JPH03198842A

JPH03198842A - セラミック歯冠の製造法

Info

Publication number: JPH03198842A
Application number: JP1341576A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Takeshita; 昌章竹下; Sumihiko Kurita; 澄彦栗田; Hiroaki Iwaishi; 岩石　裕明
Original assignee: Koransha Co Ltd
Current assignee: Koransha Co Ltd
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-08-30

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、天然歯様の外観を有するセラミック歯冠の製
造法に係わるものである。

〈従来の技術〉従来から歯冠材料としては、金属材料、樹脂材料が多用
されてきたが、次のような問題がある。

即ち、金属製歯冠においては、金属色が著しく審美性を
損うため、歯冠が見えやすい前歯部に使用できない。ま
た歯肉との親和性が悪く、歯肉の変色等の問題がある。

一方樹脂製歯冠の場合、耐磨耗性に劣り、また低強度の
ため、使用時の咬合圧によって破壊しやすい。ざらに、
口腔内での樹脂の経年劣化現象をおこしたり、樹脂歯冠
製造時に添加する残存重合剤が、生体に対して悪影響を
与える等の問題がある。

この改良として、金属製歯冠をコアとして、その上に陶
材を焼付けた、いわゆる焼付ボーセリン、あるいはメタ
ルボンドと呼ばれる歯冠が使用されるに至った。しかし
、いまだ次の問題点が残されている。即ち、歯肉と接す
る部分では、金属コア上の陶材肉厚が薄く、金属色が歯
肉を通して見やすく、審美性に欠け、また歯肉とのなじ
みが悪い欠点がある。

最近、審美性に関する社会意識の向上に伴い、上記問題
をすべて解決する目的で、セラミック歯冠が開発、一部
実用化されつつある。例えば、マイカ結晶化ガラスセラ
ミック歯冠、アバタイ１〜結晶化ガラスセラミツク歯冠
である。

しかしながら、上記ガラスセラミック歯冠には、強度、
靭性が低く、装着時、あるいは咬合機能下で破損しやす
い欠点がある。ざらに、これを克服するためには、歯の
切除量が必然的に大きくなる等、適応症例が限定される
欠点も有している。

これを改善するには、高強度、高靭性を右する多結晶セ
ラミック歯冠が考えられたが、多結晶セラミック歯冠に
は、致命的欠点が存在する。即ち、多結晶セラミックは
、一般に粉末原料を出発原料とし、射出成形、鋳込成形
、加圧成形等で成形加工後、焼結する。この際、セラミ
ック粉末の粒度分布、特性、焼結条件、製造法によって
も異なるが、おおよそ原寸法から１５〜２５％の線収縮
を生じる。

即ら、歯冠成形状を支台歯から写し取った成形体を焼結
させると、収縮を起こし、支台歯には装着不可能になる
。

この改良法として、特開昭６４−７６８４８　ｒセラミ
ッククラウンの製造法」ではあらかじめ支台歯の１ノイ
ズに近い多種類のセラミック歯冠を作っておき、支台歯
に合わせて選択し、寸法上合わない部分をガラス買築需
焼付で合着さぼる手段が記載されているが、多種類のセ
ラミッククラウンを用意すること自体、非常にコストか
高くなり、また煩雑で、ガラス質築盛の工程がはいる等
の問題があり、技工所で製造できる、高強度、高靭性を
有する多結晶セラミック歯冠は開発されていない。

〈発明が解決しようとする問題点〉本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的とするところは、焼成時の寸法収縮を抑え、し
かも高強度、高靭性の材料特性の得られる多結晶ごラミ
ック歯冠の製造方法を提供することにある。

く問題点を解決するための手段〉本発明者は、上記問題点に関して鋭意研究を行った結果
、次のような新しい知見を得た。

■　セラミック粉末を成形、焼結することによってセラ
ミック歯冠を製造するに際し、セラミック粉末原料に酸
化膨張性の材料を混合して成形し、酸化雰囲気下で成形
体を膨張じしめたのら、焼結すると、寸法収縮のない緻
密で高強度、高靭性の焼結体が得られること。

■　上記セラミック粉末としては、ジルコニア、アルミ
ナ、ムライト、チタニアが好ましいこと。

■　上記酸化膨張性材料粉末としては、Ｚｒ、Ａρ、Ｓ
ｉ、ＳｒＣ，Ｓｉ３Ｎ４、Ａ、Ｉ）Ｎ、ＺｒＮ等が好ま
しいことを見いだした。

本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。

く作用〉本発明は、成形体の膨張機構と、その膨張によって焼結
の際の収縮を相殺する機構に最大の特徴を有する。

成形体に酸化膨張性材料が混合されない場合、焼結によ
って成形体は大ぎな収縮を生ずる。

酸化膨張材料粉末か混合されたとぎ、成形体は酸化膨張
し、三次元的に等率膨張する。

本発明のセラミック粉末とは、白色系色調を示す粉末が
審美上好ましく、ジルコニア、アルミナ、ムライ１−、
チタニアがその代表である。本発明の酸化膨張性材料粉
末とは、人別して金属粉末、非酸化物粉末に分けられ、
金属粉末ではＡＩｌ、Ｚｒ、Ｓｉ、非酸化物粉末ではｓ
ｉｃ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａ、ｌ！Ｎ、ＺｒＮが代表であり、
この他、酸化膨張後、白色系化するものが好ましい。

なお、上記レラミック粉末および酸化膨張性材料は、単
独、あるいはＳｒ　Ｃ＋Δｇ等のように２種類以上を混
合して使用することもてきる。

成形粉末との配合比は組成によって異なるが、粉末１０
０部に対（）、５〜３０部加えるのか一応の目安である
。

本発明の成形体は、酸化膨張材料の種類粒径、分イ５成
形法によっても異なるか、酸化雰囲気の膨張によって線
方向膨張が約５％以ト膨張する。その後焼結によって緻
密化する。

さらに粒度配合を行うことも可能である。これによって
、酸化膨張性原料の添加割合が低く抑えられ、全体とし
ての１法変化率が低くなり、高精度になる。

また、成形法としては、通常の歯冠修復に用いられる工
程が流用可能で、印象採取から型取り、ワックス築盛操
作を経て、鋳型を形成後、鋳込成形を行う。

この場合、できるかぎり生収縮も抑える方が好ましいが
、生成縮分はぞのふん、酸化膨張性粉末を余分に加える
ことで補正することかできる。

焼成されたセラミック歯冠は、硬度調整、色調調整のた
めガラス貿を築盛後、焼付け、さらに微妙な＠色調整コ
ーティング焼付けを経て、支台歯に装着覆る。

〈実施例〉実施例によって本発明の詳細な説明する。

実施例１゜セラミック粉末ニジルコニア（Ｚｒ０２−Ｙ２０３３ｍ
ｏ、Ｑ％）１００部（平均粒径０．５μｍ５０％−４０μｍ５０％）酸化膨
張性粉末：炭化ケイ素（β−５ｒｃ＞（平均粒径０．３
５μｍ＞　　　１５．７部日本猿の前歯を歯科用研削バ
ーで全周にわたり削除し、曲型的支台歯を作成した。次
に、通常歯科で用いる印象採取用ラバーを支台歯に圧着
し、印象を採取し、さらに支台歯模型を作成するため石
膏スラリーを印象へ流し込み、石膏支台歯模型を得た。

適法に従い、歯冠築盛用ワックスを、目的とする肉厚形
状になるよう支台歯上に盛り上げ、ワックス製歯冠のみ
取り外した。

ワックス製歯冠の一端に同一ワックス製鋳口を付け、無
機粉末およびバインダーから成る崩壊性鋳型組成物中に
埋没し、６００’Ｃまて加熱し、ワックスを分解除去、
鋳込成形用崩壊性鋳型を作成した。

鋳込スラリー組成：上記セラミック粉末と、酸化膨張性粉末をスラリー化す
る際の調合割合を示す。

分　散　剤：ポリカルボン酸アンモニウム　０．５ｗｔ
％分　散　媒：蒸留水　　　　　　　　　２０．０ｗｔ
％バインダー：メチルセルロース　　　　　　Ｑ、５ｗ
ｔ％上記組成をボールミルにて、１６０１間湿式混合し
、スラリーとした。鋳込成形用崩壊性鋳型へスラリーを
加圧注入し、着肉成形し、鋳型を崩壊さけ、歯冠成形体
を取り出した。

成形体に割れ、変形は認められず、良好な状態を示した
。

成形体の一端に付いている鋳口を切断し、歯冠を電気炉
にて酸化雰囲気下１，０５０’Ｃ・５ｈｒ、保持により
酸化膨張さけた。この酸化膨張体の寸法は、ワックス歯
冠寸法に対し、１２．０％人きく、また割れは認めず、
再度電気炉にて、１．３５０’Ｃ・１ｈｒ、保持条イ１
下で焼結さけた。冷却後、炉から取り出した焼結体は、
酸化膨張寸法に対し、１１．９％収縮し、全体の用法変
化率＋０．１０％を示し、寸法誤差が極めて小さく、実
用に十分耐えるものであった。

これとは別に、物性評価用板材（４０Ｘ４０Ｘ４ｍｍ）
を用い、上記同一条件で製造した場合、曲げ強度平均３
０．５ｋ　ｇ　ｆ　／ｍｍ”　、靭性ＫＩＣ＝３．０Ｍ
Ｎ／ｍ％を示し、この数値は、市販の結晶化ガラス歯冠
の曲げ強度１５ｋｑｆ／ｍｍ２、ＫＩＣ＝１．５ＭＮ／
ｍ３ｈに比べおおよそ２倍に相当した。焼結体の組成は
、ジルコニアを主成分に、３ｉＱ２とＺｒＯ２・Ｓ＋０
２から複合組成で、ＳｉＣは認められなかった。

ちなみに、ジルコニア粉末のみからなる成形体を作成し
、酸化雰囲気下で１，０５０℃−５ｈｒ、保持後、１，
３５０℃・１ｈｒ９条件下にて焼成したものでは、原寸
法に対し、収縮率１２．２％を示した。両セラミック歯
冠を支台歯に試適した場合、酸化膨張さゼたセラミック
歯冠は極めて適合性か良く、ジルコニア粉末のみを焼結
させたセラミック歯冠は全く装着不可能であった。

支台歯に本発明のセラミック歯冠を装着し、セラミック
歯冠上に最終肉厚になるようガラス質粉末を築盛し、電
気炉にて１．ＯＯＯ’Ｃて焼付け、ざらに歯冠色調調節
のため、色調用コーティングを施し、９５０’Ｃて焼付
は処理を行った。

その後、日本猿臼歯へ歯科用セメントで合着した。

装着されたセラミック歯冠は、隣接する天然歯と同等の
外観を有し、良好な状態であった。

実施例２゜セラミック粉末：アルミナ−ジルコニア（２０ｗｔ％）
平均粒径　　０．４５μｍ酸化膨張性粉末：ジルコニウム（Ｚｒ）平均粒径　５０
Ｉｉｍ実施例１と同様に支台歯模型作製後、ワックス築盛を行
い、埋没、鋳型を作成した。上記セラミック粉末と酸化
膨張性粉末に加え、鋳込成形用スラリー調合割合は次の
通りである。

分　散ｖＪ：エステル系　　　　　　　　　Ｑ、４ｗｔ
％分　散　媒：エタノール　　　　　　　１８．ＯＷ↑
％バインダー：アクリルエステル共重合体系　１．Ｑｗ
ｔ％ボールミルで１６ｈｒ、湿式混合後、上記鋳型に加
圧注入し、着肉成形を行った。

鋳型を崩壊し、成形体を取り出し、鋳口切断後、電気炉
にて酸化雰囲気下５００’ＣＸ１ｈｒ、保持し、酸化膨
張性粉末Ｚｒを７ｒＱ２にすることによって歯冠を１０
．９％膨張さＵた。その後、１　、４００’ＣＸ　１　
ｈ　ｒ、焼結した。

歯冠焼結体は、膨張後、寸法から１０．６％収縮、すな
わら全寸法変化率としては、＋０．３０％と極めて小さ
く、支台歯に合着可能な状態であった。

同組成の板材（４０Ｘ４０Ｘ４ｍｍ＞の場合、曲げ強度
４５ｋｇ／ｍｍ”、靭性ＫＩＣ＝５．２ＭＮ／ｍ’ｚて
あり、実用に耐えるに十分な物性を示した。

ちなみに、アルミナ−ジルコニア粉末のみで同上の操作
を行った場合、全寸法変化率は−１５，２％で、支台歯
に装着できない状態であった。

上記焼結歯冠は、実施例１と同様に、ガラス築盛焼付け
、色調調整コーティング焼付けを行い、歯科用セメント
で日本猿臼歯部へ合着、咬合機能に支障なく、審美性の
高い天然歯様のセラミック歯冠が得られた。

〈発明の効果〉（１）高強度、高靭性である。

（２）寸法精度が高い（焼結時の収縮が抑止される）。

（３）加工可能である。

（４〉安価である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セラミック粉末を成形、焼結することによって、
セラミック歯冠を製造するに際し、該セラミックの粉末
原料に酸化膨張性の材料粉末を混合して成形し、酸化雰
囲気下で該成形体を膨張せしめた後、焼結緻密化させる
ことを特徴とするセラミック歯冠の製造法。
（２）上記原料粉末がジルコニア、アルミナ、ムライト
、シリカ、チタニアである請求項（１）に記載の製造法
。
（３）上記酸化膨張性材料粉末がＴｉ，Ｚｒ，Ｓｉ、Ａ
ｌ、ＳｉＣ、ＺｒＣ、ＴｉＣ、Ｓｉ＿３Ｎ＿４、ＡｌＮ
、ＴｉＮ、ＺｒＮである請求項（１）に記載の製造法。