JPH059040A - 歯科用結晶化ガラス - Google Patents

歯科用結晶化ガラス

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JPH059040A
JPH059040A JP18525091A JP18525091A JPH059040A JP H059040 A JPH059040 A JP H059040A JP 18525091 A JP18525091 A JP 18525091A JP 18525091 A JP18525091 A JP 18525091A JP H059040 A JPH059040 A JP H059040A
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JP
Japan
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crystallized glass
glass
dental
crystals
sample
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JP18525091A
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English (en)
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Hiroyuki Oshita
浩之 大下
Toyohide Kurahashi
豊英 倉橋
Takehiro Shibuya
武宏 渋谷
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のマイカ系結晶化ガラスに比べて高い強
度を有し、且つ、透光性の調整を行うことが容易であ
り、歯冠材料として好適な歯科用結晶化ガラスを提供す
る。 【構成】 重量百分率で、SiO2 45.0〜70.
0%、MgO5.0〜34.0%、K2 O 4.0〜2
0.0%、BaO 4.1〜12.1%、F1.8〜1
1.0%、ZrO2 0〜9.0%、Al23 0〜
2.0%の組成を有し、四珪化フルオロマイカ系結晶を
析出してなることを特徴とする歯科用結晶化ガラス。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウ食、外傷等によって
一部欠損したり、喪失した歯質を充填、補綴するため、
あるいは審美修復するために用いられる歯科用結晶化ガ
ラスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より一部欠損したり、喪失した歯質
を充填、補綴するために用いられる歯科材料としては、
合金、レジン、硬質レジン、陶材またはこれらの材料を
組み合わしたものが存在する。
【0003】ところで歯科材料には、各種の特性が要求
され、例えば為害性が無いこと、口腔内で長期間に亙っ
て化学的に安定であること、咀しゃく力に耐えうるだけ
の強度を有していること、比較的単純な製作によって寸
法精度の高い補綴修復物が得られること、成形後の形態
修正、形態付与等の切削加工性に優れていること、天然
歯と同様の審美性を有すること等の特性が要求される
が、これらの特性を全て満足する材料は未だ存在しな
い。
【0004】すなわち合金は、天然歯と外観が異なるた
め審美性に問題があると共に口腔内に装着した場合に、
接触した組織に為害性を与えるという欠点を有してい
る。
【0005】またレジンや硬質レジンは、審美性に優れ
ているが、残存モノマーが口腔内で溶出するために為害
性を有し、また化学的耐久性が悪いために変色しやす
く、さらに咀しゃくによって摩耗しやすい。
【0006】陶材も、審美性に優れているが、製作工程
が複雑で手間がかかるという欠点を有しており、強度的
にも不十分で、金属で補強しているのが実情である。ま
た硬度が天然歯に比べて高いために、長期に亙る使用に
おいて対合歯が摩耗しやすいという欠点もある。
【0007】このような事情から、近年これらの材料に
代わる新たな歯科材料として結晶化ガラスが各種提案さ
れている。例えば特開昭58−199742号公報に開
示されているようなマイカ系結晶化ガラスは、比較的高
い強度を有するために咀しゃく力に耐え、また良好な切
削加工性を有し、且つ為害性がなく、さらには審美性に
も優れ、鋳造成型によって比較的容易に製作することが
可能である。
【0008】また特開平2−149447号公報には、
四珪化フルオロマイカ系結晶とリン酸カルシウム系結晶
を析出させることで、先記したマイカ系結晶化ガラスの
有する優れた性質に加えて、生体親和性を合わせ持つ歯
科用マイカ系結晶化ガラスが開示されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】先記したように従来か
ら提案されているマイカ系結晶を析出する結晶化ガラス
は、歯科材料としての各種の優れた特性を有している。
【0010】しかしながらこのような結晶化ガラスを歯
冠材料として用いる場合、特に支台との適合が不十分な
場合や2本以上の歯冠補綴物を連結してなる、いわゆる
ブリッジとして用いる場合、試適時や咬合時に部分的に
ストレスが入って破折する恐れがある。また近年では、
歯科保存の立場から、歯削除量をできるだけ減らすこと
が指摘されており、そのため充填、補綴される歯科材料
は、薄い形状になりやすいが、従来のマイカ系結晶化ガ
ラスは、このような使用形態において咀しゃく力に耐え
うるほど強度が十分ではなかった。
【0011】また天然歯は、個人個人、また部位ごとに
異なった透光性を有しており、そのため歯科材料には、
透光性の調整が可能であることが望まれるが、従来のマ
イカ系結晶化ガラスは、透光性を有してはいるものの、
材料自体の透光性の調整ができないため、色調の再現に
限界のあることが指摘されている。
【0012】本発明の目的は、従来のマイカ系結晶化ガ
ラスに比べて高い強度を有し、且つ、透光性の調整を行
うことが容易であり、歯冠材料として好適な歯科用結晶
化ガラスを提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、種々の研
究を重ねた結果、マイカ系結晶化ガラスにBaOを所定
量含有させることによって、ガラス中に析出する四珪化
フルオロマイカ系結晶の形状が微細な長方形の板状とな
り、それらの多数が互いに絡み合った構造の結晶化ガラ
スを得ることができ、この結晶化ガラスが非常に高い強
度を有しており、さらにBa量と結晶化処理条件を変え
ることによって透光性の調整を容易に行うことができる
ことも見いだし、本発明として提案するに到った。
【0014】すなわち本発明の歯科用結晶化ガラスは、
重量百分率で、SiO2 45.0〜70.0%、Mg
O 5.0〜34.0%、K2O 4.0〜20.0
%、BaO 4.1〜12.1%、F 1.8〜11.
0%、ZrO2 0〜9.0%、Al23 0〜2.
0%の組成を有し、四珪化フルオロマイカ系結晶を析出
してなることを特徴とする。
【0015】また本発明の歯科用結晶化ガラスは、好ま
しくは、重量百分率で、SiO246.0〜54.9
%、MgO 10.0〜24.0%、K2 O 6.0〜
15.0%、BaO 5.0〜12.0%、F 3.0
〜7.0%、ZrO2 0〜6.5%、Al23
〜2.0%の組成を有することを特徴とする。
【0016】
【作用】本発明の歯科用結晶化ガラスの組成範囲を上記
のように限定した理由は、以下のとおりである。
【0017】SiO2 は、四珪化フルオロマイカ系結晶
の構成成分であると共にガラスの構成成分であるが、4
5.0%より少ない場合は、ガラスを結晶化熱処理する
際に軟化変形しやすく、一方70.0%より多い場合
は、ガラス粘性が高くなり、鋳造成型が困難となる。
【0018】MgOは、四珪化フルオロマイカ系結晶の
構成成分であるが、5.0%より少ない場合は、四珪化
フルオロマイカ系結晶の析出量が極端に少なくなるた
め、先記したマイカ系結晶化ガラスの優れた特性が得難
くなり、一方34.0%より多い場合は、ガラス成形体
を結晶化処理する際に、エンスタタイト、フォルステラ
イト等の異種結晶が析出するために結晶化ガラスが白色
化して審美性が悪くなる。
【0019】K2 Oは、四珪化フルオロマイカ系結晶の
構成成分であるが、4.0%より少ない場合は、粘性が
高く、ガラス化が困難になると共に四珪化フルオロマイ
カ系結晶の析出量が少なくなり、一方20.0%より多
い場合は、ガラスを結晶化処理する際に軟化変形しやす
くなる。
【0020】BaOは、マイカ系結晶の形態を制御する
成分であり、この成分を一定量含有させることによって
ガラス中に微細な長方形状の四珪化フルオロマイカ系板
状結晶が析出する。それらの多数がガラス中で互いに絡
み合った構造となるために結晶化ガラスの強度が向上
し、且つ、Ba量と結晶化処理条件を変えることによっ
て、その板状結晶の大きさを制御し、結晶化ガラスの透
光性を調整することが可能となる。しかしながらその含
有量が4.1%より少ない場合は、このような作用が得
られず、一方12.1%より多い場合、結晶化ガラスが
白色化するため好ましくない。
【0021】Fは、四珪化フルオロマイカ系結晶の構成
成分であるが、1.8%より少ない場合は、四珪化フル
オロマイカ系結晶の析出量が少なくなり、一方11.0
%より多い場合は、ガラスが失透しやすくなり、安定な
ガラスが得難くなる。
【0022】ZrO2 は、ガラスマトリックスの化学的
耐久性を向上させる成分であるが、9.0%より多い場
合は、結晶化処理後にZrO2結晶が析出して白色化す
るため審美性が悪くなる。
【0023】Al23 は、ガラスマトリックスの化学
的耐久性を向上させる成分であるが、2.0%より多い
場合は、マイカ系結晶化ガラスの結晶成長を抑制するた
め好ましくない。
【0024】また本発明の歯科用結晶化ガラスは、良好
な透光性を持たせることが出来、外観は天然歯と近似し
ているが、天然歯の色調は各人によって微妙に異なって
いるため以下の2通りの方法でガラスを着色させること
によって天然歯に近似させることができる。
【0025】すなわち1つはガラス原料に着色剤として
CeO2 、MnO2 、Fe23 等のセンイ金属、希土
類、貴金属の酸化物、ハロゲン化物、各種塩等の成分を
添加する方法であり、もう1つは結晶化ガラスを成形し
た後に、上薬を塗布する方法である。
【0026】尚、前者の方法における着色剤の添加量は
ガラス100%に対して0.01〜8.0%であること
が好ましい。すなわち0.01%より少ない場合は着色
剤としての効果が得られず、また8.0%より多い場合
は着色が濃くなりすぎるためである。
【0027】さらに本発明の結晶化ガラスは、先記した
成分以外にも四珪化フルオロマイカ系結晶と適合する他
の成分、具体的には周期律表第I族、第II族の金属酸化
物およびセンイ金属の酸化物を適宜添加することが可能
である。
【0028】先記した成分から構成される本発明の結晶
化ガラスから歯科材料を作製するには、ガラス原料を1
300〜1550℃で2〜6時間溶融した後、鋳造成形
して出来た成形体に対して、900〜1100℃で約
0.5〜6時間の熱処理を施す。
【0029】
【実施例】以下本発明を実施例に基づいて説明する。
【0030】表1は本発明の歯科用結晶化ガラスの実施
例(試料No.1〜6)および比較例(試料No.7)
を示すものである。
【0031】
【表1】
【0032】表中の各試料は、次のように調製した。表
に示す各ガラス組成になるように調合した原料を白金る
つぼに入れ、電気炉中で約1450℃で約4時間溶融し
た。次にこれらの溶融ガラスを適当な大きさのブロック
に成形した後、表中の各温度で約4時間熱処理を行い、
結晶化させることによって各試料を作製した。
【0033】こうして作製した各試料の結晶相を粉末X
線法によって調べたところ、実施例のNo.1〜6の各
試料には、四珪化フルオロマイカ系結晶が多数析出して
おり、さらにこれらの試料を走査電子顕微鏡(SEM)
によって観察したところ、四珪化フルオロマイカ系結晶
は、微細な長方形の板状結晶であり、それらが多数析出
し、複雑に入り組んだ構造をとっていた。それに対して
比較例のNo.7の試料には、いわゆる六角形状の四珪
化フルオロマイカ系板状結晶が析出していた。
【0034】各試料の曲げ強度を測定したところ、表か
ら明らかなように実施例であるNo.1〜6の各試料が
2100〜2400kgf/cm2 と非常に高い値を示
したのに対し、比較例であるNo.7の試料は、180
0kgf/cm2 と低い値を示した。さらに各試料の透
過率(%T)および透過率変化率(%T/℃)を調べた
ところ、No.7の試料の透過率変化率が0であったの
に対し、No.1〜6の各試料の透過率変化率は、0.
1〜0.5と大きく、これらの事実から実施例の各試料
がNo.7の試料に比べ、曲げ強度が高く、しかも結晶
化処理条件を変化させることによって透光性の調整を容
易に行えることが理解される。
【0035】尚、曲げ強度は、JIS R 1601に
準じた3点曲げ試験を行うことによって測定したもので
あり、また透過率は、各試料を1mmの厚さの薄板に加
工し、その薄板が波長700nmの光線を透過した割合
を測定したものである。さらに透過率変化率は、各試料
の結晶化処理温度に対して前後25℃の温度でも同じ組
成の試料を結晶化処理し、それらの透過率も測定した
後、下記の式に従って透過率の結晶化処理温度に対する
変化度合いとして求めたものであり、この値が大きいほ
ど結晶化処理温度を変化させることによって透光性の調
整を容易に行うことができることを意味する。
【0036】
【数1】
【0037】さらに先記した各溶融ガラスをロストワッ
クス法を用いて次のように鋳造した。
【0038】用意した原型に溶融したパラフィンを流し
込み、パラフィンを硬化させ、ワックス模型を作製し、
該ワックス模型にガラスを導くためのパラフィンのスプ
ルー線を溶着した後、リン酸塩系埋没材に埋没した。埋
没材が硬化した後、徐々に120〜150℃まで昇温し
てワックス模型及びスプルー線を焼却し、次いで徐々に
昇温して700〜800℃で係留することによって鋳型
を作製した。一方、先記した各溶融ガラスを小さなブロ
ックに成形した後、1300〜1500℃に再溶融し、
これを先記のように作製した鋳型の上面に注ぎ、鋳造法
によって歯冠形状のガラス体を作製した。こうして作製
したガラス体を950〜1050℃で約2〜6時間熱処
理することによって結晶化ガラスからなる人工歯冠を作
製し、その外観を目視によって観察したところ、表から
明らかなようにいずれの人工歯冠も天然歯と同等の良好
な透光性を有しており、特に着色剤を含有させたNo.
2とNo.5の各試料から作製された人工歯冠は、天然
歯に非常に近い色調を呈し、審美性に優れていた。
【0039】また上記の各歯科用結晶化ガラスは、切削
加工性にも優れており、CAD/CAM技術により歯冠
に作製することが可能である。
【0040】すなわち先記した溶融ガラスを15φ×1
5mmの円柱形状に成形した後、950〜1050℃で
約4時間熱処理することによって結晶化させ、次いでこ
れをコンピュータで制御した三軸自動切削加工機の所定
箇所に固定し、加工工具として歯科用バー・ポイントを
使用して歯冠形態の三次元計測データをもとに切削加工
を行うことにより、ロストワックス法と同様、強度が高
く、しかも寸法精度に優れた人工歯冠を作製することが
出来た。
【0041】
【発明の効果】以上のように本発明の歯科用結晶化ガラ
スは、歯科材料に要求される特性を全て満足し、特に従
来のマイカ系結晶化ガラスに比べて、より高い曲げ強度
を有するため、破折の恐れが少なく、且つ、Ba量と結
晶化処理条件を変えることによって透光性の微妙な調整
を容易に行うことが可能である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量百分率で、SiO2 45.0〜7
    0.0%、MgO5.0〜34.0%、K2 O 4.0
    〜20.0%、BaO 4.1〜12.1%、F 1.
    8〜11.0%、ZrO2 0〜9.0%、Al23
    0〜2.0%の組成を有し、四珪化フルオロマイカ系
    結晶を析出してなることを特徴とする歯科用結晶化ガラ
    ス。
  2. 【請求項2】 重量百分率で、SiO2 46.0〜5
    4.9%、MgO10.0〜24.0%、K2 O 6.
    0〜15.0%、BaO 5.0〜12.0%、F
    3.0〜7.0%、ZrO2 0〜6.5%、Al2
    3 0〜2.0%の組成を有することを特徴とする請求
    項1の歯科用結晶化ガラス。
JP18525091A 1991-06-28 1991-06-28 歯科用結晶化ガラス Pending JPH059040A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8021999B2 (en) * 2008-06-23 2011-09-20 Corning Incorporated High strength machinable glass-ceramics

Cited By (3)

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US8021999B2 (en) * 2008-06-23 2011-09-20 Corning Incorporated High strength machinable glass-ceramics
US20110319253A1 (en) * 2008-06-23 2011-12-29 George Halsey Beall High strength machinable glass-ceramics
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