ES2263980T3 - Vitroceramica opalescente. - Google Patents
Vitroceramica opalescente.Info
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Abstract
Una vitrocerámica opalescente, particularmente una vitrocerámica opalescente como material dental o como un aditivo o componente de material dental, que abarca, al menos, los componentes SiO2, Al2O3, P2O5, Na2O, K2O, CaO y Me(IV)O2, caracterizada porque, la vitrocerámica opalescente carece de ZrO2 y de TiO2, el producto de vitrocerámica posee un contenido en Me(II)O de menos del 4% por peso y en el que el porcentaje de Me(IV)O2 % por peso es del 0, 5 al 3% por peso.
Description
Vitrocerámica opalescente.
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La invención se relaciona con una vitrocerámica
opalescente, particularmente una vitrocerámica opalescente como
material dental o como un aditivo o componente de material dental,
que abarca, al menos, los componentes SiO_{2}, Al_{2}O_{3},
P_{2}O_{5}, Na_{2}O, K_{2}O, CaO y
Me(IV)O_{2}. Además, la invención se relaciona con
un método para producir una vitrocerámica opalescente, así como del
uso de tal de cerámica.
Los vidrios opalescentes se conocen, por
ejemplo, por parte del documento EP 0 622 342 B1. El documento EP 0
622 342 B1 da a conocer un vidrio opalescente basado en
SiO_{2}-B_{2}O_{3}-Al_{2}O_{3}-K_{2}O-Na_{2}O-CaO-BaO-SrO-TiO_{2}-ZrO_{2}-P_{2}O_{5}-CeO_{2}.
Los coeficientes de expansión termal lineales (TEC) son, en este
caso, o demasiado altos (Ejemplos 5, 15, 26, 27 con TEC\geq15,1)
o demasiado bajos (TEC\leq10,8) como para ser utilizables para el
uso preferido del material como chapa de cerámica para la
restauración metálica del diente en forma pura. Para cubrir las
aleaciones actuales, se requiere una mezcla con otros vidrios.
Por otra parte, las pruebas han demostrado que
los productos de vitrocerámica conocidos a partir del documento EP
0 622 342 B1 resultan demasiado apagados, por lo que no aseguran un
buen aspecto estético. En general, los productos de vitrocerámica
opalescentes conocidos por parte del documento EP 0 622 342 B1
muestran una opalescencia demasiado débil y levemente estable a la
cocción, así como una opacidad demasiado alta y ninguna
fluorescencia.
Un material de porcelana previsto para el campo
dental se conoce por el documento US 6,022,819. Tienen TiO_{2} o
ZrO_{2} como componentes. El contenido de SiO_{2} es
preferiblemente del 50 al 85% por peso. Asimismo, las
vitrocerámicas dentales opalescentes con TiO_{2} u ZrO_{2} se
toman de los documentos EP-A-0 885
855 y el documento US-B-
6 280 863.
6 280 863.
El objeto de la presente invención es el de
ofrecer un producto de vitrocerámica opalescente, un método para
producirlo y su aplicabilidad, con una opalescencia mejorada con una
transparencia simultáneamente mejorada y unos coeficientes de
temperatura de cocción o expansión termal adaptados a otros
materiales, así como fluorescencia.
Según la presente invención, el objeto se logra
esencialmente mediante un producto de vitrocerámica opalescente del
tipo ya mencionado, en el que la vitrocerámica opalescente carece de
ZrO_{2} y de TiO_{2}, el producto de vitrocerámica posee un
contenido en Me(II)O de menos del 4% por peso y en el
que el porcentaje de Me(IV)O_{2} % por peso es del
0,5 al, aproximadamente, el 3% por peso. Preferiblemente, es una
condición que el contenido de Me(IV)O_{2} está
compuesto por un 0-1% por peso de CeO_{2} y un
0-2,5% por peso de SnO_{2}.
Particularmente, el contenido de
Me(II)O es del 2-3,5% por peso,
preferiblemente del 2,5-3% por peso.
Una composición preferida contiene los
componentes siguientes:
| Componente | % por peso |
| SiO_{2} | 55-62 |
| Al_{2}O_{3} | 13-17 |
| B_{2}O_{3} | 0-2 |
| P_{2}O_{5} | 1,5-3 |
| Li_{2}O | 0-2 |
| Na_{2}O | 7-12 |
| K_{2}O | 8-12 |
| MgO | 0-2 |
| CaO | 1-4 |
| BaO | 0-2 |
| Tb_{2}O_{3} | 0-3 |
| Me(IV)O_{2} | 0,5-3 |
la cantidad indicada de
Me(IV)O_{2} está compuesta por un
0-1% por peso de CeO_{2} y un
0-2,5% por peso de
SnO_{2}.
\global\parskip0.990000\baselineskip
Particularmente, la composición de la
vitrocerámica se distingue por:
| Componente | % por peso |
| SiO_{2} | 58-60 |
| Al_{2}O_{3} | 14-15 |
| P_{2}O_{5} | 2,3-2,6 |
| Na_{2}O | 9,5-10,5 |
| K_{2}O | 9-10 |
| CaO | 2,8-3,0 |
| SnO_{2} | 1,3-1,6 |
| CeO_{2} | 0,3-0,4 |
| Tb_{2}O_{3} | 0-2,0 |
\vskip1.000000\baselineskip
Según la invención, se obtiene una opalescencia
mejorada disgregando los vidrios basados en el contenido de
P_{2}O_{5} y SnO_{2}. El coeficiente de expansión termal
lineal (TEC) de la cerámica según la invención se encuentra en el
rango de 9,0-13,5 x 10^{-6}/K y se puede controlar
por el contenido de K_{2}O.
Además fundiendo CeO_{2} y/o Tb_{2}O_{3},
se puede lograr que la vitrocerámica despida luz fluorescente, una
característica deseable para la cerámica dental. Una fluorescencia
fuerte y neutral se obtiene combinando ambos óxidos.
Además, la temperatura de cocción aplicable de
la cerámica se puede controlar mediante la proporción de
B_{2}O_{3}, Li_{2}O y Na_{2}O y adaptarse a los valores
deseados. La temperatura de cocción relevante aplicable de las
cerámicas según la invención, se encuentran en el rango de 870 a
970ºC.
En conjunto, se proporciona una vitrocerámica
que satisface todos los requisitos en lo referente a las cerámicas
de recubrimiento estético.
Un método para producir la vitrocerámica según
la invención se caracteriza por los siguientes pasos de
procedimiento:
- 1)
- pesado de los componentes según una de las reivindicaciones de la 1 a 6;
- 2)
- preferiblemente, mezclando la mezcla en un mezclador de girocompás;
- 3)
- fusionando la mezcla en un horno de gas como un horno de crisol de alimentación por goteo, preferiblemente a, aproximadamente, 1500ºC;
- 4)
- apagando la masa fundida que sale del horno en una bañera de agua y secándola luego;
- 5)
- moliendo en tiempos cortos la frita obtenida de ese modo en un molino (por ejemplo, un molino de bola);
- 6)
- templando la frita;
- 7)
- después de secar y llenar un molino con la frita, como un molino de bola, y moler, preferiblemente a, aproximadamente, 10 000 revoluciones;
- 8)
- tamizando la frita molida a través de un tamiz, con la abertura del tamiz formando el extremo.
\vskip1.000000\baselineskip
Preferiblemente, la frita se templa de la
siguiente manera:
- a.
- apilando las fritas molidas en placas de cuarzo revestidas con arcilla refractaria,
- b.
- colocando las placas de arcilla refractaria en un horno (por ejemplo, un horno eléctrico) calentado hasta, aproximadamente, 960ºC,
- c.
- retiurando las placas del horno después de 40 minutos,
- d.
- apagando los pasteles de frita fundida en una bañera de agua.
La frita molida se tamiza preferiblemente a
través de un tamiz con un tamaño de malla M en el rango de 80
\mum\leqM\leq120 \mum, preferiblemente M=100 \mum.
Al contrario que la vitrocerámica conocida por
el documento EP 0 622 342 B1, la vitrocerámica según la invención
no necesita ZrO_{2} y TiO_{2} y el contenido de
Me(II)O permanece menor que el 3% por peso. Además,
mediante la fusión de CeO_{2} y Tb_{2}O_{3}, la cerámica
ópala de la invención exhibe fluorescencia. Por otra parte, la
temperatura de cocción se puede adaptar al uso deseado. La expansión
termal se puede fijar mediante la cristalización selectiva de la
leucita en la cerámica según la invención, de una manera tal que se
pueda utilizar especialmente para cubrir materiales metálicos de
enmarcado.
Los detalles, las ventajas y las características
de la invención se pueden encontrar, no solo en las
reivindicaciones, las características encontradas en ellas, solas
y/o en combinación, sino también en las ejecuciones preferidas que
se encuentran en la siguiente descripción.
La presente invención se describirá en
referencia a las siguientes ejecuciones, donde se prefieren las
pruebas 1, 2, 8 a 21, y las pruebas 11 y 13 se prefieren
especialmente. Las composiciones de la cerámica ópala se pueden
encontrar en la tabla 1.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
\newpage
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
\cr
\cr}
\newpage
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
\cr \cr
\cr}
\newpage
Una comparación de las pruebas muestra que el
coeficiente de expansión termal de la vitrocerámica según la
invención resulta controlable. Así, un coeficiente de expansión
termal (TEC) en el rango de 9,0 a 13,5 x 10^{-6} se puede fijar.
En comparación con las cerámicas conocidas por parte del documento
EP 0 622 342 B1, que muestra o un TEC demasiado bajo (\leq11 x
10^{-6}/K) o demasiado alto (\geq16 x 10^{-6}/K), la
vitrocerámica según la invención se puede fijar en el rango TEC de
11,0 a 13,0 x 10^{-6}/K para las cerámicas de recubrimiento, lo
que resulta especialmente importante en el campo dental.
Las pruebas han demostrado que el contenido de
SnO_{2} y/o de CeO_{2} es conveniente para estimular la
cristalización de pequeñas cantidades de leucita, las cuales se
requieren para aumentar el TEC.
Una comparación de la prueba 13 con un 1,44% de
SnO_{2} con una prueba en la cual el SnO_{2} se substituyó por
ZrO_{2} y TiO_{2} según las reivindicaciones del documento EP 0
622 342 B1 (prueba "13 Zr/Ti" en la tabla), muestra claramente
que, en la última prueba, el TEC se corresponde aproximadamente con
el valor matemáticamente determinado, si se asume un vidrio
homogéneo, que puede indicar la carencia de una cristalización de la
leucita.
Los ejemplos muestran que el TEC en la
vitrocerámica de la invención se puede controlar mediante el
contenido de K_{2}O cuando hay un contenido suficiente de
Al_{2}O_{3}. En concreto, las pruebas 11 a 14 y 21 muestran
esta característica. Las pruebas 15 y 16 indican que el contenido de
P_{2}O_{5}, que determina el grado de la separación de fase del
vidrio, también tiene un efecto.
Fusionando adicionalmente CeO_{2} y/o
Tb_{2}O_{3}, se puede hacer que la vitrocerámica despida luz
fluorescente. Podría, de tal modo, comprobarse que fundiendo
solamente CeO_{2} se obtiene una fluorescencia azulada débil y
Tb_{2}O_{2} en una fluorescencia amarilla más fuerte que no
resulta habitual en los dientes naturales. Una fluorescencia fuerte
y neutral se obtiene solamente mediante una combinación de ambos
óxidos, como muestran las pruebas 17 a 20. Las pruebas 19 y 20
resultan óptimas para la fluorescencia.
La temperatura de cocción de la vitrocerámica se
puede controlar mediante la proporción de B_{2}O_{3},
Li_{2}O y Na_{2}O y adaptarse al valor deseado, como muestran
las pruebas 10 y 12. Las temperaturas de cocción relevantes
aplicables de la vitrocerámica según la invención, se encuentran en
el rango de 870ºC a 970ºC.
La prueba 13 presenta todas las características
preferidas. La temperatura de cocción y el TEC son ideales y, al
mismo tiempo, los valores ópticos con una transparencia de L*
(Transparencia)=80 y un \Deltab*=32,9 son muy buenos. En
comparación, la cerámica (Ivo. 15) preparada según el documento EP 0
622 342 B1 posee solamente un \Deltab* de 26,5 con una
transparencia de L*(Transparencia)=69,7.
Se debe destacar que la resistencia química y la
fuerza de flexibilidad de los ejemplos ilustrados cumplen con los
requisitos de los estándares relevantes para la cerámica dental (ISO
9693).
Las ejecuciones ejemplares según las pruebas 13,
15 y 16 muestran el efecto del contenido de P_{2}O_{5}. El
ejemplo 13 con un contenido de P_{2}O_{3} del 2,44% por peso se
considera óptimo, mientras que la transparencia se aumenta a
expensas de la opalescencia en el ejemplo 15 con un contenido de
P_{2}O_{5} del 2,04% por peso, y una opalescencia creciente con
una transparencia reducida se puede comprobar en el ejemplo 16 con
un contenido de P_{2}O_{5} del 2,85% por peso.
La tabla 1 también muestra ejecuciones (pruebas
3, 4, 5, 6, 7 y 22) cuyas composiciones se encuentran fuera del
rango requerido. En este caso, las pruebas 3 a 5 muestran un
contenido demasiado alto de K_{2}O y, además, la prueba 3
muestran muy poco CaO. Se ha demostrado que estas ejecuciones
ejemplares son ya demasiado mates en el estado sin templar,
probablemente debido a una cristalización demasiado fuerte de la
leucita. A pesar de un contenido demasiado alto de leucita, la
prueba 6 es transparente puesto que solamente presenta una leve
tendencia a la disgregación debido a un contenido de P_{2}O_{5}
menor al 1,5% por peso, pero su opalescencia es demasiado baja. En
la prueba 7, un contenido demasiado elevado de B_{2}O_{3} da
lugar a una apariencia mate muy fuerte y, en la prueba 22, el CaO
fue substituido por MgO y BaO, lo que dio lugar a una opalescencia
reducida.
La vitrocerámica según la invención se produjo
según el siguiente método:
- 1)
- pesado de las materias primas como se indica en la tabla 1;
- 2)
- mezclando la mezcla en un mezclador de girocompás;
- 3)
- fusionando la mezcla en un horno de gas como un horno de crisol de alimentación por goteo a aproximadamente 1500ºC;
- 4)
- apagando la masa fundida que sale del horno en una bañera de agua,
- 5)
- secándola luego;
- 6)
- moliendo en tiempos cortos la frita obtenida de ese modo en un molino de bola,
- 7)
- templando la frita de la siguiente manera:
- - apilando las fritas molidas en placas de cuarzo revestidas con arcilla refractaria,
- - colocando las placas de arcilla refractaria en un horno calentado hasta 960ºC,
- - retirando las placas del horno después de 40 minutos,
- - apagando los pasteles de frita fundida en una bañera de agua.
- 8)
- después de secar y llenar un molino con la frita, como un molino de bola, y moler, preferiblemente a, aproximadamente, 10 000 revoluciones;
- 9)
- tamizando la frita molida a través de un tamiz, con la abertura del tamiz de 100 \mum.
Para medir la opalescencia y la transparencia de
la cerámica ópala, se debe indicar que 3 gramos de la cerámica
ópala pulverulenta fueron condensados en una prensa para formar una
chapa redonda y fueron sinterizados en un horno dental de cocción
al vacío a la misma temperatura que en la prueba 13, 950ºC. La chapa
redonda obtenida de este modo presenta un grosor de cerca de 2,5
mm. En el caso de la opalescencia, estas chapas redondas aparecen
anaranjadas/amarillentas con luz transmitida, puesto que la luz de
onda larga no dispersada es percibida por el ojo. Por otra parte,
al mirarlo contra un fondo oscuro, la chapa redonda aparece azulada,
puesto que en este caso se percibe la luz dispersada de onda corta
más fuerte.
Este fenómeno se puede determinar
cuantitativamente con un espectrofotómetro. Para este propósito, los
valores L*, a* y b* se midieron en transmisión y en reflexión en
una base negra en el fotómetro de, por ejemplo, la compañía Minolta
(CM-3610d), donde se requería un segundo observador
y luz estándar D65. En el sistema de color L*, a* y b*, un valor b*
positivo representa la parte amarilla de la luz, por otro lado, un
valor b* negativo representa su parte azul. Cuanto más alta es la
cantidad absoluta, más intenso es el color.
Por consiguiente, las chapas redondas
opalescentes producen valores b* positivos durante la transmisión y
valores b* negativos durante la reflexión. Cuanto más se desvían
entre sí los valores b*, más fuerte es la opalescencia.
Por otra parte, el valor L* medido en la
transmisión se puede utilizar como medida para la transparencia de
la chapa redonda.
Los resultados estéticos satisfactorios en la
restauración dental se obtienen con cerámicas ópalas cuyas chapas
redondas presenten un \Deltab* de, al menos, 25 y L* (Transm.) de,
al menos, 75.
Claims (18)
1. Una vitrocerámica opalescente,
particularmente una vitrocerámica opalescente como material
dental o como un aditivo o componente de material dental, que
abarca, al menos, los componentes SiO_{2}, Al_{2}O_{3},
P_{2}O_{5}, Na_{2}O, K_{2}O, CaO y
Me(IV)O_{2},
caracterizada porque,
la vitrocerámica opalescente carece de ZrO_{2}
y de TiO_{2}, el producto de vitrocerámica posee un
contenido en
Me(II)O de menos del 4% por peso y en el que el porcentaje de Me(IV)O_{2} % por peso es del 0,5 al 3% por peso.
Me(II)O de menos del 4% por peso y en el que el porcentaje de Me(IV)O_{2} % por peso es del 0,5 al 3% por peso.
2. Una vitrocerámica
opalescente, según la reivindicación 1,
caracterizada porque,
el Me(IV)O_{2} está compuesto
por un 0-1% por peso de CeO_{2} y un
0-2,5% por peso de SnO_{2}.
3. Una vitrocerámica opalescente, según la
reivindicación 1,
caracterizada porque,
el contenido de Me(II)O es del
2-3,5% por peso, en particular del
2,5-3% por peso.
4. Una vitrocerámica opalescente, según una
de las reivindicaciones de la 1 a la 3,
caracterizada porque,
la vitrocerámica contienen los siguientes
componentes:
donde la cantidad indicada de
Me(IV)O_{2} está compuesta por un
0-1% por peso de CeO_{2} y un
0-2,5% por peso de
SnO_{2}.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Una vitrocerámica opalescente, según una de
las reivindicaciones de la 1 a la 3,
caracterizada porque,
la vitrocerámica contienen los siguientes
componentes:
6. Una vitrocerámica opalescente, según
al menos una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque
para obtener la propiedad fluorescente se
fusionan el CeO_{2} y/o el Tb_{2}O_{3}.
7. Una vitrocerámica opalescente, según
al menos una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque
la vitrocerámica presenta un coeficiente de
expansión termal (TEC) en el rango de 9,0 - 13,5 x 10^{-6}/K, en
particular de 10,5-12,0 x 10^{-6}/K.
8. Un método para la producción de una
vitrocerámica opalescente según una de las reivindicaciones de la 1
a la 5,
caracterizado porque
dicho método presenta los siguientes pasos de
proceso:
- -
- pesado y mezclado de los componentes con un ratio de mezcla según una de las reivindicaciones de la 1 a la 5;
- -
- fusionando la mezcla en un horno;
- -
- apagando la masa fundida que sale del horno en una bañera de agua y secándola luego;
- -
- moliendo la frita obtenida de ese modo en un molino;
- -
- templando la frita;
- -
- después de secar y llenar un molino con la frita y molerla;
- -
- tamizando la frita molida a través de un tamiz, con la abertura del tamiz formando el extremo.
9. El método según la reivindicación
8,
caracterizado porque
la frita se templa de la siguiente manera:
- -
- apilando las fritas molidas en placas de cuarzo revestidas con arcilla refractaria,
- -
- colocando las placas de arcilla refractaria en un horno (por ejemplo, un horno eléctrico) calentado hasta, aproximadamente, una temperatura T de 850ºC\leqT\leq1000ºC,
- -
- retirando las placas del horno después de un tiempo t de 30 min \leqt\leq60,
- -
- apagando los pasteles de frita fundida en una bañera de agua.
10. El método según la reivindicación 8 o
9,
caracterizado porque,
los componentes se mezclan en un mezclador de
girocompás.
11. El método según, al menos, una
de las reivindicaciones de la 8 a la 10,
caracterizado porque
la mezcla se fusiona en un horno de gas como un
horno de crisol de alimentación por goteo.
12. El método según, al menos, una
de las reivindicaciones de la 8 a la 11,
caracterizado porque
después de secarla, se llena un molino de bola
con la frita y se muele a, aproximadamente, 10 000
revoluciones.
13. El método según, al menos, una de las
reivindicaciones de la 8 a la 12,
caracterizado porque
la frita molida se tamiza preferiblemente a
través de un tamiz con un tamaño de malla M en el rango de 80
\mum\leqM\leq120 \mum, preferiblemente M=100 \mum.
14. El método según, al menos, una de las
reivindicaciones de la 8 a la 13,
caracterizado porque
la sinterización se produce mediante la
calefacción del material granulado a 870-970ºC.
15. El método según, al menos, una de las
reivindicaciones de la 8 a la 14,
caracterizado porque
el coeficiente de expansión termal (TEC) se
ajusta a un valor de 9,0\leqTEC\leq13,5 x 10^{-6}/K mediante
el contenido de K_{2}O.
16. El método según, al menos, una de las
reivindicaciones de la 8 a la 15,
caracterizado porque
la temperatura de cocción de la vitrocerámica
opalescente se controla mediante las proporciones de B_{2}O_{3},
Li_{2}O y Na_{2}O y se encuentra preferiblemente en el rango de
870ºC a 970ºC.
17. Utilización de la vitrocerámica
opalescente según, al menos, una de las reivindicaciones
precedentes, como material dental o como aditivo o componente de
material dental.
18. Utilización según la reivindicación
17, en la que el vidrio opalescente es un componente de empastes
internos, empastes externos, puentes o coronas.
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