JP2005239545A - 歯科用途のための強化されたプレス成形可能なセラミック組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】＜１２００℃でプレス成形可能であり、そして破断強さ及び破壊靭性に関して非常に良好な値を有する、歯科用途のためのガラスセラミック組成物を提供する。
【解決手段】主な成分として、ＺｒＯ２とＡｌ２Ｏ３から選ばれる１種以上を１７−７０％、ＳｉＯ２を１７−５９％を含有し、他にＹ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＣａＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｆ、ＣｅＯ２、ＴｉＯ２を含有してなるガラスセラミック組成物Ｉ（ＺｒＯ２とＳｉＯ２を主要成分とする特定組成のもの）、ＩＩ（ＺｒＯ２／Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２を主要成分とする特定組成のもの）又はＩＩＩ（Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２を主要成分とする特定組成のもの）。
【選択図】なし
【解決手段】主な成分として、ＺｒＯ２とＡｌ２Ｏ３から選ばれる１種以上を１７−７０％、ＳｉＯ２を１７−５９％を含有し、他にＹ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＣａＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｆ、ＣｅＯ２、ＴｉＯ２を含有してなるガラスセラミック組成物Ｉ（ＺｒＯ２とＳｉＯ２を主要成分とする特定組成のもの）、ＩＩ（ＺｒＯ２／Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２を主要成分とする特定組成のもの）又はＩＩＩ（Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２を主要成分とする特定組成のもの）。
【選択図】なし
Description
本発明は、破断強さ及び破壊靭性に関して強化されている歯科用途のためのプレス成形可能なガラスセラミック組成物に関する。
とりわけオールセラミック歯科修復材の今のところ普及している製造方法は、歯科用セラミック材料を圧力下及び熱作用下に粘性状態で詰めて、押し込むことで義歯に相当する形にする、いわゆるプレスセラミック技術である。この技術及びそのために適当なプレスファーネスは、例えばＥＰ０２３１７７３号Ａ１に記載され、そしてＥｍｐｒｅｓｓ（Ｒ）法として知られている（Fa. Ivoclar, Schaan, LI）。この方法は（部分）クラウン、インレー、アンレー、ベニヤ及びブリッジの製造のためにも、いわゆる前装セラミックのためのフレームの製造のためにも適当である。前記の技術では、一般にメタルフレームを、最終的に歯冠色の義歯となるようにセラミックで前装する。相応して、プレスセラミックによりオールセラミックのフレームがもたらされ、これにより暗色の金属が前装下に透けて見えないという利点を有する。
普及しているプレスセラミック材料は、２２０ＭＰａの破断強さ［Manfred Kern, Arbeitsgemeinschaft Keramik Prof. Dr. Lothar Proebster (Wiesbaden-Tuebingen) http://www.ag-keramik.de/news11whoiswho.htm］を達成する。第二世代の材料（Ｅｍｐｒｅｓｓ（Ｒ）２）は二ケイ酸リチウムガラスセラミックであり、これは３５０〜４００ＭＰａのより高い強度を達成する（ＤＥ００１９７５０７９４号Ａ１、ＤＥ００１９６４７７３９号Ｃ２、ＥＰ１１４９０５８号Ａ２）。従ってこのことは、二ケイ酸リチウム結晶の構造が“ミカド”原理と非常によく似ていることを説明する。それにより微視亀裂は進展を妨げられる。亀裂は多くの界面を通り抜けるか、又は結晶周囲を巡り、その結果亀裂エネルギーは周囲に分散される。
破断強さ及び破壊靭性とは、歯科用セラミックの場合に、破壊されずに素材に負荷できる圧力負荷、引張負荷、湾曲負荷又は捻り負荷におけるその限界を表す。破壊荷重は、破壊の時点までに使用される力である（Hoffmann-Axthelm, Lexikon der Zahnmedizin, 1983）。
Ｅｍｐｒｅｓｓ（Ｒ）プレスセラミックの曲げ強さは１１０〜１２０ＭＰａに至る（Volker Kluthe, Dissertation, http://darwin.inf.fu-berlin.de/2003/146/Literatur.pdf）。破壊靭性は約１．２である。プレスセラミック法で作業する際に前記の値の少なくとも一部を上回る材料の需要がある。既に調査された（ＤＥ１９８５２５１６号Ａ１）リューサイト含有のガラスセラミックが前装フレームのために提供され、該セラミックは特に有利な熱膨張係数を示し、このことは前装材に対する適合性に関連している。機械的特性に対して、ＤＥ１９８５２５１６号Ａ１で検討されている。
ＥＰ０２３１７７３号Ａ１
ＤＥ００１９７５０７９４号Ａ１
ＤＥ００１９６４７７３９号Ｃ２
ＥＰ１１４９０５８号Ａ２
ＤＥ１９８５２５１６号Ａ１
ＤＥ１９８５２５１６号Ａ１
Hoffmann-Axthelm, Lexikon der Zahnmedizin, 1983
本発明の課題は、＜１２００℃でプレス成形可能であり、そして破断強さ及び破壊靭性に関して非常に良好な値を有する材料を提供することである。
以下の組成の１つを有する材料が前記の要求を意想外にも満たすことが判明した：
この場合に、アルミニウム又は酸化ジルコニウムはそれぞれ比較的多量に存在する（Ｉ欄及びＩＩＩ欄）。またＡｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２の混合物又は混合酸化物も該当する（ＩＩ欄）。
酸化アルミニウムは有利にはナノ粒子形で、例えば
・Ｎａｎｏｐｈａｓｅ社のＮａｎｏＴｅｋ（Ｒ）（Ａｌ２Ｏ３、純度９９．９５＋％、平均粒度４７ｎｍ（ＳＳＡにより測定）；ＳＳＡ＝３５ｍ２／ｇ（ＢＥＴ）；白色粉末；粉末の密度＝０．２６ｇ／ｃｃ、真密度＝３．６ｇ／ｃｃ；形態＝球形）；又は
・Ｔｅｉｍｅｉ社の一次粒度０．００７〜０．２μｍを有するＴａｉｍｉｃｒｏｎ（Ｒ）
が使用される。
・Ｎａｎｏｐｈａｓｅ社のＮａｎｏＴｅｋ（Ｒ）（Ａｌ２Ｏ３、純度９９．９５＋％、平均粒度４７ｎｍ（ＳＳＡにより測定）；ＳＳＡ＝３５ｍ２／ｇ（ＢＥＴ）；白色粉末；粉末の密度＝０．２６ｇ／ｃｃ、真密度＝３．６ｇ／ｃｃ；形態＝球形）；又は
・Ｔｅｉｍｅｉ社の一次粒度０．００７〜０．２μｍを有するＴａｉｍｉｃｒｏｎ（Ｒ）
が使用される。
酸化ジルコニウムは有利には安定化されていないか、又は部分的に安定化されている。特にＴｏｓｏｈ ＴＺＯ型、ＴＺ−３Ｙ（９４．８％のＺｒＯ２、５．１％のＹ２Ｏ３）、ＴＺ−３ＹＳ（９４．８％のＺｒＯ２、５．１％のＹ２Ｏ３、“易流動グレード”）、ＴＺ−３ＹＳ−Ｅ（３モル％のＹ２Ｏ３を有するＺｔＯ２、“均一分散性”）、ＴＺ５Ｙ、ＴＺ５ＹＳ、ＴＺ５ＹＥ（同様に５モル％のＹ２Ｏ３を有する）型の材料である。
本発明による材料は、有利には８８０〜１２００℃でプレス成形可能である。
当然のように、歯科技術で慣用のセラミック顔料を少量添加することにより色の特徴付けが可能であり、機械的特性は実質的に損ねない。
有利な材料は６．８〜１４．５×１０−６Ｋ−１の線熱膨張率を有する。
有利な材料は、２５０〜４２０ＭＰａの破断強さ及び３．０〜４．０の破壊靭性を有する。
該材料は、有利にはオールセラミックフレームのために使用される。該材料は、前装材の焼成によって人工義歯の要求に対して美学的に適合できる。
該材料は、商慣習の歯科用プレスファーネスにおいて最大１２００℃の作業温度でプレス成形できる。この場合に、付形は失われた形状の原形に従って商慣習のリン酸塩複合埋設材料において行うことができる。また該材料を前焼成された円筒形ペレットの形で使用することもできる。
本発明による材料は、特に大きな応力が加わる臼歯領域で無制限に使用できるという利点を提供する。特にそこでは本発明による材料からなるより小さなブリッジを使用できる。これは、全体的に補修歯学におけるプレスセラミックの指標の拡大を意味する。
本発明によるガラスセラミックのための例は以下の組成である：
ＺｒＯ２(３％のＹ２Ｏ３を含有する) ５５．０％
ＳｉＯ２ ２５．７％
Ａｌ２Ｏ３ ４．２％
(Ｙ２Ｏ３) --％
Ｋ２Ｏ ４．７％
Ｎａ２Ｏ ４．４％
Ｌｉ２Ｏ ０．５％
ＣａＯ ０．４％
Ｂ２Ｏ３ ２．５％
Ｆ １．４％
ＣｅＯ２ ０．８％
ＴｉＯ２ ０．５％
該材料は［３９０±４０］の破断強さ及び［３．４］の破壊靭性を有する。
ＺｒＯ２(３％のＹ２Ｏ３を含有する) ５５．０％
ＳｉＯ２ ２５．７％
Ａｌ２Ｏ３ ４．２％
(Ｙ２Ｏ３) --％
Ｋ２Ｏ ４．７％
Ｎａ２Ｏ ４．４％
Ｌｉ２Ｏ ０．５％
ＣａＯ ０．４％
Ｂ２Ｏ３ ２．５％
Ｆ １．４％
ＣｅＯ２ ０．８％
ＴｉＯ２ ０．５％
該材料は［３９０±４０］の破断強さ及び［３．４］の破壊靭性を有する。
Claims (8)
- 歯科用途のための、以下の
- 付加的にセラミック着色顔料を含有する、請求項１記載のガラスセラミック組成物。
- 線熱膨張率６．８〜１４．５×１０−６Ｋ−１を有する、請求項１又は２記載のガラスセラミック組成物。
- 破断強さ２５０〜４２０ＭＰａを有する、請求項１から３までのいずれか１項記載のガラスセラミック組成物。
- 破壊靭性３．０〜４．０ＭＰａを有する、請求項１から３までのいずれか１項記載のガラスセラミック組成物。
- 温度８８０〜１２００℃でプレス成形できる、請求項１から３までのいずれか１項記載のガラスセラミック組成物。
- オールセラミックフレームの製造のための、請求項１から６までのいずれか１項記載のガラスセラミックの使用。
- 前焼成された円筒形ペレットの製造のための、請求項１から７までのいずれか１項記載のガラスセラミックの使用。
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- 2004-02-27 DE DE102004010138A patent/DE102004010138B4/de not_active Expired - Fee Related
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- 2005-02-07 US US11/052,396 patent/US20050241528A1/en not_active Abandoned
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