DK141913B - Dentalt loddemateriale. - Google Patents

Description

(W) \Ra/ (11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 141913 DANMARK (51) lnt'cl'3 c 22 c 19/05 11 A 61C13/20 §(21) Ansøgning nr. 427/7 6 (22) Indleveret den 2. fet. 1976 (23) Løbedag 2. feb. 1976 (44) Ansøgningen fremlagt og . u .,,-ι i qQq

fremiwggelsesskrfftet offentliggjort den I · J · J

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begæret fra den

3. feb. 1975, 546222, US

(71) JOHNSON & JOHNSON, 501 George Street, New Brunswick, N.J. 08903, US.

(72) Opfinder: Pei Sung, 5 Woodhollow Road, Lawrenceville, New Jersey,

US. James Lee-7fou, Princeton Arme South, Apt. 82, Cranbury, New Jersey, U£fT

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Th. Ostenfeld Patentbureau A/s.

(64) Dentalt loddemateriale.

Den foreliggende opfindelse angår dentalt loddemateriale til anvendelse ved samling af enheder af metalkonstrukstionsdele, som anvendes ved tandrestaureringer, hvad enten de senere beklædes eller ikke beklædes med en tandsimulerende belægning.

Guldlegering har i mange år været anvendt i forbindelse med tandproteser. På grund af ædle metallers høje pris har talrige ikke-ædle metallegeringer været anvendt til konstruktion af tænder, broer, kroner og lignende. Metalkonstruktioner i dentale opbygninger er ofte indviklede af struktur og kræver støbning i sektioner og samling af sektionerne eller kan bestå af multiple enheder, som må samles. Dette gennemføres sædvanligvis ved sammenlodning 2 141913 af stykkerne eller sektionerne. Hvad enten konstruktionen er af guldlegering eller en legering af ikke-ædelt metal anvendes hyppigst et guldlegerings-loddemateriale til samling af sektionerne eller enhederne af metalkonstruktionerne. Brugen af guldlegeringsloddemateriale i forbindelse med en konstruktion af en ikke-ædel legering er imidlertid uønsket på grund af tendensen til korrosion ved grænsefladen som et resultat af galvaniske tilstande ved kontaktpunktet af to forskellige metaller. Konventionelle loddematerialer af uædle metaller er sædvanligvis ikke egnede som dentalt loddemateriale, da de ofte indeholder toksiske materialer eller kan indeholde komponenter, som har tendens til at plette porcelæn, såsom kobber, kobolt og jern. Da hovedanvendelsen for loddematerialet er samling af konstruktionsenheder som skal anvendes som kroner, broer osv. og som derfor skal beklædes med porcelæn eller formstof, er tilstedeværelsen af pletfremkaldende komponenter yderst uønsket i dentalt loddemateriale. Der er derfor et behov for et dentalt loddemateriale af en uædel legering, som ikke indeholder toksiske eller pletfremkaldende komponenter, men som er i besiddelse af passende smelteegenskaber og tilstrækkelig styrke og modstand overfor brud og deformation ved den loddede samling.

Fra USA-patentskrift nr. 2.714.760 kendes en slaglodningslegering omfattende en Ni, Cr, Si, B, C og Fe til slaglodning af korrosionsmodstandsdygtige højtemperaturlegeringer. Denne slaglodningslegering indeholder en betydelig mængde jern, hvilket gør den uegnet som dentalt loddemateriale, da jern korroderer stærkt i mundhulen med misfarvning til følge, hvorfor jern kun må forefindes som sporstof i dentalt loddemateriale. Ydermere har det i slaglodningslegeringen anvendte silicium en anden funktion end i det dentale loddemateriale ifølge opfindelsen.

USA-patentskrift 2.864.696 angår nikkel-baserede legeringer indeholdende væsentlige mængder silicium og krom. Legeringerne har væsentligt højere siliciumindhold end legeringerne ifølge den foreliggende opfindelse og jernmængden som tolereres, ville føre til korrosion i mundmilj.Øet. Desuden resulterer legeringernes kobberindhold i et produkt, som er fuldstændig uegnet som dentalt loddemateriale, da selv spor af dette stof ville misfarve procelæn.

141913 3 USA-patentskrift 2.868.639 omhandler nikkel-baserede legeringer, som omfatter Ni, Cr, Si, B og C samt fra 6-20% Mo eller W. Ligesom de foregående legeringer indeholder disse legeringer jern. Legeringerne omtales som værende nyttige til overfladebehandling af lejer, hvor legeringens hårde overflade giver modstandsdygtighed mod slid. De til dette formål ønskede egenskaber, hårdhed og modstandsdygtighed overfor blødgøring ved varme, er i modstrid med anvendelse som dentalt loddemateriale.

USA-patentskrift nr. 2.936.229 emgår en sprøjtesvejselege-ring som indeholder B og/eller Si sat til en nikkel- eller koboltbase. Der er intet i dette patentskrift, som kan lede tanken hen på et dentalt loddemateriale af den heri beskrevne art.

Ifølge den foreliggende opfindelse tilvejebringes et loddemateriale af en uædel metallegering som er bedre end eksisterende guldlegerings-loddematerialer og hidtil kendte loddematerialer af uædle metallegeringer. Loddematerialet ifølge den foreliggende opfindelse er i det væsentlige fri for indhold af toksiske og pletdannende materialer, har et smelteområde som er ideelt egnet til brug i forbindelse med den hyppigt anvendte moderat smeltende støbélegering, er tilpasset til anvendelse under brug af eksisterende udstyr i dentallaboratorier, har bedre fysiske egenskaber og giver endvidere en loddet samling med bedre brudstyrke. Loddematerialet ifølge den foreliggende opfindelse kan anvendes til samling af dental-konstruktionsenheder fremstillet af såvel uædle som ædle metallegeringer, men når det anvendes til samling af dentalkonstruktioner af uædle metallegeringer har det den særlige fordel, at det er modstandsdygtigt overfor korrosion.

« 4 141913

Den foreliggende opfindelse angår således et dentalt loddemateriale, som er ejendommeligt ved, at det har et smelteområde på fra ca. 982 til ca. 1.066°C og at det er dannet af en legering, som på vægtbasis i det væsentlige består af fra ca. 69 til ca. 75% nikkel, ca. 14 til ca. 19,9% krom, ca. 4,0 til ca. 5,5% silicium, ca. 2,5 til ca. 6% bor og 0 til ca. 6% molybdæn. Molybdæn forbedrer loddematerialets egenskaber især med hénsyn til korrosionsmodstandsdygtighed. Udover de aktuelle mængder er krom til nikkel forholdet kritisk med henblik på tilvejebringelsen af den nødvendige smeltetemperatur og flyde-eller fluiditet-egenskaberne under loddeprocessen. Det er ønskeligt at forholdet er i området fra 0,18 til 0,27.

Loddematerialet kan indeholde spormængder af andre metaller, som sædvanligvis findes i de ønskede metaller såvel som mindre mængder af ikke-metaller såsom carbon. Ingen andre elementer end de foregående anses imidlertid for at være essentielle i loddematerialepræparater.

Loddematerialelegeringen ifølge den foreliggende opfindelse har en smeltetemperatur i området fra ca. 982°C til ca. 1066°C, god korrosionsmodstandsdygtighed, god oxidationsmodstandsdygtighed, 2 brudstyrke i støbt form på i det mindste 2.450 kp/cm og en Rockwell C hårdhed i området fra 50 til 58. Som loddemateriale for uædle metallegeringer har det en brudstyrke ved den loddede 2 samling på i det mindste 4.900 kp/cm .

Loddematerialelegeringen er egnet til brug sammen med uædle metalstøbelegeringer, især nikkel-krom-legeringer. Skønt uædle metal-dentalkonstruktioner har været anvendt i odontologisk prote-tik har uædle metal-dentalloddematerialer ikke været let tilgængelige, og guldlegerings-loddematerialer har nødvendigvis ofte været anvendt til samling af dele og enheder af dentalkonstruktioner. Ifølge den foreliggende opfindelse muliggøres nu lodning af uædle metal-dentalkonstruktioner med uædle metalloddematerialer. Dette er fordelagtigt derved at det tilvejebringer en dental konstruktion 9 5 141913 som har bedre modstandsdygtighed overfor korrosion, der er et resultat af galvaniske tilstande som opstår ved tilstedeværelsen af forskellige metallegeringer. Styrken af de loddede samlinger er endvidere langt bedre end styrken af samlinger loddet med guld som det vises senere.

Loddematerialepræparateme ifølge den foreliggende opfindelse er især egnede til brug i forbindelse med de hyppigt anvendte moderat smeltende legeringer. Smelteområdet på ca. 982°C til ca. 1066°C er passende under smelteomrfidet af de støbelegeringer, som er mest passende som konstruktionsmaterialer, som skal beklædes med dentalporcelæner, idet loddematerialet herved bliver anvendeligt under normale forhold i forbindelse med disse støbelegeringer uden ugunstig indvirkning på legeringen. Loddemateriale med de pågældende sammensætninger har gode flyde-egenskaber nær den øvre grænse for smelteområdet pål066°C.

Loddematerialet spredes således let og hurtigt på rene metaloverflader, trænger ind i små åbninger og langs kontaktpunkter ved kapillar virkning. Det binder godt hvilket viser sig ved dannelsen af en permanent sammenhængende film. Lodningen kan endvidere gennemføres ved anvendelse af dentallaboratoriets gas/oxygen- eller gas/luftbrænder uden behov for anvendelse af højere temperaturer og tid. Højere temperaturer kan bevirke, at dentalkonstruktionens dele loddes så de smelter, mens højere temperaturer og tid kan bevirke gasabsorption som er skadelig for styrken af den loddede sammenføjning.

De uædle metalstøbelegeringer som kan loddes med loddematerialepræparatet ifølge den foreliggende opfindelse omfatter nikkel-krom-legeringer, nikkel-kobolt-legeringer og nikkel-krom-kobolt-legeringer. Sammensætningen af sådanne støbelegeringer kan findes i talrige standard publikationer såsom Skinner and Phillips "The Science of Dental Materials", W.B. Saunders Company, Philadelphia and London, 1967, og "Dental Science Handbook", American Dental Association og The National Institute of Dental Research. Loddematerialet er særligt egnet til samling af konstruktionsdele af de 6 141913 nye nikkel-krom-silicium-støbelegeringer, som er beskrevet .i norsk fremlæggelsesskrift nr. 137.111.

Brudstyrkerne af de loddede samlinger af dentalkonstruktionsenhederne fremstillet af uædel metallegering, loddet med loddematerialepræparaterne ifølge den foreliggende opfindelse, er langt bedre end brudstyrken af loddede samlinger af dentalkonstruktionsenheder loddet med et guldlegerings-loddemateriale. Der kan fremstilles loddede samlinger som har mere end dobbelt så stor brudstyrke som samlinger loddet med guldlegerings-loddemateriale. Der kan således fremstilles loddede samlinger, som har brudstyrker 2 der er højere end 4900 kp/cm .Lignende loddede samlinger som er loddet med guldlegerings-loddemateriale har sædvanligvis brud- 2 styrker af størrelsesordenen 2.450 kp/cm .

Loddematerialelegeringen kan fremstilles ved anbringelse af komponenterne i en egnet beholder såsom en smeltet aluminiumoxid-digel og smeltning af ingredienserne under passende blanding. Mens legeringen er i smeltet tilstand, kan den hældes i støbeforme til

Loddematerialet til brug i dentallaboratoriet kan fremstilles ved pulverisering af det udstøbte materiale under anvendelse af højtryk argon- eller nitrogengas ag varm ekstrudering anvendelse af højtryk argon· eller nitrogengas og varm ekstrudering ved ca. 760 - 954°C til opnåelse af et dentalt loddemateriale i form af en tynd tråd. De tynde loddematerialetråde kan også dannes ved den såkaldte "lost wax" støbeteknik under anvendelse af regulær dental indlejringsstøbning. De støbte loddematerialetråde fremstilles sædvanligvis med en diameter på ca. 0,8 mm til 1,6 mm og en længde på ca. 10 cm og kan let anvendes til lodning af dentalrestaureringer.

Det hidtil ukendte loddemateriale kan anvendes til samling af dele af en dental konstruktion af støbt legering på en måde lig den der normalt anvendes i et dentallaboratorium. Ved brug af loddematerialet ifølge den foreliggende opfindelse er det imidlertid ikke nødvendigt at anvende fluxmidler. Ved lodning af dele af en dental konstruktion opvarmes metaloverfladerne på dental restaure- 7 141913 rings-konstruktionsenhederne,som skal samles efter først at være blevet korrekt anbragt enten i en form eller, hvis det drejer sig om en tråd, i en skabelon eller holder,til loddetemperaturen på det sted hvor samlingen ønskes i gas/oxygen eller gas/luftflammens reducerende zone. Dernæst tilføres loddematerialet stadig under anvendelse af flammen. Efter flydning af loddematerialet fjernes flammen øjeblikkeligt, og efter afkøling fås en loddet samling.

Den loddede samling har en brudstyrke som er langt bedre end brudstyrken af samlinger loddet med guldloddemateriale eller hidtil tilgængelige loddematerialer af uædelt metal·

Den foreliggende opfindelse illustreres nærmere ved de efterfølgende eksempler.

EKSEMPEL 1.

Et loddemateriale fremstilles ved i en smeltet aluminiumoxid-digel at anbringe 4,4 vægtdele borpulver, 4,96 vægtdele partikel-formig silicium, 18,8 vægtdele krom i pladeform, 72,0 vægtdele nikkelkugler og opvarme diglen i en argon-atmosfære til en temperatur på ca. 1600° C til opnåelse af en smelte, som hældes i støbeforme til ingot-dannelse. Efter afkøling af smelten til ca. 500° C fjernes den faste legering. Den således fremstillede legering findes ved analyse at være af følgende sammensætning (i vægtprocent) :

Ni 72,05%

Cr 18,60-

Si 4,69- B 3,72- C 0,03-.

(tilstedeværelsen af urenheder såsom carbon og ændringer såsom ved fordampning under smeltningen genspejles i de analytiske data).

Teststænger støbt af denne legering findes at have følgende mekaniske egenskaber: 141913 8 2

Diametral kompressionsbrudstyrke 2.916 kp/cm trykstyrke 15.756 - brudmodul ved trepunktbelastning 7.963 -

hårdhed, Rockwell C 50,5 R

c % forlængelse 0, 2 smelteområde 982-1066°C.

Dele af legeringen pulveriseres under anvendelse af højtryksargongas og varm ekstruderes ved ca. 760 - 954°C til opnåelse af et dentalt loddemateriale i form af en tynd tråd.

Loddematerialet anvendes til sammenlodning af dele af dentalkonstruktioner fremstillet af en legering, som den fra nævnte norske fremlæggelsesskrift kendte. Når det anvendes til lodning er en sådan legering med følgende sammensætning (i vægtprocent):

Ni 71,3%

Cr 19,1-

Si 4,1-

Mo 4,1- B 1,4- og brudstyrken åf den loddede samling måles, findes denne at være 5.144 kp/cm^.

EKSEMPEL 2.

Under anvendelse af fremgangsmåden fra Eksempel 1 fremstilles en legering som er egnet til brug som loddemateriale, og som ved analyse findes at have følgende sammensætning i vægtprocent: .

Ni 71, 4%

Cr 14, 2-

Si 4, 4- B 5, 2-

Mo 4, 8- C 0,03-.

9 141913

Legeringen anvendes til lodning af en dental konstruktion med en sammensætning lig den beskrevet i Eksempel 1.

EKSEMPEL 3.

På en måde lig den beskrevet i Eksempel 1 fremstilles loddematerialer med sammensætningerne A, B og C, og deres fysiske egenskaber bestemmes. Sammensætninger og fysiske egenskaber er anført i Tabel I. Mængderne af de anvendte elementer er i tabellen betegnet som "oprindelig sammensætning", og sammensætningen af legeringen som den findes ved analyse er betegnet "legeringssammen-sætning".

tn 10 141913 β •rf I β CO +1

Ol g dP dP dP dP

C co <p r» # 'ϊ co

•r| β O ^ O m O

M O) — * ' * φ g H OO M> -tf O _ tn g r- h ° Φ 10 g ^ CO g

CO H 00 H

n tn σι co *> l ° C «η in ^ cm .j . i . m oo

Di S cm vo σι H +) H ft) dP dP dP dp QJ CO O Γ« CO 00

C ** *·*“· I

S d) tn in μ1 M1 Ή g Γ'' i—Ϊ M S ft«J _ O co tn β •ri I β

CO 4J

Ql t() dP dP dP dP dP

β co t'' oo σι σι »tf

•Η β O . M? ΙΟ O O

β CD ' ' ' - og ^ Kl O Ul o 0i i r* r-ι N n β| co %

ID

m tn m f" co o rj LO r-i VO 00 r-l

•h co o r- - I

Οι β · · * Γ'' OM

.¾ 4j ro co oo in co

HaJdPdPdPcfP r4

. (U CD CM CM CM

Η Ό β - - - - I

β Φ ro r> tn ►3 -H g r-~ <-i H Mg 03 ft Cd

< O CO

E-c tn β •ri i fi

CO +J o\° dP dP dP dP

Οι (Β σι σι cd o· r-~

β CD O O O H O

•Η β - ·> * - - HU in ^ m in o _ JO 1 r- H 0«, ® i g . m ‘r* h al in i c-· i tn σι h cm c · · in co .3 cm r~ σι tn β

-H +> dP dP dP dP

r-l g CO VD CO CM

O) CO I

Ό β m in m in

β <U H

m i ft β , O co I I,

CO -P

β λ: tn 0 5

β ri'"' -~· P r"' Q

-Η KCM CM ØM

β CO g 6 Φ S H r' jj Q) t) ϋ M CJ r-l C)

g M'X X -P \ Φ O

co cu ft ft ft S

β gX M ti Μ X

3 ow ~ u φ §X > Q t3 ri β -ri <U 0) tn OS Old

(OSUttWU Η Αί Λ! Η β M

CD id Μ Μ P ·Η *· S

U >1 >1 Ό β Ό O

Μ +) 4J +J O -P Φ Φ

to 0) to co g co ,β -P

ri g Ό X V US T3 H

g tf P >! P r-l M CD

cu -Η Μ Μ Μ Φ »Id 6 « p,q β ωί a co