JPH0796347A - インベストメント鋳型用配合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明はゼオライトを含むインベストメント
鋳型用配合物およびそれからつくられた模型に関する。 【効果】 本発明のインベストメント鋳型用配合物は金
属の鋳造、特に精度の高い鋳造に使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明はゼオライトを含むインベストメン
ト鋳型用配合物、およびこれから作られた模型および鋳
型に関する。本発明のインベストメント鋳型用配合物は
金属の鋳造、好ましくは精密な鋳物の製造に使用され
る。

【０００２】金属の鋳物の製造において多くの場合に重
要なことは、詳細な点、例えば細かい表面の構造まで出
来るだけ同じように再現できることである。特に原形が
無期限に亙って手元に置けないような場合、例えばシリ
コーンの鋳物を先ず製作し、次いでこれを用いて例えば
石膏から成るいわゆる親模型をつくる。

【０００３】この親模型から大部分の場合には寒天また
はシリコーンの他の鋳物を作り、これを用いて石膏の親
モデルのコピーをつくるか、或いは原型と精確に合った
部材をつくらなければならない時には、インベストメン
ト鋳型用の配合物からコピーをつくる。

【０００４】後者の場合には、特に疎水性のシリコーン
の表面に向い合って、インベストメント鋳型用配合物か
ら作られた模型の表面に細かい塩の結晶に似た外皮、即
ちいわゆる白華が生じる。これを例えば機械的に除去し
ようとすると、損傷が生じ、白華が除去されなかった場
合と同様に、後で作られる鋳物に欠陥が生じる原因とな
る。

【０００５】本発明の目的は白華を生ぜず、しかも良好
な機械的性質を変化させないインベストメント鋳型用配
合物を提供することである。

【０００６】本発明に従えば、上記本発明の目的は公知
のインベストメント鋳型用配合物にゼオライトを添加す
ることにより達成される。本発明のインベストメント鋳
型用配合物は一般に金属の鋳造、例えば貴重な金属部材
の修復および複製に使用される。本発明のインベストメ
ント鋳型用配合物の好適な使用分野は義歯部材をインベ
ストメント鋳型用配合物を用いてつくる歯科技術の分野
である。この場合、鋳造すべき歯の修復部の形を複製し
たワックスの模型をこのような配合物を用いてつくる
か、或いはインベストメント鋳型用配合物の模型を、例
えば部分的な義歯の模型を鋳造する構造物をつくる場合
と同様にしてつくる。ワックスの模型をインベストメン
ト鋳型用配合物と一緒に加熱し、残渣を残さずに焼いて
しまう。その結果一般に金属合金から成る歯の修復材料
を鋳造するキャビティーができる。修復材料を硬化させ
冷却した後、インベストメント鋳型用配合物を取除き、
鋳造された義歯部材が得られる。これはさらに吹付け研
磨、研磨、上張付け等の加工をすると、義歯の中に挿入
し得るようになる。インベストメント鋳型用配合組成物
はそれ自身は公知である。これらの組成物は一般に難熔
性材料、例えば石英またはクリストバル石および接合
剤、例えば酸化マグネシウム／燐酸アルミニウムまたは
硫酸カルシウム半水和物の粉末、並びに混合用液体、例
えば水またはシリカ・ゾル溶液から成っている。しばし
ば実質的に酸化マグネシウムおよび燐酸塩を接合剤とし
て含み、石英およびクリストバル石を難熔性材料として
含んでいるいわゆる燐酸塩で接合されたインベストメン
ト鋳型用配合物が使用される。この目的に使用される混
合用の液体はシリカ・ゾルであることが多い。混合した
インベストメント鋳型用配合物を固化させ加熱したとき
に起こる反応は下記式で表すことができる。

【０００７】固化： ＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄＋ＭｇＯ→ＭｇＮ
Ｈ₄ＰＯ₄＋Ｈ₂Ｏ 加熱： ２ＭｇＮＨ₄ＰＯ₄→Ｍｇ₂Ｐ₂Ｏ₇＋Ｈ₂Ｏ＋２Ｎ
Ｈ₃ 例えば模型の鋳型構造物を作るためにインベストメント
鋳型用配合物の模型をつくる場合、或いは耐火性の部材
をつくる場合のような種々の作業を行う際、しばしば模
型の材料として多くの場合石膏から成る歯科技術用の模
型の鋳型をつくり、次いでこれを上記のインベストメン
ト鋳型用配合物で充填する。この鋳造された塊の中でイ
ンベストメント鋳型用配合物は固化する。この方法は
「複製」という言葉で知られている。特に水性の寒天組
成物、またはその他の次第に使用されるようになった非
常に正確に形を再現するシリコーン複製材料が複製材料
として知られている。固化反応の間、それが完了した
後、およびシリコーンの複製された鋳造物から得られた
インベストメント鋳型用配合物の模型を取り出した後、
基本的には結晶性のアルカリ金属燐酸塩の沈澱から成る
前述の白華がしばしばインベストメント鋳型用配合物の
模型の表面に生じる。

【０００８】アルカリ分は多分主として混合用液体とし
て使用されるシリカ・ゾル溶液を安定化させるために加
えられる添加剤からから来るか、または動的な硬化特性
をコントロールするためにインベストメント鋳型用配合
物の粉末に加えられる燐酸アルカリ添加物から来るので
あろう。

【０００９】いわゆる「白華」はこのようなインベスト
メント鋳型用配合物の模型を基にして作られた義歯部材
の合致精度に悪影響を及ぼすから、「白華」を避ける必
要がる。

【００１０】このような白華を防止する試みがこれまで
になかった訳ではない。この点に関し動的硬化特性が著
しく変化した硬化温度が低いインベストメント鋳型用配
合組成物は改良されて来たが、これらの組成物は寒天を
ベースにした複製用のゲルに対して使用することはでき
ない。何故ならば低い硬化温度ではインベストメント鋳
型用配合物が寒天の複製用材料にくっつくからである。
このことはこれらのインベストメント鋳型用配合組成物
をシリコーンおよび寒天から成る複製用材料に対しては
普遍的に使用できず、従ってその用途が著しく限定され
ることを意味する。

【００１１】「白華」を抑制する他の試みはヨーロッパ
特許第０，４１７，５２７号に記載されている。この場
合、インベストメント鋳型用配合物から鋳型をつくる
際、水および／またはアルコールに可溶で炭素数が２〜
１０の少なくとも１種の有機酸０．０１〜１０重量％を
添加することが推奨されている。

【００１２】これらの有機化合物は通常の予熱温度にお
いて燃焼させることができるが、これはセラミックス構
造物を弱くする原因になり、硬化する際の膨張が増加
し、その結果仕上げられた製品の合致精度に悪影響を及
ぼす。１．２重量％の添加量で既に硬化温度が著しく低
下し、硬化時間が著しく増加し、このことがシリコーン
および寒天のゲルの複製用材料を広く使用する妨げにな
っている。

【００１３】クエン酸の塊５．０重量％を４２．０重量
％の石英砂、２５．０重量％のクリストバル石粉末、
９．１重量％の酸化マグネシウム、８．０重量％の燐酸
塩、０．５重量％の着色顔料および１０．４重量％の石
英粉末から成るインベストメント鋳型用配合物に加える
と、この粉末１００ｇ当たり１７ｍｌの量の混合用液の
シリカ・ゾル溶液を用いた場合、硬化反応が著しく遅く
硬化が著しく不均一になるために、加工可能なかたさを
もたない組成物が生じる。

【００１４】本発明においては本発明の前記目的は公知
のインベストメント鋳型用配合物にゼオライトを加える
ことにより達成されることが見出だされた。

【００１５】ゼオライトは（混合用液体を加える前の全
粉末化合物に関し）０．１〜１０．０重量％、特に好ま
しくは０．４〜５．０重量％の量で使用することが好適
である。

【００１６】本発明に好適に使用されるゼオライトは一
般式（Ｉ） Ｍ¹ｎ［ｍＭ²Ｏ₂×ｎＳｉＯ₂］×ｑＨ₂Ｏ の式をもつものである。ここでＭ¹は１当量の交換可能
な陽イオンであって、その数はＭ²の割合に対応し、Ｍ²
はＳｉと一緒になってゼオライトの酸素骨格を形成する
３価の元素を表し、ｎ／ｍはＳｉＯ₂／Ｍ²Ｏ₂の割合を
表し、ｑは吸着された水の量を表す。

【００１７】ゼオライトはその基本的な構造から判るよ
うに、ＳｉＯ₄とＭ²Ｏ₄との四面体の網状構造からつく
られた結晶性のアルミノ珪酸塩である。個々の四面体は
四面体の角を介して酸素架橋によって互いに連結されて
おり、通路および空隙が均一に貫通した特殊な網状構造
を形成している。

【００１８】個々のゼオライト構造は通路と空隙の配置
および大きさ、および組成が異なっている。Ｍ²の割合
によって生じる格子の負の電荷を中和するために、交換
可能な陽イオンが混入される。吸着された水の相ｑＨ₂
Ｏは骨格の構造を失うことなく可逆的に取り除くことが
できる。

【００１９】Ｍ²は多くの場合アルミニウムであるが、
部分的にまたは完全に他の３価の元素で置換されている
ことができる。

【００２０】ゼオライトに関する詳細な説明は例えば米
国ニューヨーク、ジェー・ウィリー・アンド・サンズ
（Ｊ．Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ）１９７４年発行、デ
ィー・ダブリュー・ブレック（Ｄ．Ｗ．Ｂｒｅｃｋ）著
の単行本、「ゼオライト・モレキュラー・シーヴ、その
構造、化学および使用法（Ｚｅｏｌｉｔｅ Ｍｏｌｅｃ
ｕｌａｒ Ｓｉｅｖｅｓ，Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，Ｃｈｅ
ｍｉｓｔｒｙ ａｎｄＵｓｅ）」に記載されている。

【００２１】例えば下記のゼオライトは本発明方法に特
に適している。フォジャサイト、モーデナイト、ゼオラ
イトＡ、ゼオライトβ、ゼオライトＱ、ゼオライトＬ、
オフレタイト、ＺＳＭ １２、ペンタシル、ＰＳＨ−
３、ＺＳＭ ２２、ＺＳＭ ２３、ＺＳＭ ４８、ＥＵ
−１、ゼオライトＴ、チャバサイト、グメリナイト、フ
ェリエライト、ゼオライトρ、ＺＫ−５、およびその
他。

【００２２】本発明方法に適したゼオライトはアルカリ
金属の陽イオン、例えばＬｉ、Ｎａ、ＫまたはＲｂ、ま
たはアルカリ土類金属の陽イオン、例えばＭｇ、Ｃａ、
またはＳｒ、或いは他の陽イオン、例えばＨ、ＮＨ₄、
Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、希土類金属等を含んで
いることができる。混合した形のものも使用することが
できる。

【００２３】特に好適な具体化例においては、本発明に
使用するゼオライトは、金属イオンの少なくとも一部、
好ましくは元々存在した交換可能な金属陽イオンの５０
〜１００％、特に好ましくは８０〜１００％が水素イオ
ンで置き換えられたものである。

【００２４】本発明方法に特に好適なゼオライトは、酸
性中心、例えばフォジャサイト構造をもつゼオライトを
アンモニウム塩溶液または希土類塩溶液で処理した後、
熱処理を行って得られる酸性中心を多数もつものであ
る。上記のゼオライトの添加量は好ましくは０．１〜１
０重量％である。種々のゼオライトが白華を防止する効
果は種々異なっている。簡単な実験によって最適の添加
量が得られる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、また
は希土類金属を含むゼオライトは極めて効果的である。
最も効果的なゼオライトはＨ−ゼオライトＹ型である。

【００２５】Ｈ−ゼオライトＹに対して白華を防止する
効果を得るためには、０．３〜１．５重量％が特に好適
であり、希土類金属を含むゼオライトに対して特に好適
な添加量は０．７〜２．０重量％である。

【００２６】本発明のインベストメント鋳型用配合物の
粉末の基本的組成物は公知の通常の方法により、適当な
混合装置、例えばナウタ（Ｎａｕｔａ）混合機、レーデ
ィゲ（Ｌｏｅｄｉｇｅ）混合機等を用い、ゼオライトを
含む粉末状の添加物を相前後して混合することにより製
造することができる。しかしまたゼオライトを含むマス
ター混合物をつくり、これらのマスター混合物中で混合
を行うこともできる。さらにまた上記の本発明によるゼ
オライト含有インベストメント鋳型用配合組成物を用
い、これを公知方法によりイソパラフィンと一緒に噴霧
し、上記の所望の性質を失うことなく例えば再び流動特
性を改良することもできる。

【００２７】使用時において本発明のゼオライト含有イ
ンベストメント鋳型用配合粉末混合物はゼオライトを含
まないインベストメント鋳型用配合混合物と比べて欠点
を示さない。加工の際の硬化時間および硬化温度は全く
変化しない。良好なゲル相容性も変化しない。鋳造した
外型またはインベストメント鋳型用配合物からつくられ
た模型の良好な機械的性質も変化しない。同じことは硬
化の際の膨張についても言える。この性質は後で得られ
る鋳造物の寸法精度に対する重要なパラメータである。

【００２８】本発明のインベストメント鋳型用配合組成
物は特に複製用のシリコーンおよび寒天の複製用の組成
物に対して使用することができる。

【００２９】しかし本発明のインベストメント鋳型用配
合物を用いると上記の白華は生じないから、これを用い
てさらに精度の良い鋳造物が得られる。

【００３０】下記に実施例により本発明を説明する。

【００３１】硬化の際の膨張、処理時間および圧縮強度
は１９８４年６月付けのＤＩＮ１３９１９号、第２部と
同様な方法で決定された。硬化時間は硬化温度が最高温
度に達するまで時間である。白華の傾向は上記のインベ
ストメント鋳型用配合物の粉末を市販のシリカ・ゾル混
合用液［レフォテルム（Ｌｅｖｏｔｈｅｒｍ）混合用
液］と混合し、混合したインベストメント鋳型用配合物
のペーストを交叉結合させたシリコーンの複製模型作成
用配合物［例えばテクノヴィル（Ｔｅｃｎｏｖｉｌ）社
の市販材料］に注ぎ、、硬化したインベストメント鋳型
用配合物の模型を取り出し、空気中に２４時間放置した
後にインベストメント鋳型用配合物の評価を行うことに
よって試験した。インベストメント鋳型用配合粉末組成
物は個々の成分を低速回転式羽根付撹拌機（レーディゲ
混合機）、回転スクリュー付き截頭円錐混合機（ナウタ
混合機）または振盪式混合機中で均一に混合することに
よってつくることができるが、原理的には他の混合装置
を用いることもできる。下記実施例により本発明を例示
するが、これらの実施例は本発明を限定するものではな
い。

【００３２】燐酸塩で接合したインベストメント鋳型用
配合物の成分は例えばドイツ、ハイデルベルヒ（Ｈｅｉ
ｄｅｒｂｅｒｇ）ヒュッティッヒ・フェルラーク（Ｈｕ
ｅｔｈｉｇ Ｖｅｒｌａｇ）１９８１年発行、カー・ア
イヒナー（Ｋ．Ｅｉｃｈｎｅｒ）著、ツェーンアルトリ
ッヘ・ヴェルクシュトッフェ・ウント・イーレ・フェル
アルバイトゥング（Ｚａｈｎａｅｒｚｔｌｉｃｈｅ Ｗ
ｅｒｋｓｔｏｆｆｅｕｎｄ ｉｈｒｅ Ｖｅｒａｒｂｅ
ｉｔｕｎｇ）第１巻４２頁、またはクヴィントエッセン
ツ・ツァーンテヒニーク（Ｑｕｉｎｔｅｓｓｅｎｔｚ
Ｚａｈｎｔｅｃｈｎｉｋ）誌１７巻７３〜８６頁（１９
９１年）に記載されている。

【００３３】下記実施例に使用する石英粉末はＳｉＯ₂
含量が９９％より多く、シラス（Ｃｉｌａｓ）粒度計に
よって測定した粒子の直径２μｍにおける全残留物約９
０容量％、セディ・グラフ（Ｓｅｄｉ Ｇｒａｐｈ）５
１００を用い沈降分析で測定した沈降速度に等価な直径
２．５μｍにおける全残留物が約８９重量％である。使
用できる種類の石英砂はＳｉＯ₂含量が９９％より多
く、平均粒径は０．２８ｍｍである。使用可能なクリス
トバル石粉末はＳｉＯ₂含量が９９％より多く、篩分析
（直径／重量％）による粒度分布は ＞２００μｍ／
０．５、 ＞１００／５、 ＞６３／２０、 ＞４０／
４４、 ＜４０／３０．５であり、ＢＥＴ法による表面
積は０．９ｍ²／ｇである。使用する燐酸塩はファブテ
ィット（Ｆａｂｕｔｉｔ）７４６［ブーデンハイム（Ｂ
ｕｄｅｎｈｅｉｍ）製］に少量のファブティットＧＩ／
６６Ａ（ブーデンハイム製）を加えたものであり、使用
される酸化マグネシウムはダイナマグ（Ｄｙｎａｍａ
ｇ）Ｋ［ヒュルス（Ｈｕｅｌｓ）社製］に少量のマグ・
ケム（Ｍａｇ Ｃｈｅｍ）［ゲーベル・ウント・プレン
ゲル（Ｇｏｅｂｅｌ ＆ Ｐｆｒｅｎｇｌｅ）製］を加
えたものである。配合物を着色するために赤色染料［コ
ンラッヅ（Ｃｏｎｒａｄｓ）製］を用いた。これは平均
として下記の組成をもっている。ＳｉＯ₂ ５３．９〜
５１．６％、Ａｌ₂Ｏ₃ ２４．０〜２７．４％、Ｆｅ₂
Ｏ₃ ６．３〜１１．６％、およびＭｇＯ ０．８〜
０．２１％、燃焼損失１２．５〜８．５％。

【００３４】

【実施例】

実施例 １ シリカ・ゾル溶液と混合した種々のインベストメント鋳
型用配合物をシリコーンの型の中で固化させた後、複製
するシリコーンに対する白華挙動を試験した（ＳＥ＝希
土類金属）。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】この試験ではまた、イソパラフィンを添加
してもゼオライトを加えて得られる白華防止特性は妨げ
られないことが示された。

【００３８】実施例 ２ 本実施例の実験においては、下記の組成をもつ標準的な
インベストメント鋳型用配合混合物（＝Ｓ）を使用し
た。

【００３９】 Ｓ： 石英砂 ４２．０重量部 クリストバル石粉末 ２５．０重量部 酸化マグネシウム ９．１重量部 燐酸塩 ８．０重量部 石英粉末 １５．９重量部

【００４０】

【表３】

【００４１】＊） ５＝ 白華が著しい。

【００４２】４＝ 模型の前方および／または後方にお
いて中程度の白華が起こる。

【００４３】３＝ 模型の前方および／または後方にお
いて僅かな中程度の白華が起こる。

【００４４】２＝ 主として模型の後方において非常に
僅かな白華が起こる。

【００４５】１＝ 白華無し。

【００４６】本発明に従ってゼオライトをインベストメ
ント鋳型用配合物の粉末に加えると、混合物Ｓに比べす
べての場合において、白華が起こらない傾向が広範に改
善される。

【００４７】実施例 ３ インベストメント鋳型用配合物試料の物理的データ

【００４８】

【表４】

【００４９】本発明方法によりゼオライトを加えても、
複製用のゲルとの相容性および固化の際の膨張に関し何
の悪影響も生じない。またゼオライトを添加すると機械
的性質は改善される。

【００５０】本発明の主な特徴及び態様は次の通りであ
る。 １．ゼオライトを含有するインベストメント鋳型用配合
物。

【００５１】２．粉末状の配合物に関し０．１〜１０重
量％のゼオライトを含んでいる上記第１項記載のインベ
ストメント鋳型用配合物。

【００５２】３．粉末状の配合物に関し０．３〜２．０
重量％のゼオライトを含んでいる上記第１項記載のイン
ベストメント鋳型用配合物。

【００５３】４．粉末状の配合物に関し０．７〜１．５
重量％のゼオライトを含んでいる上記第１項記載のイン
ベストメント鋳型用配合物。

【００５４】５．ゼオライトはフォジャサイト、モーデ
ナイト、ゼオライトＡ、ゼオライトβ、ゼオライトＱ、
ゼオライトＬ、オフレタイト、ＺＳＭ １２、ペンタシ
ル、ＰＳＨ−３、ＺＳＭ ２２、ＺＳＭ ２３、ＺＳＭ
４８、ＥＵ−１、ゼオライトＴ、チャバサイト、グメ
リナイト、フェリエライト、ゼオライトρ及びＺＫ−５
から成る群から選ばれる１種またはそれ以上のゼオライ
トである上記第１〜４項記載のインベストメント鋳型用
配合物。

【００５５】６．ゼオライトはフォジャサイト構造をも
つ１種またはそれ以上の酸性型のゼオライトである上記
第１〜４項記載のインベストメント鋳型用配合物。

【００５６】７．粉末混合物の形をしている上記第１〜
６項記載の注形インベストメント鋳型用配合物。

【００５７】８．該配合物は適当な水性またはアルコー
ル性の混合用液を用いて予備混合することにより得られ
る混合物の形をしている上記第１〜６項記載のインベス
トメント鋳型用配合物。

【００５８】９．上記第１〜８項記載のインベストメン
ト鋳型用配合物からつくられたインベストメント鋳型用
配合物の模型。

【００５９】１０．上記第１〜８項記載のインベストメ
ント鋳型用配合物を金属の鋳造に使用する方法。

【００６０】１１．上記第１〜９項記載のインベストメ
ント鋳型用配合物の模型またはインベストメント鋳型用
配合混合物を歯科技術に利用する方法。

【００６１】１２．上記第１〜９項記載のインベストメ
ント鋳型用配合物の模型またはインベストメント鋳型用
配合混合物を修復技術に利用する方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロター・プツペ ドイツ51399ブルシヤイト・アムバイハー 10アー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゼオライトを含有することを特徴とする
   インベストメント鋳型用配合物。