkyl group, and an aryl group. Can be mentioned.
- m, n, and l represent the numbers of functional groups X, Y, and Z, respectively. Therefore, m + n + 1 matches the valence of element M. Moreover, since the 1st reactive group X and the 2nd reactive group Y are an essential functional group in order to further improve adhesiveness with the 1st member containing a polyaryl ether ketone resin composite material, m, n is an integer greater than or equal to 1 each independently. On the other hand, since the functional group Z is not necessarily a functional group essential for obtaining the above-described effect of improving adhesiveness, l is 0 or an integer of 1 or more.
- the first reactive group X is strongly related to the strength of the bond between the polyaryl ether ketone resin composite and the adhesive
- the second reactive group Y is strongly related to the strength of the adhesive layer.
- l is preferably 0 or 1, and more preferably 0.
- m is 2 or more. It is particularly preferred that there is.
- the coupling agent may be a compound in which two or more compounds represented by the general formula (I) are connected by a siloxane bond, or other compounds such as an alkylene group. Even compounds connected via a functional group can be used.
- Suitable coupling agents include those represented by the general formula (II).
- M is an element selected from the group consisting of metal elements and metalloid elements as in the case of the general formula (I), and R 1 is an alkyl having 1 to 5 carbon atoms.
- R 2 represents an alkylene group, an arylene group, an alkylene arylene group, or an arylene alkylene group (however, these functional groups have adhesiveness to the first member containing the polyaryl ether ketone resin composite material)
- the functional group may have any functional group as a side chain as long as the effect of improving the molecular weight is not significantly inhibited, and examples thereof include a hydrogen atom, an alkyl group, a hydroxyl group, and an amino group.
- R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group
- Z represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
- M, n, and l each represent the number of functional groups, m and n are each independently an integer of 1 or more, and l is 0 or an integer of 1 or more.
- m + n + 1 matches the valence of the element M.
- R 1 is more preferably a methyl group or an ethyl group.
- R 2 is more preferably an alkylene group having 1 to 15 carbon atoms in the main chain or an arylene group, alkylene arylene group or arylene alkylene group having 6 to 20 carbon atoms in the main chain. More preferably, Z is a hydrogen atom or a methyl group. More preferably, l is 0.
- the alkylene arylene group is a group in which the alkylene group portion is bonded to the oxygen atom and the arylene group portion is bonded to the element M in the general formula (II).
- the arylene alkylene group is an alkylene group in which the arylene group portion is bonded to the oxygen atom. A part is a group bonded to the element M. The same applies to the general formula (III) shown below.
- the element M in the general formula (II) is preferably silicon as described above, and such a coupling agent can be represented by the following general formula (III).
- R 1 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
- R 2 represents any one of an alkylene group, an arylene group, an alkylene arylene group, and an arylene alkylene group (however, these functional groups)
- the group may have any functional group as a side chain as long as the effect of improving the adhesion with the first member containing the polyaryletherketone resin composite material is not significantly impaired.
- a plurality of functional groups may be connected via an ether bond, an ester bond, an amide bond, an amino group, etc.).
- R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group
- Z represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
- m, n, and l each represent the number of functional groups, m and n are each independently an integer of 1 or more, and l is 0 or an integer of 1 or more.
- m + n + 1 4.
- R 1 is more preferably a methyl group, an ethyl group or a propyl group.
- R 2 is more preferably an alkylene group having 1 to 15 carbon atoms in the main chain or an arylene group, alkylene arylene group or arylene alkylene group having 6 to 20 carbon atoms in the main chain.
- Z is a hydrogen atom or a methyl group.
- Examples of the suitably used coupling agent include ⁇ -methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -methacryloyloxypropyltriethoxysilane, ⁇ -methacryloyloxypropyltriisopropylsilane, and ⁇ -methacrylate.
- the above coupling agents can be used alone or in combination of two or more.
- the blending amount of the coupling agent is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the coupling agent and (A) polymerizable monomer, and in the range of 2 to 20 parts by mass. Is more preferable, and the range of 3 to 10 parts by mass is even more preferable.
- the blending amount of the coupling agent within the range of 1 to 30 parts by mass, the adhesion to the first member containing the polyaryl ether ketone resin composite material can be further improved. The reason for this is that when the blending amount of the coupling agent is 1 part by mass or more, a sufficient bond is easily formed between the inorganic compound present on the surface of the first member and the coupling agent.
- the first reactive group X in the general formula (I) uses a functional group that generates an M—OH structure in which the hydroxyl group (OH) is directly bonded to the element M by hydrolysis, as the coupling agent, (A It is also preferable to use a p1h1 type polymerizable monomer having an acidic group in the molecule as the polymerizable monomer.
- a p1h1-type polymerizable monomer having an acidic group in the molecule it is possible to promote the hydrolysis reaction of the coupling agent and efficiently generate an M-OH structure. As a result, the reaction with the inorganic compound contained in the polyaryl ether ketone resin composite material further proceeds and the adhesiveness is improved.
- the adhesive component containing the coupling agent and the adhesive component containing the p1h1 type polymerizable monomer having an acidic group in the molecule are packaged separately. It is preferable to store them. This is because when a coupling agent and a p1h1 type polymerizable monomer having an acidic group in the molecule are stored in a mixed state, a hydroxyl group (OH) is directly bonded to the element M by hydrolysis during storage. This is because the hydrolysis reaction of the functional group that generates the —OH structure proceeds. In this case, it is difficult to obtain the advantage of the functional group that the storage stability is high.
- the blending amount of the p1h1 type polymerizable monomer having an acidic group in the molecule is preferably 1 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total polymerizable monomers, and 5 to 20 parts by weight. Is more preferable.
- the first reactive group X in the coupling agent functionality that generates an M-OH structure by hydrolysis). Group
- a p1h1 type polymerizable monomer is used as an essential component. Therefore, when the coupling agent represented by the general formulas (I) to (III) is further used, when the first reactive group X of the coupling agent is a hydroxyl group, the M—OH structure containing this hydroxyl group, p1h1 It is presumed that there is an effect of improving the bonding strength of the adhesive layer by interaction with the hydrogen bonding functional group of the type polymerizable monomer.
- the first reactive group X of the coupling agent is a functional group that forms an M—OH structure by hydrolysis
- the M—OH structure generated by hydrolysis of this functional group and the p1h1-type polymerizable monomer It is presumed that there is an effect of improving the bonding strength of the adhesive layer by the interaction with the hydrogen bonding functional group of the monomer. That is, it is expected that higher adhesiveness can be obtained by these actions.
- the adhesive of this embodiment may contain a filler as necessary.
- a filler known inorganic fillers, organic fillers, organic-inorganic composite fillers and the like can be used without particular limitation.
- inorganic fillers examples include quartz, silica, silica-alumina, silica-titania, silica-zirconia, lanthanum glass, barium glass, strontium glass, and fluoroaluminosilicate glass.
- quartz, silica, silica-alumina, silica-titania, silica-zirconia, lanthanum glass, barium glass, strontium glass, and fluoroaluminosilicate glass examples include quartz, silica, silica-alumina, silica-titania, silica-zirconia, lanthanum glass, barium glass, strontium glass, and fluoroaluminosilicate glass.
- silane coupling treatment examples include quartz, silica, silica-alumina, silica-titania, silica-zirconia, lanthanum glass, barium glass, strontium glass, and fluoroaluminosilicate glass.
- silane coupling agent for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, hexamethyldisilazane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyl Triacetoxysilane, vinyltris ( ⁇ -methoxyethoxy) silane, ⁇ -methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -methacryloyloxypropyltris ( ⁇ -methoxyethoxy) silane, ⁇ -chloropropyltrimethoxysilane, ⁇ -chloropropylmethyl Dimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, ⁇ - (3,4-epoxycycl
- organic fillers examples include polymethyl methacrylate, polymethyl methacrylate-polyethyl methacrylate copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, styrene-butadiene copolymer, acrylonitrile-styrene copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene.
- examples thereof include particles made of an organic polymer such as a copolymer.
- organic-inorganic composite filler is a granular organic-inorganic composite filler obtained by mixing the above-described inorganic particles and a polymerizable monomer, polymerizing, and pulverizing.
- the adhesive contains a large amount of filler, the viscosity of the adhesive tends to increase and the adhesiveness tends to decrease.
- the adhesiveness is lowered.
- the adhesive further contains a p2h1a1 type polymerizable monomer. This is because it becomes difficult to obtain an interaction between the aromatic ring of the p2h1a1 type polymerizable monomer and the aromatic ring of the polyaryletherketone resin.
- the addition amount of the filler to the adhesive is preferably 400 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, and more preferably 50 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer (A). 20 mass parts or less are more preferable, and 10 mass parts or less are more preferable.
- the particle size and shape of the filler are not particularly limited, but are preferably small from the viewpoint of forming a uniform adhesive layer.
- the average primary particle size of any 100 particles measured with a transmission electron microscope is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 0.01 to 10 ⁇ m, still more preferably 0.01 ⁇ m to 1 ⁇ m. .
- the adhesive may contain components other than the components shown in (A) to (D) such as a polymerization inhibitor, a polymerization inhibitor, a dye, a pigment, and a fragrance, as necessary.
- the adhesive of the present embodiment When bonding using the adhesive of the present embodiment, it is important for the adhesive to enter the fine irregularities present on the surface of the first member containing the polyaryletherketone resin to obtain high adhesiveness. It is. In addition, the interaction between the functional group of the polyaryl ether ketone resin and the functional group of the polymerizable monomer (A) in the adhesive is also important for obtaining high adhesiveness. Therefore, it is more preferable that the adhesive has a low viscosity when applied to the surface of the first member. If the viscosity of the adhesive material is low, the adhesive material tends to enter fine irregularities present on the surface of the first member.
- the viscosity of the adhesive is in the range of 0.3 cP to 3000 cP at 23 ° C.
- the range is preferably 0.4 cP to 500 cP, more preferably 0.5 cP to 30 cP, and most preferably 0.5 cP to 10 cP.
- the viscosity of the adhesive can be adjusted by further blending a volatile solvent with respect to the adhesive. Viscosity may be measured using a cone plate viscometer in a thermostatic chamber kept at 23 ° C. under a red lamp to prevent viscosity change due to polymerization during measurement.
- the method for manufacturing the adhesive according to the present embodiment is not particularly limited, and may follow a known method for manufacturing an adhesive. In general, all the components to be blended may be weighed and mixed well until uniform.
- the adhesion method using the adhesive material of this embodiment is not particularly limited. In adhering, another composition such as a polymerization aid may be used in combination. Also, when the adhesive contains a volatile solvent, the volatile solvent in the coating layer by natural drying or air blow before curing the coating layer of the adhesive formed on the surface of the first member. Can be removed.
- the adhesive material of the present embodiment for the first member having a roughened adherend surface. Since the surface roughness of the first member having a roughened adherence surface increases, higher adhesiveness can be obtained by applying the adhesive of the present embodiment to the adherend surface. . What is necessary is just to implement the roughening process of a to-be-adhered surface, before providing the adhesive material of this embodiment to a 1st member.
- the roughening treatment method is not particularly limited, and a known roughening treatment method can be used. From the viewpoint of simplicity and safety, sandblasting is preferable.
- the sandblasting treatment can be generally performed by injecting alumina particles having a particle size of several ⁇ m to several hundreds of ⁇ m onto the adherend surface of the first member at a pressure of several tens of KPa to several MPa using a sandblasting device. .
- Adhesion procedure can be appropriately determined according to the type of polymerization initiator contained in the object to be bonded and the adhesive.
- the adhesive may be cured after applying the adhesive to the surface of the first member.
- the adhesive can be cured by heating or light irradiation after coating.
- a chemical polymerization initiator is used as the polymerization initiator, a mixture obtained by mixing the adhesive and the polymerization auxiliary material in advance may be applied to the surface of the first member, or the adhesive and the polymerization auxiliary material may be applied.
- the first member and the solid second member are used as the objects to be bonded, for example, after the adhesive is applied to the surface of at least one member of the first member or the solid second member, the first member and the solid second member What is necessary is just to make a 2nd member contact through the coating-film layer of an adhesive material, and to harden an adhesive material after that.
- a polymerization auxiliary material is used, after applying a mixture obtained by mixing the adhesive and the polymerization auxiliary material to at least one surface of the first member or the solid second member, a coating layer made of the mixture is passed through.
- the first member and the solid second member can be bonded together.
- the curable second member When the first member and the curable second member are used as the objects to be bonded, for example, after the adhesive is applied to the surface of the first member, the curable second member is further applied, and the adhesive and the curable second member are applied.
- a one-step curing process for simultaneously curing the member may be performed, or a two-step curing in which the application and curing of the curable second member are sequentially performed after the application and curing of the adhesive are sequentially performed. Processing may be performed.
- the timing of the curing treatment, the number of times, and the curing method thermal curing, photocuring, chemical curing
- the curable second member includes the remaining components of the chemical polymerization initiator (for curing the adhesive), It is preferable that at least a polymerization initiator (all components) for curing the curable second member (polymerization auxiliary material) and a polymerizable monomer are included, and a filler is further included.
- the polymerization initiator for curing the curable second member is a chemical polymerization initiator
- the remaining components of the chemical polymerization initiator are: It is preferable that it also serves as a component of a chemical polymerization initiator for curing the curable second member (polymerization auxiliary material).
- the curable second member has a polymerization initiator (all components) and It is preferable that at least a polymerizable monomer is contained and a filler is further contained.
- an adhesive is applied to the surface of the first member, and a curable second member is applied to the surface of the third member, and then the adhesive of the first member is applied.
- the contact surface may be brought into contact with the surface coated with the curable second member of the third member, and then the adhesive and the curable second member may be cured.
- either one of the adhesive and the curable second member is cured first, and the first member and the third member are brought into contact with each other.
- the other member can also be cured.
- the adhesive and the curable second member may be cured.
- the curable second member is further applied, and the surface on which the curable second member of the first member is further applied and the third member The curable second member may be cured after contacting.
- the curable second member and the adhesive may be cured.
- an adhesive is further applied, and the surface of the third member to which the adhesive is applied is brought into contact with the first member. After that, the adhesive may be cured.
- coats an adhesive material or a curable 2nd member, timing, and the timing which hardens these members can be selected suitably.
- the first member used in the bonding method of the present embodiment is not particularly limited as long as it is a member containing polyaryletherketone resin. However, it is necessary that the material constituting the at least the vicinity of the adherend surface of the first member (the adherend part constituting material) contains a polyaryletherketone resin.
- the polyaryletherketone resin is preferably contained in an amount of 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more.
- the hydrogen bonding functional group of the p1h1 type polymerizable monomer contained in the adhesive and the ketone group of the polyaryl ether ketone resin Since the interaction can be increased, it is easy to obtain higher adhesion.
- the interaction due to stack formation between the aromatic ring of the p2h1a1 type polymerizable monomer and the aromatic ring of the polyaryletherketone resin can be increased. Higher adhesion can be obtained.
- the strength of the adherend portion constituent material can be further increased.
- the first member may be entirely composed of the adherend part constituting material, a part including the vicinity of the adherend surface is composed of the adherent part constituting material, and the other part is the adherend part constituting material. You may be comprised from a different material.
- the adherend portion constituting material may be composed only of the polyaryl ether ketone resin, but may be a mixture of the polyaryl ether ketone resin and other materials. Other materials include other resins and fillers other than polyaryletherketone resins, and various additives such as pigments and stabilizers as other minor components.
- the polyaryl ether ketone resin is a thermoplastic resin containing at least an aromatic group, an ether group (ether bond) and a ketone group (ketone bond) as its structural unit.
- a phenylene group has an ether group and a ketone group. It has a linear polymer structure bonded through each other.
- Representative examples of the polyaryl ether ketone resin include polyether ketone (PEK), polyether ether ketone (PEEK), polyether ketone ketone (PEKK), polyether ketone ether ketone ketone (PEKEKK) and the like.
- the aromatic group constituting the structural unit of the polyaryl ether ketone resin may have a structure having two or more benzene rings such as a biphenyl structure.
- the structural unit of the polyaryl ether ketone resin may contain a sulfonyl group or another monomer unit that can be copolymerized.
- polyaryletherketone resins that can be blended with the polyaryletherketone resin are not particularly limited, but resins that do not significantly deteriorate the physical properties of the polyaryletherketone resin such as rigidity and toughness.
- Preferable examples include polyarylate resin, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, polyphthalamide resin, polytetrafluoroethylene resin, and polyphenylene ether resin.
- the blending ratio of the polyaryl ether ketone resin in the resin blend is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and 90 More preferably, it is at least 99% by mass, and even more preferably at least 99% by mass.
- filler that can be blended with the polyaryl ether ketone resin
- known fillers can be used without particular limitation, but inorganic fillers (inorganic compounds) are preferred.
- inorganic compound any of inorganic oxides such as silica and non-oxide inorganic compounds such as SiC and SiN may be used, but inorganic oxides are preferably used.
- inorganic oxide materials include silica glass, borosilicate glass, soda glass, aluminosilicate glass, and fluoroaluminosilicate glass, glass containing heavy metals (eg, barium, strontium, zirconium); crystals are deposited on these glasses Glass ceramics, such as crystallized glass, crystallized glass, etc., on which crystallized glass, diopside, leucite, etc.
- composite inorganic oxides such as silica-zirconia, silica-titania, silica-alumina; or their composite oxidation And oxides obtained by adding a group I inorganic oxide to the product; inorganic oxides such as silica, alumina, titania and zirconia; These inorganic compounds may be used alone or in combination of two or more.
- the adherend constituting material is composed of a polyaryletherketone resin composite material containing an inorganic compound and a polyaryletherketone resin, for the same reason as described above, the polyaryletherketone resin composite
- the material preferably contains 20% by mass or more of polyaryl ether ketone resin, and preferably 30% by mass or more.
- the polyaryl ether ketone resin composite material preferably contains 15% by mass or more of an inorganic compound, and preferably contains 25% by mass or more. Moreover, it is preferable that the mixture ratio of the inorganic compound in a polyaryl ether ketone resin composite material is 70 mass% or less, and it is more preferable that it is 50 mass% or less.
- a polyaryl ether ketone resin composite material a) a composite material in which only a polyaryl ether ketone resin and an inorganic compound are mixed, and b) a resin matrix made of a mixture of a polyaryl ether ketone resin and another resin; Examples thereof include composite materials mixed with inorganic compounds, and composite materials obtained by further adding trace components such as pigments and stabilizers to the composite materials shown in c) a) or b).
- a polyaryl ether ketone resin composite material containing 20% by mass or more of a polyaryl ether ketone resin and 15% by mass or more of an inorganic compound includes: a) a polyaryl ether ketone resin alone, other resins alone, polyaryl Compared with a mixture of an ether ketone resin and other resins, high mechanical strength can be easily obtained, b) more resistant to brittle fracture than a material composed only of an inorganic compound, and c) one such as gold or platinum. Compared with general metal materials excluding expensive metal materials with excellent corrosion resistance, the water resistance and corrosion resistance are superior. As described above, it is preferable to use an adhesive containing a coupling agent for adhering such a polyaryl ether ketone resin composite material to at least the first member using the adherend constituting material.
- the blending ratio of the inorganic compound in the polyaryletherketone resin composite material is large.
- the blending ratio is too large, it is difficult to produce the polyaryletherketone resin composite material.
- separation of the inorganic compound and the polyaryl ether ketone resin is likely to occur.
- the adhesive using a coupling agent it becomes difficult to obtain the effect of improving the adhesiveness due to the formation of a bond between the coupling agent and the inorganic compound.
- such a problem can be more easily avoided by setting the blending ratio of the inorganic compound in the polyaryl ether ketone resin composite material to 70% by mass or less.
- the inorganic compound used in the polyaryl ether ketone resin composite material can be used as appropriate, but inorganic oxides such as silica, alumina, titania, zirconia, silica-zirconia, silica-titania, silica-alumina, etc. can be used. It is preferable to use an inorganic oxide containing silicon such as silica, silica-zirconia, silica-titania, silica-alumina, and the like.
- an adhesive containing a coupling agent an inorganic oxide containing silicon has high reactivity with a coupling agent (particularly, a silane coupling agent), and higher adhesiveness can be obtained.
- the solid second member is not particularly limited as long as it is a member made of a known solid material, but is preferably a member containing a polyaryletherketone resin like the first member.
- the first member and the solid second member may be the same or different.
- the adhesive of the present embodiment is the same as when the second member is bonded to the first member. It is possible to adhere to a member with high adhesiveness.
- the solid second member for example, a) various resins such as polyaryletherketone resin, materials mainly composed of organic substances other than resin (pulp material, etc.), metals, and first members are used. Materials that are artificially manufactured or purified, such as inorganic compounds similar to those that can be used, b) composite materials that use two or more of the materials shown in a), or c) non-artificial materials such as teeth and bones It may be a biomaterial. Furthermore, also in the solid second member, like the first member, the whole may be composed of the adherend portion constituent material, and a part including the vicinity of the adherend surface is composed of the adherend portion constituent material, and the others. These portions may be made of a material different from the adherend portion constituting material.
- resins such as polyaryletherketone resin, materials mainly composed of organic substances other than resin (pulp material, etc.), metals, and first members are used. Materials that are artificially manufactured or purified, such as inorganic compounds similar to those that can be used, b
- the composition of the curable second member preferably includes at least a polymerization initiator and a polymerizable monomer, and further includes a filler.
- the polymerization initiator used for curing the curable second member is a chemical polymerization initiator
- the curable second member usually includes a first material containing a part of the chemical polymerization initiator, and a chemical The second material containing the remaining components of the polymerization initiator, and the first material and the second material are mixed during use.
- the material which can be used with the adhesive material of this embodiment can be utilized combining suitably.
- the composition of the curable second member is usually selected from a composition different from that of the adhesive of the present embodiment that is actually used for bonding. Since the curable second member contains a polymerizable monomer, the curable second member and the adhesive of this embodiment are firmly bonded.
- the third member is also used, the polymerizable monomer contained in the curable second member interacts with the surface of the third member to bond the curable second member and the third member. it can.
- the third member is not particularly limited as long as it is a member made of a known solid material, and the same member as the solid second member can be used. However, as the third member, it is usually preferable to use a member in which the adherend constituting material does not contain a polyaryletherketone resin.
- the bonding method of the present embodiment, and the adhesive and bonding kit used therefor can be used for any application.
- a bonding object at least a first member corresponding to the application is used, and a) a solid second member, b) a curable second member, or c) a curable second member, if necessary.
- a member and a third member are used.
- the bonding method of the present embodiment, and the adhesive and bonding kit used therefor are used in the dental field.
- first member a denture, an artificial tooth, a denture base, a dental implant partially or wholly made using a polyaryl ether ketone resin , Crown restoration materials, abutment construction materials, etc.
- the curable second member (dental curable second member) that can be used as a dental member includes a dental composite resin, a dental cement, a dental hard resin, a dental bonding material, a dental immediate Examples thereof include a polymerization resin.
- examples of the third member include natural teeth, dental metal materials, dental resin materials, and dental ceramic materials.
- the adhesion mode implemented in the dental treatment is appropriately selected according to the purpose of treatment, but representative examples include the adhesion modes exemplified below.
- Adhesive mode for curing the curable second member (C) The dental curable second member is applied to the surface of the third member, and then the adhesive of this embodiment is applied. Finally, the adhesive is Adhesive mode in which the dental curable second member and the adhesive of the present embodiment are simultaneously cured while the first member is in contact with the applied portion.
- adhesion can be achieved in any of the adhesion modes (A) to (C). It can be carried out.
- the polymerization initiator contained in the adhesive is a partial component of the chemical polymerization initiator, bonding can be performed in the bonding mode (A) or (C).
- the bonding mode (A) and the bonding mode (B) for example, when a photopolymerization initiator is used as the polymerization initiator used for the adhesive and the dental curable second member, the curing treatment is performed by light irradiation.
- the dental curable second member is used, for example, as a so-called dental composite resin used for restoration of a tooth defect, and includes at least a polymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and a filler.
- the first dental member include artificial teeth made using a material containing a polyaryl ether ketone resin.
- the adhesive is cured with the adhesive and the dental curable second. It starts when the member (polymerization aid) comes into contact. Curing of the dental curable second member is initiated by a chemical polymerization initiator (for curing the dental curable second member) contained in the dental curable second member.
- the dental curable second member is used, for example, as dental cement and includes at least a polymerizable monomer, a chemical polymerization initiator, and a filler.
- the first dental member include artificial teeth made using a material containing a polyaryl ether ketone resin.
- the curing treatment is performed using the adhesive and the dental curable second member.
- the adhesive material of this embodiment is used as a dental primer having self-adhesiveness.
- the dental curable second member functions also as a polymerization auxiliary material for the adhesive, and can be used as, for example, a so-called dental cement.
- This dental cement includes at least a polymerizable monomer, a remaining component of the chemical polymerization initiator for curing the adhesive, a polymerization initiator and a filler compounded for the purpose of curing the dental cement itself. It is.
- the crown restoration member produced using the material containing polyaryl ether ketone resin can be illustrated, for example, The natural tooth etc. which have a defect
- Dental members are required to have mechanical strength that can withstand repeated application of pressure and water resistance against saliva as characteristics that can be used in the oral cavity, but they have excellent mechanical strength and chemical durability. It is very easy to sufficiently satisfy these needs with a dental first member containing a polyaryletherketone resin having the above.
- a polyaryl ether ketone resin used as a dental material particularly a dental restorative material
- an ether group and a ketone group constituting the main chain are arranged in the order of ether, ether, and ketone from the viewpoint of color tone and physical properties.
- polyether ether ketone having repeating units or polyether ketone ketone having repeating units arranged in the order of ether, ketone, and ketone.
- the first dental member used in the bonding method of the present embodiment has many ketone groups that interact with the hydrogen bonding functional groups of the p1h1 type polymerizable monomer that constitutes the adhesive. More preferred are polyetherketone ketones. In this case, it is more preferable that the proportion occupied by the polyetherketoneketone is 50% by mass or more in the total polyaryletherketone resin used for the dental first member.
- the above-mentioned polyaryl ether ketone resin composite material as the material constituting the dental first member. Furthermore, considering the ease of obtaining a color tone similar to that of natural teeth and safety, when used in the oral cavity for a long period of time, the inorganic compounds used in the polyaryl ether ketone resin composite material include silica and alumina.
- Inorganic oxides such as titania, zirconia, silica-zirconia, silica-titania and silica-alumina are preferably used, and inorganic oxides containing silicon such as silica, silica-zirconia, silica-titania and silica-alumina are used. It is more preferable.
- the whole dental member is comprised from polyaryl ether ketone resin, and it is more preferable that the whole member is comprised from polyaryl ether ketone resin composite material.
- the polymerizable monomer (A) used for the adhesive when the p1h1 type polymerizable monomer containing a mercapto group as a hydrogen bonding functional group is used as the polymerizable monomer (A) used for the adhesive, higher adhesion durability is achieved. If a polymerizable monomer that generates a mercapto group in the molecule by tautomerism is used as the polymerizable monomer (A) used for the adhesive, high adhesion durability and excellent Operability and excellent storage stability can be simultaneously achieved.
- the adhesion includes a coupling agent having a first reactive group X composed of a functional group that generates an M-OH structure by hydrolysis. If a material is used, excellent storage stability can be obtained.
- a dental first member such as a crown restoration member and a dental third member such as a natural tooth, a dental adhesive or a dental curable second member (dental cement) currently available on the market.
- the first dental member is bonded to the third dental member in a state of being lifted or displaced. For this reason, after adhesion
- the adhesive of the present embodiment including a part of the components constituting the chemical polymerization initiator and the dental cement including the remaining components constituting the chemical polymerization initiator (polymerization aid that also serves as a curable second member) If the dental first member and the dental third member are bonded using a material, the above-described problems can be suppressed. In this case, a certain amount of time is required from the contact between the adhesive and the dental cement until the adhesive is sufficiently cured. For this reason, it is because the adhesive material layer with the fluidity
- the bonding kit of the present embodiment only needs to have at least the adhesive of the present embodiment and the first member.
- the bonding kit may include a plurality of first members, and the shapes and sizes of the plurality of first members may be the same as or different from each other.
- the bonding kit may include a solid second member and / or a curable second member.
- a third member may be further included.
- the number, shape, and size of these second and third members included in the bonding kit are not particularly limited.
- the adhesive material included in the adhesion kit includes a part of the chemical polymerization initiator as a polymerization initiator
- the adhesion kit also includes a polymerization auxiliary material.
- UDMA 1,6-bis (methacrylethyloxycarbonylamino) 2,2,4-trimethylhexane
- PM2 bis (2-methacryloyloxyethyl) hydrogen phosphate
- PM2 is a hydroxyl group which is a hydrogen bonding functional group Also has an acidic group partially containing
- PM1 2-methacryloyloxyethyl dihydrogen phosphate PM1 also has an acidic group including a hydroxyl group that is a hydrogen-bonding functional group.
- HEMA 2-hydroxyethyl methacrylate
- ⁇ MTU-6 Refer to the following chemical formula ⁇ MMT-11: Refer to the following chemical formula ⁇ VTD: Refer to the following chemical formula ⁇ 5VS: Refer to the following chemical formula Note that MTU-6, MMT-11, VTD and 5VS are all molecules by tautomerism. It is a polymerizable monomer in which a mercapto group is generated.
- F1 Silica with an average primary particle size of 18 nm and a surface treated with methyltrichlorosilane
- F2 Spherical silica-zirconia (average particle size 0.4 ⁇ m) surface-treated with ⁇ -methacryloyloxypropyltrimethoxysilane Surface treatment of regular silica-zirconia (average particle size 3 ⁇ m) with ⁇ -methacryloyloxypropyltrimethoxysilane
- the material constituting the adherend (first member) is a polyether ether ketone resin (manufactured by Daicel Evonik Co., Ltd .: VESTAKEEEP M2G) and ⁇ -methacryloyloxypropyltrimethoxysilane as a filler (inorganic oxide).
- Composite material polyaryl ether ketone resin composite material in which spherical silica (volume average particle size 1.0 ⁇ m) that has been treated is mixed with 100 volume parts of polyether ether ketone resin so that the filler is 39 parts by volume ) was used.
- content of polyether ether ketone resin in this composite material is 60.3% by mass, and the balance is inorganic oxide.
- These materials were mixed by the following procedure. First, a predetermined amount of polyetheretherketone resin and inorganic oxide were weighed and put into a kneading lab plast mill (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.). These materials were melt kneaded for 5 minutes under the conditions of a test temperature of 370 ° C. and a rotation speed of 100 rpm. Furthermore, the melt-kneaded material obtained by melt-kneading was formed into a plate shape having a thickness of about 2 mm by a hot press machine to obtain a first member C1.
- the material constituting the adherend (first member) is a polyether ether ketone resin (manufactured by Daicel Evonik Co., Ltd .: VESTAKEEEP M2G) and ⁇ -methacryloyloxypropyltrimethoxysilane as a filler (inorganic oxide).
- a composite material polyaryl ether ketone resin composite material obtained by mixing treated spherical silica (volume average particle size 1.0 ⁇ m) with 100 parts by volume of polyether ether ketone resin so that the filler is 15 parts by volume. ) was used.
- content of polyether ether ketone resin in this composite material is 79.8 mass%, and the remainder is an inorganic oxide.
- These materials were mixed by the following procedure. First, a predetermined amount of polyetheretherketone resin and inorganic oxide were weighed and put into a kneading lab plast mill (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.). These materials were melt kneaded for 5 minutes under the conditions of a test temperature of 370 ° C. and a rotation speed of 100 rpm. Furthermore, the melt-kneaded material obtained by melt-kneading was formed into a plate shape having a thickness of about 2 mm by a hot press machine to obtain a first member C2.
- first member C3 A polyether ether ketone resin (manufactured by Daicel Evonik Co., Ltd .: VESTAKEEEP M2G) was molded into a plate shape having a thickness of about 2 mm by a hot press machine to obtain a first member C3.
- Each test method is as follows. (Initial tensile bond strength measurement) After the adherend surface of the first member was polished with # 800 water-resistant abrasive paper, sandblasting (alumina particles having a particle size of about 50 ⁇ m were sprayed at a pressure of about 0.2 MPa for 10 seconds using a sandblasting device) was performed. The adherend surface of the first member was roughened. Thereafter, the first member having a roughened adherend surface was immersed in water and exposed to ultrasonic waves for 5 minutes, and then immersed in acetone and exposed to ultrasonic waves for 5 minutes for cleaning. Next, a double-sided tape having a hole with a diameter of 3 mm was attached to the adherend surface.
- the prepared adhesive is applied to the hole, left for 60 seconds, dried by blowing compressed air for about 10 seconds, and if necessary, a dental irradiator (Tokuso Power Light, manufactured by Tokuyama Dental Co., Ltd .; light
- the adhesive was irradiated with light at an output density of 700 mW / cm 2 ) for 10 seconds to be cured.
- a dental cement (Bistite II, manufactured by Tokuyama Dental Co., Ltd.) was applied thereon as a curable second member, and a stainless steel attachment was further pressure-welded thereon to prepare an adhesion test piece. Note that light irradiation using a dental irradiator was performed only when the adhesive material contained a photopolymerization initiator.
- the adhesive contains a part of components constituting the chemical polymerization initiator as a polymerization initiator, bistable II or a separately prepared curable curable second member that also serves as a polymerization auxiliary material for the adhesive A second member was used.
- the adherend surface of the first member was polished with # 800 water-resistant abrasive paper, it was roughened by sandblasting (alumina particles having a particle size of about 50 ⁇ m were sprayed at a pressure of about 0.2 MPa for 10 seconds using a sandblasting apparatus). Elephantized. Thereafter, the first member having a roughened adherend surface was immersed in water and exposed to ultrasonic waves for 5 minutes, and then immersed in acetone and exposed to ultrasonic waves for 5 minutes for cleaning. Next, a double-sided tape having a hole with a diameter of 3 mm was attached to the adherend surface.
- the adhesive prepared in this hole was applied, allowed to stand for 10 seconds, dried by blowing compressed air for about 10 seconds, and if necessary, a dental irradiator (Tokuso Power Light, manufactured by Tokuyama Dental Co., Ltd .; The adhesive was irradiated with light at a light output density of 700 mW / cm 2 for 10 seconds to be cured.
- a dental cement (Bistite II, manufactured by Tokuyama Dental Co., Ltd.) was applied thereon as a curable second member, and a stainless steel attachment was further pressure-welded thereon to prepare an adhesion test piece. Note that light irradiation using a dental irradiator was performed only when the adhesive material contained a photopolymerization initiator.
- the adhesive contains a part of components constituting the chemical polymerization initiator as a polymerization initiator, bistable II or a separately prepared curable curable second member that also serves as a polymerization auxiliary material for the adhesive A second member was used.
- adhesion durability was determined based on the following formula.
- required by the two types of above-mentioned tension adhesive strength measurement was used for the value of "durable tensile adhesive strength" and "initial tensile adhesive strength” in a type
- adherend layer thickness After the adherend surface of the first member was polished with # 800 water-resistant abrasive paper, sandblasting (alumina particles having a particle size of about 50 ⁇ m were sprayed at a pressure of about 0.2 MPa for 10 seconds using a sandblasting device) was performed. The adherend surface of the first member was roughened. Thereafter, the first member having a roughened adherend surface was immersed in water and exposed to ultrasonic waves for 5 minutes, and then immersed in acetone and exposed to ultrasonic waves for 5 minutes for cleaning.
- sandblasting alumina particles having a particle size of about 50 ⁇ m were sprayed at a pressure of about 0.2 MPa for 10 seconds using a sandblasting device
- an adhesive is applied to the adherend surface, left to stand for 10 seconds, dried by blowing compressed air for about 10 seconds, and if necessary, a dental irradiator (Tokuso Power Light, manufactured by Tokuyama Dental Co., Ltd .; The adhesive was irradiated with light at a light output density of 700 mW / cm 2 for 10 seconds to be cured.
- An attachment prepared by applying dental cement (Bistite II, manufactured by Tokuyama Dental Co., Ltd.) as a curable second member thereon and further curing a dental hard resin (manufactured by Tokuyama Dental Co., Ltd .: Pearl Este) thereon.
- a test piece was produced by pressure welding.
- the test piece was cut perpendicularly to the adherend surface using a diamond cutter to expose the cross section of the adhesion site. After the cross section of the bonded portion was polished with # 3000 water-resistant abrasive paper, the thickness of the adhesive layer was measured as the adhesive layer thickness with a laser microscope (manufactured by Keyence Corporation).
- Example 1 (A) 50 g of bisGMA as a polymerizable monomer, 50 g of 3G, (B) 2 g of CQ as a polymerization initiator, 2 g of DMBE, (C) 100 g of acetone as a volatile solvent, and stirring and mixing.
- An adhesive according to Example 1 was obtained. Table 1 shows the composition of the adhesive. The first member C1 was used as an adherend, and the initial tensile adhesive strength, durable adhesive tensile strength, and adhesive layer thickness were measured using the adhesive. The test was performed by irradiating the adhesive with light. The results are shown in Table 4.
- Example 2 (A) 20 g of bisGMA as a polymerizable monomer, 80 g of 3G, (B) 2 g of CQ as a polymerization initiator, 2 g of DMBE, (C) 100 g of acetone as a volatile solvent, and stirring and mixing.
- An adhesive according to Example 2 was obtained.
- Table 1 shows the composition of the adhesive.
- the first member C1 was used as the adherend, and the initial tensile adhesive strength was measured using the adhesive. The test was performed by irradiating the adhesive with light. The results are shown in Table 4.
- Example 15 (A) 50 g of bisGMA as a polymerizable monomer, 50 g of 3G, (B) 2 g of CQ as a polymerization initiator, 2 g of DMBE, (C) 100 g of acetone as a volatile solvent, 70 g of F1 as a filler component Then, the mixture was stirred and mixed to obtain an adhesive according to Example 2.
- Table 1 shows the composition of the adhesive. The first member C1 was used as the adherend, and the initial tensile adhesive strength was measured using the adhesive. The test was performed by irradiating the adhesive with light. The results are shown in Table 4.
- Example 19 (A) 50 g of bisGMA as a polymerizable monomer, 50 g of 3G, (B) 0.1 g of BMOV as a component constituting the chemical polymerization initiator (Bc) as a polymerization initiator, (C) Volatile 100 g of acetone was added as a solvent, and the mixture was stirred and mixed to obtain an adhesive according to Example 19.
- the composition of the adhesive is shown in Table 2.
- the first member C1 was used as an adherend, and the initial tensile adhesive strength and the thickness of the adhesive layer were measured using the adhesive. Note that the test was performed without irradiating the adhesive with light.
- curable second member polymerization aid
- curable second member 0.3 g of DEPT as a chemical polymerization initiator component for curing the resin
- a chemical polymerization initiator component for curing the curable second member and a residual component of the chemical polymerization initiator used for curing the adhesive (Bc) BPO, 17.5 g of F2 and 12.5 g of F3 were used as filler components.
- adjustment and use of the curable second member were performed according to the following procedure.
- each component except BPO was mixed with the above-mentioned blending amount to prepare a paste.
- 8.7 mg of BPO was added to and mixed with 1 g of paste immediately before the measurement test to prepare a curable second member, which was used for the measurement test.
- the results are shown in Table 4.
- Example 20 ⁇ Example 20> (A) 50 g of bisGMA as a polymerizable monomer, 50 g of 3G, (B) 0.1 g of BMOV as a component constituting the chemical polymerization initiator (Bc) as a polymerization initiator, (C) Volatile 100 g of acetone as a solvent was added and mixed by stirring to obtain an adhesive according to Example 20.
- the composition of the adhesive is shown in Table 2.
- the first member C1 was used as an adherend, and the initial tensile adhesive strength and the thickness of the adhesive layer were measured using the adhesive. Note that the test was performed without irradiating the adhesive with light.
- Bisteite II was used as the curable second member (polymerization aid). This Bistight II contains (Bc) BPO as the remaining component constituting the chemical polymerization initiator.
- Example 21 (A) 50 g of bisGMA as a polymerizable monomer, 50 g of 3G, (B) 0.1 g of BPO as a component constituting the chemical polymerization initiator (B) as a polymerization initiator, (C) Volatile 100 g of acetone as a solvent was added and mixed with stirring to obtain an adhesive according to Example 21.
- the composition of the adhesive is shown in Table 2.
- the first member C1 was used as an adherend, and the initial tensile adhesive strength and the thickness of the adhesive layer were measured using the adhesive. Note that the test was performed without irradiating the adhesive with light.
- curable second member polymerization aid
- curable second member (Bc) 0.3 g of DEPT as the remaining component of the chemical polymerization initiator used for curing the adhesive and the chemical polymerization initiator component for curing the curable second member BPO, 17.5 g of F2 and 12.5 g of F3 were used as filler components.
- adjustment and use of the curable second member were performed according to the following procedure. First, each component except BPO was mixed with the above-mentioned blending amount to prepare a paste. Next, 8.7 mg of BPO was added to and mixed with 1 g of paste immediately before the measurement test to prepare a curable second member, which was used for the measurement test. The results are shown in Table 4. *
- Example 22 (A) 50 g of bisGMA as a polymerizable monomer, 50 g of 3G, (B) 0.1 g of DEPT as a component constituting the chemical polymerization initiator (Bc) as a polymerization initiator, (C) Volatile 100 g of acetone was added as a solvent, and the mixture was stirred and mixed to obtain an adhesive according to Example 19.
- the composition of the adhesive is shown in Table 2.
- the first member C1 was used as an adherend, and the initial tensile adhesive strength and the thickness of the adhesive layer were measured using the adhesive. Note that the test was performed without irradiating the adhesive with light.
- curable second member polymerization aid
- curable second member 0.3 g of DEPT as a chemical polymerization initiator component for curing the resin
- a chemical polymerization initiator component for curing the curable second member and a residual component of the chemical polymerization initiator used for curing the adhesive (Bc) BPO, 17.5 g of F2 and 12.5 g of F3 were used as filler components.
- adjustment and use of the curable second member were performed according to the following procedure.
- each component except BPO was mixed in the above-mentioned blending amount to prepare a paste.
- 8.7 mg of BPO was added to and mixed with 1 g of paste immediately before the measurement test to prepare a curable second member, which was used for the measurement test.
- the results are shown in Table 4.
- Example 23 (A) 30 g of bisGMA as a polymerizable monomer, 20 g of 3G, 15 g of PM1, 15 g of PM2, (B) as a polymerization initiator, (Bc) BMOV as 0 as a component constituting a chemical polymerization initiator 0.1 g, (C) 100 g of acetone as a volatile solvent was added and mixed by stirring to obtain an adhesive according to Example 19.
- the composition of the adhesive is shown in Table 2.
- the first member C1 was used as an adherend, and the initial tensile adhesive strength and the thickness of the adhesive layer were measured using the adhesive. Note that the test was performed without irradiating the adhesive with light.
- curable second member polymerization aid
- curable second member 0.3 g of DEPT as a chemical polymerization initiator component for curing the resin
- a chemical polymerization initiator component for curing the curable second member and a residual component of the chemical polymerization initiator used for curing the adhesive (Bc) BPO, 17.5 g of F2 and 12.5 g of F3 were used as filler components.
- adjustment and use of the curable second member were performed according to the following procedure.
- each component except BPO was mixed with the above-mentioned blending amount to prepare a paste.
- 8.7 mg of BPO was added to and mixed with 1 g of paste immediately before the measurement test to prepare a curable second member, which was used for the measurement test.
- the results are shown in Table 4.
- Example 24 (A) 20 g of bisGMA as a polymerizable monomer, 20 g of 3G, 8 g of PM1, 8 g of PM2, (B) 1 g of CQ as a polymerization initiator, 1 g of DMBE, (C) 50 g of acetone as a volatile solvent The mixture was added and stirred to obtain Composition A. (A) 20 g of bisGMA as a polymerizable monomer, 20 g of 3G, 4 g of MPS, (B) 1 g of CQ as a polymerization initiator, 1 g of DMBE, (C) 50 g of acetone as a volatile solvent, and stirring The composition B was obtained by mixing.
- Examples 25 and 26> Except for changing to the composition shown in Table 3, an adhesive was obtained according to Example 24, and the initial tensile strength was measured. Table 3 shows the composition of the adhesive. The evaluation results are shown in Table 4.
- Example 27 (A) 49.95 g of bisGMA as a polymerizable monomer, 49.95 g of 3G, 0.1 g of MTU-6, (B) 2 g of CQ as a polymerization initiator, 2 g of DMBE, (C) a volatile solvent
- 100 g of acetone was added and mixed by stirring to obtain an adhesive according to Example 27.
- Table 3 shows the composition of the adhesive.
- the first member C1 was used as the adherend, and the initial tensile adhesive strength and the durable adhesive tensile strength were measured using the adhesive. The test was performed by irradiating the adhesive with light. The results are shown in Table 4.
- Example 28 to 30> Except for changing to the composition shown in Table 3, an adhesive was obtained according to Example 27, and the initial tensile strength and the durable tensile adhesive strength were measured. Table 3 shows the composition of the adhesive. The evaluation results are shown in Table 4.
- Example 31 (A) 19.9875 g of bisGMA as a polymerizable monomer, 9.9875 g of 3G, 8 g of PM1, 8 g of PM2, 0.05 g of MTU-6, (B) 1 g of CQ as a polymerization initiator, DMBE 1 g of (C) 50 g of acetone as a volatile solvent was added and mixed by stirring to obtain a composition A.
- composition B (A) 19.9875 g of bisGMA as a polymerizable monomer, 9.9875 g of 3G, 4 g of MPS, 0.05 g of MTU-6, (B) 1 g of CQ as a polymerization initiator, 1 g of DMBE, (C ) 50 g of acetone as a volatile solvent was added and mixed by stirring to obtain a composition B. Equal amounts of Composition A and Composition B were sampled and mixed to obtain an adhesive according to Example 24, which was quickly used for testing. Table 3 shows the composition of the adhesive. The first member C1 was used as the adherend, and the initial tensile adhesive strength and the durable tensile adhesive strength were measured using the adhesive. The test was performed by irradiating the adhesive with light. The results are shown in Table 4.
- Example 32> The initial tensile adhesive strength and the durable adhesive tensile strength were measured using the same adhesive and the same technique as in Example 27 except that the first member C2 was used as the adherend.
- Example 33 The initial tensile adhesive strength and the durable adhesive tensile strength were measured using the same adhesive and the same technique as in Example 27 except that the first member C3 was used as the adherend.
- Examples 1 to 31 all had higher initial tensile adhesion strength than Comparative Examples 1 to 5.
- the p2h1a1 type polymerizable monomer is in the range of 20% by mass to 50% by mass of the total polymerizable monomer
- the p2h1a1 type polymerizable monomer is all Compared with Examples 3 to 7, 9, 15, 17, and 18 of less than 20% by mass or more than 50% by mass of the polymerizable monomer, higher adhesion strength was exhibited.
- Examples 24 to 26 and 31 in which the coupling agent is blended have higher adhesion compared to Examples 1 to 9, 15, 17, 18, 27 to 30 in which the coupling agent is not blended. Showed strength.
- the blending amount of the volatile solvent is 10 to 500 masses with respect to 100 mass parts of the polymerizable monomer.
- Example 1 which is in the range of parts, high adhesive strength was obtained as compared with Example 16 in which the blending amount was not in the range of 10 to 500 parts by mass.
- the blending amount of the volatile solvent is based on 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
- Examples 7-11 and 12 in the range of 50 to 300 parts by mass examples 13 and 300 parts by mass of the volatile solvent are less than 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer. Compared with Example 10 exceeding the part, high adhesive strength was shown. *
- Example 1 using acetone, which is an aprotic solvent is different from Example 14 using IPA, which is a protic solvent.
- the adhesive strength was high.
- Example 27 to 31 in which adhesive materials different from each other only in the composition of the polymerizable monomer were used, the p1h1 type polymerizable monomer that generates a mercapto group in the molecule by tautomerism
- Examples 27 to 31 in which the body was blended showed higher adhesion durability than Example 1 in which the p1h1 type polymerizable monomer that generates a mercapto group in the molecule by tautomerism was not blended. It was.
- Example 27 exhibited slightly higher adhesion durability as compared with Examples 28 to 30 in which the functional group capable of generating a mercapto group by tautomerism was a functional group other than a thiouracil group.
- Examples 27 and 28 in which the polymerizable functional group of the p1h1 type polymerizable monomer that generates a mercapto group in the molecule by tautomerism is a (meth) acryloyl group are examples 29 and 30 in which a vinyl group is used.
- the initial tensile bond strength was slightly higher than
- Examples 19 to 22 in which some components constituting (Bc) the chemical polymerization initiator are blended as (B) the polymerization initiator are: (B) Compared with Example 1 using a photopolymerization initiator as a polymerization initiator, the initial adhesive strength was slightly lower, but the adhesive layer thickness was thinner. Comparing the initial tensile adhesive strengths of Examples 19 to 22, (Vc) + IV-valent vanadium compound BMOV, which is a transition metal compound in the fourth period, was blended as a part of components constituting the chemical polymerization initiator. Examples 19 and 20 showed high adhesive strength compared with Example 21 which mix
- Example 27 when Examples 27, 32, and 33 using the same adhesive and different amounts of inorganic oxide in the first member are compared, the amount of inorganic oxide in the first member is 15% by mass or more. Examples 27 and 32 showed high adhesion durability compared with Example 33 which is less than 15 mass%. In addition, Example 27 in which the blending amount of the inorganic oxide of the first member was 25% by mass or more showed higher adhesion durability than Examples 32 and 33 in which the amount was less than 25%.
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Abstract
ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材に対して強固に接着できること。(A)重合性単量体と、(B)重合開始剤を構成する少なくとも一部の成分と、を含み、全重合性単量体中における、(p2)分子内に2つ以上の重合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が50質量%以上であり、かつ、(p1h1)分子内に1つ以上の重合性官能基および1つ以上の水素結合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が5質量%以上である接着材を、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材の表面に付与する接着材付与工程と、接着材を硬化させる硬化工程と、を含む接着方法、これに用いる接着材および接着用キット。
Description
本発明は、接着方法、接着用キットおよび接着材に関するものである。
スーパーエンジニアリング樹脂は、電気・電子分野、航空宇宙分野、自動車産業、医療分野、一般工業分野等、幅広い用途に使用されている。このスーパーエンジニアリング樹脂の中でも、特にポリアリールエーテルケトン樹脂は、優れた化学的性質、物理的性質を有することから様々な分野での利用が有望視されている。
たとえば、歯科治療の分野においては、このポリアリールエーテルケトン樹脂を歯科材料として用いる技術が提案されている(例えば、特許文献1)。ポリアリールエーテルケトン樹脂を歯科材料として用いる場合、歯質や他種の歯科材料と強固に接着させる事が必要となる。このような、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材と、歯質または他種の歯科材料などの部材とを接着させる技術として、様々な技術が提案されている(たとえば、特許文献2、非特許文献1~2)。
DENTAL MATERIALS 26(2010) 553-559
DENTAL MATERIALS 28(2012) 1280-1283
一方、優れた化学的性質、物理的性質を持つポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材は、歯科用途に限らず様々な分野で広く利用されている。このため、技術分野や用途を問わず、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材に対してより強固に接着できる技術が求められている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材に対して強固に接着できる接着方法、ならびに、この接着方法に用いられる接着用キットおよび接着材を提供することを課題とする。
上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、
本発明の接着方法は、(A)重合性単量体と、(B)重合開始剤を構成する少なくとも一部の成分と、を含み、全重合性単量体中における、(p2)分子内に2つ以上の重合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が50質量%以上であり、かつ、(p1h1)分子内に1つ以上の重合性官能基および1つ以上の水素結合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が5質量%以上である接着材を、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材の表面に付与する接着材付与工程と、接着材を硬化させる硬化工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の接着方法は、(A)重合性単量体と、(B)重合開始剤を構成する少なくとも一部の成分と、を含み、全重合性単量体中における、(p2)分子内に2つ以上の重合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が50質量%以上であり、かつ、(p1h1)分子内に1つ以上の重合性官能基および1つ以上の水素結合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が5質量%以上である接着材を、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材の表面に付与する接着材付与工程と、接着材を硬化させる硬化工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の接着方法の一実施形態は、全重合性単量体中における、(p2h1a1)分子内に2つ以上の重合性官能基、1つ以上の水素結合性官能基および1つ以上の芳香環を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が20質量%以上50質量%以下であることを特徴とする。
本発明の接着方法の他の実施形態は、接着材が、(C)揮発性溶媒を含むことが好ましい。
本発明の接着方法の他の実施形態は、(C)揮発性溶媒が、ケトン基を有する非プロトン溶媒であることが好ましい。
本発明の接着方法の他の実施形態は、接着材が、(D)無機化合物と反応する1つ以上の第一反応性基と、有機化合物と反応する1つ以上の第二反応性基とを少なくとも有するカップリング剤を含むことが好ましい。
本発明の接着方法の他の実施形態は、(D)無機化合物と反応する1つ以上の第一反応性基と、有機化合物と反応する1つ以上の第二反応性基とを有するカップリング剤が、下記一般式(I)に示される分子構造を有していることが好ましい。
〔一般式(I)中、Mは、金属元素および半金属元素からなる群より選択される元素であり、Xは、第一反応性基であり、かつ、(a)水酸基、および、(b)加水分解によって元素Mに対して水酸基が直接結合するM-OH構造を形成する官能基からなる群より選択される反応性基であり、Yは、第二反応性基であり、Zは、有機化合物および無機化合物のいずれとも反応しない非反応性の官能基である。
また、mは1以上の整数であり、nは1以上の整数であり、lは0または1以上の整数であり、m+n+lは、元素Mの原子価と同一の整数である。〕
また、mは1以上の整数であり、nは1以上の整数であり、lは0または1以上の整数であり、m+n+lは、元素Mの原子価と同一の整数である。〕
本発明の接着方法の他の実施形態は、一般式(I)に示す第一反応性基Xが、(b)加水分解によって元素Mに対して水酸基が直接結合するM-OH構造を形成する官能基であり、(A)重合性単量体の少なくとも1種が酸性基を有することが好ましい。
本発明の接着方法の他の実施形態は、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材が、さらに無機酸化物を含むことが好ましい。
本発明の接着方法の他の実施形態は、無機酸化物が、ケイ素を含む無機酸化物であることが好ましい。
本発明の接着方法の他の実施形態は、水素結合性官能基として、メルカプト基が含まれることが好ましい。
本発明の接着方法の他の実施形態は、メルカプト基が、重合性単量体分子の互変異性により生成する基であることが好ましい。
本発明の接着方法の他の実施形態は、(B)重合開始剤として、少なくとも(Bc)化学重合開始剤が含まれると共に、接着材が、(Bc)化学重合開始剤を構成する一部の成分を含み、接着材と、(Bc)化学重合開始剤を構成する残余の成分を含む重合補助材とを接触させる接触工程を実施することで、硬化工程を開始することが好ましい。
本発明の接着方法の他の実施形態は、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材が、歯科用部材であることが好ましい。
本発明の接着用キットは、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材に対する接着に少なくとも用いられ、(A)重合性単量体と、(B)重合開始剤を構成する少なくとも一部の成分と、を含み、全重合性単量体中における、(p2)分子内に2つ以上の重合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が50質量%以上であり、かつ、(p1h1)分子内に1つ以上の重合性官能基および1つ以上の水素結合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が20質量%以上である接着材と、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材と、を少なくとも有することを特徴とする。
本発明の接着用キットの一実施形態は、歯科用であることが好ましい。
本発明の接着材は、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材に対する接着に少なくとも用いられ、(A)重合性単量体と、(B)重合開始剤を構成する少なくとも一部の成分と、を含み、全重合性単量体中における、(p2)分子内に2つ以上の重合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が50質量%以上であり、かつ、(p1h1)分子内に1つ以上の重合性官能基および1つ以上の水素結合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が20質量%以上であることを特徴とする。
本発明の接着材は、歯科用であることが好ましい。
本発明によれば、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材に対して強固に接着できる接着方法、ならびに、この接着方法に用いられる接着用キットおよび接着材を提供することができる。
本実施形態の接着材は、(A)重合性単量体と、(B)重合開始剤を構成する少なくとも一部の成分と、を含み、全重合性単量体中における、(p2)分子内に2つ以上の重合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が50質量%以上であり、かつ、(p1h1)分子内に1つ以上の重合性官能基および1つ以上の水素結合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が5質量%以上であることを特徴とする。本実施形態の接着材は、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材(以下、「第一部材」、と称す場合がある)に対する接着に少なくとも用いられる。また、本実施形態の接着用キットは、本実施形態の接着材およびポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材を少なくとも有するものであり、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材に対する接着に少なくとも用いられる。
また、本実施形態の接着方法は、本実施形態の接着材を第一部材の表面に付与する接着材付与工程と、接着材を硬化させる硬化工程と、を含む。なお、接着材付与工程において、接着材は他の組成物と混合した混合物の状態で第一部材の表面に付与してもよく、硬化工程において、接着材は他の組成物と混合した混合物の状態で硬化させてもよい。また、接着材を第一部材の表面に付与する形態は、特に制限されず、たとえば、接着材を第一部材の表面に直接塗布したり、第一部材以外の他の部材の表面に接着材を塗布した後、他の部材を第一部材に接触させることで接着材を第一部材の表面に接触させたりできる。
なお、第一部材は、接着に際して本実施形態の接着材と接触する被着面近傍部分が少なくともポリアリールエーテルケトン樹脂を含むものであれば、如何様な部材であってもよい。また、本実施形態の接着方法において、本実施形態の接着材の接着対象物は、第一部材のみであってもよく、第一部材および第二部材であってもよい。
接着対象物が第一部材のみからなる場合は、たとえば、合口を設けたリング状の第一部材の一端と他端とを本実施形態の接着材を用いて接着することができる。また、穴や溝等の凹部が設けられた第一部材の凹部に本実施形態の接着材を充填する形態で接着してもよい。この場合、凹部を埋め込むと共に、凹部内に充填された接着材層と第一部材の凹部の内壁面とが接着される。
また、接着対象物が第一部材および第二部材の2つの部材からなる場合は、第一部材と第二部材とを本実施形態の接着材を用いて接着する。ここで、第二部材は、本実施形態の接着材と接着可能な部材であれば特に制限されないが、たとえば、接着作業の開始前から固体状を成す部材(以下、「固体状第二部材」と称す場合がある)であってもよく、接着作業の開始前においてはペースト状あるいは液状を成し、接着作業中に硬化することにより、接着作業の完了後においては固体状を成す硬化性の部材(以下、「硬化性第二部材」と称す場合がある)であってもよい。
固体状第二部材は、第一部材と同様に被着面近傍部分に少なくともポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材であってもよく、被着面近傍部分にポリアリールエーテルケトン樹脂を全く含まない部材(第一部材とは異なる部材)であってもよい。
硬化性第二部材は、接着材として機能するものであってもよい。この場合、本実施形態の接着材の硬化物と、硬化性第二部材の硬化物とを強固に接着できる。これに加えて、硬化性第二部材をその他の固体部材(以下、「第三部材」と称す場合がある)との接着にも利用できる。たとえば、硬化性第二部材が、第三部材の表面に対して強固に接着する性質を有する部材であれば、第一部材側に本実施形態の接着材を付与し、第三部材側に硬化前の硬化性第二部材を付与して接着を行うことにより、第一部材と第三部材とを強固に接着することができる。第三部材は公知の固体部材であれば特に制限無く利用できるが、通常は、被着面近傍部分にポリアリールエーテルケトン樹脂を全く含まない部材(第一部材とは異なる部材)を利用することが好ましい。なお、第一部材、第二部材および第三部材の詳細については後述する。
本実施形態の接着方法では、本実施形態の接着材を用いることで、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む第一部材に対して強固に接着することができる。なお、このような高い接着性が得られる理由は必ずしも明確ではない。しかしながら、本発明者らは、本実施形態の接着材と、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む第一部材の表面との親和性が極めて高いためであると推察している。すなわち、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む第一部材の表面に本実施形態の接着材を塗布することによって、(A)重合性単量体を含む接着材が、第一部材の表面に存在する微細な凹凸などに侵入して嵌合を形成しつつ、表面に概ね均一な層を形成する事が出来る。この層を重合させることによって均一で強固な接着材層を形成する事が出来る。
以下に、本実施形態の接着材に用いられる必須成分である(A)重合性単量体および(B)重合開始剤に加えて、必要に応じて用いることができるその他の任意成分について説明する。
(A)重合性単量体
接着材においては、接着材を構成する個々の分子間の相互作用や、これら分子と被着体表面との相互作用が極めて重要である。本願明細書では、この点を考慮して、接着材を構成する主要な材料である(A)重合性単量体について説明する場合、上述した相互作用に大きな影響を及ぼす重合性単量体分子中の一部分の構造(官能基の種類・数)に特に着目した分類表記を必要に応じて用いる場合がある。
接着材においては、接着材を構成する個々の分子間の相互作用や、これら分子と被着体表面との相互作用が極めて重要である。本願明細書では、この点を考慮して、接着材を構成する主要な材料である(A)重合性単量体について説明する場合、上述した相互作用に大きな影響を及ぼす重合性単量体分子中の一部分の構造(官能基の種類・数)に特に着目した分類表記を必要に応じて用いる場合がある。
ここで、「(A)重合性単量体」を分子内に含まれる官能基の種類と数とによって分類する場合、分子内に必ず含まれる官能基の種類を表す記号と、分子内に必ず含まれる特定の官能基の最小数を表す数値とを組み合わせて表記する。すなわち、重合性官能基を記号“p”、水素結合性官能基を記号“h”、芳香環を記号“a”で表す場合、“p2”は、分子内に2つ以上の重合性官能基を少なくとも有する重合性単量体を意味し、“p1h1”は、分子内に1つ以上の重合性官能基および1つ以上の水素結合性官能基を少なくとも有する重合性単量体を意味し、“p2h1”は、分子内に2つ以上の重合性官能基および1つ以上の水素結合性官能基を少なくとも有する重合性単量体を意味し、“p2h1a1”は、分子内に2つ以上の重合性官能基と1つ以上の水素結合性官能基と1つ以上の芳香環とを少なくとも有する重合性単量体を意味する。したがって、本願明細書においては、“p2”等の分類表記を用いて、重合性単量体が分子内に少なくとも有する官能基の種類・最低数を略記する場合がある。たとえば、分子内に2つ以上の重合性官能基を少なくとも有する重合性単量体については、“p2型重合性単量体”と略記することがある。また、分類表記中に所定の官能基を示す記号が含まれない場合、重合性単量体分子中の当該官能基の存在の有無は問わないものとする。
なお、分子内に1つ以上の重合性官能基を少なくとも有する重合性単量体については、“p1”と表記できるが、分子内に1つ以上の重合性官能基を少なくとも有する点は、本実施形態の接着材で用いられる全ての重合性単量体に共通する特徴である。このため、本願明細書において、重合性単量体分子が、分子内に1つ以上の重合性官能基を少なくとも有する場合、すなわち“p1”として表記される場合、“p1”のみの表示は省略する。
それゆえ、たとえば、2つの重合性官能基と1つの水素結合性官能基と1つの芳香環とを有し、これら以外の官能基を有さない重合性単量体、および、3つの重合性官能基と2つの水素結合性官能基とを有し、これら以外の官能基を有さない重合性単量体は、p2型重合性単量体に分類されると共に、p1h1型重合性単量体およびp2h1型重合性単量体にも分類される。また、1つの重合性官能基と1つの水素結合性官能基と1つの芳香環とを有し、これら以外の官能基を有さない重合性単量体は、p2型重合性単量体には分類されないが、p1h1型重合性単量体に分類されると同時に、p1h1a1型重合性単量体にも分類される。
したがって、1,6-ビス(メタクリルエチルオキシカルボニルアミノ)2,2,4-トリメチルヘキサンなどのように具体的な物質名・分子構造により特定された重合性単量体は、複数種類の分類表記に該当する場合もあり得る。
ここで、本実施形態の接着材に含まれる(A)重合性単量体は、分子内に1つ以上の重合性官能基を少なくとも有する単量体である。「重合性官能基」としてはビニル基、スチリル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。重合性官能基は生体毒性の低さや重合活性の高さなどの点からラジカル重合性官能基が好ましく、ビニル基、スチリル基、アリル基等のなどの官能基も挙げられるが、重合速度や生体安全性の点から特に(メタ)アクリロイル基が好ましい。
また、接着材に用いられる全重合性単量体中における、(p2)分子内に2つ以上の重合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が50質量%以上であることが必要であり、60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましく、100質量%であってもよい。p2型重合性単量体の含有比率を50質量%以上とすることにより、(A)重合性単量体分子同士が重合して得られるポリマーが十分な網目構造を形成する事が出来、接着材層の強度が高くなる。その結果、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む第一部材の表面に存在する微細な凹凸に侵入した接着材の強度が高まり、ポリアリールエーテルケトン樹脂と接着材層との相互作用がより強くなり、高い接着性が得られる。
さらに、接着材に用いられる全重合性単量体中における、(p1h1)分子内に1つ以上の重合性官能基および1つ以上の水素結合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が5質量%以上であり、20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましく、100質量%であってもよい。p1h1型重合性単量体の含有比率を5質量%以上とすることにより、その水素結合性官能基同士の水素結合によって接着材層の強度がより高くなる。加えて、p1h1型重合性単量体の水素結合性官能基とポリアリールエーテルケトン樹脂のケトン基とが相互作用することによって、ポリアリールエーテルケトン樹脂と接着材層との相互作用がより高いものとなる。これらの作用によってより高い接着性が得られる。
ここで言う水素結合とは、電気陰性度の大きな原子(O、N、S等)に結合し電気的に陽性に分極した水素原子(ドナー)と、孤立電子対を有する電気的に陰性な原子(アクセプター)との間に形成される結合性の相互作用のことを示している。本願明細書において、「水素結合性官能基」とは上記水素結合においてドナー且つアクセプターとして機能することのできる官能基であり、具体的には、水酸基、メルカプト基(チオール基)、アミノ基、ウレタン基、アミド基などを言う。なお、水素結合性官能基が水酸基である場合、この水酸基は、後述する酸性基の一部を構成するものであってもよい。
また、水素結合性官能基は、重合性単量体分子の互変異性により生成するものであってもよい。互変異性により水素結合性官能基が生成する具体例としては、たとえば、重合性単量体分子中に含まれる一の水素結合性官能基(-OH、>NHなど)が、互変異性により消滅すると共に他の水素結合性官能基(-SH)が生成する場合などが挙げられる。
(p2)分子内に2つ以上の重合性官能基を少なくとも有する重合性単量体としては、公知のものが何ら制限無く使用できるが、たとえば、下記(I)~(III)に示される分子内に2以上の(メタ)アクリロイル基を有するラジカル重合性単量体が挙げられる。
(I)二官能ラジカル重合性単量体
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、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、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、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、1,9-ノナンジオールジメタクリレート、グリセリンジメタクリレート、ビス(2-メタクリロイルオキシエチル)ハイドロジェンホスフェート、ビス(6-メタクリロイルオキシヘキシル)ハイドロジェンホスフェート及びこれらのメタクリレートに対応するアクリレート;2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等のメタクリレートあるいはこれらメタクリレートに対応するアクリレートのような-OH基を有するビニルモノマーと、ジイソシアネートメチルベンゼン、4,4‘-ジフェニルメタ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、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、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)のようなジイソシアネート化合物との付加体から得られるジアダクト;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、1,6-ビス(メタクリロイルエチルオキシカルボニルアミノ)2,2,4-トリメチルヘキサン等。
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、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、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、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、1,9-ノナンジオールジメタクリレート、グリセリンジメタクリレート、ビス(2-メタクリロイルオキシエチル)ハイドロジェンホスフェート、ビス(6-メタクリロイルオキシヘキシル)ハイドロジェンホスフェート及びこれらのメタクリレートに対応するアクリレート;2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等のメタクリレートあるいはこれらメタクリレートに対応するアクリレートのような-OH基を有するビニルモノマーと、ジイソシアネートメチルベンゼン、4,4‘-ジフェニルメタ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、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、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)のようなジイソシアネート化合物との付加体から得られるジアダクト;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、1,6-ビス(メタクリロイルエチルオキシカルボニルアミノ)2,2,4-トリメチルヘキサン等。
(II)三官能ラジカル重合性単量体
トリ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等のメタクリレート及びこれらのメタクリレートに対応するアクリレート等。
トリ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等のメタクリレート及びこれらのメタクリレートに対応するアクリレート等。
(III)四官能ラジカル重合性単量体
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及び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-ジイソシアネートのようなジイソシアネート化合物とグリシドールジメタクリレートとの付加体から得られるジアダクト等。
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及び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-ジイソシアネートのようなジイソシアネート化合物とグリシドールジメタクリレートとの付加体から得られるジアダクト等。
これら(p2)分子内に2つ以上の重合性官能基を少なくとも有する重合性単量体は、必要に応じて複数の種類のものを併用しても良い。
(p1h1)分子内に1つ以上の重合性官能基および1つ以上の水素結合性官能基を少なくとも有する重合性単量体としては、公知のものが何ら制限無く使用できる。p1h1型重合性単量体は、大別すると、<a>分子内に重合性官能基を1つのみ有する単官能型の重合性単量体と、<b>分子内に重合性官能基を2つ以上有する多官能型の重合性単量体、言い換えれば、(p2h1)分子内に2つ以上の重合性官能基と1つ以上の水素結合性官能基とを有する重合性単量体が挙げられる。
<a>p1h1型重合性単量体のうち単官能型の重合性単量体としては、公知のものが特に制限無く使用でき、例としては、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-メタクリロイルオキシエチルジハイドロジェンホスフェート、2-メタクリロイルオキシエチルフェニルハイドロジェンフォスフェート、6-メタクリロイルオキシヘキシルジハイドロジェンホスフェート、10-メタクリロイルオキシヘキシルジハイドロジェンホスフェート、2-メタクリロイルオキシエチル2-ブロモエチルハイドロジェンフォスフェート、メタクリル酸、N-メタクリロイルグリシン、N-メタクリロイルアスパラギン酸、N-メタクリロイル-5-アミノサリチル酸、2-メタクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート、2-メタクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、2-メタクリロイルオキシエチルハイドロジェンマレート、6-メタクリロイルオキシエチルナフタレン-1,2,6-トリカルボン酸、O-メタクリロイルチロシン、N-メタクリロイルチロシン、N-メタクリロイルフェニルアラニン、N-メタクリロイル-p-アミノ安息香酸、N-メタクリロイル-O-アミノ安息香酸、2-メタクリロイルオキシ安息香酸、3-メタクリロイルオキシ安息香酸、4-メタクリロイルオキシ安息香酸、N-メタクリロイル-5-アミノサリチル酸、N-メタクリロイル-4-アミノサリチル酸、11-メタクリロイルオキシウンデカン-1,1-ジカルボン酸、10-メタクリロイルオキシデカン-1,1-ジカルボン酸、12-メタクリロイルオキシドデカン-1,1-ジカルボン酸、6-メタクリロイルオキシヘキサン-1,1-ジカルボン酸、4-(2-メタクリロイルオキシエチル)トリメリテート、4-メタクリロイルオキシエチルトリメリテート、4-メタクリロイルオキシブチルトリメリテート、4-メタクリロイルオキシヘキシルトリメリテート、4-メタクリロイルオキシデシルトリメリテート等のメタクリレート、及びこれらのメタクリレートに対応するアクリレート等などが挙げられる。
<b>p1h1型重合性単量体のうち多官能型の重合性単量体(p2h1型重合性単量体)としては、上記にp2型重合性単量体として例示したもののうち、分子内に水素結合性官能基も有するものを含め、公知のものが特に制限無く使用できる。例としては、2,2-ビス[4-(3-メタクリロイルオキシ)-2-ヒドロキシプロポキシフェニル]プロパン、グリセリンジメタクリレート、ビス(2-メタクリロイルオキシエチル)ハイドロジェンホスフェート、ビス(6-メタクリロイルオキシヘキシル)ハイドロジェンホスフェート及びこれらのメタクリレートに対応するアクリレート;2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等のメタクリレートあるいはこれらメタクリレートに対応するアクリレートのような-OH基を有するビニルモノマーと、ジイソシアネートメチルベンゼン、4,4‘-ジフェニルメタ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、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、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)のようなジイソシアネート化合物との付加体から得られるジアダクト;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、1,6-ビス(メタクリロイルエチルオキシカルボニルアミノ)トリメチルヘキサン等が挙げられる。
なお、接着材に配合されるp1h1型重合性単量体は、単官能型の重合性単量体のみであってもよいが、多官能型の重合性単量体(p2h1型重合性単量体)であることがより好ましい。この場合、全重合性単量体におけるp2h1型重合性単量体の含有比率は5%以上であることが好ましく、20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましく、100質量%であってもよい。p2h1型重合性単量体の含有比率を5質量%以上とすることにより、単官能型のp1h1型重合性単量体のみを用いる場合よりも、より高い接着性を得ることが容易になる。
また、全重合性単量体中における、(p2h1a1)分子内に2つ以上の重合性官能基、1つ以上の水素結合性官能基および1つ以上の芳香環を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が20質量%以上50質量%以下であることが好ましい。言い換えれば、p1h1型重合性単量体として多官能型の重合性単量体(p2h1型重合性単量体)を用い、全重合性単量体中におけるp2h1型重合性単量体の含有割合を20質量%以上とする場合、p2h1型重合性単量体の一部又は全てが、p2h1a1型重合性単量体であることが好ましい。
分子内に芳香環を有するp2h1a1型重合性単量体を用いることによって、p2h1a1型重合性単量体の芳香環とポリアリールエーテルケトン樹脂の芳香環とがスタックを形成する。この場合、第一部材に含まれるポリアリールエーテルケトン樹脂と接着材層との相互作用がより高くなるため、この相互作用によってより高い接着性が得られる。
なお、全重合性単量体中における、p2h1a1型重合性単量体の含有比率は、上述したように20質量%以上50質量%以下であることが好ましいが、含有比率の下限値は30質量%以上であることがより好ましく、含有比率の上限値は45質量%以下であることがより好ましい。含有比率を20質量%以上とすることによって、第一部材に含まれるポリアリールエーテルケトン樹脂と接着材層との相互作用を強固なものとする事が可能となる。また、含有比率を50質量%以下とすることにより、芳香環が過剰に存在することによりポリアリールエーテルケトン樹脂の芳香環とp2h1a1型重合性単量体の芳香環との相互作用のバランスが崩れてしまうのを抑制できる。
(p2h1a1)分子内に2つ以上の重合性官能基、1つ以上の水素結合性官能基および1つ以上の芳香環を少なくとも有する重合性単量体としては、p2型重合性単量体として上記に例示したもののうち、分子内に水素結合性官能基および芳香環を有するものや、p2h1型重合性単量体として上記に例示したもののうち、分子内に芳香環を有するものを含め、公知のものが特に制限無く使用できる。例としては、2,2-ビス[4-(3-メタクリロイルオキシ)-2-ヒドロキシプロポキシフェニル]プロパン及びこのメタクリレートに対応するアクリレート;2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等のメタクリレートあるいはこれらメタクリレートに対応するアクリレートのような-OH基を有するビニルモノマーと、ジイソシアネートメチルベンゼン、4,4‘-ジフェニルメタンジイソシアネートのような芳香族基を有するジイソシアネート化合物との付加から得られるジアダクト等が挙げられる。
なお、p1h1型重合性単量体の水素結合性官能基としては、特にメルカプト基が含まれることが好ましい。接着材中にメルカプト基を有するp1h1型重合性単量体が含まれる場合、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む第一部材に対して高い接着性を長期間に渡って維持し、高い接着耐久性を得ることがより容易になる。このような高い接着耐久性が得られる理由は定かではないが、本発明者らは以下のように推察している。
すなわち、ポリアリールエーテルケトン樹脂は疎水的な材料であるため、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む第一部材を湿潤な環境(たとえば、口腔内など)にて長期間保持した場合、第一部材と接着材との界面では、水分が接着材に対してより影響を与えやすくなる。そして、その結果、接着材の劣化を引き起こし、第一部材を湿潤な環境にて長期間保持した後の接着性が大きく低下すると推察される。一方、第一部材の表面に、水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体を含有する接着材を塗布すると、経時的に、水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体のメルカプト基が、ポリアリールエーテルケトン樹脂のケトン基と反応し、チオアセタール構造を形成する。このチオアセタール構造は、耐水性が高く加水分解が容易に起こらないなど比較的安定的な結合である。このため、長期間安定的に接着材と第一部材との間に結合が存在することが出来る。その結果、接着直後から高い接着性を発揮すると共に、高い接着性を長期間に渡って維持でき、高い接着耐久性が得られると推察される。
また、水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体を含有する接着材は、第一部材の中でもポリアリールエーテルケトン樹脂と無機酸化物とを含むポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料を用いて作製された第一部材に対する接着に用いることが好適である。この場合、さらに高い接着耐久性を得ることが容易である。このようなさらに高い接着耐久性が得られる理由は定かではないが、本発明者らは以下のように推察している。まず、第一部材に無機酸化物が含まれる場合、無機酸化物の表面酸点によって第一部材の被着面近傍を酸性状態にできる。このため、接着材に配合された水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体のメルカプト基と、第一部材に含まれるポリアリールエーテルケトン樹脂のケトン基との反応が酸によってより促進されるためであると推察される。なお、第一部材に無機酸化物が含まれない場合においても、接着材側に、分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量や、無機酸化物を配合することにより同様の効果を得えられると考えられる。しかしながら、第一部材の被着面近傍をより確実に酸性状態にできる観点からは、第一部材に無機酸化物を配合し、かつ、接着材に水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体を配合した方が、高い接着耐久性を得る上では有利と推察される。
なお、水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体を含有する接着材と組み合わせるのに適したポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料に配合される無機酸化物としては公知の無機酸化物が利用できる。しかしながら、特に高い接着耐久性が得を得る観点からは、無機酸化物としては、シリカ、チタニア、シリカ-チタニア、シリカ-ジルコニアが好ましく、シリカが最も好ましい。
水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体においても、既述したように、重合性官能基は、重合速度や生体安全性の点から特に(メタ)アクリロイル基が好ましい。したがって、水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体としては、メルカプト基と(メタ)アクリロイル基とを含有する重合性単量体が好ましい。メルカプト基と(メタ)アクリロイル基とを含有する重合性単量体としては、p2型重合性単量体、p1h1型重合性単量体、p2h1a1型重合性単量体として先に例示したもののうち、(メタ)アクリロイル基を有する重合性単量体において、(メタ)アクリロイル基部分以外の部位の水素原子や水酸基をメルカプト基に置換した構造の重合性単量体を例示することができる。
水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体としては、分子内に1つ以上の重合性官能基と1つ以上のメルプト基とを有するものであれば、特に制限なく利用することができ、例えば、下記化合物I群~化合物IV群、化合物V、化合物VI群、化合物VII~IXに示すような遊離のメルカプト基を有する化合物が具体的に挙げられる。
なお、メルカプト基は、重合性単量体分子の互変異性により生成する基であってもよい。このような互変異性によって分子内にメルカプト基を生成する重合性単量体は、p1h1型重合性単量体であることが特に好ましい。具体例としては、分子内にSを有するp1h1型重合性単量体において、互変異性により分子中のメルカプト基以外の水素結合性官能基(たとえば、-OH、>NHなど)の水素原子が、分子内のSと結合してメルカプト基を生じる場合が挙げられる。このような重合性単量体も、接着材中においては、高い接着耐久性を得る上で上記に例示したような分子内に(恒久的に存在する)メルカプト基を有するp1h1型重合性単量体と同様に機能する。このような重合性単量体としては、例えば、下記一般式A1~A6に示すような化合物が挙げられる。
一般式A1~A6中、R1は水素原子またはメチル基である。また、R2は、炭素数1~12の2価の飽和炭化水素基、-CH2-C6H4-CH2-基、-(CH2)o-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-(CH2)p-基(但し、o及びpはそれぞれ1~5の整数である。)、又は-CH2CH2OCH2CH2-基である。
また、Zは、-OC(=O)-基、-OCH2-基、又は-OCH2-C6H4-基であり(但し、これらいずれのZ基においても、Z基中の右端の炭素原子は、上記一般式A1~A3、A6において不飽和結合を形成しかつZ基の右隣に位置する炭素原子に結合し、Z基中の左端の酸素原子は、上記一般式A1~A3、A6においてZ基の左隣にR2基に結合している。)。また、Z’は、-OC(=O)-基(但し、-OC(=O)-基の右端の炭素原子が、上記一般式A4~A5において不飽和結合を形成しかつZ’基の右隣に位置する不飽和炭素に結合し、-OC(=O)-基の左端の酸素原子が、上記一般式A4~A5においてZ’基の左隣に位置するR2基に結合している。)、-C6H4-基、又は結合手(ここで、基Z’が結合手の場合とは基R2と不飽和炭素が直接結合した状態をいう。)である。さらに、Yは、-S-、-O-、又は-N(R’)-(但し、R’は水素原子又は炭素数1~5のアルキル基である)である。
なお、一般式A1~A6に示す化合物は、いずれも互変異性によってメルカプト基が生じる前の状態について示したものである。ここで、一般式A1~A5においては、これら化合物中の部分構造“-NH-C(=S)-”が、互変異性より “-N=C(-SH)-”に変換されることにより、メルカプト基が生じる。また、一般式A6においては、この化合物中の部分構造“>P(=S)(-OH)”が、互変異性より “>P(-SH)(=O)”に変換されることにより、メルカプト基が生じる。
これら一般式A1~A6に示す互変異性によって分子内にメルカプト基を生成する重合性単量体としては、たとえば、下記化合物XI群~化合物XIIIに示す化合物が挙げられる。
また、本実施形態の接着材では、分子内にメルカプト基を生成する重合性単量体として、上述した互変異性により分子内にメルカプト基を生成する重合性単量体以外にも、何らかの刺激(他の物質との反応させる化学的刺激、光照射などの物理的刺激など)によって分子内にメルカプト基を生成する重合性単量体を用いることもできる。この場合、刺激は、本実施形態の接着材を使用する前に付与することができる。例えば、ジスルフィド結合は還元剤と反応させることによって切断され、メルカプト基が生成することが知られている。よって、本実施形態の接着材中に、(A)重合性単量体として、分子内にジスルフィド結合を有する重合性単量体が含まれる場合、接着材と還元剤とを接触あるいは混合させることができる。この場合、分子内にジスルフィド結合を有する重合性単量体中において、ジスルフィド結合が還元剤により切断されて、分子内にメルカプト基が生成する。すなわち、分子内にジスルフィド結合を有する重合性単量体は、化学的刺激(還元剤)により、水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体に変換される。
接着材と還元剤とを接触あるいは混合させる態様としては、接着性に悪影響を与えない範囲で適宜利用できるが、たとえば、a)接着材の使用前に分子内にジスルフィド結合を有する重合性単量体と還元剤を混合し、得られた混合物を被着体に塗布する第一態様、b)還元剤を含む組成物を被着面に塗付した後、さらに分子内にジスルフィド結合を有する重合性単量体を含有する接着材を塗付する第二態様、あるいは、c)分子内にジスルフィド結合を有する重合性単量体を含有する接着材を被着面に塗布した後、還元剤を含有する組成物(例えば、還元剤を含有する歯科用セメントなど)を接着材の上から圧着する第三態様、などが利用可能である。なお、これら3つの態様の中でも、接触あるいは混合後に、水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体を十分に生成させることが容易である観点から、第一態様が好ましい。
なお、分子内にジスルフィド結合を有する重合性単量体において、分子中に含まれる重合性官能基の数は1つ以上であれば特に限定されず、水素結合性官能基や芳香環は含まれていてもよく、含まれていなくてもよい。また、還元剤は、ジスルフィド結合を切断しうる物質であれば特に制限なく利用できる。
以上に説明した水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体、あるいは、互変異性もしくは刺激によって分子内にメルカプト基を生成する重合性単量体は、1種又は2種以上を組み合わせて、接着材に配合することもできる。
水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体として、遊離のメルカプト基を有する重合性単量体を配合した接着材では、接着材の貯蔵中に重合性官能基である二重結合への付加反応を起こすなどの保存安定性に特に注意しなければならない。この保存安定性の観点に着目すると、接着材には、互変異性あるいは刺激によってメルカプト基を生成する重合性単量体を配合することが好ましい。また、刺激によりメルカプト基が生成する重合性単量体を接着材に配合する場合、操作が煩雑になり易い上に、高い接着耐久性を得るために水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体が十分に生成されるよう使用方法に注意をしなければならないときがある。この操作性の観点に着目すると、接着材には、遊離のメルカプト基を有する重合性単量体、もしくは、互変異性によってメルカプト基を生成する重合性単量体を配合することが好ましい。よって、これらの点を総合すると、接着材には、互変異性によりメルカプト基を生成する重合性単量体を配合することが最も好ましい。
なお、(a)分子内に恒久的に存在するメルカプト基を有するp1h1型重合性単量体、および、(b)互変異性もしくは刺激によって分子内にメルカプト基が生成した後の状態のp1h1型重合性単量体におけるメルカプト基は、第一部材に含まれるポリアリールエーテルケトン樹脂のケトン基と反応することによって高い接着耐久性を有すると推定される。このため、(a)分子内に恒久的に存在するメルカプト基を有するp1h1型重合性単量体においてはメルカプト基周囲の立体障害が小さいことが好ましく、(b)互変異性もしくは刺激によって分子内にメルカプト基が生成した後の状態のp1h1型重合性単量体においては、メルカプト基が生成した後の部位の周囲の立体障害が小さいことが好ましい。ここで、メルカプト基(あるいはメルカプト基が生成する部位)と重合性官能基との距離が短い場合、接着材中に含まれる重合性単量体同士の重合反応により生成したポリマー主鎖近傍にメルカプト基(あるいはメルカプト基が生成する部位)が存在することになる。このため、立体障害が大きくなり、ポリアリールエーテルケトン樹脂のケトン基とメルカプト基との反応性が低下する虞がある。それゆえ、重合性官能基とメルカプト基(あるいはメルカプト基が生成する部位)との間にはスペーサー基が存在していることが好ましい。
この場合、一般式A1~A6においては、R2は、主鎖の原子数が4以上である、すなわち、炭素数4~12の2価の飽和炭化水素基、-CH2-C6H4-CH2-基、-(CH2)o-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-(CH2)p-基(但し、o及びpはそれぞれ1~5の整数である。)、又は-CH2CH2OCH2CH2-基であることが好ましい。さらに、主鎖の原子数が6以上である、すなわち、炭素数6~12の2価の飽和炭化水素基、-CH2-C6H4-CH2-基、-(CH2)o-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-(CH2)p-基(但し、o及びpはそれぞれ1~5の整数で、o+pが3以上である)であることがより好ましい。この中でも特に、R2は炭素数6~12の2価の飽和炭化水素基であることが好ましい。このような炭素数6~12の2価の飽和炭化水素基としては、例えば、1,6-ヘキシレン基、1,10-デカチレン基、1,11-ウンデカチレン基などが挙げられる。
互変異性によって分子内にメルカプト基を生成する重合性単量体を用いる場合、互変異性によってメルカプト基を生じ得る官能基としては、接着耐久性の観点からチオウラシル基であることがより好ましい。すなわち、一般式A1~A6の化合物において、一般式A1、A2の化合物であることがより好ましい。
水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体を接着材に配合する場合、全重合性単量体中における含有比率は特に限定されないが、含有比率は、0.005質量%~10質量%の範囲であることが好ましく、0.01質量%~5質量%の範囲であることがより好ましく、0.03質量%~1質量%の範囲であることが更に好ましい。これは、互変異性あるいは刺激によって分子内にメルカプト基を生成する重合性単量体を接着材に配合する場合も同様である。
含有比率を0.01質量%以上とすることにより、より高い接着耐久性を得ることが容易となる。また、含有比率を10質量%以下とすることより接着材の保存安定性が悪化するのをより確実に抑制できる。なお、接着材に配合された重合性単量体の重合性官能基がラジカル重合性官能基である場合に、接着材の重合性単量体がラジカル重合によって重合硬化するに際して、メルカプト基が連鎖移動剤として働きうる。このため、ラジカル重合の効率が低下し、特に接着初期において第一部材表面に塗布した接着材の層の強度が低下し、接着直後の接着性が低下する虞もある。しかしながら、含有比率を10質量%以下とすることより、このような接着直後の接着性の低下もより確実に抑制できる。
また、(A)重合性単量体としては、分子内に1つ以上の酸性基を少なくとも有する重合性単量体を用いることもできる。ここで、酸性基とは、ホスフィニコ基{=P(=O)OH}、ホスホノ基{-P(=O)(OH)2}、カルボキシル基{-C(=O)OH}、スルホ基(-SO3H)などの-OHを有する遊離の酸基のみならず、上記に例示した-OHを有する酸性基の2つが脱水縮合した酸無水物構造(例えば、-C(=O)-O-C(=O)-)、あるいは、上記に例示した-OHを有する酸性基の-OHがハロゲンに置換された酸ハロゲン化物基(例えば、-C(=O)Cl)などのように当該基を有する重合性単量体の水溶液または水懸濁液が酸性を示す基を意味する。酸性基は、pKaが5より小さいものが好ましい。分子内に1つ以上の酸性基を少なくとも有する重合性単量体は、酸性基中に水素結合性官能基である水酸基が1つ以上含まれるため、p1h1型重合性単量体の1種に分類される。なお、酸無水物構造および酸ハロゲン化物基は、接着材の使用時においては、系の水分と反応して容易に水酸基を一部に含む酸性基を生成する。このため、酸無水物構造あるいは酸ハロゲン化物基を含む重合性単量体も、接着材の機能という観点からp1h1型重合性単量体の1種に分類できる。よって、本願明細書においては、a)分子内に恒久的に存在する酸性基を有するタイプの重合性単量体、および、酸無水物構造あるいは酸ハロゲン化物基を有するタイプの重合性単量体の双方を、「分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量」と称する。
分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量体としては、具体的に例示すると、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルジハイドロジェンフォスフェート、ビス(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)ハイドロジェンホスフェート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニルハイドロジェンフォスフェート、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルジハイドロジェンフォスフェート、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルジハイドロジェンフォスフェート、ビス(6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシル)ハイドロジェンフォスフェート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチル2-ブロモエチルハイドロジェンフォスフェートなどの、分子内にホスフィニコオキシ基またはホスホノオキシ基を有する重合性単量体、ならびに、これらの酸無水物および酸ハロゲン化物が挙げられる。
また、(メタ)アクリル酸、N-(メタ)アクリロイルグリシン、N-(メタ)アクリロイルアスパラギン酸、N-(メタ)アクリロイル-5-アミノサリチル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンマレート、6-(メタ)アクリロイルオキシエチルナフタレン-1,2,6-トリカルボン酸、O-(メタ)アクリロイルチロシン、N-(メタ)アクリロイルチロシン、N-(メタ)アクリロイルフェニルアラニン、N-(メタ)アクリロイル-p-アミノ安息香酸、N-(メタ)アクリロイル-O-アミノ安息香酸、p-ビニル安息香酸、2-(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸、3-(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸、4-(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸、N-(メタ)アクリロイル-5-アミノサリチル酸、N-(メタ)アクリロイル-4-アミノサリチル酸などの、分子内に1つのカルボキシル基を有する重合性単量体、ならびに、これらの酸無水物および酸ハロゲン化物が挙げられる。
また、11-(メタ)アクリロイルオキシウンデカン-1,1-ジカルボン酸、10-(メタ)アクリロイルオキシデカン-1,1-ジカルボン酸、12-(メタ)アクリロイルオキシドデカン-1,1-ジカルボン酸、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキサン-1,1-ジカルボン酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチル-3’-メタクリロイルオキシ-2’-(3,4-ジカルボキシベンゾイルオキシ)プロピルサクシネート、1,4-ビス(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)ピロメリテート、N,o-ジ(メタ)アクリロイルチロシン、4-(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)トリメリテート、4-(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメリテート、4-(メタ)アクリロイルオキシブチルトリメリテート、4-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルトリメリテート、4-(メタ)アクリロイルオキシデシルトリメリテート、4-アクリロイルオキシブチルトリメリテート、6-(メタ)アクリロイルオキシエチルナフタレン-1,2,6-トリカルボン酸無水物、6-(メタ)アクリロイルオキシエチルナフタレン-2,3,6-トリカルボン酸無水物、4-(メタ)アクリロイルオキシエチルカルボニルプロピオノイル-1,8-ナフタル酸無水物、4-(メタ)アクリロイルオキシエチルナフタレン-1,8-トリカルボン酸無水物などの、分子内に複数のカルボキシル基あるいはその酸無水物基を有する重合性単量体、ならびに、これらの酸無水物および酸ハロゲン化物が挙げられる。
また、ビニルホスホン酸、p-ビニルベンゼンホスホン酸などの、分子内にホスホノ基を有する重合性単量体が挙げられる。
また、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、p-ビニルベンゼンスルホン酸、ビニルスルホン酸などの分子内にスルホ基を有する重合性単量体が挙げられる。
また、上記例示されたもの以外にも、既述した<a>p1h1型重合性単量体のうち単官能型の重合性単量体、および、<b>p1h1型重合性単量体のうち多官能型の重合性単量体として例示したもののうち、酸性基を含むものも好適に使用でき、また、特開昭54-11149号公報、特開昭58-140046号公報、特開昭59-15468号公報、特開昭58-173175号公報、特開昭61-293951号公報、特開平7-179401号公報、特開平8-208760号公報、特開平8-319209号公報、特開平10-236912号公報、特開平10-245525号公報などに開示されている接着材の成分として記載されている重合性単量体も好適に使用できる。
これらの分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量は単独で用いても、複数の種類のものを併用しても良いが、後述する(D)カップリング剤と組み合わせて用いることが特に好ましい。
また、接着材に用いる重合開始剤として、化学重合開始剤を用いる場合において、接着材に化学重合開始剤の一部の成分として第4周期の遷移金属化合物が用いられる場合も、分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量体を用いることが好適である。この場合、分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量体により接着材が酸性化されるため、化学重合開始剤として第4周期の遷移金属化合物と有機過酸化物とを少なくとも組み合わせて用いる場合に、これら物質同士の反応を活性化させることがより容易になる。なお、これらの化学重合開始剤を構成する各成分の詳細については後述する。
さらに、必要に応じて、上記に説明した各種の重合性単量体のいずれにも該当しない重合性単量体、すなわち、分子内に重合性官能基を1つのみ有し、かつ、水素結合性官能基、酸性基、芳香環、互変異性によりメルカプト基を生成する部分構造、還元剤等の刺激によりメルカプト基を生成する部分構造のいずれも有さない重合性単量体を用いてもよい。このような重合性単量体としては、たとえば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、グリシジルメタクリレート等のメタクリレート、及びこれらのメタクリレートに対応するアクリレート等の重合性単量体が挙げられる。
(B)重合開始剤
本実施形態の接着方法では、接着に際して、第一部材の表面と接着材とが接触すると、(A)重合性単量体を含む接着材が第一部材の表面に存在する微細な凹凸などに侵入し、その後、(A)重合性単量体が重合することによって、第一部材の表面と接着材との間に嵌合を形成し、均一で強固な接着材層が形成されると共に、第一部材の表面と接着材層との間も強固に接合される。そのため、接着材が重合開始剤を含まず、(A)重合性単量体を硬化させる事が出来ない場合、均一で強固な接着材層を形成する事が出来ない。ゆえに、本実施形態の接着材には、重合開始剤を構成する少なくとも一部の成分も配合される。重合開始剤としては、光重合開始剤、化学重合開始剤あるいは熱重合開始剤を用いることができ、2種類以上の重合開始剤を組み合わせて利用することもできる。
本実施形態の接着方法では、接着に際して、第一部材の表面と接着材とが接触すると、(A)重合性単量体を含む接着材が第一部材の表面に存在する微細な凹凸などに侵入し、その後、(A)重合性単量体が重合することによって、第一部材の表面と接着材との間に嵌合を形成し、均一で強固な接着材層が形成されると共に、第一部材の表面と接着材層との間も強固に接合される。そのため、接着材が重合開始剤を含まず、(A)重合性単量体を硬化させる事が出来ない場合、均一で強固な接着材層を形成する事が出来ない。ゆえに、本実施形態の接着材には、重合開始剤を構成する少なくとも一部の成分も配合される。重合開始剤としては、光重合開始剤、化学重合開始剤あるいは熱重合開始剤を用いることができ、2種類以上の重合開始剤を組み合わせて利用することもできる。
なお、接着材を硬化させる際に簡便に行う事が出来る観点からは、3種類の重合開始剤のうち、光重合開始剤および/または化学重合開始剤を用いることが好ましく、光重合開始剤が最も好ましい。以下にこれら3種類の重合開始剤についてより詳細に説明する。
光重合開始剤としては、公知の光重合開始剤が何ら制限なく使用できる。代表的な光重合開始剤としては、α-ジケトン類及び第三級アミン類の組み合わせ、アシルホスフィンオキサイド及び第三級アミン類の組み合わせ、チオキサントン類及び第三級アミン類の組み合わせ,α-アミノアセトフェノン類及び第三級アミン類の組み合わせ,アリールボレート類及び光酸発生剤類の組み合わせ等の光重合開始剤が挙げられる。
上記各種光重合開始剤に好適に使用される各種化合物を例示すると、α-ジケトン類としては、カンファーキノン、ベンジル、α-ナフチル、アセトナフテン、ナフトキノン、p,p'-ジメトキシベンジル、p,p'-ジクロロベンジルアセチル、1,2-フェナントレンキノン、1,4-フェナントレンキノン、3,4-フェナントレンキノン、9,10-フェナントレンキノン等が挙げられる。
三級アミンとしては、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、N,N-ジ-n-ブチルアニリン、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-ジメチル-m-トルイジン、p-ブロモ-N,N-ジメチルアニリン、m-クロロ-N,N-ジメチルアニリン、p-ジメチルアミノベンズアルデヒド、p-ジメチルアミノアセトフェノン、p-ジメチルアミノ安息香酸、p-ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p-ジメチルアミノ安息香酸アミルエステル、N,N-ジメチルアンスラニリックアシッドメチルエステル、N,N-ジヒドロキシエチルアニリン、N,N-ジヒドロキシエチル-p-トルイジン、p-ジメチルアミノフェネチルアルコール、p-ジメチルアミノスチルベン、N,N-ジメチル-3,5-キシリジン、4-ジメチルアミノピリジン、N,N-ジメチル-α-ナフチルアミン、N,N-ジメチル-β-ナフチルアミン、トリブチルアミン、トリプロピルアミン、トリエチルアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、N,N-ジメチルヘキシルアミン、N,N-ジメチルドデシルアミン、N,N-ジメチルステアリルアミン、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、2,2'-(n-ブチルイミノ)ジエタノール等が挙げられる。これらは、単独又は2種以上を配合して使用することができる。
アシルホスフィンオキサイド類としては、ベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,6-ジメトキシベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,6-ジクロロベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,3,5,6-テトラメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。
チオキサントン類としては、2-クロロチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン等が挙げられる。
α-アミノアセトフェノン類としては、2-ベンジル-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、2-ベンジル-ジエチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、2-ベンジル-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-プロパノン-1、2-ベンジル-ジエチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-プロパノン-1、2-ベンジル-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ペンタノン-1、2-ベンジル-ジエチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ペンタノン-1等が挙げられる。
上記光重合開始剤は単独で用いても、2種類以上のものを混合して用いても良い。
化学重合開始剤は、2成分以上からなり、使用直前に全成分が混合されることにより室温近辺で重合活性種を生じる重合開始剤である。このような化学重合開始剤としては、アミン化合物/有機過酸化物系のものが代表的である。
該アミン化合物を具体的に例示すると、N,N-ジメチル-p-トルイジン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエタノール-p-トルイジンなどの芳香族アミン化合物が例示される。
代表的な有機過酸化物としては、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステル、ジアリールパーオキサイドなどが挙げられる。
有機過酸化物を具体的に例示すると、ケトンパーオキサイド類としては、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルアセトアセテートパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド等が挙げられる。
パーオキシケタール類としては、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)3,3,5-トリメチルシクロヘキサノン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロデカン、2,2-ビス(t-ブチルパーオキシ)ブタン、n-ブチル4,4-ビス(t-ブチルパーオキシ)バレレート、2,2-ビス(4,4-ジ-t-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン等が挙げられる。
ハイドロパーオキサイド類としては、P-メタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t―ヘキシルハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
ジアルキルパーオキサイドとしては、α,α-ビス(t-ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルクミルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン-3等が挙げられる。
ジアシルパーオキサイド類としては、イソブチリルパーオキサイド、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、3,5,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアリルパーオキサイド、スクシニックアシッドパーオキサイド、m-トルオイルベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド類が挙げられる。
パーオキシジカーボネート類としては、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ-2-エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ-2-メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3-メチル-3-メトキシブチル)パーオキシジカーボネート等が挙げられる。
パーオキシエステル類としては、α,α-ビス(ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1-シクロヘキシル-1-メチルエチルパーオキシネオデカノエート、t-ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ヘキシルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシピバレート、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、2,5-ジメチル-2,5-ビス(2-エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、1-シクロヘキシル-1-メチルエチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシマレイックアシッド、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシラウレート、2,5-ジメチル-2,5-ビス(m-トルオイルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカーボネート、t-ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5-ジメチル-2,5ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシ-m-トルオイルベンゾエート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ビス(t-ブチルパーオキシ)イソフタレート等が挙げられる。
また、t-ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等も好適な有機過酸化物として使用できる。
使用する有機過酸化物は、適宜選択して使用すればよく、単独又は2種以上を組み合わせて用いても何等構わないが、中でもハイドロパーオキサイド類、ケトンパーオキサイド類、パーオキシエステル類及びジアシルパーオキサイド類が重合活性の点から特に好ましい。さらにこの中でも、接着材の保存安定性の点から10時間半減期温度が60℃以上の有機過酸化物を用いるのが好ましい。
該有機過酸化物と該アミン化合物からなる開始剤系にさらに、ベンゼンスルフィン酸やp-トルエンスルフィン酸及びその塩などのスルフィン酸を加えた系、5-ブチルバルビツール酸などのバルビツール酸系開始剤を配合しても何ら問題なく使用できる。
また、アリールボレート化合物が酸により分解してラジカルを生じることを利用した、アリールボレート化合物/酸性化合物系の重合開始剤を用いることもできる。
アリールボレート化合物は、分子中に少なくとも1個のホウ素-アリール結合を有する化合物であれば特に限定されず公知の化合物が使用できるが、その中でも、保存安定性を考慮すると、1分子中に3個または4個のホウ素-アリール結合を有するアリールボレート化合物を用いることが好ましく、さらには取り扱いや合成・入手の容易さから4個のホウ素-アリール結合を有するアリールボレート化合物がより好ましい。
1分子中に3個のホウ素-アリール結合を有するアリールボレート化合物として、モノアルキルトリフェニルホウ素、モノアルキルトリス(p-クロロフェニル)ホウ素、モノアルキルトリス(p-フルオロフェニル)ホウ素、モノアルキルトリス(3,5-ビストリフルオロメチル)フェニルホウ素、モノアルキルトリス[3,5-ビス(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-メトキシ-2-プロピル)フェニル]ホウ素、モノアルキルトリス(p-ニトロフェニル)ホウ素、モノアルキルトリス(m-ニトロフェニル)ホウ素、モノアルキルトリス(p-ブチルフェニル)ホウ素、モノアルキルトリス(m-ブチルフェニル)ホウ素、モノアルキルトリス(p-ブチルオキシフェニル)ホウ素、モノアルキルトリス(m-ブチルオキシフェニル)ホウ素、モノアルキルトリス(p-オクチルオキシフェニル)ホウ素、モノアルキルトリス(m-オクチルオキシフェニル)ホウ素(ただし、いずれの化合物においてもアルキルはn-ブチル、n-オクチル又はn-ドデシルのいずれかを示す)の、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、テトラブチルアンモニウム塩、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩、トリブチルアミン塩、トリエタノールアミン塩、メチルピリジニウム塩、エチルピリジニウム塩、ブチルピリジニウム塩、メチルキノリニウム塩、エチルキノリニウム塩又はブチルキノリニウム塩等を挙げることができる。
1分子中に4個のホウ素-アリール結合を有するアリールボレート化合物として、テトラフェニルホウ素、テトラキス(p-クロロフェニル)ホウ素、テトラキス(p-フルオロフェニル)ホウ素、テトラキス(3,5-ビストリフルオロメチル)フェニルホウ素、テトラキス[3,5-ビス(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-メトキシ-2-プロピル)フェニル]ホウ素、テトラキス(p-ニトロフェニル)ホウ素、テトラキス(m-ニトロフェニル)ホウ素、テトラキス(p-ブチルフェニル)ホウ素、テトラキス(m-ブチルフェニル)ホウ素、テトラキス(p-ブチルオキシフェニル)ホウ素、テトラキス(m-ブチルオキシフェニル)ホウ素、テトラキス(p-オクチルオキシフェニル)ホウ素、テトラキス(m-オクチルオキシフェニル)ホウ素〔ただし、いずれの化合物においてもアルキルはn-ブチル、n-オクチル又はn-ドデシルのいずれかを示す〕の、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、テトラブチルアンモニウム塩、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩、トリブチルアミン塩、トリエタノールアミン塩、メチルピリジニウム塩、エチルピリジニウム塩、ブチルピリジニウム塩、メチルキノリニウム塩、エチルキノリニウム塩又はブチルキノリニウム塩等を挙げることができる。
上記で例示した各種のアリールボレート化合物は2種以上を併用しても良い。
上述したアリールボレート化合物/酸性化合物系の重合開始剤に、更に有機過酸化物及び/又は遷移金属化合物を組み合わせて用いることも好適である。有機過酸化物としては前記した通りである。遷移金属化合物としては+IV価及び/又は+V価のバナジウム化合物が好適である。該+IV価及び/又は+V価のバナジウム化合物を具体的に例示すると、四酸化二バナジウム(IV)、酸化バナジウムアセチルアセトナート(IV)、シュウ酸バナジル(IV)、硫酸バナジル(IV)、オキソビス(1-フェニル-1,3-ブタンジオネート)バナジウム(IV)、ビス(マルトラート)オキソバナジウム(IV)、五酸化バナジウム(V)、メタバナジン酸ナトリウム(V)、メタバナジン酸アンモン(V)、等のバナジウム化合物が挙げられる。
また、遷移金属化合物/有機過酸化物系の化学重合開始剤も挙げられる。該遷移金属化合物を具体的に例示すると、例えば、四酸化二バナジウム(IV)、酸化バナジウムアセチルアセテート(IV)、シュウ酸バナジル(IV)、硫酸バナジル(IV)、オキソビス(1-フェニル-1,3-ブタンジオネート)バナジウム(IV)、ビス(マルトラート)オキソバナジウム(IV)、互酸化バナジウム(V)、メタバナジン酸ナトリウム(V)、メタバナジン酸アンモン(V)等のバナジウム化合物、ヨウ化スカンジウム(III)等のスカンジウム化合物、塩化チタン(IV)、チタニウム(IV)テトライソプロポキシド等のチタン化合物、塩化クロム(II)、塩化クロム(III)、クロム酸、クロム酸塩等のクロム化合物、酢酸マンガン(II)、ナフテン酸マンガン(II)等のマンガン化合物、酢酸鉄(II)、塩化鉄(II)、酢酸鉄(III)、塩化鉄(III)等の鉄化合物、酢酸コバルト(II)、ナフテン酸コバルト(II)等のコバルト化合物、塩化ニッケル(II)等のニッケル化合物、塩化銅(I)、臭化銅(I)、塩化銅(II)、酢酸銅(II)等の銅化合、塩化亜鉛(II)、酢酸亜鉛(II)等の亜鉛化合物が例示される。これらの遷移金属化合物の中でも、高い接着性が得られやすいことなどから、+IV価及び/又は+V価のバナジウム化合物を用いることが好ましい。有機過酸化物としては、例えば上記に例示したものが挙げられる。
また、化学重合開始剤としては、ラジカル重合性の化学重合開始剤として、酸化剤と還元剤とからなるレドックス反応を用いたものも好適に使用できる。たとえば、既述したアミン化合物/有機過酸化物系の化学重合開始剤も、酸化剤と還元剤とからなるレドックス反応を用いた化学重合開始剤の1種である。
レドックス反応を用いた化学重合開始剤の酸化剤としては、無機過酸化物、有機過酸化物が挙げられる。例えば、無機過酸化物としては、具体的には、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アルミニウム、過硫酸アンモニウム、塩素酸カリウム、臭素酸カリウム、過リン酸カリウムなどが挙げられる。また、有機過酸化物としては、既述したアミン化合物/有機過酸化物系の化学重合開始剤に用いられる有機過酸化物の中でも、接着材の保存安定性の点から下記に示す10時間半減期温度が60℃以上の有機過酸化物を好適に利用することができる。
すなわち、このような有機過酸化物としては、P-メタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、2,5-ジメチル-2,5-ビス(2-エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシマレイックアシッド、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシラウレート、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカーボネート、t-ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5-ジメチル-2,5ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ビス(t-ブチルパーオキシ)イソフタレート等のパーオキシエステル類、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、スクシニックアシッドパーオキサイド、m-トルオイルベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類が挙げられる。
また、t-ブチルトリメチルシリルパーオキサイドも10時間半減期温度が60℃以上の有機過酸化物として挙げられる。
レドックス反応の酸化剤として過酸化物を用いた化学重合開始剤の還元剤としては、例えば、アミン化合物、スルフィン酸化合物、チオ尿素化合物、オキシム化合物、遷移金属化合物などが挙げられる。
アミン化合物を具体的に例示すると、N,N-ジメチル-p-トルイジン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエタノール-p-トルイジンなどの芳香族アミン化合物が例示される。
スルフィン酸化合物としては、スルフィン酸化合物やその塩を用いる事が出来、具体例としては、p-トルエンスルフィン酸、p-トルエンスルフィン酸ナトリウム、p-トルエンスルフィン酸カリウム、p-トルエンスルフィン酸リチウム、p-トルエンスルフィン酸カルシウム、ベンゼンスルフィン酸、ベンゼンスルフィン酸ナトリウム、ベンゼンスルフィン酸カリウム、ベンゼンスルフィン酸リチウム、ベンゼンスルフィン酸カルシウム、2,4,6-トリメチルベンゼンスルフィン酸、2,4,6-トリメチルベンゼンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6-トリメチルベンゼンスルフィン酸カリウム、2,4,6-トリメチルベンゼンスルフィン酸リチウム、2,4,6-トリメチルベンゼンスルフィン酸カルシウム、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸カリウム、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸リチウム、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸カルシウム、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸カリウム、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸リチウム、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸カルシウム等が挙げられ、p-トルエンスルフィン酸ナトリウム、ベンゼンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸ナトリウムが好ましい。
チオ尿素化合物の例としては、チオ尿素、メチルチオ尿素、エチルチオ尿素、N,N’-ジメチルチオ尿素、N,N’-ジエチルチオ尿素、N,N’-ジ-n-プロピルチオ尿素、N,N’-ジシクロヘキシルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、トリエチルチオ尿素、トリ-n-プロピルチオ尿素、トリシクロヘキシルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素、テトラエチルチオ尿素、テトラ-n-プロピルチオ尿素、テトラシクロヘキシルチオ尿素、1-(2-ピリジル)-2-チオ尿素などが挙げられる。
オキシム化合物の例としては、メチルエチルケトンオキシム、メチルイソブチルケトンオキシム、アセトフェノンオキシム、P,P’-ジベンゾイルキノンジオキシムなどが挙げられる。
遷移金属化合物としては、特に第4周期の遷移金属化合物が好適に使用できる。第4周期の遷移金属化合物とは、周期表第4周期の3~12族の金属化合物であり、具体的には、スカンジウム(Sc)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)の各々の金属化合物である。なお、上記各遷移金属元素は、各々が複数の価数を取りうるが、安定に存在できる価数で還元剤として働きうるものであれば、本発明のプライマーもしくは歯科用硬化性組成物に配合可能である。このような化合物の代表的な具体例としては、四酸化二バナジウム(IV)、酸化バナジウムアセチルアセトナート(IV)、シュウ酸バナジル(IV)、硫酸バナジル(IV)、オキソビス(1-フェニル-1,3-ブタンジオネート)バナジウム(IV)、ビス(マルトラート)オキソバナジウム(IV)等の+IV価のバナジウム化合物、塩化クロム(II)等の+II価のクロム化合物、酢酸マンガン(II)、ナフテン酸マンガン(II)等の+II価のマンガン化合物、酢酸鉄(II)、塩化鉄(II)、硫酸鉄(II)等の+II価の鉄化合物、酢酸コバルト(II)、ナフテン酸コバルト(II)等の+IIコバルト化合物、ナフテン酸ニッケル、塩化ニッケル(II)等の+II価のニッケル化合物、塩化銅(I)、臭化銅(I)等の+I価の銅化合物等が挙げられる。
これらの酸化剤又は還元剤は、それぞれ2種以上のものを併用することができる。
また、熱重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、p-クロロベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等の過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、トリブチルボラン、トリブチルボラン部分酸化物、テトラフェニルホウ酸ナトリウム、テトラキス(p-フルオロフェニル)ホウ酸ナトリウム、テトラフェニルホウ酸トリエタノールアミン塩等のホウ素化合物、5-ブチルバルビツール酸、1-ベンジル-5-フェニルバルビツール酸等のバルビツール酸類、ベンゼンスルフィン酸ナトリウム、p-トルエンスルフィン酸ナトリウム等のスルフィン酸塩類等が挙げられる。
これら重合開始剤の接着材中の配合量は、(A)重合性単量体100質量部に対して、0.01~10質量部の範囲である事が好ましく、0.1~8質量部である事がより好ましい。重合開始剤量の配合量が0.01質量部未満では、特に接着直後において、接着材の硬化が不十分となり、接着材層の強度が低下する場合がある。一方、重合開始剤の配合量が10質量部を超える場合、未反応で残存した重合開始剤や反応した重合開始剤の残渣が多くなり、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む第一部材と接着材層との相互作用に悪影響を与え、特に長期的な接着性を低下させる要因となりうる虞がある。
なお、本実施形態の接着材には、重合開始剤を構成する少なくとも一部の成分が配合される。この場合、a)接着材に、重合開始剤を構成する一部の成分のみが配合される第一態様、および、b)接着材に、重合開始剤を構成する全成分が配合される第二態様、のいずれかを選択できる。
第一態様および第二態様のいずれを選択するかは、接着方法、接着に用いる第一部材等の接着対象物の組成・形状、使用する重合開始剤の種類・組成など、接着する際の諸条件に応じて適宜選択できる。しかしながら、重合開始剤として光重合開始剤あるいは熱重合開始剤を用いる場合は、通常、第二態様を採用することが好ましい。一方、重合開始剤として化学重合開始剤を用いる場合は、第一態様および第二態様のいずれかを適宜採用すればよい。
ここで、(A)重合開始剤として少なくとも化学重合開始剤を用いる場合において、第二態様を採用したときは、本実施形態の接着材は、化学重合開始剤を構成する一部の成分(第一成分)を含む第一材と、化学重合開始剤を構成する残余の成分(第二成分)を含む第二材とを含む。すなわち、第一材および第二材を含む接着材全体には、化学重合開始剤の全成分が含まれる。この場合、接着材を使用する直前に第一材と第二材とが混合される。また、化学重合開始剤以外の接着材を構成する各成分は、第一材と第二材とに適宜分配して配合される。たとえば、化学重合開始剤以外の接着材を構成する各成分を、第一材と第二材とに等量づつ配合することができる。
また、(A)重合開始剤として少なくとも化学重合開始剤を用いる場合において、第一態様を採用したときは、本実施形態の接着材として、(A)重合性単量体と、化学重合開始剤を構成する一部の成分(第一成分)とを含む接着材が用いられる。また、化学重合開始剤を構成する残余の成分(第二成分)は、重合補助材に配合される。この場合、接着材と、重合補助材とを接触させる接触工程を実施すればよい。接触工程を実施することで、接着材に含まれる(A)重合性単量体の重合反応が開始され、硬化工程が開始され、進行する。なお、「接着材と、重合補助材とを接触させる」とは、(i)接着材と、重合補助材とが各々層を成して積層されるように接触する場合のみならず、(ii)互いが混合されるような場合も意味する。但し、通常は、接着材と、重合補助材とが各々層を成して積層されるように接触させることが特に好ましい。また、接着材と、重合補助材とを混合させる場合、重合補助材としては重合性単量体を含まない組成物が用いられる。
ここで、接触工程は、接着材と重合補助材とが接触できるのであれば如何様な形態で実施してもよいが、たとえば、第一部材などの被着物に接着材を付与した後、さらにその上に重合補助材を付与することで実施してもよく、第一部材などの被着物に付与する前に、接着材と重合補助材とを十分に混合することで実施してもよい。接触工程としてどのような形態を採用するかは、化学重合開始剤の反応性や、接着材に含まれる第一成分および重合補助材に含まれる第二成分の濃度、接着に用いる被着物の形状・サイズ・用途等、用途に応じて決定される接着材の硬化時間などを考慮して適宜選択できる。なお、接触工程において接着材と重合補助材とを十分に混合する場合、接着材付与工程は、接着材と重合補助材との混合物を第一部材の表面に付与することで実施され、硬化工程は、接着材と重合補助材との混合物を硬化させることで実施される。
また、第一部材と硬化性第二部材との接着を行う場合、重合補助材は、硬化性第二部材の機能も有していてもよい。硬化性第二部材の機能も備えた重合補助材としては、たとえば、接着材を硬化させるための化学重合開始剤を構成する残余の成分に加えて、重合性単量体や重合補助材自体を硬化させるための重合開始剤などを含む組成物を利用することができる。この場合、接着材と硬化性第二部材の機能も備えた重合補助材とを接触させることで、接着材層を介して第一部材と第二部材(硬化性第二部材の機能も備えた重合補助材の硬化物)とを接着できる。また、第三部材をさらに用いる場合は、第一部材と第三部材とを、接着材層および第二部材層(硬化性第二部材の機能も備えた重合補助材が硬化した層)を介して接着できる。この場合、接着部分は、第一部材、接着材層、第二部材層、第三部材の順に積層された層構造を有する。
なお、接触工程において、(i)接着材と、重合補助材とが各々層を成して積層されるように接触させる場合、重合補助材の組成は化学重合開始剤を構成する残余の成分を含むものであれば、その他の成分は特に制限されない。その他の成分としては、たとえば、重合性単量体、溶媒、充填材、熱重合開始剤、光重合開始剤、顔料などが挙げられる。これらのその他の成分は、本実施形態の接着材に利用可能な材料も含め、公知の材料が適宜利用できる。また、重合補助材を硬化性第二部材としても利用する場合は、化学重合開始剤を構成する残余の成分と重合性単量体とが少なくとも含まれ、さらに充填材が含まれることが好ましい。また、接触工程において、(ii)接着材と、重合補助材とが混合される場合、既述したように、重合補助材としては重合性単量体を含まない組成物が用いられる。このような重合補助材としては、たとえば、化学重合開始剤を構成する残余の成分(第二成分)と、揮発性溶媒とを含む組成物や、当該組成物にバインダー樹脂などの増粘材をさらに加えた組成物などが挙げられる。
また、化学重合開始剤としてレドッックス反応を用いた化学重合開始剤を例に挙げれば、接着材に酸化剤が含まれ、重合補助材に還元剤が含まれてもよく、その逆であってもよい。しかしながら、より高い接着性が得られる観点からは、接着材に還元剤が含まれ、重合補助材に酸化剤が含まれることが好ましい。この原因は詳しく分かっていないが、接着材に還元剤を配合することによって、この接着材をポリアリールエーテルケトン樹脂を含む第一部材の表面に付与した際に、接着材中の還元剤がポリアリールエーテルケトン樹脂に作用し、そのカルボニル基の一部を還元することで、2つのアリーレン基と水酸基と水素原子を置換基として有する炭素原子とが第一部材の表面に生成する。このような2つのアリーレン基、水酸基、および、水素原子を置換基として有する炭素原子上には、水素引き抜きによって容易にラジカルが発生するため、重合補助材と接触・混合した接着材が重合硬化する際に、第一部材表面に生成した水酸基に隣接する炭素原子と積層した(A)重合性単量体との間に、結合を形成する。その結果、接着性が向上すると推察している。
また、接着材に配合する還元剤は、化学重合開始剤としての活性の高さや接着材が重合補助材と接触する直前まで可能な限り高い流動性を保っていることや保存安定性などのバランスから、第4周期の遷移金属化合物を配合する事が好ましく、+IV価のバナジウム化合物である事がさらに好ましい。
なお、接着材に第4周期の遷移金属化合物を使用する場合、接着材にアミン化合物を配合すると、アミン化合物を配合しないときと比較して接着強さ向上効果が若干低下することから、接着材にアミン化合物を配合しないことが好ましい。これは、アミン化合物が第4周期の遷移金属化合物中の遷移金属に配位し、該第4周期の遷移金属化合物の活性を低下させているためと予想される。
(C)揮発性溶媒
本実施形態の接着材には、通常、揮発性溶媒がさらに配合されることが好ましい。揮発性溶媒を含有する接着材は、その粘度が低くなる。このため、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む第一部材表面の微細な凹凸に接着材が侵入しやすくなり、且つ均一な接着材層を形成する上でも有利でとなる。また、(A)重合性単量体が溶媒中を移動することにより、p1h1型重合性単量体中の水素結合性官能基がポリアリールエーテルケトン樹脂と相互作用を形成するためにふさわしい位置に移動しやすくなるため、ポリアリールエーテルケトン樹脂と接着材層との相互作用がより強くなりうる。これは、(A)重合性単量体として、さらにp2h1a1型重合性単量体を用いる場合も同様である。すなわち、揮発性溶媒は、p2h1a1型重合性単量体中の芳香環がポリアリールエーテルケトン樹脂と相互作用を形成するためにふさわしい位置に移動するのを促進できる。
本実施形態の接着材には、通常、揮発性溶媒がさらに配合されることが好ましい。揮発性溶媒を含有する接着材は、その粘度が低くなる。このため、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む第一部材表面の微細な凹凸に接着材が侵入しやすくなり、且つ均一な接着材層を形成する上でも有利でとなる。また、(A)重合性単量体が溶媒中を移動することにより、p1h1型重合性単量体中の水素結合性官能基がポリアリールエーテルケトン樹脂と相互作用を形成するためにふさわしい位置に移動しやすくなるため、ポリアリールエーテルケトン樹脂と接着材層との相互作用がより強くなりうる。これは、(A)重合性単量体として、さらにp2h1a1型重合性単量体を用いる場合も同様である。すなわち、揮発性溶媒は、p2h1a1型重合性単量体中の芳香環がポリアリールエーテルケトン樹脂と相互作用を形成するためにふさわしい位置に移動するのを促進できる。
ここで、溶媒は、接着材を含む塗膜層へ流動性を与えるという役割を果たした後は系から取り除かれる事が好ましく、揮発性である必要がある。本願明細書において、「揮発性溶媒」とは20℃における蒸気圧が1.0KPa以上であることを言う。ただし、揮発性溶媒は十分に揮発して接着材層に残留して悪影響を与えない事が好ましいため、20℃における蒸気圧は2.0KPa以上である事がより好ましく、5.0KPa以上である事が更に好ましい。一方、揮発性溶媒の揮発が速すぎる場合には、p1h1型重合性単量体中の水素結合性官能基や、必要に応じて用いられるp2h1a1型重合性単量体中の芳香環がポリアリールエーテルケトン樹脂と相互作用を形成するためにふさわしい位置へ移動するのを促進する効果が得られにくくなる。そのため、揮発性溶媒の20℃における蒸気圧は60KPa以下である事が好ましく、50KPa以下である事が更に好ましい。また、揮発性溶媒の沸点は特に限定されないが、沸点が低い方が接着材を第一部材の表面に塗布した後に取り除きやすいことから、揮発性溶媒の760mmHgでの沸点は100℃以下である事が好ましく、80℃以下である事がさらに好ましい。
また、揮発性溶媒を使用する効果としては、第一部材の表面に接着材を塗布する際により塗布しやすくなり、取り扱いがより容易となることが挙げられる。
揮発性溶媒は、ケトン基を有する事が好ましい。ケトン基を有する揮発性溶媒を用いることによって、第一部材と接着材との親和性が向上し、接着材が第一部材表面の微細な凹凸に侵入しやすくなり、第一部材と接着材層の相互作用がより強くなり、接着性が向上する。
揮発性溶媒は非プロトン性である事が好ましい。プロトン性である場合、揮発性溶媒から供与されたプロトンとポリアリールエーテルケトン樹脂のカルボニル基の相互作用により、接着材に含まれるp1h1型重合性単量体の水素結合性官能基とポリアリールエーテルケトン樹脂のカルボニル基の相互作用を阻害される。その結果、第一部材と接着材層との相互作用がより弱くなり、接着性向上の効果が限定的なものとなる場合がある。
使用できる揮発性溶媒としては、例えば、非プロトン性のものとしては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルn-プロピルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ペンタン、ヘキサン、トルエン、酢酸エチルのような非アルコール系溶媒などが、プロトン性のものとしては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノールといったアルコール系溶媒、水などが挙げられる。
これらの揮発性溶媒は単独で使用しても良いし、均一に混合できる場合には複数を混合しても良い。これらの揮発性溶媒の中でも、ケトン基を有する非プロトン性溶媒であり、且つ生体安全性などの点から、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルn-プロピルケトン、メチルイソブチルケトンがより好ましく、アセトンが最も好ましい。
なお、これらの揮発性溶媒は、本実施形態の接着材を第一部材に塗布後、該接着材を硬化させる前に、エアブロー等によって除去される。
揮発性溶媒の配合量は、特に制限されるものではないが、(A)重合性単量体100質量部に対して10質量部から3000質量部の範囲で、本実施形態の接着材の用途に応じて適宜選択されることが好ましい。しかしながら、特に低い粘度が要求されない用途で本実施形態の接着材を用いる場合、揮発性溶媒の配合量は、(A)重合性単量体100質量部に対して10質量部から500質量部の範囲が好ましく、20質量部から400質量部の範囲が好ましく、50質量部から300質量部の範囲が最も好ましい。揮発性溶媒の配合量を10質量部以上とすることで、接着材の粘度を十分に低くできる。このため、第一部材表面の微細な凹凸に接着材を侵入させることがより容易になる上に、均一な接着材層を形成する効果もより得られ易い。また、重合性単量体が溶媒中を移動してポリアリールエーテルケトン樹脂材料と相互作用するために適切な位置に移動する効果もより得られ易い。また、揮発性溶媒の配合量を500質量部以下とすることにより、接着材中における(A)重合性単量体の相対的割合を大きくできる。その結果、第一部材表面に接着材を塗布した際に第一部材表面に十分な量の(A)重合性単量体を存在させることができる。それゆえ、均一で強固な接着材層をより確実に形成でき、かつ、高い接着性をより確実に得ることができる。
なお、接着材には、揮発性溶媒と共に、20℃における蒸気圧が1.0KPa未満の揮発性が低い溶媒を配合しても良い。ただし、接着材に揮発性が低い溶媒が多量に含まれる場合、第一部材に含まれるポリアリールエーテルケトン樹脂と接着材の(A)重合性単量体の相互作用が阻害されたり、接着材の(A)重合性単量体の重合硬化が阻害されることにより、接着性が低下する虞がある。そのため、接着材に配合される揮発性が低い溶媒は、揮発性溶媒の配合量に対して10質量%以下である事が好ましく、1質量%以下である事が更に好ましく、0.1質量%以下である事が最も好ましい。
(D)カップリング剤
本実施形態の接着材には、必要に応じて、無機化合物と反応する1つ以上の第一反応性基と、有機化合物と反応する1つ以上の第二反応性基とを少なくとも有するカップリング剤がさらに配合されていてもよい。特に、第一部材の少なくとも被着面近傍部分あるいは第一部材全体が、ポリアリールエーテルケトン樹脂と無機酸化物などの無機化合物とを含むポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料を用いて作製されている場合において、カップリング剤を用いることが好ましい。なお、カップリング剤を配合した接着材を用いた接着に好適な第一部材の材料組成の詳細については後述する。
本実施形態の接着材には、必要に応じて、無機化合物と反応する1つ以上の第一反応性基と、有機化合物と反応する1つ以上の第二反応性基とを少なくとも有するカップリング剤がさらに配合されていてもよい。特に、第一部材の少なくとも被着面近傍部分あるいは第一部材全体が、ポリアリールエーテルケトン樹脂と無機酸化物などの無機化合物とを含むポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料を用いて作製されている場合において、カップリング剤を用いることが好ましい。なお、カップリング剤を配合した接着材を用いた接着に好適な第一部材の材料組成の詳細については後述する。
第一部材が無機化合物を含む場合、カップリング剤を含む接着材は、カップリング剤含まない接着材と比べて、第一部材に対してより高い接着性を得ることができる。
カップリング剤としては公知のものが制限なく使用でき、一般的なものとして、下記一般式(I)に示される構造を有する物質が挙げられる。
一般式(I)中、Mは、金属元素および半金属元素からなる群より選択される元素であり、Xは、第一反応性基であり、かつ、(a)水酸基、および、(b)加水分解によって元素Mに対して水酸基が直接結合するM-OH構造を形成する官能基からなる群より選択される反応性基であり、Yは、第二反応性基であり、Zは、有機化合物および無機化合物のいずれとも反応しない非反応性の官能基である。また、mは1以上の整数であり、nは1以上の整数であり、lは0または1以上の整数であり、m+n+lは、元素Mの原子価と同一の整数である。
カップリング剤としては、例えば一般式(I)中の元素Mが珪素であるシランカップリング剤、チタンであるチタネート系カップリング剤、アルミニウムであるアルミネート系カップリング剤、ジルコニウムであるジルコネート系カップリング剤などがあるが、接着性及び取扱い性の観点から特にシランカップリング剤が好適である。
一般式(I)中の第一反応性基Xは、(a)水酸基(OH)、あるいは、(b)加水分解によって元素Mに対して水酸基(OH)が直接結合するM-OH構造を生成する官能基である。(b)に示す官能基としては、アルコキシ基、アクリロキシ基、ハロゲノ基、アミノ基などを例示する事が出来る。(a)に示す水酸基により形成されるM-OH構造、あるいは、(b)に示す官能基の加水分解により生成するM-OHの構造がポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料中の無機酸化物と反応することによって、接着性が得られると推測される。一般式(I)中の第一反応性基Xは、その保存安定性の観点から、保管中にはM-OH構造が少なく、使用直前に例えば酸性化合物と混合することによって加水分解が進行し元素Mに水酸基(OH)が直接結合するM-OH構造を多数生成する官能基である事が好ましく、このような官能基としては、例えば、アルコキシ基、アクリロキシ基などが挙げられる。保存中に水酸基が多量に生成した場合、この水酸基同士の縮合反応が起こり、接着材がゲル化してしまうなど、長期間保管できない虞がある。そのため、Xはアルコキシ基、アクリロキシ基などの官能基であることが好ましく、取扱いが容易などの点から炭素数1~5のアルコキシ基であること、すなわち第一反応性基XがOR(Rは炭素数1~5のアルキル基)であることがより好ましく、特にメトキシ基、エトキシ基またはプロポキシ基であることが更に好ましい。
一般式(I)中の第二反応性基Yは重合性官能基を含む官能基であり、この官能基によってカップリング剤と接着材に含まれる(A)重合性単量体との間に結合を形成し、均一で強固な接着材の層を形成し、接着性が向上する。第二反応性基Yが有する重合性官能基は生体毒性の低さや重合活性の高さなどの点からラジカル重合性官能基が好ましい。該ラジカル重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等のなどの官能基が挙げられるが、重合速度や生体安全性の点から特に(メタ)アクリロイル基が好ましい。
一般式(I)中のZは、有機化合物および無機化合物のいずれとも反応しない非反応性の官能基である限りいかなる官能基であっても良く、例えば、水素原子、アルキル基、アリール基などが挙げられる。
一般式(I)中のm、n、lはそれぞれ、官能基X、Y、Zの数を表す。そのため、m+n+lは元素Mの原子価と一致する。また、第一反応性基X及び第二反応性基Yは、ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料を含む第一部材との接着性をさらに向上させるためには必須の官能基であるため、m、nはそれぞれ独立に1以上の整数である。一方、官能基Zは上述した接着性向上効果を得るために必ずしも必須である官能基ではないため、lは0もしくは1以上の整数である。第一反応性基Xはポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料と接着材との間の結合の強さに、第二反応性基Yは接着材の層の強度に強く関ってくる。このため、m、nの数が大きい方がポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料と接着材との相互作用がより強固なものとなり、より高い接着性が得られる。そのため、lは0または1であることが好ましく、0である事がより好ましい。また、第一反応性基Xに由来するM-OH構造によるポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料と接着材との間の結合の強さが特に接着性に強く影響することから、mは2以上である事が特に好ましい。すなわち、例えば元素Mが原子価が4の珪素であるシランカップリング剤の場合、m=3、n=1、l=0の組み合わせ、m=2、n=2、l=0の組み合わせ、あるいは、m=2、n=1、l=1の組み合わせが好ましく、m=3、n=1、l=0の組み合わせ、または、m=2、n=2、l=0の組み合わせがさらに好ましく、m=3、n=1、l=0の組み合わせが特に好ましい。
なお、カップリング剤は、上記一般式(I)に示す化合物以外にも、2つ以上の一般式(I)に示す化合物が、シロキサン結合で繋がっている化合物、あるいは、アルキレン基などのその他の官能基を介して繋がっている化合物であっても使用可能である。
好適なカップリング剤として、一般式(II)に示すものが挙げられる。
ここで、一般式(II)中、Mは、一般式(I)に示す場合と同様に金属元素および半金属元素からなる群より選択される元素を、R1は炭素数1~5のアルキル基を、R2はアルキレン基、アリーレン基、アルキレンアリーレン基、アリーレンアルキレン基のいずれかを表す(ただし、これらの官能基には、ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料を含む第一部材との接着性を向上させる効果を著しく阻害しない限り、側鎖としていかなる官能基を有していても良いが、例えば水素原子、アルキル基、ヒドロキシル基、アミノ基などが挙げられる。また、該官能基がエーテル結合、エステル結合、アミド結合、アミノ基などを介して複数つながったものでもよい。)。また、R3は水素原子またはメチル基を、Zは水素原子または炭素数1~5のアルキル基を表す。また、m、n、lはそれぞれ官能基の数を表しており、m、nはそれぞれ独立に1以上の整数、lは0もしくは1以上の整数である。m+n+lは元素Mの原子価と一致する。なお、R1はメチル基またはエチル基であることがより好ましい。R2は主鎖の炭素数が1~15のアルキレン基または主鎖の炭素数が6~20のアリーレン基、アルキレンアリーレン基、アリーレンアルキレン基であることがより好ましい。Zは水素原子またはメチル基であることがより好ましい。lは0であることがより好ましい。なお、アルキレンアリーレン基は、一般式(II)中、アルキレン基部分が酸素原子に、アリーレン基部分が元素Mに結合する基であり、アリーレンアルキレン基は、アリーレン基部分が酸素原子に、アルキレン基部分が元素Mに結合する基である。これは以下に示す一般式(III)においても同様である。
一般式(II)中の元素Mは、上述のように珪素であることが好ましく、このようなカップリング剤は下記の一般式(III)のように表すことができる。
ここで、一般式(III)中、R1は炭素数1~5のアルキル基を、R2はアルキレン基、アリーレン基、アルキレンアリーレン基、アリーレンアルキレン基のいずれかを表す(ただし、これらの官能基には、ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料を含む第一部材との接着性を向上させる効果を著しく阻害しない限り、側鎖としていかなる官能基を有していても良いが、例えば水素原子、アルキル基、ヒドロキシル基、アミノ基などが挙げられる。また、該官能基がエーテル結合、エステル結合、アミド結合、アミノ基などを介して複数つながったものでもよい。)。また、R3は水素原子またはメチル基を、Zは水素原子または炭素数1~5のアルキル基を表す。また、また、m、n、lはそれぞれ官能基の数を表しており、m、nはそれぞれ独立に1以上の整数、lは0もしくは1以上の整数である。m+n+l=4である。なお、R1はメチル基、エチル基またはプロピル基であることがより好ましい。R2は主鎖の炭素数が1~15のアルキレン基または主鎖の炭素数が6~20のアリーレン基、アルキレンアリーレン基、アリーレンアルキレン基であることがより好ましい。Zは水素原子またはメチル基であることがより好ましい。m、n、lは、m=3、n=1、l=0の組み合わせ、m=2、n=2、l=0の組み合わせ、あるいは、m=2、n=1、l=1の組み合わせが好ましく、m=3、n=1、l=0の組み合わせがより好ましい。
好適に使用されるカップリング剤としては、例えばシランカップリング剤を例示すると、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-メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリイソプロピルシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリス(メトキシエトキシ)シラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、ω-メタクリロイルオキシデシルトリメトキシシラン、(メタクリロキシメチル)メチルジメトキシシラン、(メタクリロキシメチル)メチルジエトキシシラン、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、O-(メタクリロイルオキシエチル)-N-(トリエトキシシリルプロピル)カルバメート、N-(3-メタクリロイル-2-ヒドロキシプロピル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-(n-メタクリロイルオキシフェニル)プロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン、3-(3-メトキシ-4-メタクリロイルオキシフェニル)プロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
上記のカップリング剤は1種又は2種以上を組み合わせて使用することもできる。
カップリング剤の配合量は特に制限されないが、カップリング剤および(A)重合性単量体の総量100質量部に対して、1~30質量部の範囲が好ましく、2~20質量部の範囲がより好ましく、3~10質量部の範囲が更に好ましい。カップリング剤の配合量を1~30質量部の範囲内とすることにより、ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料が含まれる第一部材に対する接着性をより向上させることができる。この理由は、カップリング剤の配合量を1質量部以上とすることにより、第一部材表面に存在する無機化合物と、カップリング剤との間で十分な結合が形成し易くなるためである。これに加えて、カップリング剤の配合量を30質量部以下とすることで、第一部材表面に存在する無機化合物近傍において過剰なカップリング剤がM-OH構造同士で脱水縮合した脆弱な層が形成されるのを抑制できるためである。
カップリング剤として、一般式(I)中の第一反応性基Xが、加水分解によって元素Mに水酸基(OH)が直接結合するM-OH構造を生成する官能基を使用する場合、(A)重合性単量体として分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量体を使用することもまた好ましい。分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量体を使用することによって、カップリング剤の加水分解反応を促進し効率的にM-OH構造を生成する事が可能となる。その結果、ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料に含まれる無機化合物との間の反応がより進行し、接着性が向上する。
ただし、分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量体を接着材に配合する場合、分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量体とカップリング剤とを同一の包装にて保管をしても良いが、保存安定性の観点から、カップリング剤を含む接着材成分と、分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量体を含む接着材成分とを、別々に包装して保管することが好ましい。これは、カップリング剤と分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量体とを混合した状態で保管した場合、保管中に、加水分解によって元素Mに水酸基(OH)が直接結合するM-OH構造を生成する官能基の加水分解反応が進行してしまうためである。この場合、保存安定性が高いという上記官能基の利点が得られにくくなる。
カップリング剤を用いる場合における分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量の配合量は、全重合性単量体100質量部に対して1~40質量部が好ましく、5~20質量部がより好ましい。分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量体の配合量を1質量%以上とすることにより、カップリング剤中の第一反応性基X(加水分解によりM-OH構造を生成する官能基)の加水分解が十分に促進でき、高い接着性をより確実に得ることができる。また、分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量体の配合量を40質量部以下とすることにより、接着材の吸水性が必要以上に高くなるのを抑制できる。それゆえ、接着材を湿潤な環境(たとえば、口腔内など)で使用しても、接着材層が過度に吸水して劣化が生じ難くなるので、特に長期的な接着性の低下をより確実に抑制できる。
また、本実施形態の接着材には、必須成分としてp1h1型重合性単量体が用いられる。このため一般式(I)~(III)に示すカップリング剤をさらに用いた場合、カップリング剤の第一反応性基Xが水酸基である場合は、この水酸基を含むM-OH構造と、p1h1型重合性単量体の水素結合性官能基とが相互作用することで接着材層の結合強度を向上させる効果があると推察される。また、カップリング剤の第一反応性基Xが加水分解によってM-OH構造を形成する官能基である場合は、この官能基の加水分解により生じたM-OH構造と、p1h1型重合性単量体の水素結合性官能基とが相互作用することで接着材層の結合強度を向上させる効果があると推察される。すなわち、これらの作用によって、より高い接着性が得られると期待される。
(E)その他の成分
本実施形態の接着材には、必要に応じて充填材を含有させても良い。充填材は特に制限無く公知の無機充填材、有機充填材、有機無機複合充填材などが利用できる。充填材を含有することにより、第一部材の表面に存在する微細な凹凸に侵入した接着材の強度が高まり、第一部材と接着材層の相互作用がより強くなり、高い接着性が得られやすくなる。
本実施形態の接着材には、必要に応じて充填材を含有させても良い。充填材は特に制限無く公知の無機充填材、有機充填材、有機無機複合充填材などが利用できる。充填材を含有することにより、第一部材の表面に存在する微細な凹凸に侵入した接着材の強度が高まり、第一部材と接着材層の相互作用がより強くなり、高い接着性が得られやすくなる。
無機充填材の例としては、石英、シリカ、シリカ-アルミナ、シリカ-チタニア、シリカ-ジルコニア、ランタンガラス、バリウムガラス、ストロンチウムガラス、フルオロアルミノシリケートガラスなどが挙げられる。なお、これら無機充填材を使用する場合は、シランカップリング処理されたものが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、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、ヘキサメチルジシラザン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリアセトキシシラン、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-メタクロイルオキシプロピルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、γ-クロロプロピルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、11-メタクリロイルオキシウンデシルトリメトキシシラン、11-メタクリロイルオキシウンデシルメチルジメトキシシランなどが挙げられる。
有機充填材の例としては、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルメタクリレート-ポリエチルメタクリレート共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、アクリロニトリル-スチレン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体などの有機高分子からなる粒子が挙げられる。
有機無機複合充填材の例としては、前述の無機粒子と重合性単量体を混合した後、重合させ、粉砕して得られる粒状の有機無機複合充填材が挙げられる。
一方で、接着材が充填材を多量に含有していると、接着材の粘度が高くなり接着性が低下する傾向にある。これに加えて、接着材に含まれるp1h1型重合性単量体の水素結合性官能基とポリアリールエーテルケトン樹脂のカルボニル基との相互作用が得られにくくなり、接着性が低下してしまう場合もある。これは、接着材に、さらにp2h1a1型重合性単量体が含まれる場合も同様である。p2h1a1型重合性単量体の芳香環とポリアリールエーテルケトン樹脂の芳香環との相互作用が得られにくくなるためである。そのため、充填材の接着材への添加量は、(A)重合性単量体100質量部に対して400質量部以下が好ましく、100質量部以下がより好ましく、50質量部以下がより好ましく、20質量部以下がより好ましく、10質量部以下がより好ましい。
上記充填材の粒径や形状は特に制限されないが、均一な接着材層を形成する観点から、粒径が小さいことが好ましい。充填材の粒径としては、透過型電子顕微鏡で測定した任意の100粒の平均一次粒径が100μm以下である事が好ましく、0.01~10μmがより好ましく、0.01μm~1μmが更に好ましい。
また、接着材には、必要に応じて重合禁止剤、重合抑制剤、染料、顔料、香料など(A)~(D)に示した成分以外の成分が含まれていても良い。
<接着材の諸物性および製造方法>
本実施形態の接着材を用いて接着を行う場合、接着材が、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む第一部材の表面に存在する微細な凹凸に侵入することが、高い接着性を得るために重要である。加えて、ポリアリールエーテルケトン樹脂の官能基と接着材の(A)重合性単量体の官能基とが相互作用する事も高い接着性を得るために重要である。そのため、接着材は第一部材の表面に塗布する際に、低粘度であることがより好ましい。接着材の粘度が低ければ、接着材は第一部材の表面に存在する微細な凹凸に侵入しやすくなる。
本実施形態の接着材を用いて接着を行う場合、接着材が、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む第一部材の表面に存在する微細な凹凸に侵入することが、高い接着性を得るために重要である。加えて、ポリアリールエーテルケトン樹脂の官能基と接着材の(A)重合性単量体の官能基とが相互作用する事も高い接着性を得るために重要である。そのため、接着材は第一部材の表面に塗布する際に、低粘度であることがより好ましい。接着材の粘度が低ければ、接着材は第一部材の表面に存在する微細な凹凸に侵入しやすくなる。
また、第一部材に対して接着材の塗布性を向上させたり、接着時の取り扱いの容易とする観点から、接着材の粘度としては、23℃において、0.3cP~3000cPの範囲である事が好ましく、0.4cP~500cPの範囲である事がより好ましく、0.5cP~30cPの範囲である事が更に好ましく、0.5cP~10cPの範囲が最も好ましい。なお、接着材の粘度は、接着材に対して揮発性溶媒をさらに配合することで調整することもできる。粘度の測定は、測定中の重合による粘度変化を防止するために赤色灯下にて、23℃に保った恒温室内で、コーンプレート型粘度計を用いて行えば良い。
本実施形態の接着材の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の接着材の製造方法に従えばよい。一般的には、配合される全成分を秤取り、均一になるまでよく混合すればよい。
<接着方法、第一部材、第二部材および第三部材>
本実施形態の接着材は、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む第一部材に対する接着に少なくとも用いられるのであれば、本実施形態の接着材を用いた接着方法は特に限定されない。また、接着に際しては、重合補助材などの他の組成物を併用してもよい。また、接着材に揮発性溶媒が含まれる場合には、第一部材の表面に形成された接着材の塗膜層を硬化させる前に、自然乾燥やエアブローなどにより塗膜層中の揮発性溶媒を除去することができる。
本実施形態の接着材は、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む第一部材に対する接着に少なくとも用いられるのであれば、本実施形態の接着材を用いた接着方法は特に限定されない。また、接着に際しては、重合補助材などの他の組成物を併用してもよい。また、接着材に揮発性溶媒が含まれる場合には、第一部材の表面に形成された接着材の塗膜層を硬化させる前に、自然乾燥やエアブローなどにより塗膜層中の揮発性溶媒を除去することができる。
また、本実施形態の接着材は、被着面が粗ぞう化された第一部材に対して使用する事がより好ましい。被着面が粗ぞう化された第一部材は、表面の凹凸が増加するため、この被着面に対して本実施形態の接着材を適用することによって、より高い接着性を得る事が出来る。被着面の粗ぞう化処理は、本実施形態の接着材を第一部材に付与する前に、実施すれば良い。粗ぞう化処理方法としては特に限定されず公知の粗ぞう化処理方法が利用できるが、簡便性および安全性の観点からはサンドブラスト処理が好ましい。サンドブラスト処理は、一般的には粒径が数μm~数百μmのアルミナ粒子を、サンドブラスト装置を用いて数十KPa~数MPaの圧力で第一部材の被着面に噴射することで実施できる。
接着の手順は、接着対象物や接着材に含まれる重合開始剤の種類などに応じて適宜決定できる。接着対象物として第一部材のみを用いる場合は、たとえば、接着材を第一部材の表面に塗布した後、接着材を硬化させればよい。重合開始剤として熱重合開始剤あるいは光重合開始剤を用いている場合は、塗布後に加熱あるいは光照射により接着材を硬化させることができる。また、重合開始剤として化学重合開始剤を用いている場合は、予め接着材と重合補助材とを混合した混合物を第一部材の表面に塗布してもよいし、接着材と重合補助材とを別々に、第一部材の表面に塗布することで、第一部材の表面上において接着材と重合補助材とを接触させればよい。この場合、接着材の硬化は、接着材と重合補助材とが接触した時点から開始される。
接着対象物として第一部材および固体状第二部材を用いる場合は、たとえば、接着材を第一部材あるいは固体状第二部材の少なくとも一方の部材の表面に塗布した後、第一部材と固体状第二部材とを接着材の塗膜層を介して接触させ、その後、接着材を硬化させればよい。重合補助材を用いている場合は、接着材と重合補助材とを混合した混合物を、第一部材あるいは固体状第二部材の少なくとも一方の表面に塗布した後、混合物からなる塗膜層を介して第一部材と固体状第二部材とを貼り合せて接着できる。あるいは、一方の部材の表面に接着材を塗布し、他方の部材の表面に重合補助材を塗布した後、第一部材と固体状第二部材とを貼り合せて接着できる。
接着対象物として第一部材および硬化性第二部材を用いる場合は、たとえば、接着材を第一部材の表面に塗布した後、さらに硬化性第二部材を塗布し、接着材と硬化性第二部材とを同時に硬化させる1ステップの硬化処理を実施してもよいし、接着材の塗布と硬化とを順次行った後に、硬化性第二部材の塗布と硬化とを順次を行う2ステップの硬化処理を実施してもよい。硬化処理のタイミング、回数、硬化方法(熱硬化、光硬化、化学硬化)は、接着材および硬化性第二部材に配合される重合開始剤の種類に応じて適宜選択できる。
なお、接着材が化学重合開始剤の一部の成分を含む場合、硬化性第二部材(重合補助材)には、(接着材を硬化させるための)化学重合開始剤の残余の成分と、硬化性第二部材(重合補助材)を硬化させるための重合開始剤(全成分)と、重合性単量体とが少なくとも含まれ、充填材をさらに含むことが好ましい。なお、硬化性第二部材(重合補助材)を硬化させるための重合開始剤が化学重合開始剤である場合には、(接着材を硬化させるための)化学重合開始剤の残余の成分は、硬化性第二部材(重合補助材)を硬化させるための化学重合開始剤の一部の成分を兼ねていることが好ましい。
また、接着材が化学重合開始剤を全く含まず、熱重合開始剤および光重合開始剤の少なくともいずれかの重合開始剤を含む場合、硬化性第二部材は、重合開始剤(全成分)と、重合性単量体とが少なくとも含まれ、充填材をさらに含むことが好ましい。
また、第三部材をさらに用いる場合は、たとえば、接着材を第一部材の表面に塗布し、硬化性第二部材を第三部材の表面に塗布した後、第一部材の接着材が塗布された面と第三部材の硬化性第二部材が塗布された面とを接触させ、その後、接着材および硬化性第二部材を硬化させればよい。この場合、第一部材と第三部材とを接触させる前に、接着材および硬化性第二部材のいずれか一方の部材を先に硬化させ、第一部材と第三部材とを接触させた後に他方の部材を硬化させることもできる。
また、第一部材の表面に接着材と硬化性第二部材とをこの順に塗布した後、第一部材の接着材および硬化性第二部材が塗布された面と第三部材とを接触させ、その後、接着材および硬化性第二部材を硬化させてもよい。この場合、第一部材の表面に接着材を塗布して硬化させた後、さらに硬化性第二部材を塗布し、さらに第一部材の硬化性第二部材が塗布された面と第三部材とを接触させた後に硬化性第二部材を硬化させてもよい。あるいは、第三部材の表面に硬化性第二部材と接着材とをこの順に塗布した後、第三部材の硬化性第二部材および接着材が塗布された面と第一部材とを接触させ、その後、硬化性第二部材および接着材を硬化させてもよい。この場合、第三部材の表面に硬化性第二部材を塗布して硬化させた後、さらに接着材を塗布し、さらに第三部材の接着材が塗布された面と第一部材とを接触させた後に接着材を硬化させてもよい。なお、接着材や硬化性第二部材を塗布する部材、タイミングや、これらの部材を硬化させるタイミングは適宜選択することができる。
本実施形態の接着方法に利用される第一部材は、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材であれば特に限定されない。但し、第一部材の少なくとも被着面近傍部分を構成する材料(被着部構成材料)には、ポリアリールエーテルケトン樹脂が含まれていることが必要であり、被着部構成材料中にはポリアリールエーテルケトン樹脂を20質量%以上含有していることが好ましく、30質量%以上含有していることがより好ましい。被着部構成材料がポリアリールエーテルケトン樹脂を20質量%以上含有することにより、接着材に含まれるp1h1型重合性単量体の水素結合性官能基とポリアリールエーテルケトン樹脂のケトン基との相互作用をより大きくすることができるため、より高い接着性を得ることが容易となる。さらに、接着材にp2h1a1型重合性単量体が含まれる場合には、p2h1a1型重合性単量体の芳香環とポリアリールエーテルケトン樹脂の芳香環とのスタック形成による相互作用をより大きくできるため、さらに高い接着性を得ることができる。これに加えて、被着部構成材料の強度をより高めることができる。
なお、第一部材は、全体が被着部構成材料から構成されていてもよく被着面近傍部分を含む一部分が被着部構成材料から構成され、その他の部分が被着部構成材料とは異なる材料から構成されていてもよい。また、被着部構成材料は、ポリアリールエーテルケトン樹脂のみから構成されてもよいが、ポリアリールエーテルケトン樹脂とその他の材料とを混合したものであってもよい。その他の材料としては、ポリアリールエーテルケトン樹脂以外のその他の樹脂や充填材が挙げられ、その他にも微量成分として、顔料、安定化剤などの各種添加剤が挙げられる。
ポリアリールエーテルケトン樹脂は、その構造単位として、芳香族基、エーテル基(エーテル結合)およびケトン基(ケトン結合)を少なくとも含む熱可塑性樹脂であり、多くは、フェニレン基がエーテル基およびケトン基を介して結合した直鎖状のポリマー構造を持つ。ポリアリールエーテルケトン樹脂の代表例としては、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン(PEKEKK)などが挙げられる。なお、ポリアリールエーテルケトン樹脂の構造単位を構成する芳香族基は、ビフェニル構造などのようにベンゼン環を2つまたはそれ以上有する構造を持ったものでもよい。また、ポリアリールエーテルケトン樹脂の構造単位中には、スルホニル基または共重合可能な他の単量体単位が含まれていてもよい。
ポリアリールエーテルケトン樹脂とブレンドすることが可能なその他の樹脂としては、特に制限されるものではないが、剛性や強靭性などのポリアリールエーテルケトン樹脂の物性を大幅に劣化させるもので無い樹脂が好ましく、例えば、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフタルアミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などが挙げられる。ポリアリールエーテルケトン樹脂とその他の樹脂をブレンドする場合、樹脂ブレンド物中におけるポリアリールエーテルケトン樹脂の配合割合は50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが更に好ましく、99質量%以上であることが更に好ましい。
ポリアリールエーテルケトン樹脂に配合できる充填材としては、公知のものが特に制限無く利用できるが、無機充填材(無機化合物)が好適である。無機化合物としては、シリカなどの無機酸化物、SiC、SiNなどの非酸化物系の無機化合物のいずれを用いてもよいが、無機酸化物を用いることが好ましい。無機酸化物の材質としては、たとえば、シリカガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、アルミノシリケートガラス、およびフルオロアルミノシリケートガラス、重金属(たとえばバリウム、ストロンチウム、ジルコニウム)を含むガラス;それらのガラスに結晶を析出させた結晶化ガラス、ディオプサイド、リューサイトなどの結晶を析出させた結晶化ガラスなどのガラスセラミックス;シリカ-ジルコニア、シリカ-チタニア、シリカ-アルミナなどの複合無機酸化物;あるいはそれらの複合酸化物にI族無機酸化物を添加した酸化物;シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニアなどの無機酸化物;などが挙げられる。これらの無機化合物は1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、被着部構成材料が、無機化合物とポリアリールエーテルケトン樹脂とを含むポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料から構成される場合においても、上述した場合と同様の理由により、ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料中には、ポリアリールエーテルケトン樹脂が20質量%以上含まれることが好ましく、30質量%以上含まれることが好ましい。
また、ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料中には、無機化合物が15質量%以上含まれることが好ましく、25質量%以上含まれることが好ましい。また、ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料中の無機化合物の配合割合は70質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましい。
このようなポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料としては、a)ポリアリールエーテルケトン樹脂と無機化合物とのみを混合した複合材料、b)ポリアリールエーテルケトン樹脂とその他の樹脂との混合物からなる樹脂マトリックスと無機化合物と混合をした複合材料、c)a)またはb)に示す複合材料に対して、顔料、安定化剤などの微量成分をさらに添加した複合材料などが挙げられる。
また、20質量%以上のポリアリールエーテルケトン樹脂と15質量%以上の無機化合物とが含まれるポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料は、a)ポリアリールエーテルケトン樹脂単独や、その他の樹脂単独、ポリアリールエーテルケトン樹脂とその他の樹脂との混合物と比べて、高い機械的強度を容易に得ることができ、b)無機化合物のみからなる材料と比べて脆性破壊に強く、c)金や白金などの一部の耐腐食性に優れた高価な金属材料を除いた一般的な金属材料と比べると耐水性や耐腐食性に優れるという特徴を持つ。このようなポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料を、少なくとも被着部構成材料として用いた第一部材に対する接着には、既述したようにカップリング剤を含む接着材を用いることが好適である。
なお、機械的強度の観点ではポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料における無機化合物の配合割合は多い方が好ましいが、配合割合が多すぎる場合は、ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料を製造することが困難になる場合がある。また、ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料を構成するマトリックス中において、無機化合物とポリアリールエーテルケトン樹脂との分離が生じやすくなる。このためカップリング剤を用いた接着材では、カップリング剤と無機化合物との間の結合の形成による接着性向上の効果が得られにくくなる。しかしながら、このような問題は、ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料における無機化合物の配合割合を70質量%以下とすることでより回避することが容易になる。
ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料に用いる無機化合物としては、既述した無機化合物が適宜利用できるが、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ-ジルコニア、シリカ-チタニア、シリカ-アルミナなどの無機酸化物を用いることが好ましく、シリカ、シリカ-ジルコニア、シリカ-チタニア、シリカ-アルミナなどのケイ素を含む無機酸化物を用いることがより好ましい。特に、カップリング剤を含む接着材を用いる場合において、ケイ素を含む無機酸化物は、カップリング剤(特にシランカップリング剤)との反応性が高く、より高い接着性を得ることができる。
また、固体状第二部材は公知の固体材料からなる部材であれば特に制限されないが、第一部材と同様にポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材であることが好ましい。但し、材料組成や部材の構造について、第一部材と固体状第二部材とは、同一であっても異なっていてもよい。固体状第二部材が、第一部材と同様にポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材からなる場合、本実施形態の接着材は、第一部材に対して接着した場合と同様に、固体状第二部材に対しても高い接着性で接着することが可能である。固体状第二部材を構成する材料としては、たとえば、a)ポリアリールエーテルケトン樹脂等の各種の樹脂、樹脂以外の有機物を主成分とする材料(パルプ材など)、金属、第一部材で用いることができるものと同様の無機化合物などの人工的に製造もしくは精製された材料、b)a)に示す材料を2種類以上用いた複合材料、あるいは、c)歯牙や骨などの非人工的な生体材料などであってもよい。さらに、固体状第二部材においても、第一部材と同様に、全体が被着部構成材料から構成されていてもよく被着面近傍部分を含む一部分が被着部構成材料から構成され、その他の部分が被着部構成材料とは異なる材料から構成されていてもよい。
また、硬化性第二部材の組成については既述したように、重合開始剤および重合性単量体を少なくとも含み、さらに充填材が含まれることが好ましい。なお、硬化性第二部材の硬化に用いられる重合開始剤が化学重合開始剤である場合、硬化性第二部材は、通常、化学重合開始剤の一部の成分を含む第一材と、化学重合開始剤の残余の成分を含む第二材と、から構成され、使用時に第一材と第二材とが混合される。硬化性第二部材を構成する各成分としては、本実施形態の接着材で使用可能な材料を適宜組み合わせて利用できる。但し、硬化性第二部材の組成は、通常、接着に実際に使用される本実施形態の接着材とは異なる組成が選択される。なお、硬化性第二部材は重合性単量体を含むため、硬化性第二部材と本実施形態の接着材とは強固に接着される。また、第三部材もさらに用いる場合、硬化性第二部材に含まれる重合性単量体は、第三部材の表面とも相互作用し、硬化性第二部材と第三部材とを接着することができる。なお、硬化性第二部材の組成は、第三部材の被着部構成材料と親和性の高い組成を選択することが好ましい。また、硬化性第二部材を用いる場合、接着に際して、本実施形態の接着材と、硬化性第二部材とは、混合せずに、層を成すように積層させる形態で接触させる必要がある。
第三部材については公知の固体材料からなる部材であれば特に制限されず、固体状第二部材と同様の部材を用いることができる。しかしながら、第三部材としては、通常、被着部構成材料がポリアリールエーテルケトン樹脂を含まない部材を用いることが好ましい。
<歯科分野での接着>
本実施形態の接着方法、ならびに、これに用いる接着材および接着用キットは、如何様な用途にも用いることができる。また、接着対象物としてはその用途に応じた第一部材が少なくとも用いられ、さらに、必要に応じてa)固体状第二部材、b)硬化性第二部材、あるいは、c)硬化性第二部材および第三部材、が用いられる。しかしながら、本実施形態の接着方法、ならびに、これに用いる接着材および接着用キットは歯科分野において用いられることが好ましい。
本実施形態の接着方法、ならびに、これに用いる接着材および接着用キットは、如何様な用途にも用いることができる。また、接着対象物としてはその用途に応じた第一部材が少なくとも用いられ、さらに、必要に応じてa)固体状第二部材、b)硬化性第二部材、あるいは、c)硬化性第二部材および第三部材、が用いられる。しかしながら、本実施形態の接着方法、ならびに、これに用いる接着材および接着用キットは歯科分野において用いられることが好ましい。
この場合、歯科用部材として用いることができる第一部材(歯科用第一部材)としては、ポリアリールエーテルケトン樹脂を用いて一部分または全体が作製された義歯、人工歯、義歯床、歯科用インプラント、歯冠修復材料、支台築造材料などが挙げられる。また、歯科用部材として用いることができる硬化性第二部材(歯科用硬化性第二部材)としては、歯科用コンポジットレジンや、歯科用セメント、歯科用硬質レジン、歯科用ボンディング材、歯科用即時重合レジンなどが挙げられる。さらに、第三部材としては、天然の歯牙、歯科用金属材料、歯科用レジン系材料、歯科用セラミック材料などが挙げられる。
歯科治療に際して実施される接着態様としては治療目的に応じて適宜選択されるが、代表的には以下に例示する接着態様が挙げられる。
(A)歯科用第一部材の表面に本実施形態の接着材を塗布し、さらに、歯科用硬化性第二部材を塗布した後に、本実施形態の接着材と歯科用硬化性第二部材とを同時に硬化させる接着態様
(B)歯科用第一部材の表面に本実施形態の接着材を塗布した後、接着材を硬化させ、さらに、歯科用硬化性第二部材を塗布した後、歯科用硬化性第二部材を硬化させる接着態様
(C)第三部材の表面に、歯科用硬化性第二部材を塗布し、次に、本実施形態の接着材を塗布し、最後に、接着材が塗布された部分に第一部材を接触させた状態で、歯科用硬化性第二部材および本実施形態の接着材を同時に硬化させる接着態様
(A)歯科用第一部材の表面に本実施形態の接着材を塗布し、さらに、歯科用硬化性第二部材を塗布した後に、本実施形態の接着材と歯科用硬化性第二部材とを同時に硬化させる接着態様
(B)歯科用第一部材の表面に本実施形態の接着材を塗布した後、接着材を硬化させ、さらに、歯科用硬化性第二部材を塗布した後、歯科用硬化性第二部材を硬化させる接着態様
(C)第三部材の表面に、歯科用硬化性第二部材を塗布し、次に、本実施形態の接着材を塗布し、最後に、接着材が塗布された部分に第一部材を接触させた状態で、歯科用硬化性第二部材および本実施形態の接着材を同時に硬化させる接着態様
なお、接着材に含まれる重合開始剤が光重合開始剤、熱重合開始剤、あるいは、化学重合開始剤(全成分)である場合は、接着態様(A)~(C)のいずれでも接着を行うことができる。また、接着材に含まれる重合開始剤が、化学重合開始剤の一部の成分である場合は、接着態様(A)または(C)で接着を行うことができる。
接着態様(A)および接着態様(B)において、接着材および歯科用硬化性第二部材に用いる重合開始剤として、たとえば、光重合開始剤が用いられる場合、硬化処理は光照射を行うことで実施される。この場合、歯科用硬化性第二部材は、たとえば、歯牙の欠損部の修復などに使用されるいわゆる歯科用コンポジットレジンとして用いられ、重合性単量体、光重合開始剤、充填材を少なくとも含む。また、歯科用第一部材としては、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む材料を用いて作製された人工歯などが挙げられる。また、接着態様(A)おいて、接着材および歯科用硬化性第二部材に用いる重合開始剤として化学重合開始剤が用いられる場合、接着材の硬化は、接着材と歯科用硬化性第二部材(重合補助材)とが接触することで開始される。歯科用硬化性第二部材の硬化は、歯科用硬化性第二部材中に含まれる(歯科用硬化性第二部材を硬化させるための)化学重合開始剤により開始される。この場合、歯科用硬化性第二部材は、たとえば、歯科用セメントとして用いられ、重合性単量体、化学重合開始剤、充填材を少なくとも含む。また、歯科用第一部材としては、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む材料を用いて作製された人工歯などが挙げられる。
接着態様(C)においては、接着材および歯科用硬化性第二部材に用いる重合開始剤として、たとえば、化学重合開始剤が用いられる場合、硬化処理は、接着材と歯科用硬化性第二部材とが接触することで開始される。この場合、本実施形態の接着材は、自己接着性を持つ歯科用プライマーとして用いられる。また、歯科用硬化性第二部材は、接着材の重合補助材としても機能するものであり、たとえば、いわゆる歯科用セメントとして用いることができる。この歯科用セメントには、重合性単量体、接着材を硬化させるための化学重合開始剤の残余の成分、歯科用セメント自体を硬化させる目的で配合される重合開始剤および充填材が少なくとも含まれる。また、第一部材としては、たとえば、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む材料を用いて作製された歯冠修復部材が例示でき、第三部材としては欠損部を有する天然の歯牙などが挙げられる。
歯科用部材には、口腔内での使用に耐え得る特性として、噛合せ時に繰り返し加わる圧力に耐え得る機械的強度や、唾液に対する耐水性が求められるが、優れた機械的強度と化学的耐久性を有するポリアリールエーテルケトン樹脂を含む歯科用第一部材ではこれらのニーズに十分に応えることが極めて容易である。
なお、歯科用材料、特に歯科用修復材料として用いられるポリアリールエーテルケトン樹脂としては、色調および物性の観点から、主鎖を構成するエーテル基とケトン基とが、エーテル・エーテル・ケトンの順に並んだ繰り返し単位を有するポリエーテルエーテルケトン、もしく、エーテル・ケトン・ケトンの順に並んだ繰り返し単位を有するポリエーテルケトンケトンである事が用いることが好ましい。そして、それらの中でも本実施形態の接着方法に用いる歯科用第一部材としては、接着材を構成するp1h1型重合性単量体の水素結合性官能基と相互作用をする、ケトン基を多く有しているポリエーテルケトンケトンがより好ましい。この場合、歯科用第一部材に用いられる全ポリアリールエーテルケトン樹脂のうち、ポリエーテルケトンケトンの占める割合は50質量%以上である事がより好ましい。
また、より高い機械的強度が得られる観点からは、歯科用第一部材を構成する材料としては、上述したポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料を用いることが好ましい。さらに、口腔内で長期に渡って使用する上で、天然歯に類似した色調の得やすさ、安全性なども考慮すると、ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料に用いられる無機化合物としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ-ジルコニア、シリカ-チタニア、シリカ-アルミナなどの無機酸化物を用いることが好ましく、シリカ、シリカ-ジルコニア、シリカ-チタニア、シリカ-アルミナなどのケイ素を含む無機酸化物を用いることがより好ましい。また、歯科用第一部材は、部材全体がポリアリールエーテルケトン樹脂から構成されることが好ましく、部材全体がポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料から構成されることがより好ましい。
なお、歯科用第一部材と他の歯科用部材とを接着する場合、他の分野で用いる部材同士の接着と同様に高い接着性が得られることが必要である。しかしながら、歯科分野における接着では、他の分野での接着とは異なる特有の事情として、さらに以下に示す特性も出来る限り満たされることがより望まれる。
(a)潤湿な口腔内においても高い接着性が長期に渡って維持できること(高い接着耐久性)
(b)狭い口腔内での接着作業が簡易かつ容易であること(優れた操作性)
(c)歯科治療毎に極少量づつ接着材を使用するために、長期に渡って変質を起こさずに接着材を保存できること(優れた保存安定性)
(a)潤湿な口腔内においても高い接着性が長期に渡って維持できること(高い接着耐久性)
(b)狭い口腔内での接着作業が簡易かつ容易であること(優れた操作性)
(c)歯科治療毎に極少量づつ接着材を使用するために、長期に渡って変質を起こさずに接着材を保存できること(優れた保存安定性)
しかしながら、本実施形態の接着方法では、接着材に用いる(A)重合性単量体として、水素結合性官能基としてメルカプト基を含むp1h1型重合性単量体を用いた場合、より高い接着耐久性を得ることができ、接着材に用いる(A)重合性単量体として、互変異性によって分子内にメルカプト基を生成する重合性単量体を用いれば、高い接着耐久性と、優れた操作性と、優れた保存安定性とを同時に両立させることができる。また、接着に際してポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料を含む歯科用第一部材を用いる場合、加水分解によりM-OH構造を生成する官能基からなる第一反応性基Xを有するカップリング剤を含む接着材を用いれば、優れた保存安定性を得ることができる。
また、歯冠修復部材などの歯科用第一部材と、天然の歯牙などの歯科用第三部材とを、現在市販されている歯科用接着材や歯科用硬化性第二部材(歯科用セメント)を用いて接着する場合、たとえば、以下に示すような問題が生じやすい。
(i)歯科用第一部材が、歯科用第三部材に対して浮き上がったり位置ずれした状態で接着される。このため、接着後に、歯科用第一部材の切削作業が必要になり、歯科医師や患者の負担が増大する。
(ii)歯科用第一部材と歯科用第三部材との間に形成される歯科用接着材の硬化層が肉厚になる。このため、見た目が悪く、審美性が劣化する。
(i)歯科用第一部材が、歯科用第三部材に対して浮き上がったり位置ずれした状態で接着される。このため、接着後に、歯科用第一部材の切削作業が必要になり、歯科医師や患者の負担が増大する。
(ii)歯科用第一部材と歯科用第三部材との間に形成される歯科用接着材の硬化層が肉厚になる。このため、見た目が悪く、審美性が劣化する。
しかしながら、化学重合開始剤を構成する一部の成分を含む本実施形態の接着材と、化学重合開始剤を構成する残余の成分を含む歯科用セメント(硬化性第二部材の機能も兼ねる重合補助材)とを用いて歯科用第一部材と歯科用第三部材とを接着すれば、上述した問題を抑制することができる。この場合、接着材と歯科用セメントとが接触してから接着材が十分に硬化するまでに、ある程度の時間を要する。このため、接着に際して歯科用第一部材と歯科用第三部材とを圧着することで、完全に硬化する前の流動性を持った接着材層を薄くできるためである。
<接着用キット>
本実施形態の接着用キットは、本実施形態の接着材および第一部材を少なくとも有するものであればよい。この場合、接着用キットには、複数個の第一部材が含まれていてもよく、これら複数個の第一部材の形状・サイズは互いに同一であっても異なっていてもよい。また、接着用キットには、固体状第二部材、および/または、硬化性第二部材が含まれていてもよい。また、接着用キットに硬化性第二部材が含まれる場合には、さらに第三部材が含まれていてもよい。この場合、接着用キットに含まれるこれらの第二部材および第三部材の個数、形状、サイズも特に限定されない。また、接着用キットに含まれる接着材が、重合開始剤として化学重合開始剤の一部の成分を含む場合、接着用キットには、重合補助材も含まれる。
本実施形態の接着用キットは、本実施形態の接着材および第一部材を少なくとも有するものであればよい。この場合、接着用キットには、複数個の第一部材が含まれていてもよく、これら複数個の第一部材の形状・サイズは互いに同一であっても異なっていてもよい。また、接着用キットには、固体状第二部材、および/または、硬化性第二部材が含まれていてもよい。また、接着用キットに硬化性第二部材が含まれる場合には、さらに第三部材が含まれていてもよい。この場合、接着用キットに含まれるこれらの第二部材および第三部材の個数、形状、サイズも特に限定されない。また、接着用キットに含まれる接着材が、重合開始剤として化学重合開始剤の一部の成分を含む場合、接着用キットには、重合補助材も含まれる。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。実施例中に示した略号、称号については以下のとおりである。
[分子内に2以上の重合性官能基を有する重合性単量体]
(分子内に水素結合性官能基及び芳香環を有するもの)
・bisGMA:2,2-ビス[4-(3-メタクリロイルオキシ)-2-ヒドロキシプロポキシフェニル]プロパン
(分子内に水素結合性官能基及び芳香環を有するもの)
・bisGMA:2,2-ビス[4-(3-メタクリロイルオキシ)-2-ヒドロキシプロポキシフェニル]プロパン
(分子内に水素結合性官能基を有し、かつ、芳香環を有さないもの)
・UDMA:1,6-ビス(メタクリルエチルオキシカルボニルアミノ)2,2,4-トリメチルヘキサン
・PM2:ビス(2-メタクリロイルオキシエチル)ハイドロジェンホスフェート
なお、PM2は、水素結合性官能基である水酸基を一部に含む酸性基も有している
・UDMA:1,6-ビス(メタクリルエチルオキシカルボニルアミノ)2,2,4-トリメチルヘキサン
・PM2:ビス(2-メタクリロイルオキシエチル)ハイドロジェンホスフェート
なお、PM2は、水素結合性官能基である水酸基を一部に含む酸性基も有している
(分子内に水素結合性官能基及び芳香環を有さないもの)
・3G:トリエチレングリコールジメタクリレート
・D-2.6E: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
・3G:トリエチレングリコールジメタクリレート
・D-2.6E: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
[分子内に1つの重合性官能基を有する重合性単量体]
(分子内に水素結合性官能基を有するもの)
・PM1:2-メタクリロイルオキシエチルジハイドロジェンホスフェート
なお、PM1は、水素結合性官能基である水酸基を一部に含む酸性基も有している
・HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
(分子内に水素結合性官能基を有するもの)
・PM1:2-メタクリロイルオキシエチルジハイドロジェンホスフェート
なお、PM1は、水素結合性官能基である水酸基を一部に含む酸性基も有している
・HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
・MTU-6:下記化学式参照
・MMT-11:下記化学式参照
・VTD:下記化学式参照
・5VS:下記化学式参照
なお、MTU-6、MMT-11、VTDおよび5VSは、いずれも互変異性によって分子内にメルカプト基が生成される重合性単量体である。
・MMT-11:下記化学式参照
・VTD:下記化学式参照
・5VS:下記化学式参照
なお、MTU-6、MMT-11、VTDおよび5VSは、いずれも互変異性によって分子内にメルカプト基が生成される重合性単量体である。
(分子内に水素結合性官能基を有さないもの)
・MMA:メチルメタクリレート
・MMA:メチルメタクリレート
[カップリング剤]
(シランカップリング剤)
・MPS:γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン
・MDS:ω-メタクリロイルオキシデシルトリメトキシシラン
・MBS:3-(3-メトキシ-4-メタクリロイルオキシフェニル)プロピルトリメトキシシラン
(シランカップリング剤)
・MPS:γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン
・MDS:ω-メタクリロイルオキシデシルトリメトキシシラン
・MBS:3-(3-メトキシ-4-メタクリロイルオキシフェニル)プロピルトリメトキシシラン
[重合開始剤]
<光重合開始剤>
(α-ジケトン)
・CQ:カンファーキノン
(アミン化合物)
・DMBE:p-ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル
<光重合開始剤>
(α-ジケトン)
・CQ:カンファーキノン
(アミン化合物)
・DMBE:p-ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル
<化学重合開始剤>
(有機過酸化物)
・BPO:ベンゾイルパーオキサイド
(三級アミン)
・DEPT:N,N-ジエタノール-p-トルイジン
(+IV価のバナジウム化合物)
・BMOV:ビス(マルトラート)オキソバナジウム(IV)
(有機過酸化物)
・BPO:ベンゾイルパーオキサイド
(三級アミン)
・DEPT:N,N-ジエタノール-p-トルイジン
(+IV価のバナジウム化合物)
・BMOV:ビス(マルトラート)オキソバナジウム(IV)
[揮発性溶媒]
・IPA:イソプロピルアルコール
・IPA:イソプロピルアルコール
[充填材]
・F1:平均一次粒径18nmのシリカ、メチルトリクロロシラン表面処理物
・F2:球状シリカ-ジルコニア(平均粒径0.4μm)をγ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランにより表面処理したもの
・F3:不定形シリカ-ジルコニア(平均粒径3μm)をγ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランにより表面処理したもの
・F1:平均一次粒径18nmのシリカ、メチルトリクロロシラン表面処理物
・F2:球状シリカ-ジルコニア(平均粒径0.4μm)をγ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランにより表面処理したもの
・F3:不定形シリカ-ジルコニア(平均粒径3μm)をγ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランにより表面処理したもの
(被着体(第一部材)の作製)
<第一部材C1の作製>
被着体(第一部材)を構成する材料としては、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(ダイセルエボニック社製:VESTAKEEP M2G)と、充填材(無機酸化物)としてγ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランにて表面処理をした球状シリカ(体積平均粒径1.0μm)とを、ポリエーテルエーテルケトン樹脂100体積部に対して充填材が39体積部となるように混合した複合材料(ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料)を用いた。なお、この複合材料中におけるポリエーテルエーテルケトン樹脂の含有量は60.3質量%であり、残部が無機酸化物である。これらの材料は以下の手順で混合した。まず、ポリエーテルエーテルケトン樹脂と無機酸化物とを所定の量計量し、これを混練ラボプラストミル(東洋精機社製)へ投入した。そして、これらの材料を、試験温度370℃、回転数100rpmの条件で5分間溶融混練を行った。さらに、溶融混練によって得られた溶融混練物を、熱プレス機により厚さ約2mmの板状に成形することで、第一部材C1を得た。
<第一部材C1の作製>
被着体(第一部材)を構成する材料としては、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(ダイセルエボニック社製:VESTAKEEP M2G)と、充填材(無機酸化物)としてγ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランにて表面処理をした球状シリカ(体積平均粒径1.0μm)とを、ポリエーテルエーテルケトン樹脂100体積部に対して充填材が39体積部となるように混合した複合材料(ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料)を用いた。なお、この複合材料中におけるポリエーテルエーテルケトン樹脂の含有量は60.3質量%であり、残部が無機酸化物である。これらの材料は以下の手順で混合した。まず、ポリエーテルエーテルケトン樹脂と無機酸化物とを所定の量計量し、これを混練ラボプラストミル(東洋精機社製)へ投入した。そして、これらの材料を、試験温度370℃、回転数100rpmの条件で5分間溶融混練を行った。さらに、溶融混練によって得られた溶融混練物を、熱プレス機により厚さ約2mmの板状に成形することで、第一部材C1を得た。
<第一部材C2の作製>
被着体(第一部材)を構成する材料としては、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(ダイセルエボニック社製:VESTAKEEP M2G)と、充填材(無機酸化物)としてγ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランにて表面処理をした球状シリカ(体積平均粒径1.0μm)とを、ポリエーテルエーテルケトン樹脂100体積部に対して充填材が15体積部となるように混合した複合材料(ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料)を用いた。なお、この複合材料中におけるポリエーテルエーテルケトン樹脂の含有量は79.8質量%であり、残部が無機酸化物である。これらの材料は以下の手順で混合した。まず、ポリエーテルエーテルケトン樹脂と無機酸化物とを所定の量計量し、これを混練ラボプラストミル(東洋精機社製)へ投入した。そして、これらの材料を、試験温度370℃、回転数100rpmの条件で5分間溶融混練を行った。さらに、溶融混練によって得られた溶融混練物を、熱プレス機により厚さ約2mmの板状に成形することで、第一部材C2を得た。
被着体(第一部材)を構成する材料としては、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(ダイセルエボニック社製:VESTAKEEP M2G)と、充填材(無機酸化物)としてγ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランにて表面処理をした球状シリカ(体積平均粒径1.0μm)とを、ポリエーテルエーテルケトン樹脂100体積部に対して充填材が15体積部となるように混合した複合材料(ポリアリールエーテルケトン樹脂複合材料)を用いた。なお、この複合材料中におけるポリエーテルエーテルケトン樹脂の含有量は79.8質量%であり、残部が無機酸化物である。これらの材料は以下の手順で混合した。まず、ポリエーテルエーテルケトン樹脂と無機酸化物とを所定の量計量し、これを混練ラボプラストミル(東洋精機社製)へ投入した。そして、これらの材料を、試験温度370℃、回転数100rpmの条件で5分間溶融混練を行った。さらに、溶融混練によって得られた溶融混練物を、熱プレス機により厚さ約2mmの板状に成形することで、第一部材C2を得た。
<第一部材C3の作製>
ポリエーテルエーテルケトン樹脂(ダイセルエボニック社製:VESTAKEEP M2G)を、熱プレス機により厚さ約2mmの板状に成形することで、第一部材C3を得た。
ポリエーテルエーテルケトン樹脂(ダイセルエボニック社製:VESTAKEEP M2G)を、熱プレス機により厚さ約2mmの板状に成形することで、第一部材C3を得た。
各試験方法については以下のとおりである。
(初期引っ張り接着強さ測定)
第一部材の被着面を#800の耐水研磨紙で磨いた後にサンドブラスト処理(サンドブラスト装置を使用して粒径約50μmのアルミナ粒子を約0.2MPaの圧力で10秒間吹き付けた)を行い、第一部材の被着面を粗ぞう化した。その後、被着面が粗ぞう化された第一部材を、水に浸して超音波に5分間晒し、続いてアセトンに浸して超音波に5分間晒すことで洗浄を行った。次いで、被着面に直径3mmの穴を有する両面テープを貼り付けた。
(初期引っ張り接着強さ測定)
第一部材の被着面を#800の耐水研磨紙で磨いた後にサンドブラスト処理(サンドブラスト装置を使用して粒径約50μmのアルミナ粒子を約0.2MPaの圧力で10秒間吹き付けた)を行い、第一部材の被着面を粗ぞう化した。その後、被着面が粗ぞう化された第一部材を、水に浸して超音波に5分間晒し、続いてアセトンに浸して超音波に5分間晒すことで洗浄を行った。次いで、被着面に直径3mmの穴を有する両面テープを貼り付けた。
次いで、この穴に調製した接着材を塗布し、60秒間放置後、圧縮空気を約10秒間吹き付けて乾燥し、必要に応じて歯科用照射器(トクソーパワーライト、株式会社トクヤマデンタル製;光出力密度700mW/cm2)にて10秒間接着材に対して光照射を行い硬化させた。その上に硬化性第二部材として歯科用セメント(ビスタイトII、トクヤマデンタル社製)を塗布し、さらにその上にステンレス製アタッチメントを圧接することで、接着試験片を作製した。なお、歯科用照射器を用いた光照射は、接着材が光重合開始剤を含む場合のみ実施した。また、接着材が、重合開始剤として化学重合開始剤を構成する一部の成分を含む場合には、接着材の重合補助材も兼ねる硬化性第二部材として、ビスタイトIIあるいは別途作製した硬化性第二部材を用いた。
上述の接着試験片を37℃で24時聞保持した後、引っ張り試験機(オートグラフ、株式会社島津製作所製)を用いて、クロスヘッドスピード2mm/minにて引っ張り試験を行い、第一部材と接着材との初期引っ張り接着強さを測定した。第一部材と接着材との引っ張り接着強さの測定は、各実施例あるいは各比較例の接着材につき、各種試験片4本についてそれぞれ測定し、平均値と標準偏差(S.D.)とを求めた。
(耐久引っ張り接着強さ測定)
第一部材の被着面を#800の耐水研磨紙で磨いた後にサンドブラスト処理(サンドブラスト装置を使用して粒径約50μmのアルミナ粒子を約0.2MPaの圧力で10秒間吹き付けた)にて粗ぞう化を行った。その後、被着面が粗ぞう化された第一部材を、水に浸して超音波に5分間晒し、続いてアセトンに浸して超音波に5分間晒すことで洗浄を行った。次いで、被着面に直径3mmの穴を有する両面テープを貼り付けた。
第一部材の被着面を#800の耐水研磨紙で磨いた後にサンドブラスト処理(サンドブラスト装置を使用して粒径約50μmのアルミナ粒子を約0.2MPaの圧力で10秒間吹き付けた)にて粗ぞう化を行った。その後、被着面が粗ぞう化された第一部材を、水に浸して超音波に5分間晒し、続いてアセトンに浸して超音波に5分間晒すことで洗浄を行った。次いで、被着面に直径3mmの穴を有する両面テープを貼り付けた。
次いで、この穴に調製した接着材を塗布し、10秒間静置後、圧縮空気を約10秒間吹き付けて乾燥し、必要に応じて歯科用照射器(トクソーパワーライト、株式会社トクヤマデンタル製;光出力密度700mW/cm2)にて10秒間接着材に対して光照射を行い硬化させた。その上に硬化性第二部材として歯科用セメント(ビスタイトII、トクヤマデンタル社製)を塗布し、さらにその上にステンレス製アタッチメントを圧接することで、接着試験片を作製した。なお、歯科用照射器を用いた光照射は、接着材が光重合開始剤を含む場合のみ実施した。また、接着材が、重合開始剤として化学重合開始剤を構成する一部の成分を含む場合には、接着材の重合補助材も兼ねる硬化性第二部材として、ビスタイトIIあるいは別途作製した硬化性第二部材を用いた。
上述の接着試験片を37℃で24時聞保持した後、熱衝撃試験機に入れ、4℃の水槽に1分間浸漬後、60℃の水槽に移して1分間浸漬し、再び4℃の水槽に戻す操作を3000回繰り返した。その後、引っ張り試験機(オートグラフ、株式会社島津製作所製)を用いて、クロスヘッドスピード2mm/minにて引っ張り試験を行い、第一部材と接着材との耐久引っ張り接着強さを測定した。第一部材と接着材との耐久引っ張り接着強さの測定は、各実施例あるいは各比較例につき、各種試験片5本についてそれぞれ測定し、平均値と標準偏差(S.D.)とを求めた。
(接着耐久性)
下記数式に基づいて、接着耐久性を求めた。なお、式中の「耐久引っ張り接着強さ」および「初期引っ張り接着強さ」の値は、上述した2種類の引っ張り接着強さ測定により求めた平均値を用いた。
下記数式に基づいて、接着耐久性を求めた。なお、式中の「耐久引っ張り接着強さ」および「初期引っ張り接着強さ」の値は、上述した2種類の引っ張り接着強さ測定により求めた平均値を用いた。
(接着材層厚み)
第一部材の被着面を#800の耐水研磨紙で磨いた後にサンドブラスト処理(サンドブラスト装置を使用して粒径約50μmのアルミナ粒子を約0.2MPaの圧力で10秒間吹き付けた)を行い、第一部材の被着面を粗ぞう化した。その後、被着面が粗ぞう化された第一部材を、水に浸して超音波に5分間晒し、続いてアセトンに浸して超音波に5分間晒すことで洗浄を行った。
第一部材の被着面を#800の耐水研磨紙で磨いた後にサンドブラスト処理(サンドブラスト装置を使用して粒径約50μmのアルミナ粒子を約0.2MPaの圧力で10秒間吹き付けた)を行い、第一部材の被着面を粗ぞう化した。その後、被着面が粗ぞう化された第一部材を、水に浸して超音波に5分間晒し、続いてアセトンに浸して超音波に5分間晒すことで洗浄を行った。
次に、被着面に接着材を塗布し、10秒間静置後、圧縮空気を約10秒間吹き付けて乾燥し、必要に応じて歯科用照射器(トクソーパワーライト、株式会社トクヤマデンタル製;光出力密度700mW/cm2)にて10秒間接着材に対して光照射を行い硬化させた。その上に硬化性第二部材として歯科用セメント(ビスタイトII、トクヤマデンタル社製)を塗布し、さらにその上に歯科用硬質レジン(トクヤマデンタル社製:パールエステ)を硬化させて作製したアタッチメントを圧接することで、試験片を作製した。なお、歯科用照射器を用いた光照射は、接着材が光重合開始剤を含む場合のみ実施した。また、接着材が、重合開始剤として化学重合開始剤を構成する一部の成分を含む場合には、接着材の重合補助材も兼ねる硬化性第二部材として、ビスタイトIIあるいは別途作製した硬化性第二部材を用いた。また、被着面に塗布する単位面積当たりの接着材量は、各実施例および比較例においてほぼ同一に設定した。
上述の試験片を37℃で24時聞保持した後、ダイヤモンドカッターを用いて被着面に対して垂直に試験片を切断することにより、接着部位の断面を露出させた。この接着部位の断面を#3000の耐水研磨紙で磨いた後、レーザー顕微鏡(キーエンス社製)で接着材の層の厚さを接着材層厚みとして測定した。
<実施例1>
(A)重合性単量体としてbisGMAを50g、3Gを50g、(B)重合開始剤としてCQを2g、DMBEを2g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例1に係る接着材を得た。接着材の組成を表1に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、耐久接着引っ張り強さ、接着材層厚みを測定した。なお、接着材に対して光照射を行って試験を行った。結果を表4に示す。
(A)重合性単量体としてbisGMAを50g、3Gを50g、(B)重合開始剤としてCQを2g、DMBEを2g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例1に係る接着材を得た。接着材の組成を表1に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、耐久接着引っ張り強さ、接着材層厚みを測定した。なお、接着材に対して光照射を行って試験を行った。結果を表4に示す。
<実施例2>
(A)重合性単量体としてbisGMAを20g、3Gを80g、(B)重合開始剤としてCQを2g、DMBEを2g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例2に係る接着材を得た。接着材の組成を表1に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さを測定した。なお、接着材に対して光照射を行って試験を行った。結果を表4に示す。
(A)重合性単量体としてbisGMAを20g、3Gを80g、(B)重合開始剤としてCQを2g、DMBEを2g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例2に係る接着材を得た。接着材の組成を表1に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さを測定した。なお、接着材に対して光照射を行って試験を行った。結果を表4に示す。
<実施例3~14、16~18、比較例1~5>
表1に示す組成に変更した以外は、実施例2に準じて接着材を得て、初期引っ張り強さの測定を行った。接着材の組成を表1および表3に示す。評価結果を表4に示す。
表1に示す組成に変更した以外は、実施例2に準じて接着材を得て、初期引っ張り強さの測定を行った。接着材の組成を表1および表3に示す。評価結果を表4に示す。
<実施例15>
(A)重合性単量体としてbisGMAを50g、3Gを50g、(B)重合開始剤としてCQを2g、DMBEを2g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g、充填剤成分としてF1を70g添加し、攪拌混合して実施例2に係る接着材を得た。接着材の組成を表1に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さを測定した。なお、接着材に対して光照射を行って試験を行った。結果を表4に示す。
(A)重合性単量体としてbisGMAを50g、3Gを50g、(B)重合開始剤としてCQを2g、DMBEを2g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g、充填剤成分としてF1を70g添加し、攪拌混合して実施例2に係る接着材を得た。接着材の組成を表1に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さを測定した。なお、接着材に対して光照射を行って試験を行った。結果を表4に示す。
<実施例19>
(A)重合性単量体としてbisGMAを50g、3Gを50g、(B)重合開始剤として(Bc)化学重合開始剤を構成する一部の成分としてBMOVを0.1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例19に係る接着材を得た。接着材の組成を表2に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、接着材層の厚みを測定した。なお、接着材に対して光照射を行わずに試験を行った。
(A)重合性単量体としてbisGMAを50g、3Gを50g、(B)重合開始剤として(Bc)化学重合開始剤を構成する一部の成分としてBMOVを0.1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例19に係る接着材を得た。接着材の組成を表2に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、接着材層の厚みを測定した。なお、接着材に対して光照射を行わずに試験を行った。
また、硬化性第二部材(重合補助材)として、重合性単量体成分としてD-2.6Eを4g、bisGMAを1g、3Gを3g、PM1を1g、PM2を1g,硬化性第二部材を硬化させるための化学重合開始剤成分としてDEPTを0.3g、硬化性第二部材を硬化させるための化学重合開始剤成分且つ接着材の硬化に用いる(Bc)化学重合開始剤の残余の成分としてBPO、充填材成分としてF2を17.5g、F3を12.5gを用いた。なお、硬化性第二部材の調整および使用は以下の手順で実施した。まず、BPOを除く各成分を上述した配合量で混合してペーストを作製した。次に、測定試験の直前にペースト1gに対して8.7mgのBPOを添加混合して硬化性第二部材を作製し、測定試験に使用した。結果を表4に示す。
<実施例20>
(A)重合性単量体としてbisGMAを50g、3Gを50g、(B)重合開始剤として(Bc)化学重合開始剤を構成する一部の成分としてBMOVを0.1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例20に係る接着材を得た。接着材の組成を表2に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、接着材層の厚みを測定した。なお、接着材に対して光照射を行わずに試験を行った。また、硬化性第二部材(重合補助材)としてはビスタイトIIを用いた。このビスタイトIIは、(Bc)化学重合開始剤を構成する残余の成分としてBPOを含んでいるものである。
(A)重合性単量体としてbisGMAを50g、3Gを50g、(B)重合開始剤として(Bc)化学重合開始剤を構成する一部の成分としてBMOVを0.1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例20に係る接着材を得た。接着材の組成を表2に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、接着材層の厚みを測定した。なお、接着材に対して光照射を行わずに試験を行った。また、硬化性第二部材(重合補助材)としてはビスタイトIIを用いた。このビスタイトIIは、(Bc)化学重合開始剤を構成する残余の成分としてBPOを含んでいるものである。
<実施例21>
(A)重合性単量体としてbisGMAを50g、3Gを50g、(B)重合開始剤として(Bc)化学重合開始剤を構成する一部の成分としてBPOを0.1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例21に係る接着材を得た。接着材の組成を表2に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、接着材層の厚みを測定した。なお、接着材に対して光照射を行わずに試験を行った。
(A)重合性単量体としてbisGMAを50g、3Gを50g、(B)重合開始剤として(Bc)化学重合開始剤を構成する一部の成分としてBPOを0.1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例21に係る接着材を得た。接着材の組成を表2に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、接着材層の厚みを測定した。なお、接着材に対して光照射を行わずに試験を行った。
また、硬化性第二部材(重合補助材)として、重合性単量体成分としてD-2.6Eを4g、bisGMAを1g、3Gを3g、PM1を1g、PM2を1g,硬化性第二部材を硬化させるための化学重合開始剤成分且つ接着材の硬化に用いる(Bc)化学重合開始剤の残余の成分としてDEPTを0.3g、硬化性第二部材を硬化させるための化学重合開始剤成分としてBPO、充填材成分としてF2を17.5g、F3を12.5gを用いた。なお、硬化性第二部材の調整および使用は以下の手順で実施した。まず、BPOを除く各成分を上述した配合量で混合してペーストを作製した。次に、測定試験の直前にペースト1gに対して8.7mgのBPOを添加混合して硬化性第二部材を作製し、測定試験に使用した。結果を表4に示す。
<実施例22>
(A)重合性単量体としてbisGMAを50g、3Gを50g、(B)重合開始剤として(Bc)化学重合開始剤を構成する一部の成分としてDEPTを0.1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例19に係る接着材を得た。接着材の組成を表2に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、接着材層の厚みを測定した。なお、接着材に対して光照射を行わずに試験を行った。
(A)重合性単量体としてbisGMAを50g、3Gを50g、(B)重合開始剤として(Bc)化学重合開始剤を構成する一部の成分としてDEPTを0.1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例19に係る接着材を得た。接着材の組成を表2に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、接着材層の厚みを測定した。なお、接着材に対して光照射を行わずに試験を行った。
また、硬化性第二部材(重合補助材)として、重合性単量体成分としてD-2.6Eを4g、bisGMAを1g、3Gを3g、PM1を1g、PM2を1g,硬化性第二部材を硬化させるための化学重合開始剤成分としてDEPTを0.3g、硬化性第二部材を硬化させるための化学重合開始剤成分且つ接着材の硬化に用いる(Bc)化学重合開始剤の残余の成分としてBPO、充填材成分としてF2を17.5g、F3を12.5gを用いた。なお、硬化性第二部材の調整および使用は以下の手順で実施した。まず、BPOを除く除く各成分を上述した配合量で混合してペーストを作製した。次に、測定試験の直前にペースト1gに対して8.7mgのBPOを添加混合して硬化性第二部材を作製し、測定試験に使用した。結果を表4に示す。
<実施例23>
(A)重合性単量体としてbisGMAを30g、3Gを20g、PM1を15g、PM2を15g、(B)重合開始剤として(Bc)化学重合開始剤を構成する一部の成分としてBMOVを0.1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例19に係る接着材を得た。接着材の組成を表2に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、接着材層の厚みを測定した。なお、接着材に対して光照射を行わずに試験を行った。
(A)重合性単量体としてbisGMAを30g、3Gを20g、PM1を15g、PM2を15g、(B)重合開始剤として(Bc)化学重合開始剤を構成する一部の成分としてBMOVを0.1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例19に係る接着材を得た。接着材の組成を表2に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、接着材層の厚みを測定した。なお、接着材に対して光照射を行わずに試験を行った。
また、硬化性第二部材(重合補助材)として、重合性単量体成分としてD-2.6Eを4g、bisGMAを1g、3Gを3g、PM1を1g、PM2を1g,硬化性第二部材を硬化させるための化学重合開始剤成分としてDEPTを0.3g、硬化性第二部材を硬化させるための化学重合開始剤成分且つ接着材の硬化に用いる(Bc)化学重合開始剤の残余の成分としてBPO、充填材成分としてF2を17.5g、F3を12.5gを用いた。なお、硬化性第二部材の調整および使用は以下の手順で実施した。まず、BPOを除く各成分を上述した配合量で混合してペーストを作製した。次に、測定試験の直前にペースト1gに対して8.7mgのBPOを添加混合して硬化性第二部材を作製し、測定試験に使用した。結果を表4に示す。
<実施例24>
(A)重合性単量体としてbisGMAを20g、3Gを20g、PM1を8g、PM2を8g、(B)重合開始剤としてCQを1g、DMBEを1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを50g添加し、攪拌混合して組成物Aを得た。(A)重合性単量体としてbisGMAを20g、3Gを20g、MPSを4g、(B)重合開始剤としてCQを1g、DMBEを1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを50g添加し、攪拌混合して組成物Bを得た。組成物Aと組成物Bとを等量採取し混合して実施例24に係る接着材を得て、素早く試験に使用した。接着材の組成を表3に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さを測定した。なお、接着材に対して光照射を行って試験を行った。結果を表4に示す。
(A)重合性単量体としてbisGMAを20g、3Gを20g、PM1を8g、PM2を8g、(B)重合開始剤としてCQを1g、DMBEを1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを50g添加し、攪拌混合して組成物Aを得た。(A)重合性単量体としてbisGMAを20g、3Gを20g、MPSを4g、(B)重合開始剤としてCQを1g、DMBEを1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを50g添加し、攪拌混合して組成物Bを得た。組成物Aと組成物Bとを等量採取し混合して実施例24に係る接着材を得て、素早く試験に使用した。接着材の組成を表3に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さを測定した。なお、接着材に対して光照射を行って試験を行った。結果を表4に示す。
<実施例25、26>
表3に示す組成に変更した以外は、実施例24に準じて接着材を得て、初期引っ張り強さの測定を行った。接着材の組成を表3に示す。評価結果を表4に示す。
表3に示す組成に変更した以外は、実施例24に準じて接着材を得て、初期引っ張り強さの測定を行った。接着材の組成を表3に示す。評価結果を表4に示す。
<実施例27>
(A)重合性単量体としてbisGMAを49.95g、3Gを49.95g、MTU-6を0.1g、(B)重合開始剤としてCQを2g、DMBEを2g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例27に係る接着材を得た。接着材の組成を表3に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、耐久接着引っ張り強さを測定した。なお、接着材に対して光照射を行って試験を行った。結果を表4に示す。
(A)重合性単量体としてbisGMAを49.95g、3Gを49.95g、MTU-6を0.1g、(B)重合開始剤としてCQを2g、DMBEを2g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを100g添加し、攪拌混合して実施例27に係る接着材を得た。接着材の組成を表3に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、耐久接着引っ張り強さを測定した。なお、接着材に対して光照射を行って試験を行った。結果を表4に示す。
<実施例28~30>
表3に示す組成に変更した以外は、実施例27に準じて接着材を得て、初期引っ張り強さ、耐久引っ張り接着強さの測定を行った。接着材の組成を表3に示す。評価結果を表4に示す。
表3に示す組成に変更した以外は、実施例27に準じて接着材を得て、初期引っ張り強さ、耐久引っ張り接着強さの測定を行った。接着材の組成を表3に示す。評価結果を表4に示す。
<実施例31>
(A)重合性単量体としてbisGMAを19.9875g、3Gを19.9875g、PM1を8g、PM2を8g、MTU-6を0.05g、(B)重合開始剤としてCQを1g、DMBEを1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを50g添加し、攪拌混合して組成物Aを得た。(A)重合性単量体としてbisGMAを19.9875g、3Gを19.9875g、MPSを4g、MTU-6を0.05g、(B)重合開始剤としてCQを1g、DMBEを1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを50g添加し、攪拌混合して組成物Bを得た。組成物Aと組成物Bを等量採取し混合して実施例24に係る接着材を得て、素早く試験に使用した。接着材の組成を表3に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、耐久引っ張り接着強さを測定した。なお、接着材に対して光照射を行って試験を行った。結果を表4に示す。
(A)重合性単量体としてbisGMAを19.9875g、3Gを19.9875g、PM1を8g、PM2を8g、MTU-6を0.05g、(B)重合開始剤としてCQを1g、DMBEを1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを50g添加し、攪拌混合して組成物Aを得た。(A)重合性単量体としてbisGMAを19.9875g、3Gを19.9875g、MPSを4g、MTU-6を0.05g、(B)重合開始剤としてCQを1g、DMBEを1g、(C)揮発性溶媒としてアセトンを50g添加し、攪拌混合して組成物Bを得た。組成物Aと組成物Bを等量採取し混合して実施例24に係る接着材を得て、素早く試験に使用した。接着材の組成を表3に示す。被着体として第一部材C1を使用し、該接着材を使用して初期引っ張り接着強さ、耐久引っ張り接着強さを測定した。なお、接着材に対して光照射を行って試験を行った。結果を表4に示す。
<実施例32>
被着体として第一部材C2を使用した以外は、実施例27と同一の接着材・同一の手法で初期引っ張り接着強さ、耐久接着引っ張り強さを測定した。
被着体として第一部材C2を使用した以外は、実施例27と同一の接着材・同一の手法で初期引っ張り接着強さ、耐久接着引っ張り強さを測定した。
<実施例33>
被着体として第一部材C3を使用した以外は、実施例27と同一の接着材・同一の手法で初期引っ張り接着強さ、耐久接着引っ張り強さを測定した。
被着体として第一部材C3を使用した以外は、実施例27と同一の接着材・同一の手法で初期引っ張り接着強さ、耐久接着引っ張り強さを測定した。
評価結果表4について、実施例1~31は、比較例1~5と比較して、全て高い初期引っ張り接着強さが得られた。
重合性単量体の組成のみが互いに異なる接着材を用いた実施例1~9,15,17,18,24~31で比較した場合、p2h1型重合性単量体が5質量部以上配合されている実施例1~6,8,24~31は、p2h1型重合性単量体が5質量部未満である実施例7,17,18と比較して、高い接着強さが得られた。また、p2h1a1型重合性単量体が全重合性単量体の20質量%~50質量%の範囲である実施例1,2,8,24~31は、p2h1a1型重合性単量体が全重合性単量体の20質量%未満もしくは50質量%を超える実施例3~7,9,15,17,18と比較して、より高い接着強さを示した。
更に、カップリング剤が配合されている実施例24~26,31は、カップリング剤が配合されていない、実施例1~9,15,17,18,27~30と比較して、高い接着強さを示した。
揮発性溶媒の配合量のみが互いに異なる接着材を用いた実施例1と16のグループ内で比較した場合、揮発性溶媒の配合量が重合性単量体100質量部に対して10~500質量部の範囲である実施例1は、配合量が10~500質量部の範囲ではない実施例16と比較して、高い接着強さが得られた。また、揮発性溶媒の配合量のみが互いに異なる接着材を用いた実施例7,10~13のグループ内で比較した場合、揮発性溶媒の配合量が重合性単量体100質量部に対して50~300質量部の範囲である実施例7,11,12は、揮発性溶媒の配合量が重合性単量体100質量部に対して50質量部未満である実施例13,および、300質量部を超える実施例10と比較して、高い接着強さを示した。
揮発性溶媒の種類のみが互いに異なる実施例1と実施例14を比較すると、非プロトン性溶媒であるアセトンを使用した実施例1の方が、プロトン性溶媒であるIPAを使用した実施例14と比較して高い接着強さを示した。
重合性単量体の組成のみが互いに異なる接着材を用いた実施例1,27~31において接着耐久性を比較した場合、互変異性により分子内にメルカプト基を生成するp1h1型重合性単量体が配合された実施例27~31は、互変異性により分子内にメルカプト基を生成するp1h1型重合性単量体が配合されていない実施例1と比較して、高い接着耐久性を示した。更に、互変異性により分子内にメルカプト基を生成するp1h1型重合性単量体の種類が互いに異なる実施例27~30を比較すると、互変異性によってメルカプト基を生じ得る官能基がチオウラシル基である実施例27は、互変異性によってメルカプト基を生じ得る官能基がチオウラシル基以外の官能基である実施例28~30と比較して若干高い接着耐久性を示した。また、互変異性により分子内にメルカプト基を生成するp1h1型重合性単量体の重合性官能基が(メタ)アクリロイル基である実施例27,28は、ビニル基である実施例29,30と比較して若干高い初期引っ張り接着強さを示した。
重合開始剤の組成のみが互いに異なる実施例1,19~22を比較すると、(B)重合開始剤として(Bc)化学重合開始剤を構成する一部の成分を配合した実施例19~22は、(B)重合開始剤として光重合開始剤を使用した実施例1と比較して、初期接着強さは若干低くなったが接着材層厚みは薄いものとなった。実施例19~22の初期引っ張り接着強さを比較すると、(Bc)化学重合開始剤を構成する一部の成分として、第4周期の遷移金属化合物である+IV価のバナジウム化合物BMOVが配合された実施例19,20が、有機過酸化物であるBPOを配合した実施例21、三級アミンであるDEPTを配合した実施例22と比較して高い接着強さを示した。
同量のBMOVが配合されており、重合性単量体の組成のみが互いに異なる接着材を使用した実施例19と23を比較すると、分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量体を配合した実施例23は、分子内に酸性基を有するp1h1型重合性単量体を配合していない実施例19と比較して、高い接着強さを示した。
同一の接着材を使用し、第一部材の無機酸化物の配合量が互いに異なる実施例27,32,33を比較すると、第一部材の無機酸化物の配合量が15質量%以上である実施例27,32は、15質量%未満である実施例33と比較して、高い接着耐久性を示した。また、第一部材の無機酸化物の配合量が25質量%以上である実施例27は、25%未満である実施例32,33と比較して高い接着耐久性を示した。
Claims (17)
- (A)重合性単量体と、(B)重合開始剤を構成する少なくとも一部の成分と、を含み、
全重合性単量体中における、(p2)分子内に2つ以上の重合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が50質量%以上であり、かつ、(p1h1)分子内に1つ以上の重合性官能基および1つ以上の水素結合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が5質量%以上である接着材を、ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材の表面に付与する接着材付与工程と、
前記接着材を硬化させる硬化工程と、を含むことを特徴とする接着方法。 - 全重合性単量体中における、(p2h1a1)分子内に2つ以上の重合性官能基、1つ以上の水素結合性官能基および1つ以上の芳香環を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が20質量%以上50質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の接着方法。
- 前記接着材が、(C)揮発性溶媒を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の接着方法。
- (C)揮発性溶媒が、ケトン基を有する非プロトン溶媒であることを特徴とする請求項3に記載の接着方法。
- 前記接着材が、(D)無機化合物と反応する1つ以上の第一反応性基と、有機化合物と反応する1つ以上の第二反応性基とを少なくとも有するカップリング剤を含むことを特徴とする請求項1~4のいずれか1つに記載の接着方法。
- (D)無機化合物と反応する1つ以上の第一反応性基と、有機化合物と反応する1つ以上の第二反応性基とを有するカップリング剤が、下記一般式(I)に示される分子構造を有していることを特徴とする請求項5に記載の接着方法。
また、mは1以上の整数であり、nは1以上の整数であり、lは0または1以上の整数であり、m+n+lは、前記元素Mの原子価と同一の整数である。〕 - 前記一般式(I)に示す前記第一反応性基Xが、(b)加水分解によって元素Mに対して水酸基が直接結合するM-OH構造を形成する官能基であり、
(A)重合性単量体の少なくとも1種が酸性基を有することを特徴とする請求項6に記載の接着方法。 - 前記ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材が、さらに無機酸化物を含むことを特徴とする請求項5~7のいずれか1つに記載の接着方法。
- 前記無機酸化物が、ケイ素を含む無機酸化物であることを特徴とする請求項8に記載の接着方法。
- 前記水素結合性官能基として、メルカプト基が含まれることを特徴とする請求項1~9のいずれか1つに記載の接着方法。
- 前記メルカプト基が、重合性単量体分子の互変異性により生成する基であることを特徴とする請求項10に記載の接着方法。
- (B)重合開始剤として、少なくとも(Bc)化学重合開始剤が含まれると共に、前記接着材が、(Bc)化学重合開始剤を構成する一部の成分を含み、
前記接着材と、(Bc)化学重合開始剤を構成する残余の成分を含む重合補助材とを接触させる接触工程を実施することで、前記硬化工程を開始することを特徴とする請求項1~11のいずれか1つに記載の接着方法。 - 前記ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材が、歯科用部材であることを特徴とする請求項1~12のいずれか1つに記載の接着方法。
- ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材に対する接着に少なくとも用いられ、
(A)重合性単量体と、(B)重合開始剤を構成する少なくとも一部の成分と、を含み、
全重合性単量体中における、(p2)分子内に2つ以上の重合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が50質量%以上であり、かつ、(p1h1)分子内に1つ以上の重合性官能基および1つ以上の水素結合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が20質量%以上である接着材と、
前記ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材と、
を少なくとも有することを特徴とする接着用キット。 - 歯科用であることを特徴とする請求項14に記載の接着用キット。
- ポリアリールエーテルケトン樹脂を含む部材に対する接着に少なくとも用いられ、
(A)重合性単量体と、(B)重合開始剤を構成する少なくとも一部の成分と、を含み、
全重合性単量体中における、(p2)分子内に2つ以上の重合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が50質量%以上であり、かつ、(p1h1)分子内に1つ以上の重合性官能基および1つ以上の水素結合性官能基を少なくとも有する重合性単量体の含有比率が20質量%以上であることを特徴とする接着材。 - 歯科用であることを特徴とする請求項16に記載の接着材。
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