JPH01215939A - 歯科用パラジウム合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、歯の欠損部の修復材として用いられる陶材を
補強するだめの合金に関する。

（従来技術及び発明が解決しようとする問題点）歯の欠
損部を修復する材料として、従来より、陶材、レソン、
合金等が使用されておシ、このうち陶材は、自然歯の色
合いを必要とされる個所で頻繁に利用されている。陶材
としては、石英、アルミナなど金属酸化物の混合物が用
いられるが脆弱であるため、一般には合金に焼付けて、
これを補強する。このような合金は歯科用合金であり、
口腔内において不活性で、生体に害を及ぼさないことは
もちろん、咀唱時の咬合圧に耐え得るだけの強度及び用
途に応じて陶材との強固な結合力を有する必要がある。

これまでに開発された歯科用合金特に陶材焼付用合金を
大別すると、金及び白金を総計９０重量％以上含有する
高力ラットの貴金属合金、高カラノドの貴金属合金に含
まれる金および白金の大部分を銀及び／又はパラジウム
で置換した低カラツトの貴金属合金、金や白金を全く含
まず銀およびパラジウムを主成分とした銀パラジウム合
金、ニッケル及びクロムを主成分とし、貴金属元素を全
く含まない非貴金属合金の４種類になる。

これらの合金のうち、高力ラットの貴金属合金は生体と
の親和性が良く、陶材と強固に結合するが、近年の金お
よび白金価格の高騰によってコストが高くなり、また、
主成分が金であることがら硬度が低く、従って咀噌時の
咬合圧に耐え得るだけの強度を得ることが難しいという
欠点がある。

次に、低カラツトの貴金属合金ならびに銀ノヤラジウム
合金は、金や白金の含有量が少ないだめに、コストは高
カラノドの貴金属合金より低いが、強度が不充分で、し
かも構成成分である銀が陶材焼成中に酸化銀となって陶
材を黄変させるために、陶材の最大の特徴である審美性
が損われるという欠点がある。

また、非貴金属合金は、コストが４種類の合金のうちで
最も低く、強度も充分であるが、陶材との結合力が貴金
属合金に比べて著しく劣り、しかも主成分であるニッケ
ルやクロムが生体に害を及はす恐れがある。

これらの合金が有する欠点を同時に改善するために、最
近、パラジウムを主成分として、高価な金や白金、陶材
を黄変させる銀、生体に害を及ぼす恐れのあるニッケル
やクロムを全く含有しないパラジウム合金が提案されて
いる。

たとえば、特開昭６１−１８６４３７にはＮｉおよびＣ
ｕの少くとも一種５〜１５％、Ｇａ２〜１０％、Ｇｅ０
．１〜３％＋ＳｎおよびＩｎの少くとも一３ｏ、０１〜
５％、ＣｕＯ，００１〜０．７％、　Ｍｏ　Ｏ，ＯＯ１
〜１．２％、残部Ｐｄよりなる歯科用合金が、また特開
昭５９−２８５４５には重量基準で実質的に約３５〜８
５％のパラジウム、０〜１２％の銅、５〜１５％のガリ
ウム、０〜５０％の金、０〜５％のアルミニウム、０〜
１３％のコバルト、および０．１〜０．５％のルテニウ
ムまたはレニウム（ただし、これらの成分の合計は１０
０％）から成るパラジウム基材歯科合金が、また、特開
昭６１−６０８４３にはパラジウム、アンチモン、イン
ジウム、スズ、鉄から成る基合金に対し他の元素を添加
されている歯科陶材焼付用パラジウム合金において、上
記基材の重量配合比がパラジウム５０〜９０％、アンチ
モン１〜２５％、インジウム０．５〜１５％、スズ０．
５〜１５％、鉄０．１〜５％とし、そして上記他の添加
元素及びその配合重量比がモリブデン０．０５〜５％、
銀０．０１〜５％、コバル）０．０１〜１％、ニッケル
０．０１〜５％、シリコン０．０１〜１％、アルミニウ
ム０．０１〜５％、イリジウム０．０１〜１％、ルテニ
ウム０．０１〜１％であり、而してこれらの添加元素の
内少くとも一種を上記基合金に添加されて成る歯科陶材
焼付用パラジウム合金がそれぞれ提案されている。これ
らの合金は、金を含有する貴金属合金より安価で、強度
も充分である。しかし、銅やアンチモンを主成分として
いるため、陶材焼成時に形成される酸化皮膜の色が非常
に濃くなり、陶材の審美性が損なわれるという欠点があ
る。さらに、酸化皮膜と合金との密着性が必ずしも充分
でないため、合金が陶材から剥離することがあるという
欠点もある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、前記欠点を改良し、しかも合金表面に生
じる酸化皮膜の色が陶材に対して悪影蕃を及ぼさない歯
科用パラジウム合金について鋭意研究を重ねてきた。そ
の結果、／ｊパラジウム基材とし、これに特定量の鉄、
コバルト、スズ及びガリウムを含有する合金が、陶材焼
成時において極めて良好な酸化皮膜を形成することがで
き、しかも充分な強度と伸び、ならびに陶材との強固な
結合力を有することを見い出し、本発明を完成し、ここ
に提案するに至った。

すなわち、本発明は鉄３〜１２重量％、コバルト２〜１
０重量％、スズ１〜８重量％、ガリウム１〜８重量％、
及び残部がパラジウムからなることを特徴とする歯科用
パラジウム合金である。

以下に本発明の合金の各成分について詳細に説明する。

本発明のＡ？ラジウム合金は陶材焼付用として数数の優
れた性質を有する。

本発明の合金を構成する１つの成分は鉄である。

該鉄は、陶材と強固に結合する酸化鉄の被膜を合金表面
に形成させるために必要な元素であり、また、合金の強
度を向上させる作用を有する。該鉄の含有量は合金中に
３〜１２重量％となるように選ぶのが好適である。該鉄
の含有量が３重量％未満であれば酸化鉄の良好な被膜が
形成し難く、陶材との結合力が低下し、一方、１２重量
％を超えると、合金の強度を低下させるのみならず、酸
化被膜の厚みが増して合金から剥離しやすくなるため好
ましくない。鉄の量は上記の範囲であれば良いが、通常
の焼成によって容易に酸化皮膜を形成させるためには特
に４〜９重量％の範囲から選べば最も好適である。

また本発明の合金の他の１つの成分はコ／＜ルトである
。該コバルトは、合金と陶材との熱膨張率の差を少なく
し、陶材焼成中に陶材が合金から剥離するのを防止する
ために必要な元素である。該コバルトは合金中に２〜１
０重′ｉｋ％となるように選ぶことが好適であり、３〜
７重量％の範囲が最も好適である。該コバルトが２重量
％未満では上記の機能が発揮されないし、一方、１０重
量％を超えると酸化鉄からなる被膜の形成が妨げられる
傾向がちるために好ましくない。

本発明の合金の更に他の１つの成分はスズである。該ス
ズは、酸化鉄からなる被膜の色を薄くして、陶材の審美
性が損なわれないようにするために必要な元素であり、
また酸化鉄と合金との密着性を向上させる性状を発揮す
る。

該スズの含有量は合金中に１〜８重量％好ましくは２〜
６重量％となるように選べば好適である。

該スズが１重量％未満では上記の機能が発揮されないし
、一方、８重量％を超えると合金の強度を低下させる傾
向があるため好ましくない。

本発明の合金の更に他の１つの成分はガリウムである。

該ガリウムは、合金の鋳造性を良好にし、さらに合金の
強度を向上させるために必要な元素である。該ガリウム
の含有量は合金中に１〜８重量％好ましくは２〜６重量
％となるように選べば好適でちる。該ガリウムが１重ｉ
％未満では上記の機能が発揮されないし、一方、８重量
％を超えると合金を脆化させるのみならず、酸化鉄から
なる被膜の形成が妨げられる傾向があるために好ましく
ない。

本発明の合金の前記各成分の残部はノｅラジウムである
。該ノ！ラジウムは口腔内で不活性で、生体との親和性
も良い。また、鋳造性や加工性も良好で、前述の元素と
の組み合わせによって高い強度及び陶材との強固な結合
力を得ることができる。

本発明の合金の製造方法は特に限定されるものではない
。一般には例えば鉄、コバルト、スズ、ガリウム及びパ
ラジウムをそれぞれ単体で、あるいはこれら元素群から
選ばれた２１ｍあるいはそれ以上をあらかじめ合金化し
た母合金をも含めて原料とし、これらを真空中、不活性
ガス中、大気中を問わず、アーク溶解、高周波溶解、炉
内溶解等を用いたいかなる溶解法によって合金化する方
法を採用すればよい。尚溶製順序は一般的には、量が多
く融点が適度でありさほど活性でない原料から溶解させ
、順次、少量あるいは活性な原料を添加してゆく方法が
好適である。また２種以上の原料を同時に添加してもよ
く、さらには全原料を一括して同時に溶製してもよい。

また、各元素単体の粉末、あるいは母合金粉末を含めた
各原料粉末を混合した後焼成、焼結させる粉末冶金法等
により作製してもよい。

（効果） 本発明の合金はどのような陶材に対しても優れた機能を
発揮する。また本発明の合金は、陶材との強固な結合力
を有するばかシでなく、陶材の審美性を損なうことがな
い。さらに、咀噌時の咬合圧に対しても充分な強度を有
する。しかも、本発明の合金は、パラジウムを主成分と
するために口腔内において不活性で、生体に害を及ばず
ことがなく、鋳造性および加工性にも優れている。さら
にまた、本発明の合金はその製造方法に基づき、低コス
トで製造することが出来、利用者が入手しやすいという
優れた効果を有する。

以上のように優れた特徴を有する本発明の合金は、陶材
焼付用合金のみならず、他の歯科用補綴材、たとえば鋳
造歯冠あるいは橋義歯、義歯床等の用途に用いることが
できる。さらに、前述のように生体内で不活性であるこ
と、強度が高いこと等の理由から、人工骨やインブラン
ト材等の生体材料としても使用し得る。

本発明をさらに具体的に説明するだめに以下に実施例を
示すが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。

（実施例） 第１表に示した組成の合金を約５０１高周波真空溶解炉
で溶解した後、鍛造、熱間圧延して２ＩＩＩ厚さまでと
し、ついでＩＱ＊＊Ｘ１０闘×２１１１Ｋの形状に切断
した。次に、上述のごとくして得られた本発明品、比較
品及び公知合金を、ロストワックス法により１０闘×１
０ＭＮ×１ｊＩＩｌｌの形状に鋳造し、これを陶材の審
美性試験、鋳造性試験、および硬度測定用の試験片とし
た。また、同様の鋳造法によって直径２闘、長さ３０闘
の円柱、および直径４鶴、長さ２０１１１１１１の円柱
に成形し、前者を引張強度および伸び測定用の試験片、
後者を熱膨張係数測定用の試験片とした。さらに同様な
鋳造法によって２５ｔｍｘ６ｍｍｘ１ｉｔｍの形状に成
形し、陶材との結合力測定用の試験片とした。各試験の
内容については以下の通りである。

（１）審美性試験 試験片の表面を焼面仕上げした後、合金表面に酸化皮膜
を形成させるため９８０℃の大気中で５分間加熱処理し
た。次に、水を加えて泥状にした西独国ＶＩＴＡ社製の
オ被−り陶材（ＶＭＫ６８，５１１．Ａ２　）を合金表
面全体に均一に築成し、これを乾燥させた後、７００℃
の電気炉に入れ、真空中で９８０℃まで毎分５℃で昇温
しでオペーク陶材と試験片を焼付けた。室温まで冷却し
た後、オペーク陶材の上に上記と同様な焼成方法によっ
てビタ社製のデンチン陶材（ＶＭＫ６８．５４１．Ａ２
　）およびエナメル陶材（ＶＭＫ６８，５５８．Ａ２　
）を焼付けた。再度室温まで冷却後、陶材の色がＶＩＴ
Ａ社製のシェードガイドの色と一致しているかどうかを
判定した。この結果を表１に示した。なお、表中の○は
一致したことを、×は一致しなかったことを表わす。

（２）鋳造性試験 試験片表面の荒れまたは鋳巣を肉眼によって確認した。

この結果を表１に示した。なお、表中の○は荒れまたは
鋳巣が発生しなかったことを、×は発生したことを表わ
す。

（３）硬度測定 合金の硬度は、試験片の表面を鏡面上に研磨した後、松
沢精機■製のマイクロビッカース硬度計を用いて、ＪＩ
Ｓ　Ｚ　２２４４に従って表面硬度を測定し、これを合
金の硬度とした。なお、硬度測定における荷重は５００
ｐ、保持時間は２０秒とした。

この結果を表１に示した。

（４）　　引張強度および伸び測定 合金の引張強度および伸びは、東洋ボールドウィン社製
の引張試験機を用いて、ＪＩＳ　Ｚ　２２４１に従った
引張試験を行なうことによって求めた。なお、測定にお
ける引張速度は毎分５１ｍ、試験片の支点間距離は２０
１１１とした。この結果を表１に示′　した。

（５）熱膨張係数測定 合金の熱膨張係数は、理学電機■製の微小定荷重熱膨張
計を用いて、１５０℃から４５０℃までの合金と石英と
の熱膨張の差、いわゆる示差熱膨張を測定することによ
って求めた。なお、昇温速度は毎分５℃とした。この結
果を表１に示した。

（６）陶材との結合力測定 前述のようにして鋳造した長さ２５ｕ１幅６翼富。

厚さ１闘の２枚の試験片の表面を鏡面状に研磨した後、
９８０℃の大気中で５分間加熱し、合金表面に酸化皮膜
を形成させた。次に、一方の試験片の端から長さ４ｍｙ
ｉ、幅６闘の部分に水を加えて泥状にしたＶＩ　ＴＡ社
製のオペーク陶材（ＶＭＫ　６　ｓ、　ｓｌｌ、Ａ２）
を盛り、この厚さがＱ、　ｌ　ｍａｒになるようにして
、他方の試験片ではさんだ。なお、２枚の試験片は、水
平方向に互いに逆向きに重ね合せた。

陶材を乾燥させた後、重ね合わせた試験片を８００℃の
電気炉に入れ、真空中で９８０℃まで毎分５℃で昇温し
で陶材と試験片を焼付けた。両試験片を、前述の引張試
験機で、水平方向に互いに反対側に引張ってこれを破断
させ、この時の平均応力を陶材と金属との結合力とした
。この結果を表１に示した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄３〜１２重量％、コバルト２〜１０重量％、スズ１〜
   ８重量％、ガリウム１〜８重量％、及び残部がパラジウ
   ムからなることを特徴とする歯科用パラジウム合金。