JPH04356405A - 歯科精密鋳造用埋没材 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は歯科精密鋳造に用いられ
る埋没材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、歯科技工に使用する鋳造用埋没材
としてはシリカ（　ＳｉＯ２　）を主成分とした各種埋
没材が提供されている。その結合材の種類によって石膏
系埋没材、リン酸塩系埋没材などに分類される。

【０００３】金、銀のような比較的低い融点を有する金
属を鋳造するときは、石膏系埋没材が使用される。しか
し、ニッケル・コバルト合金、コバルト・クロム合金の
様な融点が１０００℃を越える金属や合金を鋳造する場
合には石膏では耐熱性がないので、一般にリン酸塩系埋
没材が使用される。また、ガラスセラミックスを鋳造成
形に応用した歯冠修復材料用キャスタブルセラミックス
が近年有望視されているが、この材料の特徴は、金属の
鋳造法と同じロストワックス法により作製されるため従
来のポーセレンの築盛法に比べ、容易にしかも細部の忠
実な再現が可能であり、熟練を必要とする高度の技術は
不要となった。このガラスセラミックスの溶融温度は約
１５００℃であるため、その鋳造にも耐熱性のあるリン
酸塩系埋没材が使用されている。

【０００４】石膏系埋没材は結合材である半水石膏が二
水石膏になる水和反応を利用して凝固されるものであり
、また一方、リン酸塩系埋没材はマグネシウム、カルシ
ウム、ストロンチウムなどの酸化物が第一リン酸アンモ
ニウムや第一リン酸ナトリウムなどの可溶性リン酸塩と
反応して不溶性のリン酸塩を生成する反応により凝固す
るものである。

【０００５】歯科用埋没材は粉末状であり、水または専
用の練和液などの液体で練和して使用される。この時起
こる凝固反応によって埋没材が固化して鋳型となるので
、その反応の状態によって埋没材の気泡率や機械的性質
が影響を受け、更には鋳造体の表面状態にも影響を与え
る。

【０００６】ところで、埋没材を水または専用の練和液
などで練和するときの石膏系埋没材とリン酸塩系埋没材
のそれぞれの凝固反応は次の通りである。

【０００７】

【化１】

【０００８】（１）　式、（２）　式ともに　Ｈ　２　
Ｏを介して反応が進行することが判る。水や専用の練和
液などの液体は凝固反応のために　Ｈ　２　Ｏを供給す
る他に、練和後ワックスパターンを埋没するため、埋没
材をペースト状にするために必要である。また、埋没材
の骨材として通常使用される石英、クリストバライト、
酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ジルコニウム
などは全て親水性であるため、練和時に（１）式、また
は（２）　式で反応に供しない過剰の　Ｈ　２　Ｏが存
在し、それらの　Ｈ　２　Ｏは骨材の粒子の表面に吸着
されるか、または骨材の粒子と粒子の隙間に存在し、埋
没材を水または専用の練和液などで練和する時、埋没材
に流動性を与える役割をする。この時、埋没材に加える
液体の量を増やせば流動性が増し、埋没時の操作性は向
上するが、過剰　Ｈ　２　Ｏの度合いが増加する。埋没
後、ロストワックスを焼却する時、この過剰　Ｈ　２　
Ｏは熱を受け鋳型の表面から蒸発してゆき、その残った
部分は空洞になる。通常、歯科精密鋳造に用いられる鋳
型の気孔率は３０〜３８％程度であるが、もしこれが許
容範囲を越えた率になると鋳型の機械的強度や熱伝導率
などが低下し、鋳肌荒れが発生する。撥水処理を骨材に
施していない埋没材では、過剰　Ｈ　２　Ｏはまず骨材
の粒子に吸着し、その他の過剰　Ｈ　２　Ｏが骨材の粒
子間にあって埋没材に流動性を与える役割を果たすので
、どうしても多量の　Ｈ　２　Ｏを使用しなくてはなら
ない。

【０００９】この問題を解決するために、一般に埋没材
中の骨材に対する結合材の量比を上げ前記過剰　Ｈ　２
　Ｏの量を抑える手段が取られている。

【００１０】また、埋没材の耐湿性改善の試みとして、
特開昭５８−１９９６３９　号公報にリン酸塩系埋没材
が製造時の大気中、及び埋没材に予め存在する水分によ
り製品の品質にバラツキを生じたり、保存安定性が悪い
という問題点を持っていることを解決するため、酸化マ
グネシウム、及びリン酸塩を主成分とする結合材に脂肪
族高級アルコール類を添加することによって、比較的結
合力の低い脂肪族高級アルコールの膜を結合材の粉にコ
ートし、上記の保存安定性の問題を解決すると同時に、
埋没材を専用練和液で練和する時には、骨材の粉と接触
した結合材の粉を覆う膜が取れ、上記の水和反応がスム
ーズに行われるようにした試みが記載されている。

【００１１】

【従来技術の課題】上記の埋没材中の結合材の量比を上
げる方法によれば、鋳造体の表面状態は多少改善される
が、一方、鋳型が硬くなり過ぎて、鋳造体を取り出す作
業を非常に困難なものにしていた。

【００１２】また、上記の特許公報で提案されているも
のは、埋没材中の結合材に耐湿性改善の処理を施したも
のにすぎず、埋没材の８０〜９０％を占める骨材に対し
て何ら特別な処理を施したものではない。加えて、上記
特許公報に記載のものでは埋没材撥水処理を施すことに
ついては、埋没材を専用の練和液で練和するときに結合
材の表面コート膜が除去されず、結合材の水和反応を抑
制してしまうとして、実用的な手段ではないものである
。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、耐熱性を持った無機物の粉末で、鋳型の骨格
となる骨材と、無機物の粉末で、水和反応により固化す
る結合材が、混合分散してなる粉末状の歯科精密鋳造用
埋没材であって、上記骨材の粒子に撥水処理が施され、
該粒子表面に疎水性物質の膜が形成されていることを特
徴とする歯科精密鋳造用埋没材を提供する。

【００１４】骨材に撥水処理を施し疎水性とする方法と
しては、後述する骨材に疎水性物質の溶液、または原液
を骨材に添加し、ミキサーなどを用いてよく混和させ、
その後自然乾燥か、必要ならば熱を加えて乾燥させるこ
とによって行うことができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。 石英、クリストバライト、Ａｌ２　Ｏ　３　、それぞれ
に対して、０．５　重量％のシランカップリング剤を用
いて撥水処理を次のように行った。先ず、シランカップ
リング剤の一種であるメチルトリメトキシシランを、そ
の５　倍の量のエチルアルコールに加え、完全に分散す
るまで混合しシランカップリング剤溶液を得る。次に上
記いずれか一つの成分の粉を、表１の試料１の量だけミ
キサーに入れ、そこに上記のシランカップリング剤溶液
を攪拌しながら添加し、添加終了後、ミキサーを使って
混合する。 混合終了後、得られた液体を１００　℃で乾燥させた。

【００１６】次に、撥水処理をした上記骨材と結合材で
あるＭｇＯ　、　ＮＨ　４　Ｈ　２　ＰＯ４　を表１　
の試料１　の組成に調合し、ミキサーに入れて混合した
。そして、１５ｗｔ％のコロイダルシリカの水溶液で練
和したところ、埋没材と前記水溶液の混合比０．２２ｍ
ｌ／ｇで操作性の良い流動性が得られた。

【００１７】

【表１】

【００１８】一方、比較例として表１の試料２の組成で
、撥水処理なしで結合材と骨材を混合した。この埋没材
を上記の水溶液で練和したところ、混液比は０．３ｍｌ
／ｇ　で操作性の良い流動性が得られた。その後、固化
せしめた試料１　と試料２　の鋳型を８００℃で１　時
間熱処理した後に気孔率を測定すると、それぞれ３４％
、４０％であり、更に鋳型の表面の状態を評価したとこ
ろ、撥水処理をしていない試料２　は鋳型として不適当
なものであった。

【００１９】更に、φ８　×５４の形状の空洞をもつシ
リコンゴム製の２　つの型に、この試料１、２をそれぞ
れ流し込んだ後外径φ１１ｍｍ、高さ７　ｍｍ、肉厚１
．５ｍｍ　のキャップ形状のワックスパターンを埋没し
６００　℃に加熱焼却した後、１２５０℃の融点を持つ
ニッケル・クロム合金を１５００℃で溶融後、６００　
℃に加熱された鋳型で遠心鋳造した。その後、７５０　
℃で１０分間アニール処理してから冷却し、鋳造体を鋳
型から取り出しそれぞれの鋳造体の鋳肌粗さを評価した
ところ試料１によるもののほうは良好であったのに対し
て、試料２によるもののほうは鋳造体の表面が粗すぎた
。

【００２０】撥水処理を施す目的は、使用する水、また
は練和液の量ができるだけ少なくすること、すなわち、
混液比の小さい条件での練和を可能にし、最終的には鋳
型の特性を向上させることにある。骨材と上記の液体を
練和したとき、約１０重量％の結合材には液体が供給さ
れ、残り約９０重量％の骨材には必要以上に液体が供給
されないようにすれば混液比は小さくなる。そのため、
骨材の粉に吸着する　Ｈ　２　Ｏの量を大幅に減少させ
るため、骨材の粉末表面を撥水処理をして疎水性にする
。

【００２１】撥水処理に使われる疎水性物質は、表面粗
さＲａ＝２．０　μｍ　のアルミナ磁器の表面をその物
質で被覆した時の水に対する接触角が７０°以上のもの
で、油脂類、酢酸アルミニウム、ギ酸アルミニウム、ピ
リジニウム塩、エチレンイミン化合物、イソシアネート
、メチルヒドロポリシロキサンなどのシランカップリン
グ剤、ワックス、ゴム、セルロース、エステル、ビニル
樹脂、ウレタン樹脂、その他の疎水性化合物がある。

【００２２】撥水処理を骨材のみに施した理由は、骨材
と結合材を一緒にして撥水処理をすると、結合材も撥水
処理されてしまい、　Ｈ　２　Ｏを介する凝固反応が抑
えられ、未反応物を生成する結果となるためである。

【００２３】実験１ 次に、骨材に撥水処理を施すことによって、水または専
用の練和液などによる練和時にＨ２　Ｏが骨材に吸着す
ることをできるだけ防ぎ、結合材と効率よく作用するこ
とを確認するための実験を行った。

【００２４】表１の試料１の量の骨材に実施例と同様な
方法で撥水処理、及び結合材との混合を行い、続いて埋
没材を１５ｗｔ％コロイダルシリカ水溶液で混液比０．
２３ｍｌ／ｇで練和し、流動性の良いペーストを作製し
た。これに、消泡剤である化学的に安定で不活性なポリ
ジメチルシロキサンを１　重量％添加し、攪拌すると直
ちに流動性がなくなってしまった。また、上記の水溶液
に０．２ｇ／１００ｍｌの割合でポリジメチルシロキサ
ンを添加した水溶液を用いて、上述の埋没材と練和しと
ころ、０．４ｍｌ／ｇ　の混合比でも十分な流動性が得
られなかった。これは、消泡剤としてのポリジメチルシ
ロキサンが、撥水処理を施した膜を取り除くため、水溶
液中の　Ｈ　２　Ｏが骨材の粉に吸着してしまって、埋
没材の流動性を失わせると考えられる。

【００２５】実験３ 最後に石膏系埋没材における骨材に対する撥水処理の有
効性について調べてみた。

【００２６】表２の試料３の量の石英、及びクリストバ
ライトの粉末の表面に、実施例と同様な方法で、フッ素
系のパーフロロアルシランを用いて撥水処理を施した後
、表２　の試料３　の組成に調合し、この埋没材を超硬
質半水石膏と１５ｗｔ％コロイダルシリカ水溶液用いて
練和した。また一方撥水処理を施していない試料４　を
用意し、１５ｗｔ％コロイダルシリカ水溶液用いて練和
したところ、練和時の混合比の最適値は、それぞれ０．
２６ｍｌ／ｇ、０．３０ｍｌ／ｇであった。

【００２７】

【表２】

【００２８】更に、２　つのφ８　×５４の形状の空洞
をもつシリコンゴム製の型にこの試料３　、４　をそれ
ぞれ流し込んで外径φ１１ｍｍ、高さ７　ｍｍ、肉厚１
．５ｍｍ　のキャップ形状のワックスパターンを埋没し
６００　℃に加熱した後、１２５０℃の融点を持つニッ
ケル・クロム合金を１５００℃で溶融後、６００　℃に
加熱された鋳型で遠心鋳造した。その後、７５０　℃で
１０分間アニール処理してから冷却した、その後鋳造体
を鋳型から取り出しそれぞれの鋳造体の鋳肌粗さを評価
したところ試料３　によるもののほうが良好であったの
に対して試料４によるものは表面が粗すぎた。

【００２９】また、通常は困難な、石膏系埋没材による
ニッケル・クロム合金の鋳造が可能であったことから、
埋没材の耐熱性も向上していることが判る。これは、水
溶液が少量で済むことから結合材である石膏の量を減ら
すことが出来るためである。表２からも判るように、撥
水処理を施した試料３の結合材の比率は試料４の３分の
２であり、結合材の量比を大幅に下げることができた。 通常、歯科精密鋳造に用いられる埋没材で、石膏系のも
のは結合材の比率が２５〜４５％、リン酸塩系のものが
１０〜２０％であるが、撥水処理を骨材に施せば最高で
この比率を５割ほど下げることができる。

【００３０】

【効果】本発明によると、埋没材の練和時の液成分の量
を少なくすることが出来るため、耐熱性の向上、表面粗
さの向上など鋳型の特性が向上する。更に、埋没材中の
５０重量％〜９０重量％の骨材に撥水処理を施すことに
よって、空気中の湿気から結合材を保護することとなり
、埋没材の経時変化を抑える効果も得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　耐熱性を持った無機物の粉末で、鋳型
   の骨格となる骨材と、無機物の粉末で、水和反応により
   固化する結合材が、混合分散してなる粉末状の歯科精密
   鋳造用埋没材であって、上記骨材の粒子に撥水処理が施
   され、該粒子表面に疎水性物質の膜が形成されているこ
   と特徴とする歯科精密鋳造用埋没材。