JPS58107436A - 歯科陶材焼付用合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 開示技術は歯科治療に用いる陶材焼付用合金の結合特性
を向上させる組合配合技術の分野に属する。

而して、この発明は金を含む複数種の金属から成る基合
金に対してその特性を補添伸張させる池の元素を添加し
て陶材との焼付及び結合を強固にし、義歯材料として充
分に機能する歯科陶材・焼付用合金に関する発明であり
、特（こ、上記基合金の組成を金、パラジウム、インジ
ウム、スズ、鉄とし、それらの重量配合比をそれぞれ５
〜５０％。

６０〜９０チ、０．５〜１５％、０．５〜１５％。

０．５〜５％とし、而して該基合金に添加する元素をモ
リブデン、白金、銀、コバルト、ニッケル。

シリコン、アルミニウム、イリジウム、ルテニウムとし
てこれらの少くとも１種を添加する様にし、その場合の
重量比をそれぞれ０．０５〜１　％、０．０１〜５％、
　０．０１〜１チ、　０．０１〜１チ、　０．０１〜５
％、　０．０１〜１チ、　ｏ、ｏ　ｉ〜５％、　０．０
１〜１％　、　０．０１〜１チとした歯科陶材焼付用合
金に係る発明である。

周知の如く、歯科治療に於ては種々の治療技術が用いら
れているが１例えば、折面等の欠損歯の治療に当っては
当該欠損部に対して人工義困を代替装着させる技工方法
が広く採用されている。

而して、該人工義歯の一般的態様としては装着状明は勿
論、経時的耐久性、衛生、審美性等の種々の観点から従
来より金属体の表面に陶材を焼付けたものが用いられ、
物理的、化学的にも一応好ましいものとされており、こ
の金属体は陶材焼付用合金と称されている。

蓋し、当然のことながら、金属体と陶材とは相Ｆ′Ｌｔ
こ異物であるため、一体結合安定体とするため（こは該
金属体が単体金属では複雑な条件を満足しきれず、従っ
て、合金として適合条件を満たす要求が生じて来る。

該適合条件は第１５と１淘材の硬くはあるもの＼、脆い
というマイナス特性を合金がいかρこ補償するかという
一方の条件と両者の結合をいかに強固に一保持させるか
という他方の条件とが′あり、しかも、双方とも満足さ
れねばならないものである。

そこで、この条件を満たす陶材焼付用合金の基本的特性
としては前者に対して弾性率が高く、クッション効果が
あり陶材の脆性吸収機能に優れ、又、後者に対しては陶
材の熱膨張率と良く一致し結合が強固に得られ、しかも
、融点が陶材の焼成温度より高くて合金として安定して
いることがＭ＋１提となる。

従来、この様な複合した前提条件を一応満たす陶材焼付
合金には貴金属系合金として金を主成分とする高金位合
金、パラジウム及び銀を主成分とする銀糸合金があり、
一方非金属系合金としてはニッケル、クロム、コバルト
を主体とする合金等がある。

さりながら、上記筒金品位貴金属系合金は閑造操作がし
易い等の利点はあるもの＼、価格的に高くつく不利点が
あり、更に、硬さ値が低く柔かすぎて結合性が弱く焼成
陶材が剥離するおそれがある欠点があり、又、摂食中の
咀啼の際の咬合反俣（こよる高頻妾印加力に耐え難い難
点がある上（こ高温強度が弱く、高温加熱処理中に変形
して適合不良番こなる不具合があった。

そして、パラジウム、銀糸貴金属合金昏こ於ては上記筒
金品位貴金属系合金に比しては価格も安く、硬さ値も高
くはあるが、咬合圧に充分耐え得る程の望ましい硬さ値
には不充分である不都合さがあり、父、陶材焼付時に陶
材に着色を生じ口腔装着材として審美性を失うという致
命的なマイナス点もあった。

これに対して非金属系合金に於てはコスト的ζこは極め
て安く、硬さ、高温強度共ζこ充分である利点はあるも
の゛ｓ１主元素に高温酸化性があり、これ又、陶材に着
色が生ずるデメリットがあり、凝固収縮も大きく陶材と
の結合力も不充分になる欠屯もあり、その上核酸化物の
影響により鋳造時点の把握が難しく、鋳造性も劣る不具
合があった。

この様な事情から現実には陶材焼付合金の可及的完全に
近いものは未だ現出されておらず、その開発は強く望ま
れているものである。

この発明の目的は上述従来技術ζこ基づく陶材焼付用合
金の問題点を解決すべき技術的課題とし、高温特性、熱
膨張率、鋳造性、融点、なじみ性等１・輔材結合に要求
される種々の性質を備え得る様に巧みに配合させること
により歯科治療産業の中に占める陶材焼付用合金の利用
分↓野に益し得るＩｆれた歯科陶材焼付用合金を提供せ
んとするものである。

上述目的に沿うこの発明の構成は上記問題点を解決する
ために基合金の組成とその重量配合比を金５〜５０％、
パラジウム６０〜９０％、インジウム０．５〜１５％、
スズ０．５〜１５％、鉄０．５〜５％とし、これに対し
て次の添加元素重酸と配合比をモリブデン０．０５〜１
％、白金０．０１〜５％。

銀０．０１〜１チ、コバルト０．０１〜１％、ニッケル
０．０１〜５％、シリコン０．０１〜１％、アルミニウ
ム０．０１〜５％、イリジウム０．０１〜１係。

ルテニウム０．０１〜１％とし、これらのうち少くとも
１種を上記基合金に添加する様（こし、該基合金の高温
特性、弾性率、熱膨張率、鋳造性、融点、陶材に対する
なじみ性等の各特性を選択的（こ強化促進させることが
出来る様にした技術的手段を講じたことを要旨とするも
のである。

而して、この発明に於て基合金及び添加元素との重量配
合比について限定理由を物理的化学的（こ定性、定喰を
理論及び実験【こ基づいて説明すれは次の通りである。

まず、基合金の成分元素については金では基本的にその
熱膨張率が陶材の熱膨張率と一致し、従って、該陶材と
の結合力を強固にし、機械的特性を高めるのに必要であ
り、５チ未満ではその効果が期待出来ず、又、５０％よ
り多く配合されると１幾械的特性が低下し、咬合圧に耐
えられなくなり、コスト高にもつながるので実験的に５
〜５０％を最適範囲きしたものである。

次コこパラジウム（こついては耐蝕性に優れ、口腔内で
の変色や溶は出しが無い点で義歯材として優れ、又、合
金としての融点を陶材の焼成温度より、高くすることが
可能（こなる点で必須のものであり、これを満たすため
には最少限６０％配合が必要であることが夷・験的に確
認されており、これに対して９０条以上添卯した場合は
融点が高くなり過ぎ、＠造性が悪化したり、咬合によっ
て生ずる印加圧（こ耐えられなくなる不具合が生ずるこ
とも判ったため、適合範囲を６０〜９０％とした。

そして、インジウムζこつぃてはこれを配合することに
よって機械的特性を著るしく向上させ、更に合金表面ｌ
こ適度の薄い酸化皮膜を形成し１淘材との結合力を増大
させる様に働き、加えて鋳造性、適合性を良くする様に
作用し、この機能を充分に発揮させるには最低で０．５
％の添加が必要であるが１５チを越すと高温特性が低下
するばかりでなく合金が脆化することが実験データから
得られ、従って、その範囲を０．５〜１５％としたもの
である。

スズについては、これも機械的特性を向旧させ、又、陶
材との結合力を増大させるのに必要不可欠であって、実
験（こよれば、０．５１未満ではその効果が薄く、逆に
１５％を越えた場合には脆さが著るしく現われる等のマ
イナス面が出るため、従って、その最適範囲については
０．５〜１５％と決められたものである。

最後に鉄の添加については、その性質がら単１こ機械的
特性を向＝ヒさせるのみならず、合金表面（こ適度の薄
い酸化皮膜を形成し、陶材との結合力を増大し、更に、
合金の弾性率を高くして咬合圧を吸収し得るｌｉこ働き
、添加量が０．５１未満ではその効果がなく、一方５チ
を越えて添加酸が多くなるとこれらの特性が消失される
ことが判ったので岐適添加範囲を０．５〜５％としたも
のである。

而して、上記各元素より成る基合金に対して少（とも１
棟選択的に組合されて添加される前記各元素については
、まず、モリブデンは、合金表面に対して薄い酸化皮フ
漠を形成し、陶材との結合力を増大する様に作用するの
みならず、義歯化された状態での古訓周縁部に於ける合
金露呈部分が健康な色調を呈して審美的再現性が良く、
その上陶材シこも着色を与えない優れた機能を有するた
めに添加は極めて有効であり、０．０５未満の添加では
そうした効果が期待出来ず、又、１％を越すと鋳造性や
適合性が悪くなるため０．０５〜１％が最適範囲である
ことが実験的に確認されたものである。

父、白金については合金の熱膨張を小さくし、機械的特
性を向上し、合金を強固にする様に作用すると共に鋳造
性を良＜Ｌ、Ｏ，Ｏ’１未満ではその効果がなく、一方
、５％より多いと適合性りｓａｇくなることが実験より
判明し、従って、その適は添加範囲を０．０１〜５チと
決めたものである。

銀の添加ｌこついては上記白金同様鋳造性を良好にする
様に作用し、添加量は僅かであるけれども合金の熱膨張
の変化を抑制する様にも機能し、それらが有効に作用す
る添加量は０．１％以上であるが、１％を越えると陶材
に着色を生ずることがあり、そのため、実験データから
最適範囲を０．１〜１％としたものである。

次ｌこコバルトについては機械的特性５−強めると共Ｏ
こ陶材との結合力を増加させる機能があり、０．０１　
％より少い場合（こは効果が無く、逆に１％を越すと酸
化物が生成されて陶材に着色を生ずるマイナス面がある
ことが確認され、従って、好ましい添加範囲は０．０１
〜１％としたものである。

又、ニッケルは基合金のパラジウムと金率固浴し、機械
的特性が向上する上に該パラジウムとの結合々金で陶材
に近似する熱膨張率を有し、その上合金表面に適度の酸
化皮膜を形成して１淘付との結合を良くするのに不可欠
であり、ｏ、ｏ　ｉ　ｓ未満ではその効果はなく、又、
１％より上では酸化物の生成が著るしく、むしろ、陶材
との結合力が失われることが実験的に確認されており、
従ってニラ）７−ルは０．０１〜１％の範囲が最適範囲
とされることになった。

シリコン添加については合金に対して脱酸効果を与え、
又、流動性を良好ｌこし、その上鋳造性をも向−トさせ
る′ために必要であって０．０１未満ではその効果が弱
く、一方１チを越えた場合は合金が脆化することが判っ
たのでその効果的添加量範囲については０．０１〜１チ
としたものである。

父、アルミニウム添加についてはｌ陶材との結合力を増
加し、その上機械的特性を向上させるのＥこ必要であり
０．０１％より少い場合にはその効果は極めて低く、５
％を越すと脆化し易い傾向が生ずることが判ったので添
加範囲番こついては０．０１〜５％としたものである。

そして、イリジウム番こついては機械的特性が増Ｃのみ
ならず、合金結晶の微細化が著るしく促進されるのに役
立つため添加するものであり、その量が０．０１％未満
の場合は効果がほとんど期待されず、１％を越した場合
には合金が脆化し始めることが判ったのでその範囲を０
．０１〜１ｑｂとした。

最後にルテニウム添加については上記イリジウム添加の
場合と同様結晶を微細化し機械的特性を増強するのに役
立ち、０．０１％未満ではその効果が弱く、又、１％以
上では合金が脆くなることが実験的に確認されており、
従って、その最適添加範囲については０．０１〜１チと
したものである。

次にこの発明の実施例を化学成分と成分配合比（ｗｔ％
）で公知例と併記して示せば、＄１表の通り上記実施例
の第１〜１１番の各試料、及び、公知試料については、
各素材を各々周知の高周波加熱溶解炉にて、１４５０℃
の溶融温度中３０分間溶解し、ｔ　１　ｏｘｗ５ｏｘｇ
　１００＋ｕの形状に鋳造後、冷間圧延ロールにて所定
の形状に圧延加工する事が出来た。

次に、上述の如くして得た実施例試料の加工材および公
知試料を遠心鋳造法によりｔｌ、０〜１１０Ｘ１１５Ｉ
の所望数の板状試験片に形成させ、次の如き、硬さ試験
、組織観察試験を行った。

又、同じ製作手段によりφ２．ＯＸ　１５０ｎｍの棒状
試験片を作成し、引張り試験、伸び測定試験を行った。

各試験内容 （１）硬さ試験 マイクロビッカース硬度計を用いて、荷重２０ｏｇ、荷
重時間３０１／ｌ）の条件で測定した。

（２）組織観察試験 エメリー紙およびダイヤモンドペーストで研磨した試料
表面を、王水にて腐蝕し、その組織を、光学顕微鏡を用
い観察した。

（３）変色観察試験 各試験片についてはＪＩ８−Ｒ−６２５３規定の４００
番研摩紙にて充分研摩後 １種類の試験片は６７±２℃の０．１％硫化ナトリウム
浴液中に３日間全浸漬させた後の変色観察 、　他種類の試験片は６７±２℃の０．１チ硫化ナトリ
ウム及び１％乳酸混合溶液中に６日間全浸漬した後の変
色観察 （４）引張り強さ試験 引張り試験片（ゲージ長さ２０朋）を、引張り速ｌｆ１
０ｍｓ＋／ヨで、テンシロン引張り試験機を用い測定し
た。

（５）伸び測定試験 同上 （６）熱膨張率試験 圧縮荷重失熱機械分析装置を用い、荷重５ｇ、加熱速度
１０℃／ｒ、（ｐ　ｌこて、測定した。

上記各試験の結果を次の第■表に示す。

尚、上記変色試験中に示すＯ印は全く変化が観察されな
かったことを示すものである。

上記第１Ｉ表に示される各試験データによっても判る様
にこの発明の合金は従来のそれに比し、硬さ、引張り強
さくこ於て極めて優れ、伸びも良く、陶材に対する焼付
合金の特性に於て満足すべきものである。

前述の９口＜、この発明によれば、歯科陶材焼付用合金
に於て、基合金及び添加元素の組成と配合比を先記特許
請求の範囲の如くしたことにより、基本的ζこ義歯用金
属として変色もせず、耐蝕性を有し、審美性を損うこと
なく、その上、陶材との結合性を良好にし、機械的特性
を良好にし、高温特性、弾性率、熱膨張率も良い等優れ
た効果が奏される。

又、基合金の緒特性を添加元素が選択的に助長、付勢し
、それによって陶材焼付に要する特殊条件を満足させる
ことが出来る優れた効果が奏される。

ｆｌこ、義歯としての特性に曖れるばかりでなく、技工
の面に於ても加工性に優れ、操作がし易く、コスト的に
も安く、入手もし易い等のメリットもある。

手続補正書（自発） 昭和　６″＊１月２２日 特許庁長官島田春樹殿 １、事件の表示 昭和５６年特　許　　願第２０３４６７号２、発明の名
称　歯科陶材焼付用合金 ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、　代　　理　　人　　〒１０５ 氏　名　　　弁理士（７５８５）　　富　　１）　幸　
　春■、特許請求の範囲を次の通り訂正致し１す。

［金を含む基合金に他の元素を添加配合してなる歯科陶
材焼付用合金において、上記基合金の組成及び配合比が
それぞれ金５〜５０チ、パラジウム３０〜９０チ、イン
ジウム０５〜１５チ、スズ０．５〜１５チ、鉄０．５〜
５％であって、該基合金に添加される元素と重量比とが
モリブデン００５〜１チ、白金００１〜５％、銀０．０
１〜１％、コバルト０．０１〜１チ、ニッケル０．０１
〜５チ、シリコン０．０１〜１％、アルミニウム００１
〜５％、イリジウム０．０１〜１チ、ルテニウム００１
〜１チのであって少くともこれらの１つが前記基合金に
添加されていることを特徴とする歯科陶材焼付用（２）
同頁９行の「０１」を「０．０１４に訂正。

（３）同＠１７行の「全率」を「全率」に訂正。

（４）第１１頁２行の「１壬」を「５チ」に訂正。

（５）同頁５行の「１チ」を「５％」に訂正。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金を含む基合金に他の元素を添加配合してなる歯科陶材
   焼付用合金において、上記基合金の組成及び配合比がそ
   れぞれ金５〜５０チ、パラジウム３０〜９０％、インジ
   ウム０．５〜１５％、スズ０．５〜１５チ、鉄０．５〜
   ５％であって、該基合金に添加される元素と重量比とが
   モリブデン０．５〜１チ、白金０００１〜５％、銀０．
   ０１〜１チ、コバルト０．０１〜１チ、ニッケル０．０
   １〜５チ、シリコン０．０１〜１チ、アルミニウム０．
   ０１〜５チ、イリジウム０．０１〜１％、ルテニウム０
   ．０１〜１チのであって少くともこれらの１つが前記基
   合金に添加されていることを特徴とする歯科陶材焼付用
   合金。