CZ303033B6

CZ303033B6 - Kompozitní materiál s porézní anorganicko-nekovovou matricí a druhým materiálem, zpusob prípravy tohoto kompozitního materiálu, použití tohoto kompozitního materiálu, vícevrstvý tvárený díl obsahující tento kompozitní materiál a zpusob výroby tohoto

Info

Publication number: CZ303033B6
Application number: CZ20032439A
Authority: CZ
Inventors: Aechtner@Stefan; Hornberger@Helga; Nagel@Emil; Thiel@Norbert
Original assignee: Vita Zahnfabrik H. Rauter Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2001-03-10
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2012-03-07
Also published as: RU2003129987A; EP1368286B1; CN1507423A; ATE450484T1; US20040081847A1; CZ20032439A3; WO2002076907A1; US7294392B2; ES2335271T3; EP1368286A1; RU2305085C2; DE50214041D1; EP1238956A1; US20090001623A1; US7807227B2; DK1368286T3; HK1061226A1

Abstract

Predmetem rešení je kompozitní materiál s porézní anorganicko-nekovovou matricí a druhým materiálem, jehož podstata spocívá v tom, že uvedená porézní anorganicko-nekovová matrice má pevnost v ohybu .>=. 40 MPa, mereno podle ISO 6872; uvedeným druhým materiálem je organický materiál, který alespon cástecne vyplní póry porézní anorganicko-nekovové matrice; a kompozitní materiál má modul elasticity E .>=. 25 GPa, mereno podle ISO 10477, jakož i zpusob prípravy tohoto kompozitního materiálu, použití tohoto kompozitního materiálu, vícevrstvý tvárený díl obsahující uvedený kompozitní materiál a zpusob výroby tohoto dílu.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká kompozitního materiálu s porézní anorganicko-nekovovou matricí a druhým io materiálem, způsobu přípravy tohoto kompozitního materiálu, použití tohoto kompozitního materiálu, vícevrstvého tvářeného dílu obsahujícího tento kompozitní materiál a způsobu výroby tohoto tvářeného dílu.

Dosavadní stav techniky

EP-A 1 006 095 se týká způsobu přípravy endodontickýeh, orthodontických a přímých náhrad na bázi keramické sítě. Výchozí skelný monomer se vyplní materiálem s cílem dosažení zvýšené flexibility a odolnosti vůči oděru. Infiltračním materiálem může být například skelný materiál, který bude tvořit vrstvu, jejíž tvrdost se pohybuje v rozmezí od 300 do 600 KHN a modul elasticity v rozmezí od 70 do 80 GPa. Její pevnost v ohybu se bude pohybovat v rozmezí od 200 do 500 MPa. Uvnitř má mít struktura pevnost v ohybu přibližně 150 až 80 MPa a modul elasticity od 15 do 25 GPa. Odpovídající hodnoty by měly být podle uvedeného dokumentu dosaženy infiltrací monomerem a následným vytvrzováním. Zmiňovaný dokument tedy popisuje dvouvrstvou strukturu, která má odlišné vlastnosti. Odpovídající produkty nejsou doposud známy.

ΕΡ-Α0 803 241 se týká dentálního materiálu vyrobeného z porézního keramického materiálu, kterým se vyplní umělý zub, kovová plomba, korunka, můstek nebo blok, který je vhodný pro CAD/CAM zpracování. Tento materiál se slinuje za vzniku vzájemně propojených pórů. Dále následuje impregnace syntetickou pryskyřicí. Nedostatkem popsaných produktů je nepřesná definice a popis nosné sítě, což u mnoha provedení vede ke zhoršení fyzikálně-technických dat, v porovnání s v dnešní době běžnými kompozitními materiály. US-A 5 843 348 se týká způsobu přípravy materiálu keramické sítě ze suspenze keramické látky. Tento způsob zahrnuje odlévání suspenze ve formě, která má tvar zubů. Suspenze obsahuje dispergované částice oxidu hlinitého v médiu, které obsahuje deionizovanou vodu spH hodnotou v rozmezí od 4 do 5 a polyvinylalkohol v koncentraci od 0,5 do 1 % hmotn. Po vysušení se suspenze vypaluje v peci při teplotě v rozmezí od 1000 do 1400 °C za vzniku keramické sítě. Porézní struktura se napouští sklem na bázi hlinitokremičitanu lanthanu za vzniku skelné vrstvy mající tlouštíku ležící v rozmezí od 1 do 2 mm uvnitř keramické sítě.

V Ullmaiuťs Encyclopedia of Industrial Chemistry jsou popsány různé metody pro konzervaci porézních kamenných struktur. Objekty, jakými jsou například sochy z pískovce nebo mramoru, se tedy impregnují hydrofobními reakčními činidly, jakými jsou například alkyltrialkoxysilany, a/nebo spojovacími prostředky, jakým je například tetraethylorthokřemičitan. Za účelem stabíli45 zace struktury se póry za vakua dále infiltrují monomery, například methylmethakrylátem. Po tepelném vytvrzování pod tlakem jsou objekty mechanicky stabilnější, a co je ještě důležitější je fakt, že uzavřením pórů se v podstatě zabrání chemické degradaci.

Cílem vynálezu je tedy poskytnout kompozitní materiál, který by měl homogenní, pórů prostou strukturu a vlastnosti, které leží někde mezí vlastnostmi keramických materiálů a vlastnostmi konvenčně plněných polymemích materiálů. Cílem vynálezu je rovněž poskytnout způsob přípravy takového kompozitního materiálu.

- I CZ 303033 B6

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je kompozitní materiál s porézní anorganicko-nekovovou matricí a druhým materiálem, jehož podstata spočívá v tom, že

- uvedená porézní anorganícko-nekovová matrice má pevnost v ohybu > 40 MPa, měřeno podle ISO 6872;

io - uvedeným druhým materiálem je organický materiál, který alespoň částečně vyplní póry porézní anorganicko-nekovové matrice; a

- kompozitní materiál má modul elasticity E > 25 GPa, měřeno podle ISO 10477.

Výhodně má kompozitní materiál pevnost v ohybu σ > 100 MPa, měřeno podle ISO 6872.

Výhodně jsou látkami pro vytvoření porézní anorganicko-nekovové matrice práškové anorganické látky nebo směsi látek mající bimodální distribuci velikosti zrn.

Výhodně mají práškové anorganické látky nebo směsi látek velikost zrn od 0,2 do 25 pm, výhodně od 0,5 od 5 pm, měřeno laserovou granulometrií.

Výhodně má porézní anorganícko-nekovová matrice povrch potažený kopulačním činidlem, výhodně silazinačním činidlem, který je takto hydrofobizován a poskytuje funkční skupiny.

Výhodně je silanizačním činidlem aminopropyltriethoxysilan, vinyltriethoxysilan, 3-methakryloxypropyltrimethoxysilan nebo jejich směs.

Předmětem vynálezu je rovněž způsob přípravy uvedeného kompozitního materiálu, jehož pod30 stata spočívá v tom, že zahrnuje:

přípravu výchozího anorganického materiálu, výhodně v práškové formě;

- slinování výchozího anorganického materiálu, přičemž proces slinování je přerušen před vytvořením v podstatě uzavřených pórů,

- a po dosažení fáze vytvoření krčku a/nebo skelného proudu;

- potažení povrchu porézní anorganicko-nekovové matrice kopulačním činidlem;

- infiltraci získané porézní anorganicko-nekovové matrice, mající modifikovaný povrch, organického materiálu.

Výhodně se do slinutého anorganického materiálu zavedou organické monomery nebo prepoly45 mery, které se polymerují uvnitř pórů slinutého anorganického materiálu za vzniku organického materiálu.

Výhodně se polymerace provádí pod tlakem.

Výhodně se jako monomery použijí organické sloučeniny, které obsahují alespoň jednu ethylenicky nenasycenou část, alespoň jednu kondenzovatelnou část a/nebo alespoň jednu část, která je schopna polymerace otevřením kruhů.

Výhodně se použijí monomery schopné polymerace volnými radikály, jakými jsou například akryláty a methakryláty, společně s iniciátory tvořícími volné radikály, například s azos loučen inami nebo peroxidy.

Výhodně se jako anorganický materiál použijí prášky a frity obsahující živec, jako organický materiál se použijí bismethakryláty a jako iniciátory se použijí sloučeniny obsahující peroxid.

Předmětem vynálezu je rovněž použití uvedeného kompozitního materiálu pro dentální účely, zejména pro výplně, nástavby, korunky a můstky.

Předmětem vynálezu je rovněž použití uvedeného kompozitního materiálu jako kluzného ložiska, pro tepelnou a/nebo zvukovou izolaci, jako tlumiče vibrací a pro potahování povrchu kovů, kompozitu a keramických materiálů.

Předmětem vynálezu je rovněž vícevrstvý tvářený díl mající alespoň dvě odlišné vrstvy s rozdílnými vlastnostmi, jehož podstata spočívá v tom, že jeho vrstvy jsou tvořeny uvedenými kompozitními materiály.

Předmětem vynálezu je rovněž způsob výroby uvedeného vícevrstvého tvářeného dílu, jehož podstata spočívá v tom, že se tvářený díl sestaví vytvrzením jednotlivých vrstev a aplikací nových vrstev s odlišnými výchozími materiály, které mají odlišné ťyzikálně-technické vlastnosti a homogenní matrice anorganicko-nekovového materiálu se vypaluje v gradientově peci.

Kompozitní materiál podle vynálezu je výhodný, protože poskytuje novou třídu materiálů, jejichž vlastnosti leží mezi vlastnostmi keramických a plastických materiálů. Tato třída materiálů je například charakteristická na jedné straně nižší křehkostí než jakou vykazují keramické materiály a na druhé straně zvýšenou odolností vůči oděru v porovnání s dřívějšími anorganickými plněnými polymery.

Anorganicko-nekovová fáze kompozitního materiálu podle vynálezu tvoří síť, která má vlastní pevnost (pevnost v ohybu porézní anorganicko-nekovové sítě před infiltrací) σ > 40 MPa. To vede ke zvýšení modulu elasticity kompozitního materiálu oproti konvenčně plněným kompozitům.

Kompozitní materiál podle vynálezu má výhodně pevnost v ohybu σ > 100 MPa, měřeno podle ISO 6 872.

Póry porézní sítě zaujímají objem od 5 do 85 % obj,, výhodně od 10 do 50 % obj., zejména od 15 do 35 % obj. Výhodou kontrolovatelné poréznosti anorganicko-nekovové sítě je skutečnost, že s ní koreluje obsah polymeru v pozdějším kompozitním materiálu. Zvýšení obsahu polymeru je spojeno se zvýšením rázové pevnosti a snížením hustoty kompozitního materiálu.

Póry anorganicko-nekovové sítě kompozitního materiálu podle vynálezu mají zpravidla velikost pórů od 0,2 do 25 pm, výhodně od 0,5 do 10 pm, Velikost a tvary pórů, které mají být použity, jsou závislé na kombinaci anorganických a polymemích materiálů, na úhlu kontaktu mezi anorganickým materiálem a monomerem nebo polymerem, na předběžném zpracování a na použité infiltrační metodě.

Porézní anorganicko-nekovovou síť jako meziprodukt kompozitního materiálu podle vynálezu lze získat například slinováním práškových anorganických, zejména keramických, látek nebo směsí látek, přičemž proces slinování se ukončí v podstatě před vytvořením uzavřených pórů. Dále je výhodné, pokud je proces slinování přerušen teprve až po fázi vytvoření krčku nebo skelného proudu, kteiý zpravidla souvisí s náhlou změnou vlastní pevnosti anorganické nekovové sítě.

-3CZ 303033 B6

Výhodně mají použité práškové anorganické látky nebo směsi látek velikosti zrna, které vykazují bimodální distribuci, např. jemné a hrubé zrno. Malá zrnka mají vyšší slínovací aktivitu, zatímco velká zma určují tvar pórů.

U výhodného provedení obsahuje anorganicko-nekovová síť kompozitního materiálu podle vynálezu práškové anorganické látky nebo směsi látek, které mají velikost zma od 0,2 do 25 pm. Zpravidla se hodnoty d₅₀ (laserová granulometrie) použitých výchozích materiálů pohybují mezi 0,5 a 5 pm.

Anorganicko-nekovová síť kompozitního materiálu podle vynálezu je výhodně tvořena alespoň dvěma různými práškovými směsmi, které mají rozdílné teploty slinování. Slino vaď aktivitu určuje prášková složka s nižší teplotou tavení.

Póry anorganicko-nekovové sítě mají výhodně povrchy, které vykazují hydrofobní vlastnosti. Hydrofobní vlastnosti lze získat například superfíciální silanizací. Hydrofobní povrchy zvyšují smáčitelnost porézní sítě monomery.

Silanizace se jednoduše provádí pomocí silanizačního činidla v kapalné fázi.

Pro silanizací porézní anorganicko-nekovové sítě lze použít alkoxysilan nebo halogensilan, výhodně 3-metakryloxypropyltrimethoxysilan.

Anorganickou fází kompozitního materiálu podle vynálezu je konkrétně organický polymer, který se tvoří in šitu uvnitř pórů porézní sítě polymeraci prepolymerů, oligomerů nebo monomerů.

Organický polymer se tvoří z tepelně po lymerovate Iných monomerů a/nebo z polymerovateIných monomerů chemicky indukovatelných iniciačními reakcemi a/nebo z kondenzovatelných monomerů.

Kompozitní materiál podle vynálezu je výhodně izotropní, což eliminuje nevýhody současných anizotropníeh kompozitu, které například vykazují pouze nízkou pevnost při napínání v preferenčním směru. Nicméně si lze představit, že do kompozitního materiálu podle vynálezu lze zabudovat některé dobře cílené anizotropy, což lze například realizovat zavedením vláken, která jsou selektivně zesíťována v jiných prostorových směrech. Dále je možné připravit kontinuální gradient materiálů použitím gradientově pece při přípravě anorganicko-nekovové sítě.

Kompozitní materiál podle vynálezu může obsahovat pomocné prostředky, jakými jsou například antioxidanty a pigmenty, které jsou vhodné pro konkrétní účely.

Kompozitní materiál podle vynálezu lze například připravit následujícím způsobem, při kterém: se připraví anorganicko-nekovový výchozí materiál;

anorganicko-nekovová fáze se vytvaruje, bud* za mokra, například odléváním, nebo v suchém stavu, například izostatickým lisováním, případně za použití vhodného pojivového systému;

anorganicko-nekovová síť se slinuje do požadovaného stupně slinování a poréznosti;

proces slinování se přeruší před tím, než se ve slinovaném produktu vytvoří v podstatě uzavřené póry;

a po dosažení fáze vytvoření krčků a/nebo skelného proudu;

-4CZ 303033 B6

- získaný porézní produkt anorgan ic kane kovo vého materiálu se nejprve potáhne smáčecím činidlem, výhodně sílaný, které mají vhodnou funkční skupinu;

anorganicko-nekovová síť se následně zcela infiltruje monomery;

- a následně polymeruje za použití vhodné metody, jakou je například tepelná polymerace nebo polymerace pomocí mikrovln.

U způsobu podle vynálezu se jako anorganický materiál použijí například oxidové keramiky, io skla, porcelány, neoxidové keramiky a jejich kombinace.

U způsobu podle vynálezu se zejména použijí práškové anorganické materiály mající velikost zrna od 0,2 do 25 pm, výhodně od 0,5 do 10 pm (d₅₀ hodnoty jsou stanoveny laserovou granulometrií).

Výhodně se podle vynálezu do slinovaného anorganického materiálu infiltruje anorganický materiál v kapalné formě.

Smáčecí činidlo se výhodně použije v roztoku. Výhodou naředění je snížená viskozita.

Smáčecí činidlo musí obsahovat funkční skupinu, která je schopna navázání.

Podle vynálezu se organické monomery nebo prepolymery zavádějí do slinuté anorganickonekovové sítě a polymerují uvnitř pórů této sítě za vzniku organického materiálu.

Podle vynálezu lze organický materiál zavádět do slinutého anorganického materiálu tlakovou infiltrací. Výhodou této metody je rychlé dosažení kompletní a homogenní infiltrace. V závislosti na účelu se může jevit jako výhodné použití polymerace pod tlakem. Případně lze jak anorganicko-nekovovou síť, tak organický monomer před infiltrací odplynit.

Jako monomery se výhodně použijí organické sloučeniny, které mají alespoň jednu ethylenicky nenasycenou část, alespoň jednu kondenzo vatě lnou část nebo alespoň jednu část, která je schopna polymerovat rozpojováním kruhů, nebo jejich kombinace.

Vhodné iniciační systémy pro polymerací jsou známé a lze je nalézt v relevantní literatuře.

Pro přípravu průsvitných materiálů vhodných pro dentální účely se podle vynálezu jako anorganický materiál použijí prášky a frity obsahující živec, jako organické sloučeniny se použijí bismethakryláty a jako iniciátory se použijí sloučeniny obsahující peroxid.

Vynález se rovněž týká materiálu pro dentální aplikace, který lze připravit způsobem podle vynálezu.

Materiál podle vynálezu lze výhodně použít pro takové dentální účely, jakými jsou například 45 výplně, povrchové plomby, korunky a můstky.

Materiály připravené podle vynálezu lze mimo jiné použít pro povrchové potažení keramických a kovových materiálů, kompozitů a plastických materiálů, jako komponenty mající nové vlastnosti, jakými jsou například modul elasticity, oděrové vlastnosti, měrná hmotnost a odolnost proti tepelné deformaci. Dalšími provedeními jsou zvukově izolační a tepelně izolační prvky, kluzná ložiska, členy pro tlumení vibrací, elektrické izolanty atd.

Kompozitní materiál podle vynálezu lze zejména použít jako kluzná ložiska, pro tepelnou a/nebo zvukovou izolaci nebo jako tlumič vibrací.

-5CZ 303033 B6

Porézní anorganická nekovová matrice mající pevnost v ohybu > 40 MPa, měřeno podle ISO 6 872, kterou lze použít pro přípravu kompozitního materiálu podle vynálezu, může sloužit jako meziprodukt, přičemž vynález se rovněž týká tohoto meziproduktu.

Výhodně je porézní anorganická nekovová matrice podle vynálezu vyrobena z oxidových keramik, skel, porcelánů, neoxidových keramik nebo jejich kombinací.

Póry porézní anorganické nekovové matrice podle vynálezu zaujímají zpravidla objem od 5 do KS % nhj.. výhodně nd 10 dn 50 % nbj., zejména nd 1 5 dn 35 % obi.

Předmětem vynálezu je rovněž způsob přípravy porézní anorganicko-nekovové matrice podle vynálezu, kdy:

- se anorganický nekovový materiál smísí s odstranitelným pojivém za vzniku tvářitelného materiálu;

- pojivo se odstraní za vzniku porézní anorganické nekovové struktury;

- porézní anorganická nekovová struktura se slinuje;

za vzniku uvedené porézní anorganické nekovové matrice.

Vynález se rovněž týká způsobu přípravy otisků objektů za použití porézní anorganicko-nekovové matrice podle vynálezu. Tento způsob podle vynálezu je charakteristický tím, že:

- anorganicko-nekovový se materiál smísí s odstranitelným pojivém za vzniku tvářitelného materiálu;

- uvedený tvářitelný materiál se uvede do kontaktu s objektem, jehož otisk má být vytvořen, takže se v tváři telném materiálu vytvoří otisk objektu ve formě negativu;

- tvářitelný materiál se odtrhne, čímž se získá tvar objektu, jehož otisk má být vytvořen, načež se odstraní pojivo;

- případně následuje slinování a infiltrace struktury získané po odstranění pojivá.

U dalšího provedení zmiňovaného způsobu se získá způsob replikace objektů. U tohoto způsobu se nejprve realizuje způsob podle vynálezu pro přípravu otisků objektů. Takto získaná matrice se sama podrobí přípravě otisku, čímž se získá replika objektu, který má být replikován. Nicméně způsob lze rovněž zahájit na otisku objektu získaném některým dalším způsobem určeným pro získání negativní formy, ze které se následně otiskovým způsobem podle vynálezu připraví otisk, který se případně vytvrdí.

Předmětem vynálezu je rovněž směs práškových anorganických nekovových látek nebo směsí látek a odstranitelného pojivá. Tato směs je charakteristická tím, že uvedené práškové anorganické nekovové látky nebo směsi látek mají velikost zrna d₅₀ od 0,2 do 25 pm a pojivo je přítomno v množství od 2 do 50 % hmotn., vztaženo k celkové hmotnosti směsi.

Práškovými anorganickými nekovovými látkami nebo směsmi látek jsou výhodně oxidové keramiky, skla, porcelány, neoxidové keramiky nebo jejich kombinace.

Výhodně se použijí práškové anorganické látky nebo směsi látek s velikostí zrna mající b i modální distribuci.

Výhodně mají práškové anorganické nekovové látky nebo směsi látek pro přípravu pasty podle vynálezu velikost zrna d₅₀ od 0,5 do 5 pm, měřeno laserovou granulometrií.

-6CZ 303033 B6

U směsi podle vynálezu pro přípravu pasty mohou být přítomny alespoň dva rozdílné prášky a/nebo směsi prášků mající rozdílné teploty slinování. Pasta podle vynálezu obsahuje aditiva, která umožňují dobře cílené vytvrzování podle dosavadního stavu techniky.

Porézní anorganicko-nekovovou matrici podle vynálezu lze použít pro získání tvářených dílů. které mají výhodné vlastnosti; přičemž vynález se rovněž týká těchto tvářených dílů. Tvářené díly podle vynálezu lze vyrobit z porézního slinutého přírodního a/nebo syntetického živce nebo jiného zástupce ze skupiny živců majícího poréznost, která odpovídá objemu od 5 do 85 % obj., io výhodně od 10 do 50 % obj., zejména od 15 do 35 % obj. Infiltrací vhodnými monomery a následnou polymeraci lze připravit transparentní materiály vhodné pro dentální aplikace (např. použitelné jako výplně, nástavby, fasetové korunky, korunky nebo můstky).

Zvláště výhodné jsou vícevrstvé tvářené díly mající několik vrstev s rozdílnými vlastnostmi 15 vjednotlivých vrstvách, které lze získat potažením rozdílnými složkami výsledných anorganicko-nekovových složek matrice a následným slinováním. Příprava kompletního kompozitního materiálu se následně realizuje výše popsaným způsobem.

Tvářené díly mající kontinuálně se měnící vlastnosti lze připravit způsobem podle vynálezu a vy2o nález se rovněž týká těchto tvářených dílů. Tyto tvářené díly lze například získat slinováním anorganicko-nekovové matrice v gradientově peci. Přirozené zuby jsou rovněž anizotropní a jsou tvořeny několika různými vrstvami. Zpravidla se tvářené díly podle vynálezu vytvoří následujícím způsobem, pri kterém:

- se ústa připraví a aplikuje se činidlo usnadňující uvolňování;

- v případě dutin se za použití pasty podle vynálezu přímo odebere otisk dutin v ústech;

- vytvarovaná část se předběžně nebo finálně vytvrdí a vyjme z dutiny;

- slinuje se za vzniku pórů vypalováním pojivá;

- v případě korunek a můstků se připraví otisk odebraného přímého otisku dutiny;

- připraví se vzorový odlitek;

- na tento vzorový odlitek se za použití pasty podle vynálezu vystaví nástavba; nástavba se slinuje za vzniku pórů vypálením pojivá.

Vynález bude dále ilustrován příkladnými provedeními vynálezu, které mají pouze ilustrativní 35 charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky.

Příklady provedení vynálezu 40

Příklad 1

Z bimodálního oxidu hlinitého majícího d₅o přibližně 2,5 pm se za použití destilované vody 45 a obvyklých přísad (v tomto případě kyselina citrónová a Darvan) vytvořila pasta a ošetřila ultrazvukem za vzniku suspenze, která byla vhodná pro odlévání. Tato suspenze se odlévala v Delrinových formách, které měly rozměry 1,2 x 4 x 20 mm. Po vysušení se díly vyjmuty z formy a vypalovaly pri maximální teplotě 1120 °C po dobu 2 h.

Díly sjemnými póry se následně napouštěly 5% roztokem methakryloxypropyltrimethoxysilanu a opět vysušily. Potom se díly odplynily a infiltrovaly přes noc při teplotě místnosti odplyněnou

-7CZ 303033 Β6

1:1 směsí urethandimethakrylátu a triethylenglykoldimethakrylátu, načež následovala 17h polymerace při maximální teplotě 80 °C.

Díly vykazovaly při měření na univerzálním testovacím stroji Zwick průměrnou pevnost v ohybu 300,15 MPa a modul elasticity 76,23 GPa.

Příklad 2

Z bimodálního spinelu na bázi hlinito-hořečnatého oxidu majícího d₅₀ přibližně 2,5 pm se za použití destilované vody a běžných aditiv (v tomto případě kyselina citrónová a Darvan) vytvořila pasta, která se ošetřila ultrazvukem za vzniku suspenze vhodné pro odlévání. Tato suspenze se odlévala v Delrinových formách, které měly rozměry 1,2 x 4 x 20 mm. Po vysušení se díly vyj muly z formy a vypalovaly při maximální teplotě 1180 °C po dobu 2 h.

Díly sjemnými póry se následně napouštěly 5% roztokem methakryloxypropyltrimethoxysilanu a opět vysušily. Potom se díly odplynily a infiltrovaly přes noc pri teplotě místnosti odplyněnou 1:1 směsí urethandimethakrylátu a triethylenglykoldimethakrylátu, načež následovala I7h polymerace při maximální teplotě 80 °C.

Díly vykazovaly při měření na univerzálním testovacím stroji Zwick průměrnou pevnost v ohybu

256,87 MPa a modul elasticity 82,89 GPa.

Příklad 3

Z bimodální směsi 67 % oxidu hlinitého a 33 % oxidu zirkoničitého mající d₅₀ přibližně 2,5 μπι se za použití destilované vody a běžných aditiv (v tomto případě kyselina citrónová a Darvan) vytvořila pasta, která se ošetřila ultrazvukem za vzniku suspenze vhodné pro odlévání. Tato suspenze se odlévala v Delrinových formách, které měly rozměry 1,2 x 4 x 20 mm. Po vysušení se díly vyj muly z formy a vypalovaly při maximální teplotě 1180 °C po dobu 2 h.

Díly sjemnými póry se následně napouštěly 5% roztokem methakryloxypropyltrimethoxysilanu a opět vysušily. Potom se díly odplynily a infiltrovaly přes noc při teplotě místnosti odplyněnou 1:1 směsí urethandimethakrylátu a triethylenglykoldimethakrylátu, načež následovala 17h polymerace při maximální teplotě 80 °C.

Díly vykazovaly při měření na univerzálním testovacím stroji Zwick průměrnou pevnost v ohybu 287,42 MPa a modul elasticity 79,12 GPa.

Příklad 4

Z bimodální směsí dvou živcových frit (frita 1: teplota žíhání přibližně 830 °C, 10% zastoupení ve směsi; frita 2: teplota žíhání přibližně 1180 °C, 90% zastoupení ve směsi) mající d₅₀ přibližně

4,5 pm se za použití běžné modelační kapaliny (voda + pojivová přísada) vytvořila suspenze vhodná pro odlévání. Tato suspenze se natřepala do kovových forem, které měly rozměry 25 x 5 x 1,6 mm. Po vysušení se díly vyjmuly z formy a vypalovaly pri maximální teplotě 940 °C po dobu 40 min.

Díly sjemnými póry se následně napouštěly 5% roztokem methakiyloxypropyltrimethoxysilanu a opět vysušily. Potom se díly odplynily a infiltrovaly pres noc při teplotě místnosti odplyněnou 1:1 směsí urethandimethakrylátu a triethylenglykoldimethakrylátu, načež následovala 17h polymerace pri maximální teplotě 80 °C.

-8CZ 303033 B6

Díly vykazovaly při měření na univerzálním testovacím stroji Zwick průměrnou pevnost v ohybu 148,83 MPa a modul elasticity 30,04 GPa.

Díly vykazovaly vynikající průhlednost a vzhledem ke svým optickým vlastnostem byly vhodné pro estetické dentální náhrady.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Kompozitní materiál s porézní anorganicko-nekovovou matricí a druhým materiálem, vyznačený tím, že

- uvedená porézní anorganicko-nekovová matrice má pevnost v ohybu > 40 MPa, měřeno podle ISO 6872;

- uvedeným druhým materiálem je organický materiál, který alespoň Částečně vyplní póry porézní anorganicko-nekovové matrice; a

- kompozitní materiál má modul elasticity E > 25 GPa, měřeno podle ISO 10477.
2. Kompozitní materiál podle nároku 1, vyznačený tím, že má pevnost v ohybu σ > 100 MPa, měřeno podle ISO 6872.
3. Kompozitní materiál podle alespoň jednoho z nároků 1 a 2, vyznačený tím, že látkami pro vytvoření porézní anorganicko-nekovové matrice jsou práškové anorganické látky nebo směsi látek mající bimodální distribuci velikosti zm.
4. Kompozitní materiál podle alespoň jednoho z nároků I až 3, vyznačený tím, že práškové anorganické látky nebo směsi látek mají velikost zm od 0,2 do 25 pm, výhodně od 0,5 do 5 pm, měřeno laserovou granulometrií.
5. Kompozitní materiál podle alespoň jednoho z nároků 1 až 4, vyznačený tím, že porézní anorganicko-nekovová matrice má povrch potažený kopu lačním činidlem, výhodně silazinaěním činidlem, který je takto hydrofobizován a poskytuje funkční skupiny.
6. Kompozitní materiál podle alespoň jednoho z nároků laž5, vyznačený tím, že silanizaěním činidlem je aminopropyltriethoxysilan, vinyltriethoxysilan, 3-methakryloxypropyltrimethoxysilan nebojejich směs.
7. Způsob přípravy kompozitního materiálu podle alespoň jednoho z nároků laž6, vyznačený t í m , že zahrnuje:

- přípravu výchozího anorganického materiálu, výhodně v práškové formě;

slinování výchozího anorganického materiálu, přičemž proces slinování je přerušen před vytvořením v podstatě uzavřených pórů; a po dosažení fáze vytvoření krčku a/nebo skelného proudu; potažení povrchu porézní anorganicko-nekovové matrice kopulačním činidlem;

-9 CZ 303033 B6 infiltraci získané porézní anorganicko-nekovové matrice, mající modifikovaný povrch, organickým materiálem; a následné ztuhnutí organického materiálu.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačený tím, že se do slinutého anorganického materiálu zavedou organické monomery nebo prepolymery, které se polymerují uvnitř pórů slinutého anorganického materiálu za vzniku organického materiálu.

i n
9. Způsob podle nároku 8, vyznačený tím, že se polymerace provádí pod tlakem.
10. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 8a 9, vyznačený tím, že se jako monomery použijí organické sloučeniny, které obsahují alespoň jednu ethylenicky nenasycenou část, alespoň jednu kondenzovatelnou část a/nebo alespoň jednu Část, která je schopna polymerace ote15 vřením kruhů.
11. Způsob podle nároků 8ažl0, vyznačený tím, že se použijí monomery schopné polymerace volnými radikály, jakými jsou například akryláty a methakryláty, společně s iniciátory tvořícími volné radikály, například s azosloučeninami nebo peroxidy.
12. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 7ažll, vyznačený tím, že se jako anorganický materiál použijí prášky a frity obsahující živec, jako organický materiál se použijí bismethakryláty a jako iniciátory se použijí sloučeniny obsahující peroxid.

25
13. Použití kompozitního materiálu podle alespoň jednoho z nároků 1 až 6 pro dentální účely, zejména pro výplně, nástavby, korunky a můstky.
14. Použití kompozitního materiálu podle alespoň jednoho z nároků 1 až 6 jako kluzného ložiska, pro tepelnou a/nebo zvukovou izolaci, jako tlumiče vibrací a pro potahování povrchu kovů, io kompozitů a keramických materiálů.
15. Vícevrstvý tvářený díl mající alespoň dvě odlišné vrstvy s rozdílnými vlastnostmi, vyznačený tím, že jeho vrstvy jsou tvořeny kompozitními materiály podle alespoň jednoho z nároků 1 až 6.
16. Způsob výroby vícevrstvého tvářeného dílu podle nároku 15, vyznačený tím, že se tvářený díl sestaví vytvrzením jednotlivých vrstev a aplikací nových vrstev s odlišnými výchozími materiály, které mají odlišné fyzikálně-technické vlastnosti a homogenní matrice anorganicko-nekovového materiálu se vypaluje v gradientově peci.