JPH0975375A

JPH0975375A - 人工歯における結合層の形成方法およびこの結合層を有する人工歯

Info

Publication number: JPH0975375A
Application number: JP26254295A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Shimozawa; 茂下澤; Noboru Inahara; 昇稲原; Haruki Shimazaki; 春樹島崎
Original assignee: JIYUUDAI GIKEN KK
Current assignee: JIYUUDAI GIKEN KK
Priority date: 1995-09-13
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】コア材としての金属と陶材の間に中間層を形
成し、この中間層とそれぞれの金属あるいは陶材の結合
力を高めて強固な構造とする。【解決手段】金属と陶材の結合にＡｕを主とした粉末
金属をボンディングオペーク材として塗布し、このボン
ディングオペーク材の表面にセラミック粒を付着させて
同時焼成する。ボンディングオペーク材は、ＡｕにＡｇ
およびＰｄを添加した粉末金属である。金属フレーム
は、屈曲可能な中空金属パイプ、または金属棒の両端
に、それぞれ維持装置嵌合用の中空パイプ部を設けた構
成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、義歯の構成に関す
るものであり、具体的には金属フレームに陶材を焼成し
て、作成する人工歯の作業簡素化、強度の安定、および
審美性の向上を実現するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】金属フレームに陶材を
焼成して人工歯を作成する場合には、作成した人工歯の
陶材と金属が安定して強固に結合することを求められ
る。この条件として、従来は金属成分にＳｎやＩｎなど
の陶材焼成時の一次結合（化学結合）に資する金属を添
加するとともに、陶材と近似した熱膨張係数を持つこと
が必要であった。そして、そのために相性がよい金属同
士を選択していた。しかし、金属と陶材間のバランスや
作成した人工歯では、次のような問題が発生しやすいこ
とも判明している。即ち、陶材と金属の選択間違い、金
属の反復使用による変質、鋳造時に生ずる鋳巣や組織不
良、あるいはガス吸収による鋳造欠陥、陶材表面への金
属の酸化層の透過、または作業ミスなどである。この場
合には不良品になり、金属と陶材の結合不良や亀裂、気
泡の発生、あるいは変色、審美不良という結果になる。
これらのうち、作業ミスという人為的な条件を除けば、
技術的に解決できるものである。

【０００３】このように、コア材として金属を用いるこ
とは補綴物の強度を得る上で有効な手段であるが、従来
から採用されている構造であれば陶材との結合力や、審
美性という側面から見て、欠陥的な要因を完全に排除す
ることができないという問題がある。ただ、セラモメタ
ルクラウンは優れた補綴物であることも否定することが
できず、広く利用されているのが現状である。

【０００４】本発明は上記従来の課題を解決し、さらに
作業効率の向上も図るもので、コア材としての金属と陶
材の間に中間層を形成し、この中間層とそれぞれの金属
あるいは陶材の結合力を高めて強固な構造とするもので
ある。また、この場合に中間層と陶材に利用する素材の
組み合わせによって、完成した人工歯の色調を調整し、
審美性の高い人工歯を提供する。さらに、既製の金属フ
レームを用いることによって鋳造作業の簡素化をも図る
ことを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した目的を
達成するために、金属フレームに陶材を焼成して人工歯
を作成するに際して、金属と陶材の結合にＡｕを主とし
た粉末金属をボンディングオペーク材として塗布し、こ
のボンディングオペーク材の表面にセラミック粒を付着
させて同時焼成するという手段を用い、結合層の形成方
法およびこれを利用した人工歯を実現した。また、より
具体的にはボンディングオペーク材として、ＡｕにＡｇ
およびＰｄを添加した粉末金属を用いることとした。さ
らに、金属フレームとしては、屈曲可能な中空金属パイ
プを用い、作業性を向上した。別に、金属フレームとし
ては、金属棒の両端に、それぞれ維持装置嵌合用の中空
パイプ部を設けるという手段も用いた。金属とボンディ
ングオペーク材とは焼成によって一次結合および二次結
合（物理的結合）され、ボンディングオペーク材とセラ
ミック粒子は付着時にオペークの希釈液によって馴染ん
だ状態で焼成されるため、ボンディングオペーク材とセ
ラミック粒子が互いに入り組んだ凹凸面を形成し、リテ
ンションによって強固に結合する。

【０００６】また、粉末金属は、Ａｕを主としてＡｇお
よびＰｄを混入する場合には、その比率に応じて人工歯
の色調を変化できるとともに、熱膨張係数を上げること
になり、熱膨張係数の低い母材金属の補正効果を得る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を詳述す
る。図１は本発明の人工歯の断面を模式的に表したもの
で、１はコア材として機能する母材金属、２は陶材層、
３は中間層である。そして、母材金属１と中間層３の結
合面は、この実施例では溶着による混沌とした界面ａを
構成し、一方陶材層２と中間層３の結合面は互いに入り
組んだ結合層ｂを構成している。そして、本発明におい
て重要な構成としては、コア材としての母材金属と陶材
の間に中間層を形成したことである。そして、この中間
層の条件として、次の諸条件を満たすものを考えた。即
ち、母材金属と陶材の両者に安定した強固な結合をする
こと。多彩な色調表現ができ、審美性を向上できるこ
と。金属内のガス放出を抑制し、金属の欠陥を補正しな
がら陶材・金属の界面に気泡が生じることを防止するこ
と。中間層を薄くしながらも効果的に作用できること。
使用する陶材および金属の許容範囲を広げて素材選択の
自由度を増すことなどである。

【０００８】図１に示したような層が形成できれば、母
材金属１の組成としては従来陶材との直接反応に必要で
あったＳｎ、Ｉｎなどの生体に好ましくない金属の添加
を省略することができるので、生体親和性を向上しつつ
も物性の改良も行うことが可能となる。また陶材として
も母材金属との一次結合を考慮する必要がなくなるの
で、選択の幅を広げることが可能になる。

【０００９】中間層３および陶材層２の生成は、金属粉
末ペーストを母材金属に塗布あるいは滴下などの適当な
方法で付着させ、ペースト状のあいだに陶材層に用いる
セラミック粒を振りかけたり、押しつけたり（セラミッ
ク粒の容器内に押しつけて付着させる）して付着させ、
焼成する。このように、本発明の構成では母材金属と陶
材の結合には鋳造工程を採用することがなく、さらに化
学結合を主とはしていないので、鋳巣の発生やガスによ
る結合力の低下も有り得ない。

【００１０】発明者は金（Ａｕ）を主成分とした粉末金
属ペーストを中間層に用い、次の通り実施を行った。母
材金属としてはパラジウム（Ｐｄ）を主成分とした陶材
焼付用合金を用い、中間層として金粉末を融接すること
とした。そして、中間層と陶材層の結合は、接触面を複
雑な凹凸面としてリテンションを確保するという二次結
合を主体とした。この結合層の厚みは１０μｍ以下、中
間層の厚みは約２０μｍであった。中間層の主成分であ
る金粉末の選択は、結合力に加えて母材金属がガスを吸
収した場合の陶材気泡の抑制効果があるものとした。

【００１１】ここで、金属焼付ポーセレンに用いる従来
のＡｕメタルコーティング材およびメタルボンディング
材と、本発明の構成の比較をする。

【００１２】Ａｕコーティング材は金属表面にゴールド
層をシールするものであるが、ペーストタイプなので塗
布が容易であり、確実にシールすることができ、もちろ
んゴールド色を付与することができる。しかし、ゴール
ド層と水のぬれ性が悪いため、陶材築盛時の馴染みが良
くなく、陶材との結合面も平坦になるため、陶材との結
合は不十分である。また、Ａｕボンディング材は２種類
あるが、Ａｕペーストに白金（Ｐｔ）粒子を含有したも
のはＰｔのリテンションが確実に得られる反面、焼成温
度が高く、均一な結合状態を得ることは困難である。他
のＡｕボンディング材である陶材粒子混合のものは、陶
材粒子が複雑な混合層を形成し、リテンションを得るこ
とができるが、気泡を含有しやすく、Ａｕ層の熱膨張係
数などの改善効果が得難く、また均一な層形成が困難で
あるという問題がある。

【００１３】一方、本発明の構成では、Ａｕを主とする
金属粉末の結合層が一定の厚みで実現できるので、この
層独自の色調や熱膨張係数という性質を直接利用するこ
とが可能となった。また、ボンディングオペーク材のチ
キソトロピー現象を利用してセラミック粒を付着させ、
同時焼成することによって確実にセラミック粒が付着す
るので、気泡の形成は回避できるという従来にはなかっ
た効果を発揮することができた。

【００１４】次に、既製の金属フレームを利用して作業
効率を向上させる実施形態について説明する。図２にお
いて、１０は中空金属パイプであり、これをフレームと
して利用する。このようにすると、金属フレームを鋳造
する手間が省略でき、適宜湾曲させたのちにボンディン
グオペーク材を塗布してセラミック粒を付着させ、同時
焼成するだけで足りる。図中、１１は残存歯、１２は義
歯の維持装置、１３は人工歯である。このようにして構
成された義歯は、金属量を削減できるので全体を軽量化
することができ、さらに容易に維持装置との連結部を形
成することが可能になり、作業効率も向上する。なお、
人工歯の厚みを十分に取ることができない場合、即ち人
工歯が肉薄の場合には図３に示したように金属フレーム
として棒フレーム１４を用い、その両端に維持装置を嵌
合するための中空パイプ部１５ａ・１５ｂを設けること
もある。

【００１５】

【実施例】

（試験１）発明者は、結合強度の比較のため、図４に示
すサンプルを次の３種類の素材を用いて作成した。陶材
片は直径約６．５mmの円柱であり、強度測定のために完
成後の陶材片に対してＡ方向から垂直荷重を加えた。１．母材金属に陶材を直接築盛２．中間層としてＡｕペーストを使用し、セラミック粒
を振りかけた。３．中間層としてＡｕ粉末を使用し、セラミック粒を振
りかけた。この結果、サンプルの破断点は、サンプル１が２０．８
±０．４ｋｇｆ、サンプル２が３１．２±２．６ｋｇ
ｆ、サンプル３が３６．５±０．２ｋｇｆであり、サン
プル３が一番高い数値を示した。また陶材片の破断面に
も違いがみられた。サンプル１では母材金属への陶材の
残留が少なく、サンプル２およびサンプル３ではサンプ
ル１よりも陶材が多く残留した。これらの点から、中間
層を有するサンプル２およびサンプル３は、オペーク材
を直接母材金属に塗布するような形態のサンプル１より
も高い接合強度を得ることが可能であることが判明し
た。

【００１６】（試験２）次に、金属が放出するガスが陶
材層に滞留して気泡を形成する欠陥を、中間層の形成に
よってどの程度抑制できるかを確認した。先ず母材金属
がガスを吸収しやすい条件を整えるため、Ｐｄ系陶材焼
付用合金を黒鉛ルツボで溶解し、試験片を作成した。そ
して、以下の２種類の焼成テストを行った。（サンプル１）試験片をカーボランダムでサンドプラス
トし、市販のペーストとＡｕ粉末の２種類を並べて塗布
してそれぞれ中間層を形成し、セラミック粒を振りかけ
た。そしてこれを焼成したところ、Ａｕ粉末層において
気泡の発生を抑制する効果が見られた。特に、断面を観
察したところ、市販ペーストとＡｕ粉末の中間層では顕
著な差異があった。ここで用いたＡｕ粉末は、０．５〜
２．０μｍの粒径のものであり、粒径を細かくすること
により、金属のシール効果が高まったと考えられ、これ
によってガス放出時の気泡の発生を抑制できたものであ
る。（サンプル２）試験片に予め加熱処理を行った後、サン
プル１と同条件でＡｕ粉末のみを用いて中間層を形成し
た。陶材の焼成後、Ａｕ粉末による中間層を付与した面
には気泡の発生が外見上では確認できなかった。断面に
よって陶材・金属結合面を観察したところ、気泡の発生
は皆無ではなかったものの、金属に陶材を直接焼成した
ところと比較すれば顕著な差異が見られた。

【００１７】（試験３）続いて、中間層を構成する金属
によって義歯の色調を調整した。中間層の主成分である
粉末金属はいろいろな条件で色調に影響を与える。その
条件として、発明者は次のように特定し、色調の変化を
確認した。（条件１）Ａｕ粉末と練和液との濃度：練和液を多くして濃度を下
げると、流動性が大きくなり、中間層に陶材が絡む量が
多くなると同時に、複雑な界面を形成する。その結果と
して、中間層は光が攪乱、吸収されて明度は低くなる。
ここで、金属としてＡｕ粉末を用いた場合には褐色化す
る。ただし、あまり濃度を下げると流動性が高くなりす
ぎるため、塗布時に均一な層形成を阻害しないようにす
ることが肝要である。（条件２）Ａｕ粉末の形状および大きさ：Ａｕ粉末の形状、粉末の粒径あるいは形態によって色調
が異なることが確認された。（条件３）Ａｕ以外の粉末金属の混合：Ａｇ、Ｐｄの粉末金属を添
加したところ、色調はそれぞれ灰色および黒色になっ
た。添加する金属の種類や量によって強度や結合度など
の物性も変わるため、中間層として不適当な金属も存在
する。（条件４）陶材の種類：中間層表面に現れるセラミック粒の粒形状
は、接触面の凹凸層形成に関与し、セラミック粒自体の
色も中間層の色調に影響する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の層構成を示す断面図、

【図２】中空金属パイプを用いた義歯の断面図、

【図３】別の金属フレームとした義歯の断面図である。

【図４】試験に用いたサンプル片の斜視図、

【符号の説明】

１母材金属２陶材層３中間層１０中空金属パイプ１１残存歯１２維持装置１３人工歯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者稲原昇奈良市西ノ京町98 (72)発明者島崎春樹宮城県塩釜市藤倉二丁目16番48号有限会社十大技研内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属フレームに陶材を焼成して人工歯を作
成するに際して、金属と陶材の結合にＡｕを主とした粉
末金属をボンディングオペーク材として塗布し、このボ
ンディングオペーク材の表面にセラミック粒を付着させ
て同時焼成することを特徴とする人工歯における結合層
の形成方法。
【請求項２】金属フレームにＡｕを主とした粉末金属を
ボンディングオペーク材として塗布し、このボンディン
グオペーク材の表面にセラミック粒を付着させて同時焼
成した結合層を有し、さらにこの結合層の表面側には陶
材を設けたことを特徴とする人工歯。
【請求項３】ボンディングオペーク材は、ＡｕにＡｇお
よびＰｄを添加した粉末金属である請求項１記載の金属
と陶材を用いた結合層の形成方法。
【請求項４】ボンディングオペーク材は、ＡｕにＡｇお
よびＰｄを添加した粉末金属である請求項２記載の結合
層を有する人工歯。
【請求項５】金属フレームは、屈曲可能な中空金属パイ
プである請求項１記載の人工歯における結合層の形成方
法。
【請求項６】金属フレームは、金属棒の両端に、それぞ
れ維持装置嵌合用の中空パイプ部を設けた請求項１記載
の人工歯における結合層の形成方法。