JP2001213664A

JP2001213664A - アルミナ焼結体とその製造方法およびその用途

Info

Publication number: JP2001213664A
Application number: JP2000019970A
Authority: JP
Inventors: Takashi Watanabe; 尚渡邊; Yoshio Uchida; 義男内田
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2001-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】主に視覚的に天然歯に近い色調が要求される人
工歯素材として、好適なアルミナ焼結体およびその製造
方法を提供する。【解決手段】（１）標準の光Ｄ６５、観察視野２°で測
定した、厚み５ｍｍにおけるアルミナ焼結体の色が、Ｌ
＊が６５．０以上８０．０以下かつａ＊が３．５０以上
６．５０以下かつｂ＊が２０．０以上３０．０以下であ
る、焼結密度が３．９７０ｇ／ｃｍ³以上のアルミナ焼
結体。（２）実質的に破砕面を有さず、一次粒子が多面体形状
であり、ＢＥＴ比表面積が１〜１５ｍ²／ｇであり、純
度９９．９９％以上のαアルミナ粉末に焼結助剤を添加
した混合粉末を、成形し、常圧大気中あるいは酸素濃度
１０％以上の酸化性雰囲気の条件下で１４００〜１９０
０℃の範囲で焼結する、上記（１）のアルミナ焼結体の
製造方法。（３）上記（１）のアルミナ焼結体を用いる人工歯、そ
の他のバイオセラミックス部材、食器、衛生陶器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミナ焼結体お
よびその製造方法に関し、さらに詳しくは、主に視覚的
に天然歯に近い色調が要求される人工歯素材として好適
なアルミナ焼結体およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】人間の歯は、腐食、侵食、摩滅、自然な
脱落、さらには偶発的な事故による欠落や美観を高める
ための故意の抜歯等により、欠損が生じる。腐食や侵食
のように部分的な欠損の場合には、多くの場合アマルガ
ム等を充填する。欠損が大きい場合は、多くの場合冠状
に金属をかぶせるか、人工歯に置き換えることがおこな
われている。人工歯としては、古くから、金属製の母体
の上にポーセレン等のガラス質を天然歯に類似した形状
に成形して被せる方法がおこなわれてきた。最近では粘
土質を成形し焼結して作製した陶歯とよばれる母体に、
ガラス質を天然歯に類似した形状に成形して被せる方法
がおこなわれている。

【０００３】天然歯は透明感がある黄白色体である。人
工歯ではこの透明感を出すため、また他の健康な天然歯
を損傷させないために、ポーセレン等の硬度が低いガラ
ス質を母体に被せている。しかしガラス質が光透過性で
あるために母体の色調が人工歯全体の色調を大きく左右
する。母体が金属製である場合には人工歯は黒く見える
ため、母体の表面を顔料で塗装することがおこなわれて
いる。しかし金属色を完全に隠蔽し、かつ天然歯と同等
の色調の顔料を調合することは非常に困難である。ま
た、最近では金属アレルギーという問題があり、金属製
の母体を使用した人工歯は敬遠されている。

【０００４】粘土質を焼結して作製した陶歯を母体とす
る人工歯は、母体が金属製の人工歯よりも天然歯に近い
色調である。しかし天然歯よりも白色度が高いため、金
属製母体の場合と同様に顔料等で塗装されるが、この場
合は原料とする粘土質中の不純物や密度によって色調が
変わってくるため、その都度天然歯と同様の色調を再現
するのは非常に困難である。また母体が金属製の場合に
比べ、陶歯は強度が低く衝撃に弱いという欠点を有して
いる。特に最近は天然歯が若年から抜け落ちる傾向にあ
ることや、美容美観の点から若年のうちに故意に抜歯す
る傾向にあることから、より耐久性が高く、かつ天然歯
にかぎりなく近い色調の人工歯が要望されている。

【０００５】純度が高いセラミックス粉末を原料とした
焼結体、主にアルミナ焼結体で母体を作る検討がなされ
てきた。通常は焼結密度を高め、組織を均一化するため
にマグネシウム化合物を酸化物換算で５０００重量ｐｐ
ｍ以下程度添加して焼結を行っている。アルミナ焼結体
は本質的に白色であるが、このマグネシウム化合物の添
加によりやや黄赤色味を帯びた色になる。この色調は粘
土質を原料とした陶歯よりも天然歯に近く、またアルミ
ナ焼結体は粘土質の陶歯に比べて強度が極めて高いとい
う特徴がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のア
ルミナ焼結体は焼結体内部に１μｍ〜１００μｍ程度の
微細なポアが存在しており、このポアの存在により可視
光線が散乱し、アルミナ焼結体が天然歯よりも白くみえ
るため、天然歯と隣り合った場合には人工歯であると判
ってしまい、天然歯に近い色調のアルミナ焼結体は得ら
れてなかった。天然歯との色調差を小さくするために、
アルミナ焼結体中に極微量のFe等の元素を添加する試み
がおこなわれている。しかし従来の高純度アルミナ粉末
は分散性が不十分であり、焼結体の密度むらや微量添加
したFe等の元素が均一に混合されないために色調が一定
しないという問題があった。本発明の目的は、主に視覚
的に天然歯に近い色調が要求される人工歯素材として、
好適なアルミナ焼結体およびその製造方法を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討を
重ね、天然歯の色に合わせるために特定の測定法により
色が判定できることに着目し、人工歯として好適なアル
ミナ焼結体が特定のαアルミナ粉末を原料として製造す
ることができることを見出し、本発明を完成させるに至
った。すなわち、本発明は下記の（１）〜（５）を提供
する。

【０００８】（１）標準の光Ｄ６５、観察視野２°で測
定した、厚み５ｍｍにおけるアルミナ焼結体の色が、Ｌ
＊が６５．０以上８０．０以下かつａ＊が３．５０以上
６．５０以下かつｂ＊が２０．０以上３０．０以下であ
る、焼結密度が３．９７０ｇ／ｃｍ³以上のアルミナ焼
結体。（２）実質的に破砕面を有さず、一次粒子が多面体形状
であり、ＢＥＴ比表面積が１〜１５ｍ²／ｇであり、純
度９９．９９％以上のαアルミナ粉末に焼結助剤を添加
した混合粉末を、成形し、常圧大気中あるいは酸素濃度
１０％以上の酸化性雰囲気の条件下で１４００〜１９０
０℃の範囲で焼結する、上記(1)のアルミナ焼結体の製
造方法。（３）焼結助剤がマグネシウム化合物であり、添加量が
αアルミナに対して、酸化物換算で１０重量ｐｐｍ以上
１００００重量ｐｐｍ以下である上記（２）のアルミナ
焼結体の製造方法。（４）上記（２）または（３）の混合粉末と、水ある
いは有機溶媒、有機バインダー、可塑剤、分散剤、離型
剤を混合し、スラリーを調製する工程、該スラリーを
用いて成形する工程、常圧大気中あるいは酸素濃度１
０％以上の酸化性雰囲気の条件下で１４００℃〜１９０
０℃の範囲で焼結する工程、を含む上記（２）または
（３）のアルミナ焼結体の製造方法。（５）上記（１）のアルミナ焼結体を用いる人工歯およ
びバイオセラミックス部材、食器、衛生陶器。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明においてはアルミナ焼結体の色調は、標準
の光Ｄ６５、観察視野２°で厚み５ｍｍにおいて測定
し、天然歯に近い色調は、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊の値が、Ｌ
＊が６５．０以上８０．０以下かつａ＊が３．５０以上
６．５０以下かつｂ＊が２０．０以上３０．０以下であ
る。好ましくはＬ＊が７２．０以上７８．０以下かつａ
＊が３．５０以上５．５０以下かつｂ＊が２０．０以上
２５．０以下である。Ｌ＊は白色の程度を表すが、大き
過ぎると天然歯より白くなり、小さ過ぎると天然歯より
黒くなり人工歯用としては適当ではない。ａ＊の＋の値
は赤色の程度を表すが、大き過ぎると天然歯より赤味が
強くなり、小さ過ぎると天然歯に比較して赤味が不足
し、人工歯用としては適当ではない。ｂ＊の＋の値は黄
色の程度を表すが、大き過ぎると天然歯より黄色味が強
くなり、小さ過ぎると天然歯に比較して黄色味が不足
し、人工歯用としては適当ではない。本発明のアルミナ
焼結体を人工歯に用いる場合には、焼結密度が高いとい
う条件を満たしている必要があり、焼結密度が低過ぎる
と白色の程度Ｌ＊が高くなり過ぎると共に、ポアが多く
強度的にも問題を生じる可能性があり、人工歯用として
は適当ではなく、焼結密度は３．９７０ｇ／ｃｍ³以上
であり、好ましくは３．９７５ｇ／ｃｍ³以上である。
なお、焼結密度は測定誤差を除いて理論密度である３．
９８７ｇ／ｃｍ ³を越えることはない。

【００１０】本発明のアルミナ焼結体は次のようにして
得ることができる。実質的に破砕面を有さず、一次粒子
が多面体形状であり、ＢＥＴ比表面積が１〜１５ｍ²／
ｇであり、純度９９．９９％以上のαアルミナ粉末を原
料として使用する。実質的に破砕面を有した粒子はプレ
ス成形等の成形時に成形体内部が不均一となり焼結体密
度低下の原因となる。破砕面を有さないαアルミナ粉末
の中でも、結晶性が高くαアルミナの結晶面が現れてい
るために多面体形状の粒子よりなるαアルミナ粉末が、
粒子内部の欠陥が少なく均質であり望ましい。ＢＥＴ比
表面積が１ｍ²／ｇ未満では成形体中に径が０．１５μ
ｍを越えるポアが存在する為、焼結中に除去できない。
また、緻密化するための焼結温度が１９００℃を越える
ので好ましくない。ＢＥＴ比表面積が１５ｍ²／ｇを越
えると粒子同士が凝集するため、粒度分布がブロードと
なり、粗大なポアの残存やマグネシウム化合物等の焼結
助剤の偏析の原因となり、ポアが残存するため好ましく
ない。純度が９９．９９％未満では不純物が光を吸収し
たり着色の原因となるため自然歯と異なる色調となるた
め好ましくない。

【００１１】上記のＢＥＴ比表面積１〜１５ｍ²／ｇの
αアルミナ粉末は純度９９．９９％以上のものである
が、原料中に含まれている合計０．０１重量％未満のア
ルミニウム以外の元素の酸化物あるいは塩類、または１
０００℃以下の焼成により原料中より除去できる１重量
部未満の水、有機物、ハロゲンは本発明のアルミナ焼結
体の特徴を損うものではなく、許容されるものである。

【００１２】上記のＢＥＴ比表面積１〜１５ｍ²／ｇの
αアルミナ粉末は、αアルミナの六方最密格子面に平行
な最大粒子径をＤ、六方最密格子面に垂直な粒子径をＨ
とした場合に、Ｄ／Ｈ比が０．５以上２．０未満である
αアルミナ粒子からなり、該αアルミナ粒子の数平均粒
径が０．０１μｍ以上１．０μｍ以下であり、累積粒度
分布の微粒側からの累積１０％、累積９０％の粒径をそ
れぞれＤ１０、Ｄ９０としたときにＤ９０／Ｄ１０の値
が１５以下の粒度分布を有する粉末が好ましい。

【００１３】本発明のαアルミナ焼結体の原料として用
いることのできるαアルミナ粉末、すなわち、実質的に
破砕面を有さず、一次粒子が多面体形状であり、ＢＥＴ
比表面積が１〜１５ｍ²／ｇである、純度９９．９９％
以上のαアルミナ粉末は、その原料として遷移アルミナ
または熱処理により遷移アルミナとなる粉末を、塩化水
素を含有する雰囲気ガス中にて焼成することにより得ら
れるαアルミナ粉末を挙げることができ、特開平６−１
９１８３３号公報あるいは特開平６−１９１８３６号公
報等に記載のαアルミナの単結晶粒子よりなる、アルミ
ナ純度が９９．９９％以上の高純度であるαアルミナ粉
末の製法に準じて得られる。

【００１４】本発明に用いるαアルミナは、純度が９
９．９９％以上の高純度であることに加え、一次粒子が
均質で内部に欠陥を有さず、多面体形状の、Ｄ／Ｈ比が
０．５以上２．０未満の粒子で、一次粒子同士が凝集し
ていない単一粒子粉末を原料とすると、粒度分布が狭い
ために成形体中の粒子配列が均一であり粒子間の空隙サ
イズが均一であるので好ましい。

【００１５】本発明の原料であるαアルミナとして、例
えば、住友化学工業（株）製のスミコランダムのＡＡ−
０３（１次粒径０．３μｍ）、ＡＡ−０４（一次粒径
０．４μｍ）、ＡＡ−０７（一次粒径０．７μｍ）が
挙げられる。これらの純度はすべて９９．９９ｗｔ％以
上である。

【００１６】本発明における焼結方法としては、常圧大
気中あるいは酸素濃度１０％以上の酸化性雰囲気の条件
下で１４００〜１９００℃の範囲で好ましくは１５００
〜１７００℃の範囲で焼結する。酸素濃度が１０％未満
の酸化性が不十分な雰囲気中で焼結した場合、焼結体が
茶色や黒色に着色する可能性があり、減圧または高圧下
であっても着色の可能性がある。焼結温度が低過ぎる場
合は３．９７０ｇ／ｃｍ³以上の密度を有する緻密な焼
結体を得ることはできず、焼結温度が高過ぎると焼結体
粒径が大きくなり、ポアが残存したり焼結体の機械的強
度が低下するため好ましくない。

【００１７】本発明のアルミナ焼結体の色調と高い焼結
密度を得るためには、焼結助剤はマグネシウム化合物が
適当である。マグネシウム化合物としては、酸化物、硝
酸塩、酢酸塩、水酸化物、塩化物等が挙げられるが、大
気中での焼結時、１２００℃以下で酸化物になるマグネ
シウム化合物であればよくこれに限定されないが、最も
好適なものとして硝酸マグネシウムを挙げることが出来
る。通常、本発明のαアルミナ粉末に焼結助剤として、
酸化物換算で好ましくは１０重量ｐｐｍ以上１００００
重量ｐｐｍ以下、さらに好ましくは１０重量ｐｐｍ以上
５０００重量ｐｐｍ以下、特に好ましくは５０重量ｐｐ
ｍ以上１０００重量ｐｐｍ以下のマグネシウム化合物を
添加する。また、用途により高純度の焼結体、例えば９
９．９９ｗｔ％以上が必要な場合、該アルミナ粉末に焼
結助剤を酸化物換算で１０〜１００重量ｐｐｍ、さらに
は２０〜５０重量ｐｐｍ添加することが好ましい。マグ
ネシウム化合物の添加量が少なければ焼結体の色調が天
然歯より白くなりやすく、多過ぎると赤味が強過ぎるこ
とがある。酸化マグネシウムが焼結密度を上げる機構と
しては、粒界に異相として存在し粒界の成長・進展が抑
制されるため、ポアが粒内に取り込まれることなく、ポ
アが系外に除外されると考えられている。

【００１８】本発明のαアルミナ粉末の成形体は、αア
ルミナと焼結助剤の混合粉末と、溶媒、有機バインダ
ー、可塑剤、分散剤、離型剤を添加混合し、スラリーを
調製する工程、該スラリーを用いて成形する工程、すな
わちスプレードライにより造粒しプレス成形を行った
り、スリップキャスト成形等の工程を経て作製できる。

【００１９】次にスラリーの作製法および成形法につい
て説明すると、まず前記αアルミナ原料粉末、焼結助
剤、溶媒、分散剤を適量配合し、機械的な撹拌混合を行
う。溶媒としては使用するバインダーの種類や成形方法
によって異なるが、スプレードライヤーにより顆粒を製
造する場合に用いる、ポリビニルアルコールでは水が主
に用いられる。処方によっては各種有機溶媒も用いるこ
とができる。分散剤としては、溶媒が水の場合は主にポ
リカルボン酸アンモニウム塩［例えば商品名；ＳＮ−デ
ィスパーサント５４６８、サンノプコ（株）品］が用い
られる。また有機溶媒の場合にはオレイン酸エチル、ソ
ルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、
ポリカルボン酸系等が用いられる。本発明で原料とする
αアルミナ原料粉末には、ポリエステル系［商品名；テ
キサホール３０１２、サンノプコ（株）品］が好ましい
が、これらに限定されるものではない。併用する有機バ
インダーによっては、分散剤を用いない方が粘度の低い
スラリーが作製できる。

【００２０】本発明のαアルミナ原料粉末、焼結助剤、
溶媒、分散剤等の混合には、ボールミルによる混合方法
が広く一般におこなわれているが、本発明において原料
とするαアルミナ粉末は、凝集が少なく粒子形状ならび
に粒子径が揃った粉末であるため、超音波槽を用いて外
部より超音波を照射する、あるいは超音波ホモジナイザ
ーにより超音波を照射することによっても溶媒中で容易
に分散し、均一なスラリーを作製することができる。セ
ラミックスボール等のメディアを使用しない分散方法
は、アルミニウム以外の酸化物あるいは塩類の混入を避
ける意味で好ましい。超音波は、例えば槽容量４０リッ
トルの場合、２５キロヘルツ以上の周波数が望ましい。
撹拌混合時間は該スラリーの容量によって異なるが、例
えばスラリー量が１０リットルの場合、３０分以上おこ
なうことが望ましい。このように原料粉末を充分に分散
させた後、有機バインダーを混合する。この混合は、例
えばスラリー量が１０リットルの場合、１時間以上おこ
なうことが望ましい。

【００２１】上記のαアルミナスラリーに添加する有機
バインダーとしては、ポリビニルアルコール、ポリビニ
ルアセタール、各種アクリル系ポリマー、メチルセルロ
ース、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール系、各種
ワックス、各種多糖類を用いることができるが本発明は
これらに限定されるものではない。

【００２２】可塑剤は用いる有機バインダーによって異
なるが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、
ポリエチエレングリコール、グリセリン、ポリグリセリ
ン、各種エステル系等が用いられる。特に有機溶媒を用
いる場合には、ジブチルフタレート、フタル酸ジエチル
ヘキシル等が用いられるが、本発明はこれらに限定され
るものではない。

【００２３】本発明において、その他の添加剤として、
離型剤や凝集剤やｐＨ調整剤を添加することもできる
が、アルミナ以外の溶媒や添加物中にアルミニウム以外
の無機不純物がないことが重要である。

【００２４】前記のように調製したスラリーを減圧下に
おいて、脱泡してもよい。また各種消泡剤を用いてもよ
い。またその後の成形方法によって、各種ｐＨ調整剤や
凝集剤の添加により粘度を５０〜１００００パスカル秒
（センチポイズ）としてもよい。たとえばスプレードラ
イヤーによる造粒では球形の顆粒を作製するために、ア
ルミナスラリーの粘度は塩酸水溶液やアンモニア水等に
よるｐＨ調整で、３００〜４００パスカル秒（センチポ
イズ）に調整することが好ましい。さらには静置沈降や
遠心分離やロータリーエバポレーター等による減圧濃縮
等により、スラリー中のアルミナ濃度を高めることもで
きる。

【００２５】本発明において、成形方法としては、前記
スラリーを用いて、スリップキャスト法、遠心キャスト
成形法、押出し成形法等通常の方法を用いることができ
る。また前記スラリーをスプレードライ等により顆粒状
とした後、プレス成形や冷間静水圧プレス成形すること
ができる。

【００２６】冷間静水圧プレス成形の場合、前記スラリ
ーをスプレードライ等により顆粒状とし、この顆粒を好
ましくは５０〜５００ｋｇ／ｃｍ²、さらに好ましくは
２００〜３００ｋｇ／ｃｍ²の圧力で一軸プレス成形し
た後、冷間静水圧プレス成形機にて好ましくは０．５〜
３ｔ／ｃｍ²、さらに好ましくは１．０〜１．５ｔ／ｃ
ｍ²で等方的に加圧し、得られた成形体を所定の形状に
加工することができる。

【００２７】本発明のアルミナ焼結体は、厚みが５ｍｍ
における鏡面研摩面の色がＬ＊ａ＊ｂ＊表色系で、Ｌ＊
が６５．０以上８０．０以下かつａ＊が３．５０以上
６．５０以下かつｂ＊が２０．０以上３０．０以下であ
る、焼結密度３．９７０ｇ／ｃｍ³以上のアルミナ焼結
体であり、該アルミナ焼結体を母体とし、外側にポーセ
レン等を被せ、天然歯と同じような造形を施した人工歯
等のバイオセラミックス部材として、また皿・カップ等
の視覚的に透明感と暖かみが感じられる赤褐色の食器、
あるいは衛生陶器として、好適に用いることができる。

【００２８】

【実施例】次に本発明の実施例を挙げ、本発明を詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。

【００２９】なお本発明に於ける各種の測定は次のよう
にしておこなった。（１）ＢＥＴ比表面積の測定島津製作所フローソーブＩＩ２３００により測定した。（２）平均粒径（Ｄ５０）の測定マルバーン社製レーザー回折散乱法粒度分布測定装置マ
スターサイザーにより測定した。（３）物体色の測定両面をダイヤモンドスラリーを用いて鏡面研磨した、厚
み５ｍｍの円柱焼結体を測定サンプルとした。測定装置
は株式会社ミノルタ社製の色差色彩測定装置ＣＭ−２０
０２および演算システムＣＭ−１を用いた。測定は入射
光の一部がサンプルに吸収され、反射、散乱した残光を
積分球で捕集、検出する。光源はキセノンランプを使用
し、積分球に設置された２個の分光器で測光し、４００
〜７００ｎｍの波長光を１０ｎｍ単位で分光し、演算
し、標準光源Ｄ６５で観察視野２°の条件で測定された
物体色として、その絶対値がＬ＊ａ＊ｂ＊表色系で求め
られる。本測定では反射散乱光の全てを検出するＳＣＩ
（ＳｐｅｃｕｌａｒＣｏｍｐｏｎｅｎｔＩｎｃｌｕ
ｄｅ）モードで測定し、ＪＩＳ規格の標準白色板を基準
色とした。本測定方法はＪＩＳＺ８７２２およびＺ
８７２９に準拠しており、また本願の用語はＪＩＳＺ
８１０３（計測用語）、８１０５（色に関する用
語）、８１２０（光学用語）に定義されている。

【００３０】なお、比較例には、純度９９．９９％では
あるが、破砕面を有する多面体形状ではないアルミナ粉
末として、住友化学工業（株）製のＡＫＰ−３０（ＢＥ
Ｔ比表面積；６．８ｍ²／ｇ）およびＡＫＰ−２０（Ｂ
ＥＴ比表面積；４．２ｍ²／ｇ）を用いた。

【００３１】実施例１実質的に破砕面を有さないαアルミナ粉末として、住友
化学工業株式会社製αアルミナ粉末（商品名スミコラン
ダムＡＡ−０４）を用いた。該アルミナ粉末は８〜２０
面を有する多面体形状の粒子よりなり、Ｄ／Ｈは１であ
った。ＢＥＴ比表面積は３．５ｍ²／ｇであった。この
粉末のレーザー回折散乱法による平均粒径は０．５２μ
ｍであった。ＡＡ−０４粉末；５０００ｇ、水（溶
媒）；３１００ｇ、硝酸マグネシウム六水和物（試薬特
級）；１６．０ｇ（αアルミナ粉末に対し、酸化マグネ
シウムとして５００ｐｐｍ）、分散剤ポリカルボン酸ア
ンモニウム４０重量％水溶液（（株）サンノプコ品；商
品名ＳＮ−ディスパーサント５４６８）；６２．５ｇを
超音波を照射しながら、３０分間撹拌混合をおこなっ
た。その後有機バインダーとしてポリビニルアルコール
（（株）クラレ品；商品名ＰＶＡ−２０５Ｃ）の１０重
量％溶液を１０００ｇと、可塑剤としてポリエチレング
リコール＃４００（試薬特級）を５０ｇ添加し、６０分
間撹拌混合してスラリーを調製した。このスラリーを、
スプレードライヤーにより噴霧乾燥し顆粒を作製した。
この顆粒を含水率０．５重量％に調湿した後、金型に充
填し、油圧式一軸プレス成形機で０．３ｔ／ｃｍ²の荷
重で、さらに冷間静水圧プレスにより１．５ｔ／ｃｍ²
の荷重で、直径；２０ｍｍ、高さ；５ｍｍの円柱成形体
を作製した。次にこの成形体を大気中１６００℃で２時
間焼成した。得られた焼結体の測色値は、Ｌ＊＝７３．
２９、ａ＊＝５．０７、ｂ＊＝２２．２７であった。ま
たアルキメデス法による焼結密度は３．９８３ｇ／ｃｍ
³であった。

【００３２】実施例２実質的に破砕面を有さないαアルミナ粉末として、住友
化学工業株式会社製αアルミナ粉末（商品名スミコラン
ダムＡＡ−０３）を用いた。該αアルミナ粉末は８〜２
０面を有する多面体形状の粒子よりなり、Ｄ／Ｈは１で
あった。ＢＥＴ比表面積は５．２ｍ²／ｇであった。こ
の粉末のレーザー回折散乱法による平均粒径は０．４５
μｍであった。ＡＡ−０３粉末；５０００ｇ、水；３１
００ｇ、硝酸マグネシウム六水和物；１６．０ｇ、分散
剤ＳＮ−ディスパーサント５４６８；６２．５ｇを超音
波を照射しながら、３０分間撹拌混合をおこなった。そ
の後有機バインダーとしてＰＶＡ２０５Ｃの１０重量％
溶液を１０００ｇと、可塑剤としてポリエチレングリコ
ール＃４００を５０ｇ添加し、６０分間撹拌混合してス
ラリーを調製した。該スラリーを、スプレードライヤー
により噴霧乾燥し顆粒を作製した。この顆粒を含水率
０．５重量％に調湿した後、金型に充填し、油圧式一軸
プレス成形機で０．３ｔ／ｃｍ²の荷重で、さらに冷間
静水圧プレスにより１．０ｔ／ｃｍ²の荷重で、直径；
２０ｍｍ、高さ；５ｍｍの円柱成形体を作製した。次に
この成形体を常圧大気中１５５０℃で２時間焼成した。
得られた焼結体の測色値は、Ｌ＊＝７４．１６、ａ＊＝
４．２４、ｂ＊＝２１．６５であった。またアルキメデ
ス法による焼結密度は３．９８５ｇ／ｃｍ³であった。

【００３３】実施例３実施例２のＡＡ−０３粉末；５０００ｇ、水；３１００
ｇ、硝酸マグネシウム六水和物；１．６ｇ（αアルミナ
粉末に対して酸化マグネシウムとして５０ｐｐｍ）、分
散剤ＳＮ−ディスパーサント５４６８；６２．５ｇを超
音波を照射しながら、３０分間撹拌混合をおこなった。
その後有機バインダーとしてＰＶＡ２０５Ｃの１０重量
％溶液を１０００ｇと、可塑剤としてポリエチレングリ
コール＃４００を５０ｇ添加し、６０分間撹拌混合して
スラリーを調製した。該スラリーを、スプレードライヤ
ーにより噴霧乾燥し顆粒を作製した。この顆粒を含水率
０．５重量％に調湿した後、金型に充填し、油圧式一軸
プレス成形機で０．３ｔ／ｃｍ²の荷重で、さらに冷間
静水圧プレスにより１．０ｔ／ｃｍ²の荷重で、直径；
２０ｍｍ、高さ；５ｍｍの円柱成形体を作製した。次に
この成形体を大気中１６００℃で２時間焼成した。得ら
れた焼結体の測色値は、Ｌ＊＝７３．４６、ａ＊＝４．
９７、ｂ＊＝２４．０５であった。またアルキメデス法
による焼結密度は３．９８５ｇ／ｃｍ³であった。

【００３４】実施例４実質的に破砕面を有さないαアルミナ粉末として、住友
化学工業株式会社製αアルミナ粉末（商品名スミコラン
ダムＡＡ−０７）を用いた。該αアルミナ粉末は８〜２
０面を有する多面体形状の粒子よりなり、Ｄ／Ｈは１で
あった。ＢＥＴ比表面積は２．８ｍ²／ｇであった。こ
の粉末のレーザー回折散乱法による平均粒径は０．７８
μｍであった。ＡＡ−０７粉末；５０００ｇ、水（溶
媒）；３１００ｇ、硝酸マグネシウム六水和物；１６．
０ｇ、分散剤ＳＮ−ディスパーサント５４６８；６２．
５ｇを超音波を照射しながら、３０分間撹拌混合をおこ
なった。その後有機バインダーとしてＰＶＡ−２０５Ｃ
の１０重量％溶液を１０００ｇと、可塑剤としてポリエ
チレングリコール＃４００を５０ｇ添加し、６０分間撹
拌混合してスラリーを調製した。このスラリーを、スプ
レードライヤーにより噴霧乾燥し顆粒を作製した。この
顆粒を含水率０．５重量％に調湿した後、金型に充填
し、油圧式一軸プレス成形機で０．３ｔ／ｃｍ²の荷重
で、さらに冷間静水圧プレスにより１．０ｔ／ｃｍ²の
荷重で、直径；２０ｍｍ、高さ；５ｍｍの円柱成形体を
作製した。次にこの成形体を大気中１７００℃で２時間
焼成した。得られた焼結体の測色値は、Ｌ＊＝７６．１
３、ａ＊＝４．５７、ｂ＊＝２１．４７であった。また
アルキメデス法による焼結密度は３．９８２ｇ／ｃｍ³
であった。

【００３５】比較例１本比較例１では、純度９９．９９％のαアルミナ粉末
（住友化学工業（株）商品名；ＡＫＰ−２０）を使用し
た。このαアルミナ粉末の一次粒子は多面体形状ではな
い不定形粒子であり、Ｄ／Ｈが２より大きかった。また
この粉末のＢＥＴ比表面積は４．２ｍ²／ｇであった。
この粉末のレーザー回折散乱法による平均粒子径は０．
５４μｍであった。ＡＫＰ−２０粉末；５０００ｇ、
水；３１００ｇ、硝酸マグネシウム６水和物；１６．０
ｇ（全アルミナ粉末に対し、酸化マグネシウムとして５
００ｐｐｍ）を添加し、超音波を照射しながら３０分間
撹拌混合後、その後鉄芯入りプラスチックボールをメデ
ィアとして３時間ボールミルをおこなった。この後さら
に有機バインダーとしてＰＶＡ２０５Ｃの１０重量％溶
液を１０００ｇ、可塑剤としてポリエチレングリコール
＃４００を５０ｇを添加し、６０分間攪拌混合してスラ
リーを調製した。このスラリーをスプレードライヤーに
より噴霧乾燥し、顆粒を作製した。この顆粒を含水率
０．５重量％に調湿した後、金型に充填し、油圧式一軸
プレス成形機で０．７ｔ／ｃｍ²の荷重で、さらに冷間
静水圧プレスで１．５ｔ／ｃｍ²の荷重で、直径；２０
ｍｍ、高さ；１０ｍｍの円柱成形体を作製した。次にこ
の成形体を大気中１６００℃で２時間焼結した。得られ
た焼結体の測色値は、Ｌ＊＝８９．１０、ａ＊＝１．４
６、ｂ＊＝１３．５９であった。アルキメデス法による
焼結密度は３．９７０ｇ／ｃｍ ³であった。

【００３６】比較例２本比較例２では、純度９９．９９％のαアルミナ粉末
（住友化学工業（株）商品名；ＡＫＰ−３０）を使用し
た。このアルミナ粉末の一次粒子は多面体形状ではない
不定形粒子であり、Ｄ／Ｈが２より大きかった。またこ
の粉末のＢＥＴ比表面積は６．８ｍ²／ｇであった。こ
の粉末のレーザー回折散乱法による平均粒子径は０．５
４μｍであった。ＡＫＰ−３０粉末；５０００ｇ、水；
３１００ｇ、硝酸マグネシウム６水和物；１６．０ｇを
超音波を照射しながら３０分間撹拌混合をおこなった。
その後鉄芯入りプラスチックボールをメディアとして３
時間ボールミルをおこなった。この後さらに有機バイン
ダーとしてＰＶＡ２０５Ｃの１０重量％溶液を１０００
ｇ、可塑剤としてポリエチレングリコール＃４００を５
０ｇを同時に添加し、３時間ボールミルをおこないスラ
リーを調製した。該スラリーをスプレードライヤーによ
り噴霧乾燥し、顆粒を作製した。この顆粒を含水率０．
５重量％に調湿した後、金型に充填し、油圧式一軸プレ
ス成形機で０．７ｔ／ｃｍ²の荷重で、さらに冷間静水
圧プレスで１．５ｔ／ｃｍ²の荷重で、直径；２０ｍ
ｍ、高さ；１０ｍｍの円柱成形体を作製した。次にこの
成形体を大気中１６００℃で２時間焼結した。得られた
焼結体の測色値は、Ｌ＊＝８５．４９、ａ＊＝２．３
５、ｂ＊＝１６．１６であった。アルキメデス法による
焼結密度は３．９７５ｇ／ｃｍ³であった。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】本発明の製造方法により、天然歯と同等
の色調を有するアルミナ焼結体を取得でき、該アルミナ
焼結体は、主に天然歯と同じような造形を施した人工
歯、その他のバイオセラミックス部材、皿・カップ等の
食器、衛生陶器等に好適に用いることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】標準の光Ｄ６５、観察視野２°で測定し
た、厚み５ｍｍにおけるアルミナ焼結体の色が、Ｌ＊が
６５．０以上８０．０以下かつａ＊が３．５０以上６．
５０以下かつｂ＊が２０．０以上３０．０以下である、
焼結密度が３．９７０ｇ／ｃｍ³以上のアルミナ焼結
体。
【請求項２】実質的に破砕面を有さず、一次粒子が多面
体形状であり、ＢＥＴ比表面積が１〜１５ｍ²／ｇであ
り、純度９９．９９％以上のαアルミナ粉末に焼結助剤
を添加した混合粉末を、成形し、常圧大気中あるいは酸
素濃度１０％以上の酸化性雰囲気の条件下で１４００〜
１９００℃の範囲で焼結する、請求項１に記載のアルミ
ナ焼結体の製造方法。
【請求項３】焼結助剤がマグネシウム化合物であり、添
加量がαアルミナ粉末に対して、酸化物換算で１０重量
ｐｐｍ以上１００００重量ｐｐｍ以下である請求項２に
記載のアルミナ焼結体の製造方法。
【請求項４】（１）請求項２または請求項３記載の混合
粉末と、水あるいは有機溶媒、有機バインダー、可塑
剤、分散剤、離型剤を混合し、スラリーを調製する工
程、（２）該スラリーを用いて成形する工程、（３）常
圧大気中あるいは酸素濃度１０％以上の酸化性雰囲気の
条件下で１４００℃〜１９００℃の範囲で焼結する工
程、を含む請求項２または請求項３に記載のアルミナ焼
結体の製造方法。
【請求項５】請求項１に記載のアルミナ焼結体を用いる
人工歯およびバイオセラミックス部材、食器、衛生陶
器。