DE3931276A1

DE3931276A1 - Modellmasse

Info

Publication number: DE3931276A1
Application number: DE19893931276
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Dipl Chem Dr Dorn; Karl Goetzmann; Udo Schinkel
Original assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Current assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1989-09-20
Publication date: 1991-03-28

Description

In der Feingußtechnik, insbesondere im Dentalbereich, werden nach dem Stand der Technik als Modellmassen vorzugs weise Hartgipse oder kalthärtende Kunstharze verwendet. Diese Modellmassen sind geeignet, exakte, stabile und kantenfeste Modelle herzustellen, haben jedoch den Nachteil, daß sie nicht oder nur bedingt als Arbeitsmodelle verwendet werden können, da ihre mechanische, chemische und besonders thermische Belastbarkeit ungenügend ist. Diese Unzulänglich keiten der derzeitigen Modellmassen machen es erforderlich, daß alle Arbeiten, z.B. Polymerisieren, Löten, Metallgießen, Porzellanbrennen, die die Belastbarkeit der Masse über schreiten, separat vom eigentlichen Modell ausgeführt werden müssen. Solche extern vom eigentlichen Modell hergestellten Teile müssen nach ihrer Fertigstellung in aufwendiger Arbeitsweise an das ursprüngliche Modell angepaßt werden. Hierdurch leidet die Genauigkeit erheblich, und durch das häufige Aufsetzen und Abnehmen des Werkstückes bleibt das Modell selbst nicht unverschont.

Überraschenderweise wurde eine Modellmasse gefunden, die den bisher bekannten Modellmassen deutlich überlegen ist. Sie ist in ihrem Erstarru ngsverhalten den bisher bekann ten Massen gleichwertig, d.h. es ergeben sich für den An wender keinerlei Veränderungen in der Handhabung und Arbeitsweise. Die erfindungsgemäße Masse weist jedoch keine Volumenänderung weder beim Erstarren noch beim Er hitzen auf und sie ist mechanisch und thermisch den bisher bekannten Modellmassen deutlich überlegen.

Die erfindungsgemäß hergestellte Masse kann bis 1500°C ohne Veränderung bearbeitet werden und ist nach dem Erhärten heißwasser- und druckbeständig.

Die erfindungsgemäße Modellmasse hat die gleichen Anwendungs- und Gebrauchseigenschaften, wie sie den bisherigen Modell massen eigen sind, d.h. nach dem Anrühren ergibt sich eine gut gießfähige Mischung, die durch Vibration verdichtet werden kann und die bei normaler Umgebungstemperatur eine Verarbeitungszeit von etwa 5-10 min aufweist, ehe sie erstarrt. Diese Eigenschaften werden dadurch erreicht, daß eine monoaluminiumphosphat-gebundene Masse zur Aushärtung gebracht wird.

Erheblicher erfinderischer Anstrengungen bedurfte es dabei, die für eine brauchbare Modellmasse erforderliche Ver arbeitungszeit von 5-10 min zu erhalten. Erfindungsgemäß wurde dies gelöst durch die Auswahl des geeigneten Metall oxides und Einstellung des Mischungsverhältnisses von Mono aluminiumphosphat zu Metalloxid in der Weise, daß die Ver arbeitungseigenschaften und das Abbindeverhalten den bisher gebräuchlichen Massen entsprechen.

Ein weiteres Kriterium ist die Frühfestigkeit einer Modell masse. Durch die bekannte Reaktion zwischen Monoaluminium phosphat und Metalloxid erreicht man jedoch nur geringe Festigkeiten, die in den meisten Fällen nicht ausreichend sind, um z.B. ein Modell nach 60 min unbeschädigt aus der Abdruckmasse entnehmen zu können.

Überraschenderweise, und für den Fachmann nicht voraus sehbar, wurde jedoch gefunden, daß die Frühfestigkeit der erfindungsgemäßen Modellmasse erheblich gesteigert werden kann, wenn der Mischung tertiäres Calciumorthophosphat bzw. Hydroxylapatit zugesetzt wird.

Ein Zusatz von z.B. 3-10%, vorzugsweise 4-6% Hydroxyl apatit zu dem erfindungsgemäßen Gemisch bewirkte eine Er höhung der Biegezugfestigkeit nach 1 h von 1.54 N/mm² auf 3.14 N/mm². Damit werden die Werte eines herkömmlichen Modellgipses der Klasse 4 nach DIN 13 911 nicht nur erreicht, sondern übertroffen.

Die Rohstoffbasis für die erfindungsgemäße, feuerfeste Modellmasse sind Quarzmehl, Tabulartonerde und Cristobalit mehl. Durch geeignete Kombination o.g. Rohstoffe wird die bleibende Dehnung der Modellmasse nach einer Hochtemperatur behandlung bei 1000°C unter 1% gehalten und erfüllt damit eine wichtige Voraussetzung für die praktische Verwendbar keit einer solchen Masse in der Dentaltechnik.

Eine der wichtigsten Voraussetzungen einer guten Modell masse ist es, nach kürzester Zeit eine einwandfreie Ab formung eines Abdruckes zu ermöglichen, d.h. nach z.B. 1 h muß die erhärtete Masse ohne Beschädigung aus der Abdruck masse entnommen werden können. Durch den Zusatz von Tri calciumphosphat bzw. Hydroxylapatit zu der erfindungsgemäßen Masse wird die benötigte hohe Frühfestigkeit erreicht. Die erforderliche Fließfähigkeit der angerührten Masse wird durch einen geringen Zusatz eines aufgeschlossenen Bentonites eingestellt und das abgestufte Erstarrungs verhalten wird durch eine geringe Menge Borsäure erreicht.

Die erfindungsgemäße Modellmasse besteht aus einer pulver förmigen Mischung, enthaltend 30-50 Gew.%, vorzugsweise 38-42 Gew.% Quarzmehl, 20-40 Gew.%, vorzugsweise 25-30 Gew.% Tabulartonerde, 15-25 Gew.%, vorzugsweise 18-20 Gew.% Cristobalitmehl, 5-10 Gew.%, vorzugsweise 7-8 Gew.% Schmelzmagnesia, 2-8 Gew.%, vorzugsweise 4-6 Gew.% Tricalciumphosphat, 0,5 Gew.% aufgeschlossener Bentonit und 0-3 Gew.%, vorzugsweise 1-2 Gew.% Borsäure.

Zur Erzielung einer guten Abbildegenauigkeit müssen be sonders feinkörnige Rohstoffe verwendet werden. Dazu muß deren Korngröße kleiner als 200 µm sein.

Bei der praktischen Anwendung der Modellmasse wird die pulverförmige Rohstoffmischung mit der Anmachflüssigkeit angerührt. Die Anmachflüssigkeit ist im wesentlichen eine wäßrige Monoaluminiumphosphatlösung mit 40-50 Gew.%, vor zugsweise 42-44 Gew.% Monoaluminiumphosphat. Sie wird üblicherweise in einer Menge von 30-40 ml, vorzugsweise 32-34 ml je 100 g der pulverförmigen Rohstoffmischung angewendet.

Die erfindungsgemäß angerührte Modellmasse stellt eine gut fließfähige, schwach thixotrope Mischung dar, die nach der gebräuchlichen Arbeitstechnik z.B. in den Abdruck aus einer Dubliermasse oder dergl. eingegossen und durch Vibration mit oder ohne Anwendung von Vakuum verdichtet werden kann. Die Verarbeitungszeit (Topfzeit) bis zum beginnenden Er starren beträgt, je nach Umgebungstemperatur, 5-10 min. Danach erhärtet die Masse zügig unter Wärmeentwicklung und kann bereits nach 60 min ausgeformt werden. Die lineare Abbindeexpansion einer solchen Masse beträgt max. 0,1% und ist somit besser als bei einem herkömmlichen Modellgips der Klasse 4 nach DIN 13 911.

Nach 24 Stunden beträgt die Biegezugfestigkeit 8 N/mm² und die Druckfestigkeit 43 N/mm². Die abgebundene Modellmasse besitzt eine außergewöhnlich gute Wiedergabefähigkeit; sie ist glatt, kratzfest und mechanisch sowie thermisch hoch beanspruchbar. Die abgebundene Masse läßt sich mit den in der Dentaltechnik üblichen Werkzeugen problemlos bearbeiten.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Masse ist in der Möglichkeit zu sehen, daß diese im Gegensatz zu den bisher verwendeten Modellmassen mit einer speziellen Klebepaste dauerhaft geklebt werden kann. Die spezielle Klebepaste, die dies ermöglicht, besteht erfindungsgemäß aus einer Monoaluminiumphosphatlösung mit 50 Gew.% Monoaluminium phosphat, welche durch Zugabe von feinteiligem Silicium dioxid zu einer Paste angedickt worden ist. Bruchstücke eines Modells bzw. Ausschnitte können nachträglich mit Klebepaste bestrichen und an das Modell angesetzt werden. Durch Erwärmen auf 100-120°C werden diese Teile wieder fest und dauerhaft mit der Modellmasse verbunden.

Nachstehende Beispiele zeigen deutlich die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Modellmasse gegenüber Hartgipsen bzw. Kunstharzmodellmassen:

Beispiel 1

Auf einem Unterkiefermodell aus der erfindungsgemäßen Modellmasse werden 6 Ersatzzähne erneuert. Diese waren mit einem Modellgußskelett und diversen Halte- und Stütz elementen verbunden. Es wurden anschließend die Ersatzzähne mit monomerer Kunststoffmasse umkleidet und danach das Modell mit dem darauf befindlichen Zahnersatz in einem Auto klaven innerhalb von 6 min bei einem Wasserdampfdruck von ca. 6 bar polymerisiert. Der Zahnersatz wurde nach der Poly merisation vom Modell abgenommen. Der Ersatz zeigte bei dem Patienten eine ausgezeichnete Passung und erforderte keiner lei Nachbearbeitung.

Beispiel 2

In einem anderen Fall wurde direkt auf dem Modell eine Kronen- und Brückenkonstruktion aus Wachs modelliert und mit einer speziellen Einbettmasse übergossen. Nach dem Auf heizen auf eine Temperatur von 1000°C wurde mit einer Stahllegierung abgegossen. Das Modell mit den gegossenen Kronen- und Brückengerüsten wurde nach dem Erkalten aus der Einbettmasse entformt und nach der mechanischen Bearbeitung (Polieren etc.) konnte das Werkstück ohne weitere Nach bearbeitung verwendet werden. Auch die Ausführung von Löt arbeiten direkt auf der Modellmasse wurde erfolgreich durchgeführt.

Beispiel 3

Ein auf dem Modell abgebildeter, für die Aufnahme einer Porzellankrone vorbereiteter Zahnstumpf wurde mit einem speziell für diesen Einsatzzweck entwickelten Trennmittel überzogen. Nach kurzem Trocknen wurde die pastenförmige Porzellanmasse aufgetragen und modelliert. Das Modell mit der darauf befindlichen Porzellanmasse wurde 10 min bei 960°C gebrannt. Nach dem Erkalten konnte die Porzellan krone problemlos von dem Modell entfernt werden.

Claims

1. Modellmasse für die Feinguß-, insbesondere Dentaltechnik, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum einen aus einer pulverförmigen Rohstoffmischung, die 30-50 Gew.%, vorzugsweise 38-42 Gew.% Quarzmehl, 20-40 Gew.%, vorzugsweise 25-30 Gew.% Tabulartonerde, 15-20 Gew.%, vorzugsweise 18-20 Gew.% Cristobalitmehl, 5-10 Gew.%, vorzugsweise 7-8 Gew.% Schmelzmagnesia, 3-10 Gew.%, vorzugsweise 4-6 Gew.% Tricalciumphosphat, 0,5 Gew % aufgeschlossenen Bentonit und 0-3 Gew.%, vorzugsweise 1-2 Gew.% Borsäure enthält, besteht und zum anderen aus einer wäßrigen Anmachflüssig keit mit 40-50 Gew.%, vorzugsweise 42-44 Gew.% Mono aluminiumphosphat, der auch ein handelsübliches Netzmittel zugesetzt sein kann.

2. Modellmasse für die Feinguß-, insbesondere Dentaltechnik, dadurch gekennzeichnet, daß auf je 100 g der pulverförmigen Mischung 30-40 ml, vorzugsweise 32-34 ml der Anmachflüssigkeit verwendet werden.

3. Modellmasse für die Feinguß-, insbesondere Dentaltechnik, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Rohstoffe in einer Korngröße von weniger als 200 µ ver wendet werden.

4. Klebepaste zur Modellmasse für die Feinguß-, ins besondere Dentaltechnik, dadurch gekenn zeichnet, daß diese aus einer Mischung aus 50 %iger wäßriger Monoaluminiumphosphatlösung mit Zusatz feinster Kieselsäure besteht.