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Granulierte Alqinat-Abformmassen
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Die Erfindung betrifft granulierte Abformmaterialien auf Alginatbasis,
ihre Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von Abdrücken, bevorzugt im
Dentalbereich.
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Bei der Herstellung von Inlays, Kronen, Brücken und Prothesen im Zahnbereich
stellt man mit Hilfe von Abformmassen ein Negativ des interessierenden Bereichs
her, das anschließend mit Modellgips ausgegossen wird.
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Anhand des Gipsmodells kann man dann die gewünschten Anpassungen vornehmen.
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Puderförmige Abformmaterialien aus Alginaten werden seit langer Zeit
zur Herstellung von Abdrücken im Dentalbereich verwendet (US 23 45 255). Um ein
Stauben des Puders zu verhindern, wird das Alginatpulver mit speziellen Polymeren,
wi 8 wie Polypropylenglykol, beschichtet (US 43 94 172).
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Die bekannten Abformmaterialien auf Alginatbasis führen nach längerem
Stehen zu unregelmäßigen Produkten, mit negativen Qualitätseigenschaften.
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Es wurden Abformmaterialien auf Alginatbasis gefunden, die dadurch
gekennzeichnet sind, daß das Material als Granulat vorliegt.
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Überraschenderweise tritt auch nach längerem Stehen keine Veränderung
des einheitlichen Granulats auf, so daß auch nach längerer Zeit Abformmassen mit
gleicher Qualität hergestellt werden können.
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Die erfindungsgemäßen Abformmaterialien auf Alginatbasis können im
allgemeinen außer Alginat, Geliermittel, Verzögerer, Füll- und Zuschlagstoffen,
gegebenenfalls weitere Additive, und Granulierungshilfsmittel enthalten.
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Alginate sind im allgemeinen Salze der Alginsäure.
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Bevorzugt sind die wasserlöslichen Natrium- und Kaliumsalze. Alginsäure
gewinnt man üblicherweise aus Algen.
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Geliermittel sind im allgemeinen Salze von mehrwertigen, bevorzugt
zwei- und dreiwertigen, Metallen. Bevorzugt werden Sulfate, Di- undloder Hemihydrate
und Silikate von Metallen, die schwerlösliche Alginate bilden. Insbesondere bevorzugt
werden hier im allgemeinen die Calciumverbindungen.
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Verzögerer sind im allgemeinen Salze von Säuren, die mit Geliermittel
schwerlösliche Salze bilden. Da sie schneller schwerlösliche Salze als die Alginate
bilden, verzögern sie ein schnelles Ausfällen schwerlöslicher
Alginate;
man erreicht so ein langsames Ausfällen des Alginats. Als Verzögerer verwendet man
im allgemeinen Phosphate und Pyrophosphate, beispielsweise Natriumphosphat und Natriumpyrophosphat.
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Füll- und Zuschlagstoffe sind z.B. Kieselgur, Kieselerde, Kaolin,
Calcium- und Aluminiumsilikate, Magnesiumoxid, Magnesiumfluorid, Natriumfluorid,
Natriumhexafluorosilikat, Kaliumhexafluorzirkonat und Kaliumhexafluortitanat.
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Weitere Additive können z.B. Farbstoffe, z.B. anorganische oder organische
Farbpigmente, Duft- und/oder Geschmackstoffe, z.B. Pfefferminzöl, und Indikatoren
sein. Die Indikatoren dienen zur Verfolgung der Vernetzungsreaktion auf Grund der
Änderung des pH-Wertes. Mögliche Indikatoren sind z.B. Phenolphthalin und Eriochromschwarz
T.
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Die erfindungsgemäßen Granulierungshilfsmittels sind Klebeeigenschaften
aufweisende Polymere, die sowohl in organischem Lösungsmittel als auch in Wasser
gelöst werden können. Organische Lösungsmittel sind hierbei erfindungsgemäß niedere
Alkohole (C1 bis etwa C6) und chlorierte Kohlenwasserstoffe mit Siedepunkten unter
100"C. Organische Lösungsmittel können beispielsweise Ethanol, Propanol, Isopropanol
und Methylenchlorid sein.
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Die erfindungsgemäßen Granulierungshilfsmittel haben bevorzugt eine
Löslichkeit von jeweils 1 bis 100 Gew.-, insbesondere bevorzugt 10 bis 50 Gew.-,
in Wasser bzw.
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dem organischen Lösungsmittel.
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Erfindungsgemäße Granulierungshilfsmittel könnten z.B.
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Hydroxypropylcellulose und Polyvinylpyrrolidon sein.
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Die Komponenten der erfindungsgemäßen Abformmaterialien können im
allgemeinen in den folgenden Mengenverhältnissen vorliegen: 5 bis 20 Gew.-Teile,
bevorzugt 10 bis 16 Gew.-Teile Alginat, 5 bis 25 Gew.-Teile, bevorzugt 10 bis 20
Gew. -Teile Geliermittel, 0,5 bis 10 Gew.-Teile, bevorzugt 1 bis 5 Gew.-Teile Verzögerer,
40 bis 80 Gew.-Teile, bevorzugt 50 bis 70 Gew.-Teile, Füll- und Zuschlagstoffe,
0 bis 5 Gew. -Teile, bevorzugt 0,1 bis 3,0 Gew. -Teile Additive, und 0,5 bis 15
Gew. -Teile, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-Teile, Granulierhilfsmittel.
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Die erfindungsgemäßen Granulate liegen im allgemeinen in einer Korngröße
im Bereich von 10 bis 3000 Um vor. Bevorzugt wird erfindungsgemäße eine Korngröße
des Granulats im Bereich von 100 bis 1200 ßm. Besonders bevorzugt wird eine Korngröße
des Granulats im Bereich von 200 bis 500 pm.
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Bevorzugt weisen die erfindungsgemäßen Granulate eine Mikroporosität
auf, die bei der Anwendung ein Eindringen des Wassers, Sprengen des Granulats und
Benetzung des Materials besonders ermöglicht.
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Bevorzugt liegt das Porenvolumen des Granulats im Bereich von 500
bis 1200 mmXlq, bevorzugt 700 bis 900 mm2/g.
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Bevorzugt liegt die scheinbare Dichte der Granulate im Bereich von
0,5 bis 1,2 glcm2, bevorzugt 0,7 bis 0,9 glcm2, Bevorzugt liegt die tatsächliche
Dichte im Bereich von 1,8 bis 2,8 glcm2, bevorzugt 2,2 bis 2,4 g/cm2.
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Es wurde auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Granulate gefunden. Die erfindungsgemäßen Granulate können hergestellt werden indem
man die zu granulierende Mischung aus Alginat, Geliermittel, Verzögerer, Füll- und
Zuschlagstoffen und gegebenenfalls weiteren Additiven in einem Granulator einer
rotierenden oder rollenden Bewegung unterwirft, - der Mischung ein Granulierhilfsmittel
zufügt und mit einem organischen Lösungsmittel besprüht oder - die Mischung mit
einer Lösung eines Granulierhilfsmittels in einem organischen Lösungsmittel besprüht,
und nachfolgend das organische Lösungsmittel wieder verdampft.
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Organische Lösungsmittel können hierbei beispielsweise niedere Alkohole
(C1 bis etwa C6) und chlorierte Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt unter 100
CC sind. Als organische Lösungsmittel seien beispielsweise Ethanol, Propanol, Isopropanol
und Methylenchlorid genannt.
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Bevorzugt setzt man 5 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 40 Gew.-X,
des organischen Lösungsmittels bezogen auf die Mischung ein.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kommen alle für
die Granulierung von Festsubstanzen geeigneten Apparaturen in Betracht. Beispielsweise
seien Planetenmischer,Granuiiermischer, Granulierteller, Granuliertrommeln, Siebgranulatoren,
Schugi-Agglomeratoren und Wirbelschichtgranulatoren genannt. Besonders bevorzugt
ist die Granulierung mit Hilfe eines Granuliertellers.
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Nach der Granulierung ordnet man das Granulat im allgemeinen bei erhöhter
Temperatur, beispielsweise im Temperaturbereich von 20 bis 50"C.
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Nach dem Granulieren kann man die einzelnen Korne durch Klassieren
in einzelne Korngrößefraktionen auftrennen. At3 diese Weise ist es möglich Abformmaterialien
mit einer definierten Korngröße einzusetzen.
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Dabei können die Granulate mit größerer Korngröße durch geeignete
Zerkleinerung in die gewünschte Fraktion gebracht werden. Die feineren Granulate
und Staubanteile können wieder dem Granulierungsprozeß zugeführt werden.
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Bei bekannten Alginat-Abformmaterialien liegen die einzelnen Komponenten
nebeneinander vor; sie entmischen sich daher beim Stehen. Vor einer Anwendung ist
daher ein nicht immer mögliches und aufwendiges Aufschütteln erforderlich.
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Uberraschenderweise tritt bei den erfindungsgemäßen Alginat-Abformmaterialien
keine Sedimentation und kein Entmischen der Komponenten unterschiedlicher Dichte
und Korngröße ein. Hinzu kommt eine leichte Rieselfähigkeit des Granulats. Die erfindungsgemäßen
Alginat-Abformmaterialien lassen sich problemlos und konstant dosieren, gegebenenfalls
durch ein Spendersystem.
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Im Vergleich zu den bekannten Alginat-Abformmaterialien lassen sich
die erfindungsgemäßen Alginat-Abformmaterialien leichter mit Wasser benetzen; hierdurch
wird die Anwendung erleichtert.
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Die erfindungsgemäßen Alginat-Abformmaterialien können zur Herstellung
von Abdrücken im Dentalbereich, beispielsweise bei der Herstellung von Inlays, Kronen,
Brücken und Prothese, verwendet werden.
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Für die Anwendung mischt man im allgemeinen das Abformmaterial mit
Wasser an und verarbeitet es zu einer Paste.
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Beispielsweise mischt man 20 bis 25 Gew.-Teile des Granulats mit 50
Gew.-Teilen Wasser in einem Mischbecher mittels einem Spatel und plaziert auf einem
Abformlöffel die Paste an die entsprechende Stelle im Mund. Nach kurzer Zeit bildet
die Paste eine e mmiartige Masse, die aus dem Mund entfernt werden kann. In an sich
bekannter Weise können von diesem Abdruck Gipsmodelle hergestellt werden.
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Beispiel 1 (Vergleichsversuch) In einem Pflugscharmischer wurde eine
Pulvermischung hergestellt durch Vermischen von 530 Teilen Kieselgur, 100 Teilen
Calciumsilikat, 160 Teilen Natriumalginat 160 Teilen Calciumsulfat-Dihydrat, 10
Teilen Na4P207, 30 Teilen K2TiF6, 9 Teilen anorganisches Farbpigment und 1 Teil
Parfüm.
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Diese konventionelle Alginat-Abformmasse erfüllte alle Spezifikationsprüfungen
von ISO 1563 und ADA 18. Jedoch wies diese Pulvermischung nach Lagerung Entmischungs-
und Sedimentationserscheinuigen auf, so daß sie vor Gebrauch aufgeschüttelt werden
mußte. Eine starke Staubentwicklung war die Folge. Beim Anmischen staubte das dichtgepackte
Pulver und wurde anfänglich nur zögernd von Wasser benetzt.
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Beispiel 2 (erfindungsgemäß) Oben angegebene Pulvermischung wurde
in einem Wirbelschichtgranulator mit einer 5 zeigen Polyvinylpyrrolidon-Lösung in
Ethanol besprüht. Das entstandene Granulat enthielt 80 Teile Polyvinylpyrrolidon
auf 1000 Teile Alginat-Abfornunasse. Eine anschließende Siebung und Zertrümmerung
der Ubergrößen ergaben 720 Teile einer Granulat-Fraktion zwischen 200 und 500 ßm
und einen Anteil von 280 Teilen <200 pm.
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Die granulierte Alginat-Abformmasse erfüllte ebenfalls alle Spezifikationsprüfungen
von ISO 1563 und ADA 18.
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Die Abweichungen der Prüfdaten der granulierten von der nicht ghanulierten
Masse aus Beispiel 1 lagen innerhalb der Meßgrenzen.
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Darüber hinaus konnten keine Entmischungs- und Sedimentationserscheinungen
festgestellt werden. Das Granulat staubte nicht, ließ sich gut entnehmen und ausgezeichnet
dosieren. Es wurde beim Anmischen ohne zu stauben von Wasser schnell benetzt und
ergab eine glatte Paste.
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Beispiel 3 (erfindungsgemäß) 1000 Teile der in Beispiel 1 genannten
Pulvermischung wurden in einem Pflugscharmischer mit 40 Teilen Hydroxypropylcellulose
gemischt und anschließend in einem Wirbelschichtgranulator mit Ethanol besprüht.
Das entstandene Granulat wurde ebenfalls durch Siebung und Zertrümmerung der Übergrößen
in Fraktionen von 200 - 500 zm Korngröße = 850 Teile und 4200 zm = 190 Teile getrennt.
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Auch bei diesem Granulat wurden die Spezifikationen erfüllt mit Prüfdatenabweichungen
von der nicht granulierten Masse im Meßgrenzenbereich.
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Ebenfalls wurden keine Entmischungs- und Sedimentationserscheinungen
sowie kein Stauben festgestellt. Die Entnahme, das Dosieren und die Benetzung wurden
gut beurteilt.
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Bei dieser Verfahrensweise konnte das Feingut (<200 zm Korngröße)
erneut dem Granulationsprozeß zugeführt werden, ohne daß sich der Anteil an Granulierungshilfsmittel
änderte.