ISO/TS 4640:2023

Dentistry — Test methods for tensile bond strength to tooth structure

This document gives guidance on substrate selection, storage and handling as well as essential characteristics of tensile bond strength test methods for quality testing of the adhesive bond between restorative dental materials and tooth structure, i.e. enamel and dentine. Some specific test methods for tensile bond strength measurements are given in Annex A. This document does not include requirements for components of adhesive materials and their performance.

Médecine bucco-dentaire — Méthodes d’essai pour l’adhérence par traction à la structure dentaire

Le présent document donne des recommandations relatives au choix, au stockage et à la manipulation du substrat, et indique les caractéristiques essentielles des méthodes d’essai de l’adhérence par traction permettant de vérifier la qualité de la liaison adhésive entre les matériaux dentaires de restauration et la structure dentaire, c’est-à-dire l’émail et la dentine. Certaines méthodes d’essai spécifiques applicables au mesurage de la résistance par traction sont données à l’Annexe A. Le présent document n’inclut pas d’exigences relatives aux composants des matériaux adhésifs et à leurs performances.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 03-May-2023
• ICS: 11.060.10 - Dental materials
• Technical Committee: ISO/TC 106/SC 1 - Filling and restorative materials
• Drafting Committee: ISO/TC 106/SC 1/WG 11 - Adhesion test methods
• Current Stage: 9092 - International Standard to be revised
• Due Date: 09-Dec-2024
• Completion Date: 09-Dec-2024

Standards Content (Sample)

TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 4640
First edition
2023-05
Dentistry — Test methods for tensile
bond strength to tooth structure
Médecine bucco-dentaire — Méthodes d’essai pour l’adhérence par
traction à la structure dentaire
Reference number
© ISO 2023
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CH-1214 Vernier, Geneva
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Sampling . 2
5 Test methods . 2
5.1 General . 2
5.2 Tooth substrate and storage . 2
5.2.1 Substrate . 2
5.2.2 Time after extraction . 2
5.2.3 Condition of teeth . 3
5.2.4 Preparation and storage of teeth . 3
5.3 Tooth surface preparation . 3
5.3.1 Requirement for the surface of tooth to be adhered . 3
5.3.2 Requirement for the procedure of preparation of tooth surface . 4
5.3.3 Surface preparation of tooth plane for adhesion . 4
5.4 Application of adhesive . 5
5.4.1 General . 5
5.4.2 Adhesive and/or adherend material in bulk . 5
5.4.3 Adhesive material as thin film and adherend material as preformed rod . 6
5.5 Storage of test specimens . 6
5.5.1 General . 6
5.5.2 Recommended procedures and conditions of durability test . 7
5.6 Apparatus . 7
5.6.1 General . 7
5.6.2 Alignment . 7
5.6.3 Connecting device . 7
5.7 Tensile loading . 7
5.8 Test . 7
5.9 Recording, treatment and analysis of results . 8
5.9.1 Recording and treatment of results . 8
5.9.2 Analysis of results . 8
5.10 Report . 8
Annex A (informative) Test methods for measurement of tensile bond strength .9
Bibliography .16
iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 106, Dentistry, Subcommittee SC 1, Filling
and restorative materials.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
Introduction
Adhesion in restorative dentistry is an important topic. It is the intention of this document to describe
various laboratory procedures of tensile bond strength tests whereby the effect or quality of a bond
between a dental material and tooth structure can be substantiated.
Adhesive materials are used in many types of restorative and preventive treatments. Even if the stress
on the bond in most circumstances can be defined as either tensile, shear or a combination of these,
there are no specific laboratory tests which can be valid for all the various clinical applications of
adhesive materials.
The relative performance of materials that are claimed to bond to tooth structure is usually evaluated
by laboratory assessment of bond strengths. While bond strengths are unable to predict clinical
behaviour or performance, they are useful for comparing adhesive materials.
[1]
ISO 29022 prescribes the notched-edge shear bond strength test.
Annex A lists several published laboratory methods for tensile bond strength measurement.
Tensile bond strength testing is also common in general materials science, and a publication listing
many test methods is provided for information in Reference [2].
v
TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 4640:2023(E)
Dentistry — Test methods for tensile bond strength to
tooth structure
1 Scope
This document gives guidance on substrate selection, storage and handling as well as essential
characteristics of tensile bond strength test methods for quality testing of the adhesive bond between
restorative dental materials and tooth structure, i.e. enamel and dentine. Some specific test methods
for tensile bond strength measurements are given in Annex A.
This document does not include requirements for components of adhesive materials and their
performance.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 1942, Dentistry — Vocabulary
ISO 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 6344-3, Coated abrasives — Determination and designation of grain size distribution — Part 3:
Microgrit sizes P240 to P5000
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1942 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
adhere
to be in a state of adhesion (3.3)
3.2
adherend
body that is held or intended to be held to another body by an adhesive (3.4)
3.3
adhesion
state in which two surfaces are held together by chemical and/or physical forces with the aid of an
adhesive (3.4)
3.4
adhesive
substance capable of holding materials together
3.5
bond strength
force per unit area required to break a bonded assembly with failure occurring in or near the adhesive
(3.4)/adherend (3.2) interface
3.6
substrate
material upon the surface of which an adhesive (3.4) is spread for any purpose, such as bonding or
coating
4 Sampling
The amount of test material shall be sufficient for all planned tests and be from the same batch.
5 Test methods
5.1 General
Adhesive materials are used for many different purposes in the oral cavity. This document describes
tensile bond strength tests. When bond strength is to be measured, the raw data are in unit of force (N).
It is necessary to convert this into stress unit, i.e. force per unit area (MPa). Hence, control of the area
and roughness of the surface for application of the adhesive material are important.
Two critical variables or factors shown below shall be considered when designing test equipment and
preparing specimens for tensile testing of bond strength:
a) alignment of the tensile forces acting on the specimen;
b) limitation of the bonding area.
5.2 Tooth substrate and storage
5.2.1 Substrate
5.2.1.1 Types of the substrate
Use either human permanent premolars/molars or bovine mandibular incisors for the measurement of
bond strength. The donor bovine shall not be more than five years old.
5.2.1.2 Characteristics of the substrate
When measuring bond strength to human dentine, this document rec
...

SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 4640
Première édition
2023-05
Médecine bucco-dentaire — Méthodes
d’essai pour l’adhérence par traction à
la structure dentaire
Dentistry — Test methods for tensile bond strength to tooth structure
Numéro de référence
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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Échantillonnage .2
5 Méthodes d’essai . 2
5.1 Généralités . 2
5.2 Substrat dentaire et stockage . 2
5.2.1 Substrat . 2
5.2.2 Laps de temps après extraction . 2
5.2.3 État des dents . 3
5.2.4 Préparation et stockage des dents . 3
5.3 Préparation de la surface de la dent . 3
5.3.1 Exigence relative à la surface de la dent à coller . 3
5.3.2 Exigence relative au mode opératoire de préparation de la surface dentaire . 4
5.3.3 Préparation de la surface du plan de la dent en vue de l’adhésion . 4
5.4 Application de l’adhésif . 5
5.4.1 Généralités . 5
5.4.2 Adhésif ou matériau adhérent en volume . 5
5.4.3 Matériau adhésif en couche mince et matériau adhérent sous forme de
barreau préformé . 6
5.5 Stockage des éprouvettes . 6
5.5.1 Généralités . 6
5.5.2 Modes opératoires recommandés et conditions de l’essai de longévité . 7
5.6 Appareillage . 7
5.6.1 Généralités . 7
5.6.2 Alignement . . 7
5.6.3 Dispositif de raccordement . 7
5.7 Charge en traction . 7
5.8 Essai . 8
5.9 Enregistrement, traitement et analyse des résultats . 8
5.9.1 Enregistrement et traitement des résultats . 8
5.9.2 Analyse des résultats . 8
5.10 Rapport. 8
Annexe A (informative) Méthodes d’essai pour le mesurage de l’adhérence par traction .10
Bibliographie .17
iii
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 106, Médecine bucco-dentaire, sous-
comité SC 1, Produits pour obturation et restauration.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
Introduction
En médecine dentaire restauratrice, l’adhésion est un domaine important. L’objet du présent document
est de décrire différents modes opératoires de laboratoire relatifs aux essais d'adhérence par traction,
consistant à pouvoir fournir des preuves de l’effet ou de la qualité d’une liaison entre un matériau
dentaire et la structure dentaire.
Les matériaux adhésifs sont utilisés dans de nombreux types de traitements de restauration et de
prévention. Même si la contrainte exercée sur la liaison peut, dans la plupart des cas, se définir comme
une contrainte en traction, en cisaillement ou une combinaison des deux, il n’existe pas d’essais de
laboratoire spécifiques qui puissent être valides pour l’ensemble des diverses applications cliniques des
matériaux adhésifs.
Les performances relatives des matériaux censés adhérer à la structure dentaire sont généralement
examinées en réalisant une évaluation en laboratoire de l’adhérence. Bien que cette adhérence ne
permette pas de présager la performance ou le comportement clinique exact, elle sert à comparer les
matériaux adhésifs.
[1]
L’ISO 29022 spécifie l’essai d’adhérence par cisaillement sur échantillons à bord entaillé.
L’Annexe A énumère plusieurs méthodes de laboratoire publiées concernant le mesurage de l’adhérence
par traction.
Les essais d’adhérence par traction sont également courants en science des matériaux en général et
une publication dressant la liste des nombreuses méthodes d’essai est fournie à titre informatif dans la
Référence [2].
v
SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 4640:2023(F)
Médecine bucco-dentaire — Méthodes d’essai pour
l’adhérence par traction à la structure dentaire
1 Domaine d'application
Le présent document donne des recommandations relatives au choix, au stockage et à la manipulation
du substrat, et indique les caractéristiques essentielles des méthodes d’essai de l’adhérence par traction
permettant de vérifier la qualité de la liaison adhésive entre les matériaux dentaires de restauration
et la structure dentaire, c’est-à-dire l’émail et la dentine. Certaines méthodes d’essai spécifiques
applicables au mesurage de la résistance par traction sont données à l’Annexe A.
Le présent document n’inclut pas d’exigences relatives aux composants des matériaux adhésifs et à
leurs performances.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 1942, Médecine bucco-dentaire — Vocabulaire
ISO 3696, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d'essai
ISO 6344-1, Abrasifs appliqués — Granulométrie — Partie 1: Contrôle de la distribution granulométrique
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 1942 ainsi que les suivants
s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
adhérer
être en état d’adhésion (3.3)
3.2
matériau adhérent
corps qui est maintenu ou destiné à être maintenu en contact avec un autre corps par un adhésif (3.4)
3.3
adhésion
état dans lequel deux surfaces sont maintenues en contact par des forces chimiques et/ou physiques, à
l’aide d’un adhésif (3.4)
3.4
adhésif
substance capable de maintenir des matériaux en contact
3.5
adhérence
force par unité de surface nécessaire pour rompre un joint collé, la rupture apparaissant à l’interface
adhésif (3.4)/matériau adhérent (3.2) ou à proximité
3.6
substrat
matériau à la surface duquel un adhésif (3.4) est étalé pour divers usages, comme par exem
...