JP2001019539A - 加工用ブロック - Google Patents
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- JP2001019539A JP2001019539A JP11187834A JP18783499A JP2001019539A JP 2001019539 A JP2001019539 A JP 2001019539A JP 11187834 A JP11187834 A JP 11187834A JP 18783499 A JP18783499 A JP 18783499A JP 2001019539 A JP2001019539 A JP 2001019539A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】歯科用、医療用その他の分野において主にＣＡ
Ｄ／ＣＡＭ装置により加工利用される審美性の高いブロ
ックを得る。 【解決手段】シリカ系、アルミナ系、燐酸系、ジルコニ
ア系のいずれか１種又は2種以上の組み合わせ材料及び
着色剤よりなる。
Ｄ／ＣＡＭ装置により加工利用される審美性の高いブロ
ックを得る。 【解決手段】シリカ系、アルミナ系、燐酸系、ジルコニ
ア系のいずれか１種又は2種以上の組み合わせ材料及び
着色剤よりなる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータ制御による
自動計測及びこの計測情報に基づく自動加工を行う装置
にて複製的に加工されるものに関し、ＣＡＤ ／ＣＡＭ
装置に代表される自動計測及び自動加工手段を用いるこ
とにより、精密な歯科や医科の補綴物、その他の歯科
材、医科材、各種模倣物、被計測物に同一、類似あるい
は対応したものに加工する被加工物に関する。 【０００２】 【従来の技術】被 加工物を得る為の分野の一例とし
て、歯科領域について述べると、歯科補綴物を天然歯と
同一の質感を有し、かつ優れた機械特性を有したものを
作製するにはセラミックあるいは陶材を使用することが
最も有効とされる。現在広く使用されている、優れた機
械特性を有し、審美性を持ったセラミックスあるいは陶
材は、金属盛り付け用陶材と人工陶歯がある。金 属盛
り付け用陶材は技工士の手作業によって歯科補綴物を作
製するための材料である。盛り付け用陶材は、金属上に
築盛するため金属色を遮蔽し、金属と同程度の熱膨張率
を有するような陶材が必要になるため、熱膨張率を操作
するための処理が必要である。よ く使用されているリ
ューサイトは非常に大きな熱膨張を有する物質で、この
ような結晶がガラス層に混濁していることは焼成時の熱
的歪みが残りやすく、強度を低下させる原因になってし
まう。また、使用する金属の溶融温度以下で使用する必
要があること、歯科技工士が所有できる焼成炉には限界
があることなどから、焼成を短時間であまり高温を必要
としないでおこなわなくてはならず、そのために焼結時
に進行する化学的反応をすべて終了させておく、つまり、
かなりの高温いったん溶融し、微粉砕をおこなう必要が
ある。従って盛り付け用陶材と呼ばれるセラミックスあ
るいは陶材は、作製工程が特殊で、それ故に高価なもの
になってしまう。こ のような高価な粉末を切削及びあ
るいは研削用の材料とすることはできない。なぜなら切
削及びあるいは研削する部分にも同一の材料を使用しな
くてはならず、粉末の使用量は盛り付けた場合の10 倍
以上の量を必要とするであろうからである。一方、人工
陶歯と呼ばれる陶材がある。この陶材は歯の形に成形さ
れている。これは焼結体に切削およびあるいは研削加工
をおこなうことを前提としておらず、成形体の形状は咬
合を考慮したものになっている。審美性は表面を重視し
て作製されており、形状、審美性を維持するために非常
に高い硬度を有している。ま た、大量のバインダーを使
用して成型する必要性があるため粒成長が一様になりに
くいこと、表面の光沢を与えるために表面がガラス化す
る様な高温で焼成をする必要があるにもかかわらず、変
形してはならないため非常に短時間で焼成する必要があ
る為、内部まで緻密に焼成できず、内部の気泡も残留す
ることが多いことなど、切削及びあるいは研削用材料と
しては、硬度が高いために加工が困難であり、加工後に
内部が露出することは明らかであるが内部は気泡が多く
緻密でなく補綴物として使用できない。また、いずれの
陶材もほとんど全体がガラス化してしまうため、焼成時
に溶融して粘稠度が低いガラスとなり形状は大きく変形
するため、公知のセラミックス製造技術を利用すること
はできない。近年コンピュータ制御による自動計測及び
この計測情報に基づく自動加工を行う装置、ＣＡＤ ／
ＣＡＭ 装置に代表される自動計測及び自動加工手段を
用いることにより歯科補綴物の作製を歯科技工士の手作
業なしで行える環境が整いつつあるにも関わらず、切削
およびあるいは研削加工用の、従来の歯科用陶材と同程
度の質感を有し、かつ従来の歯科用陶材と同程度の機械
特性を有したセラミックスあるいは陶材がないのが現状
である。その他、様々なアクセサリー、装飾品等、現実
性、嗜好性が求められる分野においては、視覚的な要件
が大きく作用することが多いことから、審美性と操作性
を高めることが希求されるのである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明では、コンピュ
ータ制御による自動計測及びこの計測情報に基づく自動
加工を行う装置、ＣＡＤ ／ＣＡＭ 装置に代表される自
動計測及び自動加工手段を用いることが可能な、従来の
セラミックスあるいは陶材と同程度の審美感と機械特性
を有したセラミックスあるいは陶材を、廉価で安定に供
給することを課題とする。まずそれには、公知のセラミ
ックス製造技術を利用し、内部まで緻密で均一な材料を
つくることが必要である。また、機械加工、特に3 次元C
AD/CAM では、加工情報をデータベース化できるため、加
工作業の簡略化という点でも加工機の設定誤差範囲内に
収まる程度の寸法誤差で焼結体を作製する必要がある。
また、審美性を満たすためには、従来の技術で示された
ように陶材が最も優 れている為、この陶材の審美性に関
する技術も利用可能にすることも課題とする。つまり本
発明では、切削およびあるいは研削加工用の、従来の歯
科用陶材と同程度の質感有し、かつ従来の歯科用陶材と
同程度の機械特性を有したセラミックスあるいは陶材を
作製する。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、主たる構成成
分が、シリカ系、アルミナ系、燐酸系、ジルコニア系の
いずれかあるいは2 種以上の組み合わせからなる材料
で、着色剤を用いて着色された、切削および/あるいは
研削加工をおこなうことで精密な歯科や医科の為の補綴
物、装飾具を作製するセラミックスに関するものであ
る。ま た、焼成条件における制約または機械特性を改善
するために、構成成分うちの１ 成分あるいは2 種以上
の成分の必要量の一部あるいはすべてを、少なくとも一
回以上加熱処理された材料を用いて配合した前記セラミ
ックスに関するものである。 【０００５】歯科や医科の補綴物等は高精度を要求され
るものである。コンピュータ制御による自計測及びこの
計測情報に基づく自動加工を行う装置、ＣＡＤ ／ＣＡ
Ｍ 装置に代表される自動計測及び自動加工手段を用い
ることが可能にするには、シリカ系、アルミナ系、燐酸
系、ジルコニア系のいずれかあるいは2 種以上の組み合
わせからなる材料であることが必要である。しかも、こ
れらの材料の医科あるいは歯科での安全性は確認されて
いる。とくに歯科補綴物として使用する場合には、さら
に高い審美性を有する材料とすることが望ましい。これ
らの材料系は、ガラス層を形成させることが可能で、ガ
ラス層が存在することにより焼結体全体は半透明にする
ことも可能である。また、この材料系は、公知のセラミ
ックス製造技術を利用できるため、金属盛り付け用陶材
のような特別な材料処理を必要とせず、人工陶歯と違っ
て内部まで緻密な焼結体が作製でき、加工機の設定誤差
範囲内に収まる程度の寸法誤差で焼結体を作製すること
が可能である。ガ ラス層を形成させた場合は、使用す
る材料によっては内部に気泡が残留する場合があるが、
その場合には焼成は、雰囲気中、あるいは加圧条件下で
冷却、あるいは真空中あるいは減圧条件下、あるいはそ
れらの組み合わせによって焼成することでこれらの気泡
を取り除くことが可能である。 【０００６】審美性を与えるためには着色をする必要が
あるが、シリカ系、アルミナ系、燐酸系、ジルコニア系
のいずれかあるいは2 種以上の組み合わせからなる材料
は、着色剤を用いて着色することが可能である。ここで
いう着色剤は、Zr,Pr,V,Sn,Fe,Cr,Mn,Ti,W,Sb,Co,Ni,Se
などの金属酸化物が上げられ、これらの内の一種また
は二種以上を適当に組み合わせを、望ましくは0.01 〜3
％添加することで色調及び半透明を与えることができ
る。シリカ系、アルミナ系、燐酸系、ジルコニア系のい
ずれかあるいは2 種以上の組み合わせからなる材料に、
豊富な色調を与えるには、セラミックスの焼成温度が80
0〜1350度、好適には1000 ℃〜1300 ℃であることが望
ましい。これらの温度よりも低温で使用可能な材料で豊
富な色調は表現できるが、着色剤として有機材、酸化鉛
系などを使用しなくてはならない。しかし、有機材は変
成および溶出が問題 となる。一方、酸化鉛系では鉛を
含めた重金属およびあるいは種々の構成金属イオンが溶
出することが知られている。逆に、これらの温度よりも
高温で焼成する場合には、焼成雰囲気が還元雰囲気に近
くなり、着色剤の多くは安定に発色しない。 【０００７】切削あるいはおよび研削加工をおこなう際
に、加工機の動作性を考慮して、セラミックスの形状を
考案することが望ましい。3 次元的な加工を精密に行う
には、加工前のセラミックスの形状が対称性を有してい
ることが望ましい。 【０００８】シリカ系、アルミナ系、燐酸系、ジルコニ
ア系のいずれかあるいは2 種以上の組み合わせからなる
材料はほぼ1000 ℃〜1300 ℃で焼成することが可能であ
るが、使用する原材料によっては、焼成温度が非常に高
温を要することがある。この場合には構成成うちの１
成分あるいは2 種以上の成分の必要量の一部あるいはす
べてを、少なくとも一度以上加熱処理された材料、一般
的にフリットと呼ばれるもの、を使用することで焼成温
度を低下させることができる。 【０００９】本発明に於ける、シリカ系、アルミナ系、
燐酸系、ジルコニア系の１ 種乃至２ 種以上含む材料と
は、アルミナなどのいわゆるファインセラミックスとよ
ばれるセラミックス及びそれらの複合材や長石、珪石、
粘土 等いわゆる陶材として用いられる鉱物や、 SiO 2
、Al 2 O 3、Na 2 O、K 2 O、CaO、B 2 O 3、等を含む
合成されたセラミックス材料を示すものであって、着色
のしやすさ、及び安価である点で長石、その他 珪酸塩
化合物からなる天然鉱物が好ましい。又 、その材料組
成例を、SiO 2 =55〜75 ％、Al 2 O 3 =15 〜30 ％、Na
2 O=2 〜10 ％、K 2 O=3 〜12 ％、CaO=0 〜5 ％、B 2
O 3 =0 〜20 ％の範囲で選択、調整されることで、天
然歯に似た自然な透明感と光沢を有し、硬度や強度にお
いても天然歯のそれに近い物性のものが得られる等 の
点で利点があり、又 、当該材料を一度焼成した配合す
る場合におけるその焼成温度は、例えば 800〜 1530度
で、好適には 1000〜 1300度、時間としては、例えば1
〜80 時間で好適には5〜30 時間が示される。本 発明で
は、シリカ系、アルミナ系、燐酸系、ジルコニア系のい
ずれかあるいは2 種以上の組み合わせからなる材料を微
粉末化することにより、緻密な焼結体を得ることが可能
となり、また着色に関しては均一な色彩と、色彩の調整
を容易にする。 【００１０】この微粉末化とは、例えば、150 mesh 以
下、好ましくは 325mesh 以下が示される。これは、よ
り細かい方がよいと言い得るのであるが、150〜325 mes
h程度の大きさであっても、均一な着色等、審美性を向
上させることが十分できるものであり、又その材質によ
っても相違する場合がある。更 に本発明では、上述し
て得られる医療補綴物用ブロックに切削及び/あるいは
研削加工を施した後、全体あるいは一部に、一層あるい
は多層に、セラミックス及び／又は高分子を築盛及び／
又は重合することで歯科や医科の補綴物を作製すること
により、加工では作製困難な形状の形成、審美性の個体
差に対する対応、機械的特性の改善なる効果を期待でき
る。 【００１１】本発明におけるブロックは、生体の欠損部
に補綴される物を作成するものであって、 円筒型、楕
円形、立方体、球状体など、あるいはこれら形状の組み
合わせ、 或いは、目的とする形状 に近似する既成形状
を有する。こ の既成形状にたいし、予め或いは、リア
ルタイムで得られる目的物の形状データに基づきドリ
ル、円盤状の刀物により研削、切削が施されていき、目
的とする形状を有する複写的なものを得るのであるが、
歯科用としては、インレー、クラウン等の補綴的、代替
的な物、医科用としては、骨充填、骨補綴或 いは代替
的な物 が例示される。 【００１２】 【作用】審美性の点でこれまで利用されている陶材と同
等の美点を有し、機械加工を施した後も審美性を大きく
損なうことなく、強度、硬度も歯科用材料としての用途
に耐えるセラミックスあるいは陶材を、加工機の設定誤
差範囲内に収まる程度の寸法誤差で、廉価で安定に作製
することが可能である。本発明に於いて実現し得る審美
性の向上とは、材料系が本質的に有している透光性、色
彩の均一性および明度、彩度、色調 を操作可能に実現
することで、歯牙本来の美しさ、嗜好的な見た目の美し
さ等 をなし得るものである。 【００１３】 【実施例】以下に実施例を示し、本発明に関して具体的
に説明する。使用する材料は、浮遊選鉱、磁力選鉱、水
簸などによって精製された長石、珪石、珪砂、各種粘土鉱
物を利用して配合するのが廉価である。実施例1と2では
長石を主原料とした場合を示し、実施例３では天然鉱物
を使用しない場合を示す。 【００１４】実施例１ （歯科インレー加工用のブロック） SiO 2 66重量％、 Al 2 O 3 18重量％、 Na 2 O+K 2 O 12重量% 着色剤 0.1〜0.5重量％ 【００１５】実施例２ （歯科クラウン加工用のブロック ） SiO 2 58重量％ Al 2 O 3 25重量％ Na 2 O+K 2 O 14重量% 着色剤： 0.1〜0.5重量％ 【００１６】実施例3 SiO2 60重量％ Al2O3 19重量％ Na2O 4重量％ K2O 9重量％ B2O3 8重量％ 着色剤： 0.1〜0.5重量％ 【００１７】長石は微粉砕されていることが望ましく、
200mesh を通過するのに十分な程度に細かい粉末、望ま
しくは325mesh を通過するのに十分な程度に細かい粉末
で使用する。湿式、乾式、ボールミル、ポットミルなど
粉砕、混合方法は種々あって良い。 【００１８】粘土鉱物は水簸されたものが望ましく、単
独で焼成しても白色で、不純物の少ないものを使用す
る。使用量は0 〜10 ％、望ましくは1 〜3 ％程度使用
する。使用できる粘土鉱物は、カオリナイト、ハロイサ
イト、パイロフェライト、セリサイトなどの、窯業にお
いて通常粘土として使用されている鉱物あるいはそれら
を含む天然鉱物であればよい。また、コランダムやムライ
トなどを添加しても良い。 【００１９】粘稠度の低い材料あるいはおよび強度の低
い材料には珪石、珪砂を添加することが効果的である
が、添加された珪石の多くは残留石英として焼結体中に
存在することから、使用量も5 〜20 ％程度、望ましく
は10 ％程度が良い。粒径も微細な程良く325meshを通過
するのに十分な程度に細かい粉末あることが望ましい。 【００２０】焼成温度を下げることなどを目的として各
種フリットを使用することもできる。ただし、溶出重金
属が問題とされている工業用フリットは使用をさける。
使用するフリット粉末の粒径は200mesh を通過するのに
十分な程度に細かい粉末であればよい。 【００２１】実施例３では、シリカ、アルミナ、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、硼酸を使用して、酸化物の重
量％が上記になるように各材料を配合して混合し、電気
炉を使用して1300〜1500度で溶融させて均一なガラス状
態とした。これを水中に入れて急冷し、粉砕した後、ボ
ールミルを使用して200〜325meshを通過する粒径を有す
る粉末とした。 【００２２】各実施例では、適当量のバインダーを混合
し、乾式プレス法によって成形した。この際の形状は、
上下に面対称を有した形状で作製した。バインダーは脱
脂工程で完全に脱脂する必要がある。そのためには脱脂
工程は、望ましくは、500 ℃以上で1 時間以上はおこな
う。本焼成は、実施例1および2の場合、真空中で1200℃
〜1250 ℃で、実施例3の場合には1100℃から1200℃で焼
成する。 【００２３】これらの材料は着色も自由におこなうこと
が可能で、シェードガイドを提供することもできる。こ
の場合使用する着色剤は、Zr,Pr,V,Sn,Fe,Cr,Mn,Ti,W,S
b,Co,Ni,Se などの金属酸化物が上げられ、これらの内
の一種または二種以上を適当に組み合わせを使用する。
また、透明度の調整が可能で、用途、部位に柔軟に対応可
能である。使用した 着色剤の発色を安定にするために
は材料の焼成温度は1000℃〜1250 ℃が良い。また、微妙
な色合いを調整するには酸化焔中で焼成するのが有利で
ある。 【００２４】本実施例の材料は、実施例1及び２の曲げ
強度が100MPa 程度、ビッカース硬度がHv.400 程度であ
った。実施例３の曲げ強度は120MPa程度、ビッカース硬
度はHv.500程度であった。一般的な歯科用陶材の曲げ強
度が70MPa 程度、ビッカース硬度がHv.500 程度であり、
天然歯（エナメル質）が曲げ強度90MPa 程度、ビッカー
ス硬度がHv.350程度である。 【００２５】本実施例で作製したセラミックスを使用し
て、歯科補綴物作成のためのCAD/CAM 装置 CADIM （登
録商標） アドバンス社製）を使用して、歯科補綴物を
作製したが、歯科技工士が手作業で作製するのと同等
か、それ以上の精密さを持って作製することができた。
また、患部の特殊性に合わせて、加工を施した後に、着色
されたセラミックスを使用して、一部の色調を変えるこ
とでより審美性の高い歯科補綴物を作製することができ
た。本 実施例での材料は、機械加工をおこなう際に許
容される範囲内の寸法誤差で作製することができた。前
述の実施例は、本発明を更に具体的に説明したものであ
り、本発明はこの例に限定されるものではない。 【００２６ 】 【発明の効果】本発明のセラミックスを使用することに
より、歯科や医科の補綴物が、CAD/CAM装置に代表され
るような自動計測及び自動加工が可能な機械加工を利用
して、廉価に安定に審美性を有して、加工機の設定誤差
範囲内に収まる程度の寸法誤差で作製することができ
る。
自動計測及びこの計測情報に基づく自動加工を行う装置
にて複製的に加工されるものに関し、ＣＡＤ ／ＣＡＭ
装置に代表される自動計測及び自動加工手段を用いるこ
とにより、精密な歯科や医科の補綴物、その他の歯科
材、医科材、各種模倣物、被計測物に同一、類似あるい
は対応したものに加工する被加工物に関する。 【０００２】 【従来の技術】被 加工物を得る為の分野の一例とし
て、歯科領域について述べると、歯科補綴物を天然歯と
同一の質感を有し、かつ優れた機械特性を有したものを
作製するにはセラミックあるいは陶材を使用することが
最も有効とされる。現在広く使用されている、優れた機
械特性を有し、審美性を持ったセラミックスあるいは陶
材は、金属盛り付け用陶材と人工陶歯がある。金 属盛
り付け用陶材は技工士の手作業によって歯科補綴物を作
製するための材料である。盛り付け用陶材は、金属上に
築盛するため金属色を遮蔽し、金属と同程度の熱膨張率
を有するような陶材が必要になるため、熱膨張率を操作
するための処理が必要である。よ く使用されているリ
ューサイトは非常に大きな熱膨張を有する物質で、この
ような結晶がガラス層に混濁していることは焼成時の熱
的歪みが残りやすく、強度を低下させる原因になってし
まう。また、使用する金属の溶融温度以下で使用する必
要があること、歯科技工士が所有できる焼成炉には限界
があることなどから、焼成を短時間であまり高温を必要
としないでおこなわなくてはならず、そのために焼結時
に進行する化学的反応をすべて終了させておく、つまり、
かなりの高温いったん溶融し、微粉砕をおこなう必要が
ある。従って盛り付け用陶材と呼ばれるセラミックスあ
るいは陶材は、作製工程が特殊で、それ故に高価なもの
になってしまう。こ のような高価な粉末を切削及びあ
るいは研削用の材料とすることはできない。なぜなら切
削及びあるいは研削する部分にも同一の材料を使用しな
くてはならず、粉末の使用量は盛り付けた場合の10 倍
以上の量を必要とするであろうからである。一方、人工
陶歯と呼ばれる陶材がある。この陶材は歯の形に成形さ
れている。これは焼結体に切削およびあるいは研削加工
をおこなうことを前提としておらず、成形体の形状は咬
合を考慮したものになっている。審美性は表面を重視し
て作製されており、形状、審美性を維持するために非常
に高い硬度を有している。ま た、大量のバインダーを使
用して成型する必要性があるため粒成長が一様になりに
くいこと、表面の光沢を与えるために表面がガラス化す
る様な高温で焼成をする必要があるにもかかわらず、変
形してはならないため非常に短時間で焼成する必要があ
る為、内部まで緻密に焼成できず、内部の気泡も残留す
ることが多いことなど、切削及びあるいは研削用材料と
しては、硬度が高いために加工が困難であり、加工後に
内部が露出することは明らかであるが内部は気泡が多く
緻密でなく補綴物として使用できない。また、いずれの
陶材もほとんど全体がガラス化してしまうため、焼成時
に溶融して粘稠度が低いガラスとなり形状は大きく変形
するため、公知のセラミックス製造技術を利用すること
はできない。近年コンピュータ制御による自動計測及び
この計測情報に基づく自動加工を行う装置、ＣＡＤ ／
ＣＡＭ 装置に代表される自動計測及び自動加工手段を
用いることにより歯科補綴物の作製を歯科技工士の手作
業なしで行える環境が整いつつあるにも関わらず、切削
およびあるいは研削加工用の、従来の歯科用陶材と同程
度の質感を有し、かつ従来の歯科用陶材と同程度の機械
特性を有したセラミックスあるいは陶材がないのが現状
である。その他、様々なアクセサリー、装飾品等、現実
性、嗜好性が求められる分野においては、視覚的な要件
が大きく作用することが多いことから、審美性と操作性
を高めることが希求されるのである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明では、コンピュ
ータ制御による自動計測及びこの計測情報に基づく自動
加工を行う装置、ＣＡＤ ／ＣＡＭ 装置に代表される自
動計測及び自動加工手段を用いることが可能な、従来の
セラミックスあるいは陶材と同程度の審美感と機械特性
を有したセラミックスあるいは陶材を、廉価で安定に供
給することを課題とする。まずそれには、公知のセラミ
ックス製造技術を利用し、内部まで緻密で均一な材料を
つくることが必要である。また、機械加工、特に3 次元C
AD/CAM では、加工情報をデータベース化できるため、加
工作業の簡略化という点でも加工機の設定誤差範囲内に
収まる程度の寸法誤差で焼結体を作製する必要がある。
また、審美性を満たすためには、従来の技術で示された
ように陶材が最も優 れている為、この陶材の審美性に関
する技術も利用可能にすることも課題とする。つまり本
発明では、切削およびあるいは研削加工用の、従来の歯
科用陶材と同程度の質感有し、かつ従来の歯科用陶材と
同程度の機械特性を有したセラミックスあるいは陶材を
作製する。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、主たる構成成
分が、シリカ系、アルミナ系、燐酸系、ジルコニア系の
いずれかあるいは2 種以上の組み合わせからなる材料
で、着色剤を用いて着色された、切削および/あるいは
研削加工をおこなうことで精密な歯科や医科の為の補綴
物、装飾具を作製するセラミックスに関するものであ
る。ま た、焼成条件における制約または機械特性を改善
するために、構成成分うちの１ 成分あるいは2 種以上
の成分の必要量の一部あるいはすべてを、少なくとも一
回以上加熱処理された材料を用いて配合した前記セラミ
ックスに関するものである。 【０００５】歯科や医科の補綴物等は高精度を要求され
るものである。コンピュータ制御による自計測及びこの
計測情報に基づく自動加工を行う装置、ＣＡＤ ／ＣＡ
Ｍ 装置に代表される自動計測及び自動加工手段を用い
ることが可能にするには、シリカ系、アルミナ系、燐酸
系、ジルコニア系のいずれかあるいは2 種以上の組み合
わせからなる材料であることが必要である。しかも、こ
れらの材料の医科あるいは歯科での安全性は確認されて
いる。とくに歯科補綴物として使用する場合には、さら
に高い審美性を有する材料とすることが望ましい。これ
らの材料系は、ガラス層を形成させることが可能で、ガ
ラス層が存在することにより焼結体全体は半透明にする
ことも可能である。また、この材料系は、公知のセラミ
ックス製造技術を利用できるため、金属盛り付け用陶材
のような特別な材料処理を必要とせず、人工陶歯と違っ
て内部まで緻密な焼結体が作製でき、加工機の設定誤差
範囲内に収まる程度の寸法誤差で焼結体を作製すること
が可能である。ガ ラス層を形成させた場合は、使用す
る材料によっては内部に気泡が残留する場合があるが、
その場合には焼成は、雰囲気中、あるいは加圧条件下で
冷却、あるいは真空中あるいは減圧条件下、あるいはそ
れらの組み合わせによって焼成することでこれらの気泡
を取り除くことが可能である。 【０００６】審美性を与えるためには着色をする必要が
あるが、シリカ系、アルミナ系、燐酸系、ジルコニア系
のいずれかあるいは2 種以上の組み合わせからなる材料
は、着色剤を用いて着色することが可能である。ここで
いう着色剤は、Zr,Pr,V,Sn,Fe,Cr,Mn,Ti,W,Sb,Co,Ni,Se
などの金属酸化物が上げられ、これらの内の一種また
は二種以上を適当に組み合わせを、望ましくは0.01 〜3
％添加することで色調及び半透明を与えることができ
る。シリカ系、アルミナ系、燐酸系、ジルコニア系のい
ずれかあるいは2 種以上の組み合わせからなる材料に、
豊富な色調を与えるには、セラミックスの焼成温度が80
0〜1350度、好適には1000 ℃〜1300 ℃であることが望
ましい。これらの温度よりも低温で使用可能な材料で豊
富な色調は表現できるが、着色剤として有機材、酸化鉛
系などを使用しなくてはならない。しかし、有機材は変
成および溶出が問題 となる。一方、酸化鉛系では鉛を
含めた重金属およびあるいは種々の構成金属イオンが溶
出することが知られている。逆に、これらの温度よりも
高温で焼成する場合には、焼成雰囲気が還元雰囲気に近
くなり、着色剤の多くは安定に発色しない。 【０００７】切削あるいはおよび研削加工をおこなう際
に、加工機の動作性を考慮して、セラミックスの形状を
考案することが望ましい。3 次元的な加工を精密に行う
には、加工前のセラミックスの形状が対称性を有してい
ることが望ましい。 【０００８】シリカ系、アルミナ系、燐酸系、ジルコニ
ア系のいずれかあるいは2 種以上の組み合わせからなる
材料はほぼ1000 ℃〜1300 ℃で焼成することが可能であ
るが、使用する原材料によっては、焼成温度が非常に高
温を要することがある。この場合には構成成うちの１
成分あるいは2 種以上の成分の必要量の一部あるいはす
べてを、少なくとも一度以上加熱処理された材料、一般
的にフリットと呼ばれるもの、を使用することで焼成温
度を低下させることができる。 【０００９】本発明に於ける、シリカ系、アルミナ系、
燐酸系、ジルコニア系の１ 種乃至２ 種以上含む材料と
は、アルミナなどのいわゆるファインセラミックスとよ
ばれるセラミックス及びそれらの複合材や長石、珪石、
粘土 等いわゆる陶材として用いられる鉱物や、 SiO 2
、Al 2 O 3、Na 2 O、K 2 O、CaO、B 2 O 3、等を含む
合成されたセラミックス材料を示すものであって、着色
のしやすさ、及び安価である点で長石、その他 珪酸塩
化合物からなる天然鉱物が好ましい。又 、その材料組
成例を、SiO 2 =55〜75 ％、Al 2 O 3 =15 〜30 ％、Na
2 O=2 〜10 ％、K 2 O=3 〜12 ％、CaO=0 〜5 ％、B 2
O 3 =0 〜20 ％の範囲で選択、調整されることで、天
然歯に似た自然な透明感と光沢を有し、硬度や強度にお
いても天然歯のそれに近い物性のものが得られる等 の
点で利点があり、又 、当該材料を一度焼成した配合す
る場合におけるその焼成温度は、例えば 800〜 1530度
で、好適には 1000〜 1300度、時間としては、例えば1
〜80 時間で好適には5〜30 時間が示される。本 発明で
は、シリカ系、アルミナ系、燐酸系、ジルコニア系のい
ずれかあるいは2 種以上の組み合わせからなる材料を微
粉末化することにより、緻密な焼結体を得ることが可能
となり、また着色に関しては均一な色彩と、色彩の調整
を容易にする。 【００１０】この微粉末化とは、例えば、150 mesh 以
下、好ましくは 325mesh 以下が示される。これは、よ
り細かい方がよいと言い得るのであるが、150〜325 mes
h程度の大きさであっても、均一な着色等、審美性を向
上させることが十分できるものであり、又その材質によ
っても相違する場合がある。更 に本発明では、上述し
て得られる医療補綴物用ブロックに切削及び/あるいは
研削加工を施した後、全体あるいは一部に、一層あるい
は多層に、セラミックス及び／又は高分子を築盛及び／
又は重合することで歯科や医科の補綴物を作製すること
により、加工では作製困難な形状の形成、審美性の個体
差に対する対応、機械的特性の改善なる効果を期待でき
る。 【００１１】本発明におけるブロックは、生体の欠損部
に補綴される物を作成するものであって、 円筒型、楕
円形、立方体、球状体など、あるいはこれら形状の組み
合わせ、 或いは、目的とする形状 に近似する既成形状
を有する。こ の既成形状にたいし、予め或いは、リア
ルタイムで得られる目的物の形状データに基づきドリ
ル、円盤状の刀物により研削、切削が施されていき、目
的とする形状を有する複写的なものを得るのであるが、
歯科用としては、インレー、クラウン等の補綴的、代替
的な物、医科用としては、骨充填、骨補綴或 いは代替
的な物 が例示される。 【００１２】 【作用】審美性の点でこれまで利用されている陶材と同
等の美点を有し、機械加工を施した後も審美性を大きく
損なうことなく、強度、硬度も歯科用材料としての用途
に耐えるセラミックスあるいは陶材を、加工機の設定誤
差範囲内に収まる程度の寸法誤差で、廉価で安定に作製
することが可能である。本発明に於いて実現し得る審美
性の向上とは、材料系が本質的に有している透光性、色
彩の均一性および明度、彩度、色調 を操作可能に実現
することで、歯牙本来の美しさ、嗜好的な見た目の美し
さ等 をなし得るものである。 【００１３】 【実施例】以下に実施例を示し、本発明に関して具体的
に説明する。使用する材料は、浮遊選鉱、磁力選鉱、水
簸などによって精製された長石、珪石、珪砂、各種粘土鉱
物を利用して配合するのが廉価である。実施例1と2では
長石を主原料とした場合を示し、実施例３では天然鉱物
を使用しない場合を示す。 【００１４】実施例１ （歯科インレー加工用のブロック） SiO 2 66重量％、 Al 2 O 3 18重量％、 Na 2 O+K 2 O 12重量% 着色剤 0.1〜0.5重量％ 【００１５】実施例２ （歯科クラウン加工用のブロック ） SiO 2 58重量％ Al 2 O 3 25重量％ Na 2 O+K 2 O 14重量% 着色剤： 0.1〜0.5重量％ 【００１６】実施例3 SiO2 60重量％ Al2O3 19重量％ Na2O 4重量％ K2O 9重量％ B2O3 8重量％ 着色剤： 0.1〜0.5重量％ 【００１７】長石は微粉砕されていることが望ましく、
200mesh を通過するのに十分な程度に細かい粉末、望ま
しくは325mesh を通過するのに十分な程度に細かい粉末
で使用する。湿式、乾式、ボールミル、ポットミルなど
粉砕、混合方法は種々あって良い。 【００１８】粘土鉱物は水簸されたものが望ましく、単
独で焼成しても白色で、不純物の少ないものを使用す
る。使用量は0 〜10 ％、望ましくは1 〜3 ％程度使用
する。使用できる粘土鉱物は、カオリナイト、ハロイサ
イト、パイロフェライト、セリサイトなどの、窯業にお
いて通常粘土として使用されている鉱物あるいはそれら
を含む天然鉱物であればよい。また、コランダムやムライ
トなどを添加しても良い。 【００１９】粘稠度の低い材料あるいはおよび強度の低
い材料には珪石、珪砂を添加することが効果的である
が、添加された珪石の多くは残留石英として焼結体中に
存在することから、使用量も5 〜20 ％程度、望ましく
は10 ％程度が良い。粒径も微細な程良く325meshを通過
するのに十分な程度に細かい粉末あることが望ましい。 【００２０】焼成温度を下げることなどを目的として各
種フリットを使用することもできる。ただし、溶出重金
属が問題とされている工業用フリットは使用をさける。
使用するフリット粉末の粒径は200mesh を通過するのに
十分な程度に細かい粉末であればよい。 【００２１】実施例３では、シリカ、アルミナ、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、硼酸を使用して、酸化物の重
量％が上記になるように各材料を配合して混合し、電気
炉を使用して1300〜1500度で溶融させて均一なガラス状
態とした。これを水中に入れて急冷し、粉砕した後、ボ
ールミルを使用して200〜325meshを通過する粒径を有す
る粉末とした。 【００２２】各実施例では、適当量のバインダーを混合
し、乾式プレス法によって成形した。この際の形状は、
上下に面対称を有した形状で作製した。バインダーは脱
脂工程で完全に脱脂する必要がある。そのためには脱脂
工程は、望ましくは、500 ℃以上で1 時間以上はおこな
う。本焼成は、実施例1および2の場合、真空中で1200℃
〜1250 ℃で、実施例3の場合には1100℃から1200℃で焼
成する。 【００２３】これらの材料は着色も自由におこなうこと
が可能で、シェードガイドを提供することもできる。こ
の場合使用する着色剤は、Zr,Pr,V,Sn,Fe,Cr,Mn,Ti,W,S
b,Co,Ni,Se などの金属酸化物が上げられ、これらの内
の一種または二種以上を適当に組み合わせを使用する。
また、透明度の調整が可能で、用途、部位に柔軟に対応可
能である。使用した 着色剤の発色を安定にするために
は材料の焼成温度は1000℃〜1250 ℃が良い。また、微妙
な色合いを調整するには酸化焔中で焼成するのが有利で
ある。 【００２４】本実施例の材料は、実施例1及び２の曲げ
強度が100MPa 程度、ビッカース硬度がHv.400 程度であ
った。実施例３の曲げ強度は120MPa程度、ビッカース硬
度はHv.500程度であった。一般的な歯科用陶材の曲げ強
度が70MPa 程度、ビッカース硬度がHv.500 程度であり、
天然歯（エナメル質）が曲げ強度90MPa 程度、ビッカー
ス硬度がHv.350程度である。 【００２５】本実施例で作製したセラミックスを使用し
て、歯科補綴物作成のためのCAD/CAM 装置 CADIM （登
録商標） アドバンス社製）を使用して、歯科補綴物を
作製したが、歯科技工士が手作業で作製するのと同等
か、それ以上の精密さを持って作製することができた。
また、患部の特殊性に合わせて、加工を施した後に、着色
されたセラミックスを使用して、一部の色調を変えるこ
とでより審美性の高い歯科補綴物を作製することができ
た。本 実施例での材料は、機械加工をおこなう際に許
容される範囲内の寸法誤差で作製することができた。前
述の実施例は、本発明を更に具体的に説明したものであ
り、本発明はこの例に限定されるものではない。 【００２６ 】 【発明の効果】本発明のセラミックスを使用することに
より、歯科や医科の補綴物が、CAD/CAM装置に代表され
るような自動計測及び自動加工が可能な機械加工を利用
して、廉価に安定に審美性を有して、加工機の設定誤差
範囲内に収まる程度の寸法誤差で作製することができ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ０４Ｂ 35/48 Ｃ０４Ｂ 35/48 Ｚ
Ｆターム(参考） 4C081 AB04 AB06 BA15 BB09 BC02
CF011 CF121 CF131 CF151
DA01 EA04
4C089 AA02 BA02 BA03 BA04 BA05
BA13 BA16 BA19 CA05
4G030 AA03 AA04 AA08 AA17 AA35
AA36 AA37 AA41 BA15 BA35
4G031 AA01 AA02 AA12 AA28 AA29
AA30 AA33 BA15 BA28
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１ 】シリカ系、アルミナ系、燐酸系、ジルコ
ニア系のいずれか１ 種又は2 種以上の組み合わせから
なる材料及び着色剤よりなる加工用ブロック 。 【請求項２】前記組み合わせ材料の１ 成分あるいは2
種以上の成分の必要量の一部あるいはすべてを、少なく
とも一回以上加熱処理して得られた材料を使用して配合
する請求項1に記載の加工用ブロック。 【請求項3】前記組み合わせ材料の成分が、SiO 2 =55〜
75％、Al 2 O 3 =15〜30％、Na 2O=2〜10％、K 2 O=3〜
12％、CaO=0.1〜5％、B 2 O 3 =0〜20％の範囲で選択さ
れる請求項１及び２に記載の加工用ブロック。 【請求項４】前記ブロックが、歯科又は医科領域に於け
る生体の欠損部に補填、充填される物を加工するための
ものである請求項１乃至３に記載の加工用ブロック。 【請求項５】請求項１から４に記載の加工用ブロックに
切削及び/あるいは研削加工を施した後、全体あるいは
一部に、一層あるいは多層に、セラミックス及び／又は
高分子を築盛及び／又は重合して、歯科や医科の補綴物
を作製する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11187834A JP2001019539A (ja) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | 加工用ブロック |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP11187834A JP2001019539A (ja) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | 加工用ブロック |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP2001019539A5 JP2001019539A5 (ja) | 2006-08-17 |
Family
ID=16213060
Family Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001019539A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002255629A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Advance Co Ltd | 緻密なセラミックス及びその製造方法 |
| JP2009023850A (ja) * | 2007-07-17 | 2009-02-05 | Tokuyama Dental Corp | 歯科加工用ブロック |
| JP2009161413A (ja) * | 2008-01-10 | 2009-07-23 | Nippon Dental Univ | セラミックスおよびその製造方法 |
| JP2010501465A (ja) * | 2006-08-25 | 2010-01-21 | セラムテック アクチエンゲゼルシャフト | 特に歯科医学的に適用するための着色セラミックス焼結体の製造法 |
| JP2010501450A (ja) * | 2006-08-18 | 2010-01-21 | ペントロン・セラミックス・インコーポレイテッド | 雰囲気制御によるセラミックの着色 |
| WO2011136163A1 (ja) | 2010-04-30 | 2011-11-03 | 株式会社ジーシー | 義歯床作製用ブロック体 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60156446A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-16 | 而至歯科工業株式会社 | 陶歯の強化方法 |
| JPS63287709A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-11-24 | アメリカン サ−モクラフト コ−ポレ−シヨン | 歯科用磁製組成物とその製造方法および歯科用磁製組成物からなる義歯 |
| JPH03255958A (ja) * | 1990-03-06 | 1991-11-14 | Shimane Pref Gov | 長石及び石英を含む鉱石の着色選別方法 |
| JPH10101409A (ja) * | 1996-09-05 | 1998-04-21 | Ivoclar Ag | 焼結可能な二ケイ酸リチウムガラスセラミック |
| JPH10338541A (ja) * | 1997-06-02 | 1998-12-22 | Tokuyama Corp | ガラスおよび歯科用陶材 |
-
1999
- 1999-07-01 JP JP11187834A patent/JP2001019539A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60156446A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-16 | 而至歯科工業株式会社 | 陶歯の強化方法 |
| JPS63287709A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-11-24 | アメリカン サ−モクラフト コ−ポレ−シヨン | 歯科用磁製組成物とその製造方法および歯科用磁製組成物からなる義歯 |
| JPH03255958A (ja) * | 1990-03-06 | 1991-11-14 | Shimane Pref Gov | 長石及び石英を含む鉱石の着色選別方法 |
| JPH10101409A (ja) * | 1996-09-05 | 1998-04-21 | Ivoclar Ag | 焼結可能な二ケイ酸リチウムガラスセラミック |
| JPH10338541A (ja) * | 1997-06-02 | 1998-12-22 | Tokuyama Corp | ガラスおよび歯科用陶材 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002255629A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Advance Co Ltd | 緻密なセラミックス及びその製造方法 |
| JP2010501450A (ja) * | 2006-08-18 | 2010-01-21 | ペントロン・セラミックス・インコーポレイテッド | 雰囲気制御によるセラミックの着色 |
| JP2010501465A (ja) * | 2006-08-25 | 2010-01-21 | セラムテック アクチエンゲゼルシャフト | 特に歯科医学的に適用するための着色セラミックス焼結体の製造法 |
| JP2015003271A (ja) * | 2006-08-25 | 2015-01-08 | セラムテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＣｅｒａｍＴｅｃ ＧｍｂＨ | 特に歯科医学的に適用するための着色セラミックス焼結体の製造法 |
| JP2009023850A (ja) * | 2007-07-17 | 2009-02-05 | Tokuyama Dental Corp | 歯科加工用ブロック |
| JP2009161413A (ja) * | 2008-01-10 | 2009-07-23 | Nippon Dental Univ | セラミックスおよびその製造方法 |
| WO2011136163A1 (ja) | 2010-04-30 | 2011-11-03 | 株式会社ジーシー | 義歯床作製用ブロック体 |
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