DE1813163B2 - Artificial tooth and its method of manufacture - Google Patents

Artificial tooth and its method of manufacture

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Description

4545

Künstliche, aus keramischer Masse hergestellte Zähne bestehen im wesentlichen aus Siliciumoxid, Aluminiumoxid und Alkali- und/oder Erdalkali-Metalloxid, die je nach Art der gewünschten Eigenschaften der Zähne in wechselnden Anteilen gemischt und bei !Temperaturen von etwa 1200 bis 1300° C gebrannt Werden.Artificial teeth made of ceramic mass essentially consist of silicon oxide, Aluminum oxide and alkali and / or alkaline earth metal oxide, depending on the type of properties desired of teeth mixed in varying proportions and fired at temperatures of around 1200 to 1300 ° C Will.

Zur Erreichung eines möglichst natürlichen Austehens der künstlichen Zähne ist man bestrebt, diesen die Weißblau-Fluoreszenz der natürlichen Zähne zu Verleihen, was bisher auf dem Wege des Zusatzes von mit Schwermetallen aktiviertem Zinksilikat, Bornitrit oder der Oxide des Cer und Lanthan erfolgte. Nachteilig an allen diesen Zusätzen ist insbesondere, daß sie bei normalem Zahnbrand nicht in Lösung gehen, sondern als Trübungsmittel wirken, wobei fast keinerlei Weißblau-Fluoreszenz erzielt wird. Erst bei Temperaturen um 1600° C wird eine Lösung der oben erwähnten Fluoreszenzträger in der keramischen Grundmasse und damit eine Fluoreszenz erzielt. Da die keramische Masse bei dieser hohen Temperatur von etwa 1600" C eefrittet werden muß, tritt durch Verhinderung von Mullitbildung eine unerwünschte Verglasung und damit Versprödung des Scherbens ein. Hinzu kommt, daß zur Erzielung einer Fluoreszenz relativ große Mengen von 5 bis 10 Gewichtsprozent an den genannten Agenzien erforderlich sind, die in dieser Menge bereits als Netzwerkwandler wirken und infolgedessen die Festigkeit des keramischen Gefüges herabsetzen. Darüberhinaus zeigen die genannten Zusätze im sichtbaren Bereich noch eine unerwünschte Eigenfärbung, die bei der späteren Farbgebung des Zahns oft nur schwer kompensiert werden kann.To achieve the most natural appearance possible The aim of artificial teeth is to give them the white-blue fluorescence of natural teeth Give what was previously done by adding zinc silicate activated with heavy metals, boron nitrite or the oxides of cerium and lanthanum. A particular disadvantage of all these additives is that they do not go into solution in normal tooth burn, but act as opacifiers, with almost no White-blue fluorescence is achieved. Only at temperatures around 1600 ° C does a solution of the above-mentioned occur Fluorescence carrier in the ceramic base material and thus fluorescence achieved. Since the ceramic Mass must be fritted at this high temperature of about 1600 "C, occurs by preventing Mullite formation creates an undesirable vitrification and thus embrittlement of the body. Come in addition, that to achieve fluorescence relatively large amounts of 5 to 10 percent by weight of said Agents are required that already act as network modifiers in this amount and as a result reduce the strength of the ceramic structure. In addition, the additives mentioned show in the visible The area still has an undesirable inherent coloration, which often only occurs when the tooth is later colored difficult to compensate.

Es ist durch die USA.-Patentschrift 28 95 050 auch ein künstlicher Zahn bekannt geworden, bei dem die Fluoreszenz mit Hilfe eines Gemischs von Uranoxid und Ceroxid bewirkt wird. Hierbei dient das Uranoxid als Fluoreszenzträger und das Ceroxid zur Farbkorrektur des gelb-grün fluoreszierenden Uranoxids. Der Nachteil dieses Fluoreszenzträgers liegt in den gesundheitsschädlichen Strahleneigenschaften des Uranoxids. Hinzu treten in Folge des Zusatzes von Ceroxid die vorstehend wiedergegebenen Nachteile in bezug auf die Verarbeitung in Zahnmassen und Eigenfärbung des fertigen Produkts.It is also known from the USA. Patent 28 95 050, an artificial tooth in which the Fluorescence is effected with the aid of a mixture of uranium oxide and cerium oxide. The uranium oxide is used here as a fluorescent carrier and the cerium oxide for color correction of the yellow-green fluorescent uranium oxide. Of the The disadvantage of this fluorescent carrier is the harmful radiation properties of uranium oxide. In addition, as a result of the addition of cerium oxide, the disadvantages set out above with respect to occur processing in tooth mass and self-coloring of the finished product.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines weißblau fluoreszierenden künstlichen Zahns, der bei verminderten, eine Verglasung der keramischen Masse verhindernden Temperaturen gefrittet werden kann, und die Erfindung besteht darin, daß die Masse zwischen 0,01 und 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,2 Gewichtsprozent, Europiumoxid (Eu2O3) bezogen auf die keramische Masse, enthält.The object of the present invention is to provide a white-blue fluorescent artificial tooth which can be fritted at reduced temperatures which prevent vitrification of the ceramic mass, and the invention consists in that the mass is between 0.01 and 5 percent by weight, preferably between 0.5 and 1.2 percent by weight, europium oxide (Eu 2 O 3 ) based on the ceramic mass.

Vorteilhaft besteht die keramische Grundmasse ausThe ceramic base material advantageously consists of

1 bis 25 Gewichtsprozent Alkali- und/oder Erdalkalimetalloxid, 1 to 25 percent by weight alkali and / or alkaline earth metal oxide,

1 bis 30 Gewichtsprozent Aluminiumoxid (Al2O3), 50 bis 90 Gewichtsprozent Siliciumdioxid (SiOa).1 to 30 percent by weight aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 50 to 90 percent by weight silicon dioxide (SiO a ).

Der erfindungsgemäße Zahn zeigt eine je nach Zusatzmenge an Europiumoxid mehr oder weniger intensive Blauweiß-Fluoreszenz und kann bei Temperaturen zwischen 800 und 1300 C gefrittet werden. Der Zahn erfährt somit vor dem eigentlichen Zahnbrand keinen Hochtemperaturfrittungsprozeß, so daß eine Verglasung und damit Versprödung des Scherbens vermieden ist. Der Anteil an fluoreszierenden Europiumsalzen in der Grundmasse ist mit üblicherweise zwischen 0,5 und 1,2 Gewichtsprozent gegenüber den herkömmlichen Zusatzmengen fluoreszierender Agenzien gering, so daß eine Netzwerkwandlung und somit Festigkeitsminderurig nicht eintritt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht auch darin, daß durch den Zusatz von Europiumsalzen keine Eigenfärbung der Matrix hervorgerufen wird. Zweckmäßig werden die Alkali- und Erdalkalimetalloxide als gebundene Mineral in die keramische Masse eingeführt. Sie können jedoch auch als freie Salze eingeführt werden, in welchem Falle es jedocli eines kurzen Frittungsprozesses bei etwa 1200 C bedarf. Vorteilhaft finden absolut phosphoroxid-(P2O5)-freie keramische Massen Anwendung.The tooth according to the invention shows a more or less intense blue-white fluorescence, depending on the amount of europium oxide added, and can be fritted at temperatures between 800 and 1300.degree. The tooth thus does not undergo any high-temperature fritting process before the actual tooth firing, so that vitrification and thus embrittlement of the body is avoided. The proportion of fluorescent europium salts in the base mass, usually between 0.5 and 1.2 percent by weight, is low compared to the conventional amounts of fluorescent agents added, so that a network change and thus a reduction in strength does not occur. Another essential advantage is that the addition of europium salts does not cause any inherent coloration of the matrix. The alkali and alkaline earth metal oxides are expediently introduced into the ceramic mass as bound minerals. However, they can also be introduced as free salts, in which case, however, a short frying process at around 1200 ° C. is required. Absolutely phosphorus oxide (P 2 O 5 ) -free ceramic compositions are advantageously used.

Der Siliciumoxidanteil in der Grundmasse kann ohne Beeinträchtigung der vorstehend beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften bis zu etwa der Hälfte durch Boroxid (B2O3) ersetzt sein, wobei die künstlichen Zähne je nach Zusatzmenge an Europiumoxid eine mittlere bis intensive Fluoreszenz zeigen, deren maximale Intensität bei einem Zusatz von etwa 0,7 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der keramischen Masse, auftritt.Up to about half of the silicon oxide content in the base material can be replaced by boron oxide (B 2 O 3 ) without impairing the advantageous properties described above Addition of about 0.7 percent by weight, based on the total amount of ceramic mass, occurs.

Ϊ8 13 163Ϊ8 13 163

Die Erfindung ist nachstehend an Hand einiger Ausführungsbeispiele erläutert:The invention is illustrated below with reference to some Exemplary embodiments explained:

Beispiel 1example 1

13,6 Teile K2O, 77,8 Teile SiO2 und 15,4 Teile Al2O3 werden, gebunden als Feldspat, Kaolin und Quarz lugegeben und zusammen mit 0,5 Teilen Europiumoxid gemischt. Nach Zugabe keramischer Farbkörper Und eines Bindemittels wird der Zahn geformt und bei einer Temperatur von 1240 C gebrannt. Es resultiert ein Zahn mit hohen Festigkeits- und Abrasionseigen- $chaften, sowie einer weißlich-gelben Zahnfarbe, der unter ultra-%ioletter Bestrahlung stark weißblau fluoresziert. 13.6 parts of K 2 O, 77.8 parts of SiO 2 and 15.4 parts of Al 2 O 3 are added bound as feldspar, kaolin and quartz and mixed together with 0.5 part of europium oxide. After adding ceramic stains and a binding agent, the tooth is shaped and fired at a temperature of 1240 C. The result is a tooth with high strength and abrasion properties, as well as a whitish-yellow tooth color that fluoresces strongly white-blue under ultra-light radiation.

Beispie! 2Example! 2

Kaolin, Feldspat, Quarz, Boroxid und Europiumoxid werden zu einer 5,3 Teile K2O, 5,5 Teile Al2O3, 39,7 Teile SiO2, 40,0 Teile B2O3 und 0,3 Teile Eu2O3 enthaltenden keramischen Masse gemischt, nach Zugabe eines Bindemittels geformt und bei 900 C gebrannt. Es resultiert ein weißblau fluoreszierender Zahn mit mittlerer Fluoreszenzintensität.Kaolin, feldspar, quartz, boron oxide and europium oxide become 5.3 parts of K 2 O, 5.5 parts of Al 2 O 3 , 39.7 parts of SiO 2 , 40.0 parts of B 2 O 3 and 0.3 parts of Eu 2 O 3 containing ceramic mass mixed, shaped after addition of a binder and fired at 900 C. The result is a white-blue fluorescent tooth with medium fluorescence intensity.

Beispiel 3Example 3

Es wird eine 12,2 Teile K2O, 10,0 Teile Ca/, 12,8 Teile Al2O3, 65,0 Teile SiO2 und 0,5 Teile Eu2O3 enthaltende keramische Masse in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt und geformt. Durch Brennen bis 1000 C resultiert ein Zahn mit guten mechanischen Eigenschaften und einer Weißblau-Fluoreszenz starker Intensität.A ceramic composition containing 12.2 parts of K 2 O, 10.0 parts of Ca /, 12.8 parts of Al 2 O 3 , 65.0 parts of SiO 2 and 0.5 part of Eu 2 O 3 in the example 1 described manner manufactured and shaped. Firing up to 1000 C results in a tooth with good mechanical properties and a white-blue fluorescence of strong intensity.

Beispiel 4Example 4

Es wird eine 1.7 Teile Li2O, 1,7 Teile Na2O, 5,1 Teile K2O, 5,3 Teile Al2O3, 26,8 Teile B2O3, 52,7 Teile SiO2 und 0,7 Teile Eu2O3 enthaltende keramische Masse hergestellt und geformt. Der Zahnbrand erfolgt bis i 100 C. Der resultierende Zahn weist gute mechanische Eigenschaften und eine Weißblau-Fluoreszenz sehr starker Intensität auf.1.7 parts of Li 2 O, 1.7 parts of Na 2 O, 5.1 parts of K 2 O, 5.3 parts of Al 2 O 3 , 26.8 parts of B 2 O 3 , 52.7 parts of SiO 2 and Ceramic mass containing 0.7 parts of Eu 2 O 3 prepared and shaped. The tooth firing takes place up to i 100 C. The resulting tooth has good mechanical properties and a white-blue fluorescence of very strong intensity.

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Künstlicher Zahn, besehend im wesentlichen aus Alkali- und/oder Erdalkalimetalloxid, Tonerde und Siliciumdioxid sowie einem Seltenerde-Metalloxid als Fluoreszenzstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse zwischen 0,01 und 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,5 bis 1,2 Gewichtsprozent Europiumoxid (Eu2O3), bezogen auf die Gesamtmenge der keramischen Masse, enthält.1. Artificial tooth, consisting essentially of alkali and / or alkaline earth metal oxide, alumina and silicon dioxide and a rare earth metal oxide as fluorescent substance, characterized in that the mass is between 0.01 and 5 percent by weight, preferably 0.5 to 1.2 percent by weight Europium oxide (Eu 2 O 3 ), based on the total amount of the ceramic mass, contains. 2. Künstlicher Zahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmasse aus 1 bis 25 Gewichtsprozent Alkali und/oder Erdalkalimetall- *5 oxid (K2O, Na2O, Li2O, Rb2O, MgO, CaO, SrO, BaO), 1 bis 30 Gewichtsprozent Tonerde (Al2O3), 50 bis 90 Gewichtsprozent Siliciumdioxid (SiO2) besteht.2. Artificial tooth according to claim 1, characterized in that the base material consists of 1 to 25 percent by weight alkali and / or alkaline earth metal * 5 oxide (K 2 O, Na 2 O, Li 2 O, Rb 2 O, MgO, CaO, SrO , BaO), 1 to 30 percent by weight of alumina (Al 2 O 3 ), 50 to 90 percent by weight of silicon dioxide (SiO 2 ). 3. Künstlicher Zahn nach Anspruch 1 und 2, :>° dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Siliciumdioxid bis zu etwa der Hälfte seiner Menge durch Boroxid (B2O3) ersetzt ist.3. Artificial tooth according to claim 1 and 2, : > ° characterized in that the proportion of silicon dioxide is replaced by up to about half of its amount by boron oxide (B 2 O 3 ). 4. Verfahren zur Herstellung eines künstlichen Zahnes nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge- a5 kennzeichnet, daß die Alkali- und/oder Erdalkalimetalloxide mit dem Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Europiumoxid und gegebenenfalls Bordioxid gemischt, nach Zusatz eines Bindemittels geformt und bei einer Temperatur zwischen 800 und 1300'C gefrittet werden.4. A process for producing an artificial tooth as claimed in claim 1, 2 or 3, characterized overall a 5 denotes that the alkali and / or alkaline earth metal oxides with the aluminum oxide, silicon oxide, europium oxide, and optionally Bordioxid mixed, molded after addition of a binder and be fritted at a temperature between 800 and 1300'C. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkali- und/oder Erdalkalimetalloxide der keramischen Masse in Form gebundener Minerale zugesetzt werden.5. The method according to claim 4, characterized in that the alkali and / or alkaline earth metal oxides be added to the ceramic mass in the form of bound minerals. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkali- und/oder Erdalkalimetalle der keramischen Masse als Salze zugesetzt werden und die Masse vor dem Zahnbrand bei einer Temperatur von etwa 120O0C gefrittet wird. *°6. The method according to claim 4, characterized in that the alkali and / or alkaline earth metals are added to the ceramic mass as salts and the mass is fritted at a temperature of about 120O 0 C before the tooth firing. * °
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