JP2006055456A - 歯科用補綴部材の製法 - Google Patents

Abstract

【課題】クラウンやインレー等の陶材製補綴部材を製作するに際し、作業用模型製作のための所要時間および焼成時間を短縮し、もって築盛りからガラス含浸および色合わせまでの所要時間を大幅に短縮する。
【解決手段】築盛り作業用の模型上で耐火材微粉末を築盛りしてクラウンやインレーのコアを成形し、焼成し、しかるのち上記コアの表面にガラス含浸および色調調整を順に施すに当たり、上記の模型として石膏模型を使用し、この石膏模型上に上記耐火材微粉末の５〜１０重量％をガラス粉末で置換してなる耐火性混合微粉末をケイ酸アンモニウムの水溶液で築盛りし、表面に耐火材粗粉末を振りかけ、室温で乾燥し、得られた築盛り成形品を石膏模型から外し、あらかじめ所定温度に余熱された電気炉内にセットしたのち、炉内温度を所定の焼成温度に上昇し、５〜１０分間係留する。
【選択図】 なし

Description

この発明は、歯科用補綴部材の製法に関し、歯の欠損部分を補綴修復するために使用される陶材製の補綴部材、例えばクラウンやインレーを短時間で製造することを可能にする。

前歯部の補綴修復に使用される歯科用陶材フレームは、患者から採取した第１印象に基づいて石膏模型を作り、この石膏模型から第２印象を採取し、さらに該第２印象に基づいて石膏系の複模型を作り、この複模型上に耐火材粉末を築盛りし、これを焼成して製作されるが、この複模型を用いた歯科用陶材フレームの製法が特開平５−１８６３１０号公報（特許文献１）に開示されている。この方法では、セラミック粉末を水で溶き、上記の複模型上に築盛りした後、複模型と共に１１００℃程度の温度で２時間程度焼成し、この焼成で得られた多孔質セラミックのフレームを上記複模型から取外した後、上記の焼成温度よりもやや低い温度で４〜６時間保持した状態で上記のフレームにガラスを含浸させる方法において、上記のセラミック粉末として平均粒子径が０．５〜１０μｍの球状アルミナと平均粒子径が０．５〜１．５μｍのアルミナ微粒子とを、アルミナ微粒子の割合が２〜４０重量％となるように混合して用いられる。なお、完成した陶材フレームは、ガラス含浸に続く色調調整によって仕上げられる。
特開平５−１８６３１０号公報

上記の方法によれば、ポーセレンを構成するセラミックを球状アルミナとアルミナ微粒子とからなる多孔質層とするので、焼成時の収縮によるクラックの発生がなく、強度と靭性が確保され、しかもガラスの含浸可能な気孔が形成され、この気孔にガラスが含浸されるので、強度と靭性に優れた歯科用の陶材フレームが得られる。

しかしながら、この方法では、石膏模型に基づいて複模型を作り、この複模型上にセラミック粉末を水で溶いて築盛りし、そのまま炉にセットして約１１２０℃の焼成温度までゆっくり昇温し、しかるのち上記の焼成温度に２時間保持して焼成し、いったん冷却したのち、得られたコアを複模型から取外し、さらに上記焼成温度よりもやや低い温度で４〜６時間かけてガラスを含浸するので、上記の石膏模型に基づいて第２印象および複模型を作る必要があり、そのため複模型の製作に約２時間を必要とし、また上記陶材フレームの焼成に約２時間、ガラス含浸の熱処理に４〜６時間という長時間を必要とし、しかも炉内温度を最初の焼成温度まで上昇させるには、上記特許文献１に記載された実施例の項によれば、１２０℃まで６時間かけ、さらに１１２０℃まで２時間かけ、またガラス含浸の際は２００℃まで２時間、１１００℃まで２時間かけて上昇させ、さらに冷却の際も長時間をかけるので、複模型の製作からガラス含浸完了までに２０時間以上の長時間を要するという問題があった。

この発明は、クラウンやインレー等の陶材製補綴部材を製作するに際し、従来の複模型を不要とし、患者から採取した第１印象に基づく従来の石膏模型上に直に築盛りし、この築盛りで得られたコアを石膏模型から外して焼成することを可能にし、もって模型製作から焼成、ガラス含浸を経て色調調整に到る所要時間を大幅に短縮するものである。

この発明では、従来と同様に、作業用の模型上でアルミナ、ジルコニア、シリカ等の耐火材微粉末を築盛りしてクラウンやインレーのコアを成形し、焼成し、しかるのち上記コアの表面にガラス含浸および色調整を順に施すが、上記の模型として従来用いた複模型に代えて石膏模型を使用し、この石膏模型上に上記耐火材微粉末の５〜１０重量％をガラス粉末で置換してなる耐火性混合微粉末をケイ酸アンモニウムの水溶液で築盛りし、表面に耐火材の粗粉末を振りかけて室温で乾燥し、得られた築盛り成形品を石膏模型から外し、あらかじめ所定温度に余熱された電気炉内にセットし、炉内温度を焼成温度に上昇して５〜１０分間係留する。

すなわち、築盛りの際、従来は水を使用し、この水を含ませた筆先に耐火材の微粉末を付着させ、これを模型上に塗布して築盛りしていたのに対し、この発明では水よりも粘性が高く、かつ常温硬化性を有するケイ酸アンモニウムの水溶液を使用する。したがって、築盛りし、その表面に耐火材の粗粉末を振りかけ、乾燥して得られた成形品の形態保持性が良好となり、そのため上記の成形品は、変形させたり崩したりせずに上記の石膏模型から外して電気炉にセットし、焼成することができる。なお、ケイ酸アンモニウムに代えてコロイダルシリカやアルミナゾルを使用することが試みられたが、築盛り乾燥後の強度が不足し、模型から外す際に崩れるので、不適当であった。

そして、ケイ酸アンモニウムの使用により、焼成時に築盛りの作業用模型を外すことができるので、築盛り作業用の模型として、従来の収縮性複模型に代えて石膏模型、すなわち患者から採取した第１印象に基づく石膏模型を直に使用することが可能になり、そのため石膏模型から第２印象を採取して複模型を製作する作業が不要となり、模型製作に要する時間が大幅に短縮される。また、ケイ酸アンモニウムは、含有するアンモニュウムが蒸発により消失し、残ったシリカが耐火材と同化するため、何ら支障が生じない。なお、ケイ酸アンモニウムは、水溶液の形で用いられるが、濃度は３０〜４５％が好ましく、３０％未満では効果がなく、４５％を超えると粘性が高くなり、築盛り造形が困難になる。

また、この発明では、築盛りに際し、耐火材微粉末およびガラス粉末の混合微粉末を用いるので、焼成時にガラスが溶融して接着機能を発揮し、焼成で得られるコアの強度が耐火材のみの場合に比べて向上してコアが崩れ難くなり、コアの取扱いが容易になる。ただし、混合微粉末におけるガラスの含有量は、５〜１０重量％が好適であり、この含有量が５重量％未満では強度が不足し、１０重量％を超えると収縮が過大になる。また、上記の築盛りで使用する耐火材の微粉末および振りかけに使用する耐火材の粗粉末は、従来と同様にアルミナ、ジルコニア、シリカ等の粉末であり、これらのいずれか一種を単独で、または２種以上を混合して使用することができる。そして、上記耐火材の微粉末および粗粉末の平均粒子径は、従来と同程度で使用される。すなわち、平均粒子径は、微粉末では０．５〜６．０μｍが好ましく、また粗粉末では４０〜７０μｍが好ましい。また、ガラス粉末の平均粒子径は１０〜３０μｍが好ましい。

この発明では、上記のようにコア形状の築盛り成形品のみを電気炉にセットして焼成するので、従来の複模型ごと炉にセットする場合のように加熱を緩やかに行なう必要がなく、あらかじめ予熱した電気炉にセットして急速に加熱し、係留時間も短縮して焼成することが可能になり、そのため焼成時間が大幅に短縮される。実験によれば、成形品を炉内にセットしてから焼成完了までの所要時間が係留時間を含めて１０〜１５分程度で十分となる。但し、上記の予熱温度は４００〜６００℃が好ましく、この予熱温度が４００℃未満では焼成の所要時間が過大になり、反対に６００℃を超えると上記のコアにひび割れや歪が発生する。

また、電気炉に成形品をセットしたのち炉内温度を上昇させるが、最終の焼成温度は従来と同様に１１００〜１１５０℃が好ましく、この焼成温度が１１００℃未満では焼成が不十分となり、反対に１１５０℃を超えると収縮が大きくなる。また、係留時間は５〜１０分が適当であり、５分未満では焼成が不十分となり、反対に１０分を超えると不経済である。なお、予熱温度から最終の焼成温度まで加熱する際の所要時間は３〜５分が好ましく、３分未満ではコアに歪やひび割れが発生し、５分を超えると不経済である。

得られたコアに対しては、従来と同様にガラス含浸と色調調整が施される。ガラス含浸は、コアの表面にガラス粉末を水と共に筆で塗布し、熱処理で溶融することにより行なわれる。この場合、ガラス粉末としては、石英ガラスおよびケイ酸塩系ガラスの粉末が用いられ、ケイ酸塩系ガラスとしては、アルミナや酸化ホウ素を含むものが例示される。なお、ガラス粉末の平均粒子径およびガラス化のための処理温度は、それぞれ常法にしたがって３０〜８０μｍおよび１０００〜１１００℃に設定される。但し、電気炉は、あらかじめ所定の温度４００〜６００℃に余熱し、コアをセットしたのち、３〜５分かけて上記の熱処理温度に加熱し、１５〜３０分間係留してガラスを溶融含浸することが好ましい。

また、色調調整は、上記ガラス含浸後のコアに対し、常法にしたがって色調の異なる数種類の色調調整用陶材粉末を個別に用い、水と共に筆で塗布し、熱処理する操作を繰り返して所望の色調を得ることにより行なわれる。この色調調整のための熱処理温度は、常法にしたがって８００〜１０００℃に設定される。但し、電気炉は、あらかじめ所定の温度４００〜６００℃に余熱し、ガラス含浸後のコアをセットしたのち、３〜５分かけて上記の熱処理温度に加熱し、１〜２分間係留して焼付けることが好ましい。

この発明は、上記のように築盛り作業の水に代えてケイ酸アンモニウムの水溶液を使用するので、築盛りして得られた成形コアを作業用模型から外して電気炉にセットし、そのまま焼成することができ、そのため築盛りの作業用模型として石膏模型を直に使用することが可能になり、従来の複模型が不要となり、この複模型を製作する分だけ模型製作に要する時間が短縮される。また、電気炉にはコアのみをセットして焼成できるので、焼成に際して電気炉を予熱することができ、焼成時間を大幅に短縮することができる。したがって、石膏模型を製作してからコアの焼成完了までの所要時間が３０〜５０分程度となり、従来方法に比して大幅に短縮される。しかも、ケイ酸アンモニウムは、シリカが残るのみであるため、何ら支障が生じない。また、耐火材とガラスの混合微粉末でコアを成形し焼成するので、耐火材のみからなるコアに比べてコア強度が向上して崩れ難くなり、コアの取り扱いが容易となる。

特に請求項２に係る発明は、ガラス含浸および色調調整の際にもそれぞれ１５〜３０分および１〜２分という短時間で焼成を行なうので、陶材製のクラウンやインレー等、補綴部材の製作に要する合計時間が大幅に短縮される。したがって、歯科医院においては、患者から印象を採ったのち、患者を待たせた状態で上記のクラウンやインレーを製作することが可能になる。

実施形態１
陶材製クラウンの製作用作業模型を患者から採取した印象に基づき石膏で製作し、得られた石膏模型の上面（咬合面）および四方の全表面に離型剤を塗布し、次いでアルミナ等の耐火材微粉末（平均粒子径：０．６〜６．０μｍ）およびガラス粉末（平均粒子径：１０〜３０μｍ）の混合微粉末（ガラス混合量５〜１０重量％）を築盛りし、クラウン用コアを成形する。その際、ケイ酸アンモニウム水溶液（濃度：４０％）をあらかじめ調製し、これを筆先に含ませて上記の築盛りを行なう。そして、築盛りによる成形が終了すると、得られた成形品の表面に同じくアルミナ等の耐火材粗粉末（平均粒子径：４０〜７０μｍ）を振りかけ、室温で３〜６分間乾燥し、しかるのち得られたクラウン用コアを石膏模型から抜取って外す。

上記乾燥後のクラウン用コアを、あらかじめ温度４００〜６００℃に余熱した電気炉内にセットし、しかるのち炉内温度を上昇させて３〜５分後の温度を１１００〜１１５０℃とし、５〜１０分間係留して上記のコアを焼成する。次いで、この焼成済みコアを電気炉から取出し、室温まで冷却したのち、その表面にケイ酸塩系その他のガラス粉末を水と共に筆で塗布し、このクラウン用コアを、あらかじめ温度４００〜６００℃に余熱した電気炉にセットし、３〜５分かけて熱処理温度の１０００〜１１００℃まで加熱し、１５〜３０分間係留して上記のガラス粉末をクラウン用コアの表面層に溶融含浸させる。

上記のガラス含浸が完了すると、得られたクラウン用コアを電気炉から取出し、室温まで冷却したのち、その表面に前記の色調調整用陶材粉末を上記のガラス粉末と同様に塗布し、電気炉で熱処理を行って焼付ける。この場合、上記色調調整用陶材粉末の色調を調製し、必要に応じて2種以上の陶材粉末を個別に塗布して熱処理を行なう一連の焼付け処理を繰返して上記コアの表面を所望の自然な色調に調整する。この場合、電気炉は、あらかじめ温度４００〜６００℃に余熱し、コアをセットしたのち、３〜５分かけて熱処理温度の８００〜１０００℃まで加熱し、１〜２分間係留して焼付ける。

実施形態２
上記の実施形態１で用いたクラウン製作用の作業模型に代えてインレー製作用の作業模型を石膏で製作し、得られた作業用石膏模型の窪み内面に離型剤を塗布し、次いで前記の耐火性混合微粉末を築盛りして上記の窪みを埋め、混合微粉末からなるインレー用コアを成形する。その際、実施形態１と同様にケイ酸アンモニウム水溶液を用い、築盛りによる成形が終了すると、得られた成形品の露出面に同じくアルミナ等の耐火材粗粉末を振りかけ、室温で乾燥したのちインレー用コアを石膏模型から抜取る。

上記乾燥後のインレー用コアを、実施形態１と同様に電気炉で焼成し、冷却したのち、その上面（咬合面）に前記のガラス粉末を溶融含浸させ、さらに色調調整用陶材粉末を焼付けて前記コアの上面を所望の自然な色調に調整する。なお、歯牙の窪み、すなわち前記インレー製作用石膏模型の窪みを囲む周壁に欠損が存在し、インレーの上面（咬合面）以外に、側面の一部が歯牙すなわち石膏模型の周壁から露出した状態で上記の築盛りを行なった場合は、その露出面にも上記のガラス粉末を溶融含浸させ、さらに色調調整用陶材粉末を焼付ける。

前記の実施形態１にしたがって陶材製クラウンを試作した。まず、採取した口腔内の印象に基づいてクラウン製作用の作業模型を石膏で製作し、この石膏模型の上面および四周面に離型剤を塗布し、次いでアルミナ微粉末（平均粒子径：４μｍ）およびガラス粉末（平均粒子径：２０μｍ）の混合微粉末（ガラス粉末含量：８重量％）をケイ酸アンモニウム水溶液（濃度：４０％）と共に築盛りし、得られた成形品の表面にアルミナ粗粉末（平均粒子径：５８μｍ）を振りかけ、室温で５分間乾燥し、得られた乾燥コアを石膏模型から抜取った。この乾燥コアは、平均厚みが０．６ｍｍであったが、形態保持性が良好で、石膏模型からの抜取りに支障は全く無かった。

上記の乾燥コアを、温度５００℃に余熱した電気炉内にセットした後、炉内温度を上昇させて４分後の温度を１１００℃とし、この温度に７分間係留、焼成した。次いで、この焼成済みコアを電気炉から取出し、室温まで冷却したのち、その表面にケイ酸塩系ガラス粉末（平均粒子径：４０μｍ）を水と筆で塗布し、温度５００℃に余熱した電気炉にセットし、４分間かけて１１００℃まで加熱し、２０分間係留してガラス含浸を行なった。

続いて、得られたガラス含浸コアを電気炉から取出し、室温まで冷却したのち、その表面に色調調整用陶材粉末を塗布し、電気炉で焼付けた。ただし、電気炉をあらかじめ５００℃に余熱したのち、上記のコアをセットし、４分かけて温度９００℃まで加熱し、１分間係留した。次いで、色調の異なる色調調整用陶材粉末を用いて同様の焼付けを行い、さらに別の色調調整用陶材粉末を用いて同様の焼付けを行い、上記のガラス含浸コアの表面を所望の自然な色調に調整し、実施例の陶材製クラウンを得た。

得られた実施例の陶材製クラウンは、患者の印象採取から色調の調整完了に到る所要時間が約９０分であり、歯科医院であれば、患者を待たして製作することも可能であった。また、築盛り乾燥後における成形コアと石膏模型の分離も容易で、この分離に際して成形コアの変形もなく、また焼成後におけるコアの強度も十分であり、ガラス含浸および色調調整の作業に何の支障もなかった。

Claims (2)

1. 模型上で耐火材微粉末を築盛りしてクラウンやインレーのコアを成形し、焼成し、しかるのち上記コアの表面にガラス含浸および色調調整を順に施す歯科用補綴部材の製法において、上記の模型として石膏模型を使用し、この石膏模型上に上記の耐火材微粉末の５〜１０重量％をガラス粉末で置換してなる耐火性混合微粉末をケイ酸アンモニウムの水溶液で築盛りし、表面に耐火材の粗粉末を振りかけて室温で乾燥し、得られた築盛り成形品を石膏模型から外し、あらかじめ所定温度に余熱された電気炉内にセットし、炉内温度を焼成温度に上昇して５〜１０分間係留することを特徴とする歯科用補綴部材の製法。
2. ガラス含浸の熱処理が、あらかじめ所定温度に余熱された電気炉内にコアをセットしたのち炉内温度を熱処理温度に上昇し１５〜３０分間係留して行なわれ、色調調整の熱処理が、あらかじめ所定温度に余熱された電気炉内にコアをセットしたのち炉内温度を熱処理温度に上昇し１〜２分間係留して行なわれる請求項１記載の歯科補綴部材の製法。