JP2001192262A - ガラスセラミックス及びその製造方法 - Google Patents

ガラスセラミックス及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、金属製歯冠への熔着作業中、ガラ
スセラミックスの熱膨張係数の減少と乳濁化の起こらな
いリューサイト結晶含有ガラスセラミックスを提供する
ことを課題とする。 【解決手段】 本発明のリューサイト結晶含有ガラスセ
ラミックスは、リューサイト結晶を含有し、５０〜５０
０℃における熱膨張係数が１２〜１７．５×１０-6／℃
であり、８５０℃で３時間加熱した後においてもＮａ・
Ｋ長石質結晶の析出のないガラスセラミックスである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスセラミック
ス、その製造方法及びその使用並びに義歯冠に関する。
更に詳しくは、本発明は、金属製の歯冠に築盛・熔着被
覆して義歯を形成・加装飾するためのガラスセラミック
ス、その製造方法及びその使用並びに義歯冠に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属製歯冠の表面に陶材粉末を築盛・熔
着することにより、天然歯と同じ外観を有し、機械的及
び化学的耐久性に優れた義歯冠を製造する技術が開発さ
れている。金属製歯冠用材料は主として貴金属合金で、
その熱膨張係数は１３．６〜１５．２×１０-6／℃の範
囲である。
【０００３】金属製歯冠の表面への陶材粉末の築盛・熔
着を数回繰り返すことによって義歯冠の外的形状が完成
されるが、この工程に加えて更に固有の天然歯との調和
を図るために加色・色調修正等、金属製歯冠上への陶材
粉末の塗布・築盛・焼成（＝焼結と熔着、７５０〜９５
０℃で数分間）・冷却の繰り返しが最低でも３回、多く
なると１０回に及ぶ。
【０００４】従って、陶材には、上記のような極めて複
雑な技工工程を通じて、ガラスセラミックスの熱膨張係
数が金属製歯冠用材料の熱膨張係数と極めて近似し、し
かも熱膨張係数が変動しない性質を備えていることが求
められている。
【０００５】リューサイト結晶は、４ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ
3，Ｋ2Ｏ（＝ＫＡｌＳｉ2Ｏ6）の化学式で示される。こ
のリューサイト結晶は大きな熱膨張係数を有しているの
で、ガラスセラミックス中にリューサイト結晶の一定量
を含有させると、該ガラスセラミックスに金属製歯冠用
材料と同じ熱膨張係数を付与することができる。このよ
うな観点から、リューサイト結晶を含むガラスセラミッ
クスを金属製歯冠を被覆するための材料として用いるこ
とが提案されている。
【０００６】今日まで実用化されているリューサイト結
晶を含む陶材と同じ組成のガラス粉末を７５０〜９５０
℃で結晶化熱処理すると、リューサイト結晶が準安定結
晶相として先に析出し、一定時間経過後にＮａ・Ｋ長石
質結晶（高温型Ｎａ・Ｋサナディン）の析出が始まり、
次いでリューサイト結晶の減少が始まり、最後にはリュ
ーサイト結晶が消滅するに至る。このＮａ・Ｋ長石質結
晶の析出は、ガラスセラミックスの熱膨張係数の減少と
乳濁化をもたらす。その結果、金属製歯冠上へのガラス
セラミックスの塗布・築盛・焼成・冷却の操作を繰り返
し行うにつれて、ガラスセラミックスの熱膨張係数が減
少し、ガラスセラミックスが乳濁化して透明性が損なわ
れるのを避け得なくなる。
【０００７】ガラスセラミックスの熱膨張係数の減少と
乳濁化を回避するために、金属製歯冠への熔着作業中、
リューサイト結晶量（飽和状態）が変動せず、しかもＮ
ａ・Ｋ長石質結晶等の異種結晶が析出しないこと、換言
すれば、リューサイト結晶の析出が飽和に達した後、Ｎ
ａ・Ｋ長石質結晶等の異種結晶の析出が始まるまでの時
間が長いことが要望されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、金属製歯冠
への熔着作業中、リューサイト結晶量（飽和状態）が変
動しないリューサイト結晶含有ガラスセラミックスを提
供することを課題とする。
【０００９】本発明は、金属製歯冠への熔着作業中、Ｎ
ａ・Ｋ長石質結晶等の異種結晶が析出しない、即ちリュ
ーサイト結晶の析出が飽和に達した後、Ｎａ・Ｋ長石質
結晶等の異種結晶の析出が始まるまでの時間が長いリュ
ーサイト結晶含有ガラスセラミックスを提供することを
課題とする。
【００１０】本発明は、金属製歯冠への熔着作業中、ガ
ラスセラミックスの熱膨張係数の減少と乳濁化の起こら
ないリューサイト結晶含有ガラスセラミックスを提供す
ることを課題とする。
【００１１】本発明は、上記リューサイト結晶含有ガラ
スセラミックスの製造方法を提供することを課題とす
る。
【００１２】本発明は、上記リューサイト結晶含有ガラ
スセラミックスを金属製歯冠の表面に築盛・熔着して得
られる義歯冠を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
達成するために鋭意研究を重ねた結果、遂に本発明を完
成するに至った。 １．本発明は、リューサイト結晶を含有し、２５〜５０
０℃における熱膨張係数が１２〜１７．５×１０-6／℃
であり、８５０℃で３時間加熱した後においてもＮａ・
Ｋ長石質結晶の析出のないガラスセラミックス又はその
粉体である。 ２．本発明は、リューサイト結晶が平均粒径２０μｍ以
下の微粒子である上記１のガラスセラミックス又はその
粉体である。 ３．本発明は、リューサイト結晶の含有率が１５〜４３
重量％である上記１のガラスセラミックス又はその粉体
である。 ４．本発明は、リューサイト結晶が理論組成のリューサ
イト結晶及びＳｉＯ2成分を固溶したリューサイト固溶
体から選ばれた少なくとも１種である上記１のガラスセ
ラミックス又はその粉体である。 ５．本発明は、（１）ＳｉＯ2 ５３〜６５重量％、Ａ
ｌ2Ｏ3 １３〜２３重量％、Ｋ2Ｏ ９〜２０重量％、
Ｎａ2Ｏ ６〜１２重量％、Ｌｉ2Ｏ ０〜２重量％、Ｍ
ｇＯ ０〜３重量％、ＣａＯ ０〜３重量％、Ｂ2Ｏ3
０〜３重量％、ＢａＯ ０〜３重量％、Ｐ2Ｏ5 ０〜２
重量％及びＦ ０〜２重量％を含むガラス質原料粉体と
（２）ＳｉＯ2 ５３〜６４重量％、Ａｌ2Ｏ3 １９〜
２７重量％、Ｋ2Ｏ １７〜２５重量％、Ｒｂ2Ｏ ０〜
５重量％、Ｎａ2Ｏ ０〜２重量％、Ｌｉ2Ｏ ０〜２重
量％、ＭｇＯ ０〜３重量％及びＣａＯ ０〜３重量％
を含む合成リューサイト結晶粉体とを混合した後、７５
０〜９５０℃で５〜１時間熱処理を行うことを特徴とす
る上記１〜４のガラスセラミックスの製造方法である。 ６．本発明は、（２）の合成リューサイト結晶が理論組
成のリューサイト結晶及びＳｉＯ2成分を固溶したリュ
ーサイト固溶体から選ばれた少なくとも１種である上記
５のガラスセラミックスの製造方法である。 ７．本発明は、（２）の合成リューサイト結晶の混合量
が（１）のガラス質原料に対して０．５〜５重量％であ
る上記５のガラスセラミックスの製造方法である。 ８．本発明は、上記５〜７の方法で得られるガラスセラ
ミックス又はその粉体である。 ９．本発明は、上記１〜４又は８のガラスセラミックス
粉体に乳化剤、着色用顔料、蛍光体、湿潤剤及び練和剤
から選ばれた少なくとも１種の添加剤が混合されたガラ
スセラミックス粉体である。 １０．本発明は、金属製の歯冠に築盛・熔着被覆して義
歯を形成・加装飾するための、上記１〜４、８又は９の
ガラスセラミックス粉体の使用である。 １１．本発明は、上記１〜４、８又は９のガラスセラミ
ックス粉体を金属製歯冠の表面に築盛・熔着して得られ
る義歯冠である。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明のリューサイト結晶含有ガ
ラスセラミックスは、８５０℃で３時間（又は７５０℃
で１０時間）加熱した後においてもＮａ・Ｋ長石質結晶
の析出のない（即ち、透明な）ガラスセラミックス又は
その粉体である。
【００１５】本発明のリューサイト結晶含有ガラスセラ
ミックスは、平均粒径２０μｍ以下のリューサイト結晶
を含有しているガラスセラミックスである。このガラス
セラミックスは、平均粒径２０μｍ以下のリューサイト
結晶がガラスマトリックス中に飽和又は飽和に近い状態
で析出し、該結晶が準安定結晶相として分散された状態
にある。
【００１６】本発明のガラスセラミックスに含有される
リューサイト結晶は、理論組成のリューサイト結晶、Ｓ
ｉＯ2成分を固溶したリューサイト固溶体及び前記リュ
ーサイト結晶中のＫが部分的にＲｂに置換された結晶か
ら選ばれた少なくとも１種である。以下特に断らない限
り、単に「リューサイト結晶」と記載すれば、ＳｉＯ 2
成分を固溶したリューサイト固溶体及び前記リューサイ
ト結晶中のＫが部分的にＲｂに置換された結晶を含んで
いるものとする。
【００１７】本発明のガラスセラミックスに含有される
リューサイト結晶の量は、通常１５〜４３重量％であ
る。また、本発明のガラスセラミックスの５０〜５００
℃における熱膨張係数は、ガラスセラミックス中に含ま
れるリューサイト結晶の量により異なり一概には言えな
いが、通常１２〜１７．５×１０-6／℃である。
【００１８】本発明のガラスセラミックスは、ガラス質
原料と合成リューサイト結晶（種結晶）とを混合し、熱
処理することにより製造される。
【００１９】ガラス質原料は、例えばＳｉＯ2 ５３〜
６５重量％、Ａｌ2Ｏ3 １３〜２３重量％、Ｋ2Ｏ ９
〜２０重量％及びＮａ2Ｏ ６〜１２重量％を必須成分
として含むガラス質原料がよく、上記成分の他に任意成
分としてＬｉ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｂ2Ｏ3、ＢａＯ、
Ｐ2Ｏ5、Ｆ等が含まれていてもよい。例えばＬｉ2Ｏは
２重量％以下、ＭｇＯは３重量％以下、ＣａＯは３重量
％以下、Ｂ2Ｏ3は３重量％以下、ＢａＯは３重量％以
下、Ｐ2Ｏ5は２重量％以下、Ｆは２重量％以下であるの
がよい。また、ガラス質中の任意成分の総含有量は、通
常６重量％以下であるのがよい。
【００２０】上記ガラス質原料は、通常の熔融方法によ
り調製される。例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩等の
適切な出発原料を所望の重量比で混合し、１５５０〜１
６５０℃で２〜５時間溶融する。るつぼは通常の高アル
ミナ製、白金製等のるつぼが使用され、特に高Ｒｈ含有
白金製もしくはＺｒ含有白金製るつぼが好ましい。
【００２１】ガラス質原料は粉砕物であるのが好まし
い。粉砕は、例えば上記で調製された熔融ガラスを水中
に注下して粉砕し、乾燥後、更にロールミル、ボールミ
ル、ジェットミル等の破砕機によって所望の平均粒径
（７５μｍ以下＝２００メッシュ以下）に粉砕するのが
よい。
【００２２】合成リューサイト結晶は、例えばＳｉＯ2
５３〜６４重量％、Ａｌ2Ｏ3 １９〜２７重量％及び
Ｋ2Ｏ １７〜２５重量％を必須成分として含む合成リ
ューサイト結晶がよく、上記成分の他に任意成分として
Ｒｂ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｌｉ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ等が含ま
れていてもよい。例えばＲｂ2Ｏ ０〜５重量％以下、
Ｎａ2Ｏは２重量％以下、Ｌｉ2Ｏは２重量％以下、Ｍｇ
Ｏは３重量％以下及びＣａＯは３重量％以下であるのが
よい。また、合成リューサイト結晶中の任意成分の総含
有量は、通常５重量％以下であるのがよい。
【００２３】上記合成リューサイト結晶も、上記ガラス
質材料の調製と同様に、通常の熔融方法により調製され
る。例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩等の適切な出発
原料を所望の重量比で混合し、１７００℃以上の温度で
２時間以上溶融した後、１２００℃まで徐冷して結晶化
を完了させた後に室温まで冷却する。結晶化完了はその
粉末Ｘ線回折分析によって確認する。上記徐冷の際に
は、徐冷の中間温度、例えば１３００〜１４００℃にお
いてその温度を１〜２時間維持しておくことが好まし
い。るつぼは結晶体の取り出し工程から高アルミナ製る
つぼを使用するのがよい。また、合成リューサイト結晶
は上記と同じ出発原料の混合物をるつぼに入れ、１２０
０℃以上の温度で長時間焼成した固体反応によっても合
成できる。この場合には、焼成温度が高いほど合成時間
が短くなり、例えば１５００℃の時には５時間程度でほ
ぼ固体反応が終了する。
【００２４】合成リューサイト結晶は粉砕物であるのが
好ましい。粉砕は、例えば上記で作製された高温の合成
リューサイト結晶をるつぼと共に水中に投入して急冷破
砕し、結晶部を採取、乾燥後、更にロールミルやボール
ミル等の破砕機によって所望の平均粒径（７５μｍ以
下）に粉砕するのがよい。
【００２５】本発明で種結晶として用いられる合成リュ
ーサイト結晶の粉砕物の平均粒径は特に限定されるもの
ではない。合成リューサイト結晶の粉砕物の平均粒径が
７５μｍ以下のものである限り、本発明の課題が達成さ
れる。例えば、合成リューサイト結晶の粉砕物の平均平
均粒径が３．５μｍ程度のものでも、本発明の課題が達
成される。
【００２６】本発明のガラスセラミックスは、上記で調
製されたガラス質原料と合成リューサイト結晶（種結
晶）とを混合し、例えば通常８００〜９００℃、通常１
〜３時間結晶化熱処理を行うことにより製造される。
【００２７】ガラス質原料と合成リューサイト結晶との
混合割合としては、通常前者に対して後者を０．５〜５
重量％、好ましくは１〜２重量％とするのがよい。ガラ
ス質原料と合成リューサイト結晶との混合割合が上記範
囲を外れると、本発明の課題が達成できない場合があ
る。
【００２８】例えば、合成リューサイト結晶を使用せず
に、ガラス質原料だけを熱処理した場合は、次のような
結果が得られる。即ち、ガラス質原料だけを熱処理した
場合でもリューサイト結晶が発生し、その増殖が起こ
る。これは粉砕されたガラス質原料のエッジが結晶核の
役割を果たしているものと考えられる。このような自然
発生的な結晶核に依存した場合には、リューサイト結晶
の増殖してガラス相の中にリューサイト結晶が飽和状態
に達する時間が時間が長くなり、飽和に達する手前で安
定相であるＮａ・Ｋ長石質結晶が共析し、その結果熱膨
張係数の変動と乳濁化が始まるのが避けられなくなる。
【００２９】また、合成リューサイト結晶の混合割合が
多くなると、ガラスセラミックスから焼成体を作成する
際に泡抜し難く、しかも焼成体中に微細クラックが発生
するなど、実用的ではない。
【００３０】斯くして、微粒子のリューサイト結晶がガ
ラス相の中に飽和又は飽和に近い状態で析出し、該結晶
が準安定結晶相として分散された状態にある本発明のガ
ラスセラミックスが製造される。
【００３１】本発明のガラスセラミックスを例えば歯科
用に使用する場合には、ガラスセラミックスを一旦粉体
の形態とし、次いでこれを成形体・焼結体にする。
【００３２】本発明のガラスセラミックスを粉体の形態
に粉砕するに当たっては、例えば上記結晶化熱処理直後
の高温物を水中に投入して急冷破砕し、乾燥後、更にロ
ールミルやボールミル等の破砕機によって所望の平均粒
径（７５μｍ以下）に粉砕し、分級物を配合するのがよ
い。
【００３３】本発明のガラスセラミックス粉体に乳化
剤、着色用顔料、蛍光体、湿潤剤及び練和剤から選ばれ
た少なくとも１種の添加剤を添加することができる。
【００３４】乳化剤、着色用顔料、蛍光体、湿潤剤及び
練和剤としては、従来公知のものを広く使用できる。こ
れら添加剤の添加量は、本発明の効果を阻害しない量で
ある限り特に限定されるものではない。
【００３５】本発明のガラスセラミックス粉体を歯科用
に使用するに当たっては、従来の陶材と同様の使用方法
を採用することができる。例えば、金属製歯冠上に上記
の粉末を築盛・熔着、更には着色焼成、形状修正・焼成
を繰り返して審美性に優れた義歯冠にすることができ
る。本発明のガラスセラミックスでは、これら一連の工
程、例えば真空焼成（ＪＩＳ Ｔ ６５１６に規定（焼
成の条件はメーカー規定となっている）；６００℃の炉
中に入れ、真空とした後、６０℃／分で９００℃まで昇
温後、大気中に取り出し放冷）を約１０回繰り返す間
（トータル焼成時間＝約１時間）、ガラスセラミックス
中のリューサイト結晶量が変化せず、従って熱膨張係数
も不変で透明性にも優れたガラスセラミックス焼結体と
なる。
【００３６】金属製歯冠としては、貴金属合金からなる
歯冠が好ましい。貴金属合金としては、例えば金高カラ
ット、金中カラット、金銀パラジウム合金、金パラジウ
ム合金、パラジウム銀合金、パラジウム合金等を挙げる
ことができる。
【００３７】金属製歯冠上に上記の粉末を築盛・熔着す
るに当たっては、金属色を隠蔽するために下層塗りには
乳化剤が添加されたガラスセラミックス粉末を、また自
然歯を模倣するために上層塗りには着色顔料が添加され
たガラスセラミックス粉末を使用するのが望ましい。
【００３８】人工義歯冠を作製する望ましい方法の一例
を示せば、まず、オペーク粉体を水溶性の練和液を用い
て練和し、金属製歯冠上に塗布・乾燥後、真空焼成（９
００℃）する。次に天然歯の象牙質に対応するデンチン
を同様に練和・塗布、半乾燥状態において塗布層を削っ
て形整、・乾燥・焼成、エナメルも同様な工程を行って
所望する天然歯と調和をする外観の義歯冠形状をし、更
にグレーズを薄く塗布、乾燥・焼成することで任意の形
状且つ着色された人工義歯冠を作製することができる。
【００３９】
【発明の効果】本発明のガラスセラミックスは、金属製
歯冠への熔着作業中、リューサイト結晶量（飽和状態）
が変動することはなく、またＮａ・Ｋ長石質結晶等の異
種結晶が析出することはなく、リューサイト結晶の析出
が飽和に達した後、Ｎａ・Ｋ長石質結晶等の異種結晶の
析出が始まるまでの時間が長いものである。
【００４０】本発明のガラスセラミックスは、金属製歯
冠への熔着作業中、ガラスセラミックスの熱膨張係数の
減少と乳濁化の起こらないものである。
【００４１】本発明のガラスセラミックスは光透明性に
優れたものであるが、更にガラス相を５０重量％以上含
んでいる。従って、焼結性にも優れるために、減圧焼結
によって脱泡が容易に起こり、更に金属表面との塗れ性
に優れ、熔着強度の大きいものを得ることができる。ま
た、本発明のガラスセラミックスの粉砕・整粒物は、驚
くべきことに多量の乳化剤や、着色無機顔料、蛍光体等
を添加した場合にも、加熱により軟化流動性を示す。こ
れは、基本的にガラス相を多量に含有することによる
が、この特長を生かして金属製歯冠の色調を隠蔽（オペ
ーク）、天然歯の色調再現（象牙質−デンチン、エナメ
ル質−エナメル、艶出し−グレーズ）が優位に展開でき
るように広範な有色顔料粉末の添加量を調整することが
可能となる。
【００４２】
【実施例】以下に実施例を掲げて、本発明をより一層明
らかにする。
【００４３】まず、以下の実施例及び比較例で使用され
るガラス質原料の組成及びリューサイト結晶（種結晶）
の組成を表１に示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】実施例１ 表１に記載のガラス質原料（試料：ＴＧ２）１００重量
部とリューサイト結晶（試料：Ｌ１）１重量部とを混合
し、８５０℃で所定時間結晶化熱処理を行った後、冷却
して本発明のガラスセラミックスを製造した。
【００４６】比較例１ リューサイト結晶（試料：Ｌ１）を使用しない以外は、
実施例１と同様にしてガラスセラミックスを製造した。
即ち、ガラス質原料（試料：ＴＧ２）１００重量部を８
５０℃で所定時間結晶化熱処理を行った後、冷却してガ
ラスセラミックスを製造した。
【００４７】試験例１ 上記実施例１及び比較例１で得た各ガラスセラミックス
を平均粒径７５μｍ以下に粉砕し、次に２軸プレスで成
形後、６００℃の炉中に入れて真空とした。次いで６０
℃／分で９００℃まで昇温し、９００℃で１分間加熱・
焼結した後、大気中に取り出し、放冷した。真空焼成５
回は、この工程を５回繰り返したものである。
【００４８】得られた焼成体の熱膨張係数（５０〜５０
０℃間平均値）を、熱膨張計を用いて測定した。結果を
図１に示す。
【００４９】図１は、実施例１のガラスセラミックス及
び比較例１のガラスセラミックスをそれぞれ１回又は５
回真空焼成（９００℃で１分間加熱・焼結）した後のガ
ラスセラミックスの熱膨張係数（×１０-6／℃）と、８
５０℃での結晶増殖熱処理時間（ｈ）との関係を示すグ
ラフである。
【００５０】図１から次のことが明らかである。実施例
１のガラスセラミックス（黒四角印）では、熱膨張係数
は結晶化処理時間が僅か２時間でほぼ最高値（１３．３
×１０-6/℃）を示す。その後、８時間まで熱膨張係数
は変動しないが、更に加熱を続けると１２時間を過ぎた
辺りから急激に減少し、結晶化熱処理前のガラス体の熱
膨張係数９．３×１０-6／℃より小さくなることが分か
る。結晶化熱処理時間が２〜８時間のガラスセラミック
スでは、真空焼成を５回繰り返した後（白四角印）にお
いても、熱膨張係数の変化は小さい。
【００５１】一方、比較例１のガラスセラミックス（黒
丸印）では、結晶化熱処理による熱膨張係数の上昇は小
さく、８時間後においても１２．３×１０-6／℃に増大
するに過ぎず、そのときには濁りが始まっており、熱膨
張係数が１２．７×１０-6／℃に達したときには半透明
に変化している。更に、比較例１のガラスセラミックス
は、真空焼成を５回繰り返した後（白丸印）において
も、熱膨張係数が大きく変動する。
【００５２】即ち、リューサイト結晶の粉末を種結晶と
して添加し、結晶化熱処理を行うことによって、熱膨張
係数の増大が時間的に早められ、濁りや乳白化が始まる
までの時間が長くなり、この間に金属製歯冠上にガラス
セラミックスを築盛・焼結することが可能になる。
【００５３】このような事実は、更に図２に示した各試
料中における析出結晶の量的変化から明確となる。
【００５４】図２は、８５０℃での結晶増殖熱処理時間
（ｈ）と回折線の積算強度（ａ．ｕ．）との関係を示す
グラフである。尚、回折線の積算強度は、黒丸印が比較
例１のガラスセラミックスのリューサイトの回折線（Ｄ
２１１）の強度、黒三角印が実施例１のガラスセラミッ
クスのリューサイトの回折線（Ｄ２１１）の強度、白丸
印が比較例１のガラスセラミックスの高温型Ｎａ・Ｋサ
ナディン結晶の回折線（Ｄ１３０）の強度、白三角印が
実施例１のガラスセラミックスの高温型Ｎａ・Ｋサナデ
ィン結晶の回折線（Ｄ１３０）の強度である。
【００５５】図１及び図２から、次のことがわかる。図
１における熱膨張係数の増大はガラス中のリューサイト
結晶量の増大に対応し、種結晶が存在しないときには約
１時間の誘導期を経てリューサイト結晶の析出が始まる
が、種結晶を添加するとその誘導期がなくなり、約２時
間の熱処理でリューサイト結晶の析出量はほぼ飽和に達
し（熱膨張係数もほぼ最大値に達し）ていることを示し
ている。また、図２には高温型Ｎａ・Ｋサナディン結晶
（Ｎａ・Ｋ長石質結晶）の析出状況を示した。約８時間
の誘導期の後に高温型Ｎａ・Ｋサナディン結晶の析出が
始まり、結晶化ガラスセラミックスの濁りや乳白化に対
応している。同様に、結晶化後のガラスセラミックスが
元のガラスの熱膨張係数９．３×１０-6／℃より小さく
なるについても高温型Ｎａ・Ｋサナディン結晶の析出に
よることが明らかである。
【００５６】以上要するに、この種のガラスでは、安定
析出結晶は乳濁をもたらす高温型Ｎａ・Ｋサナディン結
晶であり、透明結晶化ガラスとして有効なリューサイト
結晶は先行析出するが準安定結晶相であること、従って
リューサイト結晶の析出を早める種結晶の添加が透明性
と熱膨張係数の安定には必須であることが明らかであ
る。
【００５７】実施例２ 表１に記載のガラス質原料（試料：Ｇ０１）１００重量
部とリューサイト結晶（試料：Ｌ１）１重量部とを混合
し、８５０℃で２時間結晶化熱処理を行った後、冷却し
て本発明のガラスセラミックスを製造した。
【００５８】実施例３ ８５０℃で３時間結晶化熱処理を行う以外は、実施例２
と同様にして本発明のガラスセラミックスを製造した。
【００５９】実施例４ リューサイト結晶（試料：Ｌ１）２重量部を用いる以外
は、実施例２と同様にして本発明のガラスセラミックス
を製造した。
【００６０】比較例２ リューサイト結晶（試料：Ｌ１）を使用しない以外は、
実施例２と同様にしてガラスセラミックスを製造した。
即ち、ガラス質原料（試料：Ｇ０１）１００重量部を８
５０℃で２時間結晶化熱処理を行った後、冷却してガラ
スセラミックスを製造した。
【００６１】比較例３ ８５０℃で８時間結晶化熱処理を行う以外は、比較例２
と同様にしてガラスセラミックスを製造した。即ち、ガ
ラス質原料（試料：Ｇ０１）１００重量部を８５０℃で
８時間結晶化熱処理を行った後、冷却してガラスセラミ
ックスを製造した。
【００６２】比較例４ ８５０℃で１２時間結晶化熱処理を行う以外は、比較例
２と同様にしてガラスセラミックスを製造した。即ち、
ガラス質原料（試料：Ｇ０１）１００重量部を８５０℃
で１２時間結晶化熱処理を行った後、冷却してガラスセ
ラミックスを製造した。
【００６３】実施例５ 表１に記載のガラス質原料（試料：Ｇ５２）１００重量
部とリューサイト結晶（試料：Ｌ１）１重量部とを混合
し、８５０℃で２時間結晶化熱処理を行った後、冷却し
て本発明のガラスセラミックスを製造した。
【００６４】比較例５ リューサイト結晶（試料：Ｌ１）を使用しない以外は、
実施例５と同様にしてガラスセラミックスを製造した。
即ち、ガラス質原料（試料：Ｇ５２）１００重量部を８
５０℃で２時間結晶化熱処理を行った後、冷却してガラ
スセラミックスを製造した。
【００６５】実施例６ 表１に記載のガラス質原料（試料：Ｇ１５）１００重量
部とリューサイト結晶（試料：Ｌ１）１重量部とを混合
し、８５０℃で２時間結晶化熱処理を行った後、冷却し
て本発明のガラスセラミックスを製造した。
【００６６】実施例７ 表１に記載のガラス質原料（試料：Ｇ４６）１００重量
部とリューサイト結晶（試料：Ｌ１）１重量部とを混合
し、８５０℃で２時間結晶化熱処理を行った後、冷却し
て本発明のガラスセラミックスを製造した。
【００６７】実施例８ 表１に記載のリューサイト結晶（試料：Ｌ２）を用いる
以外は、実施例７と同様にして本発明のガラスセラミッ
クスを製造した。即ち、ガラス質原料（試料：Ｇ４６）
１００重量部とリューサイト結晶（試料：Ｌ２）１重量
部とを混合し、８５０℃で２時間結晶化熱処理を行った
後、冷却して本発明のガラスセラミックスを製造した。
【００６８】実施例９ 表１に記載のガラス質原料（試料：Ｇ４７）１００重量
部とリューサイト結晶（試料：Ｌ１）１重量部とを混合
し、８５０℃で２時間結晶化熱処理を行った後、冷却し
て本発明のガラスセラミックスを製造した。
【００６９】上記実施例２〜９及び比較例２〜５で得ら
れた各ガラスセラミックスを１回真空焼成（６００℃の
炉中に入れ、真空とした後、６０℃／分で９００℃まで
昇温、１分間保持後、大気中に取り出し放冷）し、得ら
れる各焼成物の熱膨張係数を測定した。これら各焼成物
を更に４回真空焼成し、得られる各焼成物の熱膨張係数
を測定すると共に、外観を観察した。これらの結果を表
２にまとめて示す。
【００７０】
【表２】
【００７１】表２から、次のことが明らかである。実施
例２〜９のガラスセラミックスは、真空焼成を１回行っ
た後には既に所望の熱膨張係数を備えており、更に真空
焼成を４回繰り返しても熱膨張係数は変化せず、しかも
外観は透明であった。これに対して、比較例２のガラス
セラミックスは、真空焼成を１回行った場合だけでな
く、真空焼成を５回行った後でも所望の熱膨張係数を備
えていなかった。比較例３のガラスセラミックスは、真
空焼成を繰り返すうちに熱膨張係数が高くなってくる
が、外観に変化が認められた。更に、比較例４のガラス
セラミックスは、真空焼成を１回行った後には既に所望
の熱膨張係数を備えているが、更に真空焼成を４回繰り
返すうちに、外観が変化し不透明になった。また、比較
例５のガラスセラミックスは、真空焼成を１回行った後
では所望の熱膨張係数を備えていなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例１のガラスセラミックス及び比
較例１のガラスセラミックスをそれぞれ１回又は５回真
空焼成した後のガラスセラミックスの熱膨張係数と、８
５０℃での結晶増殖熱処理時間との関係を示すグラフで
ある。
【図２】図２は、８５０℃での結晶増殖熱処理時間／ｈ
と回折線の積算強度／ａ．ｕ．との関係を示すグラフで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 裕久 大阪府大阪市天王寺区真田山町３番７号 山本貴金属地金株式会社内 (72)発明者 安楽 照男 大阪府大阪市天王寺区真田山町３番７号 山本貴金属地金株式会社内 Ｆターム(参考） 4C059 AA03 RR02 SS01 SS03 TT03 4C089 AA02 BA01 BA02 BA03 BA04 BA12 BA14 BA15 BA19 BB01 4G030 AA01 AA02 AA03 AA04 AA07 AA08 AA10 AA35 AA36 AA37 AA41 AA67 BA21 BA32 CA01 GA22 GA24 GA27 HA25

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リューサイト結晶を含有し、５０〜５０
    ０℃における熱膨張係数が１２〜１７．５×１０-6／℃
    であり、８５０℃で３時間加熱した後においてもＮａ・
    Ｋ長石質結晶の析出のないガラスセラミックス又はその
    粉体。
  2. 【請求項２】 リューサイト結晶が平均粒径２０μｍ以
    下の微粒子である請求項１に記載のガラスセラミックス
    又はその粉体。
  3. 【請求項３】 リューサイト結晶の含有率が１５〜４３
    重量％である請求項１に記載のガラスセラミックス又は
    その粉体。
  4. 【請求項４】 リューサイト結晶が理論組成のリューサ
    イト結晶及びＳｉＯ 2成分を固溶したリューサイト固溶
    体から選ばれた少なくとも１種である請求項１記載のガ
    ラスセラミックス又はその粉体。
  5. 【請求項５】 （１）ＳｉＯ2 ５３〜６５重量％、Ａ
    ｌ2Ｏ3 １３〜２３重量％、Ｋ2Ｏ ９〜２０重量％、
    Ｎａ2Ｏ ６〜１２重量％、Ｌｉ2Ｏ ０〜２重量％、Ｍ
    ｇＯ ０〜３重量％、ＣａＯ ０〜３重量％、Ｂ2Ｏ3
    ０〜３重量％、ＢａＯ ０〜３重量％、Ｐ2Ｏ5 ０〜２
    重量％及びＦ ０〜２重量％を含むガラス質原料粉体と
    （２）ＳｉＯ2 ５３〜６４重量％、Ａｌ2Ｏ3 １９〜
    ２７重量％、Ｋ2Ｏ １７〜２５重量％、Ｒｂ2Ｏ ０〜
    ５重量％、Ｎａ2Ｏ ０〜２重量％、Ｌｉ2Ｏ ０〜２重
    量％、ＭｇＯ ０〜３重量％及びＣａＯ ０〜３重量％
    を含む合成リューサイト結晶粉体とを混合した後、７５
    ０〜９５０℃で５〜１時間熱処理を行うことを特徴とす
    る請求項１〜請求項４に記載のガラスセラミックスの製
    造方法。
  6. 【請求項６】 （２）の合成リューサイト結晶が理論組
    成のリューサイト結晶及びＳｉＯ2成分を固溶したリュ
    ーサイト固溶体から選ばれた少なくとも１種である請求
    項５記載のガラスセラミックスの製造方法。
  7. 【請求項７】 （２）の合成リューサイト結晶の混合量
    が（１）のガラス質原料に対して０．５〜５重量％であ
    る請求項５記載のガラスセラミックスの製造方法。
  8. 【請求項８】 請求項５〜請求項７に記載の方法で得ら
    れるガラスセラミックス又はその粉体。
  9. 【請求項９】 請求項１〜請求項４又は請求項８に記載
    のガラスセラミックス粉体に乳化剤、着色用顔料、蛍光
    体、湿潤剤及び練和剤から選ばれた少なくとも１種の添
    加剤が混合されたガラスセラミックス粉体。
  10. 【請求項１０】 金属製の歯冠に築盛・熔着被覆して義
    歯を形成・加装飾するための、請求項１〜請求項４、請
    求項８又は請求項９に記載のガラスセラミックス粉体の
    使用。
  11. 【請求項１１】 請求項１〜請求項４、請求項８又は請
    求項９に記載のガラスセラミックス粉体を金属製歯冠の
    表面に築盛・熔着して得られる義歯冠。
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