JP2003530286A - 化学結合セラミック生成物、その製造方法、方法の実施に使用するツールおよびツールの互換部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 １つ以上の粉末結合剤の結合相よりなり、結合剤と反応する液体による飽和後に化学結合セラミック材料を形成する能力を有し、好ましくは固相体積５５〜６７パーセントの圧縮度を有する成形素材（３）。本発明により、成形素材（３）は、材料の長期寸法安定性を与えるように調整された１つ以上の膨張補正添加剤も含む。本発明は、セラミック材料の製造方法、および圧縮器具ならびに飽和成形素材を圧縮するための圧縮体にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、１つ以上の粉末結合剤の結合相よりなり、結合剤と反応する液体に
よる飽和後に化学結合セラミック材料を形成する能力を有し、好ましくは固相体
積５５〜６７％の圧縮度を有する成形素材に関する。このセラミック材料の主な
用途は、歯科充填材である。本発明は、該セラミック材料を製造する方法、およ
び成形素材を取扱うためのツールならびにツールの互換部品にも関する。

【０００２】 （背景技術） 本発明は、セメント系タイプの結合剤系、特にＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−（ＳｉＯ_２ ）−Ｈ_２Ｏ系に関する。本系は建設業において、非常に激烈かつ困難な環境、
すなわち高い機械的応力がある酸性環境に使用される（Ｒ Ｊ Ｍａｎｇａｂｈ
ａｉ、Ｃａｌｃｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎａｔｅ Ｃｅｍｅｎｔｓ，Ｃｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅ ｖｏｌｕｍｅ，Ｅ＆Ｆ Ｎ Ｓｐｏｎ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９０）。破
断機械衝撃法および最新式粉体技術を該系に使用することによって、基本系の特
徴の概して良好な状態がかなり改良できる。本発明および以前の出願（ＳＥ ４
６３ ４９３および５０２ ９８７）によって行った研究によって、歯科充填材
および他の用途などの強力かつ耐酸性材料用の系の大いなる可能性を示す結果が
得られた。現存する歯科充填材はいずれも、生体適合性、美観および患者ならび
に歯科サービススタッフが示す機能に関するすべての要求事項を満たしていない
。各種の歯科材料の状況は、以下のように総括できる。アマルガムは一般に良好
な耐久性を有しているが、生体適合性および美観に関する限りは欠点を有してい
る。プラスチック複合材は良好な加工性を有しているが、浸食ならびに腐食およ
びスタッフによる取扱い（アレルギー問題が生じている）に関する欠点を有して
いる。プラスチック複合材は硬化時に収縮し、これによって亀裂形成の危険と、
長期的には崩壊が生じる。グラスアイオノマは象牙質およびエナメル質との良好
な結合を有するが、腐食および強度に関する欠点を有している。ケイ酸セメント
は良好な圧縮強度および美観を有しているが、腐食および強度の問題を被る。各
種のインレーは良好な機械特性を有するが、多くの労力と接着が必要である。

【０００３】 以下は、新しい実用的な歯科充填材について一般に規定されている要求事項の
説明である。虫歯の穴に容易に使用できる良好な取扱い能力、良好な成形性を可
能にする成型特性、及び歯科医訪問時の空洞充填と関連する付帯作業が十分に速
く硬化／凝固すること。さらに既存の充填材を超える高い強度と耐腐食性、良好
な生体適合性、良好な美観、材料にアレルギー誘発性または毒性添加物を含まず
、スタッフによる安全な取扱いが必要とされる。加えて、寸法安定性に関する長
期特性が要求される。これは、材料が時間とともに膨張する場合に特に問題であ
り、結果として破壊的な歯の損傷が起きる可能性がある。

【０００４】 ＳＥ ４６３ ４９３は、１つ以上の水硬結合剤よりなる粉体および使用可能
なバラスト材を、密接に結合した成形素材が得られるような極度に高い圧力およ
び低い温度にて、圧縮に対する焼結反応なしで圧縮させるという点で、たとえば
歯科用途の化学結合セラミック材料の強度特性を向上させる方法について述べて
いる。本成形素材では、充填密度は初期充填密度よりも少なくとも１．３倍向上
し、これは容器中でのばら粉末の振盪、振動および／または軽度の充填によって
得られる充填密度として定義される。材料のユーザは、材料の使用前に、または
虫歯などの空洞の原位置で、成形素材を水和液によって飽和させて材料を調製す
る。

【０００５】 ＳＥ ４６３ ４９３によって製造された材料は確かに、歯科充填材料に関し
て上記により規定された大半の要求事項を満たすことが判明している。しかし、
寸法変化、特に長期にわたる膨張に関する問題が起こりうることがわかっており
、上記によるこのことは、歯科充填材に関して悲惨な結果をもたらしうる。他の
側面に関しても材料およびその製造をさらに開発する余地がある。たとえば、成
形素材の圧縮度である。圧縮度は、さまざまな方向での成形素材の耐久性、利用
時の加工性および最終製品の強度に影響を与える。他には、成形素材の寸法およ
び形状の最適化と、用途に関連して給湿する方法に関するものである。材料をあ
まりにも急速に水和させると問題が発生することがわかっており、成形素材を水
和液体と混合した後、凝固する前に材料を成型および／またはそれを切断するた
めの十分な時間がなくなってしまう。この問題は、水和液体中の何らかの促進剤
によって強調されている。しかし促進剤の使用は、製品が迅速に研磨可能となり
、患者は診療所を早く後にし、食事などができるため、それ自体価値がある。

【０００６】 成形素材を歯科充填材に使用することに関する１つの側面として、どうやって
成形素材を物理的に取扱うかという問題がある。成形素材を挟んで、充填すべき
空洞まで運搬するための器械が必要である。空洞内で液体とともに与えられる成
形素材を圧縮するための圧縮器具も同様に必要である。

【０００７】 ＳＥ ４６３ ４９３の後、スウェーデン特許第５０２ ９８７号により、セ
メント系に関しては、特殊設計のストッパを用いて完全浸漬およびその後の圧縮
が行われれば、（寸法変化の危険をおそらく低減しうる）完全水和が生じうるこ
とが示されている。しかし該方法は、後に発生し、水和物の相変換または周囲雰
囲気（たとえば、二酸化炭素を高い含有率で含む呼気）との反応、または他の反
応に関係する寸法変化を防止しない。これらの反応および関連する寸法変化は、
材料の製造に高度の圧縮が使用される場合にさらに明らかになる。しかし高度の
圧縮は一般に強度を増加させるため、通常求められている。ＳＥ ５０２ ９８
７による方法も、個々の歯科医が完璧に使用できるようになるまでに大量の訓練
が必要なことがあるため、個々の歯科医がその技術の使用を躊躇することがあり
うる。

【０００８】 Ｙａｎ ｅｔ ａｌ，Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｈｒｉｎｋ
ａｇｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｅｘｐａｎｓｉｖｅ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏ
ｎｔａｉｎｉｎｇ ｐｒｅｈｙｄｒａｔｅｄ ｈｉｇｈ ａｌｕｍｉｎａ ｃｅ
ｍｅｎｔ−ｂａｓｅｄ ｅｘｐａｎｓｉｖｅ ａｄｄｉｔｉｖｅ，Ｃｅｍｅｎｔ
ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｖｏｌ ２４，ｐ２６７−２
７６（１９９０）では、アルミン酸カルシウムの膨張傾向の使用について叙述さ
れている。本論文および膨張性セメントの関連研究では、特にアルミン酸カルシ
ウムを使用して、標準セメントの膨張および収縮を減少させる可能性について述
べられているが、本発明による用途でこれらの結合剤系を使用するための前提条
件である、高度に圧縮されたセメント系の長期膨張の問題や、アルミン酸カルシ
ウムの非常に低レベルの膨張の制御については触れられていない。

【０００９】 本発明の主な分野に触れていないが、他の最新の研究および特許は、たとえば
、ＳＥ−Ｂ−３８１ ８０８、欧州特許出願第０ ０２４ ０５６号および欧州
特許出願第０ １１５ ０５８号、ＤＥ ５ ６２４ ４８９および米国特許出
願４ ６８９ ０８０号である。

【００１０】 （発明の開示） 本発明の１つの目的は前文で述べたように、水和後に長期寸法安定性を有する
化学結合セラミック材料を与えるタイプの成形素材を提供することである。成形
素材は、加工性及び耐久性に関して、上述した要求事項を満たし、給湿及びたと
えば虫歯などの空洞での利用に関して取扱いが容易である必要もある。作成され
るセラミック材料は、歯科用途の場合、上記によるそのような材料に対してなさ
れる要求も満たす必要がある。

【００１１】 これは、本発明により、成形素材が材料長期寸法安定性を与えるよう調整され
た１つ以上の膨張補正添加剤を含むという点で、達成される。

【００１２】 添加剤を含む粉末混合物の組成 良好な機械的特性はさておき、歯科用途には化学的属性が重要である。発明の
重要な側面において、アルミン酸カルシウム、すなわちＣａＯ（酸化カルシウム
）およびＡｌ_２Ｏ_３（酸化アルミニウム）の二重酸化物（以後ＣＡ系と呼ぶ）は
、水と反応してアルミン酸カルシウム水和物を形成するもので、主結合相として
使用される。この水和反応が、実際の凝固および硬化工程を構成する。従来、あ
るタイプの凝集体（充填材粒子）は、主に経済的理由でアルミン酸カルシウムセ
メントに加えられる。本発明により、ＣＡセメント系を選択すると、アルミン酸
塩セメントと相互作用する他のセメント系または相と組合わされるか、多孔性凝
集体または柔軟性材料の添加と組合わされた場合に、線形に約０．２０％未満、
たいてい０．１０％未満の寸法変化を生じる。特殊な場合では、寸法変化はゼロ
膨張に近くなりうる。

【００１３】 本発明の最初の実施形態により、ＣＡ系は唯一の主結合相として、または３０
ｖｏｌ％未満の量の別のセメント結合相を加えて使用できる。普通ポルトランド
セメント（ＯＰＣセメント）または微粒二酸化シリコンの混合物が好適に使用さ
れる。アルミン酸カルシウムセメントはより堅く充填した場合にさらに強く膨張
する傾向があるため、ＣＡセメントおよび該タイプの別の相の組合せは収縮傾向
があり、寸法変化の減少を生じる可能性がある。ＣＡ相は高い強度と耐酸性に寄
与するため、ＣＡセメントは結合相中の主結合相として歯科用途に存在する必要
がある。

【００１４】 スウェーデン特許第５０２ ９８７号に関連して示された寸法変化の理由に関
する理論、すなわち不完全水和が、寸法安定性に関する問題の背後にある理由を
完全に説明するとは思えないことが事実であるとわかった。本発明の背景はむし
ろ、寸法変化が水和物の相変換に関連しているという概念である。本発明を制限
すると考えるべきではないが、その概念は、アルミン酸カルシウムが水の添加時
に溶解し始めたときにゲルを形成し、次に結晶化して水和物相を形成することを
意味している。連続した水和反応と水和物変換によって、１０相、８相、他のあ
まり定義されていない水和相または転移相、そして最終的には６相（Ｋａｔｏｉ
ｔｅ）などの各種の純粋なアルミン酸カルシウムが存在する可能性があり、シリ
コンを含む添加物の場合にはアルミン酸Ｃａ−Ｓｉ水和物が存在しうる。１０相
、８相および６相は、方式の単位当たりそれぞれ１０、８および６個の結晶水を
持つアルミン酸カルシウム相と呼ばれる。水和物の相変換はセメント材料の長期
評価で示されているように、寸法変化、特に膨張につながりうる。驚くべきこと
に、本発明に関して、シリコン、好ましくは普通のいわゆるポルトランドセメン
ト（主相としてケイ酸カルシウムを含むＯＰＣセメント）および／または微結晶
二酸化シリコン（本発明の第１の、好ましい該態様を構成する）を含む第２相の
添加によって、主相において望ましくない相変換または変化した相変換順序が避
けられ、この直接の結果として、寸法変化、特に長期膨張が最小限になりうるこ
とが事実であることがわかった。複雑な水和反応が発生する方法の詳細は、完全
には説明されていない。シリコンを含む材料を添加すると、水和反応は緩和され
、寸法安定性の材料が得られる。

【００１５】 驚くべきことに、第２相の添加について述べたばかりのプラスの効果は、比較
的少ない添加量で最適度を有することがわかっている。この関連において、最小
の膨張は、該第２相が、材料中好ましくは１〜２０ｖｏｌ％、なおさらに好まし
くは１〜１０ｖｏｌ％のＯＰＣセメントおよび／または微結晶二酸化シリコンお
よび／またはシリコンを含む別の相よりなる場合に達成されている。最も好まし
くは、該第２相が、１〜５ｖｏｌ％の量のＯＰＣセメントおよび／または１〜５
ｖｏｌ％の量の微結晶二酸化シリコンよりなる。このことに関して本明細書の実
施例にも参照が行われる。

【００１６】 驚くべきことに、硬度が主として進行した水和によって制御されるという点で
、たとえば硬質Ａｌ_２Ｏ_３粒子の形で硬度を与える従来の充填材粒子は、材料中
で完全に避けられるか、その使用を最小限にできるということも判明した。時間
による寸法変化、特に長期変化の主な原因は水和変換である。本発明による膨張
補正添加剤は、存在しうるいずれの硬度供与充填材粒子にも影響を与えることな
く、ここではセメント相に作用する。硬度供与充填材粒子の使用を避けたり、最
小限にすることができるのは、−以前は膨張の観点から重大なものとされた−残
留未反応セメントが膨張に対してわずかな効果しか及ぼさないという事実による
。本発明に関連して、代わりに未反応セメントは原位置充填材として有効に作用
し、材料の所望の硬度に寄与する。

【００１７】 しかし本発明の１つの実施形態により、成形素材、ひいては最終セラミック材
料は、結合相と水和液体との化学反応には関与しないが、最終セラミック製品中
に固相として存在するバラスト材料を含むことができる。本発明の１見地に基づ
くと、ゆえに成形素材はバラスト材料の５０ｖｏｌ％まで含むことができる。本
バラスト材料はたとえば、ＳＥ ４６３ ４９３およびＳＥ ５０２ ９８７に
述べられているタイプ、すなわち金属、炭素、ガラスまたは有機材料などの繊維
、または、たとえばＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４および／またはＡｌ_２Ｏ_３の連続結晶、
いわゆるウィスカーでありうる。

【００１８】 本発明の別の実施形態に従って、所定の幾何構造／形状、多孔性および／また
は柔軟性の凝集体（充填材粒子）の添加により、興味のある結合剤系の寸法安定
性は正確に監視され、所望のレベルまで、多くは低レベルまでまたは形状変化が
全くないレベルまで調整することができる。歯科充填材の基材として有用に使用
できるセメント系、ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−（ＳｉＯ_２）−Ｈ_２Ｏの状況は以下で
詳細に述べるが、本発明は一般に、寸法安定性が重要であるセラミック結合剤系
に関する。

【００１９】 本発明に従って、特定の幾何構造および多孔性を備えた結合剤系の凝集体（充
填材粒子）を選択することにより、結合相と凝集体との結合条件は寸法安定性な
どの、よい影響を受ける可能性がある。それゆえ多孔性凝集体および他の膨張ま
たは収縮補正添加剤は、「膨張容器」として作用することによって、寸法変化を
所望のレベルに調整することができる可能性に寄与する。

【００２０】 したがって、本発明による多孔性凝集体の機能は、充填材粒子の高い所定の含
有量を保持することにより、セメント相との接触表面を増加させ、より狭い伝搬
範囲でこれに寄与することである。セメント相に由来する膨張は、セメントがこ
の内部で膨張する機会を与えられたという点で、主として多孔性充填材に吸収さ
れる。多孔性凝集体は好都合なことに、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、
酸化チタンまたは酸化亜鉛または別の酸化物あるいは酸化物の組合せなどの、不
活性セラミック材料よりなりうる。多孔度は、開または閉多孔度もしくは組合せ
として存在しうる。通常の場合、多孔性粒子または凝集体は２０〜６０％、好ま
しくは３０〜５０％の開多孔性を有する。材料の破断強度に最適な凝集体サイズ
が選択されるが、直径２０μｍ未満、好ましくは５〜１５μｍであることが多い
。小型の多孔性凝集体または粒子は、中程度の興味がある材料において、対応す
るサイズの固体粒子よりも細かな表面（より低いＲ_ａ値）に寄与する。凝集体の
孔開口部は、結合剤の浸透容量に適合する。孔開口部は好都合には５μｍ未満、
好ましくは０．１〜５μｍ、さらになお好ましくは１〜３μｍである。

【００２１】 上述した酸化物の多孔性凝集体または粒子は好ましくは微粒粉末の焼結によっ
て、しかし凝集体または粒子が多孔性を維持するためにあまり高すぎない温度で
製造される。たとえば酸化アルミニウムは、約１５００〜１６００℃で焼結され
るのが最も好ましい。焼結工程は孔の所望の直径、多孔度およびサイズに制御さ
れる。あるいは多孔性凝集体または粒子は、たとえばデンプンなどの孔が形成さ
れるように蒸発させられる薬剤と微粒酸化物粉末を混合することによって製造さ
れうる。材料はスプレーおよび凍結させることによって、凍結粒状化される。

【００２２】 結合相内の寸法変化による内部応力を吸収できる特殊な場合においては、内部
応力が高い場合に破損して内部膨張空間を与える、きわめて高度に閉じられた多
孔度を持つ凝集体が使用可能である。これらの高度に多孔性な粒子の含有率は、
結合剤相の最大５ｖｏｌ％に制限されている。この場合、ガラスの高多孔性微粒
子が使用できる。磨滅されるのを避けるために、混合操作の最終ステップでセメ
ント混合物に高多孔性材料が加えられる。別の特殊な場合には、非常に柔らかい
粒子がさらなる添加剤として選択され、粒子が結合相よりも低い弾性率を有する
ことにより、応力を吸収することができる。ここでは各種の柔軟性ポリマー、た
とえばプラスチックボール、または水和物が使用できる。非常に小型のプラスチ
ックボールを使用する場合、さらなる変形能のために中央に穴を有することもあ
りうる。

【００２３】 本発明のある側面によると、材料の寸法安定性は、構成成分が非常に細かい粒
度を持つようにすることで高められることも判明している。このことは強度とい
う点においても当てはまる。その場合の理論は、大きすぎる粒子は構造が圧縮さ
れる傾向があり、異なる方向には異なる随伴属性を伴うということである。本発
明の本側面に従って、ゆえに結合剤原材料の微粒の細かく分割された混合物が使
用され、それにより細かい均質な微構造が与えられる。構成相の小さな伝搬区域
によって、相間の内部機械応力が低減され、周辺区域との連続反応または相変換
などの、相変化の際に発生しうる内部膨張を補正するよりよい機会が与えられる
。許容されうるサイズは、所望の強度レベルによって変わるが、粒径は通常、０
．５〜１０μｍの分布にある必要がある。アルミン酸カルシウムは、非極性液体
の存在下での２４〜７２時間の粉砕によって、主に約２〜８μｍ、好ましくは３
〜４μｍまたは約３μｍの粒径を有するようになる。ＯＰＣセメントは使用され
る場合、類似のおそらくは同時の方法の粉砕によって主に約４〜８μｍ、好まし
くは５〜７μｍまたは約６μｍの粒径を有するようになる。粉砕が完了したら、
非極性液体は粉末混合物から蒸発される。微粒二酸化シリコンは使用される場合
、好ましくは１００ｎｍ未満の桁、そしてさらに好ましくは、たとえば約１５ｎ
ｍなどの、約１０〜５０ｎｍのはるかに小さい粒径を有し、そのタイプの二酸化
シリコンはたとえば、シリコン製造時に静電フィルタ内に分離された市販製品と
して購入可能である。

【００２４】 圧縮 上記による固体構成部を、最適には非極性液体、たとえば石油エーテル、アセ
トンまたはイソプロパノールなどの存在下で良くても十分に混合し、その後すぐ
にこの非極性液体を混合物から蒸発させる。粉末混合物は、プレス時の流動性を
向上させるため、従来方法を用いて粒状化する。次に、膨張補正添加剤および何
らかのバラスト材を含む粉末混合物を圧縮して、本発明による密接に結合した成
形素材とする。本圧縮体は低温、好ましくは室温であるが、高圧で得られ、この
ことは圧縮中に焼結反応が起きないことを意味する。圧縮度の最適化は、負方向
で空洞内にて使用した成形素材の作業性に影響を与えると同時に、成形素材の耐
久性やセラミック材料の正方向の強度などの特性に影響を与えるため重要である
。

【００２５】 以前の既知の技法（ＳＥ ４６３ ４９３）により、成形素材を冷アイソスタ
ティック圧縮（ＣＩＰ）によって圧縮し、粉末体は不浸透性ケーシングに配置し
て、ケーシングを包囲するある体積の液体中で外圧を受けさせる。圧力は２００
ＭＰａ、最良では最小２５０ＭＰａを超えるよう示されている。しかし本発明に
よって圧縮手順は、簡単な機械式錠剤プレスとして実施可能なため、成形素材は
従来タイプの機械式錠剤プレス器によって１個ずつ錠剤形にプレスされるという
点で、相当簡単になりうる。本発明による成形素材が比較的小型であるという事
実によってこのことが可能であり、これは以下でさらに説明する。成形素材のサ
イズは比較的小さく、圧縮に関連して小さな圧力低下のみが発生し、このことは
、望ましい圧縮度を達成するためには、簡単な錠剤プレス器または錠剤打抜き器
で十分であるということを意味する。これに関連した望ましい圧縮度は、固相体
積５５〜６７％である。圧縮度は好ましくは、固相体積５７〜６３％、さらにな
お好ましくは固相体積５８〜６１％であり、最適圧縮度は成形素材のサイズによ
って変わる。これらの圧縮度は場合によっては、構成相の秤量平均値と呼ばれる
ことに注意すべきである。錠剤プレスはテーブルのサイズによって、４０〜１５
０ＭＰａ、好ましくは７０〜１１０ＭＰａで最もよく行われる。得られた成形素
材は、０．３〜５ＭＰａ、好ましくは０．５〜２ＭＰａの強度（圧縮強度）と、
良好なエッジ強度を備えている。しかし、ＳＥ ４６３ ４９３で述べられてい
るように、ある場合では冷アイソスタティック圧縮を使用できる。

【００２６】 表示した圧縮度までの錠剤プレスのおかげで、最終セラミック製品では、ＳＥ
５０２ ９８７に記載された懸濁方法によって達成可能な強度よりも約３０〜
４０％高い硬度／強度が得られる。同時に成形素材の良好な加工性も得られ、こ
れはＳＥ ４６３ ４９３による冷アイソスタティック圧縮による成形素材で達
成可能な加工性よりも良好である。

【００２７】 本発明の１つの側面により、成形素材は最大８ｍｍの最大寸法と最小０．３ｍ
ｍの最小寸法を有し、直径または幅は１〜８ｍｍ、好ましくは２〜５ｍｍであり
、高さは０．３〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜４ｍｍである。虫歯を充填するに
は、ここでは多数の成形素材、たとえば２〜５個の圧縮体が通常必要である。成
形素材の形状は球形、円筒形（一般に破断／面取りエッジを有する）または、錠
剤プレスに適し、同時に良好な強度を与える他の任意の形状、たとえば円筒状中
間部を有する球形、または平側面に中央切部り欠きのある円筒形となりうる。ほ
ぼ球状形の錠剤プレス成形素材は、すべての方向から器具でつかみやすい。（パ
ッケージ内で）利用されることになっている、背の高い円筒形成形素材は、（以
下による）ツールを用いて容易につかむことができる。上下側面に切り欠きのあ
る、背の低い円筒形成形素材は、半分に割って、大型の接合充填に嵌め込むこと
ができる。成形素材は、多くの標準サイズで製造できる。たとえば歯科充填材の
最上層に使用できる約０．５〜１．５ｍｍの高さを有する最大サイズなどである
。そしてこれは、材料を側面に広げる必要なく、平滑で緻密な表面に容易に充填
できる。

【００２８】 本発明のまた別の形態によると、成形素材の形状は、充填する空洞にぴったり
嵌め込めるように、歯科用ドリルに適合させることができる。このことはとりわ
け大型の充填材にあてはまる。虫歯はここでは歯科用ドリルを用いて、成形素材
の適切なサイズに合った形状および直径に穴を開けられる。虫歯は前処理され、
湿らせた成形素材を歯の適合する穴に直接挿入する。成形素材は空洞の中へさら
に圧縮され詰められる。たとえば歯の壁が失われているような大きな充填、いわ
ゆる接合充填でさえ、類似の方法で実施可能であり、成形素材もマトリクス片に
充填される。本方法の利点は、成形素材が空洞壁またはマトリクス片に最終的に
充填されるそのときまで、原型を保っているという点で、強度をさらに向上でき
るということである。材料の損失量も削減される。これらのような場合、圧縮間
隔の上部、すなわち固相体積６１〜６７％、さらに好ましくは固相体積６３〜６
７％を使用することが有利である。

【００２９】 別の実施形態により、各空洞の個別化充填はさらに改良される。ここで、空洞
の陰印象を適切な印象材、好ましくはＡシリコーン塊で作成し、その後、歯およ
び空洞の陽型を作成する。この型および虫歯の正確な型の中に成形素材を圧縮し
、次に以下のように水和液体中に浸漬し、続いて完全な個別化インレーとして虫
歯に直接嵌め込む。続いて起こる成形素材の崩壊によるその後の詰め込みはうま
く避けられる。これらの場合、圧縮間隔の上部、すなわち固相体積６２〜６７％
、さらに好ましくは固相体積６４〜６７％を使用することが有利である。

【００３０】 空洞での利用 本発明の１つの側面により、セラミックの強度の発生を早めることが可能なた
め、材料の研磨、ひいては仕上げを迅速に行うことができ、各患者にかかる時間
が短縮され、患者は治療後、あまり間をおかずに、例えば治療を受けた歯で食事
ができる。矛盾しているが、本発明によって同時に、水和前に材料を成形および
切断するため十分な時間を得ることができる。このことは一方では材料を水和さ
せるための促進剤の使用のおかげであり、他方では、成形素材を空洞に充填する
ために使用する方法のおかげである。

【００３１】 促進剤の使用に関して、この種の何かを使用すると水和が促進され、同時に材
料により高い初期強度が生じることがわかっている。しかし水和工程は、成形素
材が水和液体によって飽和された後の最初の数分間（約２〜３分）、促進剤によ
ってほとんど影響を受けることはない。このことは、材料の成形および切断がそ
れほど大きな時間的制圧を受けないことを意味する。一度に１つの成形素材を少
なくとも部分的に、少なくとも５〜１５秒、好ましくは少なくとも１０秒、最大
３０秒、水和液体中に浸漬すると、成形の時間も有利に延長される。液体はここ
では、成形素材内で作用する毛細管力によって吸収され、該成形素材は好ましく
は、液体に浸漬させることに関連して、挿入器具によってつかまれる。吸収され
た液体の量は自動的に、完全水和に必要な量の少なくとも９０〜９５％であり、
それは圧縮度に応じて粉末量に基づいて算出された液体の１５〜２２％を成形素
材が吸収することを意味している。これが事実であるということは、成形素材の
圧縮度が最適化されたため、毛細管力によって成形素材が液体の必要量の９０〜
９５％を吸収するという事実による。液体のそのような量により、良好な圧縮性
が与えられる。好ましくは粉末混合物および／または成形素材を１５０℃を越え
る温度にて予備調整することによって、濡れ能力の向上が得られる。次に、成形
素材の表面に残った（目に見える）液体はすべて、たとえば湿ったナプキンを飽
和成形素材に素早く触れさせて拭き取る。完全水和は、材料硬化中の唾液分泌と
関連して、空洞内で起こる。成形素材は、液体中でも飽和させることができ、湿
ったナプキンで拭いてから、器具を用いて空洞に使用する。

【００３２】 本発明の好ましい本実施形態により、第１の成形素材を好ましくは充填ツール
によって後に空洞に詰め込むために、そのようにして液体で飽和させ、その後、
次いで第２の成形素材を好ましくは同じ充填ツールによって詰め込むために、液
体で飽和させる。この後、次に空洞が一斉に充填された湿潤成形素材によって該
空洞に最適に満たされるまで、さらなる成形素材すべてを好ましくは同じ充填ツ
ールで空洞に詰め込むために、液体で飽和させ、その後、化学結合セラミック材
料を製造するために硬化させる。成形素材を１回に１つずつ水和液体で飽和させ
るおかげで、それぞれの成形素材の水和は、給湿および空洞に充填すると順々に
開始する。それゆえ、ＳＥ ４６３ ４９３およびＳＥ ５０２ ９８７で示さ
れる、空洞に詰めるために粗プレス塊全体に給湿し、次に細片に分割させる方法
と比較すると、成形のための実質的な時間が得られる。以前の既知技法による飽
和した粗プレス塊中の最後の材料はもちろん、空洞に詰め込まれ、そこで一斉に
詰め込まれる前に水和を開始する時間があり、おそらく最悪の場合には、空洞へ
の材料の詰め込みにむらが生じることにより、結果として品質の劣化の可能性が
ある。しかし本発明により、材料は空洞に詰め込まれながら水和する。促進剤を
使用すると、上記により水和反応はここでも最初の２〜３分後に促進されるため
、非常に高強度で迅速に硬化するセラミック材料が得られる。強度はわずか２０
〜６０分後に機能的に発生する。

【００３３】 促進剤は、好ましくは水和液体（通常は水）に溶解させたアルカリ金属塩より
なる。最も好ましくは、リチウム塩、たとえば塩化リチウムまたは炭酸リチウム
を使用する。含有量は水１リットル当たり０．１〜１ｇ、好ましくは少なくとも
水１リットル当たり０．２ｇ、より好ましくは少なくとも水１リットル当たり０
．４ｇおよびさらに好ましくは少なくとも水１リットル当たり０．８ｇとなり得
る。含有量が増えると、水和が速くなり、材料で得られる強度が大きくなる。連
続した給湿と詰め込みにより、材料を使用して空洞に詰め込むための時間が不足
することなく、多くの含有量の促進剤を使用することができる。あるいは詰め込
み前に、促進剤、すなわちアルカリ金属塩を固体の形で粉末混合物に混合するこ
とができる。これに関連して、粉末混合物中の促進剤の含有量は、体積１０００
に対して０．１〜０．５、好ましくは体積１０００に対して０．２〜０．３より
なるうる。促進剤がこのように固体の形で存在するため、成形素材の水和液体に
よる飽和後の塩の溶解がさらに時間を取るという点で、短いが、おそらく重要な
時間の増加がさらに得られる。

【００３４】 上記により、空洞が圧縮された成形素材で充填され、上層が１つ以上の薄い成
形素材で形成されたら、圧縮ツールによって最終詰め込みと原位置での余剰液体
すべての除去を行う。成形素材中に毛細管力によって自動的に吸収される液体の
量が、成形および初期水和に必要な量の液体に一致するように成形素材の圧縮度
／多孔性が最適化されているため、水和液体の余剰は通常ない。しかし、たとえ
ば唾液などの他の液体が、空洞への詰め込みに伴って材料上に留まっていること
があり、よって最終圧縮に備えた脱湿圧縮器具／ツールを用いるのに好都合であ
る。ツールの脱湿動作部はここでは、硬質多孔性材料よりなり、ツールが成形素
材を空洞内へ加圧すると同時に、余剰液体がそこに吸収される。

【００３５】 最終詰め込みの後、次の研磨、たとえば口腔に面している化学結合セラミック
材料の自由表面の研削は、湿潤成形素材の圧縮が完了した後、好ましくは３〜１
０分以内、より好ましくは３〜７分以内に行うことができる。

【００３６】 挿入および最終圧縮のツール 本発明は、成形素材を空洞に挿入するツールにも関する。挿入という語は、成
形素材をつかみ、保持し、充填する空洞に導入して、そこに配置／付着させるこ
とを指す。

【００３７】 本発明による挿入ツールは、円筒状鞘と好ましくは、所定の成形素材の直径に
よって調整された内径を有するノズルまたはヘッドを含む。鞘は成形素材を収容
するための開いた第１の短末端及び、鞘内に配置されたピストンを有し、該ピス
トンは、成形素材を空洞へ移動させるために、鞘軸方向に移動することができる
。

【００３８】 本ツールの１つの側面により、円筒状鞘またはノズルの最小内径は、所定の成
形素材の直径より小さく、第１の短末端における鞘もしくはノズルは、最大直径
が所定の成形素材の直径より大きい、約２０°の内部面取り部を持つ。

【００３９】 本ツールの好ましい実施形態により、成形素材をつかんでいない場合に、代わ
りに圧縮体をつかんで保持するようにも調整される。圧縮体は、鞘またはノズル
の内径に適合した直径を有し、比較的硬質の多孔性材料であり、ツールはこれに
よって、該液体によって飽和された１つ以上の成形素材の空洞内での圧縮を行う
ための給湿圧縮器具を形成する。したがってこれにより、成形素材の空洞への挿
入と、成形素材の空洞への最終脱湿一斉詰め込み（圧縮）に同じツールを使用す
ることができる。

【００４０】 本発明により、圧縮体は、多孔性セラミック材料、多孔性ポリマー材料、多孔
性金属材料、多孔性木材よりなる群の材料、好ましくは堅木材よりなる。圧縮体
の材料は、圧縮する材料中の粉末粒より小さい直径の穴を持つ必要がある。驚く
べきことに、ブナ材は圧縮体の材料として優れた機能を果たすことがわかってい
る。最適に圧縮体は、成形素材の最も良く使用される直径に該当する、好ましく
は１〜８ｍｍ、より好ましくは２〜５ｍｍの直径を有する。圧縮体とともに提供
される圧縮器具によって、好都合に組合わされたプレスおよび吸引効果が、空洞
に詰め込まれた成形素材上で得られる。

【００４１】 本発明による特徴は以下の図面を参照して更に説明する。

【００４２】 図１ａ〜ｃは、本発明による成形素材の考えられる形、正確には円筒中央部を
有する球形、背の高い円筒形または、分割が所望される場合に分割を容易にする
ために切欠きを有する背の低い円筒形を示す。

【００４３】 図２ａ〜ｂは、歯１を選択した直径のドリル２で穴開けした後、歯１に形成さ
れた空洞４に、対応する直径の円筒状成形素材３を挿入する方法を示す。図２ｂ
は更に、虫歯の最初の腐食程度５を示す。図２ｃは、複数の圧縮体３を大きな空
洞５に挿入する方法を示す。

【００４４】 図３ａは、空洞５のある歯の陽型６を示す。この型６は、空洞のある個別の歯
のマイナス印象（図示せず）から作成されている。成形素材の圧縮段階では、型
６はモールドまたはダイとして使用され、空洞のある個別の歯と完全に適した成
形素材（図３）が得られる。この成形素材３は、給湿後に歯の空洞内に配置し、
好ましくはそれ以上詰め込まない。

【００４５】 図４は、水和液体中で促進剤、この場合は塩化リチウムのある可変濃度を用い
て形成されたセラミック材料で得られた硬度（ＨＶ１００ｇとして測定）を、時
間の関数として示す。はっきりとわかるように、硬度がさらに速く増し、使用し
た促進剤の濃度が高いほど、より高い値に達する。低レベル、中レベルおよび高
レベルはそれぞれ、形成された製品１ｇ当たりリチウム塩が１１０^−４ｇ、２１
０^−４ｇおよび３１０^−４ｇであることを示す。

【００４６】 図５および６は、従来の挿入ツールに関して同一でありうる外部設計を持つこ
とができ、プラスチックまたは金属、好ましくは鋼鉄で製造されうるツール７を
示す。該ツールは円筒状鞘８および鞘内に配置されたピストン９を含み、ピスト
ンは鞘の軸方向に移動できる。ピストン９は、ピストンが鞘８を通ってあまりに
遠くまで移動するのを防止するコイルスプリング１０に包囲されている。ツール
７、さらに正確にはピストン９にも、ユーザの指、たとえば親指で押すためのプ
レス表面１１を備えている。突出したドーリー１２は、他の２本の指、たとえば
人差し指および中指で握るように、鞘にうまく配置されている。実施形態に示さ
れた鞘８は、口腔への最良のアクセス手段を達成するために湾曲している。ツー
ルの先端１３は、ツールが多くの異なる寸法の成形素材に使用できるようにする
ため、着脱可能な、好ましくはネジ止めされたヘッド１４によって、最良に形成
される。

【００４７】 図７および８により、鞘８は、成形素材をつかむのがそれほど困難でないよう
に、ヘッド１４による内部面取り部１５を有し、該面取り部の最大直径Ｄは所定
のサイズの成形素材３の直径を超え、その最小直径は所定の成形素材３よりも小
さい。面取り部１５は適切に、ヘッド１４の中央線に対して約２０°の角度を有
する。これにより、成形素材をツール内に容易に導入し、それにもかかわらず成
形素材を所定の位置に着実に保持することができる。図８は、成形素材を面取り
部１５によってしっかりと保持する方法を示し、ヘッド１４から成形素材３を押
出せるようにために、ピストン９を移動させる方法も示している。

【００４８】 図９により、ツール、さらに正確にはヘッド１４は、つかんだ成形素材が部分
的に液体に浸漬されている場合に、水和液体の吸収量を増加させる目的で、たと
えば細長い溝１６または穴１７の形の穿孔を装備させることができる。ここでは
ヘッド１４の周囲に多数の細長い溝１６または穴１７が配置されている。図１０
による別法は、壁にくぼみ１８のあるヘッド１４を提供するものである。くぼみ
は、ヘッド１４の周囲にわずかな距離で適切に延び、ヘッドの短末端からわずか
な距離、たとえば３ｍｍ上に配置されている。

【００４９】 図９および１０による実施形態は、考えられる変形のみである。通常の場合、
成形素材の毛細管作用が非常に良好であるため、成形素材３の下方の突出部のみ
が液体に浸漬されている場合でさえ必要量の液体が吸収されるので、穿孔または
くぼみは不要である。

【００５０】 図１１は、ヘッド１４を備えたツール７が空洞内での成形素材の最終圧縮のた
めに、圧縮体１９をもつかむ方法を示す。この圧縮体１９は前述の説明から、硬
質多孔性材料よりなり、ツール７によってつかまれるように調整された直径を有
する。

【００５１】 実施例１ 膨張、特に長期膨張に対する各種膨張補正添加剤の効果を研究するために、一
連の実験を実施した。

【００５２】 原材料の説明： たとえばアルミン酸カルシウムセメント（ＡｌｃｏａまたはＬａＦａｒｇｅ）
の一部を形成する相ＣａＯ．Ａｌ_２Ｏ_３およびＣａＯ．２Ａｌ_２Ｏ_３のアルミン
酸カルシウム、標準セメント（Ｃｅｍｅｎｔａ）、微粒二酸化シリコン（Ａｌｄ
ｒｉｃｈ）およびガラス球（Ｓｉｌ−Ｃｅｌｌ、Ｓｔａｕｓｓ ＧｍｂＨ）。Ａ
ｌ_２Ｏ_３（住友、ＡＫＰ ３０）、東洋曹によるＺｒＯ_２（３モル％Ｙ_２Ｏ_３）
。 微粒酸化アルミニウム（住友、ＡＫＰ ３０）より社内で製造した多孔性粒子
（直径約１５マイクロメートルに凝集）。

【００５３】 ａ）〜ｈ）の実施例を説明する。 ａ） 添加剤を含まないが、硬度供与充填材粒子を含む完全水和アルミン酸塩
を用いた、アルミン酸カルシウムの長期膨張（対照標準） ｂ） 原セメント材の微粒度の効果 ｃ） 第２相の効果、ＯＰＣセメント ｄ） 第２相の効果、微粒二酸化シリコン ｅ） ｂ）に対する多孔性凝集体の効果 ｆ） ｃ）に対する多孔性凝集体の効果 ｇ） ＯＰＣおよび微粒二酸化シリコンの組合せの効果 ｈ） 各種添加剤の組合せの効果 ｉ） 硬度供与充填材粒子を含まない純セメント系に対する、シリコン含有第
２相の効果 ｊ） ｉ）に対する硬度供与充填材粒子の効果

【００５４】 ＣａＯ．Ａｌ_２Ｏ_３およびＣａＯ．２Ａｌ_２Ｏ_３のモル比が約１：１であるア
ルミン酸カルシウムは、充填材粒子と以下に示す第２添加物（すべての量はアル
ミン酸カルシウムの量に対して規定される）と混合する。粒子のタイプを規定せ
ずに「酸化アルミニウム」と呼ぶ場合は、従来の硬度供与充填材粒子を意味する
。

【００５５】 ａ） ４０ｖｏｌ％の酸化アルミニウムの添加、粉砕時間２４時間。セメント
は事前に２０時間粉砕した。 ｂ） ４０ｖｏｌ％の酸化アルミニウムの添加、粉砕時間２４時間。セメント
は事前に８０時間粉砕した。 ｃ） ４０ｖｏｌ％の酸化アルミニウムの添加、粉砕時間２４時間。セメント
は事前にｂ）に従って粉砕した。アルミン酸カルシウムに１５ｖｏｌ％のＯＰＣ
（普通ポルトランドセメント／標準セメント）を添加した。 ｄ） ４０ｖｏｌ％の酸化アルミニウムの添加、粉砕時間２４時間。第２相を
１０ｖｏｌ％の微粒二酸化シリコンの形で、ｂ）に従って粉砕したアルミン酸カ
ルシウムに添加した。 ｅ） ２０ｖｏｌ％の酸化アルミニウムの添加、粉砕時間２４時間。セメント
はｂ）に従って粉砕した。粉砕時間２０時間の直後に、２０ｖｏｌ％の多孔性酸
化アルミニウム凝集体（社内で製造）を添加した。 ｆ） ２０ｖｏｌ％の酸化アルミニウム＋２０ｖｏｌ％の多孔性粒子としての
酸化アルミニウム（凝集体）の添加、粉砕時間２４時間、ただし２０時間後にの
み凝集体を添加した。セメントはｂ）によって粉砕したが、１５ｖｏｌ％のＯＰ
Ｃの形で第２相を添加した。 ｇ） ４０ｖｏｌ％の酸化アルミニウムの添加、粉砕時間２４時間。セメント
はｂ）に従って粉砕した。５ｖｏｌ％のＯＰＣおよび５ｖｏｌ％の微粒二酸化シ
リコンをアルミン酸カルシウムに添加した。 ｈ） ２０ｖｏｌ％の酸化アルミニウム＋２０ｖｏｌ％の多孔性粒子としての
酸化アルミニウムの添加、粉砕時間２４時間、ただし２０時間後にのみ凝集体を
添加した。この場合は、５ｖｏｌ％のＯＰＣおよび５ｖｏｌ％の微粒二酸化シリ
コンおよび０．５ｖｏｌ％のガラス球の形で第２相をアルミン酸カルシウムに添
加した。 ｉ） ５ｖｏｌ％のＯＰＣおよび５ｖｏｌ％の微粒二酸化シリコンの形での第
２相の添加、粉砕時間２４時間。セメントは事前に８０時間粉砕した。 ｊ） ５ｖｏｌ％のＯＰＣおよび５ｖｏｌ％の微粒二酸化シリコンおよび１０
ｖｏｌ％の硬度供与充填材粒子ＺｒＯ_２の添加、粉砕時間２４時間。セメントは
事前に８０時間粉砕した。

【００５６】 混合物は、ボールミル内で窒化シリコン製の不活性粉砕ボールにより占有係数
３５％で粉砕した。液体としてイソプロパノールを使用した。溶媒の蒸発後に、
材料ａ）〜ｈ）を水と混合して、脱水し、容器内の直径４ｍｍの穴にストッパを
用いて詰め、光学顕微鏡で寸法測定ができるようにした。材料は最長１８０日間
連続して実施した検査測定の間、３７℃にて湿潤状態で保管した。

【００５７】 結果を以下の表で報告する。 測定値の誤差範囲は±０．０２％

【００５８】 約１００日後に膨張が停滞することは結果より明白である。きわめて寸法安定
性である材料（誤差範囲を含めて０．１５％未満の膨張）の場合、停滞の明確な
時点は求められない。以下の事項も明白である。 対象標準（ａ）に比べて、増加した粉砕時間（ｂ）のみで長期膨張がほぼ半減
している。 １５ｖｏｌ％の量のＯＰＣセメントの形の第２相も加えると（ｃ）、長期膨張
は（ｂ）に比べてさらに実質的に半減する。 長期膨張は、１０ｖｏｌ％の量の微粒二酸化シリコンの形の第２相によって（
ｄ）さらに減少する。 （ｂ）に比べて改良された（減少した）長期膨張は、２０ｖｏｌ％の量の酸化
アルミニウムの多孔性凝集体を用いても（ｅ）達成される。 多孔性粒子およびＯＰＣセメントの第２相を組合せて用いた場合に、きわめて
低い膨張が達成される。 ＯＰＣセメントと微粒二酸化シリコンの両方の第２相を組合わせて用いた場合
に、きわめて低い膨張が達成される。 多孔性粒子、ＯＰＣセメントと微粒二酸化シリコンの両方の第２相とガラス球
を組合わせて用いた場合に、きわめて低い膨張が達成される。 硬度供与充填材粒子を含まない純セメント系の場合、低い含有量のシリコン含
有添加剤のみを用いた場合に、きわめて低い膨張が達成される。 少量（１０ｖｏｌ％）の硬度供与充填材粒子を含むアルミン酸カルシウム系の
場合、膨張補正のためにシリコン含有添加剤のみを用いると、きわめて低い膨張
が達成される。

【００５９】 きわめて低い膨張率（０．１０％未満）を有する材料は、膨張特性以外は、添
加剤を含まない対応するセメント系に一致する一般特性プロフィールを持つ。こ
れらの材料は、１７０〜２００ＭＰａの圧縮強度、Ｈ（ビッカーズ １００ｇ）
＝１１０〜１３０の硬度およびきわめて高い耐酸性を有する。

【００６０】 実施例２ 原材料の説明： たとえばアルミン酸カルシウムセメント（ＡｌｃｏａまたはＬａＦａｒｇｅ）
の一部を形成する相ＣａＯ．Ａｌ_２Ｏ_３およびＣａＯ．２Ａｌ_２Ｏ_３のアルミン
酸カルシウム、標準セメント（Ｃｅｍｅｎｔａ）、微粒二酸化シリコン（Ａｌｄ
ｒｉｃｈ）および不活性酸化物ＺｒＯ_２（Ａｌｄｒｉｃｈ）。

【００６１】 混合： セメント相を約８０時間、一斉に粉砕した後、酸化物を約２２時間の最終操作
で加えた。最後に、２−プロパノールよりなる粉砕液体を蒸発させた。

【００６２】 プレス： 粉末混合物をＫｏｒｓｃｈ錠剤押抜器で約９０ＭＰａの圧力にてプレスし、小
型錠剤とした。錠剤の直径は３．００ｍｍ、高さは３．００ｍｍであり、平側面
から約２０°の面取り部０．３５ｍｍを有する。

【００６３】 調整： 錠剤は４００℃にて４時間熱処理した。

【００６４】 試験チャンバにおける挿入および圧縮 １回につき１つずつ錠剤にアルカリ塩を含む水を加えた。錠剤を特殊ホルダ内
の空洞に移動させ、最初は普通のストッパで圧縮し、最終的には多孔性圧縮器具
（図１１による）によって詰め込んだ。次に錠剤を３７℃、湿潤環境で試験体中
に保管した。

【００６５】 結果： 図１２は、形成されたセラミック材料の結果として得られた膨張を、時間の関
数として示す。得られた膨張値は非常に低く、膨張レベルは４０日後には一定で
あることが確認された。

【００６６】 本発明は上述の実施形態に限定されることなく、請求項の範囲内で変化されう
る。それゆえ、本発明はたとえば、歯科以外の用途に関連しても、すなわち他の
目的の化学結合セラミック材料の製造に関連して使用可能であることが理解され
る。考えられる応用分野はたとえば、電子回路の担体材料（基質）、マイクロメ
カニクスの基質である。製品はここではたとえば、直径約２〜７ｃｍの薄いプレ
ートよりなり、電子回路の担体材料として、マイクロメカニクス用途の担体材料
として、バイオセンサの担体材料として、または回路基板、バイオセンサなどを
製造するための光ファイバー用の担体材料として使用される。この種の用途では
、製品は膨張補正添加剤を含む必要はないことも考えられるが、これは本発明の
範囲外となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明による成形素材の考えられるある実施形態を示
す。

【図２】 図２（ａ）〜（ｃ）は、穴開けされ、本発明による１つ以上の成形素材を供給
された歯を側面および上面から示す。

【図３】 図３（ａ）〜（ｃ）は、空洞がある歯の型／ダイ、および型／ダイで成形され
た成形素材を示す。

【図４】 図４は、水和液体中の促進剤のある可変濃度の強度を、時間の関数として示す
。

【図５】 図５は、成形素材を含めた、ツール、すなわち挿入器具の第１の実施形態の斜
視図を示す。

【図６】 図６は、成形素材を含めた、図５のツールの断面の側面図を示す。

【図７】 図７は、図６によるツールのヘッドの断面を示す。

【図８】 図８は、図７によるヘッド先端を、ピストンおよび成形素材を含めて断面で示
す。

【図９】 図９は、ツールの別の実施形態で、ヘッドの２つの変形の側面図を示す。

【図１０】 図１０は、ツールの別の実施形態で、ヘッドのまた別の変形の側面図を示す。

【図１１】 図１１は、圧縮体をつかんでいる、本発明によるツールのヘッドの側面図を示
す。

【図１２】 図１２は、本発明によって製造されたセラミック材料の膨張を、時間の関数と
して示す。

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１１月８日（２００２．１１．８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００５７】 結果を以下の表で報告する。 測定値の誤差範囲は±０．０２％

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4C052 AA17 HH10 4C089 AA06 BA03 BA04 BA05 BA06 BA07 BA08 BA10 BA13 BA14 CA02 CA03 CA06 4G012 MA00 MA01 MB02 PB03 PB04 PB06 PC04 PC09 PC11 PD03 PE04

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つ以上の粉末結合剤の結合相よりなり、結合剤と反応する
   液体による飽和後に化学結合セラミック材料を形成する能力を有し、好ましくは
   固相体積５５〜６７％の圧縮度を有する成形素材（３）であって、 材料の長期寸法安定性を与えるように調整された１つ以上の膨張補正添加剤も
   含むことを特徴とする成形素材（３）。
2. 【請求項２】 成形素材（３）が、硬度充填材粒子を実質的に含まないこと
   を特徴とする請求項１に記載の成形素材。
3. 【請求項３】 成形素材（３）が、５０ｖｏｌ％以下のバラスト材を含むこ
   とを特徴とする請求項１に記載の成形素材。
4. 【請求項４】 前記結合相が、少なくとも実質的にアルミン酸カルシウムセ
   メントよりなることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の成形素材。
5. 【請求項５】 前記添加剤が、多孔性粒子または多孔性凝集体よりなる群の
   １つ以上の添加剤、結合相の弾性率よりも低い弾性率を有する柔軟性粒子および
   第２相よりなり、かつ第２相が結合相と反応することを特徴とする前記請求項の
   いずれか一項に記載の成形素材。
6. 【請求項６】 前記添加剤が、少なくとも実質的に第２相よりなり、前記第
   ２相が好ましくは、成形素材中、好ましくは１〜２０ｖｏｌ％、さらに好ましく
   は１〜１０ｖｏｌ％の総量のＯＰＣセメントおよび／または微結晶二酸化シリコ
   ンおよび／または別のシリコン含有相よりなることを特徴とする請求項５に記載
   の成形素材。
7. 【請求項７】 前記第２相が、１〜５ｖｏｌ％の量のＯＰＣセメントおよび
   ／または１〜５ｖｏｌ％の量の微結晶二酸化シリコンよりなることを特徴とする
   請求項６に記載の成形素材。
8. 【請求項８】 前記添加剤が、少なくとも実質的にＡｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ
   、またはＺｎおよびＳｎ等の酸化物よりなる多孔性粒子または多孔性凝集体より
   なり、これらが好ましくは直径が２〜３０μｍ、さらに好ましくは５〜１５μｍ
   の直径、多孔性としては２０〜６０％、好ましくは３０〜５０％の開多孔度を有
   し、粒子／凝集体の穴開口部は５μｍ未満、好ましくは０．１〜５μｍ、さらに
   好ましくは１〜３μｍであることを特徴とする請求項５に記載の成形素材。
9. 【請求項９】 前記添加剤が、少なくとも実質的に多孔性粒子よりなり、該
   多孔性粒子が、なくとも実質的に高密度の多孔度を有する微粒子よりなり、該微
   粒子が好ましくはガラス製であり、５０％以上、好ましくは８０％以上の多孔度
   を有し、成形素材の体積の２ｖｏｌ％未満、好ましくは０．１〜２ｖｏｌ％、そ
   してさらに好ましくは０．５〜１．５ｖｏｌ％の量で存在することを特徴とする
   請求項５に記載の成形素材。
10. 【請求項１０】 前記成形素材（３）が、固相体積５７〜６３％、好ましく
    は固相体積５８〜６１％の圧縮度を有する前記請求項のいずれか一項に記載の成
    形素材。
11. 【請求項１１】 前記成形素材（３）が、前記結合剤と液体との反応を促進
    するための促進剤も含み、該促進剤が好ましくは、固体含有量に対して算出した
    、体積１０００に対して０．１〜０．５、好ましくは体積１０００に対して０．
    ２〜０．３の量のアルカリ金属塩よりなることを特徴とする前記請求項のいずれ
    か一項に記載の成形素材。
12. 【請求項１２】 前記結合剤が、実質的に２〜８μｍ、好ましくは３〜４μ
    ｍの粒径を有することを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の成形素材
    。
13. 【請求項１３】 最大８ｍｍの最大寸法と最小０．３ｍｍの最小寸法を有し
    、直径または幅が１〜８ｍｍ、好ましくは２〜５ｍｍであり、高さが０．３〜５
    ｍｍ、好ましくは０．５〜４ｍｍであることを特徴とする前記請求項のいずれか
    一項に記載の成形素材。
14. 【請求項１４】 歯科用途、好ましくは歯科充填材に使用されることを特徴
    とする前記請求項のいずれか一項に記載の成形素材。
15. 【請求項１５】 前記成形素材（３）が、歯科用ドリル（２）に適合した寸
    法を有することを特徴とする請求項１４に記載の成形素材。
16. 【請求項１６】 電子回路の担体材料として、マイクロメカニクス用途の担
    体材料として、バイオセンサの担体材料として、または光ファイバー用の担体材
    料として使用されることを特徴とする請求項１〜１２いずれか一項に記載の成形
    素材。
17. 【請求項１７】 前記成形素材（３）が、成形素材を導入する個別の空洞（
    ５）に適合した寸法を有することを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載
    の成形素材。
18. 【請求項１８】 １つ以上の粉末結合剤とこれらの結合剤と反応する液体と
    の反応によって、化学結合セラミック材料を製造する方法であって、該結合剤を
    含む粉体をその粉体内で、成形素材（３）に圧縮した後、液体で成形素材を飽和
    させ、圧縮時に焼結反応を行わずに、密接に結合した成形素材が得られるような
    高い外圧および低温に暴露させる方法であって、成形素材が好ましくは固相体積
    ５５〜６７％という圧縮度を有し、粉体が物質に長期寸法安定性を与えるように
    調整された１つ以上の膨張補正添加剤も含むことを特徴とする方法。
19. 【請求項１９】 前記結合剤が、少なくとも実質的にアルミン酸カルシウム
    セメントよりなり、前記添加剤が好ましくは多孔性粒子または多孔性凝集体より
    なる群の１以上の添加剤、結合相の弾性率よりも低い弾性率を有する柔軟性粒子
    および第２相よりなり、かつ第２相が結合相と反応することを特徴とする請求項
    １８に記載の方法。
20. 【請求項２０】 前記成形素材（３）が、固相体積５７〜６３％、好ましく
    は固相体積５８〜６１％の圧縮度を有する請求項１８または１９に記載の方法。
21. 【請求項２１】 製造される各圧縮体の錠剤プレス段階を含み、錠剤プレス
    を４０〜１５０ＭＰａ、好ましくは７０〜１１０ＭＰａで実施することを特徴と
    する請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の方法。
22. 【請求項２２】 前記成形素材（３）が導入される空洞（５）の型（６）内
    で前記圧縮が実施されるという点で、前記成形素材が形成されることを特徴とす
    る請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 【請求項２３】 粉末混合物および／または前記成形素材（３）を１５０℃
    以上の温度、好ましくは２５０℃以上の温度で予備調整されることを特徴とする
    請求項１８〜２２のいずれか一項に記載の方法。
24. 【請求項２４】 前記成形素材（３）を液体中に浸漬し、次に成形素材の表
    面に残った液体を拭き取ることに関連して、成形素材の少なくとも一部を液体に
    好ましくは少なくとも５〜１５秒、好ましくは少なくとも１０秒、最大３０秒浸
    漬して、成形素材中で作用する毛細管力によって液体を吸収させるという点で、
    該液体に成形素材を飽和させ、成形素材を好ましくは挿入器具（７）でつかむこ
    とを特徴とする請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 【請求項２５】 前記液体が、好ましくは結合相と液体との反応の促進剤を
    含む水和液体よりなり、該促進剤が好ましくは液体１リットル当たり０．１〜１
    ｇ、好ましくは少なくとも液体１リットル当たり０．２ｇ、さらに好ましくは少
    なくとも液体１リットル当たり０．４ｇおよび最も好ましくは少なくとも液体１
    リットル当たり０．８ｇの量のアルカリ金属塩よりなることを特徴とする請求項
    １８〜２４のいずれか一項に記載の方法。
26. 【請求項２６】 第１の成形素材（３）を液体で飽和させて、次に好ましく
    は充填ツールによって空洞（５）内に詰め込み、その後、第２の成形素材（３）
    を液体で飽和させて、次に好ましくは該充填ツールによって空洞（５）内に詰め
    込み、その後、好ましくは圧縮された湿潤成形素材で空洞が充填されるまで、さ
    らにすべての成形素材を液体で飽和させて、次に好ましくは該充填ツールによっ
    て空洞内に詰め込み、次に硬化させて、該化学結合セラミック材料とすることを
    特徴とする請求項２４に記載の方法。
27. 【請求項２７】 最終詰め込みおよび余剰液体の除去に当たって、圧縮装置
    （７）つまりツールが湿っているところに作用して、硬くて多孔質な成形素材を
    詰め込まれる部分（１９）で余剰の液体は吸収され、同時に湿った成形素材（３
    ）と共に空洞（５）内に詰め込まれることを特徴とする請求項２６に記載の方法
    。
28. 【請求項２８】 形成された化学結合セラミック材料の表に現れている面の
    研磨を順次実施し、湿潤成形素材の圧縮が完了した後、好ましくは３〜１０分以
    内、さらに好ましくは３〜７分以内に実施することを特徴とする請求項２６また
    は２７に記載の方法。
29. 【請求項２９】 １つ以上の粉末結合剤の結合相よりなり、結合剤と反応す
    る液体による飽和の後、化学結合セラミック材料を形成し得る成形素材（３）を
    空洞（５）内に挿入するツール（７）であって、所定の成形素材（３）の内径に
    よって調整した内径（ｄ、Ｄ）を有し、成形素材（３）を収容するために開いて
    いる短い終端部（１４）を備えた円筒状鞘（８）またはヘッド（１４）を含み、
    成形素材（３）を該空洞（５）に運搬するために鞘の軸方向に移動可能であり、
    鞘内に配置されたピストンを有することを特徴とするツール。
30. 【請求項３０】 前記鞘（８）またはヘッド（１４）の短末端が、所定の成
    形素材（３）の直径よりも小さい最小内径（ｄ）を有し、短末端における鞘（８
    ）またはノズル（１４）は、好ましくは１０〜３０°であり、その最大直径（Ｄ
    ）が所定の成形素材（３）の直径を超える内部面取り部（１５）を有することを
    特徴とする請求項２９に記載のツール。
31. 【請求項３１】 短末端に近い前記鞘（８）または前記ヘッド（１４）が、
    くぼみ（１８）または多数の穿孔、穴（１７）または細長い溝（１６）を壁に有
    することを特徴とする請求項２９または３０に記載のツール。
32. 【請求項３２】 前記ツール（７）が、成形素材（３）をつかんでいない場
    合に、代わりに、鞘（８）の短末端またはヘッド（１４）の内径（ｄ、Ｄ）に調
    整された直径を有し、硬質多孔性材料よりなる圧縮体（１９）をつかみ、しっか
    りと保持するように調整もされており、該硬質多孔性材料により、前記液体で飽
    和された１つ以上の成形素材（３）を前記空洞（５）に詰め込むための脱湿圧縮
    器具を形成することを特徴とする請求項２９〜３１のいずれか一項に記載のツー
    ル。
33. 【請求項３３】 前記圧縮体（１９）が、多孔性セラミック材料、多孔性ポ
    リマー材料、多孔性金属材料および多孔性木材よりなる群の材料、好ましくは堅
    木材よりなる材料、さらになお好ましくはブナ材よりなることを特徴とする請求
    項３２に記載のツール。
34. 【請求項３４】 鞘（８）の短末端またはヘッド（１４）の内径（ｄ、Ｄ）
    に調整された直径を有し、多孔性セラミック材料、多孔性ポリマー材料、多孔性
    金属材料および多孔性木材よりなる群の堅く、多孔性の材料、好ましくは堅木材
    よりなる材料、さらに好ましくはブナ材よりなることを特徴とする請求項２７〜
    ３１のいずれか一項に記載のツール（７）用の圧縮体（１９）。
35. 【請求項３５】 １〜８ｍｍ、好ましくは２〜５ｍｍの直径を有することを
    特徴とする請求項３４に記載の圧縮体。