JP4481937B2

JP4481937B2 - 歯科用陶材

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Publication number: JP4481937B2
Application number: JP2006011697A
Authority: JP
Inventors: 澄人左合; 肇男榊原; 新一郎加藤
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2026-01-19
Also published as: JP2007190215A

Description

本発明は、人工歯冠に用いる歯科用陶材に関する。

従来、口腔内に装着される歯科用補綴物は、金属製フレームの表面に天然歯の色調に調整したセラミック材料(陶材)を被覆することにより構成されていたが、近年、補綴物全体をセラミック材料で構成したオールセラミック補綴物が用いられるようになってきている。このようなオールセラミック補綴物は、従来の金属製フレームに代えてセラミック焼結体から成るフレームを用いて、その表面にガラス陶材で外装部(すなわちセラミック層)が形成され(例えば特許文献１を参照)、或いは、珪酸リチウムガラス等の結晶化ガラスで全体が構成される。上記オールセラミック補綴物によれば、生体に金属が接触することに起因する金属アレルギーや、金属色を隠すために設けられる不透明な下地層に起因して天然歯本来の色調が得られない等の問題が解消され或いは緩和される利点がある。

上記結晶化ガラスで全体を構成したセラミック補綴物は、機械的強度や靭性が比較的低いため、強度を必要とするブリッジ等には利用できず、単冠、インレー、ベニヤ等に用途が限定される。一方、上記フレームを備えたものは高強度を有するため、単冠だけでなくブリッジ等にも使用される。フレームを構成するセラミック焼結体としては、スピネル、アルミナ、ジルコニア等が挙げられ、特に、アルミナ製フレームが多用されている。但し、アルミナやスピネルもブリッジ用途としては機械的強度や靭性が十分に高いとは言えず、ブリッジが適用できるのは前歯に限られ、大きな咀嚼力等が作用する臼歯では単冠のみに使用可能である。他の用途には機械的強度に優れるジルコニア製フレームが用いられるが、ジルコニアは歯科用途として好ましい色調を有している利点もある。なお、外装部を構成するガラス陶材としては、例えば、長石質ガラスマトリックス中に白榴石結晶相が分散した二相陶材組成物が用いられる(例えば特許文献１〜３を参照)。
特許第３３５１７０１号公報特開２０００−１３９９５３号公報特開平０１−２１２２４８号公報

ところで、フレームを使用せず、結晶化ガラスだけで補綴物を作製する場合には、基材となる部分をプレス法によって形成し、その表面に陶材を積層して最終製品を作製する方法や、石膏模型上に粉体を専用の練和液で練和して築盛する方法がある。これら何れの製造方法による場合にも、下地となる強固なフレームが無いため、基材の上に更に陶材を築盛する際に上層の陶材の焼成温度が高すぎると焼成の際に基材が軟化して変形する。

例えば、ジルコニアフレーム用プレス陶材等のフレーム用陶材(本願においては、フレームの表面に下層を築盛するための陶材すなわち下層用陶材を言う。)に合わせた上層形成用陶材は焼成温度が高いことから、フレームを用いない補綴物には、基材が変形するために使用できなかった。そのため、結晶化ガラスのみで構成する補綴物には、フレームを用いる場合とは異なる基材用陶材および上層用陶材が用いられていた。上層用陶材と基材用陶材とは熱膨張係数が適合することも求められるため、フレームを用いる補綴物用の下層用陶材の適用が困難となっていたのである。なお、上層用陶材の焼成温度は、基材用陶材のガラス転移点よりも低いことが理想であるが、そのガラス転移点よりも高くとも、上層との間に生じる熱膨張ストレスによって基材が変形されなければ足りる。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的は、フレームを用いない補綴物の基材用陶材に、フレームを用いる補綴物の下層用陶材を適用し得る上層用陶材を提供することにある。

斯かる目的を達成するための本発明の歯科用陶材の要旨とするところは、SiO₂を63.0〜72.0(％)、Al₂O₃を8.7〜13.3(％)、Li₂Oを0.3〜0.9(％)、Na₂Oを6.5〜9.0(％)、K₂Oを8.0〜12.0(％)、Sb ₂ O ₃ を0.4〜1.3(％)、CeO ₂ を0.4〜1.3(％)の範囲内の重量百分率でそれぞれ含み、750〜900(℃)の範囲内の温度で焼成可能、且つ焼成後において30〜450(℃)の温度範囲で8.8〜9.8×10^-6(/℃)の範囲内の熱膨張係数を有することにある。

このようにすれば、本発明の歯科用陶材は、上記組成に構成されることから、ジルコニアフレーム用プレス陶材等のフレーム用陶材の軟化点より例えば100(℃)だけ高い温度以下の低い温度、すなわち、フレーム用陶材の軟化点以下またはそれよりも若干高い程度に留まる温度で焼成可能であって、同程度の熱膨張係数を有する。そのため、フレームを有しない歯科用補綴物において、フレーム用陶材で基材が構成されていても、その上層を本発明の歯科用陶材で形成する際に基材が変形することが好適に抑制される。そのような構成においても、フレーム用陶材と本発明の歯科用陶材との熱膨張係数が同程度であることから、本発明の歯科用陶材の焼成温度がフレーム用陶材のガラス転移点よりも高温であっても、それらの間の熱膨張ストレスは十分に小さい大きさに留められるからである。したがって、本発明の歯科用陶材を上層用陶材に用いれば、フレーム用陶材に熱膨張係数が適合し且つこれが変形しない低温で焼成可能であるため、フレームを用いない歯科用補綴物の基材用陶材にそのフレーム用陶材を好適に適用し得る。また、本発明の歯科用陶材には、Sb ₂ O ₃ およびCeO ₂ が共に添加されていることから、それらの相乗効果により、それらの１つが単独で含まれる場合と同程度の黄変防止効果が、それに比較して少ない合計含有量で得られる利点がある。

なお、本発明の歯科用陶材において、SiO₂はガラス状にするための基本成分であって、網目構造を構成してガラスの骨格を成すものである。本発明の組成において、63.0(重量％)未満ではガラスが不透明になる。また、72.0(重量％)を超えると、クリストバライトが析出して不透明になり、焼成温度が高くなり過ぎ、また、熱膨張係数が低くなる。一層好適には、SiO₂の含有量は64〜70(重量％)の範囲内の値である。

また、Al₂O₃はガラスを安定化するための成分である。適量のAl₂O₃が含まれているとシリカ系の結晶(クリストバライトやトリジマイト)析出に起因する失透が抑制され、化学的耐久性も向上する。なお、一般に、ガラスを透明にするためには、Al₂O₃：SiO₂がモル比で１：７〜１：１０程度が適当とされている。Al₂O₃量が8.7(重量％)未満ではクリストバライトが析出して不透明になると共に耐酸性が低下する。また、13.3(重量％)を超えると不透明になると共に焼成温度が高くなる。一層好適には、Al₂O₃の含有量は9.5〜12(重量％)の範囲内の値である。

また、Li₂Oは他のアルカリ元素と同様に、ガラスの軟化点を低下させる働きがある。Li₂O量が0.3(重量％)未満では焼成温度が高くなる。また、0.9(重量％)を超えると高温での粘度が低くなって変形が大きくなると共にガラスがグレーに着色する。一層好適には、Li₂Oの含有量は0.4〜0.7(重量％)の範囲内の値である。なお、Li₂Oは微量でガラスの粘性を著しく低下させる。そのため、歯科用補綴物中の多くの体積を占めて、形状を再現する役割を果たす象牙質やエナメル質を構成する部分のガラスを形成するための陶材では、Li₂Oが可及的に少ないことが好ましく、例えばLi₂Oを含まないことが好ましい。

なお、本発明の歯科用陶材の構成成分のうちの一部は、好ましくは、リューサイト結晶(KAlSi₂O₆)となっている。リューサイトは歯科用陶材に多く使用される結晶化ガラスの結晶成分であるが、熱膨張係数が大きいことから、その析出量を適宜制御することにより、歯科用陶材の熱膨張係数を容易に調節できる利点がある。上記Li₂Oは、このリューサイト結晶の析出を促進する効果も有する。

また、Na₂Oはガラスの軟化点を低下させるための成分であって、ガラスを構成するアルカリ成分のうち最も多く使用される。但し、Na量が多くなるほど耐水性や耐酸性が低下する傾向がある。6.5(重量％)未満ではガラス化が困難になると共に焼成温度が高くなる。また、9.0(重量％)を超えると耐水性の低下が顕著になる。一層好適には、Na₂Oの含有量は6.8〜8.3(重量％)の範囲内の値である。

また、K₂Oは、Li₂OおよびNa₂Oと同様にガラスの軟化点を低下させるために用いられる成分であるが、ガラスの粘性を高め或いは粘性の温度傾斜を緩やかにする性質を有する。また、Kはリューサイトの成分であることから、K₂Oの含有量を調節することでリューサイトの析出量を制御することができ、陶材の熱膨張係数の制御に有用である。K₂O量が8.0(重量％)未満では熱膨張係数が小さくなり過ぎ、12.0(重量％)を超えると熱膨張係数が大きくなり過ぎる。一層好適には、K₂Oの含有量は8.8〜11(重量％)の範囲内の値である。

なお、本発明においては、上記成分を必須とするが、その他の成分も含み得る。例えば、天然原料に由来する微量の不可避不純物が含まれていても差し支えない。不可避不純物としては、例えばFe₂O₃やMgO等が挙げられる。また、本発明の歯科用陶材は、色調を調整するための副成分を含むものであってもよい。この副成分としては、例えば、着色剤としての顔料や、蛍光性を付与するための蛍光材、陶材の透明度を低下させるための乳濁材が挙げられる。乳濁剤としては、例えば、ZrO₂、SnO₂、TiO₂、Al₂O₃、CeO₂が挙げられる。

ここで、好適には、前記歯科用陶材は、CaOを3.2(％)以下の重量百分率で含むものである。CaOは必須ではないが、ガラスの主成分となり得るものであって、耐酸性や耐水性を向上させ延いてはガラスを一層安定化させると共に、透明化が容易になるため、本発明の歯科用陶材には必須ではないが上記割合を上限として含まれることが好ましい。なお、CaO量が過剰になるとガラスが不透明になり易いため、CaOを含む場合には3.2(％)以下に留めることが好ましい。一層好適には、CaOの含有量は0〜2.7(重量％)の範囲内の値である。

また、好適には、前記歯科用陶材は、Sb₂O₃を0.4〜1.3(％)の範囲内の重量百分率で含むものである。

また、好適には、前記歯科用陶材は、CeO₂を0.4〜1.3(％)の範囲内の重量百分率で含むものである。

Sb₂O₃およびCeO₂は、何れもAgイオンがガラス中に拡散することに起因する黄変を抑制する作用を有するため、黄変防止剤として両方が含まれることが好ましい。Sb₂O₃が0.4(％)未満では黄変防止効果が十分に得られず、1.3(％)を超えると不透明になり易い。また、CeO₂が0.4(％)未満では黄変防止効果が十分に得られず、1.3(％)を超えるとガラスが黄色に着色し易くなる。なお、本発明の歯科用陶材はAgを必須とするものではなく、却って黄変を避けるためにAgを含まないことが好ましい。しかしながら、歯科では例えば金属フレームを使用した人工歯冠等のAgを含む補綴物も一般に用いられていると共に、歯科技工所ではAgを含む補綴物とAgを含まない補綴物の焼成炉が一般に共用されている。補綴物中のAgは焼成中に揮散して焼成炉内壁に付着し、次に焼成炉を使用する際にその焼成炉内壁のAgが再び蒸発して焼成中の補綴物に付着し得る。このようにして、Agを含む補綴物が汚染源となり得るので、黄変防止剤が含まれていることが好ましい。

上記Sb₂O₃およびCeO₂は、これらが共に含まれていると、単独で含まれる場合と同程度の黄変防止効果が、それに比較して少ない合計含有量で得られる。例えば、Sb₂O₃を2(％)含む場合と同程度の黄変防止効果は、Sb₂O₃を0.7(％)およびCeO₂を0.7(％)含むことで得られる(着色した色の濃さを目視によって判断した)。後者すなわち併用する場合の合計量は1.4(％)で、前者すなわち単独の場合よりも少なくなる。これは併用することによって何らかの相乗効果があるためと考えられる。したがって、併用することが好ましい。なお、Sb₂O₃は0.4〜1(重量％)、CeO₂は0.4〜1(重量％)の範囲で含まれることが一層好ましい。

また、前記歯科用陶材は、SiO₂を64〜70(重量％)、Al₂O₃を9.5〜12(重量％)、Li₂Oを0.4〜0.7(重量％)、Na₂Oを6.8〜8.3(重量％)、K₂Oを8.8〜11(重量％)、CaOを0〜2.7(重量％)、Sb₂O₃を0.4〜1(重量％)、CeO₂を0.4〜1(重量％)の範囲で含むことが一層好ましい。

また、好適には、前記歯科用陶材は、人工歯冠を製造するに際して所定の基材上に上層を築盛するために用いられるものである。このような基材の表面に上層を築盛する補綴物の製造方法では、その基材の変形を抑制するものが何ら存在しないため、上層築盛時の処理温度が基材を構成する陶材のガラス転移点に対して高過ぎると基材が軟化して変形する問題がある。本発明の歯科用陶材によれば、焼成処理温度がフレーム用陶材のガラス転移点と同程度以下の低い温度であることから、フレームを有する歯科用補綴物の下層用陶材を基材を形成するために用いることができる。

上記基材は、例えば、円柱状等の適宜の形状に成形したガラスインゴットを軟化させて所定の鋳型内に押し込むプレス法によって製造される。また、基材は、例えば射出成形法で形成されてもよい。

また、本発明の歯科用陶材は、上記のようなプレス法で製造された基材の表面に上層を築盛する場合に限られず、例えば、フレームを有する歯科用補綴物や、石膏模型上に粉体を専用の練和液で練和して築盛する歯科用補綴物等においても、上層を築盛する場合に好適に用い得る。このような用途では、基材の変形の問題は殆ど生じないが、上層の外周端縁が薄くされる場合には、焼成温度が高くなるほど下層のうち上層の外周端縁からはみ出した露出部分が表面張力で丸くなる等の問題が生じ易くなる。そのため、焼成温度が可及的に低いことが望まれるのである。因みに、人工歯冠が適用される歯は、その人工歯冠の厚さ寸法に応じて表層部分を削除される。しかしながら、特に歯の根元部分は、強度確保等の目的で削除量を少なくすることも行われていることから、人工歯冠のうちそれに対応する外周端縁部分は必然的に薄くなる。

なお、本発明の歯科用陶材は、好適には、歯科用陶材粉末および必要な添加剤を適当な溶媒に分散させることにより、塗布に好適な性状のスラリー或いはペーストに調製して築盛に用いられる。溶媒としては、例えば、水、専用液、或いは樹脂が挙げられる。上記専用液は、例えば、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリンである。また、上記樹脂は、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリノルマルブチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリビニルアセテート等のビニル系樹脂、ニトロセルロース、エチルセルロース、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂である。

また、本発明の歯科用陶材は、好適には、ジルコニアフレーム用プレス陶材で構成された基材の上層を形成するために用いられる。本発明の歯科用陶材は、種々のフレーム用陶材で基材を構成する場合に適用可能であるが、特にジルコニアに適合した熱膨張係数を有するため、ジルコニアとの組合せで用いられることが最も好ましい。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１〜図６は、本発明の一実施例の歯科用陶材を用いた歯科用補綴物の一例である歯冠(クラウン)３６の製造方法を説明する図である。この歯冠３６は、例えば成人の上顎前歯に装着されるものである。なお、本発明は、この他の全ての歯にも適用され得る。

図１において、一点鎖線で示す歯１０は、歯冠３６を装着しようとする天然歯の元の外形を表している。歯１０を適当な大きさに削った後、先ず、例えば石膏による歯型の型取りと鋳込み成形等によって象牙質に対応する模型層１２が形成される。この模型層１２は、例えば、歯科用ワックス(例えばＧＣ社製品「ブルーインレーワックス」)等で形成する。

次いで、上記模型層１２に図２に示すようにスプルー線(例えばＧＣ社製品「レディーキャスティングワックスＲ２０」)と呼ばれるピン１４をつけ、台座１６に移す。次いで、図３に示すように、台座１６に例えば金属製又はゴム製の鋳造用リング１８を設置し、この内側に常温硬化性の歯科用埋没材２０(例えば(株)ノリタケジプサム製「ノリタケプレスインベストメント」)を流し込み、模型層１２を埋没した。歯科用埋没材２０が硬化した後、台座１６および鋳造用リング１８を取り除き、埋没材２０から成る硬化体を電気炉中に移した。そして例えば800(℃)の温度で例えば１時間程度加熱し、図４に示すように、模型層１２およびピン１４が焼却除去され、当該模型層部分が空隙部２２となった鋳型２４を作製する。

次いで、所定の組成の基材用陶材を合成し、金型プレス装置等を用いて例えば直径10(mm)、高さ10(mm)程度の大きさの円柱状に成形し、例えば1050(℃)程度の温度で焼成処理を施して徐冷することにより、円柱状のガラスインゴットを得る。次いで、上記ガラスインゴットを鋳型２４に押し込むための図示しないプランジャーと共に、鋳型２４のセラミックス保持部(台座のあった部分)２６に装着し、これを高温プレス炉(例えばイボクラ株式会社製、型式：ＥＰ５００)中にセットする。かかるプレス炉を例えば980(℃)に加熱し、例えば２０分間保持した後、軟化したインゴットを図示しないプランジャーによって例えば0.5(MPa)程度の圧力で鋳型２４方向にプレスする。これにより、陶材導入路２８(即ちピン１４のあった部分)から溶融状態の陶材が鋳型２４内に注入され、空隙部２２に充填される。空隙部２２が満たされた後、冷却し、その後、鋳型２４を壊すと、空隙部２２に対応する形状すなわち模型層１２と同一形状の基材３０が得られる(図５参照)。この基材３０は象牙質に対応する部分である。

なお、上記の基材用陶材(すなわちインゴット用陶材)は、例えば、以下のようにして合成する。所望する基材用陶材の組成に応じて、例えば1000〜1500(℃)の範囲内のガラス溶融温度でSiO₂、Al₂O₃、Li₂O、Na₂O、K₂O、CaO、MgO、Sb₂O₃、CeO₂、B₂O₃等の酸化物を生成する適宜の化合物を秤量し、ボールミル或いは石川式擂潰機等を用いて混合する。下記の表１に組成の一例を示す。この組成の陶材は、ジルコニアフレーム用プレス陶材として用いられるものであり、この陶材から生成されるガラス層(基材３０)は、例えば、740〜800(℃)程度の軟化点を有し、9.0〜10.0×10^-6(/℃)程度の熱膨張係数を有している。次いで、例えば大気中において例えば1000(℃)以上の温度で加熱溶融させた後、これを冷却して回収する。次いで、これをボールミルや遊星ミル等を用いて更に粉砕する。次いで、粉砕した原料を例えば800〜1100(℃)の範囲内の温度で、30〜60分程度の時間だけ熱処理を施す。これにより、リューサイト結晶が析出されるので、これを制御することによって熱膨張係数の調節が可能である。次いで、ボールミルや石川式擂潰機等を用いて顔料および蛍光材を混合すると共に粉砕することによって陶材が得られる。本実施例の基材用陶材は、このようにして結晶化させたガラス組成物粉末すなわちガラスフリットである。

次いで、前記基材３０の表面３２に、別途製造した上層用陶材を、例えば筆を用いて前記歯１０の外形形状が得られるように所定の厚みで塗布し、その上層用陶材の組成に応じた例えば840(℃)程度の所定温度で焼成処理を施すことにより、上層３４を築盛する。これにより、当初の歯１０と略同一の外観を備えた図６に示すような人工歯冠３６が得られる。なお、通常は、上層３４の表面の一部または全体を覆うグレーズが設けられることにより、天然歯に外観が一層近づけられるが、このようなものは必須ではなく、図６においてはこれが省略されている。

上記の上層用陶材は、例えば、ガラスインゴットを成形するための陶材と同様にして、所望する陶材組成に応じて、例えば1000〜1500(℃)の範囲内のガラス溶融温度でSiO₂、Al₂O₃、Li₂O、Na₂O、K₂O、CaO、Sb₂O₃、CeO₂等の酸化物を生成する適宜の化合物を秤量して、混合、加熱溶融、粉砕等の処理を施すことにより、製造される。下記の表２に組成の一例を示す。これらの組成の陶材は、750〜900(℃)程度の範囲内の温度で焼成可能であり、生成されるガラス層(上層３４)は、30〜450(℃)の温度範囲における熱膨張係数が8.8〜9.8×10^-6(/℃)程度の範囲内、ガラス転移点が550(℃)程度、屈伏点が650(℃)程度の特性を有する。上記の上層用陶材を基材表面３２に塗布するに際しては、例えば、ガラス粉末100(重量部)に対して、100(重量部)のプロピレングリコール水溶液を混合して調製したスラリーとして用いる。

上記のようにして製造された人工歯冠３６は、クラックや変形などが全く見られず、本実施例によれば、所望の形状を有する歯科用補綴物が得られる。すなわち、本実施例によれば、上層３４を形成するための上層用陶材として上記のような組成のものが用いられることから、ジルコニアフレーム用プレス陶材の軟化点より100(℃)だけ高い温度以下の低温で焼成可能で、しかも、生成された上層３４の熱膨張係数は基材３０の熱膨張係数と略同一である。そのため、上層３４を形成するための焼成時にも、焼成温度が基材３０を構成するガラスの軟化点より100(℃)だけ高い温度と同程度以下の温度であるため、その基材３０が軟化し延いては変形することもなく、また、熱膨張係数の相違に起因する応力が生じ延いては基材３０が変形させられることもない。したがって、フレームを用いない人工歯冠３６の基材用陶材にジルコニアフレーム用プレス陶材を用いて、セラミックフレームを用いないオールセラミック人工補綴物を作製することができる。

なお、上記表２には、本発明の範囲内の実施例１〜５の組成を示している。実施例１〜５の何れも、SiO₂、Al₂O₃、Li₂O、Na₂O、K₂O、CaO、Sb₂O₃、CeO₂を構成成分とし、各成分の構成割合は、それぞれSiO₂が64.8〜69.5(％)、Al₂O₃が9.8〜11.5(％)、Li₂Oが0.5〜0.7(％)、Na₂Oが6.8〜8.3(％)、K₂Oが9.4〜10.6(％)、CaOが1.8〜2.7(％)、Sb₂O₃が0.5〜1.0(％)、CeO₂が0.5〜1.0(％)である。すなわち、これらの組成は、本発明において好ましいものとして前述した組成よりも、更に好ましい範囲内にある。

また、上記実施例１〜５の陶材は、前記表１に示すようなジルコニアフレーム用プレス陶材から成る基材３０に対して、何れもその軟化点より100(℃)だけ高い温度以下の低温で焼成可能且つ熱膨張係数が近似する上層用陶材を構成する。表２の結果欄には、基材３０の表面に上層３４を形成した場合の結果を示している。何れにおいても、焼成温度および熱膨張係数が基材３０を構成する陶材に適合することから、基材３０が変形し或いはクラックが生じること無く、良好な結果が得られる。

実施例１に示すように、SiO₂は、64.8(％)程度の含有量でも十分に透明性の高いガラスを得ることができ、Al2O3は、11.5(％)程度まで含まれていても、ガラスの高い透明性が保たれると共に焼成温度が十分に低く保たれる。Li₂Oは、0.7(％)程度まで含まれていても粘度が十分に高く保たれると共に、グレーの着色は目立たない。また、Na₂Oは、8.3(％)程度まで含まれていても十分に耐水性が保たれ、CaOは、2.7(％)程度まで含まれていても十分に透明性の高いガラスが得られる。また、Sb₂O₃およびCeO₂は、それぞれ1(％)まで含まれていても良好な特性が得られ、ガラスが不透明になったり、黄色く着色することはない。

また、実施例５に示すように、SiO2は、69.5(％)程度まで含まれていても、クリストバライトの析出量は十分に少なく、高い透明性が保たれ、Al₂O₃は、9.8(％)程度の含有量でも、クリストバライトの析出量は十分に少なく、高い透明性が保たれると共に耐酸性も保たれる。Li₂Oは、0.5(％)程度の含有量でも、ガラスの軟化点が十分に低下させられ、焼成温度が十分に低くなる。Na₂Oは、6.8(％)程度の含有量でも、十分にガラス化し、焼成温度が十分に低くなる。K₂Oは、10.6(％)程度まで含まれていても、リューサイトの析出量が過剰となることはなく、熱膨張係数が大きくなりすぎず、適度な値に保たれる。CaOは、1.8(％)程度の含有量でも、十分にガラス化が可能である。Sb₂O₃およびCeO₂は、0.5(％)程度の含有量でも、銀の存在下における黄変防止効果が十分に得られる。

なお、実施例２の陶材は、30〜450(℃)の範囲の熱膨張係数が9.5×10^-6(/℃)程度で、ガラス転移点が551(℃)程度、屈伏点が646(℃)程度の特性を有し、840(℃)で焼成可能である。この陶材を用いて基材３０上に上層３４を築盛するに際しては、塗布後、例えば830(℃)で焼成処理を施すことができる。

また、実施例３の陶材は、30〜450(℃)の範囲の熱膨張係数が9.3×10^-6(/℃)程度で、ガラス転移点が552(℃)程度、屈伏点が647(℃)程度の特性を有し、840(℃)で焼成可能である。この陶材を用いて基材３０上に上層３４を築盛するに際しては、塗布後、例えば840(℃)で焼成処理を施すことができる。

また、実施例４の陶材は、30〜450(℃)の範囲の熱膨張係数が9.0×10^-6(/℃)程度で、ガラス転移点が554(℃)程度、屈伏点が649(℃)程度の特性を有し、840(℃)で焼成可能である。この陶材を用いて基材３０上に上層３４を築盛するに際しては、塗布後、例えば840(℃)で焼成処理を施すことができる。

下記の表３は、本発明の範囲外の比較例１〜９の上層用陶材の組成と、これらの陶材を用いて基材３０の表面に上層３４を形成した場合の評価結果をまとめたものである。

比較例１の陶材は、実施例の組成に対してCeO₂を含まず、MgOおよびB₂O₃を含むものである。この陶材は、表１に示す組成のジルコニアフレーム用プレス陶材で形成した下層の表面に上層を形成するために従来から用いられているものであるが、焼成温度が930(℃)であって、その下層を構成するガラスの軟化点よりも焼成温度が著しく高いものである。そのため、これを用いて上層３４を形成したところ、フレームによる支持の無い基材３０は軟化して変形し、所望する形状を備えた人工歯冠を得ることはできなかった。なお、比較例１の陶材の熱膨張係数は9.6×10^-6(/℃)程度であり、熱膨張係数は基材３０の材料に適合している。

比較例２〜９の陶材は、実施例と同一成分を構成要素とするものであるが、その構成割合が本発明の範囲外になるものである。

比較例２は、SiO₂が60(％)と過少で、Al₂O₃が16(％)と過剰の組成である。そのため、クラックや変形無く上層３４を形成可能であるが、不透明になるため、上層用陶材としては不適当である。

比較例３は、SiO₂が73(％)と過剰、Al₂O₃が8(％)と過少、Na₂Oが5(％)と過少の組成である。そのため、クラックや変形無く上層３４を形成可能であるが、クリストバライトが析出し、不透明であることから、これも上層用陶材としては不適当である。

比較例４は、Na₂Oが4(％)と過少の組成である。そのため、焼成温度が1000(℃)程度と高いことから、上層形成時に基材３０が変形する。したがって、フレームの無い場合には、所望する形状の人工歯冠を得ることはできない。

比較例５は、Na₂Oが10(％)と過剰の組成である。そのため、耐酸性が低いことから、上層用陶材として不適当である。ここで、耐酸性は、80(℃)、4(％)の酢酸中に１６時間浸漬し、色調を確認することで評価した。比較例５の陶材を用いたものでは、表面が白濁し、耐酸性の無いことが明らかであった。

比較例６は、K₂Oが6(％)と過少の組成である。そのため、リューサイトの析出量が少なく、熱膨張係数が8.5×10^-6(/℃)程度と小さいことから、基材３０に築盛する上層用陶材としては不適当で、焼成後に基材または上層にクラックが入る問題がある。

比較例７は、K₂Oが13(％)と過剰の組成である。そのため、リューサイトの析出量が多く、熱膨張係数が14×10^-6(/℃)程度と大きいことから、これも基材３０に築盛する上層用陶材としては不適当で、焼成後に基材または上層にクラックが入る問題がある。

比較例８は、Sb₂O₃およびCeO₂がそれぞれ0.2(％)と過少な組成である。そのため、黄変防止効果が不十分であることから、銀の存在下で焼成処理を施したところ、上層が黄色く着色し、上層用陶材としては不適当であった。

比較例９は、CeO₂が3(％)と過剰な組成である。そのため、ガラスそのものがCeO₂によって黄色に着色し、これも上層用陶材としては不適当であった。

要するに、本発明の範囲外の比較例１〜９では、何れかの成分が過少或いは過剰であることから、それぞれに起因する透明性の低下、焼成温度の上昇、耐酸性の低下、熱膨張係数の不適合、黄変等の問題が生じることになる。これに対して、前記表２に示す実施例１〜５の陶材によれば、これらの不具合が何れも無く、フレームの無いオールセラミック人工歯冠を容易に得ることができる。

以上、本発明を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。

本発明の一実施例の歯冠の製造方法を模式的に説明するための複数の図の１であって、基材を形成するための模型層を示す図である。図１に続く段階を説明するための図であって、模型層が台座に取り付けられた状態を示す図である。図２に続く段階を説明するための図であって、台座に鋳造用リングが設置され、この内側に歯科用埋没材が流し込まれた状態を示す図である。図３に続く段階を説明するための図であって、模型層が焼却除去されてその模型層部分に空隙部を有する鋳型が作製された状態を示す図である。図４の鋳型を用いてプレス法によって形成した基材を示す図である。図５の基材の表面に上層が形成された歯冠を示す図である。

符号の説明

１０：歯、１２：模型層、１４：ピン、１６：台座、１８：鋳造用リング、２０：歯科用埋没材、２２：空隙部、２４：鋳型、２６：セラミック保持部、２８：陶材導入路、３０：基材、３２：表面、３４：上層、３６：歯冠(歯科用補綴物)

Claims

SiO₂を63.0〜72.0(％)、Al₂O₃を8.7〜13.3(％)、Li₂Oを0.3〜0.9(％)、Na₂Oを6.5〜9.0(％)、K₂Oを8.0〜12.0(％)、Sb ₂ O ₃ を0.4〜1.3(％)、CeO ₂ を0.4〜1.3(％)の範囲内の重量百分率でそれぞれ含み、750〜900(℃)の範囲内の温度で焼成可能、且つ焼成後において30〜450(℃)の温度範囲で8.8〜9.8×10^-6(/℃)の範囲内の熱膨張係数を有することを特徴とする歯科用陶材。
CaOを3.2(％)以下の重量百分率で含むものである請求項１の歯科用陶材。
人工歯冠を製造するに際して所定の基材上に上層を築盛するために用いられるものである請求項１または請求項２の歯科用陶材。
前記歯科用陶材は、前記Sb ₂ O ₃ を0.4〜1(％)、前記CeO ₂ を0.4〜1(％)の範囲内の重量百分率で含むものである請求項１乃至請求項３の何れかの歯科用陶材。