JPH0885837A - 歯科鋳造用高強度銀合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＪＩＳＴ６１０８で規定される歯科鋳造用銀
合金の条件を満たし、咬合圧が掛かり靭性の必要な部位
にも使用できるように機械的性質を改善して用途を拡大
できる歯科鋳造用銀合金を提供する。 【構成】 歯科鋳造用高強度銀合金が、インジウム１５
〜２５重量％、亜鉛１〜５重量％、ガリウム１〜５重量
％、スズ１〜５重量％、パラジウム３〜１０重量％、残
部が銀から成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯科補綴物を鋳造によ
って製造する場合に使用する歯科鋳造用高強度銀合金に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】歯科において歯科補綴物を製作する際に
は、金合金，金銀パラジウム合金，銀合金，ニッケルク
ロム合金，コバルトクロム合金など各種の歯科用合金が
使用されているが、物性，操作性，口腔内での耐食性な
どの点で金合金が最も賞用されている。しかしながら歯
科用金合金の主成分である金や白金は高価であり、金及
び白金を全く含有しないか、或いは含んでいるとしても
少量で金合金に匹敵する優れた性質を有する歯科用合金
の開発が強く要望されている。

【０００３】一方、歯科補綴物としてはインレー，クラ
ウン，ブリッジ，バー，クラスプ，床など各種あり、こ
れらが口腔内で各々の役割を果たすためには、口腔内の
過酷な腐食環境下で充分な耐食性を有することの他に、
使用される部位に相応しい物理的性質，機械的性質を有
することが必須条件である。

【０００４】日本工業規格で定める歯科鋳造用銀合金
（ＪＩＳＴ６１０８）は、高価な金を全く含有せず、白
金族元素（安価なパラジウムが主体）の含有量も１０％
以下と限定していて、比較的安価な歯科用合金として賞
用されている。この歯科鋳造用銀合金は第１種銀合金と
第２種銀合金に分類されていて、第１種銀合金はスズ，
亜鉛などの低融点元素を多量に含有させることにより口
腔内での耐食性を向上させており、第２種合金は主とし
てインジウムを多量（２０％前後）に含有させることに
より口腔内での過酷な環境下での使用を可能としてい
る。

【０００５】しかしながら、従来の歯科鋳造用銀合金に
おいて、第１種銀合金はその合金の組成に起因して合金
組織の中に金属間化合物が多く生成し、その結果として
合金の機械的性質が脆弱となるため使用される用途が単
純なインレーや支台築造などに限定されてしまうのが現
状である。一方、現在市販されている多くの第２種銀合
金は銀とインジウムが主要成分であり、組成の関係で合
金組織が単相となり易く、耐食性に関しては有効な組成
であるが機械的性質では特に硬さが不充分であり口腔内
の用途としては単純なクラウン（単冠）までが限界とさ
れている。

【０００６】一方、現在の歯科のニーズは、より強度の
高い（硬い）合金を鋳造してメタルフレームとして使用
し、その金属構造体の上に陶材や硬質レジンなどの色調
が実際の歯牙に近似した物質で被覆することにより、金
属構造体により高い耐久性及び機械的性質を具備させ、
陶材や硬質レジンなどにより審美性を具備させた歯科補
綴物が主流となっている。しかしこのような用途には、
現在市販されている歯科鋳造用銀合金では機械的性質の
面から対応することは不可能であり、臨床においては止
むを得ずこのような用途には高価な金合金や金銀パラジ
ウム合金を使用しているのが現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
歯科用銀合金の欠点を解消し、第２種の歯科鋳造用銀合
金の軟弱なる機械的性質を組成の面から改良して、歯科
鋳造用銀合金の用途をより咬合圧のかかる靱性の必要な
部位にまで飛躍的に拡大させることを課題とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決すべく鋭意研究の結果、第２種の歯科鋳造用銀合金の
軟弱なる性質の原因とされる合金組織を改善させるの
に、パラジウムの合金への添加とガリウム，スズ，亜鉛
の添加による固溶強化により、パラジウムとの金属間化
合物の生成による強度向上を図れば良いことを究明して
本発明を完成したのである。すなわち本発明は、インジ
ウム１５〜２５重量％、亜鉛１〜５重量％、ガリウム１
〜５重量％、スズ１〜５重量％、パラジウム３〜１０重
量％、残部が銀から成る歯科鋳造用高強度銀合金に関す
るものである。

【０００９】以下、本発明に係る歯科鋳造用高強度銀合
金の構成と数値限定を行った根拠について詳述する。本
発明に係る歯科鋳造用高強度銀合金は、銀の耐食性，耐
硫化性を付与するのに効果的な元素としてインジウムを
利用するものであり、このインジウムの含有量は１５〜
２５重量％と規定した。これは、ＪＩＳＴ６１０８“歯
科鋳造用銀合金の変色試験”における規定限界を維持す
るためにはインジウムの含有量が１５重量％以上必要で
あり、またインジウムを２５重量％を超えて配合すると
合金組織に脆弱な金属間化合物が過剰に生成して合金が
脆くなるためである。

【００１０】また亜鉛は、合金の鋳造時の酸化を防止
し、繰返し鋳造時における合金の物性の劣化を防ぐ効果
を有しているが、その効果が発揮されるのは１重量％以
上であり、同時に銀に固溶して硬さを向上させたり、他
の合金元素との間で金属間化合物を生成して硬さを向上
させるためにも１重量％以上が必要であるが、５重量％
を超えると合金組織の中に金属間化合物の析出が過剰と
なり、その結果として合金の機械的性質が却って脆弱と
なるために、亜鉛の組成の範囲を１〜５重量％に限定し
た。

【００１１】ガリウムは、その作用として亜鉛と同様な
機能を有して溶解時に脱酸剤として機能しており、特に
合金の溶解時の流動性を高めたり、溶解している状態を
容易に目視により判定することができるように合金の酸
化を予防する効果がある。その効果が発揮されるために
は含有量は０.１重量％以上で充分であるが、銀に固溶
して硬さを向上させたり、他の合金成分（パラジウムな
ど）との間で金属間化合物を生成して硬さを向上させる
ためには１重量％以上が必要である。しかし５重量％を
超えると合金組織の中に金属間化合物の析出が過剰とな
り、その結果として合金の機械的性質が却って脆弱とな
るためにガリウムの組成の範囲は１〜５重量％に限定し
た。

【００１２】スズは、その作用として亜鉛，ガリウムと
同様な機能を有して溶解時に脱酸剤として機能する。そ
の機能を発揮するためには０.１重量％以上含有させる
ことが必要であるが、銀に固溶して硬さを向上させた
り、他の合金成分（パラジウムなど）との間で金属間化
合物を生成して硬さを向上させるためには１重量％以上
が必要である。しかし５重量％を超えると合金組織の中
に金属間化合物の析出が過剰となり、その結果として合
金の機械的性質が却って脆弱となるためにスズの組成の
範囲に１〜５重量％と限定した。

【００１３】パラジウムは、銀合金に固溶して合金その
ものの機械的性質を向上させるのに最適な成分であり、
また他の合金成分である亜鉛，ガリウム，スズとの間で
金属間化合物を生成して合金の硬さを向上させる機能を
有する。このような機能を発揮させるためには最低３重
量％以上含有させることが必要である。一方、パラジウ
ムの溶融温度は１５５４℃と高いためパラジウムを含有
させると合金の溶融温度を上昇させるという現象を伴う
ことに加えて、パラジウムは比較的高価な元素であり、
パラジウムを１０重量％以上含有させると日本工業規格
に適合しなくなり、比較的安価な歯科用合金を提供する
という本発明の意図から外れるため、パラジウムの限定
範囲を３〜１０重量％と規定した。

【００１４】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明に係る歯科鋳造
用高強度銀合金についてを説明する。各試験合金の溶製
は合金の配合量を５０ｇとして各元素を１mgの精度で電
子天秤で秤量し、黒鉛坩堝の中で高周波誘導加熱装置を
用いて行った。耐食性試験は硫化ナトリウム０.１％溶
液中へ浸漬して３７℃で７２時間保持する方法、すなわ
ちＪＩＳＴ６１０８に示される変色試験に準じて実施し
た。引張強さの測定は直径２.０mm，平行部の長さ２５m
mの丸棒を歯科精密鋳造方法に準じて鋳造し、室温まで
放置して鋳型から取り出し試料とした。その試料を万能
試験機により引張速度１mm／分の速度で引張り、その最
大抗張力を求めた。その測定値の平均値を算出して表示
した。伸びの値は引張試験の試料に試験前に標点間距離
を投影機で測定しておき、引張試験後の標点間距離の差
から伸びの値を求めて平均値を表示した。硬さの値は１
０×１５×１mmの鋳造板を鏡面まで研磨した後、ビッカ
ース硬さを試験荷重５００ｇで計測したものである。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】

【表３】

【００１８】表１に示した実施例１〜９はインジウムの
含有量が規定範囲の下限である１５重量％から１９重量
％とインジウム量が少ない合金であり、他の合金成分の
含有量が多くても過剰に脆くなることは無く、歯科用合
金として相応しい物性を有していることが判る。実施例
１の合金は伸びが大きいので、インレーやクラウンに最
適な物性である。一方、実施例３，６，７，９の合金は
硬さがビッカース硬度で１７０以上を有しており伸びが
小さいので硬質レジンのメタルフレームなどに最適であ
る。インジウムの含有量が１５重量％や１７重量％の合
金において、パラジウムの含有量が３重量％や５重量％
などの比較的少ない場合（実施例１，２，６）では変色
試験において僅かな変色を呈した。しかしながらこの変
色の程度は比較的少ない状態であり、ＪＩＳＴ６１０８
の必要な条件を充分にクリアーしている。実施例５がイ
ンジウム１７重量％，パラジウム３重量％と変色を防止
する成分の含有量が少ないにも拘らず変色を呈しない理
由は、スズの含有によって耐変色性が向上したためであ
る。スズを含有させることは変色性にも有効であるが、
亜鉛及びガリウムの含有については硬さに対する効果は
明白であるが耐変色性についての効果は認められない。

【００１９】表２に示した実施例１０〜１８はインジウ
ムの含有量が２１％〜２５％と限定範囲の上限に近い組
成であり、インジウムの含有量が多いために他の合金成
分の含有量に関わり無く変色試験の結果はすべて「変色
せず」の評価であった。またインジウムの含有量が多く
且つ他の合金成分の含有量も多い合金（実施例１２，１
５，１６，１８など）では金属間化合物の生成が多くな
り、硬さの向上が著しくビッカース硬さがHv１８０以上
になっている。これらの合金が歯科用銀合金としては硬
さと脆さとの兼ね合いで臨床応用においては限界の硬さ
に接近している。実施例１２，１４〜１８の合金の機械
的性質を有していれば、歯科用銀合金の用途としてはイ
ンレー及びクラウンから硬質レジンのメタルフレームま
で幅広く使用することが可能である。また実施例１０，
１１，１３の合金についても硬さの点で硬質レジンのた
めのメタルフレームに使用することは不可能としても、
インレー，クラウン，ブリッジなどの用途には充分な機
械的性質を有しており、幅広い用途に応用することが可
能である。

【００２０】上述の実施例１〜１８に対して、表３に示
した８種類の比較例の合金の性質を述べる。比較例１〜
４はインジウムの含有量が限定範囲の下限未満の合金で
あり、変色性は実施例に比べて不利であり、比較例２や
４のようにパラジウムを１２重量％含有していても変色
試験の評価は「やや変色」であり、この変色の程度はＪ
ＩＳＴ６１０８の必要条件をクリアーするかしないかの
境界付近である。比較例２と４とを比較すると、比較例
４の方が比較例２よりも亜鉛とガリウムの含有量が増加
しているにも拘らず変色の評価は変わらないことから、
亜鉛とガリウムは変色性に効果は無いことは明白であ
る。

【００２１】比較例１は各成分が下限未満の組成である
ため合金の機械的性質は軟弱な状態であり、変色性も非
常に悪く口腔内での応用は不可能である。比較例２〜４
は亜鉛，ガリウム，スズの含有量のうちのいずれかが限
定範囲の上限を超えているために合金の組織内に過剰な
金属間化合物が生成し、その結果として伸びが１％以下
の脆弱な合金となっている。特に比較例４は亜鉛，ガリ
ウム，スズの３種の元素とも限定範囲の上限を超えてい
るため合金は非常に脆弱となり、引張試験においては伸
びの計測が不可能なほどであった。

【００２２】比較例５〜８の合金は、インジウムの配合
量が限定範囲の上限を超えた３０％となっていて変色性
については高い評価が得られたが、亜鉛，ガリウム，ス
ズの３種の合金成分の含有量のうちのいずれかが限定範
囲を超えた比較例６，７，８では、機械的性質はどの合
金においても過剰な金属間化合物の生成のため非常に脆
弱となり、引張試験において伸びの値の計測は不可能で
あった。また比較例５においては、亜鉛，ガリウム，ス
ズの３種の合金成分の配合量は少ないもののインジウム
自体の含有量が限定範囲を超えているために脆弱な合金
となり歯科臨床応用には不可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明に係る歯
科鋳造用高強度銀合金は歯科鋳造用銀合金の銀−インジ
ウムを基本とした組成に亜鉛，ガリウム，スズ，パラジ
ウムを効果的に含有させたことにより硬さの向上を図る
ことができ、その結果銀合金を高強度にすることができ
たことにより歯科鋳造用銀合金を歯科の幅広い用途に使
用することを可能とするものであり、歯科分野に貢献す
る価値は非常に大きなものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インジウム１５〜２５重量％、亜鉛１〜
   ５重量％、ガリウム１〜５重量％、スズ１〜５重量％、
   パラジウム３〜１０重量％、残部が銀から成ることを特
   徴とする歯科鋳造用高強度銀合金。