JP2560346B2 - リン酸カルシウム系結晶化ガラス歯科材料の製造方法 - Google Patents
リン酸カルシウム系結晶化ガラス歯科材料の製造方法Info
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- JP2560346B2 JP2560346B2 JP24280887A JP24280887A JP2560346B2 JP 2560346 B2 JP2560346 B2 JP 2560346B2 JP 24280887 A JP24280887 A JP 24280887A JP 24280887 A JP24280887 A JP 24280887A JP 2560346 B2 JP2560346 B2 JP 2560346B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、リン酸カルシウム系結晶化ガラス歯科材料
の製造方法、特に均一な半透明の外観を有し美観に優れ
た前記歯科材料の製造方法に係るものである。
の製造方法、特に均一な半透明の外観を有し美観に優れ
た前記歯科材料の製造方法に係るものである。
［従来の技術］ 従来、歯科材料としては、金属、プラスチック、陶石
が使用されているが、陶石以外は化学組成や色沢が天然
歯と本質的に異なり、生体親和性や美観に関し問題があ
る。又、陶石は長石等の粉末を焼結して製造される為、
成形性に乏しく、焼結後に研削加工を要し、又、複雑な
形状に対応出来ない欠点を有している。
が使用されているが、陶石以外は化学組成や色沢が天然
歯と本質的に異なり、生体親和性や美観に関し問題があ
る。又、陶石は長石等の粉末を焼結して製造される為、
成形性に乏しく、焼結後に研削加工を要し、又、複雑な
形状に対応出来ない欠点を有している。
他方、これら問題点や欠点を有さない歯科材料とし
て、近年リン酸カルシウム系ガラスやこれを結晶化した
ものが提案されている。（特公昭55−11625号公報、特
開昭59−141509号公報、同60−28911号公報、同60−131
835号公報参照）これらはリン酸カルシウムである処か
ら天然歯と同じ化学組成であり、歯骨組織とのなじみが
よく、又融点が金属材料と近似している為、ロストワッ
クス法による鋳造が可能であり、成形性に優れ、歯科材
料としての特性に優れている。
て、近年リン酸カルシウム系ガラスやこれを結晶化した
ものが提案されている。（特公昭55−11625号公報、特
開昭59−141509号公報、同60−28911号公報、同60−131
835号公報参照）これらはリン酸カルシウムである処か
ら天然歯と同じ化学組成であり、歯骨組織とのなじみが
よく、又融点が金属材料と近似している為、ロストワッ
クス法による鋳造が可能であり、成形性に優れ、歯科材
料としての特性に優れている。
かかる歯科材料は、酸化カルシウム或は焼成により酸
化カルシウムを生成する成分、例えば、炭酸カルシウム
や水酸化カルシウム等と、焼成によりリンの酸化物を生
成する成分、例えばリン酸やポリリン酸等と、焼成によ
り酸化アルミニウムを生成する成分、例えば水酸化アル
ミニウム等との特定割合の混合物を900〜1600℃の温度
で溶融し、900℃以下の温度に予熱された鋳型により鋳
造される。又、このガラスを結晶化せしめて強度や靱性
を高める為に、前記ガラス鋳造体を鋳型より脱型し、55
0〜900℃の温度で熱処理せしめる方法や、上記鋳造を行
なった後、更に鋳造に用いた鋳型中にガラス鋳造体を保
持したまま600〜900℃の温度で熱処理せしめる方法が提
案されている。
化カルシウムを生成する成分、例えば、炭酸カルシウム
や水酸化カルシウム等と、焼成によりリンの酸化物を生
成する成分、例えばリン酸やポリリン酸等と、焼成によ
り酸化アルミニウムを生成する成分、例えば水酸化アル
ミニウム等との特定割合の混合物を900〜1600℃の温度
で溶融し、900℃以下の温度に予熱された鋳型により鋳
造される。又、このガラスを結晶化せしめて強度や靱性
を高める為に、前記ガラス鋳造体を鋳型より脱型し、55
0〜900℃の温度で熱処理せしめる方法や、上記鋳造を行
なった後、更に鋳造に用いた鋳型中にガラス鋳造体を保
持したまま600〜900℃の温度で熱処理せしめる方法が提
案されている。
そして、歯科材料に供されるのはこの様に結晶化され
たガラスである。
たガラスである。
［発明の解決しようとする問題点］ しかしながら、この種結晶化ガラスにおいては晶出す
るリン酸カルシウムの結晶の密度がガラス鋳造体の密度
に比して約１割大きいこと及び結晶がガラス鋳造体の表
面から晶出し、内部に向って成長すると云う表面結晶化
機構である為、結晶化ガラス中に内部欠陥が発生し易い
欠点があった。この為、機械的強度が低下したり、細菌
等が侵入したり、又、リン酸カルシウム系結晶化ガラス
は半透明の為、その内部欠陥が目視にて認められると云
う美観上の欠点も有していた。
るリン酸カルシウムの結晶の密度がガラス鋳造体の密度
に比して約１割大きいこと及び結晶がガラス鋳造体の表
面から晶出し、内部に向って成長すると云う表面結晶化
機構である為、結晶化ガラス中に内部欠陥が発生し易い
欠点があった。この為、機械的強度が低下したり、細菌
等が侵入したり、又、リン酸カルシウム系結晶化ガラス
は半透明の為、その内部欠陥が目視にて認められると云
う美観上の欠点も有していた。
［問題点を解決するための手段］ 本発明者は、これら従来法が有する欠点を排除し、内
部欠陥を有さない均一な結晶を有するリン酸カルシウム
系結晶化ガラス歯科材料を得ることを目的として種々研
究、検討した結果、特定の条件下に結晶化を行なうこと
により前記目的を達成し得ることを見出した。
部欠陥を有さない均一な結晶を有するリン酸カルシウム
系結晶化ガラス歯科材料を得ることを目的として種々研
究、検討した結果、特定の条件下に結晶化を行なうこと
により前記目的を達成し得ることを見出した。
かくして本発明は、リン酸カルシウム系ガラスを鋳型
によって鋳造し、該鋳型中で結晶化せしめて歯科材料を
製造する方法において、鋳型が有する湯道付近での結晶
化速度を他の部分より遅くすることにより、鋳型内にお
ける最後の結晶化を鋳型が有する湯道付近で行なわしめ
ることを特徴とするリン酸カルシウム系結晶化ガラス歯
科材料の製造方法を提供するにある。
によって鋳造し、該鋳型中で結晶化せしめて歯科材料を
製造する方法において、鋳型が有する湯道付近での結晶
化速度を他の部分より遅くすることにより、鋳型内にお
ける最後の結晶化を鋳型が有する湯道付近で行なわしめ
ることを特徴とするリン酸カルシウム系結晶化ガラス歯
科材料の製造方法を提供するにある。
本発明において用いられるリン酸カルシウム系結晶化
ガラスは、一般にCaO−Al2O3−P2O5系であり、更に好ま
しくはその出発原料組成が、CaO41.0〜49.5モル％、P2O
558.5〜50モル％、Al2O30.5〜５モル％であり、且Ca/P
原子比が0.35〜0.7、好ましくは0.37〜0.49である。
ガラスは、一般にCaO−Al2O3−P2O5系であり、更に好ま
しくはその出発原料組成が、CaO41.0〜49.5モル％、P2O
558.5〜50モル％、Al2O30.5〜５モル％であり、且Ca/P
原子比が0.35〜0.7、好ましくは0.37〜0.49である。
これら組成を構成する実際の原料としては、例えば酸
化カルシウム、焼成されて酸化カルシウムを生成する様
な成分、例えば水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、修
酸カルシウム、焼成されてリンの酸化物を生成する様な
成分、例えばリン酸、ポリリン酸、アルミナ或は焼成さ
れて酸化アルミニウムを生成する様な水酸化アルミニウ
ム等を採用し得る。
化カルシウム、焼成されて酸化カルシウムを生成する様
な成分、例えば水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、修
酸カルシウム、焼成されてリンの酸化物を生成する様な
成分、例えばリン酸、ポリリン酸、アルミナ或は焼成さ
れて酸化アルミニウムを生成する様な水酸化アルミニウ
ム等を採用し得る。
この様なガラス原料は、所定のモル比になる様に秤量
され、混合後900℃以上、好ましくは1000〜1700℃に加
熱し、溶融される。
され、混合後900℃以上、好ましくは1000〜1700℃に加
熱し、溶融される。
尚、前記組成は基本組成であり、所望により更に適宜
な着色成分や耐水剤等の他の成分を添加することが出来
る。
な着色成分や耐水剤等の他の成分を添加することが出来
る。
溶融してガラス化せしめた原料は、これを一旦冷却
し、再溶融して所望の形状に鋳造せしめるか、或は一旦
冷却することなく直ちに鋳造成形せしめることが出来
る。鋳造成形手段に特に制限はないが、金属の歯科材料
の成形に用いられているロストワックス法は好適な手段
である。
し、再溶融して所望の形状に鋳造せしめるか、或は一旦
冷却することなく直ちに鋳造成形せしめることが出来
る。鋳造成形手段に特に制限はないが、金属の歯科材料
の成形に用いられているロストワックス法は好適な手段
である。
かくして得られたガラス質鋳造体は、その鋳造型と共
に加熱装置中において加熱結晶化が行なわれる。
に加熱装置中において加熱結晶化が行なわれる。
かかる加熱結晶化における温度は、少なくとも該ガラ
ス軟化点以上の温度であり、具体的には580〜750℃の温
度を採用するのが好ましい。
ス軟化点以上の温度であり、具体的には580〜750℃の温
度を採用するのが好ましい。
本発明における最後の結晶化をガラスの鋳造型が有す
る湯道、即ち、成形型内に溶融した原料ガラスを注入せ
しめる型内への原料入口で行なわしめるには、湯道付近
での結晶化速度を他の部分より遅くする必要があり、そ
の手段としては、型内の湯道の部分の温度を低くし、そ
の部分での結晶化を遅くする方法、型の湯道の部分の型
材を結晶化の進行を遅くする成分により形成する方法、
鋳造成形される成分を変化させ、結晶化されにくい成分
を湯道の部分に分布させる方法等を採用することができ
る。しかし、最も容易に再現性良く前記効果を発現しう
る方法としては型内の湯道の部分の温度を低くする結晶
化手段を用いるのが好ましい。
る湯道、即ち、成形型内に溶融した原料ガラスを注入せ
しめる型内への原料入口で行なわしめるには、湯道付近
での結晶化速度を他の部分より遅くする必要があり、そ
の手段としては、型内の湯道の部分の温度を低くし、そ
の部分での結晶化を遅くする方法、型の湯道の部分の型
材を結晶化の進行を遅くする成分により形成する方法、
鋳造成形される成分を変化させ、結晶化されにくい成分
を湯道の部分に分布させる方法等を採用することができ
る。しかし、最も容易に再現性良く前記効果を発現しう
る方法としては型内の湯道の部分の温度を低くする結晶
化手段を用いるのが好ましい。
このように、湯道部分の温度を低する方法としては、
例えば第１図に示した如く、得ようとする成形体の辺縁
部あるいはコーナー部に湯道１を設けたような形状の鋳
型を用い、図の下方２が温度が高く上方３の温度が低い
ような温度勾配下に静置して結晶化を行なわしめる方
法、或は第２図の如く最高温度部分21が結晶化温度以上
である温度勾配中を、成形体の湯道部分が最後に最高温
度部分21を通過するように鋳型を矢印方向に移動させ、
結晶化を行なうか或は、反対に鋳型を静置し加熱装置を
移動させ結晶化を行なう方法が用いられる。
例えば第１図に示した如く、得ようとする成形体の辺縁
部あるいはコーナー部に湯道１を設けたような形状の鋳
型を用い、図の下方２が温度が高く上方３の温度が低い
ような温度勾配下に静置して結晶化を行なわしめる方
法、或は第２図の如く最高温度部分21が結晶化温度以上
である温度勾配中を、成形体の湯道部分が最後に最高温
度部分21を通過するように鋳型を矢印方向に移動させ、
結晶化を行なうか或は、反対に鋳型を静置し加熱装置を
移動させ結晶化を行なう方法が用いられる。
これらの方法を用いる時に、鋳造成形体に付与すべき
適正な鋳型内の温度勾配は厳密には鋳造体の形状等によ
り異なるが、第１図のような形状の鋳型を用いた場合、
鋳型の下方２より上方３が低温であり、その温度勾配が
２〜40℃/cmであるのが適当である。温度勾配が前記範
囲に満たない場合は、内部欠陥の発生を防止する効果が
十分発現されず、前記範囲を超えた場合には、特に不都
合は生じないと思われるが、型材や成形体の熱伝導によ
り前記範囲を超える温度分布の発現は困難であった。
適正な鋳型内の温度勾配は厳密には鋳造体の形状等によ
り異なるが、第１図のような形状の鋳型を用いた場合、
鋳型の下方２より上方３が低温であり、その温度勾配が
２〜40℃/cmであるのが適当である。温度勾配が前記範
囲に満たない場合は、内部欠陥の発生を防止する効果が
十分発現されず、前記範囲を超えた場合には、特に不都
合は生じないと思われるが、型材や成形体の熱伝導によ
り前記範囲を超える温度分布の発現は困難であった。
［作 用］ 本発明の如き、鋳型内における最後の結晶化を鋳型が
有する湯道付近で行なわしめる方法では、ガラス質と結
晶化によって析出するリン酸カルシウム結晶との間の密
度差に基く、内部欠陥の発生を抑止する。即ち、結晶化
を行なう温度域では、結晶化した部分は堅く流動しない
が、未結晶化のガラス質の部分は多少の流動性を示すた
め、結晶化にともなう体積収縮を補うに十分なガラスが
湯道より供給され、結晶化ガラス中央部に生じ易い空洞
の発生を抑止する事が可能となるものと思われる。
有する湯道付近で行なわしめる方法では、ガラス質と結
晶化によって析出するリン酸カルシウム結晶との間の密
度差に基く、内部欠陥の発生を抑止する。即ち、結晶化
を行なう温度域では、結晶化した部分は堅く流動しない
が、未結晶化のガラス質の部分は多少の流動性を示すた
め、結晶化にともなう体積収縮を補うに十分なガラスが
湯道より供給され、結晶化ガラス中央部に生じ易い空洞
の発生を抑止する事が可能となるものと思われる。
［実施例］ 実施例１ 歯冠形状のワックスパターンの最大豊隆部のコーナー
部に直径3mm、長さ5mmの円柱状のワックス製のスプルー
を設け、これをスプルーフォーマー頂上部にセットす
る。これを常法に従いリン酸塩系埋没材（徳山曹達製ラ
ピスモールド）を用いて埋没し、埋没材が硬化後、常法
に従いワックスを焼却後600℃に保っておく。
部に直径3mm、長さ5mmの円柱状のワックス製のスプルー
を設け、これをスプルーフォーマー頂上部にセットす
る。これを常法に従いリン酸塩系埋没材（徳山曹達製ラ
ピスモールド）を用いて埋没し、埋没材が硬化後、常法
に従いワックスを焼却後600℃に保っておく。
一方CaO43モル％、P2O553モル％、Al2O32モル％の組
成を有するガラスを白金るつぼ中で1200℃で２時間溶融
後、該溶融液を遠心鋳造法により前記鋳型中に鋳造しガ
ラス成形体を作製した。
成を有するガラスを白金るつぼ中で1200℃で２時間溶融
後、該溶融液を遠心鋳造法により前記鋳型中に鋳造しガ
ラス成形体を作製した。
第３図に示す如く、このガラス成形体を鋳型に入った
状態で、20℃/cmの温度勾配を有する電気炉中に矢印の
方向が高温になり、しかも湯道Ａの部分が650℃となる
ような位置にセットし、６時間保った試料と16時間保っ
た試料を得た。鋳型内の温度も測定したが、矢印方向に
ほぼ20℃/cmの温度分布になっていた。
状態で、20℃/cmの温度勾配を有する電気炉中に矢印の
方向が高温になり、しかも湯道Ａの部分が650℃となる
ような位置にセットし、６時間保った試料と16時間保っ
た試料を得た。鋳型内の温度も測定したが、矢印方向に
ほぼ20℃/cmの温度分布になっていた。
得られた結晶化ガラスを鋳型より掘り出し、湯道部を
切断して歯冠形状の結晶化ガラス成形体が得られた。
切断して歯冠形状の結晶化ガラス成形体が得られた。
６時間結晶化した結晶化ガラス成形体の断面を観察す
ると湯道の付近は結晶化しておらず、ガラス状であっ
た。また16時間結晶化した結晶化ガラスは全体の結晶化
が完了しており、この結晶化ガラス成形体が白色半透明
な外観でＸ線探傷法により内部欠陥を調べたが、0.1mm
以上の欠点は見出されなかった。
ると湯道の付近は結晶化しておらず、ガラス状であっ
た。また16時間結晶化した結晶化ガラスは全体の結晶化
が完了しており、この結晶化ガラス成形体が白色半透明
な外観でＸ線探傷法により内部欠陥を調べたが、0.1mm
以上の欠点は見出されなかった。
実施例２ 炉内の最高温度が690℃で、その上方に向かい20℃/cm
の温度勾配を有するような縦型の管状電気炉中を、第２
図に示すように実施例１と同様にして得られたガラスを
鋳造した鋳型を上方より下方に毎時3mmの速度で降下さ
せ結晶化を行なった。鋳型の中央部が最高温度の部分に
達した時に炉内より取り出した鋳型と、鋳型の上端が最
高温度に達した時に炉内より取り出したものの２つを作
製した。
の温度勾配を有するような縦型の管状電気炉中を、第２
図に示すように実施例１と同様にして得られたガラスを
鋳造した鋳型を上方より下方に毎時3mmの速度で降下さ
せ結晶化を行なった。鋳型の中央部が最高温度の部分に
達した時に炉内より取り出した鋳型と、鋳型の上端が最
高温度に達した時に炉内より取り出したものの２つを作
製した。
実施例１と同様に脱型し、歯冠形状の結晶化ガラス成
形体を得た。鋳型の中央部までしか電気炉の最高温度部
に達していない状態で結晶化を終了した結晶化ガラスは
その断面を観察すると、湯道付近のみは結晶化しておら
ずガラス状であった。鋳型の上端まで最高温度部に達し
た結晶化ガラスは全体が結晶化しており、この成形体は
白色半透明は外観をしており、Ｘ線探傷検査により内部
欠陥を調べたが0.1mm以上の欠陥は見出されなかった。
形体を得た。鋳型の中央部までしか電気炉の最高温度部
に達していない状態で結晶化を終了した結晶化ガラスは
その断面を観察すると、湯道付近のみは結晶化しておら
ずガラス状であった。鋳型の上端まで最高温度部に達し
た結晶化ガラスは全体が結晶化しており、この成形体は
白色半透明は外観をしており、Ｘ線探傷検査により内部
欠陥を調べたが0.1mm以上の欠陥は見出されなかった。
第１図は、本発明の一実施態様の説明図。 第２図は本発明の又別の一実施態様の説明図。 第３図は本発明の実施例の説明図。 1:湯道、2:鋳型の高温部、 3:鋳型の低温部
Claims (2)
- 【請求項１】リン酸カルシウム系ガラスを鋳型で鋳造
し、該鋳型中で結晶化せしめて歯科材料を製造する方法
において、鋳型が有する湯道付近での結晶化速度を他の
部分より遅くすることにより、鋳型内における最終の結
晶化を鋳型が有する湯道付近で行なわしめることを特徴
とするリン酸カルシウム系結晶化ガラス歯科材料の製造
方法。 - 【請求項２】鋳型が有する湯道付近での結晶化速度を他
の部分より遅くする手段は、型内の湯道付近の温度を他
の部分より低くする特許請求の範囲第１項記載のリン酸
カルシウム系結晶化ガラス歯科材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24280887A JP2560346B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | リン酸カルシウム系結晶化ガラス歯科材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24280887A JP2560346B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | リン酸カルシウム系結晶化ガラス歯科材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6485640A JPS6485640A (en) | 1989-03-30 |
| JP2560346B2 true JP2560346B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=17094594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24280887A Expired - Lifetime JP2560346B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | リン酸カルシウム系結晶化ガラス歯科材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2560346B2 (ja) |
-
1987
- 1987-09-29 JP JP24280887A patent/JP2560346B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6485640A (en) | 1989-03-30 |
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