JPS62123042A - 審美性に優れた歯科材料用結晶化ガラスおよびその製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、驕蝕又は外傷などによって欠損された歯質を
充填・補綴するための優れた審美性を有する歯科材料用
結晶化ガラス及びその′ｔＡ造方法に関するものである
。

従来技術 従来より一般に歯質の欠損を充填又は補綴する目的を以
て、アマルガム銀合金、貴金属、準計金属、非貴金属又
はその合余、陶材、メタルボンドと呼ばれる金属と陶材
との複合法、シリケートセメント、リン酸亜鉛セメント
、グラスアイオノマーセメント、カルホキシールセメン
トなどの無機セメント、合成樹脂及びコンポジットレジ
ンと呼ばれる高分子と無機強化フィラーの複合体からな
るもの等が使用されている。しかしながら金属は鋳造に
よって高精度の形状のものが出来、物性はほぼ満足すべ
きであるが、その色調が生体歯牙と全く異なり、金属に
より有害イオンを溶出し、口腔内での安定性に欠けてい
る。陶材及びメタルボンドの場合は、口腔内での安定性
は良く、生体歯牙と調和した色調が得られるが、製作に
陶材粉末の盛付、焼成、形態修正といった繁雑な工程が
必要である。更に、コンポジットレジンの場合は、′　
製作も容易で色調も良好であるが、磨耗や変色が生じ、
口腔内での耐久性に問題がある６発明の目的 本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、生体歯牙
と色調物性が近似しており、生体親和性が良く、口腔内
で安定し、鋳造によって製作可能な歯質の充填・補綴を
行うことが出来る歯科材料用結晶化ガラスおよびその製
造方法を提供することを目的とするものである。

発明の構成 歯科材料として半透光性を有する結晶化ガラスを得るた
めには、析出結晶粒子サイズを１μ以下にすることが必
要である。本発明は、結晶粒子サイズが比較的小さいリ
ン酸カルシウム系結晶を析出するアルカリ−ＣａＯ−Ｐ
２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｓｉ０２系結晶化ガラスに結晶粒
子サイズを小さく緻密にするＴｉＯ２を必須成分として
含有させるところに最大の特徴がある。即ち本発明の歯
科材料用結晶化ガラスは、重量％テＰ２０．５〜３０％
、ＣａＯ］２〜４０％、　５ｉ０２２０〜５５％、　Ｍ
ｇＯ４〜２０％、　Ａｌ２Ｏ３１０，１〜２５％、　Ｒ
２０（ＲはＬｉ、　Ｎａまたは　Ｋ　）０．５〜１２％
、　ＴｉＯ２０，５〜１５％、　ＺｒＯ２０〜ｌＯ％の
組成を有し、リン酸カルシウム系結晶を析出することを
特徴とする。こうしてできた結晶化ガラスの色調は乳白
色を呈するが、生体歯牙は通常黄色を帯びており、これ
に近い外観を有する歯科材料を得るためには着色するこ
とが必要である。本発明において結晶化ガラスを着色す
る方法は２通りある。まず１つは、ガラス組成中に着色
剤を添加し、結晶化ガラス自体を着色する方法で、着色
剤としテＣｅＯ２，ＭｎＯ２，Ｎｄ２Ｏ３。

ｖ２０５、センイ金属酸化物及び貴金属の酸化物、貴金
属のハロゲン化物、貴金属の塩がら選ばれた１種または
２種以上を合量で　０．０１〜５％添加する。

別の１つは、結晶化ガラスを歯冠に成形して後、外側あ
るいは内側に所望の色の上薬をかけて着色する方法であ
る。

本発明の結晶化ガラスは、審美性に優れたものを得るた
め、前記したようにアパタイトやβ−Ｉ・リカルシウム
ホスフェートなどのリン酸力！レシウム結晶を析出させ
ることを特徴とするが、これ以外にも焼成条件により、
結晶サイズの小さいβ−石英固溶体やネフェリンなどの
アルミノケイ酸塩系結晶を析出させると、優れた審美性
を保ち強度が向上した歯科材料を得ることができる。

本発明の歯科材料用結晶化ガラスの製造方法は、上記組
成を有するガラス原料を溶融した後、鋳型内に注入して
成型し、鋳型から取り出し、加熱処理することによって
リン酸カルシウム系結晶を析出させることを特徴とする
。鋳型方法としては、遠心鋳造法や真空鋳造法等が掲げ
られる。すなわち遠心鋳造法とはバネ式又はモータ一式
遠心鋳造機に鋳型をセットし、１５００℃に溶融したガ
ラスを適当量鋳型に注ぎ、直ちに遠心回転をスタートす
る方法である。また真空鋳造法とは、カーボン又は白金
ルツボ中にガラスを入れ、その周囲にセットされた加熱
器によって１５００℃に昇温して溶融する。溶融後、鋳
型をセットし、鋳造機内の空気を真空ポンプで減圧し、
減圧が完了した時点でルツボを反転して鋳型内にガラス
を鋳造する方法である。

本発明の結晶化ガラスの組成範囲を上記のように限定し
たのは次の理由による。

Ｐ２Ｏ，が５％より少ない場合は、生体歯牙の構成成分
であるアパタイト等のリン酸カルシウム系結晶の析出量
が少なくなり、３０％より多い場合は、ガラスの失透性
が高く、均一なガラスが得られない。

ＣａＯが１２％より少ない場合は、リン酸カルシウム系
結晶の析出量が少なくなり、４０％より多い場合は、結
晶サイズの大きな異種結晶が析出し、結晶化ガラスの半
透光性が損なわれる。

５ｉ０２が２０％より少ない場合は、ガラスの失透性が
高くなると共に、溶融、成形が困難となり、５５％より
多い場合は、融液の粘度が高くなり、鋳造が不可能にな
る。

ＭｇＯが４％より少ない場合は、ガラスの失透性が高く
なると共に、鋳造成形が困難になり、２０％より多い場
合は、鋳造後の熱処理の際にガラスが軟化流動し、寸法
精度が悪くなる。

Ａ１２Ｏ３１０３が１０．１％より少ない場合は、均質
な鋳造物が得がたく、また結晶化工程においてアルミノ
ケイ酸塩結晶の粒子サイズが大きく析出状態が不均質に
なるため審美性が損なわれる。２５％より多い場合は、
ガラスの溶融温度が上がり、鋳造成形が困難になる。

Ｒ２０即ちＬｉ２ｏ、　Ｎａ２Ｏ，に２０の３成分は、
ガラスを均一に溶解し易くすると同時にアパタイトなど
のリン酸カルシウム結晶以外の析出結晶、すなわち歯冠
としての審美性を損なわずに強度を上げる効果をもたら
すβ−石英固溶体やネフエリン等のアルミノケイ酸塩系
結晶を析出させる。しかしながら上記３成分の合量が１
２％より多い場合は、ガラスの耐久性が悪くなり、０．
５％より少ない場合は、ガラスが失透しやすくまたアル
ミノケイ酸塩系結晶が析出しにくくなる。

ＴｉＯ□は、析出結晶の粒子サイズを小さくすることに
よって鋳造後の結晶化工程において材料を半透光に優れ
たものにするための成分で、０．５％より少ない場合は
、析出結晶の粒子サイズが大きくなりすぎて半透光性が
失われる。また、ＴｉＯ２が１５％、Ｚ「０２が１０％
より多い場合は、ガラスの結晶化が強くなりすぎて真白
な結晶体となり半透光性結晶化ガラスを得ることができ
ない。

また本発明は着色剤としてＣｅＯ２，ＭｏＯ２，Ｎａ２
ｏ、　。

Ｖ　２Ｄ　５、センイ金属酸化物及び貴金属の酸化物、
■金属のハロゲン化物、貴歌属の塩から選ばれた１種ま
たは２種以上を音量で０．０１〜５％添加してなること
を特徴とするが、その添加量が０，０１％より少ない場
合は、所望の色調を得ることができず、５？６より多い
場合は色ｊ４が濃くなりすぎる。

実施例 以下実施例により本発明を説明する。

次表は、本発明のガラス組成と生体歯牙のエナメル質及
びそれらの曲げ強度、ヌープ硬度を示したものである。

以下余白 実施例の表のガラス材料は、次のように調製した。

実施例のガラス組成になるように調合したバッチを酸化
物、塩化物、炭酸塩、弗化物などの原料を用いて調製し
、これらを白金るつぼに入れ、電気炉中で１３００〜１
５００℃で２時間溶融した後、通常のロストワックス法
を用いて次のように鋳造した。

即ち用意した原型に溶融したパラフィンを流し込み、パ
ラフィンを硬化させ、ワックス模型を作製し、該ワック
ス模型にガラスを導くためのパラフィンのスプール線を
溶着して後、燐酸塩系又はクリストバライト系埋没材に
埋没した。埋没材が硬化した後、徐々に１２０〜１５０
℃まで昇温しでワックス模型及びスプール線を焼却して
後、徐々に昇温しで７００〜８００℃で継留することに
よって鋳型を作製した。一方、均一溶融された小さなブ
ロックを１３００〜１５００℃に再溶融したガラス融液
を該鋳造型の上面に注ぎ、遠心鋳造機を用いて鋳造を完
成した。さらに本発明のガラスを前記のように溶融した
後、ブロック状に成形し、この成形物を５Ｘ５Ｘ３０＋
ｅａ＋の角柱に光学研磨して曲げ強度、ヌープ硬度を測
定した。

鋳造したガラス体は、鋳型からはずして結晶化するため
ガラス組成によっては、少々ガラス体の軟化変形が結晶
化工程で起こり、寸法精度を悪くするので、この様なと
きは軟化変形がおきない様に＾１２Ｏ３１０３やＺｒＯ
□などのガラス体と不活性である粉末をガラス体内面（
歯冠でいう内面）に充填１−で結晶化工程に洪する必要
がある。結晶化は６０〜ｂ で３０〜１２０分保持することで、アバタイｌ−結晶ま
たはβ−トリカルシウムホスフェートなどのリン酸カル
シウム結晶等を析出する審美性に優れた半透明の結晶化
ガラスを得ることができた。

また試料Ｎ（Ｌ４のガラス組成に１％のＣｅＯ□を添加
して、１５００℃で２時間溶融した後、ロストワックス
法で鋳造し、９５０℃で１時間結晶化を行なったところ
、アパタイト、ネフェリン結晶が析出し、黄色を帯びた
半透明の生体歯牙の外観に近似した結晶化ガラスが得ら
れた。

発明の効果 以上のように本発明のリン酸カルシウム系結晶化ガラス
は、生体歯牙と色調がよく、生体親和性に優れ、ｇＪ造
によって製造可能であるため寸法精度の高い人工歯、と
くに歯質の充填・補綴を行うことができる人工歯科材料
を安価に生産することができる。

特許出願人　　日本電気硝子株式会社 代表者　岸１）清作

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％でＰ＿２Ｏ＿５　５〜３０％、ＣａＯ　１
   ２〜４０％、ＳｉＯ＿２　２０〜５５％、ＭｇＯ　４〜
   ２０％、Ａｌ＿２Ｏ＿３　１０．１〜２５％、Ｒ＿２Ｏ
   （ＲはＬｉ、ＮａまたはＫ）　０．５〜１２％、ＴｉＯ
   ＿２　０．５〜１５％、ＺｒＯ＿２　０〜１０％の組成
   を有し、リン酸カルシウム系結晶を析出することを特徴
   とする審美性に優れた歯科材料用結晶化ガラス。
2. （２）重量％でＰ＿２Ｏ＿５　５〜３０％、ＣａＯ　１
   ２〜４０％、ＳｉＯ＿２　２０〜５５％、ＭｇＯ　４〜
   ２０％、Ａｌ＿２Ｏ＿３　１０．１〜２５％、Ｒ＿２Ｏ
   （ＲはＬｉ、ＮａまたはＫ）　０．５〜１２％、ＴｉＯ
   ＿２　０．５〜１５％、ＺｒＯ＿２　０〜１０％の組成
   を有するガラス原料を溶融し、鋳型内に注入して成形し
   た後、鋳型から取り出して加熱処理することによってリ
   ン酸カルシウム系結晶を析出することを特徴とする審美
   性に優れた歯科材料用結晶化ガラスの製造方法。
3. （３）着色剤としてＣｅＯ＿２、ＭｎＯ＿２、Ｎｄ＿２
   Ｏ＿３、Ｖ＿２Ｏ＿５、センイ金属酸化物及び貴金属の
   酸化物、貴金属のハロゲン化物、貴金属の塩から選ばれ
   た１種または２種以上を合量で０．０１〜５％添加して
   なる特許請求の範囲第１項及び第２項記載の審美性に優
   れた歯科材料用結晶化ガラスおよびその製造方法。
4. （４）加熱処理した後、上薬を施してなる特許請求の範
   囲第２項記載の審美性に優れた歯科材料用結晶化ガラス
   の製造方法。