교정용 와이어 및 브라켓에 이산화티탄 광촉매 코팅 시 코팅방법에 따른 비교연구

고은희; 조진형

SITE LINK

교정용 와이어 및 브라켓에 이산화티탄 광촉매 코팅 시 코팅방법에 따른 비교연구
A comparative study of physical properties of $TiO_2$ thin films according to a coating method on orthodontic wires and brackets

Korean Journal of Orthodontics 2006년 36권 6호 p.451 ~ 464

고은희, 조진형,

소속 상세정보

고은희 ( Koh Eun-Hee ) - 전남대학교 치과대학 치과교정학교실
조진형 ( Cho Jin-Hyoung ) - 전남대학교 치과대학 치과교정학교실

KMID : 0361920060360060451

Abstract

본 연구는 항 교정장치의 개발에 도움이 되고자 이산화티탄 광촉매의 코팅 시 안정적이고 효과적인 방법을 찾기 위하여 시행되었다. 시판되고 있는 교정용 와이어와 브라켓에 sol-gel법, CVD (Chemical Vapor Deposition)법 및 PE-CVD (Plasma Enhanced-CVD)법으로 이산화티탄을 각각 코팅한 다음 각 방법으로 코팅된 이산화티탄 박막의 특성을 알아보고자 주사전자현미경을 이용하여 각 시편의 코팅박막 표면의 거칠기를 관찰하였고 adhesive tape pull test를 이용하여 코팅박막의 접착강도를 측정하였다. 메틸렌블루용액에 각 시편을 침지시킨 후 시간경과에 따른 메틸렌블루용액의 농도변화 측정을 통해 코팅박막의 분해능을 평가하였으며 불화나트륨 용액에 각 시편을 침지시킨 후 주사전자현미경을 이용하여 표면부식 정도를 관찰함으로써 불소화합물에 대한 내부식성을 평가하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 코팅박막의 표면은 CVD법 및 PE-CVD법이 sol-gel법이나 코팅되지 않은 시편에 비해 더 매끄러웠다. 코팅박막의 접착강도는 PE-CVD법이 가장 높았고, CVD법, sol-gel법의 순으로 낮게 나타났다. 코팅박막의 메틸렌블루 분해능은 PE-CVD법이 가장 높았고, CVD법, sol-gel법의 순으로 낮게 나타났다. 코팅박막의 불소화합물에 대한 내부식성은 CVD법 및 PE-CVD법이 sol-gel법에 비해 높게 나타났다. 이상의 결과는 교정용 와이어 및 브라켓의 이산화티탄 광촉매 코팅 시 CVD법 및 PE-CVD법이 sol-gel법보다 적절한 방법임을 시사하였다

The purpose of this study was to search for an appropriate method of coating $TiO_2$ on orthodontic appliances. $TiO_2$ thin films were deposited on orthodontic wires and brackets using sol-gel, CVD (Chemical Vapor Deposition) and PE-CVD (Plasma Enhanced-CVD) methods. The roughness of $TiO_2$-coated surfaces was investigated via scanning electron microscope (SEM) and adhesive strength of $TiO_2$ thin films was measured by adhesive tape pull test. Methylene blue degradation test was carried out to evaluate the photocatalytic activity of $TiO_2$ and the corrosion resistance of $TiO_2$ thin films against fluoride solution was also analyzed by observing the surfaces of $TiO_2$-coated wires and brackets via SEM after immersion in sodium fluoride solution. Through the comparison of properties and photocatalytic activity of $TiO_2$ thin films according to the coating methods, the following results were obtained. Smoother surfaces of $TiO_2$ thin films were generated by CVD or PE-CVD methods than through the sol-gel method or the control. Adhesive strength of the $TiO_2$ thin films was highest in PE-CVD and gradually became lower in the order of CVD, then the sol-gel method. Photocatalytic activity of $TiO_2$ thin films on methylene blue was the highest in PE-CVD and gradually became lower in the order of CVD, then the sol-gel method. Corrosion resistance of $TiO_2$ thin films against fluoride solution was stronger in CVD and PE-CVD methods than in the sol-gel method. The results of this study suggest that the CVD or PE-CVD methods is more appropriate than the sol-gel method for $TiO_2$ coating on orthodontic wires and brackets.