JP2007063630A

JP2007063630A - 歯科陶材焼付用銀パラジウム合金

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Publication number: JP2007063630A
Application number: JP2005252336A
Authority: JP
Inventors: Yasusuke Imai; 庸介今井; Yoshinori Doi; 義規土井; Nobuo Ishii; 信雄石井
Original assignee: Ishifuku Metal Industry Co Ltd
Current assignee: Ishifuku Metal Industry Co Ltd
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2025-08-31
Also published as: JP4368343B2

Abstract

【課題】優れた鋳造性および良好な焼付性を特長とする歯科陶材焼付用銀パラジウム合金を提供すること。
【解決手段】本発明は、歯科補綴物を鋳造により作製する歯科用合金であって、Ａｇ：２０〜３０重量％，Ｐｄ：６０〜７０重量％，Ｉｎ：６〜８重量％，Ｇａ：３〜５重量％，Ｓｎ：０．１〜６重量％からなることを特長とする歯科陶材焼付用銀パラジウム合金である。このように基本元素となるＡｇ，Ｐｄに対してその他添加元素の配合比を調整することにより，優れた鋳造性および良好な焼付性を特長とする歯科陶材焼付用銀パラジウム合金を提供することが可能になる。

Description

本発明は歯科治療に使用する陶材焼付用合金に関するものである。

歯科治療において歯冠欠損部や歯牙欠損部は鋳造クラウンやブリッジおよび義歯によって補綴されるが、審美性と機能性を満足する方法の一つとしては、陶材焼付用の鋳造用合金で作製した金属フレームの表面に陶材と呼ばれるセラミックを焼付けて、歯牙形態を修復した陶材焼付クラウン・ブリッジが用いられる。

陶材焼付用合金に必要な基本条件としては、陶材焼付用合金は鋳造性に優れ、陶材との結合力が強く、陶材を相容できる熱膨張係数を有していることが挙げられる。これまで開発されてきた従来の陶材焼付用貴金属合金は、大きくＡｕを主成分とする合金系とＡｕを含まない合金系に大別される。

後者のＡｕを含まない貴金属合金の代表として銀パラジウム系合金がある。これらは金を含まないため、低コストであること，口腔内において軽量であること，十分な機械的性質を有することなどのメリットを持つ。しかしながら、従来の銀パラジウム合金の製品では、陶材を焼付けた時に起こる陶材の変色、陶材の割れや剥離、陶材への気泡発生などのトラブルが多い。陶材の割れや剥離についての一因としては、銀パラジウム系合金が他の合金に比べて熱膨張係数が高いことが挙げられる。市販されている陶材との相性を考えた場合、合金の熱膨張係数は１３．８〜１４．８×１０^-6Ｋ^-1程度が望ましい。

特許文献１において、Ａｇ-Ｐｄ-Ｆｅ基と添加元素からなる陶材焼付用合金が公開されている。しかし、当該技術では歯科用合金としての機械的性質を有するものの、熱膨張係数は１５．０×１０^-6Ｋ^-1以上と高い。加えて、成分元素としてＦｅが５〜１０重量％添加されているため、合金の酸化膜色調は黒く、陶材築盛後の陶材と合金の界面に黒い線が現れてしまい、容易に除去できず審美性を損なう。以上のことから、当該技術では陶材焼付用合金に必要な機能が十分であるとは言えない。
特開昭５４−１３２４２６号公報

特許文献２には、陶材焼付用銀パラジウム合金として請求項１にＡｇ：７〜４５重量％，Ｐｄ：４５〜８０重量％，Ｒｕ：１重量％まで，Ｇａ：７重量％まで，Ｃｏ：５重量％まで，Ｇｅ：３重量％までからなる銀パラジウム合金が開示されている。請求項５では請求項１の成分範囲に、Ａｕ：５重量％まで，Ｉｎ：５重量％まで，Ｓｎ：５重量％まで，Ｃｕ：２重量％まで付け加えた範囲からなる銀パラジウム合金に関して開示されている。しかし、この合金の開発目標は陶材の焼成時の変色を抑えることに着目したものであり、陶材焼付用合金として必要な熱膨張係数は高く、陶材焼付性に不安な面が多い。実施例から見ても、熱膨張係数は１４．９〜１５．８×１０^-6Ｋ^-1と高いため、従来の問題を解決したとは言えない。
特許第２８５１２９５号公報

本発明の目的は、前述した銀パラジウム系の歯科陶材焼付用合金がもつマイナス点を技術的課題とし、具体的には、陶材焼付性に影響を与える熱膨張係数が１４．８×１０^-6Ｋ^-1以下で陶材の割れや剥離等のない歯科陶材焼付用銀パラジウム合金を提供するものである。

本発明は、歯科補綴物を鋳造により作製する歯科用合金であって、Ａｇ：２０〜３０重量％，Ｐｄ：６０〜７０重量％，Ｉｎ：６〜８重量％，Ｇａ：３〜５重量％，Ｓｎ：０．１〜６重量％からなることを特長とする歯科陶材焼付用銀パラジウム合金である。

本発明は、またＡｇ：２０〜３０重量％，Ｐｄ：６０〜７０重量％，Ｉｎ：６〜８重量％，Ｇａ：３〜５重量％，Ｓｎ：０．１〜６重量％からなり、熱膨張係数が１４．８×１０^-6Ｋ^-1以下であることを特長とする歯科陶材焼付用銀パラジウム合金である。

本発明は、更にＡｇ：２０〜３０重量％，Ｐｄ：６０〜７０重量％，Ｉｎ：６〜８重量％，Ｇａ：３〜５重量％，Ｓｎ：０．１〜６重量％に加え、Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈのうち少なくとも１種から選ばれ元素を０．１〜１重量％まで、Ｇｅ，Ｚｎ，Ｓｂ，Ｓｉのうち１種から選ばれる元素を０．１〜１重量％まで、Ｉｒ，Ｒｕ，Ｗ，Ｒｅのうち１種から選ばれる元素を０．１〜１重量％まで含有するものからなり、熱膨張係数が１４．８×１０^-6Ｋ^-1以下であることを特長とする歯科陶材焼付用銀パラジウム合金である。

次に、この発明に於ける陶材焼付用銀パラジウム合金の構成と成分限定の理由について述べる。

［Ａｇ，Ｐｄ］
まず、Ａｇ，Ｐｄについて述べると、ＡｇＰｄの２元合金において成分の比率を変えることで、合金の融点と熱膨張に影響を及ぼす。すなわち、Ａｇ含有量を多くする（Ｐｄ含有を少なくする）と熱膨張係数は高く、融点は低くなる。一方、Ａｇ含有量が少ない場合は逆のことが言える。Ａｇ，Ｐｄ以外の融点の低い元素が添加されることにより、合金の融点は低くなるが、熱膨張係数は高くなる。そこで、本発明ではＡｇ／Ｐｄの比に着目して、その比をＡｇ３０以下の範囲とし、融点は高く、熱膨張係数は低い状態より出発し、その他の元素の添加量を調整することで融点は低く、なおかつ熱膨張係数１４．８×１０^-6Ｋ^-1以下を満足する成分の組合せを見出した。

成分元素Ａｇは２０重量％未満であると合金の熱膨張係数は低いが、その他の元素を添加しても融点低下を図れず、溶解・鋳造性は悪くなる。一方、３０％を超えると合金の融点は低くなるが、熱膨張係数は高くなる。加えて、融点の低い元素を加えることで熱膨張係数は上昇し、１４．８×１０^-6Ｋ^-1を大きく超えてしまう。以上の結果より２０〜３０重量％とした。

成分元素Ｐｄは６０重量％未満であると合金の融点は低くなるが、熱膨張係数は高くなり、その他の元素を添加することで、更に熱膨張係数は大きくなる。一方、７０重量％を越えると熱膨張係数は低くなるが、その他の元素を添加しても融点の低下は図れず、溶解・鋳造性を悪くする。以上の結果より６０〜７０重量％とした。

［Ｉｎ］
成分元素Ｉｎは銀パラジウム合金の融点を下げ溶解・鋳造性を改善し、熱膨張係数に影響を与える。その他の成分元素Ｇａと組合せたときに、添加量は６重量％未満では熱膨張係数は１４．８×１０^-6Ｋ^-1より低いものの、融点が上がってしまうため、溶解・鋳造性は不十分となる。一方、８重量％超えると熱膨張係数は１４．８×１０^-6Ｋ^-1より高くなる。以上のことから、６〜８重量％とした。

［Ｇａ］
成分元素Ｇａは銀パラジウム合金の融点を下げ溶解・鋳造性を改善し、その他に機械的性質の向上や陶材との結合力の強化に寄与する。その他の成分元素Ｉｎと組合わせたときに、その効果は３重量％以上の添加から見られ、５重量％を超えると合金が脆くなり，加工性を低下させることが分かった。以上のことから、３〜５重量％とした。

［Ｓｎ］
成分元素Ｓｎは銀パラジウム合金の融点を下げ、溶解・鋳造性を改善するとともに機械的性質を向上させる。他の元素Ｇａと組合せて添加したとき、０．１重量％以上で機械的性質に十分効果がある。一方、６重量％を超える添加は合金が脆化する。以上のことから、０．１〜６重量％とした。

［Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ］
成分元素Ａｕは僅かな添加によって熱膨張係数の低下に寄与するほか、機械的性質，耐食性向上に寄与する。但し、１重量％を超えると合金の融点上昇するため、０．１〜１重量％含有させることとした。成分元素Ｐｔ，Ｒｈについても０．１〜１重量％までで同様の効果がある。

［Ｇｅ，Ｚｎ，Ｓｂ，Ｓｉ］
成分元素Ｇｅは熱膨張係数１４．８×１０^-6Ｋ^-1以下を保ちつつ、ＡｇＰｄ合金の融点を下げる効果がある。その他に合金と陶材との結合力強化、酸化膜色調の改善および機械的性質の向上に寄与するが、１重量％を超えると合金の熱膨張係数の増加に著しく影響することから、０．１〜１重量％まで含有させることとした。成分元素Ｚｎ，Ｓｂ，Ｓｉについても０．１〜１重量％までで同様の効果がある。

［Ｉｒ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｗ］
成分元素Ｉｒは僅かな添加によって熱膨張係数の低下に寄与する他、合金の結晶粒微細化，機械的性質の向上に寄与する。但し、１重量％を超えると、合金の融点上昇や合金中での偏析を招く恐れがあることから、０．１〜１重量％まで含有させることとした。成分元素Ｒｕ，ＲｅおよびＷについても０．１〜１重量％までで同様の効果がある。

上記のごとく成分範囲を限定することで、優れた鋳造性および良好な焼付性を特長とする歯科陶材焼付用銀パラジウム合金を提供することが可能となる。

この発明の実施例について、成分と特性を下記表１に示す。

各試料は、各純金属を秤量し高周波加熱溶解炉にて溶製し、所定の形状に加工した。表１に示す試料は機械式鋳造機にて鋳造し、ロストワックス法により所定の試験片を作製した。各試験内容については以下の通りである。

（１）鋳造試験
各試料を所定の形状に鋳造し、鋳巣の有無を観察した。

（２）溶融温度
各試料より試験片を切り出し、示差熱分析装置にて合金の溶融が開始および終了する点を測定し、各々固相点，液相点とした。

（３）硬さ試験
マイクロビッカース硬さ試験機を用いて荷重２００ｇ，荷重印加時間１０秒の条件で測定した。

（４）熱膨張試験
試験方法はJIS T 6120に従って、試験片として約φ４mm×Ｌ２０mmの寸法に調製し、熱機械分析装置にて昇温速度５℃／minで５５０℃まで加熱し、５０℃〜５００℃までの平均熱膨張係数を算出した。

（５）陶材変色確認試験
各試験片に陶材を焼付けた後の陶材の変色の有無を観察した。

（６）陶材焼付性試験
試験方法はJIS T 6118に従って、各試験片に陶材を焼付けた後、焼付面の裏側に直径１０．０mmの金属棒を押し当て、陶材を破折するまで折り曲げる。更に試験片をまっすぐに直し、焼付面に破折して付着している陶材の状態を観察した。

上記（１）〜（６）の試験結果を表２に示す。

表２に示す結果から分かるとおり、本発明の範囲では、鋳巣なく、熱膨張係数１４．８×１０^-6Ｋ^-1以下を満足し、陶材の変色もなく、折り曲げ後の陶材も十分残存していた。よって、上記のごとく成分範囲を限定することで、優れた鋳造性および良好な焼付性を特長とする歯科陶材焼付用銀パラジウム合金を提供できることが確認された。

Claims

Ａｇ：２０〜３０重量％，Ｐｄ：６０〜７０重量％，Ｉｎ：６〜８重量％，Ｇａ：３〜５重量％，Ｓｎ：０．１〜６重量％からなる歯科陶材焼付用銀パラジウム合金。
Ａｇ：２０〜３０重量％，Ｐｄ：６０〜７０重量％，Ｉｎ：６〜８重量％，Ｇａ：３〜５重量％，Ｓｎ：０．１〜６重量％からなり、熱膨張係数が１４．８×１０^-6Ｋ^-1以下であることを特長とする歯科陶材焼付用銀パラジウム合金。
Ａｇ：２０〜３０重量％，Ｐｄ：６０〜７０重量％，Ｉｎ：６〜８重量％，Ｇａ：３〜５重量％，Ｓｎ：０．１〜６重量％に加え、Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈのうち少なくとも１種から選ばれる元素を０．１〜１重量％まで、Ｇｅ，Ｚｎ，Ｓｂ，Ｓｉのうち少なくとも１種から選ばれる元素を０．１〜１重量％まで、Ｉｒ，Ｒｕ，Ｗ，Ｒｅのうち少なくとも１種から選ばれる元素を０．１〜１重量％まで含有するものからなり、熱膨張係数が１４．８×１０^-6Ｋ^-1以下であることを特長とする歯科陶材焼付用銀パラジウム合金。