JPH07187840A - チタン系基材とセラミックスとの接合剤および接合方法 - Google Patents
チタン系基材とセラミックスとの接合剤および接合方法Info
- Publication number
- JPH07187840A JPH07187840A JP34881893A JP34881893A JPH07187840A JP H07187840 A JPH07187840 A JP H07187840A JP 34881893 A JP34881893 A JP 34881893A JP 34881893 A JP34881893 A JP 34881893A JP H07187840 A JPH07187840 A JP H07187840A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属焼き付け陶材冠を形成する際に好適な、
安定かつ高い接合強度を付与することができるチタン系
基材とセラミックスとの接合剤および接合方法を提供す
る。 【構成】 (1) チタンまたはチタン基合金からなるチタ
ン系基材の表面にセラミックスを焼成固着する際に用い
られる接合剤であって、ＴｉＡｌアモルファス合金粉末
を揮発性溶媒と混練してなる接合剤。(2) チタン系基材
の表面に、ＴｉＡｌアモルファス合金粉末と揮発性溶媒
の混練物を塗布してＴｉ−Ａｌ系被膜を形成し、ついで
セラミックスを築盛して焼成するチタン系基材とセラミ
ックスとの接合方法。
安定かつ高い接合強度を付与することができるチタン系
基材とセラミックスとの接合剤および接合方法を提供す
る。 【構成】 (1) チタンまたはチタン基合金からなるチタ
ン系基材の表面にセラミックスを焼成固着する際に用い
られる接合剤であって、ＴｉＡｌアモルファス合金粉末
を揮発性溶媒と混練してなる接合剤。(2) チタン系基材
の表面に、ＴｉＡｌアモルファス合金粉末と揮発性溶媒
の混練物を塗布してＴｉ−Ａｌ系被膜を形成し、ついで
セラミックスを築盛して焼成するチタン系基材とセラミ
ックスとの接合方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チタンまたはチタン基
合金からなるチタン系基材の表面に、セラミックスを焼
き付けて固着する際に用いられる接合剤と、該接合剤を
用いたチタン系基材とセラミックスとの接合方法に関す
る。
合金からなるチタン系基材の表面に、セラミックスを焼
き付けて固着する際に用いられる接合剤と、該接合剤を
用いたチタン系基材とセラミックスとの接合方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、歯科医療の分野においては、う蝕
などによって欠損した歯牙を補綴治療する際に、金や金
合金の歯冠を帽着して歯牙に形整する方法がとられてい
た。ところが、金や金合金が高価であるため、近年はＣ
ｏ−Ｃｒ合金やＮｉ−Ｃｒ合金を用いた歯冠に、セラミ
ックス製の陶材を築盛して焼き付け、表面を陶器質とす
ることにより、天然歯牙に近似した外観に仕上げて審美
性を付与する金属焼き付け陶材冠（メタルボンド）が広
く採用されている。
などによって欠損した歯牙を補綴治療する際に、金や金
合金の歯冠を帽着して歯牙に形整する方法がとられてい
た。ところが、金や金合金が高価であるため、近年はＣ
ｏ−Ｃｒ合金やＮｉ−Ｃｒ合金を用いた歯冠に、セラミ
ックス製の陶材を築盛して焼き付け、表面を陶器質とす
ることにより、天然歯牙に近似した外観に仕上げて審美
性を付与する金属焼き付け陶材冠（メタルボンド）が広
く採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のＣｏ−Ｃｒ合金
やＮｉ−Ｃｒ合金は、歯牙の咬合圧に対する耐力等の機
械的強度には優れているものの、イオン化傾向の強い金
属であるため口腔内に金属イオンが溶出し易く、過敏性
の人がアレルギー症状にかかるということも報告されて
おり、その安全性が疑問視されている。
やＮｉ−Ｃｒ合金は、歯牙の咬合圧に対する耐力等の機
械的強度には優れているものの、イオン化傾向の強い金
属であるため口腔内に金属イオンが溶出し易く、過敏性
の人がアレルギー症状にかかるということも報告されて
おり、その安全性が疑問視されている。
【０００４】そこで、生体親和性に優れ、かつ充分な機
械的強度を有するチタンまたはチタン基合金からなるチ
タン系基材に、セラミックス製の陶材を築盛・固着した
人工歯、いわゆる金属焼き付け陶材冠が好んで用いられ
るようになった。しかし、チタン系基材とセラミックス
とを焼き付ける場合、市販されているチタン専用の陶材
（ポーセレン）を用いても充分な接合力が得られず、使
用中に人工歯の陶材に亀裂を生じたり、場合によっては
剥離するという問題が残されていた。
械的強度を有するチタンまたはチタン基合金からなるチ
タン系基材に、セラミックス製の陶材を築盛・固着した
人工歯、いわゆる金属焼き付け陶材冠が好んで用いられ
るようになった。しかし、チタン系基材とセラミックス
とを焼き付ける場合、市販されているチタン専用の陶材
（ポーセレン）を用いても充分な接合力が得られず、使
用中に人工歯の陶材に亀裂を生じたり、場合によっては
剥離するという問題が残されていた。
【０００５】本発明者らは、かかる従来技術に残された
課題を解決すべく種々研究を重ねた結果、チタン系基材
の表面にＴｉＡｌアモルファス合金粉末を主成分とする
接合剤を用いてＴｉ−Ａｌ系の被膜を形成し、該被膜に
陶材を築盛して焼成することにより、接合強度の高い安
定な金属焼き付け陶材冠を調製できるとの知見を得て、
本発明を完成した。
課題を解決すべく種々研究を重ねた結果、チタン系基材
の表面にＴｉＡｌアモルファス合金粉末を主成分とする
接合剤を用いてＴｉ−Ａｌ系の被膜を形成し、該被膜に
陶材を築盛して焼成することにより、接合強度の高い安
定な金属焼き付け陶材冠を調製できるとの知見を得て、
本発明を完成した。
【０００６】したがって、本発明の目的は、金属焼き付
け陶材冠を調製する際に好適な安定かつ高い接着強度を
付与することができるチタン系基材とセラミックスの接
合剤とその接合方法を提供することにある。
け陶材冠を調製する際に好適な安定かつ高い接着強度を
付与することができるチタン系基材とセラミックスの接
合剤とその接合方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるチタン系基材とセラミックスとの接合
剤は、チタンまたはチタン基合金からなるチタン系基材
の表面に、セラミックスを焼成固着する際に用いられる
接合剤であって、ＴｉＡｌアモルファス合金粉末を主成
分としてなることを構成上の特徴とする。
めの本発明によるチタン系基材とセラミックスとの接合
剤は、チタンまたはチタン基合金からなるチタン系基材
の表面に、セラミックスを焼成固着する際に用いられる
接合剤であって、ＴｉＡｌアモルファス合金粉末を主成
分としてなることを構成上の特徴とする。
【０００８】また、本発明に係る接合方法は、チタンま
たはチタン基合金からなるチタン系基材とセラミックス
との接合方法であって、チタン系基材の表面に、Ｔｉ−
Ａｌ系被膜を形成した後、セラミックスを築盛して焼成
することを構成上の特徴とするものである。
たはチタン基合金からなるチタン系基材とセラミックス
との接合方法であって、チタン系基材の表面に、Ｔｉ−
Ａｌ系被膜を形成した後、セラミックスを築盛して焼成
することを構成上の特徴とするものである。
【０００９】本発明による接合剤の原料主成分となるＴ
ｉＡｌアモルファス合金粉末は、一般にＴｉＡｌ3 、Ｔ
ｉＡｌ、Ｔｉ3 Ａｌなどの組成を有するもので、融液や
気相からの超急冷凝固法またはメカニカルアロイング法
により製造された固相のＴｉＡｌアモルファス合金粉末
が用いられる。該粉末の粒径や粒子の形状は、バインダ
ーとなる揮発性溶媒との混練が充分に行われて、ペース
トを形成し得る程度であれば特に制限しないが、接合部
分に均一に塗布するために、可能な限り粒度分布の狭い
ものが好ましく、必要に応じて該粉末を篩別して整粒す
る。
ｉＡｌアモルファス合金粉末は、一般にＴｉＡｌ3 、Ｔ
ｉＡｌ、Ｔｉ3 Ａｌなどの組成を有するもので、融液や
気相からの超急冷凝固法またはメカニカルアロイング法
により製造された固相のＴｉＡｌアモルファス合金粉末
が用いられる。該粉末の粒径や粒子の形状は、バインダ
ーとなる揮発性溶媒との混練が充分に行われて、ペース
トを形成し得る程度であれば特に制限しないが、接合部
分に均一に塗布するために、可能な限り粒度分布の狭い
ものが好ましく、必要に応じて該粉末を篩別して整粒す
る。
【００１０】上記のＴｉＡｌアモルファス合金粉末は、
芳香族炭化水素、アルコールなどの揮発性溶媒と混練す
ることにより本発明の接合剤を形成する。両者の混合比
は、前記の粉末と溶媒とでペーストを形成し、接合部分
に塗布した際に流下しない程度の粘度を有し得る量比で
あれば任意である。
芳香族炭化水素、アルコールなどの揮発性溶媒と混練す
ることにより本発明の接合剤を形成する。両者の混合比
は、前記の粉末と溶媒とでペーストを形成し、接合部分
に塗布した際に流下しない程度の粘度を有し得る量比で
あれば任意である。
【００１１】本発明方法は、基体となるチタン製歯冠の
陶材接合部位に、上記のＴｉＡｌアモルファス合金粉末
と揮発性溶媒とを混練した接合剤を均一に塗布し、真空
雰囲気下に加熱焼成することによりＴｉ−Ａｌ系の被膜
を形成し、ついで該被膜の上にセラミックス製陶材（ポ
ーセレン）を築盛して真空雰囲気下に焼き付けることに
より所望の金属焼き付け陶材冠を形整する。
陶材接合部位に、上記のＴｉＡｌアモルファス合金粉末
と揮発性溶媒とを混練した接合剤を均一に塗布し、真空
雰囲気下に加熱焼成することによりＴｉ−Ａｌ系の被膜
を形成し、ついで該被膜の上にセラミックス製陶材（ポ
ーセレン）を築盛して真空雰囲気下に焼き付けることに
より所望の金属焼き付け陶材冠を形整する。
【００１２】Ｔｉ−Ａｌ系被膜を形成する際の焼成温度
は、真空雰囲気下７００〜１０００℃であり、所定温度
域での保持時間は特に限定されないが、通常は１〜３０
分である。焼成温度が７００℃未満であると、Ｔｉ−Ａ
ｌ系被膜の形成が不充分となり、１０００℃を越えると
ＴｉとＡｌの合金化が進行して本来の目的を失うことと
なる。なお、真空度は高い方が好ましいが、本発明の目
的を達成するためには１×１０-3Torr以上であれば良
い。
は、真空雰囲気下７００〜１０００℃であり、所定温度
域での保持時間は特に限定されないが、通常は１〜３０
分である。焼成温度が７００℃未満であると、Ｔｉ−Ａ
ｌ系被膜の形成が不充分となり、１０００℃を越えると
ＴｉとＡｌの合金化が進行して本来の目的を失うことと
なる。なお、真空度は高い方が好ましいが、本発明の目
的を達成するためには１×１０-3Torr以上であれば良
い。
【００１３】以上のようにして形成されたＴｉ−Ａｌ系
被膜に、Ｔｉ専用のセラミックス製陶材を築盛し、真空
雰囲気下、７５０〜８５０℃の温度で１〜３０分焼成し
たのち放冷することにより焼き付けを完了する。焼成時
間が７５０℃を下廻る場合は焼き付けが不充分となり、
８５０℃を越えるとＴｉそのものが酸素を激しく吸収す
るため、安定した酸化膜を介在させることが不可能とな
り、結果として焼き付けが不調に終わる。なお、真空度
は１×１０-3Torr程度が好ましい。
被膜に、Ｔｉ専用のセラミックス製陶材を築盛し、真空
雰囲気下、７５０〜８５０℃の温度で１〜３０分焼成し
たのち放冷することにより焼き付けを完了する。焼成時
間が７５０℃を下廻る場合は焼き付けが不充分となり、
８５０℃を越えるとＴｉそのものが酸素を激しく吸収す
るため、安定した酸化膜を介在させることが不可能とな
り、結果として焼き付けが不調に終わる。なお、真空度
は１×１０-3Torr程度が好ましい。
【００１４】
【作用】本発明に従えば、チタンまたはチタン基合金か
らなるチタン系基材の表面に、ＴｉＡｌアモルファス合
金粉末を主成分とする接合剤を塗布して焼成することに
より、Ｔｉ−Ａｌ系被膜を形成させ、該被膜を介して陶
材を築盛して焼き付けることにより、チタン系基材の表
面に強固なセラミックス層が安定的に固着され、生体為
外性のない親和性に優れた審美性金属焼き付け陶材冠を
提供することができる。
らなるチタン系基材の表面に、ＴｉＡｌアモルファス合
金粉末を主成分とする接合剤を塗布して焼成することに
より、Ｔｉ−Ａｌ系被膜を形成させ、該被膜を介して陶
材を築盛して焼き付けることにより、チタン系基材の表
面に強固なセラミックス層が安定的に固着され、生体為
外性のない親和性に優れた審美性金属焼き付け陶材冠を
提供することができる。
【００１５】
(1) Ｔｉ−Ａｌ系被膜の形成 粒径４５μm 以下に整粒されたＴｉＡｌアモルファス合
金粉末５ｇと、エタノール５mlとを混練してペースト状
の接合剤を調製した。試料として東邦チタニウム（株）
製人工歯根タイルート用の純チタン板（１０×４５×１
mm）を用意し、その表面をアルミナショットで研磨した
後、エタノールで拭きとり清浄化した。ついで、前記の
接合剤を塗布し、真空焼成炉に装入して１×１０-3Torr
まで真空引きをしながら５５℃／分の昇温速度で昇温し
た。炉内温度が９５０℃に達した時点で１０分間保持し
た後、加熱を停止して真空中で徐冷し、炉内が室温にな
った時点で真空解除し、試料を取り出した。試料の接合
剤塗布面にはＴｉ−Ａｌ系被膜が形成されていることが
確認された。
金粉末５ｇと、エタノール５mlとを混練してペースト状
の接合剤を調製した。試料として東邦チタニウム（株）
製人工歯根タイルート用の純チタン板（１０×４５×１
mm）を用意し、その表面をアルミナショットで研磨した
後、エタノールで拭きとり清浄化した。ついで、前記の
接合剤を塗布し、真空焼成炉に装入して１×１０-3Torr
まで真空引きをしながら５５℃／分の昇温速度で昇温し
た。炉内温度が９５０℃に達した時点で１０分間保持し
た後、加熱を停止して真空中で徐冷し、炉内が室温にな
った時点で真空解除し、試料を取り出した。試料の接合
剤塗布面にはＴｉ−Ａｌ系被膜が形成されていることが
確認された。
【００１６】(2) 陶材の焼き付け チタン専用陶材〔ビタ（株）製ポーセレン〕を試料のＴ
ｉ−Ａｌ系被膜の上に築盛し、真空焼成炉に装入して１
×１０-3Torrまで真空引きをしながら５５℃／分の昇温
速度で昇温した。炉内温度が８３０℃に達した時点で１
分間保持し、放冷した。焼成した試料を室温まで冷却
後、取り出して観察したところ、陶材は試料のチタン板
に完全に固着しており、ハンマーによる打撃程度では剥
離しなかった。
ｉ−Ａｌ系被膜の上に築盛し、真空焼成炉に装入して１
×１０-3Torrまで真空引きをしながら５５℃／分の昇温
速度で昇温した。炉内温度が８３０℃に達した時点で１
分間保持し、放冷した。焼成した試料を室温まで冷却
後、取り出して観察したところ、陶材は試料のチタン板
に完全に固着しており、ハンマーによる打撃程度では剥
離しなかった。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、チタンの変態点である
８８２℃以下では充分な固着が難しいとされていたチタ
ンとセラミックスとの接合を比較的簡易な手段で容易に
実施することが可能となる。したがって、高価な貴金属
や、生体為害性の危惧があるＮｉ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｃ
ｒ合金などに代えて、生体親和性に優れたチタン系基材
を用いた金属焼き付け陶材冠の巾広い用途が期待でき
る。
８８２℃以下では充分な固着が難しいとされていたチタ
ンとセラミックスとの接合を比較的簡易な手段で容易に
実施することが可能となる。したがって、高価な貴金属
や、生体為害性の危惧があるＮｉ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｃ
ｒ合金などに代えて、生体親和性に優れたチタン系基材
を用いた金属焼き付け陶材冠の巾広い用途が期待でき
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 智 神奈川県茅ヶ崎市茅ヶ崎３−３−５ 東邦 チタニウム株式会社茅ヶ崎工場内 (72)発明者 西川 安明 神奈川県茅ヶ崎市茅ヶ崎３−３−５ 東邦 チタニウム株式会社茅ヶ崎工場内
Claims (4)
- 【請求項１】 チタンまたはチタン基合金からなるチタ
ン系基材の表面に、セラミックスを焼成固着する際に用
いられる接合剤であって、ＴｉＡｌアモルファス合金粉
末を主成分としてなることを特徴とするチタン系基材と
セラミックスとの接合剤。 - 【請求項２】 ＴｉＡｌアモルファス合金粉末と、揮発
性溶媒とを混練してなる請求項１記載のチタン系基材と
セラミックスとの接合剤。 - 【請求項３】 チタンまたはチタン基合金からなるチタ
ン系基材とセラミックスとの接合方法であって、チタン
系基材の表面にＴｉ−Ａｌ系被膜を形成した後、セラミ
ックスを築盛して焼成することを特徴とするチタン系基
材とセラミックスとの接合方法。 - 【請求項４】 チタン系基材の表面に、ＴｉＡｌアモル
ファス合金粉末と揮発性溶媒との混練物を塗布して焼成
することにより、Ｔｉ−Ａｌ系被膜を形成し、ついで該
被膜にセラミックスを築成し、焼成する請求項３記載の
チタン系基材とセラミックスとの接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34881893A JPH07187840A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | チタン系基材とセラミックスとの接合剤および接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34881893A JPH07187840A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | チタン系基材とセラミックスとの接合剤および接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07187840A true JPH07187840A (ja) | 1995-07-25 |
Family
ID=18399583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34881893A Pending JPH07187840A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | チタン系基材とセラミックスとの接合剤および接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07187840A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101823188A (zh) * | 2010-05-10 | 2010-09-08 | 江苏科技大学 | 一种钎焊Si3N4陶瓷的高温非晶钎料 |
| CN101991468A (zh) * | 2010-11-09 | 2011-03-30 | 镇江恒生涓恩医疗器械有限公司 | 在钛基材料表面形成高强度烤瓷的方法 |
| CN108856943B (zh) * | 2018-06-27 | 2021-01-01 | 衢州学院 | 一种TiAl和氮化硅的钎焊方法 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP34881893A patent/JPH07187840A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101823188A (zh) * | 2010-05-10 | 2010-09-08 | 江苏科技大学 | 一种钎焊Si3N4陶瓷的高温非晶钎料 |
| CN101991468A (zh) * | 2010-11-09 | 2011-03-30 | 镇江恒生涓恩医疗器械有限公司 | 在钛基材料表面形成高强度烤瓷的方法 |
| CN108856943B (zh) * | 2018-06-27 | 2021-01-01 | 衢州学院 | 一种TiAl和氮化硅的钎焊方法 |
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