JPH0469121B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱膨張率の大きな歯科鋳造用埋没材組
成物に関するものである。

クラウンやインレーなどの歯科用金属成形品
は、通常ロストワツクス法と呼ばれる鋳造技術を
用い、次のような工程に従つて鋳造成形される。

(1) シリコンラバーやアルジネート等の印象材に
より、患者の口腔の印象を採取し、この印象に
石膏を流し込み、石膏模型を作成する。

(2) この石膏模型上にワツクス材を用いて、目的
とするクラウンやインレーの原型を作成する。

(3) 得られたワツクス原型をシリカ粉末などから
なる埋没材中に埋没し、この埋没材が硬化した
後にこれを加熱し、ワツクス型を熔出させる。

(4) 上記(3)により、埋没材中に形成させた空所に
歯科鋳造用合金を熔融した湯を注入し、これを
冷却固化して鋳造成形品を作成する。

上記鋳造成型の過程において、熔融した合金が
冷却固化する際に、使用する合金の種類によつて
異なるが、約1.4ないし3.0％熱収縮を起こすの
で、熔融合金注入時の成型空所はあらかじめ上記
収縮を補償するように膨張させておく必要があ
る。この膨張は、埋没材の硬化時の膨張（硬化膨
張）及び加熱時の膨張（加熱膨張）の両方を併用
することによつて、行なわれている。しかしなが
ら、特に硬化膨張は不安定であるために膨張率の
大きな金属の鋳造に対して、十分な膨張率が安定
して得られる埋没材が得られていないのが実情で
ある。特にコバルト−クロム金属は、歯科修復材
料として金合金や銀合金等の貴金属合金に比べ安
価でありかつ優れた機械的性質と耐食性が認めら
れ、近年その利用の要求が増しているが、コバル
ト−クロム合金の融点は1300℃以上と高温であ
り、収縮を補償するための膨張率は約2.7％と大
きいので、従来の埋没材を用いて十分な精度で鋳
造することが大変にむずかしい現状である。この
ように熱膨張率の大きな金属の鋳造では、歯科技
工現場での生産性が悪く、ひいては歯科治療の長
期化の問題を生じていた。

以上のような背景の下に、熱膨張率の大きな高
温埋没材の出現が望まれている。

本発明者らはかかる事情に鑑み、熱膨張率の大
きな埋没材について鋭意検討を行なつた結果、耐
火材としてベツト法比表面積が５m²／ｇ以下であ
る、ベルリナイトを主体とする第三リン酸アルミ
ニウムを使用すれば、特に700℃を超える高温域
において加熱膨張率が画期的に大きくなることを
見出し、本発明の完成に至つた。

すなわち、本発明はベツト法比表面積が５m²／
ｇ以下である、ベルリナイトを主体とする第三リ
ン酸アルミニウムを耐火材として含有することを
特徴とする歯科鋳造用埋没材組成物である。

歯科鋳造用埋没材に第三リン酸アルミニウム
（以下リン酸アルミと記す）を耐火材として使用
することは、本発明者等が先に出願した特願昭58
−45754号に開示している。この出願においては、
700℃以下の中低温埋没材としてリン酸アルミが、
優れた熱膨張特性を示す事を示した。そこで本発
明者らは、700℃を超える高温でも使用し得る埋
没材として、リン酸アルミについてさらに検討を
行なつた結果、ベツト法比表面積が５m²／ｇ以下
である、ベルリナイト型リン酸アルミが800℃〜
900℃の間で大きな熱膨張を示し、このリン酸ア
ルミを耐火材として単独に使用した場合、約5.3
％という驚異的な高熱膨張率が得られることを知
見した。

本発明の組成物が大きな熱膨張率をもつ理由
は、次のことが考えられる。

リン酸アルミとシリカ（SiO₂）は類似の結晶
構造を有しているが、それぞれ次のように特有な
温度で熱転移する。

Γリン酸アルミ（AlPO₄） Γシリカ（SiO₂） ここでSiO₂の上記転移速度は、非常に遅いの
で、埋没材の耐火材中にクオーツが含まれていて
も埋没材としの加熱程度では、クオーツからトリ
ジマイトさらにクリストバライトへの転移は事実
上起こらない。従つてSiO₂を埋没材の骨材とし
て用いた場合は、クオーツ、クリストバライトそ
れぞれのα相→β相転移による膨張のみが、利用
される。これに対しリン酸アルミでは、トリジマ
イト型は非常に不安定であるのでベルリナイトか
らクリストバライト型への転移が埋没材として使
用される加熱程度で、速やかに進行する。本発明
のリン酸アルミの場合は、ベルリナイト、クリス
トバライト型それぞれのα相→β相転移に加え
て、ベルリナイト→クリストバライト型への転移
による熱膨張が利用できるために、シリカ系骨材
に比べて大きな熱膨張が得られると考えられる。

上述のように比表面積比が５m²／ｇ以下のベル
リナイト型リン酸アルミを埋没材の耐火材として
用いると、熱膨張率の大きい埋没材を得ることが
出来る。さらに実際の鋳造作業では、歯科鋳造合
金の種類により、種々の熱膨張率の埋没材が要求
されるが、これに対しては、本発明のベルリナイ
ト型リン酸アルミと従来から使用されているシリ
カ系骨材との混合使用又はベルリナイトを加熱処
理して、その一部をクリストバライト型に転移さ
せたものを用いれば、鋳造に使用される歯科用合
金に合せて、自在に熱膨張率を調整することが可
能となり、鋳造精度が大幅に改善される。

また鋳造の作業性をさらに改善するためには、
Li、Na、Ｋ、Be、Mg、Ca、Sr等の周期律表の
第一族、第二族に属する金属原子の少なくとも１
種を0.05重量％ないし３重量％の範囲で、（以下
含有量を示す％はことわりのない限り重量％をい
う）含有するリン酸アルミを用いることにより
900℃より高温で起る大きな熱膨張の開始温度を
750〜800℃へ低下させる事が出来る。これら異種
金属原子の含有量は、0.05％ないし３％の範囲
で、好ましくは0.1％ないし1.5％の範囲で添加す
ることが良い。

上記0.05％より少ない添加量では、転移温度を
低下させる効果は現われない。一方３％より多く
添加した場合には、ベルリナイト型リン酸アルミ
の耐火性が低下し、高温域で埋没材が収縮して本
発明の目的に反し、好ましくない。

さらに本発明に用いるベルリナイトを主体とす
るリン酸アルミのベツト法比表面積が、５m²／ｇ
以下、好ましくは３m²／ｇ以下の低比表面積のも
のを用いる必要がある。比表面積の大きなリン酸
アルミを用いた場合は、埋没材粉末にコロイダル
シリカゲルや水等の液体を加えて混練する際に必
要な液量が増加し、結果的に硬化後の埋没材中に
空隙率が高くなり、この空隙が膨張を吸収してし
まう。

また上記の比表面積の小さなベルリナイト型リ
ン酸アルミを耐火材として用いた場合には750℃
から1000℃の間に急激な熱膨張を示すにもかかわ
らず、埋没材に亀裂を生ずることはほとんどな
く、従来のシリカ系耐火材のみを用いた場合に比
べて、加熱速度のコントロールに細かな注意を払
う必要がなくなり、上記のベルリナイト型リン酸
アルミを用いることによる大きな利点と言える。

次に本発明を実施例及び比較例により、さらに
詳細に説明するが、もちろん本発明はこれにより
限定されるものではない。

なお、実施例において、含有量を示す％は全て
重量％を示し、比表面積はBET法による測定値
を示す。

実施例 １ 耐火材としてベルリナイト型リン酸アルミ（そ
のＸ線回折図を第７図に示す：粒度74μｍ以下、
比表面積約１m²／ｇ、三井東圧化学社製）80％、
結合剤として第一リン酸アンモニウム（大成歯科
工業社調製）10％、及び酸化マグネシウム（大成
歯科工業社製）10％を混合器で30分間混合して、
埋没材を調製した。

次いでこの埋没材100ｇに対して、コロイダル
シリカ分散液（シリカ濃度30％、商品名カタロイ
ド、触媒化学工業社製）30mlを加えて、真空混和
器（Ｇ−Ｃ社製）で混和速度350rpmで混和した。
このようにした埋没材混和物から、JIS Ｔ 6601
（歯科鋳造用埋没材）に準じて、試験体を作成し、
熱膨張率を測定した。その結果を第１図に示す。

実施例 ２ 耐火材としてナトリウムをNaとして、0.85％
含有するベルリナイト型リン酸アルミ（そのＸ線
回折図を第８図に示す：粒度74μｍ以下、比表面
積約１m²／ｇ、三井東圧化学社製）80％を用いた
以外は、実施例１と同様にして試験体を作成し、
熱膨張率を測定した。その結果を第２図に示す。

実施例 ３ リン酸アルミ（ベルリナイト）（実施例２で用
いたものと同じ）を電気炉中で900℃、10分間焼
成し、ベルリナイト、クリストバライト型の混合
したリン酸アルミを調製し、これを耐火材として
80％用いた以外は実施例１と同様にして試験体を
作成し、熱膨張率を測定しその結果を第３図に示
した。

実施例 ４ 耐火材としてナトリウム含有リン酸アルミ（実
施例２で用いたものと同じ）30％、シリカ系骨材
（クオーツ、クリストバライト混合物、粒度74μ
ｍ以下、大成歯科工業社調製）56％、結合材とし
て第一リン酸アンモニウム（実施例１で用いたも
のと同じ）７％、酸化マグネシウム（実施例１で
用いたものと同じ）７％とを混合器で30分間混合
して、埋没材を調製した。次いで、この埋没材
100ｇに対して、コロイダルシリカ分散液（実施
例１で用いたものと同じ）29mlを加えて、以下実
施例１と同様にして試験体を作成し、熱膨張率を
測定した。その結果を第４図に示す。

実施例 ５ 比表面積が4.5m²／ｇである以外は実施例１と
全く同じベルリナイト型リン酸アルミを耐火材と
して用い、実施例１と全く同様にして、埋没材を
調製し、試験体を作成し、熱膨張率を測定した。

その結果、第１図とほぼ同様の特性の（約900
℃より急速に膨張の高まる）グラフが得られ、
1000℃における熱膨張率は4.8％であつた。

比較例 １ シリカ系骨材とリン酸塩結合材を用いた、従来
型市販埋没材の代表として、セラベスト（大成歯
科工業社製）100ｇに対し付属液24mlの割合で添
加し、以下実施例１と同様にして試験体を作成し
熱膨張率を測定し、その結果を第５図に示す。

比較例 ２ 耐火材としてベルリナイト型リン酸アルミ（そ
のＸ線回折図を第９図に示す。粒度63μｍ以下、
比表面積８m²／ｇ）80％、結合剤として第一リン
酸アンモニウム（実施例１で用いたものと同じ）
10％及び酸化マグネシウム10％を混合器で30分間
混合して、埋没材100ｇに対してコロイダルシリ
カ分散液（実施例１で用いたものと同じ）40mlを
加えて、以下実施例１と同様にして試験体を作成
し、熱膨張率を測定した。その結果を第６図に示
す。

試験例 実施例３で調製した埋没材を用いANSIMD
156−２−４−３−８に準じてMODインレーワ
ツクスパターンを作製後直ちに埋没し、鋳型温度
900℃にて歯科鋳造用Ni−Cr合金（タイクラウ
ン：大成歯科工業社製）を歯科鋳造法に従い鋳込
んだ。そして冷却後取り出したMODインレー鋳
造体を原型に適合させた。その結果鋳造体の表面
が滑かであり良好な適合性を示した。

上記各実施例及び比較例の結果より明らかなよ
うに、比較例１の埋没材は1000℃における膨張率
が約1.3％である。これに対して実施例１では、
約900℃より急速に膨張して、1000℃で約5.3％と
大きな熱膨張率を示している。

実施例２では、ベルリナイト型リン酸アルミに
Naを添加したことにより、転移膨張の開始温度
が低下し、約780℃から急速に膨張が開始し、
1000℃で約4.9％の熱膨張を示している。

実施例３の結果よりベルリナイト型リン酸アル
ミを熱処理することにより、ベルリナイトとクリ
ストバライト型の混合物とし、これを耐火材とし
て用いると、ベルリナイト型単独に比べて小さな
熱膨張率に調製することが可能であることが明ら
かである。

実施例４の結果より、耐火材にリン酸アルミと
シリカを併用することにより、熱膨張率の大きな
歯科鋳造合金の鋳造に必要な膨張率を得られる事
がわかる。また比較例２では、耐火材にベルリナ
イト型リン酸アルミを用いているが、比表面積が
８m²／ｇと大きなために、コロイダルシリカの混
合割合を増さざるを得ず、高温においても、低比
表面積のリン酸アルミを用いた場合に比べ、低い
熱膨張率しか得られないことがわかる。

以上のように、ベツト法比表面積が５m²／ｇ以
下であるベルリナイト型リン酸アルミを耐火材と
して加えた埋没材は、シリカのみを耐火材として
用いた埋没材に比べて、いずれも熱膨張率が大き
くなる。特に比表面積の小さなリン酸アルミを用
いた場合に、特にその効果が顕著となる。また
Na等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の少量
をベルリナイト型リン酸アルミに添加することに
より、膨張開始温度を低下させることが出来、よ
り使用しやすい埋没材が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１、第２図は実施例２、第３図
は実施例３、第４図は実施例４で得られたそれぞ
れの埋没材の熱膨張率を示すグラフである。第５
図は比較例１、第６図は比較例２で得られたそれ
ぞれの埋没材の熱膨張率を示すグラフである。ま
た第７図は実施例１、第８図は実施例２でそれぞ
れ用いた、リン酸アルミのＸ線回折図であり、第
９図は比較例２で用いたリン酸アルミのＸ線回折
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベルリナイトを主体とし、ベツト法比表面積
   が５m²／ｇ以下である第三リン酸アルミニウムを
   耐火材として含有することを特徴とする歯科鋳造
   用埋没材組成物。 ２ 第三リン酸アルミニウム中に周期律表の第一
   族、第二族に属する金属から選ばれた少なくとも
   １種以上を０，05ないし3.0重量％含有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の歯科鋳
   造用埋没材組成物。