DE102007024556A1 - Dental ceramics adhesive for binding basis dental frame having titanium or titanium alloy with applying dental ceramic layer, has glass, which comprises bismuth trioxide, boron trioxide, silicon dioxide and mixture - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Keramik-Haftvermittler nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The The present invention relates to a ceramic adhesive according to the preamble of the main claim.
Stand der Technik:State of the art:
Derartige Haftvermittler sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt und führen üblicherweise zu einer verbesserten Haftung zwischen einem titanhaltigen Metallgerüst und einer darauf aufzubringenden Keramikschicht. Insbesondere in der Dentaltechnik sind aufgrund der, insbesondere im Seitenzahnbereich auftretenden hohen Kaukräfte solche Haftvermittler von großer Notwendigkeit.such Adhesion promoters are well known in the art and usually lead to an improved Adhesion between a titanium-containing metal framework and a to be applied ceramic layer. Especially in dental technology are due to, especially occurring in the posterior region high chewing forces such adhesion promoters of great Need.
Dentale Basisgerüste aus Titan bzw. einer Titanlegierung weisen gegenüber (Nicht-)Edelmetalllegierungen entscheidende Vorteile auf, die diese Werkstoffe attraktiv für die Verwendung im Dentalbereich machen. So weist Titan bei einem gegenüber Edelmetalllegierungen niedrigem Preis eine ausgezeichnete Biokompatibilität auf. Auch zeichnet sich Titan durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit trotz des geringen spezifischen Gewichtes aus.dental Base frames made of titanium or a titanium alloy have decisive advantages over (non-) precious metal alloys On, these materials are attractive for use in the dental field. This is how Titan points to one Precious metal alloys low price an excellent biocompatibility on. Also, titanium is characterized by a high thermal conductivity despite the low specific weight.
Jedoch ist die Verarbeitung von Titanlegierungen aufgrund Ihrer Sauerstoff- und Stickstoffaffinität äußerst schwer zu handhaben, da es bereits bei den üblichen Keramik-Sintertemperaturen von 680–820°C selbst im Membranpumpenvakuum noch zu einer Oxidation der metallenen Oberfläche kommt. Diese oberflächliche Oxidschicht verhindert im späteren Aufbrand der Sinterkeramik den haftfesten Verbund mit dem metallenem Basisgerüst.however is the processing of titanium alloys due to their oxygen and nitrogen affinity extremely heavy to handle, as it already at the usual ceramic sintering temperatures from 680-820 ° C even in the diaphragm pump vacuum yet to an oxidation of the metal surface comes. These superficial oxide layer prevents later Firing the sintered ceramic the adherent bond with the metal base frame.
Aus
dem Stand der Technik sind Ansätze bekannt, Haftvermittler
zu schaffen, welche insbesondere die Haftung von dentalkeramischen
Schichten auf Titan oder Titanlegierungen verbessern; so offenbart
etwa
In
Ein
Boratglas-Haftvermittler mit hohen Anteilen an B2O3 (> 25
Gew.-%) und einem ausgezeichnetem dentalkeramischen Haftverbund
wird in
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen keramischen Titan-Haftvermittler zum festen Verbund eines Metallgerüsts mit einer Dentalkeramik zu schaffen, welcher aufgrund der allotropen Umwandlung der α- in die unvorteilhaftere β-Modifikation des Titans eine Sintertemperatur von nicht höher als 882°C aufweist.task Therefore, it is the object of the present invention to provide a titanium ceramic coupling agent for firmly bonding a metal framework with a dental ceramic which due to the allotropic transformation of the α- into the less favorable β-modification of titanium Sintering temperature of not higher than 882 ° C has.
Dies wird günstigerweise durch ein niedrigsinterndes Bi2O3-Glas erreicht, welches dank seiner Zusammensetzung die störende Titan-Oxidschicht zu lösen vermag und einen ungestörten Haftverbund mit dem freigelegtem Metallbasisgerüst ermöglicht. Vermutlicherweise kommt es dabei zwischenzeitlich zur Bildung von kristallinen Bismuthtitanat-Verbindungen, wie z. B. Bi4Ti3O12.This is conveniently achieved by a low-sintering Bi 2 O 3 glass which, thanks to its composition, is able to dissolve the troublesome titanium oxide layer and allows an undisturbed bond to the exposed metal base framework. Presumably, it comes in the meantime to the formation of crystalline bismuth titanate compounds such. B. Bi 4 Ti 3 O 12 .
Diese Aufgabe wird durch den Dentalkeramik-Haftvermittler mit den Merkmalen des Hauptanspruchs sowie des unabhängigen Patentanspruchs 2 gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.These Task is by the dental ceramic bonding agent with the features of the main claim and the independent claim 2 solved; advantageous developments of the invention are described in the subclaims.
In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ist der Haftvermittler aus einem Haftvermittler-Material (hier als Ausgangsprodukt zum Aufbringen auf das Basisgerüst vor dem Brennen zu verstehen) hergestellt, welches neben einem hohen Anteil an Bismuthtrioxid (25 bis 95 Gew.-%) und zur Glasstabilisation bis zu 40 Gew.-% Siliziumdioxid und/oder bis zu 20 Gew.-% Bortrioxid, auch geringe Mengen an ein-, zwei-, drei- oder vierwertigen Metalloxiden aufweisen kann.In Advantageously according to the invention is the adhesion promoter from a bonding agent material (here as starting material for Application to the base frame before firing to understand) prepared, which in addition to a high proportion of bismuth trioxide (25 to 95 wt .-%) and glass stabilization up to 40 wt .-% silica and / or up to 20% by weight of boron trioxide, even small amounts of one, may have di-, tri- or tetravalent metal oxides.
Es hat sich herausgestellt, dass die Kombination aus Bismuthtrioxid mit Siliziumdi- und Bortrioxid zu ausgezeichneten Hafteigenschaften bei gleichzeitig optimaler Sinterung auf das Metallbasisgerüst führt.It It has been found that the combination of bismuth trioxide with silicon dioxide and boron trioxide to excellent adhesive properties at the same time optimal sintering on the metal base frame leads.
Dabei ist es besonders bevorzugt, daß die Summe an ein-, zwei-, drei- und vierwertigen Oxiden mit null bis 55 Gew.-% den Rest des bismuthhaltigen Dentalkeramikhaftvermittlers ausmachen kann.It is particularly preferred that the sum of mono-, di-, tri- and tetravalent oxides with from zero to 55% by weight may constitute the remainder of the bismuth-containing dental ceramic adhesive.
Als dreiwertiges Metalloxid Me(III) 2O3 ist beispielsweise Lanthanoxid (La2O3) als typisches Seltene-Erden Oxid oder ein anderes dreiwertiges Metalloxid, beispielsweise Aluminiumoxid zur Realisierung der Erfindung einzusetzen. Weiter bevorzugt ist es zudem, das Lanthanoxid in dem Haftvermittler-Material mit einem Anteil von bis zu 30 Gew.-%, vorzusehen.As a trivalent metal oxide Me (III) 2 O 3 , for example, lanthanum oxide (La 2 O 3 ) is to be used as a typical rare earth oxide or another trivalent metal oxide, for example aluminum oxide, for realizing the invention. It is furthermore preferred to provide the lanthanum oxide in the adhesion promoter material in an amount of up to 30% by weight.
Das ergänzend oder alternativ als dreiwertiges Metalloxid zur Realisierung der Erfindung zu verwendende Aluminiumoxid ist vorteilhaft in einem Anteil von bis zu 10 Gew.-% vorzusehen.The additionally or alternatively as a trivalent metal oxide Realization of the invention to be used alumina is advantageous in a proportion of up to 10 wt .-% provide.
Weiter bevorzugt ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, neben den glasbildenden Oxiden und dem dreiwertigen Metalloxid Me(III) 2O3 zusätzlich dem Haftvermittler-Material ein Erdalkalioxid (bspw. Strontiumoxid SrO) als typisches zweiwertiges Metalloxid Me(II)O zuzusetzen, da sich erfindungsgemäß herausgestellt hat, dass damit in fertigungstechnisch besonders günstiger Weise die Viskosität des Glases optimiert wird.In addition to the glass-forming oxides and the trivalent metal oxide Me (III) 2 O 3 , it is further preferred to add an alkaline earth oxide (eg strontium oxide SrO) to the adhesion promoter material as a typical bivalent metal oxide Me (II) O, since According to the invention, it has been found that the viscosity of the glass is thus optimized in a particularly favorable manner in terms of manufacturing technology.
Als weiterhin vorteilhafte Weiterbildungen haben sich antimonfreie Haftvermittler-Materialien erwiesen, denen Alkalioxide, wie z. B. K2O oder Na2O zugesetzt sind; hierdurch ließen sich positive Auswirkungen auf die Glasstabilität feststellen. Dagegen fördert zwar zugesetztes ZrO2 die Entglasung durch Keimbildung, jedoch kann die Brenntemperatur des Dentalkeramikhaftvermittlers in günstiger Weise erhöht werden.As a further advantageous developments, antimony-free primer materials have proven to which alkali oxides such. B. K 2 O or Na 2 O are added; This has had a positive impact on glass stability. In contrast, added ZrO 2 promotes the devitrification by nucleation, however, the firing temperature of Dentalkeramikhaftvermittlers can be increased in a favorable manner.
Die
Rezeptur 1 verdeutlicht eine bevorzugte Ausführungsform
(Best Mode) der Erfindung. Wie der entsprechenden Tabelle zu entnehmen
ist, sollte bei dieser Ausführungsform ein mit Siliziumdi-
und Bortrioxid stabilisiertes Bismuthglas mit einem Gehalt an Bismuthtrioxid
von 25–95 Gew.-%, Bortrioxid von 0–25 Gew.-% und SiO2 0–40 Gew.-% vorliegen, wobei eine
Kombination ein- und/oder zwei-, und/oder drei-, und/oder vierwertiger
Oxide (Me(III) 2O3, Me(II)O, Me(I) 2O, Me(IV)O2) den Rest
des Glases ausmachen sollte.
Weiter
präzisiert im Hinblick auf die enthaltene Menge der Bi2O3, B2O3, SiO2, MexOy-Verbindung, ergibt sich
nachfolgende, nochmals verbesserte Rezeptur 2, welche die weiter
erhöhe Haftkraft auf Titan mit nochmals optimaleren Brenntemperaturen,
typischerweise im Bereich zwischen 700°C und 850°C,
ideal zwischen 780°C und 820°C, verbindet.
Wenn dann noch gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das Aufbringen des Haftvermittler-Material als sehr dünne Schicht (idealerweise < 20 μm) erfolgt, lassen sich in der vorgeschriebenen Weise überragende Hafteigenschaften mit fertigungstechnisch unproblematischer Handhabung (typischerweise wird das Haftvermittler-Material als wässriger Schlicker benutzt) und für das Titanmaterial schonenden Brenntemperaturen kombinieren.If then according to a development of the invention, the application of the primer material as a very thin layer (ideally <20 microns), can be in the prescribed manner superior adhesive properties with manufacturing technology unproblematic handling (typically the Haftver Medium material used as aqueous slurry) and combine for the titanium material gentle firing temperatures.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mehrerer alternativer Zusammensetzungen des Haftvermittler-Materials gemäß Tabelle 1 sowie zweier daraus gewählten, näher diskutierten Beispielen.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of preferred embodiments several alternative compositions of the primer material according to Table 1 and two thereof selected Examples discussed in more detail.
Diesen
Beispielen ist gemeinsam, dass der Haftvermittler als dünne
gesinterte Schicht zwischen dem metallenem Basisgerüst
aus Titanmaterial und einer aufliegenden dentalkeramischen Opakerschicht
gebracht wird, um deren Haftfähigkeit am Titangerüst
zu verbessern. Tabelle 1: (Angaben in Gew.-%)
Beispiel 1 (entsprechend Zusammensetzung Nr. 5 in Tabelle 1)Example 1 (according to composition No. 5 in Table 1)
Die
Komponenten gemäß der nachfolgenden Rezeptur #
3 wurden gemischt und in einem Ofen bei 1350°C–1400°C
in einem Korundtiegel 15 min lang geschmolzen. Die Schmelze wurde
mit demineralisiertem Wasser abgelöscht, und das getrocknete
Granulat wurde in einer Kugelmühle auf eine Korngröße
von 20 μm oder kleiner gemahlen.
Beispiel 2 (entsprechend Zusammensetzung Nr. 7 in Tabelle 1)Example 2 (according to composition No. 7 in Table 1)
Die
Komponenten gemäß der nachfolgenden Rezeptur #
4 wurden gemischt und in einem Ofen bei 1400°C–1450°C
in einem Korundtiegel 15 min lang geschmolzen. Die Schmelze wurde
mit demineralisiertem Wasser abgelöscht, und das getrocknete
Granulat wurde in einer Kugelmühle auf eine Korngröße
von 20 μm oder kleiner gemahlen.
Das getrocknete fein pulverisierte Material sowohl gemäß Beispiel 1 als auch gemäß Beispiel 2 wurde dann in Form eines dünnen wässrigen oder alkoholischen Schlickers auf das Basisgerüst aufgetragen und zwischen 780°C und 850°C auf der Titan bzw. der Titanlegierung gebrannt. Danach wurde das glasierte Metall mit einer pulverisierten opaken Schichtkeramik (Duceratin, DeguDent GmbH, D-63457 Hanau) zu einer dentalen Krone geschichtet.The dried finely powdered material according to both example 1 as well as Example 2 was then in the form a thin aqueous or alcoholic slip applied to the base frame and between 780 ° C and 850 ° C burned on the titanium or titanium alloy. Thereafter, the glazed metal was opaque with a powdered one Layered ceramic (Duceratin, DeguDent GmbH, D-63457 Hanau) to a layered dental crown.
Die beschriebenen Beispiele verdeutlichen die Leistungsfähigkeit der vorliegenden Erfindung, nämlich überragende Haftfähigkeit auf Titan bzw. Titanlegierungen mit niedrigen Brenntemperaturen zu kombinieren.The described examples illustrate the performance of the present invention, namely superior Adhesion to titanium or titanium alloys with low Combine firing temperatures.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 3917596 A1 [0005] - DE 3917596 A1 [0005]
- - EP 0468435 B1 [0006] EP 0468435 B1 [0006]
- - DE 102005024138 A1 [0007] - DE 102005024138 A1 [0007]
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DE102007024556A DE102007024556A1 (en) | 2007-05-22 | 2007-05-22 | Dental ceramics adhesive for binding basis dental frame having titanium or titanium alloy with applying dental ceramic layer, has glass, which comprises bismuth trioxide, boron trioxide, silicon dioxide and mixture |
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DE (1) | DE102007024556A1 (en) |
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DE102010012453A1 (en) | 2009-03-25 | 2010-10-14 | Rettig, Karsten, Dr. | Low-sintered glass, useful e.g. in dental material that is useful to coat titanium substrate, comprises e.g. silicon dioxide, boron trioxide, yttrium oxide, metal oxide, aluminum oxide, titanium dioxide, tin dioxide and zirconium dioxide |
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EP0468435B1 (en) | 1990-07-24 | 1996-10-16 | DENTSLPLY GmbH | Dental ceramic composition for titanium prostheses |
DE102005024138A1 (en) | 2005-05-23 | 2006-11-30 | Klema - Dentalprodukte Ges.M.B.H. | Dental ceramic coupling agent, useful for connecting titanium or its alloy with dental basic stand applied with dental ceramic layers, comprises fluoride-free glass composition comprising boron trioxide, silicon dioxide and metallic oxides |
-
2007
- 2007-05-22 DE DE102007024556A patent/DE102007024556A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8122 | Nonbinding interest in granting licences declared | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |