DE4318112A1 - Lösung zum Tauchhärten von feuerfesten Einbettmassen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lösung zum Tauchhärten von feuer­ festen Einbettmassen, wie sie insbesondere bei der Herstellung von dentalen Gußobjekten aus Metallegierungen verwendet werden.

Bei der Herstellung von dentalen Gußobjekten wird nach einer Abdrucknahme der Gebißsituation beim Patienten mit Hilfe des Abdrucks ein sogenanntes Situationsgipsmodell hergestellt. Aus­ gehend von diesem Situationsgipsmodell werden über ein Dublier­ verfahren sogenannte Zweitmodelle aus feuerfesten Einbettmassen hergestellt, auf denen der Zahntechniker mit Wachs- und/oder Kunststoffteilen das geplante Modellgußskelett modelliert. Die für die Herstellung der Zweitmodelle, der eigentlichen Arbeits­ modelle für den Zahntechniker, verwendeten Einbettmassen sind vorzugsweise feuerfeste Gußeinbettmassen mit dem Keramiksystem MgO : SiO₂ : P₂O₅ bzw. ethylsilikat-gebundene Einbettmassen. Am weitesten verbreitet sind phospat-gebundene Einbettmassen, wel­ che die feuerfesten Bestandteile SiO₂, MgO, Al₂O₃ und ZrO₂ um­ fassen sowie als Bindemittel Monoammoniumphosphat und Magnesi­ umoxid. Beim Dublieren des Situationsgipsmodells zum Zweitmo­ dell werden als Dubliermassen vorzugsweise Agar-Agar-Massen sowie additionsvernetzte Silikone verwendet.

Nach Abschluß der Wachsmodellation durch den Zahntechniker auf dem Zweitmodell werden Gußkanäle und ein Gußtrichter mit den Wachs- und Kunststoffauftragungen verbunden, das Zweitmodell samt der Wachsmodellation in eine Küvette gegeben und der ver­ bleibende Hohlraum in der Küvette mit derselben feuerfesten Einbettmasse aufgefüllt.

Nach dem Aushärten der zunächst pastenförmigen Einbettmasse wird der Küvetteninhalt aus der Küvette herausgenommen und in einen Vorwärmeofen eingesetzt, in dem die Wachse und/oder Kunststoffteile durch Wärme ausgeschmolzen bzw. ausgebrannt werden. Damit ist eine Hohlform für den Gußvorgang entstanden, die auch Muffel genannt wird. Sobald die für das Gießen notwen­ dige Temperatur der Muffel erreicht ist, wird diese mit einer flüssigen Schmelze, z. B. aus einer Kobalt-Chrom-Legierung, über den Gußtrichter befüllt. Nach dem Erhärten der Legierung wird die Gußform entfernt und das Legierungsgußteil befreit.

Für das feuerfeste Material, das zur Herstellung der Zweitmo­ delle verwendet wird, muß neben einer thermischen Stabilität und entsprechend an die Ausdehnungskoeffizienten der Legierun­ gen angepaßten Expansionen zwecks Erzielung einer ausreichenden Paßgenauigkeit der Prothese eine gewisse Grünfestigkeit, Kan­ tenfestigkeit etc. der Einbettmasse gegeben sein, damit eine problemlose Handhabung des Zweitmodells durch den Zahntechniker beim Arbeiten mit den Wachsen und Kunststoffen gewährleistet ist.

Insbesondere bei der Verwendung von Dubliermaterialien auf Agar-Agar-Basis ist es unbedingt notwendig, das dabei erhaltene Einbettmassenmodell oder Zweitmodell zu trocknen und zu härten, da diese Dubliermassen durch ihren Gehalt an mehrwertigen Alko­ holen die Abbindung an der Grenzfläche Einbettmasse-Dubliermas­ se stark verzögern. Nur auf diese Weise erhält man ein für den Zahntechniker weiterzubearbeitendes Modell. Ohne eine solche Vorbehandlung ist praktisch keine bzw. nur eine unzureichende Bearbeitung und Modellierung mit Wachsen und Kunststoffteilen möglich.

Eine Notwendigkeit für eine Oberflächenhärtung ergibt sich ins­ besondere dadurch, daß der Zahntechniker mit skalpellähnlichen Instrumenten auf dem Modell die Wachs- und Kunststoffteile be­ arbeiten muß. Das Zweitmodell muß deshalb entsprechend stabil und hart sein, so daß nicht bereits bei einem unbeabsichtigten Berühren des Zweitmodells mit den Instrumenten des Zahntechni­ kers Oberflächenschäden auf dem Modell auftreten.

Ferner sind sogenannte sandelfreie Zweitmodelle für den Zahn­ techniker ebenfalls eine Notwendigkeit, damit keine Sandkörner der feuerfesten Einbettmassen in die Wachsmodellation gelangen. Solche Sandkörner oder loser Formsand, der beim Weiterverarbei­ ten des Modells nicht entfernt worden ist oder auch Sandabrieb bei nicht genügend verfestigten Formen, kann sonst häufig zu Sandeinschlüssen im Gußgefüge oder in der Gußstückoberfläche führen, was zumindest zu Qualitäteinbußen des Gußmodells oder aber zur kompletten Unbrauchbarkeit des erhaltenen Dentalguß­ stückes führt.

Bisher wurden deshalb Oberflächenhärtungen der Zweitmodelle vorgenommen, wobei als Härtungsmittel lösungsmittelhaltige Harz-Lösungen sowie aufschmelzbare Tauchharze bzw. Tauchwachse verwendet wurden.

Nachteilig bei diesen Härtungsmitteln ist zum einen eine unzu­ reichende Oberflächenhärte und die nur mangelhafte Beseitigung des Sandeleffekts. Die lösungsmittelhaltigen Härter bereiten zum anderen die Probleme der Arbeitsplatzbelastung durch Lö­ sungsmitteldämpfe sowie Transport- und Entsorgungsprobleme.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Härtungsmittel vorzuschlagen, das auf organische Lösemittel verzichtet und zu einer verbesserten Härtung der Oberfläche führt.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs beschriebenen Lösung erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß diese 10 bis 60 Gew.% eines Mono- oder Disaccharids bzw. deren Derivate, 1 bis 10 Gew.% Gummi Arabicum und ggf. weitere Additive sowie als Rest Wasser enthält.

Die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Tauchhärtelösung ver­ meidet jegliche Umweltprobleme aufgrund der Eliminierung orga­ nischer Lösemittel und der Verwendung von Wasser als Lösungs­ mittel. Diese Tauchhärtungslösung läßt sich von ihren Viskosi­ tätswerten her so einstellen, daß sie ähnlich denen von Wasser sind, so daß ein möglichst schnelles Eindringen des Härtungs­ mittels in das Zweitmodellmaterial möglich ist. Dies stellt bei geringem Zeitbedarf auch eine ausreichende Eindringtiefe des Härters in das Zweitmodell sicher, so daß nachfolgend eine aus­ reichende Druckfestigkeit sowie Kugeldruckhärte erzielbar ist.

Zur Verwendung in der Herstellung der Lösung zum Tauchhärten gemäß vorliegender Erfindung sind im Prinzip sämtliche Mono- und Disaccharide bzw. deren Derivate einzeln und in Kombination möglich, jedoch erhält man besonders gute Ergebnisse bei der Verwendung von Saccharose oder der Kombination von Saccharose und Lactose.

Die untere Grenze für den Zusatz von Mono- und Disacchariden in Höhe von 10 Gew.% ergibt sich aus der erst bei diesem Anteil einsetzenden ausreichenden Härterwirkung.

Die obere Grenze von 60 Gew.% ist durch die ansteigende Visko­ sität der Lösung bei höheren Saccharidanteilen gegeben und bei Zusätzen von deutlich < 60% wird durch den Viskositätsanstieg ein optimales Eindringen der Härterlösung in das Modell verhin­ dert.

Mit der Variation der Anteile an Gummi Arabicum läßt sich eben­ falls die Viskosität der erhaltenen Lösung steuern und damit auch die Eindringgeschwindigkeit sowie die Eindringtiefe der Tauchhärtelösung in das Material des Zweitmodells.

Als weitere Additive zu der Tauchhärtelösung haben sich insbe­ sondere Konservierungsmittel bewährt, die eine verlängerte Haltbarkeit der fertigen Tauchhärtelösung gewährleisten. Dane­ ben sind Netzmittel und Antischaummittel von Bedeutung, die ein gleichmäßiges Benetzen der Oberfläche ohne Blasenbildung ermöglichen. Diese Additive von Konservierungsmitteln, Netzmitteln und Antischaummitteln sind in der Lösung mit einem Gesamtgehalt, vorzugsweise 1 Gew.% vertreten.

Saccharose kann im wesentlichen ohne weitere Beimischungen an­ derer Mono- bzw. Disaccharide oder deren Derivate eingesetzt werden. Bei den Kombinationen von Mono- und Disacchariden hat sich eine Mischung von Saccharose und Lactose im Gewichts­ verhältnis 1 : 1 besonders bewährt.

Daneben läßt sich durch weitere Zusätze, die vorzugsweise im Gewichtsprozentbereich von 1 bis 5% der Lösung zugegeben wer­ den, eine weitere Verbesserung des Härtereffekts des Tauchhär­ ters und gleichzeitig eine längere Gebrauchsfertigkeit des Tauchhärters erzielen. Zu den möglichen Zusätzen zählen Cellu­ loseether, Polysaccharide, insbesondere Guar-Mehl, Alkalialgina­ te (insbesondere Kalium- und Natriumalginate), Kieselsol, Na­ triumsilikate, wasserlöslicher Harzleim bzw. Acrylatdisper­ sionen.

Bei einem bevorzugten Beispiel werden zur Herstellung des Tauchhärters verwendet:
30 Gew. % Saccharose
4% Gummi Arabicum,
Netzmittel, Konservierungsmittel und Antischaummittel mit einem Gesamtgehalt von weniger als 1%, der Rest ist Wasser.

Als Gummi Arabicum wurde ein walzengetrocknetes, fein nachver­ mahlenes Material verwendet.

Diese Tauchhärtelösung wurde auf ein konventionell in Agar-Agar- Dubliermaterial hergestelltes Zweitmodell aus einer feuerfes­ ten, phosphatgebundenen Einbettmasse nach einem Trockenvorgang bei 170°C während 45 min durch einen Tauchvorgang (5-10 sec) aufgetragen und bei einer Temperatur von ca. 170°C während ca. 10 min nachgetrocknet.

Diese Einbettmassen mit dem Keramiksystem

MgO : SiO₂ : P₂O₅

bestehen aus den Bindemitteln Magnesiumoxid und Ammoniumphos­ phat sowie den feuerfesten Bestandteilen von Siliciumdioxid in Form von Cristobalit, Quarz und Tridymit, sowie weiteren Me­ talloxiden wie Aluminiumoxid und Zirkonoxid.

Das Abbinden der Einbettmasse beruht auf der Reaktionsfähigkeit des basischen Metalloxides, dem Magnesiumoxid, mit einem sauren Phosphat, dem Ammoniumphosphat, in Verbindung mit einer wasser­ haltigen Flüssigkeit.

Es entsteht bei dieser Reaktion ein Magnesiumammoniumphosphat- Wasser-Komplex.

Diese Abbindereaktion ist mit einer Expansion der sogenannten Abbindeexpansion verbunden.

Die thermische Expansion, die beim Hochheizen der Einbettmasse entsteht, erhält man durch Modifikationsänderungen von alpha­ in beta-Cristobalit sowie alpha- in beta-Quarz bei den jewei­ ligen Umwandlungsparametern.

Es darf an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daß ein einfaches Tauchen ausreichend ist und mehrfache Tauchvorgänge keine zusätzliche Verbesserung erzielen. Dies bedeutet, daß der Härtevorgang sehr schnell durchzuführen ist und im Arbeitspro­ zeß des Zahntechnikers nicht stört.

Die oben beschriebene Tauchhärtungslösung hat in der nachfol­ gend beschriebenen Verwendung folgende tabellisch erfaßte Vorteile bei der Härtung der Zweitmodelloberfläche erbracht, wobei stets die oben beschriebene phosphatgebundene Einbett­ masse sowie als Dubliermaterial ein Material auf Agar-Basis verwendet wurde.

Claims (3)

1. Lösung zum Tauchhärten von feuerfesten Einbettmassen, umfassend
10 bis 60 Gew.% eines Mono- und/oder Disaccharids und/ oder deren Derivate,
1 bis 10 Gew.% Gummi Arabicum,
und gegebenfalls weitere Additive,
Rest Wasser.

2. Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt der Additive 1 Gew.% beträgt und daß die Additive insbesondere Konservierungsmittel, Netzmittel und Antischaummittel umfassen.

3. Lösung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese ferner einen Zusatz mit einem Anteil von 1 bis 5 Gew.% zur weiteren Verbesserung der Oberflächenhärte enthält, welcher ausgewählt ist aus der Reihe Cellulose­ ether, Polysaccharide, insbesondere Guar-Mehl, Alkalial­ ginate, Kieselsol, Natrium-Silikate, wasserlöslicher Harzleim und wäßrige Acrylatdispersion.