JP2007314536A - 着色されたブランクおよび歯型部品の調製のためのプロセス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、一実施形態において、着色化合物を含有するブランクおよび歯型部品を調製するためのプロセスを提供し、上記プロセスにおいて、a)酸化物粉末が、着色物質でコーティングされ;b)コーティングされた粉末が、必要に応じて等級付けされ、そして必要に応じて、圧縮鋳型に充填され;c)着色された粉末が、圧縮されて成形体を与え、そして;d)圧縮された成形体が、焼結されてブランクを製造し、そして;e)必要に応じて、歯型部品が、ブランクから形成される。
【選択図】なし
Description
開放気孔を有する、着色されて白色のY2O3含有ZrO2ブランクは、特許文献1に従って、液体から、Zrイオン、Yイオン、Alイオン、Gaイオン、Geイオン、Inイオン、Feイオン、ErイオンおよびMnイオンを含有する塩化物からの共沈殿により、達成される。共沈殿および引き続く「か焼」によって、調製された粉末は、すでに、成形前に着色イオンを含有する。Fe2O3、Er2O3およびMnO2の群の酸化物は、着色化合物として選択される。特許文献1の発明の欠点は、着色された粉末を得る目的で、共沈殿プロセスおよび引き続く「か焼」という、非常に費用がかかる、面倒な方法が実施されなければならないことである。このことは、このプロセスが、1つの色ごとに実施されなければならないことを意味する。
(項目1)
着色化合物を含有するブランクおよび歯型部品を調製するためのプロセスであって、該プロセスにおいて、
a) 酸化物粉末が、着色物質でコーティングされ、
b) 該コーティングされた粉末が、必要に応じて等級付けされ、そして必要に応じて、圧縮鋳型に充填され、
c) 該着色された粉末が、圧縮されて成形体を与え、そして
d) 該圧縮された成形体が、焼結されてブランクを製造し、そして
e) 必要に応じて、該歯型部品が、該ブランクから形成される、
プロセス。
(項目2)
前記工程a)の後に、さらなる着色されていない酸化物粉末が、少なくとも1種のさらなる着色物質でコーティングされ、そして引き続いて、圧縮鋳型に充填される、項目1に記載のプロセス。
(項目3)
周期表のd元素またはf元素の着色金属塩の水溶液が、着色物質として使用される、項目1または2に記載のプロセス。
(項目4)
硝酸塩の水和物または塩化物の水和物が、着色物質として使用される、項目1〜3のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目5)
Pr(NO3)3・5H2O、Fe(NO3)3・9H2O、Tb(NO3)3・5H2OまたはCrCl3・6H2Oが、着色物質として使用される、項目1〜4のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目6)
前記着色物質が、水溶性結合剤と共に水に溶解され、そして均質化される、項目1〜5のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目7)
前記酸化物粉末のコーティングが、流動床反応器内で行われる、項目1〜6のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目8)
使用される前記酸化物粉末が、ZrO2を含有する、項目1〜7のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目9)
前記酸化物粉末が、Ce、Y、Al、Caおよび/またはMgの安定化酸化物をドープされている、項目1〜8のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目10)
前記成形体への圧縮が、50MPa〜500MPaの圧力で行われる、項目1〜9のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目11)
前記酸化物セラミックの粉末が、前記ブランクへの圧縮の前に着色される、項目1〜10のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目12)
前記成形体が、最初に予備焼結される、項目1〜11のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目13)
前記成形体が、最初に800℃〜1300℃の温度で予備焼結されて、ブランクを製造する、項目1〜12のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目14)
前記予備焼結プロセスの持続時間が、1時間〜4時間である、項目12または13のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目15)
前記歯型部品が、前記予備焼結されたブランクからの材料除去プロセスによって調製され、そして1200℃〜1600℃の温度で濃密焼結される、項目12〜14のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目16)
前記濃密焼結の持続時間が、5分間〜2時間である、項目1〜15のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目17)
前記成形体およびブランクの調製のための酸化物セラミックとして、98.0重量%〜99.9999重量%のナノスケールZrO2粉末を含有する粉末が使用される、項目1〜16のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目18)
前記ナノスケールZrO2粉末が、100m2g−1以上の比表面積を有し、そして0.0001重量%〜2重量%の別の酸化物成分を含有する、項目17に記載のプロセス。
(項目19)
さらなる酸化物成分として、100m2g−1未満の比表面積を有するZrO2化合物、着色されたZrO2化合物、または着色酸化物、あるいは着色酸化物の混合物が使用される、項目18に記載のプロセス。
(項目20)
前記歯型部品が、前記予備焼結されたブランクからの材料除去プロセスによって調製され、そして1000℃〜1250℃の温度で濃密焼結される、項目17〜19のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目21)
前記ブランクまたは前記歯型部品が、項目27〜40のいずれか1項に記載の組成物を含有するか、あるいは該ブランクまたは該歯型部品が、項目42〜46において定義されるとおりである、項目1〜20のいずれか1項に記載のプロセス。
(項目22)
着色された酸化物セラミック粉末から作製された、単色または多色の、成形体、ブランクまたは歯型部品であって、該着色された酸化物セラミック粉末は、100重量部:0.0001重量部〜2.0重量部の、酸化物セラミック成分対着色酸化物または着色酸化物の混合物の比を有する、単色または多色の、成形体、ブランクまたは歯型部品。
(項目23)
前記着色酸化物が、周期表のd元素およびf元素の酸化物から選択される、項目22に記載の単色または多色の、成形体、ブランクまたは歯型部品。
(項目24)
前記着色酸化物が、Pr2O3、Fe2O3、Tb2O3および/またはCr2O3、ならびにさらなる酸化物である、項目22または23のいずれか1項に記載の単色または多色の、成形体、ブランクまたは歯型部品。
(項目25)
さらなる酸化物として、Mn、V、Ti、Nd、Eu、Dy、Erおよび/またはYbの元素の酸化物を含有する、項目24に記載の単色または多色の、成形体、ブランクまたは歯型部品。
(項目26)
歯科修復部品の調製のための、項目22〜25のいずれか1項に記載の単色または多色の、成形体、ブランクまたは歯型部品の使用。
(項目27)
ZrO2ベースの組成物であって、該組成物は、以下の成分:
Pr2O3として計算されるPr、
Fe2O3として計算されるFe、
Tb2O3として計算されるTb、および
Mn2O3として計算されるMn
を、0.0001重量%〜0.75重量%の総量で含有する、組成物。
(項目28)
前記成分を0.0001重量%〜0.6重量%の総量で含有する、項目27に記載の組成物。
(項目29)
前記成分を0.0004重量%〜0.37重量%の総量で含有する、項目27または28のいずれか1項に記載の組成物。
(項目30)
前記成分を、以下の量:
(項目31)
Pr2O3として計算されるを、0.0005重量%〜0.01重量%の量で含有する、項目27〜30のいずれか1項に記載の組成物。
(項目32)
Fe2O3として計算されるFeを、0.005重量%〜0.4重量%の量で含有する、項目27〜31のいずれか1項に記載の組成物。
(項目33)
Tb2O3として計算されるTbを、0.0001重量%〜0.075重量%の量で含有する、項目27〜32のいずれか1項に記載の組成物。
(項目34)
Mn2O3として計算されるMnを、0.0001重量%〜0.075重量%の量で含有する、項目27〜33のいずれか1項に記載の組成物。
(項目35)
前記成分を、以下の量:
(項目39)
4重量%〜8重量%のY2O3を含有する、項目27〜38のいずれか1項に記載の組成物。
(項目40)
1重量%までのAl2O3を含有する、項目27〜39のいずれか1項に記載の組成物。
(項目41)
項目27〜40のいずれか1項に記載の組成物を含有する、成形体。
(項目42)
ブランク、歯型部品または歯科修復品として存在する、項目41に記載の成形体。
(項目43)
多色である、項目41または42に記載の成形体。
(項目44)
前記多色が、異なる色の層によってもたらされる、項目43に記載の成形体。
(項目45)
少なくとも2つ、そして好ましくは8つまでの異なる色の層を有する、項目44に記載の成形体。
(項目46)
少なくとも1つの層が、組成物を含有し、特に、項目35〜38のいずれか1項に記載の組成物を含有する、項目44または45に記載の成形体。
(項目47)
歯科修復品の調製のための、項目27〜40のいずれか1項に記載の組成物、または項目41〜46のいずれか1項に記載の成形体の使用。
(項目48)
前記歯科修復品が、歯冠であり、そして特に、ブリッジである、項目47に記載の使用。
a) 酸化物粉末が、着色物質でコーティングされ、
b) このコーティングされた粉末が、必要に応じて等級付けされ、そして必要に応じて圧縮鋳型に充填され、
c) この着色された粉末が圧縮されて、成形体を与え、そして
d) この圧縮された成形体が焼結されて、ブランクを製造し、そして
e) 必要に応じて、このブランクから歯型部品が形成される、
プロセスによって、達成される。
a) 酸化物セラミック粉末が、着色溶液でコーティングされ、
b) このコーティングされた粉末が、好ましくは、等級付けされ、そして少なくとも1種の着色された粉末が、圧縮鋳型に充填され、
c) この着色された粉末が、圧縮されて、成形体が製造され、そして
d) この圧縮された成形体が焼結されて、ブランクを製造する。
Pr2O3として計算されるPr、
Fe2O3として計算されるFe、
Tb2O3として計算されるTb、および
Mn2O3として計算されるMn
を、0.0001重量%〜0.75重量%の総量で含有する。
0.0005重量%〜0.01重量%の量での、Pr2O3として計算されるPr、
0.005重量%〜0.4重量%の量での、Fe2O3として計算されるFe、
0.0001重量%〜0.075重量%の量での、Tb2O3として計算されるTb、
0.0001重量%〜0.075重量%の量での、Mn2O3として計算されるMn。
ZrO2+HfO2+Y2O3 >99.0重量%
Y2O3 4.5重量%〜5.4重量%
HfO2 ≦5.0重量%
Al2O3 0.2重量%〜0.5重量%
他の酸化物 ≦0.5重量%
放射能 <200Bq kg−1
かさ密度 3.09〜3.21g・cm−3。
ZrO2粉末(TZ−3YSB−C)を、Fe(III)、Pr、CrおよびTbの化合物に基づく水性着色溶液でコーティングした。このように着色された粉末を、圧縮鋳型に導入し、そして約200MPaでのコールドアイソスタティック圧縮に供した。次いで、この成形体を、1125℃の温度で約120分間にわたり予備焼結してブランクを製造し、次いで、CAD/CAM技術によって加工した。次いで、この加工品を、約1500℃で濃密焼結した。歯型部品は、この濃密焼結後に、わずかに黄色がかった色を有した。好ましくは、正方形のブランクが調製され、このブランクは、好ましくは、以下の寸法を有した:
長さ 約15〜約60mm
幅 約10〜約20mm
高さ 約15〜約20mm。
(ZrO2ベースの多色ブランクの調製)
異なる色の粉末(異なる歯の色)を、圧縮鋳型に、望ましい層の厚さおよび色の移行に従って、連続的に均質的に注いだ。この粉末を、200MPaでのコールドアイソスタティック圧縮に共し、次いで、1125℃で約120分間予備焼結した。次いで、歯型部品のプリフォームをこのブランクから製造し、そして濃密焼結した。次いで、この歯型部品を、長さ方向に切り開くと、浸透技術によってはそのように調製され得ない色勾配が見られた。この自然な色勾配、すなわち、自然な歯の視覚特性の再現は、横の歯用の3スパンブリッジの場合に、特に明白になった。本発明によるブランクを使用して、濃密焼結された歯型部品におけるさらなるコーティング技術なしに、自然な色の移行を再構築することが可能であることが示された。本発明による横の歯用のブリッジの色の移行は、歯の咬頭の領域においてよりも、歯の裂溝および頸部において、より高い彩度(より強い色)が実現されることにより、特徴付けられる。従来技術の物質および材料と比較して、より良好な美しさが、このように得られた。さらに、完全にコーティングされた修復品の調製の際に歯科技術者によって費やされる時間が、減少され得る。
(従来技術による比較例)
3スパンブリッジの枠組みを、IPS e.max ZirCAD(登録商標)ブリッジブロックから、CAD/CAMユニット(Sirona inLab(登録商標))において切削した。空間軸あたり約20%の収縮因子を、切削の間の対応する拡大比によって考慮した。この切削プロセスを湿式で実施し、その結果、この枠組みを、浸透プロセス前に乾燥させなければならなかった。この乾燥プロセスを、約80℃で2時間、赤外ランプの下で実施した。再加工(ハンドピースの除去および縁部の再切削)された枠組みに、色の均質性の差を確かめる目的で、以下の着色用の溶液(値は重量%)を浸透させた:
本発明によるさらなる特に好ましい組成物を、実施例1〜10に関して上に与えられた様式で調製し、そしてブランク、歯型部品および歯科修復品にさらに加工した。成分の割合(それぞれの三価酸化物として計算した)、ならびにまた、これらの着色成分の全体的な割合および成形体への圧縮の間におそらく存在する添加剤の存在が、以下の表1に列挙される。これらの割合は、組成物全体の1kgあたりの成分のmgとして与えられる。
Claims (48)
- 着色化合物を含有するブランクおよび歯型部品を調製するためのプロセスであって、該プロセスにおいて、
a) 酸化物粉末が、着色物質でコーティングされ、
b) 該コーティングされた粉末が、必要に応じて等級付けされ、そして必要に応じて、圧縮鋳型に充填され、
c) 該着色された粉末が、圧縮されて成形体を与え、そして
d) 該圧縮された成形体が、焼結されてブランクを製造し、そして
e) 必要に応じて、該歯型部品が、該ブランクから形成される、
プロセス。 - 前記工程a)の後に、さらなる着色されていない酸化物粉末が、少なくとも1種のさらなる着色物質でコーティングされ、そして引き続いて、圧縮鋳型に充填される、請求項1に記載のプロセス。
- 周期表のd元素またはf元素の着色金属塩の水溶液が、着色物質として使用される、請求項1または2に記載のプロセス。
- 硝酸塩の水和物または塩化物の水和物が、着色物質として使用される、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプロセス。
- Pr(NO3)3・5H2O、Fe(NO3)3・9H2O、Tb(NO3)3・5H2OまたはCrCl3・6H2Oが、着色物質として使用される、請求項1〜4のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記着色物質が、水溶性結合剤と共に水に溶解され、そして均質化される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記酸化物粉末のコーティングが、流動床反応器内で行われる、請求項1〜6のいずれか1項に記載のプロセス。
- 使用される前記酸化物粉末が、ZrO2を含有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記酸化物粉末が、Ce、Y、Al、Caおよび/またはMgの安定化酸化物をドープされている、請求項1〜8のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記成形体への圧縮が、50MPa〜500MPaの圧力で行われる、請求項1〜9のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記酸化物セラミックの粉末が、前記ブランクへの圧縮の前に着色される、請求項1〜10のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記成形体が、最初に予備焼結される、請求項1〜11のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記成形体が、最初に800℃〜1300℃の温度で予備焼結されて、ブランクを製造する、請求項1〜12のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記予備焼結プロセスの持続時間が、1時間〜4時間である、請求項12または13のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記歯型部品が、前記予備焼結されたブランクからの材料除去プロセスによって調製され、そして1200℃〜1600℃の温度で濃密焼結される、請求項12〜14のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記濃密焼結の持続時間が、5分間〜2時間である、請求項1〜15のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記成形体およびブランクの調製のための酸化物セラミックとして、98.0重量%〜99.9999重量%のナノスケールZrO2粉末を含有する粉末が使用される、請求項1〜16のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記ナノスケールZrO2粉末が、100m2g−1以上の比表面積を有し、そして0.0001重量%〜2重量%の別の酸化物成分を含有する、請求項17に記載のプロセス。
- さらなる酸化物成分として、100m2g−1未満の比表面積を有するZrO2化合物、着色されたZrO2化合物、または着色酸化物、あるいは着色酸化物の混合物が使用される、請求項18に記載のプロセス。
- 前記歯型部品が、前記予備焼結されたブランクからの材料除去プロセスによって調製され、そして1000℃〜1250℃の温度で濃密焼結される、請求項17〜19のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記ブランクまたは前記歯型部品が、請求項27〜40のいずれか1項に記載の組成物を含有するか、あるいは該ブランクまたは該歯型部品が、請求項42〜46において定義されるとおりである、請求項1〜20のいずれか1項に記載のプロセス。
- 着色された酸化物セラミック粉末から作製された、単色または多色の、成形体、ブランクまたは歯型部品であって、該着色された酸化物セラミック粉末は、100重量部:0.0001重量部〜2.0重量部の、酸化物セラミック成分対着色酸化物または着色酸化物の混合物の比を有する、単色または多色の、成形体、ブランクまたは歯型部品。
- 前記着色酸化物が、周期表のd元素およびf元素の酸化物から選択される、請求項22に記載の単色または多色の、成形体、ブランクまたは歯型部品。
- 前記着色酸化物が、Pr2O3、Fe2O3、Tb2O3および/またはCr2O3、ならびにさらなる酸化物である、請求項22または23のいずれか1項に記載の単色または多色の、成形体、ブランクまたは歯型部品。
- さらなる酸化物として、Mn、V、Ti、Nd、Eu、Dy、Erおよび/またはYbの元素の酸化物を含有する、請求項24に記載の単色または多色の、成形体、ブランクまたは歯型部品。
- 歯科修復部品の調製のための、請求項22〜25のいずれか1項に記載の単色または多色の、成形体、ブランクまたは歯型部品の使用。
- ZrO2ベースの組成物であって、該組成物は、以下の成分:
Pr2O3として計算されるPr、
Fe2O3として計算されるFe、
Tb2O3として計算されるTb、および
Mn2O3として計算されるMn
を、0.0001重量%〜0.75重量%の総量で含有する、組成物。 - 前記成分を0.0001重量%〜0.6重量%の総量で含有する、請求項27に記載の組成物。
- 前記成分を0.0004重量%〜0.37重量%の総量で含有する、請求項27または28のいずれか1項に記載の組成物。
- Pr2O3として計算されるを、0.0005重量%〜0.01重量%の量で含有する、請求項27〜30のいずれか1項に記載の組成物。
- Fe2O3として計算されるFeを、0.005重量%〜0.4重量%の量で含有する、請求項27〜31のいずれか1項に記載の組成物。
- Tb2O3として計算されるTbを、0.0001重量%〜0.075重量%の量で含有する、請求項27〜32のいずれか1項に記載の組成物。
- Mn2O3として計算されるMnを、0.0001重量%〜0.075重量%の量で含有する、請求項27〜33のいずれか1項に記載の組成物。
- 4重量%〜8重量%のY2O3を含有する、請求項27〜38のいずれか1項に記載の組成物。
- 1重量%までのAl2O3を含有する、請求項27〜39のいずれか1項に記載の組成物。
- 請求項27〜40のいずれか1項に記載の組成物を含有する、成形体。
- ブランク、歯型部品または歯科修復品として存在する、請求項41に記載の成形体。
- 多色である、請求項41または42に記載の成形体。
- 前記多色が、異なる色の層によってもたらされる、請求項43に記載の成形体。
- 少なくとも2つ、そして好ましくは8つまでの異なる色の層を有する、請求項44に記載の成形体。
- 少なくとも1つの層が、組成物を含有し、特に、請求項35〜38のいずれか1項に記載の組成物を含有する、請求項44または45に記載の成形体。
- 歯科修復品の調製のための、請求項27〜40のいずれか1項に記載の組成物、または請求項41〜46のいずれか1項に記載の成形体の使用。
- 前記歯科修復品が、歯冠であり、そして特に、ブリッジである、請求項47に記載の使用。
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