繊維強化コンポジットレジンの物性評価

Evaluation of physical properties of fiber-reinforced composite resin.

抄録

目的:

本研究の目的は，多方向性ガラス繊維の織布層を含む繊維強化CAD/CAMレジンディスクの物性を調査することである．

OBJECTIVES: This study aimed to investigate physical properties of a fiber-reinforced CAD/CAM resin disc, which included woven layers of multi-directional glass fibers.

方法:

CAD/CAM試験片（TRINIA, SHOFU）の繊維配向は、長手方向（L）、長手方向回転（LR）、および反長手方向（AL）に指定した。繊維強化複合材（everX posterior、GC（E））と従来型複合材（Beauti core flow paste、SHOFU（B））も試験した。万能試験機（AUTOGRAPH AG-IS，島津製作所）を用いて，3点曲げ試験とノッチなし角柱状試験片による引張試験を行った．また、試験片を24時間または1週間水中に保管した後、吸水試験を行った。曲げ強さと破壊靭性は、3点曲げ試験により求めた。

METHODS: Fiber orientations of CAD/CAM specimens (TRINIA, SHOFU) were specified as longitudinal (L), longitudinal-rotated (LR), and anti-longitudinal (AL). A fiber-reinforced composite (everX posterior, GC (E)) and a conventional composite (Beauti core flow paste, SHOFU (B)) were also tested. A three-point bending test and a tensile test with notchless prism-shaped specimens were conducted using a universal testing machine (AUTOGRAPH AG-IS, Shimadzu). A water absorption test was also carried out after the specimens were stored in water for 24h or 1 week. Flexural strength and fracture toughness were obtained by conducting a three-point bending test.

結果:

トリニアL群およびLR群は有意に高い曲げ強さ（それぞれ254.2±22.3MPaおよび248.8±16.7MPa）を示した。これらはAL、E、B群（96.8-98.0MPa）の約2.5倍であった（p<0.05、ANOVAおよびTukey HSD検定）。曲げ弾性率については，各実験群間に有意差は認められなかった。L群の破壊靭性（9.1±0.4MPa/m）は、他の群（1.9-3.0MPa/m；p<0.05）よりも有意に高いことがわかった。TRINIA群は、E群（16.1±3.1μg/mm）およびB群（17.3±3.7μg/mm）よりも有意に低い吸水率（4.7±1.9μg/mm）を示した（p<0.05）。

RESULTS: TRINIA L and LR groups showed significantly high flexural strength (254.2±22.3 and 248.8±16.7MPa, respectively). Those were approximately 2.5 times higher than those in AL, E, and B groups (96.8-98.0MPa) (p<0.05, ANOVA and Tukey HSD test). No significant difference was shown in flexural modulus among the experimental groups. The fracture toughness in L group (9.1±0.4MPa/m) was found to be significantly higher than those in other groups (1.9-3.0MPa/m; p<0.05). TRINIA group demonstrated significantly lower water absorption (4.7±1.9μg/mm) than did E (16.1±3.1μg/mm) and B (17.3±3.7μg/mm) groups (p<0.05).

有意性:

TRINIAは明瞭な異方性を示した。トリニアは、ファイバーメッシュ層の方向を指定することにより、より優れた修復材料として使用することができる。

SIGNIFICANCE: TRINIA demonstrated distinct anisotropy. TRINIA can be used as a superior restorative material when specifying directions of its fiber mesh layers.